JP2014179298A - 電源モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】 蓄電素子の内圧上昇に起因する筐体又は蓄電素子の不具合を低減する。
【解決手段】 複数の単電池３１を有する組電池３０と、組電池３０を収納する筐体２０と備え、筐体２０は、組電池３０の側面の周囲を取り囲む壁部２１、２２及び２３を有するとともに、組電池３０の両端面と連通する一対の開口２０ｘ、２０ｙが形成されており、壁部２１は、一対の開口２０ｘ、２０ｙ同士を繋ぐように形成された凹溝２１ａを有し、一対の開口２０ｘ、２０ｙに沿った方向の断面において、凹溝２１ａは壁部２１の他の部分に対して屈曲又は湾曲している、電源モジュール１。
【選択図】 図１

Description

本発明は、蓄電素子を筐体に収納してなる電源モジュールに関する。

二次電池は、一次電池の置きかえ用途はもとより、携帯電話、ＩＴ機器などの電子機器の電源として広く普及している。とりわけ、リチウムイオン電池に代表される非水電解質二次電池は、高エネルギー密度であることから、電気自動車や産業用大型電気機器への応用も進められており、この場合、更なる高電圧を得るために、複数の非水電解質二次電池（以下、単電池と称する）を組み合わせた電源モジュールを構成することも行われている。

電源モジュールは、複数の単電池を、電極端子を有する側の端面を揃えて配列してなる組電池と、組電池を収納する筐体とから構成され（例えば、特許文献１を参照）、単電池それぞれの電極端子同士を適宜接続することにより、１個の電源として所望の電力を得られるようにしている。

特開２００２−１３４０７８号公報

上述したような従来の技術による電源モジュールにおいては、以下のような問題があった。

すなわち、電源モジュールにおいて、筐体は、組電池の側面全体を取り囲む開口箱又は筒状の形状を有するが、充電時には、組電池を構成する各単電池は電解液の分解等により内圧が上昇する。

この場合、内圧により単電池のケースが膨張し、筐体は内側から圧迫されることとなり、強度が不十分であれば、筐体に損傷が生ずることとなる。一方で筐体の強度が過大であれば、単電池はケースが圧迫された状態で内圧が上昇することとなり、その結果、安全弁が開放されてしまう。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、蓄電素子の内圧上昇に起因する筐体又は蓄電素子の不具合を低減する電源モジュールを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の第１の側面は、
蓄電素子と、
前記蓄電素子を収納する筐体とを備え、
前記筐体は、
前記蓄電素子の側面を取り囲む壁部と、前記壁部に形成されて前記蓄電素子の変形時にその変形を吸収するバッファ部とを有している、
電源モジュールである。

又、本発明の第２の側面は、
前記筐体はその両端に、前記蓄電素子の両端面とそれぞれ連通する開口を有し、前記バッファ部は、前記一方の開口から前記他方の開口に向かう方向に沿って前記壁部に形成されている、
本発明の第１の側面の電源モジュールである。

又、本発明の第３の側面は、
前記壁部の、前記開口に沿った方向の断面において、前記バッファ部は前記壁部の他の部分に対して屈曲又は湾曲している、
本発明の第２の側面の電源モジュールである。

又、本発明の第４の側面は、
配列された複数の前記蓄電素子を有し、
前記バッファ部は、隣接する蓄電素子それぞれの最も変形し易い部位の間の領域に対応する位置に設けられている、
本発明の第１から第３のいずれかの側面の電源モジュールである。

又、本発明の第５の側面は、
前記バッファ部は、隣接する前記蓄電素子の間に対応する位置に設けられている、
本発明の第４の側面の電源モジュールである。

又、本発明の第６の側面は、
前記バッファ部は、前記蓄電素子の最も変形し易い部位に対応する位置に設けられている、
本発明の第１から第３のいずれかの側面の電源モジュールである。

又、本発明の第７の側面は、
前記蓄電素子は、外形六面体の形状を有するものであって、
前記バッファ部は、前記蓄電素子の各面の中央に対応する位置のいずれかに設けられている、
本発明の第６の側面の電源モジュールである。

又、本発明の第８の側面は、
前記バッファ部は、前記壁部の表面において凹溝として現れ、前記壁部の裏面において稜線として現れるものである、
本発明の第１から第７のいずれかの側面の電源モジュールである。

又、本発明の第９の側面は、
前記バッファ部の前記断面における形状はＵ字型である、
本発明の第８の側面の電源モジュールである。

又、本発明の第１０の側面は、
前記バッファ部は複数設けられている、
本発明の第１から第９のいずれかの側面の電源モジュールである。

又、本発明の第１１の側面は、
配列された複数の前記蓄電素子を有し、
前記バッファ部の屈曲又は湾曲の程度は、
配列された複数の前記蓄電素子のそれぞれの境界のうち、中央寄りにあるものがもっとも大きく、配列の端に寄るにしたがって小さくなっている、
本発明の第１０の側面の電源モジュールである。

又、本発明の第１２の側面は、
配列された複数の前記蓄電素子を有し、
配列された複数の前記蓄電素子は、鉛直方向に積層されたものであって、
前記バッファ部の屈曲又は湾曲の程度は、
配列された複数の前記蓄電素子のそれぞれの境界のうち、鉛直下方にあるものが小さく、鉛直上方に向かうにしたがって大きくなっている、
本発明の第１０の側面の電源モジュールである。

又、本発明の第１３の側面は、
前記壁部は単数又は複数の帯状の部材から構成された外形多角形状の部材であって、
前記バッファ部は、前記部材の結合箇所が位置する辺とは異なる辺上に設けられている、
本発明の第１から第１２のいずれかの側面の電源モジュールである。

以上のような本発明によれば、電源モジュールにおいて、蓄電素子の内圧上昇に起因する筐体又は蓄電素子の不具合を低減することが可能になるという効果を有する。

本発明の実施の形態１に係る電源モジュールの構成を示す分解斜視図 本発明の実施の形態１に係る電源モジュールの構成を示す斜視図 本発明の実施の形態１に係る電源モジュールの構成を示す要部断面図 本発明の実施の形態１の比較例に係る電源モジュールの作用効果を説明するための図 本発明の実施の形態１に係る電源モジュールの作用効果を説明するための図 本発明の実施の形態１に係る電源モジュールの他の構成例を示す要部断面図 本発明の実施の形態２に係る電源モジュールの構成を示す斜視図 本発明の実施の形態３に係る電源モジュールの構成を示す要部断面図 本発明の実施の形態４に係る電源モジュールの構成を示す要部断面図 本発明の実施の形態に係る電源モジュールの他の構成例を示す要部拡大図

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）

図１は、本発明の実施の形態に係る電源モジュール１の構成を示す正面側から見た分解斜視図であり、図２は、背面側から見た斜視図である。

図１及び図２に示すように、本実施の形態の電源モジュール１は、主に、組電池３０と、組電池３０を収納する筐体２０とから構成される。

筐体２０は、スチール等の金属製の帯状の平板を屈曲させてなる帯部材２０ａ及び２０ｂから構成された外形角筒状の部材である。筐体２０は正面側における矩形の開口２０ｘ及び背面側において筐体２０ｘと同一形状の開口２０ｙをそれぞれ有し、開口２０ｘの長辺に沿って延伸する一対の側壁の一方である壁部２１を天井、他方である壁部２３を底面とし、開口２０ｘの短辺に沿って延伸する一対の壁部２２が、底面に対して直立する側壁になるよう載置され、これら壁部に囲まれた空間内に組電池３０を配置している。

又、筐体２０の天井となる壁部２１には、開口２０ｘから開口２０ｙを繋ぐように形成された凹溝２１ａが設けられている。凹溝２１ａは、開口２０ｘから開口２０ｙに向かう方向に沿って壁部２１に形成されていればよい。凹溝２１ａが開口２０ｘから開口２０ｙを繋ぐように形成されていることは、凹溝２１ａによる変形吸収効果が高まるので好ましい。凹溝２１ａの構成については後に詳述する。

又、筐体２０において、帯部材２０ａと２０ｂとは壁部２２に位置する継目２０ｃ１にて、中継部２０ｃを介した圧着、溶接等の周知の技術的手段により接合されている。なお、中継部２０ｃは帯部材２０ａ又は２０ｂから連続して一体的に形成された部材であってもよいし、これら帯部材とは独立した部材であってもよい。

更に、開口２０ｘは後述する蓋部１０により封止され、筐体２０の背面には、壁部２１と壁部２３との間に張り渡された一対の梁部２４が設けられている。これら部材により組電池３０は筐体２０に固定的に収納される。

組電池３０は、アルミニウム又はアルミニウム合金等の金属製の外装を有する外形六面体の単電池３１を、横２行縦４列にスタックした構成を有する。単電池３１は、正負それぞれの電極端子３１ａ１が設けられた外形矩形の上面３１ａ並びに底面３１ｂ、上面３１ａの長辺側に連なる一対の側面である主面３１ｃ、上面３１ａの短辺側に連なる一対の側面である側面３１ｄを有する。

したがって、単電池３１は、上面３１ａ及び底面３１ｂを一対の底面、主面３１ｃ及び側面３１ｄを側面として有する角柱と見ることができ、筐体２０内においては、言わば横倒し状態となって、それぞれの主面３１ｃ同士、側面３１ｄが対向して、マトリックス状に配列されている。

又、図３の、筐体２０のみを断面図とする要部断面図に示すように、組電池３０内において、積層された単電池３１の主面３１ｃ同士の間及び単電池３１の主面３１ｃと筐体２０の壁部２１及び２３のそれぞれとの間には、例えばシリコーンゴム製の弾性部材であるスペーサ４１がそれぞれ挿入されている。同様に、並列して隣接する単電池３１の側面３１ｄ同士の間にはスペーサ４２が挿入される。更に図２に示すように、梁部２４と単電池３１の底面３１ｂとの間にはスペーサ４３が挿入される。

これらスペーサが単電池３１及び筐体２０の寸法公差を吸収することにより組電池３０全体がすき間無く筐体２０内に固定される。又、スペーサ４１は筐体２０と組電池３０とが直接当接することを防ぐ役割をも果たす。

蓋部１０は、樹脂製又は金属製の部材であって、開口２０ｘに対応した平面形状を有し、組電池３０を収納した状態で開口２０ｘをネジ止め等の周知の技術手段（図示省略）により封止するための部材である。蓋部１０は、基材となる蓋部材１０ａの主面上に開口１１ａ〜１１ｃが設けられており、図１に示すように、組電池３０のそれぞれの単電池３１の電極端子３１ａ１は、これらの開口１１ａ〜１１ｃを介して外に露出している。

又、蓋部１０の表面において、電極端子３１ａ１同士は、バスバー等の接続用の導電性部材（図示省略）によりそれぞれ電気的に接続され、全体として高電圧の組電池を形成する。更に、蓋部１０の表面には、組電池３０に対する充放電を管理するための管理回路、リレー回路等を含めた電子デバイス（図示省略）が実装される。

以上の構成において、筐体２０は本発明の筐体に相当する。又、壁部２１、２２及び２３は本発明の壁部に相当し、凹溝２１ａは本発明のバッファ部に相当する。

以上のような構成を備えた本実施の形態１の電源モジュール１は、筐体２０において、壁部２１に形成された凹溝２１ａを備えたことを特徴とする。

図１〜図３に示すように、凹溝２１ａは、組電池３０において、並列された２行の単電池３１の間に正対するよう、正面又は背面から見て壁部２１の中央であって、枠体２４と干渉しない位置に設けられている。

又、凹溝２１ａは壁部２１を表面から裏面に渡って変形させることにより、開口２０ｘから２０ｙまで至るまで、断面形状においてＵ字状を有する。換言すれば、凹溝２１ａは筐体２０の表面においては凹溝として現れ、組電池３０との対向面においては他の部分より突出した、丸みをもった稜線として現れる。これにより、壁部２１は、長手方向において一様な撓みを有することとなり、対向面である壁部２３に対して、撓み分だけ全長が長く形成されている。

次に、図４及び図５の各要部断面図を併せて参照して、さらに詳細に説明する。ただし、図４は、本実施の形態の筐体２０との比較例として、天井側に一様な平板状の壁部１２１を有すること以外は筐体２０と同一構成の筐体１２０を有する電源モジュール１００の要部断面図である。

図４に示すように、電源モジュール１００においては、過充放電等により単電池３１の内圧が上昇すると、単電池３１は最も表面積の大きい主面３１ｃの中央部分Ｃが突出するように変形する。これにより、組電池３０は全体として、主に直立した壁部２２の延伸方向に沿って膨張し、特に天井と底面を形成する壁部１２１及び２３に対して大きな応力を与えることとなり、筐体１２０又は組電池３０の不具合の原因となっている。

これに対し、本実施の形態１の電源モジュール１においては、図５に示すように、組電池３０が従来例同様に壁部２２の延伸方向に沿って膨張した際、筐体２０において、凹溝２１ａは壁部２１に働く応力により、図中矢印Ｓにて示すように、断面Ｕ字の両端が互いに離隔する向きに引っ張られることで扁平に変形する。壁部２１の全長は、この凹溝２１ａの変形分だけ拡張されることとなり、ひいては筐体２０の内径が拡大される。

更に、筐体２０は、凹溝２１ａの変形に伴う壁部２１の拡張によって、上下方向、即ち壁部２２の延伸方向に沿った向きの変形が抑制されることとなる。

このように、本実施の形態１の電源モジュール１においては、凹溝２１ａを設けたことにより、単電池３１の内圧変化に起因する組電池３０の変形に対応して、筐体２０が、方向及び量が抑制された変形を生じる。これにより、筐体２０に加えられる応力を緩和しつつ、組電池３０を構成する単電池３１の内圧上昇を抑制して、筐体２０又は組電池３０の不具合を低減することが可能となる。

なお、上記の説明においては、凹溝２１ａとしての本発明のバッファ部は、組電池３０において、並列された２行の単電池３１の間に正対するよう、正面又は背面から見て壁部２１の中央に設けるものとしたが、本発明は、筐体の一部を撓ませてなるバッファ部を設け、このバッファ部の変形を利用して、筐体全体の変形の方向及び量を抑制させるものである。

したがって、凹溝２１ａの変形は、壁部２１を面方向に拡張させるように断面Ｕ字の両端が互いに離隔する向きに応力を働かせることができればよく、凹溝２１ａの位置は上記の説明に限定されるものではない。すなわち、凹溝２１ａの位置は、図５に示す、並列された一対の単電池３１の、それぞれの最も変形の大きくなる中央部分Ｃの間の領域であれば任意の箇所に定めることができる。

しかしながら、並列された２行の単電池３１の間は、図３に示すように、隣接する単電池３１の、主面３１ｃと側面３１ｄとがなす稜Ｒ及び壁部２１により形成される空隙が大きくなる位置であり、凹溝２１ａをより大きく形成することが可能となるため、本発明の効果を最も効果的に奏することができ、好適である。

又、上記の説明においては、本発明のバッファ部は、凹溝２１ａとして筐体２０の天井側である壁部２１に設けるものとしたが、図６に示すように、筐体２０の底面側である壁部２３に凹溝２３ａとして更に設けるようにしてもよい。電源モジュール１における組電池３０は単電池３１を上下方向において対称にレイアウトしており、壁部２３の変形も壁部２１と同様の傾向を有するため、筐体２０の変形の方向及び量を更に効果的に抑制することが可能となる。又、この場合においては、蓋部１０を鉛直上方にレイアウトした態様とすることが望ましい。
（実施の形態２）

本発明の実施の形態２に係る電源モジュールは、壁部２１上における凹溝２１ａの位置を異ならせたことを特徴とする。

図７は、図２と同様、筐体２０の上面２１側における本実施の形態２の電源モジュール２の斜視図である。以下、図７を参照して説明を行う。ただし、実施の形態１と同一又は相当する部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。以下の各実施の形態も同様である。

本実施の形態２の電源モジュール２は、筐体２０の壁部２１における凹溝２１ａの位置を、個々の単電池３１の変形が最も大きくなる中央部分Ｃに正対するよう、正面又は背面から見て壁部２１の中央からシフトした位置に定めている。

なお、凹溝２１ｂは配置を除いて実施の形態１の凹溝２１ａと同一の態様を有する。又、背面の開口２０ｙを封止する枠体２５は、凹溝２１ｂに干渉しないよう、その間に配置する。

これは以下の効果を奏する。すなわち、実施の形態１にて説明したように、壁部２１において、組電池３０の膨張に起因する変形の程度が最も大きくなるのは、並列された２行の単電池３１の間に正対する部位であったが、直接的に応力が加えられるのは、単電池３１の内圧上昇による単電池３１の主面３１ｃの中央部分Ｃに正対する部位である。

本実施の形態２はこの点に着目し、壁部２１の、単電池３１の主面３１ｃの中央部分Ｃに正対する位置に直接凹溝２１ｂを設ける構成とした。これにより、凹溝２１ｂの変形は単電池３１の変形に直接対応してなされることとなり、組電池３０の膨張の初期段階において筐体２０の変形を抑制することが可能となる。更に、凹溝２１ｂを単電池３１毎に設けたことから、壁部２１の撓みの総計をより大きく取って、筐体２０の変形を量的にさらに抑制することが可能となる。

なお、上記の説明においては、並列された２行の単電池３１のそれぞれに正対する部位に複数の凹溝２１ｂを設けるものとしたが、少なくとも一つの単電池３１に対して設けるようにしてもよい。したがって、本実施の形態２は、横２行縦４列にスタックした組電池３０の他、単電池一つからなる構成又は横１行のみにスタックした組電池を有する構成に対しても適用することが可能となる。又、上記の説明においては、凹溝２１ｂは単電池３１において最も表面積の大きい主面３１ｃの中央に正対するように配置するものとしたが、単電池３１の内圧上昇時に最も変形が大きくなる場所に正対する場所であればよく、本発明の蓄電素子としての単電池の具体的な部位によって限定されるものではない。
（実施の形態３）

本発明の実施の形態３に係る電源モジュールは、筐体２０の側面である壁部２２にバッファ部としての凹溝を設けたことを特徴とする。

以下、図８の要部断面図を参照して説明を行う。

本実施の形態３の電源モジュール３は、筐体２０の側面の壁部２２において、組電池３０の、積層された４列の単電池３１の間に正対する位置にそれぞれ設けられた凹溝２２ａ及び２２ｂを有する。

凹溝２２ａ及び２２ｂは、壁部２２を４等分する３本の溝として形成され、その基本的な態様は実施の形態１、２と同様、開口２０ｘ及び２０ｙを繋ぐ一様な断面形状を有し、壁部２２に撓みを生じさせるものである。

更に、本実施の形態３は、４列の単電池３１の積層の中央部分に位置する凹溝２２ａと４列の単電池３１の積層の端寄りの部分に位置する凹溝２２ｂとの湾曲の程度を異ならせ、凹溝２２ａのほうが凹溝２２ｂよりも大きな曲面を有する構成としている。

これは以下の効果を奏する。すなわち、実施の形態１にて説明したのと同様、組電池３０の膨張に起因する変形の程度が最も大きくなるのは、４列の単電池３１の間に正対する部位であるが、積層された組電池３０の中央部分は廃熱の逃げ場が少なくなるため、組電池３０全体において最も熱が集中して、内圧上昇が最も大きくなる部位であると考えられる。

本実施の形態３はこの点に着目し、４列の単電池３１の積層の中央部分に位置する凹溝２２ａを大きな曲面とし、遠ざかるに従って凹溝の変形の程度をより小さくなる構成とした。これにより、単電池３１の変形が最も大きくなる部分について、組電池の膨張の初期段階から筐体２０の変形を抑制することが可能となる。

更に、凹溝２２ａ、２２ｂの変形の程度は組電池３０内における単電池３１の変形の程度に対応させたことにより、筐体２０の変形の方向を制御して、良好な形状を保持することが可能となる。更に、実施の形態２と同様、一つの壁部に対して複数の凹溝を設けたことにより、壁部２２全体の撓みの総計をより大きく取って、筐体２０の変形を量的にさらに抑制することが可能となる。

なお、上記の説明においては、積層された単電池３１のそれぞれの間に凹溝を設けるものとしたが、少なくとも一つ設けていれば良く、その場合は特に凹溝２２ａと同様、積層された組電池３０の中央部分に正対する位置に設けるのが好適である。
（実施の形態４）

本発明の実施の形態４に係る電源モジュールは、筐体２０の側面である壁部２２に設けた凹溝の大きさを、単電池の積層方向に沿って異ならせたことを特徴とする。

以下、図９の要部断面図を参照して説明を行う。

本実施の形態４の電源モジュール４は、筐体２０の側面の壁部２２において、組電池３０の積層された４列の単電池３１の間に正対する位置にそれぞれ設けられた凹溝２２ｃ１、２２ｃ２及び２２ｃ３を有する。

凹溝２２ｃ１、２２ｃ２及び２２ｃ３は、実施の形態３同様、壁部２２を４等分する３本の溝として形成されるが、更に、同一の壁部２２上にある全ての凹溝について湾曲の程度を異ならせ、４列の単電池３１の積層の底面寄り部分に位置する凹溝２２ｃ１を最少として、積層の上方にあるものほど下方のものに比べて大きな曲面を有する構成としている。

これは以下の効果を奏する。すなわち、実施の形態１にて説明したように、組電池３０は、筐体２０内においては、横倒し状態となって、鉛直方向に積層された態様を有するが、積層の下方に位置する単電池３１は、上方に重ねられた単電池３１の重量が加わることにより、内圧上昇に抗してケースの変形が小さくなり、その結果、筐体２０の変形に及ぼす影響が小さくなると考えられる。

本実施の形態４はこの点に着目し、４列の単電池３１の積層の鉛直下方に位置する凹溝２２ｃ１を小さな曲面とし、積層の上方に向かうに従って凹溝の変形の程度をより大きくなる構成とした。これにより、凹溝２２ｃ１〜２２ｃ３の変形の程度を筐体２０の変形の程度に対応させることができ、筐体２０の変形の方向を制御して良好な形状を保持することが可能となる。又、実施の形態２、３と同様、一つの壁部に対して複数の凹溝を設けたことにより、壁部２２全体の撓みの総計をより大きく取って、筐体２０の変形を量的にさらに抑制することが可能となる。

なお、上記の説明においては、積層された単電池３１のそれぞれの間に凹溝を設けるものとしたが、少なくとも２つ設けていればよく、鉛直方向に沿って断面形状の大小を異ならせれば、本発明の効果は奏する。

また、上記の発明においては、積層の上方にある凹溝ほど下方のものに比べて大きな曲面を有する構成としたが、積層の下方にある凹溝ほど上方にあるものに比べて大きな曲面を有する構成としてもよい。これは以下の効果を有する。積層の下方にある凹溝が大きな曲面を有していれば、底面である壁部２３の変形が抑制される。そのため、電源モジュールを電気自動車等の車両に搭載し、車両走行中に振動や揺動が電源モジュールに作用した際にも、電源モジュールの設置状態を安定に保つことができる。

以上のように、本発明の各実施の形態の電源モジュールによれば、筐体を構成する壁部に、その表面から裏面までを撓ませてなるバッファ部としての凹溝を設けた構成とすることにより、筐体に方向及び量が抑制された変形を生じさせることができる。これにより、筐体に加えられる応力を緩和しつつ、単電池又は組電池の内圧上昇を抑制して、筐体又は電池の不具合を低減することが可能となる。

しかしながら、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。

上記の説明においては、凹溝２１ａその他の凹溝は、壁部２１その他筐体２０の任意の壁部に、筐体２０の表面においては凹溝として現れ、組電池３０との対向面においては他の部分より突出した、丸みをもった稜線として現れるものとして説明を行ったが、本発明のバッファ部は、これに限定されるものではない。すなわち、バッファ部は、電池の周囲を取り囲む壁部において、当該壁部へ加わる応力に応じて伸びるように変形する撓みを構成するものであればよく、その具体的な形状によって限定されるものではない。

したがって、図１０（ａ）に示すように、筐体２０の壁部２１の表面において稜線として、組電池３０との対向面において凹溝として現れる稜線２１ｄのような態様を有するものであってもよい。

このようなバッファ部を、筐体の角に設けてもよい。

又、図１０（ｂ）に示すように、稜線２１ｅ１と凹溝２１ｅ２との組合せからなる態様としてもよい。特にこの構成を壁部全面に適用することにより、フィンとして機能させ、筐体２０に放熱効果を与えることも可能となる。

更に、図１０（ｃ）に示すように、断面形状がＶ字状の凹溝２１ｆとして実現してもよい。加工がより容易となり、生産性に優れた筐体を提供することが可能となる。

図示しないが、壁部に段差を形成し、それをバッファ部として機能させてもよい。壁部に薄肉部を形成し、それをバッファ部として機能させてもよい。

又、上記の説明においては、筐体２０は、金属製の帯状の平板を屈曲させてなる２つの帯部材２０ａ及び２０ｂを接合してなるものとしたが、単一又は３つ以上の帯部材を接合して構成されるものであってもよい。この場合において、凹溝の変形による壁部の変形の影響を接合箇所から遠ざけるため、同一の壁部において部材の接合箇所とバッファ部としての凹溝とが併存しないようにすることが望ましい。

この例として、実施の形態３及び４における筐体２０は、互いの継目２０ｃ１がそれぞれ天井側の壁部２１及び底面側の壁部２３に位置する帯部材２０ｃ及び２０ｄから構成されるものとしている。

又、上記の各実施の形態は、それぞれ独立したものとして示したが、各実施の形態の構成は、その全部又は一部の特徴を任意に組み合わせて実施してもよい。

又、上記の説明においては、本発明の蓄電素子は、リチウムイオン二次電池に代表される単電池であるとしたが、電気化学反応により充放電可能な電池であれば、ニッケル水素電池その他各種の二次電池を用いてもよい。又、一次電池であってもよい。さらに電気二重層キャパシタのように、電気を直接電荷として蓄積する方式の素子であってもよい。要するに、本発明の蓄電素子は電気を蓄積可能な素子であれば、その具体的な方式によって限定されるものではない。

又、上記の説明においては、筐体の外形は矩形であるとしたが、円形、多角形等任意の形状であってよく、筐体の底面形状もこれに対応した任意の形状であってよい。又、蓋部１０及び筐体２０は同種の金属製としたが、互いに異なる材質で製造されたものであってもよい。又、樹脂その他の材料により作成されたものであってもよい。

又、組電池３０を構成する単電池３１は金属製の外形六面体としたが、円筒形状等の形状であってもよい。又、組電池３０は８つの単電池３１から構成される、横２行縦４列のスタックであるとしたが、縦横共に任意の数の組合せからなるスタックであるとしてもよい。更に、本発明は単一の単電池のみを蓄電素子として備えた構成として実現してもよい。要するに、本発明の電源モジュールは、蓄電素子の、個数、形状その他の具体的な構成によって限定されるものではない。

又、筐体は、単電池又は組電池の外形に対応して、その周囲を取り囲む壁部を有するものであればよく、外形形状によって限定されるものではなく、円筒状、多角柱状その他任意の形状であってよい。

要するに、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲内であれば、以上説明したものを含め、上記実施の形態に種々の変更を加えたものとして実施してもよい。

以上のような本発明は、蓄電素子の内圧上昇に起因する筐体又は蓄電素子の不具合を低減することが可能になるという効果を有し、例えば二次電池を用いた電源モジュールにおいて有用である。

１ 電源モジュール
１０ 蓋部
１０ａ 蓋部材
１１ａ〜１１ｃ 開口
２０ 容器本体
２０ａ、２０ｂ 帯部材
２０ｃ 中継部
２０ｃ１ 継目
２０ｘ、２０ｙ 開口部
２１、２２、２３ 壁部
２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ１、２２ｃ２、２２ｃ３、２３ａ 凹溝
２４、２５ 枠体
３０ 組電池
３１ 単電池

Claims (13)

1. 蓄電素子と、
   前記蓄電素子を収納する筐体とを備え、
   前記筐体は、
   前記蓄電素子の側面を取り囲む壁部と、前記壁部に形成されて前記蓄電素子の変形時にその変形を吸収するバッファ部とを有している、
   電源モジュール。
2. 前記筐体はその両端に、前記蓄電素子の両端面とそれぞれ連通する開口を有し、前記バッファ部は、前記一方の開口から前記他方の開口に向かう方向に沿って前記壁部に形成されている、
   請求項１に記載の電源モジュール。
3. 前記壁部の、前記開口に沿った方向の断面において、前記バッファ部は前記壁部の他の部分に対して屈曲又は湾曲している、
   請求項２に記載の電源モジュール。
4. 配列された複数の前記蓄電素子を有し、
   前記バッファ部は、隣接する蓄電素子それぞれの最も変形し易い部位の間の領域に対応する位置に設けられている、
   請求項１から３のいずれかに記載の電源モジュール。
5. 前記バッファ部は、隣接する前記蓄電素子の間に対応する位置に設けられている、
   請求項４に記載の電源モジュール。
6. 前記バッファ部は、前記蓄電素子の最も変形し易い部位に対応する位置に設けられている、
   請求項１から３のいずれかに記載の電源モジュール。
7. 前記蓄電素子は、外形六面体の形状を有するものであって、
   前記バッファ部は、前記蓄電素子の各面の中央に対応する位置のいずれかに設けられている、
   請求項６に記載の電源モジュール。
8. 前記バッファ部は、前記壁部の表面において凹溝として現れ、前記壁部の裏面において稜線として現れるものである、
   請求項１から７のいずれかに記載の電源モジュール。
9. 前記バッファ部の前記断面における形状はＵ字型である、
   請求項８に記載の電源モジュール。
10. 前記バッファ部は複数設けられている、
    請求項１から９のいずれかに記載の電源モジュール。
11. 配列された複数の前記蓄電素子を有し、
    前記バッファ部の屈曲又は湾曲の程度は、
    配列された複数の前記蓄電素子のそれぞれの境界のうち、中央寄りにあるものがもっとも大きく、配列の端に寄るにしたがって小さくなっている、
    請求項１０に記載の電源モジュール。
12. 配列された複数の前記蓄電素子を有し、
    配列された複数の前記蓄電素子は、鉛直方向に積層されたものであって、
    前記バッファ部の屈曲又は湾曲の程度は、
    配列された複数の前記蓄電素子のそれぞれの境界のうち、鉛直下方にあるものが小さく、鉛直上方に向かうにしたがって大きくなっている、
    請求項１０に記載の電源モジュール。
13. 前記壁部は単数又は複数の帯状の部材から構成された外形多角形状の部材であって、
    前記バッファ部は、前記部材の結合箇所が位置する辺とは異なる辺上に設けられている、
    請求項１から１２のいずれかに記載の電源モジュール。

Images