JP2014186864A - 蓄電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電池セルの安全弁が万が一作動したとしても、回路モジュールに影響を与えることがない蓄電装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る蓄電装置は、第一方向に整列され、それぞれが該第一方向と直交する第二方向に安全弁を有する複数の蓄電素子と、回路モジュールとを備え、該回路モジュールは、第一方向と直交し且つ第二方向とは異なる第三方向において、複数の蓄電素子に跨って配置されている。
【選択図】図７

Description

本発明は、電池セル（単電池）やキャパシタなどの蓄電素子と、該蓄電素子を個別に監視する監視回路などの回路とを備える蓄電装置に関する。

この種の蓄電装置として、第一方向に整列される複数の蓄電素子と、該複数の蓄電素子を保持するフレームと、複数の蓄電素子に跨って電極端子側に配置されるセル監視回路モジュールとを備えたものが知られている（特許文献１，２）。

ところで、蓄電素子は、内部圧力異常時の対策として、開裂により内部圧力を開放させる安全弁を備えている。ただし、安全弁は、電極端子が設けられる蓋体に設けられることが多い（例えば特許文献３，４）。従って、万が一、安全弁が作動したとき、安全弁から排出されるガスにセル監視回路モジュールが暴露される等により、セル監視回路モジュールが損傷するおそれがある。

この種の問題は、電池セル及びセル監視回路に限られず、キャパシタ（電気二重層キャパシタ等）及び他の回路についても同様である。

特開２０１１−２１０７１０号公報 特開２０１０−２８２８１６号公報 特開２０１２−２１２５６９号公報 特開２０１２−１８２００８号公報

そこで、本発明は、安全弁が万が一作動したとしても、回路モジュールに影響を与えることがない蓄電装置を提供することを課題とする。

本発明に係る蓄電装置は、
第一方向に整列され、それぞれが該第一方向と直交する第二方向に安全弁を有する複数の蓄電素子と、
回路モジュールとを備え、
該回路モジュールは、第一方向と直交し且つ第二方向とは異なる第三方向において、複数の蓄電素子に跨って配置されている。

かかる構成によれば、回路モジュールと電池セルの安全弁とは、直交する配置関係となり、回路モジュールが安全弁から離れた箇所に配置される。そのため、安全弁が万が一作動したとしても、安全弁から排出されるガスにより回路モジュールが直接暴露されるおそれはない。

ここで、本発明に係る蓄電装置の一態様として、
回路モジュールは、複数の蓄電素子と第三方向にモジュール・素子間空隙を形成した状態で配置されている
ようにすることができる。

かかる構成によれば、モジュール・素子間空隙を通って冷媒を流すことができる。これにより、それぞれの蓄電素子が冷媒によって冷却される。このように、回路モジュールが複数の蓄電素子と第三方向にモジュール・素子間空隙を形成した状態で配置されることで、冷媒の流路を確保しつつ、回路モジュールを配置することができる。

この場合、
複数の蓄電素子は、隣の蓄電素子と第一方向に素子間空隙を形成した状態で配置されている
ようにすることができる。

かかる構成によれば、モジュール・素子間空隙から素子間空隙を通って冷媒を流すことができる。これにより、それぞれの蓄電素子が冷媒によって冷却される。このように、回路モジュールが複数の蓄電素子と第三方向にモジュール・素子間空隙を形成した状態で配置されることで、冷媒の流路を確保しつつ、回路モジュールを配置することができる。

そして、本発明に係る蓄電装置によれば、
回路モジュールは、複数の蓄電素子の第一方向における一端から他端に跨って配置されている
ようにすることができる。

かかる構成によれば、複数の蓄電装置が第一方向に整列されると、モジュール・素子間空隙同士が繋がり、一つの長尺なモジュール・素子間空隙が形成される。高電圧が必要な場合、蓄電装置が複数連結されるが、かかる構成によれば、蓄電装置の数に関わらず、冷媒の流路を簡単に構成することができる。

また、本発明に係る蓄電装置の他態様として、
複数の蓄電素子を保持するフレームをさらに備え、
該フレームは、複数の蓄電素子と回路モジュールとの間に介在し、複数の蓄電素子と回路モジュールとの間にモジュール・素子間空隙を形成している
ようにすることができる。

かかる構成によれば、回路モジュールがフレームに当接すると、複数の蓄電素子と回路モジュールとの間にモジュール・素子間空隙が形成される。回路モジュールは、フレームによってそれ以上、蓄電素子側に変位できない。そのため、モジュール・素子間空隙は適切に維持される。

また、本発明に係る蓄電装置の別の態様として、
複数の蓄電素子のそれぞれは、第三方向とは異なる方向に電極端子を有し、
該電極端子又は該電極端子に電気的に接続される導体と回路モジュールとは、フレキシブルプリント基板を介して電気的に接続されている
ようにすることができる。

かかる構成によれば、回路モジュールが電極端子から離れた箇所であって異なる角度面に配置されても、電極端子又は該電極端子に電気的に接続される導体にフレキシブルプリント基板を円滑に接続することができる。

以上のように、本発明によれば、回路モジュールと電池セルの安全弁とは、直交する配置関係となり、回路モジュールが安全弁から離れた箇所に配置される。そのため、安全弁が万が一作動したとしても、安全弁から排出されるガスにより回路モジュールが直接暴露されるおそれはない。従って、安全弁が万が一作動したとしても、回路モジュールに影響を与えることがない。

図１は、本実施形態である電池モジュールの斜視図である。 図２は、同電池モジュールの分解斜視図である。 図３は、電池セルの斜視図を示す。 図４（ａ）は、電池セルを複数並べた状態の正面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）の正面断面図、図４（ｃ）は、図４（ｂ）の４Ｃ部の拡大図、図４（ｄ）は、図４（ｂ）の４Ｄ部の拡大図、である。 図５は、セル監視回路モジュールのセル監視回路及びハーネスの斜視図である。 図６（ａ）は、セル監視回路モジュールの回路ケースのケース本体の正面図、図６（ｂ）は、図６（ａ）の側面断面図、である。 図７は、電池モジュールの、エンドプレート、セル監視回路モジュールの回路ケースの蓋板及び上蓋を除いた状態の斜視図である。 図８は、電池モジュールの、エンドプレート及び上蓋を除いた状態の側面図である。 図９（ａ）は、電池モジュールの、エンドプレートを取り付けた状態の側面図、図９（ｂ）は、図９（ａ）の反対側から見た側面図、である。 図１０は、中蓋の斜視図である。 図１１は、バスバー及びセル監視回路モジュールのハーネスの接点の斜視図である。 図１２は、電池モジュールを複数並べた状態の斜視図である。 図１３は、他実施形態に係る中蓋を下側から見た斜視図である。 図１４は、別の実施形態に係る中蓋の斜視図である。 図１５は、同中蓋を用いた別の実施形態に係る電池モジュールを複数並べた状態の斜視図である。 図１６は、さらに別の実施形態に係る電池モジュールの斜視図である。

以下、本発明に係る蓄電装置の一実施形態である電池モジュールについて、図面を参酌しつつ説明する。

図１及び図２に示すように、電池モジュール１は、第一方向に整列される複数の電池セル３と、複数の電池セル３を保持してパッケージ化するフレーム５と、複数の電池セル３の電圧、電流又は温度の少なくとも一つを電池セル３毎に監視するセル監視回路（ＣＭＵ：Cell Monitor Unit）モジュール７とを備えている。

なお、以下においては、便宜上、第一方向をＸ方向（各図に示された直交軸のうちのＸ軸方向）といい、第一方向と直交する第二方向をＺ方向（各図に示された直交軸のうちのＺ軸方向）といい、第一方向及び第二方向と直交する第三方向をＹ方向（各図に示された直交軸のうちのＹ軸方向）という。各図においては、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向のそれぞれ一方側に対し、Ｘ、Ｙ、Ｚの記号を付している。なお、Ｚ方向が鉛直方向に置かれた場合、Ｚ方向は上下方向となり、Ｙ方向は左右方向、Ｘ方向は前後方向となる。

電池セル３は、図３に示すように、開口部を有するケース本体３１と、該ケース本体３１の開口部を塞いで密閉する蓋体３２とで構成されるケース３０を備えている。ケース３０内には、互いに絶縁された正極板と負極板とを含む電極体（図示せず）が収容されている。電池セル３は、Ｘ方向に扁平な角形電池である。電池セル３は、正負極一対の電極端子３３及び安全弁３４を備えている。正負極一対の電極端子３３は、蓋体３２のＹ方向における両端部に配置され、安全弁３４は、正負極一対の電極端子３３間、すなわち、蓋体３２のＹ方向における中央部に形成されている。

電池セル３は、ケース本体３１のＹ方向における側面（短側面）に連結部材５１を備えている。連結部材５１のＸ方向における幅は、ケース本体３１のＹ方向における側面のＸ方向における幅よりも僅かに大きい。連結部材５１は、ブロック形状（角体形状）を有している。連結部材５１は、ケース本体３１のＹ方向における両側面のそれぞれにおいて、Ｚ方向に間隔を有して一対設けられている。具体的には、一方の連結部材５１は、ケース本体３１のＺ方向における一端部（ケース本体３１の開口部側）に配置され、他方の連結部材５１は、ケース本体３１のＺ方向における他端部（底部側）に配置されている。

連結部材５１は、ケース本体３１と一体化されている。一体化の手段は特に限定されないが、射出成形が好ましい。射出成形である場合には、ケース本体３１のＹ方向における側面の表面に微小な凹凸が形成されることで、金属製のケース本体３１に射出成形された連結部材５１の樹脂が接着しやすくする。連結部材５１は、Ｘ方向に沿って連結部材５１を貫通する貫通孔５１ａを備えている。

複数の電池セル３は、極性が交互に反対となるようにＸ方向に整列された状態で、図１及び図２に示すように、Ｘ方向において両端に位置する二つの電池セル３のうち、一方の電池セル３（以下、「一端にある電池セル」という）に対向する一方のエンドプレート５２と、他方の電池セル３（以下、「他端にある電池セル」という）に対向する他方のエンドプレート５２とに挟まれる。エンドプレート５２は、連結部材５１の貫通孔５１ａに対応して貫通孔５２ａを備えている。一方のエンドプレート５２の貫通孔５２ａ、Ｘ方向に一列に繋がった複数の連結部材５１の貫通孔５１ａ、他方のエンドプレート５２の貫通孔５２ａには、締結ロッド５３が挿通され、複数の電池セル３は、一対のエンドプレート５２に挟まれた状態で締結され、一体化される。締結ロッド５３は、例えば、一端部に頭部５３ａを有し、少なくとも他端部に雄ねじ（図示しない）が形成された長尺なボルトであり、雄ねじにナット（図示しない）が螺合することで、複数の電池セル３は、一対のエンドプレート５２に挟まれた状態で締結され、一体化される。

このように、複数の電池セル３のそれぞれがＺ方向における一端部（ケース本体３１の開口部側）に有する複数の連結部材５１がＸ方向に一列に繋がった第一のフレーム要素５０と、複数の電池セル３のそれぞれがＺ方向における他端部（ケース本体３１の底部側）に有する複数の連結部材５１がＸ方向に一列に繋がった第二のフレーム要素５０であって、第一のフレーム要素５０とＺ方向に間隔を有して配置される第二のフレーム要素５０と、複数の電池セル３のＸ方向における両側に配置される一対のエンドプレート５２と、締結ロッド５３とで、複数の電池セル３を保持するフレーム５が構成される。なお、本実施形態では、ケース本体３１のＺ方向における一端部及び他端部のそれぞれの連結部材５１がケース本体３１のＹ方向における両側面に設けられることに伴い、第一及び第二のフレーム要素５０は、ケース本体３１のＹ方向における一方側と他方側とにそれぞれ設けられている。すなわち、本実施形態では、フレーム５は、一対の第一のフレーム要素５０と、一対の第二のフレーム要素５０と、一対のエンドプレート５２と、複数本の締結ロッド５３とを備えている。

ここで、上述のとおり、連結部材５１のＸ方向における幅は、ケース本体３１のＹ方向における側面のＸ方向における幅よりも僅かに大きい。そのため、図４に示すように、隣り合う電池セル３間には、素子間空隙としての第一の空隙Ａが形成される。なお、電池セル３のケース３０のＺ方向における一端部側及び他端部側には、電池セル３の空隙を埋めるための封止部材９が設けられる。従って、第一の空隙Ａは、Ｚ方向における両端部が封止され（閉じられ）、Ｙ方向にのみ貫通する空間となっている。第一の空隙Ａは、一端にある電池セル３と一方のエンドプレート５２との間、他端にある電池セル３と他方のエンドプレート５２との間にも形成されている。これにより、複数の電池セル３のそれぞれのケース本体３１のＸ方向における側面（長側面）は、第一の空隙Ａに面している。

隣り合う電池セル３の電極端子３３にはバスバー３５が取り付けられる。その上で、電極端子３３にはナット３６が螺合される。これにより、複数の電池セル３は、電気的に接続され、一つの電池を構成する。なお、一端にある電池セル３の一方の電極端子（正極の電極端子）３３には、正極の外部端子３７が取り付けられ、他端にある電池セル３の一方の電極端子（負極の電極端子）３３には、負極の外部端子３７が取り付けられている。

セル監視回路モジュール７は、図２、図５〜図７に示すように、セル監視回路７０と、該セル監視回路７０を収容する回路ケース７２とを備えている。セル監視回路モジュール７は、電池セル３の安全弁３４と重ならないよう、複数の電池セル３に対し、Ｙ方向に配置されている。セル監視回路モジュール７は、複数の電池セル３のＹ方向における両側に配置されている。具体的には、一方のセル監視回路モジュール７は、複数の電池セル３のＹ方向における一方側の側面と対向して配置され、他方のセル監視回路モジュール７は、複数の電池セル３のＹ方向における他方側の側面と対向して配置されている。ただし、いずれかの一方のセル監視回路モジュール７は、回路ケース７２内にセル監視回路７０が収容されていないダミー（単なる遮蔽体）であってもよい。あるいは、いずれか一方のセル監視回路モジュール７はなくてもよい。

セル監視回路７０は、複数の電池セル３のそれぞれの電極端子３３又は複数のバスバー３５のそれぞれに接続されるハーネス７１を備えている。セル監視回路モジュール７が電池セル３のＹ方向に配置されるのに対し、電池セル３の安全弁３４はＺ方向に位置し、これにより、セル監視回路モジュール７と電池セル３の安全弁３４とは、直交する配置関係にある。そのため、ハーネス７１として、柔軟性を有するフレキシブルプリント基板が用いられている。フレキシブルプリント基板には、複数の電池セル３のそれぞれの電極端子３３又は複数のバスバー３５のそれぞれに向けた複数の配線が形成されており、ハーネス７１は、複数の電池セル３のそれぞれの電極端子３３又は複数のバスバー３５のそれぞれに対する複数の接点７１ａを有している。

ハーネス７１は、複数の電池セル３のＹ方向における一方側のそれぞれの電極端子３３又は複数のバスバー３５のそれぞれに対応した第一の接点群７１ｂと、複数の電池セル３のＹ方向における他方側のそれぞれの電極端子３３又は複数のバスバー３５のそれぞれに対応した第二の接点群７１ｃとを備えている。ハーネス７１は、枠状部７１ｄと、該枠状部７１ｄとセル監視回路７０とを繋ぐ連絡部７１ｅと、枠状部７１ｄの一部のそれぞれ離間した箇所から突出する第一の接点群７１ｂと、枠状部７１ｄの他部のそれぞれ離間した箇所から突出する第二の接点群７１ｃとを備えている。本実施形態では、枠状部７１ｄは、四角形状、より詳しくは、長方形状である。連絡部７１ｅは、枠状部７１ｄの一辺に接続されている。第一の接点群７１ｂは、当該一辺から突出している。第二の接点群７１ｃは、当該一辺と対向する他辺から突出している。

回路ケース７２は、開口部を有するケース本体７３と、該ケース本体７３の開口部を塞いで密閉する蓋体７４とを備えている。

ケース本体７３は、底板部７３０と、該底板部７３０の周縁から立設された周壁部７３１とを備えている。ケース本体７３は、複数の電池セル３のＹ方向における形状に対応して、四角形状に形成されている。より詳しくは、ケース本体７３は、複数の電池セル３のＹ方向における形状がＸ方向に長い長方形状であるのに対応して、Ｘ方向に長い長方形状に形成されている。ケース本体７３の長辺の長さ（Ｘ方向の長さ）は、複数の電池セル３のＸ方向における全長、すなわち、一端にある電池セル３のＸ方向における外側の側面と、他端にある電池セル３のＸ方向における外側の側面との間隔と同じ乃至略同じである。従って、ケース本体７３のＸ方向における周壁部７３１の外面と一端及び他端にあるそれぞれ電池セル３のＸ方向における外側の側面（長側面）とは、面一乃至略面一となっている。

ケース本体７３は、Ｙ方向で複数の電池セル３に向かって突出する凸面部７３２を備えている。凸部面７３２は、底板部７３０の一部がＹ方向で複数の電池セル３に向かって突出したものである。そのため、ケース本体７３の内部には、凸面部７３２に対応する箇所が凹んで、段差部７３３が形成されている。凸面部７３２及び段差部７３３は、ケース本体７３のＺ方向における中間部に形成されている。段差部７３３の適宜箇所には、座７３４が突出して設けられ、座７３にセル監視回路７０が（例えばビスなどで）取り付けられるようになっている。従って、セル監視回路７０は、段差部７３３内に収まる形状、具体的には、Ｘ方向に長い長方形状となっている。

凸面部７３２のＺ方向における幅寸法は、図７及び図８に示すように、電池セル３の一対の連結部材５１間の間隔と同じ乃至略同じとなっている。そこで、セル監視回路モジュール７は、凸面部７３２を電池セル３の一対の連結部材５１間に嵌入乃至挿入することで、複数の電池セル３に対して取り付けられる。

しかも、凸面部７３２のＹ方向における底板部７３０からの高さ寸法（突出量）は、連結部材５１のＹ方向における高さ寸法よりも小さい。そのため、複数の電池セル３と凸面部７３２との間、より詳しくは、複数の電池セル３のＹ方向における側面と凸面部７３２の凸面との間には、モジュール・素子間空隙としての第二の空隙Ｂが形成される。第二の空隙Ｂは、複数の第一の空隙Ａと繋がっている。より詳しくは、第二の空隙Ｂは、Ｘ方向に沿って延び、それぞれの第一の空隙ＡのＹ方向における端部と繋がっている。第二の空隙Ｂは、複数の電池セル３のＸ方向における一端から他端に亘って形成されている。

セル監視回路モジュール７は、複数の電池セル３のＹ方向における両側に配置されているので、あるいは、セル監視回路モジュール７が複数の電池セル３のＹ方向における一方側に配置され、回路ケース７２又はこれに相当する遮蔽体が複数の電池セル３のＹ方向における他方側に配置されているので、複数の電池セル３のＹ方向における両側に、第二の空隙Ｂが形成される。このように、一方の第二の空隙Ｂ、複数の第一の空隙Ａ及び他方の第二の空隙Ｂが連続した通路となる。本実施形態では、この通路が冷却風の流路として用いられる。これにより、複数の電池セル３のそれぞれを冷却風によって冷却することができる。

なお、一方の第二の空隙ＢのＸ方向における一端部が給気口側となり、他方の第二の空隙ＢのＸ方向における他端部が排気口側となるが、これに対応し、図９に示すように、エンドプレート５２には、開口５２ｂが形成されている。

図７及び図８に戻り、回路ケース７２が複数の電池セル３の側方に取り付けられた状態で、回路ケース７２のＺ方向における一端部（電池セル３の電極端子３３及び安全弁３４側）は、電極端子３３よりも高く突出している。そのため、一対の回路ケース７２のＺ方向における一端部間は、電池セル３の電極端子３３及び安全弁３４が所在する空間となっている。回路ケース７２のＺ方向における他端部（電池セル３の底部側）は、電池セル３の底部（あるいは封止部材９）と一致乃至略一致している。

図６に戻り、回路ケース７２のＺ方向における一端部、詳しくは、当該箇所におけるケース本体７３の底板部７３０には、表裏を貫通するスリット７３０ａが形成されている。スリット７３０ａは、ケース本体７３内に収容されたセル監視回路７０から延出するハーネス７１を、一対の回路ケース７２のＺ方向における一端部間、すなわち、電池セル３の電極端子３３又はバスバー３５に導くためのものである。スリット７３０ａは、Ｘ方向に沿って長尺に形成され、ハーネス７１の連絡部７１ｅが挿通される。

一対の回路ケース７２のＺ方向における一端部間には、図７に示すように、中蓋１１が配置される。中蓋１１は、図１０に示すように、底板部１１０と、該底板部１１０の周縁から立設された周壁部１１１と、底板部１１０上に架設された梁部１１２とを備えている。梁部１１２は、Ｘ方向に沿って設けられている。より詳しくは、梁部１１２は、複数の電池セル３の電極端子３３の並びに沿って設けられる。梁部１１２は、電極端子３３の並びに対し、内側にて近接する位置に設けられている。従って、梁部１１２は、Ｙ方向に間隔を有して一対設けられている。また、このため、一対の梁部１１２間には、Ｘ方向に沿ってスペース１１３が形成されている。

周壁部１１１には、回路ケース７２のケース本体７３のスリット７３０ａに対応して、スリット１１１ａが形成されている。スリット１１１ａは、スリット７３０ａと同様、ケース本体７３内に収容されたセル監視回路７０から延出するハーネス７１を電池セル３の電極端子３３又はバスバー３５に導くためのものである。スリット１１１ａは、Ｘ方向に沿って長尺に形成され、ハーネス７１の連絡部７１ｅが挿通される。

梁部１１２の複数箇所には、ハーネス７１のそれぞれの接点７１ａを通すためのスリット１１２ａが形成されている。また、梁部１１２には、複数のバスバー３５をそれぞれ仕切るための仕切り壁部１１２ｂが設けられている。これにより、複数の電池セル３の電極端子３３間の接続時の誤接触による短絡を防ぐことができる。

スペース１１３における底板部１１０には、電池セル３の安全弁３４に対応してスリット１１０ａが形成されている。これにより、電池セル３内の内部圧力上昇に伴う安全弁３４の作動を妨げることがない。

以上の構成からなる電池モジュール１は、図２に示すように、まず、複数の電池セル３が一対のエンドプレート５２で挟み込まれ、一方のエンドプレート５２の貫通孔５２ａ、複数の連結部材５１の貫通孔５１ａ、他方のエンドプレート５２の貫通孔５２ａに締結ロッド５３が挿通され、複数の電池セル３がエンドプレート５２とともに一体化される。このとき、複数の電池セル３のＺ方向における両端部に封止部材９が取り付けられる。

次に、中蓋１１が被せられる。そして、中蓋１１内に臨出する隣り合う電極端子３３にバスバー３５が嵌められ、また、Ｘ方向における両端の電極端子３３には外部端子３７が嵌められ、それぞれの電極端子３３にナット３６が螺合される。これにより、電極端子３３とバスバー３５、電極端子３３と外部端子３７が一体化される。

次に、セル監視回路モジュール７が左右に取り付けられる。このとき、ハーネス７１は、中蓋１１のスリット１１１ａを通され、中蓋１１内に配置される。また、ハーネス７１のそれぞれの接点７１ａは、適宜スリット１１２ａを通る等して、目的のバスバー３５まで引き回される。接点７１ａは、ビス（図示しない）でバスバー３５に固定されるが、図１１に示すように、バスバー３５には、接点７１ａを受け入れるための凹部３５ａが形成されている。ビスは回転によりバスバー３５のビス孔３５ｂにねじ込まれていくが、その際、回転力が接点７１ａに伝わり、接点７１ａが供回りしようとし、場合によれば、フレキシブルプリント基板が薄くて脆弱であるために切れてしまうおそれがある。しかしながら、接点７１ａが凹部３５ａに収まっているために、接点７１ａに対する回転力は接点７１ａが凹部３５ａの端面に当たることで規制される。そのため、フレキシブルプリント基板が損傷することはない。

そして、最後に、中蓋１１の開口部を塞ぐために上蓋１３が被せられる。これにより、図１に示すような電池モジュール１が完成する。

以上、本実施形態に係る電池モジュール１によれば、セル監視回路モジュール７は、電池セル３の安全弁３４と重ならない箇所、すなわち、安全弁３４を避けた箇所に配置されている。具体的には、安全弁３４はＺ方向、セル監視回路モジュール７はＹ方向、と両者は直交二軸方向に別々に配置されている。そのため、安全弁３４が電池セル３のケース３０内の内部圧力開放のために作動しても、セル監視回路モジュール７は排出ガスに晒されることはない。これにより、安全弁３４が作動したことにより、セル監視回路モジュール７が損傷することはない。

しかも、セル監視回路モジュール７と複数の電池セル３の側面との間に第二の空隙Ｂが形成されるようにしてセル監視回路モジュール７が取り付けられる。そのため、冷却風の流路を適切に確保しつつ、セル監視回路モジュール７を配置することができる。

また、セル監視回路モジュール７は、複数の電池セル３のＹ方向に配置されている。セル監視回路モジュールを複数の電池セル３のＸ方向における片側に配置することもできるが、この場合、ハーネス長が長くなり、配線の取り回しが複雑になるおそれがある。これを防止するために、セル監視回路モジュールを複数の電池セル３のＸ方向における両側に配置したり、複数の電池セル３の並びの途中に配置することが考えられる。しかしながら、これであれば、蓄電能力を持たないセル監視回路モジュールの存在が電池モジュール１における単位体積あたりの蓄電容量を引き下げてしまう。これに対し、セル監視回路モジュール７を複数の電池セル３のＹ方向に配置すると、回線の取り回しを簡潔にすることができるとともに、限られた配置空間においてできるだけ無駄なスペースを無くして電池モジュール１を密に配置することができ、電池モジュール１における単位体積あたりの蓄電容量を高めることができる。

また、セル監視回路モジュール７は、回路ケース７２の凸面部７３２が第一及び第二のフレーム要素５０間に入り込み、そして、回路ケース７２の底板部７３０が第一及び第二のフレーム要素５０に当接することで、位置決めされ、複数の電池セル３と凸面部７３２との間に第二の空隙Ｂが形成される。従って、第二の空隙Ｂの流路面積は、凸面部７３２の突出量を異ならせることによって異なった値にすることができる。これにより、電池モジュール１が要求する冷却効率を適切なものに設定することができる。

また、セル監視回路モジュール７と電池セル３の安全弁３４とが直交する配置関係になることで、セル監視回路モジュール７が電池セル３の電極端子３３から離れた箇所であって異なる角度面に配置されることになる。しかしながら、電極端子３３に電気的に接続される導体としてのバスバー３５とセル監視回路７０とを電気的に接続するためのハーネス７１は、柔軟性を有するフレキシブルプリント基板であるため、配線を円滑に取り回すことができる。

ところで、電気自動車やハイブリッド電気自動車などでは、要求される出力を満たすために電池モジュール１が複数用いられる。本実施形態では、図１２に示すように、複数の電池モジュール１がＸ方向に並べられ、電池パックとして用いられる。この場合、エンドプレート５２が取り付けられていない図７に示すものがＸ方向に連結されていくようにしてもよいし、エンドプレート５２が取り付けられた図１に示すものがＸ方向に連結されていくようにしてもよい。前者の場合、隣り合う電池モジュール１の第二の空隙Ｂ同士が気密に連結されるようにする。これにより、全ての電池モジュール１に亘って冷却風の流路が構成される。後者の場合、Ｘ方向の両端に位置する電池モジュール１の外側のエンドプレート５２以外は、左右一対の第二の空隙Ｂに対応して左右一対の開口５２ｂが形成されたエンドプレート５２が用いられ、隣り合う電池モジュール１のエンドプレート５２の開口５２ｂ同士が気密に連結されるようにする。これにより、全ての電池モジュール１に亘って冷却風の流路が構成される。

なお、本発明に係る蓄電装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

例えば、上記実施形態においては、セル監視回路モジュール７について説明した。しかしながら、本発明が対象とする回路モジュールは、セル監視回路モジュール７に限定されるものではなく、これ以外の回路モジュールも含む。

また、上記実施形態においては、セル監視回路７０は回路ケース７２に収容され、回路ケース７２に保護されている。しかしながら、これに限定されるものではない。回路ケース７２に収容されていない状態でのセル監視回路７０をセル監視回路モジュール７としてもよい。

また、上記実施形態においては、一つの電池モジュール１に一つのセル監視回路モジュール７が用いられ、反対側にはダミーとして回路ケース７２が用いられている。そのため、ハーネス７２は、Ｙ方向における片側から提供され、それぞれの電極端子３３又はそれぞれのバスバー３５に分配されるようになっている。しかしながら、これに限定されるものではない。一つの電池モジュール１に左右一対のセル監視回路モジュール７が用いられ、一方のセル監視回路モジュール７は、複数の電池セル３のＹ方向における一方側のそれぞれの電極端子３３又はそれぞれのバスバー３５に対応し、他方のセル監視回路モジュール７は、他方側のそれぞれの電極端子３３又はそれぞれのバスバー３５に対応するようにしてもよい。このようによれば、ハーネスの長さが短くなるため、配線の取り回しをより簡潔にすることができる。

また、上記実施形態においては、隣り合う電池セル３間に形成される第一の空隙Ａのうち、冷却風の流れと直交する方向（Ｚ方向）を閉塞するために封止部材９が用いられている。しかしながら、これに限定されるものではない。図１３に示すように、中蓋１１の底板部１１０の外面に複数の突条１１０ｂが形成され、それぞれの突条１１０ｂが隣り合う電池セル３間の第一の空隙Ａに挿入されるようにしてもよい。すなわち、封止部材９の機能が中蓋１１に付与されるようにしてもよい。これにより、部品点数を削減することができる。

また、上記実施形態においては、隣り合う電池セル３間に形成される第一の空隙Ａを冷却風が直線的に通過する、すなわち、複数の電池セル３のＹ方向における一方側から他方側に向かって冷却風が流れるようになっている。しかしながら、これに限定されるものではない。冷却風の流路については、冷却シミュレーションの結果、使用環境及び設置条件等を考慮して任意に設計することが可能である。例えば、電池セル３の電極端子３３側の封止部材９がなくなり、そして、図１４に示すように、中蓋１１のスペース１１３の全域あるいはこれよりもＹ方向に幅狭となる一部領域における底板部１１０がなくなって開口部１１０ｃが形成された中蓋１１が電池モジュール１に用いられることで、冷却風（の一部）が電極端子３３側から排出されるようにしてもよい。図１５に示される電池パックは、かかる構造の電池モジュール１がＸ方向に並べられたものである。あるいは、隣り合う電池セル３同士が隙間なく配置されることで、第一の空隙Ａが形成されないようにしてもよい。この場合、冷却風は、第二の空隙Ｂを通って各電池セル３を冷却する。

また、上記実施形態においては、セル監視回路モジュール７において、一つの回路ケース７２に一つのセル監視回路７０が収められるようになっている。しかしながら、これに限定されるものではない。一つの回路ケース７２に複数のセル監視回路７０が収容されるようにしてもよい。図１６に示される電池パックは、回路ケース７２が長尺化され、そこに複数のセル監視回路７０が収められた構造のものである。

また、上記実施形態においては、セル監視回路モジュール７と電池セル３の安全弁３４とは、直交する配置関係になっている。しかしながら、これに限定されるものではない。例えば、セル監視回路モジュール７が複数の電池セル３の底部側に配置され、セル監視回路モジュール７と電池セル３の安全弁３４とが対向する配置関係になっていてもよい。そして、電池モジュール１のＹＺ平面における断面形状が四角形状でなく、例えば、円形状、楕円形状、四角形状以外の多角形状である場合、セル監視回路モジュール７と電池セル３の安全弁３４とは、直交しない配置関係になり得る。

また、上記実施形態においては、セル監視回路モジュール７が複数の電池セル３の整列方向において、端から端に亘って形成されている。すなわち、セル監視回路モジュール７は、一端にある電池セル３から他端にある電池セル３の全ての電池セル３に跨って配置されている。しかしながら、これに限定されるものではない。セル監視回路モジュール７は、全ての電池セル３の一部の電池セル３に跨って配置される大きさ（Ｘ方向における長さ）であってもよい。

また、上記実施形態においては、複数の電池セル３の第一の空隙Ａを抜けた冷却風を集合させるために、遮蔽体として、回路ケース７２が用いられている。しかしながら、遮蔽体は、これに限定されるものではない。遮蔽体は、内部に空間を有しないものであってよいし、遮蔽板であってもよい。あるいは、複数の電池セル３の第一の空隙Ａを抜けた冷却風を集合させる必要がなければ、遮蔽体はなくてもよい。

また、上記実施形態においては、冷却風の流れの上流側となる第二の空隙Ｂを形成するためにセル監視回路モジュール７が用いられ、冷却風の流れの下流側となる第二の空隙Ｂを形成するために遮蔽体が用いられることがある。しかしながら、これに限定されるものではない。セル監視回路モジュール７は、冷却風の流れの下流側となる第二の空隙Ｂを形成するために用いられ、冷却風の流れの上流側となる第二の空隙Ｂを形成するために遮蔽体が用いられるようにしてもよい。この場合、同じく、遮蔽体は、回路ケース７２に限られず、内部に空間を有しないものや遮蔽板であってもよい。あるいは、複数の電池セル３の第一の空隙Ａに入る冷却風を集合させる必要がなければ、遮蔽体はなくてもよい。

なお、冷却風の流れの下流側に配置される給気ファン（図示しない）によって吸気して冷却風の流れが形成される形態や、冷却風の流れの上流側に配置される排気ファン（図示しない）によって排気して冷却風の流れが形成される形態や、これらファンを用いる強制冷却でなく、自然冷却であってもよい。さらに、冷媒は、空気に限定されない。

また、上記実施形態においては、リチウムイオン二次電池について説明した。しかしながら、電池の種類や大きさ（容量）は任意である。

また、本発明は、リチウムイオン二次電池に限定されるものではない。本発明は、種々の二次電池、その他、一次電池や、電気二重層キャパシタ等のキャパシタにも適用可能である。

１…電池モジュール、３…電池セル、３０…ケース、３１…ケース本体、３２…蓋体、３３…電極端子、３４…安全弁、３５…バスバー、３５ａ…凹部、３５ｂ…ビス孔、３６…ナット、３７…外部端子、５…フレーム、５０…フレーム要素、５１…連結部材、５１ａ…貫通孔、５２…エンドプレート、５２ａ…貫通孔、５２ｂ…開口、５３…締結ロッド、５３ａ…頭部、７…セル監視回路（ＣＭＵ）モジュール、７０…セル監視回路、７１…ハーネス、７１ａ…接点、７１ｂ…第一の接点群、７１ｃ…第二の接点群、７１ｄ…枠状部、７１ｅ…連絡部、７２…回路ケース、７３…ケース本体、７３０…底板部、７３０ａ…スリット、７３１…周壁部、７３２…凸面部、７３３…段差部、７３４…座、７４…蓋体、９…封止部材、１１…中蓋、１１０…底板部、１１０ａ…スリット、１１０ｂ…突条、１１０ｃ…開口部、１１１…周壁部、１１１ａ…スリット、１１２…梁部、１１２ａ…スリット、１１２ｂ…仕切り壁部、１１３…スペース、１３…上蓋、Ａ…第一の空隙（素子間空隙）、Ｂ…第二の空隙（モジュール・素子間空隙）

Claims (6)

1. 第一方向に整列され、それぞれが該第一方向と直交する第二方向に安全弁を有する複数の蓄電素子と、
   回路モジュールとを備え、
   該回路モジュールは、前記第一方向と直交し且つ前記第二方向とは異なる第三方向において、前記複数の蓄電素子に跨って配置されている
   蓄電装置。
2. 前記回路モジュールは、前記複数の蓄電素子と前記第三方向にモジュール・素子間空隙を形成した状態で配置されている
   請求項１に記載の蓄電装置。
3. 前記複数の蓄電素子は、隣の蓄電素子と前記第一方向に素子間空隙を形成した状態で配置されている
   請求項２に記載の蓄電装置。
4. 前記回路モジュールは、前記複数の蓄電素子の前記第一方向における一端から他端に跨って配置されている
   請求項２又は請求項３に記載の蓄電装置。
5. 前記複数の蓄電素子を保持するフレームをさらに備え、
   該フレームは、前記複数の蓄電素子と前記回路モジュールとの間に介在し、前記複数の蓄電素子と前記回路モジュールとの間に前記モジュール・素子間空隙を形成している
   請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載の蓄電装置。
6. 前記複数の蓄電素子のそれぞれは、前記第三方向とは異なる方向に電極端子を有し、
   該電極端子又は該電極端子に電気的に接続される導体と前記回路モジュールとは、フレキシブルプリント基板を介して電気的に接続されている
   請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の蓄電装置。

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