JP2017069070A - 蓄電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外部端子を覆うキャップが装着される蓄電素子に電線が配索される蓄電装置において、電線とキャップとの干渉を回避しつつ、蓄電装置の小型化を図る。【解決手段】蓄電装置１は、外部端子７Ａ，７Ｂを有する蓄電素子２と、蓄電素子２に配索される電線８２と、外部端子７Ａ，７Ｂを被覆するキャップ２０とを備え、キャップ２０の表面に、電線８２を通すための窪み部２１ｅ，２１ｆが設けられている。蓄電素子２は、外部端子７Ａ，７Ｂが設けられた長方形状の端子面５を備え、キャップ２０は、端子面５の長手方向の端部を覆うように配置され、電線８２は、窪み部２１ｅ，２１ｆ内を通って端子面５の短辺を跨ぐ部分を有してもよい。【選択図】図１５

Description

本発明は、リチウムイオン二次電池のような非水電解質二次電池を含む複数の蓄電素子をモジュール化した蓄電装置に関する。

従来から、長方形状の端子面の両端部に外部端子を有する角形の蓄電素子（単電池）が端子面の短手方向に複数積層され、蓄電素子の外部端子間がバスバーを介して接続された蓄電装置（組電池）が知られている。

特許文献１に開示されているように、この種の蓄電装置において、各蓄電素子に、絶縁材料からなるキャップが外部端子を覆うように装着されることがある。これにより、外部端子と電線のような周辺部材との間での接触及び短絡が防止される。

また、特許文献１の蓄電装置では、キャップの上面に設けられた突出部が、蓄電素子の上方に配置された天板の穴に差し込まれることで、蓄電素子がキャップを介して天板に位置決め及び保持されている。

この種の蓄電装置において、温度センサ及び電圧センサのような何らかのセンサが蓄電素子の端子面に取り付けられる場合、制御基板とセンサを繋ぐ電線は、通常、端子面上のセンサから端子面の中央付近を通って端子面の短手方向に延びるように配索され、これにより、端子面の両端部に位置するキャップと電線との干渉が回避される。

特開２０１２−２０４２９７号公報

上記のような蓄電装置において、蓄電素子の長側面側に制御基板が配置されている場合に、制御基板から端子面の中央部側に電線を導くためには、電線を迂回させなくても、端子面の両端部に位置するキャップとの干渉を容易に回避できる。

これに対して、蓄電素子の短側面側に制御基板が配置される蓄電装置において、制御基板から延びる電線をキャップに干渉することなく端子面の中央部側へ導くためには、キャップに対して上方又は端子面の短手方向に電線を迂回させる必要がある。

しかしながら、キャップの上方に電線の迂回スペースを確保するためには、蓄電素子を上方から位置決め及び保持する上記の天板を、キャップの上方に間隔を空けて配置する必要があり、これによって、蓄電装置が上下方向に大型化してしまう。

また、キャップに対して端子面の短手方向に電線を迂回させるためには、隣接する蓄電素子間の間隔を拡げて迂回スペースを確保する必要があり、この場合には、蓄電素子の積層方向に蓄電装置が大型化してしまう。

そこで、本発明は、外部端子を覆うキャップが装着される蓄電素子に電線が配索される蓄電装置において、電線とキャップとの干渉を回避しつつ、蓄電装置の小型化を図ることを課題とする。

本発明は、
外部端子を有する蓄電素子と、
前記蓄電素子に配索される電線と、
前記外部端子を被覆するキャップとを備え、
前記キャップの表面に、前記電線を通すための窪み部が設けられている、蓄電装置を提供する。

なお、本明細書でいう「キャップ」は、外部端子毎に個別に設けられたものであってもよいし、個々の外部端子を覆う複数の被覆部を一体化したものであってもよい。

外部端子を覆うキャップの窪み部に電線が通されることで、キャップの周囲に電線の迂回スペースを確保しなくても電線とキャップの干渉を容易に回避できる。そのため、キャップの反外部端子側に天板のような部材を隙間無く重ねて配置したり、隣接する蓄電素子間の隙間を縮小したりすることができ、これにより、蓄電装置全体を小型化することができる。また、窪み部の底部によって電線が支持されることで、電線にかかる張力を軽減できる。

前記蓄電素子は、前記外部端子が設けられた長方形状の端子面を備え、前記キャップは、前記端子面の長手方向の端部を覆うように配置される場合、前記電線は、前記窪み部内を通って前記端子面の短辺を跨ぐ部分を有してもよい。

この場合、電線が端子面の短辺を跨いでキャップの窪み部内を通ることにより、蓄電素子の端子面の短辺側から端子面の中央部側へ電線を迂回させることなく配策することができる。

前記端子面の長手方向において前記短辺よりも外側に電気部品が配設され、前記電線は前記電気部品に接続されてもよい。

この場合、蓄電素子の長側面に比べて、蓄電素子の膨張及び発熱の影響を受け難い短側面側に電気部品を配置しつつ、該電気部品に接続される電線が端子面の短辺を跨いでキャップの窪み部を通るように配索されることで、該電線の取り回しを簡素化できる。したがって、蓄電装置全体のコンパクト化及び電線の保護という上述の効果を果たしつつ、電気部品及び電線の配置がしやすくなる。なお、ここでいう「電気部品」の具体例としては、コネクタ又は制御基板（監視基板）等が挙げられる。

好ましくは、前記窪み部は、前記端子面の長手方向に延びる溝状に形成されている。これにより、蓄電素子の端子面の短辺を跨いでキャップの窪み部内を通る電線を、端子面の長手方向に延びるように配策して端子面の中央部側へ導きやすくなる。

前記キャップは、前記外部端子を覆うように前記端子面に対向配置された頂壁部を備える場合、前記窪み部は、前記端子面の短手方向における前記頂壁部の少なくとも一端側のコーナ部に切り欠き状に形成されてもよい。

この場合、蓄電素子の端子面の長手方向に電線をガイドする窪み部を、簡素な構造によりキャップの表面に形成することができる。

好ましくは、前記窪み部は、前記端子面の短手方向における前記頂壁部の両端コーナ部に切り欠き状に形成されている。これにより、頂壁部の両端コーナ部に形成された一対の窪み部を選択的に利用して電線を通すことができるため、配索の自由度が向上する。

前記端子面の短手方向に隣接する少なくとも一対の前記蓄電素子を備えた蓄電装置において、前記端子面の短手方向に隣接する一対の蓄電素子に装着された前記キャップの前記窪み部は、前記端子面の短手方向に互いに隣接するように配置されてもよい。

この場合、端子面の短手方向に隣接する蓄電素子に装着されたキャップの窪み部同士が、恰も１つの幅広の溝部を形成するように配置されることで、該幅広の溝部に複数の電線を通しやすくなる。

前記端子面の長手方向に隣接する少なくとも一対の前記蓄電素子を備えた蓄電装置において、前記端子面の長手方向に隣接する一対の蓄電素子に装着された前記キャップの前記窪み部は、前記端子面の長手方向に連なるように配置されてもよい。

この場合、端子面の長手方向に隣接する蓄電素子に装着されたキャップの窪み部同士が端子面の長手方向に連ねて配置されることで、これらの窪み部からなる連続的な溝部に通される電線を、隣接する一方の蓄電素子の端子面の中央部側から他方の蓄電素子の端子面の中央部側へ迂回させることなく配策することができる。

本発明によれば、蓄電素子に配索される電線が、蓄電素子の外部端子を覆うキャップの窪み部に通されることにより、キャップの周囲に電線の迂回スペースを確保する必要がなくなり、これにより、蓄電装置を小型化できる。

本発明の実施形態に係る組電池の分解斜視図。 組電池を上方から見た斜視図。 組電池を下方から見た斜視図。 遮熱板及びその周辺部を示す分解斜視図。 単電池間の接続を示す平面図。 単電池及び周辺部品の分解斜視図。 周辺部品が組み付けられた単電池の斜視図。 上キャップを上方から見た斜視図。 上キャップを下方から見た斜視図。 上キャップ及びその周辺部を示す図２のＸ−Ｘ線断面図。 上キャップ及びその周辺部を示す図２のＸＩ−ＸＩ線断面図。 上キャップ及びその周辺部を示す図１１のＸII−ＸII線断面図。 上キャップ及びその周辺部を示す図１１のＸIII−ＸIII線断面図。 天板が取り外された組電池の平面図。 温度センサに接続された電線の配索例を模式的に示す平面図。 電圧センサに接続された電線の配索例を模式的に示す平面図。 第１変形例に係る上キャップを模式的に示す平面図。 第２変形例に係る上キャップを模式的に示す平面図。

以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「右」、「左」、「側」、「端」を含む用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。つまり、それらの用語は、添付図面に示される蓄電装置の姿勢における方向を示すものであり、必ずしも実際の使用状態における方向と一致するものでない。また、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物、あるいは、その用途を制限することを意図するものではない。

図１〜図４は、本発明の実施形態に係る蓄電装置としての組電池（電池モジュール）１を示す。組電池１は、例えば１２個の角形の単電池（電池セル）２と、これらの単電池２を保持する保持体４０とを備える。単電池２は、例えば、リチウムイオン二次電池のような非水電解質二次電池である。

図６及び図７を参照すると、個々の単電池２は、電解液及び電極体を収容する電池容器３と、電池容器３の上端側の開口を封止する蓋体５とを備える。

本実施形態における電池容器３は、長方形状の底壁３ａと、底壁３ａの周縁から上方に延びる側壁３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅとを備える。側壁は、底壁３ａの長辺部から立ち上がり互いに対向する一対の長側壁３ｂ，３ｃと、これらの長側壁３ｂ，３ｃよりも小面積であり、底壁３ａの短辺部から立ち上がり互いに対向する一対の短側壁３ｄ，３ｅとを備える。

蓋体５も概ね長方形状であり、電池容器３と蓋体５によって扁平な直方体状の外装体が構成されている。電池容器３の側壁３ｂ〜３ｅの外周は、絶縁シート（図示せず）によって覆われている。

蓋体５の長手方向両端部には正負の外部端子７Ａ，７Ｂが設けられている。外部端子７Ａ，７Ｂはボルト端子であり、軸部７ａ，７ｂが上方を向く姿勢でパッキン９Ａ，９Ｂを介して蓋体５に取り付けられている。パッキン９Ａ，９Ｂには、外部端子７Ａ，７Ｂの頭部（図示せず）と、電池容器３内の電極体（図示せず）に集電体（図示せず）を介して電気的に接続された接続杆１０Ａ，１０Ｂとが収容されている。

接続杆１０Ａ，１０Ｂの一端部には、外部端子７Ａ，７Ｂの軸部７ａ，７ｂが貫通され、接続杆１０Ａ，１０Ｂの他端部には、細幅の検査用端子部１０ａ，１０ｂが設けられている。

外部端子７Ａ，７Ｂは、バスバー１４を介して別の単電池２における異なる極性の外部端子７Ａ，７Ｂに電気的に接続される。バスバー１４は、直線状に延びる板状の導電部材であり、バスバー１４の両端部には貫通穴１４ａ，１４ｂが設けられている。バスバー１４において、一方の貫通穴１４ａは他方の貫通穴１４ｂよりも大径とされている。

バスバー１４の一方の貫通穴１４ａ，１４ｂが外部端子７Ａ，７Ｂの軸部７ａ，７ｂに挿通され、該軸部７ａ，７ｂにバスバー１４の上側からねじ込まれたナット１１が締め付けられることで、バスバー１４の一端部が外部端子７Ａ，７Ｂに固定される。

図５の模式図に示すように、組電池１を構成する１２個の単電池２は、２列に並べて配置されている。各列を構成する６個の単電池２は、隣接する単電池２の電池容器３の長側壁３ｂ，３ｃ同士が対向するように並んでいる。一方の列に属する単電池２と、他方の列に属する単電池２は、短側壁３ｄ，３ｅ同士が対向するように隣接して配置されている。

１２個の単電池２は、蓋体５の長手方向及び短手方向に隣接する外部端子７Ａ，７Ｂ同士の極性が互いに異なるように配置されている。隣接する外部端子７Ａ，７Ｂ同士がバスバー１４によって電気的に接続されることで、１２個の単電池２は直列に接続されている。

単電池２の２つの列のうち、一方の列（図５の上側の列）の一端側（図５の左側）に配置された単電池２の正極外部端子７Ａには、Ｌ字形に屈曲したバスバー１５Ａの一端部がナット１１によって固定されており、バスバー１５Ａの他端部に、組電池１の正極外部端子１７Ａが設けられている。同じ列の他端側（図５の右側）に配置された単電池２の負極外部端子７Ｂには、Ｌ字形に屈曲したバスバー１５Ｂの一端部がナット１１によって固定されており、バスバー１５Ｂの他端部に、組電池１の負極外部端子１７Ｂが設けられている。組電池１の外部端子１７Ａ，１７Ｂは、例えば、バスバー１５Ａ，１５Ｂと一体のボルト状端子で構成されている。

図６及び図７に示すように、個々の単電池２には、一対の上キャップ２０と１つの下キャップ３０が装着される。上キャップ２０及び下キャップ３０は、例えばポリプロピレン樹脂のような樹脂からなる。

上キャップ２０は、単電池２の外部端子７Ａ，７Ｂを覆うように単電池２の電池容器３の上端側に装着される。組電池１を構成する１２個の単電池２の２４個の外部端子７Ａ，７Ｂのうち、組電池１の外部端子１７Ａ，１７Ｂを有するバスバー１５Ａ，１５Ｂが固定される外部端子７Ａ，７Ｂを除いた残り２２個の外部端子７Ａ，７Ｂが、それぞれ１つの上キャップ２０に覆われる。上キャップ２０は、単電池２の外部端子７Ａ，７Ｂの上方に配置される頂壁部２１と、頂壁部２１から上方に突出した例えば筒状の上凸部２２を備える。上キャップ２０のより具体的な構成については後に説明する。

下キャップ３０は、単電池２の電池容器３の底壁３ａを覆うように電池容器３の下端側に装着される。下キャップ３０は、組電池１を構成する全ての単電池２に１つずつ装着される。下キャップ３０は、単電池２の電池容器３の底壁３ａの下方に配置される底壁部３１と、底壁部３１から下方に突出した例えば筒状の下凸部３２とを備える。

図１〜図４に示すように、１２個の単電池２は、上記のように２列に並べて配置され且つ各列において隣接する単電池２間に遮熱板７０（特に図４参照）が介装されるように、保持体４０に保持される。

保持体４０は、上キャップ２０と下キャップ３０が装着された単電池２を図において上下方向に挟み込んで保持する第１保持部としての天板４１と第２保持部としての底板４７とを備える。さらに、保持体４０は、天板４１と底板４７とを連結する一対の側板４５，４６を備える。一方の側板４６には、制御基板（図示せず）を有する監視装置６０が取り付けられている。

天板４１は、金属板をプレス成形等で概ね長方形状に成形した一体構造である。天板４１には、上キャップ２０の上凸部２２が嵌合する複数の円形の貫通穴４２が厚み方向に貫通するように形成されている。天板４１には、上キャップ２０と同数の貫通穴４２が設けられ、個々の貫通穴４２は、上キャップ２０の上凸部２２に対応する位置に形成されている。

天板４１には、複数の通気用の開口部４３が厚み方向に貫通するように形成されている。開口部４３は、単電池２の列に沿って２列に並ぶように配置されている。開口部４３は、隣接する単電池２間の隙間の上方に配置されている。開口部４３の形状は、例えば、平面視における単電池２の電池容器３及び蓋体５の長手方向（以下、単に「単電池２の長手方向」ともいう）に沿った長円状である。

天板４１の４つのコーナ部のうち、バスバー１５Ａ，１５Ｂを介して組電池１の外部端子１７Ａ，１７Ｂに接続される外部端子７Ａ，７Ｂに対応する２つのコーナ部には、これらの外部端子７Ａ，７Ｂを露出させる切欠部４１ａ，４１ｂが設けられている。各切欠部４１ａ，４１ｂには、対応する外部端子７Ａ，７Ｂを覆う端子カバー５２Ａ，５２Ｂが着脱可能とされている。

底板４７は、金属板をプレス成形等で概ね長方形状に成形した一体構造である。底板４７には、下キャップ３０の下凸部３２が嵌合する複数の円形の貫通穴４８が厚み方向に貫通するように形成されている。個々の貫通穴４８は、下キャップ３０の下凸部３２に対応する位置に形成されている。

底板４７には、複数の通気用の開口部４９が厚み方向に貫通するように形成されている。開口部４９は、単電池２の列に沿って２列に並ぶように配置されている。開口部４９は、隣接する単電池２間の隙間の下方、及び、単電池２の各列の一端部の下方に配置されている。開口部４９の形状は、例えば、単電池２の長手方向に沿った細長い長方形状である。

側板４５，４６は、金属板をプレス成形等により概ね長方形状に成形した一体構造である。側板４５，４６の上端はねじ留めにより天板４１に連結され、側板４５，４６の下端はねじ留めにより底板４７に連結されている。側板４５，４６は、遮熱板７０の端部が差し込まれる複数のスロット４５ａ，４６ａを備える。個々のスロット４５ａ，４６ａは、隣接する単電池２間の隙間に対応する位置に、上下方向に延びるように形成されている。

図４に示すように、遮熱板７０は、側板４５，４６に直角な方向に延びる細長い板材であり、単電池２の長側壁３ｂ，３ｃに平行に配置されている。遮熱板７０の両端部７１，７２は、上端及び下端コーナ部に切り欠きが設けられることで上下方向の幅が縮小されている。遮熱板７０は、その両端部７１，７２が側板４５，４６のスロット４５ａ，４６ａに差し込まれることで、側板４５，４６間に跨がって保持される。これにより、遮熱板７０は、単電池２の２つの列を横切るように配置される。

遮熱板７０には、上方に突出する一対の突出部７３，７４が一体に設けられている。遮熱板７０における突出部７３，７４以外の部分は、単電池２の電池容器３の上端よりも下側に配置され、突出部７３，７４は、電池容器３の上端よりも上側に突出して配置される。突出部７３，７４の上端部には、温度センサ８０（図１３参照）又は電圧センサのような各種センサに接続された電線が通されるガイド部材７８が取り付けられている。

遮熱板７０の下端は、下キャップ３０の上端よりも上側に配置され、これにより、遮熱板７０と下キャップ３０との干渉が回避される。遮熱板７０の突出部７３，７４は、単電池２の長手方向において一対の上キャップ２０の間に配置され、遮熱板７０における突出部７３，７４以外の部分の上端は上キャップ２０の下端よりも下側に配置される。これにより、遮熱板７０と上キャップ２０との干渉が回避される。

図１〜図３を参照すると、単電池２の上端側に装着された上キャップ２０は、上凸部２２が天板４１の貫通穴４２に嵌合し、頂壁部２１が天板４１の下面に当接している。一方、単電池２の下端側に装着された下キャップ３０は、下凸部３２が底板４７の貫通穴４８に嵌合し、底壁部３１が底板４７の上面に当接している。天板４１と底板４７は、上キャップ２０と下キャップ３０を介して１２個の単電池２を挟み込んで保持した状態で、側板４５，４６により互いに連結されている。これにより、１２個の単電池２は、天板４１によって上キャップ２０を介して外部端子７Ａ，７Ｂ側から保持され、底板４７によって下キャップ３０を介して外部端子７Ａ，７Ｂとは反対側から保持される。

組電池１の組み立てにおいては、下キャップ３０を介して単電池２を底板４７に取り付け、単電池２の外部端子７Ａ，７Ｂ間をバスバー１４で接続した後に、上キャップ２０を介して単電池２に天板４１が取り付けられる。

ただし、保持体４０は、上キャップ２０及び下キャップ３０を介して単電池２を挟み込んで保持できる限り、具体的な構成は特に限定されない。

続いて、主として図８〜図１３を参照して、上キャップ２０及びその周辺部の具体的構成について説明する。以下の説明では、平面視における（外部端子７Ａ，７Ｂ側から見て）電池容器３の長手方向を「前後方向」、短手方向を「左右方向」ともいう。また、電池容器３の長手方向中央側を「前側」、電池容器３の長手方向端部側を「後側」ともいう。

上キャップ２０の頂壁部２１は、外部端子７Ａ，７Ｂを上側から覆うように単電池２の蓋体５に対向配置される。頂壁部２１は長方形状である。頂壁部２１の長辺部２１ａ，２１ｂは前後方向に延びるように配置され、頂壁部２１の短辺部２１ｃ，２１ｄは左右方向に延びるように配置される。頂壁部２１の下面にはリブ構造２１ｇが設けられている。

頂壁部２１から上方に突出した上凸部２２の外周面は、上端に向かって次第に先細りするテーパ状に形成されている。上凸部２２の先端面２２ａは概ね平坦であり、先端面２２ａには検査用の貫通穴２２ｂが設けられている。

図１０に示すように、検査用の貫通穴２２ｂは、キャップ２０で覆われる外部端子７Ａ，７Ｂの上方に配置される。上凸部２２は、天板４１の貫通穴４２を貫通して外部に突出して配置され、これにより、検査用の貫通穴２２ｂは、天板４１の上側すなわち保持体４０の外側に配置される。そのため、組電池１から天板４１を取り外さなくても、テスタの電極等を検査用の貫通穴２２ｂに差し込んで外部端子７Ａ，７Ｂに接触させることができ、これにより、天板４１を取り外すことなく個々の単電池２の電圧等の検査が可能になる。

図８〜図１１に示すように、上キャップ２０は、頂壁部２１の前側の短辺部２１ｃから下方に延びる前壁部２３と、頂壁部２１の後側の短辺部２１ｄから下方に延びる後壁部２４と、前壁部２３と後壁部２４の左右方向の端部同士を繋ぐ一対の側壁部２５，２６とを備えている。

上キャップ２０は、単電池２に対して上方から下方に向かう差し込み方向に沿って相対移動されることで、単電池２に装着される。単電池２に装着された上キャップ２０は、単電池２の一方の外部端子７Ａ，７Ｂ及び蓋体５の長手方向の一端部を覆うように配置される。

上キャップ２０の表面には、単電池２の周囲に配索された電線を通すための窪み部２１ｅ，２１ｆが設けられている。窪み部２１ｅ，２１ｆは、頂壁部２１の左右方向両端部と側壁部２５，２６の上端部とのコーナ部に切り欠き状に形成されている。窪み部２１ｅ，２１ｆの断面形状は、例えば断面Ｌ字状である。窪み部２１ｅ，２１ｆは、頂壁部２１の前端から後端にかけて前後方向に延びる溝状に形成されている。

後壁部２４の下端２４ａ及び側壁部２５，２６の下端２５ａ，２６ａは同じ高さに配置され、後壁部２４と側壁部２５，２６とのコーナ部において、これらの下端２４ａ，２５ａ，２６ａは連続している。前壁部２３の下端２３ａは、後壁部２４の下端２４ａ及び側壁部２５，２６の下端２５ａ，２６ａよりも上側に配置される。

図９に示すように、上キャップ２０の内側には、後壁部２４の内面と側壁部２５，２６の内面に跨がる内側連結部２７ａ，２７ｂが設けられている。内側連結部２７ａ，２７ｂの下端２７ｃ，２７ｄは、前壁部２３の下端２３ａと同じ高さに配置される。上キャップ２０が単電池２に装着された状態において、前壁部２３の下端２３ａは、電池容器３の長側壁３ｂ，３ｃ上端に当接し（図７参照）、内側連結部２７ａ，２７ｂの下端２７ｃ，２７ｄは、電池容器３の長側壁３ｂ，３ｃの上端及び短側壁３ｄ，３ｅの上端に当接する（図１０及び図１１参照）。

前壁部２３には、温度センサ８０（図１１及び図１３参照）又は電圧センサ（図示せず）のような各種センサを配置するための検査用開口部２３ｂが設けられている。検査用開口部２３ｂは、例えば、前壁部２３の下端２３ａに開放した切り欠きで構成される。センサは、ねじ留め等によって接続杆１０Ａ，１０Ｂの検査用端子部１０ａ，１０ｂに固定される。

後壁部２４には、バスバー１４を挿通させるためのバスバー開口部２４ｂが設けられている。バスバー開口部２４ｂは、例えば、後壁部２４の下端２４ａに開放した切り欠きで構成される。バスバー開口部２４ｂの上縁は、内側連結部２７ａ，２７ｂの下端２７ｃ，２７ｄよりも上側に配置される。

後壁部２４の内面には突起部６４ａ，６４ｂが設けられている。突起部６４ａ，６４ｂは、例えば、バスバー開口部２４ｂの右側と左側に１つずつ設けられている。個々の突起部６４ａ，６４ｂは、上下方向に延びるリブ状に形成されている。突起部６４ａ，６４ｂの下端は、後壁部２４の下端２４ａに連なっており、突起部６４ａ，６４ｂの上端は、内側連結部２７ａ，２７ｂの下端２７ｃ，２７ｄに連なっている。

後壁部２４は、電池容器３の短側壁３ｄ，３ｅに対向する対向面部であり、短側壁３ｄ，３ｅには、後壁部２４から突出した突起部６４ａ，６４ｂが押し付けられる（図１１参照）。

側壁部２５，２６には、バスバー１４を挿通させるためのバスバー開口部２５ｂ，２６ｂが設けられている。バスバー開口部２５ｂ，２６ｂは、例えば、側壁部２５，２６の下端２５ａ，２６ａに開放した切り欠きで構成される。バスバー開口部２５ｂ，２６ｂの上縁は、内側連結部２７ａ，２７ｂの下端２７ｃ，２７ｄよりも上側に配置される。

各側壁部２５，２６の内面には突起部６５ａ，６５ｂ，６６ａ，６６ｂが設けられている。各側壁部２５，２６において、突起部６５ａ，６５ｂ，６６ａ，６６ｂは、例えば、バスバー開口部２５ｂ，２６ｂの前側及び後側に１つずつ設けられている。

個々の突起部６５ａ，６５ｂ，６６ａ，６６ｂは、上下方向に延びるリブ状に形成されている。突起部６５ａ，６５ｂ，６６ａ，６６ｂの下端は、側壁部２５，２６の下端に連なっている。前側の突起部６５ａ，６６ａの上端は、頂壁部２１の下面のリブ構造２１ｇに連なっており、後側の突起部６５ｂ，６６ｂの上端は、内側連結部２７ａ，２７ｂの下端２７ｃ，２７ｄに連なっている。

図１０に示すように、側壁部２５，２６は、電池容器３の長側壁３ｂ，３ｃに対向する対向面部であり、長側壁３ｂ，３ｃには、側壁部２５，２６から突出した突起部６５ａ，６５ｂ，６６ａ，６６ｂが押し付けられる。側壁部２５，２６の突起部６５ａ，６５ｂ，６６ａ，６６ｂは、下端に向かって次第に突出高さが低くなるテーパ状に形成されている。そのため、単電池２に対して上キャップ２０が上方から差し込まれるとき、電池容器３に対する突起部６５ａ，６５ｂ，６６ａ，６６ｂの引っ掛かりが軽減され、単電池２に対して上キャップ２０をスムーズに装着することができる。

図１１及び図１３に示すように、接続杆１０Ａ，１０Ｂの検査用端子部１０ａ，１０ｂは、上キャップ２０の前壁部２３よりも前側に突出して配置される。そのため、検査用端子部１０ａ，１０ｂに取り付けられる温度センサ８０のようなセンサは、前壁部２３よりも前側に突出して配置されることになる。

図８、図９及び図１１に示すように、検査用端子部１０ａ，１０ｂに取り付けられるセンサを保護するために、上キャップ２０は、前壁部２３から前側すなわち後壁部２４とは反対側に突出したセンサ保護部２８，２９を更に備えている。

センサ保護部２８，２９は左右方向に間隔を空けて一対設けられている。センサ保護部２８，２９は、前壁部２３に垂直に配置された板状部であり、前壁部２３は、センサ保護部２８，２９を支持する支持面部とされている。

個々のセンサ保護部２８，２９は、前壁部２３から前方に延びる水平部２８ａ，２９ａと、水平部２８ａ，２９ａの前端部から下方に延びる垂直部２８ｂ，２９ｂとを備えている。水平部２８ａ，２９ａの下端は、前壁部２３の検査用開口部２３ｂの上縁に連なっている。垂直部２８ｂ，２９ｂの後端は、前壁部２３の外側の面よりも前側に配置されている。センサ保護部２８，２９の下端と後端との間のコーナ部には、水平部２８ａ，２９ａの下端と垂直部２８ｂ，２９ｂの後端とからなるＬ字状の輪郭を有する切り欠き状の開口２８ｃ，２９ｃが形成されている。

図７及び図１３に示すように、一対のセンサ保護部２８，２９は、接続杆１０Ａ，１０Ｂの検査用端子部１０ａ，１０ｂを左右から挟み込むように配置される。また、センサ保護部２８，２９は、検査用端子部１０ａ，１０ｂよりも前側に突出して配置され、検査用端子部１０ａ，１０ｂに取り付けられたセンサよりも上側に突出して配置される。これにより、一対のセンサ保護部２８，２９は、上キャップ２０の前壁部２３よりも前側に突出したセンサを前方、上方及び左右方向から保護することができる。

図１３に示すように、パッキン９Ａ，９Ｂは、検査用端子部１０ａ，１０ｂに左右方向に隣接して配置された一対の被係合部９ａ，９ｂを有し、これらの被係合部９ａ，９ｂの前側に、それぞれセンサ保護部２８，２９の垂直部２８ｂ，２９ｂが配置される。図１１に示すように、センサ保護部２８，２９の垂直部２８ｂ，２９ｂの下端は、単電池２の蓋体５の上方に隙間を空けて配置され、垂直部２８ｂ，２９ｂの下端における後側コーナ部は、蓋体５の上面から突出したパッキン９Ａ，９Ｂの被係合部９ａ，９ｂに前側から係合される係合部２８ｄ，２９ｄとされている。

図１２及び図１３に示すように、以上のように構成された上キャップ２０が単電池２に装着されると、単電池２における外部端子７Ａ，７Ｂの周辺部は、上キャップ２０の側壁部２５，２６の突起部６５ａ，６５ｂ，６６ａ，６６ｂによって左右両側から押し付けられるとともに、上キャップ２０のセンサ保護部２８，２９の係合部２８ｄ，２９ｄと後壁部２４の突起部６４ａ，６４ｂとによって前後両側から押し付けられる。

このとき、左右の側壁部２５，２６の突起部６５ａ，６５ｂ，６６ａ，６６ｂは、突出方向に圧縮されるように弾性変形しながら電池容器３の表面に密着する。また、後壁部の突起部６４ａ，６４ｂも、突出方向に圧縮されるように弾性変形可能であり、前壁部２３に支持されたセンサ保護部２８，２９は、パッキン９Ａ，９Ｂの被係合部９ａ，９ｂによって係合部２８ｄ，２９ｄが前側へ押し込まれるように弾性変形可能である。そのため、単電池２の電池容器３の膨張の有無、並びに、単電池２及び上キャップ２０の寸法誤差の有無に関わらず、上キャップ２０は、単電池２に対して前側、後側、右側及び左側からそれぞれ密着して装着される。

なお、上キャップ２０の材料としてポリカーボネート樹脂等に比べて軟質のポリプロピレン樹脂が用いられることで、突起部６４ａ，６４ｂ，６５ａ，６５ｂ，６６ａ，６６ｂ及びセンサ保護部２８，２９が弾性変形しやすくなる。

このように、単電池２は、上キャップ２０の突起部６４ａ，６４ｂ，６５ａ，６５ｂ，６６ａ，６６ｂ及び係合部２８ｄ，２９ｄによって前後方向の両側及び左右方向の両側から強固に挟み込まれる。そのため、上キャップ２０は、単電池２に対するがたつきが抑制され、単電池２に対して確実に位置決めされる。

したがって、底板４７に取り付けられた１２個の単電池２に、上キャップ２０を介して天板４１を取り付けるとき、単電池２に装着された全ての上キャップ２０の上凸部２２は、天板４１の貫通穴４２に対して精度良く位置決めされているため、全ての貫通穴４２に上凸部２２を円滑に差し込むことができる。また、単電池２に対する上キャップ２０のがたつきが抑制されることで、天板４１に対する単電池２のがたつきも抑制され、これによって、組電池１の剛性の向上を図ることができる。

さらに、上キャップ２０は左右対称の構造を有するため、単電池２における正負の外部端子７Ａ，７Ｂのいずれの周辺部に上キャップ２０を装着しても、同様の装着状態が得られる。そのため、正負いずれの外部端子７Ａ，７Ｂの被覆にも、同じ上キャップ２０を用いることができる。

さらに、図１１及び図１３に示すように、上キャップ２０のセンサ保護部２８，２９の下端に設けられた係合部２８ｄ，２９ｄと、センサ保護部２８，２９を支持する前壁部２３との間には、上記の切り欠き状の開口２８ｃ，２９ｃが設けられており、この開口２８ｃ，２９ｃに、温度センサ８０のようなセンサから左右方向に延びる電線８２を通すことが可能となっている。

そのため、検査用端子部１０ａ，１０ｂに取り付けられたセンサに接続される電線８２の配索は、センサから上方または前方に延ばすような配索に限定されず、センサから左右方向に延ばすような配索も採用することが可能になり、配索の自由度が向上する。

また、上キャップ２０の表面に、電線８２を通すための窪み部２１ｅ，２１ｆが設けられていることにより、電線８２の配索の自由度が更に向上する。

以下、上記のように上キャップ２０に窪み部２１ｅ，２１ｆを設けることによる効果について、より具体的に説明する。

図１４の平面図に示すように、上キャップ２０は、単電池２の積層方向（短手方向）に僅かな間隔を空けて複数並べて配置されている。このように単電池２の短手方向に並ぶ上キャップ２０の列は、４列に分かれている。具体的に、この４列は、図１４における最も上側の４個の上キャップ２０からなる列、上から２番目の６個の上キャップ２０からなる列、上から３番目の６個の上キャップ２０からなる列、及び、最も下側の６個の上キャップ２０からなる列で構成されている。

図１４における最も上側の上キャップ２０の列と上から２番目の上キャップ２０の列との間に形成された電線の配索スペースＳ１では、単電池２の短手方向に延びる電線を、遮熱板７０の上端に取り付けられたガイド部材７８によってガイド可能となっている。上から３番目の上キャップ２０の列と最も下側の上キャップ２０の列との間に形成された電線の配索スペースＳ２においても、単電池２の短手方向に延びる電線をガイド部材７８によってガイド可能となっている。

上キャップ２０の各列において隣接する一対の上キャップ２０のうち、右側の上キャップ２０の左側の窪み部２１ｅと、左側の上キャップ２０の右側の窪み部２１ｆは、僅かな間隔を空けて単電池２の短手方向に隣接して配置されている。これらの互いに隣接する窪み部２１ｅ，２１ｆの組み合わせにより、１つの断面Ｕ字状の溝部が形成されており、このように溝幅が拡大された溝部に、単電池２の長手方向に延びる電線を通すことができる。

また、上述した４つの上キャップ２０の列のうち、中央の２列に属する上キャップ２０は、単電池２の長手方向に僅かな間隔を空けて互いに隣接して配置されている。単電池２の長手方向に隣接する上キャップ２０同士は、単電池２の短手方向に位置合わせされている。これにより、２番目の列に属する上キャップ２０の窪み部２１ｅ，２１ｆと、３番目の列に属する上キャップ２０の窪み部２１ｅ，２１ｆとは、単電池２の長手方向に連なるように配置されている。

上述した２つの配索スペースＳ１，Ｓ２は、中央の２列に属する上キャップ２０によって仕切られているが、これらの列の上キャップ２０には、上記のように単電池２の短手方向に隣接する２つの窪み部２１ｅ，２１ｆと、これらの窪み部２１ｅ，２１ｆに対して単電池２の長手方向に連なるように配置された更に２つの窪み部２１ｅ，２１ｆとによって、幅広で連続的に形成された溝部が形成されていることから、この溝部を経由して上記の２つの配索スペースＳ１，Ｓ２の一方から他方へ電線を導くような配索が可能になる。

図１５は、監視装置６０の制御基板と温度センサ８０（図１１及び図１３参照）とを接続する電線８２の配索の一例を示す。図１５に示す例では、監視装置６０から単電池２の長手方向に延びる２本の電線８２が、図１５における最も上側の列に属する上キャップ２０の窪み部２１ｅ，２１ｆを通って、図１５における上側の配索スペースＳ１に導かれている。一方の電線８２は、上側の配索スペースＳ１に配置された温度センサに接続され、他方の電線８２は、さらに中央の２列に属する上キャップ２０の窪み部２１ｅ，２１ｆを通って、下側の配索スペースＳ２に導かれて、該配索スペースＳ２に配置された温度センサに接続されている。

図１６は、監視装置６０の制御基板と電圧センサ（図示せず）とを接続する電線８６の配索の一例を示す。図１６に示す例では、監視装置６０から単電池２の長手方向に延びる１４本の電線８６が、図１６における最も上側の列に属する上キャップ２０の窪み部２１ｅ，２１ｆを通って、図１６における上側の配索スペースＳ１に導かれている。
これらのうち８本の電線８６は、上側の配索スペースＳ１に配置された電圧センサに接続され、残り６本の電線８６は、さらに中央の２列に属する上キャップ２０の窪み部２１ｅ，２１ｆを通って、下側の配索スペースＳ２に導かれて、該配索スペースＳ２に配置された電圧センサに接続されている。

図１５及び図１６に示されるいずれの配索例においても、単電池２の長手方向において単電池２の短辺部よりも外側、すなわち単電池２の短側面側に配置された監視装置６０の制御基板（図示せず）から延びる電線８２，８６は、上キャップ２０における頂壁部２１の上面よりも低い窪み部２１ｅ，２１ｆ内を通って単電池２の上面の短辺部を跨ぐように配索されている。そのため、電線８２，８６を上キャップ２０に対して上方又は単電池２の短手方向に迂回させることなく上キャップ２０との干渉を回避しながら、センサが配置された配索スペースＳ１，Ｓ２へ導くことができる。

また、電線８２，８６を上キャップ２０に対して上方又は単電池２の短手方向に迂回させる必要がないため、上述したように上キャップ２０の頂壁部２１に天板４１を隙間無く重ねて配置したり、積層方向に隣接する単電池２間の隙間を縮小したりすることができ、これにより、組電池１を上下方向及び積層方向にコンパクトに構成することができる。

さらに、窪み部２１ｅ，２１ｆは単電池２の長手方向に延びる溝状に形成されているため、窪み部２１ｅ，２１ｆに沿って電線８２，８６を単電池２の長手方向に延びるように配策することで、監視装置６０から上側の配索スペースＳ１への配索、及び、上側の配索スペースＳ１から下側の配索スペースＳ２への配索が容易になる。このような単電池２の長手方向への電線８２，８６のガイドは、上キャップ２０の頂壁部２１のコーナ部に切り欠き状の窪み部２１ｅ，２１ｆを形成するという簡素な構成により実現される。

また、電線８２，８６は、単電池２の蓋体５の上方に間隔を空けて配置されるように上キャップ２０の窪み部２１ｅ，２１ｆの底部によって下側から支持されるため、単電池２と電線８２，８６との接触を防止しつつ、電線８２，８６にかかる張力を軽減できる。

さらに、単電池２と電線８２，８６との間に上キャップ２０が介在することで、単電池２と電線８２，８６との間を電気的に絶縁できるとともに、単電池２の発熱時に、上キャップ２０による遮熱によって、電線８２，８６に及ぶ熱的影響を軽減できる。

また、本実施形態によれば、各上キャップ２０に一対の窪み部２１ｅ，２１ｆが設けられているため、これらの窪み部２１ｅ，２１ｆを選択的に利用して電線８２，８６を通すことができ、これによって、配索の自由度が向上する。

ただし、上キャップ２０における窪み部２１ｅ，２１ｆの構成は、上述したものに限定されるものでなく、種々の変更が可能である。以下、図１７及び図１８を参照して、窪み部の構成が異なる上キャップの変形例を説明する。

図１７は、第１変形例に係る上キャップ１２０及びその周辺部を模式的に示す平面図である。図１７に示す上キャップ１２０では、頂壁部２１におけるコーナ部よりも中央部側にずれた位置に、一対の窪み部１２１ａ，１２１ｂが、単電池２の長手方向に延びる溝状に形成されている。これらの窪み部１２１ａ，１２１ｂは、上方に開放した断面Ｕ字状とされている。このように形成された窪み部１２１ａ，１２１ｂによっても、電線８２を単電池２の長手方向に導くことができ、上述の実施形態と同様の効果が得られる。

図１８は、第２変形例に係る上キャップ２２０及びその周辺部を模式的に示す平面図である。図１８に示す上キャップ２２０では、前後方向（単電池２の長手方向）における窪み部２２１ａ，２２１ｂの長さが、頂壁部２１の全長よりも短く形成されている。具体的に、一方の窪み部２２１ａは、頂壁部２１の前端から後端よりも前側部分までの長さ範囲に形成されており、他方の窪み部２２１ｂは、頂壁部２１の前端よりも後側部分から後端までの長さ範囲に形成されている。

このように窪み部２２１ａ，２２１ｂが形成されても、左右方向に隣接する一対の上キャップ２２０のうち、右側の上キャップ２２０の左側の窪み部２２１ａと、左側の上キャップ２２０の右側の窪み部２２１ｂとが前後方向にオーバラップするように配置されることで、電線８２が、これらの窪み部２２１ａ，２２１ｂを通して単電池２の上面の短辺部を跨ぐように配索されることが可能である。

以上、上述の実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。

例えば、上述の実施形態では、蓄電素子の外部端子を覆うキャップに窪み部が２つずつ設けられる例を説明したが、本発明において、キャップに設けられる窪み部の個数は１つ又は３つ以上であってもよい。

さらに、上述の実施形態では、外部端子毎にキャップが設けられる例を説明したが、これらのキャップに代えて、個々の外部端子を覆う複数の被覆部を一体化してなるキャップを用いてもよい。この場合、例えば、図１０に示すように端子面の短手方向に隣接するキャップ２０，２０同士をこれらの側壁部２５，２６において一体化させたり、図１１に示すように端子面の長手方向に隣接するキャップ２０，２０同士をこれらの後壁部２４，２４において一体させたりすることで、複数の被覆部２０，２０を有する１つのキャップを構成することが考えられる。

また、上述の実施形態では、蓄電素子としてリチウムイオン二次電池のような非水電解質二次電池を有する蓄電装置を例に本発明に係る蓄電装置を説明したが、本発明に係る蓄電装置を構成する蓄電素子は、非水電解質二次電池以外の二次電池、一次電池、キャパシタを含む種々の蓄電素子であってもよい。

さらに、本発明は、複数の蓄電素子を有する組電池に限られず、蓄電素子を１つのみ備えた蓄電装置にも適用することができる。

１ 組電池（蓄電装置）
２ 単電池（蓄電素子）
３ 電池容器
３ａ 底壁
３ｂ，３ｃ 長側壁
３ｄ，３ｅ 短側壁
５ 蓋体（端子面）
７Ａ，７Ｂ 外部端子
９Ａ，９Ｂ パッキン
９ａ，９ｂ 被係合部
１０Ａ，１０Ｂ 接続杆
１０ａ，１０ｂ 検査用端子部
１４ バスバー
２０ 上キャップ
２１ 頂壁部
２１ｅ，２１ｆ 窪み部
２２ 上凸部
２３ 前壁部
２４ 後壁部
２５，２６ 側壁部
２７ａ，２７ｂ 内側連結部
２８，２９ センサ保護部
２８ａ，２９ａ 水平部
２８ｂ，２９ｂ 垂直部
２８ｃ，２９ｃ 開口
２８ｄ，２９ｄ 係合部
３０ 下キャップ
３１ 底壁部
３２ 下凸部
４０ 保持体
４１ 天板
４２ 貫通穴
４５，４６ 側板
４７ 底板
４８ 貫通穴
６０ 監視装置（電気部品）
６４ａ，６４ｂ 突起部
６５ａ，６５ｂ 突起部
６６ａ，６６ｂ 突起部
７０ 遮熱板
７３，７４ 突出部
７８ ガイド部材
８０ 温度センサ
８２ 電線
８６ 電線
１２０ 上キャップ
１２１ａ，１２１ｂ 窪み部
２２０ 上キャップ
２２１ａ，２２１ｂ 窪み部
Ｓ１，Ｓ２ 配索スペース

Claims (8)

1. 外部端子を有する蓄電素子と、
   前記蓄電素子に配索される電線と、
   前記外部端子を被覆するキャップとを備え、
   前記キャップの表面に、前記電線を通すための窪み部が設けられている、蓄電装置。
2. 前記蓄電素子は、前記外部端子が設けられた長方形状の端子面を備え、
   前記キャップは、前記端子面の長手方向の端部を覆うように配置され、
   前記電線は、前記窪み部内を通って前記端子面の短辺を跨ぐ部分を有する、請求項１に記載の蓄電装置。
3. 前記端子面の長手方向において前記短辺よりも外側に電気部品が配設され、
   前記電線は前記電気部品に接続されている、請求項２に記載の蓄電装置。
4. 前記窪み部は、前記端子面の長手方向に延びる溝状に形成されている、請求項２又は請求項３に記載の蓄電装置。
5. 前記キャップは、前記外部端子を覆うように前記端子面に対向配置された頂壁部を備え、
   前記窪み部は、前記端子面の短手方向における前記頂壁部の少なくとも一端側のコーナ部に切り欠き状に形成されている、請求項４に記載の蓄電装置。
6. 前記窪み部は、前記端子面の短手方向における前記頂壁部の両端コーナ部に切り欠き状に形成されている、請求項５に記載の蓄電装置。
7. 前記端子面の短手方向に隣接する少なくとも一対の前記蓄電素子を備え、
   前記端子面の短手方向に隣接する一対の蓄電素子に装着された前記キャップの前記窪み部は、前記端子面の短手方向に互いに隣接するように配置されている、請求項５又は請求項６に記載の蓄電装置。
8. 前記端子面の長手方向に隣接する少なくとも一対の前記蓄電素子を備え、
   前記端子面の長手方向に隣接する一対の蓄電素子に装着された前記キャップの前記窪み部は、前記端子面の長手方向に連なるように配置されている、請求項４から請求項７のいずれか１項に記載の蓄電装置。

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