JP3987869B2 - 蓄電システム - Google Patents

Description

本発明は、蓄電システム、特に複数のキャパシタセルを容器に収容した蓄電システムに関する。

複数のキャパシタセルを容器に内蔵した蓄電システム（電気二重層キャパシタ）が、例えば特許文献１，非特許文献１で提案されている。これらの文献では、複数の大容量のキャパシタを直列接続して蓄電システムを構成する際の課題として、各キャパシタセルの負担電圧を均等化することが指摘されているとともに、直列接続された個々のキャパシタセルに電圧監視制御装置としての並列モニタを接続し、各キャパシタセルの耐電圧の範囲内で最大の充電ができるようにした技術が開示されている（ＥＣａＳＳ：登録商標）。この技術は、高性能な電気二重層キャパシタとその能力を最大限に発揮させる電気回路によって構成されており、ナノゲート・カーボンの開発をはじめとした独自のキャパシタ技術と充電電流を効率的に制御する技術などを組み込んだ電子回路との組み合わせによって、これまでにない革新的な蓄電システムを提供し得るものである。
特開２０００−７８７６５号公報 岡村迪夫、電気二重層キャパシタと蓄電システム（第２版）、日刊工業新聞社

具体的に、並列モニタは、図２０に示すように、各キャパシタセル３００について、コンパレータ３０１がキャパシタセル充電電圧と基準電圧Ｖｒｅｆと比較して監視しており、キャパシタセル１５１の充電電圧が所定の設定値を超えるとトランジスタ３０２をオンして充電電流をバイパスする。この動作によって、キャパシタセル１５１の充電電圧は設定値に保たれ、直列に接続された他のキャパシタセルが満充電に達してから後の放電に至る間での間、定電圧の緩和充電モードを形成するものである。このように構成された並列モニタを備えた蓄電システムは、キャパシタセルの電圧を上限で初期化（クランプ）し、そこを基点して充放電させることにより、キャパシタの電圧配分が個々の容量のばらつきや充電開始電圧のばらつきに起因する問題を解消した。

ところが、このような並列モニタを備えた蓄電システムでは、並列モニタ、特に各キャパシタセルの充電電圧が設定を超えた後に充電電流をバイパスさせるための開閉素子のパワートランジスタが熱を発生する。そして、この熱が蓄電システムの内部に蓄積されると、キャパシタセルの劣化に繋がる恐れがある。また、放熱部材を外部に設置すると、キャパシタを含むパワー回路とユーザーの間に、IEC等で規定する安全上の適切な絶縁距離を確保できない。

そこで、本発明は、並列モニタを備えた蓄電システムにおいて、安全確保のために必要な絶縁距離をとりつつ並列モニタで発生する熱を効率良く外部に放出できる機構を設けたものである。

具体的に、本発明に係る蓄電システム（１０）は、開口部（１０１）を有する容器（１００）と上記開口部（１０１）を覆う電気絶縁材料からなる蓋（１２０）を有するハウジング（１１）に、複数のキャパシタセル（１５１）と、上記キャパシタセル（１５１）の上に配置された回路基板（１８１）と、上記回路基板（１８１）上に配置されて各キャパシタセル（１５１）に流れる充電電流を制御する開閉素子（１８４）を収容した蓄電システムであって、
上記蓋（１２０）は、上記回路基板（１８１）とは反対側の面に形成された第１の窪み（１３３）と、上記第１の窪み（１３３）の一部に形成された開口窓（１３４）を有し、
上記第１の窪み（１３３）と上記開口窓（１３４）には上記第１の窪み（１３３）と上記開口窓（１３４）の形状と大きさに対応する大きさと形状の部分を有する放熱部材（１３５，１３６）が配置されて、上記放熱部材（１３５，１３６）が上記蓋（１２０）と共に上記容器（１００）の開口部（１０１）を塞いでおり、
上記放熱部材（１３５，１３６）と上記開閉素子（１８４）は、上記開閉素子（１８４）で発生した熱が上記放熱部材（１３５，１３６）に伝わるように伝熱接触しており、
上記第１の窪み（１３３）から露出した上記放熱部材（１３５，１３６）が絶縁部材（１３２）で被覆されていることを特徴とする。
本発明の他の形態に係る蓄電システムは、上記蓋（１２０）が上記回路基板（１８１）とは反対側の面に形成された第２の窪み（１３１）を有し、上記第２の窪み（１３１）の内側に上記第１の窪み（１３３）が形成されており、上記絶縁部材（１３２）は上記第２の窪み（１３１）の大きさと形状に対応する大きさと形状を有し、上記第２の窪み（１３１）に上記絶縁部材（１３２）が配置されていることを特徴とする。
本発明の更に別の形態は、上記放熱部材（１３５，１３６）が、上記第１の窪み（１３３）の大きさと形状に対応する大きさと形状を有する部分を備えた第１の放熱板（１３５）と、上記開口窓（１３４）の大きさと形状に対応する大きさと形状を有する部分を備えた第２の放熱板（１３６）を有することを特徴とする。

このように構成された蓄電システム（１０）によれば、開閉素子（１８４）で発生した熱が放熱部材（１３６）を介して効率良く外部に放出される。また、放熱部材（１３６）は、上面を絶縁材料（１３２）、側面を蓋（１２０）で覆われているので、システム取扱者が蓋（１２０）に触れることがあっても、放熱部材（１３６）に直接触れることがない。また、人体に危険な直流の高電圧となるシステムの主回路と取扱者と間に、ＩＥＣ等をはじめとする規格が求める適切な絶縁距離を確保できる。

添付図面を参照して本発明に係るキャパシタ蓄電システムの実施形態を説明する。なお、以下の説明では、図面に表されたシステム又はその構成部品の位置を基準とする特定の方向を示す用語（例えば、「上」、「下」、「右」、「左」およびそれらの用語を含む他の用語）を使用するが、それ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、発明の技術的範囲を解釈するために利用されるべきものではない。

図１Ａと図１Ｂは、本発明に係るキャパシタ蓄電システム（以下、「蓄電システム」という。）１０を示す。図示するように、蓄電システム１０は、例えば自動車に搭載されるバッテリに類似した略箱型ハウジング１１を有する。

ハウジング１１が下部構造の容器１００と上部構造の蓋１２０で構成されている。図２に示すように、容器１００は、電気的に絶縁性の材料を成型して形成されており、上部に四角形の開口部１０１を有する箱型容器からなる。容器１００の大きさと形状、特に水平長手方向と水平幅方向の長さは、容器１００の中に収容するキャパシタセル（後に説明する。）の数に応じて異なる。容器１００の外部形状は、長辺方向の側壁１０２と短辺方向の側壁１０３が交じり合う領域において、四隅の上下方向に伸びる角部を面取りして、上下方向に伸びるほぼ平坦なコーナー面１０４が形成されている。コーナー面１０４は、容器底部１０５から上方に向かって伸びており、容器上端１０６近傍で外側上方に向かって斜めに伸びる傾斜コーナー面１０７で終了している。短辺方向の側壁１０３は、水平方向の略中央部に、容器底部１０５から上方に伸びて容器上端１０６近傍で終わる帯状窪み１０８を有する。実施の形態では、帯状窪み１０８の底面（垂直方向の面）１０９に、容器底部１０５近傍に、蓄電システム１０を固定するための係合部材（例えば、フック）が係合可能な固定用係合凹部１１０又は凸部（図示せず）が形成されている。

容器１００の内部形状は、各傾斜コーナー面１０４の裏側（内側）であって、容器上端１０６から所定距離だけ下がった高さ位置にコーナー段部（受け部）１１１を有し、コーナー段部１１１の上面にねじ孔１１２が形成されている。また、長辺方向と短辺方向の側壁１０２，１０３の内面にはそれぞれ、上下方向に伸びる複数の突条からなる補強リブ１１３，１１４が一体的に形成されている。これらの補強リブ１１３，１１４は、容器１００に収容される蓄電ユニット１２（図１Ｂ参照）の移動を規制する規制部として機能する。さらに、長手方向の一方の側壁１０２には、その容器上端１０６の中央部を所定深さ除いて、略Ｕ字形状の切欠部１１５が形成されている。

図３，４に示すように、蓋１２０は、概略、容器１００の四角形開口部１０１に対応した四角形の板状部材からなり、容器１００と同様に電気的に絶縁性の材料で成型されている。蓋１２０の下面には、外周縁の内側に且つ外周縁に沿って連続的に、下方に向かって伸びる環状の突条嵌合部１２１が形成されており、蓋１２０を容器１００に装着した状態で、この突状嵌合部１２１が容器開口部１０１の内側に嵌り込むようにしてある。蓋１２０の長手方向に伸びる一方の縁部中央には、容器切欠部１１５に対応する形状と大きさの嵌合部１２２が形成されている。図示するように、嵌合部１２２は、略Ｕ字状底部１２３と、略Ｕ字状底部１２３の内側端部に位置する垂直壁１２４を有し、この垂直壁１２４に端子露出用の長方形開口部１２５が形成されている。

蓋１２０の四隅には、容器１００のねじ孔１１２（図２参照）に対応するねじ貫通孔１２６が形成されており、これらのねじ貫通孔１２６に挿入されたねじ１２７（図１Ａ及び図１Ｂ参照）を容器ねじ孔１１２に螺合することによって、蓋１２０が容器１００に対して固定される。なお、図１Ｂに示すように、ねじ１２７の頭部は、電気的に絶縁性の材料からなるキャップ１２７ａを被せて覆うのが好ましい。

図３と図４を参照すると、蓋１２０は、長手方向両側に端子導出孔１２８を有し、これらの端子導出孔１２８を通じて、一対の主端子１２９（図１Ｂ参照）が蓋１２０の上方に突出させてある。図１Ａに示すように、蓋１２０から露出する主端子１２９は、絶縁材料からなる着脱式の端子カバー１２９ａで覆うことが好ましい。

図１Ａ，図１Ｂ及び図３を参照すると、蓋１２０の上面には、外周縁部との間に所定の距離をあけて示された略四角形の輪郭線１３０に沿って窪み（絶縁シート収容凹部）１３１が形成されており、この窪み１３１に該窪み１３１の大きさと形状に対応した大きさと形状の絶縁シート１３２（図１Ｂ及び図５参照）が収容されている。絶縁シート１３２は、以下に説明する放熱板（ヒートシンク）１３５，１３６が外部に露出するのを防止するもので、例えば接着剤によって蓋１２０に固定することが好ましい。

窪み１３１の内側には、上方から見ると略凸状の平面形状を有する別の窪み（放熱板収容凹部）１３３が形成され、さらにこの別の窪み１３３の内側には長方形の平面形状を有する貫通開口窓１３４又は放熱板収容部が形成されており、これら窪み１３３と開口窓１３４に対応する形状と大きさの部分を有する放熱板１３５，１３６（図６，７参照）がそれぞれ配置されている。具体的に、図１Ｂと図８に示すように、前者の上部放熱板１３５は、略凸状の窪み１３３に上方から収容され、ねじ１３７（図８参照）によって蓋１２０に固定される。図１Ｂと図９に示すように、後者の下部放熱板１３６は、蓋１２０の下面に配置され、開口窓１３４を介して対向する前者の放熱板１３５に、該前者の放熱板１３５と接する状態で、ねじ１３８によって連結される。放熱板１３５，１３６は、後に説明するように、蓄電ユニット１２に設けられた電気回路部の発熱素子（例えば、パワートランジスタ）で発生する熱を大気に放出するためのもので、その目的から熱伝導性に優れた材料（例えば、アルミニウム、銅）で形成することが好ましい。

図１Ｂに示すように、蓄電ユニット１２はハウジング１１に収容されている。図１０に示すように、蓄電ユニット１２は、概略、フレーム１４０と、セル集合体１５０と、電気回路部１８０からなる。図１１及び図１２に示すように、フレーム１４０は、長方形の底板１４１と、底板１４１の短辺に沿って配置される一対のエンドフレーム（短辺フレーム）１４２と、底板１４１の長辺に沿って配置される一対のサイドプレート（長辺フレーム）１４３を有し、これらエンドプレート１４２とサイドプレート１４３が複数のねじ１４４で相互に連結されている。底板１４１は、エンドプレート１４２又はサイドプレート１４３若しくはそれらの両方に適当な連結具（例えば、ねじ）によって連結してもよいし、それらに連結せずに独立させてもよい。エンドプレート１４２は、サイドプレート１４３との連結部分又はその近傍部分を上方に伸ばして伸張部１４５が形成されている。伸張部１４５の上部は内方に折り曲げて水平方向に向けられており、この水平部１４６に蓋固定用ねじ孔１４７が形成されている。したがって、図１Ｂに示すように、蓋１２０の四隅近傍に形成された貫通孔１４８に挿入したねじ１４９をねじ孔１４７に螺合することで、蓋１２０とフレーム１４０が連結される。ここで、ねじ１４９の頭部は蓋１２０から露出しているが、このねじ頭部は絶縁シート１３２で覆われているので、蓄電システム１０の取扱者がねじ１４９に直接触れることはない。

図１３に示すように、セル集合体１５０は、複数のキャパシタセル１５１を並べて構成されている。実施の形態では、セル集合体１５０は、１２個のキャパシタセル１５１を重ねて構成されているが、その数は限定的ではない。図１４に示すように、外観上、各キャパシタセル１５１は、略四角形の袋状容器を構成するパッケージ１５２を有する。パッケージ１５２は、少なくとも最内層と最外層が電気的に絶縁性の材料からなるフィルムで構成された積層型の可撓性シートからなり、上部のフィルム接合部から２つの端子板である正極集電極１５３と負極集電極１５４が突出させてある。

図面から省略されているが、パッケージ１５２の内部には、両面に炭素を主体とする電極を有する複数の集電極が、セパレータを介して重ね合わせた積層体が電解液と共に収容されている。また、複数の集電極の正極端子と負極端子がそれぞれ正極集電極１５３と負極集電極１５４に接続されている。

図１３を参照すると、複数のキャパシタセル１５１は、これら複数のキャパシタセル１５１を直列に接続するために、キャパシタセル１５１の正極集電極１５３と負極集電極１５４がこれに隣接する別のキャパシタセル１５１の正極集電極１５３と負極集電極１５４にそれぞれ対向するように配置される。このような配置の中で正極集電極１５３と負極集電極１５４を確実に接続するために、実施の形態では、これら集電極１５３，１５４に特有の形状が与えられている。

図１４を参照して具体的に説明すると、正極集電極１５３と負極集電極１５４はそれぞれ、パッケージ１５２から導出された部分を第１の折曲部１５５で反対方向（積層方向の反対方向）にほぼ直角に折り曲げて水平部１５６を形成し、そして、この水平部１５６を再び第２の折曲部１５７で上方に向けて折り曲げて垂直部１５８が設けてある。垂直部１５８は、板幅方向に関して中央部から一端側の半部が切除されて切欠部１５９が形成され、これにより残余の半部が集電極連結部１６０としてある。例えば、図示するキャパシタセル１５１についてみると、正極集電極１５３の垂直部１５８は負極集電極側（図上左側）の半部が切除され、負極集電極１５４の垂直部１５８は正極集電極の反対側（図上左側）にある半部が切除されている。

このように構成された複数のキャパシタセル１５１は、図１３に示すように、隣接するキャパシタセル１５１の正極集電極１５３と負極集電極１５４を対向させて並列に整列される。このとき、一方のキャパシタセル１５１の正極集電極１５３（負極集電極１５４）の切欠部１５９に、隣接する他方のキャパシタセル１５１の負極集電極１５４（負極集電極）の集電極連結部１６０を位置させ、隣接するキャパシタセル１５１の集電極連結部１６０が一列に配置される。このようにして横一列（面一）に配置された隣接する２つのキャパシタセル１５１の２つの集電極連結部１６０は、適当な集電極連結具で連結されると共に電気的に接続される。

集電極連結具の一例を図１５Ａと図１５Ｂに示す。図示するように、集電極連結具１６１は、一枚の導電性金属からなる板１６２を折曲部１６３で折り曲げて略Ｖ字形状に形成されており、対向する一対の端子保持片１６３，１６４を備えている。また、一方の端子保持片１６３を折曲部１６３と平行な方向に伸ばしてケーブル接続部（ケーブル端子嵌合部）１６５が形成されている。そして、端子保持片１６３，１６４はそれぞれ、外面から内面に向かって、つまり他方の端子保持片に向かって複数の突起１６６が打ち出されている。なお、これらの突起１６６は、図示するように略Ｖ字状に折り曲げた状態で、一方の端子保持片１６３の突起１６６と他方の端子保持片１６４の突起１６６が対向しないように配置することが好ましい。したがって、上述のようにして横一列に配置された２つの集電極連結部１６０を連結する場合、対向する端子保持片１６３，１６４の間に整列された２つの集電極連結部１６０を位置させた後、これら端子保持片１６３，１６４を対向方向に曲げて集電極連結部１６０を押圧挟持する。その結果、図１５Ｃとその一部を拡大した図１５Ｅに示すように、端子保持片１６３，１６４の対向内面に形成されている突起１６６が集電極連結部１６０の両面に食い込み、これら集電極連結部１６０を確実に連結する。このようにして集電極連結部１６０に連結された集電極連結具１６１は、図１６に示すように、配線ケーブル１７４ａの一端に固定されたケーブル端子１７４ｂがケーブル接続部１６５に挿入されて電気的に連結される。具体的に、ケーブル端子１７４ｂは、先端接続部が略Ｃ形状に形成されているので、この略Ｃ形状先端接続部にケーブル接続部１６５に差し込んだ状態で該ケーブル端子１７４ｂの略Ｃ形状先端の弾性によって容易にケーブル接続部１６５と電気接続できる。

このような集電極連結具１６１を用いた端子連結構造は、正極集電極１５３と負極集電極１５４に導電性に優れたアルミニウム板を使用した場合に特に有効である。その理由は、銅は時間の経過と共に物理的寸法が変化するコールドフロー（クリープ）を生じ易いが、このような突起部を備えた集電極連結具１６１を用いることにより、長期間に亘って安定的に２つの集電極連結部１６０を保持できるからである。

以上のようにして整列されたセル集合体１５０は、図１２に示すように、適当な整列装置（図示せず）を用いて整列したうえで、連結具１６１で正極と負極の集電極１５３，１５４を連結する前に又は連結した後、セル集合体１５０の周囲にエンドフレーム１４２とサイドフレーム１４３を組み付け、容器１００に格納される。このとき、対向する一対のエンドフレーム１４２の一方の内側には加圧板１７３が配置される。加圧板１７３は、これに対向する一方の面（外面）に複数のばね支持部１６７を有する。ばね支持部１６７は、加圧板１７３から突出する突起部であってもよいし、加圧板１７３に形成された凹部であってもよい。実施形態では、９個のばね支持部１６７が３行×３列の配列をもって、上下方向と水平方向に所定の間隔をあけて配置されている。また、実施形態では、それぞれが柱状の突起部で形成されており、各ばね支持部１６７にヘリカルスプリングからなるばね１６８が支持されている。したがって、エンドフレーム１４２とサイドフレーム１４３を組み立てた状態で、整列（水平方向に積層）された各キャパシタセル１５１は、その厚み方向（整列方向）から均等に圧力が加えられる。サイドフレーム１４３は、ばね１６８からエンドフレーム１４２に加わる力の反力として引っ張り力を負担する。また、サイドフレーム１４３は、エンドフレーム１４２と一体となって耐衝撃性に優れた頑丈なフレーム１４０を構成しながら、エンドフレーム１４２と共にキャパシタセル１５１を位置規制している。

実施形態では、サイドフレーム１４３とセル集合体１５０との間にはサイドシート１６９が配置され、このサイドシート１６９がサイドフレーム１４３に対して固定されている。また、底板１４１とセル集合体１５０との間にはボトムシート１７０が配置されている。これらサイドシート１６９とボトムシート１７０は、例えば液体吸収性の紙製又はプラスチック製のシートが好適に利用できる。したがって、万が一、パッケージ１５２から僅かに電解液が漏れることがあっても、この漏れ出た電解液はサイドシート１６９とボトムシート１７０に吸収され、後に説明する上部の電気回路部１８０上に流れ込むことはない。

また、実施形態では、各サイドフレーム１４３の上端を内側に向けて折り曲げることにより規制部１７５が形成されており、仮にキャパシタセル１５１が上方に移動した場合、これらの規制部１７５がキャパシタセル１５１の肩部（両側の上部角部）１７６に当たり、規制部１７５を超えてキャパシタセル１５１が上方に移動しないようにしてある。

さらに、実施形態では、各サイドフレーム１４３の内面に両面接着部材である両面テープ（規制部）１７１が貼り付けてあり、この両面テープ１７１がサイドシート１６９に形成した窓１７１ａを介してセル集合体１５０に対向させてある。一方、パッケージ両側部のシール部１７２（図１２参照）が直角に折り曲げられており、この折り曲げられたシール部１７２の外側の面に両面テープ１７１が接着されている。したがって、セル集合体１５０はサイドフレーム１４３に強固に保持されている。

したがって、フレーム１４０に収容されているセル集合体１５０は、対向する一対のエンドフレーム１４２の間にばね１６８の付勢力で強固に保持されるだけでなく、サイドフレーム１４３に対して規制部１７５又は両面テープ１７１若しくはそれらの両方によって上下方向への移動が規制される。その結果、落下等の事故によって蓄電システム１０に上下方向の衝撃が作用しても、セル集合体１５０がフレーム１４０に対して全体的に移動することもないし、複数のキャパシタセル１５１の間に相対的な上下方向の位置ずれが生じることもないので、セル集合体１５０の上に配置されている電気回路部１８０が損傷することがない。また、各キャパシタセル１５１の集電極１５３，１５４に接続されているケーブルに無理な力（例えば、引張力）が作用することもないので、これら集電極１５３，１５４とケーブルの接続が外れることもない。このように、キャパシタセル１５１の折り曲げたシール部１７２とこれに対向するサイドフレーム１４３を、両面テープ１７１のみを追加することによって、すなわち、従来の蓄電システム１０が備えている構成を利用することで大きなコストアップを生じることなく、蓄電システム１０の耐衝撃性、耐久性、信頼性の向上が図れる。

このようにしてフレーム１４０とそれに一体化されたセル集合体１５０は容器１００に収容され、電気回路部１８０と電気的に接続される。図１０に示すように、電気回路部１８０は配線基板１８１を有する。配線基板１８１は、複数のねじ１８２（図１Ｂ参照）によって、蓋１２０の下面に該下面と所定の間隔をあけて固定されている。配線基板１８１の上には、並列モニタ（制御回路）１８３を構成する複数の回路素子が配置されており、上述のようにしてキャパシタセル集電極に一端が接続されたケーブルの他端が、対応する回路素子に電気的に接続される。また、セル集合体１５０の両端に配置されている２つのキャパシタセル１５１のうち一方と他方のそれぞれの正極集電極１５３と負極集電極１５４に接続されているケーブルの他端が、蓋１２０に固定された一対の主端子１２９（図１Ｂ参照）に接続される。

図１０には、並列モニタを構成する複数（実施形態では１２個）の開閉素子であるパワートランジスタ１８４が示してあり、各パワートランジスタ１８４が対応するキャパシタセル１５１と並列に接続されている（図２０参照）。また、並列モニタ１８３の制御端子１８５が配線基板１８１の一側部に設けてあり、制御端子１８５が蓋１２０の端子露出用開口部１２５に位置させてある（図１Ａ参照）。このように、制御端子１８５は、水平方向に向けて露出させてあるので、塵埃等の異物が制御端子１８５に付着することがない。

パワートランジスタ１８４は、並列モニタ１８３の中で、キャパシタセル１５１に流れる大電流を制御するものであるため、作動時にそれ自身が発生する熱も大きい。そのため、パワートランジスタ１８４は、図１７に示すように、その上面を放熱板１３６に接して配置される。したがって、パワートランジスタ１８４で発生する熱は、放熱板１３６から放熱板１３５を介して外部に放出される。パワートランジスタ１８４から放熱板１３５，１３６に効率良く熱が伝わるように、パワートランジスタ１８４と放熱板１３６の間にグリス等の伝熱材料を設けることが好ましい。

また、図１７に示すように、パワートランジスタ１８４を配線基板１８１の外周縁から外側に突出させ、放熱板１３６に固定した押圧部材（例えば、板ばね１８６）によってパワートランジスタ１８４を放熱板１３６に付勢し、パワートランジスタ１８４と放熱板１３６との間に安定した接触を確保することが好ましい。

さらに、図１０に示すように、配線基板１８１とセル集合体１５０との間には、キャパシタセル１５１の連結具１６１と配線基板１８１上の電気回路が接触するのを防止するために、電気絶縁材料からなるシート１８７を設けることが好ましい。

このように構成された蓄電システム１０によれば、各キャパシタセル１５１の充電時、対応するパワートランジスタ１８４によって充電電流が制御されるが、そのときパワートランジスタ１８４で発生する熱は放熱板１３５、１３６を介して効率的に大気に放出される。したがって、各キャパシタセル１５１で発生した熱が蓄電システム１０に蓄積してキャパシタセル１５１の性能を劣化させるという問題はない。

なお、上述した実施形態では、各キャパシタセル１５１に連結された連結具１６１を配線を通じて回路基板に接続したが、これに代えて、図１８と図１９に示す配線構造１９０を採用してもよい。この配線構造１９０では、配線基板１８１に複数の貫通孔１９１を形成するとともに、各集電極連結具１６１の一部を上方に延長して配線接続部１９２を形成し、これらの配線接続部１９２を配線基板１８１の対応する貫通孔１９１に挿入し、はんだ等で対応する回路部分に接続されている。したがって、この配線構造１９０によれば、集電極連結具１６１と配線基板１８１をケーブルで配線する必要がないので、電気的接続が極めて容易になる。また、上述の実施形態ではセル集合体１５０と配線基板１８１との絶縁シート１８７を配置したが、この実施形態ではセル集合体１５０と配線基板１８１との間には配線接続部１９２によって絶縁空間が確保されるので、絶縁シート１８７は省略できる。

また、以上の説明では、隣接するキャパシタセル１５１の正極集電極１５３と負極集電極１５４を横一列に配置したが、これらは重ねてもよい。この場合、図１５Ｄに示すように、端子保持片１６３，１６４の対向内面に形成されている突起１６６が両電極１５３，１５４に食い込み、これらの電極１５３，１５４を確実に連結する。

さらに、以上の説明では、正極集電極１５３と負極集電極１５４の端部を上方に向けて横一列に又は重ねて並列に配置したが、正極集電極１５３と負極集電極１５４の端部を水平方向に向けて横一列又は重ねて並列に配置し、このように配置された集電極を集電極連結具１６１で上下から挟み、その突起１６６を集電極に両側から食い込ませて挟持してもよい。

本発明に係る蓄電システムの斜視図。 図１に示す蓄電システムの分解斜視図。 図１の蓄電システムに使用する容器の斜視図。 蓋を上方から見た斜視図。 蓋を下方から見た斜視図。 絶縁シートの斜視図。 上部放熱板の斜視図。 下部放熱板の斜視図。 容器と絶縁シートを除いた蓄電システムの斜視図。 容器、絶縁シート、上部放熱板を除いた蓄電システムの斜視図。 図１の蓄電システムに収容される蓄電ユニットの斜視図。 蓄電ユニットにおけるフレームの斜視図。 蓄電ユニットのセル集合体とフレームの分解斜視図。 セル集合体の斜視図。 キャパシタセルの斜視図。 集電極連結具の斜視図。 集電極連結具とケーブル端子との接続状態を示す斜視図。 集電極連結が一列に配置された集電極を連結している状態を示す拡大断面図。 集電極連結が重ね合わされた２枚の集電極を連結している状態を示す拡大断面図。 図１５Ｃの一部を拡大した断面図。 集電極連結具の斜視図。 パワートランジスタと放熱板との接触状態を示す斜視図。 他の実施形態に係る蓄電システムに収容される蓄電ユニットの斜視図。 図１８と共に他の配線構造を示す蓄電ユニットの斜視図。 並列モニタの一部を示す回路図。

符号の説明

１０：蓄電システム、１１：ハウジング、１２：蓄電ユニット、１００：容器、１０１：開口部、１０２：側壁、１０３：側壁、１０４：コーナー面、１０５：容器底部、１０６：容器上端、１０７：傾斜コーナー面、１０８：帯状窪み、１０９：底面（垂直面）、１１０：係合凹部、１１１：コーナー段部、１１２：ねじ孔、１１３：補強リブ、１１４：補強リブ、１１５：切欠部、１２０：蓋、１２１：突条嵌合部、１２２：嵌合部、１２３：Ｕ字状底部、１２４：垂直壁、１２５：端子露出用開口部、１２６：ねじ貫通孔、１２７：ねじ、１２７ａ：キャップ、１２８：端子導出孔、１２９：主端子、１３０：輪郭線、１３１：窪み（絶縁シート収容凹部）、１３２：絶縁シート、１３３：窪み（放熱板収容凹部）、１３４：貫通開口窓（放熱板収容部）、１３５：上部放熱板、１３６：下部放熱板、１３７：ねじ、１３８：ねじ、１４０：フレーム、１４１：底板、１４２：エンドフレーム、１４３：サイドフレーム、１４４：ねじ、１４５：伸張部、１４６：水平部、１４７：蓋固定用ねじ孔、１４８：貫通孔、１４９：ねじ、１５０：セル集合体、１５１：キャパシタセル、１５２：パッケージ、１５３：正極集電極、１５４：負極集電極、１５５：第１の折曲部、１５６：水平部、１５７：第２の折曲部、１５８：垂直部、１５９：切欠部、１６０：集電極連結部、１６１：集電極連結具、１６２：板、１６３：端子保持片、１６４：端子保持片、１６５：ケーブル接続部、１６６：突起、１６７：ばね支持部、１６８：ばね、１６９：サイドシート、１７０：ボトムシート、１７１：両面テープ、１７２：シール部、１７３：加圧板、１７４：ケーブル端子、１７５：規制部、１８０：電気回路部、１８１：配線基板、１８２：ねじ、１８３：並列モニタ、１８４：パワートランジスタ、１８５：制御端子、１８６：板ばね、１８７：シート、１９０：配線構造、１９１：貫通孔、１９２：配線接続部。

Claims (3)

1. 開口部を有する容器と上記開口部を覆う電気絶縁材料からなる蓋を有するハウジングに、複数のキャパシタセルと、上記キャパシタセルの上に配置された回路基板と、上記回路基板上に配置されて各キャパシタセルに流れる充電電流を制御する開閉素子を収容した蓄電システムであって、
   上記蓋は、上記回路基板とは反対側の面に形成された第１の窪みと、上記第１の窪みの一部に形成された開口窓を有し、
   上記第１の窪みと上記開口窓には上記第１の窪みと上記開口窓の形状と大きさに対応する大きさと形状の部分を有する放熱部材が配置されて、上記放熱部材が上記蓋と共に上記容器の開口部を塞いでおり、
   上記放熱部材と上記開閉素子は、上記開閉素子で発生した熱が上記放熱部材に伝わるように伝熱接触しており、
   上記第１の窪みから露出した上記放熱部材が絶縁部材で被覆されていることを特徴とする蓄電システム。
2. 上記蓋は、上記回路基板とは反対側の面に形成された第２の窪みを有し、上記第２の窪みの内側に上記第１の窪みが形成されており、上記絶縁部材は上記第２の窪みの大きさと形状に対応する大きさと形状を有し、上記第２の窪みに上記絶縁部材が配置されていることを特徴とする請求項１の蓄電システム。
3. 上記放熱部材は、上記第１の窪みの大きさと形状に対応する大きさと形状を有する部分を備えた第１の放熱板と、上記開口窓の大きさと形状に対応する大きさと形状を有する部分を備えた第２の放熱板を有することを特徴とする請求項１又は２の蓄電システム。

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