JP5939007B2 - 蓄電装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の蓄電素子が一方向に並んで配置された蓄電装置に関するものである。

複数の単電池（いわゆる角型の単電池）を一方向に並べることにより、組電池を構成しているものがある。複数の単電池は、一対のエンドプレートによって挟まれており、一対のエンドプレートには、複数の単電池の配列方向に延びる拘束バンドが固定されている。エンドプレートおよび拘束バンドを用いることにより、複数の単電池に対して拘束荷重を与えることができる。

特開２０１０−２４４８７６号公報 特開２００１−０６８０８１号公報 特開２００１−３１３０１８号公報 特開２００３−０３６８３０号公報 特開２００４−２２７７８８号公報 特開２０１０−０４０２９５号公報

エンドプレートおよび拘束バンドを用いて、複数の単電池を拘束するときには、複数の単電池の配列方向における組電池の中央部分が変位しやすいことがある。具体的には、エンドプレートを固定することによって、組電池を固定する場合には、エンドプレートから離れた単電池ほど、振動などの影響を受けて変位しやすくなることがある。組電池の一部が変位しやすい場合には、変位しやすい部分を固定すれば良いが、組電池を固定する構造によっては、組電池が大型化してしまい、組電池を搭載し難くなってしまう。

本発明である蓄電装置は、複数の蓄電素子および拘束機構を有する。複数の蓄電素子は、所定方向に並んで配置されており、拘束機構は、所定方向において複数の蓄電素子を挟んでおり、複数の蓄電素子に拘束荷重を与える。また、蓄電装置は、複数の蓄電素子の位置決めに用いられる締結部材と、複数の蓄電素子の充放電制御に用いられる機器とを収容する収容部材を有する。収容部材は、所定方向で隣り合う２つの蓄電素子の間に配置されており、これらの蓄電素子の間に、締結部材が配置されている。締結部材は、複数の蓄電素子および拘束機構を収容するためのケースに対して収容部材を固定する。

本発明によれば、複数の蓄電素子の間に配置される収容部材に締結部材を収容し、この締結部材を用いて、蓄電装置を位置決めしているため、蓄電装置が振動などを受けたときに、蓄電装置の一部が変位しやすくなるのを抑制することができる。すなわち、蓄電装置のうち、変位しやすい位置に、締結部材を収容した収容部材を配置することにより、蓄電装置の変位を抑制することができる。また、締結部材は、収容部材に収容されているため、締結部材が蓄電装置の外面に突出した状態で配置されることもない。締結部材が蓄電装置の外面に突出していなければ、締結部材との干渉を考慮することもなく、蓄電装置を搭載しやすくなる。

収容部材は、所定方向における複数の蓄電素子の中央部に配置することができる。言い換えれば、所定方向における蓄電装置の中央部に、収容部材を配置することができる。所定方向に並べられた複数の蓄電素子に拘束荷重を与えた構造では、所定方向における蓄電装置の中央部が振動などによって変位しやすくなる。このため、締結部材を収容する収容部材を、上述した中央部に配置することにより、蓄電装置の変位を抑制しやすくなる。

拘束機構は、一対のエンドプレートと、連結部材と、ブラケットとで構成することができる。一対のエンドプレートは、所定方向において、複数の蓄電素子を挟む位置に配置することができる。連結部材は、所定方向に延びており、連結部材の長手方向における両端部を一対のエンドプレートにそれぞれ連結することができる。これにより、一対のエンドプレートによって挟まれた複数の蓄電素子に対して拘束荷重を与えることができる。

ここで、各エンドプレートには、締結部材によって位置決めされるブラケットを固定することができる。これにより、ブラケットを位置決めする締結部材と、収容部材に収容された締結部材とを用いて、蓄電装置を位置決めすることができる。一方、エンドプレートの位置決めに用いられる締結部材を、エンドプレートに収容することができる。ここで、一対のエンドプレートのうち、少なくとも一方のエンドプレートに締結部材を収容することができる。これにより、エンドプレートに収容された締結部材と、収容部材に収容された締結部材とを用いて、蓄電装置を位置決めすることができる。

エンドプレートに締結部材を収容するときには、このエンドプレートに、複数の蓄電素子の充放電制御で用いられる機器を収容することができる。このように、収容部材やエンドプレートに、上述した機器を収容することにより、外力が機器に作用しにくくすることができ、機器を保護することができる。収容部材やエンドプレートに、締結部材や機器を収容するときには、収容部材やエンドプレートに、締結部材などを収容するための穴部を形成したり、締結部材などを、収容部材やエンドプレートに埋めたりすることができる。

上述した機器としては、電流遮断器や基板を用いることができる。電流遮断器は、蓄電素子と電気的に接続され、蓄電素子に流れる電流を遮断する。電流遮断器としては、例えば、ヒューズやＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）素子を用いることができる。基板は、蓄電素子の温度又は電圧を取得するために用いられる。基板と接続された検出線を、蓄電素子の正極端子および負極端子に接続すれば、蓄電素子の端子間電圧を取得することができる。また、検出線を介して、基板および温度センサを接続すれば、温度センサを用いて、蓄電装置（蓄電素子）の温度を取得することができる。

実施例１である電池スタックの外観図である。 実施例１である電池スタックの側面図である。 実施例１である電池スタックの上面図である。 実施例１における収容部材の斜視図である。 図４のＹ１−Ｙ１断面図である。 収容部材に拘束荷重を与える前の状態と、拘束荷重を与えた後の状態を示す図である。 振動に伴う変位量を説明する図である。 ３つの電池スタックの配置例を示す図である。 実施例２である電池スタックの側面図である。 実施例３である電池スタックの側面図である。 実施例３における収容部材の構成を示す図である。

以下、本発明の実施例について説明する。

本発明の実施例１である電池スタック（蓄電装置に相当する）について説明する。図１は、本実施例の電池スタックの外観図である。図１において、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、互いに直交する軸であり、本実施例では、鉛直方向に相当する軸をＺ軸としている。Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の関係は、他の図面においても、図１と同様である。

図１に示す電池スタック１は、例えば、車両に搭載することができる。電池スタック１から出力された電気エネルギをモータ・ジェネレータによって運動エネルギに変換することにより、この運動エネルギを用いて車両を走行させることができる。また、車両の制動時に発生する運動エネルギをモータ・ジェネレータによって電気エネルギに変換することにより、この電気エネルギを電池スタック１に蓄えることができる。

電池スタック１は、Ｘ方向（所定方向に相当する）に並んで配置された複数の単電池（蓄電素子に相当する）１０を有する。単電池１０は、いわゆる角型の単電池であり、単電池１０の外形は、直方体に沿って形成されている。単電池１０としては、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池を用いることができる。また、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタ（コンデンサ）を用いることができる。電池スタック１を構成する単電池１０の数は、電池スタック１の要求出力等に基づいて適宜設定することができる。

本実施例では、複数の単電池１０をＸ方向に並べているが、これに限るものではない。具体的には、複数の単電池によって１つの電池モジュールを構成し、複数の電池モジュールをＸ方向に並べて配置することによって、電池スタック１を構成することができる。ここで、各電池モジュールを構成する複数の単電池は、Ｙ方向に並べて配置することができる。この場合には、電池モジュールが、本発明の蓄電素子に相当する。

Ｘ方向に並べられた複数の単電池１０は、バスバー（図示せず）によって、電気的に直列に接続されている。本実施例では、すべての単電池１０が電気的に直列に接続されているが、電池スタック１には、電気的に並列に接続された複数の単電池１０が含まれていてもよい。すなわち、バスバーの形状を適宜設定することにより、複数の単電池１０を電気的に直列に接続したり、電気的に並列に接続したりすることができる。

バスバーは、導電性を有する部材である。Ｘ方向で隣り合う２つの単電池１０において、バスバーは、一方の単電池１０の正極端子１１と、他方の単電池１０の負極端子１２とに接続される。電池スタック１を構成する複数の単電池１０は、複数のバスバーを用いて電気的に接続することができ、複数のバスバーは、バスバーモジュールとして構成することができる。バスバーモジュールは、複数のバスバーと、複数のバスバーを保持する保持プレートとで構成することができる。保持プレートは、樹脂などの絶縁材料で形成することができる。

正極端子１１および負極端子１２は、各単電池１０の上面に設けられている。なお、正極端子１１および負極端子１２は、単電池１０の内部に収容された発電要素と電気的に接続されている。発電要素は、充放電を行う要素である。具体的には、正極板と、負極板と、正極板および負極板の間に配置されるセパレータとによって、発電要素を構成することができる。正極板は、正極集電板と、正極集電板の表面に形成された正極活物質層とで構成することができ、負極板は、負極集電板と、負極集電板の表面に形成された負極活物質層とで構成することができる。正極端子１１は、発電要素の正極板と電気的に接続され、負極端子１２は、発電要素の負極板と電気的に接続される。

本実施例では、単電池１０の上面に正極端子１１および負極端子１２を設けているが、正極端子１１および負極端子１２を設ける位置は、適宜設定することができる。例えば、Ｙ方向における単電池１０の両端面（両側面）において、正極端子１１および負極端子１２を設けることができる。

Ｘ方向で隣り合う２つの単電池１０の間には、仕切り板２０が配置されており、仕切り板２０は、例えば、樹脂などの絶縁材料で形成することができる。仕切り板２０を絶縁材料で形成することにより、Ｘ方向において仕切り板２０を挟む２つの単電池１０を絶縁状態とすることができる。また、仕切り板２０には、Ｘ方向（単電池１０の側）に突出する突起部を設けることができる。突起部の先端が、単電池１０と接触することにより、仕切り板２０および単電池１０の間にスペースを形成することができる。

仕切り板２０および単電池１０の間に形成されたスペースは、単電池１０の温度調節に用いられる熱交換媒体の移動経路として用いることができる。すなわち、単電池１０および仕切り板２０の間に形成されたスペースに熱交換媒体を導くことにより、熱交換媒体および単電池１０の間で熱交換を行わせ、単電池１０の温度を調節することができる。例えば、単電池１０が、充放電などによって発熱したときには、冷却用の熱交換媒体を単電池１０に接触させることにより、単電池１０の温度上昇を抑制することができる。また、単電池１０が過度に冷却したときには、加温用の熱交換媒体を単電池１０に接触させることにより、単電池１０の温度低下を抑制することができる。

このように、単電池１０の温度を所定の温度範囲内に維持することにより、単電池１０の入出力特性が劣化してしまうのを抑制することができる。なお、熱交換媒体としては、気体や液体を用いることができる。電池スタック１を車両に搭載したときには、車室内の空気を熱交換媒体として用いることができる。車室とは、乗員の乗車するスペースである。一方、熱交換媒体を単電池１０に供給する構造は、様々な技術が提案されており、これらの技術を適宜選択することができる。

Ｘ方向における電池スタック１の両端には、一対のエンドプレート（拘束機構の一部）３１が配置されている。拘束バンド（連結部材、拘束機構の一部）３２は、Ｘ方向に延びており、Ｘ方向（長手方向）における拘束バンド３２の両端は、一対のエンドプレート３１に固定されている。本実施例では、電池スタック１の上面に、２つの拘束バンド３２が配置されているとともに、電池スタック１の底面に、２つの拘束バンド３２が配置されている。

なお、拘束バンド３２およびエンドプレート３１の固定方法は、適宜選択することができ、例えば、ボルト又はリベットを用いて、拘束バンド３２およびエンドプレート３１を固定することができる。また、拘束バンド３２は、一対のエンドプレート３１に固定されていればよく、拘束バンド３２の形状は、適宜設定することができる。また、拘束バンド３２を配置する位置や、拘束バンド３２の数も適宜設定することができる。例えば、Ｙ方向における電池スタック１の両端面（両側面）に対して、拘束バンド３２を配置することができる。

拘束バンド３２の両端を一対のエンドプレート３１に固定することにより、一対のエンドプレート３１によって挟まれた複数の単電池１０に対して拘束荷重を与えることができる。拘束荷重は、Ｘ方向において、単電池１０を挟む力である。単電池１０に拘束荷重を与えることにより、単電池１０の膨張等を抑制することができ、単電池１０の膨張や収縮などによって、単電池１０の入出力特性が劣化してしまうのを抑制することができる。

なお、本実施例では、エンドプレート３１および拘束バンド３２を用いて、複数の単電池１０に拘束荷重を与えているが、これに限るものではない。すなわち、Ｘ方向において単電池１０を挟む力を発生させることができる構造であればよい。例えば、拘束バンド３２を省略し、一対のエンドプレート３１を互いに近づかせる方向に押す力を各エンドプレート３１に与える構造を採用することができる。

各エンドプレート３１のうち、単電池１０と対向する面とは反対側の面には、ブラケット３３が固定されている。ブラケット３３は、エンドプレート３１（言い換えれば、電池スタック１）を位置決めするために用いられる。電池スタック１をＸ方向から見たときに、ブラケット３３は、エンドプレート３１の外形によって規定される領域内に収まるように配置されている。すなわち、ブラケット３３は、Ｙ−Ｚ平面内において、エンドプレート３１の外縁から突出していない。本実施例では、エンドプレート３１およびブラケット３３を、別々の部材で構成しているが、エンドプレート３１およびブラケット３３を一体的に構成することもできる。

ブラケット３３は、開口部３３ａを有しており、開口部３３ａには、図２に示すボルト５１ａが貫通している。図２に示すように、電池スタック１は、ボルト（締結部材に相当する）５１ａ，５２ａによって、ロアーケース１０１に固定される。ボルト５１ａは、Ｘ方向における電池スタック１の両端に配置されており、ボルト５２ａは、Ｘ方向における電池スタック１の中央部に配置されている。すなわち、本実施例では、Ｘ方向における３箇所において、電池スタック１をロアーケース１０１に固定している。

ロアーケース１０１を貫通したボルト５１ａ，５２ａは、ナット５１ｂ，５２ｂと噛み合うことにより、電池スタック１をロアーケース１０１に固定することができる。なお、ボルト５１ａ，５２ａおよびナット５１ｂ，５２ｂを用いた固定構造は、図２に示す構造に限るものではない。すなわち、ボルト５１ａ，５２ａおよびナット５１ｂ，５２ｂの位置関係を、図２に示す位置関係と逆にすることができる。例えば、ロアーケース１０１の側にボルト５１ａを配置し、ブラケット３３の側にナット５１ｂを配置することができる。

ロアーケース１０１に固定された電池スタック１は、アッパーケース１０２によって覆われる。すなわち、ロアーケース１０１およびアッパーケース１０２によって囲まれたスペースに、電池スタック１が収容される。電池スタック１をロアーケース１０１およびアッパーケース１０２によって覆うことにより、電池スタック１を保護することができる。電池スタック１を車両に搭載するときには、ロアーケース１０１を車両ボディに固定することができる。

図１から図３に示すように、Ｘ方向における電池スタック１の中央部には、収容部材４０が配置されている。収容部材４０は、ボルト５２ａおよびヒューズ６０を収容するために用いられる。ここで、収容部材４０には、ボルト５２ａおよびヒューズ６０を収容するための穴部４１が形成されており、ボルト５２ａは、穴部４１の下部に配置され、ヒューズ６０は、穴部４１の上部に配置されている。収容部材４０は、仕切り板２０と同様に、樹脂などの絶縁材料によって形成することができる。

収容部材４０は、Ｘ方向で隣り合う２つの単電池１０の間に配置されているため、収容部材４０に収容されるボルト５２ａやヒューズ６０は、Ｘ方向で隣り合う２つの単電池１０の間に挟まれる。本実施例では、収容部材４０に１つのボルト５２ａを収容しているが、収容部材４０に収容されるボルト５２ａの数は、適宜設定することができる。すなわち、収容部材４０に収容できる限り、ボルト５２ａの数を増やすことができる。

また、複数のボルト５２ａを用いるときにおいて、ボルト５２ａを配置する位置は、適宜設定することができる。すなわち、複数のボルト５２ａを用いて、収容部材４０（言い換えれば、電池スタック１）を位置決めすることができればよい。例えば、複数のボルト５２ａを、Ｙ方向に並べて配置することができる。

本実施例の電池スタック１（収容部材４０）では、Ｙ方向におけるスペースを確保しやすいため、複数のボルト５２ａをＹ方向に並べることにより、収容部材４０がＸ方向に大型化してしまうのを抑制することができる。すなわち、複数のボルト５２ａをＸ方向に並べてしまうと、収容部材４０がＸ方向において大型化してしまう。Ｘ方向における収容部材４０の大型化を抑制することにより、電池スタック１がＸ方向で大型化してしまうのを抑制することができる。

収容部材４０に収容されるヒューズ６０は、単電池１０と電気的に接続されており、電池スタック１に流れる電流を遮断するために用いられる。例えば、電池スタック１に過大な電流が流れたときには、ヒューズ６０が溶断することにより、電池スタック１の電流経路を遮断して、電池スタック１の充放電を行わせないようにすることができる。

本実施例では、ヒューズ６０を用いているが、ヒューズ６０以外の電流遮断器を用いることができる。例えば、ヒューズ６０の代わりに、ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）素子を用いることができる。ＰＴＣ素子は、温度の上昇に応じて抵抗を増加させることができ、抵抗の増加によって、電池スタック１に流れる電流を遮断することができる。

次に、収容部材４０の構造について、図４および図５を用いて説明する。図４は、収容部材４０の外観図であり、図５は、図４のＹ１−Ｙ１断面図である。

収容部材４０は、上述したように、穴部４１を有している。ここで、穴部４１は、ヒューズ６０を収容するための第１領域４１ａと、ボルト５２ａを収容するための第２領域４１ｂとを有する。第１領域４１ａは、ヒューズ６０の外形に沿って形成されており、第２領域４１ｂは、ボルト５２ａの外形に沿って形成されている。第１領域４１ａや第２領域４１ｂは、ヒューズ６０やボルト５２ａを収容できれば良く、第１領域４１ａや第２領域４１ｂの形状は、適宜設定することができる。第１領域４１ａおよび第２領域４１ｂは、互いに繋がっており、ボルト５２ａは、第１領域４１ａを介して、第２領域４１ｂに収容することができる。

本実施例では、エンドプレート３１および拘束バンド３２を用いて、一対のエンドプレート３１によって挟まれた単電池１０や仕切り板２０に拘束荷重を与えている。収容部材４０は、Ｘ方向で隣り合う２つの単電池１０の間に位置しているため、収容部材４０にも拘束荷重が加わる。ここで、収容部材４０には、穴部４１が形成されているため、拘束荷重を受けた収容部材４０は、穴部４１の内側に向かって変形してしまうおそれがある。すなわち、収容部材４０の変形によって、穴部４１によって形成されるスペースが減少してしまうおそれがある。

そこで、拘束荷重を受ける前の収容部材４０を、図６に示す形状に形成することができる。拘束荷重を受ける前の状態において、収容部材４０は、Ｘ方向の外側に向かって凸となるように形成されている。言い換えれば、収容部材４０の穴部４１は、Ｘ方向に広がっている。この収容部材４０にＸ方向の拘束荷重を与えると、収容部材４０のうち、外側に凸となる部分が変形し、図６に示す拘束後の状態となる。収容部材４０に拘束荷重を与えた状態では、収容部材４０に反力を発生させることができ、穴部４１が、必要以上につぶれてしまうのを抑制することができる。すなわち、収容部材４０が拘束荷重を受けて変形した後であっても、穴部４１において、ボルト５２ａやヒューズ６０を配置するスペースを確保することができる。

このように穴部４１の内側において、ボルト５２ａやヒューズ６０を配置するスペースを確保することにより、穴部４１に収容されるヒューズ６０やボルト５２ａに拘束荷重が加わるのを抑制することができる。すなわち、拘束荷重によって、ヒューズ６０やボルト５２ａに過度の負荷がかかるのを抑制することができる。

また、収容部材４０にヒューズ６０を収容しておくことにより、ヒューズ６０に外力が作用しにくくすることができる。電池スタック１にヒューズ６０を取り付けるとき、電池スタック１の外面にヒューズ６０が配置されると、ヒューズ６０に外力が作用しやすくなってしまう。本実施例では、収容部材４０によってヒューズ６０を保護することができ、ヒューズ６０に外力が加わるのを抑制することができる。

本実施例では、Ｘ方向における電池スタック１の中央部に収容部材４０を配置しており、収容部材４０に収容されたボルト５２ａと、Ｘ方向における電池スタック１の両端に配置されたボルト５１ａとを用いて、電池スタック１を位置決めしている。これにより、電池スタック１に振動などが加わったときに、電池スタック１に発生する変位量を低減することができる。

Ｘ方向における電池スタック１の両端だけを、ボルト５１ａを用いて位置決めした場合には、図７に示すように、Ｘ方向における電池スタック１の中央部が、変位量Ｄ１で変位することがある。図７は、電池スタック１に振動などが加わったときに、電池スタック１で発生する変位量を示している。図７の左右方向は、Ｘ方向に相当し、図７の上下方向は、Ｚ方向又はＹ方向に相当する。

Ｘ方向における電池スタック１の両端は、ボルト５１ａによって位置決めされているため、電池スタック１に振動などが加わっても、変位しにくい。一方、ボルト５１ａが設けられた位置から離れた位置ほど、振動などに伴う変位量が増加する。言い換えれば、ボルト５１ａによって位置決めされる位置の間隔（Ｘ方向の長さ）が広がるほど、振動などに伴う変位量Ｄ１が増加する。

本実施例では、Ｘ方向における電池スタック１の中央部も、ボルト５２ａを用いて位置決めしている。このため、電池スタック１において、ボルト５１ａ，５２ａによって位置決めされる箇所を増やすことができ、位置決めされる箇所の間隔を狭めることができる。ここで、電池スタック１に振動などが加わったときに、電池スタック１で発生する変位量（最大値）はＤ２であり、変位量Ｄ２は、変位量Ｄ１よりも小さくなる。このように、本実施例によれば、振動などによって電池スタック１に発生する変位量を低減でき、電池スタック１に撓みや変形が発生するのを抑制することができる。

ここで、電池スタック１に発生する変位量を低減する構造として、例えば、Ｙ方向における収容部材４０の側面（端面）に、ボルト５２ａを締結する部分を設けることが考えられる。このような構造であっても、電池スタック１に発生する変位量を低減することができ、電池スタック１に撓みや変形が発生するのを抑制することができる。

しかし、Ｙ方向における収容部材４０の側面（端面）に、ボルト５２ａを締結する部分を設けると、ボルト５２ａを締結する部分が、Ｙ方向における電池スタック１の側面（端面）から突出することになる。このようにボルト５２ａを締結する部分がＹ方向に突出してしまうと、電池スタック１の搭載スペースが広がってしまったり、電池スタック１を搭載しにくくなってしまったりすることがある。

例えば、図８に示すように、複数の電池スタック１をＹ方向に並べて配置するときに、複数の電池スタック１の搭載スペースが広がってしまう。具体的には、ボルト５２ａを締結する部分がＹ方向に突出していると、ボルト５２ａを締結する部分が干渉するのを避けるために、Ｙ方向で隣り合う２つの電池スタック１の間隔Ｌ（図８参照）を広げる必要がある。

一方、本実施例では、収容部材４０にボルト５２ａを収容しており、ボルト５２ａを締結する部分が、電池スタック１の側面からＹ方向に突出することもない。このため、複数の電池スタック１をＹ方向に並べて配置するときに、Ｙ方向で隣り合う２つの電池スタック１の間隔Ｌを狭めることができ、複数の電池スタック１の搭載スペースが広がってしまうのを抑制することができる。

例えば、複数の電池スタック１を車両に搭載するとき、車両では、電池スタック１を搭載するためのスペースが限られているため、複数の電池スタック１を車両に搭載しにくいことがある。特に、電気自動車では、車両の走行距離を確保するために、複数の電池スタック１を搭載することがあるため、電池スタック１の数が増えるほど、複数の電池スタック１を車両に搭載しにくくなってしまう。本実施例では、Ｙ方向で隣り合う２つの電池スタック１を近づけて配置することができるため、車両に設けられた限りあるスペースを用いて、複数の電池スタック１を搭載することができる。

一方、１つの電池スタック１だけを搭載する場合であっても、ボルト５２ａを締結する部分が、電池スタック１の側面からＹ方向に突出していると、電池スタック１が搭載される場所との干渉によって、電池スタック１を搭載し難くなってしまうこともある。本実施例では、電池スタック１の内側にボルト５２ａを収容しているため、電池スタック１が搭載される場所との干渉を避けることができ、電池スタック１を搭載しやすくすることができる。

複数の単電池１０をＸ方向に並べて電池スタック１を構成するとき、一対のエンドプレート３１の間隔（Ｘ方向の間隔）は、各単電池１０の製造バラツキなどに応じて変化する。すなわち、一対のエンドプレート３１の間隔には、公差が発生する。このため、ブラケット３３を締結するためには、電池スタック１の公差を考慮して、ブラケット３３に形成される開口部３３ａを長穴とする必要がある。具体的には、開口部３３ａを、Ｘ方向に延びる長穴とする必要がある。

ボルト５２ａを省略した構造、言い換えれば、Ｘ方向における電池スタック１の両端だけを、ボルト５１ａを用いて固定する構造では、電池スタック１の公差が大きくなりやすい。すなわち、Ｘ方向における電池スタック１の両端だけに固定箇所を設けると、２つの固定箇所の間に位置する単電池１０の数が増加することに応じて、電池スタック１の公差が大きくなってしまう。電池スタック１の公差が大きくなれば、ブラケット３３に形成される開口部（長穴）３３ａも公差の分だけ大きくしなければならない。開口部３３が大型化することにより、ブラケット３３も大型化してしまう。

本実施例では、ボルト５１ａ，５２ａを用いることにより、電池スタック１の固定箇所を増やしているため、電池スタック１に発生する公差も低減させることができる。すなわち、本実施例では、Ｘ方向における３つの位置に固定箇所を設けているため、各ボルト５１ａによる固定箇所と、ボルト５２ａによる固定箇所との間に配置される単電池１０の数は、２つのボルト５１ａによる固定箇所の間に配置される単電池１０の数よりも少なくなる。単電池１０の数を減らせば、公差を小さくすることができ、公差を小さくした分だけ、ブラケット３３に形成される開口部３３ａも小型化することができる。

また、ボルト５２ａが設けられた位置を、電池スタック１を取り付けるときの基準位置とすれば、電池スタック１の両端に配置されるブラケット３３を共通化することができる。すなわち、ボルト５２ａは、Ｘ方向における電池スタック１の中央部に配置されるため、ボルト５２ａから各ブラケット３３までの公差を等しくすることができる。

ボルト５２ａから各ブラケット３３までの公差を等しくすれば、各ブラケット３３に形成される開口部３３ａの形状も等しくすることができる。このため、Ｘ方向における電池スタック１の両端に配置されるブラケット３３として、同一のブラケット３３を用いることができる。

本実施例では、ヒューズ６０やボルト５２ａを収容するための穴部４１を、収容部材４０に予め形成しているが、これに限るものではない。すなわち、ヒューズ６０やボルト５２ａを収容部材４０に埋めておくこともできる。具体的には、ヒューズ６０やボルト５２ａを所定位置（収容部材４０の内部に相当する位置）に予め配置した状態において、収容部材４０を形成することができる。この場合であっても、収容部材４０は、ヒューズ６０やボルト５２ａを収容することになる。収容部材４０にヒューズ６０などを埋めることにより、ヒューズ６０などを位置決めしやすくなる。

本実施例では、Ｘ方向における電池スタック１の中央部だけに、収容部材４０を配置して、この収容部材４０にヒューズ６０を収容しているが、これに限るものではない。例えば、電池スタック１に複数のヒューズ６０を設けるときには、複数の収容部材４０を用いることができる。複数の収容部材４０を配置する位置は、適宜設定することができる。ここで、複数の収容部材４０を等間隔に配置することが好ましい。すなわち、ボルト５１ａ，５２ａを用いた固定箇所が、Ｘ方向において等間隔に配置されるように、複数の収容部材４０を配置することが好ましい。

本発明の実施例２である電池スタックについて説明する。ここで、実施例１で説明した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を用い、詳細な説明は省略する。以下、実施例１と異なる点について、主に説明する。

図９は、本実施例である電池スタックの側面図である。本実施例において、エンドプレート３１には、穴部３１ａが形成されており、穴部３１には、ボルト５１ａが収容されている。穴部３１ａは、エンドプレート３１の上部まで延びており、ボルト５１ａは、エンドプレート３１の上部から穴部３１ａに組み込まれる。穴部３１ａに組み込まれたボルト５１ａは、エンドプレート３１およびロアーケース１０１を貫通した状態で、ナット５１ｂと噛み合っている。

本実施例でも、収容部材４０にヒューズ６０およびボルト５２ａを収容しているため、実施例１と同様の効果を得ることができる。本実施例では、実施例１と同様に、収容部材４０にヒューズ６０を収容しているが、これに限るものではない。例えば、エンドプレート３１にヒューズ６０を収容することもできる。この場合であっても、ヒューズ６０は、エンドプレート３１によって囲まれるため、外力がヒューズ６０に加わるのを抑制することができる。

本実施例では、一対のエンドプレート３１に穴部３１ａを形成しているが、これに限るものではない。すなわち、一対のエンドプレート３１のうち、一方のエンドプレート３１として、実施例１で説明したエンドプレート３１を用い、他方のエンドプレート３１として、本実施例で説明したエンドプレート３１を用いることができる。

本発明の実施例３である電池スタックについて説明する。ここで、実施例１で説明した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を用い、詳細な説明は省略する。以下、実施例１，２と異なる点について、主に説明する。

図１０は、本実施例である電池スタックの側面図であり、図１１は、本実施例における収容部材の概略図である。実施例１では、収容部材４０にヒューズ６０を収容しているが、本実施例では、収容部材４０に基板７１を収容している。本実施例において、収容部材４０は、基板７１およびボルト５２ａを収容するための穴部４１を有している。

図１１に示すように、基板７１には、コネクタ７３を介して検出線７２が接続されている。単電池１０の正極端子および負極端子に検出線７２を接続すれば、単電池１０の端子間電圧を検出することができる。また、検出線７２に温度センサを接続すれば、温度センサを用いて、電池スタック１（単電池１０）の温度を検出することができる。

基板７１は、検出線７２を介して、所定の情報（電圧や温度）を取得する。ここで、基板７１には、通信コネクタ７４が接続されており、通信コネクタ７４は、基板７１が取得した情報を電池ＥＣＵ（Electronic Control Unit）に送信する。電池ＥＣＵは、電池スタック１の充放電を制御するために動作する。

本実施例では、収容部材４０にボルト５２ａを収容しているため、実施例１と同様の効果を得ることができる。また、収容部材４０に基板７１を収容することにより、基板７１を保護することができる。

本実施例では、１つの収容部材４０だけを用いているが、これに限るものではなく、複数の収容部材４０を用いることができる。複数の収容部材４０を用いるときには、いずれかの収容部材４０に基板７１を収容し、他の収容部材４０に、実施例１で説明したヒューズ６０を収容することができる。

ここで、複数の収容部材４０を配置する位置は、適宜設定することができる。ここで、複数の収容部材４０を等間隔に配置することが好ましい。すなわち、収容部材４０に収容されるボルト５２ａと、Ｘ方向における電池スタック１の両端に配置されるボルト５１ａとが、Ｘ方向において等間隔に配置されるように、複数の収容部材４０を配置することが好ましい。

１：電池スタック（蓄電装置）、１０：単電池（蓄電素子）、１１：正極端子、
１２：負極端子、２０：仕切り板、３１：エンドプレート、
３２：拘束バンド（連結部材）、３３：ブラケット、３３ａ：開口部、
５１ａ，５２ａ：ボルト、５１ｂ，５２ｂ：ナット、６０：ヒューズ、７１：基板、
７２：検出線、７３：コネクタ、７４：通信コネクタ

Claims (7)

1. 所定方向に並んで配置された複数の蓄電素子と、
   前記所定方向において、前記複数の蓄電素子を挟んで、前記複数の蓄電素子に拘束荷重を与える拘束機構と、
   前記所定方向で隣り合う２つの前記蓄電素子の間において、前記複数の蓄電素子の位置決めに用いられる締結部材と、前記複数の蓄電素子の充放電制御に用いられる機器とを収容する収容部材と、を有し、
   前記締結部材は、前記複数の蓄電素子および前記拘束機構を収容するためのケースに対して前記収容部材を固定することを特徴とする蓄電装置。
2. 前記収容部材は、前記所定方向における前記複数の蓄電素子の中央部に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の蓄電装置。
3. 前記拘束機構は、
   前記所定方向において、前記複数の蓄電素子を挟む一対のエンドプレートと、
   前記所定方向に延びており、長手方向の両端部が前記一対のエンドプレートにそれぞれ連結される連結部材と、
   前記各エンドプレートに固定され、締結部材によって位置決めされるブラケットと、
   を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の蓄電装置。
4. 前記拘束機構は、
   前記所定方向において、前記複数の蓄電素子を挟む一対のエンドプレートと、
   前記所定方向に延びており、長手方向の両端部が前記一対のエンドプレートにそれぞれ連結される連結部材と、を有しており、
   少なくとも一方の前記エンドプレートは、このエンドプレートの位置決めに用いられる締結部材を収容することを特徴とする請求項１又は２に記載の蓄電装置。
5. 前記少なくとも一方のエンドプレートは、前記複数の蓄電素子の充放電制御で用いられる機器を収容することを特徴とする請求項４に記載の蓄電装置。
6. 前記機器は、前記蓄電素子と電気的に接続され、前記蓄電素子に流れる電流を遮断する電流遮断器であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の蓄電装置。
7. 前記機器は、前記蓄電素子の温度又は電圧を取得するための基板であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の蓄電装置。

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