JP6213114B2 - 蓄電装置 - Google Patents

Description

本発明は、容器を有する蓄電素子と、当該容器に沿って配置される配線とを備える蓄電装置に関する。

世界的な環境問題への取り組みとして、ガソリン自動車から電気自動車への転換が重要になってきている。このため、リチウムイオン二次電池などの蓄電素子を備えた蓄電装置を動力源に用いた電気自動車の開発が進められている。そして、このような蓄電装置においては、蓄電素子が過充電状態や過放電状態などにならないように、蓄電素子の電気的な状態を常に監視しておく必要がある。

このため、従来、蓄電素子と、当該蓄電素子の電気的な監視を行う制御基板と、当該蓄電素子と当該制御基板とを電気的に接続する配線とを備えた蓄電装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この蓄電装置では、蓄電素子の容器に沿って配線が配置され、蓄電素子と制御基板とを電気的に接続している。

特開２０１２−１７４５０７号公報

しかしながら、上記従来の蓄電装置では、蓄電素子の容器に沿って配置された配線が断線してしまうおそれがあるという問題がある。つまり、上記従来の蓄電装置においては、蓄電素子の容器に沿って配線が配置されているが、蓄電装置に衝撃が加わった場合に、配線が当該容器に押さえ付けられて、配線が断線する場合がある。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、蓄電素子の容器に沿って配置された配線の断線を抑制することができる蓄電装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る蓄電装置は、容器を有する蓄電素子と、前記容器に沿って配置される配線とを備える蓄電装置であって、前記容器は、表面から突出する突出部が形成された突出領域と、前記突出部が形成されていない非突出領域とを有しており、前記配線は、前記非突出領域と対向する位置に配置されている。

これによれば、蓄電装置において、配線は、容器の突出部が形成されていない非突出領域と対向する位置に配置されている。つまり、蓄電素子の容器に沿って配置される配線を、容器の突出部が形成された突出領域と対向する位置とは異なる位置に配置する。これにより、蓄電装置に衝撃が加わった場合でも、容器の突出部が配線に対して強い衝撃を与えるのを抑制し、蓄電素子の容器に沿って配置された配線が断線することを抑制することができる。

また、前記突出部は、前記容器の表面から突出する高さが、前記配線の芯線の直径以上の高さとなるように形成されていることにしてもよい。

これによれば、突出部は、配線の芯線の直径以上の高さとなるように形成されているため、配線が容器に押さえ付けられるような力が加わった場合でも、突出部が支えとなって配線を保護し、配線が断線することを抑制することができる。

また、前記突出部は、前記容器のいずれかの面の周縁から突出したフランジ部であることにしてもよい。

ここで、容器製造時において、容器本体と蓋部とを位置決めして溶接しやすいように、容器本体または蓋部にフランジ部を形成する場合があり、この場合、当該フランジ部が容器の表面から突出する。このため、当該フランジ部によって配線が断線することを抑制することができる。

また、前記配線は、前記フランジ部の内方の領域である前記非突出領域と対向する位置に配置されていることにしてもよい。

ここで、配線を、フランジ部の外方（蓄電素子の外方）に配置する場合には、隣接する蓄電素子同士の間に配線が配置されることになるため、当該蓄電素子同士によって配線が挟まれて、当該配線が断線する可能性がある。このため、配線を、フランジ部の内方に配置することで、当該フランジ部によって配線が断線することを抑制することができる。

また、前記配線は、前記フランジ部の長辺に沿って配置されていることにしてもよい。

ここで、配線を、容器の表面の長辺に沿って配置する場合には、当該表面の長辺に沿って形成されたフランジ部上に当該配線が乗り上がった状態で配置されやすい。このため、配線を、容器の表面の長辺に沿って配置する場合であっても、フランジ部上に乗り上げないようにフランジ部に沿って配置することで、当該フランジ部によって配線が断線することを抑制することができる。

また、前記配線は、前記非突出領域と高強度部材との間に配置されることにしてもよい。

ここで、配線が、容器と高強度部材との間に配置されている場合には、容器と高強度部材との間に配線が挟まれて、当該配線が断線する可能性がある。このため、配線を、非突出領域と高強度部材との間に配置することで、当該高強度部材によって配線が断線することを抑制することができる。

また、前記配線は、前記容器と、高強度部材が配置されていない領域との間に配置されることにしてもよい。

これによれば、配線を、容器と、高強度部材が配置されていない領域との間に配置することで、さらに、当該高強度部材によって配線が断線することを抑制することができる。

また、前記蓄電装置は、さらに、前記配線を固定するための配線固定部を備え、前記配線固定部は、前記突出領域に対向する位置とは異なる位置に配置されていることにしてもよい。

これによれば、配線固定部を、突出領域に対向する位置とは異なる位置に配置することで、当該配線固定部によって配線が断線することを抑制することができる。

本発明における蓄電装置によれば、蓄電素子の容器に沿って配置された配線の断線を抑制することができる。

本発明の実施の形態に係る蓄電装置の外観を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る蓄電装置を分解した場合の各構成要素を示す分解斜視図である。 本発明の実施の形態に係る蓄電ユニットの外観を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る蓄電ユニットを分解した場合の各構成要素を示す分解斜視図である。 本発明の実施の形態に係る蓄電素子の構成を容器内部を透視して示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る蓄電素子の容器の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係る複数の蓄電素子に取り付けられる配線部を分解した場合の各構成要素を示す分解斜視図である。 本発明の実施の形態に係る配線配置部の構成を示す図である。 本発明の実施の形態に係る配線部が複数の蓄電素子に配置された状態を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る配線部が複数の蓄電素子に配置された状態を示す平面図である。 本発明の実施の形態に係る配線経路形成部において第一配線が配置される位置を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係る配線固定部において第一配線及び第二配線が配置される位置を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係る配線固定部での第一配線及び第二配線の配置によって奏する効果を説明するための図である。 本発明の実施の形態の変形例１に係る配線部が複数の蓄電素子に配置された状態を示す平面図である。 本発明の実施の形態の変形例２に係る蓄電素子の容器の構成を示す断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態に係る蓄電装置について説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

（実施の形態）
まず、蓄電装置１０の構成について、説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る蓄電装置１０の外観を示す斜視図である。また、図２は、本発明の実施の形態に係る蓄電装置１０を分解した場合の各構成要素を示す分解斜視図である。

なお、同図では、Ｚ軸方向を上下方向（設置状態での重力の作用する方向）として示しており、以下ではＺ軸方向を上下方向として説明するが、使用態様によってはＺ軸方向が上下方向にならない場合も考えられるため、Ｚ軸方向は上下方向となることには限定されない。以下の図においても、同様である。

なお、以下において、例えば、Ｘ軸方向プラス側とは、Ｘ軸の矢印方向側を示しており、Ｘ軸方向マイナス側とは、Ｘ軸方向プラス側とは反対側を示す。Ｙ軸方向やＺ軸方向についても同様である。

蓄電装置１０は、外部からの電気を充電し、また外部へ電気を放電することができる装置であり、具体的には、１以上の蓄電素子を外装体に収容した蓄電モジュール（電池モジュール）である。これらの図に示すように、蓄電装置１０は、外装体１００と、外装体１００に収容される複数の蓄電素子を有する蓄電ユニット２００とを備えている。

外装体１００は、蓄電装置１０の外装体を構成する矩形状（箱状）の部材である。外装体１００は、蓄電ユニット２００を所定の位置に配置し、蓄電ユニット２００を衝撃などから保護する。また、外装体１００は、例えば樹脂などの絶縁性の材料により構成されており、蓄電ユニット２００が外部の金属部材などに接触することを回避する。

ここで、外装体１００は、外装体本体１１０と外装体蓋体１２０とを有している。外装体本体１１０は、外装体１００の本体を構成する有底矩形筒状の部材である。外装体蓋体１２０は、外装体１００の蓋を構成する部材であり、外装体本体１１０の開口部を塞ぐ扁平な矩形状の部材である。

また、外装体蓋体１２０には、正極外部端子１２１と負極外部端子１２２とが設けられている。つまり、蓄電装置１０は、正極外部端子１２１及び負極外部端子１２２を介して、外部からの電気を充電し、また外部へ電気を放電する。

次に、蓄電ユニット２００の具体的な構成について、以下に詳細に説明する。

図３は、本発明の実施の形態に係る蓄電ユニット２００の外観を示す斜視図である。また、図４は、本発明の実施の形態に係る蓄電ユニット２００を分解した場合の各構成要素を示す分解斜視図である。

これらの図に示すように、蓄電ユニット２００は、複数の蓄電素子３００と、配線部２１０と、締結部２２０と、制御部２３０と、リレー部２４０と、カバー部材２５０とを備えている。

蓄電素子３００は、電気を充電し、また、電気を放電することのできる二次電池であり、より具体的には、リチウムイオン二次電池などの非水電解質二次電池である。なお、蓄電素子３００は、非水電解質二次電池には限定されず、非水電解質二次電池以外の二次電池であってもよいし、キャパシタであってもよい。また、本実施の形態では、４個の蓄電素子３００が備えられているが、蓄電素子３００の数は限定されず、１以上の蓄電素子３００が備えられていればよい。

ここで、蓄電素子３００の具体的な構成について、以下に詳細に説明する。

図５は、本発明の実施の形態に係る蓄電素子３００の構成を容器内部を透視して示す斜視図である。なお、同図では、図４に示された蓄電素子３００の電極端子が上方に向くように（Ｙ軸マイナス方向が上方に向くように）図示している。

また、図６は、本発明の実施の形態に係る蓄電素子３００の容器３１０の構成を示す断面図である。具体的には、同図は、図５に示した蓄電素子３００の容器３１０をＸＹ平面に平行な面で切断した場合の容器３１０の上部の断面を示す図である。

図５に示すように、蓄電素子３００は、容器３１０と、正極端子３２０と、負極端子３３０とを備えている。また、容器３１０は、容器本体３１１と、容器蓋部３１２とを有しており、容器３１０内方には、電極体３４０と、正極集電部材３５０と、負極集電部材３６０とが配置されている。なお、容器３１０の内部には電解液などの液体が封入されているが、当該液体の図示は省略する。

容器３１０は、矩形筒状で底を備える容器本体３１１と、容器本体３１１の開口を閉塞する板状部材である容器蓋部３１２とで構成されている。また、容器３１０は、電極体等を内部に収容後、容器本体３１１と容器蓋部３１２とが溶接等されることにより、内部を密封することができるものとなっている。なお、容器本体３１１及び容器蓋部３１２の材質は、特に限定されないが、例えばステンレス鋼など溶接可能な金属であるのが好ましい。

ここで、図６に示すように、容器蓋部３１２には、容器本体３１１との位置決めを容易に行うために、表面３１２ａから突出する突出部３１２ｂが形成されている。つまり、この突出部３１２ｂが容器本体３１１の先端部３１１ａ上に載置されることで、容器本体３１１に対する容器蓋部３１２の位置決めを容易に行うことができる。これにより、容器本体３１１と容器蓋部３１２との溶接を容易に行うことができる。

ここで、突出部３１２ｂは、容器蓋部３１２の表面３１２ａの周縁から突出したフランジ部である。具体的には、突出部３１２ｂは、容器蓋部３１２の表面３１２ａの周縁から外方（Ｙ軸マイナス方向）へ突出している環状の突起である。つまり、突出部３１２ｂは、矩形状の表面３１２ａの周囲を囲うように突出して形成された、矩形状に繋がった環状の部位である。

そして、この突出部３１２ｂにより、容器３１０は、突出領域３１０ａと非突出領域３１０ｂとを有することになる。つまり、突出領域３１０ａは、容器３１０の容器蓋部３１２の表面３１２ａから突出する突出部３１２ｂが形成された領域であり、非突出領域３１０ｂは、突出部３１２ｂが形成されていない領域である。

具体的には、突出領域３１０ａは環状の領域であるため、非突出領域３１０ｂは、突出領域３１０ａの内方の領域である。つまり、突出領域３１０ａにはフランジ部（突出部３１２ｂ）が配置されているため、非突出領域３１０ｂは、フランジ部（突出部３１２ｂ）の内方の領域である。

なお、本実施の形態では、突出部３１２ｂは、容器蓋部３１２の表面３１２ａの周縁から突出したフランジ部であるが、突出部３１２ｂは、容器本体３１１のいずれかの面に形成されていてもよい。つまり、突出部３１２ｂは、容器３１０のいずれかの面の周縁から突出したフランジ部であってもよい。

また、容器３１０の容器蓋部３１２には、円形状の安全弁３１３が設けられている。安全弁３１３は、容器３１０内方の圧力の上昇により容器３１０の密閉状態を開放することで、容器３１０内方の圧力を開放する安全弁である。なお、安全弁３１３の形状は円形状には限定されない。また、本実施の形態では、安全弁３１３は、容器蓋部３１２に設けられているが、安全弁３１３が容器本体３１１に設けられている構成でもかまわない。

電極体３４０は、正極と負極とセパレータとを備え、電気を蓄えることができる発電要素である。具体的には、電極体３４０は、正極と負極との間にセパレータが挟み込まれるように層状に配置されたものを全体が長円形状となるように巻回されて形成された巻回型の電極体である。なお、電極体３４０の形状は円形状または楕円形状でもよい。

正極は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる長尺帯状の導電性の正極集電箔の表面に、正極活物質層が形成された電極板である。なお、正極活物質層に用いられる正極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出可能な正極活物質であれば、適宜公知の材料を使用できる。例えば、正極活物質として、ＬｉＭＰＯ_４、ＬｉＭＳｉＯ_４、ＬｉＭＢＯ_３（ＭはＦｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ等から選択される１種又は２種以上の遷移金属元素）等のポリアニオン化合物、チタン酸リチウム、マンガン酸リチウム等のスピネル化合物、ＬｉＭＯ_２（ＭはＦｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ等から選択される１種又は２種以上の遷移金属元素）等のリチウム遷移金属酸化物等を用いることができる。

負極は、銅または銅合金からなる長尺帯状の導電性の負極集電箔の表面に、負極活物質層が形成された電極板である。なお、負極活物質層に用いられる負極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出可能な負極活物質であれば、適宜公知の材料を使用できる。例えば、負極活物質として、リチウム金属、リチウム合金（リチウム−アルミニウム、リチウム−鉛、リチウム−錫、リチウム−アルミニウム−錫、リチウム−ガリウム、及びウッド合金等のリチウム金属含有合金）の他、リチウムを吸蔵・放出可能な合金、炭素材料（例えば黒鉛、難黒鉛化炭素、易黒鉛化炭素、低温焼成炭素、非晶質カーボン等）、金属酸化物、リチウム金属酸化物（Ｌｉ_４Ｔｉ_５Ｏ_１２等）、ポリリン酸化合物などが挙げられる。

正極端子３２０は、正極集電部材３５０を介して、電極体３４０の正極に電気的に接続された電極端子であり、負極端子３３０は、負極集電部材３６０を介して、電極体３４０の負極に電気的に接続された電極端子である。

つまり、正極端子３２０及び負極端子３３０は、電極体３４０に蓄えられている電気を蓄電素子３００の外部空間に導出し、また、電極体３４０に電気を蓄えるために蓄電素子３００の内部空間に電気を導入するための金属製の電極端子である。また、正極端子３２０及び負極端子３３０は、電極体３４０の上方に配置された容器蓋部３１２に取り付けられている。

具体的には、蓄電装置１０に備えられた複数の蓄電素子３００のうち正極外部端子１２１側に配置された蓄電素子３００の正極端子３２０が正極外部端子１２１と接続され、当該蓄電素子３００の負極端子３３０は、隣接する蓄電素子３００の正極端子３２０と接続される。また同様に、当該複数の蓄電素子３００のうち負極外部端子１２２側に配置された蓄電素子３００の負極端子３３０が負極外部端子１２２と接続され、当該蓄電素子３００の正極端子３２０は、隣接する蓄電素子３００の負極端子３３０と接続される。また、その他の蓄電素子３００の正極端子３２０または負極端子３３０は、隣接する蓄電素子３００の負極端子３３０または正極端子３２０と接続される。

正極集電部材３５０は、電極体３４０の正極と容器３１０の側壁との間に配置され、正極端子３２０と電極体３４０の正極とに電気的に接続される導電性と剛性とを備えた部材である。なお、正極集電部材３５０は、当該正極の正極集電箔と同様、アルミニウムを主成分とする金属で形成されている。

負極集電部材３６０は、電極体３４０の負極と容器３１０の側壁との間に配置され、負極端子３３０と電極体３４０の負極とに電気的に接続される導電性と剛性とを備えた部材である。なお、負極集電部材３６０は、当該負極の負極集電箔と同様、銅を主成分とする金属で形成されている。

図４に戻り、配線部２１０は、複数の蓄電素子３００の監視や制御を行うための配線が配置された部位である。配線部２１０は、複数の蓄電素子３００の電極端子（正極端子３２０及び負極端子３３０）が配置されている面（Ｙ軸方向マイナス側の面）に配置されている。つまり、配線部２１０は、複数の蓄電素子３００と後述する締結部材２２６との間に配置されている。配線部２１０の詳細な説明については、後述する。

締結部２２０は、複数の蓄電素子３００を締結する部位である。締結部２２０は、一対の挟持板２２１及び２２２と、第一梁部材２２３と、第二梁部材２２４と、第三梁部材２２５と、締結部材２２６とを有している。

一対の挟持板２２１及び２２２は、対向する矩形状の一対の板状部材であり、配列された複数の蓄電素子３００を配列方向（Ｘ軸方向）の両側方から挟み込むように配置されている。つまり、挟持板２２１は、複数の蓄電素子３００のＸ軸方向プラス側に配置され、挟持板２２２は、複数の蓄電素子３００のＸ軸方向マイナス側に配置されている。

また、一対の挟持板２２１及び２２２は、鋼板など金属製の部材によって形成されている。なお、挟持板２２１及び２２２の材質は、強度が確保できれば金属には限定されず、樹脂などによって形成されていてもかまわない。

第一梁部材２２３は、一対の挟持板２２１及び２２２の縁端同士を接続している平板状の部材であり、配列された複数の蓄電素子３００の配列方向に沿って、締結部材２２６とは反対側に、当該複数の蓄電素子３００のそれぞれと対向して配置されている。つまり、第一梁部材２２３は、複数の蓄電素子３００の電極端子（正極端子３２０及び負極端子３３０）が配置されている面とは反対側の底面（Ｙ軸方向プラス側の面）に対向して配置されており、一対の挟持板２２１及び２２２の側面部同士に固定されている。

また、第一梁部材２２３は、軽量化のために、複数の蓄電素子３００の配列方向に沿って、長円形状の開口部が形成されている。また、第一梁部材２２３は、鋼板など金属製の部材によって形成されている。なお、第一梁部材２２３の材質は、強度が確保できれば金属には限定されず、樹脂などによって形成されていてもかまわない。

第二梁部材２２４は、一対の挟持板２２１及び２２２の底面部同士を接続している平板状の部材であり、配列された複数の蓄電素子３００の配列方向に沿って、第三梁部材２２５とは反対側に、当該複数の蓄電素子３００のそれぞれと対向して配置されている。つまり、第二梁部材２２４は、複数の蓄電素子３００の短側面（Ｚ軸方向マイナス側の面）に対向して配置されており、一対の挟持板２２１及び２２２の底面部同士に固定されている。

また、第二梁部材２２４は、複数の蓄電素子３００の配列方向に沿って、長円形状の開口部または凸部が形成されている。また、第二梁部材２２４は、鋼板など金属製の部材によって形成されている。なお、第二梁部材２２４の材質は、強度が確保できれば金属には限定されず、樹脂などによって形成されていてもかまわない。

第三梁部材２２５は、一対の挟持板２２１及び２２２の上部同士を接続している棒状の部材であり、配列された複数の蓄電素子３００の配列方向に沿って、第二梁部材２２４とは反対側に、当該複数の蓄電素子３００のそれぞれと対向して配置されている。つまり、第三梁部材２２５は、複数の蓄電素子３００の短側面（Ｚ軸方向プラス側の面）に対向して配置されており、一対の挟持板２２１及び２２２の上部同士に固定されている。

また、第三梁部材２２５は、複数の蓄電素子３００の配列方向に沿って、長円形状の凸部が形成されている。また、第三梁部材２２５は、鋼板など金属製の部材によって形成されている。なお、第三梁部材２２５の材質は、強度が確保できれば金属には限定されず、樹脂などによって形成されていてもかまわない。

締結部材２２６は、一対の挟持板２２１及び２２２に固定されて当該複数の蓄電素子３００を締結する部材であり、配列された複数の蓄電素子３００の配列方向に沿って、第一梁部材２２３とは反対側に、当該複数の蓄電素子３００のそれぞれと対向して配置されている。具体的には、締結部材２２６は、鋼板などの金属板を中空の箱状に加工してなる長尺状の部材であり、複数の蓄電素子３００の安全弁が配置されている面（Ｙ軸方向マイナス側の面）に対向して配置されている。

つまり、締結部材２２６は、複数の蓄電素子３００の安全弁と繋がる空間が内方に形成されており、当該複数の蓄電素子３００の安全弁からの排気を外方へ排出する。このように、締結部材２２６は、複数の蓄電素子３００を締結する機能に加えて、複数の蓄電素子３００の安全弁からの排気を外方へ排出する排気パイプとしての機能も有している。

また、締結部材２２６は、複数の蓄電素子３００の電極端子側の面に配置された配線部２１０を、複数の蓄電素子３００とで挟み込むように配置されている。なお、締結部材２２６の材質は、強度及び耐熱性が確保できれば金属には限定されず、樹脂などによって形成されていてもかまわない。

以上のように、複数の蓄電素子３００の周囲を覆うように、一対の挟持板２２１及び２２２と第一梁部材２２３と第二梁部材２２４と第三梁部材２２５とがネジ締めなどにより取り付けられて、複数の蓄電素子３００の電極端子側の面に配線部２１０が配置される。そして、複数の蓄電素子３００とで配線部２１０を挟み込むように、締結部材２２６の両端部が一対の挟持板２２１及び２２２に接続されて、ボルトなどで締め付けられることで、複数の蓄電素子３００を締結する。

制御部２３０は、複数の蓄電素子３００の充電状態や放電状態などの電気的な状態を監視したり、複数の蓄電素子３００の充放電を制御する機能を有する電気機器であり、挟持板２２１の側面にネジ締めなどにより取り付けられている。具体的には、制御部２３０は、内方に制御基板を有しており、当該制御基板が配線部２１０の配線に接続されることで、当該制御基板と複数の蓄電素子３００の電極端子（正極端子３２０または負極端子３３０）とが電気的に接続される。

リレー部２４０は、リレー機能を有する電気機器であり、挟持板２２２の側面にネジ締めなどにより取り付けられている。具体的には、リレー部２４０は、内方にリレー回路を有しており、当該リレー回路が配線部２１０の配線に接続されることで、当該リレー回路と制御部２３０の制御基板とが電気的に接続される。

カバー部材２５０は、後述する複数の蓄電素子３００の電極端子同士を接続するバスバー２１３を保護するためのカバーである。カバー部材２５０は、高強度な樹脂などの絶縁性の材料により形成されており、機械的及び電気的にバスバー２１３を保護する。

次に、複数の蓄電素子３００に取り付けられる配線部２１０の具体的な構成について、以下に詳細に説明する。

図７は、本発明の実施の形態に係る複数の蓄電素子３００に取り付けられる配線部２１０を分解した場合の各構成要素を示す分解斜視図である。

同図に示すように、配線部２１０は、配線配置部２１１と、配線接続部２１２と、バスバー２１３と、第一配線２１４と、第二配線２１５とを備えている。

配線配置部２１１は、第一配線２１４及び第二配線２１５などの配線が配置されるハーネストレーであり、樹脂など絶縁性の部材からなる矩形状の板状部材である。配線配置部２１１は、複数の蓄電素子３００の電極端子（正極端子３２０及び負極端子３３０）が配置されている面（Ｙ軸方向マイナス側の面）上に配置され、配線配置部２１１上に第一配線２１４及び第二配線２１５が載置されて保持される。配線配置部２１１の詳細な説明については、後述する。

配線接続部２１２は、複数の蓄電素子３００の電極端子（正極端子３２０または負極端子３３０）と、第一配線２１４などの配線とを電気的に接続する矩形状の板状部材であり、金属などの導電性部材によって形成されている。配線接続部２１２は、当該配線が接続された状態で、ボルトなどによって複数の蓄電素子３００の電極端子に固定されることで、当該電極端子と配線とを電気的に接続する。

バスバー２１３は、複数の蓄電素子３００の電極端子間を接続する金属などの導電性の部材である。つまり、バスバー２１３は、隣り合う蓄電素子３００同士の正極端子３２０と負極端子３３０とを電気的に接続する。つまり、バスバー２１３は、隣接する蓄電素子３００において、１の蓄電素子３００の正極端子３２０または負極端子３３０と、他の蓄電素子３００の負極端子３３０または正極端子３２０とを接続する。

第一配線２１４は、蓄電素子３００の電圧を計測するための複数の電圧計測線と、蓄電素子３００の温度を計測するための複数の温度計測線とを有している。ここで、電圧計測線は、一端が複数の蓄電素子３００それぞれの電極端子（正極端子３２０または負極端子３３０）と接続され、他端が制御部２３０の制御基板に接続された配線である。また、温度計測線は、一端が蓄電素子３００の電極端子に設けられている温度計測点３０１（同図では２箇所）に接続され、他端が制御部２３０の制御基板に接続された配線である。

第二配線２１５は、複数のリレー作動用の配線を有しており、リレー部２４０と制御部２３０とを接続している。つまり、第二配線２１５は、一端がリレー部２４０のリレー回路に接続され、他端が制御部２３０の制御基板に接続されている。なお、第二配線２１５は、例えば、複数のリレー作動用の配線が束ねられて、絶縁テープで巻かれたテープ巻線である。

以上のように、複数の蓄電素子３００の電極端子側の面に配線配置部２１１が配置され、第一配線２１４が接続された配線接続部２１２とバスバー２１３とが複数の蓄電素子３００の電極端子に接続される。そして、配線配置部２１１に第一配線２１４及び第二配線２１５が配置される。

次に、配線配置部２１１の具体的な構成について、以下に詳細に説明する。

図８は、本発明の実施の形態に係る配線配置部２１１の構成を示す図である。具体的には、同図の（ａ）は、図７に示された配線配置部２１１をＹ軸方向マイナス側から見た場合の平面図であり、同図の（ｂ）は、配線配置部２１１をＸ軸方向プラス側から見た場合の側面図であり、同図の（ｃ）は、配線配置部２１１を同図の（ａ）に示されたＡ−Ａ断面（ＸＹ平面に平行な面）で切断した場合の断面を示す図である。

また、図９は、本発明の実施の形態に係る配線部２１０が複数の蓄電素子３００に配置された状態を示す斜視図である。また、図１０は、本発明の実施の形態に係る配線部２１０が複数の蓄電素子３００に配置された状態を示す平面図である。具体的には、同図は、図９に示された配線部２１０及び複数の蓄電素子３００をＹ軸方向マイナス側から見た場合の平面図である。

これらの図に示すように、配線配置部２１１は、配線の経路を形成する配線経路形成部２１１ａと、配線を固定するための配線固定部２１１ｂとを有している。

配線経路形成部２１１ａは、蓄電素子３００の正極端子３２０に接続された第一配線２１４を負極端子３３０側に案内する、または、蓄電素子３００の負極端子３３０に接続された第一配線２１４を正極端子３２０側に案内する経路が形成された部位である。つまり、配線経路形成部２１１ａは、蓄電素子３００の容器３１０の容器蓋部３１２の長辺（Ｚ軸方向の辺）に沿って延びるように形成されている。

具体的には、配線経路形成部２１１ａには、第一配線２１４が有する２本の電圧計測線が配置されるように、両側に２つの配線の経路が形成されている。なお、配線経路形成部２１１ａに形成されている配線の経路は、２つには限定されない。

配線固定部２１１ｂは、第一配線２１４及び第二配線２１５が配線配置部２１１から外れないように、第一配線２１４及び第二配線２１５を配線配置部２１１に固定するための部位である。つまり、配線固定部２１１ｂは、配線配置部２１１の表面とで第一配線２１４または第二配線２１５を挟み込むように、配線配置部２１１の表面との間に第一配線２１４または第二配線２１５が配置されるように形成されている。

具体的には、配線固定部２１１ｂは、配線配置部２１１に形成された溝部の内壁から内側に突起した一対の突起部である。なお、配線固定部２１１ｂの形状は、当該突起部には限定されず、配線を固定できる形状であれば、適宜公知の形状を適用できる。

なお、図１０では、説明の便宜のため、第一配線２１４として、配線経路形成部２１１ａを通る２本の電圧計測線しか図示していないが、第一配線２１４は、配線経路形成部２１１ａを通ることなく制御部２３０に接続される電圧計測線及び温度計測線も有している。そして、これらの電圧計測線及び温度計測線も、配線固定部２１１ｂにより固定されている。また、第二配線２１５は、複数のリレー作動用の配線が束ねられた１本のテープ巻線として図示している。

以上のように、配線経路形成部２１１ａ及び配線固定部２１１ｂによって、第一配線２１４及び第二配線２１５は、配線配置部２１１上において、蓄電素子３００の容器３１０の容器蓋部３１２に沿って配置される。

次に、第一配線２１４及び第二配線２１５が配置される位置について、詳細に説明する。

図１１は、本発明の実施の形態に係る配線経路形成部２１１ａにおいて第一配線２１４が配置される位置を示す断面図である。具体的には、同図は、図１０に示された配線部２１０をＢ−Ｂ断面（ＸＹ平面に平行な面）で切断した場合の断面を示す図である。

また、図１２は、本発明の実施の形態に係る配線固定部２１１ｂにおいて第一配線２１４及び第二配線２１５が配置される位置を示す断面図である。具体的には、同図は、図１０に示された配線部２１０をＣ−Ｃ断面（ＹＺ平面に平行な面）で切断した場合の断面を示す図である。

まず、図１１に示すように、第一配線２１４は、配線経路形成部２１１ａにおいて、容器３１０の非突出領域３１０ｂと対向する位置に配置されている。ここで、非突出領域３１０ｂと対向する位置とは、非突出領域３１０ｂの直上の位置であり、非突出領域３１０ｂにおける容器蓋部３１２の表面３１２ａに対して垂直方向（同図のＹ軸マイナス方向）の位置である。また、同様に、突出領域３１０ａと対向する位置とは、突出領域３１０ａの直上の位置であり、突出部３１２ｂの突出方向（同図のＹ軸マイナス方向）の位置である。

つまり、第一配線２１４のうちの容器３１０と他の部材とで挟まれる部分は、非突出領域３１０ｂと対向する位置に配置されている。具体的には、第一配線２１４は、配線経路形成部２１１ａ上に配置されることで、非突出領域３１０ｂと、当該他の部材である締結部材２２６などの高強度部材との間に配置されている。

つまり、第一配線２１４は、高強度部材と対向する位置に配置されている部分については、非突出領域３１０ｂと対向して配置されている。言い換えれば、第一配線２１４は、高強度部材と対向する位置に配置されている部分については、突出領域３１０ａとは対向して配置されていない。なお、第一配線２１４は、高強度部材とは対向して配置されていない部分については、突出領域３１０ａと対向して配置されていてもよい。このように、第一配線２１４は、突出領域３１０ａと高強度部材との間に挟まれないように、配置されている。

ここで、高強度部材とは、第一配線２１４を断線させるような高強度の部材であり、少なくとも第一配線２１４（特に第一配線２１４の芯線）よりも強度の高い部材である。高強度部材は、例えば、複数の蓄電素子３００を締結する部材（締結部材２２６）、蓄電素子３００の安全弁からの排気を外方へ排出する排気パイプ（締結部材２２６）、高強度な絶縁部材（カバー部材２５０）、または、テープ巻線などの太い或いは硬い配線（第二配線２１５）などである。なお、高強度部材は、高強度の部材であればよく、上記例示した部材には限定されない。

具体的には、第一配線２１４は、配線経路形成部２１１ａにおいて、容器３１０の突出領域３１０ａを形成するフランジ部（突出部３１２ｂ）の内方の領域である非突出領域３１０ｂと対向する位置に配置されている。つまり、第一配線２１４のうちの容器３１０と他の部材（本実施の形態では締結部材２２６）とで挟まれる部分は、当該フランジ部の内方の領域である非突出領域３１０ｂと対向する位置に配置されている。

さらに具体的には、第一配線２１４は、配線経路形成部２１１ａにおいて、当該フランジ部の長辺に沿って配置されている。つまり、図１０に示したように、配線経路形成部２１１ａは、容器蓋部３１２のフランジ部の長辺（Ｚ軸方向の辺）に沿って延びるように形成されているため、第一配線２１４は、当該フランジ部の長辺に沿って配置されている。このように、第一配線２１４のうちの容器３１０と他の部材（本実施の形態では締結部材２２６）とで挟まれる部分は、当該フランジ部の長辺に沿って配置されている。

また、図１１に示すように、突出部３１２ｂは、容器３１０の表面から突出する高さが、第一配線２１４の芯線の直径以上の高さとなるように形成されている。つまり、突出部３１２ｂは、容器蓋部３１２の表面３１２ａから突出する高さＨが、第一配線２１４の芯線の断面における直径の長さ以上の大きさとなるように形成されている。第一配線２１４の芯線とは、第一配線２１４から絶縁皮膜を取り除いた導電性の芯材である。

なお、第一配線２１４の芯線の直径が場所によって異なる場合には、突出部３１２ｂの高さHは、第一配線２１４のうちの容器３１０と他の部材（本実施の形態では締結部材２２６）とで挟まれる部分の芯線の直径以上の高さとなるように形成されていればよい。

ここで、配線経路形成部２１１ａと高強度部材（本実施の形態では締結部材２２６）とは、近接または当接（密着）して配置されている。

また、図１２に示すように、第一配線２１４は、配線固定部２１１ｂにおいて、容器３１０と、第二配線２１５が束ねられたテープ巻線などの高強度部材が配置されていない領域との間に配置されている。つまり、第一配線２１４は、容器３１０と高強度部材（第二配線２１５）とで挟まれる位置には配置されていない。なお、高強度部材とは、上述の図１１において説明した通りである。

具体的には、第一配線２１４は、配線固定部２１１ｂの位置において、高強度部材の側方（Ｚ軸方向プラス側）に配置されている。つまり、配線固定部２１１ｂの位置においては、第一配線２１４を挟む位置（Ｙ軸方向の両側）に、容器３１０の突出領域３１０ａは配置されておらず、高強度部材も配置されていない。

これにより、第一配線２１４が突出領域３１０ａや高強度部材に挟まれることがないため、第一配線２１４が断線することを防ぐことができる。なお、第一配線２１４は、複数の配線を束ねてテープ巻線として配置していてもよい。

これに対し、図１３に示すように、配線固定部２１１ｂの位置において、第一配線２１４の上方（Ｙ軸方向マイナス側）に高強度部材が配置されている場合には、第一配線２１４が高強度部材に挟まれて断線する虞がある。なお、図１３は、本発明の実施の形態に係る配線固定部２１１ｂでの第一配線２１４及び第二配線２１５の配置によって奏する効果を説明するための図である。

以上のように、本発明の実施の形態に係る蓄電装置１０によれば、第一配線２１４は、容器３１０の突出部３１２ｂが形成されていない非突出領域３１０ｂと対向する位置に配置されている。つまり、蓄電素子３００の容器３１０に沿って配置される第一配線２１４を、容器３１０の突出部３１２ｂが形成された突出領域３１０ａと対向する位置とは異なる位置に配置する。これにより、蓄電装置１０に衝撃が加わった場合でも、容器３１０の突出部３１２ｂが第一配線２１４に対して強い衝撃を与えるのを抑制し、蓄電素子３００の容器３１０に沿って配置された第一配線２１４が断線することを抑制することができる。

また、突出部３１２ｂは、第一配線２１４の芯線の直径以上の高さとなるように形成されているため、第一配線２１４が容器３１０に押さえ付けられるような力が加わった場合でも、突出部３１２ｂが支えとなって第一配線２１４を保護し、第一配線２１４が断線することを抑制することができる。

また、容器３１０の製造時において、容器本体３１１と容器蓋部３１２とを位置決めして溶接しやすいように、容器本体３１１または容器蓋部３１２にフランジ部としての突出部３１２ｂを形成している。このため、当該フランジ部によって第一配線２１４が断線することを抑制することができる。

つまり、第一配線２１４を蓄電素子３００に押し付ける方向の力が加わった場合であっても、突出部３１２ｂが支えとなり、第一配線２１４の断線を防止することができる。なお、この場合には、容器３１０は金属製の容器であるなど、突出部３１２ｂが少なくとも第一配線２１４よりも高い強度を有しているのが好ましい。

また、第一配線２１４を、フランジ部の外方（蓄電素子３００の外方）に配置する場合には、隣接する蓄電素子３００同士の間に第一配線２１４が配置されることになるため、蓄電素子３００同士によって第一配線２１４が挟まれて、第一配線２１４が断線する可能性がある。このため、第一配線２１４を、フランジ部の内方に配置することで、当該フランジ部によって第一配線２１４が断線することを抑制することができる。

また、第一配線２１４を、容器３１０の表面３１２ａの長辺に沿って配置する場合には、当該表面３１２ａの長辺に沿って形成されたフランジ部上に第一配線２１４が乗り上がった状態で配置されやすい。つまり、表面３１２ａの短辺よりも長辺の方が長いので、当該フランジ上に第一配線２１４が乗り上がる確率が高くなる。また、隣り合う蓄電素子３００が長辺を向い合せた状態で配列され、お互いに近づく方向に力を加えられているために、隣り合う蓄電素子３００のフランジの長辺の間に、隙間ができにくくなる。このため、第一配線２１４が、当該フランジの長辺の間に入り込みにくくなり、結果としてフランジ上に乗り上げ易くなる。

このため、第一配線２１４を、容器３１０の表面３１２ａの長辺に沿って配置する場合であっても、フランジ部上に乗り上げないようにフランジ部に沿って配置することで、当該フランジ部によって第一配線２１４が断線することを抑制することができる。

また、第一配線２１４が、容器３１０と高強度部材との間に配置されている場合には、容器３１０と高強度部材との間に第一配線２１４が挟まれて、第一配線２１４が断線する可能性がある。このため、第一配線２１４を、非突出領域３１０ｂと高強度部材との間に配置することで、当該高強度部材によって第一配線２１４が断線することを抑制することができる。

また、第一配線２１４を、容器３１０と、高強度部材が配置されていない領域との間に配置することで、さらに、当該高強度部材によって第一配線２１４が断線することを抑制することができる。

（変形例１）
次に、上記実施の形態の変形例１について、説明する。図１４は、本発明の実施の形態の変形例１に係る配線部２１０ａが複数の蓄電素子３００に配置された状態を示す平面図である。

上記実施の形態では、配線部２１０が有する配線配置部２１１は、突出領域３１０ａに対向する位置の近傍に、配線固定部２１１ｂを有していることとした。しかし、本変形例では、配線部２１０ａが有する配線配置部２１１は、突出領域３１０ａに対向する位置とは異なる位置に、配線固定部２１１ｃを有している。

特に、配線固定部２１１ｃは、蓄電素子３００の容器蓋部３１２の短辺に沿った方向の中央部分（Ｘ軸方向の中央部分）に配置されているのが好ましい。言い換えれば、配線固定部２１１ｃは、非突出領域３１０ｂの短辺に沿った方向の中央部分に配置されているのが好ましい。蓄電素子３００の両側の突出部３１２ｂから配線固定部２１１ｃまでの距離を大きくとることができるからである。

このように、配線固定部２１１ｃは、突出領域３１０ａに対向する位置から離間して配置されている。

なお、配線固定部２１１ｃは、蓄電装置に衝撃が加わった場合でも、突出領域３１０ａとで第一配線２１４を挟み込んで第一配線２１４を断線させないような位置まで、突出領域３１０ａに対向する位置から離間して配置されていればよい。つまり、配線固定部２１１ｃは、突出領域３１０ａの突出部３１２ｂとで第一配線２１４を挟み込んでも、第一配線２１４に対して第一配線２１４を断線させるよりも小さい張力しか発生させないような位置に配置されていればよい。

以上のように、本発明の実施の形態の変形例１に係る蓄電装置によれば、配線固定部２１１ｃを、突出領域３１０ａに対向する位置とは異なる位置に配置することで、配線固定部２１１ｃによって第一配線２１４が断線することを抑制することができる。

特に、本変形例においては、図１３に示されたように、第一配線２１４の上方（Ｙ軸方向マイナス側）に高強度部材が配置されている場合でも、第一配線２１４が高強度部材に挟まれて断線することを抑制することができる。

（変形例２）
次に、上記実施の形態の変形例２について、説明する。図１５は、本発明の実施の形態の変形例２に係る蓄電素子の容器３７０の構成を示す断面図である。

上記実施の形態では、容器蓋部３１２の表面３１２ａから突出する突出部３１２ｂによって、突出領域３１０ａが形成されていることとした。しかし、本変形例では、容器蓋部３７２の表面３７２ａから突出する突出部３７２ｂと、容器本体３７１の先端部３７１ａとで、突出領域３７０ａが形成されている。

つまり、突出領域３７０ａは、容器３７０の表面３７２ａから突出する突出部（突出部３７２ｂ及び先端部３７１ａ）が形成された領域であり、非突出領域３７０ｂは、当該突出部が形成されていない領域である。

以上のように、本発明の実施の形態の変形例２に係る蓄電装置によっても、上記実施の形態と同様の効果を奏し、蓄電素子の容器３７０に沿って配置された第一配線２１４が断線することを抑制することができる。

以上、本発明の実施の形態及びその変形例に係る蓄電素子について説明したが、本発明は、上記実施の形態及びその変形例に限定されるものではない。つまり、今回開示された実施の形態及びその変形例は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

例えば、上記実施の形態及びその変形例では、突出部は、第一配線２１４の芯線の直径以上の高さとなるように形成されていることとしたが、突出部は、第一配線２１４の芯線の直径よりも小さい高さとなるように形成されていてもよい。

また、上記実施の形態及びその変形例では、突出部は、容器のいずれかの面の周縁から突出したフランジ部であることとしたが、突出部は、例えば、正極端子３２０、負極端子３３０、または容器の表面から突出した部位（注液栓、端子を固定するための部材、極性（正極、負極）識別のための凸部を設けた場合はその凸部等）であってもよいし、容器の角部が突出している場合には、当該角部であってもかまわない。

また、上記実施の形態及びその変形例では、第一配線２１４をフランジ部の内方に配置することとした。しかし、第一配線２１４を隣接する蓄電素子３００同士の間に配置できる場合には、第一配線２１４をフランジ部の外方（隣接する蓄電素子３００同士の間）に配置することにしてもかまわない。

また、上記実施の形態及びその変形例では、第一配線２１４を、容器の表面の長辺に沿って配置することとしたが、第一配線２１４は当該長辺に沿うことなく、当該長辺から離隔して配置されていることにしてもよい。

また、上記実施の形態及びその変形例では、蓄電素子３００は、電極端子が水平方向を向くように横向きに配置されていることとしたが、蓄電素子３００は、電極端子が鉛直方向を向くように縦向きに配置されていてもよい。

また、上記実施の形態及びその変形例では、蓄電装置１０は、複数の蓄電素子３００を締結部２２０で締結して外装体１００内に配置していることとしたが、蓄電装置１０は、複数の蓄電素子３００を外装体内に１つずつ挿入して配置する構成であってもかまわない。

また、上記実施の形態及びその変形例では、第一配線２１４は、電圧計測線及び温度計測線であり、第二配線２１５は、リレー作動用の配線であることとしたが、第一配線２１４及び第二配線２１５は、上記には限定されず、どのような種類の配線であってもかまわない。また、第二配線２１５は、テープ巻線でなくてもかまわない。

また、上記実施の形態及びその変形例では、はじめから突出部が形成されていない位置に第一配線２１４を配置することとした。しかし、第一配線２１４を配置する位置に突出部が形成されている場合には、当該突出部を削り取ったり折り曲げたりして変形させることにより、第一配線２１４を非突出領域と対向する位置に配置することにしてもよい。

本発明は、リチウムイオン二次電池などの蓄電素子や配線が外装体に収容された蓄電装置等に適用できる。

１０ 蓄電装置
１００ 外装体
１１０ 外装体本体
１２０ 外装体蓋体
１２１ 正極外部端子
１２２ 負極外部端子
２００ 蓄電ユニット
２１０、２１０ａ 配線部
２１１ 配線配置部
２１１ａ 配線経路形成部
２１１ｂ、２１１ｃ 配線固定部
２１２ 配線接続部
２１３ バスバー
２１４ 第一配線
２１５ 第二配線
２２０ 締結部
２２１、２２２ 挟持板
２２３ 第一梁部材
２２４ 第二梁部材
２２５ 第三梁部材
２２６ 締結部材
２３０ 制御部
２４０ リレー部
２５０ カバー部材
３００ 蓄電素子
３０１ 温度計測点
３１０、３７０ 容器
３１０ａ、３７０ａ 突出領域
３１０ｂ、３７０ｂ 非突出領域
３１１、３７１ 容器本体
３１１ａ、３７１ａ 先端部
３１２、３７２ 容器蓋部
３１２ａ、３７２ａ 表面
３１２ｂ、３７２ｂ 突出部
３１３ 安全弁
３２０ 正極端子
３３０ 負極端子
３４０ 電極体
３５０ 正極集電部材
３６０ 負極集電部材

Claims (8)

1. 容器を有する蓄電素子と、前記容器に沿って配置される配線と、前記配線よりも強度の高い部材である高強度部材とを備える蓄電装置であって、
   前記容器は、開口が形成された容器本体と、前記容器本体の開口を閉塞する容器蓋部とで構成され、
   前記容器は、表面から前記配線が配置される側に突出する突出部が形成された突出領域と、前記突出部が形成されていない非突出領域とを有しており、
   前記高強度部材は、前記容器に沿って前記突出部側に配置され、
   前記容器と前記高強度部材との間に配置される前記配線は、前記非突出領域と対向する位置に配置されている
   蓄電装置。
2. 前記蓄電装置は、さらに、
   前記蓄電素子、前記配線、及び、前記高強度部材を収容する外装体を備える
   請求項１に記載の蓄電装置。
3. 前記蓄電装置は、さらに、
   前記容器と前記高強度部材との間に配置され、前記配線の経路を形成する配線経路形成部を備える
   請求項１または２に記載の蓄電装置。
4. 前記突出部は、前記容器の表面から突出する高さが、前記配線の芯線の直径以上の高さとなるように形成されている
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の蓄電装置。
5. 前記突出部は、前記容器のいずれかの面の周縁から突出したフランジ部である
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の蓄電装置。
6. 前記配線は、前記フランジ部の内方の領域である前記非突出領域と対向する位置に配置されている
   請求項５に記載の蓄電装置。
7. 前記配線は、前記フランジ部の長辺に沿って配置されている
   請求項５または６に記載の蓄電装置。
8. 前記蓄電装置は、さらに、
   前記配線を固定するための配線固定部を備え、
   前記配線固定部は、前記突出領域に対向する位置とは異なる位置に配置されている
   請求項１〜７のいずれか１項に記載の蓄電装置。

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