JP6508220B2

JP6508220B2 - 蓄電ユニット

Info

Publication number: JP6508220B2
Application number: JP2016570722A
Authority: JP
Inventors: 智史釘野; 聖治金光; 雄輔内田; 田中　明; 明田中
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd; Showa Denko Materials Co Ltd; Resonac Corp
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 2015-01-23
Filing date: 2016-01-22
Publication date: 2019-05-08
Anticipated expiration: 2036-01-22
Also published as: CN107210401A; JPWO2016117685A1; CN107210401B; WO2016117685A1

Description

本発明は、複数の蓄電セルがユニットケース内に組み込まれ、電力を貯蔵するための蓄電システムを構成する蓄電ユニットに関する。

電力を貯蔵し、貯蔵した電力を外部に供給するために蓄電システムが開発されている。蓄電システムが工場やオフィスビルに使用されるときには、使用電力がピークとなるときに電力をバックアップし、使用電力が少ないときには蓄電セルに充電することができる。また、風力発電や太陽光発電などの分散型再生可能エネルギーを、電力需要バランスを維持しながら、安定的に利用するためにも、蓄電システムが使用される。

電力を貯蔵するための蓄電システムは、リチウムイオン二次電池やリチウムイオンキャパシタ等からなる多数の蓄電セルを備えている。複数の蓄電セルがユニットケース内に組み込まれ、蓄電セルとユニットケースにより１組の蓄電パックつまり蓄電ユニットが組み立てられる。蓄電ユニットは、複数の棚板が上下に間隔を隔てて設けられた筐体つまり蓄電ラックに多段に組み込まれる。電源室には蓄電ユニットが組み込まれた蓄電ラックが複数台配置され、蓄電システムが形成される。

特許文献１には、複数の電池ユニットを筐体内に多段に配置するようにした電池ユニット盤が記載されている。

特開２０１３−１９６９０８号公報

上記特許文献１に記載されるように、筐体内に電池ユニットを多段に配置するようにした形態においては、筐体の正面壁には給気口が設けられ、筐体に搭載された冷却ファンにより筐体内には冷却風が生成される。生成された冷却風は、ユニットケース内を正面側から背面側に向けて流れて電池セルつまり蓄電セルが冷却される。

蓄電システムを形成するための蓄電ユニットは、長期間に渡って連続的に使用されるので、蓄電セルの放熱性のみならず、高い信頼性が求められている。

本発明の目的は、蓄電ユニットの信頼性を高めることにある。

本発明の蓄電ユニットは、円柱形状の複数の蓄電セルを有する蓄電ユニットであって、相互に隙間を介して並列に配置される複数の前記蓄電セルにより構成される下側の蓄電セル群と、前記下側の蓄電セル群における前記蓄電セルの両端部を保持する下側のセルホルダーが設けられた底蓋と、相互に隙間を介して並列に配置される複数の前記蓄電セルにより構成される上側の蓄電セル群と、前記上側の蓄電セル群における前記蓄電セルの両端部を保持する上側のセルホルダーが設けられた上蓋と、前記下側の蓄電セル群における前記蓄電セルを前記下側のセルホルダーとの間で挟持し、前記上側の蓄電セル群における前記蓄電セルを前記上側のセルホルダーとの間で挟持する中間のセルホルダーが設けられた中フレームと、複数の前記蓄電セルにそれぞれ電気的に接続する複数の配線と、を有し、前記中フレームの前記中間のセルホルダーに、前記複数の配線のうちのいずれかの配線を支持する突起を設けた。

また、本発明の蓄電ユニットは、円柱形状の複数の蓄電セルを有する蓄電ユニットであって、相互に隙間を介して並列に配置される複数の前記蓄電セルにより構成される下側の蓄電セル群と、前記下側の蓄電セル群における前記蓄電セルの両端部を保持する下側のセルホルダーが設けられた底蓋と、相互に隙間を介して並列に配置される複数の前記蓄電セルにより構成される上側の蓄電セル群と、前記上側の蓄電セル群における前記蓄電セルの両端部を保持する上側のセルホルダーが設けられた上蓋と、前記下側の蓄電セル群における前記蓄電セルを前記下側のセルホルダーとの間で挟持し、前記上側の蓄電セル群における前記蓄電セルを前記上側のセルホルダーとの間で挟持する中間のセルホルダーが設けられた中フレームと、前記中フレームにおいて前記蓄電セルの長手方向に対する一方の端に配置された前記中間のセルホルダーの第１部分と、その反対側の他方の端に配置された前記中間のセルホルダーの第２部分とに接合する配線案内部と、複数の前記蓄電セルにそれぞれ電気的に接続する複数の配線と、を有し、前記複数の配線のうちのいずれかは、前記配線案内部によって案内される。

蓄電ユニットは、それぞれ隙間を介して配置される複数の蓄電セルにより構成される下側の蓄電セル群と上側の蓄電セル群とを有し、下側の蓄電セル群の蓄電セルは、底蓋のセルホルダーと中フレームのセルホルダーとの間で保持され、上側の蓄電セル群の蓄電セルは、上蓋のセルホルダーと中フレームのセルホルダーとの間で保持される。下側の冷風通路には下側の冷風流入口から冷却風が流入し、上側の冷風通路には上側の冷風流入口から冷却風が流入し、中間の冷風通路には中間の冷風流入口から冷却風が流入する。これにより、蓄電ユニットの放熱性が向上し、蓄電ユニットの信頼性を高めることができる。

蓄電ユニットの外観を示す正面側の斜視図である。蓄電ユニットの外観を示す背面側の斜視図である。蓄電ユニットを構成するユニットケースの分解斜視図である。ユニットケースの底蓋を示す斜視図である。ユニットケースの中フレームを示す斜視図である。ユニットケースの上蓋を示す斜視図である。（Ａ）はユニットケースの一方の側板の内面を示す斜視図であり、（Ｂ）はユニットケースの他方の側板の外面を示す斜視図である。ユニットケースの正面に設けられるコントロールボックスを示す斜視図である。ユニットケースの正面板に形成される冷風流入口を示す正面図である。ユニットケースの背面板に形成される冷風流出口を示す正面図である。複数の蓄電セルを有し、ユニットケース内に組み込まれる蓄電セル群を出力端子側から見た斜視図である。蓄電セル群を図１１の反対側から見た斜視図である。ユニットケース内の冷却風の流れを示す蓄電ユニットの縦断面図である。（Ａ）は図１２に示された上側の蓄電セル群を示す平面図であり、（Ｂ）は下側の蓄電セル群を示す平面図である。蓄電セル群に設けられる検出配線の結線状態を示す配線図である。蓄電セル群の出力端子側に這い回された検出配線を示す蓄電セル群の正面図である。蓄電セル群の図１５の反対側に這い回された検出配線を示す蓄電セル群の正面図である。中フレームに這い回される温度検出センサの検出配線を示す斜視図である。温度検出センサの検出配線が中フレームに取り付けられた状態を示す中フレームの正面図である。電圧検出線と温度検出線が接続される制御回路を示すブロック図である。（Ａ）はユニットケースに装着された蓄電セルの１つの端部を示す断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけるＡ部の拡大断面図である。（Ａ）は側板の内面の後端部を示す拡大正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。蓄電パックつまり蓄電ユニット１０はほぼ直方体形状のユニットケース１１を有し、ユニットケース１１内には、図１１に示されるように、１２個の蓄電セル１２ａ〜１２ｌからなる蓄電セル群１３が組み込まれる。それぞれの蓄電セル１２は、リチウムイオン二次電池であり、円柱形状に形成されている。蓄電セル群１３は、６個の蓄電セル１２ａ〜１２ｆにより構成される上側の蓄電セル群１３ａと、６個の蓄電セル１２ｇ〜１２ｌにより構成される下側の蓄電セル群１３ｂとからなり、ユニットケース１１内には蓄電セル１２が上下二段に装着される。

図１１および図１２に示されるように、上側の蓄電セル群１３ａを構成する蓄電セル１２には、ユニットケース１１の正面側に配置される蓄電セル１２から背面側に配置される蓄電セル１２に向けて符号ａ〜ｆが付されている。図１はユニットケース１１の正面側を示し、図２はユニットケース１１の背面側を示す。一方、下側の蓄電セル群１３ｂを構成する蓄電セル１２には、ユニットケース１１の背面側に配置される蓄電セル１２から正面側に配置される蓄電セル１２に向けて符号ｇ〜ｌが付されている。それぞれの蓄電セル群１３ａ，１３ｂは、蓄電セル１２が相互に隙間を隔てて並列に配列されて構成される。上側の蓄電セル群１３ａと下側の蓄電セル群１３ｂにおける蓄電セル１２は、上下に隙間を隔てて重なるように並列配置となっている。明細書においては、特定箇所の蓄電セル１２を示す場合には、符号ａ〜ｌを付して説明する。

ユニットケース１１は、図３に示されるように、長方形の底蓋２１を有し、底蓋２１には中フレーム２２が取り付けられ、中フレーム２２には上蓋２３が取り付けられる。底蓋２１、中フレーム２２および上蓋２３により、全ての蓄電セル１２を相互に隙間を隔てて収容する骨格構造のケース本体１１ａが構成される。このケース本体１１ａの一方側には側板２４が取り付けられ、他方側には側板２５が取り付けられる。

ケース本体１１ａの正面側には、図１に示されるように、正面板２６が取り付けられ、正面板２６は上下の通気枠２６ａ，２６ｂと中央の通気枠２６ｃとにより形成される。ケース本体１１ａの正面側には側板２５に寄せてコントロールボックス２７が設けられており、コントロールボックス２７はカバー２７ａにより覆われる。ケース本体１１ａの背面側には、図２に示されるように、背面板２８が取り付けられ、背面板２８は上下の通気枠２８ａ，２８ｂと中央の通気枠２８ｃとにより形成される。

蓄電ユニット１０は、図３に示される部材により組み立てられるユニットケース１１と、その内部に組み込まれる複数の蓄電セル１２とを有している。複数の蓄電ユニット１０を蓄電ラック内に多段に配置することによって、蓄電システムが構築される。蓄電ユニット１０の上下および前後は、蓄電ユニット１０が蓄電ラック内に配置された状態における位置と方向とを示しており、蓄電ユニット１０は、正面側つまり正面板２６を蓄電ラックの前面に対向させて棚板の上に配置される。

底蓋２１は、樹脂により一体成形されており、図４に示されるように、底壁３１と、その内面に長手方向に延びる３つの下側のセルホルダー３２とを有している。セルホルダー３２は、底壁３１の左右の側辺と、底壁３１の幅方向中央部とに底壁３１から突出して設けられている。それぞれのセルホルダー３２には、下側の蓄電セル群１３ｂを構成する６個の蓄電セル１２ｇ〜１２ｌに対応させて、６つのほぼ半円形状の凹面３３が形成されており、蓄電セル１２ｇ〜１２ｌは、それぞれの蓄電セル１２の両端部と中央部の下側半円部が凹面３３内に入り込んだ状態となって下側のセルホルダー３２により保持される。長手方向に隣り合う凹面３３の間には、突き当て面３４が設けられている。

上蓋２３は、図６に示されるように、上壁３５と、その内面に長手方向に延びる上側のセルホルダー３６とを有している。セルホルダー３６は底蓋２１のセルホルダー３２に対応させて３つ設けられており、上蓋２３も樹脂により一体成形されている。それぞれのセルホルダー３６には、上側の蓄電セル群１３ａを構成する６個の蓄電セル１２ａ〜１２ｆに対応させて、６つのほぼ半円形状の凹面３７が形成されており、それぞれの蓄電セル１２ａ〜１２ｆは、両端部と中央部の上側半円部が凹面３７内に入り込んだ状態となってセルホルダー３６により覆われる。長手方向に隣り合う凹面３７の間には、突き当て面３４が設けられている。

中フレーム２２は、図５に示されるように、平行に延びる３つの中間のセルホルダー４１を有し、それぞれのセルホルダー４１は、底蓋２１に設けられた下側のセルホルダー３２と、上蓋２３に設けられた上側のセルホルダー３６との間に挟み込まれる。セルホルダー４１は横方向つまりケース本体を横切る方向に延びる配線案内チューブ（配線案内部）４２と４つのエアガイド４３とにより一体に連結されており、配線案内チューブ４２は、ユニットケース１１の正面側に寄せて設けられている。

ここで、配線案内チューブ４２について説明する。配線案内チューブ４２は、図５に示されるように、上記ケース本体を横切る方向（蓄電セル１２の長手方向）において、一方の端に配置された中間のセルホルダー４１ａと、その反対側の他方の端に配置された中間のセルホルダー４１ｂと、略中央の位置に配置された中間のセルホルダー４１ｃとに接合している。つまり、配線案内チューブ４２は３つの中間のセルホルダー４１と接合している。配線案内チューブ４２は、例えば円筒形の中空構造であり、その中空部分に後述する電圧検出線や温度検出線などの複数の配線を収容可能となっている。すなわち、配線案内チューブ４２の中空部分に複数の配線を通すことができる。詳細には、図５に示される構造では、中間のセルホルダー４１は、蓄電セル１２に接する３つの部分、セルホルダー４１ａ，４１ｂ，４１ｃを有し、上記ケース本体を横切る方向（蓄電セル１２の長手方向）における一方の端の部分（セルホルダー４１ａ）から反対側の他方の端の部分（セルホルダー４１ｂ）に亘って中空構造が形成されており、したがって、一方の端の外面側から反対側の他方の端の外面側までが配線案内チューブ４２の中空構造により貫通している。配線案内チューブ４２の外形は円形としたが、冷却風の流れを妨げない形状、例えば、菱形等であってもよい。

配線案内チューブ４２は、中間のセルホルダー４１と一体に形成されているため、図５に示される中フレーム２２の剛性を高めることができる。

また、上述の両端に配置された２つのセルホルダー４１（４１ａ，４１ｂ）における前後方向および上下方向に隣り合う４つの蓄電セル１２の間の領域(後述するエアガイド４３が設けられるスペースに相当する領域)であって、この領域は、上述の両端に配置された２つのセルホルダー４１（４１ａ，４１ｂ）において複数並んで設けられている。これらの複数の領域のうち、図１７に示されるように、配線案内チューブ４２は、最もコントローラ（制御部）７４に近い領域に設けられている。言い換えると、配線案内チューブ４２は、上述のように図１に示されるユニットケース１１の正面側に寄せて設けられている。

これにより、配線案内チューブ４２からコントローラ７４までの距離を短くすることができるため、配線の本数が最も多い箇所の距離を短くすることができ、配線の本数が多い箇所での複数の配線の纏まり度合いを向上させることができる。すなわち、配線案内チューブ４２からコントローラ７４までの領域は、配線案内チューブ４２から繰り出された複数の配線とその他の配線とを合流させて引き回す領域であるため、配線の本数が必然的に多くなる。そこで、配線の本数が必然的に多くなるこの領域の距離を短くすることにより、それぞれの配線がばらけることを低減し、複数の配線の纏まり度合いを向上させることができる。

また、図１６および図１７に示されるように、配線案内チューブ４２は、上側の蓄電セル群１３ａと下側の蓄電セル群１３ｂとの間の位置に設けられている。これにより、上側の蓄電セル群１３ａからの配線であっても、下側の蓄電セル群１３ｂからの配線であってもどちらもほぼ同じ長さで配線案内チューブ４２に進入させることができ、上下からの複数の配線を無駄なく纏めた上で配線案内チューブ４２に進入、または配線案内チューブ４２から取り出すことができる。言い換えると、配線の引き回しの自由度を向上できる。

図１６および図１７に示されるように、配線案内チューブ４２は、蓄電ユニット１０の側板２４，２５を外した側面視（側面方向から見た視野）において複数のバスバーのそれぞれと重ならない位置に設けられている。これにより、配線案内チューブ４２に通した複数の配線のそれぞれが、複数のバスバーのそれぞれに接触することなく引き回されるため、複数の配線がバスバーとの接触によって損傷することを低減できる。

図５に示されるように、それぞれのセルホルダー４１の下面には、下側の蓄電セル群１３ｂを構成する６個の蓄電セル１２ｇ〜１２ｌに対応させて、６つのほぼ半円形状の凹面４４が形成されており、それぞれの蓄電セル１２ｇ〜１２ｌは、両端部と中央部の上側半円部が凹面４４内に入り込んだ状態となってセルホルダー４１とセルホルダー３２とにより挟持される。長手方向に隣り合う凹面４４の間には、底蓋２１の突き当て面３４に対応させて突き当て面３４ａが設けられており、両方の突き当て面３４，３４ａが突き当てられた状態となって、それぞれの蓄電セル１２ｇ〜１２ｌは底蓋２１と中フレーム２２との間で挟持つまり挟み込んだ状態で保持される。

それぞれのセルホルダー４１の上面には、上側の蓄電セル群１３ａを構成する６個の蓄電セル１２ａ〜１２ｆに対応させて、６つのほぼ半円形状の凹面４５が形成されており、それぞれの蓄電セル１２ａ〜１２ｆは、両端部と中央部の下側半円部が凹面４５内に入り込んだ状態となってセルホルダー４１とセルホルダー３６とにより挟持される。長手方向に隣り合う凹面４５の間には、上蓋２３の突き当て面３４に対応させて突き当て面３４ａが設けられており、両方の突き当て面３４，３４ａが突き当てられた状態となって、それぞれの蓄電セル１２ａ〜１２ｆは上蓋２３と中フレーム２２との間で挟持される。

このように、図１１および図１２に示される下側の蓄電セル群１３ｂを構成する６つの円柱形状の蓄電セル１２は、底蓋２１に設けられた下側のセルホルダー３２と、中フレーム２２に設けられた中間のセルホルダー４１とにより両端部と中央部とが挟持された状態となってケース本体１１ａ内に組み込まれる。上側の蓄電セル群１３ａを構成する６つの蓄電セル１２は、上蓋２３に設けられた上側のセルホルダー３６と、中フレーム２２に設けられた中間のセルホルダー４１とにより、両端部と中央部とが挟持された状態となってケース本体１１ａ内に組み込まれる。なお、それぞれの蓄電セル１２の両端部は、全ての蓄電セル１２により形成される蓄電セル群１３としては左右の側面部を構成する。全ての蓄電セル１２がケース本体１１ａ内に収容された状態のもとで、図示しないねじ部材により中フレーム２２の下側に底蓋２１を締結し、中フレーム２２の上側に上蓋２３を締結する。ケース本体１１ａの両側には側板２４，２５が図示しないねじ部材により締結される。

図２１（Ａ）はユニットケース内に組み込まれる蓄電セルの１つの端部を示す断面図であり、図２１（Ｂ）は図２１（Ａ）におけるＡ部の拡大断面図である。図２１には、底蓋２１のセルホルダー３２と中フレーム２２のセルホルダー４１との間に挟持される蓄電セル１２が示されており、ハッチングは図示省略されている。それぞれの凹面３３，４４の底部には収容溝４６が凹面３３，４４に露出して形成されている。収容溝４６には軟質樹脂またはゴム等からなる弾性部材４７が挿入される。弾性部材４７の表面は凹面３３，４４よりも径方向内方に突出する。したがって、蓄電セル１２をセルホルダー３２の凹面３３とセルホルダー４１の凹面４４の間に位置させてセルホルダー３２とセルホルダー４１とを突き当てると、弾性部材４７が径方向に収縮変形されて蓄電セル１２はユニットケース１１内で保持される。具体的には、蓄電セル１２は上下に対向する一対の弾性部材４７によって、径方向両側から挟まれて保持される。このとき、収縮変形した弾性部材４７は、弾性復元力によって蓄電セル１２の外周面に密着する。前記一対一組の弾性部材４７は、一つのセルに対して少なくとも二組以上でセルを挟持している。

蓄電セル１２の半径をＲ１、凹面３３，４４の半径をＲ２とすると、凹面３３，４４の半径Ｒ２は蓄電セル１２の半径Ｒ１よりも大きく設定されており、凹面３３，４４と蓄電セル１２の外周面との間には、ΔＲの隙間４８が形成される。収容溝４６の半径をＲ３とすると、収容溝４６の深さｄ０はｄ０＝Ｒ３−Ｒ２となる。収縮変形前の弾性部材４７の初期の厚みをｄ１とすると、弾性部材４７の変形量つまりつぶし量は、ほぼΔｄとなる。他の凹面３７，４５にも同様の弾性部材４７が設けられる。たとえば、弾性部材４７の初期の厚みｄ１を２．６ｍｍ、深さｄ０を２．２ｍｍとすると、つぶし量Δｄは０．２ｍｍとなる。圧縮率kはつぶし量Δｄを初期の厚みｄ１で割った割合とすると、圧縮率k=100×Δｄ/ｄ１=100×0.2/2.6＝7.7％となる。好ましくは圧縮率ｋは５から１５％程度の範囲内になるように弾性部材４７の初期の厚みｄ１やつぶし量Δｄを選んでよい。

図２１に示すように、上下に隣り合う蓄電セル１２の中心線と直交し、かつ、上下に隣り合う蓄電セル１２の中心線を上下に横断する垂直線を基準線Ｏとする。弾性部材４７は、基準線Ｏを中心に図２１（Ａ）において左右方向に角度θの範囲に円周方向に延びている。本実施形態では、角度θは約３０度に設定されている。すなわち、本実施形態では、弾性部材４７は、基準線Ｏから左右にそれぞれ３０度以内の範囲に延びている。弾性部材４７を介して蓄電セル１２を凹面３３，４４の間で挟持すると、蓄電セル１２の芯出し位置決めが達成されるだけでなく、凹面が蓄電セル１２の外周面に直接接触することがない。これにより、硬質樹脂製の底蓋２１と中フレーム２２等に加工誤差があったとしても、これらが蓄電セル１２に食い込むことが防止され、食い込みに起因した蓄電セル１２の損傷が防止され、蓄電ユニット１０の信頼性を高めることができる。

しかも、弾性部材４７が蓄電セル１２の外周面に密着することにより、蓄電セル１２の放熱性を高めることができる。蓄電セル１２と凹面との間に弾性部材４７を円周方向に一定の範囲に介在させると、凹面３３，４４と蓄電セル１２の外周面との間には隙間４８が形成されるので、隙間４８を通過する冷風によって蓄電セル１２と弾性部材４７との冷却が達成され、両端部のセルホルダー４１の外側に配置される部品の冷却も達成される。これにより、蓄電セル１２の放熱性を向上させることができ、蓄電ユニット１０の信頼性を高めることができる。

弾性部材４７を凹面の周方向全体に設けると、蓄電セル１２の調心機能を高められる。一方、弾性部材４７を凹面の周方向一部に設けると、図２１に示される隙間４８が形成され、放熱性が高められる。また、弾性部材４７が凹面の周方向全体に設けられている場合も周方向一部に設けられている場合も、弾性部材４７の表面は蓄電セル１２の外周面に密着するので、蓄電セル１２が適度な力でしっかりと固定され、蓄電セル１２の位置ずれが防止される。図２１に示される角度θは、１５度から４５度の範囲であることが好ましい。角度θが１５度以上であると、蓄電セル１２に接する弾性部材４７の接触面積が大きくなるため運搬時や地震時などの振動などで蓄電セル１２が所定の位置より動く懸念がより少なくなる。移動体や振動が発生するような電動機などの動力源の近くに設置する場合のように、より振動に対して信頼性を高める必要がある場合は、角度θを４５度に近く大き目に設けることが好ましい。また、角度θが４５度以下であると、凹面３３，４４と蓄電セル１２の外周面との間ΔＲの隙間４８の開口部がより大きくなり、蓄電セル１２の異常時における排出ガスの流通がよりスムースに行われる。弾性部材４７の材質はシリコーンゴムであることが好ましいが、耐薬品性に優れるEPDMやフッ素系ゴムを用いても良い。

弾性部材４７が柔らかすぎると、蓄電セル１２と弾性部材４７との界面が密着していても、セル円周方向に力が掛かった場合、弾性部材４７が同方向に弾性変形し、蓄電セル１２が同方向に回転する懸念がある。一方、弾性部材４７が硬すぎると変形しづらくなりセル円周方向における蓄電セル１２と弾性部材４７との密着度が低下する懸念がある。

そこで、弾性部材４７の好適な硬度を求めるべく本件発明者らが行った実験の結果について説明する。次の表１は、今回の実験より明らかになった弾性部材４７の硬度と、ねじ部材の締め付けトルク（Ｔ１）と、弾性部材４７のせん断変位量と、の関係を示している。尚、ねじ部材の締め付けトルク（Ｔ１）とは、中フレーム２２と上蓋２３とを締結するねじ部材の締め付けトルクである。このねじ部材が締め込まれると、弾性部材４７はその厚み方向に圧縮され、弾性変形する。この際、弾性部材４７の圧縮量（変形量）が適切であると、蓄電セル１２と弾性部材４７とが必要かつ十分に密着する。今回の実験では、寸法は同一（厚み：２．７５ｍｍ，幅：６．２，長さ：３０.０ｍｍ）である一方、硬度は異なる複数の弾性部材４７を用意し、これら弾性部材４７の厚みを２．４ｍｍに圧縮するために必要な締め付けトルク（Ｔ１）を測定した。尚、弾性部材４７を収容溝４６に挿入すると、弾性部材４７の幅は６．０ｍｍに圧縮される。

また、弾性部材４７のせん断変位量とは、蓄電セル１２に円周方向の力が掛かった際に、蓄電セル１２に密着している弾性部材４７に発生する同方向における弾性変形量である。後述するように、蓄電セル１２の端子電極にはバスバーがボルトによって固定される。この際、端子電極とバスバーとを固定するボルトの締め付けに伴って蓄電セル１２に円周方向の力が掛かる。今回の実験では、端子電極とバスバーとを固定するボルトに６Ｎ・ｍの締め付けトルク（Ｔ２）を掛けたときの弾性部材４７のせん断変位量（弾性変形量）を測定した。

表１より、弾性部材４７の硬度が４０以上６５以下の範囲内である場合、５Ｎ・ｍ以下の締め付けトルク（Ｔ１）によって弾性部材４７の厚みが２．４ｍｍに圧縮され、かつ、６Ｎ・ｍの締め付けトルク（Ｔ２）が掛かっても弾性部材４７のせん断変位量が１．０ｍｍ以下に抑えられることがわかる。

最適な締め付けトルク（Ｔ１）はねじ部材の種類によって異なるが、例えば、最適な締め付けトルク（Ｔ１）が６Ｎ・ｍであるねじ部材を用いる場合には、硬度５０〜５５の弾性部材４７を用いることが好ましい。何故なら、硬度５０〜５５の弾性部材４７は、最適な締め付けトルク（６Ｎ・ｍ）に対して十分に余裕のある３．０〜３．３Ｎ・ｍの締め付けトルク（Ｔ１）によって２．４ｍｍに圧縮され、かつ、６Ｎ・ｍの締め付けトルク（Ｔ２）が掛かっても殆どせん断変位しないからである。

図１および図９に示されるように、正面板２６を構成する通気枠２６ａには冷風流入口５１ａが設けられ、通気枠２６ｂには冷風流入口５１ｂが設けられ、通気枠２６ｃには冷風流入口５１ｃが設けられている。一方、図２および図１０に示されるように、背面板２８を構成する通気枠２８ａには冷風流出口５２ａが設けられ、通気枠２８ｂには冷風流出口５２ｂが設けられ、通気枠２８ｃには冷風流出口５２ｃが設けられている。

図１３に示されるように、上蓋２３と上側の蓄電セル群１３ａとの間には上側の冷風通路５３ａが形成され、底蓋２１と下側の蓄電セル群１３ｂとの間には下側の冷風通路５３ｂが形成される。さらに、上側の蓄電セル群１３ａと下側の蓄電セル群１３ｂとの間には中間の冷風通路５３ｃが形成される。冷風流入口５１ａと冷風流出口５２ａは冷風通路５３ａに対向し、冷風流入口５１ｂと冷風流出口５２ｂは冷風通路５３ｂに対向し、冷風流入口５１ｃと冷風流出口５２ｃは冷風通路５３ｃに対向する。上下の冷風流入口５１ａ，５１ｂと冷風流出口５２ａ，５２ｂの開口面積はそれぞれほぼ同一に設定されている。中央の冷風流入口５１ｃの上下方向の寸法は、冷風流入口５１ａ，５１ｂの上下方向の寸法よりも長くなっており、中央の冷風流入口５１ｃは上下の冷風流入口５１ａ，５１ｂよりも開口面積が大きく設定され、約２倍の開口面積となっている。中央の冷風流出口５２ｃも同様に、冷風流出口５２ａ，５２ｂの約２倍の開口面積となっている。

正面側の４つの蓄電セル１２ａ，１２ｂ，１２ｌ，１２ｋの間に形成されるスペースには配線案内チューブ４２が配置され、それよりも下流側の４つの蓄電セル１２の間に形成される４つのスペースにはそれぞれエアガイド４３が配置されている。

蓄電ユニット１０が蓄電ラックに配置されると、蓄電ラック内に生成される冷却風が正面板２６に形成された冷風流入口５１ａ，５１ｂ，５１ｃからユニットケース１１内に流入する。中央の冷風流入口５１ｃから流入した冷却風は、最上流側の上下２つの蓄電セル１２ａ，１２ｌの間の冷風通路５３ｃを通過して配線案内チューブ４２に衝突する。衝突した冷却風の一部は、上下に分岐して２つの蓄電セル１２ａ，１２ｂの間の隙間と、２つの蓄電セル１２ｌ，１２ｋの間の隙間に流入する。上方に分岐した冷却風は、冷風流入口５１ａから流入して上蓋２３の内面に沿って冷風通路５３ａを流れる冷却風と衝突し、蓄電セル１２ａの背面側と蓄電セル１２ｂの正面側に沿って流れてそれぞれの蓄電セルを冷却する。同様に、下方に分岐した冷却風は、冷風流入口５１ｂから流入して底蓋２１の内面に沿って冷風通路５３ｂを流れる冷却風と衝突し、蓄電セル１２ｌの背面側と蓄電セル１２ｋの正面側に沿って流れてそれぞれの蓄電セルを冷却する。このように、配線案内チューブ４２は、冷却風を上下に分岐するエアガイドとしての機能を有しており、配線案内チューブ４２も冷却風により冷却される。

上下２つの蓄電セル１２ｂ，１２ｋの間の冷風通路５３ｃを通過した冷却風は、エアガイド４３に衝突する。エアガイド４３は、横断面が十字形となっており、上方に突出する上突起部４３ａと、下方に突出する下突起部４３ｂと、上流側に向けて水平に突出する水平突起部４３ｃとを有している。したがって、最上流側のエアガイド４３に衝突した冷却風の一部は、上下に分岐して２つの蓄電セル１２ｂ，１２ｃの間の隙間と、２つの蓄電セル１２ｋ，１２ｊの間の隙間に流入する。上方に分岐した冷却風は、上蓋２３の内面に沿って流れる冷却風と衝突し、蓄電セル１２ｂの背面側と蓄電セル１２ｃの正面側に沿って流れてそれぞれの蓄電セルを冷却する。同様に、下方に分岐した冷却風は、底蓋２１の内面に沿って流れる冷却風と衝突し、蓄電セル１２ｋの背面側と蓄電セル１２ｊの正面側に沿って流れてそれぞれの蓄電セルを冷却する。下流側の他の３つのエアガイド４３についても同様に冷却風を分岐させて蓄電セル１２を確実に冷却する。このように、冷却風は蓄電セル１２の外周面に案内されて、蓄電セル１２を確実に冷却することができるので、蓄電ユニット１０の耐久性および信頼性を高めることができる。

中間の冷風流入口５１ｃの開口面積が、上下の冷風流入口５１ａ，５１ｂよりも大きく設定されているので、中間の冷風流入口５１ｃの開口面積を上下の冷風流入口５１ａ，５１ｂの開口面積と同一にした実施形態よりも、上側の蓄電セル群１３ａと下側の蓄電セル群１３ｂとの間を流れる冷却風は、上下の蓄電セルの間の隙間で絞られて、上蓋２３に沿って冷風通路５３ａを流れる冷却風と、底蓋２１に沿って冷風通路５３ｂを流れる冷却風よりも流速が高められる。これにより、ユニットケース１１内を流れる冷却風には、流速が異なる冷却風が混在し、冷却風は自動的に撹拌混合されて蓄電セル１２の冷却効果が高められる。冷風流出口５２ａ〜５２ｃについても、冷風流入口５１ａ〜５１ｃに対応させた開口面積とすることにより、冷却風を撹拌させて蓄電セル１２の冷却効果を高めることができる。

蓄電セル１２の両端面には端子電極が設けられており、蓄電セル群１３を構成する蓄電セル１２は直列に接続されている。直列に接続するために、水平方向に隣り合う蓄電セル１２の両端の端子電極は相互に逆極性となっており、上下方向に隣り合う蓄電セル１２の両端の端子電極も相互に逆極性となっている。図１１および図１４に示されるように、上側の蓄電セル群１３ａの正面側に配置された蓄電セル１２ａの右端面の端子電極を正極とすると、その端子電極には、蓄電ユニット１０の正極端子のバスバー６１ａが取り付けられ、その下側の蓄電セル１２ｌの端子電極には、蓄電ユニット１０の負極端子のバスバー６１ｂが取り付けられる。これらの蓄電セル１２ａ，１２ｌの間に他の蓄電セルが直列に接続され、相互に隣り合う蓄電セル１２の端子電極には中間のバスバー６１が取り付けられる。合計１２個の蓄電セル１２を有する蓄電ユニット１０においては、１１個の中間のバスバー６１と正極と負極のバスバー６１ａ，６１ｂを含めて、合計１３個のバスバーが設けられる。

側板２４の前端面には、図１に示されるように、バスバー６１ａが突出する開口部６２ａが設けられ、バスバー６１ｂが突出する開口部６２ｂが設けられている。複数の蓄電ユニット１０が蓄電ラックに配置され、蓄電ユニット１０を電気的に接続するときには、開口部６２ａ，６２ｂから突出するバスバー６１ａ，６１ｂが、他の蓄電ユニット１０のバスバーに給電部材により接続される。

全ての蓄電セル１２のバスバー６１，６１ａ，６１ｂによる電気的接続状態を示すと、図１５の通りである。それぞれのバスバーには、蓄電セル１２の出力電圧が設定値となっているか否かを検出するために、電圧検出線６３ａ〜６３ｍの一端部が接続される。それぞれの電圧検出線６３ａ〜６３ｍの他端部は、コントロールボックス２７内の制御基板上のコントローラ（制御部）７４に接続される。つまり、複数の蓄電セル１２のそれぞれの出力電圧を検出する複数の電圧検出線（複数の配線）６３ａ〜６３ｍの一端部は、複数の蓄電セル１２のそれぞれに対応したバスバーに接続され、一方、複数の電圧検出線６３ａ〜６３ｍの他端部は、コントローラ７４に接続される。

図５に示されるように、蓄電セル１２の両端部に対応する２つのセルホルダー４１の外面には、複数の支持突起（突起）６４が外方に突出して設けられており、それぞれの支持突起６４には配線が挿入される水平方向のスリット６５が設けられている。それぞれの支持突起６４はエアガイド４３の位置にほぼ対応している。すなわち、２つのセルホルダー４１のそれぞれにおいて、複数の支持突起６４は、蓄電ユニット１０の前後方向および上下方向に隣り合う４つの蓄電セル１２の間の領域であり、この領域の上側の蓄電セル群１３ａと下側の蓄電セル群１３ｂとの間の位置に設けられている。２つのセルホルダー４１のうち、正面から見て左側つまりコントロールボックス２７側のセルホルダー４１における支持突起６４には、図５に示されるように、上下方向のスリット６６が設けられている。

図１６は、蓄電セル群１３の右側のバスバーに接続される電圧検出線を示す。正面側の蓄電セル１２ａ，１２ｌに接続される２本の電圧検出線６３ａ，６３ｍと、蓄電セル１２ｌに背面側に隣り合う蓄電セル１２ｋに接続される電圧検出線６３ｋは、配線案内チューブ４２内に直接挿入されてコントロールボックス２７内のコントローラ７４に接続される。他の４本の電圧検出線６３ｃ，６３ｅ，６３ｇ，６３ｉは、他の３本の電圧検出線６３ａ，６３ｋ，６３ｍよりも蓄電セル群１３の端面に沿って長く延びており、それぞれ支持突起６４のスリット６５に挿入されてセルホルダー４１に保持される。

複数の支持突起６４に水平方向のスリット６５が設けられたことで、上側の蓄電セル群１３ａの蓄電セル１２にバスバーを介して接続された電圧検出線と、下側の蓄電セル群１３ｂの蓄電セル１２にバスバーを介して接続された電圧検出線とを支持突起６４付近で合流させて一緒にスリット６５に挿入して支持突起６４により保持することができる。さらに、支持突起６４に水平方向のスリット６５と上下方向のスリット６６を設けたことにより、上下方向のスリット６６を有した支持突起６４において、複数の方向から引き出された電圧検出線を合流させて保持することができるとともに、それらの電圧検出線を同一の支持突起６４の直下に送り出すことができる。また、上下方向のスリット６６を有した支持突起６４において、送り出す電圧検出線の方向を必要に応じて複数の方向に分けることもできる。以上により、電圧検出線の引き回しの自由度を増やすことができる。

図１７は、蓄電セル群１３の左側のバスバーに接続される電圧検出線を示す。図１６に示したように右側のバスバーに接続される７本の電圧検出線は、図１７に示されるように、配線案内チューブ４２から繰り出されてスリット６５，６６に保持されて、コントロールボックス２７にまで延びている。左側のバスバーに接続される２本の電圧検出線６３ｌ，６３ｊは、支持突起６４によって保持されることなくコントロールボックス２７内のコントローラ７４に直接接続される。他の４本の電圧検出線６３ｂ，６３ｄ，６３ｆ，６３ｈは、２本の電圧検出線６３ｌ，６３ｊよりも蓄電セル群１３の端面に沿って長く延びており、それぞれ支持突起６４のスリット６５に挿入されてセルホルダー４１に保持される。

以上のように、コントローラ７４から最も遠くに配置されたセルホルダー４１（セルホルダー４１ａ）の外側に配置された複数の電圧検出線（配線）は、配線案内チューブ４２を通って（介して）コントローラ７４の最も近くに配置されたセルホルダー４１（セルホルダー４１ｂ）の外側に繰り出され、そこで他の複数の電圧検出線と合流し、複数の電圧検出線の全てがばらけることなく纏まった状態でコントローラ７４に接続される。これにより、複数の電圧検出線を、配線案内チューブ４２の内部に通して反対側のセルホルダー４１（セルホルダー４１ｂ）の外側に繰り出すことができ、配線をばらけさせることなく反対側に繰り出すことができる。

このように、それぞれの側板２４，２５の内側に這い回されて、蓄電セル群１３の端面に沿って長く延びる電圧検出線としての配線は、支持突起６４に保持されて、上側の蓄電セル群１３ａと下側の蓄電セル群１３ｂのバスバーの間に固定されるので、ユニットケース１１内を流れる冷却風や振動等によってずれることがなく、電圧検出線が蓄電セル１２に接触することが防止される。また、もし、上段の蓄電セル１２とバスバーとの締結ボルトが緩み、片方の締結部が外れても、支持突起６４によって、バスバーの下方への垂れ下がりを防止でき、下段の蓄電セル１２との電気的短絡を防止できる。支持突起６４の厚さは３ｍｍとしている。支持突起６４の厚さが１ｍｍ以上であると、バスバーの垂れ下がりによって支持突起６４に当っても割れや欠けが生じないため好ましい。また、支持突起６４の先端と側板２４の内面の間の隙間は５ｍｍ以下であり、万が一、振動などによってずれたとしてもスリット６５，６６から電圧検出線が外れることは無い。支持突起６４の断面形状は矩形としたが、円弧からなる形状やＬ字形、十字形であってもよい。これにより、蓄電ユニット１０の耐久性と信頼性を高めることができる。

また、図１６および図１７に示されるように、蓄電ユニット１０の側板２４，２５を外した側面視（側面方向から見た視野）において、複数の支持突起６４のそれぞれは、複数のバスバーのそれぞれと重ならない位置に設けられている。これにより、複数の電圧検出線のそれぞれを複数のバスバーのそれぞれと重ならないように引き回すことができ、電圧検出線のバスバーへの接触による損傷を低減することができる。

蓄電セル１２の温度を検出するために、温度検出センサとしてサーミスタが蓄電セル１２に装着される。サーミスタ以外の白金測温抵抗体やリニア抵抗体を用いても良い。図１８は温度検出センサ７１ａ，７１ｂとそれぞれのセンサからの温度検出線７２ａ，７２ｂを示す斜視図であり、図１９は温度検出線が中フレームに取り付けられた状態を示す中フレームの正面図である。図１９においては、電圧検出線は図示省略されている。

図１８および図１９に示されるように、温度検出センサ７１ａは、蓄電ユニット１０の正面側から２番目、つまり冷却風の上流側から２番目の蓄電セル１２ｋの正面側に取り付けられる。一方、温度検出センサ７１ｂは、背面側から２番目つまり冷却風の下流側から２番目の蓄電セル１２ｈの背面側に取り付けられる。

温度検出センサ７１ａ、７１ｂは、それぞれ温度検出線７２ａ，７２ｂを介してコントロールボックス２７と接続される。

温度検出センサ７１ａ、７１ｂの取り付け方法に制限はないが、例えば、図１８に示すように、円柱形状の蓄電セル１２ｋ、１２ｈの湾曲した側面に、接着フィルムや接着剤などを用いて取り付けられる。また、温度検出センサ７１ａ，７１ｂの取り付け位置は、蓄電セル１２ｋ、１２ｈのうち湾曲した側面の中央部と端部との間であって、側板２５側（端部側）である。即ち、コントロールボックス２７側のセルホルダー４１の内側に配置される。

それぞれの温度検出線７２ａ，７２ｂは、図１８に示されるように、セルホルダー４１に設けられた貫通孔７３ａ，７３ｂを通ってセルホルダー４１の外側に引き出されてコントロールボックス２７まで延びている。また、貫通孔７３ａ，７３ｂを通ってセルホルダー４１の外側に引き出された温度検出線７２ａ，７２ｂは、前述の電圧検出線と同様に、支持突起６４によって保持される。即ち、温度検出線７２ａ，７２ｂは、蓄電セル１２の両端部に対応する２つのセルホルダー４１のうち、側板２５側のセルホルダー４１の外面の支持突起６４により保持される。この支持突起６４は、水平方向にスリット６５が設けられており、このスリット６５に温度検出線７２ａ，７２ｂが挿入されることにより、温度検出線７２ａ，７２ｂはセルホルダー４１に保持される。

このように、温度検出センサ７１ａ，７１ｂをコントロールボックス２７側に設けることで、コントロールボックス２７と逆側に設けた場合と比較し、温度検出線７２ａ，７２ｂの長さを短くすることができる。また、温度検出センサ７１ａ，７１ｂを、蓄電セル１２ｋ、１２ｈの湾曲した側面に配置することで、接着面積を広く確保することができ、温度検出センサ７１ａ，７１ｂを強固に固定することができる。また、温度検出センサ７１ｂを蓄電セル１２ｈのうち湾曲した側面の側板２５側（端部側）に設けることで、中央部より高温となりやすい端部側の温度を測定し、温度管理に役立てることができる。また、温度検出線７２ａ，７２ｂを、セルホルダー４１に設けられた貫通孔７３ａ，７３ｂを通してセルホルダー４１の外側に引き出し、セルホルダー４１の外側の支持突起６４によって保持することにより、冷却風や振動等によってずれることがなく、温度検出線が蓄電セル１２に接触することを防止できる。これにより、蓄電ユニット１０の信頼性を高めることができる。

蓄電セル１２はユニットケース１１内を流れる冷却風によって冷却されるので、蓄電セル１２が過度に温度上昇することはない。ユニットケース１１内に配置される蓄電セル１２の温度は、冷却風の上流側の蓄電セル１２の方が下流側の蓄電セル１２よりも低くなる傾向がある。全ての蓄電セル１２に温度検出センサを取り付けるようにしても良いが、そのような形態に代えて、上流側と下流側の２つの蓄電セル１２の温度を検出すると、高温側の蓄電セルの温度と低温側の蓄電セルの温度とに基づいて、蓄電セル群１３を構成する全ての蓄電セル１２の温度管理を行うことができる。例えば、上流側と下流側の２つの蓄電セル１２の温度の演算処理により全ての蓄電セル１２の平均温度を算出し、温度管理に役立てることができる。

このように、高温側と低温側の少なくとも２つの蓄電セル１２の温度を検出することにより、蓄電ユニット１０内の蓄電セル１２の平均温度を検出する等の温度管理を行うことができる。また、ユニットケース１１内に流れる冷却風量や環境温度によって、高温側と低温側の２箇所の温度がわかれば、各セルの温度差がどれくらい生じるかが予めモデルケースで分かっているため、その温度分布データと照らし合わせることで、温度を検出しているセル以外で異常高温になった場合でも、その異常検知に役立てることができる。

本発明者らの検討によれば、全ての蓄電セル１２の温度をモニターしたところ、下側の蓄電セル群１３ｂのうち上流側から２番目の蓄電セル１２ｋの正面側の温度上昇が最も低く、蓄電セル群１３ｂの下流側から２番目の蓄電セル１２ｈの背面側の温度上昇が最も高くなることが判明した。そこで、図１３，図１８および図１９に示すように、蓄電セル１２ｋの正面側に温度検出センサ７１ａを装着して最も温度が低くなる蓄電セル１２ｋの温度を検出し、蓄電セル１２ｈの背面側に温度検出センサ７１ｂを装着して最も温度が高くなる蓄電セル１２ｈの温度を検出している。なお、ここでは、モニターの結果から、下側の蓄電セル群１３ｂのうち、低温側の蓄電セルの温度として、上流側から２番目の蓄電セル１２ｋの温度を、高温側の蓄電セルの温度として、下流側から２番目の蓄電セル１２ｈの温度を用いたが、これに限定されるものではない。例えば、低温側の蓄電セルの温度として、上流側の４つの蓄電セル１２ａ，１２ｂ，１２ｌ，１２ｋの何れかの温度、また、高温側の蓄電セルの温度として、下流側の４つの蓄電セル１２ｅ，１２ｆ，１２ｇ，１２ｈの何れかの温度を用いてもよい。また、ユニットケース１１（ケース本体１１ａ）の中央部を基準として、上流側または下流側の蓄電セルを選択してもよい。即ち、低温側の蓄電セルの温度として、ユニットケース１１（ケース本体１１ａ）の中央部より正面板２６の側に配置される蓄電セル群から選択される蓄電セル群（図１３においては、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｌ，１２ｋ，１２ｊ）のいずれかに温度検出センサを取り付け、高温側の蓄電セルの温度として、ユニットケース１１（ケース本体１１ａ）の中央部より正面板２６と逆側に配置される蓄電セル群（図１３においては、１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ，１２ｇ，１２ｈ，１２ｉ）のいずれかに温度検出センサを取り付けてもよい。このように、温度を検出する蓄電セルの組み合わせは、適宜変更可能である。

図２０は電圧検出線と温度検出線が接続される制御回路を示すブロック図であり、電圧検出線６３ａ〜６３ｍはそれぞれコントローラ７４に接続される。コントローラ７４はコントロールボックス２７内に組み込まれる制御基板に設けられる。コントローラ７４には、電圧検出線６３ａ〜６３ｍからの検出信号に基づいて、各々の蓄電セル１２の正極側端子と負極側端子との間の電位差を演算する。また、温度検出線７２ａ，７２ｂもそれぞれコントローラ７４に接続される。コントローラ７４には、温度検出線７２ａ，７２ｂからの検出信号に基づいて、２つの蓄電セル１２の温度を演算する。

それぞれの演算結果の信号は外部の表示部７５に送られ、表示部７５には蓄電セル１２の電圧値と温度値が表示される。電圧値の表示形態としては、全ての蓄電セル１２の電圧値を表示するようにしたり、最高電圧と最低電圧の蓄電セルを表示したりすることができる。また、温度の表示形態としては、２つの蓄電セルの検出温度を表示したり、前述の平均温度を表示したり、異常を知らせるアラームや警報を表示したり、点滅したり、警報音を鳴らせたりすることができる。また、蓄電セル１２の平均温度が所定の温度より高くなった場合、冷却風量を増加させ蓄電セル１２の温度を低下させたり、所定の温度より低い場合は冷却風量を減少させ、冷却ファンの消費電力を低減させたりすることができる。また、２つの蓄電セルのうちどちらか一方のセルの温度が所定の温度より高くなると警告音や点滅等で通知したり、或いは温度異常を認識して異常信号をシステム制御部７７へ通信したりすることにより主回路を遮断することができる。また、蓄電セル１２の電圧値が所定の電圧値を上回ったり、或いは下回ったりした場合、警告音や点滅等で通知したり、或いは異常信号をシステム制御部７７へ通信したりすることにより主回路を遮断することができる。また、蓄電セル１２の電圧値の経時変化から蓄電セルの寿命を推定し、警告音や点滅等で通知したり、或いは異常信号をシステム制御部７７へ通信したりすることにより主回路を遮断することができる。また、蓄電セル１２の各セル間の電圧値のバラツキが所定の電圧バラツキより大きい場合、所定の信号をシステム制御部７７へ通信することにより所定の電圧値の範囲に収まるように充放電動作をすることができる。

蓄電セル１２としてのリチウムイオン二次電池は、内部に液状またはゲル状の電解質が封入されている。万一、蓄電セル１２の温度が定常温度の範囲を超えて、過度に温度が上昇すると、蓄電セル１２の内部圧力が所定圧力（第２の所定圧力）を超えることが想定される。そこで、万一、内部圧力がこの所定圧力を超えたときに、蓄電セル１２のガスを外部に放出するために、蓄電セル１２の両端面には、図１６および図１７に示されるように、安全弁７６が設けられている。この所定圧力とは、蓄電セル１２の安全弁７６を作動させる圧力である。蓄電セル１２の内部温度の上昇に伴って蓄電セル１２の内部圧力が上昇し、内部圧力が第２の所定圧力つまり作動圧力に達すると、安全弁７６が開放される。それぞれの安全弁７６は蓄電セル１２の両端面に設けられている。よって、安全弁７６が作動つまり開放し、ガス化された内容物が外部に放出されても、放出されたガスは側板２４，２５の内面に吹き付けられ、ユニットケース１１内の他の蓄電セル１２に損傷を与えることがない。

安全弁７６が万一作動すると、放出ガスが蓄電セル１２からユニットケース１１内に噴出され、ユニットケース１１の内部圧力が瞬間的に急上昇する。急上昇した内部圧力によってユニットケース１１が破壊されると、破壊部位によっては、コントローラや配線等の部品を破壊するおそれがある。そこで、万一、安全弁７６が作動したときには、ユニットケース１１のうち特定の部位を積極的に破壊させるようにしている。本実施形態では、ユニットケース１１の長手方向中央とユニットケース１１の背面との間における特定の部位を積極的に破壊させるようにしてある。

図２２（Ａ）は側板２５の後端部を示す拡大正面図であり、図２２（Ｂ）は図２２（Ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図である。

側板２５の後端部の内面には、上下に２つの圧力破壊部８１ａ，８１ｂが設けられている。それぞれの圧力破壊部８１ａ，８１ｂは、相互に平行となって前後方向つまり正面板２６と背面板２８の対向方向に延びる２つの平行溝８２、８３と、両方の平行溝８２，８３の一方の端部同士（本実施形態では、背面板側の端部同士）を連通させる連通溝８４とにより区画され、舌片形状となっている。以下の説明では、平行溝８２、８３の背面板側の端部を後端部と呼び、正面板側の端部を前端部と呼ぶ場合がある。３辺の溝により区画される圧力破壊部８１ａ，８１ｂは側板２５と同一厚みの基部で側板２５に連なっている。図２２は側板２５に設けられた圧力破壊部を示すが、他の側板２４にも対応させて圧力破壊部が設けられている。圧力破壊部８１ａ，８１ｂと安全弁７６（図２２には図示せず）とは、蓄電セル１２の長手方向（軸方向）に対向して設置されている。このように強度的に弱い部分を安全弁７６に対向して直近に設置しているので、安全弁７６からの放出ガスによる瞬時の内圧上昇にも素早く圧力破壊部８１ａ，８１ｂが開放し、ユニットケース１１の全損を防止できる。図１６，図１７に示されるように、蓄電セル１２において、安全弁７６は、軸方向両端面に設けられているため、圧力破壊部もそれに対向してユニットケース１１の両側板２４，２５に設けたが、蓄電セル１２の安全弁７６が片方の端面に１か所だけ設置されている場合はそれに対向した側板だけに圧力破壊部を設ければよい。

平行溝８２，８３と連通溝８４の底面と側板２５の外面との間の肉厚は、側板２５の他の部位よりも薄くなっている。もしも、安全弁７６が作動してユニットケース１１内にガスが放出され、ユニットケース１１内の圧力が所定圧力（第１の所定圧力）よりも高くなると、圧力破壊部８１ａ，８１ｂはガス圧により溝の部分で破壊される。第１の所定圧力とは、圧力破壊部８１ａ，８１ｂを開かせる圧力である。ユニットケース１１の内部圧力が上昇し、第１の所定圧力つまり破壊圧力に達すると、圧力破壊部８１ａ，８１ｂが破壊される。換言すれば、第１の所定圧力つまり破壊圧力は、ユニットケース１１の内部圧力の上昇に伴って圧力破壊部８１ａ，８１ｂに作用し、圧力破壊部８１ａ，８１ｂをユニットケース１１の外側へ向けて折り曲げる力である。破壊圧力により、少なくともいずれかの舌片状の圧力破壊部が溝の部分で破壊されて、側板にはガス放出用の連通孔が形成される。圧力破壊部８１ａ，８１ｂが破壊されたとしても、圧力破壊部８１ａ，８１ｂの基部が側板２４，２５から分離することがなく、圧力破壊部８１ａ，８１ｂが外部に飛散することが防止される。さらに、圧力破壊部８１ａ，８１ｂを構成する溝の部分が破壊されると、圧力破壊部８１ａ，８１ｂは、基部を固定端部として、基部と反対側の端部（自由端）が外側へ向けて回動するように折れ曲がる。このため、ユニットケース１１内に放出されたガスは、圧力破壊部８１ａ，８１ｂに案内されてユニットケース１１の後方に向けて噴出される。圧力破壊部８１ａ，８１ｂの平行溝８２、８３は、前端部から後端部に向かって溝の深さが深くなっている。圧力破壊部８１ａ，８１ｂにおいて、連通溝８４の溝深さが最も深くなっている。圧力破壊部８１ａ，８１ｂの平行溝８２，８３の底面と連通溝８４の底面と側板２５の外面との間の肉厚で最も薄い肉厚は、側板２５の肉厚の２５％とした。圧力破壊部８１ａ，８１ｂの溝は蓄電セル１２側（側板２４，２５の内側）に設けたが、側板２４，２５の外側にあってもよい。

圧力破壊部８１ａ，８１ｂを設ける箇所は、ユニットケース１１の背面側に限られない。しかし、コントロールボックス２７が設けられているユニットケース１１の正面から離れた位置に圧力破壊部８１ａ，８１ｂを設けると、これら圧力破壊部８１ａ，８１ｂが破壊されても、コントロールボックス２７内のコントローラ７４の制御回路を損傷することが防止される。このように、万一、蓄電セル１２の安全弁７６が作動しても、蓄電ユニット１０の意図しない箇所が破壊されることが防止されるので、安全弁７６の作動に起因する連鎖的な異常発生を防止できる。これにより、蓄電ユニット１０の信頼性を高めることができる。

圧力破壊部８１ａ，８１ｂの形態としては、図示したものに限られることなく、舌片状の圧力破壊部８１ａ，８１ｂを９０度回転させた実施形態もある。この実施形態では、平行溝８２，８３は底蓋２１と上蓋２３の対向方向に延び、連通溝８４は、平行溝８２，８３の底蓋側の端部同士または上蓋側の端部同士を連通させる。また、平行溝８２，８３と連通溝８４に代えて隙間の薄いスリットとしても良い。さらに、本実施形態では、蓄電セル群１３が上下に２段積層されているので、２つの圧力破壊部８１ａ，８１ｂを上下に並べて配置してある。これにより、上側の蓄電セル群１３ａに含まれる蓄電セル１２の安全弁７６が作動した場合も、下側の蓄電セル群１３ｂに含まれる蓄電セル１２の安全弁７６が作動した場合も、上記効果が得られる。蓄電セル群１３の積層段数が増減した場合には、これに応じて圧力破壊部の数を増減させることができる。

また、図１６および図１７に示されるように、蓄電ユニット１０の側板２４，２５を外した側面視（側面方向から見た視野）において、複数の電圧検出線および温度検出線のそれぞれは、複数の安全弁７６のそれぞれと重ならないように引き回されている。これにより、安全弁７６の作動でのガス放出の影響による複数の電圧検出線と温度検出線のそれぞれの損傷を低減することができる。

配線案内部（配線案内チューブ４２）の形状は、円筒形に限定されずに円筒形の長手方向に交差する方向の断面形状が、例えばＬ字型またはＵ字型などであってもよく、複数の配線を保持することが可能な形状であればよい。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、図示する蓄電ユニット１０は１２個の蓄電セル１２を備えているが、蓄電セル１２の数は１２個に限られず、任意の数とすることができる。また、蓄電セル１２はリチウムイオン二次電池であるが、リチウムイオンキャパシタとしても良い。

蓄電ユニットは、電力を貯蔵し、貯蔵した電力を外部に供給するための蓄電システムに適用される。

１０…蓄電ユニット、１１…ユニットケース、１１ａ…ケース本体、１２，１２ａ〜１２ｌ…蓄電セル、１３…蓄電セル群、１３ａ…上側の蓄電セル群、１３ｂ…下側の蓄電セル群、２１…底蓋、２２…中フレーム、２３…上蓋、２４，２５…側板、２６…正面板、２７…コントロールボックス、２８…背面板、３１…底壁、３２…下側のセルホルダー、３３…凹面、３４，３４ａ…突き当て面、３６…上側のセルホルダー、３７…凹面、４１，４１ａ〜４１ｃ…中間のセルホルダー、４２…配線案内チューブ、４３…エアガイド、４４，４５…凹面、４６…収容溝、４７…弾性部材、４８…隙間、５１ａ〜５１ｃ…冷風流入口、５２ａ〜５２ｃ…冷風流出口、６１，６１ａ，６１ｂ…バスバー、６３ａ〜６３ｍ…電圧検出線、６４…支持突起、６５，６６…スリット、７１ａ，７１ｂ…温度検出センサ、７２ａ，７２ｂ…温度検出線、７６…安全弁、８１ａ，８１ｂ…圧力破壊部。

Claims

円柱形状の複数の蓄電セルを有する蓄電ユニットであって、
相互に隙間を介して並列に配置される複数の前記蓄電セルにより構成される下側の蓄電セル群と、
前記下側の蓄電セル群における前記蓄電セルの両端部を保持する下側のセルホルダーが設けられた底蓋と、
相互に隙間を介して並列に配置される複数の前記蓄電セルにより構成される上側の蓄電セル群と、
前記上側の蓄電セル群における前記蓄電セルの両端部を保持する上側のセルホルダーが設けられた上蓋と、
前記下側の蓄電セル群における前記蓄電セルを前記下側のセルホルダーとの間で挟持し、前記上側の蓄電セル群における前記蓄電セルを前記上側のセルホルダーとの間で挟持する中間のセルホルダーが設けられた中フレームと、
複数の前記蓄電セルにそれぞれ電気的に接続する複数の配線と、を有し、
前記中フレームの前記中間のセルホルダーに、前記複数の配線のうちのいずれかの配線を支持する突起を設け、
前記突起は、前記中間のセルホルダーに複数設けられ、前記複数の突起のそれぞれは、水平方向のスリットを有し、前記スリットに前記複数の配線が挿入される、蓄電ユニット。
円柱形状の複数の蓄電セルを有する蓄電ユニットであって、
相互に隙間を介して並列に配置される複数の前記蓄電セルにより構成される下側の蓄電セル群と、
前記下側の蓄電セル群における前記蓄電セルの両端部を保持する下側のセルホルダーが設けられた底蓋と、
相互に隙間を介して並列に配置される複数の前記蓄電セルにより構成される上側の蓄電セル群と、
前記上側の蓄電セル群における前記蓄電セルの両端部を保持する上側のセルホルダーが設けられた上蓋と、
前記下側の蓄電セル群における前記蓄電セルを前記下側のセルホルダーとの間で挟持し、前記上側の蓄電セル群における前記蓄電セルを前記上側のセルホルダーとの間で挟持する中間のセルホルダーが設けられた中フレームと、
複数の前記蓄電セルにそれぞれ電気的に接続する複数の配線と、を有し、
前記中フレームの前記中間のセルホルダーに、前記複数の配線のうちのいずれかの配線を支持する突起を設け、
前記複数の配線と接続する制御部を有し、前記複数の配線は、複数の前記蓄電セルのそれぞれの電圧を検出する複数の電圧検出線であり、前記複数の電圧検出線は、前記制御部に接続されており、
前記突起は、前記中間のセルホルダーに複数設けられ、前記複数の突起のそれぞれは、水平方向のスリットを有し、前記スリットに前記複数の配線が挿入される、蓄電ユニット。
請求項１または２記載の蓄電ユニットにおいて、複数の前記蓄電セルのそれぞれの端面に安全弁が設けられ、前記複数の配線は、前記蓄電ユニットの側面方向から見た視野において複数の前記安全弁と重ならないように配置される、蓄電ユニット。
請求項１または２記載の蓄電ユニットにおいて、前記突起を前記中間のセルホルダーの外方に突出するように設けた、蓄電ユニット。
請求項１または２記載の蓄電ユニットにおいて、前記上側の蓄電セル群と前記下側の蓄電セル群との間の位置に前記突起を設けた、蓄電ユニット。
請求項１または２記載の蓄電ユニットにおいて、前記複数の突起のうちのいずれかは、上下方向のスリットを有する、蓄電ユニット。
請求項１または２記載の蓄電ユニットにおいて、隣り合う前記蓄電セルの端子同士を接続する複数のバスバーを有し、前記突起は、前記中間のセルホルダーに複数設けられ、複数の前記突起を、前記蓄電ユニットの側面方向から見た視野において前記複数のバスバーのそれぞれと重ならない位置に設けた、蓄電ユニット。
請求項１記載の蓄電ユニットにおいて、隣り合う前記蓄電セルの端子同士を接続する複数のバスバーを有し、前記複数の配線は、複数の前記蓄電セルのそれぞれの電圧を検出する複数の電圧検出線であり、前記複数の電圧検出線は、それぞれの複数の前記蓄電セルに対応した前記バスバーに接続されている、蓄電ユニット。
請求項８記載の蓄電ユニットにおいて、前記上側の蓄電セル群の蓄電セルに前記バスバーを介して接続された電圧検出線と、前記下側の蓄電セル群の蓄電セルに前記バスバーを介して接続された電圧検出線とが、前記突起によって支持される、蓄電ユニット。
請求項１または２記載の蓄電ユニットにおいて、前記複数の配線と接続する制御部を有し、前記中間のセルホルダーが複数並んで配置され、前記複数の中間のセルホルダーのうちの最も前記制御部の近くに配置された前記中間のセルホルダーの外側に、前記複数の配線の全てが引き出されている、蓄電ユニット。
請求項１または２記載の蓄電ユニットにおいて、前記中間のセルホルダーの、前後方向および上下方向に隣り合う４つの前記蓄電セルの間の領域に前記突起を設けた、蓄電ユニット。
請求項１または２記載の蓄電ユニットにおいて、前記複数の配線は、前記蓄電セルの温度を検出する温度検出線を含む、蓄電ユニット。
請求項１２記載の蓄電ユニットにおいて、前記温度検出線は、前記中間のセルホルダーに設けられた貫通孔を通って前記中間のセルホルダーの外側に引き出されて前記突起によって支持される、蓄電ユニット。
請求項１または２記載の蓄電ユニットにおいて、前記中フレームにおいて前記蓄電セルの長手方向に対する一方の端に配置された前記中間のセルホルダーの第１部分と、その反対側の他方の端に配置された前記中間のセルホルダーの第２部分とに接合する配線案内部を有し、
前記複数の配線のうちのいずれかは、前記配線案内部によって案内され、
前記配線案内部は、中空構造であり、前記複数の配線のうちのいずれかは、前記配線案内部の中空部分に収容される、蓄電ユニット。
請求項１４記載の蓄電ユニットにおいて、前記配線案内部は、円筒形である、蓄電ユニット。
請求項１４または１５記載の蓄電ユニットにおいて、前記配線案内部は、前記中間のセルホルダーと一体に形成されている、蓄電ユニット。
請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の蓄電ユニットにおいて、前記上側の蓄電セル群と前記下側の蓄電セル群との間の位置に前記配線案内部を設けた、蓄電ユニット。
請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の蓄電ユニットにおいて、隣り合う前記蓄電セルの端子同士を接続する複数のバスバーを有し、前記配線案内部を、前記蓄電ユニットの側面方向から見た視野において前記複数のバスバーのそれぞれと重ならない位置に設けた、蓄電ユニット。
請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の蓄電ユニットにおいて、前記複数の配線と接続する制御部を有し、前記制御部から最も遠くに配置された前記中間のセルホルダーの第１部分の外側に配置された前記複数の配線は、前記配線案内部を通って前記制御部の最も近くに配置された前記中間のセルホルダーの第２部分の外側に繰り出される、蓄電ユニット。
請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の蓄電ユニットにおいて、前記複数の配線と接続する制御部を有し、前記中間のセルホルダーにおいて、前後方向および上下方向に隣り合う４つの前記蓄電セルの間の領域が複数並んで設けられ、前記複数の領域のうち最も前記制御部に近い前記領域に前記配線案内部を設けた、蓄電ユニット。