JP7056656B2

JP7056656B2 - 蓄電装置

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Publication number: JP7056656B2
Application number: JP2019525333A
Authority: JP
Inventors: 雅光殿西
Original assignee: GS Yuasa International Ltd
Current assignee: GS Yuasa International Ltd
Priority date: 2017-06-12
Filing date: 2018-06-05
Publication date: 2022-04-19
Anticipated expiration: 2038-06-05
Also published as: WO2018230390A1; JPWO2018230390A1; US20200136108A1; CN110770936A; DE112018002974T5

Description

本発明は、蓄電装置に関する。

特許文献１には、一方向に積層配置した複数の蓄電素子と、これら蓄電素子の積層方向の両端に配置されたエンドプレートと、これらエンドプレートに固定された拘束部材とを備える蓄電装置が開示されている。この蓄電装置では、拘束部材によって蓄電素子の積層方向の位置を拘束することで、蓄電素子の積層方向の強度向上を図っている。また、拘束部材の一部には開口部が設けられ、この開口部の周囲にリブが設けられている。これにより、拘束部材を軽量化しつつ、拘束部材の剛性低下を抑制している。

特開２０１７－５９５０１号公報

特許文献１の蓄電装置では、蓄電素子の積層方向に交差する方向の外力が加わると、拘束部材が変形して蓄電素子にも負荷が加わるため、蓄電素子が破損する可能性がある。よって、特許文献１の蓄電装置では、蓄電素子の積層方向に交差する方向の強度について、改善の余地がある。

本発明は、外力が加わることによる蓄電素子の破損を抑制できる蓄電装置を提供することを課題とする。

本発明は、第１方向に積層配置された複数の蓄電素子と、前記複数の蓄電素子の前記第１方向の両端に配置されたエンドプレートと、前記エンドプレートに固定され、前記複数の蓄電素子の前記第１方向の位置を拘束する拘束要素とを備え、前記拘束要素は、前記第１方向、及び前記第１方向と交差する第２方向へ二次元的に配置された複数の筒状部を有し、これらの筒状部の軸線が、前記第１方向及び前記第２方向に交差する第３方向に延びるように配置された多孔部材を含む、蓄電装置を提供する。

複数の筒状部からなる多孔部材は、筒状部の軸線が延びる第３方向の剛性が非常に強い。よって、蓄電素子を積層した第１方向に沿って多孔部材を配置することで、外部からの負荷に対する蓄電素子の耐圧壊性を効果的に向上できる。また、多孔部材は複数の筒状部からなるため、軽量である。よって、複数の蓄電素子を備える蓄電装置の軽量化と強度向上の両立を図ることができる。

前記蓄電素子は、電極体と、前記電極体が収容された容器とを有する扁平な電池であり、前記容器は、前記第２方向および前記第３方向に延びる一対の長側壁と、前記第１方向および前記第２方向に延び、前記長側壁の前記第３方向の寸法よりも前記第１方向の寸法が短い一対の短側壁とを有し、前記拘束要素は、前記エンドプレートに固定された固定部を有し、前記多孔部材は、少なくとも一対の前記固定部間に配置されていてもよい。

リチウムイオン電池は、鉛蓄電池と比較して、軽量であるという利点を有するが、安全性の観点から耐圧壊性が求められる。近年、自動車を含む乗り物に搭載される蓄電装置では、安全性の向上が強く求められ、それに伴い耐圧壊性の性能要求が高まっている。ここでいう耐圧壊性とは、瞬間的又は継続的に圧力が加わっても変形が極端に少ないという、外力に対する壊れにくさのことである。本発明は、この様な新たな要求を実現するためになされたものである。

短側壁が第１方向に並ぶように配置され、この短側壁側に多孔部材が配置されている。よって、長側壁が第１方向に並ぶように配置され、この長側壁側に多孔部材を配置する場合と比較して、多孔部材の全長を短くすることができる。その結果、蓄電装置を軽量化と強度向上の両立を図ることができる。

前記多孔部材の前記筒状部は、前記第１方向における１個の前記容器の前記短側壁に１以上配置される大きさであってもよい。

１個の蓄電素子の短側壁に１以上の筒状部が対向するため、第３方向の強度を確実に向上できる。

前記複数の蓄電素子を収容する外装体と、一対の前記エンドプレートのうちの少なくとも一方と前記外装体の対向面との間に配置された電気部品と、前記電気部品と前記外装体の対向面との間に配置され、前記第２方向及び前記第３方向へ二次元的に配置された複数の筒状部を有し、これらの筒状部の軸線が前記第１方向に延びるように配置された第２の多孔部材とをさらに備えてもよい。

外装体自体の剛性や、外装体とエンドプレートの間の緩衝空間に依存していた蓄電素子の保護を、第２の多孔部材によって行うことができる。よって、外装体の外部からの負荷に対する蓄電素子の耐圧壊性を効果的に向上できる。また、エンドプレートと第２の多孔部材との間には空間が形成され、この空間にリレーやヒューズ等の電気部品を配置しているため、第２の多孔部材によって電気部品も保護できる。

前記拘束要素の前記固定部は、前記エンドプレートから前記外装体の対向面に向けて突出する突出部を有し、前記第２の多孔部材は、前記突出部に固定されていてもよい。

追加部品を用いることなく、第２の多孔部材を固定できるとともに、電気部品を配置するための空間を確保できる。

前記多孔部材の前記筒状部は断面正六角形状であってもよい。

多孔部材が単なる格子構造ではなくハニカム構造であるため、筒状部の軸線が延びる第３方向だけでなく、第１方向と第２方向の強度も向上できる。

前記蓄電素子は、電極シートを有する電極体と、前記電極体が収容された容器とを有する扁平な電池であり、前記電極シートは、前記第２方向および前記第３方向に延びる平面を有していてもよい。

電極シートが第２方向および第３方向に延びる平面を有する電極体に対して多孔部材を備えるため、短絡の一因となる電極シートの端部の変形を抑制することができる。

本発明の蓄電装置では、蓄電素子を積層した第１方向に沿って多孔部材を配置することで、外部からの負荷に対する蓄電素子の耐圧壊性を効果的に向上できる。また、多孔部材は軽量であるため、蓄電装置の軽量化と強度向上の両立を図ることができる。

第１実施形態の蓄電装置の分解斜視図。蓋体を外した第１実施形態の蓄電装置の断面図。第１実施形態の蓄電モジュールの分解斜視図。電池セルの分解斜視図。多孔部材の分解斜視図。電池セルと多孔部材を示す側面図。拘束板の比較例を示す斜視図。第２実施形態の蓄電装置の分解斜視図。蓋体を外した第２実施形態の蓄電装置の断面図。第２実施形態の蓄電モジュールの分解斜視図。第３実施形態の蓄電装置の分解斜視図。蓋体を外した第３実施形態の蓄電装置の断面図。第３実施形態の蓄電モジュールの分解斜視図。変形例の蓄電装置の分解斜視図。

以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。

（第１実施形態）
図１から図６は、本発明の第１実施形態に係る蓄電装置１０を示す。この蓄電装置１０は、外装体１２と、外装体１２の内部に収容された電池モジュール２４とを備える。電池モジュール２４は、蓄電素子としての複数（本実施形態では１２個）の電池セル２６を備える。本実施形態では、拘束要素６０によって外部からの負荷に対する外装体１２の強度を向上し、外力が加わることによる電池セル２６の破損を効果的に抑制する。

以下の説明では、外装体１２の長手方向であり、電池セル２６の短手方向である第１方向をＸ方向という。また、外装体１２と電池セル２６の高さ方向である第２方向をＹ方向という。また、外装体１２の短手方向であり、電池セル２６の長手方向である第３方向をＺ方向という。

（蓄電装置の概要）
図１及び図２に示すように、外装体１２は、１つの面（Ｙ方向の上面）に開口部１５を有する樹脂製の本体１４と、本体１４の開口部１５を塞ぐ蓋体２０とを備える。本体１４は、ＸＹ平面に沿って延びる一対の長側壁１６，１６と、ＹＺ平面に沿って延びる一対の短側壁１７，１７と、ＺＸ平面に沿って延びる底壁１８とを備える箱体である。短側壁１７のＺ方向の寸法は、長側壁１６のＸ方向の寸法よりも短い。蓋体２０は、本体１４の開口部１５に液密に取り付けられている。蓋体２０は、電池モジュール２４に電気的に接続された正極外部端子２２Ａと負極外部端子２２Ｂを備える。

図３を参照すると、電池モジュール２４は、樹脂製のスペーサ４５を介して、Ｘ方向に沿って電池セル２６を積層配置したものである。電池セル２６としては、リチウムイオン電池等の非水電解質二次電池が用いられている。但し、リチウムイオン電池以外にも、キャパシタを含む種々の電池セル２６も適用できる。

図４に示すように、個々の電池セル２６は、容器２７、電極体３６、集電体４１Ａ，４１Ｂ、及び端子４３Ａ，４３Ｂを備える。

容器２７は、１つの面（Ｙ方向の上面）を開口した扁平な容器本体２８と、容器本体２８の開口を塞ぐ蓋３４とを備える。容器本体２８は、ＹＺ平面に沿って延びる一対の長側壁２９，２９と、ＸＹ平面に沿って延びる一対の短側壁３０，３０と、ＺＸ平面に沿って延びる底壁３１とを備える箱体である。短側壁３０のＸ方向の寸法は、長側壁２９のＺ方向の寸法よりも短い。蓋３４は、容器本体２８の開口に液密に取り付けられている。容器本体２８と蓋３４はいずれもアルミニウム製又はステンレス製であり、溶接により封止されている。

電極体３６は、Ｙ方向およびＺ方向に延びる平面を有する正極電極シート３７、負極電極シート３８、及び２枚のセパレータ３９，３９を備え、これらを積層した状態で軸周りに巻回した扁平な巻回体である。電極体３６は、巻回軸が容器２７の長手方向（Ｚ方向）に沿う姿勢で、容器２７内に収容されている。これにより、電極体３６は、Ｘ方向に電極シート３７，３８とセパレータ３９，３９を積層した状態で、外装体１２内に収容される。

正極集電体４１Ａは、正極電極シート３７が突出する端部に配置され、正極電極シート３７に電気的に接続されている。負極集電体４１Ｂは、負極電極シート３８が突出する端部に配置され、負極電極シート３８に電気的に接続されている。正極集電体４１Ａはアルミニウム等の金属によって成形されてもよく、負極集電体４１Ｂは銅等の金属によって成形されてもよい。

正極端子４３Ａは蓋３４のＺ方向の一端側に設けられ、負極端子４３Ｂは蓋３４のＺ方向の他端側に設けられている。正極端子４３Ａは、正極集電体４１Ａに電気的に接続され、この正極集電体４１Ａを介して電極体３６に電気的に接続されている。負極端子４３Ｂは、負極集電体４１Ｂに電気的に接続され、この負極集電体４１Ｂを介して電極体３６に電気的に接続されている。

図１及び図３に示すように、隣接する電池セル２６，２６の正極端子４３Ａ及び負極端子４３Ｂには、導電部材としてのバスバー４８が溶接により接続されている。並列接続の場合、定められた電池セル２６，２６の正極端子４３Ａ，４３Ａ同士が電気的に接続され、定められた電池セル２６，２６の負極端子４３Ｂ，４３Ｂ同士が電気的に接続される。直列接続の場合、定められた電池セル２６の正極端子４３Ａと、定められた電池セル２６の負極端子４３Ｂとが電気的に接続される。

図１から図３では、１２個の電池セル２６のうち、３個の電池セル２６を並列に接続し、その並列接続した３個１組の電池セル２６を４組直列に接続した態様を一例として示している。図１において右側端に位置する第１組の電池セル２６では、正極端子４３Ａに接続されたバスバー４８Ａが、蓋体２０の正極外部端子２２Ａに電気的に接続されている。図１において左側端に位置する第４組の電池セル２６では、負極端子４３Ｂに接続されたバスバー４８Ｂが、蓋体２０の負極外部端子２２Ｂに電気的に接続されている。これにより、それぞれの電池セル２６は、正極外部端子２２Ａと負極外部端子２２Ｂを介して、電気の充電と、電気の放電が可能になっている。

個々の電池セル２６は、Ｘ方向に膨張することがある。この電池セル２６の膨張は、例えば過充電等により容器２７内に充填された電解液が分解され、容器２７内にガスが発生するという、意図しない異常により生じる。電池セル２６が膨張すると、電池セル２６のＸ方向の寸法が初期よりも大きくなるため、その内圧によって外装体１２も変形する。

また、電池セル２６としてのリチウムイオン電池は、鉛蓄電池と比較して、軽量であるという利点を有する。しかし、リチウムイオン電池には、安全性の観点から耐圧壊性が求められる。近年、自動車を含む乗り物に搭載される蓄電装置１０では、安全性の向上が強く求められ、瞬間的又は継続的に圧力が加わっても変形が極端に少ないという耐圧壊性（外力に対する壊れにくさ）の性能要求が高まっている。

本実施形態の電池モジュール２４には、電池セル２６の膨張を抑制しつつ、外装体１２への外力に対する耐圧壊性を確保して、電池セル２６の破損を抑制するために、拘束要素６０が配置されている。

（拘束要素の詳細）
図１から図３に示すように、電池モジュール２４のＸ方向の両端には、エンドプレート５０，５０が配置されている。このエンドプレート５０，５０には拘束要素６０が固定されており、この拘束要素６０によって、複数の電池セル２６のＸ方向の位置が拘束されている。

エンドプレート５０は、両端の電池セル２６，２６の長側壁２９を覆うように、ＹＺ平面に沿って配置されている。このエンドプレート５０のＹ方向の下端には、ＺＸ平面に沿って延びる固定部５１が設けられている。固定部５１は、一対の第１ボルト孔５２，５２を備え、図示しないボルトによって外装体１２の底壁１８に固定されている。これにより電池モジュール２４は、外装体１２内のＸ方向の定められた位置に保持される。また、エンドプレート５０のＺ方向の両側には、拘束要素６０を固定するための第２ボルト孔５３が設けられている。本実施形態では、エンドプレート５０と電池セル２６の間にも、スペーサ４５が配置されている。

一対のエンドプレート５０，５０のうちの一方には、電気部品５５が配置されている。この電気部品５５は、バスバー４８に電気的に接続されるヒューズやリレーであってもよい。電気部品５５は、専用の保護ケース５６に収容された状態で、エンドプレート５０にボルト止めによって固定されている。

拘束要素６０は、金属製の拘束板６２と、多数の筒状部７３を有する多孔部材７０を備える。図１に最も明瞭に示すように、拘束要素６０は、スペーサ４５に設けられた段部４６上に配置されている。この段部４６は、Ｚ方向外向き突出されており、外装体１２の絞り部１２ａの内側に位置する。拘束板６２は、外装体１２の絞り部１２ａ上の拡がった拡開部１２ｂの内側に配置されている。

拘束板６２は、拘束板本体６３と、一対の固定部６５，６５とを備え、これらをプレス加工により一体成形したものである。

拘束板本体６３は、ＸＹ平面に沿って延びており、電池モジュール２４のＸ方向の一端から他端にかけて延びる全長である。拘束板本体６３には、複数（本実施形態では三行四列で１２個）の開口部６４が設けられている。

固定部６５は、ＹＺ平面に沿って延びるように、拘束板本体６３に対して屈曲されている。この固定部６５には、エンドプレート５０の第２ボルト孔５３に一致する挿通孔６６が設けられている。固定部６５をエンドプレート５０のＸ方向外側に配置し、挿通孔６６を通してボルト６８を第２ボルト孔５３に締め付けることで、拘束板６２がエンドプレート５０に固定される。

このように構成したエンドプレート５０と拘束板６２を電池モジュール２４に配置する構成は、従来の蓄電装置にも用いられている。この電池モジュール２４では、拘束板６２によって個々の電池セル２６のＸ方向の位置が拘束されているため、電池セル２６のＸ方向外向きの膨張を効果的に抑制できる。また、電池モジュール２４のＸ方向は、電池セル２６の積層方向であり、電極シート３７，３８の積層方向である。よって、電池モジュール２４に加わるＸ方向の外力に対する強度は高い。

しかし、拘束板６２は、拘束板本体６３に交差するＺ方向の外力には弱く、リブの形成による剛性向上にも限界がある。Ｚ方向の外力による拘束板６２の変形は、Ｘ方向の中央部分が最も大きい。また、拘束板６２が変形すると、個々の電池セル２６にも外力が加わるため、特に中央部分の電池セル２６が破損する可能性がある。この際の電池セル２６の破損としては、例えば容器本体２８と蓋３４の接合部分が変形し、溶接が剥がれることが挙げられる。

多孔部材７０は、外装体１２に加わるＺ方向の外力に対する耐圧壊性を向上し、内部の電池セル２６を保護するものである。多孔部材７０は、ＸＹ平面に沿って延びる平板状であり、拘束板６２に隣接するように、拘束板本体６３に対向して固定されている。多孔部材７０のＸ方向の寸法は、拘束板６２の一対の固定部６５，６５間に位置する全長である。拘束板本体６３への多孔部材７０の固定は、エポキシ系接着剤、ブラインドリベット、又はネジ等の固着手段によって行われている。固着手段は、電池モジュール２４の拘束に耐えることが可能であれば、必要に応じて変更が可能である。

図５を参照すると、多孔部材７０は、シート状の一対の表面材７１，７１の間に、多孔質状のコア材７２を挟み込んで配置したものである。表面材７１には、貫通孔等は何も設けられていない。コア材７２は、断面正六角形状の空洞部を有する筒状部７３を、Ｘ方向とＹ方向へ二次元的に配置した構成である。コア材７２のＺ方向の両側に表面材７１を固着することで、多孔部材７０が形成されている。表面材７１とコア材７２の材質は、金属（例えば、アルミニウム）製であってもよいし、硬質な樹脂製であってもよい。但し、表面材７１が樹脂製でコア材７２が金属製であってもよいし、表面材７１が金属製でコア材７２が樹脂製であってもよい。

図６を参照すると、筒状部７３は、Ｘ方向における１個の容器２７の短側壁３０に１個以上配置される大きさである。つまり、筒状部７３の軸線Ｌに直交するＸ方向の寸法Ｓは、一対の長側壁２９，２９間の幅Ｗ１よりも小さく、長側壁２９と短側壁３０との間の面取り部３２を除く、短側壁３０の実質的なＸ方向の幅Ｗ２よりも小さい。これにより、縦横に配列された多数の筒状部７３のうち、同一の行でＸ方向に並ぶ複数の筒状部７３のうちの１個以上が、短側壁３０と交差するように設定されている。また、縦横に配列された多数の筒状部７３のうち、同一の列でＹ方向に並ぶ複数の筒状部７３が、短側壁３０と交差するように設定されている。なお、１つの筒状部７３の軸線Ｌと短側壁３０のＸ方向の中心とは、一致しないことの方が多い。つまり、短側壁３０に１個以上の筒状部７３が配置されるとは、１個分以上の筒状部７３が短側壁３０に配置されることを意味する。

この多孔部材７０は、筒状部７３の軸線Ｌが延びる方向の剛性が非常に強い。よって、筒状部７３の軸線ＬがＺ方向に延びる姿勢で、多孔部材７０を電池モジュール２４（拘束板本体６３）に配置することで、外装体１２の外部からの負荷に対する電池セル２６の耐圧壊性を効果的に向上できる。つまり、外装体１２に瞬間的又は継続的に圧力が加わっても、拘束要素６０の変形を抑制し、内部の電池セル２６の圧壊も効果的に抑制できる。また、筒状部７３は、単なる格子構造ではなくハニカム構造であるため、筒状部７３の軸線Ｌが延びるＺ方向だけでなく、Ｘ方向とＹ方向の強度も向上できる。また、多孔部材７０は、複数の筒状部からなるため軽量である。よって、複数の電池セル２６を備える蓄電装置１０の軽量化と強度向上の両立を図ることができる。

図７は、比較例（従来例）の拘束板６２’を示す。第１実施形態の拘束板６２と比較例の拘束板６２’とは、開口部６４，６４’の総開口面積が異なっており、第１実施形態の拘束板６２の総開口面積よりも、比較例の拘束板６２’の総開口面積の方が狭い。拘束板６２に多孔部材７０を加えた第１実施形態の拘束要素６０の総重量は、２２０ｇである。一方、比較例の拘束板６２’の重量は、２１０ｇである。つまり、第１実施形態の拘束要素６０の総重量と、比較例の拘束板６２’の重量とは、概ね同じである。

比較例の拘束板６２’の拘束板本体６３’（Ｘ方向の全長が２００ｍｍ）に対して、Ｚ方向に１５０ｋＮの負荷を加えた場合、拘束板本体６３’の変形量は約７０ｍｍであった。これに対して、第１実施形態の拘束要素６０に対して、Ｚ方向に１５０ｋＮの負荷を加えた場合、拘束板本体６３の変形量は約１５ｍｍであった。つまり、第１実施形態の拘束要素６０の重量は、比較例の拘束板６２’よりも５％増加しているが、第１実施形態の拘束要素６０の変形量は、比較例の拘束板６２’よりも約７７％減少できる。このように、多孔部材７０を用いた拘束要素６０は、重量を過剰に大きくすることなく、効果的に耐圧壊性を向上できる。また、拘束要素６０の総重量は、拘束板６２の開口部６４の開口面積、及び／又は多孔部材７０の筒状部７３の大きさを調整することで、軽くすることができる。

また、本実施形態の蓄電装置１０では、短側壁３０がＸ方向に並ぶように配置され、この短側壁３０側に多孔部材７０が配置されている。よって、長側壁がＸ方向に並ぶように配置され、この長側壁側に多孔部材を配置する場合と比較して、多孔部材７０の全長を短くすることができる。その結果、蓄電装置１０を軽量化と強度向上の両立を図ることができる。

（第２実施形態）
図８から図１０は第２実施形態の蓄電装置１０を示す。この第２実施形態では、第１実施形態の一対の拘束板６２，６２の代わりに、複数（本実施形態では４個）の固定部材７５が用いられている。つまり、第２実施形態の１個の拘束要素６０は、一対の固定部材７５，７５と１枚の多孔部材７０によって構成されている。

固定部材７５は、エンドプレート５０に固定するための固定部７６と、多孔部材７０を固定するための取付部（突出部）７８とを備える。

固定部７６には、エンドプレート５０の第２ボルト孔５３に一致する一対の挿通孔７７，７７が設けられている。

取付部７８は、ＸＹ平面に沿って延び、外装体１２の短側壁（対向面）１７に向けて突出するように、固定部７６に対して屈曲されている。固定部材７５は、取付部７８が電池モジュール２４に対してＸ方向外側に突出するように、エンドプレート５０に対して固定されている。また、取付部７８は、電池モジュール２４のＺ方向の両側面、つまりスペーサ４５のＸＹ平面に沿って延びる面に対して、概ね面一に配置されている。

多孔部材７０は、電池モジュール２４のＸ方向両側に位置する一対の取付部７８，７８のうち、一方のＸ方向外端から他方のＸ方向外端にかけて延びる全長である。この多孔部材７０は、第１実施形態と同様に、電池モジュール２４の拘束に耐えることが可能な固着手段によって、電池モジュール２４への固定部材７５の取付前に、予め取付部７８に固定されている。なお、拘束要素６０を電池モジュール２４に取り付ける際には、各電池セル２６に圧迫荷重をかけて拘束した状態で、多孔部材７０を取り付けた固定部材７５を嵌め込んで固定する。

この第２実施形態の蓄電装置１０では、第１実施形態と同様に、Ｚ方向の外力に対する耐圧壊性を効果的に向上できる。また、拘束板６２の代わりに一対の固定部材７５を用いているため、拘束板本体６３分の重量を削減できる。その結果、蓄電装置１０の軽量化と強度向上を両立できる。

（第３実施形態）
図１１から図１３は第３実施形態の蓄電装置１０を示す。この第３実施形態では、第２実施形態の平面視Ｌ字状の固定部材７５の代わりに、四角筒状の固定部材８０Ａ，８０Ｂが用いられている。また、第３実施形態では、電池モジュール２４のＺ方向両側の多孔部材７０Ａに加え、電池モジュール２４のＸ方向の両側にも多孔部材７０Ｂが配置されている。

固定部材８０Ａ，８０Ｂは、挿通孔８２が形成された固定部８１を備える。固定部８１に連続する両側部分は、第１の多孔部材７０Ａを取り付ける第１取付部８３，８３である。一対の第１取付部８３，８３のうち、電池モジュール２４のＺ方向の側面に面一に配置された方に、第１の多孔部材７０Ａが固定される。固定部８１に対向する部分は、第２の多孔部材７０Ｂを取り付ける第２取付部８４である。つまり、一対の第１取付部８３，８３と第２取付部８４は、外装体１２の短側壁１７に向けて突出し、第２の多孔部材７０Ａを固定するための突出部を構成する。第２取付部８４には、固定部８１の挿通孔８２にボルト６８を配置するための貫通孔８５が設けられている。

固定部材８０Ａ，８０Ｂは、第１取付部８３，８３のＸ方向の全長が異なる点でのみ、相違している。詳しくは、第１取付部８３の全長は、固定部８１がエンドプレート５０に近接し、第２取付部８４が外装体１２の短側壁（対向面）１７の近接する寸法に設定されている。前述のように、外装体１２と電池モジュール２４の間には、Ｘ方向の一方に電気部品５５が配置されている。電気部品５５側の固定部材８０Ａの第１取付部８３の全長は、反対側の固定部材８０Ｂの第１取付部８３の全長よりも、長い。固定部材８０ＡのＸ方向外端は、電気部品５５（保護ケース５６）のＸ方向外端よりも外方に位置している。

第１の多孔部材７０Ａと第２の多孔部材７０Ｂとは、図５に示すように、一対の表面材７１，７１の間にコア材７２を備える第１実施形態と同様の構成である。

第１の多孔部材７０Ａは、筒状部７３の軸線がＺ方向に延びる姿勢で、電池モジュール２４に配置される。多孔部材７０Ａは、電池モジュール２４のＸ方向両側に位置する一対の第１取付部８３，８３のうち、一方のＸ方向外端から他方のＸ方向外端にかけて延びる全長である。多孔部材７０Ａは、電池モジュール２４の拘束に耐えることが可能な固着手段によって、電池モジュール２４への固定部材８０Ａ，８０Ｂの取付前に、予め第１取付部８３に固定される。第１の多孔部材７０Ａを取り付けた固定部材８０Ａ，８０Ｂが、ボルト６８を用いてエンドプレート５０に取り付けられる。

第２の多孔部材７０Ｂは、筒状部７３の軸線がＸ方向に延びる姿勢で、電池モジュール２４に配置される。多孔部材７０Ｂは、電池モジュール２４のＺ方向両側に位置する一対の第２取付部８４，８４のうち、一方のＺ方向外端から他方のＺ方向外端にかけて延びる全長である。この多孔部材７０Ｂは、先に電池モジュール２４に固定された固定部材８０Ａ，８０Ｂの第２取付部８４に、多孔部材７０Ａと同様の固着手段によって固定される。固定部材８０Ａ側では、電気部品５５と外装体１２の短側壁１７との間に多孔部材７０Ｂが配置され、固定部材８０Ｂ側では、エンドプレート５０と短側壁１７との間に多孔部材７０Ｂが配置される。

この第３実施形態の蓄電装置１０では、第１の多孔部材７０Ａによって、Ｚ方向の外力に対する耐圧壊性を向上できるうえ、第２の多孔部材７０Ｂによって、Ｘ方向の外力に対する耐圧壊性も向上できる。よって、外装体１２自体の剛性や、外装体１２とエンドプレート５０の間の緩衝空間に依存していた電池セル２６や保護を、多孔部材７０Ａ，７０Ｂによって効果的に行うことができる。

また、固定部材８０Ａによって、エンドプレート５０と第２の多孔部材７０Ｂとの間には空間が形成され、この空間に電気部品５５が配置されている。よって、従来では、緩衝空間や保護ケース５６の剛性に依存していた電気部品５５の保護を、第２の多孔部材７０Ｂによって効果的に行うことができる。しかも、第１の多孔部材７０Ａと第２の多孔部材７０Ｂとは、同じ固定部材８０Ａ，８０Ｂに固定されるため、部品点数の増加を抑制できる。

なお、本発明の蓄電装置１０は、前記実施形態の構成に限定されず、種々の変更が可能である。

多孔部材７０のコア材７２は、四角筒状をなす多数の筒状部からなる格子状であってもよく、筒状部の断面形状は必要に応じて変更が可能である。また、多孔部材７０を配置するための固定部材の構成も、必要に応じて変更が可能である。

拘束要素は、上述したようなＺ方向の両側に１つずつ配置した一対の拘束要素６０とするだけでなく、Ｚ方向の両側または片側に２つ以上の拘束要素を配置してもよい。具体的には、Ｚ方向の片側において、Ｙ方向に間隔を空けて配置した２つ以上の拘束要素をそれぞれエンドプレート５０に固定してもよい。この場合は、Ｚ方向の片側に配置した２つ以上の拘束要素の全てに多孔部材７０を隣接して配置することも可能であるし、２つ以上の拘束要素のいずれかに多孔部材７０を隣接して配置することも可能である。具体的には、Ｙ方向に間隔を空けて配置した２つ以上の拘束要素のうち、電池セル２６の正極端子４３Ａおよび負極端子４３Ａに最も近い拘束要素にのみ、多孔部材７０を隣接して配置することも可能である。

電気部品５５は、一対のエンドプレート５０，５０の両方に配置してもよい。また、電池モジュール２４のＺ方向の端部と外装体１２の長側壁１６との間にも、電気部品５５が配置されてもよい。

電池セル２６に用いる電極体３６は、巻回軸を容器２７の長手方向（Ｚ方向）に沿う姿勢で容器２７に収容する所謂「縦巻き式」に限られず、巻回軸を容器２７の高さ方向（Ｙ方向）に沿う姿勢で容器２７内に収容する所謂「横巻き式」であってもよい。また、電極体３６は、巻回型に限られず、略四角形のシート形状に形成された複数の正極体、負極体、及びセパレータを容器２７の短手方向（Ｘ方向）に積層した積層型であってもよい。また、電極体を収容する容器は、アルミニウムやステンレスを用いた金属製の角形容器や、フィルム状の材質で電極体を包装したパウチ型であってもよい。

蓄電装置１０は、電池セル２６を横方向（Ｘ方向）に積層配置した横積み式に限られず、図１４に示すように、電池セル２６を縦方向（Ｙ方向）に積層配置した横積み式であってもよい。また、多孔部材７０は、電池セル２６の端子４３Ａ，４３Ｂを配置した面や、端子４３Ａ，４３Ｂとは反対側に位置する面に配置してもよい。

蓄電装置１０は、第１実施形態において、多孔部材７０は拘束要素６０に固定されている態様を示したが、多孔部材７０は拘束要素６０に固定されていなくてもよい。例えば、多孔部材７０は、拘束板６２に隣接するように、拘束板本体６３に対向して配置される。

１０…蓄電装置
１２…外装体
１２ａ…絞り部
１２ｂ…拡開部
１４…本体
１５…開口部
１６…長側壁
１７…短側壁
１８…底壁
２０…蓋体
２２Ａ…正極外部端子
２２Ｂ…負極外部端子
２４…電池モジュール
２６…電池セル
２７…容器
２８…容器本体
２９…長側壁
３０…短側壁
３１…底壁
３２…面取り部
３４…蓋
３６…電極体
３７…正極電極シート
３８…負極電極シート
３９…セパレータ
４１Ａ…正極集電体
４１Ｂ…負極集電体
４３Ａ…正極端子
４３Ｂ…負極端子
４５…スペーサ
４６…段部
４８，４８Ａ，４８Ｂ…バスバー
５０…エンドプレート
５１…固定部
５２…第１ボルト孔
５３…第２ボルト孔
５５…電気部品
５６…保護ケース
６０…拘束要素
６２…拘束板
６３…拘束板本体
６４…開口部
６５…固定部
６６…挿通孔
６８…ボルト
７０，７０Ａ，７０Ｂ…多孔部材
７１…表面材
７２…コア材
７３…筒状部
７５…固定部材
７６…固定部
７７…挿通孔
７８…取付部
８０Ａ，８０Ｂ…固定部材
８１…固定部
８２…挿通孔
８３…第１取付部
８４…第２取付部
８５…貫通孔

Claims

第１方向に積層配置された複数の蓄電素子と、
前記複数の蓄電素子の前記第１方向の両端に配置されたエンドプレートと、
前記エンドプレートに固定され、前記複数の蓄電素子の前記第１方向の位置を拘束する拘束部材と、
前記拘束部材とは別体の多孔部材と、
を備え、
前記多孔部材は、前記第１方向、及び前記第１方向と交差する第２方向へ二次元的に配置された複数の筒状部を有し、これらの筒状部の軸線が、前記第１方向及び前記第２方向に交差する第３方向に延びるように配置され、かつ、前記第３方向において前記拘束部材に隣接して配置されている、蓄電装置。
前記蓄電素子は、電極体と、前記電極体が収容された容器とを有する扁平な電池であり、
前記容器は、前記第２方向および前記第３方向に延びる一対の長側壁と、前記第１方向および前記第２方向に延び、前記長側壁の前記第３方向の寸法よりも前記第１方向の寸法が短い一対の短側壁とを有し、
前記拘束部材は、前記エンドプレートに固定された固定部を有し、
前記多孔部材は、少なくとも一対の前記固定部間に配置されている、請求項１に記載の蓄電装置。
前記多孔部材の前記筒状部は、前記第１方向における１個の前記容器の前記短側壁に１以上配置される大きさである、請求項２に記載の蓄電装置。
第１方向に積層配置された複数の蓄電素子と、
前記複数の蓄電素子の前記第１方向の両端に配置されたエンドプレートと、
前記エンドプレートに固定され、前記複数の蓄電素子の前記第１方向の位置を拘束する拘束要素と
を備え、
前記拘束要素は、前記第１方向、及び前記第１方向と交差する第２方向へ二次元的に配置された複数の筒状部を有し、これらの筒状部の軸線が、前記第１方向及び前記第２方向に交差する第３方向に延びるように配置された多孔部材を含み、
さらに、前記複数の蓄電素子を収容する外装体と、
一対の前記エンドプレートのうちの少なくとも一方と前記外装体の対向面との間に配置された電気部品と、
前記電気部品と前記外装体の対向面との間に配置され、前記第２方向及び前記第３方向へ二次元的に配置された複数の筒状部を有し、これらの筒状部の軸線が前記第１方向に延びるように配置された第２の多孔部材と
を備える、蓄電装置。
前記拘束要素は、前記エンドプレートに固定された固定部を有し、
前記固定部は、前記エンドプレートから前記外装体の対向面に向けて突出する突出部を有し、
前記第２の多孔部材は、前記突出部に固定されている、請求項４に記載の蓄電装置。
前記多孔部材の前記筒状部は断面正六角形状である、請求項１から５のいずれか１項に記載の蓄電装置。
前記蓄電素子は、電極シートを有する電極体と、前記電極体が収容された容器とを有する扁平な電池であり、
前記電極シートは、前記第２方向および前記第３方向に延びる平面を有する、請求項１から６のいずれか１項に記載の蓄電装置。