JP7089461B2 - 蓄電装置 - Google Patents

Description

本開示は、蓄電装置に関する。

従来の蓄電装置として、例えば特許文献１に記載の蓄電モジュールがある。この蓄電モジュールは、電極板の一方面に正極が形成され、他方面に負極が形成されたバイポーラ電極を備えた、いわゆるバイポーラ型の蓄電モジュールである。かかる蓄電モジュールは、セパレータを介して複数のバイポーラ電極を積層してなる電極積層体を備えている。電極積層体の側面には、積層方向に隣り合うバイポーラ電極間を封止する封止体が設けられている。

特開２０１１－２０４３８６号公報

蓄電装置を実装するにあたって、必要な電力を確保するため、複数の蓄電モジュールを積層して蓄電装置を構成する場合がある。この場合、例えばモジュール積層体の積層方向の両端を一対のエンドプレートで挟み、これらのエンドプレート同士を締結ボルトで締結することにより、モジュール積層体に対して積層方向に拘束荷重が付加される。

従来、エンドプレートの外寸は、蓄電モジュールの外寸よりも大きくなっており、蓄電モジュールの積層方向から見た場合に、エンドプレートの縁部が蓄電モジュールの縁部よりも側方に張り出すようになっている。これは、エンドプレートの縁部に締結ボルトを挿通させる挿通孔をレイアウトする必要があるためである。しかしながら、このような従来の構成では、エンドプレートの外寸が大きくなる分、蓄電装置が大型化してしまうという問題があった。

本開示は、上記課題の解決のためになされたものであり、小型化を実現しつつ、モジュール積層体に対する拘束荷重を十分に付与できる蓄電装置を提供することを目的とする。

本開示の一側面に係る蓄電装置は、複数の電極が積層された電極積層体と電解液とを含んで構成された蓄電モジュールを複数積層してなるモジュール積層体と、モジュール積層体における蓄電モジュールの積層方向の両端を挟む一対のエンドプレートと、一対のエンドプレートの縁部同士を締結し、モジュール積層体に対して積層方向に拘束荷重を付与する締結ボルトと、を備え、モジュール積層体は、積層方向から見た場合に、一対の長辺及び一対の短辺を有する長方形状をなしており、一対のエンドプレートは、積層方向から見た場合に、モジュール積層体の一対の長辺よりも外側に張り出す張出部分を有する一方、モジュール積層体の一対の短辺側には張出部分を有しておらず、締結ボルトは、一対のエンドプレートの張出部分同士のみを締結している。

この蓄電装置では、モジュール積層体の長辺よりも外側に張り出す張出部分を一対のエンドプレートに設け、当該張出部分同士のみを締結ボルトによって締結している。したがって、モジュール積層体の短辺側に一対のエンドプレートの張出部分が設けられていない分、蓄電装置を小型化することができる。また、一対のエンドプレートの縁部同士を締結する場合、一対の短辺側の締結点がエンドプレートに発生する応力に与える影響は、比較的小さい。すなわち、一対の長辺側の張出部分同士のみを締結した場合であっても、一対の長辺側の張出部分同士及び一対の短辺側の張出部分同士を締結した場合と遜色のない拘束荷重をモジュール積層体に付与することができる。

また、モジュール積層体は、積層方向から見た場合に、短辺の長さに対する長辺の長さの比が１．５以上の長方形状をなしていてもよい。短辺の長さに対する長辺の長さの比が１．５以上となる範囲では、一対の短辺側の締結点がエンドプレートに発生する応力に与える影響が有意に小さくなる。したがって、モジュール積層体に対する拘束荷重を一層十分に付与できる。

また、締結ボルトは、一対のエンドプレートの張出部分同士を一定の間隔で締結しており、蓄電モジュールは、長辺側の側面において、締結ボルト間に位置する圧力調整弁を有していてもよい。この場合、締結ボルト間のデッドスペースを圧力調整弁の配置スペースとして活用できる。したがって、蓄電装置の更なる小型化が図られる。

本開示によれば、小型化を実現しつつ、モジュール積層体に対する拘束荷重を十分に付与できる。

本開示の一側面に係る蓄電装置を示す概略断面図である。 蓄電モジュールの内部構成を示す概略断面図である。 エンドプレート周辺の構成の一例を蓄電モジュールの積層方向から示す概略図である。 エンドプレート周辺の構成の比較例を蓄電モジュールの積層方向から示す概略図である。 実施例及び比較例に係るエンドプレートに発生する応力のシミュレーション結果を示す図である。 蓄電モジュールのアスペクト比とエンドプレートに発生する応力との関係を示す図である。 エンドプレート周辺の構成の別例を蓄電モジュールの積層方向から示す概略図である。

以下、図面を参照しながら、本開示の一側面に係る蓄電装置の好適な実施形態について詳細に説明する。

図１は、蓄電装置の一実施形態を示す概略断面図である。図１に示される蓄電装置１は、例えばフォークリフト、ハイブリッド自動車、電気自動車等の各種車両のバッテリとして用いられる。蓄電装置１は、積層された複数の蓄電モジュール４を含むモジュール積層体２と、モジュール積層体２に対してモジュール積層体２の積層方向Ｄに拘束荷重を付加する拘束部材３とを備えている。

モジュール積層体２は、複数（ここでは３つ）の蓄電モジュール４と、複数（ここでは４つ）の導電板５とを含む。蓄電モジュール４は、バイポーラ電池であり、積層方向Ｄから見て矩形状をなしている。蓄電モジュール４は、例えばニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池等の二次電池、又は電気二重層キャパシタである。以下の説明では、ニッケル水素二次電池を例示する。

積層方向Ｄに互いに隣り合う蓄電モジュール４同士は、導電板５を介して電気的に接続されている。導電板５は、積層方向Ｄに互いに隣り合う蓄電モジュール４間と、積層端に位置する蓄電モジュール４の外側とにそれぞれ配置されている。積層端に位置する蓄電モジュール４の外側に配置された一方の導電板５には、正極端子６が接続されている。積層端に位置する蓄電モジュール４の外側に配置された他方の導電板５には、負極端子７が接続されている。正極端子６及び負極端子７は、例えば導電板５の縁部から積層方向Ｄに交差する方向に引き出されている。正極端子６及び負極端子７により、蓄電装置１の充放電が実施される。

導電板５の内部には、空気等の冷媒を流通させる複数の流路５ａが設けられている。流路５ａは、例えば積層方向Ｄと、正極端子６及び負極端子７の引き出し方向と、にそれぞれ交差（直交）する方向に沿って延在している。導電板５は、蓄電モジュール４同士を電気的に接続する接続部材としての機能のほか、これらの流路５ａに冷媒を流通させることにより、蓄電モジュール４で発生した熱を放熱する放熱板としての機能を併せ持っている。なお、図１の例では、積層方向Ｄから見た導電板５の面積は、蓄電モジュール４の面積よりも小さくなっているが、放熱性の向上の観点から、導電板５の面積は、蓄電モジュール４の面積と同程度となっていてもよい。

拘束部材３は、モジュール積層体２を積層方向Ｄに挟む一対のエンドプレート８と、エンドプレート８の縁部同士を締結する締結ボルト９及びナット１０とによって構成されている。エンドプレート８は、積層方向Ｄから見た蓄電モジュール４及び導電板５の面積よりも大きい面積を有する矩形の金属板である。エンドプレート８は、例えばアルミダイカスト等によって形成され、強度及び設計自由度が確保されると共に、軽量化が図られている。エンドプレート８におけるモジュール積層体２側の面には、電気絶縁性を有するフィルムＦが設けられている。フィルムＦにより、エンドプレート８と導電板５との間が絶縁されている。

エンドプレート８の縁部には、モジュール積層体２よりも外側となる位置に挿通孔８ａが設けられている。締結ボルト９は、一方のエンドプレート８の挿通孔８ａから他方のエンドプレート８の挿通孔８ａに向かって通され、他方のエンドプレート８の挿通孔８ａから突出した締結ボルト９の先端部分には、ナット１０が螺合されている。これにより、蓄電モジュール４及び導電板５がエンドプレート８によって挟持されてモジュール積層体２としてユニット化されると共に、モジュール積層体２に対して積層方向Ｄに拘束荷重が付加される。

次に、蓄電モジュール４の構成について詳細に説明する。

図２は、図１に示された蓄電モジュールの内部構成を示す概略断面図である。図２に示されるように、蓄電モジュール４は、電極積層体１１と、電極積層体１１を封止する樹脂製の封止体１２とを備えている。電極積層体１１は、セパレータ１３を介して蓄電モジュール４の積層方向Ｄに沿って積層された複数の電極によって構成されている。これらの電極は、複数のバイポーラ電極１４の積層体と、負極終端電極１８と、正極終端電極１９とを含む。

バイポーラ電極１４は、一方面１５ａ及び一方面１５ａの反対側の他方面１５ｂを含む電極板１５と、一方面１５ａに設けられた正極１６と、他方面１５ｂに設けられた負極１７とを有している。正極１６は、正極活物質が電極板１５に塗工されることにより形成される正極活物質層である。負極１７は、負極活物質が電極板１５に塗工されることにより形成される負極活物質層である。電極積層体１１において、一のバイポーラ電極１４の正極１６は、セパレータ１３を挟んで積層方向Ｄの一方に隣り合う別のバイポーラ電極１４の負極１７と対向している。電極積層体１１において、一のバイポーラ電極１４の負極１７は、セパレータ１３を挟んで積層方向Ｄの他方に隣り合う別のバイポーラ電極１４の正極１６と対向している。

負極終端電極１８は、電極板１５と、電極板１５の他方面１５ｂに設けられた負極１７とを有している。負極終端電極１８は、他方面１５ｂが電極積層体１１における積層方向Ｄの中央側を向くように、積層方向Ｄの一端に配置されている。負極終端電極１８の電極板１５の一方面１５ａは、電極積層体１１の積層方向Ｄにおける一方の外側面を構成し、蓄電モジュール４に隣接する一方の導電板５（図１参照）と電気的に接続されている。負極終端電極１８の電極板１５の他方面１５ｂに設けられた負極１７は、セパレータ１３を介して、積層方向Ｄの一端のバイポーラ電極１４の正極１６と対向している。

正極終端電極１９は、電極板１５と、電極板１５の一方面１５ａに設けられた正極１６とを有している。正極終端電極１９は、一方面１５ａが電極積層体１１における積層方向Ｄの中央側を向くように、積層方向Ｄの他端に配置されている。正極終端電極１９の一方面１５ａに設けられた正極１６は、セパレータ１３を介して、積層方向Ｄの他端のバイポーラ電極１４の負極１７と対向している。正極終端電極１９の電極板１５の他方面１５ｂは、電極積層体１１の積層方向Ｄにおける他方の外側面を構成し、蓄電モジュール４に隣接する他方の導電板５（図１参照）と電気的に接続されている。

電極板１５は、例えば、ニッケル又はニッケルメッキ鋼板といった金属からなる。一例として、電極板１５は、ニッケルからなる矩形の金属箔である。電極板１５の縁部１５ｃは、矩形枠状をなし、正極活物質及び負極活物質が塗工されない未塗工領域となっている。正極１６を構成する正極活物質としては、例えば水酸化ニッケルが挙げられる。負極１７を構成する負極活物質としては、例えば水素吸蔵合金が挙げられる。本実施形態では、電極板１５の他方面１５ｂにおける負極１７の形成領域は、電極板１５の一方面１５ａにおける正極１６の形成領域に対して一回り大きくなっている。

セパレータ１３は、例えばシート状に形成されている。セパレータ１３としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン系樹脂からなる多孔質フィルム、ポリプロピレン、メチルセルロース等からなる織布又は不織布等が例示される。セパレータ１３は、フッ化ビニリデン樹脂化合物で補強されたものであってもよい。なお、セパレータ１３は、シート状に限られず、袋状のものを用いてもよい。

封止体１２は、例えば絶縁性の樹脂によって、全体として矩形の筒状に形成されている。封止体１２は、電極板１５の縁部１５ｃを包囲するように電極積層体１１の側面１１ａに設けられている。封止体１２は、側面１１ａにおいて縁部１５ｃを保持している。封止体１２は、電極板１５の縁部１５ｃに結合された複数の第１封止部２１と、側面１１ａに沿って第１封止部２１を外側から包囲し、第１封止部２１のそれぞれに結合された第２封止部２２とを有している。第１封止部２１及び第２封止部２２は、例えば、耐アルカリ性を有する絶縁性の樹脂である。第１封止部２１及び第２封止部２２の構成材料としては、例えばポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、変性ポリフェニレンエーテル（変性ＰＰＥ）などが挙げられる。

第１封止部２１は、電極板１５の一方面１５ａにおいて縁部１５ｃの全周にわたって連続的に設けられ、積層方向Ｄから見て矩形枠状をなしている。本実施形態では、バイポーラ電極１４の電極板１５のみならず、負極終端電極１８の電極板１５及び正極終端電極１９の電極板１５に対しても第１封止部２１が設けられている。負極終端電極１８では、電極板１５の一方面１５ａの縁部１５ｃに第１封止部２１が設けられ、正極終端電極１９では、電極板１５の一方面１５ａ及び他方面１５ｂの双方の縁部１５ｃに第１封止部２１が設けられている。

第１封止部２１は、例えば超音波又は熱によって電極板１５の一方面１５ａに溶着され、気密に接合されている。第１封止部２１は、例えば積層方向Ｄに所定の厚さを有するフィルムである。第１封止部２１の内側は、積層方向Ｄに互いに隣り合う電極板１５の縁部１５ｃ同士の間に位置している。第１封止部２１の外側は、電極板１５の縁よりも外側に張り出しており、その先端部分は、第２封止部２２によって支持されている。積層方向Ｄに沿って互いに隣り合う第１封止部２１同士は、互いに離間していてもよく、接していてもよい。また、第１封止部２１の外縁部分同士は、例えば熱板溶着などによって互いに結合されていてもよい。

電極板１５と第１封止部２１とが重なる領域は、電極板１５と第１封止部２１との結合領域Ｋとなっている。結合領域Ｋにおいて、電極板１５の表面は、粗面化されている。粗面化された領域は、結合領域Ｋのみでもよいが、本実施形態では電極板１５の面全体が粗面化されている。粗面化は、例えば電解メッキによる複数の突起の形成により実現し得る。複数の突起が形成されることにより、電極板１５と第１封止部２１との接合界面では、溶融状態の樹脂が粗面化により形成された複数の突起間に入り込み、アンカー効果が発揮される。これにより、電極板１５と第１封止部２１との間の結合強度を向上させることができる。粗面化の際に形成される突起は、例えば基端側から先端側に向かって先太りとなる形状を有している。これにより、隣り合う突起の間の断面形状がアンダーカット形状となり、アンカー効果を高めることが可能となる。

第２封止部２２は、電極積層体１１及び第１封止部２１の外側に設けられ、蓄電モジュール４の外壁（筐体）を構成している。第２封止部２２は、例えば樹脂の射出成型によって形成され、積層方向Ｄに沿って電極積層体１１の全長にわたって延在している。第２封止部２２は、積層方向Ｄを軸方向として延在する矩形の枠状を呈している。第２封止部２２は、例えば射出成型時の熱によって第１封止部２１の外表面に溶着されている。

第１封止部２１及び第２封止部２２は、隣り合う電極の間に内部空間Ｖを形成すると共に内部空間Ｖを封止する。より具体的には、第２封止部２２は、第１封止部２１と共に、積層方向Ｄに沿って互いに隣り合うバイポーラ電極１４の間、積層方向Ｄに沿って互いに隣り合う負極終端電極１８とバイポーラ電極１４との間、及び積層方向Ｄに沿って互いに隣り合う正極終端電極１９とバイポーラ電極１４との間をそれぞれ封止している。これにより、隣り合うバイポーラ電極１４の間、負極終端電極１８とバイポーラ電極１４との間、及び正極終端電極１９とバイポーラ電極１４との間には、それぞれ気密に仕切られた内部空間Ｖが形成されている。この内部空間Ｖには、例えば水酸化カリウム水溶液等のアルカリ溶液を含む電解液（不図示）が収容されている。電解液は、セパレータ１３、正極１６、及び負極１７内に含浸されている。

続いて、上述したエンドプレート８の構成について更に詳細に説明する。

図３は、エンドプレート周辺の構成の一例を蓄電モジュールの積層方向から示す概略図である。同図では、エンドプレート８と蓄電モジュール４との配置関係を示すため、電極積層体１１の側面１１ａ側から示した蓄電モジュール４を併記している。また、同図では、積層方向Ｄの一端側のエンドプレート８の周辺の構成のみを示しているが、本実施形態では、積層方向Ｄの他端側のエンドプレート８の周辺についても同様の構成となっている。

図３に示すように、モジュール積層体２は、積層方向Ｄから見た場合に、一対の長辺２Ａ及び一対の短辺２Ｂを有する長方形状をなしている。短辺２Ｂの長さに対する長辺２Ａの長さの比は、１．５以上となっている。短辺２Ｂの長さに対する長辺２Ａの長さの比は、２．０以上であってもよい。長辺２Ａ及び短辺２Ｂの長さは、各蓄電モジュール４を積層方向Ｄから見た場合の長辺及び短辺と一致し、各蓄電モジュール４の封止体１２の厚さを含めた長さで表される。モジュール積層体２の形状に追従して、エンドプレート８も、積層方向Ｄから見た場合に、一対の長辺８Ａ及び一対の短辺８Ｂを有する長方形状をなしている。エンドプレート８の短辺８Ｂは、モジュール積層体２の短辺２Ｂの長さよりも長くなっている。これにより、エンドプレート８の長辺８Ａ側の縁部は、モジュール積層体２の長辺２Ａよりも外側に張り出す張出部分Ｒとなっている。

張出部分Ｒは、締結ボルト９を挿通させる挿通孔８ａの形成領域であり、モジュール積層体２の長辺２Ａに沿って延在している。張出部分Ｒの張り出し幅は、挿通孔８ａの内径よりも僅かに大きくなっている。本実施形態では、張出部分Ｒのそれぞれにおいて、挿通孔８ａがエンドプレート８の角部を含むように等間隔に設けられている。これらの挿通孔８ａの位置は、締結ボルト９による一対のエンドプレート８の縁部同士の締結点となっている。

一方、エンドプレート８の長辺８Ａは、モジュール積層体２の長辺２Ａの長さよりも僅かに短くなっている。ここでは、エンドプレート８の長辺８Ａの長さは、電極積層体１１の長さ（互いに対向する側面１１ａ間の長さ：図２参照）と一致している。したがって、エンドプレート８は、モジュール積層体２の短辺２Ｂ側には張出部分Ｒを有しておらず、締結ボルト９は、モジュール積層体２の長辺２Ａ側において一対のエンドプレート８の張出部分Ｒ同士のみを締結している。

図３の例では、モジュール積層体２の短辺２Ｂ側の縁部は、封止体１２の肉厚の分だけエンドプレート８の短辺８Ｂ側の縁部から張り出した状態となっている。蓄電モジュール４において、拘束部材３からの拘束荷重の付与を要する領域は、積層方向Ｄから見て電極積層体１１が存在する領域である。したがって、封止体１２については、エンドプレート８の縁部よりも外側に張り出していても機能上の影響はない。

図４は、エンドプレート周辺の構成の比較例を蓄電モジュールの積層方向から示す概略図である。同図に示すように、比較例に係る蓄電装置１０１では、エンドプレート１０８の短辺１０８Ｂの長さは、図３に示したエンドプレート８の短辺８Ｂと同じであるが、長辺１０８Ａの長さは、図３に示したエンドプレート８の長辺８Ａよりも短くなっている。これにより、エンドプレート１０８には、モジュール積層体２の長辺２Ａよりも外側に張り出す張出部分Ｒと、モジュール積層体２の短辺２Ｂよりも外側に張り出す張出部分Ｒとが設けられている。張出部分Ｒにおいて、挿通孔８ａがエンドプレート１０８の角部を含むように等間隔に設けられている。そして、締結ボルト９は、モジュール積層体２の長辺２Ａ側及び短辺２Ｂ側の双方において一対のエンドプレート１０８の張出部分Ｒ同士を締結している。

このような比較例の構成に対し、上述した蓄電装置１では、モジュール積層体２の長辺２Ａよりも外側に張り出す張出部分Ｒを一対のエンドプレート８に設け、当該張出部分Ｒ同士のみを締結ボルト９によって締結している。したがって、モジュール積層体２の短辺２Ｂ側に一対のエンドプレート８の張出部分Ｒが設けられていない分、蓄電装置１を小型化することができる。

このようなエンドプレート８の設計は、以下の知見に基づくものである。
図５は、実施例及び比較例に係るエンドプレートに発生する応力のシミュレーション結果を示す図である。図５（ａ）は、図４の構成に基づく比較例の結果を示し、図５（ｂ）は、図３の構成に基づく実施例の結果を示している。このシミュレーションは、厚さ２１ｍｍのアルミダイカストからなるエンドプレート８，１０８に圧力１．０ＭＰａを付与し、その際にエンドプレート８，１０８に生じる応力の分布及びエンドプレート中央部に生じる応力の値を解析したものである。色の薄い部分ほど応力の値が低く、色の濃い部分ほど応力の値が高いことを示している。解析は、１／４モデルにて実施した。すなわち、図５では、エンドプレート８，１０８において、一対の長辺の中点同士を結ぶ直線と、一対の短辺の中点同士を結ぶ直線とによって区切られる４つの領域の一つ（ここでは、紙面左上の領域）についての解析結果を示している。エンドプレート中央部は、図中のＣの位置で示している。

図５（ａ）及び図５（ｂ）に示す結果から、エンドプレート８，１０８のいずれにおいても、締結点の周囲では応力の値が小さく、締結点から遠ざかるほど応力の値が高くなることが分かる。図５（ａ）に示すように、比較例のエンドプレート１０８では、長辺１０８Ａ側及び短辺１０８Ｂ側の双方に締結点があるため、応力の分布を示す等高線は、エンドプレート中央部Ｃを中心として環状に現れている。このことから、比較例のエンドプレート１０８には、圧力が付与された場合に、エンドプレート中央部Ｃを頂点として半球状に歪むような応力が生じることが分かる。一方、図５（ｂ）に示すように、実施例のエンドプレート８では、長辺８Ａ側のみに締結点があるため、応力の分布を示す等高線は、エンドプレート８の短辺８Ｂ同士を結ぶように直線的に現れている。このことから、実施例のエンドプレート８には、圧力が付与された場合に、長辺８Ａ同士を結ぶ方向に弓形に歪むような応力が生じることが分かる。

また、比較例のエンドプレート１０８では、エンドプレート中央部Ｃでの応力の値は、６６．１ＭＰａであった。これに対し、実施例のエンドプレート８では、エンドプレート中央部Ｃでの応力の値は、６９．５ＭＰａであった。両者の差は３ＭＰａ程度であり、この結果から、一対のエンドプレートの縁部同士を締結する場合、一対の短辺側の締結点がエンドプレートに発生する応力に与える影響は、比較的小さいことが分かる。したがって、一対の長辺側の張出部分同士のみを締結した場合であっても、一対の長辺側の張出部分同士及び一対の短辺側の張出部分同士を締結した場合と遜色のない拘束荷重をモジュール積層体に付与することができる。

なお、図５（ｂ）に示したように、実施例のエンドプレート８では、圧力が付与された場合に、長辺８Ａ同士を結ぶ方向に弓形に歪むような応力が生じる。つまり、エンドプレート８では、短辺８Ｂ同士を結ぶ方向に歪むような応力は生じない。このため、例えばエンドプレート８の変形防止の観点からエンドプレート８に補強のためのリブを設ける場合には、長辺８Ａ同士を結ぶ方向にのみ直線的なリブを設ければよい。比較例のエンドプレート１０８にリブを設ける場合には、長辺１０８Ａ同士を結ぶ方向のリブ、短辺１０８Ｂ同士を結ぶ方向のリブ、締結点同士を結ぶ方向のリブ、中心部から縁部に向かう放射方向のリブなどを組み合わせる必要がある。これに対し、実施例のエンドプレート８では、リブ付きの構成を採用する場合であっても、リブ形状を簡単化することが可能となる。

また、蓄電装置１のモジュール積層体２では、積層方向から見た場合に、短辺２Ｂの長さに対する長辺２Ａの長さの比が１．５以上となっている。短辺２Ｂの長さに対する長辺２Ａの長さの比が１．５以上となる範囲では、一対の短辺８Ｂ側の締結点がエンドプレート８に発生する応力に与える影響は、有意に小さくなる。したがって、モジュール積層体２に対する拘束荷重を一層十分に付与できる。

ここで、図６は、蓄電モジュールのアスペクト比とエンドプレートに発生する応力との関係を示す図である。同図では、横軸にアスペクト比（長辺／短辺）を示し、縦軸にエンドプレートに生じる応力の値を示している。図６において、グラフＡは、長辺側及び短辺側の双方に締結点を設けた場合の応力の値、グラフＢは、長辺側のみに締結点を設けた場合の応力の値、グラフＣは、これらの差分である。このシミュレーションでは、厚さ１５ｍｍのアルミダイカストからなるエンドプレートに圧力１．０ＭＰａを付与し、エンドプレートの中央部に生じる応力の値をプロットした。また、エンドプレートの張出部分の張り出し幅を２５ｍｍとし、締結点は、張出部分の基端から１５ｍｍの位置とした。

同図の結果から、アスペクト比が大きくなるほど、長辺側及び短辺側の双方に締結点を設けた場合の応力の値と、長辺側のみに締結点を設けた場合の応力の値との間の差分値が小さくなることが分かる。また、差分値のグラフには、アスペクト比が１．５～２．０となる範囲に変曲点Ｐが存在している。変曲点Ｐよりもアスペクト比が小さい範囲では、アスペクト比の増加に対する差分値の減少の傾きが大きいが、変曲点Ｐよりもアスペクト比が大きい範囲では、アスペクト比の増加に対する差分値の減少の傾きが小さくなる。このことから、上述したように、短辺２Ｂの長さに対する長辺２Ａの長さの比が１．５以上となる範囲では、一対の短辺８Ｂ側の締結点がエンドプレート８に発生する応力に与える影響が有意に小さくなると言える。

図７は、エンドプレート周辺の構成の別例を蓄電モジュールの積層方向から示す概略図である。同図の例では、モジュール積層体２を構成する各蓄電モジュール４に複数の圧力調整弁３０が設けられている。圧力調整弁３０は、例えば封止体１２の側面１２ａにおいて蓄電モジュール４の内部空間Ｖ（図２参照）と連通する開口部（不図示）に対して取り付けられている。圧力調整弁３０は、蓄電モジュール４の内圧が所定圧よりも上昇した場合に開放し、内部空間Ｖからガスを放出することによって内圧を調整する機能を有している。

図７に示すように、圧力調整弁３０は、蓄電モジュール４の長辺２Ａ側の一方の側面１２ａにおいて一対のエンドプレート８の張出部分Ｒ間の空間に配列されている。圧力調整弁３０は、張出部分Ｒ間の空間において長辺２Ａに沿って等間隔に配列され、締結ボルト９間に位置している。このような構成によれば、締結ボルト９間のデッドスペースを圧力調整弁３０の配置スペースとして活用できる。したがって、蓄電装置１の更なる小型化が図られる。

本開示は、上記実施形態に限られるものではない。例えば上記実施形態では、図３に示したように、モジュール積層体２の短辺２Ｂ側の縁部が封止体１２の肉厚の分だけエンドプレート８の短辺８Ｂ側の縁部から張り出した状態となっているが、モジュール積層体２の短辺２Ｂ側の縁部とエンドプレート８の短辺８Ｂ側の縁部とが揃っていてもよい。このような構成であっても、蓄電装置１の小型化が十分に図られる。

１…蓄電装置、２…モジュール積層体、２Ａ…長辺、２Ｂ…短辺、４…蓄電モジュール、８…エンドプレート、８Ａ…長辺、８Ｂ…短辺、９…締結ボルト、１１…電極積層体、１４…バイポーラ電極（電極）、３０…圧力調整弁、Ｄ…積層方向、Ｒ…張出部分。

Claims (4)

1. 複数の電極が積層された電極積層体と電解液とを含んで構成された蓄電モジュールを複数積層してなるモジュール積層体と、
   前記モジュール積層体における前記蓄電モジュールの積層方向の両端を挟む一対のエンドプレートと、
   前記一対のエンドプレートの縁部同士を締結し、前記モジュール積層体に対して前記積層方向に拘束荷重を付与する締結ボルトと、を備え、
   前記モジュール積層体は、前記積層方向から見た場合に、一対の長辺及び一対の短辺を有する長方形状をなしており、
   前記一対のエンドプレートは、前記積層方向から見た場合に、前記モジュール積層体の前記一対の長辺よりも外側に張り出す張出部分を有する一方、前記モジュール積層体の前記一対の短辺側には張出部分を有しておらず、
   前記締結ボルトは、前記一対のエンドプレートの前記張出部分同士のみを締結しており、
   前記蓄電モジュールは、前記積層方向から見て前記電極積層体の縁部を包囲するように設けられ、前記電極積層体を封止する封止体を有し、
   前記積層方向から見て、前記モジュール積層体の前記短辺側では、前記蓄電モジュールの前記封止体のみが前記エンドプレートの縁部からはみ出しており、
   前記張出部分において前記締結ボルトが挿通されている位置は、前記一対のエンドプレートの角部を含む蓄電装置。
2. 前記モジュール積層体は、前記積層方向から見た場合に、前記短辺の長さに対する前記長辺の長さの比が１．５以上の長方形状をなしている請求項１記載の蓄電装置。
3. 前記締結ボルトは、前記一対のエンドプレートの前記張出部分同士を一定の間隔で締結しており、
   前記蓄電モジュールは、前記長辺側の側面において、前記締結ボルト間に位置する圧力調整弁を有している請求項１又は２記載の蓄電装置。
4. 前記張出部分は、前記モジュール積層体の前記長辺に沿って、前記エンドプレートの一方の前記角部から他方の前記角部まで一様な幅で張り出している請求項１～３のいずれか一項記載の蓄電装置。

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