JP7183553B2 - 蓄電装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の蓄電素子を備える蓄電装置に関する。

従来、複数の蓄電素子を備える蓄電装置が知られている。例えば、特許文献１には、複数の角型電池セルを厚み方向に積層した組電池と、組電池を収容する組電池ケースとを備える電池パックが開示されている。この電池パックでは、組電池に対し、積層方向の両端にそれぞれ位置する角型電池セルにそれぞれ突き当てられた１対の拘束プレートが設けられている。また、１対の拘束プレートの間のすべての角型電池セルが押圧されるように、それら角型電池セルの上方或いは下方に配置された連結ロッドによって上記１対の拘束プレートが相互に連結されている。特許文献１には、上記構成により、組電池を構成する各角型電池セルの膨張を防止することができる旨が記載されている。

特開２００１－２３６９３７号公報

複数の蓄電素子からなる蓄電素子列における各蓄電素子の膨れの抑制は、例えば、各蓄電素子の容器の不具合、または、蓄電素子列を収容する外装体の不具合等を招き得る。そのため、蓄電素子列における各蓄電素子の膨れの抑制は、蓄電装置の信頼性の向上の観点から重要である。この課題に対して、例えば上記従来の電池パックのように、蓄電装置が備える複数の蓄電素子の全体を積層方向の両側から拘束する構成を採用する場合、蓄電素子列の両側に配置される一対のプレート及び１対のプレートを連結する連結部材が必要である。その結果、例えば、蓄電装置の重量の増加、または、蓄電装置のサイズの増加等の問題が生じ得る。また、蓄電素子列では、例えば、各蓄電素子と他の部材（バスバーまたは外装体など）との関係に起因して、膨らみやすい部分と膨らみ難い部分とが混在し得る。そのため、蓄電素子列における各蓄電素子の膨れを効果的に抑制するための構成を構築することは容易ではない。

本発明は、本願発明者が上記課題に新たに着目することによってなされたものであり、複数の蓄電素子を備える蓄電装置であって、簡易な構成で複数の蓄電素子の膨れ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、第一方向に並べられたＮ個（Ｎは３以上の整数）の蓄電素子と、前記Ｎ個の蓄電素子のうちの、連続して並ぶ２個以上かつＮ－１個以下の数の蓄電素子からなる蓄電素子群に対して配置される規制部材とを備え、前記規制部材は、前記蓄電素子群の、前記第一方向の両側に配置され、前記蓄電素子群を一括して挟む一対の壁部と、前記一対の壁部を接続する接続部とを有する。

本態様の蓄電装置によれば、Ｎ個の蓄電素子からなる蓄電素子列に対し、部分的に規制部材を配置することができる。つまり、蓄電素子列において、例えば他の部材（バスバー及び外装体など）との関係で比較的に膨らみやすい部分（蓄電素子間の距離が広がりやすい部分）が存在する場合、当該部分を含む２個以上の蓄電素子に対して規制部材を配置することで、蓄電素子列の全体としての膨らみが抑制される。つまり、本態様に係る蓄電装置によれば、蓄電素子列の全体ではなく、膨れの抑制が必要な、または、膨れの抑制を効果的に行える部分に規制部材を配置することができる。このように、本態様に係る蓄電装置は、簡易な構成で複数の蓄電素子の膨れを抑制することができる蓄電装置である。

また、本発明の一態様に係る蓄電装置は、さらに、前記Ｎ個の蓄電素子のうちの連続して並ぶ２個の蓄電素子を電気的に接続するバスバーを備え、前記２個の蓄電素子のそれぞれは、前記第一方向と直交する第二方向の一方の端部に、前記バスバーが接合された電極端子を有し、前記蓄電素子群は前記２個の蓄電素子を含み、前記規制部材は、前記２個の蓄電素子における、前記第二方向の他方の端部側に前記接続部が位置する姿勢で配置される、としてもよい。

この構成によれば、例えば、連続して並ぶ２つの蓄電素子の、平面視における、バスバーで接続されていない端部を挟むように、規制部材が配置されるため、効果的に膨れを抑制することができる。

また、本発明の一態様に係る蓄電装置において、前記２個の蓄電素子のそれぞれでは、前記第一方向及び前記第二方向に直交する第三方向の一方の端部に、前記電極端子が配置されており、前記規制部材は、前記２個の蓄電素子における、前記第二方向の他方の端部側にであって、かつ、前記第三方向の他方の端部側に、前記接続部が位置する姿勢で配置される、としてもよい。

この構成によれば、例えば、２個の蓄電素子それぞれの上面に電極端子が配置されており、これら電極端子が１つのバスバーに接合されている場合において、その２個の蓄電素子の下部に規制部材が配置される。これにより、効果的に複数の蓄電素子の膨れを抑制することができる。

また、本発明の一態様に係る蓄電装置において、前記Ｎ個の蓄電素子のそれぞれは、短側面と長側面とを有する角形形状であり、かつ、前記第一方向に前記短側面が平行となる姿勢で並べられており、前記規制部材は、前記接続部が、前記蓄電素子群それぞれの前記短側面に沿う姿勢で配置されている、としてもよい。

この構成によれば、膨れの抑制対象となる蓄電素子群における膨れやすい方向（長側面の並び方向）に、一対の壁部を接続する接続部が延在することになり、一対の壁部による蓄電素子群の拘束、つまり、膨れの抑制が効果的に行われる。

また、本発明の一態様に係る蓄電装置において、前記一対の壁部のそれぞれは、前記蓄電素子群、及び、前記蓄電素子群に隣り合う蓄電素子の間に配置されている、としてもよい。

この構成によれば、例えば、少なくとも１つの蓄電素子が膨れた場合、その力は、一対の壁部のそれぞれを挟む力として作用する。従って、一対の壁部を接続する接続部による拘束力が、蓄電素子群の膨れを抑制する力として効果的に作用する。つまり、蓄電素子の膨れようとする力を利用して、蓄電素子群の膨れ抑制の確実性を向上させることができる。

なお、本発明は、Ｎ個以上の蓄電素子が並ぶことで形成される蓄電素子列に配置される規制部材として実現することもできる。

本発明によれば、簡易な構成で複数の蓄電素子の膨れを抑制することができる蓄電装置を提供することができる。

実施の形態に係る蓄電装置の外観を示す斜視図である。 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。 実施の形態に係る蓄電素子列と規制部材との位置関係を示す第１の平面図である。 実施の形態に係る蓄電素子列と規制部材との位置関係を示す第２の平面図である。 実施の形態に係る蓄電素子列と規制部材との位置関係を示す第３の平面図である。 実施の形態に係る蓄電素子列と規制部材との位置関係を示す第１の側面図である。 実施の形態に係る蓄電素子列と規制部材との位置関係を示す第２の側面図である。 実施の形態の変形例１に係る蓄電素子列と規制部材との位置関係を示す側面図である。 実施の形態の変形例１に係る蓄電素子列と規制部材との位置関係を示す底面図である。 実施の形態の変形例２に係る蓄電素子列と規制部材との位置関係を示す平面図である。 実施の形態の変形例３に係る規制部材の形状を示す斜視図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態（その変形例を含む）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、いずれも包括的または具体的な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。また、各図において、寸法等は厳密に図示したものではない。

また、以下の説明及び図面中において、蓄電素子の並び方向、蓄電素子の容器の長側面の対向方向、または、当該容器の厚さ方向をＸ軸方向と定義する。また、１つの蓄電素子における電極端子の並び方向、または、蓄電素子の容器の短側面の対向方向をＹ軸方向と定義する。また、蓄電装置の外装体における本体部と外蓋との並び方向、蓄電素子とバスバーとの並び方向、または、上下方向をＺ軸方向と定義する。これらＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向は、互いに交差（以下実施の形態及びその変形例では、直交）する方向である。なお、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が、以下では説明の便宜のため、Ｚ軸方向を上下方向として説明する。また、以下の説明において、例えば、Ｘ軸方向プラス側とは、Ｘ軸の矢印方向側を示し、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軸方向及びＺ軸方向についても同様である。

（実施の形態）
［蓄電装置の全般的な説明］
まず、図１及び図２を用いて、実施の形態に係る蓄電装置１の全般的な説明を行う。図１は、実施の形態に係る蓄電装置１の外観を示す斜視図である。図２は、実施の形態に係る蓄電装置１を分解した場合の各構成要素を示す分解斜視図である。

蓄電装置１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る。例えば、蓄電装置１は、電力貯蔵用途または電源用途などに使用される電池モジュールである。具体的には、蓄電装置１は、例えば、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）またはプラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ）等の自動車、自動二輪車、ウォータークラフト、スノーモービル、農業機械、建設機械などの移動体の駆動用またはエンジン始動用のバッテリ等として用いられる。

図１及び図２に示すように、蓄電装置１は、複数の蓄電素子２０と、複数の蓄電素子２０を収容する外装体１０とを備える。本実施の形態では、外装体１０には８個の蓄電素子２０が収容されている。なお、蓄電装置１が備える蓄電素子２０の数は８には限定されない。本実施の形態に係る蓄電装置１は、Ｎ個（Ｎは３以上の整数）の蓄電素子２０を備えていればよい。

外装体１０は、複数の蓄電素子２０を収容する本体部１２と、複数の蓄電素子２０の上方に配置されるバスバープレート１７と、バスバープレート１７の上方を覆うように配置される外蓋１１とを有している。バスバープレート１７には複数のバスバー３３が保持されており、複数のバスバー３３はバスバーカバー６０及び７０に覆われている。また、バスバープレート１７と外蓋１１との間には、制御回路等を含む接続ユニット８０が配置されている。

外装体１０は、蓄電装置１の外装体を構成する矩形状（箱状）の容器（モジュールケース）である。つまり、外装体１０は、複数の蓄電素子２０及びバスバープレート１７等を所定の位置に固定し、これら要素を衝撃などから保護する部材である。

外装体１０が有する外蓋１１は、本体部１２の開口を閉塞する矩形状の部材であり、正極側の外部端子９１及び負極側の外部端子９２を有している。外部端子９１及び９２は、接続ユニット８０及びバスバー３３を介して複数の蓄電素子２０と電気的に接続されており、蓄電装置１は、この外部端子９１及び９２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。外部端子９１及び９２は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属製の導電部材で形成されている。本体部１２は、開口が形成された有底矩形筒状のハウジング（筐体）であり、蓄電素子２０等を収容する。

また、外装体１０の本体部１２、バスバープレート１７及び外蓋１１は、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、または、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、またはポリ・エーテル・サルフォン（ＰＥＳ）等の絶縁材料により構成されている。外装体１０は、これにより、蓄電素子２０等が外部の金属部材などに接触することを回避する。

蓄電素子２０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（単電池）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。蓄電素子２０は、扁平な直方体形状（角形）の形状を有しており、本実施の形態では、８個の蓄電素子２０がＸ軸方向に配列されている。本実施の形態では、このように配列された８個の蓄電素子２０を、蓄電素子列２５として扱う。

なお、蓄電素子２０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く、また、使用者が充電をしなくても蓄えられている電気を使用できる一次電池であってもよい。さらに、蓄電素子２０は、固体電解質を用いた電池であってもよい。また、蓄電素子２０の形状は、角形には限定されず、円柱形状、長円柱形状または直方体以外の多角柱形状等であってもよい。

具体的には、蓄電素子２０は、金属製の容器２１を備え、容器２１の蓋部分には、金属製の電極端子２２（正極端子及び負極端子）が設けられている。容器２１は角形形状であり、一対の長側面２１ａと一対の短側面２１ｂとを有している。電極端子２２（正極端子及び負極端子）は、容器２１の蓋部分から、バスバープレート１７側に向けて（上方、つまりＺ軸方向プラス側に向けて）突出して配置されている。この電極端子２２が、少なくとも１つのバスバー３３及び接続ユニット８０を介して外部端子９１、９２に接続されることにより、蓄電装置１が、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。なお、容器２１の蓋部分には、電解液を注液する注液部等が設けられていてもよい。また、容器２１の内方には、電極体（蓄電要素または発電要素ともいう）及び集電体（正極集電体及び負極集電体）等が配置され、電解液（非水電解質）などが封入されているが、詳細な説明は省略する。

バスバー３３は、バスバープレート１７に保持された状態で、少なくとも２つの蓄電素子２０上に配置され、当該少なくとも２つの蓄電素子２０の電極端子２２同士を電気的に接続する矩形状の板状部材である。バスバー３３は、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属製の導電部材で形成されている。なお、本実施の形態では、５つのバスバー３３を用いて、蓄電素子２０を２個ずつ並列に接続して４セットの蓄電素子群を構成し、かつ、当該４セットの蓄電素子群を直列に接続している。

また、接続ユニット８０は、複数のバスバー及び制御基板等を有するユニットであり、８個の蓄電素子２０からなる蓄電素子群と、外部端子９１及び９２とを接続する。接続ユニット８０が有する制御基板は複数の電気部品を有し、これら複数の電気部品により、各蓄電素子２０の状態を検出する検出回路、及び、充電及び放電を制御する制御回路等が形成されている。本実施の形態では、接続ユニット８０は、バスバープレート１７に固定されている。

バスバープレート１７は、バスバー３３を保持する部材である。より詳細には、バスバープレート１７は、複数のバスバー３３、接続ユニット８０、及び、その他配線類等（図示せず）を保持し、これら部材の位置規制等を行うことができる部材である。また、バスバープレート１７には、複数のバスバー３３のそれぞれを保持し、かつ、複数のバスバー３３それぞれの一部を複数の蓄電素子２０の側に露出させるバスバー用開口部１７ａが複数設けられている。

バスバーカバー６０及び７０のそれぞれは、複数のバスバー３３を上方から覆う樹脂製の部材であり、例えば、複数のバスバー３３と接続ユニット８０とを電気的に絶縁する役割を担っている。

本実施の形態に係る蓄電装置１はさらに、規制部材４０を備えている。規制部材４０は、蓄電素子列２５の一部に対して配置される部材であり、一括して挟む一対の壁部４２と、一対の壁部４２を接続する接続部４１とを有している。規制部材４０は、一対の壁部４２が複数（本実施の形態では２個）の蓄電素子２０を挟む状態で配置されることで、当該複数の蓄電素子２０の膨れ（蓄電素子２０間の距離の広がり）を抑制することができる。

なお、規制部材４０の素材としては、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）、ＰＰ、ＰＥ、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＰＢＴ、またはＰＥＳ等の絶縁材料、及び、絶縁材料にガラス繊維等を含有させた複合材料が例示される。また、規制部材４０は、例えば、鉄またはステンレス鋼等の金属板、または、その金属板に絶縁材料による被覆を施した板状部材によって形成されてもよい。

［規制部材の配置位置］
次に、以上のように構成された蓄電装置１における、規制部材４０の配置位置の例、及び規制部材４０の機能等について、図３Ａ～図４Ｂを用いて説明する。

図３Ａは、実施の形態に係る蓄電素子列２５と規制部材４０との位置関係を示す第１の平面図であり、図３Ｂは、実施の形態に係る蓄電素子列２５と規制部材４０との位置関係を示す第２の平面図である。図３Ｃは、実施の形態に係る実施の形態に係る蓄電素子列２５と規制部材４０との位置関係を示す第３の平面図である。

図４Ａは、実施の形態に係る蓄電素子列２５と規制部材４０との位置関係を示す第１の側面図であり、図４Ｂは、実施の形態に係る蓄電素子列２５と規制部材４０との位置関係を示す第２の側面図である。

なお、図３Ａ～図４Ｂでは、蓄電素子列２５と規制部材４０との位置関係を明確に示すために、規制部材４０は、ドットを付して且つ肉厚を大きく図示し、さらに、バスバー３３は形状を簡易化して図示している。また、蓄電素子列２５に含まれる８つの蓄電素子２０のそれぞれを区別するために、互いに異なる符号（２０ａ～２０ｈ）を付している。３つの規制部材４０についても、同様に、互いに異なる符号（４０Ａ～４０Ｃ）を付している。また、図３Ｃ～図４Ｂにおける５つのバスバー３３についても同様に、互いに異なる符号（３３ａ～３３ｅ）を付している。これらの図３Ａ～図４Ｂに関する補足事項は、後述する図５Ａ～図６についても適用される。

図３Ａ～図４Ｂに示すように、本実施の形態に係る蓄電素子列２５には、３つの規制部材４０が配置されている。３つの規制部材４０のそれぞれは、蓄電素子列２５において連続して並ぶ２つの蓄電素子２０を挟むように配置されている。

具体的には、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、蓄電素子２０ｂ及び２０ｃに対して規制部材４０Ａが配置され、蓄電素子２０ｄ及び２０ｅに対して規制部材４０Ｂが配置され、蓄電素子２０ｆ及び２０ｇに対して規制部材４０Ｃが配置される。

その結果、規制部材４０Ａは、蓄電素子２０ｂ及び２０ｃを一対の壁部４２で一括して挟む状態となり、規制部材４０Ｂは、蓄電素子２０ｄ及び２０ｅを一対の壁部４２で一括して挟む状態となる。また、規制部材４０Ｃは、蓄電素子２０ｆ及び２０ｇを一対の壁部４２で一括して挟む状態となる。なお、連続して並ぶ複数の蓄電素子２０を一対の壁部４２で一括して挟む状態とは、例えば、複数の蓄電素子２０の並び方向における両側に壁部４２が存在し、かつ、複数の蓄電素子２０における互いに隣り合う２つの蓄電素子２０の間に、当該２つの蓄電素子２０の当該並び方向における移動を規制する壁部が実質的にない状態である。

ここで、本実施の形態では、蓄電素子列２５に対して図３Ｃに示すように５つのバスバー３３が配置される。これにより、蓄電素子２０ａ及び２０ｂ（第一群）、蓄電素子２０ｃ及び２０ｄ（第二群）、蓄電素子２０ｅ及び２０ｆ（第三群）、及び、蓄電素子２０ｇ及び２０ｈ（第四群）のそれぞれは並列に接続される。

また、第一群と第二群とがバスバー３３ａによって直列に接続され、第二群と第三群とがバスバー３３ｃによって直列に接続され、第三群と第四群とがバスバー３３ｂによって直列に接続される。さらに、蓄電素子列２５の全体としての負極である、第一群の負極側の２つの電極端子２２には、バスバー３３ｅが接合され、蓄電素子列２５の全体としての正極である、第四群の正極側の２つの電極端子２２には、バスバー３３ｄが接合される。バスバー３３ｅは、負極側の外部端子９２（図２参照）と電気的に接続され、バスバー３３ｄは、正極側の外部端子９１（図２参照）と電気的に接続される。

このように、蓄電素子列２５が含む８つの蓄電素子２０のそれぞれは、金属部材であるバスバー３３によって、他の蓄電素子２０と電気的及び機械的に接続されている。しかし、全ての蓄電素子２０が一様に接続されているわけではない。例えば、蓄電素子２０ｂ及び２０ｃそれぞれのＹ軸方向マイナス側の端部は、バスバー３３ａによって機械的に接続されている。その一方で、蓄電素子２０ｂ及び２０ｃそれぞれのＹ軸方向プラス側の端部は、バスバー３３による接続はなされていない。同様に、蓄電素子２０ｄ及び２０ｅそれぞれのＹ軸方向マイナス側の端部、並びに、蓄電素子２０ｆ及び２０ｇそれぞれのＹ軸方向プラス側の端部は、バスバー３３による接続はなされていない。これらの、バスバー３３による接続がなされていない端部は、当該端部を有する蓄電素子２０が膨れた場合に開きやすい部分である。

そこで、本実施の形態では、連続して並ぶ２つの蓄電素子２０の間においてバスバー３３による接続がなされていない部分に規制部材４０を配置している。例えば、蓄電素子２０ｂ及び２０ｃの、バスバー３３によって接続されていない端部側（Ｙ軸方向プラス側）に接続部４１が位置し、かつ、蓄電素子２０ｂ及び２０ｃのＸ軸方向の両側に壁部４２が位置する姿勢で規制部材４０が配置されている。すなわち、本実施の形態に係る蓄電装置１では、蓄電素子列２５において膨らみやすい部分（蓄電素子２０間の距離が広がりやすい部分）に規制部材４０を配置することで、複数の蓄電素子２０の膨れを効率よく抑制することができる。

また、本実施の形態では、各蓄電素子２０は、Ｚ軸方向プラス側に２つの電極端子２２を有しているため、バスバー３３による拘束力は、Ｚ軸方向マイナス側には作用し難い。そこで、本実施の形態では、規制部材４０を、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、蓄電素子列２５におけるＺ軸方向マイナス側の部分（下部）に配置している。例えば、蓄電素子２０ｂ及び２０ｃの、平面視における、バスバー３３によって接続されていない端部側（Ｙ軸方向プラス側）であって、かつ、側面視における、バスバー３３によって接続されていない端部側（Ｚ軸方向マイナス側）に、規制部材４０Ａが配置される。このように、本実施の形態では、蓄電素子２０における電極端子２２の並び方向（Ｙ軸方向）、及び、上下方向（Ｚ軸方向）における、膨らみやすい端部に規制部材４０を配置する。その結果、より効果的に膨れの抑制がなされる。

なお、本実施の形態では、規制部材４０は、蓄電素子２０の下部において、接続部４１が、蓄電素子２０の短側面２１ｂに沿う姿勢で配置されている。つまり、規制部材４０は、蓄電素子２０の底面２１ｃ側には配置されない。そのため、例えば、各蓄電素子２０の底面２１ｃと、外装体１０の床面（蓄電素子列２５が載置される面）とを接着材等で固定する場合に有利である。

また、本実施の形態では、３つの規制部材４０Ａ～４０Ｃは、いずれも２つの蓄電素子２０を挟むように配置される。そのため、３つの規制部材４０Ａ～４０Ｃの形状及びサイズは共通化することができる。すなわち、同一形状及び同一サイズの規制部材４０を複数作製することで、１つの蓄電素子列２５に必要な数の規制部材４０を得ることができる。このことは、例えば、蓄電装置１を製造する際の部品管理の簡易化、または、蓄電装置１の製造コストの抑制に寄与する。

また、本実施の形態では、Ｘ軸方向で隣り合う２つの蓄電素子２０の間に、Ｙ軸方向のプラス側及びマイナス側に配置される規制部材４０それぞれの壁部４２が配置される。具体的には、例えば図３Ａ及び図３Ｂに示すように、隣り合う２つの蓄電素子２０ｃ及び２０ｄの間において、規制部材４０Ａの右側の壁部４２と、規制部材４０Ｂの左側の壁部４２とが、互いの端面を対向させる姿勢で配置される。また、隣り合う２つの蓄電素子２０ｅ及び２０ｆの間において、規制部材４０Ｂの右側の壁部４２と、規制部材４０Ｃの左側の壁部４２とが、互いの端面を対向させる姿勢で配置される。

つまり、本実施の形態では、隣り合う一組の蓄電素子２０の間に、Ｙ軸方向マイナス側及びプラス側に位置する２つの規制部材４０のそれぞれの壁部４２が配置される。これにより、２つの蓄電素子２０の間に壁部４２が配置されることによる、蓄電素子列２５の長さ（配列方向（Ｘ軸方向）の長さ）の増加が抑制される。すなわち、本実施の形態のように、蓄電素子列２５に対して３つの規制部材４０が配置される場合、６つの壁部４２のそれぞれが、蓄電素子列２５のうちの、選択された隣り合う２つの蓄電素子２０の間に配置される。従って、３つの規制部材４０を配置しない場合と比較すると、最大で６つの壁部４２の合計の厚みだけ蓄電素子列２５の長さが増加し得る。しかしながら、本実施の形態では、上述のように、３つの規制部材４０が配置された状態の蓄電素子列２５において、Ｙ軸方向で対向する壁部４２が二組存在する。従って、例えば図３Ｂからもわかるように、３つの規制部材４０を配置することによる、蓄電素子列２５の長さの増加は、３つの壁部４２の合計の厚み分だけである。このことは、例えば、蓄電装置１の小型化に寄与する。

以上、実施の形態に係る蓄電装置１について説明したが、蓄電装置１が備える規制部材４０の配置位置または形状は、図２～４Ｂに示す配置位置または形状と異なっていてもよい。そこで、以下に、蓄電装置１が備える規制部材４０に関する変形例を、上記実施の形態との差分を中心に説明する。

（変形例１）
図５Ａは、実施の形態の変形例１に係る蓄電素子列２５ａと規制部材４０との位置関係を示す側面図であり、図５Ｂは、実施の形態の変形例１に係る蓄電素子列２５ａと規制部材４０との位置関係を示す底面図（Ｚ軸方向マイナス側から見た場合の図）である。なお、図５Ａ及び図５Ｂに示す蓄電素子列２５ａは、上記実施の形態に係る蓄電素子列２５と同じく、８個の蓄電素子２０がＸ軸方向に並ぶことで形成されており、かつ、５つのバスバー３３（３３ａ～３３ｅ）が、例えば図３Ｃに示すレイアウトで配置されている。

本変形例に係る蓄電素子列２５ａでは、連続して並ぶ２つの蓄電素子２０の、平面視における、バスバー３３によって接続されていない端部側（Ｙ軸方向プラス側）であって、かつ、側面視における、バスバー３３によって接続されていない端部側（Ｚ軸方向マイナス側）に、規制部材４０が配置されている。この点では、上記実施の形態と共通する。

しかし、本変形例に係る規制部材４０は、接続部４１が、膨れの抑制対象である複数（本変形例では２個）の蓄電素子２０の短側面２１ｂではなく、底面２１ｃに沿う姿勢で配置されている点で、上記実施の形態とは異なる。

このように、本変形例では、規制部材４０の接続部４１が、蓄電素子２０の底面２１ｃ側に配置される。これにより、例えば、Ｙ軸方向における外装体１０の内面と蓄電素子列２５ａとの間の空間に、接続部４１は配置する余裕がない場合などにおいても、規制部材４０を蓄電素子列２５ａに配置することができる。

（変形例２）
図６は、実施の形態の変形例２に係る蓄電素子列２５ｂと規制部材４０との位置関係を示す平面図である。本変形例に係る蓄電素子列２５ｂでは、例えば、蓄電素子２０ｄ及び２０ｅの、平面視における、バスバー３３によって接続されていない端部側（Ｙ軸方向プラス側）に、規制部材４０Ｂが配置されている。この点では、上記実施の形態と共通する。しかし、本変形例に係る規制部材４０Ｂは、バスバー３３によって接続されていない端部を有する蓄電素子２０ｄ及び２０ｅを含む、連続して並ぶ４個の蓄電素子２０（２０ｃ～２０ｆ）を挟んでいる点で、上記実施の形態とは異なる。具体的には、本変形例に係る規制部材４０Ｂは、４個の蓄電素子２０に対応する長さの接続部４１ａの両端のそれぞれに壁部４２が設けられている。

このように、規制部材４０は、２個の蓄電素子２０間の距離が広がりやすい部分を直接的ではなく、間接的に挟むことでも、当該２個の蓄電素子２０間の広がりを抑制することができ、これにより、当該２個の蓄電素子２０の膨らみが抑制される。なお、図６に示す規制部材４０Ｂによって一括して挟まれている４個の蓄電素子（２０ｃ～２０ｆ）のうち、例えば蓄電素子２０ｃ及び２０ｄの規制部材４０Ｂ側の端部は、バスバー３３ａによって接続されている。そのため、蓄電素子２０ｃ及び２０ｄそれぞれのバスバー３３ａに接続された端部（Ｙ軸方向マイナス側、かつ、Ｚ軸方向プラス側の端部）の間の広がりの抑制については、バスバー３３ａによる拘束力が期待できる。しかし、蓄電素子２０ｃ及び２０ｄの規制部材４０Ｂ側であって、かつ、バスバー３３ａによる接続のない端部（Ｙ軸方向マイナス側、かつ、Ｚ軸方向マイナス側の端部）については、バスバー３３ａによる拘束力が作用し難い。この点に関し、本変形例に係る規制部材４０Ｂを、例えば図４Ａに示すように、蓄電素子列２５ｂにおける下部に配置することで、規制部材４０Ｂによる膨れ防止効果を、蓄電素子２０ｃの下端部にまで及ぼすことができる。すなわち、蓄電装置１が備える蓄電素子２０の数がＮ個（Ｎは３以上の整数）である場合、規制部材４０を、連続して並ぶ２個以上かつＮ－１個以下の数の蓄電素子２０からなる蓄電素子群に対して配置することができる。これにより、規制部材４０は、当該蓄電素子群に含まれる複数の蓄電素子２０について膨らみを抑制することができる。

（変形例３）
図７は、実施の形態の変形例３に係る規制部材１４０の形状を示す斜視図である。本変形例に係る規制部材１４０は、上記実施の形態に係る規制部材４０と同様に、一対の壁部１４２と、一対の壁部１４２を接続する第一接続部１４１ａとを有している。本変形例に係る規制部材１４０はさらに、一対の壁部を接続する第二接続部１４１ｂを有しており、この点で、上記実施の形態に係る規制部材４０とは異なる。

例えば、本変形例に係る規制部材１４０が、上記実施の形態に係る蓄電素子列２５に対して規制部材４０に代えて配置される場合、第一接続部１４１ａが、２個の蓄電素子２０の短側面２１ｂに沿う姿勢で配置される。また、第二接続部１４１ｂは、当該２個の蓄電素子２０の底面２１ｃに沿う姿勢で配置される。このように、一対の壁部１４２が、互いに交差する面を形成する２つの接続部（１４１ａ及び１４１ｂ）で接続されていることで、一対の壁部１４２が開き難くなる。従って、規制部材１４０による、複数（本変形例では２個）の蓄電素子２０についての膨れの抑制効果が向上する。

なお、例えば、図７における第一接続部１４１ａの横幅を長くすることで、一対の壁部１４２によって３以上の蓄電素子２０を挟むことができる規制部材１４０を作製することも可能である。

（効果等）
以上説明したように、本実施の形態に係る蓄電装置１は、第一方向（Ｘ軸方向）に並べられたＮ個（Ｎは３以上の整数）の蓄電素子２０と、Ｎ個の蓄電素子２０のうちの、連続して並ぶ２個以上かつＮ－１個以下の数の蓄電素子２０からなる蓄電素子群に対して配置される規制部材４０とを備える。規制部材４０は、当該蓄電素子群の、Ｘ軸方向の両側に配置され、当該蓄電素子群を一括して挟む一対の壁部４２と、一対の壁部４２を接続する接続部４１とを有する。

具体的には、本実施の形態に係る蓄電装置１では、Ｎ＝８個の蓄電素子２０からなる蓄電素子列２５に対し、部分的に規制部材４０を配置することができる。つまり、蓄電素子列２５において、例えば他の部材（バスバー３３及び外装体１０など）との関係で比較的に膨らみやすい部分（蓄電素子２０間の距離が広がりやすい部分）が存在する場合、当該部分を含む２個以上の蓄電素子２０に対して規制部材４０を配置することで、蓄電素子列２５の全体としての膨らみが抑制される。つまり、本実施の形態に係る蓄電装置１によれば、蓄電素子列２５の全体ではなく、膨れの抑制が必要な、または、膨れの抑制を効果的に行える部分に規制部材４０を配置することができる。このことは、例えば、蓄電装置１の軽量化、小型化、または、製造コストの抑制等に有利である。このように、本実施の形態１に係る蓄電装置１は、簡易な構成で複数の蓄電素子２０の膨れを抑制することができる蓄電装置１である。

なお、上記の効果は、変形例１及び２に係る蓄電素子列２５ａ及び２５ｂにおいても同様に得ることができる。また、上記の効果は、蓄電装置１において、規制部材４０に代えて変形例３に係る規制部材１４０が配置された場合であっても同様に得ることができる。このことは、以下で説明される効果についても同じである。

また、本実施の形態に係る蓄電装置１はさらに、Ｎ個の蓄電素子２０のうちの連続して並ぶ２個の蓄電素子２０を電気的に接続するバスバー３３を備える。当該２個の蓄電素子２０のそれぞれは、Ｘ軸方向と直交する第二方向（Ｙ軸方向）の一方の端部に、当該バスバー３３が接合された電極端子２２を有する。規制部材４０によって一括して挟まれる蓄電素子群は当該２個の蓄電素子２０を含み、規制部材４０は、当該２個の蓄電素子２０における、Ｙ軸方向の他方の端部側に接続部４１が位置する姿勢で配置されている。

この構成によれば、例えば、連続して並ぶ２個の蓄電素子２０の、平面視における、バスバー３３で接続されていない端部を挟むように、規制部材４０が配置される。つまり、当該２個の蓄電素子２０それぞれにおける、バスバー３３による拘束力が作用し難い端部が規制部材４０によって一括して挟まれる。これにより、効果的に膨れを抑制することができる。

また、本発明の実施の形態に係る蓄電装置１において、当該２個の蓄電素子２０のそれぞれでは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に直交する第三方向（Ｚ軸方向）の一方の端部に、バスバー３３に接合された電極端子２２が配置されており、規制部材４０は、当該２個の蓄電素子２０における、Ｙ軸方向の他方の端部側であって、かつ、Ｚ軸方向の他方の端部側に、接続部４１が位置する姿勢で配置されている。

つまり、蓄電装置１において、２個の蓄電素子２０に着目した場合、Ｙ軸方向における、バスバー３３によって接続されていない端部側であって、かつ、Ｚ軸方向における、バスバー３３によって接続されていない端部側に、規制部材４０が配置される。つまり、例えば、それぞれの上面に、１つのバスバー３３に接合された電極端子２２が配置されている少なくとも２個の蓄電素子２０の下部に規制部材４０が配置される。その結果、当該少なくとも２個の蓄電素子２０について、より効果的に膨れの抑制がなされる。

また、本実施の形態に係る蓄電装置１において、Ｎ個の蓄電素子２０のそれぞれは、短側面２１ｂと長側面２１ａとを有する角形形状であり、かつ、Ｘ軸方向に短側面２１ｂが平行となる姿勢で並べられている。規制部材４０は、接続部４１が、規制部材４０によって一括して挟まれる蓄電素子群それぞれの短側面２１ｂに沿う姿勢で配置されている。

この構成によれば、膨れの抑制対象となる蓄電素子群における膨れやすい方向（長側面２１ａの並び方向、つまりＸ軸方向）に、一対の壁部４２を接続する接続部４１が延在することになる。従って、一対の壁部４２による蓄電素子群の拘束、つまり、膨れの抑制が効果的に行われる。

また、本実施の形態に係る蓄電装置１において、一対の壁部４２のそれぞれは、規制部材４０によって一括して挟まれる蓄電素子群、及び、当該蓄電素子群に隣り合う蓄電素子２０の間に配置されている。

例えば、図３Ｃにおいて、規制部材４０Ａの一対の壁部４２のうちの一方は、蓄電素子２０ａ及び２０ｂの間に配置され、一対の壁部４２のうちの他方は、蓄電素子２０ｃ及び２０ｄの間に配置されている。この構成によれば、例えば、Ｎ個の蓄電素子２０のうちの少なくとも１つの蓄電素子２０が膨れた場合、その力は、一対の壁部４２のそれぞれを挟む力として作用する。従って、一対の壁部４２を接続する接続部４１による拘束力が、当該蓄電素子群の膨れを抑制する力として効果的に作用する。つまり、蓄電素子２０の膨れようとする力を利用して、蓄電素子群の膨れ抑制の確実性を向上させることができる。

（他の実施の形態）
以上、本発明に係る蓄電装置について、実施の形態（変形例を含む）に基づいて説明した。しかしながら、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を上記実施の形態に施したものも、あるいは、上記説明された複数の構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。

例えば、蓄電装置１が備える複数の蓄電素子２０のバスバー３３による電気的な接続の態様に限定はない。例えば、蓄電装置１が備える８個の蓄電素子２０の全てが７個のバスバーによって直列に接続されてもよい。また、例えば、並列に接続された４個の蓄電素子２０からなる蓄電素子群を２つ形成し、これら２つの蓄電素子群を、１つのバスバーで直列に接続してもよい。いずれの場合であっても、例えば、連続して並ぶ２個の蓄電素子２０のＹ軸方向の一方の端部がバスバーによって接続され、かつ、他方の端部がバスバーによって接続されない状態が形成される。従って、当該他方の端部に、当該２個の蓄電素子２０を含む複数の蓄電素子２０を一括して挟む規制部材４０を配置する。これにより、比較的に膨らみやすい部分（蓄電素子２０間の距離が広がりやすい部分）の膨れ（広がり）を抑制することができる。

また、規制部材４０の一部が、外装体１０によって形成されてもよい。例えば、外装体１０の本体部１２の内面から突出して形成された一対の壁部によって、Ｎ個の蓄電素子２０のうちの、連続して並ぶ２個以上かつＮ－１個以下の数の蓄電素子２０を一括して挟んでもよい。つまり、規制部材における接続部が、本体部１２の一部によって実現されてもよい。この場合であっても、Ｎ個の蓄電素子２０からなる蓄電素子列の一部（一対の壁部に挟まれる２個以上の蓄電素子２０）について、膨れの抑制が効果的になされる。また、この場合、例えば、蓄電装置１の製造に必要な部品点数が削減され、これにより、蓄電装置１を製造する際の部品管理の簡易化が図られる。

また、規制部材４０を、蓄電素子列２５に対して配置する場合、接着材等を用いて規制部材４０を１以上の蓄電素子２０に固定してもよい。これにより、例えば、蓄電装置１の運搬時または使用時における振動に起因して、規制部材４０の位置がずれる可能性が低減される。

また、規制部材４０は、一部が、外装体１０によって形成されてもよい。例えば、外装体１０の本体部１２の内面から突出して形成された一対の壁部によって、連続して並ぶ２個以上かつＮ－１個以下の数の蓄電素子２０を一括して挟んでもよい。つまり、規制部材における接続部が、本体部１２の一部によって実現されてもよい。この場合であっても、Ｎ個の蓄電素子２０からなる蓄電素子列の一部（一対の壁部に挟まれる２個以上の蓄電素子２０）について、膨れの抑制が効果的になされる。また、この場合、例えば、蓄電装置１の製造に必要な部品点数が削減され、これにより、蓄電装置１を製造する際の部品管理の簡易化が図られる。

また、規制部材４０を配置する対象となるＮ個の蓄電素子２０において、バスバーとは異なる部材によって、連続する２個の蓄電素子２０の、互いに離れ方向における移動が規制されていてもよい。例えば、外装体１０の本体部１２の内部において、Ｙ軸方向の一方の端部にのみ、連続する２個の蓄電素子２０の端部を挟むリブが存在する場合、Ｙ軸方向の他方の端部に、当該２個の蓄電素子２０を含む蓄電素子群を挟む規制部材４０を配置する。これにより、当該２個の蓄電素子２０のそれぞれにおける膨れが抑制される。

また、規制部材４０の形状及びサイズは、図２等に示される形状及びサイズには限定されない。例えば、Ｘ軸方向において、規制部材４０の接続部４１が、一対の壁部４２の外側にまで延設されていてもよい。また、例えば、規制部材４０の高さ（Ｚ軸方向の幅）が、蓄電素子２０の容器２１の高さと同程度であってもよい。

また、上記実施の形態に含まれる構成要素を任意に組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。

本発明は、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に適用できる。

１ 蓄電装置
２０、２０ａ～２０ｇ 蓄電素子
２１ 容器
２１ａ 長側面
２１ｂ 短側面
２１ｃ 底面
２２ 電極端子
２５、２５ａ、２５ｂ 蓄電素子列
３３、３３ａ～３３ｅ バスバー
４０、４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、１４０ 規制部材
４１、４１ａ 接続部
４２、１４２ 壁部
１４１ａ 第一接続部
１４１ｂ 第二接続部

Claims (5)

1. 第一方向に並べられたＮ個（Ｎは４以上の整数）の蓄電素子と、
   前記Ｎ個の蓄電素子のうちの、連続して並ぶ２個以上かつＮ－２個以下の数の蓄電素子からなる蓄電素子群に対して配置される規制部材とを備え、
   前記規制部材は、
   前記蓄電素子群の、前記第一方向の両側に配置され、前記蓄電素子群を一括して挟む一対の壁部と、
   前記一対の壁部を接続する接続部とを有し、
   前記第一方向における前記一対の壁部の間には、前記蓄電素子群における互いに隣り合う２個の前記蓄電素子の間に配置される他の壁部を有さず、
   前記規制部材は、互いに異なる２つの蓄電素子群であって、前記第一方向で隣り合う２つの蓄電素子群のそれぞれに配置されており、かつ、２つの前記規制部材の一方は、前記第一方向と直交する第二方向の一方側に配置され、前記２つの前記規制部材の他方は、前記第二方向の他方側に配置されている、
   蓄電装置。
2. さらに、前記Ｎ個の蓄電素子のうちの連続して並ぶ２個の蓄電素子を電気的に接続するバスバーを備え、
   前記２個の蓄電素子のそれぞれは、前記第二方向の一方の端部に、前記バスバーが接合された電極端子を有し、
   前記蓄電素子群は前記２個の蓄電素子を含み、
   前記規制部材は、前記２個の蓄電素子における、前記第二方向の他方の端部側に前記接続部が位置する姿勢で配置される
   請求項１記載の蓄電装置。
3. 前記２個の蓄電素子のそれぞれでは、前記第一方向及び前記第二方向に直交する第三方向の一方の端部に、前記電極端子が配置されており、
   前記規制部材は、前記２個の蓄電素子における、前記第二方向の他方の端部側であって、かつ、前記第三方向の他方の端部側に配置される
   請求項２記載の蓄電装置。
4. 前記Ｎ個の蓄電素子のそれぞれは、短側面と長側面とを有する角形形状であり、かつ、前記短側面が前記第一方向に平行となる姿勢で一列に並べられており、
   前記規制部材は、前記接続部が、前記蓄電素子群それぞれの前記短側面に沿う姿勢で配置されている
   請求項１～３のいずれか一項に記載の蓄電装置。
5. 前記一対の壁部のそれぞれは、前記蓄電素子群、及び、前記蓄電素子群に隣り合う蓄電素子の間に配置されている
   請求項１～４のいずれか一項に記載の蓄電装置。

Images