JP7388096B2 - 蓄電装置 - Google Patents

Description

本発明は、蓄電素子を有する蓄電ユニットを備える蓄電装置に関する。

従来、蓄電素子を有する蓄電ユニットを備える構成の蓄電装置が広く知られている。例えば、特許文献１には、Ｘ軸方向に並んで配置された複数の電池セル（蓄電素子）を有する電池モジュール（蓄電ユニット）が複数段、Ｘ軸方向に直交するＺ軸方向に重ねて配置された電池パック（蓄電装置）が開示されている。

特開２０１８－７３５５２号公報

上記特許文献１に開示された従来の蓄電装置では、Ｚ軸方向に並ぶ２つの電池モジュールである上段モジュール及び下段モジュールの間に冷却部材を配設して、冷却部材上に上段モジュールを配置している。そして、下段モジュールが有する電池セルの異常時に発生するガスを外部へ排出するための通路である排煙部材を、上記冷却部材と下段モジュールとの間に配置している。つまり、上段モジュール及び下段モジュールの収容空間を仕切る棚板の機能を有する冷却部材の下方に、下段モジュールの排煙部材を配置している。このため、上段モジュール及び下段モジュールの間の距離が大きくなり、蓄電装置のサイズが大きくなる。このように、本願発明者は、従来の蓄電装置では、省スペース化を図ることができていないという問題があることを見出した。

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、省スペース化を図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、第一蓄電素子を有する第一蓄電ユニットと、前記第一蓄電ユニットを収容する収容部材と、を備える蓄電装置であって、前記収容部材は、前記第一蓄電ユニットの収容空間を仕切る棚板を有し、前記棚板は、前記第一蓄電ユニットから排出されるガスの出口に対向して配置されるガス流入口と、前記ガス流入口に接続され、前記棚板の厚み内に設けられたガス流路空間と、を有する。

これによれば、蓄電装置において、第一蓄電素子を有する第一蓄電ユニットを収容する収容部材の棚板は、第一蓄電ユニットからのガスの出口に対向するガス流入口と、ガス流入口に接続され棚板の厚み内に設けられたガス流路空間と、を有している。このように、収容部材の棚板が、ガス流入口と棚板の厚み内のガス流路空間とを有しているため、第一蓄電ユニットから排出されたガスは、棚板のガス流入口及びガス流路空間を通って、蓄電装置の外部へ排出される。これにより、第一蓄電ユニットからのガスを排出するために棚板及び第一蓄電ユニットの間にガス流路空間を形成する別部材を設ける必要がないため、省スペース化を図ることができる。

また、さらに、第二蓄電素子を有する第二蓄電ユニットを備え、前記棚板には、前記第二蓄電ユニットが当接して載置されることにしてもよい。

これによれば、収容部材の棚板には、第二蓄電素子を有する第二蓄電ユニットが当接して載置される。このように、棚板に第二蓄電ユニットを直接載置することで、第二蓄電ユニットを支持するために別部材を設ける必要がないため、省スペース化を図ることができる。

また、前記ガス流路空間は、ガスの流れ方向と交差する方向において、前記第一蓄電素子または前記第一蓄電ユニットよりも幅が大きいことにしてもよい。

これによれば、棚板のガス流路空間は、第一蓄電素子または第一蓄電ユニットよりも幅が大きく形成されている。このように、第一蓄電ユニットから排出されるガスの流量が大きい場合でもガス流路空間からガスが漏れ出すのを抑制するために、幅が大きいガス流路空間を形成する。これにより、幅が大きいガス流路空間を形成する別部材を設けると、蓄電装置のサイズが大きくなることが懸念されるが、当該ガス流路空間を棚板の厚み内に形成することで、省スペース化を図ることができる。

また、前記棚板は、前記第一蓄電ユニットから排出されるガスを前記ガス流入口へ案内するガス案内部を有することにしてもよい。

これによれば、棚板は、第一蓄電ユニットから排出されるガスをガス流入口へ案内するガス案内部を有しているため、第一蓄電ユニットからのガスを容易にガス流入口へ導くことができる。これにより、当該ガスが、棚板のガス流路空間外に噴出するのを抑制し、当該ガスを、ガス流路空間に効率的に導くことができる。

また、前記棚板は、前記ガス流入口が形成された底壁を有し、前記底壁は、第一部と、前記第一部よりも前記ガス流入口に近く、かつ、前記第一部よりも高い位置に配置される第二部と、を有することにしてもよい。

これによれば、棚板のうちのガス流入口が形成された底壁は、第一部よりもガス流入口の近くに、第一部よりも高い第二部を有している。このように、棚板のガス流入口の近くに高さが高い部位（第二部）を設けることで、ガス流路空間内の異物（ガス流入口からガスとともに流入する異物、棚板の錆等）が、ガス流入口から落下するのを抑制することができる。

また、前記棚板は、前記ガス流路空間内に配置され、前記ガス流入口を開閉可能に閉止する蓋部を有することにしてもよい。

これによれば、棚板は、ガス流路空間内に、ガス流入口を開閉可能に閉止する蓋部を有している。このように、棚板が、ガス流路空間内にガス流入口の蓋部を有していることで、第一蓄電ユニットからガスが排出されていない間は、蓋部がガス流入口を閉止することができる。これにより、ガス流入口から異物が落下してきたり、異なる蓄電ユニットが排出したガスがガス流入口から排出されたりするのを抑制することができる。また、第一蓄電ユニットからガスが排出されると、ガス流路空間の外側からガスが蓋部を押すため、蓋部が開いてガス流入口からガスを流入させることができる。

また、前記蓋部は、前記ガス流路空間内を流れるガスの上流側を支点として下流側が開口することにしてもよい。

これによれば、棚板のガス流路空間内に設けられたガス流入口の蓋部は、ガス流路空間内を流れるガスの上流側を支点として下流側が開口するように形成されている。このように、蓋部によってガスの下流側が開口することで、第一蓄電ユニットから排出されたガスを、ガス流路空間内に効率的に流すことができる。また、蓋部は、ガスの上流側を支点として下流側が開口する構成のため、上流側の他の蓄電ユニットからガスが排出される等により上流側からガスが流れてきた場合には、当該ガスが蓋部を閉止する。これにより、ガス流入口から第一蓄電ユニットに向けて、当該ガスまたは異物が放出されるのを抑制することができる。

なお、本発明は、このような蓄電装置として実現することができるだけでなく、収容部材または棚板としても実現することができる。

本発明における蓄電装置によれば、省スペース化を図ることができる。

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素子の構成を示す斜視図である。 実施の形態に係る棚板の構成を示す斜視図である。 実施の形態に係る棚板と蓄電ユニットとの位置関係を示す正面図である。 実施の形態に係る棚板と蓄電ユニット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に係る棚板と蓄電ユニットとの位置関係を示す正面図である。 実施の形態の変形例１に係る棚板と蓄電ユニットとの位置関係を示す側面図である。 実施の形態の変形例２に係る棚板と蓄電ユニットとの位置関係を示す正面図である。 実施の形態の変形例２に係る棚板と蓄電ユニットとの位置関係を示す側面図である。 実施の形態の変形例３に係る棚板と蓄電ユニットとの位置関係を示す正面図である。 実施の形態の変形例４に係る棚板と蓄電ユニットとの位置関係を示す側面図である。 実施の形態の変形例５に係る棚板の構成を示す斜視図である。 実施の形態の変形例５に係る棚板の構成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（その変形例も含む）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、製造工程、製造工程の順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、各図は、模式図であり、寸法等は必ずしも厳密に図示したものではない。さらに、各図において、同一または同様な構成要素については同じ符号を付している。

以下の説明及び図面中において、収容部材の幅方向、収容部材の棚板上の蓄電ユニットの並び方向、蓄電素子の容器の短側面の対向方向を、Ｘ軸方向と定義する。収容部材の奥行方向、蓄電ユニットから排出されるガスの流れ方向、１つの蓄電ユニットにおける蓄電素子の並び方向、または、蓄電素子の容器の長側面の対向方向を、Ｙ軸方向と定義する。収容部材の高さ方向、棚板を挟む蓄電ユニットの並び方向、蓄電ユニットと棚板との並び方向、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（本実施の形態では直交）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軸プラス方向とは、Ｘ軸の矢印方向を示し、Ｘ軸マイナス方向とは、Ｘ軸プラス方向とは反対方向を示す。Ｙ軸方向及びＺ軸方向についても同様である。さらに、平行及び直交などの、相対的な方向または姿勢を示す表現は、厳密には、その方向または姿勢ではない場合も含む。例えば、２つの方向が直交している、とは、当該２つの方向が完全に直交していることを意味するだけでなく、実質的に直交していること、すなわち、例えば数％程度の差異を含むことも意味する。

（実施の形態）
［１ 蓄電装置１０の全般的な説明］
まず、本実施の形態における蓄電装置１０の全般的な説明を行う。図１は、本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。

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、本実施の形態では、直方体形状を有している。例えば、蓄電装置１０は、電力貯蔵用途または電源用途等に使用される蓄電設備である。具体的には、蓄電装置１０は、例えば、家庭用または事業用等に使用される定置用のバッテリ等として用いられる。また、蓄電装置１０は、大型自動車、船舶、建設機械、または、電気鉄道用の鉄道車両等の大型の移動体の駆動用またはエンジン始動用等のバッテリ等としても用いることができる。

図１に示すように、蓄電装置１０は、蓄電ユニット１００と、蓄電ユニット１００を収容する収容部材２００と、を備えている。本実施の形態では、収容部材２００内において、Ｘ軸方向に並ぶ３つの蓄電ユニット１００が、Ｚ軸方向に４段並べられて配置されている。

蓄電ユニット１００は、Ｙ軸方向に並ぶ複数の蓄電素子１１０を有する電池モジュール（組電池）である。本実施の形態では、１０個の蓄電素子１１０がＹ軸方向に配列されて、蓄電ユニット１００が構成されている。なお、蓄電ユニット１００が有する蓄電素子１１０の個数は特に限定されず、１０個以外の複数個であってもよいし、１個の蓄電素子１１０しか配置されていなくてもよい。

また、蓄電ユニット１００は、複数の蓄電素子１１０の電極端子同士を接続するバスバー等も備えているが、図示は省略し、詳細な説明も省略する。また、蓄電ユニット１００は、複数の蓄電素子１１０を収容する外装体、蓄電素子１１０間に配置されるスペーサ、蓄電素子１１０を拘束する拘束部材、バスバーの位置決めを行うバスバーフレーム、蓄電素子１１０の充電状態や放電状態を監視するための回路基板やリレー等の電気機器等も備えていてもよいが、これらの図示及び説明も省略する。

蓄電素子１１０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１１０は、扁平な直方体形状（角形）を有している。なお、蓄電素子１１０の形状は、直方体形状には限定されず、直方体形状以外の多角柱形状、円柱形状、長円柱形状等であってもよい。また、蓄電素子１１０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、蓄電素子１１０は、二次電池ではなく、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。蓄電素子１１０は、ラミネート型の蓄電素子とすることもできる。蓄電素子１１０の構成の詳細な説明については、後述する。

収容部材２００は、直方体形状（箱形）のラック（棚）であり、複数の蓄電ユニット１００が収容される収容部材本体部２１０と、複数の蓄電ユニット１００の収容空間を仕切る棚板２２０とを有している。

収容部材本体部２１０は、Ｙ軸マイナス方向側の面（前面）が開口した形状を有している。つまり、収容部材本体部２１０は、２つの側面部２１１と、上面部２１２と、底面部２１３と、背面部２１４と、を有している。２つの側面部２１１は、収容部材本体部２１０のＸ軸方向両側に配置される平板状かつ矩形状の部位である。上面部２１２は、収容部材本体部２１０のＺ軸プラス方向側に配置される平板状かつ矩形状の部位である。底面部２１３は、収容部材本体部２１０のＺ軸マイナス方向側に配置される平板状かつ矩形状の部位である。背面部２１４は、収容部材本体部２１０のＹ軸プラス方向側に配置される平板状かつ矩形状の部位である。

棚板２２０は、収容部材本体部２１０の内方の空間を仕切る平板状かつ矩形状の部材である。本実施の形態では、４枚の棚板２２０が、収容部材本体部２１０の内方の空間を、Ｚ軸方向に５つに仕切っており、これにより、収容部材本体部２１０の内方には、Ｚ軸方向に並ぶ５つの収容空間２３０が形成されている。収容空間２３０は、１以上の蓄電ユニット１００（本実施の形態では３つの蓄電ユニット１００）が収容される直方体形状の空間である。つまり、収容部材２００は、５段の収容空間２３０を有しており、Ｚ軸マイナス方向側から４段の収容空間２３０のそれぞれに、３つの蓄電ユニット１００が収容されている。言い換えれば、収容部材本体部２１０の底面部２１３及び３枚の棚板２２０上に、３つの蓄電ユニット１００がそれぞれ載置されている。

ここで、説明の便宜のため、以下では、４枚の棚板２２０のうち、Ｚ軸マイナス方向側から２枚目の棚板２２０を棚板２２０ａとも呼び、Ｚ軸マイナス方向側から３枚目の棚板２２０を棚板２２０ｂとも呼び、Ｚ軸マイナス方向側から４枚目（Ｚ軸プラス方向側から１枚目）の棚板２２０を棚板２２０ｃとも呼ぶ。また、棚板２２０ａに載置される蓄電ユニット１００を第一蓄電ユニット１００ａとも呼び、棚板２２０ｂに載置される蓄電ユニット１００を第二蓄電ユニット１００ｂとも呼ぶ。さらに、第一蓄電ユニット１００ａが有する蓄電素子１１０を第一蓄電素子１１０とも呼び、第二蓄電ユニット１００ｂが有する蓄電素子１１０を第二蓄電素子１１０とも呼ぶ。

つまり、棚板２２０ａ及び２２０ｂは、第一蓄電ユニット１００ａが配置される収容空間２３０を他の収容空間２３０と仕切る棚板であり、棚板２２０ｂ及び２２０ｃは、第二蓄電ユニット１００ｂが配置される収容空間２３０を他の収容空間２３０と仕切る棚板である。そして、棚板２２０ａには、第一蓄電ユニット１００ａが当接して載置され、棚板２２０ｂには、第二蓄電ユニット１００ｂが当接して載置されている。つまり、棚板２２０ａには、第一蓄電ユニット１００ａの第一蓄電素子１１０が当接して載置され、棚板２２０ｂには、第二蓄電ユニット１００ｂの第二蓄電素子１１０が当接して載置されている（図４及び図５等参照）。棚板２２０の構成の詳細な説明については、後述する。

収容部材２００（収容部材本体部２１０及び棚板２２０）の材質は特に限定されないが、例えば、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、メッキ鋼板等の金属等で形成されている。なお、棚板２２０は金属部材で形成されるのが好ましいが、収容部材本体部２１０は、強度が確保できるのであれば、いずれかの部位が樹脂等の絶縁部材で形成されていてもよい。この絶縁部材としては、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ（変性ＰＰＥを含む））、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、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）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ＡＢＳ樹脂、若しくは、それらの複合材料等の絶縁部材、または、絶縁塗装をした金属等を例示することができる。

［２ 蓄電素子１１０の構成の説明］
次に、蓄電素子１１０の構成について、詳細に説明する。なお、蓄電ユニット１００が有する蓄電素子１１０は全て同様の構成を有するため、以下では、１つの蓄電素子１１０の構成について詳細に説明する。図２は、本実施の形態に係る蓄電素子１１０の構成を示す斜視図である。

図２に示すように、蓄電素子１１０は、容器１１１と、一対の電極端子１１４（正極端子及び負極端子）と、を備えている。なお、容器１１１の内方には、電極体、集電体（正極集電体及び負極集電体）、及び、電解液（非水電解質）等が収容されているが、これらの図示は省略する。当該電解液としては、蓄電素子１１０の性能を損なうものでなければその種類に特に制限はなく、様々なものを選択することができる。また、容器１１１（後述の蓋体１１３）と電極端子１１４との間、及び、容器１１１（後述の蓋体１１３）と集電体との間には、絶縁性及び気密性を高めるためにガスケット等が配置されているが、これらの図示も省略する。また、集電体の側方等にスペーサが配置されていてもよいし、容器１１１の外面を覆う絶縁シートが配置されていてもよい。

容器１１１は、開口が形成された容器本体１１２と、容器本体１１２の開口を閉塞する蓋体１１３とを有する直方体形状（角形）の容器である。容器本体１１２は、容器１１１の本体部を構成する矩形筒状で底を備える部材であり、Ｙ軸方向両側の側面に一対の長側面部を有し、Ｘ軸方向両側の側面に一対の短側面部を有し、Ｚ軸マイナス方向側に底面部を有している。蓋体１１３は、容器１１１の蓋部を構成する平板状かつ矩形状の部材であり、容器本体１１２のＺ軸プラス方向に配置されている。蓋体１１３には、容器１１１内方の圧力が上昇した場合に当該圧力を開放するガス排出弁１１５が配置されている。なお、蓋体１１３には、容器１１１内方に電解液を注液するための注液部等も設けられていてもよい。容器１１１の材質は特に限定されないが、例えばステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、メッキ鋼板など溶接可能な金属であるのが好ましい。

電極端子１１４は、容器１１１の蓋体１１３に配置される蓄電素子１１０の端子（正極端子及び負極端子）であり、集電体を介して、電極体の正極板及び負極板に電気的に接続されている。つまり、電極端子１１４は、電極体に蓄えられている電気を蓄電素子１１０の外部空間に導出し、また、電極体に電気を蓄えるために蓄電素子１１０の内部空間に電気を導入するための金属製の部材である。電極端子１１４は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金等で形成されている。

電極体は、正極板と負極板とセパレータとが積層されて形成された蓄電要素（発電要素）である。電極体が有する正極板は、アルミニウムまたはアルミニウム合金等の金属からなる長尺帯状の集電箔である正極基材層上に正極活物質層が形成されたものである。負極板は、銅または銅合金等の金属からなる長尺帯状の集電箔である負極基材層上に負極活物質層が形成されたものである。正極活物質層に用いられる正極活物質、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ものであれば、適宜公知の材料を使用できる。セパレータは、微多孔性のシートであり、樹脂等の適宜公知の材料を使用できる。なお、電極体は、複数の平板状の極板（正極板及び負極板）が積層されて形成されたスタック型の電極体であってもよいし、極板を蛇腹状に折り畳んだ蛇腹型の電極体、または、極板が巻回されて形成された巻回型の電極体等であってもよい。

集電体は、電極端子１１４と電極体とに電気的に接続される導電性の部材（正極集電体及び負極集電体）である。なお、正極集電体は、正極板の正極基材層と同様、アルミニウムまたはアルミニウム合金などで形成され、負極集電体は、負極板の負極基材層と同様、銅または銅合金などで形成されている。

［３ 棚板２２０の構成の説明］
次に、棚板２２０の構成について、詳細に説明する。図３は、本実施の形態に係る棚板２２０の構成を示す斜視図である。なお、収容部材２００が有する棚板２２０は全て同様の構成を有するため、図３では、１つの棚板２２０の構成を図示している。図４は、本実施の形態に係る棚板２２０と蓄電ユニット１００との位置関係を示す正面図である。具体的には、図４は、棚板２２０ａ及び２２０ｂに、第一蓄電ユニット１００ａ及び第二蓄電ユニット１００ｂを載置した状態を、Ｙ軸マイナス方向から見た場合の構成を示す図である。図５は、本実施の形態に係る棚板２２０と蓄電ユニット１００との位置関係を示す側面図である。具体的には、図５は、図４の状態をＸ軸プラス方向から見た場合の構成を示す図である。なお、図４及び図５では、説明の便宜のため、棚板２２０は断面図を示している。

図３に示すように、棚板２２０は、平板状かつ矩形状の部材に、Ｙ軸マイナス方向に凹んだ凹部であるガス流路空間２２１が形成され、ガス流路空間２２１のＺ軸マイナス方向側の壁部である底壁２２１ｂに、貫通孔であるガス流入口２２２が形成された形状を有している。

具体的には、ガス流路空間２２１は、棚板２２０内において、Ｘ軸方向両側とＹ軸マイナス方向側とＺ軸方向両側とが壁部で囲まれた空間であり、Ｚ軸マイナス方向側の底壁２２１ｂに、Ｙ軸方向に並ぶ複数のガス流入口２２２が形成されている。これにより、ガス流路空間２２１のＹ軸プラス方向側には、開口部であるガス排出口２２１ａが形成されている。このように、ガス流路空間２２１は、ガス流入口２２２に接続され、棚板２２０の厚み内に設けられた、Ｙ軸プラス方向側が開口した空間である。

本実施の形態では、棚板２２０は、３つの直方体形状のガス流路空間２２１を有し、当該３つのガス流路空間２２１のそれぞれにおいて、１０個の円形状のガス流入口２２２を有している。つまり、Ｘ軸方向に並ぶ３つの蓄電ユニット１００に対向して、３つのガス流路空間２２１がＸ軸方向に並んで配置されている。そして、それぞれの蓄電ユニット１００において、蓄電ユニット１００が有するＹ軸方向に並ぶ１０個の蓄電素子１１０に対向して、１０個のガス流入口２２２がＹ軸方向に並んで配置されている。

具体的には、図４及び図５に示すように、ガス流入口２２２は、それぞれ、蓄電ユニット１００が有する蓄電素子１１０のガス排出弁１１５に対向する位置に配置されている。このように、ガス流入口２２２は、蓄電ユニット１００から排出されるガスの出口に対向して配置されている。つまり、棚板２２０ｂのガス流入口２２２は、第一蓄電ユニット１００ａから排出されるガスの出口（第一蓄電ユニット１００ａが有する第一蓄電素子１１０のガス排出弁１１５）に対向して配置されている。また、棚板２２０ｃのガス流入口２２２は、第二蓄電ユニット１００ｂから排出されるガスの出口（第二蓄電ユニット１００ｂが有する第二蓄電素子１１０のガス排出弁１１５）に対向して配置されている。

このような構成により、蓄電ユニット１００が有する蓄電素子１１０のガス排出弁１１５からガスが排出された場合、当該ガスは、ガス流入口２２２から棚板２２０内に流入する。そして、棚板２２０内に流入した当該ガスは、ガス流路空間２２１を通って、Ｙ軸プラス方向に向けて流れ、ガス排出口２２１ａから排出される。このようにして、蓄電ユニット１００から排出されたガスが、収容部材２００の棚板２２０内を通過して、蓄電装置１０の外方へ排出される構成になっている。

また、図４に示すように、ガス流路空間２２１は、ガスの流れ方向（Ｙ軸方向）と交差する方向（Ｘ軸方向）において、蓄電素子１１０または蓄電ユニット１００よりも幅が大きく形成されている。つまり、棚板２２０ｂのガス流路空間２２１は、ガスの流れ方向と交差する方向（Ｘ軸方向）において、第一蓄電素子１１０または第一蓄電ユニット１００ａよりも幅が大きい。また、棚板２２０ｃのガス流路空間２２１は、ガスの流れ方向と交差する方向（Ｘ軸方向）において、第二蓄電素子１１０または第二蓄電ユニット１００ｂよりも幅が大きい。本実施の形態では、蓄電素子１１０及び蓄電ユニット１００のＸ軸方向における幅は同じであるため、ガス流路空間２２１は、Ｘ軸方向において、蓄電素子１１０及び蓄電ユニット１００の双方よりも幅が大きく形成されている。

なお、蓄電ユニット１００が外装体に蓄電素子１１０を収容している等、蓄電素子１１０及び蓄電ユニット１００のＸ軸方向における幅が異なる場合も想定される。この場合、ガス流路空間２２１は、蓄電素子１１０及び蓄電ユニット１００の少なくとも一方よりも幅が大きく形成されていればよいが、蓄電素子１１０及び蓄電ユニット１００の双方よりも幅が大きく形成されているのが好ましい。

［４ 効果の説明］
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、収容部材２００の棚板２２０は、蓄電ユニット１００からのガスの出口に対向するガス流入口２２２と、ガス流入口２２２に接続され棚板２２０の厚み内に設けられたガス流路空間２２１と、を有している。このように、棚板２２０が、ガス流入口２２２と棚板２２０の厚み内のガス流路空間２２１とを有しているため、蓄電ユニット１００から排出されたガスは、棚板２２０のガス流入口２２２及びガス流路空間２２１を通って、蓄電装置１０の外部へ排出される。これにより、蓄電ユニット１００からのガスを排出するために棚板２２０及び蓄電ユニット１００の間にガス流路空間２２１を形成する別部材を設ける必要がないため、省スペース化を図ることができる。また、当該別部材を設ける必要がないため、部品点数の低減を図ることができ、製造工程の簡略化、コスト低減等を図ることもできる。

また、第一蓄電ユニット１００ａからのガスを排出する棚板２２０ｂには、第二蓄電ユニット１００ｂが当接して載置される。このように、棚板２２０ｂに第二蓄電ユニット１００ｂを直接載置することで、第二蓄電ユニット１００ｂを支持するために別部材を設ける必要がないため、省スペース化を図ることができる。また、当該別部材を設ける必要がないため、部品点数の低減を図ることができ、製造工程の簡略化、コスト低減等を図ることもできる。棚板２２０ｂ以外の他の棚板２２０についても、同様である。

また、棚板２２０のガス流路空間２２１は、蓄電素子１１０または蓄電ユニット１００よりも幅が大きく形成されている。このように、蓄電ユニット１００から排出されるガスの流量が大きい場合でもガス流路空間２２１からガスが漏れ出すのを抑制するために、幅が大きいガス流路空間２２１を形成する。これにより、幅が大きいガス流路空間２２１を形成する別部材を設けると、蓄電装置１０のサイズが大きくなることが懸念されるが、ガス流路空間２２１を棚板２２０の厚み内に形成することで、省スペース化を図ることができる。また、ガス流路空間２２１の幅が大きいことで、ガス流路空間２２１をガスが流れる間に当該ガスを冷却することもできる。

［５ 変形例の説明］
（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６Ａは、本実施の形態の変形例１に係る棚板２２０と蓄電ユニット１００との位置関係を示す正面図である。具体的には、図６Ａは、図４の棚板２２０ａ、２２０ｂ及び第一蓄電ユニット１００ａに対応する棚板２２０ｄ、２２０ｅ及び第一蓄電ユニット１００ａを、Ｙ軸マイナス方向から見た場合の構成を示す図である。図６Ｂは、本実施の形態の変形例１に係る棚板２２０と蓄電ユニット１００との位置関係を示す側面図である。具体的には、図６Ｂは、図６Ａの状態をＸ軸プラス方向から見た場合の構成、つまり、図５の棚板２２０ａ、２２０ｂ及び第一蓄電ユニット１００ａに対応する棚板２２０ｄ、２２０ｅ及び第一蓄電ユニット１００ａをＸ軸プラス方向から見た場合の構成を示す図である。

図６Ａ及び図６Ｂに示すように、本変形例における棚板２２０（棚板２２０ｄ、２２０ｅ）は、上記実施の形態における棚板２２０（棚板２２０ａ、２２０ｂ）の構成に、ガス案内部２２３が取り付けられたものである。その他の構成については、上記実施の形態と同様のため、詳細な説明は省略する。

ガス案内部２２３は、ガス流入口２２２を囲うように、底壁２２１ｂからＺ軸マイナス方向に突出して配置された筒状の部材である。本実施の形態では、ガス案内部２２３は、Ｙ軸方向に並ぶ複数のガス流入口２２２を囲うようにＹ軸方向に延設されて、内方に直方体形状の空間２２３ａが形成された角筒状の部材である。つまり、ガス案内部２２３は、Ｘ軸方向においてガス流入口２２２の両側に配置される、ＹＺ平面に平行かつＹ軸方向に延設された平板状かつ矩形状の一対の壁部と、当該一対の壁部の端部同士を繋ぐＸＺ平面に平行な平板状かつ矩形状の一対の壁部と、を有している。

これにより、ガス案内部２２３は、ガス流入口２２２と蓄電素子１１０のガス排出弁１１５との間の空間に配置されて、ガス排出弁１１５から排出されるガスを空間２２３ａ内に取り込み、ガス流入口２２２へ案内する。つまり、ガス案内部２２３は、蓄電ユニット１００から排出されるガスをガス流入口２２２へ案内する部材である。例えば、棚板２２０ｅのガス案内部２２３は、第一蓄電ユニット１００ａから排出されるガスをガス流入口２２２へ案内する。

以上のように、本変形例に係る蓄電装置によれば、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。特に、本変形例では、棚板２２０（例えば棚板２２０ｅ）は、蓄電ユニット１００（例えば第一蓄電ユニット１００ａ）から排出されるガスを、ガス流入口２２２へ案内するガス案内部２２３を有している。このため、蓄電ユニット１００からのガスを容易にガス流入口２２２へ導くことができる。これにより、当該ガスが、棚板２２０のガス流路空間２２１外に噴出するのを抑制し、当該ガスを、ガス流路空間２２１に効率的に導くことができる。

なお、本変形例において、ガス案内部２２３は、ＸＺ平面に平行な壁部を有していなくてもよいし、長円筒状、楕円筒状、または、角筒状以外の多角形状等でもよく、その形状は特に限定されない。また、Ｙ軸方向に複数のガス案内部２２３が配置される構成でもよい。この場合、ガス案内部２２３は、蓄電素子１１０のガス排出弁１１５ごとに設けられた、例えば円筒状の部材等でもよい。

（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７Ａは、本実施の形態の変形例２に係る棚板２２０と蓄電ユニット１００との位置関係を示す正面図である。具体的には、図７Ａは、図４の棚板２２０ａ、２２０ｂ及び第一蓄電ユニット１００ａに対応する棚板２２０ｆ、２２０ｇ及び第一蓄電ユニット１００ａを、Ｙ軸マイナス方向から見た場合の構成を示す図である。図７Ｂは、本実施の形態の変形例２に係る棚板２２０と蓄電ユニット１００との位置関係を示す側面図である。具体的には、図７Ｂは、図７Ａの状態をＸ軸プラス方向から見た場合の構成、つまり、図５の棚板２２０ａ、２２０ｂ及び第一蓄電ユニット１００ａに対応する棚板２２０ｆ、２２０ｇ及び第一蓄電ユニット１００ａをＸ軸プラス方向から見た場合の構成を示す図である。

図７Ａ及び図７Ｂに示すように、本変形例における棚板２２０（棚板２２０ｆ、２２０ｇ）は、上記実施の形態における棚板２２０（棚板２２０ａ、２２０ｂ）の底壁２２１ｂに代えて、底壁２２１ｃを有している。その他の構成については、上記実施の形態と同様のため、詳細な説明は省略する。

底壁２２１ｃは、Ｘ軸方向において、ガス流入口２２２から離れた位置に第一部２２４を有し、第一部２２４よりもガス流入口２２２に近い位置に第二部２２５を有している。本実施の形態では、底壁２２１ｃにおける、ガス流路空間２２１のＸ軸方向両端部に対応する位置に第一部２２４が設けられ、ガス流入口２２２のＸ軸方向両側に第二部２２５が設けられている。そして、第二部２２５は、第一部２２４よりも高い位置に配置されている。具体的には、底壁２２１ｃは、Ｙ軸方向から見て、第一部２２４から第二部２２５に向かうほどＺ軸プラス方向に傾斜した形状を有している。

以上のように、本変形例に係る蓄電装置によれば、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。特に、本変形例では、棚板２２０（棚板２２０ｆ、２２０ｇ）のうちのガス流入口２２２が形成された底壁２２１ｃは、第一部２２４よりもガス流入口２２２の近くに、第一部２２４よりも高い第二部２２５を有している。このように、棚板２２０のガス流入口２２２の近くに高さが高い部位（第二部２２５）を設けることで、ガス流路空間２２１内の異物（ガス流入口２２２からガスとともに流入する異物、棚板２２０の錆等）が、ガス流入口２２２から落下するのを抑制することができる。

なお、本変形例において、底壁２２１ｃは、傾斜した形状には限定されず、例えば、Ｙ軸方向から見て、第一部２２４から第二部２２５に向かうほどＺ軸プラス方向に向かう階段状（段差形状）の部位であってもよい。または、底壁２２１ｃは、第二部２２５がＺ軸プラス方向に向けて突出することで、第二部２２５に、第一部２２４よりも高い部位が形成されることにしてもよい。つまり、底壁２２１ｃは、第二部２２５の少なくとも一部が第一部２２４よりも高い位置に配置されるのであれば、その形状は特に限定されない。

（変形例３）
次に、上記実施の形態の変形例３について、説明する。図８は、本実施の形態の変形例３に係る棚板２２０と蓄電ユニット１００との位置関係を示す正面図である。具体的には、図８は、図４の棚板２２０ａ、２２０ｂ及び第一蓄電ユニット１００ａに対応する棚板２２０ｈ、２２０ｉ及び第一蓄電ユニット１００ａを、Ｙ軸マイナス方向から見た場合の構成を示す図である。

図８に示すように、本変形例における棚板２２０（棚板２２０ｈ、２２０ｉ）は、上記実施の形態における棚板２２０（棚板２２０ａ、２２０ｂ）の構成に、蓋部２２６が取り付けられたものである。その他の構成については、上記実施の形態と同様のため、詳細な説明は省略する。

蓋部２２６は、ガス流路空間２２１内に配置され、ガス流入口２２２を開閉可能に閉止する蓋である。蓋部２２６は、Ｚ軸方向から見てガス流入口２２２よりも大きな、平板状、かつ、円形状または矩形状等の部材であり、底壁２２１ｂ上に配置されて、ガス流入口２２２を内側から閉止する。具体的には、蓋部２２６は、底壁２２１ｂの上面におけるガス流入口２２２のＸ軸マイナス方向側に固定されており、この固定部分を支点として、ガス流入口２２２のＸ軸プラス方向側が開口する構成となっている。なお、図８において、蓋部２２６が閉止した状態を実線で示し、蓋部２２６が開口した状態を破線で示している。

以上のように、本変形例に係る蓄電装置によれば、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。特に、本変形例では、棚板２２０（棚板２２０ｈ、２２０ｉ）は、ガス流路空間２２１内に、ガス流入口２２２を開閉可能に閉止する蓋部２２６を有している。このように、棚板２２０が、ガス流路空間２２１内にガス流入口２２２の蓋部２２６を有していることで、蓄電素子１１０からガスが排出されていない間は、蓋部２２６がガス流入口２２２を閉止することができる。これにより、ガス流入口２２２から異物が落下してきたり、異なる蓄電素子１１０が排出したガスがガス流入口２２２から排出されたりするのを抑制することができる。また、蓄電ユニット１００（例えば第一蓄電ユニット１００ａ）からガスが排出されると、棚板２２０（例えば棚板２２０ｉ）のガス流路空間２２１の外側（Ｚ軸マイナス方向側）からガスが蓋部２２６を押すため、蓋部２２６が開いてガス流入口２２２からガスを流入させることができる。

（変形例４）
次に、上記実施の形態の変形例４について、説明する。図９は、本実施の形態の変形例４に係る棚板２２０と蓄電ユニット１００との位置関係を示す側面図である。具体的には、図９は、図５の棚板２２０ａ、２２０ｂ及び第一蓄電ユニット１００ａに対応する棚板２２０ｊ、２２０ｋ及び第一蓄電ユニット１００ａをＸ軸プラス方向から見た場合の構成を示す図である。

図９に示すように、本変形例における棚板２２０（棚板２２０ｊ、２２０ｋ）は、上記実施の形態における棚板２２０（棚板２２０ａ、２２０ｂ）の構成に、蓋部２２７が取り付けられたものである。つまり、本変形例では、上記変形例３の蓋部２２６に代えて、蓋部２２７が設けられている。その他の構成については、上記実施の形態または上記変形例３と同様のため、詳細な説明は省略する。

蓋部２２７は、上記変形例３の蓋部２２６と同様に、ガス流路空間２２１内に配置され、ガス流入口２２２を開閉可能に閉止する蓋である。しかしながら、蓋部２２７は、上記変形例３の蓋部２２６とは異なり、底壁２２１ｂの上面におけるガス流入口２２２のＹ軸マイナス方向側に固定されており、この固定部分を支点として、ガス流入口２２２のＹ軸プラス方向側が開口する構成となっている。つまり、蓋部２２７は、ガス流路空間２２１内を流れるガスの上流側（Ｙ軸マイナス方向側）を支点として下流側（Ｙ軸プラス方向側）が開口する。なお、図９において、蓋部２２７が閉止した状態を実線で示し、蓋部２２７が開口した状態を破線で示している。

以上のように、本変形例に係る蓄電装置によれば、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。特に、本変形例では、棚板２２０（棚板２２０ｊ、２２０ｋ）のガス流路空間２２１内に設けられたガス流入口２２２の蓋部２２７は、ガス流路空間２２１内を流れるガスの上流側を支点として下流側が開口するように形成されている。このように、棚板２２０（例えば棚板２２０ｋ）の蓋部２２７によってガスの下流側が開口することで、蓄電ユニット１００（例えば第一蓄電ユニット１００ａ）から排出されたガスを、ガス流路空間２２１内に効率的に流すことができる。また、蓋部２２７は、ガスの上流側を支点として下流側が開口する構成のため、上流側の蓄電素子１１０からガスが排出される等により上流側からガスが流れてきた場合には、当該ガスが下流側の蓋部２２７を閉止する。これにより、下流側のガス流入口２２２から下流側の蓄電素子１１０に向けて、当該ガスまたは異物が放出されるのを抑制することができる。

（変形例５）
次に、上記実施の形態の変形例５について、説明する。図１０Ａ及び図１０Ｂは、本実施の形態の変形例５に係る棚板２２０の構成を示す斜視図である。具体的には、図１０Ａは、上記実施の形態の棚板２２０に対応する棚板２２０ｌを斜め下方から見た場合の構成を示す斜視図であり、図１０Ｂは、上記変形例１の棚板２２０に対応する棚板２２０ｍを斜め下方から見た場合の構成を示す斜視図である。

上記実施の形態では、棚板２２０は、複数（３つ）の蓄電ユニット１００に対応する形状を有していたが、図１０Ａに示すように、本変形例における棚板２２０ｌは、１つの蓄電ユニット１００に対応する形状を有している。また、本変形例における棚板２２０ｌは、上記実施の形態における棚板２２０の複数のガス流入口２２２が繋がって、Ｙ軸方向に延びる１つのガス流入口２２２ａが形成されている。

このような棚板２２０ｌは、１枚の板状部材を折り曲げることによって形成することができる。つまり、１枚の矩形状の板状部材を、両端部間に隙間を設けたロ字形状（Ｏ字形状）に折り曲げることで、Ｙ軸方向に貫通して延びる直方体形状のガス流路空間２２１と、Ｙ軸方向に延びる１つの矩形状のガス流入口２２２ａとが形成される。

この場合、図１０Ｂに示す棚板２２０ｍのように、ガス流入口２２２ａからガス案内部２２３を突出させることで、上記変形例１の棚板２２０に対応する形状を形成することができる。この棚板２２０ｍについても、１枚の板状部材を折り曲げることによって形成することができる。

以上のように、本変形例に係る蓄電装置によれば、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。特に、本変形例では、１枚の板状部材を折り曲げることによって棚板２２０（棚板２２０ｌ、２２０ｍ）を形成することができるため、棚板２２０を容易に作製することができ、製造工程の簡易化及びコスト低減等を図ることができる。

なお、上記変形例において、棚板２２０ｌ、２２０ｍは、１つの蓄電ユニット１００に対応する形状を有するものの、上記実施の形態及び変形例１と同様に、複数のガス排出弁１１５のそれぞれに対してガス流入口２２２がそれぞれ形成された形状を有していてもよい。さらに、棚板２２０ｍは、複数のガス排出弁１１５のそれぞれに対して筒状のガス案内部２２３がそれぞれ形成された形状を有していてもよい。または、棚板２２０ｌ、２２０ｍは、上述のガス流入口２２２ａを有するものの、上記実施の形態及び変形例１と同様に、複数の蓄電ユニット１００に対応する形状を有していてもよい。

（その他の変形例）
以上、本発明の実施の形態及びその変形例に係る蓄電装置について説明したが、本発明は、この実施の形態及びその変形例に限定されない。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り、本発明の範囲は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。

例えば、上記実施の形態及びその変形例では、蓄電ユニット１００が有する蓄電素子１１０のガス排出弁１１５のそれぞれに対してガス流入口２２２がそれぞれ配置されている、または、全てのガス排出弁１１５に対して１つのガス流入口２２２ａが配置されていることとした。しかし、２つまたは３つ等の一部のガス排出弁１１５に対して１つのガス流入口２２２が配置されていることにしてもよいし、１つのガス排出弁１１５に対して複数のガス流入口２２２が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、蓄電ユニット１００は、それぞれの蓄電素子１１０のガス排出弁１１５からガスが排出される構成であることとした。しかし、蓄電ユニット１００が外装体を有しており、当該外装体にガス排出弁が設けられているような構成でもよい。この場合、当該ガス排出弁に対向する位置に、ガス流入口２２２（または２２２ａ）が配置される。

また、上記実施の形態及びその変形例では、蓄電ユニット１００は、棚板２２０に当接して載置されることとした。しかし、蓄電ユニット１００は、棚板２２０に直接当接せずに、絶縁部材等を介して間接的に当接して載置されることにしてもよい。なお、この場合でも、当該絶縁部材等を含めて棚板２２０と定義すれば、蓄電ユニット１００は、棚板２２０に直接当接して載置されることとなる。

また、上記実施の形態及びその変形例では、ガス流路空間２２１は、ガスの流れ方向と交差する方向（Ｘ軸方向）において、蓄電素子１１０または蓄電ユニット１００よりも幅が大きく形成されていることとした。しかし、ガス流路空間２２１は、Ｘ軸方向において、蓄電素子１１０及び蓄電ユニット１００の双方よりも幅が小さく形成されていてもよい。さらに、ガス流路空間２２１は、Ｘ軸方向において、ガス流入口２２２（または２２２ａ）と同じ幅、または、ガス流入口２２２（または２２２ａ）よりも幅が小さく形成されていてもよい。

また、上記実施の形態では、全ての棚板２２０が上記の構成を有していることとしたが、いずれかの棚板２２０が上記の構成を有していないことにしてもよい。

また、上記実施の形態及び上記変形例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。

また、本発明は、このような蓄電装置として実現することができるだけでなく、収容部材２００または棚板２２０としても実現することができる。

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る蓄電装置等に適用できる。

１０ 蓄電装置
１００ 蓄電ユニット
１００ａ 第一蓄電ユニット
１００ｂ 第二蓄電ユニット
１１０ 蓄電素子（第一蓄電素子、第二蓄電素子）
１１１ 容器
１１５ ガス排出弁
２００ 収容部材
２１０ 収容部材本体部
２２０、２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ、２２０ｄ、２２０ｅ、２２０ｆ、２２０ｇ、２２０ｈ、２２０ｉ、２２０ｊ、２２０ｋ、２２０ｌ、２２０ｍ 棚板
２２１ ガス流路空間
２２１ａ ガス排出口
２２１ｂ、２２１ｃ 底壁
２２２、２２２ａ ガス流入口
２２３ ガス案内部
２２３ａ 空間
２２４ 第一部
２２５ 第二部
２２６、２２７ 蓋部
２３０ 収容空間

Claims (9)

1. 第一蓄電素子を有する第一蓄電ユニットと、前記第一蓄電ユニットを収容する収容部材と、を備える蓄電装置であって、
   前記収容部材は、前記第一蓄電ユニットの収容空間を仕切る棚板を有し、
   前記棚板は、
   前記第一蓄電ユニットから排出されるガスの出口に対向して配置されるガス流入口と、
   前記ガス流入口に接続され、前記棚板の厚み内に設けられたガス流路空間と、を有し、
   前記収容部材は、前記第一蓄電ユニットを収容するラックであり、前記棚板は当該ラックに設けられた棚板である
   蓄電装置。
2. 前記第一蓄電ユニットと前記棚板とは、離間して配置される
   請求項１に記載の蓄電装置。
3. 前記ガス流路空間は、ガスの流れ方向と交差する所定方向において、前記所定方向の一方側の端部に位置する前記第一蓄電ユニットよりも前記所定方向の一方側に突出して配置される
   請求項１または２に記載の蓄電装置。
4. さらに、第二蓄電素子を有する第二蓄電ユニットを備え、
   前記棚板には、前記第二蓄電ユニットが当接して載置される
   請求項１～３のいずれか１項に記載の蓄電装置。
5. 前記ガス流路空間は、ガスの流れ方向と交差する方向において、前記第一蓄電素子または前記第一蓄電ユニットよりも幅が大きい
   請求項１～４のいずれか１項に記載の蓄電装置。
6. 前記棚板は、前記第一蓄電ユニットから排出されるガスを前記ガス流入口へ案内するガス案内部を有する
   請求項１～５のいずれか１項に記載の蓄電装置。
7. 前記棚板は、前記ガス流入口が形成された底壁を有し、
   前記底壁は、第一部と、前記第一部よりも前記ガス流入口に近く、かつ、前記第一部よりも高い位置に配置される第二部と、を有する
   請求項１～６のいずれか１項に記載の蓄電装置。
8. 前記棚板は、前記ガス流路空間内に配置され、前記ガス流入口を開閉可能に閉止する蓋部を有する
   請求項１～７のいずれか１項に記載の蓄電装置。
9. 前記蓋部は、前記ガス流路空間内を流れるガスの上流側を支点として下流側が開口する
   請求項８に記載の蓄電装置。
   

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