WO2021024728A1

WO2021024728A1 - 蓄電装置

Info

Publication number: WO2021024728A1
Application number: PCT/JP2020/027546
Authority: WO
Inventors: 雄太川井
Original assignee: 株式会社Ｇｓユアサ
Priority date: 2019-08-08
Filing date: 2020-07-15
Publication date: 2021-02-11
Also published as: US20220367964A1; JPWO2021024728A1; DE112020003784T5; CN114008845A

Abstract

蓄電装置（１）は、それぞれが容器（２１）を有する複数の蓄電素子（２０）と、複数の蓄電素子（２０）を収容する外装体（１０）とを備える。外装体（１０）は、通気室（１００）と開口部（１２５）とを有する。通気室（１００）には、複数の蓄電素子（２０）のうちの少なくとも１つの蓄電素子（２０）の容器（２１）から排出されたガスを通気室（１００）の内部に導くための排気口（１１０）及び排気口（１１０）を塞ぐ弁部材（１５０）が配置されている。開口部（１２５）は、排気口（１１０）から排出されたガスを、通気室（１００）の内部から外装体（１０）の外部へ導く。開口部（１２５）は、上下方向において排気口（１１０）よりも低い位置に形成されている。

Description

蓄電装置

　本発明は、外装体を備える蓄電装置に関する。

　特許文献１には、四角箱状のケースを有する電池パックＢＰが開示されている。ケースの内部には、複数の二次電池を有する電池モジュールが収容されている。ケースの内部は、区画板によって、鉛直方向下方の収容空間と鉛直方向上方の排出空間とに区画され、区画板には、収容空間と排出空間とを連通する連通孔が形成されている。ケースには、排出空間と外部とを連通する貫通孔が形成されている。この構成において、区画板に連通孔の縁部よりも鉛直方向下方に位置する貯留部が設けられるため、排出空間に浸入した水は、連通孔に至る前に貯留部に貯留される。

特開２０１４－１５４３８１号公報

　各種の機械または装置等に搭載される蓄電装置は、例えば自然災害の発生時などに、蓄電装置の外装体の全体が水没する可能性がある。この場合、外装体に収容されている蓄電素子まで水が到達することで、短絡等の不安全事象が生じる可能性がある。従って、蓄電装置には、仮に水没した場合であっても外装体の内部の蓄電素子を水から保護できる程度の防水性を持つことが望まれる。この点に関し、特許文献１の電池パックＢＰでは、仮にケースの貫通孔の上端まで水につかったとした場合、貫通孔から浸入した水が、貯留部を越えて連通孔に到達し、その結果、ケース内の二次電池に水がかかる可能性がある。

　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、外装体を備える蓄電装置であって、安全性が向上された蓄電装置を提供することを目的とする。

　本発明の一態様に係る蓄電装置は、それぞれが容器を有する複数の蓄電素子と、前記複数の蓄電素子を収容する外装体とを備え、前記外装体は、通気室であって、前記複数の蓄電素子のうちの少なくとも１つの蓄電素子の前記容器から排出されたガスを前記通気室の内部に導くための排気口、及び、前記排気口を塞ぐ弁部材が配置された通気室と、前記排気口から排出された前記ガスを、前記通気室の内部から前記外装体の外部へ導く開口部とを有し、前記開口部は、上下方向において前記排気口よりも低い位置に形成されている。

　本発明によれば、外装体を備える蓄電装置であって、安全性が向上された蓄電装置を提供できる。

図１は、実施の形態に係る蓄電装置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を分解した場合の各構成要素を示す分解斜視図である。図３は、実施の形態に係る通気室及びその周辺の構成を示す斜視図である。図４は、実施の形態に係る筒体の拡大斜視図である。図５は、実施の形態に係る通気室及びその周辺の構成を示す拡大斜視図である。図６は、実施の形態に係る通気室における排気口と開口部との位置関係を示す側面図である。図７は、実施の形態の変形例に係る蓄電装置が備える排気口と開口部との位置関係を示す側面図である。

　この構成によれば、仮に開口部から通気室の内部に水が流入した場合であっても、開口部は、通気室に配置された排気口よりも低い位置にあり、かつ、通気室内に気体（一般には空気）が存在することで、排気口に至る高さまで水はたまり難い。従って、外装体が水につかるような事態が発生した場合であっても、外装体の内部の蓄電素子に水が到達する可能性は抑制される。排気口に配置された弁部材の気密性または水密性の有無または高低に依存せずに、排気口から外装体の内部への水の浸入の可能性を低減できる。このように、本態様に係る蓄電装置は、安全性が向上された蓄電装置である。

　前記排気口は、前記通気室の内部に設けられた筒体の上端に形成された先端排気部と、前記筒体の側壁部を貫通する側面排気部とを有し、前記開口部は、前記上下方向において前記側面排気部よりも低い位置に形成されている、としてもよい。

　この構成によれば、排気口は、互いに向きが異なる先端排気部と側面排気部とを有するため、１以上の蓄電素子から排出されたガスを、効率よく通気室の内部に導くことができる。先端排気部及び側面排気部のうちのより低い位置にある側面排気部は、開口部よりも高い位置にあるため、側面排気部を介した水の浸入は困難である。

　前記弁部材は、前記先端排気部及び前記側面排気部を塞ぐキャップ状の部材であり、前記開口部は、前記上下方向において前記弁部材の下端よりも低い位置に形成されている、としてもよい。

　この構成によれば、開口部から通気室の内部に流入した水が、弁部材の下端に到達し難くなるため、弁部材の下端縁と筒体との隙間の毛細管現象による水の這い上がりの可能性が低減される。従って、筒体の側壁部に設けられた側面排気部からの、外装体の内部への水の浸入が抑制される。

　前記複数の蓄電素子のそれぞれは、当該蓄電素子の前記容器が有するガス排出弁が上向きの姿勢で配置されており、前記通気室は、前記上下方向において、前記複数の蓄電素子よりも高い位置に配置されている、としてもよい。

　この構成によれば、通気室を介した、複数の蓄電素子への水の到達可能性を低減しつつ、複数の蓄電素子それぞれの、上向きのガス排出弁から排出されたガスを、通気室を介して効率よく外装体の外部に排出できる。

　前記排気口及び前記開口部は、前記上下方向と直交する横方向において互いに異なる位置に配置されている、としてもよい。

　この構成によれば、通気室の高さ方向の幅をできるだけ小さく保ちながら、排気口と、開口部との高さの違いを出すことができる。つまり、防水性という観点からの安全性を向上させる構造を、蓄電装置を大型化することなく蓄電装置に備えさせることができる。

　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。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。各図において、寸法等は厳密に図示したものではない。

　以下の説明及び図面中において、複数の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。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。蓄電装置の外装体における本体部と蓋体との並び方向、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。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。

　以下の実施の形態において、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が用いられる場合があるが、これらの表現は、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つの方向が直交する、とは、当該２つの方向がなす角が９０°であることを意味するだけでなく、実質的に直交すること、すなわち、例えば数％程度の差異を含むことも意味する。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）
　［１．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できる装置であり、本実施の形態では、略直方体形状を有している。蓄電装置１は、電力貯蔵用途または電源用途等に使用される電池モジュール（組電池）である。具体的には、蓄電装置１は、自動車、自動二輪車、ウォータークラフト、船舶、スノーモービル、農業機械、建設機械、または、電気鉄道用の鉄道車両等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用いられる。上記の自動車としては、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ）及びガソリン自動車が例示される。上記の電気鉄道用の鉄道車両としては、電車、モノレール及びリニアモーターカーが例示される。蓄電装置１は、家庭用または発電機用等に使用される定置用のバッテリ等としても用いることができる。

　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。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。蓄電装置１は、複数の蓄電素子２０を備えればよい。本実施の形態では、Ｘ軸方向に並べられた複数の蓄電素子２０により１つの蓄電素子ユニット２４が構成されている。蓄電素子ユニット２４は、図示しないスペーサ及び絶縁フィルム等を有してもよい。

　外装体１０は、蓄電素子ユニット２４を収容する本体部１２と、蓄電素子ユニット２４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蓋体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７０及び７５に覆われている。バスバープレート１７と蓋体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の外殻を構成する矩形状（箱状）の容器（モジュールケース）である。つまり、外装体１０は、蓄電素子ユニット２４及びバスバープレート１７等を所定の位置に固定し、これらを衝撃などから保護する部材である。外装体１０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、もしくは、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により形成されている。

　外装体１０が有する蓋体１１は、本体部１２の本体開口部１５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。

　蓋体１１はさらに、外装体１０の内部及び外部の一方から他方に移動する気体が通過する通気室１００と、通気室１００に接続された排気管１２０とを有している。外装体１０の内部のガスは、通気室１００に設けられた排気口を介して通気室１００の内部に到達し、その後、通気室１００と排気管１２０とを連通する開口部及び排気管１２０を介して、外装体１０の外部に放出される。図１及び図２では、通気室１００は、蓋体１１が有する通気室カバー１１ａによって覆われている。通気室１００の構成については、図３～図７を用いて後述する。

　本体部１２は、蓄電素子ユニット２４を収容するための本体開口部１５が形成された有底矩形筒状のハウジング（筐体）である。

　蓄電素子２０は、電気を充電し、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、上述のように、８個の蓄電素子２０がＸ軸方向に配列されている。

　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い。蓄電素子２０は、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２０は、固体電解質を用いた電池であってもよい。本実施の形態では、直方体形状（角形）の蓄電素子２０を図示しているが、蓄電素子２０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。さらに、パウチタイプの蓄電素子が、蓄電素子２０として蓄電装置１に備えられてもよい。

　本実施の形態では、蓄電素子２０は、金属製の容器２１を備える。容器２１は、互いに対向する一対の長側面２１ａと、互いに対向する一対の短側面２１ｂとを有する角形のケースである。容器２１の内部には、電極体、集電体、及び電解液等が収容されている。本実施の形態では、複数の蓄電素子２０のそれぞれは長側面２１ａがＸ軸方向に向く姿勢（短側面２１ｂがＸ軸方向に平行な姿勢）で、Ｘ軸方向に一列に並べられている。

　容器２１の蓋板２１ｃには、容器２１の内部の電極体と電気的に接続された金属製の電極端子２２（正極端子及び負極端子）が設けられている。電極端子２２（正極端子及び負極端子）は、容器２１の蓋板２１ｃ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。容器２１の蓋板２１ｃにはさらに、容器２１の内部のガスを外部に排出するためのガス排出弁２３が設けられている。ガス排出弁２３は、容器２１の内部の電解液が気化することで容器２１の内圧が上昇した場合に、開放すること（開弁すること）で、容器２１の内部のガスを容器２１の外部に排出する機能を有する。このような機能を有するガス排出弁２３は、複数の蓄電素子２０のそれぞれに設けられている。本実施の形態では、図２に示すように、複数の蓄電素子２０のそれぞれは、ガス排出弁２３がＺ軸方向プラス側に向く姿勢で配置されている。

　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の材質は特に限定されず、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、ステンレス鋼等の金属若しくはそれらの組み合わせ、または、金属以外の導電性の部材で形成されていてもよい。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。８個の蓄電素子２０の電気的な接続の態様に特に限定はなく、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。

　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、蓄電素子ユニット２４と、外部端子９１及び９２とを電気的に接続する。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を保持する樹脂製の部材である。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。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。

　バスバープレート１７は、複数の蓄電素子２０の電極端子２２が配置されている面に接着剤によって固定されている。接着剤の位置は、複数の蓄電素子２０の連続した蓋板２１ｃの表面に対して連続的に配置させてもよいし、複数の蓄電素子２０の蓋板２１ｃの表面ごとに断続的に配置させてもよい。接着剤の材質は、シート状であるものまたは液状であるもの等を採用できる。

　バスバープレート１７のＹ軸方向の中央には、複数の蓄電素子２０のガス排出弁２３の配列に沿って、Ｘ軸方向に延びるとともにＺ軸方向プラス側に突出する経路形成部１９が設けられている。経路形成部１９は全てのガス排出弁２３をＺ軸方向プラス側から覆っている。バスバープレート１７の、経路形成部１９とバスバー用開口部１７ａとの間における、経路形成部１９のＹ軸方向プラス側及びＹ軸方向マイナス側の部分には、Ｘ軸方向に延びるともにＺ軸方向マイナス側に向いた接着面が形成されている。前述した接着剤は、経路形成部１９のＹ軸方向プラス側とＹ軸方向マイナス側の両方において、蓋板２１ｃの表面とバスバープレート１７の接着面との間にＸ軸方向に沿って配置される。バスバープレート１７の接着面は、接着剤を介して蓋板２１ｃの表面と当接する。これによって、経路形成部１９と蓋板２１ｃの表面との隙間により蓄電素子２０から排出されるガスの排気経路がＸ軸方向に沿って形成される。

　経路形成部１９の長手方向の端部には、図２に示すようにＸ軸方向プラス側及びＸ軸方向マイナス側の両方にそれぞれ経路出口１８が設けられている。排気経路は、Ｚ軸方向プラス側に経路形成部１９の内面が位置し、Ｚ軸方向マイナス側に蓋板２１ｃの表面が位置すること、及び、経路形成部１９のＹ軸方向の両側に前述の接着剤が配置されるなどにより、蓄電素子２０から排出されたガスの主だった逃げ道が経路出口１８となる。そのため、蓄電素子２０から排出されたガスは、経路出口１８を優先的に通過して、上述の通気室１００及び排気管１２０を介して外装体１０の外部に放出される。経路出口１８は、Ｚ軸方向から見て、接続ユニット８０と重複せず接続ユニット８０から離間した位置に設けられている。よって、蓄電素子２０のガス排出弁２３から排出された直後のガスが接続ユニット８０に向けて排出されないので、経路出口１８から排出されたガスによる接続ユニット８０へのダメージを低減できる。

　このように構成されたバスバープレート１７は、外装体１０の本体部１２に、接着または熱溶着等の所定の手法により固定されている。

　バスバーカバー７０及び７５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、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。

　［２．通気室の構成］
　以上のように構成された蓄電装置１における通気室１００の構成について、図３～図５を用いて説明する。図３は、実施の形態に係る通気室１００及びその周辺の構成を示す斜視図である。図４は、実施の形態に係る筒体１０１の拡大斜視図である。具体的には、図４では、外装体１０を、図３のＩＶ－ＩＶ線を通るＹＺ平面で切断して排気口１１０を有する筒体１０１のほぼ全体を図示している。図４では、筒体１０１の構成を明確に示すように、筒体１０１から弁部材１５０が取り外された状態が図示されている。図５は、実施の形態に係る通気室１００及びその周辺の構成を示す拡大斜視図である。具体的には、図５では、外装体１０を、図３のＶ－Ｖ線を通るＸＹ平面で切断して通気室１００の全体を図示している。図５では、外装体１０の蓋体１１における通気室１００及びその周辺のみを図示しており、外装体１０の他の部分の図示は省略されている。

　図３～図５に示すように、外装体１０の蓋体１１には、通気室１００が設けられている。通気室１００には、排気口１１０及び排気口１１０を塞ぐ弁部材１５０が配置されている。排気口１１０は、外装体１０に収容された複数の蓄電素子２０のうちの少なくとも１つの蓄電素子２０の容器２１から排出されたガスを経路形成部１９による排気経路を介して通気室１００の内部に導くための部位である。排気口１１０は、通気室１００の内部と、外装体１０の内部（通気室１００以外の部分）とを連通する貫通孔であり、具体的には、通気室１００に設けられた筒体１０１に形成されている。排気口１１０は、通常時では、弁部材１５０によって閉塞された状態である。

　弁部材１５０は、本実施の形態では、シリコーンゴム等の耐熱性の高い弾性材料で形成されたキャップ状の部材であり、筒体１０１の先端に取り付けられる。本実施の形態において、排気口１１０は、図４に示すように、筒体１０１の側壁部１０２において、筒体１０１の先端（Ｚ軸方向プラス側の端部）から切欠き状に形成され、かつ、側壁部１０２を貫通する側面排気部１１２を有している。側壁部１０２には、周方向に複数の側面排気部１１２が形成されている。より詳細には、本実施の形態では、同一形状の４つの側面排気部１１２が、周方向に均等に並べられている。

　本実施の形態において、排気口１１０はさらに、筒体１０１の先端に設けられた先端排気部１１１を有している。つまり、筒状の筒体１０１における先端の開口が、先端排気部１１１として機能する。本実施の形態では、筒体１０１の軸方向（本実施の形態ではＺ軸方向と一致）に直交する開口を形成する先端排気部１１１の周縁と、側面排気部１１２の上端とは接続されている。つまり、先端排気部１１１と側面排気部１１２とは連続して筒体１０１に設けられている。

　このように構成された筒体１０１に、キャップ状の弁部材１５０が被せられることで、筒体１０１の排気口１１０は弁部材１５０に覆われる。具体的には、弁部材１５０は、先端排気部１１１を覆う前面部１５１と、側面排気部１１２を含む側壁部１０２の少なくとも一部を覆う外周部１５２とを有する。本実施の形態では、外周部１５２は、側壁部１０２に形成された４つの側面排気部１１２の全てを覆っている。この状態では、弾性材料で形成された弁部材１５０の弾性力（復元力）により、弁部材１５０は筒体１０１に密着する。すなわち、弁部材１５０は、排気口１１０を塞ぐ閉状態である。

　上記のように弁部材１５０が閉状態にある場合において、１以上の蓄電素子２０からガスが排出された場合を想定する。この場合、外装体１０の内圧が上昇して所定の値を超えると、弁部材１５０の外周部１５２は、複数の側面排気部１１２の位置においてガスの圧力（内圧）を受けることで、外側に膨らむように変形する。その結果、弁部材１５０は、排気口１１０の少なくとも一部を開放することで、閉状態から開状態に遷移する。これにより、筒体１０１の排気口１１０から通気室１００内にガスが放出される。通気室１００内に放出されたガスは、通気室１００と連通する排気管１２０を介して蓄電装置１の外部に放出される。弁部材１５０の前面部１５１に対向する位置に通気室カバー１１ａが配置されるため、弁部材１５０の上方への移動は通気室カバー１１ａによって制限される。弁部材１５０と通気室カバー１１ａの間に隙間がある状態では、弁部材１５０が外装体１０の内圧を受けることで上方に移動して、先端排気部１１１が開放された場合であっても、通気室カバー１１ａに押さえられることで弁部材１５０の移動は制限される。つまり、通気室カバー１１ａによって、弁部材１５０の筒体１０１からの取り外れは防止される。

　通気室１００に設けられた通気孔１１８は、通常時における外装体１０の内部と外部との間の気体のやり取りを行うための孔である。具体的には、通気孔１１８は、気体を通過させ、かつ、液体を通過させない機能を有する通気防水膜１１９によって塞がれている。具体的には、通気防水膜１１９は、ゴアテックス（Ｇｏｒｅ－Ｔｅｘ）（登録商標）、ＴＥＭＩＳＨ（登録商標）などの防水性および通気性（透湿性）を有する防水透湿性素材からなる膜である。これにより、通常時における蓄電装置１の環境温度の変化等によって外装体１０の内圧と外圧との差が生じた場合、通気防水膜１１９を介して気体のやり取りが行われ、これにより、外装体１０の内外の圧力平衡が図られる。仮に、排気管１２０を介して、外部の水が通気孔１１８の位置に到達した場合であっても、その水は通気防水膜１１９を通過できないため、外装体１０の内部への水の浸入は防止される。

　通気室１００における、排気口１１０が設けられた端部とは反対側の端部には開口部１２５が設けられており、開口部１２５を挟んで通気室１００と反対側に排気管１２０が配置されている。つまり、排気管１２０の奥に開口部１２５が存在し、排気口１１０から通気室１００に流入したガスは、開口部１２５及び排気管１２０を介して外装体１０の外部に排出される。このように、開口部１２５は、通気室１００の内外を仕切る壁部に設けられており、排気口１１０から排出されたガスを、通気室１００の内部から外装体１０の外部へ導くことができる。すなわち、通気室１００には、少なくとも１つの蓄電素子２０の容器２１から排出されたガスを通気室１００の内部に導くための排気口１１０と、排気口１１０を塞ぐ弁部材１５０と、排気口１１０から排出されたガスを通気室１００の内部から外装体１０の外部へ導く開口部１２５とが配置されている、と表現できる。本実施の形態では、開口部１２５は、網目状に設けられた複数の貫通孔であって、それぞれが通気室１００の内外を仕切る壁部を貫通する複数の貫通孔を有している。つまり、開口部１２５は、ガスを効率よく排出するための開口面積を確保しつつ、異物（個体）が開口部１２５から通気室１００の内部に侵入しないよう網目形状を有している。開口部１２５が複数の貫通孔を有することは必須ではなく、開口部１２５は少なくとも１つの貫通孔を有すればよい。

　［３．排気口と開口部との位置関係］
　上記のように構成された通気室１００は、通気室カバー１１ａに覆われており、通気室カバー１１ａは、溶着または接着等の所定の手法によって蓋体１１に固定されている。これにより、通気室１００の上面開口は、通気室カバー１１ａによって封止される。従って、通気室１００に水が流入した場合、通気室１００の上部に空気だまりが形成され、その空気だまりの圧力によって水の流入は停止される。その結果、通気室１００の内部における水位の上昇は停止する。本実施の形態では、通気室１００における上記特性を利用して、排気口１１０から外装体１０の内部への水の浸入を抑制している。この構造について、さらに図６を参照しながら説明する。

　図６は、実施の形態に係る通気室１００における排気口１１０と開口部１２５との位置関係を示す側面図である。具体的には、図６では、排気口１１０及び開口部１２５の位置が分かるように、外装体１０を、図５のＶＩ－ＶＩ線を通るＹＺ平面で切断してＸ軸方向プラス側から見た図が示されている。図６では、弁部材１５０及び通気室カバー１１ａを本来の位置よりも上方にずらして図示しており、外装体１０の本体部１２及び蓄電素子ユニット２４（複数の蓄電素子２０）のおおよその位置が点線で図示されている。

　図６に示すように、通気室１００に配置された排気口１１０の下端を通る水平線（Ｙ軸方向に平行な線）を、二点鎖線Ｌａで表した場合、開口部１２５は二点鎖線Ｌａよりも低い位置に配置されている。

　すなわち、本実施の形態に係る蓄電装置１は、それぞれが容器２１を有する複数の蓄電素子２０と、複数の蓄電素子２０を収容する外装体１０とを備える。外装体１０は、通気室１００と開口部１２５とを有する。通気室１００には、複数の蓄電素子２０のうちの少なくとも１つの蓄電素子２０の容器２１から排出されたガスを通気室１００の内部に導くための排気口１１０及び排気口１１０を塞ぐ弁部材１５０が配置されている。開口部１２５は、排気口１１０から排出されたガスを、通気室１００の内部から外装体１０の外部へ導く。開口部１２５は、上下方向において排気口１１０よりも低い位置に形成されている。

　この構成によれば、仮に開口部１２５から通気室１００の内部に水が流入した場合であっても、その水面の位置（水位）が、開口部１２５の上端まで達した場合、水面よりも上の空気は、通気室１００の内部において行き場がなくなる。つまり、通気室１００の上部に空気だまりが形成される。その結果、その空気だまりの圧力によって水の流入は抑制される。そのときの水位は、ほぼ開口部１２５の上端の位置であり、排気口１１０よりも低い位置である。

　このように、本実施の形態において、開口部１２５は、通気室１００に配置された排気口１１０よりも低い位置にあり、かつ、通気室１００内に気体（一般には空気）が存在することで、排気口１１０に至る高さまで水はたまり難い。従って、外装体１０が水につかるような事態が発生した場合であっても、外装体１０の内部の蓄電素子２０に水が到達する可能性は抑制される。空気だまりの圧力は、弁部材１５０を排気口１１０に密着させる方向に作用する。そのため、排気口１１０からの空気漏れによる、空気だまりの圧力の減少（水位の上昇）は実質的に防止される。従って、排気口１１０に配置された弁部材１５０の気密性または水密性の有無または高低に依存せずに、排気口１１０から外装体１０の内部への水の浸入の可能性を低減できる。さらに、水が外装体１０の外部から各蓄電素子２０に到達する場合、開口部１２５と、弁部材１５０に塞がれた排気口１１０とを通過する必要がある。従って、複数の蓄電素子２０のガス排出弁２３のそれぞれと開口部１２５とを管部材等で直結する場合と比較すると、各蓄電素子２０への水の到達が困難化する。

　以上のように、本実施の形態に係る蓄電装置１は、安全性が向上された蓄電装置である。

　本実施の形態では、図５及び図６に示すように、通気室１００には、通常時における外装体１０の内外の圧力平衡のための通気孔１１８が設けられている。従って、その通気孔１１８の上下方向の位置が、排気口１１０の下端よりも高い場合、通気室１００の上部にためられた空気が通気孔１１８から抜けることで、通気室１００の内部の水位が排気口１１０に到達するとも考えられる。しかしながら、本実施の形態では、外装体１０の内部は気密が維持された状態である。そのため、開口部１２５から通気室１００の内部への水の流入時において、通気防水膜１１９で塞がれた通気孔１１８から外装体１０の内部への空気漏れは生じ難い。従って、通気室１００の上部の空気だまりによる、水の流入抑制効果は発揮され、これにより、排気口１１０への水の到達可能性が低減される。この効果をより確実にするために、通気孔１１８の上下方向の位置を排気口１１０の下端よりも低い位置にしてもよい。これにより、開口部１２５から通気室１００の内部への水の流入時において、仮に、通気孔１１８から外装体１０の内部への空気漏れが生じた場合であっても、水位が排気口１１０まで上昇する前に、通気防水膜１１９で覆われた通気孔１１８が水没する。そのため、通気孔１１８からの空気漏れは生じず、その結果、より確実に排気口１１０への水の到達可能性が低減される。つまり、排気口１１０の上下方向の位置は、通気孔１１８及び開口部１２５のいずれよりも高い位置であることが好ましい。より詳細には、排気口１１０は開口部１２５よりも高い位置であり、かつ、開口部１２５は通気孔１１８（通気防水膜１１９）よりも高い位置であることが好ましい。

　本実施の形態では、図３に示すように、蓋体１１の上面１１ｂにおける開口部１２５（図６参照）の直上に、通気室カバー１１ａとの接合のための接合溝１１ｄが設けられている。そのため、開口部１２５は、接合溝１１ｄと重複しないように蓋体１１の上面１１ｂから少し離れた位置に設けられる。さらに、開口部１２５と連通する位置に配置される排気管１２０には、ガスを遠方まで導くためのホース等が接続される。そのため、排気管１２０は、蓋体１１における、外部端子９１及び９２が配置された中間面１１ｃ（図３参照）から上方に離間して配置される。その結果、図６に示すように、開口部１２５は、排気管１２０の軸方向（Ｘ軸方向）から見た場合、排気管１２０の内径の上端から少し下方に離れた位置（下端に偏った位置）に配置される。つまり、排気管１２０を、蓋体１１の、互いに高さ位置が異なる上面１１ｂと中間面１１ｃとで形成される段差部分（図３参照）に配置することで、排気管１２０を外装体１０から外側に突出させないことができる。この構造において、排気管１２０は、蓋体１１の上面１１ｂに近い位置に配置される。これにより、排気管１２０に接続されるホース等と蓋体１１の中間面１１ｃとの干渉が避けられ、その結果、排気管１２０にホース等を容易に接続できる。さらに、排気口１２５は、蓋体１１の上面１１ｂから少し離した位置に配置される。つまり、排気口１２５は、排気管１２０の内径に対して、その内径の下端に偏った位置に配置される。これにより、通気室カバー１１ａと蓋体１１との十分な接合代（接合溝１１ｄの深さ）を確保でき、かつ、開口部１２５から排出されるガスを、もれなく排気管１２０の内部に導くことができる。

　本実施の形態では、排気口１１０は、通気室１００の内部に設けられた筒体１０１の上端に形成された先端排気部１１１と、筒体１０１の側壁部１０２を貫通する側面排気部１１２とを有する。開口部１２５は、上下方向において側面排気部１１２よりも低い位置に形成されている。

　この構成によれば、排気口１１０は、互いに向きが異なる先端排気部１１１と側面排気部１１２とを有する。そのため、筒体１０１から上方のみにガスが排出される場合と比較すると、外装体１０の内部で発生したガスを、効率よく通気室１００の内部に導くことができる。先端排気部１１１及び側面排気部１１２のうちの、より低い位置にある側面排気部１１２は、開口部１２５よりも高い位置にあるため、側面排気部１１２を介した水の浸入は困難である。つまり、排気口１１０への水の浸入を抑制しつつ、排気口１１０からの排気の効率化を図ることができる。

　本実施の形態では、図２に示すように、複数の蓄電素子２０のそれぞれは、蓄電素子２０の容器２１が有するガス排出弁２３が上向きの姿勢で配置されている。通気室１００は、上下方向において、複数の蓄電素子２０よりも高い位置に配置されている。

　この構成によれば、通気室１００を介した、複数の蓄電素子２０への水の到達可能性を低減しつつ、複数の蓄電素子２０それぞれの、上向きのガス排出弁２３から排出されたガスを、通気室１００を介して効率よく外装体１０の外部に排出できる。

　本実施の形態において、排気口１１０及び開口部１２５は、上下方向と直交する横方向（本実施の形態ではＹ軸方向）において互いに異なる位置に配置されている。

　つまり、上下方向において開口部１２５の位置が排気口１１０よりも低ければよいため、排気口１１０と開口部１２５とを上下方向に並べることで、これらの横方向の位置をほぼ同一にすることも可能である。しかし、本実施の形態では、排気口１１０と開口部１２５とは横方向において互いに異なる位置に配置される。これにより、通気室１００の高さ方向の幅をできるだけ小さく保ちながら、排気口１１０と、開口部１２５との高さの違いを出すことができる。つまり、防水性という観点からの安全性を向上させる構造を、蓄電装置１を大型化することなく蓄電装置１に備えさせることができる。

　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は、通気室１００及びその周辺の構成について、図３～図６に示す構成とは異なる構成を有してもよい。蓄電装置１における通気室１００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）
　図７は、実施の形態の変形例に係る蓄電装置１ａが備える排気口１１０と開口部１２５との位置関係を示す側面図である。具体的には、図７では、上述の図６と同じく、外装体１０の一部を切断した状態で排気口１１０と開口部１２５とを図示し、かつ、外装体１０の本体部１２及び蓄電素子ユニット２４（複数の蓄電素子２０）のおおよその位置が点線で図示されている。

　図７に示すように、通気室１００の内部に配置された筒体１０１に排気口１１０が形成されており、排気口１１０は１５０で覆われている。つまり、弁部材１５０の下端は、排気口１１０の下端よりも低い位置にある。これらの点に関しては実施の形態と同じである。本変形例では、開口部１２５の位置が、弁部材１５０の下端（図７における二点鎖線Ｌｂ）よりも低い点に特徴を有している。

　つまり、本変形例では、弁部材１５０は、先端排気部１１１及び側面排気部１１２を塞ぐキャップ状の部材であり、開口部１２５は、上下方向において弁部材１５０の下端よりも低い位置に形成されている。

　この構成によれば、開口部１２５から通気室１００の内部に流入した水が、弁部材１５０の下端に到達し難くなる。その結果、弁部材１５０の下端縁と筒体１０１との隙間の毛細管現象による水の這い上がりの可能性が低減される。従って、筒体１０１の側壁部１０２に設けられた側面排気部１１２からの、外装体１０の内部への水の浸入が抑制される。

　（他の実施の形態）
　以上、本発明に係る蓄電装置について、実施の形態及びその変形例に基づいて説明した。しかしながら、本発明は、上記実施の形態及び変形例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または変形例に施したものも、本発明の範囲内に含まれる。

　排気口１１０等が配置された通気室１００の位置は、外装体１０の上部である必要はない。外装体１０の側面に通気室１００が設けられてもよい。この場合であっても、開口部１２５が、上下方向において排気口１１０よりも低い位置に形成されていることで、開口部１２５から通気室１００の内部に水が流入した場合において、通気室１００内の水位は排気口１１０まで上昇し難くなる。その結果、排気口１１０から外装体１０の内部への水の浸入は抑制される。

　筒体１０１は、円筒状の形状であるが、筒体が円筒状であることは必須ではなく、軸方向から見た場合の形状が、楕円形、長円形、または多角形である筒状の筒体が、外装体１０に設けられてもよい。この場合、筒体の形状に応じて、弁部材の形状が決定されればよい。

　筒体１０１において、側面排気部１１２は、先端から切欠き状に形成されていなくてもよい。筒体１０１の側壁部１０２に設けられた貫通孔が側面排気部１１２として筒体１０１に配置されてもよい。つまり、先端排気部１１１と側面排気部１１２とは連続していなくてもよい。排気口１１０が、先端排気部１１１と側面排気部１１２とを有することは必須ではない。先端排気部１１１及び側面排気部１１２の一方のみが、筒体１０１に、排気口１１０として配置されていてもよい。

　排気口１１０は、筒体１０１等の、通気室１００内に突状に設けられた部位に形成されていなくてもよい。通気室１００の床面（Ｚ軸方向マイナス側の面）に、形成された１つの貫通孔が、排気口１１０として機能してもよい。この場合、弁部材１５０は、外装体１０の内圧を受けて変形または移動することで、閉状態から開状態に遷移する部材であってもよい。通気室１００の側から排気口１１０に挿入されることで排気口１１０に嵌合するゴム栓が弁部材１５０として採用されてもよい。

　上記説明された複数の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、１ａ　蓄電装置
　　１０　外装体
　　１１ａ　通気室カバー
　　２０　蓄電素子
　　２１　容器
　　２３　ガス排出弁
　１００　通気室
　１０１　筒体
　１０２　側壁部
　１１０　排気口
　１１１　先端排気部
　１１２　側面排気部
　１１８　通気孔
　１１９　通気防水膜
　１２０　排気管
　１２５　開口部
　１５０　弁部材
　１５１　前面部
　１５２　外周部

Claims

　それぞれが容器を有する複数の蓄電素子と、
　前記複数の蓄電素子を収容する外装体とを備え、
　前記外装体は、
　通気室であって、前記複数の蓄電素子のうちの少なくとも１つの蓄電素子の前記容器から排出されたガスを前記通気室の内部に導くための排気口、及び、前記排気口を塞ぐ弁部材が配置された通気室と、
　前記排気口から排出された前記ガスを、前記通気室の内部から前記外装体の外部へ導く開口部とを有し、
　前記開口部は、上下方向において前記排気口よりも低い位置に形成されている、
　蓄電装置。
　前記排気口は、前記通気室の内部に設けられた筒体の上端に形成された先端排気部と、前記筒体の側壁部を貫通する側面排気部とを有し、
　前記開口部は、前記上下方向において前記側面排気部よりも低い位置に形成されている、
　請求項１記載の蓄電装置。
　前記弁部材は、前記先端排気部及び前記側面排気部を塞ぐキャップ状の部材であり、
　前記開口部は、前記上下方向において前記弁部材の下端よりも低い位置に形成されている、
　請求項２記載の蓄電装置。
　前記複数の蓄電素子のそれぞれは、当該蓄電素子の前記容器が有するガス排出弁が上向きの姿勢で配置されており、
　前記通気室は、前記上下方向において、前記複数の蓄電素子よりも高い位置に配置されている、
　請求項１～３のいずれか一項に記載の蓄電装置。
　前記排気口及び前記開口部は、前記上下方向と直交する横方向において互いに異なる位置に配置されている、
　請求項４記載の蓄電装置。