WO2023037835A1 - 蓄電装置 - Google Patents

Abstract

蓄電装置は、複数の蓄電素子を含む蓄電素子ユニットと、蓄電素子ユニットを収容する外装体と、板状の補強部材とを備える。補強部材は、外装体の内面または外面である固定面に沿う姿勢で固定されている。固定面に垂直な方向から見た場合において、補強部材の外形は、蓄電素子ユニットの外形より大きい。

Description

蓄電装置

　本発明は、蓄電素子と蓄電素子を収容する外装体とを備える蓄電装置に関する。

　特許文献１には、バッテリーセル、バッテリーセルを収容するハウジング、及びハウジングに固定された補強部材からなるバッテリーパックが開示されている。このバッテリーパックにおいて、補強部材は複数のボルトによってハウジングに固定されている。

特開２０１１－２４９３１５号公報

　上記従来のバッテリーパック（蓄電装置）が備える補強部材は、外装体の側壁部に沿って設けられており、当該側壁部に垂直な方向から見た場合、補強部材は、セル（蓄電素子）の一部がはみ出す大きさである。そのため、当該側壁部に平行な方向からの衝撃に対しては、補強部材による蓄電装置の保護効果を期待できない可能性がある。

　本発明は、本願発明者が上記課題に新たに着目してなされたものであり、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、複数の蓄電素子を含む蓄電素子ユニットと、前記蓄電素子ユニットを収容する外装体と、前記外装体の内面または外面である固定面に沿う姿勢で固定された板状の補強部材とを備え、前記固定面に垂直な方向から見た場合において、前記補強部材の外形は、前記蓄電素子ユニットの外形より大きい。

　本発明によれば、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の分解斜視図である。 図３は、実施の形態に係る補強部材と外装体との構造上の関係を示す断面図である。 図４は、実施の形態に係る補強部材が外装体に固定された状態を示す断面図である。 図５は、実施の形態に係る外装体に複数の蓄電素子が収容された状態を示す断面図である。 図６は、実施の形態に係る補強部材と蓄電素子ユニットとの大きさの関係を表す模式図である。 図７は、凸部を有しない外装体と開口部を有しない補強部材とを備える蓄電装置の分解斜視図である。 図８は、実施の形態の変形例１に係る補強部材及びその周辺の構成を示す断面図である。 図９は、実施の形態の変形例２に係る補強部材及びその周辺の構成を示す断面図である。 図１０は、実施の形態の変形例３に係る補強部材及びその周辺の構成を示す断面図である。

　（１）本発明の一態様に係る蓄電装置は、複数の蓄電素子を含む蓄電素子ユニットと、前記蓄電素子ユニットを収容する外装体と、前記外装体の内面または外面である固定面に沿う姿勢で固定された板状の補強部材とを備え、前記固定面に垂直な方向から見た場合において、前記補強部材の外形は、前記蓄電素子ユニットの外形より大きい。

　この構成によれば、板状の補強部材の外形が蓄電素子ユニットの外形よりも大きいことで、蓄電装置に対して、補強部材に平行な方向から外力が与えられた場合であっても、補強部材は、その外力に抗することができる。従って、蓄電装置に何等かの物体が衝突した場合に、蓄電素子ユニットに与えられる衝撃が補強部材によって緩和される可能性が向上する。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。

　（２）上記（１）に記載の蓄電装置において、前記固定面に垂直な方向から見た場合において、前記外装体の外形は、前記補強部材の外形より大きい、としてもよい。

　この構成によれば、補強部材の外形が、外装体の外形よりも小さいため、補強部材を備えることによる蓄電装置のサイズの増加が抑制される。

　（３）上記（１）または（２）に記載の蓄電装置において、前記固定面は、前記外装体の前記内面であり、前記補強部材は、前記外装体の内部に配置される、としてもよい。

　この構成によれば、外装体の内部に補強部材が配置されるため、蓄電装置の外寸を変更することなく、外装体を補強できる。

　（４）上記（１）～（３）のいずれかひとつに記載の蓄電装置において、前記外装体は、前記外装体に一体に設けられた凸部であって、前記固定面から突出する凸部を有し、前記補強部材は、前記固定面に対向する面である対向面に開口する開口部を有し、前記凸部が前記開口部に挿入された状態で、前記固定面に固定されている、としてもよい。

　この構成によれば、補強部材が、外装体に一体に設けられた凸部に位置決めされた状態で固定される。外装体に一体に設けられた凸部は、外装体に対して移動しないため、補強部材はより確実に外装体に対して位置決めされかつ固定される。従って、補強すべき位置に精度よく補強部材を固定でき、かつ、蓄電装置の使用時における補強部材の位置ずれ等が抑制される。つまり、補強部材による蓄電装置の保護機能の実効性が向上する。

　（５）上記（４）に記載の蓄電装置において、前記凸部は、前記固定面から突出する基部と、前記基部からさらに突出する先端部とを有し、前記凸部を前記凸部の突出方向から見た場合、前記先端部の外形は、前記基部の外形よりも小さく、前記補強部材の前記開口部は、前記先端部が挿入可能であり、かつ、前記基部が挿入不可能なサイズに形成されている、としてもよい。

　この構成によれば、凸部は２段形状になっており、板状の補強部材を、開口部に凸部が挿入されるように配置した場合、補強部材と、外装体の固定面との間に、基部の高さ（固定面からの突出長さ）の隙間が形成される。従って、例えばこの隙間に存在する空気層によって、外装体の内部及び外部の一方から他方に与える熱影響を抑制できる。このことは、蓄電装置の安全性の向上に寄与する。

　（６）上記（５）に記載の蓄電装置において、前記補強部材が前記基部に支持されることで、前記補強部材と前記固定面との間には隙間が形成されており、さらに、前記隙間に配置され、前記補強部材と前記固定面とを接着する接着部材を備える、としてもよい。

　この構成によれば、補強部材と固定面との間における基部の高さ分の隙間に、接着剤などの接着部材が配置される。これにより、例えば設計通りの厚みの接着剤で、補強部材と固定面とを広い範囲で接着できる。つまり基部の高さによって、接着剤の厚みを規定でき、その結果、補強部材はより安定的に固定面に固定される。

　（７）上記（４）～（６）のいずれかひとつに記載の蓄電装置において、前記開口部は、前記補強部材を厚み方向に貫通して設けられており、前記凸部は、前記開口部に挿入された状態において、前記開口部から突出するサイズに形成されており、かつ、前記蓄電素子に対向す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、補強部材を貫通して突出する凸部を利用して、蓄電素子の上下方向または左右方向等の位置規制を行うことができる。

　（８）上記（４）～（６）のいずれかひとつに記載の蓄電装置において、前記開口部は、前記補強部材を厚み方向に貫通して設けられており、前記凸部は、前記開口部に挿入された状態において、前記開口部から突出しないサイズに形成されている、としてもよい。

　この構成によれば、凸部は補強部材の外側面（対向面とは反対側の面）から突出しない。従って、固定面が外装体の内面である場合、凸部が、外装体に収容される部材の配置の邪魔になることがない。固定面が外装体の外面である場合、補強部材の外側面を、何等かの物体の壁面に沿わせた状態で蓄電装置を配置できる。つまり、凸部が無駄に出っ張った部分とならないように、凸部が形成されているため、安全性が向上された蓄電装置における外装体の内部または外部の空間の有効利用が図られる。

　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。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。各図において、寸法等は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、蓄電装置の外装体の短手方向、または、蓄電素子の短側面の対向方向を、Ｘ軸方向と定義する。蓄電装置の外装体の長手方向、または、複数の蓄電素子の並び方向を、Ｙ軸方向と定義する。蓄電装置の外装体の本体と蓋体との並び方向、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。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。

　以下の説明において、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。単に「Ｘ軸方向」という場合は、Ｘ軸に平行な双方向またはいずれか一方の方向を意味する。Ｙ軸及びＺ軸に関する用語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。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。さらに、単に、「Ｘ軸方向」という場合は、Ｘ軸に平行な双方向またはいずれか一方の方向を意味する。Ｙ軸及びＺ軸に関する用語についても同様である。以下の説明において、「絶縁」と表現する場合、「電気的な絶縁」を意味する。

　（実施の形態）
　［１．蓄電装置の全般的な説明］
　まず、本実施の形態における蓄電装置１の概略構成について説明する。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の分解斜視図である。外装体１０の内部には、図２以降の図に示される部材に加え、バスバー及び電気機器等が収容され、さらに、蓄電素子１００に沿って配置されるスペーサ、及び、複数の蓄電素子１００を拘束する拘束部材等が配置され得る。しかし、これらの部材の図示及び説明は適宜省略する。

　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）及び化石燃料（ガソリン、軽油、液化天然ガス等）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、リニアモーターカー、並びに、ディーゼル機関及び電気モーターの両方を備えるハイブリッド電車が例示される。蓄電装置１は、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、外装体１０と、外装体１０に収容された蓄電素子ユニット１０１及び補強部材５０とを備えている。外装体１０は、蓄電装置１の筐体を構成する箱形（略直方体形状）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１０１の外方に配置され、蓄電素子ユニット１０１を所定の位置で固定し、衝撃等から保護する。外装体１０は、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）、ポリアミド（ＰＡ）、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により形成されている。

　外装体１０は、外装体１０の本体を構成する外装体本体１２と、蓋体１１とを有している。外装体本体１２は、Ｚ軸プラス方向側に開口１２ａが形成された有底矩形筒状のハウジングである。外装体本体１２には、補強部材５０が固定されている。具体的には、本実施の形態に係る外装体本体１２は、Ｚ軸方向で蓄電素子ユニット１０１と対向する内面である固定面１３を有し、補強部材５０は、固定面１３に沿う姿勢で固定される。補強部材５０は、例えばアルミニウム合金または鉄等の金属材料で形成された板状の部材であり、外装体１０を補強することで蓄電装置１の安全性を向上させる部材である。外装体１０の固定面１３には、外装体１０（より具体的には外装体本体１２）に一体に設けられた凸部１４が配置されている。補強部材５０は、凸部１４が挿入された状態で固定される。補強部材５０及びその周辺の構成については、図３～図６を用いて後述する。

　蓋体１１は、外装体本体１２の開口１２ａを閉塞する矩形状の部材である。蓋体１１は、外装体本体１２と、接着剤、ヒートシール、超音波溶着、またはボルト及びナットによる締結等によって接合される。蓋体１１には、例えば排気管（図示せず）が設けられており、蓄電素子１００のガス排出部１０５からガスが排出された場合、外装体１０の内部のガスは、排気管を介して外装体１０の外部に排出される。外装体本体１２及び蓋体１１の接合部分は、上記のように接着剤またはヒートシール等によって形成されることで比較的に高い気密性を有している。従って、蓄電素子１００からガスが排出された場合における、当該接合部分からのガスの漏れ出しが抑制される。蓋体１１には、正極及び負極の一対のモジュール端子（総端子）である一対の外部端子１９が配置されている。蓄電装置１は、この一対の外部端子１９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１９は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金等の金属製の導電部材で形成されている。

　蓄電素子ユニット１０１は、１以上の蓄電素子１００で構成された蓄電素子１００群である。本実施の形態に係る蓄電素子ユニット１０１は８個の蓄電素子１００で構成されており、８個の蓄電素子１００は、それぞれが長側面１１０ａをＹ軸方向に向けた状態でＹ軸方向に並べられている。蓄電素子ユニット１０１は、蓄電素子１００の側面に沿って配置されたスペーサまたはホルダ（図示せず）を有してもよい。蓄電素子ユニット１０１は、複数の蓄電素子１００をその並び方向で拘束する拘束部材（図示せず）を有してもよい。蓄電素子ユニット１０１が有する８個の蓄電素子１００は、複数の図示しないバスバーにより例えば直列に接続される。８個の蓄電素子１００の電気的な接続態様はこれに限られず、並列に接続された２個の蓄電素子１００からなる蓄電素子１００群を４つ形成し、これら４つの蓄電素子１００群を複数のバスバーを用いて直列に接続してもよい。

　蓄電素子１００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等の非水電解質二次電池である。蓄電素子１００は、図２に示すように、扁平な直方体形状（角形）の容器１１０を備え、容器１１０の内部には、図示しない電極体、集電体、及び電解液等が収容されている。当該電極体としては、正極板と負極板との間にセパレータが挟み込まれるように層状に配置されたものが巻回されて形成された巻回型の電極体が採用される。蓄電素子１００が備える電極体としては、巻回型の電極体の他、複数の平板状の極板が積層されて形成された積層型（スタック型）の電極体、または、極板を蛇腹状に折り畳んだ蛇腹型の電極体が例示される。容器１１０に収容される電解液としては、蓄電素子１００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、様々なものを選択できる。蓄電素子１００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１００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１００は、パウチタイプの蓄電素子であってもよい。蓄電素子１００は、固体電解質を用いた電池であってもよい。蓄電素子１００の形状は、上記角形には限定されず、それ以外の多角柱形状、円柱形状、楕円柱形状、長円柱形状等であってもよい。

　容器１１０は、図２に示すように、一対の長側面１１０ａと、一対の短側面１１０ｂと、底面１１０ｄと、端子配置面１１０ｃとを有する直方体形状のケースである。端子配置面１１０ｃには、一対の電極端子１２０と、ガス排出部１０５とが設けられている。このような構成を有する容器１１０は、端子配置面１１０ｃ以外を形成する容器本体の内部に電極体等を収容後、容器本体と、端子配置面１１０ｃを形成する蓋板とが溶接等されることにより、内部を密封できる構造となっている。容器１１０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１２０は、容器１１０に収容された電極体に電気的に接続される端子部材であり、端子配置面１１０ｃから突出して設けられている。一対の電極端子１２０のうちの一方は、電極体の正極と電気的に接続され、他方は電極体の負極と電気的に接続される。電極端子１２０は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅または銅合金等の導電部材で形成されている。

　このように構成された蓄電装置１において、複数の蓄電素子１００を有する蓄電素子ユニット１０１と、外装体１０の底面（固定面１３）との間には、補強部材５０が配置されている。補強部材５０は、蓄電装置１を、外部から与えられる衝撃等から保護する機能を有している。以下、上記の図２に加え、図３～図６を参照しながら、補強部材５０及びその周辺の構成について説明する。

　［２．補強部材及びその周辺の構成］
　図３は、実施の形態に係る補強部材５０と外装体１０との構造上の関係を示す断面図である。図４は、実施の形態に係る補強部材５０が外装体１０に固定された状態を示す断面図である。図３及び図４では、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線を通るＺＹ平面における補強部材５０及び外装体本体１２それぞれの一部の断面が図示されている。図５は、実施の形態に係る外装体１０に複数の蓄電素子１００が収容された状態を示す断面図である。図５では、図３と同じ位置における補強部材５０及び外装体本体１２それぞれの一部の断面が図示されており、複数の蓄電素子１００は、断面ではなく側面で表されている。このことは、後述する図８～図１０についても同じである。図６は、実施の形態に係る補強部材５０と蓄電素子ユニット１０１との大きさの関係を表す模式図である。図６では、上方（Ｚ軸プラス方向）から見た場合の補強部材５０及び蓄電素子ユニット１０１が簡易的に図示されている。図６では、補強部材５０及び蓄電素子ユニット１０１それぞれの配置範囲を分かりやすくするために、補強部材５０にはドットが付されており、かつ、蓄電素子ユニット１０１のおおよその外形が矩形状の点線で表されている。

　図２～図５に示すように、外装体１０の外装体本体１２における、Ｚ軸方向で蓄電素子ユニット１０１に対向する固定面１３には、凸部１４が設けられている。凸部１４は、ボルト等の、外装体１０とは別体の部品ではなく、外装体１０の外装体本体１２に一体に設けられている。複数の凸部１４は、外装体本体１２を樹脂成形で作製する際に、外装体本体１２における他の部分とともに成形される。

　本実施の形態では、固定面１３に、複数の凸部１４が分散して配置されている。補強部材５０は、複数の開口部５２であって、それぞれが凸部１４の挿入を許容するサイズに形成された複数の開口部５２を有している。具体的には、固定面１３に沿って配置される補強部材５０は、固定面１３と対向する面である対向面５１に複数の開口部５２を有している。本実施の形態では、複数の開口部５２のそれぞれは、補強部材５０を厚み方向に貫通して設けられている。つまり、開口部５２は、対向面５１に開口し、かつ、対向面５１の反対側の面にも開口する貫通孔を形成している。

　上記のように構成された補強部材５０を外装体１０に固定する場合、固定面１３における複数の凸部１４以外の領域に接着部材２００が配置され、その上から、補強部材５０が配置される。接着部材２００としては、シリコーン樹脂系接着剤が採用され得る。接着剤の他、両面に粘着層を有する両面テープなどが接着部材２００として採用され得る。

　補強部材５０を、固定面１３に対して配置する際、図３及び図４に示すように、補強部材５０の複数の開口部５２のそれぞれに、固定面１３から突出する凸部１４が挿入される。この状態で、接着剤である接着部材２００が固化し、補強部材５０が外装体１０に強固に固定される。さらに、上方から蓄電素子ユニット１０１が配置され、その結果、補強部材５０の上方に複数の蓄電素子１００が並んで配置される。固定面１３と補強部材５０との間の隙間に接着部材２００が配置されることは必須ではない。凸部１４と開口部５２とが、接着または溶着等の手段によって接合されることで、補強部材５０が外装体１０に固定されてもよい。

　本実施の形態では、補強部材５０は金属製であるため、同じく金属製である蓄電素子１００の容器１１０との間には、図５に示すように絶縁部材１３０が配置される。絶縁部材１３０は、上述の外装体１０の材料として採用し得る樹脂（ＰＰなど）で形成された部材である。図５では、シート状の部材が絶縁部材１３０として図示されているが、絶縁部材１３０は、複数の蓄電素子１００と補強部材５０とを電気的に絶縁できるのであれば、形状及びサイズ等に限定はない。複数の蓄電素子１００の容器１１０のそれぞれが絶縁フィルムで覆われている場合、これら絶縁フィルムが、絶縁部材１３０として機能することができる。

　このように配置された補強部材５０及び蓄電素子ユニット１０１において、これらの大きさの関係は、図６によって示される関係にある。具体的には、固定面１３に垂直な方向から見た場合（本実施の形態では平面視において）、補強部材５０の外形の内側に、蓄電素子ユニット１０１が含まれている。補強部材５０及び蓄電素子ユニット１０１は、外装体１０の内部に収容されている。つまり、平面視において、補強部材５０の外形は、蓄電素子ユニット１０１の外形よりも大きく、外装体１０の外形は、補強部材５０の外形よりも大きい。

　図２～図６に示される蓄電装置１では、外装体１０は固定面１３から突出する凸部１４を有し、補強部材５０は、凸部１４が開口部５２に挿入された状態で固定面１３に固定されている。しかし、補強部材５０が、凸部１４に開口部５２が挿入された状態で固定面１３に固定されることは必須ではない。つまり、外装体１０は凸部１４を有しなくてもよく、かつ、補強部材５０は開口部５２を有しなくてもよい。図７は、凸部１４を有しない外装体１０ａと開口部５２を有しない補強部材５０ａとを備える蓄電装置１Ａの分解斜視図である。

　図７に示す蓄電装置１Ａは、図２～図６に示される蓄電装置１と、基本的な構成において共通している。具体的には、蓄電装置１Ａにおいて、平面視における補強部材５０ａの外形は、蓄電素子ユニット１０１の外形よりも大きい。さらに、蓄電装置１Ａにおいて、平面視における外装体１０ａの外形は、補強部材５０ａの外形よりも大きい。これらの点で、蓄電装置１Ａは、図２～図６に示す蓄電装置１と共通する。図７に示す蓄電装置１Ａでは、図２～図６に示す蓄電装置１とは異なり、外装体１０ａが有する外装体本体１２の固定面１３には凸部１４が設けられておらず、かつ、補強部材５０ａは開口部５２を有しない。この場合であっても、接着部材２００を用いて補強部材５０ａを固定面１３に接着できる。その結果、固定面１３と補強部材５０ａとは、比較的に広い面同士で互いに固定される。これにより、外装体１０ａに対する補強部材５０ａの位置の安定化が図られる。

　図２～図６では、補強部材５０は、外装体１０の内面である固定面１３に沿って配置されているが、補強部材５０は、外装体１０の外面に沿って配置してもよい。つまり、外装体１０の外側に補強部材５０が配置される場合であっても、補強部材５０による、蓄電素子１００（蓄電素子ユニット１０１）の保護効果を得ることができる。補強部材５０を外装体１０の外面に沿って配置する態様については、変形例の１つとして後述する。

　以上説明したように、本実施の形態に係る蓄電装置１は、複数の蓄電素子１００を含む蓄電素子ユニット１０１と、蓄電素子ユニット１０１を収容する外装体１０と、板状の補強部材５０とを備える。補強部材５０は、外装体１０の内面または外面である固定面１３に沿う姿勢で固定されている。固定面１３に垂直な方向から見た場合において、補強部材５０の外形は、蓄電素子ユニット１０１の外形より大きい。

　このように、本実施の形態に係る蓄電装置１では、板状の補強部材５０の外形が蓄電素子ユニット１０１の外形よりも大きいことで、蓄電装置１に対して、補強部材５０に平行な方向（ＸＹ平面に平行な方向）から外力が与えられた場合であっても、補強部材５０は、その外力に抗することができる。従って、蓄電装置１、または、蓄電装置１を搭載する移動体等が、何等かの物体が衝突した場合に、蓄電素子ユニット１０１に与えられる衝撃が補強部材５０によって緩和される可能性が向上する。このように、本態様に係る蓄電装置１は、安全性が向上された蓄電装置である。

　より詳細には、補強部材５０の外形が蓄電素子ユニット１０１の外形よりも大きいため、図６に示すように、平面視における蓄電素子ユニット１０１の全周において、補強部材５０を蓄電素子ユニット１０１からはみ出させた状態にできる。その結果、平面視における全方位において、補強部材５０による衝撃の吸収または緩和機能が発揮される。

　上述の、平面視における補強部材５０の外形と蓄電素子ユニット１０１の外形との大きさの関係及びその効果は、図７に示される、外装体１０ａと補強部材５０ａとを備える蓄電装置１Ａにも適用される。つまり、蓄電装置１Ａにおいて、補強部材５０ａの外形が蓄電素子ユニット１０１の外形よりも大きいことで、補強部材５０ａは、蓄電装置１Ａに与えられた外力に抗することができる。その結果、蓄電装置１ａの安全性が向上される。より詳細には、平面視における蓄電素子ユニット１０１の全周において、補強部材５０ａを蓄電素子ユニット１０１からはみ出させた状態にできる。その結果、平面視における全方位において、補強部材５０ａによる衝撃の吸収または緩和機能が発揮される。

　本実施の形態では、固定面１３に垂直な方向から見た場合において、外装体１０の外形は、補強部材５０の外形より大きい。

　このように、補強部材５０の外形が外装体１０の外形よりも小さいため、補強部材５０を備えることによる蓄電装置１のサイズの増加が抑制される。このことは、図７に示される、外装体１０ａと補強部材５０ａとを備える蓄電装置１Ａにも適用される。

　外装体１０の、補強部材５０が対向して配置される面（固定面）は、上述のように、外装体１０の内面及び外面のいずれでもよい。本実施の形態では、固定面１３は外装体１０の内面である。補強部材５０は外装体１０の内部に配置される。

　このように、本実施の形態では、外装体１０の内部に補強部材５０が配置されるため、蓄電装置１の外寸を変更することなく、外装体１０を補強できる。このことは、図７に示される、外装体１０ａと補強部材５０ａとを備える蓄電装置１Ａにも適用される。

　上記特許文献１に記載の従来のバッテリーパックでは、ハウジング（外装体）に対する補強部材の固定に、複数のボルトが用いられている。従って、ボルト及びナットの締結力により、強固に補強部材を外装体に固定できる。しかし、補強部材は金属で形成されるため、その重量が比較的に大きくなる。そのため、補強部材を外装体に取り付ける作業において、補強部材のハウジングに対する位置決め、及び、補強部材の位置の維持が困難な場合がある。外装体に、ボルトを貫通させる孔を設けた場合、当該孔の位置における気密性の確保が問題となる。これらの問題点に関し、図２～図６に示す蓄電装置１では、以下の構成を有している。

　図２～図６に示す蓄電装置１において、外装体１０は、外装体１０に一体に設けられた凸部１４であって、固定面１３から突出する凸部１４を有する。補強部材５０は、固定面１３に対向する面である対向面５１に開口する開口部５２を有する。補強部材５０は、凸部１４が開口部５２に挿入された状態で、固定面１３に固定されている。

　この構成によれば、外装体１０に一体に設けられた凸部１４に位置決めされた状態で固定される。外装体１０に一体に設けられた凸部１４は、外装体１０に対して移動しないため、補強部材５０はより確実に外装体１０に対して位置決めされかつ固定される。従って、補強すべき位置に精度よく補強部材５０を固定でき、かつ、蓄電装置１の使用時における補強部材５０の位置ずれ等が抑制される。つまり、補強部材５０による蓄電装置１の保護機能の実効性が向上する。

　凸部１４が外装体１０に一体に設けられているため、外装体１０とは別体の固定部材（ボルトーナット等）を用いて補強部材５０を固定する場合とは異なり、外装体１０の固定面１３を形成する壁部に貫通孔を設ける必要はない。従って、補強部材５０を固定する部分において気密性を低下させるような問題は生じない。そのため、蓄電素子１００のガス排出部１０５からガスが排出された場合であっても、当該部分からのガスの漏れ出しの問題は生じない。外装体１０とは別体の固定部材が不要であることで、蓄電装置１の部品点数の増加が抑制される。より具体的には、平面視の外形が蓄電素子ユニット１０１よりも大きな補強部材５０が、外装体１０に一体に設けられた凸部１４によって位置決めされかつ固定される。これにより、平面視において、補強部材５０の端部が蓄電素子ユニット１０１からはみ出した状態がより確実に維持される。そのため、補強部材５０に平行な方向から外力が与えられた場合に、蓄電素子ユニット１０１よりも先に補強部材５０がその外力を受ける可能性がさらに向上する。

　本実施の形態では、凸部１４は、単純な凸形状ではなく、２段の凸形状を有している。具体的には、図３及び図４に示すように、凸部１４は、固定面１３から突出する基部１４ａと、基部１４ａからさらに突出する先端部１４ｂとを有する。凸部１４を凸部１４の突出方向（本実施の形態ではＺ軸プラス方向）から見た場合、先端部１４ｂの外形は、基部１４ａの外形よりも小さい。補強部材５０の開口部５２は、先端部１４ｂが挿入可能であり、かつ、基部１４ａが挿入不可能なサイズに形成されている。

　より詳細には、本実施の形態では、基部１４ａ、先端部１４ｂ、及び開口部５２はいずれも平面視において円形であり、図３に示すように、基部１４ａの外形の大きさ（外径）をＲｂとし、先端部１４ｂの外径をＲａとした場合、Ｒａ＜Ｒｂである。補強部材５０の開口部５２の内径をＤとした場合、Ｒａ＜Ｄ＜Ｒｂである。従って、開口部５２に凸部１４を挿入する場合、先端部１４ｂのみ開口部５２に挿入でき、基部１４ａは開口部５２に挿入できず、開口部５２の周縁に係止される。従って、図４に示すように、凸部１４は、補強部材５０を、固定面１３から所定の距離だけ離間させて支持する状態となる。

　このように、本実施の形態では、凸部１４は２段形状になっており、板状の補強部材５０を、開口部５２に凸部１４が挿入されるように配置した場合、補強部材５０と、外装体１０の固定面１３との間に、基部１４ａの高さ（固定面１３からの突出長さ）の隙間が形成される。従って、この隙間に何も配置しない場合、当該隙間に存在する空気層によって、外装体１０の内部及び外部の一方から他方に与える熱影響を抑制できる。このことは、蓄電装置１の安全性の向上に寄与する。

　本実施の形態において当該隙間は、接着部材２００の配置空間として利用されている。すなわち、補強部材５０が基部１４ａに支持されることで、補強部材５０と固定面１３との間には隙間が形成されている。蓄電装置１は、当該隙間に配置され、補強部材５０と固定面１３とを接着する接着部材２００を備える。

　このように、補強部材５０と固定面１３との間における基部１４ａの高さ分の隙間に、接着剤などの接着部材２００が配置されるため、設計通りの厚みの接着剤で、補強部材５０と固定面１３とを広い範囲で接着できる。つまり基部１４ａの高さによって、接着剤の厚みを規定でき、その結果、補強部材５０はより安定的に固定面１３に固定される。

　本実施の形態では、開口部５２は、図３及び図４に示すように、補強部材５０を厚み方向に貫通して設けられている。凸部１４は、開口部５２に挿入された状態において、開口部５２から突出しないサイズに形成されている。

　具体的には、図３に示すように、補強部材５０の厚みをＴａとし、先端部１４ｂの、当該厚み方向の幅（高さ）をｈａとした場合、ｈａ≦Ｔａである。すなわち、凸部１４は補強部材５０の外側面（対向面５１とは反対側の面）から突出しない。従って、本実施の形態のように、固定面１３が外装体１０の内面である場合、凸部１４が、外装体１０に収容される部材（蓄電素子ユニット１０１）の配置の邪魔になることがない。仮に、固定面１３が外装体１０の外面であるとした場合、補強部材５０の外側面を、何等かの物体の壁面に沿わせた状態で蓄電装置１を配置できる。つまり、凸部１４が無駄に出っ張った部分とならないように、凸部１４が形成されている。これにより、安全性が向上された蓄電装置１における外装体１０の内部または外部の空間の有効利用が図られる。

　以上、実施の形態に係る蓄電装置１について、補強部材５０及びその周辺の構成を中心に説明した。しかし、補強部材５０及びその周辺の構成は、図２～図６とは異なる構成であってもよい。そこで、以下に、補強部材５０及びその周辺の構成についての変形例を、上記実施の形態との差分を中心に説明する。

　［３－１．変形例１］
　図８は、実施の形態の変形例１に係る補強部材５０及びその周辺の構成を示す断面図である。本変形例に係る蓄電装置１ａにおいて、外装体１０は、外装体１０に一体に設けられた凸部２４であって、固定面１３から突出する凸部２４を有する。凸部２４は、基部２４ａと先端部２４ｂとを有する２段形状であり、この点について、実施の形態に係る凸部１４と共通する。本変形例に係る凸部２４は、先端部２４ｂが、補強部材５０から突出している点で、実施の形態に係る凸部１４とは異なる。

　すなわち、本変形例において、開口部５２は、補強部材５０を厚み方向に貫通して設けられている。凸部２４は、開口部５２に挿入された状態において、開口部５２から突出するサイズに形成されており、かつ、蓄電素子１００に対向する位置に配置されている。

　このように、補強部材５０を貫通して突出する凸部２４が、蓄電素子１００に対向する位置に配置されていることで、図８に示すように、凸部２４を蓄電素子１００の底面１１０ｄに当接させることができる。これにより、凸部２４を利用して、蓄電素子１００の上下方向または左右方向等の位置規制を行うことができる。さらに、凸部２４を、蓄電素子１００と補強部材５０とを離間させる部材として機能させることができる。すなわち、補強部材５０の所定の機械的強度を確保するために、補強部材５０の全体を金属で形成した場合であっても、凸部２４によって、蓄電素子１００を金属製の補強部材５０から離間して配置できる。つまり、補強部材５０の位置決め等の機能を有する凸部２４を利用することで、補強部材５０と蓄電素子１００との間に絶縁性を有する他の部材を配置することなく、補強部材５０と蓄電素子１００との電気的な絶縁の確実性を向上させることができる。

　［３－２．変形例２］
　図９は、実施の形態の変形例２に係る補強部材５０及びその周辺の構成を示す断面図である。本変形例に係る蓄電装置１ｂにおいて、外装体１０は、外装体１０に一体に設けられた凸部３４であって、固定面１３から突出する凸部３４を有する。補強部材５０は、対向面５１に開口する開口部５２ａを有している。補強部材５０は、開口部５２ａに凸部３４が挿入された状態で、外装体１０に固定されている。これらの構成は、実施の形態と共通する。

　本変形例では、開口部５２ａは、補強部材５０を貫通しておらず、従って、凸部３４は、補強部材５０から突出していない。さらに、凸部３４は、補強部材５０を固定面１３から離間させて支持する２段形状ではなく、段差のない、単なる円柱形状の部分として外装体１０に設けられている。つまり、本変形例では、補強部材５０は、固定面１３から離間した状態に維持されない。このように構成された補強部材５０を外装体１０に取り付ける場合、１以上の凸部３４を含む固定面１３の所定領域に接着剤が塗布される。その後、補強部材５０の１以上の開口部５２ａのそれぞれに凸部３４が挿入されるように、補強部材５０が外装体１０に対して配置される。すなわち、凸部３４が補強部材５０の開口部５２ａに挿入されることで、補強部材５０の位置決め及び位置の維持が適切に行われる。

　本変形例では、開口部５２ａは、有底穴として補強部材５０に設けられているが、開口部５２ａは、実施の形態に係る開口部５２と同じく無底穴（つまり貫通孔）として補強部材５０に設けられてもよい。この場合、凸部３４は、図４または図８に示すように、補強部材５０を貫通するサイズに形成されていてもよい。凸部３４の高さ（Ｚ軸方向の突出長さ）は、有底穴である開口部５２ａの深さより大きくてもよい。これにより、補強部材５０を固定面１３から離間させることができ、その結果、補強部材５０と、外装体１０の固定面１３との間に隙間が形成される。当該隙間には、接着部材２００（図８参照）が配置されてもよい。当該隙間は外装体１０の内部及び外部の一方から他方に与えられる熱影響を抑制する空気層として利用されてもよい。

　［３－３．変形例３］
　図１０は、実施の形態の変形例３に係る補強部材５０及びその周辺の構成を示す断面図である。本変形例に係る蓄電装置１ｃにおいて、外装体１０は、外装体１０に一体に設けられた凸部１４であって、固定面１３ａから突出する凸部１４を有する。補強部材５０は、対向面５１に開口する開口部５２を有している。補強部材５０は、開口部５２に凸部１４が挿入された状態で、外装体１０に固定されている。これらの構成は、実施の形態と共通する。

　本変形例では、外装体１０の固定面１３ａは、外装体１０の内面ではなく外面である点で実施の形態とは異なる。つまり、本変形例では、外装体１０の内部ではなく外部に補強部材５０が固定されている。この場合であっても、補強部材５０の外装体１０への取付作業において、凸部１４が補強部材５０の開口部５２に挿入されることで、補強部材５０の位置決め及び位置の維持が適切に行われる。従って、補強すべき位置に精度よく補強部材５０を固定でき、かつ、蓄電装置１ｃの使用時における位置ずれ等が抑制される。さらに、本変形例では、金属で形成された補強部材５０が、複数の蓄電素子１００が収容された、外装体１０の内部空間に露出しないため、絶縁部材１３０（図５参照）が不要である、という点で有利である。

　［４．他の変形例］
　以上、実施の形態に係る蓄電装置１及びその変形例について説明したが、本発明は、実施の形態及びその変形例に限定されるものではない。つまり、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではなく、本発明の範囲は、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。

　外装体１０が有する凸部１４の数及び位置（図２～図５参照）に特に限定はない。外装体１０に収容する蓄電素子１００の数、蓄電素子ユニット１０１の重量、または、補強部材５０のサイズ等に応じて、凸部１４の数及び位置が適宜決定されてもよい。補強部材５０が有する開口部５２の数及び位置は、凸部１４の数及び位置に応じて適宜決定されてもよい。

　凸部１４の形状は、円柱形状であることは必須ではない。凸部１４に換えて、多角柱形状などの、突出方向から見た場合の形状が多角形状の凸部が、外装体１０に設けられてもよい。この場合、補強部材５０の開口部５２は、当該凸部が挿入可能なサイズ及び形状であればよい。

　外装体１０の、補強部材５０が固定される面である固定面１３は、複数の蓄電素子１００（蓄電素子ユニット１０１）の底面に対向する面である必要はない。外装体１０のＸ軸方向の両側の内面または外面（図２参照）が固定面であってもよい。この場合であっても、当該固定面に垂直な方向（Ｘ軸方向）から見た場合において、補強部材５０の外形が蓄電素子ユニット１０１の外形より大きければよい。これにより、蓄電装置１に対して、補強部材５０に平行な方向（Ｚ軸方向）から外力が与えられた場合であっても、補強部材５０は、その外力に抗することができる。外装体１０のＹ軸方向の両側の内面または外面（図２参照）が固定面である場合でも同じである。外装体１０の、蓄電素子ユニット１０１の上方に位置する内面または外面が固定面であってもよい。この場合、補強部材５０は、上方から与えられる外力だけでなく、補強部材５０に平行な方向（ＸＹ平面に平行な方向）から与えられる外力にも抗することができる。

　外装体１０の形状は、図１及び図２に示すような直方体形状である必要はない。円柱形状などの他の形状の外装体が、蓄電素子ユニット１０１を収容するケースとして採用されてもよい。

　上記実施の形態及びその変形例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等の蓄電素子を備えた蓄電装置に適用できる。

　　　１、１Ａ、１ａ、１ｂ、１ｃ　蓄電装置
　　１０、１０ａ　外装体
　　１３、１３ａ　固定面
　　１４、２４、３４　凸部
　　１４ａ、２４ａ　基部
　　１４ｂ、２４ｂ　先端部
　　５０、５０ａ　補強部材
　　５１　対向面
　　５２、５２ａ　開口部
　１００　蓄電素子
　１０１　蓄電素子ユニット
　１３０　絶縁部材
　２００　接着部材

Claims (8)

1. 　複数の蓄電素子を含む蓄電素子ユニットと、前記蓄電素子ユニットを収容する外装体と、前記外装体の内面または外面である固定面に沿う姿勢で固定された板状の補強部材とを備え、
   　前記固定面に垂直な方向から見た場合において、前記補強部材の外形は、前記蓄電素子ユニットの外形より大きい、
   　蓄電装置。
2. 　前記固定面に垂直な方向から見た場合において、前記外装体の外形は、前記補強部材の外形より大きい、
   　請求項１記載の蓄電装置。
3. 　前記固定面は、前記外装体の前記内面であり、前記補強部材は、前記外装体の内部に配置される、
   　請求項１または２記載の蓄電装置。
4. 　前記外装体は、前記外装体に一体に設けられた凸部であって、前記固定面から突出する凸部を有し、
   　前記補強部材は、前記固定面に対向する面である対向面に開口する開口部を有し、前記凸部が前記開口部に挿入された状態で、前記固定面に固定されている、
   　請求項１または２記載の蓄電装置。
5. 　前記凸部は、前記固定面から突出する基部と、前記基部からさらに突出する先端部とを有し、
   　前記凸部を前記凸部の突出方向から見た場合、前記先端部の外形は、前記基部の外形よりも小さく、
   　前記補強部材の前記開口部は、前記先端部が挿入可能であり、かつ、前記基部が挿入不可能なサイズに形成されている、
   　請求項４記載の蓄電装置。
6. 　前記補強部材が前記基部に支持されることで、前記補強部材と前記固定面との間には隙間が形成されており、
   　さらに、前記隙間に配置され、前記補強部材と前記固定面とを接着する接着部材を備える、
   　請求項５記載の蓄電装置。
7. 　前記開口部は、前記補強部材を厚み方向に貫通して設けられており、
   　前記凸部は、前記開口部に挿入された状態において、前記開口部から突出するサイズに形成されており、かつ、前記蓄電素子に対向する位置に配置されている、
   　請求項４記載の蓄電装置。
8. 　前記開口部は、前記補強部材を厚み方向に貫通して設けられており、
   　前記凸部は、前記開口部に挿入された状態において、前記開口部から突出しないサイズに形成されている、
   　請求項４記載の蓄電装置。

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