WO2023176753A1 - 蓄電装置 - Google Patents

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Abstract

蓄電装置1は、Y軸方向に積層された複数の蓄電素子100を有する蓄電素子列10と、一対のエンドスペーサ60と、サイドスペーサ80と、金属ケース300とを備える。サイドスペーサ80は、一対のエンドスペーサ60のそれぞれと接続される。金属ケース300は、蓄電素子列10、一対のエンドスペーサ60、及びサイドスペーサ80を収容する。サイドスペーサ80は、蓄電素子列10に向けて突出するリブ81を有する。リブ81は、サイドスペーサ80に一体に設けられ、複数の蓄電素子100のうちの当該リブ81に対向する位置にある蓄電素子100と接触する。

Description

蓄電装置
 本発明は、蓄電素子とホルダとケースとを備える蓄電装置に関する。
 特許文献1には、金属製の筐体と、筐体に収容された複数の電池モジュールとを備える電池パックが開示されている。筐体は下部にウエイト部を有する。ウエイト部の上面に載置された電池モジュールは、ウエイト部にボルトで固定された係止部材によって係止され、これにより、電池モジュールの上下動が抑制される。
特開2014-186792号公報
 上記従来の電池パックのように、金属製の筐体(金属ケース)を備える蓄電装置では、外装体の機械的強度が高いことで、蓄電装置の全体としての耐衝撃性が向上される。しかし、外装体に衝撃または振動が与えられた場合、外装体の内部に収容された、複数の蓄電素子の積層体(蓄電素子列)にも衝撃または振動が伝搬し、その結果、蓄電素子列または複数の蓄電素子のそれぞれが移動する可能性がある。この場合、蓄電素子の損傷、または、蓄電素子とバスバーとの接合部の不具合等の、蓄電装置の信頼性を低下させる事象が生じ得る。この点に関し、上記従来の電池パックでは、筐体にボルトで固定した係止部材で、電池モジュールの上下動を抑制する構造が採用されている。しかながらこの場合、筐体に係止部材を固定するための作業(ボルト締付作業)が必要であり、かつ、電池モジュールには、係止部材に係止されるための構造を設ける必要がある。
 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、簡易な構成で信頼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、第一方向に積層された複数の蓄電素子を有する蓄電素子列と、前記第一方向において前記蓄電素子列を挟む位置に配置された一対のエンドスペーサと、前記蓄電素子列の、前記第一方向と直交する第二方向の側方に配置され、前記一対のエンドスペーサのそれぞれと接続されたサイドスペーサと、前記蓄電素子列、前記一対のエンドスペーサ、及び前記サイドスペーサを収容する金属ケースと、を備え、前記サイドスペーサは、前記蓄電素子列に向けて突出するリブを有し、前記リブは、前記サイドスペーサに一体に設けられ、前記複数の蓄電素子のうちの当該リブに対向する位置にある蓄電素子と接触する。
 本発明における蓄電装置によれば、簡易な構成で信頼性が向上された蓄電装置を提供すること。
実施の形態に係る蓄電装置1の構成を示す斜視図である。 実施の形態に係る蓄電素子ユニットの分解斜視図である。 実施の形態に係る蓄電素子ユニットが有する蓄電素子列の分解斜視図である。 実施の形態に係る蓄電素子の構成を示す斜視図である。 実施の形態に係るサイドスペーサの構成を示す斜視図である。 実施の形態に係るサイドスペーサが有するリブと蓄電素子との構造上の関係を示す断面図である。 実施の形態に係るサイドスペーサと蓄電素子列との構造上の関係を示す断面図である。 実施の形態に係るサイドスペーサとエンドスペーサとの接続構造を示す第1の斜視図である。 実施の形態に係るサイドスペーサとエンドスペーサとの接続構造を示す第2の斜視図である。 実施の形態に係るサイドスペーサとエンドスペーサとの接続構造を示す第3の斜視図である。
本発明の一態様に係る蓄電装置は、第一方向に積層された複数の蓄電素子を有する蓄電素子列と、前記第一方向において前記蓄電素子列を挟む位置に配置された一対のエンドスペーサと、前記蓄電素子列の、前記第一方向と直交する第二方向の側方に配置され、前記一対のエンドスペーサのそれぞれと接続されたサイドスペーサと、前記蓄電素子列、前記一対のエンドスペーサ、及び前記サイドスペーサを収容する金属ケースと、を備え、前記サイドスペーサは、前記蓄電素子列に向けて突出するリブを有し、前記リブは、前記サイドスペーサに一体に設けられ、前記複数の蓄電素子のうちの当該リブに対向する位置にある蓄電素子と接触する。
 この構成によれば、蓄電素子列の金属ケース内での移動を、第一方向の両側に位置するエンドスペーサと、一対のエンドスペーサを連結するサイドスペーサとによって制限できる。より具体的には、サイドスペーサは、蓄電素子列に含まれる複数の蓄電素子のそれぞれに接触するリブを有している。そのため、複数の蓄電素子のサイズの公差を吸収しつつ、複数の蓄電素子の第二方向の位置を揃えることができる。つまり、複数の蓄電素子を精度よく整列させることができ、かつ、振動または衝撃等に起因する複数の蓄電素子の位置ずれが抑制される。リブは、サイドスペーサに一体に設けられているため、複数の蓄電素子を押す部材を別途配置する必要がない。複数の蓄電素子を含む蓄電素子列に、リブに押されるための構造を新たに設ける必要はない。このように、本態様に係る蓄電素子は、簡易な構成で信頼性が向上された蓄電装置である。
 前記一対のエンドスペーサのうちの1つのエンドスペーサは、前記サイドスペーサに対して前記第一方向に移動自在な状態で前記サイドスペーサと接続されている、としてもよい。
 この構成によれば、移動自在なエンドスペーサを第一方向に圧迫することで、蓄電素子列を第一方向に圧迫しながら金属ケースに収容することができる。蓄電素子列の圧迫を解くことで、蓄電素子列は、移動自在なエンドスペーサを押し返すことができ、これにより、蓄電素子列を、金属ケースによって第一方向で拘束した状態にすることができる。これにより、蓄電素子列の金属ケース内の位置が安定する。その結果、蓄電素子列の耐振動性または耐衝撃性が向上する。
 前記一対のエンドスペーサのうちの前記1つのエンドスペーサ及び前記サイドスペーサの一方は、前記第二方向に突出する突起を有し、前記1つのエンドスペーサ及び前記サイドスペーサの他方は、前記突起が挿入される挿入部であって、前記突起の前記第一方向への移動が可能な形状に形成された挿入部を有し、前記突起が前記挿入部に挿入されていることで、前記1つのエンドスペーサ及び前記サイドスペーサの一方は他方に対して前記第一方向に移動自在な状態で接続されている、としてもよい。
 この構成によれば、突起と挿入部という簡易な構成によって、エンドスペーサとサイドスペーサとの機械的な係り合いの状態を維持しながら、エンドスペーサの、サイドスペーサに対する第一方向の位置の自由度が確保される。
 前記サイドスペーサは、樹脂によって形成されている、としてもよい。
 この構成によれば、サイドスペーサが樹脂製であることで、サイドスペーサは、蓄電素子列と金属ケースの壁部との電気的な絶縁のための絶縁部材としても機能する。サイドスペーサは一対のエンドスペーサを接続する部材であるが、蓄電素子列の第一方向の拘束は、金属ケースに任せることができる。そのため、サイドスペーサが樹脂製であることによる、サイドスペーサの強度についての問題は生じ難い。
 前記金属ケースは、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側に開口する開口部であって、前記蓄電素子列を収容可能な開口部を有し、前記サイドスペーサは、前記蓄電素子列の、前記第三方向の他方側の端部に接触する第一フランジ部を有する、としてもよい。
 この構成によれば、金属ケースが、開口部が上向きの姿勢である場合、複数の蓄電素子を含む蓄電素子列を、金属ケースに収容する前の状態において、第一フランジ部によって下方から支持することが可能である。従って、蓄電素子列を第一方向で圧迫しながら金属ケースに収容する作業中における、蓄電素子列の安定性が向上する。これにより、蓄電素子列を精度よく金属ケースに収容することができる。このことは蓄電装置の信頼性の向上に寄与する。
 前記金属ケースは、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側に開口する開口部であって、前記蓄電素子列を収容可能な開口部を有し、前記サイドスペーサは、前記蓄電素子列の前記第三方向の一方側の端部に接触する第二フランジ部を有する、としてもよい。
 この構成によれば、金属ケースが、開口部が上向きの姿勢である場合、複数の蓄電素子の上端部は第二フランジ部に押さえられる。これにより、複数の蓄電素子の上方への移動が制限される。これにより、蓄電装置の製造時における、バスバーと電極端子との接合精度の向上が図られる。使用時における耐振動性または耐衝撃性が向上する。
 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、製造工程の順序等は、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。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、蓄電素子が有する一対の電極端子の並び方向、蓄電素子の容器における一対の短側面の対向方向、または、金属ケースの短手方向をX軸方向と定義する。蓄電素子の容器における一対の長側面の対向方向、蓄電素子の容器の厚み方向(扁平方向)、金属ケースの長手方向、または、蓄電素子列が有する蓄電素子とスペーサ(ホルダ)との並び方向を、Y軸方向と定義する。蓄電素子の電極端子の突出方向、蓄電素子の容器本体と容器蓋部との並び方向、金属ケースのケース本体と蓋体との並び方向、ケース本体の開口部及び底壁部の対向方向、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。単にX軸方向という場合は、X軸プラス方向及びX軸マイナス方向の双方向またはいずれか一方の方向を示す。X軸方向の一方側及び他方側という場合は、X軸プラス方向及びX軸マイナス方向のうちの一方及び他方を示す。Y軸方向及びZ軸方向についても同様である。以下では、Y軸方向を第一方向とも呼び、X軸方向を第二方向とも呼び、Z軸方向を第三方向とも呼ぶ。平行及び直交等の、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つの方向が平行であるとは、当該2つの方向が完全に平行であることを意味するだけでなく、実質的に平行であること、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、「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図1~図4を用いて説明する。図1は、実施の形態に係る蓄電装置1の構成を示す斜視図である。図1では、蓄電装置1において、金属ケース300のケース本体310と蓋体320とを分離し、ケース本体310から蓄電素子ユニット30を取り出した状態を示している。図2は、実施の形態に係る蓄電素子ユニット30の分解斜視図である。図3は、実施の形態に係る蓄電素子ユニット30が有する蓄電素子列10の分解斜視図である。図3では、蓄電素子列10が有する複数の蓄電素子100及び複数のセル間スペーサ200の一部が省略され、かつ、蓄電素子列10に沿って配置される第一スペーサ群51aも分解した状態で図示されている。図4は、実施の形態に係る蓄電素子100の構成を示す斜視図である。
 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。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に示すように、蓄電装置1は、蓄電素子ユニット30と、蓄電素子ユニット30を収容する金属ケース300と、を備えている。蓄電装置1は、外部の装置と電気的に接続するための外部端子(正極外部端子及び負極外部端子)等も備えているが、それらの図示及び説明は省略する。蓄電装置1は、上記の構成要素の他、蓄電素子ユニット30の充電状態及び放電状態等を監視または制御する回路基板及びリレー等の電気機器等も備えていてもよい。
 蓄電素子ユニット30は、複数の蓄電素子100を有する電池モジュール(組電池)である。蓄電素子ユニット30は、複数の蓄電素子100が、セル間スペーサ200と交互にY軸方向に並べられることで、Y軸方向に長い略直方体形状を有している。Y軸方向は第一方向の一例である。蓄電素子ユニット30は、蓄電素子100を直列または並列に接続するバスバー、バスバーを保持するバスバーフレーム、及び、蓄電素子100と外部端子とを接続するバスバー等も備えているが、それらの図示は省略する。バスバーは、全ての蓄電素子100を直列に接続してもよいし、いずれかの蓄電素子100を並列に接続してから直列に接続してもよいし、全ての蓄電素子100を並列に接続してもよい。なお、蓄電素子ユニット30と金属ケース300の間には、金属製の剛性部材などを配置しておらず、本実施の形態では、金属製の剛性部材などによって蓄電素子ユニット30を拘束(圧迫)していない。
 より具体的には、本実施の形態では、蓄電素子ユニット30は、それぞれがY軸方向に並べられた複数の蓄電素子100を含む2つの蓄電素子列10を有している。2つの蓄電素子列10はY軸方向に並べられている。これら2つの蓄電素子列10を区別する場合、図2に示すように、2つの蓄電素子列10の一方を第一蓄電素子列10aと表記し、他方を第二蓄電素子列10bと表記する。
 蓄電素子列10は、図2及び図3に示すように、複数の蓄電素子100と、複数のセル間スペーサ200と、を有している。蓄電素子列10において、Y軸方向で隣り合う2つの蓄電素子100の間にセル間スペーサ200が配置されている。セル間スペーサ200は、隣り合う2つの蓄電素子100の容器110間の絶縁及び/又は断熱するための、Y軸方向に扁平な部材である。セル間スペーサ200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、マイカ等の断熱性を有する部材等により形成されている。
 本実施の形態では、セル間スペーサ200は、Y軸方向の両側に配置される蓄電素子100のそれぞれに対し、Z軸方向、Y軸方向、及びX軸方向で対向する壁部を有することで、2つ蓄電素子100を保持または支持する構造を有している。そのため、セル間スペーサ200は、「セルホルダ」または「ホルダ」等とも呼ばれる。セル間スペーサ200が、蓄電素子100を保持または支持する構造を有することは必須ではなく、単なる平板状の部材がセル間スペーサ200として採用されてもよい。
 このように構成された2つの蓄電素子列10のそれぞれは、一対のエンドスペーサ60と、一対のエンドスペーサ60のそれぞれと接続されたサイドスペーサ80を含むスペーサ群50(図2参照)で囲まれた状態で、金属ケース300の内方に収容されている。
 本実施の形態では、蓄電素子列10のY軸方向の端部に配置されるエンドスペーサ60として、第一エンドスペーサ60a~第三エンドスペーサ60cが金属ケース300の内方に配置されている。具体的には、Y軸方向に並ぶ2つの蓄電素子列10のY軸マイナス方向の端部に、第一エンドスペーサ60aが配置され、2つの蓄電素子列10の間に第二エンドスペーサ60bが配置される。2つの蓄電素子列10のY軸プラス方向の端部に第三エンドスペーサ60cが配置される。
 第一蓄電素子列10aは、Y軸方向において、第一エンドスペーサ60aと第二エンドスペーサ60bとの間に位置する。第一エンドスペーサ60aと第二エンドスペーサ60bとは、X軸方向で対向する一対のサイドスペーサ80によって接続される。つまり、第一蓄電素子列10aは、X軸方向及びY軸方向において、第一エンドスペーサ60a、第二エンドスペーサ60b、及び一対のサイドスペーサ80を含む第一スペーサ群51a(図2及び図3参照)に囲まれている。X軸方向は、第一方向(Y軸方向)と直交する第二方向の一例である。
 第二蓄電素子列10bは、Y軸方向において、第二エンドスペーサ60bと第三エンドスペーサ60cとの間に位置する。第二エンドスペーサ60bと第三エンドスペーサ60cとは、X軸方向で対向する一対のサイドスペーサ80によって接続される。つまり、第二蓄電素子列10bは、X軸方向及びY軸方向において、第二エンドスペーサ60b、第三エンドスペーサ60c、及び一対のサイドスペーサ80を含む第二スペーサ群51b(図2参照)に囲まれている。
 第二エンドスペーサ60bは、上記のように、第一蓄電素子列10a及び第二蓄電素子列10bの間に位置し、第一スペーサ群51a及び第二スペーサ群51bの両方に属するスペーサである。第二エンドスペーサ60bは、第一蓄電素子列10aと第二蓄電素子列10bとに挟まれていることから、蓄電素子ユニット30の全体から見ると、「中間スペーサ」または「セル間スペーサ」と称することもできる。ただし、本実施の形態では、第二エンドスペーサ60bは、他のエンドスペーサ60との間に1つの蓄電素子列10を挟む位置にあり、かつ、当該他のエンドスペーサ60とサイドスペーサ80によって接続されていることから、「エンドスペーサ60(第二エンドスペーサ60b)」と称している。
 エンドスペーサ60及びサイドスペーサ80は、上記の、セル間スペーサ200の材料として採用され得るPP、PE、またはPE等の絶縁性を有する材料で形成されている。従って、複数のエンドスペーサ60及びサイドスペーサ80で構成されるスペーサ群50は、2つの蓄電素子列10を、機械的及び電気的に保護する機能を有している。すなわち、スペーサ群50は、2つの蓄電素子列10を衝撃等から保護することができ、かつ、2つの蓄電素子列10と金属ケース300との間の絶縁性を向上させることができる。
 このように構成されたスペーサ群50において、サイドスペーサ80は、複数の蓄電素子100の位置ずれ抑制等のためのリブ等の、特徴的な構成を有している。サイドスペーサ80及びエンドスペーサ60の構成の詳細については、図5~図8Cを用いて後述する。
 蓄電素子100は、電気を充電し、電気を放電できる二次電池(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、Y軸方向に扁平な直方体形状(角形、角型)を有している。本実施の形態では、複数の蓄電素子100がY軸方向に並んで配列されているが、配列される蓄電素子100の個数は特に限定されず、1個でもよいし、数十個でもよいし、それ以上でもよい。蓄電素子100の大きさ及び形状も特に限定されず、長円柱形状、楕円柱形状、円柱形状、直方体以外の多角柱形状等でもよい。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、固体電解質を用いた電池であってもよい。
 本実施の形態に係る蓄電素子100は、図4に示すように、容器110と、一対(正極及び負極)の電極端子140と、を有している。容器110の内方には、電極体と、一対(正極及び負極)の集電体と、電解液(非水電解質)とが収容されている。当該電解液としては、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、様々なものを選択することができる。蓄電素子100は、上記の構成要素の他、電極体の側方に配置されるスペーサ、電極体等を包み込む絶縁フィルム、及び、容器110の外面を覆う絶縁フィルム(シュリンクチューブ等)等を有していてもよい。
 容器110は、開口が形成された容器本体120と、容器本体120の当該開口を閉塞する容器蓋部130と、を有する直方体形状(角形または箱形)の容器である。容器本体120は、容器110の本体部を構成する矩形筒状で底を備える部材であり、Z軸プラス方向の端部に開口が形成されている。容器蓋部130は、容器110の蓋部を構成するX軸方向に長い矩形状の板状部材であり、容器本体120のZ軸プラス方向に配置されている。容器蓋部130には、容器110内方の圧力が過度に上昇した場合に当該圧力を開放するガス排出弁131、及び、容器110内方に電解液を注液するための注液部(図示せず)等が設けられている。容器110(容器本体120及び容器蓋部130)の材質は、特に限定されず、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(接合可能)な金属とすることができるが、樹脂を用いることもできる。
 容器110は、電極体等を容器本体120の内方に収容後、容器本体120と容器蓋部130とが溶接等によって接合されることにより、内部が密閉(密封)される。容器110は、Y軸方向の両側に一対の長側面111を有し、X軸方向の両側に一対の短側面112を有し、Z軸方向において容器蓋部130と対向する位置に底面113を有している。Z軸方向は、第一方向及び第二方向に直交する第三方向の一例である。長側面111は、短側面112及び底面113に隣接し、短側面112よりも面積が大きい。短側面112は、長側面111及び底面113に隣接し、長側面111よりも面積が小さい。底面113は、容器110の底面を形成する矩形状の平面部である。底面113は、長側面111及び短側面112に隣接して配置される。
 電極端子140は、容器蓋部130に配置される、蓄電素子100の端子部材(正極端子及び負極端子)である。具体的には、電極端子140は、容器蓋部130の上面(端子配置面)からZ軸プラス方向に突出した状態で配置される。電極端子140は、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。電極端子140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。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。正極活物質層及び負極活物質層に用いられる活物質としては、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、樹脂からなる微多孔性のシートまたは不織布等を用いることができる。本実施の形態では、電極体は、極板(正極板及び負極板)が巻回されて形成された巻回型の電極体である。蓄電素子100が備える電極体は、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等、どのような形態の電極体でもよい。
 集電体は、電極端子140と電極体とに電気的及び機械的に接続される導電性の集電部材(正極集電体及び負極集電体)である。正極集電体は、電極体の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等で形成され、負極集電体は、電極体の負極板の負極基材層と同様、銅または銅合金等で形成されている。
 金属ケース300は、蓄電装置1の外装体(外殻)を構成する略直方体形状(箱形)の容器である。金属ケース300は、蓄電素子ユニット30の外方に配置され、蓄電素子ユニット30を所定の位置で固定し、衝撃等から保護する。金属ケース300は、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼、鉄、メッキ鋼板等の金属製の部材によって形成された金属ケースである。本実施の形態では、金属ケース300は、アルミニウムのダイカスト(アルミダイカスト)により形成されている。
 図1に示すように、金属ケース300は、金属ケース300の本体を構成するケース本体310と、ケース本体310の開口部310aを塞ぐ蓋体320と、を有している。ケース本体310は、Z軸プラス方向(第一方向及び第二方向と直交する第三方向の一方側)に開口する開口部310aが形成されたハウジング(筐体)であり、蓄電素子ユニット30(2つの蓄電素子列10及びスペーサ群50)を収容する。具体的には、ケース本体310は、X軸方向の両端部に配置された一対の側壁部312と、Y軸マイナス方向の端部に配置された第一端壁部313と、Y軸プラス方向の端部に配置された第二端壁部314と、開口部310aと対向する位置に配置された底壁部315とを有する。なお、金属ケース本体310は、第一端壁部313と、第二端壁部314と、底壁部315とが連続して形成された一体物のハウジング(筐体)である。
 蓋体320は、ケース本体310の開口部310aを塞ぐ扁平な矩形状の部材である。ケース本体310の開口部310aから蓄電素子ユニット30が挿入された後に、ケース本体310と蓋体320とが、ボルト等によるネジ止め、溶接、接着等によって接合される。これにより、金属ケース300は、内部が密閉(密封)された構造となる。ケース本体310または蓋体320には、外部端子(正極外部端子及び負極外部端子)の端子台が取り付けられ、当該端子台に外部端子が配置されていてもよい。
 このように構成された蓄電装置1において、1つの蓄電素子列10に含まれる複数の蓄電素子100は、一対のエンドスペーサ60と、一対のエンドスペーサ60のそれぞれと接続されたサイドスペーサ80とに囲まれる。本実施の形態では、これらエンドスペーサ60及びサイドスペーサ80によって、蓄電素子列10に含まれる複数の蓄電素子100の位置ずれ抑制、または、耐衝撃性若しくは耐振動性の向上等の効果を得ることができる。以下、図1~図4に加え、図5~図8Cを参照しながら、サイドスペーサ80及びエンドスペーサ60の構成について説明する。
 [2.サイドスペーサ及びエンドスペーサの構成について]
 図5は、実施の形態に係るサイドスペーサ80の構成を示す斜視図である。図5では、第一蓄電素子列10a(図2参照)のX軸プラス方向の側方に配置されるサイドスペーサ80が、第一蓄電素子列10aに対向する側面が見える姿勢で図示されている。図6は、サイドスペーサ80が有するリブ81と蓄電素子100との構造上の関係を示す断面図である。図6では、サイドスペーサ80及びセル間スペーサ200については、図5のVI-VI線を通るXY平面における断面の一部が簡易的に図示されており、蓄電素子100については、そのおおよその配置範囲がドットを付した領域で表されている。図7は、実施の形態に係るサイドスペーサ80と蓄電素子列10との構造上の関係を示す断面図である。図7では、サイドスペーサ80については、図6のVII-VII断面が簡易的に図示されており、蓄電素子ユニット30についてはおおよその配置範囲が点線で囲まれた領域で表されている。図8A~図8Cは、実施の形態に係るサイドスペーサ80とエンドスペーサ60との接続構造を示す第1~第3の斜視図である。図8A~図8Cでは、サイドスペーサ80及びエンドスペーサ60に囲まれる蓄電素子列10の図示は省略されている。
 図5及び図6に示すように、サイドスペーサ80は、複数の蓄電素子100のそれぞれに対向する位置に配置されたリブ81を有している。より具体的には、サイドスペーサ80は、サイドスペーサ本体部82と、サイドスペーサ本体部82のZ軸マイナス方向の端部に配置された第一フランジ部86と、サイドスペーサ本体部82のZ軸プラス方向の端部に配置された第二フランジ部85とを有する。
 サイドスペーサ本体部82は、図2、図3、図5、及び図6に示すように、サイドスペーサ80の本体をなすY軸方向に長尺状な部分であり、複数の凹凸形状を有することで剛性が高められている。サイドスペーサ本体部82の複数の蓄電素子100のそれぞれに対向する位置に、Z軸方向に長尺状のリブ81が設けられている。リブ81は、サイドスペーサ本体部82に一体に設けられた部分であり、樹脂製のサイドスペーサ80を成形するための金型によって所定の位置に形成される。
 このリブ81は、サイドスペーサ80が、エンドスペーサ60とともに、蓄電素子列10に対して配置されて、金属ケース300に収容された状態では、図6に示すように、リブ81に対向する位置にある蓄電素子100をリブ81の突出方向に押すことができる。本実施の形態では、サイドスペーサ本体部82の内面(蓄電素子列10に対向する面)に凹部が形成されるため、Z軸方向に長尺状のリブ81はZ軸方向の途中で凹部によって分断されているが、このことは必須ではない。リブ81は、サイドスペーサ本体部82のZ軸方向におけるいずれかの位置であって、X軸方向で対向する位置にある蓄電素子100を直接的または間接的に押すことが可能な位置に配置されていればよい。
 図6では、リブ81を明確に示すために、圧縮される前の状態のリブ81を図示しているが、実際には、リブ81は蓄電素子100からの反力を受けて圧縮される(潰される)ことができる。従って、複数の蓄電素子100のX軸方向のサイズに公差によるばらつきがある場合であっても、複数のリブ81のそれぞれは、その公差を吸収しながら、当該リブ81に対向する蓄電素子100をX軸方向に押すことができる。
 本実施の形態では、複数のリブ81のそれぞれは、セル間スペーサ200を介して、蓄電素子100を押すよう構成されている。具体的には、セル間スペーサ200は、蓄電素子100の短側面112(図4参照)に対向する位置に側面カバー部210(図3及び図6参照)を有している。サイドスペーサ80が有するリブ81は、図6に示すように、側面カバー部210を介して蓄電素子100を押す。より詳細には、図6に示すように、セル間スペーサ200の側面カバー部210は、自由端であるY軸方向の端部がリブ81によってX軸マイナス方向に押されるため、蓄電素子100に向けて反りやすい。従って、リブ81による圧迫力が比較的に小さい場合であっても、その圧迫力は、側面カバー部210を介して蓄電素子100に効率よく伝達される。
 リブ81は、セル間スペーサ200を介して蓄電素子100を押す必要はない。蓄電素子列10がセル間スペーサ200を有しない場合、または、セル間スペーサ200が、蓄電素子100を保持または支持する構造を持たない単なる平板状の部材である場合等において、リブ81が直接的に蓄電素子100の短側面112を押してもよい。本実施の形態では、リブ81は、サイドスペーサ80に一体に設けられており、サイドスペーサ80は、樹脂等の絶縁材料で形成されている。従って、リブ81が直接的に蓄電素子100の容器110に接触した場合であっても、蓄電素子100と金属ケース300との間の絶縁性の低下の問題は生じ難い。
 第一フランジ部86は、サイドスペーサ本体部82のZ軸マイナス方向の端部に配置され、かつ、X軸方向に沿って突出した部分である。第一フランジ部86は、図7に示すように、蓄電素子列10のZ軸マイナス方向の端部に接触して蓄電素子列10を支持する。具体的には、蓄電素子列10が有する複数のセル間スペーサ200のそれぞれは、蓄電素子100の底面113(図4参照)に対向する底面カバー部220(図3参照)を有している。第一フランジ部86は、複数のセル間スペーサ200の底面カバー部220に接触することで、蓄電素子列10を下方(Z軸マイナス方向)から支持する。
 第二フランジ部85は、サイドスペーサ本体部82のZ軸プラス方向の端部に配置され、かつ、X軸方向に沿って突出した部分である。第二フランジ部85は、図7に示すように、蓄電素子列10のZ軸プラス方向の端部をZ軸マイナス方向に向けて押さえる。具体的には、蓄電素子列10が有する複数のセル間スペーサ200のそれぞれは、蓄電素子100の容器蓋部130(図4参照)に対向する上面カバー部230(図3参照)を有している。第二フランジ部85は、複数のセル間スペーサ200の上面カバー部230に接触することで、蓄電素子列10のZ軸プラス方向の端部を、Z軸マイナス方向に向けて押さえる。
 このように構成されたサイドスペーサ80は、一対のエンドスペーサ60のそれぞれと接続される。つまり、サイドスペーサ80のY軸方向の両端部のそれぞれにエンドスペーサ60が接続される。本実施の形態では、エンドスペーサ60が有する突起70が、サイドスペーサ80が有する挿入部90に挿入されることで、サイドスペーサ80とエンドスペーサ60とが接続される。より具体的には、本実施の形態では、サイドスペーサ80のY軸方向の両端部のうちの一方の端部では、図8A~図8Cに示すように、エンドスペーサ60は、サイドスペーサ80に対してY軸方向に移動自在な状態でサイドスペーサ80と接続される。図8A~図8Cでは、第一蓄電素子列10a(図2及び図3参照)のX軸プラス側に配置されるサイドスペーサ80と、エンドスペーサ60(第一エンドスペーサ60a)との接続構造が表されている。エンドスペーサ60が有する突起70は、図8Aに示すように、突出方向の先端に爪部を有している。サイドスペーサ80のY軸マイナス方向の端部に設けられた挿入部90は、突起70のY軸方向の移動を許容するように、Y軸方向に長尺状の長孔を形成している。この挿入部90を、他の挿入部90と区別するために挿入部90aと表記する。挿入部90aは、具体的には、突起70の爪部が貫通可能なサイズを有する大孔部91と、挿入された爪部が抜き出せないサイズの小孔部92とを有する。小孔部92は、大孔部91に連続し、かつ、大孔部91からY軸マイナス方向に延びて設けられている。サイドスペーサ80とエンドスペーサ60とを接続する場合、図8A及び図8Bに示すように、エンドスペーサ60の突起70を、サイドスペーサ80の挿入部90aの大孔部91に挿入する。突起70が大孔部91に挿入された状態で、エンドスペーサ60が、サイドスペーサ80に対してY軸マイナス方向に移動するように、エンドスペーサ60またはサイドスペーサ80をY軸方向に移動させる。その結果、図8Cに示すように、エンドスペーサ60の突起70は、挿入部90aの小孔部92の位置までスライドし、これにより、突起70は、挿入部90aから抜け出せず、かつ、Y軸方向に移動自在な状態となる。本実施の形態では、このような突起70と挿入部90aとの組がZ軸方向に2組設けられる。エンドスペーサ60のX軸マイナス方向の端部においても、突起70と挿入部90aとの組がZ軸方向に2組設けられている。これにより、エンドスペーサ60は、X軸方向の両端部に接続される一対のサイドスペーサ80に対して、所定の範囲内において安定的にY軸方向に移動できる。
 このように突起70と挿入部90との機械的なかかり合いによってサイドスペーサ80に接続されたエンドスペーサ60は、サイドスペーサ80に対してY軸方向に移動自在な状態である。つまり、エンドスペーサ60のサイドスペーサ80に対するY軸方向の相対位置には、所定の範囲内で自由度がある。従って、図2及び図3に示す第一蓄電素子列10aに、第一スペーサ群51aを配置した後に、第一エンドスペーサ60aを、第一蓄電素子列10aを圧縮する方向(Y軸プラス方向)に圧迫することができる。これにより、第一蓄電素子列10aのY軸方向の長さが圧迫前よりも短くなり、この状態で、金属ケース300のケース本体310に収容することができる。
 より詳細には、本実施の形態では、図2に示す第二蓄電素子列10bを囲む第二スペーサ群51bにおいても、Y軸プラス方向の端部に位置する第三エンドスペーサ60cが、サイドスペーサ80に対してY軸方向に移動自在に接続されている。従って、蓄電素子ユニット30の全体でみると、第一エンドスペーサ60a及び第三エンドスペーサ60cのそれぞれを、これらが近づく方向に押すことで、蓄電素子ユニット30のY軸方向の長さを圧迫前よりも短くすることができる。この状態で、蓄電素子ユニット30を金属ケース300のケース本体310に収容し、圧迫を解除した場合、蓄電素子ユニット30は、圧迫前の状態に戻るように、Y軸方向の全長を伸ばす。これにより、第一エンドスペーサ60aの、Y軸マイナス方向の端面(エンドスペーサ端面61、図3参照)を、金属ケース300の第一端壁部313(図1参照)の内面に接触させることができる。第三エンドスペーサ60cも同様に、Y軸プラス方向の端面を金属ケース300の第二端壁部314(図1参照)の内面に接触させることができる。その結果、2つの蓄電素子列10を含む蓄電素子ユニット30は、金属ケース300によってY軸方向で拘束された状態となる。
 このように、本実施の形態に係る蓄電装置1は、Y軸方向に積層された複数の蓄電素子100を有する蓄電素子列10と、一対のエンドスペーサ60と、サイドスペーサ80と、金属ケース300とを備える。一対のエンドスペーサ60は、Y軸方向において蓄電素子列10を挟む位置に配置される。サイドスペーサ80は、蓄電素子列10の、Y軸方向と直交するX軸方向の側方に配置され、一対のエンドスペーサ60のそれぞれと接続される。金属ケース300は、蓄電素子列10、一対のエンドスペーサ60、及びサイドスペーサ80を収容する。サイドスペーサ80は、蓄電素子列10に向けて突出する複数のリブ81を有する。複数のリブ81は、サイドスペーサ80に一体に設けられており、かつ、それぞれが、複数の蓄電素子100のうちの、当該リブ81に対向する位置にある蓄電素子100を、当該リブ81の突出方向に押す。
 この構成によれば、蓄電素子列10の金属ケース300内での移動を、Y軸方向の両側に位置するエンドスペーサ60と、一対のエンドスペーサ60を連結するサイドスペーサ80とによって制限できる。より具体的には、サイドスペーサ80は、蓄電素子列10に含まれる複数の蓄電素子100のそれぞれに接触する複数のリブ81を有している。そのため、複数の蓄電素子100のサイズの公差を吸収しつつ、複数の蓄電素子100のX軸方向の位置を揃えることができる。つまり、複数の蓄電素子100を精度よく整列させることができ、かつ、振動または衝撃等に起因する複数の蓄電素子100の位置ずれが抑制される。複数のリブ81は、サイドスペーサ80に一体に設けられているため、複数の蓄電素子100を押す部材を別途配置する必要がない。複数の蓄電素子100を含む蓄電素子列10に、リブ81に押されるための構造を新たに設ける必要はない。このように、本態様に係る蓄電素子100は、簡易な構成で信頼性が向上された蓄電装置である。
 本実施の形態では、X軸方向で対向する一対のサイドスペーサ80(図3参照)のそれぞれに複数のリブ81が設けられているため、複数の蓄電素子100のそれぞれは、X軸方向の両側から押される。その結果、複数の蓄電素子100のそれぞれは、X軸方向の中心が、X軸方向における一対のサイドスペーサ80の中間位置に寄せられるように、一対のサイドスペーサ80から力を受ける。これにより、Y軸方向に並べられた複数の蓄電素子100のX軸方向の位置が揃いやすく、かつ、X軸方向の位置ずれが抑制される。一対のサイドスペーサ80の両方がリブ81を有することは必須ではない。X軸マイナス方向のサイドスペーサ80のみが複数のリブ81を有してもよい。この場合、X軸プラス方向のサイドスペーサ80の内面を基準として、複数の蓄電素子100のX軸方向の位置を揃えることができる。
 本実施の形態では、図8A~図8Cに示すように、一対のエンドスペーサ60のうちの1つのエンドスペーサ60は、サイドスペーサ80に対してY軸方向に移動自在な状態でサイドスペーサ80と接続されている。
 この構成によれば、移動自在なエンドスペーサ60をY軸方向に圧迫することで、蓄電素子列10をY軸方向に圧迫しながら金属ケース300に収容することができる。蓄電素子列10の圧迫を解くことで、蓄電素子列10は、移動自在なエンドスペーサ60を押し返すことができ、これにより、蓄電素子列10を、金属ケース300によってY軸方向で拘束した状態にすることができる。これにより、蓄電素子列10の金属ケース300内の位置が安定する。その結果、蓄電素子列10の耐振動性または耐衝撃性が向上する。
 より具体的には、本実施の形態では、上述のようにY軸方向に並ぶ2つの蓄電素子列10を有する蓄電素子ユニット30において、Y軸方向の両端部のエンドスペーサ60(第一エンドスペーサ60a及び第三エンドスペーサ60c)がY軸方向に移動自在である。そのため、蓄電素子ユニット30の全体をY軸方向に圧縮しながら、蓄電素子ユニット30を金属ケース300に収容することができる。その結果、蓄電素子ユニット30を、金属ケース300によってY軸方向で拘束した状態にすることができる。これにより、蓄電素子ユニット30の金属ケース300内の位置が安定する。その結果、蓄電素子ユニット30の耐振動性または耐衝撃性が向上する。
 エンドスペーサ60を、サイドスペーサ80に対してY軸方向に移動自在に接続する構造として、本実施の形態では以下の構成が採用されている。すなわち、一対のエンドスペーサ60のうちの1つのエンドスペーサ60及びサイドスペーサ80の一方は、X軸方向に突出する突起70を有する。1つのエンドスペーサ60及びサイドスペーサ80の他方は、突起70が挿入される挿入部90a(図8A参照)であって、突起70のY軸方向への移動が可能な形状に形成された挿入部90aを有する。突起70が挿入部90aに挿入されていることで、1つのエンドスペーサ60及びサイドスペーサ80の一方は他方に対してY軸方向に移動自在な状態で接続されている。本実施の形態では突起70は、エンドスペーサ60に設けられており、挿入部90aは、サイドスペーサ80に設けられている。
 この構成によれば、突起70と挿入部90aという簡易な構成によって、エンドスペーサ60とサイドスペーサ80との機械的な係り合いの状態を維持しながら、エンドスペーサ60の、サイドスペーサ80に対するY軸方向の位置の自由度が確保される。
 エンドスペーサ60が突起70を有し、サイドスペーサ80が挿入部90aを有することは必須ではなく、は、サイドスペーサ80が突起70を有し、エンドスペーサ60が挿入部90aを有してもよい。
 本実施の形態では、サイドスペーサ80は、樹脂によって形成されている。そのため、サイドスペーサ80は、蓄電素子列10と金属ケース300の壁部(側壁部312)との電気的な絶縁のための絶縁部材としても機能する。サイドスペーサ80は一対のエンドスペーサ60を接続する部材であるが、蓄電素子列10のY軸方向の拘束は、上述のように、金属ケース300に任せることができる。そのため、サイドスペーサ80が樹脂製であることによる、サイドスペーサ80の強度についての問題は生じ難い。
 本実施の形態において、金属ケース300は、図1に示すように、Y軸方向及びX軸方向に直交するZ軸方向の一方側(Z軸プラス方向)に開口する開口部310aであって、蓄電素子列10を収容可能な開口部310aを有する。サイドスペーサ80は、蓄電素子列10の、Z軸方向の他方側(Z軸マイナス方向)の端部に接触して蓄電素子列10を支持する第一フランジ部86を有する。
 この構成によれば、複数の蓄電素子100を含む蓄電素子列10を、金属ケース300に収容する前の状態において、第一フランジ部86によって下方から支持することが可能である。従って、蓄電素子列10をY軸方向で圧迫しながら金属ケース300に収容する作業中における、蓄電素子列10の安定性が向上する。これにより、蓄電素子列10を精度よく金属ケース300に収容することができる。このことは蓄電装置1の信頼性の向上に寄与する。本実施の形態では、第一フランジ部86は、蓄電素子ユニット30が有するY軸方向に並ぶ2つの蓄電素子列10を一括して支持できるため、蓄電素子ユニット30を精度よく金属ケース300に収容することができる。
 本実施の形態において、金属ケース300は、図1に示すように、Y軸方向及びX軸方向に直交するZ軸方向の一方側(Z軸プラス方向)に開口する開口部310aであって、蓄電素子列10を収容可能な開口部310aを有する。サイドスペーサ80は、蓄電素子列10のZ軸方向の一方側(Z軸プラス方向)の端部を、Z軸方向の他方側(Z軸マイナス方向)に向けて押える第二フランジ部85を有する。言い換えると、サイドスペーサ80は、蓄電素子列10の第三方向の一方側の端部に接触する第二フランジ部85を有する。
 この構成によれば、複数の蓄電素子100の上端部は第二フランジ部85に押さえられる。これにより、複数の蓄電素子100の上方への移動が制限される。これにより、蓄電装置の製造時における、バスバー(図示せず)と電極端子140との接合精度の向上が図られる。使用時における耐振動性または耐衝撃性が向上する。本実施の形態では、第二フランジ部85は、蓄電素子ユニット30が有する2つの蓄電素子列10に含まれる複数の蓄電素子100のそれぞれを、セル間スペーサ200を介して下向きに押さえることができる。従って、蓄電素子ユニット30が有する複数の蓄電素子100のそれぞれについて、バスバーと電極端子140との接合精度の向上、及び、使用時における耐振動性または耐衝撃性のさらなる向上等が図られる。
 [3.変形例について]
 以上、本発明の実施の形態に係る蓄電装置1について説明したが、本発明は、上記実施の形態には限定されない。今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であり、本発明の範囲には、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。
 蓄電素子列10は、セル間スペーサ200を有しなくてもよい。蓄電素子列10に含まれる複数の蓄電素子100のそれぞれの容器110に、樹脂製のフィルムなどの絶縁部材が取り付けられている場合、隣り合う2つの蓄電素子100の間にセル間スペーサ200を配置しなくてもよい。
 図3及び図5等に示されるサイドスペーサ80の形状及びサイズは例示である。サイドスペーサ80の形状及びサイズは、蓄電素子列10に含まれる蓄電素子100のサイズまたは形状等に応じて適宜決定されてもよい。サイドスペーサ80は、第一フランジ部86及び第二フランジ部85の少なくとも一方を有しなくてもよい。
 エンドスペーサ60を、サイドスペーサ80に対してY軸方向に移動自在な状態で接続する構造は、図8A~図8Cに示すような、長孔(挿入部90a)と突起70とによって実現する必要はない。エンドスペーサ60とサイドスペーサ80とをバネまたはゴム等の弾性部材で連結することで、サイドスペーサ80に接続されたエンドスペーサ60が、サイドスペーサ80に対してY軸方向に移動自在であってもよい。挿入部90aは、サイドスペーサ80を、X軸方向に貫通していなくてもよい。挿入部90aは、サイドスペーサ80の蓄電素子列10に対向する内面に設けられた、Y軸方向に延びる溝(X軸方向に貫通していない溝)であってもよい。
 上記実施の形態では、第一スペーサ群51aに含まれるサイドスペーサ80において、Y軸プラス方向の端部に設けられた挿入部90(図5参照)は、挿入部90aとは異なり、突起70のY軸方向の移動を実質的に許容しない形状に形成された孔(挿入部90b)である。しかし、当該サイドスペーサ80は、Y軸プラス方向の端部に、挿入部90bに換えて、突起70のY軸方向の移動を実質的に許容する形状の挿入部90aを有してもよい。つまり、サイドスペーサ80とエンドスペーサ60とを、互いのY軸方向の移動を許容する状態で接続する突起70と挿入部90aとの組は、サイドスペーサ80のY軸方向の両端部のそれぞれに配置されてもよい。サイドスペーサ80のY軸方向の両端部のうちの一方の端部に配置される突起70と挿入部90aとの組の数は2である必要はなく、1または3以上であってもよい。
 蓄電素子ユニット30は、第二エンドスペーサ60bを有しなくてもよい。つまり、蓄電素子ユニット30に含まれる複数の蓄電素子100の全体が、Y軸方向において、一対のエンドスペーサ60(第一エンドスペーサ60a及び第三エンドスペーサ60c)に挟まれてもよい。この場合、第一エンドスペーサ60aと第三エンドスペーサ60cとを接続するサイズ及び形状のサイドスペーサ80が用いられればよい。つまり、蓄電素子ユニット30が有する蓄電素子列10の数は1以上であればよく、蓄電素子列10に含まれる蓄電素子100の数も1以上であればよい。
 金属ケース300に収容される蓄電素子ユニット30(蓄電素子列10)の数に特に限定はない。金属ケース300が、X軸方向またはY軸方向に並ぶ複数の蓄電素子ユニット30を収容可能なサイズ及び形状に形成されていてもよい。
 上記の実施形態では、サイドスペーサ80は複数のリブ81を有することとしたが、リブ81は単数でもよい。
 上記実施の形態及びその変形例が備える各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等に適用できる。
  1 蓄電装置
  10 蓄電素子列
  10a 第一蓄電素子列
  10b 第二蓄電素子列
  60 エンドスペーサ
  60a 第一エンドスペーサ
  60b 第二エンドスペーサ
  60c 第三エンドスペーサ
  70 突起
  80 サイドスペーサ
  81 リブ
  85 第二フランジ部
  86 第一フランジ部
  90、90a 挿入部
  91 大孔部
  92 小孔部
 100 蓄電素子
 300 金属ケース
 
 

Claims (6)

  1.  第一方向に積層された複数の蓄電素子を有する蓄電素子列と、
     前記第一方向において前記蓄電素子列を挟む位置に配置された一対のエンドスペーサと、
     前記蓄電素子列の、前記第一方向と直交する第二方向の側方に配置され、前記一対のエンドスペーサのそれぞれと接続されたサイドスペーサと、
     前記蓄電素子列、前記一対のエンドスペーサ、及び前記サイドスペーサを収容する金属ケースと、を備え、
     前記サイドスペーサは、前記蓄電素子列に向けて突出するリブを有し、
    前記リブは、前記サイドスペーサに一体に設けられ、前記複数の蓄電素子のうちの当該リブに対向する位置にある蓄電素子と接触する、
     蓄電装置。
  2.  前記一対のエンドスペーサのうちの1つのエンドスペーサは、前記サイドスペーサに対して前記第一方向に移動自在な状態で前記サイドスペーサと接続されている、
     請求項1記載の蓄電装置。
  3.  前記一対のエンドスペーサのうちの前記1つのエンドスペーサ及び前記サイドスペーサの一方は、前記第二方向に突出する突起を有し、
     前記1つのエンドスペーサ及び前記サイドスペーサの他方は、前記突起が挿入される挿入部であって、前記突起の前記第一方向への移動が可能な形状に形成された挿入部を有し、
     前記突起が前記挿入部に挿入されていることで、前記1つのエンドスペーサ及び前記サイドスペーサの一方は他方に対して前記第一方向に移動自在な状態で接続されている、
     請求項2記載の蓄電装置。
  4.  前記サイドスペーサは、樹脂によって形成されている、
     請求項1~3のいずれか一項に記載の蓄電装置。
  5.  前記金属ケースは、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側に開口する開口部であって、前記蓄電素子列を収容可能な開口部を有し、
     前記サイドスペーサは、前記蓄電素子列の、前記第三方向の他方側の端部に接触する第一フランジ部を有する、
     請求項1~3のいずれか一項に記載の蓄電装置。
  6.  前記金属ケースは、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側に開口する開口部であって、前記蓄電素子列を収容可能な開口部を有し、
     前記サイドスペーサは、前記蓄電素子列の前記第三方向の一方側の端部に接触する第二フランジ部を有する、
     請求項1~3のいずれか一項に記載の蓄電装置。
     
     
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012133708A1 (ja) * 2011-03-31 2012-10-04 三洋電機株式会社 電源装置及び電源装置を備える車両
WO2018079019A1 (ja) * 2016-10-24 2018-05-03 株式会社村田製作所 電池パック
JP2019169373A (ja) * 2018-03-23 2019-10-03 株式会社Gsユアサ 蓄電装置
WO2020196189A1 (ja) * 2019-03-28 2020-10-01 株式会社Gsユアサ 蓄電装置
US20210313648A1 (en) * 2020-04-01 2021-10-07 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery pack
JP2022038245A (ja) * 2020-08-26 2022-03-10 株式会社Gsユアサ 蓄電装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012133708A1 (ja) * 2011-03-31 2012-10-04 三洋電機株式会社 電源装置及び電源装置を備える車両
WO2018079019A1 (ja) * 2016-10-24 2018-05-03 株式会社村田製作所 電池パック
JP2019169373A (ja) * 2018-03-23 2019-10-03 株式会社Gsユアサ 蓄電装置
WO2020196189A1 (ja) * 2019-03-28 2020-10-01 株式会社Gsユアサ 蓄電装置
US20210313648A1 (en) * 2020-04-01 2021-10-07 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery pack
JP2022038245A (ja) * 2020-08-26 2022-03-10 株式会社Gsユアサ 蓄電装置

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