特許 6260488 電源モジュール及びスペーサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6260488

(24)【登録日】2017年12月22日

(45)【発行日】2018年1月17日

(54)【発明の名称】電源モジュール及びスペーサ

(51)【国際特許分類】

   H01M 2/10 20060101AFI20180104BHJP

   H01M 2/34 20060101ALI20180104BHJP

【ＦＩ】

   H01M2/10 E

   H01M2/34 B

【請求項の数】7

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2014-157244(P2014-157244)

(22)【出願日】2014年7月31日

(65)【公開番号】特開2016-33911(P2016-33911A)

(43)【公開日】2016年3月10日

【審査請求日】2016年10月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】507151526

【氏名又は名称】株式会社ＧＳユアサ

(74)【代理人】

【識別番号】100154782

【弁理士】

【氏名又は名称】太田 知二

(72)【発明者】

【氏名】殿西 雅光

(72)【発明者】

【氏名】西川 隆太郎

【審査官】 正 知晃

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０１９３６８５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１４−０６３６８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１２５６１７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ ２／１０

Ｈ０１Ｍ ２／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

配列された複数の蓄電素子及び、配列された前記蓄電素子の間に設けられたスペーサを有するセルスタックと、
前記セルスタックを前記蓄電素子の配列方向に沿って挟持するためのスタックバーとを備え、
前記スペーサは、それぞれの前記蓄電素子の、他の蓄電素子と隣接する主面の一つに重なる主面部と、少なくとも前記スタックバーとの対向面に重なる対向面部とを有し、
前記主面部及び前記対向面部は単一の絶縁性のシート基材により形成されており、
前記スペーサの前記対向面部は、前記蓄電素子の、前記主面に隣接する底面と、前記底面に隣接する側面とに対向するよう配置されている、
電源モジュール。

【請求項2】

配列された複数の蓄電素子及び、配列された前記蓄電素子の間に設けられたスペーサを有するセルスタックと、
前記セルスタックを前記蓄電素子の配列方向に沿って挟持するためのスタックバーとを備え、
前記スペーサは、それぞれの前記蓄電素子の、他の蓄電素子と隣接する主面の一つに重なる主面部と、少なくとも前記スタックバーとの対向面に重なる対向面部とを有し、
前記主面部及び前記対向面部は単一の絶縁性のシート基材により形成されており、
前記スペーサの、前記主面部と隣接する前記対向面部との境界には切り欠きが形成されている、
電源モジュール。

【請求項3】

前記スペーサの前記対向面部は、前記蓄電素子の、前記主面に隣接する底面と、前記底面に隣接する側面とに対向するよう配置されている、
請求項２に記載の電源モジュール。

【請求項4】

前記スペーサの前記切り欠きの位置は、前記蓄電素子における前記主面と他の面とがなす稜の少なくとも一端の位置に対応している、
請求項２又は３に記載の電源モジュール。

【請求項5】

前記スペーサは、前記シート基材を折曲げることにより形成されている、
請求項１から４のいずれかに記載の電源モジュール。

【請求項6】

前記スペーサの前記対向面部の縁端は、前記蓄電素子における前記主面と他の面がなす稜に隣接している、又は稜上に位置している
請求項１から５のいずれかに記載の電源モジュール。

【請求項7】

前記対向面部の、前記蓄電素子の表面との対向する面に、粘着部を有している、
請求項１から６のいずれかに記載の電源モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば二次電池等の蓄電素子を用いた電源モジュール及びそれに用いられるスペーサに関する。

【背景技術】

【0002】

二次電池は、一次電池の置きかえ用途はもとより、携帯電話、ＩＴ機器などの電子機器の電源として広く普及している。とりわけ、リチウムイオン二次電池に代表される非水電解質二次電池は、高エネルギー密度であることから、電気自動車などの電気機器へも応用されており、この場合、高出力化、大容量化を意図して電源モジュールとしての使用が一般的になっている。

【0003】

電源モジュールは、ハウジングに収納される複数の二次電池を単電池として配列されてなるセルスタックから構成され、セルスタックにおいて単電池のそれぞれの電極端子が接続されることにより、高電圧、大容量の一個の電源として機能している（例えば特許文献１、図１等を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３−１６８３５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、従来の電源モジュールにおいては、以下のような課題があった。すなわち、近年の電源モジュールは、使用者の要求や使用環境の広がりを反映して、公差を小さくし、各部の寸法に関してより高い精度で作成されることが求められていた。

【0006】

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、寸法精度の高い電源モジュール及びこれに用いられるスペーサを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の目的を達成するために、本発明の第１の側面は、
配列された複数の蓄電素子及び、配列された前記蓄電素子の間に設けられたスペーサを有するセルスタックと、
前記セルスタックを前記蓄電素子の配列方向に沿って挟持するためのスタックバーとを備え、
前記スペーサは、それぞれの前記蓄電素子の、他の蓄電素子と隣接する主面の一つに重なる主面部と、少なくとも前記スタックバーとの対向面に重なる対向面部とを有し、
前記主面部及び前記対向面部は単一の絶縁性のシート基材により形成されている、
電源モジュールである。

【0008】

本発明の第２の側面は、
前記スペーサは、前記シート基材を折曲げることにより形成されている、
本発明の第１の側面の電源モジュールである。

【0009】

本発明の第３の側面は、
前記スペーサの前記対向面部は、前記蓄電素子の、前記主面に隣接する底面と、前記底面に隣接する側面とに対向するよう配置されている、
本発明の第１又は第２の側面の電源モジュールである。

【0010】

本発明の第４の側面は、
前記スペーサの、前記主面部と隣接する一対の前記対向面部との境界には切り欠きが形成されている、
本発明の第１から第３のいずれかの側面の電源モジュールである。

【0011】

本発明の第５の側面は、
前記スペーサの前記切り欠きの位置は、前記蓄電素子における前記主面と他の面とがなす稜の少なくとも一端の位置に対応している、
本発明の第４の側面の電源モジュールである。

【0012】

本発明の第６の側面は、
前記スペーサの前記対向面部の縁端は、前記蓄電素子における前記主面と他の面がなす稜に隣接している、又は稜上に位置している

【0013】

本発明の第１から第５のいずれかの側面の電源モジュールである。

【0014】

本発明の第７の側面は、
前記対向面部の、前記蓄電素子の表面との対向する面に、粘着部を有している、
本発明の第１から第６のいずれかの側面の電源モジュールである。

【0015】

本発明の第８の側面は、
スタックバーにより配列方向に挟持される、複数の前記蓄電素子の間に設けられたスペーサであって、
それぞれの前記蓄電素子の、他の蓄電素子と隣接する主面の一つに重なる主面部と、少なくとも前記スタックバーとの対向面に重なる対向面部とを有し、
前記主面部及び前記対向面部は単一の絶縁性のシート基材の折曲加工により形成されている、
スペーサである。

【発明の効果】

【0016】

以上のような本発明は、電源モジュールの寸法精度を高めることが可能になるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の実施の形態に係る電源パックの構成を示す斜視図

【図2】本発明の実施の形態に係る電源モジュール本体の構成を示す斜視図

【図3】本発明の実施の形態に係る電源モジュール本体の構成を示す分解斜視図

【図4】（ａ）本発明の実施の形態に係る電源モジュール本体のスペーサの構成を示す斜視図（ｂ）本発明の実施の形態に係るスペーサの構成を示す斜視図

【図5】（ａ）本発明の実施の形態に係る電源モジュール本体のスペーサの作用効果を説明するための図（ｂ）本発明の実施の形態に係るスペーサの作用効果を説明するための図

【図6】本発明の実施の形態に係る電源モジュール本体のスペーサの要部の構成を示す展開図

【図7】本発明の実施の形態に係る電源モジュール本体のスペーサの要部の他の構成例を示す展開図

【図8】本発明の実施の形態に係る電源モジュール本体のスペーサの要部の他の構成例を示す展開図

【図9】（ａ）本発明の実施の形態に係る電源モジュール本体のスペーサの要部の他の構成例を示す展開図（ｂ）本発明の実施の形態に係る電源モジュールの他の構成例を説明するための図

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

【0019】

（１．電源パック） 図１は、本発明の実施の形態１に係る電源パック１の構成を示す斜視図であり、図２は電源パック１に収容される電源モジュール本体を示す斜視図である。

【0020】

電源パック１は、図１に示すように、ポリプロピレン等の合成樹脂製の開口箱状の容器本体１０及び蓋部２０から構成される、外形六面体のハウジングを備え、蓋部２０の表面に露出した、図示しない外部負荷と接続するための負極の電極端子２１ａ及び正極の電極端子２１ｂ、並びにハウジングの内部空間と連通する排気筒２２を有する。なお、説明のためにハウジングは透視図として点線により輪郭のみ示した。

【0021】

また、電源パック１は、ハウジング内部に電源モジュール本体３０を収容している。電源モジュール本体３０は、図２に示すように、複数の単電池を配列してなるセルスタック３２と、セルスタック３２に組み合わされるバスバーアセンブリユニット３３とを備える。

【0022】

バスバーアセンブリユニット３３の上面にはセルスタック３２からのガスが排出される排気口３１が設けられている。図１に示すように、排気口３１はハウジングの蓋部２０の排気筒２２に向かって開口されている。

【0023】

ハウジング全体は気密性を有し、これにより、排気口３１から排出されたガスはハウジングの内部に滞留した後、蓋部２０の排気筒２２から電源パック１の外部へ排気される。

【0024】

なお、電源モジュール本体のセルスタックにおける単電池の配列方向は、図１に示すＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の直交座標系においてＸ軸と平行な直線上にあり、電源パック１を構成するハウジング、電源モジュール本体３０等の各面は、おおよそＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸とそれぞれ平行に位置するものとして定める。更に、以下の説明に際しては、図中矢印の方向を基準に、Ｘ軸方向を右から左、Ｘ軸方向を奥から手前、及びＺ軸方向を下から上と定める。

【0025】

（２．電源モジュール本体） 図３は、電源モジュール本体３０の構成を示す分解斜視図である。電源モジュール本体３０は、図３に示すように、非水電解質二次電池等の単電池３２０ａを配列、締結してなるセルスタック３２、セルスタック３２の各単電池を電気的に接続するためのバスバーアセンブリユニット３３を備える。

【0026】

セルスタック３２は、複数の単電池３２０ａが側面を揃えて配列された態様を有する。個々の単電池３２０ａは、電極体及び電解液が封入されている、例えばアルミニウム又はステンレスを例とする、金属製の開口箱状の外装本体部３２０ａ１と、電極端子３２０ａ３及び３２０ａ４、安全弁３２０ａ５、並びに電解液注入口を封止する封止栓３２０ａ６が設けられ、外装本体部３２０ａ１の開口をレーザ溶接等により閉塞している、外装本体部３２０ａ１と同一の材料からなる蓋部３２０ａ２とを備え、蓋部３２０ａ２の表面及びその対向面である外装本体部３２０ａ１の底面を上下底面とした外形が扁平な角柱の形状を有する。なお、単電池３２０ａにおいて、外装本体部３２０ａ１の表面はそのまま露出してもよいし、底面以外の側面が絶縁性のフィルムによって被覆される構成であってもよい。

【0027】

単電池３２０ａにおいて各側面のうち面積の大きい面を主面３２０Ｓ１とし、隣接する単電池３２０ａの主面３２０Ｓ１同士が、間にスペーサ３２０ｂを介して対向して配列されることにより、セルスタック３２が構成される。なお、セルスタック３２においては、単電池３２０ａの一対の側面３２０Ｓ２が上面及び底面を形成する。

【0028】

次に、スペーサ３２０ｂは合成樹脂等の絶縁性材料により作成される部材であり、単電池３２０ａの主面３２０Ｓ１に挟み込まれる主板部３２０ｂ１と、主板部３２０ｂ１の周囲に形成され、単電池３２０ａの配列方向に沿って双方に突出し、単電池３２０ａの底面及び一対の側面３２０Ｓ２を覆う側板部３２０ｂ２とを有する。

【0029】

これにより、単電池３２０ａとスペーサ３２０ｂとが隣接して配列された状態において、電極端子３２０ａ３及び３２０ａ４並びに安全弁３２０ａ５はセルスタック３２の側面に露出する。

【0030】

セルスタック３２において、一体化した状態にある単電池３２０ａ及びスペーサ３２０ｂは、その配列方向に沿って、スタックの両端にそれぞれ配置された一対のエンドプレート３２１ａに挟持される。

【0031】

更に、単電池の配列方向を軸として、当該軸に対して上下対称を成すようにセルスタック３２の図中Ｘ−Ｙ平面に平行な側面にスタックバー３２２ａ及び３２２ｂが配置され、当該軸の左側、すなわち図中Ｚ−Ｙ平面に平行な平面となるセルスタック３２の底面に２個一組のスタックバー３２２ｃが配置される。

【0032】

スタックバー３２２ａ〜３２２ｃはセルスタック３２における配置を除いて同一の構成を有する、一対のエンドプレート３２１ａにそれぞれ対向する外形略コの字状の部材であり、エンドプレート３２１ａの周囲に開口された取付孔に締結ボルト３２３で締結することにより固定される。

【0033】

なお、エンドプレート３２１ａとセルスタック３２との間には合成樹脂製のスペーサ３２０ｃがそれぞれ配置されている。

【0034】

次に、バスバーアセンブリユニット３３は、、ポリプロピレン等の、絶縁性及び電解液による腐食への耐性を有する合成樹脂等の部材であって、セルスタック３２の、蓋部３２０ａ２寄りの側面の外形に対応した第１の枠体３３ａ及び、第２の枠体３３ｂを有する。第１の枠体３３ａは、セルスタック３２の電極端子３２０ａ３及び３２０ａ４と接続される金属製のバスバー３３２ａ、３３２ｂ及び３３２ｃを保持するとともに、安全弁３２０ａ５の配列位置に対応して形成された開口３３ａ１を有する。なお、枠体３３０ａの材料としては、ＰＢＴ樹脂等の、絶縁性及び耐熱性を有する合成樹脂を用いるようにしてもよい。バスバー３３２ａ、３３２ｂ及び３３２ｃの周囲は第１の枠体３３ａにより絶縁される。第２の枠体３３ｂは、第１の枠体３３ａ及びバスバー３３２ａ、３３２ｂ及び３３２ｃの表面に被さこれを覆う部材であって、全面が樹脂製の台座として働き、エンドプレート、スタックバー等の拘束具、金属製の容器、蓋等の金属製の部品、部材を、バスバー３３２ａ、３３２ｂ及び３３２ｃと絶縁された状態で配置させることが可能となる。更に、セルスタック３２と電気的に接続されるハーネスその他の電装品を実装させることが可能となる。

【0035】

なお、図１以下の各図中においては、説明を容易にするため、ハウジング内に設けられる、セルスタックの充放電を管理するＢＭＵ（Battery Management Unit）その他の電装品及び、ハウジングの負極の電極端子２１ａ及び正極の電極端子２１ｂとセルスタック３２とを接続するバスバーその他の電気配線等を省略して示した。

【0036】

以上のような構成を有する電源パック１において、電源モジュール本体３０は本発明の電源モジュールに相当する。単電池３２０ａは本発明の蓄電素子に相当し、セルスタック３２は本発明のセルスタックに相当する。

【0037】

また、スタックバー３２２ａ〜３２２ｃは本発明のスタックバーに相当し、スペーサ３２０ｂは本発明のスペーサに相当し、スペーサ３２０ｂの主面部３２０ｂ１は本発明の主面部に相当し、側板部３２０ｂ２は本発明の対向面部に相当する。

【0038】

このような構成を有する本実施の形態の電源モジュール本体３０は、単電池３２０ａの主面３２０Ｓ１に挟み込まれる主面部３２０ｂ１と、主面部３２０ｂ１の周囲に形成され、単電池３２０ａの配列方向に沿って双方に突出し、単電池３２０ａの底面及び一対の側面３２０Ｓ２を覆う側板部３２０ｂ２とを有するスペーサ３２０ｂを備えたことを特徴とする。

【0039】

以下、図４（ａ）及び（ｂ）を参照して、本実施の形態のスペーサの構成について、更に詳細な説明を行う。ただし図４（ａ）は、電源パック１におけるスペーサ３２０ｂを単体のスペーサ４０として、単電池３２０ａの各面に対向する側（以下、内側と称す）から示した斜視図であり、図４（ｂ）は単電池３２０ａの各面と同一の側（以下、外側と称す）から示した斜視図である。

【0040】

図４（ａ）に示すように、スペーサ４０は、後述する絶縁性シート製の基材を単電池３２０ａの外形に沿って折曲加工することにより形成されており、組み合わせられる単電池３２０ａの主面３２０Ｓ１に対向する内主面４１ａ（図３の主面部３２０ｂ１の一方の面に相当する）と、内主面４１ａから略直交して延出し、単電池３２０ａの底面及び一対の側面３２０Ｓ２に対向する内側面４２ａ、４３ａ及び４４ａ（図３の側板部３２０ｂ２の一方の面を構成する）とを有する。なお、内側面４４ａは図中においては死角となり、対応する位置のみ示した。内側面４２ａ、４３ａ及び４４ａの各表面には両面テープ４５ａ、４５ｂ等が貼り付けられている。両面テープ４５ａ、４５ｂ等によりスペーサ４０は単電池３２０ａに固定される。

【0041】

スペーサ４０と一体化した状態の単電池３２０ａは、配列されてセルスタック本体３２０を構成する。なお、内側面部４４ａの表面にも両面テープが貼り付けられているが、図中死角となるので表示されない。

【0042】

また、両面テープ４５ａ、４５ｂ等は本発明の粘着部に相当するが、スペーサ３２０ｂと単電池３２０ａとを配列前の状態に一体化させるための仮組用のものであって、セルスタック３２の完成時においては保持具により全体の位置が固定されているため、セルスタック本体３２０作成時においてスペーサ３２０ｂと単電池３２０ａが分離しない程度の粘着力を有するものであればよい。また、テープの代わりに粘着材を塗布する構成であってもよい。

【0043】

次に、図４（ｂ）に示すように、スペーサ４０は、当該スペーサ４０に一体化して組み合わされる単電池３２０ａに隣接する単電池３２０ａの主面３２０Ｓ１に対向する外主面４１ｂ（図３の主面部３２０ｂ１の他の一面に相当する）と、内側面４２ａ、４３ａ及び４４ａの反対面であって、セルスタック３２の完成時においてスタックバー３２２ａ〜３２２ｃに対向する外側面４２ｂ、４３ｂ及び４４ｂとを有する。ただし図中角度の都合により外側面４４ｂは図４（ａ）に示される。

【0044】

なお、各主面と各側面との間には境界面が形成されている。これは後述するスペーサ４０を得るための基材の性質に起因するもので、後に詳述する。

【0045】

一方、各側面同士の間はスリット４６として間隔が設けられており、スリット４６の終端は内側面４４ａ及び外側面４４ｂを貫通するピンホール４７が形成されている。ピンホール４７には単電池３２０ａの底面側の頂角が嵌り込む。なお、ピンホール４７は本発明の切り欠きに相当する。

【0046】

次に、図５はスペーサ４０の基材１４０の構成を示す平面図である。基材１４０はポリプロピレンその他合成樹脂製の絶縁性を有するシート状の部材であり、一例として、０．１〜０．５ｍｍ厚のシートを切り出して作成することができる。

【0047】

基材１４０は、スペーサ４０（スペーサ３２０ａ）の主面部３２０ｂ１の形状に対応する矩形の主面領域１４１、側板部３２０ｂ２の各部の形状に対応して主面領域１４１の短辺を長辺として共有する矩形の一対の側面領域１４２、及び主面領域１４１の長辺を長辺として共有する矩形の側面領域１４３、並びに主面領域１４１と側面領域１４２をつなぐ境界面をなす境界領域１４５及び主面領域１４１と側面領域１４３をつなぐ境界面をなす境界領域１４６に分けられる。互いに直交する境界領域１４５と１４６との交点に一部が開いた略円形の形状を有し、完成後のスペーサ４０においてピンホール４７を形成するピンホール１４７が開口されている。なお、ピンホール１４７の平面形状は円形の他、楕円、矩形、細長いスリット状等、任意であってよい。

【0048】

基材１４０は、一対の境界領域１４５と境界領域１４６を介して残りの各領域が互いに直交するよう折曲ることにより、図４（ａ）（ｂ）に示すスペーサ４０の形状を完成する。ここで境界領域１４５及び１４６は、主面領域１４１と側面領域１４２、及び主面領域１４１と側面領域１４３のそれぞれが直交するよう、基材１４０の弾性や厚みに起因する変形を吸収する役割を果たす。したがって、スペーサ４０上における境界面の形状は、成果物としては基材１４０の材質、寸法並びに折曲の具体的な条件に依存した任意形状の曲面となる。一方で、境界領域１４５及び１４６は単電池の形状に対応したものとしてもよい。これは、外装本体部３２０ａ１が例えばアルミニウムの絞り加工により作成されることにより、単電池３２０ａの主面３２０Ｓ１と底面及び一対の側面３２０Ｓ２とがそれぞれなす稜の部分が、各面の境界として、一定の幅をもった曲面となることに基づく。

【0049】

なお、両面テープ４５ａ、４５ｂ等は基材１４０の折曲げ前に側面領域１４２及び１４３にあらかじめ貼り付けておくことが望ましい。なお、両面テープ４５ａ、４５ｂ等の粘着部は、側面領域１４２及び１４３の全体に設けず、一部にのみ設ける構成としてもよい。

【0050】

以上のような構成を有する本実施の形態のスペーサは、主面部３２０ｂ１によりセルスタック３２において隣接する単電池３２０ａ同士の絶縁に加えて、側板部３２０ｂ２によりセルスタック本体３２０を締結するためのスタックバー３２２ａ〜３２２ｃと単電池３２０ａとを絶縁するとともに、以下の効果を奏する。

【0051】

すなわち、図２及び図３に示すように、電源モジュール本体３０は、セルスタック本体３２０のバスバーアセンブリユニット３３の装着面を除く残りの側面が、エンドプレート３２１ａに締結されたスタックバー３２２ａ〜３２２ｃにより囲まれている。したがって、エンドプレート３２１ａ及びスタックバー３２２ａ〜３２２ｃが構成する保持具の寸法に対して、保持具により締結されるセルスタック本体３２０の寸法が小さい場合等、両者の寸法の間に開きが有る場合、セルスタック本体３２０は適切な圧力で締結されない、又は電源パック１内における配置が安定しない、等の不具合が生ずる場合があった。

【0052】

これに対し、スペーサ３２０ｂは、側板部３２０ｂ２がセルスタック本体３２０の側面を覆っていることにより、保持具のスタックバー３２２ａ〜３２２ｃとセルスタック本体３２０のとの間に位置して、その厚み分の寸法が上記各部の寸法の差を補償するバッファとして働く。これにより、電源モジュール本体３０のセルスタック３２の寸法精度が高められ、ひいては寸法精度の高い電源モジュールを得ることが可能となる。

【0053】

また、スペーサ３２０ｂの厚み分寸法は、図５に示す一枚の絶縁性シートの輪郭を加工してなる基材１４０の厚みに対応するため、厚みの異なる絶縁性シートを用意することにより、セルスタック本体３２０と保持具の種類に容易に対応することができ、汎用性が高く低コストな電源モジュールを得ることが可能となる。

【0054】

更に、スペーサ３２０ｂは、図５に示す一枚の絶縁シート状の基材１４０を、一枚のシートを所定形状に切り出す工程により得ることができ、さらにスペーサ自体の作成は、基材１４０を折曲げる単純な工程により作成することができる。これにより、低コストで製造が可能となり、ひいては低コストな電源モジュールを得ることが可能となる。

【0055】

更に、スペーサ３２０ｂは、主面部３２０ｂ１と主面部３２０ｂ１に直交する側板部３２０ｂ２とを備えたことにより、簡易な構成で単電池３２０ａへの装着が可能となっており、製造工程を簡素化した生産性の高い電源モジュールを得ることが可能となる。

【0056】

さらに、スペーサ３２０ｂは、側板部３２０ｂ２が、単電池３２０ａの、主面３２０Ｓ１と隣接する底面、あるいは主面３２０Ｓ１と隣接する一対の側面３２０Ｓ２のいずれか一方の面に例示されるように、単電池３２０ａにおいて、他の単電池と接することなくセルスタック３２の表面を形成する面に対向するよう配置されている。これにより、セルスタック３２単体を覆うフィルム等を省略して、より簡易な構成で、セルスタック３２の表面を、スタックバー３２２ａ〜３２２ｃや電源モジュールの他の電装品、部材から絶縁することが可能となっている。

【0057】

さらに、スペーサ３２０ｂは、図４（ａ）に示すように、側板部３２０ｂ２が、単電池３２０ａの一対の側面３２０Ｓ２及び底面を覆い、その縁端は各側面又は底面と主面３２０Ｓ１上に位置していることを特徴とするが、さらに各面の間、特に単電池３２０ａ２の一対の側面３２０ｓと底面との間に形成されるＲ部上にまではみ出すものとしてもよい。すなわち、スペーサ３２０ｂにおいては、折り曲げ易さを確保する等の理由で一対の側面３２０ｓと底面との間のそれぞれの対向面の間にピンホール４７を設けているが、この部分がスペーサ３２０ｂにより覆われないことで、絶縁性能の低下の恐れがあるところ、ピンホール４７から延長するスリット状の隙間である、上記Ｒ部にまで側板部３２０ｂ２の縁端がはみ出すことにより、絶縁性能の低下を抑制することが可能となる。

【0058】

なお、Ｒ部上において側板部３２０ｂ２の縁端は単電池の表面に追従して密着していても良いし、単電池の側面、底面に追従してＲ部から離隔したまま延出する構成としてもよい。これにより、本実施の形態は、上記の構成とすることにより、単電池３２０の外装をより確実に絶縁することが可能となる。なお、上記の説明において、Ｒ部は本発明の稜に相当する。

【0059】

更に、スペーサ３２０ｂは、側板部３２０ｂ２の直交する側面においてピンホール４７を形成したことにより、ピンホール４７が単電池３２０ａの底面側の頂角に嵌り込んで、単電池３２０ａの形状に対して追従性高くカバーしている。これにより、完成後のセルスタック３２においてスペーサの位置ずれが生じにくくなっており、信頼性の高い電源モジュールを得ることが可能となっている。

【0060】

更に、スペーサ３２０ｂは、ピンホール４７を備えたことにより、以下の効果を奏する。すなわち、ピンホール４７は、スペーサ完成後に側板部３２０ｂ２を協働して形成する基材１４０上の側面領域１４２及び側面領域１４３からそれぞれ連続し、互いに直交する境界領域１４５と１４６との交点に形成されたピンホール１４７に基づくものである。スペーサの作成時に主面領域１４１に対して境界領域１４５及び１４６をそれぞれ折曲げた際に、境界領域１４５と１４６はその間がピンホール１４７により離隔されていることにより、基材１４０のこれら領域には皺が生じにくくなる。すなわち、図３に示すスペーサ３２０ｂにおいて、側板部３２０ｂ２の、単電池３２０ａの一対の側面３２０Ｓ２をそれぞれ覆う部分と、単電池３２０ａの底面部を覆う部分とをシートを折り曲げて形成する際に、皺が生じにくくなる。これにより、折曲げ加工を容易に行うことができるとともに、完成後のスペーサ４０の形状を精度よく仕上げることを可能としている。

【0061】

一方で、ピンホール４７が設けられた部分は単電池３２０ａの外装本体部３２０ａ１が露出することとなるが、図６（ａ）に示すように、配列されたセルスタック本体３２０においては、隣接する単電池３２０ａの底面の頂角は、スペーサ３２０ｂの側板部３２０ｂ２により（一部がピンホール４７により欠損した状態で）覆われた部分と、外装本体部３２０ａ１が全面的に露出する部分とが隣接している。この場合において、図６（ａ）の領域Ａの拡大図である図６（ｂ）に示すように、一方の単電池３２０ａの側板部３２０ｂ２の外側面４４ｂに対向する、他方の単電池３２０ａの外装本体部３２０ａ１が露出する頂角は曲面Ｒを有するため、一方の外側面４４ｂからは十分な絶縁距離が確保されており、単電池３２０ａの配列方向における絶縁性能が損なわれることはない。

【0062】

このように、本実施の形態の電源モジュール本体３０においては、電源モジュール本体３０は、単電池３２０ａの主面３２０Ｓ１に挟み込まれる主面部３２０ｂ１と、主面部３２０ｂ１の周囲に形成され、単電池３２０ａの配列方向に沿って双方に突出し、単電池３２０ａの底面及び一対の側面３２０Ｓ２を覆う側板部３２０ｂ２とを有するスペーサ３２０ｂを備えたことにより、単電池間及びスタックバーと単電池間を良好に絶縁するとともに、電源モジュールの寸法精度を高めることが可能となる。

【0063】

なお、上記の説明においては、スペーサ３２０ｂ（スペーサ４０）は、単電池３２０ａの底面及び一対の側面３２０Ｓ２を覆う側板部３２０ｂ２を有するものとしたが、本発明のスペーサは、セルスタックにおいて隣接する単電池同士の絶縁及び当該セルスタックを締結するためのスタックバーと単電池との間を絶縁するとともに、スタックバーとセルスタックとの間に位置して、その厚み分の寸法がスタックバーとセルスタックとの寸法の差を補償するバッファとして働くものであればよい。

【0064】

したがって、本発明のスペーサは、図７に示す基材１５０のように、主面部３２０ｂ１の形状に対応する矩形の主面領域１５１と、側板部３２０ｂ２に対応する、スタックバー３２２ａ〜３２２ｃと重なる位置にのみ設けられ、主面領域１４１の短辺の一部を長辺として共有する矩形の一対の側面領域１５２、及び主面領域１４１の長辺の一部を長辺として共有する矩形の側面領域１５３が形成された構成に基づくものとしてもよい。

【0065】

この場合でも図５の構成と同様の効果を奏し、さらに基材１５０として省資源で低コストにスペーサを得ることができ、ひいては電源モジュールの低コスト化を実現することが可能となる。ただし、図５の構成のように、側板部３２０ｂ２が、単電池３２０ａの側面及び底面全体を覆う構成とすることは、完成後のセルスタック本体３２０の表面における金属部分の露出を低減でき、別途絶縁用のフィルム等を用いてセルスタック本体３２０を被覆する必要が無く、より好適である。

【0066】

更に、本発明のスペーサは、図８に示す基材１６０のように、側板部３２０ｂ２に対応する側面領域１６２、及び側面領域１６３において、境界領域１６５、１６６とそれぞれと同一寸法の境界領域１６８、１６９を付加した構成に基づくものとしてもよい。

【0067】

この場合でも図５の構成と同様の効果を奏し、さらに側板部３２０ｂ２が、境界領域１６８、１６９を有することにより、単電池３２０ａの外装本体部３２０ａ１の各側面において、主面部３２０ｂ１により覆われない他方の主面３２０Ｓ１の輪郭に位置する曲面部分に係合することにより、外装本体部３２０ａ１は側板部３２０ｂ２に固定される。これにより、両面テープ４５ａ、４５ｂ等を省略して、スペーサの構成を簡素化し、電源モジュールの低コスト化を実現することが可能となる。

【0068】

更に、上記の説明においては、スペーサ３２０ｂ（スペーサ４０）は、単電池３２０ａの底面及び一対の側面３２０Ｓ２を覆う側板部３２０ｂ２を有するものとしたが、本発明のスペーサは、セルスタックにおいて隣接する単電池同士の絶縁及び当該セルスタックを締結するためのスタックバーと単電池との間を絶縁するとともに、スタックバーとセルスタックとの間に位置して、その厚み分の寸法がスタックバーとセルスタックとの寸法の差を補償するバッファとして働くものであればよく、側板部３２０ｂ２の構成は、セルスタックにおけるスタックバーとの関係に対応するものであれば、任意の形状、個数であってよい。

【0069】

したがって、図９（ａ）に示す構成例のように、本発明のスペーサは、主面部３２０ｂ１の形状に対応する矩形の主面領域１４１と、主面領域１４１の短辺を長辺として共有する矩形の一対の側面領域１４２のみが形成された構成に基づくものとしてもよい。この場合、スペーサは、図３に示すセルスタック３２において、２個一組のスタックバー３２２ｃが省略された構成に対応することができる。同様に、図９（ａ）に示す構成例のように、本発明のスペーサは、主面部３２０ｂ１の形状に対応する矩形の主面領域１４１と、主面領域１４１の長辺を長辺として共有する矩形の側面領域１４３のみが形成された構成に基づくものとしてもよい。この場合、スペーサは、図３に示すセルスタック３２において、スタックバー３２２ａ及び３２２ｂが省略された構成に対応することができる。

【0070】

更に、上記の説明においては、スペーサ３２０ｂ（スペーサ４０）は、側板部３２０ｂ２の直交する側面においてピンホール４７を形成した構成であるとしたが、本発明のスペーサの切り欠きの形成位置は、単電池３２０ａの外装の形状において頂角を与える主面３２０Ｓ１、側面３２０Ｓ２及び底面がなす曲面の他、単電池（蓄電素子）の外装を構成する各面同士がなす稜の端部のいずれか少なくとも一つに対応していれば、単電池の外装の具体的な形状に限定されるものではない。

【0071】

すなわち、単電池（蓄電素子）において、外装を構成する各面は、実際には隣接する平行面の組合のみで構成されるものではなく、外装の工法、素材の寸法等の原因により、隣接する面の稜が、線ではなく一定の幅を持った部位として形成される。

【0072】

スペーサにおいてこの稜の部位を考慮した構成とする場合、特に本実施の形態のスペーサのように、折曲によって外装の隣接する各面を追従性高くカバーするためには、シート基材において、上記稜位が対応することとなる境界領域（例えば図５の境界領域１４５及び１４６）に、例えばスリットを設けて厚みを減ずる構成とする必要があるが、これは完成後のスペーサにおいて単電池（蓄電素子）の外装との間に隙間を生じさせ、スペーサの絶縁性を損なわせる恐れがある。

【0073】

これに対し、本発明においては、切り欠きの位置を、稜の端部に対応する位置に一致させることにより、上述のように、単電池３２０ａの外装の形状のバリエーションに追従して、スペーサを単電池３２０ａの形状に対して追従性高くカバーするとともに、折り曲げの工程を精度良く行うことができ、スペーサを製造容易とすることが可能となる。なお、切り欠きの位置は、単電池（蓄電素子）の外装が形成された稜の端部の全てに対応させる必要は無く、必要に応じて一部のみに定めてよい。更に、この場合において、単電池（蓄電素子）の外装の各面がなす稜の端部は、主面や側面の間に生ずる頂角部として、先に説明した単電池３２０ａの曲面Ｒのように曲面を有していてもよいし、面取りして平面をなすものであってもよい。また、頂角部は外から見て凹みとして形成されるものであってもよい。

【0074】

更に、上記の説明においては、セルスタック３２の保持具はスタックバー３２２ａ〜３２２ｃとエンドプレート３２１ａとの組合せであるとしたが、本発明は、エンドプレートを省略してスタックバーのみでセルスタックを締結する構成として実現してもよい。

【0075】

また、上記の説明においては、本発明のハウジングは、合成樹脂製の、溶着等により密閉された容器本体１０及び蓋部２０から構成される、外形が直方体の容器であるとした。一方で、ハウジングは、金属その他の材料及びこれらの組合せとして実現してもよく、更に、３つ以上の部材の組合せとして実現してもよい。更に、ハウジングの外形は立方体、円筒形、または多角柱状の形状であってもよい。要するに、本発明のハウジングは、その形状、具体的な材料または構成によって限定されるものではない。 さらにハウジングに設けられる排気筒２２は本発明の排気口の例であるが、本発明の排気口は外とハウジング内部との間を連通させることができれば形状、寸法等は任意のものであってよく、本実施の形態の円筒形の排気筒２２の形状に限定されるものではない。一例としては、壁体に設けられた高さ（長さ）を有さない開口として実現してもよい。

【0076】

また、上記の説明においては、セルスタックを構成する単電池としての本発明の蓄電素子は、リチウムイオン二次電池に代表される非水電解質二次電池であるとしたが、電気化学反応により充放電可能な電池であれば、ニッケル水素電池その他各種の二次電池を用いてもよい。また、一次電池であってもよい。更に、電気二重層キャパシタその他各種のキャパシタであってもよい。要するに、本発明の蓄電素子は電極体と電解液を収納容器内に封入してなる電気を蓄積可能な素子であれば、起電力を発生させるための具体的な方式によって限定されるものではない。

【0077】

要するに、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲内であれば、以上説明したものを含め、上記実施の形態に種々の変更を加えたものとして実施してもよい。

【産業上の利用可能性】

【0078】

以上のような本発明は、電源モジュールの寸法精度を高めることが可能になるという効果を有し、例えば二次電池のような蓄電素子を有する電源モジュールにおいて有用である。

【符号の説明】

【0079】

１ 電源パック
１０ 容器本体
２０、３２０ａ２ 蓋部
２１ａ、２１ｂ 電極端子
２２ 排気筒
３０ 電源モジュール本体
３１ 排気口
３２ セルスタック
３３ バスバーアセンブリユニット
３３ａ 第１の枠体
３３ｂ 第２の枠体
３３ａ１ 開口
４０、３２０ｂ、３２０ｃ スペーサ
４１ａ 内主面
４１ｂ 外主面
４２ａ、４３ａ、４４ａ 内側面
４２ｂ、４３ｂ、４４ｂ 外側面
４４ａ 内側面部
４５ａ、４５ｂ 面テープ
４６ スリット
４７、１４７ ピンホール
１４０、１５０、１６０ 基材
１４１、１５１ 主面領域
１４２、１４３、１５２、１５３、１６２、１６３ 側面領域
１４５、１４６、１６５、１６６、１６８、１６９ 境界領域
３２０ セルスタック本体
３２０Ｓ１ 主面
３２０Ｓ２ 側面
３２０ａ 単電池
３２０ａ１ 外装本体部
３２０ｂ１ 主板部、主面部
３２０ｂ２ 側板部
３２０ａ５ 安全弁
３２０ａ６ 封止栓
３２１ａ エンドプレート
３２２ａ、３２２ｃ スタックバー
３２３ 締結ボルト
３３２ａ、３３２ｂ バスバー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】