特開 2022-143034 蓄電装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022143034

(43)【公開日】2022-10-03

(54)【発明の名称】蓄電装置

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/284 20210101AFI20220926BHJP

   H01M 50/103 20210101ALI20220926BHJP

   H01M 10/04 20060101ALI20220926BHJP

   H01M 50/242 20210101ALI20220926BHJP

   H01M 50/249 20210101ALI20220926BHJP

   H01M 50/55 20210101ALI20220926BHJP

   H01G 11/16 20130101ALI20220926BHJP

   H01G 2/18 20060101ALI20220926BHJP

   H01G 11/08 20130101ALI20220926BHJP

   H01G 11/10 20130101ALI20220926BHJP

   H01G 11/82 20130101ALI20220926BHJP

   H01M 50/209 20210101ALI20220926BHJP

   H01M 50/244 20210101ALI20220926BHJP

   H01M 50/572 20210101ALI20220926BHJP

【ＦＩ】

H01M50/284

H01M50/103

H01M10/04 W

H01M50/242

H01M50/249

H01M50/55 101

H01G11/16

H01G2/18 101

H01G11/08

H01G11/10

H01G11/82

H01M50/209

H01M50/244 A

H01M50/572

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021043358

(22)【出願日】2021-03-17

(71)【出願人】

【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】100153224

【弁理士】

【氏名又は名称】中原 正樹

(72)【発明者】

【氏名】石川 貴瑛

【テーマコード（参考）】

5E078

5H011

5H028

5H040

5H043

【Ｆターム（参考）】

5E078AA10

5E078AB13

5H011AA01

5H011BB03

5H011CC06

5H011CC10

5H011FF02

5H011JJ03

5H028AA07

5H028BB01

5H028CC12

5H028EE01

5H040AA07

5H040AS04

5H040AS05

5H040AS06

5H040AS07

5H040AT02

5H040AT04

5H040AT06

5H040AY05

5H040CC05

5H040DD08

5H040LL06

5H043AA02

5H043AA04

5H043BA19

5H043CA04

5H043CA05

5H043CA08

5H043CA12

5H043CA13

5H043CA28

5H043FA33

5H043GA02

5H043HA06F

(57)【要約】

【課題】移動体での使用に適した蓄電装置を提供することを目的とする。
【解決手段】蓄電装置１は、リレー６０と、リレー６０に電気的に接続された蓄電素子２０とを備える。リレー６０は、対向して配置された一対の接点６１ａ及び６２ａを有し、一対の接点６１ａ及び６２ａが開閉することで電流の遮断及び接続を切り替える。蓄電素子２０は、第一方向に積層された極板２７を含む電極体２６及び電極体２６を収容する容器２１を有する。リレー６０は、一対の接点６１ａ及び６２ａの対向方向が、第一方向と直交する第二方向に沿う姿勢で配置されている。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

対向して配置された一対の接点を有し、前記一対の接点が開閉することで電流の遮断及び接続を切り替えるリレーと、
前記リレーに電気的に接続された蓄電素子であって、第一方向に積層された極板を含む電極体及び前記電極体を収容する容器を有する蓄電素子と、を備え、
前記リレーは、前記一対の接点の対向方向が、前記第一方向と直交する第二方向に沿う姿勢で配置されている、
蓄電装置。

【請求項2】

前記蓄電素子は、前記容器に配置された一対の電極端子を有し、前記一対の電極端子の並び方向が、前記第二方向に沿う姿勢で配置されている、
請求項１記載の蓄電装置。

【請求項3】

前記電極体は、巻回軸が前記第二方向に沿う姿勢で配置された巻回型の電極体であり、
前記蓄電素子は、前記容器の内部において前記容器に固定された、前記電極体の前記第二方向の端部に接続された集電体を有する、
請求項１または２記載の蓄電装置。

【請求項4】

さらに、前記蓄電装置を、移動体に取り付けるための取付部であって、前記第一方向が、前記移動体の直進方向に沿う姿勢となるように、前記蓄電装置を前記移動体に取り付けるための取付部を有する、
請求項１～３のいずれか一項に記載の蓄電装置。

【請求項5】

対向して配置された一対の接点を有し、前記一対の接点が開閉することで電流の遮断及び接続を切り替えるリレーと、
前記リレーに電気的に接続された蓄電素子と、
平面視において長手方向及び短手方向を有する形状の外装体であって、前記リレー及び前記蓄電素子を収容する外装体と、を備え、
前記リレーは、前記一対の接点の対向方向が、前記外装体の前記短手方向に沿う姿勢で配置されている、
蓄電装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、蓄電素子と、蓄電素子に電気的に接続されたリレーとを備える蓄電装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、電池（蓄電素子）とリレーとを備える電池パック（蓄電装置）が開示されている。この蓄電装置は、複数の蓄電素子を各蓄電素子の厚み方向に積層した複数の電池スタックと、複数の電池スタックからなる電池群及び外部端子を接続するハーネスの途中に配置されたリレーとを備える。複数の電池スタックは、厚み方向が外装体の設置面に対して平行な向きとなるように、筐体の設置面に対して垂直な方向に複数段重ねられる。リレーは、外装体内において厚み方向で電池スタックと並んで配置される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－７４２８０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記従来の蓄電装置では、複数の蓄電素子とリレーとを所定の方向に並べることで、蓄電装置の設置面積の増加の抑制が図られている。これにより、例えばトラックの荷台部と運転席部との間の隙間を利用して蓄電装置を配置することができる。しかしながら、自動車等の移動体に搭載される蓄電装置については、蓄電装置に与えられる可能性がある衝撃及び振動等から蓄電装置をどのように保護するかという観点も必要である。つまり、例えば蓄電素子及びリレーの耐衝撃性等を考慮しつつ、これらをどのように配置すべきかを決定する必要があり、その解を得ることは容易ではない。

【0005】

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、移動体での使用に適した蓄電装置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】

【0006】

本発明の一態様に係る蓄電装置は、対向して配置された一対の接点を有し、前記一対の接点が開閉することで電流の遮断及び接続を切り替えるリレーと、前記リレーに電気的に接続された蓄電素子であって、第一方向に積層された極板を含む電極体及び前記電極体を収容する容器を有する蓄電素子と、を備え、前記リレーは、前記一対の接点の対向方向が、前記第一方向と直交する第二方向に沿う姿勢で配置されている。

【0007】

蓄電素子は、電極体の極板の積層方向である第一方向に直交する方向（極板の広がり方向）である第二方向から衝撃または振動を受けた場合、慣性力により電極体の一部または全部がずれやすい。つまり、蓄電素子は、第二方向の衝撃等には弱い構造である。また、リレーは、一対の接点の対向方向から衝撃または振動を受けた場合、一対の接点の少なくとも一方が慣性力で動く可能性がある。つまり、リレーは、第二方向における衝撃等には弱い構造である。本態様に係る蓄電装置では、蓄電素子の衝撃等に弱い方向と、リレーの衝撃等に弱い方向とが一致するように、蓄電素子及びリレーが配置されている。そのため、蓄電装置を移動体に搭載する場合、蓄電素子及びリレーが衝撃等に弱い方向（第二方向）を、主たる進行方向である直進方向に向けないことで、蓄電装置を、耐衝撃性または耐振動性が向上するように配置することができる。このように、本態様に係る蓄電装置は、移動体での使用に適した蓄電装置である。

【0008】

前記蓄電素子は、前記容器に配置された一対の電極端子を有し、前記一対の電極端子の並び方向が、前記第二方向に沿う姿勢で配置されている、としてもよい。

【0009】

この構成によれば、蓄電装置の衝撃等に弱い方向と、一対の電極端子の並び方向とが、ともに第二方向で一致する。そのため、一対の電極端子の並び方向が、移動体の直進方向に向かないように蓄電装置を配置することで、蓄電装置を、耐衝撃性または耐振動性が向上するように移動体に配置することができる。つまり、確認しやすい基準（一対の電極端子）を用いて、移動体における蓄電装置の姿勢を決定することができる。

【0010】

前記電極体は、巻回軸が前記第二方向に沿う姿勢で配置された巻回型の電極体であり、前記蓄電素子は、前記容器の内部において前記容器に固定された、前記電極体の前記第二方向の端部に接続された集電体を有する、としてもよい。

【0011】

この構成によれば、蓄電素子の容器内において、電極体は第二方向の端部で集電体に支持されている。従って、第二方向から過度な衝撃または振動を受けた場合、例えば、集電体の変形または電極体の移動により、集電体が電極体を損傷させる可能性がある。従って、当該構成を有する蓄電素子にとって、リレー及び蓄電素子の衝撃等に弱い方向が揃えられている構造は、衝撃等から蓄電素子を保護する観点から特に有用である。

【0012】

蓄電装置はさらに、前記蓄電装置を、移動体に取り付けるための取付部であって、前記第一方向が、前記移動体の直進方向に沿う姿勢となるように、前記蓄電装置を前記移動体に取り付けるための取付部を有する、としてもよい。

【0013】

この構成によれば、蓄電装置が自動車等の移動体に搭載された場合に、蓄電装置の、比較的に衝撃等に強い方向と、移動体の直進方向とがほぼ一致する。従って、移動体が他の物体に衝突した場合、または、急減速若しくは急加速した場合などに、リレー及び蓄電素子に働く慣性力によって不具合が生じる可能性が低減される。

【0014】

また、本発明の一態様に係る蓄電装置は、対向して配置された一対の接点を有し、前記一対の接点が開閉することで電流の遮断及び接続を切り替えるリレーと、前記リレーに電気的に接続された蓄電素子と、平面視において長手方向及び短手方向を有する形状の外装体であって、前記リレー及び前記蓄電素子を収容する外装体と、を備え、前記リレーは、前記一対の接点の対向方向が、前記外装体の前記短手方向に沿う姿勢で配置されている、としてもよい。

【0015】

蓄電装置において、外装体の内部には、例えば扁平状の蓄電素子がその扁平方向を外装体の長手方向に向けて、かつ、当該長手方向に並んで配置される。また、扁平状の蓄電素子では電極体の極板の積層方向は扁平方向と一致する。従って、外装体の短手方向が、蓄電素子の衝撃等に弱い方向になる。この場合において、本態様に係る蓄電装置では、リレーの衝撃等に弱い方向も外装体の短手方向に沿うため、蓄電装置を移動体に搭載する場合、その短手方向を、移動体の直進方向に向けないことで、蓄電素子及びリレーの不具合の発生が抑制される。つまり、蓄電装置を、耐衝撃性または耐振動性が向上するように配置することができる。従って、本態様に係る蓄電装置は、移動体での使用に適した蓄電装置である。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、蓄電素子及びリレーを備える蓄電装置であって、移動体での使用に適した蓄電装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】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】実施の形態に係る蓄電装置の分解斜視図である。

【図3】実施の形態に係る蓄電素子の構成概要を示す分解斜視図である。

【図4】実施の形態に係る接続ユニット及び蓄電素子の位置関係を示す斜視図である。

【図5】実施の形態に係るリレーの姿勢と蓄電素子の姿勢とを模式的に示す平面図である。

【図6】実施の形態に係る蓄電装置の、移動体に配置された場合の姿勢を模式的に示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態（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、各図において、寸法等は厳密に図示したものではない。

【0019】

また、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、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。

【0020】

また、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。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の方向を示す。Ｙ軸方向及びＺ軸方向についても同様である。さらに、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。

【0021】

（実施の形態）
［１．蓄電装置の全般的な説明］
まず、図１～図３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の分解斜視図である。図３は、実施の形態に係る蓄電素子２０の構成概要を示す分解斜視図である。

【0022】

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することができる装置であり、本実施の形態では、略直方体形状を有している。例えば、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、例えば、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。また、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。

【0023】

図１及び図２に示すように、蓄電装置１は、蓄電素子２０と、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。なお、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、少なくとも１つの蓄電素子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と、複数の蓄電素子２０を接続する複数のバスバー３３とにより１つの蓄電素子ユニット３０が構成されている。なお、蓄電素子ユニット３０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。

【0024】

外装体１０は、蓄電素子ユニット３０を収容する本体部１２と、蓄電素子ユニット３０の上方に配置されるバスバープレート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。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３０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。

【0025】

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５０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、アルミニウムまたは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。本体部１２は、蓄電素子ユニット３０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。本体部１２の下端部には、自動車等の構造物に対して蓄電装置１を取り付けるための取付部１６が設けられている。本実施の形態では、本体部１２の下端部から側方に突出した部分が取付部１６として機能する。例えば、取付部１６に設けられた貫通孔にボルトが挿し通されて、当該ボルトが、取付対象の構造物のボルト穴にねじ入れられることで、蓄電装置１が当該構造物に取り付けられる（固定される）。

【0026】

蓄電素子２０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。なお、蓄電素子２０は、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。さらに、蓄電素子２０は、固体電解質を用いた電池であってもよい。また、蓄電素子２０は、パウチタイプの蓄電素子であってもよい。また、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。

【0027】

本実施の形態では、蓄電素子２０は、扁平な直方体形状（角形）の金属製の容器２１を備えている。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、一対の長側面２１ａ及び一対の短側面２１ｂの上端部に接続された端子配置面２１ｃとを有する角形のケースである。具体的には、図３に示すように、容器２１は、容器本体２５と容器本体２５の開口を塞ぐ蓋板２４とを有しており、容器本体２５の４つの側面により、一対の長側面２１ａと一対の短側面２１ｂとが形成されている。また、蓋板２４の上面により、端子配置面２１ｃが形成されている。容器本体２５には、電極体２６、正極側及び負極側の集電体２９、及び図示しない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。

【0028】

本実施の形態における電極体２６は、極板２７がセパレータを介して、巻回軸Ｗを中心に巻回されることで形成された巻回型の電極体である。具体的には、電極体２６は、極板２７として正極板及び負極板を有しており、以下で「極板２７」という場合、電極体２６が有する正極板及び負極板の少なくとも一方を意味する。本実施の形態では、巻回型の電極体２６は、Ｘ軸方向に扁平な形状を有しており、電極体２６における極板２７の主たる積層方向は扁平方向である。つまり、本実施の形態において、極板２７の積層方向はＸ軸方向であり、Ｘ軸方向は第一方向の一例である。電極体２６の巻回軸Ｗの方向（Ｙ軸方向）の両端部のそれぞれは集電体２９の脚部と接合されている。なお、蓄電素子２０が備える電極体は巻回型には限定されない。例えば、平板状極板を積層した積層型の電極体、または、長尺帯状の極板を山折りと谷折りとの繰り返しによって蛇腹状に積層した構造を有する電極体が、蓄電素子２０に備えられてもよい。

【0029】

蓋板２４の端子配置面２１ｃには、容器本体２５の内部の電極体２６と集電体２９を介して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）が配置されている。電極端子２２は、例えば樹脂製のガスケット（図示せず）を介して蓋板２４に固定されている。容器２１の蓋板２４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、例えば容器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（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。

【0030】

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、例えば、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。なお、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。

【0031】

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５０、及び、その他配線類等（図２に図示せず）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。また、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。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。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、例えば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。

【0032】

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る。バスバーカバー７０及び７５は、例えば、複数のバスバー３３と接続ユニット５０とを電気的に絶縁する役割を担っている。バスバープレート１７、バスバーカバー７０及び７５のそれぞれの素材である樹脂としては、外装体１０と同じく、ＰＣ、ＰＰ、ＰＥ、またはＰＳなどが例示される。

【0033】

接続ユニット５０は、複数のバスバー及び電気機器等を有するユニットであり、蓄電素子ユニット３０と、外部端子９１及び９２とを電気的に接続する。本実施の形態では、接続ユニット５０は、電気機器としてリレー６０を有している。蓄電装置１において、蓄電素子２０及びリレー６０はともに、蓄電装置１の耐衝撃性または耐振動性を向上させるための姿勢で配置されている。以下、図４～図６を参照しながら、実施の形態に係る蓄電装置１における蓄電素子２０及びリレー６０の姿勢について説明する。

【0034】

［２．蓄電素子及びリレーの姿勢］
図４は、実施の形態に係る接続ユニット５０及び蓄電素子２０の位置関係を示す斜視図である。図４では、接続ユニット５０がバスバープレート１７上に配置され、かつ、蓄電素子ユニット３０からバスバープレート１７が分離された状態が図示されている。また、図４では、蓄電素子ユニット３０が有する３つの蓄電素子２０のそれぞれについて、電極体２６が視認可能なように、容器本体２５の外形が破線で図示されている。図５は、実施の形態に係るリレー６０の姿勢と蓄電素子２０の姿勢とを模式的に示す平面図である。図６は、実施の形態に係る蓄電装置１の、移動体５００に配置された場合の姿勢を模式的に示す平面図である。

【0035】

図４に示すように、接続ユニット５０は、バスバープレート１７上に固定された各種の部材によって構成されている。具体的には、接続ユニット５０は、制御装置５５及びリレー６０と、制御装置５５及びリレー６０のそれぞれに接続された複数の電線５１と、バスバー３５～３７とを有する。

【0036】

本実施の形態において、制御装置５５は、例えばＢＭＵ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｕｎｉｔ）と呼ばれる制御装置であり、複数の蓄電素子２０それぞれの電圧及び蓄電素子ユニット３０の温度等を検出し、複数の蓄電素子２０の充電状態を制御する。そのため、制御装置５５には、電圧検出及び温度検出等のための複数の電線５１が接続されている。制御装置５５にはさらに、上位の制御装置と情報をやり取りするための電線５１も接続されている。

【0037】

本実施の形態において、リレー６０は、例えば電磁開閉器を有するリレーユニットであり、蓄電装置１の充電または放電のオン及びオフを切り替える機能を有する。リレー６０は、制御装置５５からの制御信号に従って動作する。そのため、リレー６０には、制御装置５５との間で信号をやり取りするための複数の電線５１が接続されている。蓄電素子ユニット３０の正極（総プラス端子）は、バスバー３５、リレー６０、及びバスバー３６を介して、正極側の外部端子９１（図１参照）に電気的に接続されている。蓄電素子ユニット３０の負極（総マイナス端子）は、制御装置５５及びバスバー３７を介して、負極側の外部端子９２（図１参照）に電気的に接続されている。

【0038】

リレー６０は、具体的には、例えば図５に示すように、接点６１ａを有する固定接点部材６１と、接点６２ａを有する可動接点部材６２と、可動接点部材６２の移動を駆動する駆動部６３と、これらを収容するリレーケース６５とを備える。リレー６０は、対向して配置された一対の接点６１ａ及び６２ａの接触及び非接触を切り替えることで、蓄電装置１の充電または放電のオン及びオフを切り替えることができる。より詳細には、リレー６０が有する駆動部６３は、制御装置５５からの制御信号に応じて、レバー６４を出退させ、これにより、レバー６４に接続された可動接点部材６２が移動または変形する。その結果、一対の接点６１ａ及び６２ａは接触及び非接触の一方から他方に切り替わる。その結果、図５における“Ａ”と“Ｂ”とが、導通状態から非導通状態に切り替わる。本実施の形態では、“Ａ”は、蓄電素子ユニット３０の正極（総プラス）であり、“Ｂ”は、正極側の外部端子９１である。

【0039】

このように構成されたリレー６０は、例えば、一対の接点６１ａ及び６２ａの対向方向（本実施の形態ではＹ軸方向）から衝撃を受けた場合、当該衝撃による慣性力は、一対の接点６１ａ及び６２ａの接触及び非接触を切り替える方向に作用する。つまり、制御装置５５の制御の下で、本来的にはオン状態であるべきリレー６０が、外部からの衝撃または振動によってオフ状態になる可能性がある。または、その逆に、本来的にはオフ状態であるべきリレー６０が、外部からの衝撃または振動によってオン状態になる可能性がある。従って、蓄電装置１が、自動車等である移動体５００に搭載される場合、リレー６０は、その移動体５００の直進方向に、一対の接点６１ａ及び６２ａの対向方向を向けないことが、リレー６０の衝撃または振動に対する耐性を確保する観点から有利である。

【0040】

蓄電素子２０についても、移動体５００に配置された際の姿勢に関して、上記のような有利な状態及び不利な状態が存在する。具体的には、蓄電素子２０は、図３及び図４に示すように、扁平状の電極体２６を有しており、電極体２６は、その扁平な方向で積層された極板２７を有している。この積層方向を第一方向とした場合、第一方向と直交する第二方向から外力を受けた場合、積層された極板２７の一部または全部が第二方向にずれやすい。特に、本実施の形態では、極板２７は、巻回軸Ｗを中心として巻回されているため、例えば、蓄電素子２０が、巻回軸Ｗの方向から衝撃を受けた場合、隣り合う極板２７間のずれ、または、容器２１内における電極体２６のずれによって、電極体２６に不具合が生じる可能性がある。一方、蓄電素子２０が、第一方向から衝撃を受けた場合は、その衝撃力は、極板２７のずれる方向と直交する方向に作用する。さらに、電極体２６は第一方向において容器２１に拘束された状態である。従って、蓄電素子２０において、第一方向からの衝撃等に起因する不具合は生じ難い。つまり、蓄電装置１が、自動車等の移動体５００に搭載される場合、蓄電素子２０は、その移動体５００の直進方向に、第二方向（極板２７の積層方向に直交する方向）を向けないことが、蓄電素子２０の衝撃または振動に対する耐性を確保する観点から有利である。

【0041】

以上のように、リレー６０及び蓄電素子２０のそれぞれは、耐衝撃性（または耐振動性）についての特性を有している。本実施の形態に係る蓄電装置１では、これら特性を考慮して、蓄電装置１におけるリレー６０及び蓄電素子２０の姿勢を決定している。

【0042】

具体的には、本実施の形態に係る蓄電装置１は、リレー６０と、リレー６０に電気的に接続された蓄電素子２０とを備える。リレー６０は、対向して配置された一対の接点６１ａ及び６２ａを有し、一対の接点６１ａ及び６２ａが開閉することで電流の遮断及び接続を切り替える。蓄電素子２０は、第一方向に積層された極板２７を含む電極体２６及び電極体２６を収容する容器２１を有する。リレー６０は、例えば図５に示すように、一対の接点６１ａ及び６２ａの対向方向が、第一方向と直交する第二方向に沿う姿勢で配置されている。本実施の形態では、極板２７の積層方向である第一方向はＸ軸方向であり、リレー６０における一対の接点６１ａ及び６２ａの対向方向は、Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向である。

【0043】

上述のように、蓄電素子２０は、電極体２６の極板２７の積層方向である第一方向に直交する方向（極板２７の広がり方向）である第二方向から衝撃または振動を受けた場合、慣性力により電極体２６の一部または全部がずれやすい。つまり、蓄電素子２０は、第二方向の衝撃等には弱い構造である。また、リレー６０は、一対の接点６１ａ及び６２ａの対向方向から衝撃または振動を受けた場合、一対の接点６１ａ及び６２ａの少なくとも一方が慣性力で動く可能性がある。つまり、リレー６０は、第二方向における衝撃等には弱い構造である。本実施の形態に係る蓄電装置１では、図５及び図６に示すように、蓄電素子２０の衝撃等に弱い方向と、リレー６０の衝撃等に弱い方向とが一致するように、蓄電素子２０及びリレー６０が配置されている。そのため、蓄電装置１を、移動体５００に搭載する場合、蓄電素子２０及びリレー６０が衝撃等に弱い方向（第二方向）を、主たる進行方向である直進方向に向けないことで、蓄電装置１を、耐衝撃性または耐振動性が向上するように配置することができる。このように、本実施の形態に係る蓄電装置１は、移動体５００での使用に適した蓄電装置１である。

【0044】

また、本実施の形態では、蓄電素子２０は、容器２１に配置された一対の電極端子２２を有し、一対の電極端子２２の並び方向が、第二方向に沿う姿勢で配置されている。

【0045】

この構成によれば、蓄電装置１の衝撃等に弱い方向と、一対の電極端子２２の並び方向とが、ともに第二方向で一致する。そのため、一対の電極端子２２の並び方向が、移動体５００の直進方向に向かないように蓄電装置１を配置することで、蓄電装置１を、耐衝撃性または耐振動性が向上するように移動体５００に配置することができる。つまり、確認しやすい基準（一対の電極端子２２）を用いて、移動体５００における蓄電装置１の姿勢を決定することができる。

【0046】

また、本実施の形態では、電極体２６は、巻回軸Ｗが第二方向に沿う姿勢で配置された巻回型の電極体である。蓄電素子２０は、容器２１の内部において容器２１に固定された、電極体２６の第二方向の端部に接続された集電体２９を有する。

【0047】

具体的には、図３及び図４に示すように、蓄電素子２０の容器２１内において、電極体２６はＹ軸方向（第二方向）の端部で集電体２９に支持されている。従って、第二方向から過度な衝撃または振動を受けた場合、集電体２９の変形または電極体２６の移動により、集電体２９が電極体２６を損傷させる可能性がある。つまり、本実施の形態に係る蓄電素子２０において、第二方向からの衝撃等は、極板２７のずれの要因になりやすいとともに、集電体２９による電極体２６の損傷の可能性も生じさせる。そのため、当該構成を有する蓄電素子２０にとって、リレー６０及び蓄電素子２０の衝撃等に弱い方向が揃えられている構造は、衝撃等から蓄電素子２０を保護する観点から特に有用である。

【0048】

また、本実施の形態では、蓄電装置１はさらに、蓄電装置１を、移動体５００に取り付けるための取付部１６であって、第一方向が、移動体５００の直進方向に沿う姿勢となるように、蓄電装置１を移動体５００に取り付けるための取付部１６を有する。本実施の形態では、例えば図５に示すように、取付部１６を貫通する複数のボルト５１０によって、第一方向（極板２７の積層方向）が移動体５００の直進方向に沿う姿勢で、蓄電装置１を移動体５００に取り付ける（固定する）ことができる。

【0049】

この構成によれば、蓄電装置１が自動車等の移動体５００に搭載された場合に、蓄電装置１の、比較的に衝撃等に強い方向と、移動体５００の直進方向とがほぼ一致する。従って、移動体５００が他の物体に衝突した場合、または、急減速若しくは急加速した場合などに、リレー６０及び蓄電素子２０に働く慣性力によって不具合が生じる可能性が低減される。

【0050】

また、本実施の形態において、リレー６０の一対の接点６１ａ及び６２ａの対向方向（第二方向）は、移動体５００の左右方向に沿う方向であり、つまり、上下方向には向けられていない。これにより、例えば、移動体５００が、悪路を走行する場合等において、上下方向に激しく振動した場合であっても、振動によるリレー６０の不具合の発生が抑制される。

【0051】

なお、蓄電装置１の、移動体５００への取付手法は、ボルト５１０による締結には限定されない。例えば、移動体５００が有する挟持部が、取付部１６を上下方向で挟み持つことで、蓄電装置１が移動体５００に取り付けられてもよい。

【0052】

また、本発明の一態様に係る蓄電装置１は、以下のように説明することもできる。すなわち、蓄電装置１は、リレー６０と、リレー６０に電気的に接続された蓄電素子２０と、リレー６０及び蓄電素子２０を収容する外装体１０とを備える。リレー６０は、対向して配置された一対の接点６１ａ及び６２ａを有し、一対の接点６１ａ及び６２ａが開閉することで電流の遮断及び接続を切り替える。外装体１０は、Ｚ軸方向から見た場合（平面視）において長手方向及び短手方向を有する形状である。リレー６０は、一対の接点６１ａ及び６２ａの対向方向が、外装体１０の短手方向に沿う姿勢で配置されている、としてもよい。具体的には、例えば、図２及び図６に示すように、本実施の形態に係る外装体１０は、平面視においてＸ軸方向に長くＹ軸方向に短い略矩形状である。つまり、外装体１０の短手方向はＹ軸方向であり、リレー６０は、一対の接点６１ａ及び６２ａの対向方向が、外装体１０の短手方向であるＹ軸方向に沿う姿勢で外装体１０の内部に配置されている。

【0053】

つまり、蓄電装置１において、外装体１０の内部には、扁平状の蓄電素子２０がその扁平方向（厚み方向）を外装体１０の長手方向（Ｘ軸方向）に向けて、かつ、当該長手方向に並んで配置される。また、扁平状の蓄電素子２０では電極体２６の極板２７の積層方向は、蓄電素子２０の扁平方向と一致している。従って、外装体１０の短手方向が蓄電素子２０の衝撃等に弱い方向になる。この場合において、本態様に係る蓄電装置１では、リレー６０の衝撃等に弱い方向も外装体１０の短手方向に沿うため、蓄電装置１を移動体５００に搭載する場合、その短手方向を、移動体５００の直進方向に向けないことで、衝撃等に起因する蓄電素子２０及びリレー６０の不具合の発生が抑制される。つまり、蓄電装置１を、耐衝撃性または耐振動性が向上するように配置することができる。従って、本態様に係る蓄電装置１は、移動体５００での使用に適した蓄電装置１である。

【0054】

［３．変形例］
以上、本発明に係る蓄電装置について、実施の形態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。

【0055】

例えば、蓄電装置１を、移動体５００に搭載する場合、極板２７の積層方向である第一方向と、移動体５００の直進方向とを一致させなくてもよい。つまり、少なくとも、蓄電素子２０及びリレー６０がともに弱い方向である第二方向を、移動体５００の直進方向に向けなければよい。これにより、第二方向と直進方向とを一致させた場合と比較すると、移動体５００の急減速または急加速等に伴う衝撃に起因する蓄電素子２０またはリレー６０の不具合の発生可能性が低減される。

【0056】

また、例えば、リレー６０の配置位置は、蓄電素子２０（蓄電素子ユニット３０）の上方には限定されない。例えば、図４に示す姿勢で配置された蓄電素子ユニット３０の、Ｘ軸プラス方向の側方に、リレー６０が配置されてもよい。この場合、例えば、リレー６０を、図４及び図５に示す姿勢から、Ｙ軸まわりに中心に９０°回転させた姿勢に変更してもよい。これにより、リレー６０の一対の接点６１ａ及び６２ａを、極板２７の積層方向（第一方向）に直交する第二方向で対向させることができ、かつ、蓄電装置１のＸ軸方向のサイズの増加が抑制される。この場合であっても、蓄電装置１を、例えば図６に示す姿勢で移動体５００に配置することで、蓄電装置１の耐衝撃性または耐振動性を向上させることができる。

【0057】

また、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。

【産業上の利用可能性】

【0058】

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。

【符号の説明】

【0059】

１ 蓄電装置
１０ 外装体
１６ 取付部
２０ 蓄電素子
２１ 容器
２２ 電極端子
２６ 電極体
２７ 極板
２９ 集電体
３０ 蓄電素子ユニット
３３、３５、３６、３７ バスバー
６０ リレー
６１ 固定接点部材
６１ａ、６２ａ 接点
６２ 可動接点部材
６３ 駆動部
６４ レバー
６５ リレーケース

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】