特開 2024-146554 蓄電池

(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】P2024146554

(43)【公開日】2024-10-15

(54)【発明の名称】蓄電池

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/204 20210101AFI20241004BHJP

   H01M 50/287 20210101ALI20241004BHJP

   H01M 50/583 20210101ALI20241004BHJP

   H01M 50/317 20210101ALI20241004BHJP

   H01M 50/24 20210101ALI20241004BHJP

【ＦＩ】

H01M50/204 101

H01M50/287

H01M50/583

H01M50/317 201

H01M50/24

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023059533

(22)【出願日】2023-03-31

(71)【出願人】

【識別番号】507317502

【氏名又は名称】エリーパワー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100101236

【弁理士】

【氏名又は名称】栗原 浩之

(74)【代理人】

【識別番号】100166914

【弁理士】

【氏名又は名称】山▲崎▼ 雄一郎

(72)【発明者】

【氏名】湯淺 智行

【テーマコード（参考）】

5H012

5H040

5H043

【Ｆターム（参考）】

5H012CC01

5H012DD03

5H012EE01

5H040AA03

5H040AA32

5H040AY05

5H040AY08

5H043GA03

5H043JA03

(57)【要約】

【課題】ヒューズの交換を容易に行うことができると共にヒューズへの水分の付着を低減した蓄電池を提供する。
【解決手段】電池１０と、ケース２０と、中蓋３０と、上蓋５０と、を具備し、中蓋３０は、上蓋５０を向く面に電池１０と電気的に接続され、且つ交換可能な電子部品３３が設置される基準面３２と、基準面３２から上蓋５０に向かって突出して電子部品３３を囲む第１壁部４０と、を有し、上蓋５０は、中蓋３０を向く面に開口する凹部５１を形成する第２壁部５２を有し、第２壁部５２は、第１壁部４０を囲む位置に配置され、第２壁部５２の先端５２ｃが中蓋３０に当接すると共に、先端５２ｃは、第１壁部４０の上蓋５０側の先端４０ａよりもケース２０側に位置し、第１壁部４０の先端４０ａと凹部５１の底面との間には、電子部品３３が配置された空間を密閉するシール部材５５が挟持されている。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電池と、前記電池を収容する収容部を有するケースと、前記ケースの前記収容部の開口を覆う中蓋と、前記中蓋の前記ケースとは反対側に着脱可能に固定される上蓋と、を具備し、
前記中蓋は、前記上蓋を向く面に前記電池と電気的に接続され、且つ交換可能な電子部品が設置される基準面と、前記基準面から前記上蓋に向かって突出して前記電子部品を囲む第１壁部と、を有し、
前記上蓋は、前記中蓋を向く面に開口する凹部を形成する第２壁部を有し、前記第２壁部は、前記第１壁部を囲む位置に配置され、
前記第２壁部の先端が前記中蓋に当接すると共に、前記先端は、前記第１壁部の前記上蓋側の先端よりも前記ケース側に位置し、
前記第１壁部の前記先端と前記凹部の底面との間には、前記電子部品が配置された空間を密閉するシール部材が挟持されていることを特徴とする蓄電池。

【請求項2】

前記シール部材は、弾性材料で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の蓄電池。

【請求項3】

前記電子部品は、ヒューズであることを特徴とする請求項１に記載の蓄電池。

【請求項4】

前記第２壁部の内部には、前記電子部品に対する交換用電子部品が収容されていることを特徴とする請求項１に記載の蓄電池。

【請求項5】

前記中蓋の前記基準面には、前記電池の電極の端子を露出するためのスリットと、前記スリットを覆って前記収容部を密閉する密閉部材と、を具備することを特徴とする請求項１に記載の蓄電池。

【請求項6】

前記密閉部材は、前記収容部と外部とを連通する排気口と、前記排気口を塞いで前記収容部からの外部への気体を通過させると共に外部からの気体が前記収容部に侵入するのを抑制する弁体と、を具備することを特徴とする請求項５に記載の蓄電池。

【請求項7】

前記中蓋は、前記中蓋と前記上蓋との積層方向からの平面視において、長方形状を有し、前記密閉部材の前記長方形状の長辺に沿った方向の前記排気口の両側には、排気口保護壁が設けられていることを特徴とする請求項６に記載の蓄電池。

【請求項8】

前記中蓋は、前記中蓋と前記上蓋との積層方向からの平面視において、長方形状を有し、前記長方形状の短辺部分には、前記上蓋に向かって突出する第３壁部を有し、
前記第３壁部の先端面と、前記第２壁部の先端面とが当接することを特徴とする請求項７に記載の蓄電池。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電池と、この電池と電気的に接続され、交換可能な電子部品とを有する蓄電池に関する。

【背景技術】

【0002】

蓄電池は、単体または複数の電池セルにより構成される電池を筐体に収容して構成されている。また、蓄電池は電池セルのセル電圧や温度、充電状態を監視し、過充電等から電池セルを保護する電池監視ユニット（ＢＭＵ：Battery Management Unit）として機能する集積回路が内蔵されたものが知られている。ＢＭＵは、複数の電池セルに対して充電状態のバランス制御を行う機能を有するものもある。

【0003】

しかしながら、蓄電池にＢＭＵを搭載することによって蓄電池の小型化にも限度があり、ＢＭＵの大きさによっては蓄電池が大型化してしまうという問題がある。また、蓄電池を自動二輪車や自動車などに搭載する場合、自動二輪車や自動車は原動機や走行による振動が発生するため、振動によってＢＭＵが破損しないように、ＢＭＵを保護するための対策が必要となりコストが高くなってしまうという問題がある。また、ＢＭＵは半導体製品として所望の機能を果たすべく高度な制御を実現するため比較的高価なことから、ＢＭＵを搭載することにより蓄電池のコストも高くなってしまう。さらに、ＢＭＵは、漏れた電解液や水分によりＢＭＵの構成要素間での短絡や誤った導通等も引き起こす恐れがあるために、ＢＭＵに対する水分（電解液のみならず雨水等外部からのものなど）対策も必要となる。

【0004】

このため、蓄電池にＢＭＵを設けずにＢＭＵが行っていた機能を他の工夫により補うものとして、レドックスシャトル剤を電解液に導入することが知られている。レドックスシャトル剤を電解液に導入することで、複数の電池セルの充電状態のバランスをとることができるようになる。

【0005】

ただし、レドックスシャトル剤を導入しただけではＢＭＵが果たしていた機能を十分補えるものではなく、過充電や過放電に対する対策などは別の対策、例えば、電流の遮断を行う回路遮断部としてヒューズを搭載することで、ヒューズによって電池の過充電、過放電を制御する必要がある（例えば、特許文献１～３参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】国際公開第２０１６／１９９５５８号

【特許文献2】特開２０１１－４９０１４号公報

【特許文献3】特開２０１９－１１４４２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

集積回路で構成されたＢＭＵは故障等以外は基本的に交換の必要がないため、水分等から保護されるよう密閉しておくのが望ましい。しかしながら、蓄電池にヒューズを設けた場合、ヒューズに過電流が流れることでヒューズが溶融した際には、過電流に対する保護機能を戻すために、溶融して電気的に遮断したヒューズをユーザーが容易に交換できるように、ヒューズの交換が可能な構造が必要になる。このようにヒューズを交換可能とする構造とするため、ヒューズを保持する空間を完全に密閉することは難しく、外部からヒューズが保持された空間内に水分が侵入し易くなるため、ヒューズに水分が付着することによってヒューズが腐食するという問題もある。

【0008】

このためヒューズの交換を容易に行うことができ、且つヒューズへの水分の付着を低減した蓄電池が望まれている。

【0009】

なお、このような問題は、ヒューズ等の回路遮断部として機能する電子素子のような電子部品が設けられた蓄電池に限定されず、電池と電気的に接続され、交換可能な電子部品を有する蓄電池においても同様に存在する。

【0010】

本発明はこのような事情に鑑み、電子部品の交換を容易に行うことができ、且つ電子部品への水分の付着を低減した蓄電池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】

【0011】

上記課題を解決する本発明の態様は、電池と、前記電池を収容する収容部を有するケースと、前記ケースの前記収容部の開口を覆う中蓋と、前記中蓋の前記ケースとは反対側に着脱可能に固定される上蓋と、を具備し、前記中蓋は、前記上蓋を向く面に前記電池と電気的に接続され、且つ交換可能な電子部品が設置される基準面と、前記基準面から前記上蓋に向かって突出して前記電子部品を囲む第１壁部と、を有し、前記上蓋は、前記中蓋を向く面に開口する凹部を形成する第２壁部を有し、前記第２壁部は、前記第１壁部を囲む位置に配置され、前記第２壁部の先端が前記中蓋に当接すると共に、前記先端は、前記第１壁部の前記上蓋側の先端よりも前記ケース側に位置し、前記第１壁部の前記先端と前記凹部の底面との間には、前記電子部品が配置された空間を密閉するシール部材が挟持されていることを特徴とする蓄電池にある。

【0012】

かかる態様では、電子部品が配置された空間がシール部材によって密閉されているため、中蓋と上蓋との間に水分が侵入したとしても、電子部品に水分が付着するのを抑制することができる。また、たとえ上蓋と中蓋との間の境界部分に隙間が生じることで、中蓋と上蓋との間に水分が侵入したとしても、水分が侵入した位置よりも高い第１壁部によって水分が電子部品の保持された空間に侵入するのを抑制することができる。したがって、電子部品に水分が付着することによる腐食を抑制することができる。また、電子部品を用いることで、ＢＭＵを用いる場合に較べて、蓄電池の小型化を図ることができると共に必要となる性能を十分に備えた蓄電池を実現できる。

【0013】

ここで、前記シール部材は、弾性材料で形成されていることが好ましい。これによれば、シール部材によって回路遮断部の保持された空間を容易に密閉することができる。

【0014】

また、電子部品は、ヒューズであることが好ましい。これによれば、ヒューズによって電池セルの過充電、過放電を制御することができ、溶断したヒューズを容易に交換することができる。

【0015】

ここで、前記第２壁部の内部には、前記電子部品に対する交換用電子部品が収容されていることが好ましい。これによれば、電子部品が交換を必要とした際に、交換用電子部品を在庫させておく必要がなく、且つ交換用電子部品を探す必要がなく、利便性を向上することができる。

【0016】

また、前記中蓋の前記基準面には、前記電池の電極の端子を露出するためのスリットと、前記スリットを覆って前記収容部を密閉する密閉部材と、を具備することが好ましい。これによれば、スリットを介して収容部内に水分が侵入することや、収容部内の液体が外部に漏出することを抑制することができる。

【0017】

また、前記密閉部材は、前記収容部と外部とを連通する排気口と、前記排気口を塞いで前記収容部からの外部への気体を通過させると共に外部からの気体が前記収容部に侵入するのを抑制する弁体と、を具備することが好ましい。これによれば、電池から発生するガスや温度変化によって収容部内の圧力が変化することで、収容部や中蓋の変形や収容部と中蓋との密閉不良が発生することを抑制することができる。

【0018】

また、前記中蓋は、前記中蓋と前記上蓋との積層方向からの平面視において、長方形状を有し、前記長方形状の長辺に沿った方向の前記排気口の両側には、排気口保護壁が設けられていることが好ましい。これによれば、水分が侵入しやすい側に排気口保護壁が設けられることで、たとえ中蓋と上蓋との間に水分が侵入しても排気口保護壁によって排気口に水分が侵入するのを抑制することができる。

【0019】

また、前記中蓋は、前記中蓋と前記上蓋との積層方向からの平面視において、長方形状を有し、前記長方形状の短辺部分には、前記上蓋に向かって突出する第３壁部を有し、前記第３壁部の先端面と、前記第２壁部の先端面とが当接することが好ましい。これによれば、排気口の水分が侵入しやすい側に第３壁部と第２壁部とを設けた構成とし、第２壁部と第３壁部とが互いに当接する位置を上蓋側に配置することで、この部分から中蓋と上蓋との間に水分が侵入し難くして、排気口への水分の侵入を抑制することができる。

【発明の効果】

【0020】

本発明は、第１壁部及び第２壁部によって電子部品が収容された空間内に水分が入り込むのを低減し、電子部品に水分が付着するのを低減することができ、且つ、上蓋を着脱可能にすることで電子部品の交換を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の一実施形態に係る蓄電池の分解斜視図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る中蓋の上面図である。

【図3】本発明の一実施形態に係る中蓋の配線構成を示す図である。

【図4】本発明の一実施形態に係る蓄電池の断面図である。

【図5】本発明の一実施形態に係る蓄電池の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。ただし、以下の説明は、本発明の一態様を示すものであって、本発明の範囲内で任意に変更可能である。各図において同じ符号を付したものは、同一の部材を示しており、適宜説明が省略されている。また、各図においてＸ、Ｙ、Ｚは、互いに直交する３つの空間軸を表している。本明細書では、これらの軸に沿った方向をＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向とする。各図の矢印が向かう方向を正（＋）方向、矢印の反対方向を負（－）方向として説明する。また、Ｚ方向は、鉛直方向を示し、＋Ｚ方向は鉛直下向き、－Ｚ方向は鉛直上向きを示す。さらに、正方向及び負方向を限定しない３つの空間軸の方向については、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向として説明する。

【0023】

図１は、本発明の一実施形態に係る蓄電池１の分解斜視図である。図２は、中蓋３０の平面図である。図３は、中蓋３０の配線を示す平面図である。図４は、図２のＡ－Ａ′線に準じる蓄電池１の断面図である。図５は、図２のＢ－Ｂ′線に準じる蓄電池１の断面図である。

【0024】

図示するように、蓄電池１は、＋Ｚ方向に見てＸ軸方向に沿って長辺となり、Ｙ軸方向に沿って短辺となる長方形状を有する四角柱形状を有する。つまり、Ｘ軸方向は、図１における蓄電池の面積の広い側面の幅方向を示し、Ｙ軸方向は、図１における面積の狭い側面の幅方向（面積の広い側面を正面にみた場合における蓄電池の奥行方向）を示すものである。

【0025】

蓄電池１は、電池１０とケース２０と中蓋３０と上蓋５０とを具備する。

【0026】

ケース２０は、－Ｚ方向の面に開口を有する収容部２１が内部に形成された中空の箱部材からなる。ケース２０は、例えば、金属材料や樹脂材料等の弾性変形し難い材料で形成された、所謂、ハードケースからなる。本実施形態ではケース２０を絶縁材料からなるものとしている。ケース２０の側面は、長辺を有する長方形状である面積の広い第１の側面の１対と、短辺を有する長方形状である面積の狭い第２の側面の１対と、を有した構成となっている。

【0027】

これら第１の側面対と第２の側面対で取り囲まれて形成されたケース２０の収容部２１には、電池１０が収容される。電池１０は、複数の電池セル（以下、単にセルと称する）が並列または直列に接続したモジュール（組電池）からなる。このような電池１０は、特に図示していないが、複数の単セルと、各単セルの正極板および負極板にそれぞれ接続される一対の集電部材となどを備える。

【0028】

中蓋３０は、ケース２０の収容部２１の－Ｚ方向の開口を塞ぐものである。このような中蓋３０は、ケース２０に接着剤による接着または溶着等によって固定されることで、ケース２０から容易に取り外せないようになっている。この接着または溶接によって固定された部分から収容部２１に水分が入り込まないように密着固定されている。中蓋３０は、例えば、樹脂材料のような絶縁材料からなる。なお、収容部２１内のセルのリード端子と蓄電池１の外部接続端子３１とを電気的に接続するための導電性の配線を中蓋３０に設けて、リード端子や外部接続端子３１と電気的接続を確保するようなものがよい。

【0029】

中蓋３０の－Ｚ方向を向く面には一対の外部接続端子３１が設けられる。一方の外部接続端子３１は、電池１０の負極に配線される負極外部端子３１ａであり、他方は、詳しくは後述する電子部品の一例であるヒューズ３３を介して電池１０の正極に配線される正極外部端子３１ｂである。以降、負極外部端子３１ａ、正極外部端子３１ｂを区別しない場合には、外部接続端子３１と称する。

【0030】

中蓋３０は、－Ｚ方向を向く面に基準面３２を有する。本実施形態では、基準面３２は、中蓋３０の－Ｚ方向を向く第１面３０ａよりも－Ｚ方向に突出して設けられた台座の－Ｚ方向側の先端面となっている。

【0031】

この基準面３２上には、電池１０と電気的に接続され、且つ交換可能な電子部品として回路遮断部の一例であるヒューズ３３が設けられている。ヒューズ３３は、定格以上の電流が流れたとき、可溶部分が溶断することによって電流を遮断し、回路を開放する過電流保護装置である。ヒューズ３３は、例えば、本体部３３１と、本体部３３１の両端に配置された一対の接続部３３２と、を有する。本体部３３１は、例えば、外部短絡等により定格以上の電流が流れたときに溶断する導体と、導体を覆う保護ケースとを有する。各接続部３３２は、導体の端部に接続された導電性を有する平板状の部材である。ヒューズ３３は、本体部３３１の導体によって両端の接続部３３２が導通した状態となっている。また、ヒューズ３３に定格以上の電流が流れたときに導体が溶断することで両端の接続部３３２同士が非導通状態となる。導体の溶断によって周辺にある電子部品に溶断によって発生した金属材が付着することによる悪影響を防ぐため保護ケースを有するものとしている。この保護ケースはヒューズ３３の導通状態（導体の溶断状態）が目視できるように透明度の高い絶縁材が用いられている。このようなヒューズ３３は、中蓋３０に設けられたヒューズ接続端子３５に着脱可能に固定される。本実施形態では、接続部３３２には、Ｚ軸方向に中蓋３０を貫通する貫通孔３３３が設けられており、この貫通孔３３３を挿通するヒューズ用ネジ３４によってヒューズ接続端子３５が設けられた中蓋３０に固定される。また、ヒューズ用ネジ３４を取り外すことで、ヒューズ３３は、ヒューズ接続端子３５が設けられた中蓋３０から取り外すことができる。つまり、本実施形態では、ヒューズ３３は、中蓋３０にヒューズ用ネジ３４によって着脱可能、すなわち、交換可能に固定される。

【0032】

中蓋３０には、上述した配線として、第１バスバー３６と第２バスバー３７と第３バスバー３８とがインサート成形によって一体的に設けられている。もちろん、中蓋３０をＺ軸方向に複数分割し、分割した部材で第１バスバー３６、第２バスバー３７、第３バスバー３８を挟み込んだ状態で分割した部材を接着剤による接着または溶着等により接合する構成でもよい。

【0033】

また、中蓋３０には、Ｚ軸方向に中蓋３０を貫通する２個のスリット３９が設けられている。スリット３９は、中蓋３０の－Ｚ方向を向く第１面３０ａに開口して設けられている。

【0034】

第１バスバー３６は、一端が、一方のスリット３９内で電池１０の負極側の電極に接続された端子１１ａと溶着等によって電気的に接続される。また、第１バスバー３６の他端は、負極外部端子３１ａとなっており、外部、すなわち、中蓋３０の－Ｚ方向を向く第１面３０ａ側に露出される。なお、負極外部端子３１ａは第１バスバー３６とは別の導電部材で中蓋３０上に設け、第１バスバー３６と負極外部端子３１ａとを電気的に接続するものとしてもよい。

【0035】

第２バスバー３７は、一端が、他方のスリット３９内で電池１０の正極側の電極に接続された端子１１ｂと溶着等によって電気的に接続される。また、第２バスバー３７の他端は、基準面３２に露出されて、ヒューズ３３が接続されるヒューズ接続端子３５となっている。

【0036】

第３バスバー３８は、一端が基準面３２に露出されてヒューズ３３が接続されるヒューズ接続端子３５となっている。また、第３バスバー３８の他端は、正極外部端子３１ｂとなっており、外部、すなわち、中蓋３０の－Ｚ方向を向く第１面３０ａ側に露出される。なお、正極外部端子３１ｂは第３バスバー３８とは別の導電部材で中蓋３０上に設け、第３バスバー３８と正極外部端子３１ｂとを電気的に接続するものとしてもよい。

【0037】

また、ヒューズ３３を着脱可能に固定する方法は、ヒューズ用ネジ３４による締結に限定されない。例えば、ヒューズ接続端子３５は、ヒューズ３３の接続部３３２を挟み込む板バネであってもよい。ただし、本実施形態のようにヒューズ３３をヒューズ用ネジ３４によって固定することで、振動や衝撃によってヒューズ３３がヒューズ接続端子３５から外れ易くなることを低減することができる。

【0038】

また、基準面３２には、－Ｚ方向に突出して設けられた第１壁部４０を有する。第１壁部４０は、図４に示すように、＋Ｚ方向に見てヒューズ３３を囲むように設けられている。本実施形態において、第１壁部４０は、ヒューズ３３を連続して囲んで設けられている。つまり、ヒューズ３３は、第１壁部４０と中蓋３０の基準面３２とによって形成された凹形状を有するヒューズ保持部４１内に配置されている。

【0039】

また、本実施形態では、第１壁部４０によって形成されたヒューズ保持部４１内には、交換用ヒューズ３３Ａが配置可能な空間が設けられ、この空間にヒューズ３３に対する交換用ヒューズ３３Ａが配置されている。交換用ヒューズ３３Ａとは、本実施形態ではヒューズ３３と互換性を有するものとしている。ここで、交換用ヒューズ３３Ａがヒューズ３３と互換性を有するとは、交換用ヒューズ３３Ａがヒューズ３３と同じ電気的な機能を有するものであり、且つ２つのヒューズ接続端子３５に着脱可能なものである。つまり、ヒューズ３３に代えて交換用ヒューズ３３Ａをヒューズ接続端子３５に固定した際に、交換用ヒューズ３３Ａがヒューズ３３と同じ電気的な動作を行うものである。このようにヒューズ保持部４１内に、交換用ヒューズ３３Ａを配置する空間を設けておくことで、交換用ヒューズ３３Ａを蓄電池１に準備しておくことができ、ヒューズ３３を交換するための交換用ヒューズ３３Ａを探す必要がなく、交換作業の効率を向上することができる。

【0040】

また、交換用ヒューズ３３Ａは、ヒューズ３３よりも－Ｚ方向に位置することが好ましい。これにより、交換用ヒューズ３３Ａをヒューズ保持部４１内においてネジ等で固定しなくとも、中蓋３０に上蓋５０を固定した際に、シール部材５５と中蓋３０との間で交換用ヒューズ３３Ａを挟持させて、ヒューズ保持部４１内で交換用ヒューズ３３Ａが移動することを抑制することができる。したがって、交換用ヒューズ３３Ａがヒューズ保持部４１内で移動することで基準面３２や第１壁部４０に交換用ヒューズ３３Ａが衝突することによる交換用ヒューズ３３Ａの破損を抑制することができる。もちろん、交換用ヒューズ３３Ａもヒューズ３３のようにネジで固定するようにしてもよい。この場合は、ヒューズ３３よりも－Ｚ方向に位置する必要はない。交換用ヒューズ３３Ａもネジ固定する場合、ネジが必要になるものの、このネジも、ヒューズ３３を固定するネジを紛失した場合に、紛失したネジの代わりにすることができる。

【0041】

なお、第１壁部４０の－Ｚ方向の高さは、ヒューズ３３よりも高い。すなわち、第１壁部４０の－Ｚ方向に突出した先端４０ａの位置は、ヒューズ３３よりも－Ｚ方向に位置する。また、第１壁部４０のＺ軸方向の高さは、交換用ヒューズ３３Ａに対しても同様である。これにより、詳しくは後述する上蓋５０を、シール部材５５を介して中蓋３０に固定した際に、ヒューズ３３及び交換用ヒューズ３３Ａが上蓋５０に当接することを抑制して、中蓋３０と上蓋５０との間で後述するシール部材５５を十分に弾性変形させてヒューズ保持部４１を密閉することができる。もちろん、上述のように、シール部材５５に交換用ヒューズ３３Ａを当接させる場合には、第１壁部４０のＺ軸方向の高さは、交換用ヒューズ３３Ａと同じか、若干高い位置とすればよい。

【0042】

また、中蓋３０に設けられた２つのスリット３９は、密閉部材４２によって覆われている。密閉部材４２は、＋Ｚ方向に開口して２つのスリット３９を覆う凹部４３を有する。密閉部材４２は、中蓋３０に接着剤による接着または溶着などによって接合されている。つまり、密閉部材４２は、スリット３９を介して収容部２１内に水分が浸入することを防止するため、中蓋３０から容易に取り外すことができない状態で固定されることが望ましい。

【0043】

また、密閉部材４２は、排気口４４を有する。排気口４４は、密閉部材４２の凹部４３の内部と外部とを連通するように密閉部材４２をＺ軸方向に貫通して設けられる。また、密閉部材４２の－Ｚ方向を向く面には、－Ｚ方向に向かって突出する突起部４５が設けられている。この突起部４５の－Ｚ方向の先端面に排気口４４が開口する。

【0044】

また、突起部４５には、排気口４４の開口を覆う弁体４６が設けられている。弁体４６は、例えば、ゴム等で形成されて突起部４５を覆うキャップ形状を有し、排気口４４の開口を塞ぐ。この弁体４６は、凹部４３内の気体を、排気口４４を介して外部に排出すると共に、外部の気体や水分が凹部４３内に入るのを防ぐ機能を有する。弁体４６によって凹部４３にスリット３９を介して連通する収容部２１内の気体を外部に排出することで、収容部２１の内部の圧力が一定に保たれる。つまり、電池１０から発生するガスや、温度変化によって収容部２１内の圧力が変化することで、収容部２１や中蓋３０の変形や収容部２１と中蓋３０との密閉不良が発生することを抑制することができる。

【0045】

また、密閉部材４２の－Ｚ方向を向く面には、突起部４５の周囲に－Ｚ方向に向かって突出する排気口保護壁４７を有する。また、本実施形態では、排気口保護壁４７は、突起部４５のＹ軸方向の両側にそれぞれ設けられている。つまり、排気口保護壁４７は突起部４５の周囲を２つの排気口保護壁４７で取り囲むように設けられている。本実施形態では、中蓋３０は、中蓋３０と上蓋５０との積層方向であるＺ軸方向からの平面視においてＸ軸方向に沿って長辺、Ｙ軸方向に沿って短辺となる長方形状を有する。このため、排気口保護壁４７は、中蓋３０の長方形状の長辺に沿った方向に円弧状に延在するよう排気口４４の両側のそれぞれに設けられている。このように排気口保護壁４７を設けることで、中蓋３０と上蓋５０との間の空間内にＸ軸方向に延在する長辺側の両側にて、中蓋３０と上蓋５０との間に水分が侵入しても、侵入した水分が排気口保護壁４７によって排気口４４側に移動することを阻まれるため、水分によって弁体４６の動作不良が生じることや、水分が排気口４４から収容部２１内に侵入することを抑制することができる。蓄電池１は、＋Ｚ方向に見て、Ｘ軸方向に沿って長辺、Ｙ軸方向に沿って短辺を有する長方形状を有するため、長辺に沿った面の方が短辺に沿った面に比べて面積が大きい。したがって、蓄電池１は、外部からの水分が当接する面積が広い方、つまり、長辺に沿った面から水分が侵入し易い。このため、弁体４６に対して水分が侵入し易い方向では保護壁４７が連続しているように、すなわち、Ｙ軸方向の両側に排気口保護壁４７を設けることで、外部から水分が侵入したとしても排気口保護壁４７が弁体４６側への水分の侵入を防ぐことができる。また、突起部４５の周囲に不連続となるように２つの排気口保護壁４７を設けることで、排気口４４から排出された収容部２１内の気体を２つの排気口保護壁４７の間の隙間から中蓋３０と上蓋５０との間の空間に容易に排出することができる。なお、排気口保護壁４７を突起部４５の周囲に亘って連続して設けてもよいが、排気口保護壁４７と突起部４５との間の空間が狭く、収容部２１内の気体が排出される空間が狭くなることで、排気不良が発生する虞がある。もちろん、排気口保護壁４７の先端と詳しくは後述する上蓋５０との間に十分な間隔があれば、排気口保護壁４７を突起部４５の周囲に亘って連続して設けてもよい。なお、排気口保護壁４７を不連続にして隙間を設けておいた方が、この隙間を利用しての弁体４６の取り付け・取り外しも行い易い。

【0046】

また、中蓋３０には、－Ｚ方向に向かって突出する第３壁部４８が設けられている。第３壁部４８は、短辺に沿った部分と、この短辺に沿った部分に繋がる長辺の一部とに連続して設けられる。

【0047】

上蓋５０は、中蓋３０の－Ｚ方向に着脱可能に固定されるものであり、Ｚ軸方向に見て矩形状を基本として、外部接続端子３１を－Ｚ方向に向かって露出するように外部接続端子３１に対応する部分が切り欠いた形状を有する。

【0048】

また、上蓋５０は、中蓋３０に向かって、すなわち＋Ｚ方向に向かって開口する凹部５１を形成する第２壁部５２を有する。第２壁部５２は、＋Ｚ方向に見て第１壁部４０を連続して囲む大きさを有する。本実施形態では、第２壁部５２は、＋Ｚ方向に見て上蓋５０の外周に沿って形成されることで、第１壁部４０とスリット３９及び密閉部材４２を覆う大きさで形成されている。

【0049】

第２壁部５２は、上蓋５０の短辺に沿った部分に＋Ｚ方向に突出する高さが低い第１部分５２ａと、長辺に沿った部分に＋Ｚ方向に突出する高さが第１部分５２ａに比べて高い第２部分５２ｂと、を具備する。

【0050】

上蓋５０は、第２壁部５２の＋Ｚ方向の先端５２ｃ、５２ｄを中蓋３０に当接した状態で、中蓋３０に着脱可能に固定される。具体的には、第２壁部５２は、図４に示すように、第１部分５２ａの先端５２ｃを第３壁部４８の先端４８ａに当接させると共に、図５に示すように、第２部分５２ｂの先端５２ｄを第１面３０ａに当接させた状態で中蓋３０に着脱可能に固定される。

【0051】

このような上蓋５０は、本実施形態では、上蓋用ネジ５３によって中蓋３０に着脱可能に固定されている。具体的には、中蓋３０には、第１面３０ａから－Ｚ方向に向かって突出する固定部４９が設けられている。固定部４９には、－Ｚ方向の先端に内壁に雌ネジとなる溝が形成された固定穴４９ａが設けられている。上蓋５０には、Ｚ軸方向に亘って貫通する段付きの貫通孔５４が設けられており、上蓋５０の貫通孔５４を挿通させた上蓋用ネジ５３を中蓋３０の固定穴４９ａに螺合させることで上蓋５０は中蓋３０に固定される。このように上蓋５０は、上蓋用ネジ５３によって中蓋３０に固定されているため、上蓋用ネジ５３を緩めることで、上蓋５０を中蓋３０から容易に取り外すことができる。ちなみに、上蓋５０の貫通孔５４を段付き、つまり、貫通孔５４は、－Ｚ方向側に内径が大きい部分と、＋Ｚ方向側に内径が小さい部分とで構成し、－Ｚ方向側の内径が大きい部分の内径を上蓋用ネジ５３の頭部分よりも大きな内径とすることで、上蓋用ネジ５３が上蓋５０の－Ｚ方向側の表面から突出するのを抑制することができる。望ましくは、上蓋用ネジ５３の頭部より上蓋５０の外側表面（－Ｚ方向側の表面）の方が高い位置となるよう内径の高さを設定するのがよい。これにより、上蓋用ネジ５３が、上蓋５０の外側表面から外部に突出することがなく、上蓋用ネジ５３が他の部材が衝突することによって締結の緩みが生じることや破損することを低減することができる。なお、「孔」とは貫通した形状をいい、「穴」は有底の窪んだ形状をいう。本実施形態では上蓋用ネジ５３が螺合する対象は固定穴４９ａであるがこの形状に限らず、固定孔としてもよいが、固定孔の場合は、漏れた電解液がこの孔を介して上蓋用ネジ５３触れて上蓋用ネジ５３が腐食することで上蓋５０の中蓋３０への固定が緩む可能性を考慮すると、有底の固定穴とした方が好適である。

【0052】

また、中蓋３０の第１壁部４０の先端４０ａと、上蓋５０の凹部５１の底面との間には、シール部材５５が設けられている。シール部材５５は、例えば、ゴム、発泡体、エラストマー等の弾性材料で形成された板状部材からなり、第１壁部４０の先端４０ａと凹部５１の底面との間に弾性変形した状態で挟持されることで、第１壁部４０と上蓋５０の凹部５１の底面とで画定されたヒューズ保持部４１を液密に密閉する。したがって、たとえ上蓋５０と中蓋３０との最も外周側の隙間を介して外部からの水分が凹部５１内に侵入したとしても、シール部材５５によって密閉されたヒューズ保持部４１内に水分が侵入するのを抑制して、ヒューズ３３に水分が付着することによるヒューズ３３の腐食を抑制することができる。また、たとえ収容部２１内に収容された電池１０の電解液がスリット３９を介して中蓋３０と上蓋５０との間に漏れ出たとしても、ヒューズ保持部４１がシール部材５５によって密閉されているため、ヒューズ保持部４１内に電解液が浸入するのを抑制することができる。したがって、電解液によるヒューズ３３の腐食を抑制することができる。もちろん、スリット３９以外から電解液が漏れ出た場合であっても同様の効果を奏する。なお、シール部材５５は、上蓋５０に接着剤によって接着または熱溶着等によって接合されていてもよく、２色成形することによって上蓋５０と一体的に形成されていてもよい。このようにシール部材５５は、上蓋５０に接着、接合または一体的に設けることで、中蓋３０に上蓋５０を固定する際および固定した後の振動や衝撃等によってシール部材５５が第１壁部４０に対して位置ずれすることを抑制することができる。このため、第１壁部４０と上蓋５０との間でシール部材５５による密閉不良が生じることを抑制して、ヒューズ保持部４１内に外部から水分が入り込むことを抑制することができる。また、シール部材５５は、中蓋３０と一体的に設けられたものであってもよいが、シール部材５５を中蓋３０に接着、接合または一体的に設ける場合には、シール部材５５を第１壁部４０の先端４０ａのみに設けることになる。シール部材５５を上蓋５０側に設ける場合、シール部材５５によるヒューズ保持部４１内の密閉を確実にするため、凹部５１の底面全体（固定部４９の周囲を除く）に設けてもよい。ただし、シール部材５５による密閉効果が期待できない範囲までシール部材５５を設けることでコスト高になることを避けるためには、第１壁部４０の配置よりヒューズ保持部４１が内側であるとみた場合、ヒューズ保持部４１上、第１壁部４０上、及び第１壁部４０の配置より少し外側までを覆うことができる程度のシール部材５５を設ければ、シール部材５５の配置位置ずれなどを考慮したとしても、シール部材５５と第１壁部４０の上端とが確実に当接することができ、水密に密閉することができる。

【0053】

なお、本実施形態では、シール部材５５は，弾性材料で形成されたものを例示したが、特にこれに限定されず、ゴム、発泡体、エラストマー等の弾性材料に比べて硬質な材料、例えば、樹脂や金属等で形成されたものであってもよい。シール部材５５として樹脂や金属等を用いる場合、シール部材５５は弾性変形し難いため、第１壁部４０とシール部材５５と上蓋５０との間に隙間が生じないように高精度に形成する必要がある。ただし、上述のようにシール部材５５を弾性材料で形成することで、中蓋３０、上蓋５０及びシール部材５５の寸法交差を、シール部材５５を弾性変形させることで吸収して、シール部材５５によってヒューズ保持部４１を容易に密閉することができるため、シール部材５５を硬質な材料で形成する場合に比べて中蓋３０、上蓋５０及びシール部材５５に高い寸法精度が不要となり製造コストを低減することができる。

【0054】

また、上蓋５０の第２壁部５２の＋Ｚ方向の先端５２ｃ、５２ｄは、第１壁部４０の－Ｚ方向の先端よりもケース２０側、すなわち、＋Ｚ方向側に位置する。つまり、第２壁部５２の第１部分５２ａの先端５２ｃ及び第２部分５２ｂの先端５２ｄは、それぞれ、第１壁部４０の先端４０ａよりも＋Ｚ方向側に位置する。そして、上蓋５０と中蓋３０とが最も外周側で当接する位置は、第２壁部５２と中蓋３０とが当接する部分、つまり、第２壁部５２の第１部分５２ａの先端５２ｃと第３壁部４８の先端４８ａとが当接する位置と、第２部分５２ｂの先端５２ｄと第１面３０ａとが当接する位置と、になっている。このため、第２壁部５２が中蓋３０に当接する位置は、第１壁部４０の先端４０ａの位置よりも＋Ｚ方向に位置する。したがって、たとえ上蓋５０と中蓋３０とが最も外周側で当接する位置、つまり第２壁部５２と中蓋３０とが当接する部分を介して外部から凹部５１内に水分が侵入したとしても、第１壁部４０により侵入した水分がただちにヒューズ３３に到達することが阻まれ、また、この侵入した水分が第１壁部４０を乗り越え難く、ヒューズ保持部４１内に水分が侵入するのを抑制することができる。したがって、ヒューズ３３に水分が付着し難く、ヒューズ３３に水分が付着することによるヒューズ３３の腐食を抑制することができる。また、電解液についても同様に、たとえ収容部２１内に収容された電池１０の電解液がスリット３９を介して中蓋３０と上蓋５０との間に漏れ出たとしても、電解液が第１壁部４０を乗り越え難く、ヒューズ保持部４１内に電解液が浸入するのを抑制することができる。したがって、電解液によるヒューズ３３の腐食を抑制することができる。もちろん、スリット３９以外から電解液が漏れ出た場合であっても同様の効果を奏する。

【0055】

このように、たとえ上蓋用ネジ５３が振動や衝撃によって緩んだ場合や、上蓋用ネジ５３の締め付け不良、シール部材５５の不良等が発生して、ヒューズ保持部４１の密閉が不十分となった場合に、第２壁部５２と中蓋３０との間に生じた隙間を介して外部から凹部５１内に水分が侵入したとしても、侵入した水分が第１壁部４０を乗り越え難く、ヒューズ保持部４１内に水分が侵入するのを抑制することができる。したがって、ヒューズ３３の水分による腐食を抑制することができる。

【0056】

また、本実施形態では、中蓋３０に第３壁部４８を設け、第２壁部５２は、第３壁部４８に当接する第１部分５２ａと、第１部分５２ａよりも＋Ｚ方向で中蓋３０に当接する第２部分５２ｂとを有するため、第１部分５２ａと中蓋３０とが当接する部分に比べて、第２部分５２ｂと中蓋３０とが当接する部分を介して外部からの水分が凹部５１内に侵入し難い。ちなみに、上述したように、蓄電池１は、＋Ｚ方向に見て、Ｘ軸方向に沿って長辺、Ｙ軸方向に沿って短辺を有する長方形状を有するため、長辺に沿った面の方が短辺に沿った面に比べて面積が大きい。したがって、蓄電池１は、外部からの水分が当接する面積が広い方、つまり、長辺に沿った面から水分が侵入し易い。このため、水分が侵入し易い面において第２壁部５２が中蓋３０に当接する位置を、水分が侵入し難い面において第２壁部５２が中蓋３０に当接する位置よりも＋Ｚ方向に配置することで、蓄電池１の凹部５１内に外部から水分が侵入し難い。

【0057】

また、排気口４４に水分が侵入し易い２つの排気口保護壁４７の隙間側に第３壁部４８を設けることで、中蓋３０と上蓋５０との間に水分が侵入し難くして、排気口４４に水分が侵入するのを抑制することができる。つまり、第３壁部４８によって短辺側からの中蓋３０と上蓋５０との間への水分の侵入を抑制し、たとえ長辺側から中蓋３０と上蓋５０との間に水分が侵入したとしても、その水分が排気口保護壁４７によって排気口４４に侵入するのを抑制することができる。

【0058】

また、本実施形態の蓄電池１は、ヒューズ３３を用いたため、ＢＭＵを設ける場合に較べて、構造を簡略化して小型化を図ることができる。また、ヒューズ３３を用いることで、振動や衝撃に強い蓄電池１を実現できる。

【0059】

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の基本的な構成は上述したものに限定されるものではない。

【0060】

上述した一実施形態では、電池１０は、複数のセルを有するモジュールとしたが、特にこれに限定されず、電池１０は、ＢＭＵやレドックスシャトル剤を用いたバランス制御の必要がない単セルであってもよい。このように電池１０が単セルの場合であっても、セルの過充電及び過放電を制御するヒューズ３３等の回路遮断部としての電子部品が必要になるため、本発明を適用することで、上述した一実施形態と同様の効果を奏することができる。

【0061】

また、例えば、上述した一実施形態では、電池１０の端子１１ａ、１１ｂを露出するスリット３９を設けるようにしたが、特にこれに限定されず、中蓋３０にスリット３９が設けられていなくてもよい。この場合、電池１０の端子１１ａ、１１ｂは、プリント配線板のように中蓋３０に形成された配線によりヒューズ３３や外部接続端子３１と電気的に接続されるように構成すればよい。また、中蓋３０にスリット３９が設けられていない場合には、密閉部材４２を設ける必要はない。ただし、密閉部材４２を設けない場合には、中蓋３０に直接、排気口４４および弁体４６を設けるようにすればよい。

【0062】

また、上述した一実施形態では、ヒューズ３３が収容されたヒューズ保持部４１に交換用ヒューズ３３Ａを１個搭載するようにしたが、ヒューズ保持部４１内に収容する交換用ヒューズ３３Ａの数は、１個に限定されず２個以上の複数であってもよい。もちろん、ヒューズ保持部４１内に交換用ヒューズ３３Ａを収容しなくてもよい。

【0063】

また、上述した一実施形態では、中蓋３０に第３壁部４８を設けるようにしたが、特にこれに限定されず、第３壁部４８を設けないようにしてもよい。このように中蓋３０に第３壁部４８を設けない場合には、上蓋５０の第２壁部５２は、全周に亘って第２部分５２ｂと同じＺ軸方向の高さとなるように設ければよい。

【0064】

また、上述した一実施形態では、電池１０と電気的に接続され、且つ交換可能な電子部品として回路遮断部の一例であるヒューズ３３を例示したが、電子部品はこれに限定されるものではない。他の回路遮断部としては、例えば、リレーやＦＥＴ（Field effect transistor）等が挙げられる。また、回路遮断部の他の構成としては、例えば、車載用のエアバックの原理を応用した火薬内蔵素子が挙げられる。火薬内蔵素子は、電池１０の異常を検出した際に、電気信号を火薬内蔵素子に与えることで、素子内部の火薬を爆発させ、その爆発力を用いて素子内部の導電部分を物理的に遮断するものである。リレーやＦＥＴの場合、異常時に回路を遮断した後、電気信号により復帰することができるものであるが、本発明によれば、これらの回路遮断部を水分から守り、回路遮断部の水分による故障を防ぎ、且つ回路遮断部が故障等により交換が必要になった際に容易に交換することができる。
また、蓄電池に設けられて電池１０と電気的に接続された電子部品は、回路遮断部に限定されず、本発明のように、交換し易く取り付けられ、着脱可能な上蓋等で水分による腐食等から保護されて配置された電子部品であれば適用可能である。

【符号の説明】

【0065】

１…蓄電池、１０…電池、１１ａ…端子、１１ｂ…端子、２０…ケース、２１…収容部、３０…中蓋、３０ａ…第１面、３１…外部接続端子、３１ａ…負極外部端子、３１ｂ…正極外部端子、３２…基準面、３３…ヒューズ（電子部品）、３３Ａ…交換用ヒューズ、３４…ヒューズ用ネジ、３５…ヒューズ接続端子、３６…第１バスバー、３７…第２バスバー、３８…第３バスバー、３９…スリット、４０…第１壁部、４１…ヒューズ保持部、４２…密閉部材、４３…凹部、４４…排気口、４５…突起部、４６…弁体、４７…排気口保護壁、４８…第３壁部、４９…固定部、４９ａ…固定穴、５０…上蓋、５１…凹部、５２…第２壁部、５２ａ…第１部分、５２ｂ…第２部分、５３…上蓋用ネジ、５４…貫通孔、５５…シール部材、３３１…本体部、３３２…接続部、３３３…貫通孔

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】