特開 2024-49801 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】P2024049801

(43)【公開日】2024-04-10

(54)【発明の名称】蓄電装置

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/367 20210101AFI20240403BHJP

   H01M 50/342 20210101ALI20240403BHJP

   H01M 50/209 20210101ALI20240403BHJP

   H01M 50/271 20210101ALI20240403BHJP

   H01G 11/10 20130101ALI20240403BHJP

   H01G 11/78 20130101ALI20240403BHJP

【ＦＩ】

H01M50/367

H01M50/342 101

H01M50/209

H01M50/271 S

H01G11/10

H01G11/78

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022156257

(22)【出願日】2022-09-29

(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】川内 智弘

(72)【発明者】

【氏名】森口 卓

(72)【発明者】

【氏名】飛鷹 強志

(72)【発明者】

【氏名】米澤 翔

(72)【発明者】

【氏名】増田 喜弘

(72)【発明者】

【氏名】浜川 恵太

【テーマコード（参考）】

5E078

5H012

5H040

【Ｆターム（参考）】

5E078AA11

5E078HA05

5E078HA13

5E078HA24

5E078JA02

5E078JA07

5H012AA07

5H012BB02

5H012BB08

5H012CC01

5H012CC10

5H040AA36

5H040AA37

5H040AS02

5H040AS05

5H040AS06

5H040AS07

5H040AT02

5H040AT06

5H040AY08

5H040NN03

(57)【要約】

【課題】正常な蓄電素子に対する熱影響を抑制できる蓄電装置を提供する。
【解決手段】蓄電装置１０は、それぞれがガス排出弁１１１を有し、当該ガス排出弁１１１が同一方向を向く姿勢で配列された複数の蓄電素子１１と、複数の蓄電素子１１のそれぞれのガス排出弁１１１上に配置され、当該ガス排出弁１１１から排出されたガスの排気経路５９をなす排気部５０と、を備えている。排気部５０は、排気経路５９を構成する壁部（蓋部６５１）と、複数の蓄電素子１１に対し当該複数の蓄電素子１１の並び方向の外方に配置された状態で、ガスを排気経路５９から排出する排出口５１と、を備えている。壁部は、排気部５０の内部と蓄電装置１０の外部とをつなぐ貫通孔６５３を有する。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

それぞれがガス排出弁を有し、当該ガス排出弁が同一方向を向く姿勢で配列された複数の蓄電素子と、
前記複数の蓄電素子のそれぞれの前記ガス排出弁上に配置され、当該ガス排出弁から排出されたガスの排気経路をなす排気部と、を備える蓄電装置であって、
前記排気部は、
前記排気経路を構成する壁部と、
前記複数の蓄電素子に対し当該複数の蓄電素子の並び方向の外方に配置された状態で、前記ガスを前記排気経路から排出する排出口と、を備え、
前記壁部は、前記排気部の内部と前記蓄電装置の外部とをつなぐ貫通孔を有する
蓄電装置。

【請求項2】

前記貫通孔の開口面積は、前記排出口の開口面積よりも小さい
請求項１に記載の蓄電装置。

【請求項3】

前記貫通孔は、前記ガス排出弁の平面視で当該ガス排出弁に重ならない位置に配置されている
請求項１または２に記載の蓄電装置。

【請求項4】

前記貫通孔は、前記複数の蓄電素子のうち隣り合う一対の蓄電素子の前記ガス排出弁の間に配置されている
請求項１または２に記載の蓄電装置。

【請求項5】

前記複数の蓄電素子及び前記排気部を覆うカバーを有し、
前記カバーは、前記貫通孔につながる開口を有する
請求項１または２に記載の蓄電装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、蓄電装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、蓄電装置には、所定の方向に配列された複数の蓄電素子（二次電池）に対して、排気部（上部プレート）が取り付けられている（例えば特許文献１参照）。排気部は、各蓄電素子のガス排出弁（ベント）から放出されたガスの排気経路を形成している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１－１０８６５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ここで、蓄電素子が過剰に高温化するとガス排出弁からは高温のガスが噴出する。ガスが噴出しきった後には、ガス排出弁からは高温の煙が発生する。この煙は、それほど勢いがないので排気経路内で留まる場合がある。煙が排気経路内で留まってしまうと排気経路を高温化させてしまうため、その熱が正常な蓄電素子に伝わり、正常な蓄電素子に熱影響を与えるおそれがある。

【0005】

このため、本発明の目的は、正常な蓄電素子に対する熱影響を抑制できる蓄電装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る蓄電装置は、それぞれがガス排出弁を有し、当該ガス排出弁が同一方向を向く姿勢で配列された複数の蓄電素子と、前記複数の蓄電素子のそれぞれの前記ガス排出弁上に配置され、当該ガス排出弁から排出されたガスの排気経路をなす排気部と、を備える蓄電装置であって、前記排気部は、前記排気経路を構成する壁部と、前記ガスを前記排気経路から排出する排出口と、を備え、前記壁部は、前記排気部の内部と前記蓄電装置の外部とをつなぐ貫通孔を有する。

【発明の効果】

【0007】

本発明の蓄電装置によれば、正常な蓄電素子に対する熱影響を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【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を分解した場合の各構成要素を示す分解斜視図である。

【図3】実施の形態に係る排気部及びバスバーフレームの概略構成を示す分解斜視図である。

【図4】実施の形態に係る貫通孔と、蓄電素子のガス排出弁との位置関係を示す上面図である。

【図5】実施の形態に係る蓄電素子のガス排出弁からガスが噴出した状態を示す説明図である。

【図6】実施の形態に係る蓄電素子のガス排出弁から煙が噴出した状態を示す説明図である。

【図7】変形例に係る貫通孔の設置箇所の例を示す上面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

（１）本発明の一態様に係る蓄電装置は、それぞれがガス排出弁を有し、当該ガス排出弁が同一方向を向く姿勢で配列された複数の蓄電素子と、前記複数の蓄電素子のそれぞれの前記ガス排出弁上に配置され、当該ガス排出弁から排出されたガスの排気経路をなす排気部と、を備える蓄電装置であって、前記排気部は、前記排気経路を構成する壁部と、前記複数の蓄電素子に対し当該複数の蓄電素子の並び方向の外方に配置された状態で、前記ガスを前記排気経路から排出する排出口と、を備え、前記壁部は、前記排気部の内部と前記蓄電装置の外部とをつなぐ貫通孔を有する。

【0010】

これによれば、排気部の壁部には、当該排気部の内部と蓄電装置の外部とをつなぐ貫通孔が設けられているので、この貫通孔によって煙を排出することができる。これにより、排気経路内での高温化を抑制でき、正常な蓄電素子に伝わる熱量を抑制できる。したがって、正常な蓄電素子に対する熱影響を低減できる。

【0011】

（２）上記（１）に記載の蓄電装置において、前記貫通孔の開口面積は、前記排出口の開口面積よりも小さくてもよい。

【0012】

これによれば、貫通孔の開口面積が排出口の開口面積よりも小さいので、ガスの噴出時に貫通孔からガスが漏れ出ることを抑制できる。したがって、排出口からガスをより確実に排出することができる。

【0013】

（３）上記（１）または（２）に記載の蓄電装置において、前記貫通孔は、前記ガス排出弁の平面視で当該ガス排出弁に重ならない位置に配置されていてもよい。

【0014】

これによれば、ガス排出弁の平面視で貫通孔がガス排出弁に重ならない位置に配置されているので、ガス排出弁から排出されたガスが貫通孔に直行しない。したがって、貫通孔からガスが漏れ出ることをより抑制することができる。

【0015】

（４）上記（１）から（３）のいずれか１つに記載の蓄電装置において、前記貫通孔は、前記複数の蓄電素子のうち隣り合う一対の蓄電素子の前記ガス排出弁の間に配置されていてもよい。

【0016】

これによれば、貫通孔が、隣り合う一対の蓄電素子のガス排出弁の間に配置されているので、ガス排出弁から排出されたガスが貫通孔に直行しない。したがって、貫通孔からガスが漏れ出ることをより抑制することができる。

【0017】

（５）上記（１）から（４）のいずれか１つに記載の蓄電装置において、前記複数の蓄電素子及び前記排気部を覆うカバーを有し、前記カバーは、前記貫通孔につながる開口を有してもよい。

【0018】

これによれば、複数の蓄電素子及び排気部を覆うカバーには、貫通孔につながる開口が形成されているので、貫通孔及び開口を介して煙をカバー外に排出することができる。したがって、カバー内に熱が籠もることを抑制できる。

【0019】

（実施の形態）
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。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。各図において、寸法等は厳密に図示したものではない。

【0020】

以下の説明及び図面中において、蓄電装置の幅方向、１つの蓄電素子における一対（正極及び負極）の電極端子の並び方向、蓄電素子の容器の短側面の対向方向をＸ軸方向と定義する。蓄電装置の長手方向、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をＹ軸方向と定義する。蓄電装置の高さ方向、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。

【0021】

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。本実施の形態では、Ｙ軸方向プラス方向は後方であり、Ｙ軸マイナス方向は前方であるものとする。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。例えば、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、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。

【0022】

［蓄電装置］
本実施の形態における蓄電装置１０の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１０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１０を分解した場合の各構成要素を示す分解斜視図である。

【0023】

蓄電装置１０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１０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１０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１０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。

【0024】

図１及び図２に示すように、蓄電装置１０は、Ｙ軸方向に長尺の略直方体形状を有する電池モジュール（組電池）である。具体的には、蓄電装置１０は、複数の蓄電素子１１と、バスバーフレーム１２と、排気部５０と、複数のバスバー１３と、これらを収容する外装体１８と、を有している。蓄電装置１０は、主回路配線の一部をなすケーブル３０と検出線１３ａとを含んでいる。蓄電装置１０は、複数の蓄電素子１１を拘束する拘束部材（エンドプレート、サイドプレート等）等を有していてもよい。

【0025】

蓄電素子１１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等の非水電解質二次電池である。蓄電素子１１は、扁平な直方体形状（角形）を有しており、本実施の形態では、１６個の蓄電素子１１がＹ軸方向に並んで配列されている。なお、蓄電素子１１の形状、配置位置及び個数等は、特に限定されない。蓄電素子１１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１１は、二次電池ではなく、一次電池であってもよい。さらに、蓄電素子１１は、固体電解質を用いた電池であってもよい。蓄電素子１１は、パウチタイプの蓄電素子であってもよい。

【0026】

具体的には、蓄電素子１１は、金属製の容器１１ａを備え、容器１１ａの上壁部１１ｄには、金属製の電極端子である端子１１ｂ、１１ｃが設けられている。端子１１ｂは正極端子であり、端子１１ｃは負極端子である。容器１１ａの上壁部１１ｄには、容器１１ａ内の圧力上昇時にガスを排出して圧力を開放するガス排出弁１１１が端子１１ｂ、１１ｃの間に設けられている。蓄電素子１１は、厚さ（Ｙ軸方向の寸法）が、幅（Ｘ軸方向の寸法）よりも小さい扁平な直方体状の形状を有しており、上面視（Ｚ軸方向視）において上壁部１１ｄは長方形の形状を有している。蓄電素子１１は、ＸＺ平面に平行な長側面とＹＺ平面に平行な短側面を備えており、複数の蓄電素子１１の長側面同士が対向するように配列している。複数の蓄電素子１１は、それぞれのガス排出弁１１１が同一方向（Ｚ軸プラス方向）を向く姿勢で配列されている。隣り合う蓄電素子１１同士の間には、断熱性を有する平板状のスペーサ１１ｅが配置されている。なお、容器１１ａの上壁部１１ｄには、電解液を注液するための注液部等が設けられていてもよい。容器１１ａの内方には、電極体（蓄電要素または発電要素ともいう）及び集電体（正極集電体及び負極集電体）等が配置され、電解液（非水電解質）などが封入されているが、詳細な説明は省略する。

【0027】

ここで、端子１１ｂ、１１ｃは、容器１１ａの上壁部１１ｄから上方（Ｚ軸プラス方向）に向けて突出して配置されている。そして、複数の蓄電素子１１が有する最も外側の端子１１ｂ、１１ｃが、ケーブル３０に接続されることにより、蓄電装置１０が、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。

【0028】

ケーブル３０は、蓄電装置１０（蓄電素子１１）を充放電するための電流（充放電電流、主電流ともいう）が流れる電線（電源ケーブル、電力ケーブル、電源線、電力線、主回路ケーブルともいう）であり、正極の正極電源ケーブル３１と、負極の負極電源ケーブル３２とを有している。つまり、複数の蓄電素子１１のうちの、Ｙ軸プラス方向の端部の蓄電素子１１の端子１１ｂに、ケーブル３０の正極電源ケーブル３１が接続され、Ｙ軸マイナス方向の端部の蓄電素子１１の端子１１ｃに、ケーブル３０の負極電源ケーブル３２が接続される。

【0029】

バスバーフレーム１２は、バスバー１３と他の部材との電気的な絶縁、及び、バスバー１３の位置制限を行うことができる扁平な矩形状の部材である。バスバーフレーム１２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）等の絶縁部材により形成されている。具体的には、バスバーフレーム１２は、複数の蓄電素子１１の上方に載置され、複数の蓄電素子１１に対して位置決めされる。バスバーフレーム１２上には、複数のバスバー１３が載置されて位置決めされている。これにより、各バスバー１３は、複数の蓄電素子１１に対して位置決めされて、当該複数の蓄電素子１１が有する端子１１ｂ、端子１１ｃに接合される。バスバーフレーム１２の詳細については後述する。

【0030】

排気部５０は、バスバーフレーム１２上に配置されており、各蓄電素子１１のガス排出弁１１１から排出されたガスの排気経路５９（図５等参照）を構成している。排気部５０のＹ軸プラス方向の一端部は、ガスが排出される排出口５１であり、外装体１８のＹ軸プラス方向の一端部から突出している。排気部５０の詳細については後述する。

【0031】

各バスバー１３は、複数の蓄電素子１１上（バスバーフレーム１２上）に配置され、複数の蓄電素子１１の電極端子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１３は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、ニッケル材等の金属で形成されている。本実施の形態では、バスバー１３は、隣り合う蓄電素子１１の正極端子（端子１１ｂ）と負極端子（端子１１ｃ）とを接続することで、１６個の蓄電素子１１を直列に接続している。複数のバスバー１３は、Ｘ軸プラス方向側（一側方）でＹ軸方向に沿って配列された第一バスバー群と、Ｘ軸マイナス方向側（他側方）でＹ軸方向に沿って配列された第二バスバー群とに分けられる。なお、蓄電素子１１の接続の態様は上記には限定されず、直列接続及び並列接続がどのように組み合わされていてもよい。

【0032】

バスバー１３、または、蓄電素子１１の電極端子には、検出線１３ａが接続されている。なお、これらの接続構造の図示は省略している。検出線１３ａは、各蓄電素子１１の状態を検出するためのケーブルである。検出線１３ａは、蓄電素子１１の電圧計測用、温度計測用、または、蓄電素子１１間の電圧バランス用の電線（通信ケーブル、制御ケーブル、通信線、制御線ともいう）である。なお、バスバー１３または蓄電素子１１の電極端子には、蓄電素子１１の温度を計測するためのサーミスタ（図示せず）が配置されているが、説明は省略する。検出線１３ａのＹ軸マイナス方向の端部には、コネクタ１３ｂが接続されている。コネクタ１３ｂは、図示しない基板ユニットの基板に接続されるコネクタである。

【0033】

基板ユニットは、蓄電装置１０が有する蓄電素子１１の状態の監視、及び、蓄電素子１１の制御を行うことができる機器である。基板ユニットは、蓄電装置１０の長手方向の端部、つまり、蓄電装置１０のＹ軸マイナス方向の側面に取り付けられる。このように、検出線１３ａは、コネクタ１３ｂを介して、蓄電素子１１の電圧及び温度等の情報を、基板ユニットの基板に伝達する。検出線１３ａは、基板の制御によって、電圧が高い蓄電素子１１を放電させて、蓄電素子１１間の電圧をバランスさせる機能も有している。

【0034】

外装体１８は、蓄電装置１０の外装体を構成する矩形状（箱状）の筐体（モジュールケース）である。つまり、外装体１８は、蓄電素子１１等の外方に配置され、蓄電素子１１等を所定の位置で固定し、衝撃などから保護する。ここで、外装体１８は、外装体１８の本体を構成する外装体本体１４と、外装体本体１４を支持する外装体支持体１５と、外装体１８の蓋体（外蓋）を構成する外装体蓋体１７と、を有している。

【0035】

外装体本体１４は、上面に開口が形成された有底矩形箱状のハウジングである。外装体本体１４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。外装体本体１４は、これにより、蓄電素子１１等が外部の金属部材等に接触することを回避する。蓄電素子１１等の絶縁性が保たれる構成であれば、外装体本体１４は、金属等の導電部材で形成されてもよい。外装体本体１４は、複数の蓄電素子１１、排気部５０及びバスバーフレーム１２などを収容している。

【0036】

外装体本体１４内部の底部には蓄電素子１１を支持する複数の仕切り壁部１４２が設けられている。隣り合う仕切り壁部１４２の間に蓄電素子１１が挿入されて配列されている。このことにより、蓄電素子１１の間隔が所定の間隔になるように位置決めされている。なお、蓄電素子１１を外装体本体１４に支持、位置決めする構成は他の構成であってもよい。外装体本体１４は、側面にも側面開口部１４３を有している。この側面開口部１４３により、隣接する蓄電素子１１の間の空間と蓄電装置１０の外部の空間とが連通し、蓄電素子１１を含む蓄電装置１０の冷却に寄与している。外装体本体１４におけるＹ軸プラス方向側の端部であって、その上部中央には排気部５０の排出口５１が貫通する切欠部１４１が形成されている。切欠部１４１は、上方が開放された矩形状の切欠である。

【0037】

外装体支持体１５及び外装体蓋体１７は、外装体本体１４を保護（補強）する外装部材である。外装体支持体１５及び外装体蓋体１７は、例えば、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、メッキ鋼板等の金属製の部材により形成されている。なお、外装体支持体１５及び外装体蓋体１７は、同じ材質の部材で形成されていてもよいし、異なる材質の部材で形成されていてもかまわない。

【0038】

外装体支持体１５は、外装体本体１４を下方（Ｚ軸マイナス方向）から支持する部材であり、底部１５ａと、基板ユニット取付部１６と、接続部１５ｂ、１５ｃと、固定部１５ｄとを有している。底部１５ａは、蓄電装置１０の底部を構成する、ＸＹ平面に平行かつＹ軸方向に延びた平板状かつ矩形状の部位であり、外装体本体１４の下方に配置される。

【0039】

接続部１５ｂは、底部１５ａのＹ軸マイナス方向の端部から外装体蓋体１７に向けてＺ軸プラス方向に立設された平板状かつ矩形状の部位であり、さらに、Ｚ軸プラス方向の端部からＹ軸方向マイナス方向に突出する突出片を有している。接続部１５ｂは、当該突出片において外装体蓋体１７と接続される。接続部１５ｂは、蓄電装置１０の前方の側面の一部をなす。接続部１５ｃは、底部１５ａのＹ軸プラス方向の端部から外装体蓋体１７に向けてＺ軸プラス方向に立設された平板状かつ矩形状の部位であり、さらにＹ軸プラス方向に突出する突出片を有している。接続部１５ｃは当該突出片において外装体蓋体１７と接続される。接続部１５ｃは蓄電装置１０の後方の側面の一部をなす。

【0040】

固定部１５ｄは、底部１５ａのＹ軸マイナス方向の端部からＺ軸マイナス方向に立設された平板状かつ矩形状の部位であり、蓄電装置１０を図示しない棚などの構造体に固定する突出片である。固定部１５ｄは、Ｘ軸方向において底部１５ａの中央部に配置されている。本実施の形態では、固定部１５ｄと棚との固定にネジ止めを用いているが、固定及びその解除を自在に行えるのであれば固定方法は如何様でもよい。

【0041】

外装体蓋体１７は、複数の蓄電素子１１及び排気部５０の上方を覆うカバーである。具体的には、外装体蓋体１７は、外装体本体１４の開口を塞ぐように配置される部材であり、天板部１７ａと、接続部１７ｂ、１７ｃと、を有している。天板部１７ａは、蓄電装置１０の上面部を構成する、ＸＹ平面に平行かつＹ軸方向に延びた平板状かつ矩形状の部位であり、外装体本体１４の上方に配置される。天板部１７ａにおいてＸ軸方向の中央には、Ｙ軸方向に延びる矩形状の開口１７１が形成されている。開口１７１は、天板部１７ａのＹ軸マイナス方向の端部からＹ軸プラス方向の端部まで延びている。この開口１７１により排気部５０の一部が蓄電装置１０の外部に露出されることになる。

【0042】

接続部１７ｂは、天板部１７ａのＹ軸マイナス方向の端部に配置され、外装体支持体１５に向けて曲げられ、さらにＹ軸マイナス方向に突出する突出片を備え、外装体支持体１５の接続部１５ｂと接続される。接続部１７ｃは、天板部１７ａのＹ軸プラス方向の端部からＺ軸マイナス方向に立設された平板状かつ矩形状の部位と、さらにＹ軸プラス方向に突出する突出片を有している。接続部１７ｃは、当該突出片において外装体支持体１５の接続部１５ｃと接続される。接続部１７ｃは蓄電装置１０の後方の側面の一部をなす。このように、外装体支持体１５及び外装体蓋体１７は、外装体本体１４を上下方向から挟み込んだ状態で、接続部１５ｂ、１５ｃと接続部１７ｂ、１７ｃとが各突出片においてネジ止め等で接続されることで固定される構成となっている。これにより、外装体本体１４内に収容される各部材（バスバーフレーム１２、複数の蓄電素子１１及び排気部５０）は、外装体支持体１５及び外装体蓋体１７によって上下方向で挟持されている。

【0043】

外装体蓋体１７の接続部１７ｃには、上端部（Ｚ軸プラス方向側の端部）の中央に、排気部５０の排出口５１が貫通する排出口用開口（図示省略）が形成されている。排出口用開口は、排気部５０の外形形状に対応した平面視形状を有している。排気部５０の排出口５１は、排出口用開口と、外装体本体１４の切欠部１４１とを貫通することで外装体１８から突出している。

【0044】

バスバーフレーム１２には蓄電素子１１の電極端子（端子１１ｂ、１１ｃ）、バスバー１３、検出線１３ａ等の通電部品が配置されている。このため、金属部品である外装体蓋体１７との電気的絶縁を確保するべく、外装体蓋体１７の天板部１７ａの裏面（下面）に絶縁板を配置してもよい。絶縁板は、天板部１７ａに対してネジ止めされていたり、貼付されていていてもよい。

【0045】

［バスバーフレーム］
次にバスバーフレーム１２の詳細について説明する。図３は、実施の形態に係る排気部５０及びバスバーフレーム１２の概略構成を示す分解斜視図である。具体的には、図３は、排気部５０及びバスバーフレーム１２を上方から見た斜視図である。

【0046】

図３に示すように、バスバーフレーム１２は、複数の蓄電素子１１上に配置されて、複数のバスバー１３を保持するフレーム状の部材である。具体的には、バスバーフレーム１２は、第一保持部７１と、第二保持部７２と、連結部７３とを有している。ここで、複数の検出線１３ａのうち、第一保持部７１で保持される複数の検出線１３ａを第一検出線と称す。複数の検出線１３ａのうち、第二保持部７２で保持される複数の検出線１３ａを第二検出線と称す。

【0047】

第一保持部７１は、バスバーフレーム１２におけるＸ軸プラス方向側（一側方）の部位であり、第一バスバー群と正極電源ケーブル３１と複数の第一検出線とを保持する部位である。複数の第一検出線は、各蓄電素子１１におけるＸ軸プラス方向の電極端子または、第一バスバー群に含まれるバスバー１３に接続されている。

【0048】

第一保持部７１は、各蓄電素子１１のガス排出弁１１１よりもＸ軸プラス方向に配置されている。第一保持部７１は、当該第一保持部７１の外周を囲む第一外壁部７１１を有している。

【0049】

第一外壁部７１１は、Ｙ軸方向に長尺な上面視矩形状の枠壁であり、その内部に第一バスバー群と正極電源ケーブル３１と複数の第一検出線とが収容されている。第一外壁部７１１におけるＹ軸マイナス方向の端部には、一対の第一切欠７１１ａ、７１１ｂが形成されている。一方の第一切欠７１１ａには、正極電源ケーブル３１及び複数の第一検出線が貫通するように配置されている。他方の第一切欠７１１ｂには負極電源ケーブル３２が貫通するように配置されている。

【0050】

第一外壁部７１１内において、Ｘ軸マイナス方向の端部領域は、Ｙ軸方向に沿って貫通された第一ケーブル経路部７１５となっている。第一ケーブル経路部７１５は、各蓄電素子１１のガス排出弁１１１と、第一バスバー群に含まれる各バスバー１３との間に配置されている。このように、第一ケーブル経路部７１５は、バスバーフレーム１２内において、第一バスバー群よりもＸ軸方向の内方に配置されている。

【0051】

第一ケーブル経路部７１５には、正極電源ケーブル３１及び複数の第一検出線が配置されている。第一ケーブル経路部７１５は、正極電源ケーブル３１及び複数の第一検出線の配索経路をなしている。複数の第一検出線及び正極電源ケーブル３１は、第一ケーブル経路部７１５内に配置されることで、第一保持部７１と第二保持部７２との間、つまり連結部７３上を回避して配置されている。

【0052】

第二保持部７２は、バスバーフレーム１２におけるＸ軸マイナス方向側（他側方）の部位である。第二保持部７２は、第二バスバー群と、各蓄電素子１１におけるＸ軸マイナス方向の電極端子、または、第二バスバー群に含まれるバスバー１３に接続される複数の第二検出線とを保持している。

【0053】

第二保持部７２は、各蓄電素子１１のガス排出弁１１１よりもＸ軸マイナス方向に配置されている。第二保持部７２は、当該第二保持部７２の外周を囲む第二外壁部７２１を有している。

【0054】

第二外壁部７２１は、Ｙ軸方向に長尺な上面視矩形状の枠壁であり、その内部に第二バスバー群と複数の第二検出線とが収容されている。第二外壁部７２１におけるＹ軸マイナス方向の端部には、第二切欠７２１ａが形成されている。第二切欠７２１ａには、複数の第二検出線が貫通するように配置されている。

【0055】

第二外壁部７２１内においてＸ軸プラス方向の端部領域は、Ｙ軸方向に沿って貫通された第二ケーブル経路部７２５である。第二ケーブル経路部７２５は、各蓄電素子１１のガス排出弁１１１と、第二バスバー群に含まれる各バスバー１３との間に配置されている。このように、第二ケーブル経路部７２５は、バスバーフレーム１２内において、第二バスバー群よりもＸ軸方向の内方に配置されている。

【0056】

第二ケーブル経路部７２５には、複数の第二検出線が配置されている。複数の第二検出線は、第二ケーブル経路部７２５内に配置されることで、第一保持部７１と第二保持部７２との間、つまり連結部７３上を回避して配置されている。

【0057】

連結部７３は、第一保持部７１と第二保持部７２とを連結する部位である。具体的には、連結部７３は、一端部が第一保持部７１に連結され、他端部が第二保持部７２に連結されたＸ軸方向に延びる複数の梁部７３１を有している。複数の梁部７３１は、Ｙ軸方向に所定の間隔をあけて配置されている。複数の梁部７３１上には、排気部５０が配置されている。複数の梁部７３１のうち、Ｙ軸マイナス方向の端部の梁部７３１は、Ｙ軸マイナス方向の端部の蓄電素子１１の外方に配置されている。Ｙ軸プラス方向の端部の梁部７３１は、Ｙ軸プラス方向の端部の蓄電素子１１の外方に配置されている。これら以外の梁部７３１は、隣り合う一対の蓄電素子１１の間に配置されている。このように、複数の梁部７３１は、各蓄電素子１１のガス排出弁１１１から退避した位置に配置されている。換言すると、各蓄電素子１１のガス排出弁１１１は、上面視で複数の梁部７３１の間から露出された状態となっている。

【0058】

［排気部］
図３に示すように、排気部５０は、排気部材６０と、蓋部材６５とを有している。排気部材６０と蓋部材６５とは排気経路５９を形成している。

【0059】

排気部材６０は、全体としてバスバーフレーム１２に収納された状態で、各蓄電素子１１のガス排出弁１１１の直上に配置されている。排気部材６０は、底壁部６１と、一対の第一壁部６２とを備えている。

【0060】

底壁部６１は、ＸＹ平面に平行なかつＹ軸方向に延びた矩形状の壁部である。底壁部６１においてＸ軸方向の中央部には、各蓄電素子１１のガス排出弁１１１を露出させる複数の孔部６１１が形成されている。各孔部６１１は、各ガス排出弁１１１から排出されたガス及び煙を排気経路５９内に導入する部位である。

【0061】

一対の第一壁部６２は、底壁部６１のＸ軸方向の両端部から立設した壁部である。排気部材６０のＹ軸方向の長さは、外装体本体１４のＹ軸方向の全長に対応した長さとなっている。このため、排気部材６０は、全体を外装体本体１４内に収めることができる。排気部材６０は、蓄電素子１１から排出される高温のガス及び高温の煙の排気経路５９となるため、耐熱性の高い樹脂から形成されている。

【0062】

図３に示すように、蓋部材６５は、排気部材６０の上方に配置されており、排気部材６０の開放部分を閉塞し、排気経路５９の上方を覆っている。具体的には、蓋部材６５は、金属製であり、排気部材６０よりも放熱性が高い。蓋部材６５は、Ｙ軸方向視で下方が開放されたＵ字状に形成されており、Ｙ軸方向に長尺な部材である。蓋部材６５は、排気部材６０内に収容されている。蓋部材６５のＹ軸方向の長さは、排気部材６０のＹ軸方向の全長よりも長い。このため、蓋部材６５のＹ軸プラス方向の他端部を排気部材６０から突出させることができる。

【0063】

蓋部材６５のＹ軸プラス方向の他端部は、排気部材６０から突出した状態で下方及び先端が開放されている。一方、蓋部材６５のＹ軸マイナス方向の一端部は、前方壁部６５９によって閉塞されている。この前方壁部６５９は、ＸＺ平面に平行な平板状かつ矩形状の部位であり、排気部材６０のＹ軸マイナス方向の基端部６７７を外方から覆っている。つまり、蓋部材６５の前方壁部６５９と、排気部材６０の基端部６７７とで、Ｙ軸マイナス方向の一端部からのガスの漏出を防止し、確実に排出口５１からガスを排出できる。蓋部材６５は、排気部材６０内に収容された状態で、排気部材６０とともにガスの排気経路５９を構成している。前述した蓋部材６５の他端部における開放された部位からはガスが排出される。つまり、蓋部材６５の他端部はガスが排出される排出口５１である。これにより、排出口５１は、ガスの進行方向視（Ｙ軸方向視）でＵ字状となっている。具体的には、排出口５１は、開放部が下方を向くＵ字状となっている。上述したように、蓋部材６５における排出口５１は、外装体蓋体１７の排出口用開口と、外装体本体１４の切欠部１４１とを貫通することで外装体１８から突出している。このため、排出口５１は、複数の蓄電素子１１に対し、当該複数の蓄電素子１１の並び方向（Ｙ軸方向）の外方に配置されている。

【0064】

蓋部材６５は、蓋部６５１と、一対の第二壁部６５２とを備えており、これらによってＹ軸方向視でＵ字状の外形をなしている。蓋部６５１は、下方が開放された壁部である。蓋部６５１は、外装体蓋体１７の天板部１７ａに対して取り付けられ、蓋部材６５と外装体蓋体１７とが一体化されている。蓋部６５１には、排気部５０の内部と、蓄電装置１０の外部とをつなぐ複数の貫通孔６５３が形成されている。複数の貫通孔６５３は、Ｙ軸方向に沿って配列されている。各貫通孔６５３は、天板部１７ａの開口１７１内に配置されることで、当該天板部１７ａから露出している。つまり、天板部１７ａの開口１７１は各貫通孔６５３に空間的につながっている。開口１７１によって各貫通孔６５３が蓄電装置１０の外部に露出されている。これにより、各貫通孔６５３が、排気部５０の内部（排気経路５９）と、蓄電装置１０の外部空間とをつないでいる。

【0065】

図４は、実施の形態に係る貫通孔６５３と、蓄電素子１１のガス排出弁１１１との位置関係を示す上面図である。図４は、ガス排出弁１１１を平面視した図である。図４では、１つの貫通孔６５３と隣り合う一対の蓄電素子１１とを図示しているが、他の貫通孔６５３と、他の隣り合う一対の蓄電素子１１においても同様である。図４に示すように、ガス排出弁１１１の平面視において、貫通孔６５３は、ガス排出弁１１１に重ならない位置に配置されている。具体的には、貫通孔６５３は、隣り合う一対の蓄電素子１１の間に配置されている。つまり、貫通孔６５３は、バスバーフレーム１２の梁部７３１上に配置されている。

【0066】

図３に示すように、一対の第二壁部６５２は、蓋部６５１におけるＸ軸方向の両端部から下方に向けて延びている。具体的には、各第二壁部６５２は、ＹＺ平面に平行かつＹ軸方向に延びた板状かつ矩形状の壁部である。各第二壁部６５２は、排気部材６０の一対の第一壁部６２に対してＸ軸方向の内方で隣接するように収容されている。この状態においては、蓋部材６５の蓋部６５１は、排気部材６０の一対の第一壁部６２よりも上方に配置されている。このため、蓋部材６５の蓋部６５１が、外装体蓋体１７の天板部１７ａによって下方に向けて押されている。この圧力によって、蓋部材６５の一対の第二壁部６５２が、排気部材６０の底壁部６１に押し当てられている。蓄電素子１１のガス排出弁１１１からガスが噴出した場合には、蓋部材６５がガスを受けるために蓋部材６５が浮くおそれもある。蓋部材６５が外装体蓋体１７から下方への圧力を受けているので、ガスの噴出を起因とした蓋部材６５の浮きを抑制することができる。

【0067】

［ガス排出弁が開弁した際の説明］
次に、蓄電素子１１のガス排出弁１１１が開弁した際について説明する。蓄電素子１１が過剰に高温化すると、蓄電素子１１の内部にガスが発生して内圧が上昇する。内圧上昇によりガス排出弁１１１が開弁すると、まず、ガスがガス排出弁１１１から噴出する。図５は、実施の形態に係る蓄電素子１１のガス排出弁１１１からガスが噴出した状態を示す説明図である。図５ではガスを矢印で図示している。このガスは、排気部５０の孔部６１１から排気経路５９内に導入される。上記したように、ガス排出弁１１１の平面視で蓋部材６５の貫通孔６５３がガス排出弁１１１に重ならない位置に配置されているので、孔部６１１から排気経路５９内に導入されたガスが直接的に貫通孔６５３に進入せずに、蓋部材６５の蓋部６５１にあたることで進行方向を変える。これにより、ガスは排気経路５９内を移動して排出口５１から排出される。このとき、ガスは排気経路５９内を勢いよく流れるために、各貫通孔６５３から排気部５０外に漏れにくくなっている。さらに１つの貫通孔６５３の開口面積は、排出口５１の開口面積よりも小さいので、ガスが各貫通孔６５３から漏れ出ることをより確実に抑制できる。１つの貫通孔６５３の開口面積は、当該貫通孔６５３を平面視した場合（Ｚ軸方向視）の貫通孔６５３がなす面積である。排出口５１の開口面積は、当該排出口５１を平面視した場合（Ｙ軸方向視）の排出口５１がなす面積である。全ての貫通孔６５３の開口面積の合計値をＡ１とし、排出口５１の開口面積をＡ２とした場合、Ａ１／Ａ２＜１／２であることが、ガス漏れ抑制の観点で好ましい。

【0068】

ガス排出弁１１１からガスが噴出しきると、ガス排出弁１１１からは煙が発生する。図６は、実施の形態に係る蓄電素子１１のガス排出弁１１１から煙が噴出した状態を示す説明図である。図６では煙をドットハッチングで図示している。煙は、ガスと比較して勢いが弱いために排出口５１に向かいにくく排気経路５９内で留まりやすい。煙は、高温であるので排気経路５９内では上部、つまり蓋部６５１に沿って徐々に広がり、貫通孔６５３に到達する。これにより、煙は、貫通孔６５３から排気部５０の外部へと排出される。排気部５０の外部へと排出された煙は、外装体蓋体１７の開口１７１を介して蓄電装置１０外に排出される。これにより、煙を起因とした排気経路５９内の高温化を抑制できる。

【0069】

［効果の説明］
以上のように、本実施の形態に係る蓄電装置１０によれば、排気部５０の蓋部６５１（壁部）には、当該排気部５０の内部と蓄電装置１０の外部とをつなぐ貫通孔６５３が設けられているので、この貫通孔６５３によって煙を排出することができる。これにより、排気経路５９内での高温化を抑制できるので、正常な蓄電素子１１に伝わる熱量を抑制できる。したがって、正常な蓄電素子１１に対する熱影響を抑制できる。

【0070】

貫通孔６５３の開口面積が排出口５１の開口面積よりも小さいので、ガスの噴出時に貫通孔６５３からガスが漏れ出ることを抑制できる。したがって、排出口５１からガスをより確実に排出することができる。

【0071】

ガス排出弁１１１の平面視で貫通孔６５３がガス排出弁１１１に重ならない位置に配置されているので、ガス排出弁１１１から排出されたガスが貫通孔６５３に直行しない。したがって、貫通孔６５３からガスが漏れ出ることをより抑制することができる。

【0072】

貫通孔６５３が、隣り合う一対の蓄電素子１１の間に配置されているので、ガス排出弁１１１から排出されたガスが貫通孔６５３に直行しない。したがって、貫通孔６５３からガスが漏れ出ることをより抑制することができる。

【0073】

複数の蓄電素子１１及び排気部５０を覆う外装体蓋体１７（カバー）には、貫通孔６５３につながる開口１７１が形成されているので、貫通孔６５３及び開口１７１を介して煙を外装体蓋体１７外に排出することができる。したがって、外装体蓋体１７内に熱が籠もることを抑制できる。

【0074】

（その他）
以上、上記実施の形態に係る蓄電装置１０について説明したが、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って制限的なものではなく、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。以下の説明において、上記実施の形態と同一の部分については同一の符号を付してその説明を省略する場合がある。

【0075】

例えば、上記実施の形態では、隣り合う全ての対の蓄電素子１１の間に貫通孔６５３が設けられている場合を例示した。しかしながら貫通孔は、排気部に対して少なくとも１つ設けられていればよい。

【0076】

上記実施の形態では、隣り合う一対の蓄電素子１１の間に貫通孔６５３が配置されている場合を例示した。しかしながら、排気経路を構成する壁部であれば如何なる箇所に貫通孔が配置されていてもよい。図７は、変形例に係る貫通孔の設置箇所の例を示す上面図である。図７は図４に対応する図である。図７に示すように、ガス排出弁１１１の平面視で蓄電素子１１に重なるもののガス排出弁１１１には重ならない設置箇所Ｐ１、Ｐ２に貫通孔が配置されていてもよい。この場合においても、ガス排出弁１１１から噴出したガスが貫通孔に直行せずに好適である。なお、ガス排出弁１１１の平面視でガス排出弁１１１に重なる設置箇所Ｐ３に貫通孔が配置されてもよい。

【0077】

上記実施の形態では、排気経路５９を構成する壁部の一例である蓋部６５１に貫通孔６５３が設けられている場合を例示した。しかしながら、貫通孔が蓄電装置の外部につながるのであれば排気経路を構成する他の壁部（排気部材の底壁部及び第一壁部、蓋部材の第二壁部及び前方壁部等）に貫通孔を形成してもよい。

【0078】

上記実施の形態では、排気部５０が排気部材６０と蓋部材６５との二部材で構成されている場合を例示した。しかしながら排気部は例えば筒状の一部材で構成されていてもよい。

【0079】

上記実施の形態では、カバーの一例として、貫通孔６５３につながる開口１７１を備えた外装体蓋体１７を例示した。しかしながら、カバーは開口を有していなくてもよい。この場合であっても、煙はカバーと他の部材との隙間から外部へ排出させることが可能である。

【0080】

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。

【産業上の利用可能性】

【0081】

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等に適用できる。

【符号の説明】

【0082】

１０ 蓄電装置
１１ 蓄電素子
１１ａ 容器
１１ｂ、１１ｃ 端子
１１ｄ 上壁部
１１ｅ スペーサ
１２ バスバーフレーム
１３ バスバー
１３ａ 検出線
１３ｂ コネクタ
１４ 外装体本体
１５ 外装体支持体
１５ａ 底部
１５ｂ、１５ｃ、１７ｂ、１７ｃ 接続部
１５ｄ 固定部
１６ 基板ユニット取付部
１７ 外装体蓋体（カバー）
１７ａ 天板部
１８ 外装体
３０ ケーブル
３１ 正極電源ケーブル
３２ 負極電源ケーブル
５０ 排気部
５１ 排出口
５９ 排気経路
６０ 排気部材
６１ 底壁部
６２ 第一壁部
６５ 蓋部材
７１ 第一保持部
７２ 第二保持部
７３ 連結部
１１１ ガス排出弁
１４１ 切欠部
１４２ 仕切り壁部
１４３ 側面開口部
１７１ 開口
６１１ 孔部
６５１ 蓋部（壁部）
６５２ 第二壁部
６５３ 貫通孔
６５９ 前方壁部
６７７ 基端部
７１１ 第一外壁部
７１１ａ、７１１ｂ 第一切欠
７１５ 第一ケーブル経路部
７２１ 第二外壁部
７２１ａ 第二切欠
７２５ 第二ケーブル経路部
７３１ 梁部
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３ 設置箇所

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】