JP6540435B2 - 蓄電装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の単電池を備える蓄電装置に関する。

従来より、複数の単電池を並べた状態で備える蓄電装置が知られている。例えば特許文献１に記載された蓄電装置の場合、複数の単電池それぞれについて、外部端子が設けられた端部とは反対側の端部がキャップによって覆われている。複数の単電池は、並んだ状態で、キャップを介して枠状のベースに取り付けられている。枠状のベースを通過した空気が、キャップ間の隙間を介して隣接し合う単電池間の隙間に流入する。それにより、単電池それぞれが冷却される。

特開２０１２−２０４２９８号公報

ところで、近年、複数の単電池を密に並べることによってコンパクトなサイズにされた蓄電装置が求められている。しかし、特許文献１に記載された蓄電装置のように単電池それぞれにキャップが装着されている場合、複数の単電池を密に並べると、キャップ間の隙間が狭くなる。その結果、キャップ間の隙間を通過する気流の流量が減少し、単電池の冷却性が低下する。

そこで、本発明は、キャップが装着されている複数の単電池を並べた状態で備える蓄電装置を、単電池それぞれの冷却性の低下を抑制しつつ、複数の単電池を密に並べてコンパクトなサイズにすることを課題とする。

上記技術課題を解決するために、本発明の第１の態様によれば、
第１の方向に並べられた複数の単電池と、
複数の単電池それぞれにおける第１の方向と直交する第２の方向の一方側を覆うキャップと、を有し、
キャップが、隣接し合う単電池間の隙間それぞれに連通する複数の流路を備えている、蓄電装置が提供される。

このような本発明の第１の態様によれば、キャップが装着されている複数の単電池を並べた状態で備える蓄電装置を、単電池それぞれの冷却性の低下を抑制しつつ、複数の単電池を密に並べてコンパクトなサイズにすることができる。

本発明の第２の態様によれば、
キャップが、それぞれが単電池における第２の方向の一方側を覆う複数のキャップであって、
複数のキャップそれぞれが、流路を構成する凹部を備える、第１の態様の蓄電装置が提供される。

このような本発明の第２の態様によれば、複数の流路を複数のキャップそれぞれを貫通する貫通穴で構成する場合に比べて、キャップの剛性の低下を抑制することができる。その剛性の低下を抑制するためにその貫通穴が形成されたキャップの部分を肉厚に構成することが考えられるが、それによりキャップが大型化し、その結果として単電池を密に並べることが困難になる。

本発明の第３の態様によれば、
複数のキャップそれぞれが、第１の方向の一方側に形成されて隣接し合う単電池間の隙間に連通する第１の凹部と、第１の方向の他方側に形成され、当該キャップの底部に連通し、且つ、隣接する他のキャップの第１の凹部と部分的に対向することによって流路を構成する第２の凹部とを備える、第２の態様の蓄電装置が提供される。

このような本発明の第３の態様によれば、キャップの第１の方向の一方側のみまたは他方側のみに、隣接し合う単電池の隙間からキャップの底部まで延在する凹部を形成する場合に比べて、キャップの剛性の低下を抑制することができる。その剛性の低下を抑制するためにその凹部が形成されたキャップの部分を肉厚に構成することが考えられるが、それによりキャップが大型化し、その結果として単電池を密に並べることが困難になる。

本発明の第４の態様によれば、
複数のキャップが同一の形状を備える、第２または第３の態様の蓄電装置が提供される。

このような第４の態様によれば、複数のキャップが異なる場合に比べて、蓄電装置の製造が容易になる。

本発明の第５の態様によれば、
流路内に前記キャップによって覆われた単電池の部分の一部が露出するように、キャップが構成されている、第１から第４の態様のいずれか一の蓄電装置が提供される。

このような本発明の第５の態様によれば、流路を通過する気流により、キャップによって覆われた単電池の部分が冷却される。

本発明の第６の態様によれば、
第１の方向に並ぶ複数の単電池をキャップを介して保持するベース部を備え、
ベース部が複数の流路それぞれに対して対向する複数の開口を備える、第１から第５の態様のいずれか一の蓄電装置が提供される。

このような第６の態様によれば、開口を介してキャップ間にピンポイントに気流が供給される。

本発明の第７の態様によれば、
複数の単電池が複数列で第１の方向に並び、
隣接し合う一方の列の複数の単電池の隙間それぞれに連通する複数の流路に対して対向する複数の開口と、他方の列の複数の単電池の隙間それぞれに連通する複数の流路に対して対向する複数の開口が、第１の方向位置が異なるようにベース部に形成されている、第６の態様の蓄電装置が提供される。

このような第７の態様によれば、隣接し合う一方の列複数の単電池の隙間それぞれに連通する複数の流路に対して対向する複数の開口と他方の列の複数の単電池の隙間それぞれに連通する複数の流路に対して対向する複数の開口とが第１の方向位置が同一になるようにベース部に設けられる場合に比べて、ベース部の変形および破損が抑制される。

本発明の第８の態様によれば、
第１の方向に並ぶ複数の単電池を複数のキャップを介して保持するベース部を備え、
複数のキャップそれぞれがベース部と係合するための係合部を備え、
ベース部がキャップそれぞれの係合部と係合する複数の係合部を備え、
キャップの係合部とベース部の係合部が、隣接し合う一方のキャップの第１の凹部と他方のキャップの第２の凹部とが部分的に対向して流路を構成するように、互いに係合するように構成されている、第３の態様の蓄電装置が提供される。

このような第８の態様によれば、隣接し合う一方のキャップの第１の凹部と他方のキャップの第２の凹部とが確実に部分的に対向し、それにより隣接し合うキャップの間に気流の流路が確実に形成される。

本発明によれば、キャップが装着されている複数の単電池を並べた状態で備える蓄電装置を、単電池それぞれの冷却性の低下を抑制しつつ、複数の単電池を密に並べてコンパクトなサイズにすることができる。

本発明の一実施の形態に係る蓄電装置の斜視図 蓄電装置の裏側を示す斜視図 蓄電装置の分解斜視図 電池モジュールの分解図 複数の単電池の電気的接続を示す平面図 第１および第２のキャップが取り付けられた状態の単電池の斜視図 図６Ａとは異なる方向から見た、第１および第２のキャップが取り付けられた状態の単電池のさらなる斜視図 第２のキャップの斜視図 図６Ａとは異なる方向から見た、第２のキャップの斜視図 蓄電装置のベース部の斜視図 図７Ａとは異なる方向から見た、蓄電装置のベース部の斜視図 蓄電装置の断面図 ベース部における複数の開口のレイアウト図 隣接し合う第２のキャップの断面図 別の実施の形態に係る蓄電装置における、隣接し合う第２のキャップの断面図 さらに別の形態に係る蓄電装置における第２のキャップの断面図 さらに異なる形態に係る蓄電装置における第２のキャップおよび断熱板の断面図

以下、本発明の一実施の形態に係る蓄電装置について図面を参照しながら説明する。

図１および図２は、本発明の一実施の形態に係る蓄電装置の斜視図である。図３は、蓄電装置の分解図である。なお、発明を理解しやすくするために、互いに直交し合うＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸からなるＸ−Ｙ−Ｚ座標系が定義されている。Ｘ軸方向は蓄電装置における幅方向を示し、Ｙ軸方向は奥行き方向を示し、Ｚ軸方向は高さ方向を示している。また、本明細書において、「上側」および「下側」は、図面において「上側」および「下側」を示すものであって、「下側」要素の上方に「上側」要素が必ず存在する状態で本発明に係る蓄電装置が使用されることに限定するものではない。

図１〜図３に示すように、蓄電装置１０は、略直方体形状であって、その内部に電池モジュール１２を有する。蓄電装置１０は、例えば、回生エネルギを電気として蓄えるために、複数基並べて鉄道車両の下部に搭載される。

図３に示すように、電池モジュール１２は、複数の単電池１４から構成されている。本実施の形態の場合、１２個の単電池１４が二列で奥行き方向（Ｙ軸方向）に並ぶことにより、電池モジュール１２が構成されている。

図４は、電池モジュール１２の分解図である。図４に示すように、単電池１４それぞれは、概ね直方体形状であって、外部端子としての正極端子１４ａおよび負極端子１４ｂを、高さ方向（Ｚ軸方向）の一方側の端面（上側端面）１４ｃに備える。また、幅方向（Ｘ軸方向）、奥行き方向（Ｙ軸方向）、および高さ方向（Ｚ軸方向）のサイズにおいて、幅方向のサイズが最も大きく、奥行き方向のサイズが最も小さい。

図４および図５に示すように、電池モジュール１２において、複数の単電池１４は、電気的に直列に接続され、直列回路を構成する。具体的には、複数の単電池１４の正極端子１４ａおよび負極端子１４ｂそれぞれは、銅材料などで作製された金属プレート１６を介して隣接する他の単電池１４の正極端子１４ａおよび負極端子１４ｂに電気的に接続されている。電池モジュール１２の直列回路において末端それぞれに位置する一方の単電池１４（１４Ａ）の負極端子１４ｂと他方の単電池１４（１４Ｂ）の正極端子１４ａには、蓄電装置１０の外部の装置（例えば他の蓄電装置１０）と電気的に接続するための取り出し端子１８が取り付けられている。

図３〜図７に示すように、単電池１４それぞれの正極端子１４ａおよび負極端子１４ｂは、第１のキャップ２０によって覆われて保護されている。具体的には、第１のキャップ２０は、樹脂材料から作製され、単電池１４それぞれに２つずつ設けられている。一方の第１のキャップ２０は、正極端子１４ａ側の単電池１４の角部を覆うように該角部に装着されている。他方の第１のキャップ２０は、負極端子１４ｂ側の単電池１４の角部を覆うように該角部に装着されている。なお、単電池１４それぞれに装着される２つの第１のキャップ２０は別体であるが、一体であってもよい。

図３〜図７に示すように、個々の単電池１４には、正極端子１４ａおよび負極端子１４ｂが設けられた高さ方向（Ｚ軸方向）の一方側の端部（上側端部）とは反対側の単電池１４の他方側の端部（下側端部）に、第２のキャップ２２がそれぞれ装着されている。

第２のキャップ２２は、第１のキャップ２０と同様に樹脂材料から作製されている。しかし、第２のキャップ２２は、第１のキャップ２０と異なり、単電池１４の下側端部を幅方向（Ｘ軸方向）および奥行き方向（Ｙ軸方向）全体にわたって覆う。なお、この第２のキャップ２２のさらなる詳細については後述する。

図１〜図３に示すように、蓄電装置１０は、複数の単電池１４（電池モジュール１２）を保持するベース部２４と、ベース部２４に保持された複数の単電池１４を覆うカバー部２６とを有する。本実施の形態の場合、複数の単電池１４（電池モジュール１２）は、ベース部２４とカバー部２６とに挟持されている。このベース部２４とカバー部２６は、その幅方向（Ｘ軸方向）の両端がサイド部２８、３０に固定されることによって該サイド部２８、３０に支持されている。

カバー部２６は、例えば金属薄板を板金プレス加工することによって形成された部材であって、単電池１４それぞれに装着された状態の第１のキャップ２０を保持する。具体的には、第１のキャップ２０それぞれには、高さ方向（Ｚ軸方向）に突出する円柱状の係合部２０ａが設けられている。一方、カバー部２６には、複数の第１のキャップ２０それぞれの係合部２０ａが挿通可能な複数の係合穴２６ａが形成されている。

ベース部２４は、例えば金属薄板を板金プレス加工することによって形成された部材であって、単電池１４それぞれに装着された状態の第２のキャップ２２を保持する。具体的には、図２、図６〜図９に示すように、特に図９に示すように、単電池１４の高さ方向（Ｚ軸方向）の下側端部（正極端子１４ａおよび負極端子１４ｂが設けられている上側端部とは反対側の端部）に対向する第２のキャップ２２の底部２２ａに、高さ方向に突出する円柱状の２つの係合部２２ｂが設けられている。一方、図２、図１０〜図１１に示すように、ベース部２４は、複数の単電池１４を保持する電池保持部２４ａに、複数の第２のキャップ２２それぞれの係合部２２ｂが挿通可能な複数の係合穴２４ｂを備える。

第１のキャップ２０それぞれの係合部２０ａがカバー部２６の係合穴２６ａに挿通され、且つ、第２のキャップ２２それぞれの係合部２２ｂがベース部２４の係合穴２４ｂに挿通される。それにより、第１のキャップ２０および第２のキャップ２２が装着された状態の単電池１４は、カバー部２６とベース部２４とによって挟持される。

なお、複数の単電池１４を第２のキャップ２２を介して保持するベース部２４は、蓄電装置１０の基台として機能し、蓄電装置１０全体の剛性に大きく関与する。したがって、ベース部２４は、その変形を抑制するように構成されている。

具体的には、図３、図１０、および図１１に示すように、ベース部２４は、複数の単電池１４を保持する電池保持部２４ａの周縁から反単電池側（単電池１４が存在しない側）に突出する枠状の第２のリブ２４ｃと、第２のリブ２４ｃに囲まれた電池保持部２４ａの部分から反単電池側に突出する第１のリブ２４ｄとを備える。例えば、第２のリブ２４ｃは、金属薄板の周縁を折り曲げて起こすことによって形成される。また例えば、第１のリブ２４ｄは、切り起こしによって形成される。

枠状の第２のリブ２４ｃとその内側に設けられた第１のリブ２４ｄとにより、電池保持部２４ａ上の複数の単電池１４の重量によるベース部２４のたわみ変形が抑制されるとともに、ベース部２４を軽量化することができる（リブ２４ｃ、２４ｄがない場合に比べて）。

第１のリブ２４ｄおよび第２のリブ２４ｃを設けることなくベース部２４を構成する場合、そのベース部２４は、複数の単電池１４の重量によって変形しない厚みを備える金属板で作成する必要がある。しかし、その場合、ベース部２４の重量が増加し、結果として蓄電装置１０の重量が増加する。重量が増加した蓄電装置１０は、車両などの移動体に搭載するのには適さない。

一方、第１のリブ２４ｄおよび第２のリブ２４ｃを設けることにより、ベース部２４を軽量な金属薄板で作成し、複数の単電池１４の重量に対して十分な剛性（たわみ剛性および曲げ剛性）を確保することができる。また、図２に示すように、複数の貫通穴（係合穴２４ｂおよび後述する通風口（開口）２４ｅ）が形成されているベース部２４の剛性を向上させることができる。それにより、車両などの移動体への搭載に適した、剛性が高く且つ軽量な蓄電装置１０を実現することができる。

なお、図１１に示すように、第１のリブ２４ｄは、大きくたわみやすい第２のリブ２４ｃに囲まれたベース部２４の部分の中央に設けられるのが好ましい。また、ベース部２４が一方向に長い場合、第１のリブ２４ｄはベース部２４の長手方向に延在するのが好ましい。本実施の形態の場合、第１のリブ２４ｄは、幅方向（Ｘ軸方向）に延在している。

また、蓄電装置１０が平面上に載置されて使用される場合、枠状の第２のリブ２４ｃとその内側に設けられた第１のリブ２４ｄは、電池保持部２４ａからの突出高さが等しいのが好ましい。これにより、ベース部２４の電池保持部２４ａ上の複数の単電池１４の重量を第２のリブ２４ｃだけでなく、第１のリブ２４ｄでも支えることができる。その結果、ベース部２４の変形をより抑制することができる。

さらにまた、第１のリブ２４ｄおよび第２のリブ２４ｃは、ベース部２３４の変形を抑制するだけでなく、放熱フィンの役割もする。すなわち、単電池１４からベース部２４に伝達された熱を外部に放出する役割をする。それにより、ベース部２４は、放熱性に優れたヒートシンクとして機能し、単電池１４を冷却することができる。

加えて、第１のリブ２４ｄがベース部２４の電池保持部２４ａから反単電池側（単電池１４が存在しない側）に突出しているため、複数の単電池１４の電池保持部２４ａ上での配置自由度が高い（第１のリブ２４ｄが単電池側に突出する場合に比べて）。また、そのために、電池保持部２４ａ上に配置できる単電池１４の個数またはそのサイズが増加する。したがって、蓄電装置１０のエネルギ密度が増加する。

さらに、第１および第２のキャップ２０、２２が装着された状態の単電池１４をベース部２４に取り付けるときに、その単電池１４が倒れないように第２のキャップ２２は構成されている。

具体的には、単電池１４が傾いても第２のキャップ２２の係合部２２ｂがベース部２４の係合穴２４ｂから抜け出ないように、第２のキャップ２２の係合部２２ｂは十分な高さ（高さ方向（Ｚ軸方向）のサイズ））を備える。これにより、第２のキャップ２２が装着された状態の単電池１４をベース部２４上に取り付けるときに、その単電池１４が既にベース部２４に取り付け済みの単電池１４に接触しても、その既に取り付け済みの単電池１４が倒れることがなくなる。その結果、蓄電装置１０の組み立て性が向上する。

さらにまた、図１に示すように、サイド部３０には、蓄電装置１０の状態を監視する監視モジュール３２が取り付けられている。監視モジュール３２は、例えば電池モジュール１２の単電池１４のいずれかに取り付けられたセンサ（図示せず）を介して、単電池１４の温度および電圧を監視するように構成されている。

加えて、図３に示すように、サイド部２８、３０は、ベース部２４およびカバー部２６を支持するとともに、複数の断熱板（スペーサ）３４を支持する。

具体的には、断熱板３４は、幅方向（Ｘ軸方向）の両端がサイド部２８、３０によって支持され、奥行き方向（Ｙ軸方向）に隣接し合う単電池１４間の隙間に配置される。この断熱板３４により、隣接する単電池１４からの放熱を原因とする単電池１４の温度上昇が抑制される。

単電池１４の温度に関連して、図１および図３に示すように、単電池１４を冷却するための気流が通過する幅方向（Ｘ軸方向）に長いスロット状の複数の通風口（開口）２６ｂがカバー部２６に形成されている。

また、図２および図３に示すように、同様に、ベース部２４にも、幅方向（Ｘ軸方向）に長いスロット状の複数の通風口２４ｅが形成されている。

図１２は、蓄電装置１０の概略的な断面図である。図１２に示すように、カバー部２６の通風口２６ｂは、奥行き方向（Ｙ軸方向）に隣接し合う単電池１４の間の隙間に対向するようにカバー部２６に形成されている。

一方、ベース部２４の通風口２４ｅは、奥行き方向（Ｙ軸方向）に隣接し合う単電池１４に装着された第２のキャップ２２の間の隙間に対向するベース部２４の位置に形成されている。したがって、カバー部２６の通風口２６ｂとベース部２４の通風口２４ｅは、高さ方向（Ｚ軸方向）に対向する。

カバー部２６の通風口２６ｂとベース部２４の通風口２４ｅとにより、奥行き方向（Ｙ軸方向）に隣接し合う単電池１４の間の隙間に、ベース部２４の通風口２４ｅからカバー部２６の通風口２６ｂに向かう気流Ｆ（破線）を発生させることが可能になる。

例えば、蓄電装置１０が鉄道車両の下部に取り付けられる場合、走行風がベース部２４の通風口２４ｅを介して流入し、単電池１４間の隙間を通過し、そしてカバー部２６の通風口２６ｂを介して流出する。この場合、走行風をベース部２４の通風口２４ｅに導くダクトなどのガイド手段（図示せず）が蓄電装置１０に設けられる。

このようなカバー部２６の通風口２６ｂとベース部２４の通風口２４ｅとにより、蓄電装置１０内の単電池１４それぞれを気流Ｆによって冷却することができる。また、複数の単電池１４の間の複数の隙間、すなわち複数の第２のキャップ２２の間の複数の隙間に対向する位置に、ピンポイントに通風口２４ｅをベース部２４に形成することにより、ベース部２４の剛性の低下を抑制することができる。すなわち、ベース部２４に形成される開口部を最小限におさえ、それによりベース部２４の剛性の低下が抑制される（剛性が十分に確保される）。

なお、ベース部２４の通風口２４ｅの一部は、第１のリブ２４ｄを切り起こしによって形成するときに生じる貫通穴で構成されている。これにより、ベース部２４において、通風口２４ｅと第１のリブ２４ｄを同時に作成することができる。また、第１のリブ２４ｄが、その対応する通風口２４ｅ内に気流Ｆを導くガイドとして機能する。その結果、通風口２４ｅに対向する単電池１４の間の隙間に多くの気流Ｆが流入し、それらの単電池１４が効率よく冷却される。

また、蓄電装置１０（すなわちベース部２４）を裏側から見た図１３に示すように、ベース部２４に形成された複数の通風口２４ｅは、ベース部２４の長手方向（すなわち幅方向（Ｘ軸方向））に互いに対向しないように該ベース部２４に形成されている。言い換えると、複数の通風口２４ｅは、それぞれの奥行き方向（Ｙ軸方向）の位置が異なる。

具体的に説明すると、図３に示すように、複数の単電池１４は、二列で奥行き方向（Ｙ軸方向）に並んでいる。したがって、その単電池１４の間の隙間に気流Ｆを発生させるためのベース部２４の通風口２４ｅも二列で奥行き方向に並んでいる。

このとき、一方の列（図中左側の列）の通風口２４ｅと他方の列（図中右側の列）の通風口２４ｅとが幅方向（Ｘ軸方向）に並ぶと、その間のベース部２４の部分に応力が集中し、その部分でベース部２４が変形するまたは破損する可能性がある。

このような応力集中を緩和するために、図１３に示すように、一方の列の通風口２４ｅと他方の列の通風口２４ｅとが幅方向（Ｘ軸方向）に対向しないように、複数の通風口２４ｅはベース部２４に形成されている。具体的には、図１３に示すように、隣接し合う第２のキャップ２２の間の隙間に対して通風口２４ｅの奥行き方向（Ｙ軸方向）の中心がずれ、且つ、一方の列の通風口２４ｅと他方の列の通風口２４ｅとが互いに逆方向にずれている。

さらに、ベース部２４の通風口２４ｅは、図２に示すように、その長手方向（Ｘ軸方向）が単電池１４の長手方向（Ｘ軸方向）と平行になるようにベース部２４に形成されている。すなわち、奥行き方向（Ｙ軸方向）に隣接し合う単電池１４間の隙間の長手方向と、通風口２４ｅの長手方向が平行である。これにより、通風口２４ｅを通過した気流Ｆの多くが、奥行き方向に隣接し合う単電池１４の間の隙間の流入し、単電池１４が効率よく冷却される（通風口２４ｅの長手方向が奥行き方向に対向し合う単電池１４間の隙間の長手方向に対してねじれの位置関係にある場合に比べて）。

コンパクトな蓄電装置１０を実現するためには、複数の単電池１４は、可能な限り密に並べるのが好ましい。ただし、複数の単電池１４を密に並べると、それらに装着された第２のキャップ２２の間の隙間が狭くなる。その結果、単電池１４の間の隙間を通過する気流Ｆの流量が減少し、単電池１４の冷却性が低下する。

その対処として、図８に示すように、第２のキャップ２２それぞれには、第１の凹部２２ｃと第２の凹部２２ｄとが形成されている。

なお、本明細書で言う第２のキャップ２２の「凹部」は、第２のキャップ２２の外側表面から窪んだ部分を言い、外側表面から内側表面に至る貫通部も含まれる。

図８に示すように、第１および第２の凹部２２ｃ、２２ｄは、奥行き方向（Ｙ軸方向）に対向し合う側壁部２２ｅ、２２ｆそれぞれに形成されている。また、第１の凹部２２ｃは切り込み状であって、第２の凹部２２ｄは貫通穴状である。

具体的には、奥行き方向（Ｙ軸方向）に隣接し合う第２のキャップ２２の断面図である図１４に示すように、第１の凹部２２ｃは、第２のキャップ２２の開口端２２ｇから高さ方向（Ｚ軸方向）の概ね中央部まで延在するように開口端２２ｇから側壁部２２ｅを切り込んで形成されている。すなわち、第１の凹部２２ｃは、隣接し合う単電池１４間の隙間に連通している。

一方、第２の凹部２２ｄは、第２のキャップ２２の底部２２ａから高さ方向（Ｚ軸方向）の概ね中央部まで延在するように側壁部２２ｆを貫通して形成されている。言い換えると、第２の凹部２２ｄは、図８に示すように、第２のキャップ２２の開口端２２ｇから底部２２ａまで切り込み、その切り込みと開口端２２ｇとに挟まれた２つの角部を幅方向（Ｘ軸方向）に延在する橋渡し部２２ｊで連結することによって形成される貫通穴状である。すなわち、第２の凹部２２ｄは、キャップ２２の底部２２ａに連通している。

したがって、第１の凹部２２ｃの一部と第２の凹部２２ｄの一部とが、第２のキャップ２２の高さ方向（Ｚ軸方向）の概ね中央位置で奥行き方向（Ｙ軸方向）に対向している。

図１２および図１４に示すように、このような第１および第２の凹部２２ｃ、２２ｄを備える複数の第２のキャップ２２を奥行き方向（Ｙ軸方向）に並べると、隣接し合う第２のキャップ２２の一方の第１の凹部２２ｃと他方の第２の凹部２２ｄとが部分的に対向する。本実施の形態の場合、具体的には、第２のキャップ２２の高さ方向（Ｚ軸方向）の概ね中央位置で、一方の第２のキャップ２２の第１の凹部２２ｃと他方の第２のキャップ２２の第２の凹部２２ｄとが対向する。

図１４に示すように、一方の第２のキャップ２２の第１の凹部２２ｃと他方の第２のキャップ２２の第２の凹部２２ｄとが対向することにより、これらの第２のキャップ２２の間に高さ方向（Ｚ軸方向）に延在する気流Ｆ（破線）の流路が構成される。すなわち、隣接し合う単電池１４間の隙間に連通し、且つ、第２のキャップ２２の底部２２ａに連通する気流Ｆの流路が形成される。気流Ｆは、他方の第２のキャップ２２の第２の凹部２２ｄ内を通過した後、一方の第２のキャップ２２の第１の凹部２２ｃ内を通過する。

このように第１の凹部２２ｃと第２の凹部２２ｄとが対向して第２のキャップ２２間に気流Ｆの流路を形成することにより、単電池１４の間の隙間を流れる気流Ｆの流量が増加する（これらの凹部が存在しない場合に比べて）。したがって、単電池１４を密に並べて第２のキャップ２２間の隙間が狭くなっても、第１の凹部２２ｃと第２の凹部２２ｄとによって十分量の気流Ｆが単電池１４の間の隙間を流れることができる。その結果、単電池１４それぞれの冷却性の低下を抑制しつつ、複数の単電池１４を密に並べてコンパクトなサイズの蓄電装置１０を実現することができる。

なお、第２のキャップ２２の側壁部２２ｅ、２２ｆの一方のみに、気流Ｆが流れる流路として、単電池１４の隙間と第２のキャップ２２の底部２２ａとに連通する凹部を形成することが考えられる。しかし、そのような凹部が形成された第２のキャップ２２の側壁部の剛性が低下する可能性がある。その結果、蓄電装置１０が車両に搭載される場合、走行中の車両の振動によって第２のキャップ２２が破損する可能性がある。その剛性の低下を抑制するためにその凹部が形成された側壁部を肉厚に構成することが考えられるが、それにより第２のキャップ２２が大型化し、その結果として単電池１４を密に並べることが困難になる。

また、単電池１４の隙間と第２のキャップ２２の底部とを連通する気流Ｆの流路を、凹部ではなく貫通穴で構成することが考えられる。しかし、そのような貫通穴を形成された第２のキャップ２２の側壁部の剛性が低下する可能性がある。その剛性の低下を抑制するためにその貫通穴が形成された側壁部を肉厚に構成することが考えられるが、それにより第２のキャップ２２が大型化し、その結果として単電池１４を密に並べることが困難になる。また、貫通穴の場合、凹部に比べて第２のキャップ２２の加工コストが上がる。

また、第１および第２の凹部２２ｃ、２２ｄが貫通穴状であるため、その凹部２２ｃ、２２ｄによって構成される気流Ｆの流路内に、第２のキャップ２２によって覆われた単電池１４の部分の一部が露出する。その結果、第２のキャップ２２によって覆われた単電池１４の部分が冷却される。

したがって、本実施の形態のように、隣接し合う第２のキャップ２２それぞれに形成された凹部２２ｃ、２２ｄを対向させることにより、第２のキャップ２２の剛性を維持しつつ第２のキャップ２２間に気流Ｆの流路を形成することができる。

上述したように、第２のキャップ２２の間に気流Ｆの流路を形成するためには、第１の凹部２２ｃと第２の凹部２２ｄとが奥行き方向（Ｙ軸方向）に対向する正常な姿勢で、複数の第２のキャップ２２をベース部２４に取り付ける必要がある。

複数の第２のキャップ２２をその奥行き方向（Ｙ軸方向）の向きを間違えることなく正常な姿勢でベース部２４に取り付けるために、図９に示すように、第２のキャップ２２それぞれは、その底部２２ａに高さ方向（Ｚ軸方向）に突出する突起部２２ｈが設けられている。

具体的には、図３に示すように、第２のキャップ２２がベース部２４に取り付けられるとき、第２のキャップ２２の２つの係合部２２ｂがベース部２４の２つの係合穴２４ｂに挿通される。この２つの係合穴２４ｂは幅方向（Ｘ軸方向）に並んでいるため、第２のキャップ２２は奥行き方向（Ｙ軸方向）の向きを間違えてベース部２４に取り付けられる可能性がある。

この奥行き方向（Ｙ軸方向）の向きの間違いを防止するために第２のキャップ２２の底部２２ａに設けられている突起部２２ｈは、第２のキャップ２２が正しい奥行き方向の向きでベース部２４に取り付けられたときには通風口２４ｅを通過することができる。一方、第２のキャップ２２が間違った奥行き方向の向きの場合、突起部２２ｈはベース部２４の電池保持部２４ａに当たり、それにより第２のキャップ２２の係合部２２ｂがベース部２４の係合穴２４ｂに係合できない。

このような突起部２２ｈを第２のキャップ２２に設けることにより、第１の凹部２２ｃと第２の凹部２２ｄとが確実に対向した状態で複数の第２のキャップ２２をベース部２４に取り付けることができる。その結果、気流Ｆの流路が、第２のキャップ２２の間に、対向し合う第１の凹部２２ｃと第２の凹部２２ｄとによって確実に形成される。

なお、第２のキャップ２２をその奥行き方向（Ｙ軸方向）の向きが正しい状態でベース部２４に係合させるための手段は、第２のキャップ２２に形成された突起部２２ｈに限らない。例えば、第２のキャップ２２の係合部２２ｂとベース部２４の係合穴２４ｂの形状を、第２のキャップ２２の奥行き方向（Ｙ軸方向）の向きが第１の凹部２２ｃと第２の凹部２２ｄとが対向できる正しい向きの場合にのみ係合できる形状、例えば三角形状にしてもよい。

さらに、図３に示すように、単電池１４の間の隙間を通過して該単電池１４を冷却する気流Ｆの出口であるカバー部２６の通風口２６ｂの開口面積を、気流Ｆの入口であるベース部２４の通風口２４ｅの開口面積に比べて小さくしてもよい。

カバー部２６の通風口２６ｂの開口面積は、通風口２６ｂを介して単電池１４の外部端子（正極端子１４ａおよび負極端子１４ｂ）にユーザが触れることができないサイズ、すなわちユーザの指が通過できないサイズに決定されている。このようなカバー部２６の通風口２６ｂの開口面積に比べて、ベース部２４の通風口２４ｅの開口面積が大きくされる。

これにより、ベース部２４の通風口２４ｅを介して該ベース部２４とカバー部２６との間に大量の気流Ｆが流入する。また、出口であるカバー部２６の通風口２６ｂが入口であるベース部２４の通風口２４ｅに比べて小さいために、ベース部２４の通風口２４ｅを通過した気流Ｆの一部がすぐにカバー部２６の通風口２６ｂを介して外部に出ずに、単電池１４の周りに流れる。例えば、幅方向（Ｘ軸方向）に隣接し合う単電池１４の間の隙間を気流が流れる。その結果、カバー部２６の通風口２６ｂの開口面積がベース部２４の通風口２４ｅの開口面積に比べて大きいまたは等しい場合に比べて、複数の単電池１４がより冷却される。

本実施の形態によれば、第２のキャップ２２に形成された第１の凹部２２ｃと第２の凹部２２ｄとにより、単電池１４それぞれの冷却性の低下を抑制しつつ、複数の単電池１４を密に並べて蓄電装置１０をコンパクトなサイズにすることができる。

以上、上述の実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されない。

例えば、上述の実施の形態の場合、図８に示すように、第２のキャップ２２に形成された第１の凹部２２ｃおよび第２の凹部２２ｄは、側壁部２２ｅおよび２２ｆを外側表面から内側表面に向かって貫通する形態である。本発明はこの形態に限らない。

例えば、図１５は、別の実施の形態に係る蓄電装置における、隣接し合う第２のキャップ１２２の断面図を示している。

図１５に示すように、第２のキャップ１２２の第１の凹部１２２ｃおよび第２の凹部１２２ｄは、上述の実施の形態の第２のキャップ２２の第１凹部２２ｃおよび第２の凹部２２ｄとは異なり（例えば図８参照）、側壁部１２２ｅ、１２２ｆを外側表面から内側表面に向かって貫通していない。このように非貫通の第１の凹部１２２ｃおよび第２の凹部１２２ｄでも、対向することによって第２のキャップ１２２の間に気流Ｆが通過する流路を形成することができる。また、第１の凹部１２２ｃおよび第２の凹部１２２ｄが非貫通であるため、貫通する場合に比べて、第２のキャップ１２２の剛性が向上する。

また、上述の実施の形態の場合、図１４に示すように、第１の凹部２２ｃは第２のキャップ２２の開口端２２ｇから高さ方向（Ｚ軸方向）の概ね中央部まで延在し、第２の凹部２２ｄは底部２２ａから高さ方向の概ね中央部まで延在しているが、本発明はこれに限らない。例えば、第１の凹部２２ｃおよび第２の凹部２２ｄの両方が、第２のキャップ２２の開口端２２ｇから底部２２ａまで延在する同一の形態であってもよい。

すなわち、隣接し合う第２のキャップ２２の一方の第１の凹部２２ｃと他方の第２の凹部２２ｄとが少なくとも部分的に対向することにより、隣接し合う単電池１４の間の隙間に連通し、且つ、第２のキャップ２２の底部２２ａに連通する気流Ｆの流路が少なくとも一つ形成されるのであれば、第２のキャップ２２に形成される第１の凹部２２ｃおよび第２の凹部２２ｄの形状およびその数は問わない。したがって、本発明に係る一実施の形態の蓄電装置における気流Ｆの流路は、広義には、複数の第２のキャップ２２それぞれに形成された凹部によって構成される。

ただし、第２のキャップ２２の剛性の確保を考慮すると、好ましくは、上述の実施の形態のように、第１の凹部２２ｃが第２のキャップ２２の開口端２２ｇから高さ方向（Ｚ軸方向）の概ね中央部まで延在し、第２の凹部２２ｄが底部２２ａから高さ方向の概ね中央部まで延在し、そして、第１の凹部２２ｃの一部と第２の凹部２２ｄの一部が第２のキャップ２２の高さ方向の概ね中央位置で対向する。

また例えば、上述の実施の形態の場合、複数の単電池１４に装着されている複数の第２のキャップ２２は相互に接触していないが、本発明はこれに限らない。第２のキャップ２２が相互に接触しても、第１の凹部２２ｃと第２の凹部２２ｄとが対向することにより、第２のキャップ２２の間に気流Ｆが通過するための流路を形成することができる。この場合、第２のキャップ２２が相互に接触しない場合に比べて、複数の単電池１４を密に並べることができ、それにより蓄電装置１０をよりコンパクトなサイズにすることができる。

さらに例えば、上述の実施の形態の場合、複数の単電池１４に装着される複数の第２のキャップ２２は同一の形状を備えるが、本発明はこれに限らない。複数の第２のキャップ２２は、異なる形状を備えてもよい。

例えば、２種類の第２のキャップが用意され、一方の種類の第２のキャップと他方の種類の第２のキャップが交互にベース部上に並べられる。一方の種類の第２のキャップの両方の側壁部それぞれには凹部が形成され、他方の種類の第２のキャップの両方の側壁部それぞれには凹部が形成される。一方の種類の第２のキャップの凹部と他方の種類の第２のキャップの凹部とが対向することにより、一方の種類の第２のキャップと他方の種類の第２のキャップとの間に、気流が通過する流路が形成される。

加えて、上述の実施の形態の場合、例えば、複数の単電池１４の下側端部を覆うために、複数の第２のキャップ２２が使用されている。しかしながら、本発明の実施の形態は、これに限らない。

図１６は、さらに別の実施の形態に係る蓄電装置における第２のキャップの断面図である。

図１６に示す第２のキャップ２２２は、蓄電装置に対して１つだけ設けられ、複数の単電池１４の下側端部を覆っている。すなわち、第２のキャップ２２２は、トレイ状であって、複数の単電池１４の下側端部を収容して覆う複数の収容穴２２２ｊを備える。

図１６に示すように、第２のキャップ２２２は、複数の収容穴２２２ｊを画定する仕切り壁部２２２ｋ（隣接し合う単電池１４の下端部に挟まれる部分）に、気流Ｆの流路２２２ｍが形成されている。この流路２２２ｍそれぞれは、気流Ｆが流れ、一端が隣接し合う単電池１４間の隙間（すなわち仕切り壁部２２２ｋの上部の空間）に連通し、且つ、他端が第２のキャップ２２２の底部２２２ａに連通している。また、この流路２２２ｍは、隣接し合う収容孔２２２ｊを交互に通過するように仕切り壁部２２２ｋに形成されている。それにより、流路２２２ｍを流れる気流Ｆが、隣接し合う収容穴２２２ｊに交互に進入する、すなわち隣接し合う単電池１４に交互に接触する。これにより、第２のキャップ２２２の収容穴２２２ｊに覆われている単電池１４の下端部が気流Ｆによって冷却される。なお、仕切り壁部２２２ｋに形成される流路２２２ｍは、収容穴２２２ｊに連通することなく、隣接し合う単電池１４間の隙間に連通してもよい。

また、図１７は、さらに異なる実施の形態に係る蓄電装置における第２のキャップと断熱板（スペーサ）の断面図である。

図１７に示す複数の断熱板３３４は、隣接し合う単電池１４間の隙間に配置されている。また、断熱板３３４には、隣接し合う一方の単電池１４（例えば図中左側の単電池１４）と断熱板３３４との間の空間と、他方の単電池１４（図中右側の単電池１４）と断熱板３３４との間の空間とを交互に通過する流路３３４ａが形成されている。第２のキャップ２２間を通過した気流Ｆは、断熱板３３４の流路３３４ａを通過することにより、隣接し合う一方の単電池１４と断熱板３３４との間の空間と、他方の単電池１４と断熱板３３４との間の空間とを交互に通過する。これにより、断熱板３３４の奥行き方向（Ｙ軸方向）の両側それぞれに確実に気流Ｆが流れ、その気流Ｆによって隣接し合う単電池１４が略等しく冷却される。

このように、第２のキャップの流路を通過する気流による単電池１４の冷却は、様々な形態が可能である。本発明の実施の形態に係る蓄電装置における第２のキャップは、広義には、第１の方向に並べられた複数の単電池それぞれにおける第２の方向（第１の方向と直交する方向）の一方側を覆うキャップであって、隣接し合う単電池間の隙間それぞれに連通する複数の流路を備えているものである。

最後に、上述の実施の形態の場合、隣接し合う単電池間の隙間に連通する気流の流路は、単電池の下側端部を覆う第２のキャップに設けられているが、本発明の実施の形態はこれに限らない。気流の流路は、単電池の上側端部を覆う第１のキャップに設けられてもよいし、第１および第２のキャップの両方に設けてもよい。すなわち、隣接し合う単電池の間の隙間に連通する気流の流路は、第１の方向に並べられた複数の単電池それぞれにおけ第２の方向（第１の方向と直交する方向）の一方側を覆うキャップに設けられる。

本発明は、複数の単電池を備える蓄電装置に適用可能である。

１０ 蓄電装置
１４ 単電池
２２ キャップ（第２のキャップ）
Ｆ 気流

Claims (8)

1. 第１の方向に並べられた複数の単電池と、
   前記複数の単電池それぞれにおける前記第１の方向と直交する第２の方向の一方側を覆うキャップと、を有し、
   前記キャップが、それぞれが前記単電池における前記第２の方向の一方側を覆う複数のキャップであって、
   前記複数のキャップのうちの隣接し合う２つのキャップにおける、前記第１の方向の一方側のキャップに形成されて隣接し合う単電池間の隙間に連通する第１の凹部と、前記第１の方向の他方側のキャップに形成され、当該キャップの底部に連通し、且つ、隣接する前記一方側のキャップの第１の凹部と部分的に対向することによって、隣接し合う単電池間の隙間に連通する流路を構成する第２の凹部とを備える、
   蓄電装置。
2. 前記複数のキャップそれぞれが、前記第一凹部及び前記第二凹部を備えることで、隣接し合う単電池間の隙間それぞれに連通する複数の前記流路が構成されている、請求項１に記載の蓄電装置。
3. 前記複数のキャップが同一の形状を備える、請求項２に記載の蓄電装置。
4. 前記流路内に前記キャップによって覆われた単電池の部分の一部が露出するように、前記キャップが構成されている、請求項１から３のいずれか一項に記載の蓄電装置。
5. 前記第１の方向に並ぶ前記複数の単電池を前記キャップを介して保持するベース部を備え、
   前記ベース部が前記複数の前記流路それぞれに対して対向する複数の開口を備える、請求項２または３に記載の蓄電装置。
6. 前記複数の単電池が複数列で前記第１の方向に並び、
   隣接し合う一方の列の複数の単電池の隙間それぞれに連通する前記複数の前記流路に対して対向する複数の開口と、他方の列の複数の単電池の隙間それぞれに連通する前記複数の前記流路に対して対向する複数の開口が、第１の方向位置が異なるようにベース部に形成されている、請求項５に記載の蓄電装置。
7. 前記第１の方向に並ぶ前記複数の単電池を前記複数のキャップを介して保持するベース部を備え、
   前記複数のキャップそれぞれがベース部と係合するための係合部を備え、
   前記ベース部が前記キャップそれぞれの前記係合部と係合する複数の係合部を備え、
   前記キャップの前記係合部と前記ベース部の前記係合部が、隣接し合う一方のキャップの第１の凹部と他方のキャップの前記第２の凹部とが部分的に対向して前記流路を構成するように、互いに係合するように構成されている、請求項１に記載の蓄電装置。
8. 第１の方向に並べられた複数の単電池と、
   前記複数の単電池それぞれにおける前記第１の方向と直交する第２の方向の一方側を覆うキャップと、を有し、
   前記キャップが、隣接し合う単電池間の隙間それぞれに連通する複数の流路を備えており、
   前記第１の方向に並ぶ前記複数の単電池を前記キャップを介して保持するベース部を備え、
   前記ベース部が前記複数の流路それぞれに対して対向する複数の開口を備え、
   前記複数の単電池が複数列で前記第１の方向に並び、
   隣接し合う一方の列の複数の単電池の隙間それぞれに連通する前記複数の流路に対して対向する複数の開口と、他方の列の複数の単電池の隙間それぞれに連通する前記複数の流路に対して対向する複数の開口が、第１の方向位置が異なるようにベース部に形成されている、蓄電装置。
   

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