WO2016076308A1 - 蓄電池ユニットおよび該蓄電池ユニットを備えた蓄電装置 - Google Patents

Abstract

　本発明は、ハウジング内での電池モジュールの動きによる電池モジュールの変形が抑制される蓄電池ユニットを提供する。　蓄電池ユニットは、少なくとも１つの電池モジュール２０を含む電池アセンブリ３０と、電池アセンブリ３０を収容する、互いに向き合うように配置された第１ケース５１および第２ケースを備えたハウジング５０とを有する。電池アセンブリ３０は、第２ケースに固定され、第１ケース５１および第２ケースが向き合う方向において第２ケースと反対側の端部に、第１ケース５１および第２ケースが向き合う方向と交差する方向にハウジング５０に向かって突出する延長部材３６を有する。

Description

蓄電池ユニットおよび該蓄電池ユニットを備えた蓄電装置

　本発明は、ハウジング内に収容された少なくとも１つの電池モジュールを有する蓄電池ユニット、および該蓄電池ユニットを備えた蓄電装置に関する。

　従来、電池モジュールを備えた蓄電装置は、工場や事業所、商業施設など電気を大量に消費する施設で利用されることが多かった。しかし、近年では、電池モジュールの高エネルギー密度化に伴う小型化が進んできており、電気自動車や一般住宅での利用も増えてきている。このような蓄電装置を利用することで、例えば、電気料金が安い深夜に充電された電気を昼間に放電したり、または、太陽光発電によって昼間に充電された電気を夜間に放電したりすること等ができ、それにより、エネルギーの有効利用に役立つものである。

　この種の蓄電装置の一例として、複数の電池セルが並設された複数の電池モジュールを有するものが、特許文献１に開示されている。特許文献１に開示された蓄電装置では、各電池セルは電池ホルダに保持されている。電池ホルダは、電池セルの上方において、カバー部材をさらに保持しており、カバー部材の上に、電池セルの放電等を制御するコントローラが設置されている。複数の電池モジュールは、上下に重ねられてユニット化され、全体がハウジングに収容されている。複数の電池モジュールを上下に重ねるにあたり、カバー部材の上に設置されたコントローラのためのスペースを確保するために、電池ホルダは、上部に突出部を有するとともに、下部には脚部を有している。下段の電池ホルダの突出部と上段の電池ホルダの脚部とを嵌め合わせることで、複数の電池モジュールが上下に重ねられた状態で支持される。

　特許文献１：特開２０１４－１５４５０４号公報

　電池セルは、内部に電気エネルギーを貯蔵し、充放電を繰り返す電気製品であることや、電解液などの構成材料に腐食性物質などが含まれているため、使用時や製造時のほか、輸送時についても安全に対する配慮が求められている。その一つとして、輸送中の振動や衝撃によるハウジング内で電池モジュールの変形を防止することが挙げられる。通常の蓄電装置では複数の電池モジュールをユニット化した電池アセンブリは、その一部分がケースに固定されて収容されていることが多い。その場合、電池アセンブリは、輸送中の振動や衝撃などが作用すると、ハウジングの内部で、ハウジングとの固定部を支点として揺れ動くような挙動を示す。この揺れが大きすぎると、電池アセンブリがハウジングの内面に衝突し、場合によっては電池モジュールが変形してしまうおそれがある。電池モジュールの変形は、電解液の漏れや電池性能の低下などを引き起こす原因にもなり得る。

　ハウジングの内面への電池モジュールの衝突を防止するために、例えば電池アセンブリの四隅部など複数の方向から電池アセンブリをハウジングに固定することが考えられる。しかし、このことは、電池アセンブリをハウジングに固定するための構造が複雑になり、また蓄電装置の組み立て作業も繁雑になる。

　本発明は、ハウジングと電池アセンブリとの固定を簡単な構造で実現しつつ、ハウジング内での電池モジュールの動きによる電池モジュールの変形が抑制される蓄電池ユニットおよび蓄電装置を提供することを目的とする。

　本発明の蓄電池ユニットは、少なくとも１つの電池モジュールを含む電池アセンブリと、
　前記電池アセンブリを収容するように互いに向き合って配置された２つのケース部材を備えたハウジングと、を有し、
　前記電池アセンブリは、前記２つのケース部材の何れか一方に固定され、前記２つのケース部材が向き合う方向において、前記電池アセンブリが固定されたケース部材と反対側の端部に、前記２つのケース部材が向き合う方向と交差する方向に前記ハウジングに向かって突出する少なくとも１つの突出部を有する。

　上記本発明の蓄電池ユニットにおいて、電池アセンブリは、電池モジュールをその厚み方向に貫通する少なくとも１つのロッド部材をさらに有し、突出部は、ロッド部材の少なくとも一方の端部を含むことが好ましい。この場合、突出部は、ロッド部材の少なくとも一方の端部に装着された延長部材であってもよい。さらに、電池アセンブリは、ロッド部材が延びる方向において最も外側に電装部品を有している場合、突出部は、電装部品よりも突出していることが好ましい。

　本発明によれば、電池アセンブリが突出部を有することによって、電池アセンブリとハウジングとの固定構造を複雑にすることなく、蓄電池ユニットの振動等によるハウジング内での電池アセンブリの動きを小さくすることができる。その結果、電池モジュールの変形が抑制される。

本発明の一実施形態による蓄電池ユニットの分解斜視図である。 図１に示す電池モジュールの斜視図である。 図１に示す電池アセンブリの、電池モジュール、サイドプレートおよびミドルプレートの配置を示す斜視図である。 図１に示す蓄電池ユニットの、電池モジュールの厚み方向に沿った断面図である。 図１に示す蓄電池ユニットの、電池モジュールの主面と平行な面に沿った断面図である。 図４に示す断面図の延長部材近傍を拡大して示す図である。 本発明による蓄電池ユニットを用いた蓄電装置の一形態を示す斜視図である。

　図１を参照すると、少なくとも１つの電池モジュール２０を有する電池アセンブリ３０と、それを密閉収容するハウジング５０とを備えた、本発明の一実施形態による蓄電池ユニット１０が示されている。ハウジング５０は、電池アセンブリ３０を密閉した状態で収容することができれば任意の構成であってよく、本形態では、互いに向き合うように配置されたフランジ付きカップ状に形成された第１ケース５１および第２ケース５６を有している。

　電池アセンブリ２０が有する電池モジュール３０の数は特に限定されるものではなく、蓄電池ユニット１０に必要とされる容量および電圧に応じて任意であってよい。一例として、本形態では、電池アセンブリ３０は、直列接続された８個の電池モジュール２０を有している。

　電池モジュール２０は、例えば図２に示すように、収容ケース２１を有し、その中に１つまたは複数の電気化学セル（不図示）が納められた構造とすることができる。収納ケース２１の外形、言い換えれば電池モジュール２０の外形は任意であってよいが、複数の電池モジュール２０を積層したときの電池アセンブリ３０のコンパクト性を考慮すると、図２に示したような扁平な直方体形状であることが好ましい。この場合、電池モジュール２０の外面は、対向する２つの主面２２と、主面２２の短辺に隣接する、短辺側の側面２３と、主面２２の長辺に隣接する、長辺側の側面２４とを有する。

　電池モジュール２０は、正極および負極の端子２５ａ、２５ｂを有する。これら端子２５ａ、２５ｂは、電池モジュール２０の外面から突出した構造として構成されることができる。端子２５ａ、２５ｂを電池モジュール２０のどの面に配置するかは任意であってよく、一例として、本形態では短辺側の側面２３に配置している。また、例えば、正極および負極の端子２５ａ、２５ｂのうちいずれか一方のみを短辺側の側面２３に配置し、他方を長辺側の側面２４に配置することも可能である。

　収容ケース２１の材質は、樹脂材料や金属材料など種々の材料から選択することが可能である。これら樹脂材料および金属材料は、単独で収容ケース２１を構成してもよいし、組み合わせられて収容ケース２１を構成してもよい。樹脂材料と金属材料の組み合わせの一例として、内側を樹脂材料で構成し、外側を金属材料で構成した二重構造が挙げられる。これら樹脂材料および金属材料は、別部材によって構成されていてもよいし、一体に形成されてもよい。収容ケース２１が二重構造の場合、全体が二重構造である必要はなく、例えば、収容ケース２１の外面全体のうち少なくとも主面２２の全体が金属材料で構成されるようにしてもよい。また、収容ケース２１は、内部を密閉した構造である必要はなく、主面２２および／または側面２３、２４の一部が開口を有する構造であってもよい。

　収容ケース２１の四隅部付近には、例えば複数の電池モジュール２０を固定するためにロッド部材（例えば、図４に示すボルト３４）が通される貫通孔２６が、収容ケース２１の厚み方向に貫通して形成されている。貫通孔２６の数および位置は特に限定されない。ただし、電池モジュール２０同士の相対的な回転を防止するためには、貫通孔２６の数は複数であることが好ましく、また、ロッド部材による電気化学セルの損傷を防止するためには、貫通孔２６の位置は収容ケース２１の周縁部であることが好ましい。

　収容ケース２１内に配置される電気化学セルとしては、リチウムイオン二次電池として構成されたフィルム外装電池であってもよい。フィルム外装電池は、一般に、複数の正極と複数の負極とがセパレータを介して交互に重ね合わせられた電池要素を有し、この電池要素が電解液とともにラミネートフィルムなどの外装フィルム内に封入された構成を有している。１つの電気化学セルの電圧は、例えば、３．０Ｖ～４．０Ｖの範囲内であってもよい。収容ケース２１内の複数の電気化学セルは、すべてが直列接続されていてもよいし、直列接続と並列接続との組み合わせであってもよい。具体的な配置は限定されるものではないが、例えば、２～４個の電気化学セルをその厚み方向に積層した状態で収容ケース２１内に収納されていてもよい。より詳細には、充電保護装置との理論上の親和性から、２のべき乗個（例えば、２個、４個）の電気化学セルを内蔵した構成とすることができる。

　なお、家庭用蓄電池では、電力会社から一般家庭に供給される交流電力と同様の単相三線式ＡＣ２００Ｖを出力する必要があるため、複数の電気化学セルを直列接続したものを内蔵することが好ましい。特に、ラミネート型リチウムイオン電池（フィルム外装電池）は薄くかつ軽量であるため、多直列化に有利であることから家庭用蓄電装置に利用されている。単相三線式ＡＣ２００Ｖを出力するためには、装置内部で電池を直列に接続することでＤＣ２００Ｖ程度まで昇圧することが、パワーコンディショナ（ＰＣＳ：Ｐｏｗｅｒ　Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｒ　Ｓｙｓｔｅｍ）における効率を最大化するために好ましい。従って、平均電圧４Ｖ程度の電池モジュールを用いる場合、蓄電装置全体における電気化学セルの直列数を６４直列とした構成、あるいは３２直列のユニットを２個直列接続した構成を採用してもよい。これは、４直列の電池モジュールを用いる場合、蓄電装置が、１６個の電池モジュールが直列接続された１個の蓄電池ユニットを有する構成、あるいは８個の電池モジュールが直列接続された２個の蓄電池ユニットを直列接続した構成に相当する。

　以下、上述した蓄電池ユニットの主要な構成要素などについて詳細に説明する。

　（ハウジング）
　ハウジング５０は、図１に示すように、第１ケース５１および第２ケース５６を有する。第１ケース５１および第２ケース５６は、互いに向き合わせて配置されて電池アセンブリ３０を収容することができるように構成されていれば任意の形状であってよい。また、第１ケース５１および第２ケース５６は、細部の形状が多少異なっていてもよいが、その全体的な形状を同一に形成することができる。以下、その形状の詳細について、第１ケース５１を例に挙げて説明する。第１ケース５１は、１枚の板材をプレス加工（一例として、深絞りプレス加工）で形成することができ、全体としてバスタブのような形状、別の言い方をすれば、所定深さの継ぎ目の無いカップ部を備えた形状となっている。

　より詳しくは、第１ケース５１は、カップ部の底面に相当するカバー面と、そのカバー面の周縁部から延びる４つの側面と、各側面の端部に形成されたフランジ部とを有している。カバー面と各側面との接続部、および隣接する側面同士の接続部は、なだらかに湾曲したＲ部として形成されることができる。プレス加工によってこのような形状を良好に形成するために、この湾曲部の曲率半径は２５ｍｍ以上（一例で、材質厚みが１．５ｍｍ以上２．５ｍｍ以下）であってよく、より具体的には３０ｍｍ以上であってもよい。

　第１ケース５１および第２ケース５６の材質は、例えば圧延鋼板、ステンレス鋼板等を利用することができる。第１ケース５１および第２ケース５６の材質の厚みとしては、最終的なモジュールのサイズ等にもよるが、例えば１．２ｍｍ～２．０ｍｍの範囲内とすることができる。

　カバー面は、特に加工が施されていない平坦面であってもよいし、凹凸状に加工されていてもよい。このような凹凸形状は、種々の観点から設計し得るものであり、例えば、剛性および放熱性の向上を意図して形成されるものであってもよい。側面は、カバー面に対して実質的に垂直に形成されたものであってもよいし、または１°～３°程度の抜きテーパが付けられていてもよい。

　フランジ部は、１つの仮想基準面（不図示）内で延在するように平面状に形成されており、全体の輪郭形状は長方形となっている。第１ケース５１のフランジ部と第２ケース５６のフランジ部とを付き合わせて固定することで、両ケース間に１つの密閉空間が形成される。フランジ部同士は、固定ねじ、溶接、リベット等で固定することができる。必要に応じて、フランジ部に固定ねじ等を通すための挿通孔が複数形成されていてもよい。挿通孔は、プレス加工により形成してもよいし、またはドリル等による二次加工で形成してもよい。

　本形態のようにハウジング５０内が密閉空間とされる場合、仮に何らかの原因で内部の電池セルが発火したような場合であっても、ハウジング５０内で自己消火させることができるという作用効果がある。これにより、電池ユニット１０、ひいてはこれを用いた蓄電池装置の発火、延焼を防止することができる。十分な密閉性を確保するために、第１ケース５１および第２ケース５６の少なくとも一方のフランジ部に、その全周にわたって溝を形成し、その溝により形成される空間内に、シールリング、ガスケット等のシール部材を配置することが好ましい。あるいは、溝が形成されていないフランジ部でシール部材を挟んで密閉性を確保してもよい。自己消火性が必要ない場合は、ハウジング５０は密閉性を有していなくてもよい。

　（電池アセンブリ）
　電池アセンブリ３０は、少なくとも１つの電池モジュール２０を有するアセンブリである。図１に示した形態では、８個の電池モジュール２０がその厚み方向に並べられて（積層されて）いる。電池アセンブリ３０は、図３に一部の電池モジュール２０を省略して示すように、積層された複数の電池モジュール２０の積層方向両端に配置された２つのサイドプレート３１、３２および中間部分に配置されたミドルプレート３３をさらに有する。ただし、これらのプレートは、場合によっては省略することができる。

　サイドプレート３１、３２およびミドルプレート３３は、電池モジュール２０をその厚み方向から押さえる役割と、電池モジュール２０を第１ステイ４５および第２ステイ４６に固定する役割とを有し、例えば板金部材のプレス加工によって形成することができる。後者の役割を果たすため、サイドプレート３１、３２およびミドルプレート３３は、対向する２辺から延出する延出部３１ａ、３２ａ、３３ａを有している。延出部３１ａ、３２ａ、３３ａの先端側には、固定ねじを通すための孔が形成された固定部が形成されており、この部分でサイドプレート３１、３２およびミドルプレート３３が、第１ステイ４５、第２ステイ４６に固定される。なお、図３では、一方のサイドプレート３２およびミドルプレート３３について、一方の延出部３２ａ、３３ａのみが示される。

　サイドプレート３１、３２およびミドルプレート３３の大きさは、例えば、各電池モジュール２０の主面２２（図２参照）と同じ大きさであってもよいし、それより一回り大きいものであってもよい。サイドプレート３１、３２およびミドルプレート３３には、電池モジュール２０の貫通孔２６（図２参照）に対応する位置に、それぞれ貫通孔３１ｂ、３２ｂ、３３ｂが形成されている。各プレート３１～３３の貫通孔３１ｂ、３２ｂ、３３ｂおよび電池モジュール２０の貫通孔２６にロッド部材が挿通され、これによって複数の電池モジュール２０同士の位置が固定される。ロッド部材は、例えば図４に示すようにボルト３４およびナット３５を含んだ構成とすることができる。この場合、ボルト３４を、一方のサイドプレート３１、複数の電池モジュール２０、ミドルプレート３３、残りの複数の電池モジュール２０および他方のサイドプレート３２の順番で貫通孔に通し、先端部でナット３５を締め付けることで電池モジュール２０を固定することができる。

　電池アセンブリ３０における電池モジュール２０の電気的接続は、直列接続であってもよいし、直列接続と並列接続との組み合わせであってもよい。電気的接続は、バスバーおよびケーブル等を用いて行うことができる。また、電池アセンブリ３０は、電池モジュール２０の温度を測定する少なくとも１つの温度センサを有していてもよい。

　一方のサイドプレート３１の外側表面には、図１および図４に示すように、電装部品３９が取り付けられている。電装部品３９は、回路基板、および回路基板に実装された各電池モジュール２０の充放電などを制御するための回路を構成する電気部品および／または電子部品等を有して構成されている。電装部品３９は、他方のサイドプレート３２に取り付けられていてもよいし、両方のサイドプレート３１、３２に取り付けられていてもよい。

　電池アセンブリ３０は、図１に示すように、電力取り出し用の電力用接続部３７と、温度センサ等の検出信号を外部に取り出すための信号用接続部３８とをさらに有することができる。これらの接続部３７、３８に対して電気的接続を行うために、例えば第２ケース５６に開口部を形成し、そこに所定のコネクタが取り付けられるようになっていてもよい。このコネクタとしては、蓄電池ユニット１０が屋外に設置されることを考慮して、防水機能を備えたコネクタを利用することが好ましい。

　電池アセンブリ３０は、第１ケース５１または第２ケース５６の何れか一方に固定される。本形態では、電池アセンブリ３０は、第１ステイ４５および第２ステイ４６を介して第２ケース５６に固定されている。以下、電池アセンブリ３０が第２ケース５６に固定される場合を例に挙げて説明するが、以下の説明における第２ケース５６を第１ケース５１に置き換え、電池アセンブリ３０が第１ケース５１に固定された構造とすることもできる。

　第１ステイ４５および第２ステイ４６は、例えば、金属板を階段状に折り曲げた部材で構成することができる。本形態における具体的な形状としては、図５に示すように、第２ケース５６の側面に沿って延びる固定面４５ａ、４６ａと、その固定面４５ａ、４６ａの下端から折れ曲がり、複数のねじ孔が形成された取り付け面４５ｂ、４６ｂと、取り付け面４５ｂ、４６ｂの端部から第２ケース５６のカバー面に向かって折れ曲がった接続面４５ｃ、４６ｃと、接続面４５ｃ、４６ｃの下端から折れ曲がってカバー面に沿って延びる固定面４５ｄ、４６ｄと、を有している。これらの面を有することは、第１ステイ４５および第２ステイ４６に共通であるが、その具体的な形状や位置などは互いに異なっていてもよい。

　第２ケース５６の内面へは、第１ステイ４５および第２ステイ４６の上記２つの固定面４５ａ、４５ｄ、４６ａ、４６ｄが、第２ケース５６の内面、具体的には側面およびカバー面に固定される。その固定方法は任意の方法であってよいが、密閉性を確保するためには、第２ケース５６への貫通孔等の形成が不要である、溶接による固定が好ましい。

　第１ステイ４５および第２ステイ４６への電池アセンブリ３０の固定は、図３に示したサイドプレート３１、３２およびミドルプレート３３に設けられた固定部を利用することができる。これら固定部と、第１ステイ４５および第２ステイ４６の取り付け面４５ｂ、４６ｂとを、例えば固定ねじ等により固定することで、電池アセンブリ３０は、第２ケース５６に固定される。

　図１および図４に示すように、第１ケース５１と第２ケース５６とが向き合う方向において電池アセンブリ３０の第２ケース５６と反対側の端部に、第１ケース５１と第２ケース５６とが向き合う方向と交差する方向、一例として垂直な方向に延びるロッド状の突出部として延長部材３６を有する。延長部材３６は、電池モジュール２０を固定するためのロッド部材（本形態ではボルト３４およびナット３５）の一端をさらに延長する部材として、ボルト３４の先端部に取り付けられている。本形態では、延長部材３６は、電池モジュール２０の四隅に位置する４本のロッド部材のうち、第１ケース５１内に位置する２本のロッド部材の、電装部品３９が取り付けられた側の端部に取り付けられている。本形態ではロッド部材をボルト３４およびナット３５で構成しているので、延長部材３６を、ボルト３４に適合するねじ穴を有する構造とすることで、ロッド部材への延長部材３６の取り付けを容易に行うことができる。

　延長部材３６の長さは、電池アセンブリ３０を構成する部材の中で、延長部材３６が、その延びる方向において最も突出しているような長さとされる。例えば本形態のように電装部品３９が取り付けられた側に延長部材３６を有する場合、延長部材３６の先端は、電装部品３９に実装されている各部品よりも突出した位置にある。延長部材３９は、その長さ方向に外力が作用したときに損傷や大きな変形が生じないような材料で構成されることが好ましく、中でも特に、金属材料で構成されることが好ましい。

　上記のように電池アセンブリ３０が第２ケース５６に固定された蓄電池ユニット１０では、輸送中などに振動や衝撃による外力が作用すると、電池アセンブリ３０には慣性による力が働く。その慣性による力の大きさによっては、電池アセンブリ３０は固定された側と反対側の端部が大きく揺れ、さらにはハウジング５０の内面に衝突するなどして、場合によっては電池モジュール２０の変形を生じさせることもある。電池モジュール２０の変形は、電池モジュール２０を構成している化学電池セルの特性にも影響を与える可能性がある。

　本形態では、上述したとおり、電池アセンブリ３０に延長部材３６が取り付けられているので、電池アセンブリ３０が、振動や衝撃などにより例えば図４の左右方向に揺れると、延長部材３６の先端が第１ケース５１の内面に当接し、電池アセンブリ３０はそれ以上動かない。このようにして電池アセンブリ２０の揺れを小さくすることで、蓄電池ユニット１０の輸送中などの振動や衝撃などによる電池モジュール２０の変形を抑制することができる。しかも、ハウジング５０内での電池アセンブリ３０の動きを抑制するために新たに電池アセンブリ３０とハウジング５０との固定構造を追加する必要はなく従来と同様の固定構造を採用することができるので、固定構造が複雑になることはない。

　また、延長部材３６は電装部品３９が設けられた側に配置され、かつ、電装部品３９よりも突出した長さを有しているので、電池アセンブリ３０の揺れによる電装部品３９とハウジング５０との衝突が防止される。その結果、電池モジュール２０の変形防止と同時に、電装部品３９の保護をも達成することができる。

　蓄電池ユニット１０に振動や衝撃が作用したときの電池アセンブリ３０の揺れる量をできるだけ小さくするためには、延長部材３６の長さ方向での延長部材３６とハウジングの内面とのクリアランスＣ（図６参照）は、できるだけ小さいことが好ましい。ただし、このクリアランスが小さすぎると、ハウジング５０への電池アセンブリ３０の組み込み作業が難しくなる。これらを考慮すると、延長部材３６の長さ方向での延長部材３６とハウジングの内面とのクリアランスＣは、３ｍｍ～２０ｍｍの範囲内であることが好ましく、より好ましくは５ｍｍ～１０ｍｍである。

　ロッド部材が挿通される電池モジュール２０の貫通孔の直径は、振動や衝撃等により電池モジュール２０が揺れた場合であってもロッド部材が電池モジュール２０に干渉しないように、ロッド部材の直径に対して、例えば２ｍｍ～４ｍｍ程度大きいことが好ましい。これにより、電池モジュール２０が揺れた際の、ロッド部材による電池モジュール２０の損傷を防止することができる。

　本形態では、延長部材３６は、ロッド部材の長さ方向の片側のみに有しているが、両側に有していてもよい。ただし、電池アセンブリ３０に変形や損傷を生じさせるほどの電池アセンブリ３０の揺れは、延長部材３６をロッド部材の片側に有しているだけでも十分に抑制することができる。また、本形態ではロッド部材の先端部に取り付けられた延長部材３６によって突出部を構成しているが、より長さの長いロッド部材を用い、ロッド部材の少なくとも一方の端部で突出部を構成することもできる。

　突出部が突出する方向は、第１ケース５１と第２ケース５６とが向き合う方向と交差する方向であれば特に限定されるものではなく、例えば、ロッド部材と直交する方向（図５の左右方向）であってもよい。しかし、本形態においては、ロッド部材は、主面同士を重ねて積層した複数の電池モジュール２０を互いに固定するように、電池モジュール２０をその積層方向に貫通する部材であり、電池モジュール２０は、ロッド部材と直交する方向へは実質的に揺れないと考えられる。よって、本形態のように複数の電池モジュール２０が積層された構成においては、電池モジュール２０が積層された方向に突出する突出部を有していれば、十分に本発明の効果が得られる。

　突出部の機械的強度とハウジングの機械的強度との関係および蓄電池ユニットに作用する外力の大きさによっては、突出部とハウジングとが衝突したとき、突出部、ハウジングまたはそれらの両方が変形することが考えられる。この場合に、電池もシュール２０がハウジング５０に衝突したり、あるいは電装部品３９が設けられている場合は電装部品３９がハウジング５０に衝突したりしないよう、第２突出部をさらに有することが好ましい。

　この第２突出部は、例えば、図１および図４に示すように、サイドプレート３１、３２の端部を電池アセンブリの外側への曲げ加工によって形成された折り曲げ部３１ｃ、３２ｃによって構成することができる。図４に示す例では、折り曲げ部３１ｃ、３２ｃは、サイドプレート３１、３２の、第１ケース５１と第２ケース５６とが向き合う方向での端部が、第１ケース５１および第２ケースの内側の側面に向かって突出するように曲げられている。

　折り曲げ部３１ｃ、３２ｃの寸法等について、一方のサイドプレート３１の、第１ケース５１側に位置する折り曲げ部３１ｃを例に挙げて、図６を参照しつつ説明する。

　図６に示すように、積層された複数の電池モジュール２０のうち最も外側の電池モジュール２０の主面を基準面とする。このとき、電池モジュール２０の積層方向における基準面から折り曲げ部３１ｃの先端までの高さである突出高さＨ２は、同じく基準面からの突出部の突出高さＨ１（この場合は延長部材３６の長さと、ナットの厚みと、サイドプレート３１の厚みとを加えた値）よりも低い。こうすることによって、延長部材３６とハウジング５０とが衝突し、延長部材３６，ハウジング５０またはその両方が変形したとしても、電池モジュール２０がハウジング５０と衝突する前に折り曲げ部３１ｃがハウジング５０と衝突する。

　その結果、電池モジュール２０の変形を伴うような過大な外力が電池モジュール２０に作用することが抑制される。また、折り曲げ部３１ｃが、ハウジング５０と衝突したときに変形するように構成されていれば、折り曲げ部３１ｃを衝突力の緩衝機構として機能させることができる。

　電池アセンブリ３０が、サイドプレート３１上にさらに電装部品３９を有している場合は、折り曲げ部３１ｃの突出高さＨ２は、基準面からの電装部品３９の高さより高くすることが好ましい。こうすることによって、電装部品３９を、ハウジング５０との衝突から保護することができる。

　上述した例では、第２突出部をサイドプレート３１、３２の折り曲げ部３１ｃ、３２ｃによって構成した例を示したが、サイドプレート３１、３２上に接合された、サイドプレート３１、３２とは別の部材によって第２突出部を構成することもできる。この場合、第２突出部を構成する部材とサイドプレート３１、３２との接合手段としては、溶接、あるいはビス止めなど、任意の接合手段を採用することができる。また、第２突出部を構成する部材とサイドプレート３１、３２とは同じ材料であってもよいし、異なる材料であってもよい。

　また、図示した例では、第２突出部が、サイドプレート３１、３２の第１ケース５１側の端部および第２ケース５６側の端部の両方の端部に設けられた例を示した。しかし、第２ケース５６側の端部は、電池アセンブリ３０が第２ケース５６に固定されていることから、電池アセンブリは殆ど動かないため、第１ケース５１側の端部のみに第２突出部を設けてもよい。さらに、第２突出部は両方のサイドプレート３１、３２に設けられている必要はなく、少なくとも一方、特に電装部品３９が取り付けられている側に設けられていればよい。

　（蓄電装置）
　次に、上述した蓄電池ユニット１０を利用した蓄電装置の一例について、図７を参照して説明する。

　図７に示すように、蓄電装置１は、少なくとも１つの蓄電池ユニット１０と、ジャンクションボックス２００と、パワーコンディショナ３００（ＰＣＳ：Ｐｏｗｅｒ　Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｒ　Ｓｙｓｔｅｍ）３００と、それらを保持するフレーム８０とを備えている。蓄電装置１は、一例として、店舗や家庭で使用される定置用の蓄電システムとして構成されたものであってもよい。図示した例では、蓄電装置１は２つの蓄電池ユニット１０を備えているが、その数は１つであってもよいし、３個以上であってもよい。

　ジャンクションボックス２００は、各種ケーブルの接続部や配線用遮断器などの機器を有する部分であり、収納ボックス２０１内にそれらを収納している。詳細な図示は省略するが、ジャンクションボックス２００には、系統電力へと接続するケーブルや家庭内（一例）の電力系へと接続するケーブル等が接続される。

　パワーコンディショナ３００は、直流と交流とを互いに変換する機能や、蓄電装置の充放電の動作を制御する機能を有する部分である。具体的には、パワーコンディショナ３００は、蓄電池を充電するために商用電源からの交流電流を直流に変換したり（充電時）、また、蓄電された電力を利用する際に蓄電池からの直流電流を交流電流に変換したりするための機器を収納ケース３０１内に有し、また、制御回路であるバッテリーマネジメントシステム（ＢＭＵ：Ｂａｔｔｅｒｙ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｓｙｓｔｅｍ）等の機器も内蔵している。パワーコンディショナ３００内の所定の機器とジャンクションボックス２００内の所定の機器とは不図示の配線（信号線、電力線）により電気的に接続される。

　なお、これらの機器に関しては従来公知のものを利用することもできる。バッテリーマネジメントシステムは、例えば、各セルの充放電の制御や、電圧や温度などをモニタしバッテリーを管理する機能を有する。具体的には、リアルタイムに各セルの総電圧及び残容量等を算出し、必要に応じて、所定の表示デバイスに表示するようなものであってもよい。また、過放電及び過充電に対する警告を行うようなものであってもよい。

　フレーム８０は、機器を保持するフレーム本体部８５と、その下部に設けられた脚部８９Ｌ、８９Ｒとを有している。フレーム８０の材質は特に限定されるものではないが、例えば金属製である。本実施形態では、一例として、フレーム本体部８５の上段にジャンクションボックス２００およびパワーコンディショナ３００が保持され、下段に２つの蓄電池ユニット１０が保持されるようになっている。蓄電池ユニット１０は、後述するとおり電池を内蔵した重量物であるため、これらを低い位置に配置するということは装置全体の重心を低くすることができるという点で有利であるが、本発明はこのような配置に限定されるものではない。

　脚部８９Ｌ、８９Ｒは、所定の設置位置に対して固定される部位として設けられていてもよい。例えば、脚部８９Ｌ、８９Ｒに、蓄電装置の設置位置に設けられたアンカーボルト（不図示）と通すためのボルト通し孔（不図示）が形成されていてもよい。

　図示は省略するが、蓄電装置１は装置全体を覆うような外装カバーを備えていてもよい。外装カバーは一例でフレーム８０に対して取り付けられるものであってもよい。

　本明細書は、以下に記載の発明を開示する。

　１．　少なくとも１つの電池モジュール（２０）を含む電池アセンブリ（３０）と、
　前記電池アセンブリ（３０）を収容するように互いに向き合って配置された２つのケース部材（５１、５６）を備えたハウジング（５０）と、を有し、
　前記電池アセンブリ（３０）は、前記２つのケース部材（５１、５６）の何れか一方に固定され、前記２つのケース部材（５１、５６）が向き合う方向において、前記電池アセンブリ（３０）が固定されたケース部材と反対側の端部に、前記２つのケース部材（５１、５６）が向き合う方向と交差する方向に前記ハウジングに向かって突出する少なくとも１つの突出部（３６）を有する蓄電池ユニット（１０）。

　２．　前記電池アセンブリ（３０）は、前記電池モジュール（２０）をその厚み方向に貫通する少なくとも１つのロッド部材（３４、３５）をさらに有し、前記突出部（３６）は、前記ロッド部材（３４、３５）の少なくとも一方の端部に装着された延長部材（３６）である上記１に記載の蓄電池ユニット（１０）。

　３．　前記電池アセンブリ（３０）は、前記電池モジュール（２０）をその厚み方向に貫通する少なくとも１つのロッド部材（３４、３５）をさらに有し、前記突出部（３６）は、前記ロッド部材（３４、３５）の少なくとも一方の端部である、上記１に記載の蓄電池ユニット（１０）。

　４．　前記電池アセンブリ（３０）は、前記電池モジュール（２０）の厚み方向に積層された複数の前記電池モジュール（２０）を有し、前記ロッド部材（３４、３５）は前記複数の電池モジュール（２０）をその厚み方向に締め付けるボルト（３４）およびナット（３５）である上記２または３に記載の蓄電池ユニット（１０）。

　５．　前記電池アセンブリ（３０）は、前記ロッド部材（３４、３５）が延びる方向において最も外側に電装部品（３９）を有し、前記突出部（３６）は、前記電装部品（３９）よりも突出している上記２から４のいずれかに記載の蓄電池ユニット（１０）。

　６．　前記突出部（３６）の長さ方向での前記突出部（３６）と前記ハウジング（５０）の内面とのクリアランスは３～２０ｍｍである上記１から５のいずれかに記載の蓄電池ユニット（１０）。

　７．　前記電池モジュール（２０）をその厚み方向両側から挟む一対のプレート（３１、３２）をさらに有し、少なくとも一方の前記プレート（３１）から、前記突出部（３６）と同じ方向になくとも１つの第２突出部（３１ｃ）が突出している上記１から６のいずれかに記載の蓄電池ユニット（１０）。

　８．　上記１から７のいずれかに記載の少なくとも１つの蓄電池ユニット（１０）を有する蓄電装置（１）。

　１　　蓄電装置
　１０　　蓄電池ユニット
　２０　　電池モジュール
　２１　　収容ケース
　２２　　主面
　２３、２４　　側面
　２５ａ、２５ｂ　　端子
　２６　　貫通孔
　３０　　電池アセンブリ
　３１、３２　　サイドプレート
　３３　　ミドルプレート
　３４　　ボルト
　３５　　ナット
　３６　　延長部材
　３７　　電力用接続部
　３８　　信号用接続部
　３９　　電装部品
　４５　　第１ステイ
　４６　　第２ステイ
　５０　　ハウジング
　５１　　第１ケース
　５６　　第２ケース
　８０　　フレーム
　２００　　ジャンクションボックス
　３００　　パワーコンディショナ

Claims (8)

1. 　少なくとも１つの電池モジュールを含む電池アセンブリと、
   　前記電池アセンブリを収容するように互いに向き合って配置された２つのケース部材を備えたハウジングと、を有し、
   　前記電池アセンブリは、前記２つのケース部材の何れか一方に固定され、前記２つのケース部材が向き合う方向において、前記電池アセンブリが固定されたケース部材と反対側の端部に、前記２つのケース部材が向き合う方向と交差する方向に前記ハウジングに向かって突出する少なくとも１つの突出部を有する蓄電池ユニット。
2. 　前記電池アセンブリは、前記電池モジュールをその厚み方向に貫通する少なくとも１つのロッド部材をさらに有し、前記突出部は、前記ロッド部材の少なくとも一方の端部に装着された延長部材である請求項１に記載の蓄電池ユニット。
3. 　前記電池アセンブリは、前記電池モジュールをその厚み方向に貫通する少なくとも１つのロッド部材をさらに有し、前記突出部は、前記ロッド部材の少なくとも一方の端部である請求項１に記載の蓄電池ユニット。
4. 　前記電池アセンブリは、前記電池モジュールの厚み方向に積層された複数の前記電池モジュールを有し、前記ロッド部材は前記複数の電池モジュールをその厚み方向に締め付けるボルトおよびナットである請求項２または３に記載の蓄電池ユニット。
5. 　前記電池アセンブリは、前記ロッド部材が延びる方向において最も外側に電装部品を有し、前記突出部は、前記電装部品よりも突出している請求項２から４のいずれか一項に記載の蓄電池ユニット。
6. 　前記突出部の長さ方向での前記突出部と前記ハウジングの内面とのクリアランスは３～２０ｍｍである請求項１から５のいずれか一項に記載の蓄電池ユニット。
7. 　前記電池モジュールをその厚み方向両側から挟む一対のプレートをさらに有し、少なくとも一方の前記プレートから、前記突出部と同じ方向になくとも１つの第２突出部が突出している請求項１から６のいずれか一項に記載の蓄電池ユニット。
8. 　請求項１から７のいずれかに記載の少なくとも１つの蓄電池ユニットを有する蓄電装置。

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