蓄電装置
【課題】 蓄電素子に作用する拘束力の状態を目視で確認することができる蓄電装置を提供する。
【解決手段】 蓄電装置（１００）は、所定方向（Ｘ方向）に並んで配置された複数の蓄電素子（１０）と、所定方向において、複数の蓄電素子を挟む一対のエンドプレート（４０）と、所定方向に延びて一対のエンドプレートを連結し、一対のエンドプレートを介して複数の蓄電素子に拘束力を与えるための複数の連結部材（５０）と、を有する。複数の連結部材のうち、少なくとも１つの連結部材は、マーク（Ｓ、６２）を有しており、拘束力の変化に伴う変形によって、マークの形状を変化させる。
【解決手段】 蓄電装置（１００）は、所定方向（Ｘ方向）に並んで配置された複数の蓄電素子（１０）と、所定方向において、複数の蓄電素子を挟む一対のエンドプレート（４０）と、所定方向に延びて一対のエンドプレートを連結し、一対のエンドプレートを介して複数の蓄電素子に拘束力を与えるための複数の連結部材（５０）と、を有する。複数の連結部材のうち、少なくとも１つの連結部材は、マーク（Ｓ、６２）を有しており、拘束力の変化に伴う変形によって、マークの形状を変化させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の蓄電素子に対して拘束力を与える構造を備えた蓄電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複数の単電池（いわゆる角型の単電池）を一方向に並べて組電池を構成するときには、複数の単電池に対して拘束力を与えることがある。拘束力は、複数の単電池の配列方向に働く力であり、各単電池を配列方向において挟む力である。
【０００３】
具体的には、複数の単電池を挟む位置に、一対のエンドプレートを配置するとともに、複数の単電池の配列方向に延びる拘束バンドによって、一対のエンドプレートを連結することにより、複数の単電池に対して拘束力を与えることができる。拘束力は高すぎても、低すぎても、不具合が生じるおそれがあるため、所定の範囲内であることが好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−０７６２６５号公報
【特許文献２】特開２００６−０２４４４５号公報
【特許文献３】特開２００９−２３８６０６号公報
【特許文献４】特表平１０−５０３０７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
組電池を組み立てた段階において、複数の単電池に対する拘束力を設定しても、組電池を使用し始めた後の拘束力を確認することはできない。ここで、特許文献１等では、組電池の内部に圧力センサを配置し、圧力センサの出力に基づいて、組電池に作用する拘束力を監視するようにしている。圧力センサを用いた構成では、圧力センサの出力信号を処理することにより、拘束力を算出する必要がある。
【０００６】
本発明の目的は、蓄電素子に作用する拘束力の状態を目視で確認することができる蓄電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願第１の発明である蓄電装置は、所定方向に並んで配置された複数の蓄電素子と、所定方向において、複数の蓄電素子を挟む一対のエンドプレートと、所定方向に延びて一対のエンドプレートを連結し、一対のエンドプレートを介して複数の蓄電素子に拘束力を与えるための複数の連結部材と、を有する。ここで、複数の連結部材のうち、少なくとも１つの連結部材は、マークを有しており、拘束力の変化に伴う変形によって、マークの形状を変化させる。
【０００８】
連結部材は、マークが形成された第１領域と、マークが形成されていない第２領域とを有しており、第１領域の大きさを、第２領域の大きさよりも小さくすることができる。これにより、拘束力が変化したときに、第１領域に応力を集中させることができ、第１領域を積極的に変形させることができる。そして、第１領域に形成されたマークの形状を変化させやすくすることができる。
【０００９】
マークとしては、連結部材の長手方向に沿って形成された目盛を用いることができる。ここで、拘束力の変化に伴う連結部材の変形によって、目盛の間隔を変化させることができる。目盛の間隔の変化を確認することにより、拘束力の状態を確認することができる。
【００１０】
連結部材には、目盛が形成された領域から分岐したアームを設けることができる。そして、アームには、目盛と隣り合う位置に設けられる指標を形成することができる。この構成では、目盛および指標の位置関係に基づいて、拘束力の状態を確認することができる。
【００１１】
本願第２の発明である蓄電装置は、所定方向に並んで配置された複数の蓄電素子と、所定方向において、複数の蓄電素子を挟む一対のエンドプレートと、所定方向に延びて一対のエンドプレートを連結し、一対のエンドプレートを介して複数の蓄電素子に拘束力を与えるための複数の連結部材と、を有する。複数の連結部材のうち、少なくとも１つの連結部材は、この連結部材の長手方向に沿って形成された目盛を有する第１連結部材と、第１連結部材と分離された第２連結部材と、第１連結部材および第２連結部材に接続され、目盛を指し示す指標を備えたバネと、を有する。
【００１２】
本願第２の発明によれば、拘束力の状態に応じてバネが伸びたり、縮んだりし、バネの変形によって、目盛および指標の位置関係が変化する。したがって、目盛および指標の位置関係を確認すれば、蓄電素子に作用する拘束力の状態を確認することができる。
【００１３】
上述した連結部材は、蓄電素子の上面に配置することができる。これにより、蓄電装置の上方から、連結部材に設けられたマークや目盛を容易に確認することができる。一方、所定方向で隣り合う２つの蓄電素子の間には、仕切り部材を配置することができる。仕切り部材は、蓄電素子の温度調節に用いられる気体を移動させるためのスペースを、蓄電素子の表面に形成するために用いることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、連結部材に形成されたマークの形状を見るだけで、蓄電素子に作用している拘束力の状態を確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例１における電池スタックの外観図である。
【図２】実施例１である電池パックの断面図である。
【図３】実施例１において、自然状態にあるときの拘束バンドの一部を示す図である。
【図４】実施例１において、拘束状態にあるときの拘束バンドの一部を示す図である。
【図５】実施例１の変形例における拘束バンドの一部を示す図である。
【図６】実施例２における拘束バンドの一部を示す図である。
【図７】実施例２の変形例において、拘束バンドおよびパックケースの概略図である。
【図８】実施例２の他の変形例における拘束バンドの一部を示す図である。
【図９】実施例３における拘束バンドの一部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１７】
本発明の実施例１である電池パック（蓄電装置に相当する）について説明する。図１は、電池スタックの外観図であり、図２は、電池パックの断面図である。図１および図２において、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、互いに直交する軸であり、本実施例では、鉛直方向に相当する軸をＺ軸としている。
【００１８】
本実施例の電池パックは、例えば、車両に搭載することができる。電池パックの出力を用いることにより、車両を走行させるための運動エネルギを生成することができる。また、車両の制動時に発生する運動エネルギを回生電力として電池パックに蓄えることができる。
【００１９】
図２に示すように、電池パック１００は、電池スタック１と、電池スタック１を収容するパックケース１１０とを有する。パックケース１１０は、アッパーケース１１１およびロアーケース１１２で構成されている。アッパーケース１１１およびロアーケース１１２は、例えば、金属で形成することができる。
【００２０】
電池スタック１は、Ｘ方向（所定方向）に並んで配置された複数の単電池（蓄電素子に相当する）１０を有する。単電池１０は、いわゆる角型の単電池であり、単電池１０の外面は、複数の単電池１０の配列方向（Ｘ方向）と直交する平面（Ｙ−Ｚ平面）を含んでいる。単電池１０としては、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池を用いることができる。また、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタ（コンデンサ）を用いることができる。電池スタック１を構成する単電池１０の数は、電池スタック１（電池パック１００）の要求出力等に基づいて適宜設定することができる。
【００２１】
本実施例では、複数の単電池１０をＸ方向に並べているが、これに限るものではない。具体的には、複数の単電池によって１つの電池モジュール（蓄電素子に相当する）を構成し、複数の電池モジュールをＸ方向に並べて配置することができる。
【００２２】
単電池１０の上面には、正極端子１１および負極端子１２が設けられている。単電池１０の内部には、発電要素が収容されており、発電要素は、例えば、正極素子と、負極素子と、正極素子および負極素子の間に配置されたセパレータ（電解液を含む）とで構成することができる。正極素子は、集電板の表面に、正極活物質等を含む層を形成したものであり、負極素子は、集電板の表面に、負極活物質等を含む層を形成したものである。正極端子１１は、発電要素の正極素子と電気的に接続されており、負極端子１２は、発電要素の負極素子と電気的に接続されている。
【００２３】
電池スタック１を構成する複数の単電池１０は、バスバーモジュール２０によって、電気的に直列に接続されている。バスバーモジュール２０は、複数のバスバーと、これらのバスバーを保持する保持プレートとで構成されている。バスバーは、導電性を有する部材であり、Ｘ方向で隣り合う２つの単電池１０のうち、一方の単電池１０の正極端子１１と、他方の単電池１０の負極端子１２とに接続される。保持プレートは、樹脂等といった絶縁材料で形成されている。
【００２４】
本実施例では、すべての単電池１０が電気的に直列に接続されているが、電気的に並列に接続された複数の単電池１０が含まれていてもよい。また、正極端子１１および負極端子１２は、単電池１０の上面に設けられているが、これに限るものではない。例えば、Ｙ方向における単電池１０の両端面に、正極端子１１および負極端子１２を設けることができる。
【００２５】
Ｘ方向で隣り合う２つの単電池１０の間には、仕切り板（仕切り部材に相当する）３０が配置されており、仕切り板３０は、例えば、樹脂で形成することができる。なお、仕切り板３０の形状は、適宜設定することができる。例えば、単電池１０を保持できる構造を、仕切り板３０に設けることができる。
【００２６】
仕切り板３０は、単電池１０と対向する面において、Ｘ方向に突出するリブ（図示せず）を有している。リブが単電池１０に接触することにより、単電池１０および仕切り板３０の間には、スペースが形成される。このスペースは、単電池１０の温度調節に用いられる気体が移動する通路となる。
【００２７】
単電池１０が発熱しているときには、冷却用の気体を用いることにより、単電池１０の温度上昇を抑制することができる。単電池１０が過度に冷えているときには、加温用の気体を用いることにより、単電池１０の温度低下を抑制することができる。電池パック１００を車両に搭載したときには、ブロワの駆動によって車室内の空気を電池パック１００に供給することができる。車室とは、乗員の乗車するスペースであり、車室内の空気は、空調装置等によって、単電池１０の温度調節に適した温度に設定されていることがある。
【００２８】
Ｘ方向における電池スタック１の両端には、一対のエンドプレート４０が配置されている。一対のエンドプレート４０には、Ｘ方向に延びる拘束バンド（連結部材に相当する）５０が接続されている。拘束バンド５０の両端は、エンドプレート４０の外面に沿って曲げられており、ボルトやリベットを用いてエンドプレート４０に固定されている。
【００２９】
拘束バンド５０を用いて一対のエンドプレート４０を連結することにより、一対のエンドプレート４０によって挟まれた複数の単電池１０に対して拘束力を与えることができる。拘束力は、Ｘ方向において、単電池１０を挟む力である。単電池１０に拘束力を与えることにより、単電池１０の膨張等を抑制することができ、単電池１０の入出力特性の劣化を抑制することができる。
【００３０】
なお、拘束バンド５０をエンドプレート４０に固定するための構造は、適宜設計することができる。また、拘束バンド５０の形状も、適宜設定することができる。本実施例では、拘束バンド５０の長手方向と直交する断面が、矩形状に形成されているが、他の形状、例えば、円形に形成することができる。
【００３１】
電池スタック１の上面には、２つの拘束バンド５０が配置され、電池スタック１の下面には、２つの拘束バンド５０が配置されている。電池スタック１の上面に配置された拘束バンド５０は、正極端子１１および負極端子１２を避けた位置に配置されている。
【００３２】
本実施例では、電池スタック１の上面および下面に、拘束バンド５０を配置しているが、これに限るものではない。すなわち、一対のエンドプレート４０を連結することにより、一対のエンドプレート４０によって挟まれる複数の単電池１０に対して拘束力を与えることができればよい。例えば、Ｙ方向における電池スタック１の両側面に対して、拘束バンド５０を配置することができる。
【００３３】
次に、拘束バンド５０の構成について説明する。４つの拘束バンド５０のうち、少なくとも１つの拘束バンド５０は、図３に示す構造を有している。図３は、拘束バンド５０の一部を示す正面図である。図３に示す構造を有する拘束バンド５０は、外部から容易に確認できることが好ましく、例えば、電池スタック１の上面に配置された拘束バンド５０に対して、図３に示す構造を持たせることができる。
【００３４】
拘束バンド５０は、目盛Ｓが形成された目盛領域Ｒを有しており、目盛領域Ｒの幅（Ｙ方向の長さ）Ｗ１は、他の領域の幅（Ｙ方向の長さ）Ｗ２よりも狭い。また、目盛領域Ｒは、Ｘ方向において、長さＬ１を有している。目盛領域ＲとＹ方向で隣り合う位置には、Ｘ方向に延びるアーム５１が設けられており、アーム５１の先端部には、指標５１ａが設けられている。
【００３５】
アーム５１の基端部は、幅Ｗ２を有する一方の領域につながっており、アーム５１の先端部は、幅Ｗ２を有する他方の領域から離れている。また、Ｙ方向において、アーム５１および目盛領域Ｒの間には、スペースが形成されている。言い換えれば、アーム５１は、目盛領域Ｒから分岐している。アーム５１は、Ｘ方向において、長さＬ２を有しており、長さＬ２は、長さＬ１よりも短い。アーム５１の幅（Ｙ方向の長さ）Ｗ３は、幅Ｗ２よりも狭くなっている。幅Ｗ３は、幅Ｗ１と同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。
【００３６】
図３は、拘束バンド５０が自然状態にあるときの図である。自然状態とは、拘束バンド５０を一対のエンドプレート４０に取り付けていない状態であり、言い換えれば、複数の単電池１０がＸ方向において広がろうとする力を拘束バンド５０が受けていない状態である。
【００３７】
複数の単電池１０に対して拘束力を与えているときには、拘束バンド５０は、複数の単電池１０から図４の矢印Ｆで示す荷重を受ける。荷重Ｆは、複数の単電池１０がＸ方向において広がろうとする力である。拘束バンド５０は、荷重Ｆを受けることにより、Ｘ方向に伸びて変形する。自然状態の拘束バンド５０において、目盛領域Ｒの幅Ｗ１は、幅Ｗ２よりも狭いため、拘束バンド５０が荷重Ｆを受けたときには、目盛領域Ｒが変形しやすくなる。図４において、目盛領域Ｒが変形することにより、目盛領域Ｒの幅は、Ｗ１からＷ４（＜Ｗ１）に変化し、目盛領域Ｒの長さは、Ｌ１からＬ３（＞Ｌ１）に変化する。
【００３８】
目盛領域ＲがＸ方向に伸びると、目盛領域Ｒに形成された目盛Ｓの間隔も変化する。具体的には、図４に示す状態における目盛Ｓの間隔は、図３に示す状態における目盛Ｓの間隔よりも広くなる。一方、アーム５１は、目盛領域Ｒから分岐しており、拘束バンド５０に荷重Ｆが作用しても、アーム５１は変形しない。このため、アーム５１の指標５１ａと、目盛領域Ｒに形成された目盛Ｓとの相対的な位置関係が変化する。
【００３９】
指標５１ａおよび目盛Ｓの相対的な位置関係を目視することにより、複数の単電池１０に作用している拘束力の状態を把握することができる。例えば、複数の単電池１０に拘束力を与えた直後において、言い換えれば、電池スタック１を組み立てた直後において、指標５１ａと向かい合う目盛Ｓの位置を基準位置としておく。そして、拘束力の変化によって拘束バンド５０（目盛領域Ｒ）が伸びると、指標５１ａの位置と基準位置との関係が変化する。この変化を確認することにより、拘束力の状態を把握することができる。
【００４０】
本実施例の変形例について、図５を用いて説明する。図５は、本変形例における拘束バンドの一部を示す図であり、図３および図４に対応した図である。本変形例において、本実施例で説明した部材と同一の機能を有する部材については、同一符号を用いている。
【００４１】
本変形例では、幅Ｗ２を有する領域の外縁に沿って目盛Ｓが形成されている。また、アーム５１の指標５１ａは、Ｙ方向で目盛Ｓと隣り合う位置に配置されている。本変形例においても、幅Ｗ１を有する領域が、幅Ｗ２を有する領域よりも変形しやすくなっている。
【００４２】
図５に示す状態は、複数の単電池１０に拘束力を与えた直後、言い換えれば、電池スタック１を組み立てた直後における拘束バンド５０の状態を示している。図５に示す状態から拘束力が変化すると、目盛Ｓに対する指標５１ａの位置が変化する。具体的には、図５に示す状態よりも拘束バンド５０（幅Ｗ１の領域）が伸びると、指標５１ａは、目盛Ｓに対して矢印Ｄ１の方向に移動する。一方、図５に示す状態よりも拘束バンド５０（幅Ｗ１の領域）が縮むと、指標５１ａは、目盛Ｓに対して矢印Ｄ２の方向に移動する。
【００４３】
本変形例では、目盛Ｓの両端に、「ＭＡＸ」および「ＭＩＮ」の表示を設けている。「ＭＡＸ」は、拘束力が許容範囲の最大値であることを示しており、「ＭＩＮ」は、拘束力が許容範囲の最小値であることを示している。「ＭＡＸ」および「ＭＩＮ」の間の範囲は、拘束バンド５０の変形特性に基づいて、設定することができる。
【００４４】
指標５１ａが、「ＭＡＸ」および「ＭＩＮ」の間の領域内に位置していないときには、単電池１０の拘束状態に不具合が生じていると判断することができる。複数の単電池１０を拘束するときには、所望の拘束状態で単電池１０を拘束することが好ましく、本変形例の目盛Ｓを用いることにより、所望の拘束状態が維持されているか否かを確認することができる。
【００４５】
単電池１０の熱膨張等が発生すると、拘束バンド５０がＸ方向に伸びることにより、指標５１ａは、「ＭＡＸ」に近づく方向に移動する。ここで、指標５１ａが「ＭＡＸ」の位置よりも矢印Ｄ１の方向に位置しているときには、過剰な拘束力が発生していると判断することができる。一方、仕切り板３０等にクリープ現象が発生すると、拘束バンド５０がＸ方向に縮むことにより、指標５１ａは、「ＭＩＮ」に近づく方向に移動する。ここで、指標５１ａが「ＭＩＮ」の位置よりも矢印Ｄ２の方向に位置しているときには、拘束力が不足していると判断することができる。
【００４６】
本変形例では、目盛Ｓに対して指標５１ａが移動するため、目盛Ｓに対する指標５１ａの位置を見ることにより、拘束力の状態を確認することができる。
【実施例２】
【００４７】
本発明の実施例２である電池パックについて説明する。ここで、実施例１で説明した部材と同一の部材については、同一符号を用い、詳細な説明は省略する。本実施例では、実施例１に対して、拘束バンドの構造を変更している。以下、実施例１と異なる点について、主に説明する。
【００４８】
図６は、本実施例における拘束バンド（連結部材に相当する）６０の一部を示す図であり、実施例１で説明した図３や図４に対応する図である。拘束バンド６０の縁には、２つの凹部６１が形成されている。凹部６１は、曲率を有しており、２つの凹部６１は、Ｙ方向に並んで設けられている。２つの凹部６１を設ける位置は、適宜設定することができる。２つの凹部６１の間に位置する領域には、複数の目盛６２が形成されている。複数の目盛６２は、Ｘ方向およびＹ方向に沿ってそれぞれ形成されている。
【００４９】
図６は、拘束バンド６０が自然状態にあるときの図である。拘束バンド６０が自然状態にあるとき、Ｘ方向に関して、すべての目盛６２の間隔は、Ｍ１に設定されている。また、Ｙ方向に関して、すべての目盛６２の間隔は、Ｍ２に設定されている。ここで、間隔Ｍ１，Ｍ２は、等しくてもよいし、互いに異なっていてもよい。
【００５０】
電池スタック１を組み立てると、複数の単電池１０に対して拘束力が与えられ、拘束バンド６０は、エンドプレート４０からの力を受けることにより、Ｘ方向に伸びる。拘束バンド６０には、凹部６１が設けられているため、２つの凹部６１の間に位置する領域に対して応力を集中させることができ、この領域を最も変形しやすくすることができる。言い換えれば、２つの凹部６１の間に位置する領域が、Ｘ方向において、伸びやすくなる。
【００５１】
電池スタック１を組み立てた直後においては、目盛６２の間隔Ｍ１が所定値（基準値という）に維持される。そして、単電池１０の拘束力が変化すると、拘束バンド６０が伸びたり、縮んだりすることにより、目盛６２の間隔Ｍ１が変化する。具体的には、単電池１０に作用する拘束力が上昇すれば、目盛６２の間隔Ｍ１が基準値よりも広がり、拘束力が低下すれば、目盛６２の間隔Ｄ１が基準値よりも狭まる。そこで、変化後の間隔Ｍ１を、基準値と比較することにより、単電池１０に作用している拘束力の状態を確認することができる。
【００５２】
変化後の間隔Ｍ１を基準値と比較するときに、例えば、基準値を示す物差しを用意しておけば、基準値との比較を容易に行うことができる。一方、拘束バンド６０と隣り合う位置に、基準値を示す目盛を設けることができる。具体的には、図７に示すように、パックケース１１０のうち、拘束バンド６０の凹部６１と隣り合う領域に、基準値Ｄrefを示す目盛Ｓを設けることができる。図７に示す構成でも、基準値Ｄrefおよび目盛６２の間隔Ｍ１を比較することにより、拘束力の状態を確認することができる。
【００５３】
図７に示す構成において、基準値Ｄrefは、適宜設定することができる。基準値Ｄrefが、電池スタック１を組み立てた直後における目盛６２の間隔Ｍ１であれば、パックケース１１０に形成された目盛Ｓと、拘束バンド６０に形成された目盛６２とを一致させることができる。一方、基準値Ｄrefが、電池スタック１を組み立てた直後における目盛６２の間隔Ｍ１とは異なる値であるときには、これらの差分を考慮することにより、拘束力の状態を確認することができる。
【００５４】
図７に示す構成では、基準値Ｄrefを示す目盛Ｓを、パックケース１１０に設けているが、これに限るものではない。すなわち、基準値Ｄrefを示す目盛Ｓは、拘束バンド６０とは異なる部材に設ければよく、例えば、単電池１０に設けることができる。
【００５５】
本実施例では、Ｘ方向およびＹ方向に沿った目盛６２をそれぞれ形成しているが、これに限るものではない。具体的には、目盛の間隔Ｍ１を確認するために、Ｙ方向に沿った目盛６２だけを拘束バンド６０に形成することができる。
【００５６】
また、本実施例では、凹部６１が曲率を有しているが、これに限るものではない。すなわち、目盛６２を形成する領域の幅が、他の領域の幅よりも狭ければよい。例えば、図８に示す拘束バンドを用いることができる。図８に示す構成において、凹部６１は、Ｘ方向に延びる面と、Ｙ方向に延びる面とで構成されている。
【実施例３】
【００５７】
本発明の実施例３である電池パックについて説明する。実施例１，２で説明した部材と同一の部材については、同一の符号を用い、詳細な説明は省略する。本実施例では、実施例１，２に対して、拘束バンドの構造を変更している。以下、実施例１，２と異なる点について、主に説明する。
【００５８】
図９は、本実施例における拘束バンド（連結部材に相当する）の一部を示す図であり、実施例１で説明した図３および図４に相当する図である。拘束バンド７０は、互いに分離された第１バンド（第１連結部材に相当する）７１および第２バンド（第２連結部材に相当する）７２を有し、第１バンド７１および第２バンド７２は、バネ７３によって連結されている。
【００５９】
第１バンド７１の一端（図示せず）は、実施例１で説明したように、エンドプレート４０に固定されており、第１バンド７１の他端には、バネ７３の一端７３ａが固定されている。第１バンド７１およびバネ７３の固定方法としては、例えば、バネ７３の一端７３ａにフックを設けておき、このフックを第１バンド７１に形成した開口部に引っ掛けることができる。
【００６０】
第２バンド７２の一端（図示せず）は、実施例１で説明したように、エンドプレート４０に固定されており、第２バンド７２の他端には、バネ７３の他端７３ｂが固定されている。第２バンド７２およびバネ７３の固定方法は、第１バンド７１およびバネ７３の固定方法と同様とすることができる。
【００６１】
第１バンド７１の他端には、Ｘ方向に延びるアーム７１ａが形成されており、アーム７１ａは、Ｙ方向において、バネ７３と並んで配置されている。アーム７１ａの先端は、第２バンド７２から離れており、アーム７１ａには、目盛Ｓが形成されている。バネ７３には、指標７４が設けられており、指標７４は、目盛Ｓを指している。
【００６２】
本実施例において、単電池１０に作用する拘束力が変化すると、第１バンド７１および第２バンド７２の間隔が変化する。具体的には、拘束力が上昇すると、第１バンド７１および第２バンド７２の間隔が広がり、バネ７３が伸びることになる。一方、拘束力が低下すると、第１バンド７１および第２バンド７２の間隔が狭まり、バネ７３が縮むことになる。
【００６３】
バネ７３が伸びたり、縮んだりすると、目盛Ｓに対する指標７４の位置が変化する。ここで、電池スタック１を組み立てた直後において、指標７４に対した目盛Ｓの位置を基準位置として決めておけば、基準位置に対する指標７４のずれを見ることにより、拘束力の状態を確認することができる。
【００６４】
上述した実施例１〜３では、拘束バンドに目盛を形成しているが、これに限るものではない。具体的には、拘束バンドの外面にマークを形成しておき、拘束力の変化に伴う拘束バンドの変形によって、マークの形状を変化させることができる。このような構成では、マークの形状の変化を確認することにより、拘束力の状態を確認することができる。
【００６５】
上述したマークとしては、例えば、円を用いることができる。拘束バンドが伸びるときと、拘束バンドが縮むときとで、円の変形方向が異なる。すなわち、拘束バンドが伸びたり、縮んだりするときには、円が楕円に変化する。ここで、拘束バンドが伸びるときには、楕円の長軸は、拘束バンドの長手方向に沿った軸となる。また、拘束バンドが縮むときには、楕円の長軸は、拘束バンドの長手方向と直交する方向に沿った軸となる。
【符号の説明】
【００６６】
１：電池スタック １０：単電池（蓄電素子）
１１：正極端子 １２：負極端子
２０：バスバーモジュール ３０：仕切り板（仕切り部材）
４０：エンドプレート ５０：拘束バンド（連結部材）
５１：アーム ５１ａ：指標
１００： 電池パック（蓄電装置） １１０：パックケース
１１１：アッパーケース １１２：ロアーケース
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の蓄電素子に対して拘束力を与える構造を備えた蓄電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複数の単電池（いわゆる角型の単電池）を一方向に並べて組電池を構成するときには、複数の単電池に対して拘束力を与えることがある。拘束力は、複数の単電池の配列方向に働く力であり、各単電池を配列方向において挟む力である。
【０００３】
具体的には、複数の単電池を挟む位置に、一対のエンドプレートを配置するとともに、複数の単電池の配列方向に延びる拘束バンドによって、一対のエンドプレートを連結することにより、複数の単電池に対して拘束力を与えることができる。拘束力は高すぎても、低すぎても、不具合が生じるおそれがあるため、所定の範囲内であることが好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−０７６２６５号公報
【特許文献２】特開２００６−０２４４４５号公報
【特許文献３】特開２００９−２３８６０６号公報
【特許文献４】特表平１０−５０３０７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
組電池を組み立てた段階において、複数の単電池に対する拘束力を設定しても、組電池を使用し始めた後の拘束力を確認することはできない。ここで、特許文献１等では、組電池の内部に圧力センサを配置し、圧力センサの出力に基づいて、組電池に作用する拘束力を監視するようにしている。圧力センサを用いた構成では、圧力センサの出力信号を処理することにより、拘束力を算出する必要がある。
【０００６】
本発明の目的は、蓄電素子に作用する拘束力の状態を目視で確認することができる蓄電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願第１の発明である蓄電装置は、所定方向に並んで配置された複数の蓄電素子と、所定方向において、複数の蓄電素子を挟む一対のエンドプレートと、所定方向に延びて一対のエンドプレートを連結し、一対のエンドプレートを介して複数の蓄電素子に拘束力を与えるための複数の連結部材と、を有する。ここで、複数の連結部材のうち、少なくとも１つの連結部材は、マークを有しており、拘束力の変化に伴う変形によって、マークの形状を変化させる。
【０００８】
連結部材は、マークが形成された第１領域と、マークが形成されていない第２領域とを有しており、第１領域の大きさを、第２領域の大きさよりも小さくすることができる。これにより、拘束力が変化したときに、第１領域に応力を集中させることができ、第１領域を積極的に変形させることができる。そして、第１領域に形成されたマークの形状を変化させやすくすることができる。
【０００９】
マークとしては、連結部材の長手方向に沿って形成された目盛を用いることができる。ここで、拘束力の変化に伴う連結部材の変形によって、目盛の間隔を変化させることができる。目盛の間隔の変化を確認することにより、拘束力の状態を確認することができる。
【００１０】
連結部材には、目盛が形成された領域から分岐したアームを設けることができる。そして、アームには、目盛と隣り合う位置に設けられる指標を形成することができる。この構成では、目盛および指標の位置関係に基づいて、拘束力の状態を確認することができる。
【００１１】
本願第２の発明である蓄電装置は、所定方向に並んで配置された複数の蓄電素子と、所定方向において、複数の蓄電素子を挟む一対のエンドプレートと、所定方向に延びて一対のエンドプレートを連結し、一対のエンドプレートを介して複数の蓄電素子に拘束力を与えるための複数の連結部材と、を有する。複数の連結部材のうち、少なくとも１つの連結部材は、この連結部材の長手方向に沿って形成された目盛を有する第１連結部材と、第１連結部材と分離された第２連結部材と、第１連結部材および第２連結部材に接続され、目盛を指し示す指標を備えたバネと、を有する。
【００１２】
本願第２の発明によれば、拘束力の状態に応じてバネが伸びたり、縮んだりし、バネの変形によって、目盛および指標の位置関係が変化する。したがって、目盛および指標の位置関係を確認すれば、蓄電素子に作用する拘束力の状態を確認することができる。
【００１３】
上述した連結部材は、蓄電素子の上面に配置することができる。これにより、蓄電装置の上方から、連結部材に設けられたマークや目盛を容易に確認することができる。一方、所定方向で隣り合う２つの蓄電素子の間には、仕切り部材を配置することができる。仕切り部材は、蓄電素子の温度調節に用いられる気体を移動させるためのスペースを、蓄電素子の表面に形成するために用いることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、連結部材に形成されたマークの形状を見るだけで、蓄電素子に作用している拘束力の状態を確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例１における電池スタックの外観図である。
【図２】実施例１である電池パックの断面図である。
【図３】実施例１において、自然状態にあるときの拘束バンドの一部を示す図である。
【図４】実施例１において、拘束状態にあるときの拘束バンドの一部を示す図である。
【図５】実施例１の変形例における拘束バンドの一部を示す図である。
【図６】実施例２における拘束バンドの一部を示す図である。
【図７】実施例２の変形例において、拘束バンドおよびパックケースの概略図である。
【図８】実施例２の他の変形例における拘束バンドの一部を示す図である。
【図９】実施例３における拘束バンドの一部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１７】
本発明の実施例１である電池パック（蓄電装置に相当する）について説明する。図１は、電池スタックの外観図であり、図２は、電池パックの断面図である。図１および図２において、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、互いに直交する軸であり、本実施例では、鉛直方向に相当する軸をＺ軸としている。
【００１８】
本実施例の電池パックは、例えば、車両に搭載することができる。電池パックの出力を用いることにより、車両を走行させるための運動エネルギを生成することができる。また、車両の制動時に発生する運動エネルギを回生電力として電池パックに蓄えることができる。
【００１９】
図２に示すように、電池パック１００は、電池スタック１と、電池スタック１を収容するパックケース１１０とを有する。パックケース１１０は、アッパーケース１１１およびロアーケース１１２で構成されている。アッパーケース１１１およびロアーケース１１２は、例えば、金属で形成することができる。
【００２０】
電池スタック１は、Ｘ方向（所定方向）に並んで配置された複数の単電池（蓄電素子に相当する）１０を有する。単電池１０は、いわゆる角型の単電池であり、単電池１０の外面は、複数の単電池１０の配列方向（Ｘ方向）と直交する平面（Ｙ−Ｚ平面）を含んでいる。単電池１０としては、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池を用いることができる。また、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタ（コンデンサ）を用いることができる。電池スタック１を構成する単電池１０の数は、電池スタック１（電池パック１００）の要求出力等に基づいて適宜設定することができる。
【００２１】
本実施例では、複数の単電池１０をＸ方向に並べているが、これに限るものではない。具体的には、複数の単電池によって１つの電池モジュール（蓄電素子に相当する）を構成し、複数の電池モジュールをＸ方向に並べて配置することができる。
【００２２】
単電池１０の上面には、正極端子１１および負極端子１２が設けられている。単電池１０の内部には、発電要素が収容されており、発電要素は、例えば、正極素子と、負極素子と、正極素子および負極素子の間に配置されたセパレータ（電解液を含む）とで構成することができる。正極素子は、集電板の表面に、正極活物質等を含む層を形成したものであり、負極素子は、集電板の表面に、負極活物質等を含む層を形成したものである。正極端子１１は、発電要素の正極素子と電気的に接続されており、負極端子１２は、発電要素の負極素子と電気的に接続されている。
【００２３】
電池スタック１を構成する複数の単電池１０は、バスバーモジュール２０によって、電気的に直列に接続されている。バスバーモジュール２０は、複数のバスバーと、これらのバスバーを保持する保持プレートとで構成されている。バスバーは、導電性を有する部材であり、Ｘ方向で隣り合う２つの単電池１０のうち、一方の単電池１０の正極端子１１と、他方の単電池１０の負極端子１２とに接続される。保持プレートは、樹脂等といった絶縁材料で形成されている。
【００２４】
本実施例では、すべての単電池１０が電気的に直列に接続されているが、電気的に並列に接続された複数の単電池１０が含まれていてもよい。また、正極端子１１および負極端子１２は、単電池１０の上面に設けられているが、これに限るものではない。例えば、Ｙ方向における単電池１０の両端面に、正極端子１１および負極端子１２を設けることができる。
【００２５】
Ｘ方向で隣り合う２つの単電池１０の間には、仕切り板（仕切り部材に相当する）３０が配置されており、仕切り板３０は、例えば、樹脂で形成することができる。なお、仕切り板３０の形状は、適宜設定することができる。例えば、単電池１０を保持できる構造を、仕切り板３０に設けることができる。
【００２６】
仕切り板３０は、単電池１０と対向する面において、Ｘ方向に突出するリブ（図示せず）を有している。リブが単電池１０に接触することにより、単電池１０および仕切り板３０の間には、スペースが形成される。このスペースは、単電池１０の温度調節に用いられる気体が移動する通路となる。
【００２７】
単電池１０が発熱しているときには、冷却用の気体を用いることにより、単電池１０の温度上昇を抑制することができる。単電池１０が過度に冷えているときには、加温用の気体を用いることにより、単電池１０の温度低下を抑制することができる。電池パック１００を車両に搭載したときには、ブロワの駆動によって車室内の空気を電池パック１００に供給することができる。車室とは、乗員の乗車するスペースであり、車室内の空気は、空調装置等によって、単電池１０の温度調節に適した温度に設定されていることがある。
【００２８】
Ｘ方向における電池スタック１の両端には、一対のエンドプレート４０が配置されている。一対のエンドプレート４０には、Ｘ方向に延びる拘束バンド（連結部材に相当する）５０が接続されている。拘束バンド５０の両端は、エンドプレート４０の外面に沿って曲げられており、ボルトやリベットを用いてエンドプレート４０に固定されている。
【００２９】
拘束バンド５０を用いて一対のエンドプレート４０を連結することにより、一対のエンドプレート４０によって挟まれた複数の単電池１０に対して拘束力を与えることができる。拘束力は、Ｘ方向において、単電池１０を挟む力である。単電池１０に拘束力を与えることにより、単電池１０の膨張等を抑制することができ、単電池１０の入出力特性の劣化を抑制することができる。
【００３０】
なお、拘束バンド５０をエンドプレート４０に固定するための構造は、適宜設計することができる。また、拘束バンド５０の形状も、適宜設定することができる。本実施例では、拘束バンド５０の長手方向と直交する断面が、矩形状に形成されているが、他の形状、例えば、円形に形成することができる。
【００３１】
電池スタック１の上面には、２つの拘束バンド５０が配置され、電池スタック１の下面には、２つの拘束バンド５０が配置されている。電池スタック１の上面に配置された拘束バンド５０は、正極端子１１および負極端子１２を避けた位置に配置されている。
【００３２】
本実施例では、電池スタック１の上面および下面に、拘束バンド５０を配置しているが、これに限るものではない。すなわち、一対のエンドプレート４０を連結することにより、一対のエンドプレート４０によって挟まれる複数の単電池１０に対して拘束力を与えることができればよい。例えば、Ｙ方向における電池スタック１の両側面に対して、拘束バンド５０を配置することができる。
【００３３】
次に、拘束バンド５０の構成について説明する。４つの拘束バンド５０のうち、少なくとも１つの拘束バンド５０は、図３に示す構造を有している。図３は、拘束バンド５０の一部を示す正面図である。図３に示す構造を有する拘束バンド５０は、外部から容易に確認できることが好ましく、例えば、電池スタック１の上面に配置された拘束バンド５０に対して、図３に示す構造を持たせることができる。
【００３４】
拘束バンド５０は、目盛Ｓが形成された目盛領域Ｒを有しており、目盛領域Ｒの幅（Ｙ方向の長さ）Ｗ１は、他の領域の幅（Ｙ方向の長さ）Ｗ２よりも狭い。また、目盛領域Ｒは、Ｘ方向において、長さＬ１を有している。目盛領域ＲとＹ方向で隣り合う位置には、Ｘ方向に延びるアーム５１が設けられており、アーム５１の先端部には、指標５１ａが設けられている。
【００３５】
アーム５１の基端部は、幅Ｗ２を有する一方の領域につながっており、アーム５１の先端部は、幅Ｗ２を有する他方の領域から離れている。また、Ｙ方向において、アーム５１および目盛領域Ｒの間には、スペースが形成されている。言い換えれば、アーム５１は、目盛領域Ｒから分岐している。アーム５１は、Ｘ方向において、長さＬ２を有しており、長さＬ２は、長さＬ１よりも短い。アーム５１の幅（Ｙ方向の長さ）Ｗ３は、幅Ｗ２よりも狭くなっている。幅Ｗ３は、幅Ｗ１と同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。
【００３６】
図３は、拘束バンド５０が自然状態にあるときの図である。自然状態とは、拘束バンド５０を一対のエンドプレート４０に取り付けていない状態であり、言い換えれば、複数の単電池１０がＸ方向において広がろうとする力を拘束バンド５０が受けていない状態である。
【００３７】
複数の単電池１０に対して拘束力を与えているときには、拘束バンド５０は、複数の単電池１０から図４の矢印Ｆで示す荷重を受ける。荷重Ｆは、複数の単電池１０がＸ方向において広がろうとする力である。拘束バンド５０は、荷重Ｆを受けることにより、Ｘ方向に伸びて変形する。自然状態の拘束バンド５０において、目盛領域Ｒの幅Ｗ１は、幅Ｗ２よりも狭いため、拘束バンド５０が荷重Ｆを受けたときには、目盛領域Ｒが変形しやすくなる。図４において、目盛領域Ｒが変形することにより、目盛領域Ｒの幅は、Ｗ１からＷ４（＜Ｗ１）に変化し、目盛領域Ｒの長さは、Ｌ１からＬ３（＞Ｌ１）に変化する。
【００３８】
目盛領域ＲがＸ方向に伸びると、目盛領域Ｒに形成された目盛Ｓの間隔も変化する。具体的には、図４に示す状態における目盛Ｓの間隔は、図３に示す状態における目盛Ｓの間隔よりも広くなる。一方、アーム５１は、目盛領域Ｒから分岐しており、拘束バンド５０に荷重Ｆが作用しても、アーム５１は変形しない。このため、アーム５１の指標５１ａと、目盛領域Ｒに形成された目盛Ｓとの相対的な位置関係が変化する。
【００３９】
指標５１ａおよび目盛Ｓの相対的な位置関係を目視することにより、複数の単電池１０に作用している拘束力の状態を把握することができる。例えば、複数の単電池１０に拘束力を与えた直後において、言い換えれば、電池スタック１を組み立てた直後において、指標５１ａと向かい合う目盛Ｓの位置を基準位置としておく。そして、拘束力の変化によって拘束バンド５０（目盛領域Ｒ）が伸びると、指標５１ａの位置と基準位置との関係が変化する。この変化を確認することにより、拘束力の状態を把握することができる。
【００４０】
本実施例の変形例について、図５を用いて説明する。図５は、本変形例における拘束バンドの一部を示す図であり、図３および図４に対応した図である。本変形例において、本実施例で説明した部材と同一の機能を有する部材については、同一符号を用いている。
【００４１】
本変形例では、幅Ｗ２を有する領域の外縁に沿って目盛Ｓが形成されている。また、アーム５１の指標５１ａは、Ｙ方向で目盛Ｓと隣り合う位置に配置されている。本変形例においても、幅Ｗ１を有する領域が、幅Ｗ２を有する領域よりも変形しやすくなっている。
【００４２】
図５に示す状態は、複数の単電池１０に拘束力を与えた直後、言い換えれば、電池スタック１を組み立てた直後における拘束バンド５０の状態を示している。図５に示す状態から拘束力が変化すると、目盛Ｓに対する指標５１ａの位置が変化する。具体的には、図５に示す状態よりも拘束バンド５０（幅Ｗ１の領域）が伸びると、指標５１ａは、目盛Ｓに対して矢印Ｄ１の方向に移動する。一方、図５に示す状態よりも拘束バンド５０（幅Ｗ１の領域）が縮むと、指標５１ａは、目盛Ｓに対して矢印Ｄ２の方向に移動する。
【００４３】
本変形例では、目盛Ｓの両端に、「ＭＡＸ」および「ＭＩＮ」の表示を設けている。「ＭＡＸ」は、拘束力が許容範囲の最大値であることを示しており、「ＭＩＮ」は、拘束力が許容範囲の最小値であることを示している。「ＭＡＸ」および「ＭＩＮ」の間の範囲は、拘束バンド５０の変形特性に基づいて、設定することができる。
【００４４】
指標５１ａが、「ＭＡＸ」および「ＭＩＮ」の間の領域内に位置していないときには、単電池１０の拘束状態に不具合が生じていると判断することができる。複数の単電池１０を拘束するときには、所望の拘束状態で単電池１０を拘束することが好ましく、本変形例の目盛Ｓを用いることにより、所望の拘束状態が維持されているか否かを確認することができる。
【００４５】
単電池１０の熱膨張等が発生すると、拘束バンド５０がＸ方向に伸びることにより、指標５１ａは、「ＭＡＸ」に近づく方向に移動する。ここで、指標５１ａが「ＭＡＸ」の位置よりも矢印Ｄ１の方向に位置しているときには、過剰な拘束力が発生していると判断することができる。一方、仕切り板３０等にクリープ現象が発生すると、拘束バンド５０がＸ方向に縮むことにより、指標５１ａは、「ＭＩＮ」に近づく方向に移動する。ここで、指標５１ａが「ＭＩＮ」の位置よりも矢印Ｄ２の方向に位置しているときには、拘束力が不足していると判断することができる。
【００４６】
本変形例では、目盛Ｓに対して指標５１ａが移動するため、目盛Ｓに対する指標５１ａの位置を見ることにより、拘束力の状態を確認することができる。
【実施例２】
【００４７】
本発明の実施例２である電池パックについて説明する。ここで、実施例１で説明した部材と同一の部材については、同一符号を用い、詳細な説明は省略する。本実施例では、実施例１に対して、拘束バンドの構造を変更している。以下、実施例１と異なる点について、主に説明する。
【００４８】
図６は、本実施例における拘束バンド（連結部材に相当する）６０の一部を示す図であり、実施例１で説明した図３や図４に対応する図である。拘束バンド６０の縁には、２つの凹部６１が形成されている。凹部６１は、曲率を有しており、２つの凹部６１は、Ｙ方向に並んで設けられている。２つの凹部６１を設ける位置は、適宜設定することができる。２つの凹部６１の間に位置する領域には、複数の目盛６２が形成されている。複数の目盛６２は、Ｘ方向およびＹ方向に沿ってそれぞれ形成されている。
【００４９】
図６は、拘束バンド６０が自然状態にあるときの図である。拘束バンド６０が自然状態にあるとき、Ｘ方向に関して、すべての目盛６２の間隔は、Ｍ１に設定されている。また、Ｙ方向に関して、すべての目盛６２の間隔は、Ｍ２に設定されている。ここで、間隔Ｍ１，Ｍ２は、等しくてもよいし、互いに異なっていてもよい。
【００５０】
電池スタック１を組み立てると、複数の単電池１０に対して拘束力が与えられ、拘束バンド６０は、エンドプレート４０からの力を受けることにより、Ｘ方向に伸びる。拘束バンド６０には、凹部６１が設けられているため、２つの凹部６１の間に位置する領域に対して応力を集中させることができ、この領域を最も変形しやすくすることができる。言い換えれば、２つの凹部６１の間に位置する領域が、Ｘ方向において、伸びやすくなる。
【００５１】
電池スタック１を組み立てた直後においては、目盛６２の間隔Ｍ１が所定値（基準値という）に維持される。そして、単電池１０の拘束力が変化すると、拘束バンド６０が伸びたり、縮んだりすることにより、目盛６２の間隔Ｍ１が変化する。具体的には、単電池１０に作用する拘束力が上昇すれば、目盛６２の間隔Ｍ１が基準値よりも広がり、拘束力が低下すれば、目盛６２の間隔Ｄ１が基準値よりも狭まる。そこで、変化後の間隔Ｍ１を、基準値と比較することにより、単電池１０に作用している拘束力の状態を確認することができる。
【００５２】
変化後の間隔Ｍ１を基準値と比較するときに、例えば、基準値を示す物差しを用意しておけば、基準値との比較を容易に行うことができる。一方、拘束バンド６０と隣り合う位置に、基準値を示す目盛を設けることができる。具体的には、図７に示すように、パックケース１１０のうち、拘束バンド６０の凹部６１と隣り合う領域に、基準値Ｄrefを示す目盛Ｓを設けることができる。図７に示す構成でも、基準値Ｄrefおよび目盛６２の間隔Ｍ１を比較することにより、拘束力の状態を確認することができる。
【００５３】
図７に示す構成において、基準値Ｄrefは、適宜設定することができる。基準値Ｄrefが、電池スタック１を組み立てた直後における目盛６２の間隔Ｍ１であれば、パックケース１１０に形成された目盛Ｓと、拘束バンド６０に形成された目盛６２とを一致させることができる。一方、基準値Ｄrefが、電池スタック１を組み立てた直後における目盛６２の間隔Ｍ１とは異なる値であるときには、これらの差分を考慮することにより、拘束力の状態を確認することができる。
【００５４】
図７に示す構成では、基準値Ｄrefを示す目盛Ｓを、パックケース１１０に設けているが、これに限るものではない。すなわち、基準値Ｄrefを示す目盛Ｓは、拘束バンド６０とは異なる部材に設ければよく、例えば、単電池１０に設けることができる。
【００５５】
本実施例では、Ｘ方向およびＹ方向に沿った目盛６２をそれぞれ形成しているが、これに限るものではない。具体的には、目盛の間隔Ｍ１を確認するために、Ｙ方向に沿った目盛６２だけを拘束バンド６０に形成することができる。
【００５６】
また、本実施例では、凹部６１が曲率を有しているが、これに限るものではない。すなわち、目盛６２を形成する領域の幅が、他の領域の幅よりも狭ければよい。例えば、図８に示す拘束バンドを用いることができる。図８に示す構成において、凹部６１は、Ｘ方向に延びる面と、Ｙ方向に延びる面とで構成されている。
【実施例３】
【００５７】
本発明の実施例３である電池パックについて説明する。実施例１，２で説明した部材と同一の部材については、同一の符号を用い、詳細な説明は省略する。本実施例では、実施例１，２に対して、拘束バンドの構造を変更している。以下、実施例１，２と異なる点について、主に説明する。
【００５８】
図９は、本実施例における拘束バンド（連結部材に相当する）の一部を示す図であり、実施例１で説明した図３および図４に相当する図である。拘束バンド７０は、互いに分離された第１バンド（第１連結部材に相当する）７１および第２バンド（第２連結部材に相当する）７２を有し、第１バンド７１および第２バンド７２は、バネ７３によって連結されている。
【００５９】
第１バンド７１の一端（図示せず）は、実施例１で説明したように、エンドプレート４０に固定されており、第１バンド７１の他端には、バネ７３の一端７３ａが固定されている。第１バンド７１およびバネ７３の固定方法としては、例えば、バネ７３の一端７３ａにフックを設けておき、このフックを第１バンド７１に形成した開口部に引っ掛けることができる。
【００６０】
第２バンド７２の一端（図示せず）は、実施例１で説明したように、エンドプレート４０に固定されており、第２バンド７２の他端には、バネ７３の他端７３ｂが固定されている。第２バンド７２およびバネ７３の固定方法は、第１バンド７１およびバネ７３の固定方法と同様とすることができる。
【００６１】
第１バンド７１の他端には、Ｘ方向に延びるアーム７１ａが形成されており、アーム７１ａは、Ｙ方向において、バネ７３と並んで配置されている。アーム７１ａの先端は、第２バンド７２から離れており、アーム７１ａには、目盛Ｓが形成されている。バネ７３には、指標７４が設けられており、指標７４は、目盛Ｓを指している。
【００６２】
本実施例において、単電池１０に作用する拘束力が変化すると、第１バンド７１および第２バンド７２の間隔が変化する。具体的には、拘束力が上昇すると、第１バンド７１および第２バンド７２の間隔が広がり、バネ７３が伸びることになる。一方、拘束力が低下すると、第１バンド７１および第２バンド７２の間隔が狭まり、バネ７３が縮むことになる。
【００６３】
バネ７３が伸びたり、縮んだりすると、目盛Ｓに対する指標７４の位置が変化する。ここで、電池スタック１を組み立てた直後において、指標７４に対した目盛Ｓの位置を基準位置として決めておけば、基準位置に対する指標７４のずれを見ることにより、拘束力の状態を確認することができる。
【００６４】
上述した実施例１〜３では、拘束バンドに目盛を形成しているが、これに限るものではない。具体的には、拘束バンドの外面にマークを形成しておき、拘束力の変化に伴う拘束バンドの変形によって、マークの形状を変化させることができる。このような構成では、マークの形状の変化を確認することにより、拘束力の状態を確認することができる。
【００６５】
上述したマークとしては、例えば、円を用いることができる。拘束バンドが伸びるときと、拘束バンドが縮むときとで、円の変形方向が異なる。すなわち、拘束バンドが伸びたり、縮んだりするときには、円が楕円に変化する。ここで、拘束バンドが伸びるときには、楕円の長軸は、拘束バンドの長手方向に沿った軸となる。また、拘束バンドが縮むときには、楕円の長軸は、拘束バンドの長手方向と直交する方向に沿った軸となる。
【符号の説明】
【００６６】
１：電池スタック １０：単電池（蓄電素子）
１１：正極端子 １２：負極端子
２０：バスバーモジュール ３０：仕切り板（仕切り部材）
４０：エンドプレート ５０：拘束バンド（連結部材）
５１：アーム ５１ａ：指標
１００： 電池パック（蓄電装置） １１０：パックケース
１１１：アッパーケース １１２：ロアーケース
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定方向に並んで配置された複数の蓄電素子と、
前記所定方向において、前記複数の蓄電素子を挟む一対のエンドプレートと、
前記所定方向に延びて前記一対のエンドプレートを連結し、前記一対のエンドプレートを介して前記複数の蓄電素子に拘束力を与えるための複数の連結部材と、を有し、
前記複数の連結部材のうち、少なくとも１つの前記連結部材は、マークを有しており、前記拘束力の変化に伴う変形によって、前記マークの形状を変化させることを特徴とする蓄電装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つの連結部材は、前記マークが形成された第１領域と、前記マークが形成されていない第２領域とを有しており、
前記第１領域の大きさは、前記第２領域の大きさよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項３】
前記マークは、前記連結部材の長手方向に沿って形成された目盛であり、
前記連結部材は、前記拘束力の変化に伴う変形によって、前記目盛の間隔を変化させることを特徴とする請求項１又は２に記載の蓄電装置。
【請求項４】
前記連結部材は、前記目盛が形成された領域から分岐したアームを有しており、
前記アームは、前記目盛と隣り合う位置に設けられた指標を有することを特徴とする請求項３に記載の蓄電装置。
【請求項５】
所定方向に並んで配置された複数の蓄電素子と、
前記所定方向において、前記複数の蓄電素子を挟む一対のエンドプレートと、
前記所定方向に延びて前記一対のエンドプレートを連結し、前記一対のエンドプレートを介して前記複数の蓄電素子に拘束力を与えるための複数の連結部材と、を有し、
前記複数の連結部材のうち、少なくとも１つの前記連結部材は、
この連結部材の長手方向に沿って形成された目盛を有する第１連結部材と、
前記第１連結部材と分離された第２連結部材と、
前記第１連結部材および前記第２連結部材に接続され、前記目盛を指し示す指標を備えたバネと、
を有することを特徴とする蓄電装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つの連結部材は、前記蓄電素子の上面に配置されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の蓄電装置。
【請求項７】
前記所定方向で隣り合う２つの前記蓄電素子の間に配置された仕切り部材を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の蓄電装置。
【請求項１】
所定方向に並んで配置された複数の蓄電素子と、
前記所定方向において、前記複数の蓄電素子を挟む一対のエンドプレートと、
前記所定方向に延びて前記一対のエンドプレートを連結し、前記一対のエンドプレートを介して前記複数の蓄電素子に拘束力を与えるための複数の連結部材と、を有し、
前記複数の連結部材のうち、少なくとも１つの前記連結部材は、マークを有しており、前記拘束力の変化に伴う変形によって、前記マークの形状を変化させることを特徴とする蓄電装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つの連結部材は、前記マークが形成された第１領域と、前記マークが形成されていない第２領域とを有しており、
前記第１領域の大きさは、前記第２領域の大きさよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項３】
前記マークは、前記連結部材の長手方向に沿って形成された目盛であり、
前記連結部材は、前記拘束力の変化に伴う変形によって、前記目盛の間隔を変化させることを特徴とする請求項１又は２に記載の蓄電装置。
【請求項４】
前記連結部材は、前記目盛が形成された領域から分岐したアームを有しており、
前記アームは、前記目盛と隣り合う位置に設けられた指標を有することを特徴とする請求項３に記載の蓄電装置。
【請求項５】
所定方向に並んで配置された複数の蓄電素子と、
前記所定方向において、前記複数の蓄電素子を挟む一対のエンドプレートと、
前記所定方向に延びて前記一対のエンドプレートを連結し、前記一対のエンドプレートを介して前記複数の蓄電素子に拘束力を与えるための複数の連結部材と、を有し、
前記複数の連結部材のうち、少なくとも１つの前記連結部材は、
この連結部材の長手方向に沿って形成された目盛を有する第１連結部材と、
前記第１連結部材と分離された第２連結部材と、
前記第１連結部材および前記第２連結部材に接続され、前記目盛を指し示す指標を備えたバネと、
を有することを特徴とする蓄電装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つの連結部材は、前記蓄電素子の上面に配置されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の蓄電装置。
【請求項７】
前記所定方向で隣り合う２つの前記蓄電素子の間に配置された仕切り部材を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の蓄電装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１２９０２９（Ｐ２０１２−１２９０２９Ａ）
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７８４４８（Ｐ２０１０−２７８４４８）
【出願日】平成２２年１２月１４日（２０１０．１２．１４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１４日（２０１０．１２．１４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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