(57)【要約】【課題】複数の蓄電モジュールからなるバンクの構成をさらにシンプルなものとし、これにより、スペース効率の向上（ダウンサイジング）およびコストダウンを実現する。【解決手段】対向する正面壁１１と背面壁１２を含む六面体ハウジング１０内に、複数のパッケージセルを収容してなる蓄電モジュール１。蓄電モジュール１は、同種のモジュールを横方向に連結するためのヨコ方向位置決め機構と、高さ方向に連結するためのタテ方向位置決め機構と、奥行き方向に連結するためのオクユキ方向位置決め機構と、をハウジング１０上に備える。したがって、別のケーシング等を必要とせずに、複数の蓄電モジュールを、ハウジング１０同士を互いに接触させた状態で位置決め・連結することが可能となり、バンクをコンパクト化できる。これにより、ダウンサイジングおよびコストダウンが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する正面壁（１１）と背面壁（１２）を含む絶縁樹脂製の六面体ハウジング（１０）内に、複数のパッケージセルを収容してなる蓄電モジュールであって、正面壁（１１）および背面壁（１２）に、
当該蓄電モジュールを他の蓄電モジュールに直接接触して横方向に連結するためのヨコ方向位置決め機構（３０）と、
当該蓄電モジュールを他の蓄電モジュールに直接接触して高さ方向に連結するためのタテ方向位置決め機構（４０）と、
当該蓄電モジュールを他の蓄電モジュールに直接接触して奥行き方向に連結するためのオクユキ方向位置決め機構（５０）と、を備えたことを特徴とする、蓄電モジュール。
【請求項２】
上記ヨコ方向位置決め機構（３０）は、正面壁（１１）および背面壁（１２）上で、壁面から隆起し、ロッド部材（８０）を壁面と平行に通す開口（３６）を備えたロッド挿通隆起部（３０）で構成されていて、
横方向に隣接して並べた複数の蓄電モジュールに対して、ロッド挿通隆起部（３０）の開口（３６）に通したロッド部材（８０）により、各蓄電モジュールが横方向に位置決めされ、
上記タテ方向位置決め機構（４０）は、正面壁（１１）および背面壁（１２）上で、壁面から隆起し、ネジ部材（８５）を壁面と平行に通す開口（４６）を備えた第１ネジ連結隆起部（４５）と、上記ネジ部材（８５）とネジ係合するネジ係合部（４８）を備えた第２ネジ連結隆起部（４９）と、で構成されていて、
高さ方向に隣接して積み上げた２つの蓄電モジュールに対して、上方に置いた蓄電モジュールの第１ネジ連結隆起部（４５）の開口（４６）に通したネジ部材（８５）を、下方においた蓄電モジュールの第２ネジ連結隆起部（４９）のネジ係合部（４８）にネジ係合させることで、両蓄電モジュールが高さ方向に位置決めおよび連結され、
上記オクユキ方向位置決め機構（５０）は、正面壁（１１）および背面壁（１２）上で、壁面から隆起し、先端に相補係合部を備えた、第１および第２の相補連結部（５５、５６）で構成されていて、
奥行き方向に隣接して並べた２つの蓄電モジュールにおいて、前方に置いた蓄電モジュールの背面壁（１２）に設けた第１相補連結部（５５）と、後方に置いた蓄電モジュールの正面壁（１１）に設けた第２相補連結部（５６）とが相補係合することで、両蓄電モジュールが奥行き方向に位置決めされることを特徴とする、請求項１記載の蓄電モジュール。
【請求項３】
上記六面体ハウジング（１０）は、内部に収容したパッケージセルに電気的に接続された端子（９０）を表面に露出するよう備えており、
当該端子（９０）は、正面壁（１１）およびこれと隣接する他の壁面に跨って延在するＬ字形状を為していることを特徴とする、請求項１または２記載の蓄電モジュール。
【請求項４】
上記六面体ハウジング（１０）は、いずれかの壁面に、内部に収容されたパッケージセルに連通する通気孔（１７）が形成された凹所（１３ａ）を有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１つに記載の蓄電モジュール１。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数を接続してバンクを構成する蓄電モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
蓄電池などの蓄電モジュールはそれ単体では出力が限られているので、複数の蓄電モジュールを直列または並列に接続して、大出力を得ることが従来から行われている。複数の蓄電モジュールを組み合わせてバンクを構成するに際して、一般的には、箱体その他のケーシングを用意し、その中に、複数の蓄電モジュールを並べて収容する。
【０００３】
本件出願人は既に、簡単にバンクを組み立てることを可能とする蓄電モジュールの構成を開発し、特許出願を行った（特許文献１）。特許文献１においては、基板上に並べた多数の蓄電モジュールの上にカバープレートを被せ、このカバープレートを柱部材で基板に連結する構成を採用している。
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１２４２５０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本願発明の目的は、複数の蓄電モジュールからなるバンクの構成をさらにシンプルなものとし、これにより、スペース効率の向上（ダウンサイジング）およびコストダウンを実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を有効に解決するために創案されたものであって、以下の特徴を備えた蓄電モジュールを提供する。
【０００７】
本発明の蓄電モジュールは、対向する正面壁と背面壁を含む絶縁樹脂製の六面体ハウジング内に、複数のパッケージセルを収容してなる。
そして、正面壁および背面壁に、「当該蓄電モジュールを他の蓄電モジュールに直接接触して横方向に連結するためのヨコ方向位置決め機構」と「当該蓄電モジュールを他の蓄電モジュールに直接接触して高さ方向に連結するためのタテ方向位置決め機構」と「当該蓄電モジュールを他の蓄電モジュールに直接接触して奥行き方向に連結するためのオクユキ方向位置決め機構」と、を備えたことを特徴としている。
【０００８】
なお、ここで言う「他の蓄電モジュール」とは、≪当該蓄電モジュールと同一構造を有する他の蓄電モジュール≫という意味である。すなわち、本発明は、同一構造の複数の蓄電モジュールを「ヨコ」、「タテ」、「オクユキ」方向に並べてバンクを構成する際における連結機構について工夫したものである。
また、「ヨコ」、「タテ」、「オクユキ」なる語は、六面体ハウジングにおいて直交する３方向を互いに区別するために、便宜上使用している用語である。直交座標系におけるＸ、Ｙ、Ｚに相当する概念であるが、いずれが水平方向であっても、鉛直方向であってもよい。
【発明の効果】
【０００９】
上記構成を備えた本発明の蓄電モジュールは、これを複数並べてバンク化するための位置決め機構が、蓄電モジュール自身のハウジングに直接形成されている。したがって、別のケーシング等を必要とせずに、複数の蓄電モジュールを、ハウジング同士を互いに接触させた状態で位置決め・連結することが可能となり、バンクをコンパクト化できる。これにより、ダウンサイジングおよびコストダウンが可能となる。
【００１０】
特に、蓄電モジュールの六面体ハウジングが絶縁樹脂で構成されているため、次のようなメリットが得られる。
板金で作成されたモジュールとは異なり、モジュール同士を直接接触させて配置しても絶縁を確保することができる。樹脂性のハウジング表面には、バンク化のための上記各位置決め機構を構成することが容易である。
樹脂性ハウジングは、特に肉厚に構成した場合には、板金構造の筐体よりも高い剛性が得られるので、タテ積みに有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の実施形態を、添付の図面を参照して以下に詳細に説明する。図１（ａ）は、一実施形態に係る蓄電モジュール１の前方斜視図を、図１（ｂ）は、その後方斜視図を、それぞれ示している。蓄電モジュール１は、絶縁樹脂製の六面体ハウジング１０の内部に、複数のパッケージセル（不図示）を収容して構成されている。
【００１２】
収容されるパッケージセル自体は、電極および電解液等を収容した公知の構成を有しているので、詳しくは説明しない。複数のパッケージセルは、互いの電極端子が接続された上で、ハウジング１０表面に設けた正極端子９０ａおよび負極端子９０ｂに接続されており、蓄電モジュール１全体が１つの蓄電池として機能する。ハウジング１０は、両端子９０ａ、９０ｂの短絡を防ぐために、絶縁樹脂で構成される。
【００１３】
図示した例では、蓄電モジュール１は、定格電圧５０Ｖの電気二重層キャパシタであって、後述する３方向の位置決め機構をもって複数の蓄電モジュール１を連結し、例えば２００Ｖ、４００Ｖなどのバンクを構成する。ただし、本発明は、電気二重層キャパシタ以外の蓄電池に対しても適用可能であり、また、定格電圧についても５０Ｖである必要はなく、適宜設定することができる。
【００１４】
図１に示したように、蓄電モジュール１のハウジング１０は、対向する正面壁１１および背面壁１２、左右の側壁１３、天壁１４、底壁を含む六面体ハウジングである。ここで言う「六面体」は、６つの面が完全な平面で構成された六面体を意味するものではない。図示しているように、ハウジング表面には、後述する位置決め機構、通気孔、その他の構造が設けられており、厳密な意味では六面体ではないが、全体として大略的に見れば、六面体を構成しているという意味である。
【００１５】
本発明の蓄電モジュール１は、３種類の位置決め機構をハウジング１０上に備える。複数の蓄電モジュール１を並べてバンクを構成する際に、各位置決め機構は、直交する３方向、つまり「ヨコ」、「タテ」、「オクユキ」の各方向における蓄電モジュール間の位置決めを行う。
以下に、各位置決め機構について説明する。
【００１６】
≪ヨコ方向位置決め機構３０：図２≫
ヨコ方向位置決め機構３０は、複数の蓄電モジュール１を、直接ハウジング同士を接触させた状態で横方向に位置決めする機構である。図２に示した例では、蓄電モジュール１の正面壁１１に、壁面から隆起する４つのロッド挿通隆起部３０ａ、ｂ、ｃ、ｄを設けていて、これらがヨコ方向位置決め機構３０を構成している（便宜上、ａ、ｂ、ｃ、ｄで区別するが、４つの隆起部はすべて同一構造である）。
ロッド挿通隆起部３０ａ、ｂ、ｃ、ｄは、開口３６を備えていて、ここにロッド部材８０が壁面と平行に水平方向に通される。すなわち、上方に並ぶ２つのロッド挿通隆起部３０ａ、ｂに対して１本のロッド部材８０が通され、下方に並ぶ２つのロッド挿通隆起部３０ｃ、ｄに対して別のロッド部材８０が通される。
【００１７】
同じ構造の蓄電モジュール１を複数、横方向に並べ、ロッド部材８０を通すことで、複数の蓄電モジュール１を横方向に整列させることができる。背面壁１２にも、同様の連結機構を設けている。すなわち、横方向に並んだ蓄電モジュール１は、正面および背面の両側において、ロッド部材で整列（位置決め）されることとなる。
【００１８】
図２では、２つの蓄電モジュール１を横方向に並べた例を示しているが、３つあるいはそれ以上の蓄電モジュール１の場合でも、同様にして横方向に連結することができる。蓄電モジュール１の数に応じて、適宜適当な長さのロッド部材８０を採用する。
なお、ロッド部材の両端に側方プレート等を固定して両側から挟み込むことで、整列した複数の蓄電モジュールが最終的に固定される（図５参照）。
【００１９】
図示の例では、上下２組（合計４個）のロッド挿通隆起部３０を形成して、２本のロッド部材８０を挿通しているが、ロッド挿通隆起部３０の形成位置や個数、およびそれに応じて使用するロッド部材の数は、適宜変更することができる。
【００２０】
≪タテ方向位置決め機構４０：図３≫
タテ方向位置決め機構４０は、高さ方向に積み上げた２つの蓄電モジュール１を、直接ハウジング同士を接触させた状態で位置決めする機構である。タテ方向位置決め機構４０は、第１ネジ連結隆起部４５と、第２ネジ連結隆起部４９とで構成される。
【００２１】
正面壁１１には、壁面下端領域から隆起する第１ネジ連結隆起部４５が設けられ、そこに鉛直方向の開口４６が形成されている。この開口４６にネジ部材８５が通される。
一方、正面壁１１の壁面上端領域には、ネジ部材８５と係合するネジ係合部４８を上面に備える第２ネジ連結隆起部４９が形成されている。
したがって、第１ネジ連結隆起部４５の開口４６に通したネジ部材８５を、第２ネジ連結隆起部４９のネジ係合部４８にネジ係合させることで、２つの蓄電モジュール１を高さ方向に位置決め・連結することができる。
【００２２】
図３では、２つの蓄電モジュール１を上下に積んだ例を示しているが、同様にして、３つ、４つと、積み上げていくことが可能である。
また、背面壁１２側にも同様のタテ方向位置決め機構を設けているので、蓄電モジュール１は、正面および背面の両側において、ネジ部材８５を用いて位置決め・連結されることとなる。
【００２３】
≪オクユキ方向位置決め機構５０：図４≫
オクユキ方向位置決め機構５０は、奥行き方向（長さ方向）に並べた２つの蓄電モジュール１を、直接ハウジング同士を接触させた状態で位置決めする機構である。オクユキ方向位置決め機構５０は、背面壁１２に設けた第１相補連結部５５と、正面壁１１に設けた第２相補連結部５６とで構成される。
背面側を“第１”、正面側を“第２”と呼んでいるが、これは、単に説明の便宜上区別しているだけである。
【００２４】
図示の例では、前方に置いた蓄電モジュール１の背面壁１２に４つの第１相補連結部５５ａ、ｂ、ｃ、ｄを設けており、それぞれに対応して、後方に置いた蓄電モジュール１の正面壁１１に４つの第２相補連結部５６ａ、ｂ、ｃ、ｄを設けている。
対応する第１および第２の相補連結部５５、５６は、凹凸形状による嵌合を利用した相補係合部を先端に備えていて、互いが相補係合することで、長さ方向に並べた２つの蓄電モジュール１を位置決めして、整列させる。各相補連結部５５、５６の先端に設けた凹凸形状は、相互に補完して係合できるものであれば、任意の形状を採用できる。
【００２５】
一列に並べられた複数の蓄電モジュールは、先頭の蓄電モジュールの正面壁、後端の蓄電モジュールの背面壁に沿って前後プレートを配置し、これら前後プレートを側方フレームで連結することで、最終的に固定される（図６参照）。
【００２６】
なお、図３、４を参照すれば分かるように、図示の例では、１つの隆起した構造部が「タテ方向位置決め機構４０における第１ネジ連結隆起部４５」と「オクユキ方向位置決め機構における相補連結部５５、５６」を兼用している。両者を別体として個別に形成することも勿論可能である。
【００２７】
≪各位置決め機構の変形例≫
図２〜４に、ヨコ方向位置決め機構３０、タテ方向位置決め機構４０、オクユキ方向位置決め機構５０の一例をそれぞれ示したが、各機構の具体的な形態は図示したものに限らない。各位置決め機構を構成する具体的な連結部位の数、位置、形状は、適宜変更を加えることが可能である。
また、直交する３方向の位置決めに関して、各機構を「タテ」、「ヨコ」、「オクユキ」の言葉で区別しているが、これらの言葉は、説明の便宜上、３方向を区別するためのものであるから、いずれが水平方向あるいは鉛直方向であってもよい。
【００２８】
≪３方向における連結態様≫
以上の説明したように、３種類の位置決め機構により、任意の数の蓄電モジュール１を直交する３方向に連結してバンクを構成することができる。図５、６にバンクの構成例を示す。整列した複数の蓄電モジュールを最終的に固定する方法については、図示のものに限らず、適宜変更を加えることが可能である。
【００２９】
図５では、上下２段、横方向４列の計８個の蓄電モジュール１を連結したバンクを示している。蓄電モジュールは、両側に配置した側方プレートをロッド部材で連結して固定されている。ロッド部材は、図２に示したように、各蓄電モジュール１の正面壁および背面壁に形成したヨコ方向位置決め機構（ロッド挿通隆起部）３０に通されている。
タテ方向位置決め機構４０はネジ部材８５を利用しているので、高さ方向に関しては、プレート等の他の固定機構は必要ない。
【００３０】
図６では、長さ方向に３個の蓄電モジュール１を一列に連結したバンクを示している。先頭の蓄電モジュールの正面壁、後端の蓄電モジュールの背面壁に沿って前後プレートを配置し、これら前後プレートを側方フレームで連結することで固定している。
【００３１】
≪Ｌ字端子：図７≫
一般的に、蓄電モジュールは内部で複数のパッケージセル（不図示）を接続して、これをハウジング表面に露出させた端子部に電気的に接続し、全体として１つの電池体を構成する。ハウジング表面に露出した端子部は、隣接する別の蓄電モジュールの端子部に対して導電プレート等を使用して連結される。
本発明では、この導電プレートによる連結作業を容易にするため、Ｌ字形端子９０を採用している。これについて説明する。
【００３２】
図７に部分的に拡大して示したように、Ｌ字端子９０は、ハウジング１０の正面壁１１に沿う部分９１と、天壁１４に沿う部分９２とが、直角に連なって構成される。１つの蓄電モジュール１に対して、プラス端子９０ａとマイナス端子９０ｂの２つのＬ字端子を設ける。
【００３３】
図７においては、左側の蓄電モジュール１のマイナス端子９０ｂと、右側の蓄電モジュール１のプラス端子９０ａを導電性プレートで連結する際に、正面壁１１に沿ってプレート９３をもって連結するのか、あるいは、天壁１４に沿ってプレート９４をもって連結するのかを、２者択一で選択することができる。
すなわち、複数の蓄電モジュール１からバンクを組み立てる際に、その組立場所あるいは設置箇所に応じて、作業上都合が良い方を選択することが可能となり、フレキシビリティを高めることができる。
なお、図示の例では、Ｌ字端子９０は、正面壁１１と天壁１４を跨ぐように設置されているが、正面壁１１と側壁１３を跨ぐように設置してもよい。
【００３４】
図７では、図示を明瞭にするために、２つの蓄電モジュール間に隙間が存在するように描いているが、実際には２つの蓄電モジュールは、互いに当接した状態で連結される。
【００３５】
板金で作製された従来の蓄電モジュールの場合には、Ｌ字ブラケットを用いて、正面壁あるいは天壁の両方からフレキシブルに端子を出すことは困難であった。板金の場合は、天壁と主端子間の距離が遠くなるため、主端子を天壁側に配置するためには、天壁を切欠く、あるいは長寸法のバスバーを使用することが必要となり、非常に大がかりな構造となっていた。さらには、天壁も板金であるため、主端子あるいは主端子取付部を絶縁構造としなければならず、これも非常に大がかりな構造となってしまう。
本発明の蓄電モジュールでは、ハウジングを絶縁樹脂で構成しており、天壁を低く配置できる。そのため、ハウジングの正面壁および天壁のコーナー部にＬ型板金を直付けできるため、非常にシンプルな絶縁構造が実現可能となった。
【００３６】
≪通気孔を備えた凹所：図８≫
次に、壁面の一部を凹所とし、ここに通気孔を形成することのメリットについて説明する。図８（ａ）に一部拡大して示したように、蓄電モジュール１の側壁１３は、その中央部が凹所１３ａとされていて、そこに通気孔１７が形成されている。通気孔１７は、ハウジング１０内に収容されたパッケージセル（不図示）に連通している。
図８（ｂ）は、壁面の凹所１３ａに通気孔１７を形成するメリットを模式的に示すもので、２つ並べた蓄電モジュール１を上方から簡略化して示している。凹所１３ａに通気孔１７を設けると、蓄電モジュール１を２つ、ハウジング同士を接触させて並べた場合でも、通気孔１７から出た気流をスムーズに外部に逃がすことができる。
図示した実施形態では、側壁１３に凹所１３ａを設けて、そこに通気孔１７を形成しているが、正面壁１１、背面壁１２、天壁１４、底壁のいずれに凹所および通気孔を形成してもよい。
【００３７】
図９〜図１１には、蓄電モジュール１の６面図を示した。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態に係る蓄電モジュールの前方および後方斜視図。
【図２】図１の蓄電モジュールが備えるヨコ方向位置決め機構を説明する図。
【図３】図１の蓄電モジュールが備えるタテ方向位置決め機構を説明する図。
【図４】図１の蓄電モジュールが備えるオクユキ方向位置決め機構を説明する図。
【図５】図１の蓄電モジュールを４×２のバンクに構成した例を示す斜視図。
【図６】図１の蓄電モジュールを３つ、長さ方向に並べたバンクに構成した例を示す斜視図。
【図７】図１の蓄電モジュールが備えるＬ字端子を説明する図。
【図８】図１の蓄電モジュールの側壁に設けた凹所に通気孔を形成した例を説明する図。
【図９】図１の蓄電モジュールの正面壁と背面壁を示す図。
【図１０】図１の蓄電モジュールの天壁と底壁を示す図。
【図１１】図１の蓄電モジュールの左右の側壁を示す図。
【符号の説明】
【００３９】
１  蓄電モジュール
１０  六面体ハウジング
１１  正面壁
１２  背面壁
１３  側壁
１３ａ  凹所
１４  天壁
１７  通気孔
３０  ヨコ方向位置決め機構（ロッド挿通隆起部）
３６  開口
４０  タテ方向位置決め機構
４５  第１ネジ連結隆起部
４６  開口
４８  ネジ係合部
４９  第２ネジ連結隆起部
５０  オクユキ方向位置決め機構
５５  第１相補連結部
５６  第２相補連結部
８０  ロッド部材
８５  ネジ部材
９０  Ｌ字端子
９３、９４  導電性プレート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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