(57)【要約】【課題】重量増加と、拘束部材の破損との両方を抑制可能な蓄電装置を提供する。【解決手段】蓄電装置は、一対の主面、及び複数の側面を有するモジュール積層体と、モジュール積層体を拘束する拘束部材と、を備える。拘束部材は、積層方向に沿ってモジュール積層体を挟持する第１挟持部材及び第２挟持部材と、複数の側面に対応して設けられ、第１挟持部材及び第２挟持部材を連結する複数の連結部材と、を有する。複数の連結部材のそれぞれは、積層方向における一端部及び他端部を含む複数のバンド部と、複数のバンド部の一端部を一体化すると共に第１挟持部材に固定され、複数のバンド部の合計幅よりも長い幅を有する第１屈曲部を含む第１固定部と、複数のバンド部の他端部を一体化すると共に第２挟持部材に固定され、複数のバンド部の合計幅よりも長い幅を有する第２屈曲部を含む第２固定部と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層方向に沿って積層された複数の蓄電モジュールを含み、前記積層方向に交差する一対の主面、及び複数の側面を有するモジュール積層体と、
前記モジュール積層体を拘束する拘束部材と、
を備え、
前記拘束部材は、
前記積層方向に沿って前記モジュール積層体を挟持する第１挟持部材及び第２挟持部材と、
前記複数の側面に対応して設けられ、前記第１挟持部材及び前記第２挟持部材を連結する複数の連結部材と、を有し、
前記複数の連結部材のそれぞれは、
前記積層方向に沿って延在し、前記積層方向における一端部及び他端部を含む複数のバンド部と、
前記複数のバンド部の前記一端部を一体化すると共に前記第１挟持部材に固定され、前記複数のバンド部の合計幅よりも長い幅を有する第１屈曲部を含む第１固定部と、
前記複数のバンド部の前記他端部を一体化すると共に前記第２挟持部材に固定され、前記複数のバンド部の前記合計幅よりも長い幅を有する第２屈曲部を含む第２固定部と、を有する、蓄電装置。
【請求項２】
前記複数の連結部材のそれぞれにおいて、前記複数のバンド部のうち前記モジュール積層体の中心に最も近いバンド部の幅が最も大きい、請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項３】
前記複数の連結部材のそれぞれにおいて、前記複数のバンド部の幅は、前記中心から遠いほど短くなる、請求項２に記載の蓄電装置。
【請求項４】
前記第１屈曲部と前記第２屈曲部とのそれぞれは、湾曲形状を呈する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の蓄電装置。
【請求項５】
前記複数のバンド部のそれぞれにおいて、前記一端部及び前記他端部の少なくとも一方は、末広がり形状を呈する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の蓄電装置。
【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】
蓄電装置は、積層された複数の蓄電モジュール（電池）を有しており、これらの蓄電モジュールは互いに拘束されている。下記特許文献１には、互いに積層される複数の電池を有する積層体が、一対のエンドプレートとリング状の拘束部材とによって拘束される態様が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２０４０８１公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したような拘束部材を用いて積層体を拘束する場合、拘束部材の屈曲部に応力が集中しやすい。このため、拘束部材においては、屈曲部が最も破損しやすくなっている。この屈曲部の破損を防ぐため、拘束部材の厚さを大きくしてその強度を高めることが考えられる。しかしながらこの場合、蓄電装置全体の重量、及び蓄電装置の製造コストが増加してしまう。
【０００５】
本発明の一側面の目的は、重量増加と、拘束部材の破損との両方を抑制可能な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】
本発明の一側面に係る蓄電装置は、積層方向に沿って積層された複数の蓄電モジュールを含み、積層方向に交差する一対の主面、及び複数の側面を有するモジュール積層体と、モジュール積層体を拘束する拘束部材と、を備え、拘束部材は、積層方向に沿ってモジュール積層体を挟持する第１挟持部材及び第２挟持部材と、複数の側面に対応して設けられ、第１挟持部材及び第２挟持部材を連結する複数の連結部材と、を有し、複数の連結部材のそれぞれは、積層方向に沿って延在し、積層方向における一端部及び他端部を含む複数のバンド部と、複数のバンド部の一端部を一体化すると共に第１挟持部材に固定され、複数のバンド部の合計幅よりも長い幅を有する第１屈曲部を含む第１固定部と、複数のバンド部の他端部を一体化すると共に第２挟持部材に固定され、複数のバンド部の合計幅よりも長い幅を有する第２屈曲部を含む第２固定部と、を有する。
【０００７】
この蓄電装置によれば、複数の連結部材のそれぞれにおいて、各バンド部の一端部は第１固定部によって一体化されており、各バンド部の他端部は第２固定部によって一体化されている。また、第１固定部は複数のバンド部の合計幅よりも長い幅を有する第１屈曲部を含み、第２固定部は複数のバンド部の合計幅よりも長い幅を有する第２屈曲部を含んでいる。これにより、蓄電モジュールを拘束するとき、第１及び第２屈曲部に対して加わる単位体積辺りの応力を低減できる。このため、例えば連結部材の厚さを大きくしなくとも、蓄電モジュールの拘束時に応力が集中しやすい第１及び第２屈曲部の破損を抑制できる。したがって、重量増加と、積層モジュールを拘束するための部材の破損との両方が抑制可能になる。
【０００８】
複数の連結部材のそれぞれにおいて、複数のバンド部のうちモジュール積層体の中心に最も近いバンド部の幅が最も長くてもよい。各連結部材に含まれる複数のバンド部のうちモジュール積層体の中心に最も近いバンド部には、応力が最も集中しやすい傾向にある。したがって、モジュール積層体の中心に最も近いバンド部の幅を最も長くすることによって、当該バンド部の破損を抑制できる。
【０００９】
複数の連結部材のそれぞれにおいて、複数のバンド部の幅は、中心から遠いほど短くなってもよい。この場合、各バンド部の強度を最適化することができるので、拘束部材の重量増加を良好に抑制できる。
【００１０】
第１屈曲部と第２屈曲部とのそれぞれは、湾曲形状を呈してもよい。この場合、第１屈曲部と第２屈曲部のそれぞれにおいて、特定箇所に応力が集中しにくくなる。
【００１１】
複数のバンド部のそれぞれにおいて、一端部及び他端部の少なくとも一方は、末広がり形状を呈してもよい。この場合、一端部と第１固定部との境界及びその周辺、並びに、他端部と第２固定部との境界及びその周辺の少なくとも一方には、破損等が発生しにくくなる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の一側面によれば、重量増加と、拘束部材の破損との両方を抑制可能な蓄電装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本実施形態に係る蓄電装置を示す概略斜視図である。
【図２】図２は、蓄電モジュールの概略斜視図である。
【図３】図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図４】図４（ａ）は、第１連結部材の外側を示す概略斜視図であり、図４（ｂ）は、第１連結部材の内側を示す概略斜視図である。
【図５】図５（ａ）は、第２連結部材の外側を示す概略斜視図であり、図５（ｂ）は、第２連結部材の内側を示す概略斜視図である。
【図６】図６は、比較例に係る蓄電装置を示す概略斜視図である。
【図７】図７は、拘束バンドの概略要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。なお、図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。
【００１５】
図１は、本実施形態に係る蓄電装置を示す概略斜視図である。図１に示される蓄電装置１は、例えばフォークリフト、ハイブリッド自動車、電気自動車等の各種車両のバッテリとして用いられる蓄電モジュールである。蓄電装置１は、積層された複数（ここでは１０つ）の蓄電モジュール１０を含むモジュール積層体２と、モジュール積層体２を拘束する拘束部材３とを備えている。以下では、蓄電モジュール１０が積層される方向を積層方向（もしくはＺ軸方向）とする。本実施形態では、「積層方向から見る」は、平面視に相当する。
【００１６】
モジュール積層体２は、積層方向に交差する一対の主面（不図示）と、複数の側面２ａとを有する。本実施形態では、後述するように、モジュール積層体２に含まれる各蓄電モジュール１０の側面は、四角筒形状を呈する二次シール部２３によって画成される。このため本実施形態では、モジュール積層体２は、４つの側面２ａを有する。モジュール積層体２内の蓄電モジュール１０は、バイポーラ電池である。蓄電モジュール１０は、例えばニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池等の二次電池である。二次電池は、全固体電池であってもよい。また、蓄電モジュール１０は、電気二重層キャパシタであってもよい。以下の説明では、ニッケル水素二次電池を例示する。
【００１７】
モジュール積層体２内の蓄電モジュール１０は、積層方向に直列接続されている。モジュール積層体２は、積層方向において隣り合う２つの蓄電モジュール１０の間に位置する金属製の導電板（不図示）を有する。すなわち、モジュール積層体２に含まれる複数の蓄電モジュール１０は、導電板を介して積層されている。導電板は、積層方向の両端に位置する蓄電モジュール１０の外側にも配置されてもよい。この場合、例えば積層方向の一端（ここでは下端）に位置する導電板には正極端子が接続され、積層方向の他端（ここでは上端）に位置する導電板には負極端子が接続されてもよい。導電板は、蓄電モジュール１０にて発生した熱を放出するための放熱板として機能し得る。導電板には、積層方向及びＹ軸方向に延在した複数の空隙が設けられてもよい。この場合、当該空隙を空気等の冷媒が通過することにより、蓄電モジュール１０からの熱を効率的に外部に放出することができる。
【００１８】
図２は、蓄電モジュールの概略斜視図であり、図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。図２及び図３に示されるように、モジュール積層体２に含まれる複数の蓄電モジュール１０は、モジュール本体１１と、モジュール本体１１の一側面に取り付けられた複数（ここでは４つ）の安全弁１２とを備えている。
【００１９】
モジュール本体１１は、複数のバイポーラ電極１３及び複数のセパレータ１４を有する電極積層体１５と、この電極積層体１５を取り囲む枠体１６とを備えている。電極積層体１５においては、バイポーラ電極１３と複数のセパレータ１４とが、積層方向に沿って交互に積層されている。
【００２０】
バイポーラ電極１３及びセパレータ１４は、例えば平面視矩形状を呈している。本実施形態では、バイポーラ電極１３及びセパレータ１４は、平面視長方形状を呈している。セパレータ１４は、積層方向に隣り合うバイポーラ電極１３の間に配置されている。バイポーラ電極１３は、集電体１７と、集電体１７の一方面１７ａ上に形成された正極１８と、集電体１７の他方面１７ｂ上に形成された負極１９とを有している。
【００２１】
バイポーラ電極１３の集電体１７は、積層方向に交差する方向（水平方向）に延在する板形状を呈する可撓性の導電体である。集電体１７は、例えばニッケル箔、メッキ処理が施された鋼板、またはメッキ処理が施されたステンレス鋼板である。鋼板としては、例えばＪＩＳ  Ｇ  ３１４１：２００５にて規定される冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ等）が挙げられる。ステンレス鋼板としては、例えばＪＩＳ  Ｇ  ４３０５：２０１５にて規定されるＳＵＳ３０４等が挙げられる。集電体１７の縁部１７ｃは、正極１８及び負極１９が設けられない未塗工領域となっている。
【００２２】
バイポーラ電極１３の正極１８は、セパレータ１４を挟んで積層方向に隣り合う一方のバイポーラ電極１３の負極１９と対向している。正極１８は、集電体１７の一方面に正極活物質を塗工することにより形成されている。正極活物質としては、例えばコバルト酸化物によってコーティングされた水酸化ニッケルが用いられる。バイポーラ電極１３の負極１９は、セパレータ１４を挟んで積層方向に隣り合う他方のバイポーラ電極１３の正極１８と対向している。負極１９は、集電体１７の他方面に負極活物質を塗工することにより形成されている。負極活物質としては、例えば水素吸蔵合金が用いられる。
【００２３】
電極積層体１５の最下層には、正極側終端電極２０が配置されている。正極側終端電極２０は、集電体１７と、集電体１７の一方面１７ａに形成された正極１８とを有している。電極積層体１５の最上層には、負極側終端電極２１が配置されている。負極側終端電極２１は、集電体１７と、集電体１７の他方面１７ｂに形成された負極１９とを有している。正極側終端電極２０の正極１８は、セパレータ１４を挟んで最下層のバイポーラ電極１３の負極１９と対向している。負極側終端電極２１の負極１９は、セパレータ１４を挟んで最上層のバイポーラ電極１３の正極１８と対向している。正極側終端電極２０及び負極側終端電極２１の集電体１７は、積層方向に隣り合う導電板に接続されてもよい。
【００２４】
セパレータ１４は、正極１８と負極１９との間に配置され、正極１８と負極１９とを隔離する。セパレータ１４は、積層方向から見て集電体１７よりも小さく且つ正極１８及び負極１９よりも大きい。セパレータ１４は、例えばシート状に形成されている。セパレータ１４は、ポリエチレン（ＰＥ）またはポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン系樹脂からなる多孔質フィルム、もしくはＰＥ、ＰＰ、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）またはメチルセルロース等からなる不織布または織布等で形成されている。また、セパレータ１４は、フッ化ビニリデン樹脂化合物等で補強されていてもよい。なお、セパレータ１４の形状としては、特にシート状に限られず、袋状であってもよい。
【００２５】
枠体１６は、電極積層体１５の周囲に配置されており、集電体１７の短辺方向（図２におけるＹ軸方向）に沿って延びる一対の第１壁部１６ａと、集電体１７の長辺方向（図２におけるＸ軸方向）に沿って延びる一対の第２壁部１６ｂとによって構成される。複数の蓄電モジュール１０が積層されることによって、複数の第１壁部１６ａから構成されるモジュール積層体２の側面２ａと、複数の第２壁部１６ｂから構成されるモジュール積層体２の側面２ａとが設けられる。枠体１６は、各集電体１７の縁部１７ｃをそれぞれ保持する複数の一次シール部２２と、これらの一次シール部２２の周囲に配置された二次シール部２３とを有している。
【００２６】
各一次シール部２２は、積層方向に沿って集電体１７毎に配置されており、枠形状を呈している。本実施形態では、一次シール部２２は、矩形枠形状を呈している。一次シール部２２は、集電体１７の縁部１７ｃに熱溶着により接合されている。
【００２７】
積層方向に隣り合う集電体１７間には、集電体１７、正極１８、負極１９及び一次シール部２２によって画成された内部空間Ｖが設けられている。従って、電極積層体１５には、複数の内部空間Ｖが設けられている。セパレータ１４内を含む内部空間Ｖには、アルカリ性の電解液が注入されている。アルカリ性の電解液としては、例えば水酸化カリウム水溶液等を含むアルカリ溶液が用いられる。一次シール部２２は、内部空間Ｖを封止する。蓄電モジュール１０の各セルは、２つの集電体１７、正極１８、負極１９、セパレータ１４及び一次シール部２２により構成され、内部空間Ｖを有している。
【００２８】
二次シール部２３は、例えば四角筒形状を呈している。二次シール部２３は、内部空間Ｖを更に封止する。二次シール部２３は、各一次シール部２２に接合されている。このため、各蓄電モジュール１０は、二次シール部２３によって一体化されている。二次シール部２３は、例えば射出成形等により形成されている。
【００２９】
一次シール部２２及び二次シール部２３は、例えばポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）または変性ポリフェニレンエーテル（変性ＰＰＥ）等の樹脂で形成されている。
【００３０】
枠体１６を構成する第１壁部１６ａの一方には、安全弁１２が取り付けられる複数（ここでは４つ）の安全弁取付領域２４が設けられている。一次シール部２２の各安全弁取付領域２４には、複数の連通孔（不図示）が設けられている。この連通孔は、蓄電モジュール１０の各セルの内部空間Ｖに連通している。また、二次シール部２３にも安全弁取付領域２４が設けられている。このため二次シール部２３には、上記連通孔につながる複数の孔が設けられている。
【００３１】
安全弁１２は、内部空間Ｖの内圧に応じて開閉する圧力調整弁（たとえば内圧が所定値を超えたときに開くガス抜き安全弁）として機能し得る部材である。安全弁１２は、安全弁取付領域２４に取り付けられている。安全弁取付領域２４に設けられる孔及び連通孔は、内部空間Ｖへ電解液を注入するための注液口（電解液注入口）として用いることもできる。なお、図１においては、積層方向の下方から数えて偶数番の蓄電モジュール１０にも安全弁１２が設けられている。
【００３２】
拘束部材３は、積層方向に沿ってモジュール積層体２を挟持する一対の挟持部材（第１挟持部材及び第２挟持部材）３１と、モジュール積層体２の側面２ａに対応して設けられ、一対の挟持部材３１を連結する一対の第１連結部材４１及び一対の第２連結部材５１とを有する。各挟持部材３１と第１連結部材４１、並びに、各挟持部材３１と第２連結部材５１とのそれぞれは、例えばボルト等の締結部材Ｅによって互いに締結されている。
【００３３】
一対の挟持部材３１は、第１連結部材４１及び第２連結部材５１と連結することによって、モジュール積層体２に対して積層方向に沿った拘束荷重を付加する部材である。一方の挟持部材３１は、モジュール積層体２における積層方向の一端側（下端側）に位置する一方の主面に接触する板状部材である。他方の挟持部材３１は、モジュール積層体２における積層方向の他端側（上端側）に位置する他方の主面に接触する板状部材である。挟持部材３１は、例えば、鉄板等の金属板もしくは合金板を加工することによって形成される。挟持部材３１には、例えば締結部材Ｅが螺合される雌ねじが設けられてもよい。なお、挟持部材３１は、モジュール積層体２に直接接触してもよいし、緩衝材等を介して間接的に接触してもよい。
【００３４】
第１連結部材４１は、各蓄電モジュール１０の第１壁部１６ａによって構成されるモジュール積層体２の側面２ａに対向する連結部材である。一対の第１連結部材４１は、Ｘ軸方向においてモジュール積層体２を挟むように設けられる。一方、第２連結部材５１は、各蓄電モジュール１０の第２壁部１６ｂによって構成されるモジュール積層体２の側面２ａに対向する連結部材である。一対の第２連結部材５１は、Ｙ軸方向においてモジュール積層体２を挟むように設けられる。第１連結部材４１は、第２連結部材５１に接してもよいし、第２連結部材５１に対して離間してもよい。第１連結部材４１が第２連結部材５１に接する場合、第１連結部材４１の一部は、積層方向において第２連結部材５１の一部に重なってもよい。第１連結部材４１及び第２連結部材５１のそれぞれは、挟持部材３１と同様に、金属板もしくは合金板を加工することによって形成される。
【００３５】
次に、図４（ａ），（ｂ）を参照しながら第１連結部材４１の構造について説明する。図４（ａ）は、一方の第１連結部材４１を示す概略斜視図であり、図４（ｂ）は、他方の第１連結部材４１を示す概略斜視図である。図４（ａ），（ｂ）に示されるように、第１連結部材４１は、積層方向に沿って延在するバンド部４２Ａ〜４２Ｃと、積層方向に直交する方向（図４ではＹ軸方向）に沿って延在し、バンド部４２Ａ〜４２Ｃを一体化する一対の固定部４３，４４とを有する。
【００３６】
バンド部４２Ａ〜４２Ｃは、固定部４３，４４をつなぐ部分であって、略帯板形状を呈している。バンド部４２Ａ〜４２Ｃは、互いに離間している。バンド部４２Ａは、Ｙ軸方向においてバンド部４２Ｂ，４２Ｃの間に位置している。Ｙ軸方向に沿ったバンド部４２Ａ，４２Ｂの間隔Ｓ１は、Ｙ軸方向に沿ったバンド部４２Ａ，４２Ｃの間隔Ｓ２と同一でもよいし異なってもよい。本実施形態では、間隔Ｓ１，Ｓ２は、略同一である。第１連結部材４１が挟持部材３１に連結されるとき、バンド部４２Ａ，４２Ｂと固定部４３，４４とによって画成される空間、及び、バンド部４２Ａ，４２Ｃと固定部４３，４４とによって画成される空間のそれぞれには、安全弁１２が配置される（図１を参照）。本実施形態において、「略同一」とは同一だけではなく数％の誤差も含む概念である。
【００３７】
第１連結部材４１が挟持部材３１に連結されたとき、バンド部４２Ａ〜４２Ｃのうち、バンド部４２Ａは、モジュール積層体２の中心に最も近くに位置する（図１を参照）。Ｙ軸方向に沿ったバンド部４２Ａの幅Ｗ１は、バンド部４２Ｂの幅Ｗ２及びバンド部４２Ｃの幅Ｗ３と異なる。具体的には、幅Ｗ１は、幅Ｗ２，Ｗ３よりも長い。このため第１連結部材４１においては、バンド部４２Ａ〜４２Ｃのうちモジュール積層体２の中心に最も近くに位置するバンド部４２Ａの幅Ｗ１が最も長い。また、第１連結部材４１においては、バンド部の幅は、モジュール積層体２の中心から遠いほど短くなる。なお、幅Ｗ２，Ｗ３は、互いに同一でもよいし異なってもよい。本実施形態では、幅Ｗ２，Ｗ３は、略同一である。バンド部４２Ｂ，４２Ｃの破損を抑制する観点から、幅Ｗ２，Ｗ３のそれぞれは、例えば５ｍｍ以上である。
【００３８】
バンド部４２Ａ〜４２Ｃのそれぞれは、固定部４３に一体化される一端部４２ａと、固定部４４に一体化される他端部４２ｂとを有する。各一端部４２ａは固定部４３に向かう末広がり形状を呈し、各他端部４２ｂは固定部４４に向かう末広がり形状を呈する。本実施形態では、一端部４２ａと固定部４３とによって画成される角部、及び、他端部４２ｂと固定部４４とによって画成される角部のそれぞれは、丸まっている。
【００３９】
固定部（第１固定部）４３は、積層方向の一端側に位置する挟持部材３１に固定される部分であり、Ｙ軸方向から見て略Ｌ字形状を呈する。固定部４３は、バンド部４２Ａ〜４２Ｃに直交する方向に延在する板状部分を屈曲することによって形成される。固定部４３において、Ｙ軸方向の一端はバンド部４２Ｂよりも外側に位置し、Ｙ軸方向の他端はバンド部４２Ｃよりも外側に位置している。このため、固定部４３のＹ軸方向に沿った長さＬ１は、バンド部４２Ａ〜４２Ｃの合計幅（幅Ｗ１＋幅Ｗ２＋幅Ｗ３）よりも長い。例えば、長さＬ１は、上記合計幅の２倍以上である。この場合、モジュール積層体２を拘束したとき、バンド部４２Ａ〜４２Ｃと、固定部４３との破損を良好に抑制できる。また、長さＬ１は、例えばＹ軸方向に沿った蓄電モジュール１０の長さの５０％以上である。
【００４０】
固定部４３は、各一端部４２ａに連続してつながる第１板部４３ａ、第１板部４３ａに交差する方向に延在する第２板部４３ｂ、及び、第１板部４３ａと第２板部４３ｂとをつなぐ屈曲部（第１屈曲部）４３ｃを有する。第１連結部材４１が挟持部材３１に連結されるとき、第１板部４３ａはＸ軸方向においてモジュール積層体２の側面２ａに対向する。第２板部４３ｂには、締結部材Ｅが挿通可能な複数の開口部Ｏが設けられる。第１板部４３ａ、第２板部４３ｂ、及び屈曲部４３ｃのＹ軸方向に沿った長さ（幅）は、固定部４３のＹ軸方向に沿った長さＬ１に相当する。このため、屈曲部４３ｃは、バンド部４２Ａ〜４２Ｃの合計幅よりも長い幅を有する。本実施形態では、屈曲部４３ｃは、湾曲形状を呈しており、その曲率半径は、固定部４３の厚さにもよるが、例えば１ｍｍ以上５ｍｍ以下である。
【００４１】
固定部（第２固定部）４４は、積層方向の他端側に位置する挟持部材３１に固定される部分であり、固定部４３と同様の寸法を有する。このため、固定部４４のＹ軸方向に沿った長さＬ２は、バンド部４２Ａ〜４２Ｃの合計幅よりも長い。固定部４４は、各他端部４２ｂに連続してつながる第１板部４４ａ、第１板部４４ａに交差する方向に延在する第２板部４４ｂ、及び、第１板部４４ａと第２板部４４ｂとをつなぐ屈曲部（第２屈曲部）４４ｃを有する。屈曲部４４ｃもまた、バンド部４２Ａ〜４２Ｃの合計幅よりも長い幅を有する。本実施形態では、屈曲部４４ｃは、湾曲形状を呈しており、その曲率半径は例えば１ｍｍ以上５ｍｍ以下である。
【００４２】
次に、図５（ａ），（ｂ）を参照しながら第２連結部材５１の構造について説明する。図５（ａ）は、一方の第２連結部材５１を示す概略斜視図であり、図５（ｂ）は、他方の第２連結部材５１を示す概略斜視図である。図５（ａ），（ｂ）に示されるように、第２連結部材５１は、積層方向に沿って延在するバンド部５２Ａ〜５２Ｇと、積層方向に直交する方向（図５ではＸ軸方向）に沿って延在し、バンド部５２Ａ〜５２Ｇを一体化する一対の固定部５３，５４とを有する。
【００４３】
バンド部５２Ａ〜５２Ｇは、固定部５３，５４をつなぐ部分であって、略帯板形状を呈している。バンド部５２Ａ〜５２Ｇは、互いに離間している。バンド部５２Ａは、Ｘ軸方向においてバンド部５２Ｂ，５２Ｃの間に位置している。また、バンド部５２Ｂは、Ｘ軸方向においてバンド部５２Ａ，５２Ｄの間に位置しており、バンド部５２Ｃは、Ｘ軸方向においてバンド部５２Ａ，５２Ｅの間に位置しており、バンド部５２Ｄは、Ｘ軸方向においてバンド部５２Ｂ，５２Ｆの間に位置しており、バンド部５２Ｅは、Ｘ軸方向においてバンド部５２Ｃ，５２Ｇの間に位置している。加えて、バンド部５２Ｆは、第２連結部材５１におけるＸ軸方向の一端に位置しており、バンド部５２Ｇは、第２連結部材５１におけるＸ軸方向の他端に位置している。このため、Ｘ軸方向の一方側から、バンド部５２Ｆ，５２Ｄ，５２Ｂ，５２Ａ，５２Ｃ，５２Ｅ，５２Ｇが順に配列されている。
【００４４】
Ｘ軸方向に沿ったバンド部５２Ａ，５２Ｂの間隔Ｓ１１と、Ｘ軸方向に沿ったバンド部５２Ａ，５２Ｃの間隔Ｓ１２と、Ｘ軸方向に沿ったバンド部５２Ｂ，５２Ｄの間隔Ｓ１３と、Ｘ軸方向に沿ったバンド部５２Ｃ，５２Ｅの間隔Ｓ１４と、Ｘ軸方向に沿ったバンド部５２Ｄ，５２Ｆの間隔Ｓ１５と、Ｘ軸方向に沿ったバンド部５２Ｅ，５２Ｇの間隔Ｓ１６とは、互いに同一でもよいし、互いに異なってもよい。本実施形態では、間隔Ｓ１１，Ｓ１２は略同一であり、間隔Ｓ１３，Ｓ１４は略同一であり、間隔Ｓ１５，Ｓ１６は略同一である。また、間隔Ｓ１１は間隔Ｓ１３よりも短く、間隔Ｓ１３は間隔Ｓ１５よりも短い。例えば、間隔Ｓ１１は、間隔Ｓ１３の５０％以上１００％以下であり、間隔Ｓ１５の５０％以上１００％以下である。
【００４５】
第２連結部材５１が挟持部材３１に連結されたとき、バンド部５２Ａ〜５２Ｇのうち、バンド部５２Ａがモジュール積層体２の中心に最も近くに位置する（図１を参照）。Ｘ軸方向に沿ったバンド部５２Ａの幅Ｗ１１は、バンド部５２Ｂ〜５２Ｇの幅Ｗ１２〜Ｗ１７と異なる。具体的には、幅Ｗ１１は、幅Ｗ１２〜Ｗ１７よりも長い。このため第２連結部材５１においては、バンド部５２Ａ〜５２Ｇのうちモジュール積層体２の中心に最も近くに位置するバンド部５２Ａの幅Ｗ１１が最も長い。また、第２連結部材５１においては、バンド部の幅は、モジュール積層体２の中心から遠いほど短くなる。なお、幅Ｗ１２〜Ｗ１７は互いに同一でもよいし異なってもよい。本実施形態では、幅Ｗ１２，Ｗ１３が略同一であり、幅Ｗ１４，Ｗ１５が略同一であり、幅Ｗ１６，Ｗ１７が略同一である。また、幅Ｗ１２は幅Ｗ１４よりも長く、幅Ｗ１４は幅Ｗ１６よりも長い。例えば、幅Ｗ１１は、幅Ｗ１２の１００％以上１５０％以下であり、幅Ｗ１４の１００％以上２００％以下であり、幅Ｗ１６の１００％以上３００％以下である。バンド部５２Ｆ，５２Ｇの破損を抑制する観点から、幅Ｗ１６，Ｗ１７のそれぞれは、例えば５ｍｍ以上である。
【００４６】
バンド部５２Ａ〜５２Ｇのそれぞれは、固定部５３に一体化される一端部５２ａと、固定部５４に一体化される他端部５２ｂとを有する。各一端部５２ａは、固定部５３に向かう末広がり形状を呈し、各他端部５２ｂは、固定部５４に向かう末広がり形状を呈する。本実施形態では、一端部５２ａと固定部５３とによって画成される角部、及び、他端部５２ｂと固定部５４とによって画成される角部のそれぞれは、丸まっている。
【００４７】
固定部５３は、積層方向の一端側に位置する挟持部材３１に固定される部分であり、Ｘ軸方向から見て略Ｌ字形状を呈する。固定部５３は、Ｘ軸方向に沿って延在する板状部分を屈曲することによって形成される。固定部５３のＸ軸方向に沿った長さＬ１１は、バンド部５２Ａ〜５２Ｇの合計幅（幅Ｗ１１〜幅Ｗ１７の合計）よりも長い。例えば、長さＬ１１は、上記合計幅の２倍以上である。この場合、モジュール積層体２を拘束したとき、バンド部４２Ａ〜４２Ｃと、固定部４３との破損を良好に抑制できる。また、長さＬ１１は、例えばＸ軸方向に沿った蓄電モジュール１０の長さの５０％以上である。
【００４８】
固定部５３は、各一端部５２ａに連続してつながる第１板部５３ａ、第１板部５３ａに交差する方向に延在する第２板部５３ｂ、及び、第１板部５３ａと第２板部５３ｂとをつなぐ屈曲部（第１屈曲部）５３ｃを有する。第２連結部材５１が挟持部材３１に連結されるとき、第１板部５３ａはＹ軸方向においてモジュール積層体２の側面２ａに対向する。第２板部５３ｂには、締結部材Ｅが挿通可能な複数の開口部Ｏが設けられる。第１板部５３ａ、第２板部５３ｂ、及び屈曲部５３ｃのＸ軸方向に沿った長さ（幅）は、固定部５３のＸ軸方向に沿った長さＬ１１に相当する。屈曲部５３ｃは、バンド部５２Ａ〜５２Ｇの合計幅よりも長い幅を有する。本実施形態では、屈曲部５３ｃは、湾曲形状を呈しており、その曲率半径は、固定部５３の厚さにもよるが、例えば１ｍｍ以上５ｍｍ以下である。
【００４９】
固定部５４は、積層方向の他端側に位置する挟持部材３１に固定される部分であり、固定部５３と同様の寸法を有する。このため、固定部５４のＸ軸方向に沿った長さＬ１２は、バンド部５２Ａ〜５２Ｇの合計幅よりも長い。固定部５４は、各他端部５２ｂに連続してつながる第１板部５４ａ、第１板部５４ａにおける積層方向の他端から延在する第２板部５４ｂ、及び、第１板部５４ａと第２板部５４ｂとをつなぐ屈曲部（第２屈曲部）５４ｃを有する。屈曲部５４ｃもまた、バンド部５２Ａ〜５２Ｇの合計幅よりも長い幅を有する。本実施形態では、屈曲部５４ｃは、湾曲形状を呈しており、その曲率半径は例えば１ｍｍ以上５ｍｍ以下である。
【００５０】
次に、本実施形態に係る蓄電装置１の作用効果について、図６及び図７を用いながら説明する。図６は、比較例に係る蓄電装置を示す概略斜視図であり、図７は、拘束バンドの概略要部拡大図である。図６に示されるように、比較例に係る蓄電装置１０１のモジュール積層体２は、一対の挟持部材３１と、複数の連結バンド１１０とによって拘束されている。比較例においては、合計１６つの連結バンド１１０が用いられている。各連結バンド１１０の幅Ｗ２１は、例えばＸ軸方向に沿った蓄電モジュール１０の長さの５０％以上である。このような比較例では、モジュール積層体２を拘束するとき、各連結バンド１１０に加わる応力は、その屈曲部１１０ａ（図７を参照）に集中する傾向にある。屈曲部１１０ａの破断発生等を防止するためには、各連結バンド１１０の厚さを大きくすることなどが挙げられる。しかしながら、単に連結バンド１１０の厚さを大きくした場合、蓄電装置１０１の重量増加、及び、蓄電装置１０１のサイズ増加となってしまう。
【００５１】
これに対して本実施形態では、一対の第１連結部材４１のそれぞれにおいて、バンド部４２Ａ〜４２Ｃの一端部４２ａは固定部４３によって一体化されており、バンド部４２Ａ〜４２Ｃの他端部４２ｂは固定部４４によって一体化されている。また、固定部４３は、バンド部４２Ａ〜４２Ｃの合計幅（Ｗ１＋Ｗ２＋Ｗ３）よりも長い幅（長さＬ１）を有する屈曲部４３ｃを含み、固定部４４は、上記合計幅よりも長い幅（長さＬ２）を有する屈曲部４４ｃを含んでいる。これにより、モジュール積層体２を拘束するとき、比較例の屈曲部１１０ａに加わる単位体積辺りの応力と比較して、屈曲部４３ｃ，４４ｃに対して加わる単位体積辺りの応力を低減できる。このため、例えば第１連結部材４１の厚さを大きくしなくとも、モジュール積層体２の拘束時に応力が集中しやすい屈曲部４３ｃ，４４ｃの破損を抑制できる。したがって、蓄電装置１の重量増加と、モジュール積層体２を拘束するための拘束部材３の破損との両方が抑制可能になる。
【００５２】
加えて本実施形態では、一対の第２連結部材５１のそれぞれにおいても、バンド部５２Ａ〜５２Ｇの一端部５２ａは固定部５３によって一体化されており、バンド部５２Ａ〜５２Ｇの他端部５２ｂは固定部５４によって一体化されている。また、固定部５３は、バンド部５２Ａ〜５２Ｇの合計幅よりも長い幅（長さＬ１１）を有する屈曲部５３ｃを含み、固定部５４は、バンド部５２Ａ〜５２Ｇの合計幅よりも長い幅（長さＬ１２）を有する屈曲部５４ｃを含んでいる。このため、例えば第２連結部材５１の厚さを大きくしなくとも、モジュール積層体２の拘束時に応力が集中しやすい屈曲部５３ｃ，５４ｃの破損もまた抑制できる。
【００５３】
本実施形態では、第１連結部材４１において、バンド部４２Ａ〜４２Ｃのうちモジュール積層体２の中心に最も近いバンド部４２Ａの幅Ｗ１が最も長い。第１連結部材４１に含まれるバンド部４２Ａ〜４２Ｃのうちモジュール積層体２の中心に最も近いバンド部４２Ａには、応力が最も集中しやすい傾向にある。したがって、モジュール積層体２の中心に最も近いバンド部４２Ａの幅Ｗ１を最も長くすることによって、バンド部４２Ａの破損を抑制できる。ここで本実施形態では、第１連結部材４１において、バンド部４２Ａ〜４２Ｃの幅は、上記中心から遠いほど短くなってもよい。この場合、バンド部４２Ａ〜４２Ｃのそれぞれの強度を最適化することができるので、拘束部材３の重量増加を良好に抑制できる。
【００５４】
同様に、第２連結部材５１において、バンド部５２Ａ〜５２Ｇのうちモジュール積層体２の中心に最も近いバンド部５２Ａの幅Ｗ１１が最も長くてもよい。これにより、バンド部５２Ａの破損もまた抑制できる。加えて、第２連結部材５１において、バンド部５２Ａ〜５２Ｇの幅Ｗ１１〜Ｗ１７は、上記中心から遠いほど短くなってもよい。この場合、バンド部５２Ａ〜５２Ｇの強度もまた最適化することができるので、拘束部材３の重量増加をさらに抑制できる。
【００５５】
本実施形態では、屈曲部４３ｃ，４４ｃ，５３ｃ，５４ｃのそれぞれは、湾曲形状を呈する。このため、屈曲部４３ｃ，４４ｃ，５３ｃ，５４ｃのそれぞれにおいて、特定箇所に応力が集中しにくくなる。
【００５６】
本実施形態では、バンド部４２Ａ〜４２Ｃのそれぞれにおいて、積層方向の一端部４２ａ及び他端部４２ｂは、末広がり形状を呈する。このため、一端部４２ａと固定部４３との境界及びその周辺、並びに、他端部４２ｂと固定部４４との境界及びその周辺に破損等が発生しにくくなる。同様に、バンド部５２Ａ〜５２Ｇのそれぞれにおいて、積層方向の一端部５２ａ及び他端部５２ｂは、末広がり形状を呈する。このため、一端部５２ａと固定部５３との境界及びその周辺、並びに、他端部５２ｂと固定部５４との境界及びその周辺に破損等が発生しにくくなる。
【００５７】
本発明に係る蓄電装置は、上記実施形態に限定されず、他に様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態では、蓄電モジュールは積層方向から見て略矩形状を呈しているが、これに限られない。蓄電モジュールは、積層方向から見て三角形状、五角形状等の多角形状を呈してもよい。この場合、蓄電装置に含まれる連結部材の数は、蓄電モジュールの側面の数に相当する。
【００５８】
上記実施形態では、バンド部４２Ａ〜４２Ｃのそれぞれにおいて、一端部４２ａ及び他端部４２ｂは、末広がり形状を呈するが、これに限られない。一端部４２ａ及び他端部４２ｂの片方のみが末広がり形状を呈してもよいし、一端部４２ａ及び他端部４２ｂの両方は末広がり形状を呈さなくてもよい。同様に、バンド部５２Ａ〜５２Ｇのそれぞれにおいて、一端部５２ａ及び他端部５２ｂの片方のみが末広がり形状を呈してもよいし、一端部５２ａ及び他端部５２ｂの両方は末広がり形状を呈さなくてもよい。
【００５９】
上記実施形態では、蓄電モジュールにはバイポーラ電極が含まれているが、これに限られない。例えば、蓄電モジュールには、正極層が設けられた正極箔と、負極層が設けられた負極箔と、セパレータとが含まれてもよい。
【００６０】
上記実施形態では、第１連結部材に含まれるバンド部の数は、第２連結部材に含まれるバンド部の数よりも少ないが、これに限られない。第１連結部材に含まれるバンド部の数は、第２連結部材に含まれるバンド部の数より多くてもよいし、第１連結部材に含まれるバンド部の数と、第２連結部材に含まれるバンド部の数とは、同一でもよい。また、モジュール積層体に含まれる蓄電モジュールの数は、限定されない。
【符号の説明】
【００６１】
１，１０１…蓄電装置、２…モジュール積層体、２ａ…側面、３…拘束部材、１０…蓄電モジュール、１１…モジュール本体、１２…安全弁、１３…バイポーラ電極、１４…セパレータ、１５…電極積層体、１６…枠体、１６ａ…第１壁部、１６ｂ…第２壁部、１７…集電体、１８…正極、１９…負極、２２…一次シール部、２３…二次シール部、２４…安全弁取付領域、３１…挟持部材、４１…第１連結部材、４２Ａ〜４２Ｃ…バンド部、４２ａ…一端部、４２ｂ…他端部、４３，４４…固定部、４３ａ，４４ａ…第１板部、４３ｂ，４４ｂ…第２板部、４３ｃ，４４ｃ…屈曲部、５１…第２連結部材、５２Ａ〜５２Ｇ…バンド部、５３，５４…固定部、５３ａ，５４ａ…第１板部、５３ｂ，５４ｂ…第２板部、５３ｃ，５４ｃ…屈曲部、１１０…連結バンド、１１０ａ…屈曲部、Ｌ１，Ｌ２…長さ（幅）、Ｏ…開口部、Ｓ１，Ｓ２、Ｓ１１〜Ｓ１６…間隔、Ｗ１〜Ｗ３，Ｗ１１〜Ｗ１７，Ｗ２１…幅。
【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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