(57)【要約】【課題】  蓄電セルを積み重ねて蓄電モジュールに組み立てる工数を削減することが可能な蓄電モジュールを提供する。【解決手段】  積み重ねられた複数のセルユニットにより、蓄電モジュールが構成される。セルユニットの各々は、一対の電極タブを含む複数の蓄電セルと、蓄電セルを収容する枠体と、枠体に取り付けられ、複数の蓄電セルを一方の第１の側に支持する支持板とを含む。電極タブの各々の位置に対応して、枠体の内周と支持板の外周との間に開口部が設けられている。少なくとも１つの蓄電セルの一方の電極タブは、当該電極タブに対応する開口部を通って、支持板の第１の側とは反対側の第２の側に達しており、他方の電極タブは、当該電極タブに対応する開口部を通ることなく、枠体の第１の側に配置されている。さらに、平面視において、開口部を通っていない電極タブと重なり、電極タブが開口部を通過することを阻害する挿入阻害部が設けられている。【選択図】  図５
2015005382.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
積み重ねられた複数のセルユニットを有する蓄電モジュールであって、
前記セルユニットの各々は、
一対の電極タブを含む複数の蓄電セルと、
前記蓄電セルを収容する枠体と、
前記枠体に取り付けられ、複数の前記蓄電セルを一方の第１の側に支持する支持板と
を含み、
前記電極タブの各々の位置に対応して、前記枠体の内周と前記支持板の外周との間に開口部が設けられており、
少なくとも１つの前記蓄電セルの一方の電極タブは、当該電極タブに対応する前記開口部を通って、前記支持板の前記第１の側とは反対側の第２の側に達しており、他方の電極タブは、当該電極タブに対応する前記開口部を通ることなく、前記枠体の前記第１の側に配置されており、
さらに、平面視において、前記開口部を通っていない前記電極タブと重なり、前記電極タブが前記開口部を通過することを阻害する挿入阻害部を有する蓄電モジュール。
【請求項２】
前記挿入阻害部は、前記枠体または前記支持板から前記開口部の内側に向かって突出した突出部を含む請求項１に記載の蓄電モジュール。
【請求項３】
前記電極タブが通っていない前記開口部の面積が、前記電極タブが通っている前記開口部の面積より狭く、
前記電極タブが通っていない前記開口部の縁を画定する前記支持板の縁が、前記挿入阻害部として作用する請求項１に記載の蓄電モジュール。
【請求項４】
前記セルユニットの各々が、２枚の前記蓄電セルを含み、１つのセルユニットに着目したとき、
セルユニットの各々に含まれる２枚の前記蓄電セルは、前記開口部を通っていない電極タブによって相互に接続されており、
セルユニットの各々に含まれる前記支持板側の前記蓄電セルの一方の電極タブが、対応する前記開口部を通って、前記第２の側に位置する前記セルユニットの蓄電セルの一方の電極タブに接続されている請求項１乃至３のいずれか１項に記載の蓄電モジュール。
【請求項５】
前記蓄電セルの２つの前記電極タブは、前記蓄電セルの厚さ方向に平行で、かつ前記蓄電セルの中心を通る直線に関して非対称である請求項１乃至４のいずれか１項に記載の蓄電モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電セルを支持した枠体を積み重ねた蓄電モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
ラミネート型の複数の蓄電セルを積み重ねて直列接続した蓄電モジュールが公知である。ラミネート型の蓄電セルは、セパレータを介して交互に積層された正極板と負極板とを、２枚のラミネートフィルムで挟んで封止した構造を有する。電極タブが、２枚のラミネートフィルムの間を通って外部に導出されている。蓄電セルを積み重ねた後、積み重ね方向の圧縮力を印加することにより、蓄電セルを機械的に支持する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開２０１１／０７０７５８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ラミネート型の蓄電セルにおいては、ラミネートフィルムが柔軟であるため、積み重ねる際に、積み重ね方向に直交する面内に関して蓄電セルの位置決めを行うことが困難である。また、積み重ね後に、隣り合う蓄電セルの電極タブを超音波溶接によって接続することは、積み重ねた状態では、蓄電セル自体が溶接装置と空間的に干渉するため、困難である。このため、積み重ね前に電極タブの超音波溶接を行なっておくことが好ましい。ところが、超音波溶接されて連なった複数の蓄電セルを、位置合わせしながら折り畳んで積み重ねることは、煩雑であり、組立工数の増大をもたらす。
【０００５】
本発明の目的は、蓄電セルを積み重ねて蓄電モジュールに組み立てる工数を削減することが可能な蓄電モジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一観点によると、
積み重ねられた複数のセルユニットを有する蓄電モジュールであって、
前記セルユニットの各々は、
一対の電極タブを含む複数の蓄電セルと、
前記蓄電セルを収容する枠体と、
前記枠体に取り付けられ、複数の前記蓄電セルを一方の第１の側に支持する支持板と
を含み、
前記電極タブの各々の位置に対応して、前記枠体の内周と前記支持板の外周との間に開口部が設けられており、
少なくとも１つの前記蓄電セルの一方の電極タブは、当該電極タブに対応する前記開口部を通って、前記支持板の前記第１の側とは反対側の第２の側に達しており、他方の電極タブは、当該電極タブに対応する前記開口部を通ることなく、前記枠体の前記第１の側に配置されており、
さらに、平面視において、前記開口部を通っていない前記電極タブと重なり、前記電極タブが前記開口部を通過することを阻害する挿入阻害部を有する蓄電モジュールが提供される。
【発明の効果】
【０００７】
挿入阻害部が設けられているため、電極タブを通すべき開口部と、電極タブを通さない
開口部とを容易に識別することができる。これにより、組み立て作業効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１Ａは、実施例１による蓄電モジュールに用いられる蓄電セルの平面図であり、図１Ｂは、図１Ａの一点鎖線１Ｂ−１Ｂにおける断面図である。
【図２】図２は、実施例１による蓄電モジュールに用いられる枠体及び伝熱板の斜視図である。
【図３】図３Ａは、実施例１による蓄電モジュールに用いられる枠体及び伝熱板の平面図であり、図３Ｂは、実施例１による蓄電モジュールに用いられる枠体及び伝熱板の底面図である。
【図４】図４Ａは、実施例１による蓄電モジュールに用いられるセルユニットの平面図であり、図４Ｂは、実施例１による蓄電モジュールに用いられるセルユニットの底面図である。
【図５】図５は、図４Ａ及び図４Ｂの一点鎖線５−５における断面図である。
【図６】図６は、電極タブの固定箇所の斜視図である。
【図７】図７Ａは、図４Ａ及び図４Ｂの一点鎖線７Ａ−７Ａにおける断面図であり、図７Ｂは、積み重ねられたセルユニットに圧縮力を印加した状態の断面図である。
【図８】図８は、積み重ねられる前の３つのセルユニットの断面図である。
【図９】図９は、積み重ねられた状態の３つのセルユニットの断面図である。
【図１０】図１０は、積み重ねられて、圧縮力が印加された状態の、３つのセルユニットの断面図である。
【図１１】図１１は、比較例によるセルユニットを積み重ねる前の３つのセルユニットの断面図である。
【図１２】図１２は、実施例２による蓄電モジュールに用いられるセルユニットの断面図である。
【図１３】図１３Ａは、実施例３によるセルユニットの平面図であり、図１３Ｂは、実施例４によるセルユニットの平面図である。
【図１４】図１４Ａは、実施例５による蓄電モジュールの平面図であり、図１４Ｂは、図１４Ａの一点鎖線１４Ｂ−１４Ｂにおける断面図である。
【図１５】図１５Ａ及び図１５Ｂは、それぞれ実施例５による蓄電モジュールが収容される上部筐体及び下部筐体の斜視図である。
【図１６】図１６は、実施例６による作業機械の例として示されたショベルの側面図である。
【図１７】図１７は、実施例６による作業機械のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［実施例１］
図１Ａに実施例１による蓄電モジュールに用いられているラミネート型の蓄電セル２０の平面図を示す。蓄電セル２０には、例えば電気二重層キャパシタ、リチウムイオン二次電池、リチウムイオンキャパシタ等が用いられる。ほぼ長方形の平面形状を有する蓄電容器２１の、相互に平行な２つの縁から、反対向きに一対の電極タブ２２が引き出されている。
【００１０】
図１Ｂに、図１Ａの一点鎖線１Ｂ−１Ｂにおける断面図を示す。２枚のアルミラミネートフィルム２１Ａ、２１Ｂにより蓄電容器２１が構成されている。ラミネートフィルム２１Ａ、２１Ｂは、蓄電積層体２３を挟み、蓄電積層体２３を密封する。蓄電積層体２３は、交互に積層された正極板２４及び負極板２５を含む。正極板２４と負極板２５とは、両者の間に配置されたセパレータによって絶縁されている。
【００１１】
一方のラミネートフィルム２１Ｂは、ほぼ平坦であり、他方のラミネートフィルム２１Ａは、蓄電積層体２３の形状を反映して変形している。このように、蓄電セル２０は、厚さ方向に関して非対称である。ほぼ平坦な面を「背面」といい、変形している面を「腹面」ということとする。
【００１２】
正極板２４及び負極板２５は、それぞれ両者の重なり領域から、相互に反対向き（図１Ａにおいて、左向き及び右向き）に伸びた接続部２４Ａ、２５Ａを有する。複数の正極板２４の接続部２４Ａが重ね合わされ、一方の電極タブ２２に溶接されている。複数の負極板２５の接続部２５Ａが重ね合わされ、他方の電極タブ２２に溶接されている。電極タブ２２には、例えばアルミニウム板または銅板が用いられる。
【００１３】
電極タブ２２は、ラミネートフィルム２１Ａとラミネートフィルム２１Ｂとの間を通って、蓄電容器２１の外側まで導出されている。電極タブ２２は、導出箇所において、ラミネートフィルム２１Ａとラミネートフィルム２１Ｂとに熱溶着されている。
【００１４】
正極板２４の接続部２４Ａと、ラミネートフィルム２１Ａとの間に、ガス抜き弁２６が配置されている。ガス抜き弁２６は、ラミネートフィルム２１Ａに形成されたガス抜き孔２７を塞ぐように配置され、ラミネートフィルム２１Ａに熱溶着されている。蓄電容器２１内で発生したガスが、ガス抜き弁２６及びガス抜き孔２７を通って外部に排出される。蓄電容器２１内は真空排気されている。このため、ラミネートフィルム２１Ａ、２１Ｂは、大気圧により、蓄電積層体２３及びガス抜き弁２６の外形に沿うように、変形している。
【００１５】
図２に、実施例１による蓄電モジュールに用いられる枠体及び伝熱板（支持板）の斜視図を示す。図３Ａに、枠体及び伝熱板の平面図を示し、図３Ｂに、枠体及び伝熱板の底面図を示す。以下、図２、図３Ａ、及び図３Ｂを参照しながら、枠体及び伝熱板の構造について説明する。
【００１６】
長方形の外周線に沿う形状を有する枠体３０の内側に、ラミネート型の蓄電セル２０（図１Ａ、図１Ｂ）が収容される。以下、理解を容易にするため、ｘｙｚ直交座標系を定義する。枠体３０のｚ軸の正の方向を向く面を上面と定義し、負の方向を向く面を底面と定義する。本明細書において、ｚ軸の正の方向を上方といい、負の方向を下方ということする。枠体３０は、長方形のｘ方向に平行な辺に沿う部分（ｘ方向部分）３０ｘと、ｙ方向に平行な辺に沿う部分（ｙ方向部分）３０ｙとを含む。枠体３０の底面に伝熱板３１が取り付けられている。伝熱板３１は、長方形の平面形状を有し、枠体３０に囲まれた領域の大部分を塞ぐように配置されている。
【００１７】
枠体３０には、絶縁性の樹脂、例えばＡＢＳ樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等が用いられる。伝熱板３１には、熱伝導率の高い金属、例えばアルミニウムが用いられる。
【００１８】
枠体３０の四隅よりもやや内側の上面に、上方に向かって突出した凸部３２（図２、図３Ａ）が形成されている。凸部３２の各々は、中空の円筒形状を有する。枠体３０の底面の、凸部３２に対応する領域に、凹部３３（図３Ｂ）が形成されている。複数の枠体３０をｚ方向に重ね合わせる時、下側の枠体３０の凸部３２が、上側の枠体３０の凹部３３内に挿入される。これにより、複数の枠体３０の、ｘｙ面内における相対位置が拘束される。
【００１９】
伝熱板３１は、枠体３０のｙ方向部分３０ｙの間に架け渡されており、ｘ方向部分３０ｘからは離れている。このため、枠体３０のｘ方向部分３０ｘと伝熱板３１との間に、開
口部３５が形成されている。伝熱板３１は、枠体３０のｙ方向部分３０ｙの外側の縁よりもさらに外側まではみ出している。
【００２０】
枠体３０のｙ方向部分３０ｙのうち、伝熱板３１と重なる領域３０Ａの上面が、他の領域よりも低くなっている。低い領域３０Ａと、他の領域との段差は、伝熱板３１の厚さよりも大きい。複数の枠体３０をｚ方向に積み重ねた状態で、伝熱板３１が、その下側の枠体３０の低い領域３０Ａ内に収まる。このため、枠体３０をｚ方向に積み重ねた状態で、伝熱板３１は、伝熱板３１が取り付けられている枠体３０の底面と、その下側の枠体３０の上面との接触を妨げない。
【００２１】
枠体３０のｘ方向部分３０ｘの上面のうち、一部の領域３０Ｂが、他の領域よりも低くなっている。この低い領域３０Ｂの上に、電極タブ２２（図１Ａ）が配置される。
【００２２】
枠体３０のｘ方向部分３０ｘの外周側の表面に、複数、例えば２個のねじ穴（ねじ止め部）３６が形成されている。ねじ穴３６が形成された表面から間隙を隔てて、その表面と平行に保護板３７が配置されている。保護板３７は、支持壁３８を介して枠体３０に支持されている。支持壁３８は、低い領域３０Ｂの上に配置された電極タブ２２（図１Ａ）の先端が、ｘ方向部分３０ｘと保護板３７との間の間隙に挿入されることを妨げない位置に配置されている。
【００２３】
保護板３７に、貫通孔３９が形成されている。貫通孔３９は、ねじ穴３６をｙ方向に延長した仮想円柱と保護板３７との交差箇所に配置されている。貫通孔３９にドライバーを挿入し、ねじ穴３６にねじを螺合させることができる。
【００２４】
枠体３０の４つの角のうち３つにおいては、外側を向く面（外周面）がほぼ直角に交わっているが、１つの角３０Ｃは、曲面状に面取りされている。１つの角３０Ｃが面取りされているため、枠体３０をｚ方向に積み重ねるとき、枠体３０のｘ方向及びｙ方向の向きを容易に揃えることができる。
【００２５】
ｘ方向部分３０ｘの底面に、弾性部４１（図３Ｂ）が設けられている。弾性部４１は、片持ち梁構造を有し、片持ち梁の先端に、枠体３０の底面から下方に向かって突出した突起部が設けられている。
【００２６】
１つのｘ方向部分３０ｘ（図３Ａ、図３Ｂにおいて、右側のｘ方向部分３０ｘ）の、内側を向く面から枠体３０の内側に向かって、挿入阻害部４０が突出している。
【００２７】
枠体３０、保護板３７、支持壁３８、挿入阻害部４０、及び弾性部４１は、樹脂で一体成型される。伝熱板３１は、例えば枠体３０にねじ止めされる。または、枠体３０の成形時に伝熱板３１を枠体３０に固着させてもよい。
【００２８】
図４Ａ及び図４Ｂに、それぞれ実施例１による蓄電モジュールを構成するセルユニット５０の平面図及び底面図を示す。セルユニット５０は、蓄電セル２０、枠体３０、及び伝熱板３１を含む。平面視において、蓄電セル２０の蓄電容器２１が、枠体３０の内側に収容されて、伝熱板３１の上に支持されている。伝熱板３１は、蓄電セル２０で発生した熱を伝達する機能と、蓄電セル２０を支持する機能とを持つ。伝熱板３１は、「支持板」ということもできる。
【００２９】
ｘ方向部分３０ｘの内側を向く表面（内周面）は、長さ方向の中央部分３０Ｄにおいて、両端の部分より後退している。ｙ方向部分３０ｙの、内側を向く表面（内周面）によって、蓄電容器２１が、ｘ方向に関して位置決めされる。ｘ方向部分３０ｘの内周面のうち
、後退している中央部分３０Ｄ以外の部分によって、蓄電容器２１が、ｙ方向に関して位置決めされる。このとき、ｙ方向に関して、ガス抜き弁２６（図１Ｂ）が、面取りされた角３０Ｃ側に位置するように、蓄電セル２０が枠体３０に収容される。面取りされた角３０Ｃの位置が揃うようにセルユニット５０を積み重ねると、蓄電セル２０のガス抜き弁２６の位置も揃う。このため、ｙ方向に関して、蓄電セル２０の姿勢が反転した状態で組み立てられてしまうことを防止することができる。
【００３０】
蓄電セル２０の電極タブ２２がｘ方向部分３０ｘの後退した中央部分３０Ｄと交差し、電極タブ２２の先端が、ｘ方向部分３０ｘと保護板３７との間の間隙に挿入されている。一部の電極タブ２２は、ｘ方向部分３０ｘの低い領域３０Ｂの上に配置されている。図４Ａにおいて右側の電極タブ２２は、挿入阻害部４０と重なっている。一部の電極タブ２２（図４Ｂにおいて左側の電極タブ２２）は、開口３５を通ってｘ方向部分３０ｘの下側に達している。ｘ方向部分３０ｘの内周面の中央部分３０Ｄの後退は、後に図５を参照して説明するように、電極タブ２２の上方への湾曲の程度を軽減する。
【００３１】
図５に、図４Ａ及び図４Ｂの一点鎖線５−５における断面図を示す。セルユニット５０は２枚の蓄電セル２０を含む。２枚の蓄電セル２０は、腹面同士を向い合せて、伝熱板３１の上に積み重ねられている。
【００３２】
ｘ方向部分３０ｘよりも外側に、保護板３７が配置されている。保護板３７は支持壁３８を介してｘ方向部分３０ｘに固定されている。蓄電セル２０の電極タブ２２の各々は、ｚ方向と交差する方向、具体的にはｙ方向に向かって延びる。電極タブ２２の先端は、積み重ね方向（ｚ方向）に折り曲げられている。本明細書において、電極タブ２２の先端の折り曲げられた部分を先端部２２ａという。
【００３３】
下側の蓄電セル２０の右側の電極タブ２２は、蓄電容器２１から導出された後、ｚ方向に湾曲し、伝熱板３１の上面とほぼ同じ高さから、ｘ方向部分３０ｘの上面まで持ち上げられる。なお、蓄電容器２１の周縁部の一部も、上方に持ち上げられている。ｘ方向部分３０ｘの内周面の中央部分３０Ｄが、蓄電容器２１から遠ざかる方向に後退しているため、蓄電容器２１の周縁部、及び電極タブ２２の上方への湾曲の程度が和らげられる。上側の蓄電セル２０の右側の電極タブ２２は、その基部から折り曲げ箇所まで、ｘ方向部分３０ｘの上面よりもやや高い位置に配置されている。
【００３４】
２枚の蓄電セル２０の右側の電極タブ２２の先端部２２ａは、同一の向き（ｚ軸の負の方向）に折り曲げられており、ｘ方向部分３０ｘと保護板３７との間の間隙内で相互に重なっている。蓄電モジュールの完成時には、２枚の先端部２２ａが、ねじ等の締結具５１で相互に固定されると共に、枠体３０に固定される。締結具５１は、ねじ穴３６（図２）に螺合する。
【００３５】
下側の蓄電セル２０の左側の電極タブ２２は、蓄電容器２１から導出された後、ｚ方向に湾曲し、ｘ方向部分３０ｘと伝熱板３１との間の開口部３５を通って、その先端部２２ａがｘ方向部分３０ｘの下方に配置されている。上側の蓄電セル２０の左側の電極タブ２２は、ｘ方向部分３０ｘの上を通過した後、その先端部２２ａが、ｘ方向部分３０ｘと保護板３７との間の間隙に挿入されている。この間隙には、上に積み重ねられるセルユニット５０の蓄電セル２０のうち、下側に配置された蓄電セル２０の左側の電極タブ２２の先端部２２ａも挿入される。この間隙内に挿入された２つの電極タブ２２が、締結具５１によって相互に固定されるとともに、枠体３０に固定される。
【００３６】
下側の蓄電セル２０の２つの電極タブ２２は、相互に異なる湾曲形状を有する。このため、下側の蓄電セル２０を、ｚ軸に平行な直線を回転中心として１８０°回転させたとき
、回転前の姿勢における２つの電極タブ２２は、回転後の姿勢における２つの電極タブ２２と重ならない。すなわち、２つの電極タブ２２は、蓄電セル２０の厚さ方向に平行で、かつ蓄電セル２０の中心を通る直線に関して、非対称（線対称ではない）である。
【００３７】
蓄電セル２０の一方の電極タブ２２、すなわち右側（ｙ軸の負の側）の電極タブ２２は、同一のセルユニット５０内の他の蓄電セル２０の電極タブ２２に接続される。蓄電セル２０の他方の電極タブ２２、すなわち左側（ｙ軸の正の側）の電極タブ２２は、隣のセルユニット５０内の蓄電セル２０の電極タブ２２に接続される。
【００３８】
セルユニット５０内で上側に配置された蓄電セル２０の上面（背面）は、枠体３０の上面よりも上方にはみ出ている。すなわち、２枚の蓄電セル２０の合計の厚さは、枠体３０の底面（すなわち、伝熱板３１の上面）から枠体３０の上面までの厚さよりも厚い。ここで、「枠体３０の上面」とは、図２に示した低い領域３０Ａ、３０Ｂではなく、その他の領域を意味する。
【００３９】
挿入阻害部４０は、組み立て作業者が電極タブ２２を、図５において右側の開口部３５に誤って挿入してしまうことを防止する機能を有する。一方の開口部３５に挿入阻害部４０が配置されているため、組み立て作業者は、枠体３０と伝熱板３１とで形成されている２つの開口部３５（図２、図３Ａ、図３Ｂ）のうちどちらに電極タブ２２を通せばよいのかを容易に認識することができる。これにより、電極タブ２２を通すべき開口部３５の取り違えを防止するとともに、組み立て作業の効率化を図ることができる。
【００４０】
図５において右側の開口部３５に電極タブ２２を通しにくくするために、ｘ方向部分３０ｘの内周面の中央部分３０Ｄの後退量よりも、挿入阻害部４０の突出量を大きくすることが好ましい。このとき、蓄電容器２１の周縁部が挿入阻害部４０の先端に重なる。
【００４１】
図６に、先端部２２ａの固定箇所の斜視図を示す。先端部２２ａに複数のＵ字状の切り込み２２ｂが形成されている。２枚の先端部２２ａは、切り込み２２ｂが相互に重なるように、その位置が調整されている。締結具５１が切り込み２２ｂを貫通して、ｘ方向部分３０ｘに設けられているねじ穴３６に螺合する。ねじ穴３６は、樹脂製の枠体３０に埋め込まれた金属製の雌ねじで構成される。
【００４２】
図７Ａに、図４Ａ及び図４Ｂの一点鎖線７Ａ−７Ａにおける断面図を示す。枠体３０の各々の上面に凸部３２が形成され、底面に凹部３３が形成されている。凸部３２の上面から凹部３３の底面まで達する貫通孔３４が形成されている。このように、凸部３２は中空の円筒形状を有する。
【００４３】
ｚ方向（積み重ね方向）に隣り合う２つの枠体３０のうち、下側の枠体３０に形成された凸部３２が、上側の枠体３０に形成された凹部３３内に挿入されている。図５を参照して説明したように、２枚の蓄電セル２０の厚さの合計が、枠体３０の底面から上面までの厚さよりも厚いため、下側の枠体３０の上面は、上側の枠体３０の底面に接触していない。凸部３２の先端と、当該凸部３２が挿入されている凹部３３の底面との間にも、隙間が形成されている。このため、凸部３２と凹部３３とで構成された位置決め部は、積み重ねられたセルユニット５０のｘｙ面内に関する相対位置を拘束するが、ｚ方向にさらに近づく向きの変位を許容する。後述するように、セルユニット５０を積み重ねた後、積み重ねられたセルユニットにｚ方向の圧縮力が印加されると、枠体３０が相互に近づく向きに変位する。
【００４４】
図７Ｂに、ｚ方向の圧縮力を印加した時の位置決め部の断面図を示す。圧縮力を印加すると、蓄電セル２０（図５）の各々が薄くなるように変形するとともに、枠体３０が相互
に近づく向きに変位する。圧縮力を印加した後も、ｚ方向に隣り合う２つの枠体３０の上面と底面とは接触しておらず、枠体３０同士がｚ方向にさらに近づく向きのマージンＭが残されている。
【００４５】
蓄電セル２０に厚さのばらつきがあるため、マージンＭが残されていない場合には、圧縮力を印加した状態で枠体３０同士が接触する箇所が生じる場合がある。枠体３０同士が接触すると、積み重ねられたセルユニット５０に印加された圧縮力が、蓄電セル２０と枠体３０とに分散されて印加される。このため、蓄電セル２０に加わる圧縮力が弱くなってしまう。
【００４６】
実施例１においては、マージンＭが残されているため、蓄電セル２０に厚さのばらつきがあったとしても、蓄電セル２０の各々に優先的に圧縮力を印加することができる。このため、すべての蓄電セル２０に圧縮力が均等に配分される。この圧縮力は、蓄電セル２０の電気的特性の低下を抑制すると共に、蓄電セル２０の位置を強固に固定する。
【００４７】
図８〜図１０を参照して、セルユニット５０を積み重ねる手順について説明する。図８に、積み重ねられる前の３つのセルユニット５０の断面図を示す。セルユニット５０の下側の蓄電セル２０の右側の電極タブ２２が、ｘ方向部分３０ｘの上面の縁に接触して上方に押し上げられることにより、電極タブ２２がｘ方向部分３０ｘの上面から浮き上がる。
【００４８】
図９に、積み重ねた状態の３つのセルユニット５０の断面図を示す。セルユニット５０を積み重ねるときには、面取りされた角３０Ｃ（図２、図３Ａ、図３Ｂ）の位置が揃うように、ｘｙ面内に関してセルユニット５０の向きが調整される。セルユニット５０の２つの蓄電セル２０の右側の電極タブ２２が、積み重ね方向に隣り合う枠体３０の間に配置される。さらに、電極タブ２２の先端が、枠体３０の内側から、ｘ方向部分３０ｘの外側まで導出される。セルユニット５０を積み重ねると、片持ち梁構造を有する弾性部４１の先端の突起部が上方に押し上げられ、片持ち梁が弾性変形する。片持ち梁の復元力により、弾性部４１が、枠体３０の間に配置された電極タブ２２に、ｚ軸の負の方向の力を加え、電極タブ２２を枠体３０に押し付ける。
【００４９】
電極タブ２２が枠体３０に押し付けられることにより、電極タブ２２の仮の位置決めが行われる。これにより、電極タブ２２の形状及び位置が定まり、図９において右側の先端部２２ａの位置が揃う。
【００５０】
図９において左側の電極タブ２２も、弾性部４１によって枠体３０に押し付けられる。このため、左側の電極タブ２２の先端部２２ａの位置も揃う。
【００５１】
図１０に、積み重ね方向の圧縮力を印加した状態のセルユニット５０の断面図を示す。蓄電セル２０の各々が圧縮されることにより、枠体３０の間隔が狭まる。これにより、弾性部４１の片持ち梁の変形量が大きくなる。電極タブ２２は、より大きな力で枠体３０に押し付けられる。この状態で、締結具５１により、電極タブ２２の先端部２２ａを枠体３０に固定する。これにより、複数の蓄電セル２０が直列に接続される。
【００５２】
実施例１においては、セルユニット５０を積み重ねた状態で、電極タブ２２の形状及び位置が定まるため、切り込み２２ｂ（図６）とねじ穴３６（図６）とがほぼ重なっている。これにより、組み立て時の作業効率を高めることができる。
【００５３】
図１１に、挿入阻害部４０（図２、図５）が設けられていない枠体３０を用いたセルユニット５０を積み重ねる前の３つのセルユニット５０の断面図を示す。挿入阻害部４０が設けられていないため、電極タブ２２を開口部３５に挿入するときに、電極タブ２２を挿
入すべき開口部３５の取り違えが生じやすい。図１１の中央のセルユニット５０において、組み立て誤りが生じた例を示す。具体的には、右側の電極タブ２２が開口部３５に挿入され、左側の２つの電極タブ２２が、ｘ方向部分３０ｘと保護板３７との間の間隙に挿入されている。なお、図１１において、各セルユニット５０の左右方向（ｙ方向）の向きは、面取りされた角３０Ｃ（図２、図３Ａ、図３Ｂ）の位置を揃えることにより合わせられる。
【００５４】
組み立て誤りが生じたセルユニット５０を、面取りされた角３０Ｃ（図２、図３Ａ、図３Ｂ）の位置を揃えて、正常のセルユニット５０とともに積み重ねると、蓄電セル２０の誤接続が生じてしまう。例えば、図１１の最上段のセルユニット５０の下側の蓄電セル２０の左側の電極タブ２２が、その下のセルユニット５０の２つの蓄電セル２０の左側の電極タブ２２に接続されてしまう。中央のセルユニット５０の上側の蓄電セル２０の右側の電極タブ２２は、他の電極タブ２２に接続されず、孤立してしまう。
【００５５】
実施例１による蓄電モジュールにおいては、セルユニット５０の各々の組み立て時に、電極タブ２２を通すべき開口部３５の取り違えを防止することができる。その結果、蓄電セル２０の誤接続が防止される。
【００５６】
［実施例２］
図１２に、実施例２による蓄電モジュールに用いられるセルユニット５０の断面図を示す。以下、実施例１との相違点について説明し、同一の構成については説明を省略する。
【００５７】
実施例１では、図１２において破線で示すように、挿入阻害部４０の底面が、枠体３０の底面と同一平面上に配置されていた。挿入阻害部４０の上面は、伝熱板３１の上面よりも高い位置に配置されることになる。挿入阻害部４０との空間的な干渉を避けるために、伝熱板３１の上面に支持されている蓄電容器２１の周縁部、または電極タブ２２の基部を、図１２において破線で示したように、上方に大きく湾曲させなければならない。
【００５８】
実施例２では、挿入阻害部４０の上面と伝熱板３１の上面とが、同一平面上に配置されている。すなわち、挿入阻害部４０が、伝熱板３１の上面よりも上方に配置されない。このため、挿入阻害部４０が、電極タブ２２の配置の妨げにならない。電極タブ２２の配置を妨げる障害物がないため、電極タブ２２を、その基部からｘ方向部分３０ｘの上面に向けて緩やかに湾曲させればよい。実施例２においては、実施例１と比べて、電極タブ２２の湾曲の程度を緩やかにすることができる。
【００５９】
［実施例３］
図１３Ａに、実施例３による蓄電モジュールに用いられるセルユニット５０の平面図を示す。以下、実施例１との相違点について説明し、同一の構成については説明を省略する。
【００６０】
実施例１では、挿入阻害部４０が、枠体３０から開口部３５の内側に向かって突出していたが、実施例３では、挿入阻害部４０が、伝熱板３１から開口部３５の内側に向かって突出している。実施例３においても、実施例１と同様に、電極タブ２２を通すべき開口部３５の取り違えを防止することができる。また、実施例３では、挿入阻害部４０が伝熱板３１と一体的に成形され、その上面と伝熱板３１の上面とが同一の平面をなしている。このため、実施例２と同様に、電極タブ２２の湾曲の程度を緩やかにすることができる。
【００６１】
［実施例４］
図１３Ｂに、実施例４による蓄電モジュールに用いられるセルユニット５０の平面図を示す。以下、実施例１との相違点について説明し、同一の構成については説明を省略する
。
【００６２】
実施例４では、実施例１の挿入阻害部４０（図３Ａ、図３Ｂ）のような突出した部分は形成されていない。実施例４においては、実施例１と比べて、伝熱板３１が右側（ｙ軸の負の側）のｘ方向部分３０ｘに向かって張り出している。図１３Ｂにおいて、実施例１の伝熱板３１の縁の位置を破線で示している。右側の開口部３５（電極タブ２２が挿入されない開口部３５）の面積が、左側の開口部３５の面積より小さい。このため、組み立て作業者は、電極タブ２２を右側の開口部３５に通しにくい。実施例４においては、実施例１の伝熱板３１のうち、ｘ方向部分３０ｘに向かって張り出した部分が、挿入阻害部４０として作用する。このように、２つの開口部３５の面積を異ならせることにより、電極タブ２２を通すべき開口部３５の取り違えを防止することができる。
【００６３】
［実施例５］
図１４Ａに、実施例５による蓄電モジュール６０の平面図を示す。複数のセルユニット５０が、その厚さ方向に積み重ねられている。加圧機構によって、積み重ねられたセルユニット５０に積み重ね方向の圧縮力が印加される。加圧機構は、積み重ねられたセルユニット５０の両端に配置された加圧板６３、及び複数、例えば４本のタイロッド６４を含む。タイロッド６４は、一方の加圧板６３を貫通し他方の加圧板６３まで到達している。タイロッド６４の先端にボルトを締め付けることにより、２枚の加圧板６３に、両者を近づける向きの力が印加されている。これにより、積み重ねられたセルユニット５０に積み重ね方向の圧縮力が印加される。
【００６４】
タイロッド６４は、枠体３０に形成された凹部３３（図７Ａ）及び貫通孔３４（図７Ａ）内を通過する。図１４Ａの右端のセルユニット５０と加圧板６３との間にスペーサを挿入することにより、右端に配置された枠体３０の凸部３２の先端と加圧板６３との接触が回避される。
【００６５】
加圧板６３の外側の表面に、絶縁碍子６６を介して中継バスバー６５が取り付けられている。両端のセルユニット５０の各々の一方の電極タブ２２が中継バスバー６５に電気的に接続されている。中継バスバー６５は、蓄電セル２０の直列接続回路の充放電を行うための端子となる。
【００６６】
加圧板６３の１つの縁（図１４Ａにおいて紙面の奥側の縁）が、Ｌ字型に折り曲げられている。折り曲げ箇所よりも先端の部分に、ねじ止め用のＵ字型の切り込み６７が形成されている。
【００６７】
図１４Ｂに、図１４Ａの一点鎖線１４Ｂ−１４Ｂにおける断面図を示す。実施例５による蓄電モジュール６０が、下部筐体１１０の底面に、ねじ６１により固定されている。伝熱板３１の端面が、下部筐体１１０の底面に接触する。蓄電モジュール６０の上に、上部筐体１１１が配置されている。伝熱板３１の上側の端面が、上部筐体１１１に接触する。伝熱板３１は、蓄電セル２０で発生した熱を下部筐体１１０及び上部筐体１１１まで伝達させる。
【００６８】
図１５Ａ及び図１５Ｂに、それぞれ実施例５による蓄電モジュール６０が収容される上部筐体１１１及び下部筐体１１０の斜視図を示す。
【００６９】
図１５Ｂに示すように、下部筐体１１０は、長方形の底面１２０と、その縁から上方に向かって伸びる４枚の側面１２１とを含む。下部筐体１１０の上部は開放されている。下部筐体１１０の開放部が、上部筐体１１１（図１５Ａ）で塞がれる。側面１２１の上端に鍔１２７が設けられている。鍔１２７に、ボルトを通すための複数の貫通孔１２８が形成
されている。下部筐体１１０及び上部筐体１１１の各々は、例えば鋳造法により形成される。
【００７０】
底面１２０に、２つの蓄電モジュール６０（図１４Ａ、図１４Ｂ）が搭載される。蓄電モジュール６０は、切り込み６７（図１４Ａ）の位置で底面１２０にねじ止めされる。蓄電モジュール６０は、その積み重ね方向が相互に平行になる姿勢で配置される。蓄電モジュール６０の各々の積み重ね方向と交差する１つの側面１２１に開口１２３が形成されている。
【００７１】
開口１２３が形成された側面１２１の外側に、開口１２３を塞ぐように、コネクタボックス１２４が配置されている。コネクタボックス１２４の上面は開放されている。この開放部は、コネクタによって塞がれる。蓄電モジュール６０が、コネクタを介して外部の電気回路に接続される。２つの蓄電モジュール６０は、コネクタボックス１２４とは反対側の端部において、ヒューズ及び安全スイッチを介して相互に接続される。
【００７２】
図１５Ａに示すように、上部筐体１１１は、上面１４０と、その縁から下方に延びる側面１４１とを含む。上面１４０の外周は、下部筐体１１０の底面１２０の外周に整合する。上部筐体１１１の側面１４１の高さは、下部筐体１１０の側面１２１の高さより低い。例えば、側面１４１の高さは、側面１２１の高さの約２５％である。側面１４１の下端に鍔１４２が設けられている。鍔１４２に、複数の貫通孔１４３が形成されている。貫通孔１４３は、下部筐体１１０の貫通孔１２８に対応する位置に配置されている。
【００７３】
上部筐体１１１の上面１４０、及び下部筐体１１０の底面１２０の内部に、冷却媒体用の流路が形成されている。下部筐体１１０の貫通孔１２８と、上部筐体１１１の貫通孔１４３とにボルトを通し、ナットで締め付けることにより、蓄電モジュール６０が上部筐体１１１と下部筐体１１０とによって上下方向から挟み込まれる。図１４Ｂに示したように、伝熱板３１が下部筐体１１０と上部筐体１１１とで上下方向から挟まれることにより、蓄電モジュール６０が筐体内に強固に、かつ摺動不能に固定される。また、伝熱板３１と下部筐体１１０、及び伝熱板３１と上部筐体１１１との間の熱伝達効率を高めることができる。上部筐体１１１に形成された流路及び下部筐体１１０に形成された流路を流れる冷却媒体が、伝熱板３１（図１４Ｂ）を介して蓄電セル２０（図１４Ｂ）を冷却する。
【００７４】
［実施例６］
図１８に、実施例６による作業機械の例としてショベルの側面図を示す。下部走行体２２０に、上部旋回体２２１が搭載されている。上部旋回体２２１にブーム２２３が連結され、ブーム２２３にアーム２２５が連結され、アーム２２５にバケット２２７が連結されている。ブームシリンダ２２４の伸縮により、ブーム２２３の姿勢が変化する。アームシリンダ２２６の伸縮により、アーム２２５の姿勢が変化する。バケットシリンダ２２８の伸縮により、バケット２２７の姿勢が変化する。ブームシリンダ２２４、アームシリンダ２２６、及びバケットシリンダ２２８は、油圧駆動される。上部旋回体２２１に、旋回電動機２２２、エンジン２３０、電動発電機２３１、及び蓄電回路２４０等が搭載されている。
【００７５】
図１９に、実施例６による作業機械のブロック図を示す。図１９において、機械的動力系を二重線で表し、高圧油圧ラインを太い実線で表し、電気制御系を細い実線で表し、パイロットラインを破線で表す。
【００７６】
エンジン２３０の駆動軸がトルク伝達機構２３２の入力軸に連結されている。エンジン２３０には、電気以外の燃料によって駆動力を発生するエンジン、例えばディーゼルエンジン等の内燃機関が用いられる。エンジン２３０は、作業機械の運転中は、常時駆動され
ている。
【００７７】
電動発電機２３１の駆動軸が、トルク伝達機構２３２の他の入力軸に連結されている。電動発電機２３１は、電動（アシスト）運転と、発電運転との双方の運転動作を行うことができる。電動発電機２３１には、例えば磁石がロータ内部に埋め込まれた内部磁石埋込型（ＩＰＭ）モータが用いられる。
【００７８】
トルク伝達機構２３２は、２つの入力軸と１つの出力軸とを有する。この出力軸には、メインポンプ２７５の駆動軸が連結されている。
【００７９】
メインポンプ２７５に加わる負荷が大きい場合には、電動発電機２３１がアシスト運転を行い、電動発電機２３１の駆動力がトルク伝達機構２３２を介してメインポンプ２７５に伝達される。これにより、エンジン２３０に加わる負荷が軽減される。一方、メインポンプ２７５に加わる負荷が小さい場合には、エンジン２３０の駆動力がトルク伝達機構２３２を介して電動発電機２３１に伝達されることにより、電動発電機２３１が発電運転される。
【００８０】
メインポンプ２７５は、高圧油圧ライン２７６を介して、コントロールバルブ２７７に油圧を供給する。コントロールバルブ２７７は、運転者からの指令により、油圧モータ２２９Ａ、２２９Ｂ、ブームシリンダ２２４、アームシリンダ２２６、及びバケットシリンダ２２８に油圧を分配する。油圧モータ２２９Ａ及び２２９Ｂは、それぞれ図１８に示した下部走行体２２０に備えられた左右の２本のクローラを駆動する。
【００８１】
電動発電機２３１がインバータ２５１を介して蓄電回路２４０に接続されている。蓄電回路２４０は、実施例１〜実施例５による蓄電モジュールを含む。旋回電動機２２２がインバータ２５２を介して蓄電回路２４０に接続されている。インバータ２５１、２５２、及び蓄電回路２４０は、制御装置２９０により制御される。
【００８２】
インバータ２５１は、制御装置２９０からの指令に基づき、電動発電機２３１の運転制御を行う。電動発電機２３１のアシスト運転と発電運転との切り替えが、インバータ２５１により行われる。
【００８３】
電動発電機２３１がアシスト運転されている期間は、必要な電力が、蓄電回路２４０からインバータ２５１を通して電動発電機２３１に供給される。電動発電機２３１が発電運転されている期間は、電動発電機２３１によって発電された電力が、インバータ２５１を通して蓄電回路２４０に供給される。これにより、蓄電回路２４０内の蓄電モジュールが充電される。
【００８４】
旋回電動機２２２は、インバータ２５２によって交流駆動され、力行動作及び回生動作の双方の運転を行うことができる。旋回電動機２２２には、例えばＩＰＭモータが用いられる。旋回電動機２２２の力行動作中は、蓄電回路２４０からインバータ２５２を介して旋回電動機２２２に電力が供給される。旋回電動機２２２が、減速機２８０を介して、上部旋回体２２１（図１８）を旋回させる。回生運転時には、上部旋回体２２１の回転運動が、減速機２８０を介して旋回電動機２２２に伝達されることにより、旋回電動機２２２が回生電力を発生する。発生した回生電力は、インバータ２５２を介して蓄電回路２４０に供給される。これにより、蓄電回路２４０内の蓄電モジュールが充電される。
【００８５】
レゾルバ２８１が、旋回電動機２２２の回転軸の回転方向の位置を検出する。レゾルバ２８１の検出結果が、制御装置２９０に入力される。旋回電動機２２２の運転前と運転後における回転軸の回転方向の位置を検出することにより、旋回角度及び旋回方向が導出さ
れる。
【００８６】
メカニカルブレーキ２８２が、旋回電動機２２２の回転軸に連結されており、機械的な制動力を発生する。メカニカルブレーキ２８２の制動状態と解除状態とは、制御装置２９０からの制御を受け、電磁的スイッチにより切り替えられる。
【００８７】
パイロットポンプ２７８が、油圧操作系に必要なパイロット圧を発生する。発生したパイロット圧は、パイロットライン２７９を介して操作装置２８３に供給される。操作装置２８３は、レバーやペダルを含み、運転者によって操作される。操作装置２８３は、パイロットライン２７９から供給される１次側の油圧を、運転者の操作に応じて、２次側の油圧に変換する。２次側の油圧は、油圧ライン２８４を介してコントロールバルブ２７７に伝達されると共に、他の油圧ライン２８５を介して圧力センサ２８６に伝達される。
【００８８】
圧力センサ２８６で検出された圧力の検出結果が、制御装置２９０に入力される。これにより、制御装置２９０は、下部走行体２２０、旋回電動機２２２、ブーム２２３、アーム２２５、及びバケット２２７（図１８）の操作の状況を検知することができる。
【００８９】
上記実施例１〜実施例５による蓄電モジュールは、実施例６のように、例えばショベル等の作業機械に搭載することが可能である。
【００９０】
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【符号の説明】
【００９１】
２０  蓄電セル
２１  蓄電容器
２１Ａ、２１Ｂ  ラミネートフィルム
２２  電極タブ
２２ａ  電極タブの先端部
２２ｂ  切り込み
２３  蓄電積層体
２４  正極板
２５  負極板
２６  ガス抜き弁
２７  ガス抜き孔
３０  枠体
３０Ａ、３０Ｂ  低い領域
３０Ｃ  面取りされた角
３０Ｄ  内周面のうち後退した中央部分
３０ｘ  ｘ方向部分
３０ｙ  ｙ方向部分
３１  伝熱板（支持板）
３２  凸部
３３  凹部
３４  貫通孔
３５  開口部
３６  ねじ穴
３７  保護板
３８  支持壁
３９  貫通孔
４０  挿入阻害部
４１  弾性部
４２  貫通孔
５０  セルユニット
５１  締結具
６０  蓄電モジュール
６１  ねじ
６３  加圧板
６４  タイロッド
６５  中継バスバー
６６  絶縁碍子
６７  切り込み
１１０  下部筐体
１１１  上部筐体
１２０  下部筐体の底面
１２１  下部筐体の側面
１２３  開口
１２４  コネクタボックス
１２７  鍔
１２８  貫通孔
１４０  上部筐体の上面
１４１  上部筐体の側面
１４２  鍔
１４３  貫通孔
２２０  下部走行体
２２１  上部旋回体
２２２  旋回電動機
２２３  ブーム
２２４  ブームシリンダ
２２５  アーム
２２６  アームシリンダ
２２７  バケット
２２８  バケットシリンダ
２２９Ａ、２２９Ｂ  油圧モータ
２３０  エンジン
２３１  電動発電機
２３２  トルク伝達機構
２４０  蓄電回路
２５１、２５２  インバータ
２７５  メインポンプ
２７６  高圧油圧ライン
２７７  コントロールバルブ
２７８  パイロットポンプ
２７９  パイロットライン
２８０  減速機
２８１  レゾルバ
２８２  メカニカルブレーキ
２８３  操作装置
２８４、２８５  油圧ライン
２８６  圧力センサ
２９０  制御装置
【図１】
2015005382.tif 000003
【図２】
2015005382.tif 000004
【図３】
2015005382.tif 000005
【図４】
2015005382.tif 000006
【図５】
2015005382.tif 000007
【図６】
2015005382.tif 000008
【図７】
2015005382.tif 000009
【図８】
2015005382.tif 000010
【図９】
2015005382.tif 000011
【図１０】
2015005382.tif 000012
【図１１】
2015005382.tif 000013
【図１２】
2015005382.tif 000014
【図１３】
2015005382.tif 000015
【図１４】
2015005382.tif 000016
【図１５】
2015005382.tif 000017
【図１６】
2015005382.tif 000018
【図１７】
2015005382.tif 000019