(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電要素が外装材によって封止された薄板状の電池本体と、前記発電要素の電極に接続され前記外装材の端部から外部に導出されたタブとを有する薄型電池の端部がプレートに固定され、前記タブに電圧検知用端子が接続されている電池モジュールの製造方法であって、
前記電圧検知用端子が、前記薄型電池のタブと接合するためのタブ接合部と、コネクタとの接続部となると共に前記プレートに係止される接点部と、前記プレートに固定するための固定部とを有し、
前記プレートが、前記電圧検知用端子の接点部を係止するためのランス係止部を有し、
前記電圧検知用端子の接点部を前記プレートのランス係止部にランス係止した後、
前記電圧検知用端子のタブ接合部が完全に固定されない状態で、前記薄型電池のタブと前記タブ接合部を超音波溶接して接続し、
前記電圧検知用端子の固定部を前記薄型電池の端部と共に接着剤によって前記プレートに固定することを特徴とする電池モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電圧検知用端子、端子付プレートおよび電池モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータを駆動源とする電気自動車や、モータとエンジンを駆動源とするハイブリッドカー等には、高出力型電池が搭載されている。このような高出力型電池として、例えば扁平な薄型二次電池が単電池として用いられている。この単電池を複数積層し、各単電池どうしを電気的に直列あるいは並列に接続することにより、高容量の電池モジュールを構成している。さらに電池モジュールを複数組み合わせて電気的に接続して、一つの組電池として自動車に搭載される。
【０００３】
自動車用の薄型単電池は、例えば平板状の正極板と負極板との間にセパレータを介在させた発電要素をラミネートフィルム等の外装材で封止したラミネート電池が用いられる。このようなラミネート電池は、周縁を熱溶着して発電要素と電解液を密封し、正極板および負極板に電気的に接続したタブを端部から外部に引出して構成されている。
【０００４】
複数のラミネート電池が積層された電池モジュールにおいて、各ラミネート電池は、自動車の走行状態の変化に応じて電圧等が変化する。ラミネート電池毎の電圧を正確に把握して、各ラミネート電池の充放電の状態を常に監視することは、信頼性、安全性を向上させるために重要である。そのため、各ラミネート電池には電圧を測定するための電圧検知用端子が、それぞれ設けられている。
【０００５】
例えば特許文献１には、電池モジュールにおいて、各ラミネート電池毎に電圧を検知するために各ラミネート電池のタブ毎に電圧検知用ワイヤーハーネスを接続する代わりに、各ラミネート電池に予め電圧検知用端子を設けておき、この電圧検知用端子を備えたラミネート電池を積層した後に、電圧検知用ワイヤーハーネスが接続されたコネクタを電圧検知用端子に接続する技術が開示されている。
【０００６】
また、同文献には、電圧検知用端子を、ブレード状の接点部と、これに連結された角形状の平板部とから構成する点、電圧検知用端子の平板部にラミネート電池のタブを超音波溶接により接合する点、ラミネート電池を載置する板状フレームに、ある程度動くように電圧検知用端子を保持する点等が記載されている。
【０００７】
また、特許文献２には、内部電極端子に電極リードを超音波溶接する点が記載されている。具体的には、同文献には、密閉型電池の正極蓋の一部を構成するラプチャー板の中央部の窪みに、正極蓋ケースを拡張した下側部材をスポット溶接し、この下側部材を電池の内部電極端子として機能させ、この内部電極端子の裏面に正極リードを超音波溶接する点、リードの超音波溶接時に、縦波が発生して内部電極端子を振動させ、この振動により端子が破断する問題があった点、超音波溶接時に発生する縦波による内部電極端子の破断を防止するため、内部電極端子に縦波吸収部位を形成する点等が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−３２２２４号公報
【特許文献２】特開平１１−１９５４１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来技術は以下の点で問題があった。すなわち、特許文献１に記載されるように、電圧検知用端子が可動可能に装着されていると、電圧検知用ワイヤーハーネスのコネクタ側の端子と接続した後に、振動等によって端子接続部分で摺動磨耗が発生する。そうなると、端子接続部分の抵抗が高くなり、電気的な接続信頼性が低下してしまう。その結果、ラミネート電池の正確な電圧を把握するのが困難になる。
【００１０】
この問題を解消するため、電圧検知用ワイヤーハーネスのコネクタ側の端子と接続する電圧検知用端子の接点部を板状フレーム等に完全に固定することが考えられる。ところが、電圧検知用端子の接点部を固定すると、接点部に連結されている平板部も同時に固定されてしまう。その結果、ラミネート電池のタブを電圧検知用端子の平板部に超音波溶接することが困難になる。このように従来の電圧検知用端子では、接点部の摺動摩耗と超音波溶接性とを両立させることが困難であった。
【００１１】
なお、特許文献２の技術は、ラミネート電池の電圧検知用端子に関する技術ではなく、また、超音波溶接時に発生する縦波による内部電極端子の破断を防止するための技術であり、電圧検知用端子の接点部等、端子の一部が固定されている場合に、超音波溶接性をいかにして確保するかといった点を開示ないし示唆するものではない。
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、接点部の摺動摩耗を抑制することができ、超音波溶接性も確保することが可能な電圧検知用端子を提供することにある。また、この電圧検知用端子を組み付けた端子付プレート、これを備えた電池モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため、本発明に係る電圧検知用端子は、発電要素が外装材によって封止された薄板状の電池本体、及び上記発電要素の電極に接続され上記外装材の端部から外部に導出されたタブを有する薄型電池と、上記薄型電池の端部が接着剤により接合されるプレートとを有する電池モジュールにおける前記薄型電池の電圧検知に用いられる端子であって、上記薄型電池のタブが超音波溶接により接合されるタブ接合部と、上記タブ接合部から延設され、電圧検知用ワイヤーハーネスが接続されたコネクタとの接続部となるとともに上記プレートにランス係止される接点部と、上記タブ接合部から延設され、上記薄型電池の端部をプレートに接合するための接着剤によってプレートに固定される固定部とを有することを要旨とするものである。
【００１４】
本発明に係る端子付プレートは、上記電圧検知用端子と、上記薄型電池の端部が接着剤により接合されるプレートとを有し、上記電圧検知用端子の接点部が上記プレートにランス係止されていることを要旨とする。
【００１５】
本発明に係る電池モジュールは、発電要素が外装材によって封止された薄板状の電池本体と、上記発電要素の電極に接続され上記外装材の端部から外部に導出されたタブとを有する薄型電池が、厚み方向に複数枚積層された電池モジュールであって、上記端子付プレートを少なくとも１つ以上有し、上記薄型電池のタブと、上記プレートにランス係止された電圧検知用端子のタブ接合部とが接合されており、上記電圧検知用端子の固定部が、上記薄型電池の端部とともに上記接着剤によって上記プレートに固定されていることを要旨とする。
【００１６】
上記電池モジュールにおいて、前記電圧検知用端子の接点部が前記プレートにランス係止され、前記電圧検知用端子のタブ接合部が完全に固定されない状態で、前記薄型電池のタブと前記タブ接合部が超音波溶接され、前記電圧検知用端子の固定部が前記薄型電池の端部とともに接着剤によって前記プレートに固定されていることが好ましい。
【００１７】
本発明に係る電池モジュールの製造方法は、発電要素が外装材によって封止された薄板状の電池本体と、前記発電要素の電極に接続され前記外装材の端部から外部に導出されたタブとを有する薄型電池の端部がプレートに固定され、前記タブに電圧検知用端子が接続されている電池モジュールの製造方法であって、前記電圧検知用端子が、前記薄型電池のタブと接合するためのタブ接合部と、コネクタとの接続部となると共に前記プレートに係止される接点部と、前記プレートに固定するための固定部とを有し、前記プレートが、前記電圧検知用端子の接点部を係止するためのランス係止部を有し、前記電圧検知用端子の接点部を前記プレートのランス係止部にランス係止した後、前記電圧検知用端子のタブ接合部が完全に固定されない状態で、前記薄型電池のタブと前記タブ接合部を超音波溶接して接続し、前記電圧検知用端子の固定部を前記薄型電池の端部と共に接着剤によって前記プレートに固定することを要旨とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る電圧検知用端子は、薄型電池のタブが超音波溶接により接合されるタブ接合部と、タブ接合部から延設され、電圧検知用ワイヤーハーネスが接続されたコネクタとの接続部となるとともにプレートにランス係止される接点部と、タブ接合部から延設され、薄型電池の端部をプレートに接合するための接着剤によってプレートに固定される固定部とを有している。電圧検知用端子の接点部をプレートにランス係止すると、ランス係止はある程度がたつきのある係止法であるので、ランス係止された接点部に連結されているタブ接合部もある程度自由に動ける状態になる。そのため、薄型電池のタブとタブ接合部との超音波溶接性を確保することが可能となる。また、薄型電池のタブとタブ接合部とを超音波溶接した後は、タブ接合部から延設された固定部を、薄型電池の端部とともに接着剤によってプレートに固定することができる。そのため、電圧検知用端子全体を完全に固定することが可能となり、接点部が可動して摺動摩耗が発生するおそれがなくなる。
【００１９】
本発明に係る端子付プレートは、上記電圧検知用端子の接点部が前記プレートにランス係止されている。そのため、ランス係止された接点部に連結されているタブ接合部もある程度自由に動ける状態になっており、薄型電池のタブとタブ接合部との超音波溶接が容易である。また、薄型電池のタブとタブ接合部とを超音波溶接した後は、タブ接合部から延設された固定部を、薄型電池の端部とともに接着剤によってプレートに固定することができるため、電圧検知用端子全体を完全に固定することが可能となり、接点部が可動して摺動摩耗が発生するおそれもない。
【００２０】
本発明に係る電池モジュールは、上記端子プレートを用い、薄型電池のタブとプレートにランス係止された電圧検知用端子のタブ接合部とが接合されている。また、電圧検知用端子の固定部が、薄型電池の端部とともに接着剤によってプレートに固定されている。そのため、電圧検知用ワイヤーハーネスのコネクタ側の端子と電圧検知用端子の接点部との間における摺動摩耗を抑制することができ、電圧検知用ワイヤーハーネスのコネクタと接続信頼性の高い電気的接続を確保することができる。
【００２１】
本発明に係る電池モジュールの製造方法は、前記電圧検知用端子が、前記薄型電池のタブと接合するためのタブ接合部と、コネクタとの接続部となると共に前記プレートに係止される接点部と、前記プレートに固定するための固定部とを有し、前記プレートが、前記電圧検知用端子の接点部を係止するためのランス係止部を有し、前記電圧検知用端子の接点部を前記プレートのランス係止部にランス係止した後、前記電圧検知用端子のタブ接合部が完全に固定されない状態で、前記薄型電池のタブと前記タブ接合部を超音波溶接して接続し、前記電圧検知用端子の固定部を前記薄型電池の端部と共に接着剤によって前記プレートに固定する方法を採用したことにより、ランス係止された状態では、ランス係止はある程度がたつきのある係止法であるので、ランス係止されたピン型接点部に連結されているタブ接合部、固定部は完全に固定されない状態である程度自由に動ける状態になっている。そのためラミネート電池のタブとタブ接合部の超音波溶接性を確保することができる。更にラミネート電池のタブとタブ接合部を超音波溶接した後は、接着剤によって固定部がラミネート電池の端部とともに完全に固定されるので、ピン型接点部が可動して摺動摩耗が発生するおそれがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の電池モジュールの実施例を示す外観斜視図である。
【図２】図１のコネクタ嵌合部を拡大した状態を示す正面図である。
【図３】図１の平面図である。
【図４】図１の右側面図である。
【図５】図１のラミネート電池の一例を示す斜視図である。
【図６】図５のＡ−Ａ線に沿う模式的な断面図である。
【図７】図１のラミネート電池の前側のプレート組立体とラミネート電池の一部を示す分解斜視図である。
【図８】ガイドプレートを示し、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は平面図である。
【図９】図８のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図１０】端子プレートを示し、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は平面図である。
【図１１】スペーサープレートを示し、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は平面図である。
【図１２】薄型電池の端部をガイドプレートに固定するためのホットメルト接着剤によって電圧検知用端子の固定部が固定された状態を示す平面図である。
【図１３】電圧検知用端子の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１は本発明の電池モジュールの実施例を示す外観斜視図であり、図２は図１のコネクタ嵌合部を拡大した状態を示す正面図であり、図３は図１の平面図であり、図４は図１の右側面図である。図１〜図４に示すように本発明の電池モジュール１０は、ラミネート電池２００（２０１〜２０８）のような扁平型の単電池が厚み方向に沿って複数枚積層され、各単電池が電気的に並列又は直列に接続されて、一つのモジュールとして構成されている。
【００２４】
図１に示す実施例の電池モジュール１０は、単電池として８枚のラミネート電池２０１〜２０８が積層されている単電池積層体２０と、単電池積層体２０の前側端部のプレート組立体１００と後側端部のプレート組立体１００ａとを有している。このように構成される電池モジュール１０は、鋼板又はアルミニウム板等の金属板から形成されたケース体（図示せず）等の内部に収納され、複数の電池モジュール１０が組み合わせられた組電池の状態で、自動車等に搭載される。
【００２５】
本発明では、ラミネート電池２００の平面形状は矩形状であり、便宜上、ラミネート電池２００の長手方向を前後方向として説明する。
【００２６】
電池モジュール１０は、複数のラミネート電池２０１〜２０８が積層された単電池積層体２０の前後方向の両端が、前方のプレート組立体１００と後方のプレート組立体１００ａにより固定保持され、複数のラミネート電池２０１〜２０８が一体化されている。
【００２７】
プレート組立体１００、１００ａは、それぞれ単電池積層体２０を構成するラミネート電池２００の枚数に応じた複数のプレートが積層されて構成される。図１に示す実施例では、それぞれラミネート電池の枚数と同じ枚数である８枚のプレートが積層されて、一つのプレート組立体１００、１００ａを構成している。プレート組立体１００、１００ａは、ラミネート電池２０１〜２０８の前後方向端部を支持して、単電池積層体２０の状態を保持する固定部材としての機能を有する。更にプレート組立体１００、１００ａは、電池モジュール１０と外部とを電気的に接続するためのインターフェース部としての機能も持っている。
【００２８】
前側のプレート組立体１００には、単電池積層体２０から電気を取り出すための電極端子４１、４２、各ラミネート電池２０１、２０３、２０５、２０７の正極タブや負極タブ等の電極タブや電圧検知タブなどのタブに接続されている４個の電圧検知用端子１４０（詳しくは後述）が設けられている。
【００２９】
プレート組立体１００の左右方向の略中央の位置には、４つの電圧検知用端子１４０がラミネート電池の積層方法に沿って縦一列に配列されて一纏めにされた端子集合体からなるコネクタ嵌合部１５０が設けられている。
【００３０】
また後側のプレート組立体１００ａには、各ラミネート電池２０２、２０４、２０６、２０８の正極タブや負極タブ等の電極タブや電圧検知タブなどのタブに接続されている４個の電圧検知用端子１４０が設けられている。プレート組立体１００ａは、４個の電圧検知用端子１４０がラミネート電池積層方向に沿って縦一列に配置されて一纏めにされた端子集合体からなるコネクタ嵌合部１５０ａを有する。
【００３１】
この電池モジュール１０は、前側のコネクタ嵌合部１５０の４枚のラミネート電池２０１、２０３、２０５、２０７の電圧検知用端子１４０を４本のワイヤーハーネスに接続されている一つのコネクタ３００で一括して接続し、後側のコネクタ嵌合部１５０ａの４枚のラミネート電池２０２、２０４、２０６、２０８の電圧検知用端子１４０をもう一つのコネクタ（図示せず）で一括して接続する。一つの電池モジュール１０の二箇所のコネクタ嵌合部１５０、１５０ａに、それぞれ４本のワイヤーハーネスに接続された２個のコネクタを嵌合するだけで、８枚のラミネート電池２０１〜２０８に接続された８個の電圧検知用端子１４０全てとワイヤーハーネスとを接続することができる。
【００３２】
図２に示すように、プレート組立体１００のコネクタ嵌合部１５０には、電圧検知用端子１４０のピン型接点部１４１（図１３参照）を覆うフード部１６０、１６２が設けられている。各フード部１６０、１６２は各ピン型接点部１４１の周囲を個別に覆っている。コネクタ嵌合部１５０は、各フード部１６０、１６２によりピン型接点部１４１毎に区画されている。各フード部１６０、１６２は、断面が方形の角筒状に形成され、前側が開口していて、ピン型接点部１４１の周囲をカバーする長さに形成されている。
【００３３】
コネクタ３００を電池モジュール１０と接続するには、電池モジュール１０のコネクタ嵌合部１５０の各フード部１６０、１６２に、コネクタ３００の端子キャビティ３０１が挿入する。コネクタ３００は、端子キャビティ３０１の内部にピン型接点部１４１が挿入する箱型端子（図示せず）が埋設されており、該箱型端子はそれぞれワイヤーハーネス（図示せず）と接続されている。端子キャビティ３０１を各フード部１６０、１６２に挿入すると、フード部１６０、１６２の内部のピン型接点部１４１が端子キャビティ３０１の箱型端子と接触し、コネクタ３００の箱型端子に接続されているワイヤーハーネスと、電池モジュール１０の電圧検知用端子１４０とが電気的に接続する。
【００３４】
図５は図１のラミネート電池の一例を示す斜視図であり、図６は図５のＡ−Ａ線に沿う模式的な断面図である。ラミネート電池２０１〜２０８は扁平な薄型電池であり、例えばリチウムイオン二次電池を用いることができる。ラミネート電池２０１〜２０８の内部の構造は、基本的に図５及び図６に示す構造を有する。尚、正極タブ、負極タブの取付け位置や形状等は、図５に示すものと異なる場合がある。
【００３５】
図５及び図６に示すように、ラミネート電池２００は、電解質を含む発電要素２１２と、発電要素２１２がラミネートフィルム２１３Ａ及びラミネートフィルム２１３Ｂからなる外装材２１３により封止されている電池本体２１１と、発電要素２１２から外部に導出された正極タブ２１４と負極タブ２１５とを有している。正極タブ２１４、負極タブ２１５（電極タブ）は、電流を引き出すための電極端子として、あるいは、電圧検知用端子１４０を取り付けるタブとして利用される。また、正極タブ２１４、負極タブ２１５（電極タブ）とは別に、電極タブに電気的に接続された電圧検知用タブを外装材２１３の端部から外部に導出させてもよい。さらには、正極タブ２１４、負極タブ２１５（電極タブ）に別体のタブとして電圧検知用タブを接続し、この電圧検知用タブを介して電圧検知用端子１４０を取り付けることも可能である。
【００３６】
ラミネート電池２００は、ラミネートフィルム２１３Ａと２１３Ｂの間に発電要素２１２が封入され、ラミネートフィルム２１３Ａと２１３Ｂの周縁部が溶着されて、フィルム同士が接合された接合部２１１ａ、２１１ｂ、２１１ｃ、２１１ｄを形成することによって、袋状に形成されている。
【００３７】
発電要素２１２に用いられる電解質としては、電解質塩を非水溶媒に溶解して調製される電解質液体以外に、電解質塩を非水溶媒に溶解した溶液を高分子マトリクス中に保持させたポリマーゲル電解質等を用いることができる。上記電解質塩としては、イオン伝導性を示すリチウム塩が用いられる。このようなリチウム塩としては、例えばＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＢ（Ｃ６Ｈ５）４、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＣＨ３ＳＯ３Ｌｉ、ＣＦ３ＳＯ３Ｌｉ等が挙げられる。これらの電解質塩は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を混合して用いもよい。
【００３８】
発電要素２１２は、例えばバイポーラ電極が電解質層を介して積層されているバイポーラ電池等の積層型構造のものを用いることができる。上記バイポーラ電極は、特に図示しないが、集電体の一方の面に正極活物質層が形成され、他方の面に負極活物質層が形成されている。バイポーラ電池は、これらの正極活物質層、電解質層、及び負極活物質層等によって、一つの単電池層が形成され、この単電池層が複数積層された構造を有する。更に単電池層の外周には、隣接する集電体間を絶縁するための絶縁層が設けられている。
【００３９】
発電要素２１２における正極板は、例えば、ＬｉＭｎ２Ｏ４等のリチウム−遷移金属複合酸化物からなる正極活物質層を有する。負極板は、例えば、カーボンおよびリチウム−遷移金属複合酸化物からなる負極活物質層を有する。セパレータは、例えば、電解質を浸透し得る通気性を有するポーラス状のポリエチレン等から形成される。
【００４０】
図６に示すように、発電要素２１２の正極側は、最外層の集電体が延設されて、外装材２１３の外部に導出して薄板状の正極タブ２１４として形成されている。一方、発電要素２１２の負極側は、最外層の集電体が延設されて、外装材２１３の外部に導出して薄板状の負極タブ２１５として形成されている。正極タブ２１４及び負極タブ２１５は、電池本体２１１の前側端部の接合部２１１ａ、及び後側端部の接合部２１１ｂから電池本体２１１の外部に導出されている。
【００４１】
なお、発電要素２１２はバイポーラ電池以外の構造であってもよい。例えば、集電体の両面に正極活物質層を形成した正極電極板と、集電体の両面に負極活物質層を形成した負極電極板とを、セパレータを介して交互に積層した発電要素を外装材内部に封止して電池本体を形成し、正極電極板と電気的に接続された正極タブと、負極電極板と電気的に接続された負極タブとを電池本体から外部に導出して形成された電池でもよい。
【００４２】
外装材２１３の２枚のラミネートフィルム２１３Ａ、２１３Ｂは、軽量化を図ることができ、熱伝導性が良好であることから、アルミニウム、ステンレス、ニッケル、銅などの金属（合金を含む）をポリプロピレンフィルム等の絶縁体で被覆した高分子−金属複合ラミネートフィルムを用いることが好ましい。ラミネート電池２００は、外装材としてラミネートフィルムを用いることにより、軽量、薄型に形成することが可能であり、柔軟性を有し、放熱性も優れている薄型単電池が得られる。
【００４３】
図７は図１のラミネート電池の前側のプレート組立体とラミネート電池の一部を示す分解斜視図である。図７に示すように、プレート組立体１００は三種類のプレートが８枚組み合わされて構成されている。尚、後側のプレート組立体１００ａは、前側のプレート組立体１００と比較して、上下関係の向きと各プレートの配列順が反対に取付けられ、電極端子４１、４２が設けられていない点が相違するが、基本的なプレートの組み合わせは共通している。以下、プレート組立体１００の構成について詳細に説明し、プレート組立体１００ａの説明については省略する。
【００４４】
プレート組立体１００は、１枚のガイドプレート１１０、その上に配置された３枚の端子プレート１２０、及びガイドプレート１１０又は端子プレート１２０の上側に配置された４枚のスペーサープレート１３０を有する。プレート組立体１００の各プレートの配置は、最下部からガイドプレート１１０、スペーサープレート１３０、端子プレート１２０、スペーサープレート１３０、端子プレート１２０、スペーサープレート１３０、端子プレート１２０、及びスペーサープレート１３０の順である。プレート組立体１００の上記各プレートには、それぞれ一つのラミネート電池２００の前側端部の接合部２１１ａが接合される。
【００４５】
図８はガイドプレートを示し、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は平面図である。図９は、図８のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。図１０は端子プレートを示し、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は平面図である。図１１はスペーサープレートを示し、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は平面図である。これらのプレートは、電圧検知用端子１４０及びカラー部１１５、１２５を除いた部分は、絶縁性を有する材料から形成されていればよく、樹脂、ゴム等から形成することができる。またこれらのプレートの底面は基本的に突起等が突出しない平坦面として形成されている。
【００４６】
これらのプレートの中で、ガイドプレート１１０及び端子プレート１２０は、電圧検知用端子１４０が固定されているプレートであり、更にガイドプレート１１０は端子プレート１２０の動きを規制するガイド部１８０を備えている。端子プレート１２０は、ガイドプレート１１０の上記ガイド部１８０にガイドされる被ガイド部１８５を備えている。スペーサープレート１３０は、電圧検知用端子１４０を備えるプレートの間、或いはそのプレートの上に位置し、電圧検知用端子１４０を有していないプレートである。以下、電圧検知用端子、各プレートについて詳細に説明する。
【００４７】
図１３は電圧検知用端子の斜視図である。図１３に示すように電圧検知用端子１４０は、ラミネート電池２００のタブ（電極タブ、或いは電極タブに電気的に接続された電圧検知用タブ）が超音波溶接により接合される平板状のタブ接合部１４２と、タブ接合部１４２から延設され、電圧検知用のワイヤーハーネス（不図示）が接続されたコネクタ３００との接続部となるとともにガイドプレート１１０や端子プレート１２０とランス係止されるピン型接点部１４１と、タブ接合部１４２から後ろ方向に延設され、ラミネート電池２００の端部にある接合部２１１ａをガイドプレート１１０や端子プレート１２０に接合するための接着剤によってガイドプレート１１０や端子プレート１２０に固定される固定部１４３とを有している。
【００４８】
ピン型接点部１４１は、タブ接合部１４２から横方向に延設された延設部１４１ｂと、延設部１４１ｂの端部から前方に向かってその先端が突出するようにピン状に延びたピン部１４１ａとから構成されている。なお、延設部１４１ｂは、ガイドプレート１１０や端子プレート１２０への取り付け時に、フード部１６０、１６１にピン部１４１ａを位置合わせするための機能を有している。固定部１４３は、ピン型接点部１４１のピン部１４１ａの突出方向と反対の方向（後ろ方向）に向かって、タブ接合部１４２から延設されている。固定部１４３の全体の長さは、ガイドプレート１１０や端子プレート１２０に形成されたスリット１１６（後述する）に固定部１４３の先端が達する長さとされている。
【００４９】
電圧検知用端子１４０は、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属板材を打ち抜き加工することにより形成されており、固定部１４３とタブ接合部１４２は、同一平面内に形成されている。ピン型接点部１４１の延設部１４１ｂは、折り曲げ加工により形成された段部１４２ａにより、タブ接合部１４２の形成面よりも一段高い位置に形成されている。また、ピン型接点部１４１は、金属板材の打ち抜き加工後に、さらに折り曲げ加工が施されて形成されている。具体的には、ピン型接点部１４１のうち、ピン部１４１ａは、延設部１４１ｂが形成されている平面と垂直な方向に起立形成されている。このようにピン部１４１ａを形成した場合には、ピン部１４１ａの後端部を、治具等によって押しやすくなるため、ピン型接点部１４１をプレートに固定するのに適する。さらに、ピン部１４１ａの起立した後端部を利用してプレートにランス係止するのに適する。
【００５０】
図８（ａ）、（ｂ）に示すように、ガイドプレート１１０には、短手方向の後側がラミネート電池２００を接合するための電池接合部１１１として形成され、前側の長手方向の両端部にプレート同士を支持するプレート支持部１１２が形成されている。ガイドプレート１１０は、プレート支持部１１２の間に端子保持部１１３が形成され、端子保持部１１３には電圧検知用端子１４０が所定の位置に固定されている。具体的には、端子保持部１１３の長手方向の中央には、フード部１６０が設けられており、フード部１６０の後端に、電圧検知用端子１４０のピン型接点部１４１をランス係止するランス係止部１１３ａが形成されている。ランス係止部１１３ａの後面から前方には、挿入溝１１３ｂが形成されており、電圧検知用端子１４０を挿入可能とされている。
【００５１】
図９に示すように、挿入溝１１３ｂ内の底面には、ランス１１３ｃが形成されており、挿入溝１１３ｂに挿入された電圧検知用端子１４０のピン型接点部１４１の後端部を係止可能とされている。ピン型接点部１４１がランス１１３ｃによりランス係止された状態では、ランス係止はある程度がたつきのある係止法であるので、ランス係止されたピン型接点部１４１に連結されているタブ接合部１４２、固定部１４３はある程度自由に動ける状態になっている。
【００５２】
また、図９に示すように、挿入溝１１３ｂは、フード部１６０の内部空間に連通しており、挿入溝１１３ｂに挿入されてランス１１３ｃによりランス係止されたピン型接点部１４１の先端は、フード部１６０内に突出される。この際、ピン型接点部１４１がフード部１６０の略中央に位置するように、挿入溝１１３ｂとフード部１６０の位置が予め設定されており、ランス係止されたピン型接点部１４１のピン部１４１ａは、その周囲がフード部１６０によって覆われる。
【００５３】
ガイドプレート１１０の端子保持部１１３は、積層方向に沿って表面から裏面に貫通する矩形状の開口窓部１１４が設けられている。開口窓部１１４は、フード部１６０を挟んで左右両側に一つずつ設けられている。電圧検知用端子１４０のうち、タブ接合部１４２は、開口窓部１１４に臨むように配置されている。つまり、タブ接合部１４２は、ランス係止されたピン型接点部１４１の延設部１４１ｂによって支持され、開口窓部１１４上に配置されている。タブ接合部１４２は、この開口窓部１１４上において、ラミネート電池２００の電極タブと電圧検知用端子のタブ接合部１４２と接続される。
【００５４】
図８（ａ）、（ｂ）に示すように、ガイドプレート１１０は、電池接合部１１１が、平板状に形成されている。また電池接合部１１１には、積層方向に沿う表裏を貫通し左右に伸びるスリット１１６が設けられている。ラミネート電池２００の前側端部の接合部２１１ａの一部が、ホットメルト接着剤等により電池接合部１１１に接合される。接合に供された接着剤は、スリット１１６の内部又は周辺に付着する。また電池接合部１１１の左右両端には、円筒状の突起１１８が設けられている。この突起１１８には、ラミネート電池２００の接合部２１１ａに設けられている貫通孔２２０が挿通する。
【００５５】
電圧検知用端子１４０の固定部１４３は、ピン型接点部１４１がランス係止された状態となったときに電池接合部１１１のスリット１１６にかかる長さに形成されている。そのため、図１２に示すように、ラミネート電池２００のタブとタブ接合部１４２とを超音波溶接した後、ラミネート電池２００の前側端部の接合部２１１ａとともにホットメルト接着剤等の接着剤１１６ａによってガイドプレート１１０に固定部１４３を固定することができる。これにより、電圧検知用端子１４０全体をガイドプレート１１０に完全に固定することが可能となる。
【００５６】
またプレート支持部１１２は、上面側が電池接合部１１１の表面よりも一段高く形成された平板部１１２ａとして形成されている。この平板部１１２aに、上述したカラー部１１５が設けられている。ガイドプレート１１０の上にスペーサープレート１３０を積層した場合、平板部１１２ａの上にスペーサープレート１３０のプレート支持部１３２の底面が隙間無く当接して、スペーサープレート１３０が支持される。
【００５７】
ガイドプレート１１０の端子保持部１１３には、フード部１６０の左側面に端子プレート１２０の端子位置を規制するためのガイド部１８０が設けられている。ガイドプレート１１０のガイド部１８０とフード部１６０は一体に形成されている。ガイド部１８０は、積層方向に沿って上方に立設し、板状体からなる第１ガイド板１８１と板状体からなる第２ガイド板１８２とそれを繋ぐ接続部１８３とからなり、横断面がＨ字状に形成されている。第１ガイド板１８１は、第２ガイド板１８２に対し、プレート短手方向の長さが少し短く形成されている。
【００５８】
図１０（ａ）、（ｂ）は端子プレートを示し、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は平面図である。端子プレート１２０は図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、フード部１６２の右側面に、ガイドプレート１１０のガイド部１８０の第１ガイド板１８１が挿通する被ガイド部１８５が設けられている。被ガイド部１８５は、ガイド部１８０の第１ガイド板１８１を積層方向である図中上下方向からスライドさせて挿通することが可能な形状に形成されている。被ガイド部１８５は、ガイド部１８０の第１ガイド板１８１を前側と後側から挟み込む前係止爪１８６と後係止爪１８７とから構成されている。前係止爪１８６の積層方向の厚みはフード部１６２の厚みと同じに形成されている。後係止爪１８７の積層方向の厚みは、フード部１６２の厚みの半分の厚みに形成されている。
【００５９】
ガイドプレート１１０の上方に端子プレート１２０を積層して被ガイド部１８５をガイド部１８０に挿通した場合、フード部１６２の外側右側面と前係止爪１８６と後係止爪１８７との間に形成される空間に、ガイド部１８０の第１ガイド板１８１が挟持される。前係止爪１８６と後係止爪１８７との間は、ガイド部１８０の接続部１８３が位置する。前係止爪１８６と後係止爪１８７の右側面は、被ガイド部１８５をガイド部１８０に挿通した場合、ガイド部１８０の第２ガイド板１８２の左面に当接する。
【００６０】
ガイドプレート１１０の上方に端子プレート１２０を積層する場合、端子プレートをガイドプレート１１０の真上から載置する。ガイドプレート１１０のガイド部１８０に、端子プレート１２０の被ガイド部１８５を挿通する。端子プレート１２０の被ガイド部１８５をガイドプレート１１０のガイド部１８０に挿通させると、端子プレート１２０は、ラミネート電池２００の短手方向であるＸ方向（図７参照）の動きと、ラミネート電池の長手方向であるＹ方向の動きが規制される。この時点で端子プレート１２０は、ラミネート電池２００の積層方向であるＺ方向にのみ、ガイドプレート１１０にガイドされた状態でスライド移動することができる。
【００６１】
図２に示すように、８枚のプレートを積層してプレート組立体１００を組み立てた場合、ガイド部１８０、フード部１６０、１６２、１６２、１６２、被ガイド部１８５、１８５、１８５が一体となって矩形状のコネクタ嵌合部１５０が形成される。プレート組立体１００が積層された状態では、ガイドプレート１１０及び端子プレート１２０の上には、それぞれスペーサープレート１３０が積層される。
【００６２】
またガイド部１８０の右側面には、コネクタ嵌合部１５０にコネクタ３００を嵌合した際に、コネクタ３００の係合部と係合し、コネクタ３００をコネクタ嵌合部１５０に係止するための係止突起１８４が設けられている。
【００６３】
ガイドプレート１１０は、端子保持部１１３に、前方に突出する平板状の短絡防止壁１９１が設けられている。短絡防止壁１９１は、一方の開口窓部１１４の周囲のフレームの端部に保持されている。また短絡防止壁１９１には補強用のリブが設けられている。またガイドプレート１１０のプレート支持部１１２には、電極端子取付部１９２、１９３が設けられていて、電極端子４１、４２が取付けられている。短絡防止壁１９１は、電極端子４１、４２よりも前方に突出しているので、電池モジュール１０の前側が導電性部材に接触した場合に、同時に二つの電極端子４１、４２が導電性部材に接触するのを防止して、電極端子４１、４２間における短絡をし難くする。
【００６４】
ガイドプレート１１０は、両端のプレート支持部１１２に、金属カラーが埋設されていて上方に突出するカラー部１１５が設けられている。カラー部１１５の内部には、プレートの表裏を貫通している貫通孔が設けられている。また端子プレート１２０も同様に、プレート支持部１２２にカラー部１２５が設けられている。カラー部１１５、１２５の厚みはプレート２枚分の厚みに形成されている。スペーサープレート１３０は、プレート支持部１３２のカラー部１１５、１２５に対応する位置に、貫通孔１３５が設けられている。貫通孔１３５の大きさは、カラー部１１５、１２５が嵌合する大きさに形成されている。
【００６５】
ガイドプレート１１０又は端子プレート１２０の上にスペーサープレート１３０が積層された場合、貫通孔１３５の下方からカラー部１１５又はカラー部１２５が挿入されて嵌合した状態となる。プレート組立体１００では、ガイドプレート１１０と端子プレート１２０に設けられている４個のカラー部１１５、１２５、１２５、１２５が積層方向において一体になり、一本のスリーブ１７０として形成される。このスリーブ１７０にボルトを挿通し、ナット等を締結してプレート組立体１００の積層方向を圧締することができる。このときカラー部１１５、１２５及びボルト、ナットは、プレート組立体１００の積層方向（図７のＺ方向）における端子プレートの端子の動きを規制する固定手段として機能する。カラー部１１５、１２５の径は、ボルトの径よりも若干大きく形成されているので、ボルトの挿通が容易である。カラー部１１５、１２５にボルトを挿通してナットで固定するのは、端子位置の動きをＺ−Ｘ方向、Ｚ−Ｙに方向に対する動きを規制するためのものである。Ｘ−Ｙ方向に対しての動きの規制は、ガイドプレート１１０と端子プレート１２０のガイド部１８０及び被ガイド部１８５の構造によるものである。
【００６６】
端子プレート１２０は、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、電池接合部１２１とプレート支持部１２２と端子保持部１２３とから構成されている。端子プレート１２０の電池接合部１２１とプレート支持部１２２の基本的な構造は、ガイドプレート１１０と同一の構造である。
【００６７】
端子プレート１２０は、端子保持部１２３に、ガイドプレート１１０に組み付けられている電圧検知用端子１４０と同一形状の電圧検知用端子１４０が固定されている。具体的には、フード部１６２の後端に、ガイドプレート１１０のランス係止部１１３ａと同等のランス係止部１２３ａが形成されており、ランス係止部１２３ａの挿入溝１２３ｂに、電圧検知用端子１４０のピン型接点部１４１が挿入されてランス係止（不図示）されている。つまり、ガイドプレート１１０における電圧検知用端子１４０と同じように、電圧検知用端子１４０のうち、ピン型接点部１４１は、端子プレート１２０のランス係止部１２３ａにランス係止されているが、それ以外のタブ接合部１４２や固定部１４３は、端子プレート１２０に固定されていない。また、固定部１４３の先端は、電池接合部１２１のスリット１２６上に配置されている。尚、フード部１６２とピン型接点部１４１との関係は、ガイドプレート１１０で説明したものとほぼ同一であるため、説明は省略する。
【００６８】
端子保持部１２３には、開口窓部１２３ｃが設けられている。開口窓部１２３ｃは、端部側も開口した形状に形成されている点がガイドプレート１１０の開口窓部１１４とは構造が異なる。電圧検知用端子１４０のうち、タブ接合部１４１４２は、開口窓部１２３ｃに臨むように配置されている。つまり、タブ接合部１４２は、ランス係止されたピン型接点部１４１の延設部１４１ｂによって支持され、開口窓部１２３ｃ上に配置されている。タブ接合部１４２は、この開口窓部１２３ｃ上において、ラミネート電池２００の電極タブと電圧検知用端子のタブ１４２と接続される。
【００６９】
スペーサープレート１３０は、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、電池接合部１３１とプレート支持部１３２とスペーサ部１３３とから構成されている。スペーサープレート１３０の電池接合部１３１の基本的な構造は、ガイドプレート１１０と共通の形状を有する。スペーサープレート１３０の長手方向左右の端部はプレート支持部１３２として形成され、平板部１３２ａの中央にカラー部１１５、１２５が嵌合する貫通孔１３５が設けられている。
【００７０】
尚、ガイドプレート１１０、端子プレート１２０及びスペーサープレート１３０において、平板部１１２ａ、１２２ａ、１３２ａは、同じ厚みに形成されている。
【００７１】
スペーサープレート１３０のスペーサ部１３３には、開口窓部１３４、１３４とそれを繋ぐ中央部１３７が設けられている。更に中央部１３７のプレート長手方向略中程には、凹所１３９が設けられている。この凹所１３９には、ガイドプレート１１０又は端子プレート１２０の上にスペーサープレート１３０が積層された際に、フード部１６０、１６２の後端部が嵌り込むようになっている。
【００７２】
ガイドプレート１１０と端子プレート１２０に、スペーサープレート１３０を積層すると、ガイドプレート１１０と端子プレート１２０のカラー部１１５、１２５がスペーサープレート１３０の貫通孔１３５に挿入される。スペーサープレート１３０のプレート保持部の下面が平坦なので、ガイドプレート１１０と端子プレート１２０のプレート支持部１１２、１２２に支持された状態となる。このとき、電池接合部１１１、１２１、１３１の厚みは、プレート支持部１１２、１２２よりも厚みが一段薄く形成されているので、電池接合部１３１のプレート間に空間が形成される。ラミネート電池２００の端部の接合部２１１ａの一部はホットメルト等の樹脂や接着剤と共にこの空間に挟持されている。プレート支持部１１２、１２２、１２３では、プレート間に隙間が出来ることなく積層される。電圧検知用端子１４０を、積層方向においても正確な位置に固定することができる。
【００７３】
更にカラー部１１５、１２５の周囲は平板部１１２ａ、１２２ａとして形成されている。この平板部１１２ａ、１２２ａは電池接合部１１１、１２１よりも一段高くなるように形成されている。これらのプレートにおいて、平板部１１２ａ、１２２ａ、１３２ａの厚みが、基本的なプレートの厚みである。プレートは平板部により、その上に積層されるプレートを支持している。
【００７４】
図７に示すように、最上位置のプレート１３０を除いて、各プレートの電池接合部１１４、１２４、１３４の上には別のプレートが積層されている。各プレートの電池接合部１１４、１２４、１３４の上には、ラミネート電池２０１〜２０８の端部の接合部２１１ａが接着剤により接合されている。
【００７５】
電池モジュール１０の組立の際、各ラミネート電池２０１〜２０８を電気的に接続するには、特開２００７−１７２８９３号公報等に記載されているような公知の手段を用いることができる。ラミネート電池２０１〜２０８は、例えば直列に接続し、下記のように３つのサブアセンブリから組み立てることができる。一番上の第１アセンブリとして、３枚のラミネート電池２０６〜２０８を直列に接続し、マイナス側の端子を組み付ける。二番目の第２アセンブリとして、２枚のラミネート電池２０４〜２０５を直列に接続する。一番下の第３アセンブリとして、３枚のラミネート電池２０１〜２０３を直列に接続し、プラス側の出力端子を組み付ける。第１アセンブリと第２アセンブリのタブどうしを接合する。第２アセンブリと第３アセンブリのタブどうしを接合する。ラミネート電池２０１〜２０８が直列に接続された電池モジュール１０が得られる。
【００７６】
電圧検知用端子１４０のタブ接合部１４２は、ガイドプレート１１０及び端子プレート１２０に設けられた開口窓部１１４、１２３ｃに望み、開口窓部１１４、１２３ｃでラミネート電池の電極タブと電圧検知用端子のタブ１４２と超音波溶接により接合一体化される。
【００７７】
電圧検知用端子１４０のピン型接点部１４１をガイドプレート１１０や端子プレート１２０にランス係止すると、ランス係止はある程度がたつきのある係止法であるので、ランス係止されたピン型接点部１４１に連結されているタブ接合部１４２もある程度自由に動ける状態になる。そのため、ラミネート電池２００のタブとタブ接合部１４２との超音波溶接性を確保することが可能となる。また、ラミネート電池２００のタブとタブ接合部１４２とを超音波溶接した後は、タブ接合部１４２から延設された固定部１４３を、ラミネート電池２００の端部とともに接着剤によってガイドプレート１１０や端子プレート１２０に固定することができる。そのため、電圧検知用端子１４０全体を完全に固定することが可能となり、ピン型接点部１４１が可動して摺動摩耗が発生するおそれがなくなる。
【００７８】
この電圧検知用端子１４０、端子付プレート（ガイドプレート１１０や端子プレート１２０）を用いた電池モジュール１０は、電圧検知用ワイヤーハーネスのコネクタ側の端子と電圧検知用端子１４０のピン型接点部１４１との間における摺動摩耗を抑制することができるため、電圧検知用ワイヤーハーネスのコネクタと接続信頼性の高い電気的接続を確保することができる。
【００７９】
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
【００８０】
例えば、上記実施の形態では、電圧検知用端子の接点部として、コネクタの嵌合力を小さくするのに有利なピン型形状を示したが、他にも、タブ型形状などであっても良い。
【００８１】
また、上記実施の形態では、ガイドプレート１１０及び端子プレート１２０が有するランス１１３ｃにより、電圧検知用端子１４０のピン型接点部１４１をランス係止する例を示したが、他にも、挿入溝１１３ｂ内に係止穴を形成するとともに、ピン型接点部１４１に前記係止穴に嵌り込むランスを形成し、ピン型接点部１４１を挿入溝１１３ｂに挿通したときに、前記ランスが係止穴に嵌り込むことにより、電圧検知用端子１４０をプレートにランス係止することも可能である。また、ピン型接点部１４１に係止穴を形成し、ピン型接点部１４１を挿入溝１１３ｂに挿通したときに、挿入溝１１３ｂ内のランスがピン型接点部１４１の係止穴に嵌り込むことにより、電圧検知用端子１４０をプレートにランス係止することも可能である。
【符号の説明】
【００８２】
１０   電池モジュール
１１０    ガイドプレート
１２０    端子プレート
１３０    スペーサープレート
１４０    電圧検知用端子
１４１    ピン型接点部
１４２    タブ接合部
１４３    固定部
【図１】
0005537409.tif 000002
【図２】
0005537409.tif 000003
【図３】
0005537409.tif 000004
【図４】
0005537409.tif 000005
【図５】
0005537409.tif 000006
【図６】
0005537409.tif 000007
【図７】
0005537409.tif 000008
【図８】
0005537409.tif 000009
【図９】
0005537409.tif 000010
【図１０】
0005537409.tif 000011
【図１１】
0005537409.tif 000012
【図１２】
0005537409.tif 000013
【図１３】
0005537409.tif 000014