(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平面形状が矩形状の薄型電池が、厚み方向に複数枚積層された電池モジュールに用いられ、前記薄型電池の一辺に沿う方向を長手方向として延びると共に、前記各薄型電池の端部に接合されて積層される複数枚のプレートにより構成されるプレート組立体であって、
前記プレート組立体は、前記薄型電池のタブに接続されている複数の端子が前記薄型電池の積層方向に沿って配列された端子集合体からなるコネクタ嵌合部を有し、
前記プレート組立体を構成する各プレートには、前記長手方向端部にカラーが埋設されると共に、該カラーとは異なる位置に前記薄型電池の積層方向を貫通する貫通孔が設けられ、各プレートが積層された際に、前記カラーが前記薄型電池の積層方向に沿って前記プレート組立体を貫通するスリーブとして形成され、該スリーブを用いて前記各プレートの前記薄型電池の積層方向の位置を規制することが可能であると共に、前記貫通孔の積層部分がノックピンを挿通するためのノックピン挿通孔として形成され、該ノックピン挿通孔を利用して前記各プレートの前記薄型電池の電池面方向の位置を規制することが可能であり、
前記ノックピン挿通孔は前記スリーブよりも前記コネクタ嵌合部近傍に設けられていることを特徴とするプレート組立体。
【請求項２】
前記プレート組立体にノックピン挿通孔が複数設けられ、複数のノックピン挿通孔の公差が異なるように形成されていることを特徴とする請求項１記載のプレート組立体。
【請求項３】
前記ノックピン挿通孔が前記コネクタ嵌合部を挟んで前記プレート組立体の長手方向の両側の位置に設けられていることを特徴とする請求項２記載のプレート組立体。
【請求項４】
前記各プレートの貫通孔がテーパーを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のプレート組立体。
【請求項５】
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が、厚み方向に複数枚積層され、前記各薄型電池の端部に接合されて積層される複数枚のプレートによって構成されるプレート組立体を有する電池モジュールであって、
前記請求項１〜４のいずれか１項に記載のプレート組立体を備え、前記プレート組立体の前記ノックピン挿通孔にノックピンが挿通されていることにより、前記各プレートの薄型電池の電池面方向の動きが規制されていることを特徴とする電池モジュール。
【請求項６】
前記プレート組立体におけるスリーブを用いて前記各プレートの薄型電池の積層方向の動きが規制されていることを特徴とする請求項５に記載の電池モジュール。
【請求項７】
前記端子が、ピン型接点部を有することを特徴とする請求項５又は６に記載の電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池モジュール及び該電池モジュールに用いるプレート組立体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或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。更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。電池モジュールは、薄型単電池を用いるので、小型、高エネルギー密度に形成することができる。
【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、正極板及び負極板に接続した電極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】
電池モジュールには、複数のラミネート電池に設けられた電圧検知用端子と、外部の機器と接続するためのコネクタ端子を用いることが公知である。
【０００６】
電池モジュールにおいて、ラミネート電池毎に電圧を検知するためには各ラミネート電池の電極タブに電圧検知用の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の端子を設けておき、この電圧検知用端子を備えた単電池を積層した後に、電圧検知用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して、複数の電圧検知用端子と複数の電圧検知用ハーネスを一括して接続する方法が公知である（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−３２２２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載されている電圧検知用端子は、図１６に示すように、電池モジュールの３個の電圧検知用端子５００に対し、同時に接続可能な接続口６００Ａ〜６００Ｃを備えた一体型のコネクタ６００によって一括して接続されるように構成されている。
【０００９】
電圧検知用端子５００は、平板状でブレード状の接点部を持っているバスバーからなる。ワイヤーハーネス側のコネクタ６００は、上記バスバーのブレード状の接点部を上下方向から挟みこむように形成された対向接点型の端子を有する。更に特許文献１の電圧検知用端子５００は、ある程度動くように、可動自在に保持されている。
【００１０】
ところで、電池モジュールの電圧検知用端子５００は、複数のラミネート電池が厚み方向に沿って積層されているから、各ラミネート電池の厚みのばらつきや、組立精度等により、電圧検知用端子の位置にばらつきが発生することは避けられない。この端子位置のばらつきは、電池モジュールの各部品や組立の精度等に起因するものであり、設計値に対する公差である。そのため電圧検知用のブレード型端子５００と、ワイヤーハーネス側コネクタ６００の対向接点型端子とを接続する場合、公差を吸収しようとすると、嵌合がきつくなってしまう。このようにコネクタを挿入する際の嵌合力が高くなると、コネクタの接続作業がし難くなって、作業性が低下してしまうという問題があった。
【００１１】
更に、上記従来の電池モジュールのように、単電池に電圧検知用端子５００が可動可能に装着されていると、複数の端子は、それぞればらばらに動いてしまうことになって摺動磨耗が発生する。そうなると、コネクタ６００側の対向接点型端子と電圧検知用端子５００との間の抵抗が高くなり、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という問題があった。
【００１２】
本発明は、上記従来技術の問題点を解決しようとするものであり、端子とコネクタ間の嵌合力が多大にならずに、コネクタ挿入作業がし易く、更に電気的な接続信頼性も良好である電池モジュールを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために本発明のプレート組立体は、
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が、厚み方向に複数枚積層された電池モジュールに用いられ、前記各薄型電池の端部に接合されて積層される複数枚のプレートにより構成されるプレート組立体であって、
前記プレート組立体は、前記薄型電池のタブに接続されている複数の端子がひと纏めにされた端子集合体からなるコネクタ嵌合部を有し、
前記プレート組立体を構成する各プレートに、前記薄型電池の積層方向を貫通する貫通孔が設けられ、各プレートが積層された際に前記貫通孔の積層部分がノックピンを挿通するためのノックピン挿通孔として形成され、該ノックピン挿通孔を利用して前記各プレートの前記薄型電池の電池面方向の位置を規制することが可能であることを要旨とするものである。
【００１４】
上記プレート組立体は、前記プレート組立体にノックピン挿通孔が複数設けられ、複数のノックピン挿通孔の公差が異なるように形成されていること、前記ノックピン挿通孔が前記コネクタ嵌合部を挟んで前記プレート組立体の長手方向の両側の位置に設けられていること、前記各プレートの貫通孔がテーパーを有すること、前記各プレートに金属カラーが埋設され、前記各プレートが積層された際に、前記金属カラーが前記薄型電池の積層方向に沿って前記プレート組立体を貫通するスリーブとして形成され、該スリーブを用いて前記各プレートの前記薄型電池の積層方向の位置を規制することが可能であること等が好ましい。
【００１５】
本発明の電池モジュールは、
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、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が、厚み方向に複数枚積層され、前記各薄型電池の端部に接合されて積層される複数枚のプレートによって構成されるプレート組立体を有する電池モジュールであって、
上記のプレート組立体を備え、前記プレート組立体の前記ノックピン挿通孔にノックピンが挿通されていることにより、前記各プレートの薄型電池の電池面方向の動きが規制されていることを要旨とするものである。
【００１６】
上記電池モジュールにおいて、前記各プレートに金属カラーが埋設され、前記各プレートが積層された際に、前記金属カラーが前記薄型電池の積層方向に沿って前記プレート組立体を貫通するスリーブとして形成されているプレート組立体を備え、前記プレート組立体の前記スリーブにボルトが挿通されナットが締結されていることにより、前記各プレートの薄型電池の積層方向の動きが規制されていることが好ましい。
【００１７】
また上記電池モジュールにおいて、前記端子が、ピン型接点部を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、プレート組立体の各プレートにノックピン挿通孔が設けられていることにより、ノックピン挿通孔にノックピンを挿通することで各プレートの薄型電池の電池面方向の位置を規制することが可能である。そのため本発明は電池モジュールにおける電池面方向のアライメント精度が向上し、電池モジュールの端子の位置を正確に位置決めすることができる。してみれば本発明は電池モジュールの端子にコネクタを挿入して端子を嵌合する場合に嵌合がきつくならず、コネクタの接続作業がし易く、作業性が低下するということがないといった効果が得られる。
【００１９】
また、電池モジュールの端子とコネクタの接続構造として、高いアライメント精度が要求される構造を採用することが可能である。このような端子とコネクタ接続構造として、ピン端子と箱型端子の嵌合構造等を採用することができる。ピン端子と箱型端子の嵌合構造は、前述のブレード端子と比較して嵌合力が高くならない。このような接続端子の構造を採用した場合には、複数の電圧検知用端子にコネクタを装着して、複数の電圧検知用端子に一括してワイヤーハーネス等を接続する場合の作業性が更に良好な電池モジュールが得られる。
【００２０】
また、プレート組立体の位置精度を向上させることができるので、電池モジュールの所定位置に端子を固定した状態に形成することが可能である。その結果、電池モジュールを自動車等に搭載した場合に、使用中に端子が可動することにより摺動磨耗等が発生する虞がないから、ワイヤーハーネス側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可能である。
【００２１】
また前記ノックピン挿通孔が複数設けられている場合、更にプレート組立体の位置精度が向上する。
【００２２】
また前記ノックピン挿通孔がコネクタ嵌合部を挟んでプレート組立体の長手方向の両側の位置に設けられている場合、更にプレート組立体の位置精度が向上する。
【００２３】
また前記各プレートの貫通孔がテーパーを有する場合、ノックピンを挿入する際の挿入作業が更に容易になる。
【００２４】
また前記各プレートに金属カラーが埋設され、前記各プレートが積層された際に、前記金属カラーが前記薄型電池の積層方向に沿って前記プレート組立体を貫通するスリーブとして形成されている場合、該スリーブに例えば固定手段としてボルトを挿通しナットを締結する手段を用いることにより、プレート組立体の積層方向を固定することができるので、前記各プレートの前記薄型電池の積層方向の位置を規制することが可能であり、各端子の電池面方向の動きが規制されているのに加えて、各端子の積層方向の動きも規制されるので、更に電池モジュールにおける端子位置のアライメント精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【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の電池モジュールのプレート組立体の部分を示す平面図である。
【図３】図１の電池モジュールの正面図である。
【図４】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図５】図１の電池モジュール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線に沿う断面図である。
【図７】図１の電池モジュールのプレートの斜視図である。
【図８】（ａ）は図７のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、（ｂ）は（ａ）の一部の拡大図である。
【図９】図１の電池モジュールのフード部の斜視図である
【図１０】図９のフード部の背面図である。
【図１１】ノックピンの一例を示す斜視図である。
【図１２】図１の電池モジュールのコネクタ嵌合部に嵌合するコネクタを示す斜視図である。
【図１３】図１２のコネクタの背面図である。
【図１４】図１の電池モジュールのノックピンとボルト、ナットを固定する前の状態を示す斜視図である。
【図１５】電圧検知用端子と箱型端子を示す斜視図である。
【図１６】従来の電池モジュールのコネクタ接続部とコネクタを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１は本発明の電池モジュールの実施例の外観を示す斜視図である。図１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。
【００２７】
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、前記単電池積層体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。
【００２８】
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の長手方向をラミネート電池の前後方向として説明する。また図１の座標軸に示すように、ラミネート電池の上下方向をＺ方向、前後方向をＹ方向、側面方向をＸ方向ということもある。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
前側のプレート組立体１００には、８枚のうちの４枚のラミネート電池２０２、２０４、２０６、２０８の正極タブや負極タブ等の電極タブに接続される４個の電圧検知用端子１４０（詳しくは後述する）が設けられている。また特に図示しないが、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出力端子等が設けられている。
【００３２】
プレート組立体１００の長手方向の略中央の位置には、４枚のラミネート電池のタブに接続されている４つの電圧検知用端子１４０（図１５参照、詳細は後述する）のピン型接点部１４１がラミネート電池の積層方向に沿って縦一列に配列されて、４本のピン型接点部１４１が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。
【００３３】
また後側のプレート組立体１００ａには、８枚のうちの４枚のラミネート電池２０１、２０３、２０５、２０７の電極タブに接続されている４個の電圧検知用端子が設けられている。プレート組立体１００ａは、４個の電圧検知用端子のピン型接点部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。
【００３４】
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二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。
【００３５】
電池モジュール１０は、薄型電池のＸ−Ｙ方向の電池面方向の動きが、ノックピン６２、６３によって規制されている。また電池モジュール１０は、薄型電池のＺ方向の積層方向の動きが、スリーブ１７１を利用した固定手段７０によって規制されている。
【００３６】
尚、後側のプレート組立体１００ａは、前側のプレート組立体１００と基本的な構成は略同一であるから、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の説明は省略する。
【００３７】
図２は図１の電池モジュールのプレート組立体の付近を示す平面図であり、フード部を除いた状態を示している。図３は図１の電池モジュールの正面図であり、コネクタが嵌合した状態を示している。図４は図２のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、フード部が装着された状態を示している。尚、図２〜図４は、プレート組立体のノックピン挿通孔にノックピンが挿通された状態を示している。図２に示すように、プレート組立体１００のプレートの長手方向の中程には、単電池積層体２０側に窪んだ凹部となるコネクタ嵌合部１５０が設けられている。コネクタ嵌合部１５０にプレートの前側端部から突出しない長さに、電圧検知用端子１４０のピン型接点部１４１が配置されている。図３に示すようにプレート組立体１００は、８枚のプレート１０１〜１０８が積層されて構成されている。
【００３８】
図７は図１のプレート組立体に用いられるプレートの斜視図であり、図８（ａ）は図７のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。図７及び図８（ａ）に示すように、プレート１０１は、長手方向の略中程にコネクタ嵌合部１５１が設けられている。プレート１０１のコネクタ嵌合部１５１には、電圧検知用端子１４０のピン型接点部１４１が前方に突出するように配置されている。プレート１０１は、コネクタ嵌合部１５１を挟んで該プレート１０１の長手方向の両側となるコネクタ嵌合部１５１の近傍に、プレート１０１の積層方向の表裏を貫通する２つの貫通孔１５２、１５３が設けられている。尚、各プレート１０２〜１０８は、プレート１０１と同じ形状に形成されている。
【００３９】
この貫通孔１５２、１５３は、プレート１０１〜１０８を積層してプレート組立体１００を構成した際に、図４に示すように、プレート１０１〜１０８の各貫通孔１５２、１５３が組み合わされた状態になると、ノックピン挿通孔５２、５３として形成される。図１４は図１のノックピンとボルト、ナットを固定する前の状態を示す斜視図である。図１４に示すように、図１の電池モジュール１０は、ノックピン挿通孔５２、５３にノックピン６２、６３が挿通されることにより、各プレート１０１〜１０８の薄型電池の電池面方向（図１中のＸ−Ｙ方向）の動きが規制される。
【００４０】
図１１はノックピンを示す斜視図である。ノックピン６２（６３）は図１１に示すように、円柱状の中実の金属体から形成される。ノックピン６２とノックピン６３は同一形状である。２つのノックピン６２、６３が、長さ、直径等のサイズが同一のものを用いることで、部品点数を削減できる利点がある。また、図４に示すようにノックピン６２、６３の長さは、プレート組立体１００のプレート１０１〜１０８の積層方向の全厚みよりも長くなるように形成されている。すなわちノックピン挿通孔５２、５３の内部にノックピン６２、６３を、それぞれ挿入した際に、ノックピンの頭６２ａ、６３aがプレート１０１の表面から少し突出するように形成されている。このように形成することで、ノックピン６２、６３をノックピン挿通孔５２、５３の内部に確実に挿入することができる。ノックピン６２、６３の材質としては、低炭素鋼が好ましい。
【００４１】
また図７に示すように、プレート１０１の一方の貫通孔１５２は、プレート１０１のコネクタ嵌合部１５１の前側端部の近傍に位置し、他方の貫通孔１５３はコネクタ嵌合部１５１の後側近傍に位置している。このように貫通孔１５２と貫通孔１５３が、コネクタ嵌合部１５１を間に挟んで両側に設けられている。プレート組立体１００を構成した場合、ノックピン挿通孔５２、５３は、コネクタ嵌合部１５０を挟んで両側に設けられることになる。このようにノックピン挿通孔５２、５３がコネクタ嵌合部１５０の両側にあると、ピン型接点部４１の両側にノックピン挿通孔５２、５３が配置されることになるので、コネクタ嵌合部１５０の一方側だけにノックピン挿通孔を設けた場合と比較して、ピン型接点部１４１の位置決め精度を更に高めることができる。
【００４２】
図８（ｂ）は同図（a）のプレートの断面の貫通孔の拡大図である。貫通孔１５３は、図８（ｂ）に示すように表面側及び裏面側の径が大きくなるようにテーパー状に形成されている。また図示しないが、貫通孔１５２も同様の形状に形成されている。貫通孔１５２、１５３が、このようにテーパー状に形成されていることにより、貫通孔１５２、１５３により構成されるノックピン挿通孔５２、５３は、ノックピンの挿通時の挿入を容易に行うことができるという利点がある。
【００４３】
２つのノックピン挿通孔５２、５３に挿通されるノックピン６２、６３は同一の規格で同一のサイズに形成されているものを用いる。これに対し貫通孔１５２と貫通孔１５３は直径が異なる。すなわちプレート組立体１００は、ノックピン６２（６３）の直径に対して、ノックピン挿通孔５２、５３の公差が異なるように形成されている。この場合、一方のノックピン挿通孔（貫通孔）の直径に対し、他方の貫通孔の直径を大きく形成する。つまりノックピンの嵌合が緩やかになるような径に形成する。このようにノックピン挿通孔を形成した場合、プレート組立体を組み立てる際、嵌合が緩やかな他方のノックピン挿通孔に一番目のノックピンを挿通した後に、精度の高いノックピン挿通孔に二番目のノックピンを挿通する。
【００４４】
一番目のノックピンを挿通する場合、通常、プレートが積層されただけの状態では、積層方向の貫通孔の位置がずれている。一番目のノックピンを挿通する際、直径が大きく嵌合が緩やかな方のノックピン挿通孔に挿通することになるので、挿通を容易に行うことができる。一番目のノックピンが挿通された後は、プレートのＸ方向とＹ方向の位置が規制されている。二番目のノックピンを挿通する場合、ノックピン挿通孔に対してノックピンの嵌合はきつくなる。しかし二番目のノックピンの挿通は、上下の貫通孔の位置が揃っているので、挿通を容易に行うことが出来る。
【００４５】
図７に示すように、プレート１０１は、長手方向の両端部に金属カラー１５４、１５５が埋設されている。金属カラー１５４の内部は、プレート１０１の表裏を貫通する貫通孔１５６、１５７として形成されている。プレート１０１〜１０８が積層されてプレート組立体１００を構成した際に、金属カラー１５４の積層体となる部分は、図２及び図１４に示すように、スリーブ１７１として形成される。このスリーブ１７１には、ボルト７１を挿通し該ボルト７１の端部側にナット７２を締結して、薄型電池の積層方向を固定することができる。電池モジュールの後方も同様に両端にスリーブが設けられボルト、ナットが締結されている。電池モジュール１０は、四隅のスリーブに挿通したボルトにナットを締結し、四隅を固定している。
【００４６】
スリーブ１７１を用いて、ボルト７１、ナット７２からなる固定手段７０により薄型電池の積層方向を固定することにより、プレート組立体１００の薄型電池の積層方向の動きが規制される。その結果、電圧検知用端子１４０の電池積層方向の動きが規制され、端子のピン型接点部１４１の位置を正確に位置決めすることができる。
【００４７】
スリーブ１７０は、金属カラー１５４、１５５が積層方向に積層一体化して構成されている。ボルト７１をスリーブ１７０に挿通しナット７２を締結して固定した場合に、樹脂製部材から形成したスリーブと比較して、圧締によりスリーブがつぶれてしまう虞はなく、ピン型接点部１４１の位置精度が向上する。
【００４８】
ボルト７１、ナット７２の材質としては、ノックピン６２、６３と同じ材質を用いることが好ましい。ボルト、ナットの材質がノックピンと同じ材質であれば、熱膨張係数が同じであるので、熱による膨張、収縮の程度を同じに形成できる。ノックピン６２，６３によるＸ方向、Ｙ方向の規制と、ボルト、ナットによるＺ方向の規制が同じように熱の影響を受けるので、位置精度を良好に維持することができる。このような理由より、ノックピンとボルト、ナットは同じ低炭素鋼から形成するのが好ましい。
【００４９】
また、スリーブ１７１に挿通するボルト７１の直径は、スリーブ１７１の内径に対しある程度細い径で、スリーブ１７１に容易に挿通可能なものを使用することができる。プレート組立体１００の電池面方向（図１中Ｘ−Ｙ方向）の動きは、上記したようにノックピン挿通孔５２、５３にノックピン６２、６３が挿入されることにより、既に規制されている。そのため、スリーブ１７１にボルト７１を挿通する場合は、電池面方向の動きを規制する必要性が低い。そのためボルト７１の径は、スリーブ１７１の内径よりも細くてもよい。スリーブ１７１を利用してプレート組立体１００をボルト７１、ナット７２からなる固定手段７０を用いて固定するのは、電圧検知用端子１０の薄型電池の積層方向の位置を厳密に規制するためである。
【００５０】
プレート１０１には、ピン型接点部１４１を有する電圧検知用端子１４０が取付けられている。図１５は箱型端子と電圧検知用端子を示す斜視図である。電圧検知用端子１４０は、図１５に示すように、ワイヤーハーネス側コネクタ３００との接続部となるピン型接点部１４１と、ラミネート電池２００の電圧検知用タブ２１６と接合するためのタブ接合部１４２とを有している。電圧検知用端子１４０は、銅、銅合金、アルミニウム等の金属板の打ち抜き加工等により形成されている。電圧検知用端子１４０は、圧入もしくはインサート成形でプレート１０１に取付けられている。
【００５１】
プレート１０１は、電圧検知用端子１４０及び金属カラー１５４、１５５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。
【００５２】
図３〜４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、４本のピン型接点部１４１が設けられ、フード部材１６０が装着されている。図９はフード部材の斜視図であり、図１０はフード部材の背面図である。図９及び図１０に示すように、壁体１６３には、４本のピン型接点部１４１が挿通するための４個の穴部１６４が、ピン型接点部１４１の位置に対応して設けられている。
【００５３】
フード部材１６０には、側面内側にコネクタ３００の係合部３０２（図１２参照）と係合する被係合部１６６が設けられている。フード部材１６０は、プレート組立体１００のコネクタ嵌合部１５０に、樹脂ロック（樹脂ランス）等で固定されている。
【００５４】
フード部材１６０をコネクタ嵌合部１５０に固定する場合、ピン型接点部１４１をフード部材１６０の壁体１６３に設けた穴部１６４に挿入する必要がある。プレート組立体１００は、ノックピン６２、６３がノックピン挿通孔５２、５３に挿通されていることで、Ｘ方向、Ｙ方向の電池面方向の位置が規制されている。またスリーブ１７１にボルト７１を挿通しナット７２で締結されていることで、Ｚ方向の電池積層方向の位置が規制される。そのためコネクタ嵌合部１５０のピン型接点部１４１の位置は、Ｘ−Ｙ―Ｚ方向の全方向で精密に位置決めされている。その結果、ピン型接点部１４１の穴部１６４への装着は容易である。
【００５５】
図１２は、図１の電池モジュールに嵌合するコネクタの外観を示す斜視図であり、図１３は図１２の背面図である。図１２及び図１３に示すように、コネクタ３００は、電池モジュールのコネクタ嵌合部のピン型接点部１４１の位置に合わせて４つの箱型端子３０１が樹脂固定部である樹脂ランス(図示せず)で固定されたコネクタである。
【００５６】
コネクタ３００の片方の側面には、コネクタ嵌合部１５０のフード部材１６０のガイド溝１６７にガイドされる凸状３０４が設けられている。またオスフード部３０３の他方の側面には、フード部材１６０の被係合部１６６と係合する係合部３０２と、フード部材１６０のガイド用凸部１６８にガイドされる凹溝３０５とが設けられている。
【００５７】
電池モジュール１０にコネクタ３００を接続するには、電池モジュール１０のコネクタ嵌合部１５０のフード部材１６０に、コネクタ３００を挿入し嵌合させる。コネクタ３００はフード部１６０のガイド溝１６７やガイド用凸部１６８に沿ってガイドされながら挿入される。
【００５８】
図１５に示すように箱型端子は、ピン型接点部が挿入可能なメス端子部３０１ｂとワイヤーハーネスの導体等を圧着するバレル部３０１ａを有している。コネクタ３００の内部には、箱型端子３０１が埋設されている。各箱型端子３０１には、それぞれワイヤーハーネス（図示せず）が接続されている。コネクタ３００をコネクタ嵌合部１５０のフード部材１６０に挿入すると、フード部１６０の内部のピン型接点部１４１がコネクタ３００の箱型端子と接触し、コネクタ３００の箱型端子３０１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の電圧検知用タブ２１６が電気的に接続する。このようにして薄型電池の電圧は、電圧検知用端子１４０からコネクタ３００のワイヤーハーネスを通して外部に出力される。
【００５９】
コネクタ３００を電池モジュール１０のコネクタ嵌合部１５０に挿入する際、オスフード部３０３は、フード部材１６０のガイド溝１６７やガイド用凸部１６８等によりガイドされてスムーズに挿入される。またピン型接点部１４１の位置は、プレート組立体１００のノックピン挿通孔５２、５３にノックピン６２、６３を挿通することや、スリーブ１７１にボルト７１を挿通しナット７２で締結することなどにより、精密に位置決めされている。そのため、コネクタ３００の箱型端子３０１と電池モジュール１０のピン型接点部１４１の接続の際に、ピン型接点部１４１が曲がったりする虞がなく、ピン型接点部１４１と箱型端子３０１の確実な接続を図ることができる。
【００６０】
また電池モジュール１０にコネクタ３００を挿入すると、側面の係合部３０２がフード部材１６０の被係合部１６６に係合し、コネクタ３００がコネクタ嵌合部１５０に固定される。コネクタ３００の係合部１６０に連設されている係合解除部を押すと、係合部の係止が外れてコネクタ３００を電池モジュール１０から取り外すことができる。
【００６１】
従来のブレード型端子を接点に使用した場合は、コネクタ側に対向接点端子を用いる必要があった。これに対し、上記したように、電圧検知用端子１４０の接点としてピン型接点部１４１を用いた場合、コネクタ３００側の端子に箱型端子３０１を用いることができる。電池モジュール１０とワイヤーハーネスのコネクタ３００を接続する場合、精密に位置決めされたピン型接点部１４１と箱型端子３０１との嵌合であると、コネクタ３００とコネクタ嵌合部１５０（フード部材１６０）の嵌合がきつくならずに、嵌合力を低く抑制できる。
【００６２】
図５は図１の電池モジュールのラミネート電池の一例を示す斜視図である。図６は図５のＡ−Ａ線に沿う断面を模式的に示す断面図である。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。
【００６３】
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、該発電要素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、前記発電要素２１２から外部に導出した正極タブ２１４と負極タブ２１５とを有している。
【００６４】
正極タブ２１４、負極タブ２１５は、電流を引き出すための出力端子として、あるいは、電圧検知用端子を取付ける電圧検知用タブとして利用される。正極タブ２１４、負極タブ２１５に別体のタブとして電圧検知用タブを接続し、これに電圧検知用端子１４０を取付けてもよい。
【００６５】
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、該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。
【００６６】
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てもよい。
【００６７】
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。
【００６８】
発電要素における正極板は、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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
プレート１０１〜１０８には、ラミネート電池２０１〜２０８の端部が接続されている。各プレート１０１〜１０８と各ラミネート電池２０１〜２０８は、ホットメルト接着剤等の接着剤で接合することができる。また電圧検知用端子１４０のタブ接合部１４２とラミネート電池２０１〜２０８のタブは、超音波溶接等で接合することができる。
【００７３】
電池モジュール１０を組立てる際、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。
【００７４】
ラミネート電池のタブどうしの接合には、超音波溶接を用いることができる。またこれらのラミネート電池のタブどうしの接合や、端子とタブとの接合等は超音波接合に限定されず、溶接や接着等の手段を用いても良い。
【００７５】
以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、本発明は上記実施例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。
【００７６】
例えば上記実施例では、ノックピン挿通孔は２箇所に設けられているが、１箇所でもよいし、３箇所以上に設けられていてもよい。また上記実施例では、２本のノックピンは同じサイズのものを用いたが、異なるサイズのノックピンを用いてもよい。またノックピン挿通孔を設ける位置についても、上記位置に限定されずプレートのどの位置に設けてもよい。
【００７７】
また、ラミネート電池の積層方法は、全て直列接続ではなく、並列接合された電池（２０，２０２）、（２０３，２０４）、（２０５，２０６）、（２０７，２０８）が直列接続されていてもよい。
【符号の説明】
【００７８】
１０  電池モジュール
２０   単電池積層体
５２、５３  ノックピン挿通孔
６２、６３  ノックピン
７０  固定手段
７１  ボルト
７２  ナット
１００  プレート組立体
１０１〜１０８  プレート
１４０  電圧検知用端子
１４１  ピン型接点部
１５０  コネクタ嵌合部
１５２、１５３  貫通孔
１５４、１５５  金属カラー
１６０  フード部材
１７１  スリーブ
２００（２０１〜２０８）  ラミネート電池
２１１  電池本体
２１２  発電要素
２１３  外装材
２１４  正極タブ
２１５  負極タブ
３００  コネクタ
【図１】
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【図２】
0005560177.tif 000003
【図３】
0005560177.tif 000004
【図４】
0005560177.tif 000005
【図５】
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【図６】
0005560177.tif 000007
【図７】
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【図８】
0005560177.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
0005560177.tif 000013
【図１３】
0005560177.tif 000014
【図１４】
0005560177.tif 000015
【図１５】
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【図１６】
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