(57)【要約】  振動、衝撃等の影響を受けにくく特性が安定した電池パックを提供するため、同一の辺から正極引出タブ及び負極引出タブが取り出されたフィルム外装電池を載置した電池保持体を、正極引出しタブ、負極引出タブが引き出された辺の向きをそろえて積層した電池モジュール３００であって、各タブに接続した延長タブが引出タブの方向と直角方向の向きであって、他方の引出タブとは反対方向に延びて電池保持体から引き出され、各延長タブを、電池積層面と直角方向に側面に沿って折り曲げて重ね合わせて電気的接続された構成のモジュールを備える。
2014034932.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一の辺から正極引出タブおよび負極引出タブが取り出されたフィルム外装電池を載置した電池保持体を、前記正極引出タブ、前記負極引出タブが引き出された辺の向きをそろえて積層した電池モジュールであって、
前記正極引出タブ、前記負極引出タブの少なくとも一方に延長タブが接続されており、
前記正極引出タブに接続した延長タブは、前記正極引出タブの方向と直角方向の向きに延びて電池保持体から引き出され、
前記負極引出タブに接続した延長タブは、前記負極引出タブの方向と直角方向の向きであって、正極引出タブに接続した延長タブとは反対方向に延びて電池保持体から引き出され、
前記各延長タブを、電池積層面と直角方向に側面に沿って折り曲げて重ね合わせて電気的接続された前記電池モジュールを備えたことを特徴と電池パック。
【請求項２】
電池モジュールの最外層に位置する前記電池の正極引出タブ及び負極引出タブのいずれか一方は、延長タブを接続した場合、接続しない場合にかかわらず、積層面に平行な位置でネジ止めされたことを特徴とする請求項１記載の電池パック。
【請求項３】
前記電池モジュールの端面のうち、各フィルム外装電池から正極引出タブ、負極引出タブが引き出されている側を対向させて、各モジュール間には絶縁性部材を介在させて電池モジュール同士を電気的接続したことを特徴とする請求項１または２記載の電池パック。
【請求項４】
前記電池モジュールの側面には、共通の補強部材によって補強されており、電池モジュール同士が接続される以外の個所では、前記絶縁部材は前記タブよりも積層方向に沿ってせり出して、電池モジュール間での短絡を防止したことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の電池パック。
【請求項５】
電池保持体は、フィルム外装電池の外周部を積層する枠体のみから構成されたもの、または枠体の全面をふさぐ支持体を備えたもののいずれかであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の電池パック。
【請求項６】
電池保持体の枠体には、フィルム外装電池の積層面側に連通した開口を有する積層面側凹部と、枠体の外周面に開口を有する外周面側凹部との両者が形成されており、積層面側凹部の外周面側には、平坦部が形成されたことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の電池パック。
【請求項７】
前記電池保持体は、フィルム外装電池の積層面側から見て左右が非対称であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載の電池パック。
【請求項８】
前記保持体は、一方の側面には正極延長タブと負極延長タブ同士を接続するためのネジ穴があり、他方の側面には誤接続を防ぐことと、沿面距離を長くすることが可能な凸条部を備えたことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項記載の電池パック。
【請求項９】
前記保持体は、正極引出タブと負極引出タブが引き出される辺はそろえた状態で表裏を反転させて交互に積層されることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項記載の電池パック。
【請求項１０】
異極性の電圧印加部が対向している部分には、開口部から絶縁性組成物を充填したものであることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項記載の電池パック。
【請求項１１】
電池の充放電制御回路、電池の保護回路を備えた電池管理ユニットを、正極引出端子、負極引出端子が対向していない側の辺に配置したことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項記載の電池パック。
【請求項１２】
前記電池モジュールは大きさが異なり、大きさが小さな電池モジュールに前記電池管理ユニットを積層したことを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項記載の電池パック。
【請求項１３】
電池パックは、電動自転車、電動バイクに用いられ、前記モジュールには、正極引出タブ、負極引出タブが下方向に配置されたことを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項記載の電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のフィルム外装電池を積層した電池モジュールを備えた電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
電動自転車、電動バイク、電気自動車をはじめとする電池を駆動用電源とする機器には容量が大きな二次電池を収容した電池パックが用いられている。体積エネルギー密度、質量エネルギー密度の両者が大きなリチウムイオン電池は駆動用電源用の電池として好適である。
リチウムイオン電池には正極と負極をセパレータを介して積層したものを卷回した円柱状のもの、正極と負極をセパレータを介して積層した扁平状ものが知られている。
これらのなかでも扁平状のものは正極、負極の面積を大きくしたり、積層する正極、負極の枚数を増加することによって単位電池当たりの容量を大きくすることが容易であるので、動力用モーター等の電源用の電池として好適である。
扁平状のリチウムイオン電池の単位電池は、電池要素をフィルム状外装材で外装することによって、リチウムイオン電池の有する高いエネルギー密度を有効に利用することができる。
電池の対向する辺から正極引出タブと負極引出タブを取り出したフィルム外装電池を、発電要素に対応した個所に開口を設けた枠状の部材で、周囲の熱溶着部を挟持して積層した電池モジュールを備えた電池パックが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２５３０６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電気自動車、電動バイク、駆動用あるいは補助駆動用電源を用いた電動自転車等の動作時に振動が発生する装置の電源として使用する電池パックには振動によって悪影響を受けないものが求められている。例えば、特許文献１に記載のように、フィルム外装電池は、枠体の内部に発電要素に対応した開口に装着して周囲の熱溶着部を枠体で挟持したものが提案されている。しかし、前記特許文献に記載のものでは、各単位電池の対向する辺から正極引出タブ、負極引出タブを別々に取り出している。このため、正極側と負極側では、電池の電力を使用する機器との間に配置する電池への電流の入出力を制御する機器までの配線長に相違が生じるので、各電池モジュールに流れる電流に不均一が生じる等の問題があった。また、電動自転車等において最大限に効率を発揮するためには、強度が大きくて軽量なものが要求されていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の課題は、同一の辺から正極引出タブおよび負極引出タブが取り出されたフィルム外装電池を載置した電池保持体を、前記正極引出タブ、前記負極引出タブが引き出された辺の向きをそろえて積層した電池モジュールであって、前記正極引出タブ、前記負極引出タブの少なくとも一方に延長タブが接続されており、  前記正極引出タブに接続した延長タブは、前記正極引出タブの方向と直角方向の向きに延びて電池保持体から引き出され、前記負極引出タブに接続した延長タブは、前記負極引出タブの方向と直角方向の向きであって、正極引出タブに接続した延長タブとは反対方向に延びて電池保持体から引き出され、
前記各延長タブを、電池積層面と直角方向に側面に沿って折り曲げて重ね合わせて電気的接続された前記電池モジュールを備えた電池パックによって解決することができる。
電池モジュールの最外層に位置する前記電池の正極引出タブ及び負極引出タブのいずれか一方は、延長タブを接続した場合、接続しない場合にかかわらず、積層面に平行な位置でネジ止めされた前記の電池パックである。
また、前記電池モジュールの端面のうち、各フィルム外装電池から正極引出タブ、負極引出タブが引き出されている側を対向させて、各モジュール間には絶縁性部材を介在させて電池モジュール同士を電気的接続した前記の電池パックである。【０００６】
また、前記電池モジュールの側面は、共通の補強部材によって補強されており、電池モジュール同士が接続される以外の個所では、前記絶縁部材は前記タブよりも積層方向に沿ってせり出して、電池モジュール間での短絡を防止した前記の電池パックである。
電池保持体は、フィルム外装電池の外周部を積層する枠体のみから構成されたもの、または枠体の全面をふさぐ支持体を備えたもののいずれかである前記の電池パックである。
電池保持体の枠体には、フィルム外装電池の積層面側に連通した開口を有する積層面側凹部と、枠体の外周面に開口を有する外周面側凹部との両者が形成されており、積層面側凹部の外周面側には、平坦部が形成された前記の電池パックである。【０００７】
前記電池保持体は、フィルム外装電池の積層面側から見て左右が非対称である前記の電池パックである。
前記保持体は、一方の側面には正極延長タブと負極延長タブ同士を接続するためのネジ穴があり、他方の側面には誤接続を防ぐことと、沿面距離を長くすることが可能な凸条部を備えた前記の電池パックである。
前記保持体は、正極引出タブと負極引出タブが引き出される辺はそろえた状態で表裏を反転させて交互に積層された前記電池パックである。
異極性の電圧印加部が対向している部分には、開口部から絶縁性組成物を充填したものである前記電池パックである。
電池の充放電制御回路、電池の保護回路を備えた電池管理ユニットを、正極引出端子、負極引出端子が対向していない側の辺に配置した前記電池パックである。
前記電池モジュールは大きさが異なり、大きさが小さな電池モジュールに前記電池管理ユニットを積層した前記電池パックである。
電池パックは、電動自転車、電動バイクに用いられ、前記モジュールには、正極引出タブ、負極引出タブが下方向に配置された前記電池パックである。  
【発明の効果】
【０００８】
本発明の電池パックは、フィルム外装電池の同一の辺から取り出された正極引出タブおよび負極引出タブのそれぞれに延長タブを接続して、電池保持体に装着して各延長タブを接続したものである。これによって配線長を短くするとともに正極側と負極側の配線長を等しくすることができるので電気的特性が優れた電池パックを提供することができる。また、個々のフィルム外装電池への振動、衝撃を緩和することができるので、各フィルム外装電池の正極引出タブ、負極引出タブの引出方向に左右されることなく、電池使用機器への装着方向を自由に設定することができる。したがって、電動自転車用の電池パックのように振動、衝撃を常時受ける用途に用いても、長時間にわたり安定した動作が期待でき、電動自転車等への配置の自由度が大きな電池パックを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の電池パックに使用するフィルム外装電池の一例の外観図である。
【図２】図２は、本発明のフィルム外装電池に接合した延長タブを説明する図である。
【図３】図３は、本発明のフィルム外装電池を装着する一実施例の電池保持体を示す図である
【図４】図４は、本発明のフィルム外装電池を装着する他の実施例の電池保持体を示す図である
【図５】図５は、電池保持体に装着したフィルム外装電池の積層方法を説明する図である。
【図６】図６は、電池保持体に装着したフィルム外装電池の他の積層方法を説明する図である。
【図７】図７は、電池保持体に装着したフィルム外装電池の他の積層方法を説明する図である。
【図８】図８は、本発明の電池パックに装着する電池モジュールの一例を説明する図である。
【図９】図９は、本発明の一実施例の電池パックを説明する図である。
【図１０】図１０は、２個の電池モジュールの連結体を示す分解斜視図である。
【図１１】図１１は、電池モジュールの２個を連結した連結体を示す斜視図である。
【図１２】図１２は、電池モジュールの２個を連結した他の例の連結体を説明するを示す斜視図である。
【図１３】図１３は、本発明の一実施例の電池パックを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１に本発明の電池パックに使用するフィルム外装電池の一例の外観図を示す。
フィルム外装電池１００は、外面側には耐候性が大きなフィルムを積層し、内面側には、熱溶着樹脂層を積層したフィルム外装材が用いられる。一例を挙げれば、アルミニウム箔の外面側にポリアミド、ポリエチレンテレフタレート等の耐候性が大きなフィルムを積層し、内面側には、ポリエチレンフィルム等の熱溶着性の合成樹脂フィルム等を積層した積層フィルムを挙げることができる。
正極活物質を担持した正極電極、負極活物質を担持した負極電極、および電解液を有する電池本体部１１０と、上端部１１１、上端部外縁１１１Ａ、下端部１１２、下端部外縁１１２Ａ、正極引出タブ１２０、負極引出タブ１３０からなり、外周部の四辺を電解液の注液後に熱溶着によって封口して製造することができる。
また、以上のように両面に配置した２枚の積層フィルムの外周部の四辺を熱溶着するものに限らず、１枚の積層フィルムを折り曲げて電池要素を両面から覆い、電解液を注液した後に残りの３辺を熱溶着することで作製したものであっても良い。
【００１１】
本発明のフィルム外装電池の一例を挙げれば、電池本体の正極電極には、リチウムマンガン複合酸化物、リチウムコバルト複合酸化物等のリチウム遷移金属複合酸化物をカーボンブラック等の導電性付与材、結着剤等を混合したスラリーを、アルミニウム箔等のように正極の電位が加わっても安定な金属に、塗布乾燥したものを挙げることができる。
また、負極電極には、リチウムをドープ・脱ドープ可能な炭素材料等を、カーボンブラック等の導電性付与材、結着剤等を混合したスラリーを銅箔等に塗布乾燥したものを用いることができる。
【００１２】
図２は、本発明のフィルム外装電池に接合した延長タブを説明する図である。
フィルム外装電池１００の正極引出タブ１２０には、正極延長タブ１２２の一端がスポット溶接等の溶接手段で接合されている。正極の延長タブ１２２は、正極引出方向と直角方向であって、負極引出タブが存在しない側へ引き出されている。
また、負極引出タブ１３０には、一端が負極引出タブに接合された負極延長タブが正極延長タブ１２２が引き出された方向とは反対方向へ引き出されている。
それぞれの延長タブには、ニッケル、ニッケル合金等で作製したものが使用できる。
【００１３】
図３は、本発明のフィルム外装電池を装着する一実施例の電池保持体を示す図である
図３Ａは、斜視図であり、図３Ｂは、図３ＡのＸ−Ｘ断面図、図３Ｃは、図３ＡのＹ−Ｙ断面図である。
図３Ｄは、図３Ａとは反対面から見た電池保持体を示す図であって、非対称の構造を有している。
電池保持体２００ａは、強度が大きなＡＢＳ、ポリカーボネート等の合成樹脂製の成形体で作製されており、フィルム外装電池（図示しない）の単位電池の電池本体部を装着する枠体２０１の内側には壁面がなく空間部２０２となっている。
枠体２０１の積層面２０３は、フィルム外装電池の外周部の熱溶着部等が積層される面である。また、枠体２０１の空間部２０２の電池本体部を保持する内面側には平滑な面が形成されている。
【００１４】
また、枠体２０１には、断面形状が異なる部分が形成されており、開口部の方向が異なる複数の凹部を有している。一方の凹部は外周面にのみ開口を有して他には開口を有さない外周側凹部２０６であり、他方の凹部はフィルム外装電池の熱溶着部を載置する積層面にのみ開口を有し他には一切の開口を有さない積層面側凹部２０７である。
外周側凹部２０６と積層面側凹部２０７の端部は、それぞれ区画壁２０８を介して、他の外周側凹部あるいは積層面側凹部２０７と接している。
【００１５】
このように枠体には開口部の向きが異なる複数の凹部を形成したので、軽量であって、衝撃等に対して強度が大きな電池保持体を得ることができる。これらの開口部の方向が異なる凹部は、枠体に交互あるいは一方の凹部を内側に他方を外側に順に配置することができる。本図では、枠体の正極引出タブおよび負極引出タブの引出方向Ａと同じ部分にこれらの凹部を設ける例を示したが、枠体の引出方向Ａと直角方向の部分に設けても良い。
また、凹部はいずれも枠体の外面および積層面に開口部を有しているので、金型を用いて一体に成形することで製造が可能である。
【００１６】
また、積層面側凹部の外周側の表面には平坦面２０９が形成されている。図に示す様に積層面側凹部２０７を、フィルム外装電池の長手方向に間隔を設けて配置すると、フィルム外装電池を装着した電池保持体の所定の数を積層した後には、平坦面２０９は積層方向に帯状に間隔を設けて形成されるので、各平坦面を補強部材を貼り付ける部位として利用することができる。
【００１７】
また、図３で示した電池保持体の側面の上方の端部には、側面ねじ止め部２１０が設けられており、各フィルム外装電池の正極引出タブに接続した正極延長タブ、および負極引出タブの電気接続に利用される。
また、側面ねじ止め部を設けた側とは反対側の側面に隣接する積層面には、積層面ねじ止め部２１２が設けられており、正極引出タブあるいは負極引出タブに一端を接続した延長タブと外部の電気的接続を行うために利用される。
積層面ねじ止め部２１２を設けた側とは反対側の積層面には、積層面の端部が外側に延びた凸条部２１４を有している。前記凸条部２１４は、隣接する正極延長タブと負極延長タブ間の沿面距離を長くするとともに、誤接続を防止し、給電部への導電体の接触を防止する機能を果たしている。
【００１８】
隣接する電池保持体面同士が直接接触する積層面には、少なくとも１個の嵌合用凹部２１６と、前記嵌合用凹部２１６に対応する嵌合用凸部２１８を設けることができる。これらの嵌合用凹部２１６と嵌合用凸部２１８を設けることで、フィルム外装電池を電池保持体２００に装着して積層する際には、相互の電池保持体２００の位置合わせを容易に行うことができる。
【００１９】
図４は、本発明のフィルム外装電池を装着する他の実施例の電池保持体を示す図である
図４Ａは、斜視図であり、図４Ｂは、図４ＡのＡ−Ａ断面図、図４Ｃは、図４のＢ−Ｂ断面図である。
図４Ｄは、図４Ａとは反対面から見た電池保持体を示す図であって、非対称の構造を有している。
図３とともに説明した電池保持体２００ａの枠体の内側には空間部が形成されており、枠体の内部にはいかなる部材も存在しないものであるのに対して、図４で示すものは、枠体２０１の内部に、電池載置板２０４を設けたトレイ状の電池保持体である点が相違している。
他の部分は、先に示した図３と同様の構成であるので詳細な説明は省略する。
図４で示す電池保持体２００ｂは、図３で示した枠体２０１の内部空間に電池載置板２０４を設けることでトレイ状としたので、図３で示した電池保持体２００ａに比べて使用する材料が増加し、質量も増加するが、フィルム外装電池は、枠体２０１と電池載置板２０４でより確実に保持されるので、激しい振動、衝撃等からフィルム外装電池を保護することが可能となる。
また、電池載置板２０４を設ける位置は、枠体の厚み方向の中心、あるいは一方の端面のいずれであっても良い。
【００２０】
図５は、電池保持体に装着したフィルム外装電池の積層方法を説明する図である。
図５で示す例は、図３で示した電池保持体を使用してフィルム外装電池を積層したものを説明する図である。
フィルム外装電池１００の本体部１１０を電池保持体２００の枠体２０１の空間部２０２に装着し、枠体２０１にフィルム外装電池の周囲の上端部１１１、下端部１１２等の熱溶着部を載置したものを、正極引出タブと負極引出タブが引き出された辺の向きをそろえた状態で表裏反転させて、交互に積層することで各フィルム外装電池を直列接続した積層体を作製することができる。
【００２１】
本発明の電池保持体２００を積層する際には、嵌合用凹部（図示しない）と対応する嵌合用凸部（図示しない）とを利用することで容易に積層することができる。
また、各フィルム外装電池１００の相互の積層面には両面接着テープ２３０を貼り付けることで振動、衝撃による位置ずれを防止することができる。
複数のフィルム外装電池１００の大きさは枠体に装着した電池保持体２００を積層した積層体の外周部の端面とフィルム外装電池の外周部が一致する寸法とすることで、電池モジュールの外形の凹凸を少なくし、寸法精度を高めることができる。
また、本実施態様の積層体は、電池保持体２００ａの枠体２０１の内側は、いかなる部材も存在しない空間部２０２としたので、電池保持体の質量を小さくなるので軽量な電池パックを得ることができる。
【００２２】
図６は、電池保持体に装着したフィルム外装電池の他の積層方法を説明する図である。
図６で示す例は、図４で示した電池保持体を使用してフィルム外装電池を積層したものを説明する図である。
図６で示す電池保持体２００ｂは、枠体２０１の内部空間に電池載置板２０４を設けてトレイ状としたので、図３で示した電池保持体２００ａに比べて使用する材料が増加し、質量も増加するが、フィルム外装電池１００は、枠体２０１と電池載置板２０４でより確実に保持されるので、激しい振動、衝撃等からフィルム外装電池を保護することが可能となる。
また、電池載置板２０４を設ける位置は、枠体の厚み方向の中心、あるいは一方の端面のいずれであっても良い。フィルム外装電池１００を電池保持体２００ｂに装着する際には、電池載置板２０４のフィルム外装電池の載置面に対して両面接着テープ２３０を貼り付けて保護フィルムを取り除いた後に、フィルム外装電池１００の本体部１１０を電池載置面２０４に貼り付けた両面接着テープ２３０に貼り付けても良い。
枠体２０１にフィルム外装電池の周囲の上端部１１１、下端部１１２等の熱溶着部を載置したものを、正極引出タブと負極引出タブが引き出された辺の向きをそろえた状態で表裏反転させて、交互に積層することで各フィルム外装電池を直列接続した積層体を作製することができる。
【００２３】
本発明の電池保持体２００を積層する際には、嵌合用凹部（図示しない）と対応する嵌合用凸部（図示しない）とを利用することで容易に積層することができる。
また、各フィルム外装電池１００の相互の積層面には両面接着テープ２３０を貼り付けることで振動、衝撃による位置ずれを防止することができる。
複数のフィルム外装電池１００の大きさは枠体に装着した電池保持体２００を積層した積層体の外周部の端面とフィルム外装電池の外周部が一致する寸法とすることで、電池モジュールの外形の凹凸を少なくし、寸法精度を高めることができる。
【００２４】
図７は、電池保持体に装着したフィルム外装電池の他の積層方法を説明する図である。
図７で示す例は、図３で示した電池保持体２００ａと、図４で示した電池保持体２００ｂとを使用してフィルム外装電池を積層したものを説明する図である。
図７で示す積層体は、フィルム外装電池を枠体２０１の内部に設けた内部空間２０２に装着した電池保持体２００ａと、フィルム外装電池を枠体２０１の内部に設けて電池載置板２０４に装着した電池保持体２００ｂとを、交互に積層したものである。
この例で示す積層体は、内部空間を有する電池保持体２００ａと、電池載置板２０４を設けてトレイ状とした電池保持体２００ｂとを交互に積層したので、内部空間を有する電池保持体２００ａのみを用いた場合に比べて、大幅に質量が増加することなく各フィルム外装電池１００の振動、衝撃による位置ずれ等を防止する効果が大きなものとなる。
また、電池載置板２０４を設ける位置は、枠体の厚み方向の中心、あるいは一方の端面のいずれであっても良い。
また、フィルム外装電池１００を電池保持体２００ｂに装着する際には、載置板２０４のフィルム外装電池の載置面に対して両面接着テープ２３０を貼り付けて表面の保護フィルムを取り除いた後に、フィルム外装電池１００の本体部１１０を載置面２０４に貼り付けた両面接着テープ２３０に貼り付けることもできる。
以上のようにして作製した枠体２０１にフィルム外装電池の周囲の上端部１１１、下端部１１２等の熱溶着部を載置したものを、正極引出タブと負極引出タブが引き出された辺の向きをそろえた状態で表裏反転させて、交互に積層することで各フィルム外装電池を直列接続した積層体を作製することができる。
【００２５】
本発明の電池保持体２００を積層する際には、嵌合用凹部（図示しない）と対応する嵌合用凸部（図示しない）とを利用することで容易に積層することができる。
また、各フィルム外装電池１００の相互の積層面には両面接着テープ２３０を貼り付けることで振動、衝撃による位置ずれを防止することができる。
複数のフィルム外装電池１００の大きさは枠体に装着した電池保持体２００を積層した積層体の外周部の端面とフィルム外装電池の外周部が一致する寸法とすることで、電池モジュールの外形の凹凸を少なくし、寸法精度を高めることができる。
また、以上のように、内部空間を有する電池保持体２００ａと、電池載置板２０４を有する電池保持体２００ｂとを交互に積層するものに限らず、一方を連続して配置して、他方のものと積層したものであっても良く、電池積層体に要求される、特性に応じて適宜組み合わせても良い。
【００２６】
図８は、本発明の電池パックに装着する電池モジュールの一例を説明する図である。
フィルム外装電池を装着した電池保持体の複数個を積層して、直列または並列に電気接続することで所望の電圧、あるいは電流容量を有する電池モジュール３００を作製することができるが、図８で示す電池モジュールは、５個のフィルム外装電池を直列接続した例を示すものであり、図８Ａは電池モジュール全体を示す斜視図であって、図８Ｂは、図６ＡにおけるＣの部分を拡大して示す図である。
正極引出タブに一端を接合した正極延長タブ１２２ａは、正極引出タブの引出方向と直角方向であって、負極引出タブとは反対方向に伸びて、電池保持体２００の側面に回り込むことなく、電池保持体の積層面の最外面に設けた積層面ねじ止め部２１２でねじ止めされている。
【００２７】
一方、負極引出タブに一端を接合した負極延長タブ１３２ａは、正極延長タブ１２２ａの引出方向とは反対方向へ引き出されて、隣接する第２のフィルム外装電池の正極延長タブ１２２ｂとともに、電池保持体の枠体の積層面から側面へと折り曲げられて、電池保持体の側面に設けた側面ねじ穴２１０ａでねじ止めすることで相互の電気的接続が行われる。
【００２８】
一方、第２のフィルム外装電池の正極延長タブ１２２ｂとは反対側に引き出された負極引出タブ（図示しない）は、第３のフィルム外装電池の正極引出タブに取り付けた正極延長タブ（図示しない）は、電池保持体の反対側の側面において接続される。
同様にして、第３のフィルム外装電池の正極タブに接続した正極延長タブ１２３ｃと、第４のフィルム外装電池の負極引出タブに接続した負極延長タブ１３３ｄとは、両者の間に位置する側面ねじ止め部２１０ｂ方向へと折り曲げられてねじ止めすることで相互の電気接続が行われる。更に第４のフィルム外装電池から引き出された正極延長タブ（図示しない)は、第５のフィルム外装電池から引き出された負極延長タブ（図示しない）と電池保持体の反対側の側面において接続されて電池モジュール３００が完成する。
【００２９】
また、電池保持体の側面には、凸条部２１４が設けられているので、隣接するフィルム外装電池から引き出された正極延長タブと負極延長タブを接続した隣接する側面ねじ止め部２１０ａと２１０ｂ間の沿面距離を長くするとともに、側面ねじ止め部に導電体が接触することを防止することができるので、電池モジュールの電気的特性をより良好なものとすることができる。
このように、積層面の端部の外面に位置している外部への接続に利用する正極または負極の延長タブを除いて隣接する対極側の延長タブとをねじ止めによって電気接続することで、各フィルム外装電池の導電接続が完成する。
【００３０】
以上の説明では、フィルム外装電池の相互を直列に電気的接続を行う例について述べたが、凸条部を形成していない電池保持体にフィルム外装電池を装着し、各フィルム外装電池の上下の正極引出タブ、負極引出タブをそろえて積層した後に、正極延長タブ、負極延長タブのそれぞれを同一の方向へ引き出して相互に、積層面に設けた外部接続用のねじ止め部、または側面ねじ止め部でねじ止めすることで並列接続を行っても良い。
【００３１】
電池モジュール３００の積層面の最外面には、発泡合成ゴム等から作製した緩衝材３１０を貼り付け、積層面と直角方向の端面には、各電池保持体２００が位置ずれを起こさないようにするために、電池保持体の枠体の外面の複数個所に設けた平坦部等に粘着テープ３２０を貼り付けて一体に固定することが好ましい。
【００３２】
また、電池モジュールにおいて、極性の異なる電池の電圧が印加される端子部等が対向、あるいは近接している部分、電池保持体の導電接続用のねじ止穴、あるいはその他の電圧印加部の近傍にに絶縁性の充填材料を注入することで短絡を防止し、電池モジュールの機械的強度を大きくすることができる。
【００３３】
図９は、本発明の一実施例の電池パックを説明する図である。
電池パック４００は、筐体４１０内に、１個の電池モジュール３００に充放電の制御回路、電池の保護回路等を備えた電池管理ユニット３６０とともに緩衝材３１０を配置して固定し、外部接続コネクタ３７０を設けたものである。また本発明の電池パック、フィルム外装電池を装着した電池保持体を積層したものであるので、図で示すように正極引出タブ、負極引出タブの引出方向を下方に向けた位置に設置して使用することができる。
【００３４】
以上のようにして組み立てた電池モジュール３００は、すべてのフィルム外装電池が電池保持部材によって保持されたうえで積層されているので、電池パック内での配置方向は正極引出タブ、負極引出タブの方向にかかわらず任意の方向への取り付け可能であるという特徴を有しているので、従来にない電池パックの提供が可能である。
また、作製した電池モジュールの２個をそれぞれの正極引出タブ、負極引出タブの引出方向を対向させて筐体内に配置した電池パックを提供することも可能である。
【００３５】
図１０は、２個の電池モジュールの連結体を示す分解斜視図である。
図１０の電池モジュール連結体は、先に説明したように２個の電池モジュール３００ａ、３００ｂを準備して、それぞれの電池モジュールの正極引出タブおよび負極引出タブの引出方向ＡおよびＢを対向させて配置したものである。各電池モジュール３００ａ、３００ｂの積層面の最外面の両面には、発泡合成ゴム等から作製した緩衝材３１０を貼り付け、積層面と直角方向の端面には、各電池モジュール３００ａ、３００ｂが位置ずれを起こさないようにするために２個の電池モジュール３００ａ、３００ｂの電池積層面と直角方向の両面に延びる補強部材３３２ａ、３３２ｂが複数個所に貼り付けた両面接着テープ３２２によって取り付けられている。
各電池モジュール３００ａ、３００ｂの間には絶縁部材３４０が配置されており、各電池モジュール３００ａ、３００ｂに取り付けた電池モジュール間接続タブ３４２ａが取り付けねじ３４４ａで結合されて各電池モジュールの電気接続が行われている。
【００３６】
両電池モジュール間に配置する絶縁部材３４０に形成された凹部３４６ａに、電池モジュール間接続タブ３４２ａを配置することで、電池モジュール３００ａ、３００ｂの間の導電接続を短くすると共に、両電池モジュール間の電気的な絶縁性を充分に確保することが行われている。
また、補強部材３３２ａ、３３２ｂは、同様の形状を有しており、入出力用リード線、各電池モジュールおよび各フィルム外装電池の状態を検出するセンス線用リード線の通過凹部３３４ａ、３３４ｂ、サーミスタ組み込み用穴３３６ａ、３３６ｂが設けられている。
【００３７】
図１１は、電池モジュールの２個を連結した連結体を示す斜視図である。
図１０で示した様に電池モジュール３００ａおよび３００ｂは、正極引出タブ、負極引出タブの引出方向を対向させて、両者の間に絶縁部材を配置し、両側面に補強部材を取り付けて一体化した後に、周囲に緩衝部材３１０を両面接着テープによって貼り付けた後に、入出力リード３５０およびセンス線用リード線３５２を緩衝部材３１０ａ、３１０ｂの間を通過させて、電池管理ユニット３６０に接続し、電池管理ユニット３６０には外部接続用コネクタ３７０を接続したものである。
本発明の電池モジュール連結体３８０は、各フィルム外装電池の正極引出タブ、負極引出タブから電池管理ユニット３６０までの配線長を等しくしたので、電気的特性が優れた電池モジュール連結体３８０を得ることができる。
【００３８】
図１２は、電池モジュールの２個を連結した他の例の連結体を説明するを示す斜視図である。
図１２で示す電池モジュール連結体は、図８で説明した電池モジュールを、図１０で示した手順と同様にして連結したものであるが、電池モジュール３００ｃと電池モジュール３００ｄとは、フィルム外装電池を保持した電池保持体２００の積層個数が異なるものであって、積層個数が少ない側の電池モジュールには、電池管理ユニット３６０を取り付けている。
その結果、図１２で示す電池モジュールは、図１１に示すように二つの電池モジュールの連結体の長さ方向の一方の端部に電池管理装置を装着したものに比べて電池連結体の長さを短くすることができる。
以上の様に、本発明の電池モジュールを用いた電池パックにあっては、電池モジュールの配置方向の自由度が大きいので電池管理装置３６０までの配線長が等しく電気的特性に優れた、設置場所の自由度が大きな電池パックを提供することができる。
【００３９】
図１３は、本発明の一実施例の電池パックを説明する図である。
電池パック４００は、２個の電池モジュール３１０ａ、３１０ｂをお互いの正極引出タブ、負極引出タブの引出方向を対向させて連結した図１１で示した連結体を筐体４１０内部に装着した電池パック４００である。
電池保持体を積層した各電池モジュールは、周囲に弾性を有する緩衝部材３１０を配置しているので、振動によって電池パック内において電池モジュール３００ａ、３００ｂは悪影響を受けることはなく、正極引出タブ、負極引出タブの引出方向が下向きとなる用途においても安心して利用することができる。
【００４０】
また、筐体４１０の底部に配置した電池管理ユニット３６０に接続した外部接続用コネクタ３７０を接続した電池パックであるので、各電池モジュール３００ａ、３００ｂを構成する各フィルム外装電池から電池管理ユニットまでの配線長が等しいので、電気的特性が優れた電池パックを提供することができる。
また、本発明の電池パックは、構成するフィルム外装電池を電池保持体によって保持しているので、電池パック利用機器に装着する場合にはいずれの方向にも配置することが可能であるという優れた特性を有している。
したがって、本発明の電池パックを、電動自転車に装着する場合には、フレームを構成するシートチューブに限らず、トップチューブに沿って略水平方向に取り付けたり、正極引出タブ、負極引出タブを下方に向けてタブダウンチューブに取り付ける等のことも可能であり、電動自転車の意匠性の自由度を高めることもできるという特徴を有している。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明の電池パックは、同一の辺から正極引出タブおよび負極引出タブが取り出されたフィルム外装電池を載置した電池保持体を、前記正極引出タブ、前記負極引出タブが引き出された辺の向きをそろえて積層して各他部に延長タブを接続して電池積層面と直角方向に側面に沿って折り曲げて重ね合わせて電気的接続された前記電池モジュールを備えた電池パックであって、振動、衝撃に対する耐性が大きく、電動自転車等に使用した場合にも設置の自由度が大きな電池パックを提供することができる。
【符号の説明】
【００４２】
Ａ，Ｂ・・・正極引出タブおよび負極引出タブの引出方向、１００・・・フィルム外装電池、１１０・・・電池本体部、１１１・・・上端部、１１１Ａ・・・上端部外縁、１１２・・・下端部、１１２Ａ・・・下端部外縁、１２０・・・正極引出タブ、１３０・・・負極引出タブ、１２２・・・正極延長タブ、１３２・・・負極延長タブ、２００，２００ａ，２００ｂ・・・電池保持体、２０１・・・枠体、２０２・・・空間部、２０３・・・積層面、２０４・・・電池載置板、２０６・・・外周側凹部、２０７・・・積層面側凹部、２０８・・・区画壁、２０９・・・平坦面、２１０・・・側面ねじ止め部、２１２・・・積層面ねじ止め部、２１４・・・凸条部、２１６・・・嵌合用凹部、２１８・・・嵌合用凸部、２３０・・・両面接着テープ、３００，３００ａ、３００ｂ，３００ｃ，３００ｄ・・・電池モジュール、３１０・・・緩衝材、３２０・・・粘着接着テープ、３２２・・・両面接着テープ、３３２ａ、３３２ｂ・・・補強部材、３３４ａ，３３４ｂ・・・リード線通過用凹部、３３６ａ，３３６ｂ・・・サーミスタ組み込み用穴、３４０・・・絶縁部材、３４２ａ・・・電池モジュール間接続タブ、３４４ａ・・・取り付けねじ、３４６ａ・・・凹部、３５０・・・入出力リード、３５２・・・センス線用リード線、３６０・・・電池管理ユニット、３７０・・・外部接続コネクタ、３８０・・・電池モジュール連結体、４００・・・電池パック、４１０・・・筐体
【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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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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