(57)【要約】電池モジュールの電極端子の接続を極めて容易に行うことができ、しかも電池モジュールを集合する際に電極端子の接続用バスバーを不要とする電池モジュールとこれを用いた組電池を提供する。  本発明は、ケース１内に複数のセル２，２を収納し、これら複数のセルを重ね合わせて電気的に接続してなる薄形電池モジュールにおいて、前記ケース１の上下面に、隣接する薄形電池モジュールとの電気的接続用の接続部材７が挿入されるコンタクト部１１，１１を形成し、前記各コンタクト部１１に隣接する前記ケース１内部には、前記セル２のリード端子３，４に導通する電力用コンタクト部６０を設けて構成され、前記電力用コンタクト部６０は、これに前記接続部材７が着脱可能に装着される薄形電池モジュールとこれを用いた組電池である。
2011108680.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケース内に複数のセルを収納し、これら複数のセルを重ね合わせて電気的に接続してなる薄形電池モジュールにおいて、
前記ケースの上下面に、隣接する薄形電池モジュールとの電気的接続用の接続部材が挿入されるコンタクト部を形成し、前記各コンタクト部に隣接する前記ケース内部には、前記セルのリード端子に導通する電力用コンタクト部を設けて構成され、
前記電力用コンタクト部は、これに前記接続部材が着脱可能に装着されるものであることを特徴とする薄形電池モジュール。
【請求項２】
前記ケースの上下面のコンタクト部及び前記各電力用コンタクト部は、セルの集合方向において同一位置に設けられていることを特徴とする請求項１記載の薄形電池モジュール。
【請求項３】
前記各セルは、セルの重ね合わせ方向に対して直交する方向に延設した正極及び負極のリード端子を備えるとともに、同じ極性のリード端子同士を同一方向に突出して設け、
前記同じ極性のリード端子同士を正極用と負極用の各バスバーに固着して接続し、
前記正極用及び負極用のバスバーの双方の基部は、絶縁部材を介して、重ね合わせ状に配置され、
前記重ね合わせ状に配置した双方のバスバー基部に、電力用コンタクト部を設けたことを特徴とする請求項１記載の薄形電池モジュール。
【請求項４】
前記バスバーは、前記リード端子との接続部及び前記電力用コンタクト部を備えるとともに、少なくとも当該リード端子との接続部及び当該電力用コンタクト部を露出して、周囲を絶縁性樹脂でモールドしたことを特徴とする請求項１記載の薄形電池モジュール。
【請求項５】
前記正極用及び負極用の双方のバスバーは、前記リード端子との接続部及び前記電力用コンタクト部を備え且つ周囲を絶縁性樹脂でモールドした同一構造のものであることを特徴とする請求項１記載の薄形電池モジュール。
【請求項６】
平板状のサポートプレートを設けて、このサポートプレートの上下に各１つのセルを配置したことを特徴とする請求項１記載の薄形電池モジュール。
【請求項７】
前記電力用コンタクト部の部位は、前記バスバーの他の部位よりも厚肉に形成され、更に、前記接続部材は、中央部に前記電力用コンタクト部よりも大径の中央基部と、前記電力用コンタクト部に装着される部位であって前記中央基部の一方側及び他方側に対称に設けられる突出部とを備えることを特徴とする請求項１記載の薄形電池モジュール。
【請求項８】
前記各セルの正極のリード端子は、所定値を超える電流が流れると溶断する材料からなり、
更に、各セルの正極のリード端子に各別に固着される配線と、前記負極側に固着される配線とが接続される電圧計測用の基板を設けたことを特徴とする請求項１記載の薄形電池モジュール。
【請求項９】
前記基板又は前記配線には、セル温度計測用の温度センサを設けたことを特徴とする請求項８記載の薄形電池モジュール。
【請求項１０】
前記請求項１乃至９のいずれか一つに記載された薄形電池モジュールを複数集合するとともに、隣接する薄形電池モジュール間には接続部材を装着して組電池を構成し、これら複数集合した薄形電池モジュールが直列接続されることを特徴とする組電池。
【請求項１１】
前記複数集合した薄形電池モジュールを支持する支持部を備え、この支持部には、正極側と負極側の二つの出力用電源部を設け、前記二つの出力電源部と、前記集合した薄形電池モジュールの正極側及び負極側の電力用コンタクト部とを、前記接続部材を介して各別に電気的導通を行うことを特徴とする請求項１０記載の組電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のラミネートセルを用いて構成される薄形電池モジュールと、この薄形電池モジュールを集合して構成される組電池に関する。尚、本明細書において、ラミネートセルとは、ラミネートタイプの薄形セルをいい、また、セルは、電池セルや単電池を含む意味で用いている。
【背景技術】
【０００２】
この種の薄形電池モジュールとして、複数のラミネートセルを集合して、電気的に直列及び（又は）並列に接続し、周囲を樹脂部材や金属のケースで覆って構成されるものが知られている。また、電気自動車（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）やハイブリッド電気自動車（Ｈｙｂｒｉｄ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）の車両走行用モータを駆動するためには、大容量の電力を必要とするので、これら複数の薄形電池モジュールを集合し電気的に直列接続して、例えば１００Ｖや３５０Ｖ仕様の組電池を構成したものが知られている。更に、組電池は、電力貯蔵用としても用いられている。
そして、薄形電池モジュールを複数集合し、電気的に直列接続して組電池を構成する場合、その電気的接続を確実且つ容易にできる構造として、薄形電池モジュールの側面部に正極及び負極の接続部材を配置し、これらの接続部材に接続用ハーネスやバスバーを装着している。
一般に、薄形電池モジュールを集合して、これらの電気的接続にバスバーを用いる場合に、その集合数が異なれば集合方向の長さが異なるので、各薄形電池モジュールの接続部材に装着されるバスバーは、集合数ないし集合長さに適合する長さのものが用いられる。
また、隣接する薄形電池モジュールを接続するものとして、１種又は少数種類のバスバーを用意し、隣接する薄形電池モジュールの隣り合う接続部材を正負極互い違いに配置し、これら隣接する正負極同士を、これら多数のバスバーにて電気的導通を図る構造のものも知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−０６６３２２号公報
【特許文献２】特開２００７−２６５９４５号公報
【特許文献３】特開２００９−２３１２６７号公報
【特許文献４】特開２００９−３０１８７４号公報
【特許文献５】特許第３７３１５９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、大容量の組電池は薄形電池モジュールを複数集合して構成されるため、組電池の電気的接続構造は、その構成要素たる薄形電池モジュールの電極配置構造に大きく依存している。また、薄形電池モジュール自体、これに収納されるラミネートセルの正極及び負極のリード端子の配置により、電極構造が大きく異なってくるものである。
この点、例えば、前記特許文献２の特開２００７−２６５９４５号公報の電池モジュールのように、セルの重ね合わせ方向に対して直交する方向に延設した正極及び負極のリード端子を備えるとともに、同じ極性のリード端子同士を同一方向に突出して設けて、前記同じ極性のリード端子同士を正極用と負極用の各バスバーに固着して接続するものは、簡易な構造を得ることができる。
本発明は、このような電池モジュールにおいて、モジュール及びその配置構造並びにモジュール間の電気的接続構造の簡易化を一歩進めたものであり、薄形電池モジュールの構成の簡易化を図り、しかも、隣接する薄形電池モジュール間において、双方の電極端子の接続に用いられていたバスバーを不要とする、薄形電池モジュール及びこれを用いた組電池を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願第１請求項に記載した発明は、実施例で用いた符号を付して記すと、ケース１内に複数のセル２，２を収納し、これら複数のセルを重ね合わせて電気的に接続してなる薄形電池モジュールにおいて、
前記ケース１の上下面に、隣接する薄形電池モジュールとの電気的接続用の接続部材７が挿入されるコンタクト部１１，１１を形成し、前記各コンタクト部１１に隣接する前記ケース１内部には、前記セル２のリード端子３，４に導通する電力用コンタクト部６０を設けて構成され、
前記電力用コンタクト部６０は、これに前記接続部材７が着脱可能に装着されるものであることを特徴とする薄形電池モジュールである。
本願第２請求項に記載した発明は、請求項１の発明において、前記ケース１の上下面のコンタクト部１１及び前記各電力用コンタクト部６０は、セルの集合方向において同一位置に設けられていることを特徴とする薄形電池モジュールである。
本願第３請求項に記載した発明は、前記各セル２は、セルの重ね合わせ方向に対して直交する方向に延設した正極及び負極のリード端子３，４を備えるとともに、同じ極性のリード端子同士を同一方向に突出して設け、前記同じ極性のリード端子同士を正極用と負極用の各バスバー６，６に固着して接続し、前記正極用及び負極用のバスバー６，６の双方の基部６２，６２は、絶縁部材を介して、重ね合わせ状に配置され、前記重ね合わせ状に配置した双方のバスバー基部６２，６２に、電力用コンタクト部６０を設けた薄形電池モジュールである。
本願第４請求項に記載した発明は、請求項１の発明において、前記バスバーは６、前記リード端子３，４との接続部６１及び前記電力用コンタクト部６０を備えるとともに、少なくとも当該リード端子との接続部及び当該電力用コンタクト部６０を露出して、周囲を絶縁性樹脂でモールドしたことを特徴とする薄形電池モジュールである。
本願第５請求項に記載した発明は、請求項１において、前記正極用及び負極用の双方のバスバー６，６は、前記リード端子３，４との接続部６１及び前記電力用コンタクト部６０を備え且つ周囲を絶縁性樹脂でモールドした同一構造のものであることを特徴とする薄形電池モジュールである。
本願第６請求項に記載した発明は、請求項１において、平板状のサポートプレート５を設けて、このサポートプレート５の上下に各１つのセル２を配置したことを特徴とする薄形電池モジュールである。
本願第７請求項に記載した発明は、請求項１において、前記電力用コンタクト部６０の部位は、前記バスバー６の他の部位よりも厚肉に形成され、更に、前記接続部材７は、中央部に前記電力用コンタクト部６０よりも大径の中央基部７１と、前記電力用コンタクト部６０に装着される部位であって前記中央基部７１の一方側及び他方側に対称に設けられる突出部７２，７２とを備えることを特徴とする薄形電池モジュールである。
本願第８請求項に記載した発明は、請求項１において、前記各セル２，２の正極のリード端子３は、所定値を超える電流が流れると溶断する材料からなり、更に、各セル２，２の正極のリード端子３に各別に固着される配線９１と、前記負極側に固着される配線９２とが接続される電圧計測用の基板９を設けたことを特徴とする薄形電池モジュールである。
本願第９請求項に記載した発明は、請求項８において、前記基板９又は前記配線には、セル温度計測用の温度センサ９３を設けたことを特徴とする薄形電池モジュールである。
本願第１０請求項に記載した発明は、前記請求項１乃至９のいずれか一つに記載された薄形電池モジュールを複数集合するとともに、隣接する薄形電池モジュール間には接続部材を装着して組電池を構成し、これら複数集合した薄形電池モジュールが直列接続されることを特徴とする組電池である。
本願第１１請求項に記載した発明は、請求項１０において、前記複数集合した薄形電池モジュールを支持する支持部を備え、この支持部には、正極側と負極側の二つの出力用電源部を設け、前記二つの出力電源部と、前記集合した薄形電池モジュールの正極側及び負極側の電力用コンタクト部とを、前記接続部材を介して各別に電気的導通を行うことを特徴とする組電池である。
【発明の効果】
【０００６】
本願第１及び第１０請求項に記載した発明によれば、本発明に係る薄形電池モジュールは、前記ケースの上下面に接続部材が挿入されるコンタクト部が形成されているので、隣接する薄形電池モジュール間に単に接続部材を挿入するだけで電気的導通を図ることができる。
従って、組電池を構成する場合に、従来のような多数の接続用ハーネス等を用いることなく組電池の電気的導通を図ることができる。とりわけ、本願第１１請求項に記載した発明のように、組電池を支持する支持部を設けた場合に、正極側と負極側の二つの出力用電源部と、組電池の両端部における薄形電池モジュールの正極側及び負極側の電力用コンタクト部とを、例えば本願第７請求項に記載したような接続部材を用いて、電気的導通を図ることができるので、接続用ハーネスやバスバーを用いた場合に生じ得るハーネスと接続部材及びハーネス同士の干渉等を回避することができて、ハーネス・バスバー周りの故障を回避することができ、更に接続用のハーネス等の配線スペースや配線作業を不要とするので、構造の簡易化と製作の容易化を図ることができる。
また、本発明の薄形電池モジュールは、本願第２請求項に記載した発明のように、ケースの上下面のコンタクト部及び各電力用コンタクト部は、セルの集合方向において同一位置に形成されているので、接続部材を用いてこれを前記各コンタクト部に装着すれば組電池を構成することができ、従って、組電池を構成する際に、位置決めや位置合せが容易となり、しかも薄形電池モジュールの整列も自ずと図られ、従って、組電池構成の容易化と作業の省力化を図ることができる。
本願第３請求項に記載した発明のように、薄形電池モジュール内において、同じ極性のリード端子同士を同一方向に突出して設け、これに固着する各バスバー６，６の基部を重ね合わせ状に配置し、これらのバスバー基部に電力用コンタクト部を設けているので、リード端子とバスバー、更には電力用コンタクト部のレイアウトが合理的なものとなって簡素化されるとともに、その製造を容易化することができる。
本願第４請求項に記載した発明のように、バスバーの周囲を絶縁性樹脂でモールドした場合は、正極用及び負極用のバスバーの双方の基部を重ね合わせ状に配置した際、自ずと絶縁構造を図ることができるので、絶縁部材を別途不要として作業性が向上し、また、別途に絶縁部材を設ける場合に生じ得る導通不具合も回避することができる。
本願第５請求項に記載した発明によれば、正極用及び負極用の双方バスバーを同一構造としているので、バスバーは１種類でよく、部品点数の省力化を図ることができる。また、バスバーの周囲を絶縁性樹脂でモールドしているので、前記請求項４の場合と同様に、作業性の向上と不具合回避をはかることができる。
この種のセルは、充放電により発熱し、その冷却の有無や冷却速度は、電池性能における劣化や内部短絡、或いは、過充電等の異常時に生じる熱暴走による発煙、発火に至るといった危険性に格段の影響を及ぼすものであるところ、本願第６請求項に記載した発明によれば、このように２つのセルを配置し、ケースの上下面で個々の電池セル平面部と隣接しているので、双方とも一側面はケースを介して外気との熱交換が効率よく均等になされ、電池セルの温度上昇の抑制と電池劣化の加速が抑止されることになる。
本願第７請求項に記載した発明によれば、接続部材には、電力用コンタクト部よりも大径の中央基部が設けられているので、この中央基部がバスバーに当接して、接続部材の位置決めがなされる。このとき、接続部材の一方側の突出部は電力用コンタクト部に装着されて電気的導通が図られ、他方側の突出部はバスバーから突出して、爾後の接続用部位を構成する。また、電力用コンタクト部の部位は、バスバーの他の部位よりも厚肉に形成されているので、当該電力用コンタクト部に装着される接続部材との接触面積を大きくすることができ、電気的導通の信頼性を確保することができる。
本願第８請求項に記載した発明によれば、正常時には、基板において各セルの電圧を個別に計測することができる。そして、何等かの異常事態によってリード端子に大電流が流れると、正極のリード端子が溶断する。通常はケース内にある薄形電池モジュールの異常は、外部からは判別できないが、前記リード端子が溶断すると基板における電圧が変化するので、当該異常を検知することができる。よって、異常のある薄形電池モジュールを取り替える等、然るべくこれに対処し得ることとなる。
本願第９請求項に記載した発明によれば、基板又は配線にセル温度計測用の温度センサを設けたので、これにより、セルの温度情報も検知することができ、精緻なセルの電圧及び温度監視を行うことができるものである。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１は、本発明に係る薄形電池モジュールを示す全体構成斜視図である。
図２は、図１において上下のケース部材を省略して示す要部拡大構成斜視図である。
図３は、本例の薄形電池モジュールを示す平面図である。
図４は、図３の薄形電池モジュールから上側のケース部材を外した状態を示す平面図である。
図５は、図４のバスバーの箇所の縦断面図である。
図６は、図５のＸ部の拡大図である。
図７は、本発明に係る薄形電池モジュールを用いて組電池を構成したものを示す全体構成斜視図である。
図８は、組電池を収納ホルダーに収納した状態を示す斜視図である。
図９は、他の例に係る薄形電池モジュールを示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。
図１〜図６において、本例の薄形電池モジュール１００は、上下のケース部材１，１（上側のケース部材１Ａ，下側のケース部材１Ｂ）内に複数のセル２，２（２Ａ，２Ｂ）を収納し、これら複数のセルを重ね合わせて並列に接続して構成される。この例では、セル２，２は上側のセル２Ａと下側のセル２Ｂの２つのセルが用いられている。
各セル２Ａ，２Ｂは、その重ね合わせ方向に対して直交する方向に延設した正極のリード端子３，３（上側のセル２Ａのリード端子３Ａ．下側のセル２Ｂのリード端子３Ｂ）及び負極のリード端子４，４（上側のセル２Ａのリード端子４Ａ．下側のセル２Ｂのリード端子４Ｂ）を備え、同じ極性のリード端子同士は、同一方向に突出して設けている。尚、本例では、正極のリード端子３，３と負極のリード端子４，４は、双方とも同一方向に突出している。
更に、本例では、平板状のサポートプレート５を中央部に設け、このサポートプレート５を挟んでセル２Ａ，２Ｂを配置している。この種のラミネートセルは、充放電により発熱し、その冷却の有無や冷却速度は電池性能に格段の影響を及ぼすものである。このように、２つのセルを上下に配置しているので、双方とも一側面はケース部材１Ａ，１Ｂを介して外気との熱交換を行うことができる。これにより、セルの発熱によって生じ得る電池劣化の加速が抑止される。
図中、６はバスバーで、このバスバー６には、セル２のリード端子が接続される。本例では、サポートプレート５を挟んで、上側に正極用のバスバー６Ａを、下側に負極用のバスバー６Ｂを、配置している。前述の同一方向に突出した正極のリード端子３，３は正極用のバスバー６Ａに接続され、また、負極のリード端子４，４は負極用のバスバー６Ｂに接続される。これらリード端子３，４とバスバー６との接続固着は、レーザー溶接によりなされる。
また、バスバー６は、銅板をプレス成形して形成され、クランク状に形成された先端部６１と、後述する電力用コンタクト部６０を形成した基部６２とを備える。更に、バスバー６の基部側の周囲には、電力用コンタクト部６０の箇所を除いて、樹脂製の絶縁部材６３をモールド（被覆）している。
上述したバスバー６において、正極用及び負極用のバスバー６Ａ，６Ｂの双方の基部６２，６２は、重ね合わせ状に配置される。本例では、正極用及び負極用のバスバー６Ａ，６Ｂはサポートプレート５を挟んで、タッピンねじにより固定される。
本例のように、正極用及び負極用のバスバー６Ａ，６Ｂの双方の基部６２，６２を重ね合わせ状に配置しても、バスバー６の周囲を絶縁性樹脂でモールドしているので、自ずと絶縁構造を図ることができる。このようにバスバーの周囲を絶縁性樹脂でモールドした場合は、絶縁部材を別途不要として作業性が向上し、また、別途に絶縁部材を設ける場合に、その配置如何或いは振動等によって、絶縁部材が動いたりしてショート等の導通不具合を生じるおそれもあるが、モールドして絶縁部材を固定化すると、このような事態を回避することができる。
前記バスバー６Ａ，６Ｂを重ね合わせ状に配置した際、双方のバスバー基部６２，６２に設けた前記双方の電力用コンタクト部６０，６０は、セル２Ａ，２Ｂの重ね合わせ方向に見たときに、これらのコンタクト部の中心が同一位置に形成されている。
更に、電力用コンタクト部６０，６０の一方又は双方には、後述する接続部材７が着脱可能に装着されて、隣接する薄形電池モジュールの電気的直列接続が図られることになる。
従って、本例の薄形電池モジュール１００を用いると、組電池を構成する際に、接続部材７を用いてこれを電力用コンタクト部６０，６０に装着するだけで、従来のような多数の接続用ハーネスやバスバーを用いることなく、組電池の電気的導通を図ることができるものである。
このように、多数の接続用ハーネス等を用いることなく組電池の電気的導通を図り得ることは、接続用ハーネス等を用いた場合に生じ得るハーネスと接続部材及びハーネス同士の干渉等を回避することができて、ハーネス・バスバー周りの故障を回避することができ、更に、接続用のハーネス等の配線スペースや配線作業を不要とするので、薄形電池モジュール構造の簡易化と製作の容易化を図ることができる。
また、本例において、バスバー６Ａ，６Ｂの双方の電力用コンタクト部６０は、セルの重ね合わせ方向において同一位置に形成されているので、接続部材７を用いてこれを電力用コンタクト部６０，６０に装着し組電池を構成する際に、位置決めや位置合せが容易となり、しかも薄形電池モジュールの整列も自ずと図られ、従って、組電池構成の容易化と作業の省力化を図ることができる。
前記電力用コンタクト部６０の部位は、バスバー６の他の部位よりも厚肉に形成されている。この電力用コンタクト部６０に接続部材７が着脱可能に装着されるので、電力用コンタクト部６０の部位がバスバー６の他の部位よりも厚肉に形成されることにより、当該電力用コンタクト部６０と接続部材７との電気的導通性を向上させることができる。
前記接続部材７は、中央部に電力用コンタクト部６０よりも大径の中央基部７１と、この中央基部７１の一方側及び他方側に対称に設けられる突出部７２とを備える。突出部７２は、電力用コンタクト部６０に装着される部位であって、本例の場合、双方の突出部７２Ａ，７２Ｂのうち、下側の突出部７２Ｂが正極用のバスバー６Ａに装着される。上側の突出部７２Ａはバスバー６Ａから突出して、爾後の接続用部位を構成する。
即ち、上側の突出部７２Ａは、この薄形電池モジュールに他の薄形電池モジュールが上方より重ね合わされる際、この上部の薄形電池モジュールの、下側に位置する負極用のバスバー６Ｂの電力用コンタクト部６０に嵌め合わされ、これにより、重ね合わされる上下の薄形電池モジュール間の直列接続における電気的導通が図られる。
このように構成される本例の薄形電池モジュール１００において、接続部材７には、電力用コンタクト部よりも大径の中央基部７１が設けられているので、この中央基部７１がバスバー６に当接して、接続部材７の位置決めがなされる。また、電力用コンタクト部６０は、バスバー６の他の部位よりも厚肉に形成されているので、前述したように、当該電力用コンタクト部６０に装着される接続部材７との接触面積を大きくすることができて、電気的導通の信頼性を確保している。
図中、８はリードホルダーであり、上から下方にリード正極のリード端子３Ａを押圧するリードホルダー８Ａ、このリードホルダー８Ａとは別製で、上方からリード負極のリード端子４Ａを押圧するリードホルダー８Ａと、下方から上方にリード正極及び負極のリード端子３Ｂ，４Ｂを押圧するリードホルダー８Ｂとを備えている。
リードホルダー８の押圧面には、緩衝材８１が設けられている。そして、各リードホルダー８は、間にサポートプレート５を挟んで、タッピンねじにより固定される。
上述した各セル２Ａ，２Ｂ及び前記双方のバスバー６Ａ，６Ｂは、上下ケース部材１Ａ，１Ｂからなるケース内に収納され、更に、前記電力用コンタクト部６０，６０に対応する上下ケース部材１Ａ，１Ｂには、前記接続部材７を挿通するためのコンタクト部１１（１１Ａ，１１Ｂ）を形成している。
更に、本例の薄形電池モジュール１００において、前記各セル２Ａ，２Ｂの正極のリード端子３Ａ，３Ｂは、所定値を超える電流が流れると溶断する材料から形成されている。この例では、正極のリード端子３Ａ，３Ｂはアルミにより形成され、２５０アンペアを超える電流が流れると溶断する。
また、前記バスバー６とは反対側のサポートプレート５近傍に、電圧計測用の基板９を設けている。この基板９には、図示を省略したマイクロコンピュータが搭載され、各セル２Ａ，２Ｂの正極のリード端子３Ａ，３Ｂに各別に固着される配線９１Ａ，９１Ｂと、負極側に固着される配線９２とが接続されて、これらの配線は、薄いハーネスたる電圧計測ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）を構成している。尚、電圧計測用の基板９は、セル２Ａ，２Ｂに重ならないサポートプレート５近傍に設ける。これにより、電池放電の際の電流により生じる磁界の影響を避けることができる。
このように構成すると、通常時（正常時）には、基板９において各セル２Ａ，２Ｂの電圧を個別に計測することができる。そして、何等かの異常事態によってリード端子に大電流が流れると、正極のリード端子３Ａ，３Ｂの一方及び（又は）他方が溶断する。通常はケース内にある薄形電池モジュールの異常は、外部からは判別できないが、正極のリード端子３が溶断すると基板９における電圧が変化するので、当該異常を検知することができる。このように異常を検知することによって、異常のある薄形電池モジュールを取り替える等、然るべくこれに対処し得ることとなる。
また、基板９には、各セル２Ａ，２Ｂの温度を個別に計測する温度センサ９３Ａ，９３Ｂ（この例ではサーミスタ）が設けられている。これにより、各セル２Ａ，２Ｂの温度情報を得ることができる。尚、温度センサは、前記配線に埋め込まれることもある。
また、基板９の上下面には、上下隣接する薄形電池モジュールの各基板９，９を直列接続する連接部位９４Ａ，９４Ｂを設けている。この連接部位９４Ａ，９４Ｂは、例えば、一方が基板９上の接続用の金属分割面、他方が当該金属分割面に当接するスプリングコネクタである。尚、基板９は、上下の基板ホルダー９５Ａ，９５Ｂで保持される。この基板ホルダー９５Ａ，９５Ｂは、間にサポートプレート５を挟んで、タッピンねじにより固定される。
以上のように構成される本発明の薄形電池モジュールにおいて、組電池は、薄形電池モジュールを複数集合するとともに、隣接する薄形電池モジュール間には接続部材７を装着するのみで構成され、これにより電気的導通も図られる。従来は、この種の組電池において、多数の接続用ハーネスやバスバーを用いて組電池の電気的導通を図っていたが、本発明では、後述する具体例に示すように、このような接続用のハーネス等を必要としない。従って、本発明に係る組電池によれば、接続用ハーネス等を用いた場合に生じ得るハーネスと接続部材及びハーネス同士の干渉等を回避することができて、ハーネス・バスバー周りの故障を回避することができ、更に、接続用のハーネス等の配線スペースや配線作業を不要とするので、構造の簡易化と製作の容易化を図ることができる。
本例の薄形電池モジュールを複数集合して組電池を構成する一例として、電力用コンタクト部６０の一方の極性のもの、例えば、正極の電力用コンタクト部６０に１つの接続部材７を装着した薄形電池モジュールを複数用意し、一方（例えば下側）の薄形電池モジュールを隣接する他方（例えば上側）の薄形電池モジュールに対し、前記一方の薄形電池モジュールに装着した接続部材７の上側の突出部７２Ａを、前記他方の薄形電池モジュールの下側の電力用コンタクト部６０に嵌合して、複数の薄形電池モジュールが組み合わされる組電池２００を構成することができる（図７参照）。この組電池２００は、これら複数の薄形電池モジュールが直列接続されて構成される。
もっとも、本発明において、薄形電池モジュールを複数集合して組電池を構成するにあたり、薄形電池モジュールに対する接続部材７の装着態様は、上述したものに限られないことは勿論であり、また、正極側と負極側を区別するのに、例えば電力用コンタクト部の形状や大きさを異ならしめ、従ってこれに伴い接続部材７の上下側の各突出部７２Ａ，７２Ｂの形状や大きさを別のものにしたり、或いは、接続部材７を丸や角形状のストレートな部材で形成し、これに適合する形状及び構造の電力用コンタクト部を設け、更には、電力用コンタクト部と接続部材の電気的接続構造を嵌合、係止、係合等、適宜の態様を採ることができるものである。
組電池を構成する場合は、一例として図８に示すように、前記複数の薄形電池モジュールを収納する組電池２００の支持部２０１を設ける。本例では、支持部２０１は底板部２０２と天板部２０３を備えて、周囲のロッド２０４，２０４で保持する。底板部２０２と天板部２０３の薄形電池モジュール側の部位には、それぞれ正極側と負極側の二つの出力用電源部２０５，２０６を設けている。尚、符号２０７は、電圧計測用の出力用配線である。
本例では、前記正極側と負極側の二つの出力用電源部２０５，２０６に、前記接続部材７を装着するための電力用コンタクト部６０を設けている。そして、前記二つの出力電源部２０５，２０６と、前記集合した薄形電池モジュール１００，１００の正極側及び負極側の電力用コンタクト部６０とを、前記接続部材７を介して各別に電気的導通を行っている。
このようにして、上記支持部２０１に収納される複数の薄形電池モジュール１００，１００は組電池２００を構成する。そして、この組電池２００は、これら複数の薄形電池モジュール１００，１００が直列接続されて形成される１つの大容量電池を構成することになる。
従って、組電池２００を構成する場合において、隣接する薄形電池モジュール１００，１００間及び、薄形電池モジュール１００並びに正極側と負極側の二つの出力用電源部２０５，２０６間の各電力用コンタクト部６０，６０に、単に接続部材７を挿入するだけで電気的導通を図ることができるので、従来のような多数の接続用ハーネス等を用いることなく組電池の電気的導通を図ることができる。よって、接続用ハーネスやバスバーを用いた場合に生じ得るハーネスと接続部材及びハーネス同士の干渉等を回避することができて、ハーネス・バスバー周りの故障を回避することができ、更に、接続用のハーネス等の配線スペースや配線作業を不要とするので、構造の簡易化と製作の容易化を図ることができる。
また、本例の組電池２００の支持部２０１においては、底板部２０２と天板部２０３の薄形電池モジュール側の部位（底板部２０２の上側と天板部２０３の下側）に、前記基板９の連接部位９４Ａ，９４Ｂが電気的に接続する接続用部位（図示を省略）を設けている。これらの接続用部位を設けることにより、各薄形電池モジュール１００，１００において個別に計測された各セル２Ａ，２Ｂの電圧及び温度情報を得ることができる。
上述した本例の薄形電池モジュール１００においては、正極のリード端子３，３と負極のリード端子４，４は、双方とも同一方向に突出しているものであり、上下のセル２Ａ，２Ｂを電気的に並列接続したものを例にとって説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、正極のリード端子３，３と負極のリード端子４，４を相反する方向に突出させるようにしてもよい。
この場合は、図９に示すように、薄形電池モジュール１１０の一面（表面）に前例同様の正極のコンタクト部を設けてこれに接続部材７を装着するとともに、幅方向の反対側に、負極のコンタクト部を設けてこれに接続部材７を装着する。尚、薄形電池モジュール１１０の他面（裏面）には、これらのコンタクト部と同一位置に、前記同様のコンタクト部を設けることになる。
以上説明した薄形電池モジュール及び、これらを集合した組電池は、上述した具体例に限られない。とりわけ、薄形電池モジュールにおいては、セルの電気的並列接続のみならず直列接続も行うことができ、また、薄形電池モジュール内のバスバー、電力用コンタクト部の形状、構造、配置等、並びに、組電池の形状、構造等は、隣接する薄形電池モジュールの集合の容易化乃至簡易化に資する本発明の目的に適合する限り、適宜の態様を採ることができるものである。
【産業上の利用可能性】
【０００９】
本発明は、電気自動車やハイブリッド電気自動車の車両走行用モータを駆動する薄形電池モジュール及びこの薄形電池モジュールを集合して構成される組電池に好適である。
【符号の説明】
【００１０】
１      ケース部材
１Ａ      上側のケース部材
１Ｂ      下側のケース部材
１１      コンタクト部
１１Ａ      上側ケース部材のコンタクト部
１１Ｂ      下側ケース部材のコンタクト部
２      セル
２Ａ      上側のセル
２Ｂ      下側のセル
３      正極のリード端子
３Ａ      上側のセル２Ａの正極リード端子
３Ｂ      下側のセル２Ｂの正極リード端子
４      負極のリード端子
４Ａ      上側のセル２Ａの負極リード端子
４Ｂ      下側のセル２Ｂの負極リード端子
５      サポートプレート
６      バスバー
６Ａ      正極用のバスバー
６Ｂ      負極用のバスバー
６０      電力用コンタクト部
６１      バスバーの先端部
６２      バスバー基部
６３      絶縁部材
７      接続部材
７１      中央基部
７２      突出部
７２Ａ      上側の突出部
７２Ｂ      下側の突出部７２Ｂ
８      リードホルダー
８Ａ      上方のリードホルダー
８Ｂ      下方のリードホルダー
８１      緩衝材
９      基板
９１Ａ      正極の配線
９１Ｂ      正極の配線
９２      負極の配線
９３Ａ      温度センサ
９３Ｂ      温度センサ
９４Ａ      連接部位
９４Ｂ      連接部位
９５Ａ      上側の基板ホルダー
９５Ｂ      下側の基板ホルダー
１００      薄形電池モジュール
１１０      薄形電池モジュール
２００      組電池
２０１      支持部
２０２      底板部
２０３      天板部
２０４      ロッド
２０５      出力用電源部
２０６      出力用電源部
２０７      出力用配線
【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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【国際調査報告】
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