(57)【要約】第１セルユニット（１Ａ）は、セルユニット（１）同士を接続する際の積層方向の一方側に一方側負極端子（１５）を有し、上記積層方向の他方側に他方側正極端子（１６）と他方側負極端子（１７）を有している。また、第２セルユニット（１Ｂ）は、上記積層方向の一方側に一方側正極端子（２４）と一方側負極端子（２５）を有し、上記積層方向の他方側に他方側正極端子（２６）と他方側負極端子（２７）を有している。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個積層して互いに電気的に接続可能な電池ユニットにおいて、
複数の端子を有し、上記複数の端子のうちの少なくとも一対の端子は、当該電池ユニットの積層方向で、互いに離間するように形成され、残りの端子は、上記積層方向で上記一対の端子のいずれか一方と同じ位置に形成される電池ユニット。
【請求項２】
上記一対の端子は、一方が正極端子、他方が負極端子であり、
上記電池ユニットは、１つ以上の正極端子と、１つ以上の負極端子を有する請求項１に記載の電池ユニット。
【請求項３】
上記積層方向の一方側及び他方側に位置する各端子は、上記積層方向に沿って上記電池ユニットの側方に突出する突出端子または上記積層方向で上記電池ユニット内に位置する非突出端子のいずれかであり、
上記突出端子と上記非突出端子とが嵌合することで、隣接する電池ユニット同士が接続される請求項１または２に記載の電池ユニット。
【請求項４】
上記突出端子の裏側となる位置には、上記非突出端子が形成されている請求項３に記載の電池ユニット。
【請求項５】
上記積層方向の一方側に１つの負極端子を有し、上記積層方向の他方側に正極端子と負極端子を１つずつ有する請求項１〜４のいずれかに記載の電池ユニット。
【請求項６】
上記積層方向の一方側に１つの負極端子を有し、上記積層方向の他方側に正極端子と負極端子を１つずつ有し、上記積層方向の一方側の負極端子が上記突出端子となり、上記積層方向の他方側に正極端子及び負極端子が上記非突出端子となっている請求項４に記載の電池ユニット。
【請求項７】
上記積層方向の一方側に位置する負極端子の裏側には、上記積層方向の他方側の正極端子が位置する請求項５または６に記載の電池ユニット。
【請求項８】
上記積層方向の一方側及び他方側に正極端子と負極端子を１つずつ有する請求項１〜４のいずれかに記載の電池ユニット。
【請求項９】
上記積層方向の一方側及び他方側に正極端子と負極端子を１つずつ有し、上記積層方向の一方側の正極端子及び負極端子が上記突出端子となり、上記積層方向の他方側に正極端子及び負極端子が上記非突出端子となっている請求項４に記載の電池ユニット。
【請求項１０】
上記積層方向の一方側に位置する負極端子の裏側には上記積層方向の他方側の負極端子が位置し、
上記積層方向の一方側に位置する正極端子の裏側には上記積層方向の他方側の正極端子が位置する請求項８または９に記載の電池ユニット。
【請求項１１】
フィルム外装電池を複数個積層してケース内に収容したものであり、上記ケース内で隣接するフィルム外装電池同士は、正極となるリード端子同士が接続されると共に、負極となるリード端子同士が接続されている請求項１〜１０のいずれかに記載の電池ユニット。
【請求項１２】
フィルム外装電池を複数個積層してケース内に収容したものであり、上記ケース内のフィルム外装電池は、互いに並列に接続されている請求項１〜１０のいずれかに記載の電池ユニット。
【請求項１３】
上記フィルム外装電池は、互いに隣接する２つの正極リード端子と、互いに隣接する２つの負極リード端子とを有し、
上記ケース内に積層されたフィルム外装電池のうち、
両外側のフィルム外装電池は、隣接する内側のフィルム外装電池側に向かって全てのリード端子が折曲されて隣接するフィルム外装電池に接続され、
他のフィルム外装電池に挟み込まれた内側のフィルム外装電池は、一方の正極リード端子及び一方の負極リード端子が隣接する一方のフィルム外装電池側に向かって折曲されて一方のフィルム外装電池に接続され、他方の正極リード端子及び他方の負極リード端子が隣接する他方のフィルム外装電池側に向かって折曲されて他方のフィルム外装電池に接続される請求項１１または１２に記載の電池ユニット。
【請求項１４】
上記ケース内に積層されたフィルム外装電池のうち、両外側のフィルム外装電池は、上記正極リード端子と上記負極リード端子のうちの少なくとも一方が、当該電池ユニットの上記複数の端子のうちの一つに接続される請求項１１〜１３のいずれかに記載の電池ユニット
【請求項１５】
上記電池ユニットの端子は、上記フィルム外装電池のリード端子へ向けて延設されている請求項１１〜１４のいずれかに記載の電池ユニット。
【請求項１６】
上記ケースは、複数のスペーサを有し、
上記各フィルム外装電池間には上記スペーサが配置されると共に、上記各フィルム外装電池は、上記積層方向で上記スペーサにより挟み込まれている請求項１１〜１５のいずれかに記載の電池ユニット。
【請求項１７】
上記スペーサの外周には凹部が形成され、
上記電池ユニットの端子は、上記凹部に配置されてなる請求項１６に記載の電池ユニット。
【請求項１８】
上記ケースの外側から上記フィルム外装電池の電圧を検出可能な電圧検出部を有する請求項１１〜１７のいずれかに記載の電池ユニット。
【請求項１９】
上記フィルム外装電池のリード端子または、該リード端子が接続された導電部材は、上記ケースの一端面で外部に露出するよう構成されている請求項１１〜１８のいずれかに記載の電池ユニット。
【請求項２０】
請求項１〜１９のいずれかに記載の電池ユニットを任意に組み合わせて複数個積層してなる電池モジュール。
【請求項２１】
上記電池ユニットの積層方向に連続し、複数個の電池ユニット間に跨って、上記リード端子に直接または間接的に接触する放熱性部材を有する請求項２０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、電池ユニット及び電池ユニットを積層した電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、ラミネートフィルムで外装された扁平な電池をケースに収納して組電池とする一方、このような組電池を複数個積層して複合組電池とする構成が開示されている。この組電池は、扁平な直方体形状を呈し、細長い矩形のケース上面に、このケース上面の長手方向に沿って互いに離間して正極端子と負極端子とが１つずつ設けられている。【０００３】
しかしながら、この特許文献１における組電池の正極端子及び負極端子は、上記積層方向で、上記ケース上面の略中央位置に形成されている。そのため、複合組電池を構成するにあたって、隣接する組電池間を接続するためにバスバー等の部材が必要となり、部品点数が増加してしまうという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３０３５８３号公報
【発明の概要】
【０００５】
そこで、本発明は、複数個積層して互いに接続可能な電池ユニットにおいて、複数の端子を有し、上記複数の端子のうちの少なくとも一対の端子は、当該電池ユニットの積層方向で、互いに離間するように形成され、残りの端子は、上記積層方向で上記一対の端子のいずれか一方と上記積層方向以外の方向において同じ位置に形成されることを特徴としている。
【０００６】
より具体的には、上記一対の端子は、一方が正極端子、他方が負極端子であり、上記電池ユニットは、１つ以上の正極端子と、１つ以上の負極端子を有している。
【０００７】
そして、望ましくは、上記積層方向の一方側及び他方側に位置する各端子が、上記積層方向に沿って上記電池ユニットの側方に突出する突出端子または上記積層方向で上記電池ユニット内に位置する非突出端子のいずれかであり、上記突出端子と上記非突出端子とが接合することで、隣接する電池ユニット同士を接続する。
【０００８】
さらに望ましくは、上記突出端子の上記積層方向以外の方向において同じ位置となる裏側となる位置に、上記非突出端子を形成する。
【０００９】
上記電池ユニットは、より詳しくは、フィルム外装電池を複数個積層してケース内に収容したものであり、上記ケースの外側から上記フィルム外装電池の電圧を検出可能な電圧検出部を有するようにしてもよい。
【００１０】
また、上記フィルム外装電池のリード端子または、該リード端子が接続された導電部材は、上記ケースの一端面で外部に露出するよう構成してもよい。
【００１１】
本発明に係る電池モジュールは、このような電池ユニットを任意に複数個組み合わせて積層することで構成される。
【００１２】
また、このような電池モジュールには、上記電池ユニットの積層方向に連続し、複数個の電池ユニット間に跨って、上記リード端子に直接または間接的に接触する放熱性部材を設けるようにしてもよい。
【００１３】
そして、本発明によれば、電池ユニットを積層した際に、隣接する電池ユニット間で互いの端子同士を接触させることが可能となり、電池ユニット同士を連結する際にはバスバー等他部材を用いることなく容易に連結することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るセルユニットの概略を模式的に示した分解斜視図。
【図２】セルの平面図。
【図３】第１セルユニットの底面図。
【図４】第２セルユニットの底面図。
【図５】第１セルユニット内の電気的接続状態を模式的に示した説明図。
【図６】第２セルユニット内の電気的接続状態を模式的に示した説明図。
【図７】第１セルユニットを模式的に示した分解斜視図。
【図８】第１スペーサを模式的に示した説明図であって、（Ａ）は表面側からみた斜視図であり、（Ｂ）は裏面側からみた斜視図。
【図９】第２スペーサを模式的に示した説明図であって、（Ａ）は表面側からみた斜視図、（Ｂ）は裏面側からみた斜視図、（Ｃ）は底面図。
【図１０】第３スペーサを模式的に示した説明図であって、（Ａ）は表面側からみた斜視図、（Ｂ）は裏面側からみた斜視図、（Ｃ）は底面図。
【図１１】本発明に係るセルユニットの接続例を示した説明図。
【図１２】本発明に係るセルユニットの接続例を示した説明図。
【図１３】本発明に係るセルユニットを１２個用いた場合の接続例を示した説明図。
【図１４】本発明に係るセルユニットを１２個用いた場合の接続例を示した説明図。
【図１５】本発明に係るセルユニットを１２個用いた場合の接続例を示した説明図。
【図１６】本発明に係るセルユニットを１２個用いた場合の接続例を示した説明図。
【図１７】本発明に係るセルモジュールの概略を模式的に示した分解斜視図。
【図１８】モジュール用第１エンドプレートを模式的に示した説明図であって、（Ａ）は表面側からみた斜視図であり、（Ｂ）は裏面側からみた斜視図。
【図１９】モジュール用第２エンドプレートを模式的に示した説明図であって、（Ａ）は表面側からみた斜視図であり、（Ｂ）は裏面側からみた斜視図。
【図２０】本発明に係るセルモジュールの冷却構造を模式的に示した説明図。
【図２１】本発明に係るセルユニットを６個用いた場合の接続例を示した説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、セルユニット１の概略を模式的に示した分解斜視図である。セルユニット１は、電池ユニットに相当するものであって、３つのセル２が積層された構造となっている。
【００１６】
すなわち、セルユニット１は、図中左からエンドプレート７、第１スペーサ４、セル２Ａ、第２スペーサ５、セル２Ｂ、第３スペーサ６、セル２Ｃ、第１スペーサ４、エンドプレート７の順で積層された構造となっており、全体として扁平な直方体形状となっている。換言すると、セルユニット１は、一対の第１スペーサ４、４、第２スペーサ５、第３スペーサ６及び一対のエンドプレート７、７からなるケース８内に、セル２Ａ，２Ｂ、２Ｃが収容された構造となっている。
【００１７】
なお、説明の便宜上、この積層方向をＸ軸、図中水平方向をＹ軸、図中垂直方向をＺ軸として以後説明する。
【００１８】
セル２は、フィルム外装電池に相当するものであって、例えば外装フィルムでシールされた平坦形状のリチウムイオン二次電池である。このセル２は、正極板（図示せず）と負極板（図示せず）をセパレータ（図示せず）を介して交互に積層してなる電池要素を外装フィルムの間に挟み込み、かつこの外装フィルムの周縁を加熱融着して気密に封止したものである。
【００１９】
詳述すると、セル２は、図２に示すように、略矩形の扁平な形状をなし、例えば、外装フィルムとなる１枚のラミネートフィルム１０を２つに折り、その内側に上記電池要素に挟み込んだ上で、残りの３つの辺（矩形の２つの短辺と、１つの長辺）を熱融着することで構成される。ラミネートフィルム１０は、内側の熱融着層と中間の金属層と外側の保護層とを少なくとも含む多層構造のフィルムである。なお、ラミネートフィルム１０の熱融着による封止は、電解液の充填を行う注入口を残した形で行われ、電解液を内部に充填した後に、上記注入口部分が封止される。
【００２０】
本実施例におけるセル２は、熱融着された矩形の長辺からラミネートフィルム１０の外側へ引きだされたリード端子としての正極タブ１１と負極タブ１２と、を有している。正極タブ１１及び負極タブ１２は、それぞれ先端側に切り込みが入れられて先端側が２股状に分かれており、先端部１１Ａ、１１Ｂ、１２Ａ、１２Ｂとなっている。
【００２１】
そして、各セル２Ａ、２Ｂ、２Ｃの夫々の先端部１１Ａ、１１Ｂ、１２Ａ、１２Ｂが詳しくは後述するが、第１スペーサ４、第２スペーサ５、第３スペーサ６に設けられたバスバーなどを介して電気的に接続される。
【００２２】
ここで、本実施例におけるセルユニット１は、図３に示すような直列接続用の第１セルユニット１Ａと、図４に示すような並列接続用の第２セルユニット１Ｂとに大別され、これら第１セルユニット１Ａと第２セルユニット１Ｂを任意に組み合わせて複数個積層して互いに電気的に接続可能となっている。
【００２３】
また、図３、図４に示すように、セルユニット１Ａ、１Ｂにおいては、正極タブ１１及び負極タブ１２の先端部１１Ａ、１１Ｂ、１２Ａ、１２Ｂが、ケース８の外周側に引き出されており、外部に露出した構成となっている。
【００２４】
第１セルユニット１Ａは、セルユニット１同士を接続する際の積層方向（図３における左右方向）（Ｘ軸方向）の一方側（図３における左側）に１つの負極端子（一方側負極端子１５）を有し、上記積層方向の他方側（図３における右側）に正極端子（他方側正極端子１６）と負極端子（他方側負極端子１７）を有している。
【００２５】
つまり、第１セルユニット１Ａは、上記積層方向で、一対の端子（一方側負極端子１５と他方側正極端子１６）が互いに離間するように形成され、残りの端子（他方側負極端子１７）は、上記積層方向で一対の端子うちの他方側正極端子１６とＸ軸方向とＺ軸方向（図中の上下方向）において同じ位置に形成されている。
【００２６】
第１セルユニット１Ａにおいて、一方側負極端子１５及び他方側負極端子１７には、第１セルユニット１Ａ内のセル２の負極タブ１２が通電可能に接続される。一方、他方側正極端子１６には、第１セルユニット１Ａ内のセル２の正極タブ１１が通電可能に接続される。
【００２７】
そして、一方側負極端子１５は、上記積層方向に沿って第１セルユニット１Ａの側方に突出する突出端子となっている。他方側正極端子１６及び他方側負極端子１７の端部は、上記積層方向で第１セルユニット１Ａ内に位置し、上記第１セルユニット１Ａの側方に突出することのない非突出端子となっている。突出端子となる一方側負極端子１５の裏側となる位置には、つまり、Ｙ軸方向とＺ軸方向において互いに同じ位置であり、Ｘ軸方向に離間した位置には、非突出端子となる他方側正極端子１６が形成されている。なお、上記突出端子と上記非突出端子とは、例えばファストン端子等により構成され、上記突出端子をオス側、上記非突出端子をメス側として両者間で嵌合可能となっている。
【００２８】
一方側負極端子１５は、第２スペーサ５（図１、後述する図７、図９を参照）の外周面に取り付けられたＬ字形状のバスバー２０の先端に形成されている。他方側正極端子１６は、第３スペーサ６（図１、後述する図７、図１０を参照）の外周面に取り付けられたＬ字形状のバスバー２１の先端に形成されている。他方側負極端子１７は、第３スペーサ６の外周面に取り付けられたＬ字形状のバスバー２２の先端に形成されている。バスバー２０、２１、２２は、導電部材に相当するものであって、例えば、導電性を有する金属材料からなっている。
【００２９】
図５は、第１セルユニット１Ａの内部におけるセル２Ａ、２Ｂ、２Ｃの電気的接続状態を各スペーサ４，５、６の図示を省略して模式的に示した説明図である。
【００３０】
セル２Ａの正極タブ１１及び負極タブ１２の先端部１１Ａ、１１Ｂ、１２Ａ、１２Ｂは、第１セルユニット１Ａの内側（セル２Ｂ側）に向かって略直角に折曲される。換言すると、第１セルユニット１Ａにおいて、ケース８内に積層された３つのセル２Ａ、２Ｂ、２Ｃのうち、ケース８内の積層方向で外側に位置するセル２Ａは、隣接する内側のセル２Ｂに向かって、その先端部１１Ａ、１１Ｂ、１２Ａ、１２Ｂが折曲される。この際、セル２Ａの負極タブ１２の先端部１２Ａ、１２Ｂは、バスバー２０を覆うように折曲される。
【００３１】
そして、セル２Ａの負極タブ１２の先端部１２Ｂは、第２スペーサ５のバスバー２０に対して溶接部２３Ａにて溶接される。
【００３２】
セル２Ｂにおいて、正極タブ１１の先端部１１Ａは、セル２Ａの正極タブ１１の先端部１１Ａと重なり合うようにセル２Ａ側に向かって略直角に折曲され、正極タブ１１の先端部１１Ｂは、セル２Ｃ側に向かって略直角に折曲される。セル２Ｂの正極タブ１１Ｂは、バスバー２１を覆うように折曲される。
【００３３】
また、セル２Ｂにおいて、負極タブ１２の先端部１２Ａは、バスバー２０を覆い、かつセル２Ａの負極タブ１２の先端部１２Ａと重なり合うようにセル２Ａ側に向かって折曲され、負極タブ１２の先端部１２Ｂは、セル２Ｃ側に向かって折曲される。
【００３４】
つまり、第１セルユニット１Ａにおいて、ケース８内に積層された３つのセル２Ａ、２Ｂ、２Ｃのうち、セル２Ａ、２Ｃに挟み込まれた内側のセル２Ｂは、先端部１１Ａ、１２Ａが隣接するセル２Ａ側に向かって折曲され、先端部１１Ｂ、１２Ｂが隣接するセル２Ｃ側に向かって折曲される。
【００３５】
そして、セル２Ｂの正極タブ１１の先端部１１Ａと、セル２Ａの正極タブ１１の先端部１１Ａとは、溶接部２３Ｂにて溶接される。また、セル２Ｂの負極タブ１２の先端部１２Ａと、セル２Ａの負極タブ１２の先端部１２Ａとは、バスバー２０よりもセル２Ｂ側で重なり合い、溶接部２３Ｃにて溶接される。
【００３６】
セル２Ｃの正極タブ１１及び負極タブ１２の先端部１１Ａ、１１Ｂ、１２Ａ、１２Ｂは、第１セルユニット１Ａの内側（セル２Ｂ側）に向かって略直角に折曲される。換言すると、第１セルユニット１Ａにおいて、ケース８内に積層された３つのセル２Ａ、２Ｂ、２Ｃのうち、ケース８内の積層方向で外側に位置するセル２Ｃは、隣接する内側のセル２Ｂに向かって、その先端部１１Ａ、１１Ｂ、１２Ａ、１２Ｂが折曲される。その際、セル２Ｃの正極タブ１１の先端部１１Ａ、１１Ｂは、バスバー２１を覆うように折曲される。また、セル２Ｃの負極タブ１２の先端部１２Ａは、バスバー２２を覆うように折曲される。
【００３７】
そして、セル２Ｃの正極タブ１１の先端部１１Ａは、第３スペーサ６のバスバー２１に対して溶接部２３Ｄにて溶接される。セル２Ｃの負極タブ１２の先端部１２Ａは、第３スペーサ６のバスバー２２に対して溶接部２３Ｅにて溶接される。セル２Ｃの正極タブ１１の先端部１１Ｂと、セル２Ｂの正極タブ１１の先端部１１Ｂとは、バスバー２１よりもセル２Ｂ側で重なり合い、溶接部２３Ｆにて溶接される。セル２Ｃの負極タブ１２の先端部１２Ｂと、セル２Ｂの負極タブ１２の先端部１２Ｂとは、バスバー２２よりもセル２Ｂ側で重なり合い、溶接部２３Ｇにて溶接される。
【００３８】
従って、第１セルユニット１Ａにおいて、セル２の正極タブ１１及び負極タブ１２、バスバー２０、２１、２２は、少なくともその一部がケース８の一端面で外部に露出している。また、第１セルユニット１Ａにおいて、セル２Ａ、２Ｂ、２Ｃは互いに電気的に並列に接続されている。
【００３９】
図４に示すように、第２セルユニット１Ｂは、セルユニット１同士を接続する際の積層方向（図４における左右方向）（Ｘ軸方向）の一方側（図４における左側）及び他方側（図４における右側）に、それぞれ正極端子と負極端子を１つずつ有している。すなわち、第２セルユニット１Ｂは、上記積層方向の一方側に一方側正極端子２４と一方側負極端子２５を有し、上記積層方向の他方側に他方側正極端子２６と他方側負極端子２７を有している。
【００４０】
一方側正極端子２４と他方側正極端子２６とが積層方向（Ｘ軸方向）に互いに離間して、Ｙ軸方向とＺ軸方向において互いに同じ位置に設けられている。また、一方側負極端子２５と他方側負極端子２７とが積層方向（Ｘ軸方向）に互いに離間して、Ｙ軸方向とＺ軸方向において互いに同じ位置に設けられている。
【００４１】
第２セルユニット１Ｂは、上記積層方向で、一方側正極端子２４と他方側負極端子２７とが、そして一方側負極端子２５と他方側負極端子２７とが、互いに離間するように形成される。また、一方側正極端子２４と他方側負極端子２７とは、図４においてＹ軸方向（上下方向）の位置が同じであり、Ｚ軸方向（図面に垂直方向）の位置が同じである。さらに、一方側正極端子２４と他方側正極端子２６とは、図４において上下方向の位置が同じであり、図４において垂直方向の位置が同じである。
【００４２】
第２セルユニット１Ｂにおいて、一方側正極端子２４及び他方側正極タブ２６には、第２セルユニット１Ｂ内のセル２の正極タブ１１が通電可能に接続される。一方、一方側負極端子２５及び他方側負極端子２７には、第２セルユニット１Ｂ内のセル２の負極タブ１２が通電可能に接続される。
【００４３】
一方側正極端子２４及び一方側負極端子２５は、上記積層方向に沿って第２セルユニット１Ｂの側方に突出する突出端子となっている。他方側正極端子２６及び他方側負極端子２７は、上記積層方向で第２セルユニット１Ｂ内に位置し、第２セルユニット１Ｂの側方に突出することのない非突出端子となっている。また、突出端子となる一方側正極端子２４の裏側となる位置には、つまり、Ｙ軸方向とＺ軸方向において互いに同じ位置であり、Ｘ軸方向に離間した位置には、非突出端子となる他方側正極端子２６が形成されている。同様に、突出端子となる一方側負極端子２５の裏側となる位置には、つまり、Ｙ軸方向とＺ軸方向において互いに同じ位置であり、Ｘ軸方向に離間した位置には、非突出端子となる他方側負極端子２７が形成されている。なお、この第２セルユニット１Ｂにおいても、上記突出端子と上記非突出端子とは、例えばファストン端子等により構成され、上記突出端子をオス側、上記非突出端子をメス側として両者間で嵌合可能となっている。
【００４４】
一方側正極端子２４は、第２スペーサ５（図１、後述する図７、図９参照）の外周面に取り付けられたＬ字形状のバスバー３０の先端に形成されている。一方側負極端子２５は、第２スペーサ５の外周面に取り付けられたＬ字形状のバスバー３１の先端に形成されている。他方側正極端子２６は、第３スペーサ６（図１、後述する図７、図１０参照）の外周面に取り付けられたＬ字形状のバスバー３２の先端に形成されている。他方側負極端子２７は、第３スペーサ６の外周面に取り付けられたＬ字形状のバスバー３３の先端に形成されている。バスバー３０、３１、３２、３３は、導電部材に相当するものであって、例えば、導電性を有する金属材料からなっている。
【００４５】
図６は、第２セルユニット１Ｂの内部におけるセル２Ａ、２Ｂ、２Ｃの電気的接続状態を各スペーサ４、５、６の図示を省略して模式的に示した説明図である。
【００４６】
セル２Ａの正極タブ１１及び負極タブ１２の先端部１１Ａ、１１Ｂ、１２Ａ、１２Ｂは、第２セルユニット１Ｂの内側（セル２Ｂ側）に向かって略直角に折曲される。セル２Ａの正極タブ１１の先端部１１Ａ、１１Ｂは、バスバー３０を覆うように折曲される。換言すると、第２セルユニット１Ｂにおいて、ケース８内に積層された３つのセル２Ａ、２Ｂ、２Ｃのうち、ケース８内の積層方向で外側に位置するセル２Ａは、隣接する内側のセル２Ｂに向かって、その先端部１１Ａ、１１Ｂ、１２Ａ、１２Ｂが折曲される。この際、セル２Ａの負極タブ１２の先端部１２Ａ、１２Ｂは、バスバー３１を覆うように折曲される。
【００４７】
そして、セル２Ａの正極タブ１１の先端部１１Ａは、バスバー３０に対して溶接部３４Ａにて溶接される。セル２Ａの負極タブ１２の先端部１２Ｂは、バスバー３１に対して溶接部３４Ｂにて溶接される。
【００４８】
セル２Ｂの正極タブ１１の先端部１１Ａは、バスバー３０を覆い、かつセル２Ａの正極タブ１１の先端部１１Ａと重なり合うようにセル２Ａ側に向かって略直角に折曲される。また、セル２Ｂの正極タブ１１の先端部１１Ｂは、バスバー３２を覆うように、セル２Ｃ側に向かって略直角に折曲される。
【００４９】
セル２Ｂにおいて、負極タブ１２の先端部１２Ａは、バスバー３１を覆い、かつセル２Ａの負極タブ１２の先端部１２Ａと重なり合うようにセル２Ａ側に向かって折曲され、負極タブ１２の先端部１２Ｂは、セル２Ｃ側に向かって折曲される。
【００５０】
つまり、第２セルユニット１Ｂにおいて、ケース８内に積層された３つのセル２Ａ、２Ｂ、２Ｃのうち、セル２Ａ、２Ｃに挟み込まれた内側のセル２Ｂは、先端部１１Ａ、１２Ａが隣接するセル２Ａ側に向かって折曲され、先端部１１Ｂ、１２Ｂが隣接するセル２Ｃ側に向かって折曲される。
【００５１】
そして、セル２Ｂの正極タブ１１の先端部１１Ａと、セル２Ａの正極タブ１１の先端部１１Ａとは、溶接部３４Ｃにて溶接される。詳述すると、本実施例では、セル２Ｂの正極タブ１１の先端部１１Ａが、セル２Ａの正極タブ１１の先端部１１Ａよりも外側に位置しており、セル２Ａの正極タブ１１の先端部１１Ａの内側面がバスバー３０に溶接され、セル２Ａの正極タブ１１の先端部１１Ａの外側面がセル２Ｂの正極タブ１１の先端部１１Ａに溶接される。また、セル２Ｂの負極タブ１２の先端部１２Ａと、セル２Ａの負極タブ１２の先端部１２Ａとは、バスバー３１よりもセル２側で重なり合い、溶接部３４Ｄにて溶接される。
【００５２】
セル２Ｃの正極タブ１１及び負極タブ１２の先端部１１Ａ、１１Ｂ、１２Ａ、１２Ｂは、第２セルユニット１Ｂの内側（セル２Ｂ側）に向かって略直角に折曲される。換言すると、第２セルユニット１Ｂにおいて、ケース８内に積層された３つのセル２Ａ、２Ｂ、２Ｃのうち、ケース８内の積層方向で外側に位置するセル２Ｃは、隣接する内側のセル２Ｂに向かって、その先端部１１Ａ、１１Ｂ、１２Ａ、１２Ｂが折曲される。その際に、セル２Ｃの正極タブ１１の先端部１１Ａ、１１Ｂは、バスバー３２を覆うように折曲される。また、セル２Ｃの負極タブ１２の先端部１２Ａは、バスバー３３を覆うように折曲される。
【００５３】
そして、セル２Ｃの正極タブ１１の先端部１１Ａは、バスバー３２に対して溶接部３４Ｅにて溶接される。セル２Ｃの負極タブ１２の先端部１２Ａは、バスバー３３に対して溶接部３４Ｆにて溶接される。セル２Ｃの正極タブ１１の先端部１１Ｂと、セル２Ｂの正極タブ１１の先端部１１Ｂとは、バスバー３２よりもセル２Ｂ側で重なり合い、溶接部３４Ｇにて溶接される。セル２Ｃの負極タブ１２の先端部１２Ｂと、セル２Ｂの負極タブ１２の先端部１２Ｂとは、溶接部３４Ｈにて溶接される。
【００５４】
従って、第２セルユニット１Ｂにおいても、セル２の正極タブ１１及び負極タブ１２、バスバー３０、３１、３２、３３は、少なくともその一部がケース８の一端面で外部に露出している。また、第２セルユニット１Ｂにおいて、セル２Ａ、２Ｂ、２Ｃは互いに電気的に並列に接続されている。
【００５５】
ここで、第１セルユニット１Ａを例に、第１スペーサ４、第２スペーサ５、第３スペーサ６及びエンドプレート７の構成を説明する。
【００５６】
第１スペーサ４、第２スペーサ５、第３スペーサ６及びエンドプレート７は、例えば、絶縁性の合成樹脂材料からなっている。
【００５７】
図７に示すように、第１スペーサ４、第２スペーサ５、第３スペーサ６は、それぞれ矩形の枠状を呈し、エンドプレート７は、矩形の板状を呈している。
ている。
【００５８】
第１スペーサ４は、図８に示すように、上下一対の長辺部４０Ａ、４０Ｂと左右一対の短辺部４１Ａ、４１Ｂと、長辺部４０Ｂの下端から外周側に張り出した突出部４２を有している。長辺部４０Ａには、その上端にエンドプレート７の係止片７１（後述）と係合する２つの係合溝４３が形成されている。また、突出部４２には、凹部４４、４４が形成されている。つまり、凹部４４、４４は、第１スペーサ４の外周に形成されている。
【００５９】
第２スペーサ５は、図９に示すように、上下一対の長辺部５０Ａ、５０Ｂと左右一対の短辺部５１Ａ、５１Ｂと、長辺部５０Ｂの下端から外周側に張り出した突出部５２を有している。突出部５２の下面には、長辺部５０Ｂの長手方向に沿って細長い凹部５３が形成されている。つまり、凹部５３は、第２スペーサ５の外周に形成されている。この凹部５３には、バスバー２０が収容可能となっている。
【００６０】
バスバー２０は、凹部５３内に取り付けられるが、その先端側が一方側負極端子１５となって第２スペーサ５の表面側から突出し、隣接する第１スペーサ４の凹部４４を突き抜けてエンドプレート７よりも外側に突出する。つまり、バスバー２０の先端に形成される突出端子としての一方側負極端子１５は、第１スペーサ４の凹部４４及び第２スペーサ５の凹部５３に配置される。
【００６１】
また、第２スペーサ５の表面側には、長辺部５０Ｂと突出部５２に跨って温度検知用のサーミスタ５６が取り付けられている。このサーミスタ５６のリード線５７は、第２スペーサ５の外周縁に沿って第２スペーサ５の長辺部５０Ａまで引き出され、図示はしないが後述するバッテリコントローラ８６までさらに延長される。
【００６２】
以上は、第１セルユニット１Ａの場合を説明したが、第２セルユニット１Ｂにおける第２スペーサ５に対しては、図４に示すように、バスバー２０に替えて、バスバー３０とバスバー３１が取り付けられる。バスバー３０は、その先端側が突出端子となる一方側正極端子２４となって、上記積層方向に沿って第２セルユニット１Ｂの側方に突出する。バスバー３１は、その先端側が突出端子となる一方側負極端子２５となって、上記積層方向に沿って第２セルユニット１Ｂの側方に突出する。つまり、バスバー３０の先端に形成される突出端子としての一方側正極端子２４は、第１スペーサ４の凹部４４及び第２スペーサ５の凹部５３に配置される。また、バスバー３１の先端に形成される突出端子としての一方側負極端子２５は、第１スペーサ４の凹部４４及び第２スペーサ５の凹部５３に配置される。なお、バスバー３０、３１も導電部材に相当するものであって、例えば、導電性を有する金属材料からなっている。
【００６３】
また第１セルユニット１Ａの場合を説明する。第３スペーサ６は、図１０に示すように、上下一対の長辺部６０Ａ、６０Ｂと左右一対の短辺部６１Ａ、６１Ｂと、長辺部６０Ｂの下端から外周側に張り出した突出部６２を有している。この突出部６２の下面には、長辺部６０Ｂの長手方向に沿って細長い凹部６３が形成されている。つまり、凹部６３は、第３スペーサ６の外周に形成されている。この凹部６３には、バスバー２１、２２が収容可能となっている。
【００６４】
バスバー２１は、凹部６３内に取り付けられるが、その先端側が他方側正極端子１６となって第３スペーサ６の裏面側から突出するものの、隣接する第１スペーサ４の凹部４４内に略収容され、エンドプレート７よりも外側に突出することはない。つまり、バスバー２１の先端に形成される非突出端子としての他方側正極端子１６は、第１スペーサ４の凹部４４及び第３スペーサ６の凹部６３に配置される。
【００６５】
バスバー２２は、凹部６３内に取り付けられるが、その先端側が他方側負極端子１７となって第３スペーサ６の裏面側から突出するものの、隣接する第１スペーサ４の凹部４４内に略収容され、エンドプレート７よりも外側に突出することはない。つまり、バスバー２２の先端に形成される非突出端子としての他方側負極端子１７は、第１スペーサ４の凹部４４及び第３スペーサ６の凹部６３に配置される。
【００６６】
また、バスバー２２は、その基端側に、他方側負極端子１７と反対方向に突出する突出片６７を有している。この突出片６７は、第３スペーサ６の突出部６２の外表面に沿って折曲され、第３スペーサ６の表面側に露出している。この突出片６７には、電圧検出用のリード線６９が接続されている。このリード線６９は、第３スペーサ６の外周縁に沿って第３スペーサ６の長辺部６０Ａまで引き出され、図示はしないが後述するバッテリコントローラ８６までさらに延長される。つまり、このリード線６９によって、ケース８の外側から第１セルユニット１Ａの電圧を検出可能な電圧検出部が構成される。
【００６７】
ここで、第２セルユニット１Ｂにおける第３スペーサ６について説明する。図４に示すように、バスバー２１、２２に替えて、バスバー３２とバスバー３３が取り付けられる。バスバー３２は、その先端側が非突出端子となる他方側正極端子２６となって、上記積層方向で第２セルユニット１Ｂ内に位置し、第２セルユニット１Ｂの側方に突出することはない。バスバー３３は、その先端側が非突出端子となる他方側負極端子２７となって、上記積層方向で第２セルユニット１Ｂ内に位置し、第２セルユニット１Ｂの側方に突出することはない。つまり、バスバー３２の先端に形成される非突出端子としての他方側正極端子２６は、第１スペーサ４の凹部４４及び第３スペーサ６の凹部６３に配置される。また、バスバー３３の先端に形成される非突出端子としての他方側負極端子２７は、第１スペーサ４の凹部４４及び第３スペーサ６の凹部６３に配置される。また、バスバー３３は、上述したバスバー２２と同様に、その基端側に第３スペーサ６の表面側に露出する突出片（図示せず）を有しており、上述した第１セルユニット１Ａにおけるバスバー２２と同様に電圧検出用のリード線（図示せず）が接続される。なお、バスバー３２、３３も導電部材に相当するものであって、例えば、導電性を有する金属材料からなっている。
【００６８】
エンドプレート７は、図７に示すように、外周縁から突出する４つの係止片７１を有している。各係止片７１は、第１スペーサ４、第２スペーサ５、第３スペーサ６及びセル２を挟持した際に、これらを結束する保持するために、それぞれ内側に折曲される。
【００６９】
このように構成された第１セルユニット１Ａ及び第２セルユニット１Ｂは、外形が同一形状の第１スペーサ４、第２スペーサ５、第３スペーサ６、エンドプレート７を使用するので、積層した際に、隣接するセルユニット１、１間で互いの端子同士を接触させることが可能となり、セルユニット１同士を連結する際にはバスバー等の他部材を用いることなく容易に連結することができる。
【００７０】
また、上記積層方向で、突出端子の裏側に設けられる端子が非突出端子となり、非突出端子の裏側に設けられる端子が突出端子となっているので、セルユニット１を積層して連結した際に、隣接するセルユニット１、１間の間隔を小さくすることができ、セルユニット１を積層してなる電池モジュールとしてのセルモジュールを小型化することができる。
【００７１】
そして、第１セルユニット１Ａと第２セルユニット１Ｂを用いて、図１１、図１２に示すように、様々な接続構造を実現することができる。図１１は、第１セルユニット１Ａのみからなる直列接続の例であり、図１２は第１セルユニット１Ａと第２セルユニット１Ｂを用いた直列接続と並列接続を併用した例である。
【００７２】
１２個のセルユニット１を積層する場合には、第１セルユニット１Ａと第２セルユニット１Ｂとの組み合せで、例えば、図１３〜図１６に示すような接続構造とすることができる。
【００７３】
図１３は、第１セルユニット１Ａのみを接続した例である。図１４は、６個の第１セルユニット１Ａと６個の第２セルユニット１Ｂを用い、第１セルユニット１Ａと第２セルユニット１Ｂを交互に接続した例である。図１５は、４個の第１セルユニット１Ａと８個の第２セルユニット１Ｂを用い、１つの第１セルユニット１Ａと、第２セルユニット１Ｂを２つ接続したものと、を交互に接続した例である。図１６は、３個の第１セルユニット１Ａと９個の第２セルユニット１Ｂを用い、１つの第１セルユニット１Ａと、第２セルユニット１Ｂを３つ連続して接続したものと、を交互に接続した例である。
【００７４】
このように、セルユニット１の個数や使用するセルユニット１の種類を適宜設定できるので、複数のセルユニット１を積層してなるセルモジュールに要求される様々仕様に対して容易に対応することができる。
【００７５】
図１７は、セルユニット１を１２個積層してなるセルモジュール７５の概略を模式的に示した分解斜視図である。
【００７６】
セルモジュール７５は、１２個のセルユニット１を上記積層方向で挟み込むモジュール用第１エンドプレート７６及びモジュール用第２エンドプレート７７と、１２個のセルユニット１を側方から挟み込む一対のサイドプレート７８、７８と、１２個のセルユニット１を上下方向から挟み込むアッパプレート７９及びロアプレート８０と、を有し、これら各プレート同士を複数のネジ９８等で固定することで、積層された１２個のセルユニット１を固定する。また、ロアプレート８０と１２個のセルユニット１との間には、放熱部材としての熱伝導シート８１が介装されている。
【００７７】
モジュール用第１エンドプレート７６及びモジュール用第２エンドプレート７７は、矩形板状を呈し、例えば、絶縁性の合成樹脂材料からなっている。
【００７８】
モジュール用第１エンドプレート７６は、図１８に示すように、セルモジュール７５から電力を取り出すための端子部８２を有すると共に、内部にバスバー８３がインサート成形等により埋設されている。このバスバー８３は、導電性を有する金属材料からなり、一端８３Ａがセルモジュール７５内のセルユニット１の突出端子に接続可能で、他端が端子部８２まで延長するよう形成されている。
【００７９】
モジュール用第２エンドプレート７７は、図１９に示すように、セルモジュール７５から電力を取り出すための端子部８４を有すると共に、内部にバスバー８５がインサート成形等により埋設されている。このバスバー８５は、導電性を有する金属材料からなり、一端８５Ａがセルモジュール７５内のセルユニット１の非突出端子に接続可能で、他端が端子部８４まで延長するように形成されている。
【００８０】
また、モジュール用第２エンドプレート７７には、電子部品が実装された基板が取り付けられており、この基板がバッテリコントローラ８６として機能する。このバッテリコントローラ８６には、各セルユニット１から延長されたサーミスタ５６のリード線５７や、電圧検出用のリード線６９が図示はしないが接続される。なお、図１９中の８７は、バッテリコントローラ８６となる基板に設けられた外部接続用のコネクタ部であり、図１９中の８７は、バッテリコントローラ８６となる基板を覆う蓋部材である。
【００８１】
サイドプレート７８は、図１７に示すように、矩形の板状を呈し、例えば、鉄等の金属材料からなっている。また、サイドプレート７８は、その外周縁及びその対角線上部分以外は、開口部となっている。
【００８２】
アッパプレート７９及びロアプレート８０は、図１７に示すように、矩形の板状を呈し、例えば、アルミニウム等の金属材料からなっている。
【００８３】
熱伝導シート８１は、例えば、熱伝導性率が大きく、絶縁性ある合成樹脂材料からなっている。この熱伝導シート８１は、１２個積層されたセルユニット１の全長に亙って連続するものであって、図２０に示すように、セル２の正極タブ１１及び負極タブ１２に対して直接接触する。
【００８４】
また、この熱伝導シート８１は、組み付け時に弾性変形することにより、セルユニット１内のバスバーに対しても直接接触することが可能となっている。つまり、熱伝導シート８１は、セル２のリード端子（正極タブ１１及び負極タブ１２）に直接または間接的に接触可能となっている。
【００８５】
本実施例のセルユニット１においては、セルユニット１の下面にバスバー等の部品がなく、隣接するセル２、２間におけるリード端子（正極タブ１１または負極タブ１２）同士の接続部分を平坦にすることができるので、熱伝導シート８１に対するリード端子同士の接続部分の接触面積を容易に大きくすることができる。
【００８６】
そのため、セルユニット１を用いたセルモジュール７５においては、複雑な構成にすることなく、熱伝導シート８１を介してセルユニット１の熱をロアプレート８０に効率よく伝達することができ、ロアプレート８０をヒートシンクとして作用させて、セルユニット１を効率良く冷却することができる。
【００８７】
なお、上述した実施例においては、セルユニット１内のセル２が３つであるが、セルユニット１内のセル２の数は３つに限定されるものではない。セルユニット１内のセル２が３つ以外の場合には、全てのセル２がスペーサに挟み込まれるように、スペーサの数が適宜変更されることになる。
【００８８】
また、上述した実施例においては、セルモジュール７５内のセルユニット１の個数が１２個であるが、セルモジュール７５内のセルユニット１の個数は１２個に限定されるものではなく、例えば、図２１に示すように、６個のセルユニット１であってもよい。従って、セルモジュール７５を構成するアッパプレート７９、ロアプレート８０、サイドプレート７８及び熱伝導シート８１は、セルユニット１の個数に応じて、その寸法を適宜変更すればよい。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【国際調査報告】
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2014147809.tif 000025
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