(57)【要約】【課題】容易な工程で安価に構成しながらも電気抵抗の低減を図れる電池間接続構造と、振動や衝撃に対しても強い堅牢な構成を備えた電池モジュールと、多数個の電池モジュールを容易に接続して所要の構成とできる電池パックとを提供する。【解決手段】電池間接続構造は、２個の単電池１３の外形全体を包含できる形状を有し、且つ中央部の両側辺に補助片２５を設けた平板状の接続板３８を、並置した２個の単電池１３のうちの一方の接続電極部２８と他方の電池ケース１４の底面とに架け渡して、互いに近接する箇所を溶接して接続する。電池モジュール１２は、合成樹脂製のホルダーケース３０の平面視長方形の各電池収納部３１内に円筒形の単電池１３をこれの電池軸が平行となる配置で収納する。電池パック４９は、複数個の電池モジュール１２を組み合わせた配置で外装プレート５０に取り付けて一体化する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の電極を兼ねる有底円筒状の電池ケースと、前記電池ケースの開口部に対し電気絶縁状態で閉塞して他方の電極を兼ねる封口体とを有するとともに、前記封口体の外周近傍箇所に電池軸方向外方に突出するリング状の接続電極部が形成された単電池を複数個備え、
前記各単電池が各々の電池軸が平行となる配置で並置され、
平板状の接続板が、隣接する各２個のうちの一方の前記単電池の前記接続電極部と他方の前記単電池の前記電池ケースの底面とに架け渡す状態に載置されて、前記接続電極部と前記電池ケースの底面部との各々の互いに近接する箇所に溶接により接続されており、
前記接続板が、少なくとも前記接続電極部を包含できる円弧形状を有して前記単電池に溶接される一対の接続部と、前記円弧形状の径よりも小さい幅のほぼ矩形状を有して一対の前記接続部を相互に接続する連結部とを一体に備えた平面視でほぼ瓢箪形状であって、少なくとも前記連結部の両側辺からそれぞれ直交方向に延びる一対の補助片を備えていることを特徴とする電池間接続構造。
【請求項２】
電池ケースの底面部の中央部に、内方に向け凹む凹部が形成され、
接続板の一方の接続部が、前記電池ケースの底面部における凹部の外側であって、隣接する単電池の近接箇所に溶接されている請求項１に記載の電池間接続構造。
【請求項３】
接続板は、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｎｉの三層のクラッド材からなる平板の一体成形品である請求項１または２に記載の電池間接続構造。
【請求項４】
接続板は、平面視でほぼ瓢箪形状をこれの長手方向に沿って２分割した同一形状の一対からなり、
隣接する各２個の単電池は、少許の間隙で近接対向する配置で架け渡された一対の前記接続板の各々の両側部分がそれぞれ溶接されて、この両接続板を介して電気的に接続されている請求項１ないし３の何れかに記載の電池間接続構造。
【請求項５】
接続板は、隣接する２個の単電池との各接触箇所における少なくとも互いに近接する箇所に絞り薄肉部が形成されているとともに、前記絞り薄肉部を介してレーザー溶接またはビーム溶接されて前記単電池に溶着されている請求項１ないし４の何れかに記載の電池間接続構造。
【請求項６】
接続板の長手方向に沿った両側辺から直交方向に延びる一対の補助片は、連結部から両側の接続部の少なくとも半部までそれぞれ延びる長さを有し、前記接続板は、前記補助片が単電池とは反対方向を向く配置で隣接する２個の単電池に架け渡して、前記両単電池に溶接されている請求項１ないし５の何れかに記載の電池間接続構造。
【請求項７】
接続板の両側辺から直交方向に延びる一対の補助片は、連結部から両側の接続部の少なくとも半部まで延びる長さを有するとともに、各々の一端側が電池ケースの外面に沿って接触する湾曲形状で、且つ各々の他端側が接続電極部の外面に沿って接触する湾曲形状に形成されている請求項１ないし５の何れかに記載の電池間接続構造。
【請求項８】
単電池の電池軸方向の長さのほぼ半分の厚みを有するほぼ直方体の外形を有して、内部に円筒形の前記単電池を収納できる断面四角形状で、且つ前記厚み方向に貫通する複数の電池収納部が一列配置または複数列配置に形成された合成樹脂製の一対のケース半体を有するホルダーケースを備え、
前記ホルダーケースは、前記両ケース半体が各々の対応する前記各電池収納部がそれぞれ相互に連通して前記単電池の全体を収納できる電池収納部が複数形成される相対位置で相互に固着されてなり、
前記各収納部に個々に挿入された前記各単電池が、前記両ケース半体の各々の電池収納部の外方側縁部から前記電池収納部内に突設された保持突部が電池軸方向の両端面に当接されて抜け止めされた状態で前記電池収納部内に収納され、
隣接する各２個の前記単電池が、請求項１ないし６の何れかに記載の電池間接続構造によって相互に電気的に接続され、且つ機械的に連結され、
前記ホルダーケースの厚み方向の両側の開口部がこれに固着された蓋部材でそれぞれ閉塞され、
前記各蓋部材に、前記単電池と断面四角形の前記電池収納部の４つの隔壁との各間の空隙にそれぞれ対応する箇所に前記各空隙に対応する形状の放熱用孔が形成されていることを特徴とする電池モジュール。
【請求項９】
ホルダーケースは、両ケース半体がこれらの開口端面間に矩形状の弾性体シートを介在させて相互に結合されてなる請求項８に記載の電池モジュール。
【請求項１０】
ホルダーケースの電池収納部は、断面四角形を形成する４つのうちの３つの第１の隔壁の幅が単電池の外径よりも大きく、且つ他の１つの第２の隔壁の幅が前記単電池の外径に等しい平面視長方形の形状に形成され、前記第１の各隔壁の各々の内面に、各々の先端間の距離および前記第２の隔壁までの距離がそれぞれ前記単電池の外径と等しい突出長に設定された３つの支持リブが突設されている請求項８または９に記載の電池モジュール。
【請求項１１】
３つの支持リブに、これの外方端から電池収納部の内方にそれぞれ突出して電池ケースの電池軸方向の端面に当接する保持突部が一体に突設され、前記各電池収納部の各々の両側開口に位置して相対向する各２つの前記保持突部は、前記単電池の電池軸方向の両端面間の長さに等しい離間距離に設定して配設されている請求項１０に記載の電池モジュール。
【請求項１２】
一対のホルダーケースの少なくとも一方における電池収納部の配設方向の一端部または両端部に、外部接続用の正極端子および負極端子がインサート成形によりそれぞれ設けられて、前記正極端子および負極端子とこれらにそれぞれ隣接する単電池とが接続板により相互に接続され、
前記両ケースにおける前記配設方向に対し直交方向の両側部に、固定部材により相互に連結される連結部材がインサート成形によりそれぞれ設けられている請求項８ないし１１の何れかに記載の電池モジュール。
【請求項１３】
請求項８ないし１２の何れかに記載の電池モジュールのホルダーケースに、単電池の配設方向に沿った両側辺にそれぞれ複数個の取付部材がインサート成形により設けられ、
２個の前記電池モジュールのうちの一方に対し他方が厚み方向の向きを反転させた相対位置で重ね合わせて構成された電池モジュールユニットが複数個並置され、
複数個の前記電池モジュールユニットの周囲を被覆する少なくとも２枚の外装プレートが、相対向する各２個の前記取付部材にそれぞれ挿通された固定部材で相互に連結され、且つ前記電池モジュールに固着されているとともに、前記各電池モジュールユニットの各々の２個の前記電池モジュールが前記固定部材で一体化され、
前記各電池モジュールの各々の外部接続用の正極端子および負極端子がバスパーで電気的接続されて、各電池モジュールにそれぞれ内蔵の各単電池が直列接続または並列接続されていることを特徴とする電池パック。
【請求項１４】
少なくとも２枚の外装プレートに、電池モジュールの取付部材が当接されて固定部材で連結される複数の設置面と、この設置面の各間が外方に向け膨出することによって内部に形成された凹所とを有し、
前記凹所と前記電池モジュールとの間に、前記電池モジュールの電池収納空間に蓋部材の放熱用孔を介して連通する放熱用通路が形成されている請求項１３に記載の電池パック。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の単電池を接続して所要の出力電圧を得られる電池モジュールを構成するための電池間接続構造およびその電池間接続構造を用いて構成される電池モジュール並びにその電池モジュールを複数個配列して電気的に接続し、且つ機械的に連結して構成される電池パックに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数の単電池を直列接続して所要の出力電圧を得る電池モジュールを構成するための電池間接続構造としては、以下に説明する第１ないし第３の従来技術が知られている。第１の従来技術は、図１４に示すように、２個の電池Ｂ１，Ｂ２の間に配置した皿状の接続体３を、一方の電池Ｂ１の正極端子となる金属キャップ１が設けられた封口板１０と、他方の電池Ｂ２の負極端子となる電池ケース２とにそれぞれプロジェクション溶接して接続した構成になっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記接続体３は、電池ケース２に外嵌される円筒部４と、封口板１０に当接される平面部７とを備えているとともに、円筒部４の内面と平面部７の下面とに、各々の同一半径上における９０°の等間隔の各位置にそれぞれプロジェクション溶接用突起８，９が形成されている。上記突起８，９を介してプロジェクション溶接することにより、接続体３の平面部７を、一方の電池Ｂ１における金属キャップ１と電気的接続された封口板１０に接続し、円筒部４を、他方の電池Ｂ２の電池ケース２に接続する。一方の電池Ｂ１の電池ケース２と接続体３との間は絶縁リング１１によって電気的に短絡するのが防止されている。これにより、両電池Ｂ１，Ｂ２は、電気的に直列接続されるとともに、機械的に相互に連結されている。
【０００４】
図１５は従来の電池モジュール５を示したものである。この電池モジュール５は、所要の出力電圧を得るのに必要な個数（同図には６個の場合を例示）の単電池Ｂ１〜Ｂ６のうちの隣接する各２個を、図１４の電池間接続構造によって直列接続することにより構成されている。
【０００５】
また、第２の従来技術は、第１の従来技術とほぼ同様の構成を有するものであり、第１の従来技術と異なる点は、第１の従来技術の接続体３とほぼ同様の皿状接続体の中央連結部（平面部）およびフランジ部（円筒部）にそれぞれ圧接凸部を設けて、その圧接凸部を介して皿状接続体を２個の単電池にレーザ溶接して接続する構成のみである（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
さらに、第３の従来技術は、第１および第２の従来技術のような接続体を用いずに、複数の電池間を直接的に接続するものである（例えば、特許文献３参照）。すなわち、電池ケースの開口部を閉塞する封口体に、電池軸外方に突出する接続電極部を形成し、隣接する２個のうちの一方の単電池の接続電極部を、これに設けた複数個のプロジェクション溶接用突起を介して他方の単電池の電池ケースの開口部とは反対側の底面部にプロジェクション溶接により直接連結して、複数の単電池を各々の電池軸方向に一列に並ぶ配置で直列接続するものである。
【０００７】
上記第１ないし第３の従来技術の電池間接続構造の何れかを用いて構成された電池モジュールは、多数本を電気的に直列接続して高圧電力を取り出せる電池パックに構成される。このような高圧電力を得られる電池パックは、例えば、内燃機関と電池駆動モータとを組み合わせて走行源としたハイブリッドタイプの電気自動車の上記モータの駆動電源などに用いられる。この種の従来の電池パックとしては、以下に説明する第４および第５の従来技術にそれぞれ開示されたものが知られている。
【０００８】
上記第４の従来技術に係る電池パックは、上方が開口した方形状箱形となったプラスチック製ホルダーケースに、図１５に示したような電池モジュール５を複数列多段に配置して内蔵した構成になっている（例えば、特許文献４参照）。ホルダーケースは、全体の外径が細長い円柱状となった電池モジュール５を挿入するための円形の貫通孔が両端壁に電池モジュールの収納数だけ形成されているとともに、電池モジュールを安定に保持するための中間壁が両端壁間にこれらと平行に設けられており、この中間壁にも円形の貫通孔が両端壁と同数だけ開口されている。電池モジュールは、両端壁と中間壁の各貫通孔に挿入してホルダーケースの定位置に保持されている。
【０００９】
また、第５の従来技術に係る電池パックは、複数の電池モジュールを平行な配置で内部に保持するホルダーケースを備え、このホルダーケースは、両面に配設された蓋ケースと、この両蓋ケースの間に配設された中間ケースとを備えている（例えば、特許文献５参照）。上記ホルダーケースは、中間ケースの両面と蓋ケースの内面とに、電池モジュールを複数列複数段に並べて保持するためのホルダーリブが突設されているとともに、両面の蓋ケースと中間ケースとを連結して、ホルダーリブで複数列複数段の電池モジュールを両側から挟着して定位置に保持している。
【００１０】
【特許文献１】
特開平１０−１０６５３３号公報
【００１１】
【特許文献２】
特開２０００−１２６７０３号公報
【００１２】
【特許文献３】
特開２０００−１４９９０７号公報
【００１３】
【特許文献４】
特開平１０−２７０００６号公報
【００１４】
【特許文献５】
特開２０００−２２３０９６号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記第１の従来技術に係る電池間接続構造を用いて構成した電池モジュール５は、複数本の単電池Ｂ１〜Ｂ６をこれらの電池軸方向に並べて連結した細長い円柱状の外形となるので、全体の外形、長さおよび平行度を高い精度で作製するのが極めて困難である。また、プロジェクション溶接は、接続体３の円筒部４のプロジェクション溶接用突起８を円形の電池ケース２の外面に接触させた不安定な姿勢で行わなければならないために、電池モジュール５の歩留りの低下を招いている。しかも、溶接回数は、各単電池Ｂ１〜Ｂ６のうちの隣接する各２個間を１個の接続体３で接続する際に、電池ケース２と接続体３間がシリーズ溶接方式で４回と、接続体３と封口板１０間がシリーズ溶接方式で２回とが必要であり、この溶接回数の多さに伴って生産性が悪い。また、隣接する各２個の単電池Ｂ１〜Ｂ６間には接続体３を介した経路を通って電流が流れるので、電流経路が長くなり、その長くなった分だけ電気抵抗が大きくなる。
【００１６】
さらに、接続体３および絶縁リング１１は隣接する各２個の単電池Ｂ１〜Ｂ６間毎に装着するので、部品コストが高くなるとともに、接続体３および絶縁リング１１の装着工程を要することから、生産性がさらに低下する。また、この電池モジュールは電気自動車や電動自転車などのような振動する環境下で使用されることが多いが、これらの単電池Ｂ１〜Ｂ６の連結構造では、単電池Ｂ１〜Ｂ６間の曲げ強度が低く、且つ連結の機械的強度も不十分であるから、過酷な振動や衝撃を受けたときに、接続体３が破壊して単電池Ｂ１〜Ｂ６間の接続が外れ易い欠点がある。
【００１７】
また、第２の従来技術に係る電池間接続構造を用いて構成した電池モジュールは、第１の従来技術とほぼ同様の構成を有していることから、電池モジュールとしての外形、長さおよび平行度を極めて高い精度で作製するのが困難であり、レーザー溶接を不安定な状態で行うことから、歩留りが低く、溶接回数が多いのに伴って生産性が低く、接続体や絶縁リングを必要とするのに起因して部品コストが高くなり、且つ工数が多くなるのに伴って生産性がさらに低下し、過酷な振動や衝撃を受けたときに、接続体が破壊し易いという、第１の従来技術と同様の欠点がある。しかも、この電池モジュールでは、接続体として、振動を受けたときにも破壊しないように厚みの大きなものを使用した場合に、封口体に応力が加わって封口体の気密性が損なわれるおそれがある。
【００１８】
さらに、第３の従来技術に係る電池間接続構造を用いて構成した電池モジュールは、第１および第２の従来技術の電池モジュールに比較して、接続体や絶縁リングが不要となり、且つ溶接回数も少なくて済むので、コストダウンできる利点がある反面、この電池モジュールは、単電池同士を直接溶接して連結することから必然的に、振動や側方からの衝撃を受けたときの機械的強度や曲げ強度が第１および第２の従来技術のものに比較してさらに低いので、電気自動車や電動自転車などの過酷な振動を受ける環境下で使用する場合には、例えば、ホルダーケース内に極めて堅牢な保持形態で収容する必要があり、そのような構成とした場合には、結局コスト高になってしまう。
【００１９】
一方、従来の電池パックは、上記第１ないし第３の従来技術に係る電池モジュールの何れかを所要本数だけ配列接続して構成されているが、上記第４の従来技術に係る電池パックでは、両端壁と中間壁の両方に貫通孔を有するホルダーケースの成形金型が、上記形状を形成する部分において簡単に脱型出来ないことから、複雑な構造となり、ホルダーケースの製造に手間がかかって製造コストが高くつく。また、電池モジュールは、電池間接続部分において接続体３および絶縁リング１１が電池ケース２の外方に出っ張る形態となって全体にわたり外径が一定でないから、ホルダーケースの両端壁と中間壁の各貫通孔を高精度に形成したとしても、全ての電池モジュールを貫通孔に隙間無く挿入して保持することができないので、電池モジュールをがたつきなく安定に保持できない。しかも、電池モジュールを小さな貫通孔に挿入して取り付ける作業は非常に手間がかかるので、生産性が悪い。さらに、電池モジュールの収納個数が変更された場合には、ホルダーケースを新たな成形金型で製作する必要があるので、さらに大きなコスト高となる。
【００２０】
また、第５の従来技術に係る電池パックでは、ホルダーケースを構成する蓋ケースと中間ケースの何れかに反りなどの変形が少しでも生じた場合に、全ての電池モジュールを均等に保持するのが困難となる。そこで，蓋ケースおよび中間ケースには、反りなどの変形を生じさせず、且つホルダーリブの形状およびホルダーリブ間の寸法を高精度に製作することが要求されるので、材料コストおよび製作コストが高くつく。
【００２１】
そこで、本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたもので、容易な工程で安価に構成しながらも、電気抵抗の低減を図れる電池間接続構造と、振動や衝撃に対しても強い堅牢な構成を備えた電池モジュールと、多数個の電池モジュールを容易、且つ確実に接続して所要構成とできる電池パックとを提供することを目的とするものである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る電池間接続構造は、一方の電極を兼ねる有底円筒状の電池ケースと、前記電池ケースの開口部に対し電気絶縁状態で閉塞して他方の電極を兼ねる封口体とを有するとともに、前記封口体の外周近傍箇所に電池軸方向外方に突出するリング状の接続電極部が形成された単電池を複数個備え、前記各単電池が各々の電池軸が平行となる配置で並置され、平板状の接続板が、隣接する各２個のうちの一方の前記単電池の前記接続電極部と他方の前記単電池の前記電池ケースの底面とに架け渡す状態に載置されて、前記接続電極部と前記電池ケースの底面部との各々の互いに近接する箇所に溶接により接続されており、前記接続板が、少なくとも前記接続電極部を包含できる円弧形状を有して前記単電池に溶接される一対の接続部と、前記円弧形状の径よりも小さい幅のほぼ矩形状を有して一対の前記接続部を相互に接続する連結部とを一体に備えた平面視でほぼ瓢箪形状であって、少なくとも前記連結部の両側辺からそれぞれ直交方向に延びる一対の補助片を備えていることを特徴としている。
【００２３】
この電池間接続構造では、単なる平板状である接続板の両側部を、各々の電池軸が平行となる配置で並置された２個の単電池のうちの一方の単電池のリング状の接続電極部と他方の単電池の電池ケースの底面とに架け渡して支持された安定姿勢で溶接を行えるので、接合不良といった不具合が生じるおそれがなく、歩留りが大幅に向上する。また、接続部と接続電極部の間および接続部と電池ケースの底面の間とをそれぞれ接合するための溶接を合計２回行えばよく、溶接回数が大幅に削減されて生産性が格段に向上する。さらに、単電池をこれらの電池軸に平行とした配置で並置したことにより、２個の単電池間における電流経路は、一方の単電池のリング状の接続電極部と他方の単電池の底面の外周部分との互いに近接した箇所とを結ぶ最短距離となり、電気抵抗を大幅に低減できる。
【００２４】
また、隣接する各２個の単電池間に架け渡す接続板は、隣接する２個の単電池全体の外形に対応するほぼ瓢箪形状であって、２個の単電池間の隙間を塞がないので、この電極間接続構造を電池モジュールの構成した場合には、各単電池の周囲に均等な断面積を有して電池軸方向に沿った放熱用通路を効果的に構成できる。また、接続板の連結部は、小さな幅に形成されているが、両側辺に設けた補助片によって電気抵抗が高くなるのを抑制される。しかも、接続板は、補助片によって機械的強度が向上する利点がある。
【００２５】
上記発明の電池間接続構造において、電池ケースの底面部の中央部に、内方に向け凹む凹部が形成され、接続板の一方の接続部が、前記電池ケースの底面部における凹部の外側であって、隣接する単電池の近接箇所に溶接されている構成とすることが好ましい。
【００２６】
この構成によれば、凹部を形成したことによって電池ケースの底面部と負極集電体との間に僅かな隙間を設けることができるから、電池ケースの底面部と接続板とを例えばプロジェクション溶接するときに底面部が熱影響によって内方に膨出する状態に変形しても、この変形する底面部が上記隙間の存在によって負極集電体や極板群に対し悪影響を及ぼすことがないので、所要の電池容量と安定した電池性能とを確保することができる。
【００２７】
また、上記発明の電池間接続構造において、接続板が、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｎｉの三層のクラッド材からなる平板の一体成形品とすることが好ましい。これにより、接続板は、中央のＣｕ層によって良好な導電性を確保しながらも、両面のＮｉ層を電池ケースの一般的な素材であるニッケルめっき鋼板に対し好適に溶接できるので、電気抵抗を一層低減でき、接続体での電力損失を最小限に抑えることができる。
【００２８】
また、上記発明の電池間接続構造において、接続板は、平面視でほぼ瓢箪形状をこれの長手方向に沿って２分割した同一形状の一対からなり、隣接する各２個の単電池は、少許の間隙で近接対向する配置で架け渡された一対の前記接続板の各々の両側部分がそれぞれ溶接されて、この両接続板を介して電気的に接続されている構成とすることもできる。
【００２９】
この構成によれば、一対の接続板を単純な形状としても、この一対の接続板を近接対向して配置することで、両接続板の間に溶接時に必要な透孔やスリットと同じ形状を形作ることができるので、単純な形状の接続板を安価に大量生産できる。しかも、接続板を２個の電池に例えばプロジェクション溶接して溶着する場合には、溶接時の無効分流を完全に無くすことができる大きな利点がある。
【００３０】
さらに、上記発明の電池間接続構造において、接続板は、隣接する２個の単電池との各接触箇所における少なくとも互いに近接する箇所に絞り薄肉部が形成されているとともに、前記絞り薄肉部を介してレーザー溶接またはビーム溶接されて前記単電池に溶着されている構成とすることもできる。
【００３１】
この構成によれば、隣接する２個の単電池間の電流経路の距離を最短として電気抵抗を大幅に低減できるのに加えて、絞り薄肉部に光線を照射してレーザー溶接またはビーム溶接を行うことにより、絞り薄肉部が先に溶融して溶接箇所に十分な熱を付与することができるので、十分な溶接強度を確保することができ、溶接の信頼性が向上する。
【００３２】
さらにまた、上記発明の電池間接続構造において、接続板の長手方向に沿った両側辺から直交方向に延びる一対の補助片は、連結部から両側の接続部の少なくとも半部までそれぞれ延びる長さを有し、前記接続板は、前記補助片が単電池とは反対方向を向く配置で隣接する２個の単電池に架け渡して、前記両単電池に溶接されている構成とすることが好ましい。
【００３３】
この構成によれば、接続板は、補助片が単電池に対し何ら干渉しない配置で２個の単電池間に架け渡して溶接されることから、長手方向に沿った中央線に対し線対称の形状とできるので、２個の単電池に取り付ける際に方向性が無く、取付作業が容易となる。また、補助片は、可及的に長く形成されているので、接続板としての機械的強度が一層向上する。
【００３４】
さらにまた、上記発明の電池間接続構造において、接続板の両側辺から直交方向に延びる一対の補助片は、連結部から両側の接続部の少なくとも半部まで延びる長さを有するとともに、各々の一端側が電池ケースの外面に沿って接触する湾曲形状で、且つ各々の他端側が接続電極部の外面に沿って接触する湾曲形状に形成されている構成とすることが好ましい。
【００３５】
この構成によれば、接続板は、２個の単電池間に架け渡されたときに、電池ケースの外面と接続電極部とによって両単電池に対し仮止め状態に固定されるから、次工程の溶接を容易、且つ正確に行うことができるとともに、接続板による２個の単電池の連結構造の機械的強度が一層向上する利点がある。
【００３６】
本発明に係る電池モジュールは、単電池の電池軸方向の長さのほぼ半分の厚みを有するほぼ直方体の外形を有して、内部に円筒形の前記単電池を収納できる断面四角形状で、且つ前記厚み方向に貫通する複数の電池収納部が一列配置または複数列配置に形成された合成樹脂製の一対のケース半体を有するホルダーケースを備え、前記ホルダーケースは、前記両ケース半体が各々の対応する前記各電池収納部がそれぞれ相互に連通して前記単電池の全体を収納できる電池収納部が複数形成される相対位置で相互に固着されてなり、前記各収納部に個々に挿入された前記各単電池が、前記両ケース半体の各々の電池収納部の外方側縁部から前記電池収納部内に突設された保持突部が電池軸方向の両端面に当接されて抜け止めされた状態で前記電池収納部内に収納され、隣接する各２個の前記単電池が、請求項１ないし６の何れかに記載の電池間接続構造によって相互に電気的に接続され、且つ機械的に連結され、前記ホルダーケースの厚み方向の両側の開口部がこれに固着された蓋部材でそれぞれ閉塞され、前記各蓋部材に、前記単電池と断面四角形の前記電池収納部の４つの隔壁との各間の空隙にそれぞれ対応する箇所に前記各空隙に対応する形状の放熱用孔が形成されたことを特徴としている。
【００３７】
この電池モジュールでは、一対のケース半体を、これらの各電池収納部内に個々に単電池を挿入した状態で相互に連結して、ホルダーケースを構成したときに、両ケース半体の各々の電池収納部内に収納された単電池が保持突部によって抜脱不能に保持されて、ホルダーケースが所要個数の単電池を収納したブロック形態となるから、次工程において隣接する各２個の単電池間に接続板を架け渡して溶接する作業を極めて容易に行え、生産性が格段に向上する。
【００３８】
また、この電池モジュールでは、合成樹脂製のホルダーケースの成形精度によって外形寸法が一義的に決定されて、組立工程を経たのちに寸法ばらつきなどが生じることがなく、形状的に高精度なものとなる。また、各単電池は、個々の電池収納部内に収納されることによって完全に電気絶縁された状態に保持されるので、従来の電池モジュールにおける絶縁リングや樹脂製外装チューブなどが不要となり、材料コストの低減と生産性の向上とを図ることができる。また、接続板は、２個の単電池全体の外形に対応する瓢箪形状であって電池間の空隙を塞がないので、各単電池と電池収納部の４つの隔壁との各間には、均等な断面積の空隙が形成され、これらの空隙が両側の蓋部材の放熱用孔を介してホルダーケースの外部に連通されるので、ホルダーケースの一面側から各単電池の各々の周囲をそれぞれ通って他面側に貫通する効果的な放熱用通路が形成され、各単電池は、放熱用通路内を流通する風によって極めて効果的に冷却され、しかも、比較的多数個の単電池の全てを均等に冷却することができる。
【００３９】
上記発明の電池モジュールにおいて、ホルダーケースは、両ケース半体がこれらの開口端面間に矩形状の弾性体シートを介在させて相互に結合されてなる構成とすることが好ましい。これにより、製造に際して、両ケース半体をこれらの電池収納部内に単電池を挿入して相互に合体させるときに、単電池の電池軸方向の高さのばらつきを弾性体シートの弾力変形で吸収でき、ブロック形態のホルダーケースを容易に組み立てることができる。また、電池モジュールとして機能する際には、ホルダーケースの外部から加わる衝撃や振動が弾性体シートで吸収されて各単電池に直接作用しないので、特に、電気自動車や電動自転車あるいは電動工具などの過酷な振動や衝撃が加わり易い環境下に装着して用いる場合においても、各単電池を保護した状態で確実に保持することができる。
【００４０】
また、上記発明の電池モジュールにおいて、ホルダーケースの電池収納部は、断面四角形を形成する４つのうちの３つの第１の隔壁の幅が単電池の外径よりも大きく、且つ他の１つの第２の隔壁の幅が前記単電池の外径に等しい平面視長方形の形状に形成され、前記第１の各隔壁の各々の内面に、各々の先端間の距離および前記第２の隔壁までの距離がそれぞれ前記単電池の外径と等しい突出長に設定された３つの支持リブが突設されている構成とすることが好ましい。
【００４１】
この構成によれば、支持リブの突出長分だけ単電池と電池収納部の隔壁との間の空隙の容積が拡大して、空隙を流通する風量が増大するとともに、平面視長方形の電池収納部の４つの角部において、単電池と電池収納部の４つの隔壁との間に互いにほぼ同じ容積を有する空隙が形成される。これにより、ホルダーケースの一面側から各単電池の各々の周囲をそれぞれ通って他面側に貫通する均等な放熱用通路が各単電池の周囲に形成されるから、比較的多数個の単電池の全てが均等、且つ効率的に冷却される。そのため、この電池モジュールを多数個用いて構成する電池パックでは、従来の電池パックに備えられている冷却フィンブレードなどの冷却機構が不要となる。
【００４２】
さらに、上記発明の電池モジュールにおいて、３つの支持リブに、これの外方端から電池収納部の内方にそれぞれ突出して電池ケースの電池軸方向の端面に当接する保持突部が一体に突設され、前記各電池収納部の各々の両側開口に位置して相対向する各２つの前記保持突部は、前記単電池の電池軸方向の両端面間の長さに等しい離間距離に設定して配設されている構成とすることが好ましい。
【００４３】
この構成によれば、支持リブによって単電池と電池収納部の隔壁との間に比較的大きな容積の空隙を形成しながらも、保持突部の電池収納部内への突出長を短く設定することができる、また、各単電池は、対向する一対の支持リブと他の支持リブと電池収納部の対向隔壁との４箇所に電池ケースの外面が接触して電池軸方向に対し直交方向にがたつきなく保持されるとともに、電池軸方向の両端面に保持突部が直接当接して電池軸方向にがたつきなく保持されるから、比較的多数個の単電池を収納しながらも、各単電池は、電池モジュールを電気自動車や電動自転車あるいは電動工具などの過酷な振動や衝撃が加わり易い環境下に装着した場合においても、保護された状態で確実に保持され、破壊などが生じるおそれが全くない。
【００４４】
さらにまた、上記発明の電池モジュールにおいて、一対のホルダーケースの少なくとも一方における電池収納部の配設方向の一端部または両端部に、外部接続用の正極端子および負極端子がインサート成形によりそれぞれ設けられて、前記正極端子および負極端子とこれらにそれぞれ隣接する単電池とが接続板により相互に接続され、前記両ケースにおける前記配設方向に対し直交方向の両側部に、固定部材により相互に連結される連結部材がインサート成形によりそれぞれ設けられている構成とすることが好ましい。
【００４５】
この構成によれば、正極および負極端子並びに連結材料がインサート成形によりホルダーケースに一体に設けられているので、部品点数の削減に伴って組立工数が低減する。また、ほぼ直方体の外形を有するホルダーケースの外部にインサート成形された連結部材を一体に備えているので、所要個数の単電池を単に電池軸方向に直列接続しただけの従来の電池モジュールとは異なり、正極端子および負極端子を所定の電極端子に接続し、且つ連結部材を介して機器などの取付部に固定することにより、そのままで各種機器などの駆動電源として用いることも可能である。
【００４６】
本発明に係る電池パックは、本発明の何れかに係る電池モジュールのホルダーケースに、単電池の配設方向に沿った両側辺にそれぞれ複数個の取付部材がインサート成形により設けられ、２個の前記電池モジュールのうちの一方に対し他方が厚み方向の向きを反転させた相対位置で重ね合わせて構成された電池モジュールユニットが複数個並置され、複数個の前記電池モジュールユニットの周囲を被覆する少なくとも２枚の外装プレートが、相対向する各２個の前記取付部材にそれぞれ挿通された固定部材で相互に連結され、且つ前記電池モジュールに固着されているとともに、前記各電池モジュールユニットの各々の２個の前記電池モジュールが前記固定部材で一体化され、前記各電池モジュールの各々の外部接続用の正極端子および負極端子がバスパーで電気的接続されて、各電池モジュールにそれぞれ内蔵の各単電池が直列接続または並列接続されていることを特徴としている。
【００４７】
この電池パックでは、電池モジュールがホルダーケースの成形精度で一義的に決定される極めて高精度な外形を有し、且つ比較的多数個の単電池がホルダーケース内に安定に収納保持されていることにより、その電池モジュール同士を固定ねじなどの固定部材による簡単な固定手段で容易に連結して電池モジュールユニットを構成することができるとともに、複数の電池モジュールユニットを、これの回りに配置した少なくとも２枚の外装プレートに固定ねじなどの固定部材による簡単な固定手段で容易に一体化しながらも、非常に堅牢な構造に容易に組み立てできる。そのため、この電池パックは極めて高い生産性で製造することがてきる。また、この電池パックでは、２枚の外装プレートを相互に連結する固定部材を一対の電池モジュールの固定用にも兼用しているので、固定部材の個数および連結作業の工数を共に低減できる利点がある。
【００４８】
また、電池モジュールが多数個の単電池を安定に保持したブロック形態となっていることから、電池モジュールの個数を変更する場合には、板材を屈曲して形成できる外装プレートの形状を変更するだけでよく、従来の電池パックのように新たな金型でホルダーケースを成形するのに比較して、極めて安価に対応できる。さらに、電池モジュールユニットにおける重ね合わされた２個の電池モジュール間においても、各々の電池モジュールの放熱用通路が連通されるから、多数個の電池モジュールを一体化した場合にも、個々の単電池の冷却機能が確実に確保されるので、従来の冷却フィンブレードなどの冷却機構が不要となる。
【００４９】
上記発明の電池パックにおいて、少なくとも２枚の外装プレートに、電池モジュールの取付部材が当接されて固定部材で連結される複数の設置面と、この設置面の各間が外方に向け膨出することによって内部に形成された凹所とを有し、前記凹所と前記電池モジュールとの間に、前記電池モジュールの電池収納空間に蓋部材の放熱用孔を介して連通する放熱用通路が形成されている構成とすることが好ましい。
【００５０】
この構成によれば、外装プレートの凹所と電池モジュールとの間に形成される放熱用通路を電池モジュールの電池収納空間に連通させた構成を有しているので、電池モジュールと外装プレートとの間に効果的な放熱用通路を形成できるので、多数個の単電池を極めて効率的に、且つ全てを均等に冷却することができ、従来の電池パックに備えていた温度センサや送風機などが不要となり、相当のコストダウンを図ることができるとともに、所要の冷却効果を得ながらも全体形状を小形化できる。
【００５１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施の形態に係る電池モジュール１２の各構成要素の相対配置を示した分解斜視図である。この実施の形態では、共に同一種類で同一規格の２０個の円筒形単電池１３を直列接続する場合を例示してあり、この単電池１３は、例えば、ニッケル水素二次電池である。
【００５２】
先ず、上記電池モジュール１２に適用する単電池１３の構成について説明する。図２（ａ）は単電池１３を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。負電極を兼ねる電池ケース１４は、一端が開口した有底円筒状の形状を有しており、この電池ケース１４内には、周知の正極板と負極板とをこれらの間にセパレータを介在させて渦巻状に巻回してなる極板群１７および電解液（図示せず）が収納されている。また、電池ケース１４の開口部は、封口板１９、絶縁ガスケット２０、金属キャップ２１およびゴム弁体２２により構成される封口体１８によって閉塞されている。
【００５３】
すなわち、上記封口板１９は、その周縁部を絶縁ガスケット２０を介して電池ケース１４に対し電気的に絶縁されて、かしめ加工された電池ケース１４の開口部に絶縁ガスケット２０を介して固着されており、これにより、電池ケース１４の開口部が閉塞されている。上記封口板１９には、電池軸方向外方に向け突出する平面視リング状の接続電極部２８が周端近傍箇所において同心状の配置で形成されている。極板群１７から引き出された正極リード２６は封口板１９に接続されている。したがって、封口板１９に形成された上記接続電極部２８は正極端子となる。また、負電極となる電池ケース１４の底面中央部には、内方に向け凹んだ円形の凹部２９が同心状の配置で形成されている。
【００５４】
ゴム弁体２２は、封口板１９の中央部の凹所２３と金属キャップ２１との間に形成された空間内に収納されて、凹所２３に穿孔されたガス排出孔２４を閉塞している。このゴム弁体２２は、電池内部のガス圧力が異常に上昇して弁開放圧に達したときに、ガス排出孔２４を通じて作用するガス圧力を受けて弾性変形し、ガス排出孔２４を開放する。それにより、電池内部のガスは、ガス排出孔２４および金属キャップ２１のガス排出孔２７を通じて電池ケース１４の外部に排出される。
【００５５】
図１に戻って、上述の各単電池１３は、上部ケース半体３０Ａと下部ケース半体３０Ｂとがこれらの間に弾性体シート３６を介在させて相互に合体されてなるホルダーケース３０内に収納される。両ケース半体３０Ａ，３０Ｂは、共に合成樹脂製であって、何れも単電池１３の電池軸方向の長さの半分よりも僅かに大きな厚み（高さ）を有するほぼ直方体の外形を有し、その内部が隔壁で仕切られて、２０個の単電池１３の各々の半部を個々に収納できる電池収納部３１がそれぞれ１０個２列に配設されている。各電池収納部３１は、四つの隔壁で囲まれた平面視長方形の形状を有するとともに、厚み方向に貫通している。なお、両ケース半体３０Ａ，３０Ｂの電池収納部３１は、共にほぼ同一形状を有しているので、同一の符号を付してあり、この電池収納部３１Ａ，３１Ｂの詳細については後述する。弾性体シート３６は、両ケース半体３０Ａ，３０Ｂの突き合わせ開口端面に対応した平面視長方形状を有している。
【００５６】
上部ケース半体３０Ａにおける各電池収納部３１の配設方向（長手方向）の一端側（図の左端側）外面には、ナットからなる外部接続用正極端子３２および外部接続用負極端子３３がインサート成形により一体に設けられているとともに、他端側（図の右端側）外面にも、ナットからなる外部接続用正極端子３２および外部接続用負極端子３３が、一端側とは反対の配置でインサート成形により一体に設けられている。さらに、両ケース半体３０Ａ，３０Ｂの上記配設方向に沿った両側外面には、ナットからなる連結部材３４がそれぞれ複数個（実施の形態では３個を例示）ずつ配置されてインサート成形により一体に設けられているとともに、連結部材３４の各間には、パイプからなる取付部材４５がそれぞれ複数個（実施の形態では２個を例示）ずつ配置されてインサート成形により一体に設けられている。各連結部材３４は、上下両方から固定ねじをねじ込めるようになっている。取付部材４５は固定ねじを単に挿通させる小径のパイプからなる。
【００５７】
各単電池１３は、両ケース半体３０Ａ，３０Ｂが合体されてなるホルダーケース３０の各電池収納部３１内にそれぞれ個々に挿入されて、各々の電池軸が互いに平行となる配置で保持された状態で、図の前方列および後方列において配列方向で隣接する各２個がそれぞれ接続板３８によって交互に順次連結されることにより、直列接続される。但し、図における後方列左端の単電池１３は、自体の電池ケース１４の底面部が接続板３８を介して外部接続用正極端子３２に接続され、前方列左端の単電池１３は、自体の接続電極部２８が接続板３８を介して外部接続用負極端子３３に接続される。また、図における後方列右端の単電池１３は、自体の接続電極部２８が接続板３８を介して外部接続用負極端子３３に接続され、前方列右端の単電池１３は、自体の電池ケース１４の底面部が接続板３８を介して外部接続用正極端子３２に接続される。
【００５８】
図３は、同上の電池モジュールにおける単電池１３の接続に適用した本発明の一実施の形態に係る電池間接続構造を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線で切断した拡大断面図である。上記接続板３８は、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｎｉの三層のクラッド材の平板からなり、接続電極部２８の外径にほぼ等しい径の円弧状となった一対の接続部３５と、この両接続部３５の相対向する箇所を相互に接続する直線状の連結部４１とを有する一体物である。連結部４１の幅は、接続部３５の径よりも十分に小さく設定されている。したがって、接続板３８は、中央部がくびれて、平面視でほぼ瓢箪形状になっている。
【００５９】
上記の一対の接続部３５には、接続電極部２８の内径にほぼ等しい径の透孔３９が形成され、且つ透孔３９における径方向の対向両側から接続板３８の長手方向に沿って両外方に向けそれぞれ延びるスリット４０が形成されている。さらに、一対の接続部３５には、４個のプロジェクション溶接用突起４２が透孔３９の外側の同一円上における９０°の等間隔の位置に予め形成されている。さらに、接続板３８の両側辺には、連結部４１から両側の各接続部３５の半部までを包含する長さの補助片２５が連結部４１および接続部３５に対し直角に屈曲して形成されている。したがって、接続板３８は、長手方向の中央部に対し線対称の形状になっている。この接続板３８は、一対の補助片２５を外方に向けた配置で隣接する２個の単電池１３に架け渡して取り付けられるが、接続板３８が長手方向の中央部に対し線対称の形状であるから、その取り付けに際して方向性がないので、容易に取り付けできる。また、この実施の形態では、接続板３８が突起４２を介してプロジェクション溶接する場合を例示してある。
【００６０】
上記電池間接続構造では、隣接する２個の単電池１３間に接続板３８を架け渡す状態に載置したときに、接続板３８の一方側（図３の左側）の４個のプロジェクション溶接用突起４２が単電池１３の接続電極部２８上に当接し、且つ他方側（図３の右側）の４個の突起４２が単電池１３の底面部における凹部２９の周囲箇所に当接し、この状態で周知のプロジェクション溶接が行われる。このプロジェクション溶接は、単なる平板状である接続板３８の両側の接続部３５が、各々の電池軸が平行となる配置で並置された２個の単電池のうちの一方の単電池１３のリング状の接続電極部２８と他方の単電池１３の電池ケース１４の底面部とに架け渡して支持された安定姿勢で行えるので、上述した従来の電池間接続構造のような不安定な姿勢での溶接による接合不良といった不具合が生じるおそれがなく、歩留りが大幅に向上する。
【００６１】
また、プロジェクション溶接に際しては、図３の左方の単電池１３において、例えば、正側溶接電極を接続電極部２８の側面に接触させ、且つ負側溶接電極を接続板３８における突起４２の対向箇所に接触させて、両溶接電極間にインバータ直流電源より高電圧を印加する。これにより、溶接電流は、接触面積が小さいことから接触抵抗が極めて小さい突起４２と接続電極部２８との間に局部的に集中して流れ、それによる発熱によって４個の突起４２が溶融し、接続部３５と接続電極部２８とが完全に密着した状態で突起４２が溶けたナゲットを介して互いに溶着される。ここで、接続板３８の各接続部３５と接続電極部２８とは、１回のプロジェクション溶接により４個の突起４２を介して強固に接合できる。
【００６２】
また、図３の右方の単電池１３においても、負側溶接電極を電池ケース１４の外周面に接触させ、且つ正側溶接電極を接続板３８における突起４２の対向箇所に接触させて、両溶接電極間にインバータ直流電源より高電圧を印加することにより、接続板３８と電池ケース１４の底面部とを１回のプロジェクション溶接により４つの突起４２が溶融したナゲットを介して強固に接合できる。
【００６３】
したがって、隣接する各２個の単電池１３は、２回のプロジェクション溶接によって互いに接続できるので、例えば図１４に示した従来の電池間接続構造では計８回の溶接工程を繰り返すのに比較して、この実施の形態において２０個の単電池１３における隣接する各２個の各単電池１３間を２回の溶接により接続できるので、溶接回数を大幅に削減することができ、それに伴って生産性が格段に向上する。また、上記プロジェクション溶接時には、透孔３９および一対のスリット４０によって無効分流を格段に低減することができる。
【００６４】
さらに、上記電池間接続構造では、一方の単電池１３のリング状の接続電極部２８と他方の単電池１３の凹部２９の外側の外周部分との互いに近接した箇所に接続板３８の両側の接続部３５を溶接することから、図３（ａ）に示す隣接する２個の単電池１３間の電流経路の距離Ｌを最短として電気抵抗を大幅に低減できる。これに対し図１４に示す従来の電池間接続構造では、皿状の接続体３における最も距離の長い平面部７と円筒部４とを隣接する２個の単電池Ｂ１，Ｂ２に接続しているので、両単電池Ｂ１，Ｂ２間の電流経路の距離が長くなって電気抵抗が高くなる。
【００６５】
しかも、上記電池間接続構造では、接続板３８が、３層構造のクラッド材によって形成されているので、中央のＣｕ層によって良好な導電性を確保しながらも、両面のＮｉ層を電池ケース１４の一般的な素材であるニッケルめっき鋼板に対し好適に溶接できるから、電気抵抗を一層低減できる。上述により、上記電池間接続構造は、接続板３８での電力損失を最小限に抑えることができる。
【００６６】
また、上記電池間接続構造では、ゴム弁体２２を保持する金属キャップ２１に対し側方で、且つ上方に離れた位置に突出するリング状の接続電極部２８の外側面と接続板３８の突起４２の対向箇所とにそれぞれ溶接電極を接触させてプロジェクション溶接を行うので、金属キャップ２１には全く電流が流れなく、金属キャップ２１の熱影響によってゴム弁体２２に変形が生じるおそれがない。これにより、この電池間接続構造では、ゴム弁体２２の所要の弁作動を常に確保することができる。これに対し図１４の従来の構造では、接続体３の突起９の対向箇所と金属キャップ１とにそれぞれ溶接電極を接触させてプロジェクション溶接を行わなければならないので、電流が流れる金属キャップ１が熱影響で内方に凹んでゴム弁体２２を変形させていた。
【００６７】
さらに、上記電池間接続構造では、単電池１３の底面に内方へむけ凹んだ凹部２９を設けていることにより、図３（ｃ）に示すように、負極集電体４３と電池ケース１４の底面部との間に僅かな隙間ｂを設けることができるから、電池ケース１４の底面部と接続板３８とをプロジェクション溶接するときに上記底面部が熱影響によって内方に膨出する状態に変形しても、この変形する底面部が負極集電体４３や極板群１７に対し悪影響を及ぼすことがない。したがって、上記電池間接続構造では、所要の電池容量と安定した電池機能とを確保することができる。これに対し従来の電池間接続構造、特に上述の第３の従来技術のように単電池を接続体を介さずに直接接続する構造では、負極集電体や極板群が、プロジェクション溶接時に内方に膨出する電池ケースの底面部から圧力を受けて変形していた。
【００６８】
なお、接続板３８は、後述する電池モジュールを構成した際に単電池１３の周囲に均等で、且つ大きな断面積の通風路を確保する目的で、中央部がくびれた平面視で瓢箪形状としているが、幅の狭い連結部４１での電気抵抗の増大を補助片２５によって抑制できるとともに、補助片２５によって接続板３８自体の機械的強度が向上する。
【００６９】
上記電池間接続構造は、図５（ｂ）に示す製作完了状態の電池モジュール１２を製作する過程において、図５（ａ）に示すように、両ケース半体３０Ａ，３０Ｂの各々の電池収納部３１内にそれぞれ単電池１３を挿入した状態で両ケース半体３０Ａ，３０Ｂを相互に突き合わせて、両ケース半体３０Ａ，３０Ｂの互いに対向する合計６組の連結部材３４に固定ねじ１６を螺合締結することにより、両ケース半体３０Ａ，３０Ｂが相互に固定されて、ホルダーケース３０が組み立てられる。図４は、図５（ａ）に示すように、２０個の単電池１３を収納してホルダーケース３０を組み立てたのちに、隣接する各２個の単電池１３を接続板３８で相互に接続した状態を示し、（ａ）は一部の平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図、（ｃ）は（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。
【００７０】
図４において、両ケース半体３０Ａ，３０Ｂの電池収納部３１は、図の上下方向に長い平面視長方形の形状を有するとともに、その長方形の長手方向の対向隔壁の内面中央部から支持リブ５５がそれぞれ一体に突設されている。この両支持リブ５５は、各々の先端間の距離が単電池１３の電池ケース１４の外径とほぼ同一に設定されて、単電池１３に対しこれの外面における径方向の両側箇所に当接して支持している。電池ケース１４の外面における両支持リブ５５との接触箇所に対しそれぞれ９０°離間した２箇所は、電池収納部３１の隔壁に接触している。
【００７１】
また、支持リブ５５の外方端と、支持リブ５５が未形成の２つの隔壁のうちの接続板３８が対向されない側の１つの隔壁の開口縁とからは、内方に突出して電池ケース１４の電池軸方向の両側端面に当接する保持突部５６がそれぞれ一体形成されている。両ケース半体３０Ａ，３０Ｂの対向する保持突部５６間の距離は、単電池１３における接続電極部２８を除く電池ケース１４の両端面間の高さに等しくなるよう設定されているが、この単電池１３の高さのばらつきは、弾性体シート３６の弾性変形によって吸収される。
【００７２】
したがって、電池収納部３１内に収納された単電池１３は、電池ケース１４の外面における９０°の等間隔の４箇所が一対の支持リブ５５と２箇所の隔壁とにそれぞれ接触して、水平方向への動きを阻止され、且つ上端面と下端面とにそれぞれ当接する各３つの保持突部５６によって上下方向への動きを阻止されて、電池収納部３１内にがたつきなく保持されている。
【００７３】
各単電池１３は、従来構造のような接続体や絶縁リングのような側方に出っ張るものが装着されずに、そのまま電池収納部３１内に挿入されて、外面における９０°の等間隔の４箇所が一対の支持リブ５５と隔壁の２箇所とに接触して、水平方向への動きを阻止され、且つ上端面と下端面とにそれぞれ当接する各３つの保持突部５６によって上下方向への動きを阻止されることにより、振動や衝撃を受けた場合にもがたつきなく確実に保持される。
【００７４】
また、電池収納部３１内に挿入された単電池１３を接続板３８で接続した状態では、図４（ａ）に横平行線で明示するように、単電池１３の外周面と電池収納部３１の４つの隔壁との間の４箇所に、電池収納部３１内を貫通する空隙４４がそれぞれ生じる。これらの空隙４４は、電池モジュール１２が機能したときに単電池１３の効果的な放熱空間となる。
【００７５】
すなわち、上記４つの空隙４４は、電池ケース１４の外面を電池収納部３１の４つの隔壁に接触させる場合に比較して、支持リブ５５の突出長分だけ容積が拡大されて、空隙４４内を流通する風量が増大するとともに、接続板３８をこれの中央部に連結部４１を設けてくびれた形状として２つの単電池１３間の空隙を塞がないことにより、単なる長方形状とした接続板を設ける場合に比較して、４つの空隙４４がほぼ同様の断面形状としていることにより、単電池１３の外周全体に対し均等に冷却効果を作用させることができるから、単電池１３を一層効果的に冷却することができる。さらに、ホルダーケース３０の上下に設けられた補助片２５の収納空間４７は、４つの空隙４４を互いに連通させるので、この点からも単電池１３の冷却効果がさらに向上する。
【００７６】
つぎに、図１に戻って、電池モジュール１２の説明を続ける。上述したように、両ケース半体３０Ａ，３０Ｂが各々の電池収納部３１内に単電池１３が挿入された状態で互いに合体されてホルダーケース３０が組み立てられたのち、隣接する各２個の単電池１３が接続板３８で接続されて電池間接続構造が構成される。そののちに、そのホルダーケース３０の上面側および下面側の各開口部は、合成樹脂製の上蓋５３および下蓋５４を嵌入して施蓋されて、この上蓋５３および下蓋５４とホルダーケース３０の開口周縁部とを超音波溶着することによって封止される。上蓋５３および下蓋５４には、単電池１３とホルダーケース３０の電池収納部３１の４つの隔壁との間に形成された空隙４４にそれぞれ対応する形状の放熱用孔５７が、空隙４４に対向する各位置にそれぞれ形成されている。
【００７７】
つぎに、上記電池モジュール１２の組立手順について説明する。各構成要素が図１のように配置された状態において、先ず、下部ケース半体３０Ｂの各電池収納部３１には、２０個の単電池１３が上方の開口部から挿入される。このとき、単電池１３は、底面部が保持突部５６によって電池収納部３１の下方に抜脱することなく支持される。
【００７８】
続いて、弾性体シート３６が、下部ケース半体３０Ｂの上端開口縁部に貼着などの手段で装着される。そののち、上部ケース半体３０Ａが、下部ケース半体３０Ｂの上方に突出している単電池１３の上半部を各電池収納部３１内に下方から挿入させた状態で、図５（ａ）に示すように、弾性体シート３６を介して下部ケース半体３０Ｂに突き合わされる。これにより、両ケース半体３０Ａ，３０Ｂの各連結部材３４が上下で対向し、この上下各２つの連結部材３４に固定ねじ１６をねじ込み締結することにより、ホルダーケース３０が組み立てられる。このとき、単電池１３の高さの多少のばらきつは、弾性体シート３６の弾性変形によって吸収される。
【００７９】
このホルダーケース３０の電池収納部３１内に収納された各単電池１３は、上下の保持突部５６によって電池収納部３１から抜脱することのない状態に保持される。この状態において、ホルダーケース３０の上面側において、隣接する各２個の単電池１３間に接続板３８を架け渡して溶接することにより、上述した電池間接続構造を構成して、隣接する各２個の単電池１３を相互に接続する。このとき、図の左端の２個の単電池１３も接続板３８によって外部接続用正極端子３２および外部接続用負極端子３３に接続する。続いて、ホルダーケース３０の上端開口部に上蓋５３を嵌入したのち、上蓋５３の周端部とホルダーケース３０の上端開口周縁部とを超音波溶着して、ホルダーケース３０の上端開口部を封止する。
【００８０】
つぎに、上端開口を上蓋５３で施蓋したホルダーケース３０を上下反転させて、隣接する各２個の単電池１３間に接続板３８を架け渡して溶接することにより、上述した電池間接続構造を構成して、隣接する各２個の単電池１３を相互に接続する。これにより、２０個の単電池１３は、電気的に互いに直列接続され、且つ機械的に連結された状態でホルダーケース３０内に固定される。続いて、ホルダーケース３０の開口部に下蓋５４を嵌入し、その下蓋５４の周端部とホルダーケース３０の開口周縁部とを超音波溶着して、ホルダーケース３０の下端開口を封止すると、図５（ｂ）に示す電池モジュール１２が出来上がる。
【００８１】
なお、上蓋５３および下蓋５４とホルダーケース３０との固着手段としては、上記実施の形態で説明した超音波溶着に限らず、例えば、固定ねじを用いてもよい。
【００８２】
上述のようにして組み立てられた電池モジュール１２は、図３の電池間接続構造において説明したと同様の効果を得られるのに加えて、図１５に示すような複数個の単電池Ｂ１〜Ｂ６を電池軸方向に一列に配列して連結する不安定な従来の電池モジュールとは異なり、各単電池１３を振動や衝撃から保護できる状態に確実に保持できる。
【００８３】
すなわち、上記電池モジュール１２は、各単電池１３が各々の電池軸が平行となる配置でホルダーケース３０の個々の電池収納部３１内に収納され、且つ各単電池１３が電池収納部３１内において対向する一対の支持リブ５５と電池収納部３１の対向隔壁との４箇所に電池ケース１４の外面が接触して電池軸方向に対し直交方向にがたつきなく保持された状態で収納されていることと、単電池１３が電池軸方向の両端面に３つずつの保持突部５６が直接当接して電池軸方向にがたつきなく保持されていることと、両ケース半体３０Ａ，３０Ｂの間に介在されている弾性体シート３６によって単電池１３の電池軸方向に外部から加わる衝撃や振動が吸収されて各単電池１３に直接作用しないことにより、比較的多数個の単電池１３を収納しながらも、各単電池１３は、電池モジュール１２を電気自動車や電動自転車あるいは電動工具などの過酷な振動や衝撃が加わり易い環境下に装着した場合においても、保護された状態で確実に保持され、破壊などが生じるおそれがない。
【００８４】
また、平面視長方形の電池収納部３１の４つの角部において、単電池１３と電池収納部３１の隔壁との間に互いにほぼ同じ容積を有し、且つ比較的大きな断面積に形成された空隙４４は、上，下蓋５３，５４の各々の放熱用孔５７を通じて電池モジュール１２の上下両面側の外部にそれぞれ連通している。これにより、ホルダーケース３０の一面側から各単電池１３の各々の周囲をそれぞれ通って他面側に貫通する放熱用通路が形成されるから、各単電池１３は、放熱用通路内を流通する風によって極めて効果的に冷却され、しかも、比較的多数個の単電池１３の全てが均等に冷却される。そのため、この電池モジュール１２を多数個用いて構成する電池パックでは、従来の電池パックに備えられている冷却フィンブレードなどの冷却機構が不要となる。この電池パックについての詳細は後述する。
【００８５】
さらに、上記電池モジュール１２では、各単電池１３が個々の電池収納部３１の４辺の隔壁で囲まれて収納されることにより、各単電池１３間が完全に電気絶縁された状態に保持されるので、従来の電池モジュールにおいて各単電池Ｂ１〜Ｂ６間を絶縁するために用いられていた絶縁リング１１や直列接続した各単電池Ｂ１〜Ｂ６の外周面を被覆する塩化ビニールなどの電気絶縁性および熱シュリンク性を有する樹脂製の外装チューブなどが不要となり、材料コストの低減と生産性の向上とを図ることができる。
【００８６】
また、従来の電池モジュールでは、電池軸方向に直列接続する各単電池Ｂ１〜Ｂ６の側方に接続体３や絶縁リング１１などが出っ張ることから、外形、長さおよび平行度を高精度に製作するのが困難であるのに対し、上記電池モジュールでは、合成樹脂製のホルダーケース３０の成形精度によって外形寸法が一義的に決定されて、組立工程を経たのちに寸法ばらつきなどが生じることがなく、形状的に高精度なものとなる。
【００８７】
さらに、上記電池モジュール１２は、製作過程において、両ケース半体３０Ａ，３０Ｂをこれらの電池収納部３１内に所要個数の単電池１３を収納した状態で互いに合体してホルダーケース３０を組み立てたときに、各単電池１３がホルダーケース３０内に抜脱不能、且つがたつきの無い状態に固定されるから、その後に接続板３８を隣接する各２個の単電池１３間に架け渡して行う溶接作業が一層容易となり、接合不良が生じるおそれが殆どなくなる。
【００８８】
さらにまた、上記電池モジュール１２は、上述したように比較的多数個（実施の形態では２０個）の単電池１３がホルダーケース３０内に封入されて堅牢な構造で保持されているとともに、ホルダーケース３０の外部にインサート成形されたナットからなる連結部材３４を一体に備えているので、６個の個数の単電池Ｂ１〜Ｂ６を単に電池軸方向に直列接続しただけの従来の電池モジュールとは異なり、そのままで電動自転車や電動工具などの駆動電源として用いることも可能である。特に、上記電池モジュール１２は、電気自動車のモータ駆動電源などに用いることを目的として、これを多数本連結して電池パックとしたときに、一層顕著な効果を得られるものである。つぎに、上記電池モジュール１２を用いて構成した電池パックについて説明する。
【００８９】
図６は、上記電池モジュール１２を６本用いて、合計１２０本の単電池１３を直列接続する電池パックを製作する過程の相対配置を示す斜視図である。この電池パックは、３本の電池モジュール１２を平行に配置して互いに近接させた状態に並置し、これら３本の各電池モジュール１２の各々の上面に、他の３本の電池モジュール１２をそれぞれ上下反転させた配置で重ね合わせる。このとき、上下各２本の電池モジュール１２間では、互いに反転した配置で突き合わされることにより、各々の両側辺に各５個ずつで計１０個の連結部材３４が互いに近接して対向する。この互いに近接対向する１０組の連結部材３４には、それぞれ固定ねじ（図示せず）が螺合締結される。これにより、図８に示すように、各２本の電池モジュール１２が重ね合わせ状態で相互に連結された電池モジュールユニット４８が３組出来上がる。
【００９０】
上記電池モジュールユニット４８における上下各２本の電池モジュール１２間では、互いに接触する上蓋５３と下蓋５４との対応する放熱用孔５７が相互に合致して連通する。これにより、各電池モジュールユニット４８における上下各２本の電池モジュール１２間では、個々の単電池１３の周囲を通って一面側から他面側に貫通する放熱用通路が形成されるので、上下各２本の電池モジュール１２を連結した電池モジュールユニット４８においても、個々の単電池１３の冷却機能が確実に確保される。
【００９１】
図７は、３組の電池モジュールユニット４８を用いて電池パックを構成する製作過程を示す斜視図、図８は、その３組の電池モジュールユニット４８を用いて構成した本発明の一実施の形態に係る電池パック４９を図７のＰ方向から見た矢視図である。但し、同図は、後述するバスパー５１を除外してＰ方向から見た矢視図である。この電池パック４９は、３組の電池モジュールユニット４８を、上下一対の外装プレート５０と、この一対の外装プレート５０の前端部および後端部（図７の左端部および右端部）に取り付けられて計１２０個の単電池１３を直列接続また並列接続するように各電池モジュール１２の外部接続用正極端子３２および外部接続用負極端子３３並びに電極取り出し部３７に導出された接続板３８を相互に電気的接続する一対のバスパー（図７に図示）５１とを用いて一体化することにより構成されている。
【００９２】
一対の外装プレート５０は、３組の電池モジュールユニット４８の上下方向に貫通する上述の放熱用通路に連通する放熱用空間を形成する溝状の凹所５２が長手方向に沿って屈曲形成されている。この各凹所５２の各間には、隣接する２組の電池モジュールユニット４８の各々の各取付部材４５が支持される二つの取付面５８が設けられ、また、外装プレート５０の両端近傍箇所には、両側に位置する各電池モジュールユニット４８の各取付部材４５がそれぞれ支持される二つの取付面５９が設けられている。さらに、外装プレート５０には、その両側部を取付面５９に対し直交方向に屈曲して、一対の連結片６０が形成されている。上記取付面５８，５９および連結片６０には、所定箇所に取付孔６１が形成されている。
【００９３】
つぎに、上記電池パック４９の組立手順について説明する。３組の電池モジュールユニット４８は、下方の外装プレート５０に対して、取付面５８，５９の各取付孔６１に各取付部材４５が合致する位置決め状態で、隣接する二つの取付面５８，５９に架け渡す配置で載置するとともに、その３組の電池モジュールユニット４８には、上方の外装プレート５０を、取付面５８，５９の各取付孔６１に各取付部材４５が合致する位置決め状態で被せる。
【００９４】
つぎに、固定ねじ６２を、上方の外装プレート５０の各取付孔６１から、電池モジュールユニット４８の二つの電池モジュール１２の上下で合致されている各２つの取付部材４５および下方の外装プレート５０の取付孔６１に挿通させたのち、図８のナット６３に螺合締結することにより、各電池モジュールユニット４８は上下一対の外装プレート５０に両側から挟まれる状態に取り付けられる。この上下一対の外装プレート５０の各々の両側の連結片６０は、図８に示すように、各々の先端部を重ね合わせた状態で固定ねじ６４で相互に連結される。最後に、一対のバスパー５１を上下の外装プレート５０の両端部に所定の取付手段（図示せず）で取り付けることにより、電池パック４９が出来上がる。
【００９５】
上記電池パック４９は、一対の電池モジュール１２を固定ねじ１６で螺合締結する簡単な固定手段で容易に連結してブロック形態の電池モジュールユニット４８を構成することができるとともに、複数の電池モジュールユニット４８を、これの回りに一対の外装プレート５０と一対のバスパー５１を囲むように配置して固定ねじ６２を螺合締結するだけの簡単な固定手段で容易に一体化して構成できる。このように堅牢な構造に容易に組み立てできるのは、電池モジュール１２がホルダーケース３０の成形精度で一義的に決定される極めて高精度な外形を有する直方体に構成されていることと、比較的多数個の単電池１３がホルダーケース３０内に振動や衝撃を直接受けない状態に収納保持されていることによって可能になっている。そのため、この電池パック４９は極めて高い生産性で製造することができる。
【００９６】
これに対し、上述の第４の従来技術の電池パックでは、電池モジュールが複数個の単電池を電池軸方向に一列に並べて接続体や絶縁リングを介して相互に連結しただけの不安定な構成であるため、その複数個の電池モジュールを、複雑な形状のホルダーケースの両端壁や中間壁の貫通孔に挿通して一列多段の配置で収納するのに手間がかかり、しかも、一列配置の単電池の外周面側に接続体や絶縁リングなどが出っ張っている電池モジュールを貫通孔に挿入して保持するので、電池モジュールを隙間無く保持するのが困難であり、振動や衝撃を受けたときに単電池がホルダーケース内でがたついて破損するおそれがある。
【００９７】
また、上述の第５の従来技術の電池パックにおいても、上記と同様の構成となった多数本の電池モジュールを、ホルダーケースにおける蓋ケースと中間ケースの各々の内面に突設したホルダーリブによって保持するので、上述と同様の欠点がある。上記電池パック４９は、上述の従来の種々の欠点を一挙に解消できるものである。
【００９８】
また、上記電池パック４９は、電池モジュール１２並びに電池モジュールユニット４８が、各単電池１３の周囲に対し上下に貫通した放熱用通路を有しているのに加えて、図８に示すように、上下の外装プレート５０の凹所５２の存在によって、各電池モジュールユニット４８と各外装プレート５０との各間には、図の水平方向に延びる放熱用通路６７がそれぞれ形成されているとともに、隣接する２つの電池モジュールユニット４８の各間および両側の電池モジュールユニット４８と連結片６０との間には、一対の外装プレート５０の取付面５８，５９の存在によって放熱用通路６８が形成され、さらに、バスパー５１の外側を覆う補助プレート（図示せず）には、スリット状の通風孔６９が形成されている。したがって、この電池パック４９では、１２０個もの多数個の単電池１３を極めて効率的に、且つ全てを均等に冷却することができる。これに対し、従来の電池パックでは、単電池の温度を検出する温度センサと、この温度センサの検出温度に基づき作動させる送風機を設けているので、構成が大型化するとともに、かなりのコスト高となる。
【００９９】
さらに、この電池パック４９は、電池モジュール１２が多数個の単電池１３を安定に保持したブロック形態となっていることから、電池モジュール１２の個数を変更する場合に、外装プレート５０およびバスパー５１の形状を変更するだけでよく、外装プレート５０は、単なる板材を屈曲して形成したものであるから、形状の異なるものを極めて安価に製作して対応できる。これに対し、従来の電池パックでは、極めて複雑な形状を有するホルダーケースを変更しなければならず、そのホルダーケースの金型を新たに製作するのに相当の費用を要してかなりのコスト高となる。
【０１００】
図９は本発明の他の実施の形態に係る電池間接続構造に用いる一対の接続板７０を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は接続板７０を用いて構成した電池間接続構造を示す平面図である。この一対の接続板７０は、隣接する２個の単電池１３間に架け渡す長さを有する平板状であって、単電池１３のリング状の接続電極部２８のほぼ半部に対応する形状を有して長手方向の両側部分に設けられた一対の接続部７１と、この両接続部７１を相互に連結する直線状の連結部７２とを一体に有している。各接続部７１には、２個ずつのプロジェクション溶接用突起７３が形成されている。さらに、接続板７０の外側辺には、連結部７２から両側の接続部７１の各半部に延びる補助片２５が屈曲形成されている。なお、この接続板７０は、一実施の形態と同様に、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｎｉの三層のクラッド材によって形成されている。
【０１０１】
上記一対の接続板７０は、（ｃ）に示すように、所定の間隙ａを存して互いに近接対向させた配置で隣接する２個の単電池１３間に架け渡されて、各突起７３を介してプロジェクション溶接されることにより、突起７３が溶融したナゲット部分で一方の単電池１３の接続電極部２８と他方の単電池１３の底面部とに溶着される。一対の接続板７０の間隙ａは、一実施の形態の接続板３８のスリット４０の幅とほぼ同じに設定される。
【０１０２】
したがって、この電池間接続構造は、２個の単電池１３を接続するのに接続板７０を一対必要とするが、その接続板７０は、一実施の形態の接続板３８のような透孔３９やスリット４０を設けることなく、打ち抜き加工ののちに曲げ加工を行うだけで得られる単純な形状であるから、安価に大量生産することができ、一実施の形態の電池間接続構造に比較して殆どコスト高にならない。しかも、この電池間接続構造は、一実施の形態の電池間接続構造と同様の効果を得られるのに加えて、別部材の一対の接続板７０を離間して組み合わせるので、プロジェクション溶接時の無効分流を完全に無くすことができる大きな利点がある。
【０１０３】
図１０は、本発明のさらに他の実施の形態に係る電池間接続構造を示し、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は斜視図である。この電池間接続構造に用いる接続板７４は、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｎｉの三層のクラッド材からなる平板状であって、一実施の形態に用いた接続板３８と同様の透孔３９、一対のスリット４０および４個のプロジェクション溶接用突起４２を有する一対の接続部３５と、この両接続部３５を相互に連結する連結部４１とを一体に有しており、上記接続板３８と相違する点は、一方（図の左方）の接続部３５における連結部４１の半部両側に、電池ケース１４の外径とほぼ同じ径の大径部７５が側方に延設されているとともに、両側辺が直交方向に延びる一対の補助片７６が、突起４２と同一方向に向けた配置に形成されていることだけである。
【０１０４】
この電池間接続構造では、一実施の形態と同様の効果を得られるのに加えて、（ｂ）に明示するように、接続板７４が、一対の補助片７６の一方側（図の左方側）が電池ケース１４の外面に沿って接触し、且つ補助片７６の他方側（図の右方側）が接続電極部２８の外面に沿って接触する配置で隣接する２個の単電池１３間に架け渡されて、両単電池１３に対し仮止め状態に固定されるから、次工程のプロジェクション溶接を容易、且つ正確に行うことができるとともに、接続板７４による２個の単電池１３の連結構造の機械的強度が一層向上する利点がある。
【０１０５】
図１１（ａ）は本発明のさらに他の実施の形態に係る電池間接続構造を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ線断面図である。この実施の形態では、上記各実施の形態でのプロジェクション溶接に代えて、隣接する各２個の単電池１３に接続板７７をレーザー溶接またはビーム溶接を行って接続するものである。この接続板７７は、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｎｉの三層のクラッド材からなる平板状であって、一実施の形態に用いた接続板３８と同様の透孔３９を有する一対の接続部３５と、この両接続部３５を相互に連結する連結部４１とを一体に有しているとともに、上記接続板３８と同一形状の補助辺２５が両側辺にそれぞれ屈曲形成されており、上記接続板３８と相違する点は、一対の接続部３５に、透孔３９と同心円の円弧状となった二つの絞り薄肉部７８が、各々の中央部が両透孔３９の中心を結ぶ線上に位置する配置で形成されているのみである。
【０１０６】
この電池間接続構造では、上記接続板７７を一方の単電池１３の接続電極部２８と他方の単電池１３の底面部とに架け渡して載置した状態において、（ｂ）に示すように、各絞り薄肉部７８にレーザー光線またはビーム光線などの光線７９を照射して、絞り薄肉部７８を接続電極部２８および底面部にそれぞれ溶着することにより、接続板７７を介して２個の単電池１３を相互に接続した構成になっている。
【０１０７】
この電池間接続構造は、上述した各実施の形態の電池間接続構造と同様に、隣接する２個の単電池１３間の電流経路の距離Ｌを最短として電気抵抗を大幅に低減できる他に、各実施の形態の電池間接続構造とほぼ同様の効果を得ることができる。また、レーザー溶接またはビーム溶接は、絞り薄肉部７８に光線７９を照射して行うので、絞り薄肉部７８が接続電極部２８および電池ケース１４よりも先に溶融することによって円弧状の溶接箇所に十分な熱が効果的に与えられるから、所要の溶接強度を確保することができ、溶接の信頼性が向上する。なお、この電池間接続構造では、絞り薄肉部７８に代えて、同様の円弧状のスリットを設けて、このスリットに光線７９を照射してレーザー溶接またはビーム溶接してもよく、さらには、抵抗溶接で接続板７７を両単電池１３に接続してもよい。
【０１０８】
図１２および図１３は本発明のさらに他の実施の形態に係る電池モジュール８０を示し、図１２は電池モジュール８０の各構成要素の相対配置を示した分解斜視図、図１３（ａ）は電池モジュール８０の製作過程を示す斜視図、同図（ｂ）は組立完了状態の電池モジュール８０を示す斜視図である。図１の一実施の形態の電池モジュール１２では、１０個の単電池１３を一列配置した電池列を２列に並置して計２０個の単電池１３を収納する場合を例示したのに対し、この実施の形態での電池モジュール８０では、１０個の単電池１３を一列に配列して収納する構成になっている。
【０１０９】
この電池モジュール８０は、一実施の形態の電池モジュール１２を単電池１３の配列方向に沿って２分割した構成とほぼ同等の構成を有しているので、上記電池モジュール１２に相当するものには同一の符号を付して、重複する説明を省略し、以下に、上記電池モジュール１２と相違する点についてのみ説明する。
【０１１０】
単電池１３は上述の各実施の形態で説明したものと同様である。ホルダーケース８１は、上部ケース半体８１Ａと下部ケース半体８１Ｂとを合体して構成され、両ケース半体８１Ａ，８１Ｂは１０個の電池収納部３１が一列に配設されており、それに伴って上部ケース半体８１Ａには、外部接続用正極端子３２および外部接続負極端子３３が両端部に形成されている。接続板３８は一実施の形態と同一のものである。弾性体シート８２は、一実施の形態で用いた弾性体シート３６を長手方向に沿って２分割したと同等の平面視長方形の形状になっている。上蓋８３および下蓋８４は、一実施の形態の上蓋５３および下蓋５４を長手方向に沿って２分割したと同等の平面視長方形の形状になっており、ホルダーケース８１の各電池収納部３１の隔壁と単電池１３との空隙に対応する形状の放熱用孔５７が上記空隙に対応する箇所に形成されている。
【０１１１】
上記電池モジュール８０は、一実施の形態の電池モジュール１２で説明したと同様の組立手順で図１３（ｂ）に示すような形状に組み立てられる。この電池モジュール８０は、一実施の形態の電池モジュール１２に比較して、出力電圧が半分になるだけで、ほぼ同様の構成を有していることから、同様の効果を得ることができる。用途としては、連結部材３４を介して２本の電池モジュール８０を相互に連結して電池モジュールユニットを構成したのち、この電池モジュールユニットを所要個数連結することにより、例えば、電気自動車よりも低い駆動電力の電動自転車や電動工具などの駆動電源として用いれば、振動や衝撃に対し強いことから、好適なものとなる。
【０１１２】
【発明の効果】
以上のように、本発明の電池間接続構造によれば、単なる平板状である接続板の両側部を、各々の電池軸が平行となる配置で並置された２個の単電池のうちの一方の単電池のリング状の接続電極部と他方の単電池の電池ケースの底面とに架け渡して支持された安定姿勢で溶接を行えるので、接合不良といった不具合が生じるおそれがなく、歩留りが大幅に向上する。また、接続部と接続電極部の間および接続部と電池ケースの底面の間とをそれぞれ接合するための溶接を合計２回行えばよく、溶接回数が大幅に削減されて生産性が格段に向上する。さらに、単電池をこれらの電池軸に平行とした配置で並置したことにより、２個の単電池間における電流経路は、一方の単電池のリング状の接続電極部と他方の単電池の底面の外周部分との互いに近接した箇所とを結ぶ最短距離となり、電気抵抗を大幅に低減できる。また、隣接する各２個の単電池間に架け渡す接続板は、隣接する２個の単電池全体の外形に対応するほぼ瓢箪形状であって、２個の単電池間の隙間を塞がないので、この電極間接続構造を電池モジュールの構成した場合には、各単電池の周囲に均等な断面積を有して電池軸方向に沿った放熱用通路を効果的に構成できる。また、接続板の連結部は、小さな幅に形成されているが、両側辺に設けた補助片によって電気抵抗が高くなるのを抑制される。しかも、接続板は、補助片によって機械的強度が向上する利点がある。
【０１１３】
また、本発明の電池モジュールによれば、ホルダーケースが所要個数の単電池を収納したブロック形態となるから、次工程での各２個の単電池間への接続板の溶接作業が極めて容易となり、生産性が格段に向上する。また、合成樹脂製のホルダケースの成形精度によって外形寸法が一義的に決定されるから、寸法ばらつきが生じることがなく、形状的に高精度なものとなる。さらに、絶縁リングや樹脂製外装チューブが不要となり、材料コストの低減と生産性の向上とを図ることができる。また、接続板を２個の単電池全体の外形に対応する形状としたので、単電池の周囲に均等な断面積の空隙を形成でき、多数個の単電池であっても、これらを均等、且つ効果的に冷却することができる。
【０１１４】
また、本発明の電池パックによれば、電池モジュール同士を固定部材による簡単な固定手段で容易に連結して電池モジュールユニットを構成することができ、この電池モジュールユニットを２枚の外装プレートに固定部材で固定するだけで、非常に堅牢な構造に容易に組み立てでき、極めて高い生産性で製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る電池モジュールの各構成要素の相対配置を示した分解斜視図。
【図２】（ａ）は同上の電池モジュールの構成要素である単電池を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図。
【図３】同上の電池モジュールにおける単電池の接続に適用した本発明の一実施の形態に係る電池間接続構造を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線で切断した拡大断面図。
【図４】（ａ）は同上の電池モジュールの製作過程におけるホルダーケースの電池収納部内に挿入した単電池を接続板で接続した状態の一部の平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図、（ｃ）は（ａ）のＤ−Ｄ線断面図。
【図５】（ａ）は同上の電池モジュールの製作過程におけるホルダーケース組立工程の概略斜視図、（ｂ）は製作完了状態の電池モジュールの斜視図。
【図６】同上の電池モジュールを６本用いて３組の電池モジュールユニットを構成する製作過程の相対配置を示す斜視図。
【図７】同上の３組の電池モジュールユニットを用いて電池パックを構成する製作過程を示す斜視図。
【図８】同上の３組の電池モジュールユニットを用いて構成した本発明の一実施の形態に係る電池パックにおける図７のＰ方向から見た矢視図。
【図９】本発明の他の実施の形態に係る電池間接続構造に用いる一対の接続板を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は接続板を用いて構成した電池間接続構造を示す平面図。
【図１０】本発明のさらに他の実施の形態に係る電池間接続構造を示し、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は斜視図
【図１１】（ａ）は本発明のさらに他の実施の形態に係る電池間接続構造を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ線断面図。
【図１２】本発明の他の実施の形態に係る電池モジュールの各構成要素の相対配置を示した分解斜視図。
【図１３】（ａ）は同上の電池モジュールの製作過程を示した概略斜視図、（ｂ）は製作完了状態の電池モジュールの斜視図。
【図１４】従来の電池間接続構造を示す縦断面図。
【図１５】同上の電池間接続構造を用いて構成した電池モジュールを示す斜視図。
【符号の説明】
１２  電池モジュール
１３  単電池
１４  電池ケース
１６，６４  固定ねじ（固定部材）
１８  封口体
２５，７６  補助片
２８  接続電極部
２９  凹部
３０，８１  ホルダーケース
３０Ａ，３０Ｂ，８１Ａ，８１Ｂ  ケース半体
３１  電池収納部
３２  外部接続用正極端子
３３  外部接続用負極端子
３４  連結部材
３５，７１  接続部
３６  弾性体シート
３８，７０，７４，７７  接続板
４１，７２  連結部
４４  空隙
４５  取付部材
４８  電池モジュールユニット
４９  電池パック
５０  外装プレート
５１  バスパー
５２  凹所
５３，８３，  上蓋（蓋部材）
５４，８４    下蓋（蓋部材）
５５  支持リブ
５６  保持突部
５７  放熱用孔
５８，５９  取付面
７８  絞り薄肉部
【図１】
2004171856.tif 000003
【図２】
2004171856.tif 000004
【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】
2004171856.tif 000009
【図８】
2004171856.tif 000010
【図９】
2004171856.tif 000011
【図１０】
2004171856.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2004171856.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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