(57)【要約】      （修正有）【課題】モジュールを接続して構成される組電池において冷却風の流れを阻害せず、かつモジュール内の電池を略画一的に取り扱うことが可能なフィルム外装電気デバイスモジュールおよび組電池システムを提供する。【解決手段】  本発明のモジュール１０は、発電要素と、発電要素を包囲して配されたラミネートフィルムと、発電要素に接続されラミネートフィルムから延出した正極側端子４および負極側端子５とを有する複数のラミネート型電池１を有し、隣接するラミネート型電池１の正極側端子４と負極側端子５とを電気的に接続してなるものであり、筐体３内に偶数個のラミネート型電池１が一列に配列され、その列の両端に位置する各ラミネート型電池１の正極側端子４と負極側端子５とのそれぞれに電気的に接続された各出力端子６が筐体３の同一の側壁３ａに設けられていることを特徴とする。【選択図】図２
2005340016.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気デバイス要素と、前記電気デバイス要素を包囲して配された外装フィルムと、前記電気デバイス要素に接続され前記外装フィルムから延出した電極端子とを有する複数のフィルム外装電気デバイスを有し、隣接する前記フィルム外装電気デバイスの前記電極端子同士を電気的に接続してなるフィルム外装電気デバイスモジュールにおいて、
筐体内に、偶数個の前記フィルム外装電気デバイスが、前記電気デバイス要素が平行となるように一列に配列され、その列の両端に位置する前記各フィルム外装電気デバイスの電極端子であって、隣接する前記フィルム外装電気デバイスの電極端子と接続されていない電極端子のそれぞれに電気的に接続された各出力端子が前記筐体の同一の壁面に設けられていることを特徴とするフィルム外装電気デバイスモジュール。
【請求項２】
電気デバイス要素と、前記電気デバイス要素を包囲して配された外装フィルムと、前記電気デバイス要素に接続され前記外装フィルムから延出した電極端子とを有する複数のフィルム外装電気デバイスを有し、隣接する前記フィルム外装電気デバイスの前記電極端子同士を電気的に接続してなる複数のフィルム外装電気デバイスモジュールを電気的に接続して組電池用筐体内に収納した組電池システムにおいて、
偶数個の前記フィルム外装電気デバイスを筐体内に一列に収納し、その列の両端に位置する前記各フィルム外装電気デバイスの電極端子のそれぞれに電気的に接続された各出力端子が前記筐体の同一の壁面に設けられている前記各フィルム外装電気デバイスモジュールが、前記出力端子が設けられた前記壁面が揃うようにして前記組電池用筐体内に配列され、隣接する前記フィルム外装電気デバイスモジュールの前記出力端子同士がバスバーにより電気的に接続されていることを特徴とする組電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気デバイス要素を包囲して配された外装フィルムを有する複数のフィルム外装電気デバイスからなるフィルム外装電気デバイスモジュールおよび組電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話、ノートパソコンなどの携帯型情報通信機器や、ビデオカメラやカード型電卓などのその携帯性を重視する小型電子機器に用いられる電池には、益々、軽量化かつ薄型化が求められている。また、国際的な地球環境の保護のための省資源化や省エネルギ化の要請が高まるなか、モータ駆動用のバッテリを搭載する電気自動車やハイブリッド電気自動車（以下、単に「電気自動車等」ともいう）の開発が急速に進められつつある。電気自動車等に搭載される電池にも、操縦特性、一充電走行距離を向上させるため、当然ながら、軽量、薄型化が求められている。
【０００３】
このような要請を受け、電池を軽量かつ薄型とするため、その外装体にアルミニウムなどの金属層と熱溶着性の樹脂層とを接着剤層を介して重ね合わせて薄いシートにしたラミネート材を用いたフィルム外装電気デバイスとしてのフィルム外装電池が開発されている。ラミネート材は、一般に、アルミニウム等の薄い金属層の両表面を薄い樹脂層で被覆した構造をしており、酸やアルカリに強く、かつ軽量で柔軟な性質を有するものである。
【０００４】
電気自動車等にこのフィルム外装電池を用いる場合、組電池化された高電圧組電池として用いられるのが一般的である。高電圧組電池は、作業時の安全性確保の観点から単電池（セル）を電気的に安全な最小単位（６０Ｖ以下）に結合してモジュールとし、このモジュールをバスバー（強電系配線）で連結することで高電圧化している（特許文献１参照）。
【０００５】
すなわち、図５に示すように、複数のラミネート型電池２１を直列接続して構成されたモジュール３０のうちの両端に位置するラミネート型電池２１ａ、２１ｂの電極端子を筐体２３の外部に出力端子２６として取り出し、この出力端子２６と隣接するモジュール３０の出力端子２６とをバスバー２７により接続する。このようにして接続された複数のモジュール３０による組電池５０は組電池用筐体２８内に収納して用いられる。組電池用筐体２８内には各電池を冷却するために冷却風が導入されるが、この冷却風は組電池用筐体２８の壁面、筐体２３の壁面を流路３８として組電池用筐体２８内を流れる。
【特許文献１】特開２００３−１５１５２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、図５に示す構成のように、出力端子２６が筐体２３の壁面２３ａ側と、この反対側の壁面である壁面２３ｂ側に配置された場合には、これら出力端子２６を接続するバスバー２７の長さＬ2が長くなってしまう。このようにバスバー２７が筐体２３を横断するような長さとなると、組電池用筐体２８を図５の矢印方向Ｂに見た図６に示すように、流路３８内におけるバスバー２７の占有面積が大きくなり、冷却風の流れを阻害してしまうという問題を生じてしまう場合があった。
【０００７】
図７に示すように、バスバー２７の長さＬ2を短くすることでこのような問題を解消するために、配線３１を筐体２３内を取り回すことで出力端子２６を壁面２３ａ側のみに位置させることも可能であるが、この場合、ラミネート型電池２１ｂに関してのみ配線３１を接続する作業が発生し、他のラミネート型電池２１とは異なる作業が必要となり、全てのラミネート型電池２１を略画一的に取り扱うことができないという煩わしさを生じてしまう。
【０００８】
そこで、本発明はモジュールを接続して構成される組電池において冷却風の流れを阻害せず、かつモジュール内の電池を略画一的に取り扱うことが可能なフィルム外装電気デバイスモジュールおよび組電池システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明のフィルム外装電気デバイスモジュールは、電気デバイス要素と、電気デバイス要素を包囲して配された外装フィルムと、電気デバイス要素に接続され外装フィルムから延出した電極端子とを有する複数のフィルム外装電気デバイスを有し、隣接するフィルム外装電気デバイスの電極端子同士を電気的に接続してなるフィルム外装電気デバイスモジュールにおいて、筐体内に、偶数個のフィルム外装電気デバイスが、電気デバイス要素が平行となるように一列に配列され、その列の両端に位置する各フィルム外装電気デバイスの電極端子であって、隣接するフィルム外装電気デバイスの電極端子と接続されていない電極端子のそれぞれに電気的に接続された各出力端子が筐体の同一の壁面に設けられていることを特徴とする。
【００１０】
奇数個のフィルム外装電気デバイスを筐体内に一列に並べた場合、列の端に位置するフィルム外装電気デバイスの電極端子は互いに筐体の向かい合う壁面に向けて電極端子が配置される。このため、同一の壁面に出力端子を設けようとすると、列の端に位置するフィルム外装電気デバイスのいずれか一方のフィルム外装電気デバイスの電極端子から出力端子までの配線が必要となり、各フィルム外装電気デバイスを略画一的に取り扱うことができず、モジュール化を煩わしいものとしてしまう。
【００１１】
しかしながら、上記の通り、本発明のフィルム外装電気デバイスモジュールは、偶数個のフィルム外装電気デバイスを有することで列の端に位置するフィルム外装電気デバイスの出力端子が同一の壁面側に位置することとなるので上述したような配線を必要としない。よって、いずれの電池も略画一的に取り扱うことができ、上記煩わしさを解消することができる。
【００１２】
また、隣接するフィルム外装電気デバイスモジュールとバスバーで接続する場合、同一の壁面に出力端子が設けられているので出力端子が設けられた壁面が揃うようにしてフィルム外装電気デバイスモジュールを配列することでフィルム外装電気デバイスモジュールの筐体を横断するような長いバスバーを必要としない。これにより、複数のフィルム外装電気デバイスモジュールからなる組電池を組電池用筐体内に収納して冷却風を導入した場合でも、バスバーによる冷却風の阻害を少なくすることができる。
【００１３】
さらには、バスバーの長さが短くて済むため、軽量化を図ることができる。
【００１４】
本発明の組電池システムは、電気デバイス要素と、電気デバイス要素を包囲して配された外装フィルムと、電気デバイス要素に接続され外装フィルムから延出した電極端子とを有する複数のフィルム外装電気デバイスを有し、隣接するフィルム外装電気デバイスの電極端子同士を電気的に接続してなる複数のフィルム外装電気デバイスモジュールを電気的に接続して組電池用筐体内に収納した組電池システムにおいて、偶数個のフィルム外装電気デバイスを筐体内に一列に収納し、その列の両端に位置する各フィルム外装電気デバイスの電極端子のそれぞれに電気的に接続された各出力端子が筐体の同一の壁面に設けられている各フィルム外装電気デバイスモジュールが、出力端子が設けられた壁面が揃うようにして組電池用筐体内に配列され、隣接するフィルム外装電気デバイスモジュールの出力端子同士がバスバーにより電気的に接続されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、モジュール化においていずれの電池も略画一的に取り扱うことができるとともに、バスバーが冷却風に与える悪影響を低減させることができる。さらには、長さの短いバスバーを用いることができるため、軽量化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
図１に本実施形態のラミネート型電池の模式的な一部破断斜視図を示す。また、図２に本実施形態のモジュールの構成を示す模式図を示す。図３に、図２に示したモジュール同士をバスバーによって接続して構成された組電池の一部の模式図を示す。
【００１８】
本実施形態のラミネート型電池１は、正極側活電極、負極側活電極、および電解液を有する不図示の発電要素１１と、アルミニウムなどの金属フィルムと熱融着性の樹脂フィルムとを重ね合わせて形成したラミネートフィルム９を熱融着部９ａの４辺で熱融着して密封した構造を有している。
【００１９】
ラミネート型電池１の発電要素１１は、不図示のセパレータを介して積層された正極側活電極と負極側活電極とからなる積層型であってもよいし、あるいは、帯状の正極側活電極と負極側活電極とをセパレータを介して重ねこれを捲回した後、扁平状に圧縮することによって正極側活電極と負極側活電極とが交合に積層された構造の捲回型であってもよい。
【００２０】
また、発電要素１１としては、正極、負極および電解質を含むものであれば、通常の電池に用いられる任意の発電要素１１が適用可能である。一般的なリチウムイオン二次電池における発電要素１１は、リチウム・マンガン複合酸化物、コバルト酸リチウム等の正極活物質をアルミニウム箔などの両面に塗布した正極板と、リチウムをドープ・脱ドープ可能な炭素材料を銅箔などの両面に塗布した負極板とを、セパレータを介して対向させ、それにリチウム塩を含む電解液を含浸させて形成される。発電要素１１としては、この他に、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、リチウムメタル一次電池あるいは二次電池、リチウムポリマー電池等、他の種類の化学電池の発電要素１１が挙げられる。さらに、本発明は、電気二重層キャパシタなどのキャパシタや電解コンデンサなどに例示されるキャパシタ要素を外装フィルムで封止した電気デバイスにも適用可能である。
【００２１】
ラミネート型電池１の短手方向の熱融着部９ａからは、発電要素１１に接続された正極側端子４と負極側端子５とがそれぞれ対向して延出している。正極側端子４としてはアルミニウムが多く用いられ、また、負極側端子５としては銅またはニッケルがその電気的特性により多く用いられている。
【００２２】
図２に示すように、モジュール１０は、筐体３内に、偶数個のラミネート型電池１が、発電要素１１が平行となるようにして一列に並べられ、各ラミネート型電池１の電極端子は隣接するラミネート型電池１の電極端子に電気的に接続された状態で収納されてなるものである。本実施形態の場合、各ラミネート型電池１は直列接続されているので、ラミネート型電池１の正極側端子４は隣接するラミネート型電池１の負極側端子５に接続されていることとなる。
【００２３】
図２に示す例では、６個のラミネート型電池１が筐体３内に一列に収納されており、両端に位置するラミネート型電池１ａの正極側端子４と、ラミネート型電池１ｂの負極側端子５とは、隣接するモジュール１０に対して接続するために筐体３の外部に取り出された出力端子６にそれぞれ接続されている。これら出力端子６はいずれも筐体３を構成する壁面のうちの側壁３ａ側に配設されている。すなわち、ラミネート型電池１の配列方向に略平行な壁面のうちの１つの壁面側に配設されている。
【００２４】
また、図３に示すように、各モジュール１０は、側壁３ａが揃うようにして配列されている。所定の間隔を空けて配置された各モジュール１０は、隣接するモジュール１０の出力端子６同士をバスバー７で接続することで組電池１７を構成している。この組電池１７は組電池用筐体１８内に収納して用いられる。この組電池用筐体１８の壁面および筐体３の壁面によって、外部より導入される冷却風の流路１９が構成されている。
【００２５】
バスバー７は、アルミニウム、銅、ニッケル等からなるが、材質は特に限定されるものではなく、良好な導電特性を有するものであればいかなる材質であってもよい。
【００２６】
以上のように、偶数個のラミネート型電池１からなるモジュール１０を組電池化した場合、奇数個のラミネート型電池からなるモジュールを組電池化した場合に比べて以下の点で有利である。
【００２７】
例えば、上述した図５の構成の場合、筐体２３内のラミネート型電池２１の配列数が奇数個であるため、出力端子２６が筐体２３の一方の壁面２７ａ側と他方の壁面２７ｂ側とに設けられることととなる。このため、モジュール３０同士を接続する長さＬ2のバスバー２７を壁面２７ａ側から壁面２７ｂ側へと筐体２３を横断するようにして接続しなければならない。そうすると、バスバー２７は、図６のように、流路３９内におけるバスバー２７の占有率が高くなってしまい、冷却風の流れに大きく影響を与えてしまう。また、このような接続を避けるために、上述した図７の構成としても配線３１が必要となり、各ラミネート型電池２１を略画一的に取り扱うことができない。
【００２８】
一方、本実施形態のモジュール１０のように、筐体２３内に偶数個のラミネート型電池１を収納することで図７のような配線３１を用いることなく、出力端子６を筐体３の側壁３ａ側のみに設けることができる。これにより、バスバー７の長さＬ1を図５に示すバスバー２７の長さＬ2よりも短くすることもできる。
【００２９】
また、図３中矢印Ａ方向に冷却風が流れるとすると（奇数個の場合、図５中矢印Ｂ方向）、図４と図６を比較して明らかなように、本実施形態のバスバー７の前面投影面積は図５および図６の例のバスバー２７の前面投影面積に対して小さい。これにより、冷却風の流れに対するバスバー７の抵抗を低減させることができるので冷却特性に悪影響を及ぼしにくい。
【００３０】
また、バスバー７を短くすることができる分、その重量を軽減させることができるため、電気自動車等に搭載する場合有利である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明のラミネート型電池の一例の模式的な一部破断斜視図である。
【図２】本発明のモジュールの構成の一例を示す模式図である。
【図３】モジュール同士をバスバーによって接続して構成された組電池の一部の模式図である。
【図４】組電池用筐体内を図３中の矢印Ａ方向に見た図である。
【図５】奇数個の電池により構成されたモジュール同士をバスバーによって接続した例を示す模式図である。
【図６】組電池用筐体内を図５中の矢印Ｂ方向に見た図である。
【図７】奇数個の電池により構成されたモジュールにおいて、出力端子を一方の側壁に設ける場合の配線例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００３２】
１、１ａ、１ｂ    ラミネート型電池
３    筐体
３ａ    側壁
４    正極側端子
５    負極側端子
６    出力端子
７    バスバー
９    ラミネートフィルム
９ａ    熱融着部
１０    モジュール
１１    発電要素
１７    組電池
１８    組電池用筐体
１８    組電池用筐体
１９    流路
３１    配線
【図１】
2005340016.tif 000003
【図２】
2005340016.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】
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