(57)【要約】【課題】電極端子間を連結する結線部材の取り外しに関する作業性の向上を図る。【解決手段】電池構造体１，１ａは、それぞれが電極端子を備える複数の電池モジュール１０と、複数の電池モジュール１０をカバーする着脱可能なモジュールカバー２０と、互いに異なる電池モジュール１０が備える電極端子１１，１２を互いに連結することにより、電池モジュール同士を電気的に接続する結線部材３０，４０，６０とを有する。この電池構造体１，１ａにおいて、結線部材３０，４０，６０は、モジュールカバー２０の取り外しに応じて、連結対象となる電極端子間の連結状態を解除する。【選択図】図１
2007018933.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれが電極端子を備える複数の電池モジュールを、電気的に接続して形成される組電池と、
前記複数の電池モジュールから成る組電池をカバーする着脱可能なモジュールカバーと、
互いに異なる電池モジュールが備える前記電極端子を相互に連結することにより、当該電池モジュール同士を電気的に接続する結線部材とを有し、
前記結線部材は、前記モジュールカバーの取り外しに応じて、連結対象となる電極端子間の連結状態を解除することを特徴する電池構造体。
【請求項２】
前記結線部材は、前記モジュールカバーの装着に応じて、連結対象となる電極端子間を連結することを特徴とする請求項１に記載された電池構造体。
【請求項３】
前記結線部材は、前記モジュールカバーに固定的に取り付けられた導電性部材を有し、
前記導電性部材は、前記モジュールカバーが装着された状態において、連結対象となる電極端子のそれぞれと互いに当接するようにレイアウトされていることを特徴とする請求項１または２に記載された電池構造体。
【請求項４】
前記結線部材は、前記モジュールカバーの取り外しに応じて、前記導電性部材が連結対象となる電極端子の一方または両方から離間することにより、当該電極端子間の連結状態を解除することを特徴とする請求項３に記載された電池構造体。
【請求項５】
前記結線部材は、前記モジュールカバーの装着に応じて、前記導電性部材が連結対象となる電極端子のそれぞれと互いに当接することにより、当該電極端子間を互いに連結することを特徴とする請求項３または４に記載された電池構造体。
【請求項６】
前記結線部材は、回転角に応じて、連結対象となる電極端子のそれぞれと係合する回転自在な導電性部材を有し、
前記モジュールカバーは、それぞれが電池モジュールの収納方向へと突出したディンプル形状を備える一対の切替手段を有し、
前記導電性部材は、前記モジュールカバーが装着された状態において、前記モジュールカバーの一対の切替手段によって両側から挟み込まれながら、連結対象となる電極端子のそれぞれと互いに係合していることを特徴とする請求項１または２に記載された電池構造体。
【請求項７】
前記結線部材は、前記モジュールカバーの取り外しに応じて、前記モジュールカバーの切替手段が前記導電性部材を回転させることにより、前記連結対象となる電極端子のそれぞれと、前記導電性部材との係合が切り離されて、当該電極端子間の連結状態を解除することを特徴とする請求項６に記載された電池構造体。
【請求項８】
前記結線部材は、前記モジュールカバーの装着に応じて、前記モジュールカバーの切替手段が前記導電性部材を回転させ、前記連結対象となる電極端子のそれぞれと、前記導電性部材とを係合させることにより、当該電極端子間を互いに連結することを特徴とする請求項６または７に記載された電池構造体。
【請求項９】
前記結線部材は、連結対象となる電極端子のそれぞれに取り付けられて、互いに所定のクリアランスを隔てて対峙する一対の導電性部材を有し、
前記一対の導電性部材は、前記モジュールカバーが装着された状態において、当該モジュールカバーの内側面に固定的に設けられた導電性のレール部材が前記クリアランスを塞ぐように挿入されていることを特徴とする請求項１または２に記載された電池構造体。
【請求項１０】
前記結線部材は、前記モジュールカバーの取り外しに応じて、前記モジュールカバーのレール部材が前記クリアランスから外れることにより、前記電極端子間の連結状態を解除することを特徴とする請求項９に記載された電池構造体。
【請求項１１】
前記結線部材は、前記モジュールカバーの装着に応じて、前記モジュールカバーのレール部材が前記クリアランスに挿入されることにより、前記電極端子間を互いに連結することを特徴とする請求項９または１０に記載された電池構造体。
【請求項１２】
前記結線部材は、前記連結対象となる電極端子間の複数のセットのうち、少なくとも一つの電極端子間のセットを対象として、連結状態を解除することを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載された電池構造体。
【請求項１３】
前記連結状態を解除する結線部材は、前記複数の電池モジュール間の接続状態において、電気的に中電位となる電極端子間を連結する結線部材であることを特徴とする請求項１２に記載された電池構造体。
【請求項１４】
前記電池モジュールは、複数の積層型電池を電気的に接続して構成されており、
個々の積層型電池は、正極板と負極板とがセパレータを介して交互に積層されて構成される発電要素を有していることを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載された電池構造体。
【請求項１５】
前記正極板は、シート状の正極集電体に正極活物質を塗布して形成され、
前記負極板は、シート状の負極集電体に負極活物質を塗布して形成されており、
前記正極活物質は、リチウムマンガン系複合酸化物を含有し、
前記負極活物質は、結晶性炭素材または非結晶性炭素質材から選択されることを特徴とする請求項１４に記載された電池構造体。
【請求項１６】
請求項１から１５のいずれかに記載された電池構造体を、駆動用電源として搭載する車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電池モジュールを直列または並列に接続することによって構成される電池構造体、および、この電池構造体を駆動用電源として搭載する車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気を動力源とする電気自動車やエンジンとモータとを組み合わせて走行するハイブリッドカーが注目を集めており、これらに搭載する高エネルギー密度、高出力密度となる高出力型電池の開発が行われている。このような高出力型電池としては、例えば、リチウムイオン電池があり、なかでも平板状の正極板と負極板とをセパレータを介在しつつ積層した発電要素を、一対の外装部材の間に電解質とともに収納し、外装部材の周縁部を接合して密封した積層型電池がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この積層型電池を自動車の電源などといった大電流用の電池として用いる場合には、複数の積層型電池を並列または直列に接続して電池モジュールを構成し、この電池モジュールを複数集合させ、互いに異なる電池モジュールが備える電極端子を互いに直列接続して組電池を構成することによって、出力電圧を高くしている。個々の電極端子は、電気的な伝導性を備える結線部材（バスバー）によって互いに連結されることにより電気的に接続される（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００４−０８７２６０号公報
【特許文献２】特開２００１−３４５０８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、組電池を構成する個々の電池モジュールは、必要に応じて交換や保守作業を行う必要があるため、結線部材を取り外し、個別の電池モジュールに分解する必要がある。しかしながら、電池モジュールの数が増大するほど結線部材の数も増えるため、その取り外しに要する作業負担が大きくなるばかりか、すべての電池モジュールが結線された状態では、高電圧な状態となっているため、結線部材の取り外しには、安全性の観点から、ゴム手袋の着用が必要であったりと、煩雑な作業となっていた。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電極端子間を連結する結線部材の取り外しに関する作業性の向上を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる課題を解決するために、本発明は、それぞれが電極端子を備える複数の電池モジュールを電気的に接続して形成される組電池と、複数の電池モジュールから成る組電池をカバーする着脱可能なモジュールカバーと、互いに異なる電池モジュールが備える電極端子を相互に連結することにより、電池モジュール同士を電気的に接続する結線部材とを有する電池構造体を提供する。この電池構造体において、結線部材は、モジュールカバーの取り外しに応じて、連結対象となる電極端子間の連結状態を解除する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、モジュールカバーの取り外しに応じて、連結対象となる電極端子間の連結状態が遮断されるとともに、これにより、電池モジュール同士の電気的な接続も遮断される。このため、結線部材による電極端子間の連結を自動的に解除することが可能となるばかりか、連結の解除により電圧レベルを低下させることできる。これにより、煩雑な作業工程を軽減することができるので、作業性の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【０００９】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態かかる電池構造体１の説明図であり、電池構造体１の側面側の構成を示している。図２は、図１に示す線分ＡＡにおける電池構造体１の断面図である。なお、図１では、電池構造体１の内部構造を説明するために、便宜上、構成部材の一部（具体的には、後述するモジュールカバー２０の一部）が省略して描かれている。この電池構造体１は、例えば、駆動用電源として車両に搭載されており、一例として、トランクルームに載置されている。
【００１０】
電池構造体１は、複数の電池モジュール１０を電気的に接続して形成される組電池と、これらの電池モジュール１０から成る組電池をカバーするモジュールカバー２０と、互いに異なる電池モジュール１０の電極端子間を電気的に接続する複数の結線部材（本実施形態では、３つの回転式バスバー４０、および２つのスライド式バスバー３０）とを主体に構成されている。本実施形態において、組電池は、例示的に、６つの電池モジュール１０ａ〜１０ｆを接続して構成されており、モジュールの厚み方向（Ｚ軸方向）へ積層された３つの電池モジュール１０のセット（具体的には、電池モジュール１０ｂ，１０ｃ，１０ｆのセットと、電池モジュール１０ａ，１０ｄ，１０ｅのセット）を、横方向（Ｘ軸方向）へ並列に並べたレイアウトとなっている。なお、本明細書では、単一の電池モジュール１０ａ〜１０ｆであっても特定の電池モジュールを指定しない場合には、単に「電池モジュール１０」という用語を用いる。
【００１１】
これらの電池モジュール１０は、上下方向または左右方向にかけて隣接する電池モジュール１０同士において、負極側の電極端子１１と正極側の電極端子１２とを結線部材によってそれぞれ連結することにより、電気的に直列接続されて組電池を形成している。具体的には、積層方向において同一レイヤーに存在する左右一対の電池モジュール１０は、一方の電池モジュール１０の電極端子１１と、他方の電池モジュールの電極端子１２とが、回転式バスバー４０によって連結され、これにより、互いに電気的に直列接続されている。一方、積層された上下一対の電池モジュール１０は、一方の電池モジュール１０の電極端子１１と、他方の電池モジュールの電極端子１２とが、スライド式バスバー３０によって連結され、これにより、互いに電気的に直列接続されている。例えば、図１に示すように、右側の下段に位置する電池モジュール１０ａの一方の電極端子（正極側の電極端子）１２は、左側の下段に位置する電池モジュール１０ｂの一方の電極端子（負極側の電極端子）１１と回転式バスバー４０によって連結され、また、この電池モジュール１０ｂの他方の電極端子（正極側の電極端子）１２は、左側の中段に位置する電池モジュール１０ｃの一方の電極端子（負極側の電極端子）１１とスライド式バスバー３０によって連結されるといった如くである。このように、６つの電池モジュール１０ａ〜１０ｆに亘り電極端子間が電気的に直列接続され、右側の下段に位置する電池モジュール１０ａの負極側の電極端子１１と、左側の上段に位置する電池モジュール１０ｆの正極側の電極端子１２とが、組電池自体の一対の電極端子１１，１２として機能している。
【００１２】
個々の電池モジュール１０としては、複数の単電池を電気的に接続して形成されている。電池モジュール１０を構成する各単電池は、それぞれが厚み方向に積層されており、例えば、積層方向（厚み方向）に隣接する単電池同士で正極側の端子と負極側の端子とが互い違いとなるように重ね合わされ、直列接続されている。この単電池の集合体は、電池ケースに収納されて、モジュール化されている。
【００１３】
個々の単電池としては、例えば、積層型電池を用いることができる。積層型電池は、発電要素としての電極積層体と、この電極積層体を収納する電池外装とを主体に構成されている。電極積層体は、電池外装を構成する１対の金属複合フィルムによって厚み方向に挟み込むようにして収納され、これらの金属複合フィルムの周縁部位を溶着することにより、電解質と共に密封されている。
【００１４】
電極積層体は、複数枚の正極板と負極板とがセパレータを介在しつつ順次積層されて構成されており、その平面形状は略矩形となっている。正極板は、シート状の正極集電体の両面（或いは片面）に正極活物質を塗布したものであり、負極板は、シート状の負極集電体の両面（或いは片面）に負極活物質を塗布したものである。個々の正極板は、正極リードを介して、一方の電極端子としての正極タブに接続されている。また、個々の負極板は、負極リードを介して、他方の電極端子としての負極タブに接続されている。
【００１５】
正極リードおよび負極リードはそれぞれ金属箔で形成されている。具体的には、正極リードは、例えば、アルミニウム箔より形成され、負極リードは、例えば、銅箔より形成される。そして、各正極板より引き出されたそれぞれの正極リードは、互いに層状に重ね合わされて、溶接等の手法により正極タブに接合される。また、各負極板より引き出されたそれぞれの負極リードは、互いに層状に重ね合わされて、溶接等の手法により負極タブに接合されている。正極タブおよび負極タブはそれぞれ金属板で形成されている。具体的には、正極タブは、例えば、アルミニウム板より形成され、負極タブは、例えば、ニッケル板より形成される。
【００１６】
電池外装を構成する一対の金属複合フィルムは、電極積層体の形状に対応させて、この電極積層体よりも若干大きめの矩形状に成形されたシート状の部材である。一対の金属複合フィルムのうち、電極積層体の上面側をカバーする一方の金属複合フィルムは、その中央部に電極積層体を収納する凹部が設けられたカップ形状を有しており、電極積層体の下面側をカバーする他方の金属複合フィルムは、その凹部を蓋するような平坦形状を有している。一対の金属複合フィルムは、例えば、アルミニウム等よりなる金属層を基材とし、この金属層の内側にＰＥ（ポリエチレン）またはＰＰ（ポリプロピレン）等よりなる高分子樹脂層がコーティングされている。また、これらの金属複合フィルムには、金属層の外側に接着層を介してナイロン等よりなる保護層が接着されている。
【００１７】
このような構成を有する積層型電池は、例えば、リチウムイオン電池としての適用が可能である。この場合、電極積層体の正極板を形成している正極活物質は、リチウムマンガン系複合酸化物、具体的には、例えば、一般式ＬｉｙＭｎ２−ｚＭ’ｚＯ４（ただし、０．９≦ｙ≦１．２、０．０１≦ｚ≦０．５であり、Ｍ’はＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ａｌ，Ｓｎ，Ｂ，Ｇａ，Ｃｒ，Ｖ，Ｔｉ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒの少なくとも一つである。）で表される化合物を含有する。なお、正極活物質は、リチウムマンガン系複合酸化物以外にも、例えば、一般式ＬｉＮｉ１−ｘＭｘＯ２（ただし、０．０１≦ｘ≦０．５であり、ＭはＦｅ，Ｃｏ，Ｍｎ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ａｌ，Ｓｎ，Ｂ，Ｇａ，Ｃｒ，Ｖ，Ｔｉ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒの少なくとも一つである。）で表せる化合物であるリチウムニッケル系複合酸化物や、一般式ＬｉＣｏ１−ｘＭｘＯ２（ただし、０．０１≦ｘ≦０．５であり、ＭはＦｅ，Ｎｉ，Ｍｎ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ａｌ，Ｓｎ，Ｂ，Ｇａ，Ｃｒ，Ｖ，Ｔｉ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒの少なくとも一つである。）で表せる化合物であるリチウムコバルト系複合酸化物等を含有することも可能である。
【００１８】
一方、電極積層体の負極板を形成している負極活物質としては、対リチウム電位が２．０Ｖ以下の範囲でリチウムをドープ・脱ドープすることが可能な材料であれば何れも使用可能である。具体的には、難黒鉛化性炭素材料、人造黒鉛、天然黒鉛、熱分解黒鉛類、ピッチコークスやニードルコークスや石油コークス等のコークス類、グラファイト、ガラス状炭素類、フェノール樹脂やフラン樹脂等を適当な温度で焼成して炭化した有機高分子化合物焼成体、炭素繊維、活性炭、カーボンブラック等の結晶性・非結晶性炭素質材料を使用することが可能である。
【００１９】
モジュールカバー２０は、複数の電池モジュール１０から成る組電池の外周部位をカバーする機能を担っている。複数の電池モジュール１０の集合体である組電池では、使用時に、その制御装置（図示せず）などの各種電子部品と、結線部材との間で異物が接触した場合、電子部品に高電圧が印加されてしまい、電子部品を損傷させてしまう虞がある。そこで、電子部品の損傷防止といった観点から、結線部材やボルト等の高電圧が印加される部位を覆うように、もしくは、電池モジュール群（組電池）の全体を覆うように、モジュールカバー２０が取り付けられている。本実施形態におけるモジュールカバー２０は、６つの電池モジュール１０ａ〜１０ｆから成る組電池を、その内部に収納可能な程度の大きさを有するドーム形状を備えており、例えば、ＰＰ（ポリエチレン）、ＰＥ（ポリプロピレン）といった樹脂材料より形成されている。なお、個々の電池モジュール１０に不具合が生じた場合には、このモジュールカバー２０を外して電池モジュール１０の交換といった保守作業を行う必要があるため、モジュールカバー２０は電池モジュール群（組電池）に対して着脱可能となっている。
【００２０】
本実施形態の特徴の一つとして、モジュールカバー２０には、後述する回転式バスバー４０による電極端子間の連結状態を解除（非連結）と連結とで切替える切替部２１が設けられている。この切替部２１は、電池モジュール１０の収納方向（Ｙ軸方向）へ突出したディンプル形状を備えており、モジュールカバー２０の内側面に固定的または一体的に取り付けられている。モジュールカバー２０には、一つの回転式バスバー４０に対して２つの切替部２１が１セットで設けられており、本実施形態では、３つの回転式バスバー４０に対応して、６つの切替部２１が設けられている。個々の回転式バスバー４０に対応する１セットの切替部２１は、図１に示すように、回転式バスバー４０が一対の電極端子１１，１２と係合した状態において、この回転式バスバー４０を両側から挟み込むような位置にそれぞれ設けられている。また、図２に示すように、個々の切替部２１は、電極端子間を連結する回転式バスバー４０と係合可能な程度の高さを備えている。
【００２１】
一つの回転式バスバー４０に対応する１セットの切替部２１において、一方の切替部２１（図１に示す上側の切替部２１）は、その主たる機能として、モジュールカバー２０の装着に応じて、回転式バスバー４０を回転させ、連結対象となる電極端子１１，１２と、回転式バスバー４０とを係合させる。これに対して、他方の切替部２１（図１に示す下側の切替部２１）は、その主たる機能として、モジュールカバー２０の取り外しに応じて、回転式バスバー４０を回転させ、連結対象となる電極端子１１、１２と、回転式バスバー４０との係合をそれぞれ切り離す。
【００２２】
図３および図４は、スライド式バスバー３０の説明図であり、図３は、図２における破線の領域ｂをＹ軸方向より眺めた状態を示し、図４は、図３に示す線分ＣＣの断面状態を示している。スライド式バスバー３０は、上下方向（Ｚ方向）に隣接する一対の電池モジュール（例えば、電池モジュール１０ｄ，１０ｅ）を対象として、これらが備える電極端子１１，１２を互いに連結することにより、一対の電池モジュール同士を電気的に接続する結線部材である。本実施形態では、図１に示すように、合計で２つのスライド式バスバー３０が設けられている。
【００２３】
スライド式バスバー３０は、導電性部材３１と、モジュールカバー２０の内側面に一体的または固定的に取り付けられた基部３２とで構成されている。導電性部材３１は、例えば、銅板といった電気的な伝導性を備える板状の部材より形成されており、図４に示すように、基部３２に対して板バネ状に取り付けられている（なお、基部３２は、モジュールカバー２０自体がその機能を担ってもよい）。基部３２は、モジュールカバー２０が装着された状態において、図３に示すように、自身に取り付けられた導電性部材３１が、連結対象となる一対の電極端子１１，１２と互いに当接するようにレイアウトされている。導電性部材３１を板バネ状に取り付けることにより、導電性部材３１が電極端子１１，１２に付勢力を与えつつ両者が接触した状態となるので、導電性部材３１と電極端子１１，１２との間の電気的な接続が保証される。
【００２４】
図５から図８は、回転式バスバー４０の説明図であり、図５は、回転式バスバー４０の構成を示す斜視図であり、図６は、回転式バスバー４０の構成を示す上面図である。また、図７は、図２に示す破線の領域ａをＹ軸方向より眺めた状態を示し、図８は、図７に示す線分ＢＢにおける電池構造体１の断面状態を示している。回転式バスバー４０は、左右方向（Ｘ方向）に隣接する一対の電池モジュール（例えば、電池モジュール１０ａ，１０ｂ）を対象として、これらが備える電極端子１１，１２を互いに連結することにより、一対の電池モジュール同士を電気的に接続する。本実施形態では、図１に示すように、３つの回転式バスバー４０が設けられている。これらの回転式バスバー４０は、それぞれが厚み方向（Ｚ軸方向）に積層された２組の電池モジュール群の間に配設された樹脂プレート５０に取り付けられている。
【００２５】
個々の回転式バスバー４０は、導電性部材４１と、回転軸４２と、絶縁キャップ４３と、樹脂リング４４とで構成されている。導電性部材４１は、例えば、銅板といった電気的な伝導性を備える板状の部材より形成されており、絶縁キャップ４３および樹脂リング４４は、絶縁の観点から、樹脂またはゴムなどの材料より形成されている。上述した樹脂プレート５０には、回転軸４２の一方の端部と螺合するネジ穴が設けられており、個々の回転式バスバー４０に対応する回転軸４２は、樹脂プレート５０のネジ穴にそれぞれ取り付けられている。それぞれの回転軸４２が樹脂プレート５０に取り付けられると、個々の回転軸４２の他方の端部には、樹脂リング４４、導電性部材４１、絶縁キャップ４３の順番で、樹脂プレート５０側から手前側にかけてこれらの部材が取り付けられる。絶縁キャップ４３には、回転軸４２の他方の端部と螺合可能なネジ穴が設けられており、これにより、導電性部材４１および樹脂リング４４は、回転軸４２から逸脱することなく、かつ、回転自在に取り付けられる。
【００２６】
モジュールカバー２０が装着された状態において、この導電性部材４１は、図７の実線で示すように、所定のホームポジションに位置している。導電性部材４１には、連結対象となるそれぞれの電極端子１１，１２と係合するための切り欠きが回転軸４２に対して点対称に設けられている。導電性部材４１は、自身がホームポジションに位置している場合には、設けられた切り欠きが、連結対象となる電極端子１１，１２のそれぞれと互いに係合した状態となる。これにより、電極端子１１，１２間の電気的な接続が保証される。なお、導電性部材４１は、回転軸４２において無制限に回転するような構成とはなっておらず、図示しないストッパーによって、図７の二点鎖線で示すように、所定の回転角の範囲内（例えば、ホームポジションから時計回りに４５°の範囲内）において回転自在となっている。以下、この導電性部材４１の上限側の回転角の位置を、上限ポジションという。
【００２７】
図９は、モジュールカバー２０を上方に取り外した状態を示す説明図である。以下、本実施形態にかかる電池構造体１において、スライド式バスバー３０および回転式バスバー４０の個々の機能について説明する。
【００２８】
まず、スライド式バスバー３０の機能について説明する。スライド式バスバー３０は、図３および図４を参照して説明したように、モジュールカバー２０が装着された状態において、連結対象となる電極端子１１，１２のそれぞれと互いに当接している。モジュールカバー２０を上方（図９に示す矢印方向）に取り外した場合、スライド式バスバー３０はモジュールカバー２０に固定されている関係上、このカバー２０と同期して上方へと移動する。モジュールカバー２０が取り外された場合でも、電池モジュール１０自体はその位置が変化することはないので、スライド式バスバー３０（より詳細には、導電性部材３１）は、電極端子１１，１２上をスライドしながら、上方へ移動する。モジュールカバー２０がある一定以上取り外されると、下側に位置する電池モジュール１０の電極端子から導電性部材３１が離間する。これにより、導電性部材３１による電極端子間の連結状態が解除され、電極端子１１，１２同士の電気的な接続が遮断される。
【００２９】
これに対して、モジュールカバー２０を組電池に対して装着する場合には、モジュールカバー２０を下方（図９の矢印とは逆方向）に移動させることにより、スライド式バスバー３０はこのカバー２０と同期して下方に移動する。モジュールカバー２０がある一定以上装着されると、上下一対の電池モジュール１０のうち、上側に位置する電池モジュール１０の電極端子と、導電性部材３１とがまず当接する。さらに、モジュールカバー２０が下方へ移動させられると、導電性部材３１は、この電極端子上をスライドしながら、さらに下方へ移動し、下側に位置する電池モジュール１０の電極端子とさらに当接する。最終的に、モジュールカバー２０が電池モジュール１０に対して完全に装着されると、導電性部材３１は、図３または４に示すように、予め定められたポジションにおいて、電極端子１１，１２同士と互いに当接し、これにより、連結対象となる電極端子１１，１２同士が電気的に接続される。
【００３０】
なお、積層された電池モジュール１０の電極端子１１，１２の位置が奥行方向（Ｙ軸方向）において一致している場合には、モジュールカバー２０の着脱に応じて、スライド式バスバー３０が、本来の連結対象とは異なる電極端子１１，１２を連結し、これらの電池モジュール１０を電気的に接続してしまう虞がある。そのため、本実施形態の電池構造体１では、このような電気的な干渉を避けるため、電池モジュール１０自体、或いは、電極端子１１，１２の位置が奥行き方向（図中Ｙ方向）にオフセットしてレイアウトされており、連結対象となる電極端子１１，１２以外の電極端子１１，１２にスライド式バスバー３０が接触することを防止するような構成となっている。
【００３１】
次に、回転式バスバー４０の機能について説明する。回転式バスバー４０は、モジュールカバー２０が装着された状態において、図７および図８を参照して説明したように、ホームポジションに位置し、この回転角において連結対象となる電極端子１１，１２のそれぞれと係合している。ところで、モジュールカバー２０を上方（図９に示す矢印方向）に取り外した場合、モジュールカバー２０に設けられた切替部２１も同期して上方へと移動する。この切替部２１は、電池モジュール１０の収納方向へと突出している関係上、モジュールカバー２０の取り外しに応じて、回転式バスバー４０の導電性部材４１と係合し、これを上方向へ押し上げる。導電性部材４１は、この切替部２１からの外力により、回転軸４２を中心にホームポジションから回転し、図７における矢印方向（反時計回り方向）へと移動する。この回転により、導電性部材４１に設けられた一対の切り欠きと電極端子１１，１２同士との係合がそれぞれ切り離される。これにより、導電性部材４１による電極端子１１，１２同士の連結状態が解除され、電極端子１１，１２同士の電気的な接続が遮断される。
【００３２】
なお、導電性部材４１は、上限ポジション以上への回転が規制されている。そのため、モジュールカバー２０の取り外しに応じて、導電性部材４１は切替部２１によって上方向への力をさらに受けるものの、それ以上回転することなくその角度状態を維持する。この場合、モジュールカバー２０に設けられた切替部２１は、導電性部材４１と機械的に干渉したままとなるが、モジュールカバー２０をさらに上方に取り外すことにより、導電性部材４１および切替部２１のいずれかが弾性変形させられて、この干渉が強制的に解消される。これにより、モジュールカバー２０を組電池から取り外すことが可能となる。
【００３３】
これに対して、モジュールカバー２０を組電池に対して装着する場合には、モジュールカバー２０を下方（図９の矢印とは逆方向）に移動させることにより、切替部２１はモジュールカバー２０と同期して下方に移動する。モジュールカバー２０がある一定以上装着されると、その最も下側にレイアウトされた切替部２１が、上限ポジションに位置する導電性部材４１に到達し、これにより、導電性部材４１は、切替部２１によって下方向への外力を受ける。この外力により、導電性部材４１は、回転軸４２を中心に上限ポジションから反時計回り（図７）に回転し、ホームポジション方向へ移動する。導電性部材４１がある程度回転すると、先に当接していた切替部２１は、導電性部材４１を通過して、それよりも下方へと移動し、つぎに、下側から二番目に位置する切替部２１が導電性部材４１に到達する。そして、導電性部材４１は、この二番目の切替部２１によって下方向への外力を受け、この外力により、導電性部材４１はさらに回転され、最終的には、ホームポジションへと移動する。これにより、導電性部材４１に設けられた一対の切り欠きが電極端子１１，１２に対してそれぞれ係合することにより、導電性部材４１による電極端子１１，１２同士が連結され、電極端子１１，１２同士が電気的に接続される。
【００３４】
なお、本実施形態では、最も下側にレイアウトされた一対の切替部２１が、それそれの導電性部材４１に最初に到達する関係上、電池構造体１に設けられた３つの回転式バスバー４０のそれぞれは、この一対の切替部２１によって上述した連結作用が得られることとなる。ただし、導電性部材４１は、自己に形成された切り欠きが電極端子１１，１２同士と係合することによって、ホームポジションを超えて回転することはない。そのため、モジュールカバー２０を装着する場合には、最も下側にレイアウトされた一対の切替部２１以外は、単に、ホームポジションに位置する導電性部材３１に事後的に到達して、これを両側から挟み込むに留まる。
【００３５】
このように本実施形態によれば、モジュールカバー２０の取り外しに応じて、連結対象となる電極端子１１，１２同士の連結状態を解除することができる。従来の手法では、結線部材は、モジュールカバーの着脱とはリンクしておらず、モジュールカバーを取り外した後に、この結線部材を手作業で取り外さなければならいない。また、複数の電池モジュールによって構成される組電池を備えた電池構造体では、個々の電池モジュール間の電極端子が連結されたままのであるので、電圧が高い状態のまま露出することなり、保守作業性を低下させるという問題がある。その点、本実施形態によれば、モジュールカバー２０の取り外しに応じて、電極端子同士の連結状態が遮断されるとともに、これにより、電池モジュール同士の電気的な接続も遮断される。このため、電極端子同士の結線を自動的に解除することが可能となるばかりか、結線の解除により電圧レベルを低下させることできる。これにより、煩雑な作業工程を軽減することができるので、作業性の向上を図ることができる。
【００３６】
また、本実施形態によれば、結線部材は、モジュールカバー２０の装着に応じて、連結対象となる電極端子間を互いに連結することができる。これにより、連結状態の解除と同様に、その結線部材を電極端子間において連結する際にも、これを自動的に行うことができる。そのため、煩雑な作業を軽減することができ、作業性の向上を図ることができる。
【００３７】
さらに、本実施形態によれば、結線部材であるスライド式バスバー３０は、モジュールカバー２０に固定的に取り付けられた導電性部材３１で構成されている。この導電性部材３１は、モジュールカバー２０が装着された状態において、連結対象となる電極端子１１，１２のそれぞれと互いに当接するようにレイアウトされている。かかる構成によれば、スライド式バスバー３０は、モジュールカバー２０の取り外しに応じて、導電性部材３１が連結対象となる電極端子１１，１２の一方または両方から離間することにより、電極端子間の連結状態が解除される。このため、電極端子同士の結線を自動的に解除することが可能となるばかりか、結線の解除により電圧レベルを低下させることできる。これにより、煩雑な作業工程を軽減することができるので、作業性の向上を図ることができる。さらに、このスライド式バスバー３０は、モジュールカバー２０の装着に応じて、導電性部材３１が連結対象となる電極端子１１，１２のそれぞれと互いに当接することにより、この電極端子間を互いに連結する。これにより、連結状態の解除と同様に、その結線部材を電極端子間において連結する際にも、これを自動的に行うことができる。そのため、煩雑な作業を軽減することができ、作業性の向上を図ることができる。
【００３８】
また、本実施形態によれば、結線部材である回転式バスバー４０は、回転角に応じて、連結対象となる電極端子１１，１２のそれぞれと係合する回転自在な導電性部材４１を有し、モジュールカバー２０は、それぞれが電池モジュール１０の収納方向へと突出したディンプル形状を備える一対の切替部２１を有している。この場合、回転式バスバー４０の導電性部材４１は、モジュールカバー２０が装着された状態において、このモジュールカバー２０の一対の切替部２１によって両側から挟み込まれながら、連結対象となる電極端子１１，１２のそれぞれと互いに係合している。かかる構成によれば、回転式バスバー４０は、モジュールカバー２０の取り外しに応じて、切替部２２が導電性部材４１を回転させ、連結対象となる電極端子１１，１２のそれぞれと、導電性部材４１との係合をそれぞれ切り離すことにより、連結状態を解除する。このため、電極端子同士の結線を自動的に解除することが可能となるばかりか、結線の解除により電圧レベルを低下させることできる。これにより、煩雑な作業工程を軽減することができるので、作業性の向上を図ることができる。さらに、回転式バスバー４０は、モジュールカバー２０の装着に応じて、モジュールカバー２０の切替部２２が導電性部材４１を回転させ、連結対象となる電極端子１１，１２のそれぞれと、導電性部材４１とを係合させることにより、これらの電極端子間を互いに連結する。これにより、連結状態の解除と同様に、その結線部材を電極端子間において連結する際にも、これを自動的に行うことができる。そのため、煩雑な作業を軽減することができ、作業性の向上を図ることができる。
【００３９】
（第２の実施形態）
図１０は、第２の実施形態にかかる電池構造体１ａを説明するための説明図であり、電池構造体１ａの側面側を示す。図１１は、図１０に示す線分ＡＡにおける電池構造体１ａの断面図である。なお、図１０では、電池構造体１の内部構造を説明するために、便宜上、構成部材の一部（具体的には、モジュールカバー２０の側面部位）が省略して描かれている。第２の実施形態にかかる電池構造体１ａが第１の実施形態のそれと相違する点は、回転式バスバー４０に代えて、結線部材としてレール式バスバー６０が設けられていることである。なお、本実施形態において、第１の実施形態にかかる電池構造体１と同一の構成については、同一の参照符号を用い、その詳細な説明は省略する。
【００４０】
電池構造体１は、複数の電池モジュール１０を電気的に接続して形成される組電池と、これらの電池モジュール１０をカバーするモジュールカバー２０と、各電池モジュール間における電極端子１１，１２同士を連結する結線部材（本実施形態では、スライド式バスバー３０およびレール式バスバー６０）とを主体に構成されている。電池構造体１を構成する電池モジュール群（組電池）は、第１の実施形態と同様、６つの電池モジュール１０ａ〜１０ｆから構成されており、厚み方向（Ｚ軸方向）へ積層された３つの電池モジュール１０のセットを、横方向（Ｘ軸方向）へ２つ並べたレイアウトとなっている。これらの電池モジュール１０ａ〜１０ｆは、上下または左右方向において、隣接する一対の電池モジュール間で負極側の端子１１と正極側の端子１２とが連結されて、電気的に直列接続されて組電池を形成している。６つの電池モジュール１０ａ〜１０ｆに亘り端子同士が直列接続され、右側の下段に位置する電池モジュール１０ａの負極側の端子１１と、左側の上段に位置する電池モジュール１０ｆの正極側の端子１２とが、組電池自体の一対の電極端子として機能している。
【００４１】
図１２は、モジュールカバー２０の内側面を示す斜視図である。本実施形態の特徴の一つとして、モジュールカバー２０には、後述するレール式バスバー６０による電極端子間の連結状態を解除（非連結）と連結とで切替える切替部２２が設けられている。切替部２２は、電池モジュール群の積層方向に延在し、かつ、その延在方向に対して垂直に切断した断面が凸型形状を備えるレール状の部材である。この切替部２２は、電気的な伝導性を備える部材より形成されており、モジュールカバー２０の内側面に固定的または一体的に取り付けられている。
【００４２】
この切替部２２は、３つのレール式バスバー６０に対応して個別に設けることもできるが、本実施形態に示すように、個々のレール式バスバー６０が積層方向にかけて直線状に並んでいる場合には、３つのレール式バスバー６０に対応する一連の切替部２２を用いてもよい。一連の切替部２２を用いる場合には、図９に示すように、上下（積層）方向に並ぶ電池モジュール１０間の電極端子１１，１２同士が電気的に接続されないように、すなわち、左右方向に隣接する電池モジュール１０間でのみ電極端子１１，１２同士が電気的に接続されるように、切替部２２の一部には電気的な伝導性を備える部材で構成された導電性領域２２ａと、電気的な伝導性のない部材で構成された非導電性領域２２ｂとが積層方向にかけて交互に並んで構成されている。この場合、モジュールカバー２０を装着した状態において、切替部２２の導電性領域２２ａは、左右方向の隣接する電池モジュール１０間の電極端子１１，１２同士を接続する結線部材であるレール式バスバー６０と位置的に対応するようにレイアウトされている。
【００４３】
切替部２２は、モジュールカバー２０が装着された状態において、後述するレール式バスバー６０のクリアランスを塞ぐように挿入されており、モジュールカバー２０の着脱に応じて、レール式バスバー６０に設けられたクリアランスと挿脱可能になっている。具体的な機能については後述するが、この切替部２２は、レール式バスバー６０に形成されたクリアランスに挿入されることにより、連結対象となる電極端子間の連結を行い、また、このクリアランスから外れることにより、連結対象となる電極端間の連結状態を解除する。
【００４４】
なお、積層された電池モジュール１０の電極端子１１，１２の位置が積層方向において一致している場合には、モジュールカバー２０の着脱に応じて、切替部２２が、本来の連結対象とは異なる電池モジュール１０間の電極端子間を電気的に接続してしまう虞がある。そのため、本実施形態の電池構造体１では、このような電気的な干渉を避けるため、電池モジュール１０自体、或いは、電極端子１１，１２の位置が奥行き方向（図中Ｙ方向）にオフセットしてレイアウトされており、連結対象となる電極端子１１，１２以外の電極端子１１，１２にスライド式バスバー３０が接触することを防止するような構成となっている。具体的には、積層方向において上側に位置する電極端子１１，１２は、それよりも下側に位置する電極端子１１，１２よりも奥行き方向にオフセットするようにレイアウトされている。また、これに対応して、切替部２１における導電性の領域２２ａは、電池モジュール１０の積層方向において高さが段階的に異なるように構成されている。具体的には、モジュールカバー２０の上側（図１２中の下側）に位置する切替部２１における導電性の領域２２ａは、それよりも下側（図１２中の上側）に位置する導電性の領域２２ａよりも高さが高くなっている。
【００４５】
レール式バスバー６０は、左右方向（Ｘ方向）に隣接する一対の電池モジュール（例えば、電池モジュール１０ａ，１０ｂ）を対象として、これらが備える電極端子１１，１２を連結することにより、一対の電池モジュール同士を電気的に接続する。本実施形態では、図１０に示すように、３つのレール式バスバー６０が設けられている。それぞれのレール式バスバー６０は、一対の導電性部材６１，６２で構成されており、個々の導電性部材６１，６２は、例えば、銅板といった電気的な伝導性を備える板状の部材より形成されている。一対の導電性部材６１，６２は、連結対象となる電極端子１１，１２にそれぞれ固定的に取り付けられている。一対の導電性部材６１，６２は、連結対象となる電極端子１１，１２のそれぞれを直線状に接続する板状の部材を、その中間部位において分断したものであり、この分断により、上述したレール状の切替部２２が挿入可能な程度のクリアランスを隔てて互いに離間されている。換言すれば、このレール式バスバー６０は、連結対象となる電極端子１１，１２のそれぞれに取り付けられて、互いに所定のクリアランスを隔てて対峙する一対の導電性部材６１，６２で構成されている。
【００４６】
図１３は、モジュールカバー２０を上方に取り外した状態を示す説明図である。以下、本実施形態にかかる電池構造体１において、レール式バスバー６０の機能について説明する。レール式バスバー６０は、図１０および図１１を参照して説明したように、モジュールカバー２０が装着された状態において、個々のレール式バスバー６０のクリアランス（具体的には、一対の導電性部材６１，６２によるクリアランス）を塞ぐように挿入され、これにより、連結対象となる電極端子間を互いに連結している。この場合、切替部２２にける導電性領域２２ａは、連結対象となる電極端子１１，１２の位置と対応している関係上、これらの電極端子１１，１２は、一方の導電性部材６１、切替部２１における導電性領域２２ａ、他方の導電性部材６２を介して、電気的に接続された状態となっている。
【００４７】
ところで、モジュールカバー２０を上方（図１３に示す矢印方向）に取り外した場合、モジュールカバー２０に設けられた切替部２２も同期して上方へと移動する。この場合、レール状の切替部２２は、接続対象となる電極端子１１，１２に取り付けられた導電性部材６１，６２の間をスライドしながら、上方へ移動する。モジュールカバー２０がある一定以上取り外されると、電極端子間を連結するレール式バスバー６０のクリアランスから切替部２２が完全に外れる。これにより、レール式バスバー６０である一対の導電性部材６１，６２が分断された状態となり、電極端子間の連結状態が解除され、電気的な接続も遮断される。
【００４８】
これに対して、モジュールカバー２０を組電池に対して装着する場合には、モジュールカバー２０を下方（図１３に示す矢印とは逆方向）に移動させることにより、切替部２２はこのカバー２０と同期して下方に移動する。モジュールカバー２０がある一定以上装着されると、連結対象となる電極端子１１，１２に取り付けられたレール式バスバー６０（具体的には、一対の導電性部材６１，６２）のクリアランスに、レール状の切替部２２が挿入される。そして、モジュールカバー２０が完全に装着されると、個々のレール式バスバー６０（具体的には、一対の導電性部材６１，６２）のクリアランスを塞ぐように切替部２２が挿入され、電極端子間が連結され、これにより、電気的な接続が行われる。
【００４９】
このように本実施形態によれば、モジュールカバー２０の取り外しに応じて、連結対象となる電極端子１１，１２同士の連結状態を解除することができる。従来の手法では、結線部材は、モジュールカバー２０の着脱とはリンクしておらず、モジュールカバー２０を取り外した後に、この結線部材を手作業で取り外さなければならいない。また、複数の電池モジュールによって構成される組電池を備える電池構造体では、個々の電池モジュール間の電極端子が連結されたままのであるので、電圧が高い状態のまま露出することなり、保守作業性を低下させるという問題がある。その点、本実施形態によれば、モジュールカバー２０の取り外しに応じて、電極端子同士の連結状態が遮断されるとともに、これにより、電池モジュール同士の電気的な接続も遮断される。このため、電極端子同士の結線を自動的に解除することが可能となるばかりか、結線の解除により電圧レベルを低下させることできる。これにより、煩雑な作業工程を軽減することができるので、作業性の向上を図ることができる。
【００５０】
また、本実施形態によれば、結線部材は、モジュールカバー２０の装着に応じて、連結対象となる電極端子間を互いに連結することができる。これにより、連結状態の解除と同様に、その結線部材を電極端子間において連結する際にも、これを自動的に行うことができる。そのため、煩雑な作業を軽減することができ、作業性の向上を図ることができる。
【００５１】
さらに、本実施形態によれば、結線部材であるレール式バスバー６０は、連結対象となる電極端子１１，１２のそれぞれに取り付けられて、互いに所定のクリアランスを隔てて対峙する一対の導電性部材６１，６２で構成されている。この、一対の導電性部材６１，６２は、モジュールカバー２０が装着された状態において、このモジュールカバー２０の内側面に固定的に設けられた導電性のレール部材（切替部）２２がクリアランスを塞ぐように挿入されている。かかる構成によれば、レール式バスバー６０は、モジュールカバー２０の取り外しに応じて、モジュールカバー２０の切替部２２がクリアランスから外れることにより、連結状態を解除する。このため、電極端子同士の結線を自動的に解除することが可能となるばかりか、結線の解除により電圧レベルを低下させることできる。これにより、煩雑な作業工程を軽減することができるので、作業性の向上を図ることができる。さらに、レール式バスバー６０は、モジュールカバー２０の装着に応じて、このモジュールカバー２０の切替部２２がクリアランスに挿入されることにより、電極端子間を互いに連結する。これにより、連結状態の解除と同様に、その結線部材を電極端子間において連結する際にも、これを自動的に行うことができる。そのため、煩雑な作業を軽減することができ、作業性の向上を図ることができる。
【００５２】
なお、本実施形態では、レール式バスバー６０の連結において、機械的・電気的な干渉を防止するために、電池モジュール１０の位置や電極端子１１，１２の位置を奥行き方向にオフセットさせている。しかしながら、このような観点でいえば、例えば、位置的なオフセットのみならず、クリアランスの大きさを異ならせる等の手法を用いてもよい。具体的には、積層方向において上側に位置するレール式バスバー６０のクリアランスは、それよりも下側に位置するレール式バスバー６０のクリアランスよりも大きく設定する。この場合、切替部２２は、モジュールカバー２０の上側（図１２中の下側）に位置する導電性領域２２ａが、それよりも下側（図１２中の上側）に位置する導電性領域２２ａよりも幅広に形成されている。
【００５３】
上述した第１から第２の実施形態は、本発明の特徴の一つを個別の実施形態でそれぞれ説明した。しかしながら、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、スライド式バスバー３０、回転式バスバー４０、レール式バスバー６０のいずれか一つを、或いは、これらの任意の組み合わせを用いて電池モジュール間の電極端子同士を連結してもよい。また、スライド式バスバー３０を上下方向の電池モジュール間の結線部材、回転式バスバー４０およびレール式バスバー６０を左右方向の電池モジュール間の結線部材として説明をした。しかしながら、スライド式バスバー３０を左右方向の電池モジュール間の結線部材、回転式バスバー４０およびレール式バスバー６０を上下方向の電池モジュール間の結線部材として用いることも可能である。
【００５４】
また、上述した各実施形態では、連結対象となるすべての電極端子間を、本発明の結線部材を用いて連結した状態を説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されず、結線部材は、連結対象となる電極端子間の複数のセットのうち、少なくとも一つの電極端子間のセットを対象として、連結状態を解除する構成であれば足りる。この場合、連結状態を解除する結線部材は、複数の電池モジュール間の接続状態において、電気的に中電位となる電極端子間を連結する結線部材であることが好ましい。これにより、電池構造体１の電圧レベルを全体の電圧レベルの半分まで低下させることができるので、作業性の向上を図ることができる。なお、電気的に中電位とは、概ね中間の電位であれば足り、厳密に中間の電位である必要はない。さらに、上述した各実施形態において、電池モジュール１０は複数の単電池を接続したモジュールとして構成したが、これに限定されるものではなく、各電池モジュール１０を大出力の電池として構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の第１の実施形態かかる電池構造体の説明図である。
【図２】図１に示す線分ＡＡにおける電池構造体１の断面図である。
【図３】スライド式バスバーの説明図である。
【図４】スライド式バスバーの説明図である。
【図５】回転式バスバーの説明図である。
【図６】回転式バスバーの説明図である。
【図７】回転式バスバーの説明図である。
【図８】回転式バスバーの説明図である。
【図９】モジュールカバーを上方に取り外した状態を示す説明図である。
【図１０】本実施形態にかかる電池構造体を説明するための説明図である。
【図１１】図１０に示す線分ＡＡにおける電池構造体の断面図である。
【図１２】モジュールカバーの内側面を示す斜視図である。
【図１３】モジュールカバーを上方に取り外した状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５６】
１      電池構造体
１ａ    電池構造体
１０      電池モジュール
２０      モジュールカバー
２１      切替部
２２      切替部
２２ａ    導電性領域
２２ｂ    非導電性領域
３０      スライド式バスバー
３１      導電性部材
３２      基部
４０      回転式バスバー
４１      導電性部材
４２      回転軸
４３      絶縁キャップ
４４      樹脂リング
５０      樹脂プレート
６０      レール式バスバー
６１      導電性部材
６２      導電性部材
【図１】
2007018933.tif 000003
【図２】
2007018933.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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【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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