(57)【要約】【課題】組電池同士を接続する接続部材の短縮化を図ることが可能な組電池を提供する。【解決手段】単電池１００を積層して構成される第１及び第２の電池群１０，２０と、第１及び第２の電池群１０，２０の間に介装された中間部材３０と、を備え、中間部材３０は、第１の電池群１０の第１の最内側単電池１００ａと接触する第１の絶縁プレート３１と、第２の電池群２０の第２の最内側単電池１００ｂと接触する第２の絶縁プレート３２と、第１及び第２の絶縁プレート３１，３２の間に介装され、電極端子１０４，１０５の導出方向に沿って延在する中継バスバー３３と、を有しており、中継バスバー３３は、第１の最内側単電池１００ａの正極端子１０４と、第２の最内側単電池１００ｂの負極端子１０５と、を電気的に接続している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相反方向に導出する一対の電極端子を有する複数の扁平型の単電池を備えた組電池であって、
端子極性方向が相反するように積層され電気的に直列接続された奇数個又は偶数個の第１の電池ユニットから構成される第１の電池群と、
端子極性方向が相反するように積層され電気的に直列接続され、前記第１の電池群と偶奇性が一致した個数の第２の電池ユニットから構成される第２の電池群と、
前記第１の電池群と前記第２の電池群との間に介装された中間部材と、を備え、
前記第１の電池ユニットは、一つの前記単電池、又は、端子極性方向が同一となるように積層され電気的に並列接続された複数の前記単電池、から構成され、
前記第２の電池ユニットも、一つの前記単電池、又は、端子極性方向が同一となるように積層され電気的に並列接続された複数の前記単電池、から構成されており、
前記第１の電池群を構成する前記第１の電池ユニットの中で最内側に位置する第１の最内側電池ユニットの端子極性方向と、前記第２の電池群を構成する前記第２の電池ユニットの中で最内側に位置する第２の最内側電池ユニットの端子極性方向と、が同一であり、
前記中間部材は、
前記第１の電池群と接触する第１の接触部と、
前記第２の電池群と接触する第２の接触部と、
前記第１の接触部と前記第２の接触部との間に介装されたバスバーと、を有し、
前記バスバーは、前記第１の最内側電池ユニットを構成する単電池の正極端子と、前記第２の最内側電池ユニットを構成する単電池の負極端子と、を電気的に接続していることを特徴とする組電池。
【請求項２】
相反方向に導出する一対の電極端子を有する複数の扁平型の単電池を備えた組電池であって、
一つの前記単電池、又は、相互に積層された複数の前記単電池、から構成される第１の電池群と、
一つの前記単電池、又は、相互に積層された複数の前記単電池、から構成される第２の電池群と、
前記第１の電池群と前記第２の電池群との間に介装された中間部材と、を備え、
前記中間部材は、
前記第１の電池群を構成する単電池の中で最内側に位置する第１の最内側単電池と接触する第１の接触部と、
前記第２の電池群を構成する単電池の中で最内側に位置する第２の最内側単電池と接触する第２の接触部と、
前記第１の接触部と前記第２の接触部との間に介装され、少なくとも前記電極端子の導出方向に沿って延在するバスバーと、を有しており、
前記バスバーは、前記第１の最内側単電池の電極端子と、前記第２の最内側単電池の電極端子と、を電気的に接続していることを特徴とする組電池。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の組電池であって、
前記中間部材は、
前記単電池同士を積層方向に沿って連結する連結部材に、前記中間部材を固定するための第１の固定点と、
前記連結部材以外の部材に前記中間部材を固定するための第２の固定点と、を有することを特徴とする組電池。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の組電池であって、
前記中間部材は、前記単電池の積層方向に対して実質的に直交する方向に向かって導出する外部端子を有することを特徴とする組電池。
【請求項５】
請求項４に記載の組電池であって、
前記外部端子の先端は、前記中間部材の凹部内に位置していることを特徴とする組電池。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の組電池であって、
前記外部端子は、前記バスバーの延在方向に対して実質的に直交する方向に向かって導出していることを特徴とする組電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の扁平型単電池を備えた組電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
相互に積層して直列接続した１２個の電池セルを有する２つの電池セル群を保持部材によって一体化し、当該電池セル群を直列接続して構成された電池モジュールが知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１９０５３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような電池モジュールを複数直列接続して電気自動車等に搭載する場合、電池モジュールのレイアウトによっては、電池モジュールの外部端子間の距離が離れてしまい、当該外部端子同士を接続するハーネス等の接続部材が長くなってしまう場合があるという問題がある。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、組電池同士を接続する接続部材の短縮化を図ることが可能な組電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明では、第１の最内側電池ユニットの端子極性方向と、第２の最内側電池ユニットの端子極性方向と、を同一とし、第１の最内側電池ユニットを構成する単電池の正極端子と、第２の最内側電池ユニットを構成する単電池の負極端子と、を電気的に接続するバスバーを、中間部材の第１の接触部と第２の接触部との間に介装することによって上記課題を解決する。
【０００７】
また、本発明では、少なくとも電極端子の導出方向に沿って延在し、第１の最内側単電池の電極端子と第２の最内側単電池の電極端子とを電気的に接続するバスバーを、中間部材の第１の接触部と第２の接触部との間に介装することによって上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、中間部材内に設けられたバスバーによって、組電池における外部端子の位置を変えることができるので、組電池同士を接続する接続部材の短縮化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の実施形態における組電池を示す斜視図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態における組電池の分解斜視図である。
【図３】図３（ａ）〜図３（ｃ）は、図１及び図２に示す組電池における単電池の電気的な接続関係を示す左側面図、平面図、右側面図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態における扁平型の単電池を示す斜視図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態においてフレームを介して積層した２つの単電池を示す斜視図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態における電極端子とフレームの位置関係を示す図であり、図５のVI方向矢視図である。
【図７】図７（ａ）〜図７（ｄ）は、本発明の実施形態における第１及び第２の電池群の変形例を示す図である。
【図８】図８は、本発明の実施形態における中間部材を示す斜視図である。
【図９】図９は、本発明の実施形態における中間部材の分解斜視図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施形態における第１の電池接続基板を示す斜視図である。
【図１１】図１１は、図１０のXI-XI線に沿った断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施形態における第２の電池接続基板を示す斜視図である。
【図１３】図１３（ａ）は、本発明の実施形態における電気自動車内での組電池のレイアウトの一例を示す平面図であり、図１３（ｂ）は、電気自動車内の組電池のレイアウトの比較例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１及び図２は本実施形態における組電池を示す図、図３（ａ）〜図３（ｃ）はその組電池における単電池の電気的な接続関係を示す図、図４は本実施形態における単電池を示す図、図５は本実施形態においてフレームを介して積層した２つの単電池を示す斜視図、図６は本実施形態における電極端子とフレームの位置関係を示す図、図７（ａ）〜図７（ｄ）は本実施形態における第１及び第２の電池群の変形例を示す図である。
【００１２】
本実施形態における組電池１は、図１及び図２に示すように、複数の単電池１００を積層して構成される２つの電池群１０，２０と、当該電池群１０，２０の間に介装された中間部材３０と、電池群１０，２０及び中間部材３０から成る積層体を覆う各種プレート４１，４２，５１，５２と、電池群１０，２０を構成する単電池１００同士を電気的に接続する電池接続基板６０，７０と、を備えている。
【００１３】
本例の第１の電池群１０は、１６個の単電池１０を備えている。図３に示すように、これら１６個の単電池１００は、電池接続部材６０，７０を介して電気的に２並列×８直列接続されている。
【００１４】
本実施形態における単電池１００は、図４に示すように、発電要素１０１と、発電要素１０１を収容する外装部材１０２と、発電要素１０１に接続されていると共に外装部材１０２から導出する一対の電極端子１０４，１０５を備えた扁平型のリチウムイオン電池である。なお、扁平型の単電池であれば、リチウムイオン電池に代えて、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池等を単電池１００として採用してもよい。
【００１５】
発電要素１０１は、正極活物質を有する正極板と、負極活物質を有する負極板と、をセパレータを介して交互に積層した電極積層体に、電解質を含浸させて構成されている。一方、外装部材１０２は、例えば、アルミニウム等の金属箔の両面を、ポリエチレンやポリプロピレン等の樹脂材でラミネートして構成されるラミネートフィルムである。この外装部材１０２内に発電要素１０１を収容し減圧した後に、当該外装部材１０２の外縁を熱融着することで外装部材１０２が封止されている。
【００１６】
電極端子１０４，１０５は、この外装部材１０２から外部に導出しているが、正極端子１０４が外装部材１０２の一方の短辺から導出しているのに対し、負極端子１０５が外装部材１０２の他方の短辺から導出している。つまり、一対の電極端子１０４，１０５が、外装部材１０２から相互に相反する方向に導出している。
【００１７】
なお、本実施形態では、単電池１００（或いは後述する電池ユニット１１，２１）における電極端子１０４，１０５の極性（正極／負極）の方向を「端子極性方向」と称する。
【００１８】
例えば、２個の単電池１００を積層した際に、双方の単電池１００の正極端子１０４同士が対向すると共に、双方の単電池１００の負極端子１０５同士が対向する場合には、２個の単電池１００の端子極性方向は同一となる。
【００１９】
一方、２つの単電池１００を積層した際に、一方の単電池１００の正極端子１０４と他方の単電池１００の負極端子１０５とが対向し、一方の単電池１００の負極端子１０５と他方の単電池１００の正極端子１０４とが対向する場合には、２個の単電池１００の端子極性方向は相反している。
【００２０】
本実施形態では、端子極性方向が同一となるように２個の単電池１００を積層し、正極端子１０４同士を直接接合すると共に、負極端子１０５同士を直接接合して、２個の単電池１００を電気的に並列接続することで、１つの第１の電池ユニット１１を形成している。
【００２１】
そして、第１の電池群１０は、こうした第１の電池ユニット１１を８個積層することで形成されている。この第１の電池群１０では、端子極性方向が相反するように、隣接する第１の電池ユニット１１が相互に積層されており、結果的に８個の第１の電池ユニット１１が電気的に直列接続されている。
【００２２】
なお、第１の電池ユニット１１を構成する単電池１００の数は２個に限定されず、１個或いは３個以上の単電池１００で第１の電池ユニット１１を構成してもよい。同様に、第１の電池群１０を構成する第１の電池ユニット１１の数も８個に限定されず、任意の数の第１の電池ユニット１１で第１の電池群１０を構成することができる。
【００２３】
図２及び図５に示すように、第１の電池群１０を構成する１６個の単電池１００の間には、当該単電池１００同士を連結するためのフレーム１１０がそれぞれ介装されている。フレーム１１０の中央開口１１１には単電池１００の発電要素１０１が位置し、隣り合う２つのフレーム１１０の間には、単電池１００の外装部材１０１の熱溶着部分１０３が挟み込まれている。
【００２４】
このフレーム１１０の四隅には貫通孔１１２がそれぞれ形成されている。後述するように、この貫通孔１１２に挿入された連結ボルト４３によって、全ての単電池１００が連結されると共に、当該単電池１００が中間部材３０及びエンドプレート４１，４２に固定される。なお、本実施形態におけるフレーム１１０が、本発明における連結部材の一例に相当する。
【００２５】
また、図６に示すように、このフレーム１１０の短辺部分には凹部１１３が形成されており、フレーム１１０によって連結された単電池１００の電極端子１０４，１０５の先端は、この凹部１１３内に位置している。
【００２６】
このように、電極端子１０４，１０５の先端を、フレーム１１０の外接矩形１１４（図５のVI方向（フレーム１１０の法線方向）からフレーム１１０を見た場合に、フレーム１１０の輪郭全体を包含する仮想上の最小の矩形）よりも内側に位置させることで、外部から加わる衝撃等から電極端子１０４，１０５を保護したり、外部からの電極端子１０４，１０５への接触を抑制することができる。
【００２７】
この際、本実施形態では、単電池１００同士を連結するフレーム１１０を利用しているので、組電池１の部品点数を増加させることなく、電極端子１０４，１０５を保護することができる。また、このフレーム１１０は、組電池１を構成する全ての単電池１００を連結しているので、必然的に凹部１１３が単電池１００の積層方向の全域に亘って存在しており、フレーム１１０によって全ての電極端子１０４，０１５を保護することができる。
【００２８】
第２の電池群２０も、第１の電池群１０と同様に、上述の単電池１００を１６個備えており、図３に示すように、これら１６個の単電池１００は、後述する電池接続部材６０，７０を介して電気的に２並列×８直列接続されている。
【００２９】
本実施形態では、端子極性方向が同一となるように２個の単電池１００を積層し、正極端子１０４同士を直接接合すると共に、負極端子１０５同士を直接接合して、２個の単電池１００を電気的に並列接続することで、１つの第２の電池ユニット２１を形成している。
【００３０】
そして、第２の電池群２０は、こうした第２の電池ユニット２１を８個積層することで形成されている。この第２の電池群２０では、端子極性方向が相反するように、隣接する第２の電池ユニット２１が相互に積層されており、結果的に８個の第２の電池ユニット２１が電気的に直列接続されている。
【００３１】
なお、第２の電池ユニット２１を構成する単電池１００の数は２個に限定されず、任意の数の単電池１００で第２の電池ユニット２１を構成することができる。
【００３２】
また、第２の電池群２０を構成する第２の電池ユニット２１の数も、特に限定されないが、第２の電池群２０を構成する第２の電池ユニット２１の個数の偶奇性が、第１の電池群１０を構成する第１の電池ユニット１１の個数の偶奇性と同じであることが好ましい。なお、本実施形態における「偶奇性」とは、電池群を構成する電池ユニットの個数が偶数又は奇数のいずれかに属するかを意味する。
【００３３】
例えば、図７（ａ）に示すように、第１の電池群１０Ｂを構成する第１の電池ユニット１１の個数を偶数（同図に示す例では４個）とし、第２の電池群２０Ｂを構成する第２に電池ユニット２１の個数も偶数（同図に示す例では４個）とすると共に、これらを同数としてもよい。
【００３４】
或いは、図７（ｂ）に示すように、第１の電池群１０Ｃを構成する第１の電池ユニット１１の個数を偶数（同図に示す例では４個）とし、第２の電池群２０Ｃを構成する第２に電池ユニット２１の個数も偶数（同図に示す例では２個）とし、且つ、これらの数を異ならせてもよい。
【００３５】
或いは、図７（ｃ）に示すように、第１の電池群１０Ｄを構成する第１の電池ユニット１１の個数を奇数（同図に示す例では３個）とし、第２の電池群２０Ｄを構成する第２に電池ユニット２１の個数も奇数（同図に示す例では３個）とすると共に、これらを同数としてもよい。
【００３６】
或いは、図７（ｄ）に示すように、第１の電池群１０Ｅを構成する第１の電池ユニット１１の個数を奇数（同図に示す例では３個）とし、第２の電池群２０Ｅを構成する第２に電池ユニット２１の個数も奇数（同図に示す例では１個）とし、且つ、これらの数を異ならせてもよい。
【００３７】
このように、本実施形態では、中間部材３０を用いて２つの電池群１０，２０を電気的に接続する際に、第１の電池群１０を構成する第１の電池ユニット１１の個数の偶奇性と、第２の電池群２０を構成する第２の電池ユニット２１の個数の偶奇性と、を一致させることで（すなわち、第１及び第２の電池群１０，２０を構成する単電池の合計を偶数とすることで）、図７（ａ）〜図７（ｄ）に示すように、組電池１の外部端子３４，３５を、図中のＸ方向において組電池１の上面の両端に配置することができる。
【００３８】
第１の電池群１０と同様に、第２の電池群２０を構成する１６個の単電池１００の間にもフレーム１１０がそれぞれ介装されている。フレーム１１０の貫通孔１１２に挿入された連結ボルト４３によって、全ての単電池１００が連結されると共に、当該単電池１００が中間部材３０及びエンドプレート４１，４２に固定される。
【００３９】
また、フレーム１１０によって連結された単電池１００の電極１０４，１０５の先端は、フレーム１１０の凹部１１３内に位置しており、これにより、組電池１の部品点数を増加させることなく、電極端子１０４，１０５を衝撃等から保護したり、外部からの電極端子１０４，１０５への接触を抑制することができる。
【００４０】
以上に説明した第１の電池群１０と第２の電池群２０は、中間部材３０を間に挟んで重ねられており、この中間部材３０を介して２つの電池群１０，２０は電気的に直列接続されている。
【００４１】
この際、本実施形態では、図３に示すように、第１の電池群１０の中で最内側に位置する単電池１００ａ（図２及び図３参照）の端子極性方向と、第２の電池群２０の中で最内側に位置する単電池１００ｂ（図３参照）の端子極性方向とが同一となるように、第１の電池群１０と第２の電池群２０は重ねられている。なお、本実施形態における「最内側」及び「最外側」とは、第１及び第２の電池群１０，２０を中間部材３０を介して重ね合わせた状態での単電池の位置を意味する。
【００４２】
本実施形態における単電池１００ａが、本発明における第１の最内側電池ユニットを構成する単電池の一例に相当し、本実施形態における単電池１００ｂが、本発明における第２の最内側電池ユニットを構成する単電池の一例に相当する。また、本実施形態における単電池１００ａが、本発明における第１の最内側単電池の一例に相当し、本実施形態における単電池１００ｂが、本発明における第２の最内側単電池の一例に相当する。
【００４３】
中間部材３０は、図８及び図９に示すように、一対の絶縁プレート３１，３２と、中継バスバー３３と、外部端子３４，３５と、スリーブ３６と、を備えている。図８及び図９は本実施形態における中間部材を示す図である。本実施形態における中継バスバー３３が、本発明におけるバスバーの一例に相当する。
【００４４】
第１の絶縁プレート３１は、第１の電池群１０の最内側単電池１００ａと接触する接触面３１１を有しており、例えば樹脂材料等の電気絶縁性を有する材料から構成されている。本実施形態における第１の絶縁プレート３１が、本発明における第１の接触部の一例に相当する。
【００４５】
同様に、第２の絶縁プレート３２も、第２の電池群２０の最内側単電池１００ｂと接触する接触面３２１を有しており、例えば樹脂材料等の電気絶縁性を有する材料から構成されている。この第２の絶縁プレート３２の四隅には貫通孔３２２が形成されている。この貫通孔３２２は、上述のフレーム１１０の貫通孔１１２に対応するように配置されている。本実施形態における第２の絶縁プレート３２が、本発明における第２の接触部の一例に相当する。
【００４６】
なお、図２に示すように、第１のエンドプレート４１は、第１の電池群１０の中で最外側に位置する単電池１００ｃ（図２及び図３参照）に重ねられるプレートであるが、この第１のエンドプレート４１の四隅にも貫通孔４１１が、フレーム１１０の貫通孔１１２に対応するように形成されている。
【００４７】
同様に、第２のエンドプレート４２も、第２の電池群２０の中で最外側に位置する単電池１００ｄ（図２及び図３参照）に重ねられるプレートであるが、この第２のエンドプレート４２の四隅にも貫通孔４２１が、フレーム１１０の貫通孔１１２に対応するように形成されている。
【００４８】
従って、２つの電池群１０，２０と、中間部材３０と、２つのエンドプレート４１，４２を重ね合わせた状態で、これらの貫通孔１１２，３１２，４１１，４１２に連結ボルト６３を通すことで、２つの電池群１０，２０と、中間部材３０と、２つのエンドプレート４１，４２が締結固定される。
【００４９】
図８及び図９に戻り、一対の絶縁プレート３１，３２の間には、中継バスバー３３と、一対の外部端子３４，３５と、３本のスリーブ３６と、が介装されている。
【００５０】
中継バスバー３３は、第１の電池群１０の最内側単電池１００ａの正極端子１０４と、第２の電池群２０の最内側単電池１００ｂの負極端子１０５と、を接続する接続部材であり、単電池１０の電極端子１０４，１０５の導出方向に沿って延在している。なお、この中継バスバー３３の延在方向は、電極端子１０４，１０５の導出方向（図中のＸ方向）を一つの成分として含んでいればよく、例えば、電極端子１０４，１０５の導出方向に対して傾斜していてもよい。
【００５１】
この中継バスバー３３は、一方の端部に第１の接続部３３１を有していると共に、他方の端部に第２の接続部３３２を有している。第１の接続部３３１は、中間部材３０の一方の側面３０１から露出しており、第１の電池接続基板６０の第３のバスバー６３が電気的に接続されている。一方、第２の接続部３３２は、中間部材３０の他方の側面３０２から露出しており、第２の電池接続基板７０の第３のバスバー７３が電気的に接続されている。
【００５２】
外部端子３４、３５は、組電池１を他の組電池や外部の電気回路と電気的に接続するための出力端子である。
【００５３】
負極外部端子３４は、一方の端部に基板接続部３４１を有していると共に、他方の端部に外部接続部３４２を有しており、絶縁プレート３１，３２の間で９０度屈曲している。基板接続部３４１は、中継バスバー３３の第１の接続部３３１と同様に、中間部材３０の一方の側面３０１から露出しており、第１の電池接続基板６０の第２のバスバー６２が電気的に接続されている。
【００５４】
一方、負極外部端子３４の外部接続部３４２は、単電池１００の積層方向に対して実質的に直交し、且つ、中継バスバー３３の延在方向に対して実質的に直交する方向（図中のＺ方向）に向かって、中間部材３０の上面３０３から露出している。
【００５５】
ここで、単電池１００の積層方向に外部接続部３４２に導出させようとすると、負極外部端子３４が絶縁プレート３１，３２から突出させなければならず、組電池全体が大型化することとなる。これに対し、本実施形態では、負極外部端子３４の外部接続部３４２を単電池１００の積層方向に対して実質的に直交する方向に導出させることで、組電池１の小型化が図られている。
【００５６】
また、本実施形態では、中間部材３０の上面３０３に凹部３０４が形成されており、負極外部端子３４の外部接続部３４２の先端は、この凹部３０４内に位置している。このように、外部接続部３４２の先端を、絶縁プレート３１，３２の外接矩形（絶縁プレート３１，３２の法線方向から絶縁プレート３１，３２を見た場合に、絶縁プレート３１，３２の輪郭全体を包含する仮想上の最小の矩形）よりも内側に位置させることで、外部からの外部接続部３４２への接触を抑制することができる。
【００５７】
正極外部端子３５も同様に、一方の端部に基板接続部３５１を有していると共に、他方の端部に外部接続部３５２を有しており、絶縁プレート３１，３２の間で９０度屈曲している。基板接続部３５１は、中継バスバー３３の第２の接続部３３２と同様に、中間部材３０の他方の側面３０２から露出しており、第２の電池接続基板７０の第２のバスバー７２が電気的に接続されている。
【００５８】
一方、正極外部端子３５の外部接続部３５２は、負極外部端子３４の外部接続部３４２と同様に、中間部材３０の上面３０３から露出している。このように、本実施形態では、正極外部端子３５の外部接続部３５２を単電池１００の積層方向に対して実質的に直交する方向に導出させることで、組電池１の小型化が図られている。
【００５９】
また、本実施形態では、負極外部端子３４の外部接続部３４２と正極外部端子３５の外部接続部３５２がいずれも中継バスバー３３の延在方向に対して実質的に直交する方向（図中のＺ方向）に沿って、組電池１の同じ面（図１における上面１ａ）から導出しているので、組電池１の連結作業を効率的に行うことができる。
【００６０】
さらに、本実施形態では、中間部材３０の上面３０３に凹部３０５が形成されており、正極外部端子３５の外部接続部３５２の先端は、この凹部３０５内に位置している。このように、外部接続部３５２の先端を、絶縁プレート３１，３２の外接矩形よりも内側に位置させることで、外部からの外部接続部３５２への接触を抑制することができる。
【００６１】
３本のスリーブ３６は、第１の絶縁プレート３１と第２の絶縁プレート３２の間に介装されている。それぞれのスリーブ３６は、単電池１００の積層方向に対して実質的に直交し、且つ、中継バスバー３３の延在方向に対して実質的に直交する方向（図中のＺ方向）に沿って配置されている。
【００６２】
図１及び図２に示すように、中間部材３０は、このスリーブ３６に挿入された固定ボルト５３によって、上下に位置する支持プレート５１，５２に締結固定されている。
【００６３】
ここで、多数（本例では３２枚）の単電池１００を長い連結ボルト４３によって連結すると、当該連結ボルト４３が撓んでしまい組電池の剛性の低下を招く場合がある。これに対し、本実施形態では、中間部材３０が、単電池１００同士を連結するための貫通孔３２２とは別に、単電池１００以外の部材（本例では支持プレート４１，４２）に中間部材３０を固定するためのスリーブ３６を備えているので、単電池１００の数の増加に伴う組電池１の剛性低下を抑制することができる。
【００６４】
なお、図１及び図２に示すように、第１のエンドプレート４１や第２のエンドプレート４２にも、同様のスリーブ４１２，４１３が設けられており、これらのスリーブ４１２，４１３に挿入された固定ボルト５３によって、エンドプレート４１，４２も支持プレート４１，４２に固定されている。
【００６５】
本実施形態における中間部材３０の貫通孔３２２が、本発明における第１の固定点の一例に相当し、本実施形態における中間部材３０のスリーブ３６が、本発明における第２の固定点の一例に相当する。
【００６６】
以上のような中間部材３０を介して積層された第１及び第２の電池群１０，２０には、一方の側方から第１の電池接続基板６０が取り付けられていると共に、他方の側方から第２の電池接続基板７０が取り付けられている。
【００６７】
第１の電池接続基板６０は、図１０に示すように、第１のバスバー６１と、第２のバスバー６２と、第３のバスバー６３と、これらのバスバー６１〜６３が実装された支持基板６４と、を有している。図１０は本実施形態における第１の電池接続基板を示す図である。なお、本例では、支持基板６４が２つに分割されているが、特にこれに限定されず、一枚の基板で支持基板６４を構成してもよい。
【００６８】
第１のバスバー６１は、単電池１００の電極端子１０４，１０５同士を電気的に接続するためのバスバーである。この第１のバスバー６１は、図１１に示すように、２つの平面部６１１，６１２と、それらを繋ぐ連結部６１３と、を備えており、略コの字の断面形状を有している。図１１は図１０のXI-XI線に沿った断面図である。
【００６９】
この第１のバスバー６１は、連結部６１３で支持基板６４の第１の主面６４１に固定されている。また、第１の平面部６１１は、連結部６１３の一方の端部に立設されており、第２の平面部６１２は、連結部６１３の他方の端部に立設されている。
【００７０】
なお、第１のバスバー６１を支持基板６４に埋設したり、或いは、第１のバスバー６１の連結部６１３を支持基板６４の第２の主面６４２に固定して、平面部６１１，６１２を第１の主面６４１側に貫通させてもよいが、第１のバスバー６１の平面部６１１，６１２のすべてを支持基板６４の第１の主面６４１側に設けることが好ましい。これにより、第１のバスバー６１が単電池１００に接触するのを防止することができる。
【００７１】
本例では、第１の電池接続基板６０の支持基板６４上に、こうした第１のバスバー６１が７個設けられており、図３（ａ）及び図３（ｃ）に示すように、第１のバスバー６１の平面部６１１，６１２は、単電池１００の２枚分の厚さと実質的に同一の間隔で配置されている。
【００７２】
そして、第１のバスバー６１のそれぞれの平面部６１１，６１２に隣接するように、スリット６４３が支持基板６４に形成されている。このスリット６４３は、第１の電池ユニット１１（又は第２の電池ユニット２１）が有する２つの単電池１００の２枚の同極端子１０４，１０４（又は１０５，１０５）を挿入することが可能な大きさを有している。
【００７３】
第１の平面部６１１に隣接するスリット６４３には、第１の電池ユニット１１（又は第２の電池ユニット２１）が有する２つの単電池１００の２枚の同極端子１０４，１０４（又は１０５，１０５）が、支持基板６４の第２の主面６４２側から挿入されており、当該同極端子１０４，１０４（又は１０５，１０５）は、第１の平面部６１１に直接接合されている。第１の平面部６１１と単電池１００の電極端子１０４，１０４とを接合する手法としては、例えば、超音波溶接、レーザ溶接、冷間圧接、締結固定等を例示することができる。この第１の平面部６１１は、スリット６４３からの電極端子１０４，１０４の突出量よりも長くなっている。
【００７４】
なお、２つの単電池１００の２枚の同極端子１０４，１０４を、スリット６４３に挿入する前に予め接合してもよいし、スリット６４３への挿入後に２枚の同極端子１０４，１０４と第１のバスバー６１の平面部６１１６を一括して接合してもよい。２枚の同極端子１０４，１０４を予め接合する方法としては、上述の超音波溶接、レーザ溶接、冷間圧接、締結固定等を用いることができる。
【００７５】
一方、第２の平面部６１２に隣接するスリット６４４には、他の第１の電池ユニット１１（又は第２の電池ユニット２１）が有する２つの単電池１００の２枚の同極端子１０５，１０５（又は１０４，１０４）が、支持基板６４の第２の主面６４２側から挿入されており、当該同極端子１０５，１０５（又は１０４，１０４）は、第２の平面部６１２に直接接合されている。この第２の平面部６１２も、スリット６４３からの電極端子１０５，１０５の突出量よりも長くなっている。
【００７６】
なお、本実施形態では、図１１に示すように、第１のバスバー６１の２つの平面部６１１，６１２は、支持基板６４の法線方向に対して傾斜しており、連結部６１３から遠ざかるに従って２つの平面部６１１，６１２同士が離反してる。第１のバスバー６１がこのような断面形状を有していることで、スリット６４３（６４４）に挿入された電極端子１０４，１０４（１０５，１０５）を平面部６１１（６１２）に密着させ易くなっている。これにより、接合作業の効率化が図られていると共に、接合後の剥離等の抑制も図られている。
【００７７】
第２のバスバー６２は、図１０に示すように、第１の電池群１０の最外側単電池１００ｃの負極端子１０５と、中間部材３０の負極外部端子３４とを電気的に接続するためのバスバーである。この第２のバスバー６２は、単電池１００ｃの負極端子１０５が接合される平面部６２１を有しており、支持基板６４には、この平面部６２１に隣接するようにスリット６４５が形成されている。単電池１００ｃの負極端子１０５は、支持基板６４の第２の主面６４２側からスリット６４３に挿入されており、当該負極端子１０５は平面部６２１に直接接合されている。
【００７８】
また、この第２のバスバー６２は、単電池１００の積層方向（図中のＹ方向）に沿って平面部６２１の端部から支持基板６４の略中央まで延在する延在部６２２を有している。そして、この延在部６２２の端部には、ボルト固定孔６２４が形成された外部接続部６２３が設けられており、この外部接続部６２３は、ボルトによって中間部材３０の負極外部端子３４の基板接続部３４１に締結固定されている。
【００７９】
第３のバスバー６３は、支持基板６４の略中央に配置されており、第１の電池群１０の最内側単電池１００ａの正極端子１０４と、中継バスバー３３の第１の接続部３３１とを電気的に接続するためのバスバーである。この第３のバスバー６３は、単電池１００ａの正極端子１０４が接合される平面部６３１を有しており、支持基板６４には、この平面部６３１に隣接するようにスリット６４６が形成されている。
【００８０】
また、この第３のバスバー６３は、平面部６３１の端部から単電池１００の積層方向（図中のＹ方向）に沿って突出する中間接続部６３２を有している。この中間接続部６３２にはボルト固定孔６３３が形成されており、この中間接続部６３２は、ボルトによって中継バスバー３３の第１の接続部３３１に締結固定されている。
【００８１】
さらに、第１の電池接続基板６０は、それぞれのバスバー６１〜６３に接続された電圧検出回路６５を備えている。この電圧検出回路６５は、コネクタ６５１を介してバッテリコントローラ（不図示）に接続されており、個々の単電池１００の電圧や電池群１０，２０全体の電圧を検出することが可能となっている。第１の電池接続基板６０がこうした電圧検出回路６５を備えていることで、組電池１の大型化を抑制することができる。
【００８２】
なお、第１の電池接続基板６０が、電圧検出回路６５に代えて又は電圧検出回路６６に加えて、電流検出用回路、温度検出回路、湿度検出回路等を備えてもよい。
【００８３】
本実施形態では、図１１に示すように、第１の電池接続基板６０上のバスバー６１〜６３の平面部６１１，６１２，６２１，６３１が、フレーム１１０の凹部１１３内に位置している。このように、バスバー６１〜６３の平面部６１１，６１２，６２１，６３１の先端を、フレーム１１０の外接矩形１１４よりも内側に位置させることで、組電池１の部品点数を増加させることなく、外部から加わる衝撃からバスバー６１〜６３を保護したり、外部からのバスバー６１〜６３への接触を抑制することができる。
【００８４】
図１２は本実施形態における第２の電池接続基板を示す図である。第２の電池接続基板７０も、同図に示すように、第１〜第３のバスバー７１〜７３と、これらのバスバー７１〜７３が実装された支持基板７４と、電圧検出回路７５と、を有しており、第１の電池接続基板６０と基本的に同様の構造を有しているが、第２及び第３のバスバー７２，７３の接続対象が、上述の第２及び第３のバスバー６２，６３と相違している。
【００８５】
この第２の電池接続基板７０の第２のバスバー７２は、第２の電池群２０の最外側単電池１００ｄの正極端子１０４と、中間部材３０の正極外部端子３５と、を電気的に接続している。また、この第２の電池接続基板７０の第３のバスバー７３は、第２の電池群２０の最内側単電池１００ｂの負極端子１０５と、中継バスバー３３の第２の接続部３３２と、を電気的に接続している。
【００８６】
特に図示しないが、この第２の電池接続基板７０においても、バスバー７１〜７３の平面部の先端が、フレーム１１０の凹部１１３内に位置しているので、組電池１の部品点数を増加させることなく、外部から加わる衝撃からバスバー７１〜７３を保護したり、バスバー７１〜７３への接触を抑制することができる。
【００８７】
以上に説明した組電池１は、以下のように組み立てられる。
【００８８】
すなわち、先ず、フレーム１１０を介して単電池１００を積層することで第１の電池群１０と第２の電池群２０を形成し、さらに、中間部材３０を介して電池群１０，２０を重ねる。次いで、第１の電池群１０の上に第１のエンドプレート４１を重ねると共に、第２の電池群２０の上にも第２のエンドプレート４２を重ね、フレーム１１０、中間部材３０、及びエンドプレート４１，４２を連結ボルト４３で連結する。
【００８９】
次いで、第１の電池接続基板６０のスリット６４３〜６４６に単電池１００の電極端子１０４，１０５を挿入しつつ、第１及び第２の電池群１０，２０に対して、一方の側方から第１の電池接続基板６０を取り付けて、第１の電池接続基板６０をボルト６７（図１及び図３参照）により中間部材３０やエンドプレート４１，４２に締結固定する。
【００９０】
同様に、第２の電池接続基板７０のスリットに単電池１００の電極端子１０４，１０５を挿入しつつ、第１及び第２の電池群１０，２０に対して、他方の側方から第２の電池接続基板７０を取り付けて、第２の電池接続基板７０をボルト７７（図３参照）により中間部材３０やエンドプレート４１，４２に締結固定する。
【００９１】
このように、電池接続基板６０，７０を中間部材３０やエンドプレート４１，４２に固定することで、単電池１００に対する第１の電池接続基板６０，７０の相対距離を一定に維持することができ、電池接続基板６０，７０による単電池１００の損傷を防止することができる。
【００９２】
次いで、第１の電池接続基板６０のスリット６４３〜６４６に挿入された電極端子１０４，１０５をバスバー６１〜６３に接合すると共に、第２の電池接続基板７０のスリットに挿入された電極端子１０４，１０５をバスバー７１〜７３に接合する。
【００９３】
このように、本実施形態では、２つの単電池１００の電極端子１０４，１０５と、電池接続基板６０，７０のバスバー６１〜６３，７１〜７３と、を一括して接合するので、生産性に優れている。なお、図２に示すように、電池接続基板６０，７０にカバー６６、６７を被せてもよい。
【００９４】
次いで、第１及び第２の電池群１０，２０を第１及び第２の支持プレート５１、５２で挟み、支持プレート５１，５２を中間部材３０やエンドプレート４１，４２と固定ボルト５３で固定すると、組電池１が完成する。
【００９５】
図１３（ａ）は本実施形態における電気自動車内での組電池のレイアウトの一例を示す平面図、図１３（ｂ）は組電池のレイアウトの比較例を示す平面図である。図１３（ａ）に示すように、以上に説明した複数の組電池１を電気的に直列接続して電自動車（ＥＶ）に搭載することができる。なお、複数の組電池１をハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）に搭載してもよい。
【００９６】
この際、本実施形態では、中継バスバー３３によって第１の電池群１０と第２の電池群２０を接続しているので、図中のＸ方向における組電池１の一方の端部近傍に負極外部端子３４が導出し、同方向における組電池１の他方の端部近傍に正極外部端子３５が導出している。このため、組電池１同士を接続するハーネス２を短くすることができる。
【００９７】
これに対し、例えば、中継バスバー３３を用いずに、偶数個の電池ユニットを端子極性方向が相反するように積層して電気的に直列接続する場合には、図１３（ｂ）に示すように、組電池１’において一方の端部に両極の外部端子３４’，３５’が導出してしまう。このため、複数の組電池を電気的に直列接続する場合には、当該組電池１’の外部端子３４’，３５’間の距離が離れてしまい、当該外部端子３４’，３５’同士を接続するハーネス２’が長くなってしまう。
【００９８】
つまり、本実施形態では、中間部材３０内に設けられた中継バスバー３３によって、組電池１における外部端子３４，３５の位置を変えることができるので、組電池１同士を接続するハーネス２の短縮化を図ることができると共に、ハーネス２の露出部分を少なくすることができる。
【００９９】
なお、以上に説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【符号の説明】
【０１００】
１…組電池
１０…第１の電池群
１１…第１の電池ユニット
２０…第２の電池群
２１…第２の電池ユニット
３０…中間部材
３０４，３０５…凹部
３１…第１の絶縁プレート
３２…第２の絶縁プレート
３３…中継バスバー
３４…負極外部端子
３５…正極外部端子
３６…スリーブ
４１…第１のエンドプレート
４２…第２のエンドプレート
４３…連結ボルト
５１…第１の支持プレート
５２…第２の支持プレート
６０…第１の電池接続基板
６１…第１のバスバー
６２…第２のバスバー
６３…第３のバスバー
６４…支持基板
６４３〜６４６…スリット
７０…第２の電池接続基板
７１…第１のバスバー
７２…第２のバスバー
７３…第３のバスバー
７４…支持基板
１００…単電池
１０４…正極端子
１０５…負極端子
１１０…フレーム
【図１】
2013187046.tif 000003
【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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