(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の柱状バッテリセルが固定され電気的に接続された組電池において、前記バッテリセルの外径より僅かに大きな内径の円形窪みが前記バッテリセルの数に対応して形成され、かつ、前記バッテリセルを電気的に接続する金属接続部材が埋設された電気絶縁樹脂製の２つのホルダケースにより前記バッテリセルの両端部が縦置きで上下方向から挟み込まれており、前記バッテリセルが直列に接続された組電池であって、前記ホルダケースのいずれか一方には、先端部にキーが形成され前記２つのホルダケースの間隔を画定する画定部材が立設されているとともに、前記ホルダケースのいずれか他方に前記キーと嵌合するキー溝が形成されており、前記画定部材に形成されたネジ穴に螺合するタッピングネジにより前記２つのホルダケースが固定され、前記ホルダケースのいずれか他方には前記バッテリセルの端子間電圧を検出するための導電性部材が埋設されており、該導電性部材は、電気的絶縁性を有する絶縁部材で被覆され前記バッテリセルの端子間電圧を外部出力するためのコネクタに集結するパターン回路に接続されていることを特徴とする組電池。
【請求項２】
前記ホルダケースの一方に形成された円形窪みに前記バッテリセルの一方の端部が挿入されて縦置きに拘持され、前記ホルダケースの他方に形成された円形窪みに該バッテリセルの他方の端部が一括で拘持されて前記バッテリセルが固定されることを特徴とする請求項１に記載の組電池。
【請求項３】
前記バッテリセルは前記ホルダケースの一方に埋設された金属接続部材と前記ホルダケースの他方に埋設された金属接続部材とによって交互に接続され、全体として直列に接続されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の組電池。
【請求項４】
前記円形窪みの中央部には貫通穴が形成されており、前記バッテリセルと前記金属接続部材の端部とが溶接されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の組電池。
【請求項５】
前記バッテリセルの一方の極の端部を拘持する円形窪みに前記一方の極の端部のみの係着を許容する係着許容部材が突設されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の組電池。
【請求項６】
前記ホルダケースのいずれか一方の中央部には冷却空気を内部に流通させるための通風孔が形成されており、前記画定部材の長手方向には前記冷却空気を前記バッテリセルの側面に誘導する誘導フィンが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の組電池。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の組電池を複数個備え、前記複数個の組電池が電気的に直列に接続されたことを特徴とする電池モジュール。
【請求項８】
前記２つのホルダケースには前記円形窪みが形成された外径部間に該外径部の曲率半径より大きな曲率半径を有する凹曲面が曲成され、前記ホルダケースの他方の上部には前記組電池の正極外部出力端子及び負極外部出力端子が立設されており、
直列に接続される１の組電池及び他の組電池の凹曲面が互いに前記他の組電池及び１の組電池の外径部に係合し、かつ、前記１の組電池の正極外部出力端子又は負極外部出力端子と前記他の組電池の負極外部出力端子又は正極外部出力端子とが着接することを特徴とする請求項７に記載の電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は組電池構造、組電池及び電池モジュールに係り、特に複数個の柱状バッテリセルが固定され電気的に接続された組電池の組電池構造、該組電池構造を備えた組電池及び該組電池を複数個備え複数個の組電池が電気的に直列に接続された電池モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気自動車用電池モジュールには、リチウム酸化物等を主要構成材料とした高性能、高容量のバッテリセルが複数個用いられている。このようなバッテリセルは、一般に、電極が正極、負極共に活物質が金属箔に塗着された帯状であり、正極、負極が直接接触しないようにセパレータを挟んで断面が渦巻状に捲回された捲回式の柱状構造が採られている。電気自動車用のバッテリセルは、充放電時の発熱量が比較的大きく、かつ、バッテリ性能の温度依存性もあるため、バッテリセルの所定性能を確保するために冷却性能を高める必要がある。
【０００３】
バッテリセルの冷却性能を高めるために、例えば特開平第７−４７８９２号公報には、バッテリセルを円柱状に形成し、このバッテリセルを熱伝導率の高い材料からなる２枚のプレートで上下方向から挟み込み、該プレートを介して車体に固定することによって上下プレート間に通風路を形成した技術が開示されている。この技術によれば、バッテリの中空部とプレートとの間の通風路に空気が流通し得るので、バッテリセルの冷却を行うことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報の技術では、上下２枚のプレート間に通風路を形成しているので、通風路が狭いことから熱がこもり易く、また、前後にバッテリセルを配置した場合にはそれぞれのバッテリセルに冷却ムラを生じてしまう、という問題がある。また、バッテリセルが上下２枚のプレート間で軸方向にずれ易く、これを防止するために緩衝材（防振材）を介して挟んでいるので、通風路が更に狭くなり、冷却性が悪化してしまう、という問題がある。更に、緩衝材を挟み込み固定しているので、組立作業性が悪く、取り扱いが困難であった。
【０００５】
また、電気自動車用電池モジュールは車載されるので、振動によりバッテリセルの遊動が抑制されると共に、コンパクトな構造が要求されている。更に、電池モジュールがより普及し環境問題解決の一助となるためには、組立作業性の向上を含むコストの点での低減も重要な課題である。
【０００６】
本発明は上記事案に鑑み、バッテリセルを確実に固定することができ、組立作業性を向上させることができると共に冷却性に優れる組電池構造、該組電池構造を備えた組電池及び該組電池を複数個備えた電池モジュールを提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、複数個の柱状バッテリセルが固定され電気的に接続された組電池において、前記バッテリセルの外径より僅かに大きな内径の円形窪みが前記バッテリセルの数に対応して形成され、かつ、前記バッテリセルを電気的に接続する金属接続部材が埋設された電気絶縁樹脂製の２つのホルダケースにより前記バッテリセルの両端部が縦置きで上下方向から挟み込まれており、前記バッテリセルが直列に接続された組電池であって、前記ホルダケースのいずれか一方には、先端部にキーが形成され前記２つのホルダケースの間隔を画定する画定部材が立設されているとともに、前記ホルダケースのいずれか他方に前記キーと嵌合するキー溝が形成されており、前記画定部材に形成されたネジ穴に螺合するタッピングネジにより前記２つのホルダケースが固定され、前記ホルダケースのいずれか他方には前記バッテリセルの端子間電圧を検出するための導電性部材が埋設されており、該導電性部材は、電気的絶縁性を有する絶縁部材で被覆され前記バッテリセルの端子間電圧を外部出力するためのコネクタに集結するパターン回路に接続されていることを特徴とする。請求項１の発明では、バッテリセルの外径より僅かに大きな内径の円形窪みをバッテリセルの数に対応して形成された電気絶縁樹脂製の２つのホルダケースのそれぞれの円形窪みにバッテリセルの両端部が縦置きで上下方向から挟み込まれ固定されているので、複数個のバッテリセルを縦置きに整然としかも遊動することなく配設することができ、バッテリセルの支持安定性を良好にすることができると共に、ホルダケースにはバッテリセルを電気的に接続する金属接続部材が埋設されており、この金属接続部材でバッテリセルが直列に接続されているので、金属接続部材を後工程でホルダケースに取り付けてバッテリセルを電気的に直列に接続する必要がなく、組電池の組立作業性を向上させることができる。また、ホルダケースのいずれか一方に２つのホルダケースの間隔を画定する画定部材の先端部にキーが形成されており、ホルダケースのいずれか他方にこのキーと嵌合するキー溝が形成されているので、バッテリセルはホルダケースにそれぞれ形成されたキー及びキー溝が嵌合する状態でのみ上下方向から挟み込まれ画定部材に形成されたネジ穴に螺合するタッピングネジにより２つのホルダケースが固定され、誤った位置での電気的接続を防止することができる。更に、ホルダケースのいずれか他方に埋設されバッテリセルの端子間電圧を検出するための導電性部材が電気的絶縁性を有する絶縁部材で被覆されバッテリセルの端子間電圧を外部出力するためのコネクタに集結するパターン回路に接続されているので、バッテリセルの端子間電圧を外部出力するための配線作業が導電性部材とパターン回路との接続及びコネクタの挿入のみで行うことができネジ類を使用する必要がないことから、配線接続の作業性を著しく向上させることができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１の発明において、前記ホルダケースの一方に形成された円形窪みに前記バッテリセルの一方の端部が挿入されて縦置きに拘持され、前記ホルダケースの他方に形成された円形窪みに該バッテリセルの他方の端部が一括で拘持されて前記バッテリセルが固定されることを特徴とする。請求項２の発明では、バッテリセルの一方の端部がホルダケースの一方に形成された円形窪みに挿入されて縦置きに拘持されるので、組立作業中にバッテリセルを縦置き状態に保持する必要がなく、また、ホルダケースの他方に形成された円形窪みに該バッテリセルの他方の端部が一括で拘持されてバッテリセルが固定されるので、組電池の組立作業性を更に向上させることができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２の発明において、前記バッテリセルは前記ホルダケースの一方に埋設された金属接続部材と前記ホルダケースの他方に埋設された金属接続部材とによって交互に接続され、全体として直列に接続されていることを特徴とする。請求項３の発明では、ホルダケースに固定されたバッテリセルが、ホルダケースの一方に埋設された金属接続部材とホルダケースの他方に埋設された金属接続部材とによって交互に直列に接続されているので、バッテリセルは電気的に直列接続されていながら配列が並列構造となり、組電池をコンパクトな構造とすることができる。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３いずれかの発明において、前記円形窪みの中央部には貫通穴が形成されており、前記バッテリセルと前記金属接続部材の端部とが溶接されていることを特徴とする。請求項４の発明では、円形窪みの中央部に形成された貫通穴を介してバッテリケースに埋設された金属接続部材の端部とバッテリセルとを溶接するだけで電気的に直列接続が可能となるので、組電池の接続作業性を向上させることができる。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４いずれかの発明において、前記バッテリセルの一方の極の端部を拘持する円形窪みに前記一方の極の端部のみの係着を許容する係着許容部材が突設されていることを特徴とする。請求項５の発明では、バッテリセルの一方の極の端部を拘持する円形窪みにバッテリセルの一方の極の端部のみの係着を許容する係着許容部材が突設されているので、バッテリセルの極性を間違えて上下反対方向に配設しようとしても、バッテリセルの他方の極が係着許容リブに係着せず金属接続部材と接触することがなく、また、バッテリセル同士の他端が揃わずホルダケースの他方で拘持することができないことから、組立作業ミスを防止することができる。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項１の発明において、前記ホルダケースのいずれか一方の中央部には冷却空気を内部に流通させるための通風孔が形成されており、前記画定部材の長手方向には前記冷却空気を前記バッテリセルの側面に誘導する誘導フィンが形成されていることを特徴とする。請求項６の発明では、ホルダケースのいずれか一方の中央部に冷却空気を内部に流通させるための通風孔が形成されているので、組電池の内部に冷却空気を導入することができると共に、画定部材の長手方向には冷却空気をバッテリセルの側面に誘導する誘導フィンが形成されているので、バッテリセルの冷却効果を高めることができる。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、電池モジュールであって、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の組電池を複数個備え、前記複数個の組電池が電気的に直列に接続されたことを特徴とする。請求項７の発明では、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の組電池を複数個備え、複数個の組電池が電気的に直列に接続されているので、高電圧の電池モジュールとすることができる。
【００１７】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発明において、前記２つのホルダケースには前記円形窪みが形成された外径部間に該外径部の曲率半径より大きな曲率半径を有する凹曲面が曲成され、前記ホルダケースの他方の上部には前記組電池の正極外部出力端子及び負極外部出力端子が立設されており、直列に接続される１の組電池及び他の組電池の凹曲面が互いに前記他の組電池及び１の組電池の外径部に係合し、かつ、前記１の組電池の正極外部出力端子又は負極外部出力端子と前記他の組電池の負極外部出力端子又は正極外部出力端子とが着接することを特徴とする。請求項８の発明では、各組電池の２つのホルダケースには円形窪みが形成された外径部間に該外径部の曲率半径より大きな曲率半径を有する凹曲面が曲成され、ホルダケースの他方の上部には組電池の正極外部出力端子及び負極外部出力端子が立設されている。本発明の電池モジュールでは、直列に接続される１の組電池及び他の組電池の凹曲面が互いに他の組電池及び１の組電池の外径部に係合するので、複数個の組電池同士の動きが互いに牽制され組電池の遊動を抑制することができると共に、１の組電池の正極外部出力端子又は負極外部出力端子と他の組電池の負極外部出力端子又は正極外部出力端子とが着接するので、組電池同士の直列接続作業を極めて容易に行うことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明が適用される組電池の実施の形態について説明する。
【００１９】
図１に示すように、本実施形態の組電池１は、熱伝導性の高いケーシングで被覆された高性能の４本のバッテリセル２、バッテリセル２の上側に配置されるホルダケースの他方としてのホルダケースＡ３及びバッテリセル２の下側に配置されるホルダケースの一方としてのホルダケースＢ４を備えている。これらのホルダケースＡ３、Ｂ４は電気的絶縁性を有する樹脂で形成されている。
【００２０】
図２に示すように、バッテリセル２は、円筒状で負極側となる電池缶１０内にマンガン酸リチウム等を主要構成材料とした正極と炭素材を主要構成材料とした負極とをセパレータを介して捲回した捲回群が挿入されおり、外形形状が柱状とされている。電池缶１０の開口端部と、安全弁等が配設され中央部に正極端子１１が突設された断面ハット状の電池蓋１２とは、絶縁部材を介してカシメられている。すなわち、電池缶１０の開口端部はカシメにより直角方向へ曲げられ側端平面部１６とされており、絶縁部材の介在により、側端平面部１６と電池蓋１２との間には段差が形成されている。このため、バッテリセル２の正極側は、側端平面部１６と正極端子１１との間に円環状の溝が形成された形状を有している。
【００２１】
図１及び図３に示すように、ホルダケースＡ３内側には、バッテリセル２の外形より僅かに大きな内径を有する円形窪みが４つ形成されており（図６も参照）、４本のバッテリセル２の端部がこの円形窪みに挿入された状態で縦置に固定されている。一方、ホルダケースＡ３の円形窪みが形成された外径部は凸曲面２６とされており、隣り合う凸曲面２６との間には凸曲面２６の曲率半径より大きな曲率半径を有する凹曲面２５が曲成されている。
【００２２】
図３に示すように、ホルダケースＡ３には、導電性の、金属接続部材としてのセル間接続金属ブスバ６、負極外部出力端子としてのバッテリホルダ間接続ブスバＡ７及び正極外部出力端子としてのバッテリホルダ間接続ブスバＢ８がインサート成形により埋設固定されている。
【００２３】
セル間接続金属ブスバ６は、矩形細長状の金属部材で、両端部が二股状とされている。また、セル間接続金属ブスバ６の中央部にはバッテリセル２の端子間電圧を検出するための導電性部材の一部としての電圧検出用金属片１５が突設されており、電圧検出用金属片１５はホルダケースＡ３を貫通してホルダケースＡ３の表面に露出している。
【００２４】
バッテリホルダ間接続ブスバＡ７、Ｂ８は断面略Ｌ字状の形状とされており、外部出力端子となるＬ字上部がホルダケースＡ３の表面から露出している。この露出したＬ字上部に、ボルト・ナット締結を可能とする丸穴状のボルト締結穴１７が形成されている。一方、バッテリホルダ間接続ブスバＡ７、Ｂ８のＬ字足端部は、セル間接続ブスバ６の端部と同様に、二股状とされている。バッテリホルダ間接続ブスバＢ８のＬ字足端部からは導電性部材の一部としての電圧検出用金属片８’が導出されており、電圧検出用金属片８’はホルダケースＡ３を貫通してホルダケースＡ３の表面に露出している。なお、バッテリホルダ間接続ブスバＡ７、Ｂ８はセル間接続金属ブスバ６の埋設方向に対して２５度の角度で、それぞれホルダケースＡ３の表面から露出したＬ字上部が平行となるように埋設されている。
【００２５】
ホルダケースＡ３には、バッテリセル２が挿入される中心部にスポット溶接作業用の４つの貫通穴１４が形成されている。この貫通穴１４の位置に上述したセル間接続金属ブスバ６の両端部及びバッテリホルダ間接続ブスバＡ７、Ｂ８のＬ字足端部が露出している。
【００２６】
また、ホルダケースＡ３には、導電性部材の一部としての２つの電圧検出ブスバ９及びバッテリセル２の端子間電圧を組電池制御部等の外部へ出力するための電圧検出コネクタ１９（図１参照）を固定する２つのコネクタ固定ボス２０の足部がインサート成形により埋設固定されている。電圧検出ブスバ９はバッテリセル２の側端平面部１６にスポット溶接可能な位置に配設されており、電圧検出ブスバ９の一端部はホルダケースＡ３の表面に露出している。
【００２７】
更に、図１に示すように、ホルダケースＡ３の表面中央部には導電性パターンを電気的絶縁性の絶縁部材で被覆した配線シート（フレキシブル基板）５が配置されている。図４に示すように、この配線シート５のパターン回路は、後述するようにタッピングネジ穴２２（図３参照）にタッピングネジを螺合させときに使用される作業穴１８の位置を避けるようにパターン化されている。このパターン回路の端部はそれぞれホルダケースＡ３の表面に露出した電圧検出用金属片８’、１５、２つの電圧検出ブスバ９にスポット溶接により接続されており、パターン回路は電圧検出コネクタ１９に集結されている。電圧検出コネクタ１９の長手方向両側からは電圧検出コネクタ１９をコネクタ固定ボス２０に固定するための固定部が張り出しており、固定部にはコネクタ固定ボス２０に挿通するための固定穴が形成されている。
【００２８】
図５及び図６に示すように、ホルダケースＢ４には、ホルダケースＡ３と同様に、４つの円形窪み、凸曲面２６及び凹曲面２５がそれぞれ形成されている。ホルダケースＢ４の中央部には、外部から冷却空気の導入が可能なように、通風孔が形成されている。この通風孔の中央には、電気絶縁樹脂製でホルダケースＡ３とホルダケースＢ４との間隔を画定し、水平方向から４箇所で支持された画定部材としての支柱２１が垂直方向に配置されている。この支柱２１には、対角線上に４方向へ延出され、支柱２１を補強すると共に、冷却空気をバッテリセル２の側面に均等に誘導するための誘導フィンとしての補強リブ２４が形成されている。また、支柱２１の頂点には、ホルダケースＡ３の中央に形成されたタッピングネジ穴２２（図３参照）と垂直方向で同じ穴位置となるタッピングネジ穴２２が形成されている。更に、支柱２１の頂点には、左右方向への回り止め防止とバッテリセル２の誤接続防止用のキーとしてのキーリブ２３が形成されている。なお、ホルダケースＡ３側にはこのキーリブ２３と嵌合するキー溝が形成されている。
【００２９】
また、ホルダケースＢ４には、導電性で矩形細長状のセル間接続金属ブスバ６が２本平行にインサート成形により埋設固定されており、セル間接続金属ブスバ６の両端部は二股状とされている。更に、ホルダケースＢ４には、ホルダケースＡ３と同様にバッテリセル２が挿入される中心部にスポット溶接用の貫通穴１４が形成されており、貫通穴１４の位置にセル間接続金属ブスバ６の端部が露出されている。
【００３０】
図７に示すように、４個のバッテリセル２はその極性が上下方向で交互になるようにホルダケースＡ３、Ｂ４内に固定されている。すなわち、対角線上のバッテリセル２同士が同一極性となるように配設される。また、図３及び図５に示すように、バッテリセル２の正極側が挿入される窪みには、貫通穴１４の穴位置を避けて、係着許容部材としての円環状リブ１３がバッテリセル２側へ突設されている。この円環状リブ１３の先端は、上述したバッテリセル２の正極側の円環状の溝に挿入されている。
【００３１】
更に、図３及び図４に示すように、バッテリセル２の各正極端子１１及び負極端子は、貫通穴１４の位置で露出したバッテリホルダ間接続ブスバＡ７、Ｂ８及びセル間接続金属ブスバ６のそれぞれの二股状の端部にスポット溶接により接続されている。
【００３２】
組電池１の電気系統の配線をまとめると図８に示すようになる。図８に示すように、組電池１内の４本のバッテリセル２は３本のセル間接続金属ブスバ６により直列に接続されており、最高電位側及び最低電位側がそれぞれバッテリホルダ間接続ブスバＢ８、Ａ７に接続されている。また、各バッテリセル２の端子間電圧は電圧検出用金属片８’、１５及び電圧検出ブスバ９により配線シート５を介して電圧検出コネクタ１９に集結されている。更に、組電池１の配線用部材は、ホルダケースＢ４に埋設された２本のセル間接続金属ブスバ６を除き、全てホルダケースＡ側に配設されている。
【００３３】
次に、本実施形態の組電池１の組立手順について説明する。
【００３４】
図７に示すように、４個のバッテリセル２をホルダケースＢ４の円形窪みへ対角線上で同一極性となるように挿入し縦置き状態で拘持させる。次に、図１に示すように、予めホルダケースＡ３の表面に配線シート５を配置し、２本のコネクタ固定ボス２０に電圧検出コネクタ１９の固定部の固定穴を挿入し、該固定部をコネクタ固定ボス２０に熱溶着したホルダケースＡ３を準備しておき、ホルダケースＡ３に形成されたキー溝にホルダケースＢ４のキーリブ２３を挿入すると共に４個のバッテリセル２の端部を一括して円形窪みに挿入して拘持し、配線シート５に形成された作業穴１８からタッピングネジをタッピングネジ穴２２に螺着してホルダケースＡ３をホルダケースＢ４に固定する。
【００３５】
そして、バッテリセル２を直列に接続するために、各バッテリセル２とバッテリホルダ間接続ブスバＡ７、Ｂ８及びセル間接続金属ブスバ６を溶接作業用の貫通穴１４を介してスポット溶接により機械的、電気的に接続する。また、バッテリセル２の端子間電圧を検出するために、バッテリセル２と電圧検出ブスバ９、並びに、電圧検出ブスバ９及び電圧検出用金属片８’、１５と配線シート５のパターン回路端部とをスポット溶接で接続して、組電池１が組み立てられる。
【００３６】
以上のように作製した組電池１の組み合わせは種々考えられるが、以下、組電池１を直列に接続した電池モジュールの一例を示す。
【００３７】
図８に示すように、電池モジュール３０は、上部が開口した箱状で電気的絶縁性のケーシング２７内に、凹曲面２６と凸曲面２５とを接触係合させた複数の組電池１が配設されている。組電池１のバッテリホルダ間接続ブスバＡ７、Ｂ８は同一面で着接しており、ボルト締結穴１７を介してボルト・ナットで締結され、電気的、機械的に接続されている。また、ケーシング２７の開口部を覆う板状の天板２８には数個の図示しない防振ゴムが固定されており、ケーシング２７内に配設された組電池１のうち数個の組電池１がこの図示しない防振ゴムを介して天板２８に上方向から押さえられている。組電池１が４つ配設された中心部には空間２９が形成されている。この空間２９及び各組電池１のホルダケースＢ４の通風孔に対応するケーシング２７の底面には、ケーシング２７内に冷却空気を導入するための通風口が形成されている。
【００３８】
次に、本実施形態の組電池１の作用について電池モジュール３０の作用と共に説明する。
【００３９】
本実施形態の組電池１は、円形窪みにバッテリセル２の両端部がホルダケースＡ３、Ｂ４により縦置きで上下方向から挟み込まれ固定されているので、バッテリセル２を縦置きに整然としかも遊動することなく配設することができ、バッテリセルの支持安定性を良好にすることができる。また、バッテリセル２がホルダケースＢ４の円形窪みに縦置きに拘持されるので、組立作業中にバッテリセル２を縦置き状態に保持する必要がない。更に、ホルダケースＡ３の円形窪みにバッテリセル２が一括で拘持されバッテリセル２が上下方向から固定されるので、組電池の組立作業性を向上させることができる。
【００４０】
また、本実施形態では、ホルダケースＡ３、Ｂ４に、バッテリセル２を直列に接続するバッテリホルダ間接続ブスバＡ７、Ｂ８及びセル間接続金属ブスバ６、がインサート成形で埋設されいるので、これらを貫通穴１４を介してスポット溶接するだけで組電池１の直列接続が可能となり、組電池１の接続作業性を向上させることができる。しかも、バッテリセル２がホルダケースＡ３、Ｂ４に埋設されたセル間接続金属ブスバ６によって交互に直列に接続されているので、バッテリセル２は電気的に直列接続されていながら配列が並列構造となり、組電池１をコンパクトな構造とすることができる。しかしながら、ホルダケースＡ３、Ｂ４のセル間接続金属ブスバ６で交互に直列に接続されるので、ホルダケースＡ３の取り付け位置を誤るとバッテリセル２同士が短絡する可能性がある。このため、本実施形態では、キーリブ２３とキー溝とによる嵌合構造でホルダケースＡ３の誤った位置での電気的接続を防止し、安全性を向上させている。
【００４１】
更に、本実施形態では、バッテリセル２とホルダケースＡ３、Ｂ４にインサート成形で埋設された電圧検出ブスバ９及び電圧検出用金属片８’、１５、並びに、これら電圧検出ブスバ９及び電圧検出用金属片８’、１５と配線シート５、をスポット溶接で接続するだけで端子間電圧検出の接続配線作業が完了するので、配線回し等の作業を必要とぜず接続作業を容易に行うことができる。しかも、配線シート５のパターン回路によって電圧検出コネクタ１９に端子間電圧が集結するので、配線作業にネジ類を使わずにコネクタの挿入のみで行えるので、作業性が著しく向上する。
【００４２】
また、本実施形態では、バッテリセル２をホルダケースＢ４に挿入するときに極性を間違えて挿入したとしても、円環状リブ１３のために、正極端子１１がセル間接続金属ブスバ６と接触することがないので、バッテリセル２同士の短絡を防止することができると共に、バッテリセル２の上面が揃わずホルダケースＡ３に挿入することができなくなることから、組電池１の組立作業上のミスを防止することができる。
【００４３】
また、本実施形態では、ホルダケースＢ４の通風孔から組電池内に冷却空気を導入し、補強リブ２４で導入された冷却空気をバッテリセル２の側面に均等に誘導するようにしたので、バッテリセル２の冷却性を高めることができると共に、バッテリセル２間に冷却ムラが生じること防止することができる。
【００４４】
更に、本実施形態の電池モジュール３０では、組電池１のバッテリホルダ間接続ブスバＡ７、Ｂ８が同一面で着接し、組電池１がボルト締結穴１７を介してボルト・ナットで締結されているので、組電池１の直列接続作業を極めて容易に行うことができると共に、組電池１同士は更に凹曲面２５及び凸曲面２６で接触係合しているので、組電池１の数が増える程、各組電池１が互いの摩擦抵抗で各組電池１の動きを牽制しあうため、天板２８に数個の防振ゴムを固定して数個の組電池１上方向から押さえるだけで、各組電池１を固定することができる。そして、ケーシング２７の空間２９及びホルダケースＢ４の通風孔に対応する底部に冷却空気を導入するための通風穴が形成されているので、各組電池１を構成し充放電時に発熱する各バッテリセル２の冷却性を向上させることができる。
【００４５】
なお、本実施形態では、支柱２１をホルダケースＢ４側から立設した例を示したが、支柱２１はホルダケースＡ３、Ｂ４間を画定すればよいので、ホルダケースＡ３側から立設するようにしてもよい。
【００４６】
また、本実施形態では、バッテリセル２がカシメ構造を有していることから、円環状リブ１３の先端をバッテリセル２の正極側の円環状の溝に挿入させて円形窪みへの誤った極性の挿入を防止する例を示したが、誤った極性の挿入を防止することができればよいので、正極、負極に拘わらず、バッテリセル２の両極の形状に合わせて一方の極のみ係着を許容できるようにすればよく、その形状も円環状リブに限るものではない。
【００４７】
更に、本実施形態の組電池１では、図７紙面右側のバッテリセル２の端子間電圧の検出は行っていないが、電池モジュール３０のように組電池１を直列に接続する場合には、直列に接続される２つの組電池のバッテリホルダ間接続ブスバＡ７、Ｂ８が接続されこれらの電位が同じくなるので、直列に接続される他方の組電池の電圧検出用金属片８’の電圧を検出することにより、図７紙面右側のバッテリセル２の端子間電圧を検出することができる。
【００４８】
また、空間２９の位置に対応するケーシング２７の底面にボスを突設し、この空間２９を形成する４個の組電池１をボスにネジ止めするようにしてもよい。このようにすれば、電池モジュール３０を構成する各組電池１を更に確実に固定することができる。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、バッテリセルの外径より僅かに大きな内径の円形窪みをバッテリセルの数に対応して形成された電気絶縁樹脂製の２つのホルダケースのそれぞれの円形窪みにバッテリセルの両端部が縦置きで上下方向から挟み込まれ固定されているので、複数個のバッテリセルを縦置きに整然としかも遊動することなく配設することができ、バッテリセルの支持安定性を良好にすることができると共に、ホルダケースにはバッテリセルを電気的に接続する金属接続部材が埋設されており、この金属接続部材でバッテリセルが直列に接続されているので、金属接続部材を後工程でホルダケースに取り付けてバッテリセルを電気的に直列に接続する必要がなく、組電池の組立作業性を向上させることができ、また、ホルダケースのいずれか一方に２つのホルダケースの間隔を画定する画定部材の先端部にキーが形成されており、ホルダケースのいずれか他方にこのキーと嵌合するキー溝が形成されているので、バッテリセルはホルダケースにそれぞれ形成されたキー及びキー溝が嵌合する状態でのみ上下方向から挟み込まれ画定部材に形成されたネジ穴に螺合するタッピングネジにより２つのホルダケースが固定され、誤った位置での電気的接続を防止することができ、更に、ホルダケースのいずれか他方に埋設されバッテリセルの端子間電圧を検出するための導電性部材が電気的絶縁性を有する絶縁部材で被覆されバッテリセルの端子間電圧を外部出力するためのコネクタに集結するパターン回路に接続されているので、バッテリセルの端子間電圧を外部出力するための配線作業が導電性部材とパターン回路との接続及びコネクタの挿入のみで行うことができネジ類を使用する必要がないことから、配線接続の作業性を著しく向上させることができる、という効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用可能な実施形態の組電池の外観斜視図である。
【図２】実施形態の組電池に使用されるバッテリセルの外観斜視図である。
【図３】実施形態の組電池に使用されるホルダケースＡの平面図である。
【図４】実施形態の組電池に使用される配線シート及び電圧検出コネクタの平面図である。
【図５】実施形態の組電池に使用されるホルダケースＢの平面図である。
【図６】ホルダケースＢの外観斜視図である。
【図７】バッテリセルがバッテリケースＢに縦置きに拘持された状態を示す外観斜視図である。
【図８】実施形態の組電池の電気系統の配線を模式的に示した配線図である。
【図９】実施形態の組電池を直列に接続した電池モジュールの斜視図である。
【符号の説明】
１  組電池
２  バッテリセル
３  ホルダケースＡ（ホルダケースの他方）
４  ホルダケースＢ（ホルダケースの一方）
５  配線シート（パターン回路）
６  セル間接続金属ブスバ（金属接続部材）
７  バッテリホルダ間接続ブスバＡ（負極外部出力端子）
８  バッテリホルダ間接続ブスバＢ（正極外部出力端子）
９  電圧検出ブスバ（導電性部材）
１１  正極端子
１３  円環状リブ（係着許容部材）
１４  貫通穴
８’、１５  電圧検出用金属片（導電性部材）
１９  電圧検出コネクタ（コネクタ）
２１  支柱（画定部材）
２３  キーリブ（キー）
２４  補強リブ（誘導フィン）
２５  凹曲面
２６  凸曲面（外径部）
３０  電池モジュール
【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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