JP5288853B2

JP5288853B2 - 電池パック

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Publication number: JP5288853B2
Application number: JP2008076580A
Authority: JP
Inventors: 武夫覚地; 泰平小山; 洋介渡並; 敬文中濱; 法仁冨樫; 憲治佐藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2008-03-24
Filing date: 2008-03-24
Publication date: 2013-09-11
Anticipated expiration: 2028-03-24
Also published as: US20090239137A1; JP2009231126A

Description

この発明は、電池パックに係り、特に、リチウムイオン電池などに代表される非水電解液を用いた二次電池（セル）をケースに収容した複数の電池モジュールを一直線上に配列した状態で固定した電池パックに関する。

近年、非水系二次電池、特にリチウムイオン二次電池は、高電圧、高エネルギー密度を有することから、コードレス携帯型電子機器の電源、さらには電気自動車などの車両駆動用の電源などとして注目されている。

例えば、特許文献１においては、複数の蓄電体セルとしての平面ラミネート型電池と、このラミネート型電池を収容する外装ケースとを備えて構成された蓄電体装置が開示されている。

また、特許文献２においては、複数のバッテリから構成される駆動用電源をバッテリボックスに収容した構成の電気自動車用バッテリボックス装置が開示されている。
特開２００５−２６８００４号公報特許第３３５０１８９号公報

この発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、複数の電池モジュールを容易に固定することを可能とし、作業員の負荷を軽減することが可能な構造の電池パックを提供することにある。

この発明の第１の態様による電池パックは、
凸部を有する電池モジュールと、
それぞれの前記凸部が一直線上に並ぶように配列された複数の前記電池モジュールの前記凸部を保持する保持体と、
前記保持体を前記凸部に固定する固定部材と、
を備えたことを特徴とする電池パック。

この発明の第２の態様による電池パックは、
電池モジュールと、
底板から略垂直に延出した第１固定板と、前記底板から略垂直に延出し且つ前記底板から離れるに従って厚みが減少するテーパ状の第２固定板と、の間に一直線上に配列された複数の前記電池モジュールを収納する筐体と、
前記筐体の前記第２固定板と前記電池モジュールとの間に挿入された楔部材と、
前記楔部材を前記筐体に固定する固定部材と、
を備えたことを特徴とする。

この発明の第３の態様による電池パックは、
電池モジュールと、
固定板と、
前記固定板に対向配置され移動可能に構成された押圧板と、
前記固定板と前記押圧板との間で一直線上に配列された複数の前記電池モジュールを保持するように前記押圧板を前記固定板に向けて付勢して複数の前記電池モジュールを固定する付勢部材と、
を備えたことを特徴とする。

この発明の第４の態様による電池パックは、
開放部を有するケースと、前記ケースに収容されたセルと、を備えた電池モジュールと、
一直線上に配列された複数の前記電池モジュールのそれぞれにおいて、前記ケースと嵌合して前記開放部を塞ぐとともに前記電池モジュールを固定する蓋部材と、
を備えたことを特徴とする。

この発明の第５の態様による電池パックは、
電極群及び非水電解液を外装ケース内に収納して構成され、前記電極群に電気的に接続されるとともに前記外装ケースから突出したセル端子を有するセルと、前記セルを収容するセル収容部を有するとともに前記セルのセル端子が突出する端子孔を有するケースと、を備えた電池モジュールと、
一直線上に配列された複数の前記電池モジュールのそれぞれにおいて、前記ケースの前記端子孔から突出した前記セル端子に電気的に接続されるとともに隣接する前記電池モジュール間を電気的に接続する接続部材と、
前記接続部材を前記電池モジュールのそれぞれの前記ケースに固定する固定部材と、
を備えたことを特徴とする。

この発明によれば、複数の電池モジュールを容易に固定することを可能とし、作業員の負荷を軽減することが可能な構造の電池パックを提供することが可能となる。

以下、この発明の一実施の形態に係る電池パックについて図面を参照して説明する。

まず、電池パックに備えられる電池モジュールの基本構造について説明する。

図１及び図２に示すように、電池モジュール１は、セル１０と、セル１０を収容可能に形成されたケース２０と、を備えて構成されている。

すなわち、セル１０は、リチウムイオン電池などに代表される非水電解液を用いた二次電池であり、外装ケース内に電極群及び非水電解液を密封して収納した構造を有している。セル１０の外形（つまり、外装ケースの外形）は、概ね直方体である。

電極群は、例えば、正極及び負極をその間にセパレータを介在させて渦巻き状に捲回し、さらに径方向に圧縮した扁平な矩形状を有している。このような電極群には、セル端子１１が電気的に接続されている。すなわち、電極群の正極には正極端子１１Ｐが電気的に接続され、また、電極群の負極には負極端子１１Ｍが電気的に接続されている。これらの正極端子１１Ｐ及び負極端子１１Ｍは、外装ケースの一つの面（上面）１３からともに外方に向かって突出している。

ケース２０は、セル１０を収容するセル収容部２１Ｘを有するケース本体２１と、ケース本体２１から突出した凸部２２と、を有している。このようなケース２０は、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）やポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）などの樹脂や、セラミックなどによって形成されている。このケース２０の凸部２２は、電池モジュール１の凸部に対応する。

ケース本体２１は、略直方体状に形成され、セル１０を囲む６つの壁板を有している。セル収容部２１Ｘは、ケース本体２１の内側に形成された略直方体状の中空部に相当し、セル１０の外形より大きな寸法に形成されている。これらの６つの壁板は一体的に形成されても良いし、少なくとも１つの壁板がネジ止めや嵌合構造などにより他の壁板と接合されていても良い。ケース本体２１を構成する１つの壁板２１Ａには、セル１０の正極端子１１Ｐ及び負極端子１１Ｍを挿入可能とする２つの端子孔２１Ｈが形成されている。

このようなケース本体２１のセル収容部２１Ｘにセル１０を収容した際には、セル１０とケース本体２１との間に、冷却媒体（例えば冷風）が通過可能なわずかな隙間が形成される。また、端子孔２１Ｈに挿入された正極端子１１Ｐ及び負極端子１１Ｍは、それぞれ壁板２１Ａよりも外方に突出し、電流リードとの接続を可能としている。

凸部２２は、壁板２１Ａから外方（つまり、セル収容部２１Ｘとは反対側）に向かって突出するように形成されている。この実施の形態においては、凸部２２は、略直方体状に形成され、壁板２１Ａから外方に向かって立ち上がった４つの側面２２Ａ乃至２２Ｄ、及び、上面２２Ｅを有している。これらの４つの側面２２Ａ乃至２２Ｄ及び上面２２Ｅは、略矩形状に形成されている。なお、凸部２２の形状は、ここに示した例に限定されるものではなく、他の形状であっても良い。

側面２２Ａは、正極端子１１が突出した壁板２１Ａに対して略垂直な方向に延出している。側面２２Ｂは、側面２２Ａに対向し、負極端子１１Ｍが突出した壁板２１Ａに対して略垂直な方向に延出している。側面２２Ｃ及び側面２２Ｄは、対向し、ともに側面２２Ａ及び側面２２Ｂに隣接している。また、これらの側面２２Ｃ及び側面２２Ｄは、ケース本体２１における壁板２１Ｃ及び壁板２１Ｄとそれぞれ同一平面をなすように一体的に形成されている。上面２２Ｅは、４つの側面２２Ａ乃至２２Ｄとそれぞれ繋がっている。

また、凸部２２は、インサート３０を備えている。インサート３０は、側面２２Ａ及び側面２２Ｂのそれぞれから凸部２２の内部に向かって延出しており、内面にメネジが形成されている。このようなインサート３０は、例えば黄銅などの金属によって形成されている。

次に、電池パックＣＰの具体的な構造の実施形態について詳細に説明する。

≪第１実施形態≫
第１実施形態においては、図３に示すように、電池パックＣＰは、複数の電池モジュール１と、保持体７０と、固定部材８０と、を備えて構成されている。

複数の電池モジュール１Ａ、１Ｂ、１Ｃ…は、この順に、それぞれの凸部２２が一直線上に並ぶように配列されている。

より具体的には、図４に示すように、各電池モジュール１は、互いのケース２０が対向するように配置されている。例えば、電池モジュール１Ａのケース本体２１における壁板２１Ｄ及び凸部２２の側面２２Ｄは、これに隣接する電池モジュール１Ｂのケース本体２１における壁板２１Ｃ及び凸部２２の側面２２Ｃに対向している。図４に示した例のように、各電池モジュール１のケース２０は、密着していても良い。

また、このとき、各電池モジュール１のセル端子１１は、凸部２２が並ぶ方向と平行な一直線上に並んでいる。なお、複数の電池モジュール１は、電気的に直列または並列に接続することが可能である。例えば、直列に接続する場合には、複数の電池モジュール１は、隣接する電池モジュール１のセル端子が互いに異極となるように配列され、また、並列に接続する場合には、複数の電池モジュール１は、隣接する電池モジュール１のセル端子が同極となるように配列される。

保持体７０は、それぞれの凸部２２が一直線上に並んだ電池モジュール１の凸部２２を保持する。

より具体的には、図５に示すように、保持体７０は、例えば、１枚の板状材料を屈曲することによって形成可能であり、中間部７１、及び、一対の挟持部７２を一体的に有している。中間部７１及び一対の挟持部７２は、略Ｕ字型に形成されている。

中間部７１は、略矩形の板状に形成されている。この中間部７１は、保持した凸部２２のそれぞれの上面２２Ｅに沿って略平行に延出している。

挟持部７２は、第１挟持部７２Ａ及び第２挟持部７２Ｂからなり、それぞれが中間部７１の両端に接続されている。これらの第１挟持部７２Ａ及び第２挟持部７２Ｂは、略矩形の板状に形成されている。また、これらの第１挟持部７２Ａ及び第２挟持部７２Ｂは、凸部２２の幅Ｗ１と同等の間隔をおいて対向している。つまり、第１挟持部７２Ａは凸部２２の側面２２Ａに沿って略平行に延出するとともに、第２挟持部７２Ｂは凸部２２の側面２２Ｂに沿って略平行に延出し、これらの第１挟持部７２Ａ及び第２挟持部７２Ｂは、凸部２２を挟んでいる。

これらの第１挟持部７２Ａ及び第２挟持部７２Ｂは、側面２２Ａ及び側面２２Ｂがそれぞれ上面２２Ｅに対して略垂直な方向に延出しているのに対応して、中間部７１に対してそれぞれ略垂直な方向に延出している。つまり、第１挟持部７２Ａ及び第２挟持部７２Ｂは、略平行に対向している。

また、これらの第１挟持部７２Ａ及び第２挟持部７２Ｂは、固定部材の一例であるネジ８０を挿入可能な開口７２Ｈを有している。第１挟持部７２Ａに形成された複数の開口７２Ｈは、第１挟持部７２Ａと各電池モジュールの側面２２Ａとが対向したときに側面２２Ａに設けられたインサート３０と連通する。また、第２挟持部７２Ｂに形成された複数の開口７２Ｈは、第２挟持部７２Ｂと各電池モジュールの側面２２Ｂとが対向したときに側面２２Ｂに設けられたインサート３０と連通する。

ネジ８０は、例えばバネワッシャ８１及び平ワッシャ８２を介して、第１挟持部７２Ａ及び第２挟持部７２Ｂのそれぞれに形成された開口７２Ｈから挿入され、インサート３０に締め付けられる。これにより、保持体７０は、各電池モジュール１の凸部２２に固定される。同時に、複数の電池モジュール１Ａ、１Ｂ、１Ｃ…を一体的に保持固定することができる。

このような第１実施形態によれば、それぞれの凸部２２が一直線上に並ぶように複数の電池モジュール１を配列することによって、保持体７０によって複数の凸部２２を容易に保持することが可能であり、固定部材８０によって保持体７０を全ての凸部２２に固定することができる。つまり、１つの保持体７０を利用して複数の電池モジュール１を容易に固定することが可能となる。このようにして固定された複数の電池モジュール１は、電池パックＣＰを構成するように整列されているため、取り扱いが容易となる。また、作業効率を改善することが可能となり、作業員の負荷を軽減することも可能となる。

上述した第１実施形態において、電池パックＣＰは、図６に示すように、さらに、保持体７０によって固定された複数の電池モジュール１を収納する筐体９０と、保持体７０を筐体９０に固定する筐体固定部材１００と、を備えて構成しても良い。

筐体９０は、平板状の底板９１と、この底板９１から略垂直に延出した平板状の第１固定板９２と、この第１固定板９２に対向し底板９１から略垂直に延出した平板状の第２固定板９３と、を有している。図６に示した例では、筐体９０は、底板９１、第１固定板９２、及び、第２固定板９３とで略Ｕ字型に形成されているが、この例に限らず、たとえば、箱状に形成されていても良い。

第１固定板９２は、一列に配列された複数の電池モジュール１…のうち、一端側に配置された電池モジュール１Ａのケース本体２１における壁板２１Ｃに対向している。また、第２固定板９３は、一列に配列された複数の電池モジュール１…のうち、他端側に配置された電池モジュール１Ｚのケース本体２１における壁板２１Ｄに対向している。これらの第１固定板９２及び第２固定板９３は、両者の間に配置される複数の電池モジュール１…の総厚と同等の間隔をおいて、略平行に対向している。

筐体固定部材の一例であるネジ１００Ａは、保持体７０を介して第１固定板９２に締め付けられ、保持体７０を第１固定板９２に固定している。筐体固定部材の一例であるネジ１００Ｂは、保持体７０を介して第２固定板９３に締め付けられ、保持体７０を第２固定板９３に固定している。

これにより、保持体７０によって固定された電池モジュール１の底面が筐体９０の底板９１に押し付けられ、複数の電池モジュール１と筐体９０とが一体化される。このため、複数の電池モジュール１を強固に筐体９０に固定することが可能となる。また、各電池モジュール１は、保持体７０と筐体９０とで支持され、特に、電池モジュール１の厚み方向（あるいは、複数の電池モジュールの配列方向）が一対の固定板９２及び９３によって挟持されるため、セルの膨れを規制することが可能となる。

また、各電池モジュール１と筐体９０との間には、弾性部材１１０が配置されても良い。この弾性部材１１０としては、例えば、シート状のゴムなどである。特に、弾性部材１１０は、筐体９０の底板９１と電池モジュール１の底面との間に配置することが有効である。

これにより、電池モジュール１の寸法誤差を吸収することが可能となり、各電池モジュール１を一様な力で筐体９０に固定することが可能となる。また、振動や衝撃などの外力が作用した場合であっても、電池モジュール１、特にセル１０にかかる負荷を軽減することが可能となる。

また、上述した第１実施形態において、電池パックＣＰは、さらに、図７乃至図９に示すように、電流リード４０と、保持体７０に埋設された接続部材６０と、を備えて構成しても良い。

すなわち、電流リード４０は、凸部２２の外形に沿って屈曲している。この電流リード４０は、導電性材料によって形成され、例えば、１枚の板状の導電性材料を屈曲することによって形成可能である。例えば、電流リード４０は、接続部４１、及び、延出部４２を一体的に有し、略Ｌ字型に形成されている。

より具体的に説明すると、接続部４１は、略矩形の板状に形成され、ケース本体２１の壁板２１Ａと略平行に延出している。この接続部４１は、壁板２１Ａから突出したセル端子が挿入可能な開口４１Ｈを有している。この接続部４１は、開口４１Ｈに挿入されたセル端子と溶接されるなどして電気的に接続されている。図９に示した例では、負極端子１１Ｍに接続された電流リード４０しか図示していないが、当然のことながら正極端子１１Ｐにも電流リード４０は接続されている。

延出部４２は、その一端が接続部４１の一端に接続されている。この延出部４２は、略矩形の板状に形成され、凸部２２の側面２２Ａに沿って延出している。この延出部４２は、側面２２Ａが壁板２１Ａに略垂直な方向に延出しているのに対応して、接続部４１に対して略垂直な方向に延出している。また、この延出部４２は、インサート３０に締め付けられるネジ８０を挿入可能な開口４２Ｈを有している。保持体７０が凸部２２を保持した際には、延出部４２は、凸部２２と保持体７０との間に延出している。

なお、接続部４１は、その他端に、接続部４１に対して略垂直な方向に延出した電圧取出端子５０を有しているが、必ずしも必要ではない。

一方、ケース２０については、ケース本体２１は、接続部４１が嵌合する袋状の嵌合部ＢＣを有している。この嵌合部ＢＣは、壁板２１Ａから突出して形成されており、凸部２２と対向する側に、接続部４１の厚みＤよりも大きな空隙を有している。このため、接続部４１の他端は、嵌合部ＢＣの空隙に嵌合し、保持される。なお、接続部４１の他端に電圧取出端子５０が設けられた場合には、電圧取出端子５０は、嵌合部ＢＣに嵌合することなく延出している。

接続部材６０は、保持体７０の電流リード４０と対向する面に埋設されている。すなわち、接続部材６０は、第１挟持部７２Ａ及び第２挟持部７２Ｂのそれぞれにおける凸部２２と対向する面に埋設されている。この接続部材６０は、板状に形成され、電池モジュール１が配列された方向に延出しており、隣接する２以上の電流リード４０にコンタクトしている。

また、接続部材６０は、ネジ８０を挿入可能な開口６０Ｈを有している。開口６０Ｈは、第１挟持部７２Ａ及び第２挟持部７２Ｂのそれぞれに形成された開口７２Ｈと連通している。

このような構成においては、ネジ８０は、例えばバネワッシャ８１及び平ワッシャ８２を介して、第１挟持部７２Ａ及び第２挟持部７２Ｂのそれぞれの開口７２Ｈ及び接続部材６０の開口６０Ｈから挿入され、さらに、電流リード４０の開口４２Ｈに挿入され、インサート３０に締め付けられる。

これにより、複数の電池モジュール１Ａ、１Ｂ、１Ｃ…を一体的に保持固定するとともに、隣接する電池モジュール間を電気的に接続することができる。図８に示した例では、複数の電池モジュール１を直列に接続する場合に対応し、電池モジュール１Ａのセル端子１１Ｍに接続された電流リード４０と、これに隣接する電池モジュール１Ｂのセル端子１１Ｐに接続された電流リード４０とは、接続部材６０を介して電気的に接続される。

このように、各電池モジュールの固定と、電池モジュール間の電気的な接続とを同時に行うことができ、組立工程数を低減することが可能となり、作業効率を改善し、作業員の負荷を軽減することが可能となる。

≪第２実施形態≫
第２実施形態においては、図１０に示すように、電池パックＣＰは、複数の電池モジュール１と、筐体９０と、楔部材２００と、固定部材２０１と、を備えて構成されている。

複数の電池モジュール１Ａ、１Ｂ、１Ｃ…は、この順に、一直線上に並ぶように配列されている。

筐体９０は、一直線上に配列された複数の電池モジュール１を収納するものであり、平板状の底板９１と、この底板９１から略垂直に延出した平板状の第１固定板９２と、この第１固定板９２に対向し底板９１から略垂直に延出し且つ底板９１から離れるに従って厚みが減少するテーパ状の第２固定板９３と、を有している。図１０に示した例では、筐体９０は、底板９１、第１固定板９２、及び、第２固定板９３とで略Ｕ字型に形成されているが、この例に限らず、第２固定板９３がテーパ状であれば、例えば箱状に形成されていても良い。

第１固定板９２は、一列に配列された複数の電池モジュール１…のうち、一端側に配置された電池モジュール１Ａのケース本体２１における壁板２１Ｃに対向している。また、第２固定板９３は、一列に配列された複数の電池モジュール１…のうち、他端側に配置された電池モジュール１Ｚのケース本体２１における壁板２１Ｄに対向し、両者の間に楔状の空間を形成している。

これらの第１固定板９２及び第２固定板９３の間の底板９１の長さは、両者の間に配置される複数の電池モジュール１…の総厚と同等であり、第１固定板９２及び第２固定板９３は、この間隔をおいて、略平行に対向している。

楔部材２００は、第２固定板９３と電池モジュール１Ｚの壁板２１Ｄとの間に形成される空間の形状に対応するように形成されている。この楔部材２００は、第２固定板９３と電池モジュール１Ｚとの間に挿入される。

固定部材の一例であるネジ２０１は、第２固定板９３を介して楔部材２００に締め付けられ、楔部材２００と第２固定板９３とを固定している。

これにより、複数の電池モジュール１を配列した方向に力を付与しつつ、複数の電池モジュール１を筐体９０に固定することができる。また、各電池モジュール１は、その厚み方向が一対の固定板９２及び９３及び楔部材２００によって挟持されるため、セルの膨れを規制することが可能となる。

また、各電池モジュール１と筐体９０との間には、図６に示した例と同様に、弾性部材１１０が配置されても良い。特に、弾性部材１１０は、筐体９０の底板９１と電池モジュール１の底面との間に配置することが有効である。

なお、この第２実施形態においても、図３に示した保持体７０を適用し、保持体７０と筐体９０とを固定しても良い。また、図７に示したような電流リード４０を適用し、しかも、図８に示したような接続部材６０を埋設した保持体７０を適用し、電池モジュール間を電気的に接続してもよい。

≪第３実施形態≫
第３実施形態においては、図１１及び図１２に示すように、電池パックＣＰは、複数の電池モジュール１と、固定板２１０と、押圧板２２０と、付勢部材２３０と、を備えて構成されている。

固定板２１０及び押圧板２２０は、概ね厚みが一定の板状に形成されている。押圧板２２０は、所定の間隔をおいて固定板２１０に略平行に対向配置され、移動可能に構成されている。固定板２１０は、一列に配列された複数の電池モジュール１…のうち、他端側に配置された電池モジュール１Ｚに対向している。また、押圧板２２０は、一列に配列された複数の電池モジュール１…のうち、一端側に配置された電池モジュール１Ａに対向している。

なお、これらの固定板２１０及び押圧板２２０は、電池モジュール１の一部が嵌め込み可能なように、例えば図１３に示すように、電池モジュール１の外形に相当する凹部Ｃを有していることが望ましい。

付勢部材２３０は、例えば、固定板２１０及び押圧板２２０に掛け渡されたバンド２３１と、このバンドに張力を付与するバンド締め用ネジ２３２とで構成されている。このような構成により、バンド締め用ネジ２３２を締め付けることにより、固定板２１０と押圧板２２０との間で一直線上に配列された複数の電池モジュール１を保持するように押圧板２２０を固定板２１０に向けて付勢して、複数の電池モジュール１を固定することができる。また、各電池モジュール１は、その厚み方向が固定板２１０及び押圧板２２０によって挟持されるため、セルの膨れを規制することが可能となる。

また、固定板２１０及び押圧板２２０が電池モジュール１の外形に相当する凹部Ｃを有していることにより、互いに連結された複数の電池モジュール１の厚み方向に直交する方向の移動を規制することができ、より強固に固定することが可能となる。

なお、この第３実施形態においても、図３に示した保持体７０を適用し、保持体７０と筐体９０とを固定しても良い。また、図７に示したような電流リード４０を適用し、しかも、図８に示したような接続部材６０を埋設した保持体７０を適用し、電池モジュール間を電気的に接続してもよい。

≪第４実施形態≫
第４実施形態において適用される電池モジュール１は、図１４に示すように、セル１０と、セル１０を収容するケース２０と、を備えている。

このケース２０は、開放部２０Ｈを有している。この実施の形態では、開放部２０Ｈは、ケース２０の底部つまりセル端子１１が突出する壁板２１Ａと対向する側に形成されている。また、ケース２０は、開放部２０Ｈに近接する位置に嵌合孔２０ＡＰを有している。

この電池モジュール１は、さらに、ケース２０と嵌合して開放部２０Ｈを塞ぐ蓋部材３００を備えている。この蓋部材３００は、嵌合孔２０ＡＰに嵌合する爪部３００Ｃを有している。

このような構成においては、セル１０は、ケース２０の開放部２０Ｈから挿入される。そして、蓋部材３００の爪部３００Ｃがケース２０の嵌合孔２０ＡＰに嵌合することにより、ケース２０の開放部２０Ｈが塞がれ、セル１０がケース２０の内部に収容される。これにより、電池モジュールの組立工程数を低減することが可能となる。

次に、上述した構成のセル１０及びケース２０を備えた電池モジュール１を複数備えた電池パックＣＰについて説明する。

図１５に示すように、電池パックＣＰは、複数の電池モジュール１と、蓋部材３１０と、を備えて構成されている。

蓋部材３１０は、一直線上に配列された複数の電池モジュール１のそれぞれにおいて、ケース２０と嵌合して開放部２０Ｈを塞ぐとともに電池モジュール１を固定する。すなわち、蓋部材３１０は、複数のケース２０に設けられた嵌合孔２０ＡＰに嵌合する爪部３１０Ｃを有している。

このような構成においては、各ケース２０の開放部２０Ｈからセル１０を挿入した後、蓋部材３１０の爪部３１０Ｃが各ケース２０の嵌合孔２０ＡＰに嵌合することにより、ケース２０の開放部２０Ｈが塞がれ、セル１０がケース２０の内部に収容されるとともに、複数の電池モジュール１は、蓋部材３１０を介して連結される。

これにより、電池パックの組立工程数を低減することが可能となる。

また、第１実施形態や第２実施形態で説明したような筐体９０の底板９１として、上述したような蓋部材３１０を適用しても良い。これにより、複数の電池モジュール１を容易に筐体９０に固定することが可能となる。

また、各電池モジュール１と蓋部材３１０との間には、図６に示した例と同様に、弾性部材１１０が配置されても良い。特に、弾性部材１１０は、筐体９０の蓋部材３１０と電池モジュール１の底面との間に配置することが有効である。

これにより、電池モジュール１の寸法誤差を吸収することが可能となり、各電池モジュール１を一様な力で蓋部材３１０に固定することが可能となる。また、振動や衝撃などの外力が作用した場合であっても、電池モジュール１、特にセル１０にかかる負荷を軽減することが可能となる。

なお、この第４実施形態においても、図３に示した保持体７０を適用し、保持体７０と筐体９０とを固定しても良い。また、図７に示したような電流リード４０を適用し、しかも、図８に示したような接続部材６０を埋設した保持体７０を適用し、電池モジュール間を電気的に接続してもよい。

≪第５実施形態≫
第５実施形態においては、図１６に示すように、電池パックＣＰは、複数の電池モジュール１と、接続部材４００と、固定部材８０と、を備えて構成されている。

複数の電池モジュール１Ａ、１Ｂ、１Ｃ…は、この順に、それぞれの凸部２２が一直線上に並ぶように配列されている。電池モジュール１のそれぞれは、上述した構成と同一である。

接続部材４００は、一直線上に配列された複数の電池モジュール１のそれぞれにおいて、ケース２０の端子孔２１Ｈから突出したセル端子１１に電気的に接続されるとともに隣接する電池モジュール間を電気的に接続するものである。

すなわち、接続部材４００は、１つの電池モジュール１Ａのセル端子１１に電気的に接続される第１電流リード４１０と、この電池モジュール１Ａに隣接する電池モジュール１Ｂのセル端子１１に電気的に接続される第２電流リード４２０と、これらの第１電流リード４１０と第２電流リード４２０とを連結する連結部４３０と、を有している。

これらの第１電流リード４１０、第２電流リード４２０、及び、連結部４３０は、導電性材料によって形成されており、連結部４３０によって第１電流リード４１０と第２電流リード４２０とを電気的に接続している。

第１電流リード４１０は、接続部４１１、中間部４１２、及び、延出部４１３を一体的に有し、略Ｚ字型に形成されている。同様に、第２電流リード４２０は、接続部４２１、中間部４２２、及び、延出部４２３を一体的に有し、略Ｚ字型に形成されている。ここでは、第１電流リード４１０について、より詳細に説明する。

接続部４１１は、略矩形の板状に形成され、ケース本体２１の壁板２１Ａと略平行に延出している。この接続部４１１は、壁板２１Ａから突出したセル端子が挿入可能な開口４１１Ｈを有している。この接続部４１１は、開口４１１Ｈに挿入されたセル端子と溶接されるなどして電気的に接続されている。

中間部４１２は、その一端が接続部４１１の一端に接続されている。この中間部４１２は、略矩形の板状に形成され、凸部２２の側面２２Ａに沿って延出している。この中間部４１２は、側面２２Ａが壁板２１Ａに略垂直な方向に延出しているのに対応して、接続部４１１に対して略垂直な方向に延出している。また、この中間部４２２は、インサート３０に締め付けられる固定部材の一例であるネジ８０を挿入可能な開口４１２Ｈを有している。

延出部４１３は、その一端が中間部４１２の他端に接続されている。この延出部４１３は、略矩形の板状に形成され、凸部２２の上面２２Ｅに沿って延出している。この延出部４１３は、上面２２Ｅが側面２２Ａに略垂直な方向に延出しているのに対応して、中間部４１２に対して略垂直な方向に延出している。

なお、接続部４１１は、その他端に、接続部４１１に対して略垂直な方向に延出した電圧取出端子５０を有しているが、必ずしも必要ではない。

連結部４３０は、略Ｕ字型に形成され、第１電流リード４１０の中間部４１２に接続されるとともに、第２電流リード４２０の中間部４２２に接続されている。

このような構成においては、ネジ８０は、例えばバネワッシャ８１及び平ワッシャ８２を介して、第１電流リード４１０の開口４１２Ｈ及び第２電流リード４２０の開口４２２Ｈからそれぞれ挿入され、インサート３０に締め付けられる。

これにより、複数の電池モジュール１Ａ、１Ｂを一体的に保持固定するとともに、隣接する電池モジュール間を電気的に接続することができる。図１６乃至図１８に示した例では、複数の電池モジュール１を直列に接続する場合に対応し、電池モジュール１Ａのセル端子１１Ｍに接続された第１電流リード４１０と、これに隣接する電池モジュール１Ｂのセル端子１１Ｐに接続された第２電流リード４２０とは、連結部４３０を介して電気的に接続される。

また、固定部材８０によって接続部材４００を固定することにより、接続部材４００とセル端子１１とが位置決めされた状態で固定される。このため、複数の電池モジュール１を接続した後に、接続部材４００をセル端子１１に押さえ込む冶具を必要とすることなく、セル端子１１と接続部材４００とをまとめてしかも容易にレーザ溶接することが可能である。

なお、この第５実施形態においては、第１実施形態や第２実施形態で説明したような筐体９０を適用しても良い。また、図３に示した保持体７０を適用し、保持体７０と筐体９０とを固定しても良い。

なお、この発明は、上記実施形態そのものに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

図１は、この発明の一実施の形態に係る電池モジュールの基本構造を概略的に示す断面図である。図２は、図１に示した電池モジュールの基本構造を概略的に示す斜視図である。図３は、第１実施形態に係る電池パックの構造を概略的に示す斜視図である。図４は、図３に示した電池パックにおいて一列に配列した複数の電池モジュールの外観を概略的に示す斜視図である。図５は、図３に示した電池パックに適用可能な保持体の構造を概略的に示す斜視図である。図６は、図３に示した電池パックを筐体に固定した状態を概略的に示す斜視図である。図７は、第１実施形態に係る電池パックの各電池モジュールに適用可能な電流リードの構造を概略的に示す斜視図である。図８は、図３に示した電池パックに適用可能な他の保持体の構造を概略的に示す斜視図である。図９は、図８に示した保持体をケースに取り付けた状態を概略的に示す断面図である。図１０は、第２実施形態に係る電池パックの構造を概略的に示す斜視図である。図１１は、第３実施形態に係る電池パックの構造を概略的に示す斜視図である。図１２は、第３実施形態に係る電池パックの構造を概略的に示す側面図である。図１３は、第３実施形態に係る電池パックに適用可能な固定板及び押圧板の構造を概略的に示す斜視図である。図１４は、第４実施形態に係る電池モジュールの構造を概略的に示す斜視図である。図１５は、第４実施形態に係る電池パックの構造を概略的に示す分解斜視図である。図１６は、第５実施形態に係る電池モジュールの構造を概略的に示す斜視図である。図１７は、第５実施形態に係る電池パックに適用可能な接続部材の構造を概略的に示す斜視図である。図１８は、図１７に示した接続部材をケースに取り付けた状態を概略的に示す断面図である。

符号の説明

ＣＰ…電池パック１…電池モジュール
１０…セル１１（Ｐ、Ｍ）…セル端子
２０…ケース２０Ｈ…開放部２０ＡＰ…嵌合孔
２１…ケース本体２１（Ａ、Ｃ、Ｄ）…壁板２１Ｈ…端子孔
２２…凸部２２（Ａ乃至Ｄ）…側面２２Ｅ…上面
３０…インサート
４０…電流リード４１…接続部４１Ｈ…開口４２…延出部４２Ｈ…開口
５０…電圧取出端子
６０…接続部材６０Ｈ…開口
７０…保持体７１…中間部７２（Ａ，Ｂ）…挟持部７２Ｈ…開口
８０…固定部材（例えばネジ）
９０…筐体９１…底板９２…第１固定板９３…第２固定板
１００（Ａ，Ｂ）…筐体固定部材（例えばネジ）
１１０…弾性部材（例えばゴムシート）
２００…楔部材２０１…固定部材（例えばネジ）
２１０…固定板２２０…押圧板
２３０…付勢部材２３１…バンド２３２…バンド締め用ネジ
３００…蓋部材３００Ｃ…爪部
３１０…蓋部材３１０Ｃ…爪部
４００…接続部材
４１０…第１電流リード４１１…接続部４１２…中間部４１３…延出部
４２０…第２電流リード４２１…接続部４２２…中間部４２３…延出部
４３０…連結部

Claims

正極端子及び負極端子からなるセル端子と、前記正極端子と前記負極端子との間の位置から突出した凸部を有する電池モジュールと、
それぞれの前記凸部が一直線上に並ぶように配列された複数の前記電池モジュールの前記凸部を保持する保持体と、
前記保持体を前記凸部に固定する固定部材と、
複数の前記電池モジュールを収納する筐体と、
前記保持体を前記筐体に固定する筐体固定部材と、
前記電池モジュールの前記セル端子に電気的に接続されるとともに前記凸部と前記保持体との間に延出した電流リードと、
前記保持体の前記電流リードと対向する面に埋設されるとともに前記電流リードにコンタクトして複数の前記電池モジュール間を電気的に接続する接続部材と、
を備えたことを特徴とする電池パック。
前記電池モジュールは、電極群及び非水電解液を外装ケース内に収納して構成されたセルを備え、
前記正極端子は前記電極群の正極に電気的に接続されるとともに前記外装ケースから突出し、前記負極端子は前記電極群の負極に電気的に接続されるとともに前記外装ケースから突出したことを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
前記電池モジュールは、前記セルを収容するセル収容部を有するとともに前記セルの前記正極端子及び前記負極端子がそれぞれ突出する２つの端子孔を有するケースを備えたことを特徴とする請求項1または２に記載の電池パック。
前記凸部は、前記ケースの前記端子孔の間に位置することを特徴とする請求項３に記載の電池パック。
さらに、前記筐体と前記電池モジュールとの間に配置された弾性部材を備えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電池パック。
前記ケースは、樹脂またはセラミックによって形成されたことを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載の電池パック。
複数の前記電池モジュールは、隣接する前記電池モジュールの前記セル端子が互いに異極となるように配列され、直列に接続されたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の電池パック。
複数の前記電池モジュールは、隣接する前記電池モジュールの前記セル端子が互いに同極となるように配列され、並列に接続されたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の電池パック。