JP2015230892A - 電池モジュール、蓄電装置、蓄電システム、電子機器、電動車両および電力システム - Google Patents

Abstract

【課題】電池セル間の接続の長期信頼性を向上することができる電池モジュール、並びに、これを備えた蓄電装置、蓄電システム、電子機器、電動車両および電力システムを提供する。【解決手段】電池モジュールは、積層された複数の電池ユニットを少なくとも含む積層体と、積層体を貫通する絶縁性棒状体と、積層体を貫通した絶縁性棒状体の両端から前記積層体を締め付ける締め付け部とを備える。締め付け部によって積層体が締め付けられて複数の電池ユニットが締結され、隣り合う電池ユニットの導電性部材の密接部が互いに密接されて、隣り合う電池ユニット間が電気的に接続される。【選択図】図４

Description

本技術は、電池モジュール、蓄電装置、蓄電システム、電子機器、電動車両および電力システムに関する。

近年、リチウムイオン二次電池は、電気自動車や蓄電用等産業用向けに普及し始めている。軽量化、省スペース化という観点から、車の鉛蓄電池をリチウムイオン二次電池に置き換える市場が増えつつある。リチウムイオン二次電池を自動車等に用いる際には、振動や衝撃対策のために様々な固定方法がとられている。

例えば特許文献１には、端子がバスバーに接合された複数のセルユニットを、各セルユニットの高さを調整して固定させるためのロッドにより固定する構成が開示されており、これにより、端子に応力が生じるのを防止することで信頼性、耐久性を向上させている。

例えば特許文献２には、棒状部材の端面と端面の間に端子板を挟みこんで組電池を固定する構造が開示されている。

特開２００４−３１１２２号公報 特開２００７−３５３１１号公報

電池モジュールでは、電池セル間の接続の長期信頼性を向上することが求められている。

したがって、本技術の目的は、電池セル間の接続の長期信頼性を向上することができる電池モジュール、並びに、これを備えた蓄電装置、蓄電システム、電子機器、電動車両および電力システムを提供することにある。

上述した課題を解決するために、本技術は、積層された複数の電池ユニットを少なくとも含む積層体と、積層体を貫通する絶縁性棒状体と、積層体を貫通した絶縁性棒状体の両端から積層体を締め付ける締め付け部とを備え、電池ユニットは、複数の電池セルと、両端面の間を貫通する第１の孔が形成された連結部を有し、且つ、複数の電池セルが保持される電池支持体と、第２の孔が形成され、且つ、連結部の両端面のうちの一方または他方の端面に密接される密接部および電池セルの電極タブに接合される接合部を含む導電性部材とを有し、絶縁性棒状体が、積層された複数のユニットの第１の孔および第２の孔を通り、積層方向に沿った直線上に位置する複数の電池ユニットの連結部および密接部を貫通し、締め付け部によって積層体が締め付けられて複数の電池ユニットが締結され、隣り合う電池ユニットの導電性部材の密接部が互いに密接されて、隣り合う電池ユニット間が電気的に接続された電池モジュールである。

本技術の蓄電装置、蓄電システム、電子機器、電動車両および電力システムは、上述の電池モジュールを備えるものである。

本技術によれば、電池セル間の接続の長期信頼性を向上することができる。

図１は典型的な電池モジュールの構成例を示す分解斜視図である。 図２は典型的な電池モジュールの構成例の一部を拡大した斜視図である。 図３は隣接する２つの電池ユニットのバスバーによる接続前の状態を拡大した斜視図である。 図４は電池モジュールの構成例を示す斜視図である。 図５は電池ユニットの斜視図である。 図６Ａ〜図６Ｄは、電池ユニットの底面図、正面図、背面図、右側面図である。 図７Ａは本技術に使用できる電池セルの外観を示す略線図である。図７Ｂは電池セルの構成を示す略線図である。図７Ｃは電池セルの外観底面側を示す略線図である。 図８Ａは第１のバスバーの構成例を示す斜視図である。図８Ｂは第２のバスバーの構成例を示す斜視図である。 図９は電池モジュールの電気的構成の概略を示す回路図である。 図１０は積層および接続されている４つの電池ユニットを示す斜視図である。 図１１Ａは図１０に示す４つの電池ユニットの手前側の側面を示す略線図であり、図１１Ｂは図１０に示す４つの電池ユニットの奧側の側面を示す略線図である。 図１２は電池モジュールの構成例を示す側面図である。 図１３は本技術の第２の実施の形態による電池モジュールの構成例の概略を示す上面図である。 図１４は本技術の第２の実施の形態による電池モジュールの構成例の概略を示す断面図である。 図１５は電池モジュールを備えた蓄電装置の構成例を示す分解斜視図である。 図１６は本技術の電池モジュールの応用例を説明するためのブロック図である。 図１７は本技術の電池モジュールの応用例を説明するためのブロック図である。

（技術的背景）
まず、本技術の理解を容易にするため、本技術の技術的背景について説明する。複数の電池セルを含む電池モジュールでは、体積エネルギー密度を向上するために電池以外の部品が占有する体積を減らす必要がある。このため、部品の小型化、部品点数の削減が求められている。

典型的な電池モジュールでは、電池セル間を接続するバスバー同士をボルトで接続する方法が、一般的に使用されている。典型的な電池モジュールの構成例の概略を説明する。図１は、典型的な電池モジュールの構成例を示す分解斜視図である。図２は、典型的な電池モジュールの構成例の一部を拡大した斜視図である。図３は、ユニットバスバーによる接続前の隣接する２つの電池ユニットの状態を拡大した斜視図である。

図１〜図３に示すように、電池モジュール２００は、エンドプレート２０１および２０２の間に、複数の電池ユニット２１０から構成された電池セル群２０３’が配置される。

電池セル群２０３’の各電池ユニット２１０の一側面には、隣接する電池ユニット２１０間を接続するための、例えば銅、アルミニウム等からなる導電性部材（以下、ユニットバスバーと称される）２１４が取り付けられている。ユニットバスバー２１４は、所望の電池接続を実現するように、複数の電池ユニット２１０に跨がって取り付けられる。図３に示すように隣り合った集電部２１１がユニットバスバー２１４によって接続されている。ユニットバスバー２１４の孔にフローティングボルト２１２を通してナットで締め付けることによりユニットバスバー２１４が取り付けられる。

誤挿入防止用カバー２２１が、電池セル群２０３’の手前側の側面に対して被装される。誤挿入防止用カバー２２１は、ユニットバスバー２１４の位置を規定するものであり、ユニットバスバー２１４の誤挿入を防止するために設けられる。

上述の電池モジュール２００では、ボルトのトルク管理により接続部分の接触抵抗を低減させる方法が一般的に適用されている。しかしながら、バスバーの数が多くなった場合には、これに伴いバスバー同士を接続するためのボルト数も増加するため管理することが困難であった。

上述の電池モジュール２００では、電池ユニット２１０を並べて、ユニットバスバー２１４で集電部２１１同士を接続する構造を採用している。しかしながら、隣り合った集電部２１１の面のズレによりユニットバスバー２１４の安定した面接触が難しくなっていた。また、ユニットバスバー２１４では、大電流を用いる為、薄肉化等によって柔軟性を持たせることが困難であった。

上述の電池モジュール２００では、組み付け時にユニットバスバー２１４を誤挿入すると誤った接続によりショート等の致命的な問題が発生していた。その防止方法の一つとして、別部品の誤挿入防止用カバー２２１等を用いていた。しかしながら、誤挿入防止用カバー２２１が適切な位置からずれている場合等、ショートが発生する可能性を排除できない状況であった。

上述の電池モジュール２００では、スタットボルト等のリジット構造を採用した場合、振動時にボルトの根元に応力が集中してボルトがせん断することがあり、解決策としてフローティングボルト２１２を用いる方法が一般的であった。しかしながら、この方法を採用した場合には、構造が複雑になりコストアップの要因の一つとなっていた。

以下、本技術の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、説明は、以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（電池モジュールの第１の例）
２．第２の実施の形態（電池モジュールの第２の例）
３．他の実施の形態（変形例）
４．応用例
なお、以下に説明する実施の形態等は本技術の好適な具体例であり、本技術の内容がこれらの実施の形態等に限定されるものではない。また、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、また例示した効果と異なる効果が存在することを否定するものではない。

１．第１の実施の形態
（電池モジュールの構成）
本技術の第１の実施の形態による電池モジュールの構成例について説明する。図４は、電池モジュールの構成例を示す斜視図である。

図４に示すように、電池モジュール１００は、エンドプレート１０１およびエンドプレート１０２の間に電池セル群１０３が配置された構成を有する。

（エンドプレート）
エンドプレート１０１およびエンドプレート１０２は、例えば、アルミニウム、鉄等の金属の板、または、これを形状加工したもの等で構成されている。エンドプレート１０１およびエンドプレート１０２のそれぞれの４隅には、シャフト１０６を貫通させるための孔７が形成されている。

（電池セル群）
電池セル群１０３は、複数の電池セルがそれぞれ電池支持体（以下、ブラケットと称する）に収納された電池ユニット２０が、複数個積層されたものである。第１の実施の形態では、例えば２個の電池セルが各ブラケット１内に収納される。ブラケット１は、例えば、合成樹脂の成型品である。電池セル群１０３は、８個の電池ユニット２０−１〜２０−８（すなわち、１６個の電池セル）が水平方向に積層されたものである。なお、個々の電池ユニットを区別する必要がないときは、単に電池ユニット２０と称する。図４では図示を省略するが、電池セル群１０３の底面側には、８個のブラケット１のそれぞれから導出され、Ｌ字状に折り曲げられた伝熱プレート１０８が露出している。この伝熱プレート１０８が冷却モジュール（図示せず）と接触し、電池セルで発生する熱を、例えば、冷却モジュール等に伝達し、放熱させている。なお、伝熱プレート１０８および冷却モジュールを省略した構成としてもよい。

（電池ユニット）
電池セル群１０３を構成する単位である電池ユニット２０について説明する。図５は、電池ユニットの斜視図である。図６Ａ〜図６Ｄは、電池ユニットの底面図、正面図、背面図、右側面図である。

図５および図６Ａ〜図６Ｄに示すように、電池ユニット２０は、２個の電池セル４−１および電池セル４−２と、２個の電池セル４−１および電池セル４−２とが収納されるブラケット１と、伝熱プレート２とを備える。また、電池ユニット２０の両側面のそれぞれに対して、導電性部材である第１のバスバー１１３および第２のバスバー１１４が取り付けられている。なお、電池セルを個々に区別する必要がない場合には、電池セル４と称する。電池セル４は、例えば、略直方体状、扁平状等の形状を有する。電池セル４の表面の中の最も面積の大きい面を主面と称する。

（ブラケット）
ブラケット１は、例えば、絶縁材（合成樹脂等）からなる。ブラケット１は、例えば、合成樹脂の成型品である。インサート成型によって、ブラケット１と一体にアルミニウム等の金属の伝熱プレート２が形成されている。インサート成型は、金型内に埋め込み対象であるインサート品（ここでは、伝熱プレート２、下記の絶縁カラー８）を装填した後、成型機に樹脂を注入し、インサート品を溶融樹脂で包み込んで固化させ、樹脂とインサート品とを一体化する成型方法である。なお、インサート成型によってブラケット１と第１のバスバー１１３および第２のバスバー１１４とが一体に形成されていてもよい。この場合、省スペース化が可能になり、電池容量の向上に寄与できる。また、伝熱プレート２を省略した構成としてもよい。

ブラケット１は、略直方体状の外形を有し、ブラケット１の右側面の両端部のそれぞれには、連結部９が突設されている。同様に、ブラケット１の左側面の両端部のそれぞれには、連結部９が突設されている。これらの４つの連結部９のそれぞれには、連結部９の両端面（正面側の面および背面側の面）の間を貫通する孔７が形成されている。孔７を形成するために、連結部９には中空を有する管状の絶縁性部材として絶縁カラー８が内設されている。例えば、絶縁カラー８はインサート成型によってブラケット１と一体に形成され、絶縁カラー８の中空が連結部９に形成される孔７となる。絶縁カラー８を内設することによって、環境温度の変化による膨張収縮時の影響が少なくなる。絶縁カラー８の材料としては、例えば、アルミナ等のセラミックス等の絶縁材料が挙げられる。

ブラケット１の正面および背面のそれぞれには、１組の電池セル４−１および電池セル４−２のそれぞれが収納される空間からなる収納部が形成されている。例えば、収納部は、凹状に形成された略直方体状の空間である。収納部の深さは、電池セル４の主面が突出しないように、電池セル４の厚さより大きくされていることが好ましい。収納部の底面は、例えば、開口を有するように枠状に形成された絶縁材（ブラケット１）に固着された伝熱プレート２を含む。１組の収納部は、伝熱プレート２および絶縁材からなる底面を中心面として略対称となるように形成される。

伝熱プレート２は、ブラケット１の中央の開口に位置し、電池セル４の貼り付け面を構成する。さらに、伝熱プレート２の端部がブラケット１の外方に突出され、ブラケット１の側面に沿うように、ほぼＬ字状に折り曲げられ、折り曲げ部２ａが形成される。折り曲げ部２ａの幅は、電池ユニット２０の幅の１．５倍よりやや小とされている。したがって、折り曲げ部２ａの先端が電池ユニット２０の幅より突出している。図示は省略するが伝熱プレート２の折り曲げ部２ａが冷却モジュールの冷却面と接触される。冷却モジュールは、例えば、水冷式または空冷式の冷却装置等である。

図６Ａ〜図６Ｄに示す例では、伝熱プレート２の一端をＬ字状に折り曲げている。なお、伝熱プレート２の他端も同様にブラケット１より外方へ突出させて同様に、Ｌ字状に折り曲げても良い。さらに、先端が両側に延びる断面Ｔ字状もしくはＨ字状としても良い。

伝熱プレート２に対して電池セル４−１および電池セル４−２の主面がブラケット１と一体の伝熱プレート２の面に対して密着される。図示は省略するが、伝熱プレート２と電池セル４−１の主面との間には、熱伝導粘着シートが介在されていてもよい。同様に、伝熱プレート２と電池セル４−２の主面との間には、熱伝導粘着シートが介在されていてもよい。

電池セル４−１および電池セル４−２のそれぞれの両側面から正負極の電極タブ１１１が導出されている。電池セル４−１および電池セル４−２のブラケット１への取り付けの向きによって、電極タブ１１１の正負の極性が変化する。図６Ｂおよび図６Ｃに示すように、電池セル４−１の正極タブ１１１ａと電池セル４−２の負極タブ１１１ｂとが、ブラケット１の一方の側面側から突出されている。電池セル４−１の負極タブ１１１ｂと電池セル４−２の正極タブ１１１ａとが、ブラケット１の他方の側面側から突出されている。なお、正極タブ１１１ａと負極タブ１１１ｂとを個々に区別する必要がない場合には、電極タブ１１１と称している。

（電池セルの構成）
図７Ａは、本技術に使用できる電池セル４の外観を示す略線図である。電池セル４は、非水電解質電池等であり、例えばリチウムイオン二次電池等である。図７Ｂは、電池セル４の構成を示す略線図である。なお、図７は、図７Ａに示す電池セル４の底面および上面を反転させた場合の構成を示している。図７Ｃは、電池セル４の外観底面側を示す略線図である。電池セル４は、電池素子１２１と、電池素子１２１を収容する外装材１２２とを備える。

外装材１２２は、電池素子１２１を収容する第１外装部１２２Ａと、電池素子１２１を覆う蓋として機能する第２外装部１２２Ｂとから構成されている。外装材１２２と電池素子１２１とが密着していることが好ましい。

電池素子１２１は、略矩形状の正極と、この正極と対向して配された略矩形状の負極とが、セパレータを介して交互に積層された積層型電極構造を有している。また、電池素子１２１からは、複数枚の正極とそれぞれ電気的に接続された正極集電体露出部と、複数枚の負極とそれぞれ電気的に接続された負極集電体露出部とが引き出されている。正極集電体露出部および負極集電体露出部には、それぞれ正極タブ１１１ａおよび負極タブ１１１ｂが接続されている。

このような電池素子１２１は、外装材１２２にて外装されており、正極タブ１１１ａおよび負極タブ１１１ｂは、外装材１２２の封止部から電池セル４の外部に導出されている。外装材１２２は、少なくとも一方の面、または両面に予め深絞り加工が施されることにより凹部１２３が形成され、この凹部１２３に電池素子１２１が収納される。図７Ｂでは、外装材１２２を構成する第１外装部１２２Ａに凹部１２３が形成されており、電池素子１２１はこの凹部１２３に収納される。

そして、第２外装部１２２Ｂが凹部１２３の開口を覆うように配置され、凹部１２３の開口の周囲が溶着等により接着されることにより封止される。正極タブ１１１ａおよび負極タブ１１１ｂは、対向する２方向から導出されている。

外装材１２２としては、フィルム状の外装材等を用いることができる。フィルム状の外装材としては、例えば、ナイロンフィルム、アルミニウム箔およびポリエチレンフィルムがこの順に貼り合わされたアルミラミネートフィルム等のように、金属箔からなる金属層の両面に樹脂層を設けた構成を有するものが挙げられる。

外装材１２２の一例としては、例えば、外側樹脂層／金属層／内側樹脂層の積層構造を有するものが挙げられる。外装材１２２は、例えば、内側樹脂層が電池素子と対向するように、２枚の矩形型のアルミラミネートフィルムの外縁部同士が融着または接着剤によって互いに接着された構造を有している。外側樹脂層および内側樹脂層は、それぞれ複数層で構成されてもよい。

金属層を構成する金属材料としては、耐透湿性のバリア膜としての機能を備えていれば良く、アルミニウム（Ａｌ）箔、ステンレス（ＳＵＳ）箔、ニッケル（Ｎｉ）箔およびメッキを施した鉄（Ｆｅ）箔等を使用することができる。なかでも、薄く軽量で加工性に優れるアルミニウム箔を好適に用いることが好ましい。特に、加工性の点から、例えば焼きなまし処理済みのアルミニウム（ＪＩＳ Ａ８０２１Ｐ−Ｏ）、（ＪＩＳ Ａ８０７９Ｐ−Ｏ）または（ＪＩＳ Ａ１Ｎ３０−Ｏ）等を用いるのが好ましい。

金属層の厚みは、典型的には、例えば、３０μｍ以上１５０μｍ以下とすることが好ましい。３０μｍ未満の場合、材料強度が低減する傾向にある。また、１５０μｍを超えた場合、加工が著しく困難になるとともに、ラミネートフィルムの厚さが増してしまい、非水電解質電池の体積効率が低減する傾向にある。

内側樹脂層は、熱で溶けて互いに融着する部分であり、ポリエチレン（ＰＥ）、無軸延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）等が使用可能であり、これらから複数種類選択して用いることも可能である。

外側樹脂層としては、外観の美しさや強靱さ、柔軟性等からポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリエステル等が用いられる。具体的には、ナイロン（Ｎｙ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ）が用いられ、これらから複数種類選択して用いることも可能である。

外装材１２２は、上記した積層構造を有するアルミラミネートフィルムに代えて、他の積層構造を有するラミネートフィルムによって構成されていてもよいし、ポリプロピレン等の高分子フィルムまたは金属フィルム等のフィルム状の外装材によって構成されていてもよい。

なお、本技術に適用できる電池セルの構成は、上述したものに限定されない。例えばセパレータを長尺の帯状に形成してつづら折りにより折り畳み、正極および負極を折り畳んだセパレータの間に挟み込むことにより積層した構成にしても良い。さらに、正極タブおよび負極タブが取り付けられた巻回電極体をフィルム状の外装材の内部に収容した構成にしても良い。

（バスバー）
図８Ａは、第１のバスバーの構成例を示す斜視図であり、図８Ｂは、第２のバスバーの構成例を示す斜視図である。第１のバスバー１１３は、隣り合う電池ユニット２０間を電気的に接続する銅、アルミ等の導電性材料からなる導電性部材である。第２のバスバー１１４は、１つの電池ユニット２０を構成する２つの電池セル４間を電気的に接続する銅、アルミ等からなる導電性材料からなる導電性部材である。

（第１のバスバー）
図８Ａに示すように、第１のバスバー１１３は、少なくとも接合部１１３ｂと、密接部１１３ａとを有する導電性板状体である。接合部１１３ｂは、外側の面が少なくとも電池セル４の電極タブ１１１と接合される部分である。密接部１１３ａは、外側の面と反対側の内側の面がブラケット１の連結部９に密接されると共に、外側の面が他の第１のバスバー１１３の密接部１１３ａの外側の面と密接される部分である。

２つの第１のバスバー１１３の密接部１１３ａのそれぞれが連結部９の両端面のそれぞれに密接され、２つの密接部１１３ａが連結部９を挟んでブラケット１に取り付けられる。密接部１１３ａには、連結部９に設けられた孔７と略同じ大きさの孔１１３ｃが設けられている。１組の第１のバスバー１１３がブラケット１に取り付けられた状態では、連結部９および連結部９を挟んだ密接部１１３ａをシャフト１０６が貫通できるようにするため、１組の密接部１１３ａの孔１１３ｃと連結部９の孔７との位置が積層方向に沿った直線上に合わされる。

図８Ａに示す第１のバスバー１１３の一例は、矩形の板状体の長手方向の略中央部に段差を有するように２カ所略直角に折り曲げた折り曲げ部を有する導電性板状体である。

この折り曲げ部を有する導電性板状体は、例えば、密接部１１３ａとして一の折り曲げ部から長手方向の一端にわたる矩形の平面形状を有する部分と、接合部として他の折り曲げ部から長手方向の他端にわたる矩形の平面形状を有する部分と、一の折り曲げ部と他の折り曲げ部との間の矩形の平面形状を有する部分とを有するものである。

（第２のバスバー）
図８Ｂに示すように、第２のバスバー１１４は、１つの電池ユニット２０を構成する一方の電池セル４−１の電極タブ１１１と接合される第１の接合部１１４ａと、他方の電池セル４−２の電極タブ１１１と接合される第２の接合部１１４ｂとを少なくとも有する導電性板状体である。

図８Ｂに示す第２のバスバー１１４の一例は、例えば、底部と、第１の接合部１１４ａおよび第２の接合部１１４ｂとして、底部の両端部の少なくとも一部にそれぞれ立設された互いに対向する一組の壁部とを含む導電性板状体である。

（電池セル間および電池ユニット間の接続構造）
複数の電池ユニット２０を積層し、電池セル４を直列および／または並列に電気的に接続して電池セル群１０３が構成される。このような構成は、例えば、高出力、高容量のバッテリを必要とする電動車両等に適用される。

図４に示した電池モジュール１００の一例では、図９に示すように、電池ユニット２０−１は、電池セルＢＴ１および電池セルＢＴ２を含む。電池ユニット２０−２は、電池セルＢＴ３および電池セルＢＴ４を含む。電池ユニット２０−３は、電池セルＢＴ５および電池セルＢＴ６を含む。電池ユニット２０−４は、電池セルＢＴ７および電池セルＢＴ８を含む。電池ユニット２０−５は、電池セルＢＴ９および電池セルＢＴ１０を含む。電池ユニット２０−６は、電池セルＢＴ１１および電池セルＢＴ１２を含む。電池ユニット２０−７は、電池セルＢＴ１３および電池セルＢＴ１４を含む。電池ユニット２０−８は、電池セルＢＴ１５および電池セルＢＴ１６を含む。

積層方向に隣接する電池ユニット２０間は、密接部１１３ａが互いに密接される１組の第１のバスバー１１３によって、電気的に接続され、１つの電池ユニット２０内の１組の電池セル４は、１つの第２のバスバー１１４によって電気的に接続される。これにより、１６個の電池セルＢＴ１〜ＢＴ１６が直列に電気的に接続され電池セル群１０３が構成される。なお、電池セルＢＴ１〜ＢＴ１６の接続構成は、この例に限定されるものではない。

複数の電池セルの接続構造について、電池セル群１０３のうちの４つの電池ユニット２０−１〜電池ユニット２０−４の接続構造を例に挙げて説明する。なお、電池ユニット２０−５〜２０−８も同様の接続構造を有し、電池ユニット２０−４および電池ユニット２０−５間も同様の接続構造を有する。図１０は、積層および接続されている４つの電池ユニットを示す斜視図である。図１１Ａは、図１０に示す４つの電池ユニットの手前側の側面を示す略線図であり、図１１Ｂは図１０に示す４つの電池ユニットの奧側の側面を示す略線図である。

電池ユニット２０−１の一方の側面には、１組の第１のバスバー１１３が、ブラケット１を介して互いに対向するように取り付けられている。一方の第１のバスバー１１３の接合部１１３ｂは、電池セルＢＴ１の負極タブ１１１ｂ（−極）に接合され、（−）の極性を有する密接部１１３ａは、電池ユニット２０−１のブラケット１の連結部９の正面側に密接される。他方の第１のバスバー１１３の接合部１１３ｂは、電池セルＢＴ２の正極タブ１１１ａ（＋極）に接合され、（＋）の極性を有する密接部１１３ａは、電池ユニット２０−１のブラケット１の連結部９の背面側に密接される。

電池ユニット２０−１の他方の側面には、１つの第２のバスバー１１４が取り付けられている。電池ユニット２０−１の第２のバスバー１１４の第１の接合部１１４ａに対して、電池セルＢＴ１の正極タブ１１１ａ（＋極）が接合され、第２のバスバー１１４の第２の接合部１１４ｂに対して、電池セルＢＴ２の負極タブ１１１ｂ（−極）が接合される。これにより、電池セルＢＴ１と電池セルＢＴ２とが、直列に接続される。

電池ユニット２０−２の一方の側面には、１組の第１のバスバー１１３が、ブラケット１を介して互いに対向するように取り付けられている。一方の第１のバスバー１１３の接合部１１３ｂは、電池セルＢＴ３の負極タブ１１１ｂ（−極）に接合され、（−）の極性を有する密接部１１３ａは、電池ユニット２０−２のブラケット１の連結部９の正面側に密接される。また、一方の第１のバスバー１１３の（−）の極性を有する密接部１１３ａは、電池ユニット２０−１に取り付けられた他方の第１のバスバーの、電池ユニット２０−１のブラケット１の連結部９の背面側に密接された（＋）の極性を有する密接部１１３ａと密接される。これにより、電池セルＢＴ２と電池セルＢＴ３とが、直列に接続される。他方の第１のバスバー１１３の接合部１１３ｂは、電池セルＢＴ４の正極タブ１１１ａ（＋極）に接合され、（＋）の極性を有する密接部１１３ａは、電池ユニット２０−１のブラケット１の連結部９の背面側の面に密接される。

電池ユニット２０−２の他方の側面には、１つの第２のバスバー１１４が取り付けられている。電池ユニット２０−２の第２のバスバー１１４の第１の接合部１１４ａに対して、電池セルＢＴ３の正極タブ１１１ａ（＋極）が接合され、第２のバスバー１１４の第２の接合部１１４ｂに対して、電池セルＢＴ４の負極タブ１１１ｂ（−極）が接合される。これにより、電池セルＢＴ３と電池セルＢＴ４とが、直列に接続される。

電池ユニット２０−３の一方の側面には、１組の第１のバスバー１１３が、ブラケット１を介して互いに対向するように取り付けられている。一方の第１のバスバー１１３の接合部１１３ｂは、電池セルＢＴ５の負極タブ１１１ｂ（−極）に接合され、（−）の極性を有する密接部１１３ａは、電池ユニット２０−３のブラケット１の連結部９の正面側に密接される。また、一方の第１のバスバー１１３の（−）の極性を有する密接部１１３ａは、電池ユニット２０−２に取り付けられた他方の第１のバスバーの、電池ユニット２０−２のブラケット１の連結部９の背面側に密接された（＋）の極性を有する密接部１１３ａと密接される。これにより、電池セルＢＴ４と電池セルＢＴ５とが、直列に接続される。他方の第１のバスバー１１３の接合部１１３ｂは、電池セルＢＴ６の正極タブ１１１ａ（＋極）に接合され、（＋）の極性を有する密接部１１３ａは、電池ユニット２０−２のブラケット１の連結部９の背面側の面に密接される。

電池ユニット２０−３の他方の側面には、１つの第２のバスバー１１４が取り付けられている。電池ユニット２０−３の第２のバスバー１１４の第１の接合部１１４ａに対して、電池セルＢＴ５の正極タブ１１１ａ（＋極）が接合され、第２のバスバー１１４の第２の接合部１１４ｂに対して、電池セルＢＴ６の負極タブ１１１ｂ（−極）が接合される。これにより、電池セルＢＴ５と電池セルＢＴ６とが、直列に接続される。

電池ユニット２０−４の一方の側面には、１組の第１のバスバー１１３が、ブラケット１を介して互いに対向するように取り付けられている。一方の第１のバスバー１１３の接合部１１３ｂは、電池セルＢＴ７の負極タブ１１１ｂ（−極）に接合され、（−）の極性を有する密接部１１３ａは、電池ユニット２０−４のブラケット１の連結部９の正面側に密接される。また、一方の第１のバスバー１１３の（−）の極性を有する密接部１１３ａは、電池ユニット２０−３に取り付けられた他方の第１のバスバーの、電池ユニット２０−３のブラケット１の連結部９の背面側に密接された（＋）の極性を有する密接部１１３ａと密接される。これにより、電池セルＢＴ６と電池セルＢＴ７とが、直列に接続される。他方の第１のバスバー１１３の接合部１１３ｂは、電池セルＢＴ８の正極タブ１１１ａ（＋極）に接合され、（＋）の極性を有する密接部１１３ａは、電池ユニット２０−３のブラケット１の連結部９の背面側の面に密接される。

電池ユニット２０−４の他方の側面には、１つの第２のバスバー１１４が取り付けられている。電池ユニット２０−４の第２のバスバー１１４の第１の接合部１１４ａに対して、電池セルＢＴ７の正極タブ１１１ａ（＋極）が接合され、第２のバスバー１１４の第２の接合部１１４ｂに対して、電池セルＢＴ８の負極タブ１１１ｂ（−極）が接合される。これにより、電池セルＢＴ７と電池セルＢＴ８とが、直列に接続される。

（複数の電池ユニットの固定）
図１２は、電池モジュールの構成例の概略を示す側面図である。水平方向に積層された積層体を構成するエンドプレート１０１およびエンドプレート１０２、並びに電池セル群１０３を構成する積層された複数の電池ユニット２０−１〜２０−８が、締結部材であるシャフト１０６およびナット１０７により締め付けられることにより締結される。図１２に示すように、エンドプレート１０１およびエンドプレート１０２、並びに電池セル群１０３の４隅に形成された孔のそれぞれにシャフト１０６を通し、４隅を貫通したシャフト１０６の両端部からナット１０７で締め付けることにより、電池セル群１０３を構成する積層された複数の電池ユニット２０−１〜２０−８が締結される。これにより、複数の電池ユニット２０−１〜２０−８は一体的に固定される。なお、４隅のうちの１隅を貫通する１本のシャフト１０６が、複数の電池ユニット２０−１〜２０−８の連結部９の両端面の間を貫通する孔７、および、密接部１１３ａの孔１１３ｃを通り、積層方向に沿った直線上に位置する複数の電池ユニットの連結部９および連結部９を挟む密接部１１３ａ、エンドプレート１０１およびエンドプレート１０２を貫通する。

本技術の電池モジュール１００では、隣り合う電池ユニット２０の第１のバスバー１１３の密接部１１３ａが積層方向に沿った直線上に位置し、これらの密接部１１３ａが互いに面接触することで、バスバー同士の安定した面接触を実現できる。これに対して、典型的な電池モジュール（例えば、上述した図１に示す電池モジュール２００）では、電池ユニット２１０を並べてユニットバスバー２１４で集電部２１１同士を接続する場合、隣り合った集電部２１１の面のズレによりユニットバスバー２１４の安定した面接触が難しくなっていた。また、ユニットバスバー２１４には大電流を用いるため、薄肉化等によって柔軟性を持たせることが困難であった。

本技術の電池モジュールでは、積層された複数の電池ユニット２０に設けられた孔にシャフト１０６を通し、積層された複数の電池ユニット２０を貫通したシャフト１０６の両端部をナット１０７で締め付けることで、積層された複数の電池ユニット２０を締結する。これにより、隣り合う電池ユニット２０のバスバー同士の密接面に対して、均等に締め付ける力を加えることができる。これにより、セルバランスが崩れる要因の一つである接触抵抗のばらつきを抑制することができる。これに対して、図１に示すような典型的な電池モジュール２００では、電池ユニット２０間を接続する複数のユニットバスバー２１４のそれぞれを個別に締め付けるため、締め付け力のばらつきが接触抵抗のばらつきにつながっており、セルバランスが崩れる要因の一つになっている。また、シャフト１０６に生じる軸力を規定して管理することにより、ユニットバスバー２１４の接触抵抗の一括管理が可能となり、ユニットバスバー２１４同士を一定の圧力で面接触した状態で固定することにより長期間のユニットバスバー２１４間の導通を確保できる。その結果、電池セル４間の接続の長期信頼性を向上することができる。

（シャフト）
シャフト１０６としては、例えば、金属材料からなる棒を少なくとも１層以上の絶縁層で被覆した棒状体等の絶縁性棒状体を用いることができる。シャフト１０６の両端部には、締め付け部であるナット１０７等がねじ込まれるネジ部等が設けられている。絶縁層としては、絶縁性の樹脂層等が挙げられる。シャフト１０６としては、金属材料からなる棒を２層以上の絶縁層で被覆した、２層以上の絶縁層を有する棒状体が好ましい。振動、衝撃等により絶縁層が破壊されるのを抑制できるからである。２層以上の絶縁層を有する棒状体の一例としては、金属棒と、金属棒を被覆する第１の絶縁層と、第１の絶縁層をさらに被覆する第２の絶縁層とを備える２層の絶縁層を有する棒状体等が挙げられる。２層の絶縁層を有する棒状体としては、例えば、金属棒に対して絶縁材を塗布することにより形成した塗布絶縁膜と、塗布絶縁膜を被覆するチューブ状の絶縁材とを有する棒状体等が挙げられる。なお、ナット１０７は絶縁性を有するものであることが好ましい。このようなナット１０７としては、金属を絶縁材料で被覆して形成したナット等が挙げられる。

２.第２の実施の形態
本技術の第２の実施の形態による電池モジュールの構成例について説明する。図１３は、本技術の第２の実施の形態による電池モジュールの構成例の概略を示す上面図である。図１４は、本技術の第２の実施の形態による電池モジュールの構成例の概略を示す断面図である。

図１３および図１４に示すように、電池モジュール１００’は、電池セル群１０３’を備える。電池セル群１０３’は、８個の電池ユニット２０−１’〜２０−８’（すなわち、１６個の電池セル）が、積層されたものである。なお、個々の電池ユニットを区別する必要がないときは、単に電池ユニット２０’と称する。

ブラケット１’は、連結部９の代わりに以下の構成を有する点以外は第１の実施の形態のブラケット１と同様である。ブラケット１’の両側端部の中央のそれぞれには、ブラケット１’を厚み方向にシャフト１０６が貫通する孔が形成されている。孔を形成するために、導通カラー１１９または絶縁カラー１１８がインサート成型によってブラケット１と一体に形成されている。導通カラー１１９は、中空を有する管状の導電性部材である。絶縁カラー１１８は、第１の実施の形態の絶縁カラー８と同様である。

本技術の第２の実施の形態による電池モジュール１００’では、電池セル４間を接続する部品である導通カラー１１９をブラケット１’にインサート成型することにより省スペースとなり、電池モジュールに対する電池容量の向上が可能となる。これに対して、図１に示した典型的な電池モジュール２００では、接続に必要な部品を別部品としてボルト等で締結しており、部品点数が多くなってしまう。

（電池セル）
電池セル４は、電極タブ１１１に孔が設けられた構成を有すること以外は第１の実施の形態で説明した電池セル４と同様である。

（電池セル間および電池ユニット間の接続構造）
複数の電池ユニット２０’を積層し、電池セル４を直列および／または並列に電気的に接続して電池セル群１０３’が構成される。

本技術の第２の実施の形態による電池ユニット２０’の一例では、１６個の電池セルＢＴ１〜ＢＴ１６を直列に電気的に接続して電池セル群１０３’が構成される。なお、電池セルＢＴ１〜ＢＴ１６の接続構成は、この例に限定されるものではない。

複数の電池セル４の接続構造について、電池セル群１０３’のうちの４つの電池ユニット２０−１’〜電池ユニット２０−４’の接続構造を例に挙げて説明する。なお、電池ユニット２０−５’〜２０−８’も同様の接続構造を有し、電池ユニット２０−４’と電池ユニット２０−５’間の接続も同様の接続構造を有する。

電池セル群１０３’では、電池ユニット２０’間が導通カラー１１９によって接続され、同様に、電池ユニット内の２つの電池セル４も導通カラー１１９によって接続される。これにより、電池セル群１０３’に含まれる電池セルＢＴ１〜電池セルＢＴ１６が、直列に電気的に接続されている。なお、第１の実施の形態と同様、各電池ユニット２０’には２つの電池セル４が収納されている。すなわち、電池ユニット２０−１’は、電池セルＢＴ１および電池セルＢＴ２を含む。電池ユニット２０−２’は、電池セルＢＴ３および電池セルＢＴ４を含む。電池ユニット２０−３’は、電池セルＢＴ５および電池セルＢＴ６を含む。電池ユニット２０−４’は、電池セルＢＴ７および電池セルＢＴ８を含む。電池ユニット２０−５’は、電池セルＢＴ９および電池セルＢＴ１０を含む。電池ユニット２０−６’は、電池セルＢＴ１１および電池セルＢＴ１２を含む。電池ユニット２０−７’は、電池セルＢＴ１３および電池セルＢＴ１４を含む。電池ユニット２０−８’は、電池セルＢＴ１５および電池セルＢＴ１６を含む。

電池ユニット２０−１’の一側端部の略中央部には、ブラケット１’内に内設された絶縁カラー１１８の両端面が露出されている。電池ユニット２０−１’の他側端部の略中央部には、ブラケット１’内に内設された導通カラー１１９の両端面が露出されている。電池ユニット２０−１’の露出された絶縁カラー１１８の一端面に対して、電池セルＢＴ１の負極タブ１１１ｂ（−極）が密接され、露出された絶縁カラー１１８の他端面に対して、電池セルＢＴ２の正極タブ１１１ａ（＋極）が密接される。電池ユニット２０−１’の露出された導通カラー１１９の一端面に対して、電池セルＢＴ１の正極タブ１１１ａ（＋極）が密接され、導通カラー１１９の他端面に対して、電池セルＢＴ２の負極タブ１１１ｂ（−極）が密接される。これにより、電池セルＢＴ１と電池セルＢＴ２とが、直列に接続される。

電池ユニット２０−１’に含まれる電池セルＢＴ２の正極タブ１１１ａ（＋極）と、電池ユニット２０−２’に含まれる電池セルＢＴ３の負極タブ１１１ｂ（−極）との間には、導通カラー１１９が狭設されている。電池ユニット２０−１’に含まれる電池セルＢＴ２の負極タブ１１１ｂ（−極）と、電池ユニット２０−２’に含まれる電池セルＢＴ３の正極タブ１１１ａ（＋極）との間には、絶縁カラー１１８が狭設されている。

電池セルＢＴ２と電池セルＢＴ３との間に狭設された導通カラー１１９の一端面に対して、電池セルＢＴ２の正極タブ１１１ａ（＋極）が密接され、導通カラー１１９の他端面に、電池セルＢＴ３の負極タブ１１１ｂ（−極）が密接される。これにより、電池セルＢＴ２と電池セルＢＴ３とが、直列に接続される。

電池ユニット２０−２’の一側端部の略中央部には、ブラケット１’内に内設された絶縁カラー１１８の両端面が露出されている。電池ユニット２０−２’の他側端部の略中央部には、ブラケット１’内に内設された導通カラー１１９の両端面が露出されている。電池ユニット２０−２’の露出された絶縁カラー１１８の一端面に対して、電池セルＢＴ３の負極タブ１１１ｂ（−極）が密接され、露出された絶縁カラー１１８の他端面に対して、電池セルＢＴ４の正極タブ１１１ａ（＋極）が密接される。電池ユニット２０−２’の露出された導通カラー１１９の一端面に対して、電池セルＢＴ３の正極タブ１１１ａ（＋極）が密接され、導通カラー１１９の他端面に対して、電池セルＢＴ４の負極タブ１１１ｂ（−極）が密接される。これにより、電池セルＢＴ３と電池セルＢＴ４とが、直列に接続される。

電池ユニット２０−２’に含まれる電池セルＢＴ４の正極タブ１１１ａ（＋極）と、電池ユニット２０−３’に含まれる電池セルＢＴ５の負極タブ１１１ｂ（−極）との間には、導通カラー１１９が狭設されている。電池ユニット２０−２’に含まれる電池セルＢＴ４の負極タブ１１１ｂ（−極）と、電池ユニット２０−３’に含まれる電池セルＢＴ５の正極タブ１１１ａ（＋極）との間には、絶縁カラー１１８が狭設されている。

電池セルＢＴ４と電池セルＢＴ５との間に狭設された導通カラー１１９の一端面に対して、電池セルＢＴ４の正極タブ１１１ａ（＋極）が密接され、導通カラー１１９の他端面に、電池セルＢＴ５の負極タブ１１１ｂ（−極）が密接される。これにより、電池セルＢＴ４と電池セルＢＴ５とが、直列に接続される。

電池ユニット２０−３’の一側端部の略中央部には、ブラケット１’内に内設された絶縁カラー１１８の両端面が露出されている。電池ユニット２０−３’の他側端部の略中央部には、ブラケット１’内に内設された導通カラー１１９の両端面が露出されている。電池ユニット２０−３’の露出された絶縁カラー１１８の一端面に対して、電池セルＢＴ５の負極タブ１１１ｂ（−極）が密接され、露出された絶縁カラー１１８の他端面に対して、電池セルＢＴ６の正極タブ１１１ａ（＋極）が密接される。電池ユニット２０−３’の露出された導通カラー１１９の一端面に対して、電池セルＢＴ５の正極タブ１１１ａ（＋極）が密接され、導通カラー１１９の他端面に対して、電池セルＢＴ６の負極タブ１１１ｂ（−極）が密接される。これにより、電池セルＢＴ５と電池セルＢＴ６とが、直列に接続される。

電池ユニット２０−３’に含まれる電池セルＢＴ６の正極タブ１１１ａ（＋極）と、電池ユニット２０−４’に含まれる電池セルＢＴ７の負極タブ１１１ｂ（−極）との間には、導通カラー１１９が狭設されている。電池ユニット２０−３’に含まれる電池セルＢＴ６の負極タブ１１１ｂ（−極）と、電池ユニット２０−４’に含まれる電池セルＢＴ７の正極タブ１１１ａ（＋極）との間には、絶縁カラー１１８が狭設されている。

電池セルＢＴ６と電池セルＢＴ７との間に狭設された導通カラー１１９の一端面に対して、電池セルＢＴ６の正極タブ１１１ａ（＋極）が密接され、導通カラー１１９の他端面に、電池セルＢＴ７の負極タブ１１１ｂ（−極）が密接される。これにより、電池セルＢＴ６と電池セルＢＴ７とが、直列に接続される。

電池ユニット２０−４’の一側端部の略中央部には、ブラケット１’内に内設された絶縁カラー１１８の両端面が露出されている。電池ユニット２０−４’の他側端部の略中央部には、ブラケット１’内に内設された導通カラー１１９の両端面が露出されている。電池ユニット２０−４’の露出された絶縁カラー１１８の一端面に対して、電池セルＢＴ７の負極タブ１１１ｂ（−極）が密接され、露出された絶縁カラー１１８の他端面に対して、電池セルＢＴ８の正極タブ１１１ａ（＋極）が密接される。電池ユニット２０−４’の露出された導通カラー１１９の一端面に対して、電池セルＢＴ７の正極タブ１１１ａ（＋極）が密接され、導通カラー１１９の他端面に対して、電池セルＢＴ８の負極タブ１１１ｂ（−極）が密接される。これにより、電池セルＢＴ７と電池セルＢＴ８とが、直列に接続される。

（複数の電池ユニットの固定）
電池セル群１０３’の両側端部の略中央部の形成された孔のそれぞれに、シャフト１０６を通し、積層された複数の電池ユニット２０’を貫通するシャフト１０６の両端部からナット１０７で締め付けることにより、電池セル群１０３’を構成する積層された複数の電池ユニット２０−１’〜２０−８’が締結される。なお、第１の実施の形態同様、エンドプレート１０１およびエンドプレート１０２の間に電池セル群１０３’を配置して、これらを締結した構成としてもよい。

３.他の実施の形態
本技術は、上述した本技術の実施の形態に限定されるものでは無く、本技術の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。

例えば、上述の実施の形態において挙げた数値、構造、形状、材料、原料、製造プロセス等はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれらと異なる数値、構造、形状、材料、原料、製造プロセス等を用いてもよい。

また、上述の実施の形態の構成、方法、工程、形状、材料および数値等は、本技術の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。

本技術は、以下の構成とることができる。
［１］
積層された複数の電池ユニットを少なくとも含む積層体と、
該積層体を貫通する絶縁性棒状体と、
前記積層体を貫通した該絶縁性棒状体の両端から前記積層体を締め付ける締め付け部と
を備え、
前記電池ユニットは、複数の電池セルと、
両端面の間を貫通する第１の孔が形成された連結部を有し、且つ、前記複数の電池セルが保持される電池支持体と、
第２の孔が形成され、且つ、前記連結部の前記両端面のうちの一方または他方の端面に密接される密接部および前記電池セルの電極タブに接合される接合部を含む導電性部材と
を有し、
前記絶縁性棒状体が、積層された前記複数のユニットの前記第１の孔および前記第２の孔を通り、積層方向に沿った直線上に位置する前記複数の電池ユニットの前記連結部および前記密接部を貫通し、前記締め付け部によって前記積層体が締め付けられて前記複数の電池ユニットが締結され、隣り合う前記電池ユニットの前記導電性部材の前記密接部が互いに密接されて、隣り合う前記電池ユニット間が電気的に接続された電池モジュール。
［２］
前記電池ユニットは、前記導電性部材を２つ備え、
一方の導電性部材の前記密接部を前記連結部の前記両端面のうちの一方の端面に密接させ、他方の導電性部材の前記密接部を前記連結部の前記両端面のうちの他方の端面に密接させて、前記２つの導電性部材の前記密接部で前記連結部を挟む［１］に記載の電池モジュール。
［３］
前記電池支持体に対して前記導電性部材がインサート成型された［１］〜［２］の何れかに記載の電池モジュール。
［４］
前記電池支持体は、前記連結部に内設された、前記第１の孔を形成する中空を有する管状の絶縁性部材をさらに有する［１］〜［３］の何れかに記載の電池モジュール。
［５］
前記電池支持体に対して、前記絶縁性部材がインサート成型された［４］に記載の電池モジュール。
［６］
前記導電性部材は、導電性板状体である［１］〜［５］の何れかに記載の電池モジュール。
［７］
前記絶縁性棒状体は、金属材料からなる棒を２層以上の絶縁層で被覆した棒状体である［１］〜［６］の何れかに記載の電池モジュール。
［８］
前記絶縁性棒状体は、金属材料からなる棒と、該金属材料からなる棒を被覆する第１の絶縁層と、該第１の絶縁層をさらに被覆する第２の絶縁層とを備え、
前記第１の絶縁層は、絶縁膜であり、
前記第２の絶縁層は、チューブ状の絶縁材である［１］〜［７］の何れかに記載の電池モジュール。
［９］
前記絶縁性棒状体は、両端部にネジ部を有し、
前記締め付け部は、前記ネジ部にねじ込まれるナットである［１］〜［８］の何れかに記載の電池モジュール。
［１０］
前記積層体は、第３の孔を有するエンドプレートを２つさらに含み、
前記２つのエンドプレートの間に、前記複数の電池ユニットが配置され、
前記絶縁性棒状体が、前記２つのエンドプレートの第３の孔を通って前記２つのエンドプレートを貫通する［１］〜［９］の何れかに記載の電池モジュール。
［１１］
前記電池支持体は、略直方体状の外形を有し、一側面の両端部のそれぞれに前記連結部が突設され、他側面の両端部のそれぞれに前記連結部が突設された［１］〜［１０］の何れかに記載の電池モジュール。
［１２］
［１］〜［１１］の何れかに記載の電池モジュールを備えた蓄電装置。
［１３］
［１］〜［１１］の何れかに記載の電池モジュールが再生可能エネルギーから発電を行う発電装置によって充電される蓄電システム。
［１４］
［１］〜［１１］の何れかに記載の電池モジュールを有し、前記電池モジュールに接続される電子機器に電力を供給する蓄電システム。
［１５］
［１］〜［１１］の何れかに記載の電池モジュールから、電力の供給を受ける電子機器。
［１６］
［１］〜［１１］の何れかに記載の電池モジュールから、電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、前記電池モジュールに関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行なう制御装置とを有する電動車両。
［１７］
他の機器とネットワークを介して信号を送受信する電力情報送受信部とを備え、
前記電力情報送受信部が受信した情報に基づき、［１］〜［１１］の何れかに記載の電池モジュールの充放電制御を行う電力システム。
［１８］
［１］〜［１１］の何れかに記載の電池モジュールから、電力の供給を受け、または発電装置または電力網から前記電池モジュールに電力を供給する電力システム。

４．応用例
以下、電池モジュールの応用例について説明する。なお、電池モジュールの応用例は、以下に説明する応用例に限られることはない。

上述した本技術の電池モジュールは、例えば電子機器や電動車両等の機器に搭載または電力を供給するために使用することができる。本技術は、上述した電池モジュールが再生可能エネルギーから発電を行う発電装置によって充電される蓄電システムである。本技術は、上述した電池モジュールを有し、電池モジュールに接続される電子機器に電力を供給する蓄電システムである。本技術は、上述した電池モジュールから、電力の供給を受ける電子機器である。これらの電子機器および電力システムは、例えば住宅の電力供給システムとして実施される。さらに、外部の電力供給網と協働して電力の効率的な供給を図るシステムとして実施される。さらに、本技術は、上述した電池モジュールから、電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、電池モジュールに関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行なう制御装置とを有する電動車両である。本技術は、他の機器とネットワークを介して信号を送受信する電力情報送受信部とを備え、電力情報送受信部が受信した情報に基づき、上述した電池モジュールの充放電制御を行う電力システムである。本技術は、上述した電池モジュールから、電力の供給を受け、または発電装置または電力網から電池モジュールに電力を供給する電力システムである。

電子機器として、例えばノート型パソコン、ビデオムービー、デジタルスチルカメラ、電子書籍、ゲーム機、ナビゲーションシステム、電動工具、冷蔵庫、エアコン、テレビ、ステレオ、温水器、電子レンジ、食器洗い器、洗濯機、乾燥器、照明機器、医療機器、ロボット、ロードコンディショナー、信号機等が挙げられる。

また、電動車両としては鉄道車両、ゴルフカート、電動カート、電気自動車（ハイブリッド自動車を含む）等が挙げられ、これらの駆動用電源または補助用電源として用いられる。

「応用例としての蓄電装置の例」
電池モジュールを備えた蓄電装置の一例としては、例えば、図１５に示す構成の蓄電装置等が挙げられる。図１５に示すように、蓄電装置１５０の外装ケース１３１内には、電池モジュール１００と、電池モジュール１００の充放電等を制御するための制御回路ブロック等が搭載された回路基板１３２等が収容されている。

「応用例としての住宅における蓄電システム」
本技術を住宅用の蓄電システムに適用した例について、図１６を参照して説明する。例えば住宅３０１用の蓄電システム３００においては、火力発電３０２ａ、原子力発電３０２ｂ、水力発電３０２ｃ等の集中型電力系統３０２から電力網３０９、情報網３１２、スマートメータ３０７、パワーハブ３０８等を介し、電力が蓄電装置３０３に供給される。これと共に、発電装置３０４等の独立電源から電力が蓄電装置３０３に供給される。蓄電装置３０３に供給された電力が蓄電される。蓄電装置３０３を使用して、住宅３０１で使用する電力が給電される。住宅３０１に限らずビルに関しても同様の蓄電システムを使用できる。

住宅３０１には、発電装置３０４、電力消費装置３０５、蓄電装置３０３、各装置を制御する制御装置３１０、スマートメータ３０７、各種情報を取得するセンサー３１１が設けられている。各装置は、電力網３０９および情報網３１２によって接続されている。発電装置３０４として、太陽電池、燃料電池等が利用され、発電した電力が電力消費装置３０５および／または蓄電装置３０３に供給される。電力消費装置３０５は、冷蔵庫３０５ａ、空調装置（エアコン）３０５ｂ、テレビジョン受信機（テレビ）３０５ｃ、風呂（バス）３０５ｄ等である。さらに、電力消費装置３０５には、電動車両３０６が含まれる。電動車両３０６は、電気自動車３０６ａ、ハイブリッドカー３０６ｂ、電気バイク３０６ｃである。

蓄電装置３０３に対して、上述した本技術の電池モジュールが適用される。蓄電装置３０３は、二次電池またはキャパシタから構成されている。例えば、リチウムイオン電池によって構成されている。リチウムイオン電池は、定置型であっても、電動車両３０６で使用されるものでも良い。スマートメータ３０７は、商用電力の使用量を測定し、測定された使用量を、電力会社に送信する機能を備えている。電力網３０９は、直流給電、交流給電、非接触給電の何れか一つまたは複数を組み合わせても良い。

各種のセンサー３１１は、例えば人感センサー、照度センサー、物体検知センサー、消費電力センサー、振動センサー、接触センサー、温度センサー、赤外線センサー等である。各種センサー３１１により取得された情報は、制御装置３１０に送信される。センサー３１１からの情報によって、気象の状態、人の状態等が把握されて電力消費装置３０５を自動的に制御してエネルギー消費を最小とすることができる。さらに、制御装置３１０は、住宅３０１に関する情報をインターネットを介して外部の電力会社等に送信することができる。

パワーハブ３０８によって、電力線の分岐、直流交流変換等の処理がなされる。制御装置３１０と接続される情報網３１２の通信方式としては、ＵＡＲＴ(Universal Asynchronous Receiver-Transceiver:非同期シリアル通信用送受信回路）等の通信インターフェースを使う方法、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＺｉｇＢｅｅ、Ｗｉ−Ｆｉ等の無線通信規格によるセンサーネットワークを利用する方法がある。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ方式は、マルチメディア通信に適用され、一対多接続の通信を行うことができる。ＺｉｇＢｅｅは、ＩＥＥＥ(Institute of Electrical and Electronics Engineers) ８０２．１５．４の物理層を使用するものである。ＩＥＥＥ８０２．１５．４は、ＰＡＮ(Personal Area Network) またはＷ(Wireless)ＰＡＮと呼ばれる短距離無線ネットワーク規格の名称である。

制御装置３１０は、外部のサーバ３１３と接続されている。このサーバ３１３は、住宅３０１、電力会社、サービスプロバイダーの何れかによって管理されていても良い。サーバ３１３が送受信する情報は、たとえば、消費電力情報、生活パターン情報、電力料金、天気情報、天災情報、電力取引に関する情報である。これらの情報は、家庭内の電力消費装置（たとえばテレビジョン受信機）から送受信しても良いが、家庭外の装置（たとえば、携帯電話機等）から送受信しても良い。これらの情報は、表示機能を持つ機器、たとえば、テレビジョン受信機、携帯電話機、ＰＤＡ(Personal Digital Assistants)等に、表示されても良い。

各部を制御する制御装置３１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit ）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等で構成され、この例では、蓄電装置３０３に格納されている。制御装置３１０は、蓄電装置３０３、発電装置３０４、電力消費装置３０５、各種センサー３１１、サーバ３１３と情報網３１２により接続され、例えば、商用電力の使用量と、発電量とを調整する機能を有している。なお、その他にも、電力市場で電力取引を行う機能等を備えていても良い。

以上のように、電力が火力発電３０２ａ、原子力発電３０２ｂ、水力発電３０２ｃ等の集中型電力系統３０２のみならず、発電装置３０４（太陽光発電、風力発電）の発電電力を蓄電装置３０３に蓄えることができる。したがって、発電装置３０４の発電電力が変動しても、外部に送出する電力量を一定にしたり、または、必要なだけ放電するといった制御を行うことができる。例えば、太陽光発電で得られた電力を蓄電装置３０３に蓄えると共に、夜間は料金が安い深夜電力を蓄電装置３０３に蓄え、昼間の料金が高い時間帯に蓄電装置３０３によって蓄電した電力を放電して利用するといった使い方もできる。

なお、この例では、制御装置３１０が蓄電装置３０３内に格納される例を説明したが、スマートメータ３０７内に格納されても良いし、単独で構成されていても良い。さらに、蓄電システム３００は、集合住宅における複数の家庭を対象として用いられてもよいし、複数の戸建て住宅を対象として用いられてもよい。

「応用例としての車両における蓄電システム」
本技術を車両用の蓄電システムに適用した例について、図１７を参照して説明する。図１７に、本技術が適用されるシリーズハイブリッドシステムを採用するハイブリッド車両の構成の一例を概略的に示す。シリーズハイブリッドシステムはエンジンで動かす発電機で発電された電力、あるいはそれを電池に一旦貯めておいた電力を用いて、電力駆動力変換装置で走行する車である。

このハイブリッド車両４００には、エンジン４０１、発電機４０２、電力駆動力変換装置４０３、駆動輪４０４ａ、駆動輪４０４ｂ、車輪４０５ａ、車輪４０５ｂ、バッテリ４０８、車両制御装置４０９、各種センサ４１０、充電口４１１が搭載されている。バッテリ４０８に対して、上述した本技術の電池モジュールが適用される。

ハイブリッド車両４００は、電力駆動力変換装置４０３を動力源として走行する。電力駆動力変換装置４０３の一例は、モータである。バッテリ４０８の電力によって電力駆動力変換装置４０３が作動し、この電力駆動力変換装置４０３の回転力が駆動輪４０４ａ、４０４ｂに伝達される。なお、必要な個所に直流−交流（ＤＣ−ＡＣ）あるいは逆変換（ＡＣ−ＤＣ変換）を用いることによって、電力駆動力変換装置４０３が交流モータでも直流モータでも適用可能である。各種センサ４１０は、車両制御装置４０９を介してエンジン回転数を制御したり、図示しないスロットルバルブの開度（スロットル開度）を制御したりする。各種センサ４１０には、速度センサ、加速度センサ、エンジン回転数センサ等が含まれる。

エンジン４０１の回転力は発電機４０２に伝えられ、その回転力によって発電機４０２により生成された電力をバッテリ４０８に蓄積することが可能である。

図示しない制動機構によりハイブリッド車両が減速すると、その減速時の抵抗力が電力駆動力変換装置４０３に回転力として加わり、この回転力によって電力駆動力変換装置４０３により生成された回生電力がバッテリ４０８に蓄積される。

バッテリ４０８は、ハイブリッド車両の外部の電源に接続されることで、その外部電源から充電口４１１を入力口として電力供給を受け、受けた電力を蓄積することも可能である。

図示しないが、二次電池に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行なう情報処理装置を備えていても良い。このような情報処理装置としては、例えば、電池の残容量に関する情報に基づき、電池残容量表示を行う情報処理装置等がある。

なお、以上は、エンジンで動かす発電機で発電された電力、或いはそれを電池に一旦貯めておいた電力を用いて、モーターで走行するシリーズハイブリッド車を例として説明した。しかしながら、エンジンとモーターの出力が何れも駆動源とし、エンジンのみで走行、モーターのみで走行、エンジンとモーター走行という３つの方式を適宜切り替えて使用するパラレルハイブリッド車に対しても本技術は有効に適用可能である。さらに、エンジンを用いず駆動モータのみによる駆動で走行する所謂、電動車両に対しても本技術は有効に適用可能である。

１、１’・・・ブラケット、２・・・伝熱プレート、２ａ・・・折り曲げ部、４・・・電池セル、４−１、４−２・・・電池セル、７・・・孔、８・・・絶縁カラー、９・・・連結部、２０・・・電池ユニット、２０’・・・電池ユニット、２０−１〜２０−８、２０−１’〜２０−８’・・・電池ユニット、９０・・・外装ケース、１００、１００’・・・電池モジュール、１０１・・・エンドプレート、１０２・・・エンドプレート、１０３、１０３’ ・・・電池セル群、１０６・・・シャフト、１０７・・・ナット、１０８・・・伝熱プレート、１１１・・・電極タブ、１１１ａ・・・正極タブ、１１１ｂ・・・負極タブ、１１３・・・第１のバスバー、１１４・・・第２のバスバー、１１８・・・絶縁カラー、１１９・・・導通カラー、１２１・・・電池素子、１２２・・・外装材、１２２Ａ・・・第１外装部、１２２Ｂ・・・第２外装部、１２３・・・凹部、３００・・・蓄電システム、３０１・・・住宅、３０２・・・集中型電力系統、３０２ａ・・・火力発電、３０２ｂ・・・原子力発電、３０２ｃ・・・水力発電、３０３・・・蓄電装置、３０４・・・発電装置、３０５・・・電力消費装置、３０５ａ・・・冷蔵庫、３０６・・・電動車両、３０６ａ・・・電気自動車、３０６ｂ・・・ハイブリッドカー、３０６ｃ・・・電気バイク、３０７・・・スマートメータ、３０８・・・パワーハブ、３０９・・・電力網、３１０・・・制御装置、３１１・・・センサー、３１２・・・情報網、３１３・・・サーバ、４００・・・ハイブリッド車両、４０１・・・エンジン、４０２・・・発電機、４０３・・・電力駆動力変換装置、４０４ａ・・・駆動輪、４０４ｂ・・・駆動輪、４０５ａ・・・車輪、４０５ｂ・・・車輪、４０８・・・バッテリ、４０９・・・車両制御装置、４１０・・・センサ、４１１・・・充電口

Claims (18)

1. 積層された複数の電池ユニットを少なくとも含む積層体と、
   該積層体を貫通する絶縁性棒状体と、
   前記積層体を貫通した該絶縁性棒状体の両端から前記積層体を締め付ける締め付け部と
   を備え、
   前記電池ユニットは、複数の電池セルと、
   両端面の間を貫通する第１の孔が形成された連結部を有し、且つ、前記複数の電池セルが保持される電池支持体と、
   第２の孔が形成され、且つ、前記連結部の前記両端面のうちの一方または他方の端面に密接される密接部および前記電池セルの電極タブに接合される接合部を含む導電性部材と
   を有し、
   前記絶縁性棒状体が、積層された前記複数のユニットの前記第１の孔および前記第２の孔を通り、積層方向に沿った直線上に位置する前記複数の電池ユニットの前記連結部および前記密接部を貫通し、前記締め付け部によって前記積層体が締め付けられて前記複数の電池ユニットが締結され、隣り合う前記電池ユニットの前記導電性部材の前記密接部が互いに密接されて、隣り合う前記電池ユニット間が電気的に接続された電池モジュール。
2. 前記電池ユニットは、前記導電性部材を２つ備え、
   一方の導電性部材の前記密接部を前記連結部の前記両端面のうちの一方の端面に密接させ、他方の導電性部材の前記密接部を前記連結部の前記両端面のうちの他方の端面に密接させて、前記２つの導電性部材の前記密接部で前記連結部を挟む請求項１に記載の電池モジュール。
3. 前記電池支持体に対して前記導電性部材がインサート成型された請求項１に記載の電池モジュール。
4. 前記電池支持体は、前記連結部に内設された、前記第１の孔を形成する中空を有する管状の絶縁性部材をさらに有する請求項１に記載の電池モジュール。
5. 前記電池支持体に対して、前記絶縁性部材がインサート成型された請求項４に記載の電池モジュール。
6. 前記導電性部材は、導電性板状体である請求項１に記載の電池モジュール。
7. 前記絶縁性棒状体は、金属材料からなる棒を２層以上の絶縁層で被覆した棒状体である請求項１に記載の電池モジュール。
8. 前記絶縁性棒状体は、金属材料からなる棒と、該金属材料からなる棒を被覆する第１の絶縁層と、該第１の絶縁層をさらに被覆する第２の絶縁層とを備え、
   前記第１の絶縁層は、絶縁膜であり、
   前記第２の絶縁層は、チューブ状の絶縁材である請求項１に記載の電池モジュール。
9. 前記絶縁性棒状体は、両端部にネジ部を有し、
   前記締め付け部は、前記ネジ部にねじ込まれるナットである請求項１に記載の電池モジュール。
10. 前記積層体は、第３の孔を有するエンドプレートを２つさらに含み、
    前記２つのエンドプレートの間に、前記複数の電池ユニットが配置され、
    前記絶縁性棒状体が、前記２つのエンドプレートの第３の孔を通って前記２つのエンドプレートを貫通する請求項１に記載の電池モジュール。
11. 前記電池支持体は、略直方体状の外形を有し、一側面の両端部のそれぞれに前記連結部が突設され、他側面の両端部のそれぞれに前記連結部が突設された請求項１に記載の電池モジュール。
12. 請求項１に記載の電池モジュールを備えた蓄電装置。
13. 請求項１に記載の電池モジュールが再生可能エネルギーから発電を行う発電装置によって充電される蓄電システム。
14. 請求項１に記載の電池モジュールを有し、前記電池モジュールに接続される電子機器に電力を供給する蓄電システム。
15. 請求項１に記載の電池モジュールから、電力の供給を受ける電子機器。
16. 請求項１に記載の電池モジュールから、電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、前記電池モジュールに関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行なう制御装置とを有する電動車両。
17. 他の機器とネットワークを介して信号を送受信する電力情報送受信部とを備え、
    前記電力情報送受信部が受信した情報に基づき、請求項１に記載の電池モジュールの充放電制御を行う電力システム。
18. 請求項１に記載の電池モジュールから、電力の供給を受け、または発電装置または電力網から前記電池モジュールに電力を供給する電力システム。

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