JP2011216400A - 蓄電モジュールおよび蓄電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】蓄電モジュールにおいて、覆い部材とバスバーとの間の短絡を防止した信頼性の高い側板を提供する。
【解決手段】電池モジュールは、ケーシング内に複数のリチウムイオン電池セルの組電池を収納している。リチウムイオン電池セルは、ケーシングを構成する一対の側板によって両側から挟み込まれて支持されており、側板の外側には金属製の覆い部材が取り付けられている。複数のリチウムイオン電池セルはバスバーによって電気的に接続されている。側板には、各バスバーの周囲を取り囲むように、側板から突出する周壁部が設けられている。
【選択図】図８

Description

本発明は、複数の蓄電器を備える蓄電モジュールおよび蓄電装置に関する。

複数の電池を直列に連結した電池モジュールを複数本、電池ケース内に収納し、電池ケースに装着された保護電子回路によって電池モジュールの電池を保護するように構成された電源装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の電源装置においては、各電池モジュールの電圧を検出するために、複数の電池モジュール間を連結するバスバーと保護電子回路とをヒューズを介して電圧検出バスバーによって接続している。バスバーは側板に内蔵されている。

特開２０００−２２３１６０号公報

特許文献１に記載の装置において、電源装置の電池数が増えるほどバスバーの数も増加する。電源装置が例えば金属等の導電性の覆い部材で保護されている場合、覆い部材が外力で変形しバスバーと接触すると、覆い部材とバスバーとの間の短絡が発生してしまう。

請求項１の発明による蓄電モジュールは、複数の蓄電器と、少なくとも複数の蓄電器を両側から挟みこんで支持する一対の樹脂製の側板を有し、複数の蓄電器を収納する筐体と、複数の蓄電器を電気的に接続するための複数の導電部材と、筐体に対して、一対の側板の外側を覆う金属製の覆い部材と、複数の導電部材のそれぞれの周囲を取り囲むように、側板から突出して設けられた周壁部とを備え、周壁部の側板からの高さは、導電部材の側板からの高さよりも高く、かつ側板から覆い部材までの距離よりも小さいことを特徴とする。
請求項２の発明による蓄電モジュールは、複数の蓄電器と、少なくとも複数の蓄電器を両側から挟みこんで支持する一対の樹脂製の側板を有し、複数の蓄電器を収納する筐体と、複数の蓄電器を電気的に接続するための複数の導電部材とを備え、複数の蓄電器と複数の導電部材とは溶融接合され、複数の導電部材は、溶融接合の放熱用の壁部を有することを特徴とする。
請求項７の発明による蓄電装置は、請求項６に記載の蓄電モジュールと、電圧検出導体と接続されて複数の蓄電器の電圧を検出し、複数の蓄電器の蓄電量を制御する制御装置とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、低コストかつ信頼性の高い側板を有する蓄電モジュールおよび蓄電装置を提供することができる。

本発明の一実施の形態による蓄電装置が用いられた車載電機システムの構成を示すブロック図。 本発明の一実施の形態によるリチウムイオンバッテリ装置全体の外観構成を示す斜視図。 図２に示すリチウムイオンバッテリ装置を冷却媒体入口側から観た斜視図。 一実施の形態によるリチウムイオンバッテリ装置を構成する電池モジュールの一つの電池ブロック全体の外観構成を示す斜視図。 図４に示す電池ブロックの分解斜視図。 電圧検出導体の構成を示す図。 電圧検出導体を側板に組み込んだ状態を示す図。 側板に導電部材を装着した状態を示す電池ブロックの斜視図。 導電部材の詳細を示す斜視図。 （ａ）導電部材とリチウムイオン電池セルとの接合部の構成を示す図、（ｂ）図１０（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）図１０（ａ）のＢ−Ｂ断面図。 リチウムイオンバッテリ装置の製造手順を説明するフローチャート。

以下、本発明の一実施の形態による蓄電モジュールおよび蓄電装置について図面を参照して詳細に説明する。

以下では、一実施の形態による蓄電モジュールを、電動車両、特に電気自動車の車載電源装置を構成する蓄電装置に適用した場合を例として説明する。電気自動車は、内燃機関であるエンジンと電動機とを車両の駆動源として備えたハイブリッド電気自動車、および電動機を車両の唯一の駆動源とする純正電気自動車等を含む。

まず、図１を用いて、一実施の形態による蓄電モジュールを含む車載電機システム（電動機駆動システム）の構成について説明する。

車載電機システムは、モータジェネレータ１０、インバータ装置２０、車両全体を制御する車両コントローラ３０、および車載電源装置を構成する蓄電装置１０００等を備える。蓄電装置１０００は、複数の蓄電器を備えており、例えば、複数のリチウムイオン電池セルを備えたリチウムイオンバッテリ装置として構成される。

モータジェネレータ１０は、三相交流同期機である。モータジェネレータ１０は、車両の力行時及び内燃機関であるエンジンを始動する時など、回転動力が必要な運転モードでは、モータ駆動し、発生した回転動力を車輪及びエンジンなどの被駆動体に供給する。この場合、車載電機システムは、モータジェネレータ１０に、リチウムイオンバッテリ装置１０００から電力変換装置であるインバータ装置２０を介して、直流電力を三相交流電力に変換して供給する。

また、モータジェネレータ１０は、車両の減速時や制動時などの回生時及びリチウムイオンバッテリ装置１０００の充電が必要な時など、発電が必要な運転モードでは、車輪或いはエンジンからの駆動力によって駆動し、ジェネレータとして三相交流電力を発生させる。この場合、車載電機システムは、モータジェネレータ１０からの三相交流電力をインバータ装置２０を介して直流電力に変換し、リチウムイオンバッテリ装置１０００に供給する。これにより、リチウムイオンバッテリ装置１０００には電力が蓄積される。

インバータ装置２０は、前述した電力変換、すなわち直流電力から三相交流電力への変換、及び三相交流電力から直流電力への変換をスイッチング半導体素子の作動（オン・オフ）によって制御する電子回路装置である。インバータ装置２０は、パワーモジュール２１、ドライバ回路２２、モータコントローラ２３を備えている。

パワーモジュール２１は、６つのスイッチング半導体素子を備え、この６つのスイッチング半導体素子のスイッチング動作（オン・オフ）によって、前述した電力変換を行う電力変換回路である。

パワーモジュール２１において、直流正極側モジュール端子は直流正極側外部端子に、直流負極側モジュール端子は直流負極側外部端子にそれぞれ電気的に接続されている。直流正極側外部端子及び直流負極側外部端子は、リチウムイオンバッテリ装置１０００との間において直流電力を授受するための電源側端子であり、リチウムイオンバッテリ装置１０００から延びる電源ケーブル６１０，６２０が電気的に接続されている。交流側モジュール端子は交流側外部端子に電気的に接続されている。交流側外部端子は、モータジェネレータ１０との間において三相交流電力を授受するための負荷側端子であり、モータジェネレータ１０から延びる負荷ケーブルが電気的に接続されている。

モータコントローラ２３は、電力変換回路を構成する６つのスイッチング半導体素子のスイッチング動作を制御するための電子回路装置である。モータコントローラ２３は、上位制御装置、例えば車両全体を制御する車両コントローラ３０から出力されたトルク指令に基づいて、６つのスイッチング半導体素子に対するスイッチング動作指令信号（例えばＰＷＭ（パルス幅変調）信号を生成する。この生成された指令信号はドライバ回路２２に出力される。

リチウムイオンバッテリ装置１０００は、電気エネルギーを蓄積及び放出（直流電力を充放電）するための電池モジュール（蓄電モジュール）１００、及び電池モジュール１００の状態を管理及び制御するための制御装置９００（図２参照）を備えている。

電池モジュール１００は二つの電池ブロック（或いは電池パック）、すなわち電気的に直列に接続される高電位側電池ブロック１００ａ及び低電位側電池ブロック１００ｂから構成されている。各電池ブロックには組電池が収納されている。各組電池は、複数のリチウムイオン電池セルを電気的に直列に接続した接続体から構成されている。各電池ブロックの構成については後述する。

高電位側電池ブロック１００ａの負極側（低電位側）と低電位側電池ブロック１００ｂの正極側（高電位側）との間にはＳＤ（サービスディスコネクト）スイッチ７００が設けられている。ＳＤスイッチ７００はリチウムイオンバッテリ装置１０００の保守、点検の時の安全性を確保するために設けられた安全装置であり、スイッチとヒューズとを電気的に直列に接続した電気回路から構成され、サービスマンによって保守、点検時に操作される。

制御装置９００（図２参照）は、上位（親）に相当するバッテリコントローラ３００及び下位（子）に相当するセルコントローラ２００から構成されている。

バッテリコントローラ３００は、リチウムイオンバッテリ装置１０００の状態を管理及び制御すると共に、上位制御装置である車両コントローラ３０やモータコントローラ２３にリチウムイオンバッテリ装置１０００の状態や許容充放電電力などの充放電制御指令を通知する。リチウムイオンバッテリ装置１０００の状態の管理及び制御には、リチウムイオンバッテリ装置１０００の電圧及び電流の計測、リチウムイオンバッテリ装置１０００の蓄電状態（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）及び劣化状態（ＳＯＨ：Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｈｅａｌｔｈ）などの演算、各電池ブロックの温度の計測、セルコントローラ２００に対する指令（例えば各リチウムイオン電池セルの電圧を計測するための指令、各リチウムイオン電池セルの蓄電量を調整するための指令など）の出力などがある。

セルコントローラ２００は、バッテリコントローラ３００からの指令によって複数のリチウムイオン電池セルの状態の管理及び制御を行う、いわゆるバッテリコントローラ３００の手足であり、複数の集積回路（ＩＣ）によって構成されている。複数のリチウムイオン電池セルの状態の管理及び制御には、各リチウムイオン電池セルの電圧の計測、各リチウムイオン電池セルの蓄電量の調整などがある。各集積回路は、対応する複数のリチウムイオン電池セルが決められており、対応する複数のリチウムイオン電池セルに対して状態の管理及び制御を行う。

セルコントローラ２００を構成する集積回路の電源には、対応する複数のリチウムイオン電池セルを用いている。このため、セルコントローラ２００と電池モジュール１００の両者は接続線８００を介して電気的に接続されている。各集積回路には、対応する複数のリチウムイオン電池セルの最高電位の電圧が接続線８００を介して印加されている。

高電位側電池ブロック１００ａの正極端子とインバータ装置２０の直流正極側外部端子との両者は正極側電源ケーブル６１０を介して電気的に接続されている。低電位側電池ブロック１００ｂの負極端子とインバータ装置２０の直流負極側外部端子との間は負極側電源ケーブル６２０を介して電気的に接続されている。

電源ケーブル６１０、６２０の途中にはジャンクションボックス４００、負極側メインリレー４１２が設けられている。ジャンクションボックス４００の内部には、正極側メインリレー４１１及びプリチャージ回路４２０から構成されたリレー機構が収納されている。リレー機構は、電池モジュール１００とインバータ装置２０との間を電気的に導通及び遮断するための開閉部であり、車載電機システムの起動時には電池モジュール１００とインバータ装置２０との間を導通し、車載電機システムの停止時及び異常時には電池モジュール１００とインバータ装置２０との間を遮断する。このように、リチウムイオンバッテリ装置１０００とインバータ装置２０との間をリレー機構によって制御することにより、車載電機システムの高い安全性を確保できる。

リレー機構の駆動はモータコントローラ２３により制御される。モータコントローラ２３は、車載電機システムの起動時には、リチウムイオンバッテリ装置１０００の起動完了の通知をバッテリコントローラ３００から受けることにより、リレー機構に対して導通の指令信号を出力してリレー機構を駆動させる。また、モータコントローラ２３は、車載電機システムの停止時にはイグニションキースイッチからオフの出力信号を受けることにより、また、車載電機システムの異常時には車両コントローラからの異常信号を受けることにより、リレー機構に対して遮断の指令信号を出力してリレー機構を駆動させる。

メインリレーは正極側メインリレー４１１及び負極側メインリレー４１２から構成されている。正極側メインリレー４１１は正極側電源ケーブル６１０の途中に設けられ、リチウムイオンバッテリ装置１０００の正極側とインバータ装置２０の正極側との間の電気的な接続を制御する。負極側メインリレー４１２は負極側電源ケーブル６２０の途中に設けられ、リチウムイオンバッテリ装置１０００の負極側とインバータ装置２０の負極側との間の電気的な接続を制御する。

プリチャージ回路４２０は、プリチャージリレー４２１及び抵抗４２２を電気的に直列に接続した直列回路であり、正極側メインリレー４１１に電気的に並列に接続されている。

車載電機システムの起動時にあたっては、まず、負極側メインリレー４１２が投入され、この後に、プリチャージリレー４２１が投入される。これにより、リチウムイオンバッテリ装置１０００から供給された電流が抵抗４２２によって制限された後、インバータ搭載の平滑コンデンサに供給されて充電される。平滑コンデンサが所定の電圧まで充電された後、正極側メインリレー４１１が投入され、プリチャージリレー４２１が開放される。これにより、リチウムイオンバッテリ装置１０００から正極側メインリレー４１１を介してインバータ装置２０に主電流が供給される。

また、ジャンクションボックス４００の内部には電流センサ４３０が収納されている。電流センサ４３０は、リチウムイオンバッテリ装置１０００からインバータ装置２０に供給される電流を検出するために設けられたものである。電流センサ４３０の出力線はバッテリコントローラ３００に電気的に接続されている。バッテリコントローラ３００は、電流センサ４３０から出力された信号に基づいて、リチウムイオンバッテリ装置１０００からインバータ装置２０に供給された電流を検出する。この電流検出情報は、バッテリコントローラ３００からモータコントローラ２３や車両コントローラ３０などに通知される。電流センサ４３０はジャンクションボックス４００の外部に設置しても構わない。リチウムイオンバッテリ装置１０００の電流の検出部位は、正極側メインリレー４１１のインバータ装置２０側のみらならず、正極側メインリレー４１１の電池モジュール１００側であってもよい。

なお、ジャンクションボックス４００の内部にはリチウムイオンバッテリ装置１０００の電圧を検出するための電圧センサを収納してもよい。電圧センサの出力線は電流センサ４３０と同様にバッテリコントローラ３００に電気的に接続される。バッテリコントローラ３００は、電圧センサの出力信号に基づいてリチウムイオンバッテリ装置１０００の全体の電圧を検出する。この電圧検出情報はモータコントローラ２３や車両コントローラ３０に通知される。リチウムイオンバッテリ装置１０００の電圧の検出部位は、リレー機構の電池モジュール１００側或いはインバータ装置２０側のどちらでもよい。

次に、図２〜図１０を用いて、リチウムイオンバッテリ装置１０００の構成について説明する。図２，３に、リチウムイオンバッテリ装置１０００の全体構成を表す斜視図を示す。図４にリチウムイオンバッテリ装置１０００を構成する電池ブロックの斜視図を示し、図５に、図４に示す電池ブロックの分解斜視図を示す。

リチウムイオンバッテリ装置１０００は大きく分けて、電池モジュール１００及び制御装置９００の二つのユニットから構成されている。まず、電池モジュール１００の構成について説明する。

上述したように、電池モジュール１００は、高電位側電池ブロック１００ａ及び低電位側電池ブロック１００ｂから構成され、二つの電池ブロック１００ａ，１００ｂは、電気的に直列に接続されている。なお、高電位側電池ブロック１００ａと低電位側電池ブロック１００ｂは、全く同じ構成を有している。このため、図４，５には、高電位側電池ブロック１００ａ及び低電位側電池ブロック１００ｂを代表して、高電位側電池ブロック１００ａのみを示し、低電位側電池ブロック１００ｂの詳細な構成については説明を省略する。

図２に示すように、高電位側電池ブロック１００ａ及び低電位側電池ブロック１００ｂは、各ブロックの長手方向同士が平行となるように互いに隣接して並列に配置される。高電位側電池ブロック１００ａ及び低電位側電池ブロック１００ｂは、モジュールベース１０１上に並置され、ボルトなどの固定手段により固定されている。モジュールベース１０１は、短手方向に三分割された剛性のある薄肉の金属板（例えば鉄板）により構成され、車両に固定されている。すなわち、モジュールベース１０１は、短手方向の両端部と中央部に配置された３つの部材から構成されている。このような構成により、モジュールベース１０１の面を各電池ブロック１００ａ，１００ｂの下面と面一にでき、電池モジュール１００の高さ方向の寸法をさらに低減することができる。

高電位側電池ブロック１００ａ及び低電位側電池ブロック１００ｂの上部は、後述する制御装置９００の筐体９１０によって固定されている。

図５に示すように、高電位側電池ブロック１００ａは大きく分けて、ケーシング１１０（筐体、ハウジング或いはパッケージと呼ぶ場合もある）及び組電池１２０から構成されている。組電池１２０はケーシング１１０の内部に収納されて保持されている。

ケーシング１１０は、略六面体状のブロック筐体を構成している。具体的には、入口流路形成板１１１、出口流路形成板１１８、入口側案内板１１２、出口側案内板１１３、及びサイドプレートと呼ばれる二つの側板１３０，１３１の六つの部材の結合体から構成されている。ケーシング１１０の内部空間は、組電池１２０が収納される収納室として機能するとともに、組電池１２０を冷却するための冷却媒体（冷却空気）が流通する冷却通路として機能する。

なお、以下の説明において、ケーシング１１０の長さが最も長い方向、および、冷却媒体入口１１４側から冷却媒体出口１１５側に至る方向を、長手方向と定義する。また、ケーシング１１０の長手方向に対向する二つの側面（入口側案内板１１２及び出口側案内板１１３）とは異なる二つの側面（二つの側板１３０，１３１）が対向する方向、リチウムイオン電池セル１４０の中心軸方向（正極端子及び負極端子の二つの電極が対向する方向）、および二つのリチウムイオン電池セル１４０を電気的に接続する導電部材１５０と二つのリチウムイオン電池セル１４０とが対向する方向を、短手方向と定義する。さらに、入口流路形成板１１１と出口流路形成板１１８とが対向する方向を、電池モジュール１００の設置方向に関係なく高さ方向と定義する。

入口流路形成板１１１はケーシング１１０の上面を形成する長方形状の平板である。出口流路形成板１１８はケーシング１１０の底面を形成する平板である。入口流路形成板１１１及び出口流路形成板１１８は互いに長手方向にずれている。このため、入口流路形成板１１１及び出口流路形成板１１８は互いの長手方向端部の位置が長手方向にずれている。入口流路形成板１１１及び出口流路形成板１１８は、剛性のある薄肉の金属板から構成されている。

入口側案内板１１２は、ケーシング１１０の長手方向に対向する側面の一方側を形成する板状部材である。出口側案内板１１３は、ケーシング１１０の長手方向に対向する側面の他方側を形成する板状部材である。入口側案内板１１２及び出口側案内板１１３は、剛性のある薄肉の金属板から構成されている。

入口流路形成板１１１と入口側案内板１１２との間には、冷却媒体である冷却空気のケーシング１１０内部への導入口を構成する冷却媒体入口１１４が形成されている。冷却媒体入口１１４には、冷却空気を冷却媒体入口１１４まで導くための冷却媒体入口ダクト１１６が設けられている。上述したように、入口流路形成板１１１と出口流路形成板１１８とは互いにずれて配置されており、ケーシング１１０の入口側端部はステップ状に形成されている。このため、長手方向において冷却媒体入口１１４と入口側案内板１１２との間に空間が形成される。この空間には、後述するガス排出管１３９が収納される。図３に示すように、入口側案内板１１２は、ガス排出管１３９の後方に配置される。このような構成により、電池モジュール１０００の長手方向の寸法を短縮することができる。出口流路形成板１１８と出口側案内板１１３との間には、冷却空気のケーシング１１０内部からの導出口を構成する冷却媒体出口１１５が形成されている。冷却媒体出口１１５には、冷却空気を冷却媒体出口１１５から外部に導くための冷却媒体出口ダクト１１７が設けられている。

冷却媒体入口１１４及び冷却媒体出口１１５は高さ方向（入口流路形成板１１１と出口流路形成板１１８との対向方向）に位置がずれている。すなわち冷却媒体入口１１４は入口流路形成板１１１側に位置し、冷却媒体出口１１５は出口流路形成板１１８側に位置している。

電池ブロックの組立性を考慮して、入口流路形成板１１１、出口側案内板１１３、冷却媒体入口１１４及び冷却媒体入口ダクト１１６が一体に形成されるとともに、出口流路形成板１１８、入口側案内板１１２、冷却媒体出口１１５及び冷却媒体出口ダクト１１７が一体に形成されている。

入口流路形成板１１１、出口流路形成板１１８、入口側案内板１１２、出口側案内板１１３、冷却媒体入口１１４及び冷却媒体出口１１５と、側板１３０，１３１との結合はネジ或いはボルト若しくはリベットなどの固定手段により行われる。それらの結合部位の結合部材間には、ケーシング１１０の内部の気密性を高め、冷却媒体入口１１４からケーシング１１０の内部に導入された冷却媒体が外部に漏れずに冷却媒体出口１１５から排出されるように、シール部材（図示省略）が設けられている。

側板１３０，１３１は、ケーシング１１０の短手方向に対向する二つの側面を形成する平板状部材であり、電気的な絶縁性を有するＰＢＴなどの樹脂からなる成型体である。側板１３０，１３１の肉厚は入口流路形成板１１１、出口流路形成板１１８、入口側案内板１１２及び出口側案内板１１３の肉厚よりも厚い。側板１３０，１３１の詳細な構成については、後述する。

側板１３０，１３１の外側、すなわち組電池１２０の収納室と反対側には、サイドカバーと呼ばれる覆い部材１６０が設けられている。図５には、側板１３０の外側の覆い部材１６０のみが図示されているが、側板１３１の外側にも覆い部材１６０が設置される。覆い部材１６０は、ボルト或いはリベットなどの固定手段１６１によって側板１３０に固定されている。

覆い板１６０は、鉄或いはアルミニウムなどの金属板をプレス加工した平板、又はＰＢＴなどの樹脂を成型して形成した平板であり、側板１３０の平面形状とほぼ同じ形状に構成されている。覆い板１６０は、後述する側板１６０の貫通孔１３２に対応する部位を含む領域が側板１３０とは反対側に一様に膨らんでいる。これにより、覆い板１６０と側板１３０との間には空間が形成される。この空間は、リチウムイオン電池セル１４０から噴出したミスト状のガスが、冷却通路を流通する冷却媒体とは分離して放出されるガス放出室（あるいはガス放出通路）として機能する。

組電池１２０は複数のリチウムイオン電池セル１４０の集合体（リチウムイオン電池セル群）である。複数のリチウムイオン電池セル１４０は、ケーシング１１０の内部に形成された収納室に整列して収納されていると共に、短手方向から側板１３０，１３１により挟持され、バスバーと呼ばれる複数の導電部材１５０との接合によって電気的に直列に接続されている。

リチウムイオン電池セル１４０は、円柱形状の構造体であり、電解液が注入された電池ケースの内部に電池素子および安全弁等の構成部品が収納されて構成されている。正極側の安全弁は、過充電などの異常によって電池ケースの内部の圧力が所定の圧力になったときに開裂する開裂弁である。安全弁は、開裂によって電池蓋と電池素子の正極側との電気的な接続を遮断するヒューズ機構として機能するとともに、電池ケースの内部に発生したガス、すなわち電解液を含むミスト状の炭酸系ガス（噴出物）を電池ケースの外部に噴出させる減圧機構として機能する。

電池ケースの負極側にも開裂溝が設けられており、過充電などの異常によって電池ケースの内部の圧力が所定の圧力になったときに開裂する。これにより、電池ケースの内部に発生したガスを負極端子側からも噴出させることができる。リチウムイオン電池セル１４０の公称出力電圧は３．０〜４．２ボルト、平均公称出力電圧は３．６ボルトである。

一実施の形態においては、円筒形のリチウムイオン電池セル１４０を１６本、ケーシング１１０の内部に整列配置することにより組電池１２０を構成している。具体的には、リチウムイオン電池セル１４０の中心軸が短手方向に沿って延在するように横倒しした状態で、８本のリチウムイオン電池セル１４０を並列に配置して第１電池セル列１２１を構成する。また、第１電池セル列１２１と同様に８本のリチウムイオン電池セル１４０を配置して第２電池セル列１２２を構成する。組電池１２０は、第１電池セル列１２１と第２電池セル列１２２を高さ方向に積層（段積み或いは俵積み）することによって構成される。すなわち、組電池１２０は、リチウムイオン電池セル１４０を長手方向に８列、高さ方向に二段或いは二層並べて構成される。

第１電池セル列１２１及び第２電池セル列１２２は互いに長手方向にずれている。すなわち第１電池セル列１２１は、第２電池セル列１２２よりも入口流路形成板１１１側であって、冷却媒体入口１１４側にずれて配置されている。一方、第２電池セル列１２２は、第１電池セル列１２１よりも出口流路形成板側であって、冷却媒体出口１１５側にずれて配置されている。図５に示すように、一実施の形態では、例えば第１電池セル列１２１の最も冷却媒体出口１１５側に位置するリチウムイオン電池セル１４０の中心軸の長手方向の位置が、第２電池セル列１２２の最も冷却媒体出口１１５側に位置するリチウムイオン電池セル１４０の中心軸と、それに隣接するリチウムイオン電池セル１４０の中心軸との間の中間位置になるように、第１電池セル列１２１及び第２電池セル列１２２が長手方向にずれて配置されている。

第１電池セル列１２１を構成するリチウムイオン電池セル１４０は端子の向きが交互に逆向きになるように並置されている。第２電池セル列１２２を構成するリチウムイオン電池セル１４０も同様に、端子の向きが交互に逆向きになるように並置されている。ただし、第１電池セル列１２１を構成するリチウムイオン電池セル１４０の端子の冷却媒体入口１１４側から冷却媒体出口１１５側への並び順は、第２電池セル列１２２を構成するリチウムイオン電池セル１４０の端子の並び順と異なる。すなわち、第１電池セル列１２１は、側板１３０側に面するリチウムイオン電池セル１４０の端子が、冷却媒体入口１１４側から冷却媒体出口１１５側に向かって負極端子、正極端子、負極端子、…、正極端子の順に配置されている。一方、第２電池セル列１２２は、側板１３０側に面するリチウムイオン電池セル１４０の端子が、冷却媒体入口１１４側から冷却媒体出口１１５側に向かって正極端子、負極端子、正極端子、…、負極端子の順に配置されている。

このように、第１電池セル列１２１と第２電池セル列１２２とを長手方向にずらして配置することにより、組電池１２０の高さ方向の寸法を低くでき、高電位側電池ブロック１１０ａを高さ方向に小型化することができる。

次に、組電池１２０を両側から挟持する側板１３０，１３１の構成について詳細に説明する。ここでは、簡単のため、一方の側板１３０の構成のみを説明するが、他方の側板１３１も基本的には側板１３０と同様に構成されている。

ただし、組電池１２０の正極側に電気的に接続された電池モジュール側接続端子１８０、及び組電池１２０の負極側に電気的に接続された電池モジュール側接続端子１８１は、側板１３０のみに設けられている。接続端子１８０，１８１は、側板１３０の上面、すなわち入口流路形成板１１１側の面に長手方向に並んで設けられている。接続端子１８０，１８１には、電池モジュール１００とは別にサブアセンブリ１８５として形成された直流正極側入出力端子１８３および負極側入出力端子１８４がそれぞれ接続される。高電位側電池ブロック１１０ａの正極側入出力端子１８３には正極側電源ケーブル６１０の端子が接続され、負極側入出力端子１８４には、ＳＤスイッチ７００の一端側に電気的に接続されたケーブルの端子が接続される（図１参照）。低電位側電池ブロック１１０ｂの正極側入出力端子１８３には、ＳＤスイッチ７００の他端側に電気的に接続されたケーブルの端子が接続される。低電位側電池ブロック１１０ｂの負極側入出力端子１８４には負極側電源ケーブル６２０の端子が接続される。なお、図２において、高電位側電池ブロック１００ａのサブアセンブリ１８５は端子カバーで覆われた状態を示し、低電位側電池ブロック１００ｂのサブアセンブリ１８５は端子カバーを取り外した状態を示している。

側板１３０は、図５に示すように、略長方形の平板形状に形成されている。側板１３０には、短手方向に貫通する１６個の円形の貫通孔１３２が形成されている。１６個の貫通孔１３２は、前述のように配列された１６本のリチウムイオン電池セル１４０の電極位置に対応して開口するように、１６本のリチウムイオン電池セル１４０の配置に合わせて設けられている。したがって、組電池１２０がケーシング１１０内に収納されると、側板１３０の１６個の貫通孔１３２は、１６本のリチウムイオン電池セル１４０一端側の端子面で塞がれ、側板１３１側の１６個の貫通孔１３２は、１６本のリチウムイオン電池セル１４０の他端側の端子面で塞がれる。

側板１３０において、組電池１２０の収納室を形成する内壁面とは反対側の外壁面１７０には、貫通孔１３２の周囲を部分的に取り囲むように突起部（周壁部）１３３が形成されている。なお、図５においては、側板１３０，１３１に設けられた貫通孔１３２の周囲のみを取り囲むように周壁部１３３が設けられている様子が示されているが、図８および図９に示すように、実際には周壁部１３３が導電部材１５０全体を取り囲むように構成されている。周壁部１３３は、貫通孔１３２の周囲を取り囲むとともに、導電部材１５０の中央部１５６に沿って２つの貫通孔１３２の間にも延在している。ただし、貫通孔１３２の周囲において、後述する電圧検出導体８０５の先端部８００ａが配置される位置付近には周壁部１３３が設けられていない。

外壁面１７０にはさらに、貫通孔１３２同士の間に、リチウムイオン電池セル１４０と接続される導電部材１５０を配置するための複数の固定ガイド１３０ａが形成されている。周壁部１３３および固定ガイド１３０ａは、それぞれ外壁面１７０から突出し、覆い部材１６０と導電部材１５０との接触を防止するように構成されている。なお、側板１３０，１３１からの周壁部１３３の高さは、側板１３０，１３１からの固定ガイド１３０ａの高さ以上であることが好ましい。これにより、覆い部材１６０が例えば鉄等の金属製の平板から構成されている場合に、覆い部材１６０が外力を受けて変形した場合でも、最初に周壁部１３３に接触することになり、覆い部材１６０と導電部材１５０との間の短絡を確実に防止することができる。

側板１３０には、側板１３０と覆い部材１６０との間のガス放出室に放出されたガス（電解液などを含む液体と気体とが混じったガス）を高電位側電池ブロック１００ａの外部に排出するためのガス排出通路１３８が設けられている。ガス排出通路１３８の開口部は、ガスに含まれる電解液などを液体の排出を考慮して側板１３０の下部に形成されている。具体的には、側板１３０の冷却媒体入口１４０側、かつ出口流路形成板１１８側の側板１３０に形成されている。ガス排出通路１３８の先端部分は管状に形成されており、ガス排出通路１３８から排出されたガスを外部に導くためのガス排出管１３９（図３参照）が接続されている。

側板１３０の上面、すなわち入口流路形成板１１１側の面には、２つの接続端子８１０が長手方向に並んで設けられている。接続端子８１０は、側板１３０と同じ成形材料によって側板１３０に一体に成形され、側板１３０の上面において冷却媒体入口１１４側に配置されている。各接続端子８１０は、電流遮断部８１１を備えており、制御装置９００の電圧検出用コネクタ９１２から延びる配線（接続線）８００と、後述する電圧検出導体８０５とを電流遮断部８１１を介して電気的に接続している。電圧検出用コネクタ９１２は、制御装置９００の短手方向両端部にそれぞれ設置されている。高電位側電池ブロック１００ａに設けられた接続端子８１０に接続された接続線８００は、高電位側電池ブロック１００ａの上方に配置された制御装置９００のコネクタ９１２に接続される。一方、低電位側電池ブロック１００ｂに設けられた接続端子８１０に接続された接続線８００は、低電位側電池ブロック１００ｂの上方に配置された制御装置９００のコネクタ９１２に接続される。接続線８００の長さは、配線ミスを防止するために、各接続端子８１０と対応するコネクタ９１２までの距離に相当するように設定されている。例えば、高電位側電池ブロック１００ａの接続端子８１０に接続された接続線８００は、低電位側電池ブロック１００ｂ用のコネクタ９１２まで到達しないような短さに設定されている。電流遮断部８１１は、ヒューズワイヤを備え、制御回路９００や配線８００の異常時に溶断して組電池１２０からの電流を遮断し、製品を保護する機能を有している。

電圧検出導体８０５は、組電池１２０を構成する複数のリチウムイオン電池セル１４０についてそれぞれ電圧を検出するために、リチウムイオン電池セル１４０を直列に接続する導電部材１５０に接続されている。電圧検出導体８０５は側板１３０と一体化して、具体的には側板１３０に埋め込まれている。図６に、電圧検出導体８０５の形状の一例を示し、図７に、図６に示す電圧検出導体８０５を側板１３０に埋め込んだ状態を示す。

電圧検出導体８０５は、例えば銅などの金属製の薄板をプレス加工等により成形することにより、図６に示すように、細長い平角線状の検出線８０６を形成している。電圧検出導体８０５は、検出線８０６が側板１３０に形成された複数の貫通孔１３２から突出しないように延在し、検出線８０６の先端部８００ａが所定の貫通孔１３２から露出するように構成されている。先端部８００ａは、組電池１２０の収納室に対して外側に折り曲げられており、導電部材１５０と接続される。電圧検出導体８０５の先端部８００ａと反対の他端部は、電流遮断部８１１を介して接続端子８１０と電気的に接続されている。

電圧検出導体８０５の形状は、側板１３０を小型化して電池モジュール１００全体を小型化するように、側板１３０の利用可能なスペースを効率的に利用するように設計されている。また、複数のリチウムイオン電池セル１４０は、導電部材１５０を介して直列に接続されているため、電圧検出導体８０５が接続される複数の導電部材１５０の間で電位差が発生することとなる。そこで、電圧検出導体８０５は、隣接する検出線８０６間の電位差ができるだけ小さくなるように検出線８０６の配置が決定されている。なお、電圧検出導体８０５の構成は図６に示す構成には限定されず、仕様等によって変えても構わない。

電圧検出導体８０５は、プレス加工等により所定の形状に成形された後、例えば側板１３０と同様の樹脂からなる樹脂部８０７によって形状が固定される。具体的には、樹脂部８０７によって、複数の検出線８０６をそれぞれ分離した状態にするとともに、各検出線８０６の形状を保つように固定する。図６に示す電圧検出導体８０５は、樹脂部８０７によって複数の部位で検出線８０６を固定した２つのサブユニットから構成されている。

図６に示すように樹脂部８０７によって固定された電圧検出導体８０５は、例えば側板１３０を構成する樹脂によるインサートモールド成形により側板１３０と一体化して形成される。検出線８０６同士はそれぞれ分離して固定されているので、電圧検出導体８０５が側板１３０と一体化されると、検出線８０６の短絡は実質的に発生しない。なお、電圧検出導体８０５において、検出線８０６同士の間の短絡を防止するためには、検出線８０６間の距離ｄについて絶縁沿面距離を確保する必要がある。絶縁沿面距離は、国際規格に従ってシステムの使用環境と電圧によって決定される。

しかし、本実施の形態では、本実施の形態による蓄電モジュールを含むシステムが使用される環境の汚染度を考慮して、検出線８０６同士の短絡に対する更なる信頼性の向上のために検出線８０６間の距離ｄを絶縁沿面距離よりも大きくしている。距離ｄは大きければ大きいほど汚染度の高い環境に対して有効であるが、側板１３０の利用可能なスペースは限られている。そこで、本実施の形態では、短絡防止と側板１３０のスペースとを考慮して、検出線８０６間の距離ｄを、本システムで必要とされる絶縁沿面距離の２〜２．５倍としている。これにより、信頼性の高い側板１３０を提供することが可能となる。

図８に、高電位側電池ブロック１００ａの部分斜視図を示し、導電部材１５０を側板１３０に取り付けてリチウムイオン電池セル１４０と接続した状態を示す。導電部材１５０は、リチウムイオン電池セル１４０の間を電気的に接続する金属製、例えば銅製の板状部材であり、側板１３０とは別体に構成されている。ただし、図５に示すように、接続端子１８０と一体に形成された導電部材１５０ａ及び接続端子１８１と一体形成された導電部材１５０ｂは、側板１３０と一体化して形成されている。

導電部材１５０は、帯状に延在する中央部１５６と、中央部１５６の両端側に位置する端部１５７とから構成される。中央部１５６と端部１５７とは、それぞれ屈曲部１５８を介して連続している。すなわち、導電部材１５０は、折り曲げられてステップ状に形成されている。導電部材１５０の各端部１５７には、貫通孔１５１、リチウムイオン電池セル１４０の端子面との２つの接合部位１５２、および電圧検出導体８０５の先端部８００ａと接続される溶接部位１５４が形成されている。貫通孔１５１は、上述したようにリチウムイオン電池セル１４０からガスが噴出した場合に、噴出したガスが通るように設けられている。導電部材１５０の中央部１５６には、側板１３０に設けられた固定ガイド１３０ａを挿入するための２つの貫通孔１５５が形成されている。本実施の形態において貫通孔１５１は、楕円形に形成されているが、円形でもよい。

導電部材１５０は、中央部１５６の２つの貫通孔１５５が、側板１３０に設けられた２つの固定ガイド１３０ａに嵌合するように側板１３０に装着される。導電部材１５０が側板１３０に装着されると、導電部材１５０の両端部１５７は、貫通孔１３２に入り込んだ状態となり、リチウムイオン電池セル１４０の端子面と当接する。また、導電部材１５０の溶接部位１５４は、側板１３０に形成された貫通孔１３２から露出した電圧検出導体８０５の先端部８００ａと当接する。なお、リチウムイオン電池セル１４０の接続構造上、図７に示すように、一部の貫通孔１３２からは先端部８００ａが露出していない。

図９は、導電部材１５０の詳細を示す斜視図であり、導電部材１５０を側板１３０に取り付けた状態を示している。図１０（ａ）に、導電部材１５０とリチウムイオン電池セル１４０との接合部の構成を示す。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＡ−Ａ断面図、図１０（ｃ）は、図１０（ａ）のＢ−Ｂ断面図を示す。

導電部材１５０は、両端部１５７に設けられた接合部位１５２を介してリチウムイオン電池セル１４０に溶融接合される。具体的には、溶接トーチを接合部位１５２に位置決めして接合部位１５２とリチウムイオン電池セル１４０とをアーク溶接により接合する。アーク溶接は、例えばＴＩＧ溶接、ガスシールドアーク溶接等を含む。アーク溶接は高熱で母材および溶加材を溶融させて接合させるものであり、溶接時には超高熱を発生する。そのため、溶接条件を厳しくすると接合部位１５２に近接する貫通孔１５１や端部１５７に存在する角状の部分等が溶接時の熱により溶けてしまうことがある。端部１５７の角部が溶けてしまうと、リチウムイオン電池セル１４０と接合される端部１５７の溶融面積が小さくなることになり、導電部材１５０とリチウムイオン電池セル１４０との良好な接合が得られなくなってしまう。また、上述したように、貫通孔１５１はリチウムイオン電池セル１４０からガスが噴出した場合にガスの排出孔として機能するため、端部１５７が溶けて開口が閉じてしまうことをさける必要がる。

そこで、本実施の形態においては、図９に示すように、導電部材１５０の各端部１５７に立ち上がり部１５８が設けられている。立ち上がり部１５８は、接合部位１５２とリチウムイオン電池セル１４０とを溶融接合する際に、溶接時の熱を十分に逃がすという機能を有している。さらに、溶接時に発生する熱の影響を受けにくくするために、貫通孔１５１を接合部位１５２からできる限り遠ざけるように構成している。具体的には、貫通孔１５１を楕円形としている。楕円形の貫通孔１５１は、一方の端部１５７に設けられた２つの接合部位１５２の中間地点に配置されている。このように、導電部材１５０の各端部１５７に立ち上がり部１５８を設けるとともに貫通孔１５１を楕円形に構成し、溶接時に効率的な放熱を行いつつ貫通孔１５１が溶けてしまうことを防止することにより、部品等のばらつきを考慮して余裕をもった溶接条件の許容範囲を設定することができる。

上述したように、本実施の形態において、導電部材１５０には４つの接合部位１５２が設けられている。したがって、１つのリチウムイオン電池セル１４０に対して２つの接合部位１５２が設けられていることになる。導電部材１５０とリチウムイオン電池セル１４０との接合点の数は、電池モジュールの仕様等によって異なる。接合部位１５２は、リチウムイオン電池セル１４０に向かって突出した円形の凸部として構成されている。円形の接合部位１５２は、溶接時のリチウムイオン電池セル１４０との溶接起点として機能する。接合部位１５２の直径は、溶接設備のトーチ位置のばらつき、またリチウムイオンバッテリ装置１０００の部品の組み合わせによるばらつきを考慮して大きさが決められている。すなわち、いかなる場合でも溶接時に溶接トーチが接合部位１５２の円内に存在するように接合部位１５２の寸法が設定されているため、高品質で安定した溶接が可能となる。

つぎに、リチウムイオンバッテリ装置１０００を構成する制御装置９００について説明する。図２，３に示すように、制御装置９００は、電池モジュール１００の上に載置されている。具体的には、制御装置９００は高電位側電池モジュール１００ａ及び低電位側電池モジュール１００ｂの上に跨って載置された電子回路装置であり、筐体９１０、及び筐体９１０の内部に収納された一つの回路基板を備えている。

筐体９１０は、扁平な直方体状の金属製箱体であり、高電位側電池モジュール１００ａ及び低電位側電池モジュール１００ｂに対して、ボルト或いはネジなどの固定手段により固定されている。これにより、高電位側電池モジュール１００ａ及び低電位側電池モジュール１００ｂは互いの短手方向の端部同士が制御装置９００によって接続されて固定される。すなわち、制御装置９００が支持具の機能を兼ねているので、電池モジュール１００の強度をより向上させることができる。

筐体９１０の側面、すなわち、制御装置９００の短手方向の両端面には複数のコネクタが設けられている。複数のコネクタとしては電圧検出用コネクタ９１２、温度検出用コネクタ９１３、および外部接続用コネクタ９１１を備えている。電圧検出用コネクタ９１２には、３２本のリチウムイオン電池セル１４０に電気的に接続された接続線８００のコネクタが結合される。温度検出用コネクタ９１３には、電池モジュール１００の内部に配置された複数の温度センサ（図示省略）の信号線のコネクタが結合される。

外部接続用コネクタ９１１には、バッテリコントローラ３００に駆動電源を供給するための電源線、イグニションキースイッチのオンオフ信号を入力するための信号線、及び車両コントローラ３０やモータコントローラ２３とＣＡＮ通信するための通信線などのコネクタ（図示省略）が結合される。

以上説明した電池モジュール１００および制御装置９００から構成されるリチウムイオンバッテリ装置１０００の製造方法、とくに組み立て方法について、図１１のフローチャートを用いて説明する。

まず、ステップＳ１において、高電位側電池ブロック１００ａおよび低電位側電池モジュール１００ｂの組み立てを開始する。入口流路形成板１１１、出口側案内板１１３、冷却媒体入口１１４及び冷却媒体入口ダクト１１６、さらに、出口流路形成板１１８、入口側案内板１１２、冷却媒体出口１１５及び冷却媒体出口ダクト１１７を一体に形成する。そして、これら組立体を、シール部材（図示省略）を介して、側板１３０，１３１の一方、例えば側板１３０にボルト或いはネジ若しくはリベットなどの固定手段により固定し、側板１３０側が下になるように置く。

ステップＳ２において、各リチウムイオン電池セル１４０を側板１３０に接着剤（接着部材）を用いて組み付ける。ここで、接着剤は、適度な柔軟性を有するものであり、側板１３０とリチウムイオン電池セル１４０との間を接着する機能と、これらの間を封止する機能とを有している。柔軟性を有する接着剤を用いることにより、側板１３０を含む筐体１１０の内側の冷却通路と外側のガス放出室との間の気密性及び液密性を確保するとともに、例えば電池モジュール１００に振動が加えられた場合でも、その振動を吸収しながら側板１３０とリチウムイオン電池セル１４０との接続状態を保持することができる。なお、接着部材として、上記機能を有する液状ガスケットを用いることも可能である。

ステップＳ３において、ステップ２までの組立体に側板１３１を接着剤（接着部材）を用いてステップ２同様に組み付ける。そして、ステップ１同様に側板１３１にボルト或いはネジ若しくはリベットなどの固定手段により固定する。これにより、組電池１２０がケーシング１１０内に収納される。

ステップＳ４では、各リチウムイオン電池セル１４０と導電部材１５０とを接続する。まず、図８に示すように、側板１３０，１３１の一方、例えば側板１３０の固定ガイド１３０ａに導電部材１５０の貫通孔１５５を嵌合させ、側板１３０に導電部材１５０を装着する。そして、導電部材１５０の溶接部位１５２と、対応するリチウムイオン電池セル１４０の端子面とをアーク溶接、例えばＴＩＧ溶接により接合する。同様に、側板１３０，１３１の他方、すなわち側板１３１にも導電部材１５０を装着し、導電部材１５０の溶接部位１５２とリチウムイオン電池セル１４０とをＴＩＧ溶接により接合する。

つづくステップＳ５では、導電部材１５０と、電圧検出導体８０５の先端部８００ａとを接続する。具体的には、導電部材１５０の当接部位１５４が電圧検出導体８０５の先端部８００ａと当接した状態で、これらをＴＩＧ溶接により接合する。

ステップＳ６では、覆い部材１６０を側板１３０，１３１のそれぞれにシール部材１３５を介して組み付け、ボルト或いはネジ若しくはリベットなどの固定手段１６１により固定する。シール部材１３５は、弾性を有する円環状のシール部材（例えばゴム製のＯリング）であり、側板１３０に形成された溝１３４に嵌め込まれている。シール部材１３５には液状ガスケットを用いても構わない。

つづくステップＳ７では、ステップＳ６で製作した２つの組立体（電池ブロック１００ａ，１００ｂ）を、それぞれの長手方向が平行になるように配置し、２つの電池ブロック１００ａ，１００ｂを並置した状態で電池ブロック１００ａ，１００ｂにモジュールベース１０１を組み付ける。モジュールベース１０１は、ボルト或いはネジ若しくはリベットなどの固定手段により筐体１１０の底部に固定される。２つの電池ブロック１００ａ，１００ｂの長手方向中央部に制御装置９００の筐体を、それぞれボルト或いはネジ若しくはリベットなどの固定手段により固定する。これにより、電池モジュール１００が形成される。

なお、電池モジュール１００を形成する各構成部材の組立順は、上述したものには限定されず、各構成部材の固定順番を変更してもよい。

次に、ステップＳ８として、接続線８００のコネクタを電池モジュール１００の接続端子８１０および制御装置９００のコネクタ９１２にそれぞれ接続する。電池モジュール１００の各電池ブロック１００ａ，１００ｂに設けられた複数の温度センサ（図示省略）から延びる信号線のコネクタを制御装置９００のコネクタ９１３に接続する。さらに、上位制御装置、例えば車両コントローラ３０およびモータコントローラ２３と通信するための通信線のコネクタを制御装置９００のコネクタに接続する。

以上のステップＳ１〜Ｓ８の組み立て作業により、リチウムイオンバッテリ装置１０００が完成する。

以上説明した一実施の形態による蓄電モジュール（電池モジュール１００）および蓄電装置（リチウムイオンバッテリ装置１０００）によると、以下の作用効果を奏することができる。
（１）電池モジュール１００は、複数の蓄電器１４０と、複数の蓄電器（リチウムイオン電池セル）１４０を収納する筐体（ケーシング）１１０と、少なくとも複数の蓄電器１４０を両側から挟みこんで支持する一対の樹脂製の側板１３０，１３１を有し、複数の蓄電器１４０を電気的に接続するための複数の導電部材１５０とを備える。複数の導電部材１５０は、複数の蓄電器１４０を接続するために筐体１１０の外側から側板１３０，１３１に取り付けられる。これにより、導電部材１５０と各蓄電器１４０との接続を容易に行うことができる。なお、上述した一実施の形態においては、導電部材１５０と各リチウムイオン電池セル１４０とをアーク溶接等により溶融接合している。蓄電モジュール１００は、筐体１１０に対して、一対の側板１３０，１３１の外側を覆うように設けられた金属製の覆い部材１６０を備えている。側板１３０，１３１には、各導電部材１５０の周囲を取り囲むように側板１３０，１３１から突出した周壁部１３３が設けられており、例えば鉄製の覆い部材１６０と導電部材１５０とが接触して短絡が発生することを防止するように構成されている。なお、周壁部１３３は、図８〜１０に示すように、電圧検出線８０５の先端部８００ａが配置される付近を除いて導電部材１５０の全周囲を取り囲むように配置されているので、覆い部材１６０に外力が加わって筐体１１０内側に変形した場合等、様々な外力に耐えられる。また、覆い部材１６０と導電部材１５０との接触を防止するために、側板１３０，１３１には、図８に示すように側板１３０，１３１の表面から突出した固定ガイド１３０ａがさらに設けられている。側板１３０，１３１からの周壁部１３３の高さは、側板１３０，１３１からの固定ガイド１３０ａの高さと同等以上であることが望ましい。これにより、覆い部材１６０と導電部材１５０との短絡を確実に防止することができる。
（２）電池モジュール１００において、複数の蓄電器１４０と導電部材１５０とは溶融接合されており、各導電部材１５０には溶融接合の放熱用の壁部１５８が形成されている。溶融接合の際に発生する高熱により導電部材１５０が溶けてしまうと、蓄電器１４０との溶融接合が良好に行われない可能性がある。そこで、導電部材１５０に壁部１５８を設けて溶接時の熱を効率的に逃がすことにより、良好な溶接を行って信頼性の高い側板１３０，１３１を提供することが可能となる。
（３）導電部材１５０は、両端部（端部領域）１５７において蓄電器１４０の端面に溶融接合される。両端部１５７には、異常時に蓄電器１４０から噴出したガスを通す貫通孔１５１が設けられている。貫通孔１５１は、ガス放出用の開口として機能するとともに、溶接時の高熱の影響を受けにくくするように、楕円形に形成されている。
（４）導電部材１５０の壁部１５８は、導電部材１５０と蓄電器１４０とが溶融接合された場合に、側板１３０，１３１に取り付けられた覆い部材１６０の高さよりも低くなるように、壁部１５８の高さが設定されている。これにより、放熱機能を確保しながら、金属製の覆い部材１６０と壁部１５８との不所望な接触を防止することができる。
（５）電池モジュール１００は、各蓄電器１４０の電圧を検出するための電圧検出導体８０５をさらに備えている。電圧検出導体８０５は、複数の導電部材１５０の位置に対応する複数の検出線８０６を有するように成形されており、複数の検出線８０６間の距離ｄは、電池モジュール１００の電圧によって規定される絶縁沿面距離に対して２〜２．５倍に設定されている。これにより、電池モジュール１００が使用される環境の汚染度が高い場合であっても、検出線８０６間の短絡を確実に防止することができる。
（６）電圧検出導体８０５の先端部８００ａは、複数の導電部材１５０に接続され、電圧検出導体８０５の他端部には、蓄電器１４０からの電流を遮断する電流遮断装置（電流遮断部）８１１が設けられている。電流遮断部８１１は、制御回路９００や配線８００の異常時にヒューズワイヤを溶断して組電池１２０からの電流を遮断し、製品を保護する。電流遮断部８１１を電圧検出導体８０５の他端部に設けることにより、例えば、配線８００に短絡が発生した場合に、電流遮断部８１１が電圧検出導体８０５の他端部で電流が遮断されることになる。これにより、電池モジュール１００全体を保護することができる。この場合、配線８００および電流遮断部８１１を取り替えることにより、電池モジュール１００を再利用することが可能となる。なお、電圧検出導体８０５は、所定の形状に成形されたうえで側板１３０，１３１と一体化されているため、電圧検出導体８０５自体では実質的に短絡が発生しない。
（７）電圧検出導体８０５は、樹脂材料（樹脂部）８０７によって所定の形状に維持された状態で樹脂製の側板１３０，１３１にインサートモールドされることによって、側板１３０，１３１と一体化されている。具体的には、電圧検出導体８０５を、成形された形状を維持するように樹脂部８０７で固定してサブユニットを作成し、サブユニットをインサートモールドして側板１３０，１３１を製作する。サブユニットを作成することにより、電圧検出導体８０５の形状維持を確実に行うことができ、製造工程において電圧検出導体８０５の検出線８０６同士が誤って接触してしまうことを防止できる。
（８）側板１３０，１３１には、複数の蓄電器１４０に対応する位置に貫通孔１３２が形成され、複数の蓄電器１４０は、貫通孔１３２を密に塞ぐように接着部材を用いて側板１３０，１３１に取り付けられている。これにより、筐体１１０の内部と外部との間をシールすることができる。また、電池モジュール１００に加えられる外力、例えば振動等を接着部材により吸収しながら、側板１３０，１３１と蓄電器１４０との接続状態を維持することができる。
（９）蓄電装置（リチウムイオンバッテリ装置）１０００は、電池モジュール１００と、電圧検出導体１５０と接続されて複数の蓄電器１４０の電圧を検出し、複数の蓄電器１４０の蓄電量を制御する制御装置９００とを備える。上述したように煩雑な電圧検出線の配線作業を行うことなく電池モジュール１００を製造することができるので、蓄電装置１０００全体を効率的に製造することができる。

以上説明した一実施の形態では、所定の形状に成形した電圧検出導体８０５をインサートモールドして側板１３０，１３１と一体成形したが、電圧検出導体８０５と側板１３０，１３１との一体化の方法はこれに限定されない。例えば、側板１３０，１３１をそれぞれ２つの部材から構成し、これらの２つの部材の間に所定の形状に成形した電圧検出導体８０５をはめ込むことにより、一体化してもよい。ただし、電圧検出導体８０５をはめ込んで側板１３０，１３１と一体化すると、インサートモールドにより成形した側板１３０，１３１に対して側板１３０，１３１の厚みが増加する傾向にあるため、厚みの点に関しては、インサートモールド成形により側板１３０，１３１と電圧検出導体８０５を一体成形することが好ましい。また、電圧検出導体８０５を側板１３０，１３１に内蔵する代わりに、電圧検出導体８０５を側板１３０，１３１上に載置するように構成してもよい。なお、この場合でも、電圧検出導体８０５の先端部８００ａは導電部材１５０の溶接部位１５４と接続される。

以上説明した一実施の形態では、１６本のリチウムイオン電池セル１４０を接続した２つの電池ブロック１００ａ、１００ｂから構成される電池モジュール１００を例示した。しかし、本発明は上述した電池モジュール１００の構成や接続方式（直列、並列）に限定されるものではなく、リチウムイオン電池セル１４０の本数や電池セル列の本数や配列、方向を変えたものに関しても適用される。

また、以上説明した一実施の形態では、リチウムイオン電池セル１４０として円筒形電池を例示したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、リチウムイオン電池セル１４０の形状が、角型蓄電池やラミネート封止の電池に関しても適用され、また、リチウムイオン電池以外に、ニッケル水素電池などの他の電池に関しても適用される。

以上説明した一実施の形態による蓄電装置１０００を、他の電動車両、例えばハイブリッド電車などの鉄道車両、バスなどの乗合自動車、トラックなどの貨物自動車、バッテリ式フォークリフトトラックなどの産業車両などの車両用電源装置に利用することもできる。

さらに、一実施の形態による蓄電装置１０００を、コンピュータシステムやサーバシステムなどに用いられる無停電電源装置、自家用発電設備に用いられる電源装置など、電動車両以外の電源装置を構成する蓄電装置にも適用しても構わない。

以上の説明はあくまで一例であり、本発明は上記実施の形態の構成に何ら限定されるものではない。

１００：電池モジュール、１１０：ケーシング、１３０，１３１:側板、１３３：周壁部、１４０：リチウムイオン電池セル、１５０：導電部材、１５１：貫通孔、１５２：接合部位、１５４：溶接部位８０５：電圧検出導体、９００：制御装置、１０００：リチウムイオンバッテリ装置

Claims (7)

1. 複数の蓄電器と、
   少なくとも前記複数の蓄電器を両側から挟みこんで支持する一対の樹脂製の側板を有し、前記複数の蓄電器を収納する筐体と、
   前記複数の蓄電器を電気的に接続するための複数の導電部材と、
   前記筐体に対して、前記一対の側板の外側を覆う金属製の覆い部材と、
   前記複数の導電部材のそれぞれの周囲を取り囲むように、前記側板から突出して設けられた周壁部とを備え、
   前記周壁部の前記側板からの高さは、前記導電部材の前記側板からの高さよりも高く、かつ前記側板から前記覆い部材までの距離よりも小さいことを特徴とする蓄電モジュール。
2. 複数の蓄電器と、
   少なくとも前記複数の蓄電器を両側から挟みこんで支持する一対の樹脂製の側板を有し、前記複数の蓄電器を収納する筐体と、
   前記複数の蓄電器を電気的に接続するための複数の導電部材とを備え、
   前記複数の蓄電器と前記複数の導電部材とは溶融接合され、
   前記複数の導電部材は、前記溶融接合の放熱用の壁部を有することを特徴とする蓄電モジュール。
3. 請求項２に記載の蓄電モジュールにおいて、
   前記複数の導電部材はそれぞれ端部領域において前記複数の蓄電器の端面に接合され、
   前記複数の導電部材の前記端部領域には、前記蓄電器からのガス放出用の楕円形の貫通孔が形成されていることを特徴とする蓄電モジュール。
4. 請求項２または請求項３に記載の蓄電モジュールにおいて、
   前記筐体に対して、前記一対の側板の外側を覆う金属製の覆い部材をさらに備え、
   前記壁部は、前記複数の導電部材と前記複数の蓄電器とが溶融接合された場合に、前記側板に取り付けられた前記覆い部材の高さよりも低くなるように前記壁部の高さが設定されていることを特徴とする蓄電モジュール。
5. 請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の蓄電モジュールにおいて、
   前記複数の蓄電器と前記複数の導電部材とはアーク溶接により溶融接合されることを特徴とする蓄電モジュール。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の蓄電モジュールにおいて、
   前記複数の蓄電器のそれぞれの電圧を検出するための電圧検出導体をさらに備え、
   前記電圧検出導体は、前記複数の導電部材の位置に対応する複数の検出線を有するように成形されており、前記複数の検出線間の距離は、前記蓄電モジュールの電圧によって規定される絶縁沿面距離に対し２〜２．５倍に設定されていることを特徴とする蓄電モジュール。
7. 請求項６に記載の蓄電モジュールと、
   前記電圧検出導体と接続されて前記複数の蓄電器の電圧を検出し、前記複数の蓄電器の蓄電量を制御する制御装置とを備えることを特徴とする蓄電装置。
   

Images