JP2013140769A

JP2013140769A - 電池モジュール

Info

Publication number: JP2013140769A
Application number: JP2012142715A
Authority: JP
Inventors: Yuji Sasaki; 裕司佐々木; Kensuke Hirata; 賢輔平田; Yoshiharu Kaneshima; 義治金島
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2011-12-05
Filing date: 2012-06-26
Publication date: 2013-07-18
Anticipated expiration: 2032-06-26
Also published as: JP5991044B2

Abstract

【課題】円筒タイプの電池セルを用いた高電気容量、高電圧の電池モジュールを得る。
【解決手段】支持プレート４の複数の電池挿入孔５に挿入して軸心方向に移動可能に支持させた電池セル３の同じ極同士に、正極側と負極側の各ブスバ６ａ，６ｂを取り付けて電池ブロック２を形成する。筐体７内に、複数の電池ブロック２を、隣接するもの同士で正極側ブスバ６ａと負極側ブスバ６ｂを対向させた状態で配列させて、それぞれの支持プレート４を筐体７に固定する。電池ブロック２の配列方向の一方となる位置に筐体７に固定された基準プレート８を備え、電池ブロック２の配列方向の他方となる位置に圧縮変形状態の弾性部材１１を配置させる。弾性部材１１の復元力により各電池ブロック２の電池セル３及び各ブスバ６ａ，６ｂを基準プレート８側に付勢して、隣接する電池ブロック２の正極側ブスバ６ａと負極側ブスバ６ｂの面同士を密着させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の電池セルを直並列に接続して筐体に収納した電池モジュールに関するものである。

家庭用や車両用等の蓄電システムのような高い電圧と大きな電気容量が必要とされる蓄電システムは、多数の二次電池を使用する必要がある。

そのため、上記のような蓄電システムを構築する場合は、一般に、所定の数の電池セルを直並列に接続して１つの筐体に収納することで、或る一定の電気容量と電圧を有する大きな電池のように取り扱うことが可能な電池モジュールを形成し、この電池モジュールを、必要に応じて更に直列、並列に接続することで、蓄電システムに必要とされる電圧と電気容量を得るようにしている。

ところで、リチウムイオン電池は、他の二次電池に比して電気容量や重量の点で有利であるとされている。

そのため、上記電池モジュールとしては、リチウムイオン電池のラミネートタイプの電池セルを用いた電池モジュールが、従来提案されている（たとえば、特許文献１、特許文献２参照）

特許第４１０３４８８号公報特許第３１１６６４３号公報

ところが、上記リチウムイオン電池の電池セルは、ラミネートタイプの他に円筒タイプの電池セルがあり、該円筒タイプの電池セルは、一般に、ラミネートタイプの電池セルに比較してエネルギー容量が大きいことが知られている。そのため、該円筒タイプの電池セルは、電池モジュールの大容量化を図る場合に有利であると考えられる。

しかし、大容量の電池モジュールに円筒タイプのリチウムイオン電池セルを採用する実績は殆どないというのが実状である。

更に、電池モジュールは、電池セルを直並列接続する際にブスバ（Ｂｕｓ‐ｂａｒ）を用いているが、１枚のブスバに複数の電池セルの正極側と負極側を溶接等により接続して、電池セル同士の直並列接続を該１枚のブスバにより実施することが一般的に行われている。このため、上記ブスバは、断面を貫く方向に電流が流れるため、該ブスバの電気抵抗が大きいという問題がある。

そこで、本発明は、円筒タイプの電池セルを効率よく直並列接続して製造することができ、しかも、ブスバにおける電気抵抗を低減させることが可能な電池モジュールを提供しようとするものである。

本発明は、上記課題を解決するために、請求項１に対応して、板厚方向に貫通する電池挿入孔を複数設けてなる支持プレートと、該支持プレートの各電池挿入孔に個別に挿入配置して軸心方向に移動可能に支持させた複数の電池セルと、該支持プレートに支持された各電池セルの同じ極同士にそれぞれ取り付けた正極側と負極側の各ブスバとからなる電池ブロックを形成し、筐体内に、複数の上記電池ブロックを、隣接する電池ブロック同士の正極側ブスバと負極側ブスバを対向させた状態で配列させると共に、該各電池ブロックの支持プレートを上記筐体に固定し、更に、上記電池ブロックの配列方向の一方側となる上記筐体内位置に固定してある基準プレートと、上記電池ブロックの配列方向の他方側となる上記筐体内位置に圧縮変形状態で配置してあって、該圧縮変形状態からの復元力により、上記各電池ブロックの各電池セル及び各ブスバを上記基準プレートに向けて付勢するための弾性部材とを備えてなる構成とする。

又、上記構成において、各電池ブロックを、支持プレートの一側寄りの電池挿入孔に支持された半数の電池セルと、他側寄りの電池挿入孔に支持された残る半数の電池セルの正極と負極の向きを逆にし、且つ正極と負極の向きが揃った電池セル同士を正極側ブスバと負極側ブスバでそれぞれ並列に接続する構成とする。

更に、上記各構成において、各電池ブロックは、正極側ブスバと負極側ブスバのいずれか一方のブスバの外面に、オス型コネクタを突出させて備えると共に、他方のブスバに、外面側より上記オス型コネクタを嵌合可能なメス型コネクタを備えてなる構成として、筐体内で隣接配置する電池ブロック同士の正極側ブスバと負極側ブスバを、上記オス型コネクタとメス型コネクタを介して導通可能に接続するようにした構成とする。

本発明の電池モジュールによれば、以下のような優れた効果を発揮する。
（１）円筒タイプの電池セルを直並列接続した形式の電池モジュールを形成できる。
（２）又、各電池ブロックにおける正極側と負極側の各ブスバは、該各電池ブロックに装備された電池セルを並列に接続するものとすることができると共に、電流を表面に対して垂直な方向に流すことができる。よって、上記各ブスバにおける電気抵抗を低減させることができる。
（３）よって、円筒タイプの電池セルを集積して、高い電気容量と高電圧を効率よく得ることが可能な電池モジュールを実現することができる。

本発明の電池モジュールの実施の一形態を示す概略切断側面図である。図１の電池モジュールの製造手順を示すもので、支持プレートの電池挿入孔に電池セルを配置する状態を示す概略斜視図である。図１の電池モジュールの製造手順として、図２に続く工程を示すもので、（ａ）は支持プレートの各電池挿入孔に挿入配置した複数の電池セルのうち、半数の電池セルの正極に正極側ブスバを取り付けた状態を示す概略斜視図、（ｂ）は、残りの半数の電池セルの負極に負極側ブスバを取り付けた状態を示す概略斜視図である。図１の電池モジュールの製造手順として、図３に続く工程を示すもので、（ａ）は支持プレート及び各電池挿入孔に挿入配置した各電池セルを上下に反転させた後、半数の電池セルの正極に正極側ブスバを取り付けた状態を示す概略斜視図、（ｂ）は、残りの半数の電池セルの負極に負極側ブスバを取り付けた状態を示す概略斜視図である。図１の電池モジュールの製造手順として、図４に続く工程を示すもので、筐体の内部に複数の電池ブロックを配列して取り付けた状態を示す概略切断側面図である。筐体の内部に複数の電池ブロックを配列して取り付けた状態を示す概略斜視図である。図１の電池モジュールにて、筐体の内部におけるブロック配列方向の他端に位置する電池ブロックのブスバを示す概略斜視図である。本発明の実施の他の形態として、電池ブロックの別の構成例を示すもので、（ａ）は概略斜視図、（ｂ）は隣接配置された電池ブロックの互いに対向するブスバ同士の接続部分を拡大して示す切断側面図である。本発明の実施の更に他の形態として、電池ブロックの更に別の構成例を示す概略斜視図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面を参照して説明する。

図１乃至図７は本発明の電池モジュールの実施の一形態を示すものである。

すなわち、本発明の電池モジュールは、図１に符号１で示すように、板厚方向に貫通する電池挿入孔５を複数設けてなる支持プレート４と、該支持プレート４の各電池挿入孔５に個別に挿入して軸心方向に移動可能に支持させた複数の円筒タイプの電池セル３と、該支持プレート４に支持された各電池セル３の同じ極同士にそれぞれ取り付けた正極側と負極側の各ブスバ６ａ及び６ｂとから電池ブロック２を形成する。

上記電池ブロック２は、箱形の筐体７内に、複数個、たとえば、７個並べて収納する。この際、上記各電池ブロック２は、隣接する電池ブロック２同士で正極側ブスバ６ａと負極側ブスバ６ｂが対向配置されるように一列に配列させた状態で、該各電池ブロック２の支持プレート４を、該筐体７にそれぞれ固定する。

上記筐体７の内部における上記各電池ブロック２の配列方向（以下、ブロック配列方向と云う）の一端部には、ブロック配列方向の一端に位置する電池ブロック２のブスバ６ａ，６ｂを接触させるための基準プレート８が、該筐体７に固定して設けてある。

更に、上記筐体７の内部におけるブロック配列方向の他端部には、ブロック配列方向の他端に位置する電池ブロック２のブスバ６ａ，６ｂと、上記筐体７におけるブロック配列方向他端側のパネル１０の内面との間に圧縮変形された状態で介装される弾性部材１１を備える。これにより、上記弾性部材１１は、圧縮変形状態からの復元力により、上記筐体７内で一列に配列された各電池ブロック２におけるブスバ６ａ及び６ｂを介し連結された各電池セル３を、上記基準プレート８の方向に付勢することができるようにしてある。よって、上記各電池ブロック２は、上記付勢により、隣接する各電池ブロック２の正極側ブスバ６ａと負極側ブスバ６ｂの対向する面同士が順次押し付けられて、該各ブスバ６ａと６ｂの面同士の間で導通させることができるようにした構成としてある。

以下、本発明の電池モジュール１の組立手順に即して、該本発明の電池モジュール１の構成について詳述する。

上記支持プレート４は、図２に示すように、絶縁性を有する素材、たとえば、ナイロン等の樹脂による所定の板厚寸法を有する矩形の平板状としてあり、その面内に、縦横に所定の数、たとえば、縦１０個×横４列の合計４０の電池挿入孔５が、板厚方向に貫通させて穿設された構成としてある。上記各電池挿入孔５は、その直径が上記円筒タイプの電池セル３の外径よりもわずかに大きくなるようにしてあり、これにより、該各電池挿入孔５に挿入された電池セル３が軸心方向に自在に移動できるようにしてある。

上記構成としてある支持プレート４は、たとえば、図示しない架台上に、図２に示すように２枚重ねて配置した状態で、各電池挿入孔５に、電池セル３をそれぞれ挿入する。

この際、図２に示すように、上記支持プレート４の一側寄りの２列の電池挿入孔５に挿入する２０本の電池セル３と、他側寄りの２列の電池挿入孔５に挿入する電池セル３とでは、挿入側の端部を、正極側と負極側で逆にさせるようにする。

上記電池セル３の配置に対応させるために、本実施の形態で用いる正極側のブスバ６ａと負極側のブスバ６ｂは、図３（ａ）（ｂ）に示すように、上記支持プレート４の各電池挿入孔５に挿入された４０本の電池セル３のうち、正極側と負極側が揃えて配置されているそれぞれ縦１０本×横２列の２０本ずつの電池セル３の正極と負極の配置に対応する平面形状を備えた矩形板状としてある。

更に、上記各ブスバ６ａと６ｂは、外周部の互いに対応する個所、たとえば、該各ブスバ６ａと６ｂの長手方向の片側の端縁部に、センサ取付用のタブ１２が設けられている。

上記構成としてある各ブスバ６ａと６ｂのうち、正極側ブスバ６ａは、図３（ａ）に示すように、上記支持プレート４の各電池挿入孔５に挿入配置された状態で一方の極、たとえば、正極が上端側に揃えて配置されている２０本の電池セル３の上側に、正極側ブスバ６ａを載置して、該正極側ブスバ６ａを、上記２０本の電池セル３の正極に、レーザー溶接やスポット溶接等の固定手法により導通可能に固定する。図３（ａ）では、溶接個所９が円形で示してあるが、これは図示するための便宜上のマークであり、実際の溶接状態を反映するものではない（後述する図３（ｂ）、図４（ａ）（ｂ）、図６、図７も同様）。

次いで、図３（ｂ）に示すように、他方の極としての負極が上端側に揃えて配置されている残る２０本の電池セル３の上側に、負極側ブスバ６ｂを載置して、該負極側ブスバ６ｂを、上記２０本の電池セル３の負極に、上記と同様の固定手法により導通可能に固定する。

その後、上記２枚の支持プレート４と、正極側ブスバ６ａで正極が連結された２０本の電池セル３、及び、負極側ブスバ６ｂで負極が連結された２０本の電池セル３とを一体にして上下を反転させる。

しかる後、上記図４（ａ）（ｂ）に示すように、上記図３（ａ）（ｂ）に示した手順と同様の手順で、上記支持プレート４の各電池挿入孔５に挿入配置された状態で正極が上端側に揃えて配置されている２０本の電池セル３の上側と、負極が上端側に揃えて配置されている残る２０本の電池セル３の上側に、正極側ブスバ６ａと、負極側ブスバ６ｂを配置して、上記所定の固定手法によりそれぞれ対応する極に導通可能に固定して、上記電池ブロック２を形成させる。

なお、上記電池ブロック２を構成する各電池セル３に正極側ブスバ６ａと負極側ブスバ６ｂを順次取り付けるときに、該正極側と負極側の各ブスバ６ａと６ｂの取り付け順序を逆にしてもよい。

上記筐体７は、図５に示すように、予め、上記ブロック配列方向他端側のパネル１０と、天板パネル１３を予め取り外した状態としておく。

上記基準プレート８は、上記支持プレート４の平面形状と同様の横寸法と、該平面形状よりもやや小さい縦寸法を有する矩形板状としてあり、上記筐体７内のブロック配列方向の一端部に配置した状態で、該基準プレート８の両側部を、筐体７の各側壁パネル１４にそれぞれ固定しておく。

上記電池ブロック２は、図５及び図６に示すように、上記パネル１０と、天板パネル１３が取り外された筐体７の内部における上記基準プレート８の設置個所よりもブロック配列方向の他端側となる個所に、７個並べて配置して、隣接する電池ブロック２同士で正極側ブスバ６ａと負極側ブスバ６ｂを対向して配置させる。なお、図示する便宜上、図６では、筐体の手前側の側壁パネル、底板パネル及びブロック配列方向一端側のパネルの記載は省略してある。

この状態で、上記各電池ブロック２は、２枚の支持プレート４を、電池セル３の軸心方向に所定間隔で離隔させた状態で、上記筐体７の側壁パネル１４に、該各支持プレート４の両側部をそれぞれ固定する。このように、各電池ブロック２では、上記２枚の支持プレート４を離隔させた配置とすることにより、該各支持プレート４によって支持された各電池セル３の軸心方向のぶれ（傾き）を抑制できるようにしてある。

上記基準プレート８や、上記各電池ブロック２の各支持プレート４の筐体７の側壁パネル１４に対する固定は、確実に固定できれば、任意の固定手法を採用してよい。たとえば、簡便な固定手法としては、上記筐体７の側壁パネル１４に設けたボルト挿通孔に、外側から図示しないボルトを通して、上記基準プレート８や各支持プレート４の外周部に設けた図示しないねじ穴に締め込むようにすればよい。

上記各電池ブロック２のうち、ブロック配列方向の他端に位置する電池ブロック２の正極側ブスバ６ａと負極側ブスバ６ｂは、導通させる。この場合、上記正極側ブスバ６ａと負極側ブスバ６ｂを導通させる手段としては、たとえば、該各ブスバ６ａと６ｂの外面側に、別体構造として製作した導体製の接続部材を取り付けるようにしてもよいが、装置構成を単純化するためには、図７に示すように、上記ブロック配列方向の他端に位置する電池ブロック２の正極側ブスバ６ａと負極側ブスバ６ｂのみを、一体構造のブスバ６ｃとすればよい。なお、このように正極側ブスバ６ａと負極側ブスバ６ｂを一体構造としたブスバ６ｃは、正極側ブスバ６ａから負極側ブスバ６ｂへ向けて断面を貫く方向に電流が流れることになることに鑑みて、該ブスバ６ｃのみ、他の別体構造のブスバ６ａ，６ｂに比して断面積を増加させて、電気抵抗の増加を抑制するようにすればよい。

上記のようにして、各電池ブロック２の各支持プレート４が筐体７の側壁パネル１４へ固定された後は、図５に二点鎖線で示すように、上記筐体７におけるブロック配列方向他端側のパネル１０と、上記ブスバ６ｃとの間に、上記弾性部材１１を介装した状態で、上記パネル１０の筐体７への取り付けを行い、該筐体７に取り付けたパネル１０と上記ブスバ６ｃとの間で上記弾性部材１１をブロック配列方向に沿う方向に圧縮変形させるようにする。

なお、上記パネル１０と上記ブスバ６ｃの間への上記弾性部材１１の介装を容易に且つ確実に実施できるようにするためには、図５に示すように、上記筐体７より取り外した状態の上記パネル１０の内側に、上記弾性部材１１を予め取り付けておき、この弾性部材１１ごと上記パネル１０の上記筐体７への取り付けを行うようにすればよい。

更に、圧縮変形状態の上記弾性部材１１の復元力を、上記ブスバ６ｃの全面に均等に作用させるためには、上記パネル１０に取り付けた上記弾性部材１１の内側に、上記ブスバ６ｃの平面形状に対応する平面形状を備え且つ撓みに対する剛性が高いプレート部材１５を取り付けた構成とすることが望ましい。

これにより、上記パネル１０とブスバ６ｃとの間でブロック配列方向に圧縮変形させられた上記弾性部材１１の復元力が、上記ブスバ６ｃへ伝えられるようになることから、上記各電池ブロック２にて支持プレート４に軸心方向に移動可能に支持されている各電池セル３と、その両電極に取り付けられている各ブスバ６ａ，６ｂ，６ｃが、すべて上記基準プレート８の方向へ付勢されるようになる。よって、上記各電池ブロック２の隣接配置されている正極側ブスバ６ａと負極側ブスバ６ｂが、互いの面同士が密着するように押し付けられて導通できる状態となる。

上記弾性部材１１は、上記パネル１０とブスバ６ｃとの間でブロック配列方向に圧縮変形させることができ、且つその圧縮変形状態からの復元力により、上記各電池ブロック２の各電池セル３及び各ブスバ６ａ，６ｂを上記基準プレート８の方向へ常時付勢することができるようにしてあれば、エラストマや、皿ばね、その他のばね部材等、任意の弾性部材１１を使用してよい。

上記のように各電池ブロック２の隣接配置されている正極側ブスバ６ａと負極側ブスバ６ｂが密着させた後は、上記各電池ブロック２の各電池セル３の両極に接続されている正極側ブスバ６ａと負極側ブスバ６ｂにそれぞれ設けてあるタブ１２同士の間に、該各電池ブロック２の正極側ブスバ６ａと負極側ブスバ６ｂの電圧や電気容量を監視して、各電池ブロック２を構成している各電池セル３の状態を検出するためのセンサ１６を取り付ける。上記センサ１６の取り付けは、たとえば、ブロック配列方向に延びるセンサ基板１７上に、上記各電池ブロック２に個別に対応するセンサ１６を予め取り付けておき、このセンサ基板１７を上記各電池ブロック２の支持プレート４の上に載置した状態で、該各電池ブロック２の正極側と負極側の各ブスバ６ａ，６ｂのタブ１２を、上記センサ基板１７の対応する個所に予め設けてある図示しない端子にそれぞれはんだ付け等により接続するようにすればよい。

この上記各電池ブロック２における正極側ブスバ６ａと負極側ブスバ６ｂの間への上記センサ１６の取り付けの際、上記したように各電池ブロック２同士の間で密着させてある正極側ブスバ６ａと負極側ブスバ６ｂのタブ１２同士をはんだ付けするようにしてもよい。このようにすれば、上記正極側ブスバ６ａと負極側ブスバ６ｂのはんだ付けされた部分で、最低限の導通を確保することが可能になる。

更には、上記各電池ブロック２同士の間で互いに密着される正極側ブスバ６ａと負極側ブスバ６ｂ同士を、はんだ付けや溶接により固定して導通を確保できるようにしてもよい。

なお、上記ブロック配列方向の一端に位置する電池ブロック２の正極側と負極側の各ブスバ６ａ，６ｂは、図５に示すように、上記筐体７におけるブロック配列方向の一端側端部のパネル１８に設けた外部へ電力を取り出すためのコネクタ１９に対し、導体製の接続部材２０を介して接続してあるものとする。

その後は、上記筐体７に天板パネル１３を取り付けて、上記各電池ブロック２を該筐体７の内部に格納させてなる本発明の電池モジュール１を形成するようにする。

このように、本発明の電池モジュール１によれば、円筒タイプの電池セル３を直並列接続してなる形式の電池モジュールを構成することができる。

更に、上記各電池ブロック２は、１つの電池ブロック２に装備するすべての電池セル３のうち、支持プレート４の一側寄りの電池挿入孔５に支持された半数の電池セル３と、他側寄りの電池挿入孔５に支持された残りの半数の電池セル３について、正極と負極の向きを逆にして、正極と負極の向きが揃った電池セル３同士を正極側ブスバ６ａと負極側ブスバ６ｂで並列に接続した構成としてあるので、上記筐体７内に配列された各電池ブロック２同士の間で隣接する正極側ブスバ６ａと負極側ブスバ６ｂを密着させて導通させることにより、上記筐体７内に、電池セル３を上記電池ブロック２の配列数分、直列に接続した列を、２列形成することができる。更に、この２つの電池セル３が直列に接続された列は、正極と負極が反対側に位置しているため、本発明の電池モジュール１は、ブロック配列方向の片方の端部に配置された電池ブロック２における該端部に臨む側の正極側ブスバ６ａと負極側ブスバ６ｂを導通させた構成とすることにより、電池セル３を上記筐体７内における電池ブロック２の配列数の２倍分、直列に接続した状態の電圧を取り出す機能を容易に実現することができる。

したがって、図１に示した本発明の電池モジュール１では、２０本ずつ並列に接続した電池セル３を、１４段直列に接続した電圧と電気容量を得ることが可能になる。

上記各電池ブロック２同士の間で面同士を密着させる正極側ブスバ６ａと負極側ブスバ６ｂは、該各電池ブロック２に装備された電池セル３を並列に接続するものであり、電流を表面に対して垂直な方向に流すことができる。よって、本発明の電池モジュール１では、上記正極側ブスバ６ａと負極側ブスバ６ｂにおける電気抵抗を低減させることができる。

これにより、本発明の電池モジュール１は、円筒タイプの電池セル３を集積して、高い電気容量と高電圧を効率よく得ることが可能な電池モジュールを実現することができる。

次に、図８（ａ）（ｂ）は本発明の実施の他の形態として、図１乃至図７に示したと同様の電池モジュール１における電池ブロック２の変形例を示すものである。

すなわち、本実施の形態における電池ブロック２は、図１乃至図７に示した電池モジュール１の電池ブロック２と同様の構成において、図８（ａ）（ｂ）に示すように、正極側ブスバ６ａと負極側ブスバ６ｂのいずれか一方のブスバ６ａ又は６ｂの外面に、表面より突出するオス型コネクタ２１を設ける。且つ他方のブスバ６ｂ又は６ａには、外面側より上記オス型コネクタ２１を嵌合させて通電可能に接続するためのメス型コネクタ２２を設けた構成とする。

たとえば、図８（ａ）では、負極側ブスバ６ｂには、長手方向の３個所に、ピン形状のオス型コネクタ２１が設けてある。一方、正極側ブスバ６ａには、上記負極側ブスバ６ｂのオス型コネクタ２１の配置と対応する長手方向の３個所に、該オス型コネクタ２１の断面形状に対応する開口形状を備えたメス型コネクタ２２が設けてある。

この際、上記正極側と負極側の各ブスバ６ａと６ｂにおける上記メス型とオス型の各コネクタ２２と２１の配置は、電池ブロック２にて該各ブスバ６ａ，６ｂにより並列に接続される電池セル３の数と配置に応じて、該各コネクタ２２と２１に均一に電気を流すことができるように設定してあるものとする。

なお、上記メス型コネクタ２２には、図８（ｂ）に示すように、上記正極側ブスバ６ａの内面側、すなわち、電池ブロック２の内側へ突出する部分２５が生じることがある。この場合は、該メス型コネクタ２２のブスバ６ａ内側への突出部分２５が、電池ブロック２を構成する電池セル３の配置と干渉しないように、上記正極側ブスバ６ａにおけるメス型コネクタ２２の配置、及び、その配置に対応する上記負極側ブスバ６ｂにおけるオス型コネクタ２１の配置が設定してある。

上記構成としてある電池ブロック２は、図８（ａ）に示すように一方向に順次並べて配置すると、隣接する電池ブロック２同士では、互いの正極側ブスバ６ａと負極側ブスバ６ｂとの間で、図８（ｂ）に示すように、各メス型コネクタ２２に、対応する各オス型コネクタ２１が嵌合させられて、両ブスバ６ａと６ｂ間での導通が確保できるようになる。よって、上記電池ブロック２は、図５及び図６に示したと同様に、筐体７（図５、図６参照）の内部に並べて配置することで、隣接する電池ブロック２同士を直列に接続することができるようになる。

更に、本実施の形態では、上記のように電池ブロック２を一方向に並べて配置するときに、各電池ブロック２同士の間に、上記各ブスバ６ａ，６ｂにおける各コネクタ２２，２１の配列個所にのみ開口部２４を備えた絶縁シート２３を介装させるようにしてある。これにより、隣接する電池ブロック２の正極側と負極側のブスバ６ａと６ｂ同士の通電経路は、上記コネクタ２２と２１同士の接続部分に限定されるため、すべての隣接配置された電池ブロック２間での導通を、均等化できるようにしてある。

その他の構成は図１乃至図７に示したものと同様であり、同一のものには同一の符号が付してある。

以上の構成としてある電池ブロック２を用いても、図１乃至図７に示したと同様の手順で電池モジュール１を形成することができるため、図１乃至図７の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

更に、上記電池モジュール１では、筐体７（図１参照）内で隣接配置されている各電池ブロック２同士が、ブロック配列方向に上記オス型コネクタ２１の突出寸法よりも短い距離範囲内で相対変位しても、対応するコネクタ２１と２２同士の接続状態を保持できるため、通電量が不安定化する虞や、導通が切断される虞を防止することができる。

このため、上記筐体７におけるブロック配列方向他端側に圧縮変形状態で設ける弾性部材１１（図１参照）は、該筐体７内に収納した各電池ブロック２をブロック配列方向一端側の基準プレート８（図１参照）側へ常時付勢するために求められる復元力を、より弱く設定することができる。したがって、本実施の形態の電池ブロック２を使用する場合は、上記弾性部材１１を筐体７内へ組み込むようにしてある上記電池モジュール１の組立作業をより容易なものとすることができる。更には、上記筐体７内で各電池ブロック２のブロック配列方向の位置を保持するための部材や構造は、強度を引き下げることができるようになる。

又、上記各ブスバ６ａと６ｂは、互いの面同士を密着させる必要がなくなる。このため、本発明の電池モジュール１を製造する際には、ブスバ６ａ，６ｂ自体の製造時の誤差や、該ブスバ６ａ，６ｂを用いて電池ブロック２の製造を行う際の誤差の許容範囲をより拡大させることが可能になる。

以上により、本実施の形態の電池ブロック２を用いる電池モジュール１は、製造コストの削減化に有利なものとすることができる。

次いで、図９は本発明の実施の更に他の形態として、図８（ａ）（ｂ）に示した電池ブロック２の応用例を示すものである。

すなわち、本実施の形態の電池ブロック２は、図８に示したと同様の構成において、正極側ブスバ６ａに設けるメス型コネクタ２２を、負極側ブスバ６ｂに設けるオス型コネクタ２１の断面形状に対応する開口形状を備えた構成とすることに代えて、正極側ブスバ６ａに、該正極側ブスバ６ａの長手方向に延びるスリット状の開口部を備えたメス型コネクタ２２ａを設ける構成としたものである。

上記メス型コネクタ２２ａは、上記スリット状の開口部の長手方向のいかなる位置でも、ピン形状のオス型コネクタ２１が差し込まれると、該オス型コネクタ２１との導通を確立できるようにしてあるものとする。

その他の構成は図８に示したものと同様であり、同一のものには同一の符号が付してある。

以上の構成としてある電池ブロック２によれば、図８（ａ）（ｂ）に示した電池ブロック２と同様の効果を得ることができることに加えて、以下の効果が得られる。

すなわち、本実施の形態の電池ブロック２は、図９に示すように、該電池ブロック２を一方向に複数並べて配置するときに、隣接する電池ブロック２同士の相対位置が、上記正極側ブスバ６ａの長手方向に関して多少ずれていても、該各電池ブロック２同士で、正極側と負極側の各ブスバ６ａと６ｂを、上記メス型コネクタ２２ａとオス型コネクタ２１を介して導通可能に接続することができる。

したがって、本発明の電池モジュール１を製造する際には、ブスバ６ａ，６ｂ自体の製造時の誤差や、該ブスバ６ａ，６ｂを用いて電池ブロック２の製造を行う際の誤差の許容範囲を更に拡大させることが可能になる。これにより、本実施の形態の電池ブロック２を用いる電池モジュール１は、製造コストの更なる削減化に有利なものとすることができる。

なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、１つの電池ブロック２を構成するための電池セル３の数は、本発明の電池モジュール１に所望される電気容量の大小に応じて、適宜増減してもよい。これに伴い、支持プレート４における電池挿入孔５の数も適宜増減してよい。更に、支持プレート４の平面形状や、筐体７の断面形状は、適宜変更してもよい。

本発明の電池モジュール１は、電池セル３を筐体内における電池ブロック２の配列数の２倍分、直列に接続した状態の電圧を得ることが可能な形式とするためには、各電池ブロック２を、偶数本の電池セル３を備えて、その半数ずつを正極と負極を逆にした姿勢で配置してなる構成とすることが望ましいが、各電池ブロック２は、すべての電池セル３の両極を揃えて配置して、各電池セル３の正極と負極をそれぞれ正極側と負極側の各ブスバ６ａと６ｂで並列に接続した構成としてもよい。この場合、本発明の電池モジュール１は、電池セル３を筐体７内における電池ブロック２の配列数分、直列に接続した状態に相当する電圧を得ることが可能な形式となる。

更に、１つの電池ブロック２に、正極と負極を揃えて正極側ブスバ６ａと負極側ブスバ６ｂで並列に接続した電池セル３の組を３組以上備えて、本発明の電池モジュール１を、電池セル３を筐体内における電池ブロック２の配列数と、上記電池セル３の組の数の積の分、直列に接続した状態の電圧を得ることが可能な形式としてもよい。

筐体７内に一列に配列する電池ブロック２の数は、本発明の電池モジュール１に所望される電圧の大小に応じて、適宜増減してもよい。この電池ブロック２の配列数に応じて、上記筐体７は、ブロック配列方向の寸法を適宜変更してもよい。

上記実施の形態では、各電池ブロック２が、２枚の支持プレート４を備えてなる構成を示したが、支持プレート４の電池挿入孔５に挿入する電池ブロック２の軸心方向のぶれを抑えることができるようにしてあれば、各電池ブロック２を、ある程度の厚み寸法を有する支持プレート４を１枚のみ備えた構成、又は、３枚以上の支持プレート４を備えた構成としてもよい。

各電池ブロック２における正極側と負極側の各ブスバ６ａ，６ｂは、センサ１６取付用のタブ１２のサイズや形状を変更したり、該タブ１２を設ける位置を変更したりしてもよい。又、上記各ブスバ６ａ，６ｂは、上記センサ１６の取り付け形式によっては、タブ１２を省略した構成としてもよい。

本発明の電池モジュール１の筐体７に設けてある電力取り出し用のコネクタ１９は、図示した以外の任意の位置に設けてもよく、又、図示した以外の任意の形状のコネクタ１９を採用してもよい。

電池セル３は、円筒タイプのものであれば、リチウムイオン電池以外の二次電池であってもよい。

図８（ａ）（ｂ）の実施の形態、及び、図９の実施の形態では、正極側ブスバ６ａにオス型コネクタ２１を設け、負極側ブスバ６ｂにメス型コネクタ２２，２２ａを設ける構成としてもよい。

図８（ａ）（ｂ）の実施の形態、及び、図９の実施の形態において、正極側と負極側の各ブスバ６ａと６ｂに設けるオス型及びメス型の各コネクタ２１及び２２，２２ａの数及び配置は、上記各ブスバ６ａ，６ｂで並列に接続する電池セル３の数や配置に応じて適宜変更してもよい。

オス型コネクタ２１とメス型コネクタ２２，２２ａは、電池ブロック２を一方向に並べて配置する操作によって相互に嵌合させて導通を確保することができるようにしてあれば、いかなる形状のオス型コネクタ２１及びメス型コネクタ２２，２２ａを採用してもよい。

図９の実施の形態において、メス型コネクタ２２ａのスリット状の開口部の延びる方向は、任意の方向に設定してよい。又、上記スリット状の開口部の長手方向寸法は、任意に設定してよい。かかる構成では、筐体７内で一方向に並べて配列する電池ブロック２について、隣接する電池ブロック２同士の相対位置に関して、上記メス型コネクタ２２ａのスリット状の開口部の延びる方向に該開口部の長手方向寸法分のずれを許容することができるようになる。

その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。

１電池モジュール
２電池ブロック
３電池セル
４支持プレート
５電池挿入孔
６ａ正極側ブスバ
６ｂ負極側ブスバ
７筐体
８基準プレート
１１弾性部材
２１オス型コネクタ
２２，２２ａメス型コネクタ

Claims

板厚方向に貫通する電池挿入孔を複数設けてなる支持プレートと、
該支持プレートの各電池挿入孔に個別に挿入配置して軸心方向に移動可能に支持させた複数の電池セルと、
該支持プレートに支持された各電池セルの同じ極同士にそれぞれ取り付けた正極側と負極側の各ブスバとからなる電池ブロックを形成し、
筐体内に、複数の上記電池ブロックを、隣接する電池ブロック同士の正極側ブスバと負極側ブスバを対向させた状態で配列させると共に、該各電池ブロックの支持プレートを上記筐体に固定し、
更に、上記電池ブロックの配列方向の一方側となる上記筐体内位置に固定してある基準プレートと、
上記電池ブロックの配列方向の他方側となる上記筐体内位置に圧縮変形状態で配置してあって、該圧縮変形状態からの復元力により、上記各電池ブロックの各電池セル及び各ブスバを上記基準プレートに向けて付勢するための弾性部材と、
を備えてなる構成を有することを特徴とする電池モジュール。
各電池ブロックを、支持プレートの一側寄りの電池挿入孔に支持された半数の電池セルと、他側寄りの電池挿入孔に支持された残る半数の電池セルの正極と負極の向きを逆にし、且つ正極と負極の向きが揃った電池セル同士を正極側ブスバと負極側ブスバでそれぞれ並列に接続する構成とした請求項１記載の電池モジュール。
各電池ブロックは、正極側ブスバと負極側ブスバのいずれか一方のブスバの外面に、オス型コネクタを突出させて備えると共に、他方のブスバに、外面側より上記オス型コネクタを嵌合可能なメス型コネクタを備えてなる構成として、筐体内で隣接配置する電池ブロック同士の正極側ブスバと負極側ブスバを、上記オス型コネクタとメス型コネクタを介して導通可能に接続するようにした請求項１又は２記載の電池モジュール。