JP2015002140A - 電池ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】各単電池の電極タブを適正な状態で接合させる。
【解決手段】組電池モジュールはラミネート型の複数の単電池８３を備えており、それら各単電池８３が積層されて構成されている。各単電池８３の電極タブ８４，８５は、隣り合う各単電池８３の電極タブ同士で重ね合わされて接合される第１電極タブと、他の単電池の電極タブに接合されずバスバーに接合される第２電極タブとを含んでいる。そして、第１電極タブ及び第２電極タブでは超音波溶着装置を用いた溶着により接合が行われるようになっている。第１電極タブには、単電池８３の電池本体側の基端部から電極タブ同士の接合部分までの間に、隣り合う各単電池の一方から他方に近づくようにして折り曲げ部８６が形成され、第２電極タブには、単電池の電池本体側の基端部からバスバーとの接合部分までの間に折り曲げ部８７が形成されている。
【選択図】 図１７

Description

本発明は、例えば自動車等の車両に用いられ、ラミネート型の複数の単電池を有してなる蓄電池を備える電池ユニットに関するものである。

従来から、ラミネート型の複数の単電池を用いた蓄電池が実用化されている。この蓄電池では、各単電池に電極タブ（正極タブ及び負極タブ）が設けられており、それら各電極タブが、隣り合う各単電池の電極タブ同士で互いに接合されるか、又はバスバーに対して接合されている。その接合部分においては例えば超音波溶着による接合が行われ、超音波溶着を用いた技術として、例えば特許文献１の技術が知られている。特許文献１には、超音波溶着装置においてアンビル及びホーンに設けられた各加工面の間に、隣り合う各単電池の正極タブ及び負極タブを挟み込み、その状態でアンビルの加工面に対してホーンの加工面をほぼ平行に振動させて、正極タブ及び負極タブの接合を行わせることが記載されている。

特開２００４−１１４１３６号公報

ところで、複数の単電池について電極タブ同士を接合して各単電池を直列接続する構成では、電極タブとして、電極タブ同士が接合されるものと、電極タブ同士は接合されずにバスバーに接合されるものとがあり、それらは自ずとタブ引き出し方向における形状が相違すると考えられる。具体的には、単電池の直列接続体において最も正極側となる電極タブと最も負極側となる電極タブについては電極タブ同士ではなくバスバーに対する接合が行われ、それ以外の中間部分の電極タブについては電極タブ同士の接合が行われる。この場合、電極タブ同士で接合される電極タブは、各々が近づく側に折り曲げられ、その折り曲げ部よりも先端側で接合が行われるのに対し、バスバーに接合される電極タブは、折り曲げられることなく（すなわち直線状に形成され）その先端部でバスバーに接合されると考えられる。

上記のように各電極タブにおいて形状（特に曲げ形状）が相違すると、超音波溶着装置による超音波溶着時に振動が生じる場合に、その振動による影響が相違することになり、特に直線状に形成された電極タブについてはその振動が電池本体側に伝わりやすいことから、振動による悪影響が懸念される。

また、各電極タブにおいて形状（特に曲げ形状）が相違することで、電極タブの先端位置（接合部分よりも先端側の長さ）が相違することも考えられ、その先端位置が電池本体からより離れた電極タブについてタブ先端部分がケース収容状態で邪魔になる等の不都合の発生が懸念される。

本発明は、各単電池の電極タブを適正な状態で接合させることができる電池ユニットを提供することを主たる目的とするものである。

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について説明する。

本発明の電池ユニット（１０）は、蓄電池（１１）を備えており、前記蓄電池は、正極及び負極となる電極タブ（８４，８５）を有するラミネート型の複数の単電池（８３）を備え、それらが積層されて構成されている。そして、前記複数の単電池における各電極タブは、隣り合う各単電池の電極タブ同士で重ね合わされて接合される第１電極タブ（Ｔ１）と、他の単電池の電極タブに接合されずバスバー（９４）に接合される第２電極タブ（Ｔ２）とを含み、これら第１電極タブ及び第２電極タブでは溶着装置（１４０）を用いた溶着により接合が行われるようになっている。また、前記第１電極タブには、前記単電池の電池本体側の基端部から前記電極タブ同士の接合部分までの間に、隣り合う各単電池の一方から他方に近づくようにして第１折り曲げ部（８６，１５１）が形成され、前記第２電極タブには、前記単電池の電池本体側の基端部から前記バスバーとの接合部分までの間に第２折り曲げ部（８７，１５２）が形成されていることを特徴とする。

上記構成では、第１電極タブ及び第２電極タブにはそれぞれ折り曲げ部が形成されており、溶着装置を用いた溶着作業に際して振動が生じる場合には、その振動が折り曲げ部にて吸収される。これにより、溶着作業に際して振動の発生により蓄電池（単電池）に悪影響が及ぶことを抑制できる。

また、各単電池において、第１電極タブ及び第２電極タブのうち一方にのみ折り曲げ部を設ける構成にすると、接合部分よりも先端側でタブ先端部の位置が相違しやすくなる。そのため、各電極タブの先端部にて溶着装置の溶着により接合を行う場合にタブ先端部分が邪魔になったり、収容ケース等への収容状態で同タブ先端部分が邪魔になったりすることが懸念される。この点、上記のとおり第１電極タブ及び第２電極タブの両方に折り曲げ部を設ける構成にしたため、接合部分よりも先端側においてタブ先端部の位置を均等にしやすくなり、タブ先端部の位置が不均等になることで生じ得る不都合を抑制できる。以上により、各単電池の電極タブを適正な状態で接合させることができる。

電池ユニットの全体構成を示す斜視図。 図１の２−２線断面図。 電池ユニットの主要な構成を分解して示す分解斜視図。 ベースの斜視図。 ベースの平面図。 カバーの下面図。 中間ケースの斜視図。 （ａ）は中間ケースの平面図、（ｂ）は中間ケースの下面図。 図８（ａ）の９−９線断面図。 水没検出部を拡大して示す斜視図。 水没検出部の高さ位置を示す断面図。 組電池モジュールの斜視図。 組電池モジュールの各構成要素を分解して示す分解斜視図。 組電池モジュールの各構成要素を分解して示す分解斜視図。 組電池モジュールの平面図。 図１５の１６−１６線断面図。 電池アッシーにおいて各電極タブの接続状態を示す図。 各電極タブを拡大して示す図。 組電池モジュールがベースに組み付けられた状態を示す平面図。 超音波溶着装置と電極タブとを示す図。 制御基板の斜視図。 制御基板がベースに組み付けられた状態を示す平面図。 電源システムの電気的な構成を示す回路図。 電極タブについて変形例を示す図。 電極タブについて変形例を示す図。 電極タブについて変形例を示す図。 組電池モジュールの別の構成を示す図。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、車両に搭載される電源システムに具体化した場合を想定しており、本電源システムは、車載の各種電気負荷に電力を供給するための蓄電部（電源部）において充電や放電を逐次制御するものとなっている。車両は、内燃機関であるエンジンと、エンジンやその他各部を制御する車載ＥＣＵと、エンジンにより駆動されて発電する発電機（オルタネータ）と、発電機の発電電力により充電される蓄電部とを備えるものであり、特に蓄電部として、鉛蓄電池とリチウムイオン蓄電池とを用いる構成としている。本実施形態では、リチウムイオン蓄電池として機能するＬｉ電池ユニット（以下、単に電池ユニットという）について詳しく説明する。

まずは、電池ユニット１０の全体構成について図１〜図３を用いて説明する。なお、以下の説明では便宜上、電池ユニット１０を水平面に設置した状態である図１、図２を基準に、電池ユニット１０の上下方向を規定することとしている。

電池ユニット１０は、主要な構成として、複数のラミネート型単電池を有してなる組電池モジュール１１と、組電池モジュール１１における充放電の制御等を制御する制御基板１２と、これら組電池モジュール１１及び制御基板１２を収容する収容ケース１３とを備えている。収容ケース１３は、本電池ユニット１０の搭載場所に固定されるベース１４と、ベース１４の上方に取り付けられるカバー１５と、ベース１４及びカバー１５の間に設けられる中間ケース１６とを備えている。組電池モジュール１１と制御基板１２とは、組電池モジュール１１が下、制御基板１２が上になるように互いに上下に対向配置され、それぞれベース１４に対して固定されている。カバー１５及び中間ケース１６も同様に、それぞれベース１４に対して固定されている。

また、電池ユニット１０は、ユニット外部の鉛蓄電池や発電機に対して電気的に接続される端子台１７と、車載ＥＣＵ等に対して電気的に接続されるコネクタ部１８とを有している。コネクタ部１８は、車載ＥＣＵの他、本電池ユニット１０からの電力供給対象となる各種の電気負荷にも接続可能となっている。これら端子台１７及びコネクタ部１８は、図１に示すように、電池ユニット１０の外部において一面側に露出した状態で設けられている。

次に、電池ユニット１０の各部構成について詳しく説明する。

＜収容ケース１３のベース１４＞
まずは収容ケース１３のベース１４について説明する。図４はベース１４の斜視図であり、図５はベース１４の平面図である。

ベース１４は、例えばアルミニウム等の金属材料により形成されており、底板部２１と、その底板部２１から起立して設けられる立ち壁部２２とを有している。底板部２１は略四角形状をなしており、その周縁部又は周縁部付近を取り囲んで立ち壁部２２が設けられている。底板部２１は、組電池モジュール１１が載置されるモジュール載置部となっており、底板部２１上に組電池モジュール１１が載置された状態ではその組電池モジュール１１が立ち壁部２２により取り囲まれるようになっている。

図５において、符号２３で示す部分が、組電池モジュール１１が当接した状態で載置されるモジュール載置面である。このモジュール載置面２３はその外側の部分よりも若干突出して設けられ、その上面は研磨加工等が施された平坦面となっている。立ち壁部２２は、組電池モジュール１１を囲むように連続して環状に設けられている。

ベース１４には、組電池モジュール１１、制御基板１２、カバー１５及び中間ケース１６がそれぞれ固定されるようになっており、これら各部材を固定するための複数の固定部２４（２４ａ〜２４ｄ）が設けられている。このうち、固定部２４ａは、制御基板１２を固定するための固定部であり、固定部２４ｂはカバー１５を固定するための固定部である。これらの固定部２４ａ，２４ｂは、立ち壁部２２の内側に、上方に延びる複数の支柱部として設けられている。固定部２４ａ，２４ｂは、立ち壁部２２の上端部よりも上方に（すなわち反底板部側に）延びるように設けられており、この固定部２４ａ，２４ｂの上端部にて制御基板１２やカバー１５がそれぞれ固定されるようになっている。なお、ベース１４において立ち壁部２２の入隅部分には内側に突出する突出部２５が設けられており、突出部２５が設けられている部位ではその突出部２５から上方に延びるようにして固定部２４ａ，２４ｂが設けられている。

また、固定部２４ｃは、組電池モジュール１１を固定するための固定部であり、これは立ち壁部２２の内側に設けられている。固定部２４ｃは、立ち壁部２２の上端よりも背の低い支柱部として設けられている。さらに、固定部２４ｄは、中間ケース１６を固定するための固定部であり、これは立ち壁部２２の外側に設けられている。

各固定部２４ａ〜２４ｄは、その上端面が底板部２１の底面と同方向に延びる平坦面となっており、各固定部２４ａ〜２４ｄの上端部にはネジ孔がそれぞれ形成されている。各固定部２４ａ〜２４ｄには、その上端面に、組電池モジュール１１や制御基板１２、カバー１５、中間ケース１６のそれぞれの被固定部が当接した状態とされ、その状態で固定ネジＮによってこれら各部材が固定されるようになっている。

また、ベース１４には、固定部２４ａ，２４ｂと同様に上方に延びるようにして円柱状の位置決め部２６が複数箇所（図では２カ所）に設けられている。位置決め部２６は、下部の大径部、上部の小径部を有する二段構成となっており、大径部によって中間ケース１６の位置決めが行われ、小径部によって制御基板１２の位置決めが行われるようになっている。

ベース１４には、組電池モジュール１１や制御基板１２にて生じた熱を外部に放出する放熱手段が設けられている。この放熱手段として、立ち壁部２２の内側には、制御基板１２の裏面側に対向するようにしてパワー素子用の放熱部２７が設けられている。放熱部２７は、その上面が制御基板１２に対向する対向板部２７ａとなっており、その対向板部２７ａの下面側には複数の放熱用のフィン（図示略）が設けられている。放熱部２７は、制御基板１２においてパワー素子Ｐの実装部分に対向して設けられており、パワー素子Ｐにて生じた熱は、対向板部２７ａに伝わり、さらにフィンからユニット外に放出される。

パワー素子Ｐは電力用半導体素子よりなり、本電池ユニット１０においては、組電池モジュール１１に繋がる電力経路に、パワー素子Ｐとしてパワートランジスタ（例えばパワーＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴ）が設けられている。パワー素子Ｐの開閉（オン／オフ）により、組電池モジュール１１に対する電力の入出力が制御される。なお、本電池ユニット１０は鉛蓄電池や発電機に接続されており、組電池モジュール１１に繋がる電力経路は、鉛蓄電池や発電機に繋がる電力経路にもなっている。

なお、図示は省略するが、底板部２１の下面側には放熱用のリブが設けられている。この場合、組電池モジュール１１や制御基板１２にて生じた熱は、立ち壁部２２を介して底板部２１に伝わり、底板部２１のリブからユニット外に放出される。底板部２１のリブは、補強リブも兼ねている。

その他、立ち壁部２２には、収容ケース１３内に存在するガスの排出（ガス抜き）を行うための排出ポート２８が設けられている。また、底板部２１には、立ち壁部２２よりも外側にフランジ２９が設けられるとともに、そのフランジ２９にはユニット固定用の固定具（ボルト等）を挿通させるための挿通孔が形成されている。

＜カバー１５＞
図６は、カバー１５を下方から見た下面図である。カバー１５は、ベース１４と同様に例えばアルミニウム等の金属材料により形成されている。カバー１５は、略四角形状をなしており、平面視においてフランジ２９を除く部分のベース１４とほぼ同じ大きさを有している。カバー１５の周縁部には、ベース１４に対する組み付け固定が行われる被固定部３１が設けられるとともに、中間ケース１６の上端部（後述する中間壁部４１の上端部）が挿し入れられる環状溝３２が設けられている。被固定部３１は、ベース１４の固定部２４ｂに対応する位置、具体的にはカバー１５の面内において四隅付近の各位置にそれぞれ設けられており、各被固定部３１にネジ挿通孔が形成されている。環状溝３２は、被固定部３１の外側であって、ベース１４の立ち壁部２２と同じ平面形状で形成されている。カバー１５の下面側には、補強用のリブ３３が形成されている。

また、カバー１５の下面側には、組電池モジュール１１とカバー１５との間に設けられる押圧バネ１０１を上方から押さえるバネ押さえ部３５が形成されている。バネ押さえ部３５は、カバー下面側に突出して形成され、押圧バネ１０１の片側端部（上端部）が個々に挿し入れられる円形状の凹部３５ａを複数有している。ただし、押圧バネ１０１を用いた押圧構造については後に詳述する。

リブ３３は、バネ押さえ部３５を中心に放射状に拡がるようにして設けられている。これにより、バネ押さえ部３５に負荷（カバー１５を押し上げる向きの押圧バネ１０１の反力）がかかった場合におけるカバー１５の変形が規制されるようになっている。バネ押さえ部３５が押圧バネ１０１の一端を支える支持部に相当し、リブ３３が変形規制部に相当する。

カバー１５は、ベース１４の固定部２４ｂに対して被固定部３１が当接した状態で、これら固定部２４ｂ及び被固定部３１に固定ネジＮが挿し入れられて固定される。この場合、カバー１５は、ベース１４の立ち壁部２２よりも上方に組み付けられることになり、この状態では、収容ケース１３の周囲壁部分に、ベース１４の立ち壁部２２とカバー１５とのいずれもが存在しない環状の空き間が形成されるようになっている。

＜中間ケース１６＞
次に、中間ケース１６について説明する。図７は中間ケース１６の斜視図である。図８（ａ）は中間ケース１６の平面図であり、（ｂ）は中間ケース１６の下面図である。また、図９は図８の９−９線断面図である。

中間ケース１６は、ベース１４及びカバー１５に比べて低剛性な構成となっており、具体的には合成樹脂材料により形成されている。中間ケース１６は、ベース１４に組み付けられることで、立ち壁部２２に連続してその上方に延び、さらにその上にカバー１５が組み付けられる中間部材である。この中間ケース１６により、ベース１４とカバー１５との間の空き間（ベース１４の立ち壁部２２とカバー１５とのいずれもが存在しない環状の空き間）が埋められるようになっている。

中間ケース１６は、平面視で略四角形の環状をなす中間壁部４１を有しており、その中間壁部４１の下端部である環状部４２には、ベース１４の立ち壁部２２の上端部が挿し入れられる環状溝４３が形成されている。環状部４２には、環状溝４３よりも外側に、ベース１４に対する組み付け固定が行われる被固定部４４が設けられている。被固定部４４は、ベース１４の固定部２４ｄに対応する位置にそれぞれ設けられており、各被固定部４４にネジ挿通孔が形成されている。中間ケース１６は、ベース１４の固定部２４ｄに対して被固定部４４が当接した状態で、これら固定部２４ｄ及び被固定部４４に固定ネジＮが挿し入れられて固定される。この場合、中間ケース１６は、ベース１４の立ち壁部２２よりも上方に組み付けられることになる。

また、中間壁部４１の内側には、ベース１４の位置決め部２６（大径部）を挿通させるための挿通部４５が形成されている。

中間ケース１６には、端子台１７に電気的に接続される接続端子部４７と、コネクタ部１８とが一体に設けられている。これら接続端子部４７とコネクタ部１８とは、中間ケース１６の四方の各辺のうち１つに横並びに設けられている。

コネクタ部１８は、中間ケース１６の外側に露出して設けられ、図示しないハーネスのコネクタが組み付けられる組付部５１と、その組付部５１の内側に設けられ、複数の接続端子５３を有する端子部５２とを備えている。複数の接続端子５３は、制御基板１２に対してはんだ付け等により電気的に接続されるものであり、上方に向けて延びるように設けられている。接続端子５３には、電力出力用の電力端子（バスバー）や信号入出力用の信号端子が含まれている。

また、中間壁部４１の内側には、端子部５２に近接する位置に、本電池ユニット１０において水没検出を行うための水没検出部６０が設けられている。水没検出部６０は、電池ユニット１０内に水が浸入した場合にその水を検知することで、電池ユニット１０の水没を検知するものである。図１０は水没検出部６０を拡大して示す斜視図である。

水没検出部６０は、大別して、環状部４２よりも下方に延びるように設けられている延長板部６１と、延長板部６１に組み付けられるセンサ基板６２とを有している。延長板部６１は四角形の板状をなし、その内部に導電部材としての複数の接続端子６３が埋設されている。接続端子６３はバスバーよりなる。接続端子６３は、一端が延長板部６１の上方に突き出ており、他端が延長板部６１の側面（基板取付面６１ａ）に突き出ている。この場合、接続端子６３は、延長板部６１内において直角に折り曲げられている。また、延長板部６１の側面（基板取付面６１ａ）には円柱状の突起部６４が設けられている。突起部６４は、大径部と小径部との二段構成となっており、延長板部６１の正面視で左右２カ所に設けられている。突起部６４の先端部にはネジ孔が形成されている。

センサ基板６２は、接続端子６３の下側の突出部６３ａが挿し入れられる孔部６５と、突起部６４が挿し入れられる孔部６６とを有している。そして、各孔部６５，６６に、接続端子６３の突出部６３ａと延長板部６１の突起部６４とがそれぞれ挿し入れられた状態で、センサ基板６２がネジ固定されるようになっている。これにより、延長板部６１の基板取付面６１ａにセンサ基板６２が固定される。センサ基板６２は、その基板面が上下方向に延びる向きで固定されている。センサ基板６２の下端部には、上下方向に延びるスリット６７（細長の切欠）が形成されており、基板面にはスリット６７を挟むようにして水検知手段としての複数の水検知電極６８が取り付けられている。

ベース１４に対して中間ケース１６を取り付けた状態での水没検出部６０の位置を図１１にて説明する。図１１は、ベース１４及び中間ケース１６を一体化した構成において水没検出部６０を横切る位置での断面図である。

図１１に示すように、ベース１４に対して中間ケース１６を取り付けた状態では、ベース１４の立ち壁部２２の内側（ケース内側）に延長板部６１が位置し、さらにその内側にセンサ基板６２が位置している。この場合、複数の水検知電極６８は、延長板部６１の下端部よりも低く（当然ながら、ベース１４の立ち壁部２２の上端よりも低く）、底板部２１に近い位置に配置されている。したがって、仮に収容ケース１３内に水が浸入すると、早い段階で水位が水検知電極６８の高さに達し、電極６８同士の導通により水の浸入（すなわち水没）が検出される。

また、図１１において、制御基板１２との関係を言えば、センサ基板６２は、制御基板１２の下方においてセンサ基板６２の基板面が制御基板１２の基板面に交差する向き（本実施形態では直交する向き）で設けられている。また、複数の水検知電極６８は、ベース１４と中間ケース１６との見切り境界部（図１１のＫ）よりも低い位置に設けられ、制御基板１２は見切り境界部Ｋよりも高い位置に設けられている。なお、センサ基板６２が延びる向きは、組電池モジュール１１において複数の単電池８３の積層方向でもある。

また、図７に示すように、中間ケース１６には、環状部４２よりも下方に延びるようにして絶縁壁部７１が設けられている。この場合、中間ケース１６がベース１４に取り付けられた状態では、図２に示すように、絶縁壁部７１は、中間壁部４１からベース１４の底板部２１に向けて延びて立ち壁部２２の内側に重なるようになっている。また、絶縁壁部７１は、組電池モジュール１１の電極部（後述の電極タブ８４，８５）と立ち壁部２２との電気的な接続（接触）を抑制するものであり、その組電池モジュール１１の電極部と立ち壁部２２との間に介在するようにして設けられている。なお本実施形態では、ベース１４には立ち壁部２２の内側に突出する突出部２５が設けられていることから、その突出部２５にも組電池モジュール１１の電極部が接触しないようにすべく、絶縁壁部７１が２辺に折れ曲がった形状となっている（図８参照）。

図２には、ベース１４に対してカバー１５と中間ケース１６とが組み付けられた状態が示されている。図２に示すように、ベース１４の立ち壁部２２の上端部は、中間ケース１６の環状部４２に設けられた環状溝４３に挿し入れられている。この場合、ベース１４の固定部２４ｄに中間ケース１６の被固定部４４（被固定部４４の下端面）が当接した状態でベース１４に対して中間ケース１６が固定されており、かかる状態では、中間ケース１６の環状溝４３の溝底部（中間壁部４１のベース１４側の端部に相当）が、立ち壁部２２の上端部に対して所定の隙間を介して離間した状態となっている。そして、その隙間を埋めるべく、環状溝４３内には環状（長尺状）のシール部材７５が入れられている。シール部材７５の概略形状は図３を参照されたい。シール部材７５は、立ち壁部２２の上端部により押し潰された状態となっており、これによりベース１４と中間ケース１６との間に防水性が付与されている。

また、中間ケース１６の中間壁部４１の上端部は、カバー１５の周縁部に設けられた環状溝３２に挿し入れられている。この場合、ベース１４の固定部２４ｂにカバー１５の被固定部３１（被固定部３１の下端面）が当接した状態でベース１４に対してカバー１５が固定されており、かかる状態では、カバー１５の環状溝３２の溝底部（カバー１５のベース１４側の端部に相当）が、中間壁部４１の上端部に対して所定の隙間を介して離間した状態となっている。そして、その隙間を埋めるべく、環状溝３２内には環状（長尺状）のシール部材７６が入れられている。シール部材７６の概略形状は図３を参照されたい。シール部材７６は、中間壁部４１の上端部により押し潰された状態となっており、これによりカバー１５と中間ケース１６との間に防水性が付与されている。

ここで、上記のとおりベース１４の立ち壁部２２の上端部と中間ケース１６の環状溝４３の溝底部との間に隙間を設けるとともに、中間ケース１６の中間壁部４１の上端部とカバー１５の環状溝３２の溝底部との間に隙間を設けたため、カバー１５に対して上方から外力が作用した場合に、その外力が中間ケース１６に直接伝わることが抑制されるようになっている。

＜組電池モジュール１１＞
次に、組電池モジュール１１について説明する。図１２は、組電池モジュール１１の斜視図であり、図１３及び図１４は、組電池モジュール１１の各構成要素を分解して示す分解斜視図である。また、図１５は、組電池モジュール１１の平面図であり、図１６は、図１５の１６−１６線断面図である。

組電池モジュール１１は、複数（本実施形態では４つ）の単電池８３を有してなる電池アッシー８１と、その電池アッシー８１に組み付けられるバスバー保持部材としての電池ホルダ８２とを有している。電池アッシー８１は、ラミネート型電池よりなる複数の単電池８３を有して構成されている。これら各単電池８３は、一対のラミネートフィルムよりなる可撓性の扁平状容器と、四角板状の電池本体８３ａ（図１６参照）とを有し、扁平状容器の周縁部が封止されることで容器内に密封状態で電池本体８３ａが収容されている。そして、各単電池８３が上下に積層されている。単電池８３は、板状をなし電池本体８３ａから外方へ引き出された一対の電極タブ８４，８５を有している。この一対の電極タブ８４，８５は、電池本体８３ａの相対向する２辺側にそれぞれ設けられており、一方が正極タブ８４、他方が負極タブ８５となっている。本実施形態では、正極タブ８４がアルミニウムよりなり、負極タブ８５が銅よりなる。

上下に積層される各単電池８３は、上下に隣り合う単電池８３同士で正極タブ８４と負極タブ８５とが互い違いになる向きで配置されており、それ故に、上下の各単電池８３では、一方の単電池８３の正極タブ８４と他方の単電池８３の負極タブ８５とが上下に向き合うようになっている。この場合、上下に隣り合う単電池８３同士で、正極タブ８４と負極タブ８５とが互いに結合されることにより、各単電池８３が直列に接続されるようになっている。

互いに電気的に接続される上下の各単電池８３では、それら各単電池８３の正極タブ８４及び負極タブ８５が互いに近づく側に折り曲げられることで重ね合わされ、その重なり部分で互いに接合されるようになっている。この場合、電極タブ同士の接合には超音波溶着が用いられる。本実施形態では、電池アッシー８１において各電極タブが図１７のように接続されている。つまり、各単電池８３の電極タブ８４，８５は、隣り合う単電池８３の電極タブ同士で重ね合わされて接合される「第１電極タブ」と、他の単電池８３の電極タブに接合されない「第２電極タブ」とを含んでおり、電池アッシー８１の一方の電極部側（図の右側）では、最も上の正極タブ８４と最も下の負極タブ８５とが第２電極タブに相当し、その間において互いに接合される正極タブ８４及び負極タブ８５が第１電極タブに相当する。また、他方の電極部側（図の左側）では、上下に並ぶ４つの電極タブ８４，８５が全て第１電極タブに相当し、それらが２つ一組で接合されている。

全ての電極タブ８４，８５のうち、隣り合う単電池８３の電極タブ同士で重ね合わせて接合される電極タブ（第１電極タブ）と、他の単電池８３の電極タブに接合されない電極タブ（第２電極タブ）とでは、電池本体から延びるタブ引き出し方向の形状が相違しており、その形状の相違について図１８を用いて説明する。図１８には、図１７に示す各単電池８３について右側の電極部を拡大して示している。なお図１８では、説明の便宜上、電極タブ同士で接合される電極タブを「第１電極タブＴ１」、他の単電池８３の電極タブに接合されない電極タブを「第２電極タブＴ２」とし、その各電極タブＴ１，Ｔ２の接合相手であるバスバー９４ａ〜９４ｃ（詳細は後述）を併せ示している。

第１電極タブＴ１は、隣り合う各単電池８３の一方から他方に近づくように折り曲げ形成された折り曲げ部８６を有している。この折り曲げ部８６は、単電池８３の電池本体側の基端部から電極タブ同士の接合部分までの間に形成されている。折り曲げ部８６は、タブ引き出し方向において互いに異なる方向に凸となる２つの円弧部（アール部）を有している。そして、隣り合う２つの単電池８３の間の中央位置（図の上下方向の中央位置）で、これら２つの単電池８３の各第１電極タブＴ１同士が重ね合わされかつ互いに接合されている。折り曲げ部８６の各円弧部は、超音波溶着作業が行われる際に振動が生じること、又は本電池ユニット１０の車両搭載状態で振動が生じることを想定した上で、過剰な応力集中が生じないような曲率半径で形成されているとよい。これら各円弧部の曲率半径はいずれも同一であるとよい。

また、第２電極タブＴ２は、タブ引き出し方向に見て略Ｕ字状に折り曲げ形成された折り曲げ部８７を有している。この折り曲げ部８７は、単電池８３の電池本体側の基端部からバスバー９４ａ，９４ｃとの接合部分までの間に形成されている。折り曲げ部８７は、タブ引き出し方向に並ぶ３つの円弧部（アール部）を有しており、その３つの円弧部のうち両側２つの円弧部とその間の円弧部とでは凸状に膨らむ向きが互いに逆になっている。折り曲げ部８７の各円弧部は、超音波溶着作業が行われる際に振動が生じること、又は本電池ユニット１０の車両搭載状態で振動が生じることを想定した上で、過剰な応力集中が生じないような曲率半径で形成されているとよい。これら各円弧部の曲率半径はいずれも同一であるとよい。

ここで、電池ユニット１０においては、各単電池８３の積層方向に最も振動が生じやすくなっており、その積層方向に折り曲げられるようにして各折り曲げ部８６，８７が形成されている。

上記のとおり各電極タブＴ１，Ｔ２にそれぞれ折り曲げ部８６，８７が形成された構成では、各電極タブＴ１，Ｔ２で接合の構成が異なっていても、各電極タブＴ１，Ｔ２の材料長さ自体を同じにしつつ、その電池本体側の基端部から先端部までの直線長さ寸法（離間距離）をいずれも同様の「Ｌ１」にすることができるようになっている。これにより、タブ先端部の位置を合わせることができる。つまり、複数の単電池８３において電極タブの引き出し方向が同じ電極タブは、当該電極タブの先端位置がタブ引き出し方向において全て同じになっている。そのため、各電極タブＴ１，Ｔ２で個別に材料長さの調整を行わなくても、いずれも同様の先端位置で電極タブ同士の接合又はバスバーとの接合が行えるようになっている。この点からすると、第２電極タブＴ２の折り曲げ部８７は、第２電極タブＴ２の接合部分の位置が第１電極タブＴ１の接合部分の位置と一致するように設けられた長さ調整部分であるとも言える。

各単電池８３の間には、両面接着タイプの接着テープ８８が介在しており、この接着テープ８８の接着により複数の単電池８３が一体化されている。４層の単電池８３のうち最上の単電池８３の上には、接着テープ８８により剛性プレート８９が取り付けられている。剛性プレート８９は、例えば鉄板よりなり、少なくとも単電池８３の電池本体と同じ板面積（本実施形態では電池本体よりも大きい板面積）を有するものとなっている。この剛性プレート８９は、押圧手段としての押圧バネ１０１の受け部を構成している。

一方、電池ホルダ８２は、各単電池８３の相対向する２辺のうち一方側の各電極タブに対して組み付けられる第１保持部９１と、他方側の各電極タブに対して組み付けられる第２保持部９２と、これら各保持部９１，９２を互いに連結する連結部９３とを有している。これら各部は、例えば合成樹脂材料によって一体に形成されている。

第１保持部９１は、電池アッシー８１の両側（単電池８３の対向する２辺）のうち一方側の各電極タブに電気的に接続される複数（３つ）のバスバー９４（９４ａ，９４ｂ，９４ｃ）を有している。これら各バスバー９４ａ〜９４ｃは、電池積層方向に並び、かつ板面が上下を向くようにして片持ち状態で設けられており、板面が各電極タブ８４，８５に当接した状態でそれら各電極タブ８４，８５に接合されている。また、各バスバー９４ａ〜９４ｃは、電極タブ８４，８５の引き出し方向において電池本体８３ａに対して同一となる位置に配置されている。バスバー９４ａとバスバー９４ｃとは、電池アッシー８１における電池正端子（複数の単電池８３からなる直列回路の正側端子）と電池負端子（同負側端子）とを構成するものであり、そのうち電池正端子を構成するバスバー９４ａが本電池アッシー８１の２つの電力端子９５に接続されている。

また、第２保持部９２は、電池アッシー８１の両側のうち他方側の各電極タブに電気的に接続される複数（２つ）のバスバー９４（９４ｄ，９４ｅ）を有している。これら各バスバー９４ｄ，９４ｅは、やはり電池積層方向に並び、かつ板面が上下を向くようにして片持ち状態で設けられており、板面が各電極タブ８４，８５に当接した状態でそれら各電極タブ８４，８５に接合されている。また、上記同様、各バスバー９４ｄ，９４ｅは、電極タブ８４，８５の引き出し方向において電池本体８３ａに対して同一となる位置に配置されている。

本実施形態では、電池アッシー８１において単電池８３ごとに端子電圧の検出が可能となっており、第１保持部９１には３つの各バスバー９４ａ〜９４ｃに各々接続される３つの電圧検出端子９６が設けられ、第２保持部９２には２つの各バスバー９４ｄ，９４ｅに各々接続される２つの電圧検出端子９６が設けられている。電力端子９５と電圧検出端子９６とはいずれも上方に延びるようにして設けられており、その先端が制御基板１２に接続されるようになっている。

なお、各電圧検出端子９６は、バスバー９４（９４ａ〜９４ｅ）に一体に設けられているとよい。つまり、バスバー９４を電圧検出用として共用する。具体的には、各バスバー９４の一端部が電池アッシー８１の電極部に接続され、他端部が各電圧検出端子９６として制御基板１２に接続されるようになっているとよい。バスバー９４の中間部分は、折り曲げ形成された状態で埋め込まれているとよい。バスバー９４は、電池ユニット１０内の電気的要素としての制御基板１２に電気的に接続される接続部材であることに加え、電池ユニット１０外の電気的要素としての鉛電池等に接続される接続部材である。

連結部９３は、上下２本の連結バー９８を有している。これら各連結バー９８は、上下に隣り合う各単電池８３のフィルム周縁部（フィルム封止部）の間の隙間に入り込むことが可能な幅（断面寸法）で形成されており、電池アッシー８１に対して電池ホルダ８２が組み付けられた状態では、上下のフィルム封止部の間の隙間に各連結バー９８が入り込むようになっている。これにより、電池アッシー８１に電池ホルダ８２を組み付けた状態で、連結部９３が電池アッシー８１よりもはみ出ることを抑制でき、大型化抑制の効果が得られるものとなっている。また、見方を変えれば、連結部９３は、フィルム封止部を挿し入れることが可能な長孔（スリット）を有する構成となっている。

また付け加えれば、第１保持部９１と第２保持部９２とは、いずれも電池積層方向の高さ寸法（樹脂成形部分の高さ寸法）が電池アッシー８１の積層高さ寸法よりも小さくなっている（図２参照）。これにより、組電池モジュール１１をベース１４に組み付けた際に、保持部９１，９２が他部材の邪魔になることが生じないようになっている。

図１９は、組電池モジュール１１がベース１４に組み付けられた状態を示す平面図である。なお、図１９では、ベース１４に組電池モジュール１１だけでなく中間ケース１６を組み付けた状態が示されている。

図１９に示すように、組電池モジュール１１は、中間ケース１６のコネクタ部１８側から見て、電池本体を挟んで一対の電極部（電極タブ８４，８５）が左右に並ぶ向きで配置されている。また、組電池モジュール１１は、ベース１４において放熱部２７に横並びになる位置に配置されている。この場合、電池ホルダ８２は、放熱部２７の側、換言すればコネクタ部１８及び接続端子部４７の側に配置されている。組電池モジュール１１は、ベース１４の固定部２４ｃに対して電池ホルダ８２の被固定部（図１２の符号９７）が当接した状態で、これら固定部２４ｃ及び被固定部９７に固定ネジＮが挿し入れられて固定されている。

図３に示すように、組電池モジュール１１において電池本体の下方には両面接着タイプの接着テープ１１１が介在しており、この接着テープ１１１により組電池モジュール１１の底面がベース１４に固定されている。また、組電池モジュール１１において一対の電極部の下方には絶縁シート１１２が介在しており、この絶縁シート１１２により電極部と底板部２１とが電気的に絶縁されている。

＜電極タブの超音波溶着＞
次に、組電池モジュール１１における電極タブの超音波溶着について説明する。図２０は、超音波溶着装置１４０と電極タブとを示す図である。超音波溶着装置１４０は、受け側の金具であるアンビル１４１と、振動側の金具であるホーン１４２とを有しており、それらアンビル１４１とホーン１４２とには、微細な凹凸が形成された加工面１４３，１４４が設けられている。加工面１４３，１４４の凹凸は例えばナール加工により形成されている。

正極タブ８４及び負極タブ８５の接合作業に際しては、隣り合う２つの単電池８３の正極タブ８４と負極タブ８５とが重ね合わされ、その重なり部が超音波溶着により接合される。上述のとおり正極タブ８４はアルミニウム、負極タブ８５は銅よりなり、これら両者を比べると、正極タブ８４の方が負極タブ８５よりも低硬度である。この場合、正極タブ８４及び負極タブ８５をそのまま上下の加工面１４３，１４４の間に挟ませて超音波溶着を行うと、低硬度の方の正極タブ８４について損傷の懸念が生じる。

そこで本実施形態では、バスバー９４を当て板部材として用い、そのバスバー９４により比較的硬度の低い正極タブ８４の保護を図るようにしている。バスバー９４の材料としては例えば銅が用いられる。つまり、図２０（ａ）では、正極タブ８４が下側（アンビル側）、負極タブ８５が上側（ホーン側）としてこれらが重ね合わされ、さらに正極タブ８４を挟んで負極タブ８５の反対側にバスバー９４が重ね合わされている。この状態では、比較的硬度の低い正極タブ８４が、それよりも高硬度な負極タブ８５及びバスバー９４により挟まれており、それら負極タブ８５及びバスバー９４がそれぞれ超音波溶着装置１４０の加工面１４３，１４４に当接する。そして、かかる状態において超音波溶着装置１４０による超音波溶着が行われ、正極タブ８４、負極タブ８５及びバスバー９４が一体に接合される。この場合、低硬度な正極タブ８４が超音波溶着装置１４０の加工面１４３，１４４に接触することはなく、正極タブ８４の損傷の発生を抑制できる。

また、組電池モジュール１１において、電池アッシー８１における電池正端子（総プラス端子）となる部位の正極タブ８４は、負極タブ８５に接合されることなくバスバー９４（具体的には図１３のバスバー９４ａ）に接合されている。この正極タブ８４の超音波溶着を図２０（ｂ）で説明する。図２０（ｂ）では、正極タブ８４の下側（アンビル側）にバスバー９４（９４ａ）が重ね合わされ、上側（ホーン側）に当て板９９が重ね合わされている。当て板９９は正極タブ８４よりも高硬度な材料よりなる当て板部材であり、例えば銅よりなる。上記の重ね合わせ状態では、比較的硬度の低い正極タブ８４が、それよりも高硬度なバスバー９４及び当て板９９により挟まれている。そして、かかる状態において超音波溶着装置１４０による超音波溶着が行われ、正極タブ８４、バスバー９４及び当て板９９が一体に接合される。この場合、やはり低硬度な正極タブ８４が超音波溶着装置１４０の加工面に接触することはなく、正極タブ８４の損傷の発生を抑制できる。

ちなみに、組電池モジュール１１において、電池アッシー８１における電池負端子（総マイナス端子）となる部位の負極タブ８５は、正極タブ８４に接合されることなくバスバー９４（具体的には図１３のバスバー９４ｃ）に接合されるが、その接合部分では、低硬度なアルミニウムの接合は行われないため、負極タブ８５とバスバー９４ｃとだけで超音波溶着が行われる。つまり、当て板は用いられない。

ところで、上述したとおり各電極タブ８４，８５にはそれぞれ折り曲げ部８６，８７が形成されている。そのため、超音波溶着装置１４０による超音波溶着が行われる際に、各電極タブ８４，８５に微振動が伝わったとしても、その微振動が折り曲げ部８６，８７で吸収される。したがって、各電極タブ８４，８５に無理な応力が作用することを抑制できる。また、各電極タブ８４，８５で接合部分と電池本体側の基端部との材料長さが概ね同じであるため、超音波溶着に際して接合部分に熱が生じても、その熱による影響を各単電池８３で均一化できる。

また、電池ホルダ８２において、複数のバスバー９４が、電池本体に対して同一となる位置に配置され、かつ各電極タブ８４，８５の先端位置がタブ引き出し方向において全て同じになっている。そのため、それぞれの接合部分で装置形状（アンビルやホーンの形状等）や溶着条件を変更することが不要となっており、さらに超音波溶着の作業時に電極タブ８４，８５の先端部が溶着装置に当たることが抑制されるようになっている。

図１６に示すように、電池ホルダ８２の第１保持部９１の側（図の左側）においては、３つのバスバー９４ａ〜９４ｃがそれぞれ電極タブ８４，８５に接合されている。この場合、上下に３つの接合箇所では、いずれもバスバー９４を下、電極タブ８４，８５を上にして重ね合わされて、その状態で互いの接合が行われている。なお、最上段では、正極タブ８４がバスバー９４ａと当て板９９との間に挟まれた状態でそれらが接合され、中段では、正極タブ８４が負極タブ８５とバスバー９４ｂとの間に挟まれた状態でそれらが接合され、最下段では、負極タブ８５がバスバー９４ｃに重ね合わされた状態でそれらが接合されている。

また、電池ホルダ８２の第２保持部９２の側（図の右側）においては、２つのバスバー９４ｄ，９４ｅがそれぞれ電極タブ８４，８５に接合されている。この場合にも、上下に２つの接合箇所では、いずれもバスバー９４を下、電極タブ８４，８５を上にして重ね合わされて、その状態で互いの接合が行われている。なお、これら２つの接合の形態は同じであり、正極タブ８４が負極タブ８５とバスバー９４ｂとの間に挟まれた状態でそれらが接合されている。

第１保持部９１の側の各バスバー９４ａ〜９４ｃ、及び第２保持部９２の側のバスバー９４ｄ，９４ｅは、それぞれ接合相手の電極タブ８４，８５の高さ位置に合わせて定められている。したがって、電池アッシー８１に対して電池ホルダ８２を組み付ける際には、その組み付けによって、各バスバー９４と各電極タブ８４，８５とが互いに重ね合わされ、かつその重なり合いの状態で維持される。これにより、その後の接合作業が容易に実施できるようになっている。

図１３に示すように、各バスバー９４ａ〜９４ｅのうち電池正端子となるバスバー９４ａと、電池負端子となるバスバー９４ｃとは、主電力経路となるため、それ以外のバスバー９４ｂ，９４ｄ，９４ｅに比べて幅広になっている。ただし、各部の溶着条件を統一にするために、バスバー９４ａ〜９４ｅの板厚は全て同じになっている。

組電池モジュール１１の製造方法を簡単に説明する。まずは電池アッシー８１の製造方法を説明する。４つの単電池８３について、各々の電極タブ８４，８５をそれぞれ折り曲げ形成し、その後、上下に隣り合う単電池８３同士で電極タブの正負の向きが互い違いになるようにして各単電池８３を積層する。このとき、各単電池８３を、互いの積層面同士の間に接着テープ８８を介在させた状態で積層し一体化する。これにより、電池アッシー８１の電池正端子及び電池負端子となる正極タブ８４及び負極タブ８５以外で、正極タブ８４及び負極タブ８５の先端部同士が重なり合う状態となる。

その後、電池アッシー８１とは別途に作製された電池ホルダ８２を、電池アッシー８１に対して組み付ける。電池ホルダ８２は、電池アッシー８１において電極部が設けられていない一側方から組み付けられる。この場合、電池ホルダ８２において側方に向けて延びている各バスバー９４（９４ａ〜９４ｅ）が、電池アッシー８１の各電極タブに対して下側から重ね合わされる。また、電池ホルダ８２の連結部９３（連結バー９８）は、上下に隣り合う各単電池８３のフィルム封止部の間の隙間に入り込む。

ここで、複数の単電池８３が積層配置されかつ互いに直列接続された構成では、正極タブ８４と負極タブ８５とが重なっている箇所においてどこも正極タブ８４が下、負極タブ８５が上となっており、これら各電極タブに対してバスバー９４が下側から重ね合わされることで、正極タブ８４が負極タブ８５とバスバー９４との間に挟み込まれることになる。そしてこの状態で、超音波溶着装置１４０を用い、超音波溶着による各電極タブの接合を実施する。この場合、電池アッシー８１に対して電池ホルダ８２を組み付ける際には、どの電極接合箇所においてもバスバー９４について同様の重ね合わせ作業を行えばよいものとなっている。

＜制御基板１２＞
次に、制御基板１２について説明する。図２１は、制御基板１２の構成を示す斜視図であり、図２２は、制御基板１２がベース１４に組み付けられた状態を示す平面図である。なお図２２には、説明の便宜上、組電池モジュール１１の設置場所（詳しくは剛性プレート８９）を破線にて示している。

制御基板１２は、基板面に回路パターンが形成されたプリント基板よりなり、その基板面には各種の電子部品が実装されている。電子部品には、組電池モジュール１１の充放電制御の処理等を実行する制御部としてのＣＰＵ（制御演算素子）や、上述のパワー素子Ｐが含まれている。制御基板１２は、組電池モジュール１１の上方にそれに重なるようにして配置される。つまり、制御基板１２は、組電池モジュール１１を挟んで底板部２１とは反対側に設けられている。

制御基板１２は、ベース１４の固定部２４ａに対して基板下面が当接した状態で、複数の固定ネジＮによりベース１４に対して固定されている。この場合詳しくは、図２２に示すように、制御基板１２において中央部（後述する貫通孔１０２）を囲む複数の位置にて固定ネジＮによる固定が行われるようになっている。

上述したとおり水没検出部６０の水検知電極６８はベース１４の底板部２１に近い位置に配置されている。そのため、制御基板１２のＣＰＵ（制御部）では、浸水により電池ユニット１０の機能停止等が生じる以前に、水没検出部６０からの浸水の検出信号に基づいて、自ら組電池モジュール１１の充放電を停止する等の処置を実施できる。

制御基板１２は、その一部が組電池モジュール１１の真上から側方にはみ出るように配置され、そのはみ出し部分（非重複部分）にパワー素子Ｐが実装されている。このはみ出し部分はベース１４の放熱部２７（図５参照）の真上に位置する。これにより、ベース１４の放熱部２７とパワー素子Ｐの実装部分とを上下に対向させて配置でき、パワー素子Ｐの発熱が放熱部２７を介して外部に放出されるようになっている。

なお、放熱部２７の対向板部２７ａと制御基板１２との間には絶縁シート１１３が挟み込まれており（図３参照）、絶縁シート１１３によって放熱部２７と制御基板１２とが電気的に絶縁されている。

ベース１４に対して制御基板１２を組み付けた状態では、制御基板１２に形成された各スルーホールに、中間ケース１６に設けられた接続端子５３，６３や、組電池モジュール１１に設けられた電力端子９５及び電圧検出端子９６が挿し入れられ、その状態ではんだ付け等により各端子の固定が行われている。

図２２において、制御基板１２には配線１０５を介して温度センサ１０６（サーミスタ）が接続されている。この温度センサ１０６は、電池温度を検出する温度検出手段であり、組電池モジュール１１に固定されている。具体的には、図１２等に示すように、組電池モジュール１１の電池ホルダ８２には、上方に延びるようにしてセンサ取付部１０７が一体的に設けられており、そのセンサ取付部１０７に温度センサ１０６が取り付けられるようになっている。

ところで、本実施形態の電池ユニット１０では、組電池モジュール１１を上方から押圧した状態で保持する押圧構造が採用されている。具体的は、組電池モジュール１１の上面とカバー１５との間に押圧手段としての押圧バネ１０１（図２参照）を配設し、そのバネ力により組電池モジュール１１をベース１４側に押圧する構成としている。ただしこの場合、組電池モジュール１１とカバー１５との間に制御基板１２を配設する構成では、制御基板１２と押圧バネ１０１との干渉が問題となる。

そこで本実施形態では、制御基板１２の略中央部に、基板厚み方向に貫通する貫通孔１０２を設け、その貫通孔１０２内に押圧バネ１０１を配設する構成としている。押圧バネ１０１は、その伸縮方向（軸方向）が制御基板１２の基板面に対して交差するようにして配設されている。貫通孔１０２は、制御基板１２において押圧バネ１０１との干渉を回避する回避部に相当する。全体形状からすれば、制御基板１２は略ドーナツ状をなしているとも言える。なお、貫通孔１０２は、図示のように多角形状をなす以外に、円形状であってもよい。

電池押圧構造について補足説明する。組電池モジュール１１では平面視の中央部分が押圧位置になっており、その押圧位置に、圧縮コイルバネよりなる複数の押圧バネ１０１が配設されるようになっている。押圧位置は、平面視における組電池モジュール１１の重心位置を含む位置である。本実施形態では、４つの押圧バネ１０１を用い、それを二行二列に配置している。なお図２では便宜上、斜向かいに配置される押圧バネ１０１の断面視を示している。制御基板１２は、組電池モジュール１１の重心位置に重なるように配置されており、同制御基板１２には、組電池モジュール１１の重心位置に重なる位置に貫通孔１０２が設けられている。

この場合、上述したとおり組電池モジュール１１には電池アッシー８１の上側に剛性プレート８９が取り付けられており、その剛性プレート８９の上に押圧バネ１０１が設置されている。また、カバー１５の下面側にはバネ押さえ部３５が形成されており、押圧バネ１０１の上端部はバネ押さえ部３５により保持されている。詳しくは、押圧バネ１０１の上端部はバネ押さえ部３５の凹部３３ａに各々挿し入れられ、その状態で押圧バネ１０１の所定位置で保持されている。

ベース１４に対してカバー１５が取り付けられた状態では、押圧バネ１０１が圧縮された状態（自然長に対して圧縮された状態）となり、組電池モジュール１１には押圧バネ１０１による押圧力が作用する。この場合、複数の押圧バネ１０１を用いることで、押圧バネ１０１により直接押圧される範囲（押圧バネ１０１による押圧力が作用する範囲）が拡張されるようになっている。また、剛性プレート８９を介して電池本体が押圧されることで、電池本体の全体が均等に押圧されるようになっている。

＜車両電源システムの電気的構成について＞
次に、本電源システムの電気的な構成について図２３を用いて概略説明する。電池ユニット１０において、組電池モジュール１１は、直列接続された４つの単電池８３を有しており、各単電池８３の正極側及び負極側となる各部が電気経路１２１を介して制御装置１２２に接続されている。制御装置１２２は、組電池モジュール１１の充放電に関する制御を行うＣＰＵ（制御演算素子）により構成されており、制御基板１２に実装される電子部品である。各単電池８３の正極側及び負極側に設けられるのが、図１３等に示すバスバー９４（９４ａ〜９４ｅ）であり、電気経路１２１は、バスバー９４や電圧検出端子９６により構成されている。

また、電池ユニット１０には接続端子１２３，１２４が設けられており、この接続端子１２３，１２４間が配線１２５により互いに接続されるとともに、その配線１２５から分岐する配線１２６に組電池モジュール１１が接続されている。そして、配線１２５にスイッチ１２７が設けられ、配線１２６にスイッチ１２８が設けられている。スイッチ１２７，１２８は例えばパワーＭＯＳＦＥＴからなる電力制御用のスイッチング素子であり、これが図２１等に示すパワー素子Ｐに相当する。また、制御装置１２２には水没検出部６０のセンサ基板６２が接続されている。

本車載電源システムでは、電源として電池ユニット１０の他に鉛蓄電池１３１が設けられており、電池ユニット１０の接続端子１２３に鉛蓄電池１３１が接続されている。電池ユニット１０と鉛蓄電池１３１とに対しては発電機１３２（オルタネータ）による充電が適宜行われる。また、電気負荷としてエンジン始動用のスタータ装置１３３が設けられており、スタータ装置１３３の駆動に伴うエンジン始動時には基本的に、スタータ装置１３３に対して鉛蓄電池１３１による電力供給が行われる。一方、電池ユニット１０の接続端子１２４には、オーディオ装置、ナビゲーション装置等、スタータ以外の電気負荷１３４が接続されており、この電気負荷１３４に対して組電池モジュール１１から電力供給が行われる。

制御装置１２２によるスイッチ１２７の制御を簡単に説明すると、スイッチ１２７は、組電池モジュール１１における蓄電量、及び鉛蓄電池１３１における蓄電量に基づいてそのオン（閉鎖）及びオフ（開放）が制御されるようになっている。具体的には、組電池モジュール１１の蓄電量があらかじめ定めた所定値Ｋ１以上であれば、スイッチ１２７がオフされる。これに対し、組電池モジュール１１の蓄電量が所定値Ｋ１未満になると、スイッチ１２７がオンされて発電機１３２による組電池モジュール１１の充電が行われる。

また、スタータ装置１３３によるエンジン始動時において、鉛蓄電池１３１の蓄電量があらかじめ定めた所定値Ｋ２以上であれば、スイッチ１２７がオフされ、鉛蓄電池１３１からスタータ装置１３３に対して電力供給が行われる。これに対し、鉛蓄電池１３１の蓄電量が所定値Ｋ２未満であれば、スイッチ１２７がオンされて電池ユニット１０からスタータ装置１３３に対して電力供給が行われる。

本電源システムが搭載される車両は、イグニッションスイッチがオン状態である場合において車両走行状態に応じてエンジンを自動停止するアイドルストップ機能を有しており、所定の自動停止条件が成立すると、車載ＥＣＵ（アイドルストップＥＣＵ）によりエンジンが自動停止される。また、エンジンの自動停止後に所定の再始動条件が成立すると、車載ＥＣＵによりスタータ装置１３３が駆動されてエンジンが再始動される。自動停止条件としては、例えばアクセルオフであること、ブレーキオンであること、車速が所定以下であること等が含まれる。また、再始動条件としては、例えばアクセルオンであること、ブレーキオフであること等が含まれる。

＜電池ユニット１０の設置について＞
電池ユニット１０は、車室を形成する車両床板部に載った状態で設置されるようになっており、より具体的には、車両において前部座席の下方に、ベース１４の底板部２１が水平になるようにして設置されている。電池ユニット１０の設置場所が車室内であることから、例えばエンジンルームに設置される場合と比較して、車両走行時において水や泥等がかからないようになっている。電池ユニット１０を、車室内において前部座席の下方以外に設置することも可能である。例えば、後部座席とトランクルームとの間の空間、運転席と助手席の間の空間などに配置することも可能である。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。

各電極タブ８４，８５にそれぞれ折り曲げ部８６，８７を形成したため、超音波溶着装置１４０を用いた溶着作業に際して振動が生じる場合には、その振動が折り曲げ部８６，８７にて吸収される。これにより、溶着作業に際して振動の発生により各単電池８３に悪影響が及ぶことを抑制できる。

また、組電池モジュール１１においては電池アッシー８１と電池ホルダ８２とが収容ケース１３に各々固定され、各単電池８３の電極タブ８４，８５とバスバー９４とが互いに接合されており、かかる構成では、収容ケース１３に生じる振動によって、電極タブ８４，８５とバスバー９４との接合部分に応力が作用し、その接合部分に剥がれ等の不都合が生じることが懸念される。この点、上記のとおり折り曲げ部８６，８７を形成したため、接合部分に作用する応力が緩和される。これにより、電極タブ８４，８５とバスバー９４との接合を適正な状態で保持することができる。この場合、各電極タブ８４，８５で振動に対する抵抗力に差異が生じることを抑制できる。

また、各電極タブ８４，８５において、折り曲げ部を有するものと有しないものとが混在すると、各電極タブ８４，８５の先端部にて超音波溶着装置１４０の溶着により接合を行う際にタブ先端部分が邪魔になる場合が生じたり、収容ケース１３への収容状態で同タブ先端部分が邪魔になる場合が生じたりすることが懸念される。この点、上記のとおり全ての電極タブ８４，８５に折り曲げ部８６，８７を設ける構成にしたため、タブ先端部の位置合わせがしやすくなり、タブ先端部の位置が不均等になることで生じ得る不都合を抑制できる。以上により、各単電池８３の電極タブ８４，８５を適正な状態で接合させることができる。

各電極タブ８４，８５はそれぞれの材料長さが同じであって、組電池モジュール１１において単電池８３ごとにタブ材料の長さを個別に切り揃えたり、元々材料長さの異なる複数種類の単電池を用意したりすることを必要としていない。そして、各電極タブ８４，８５に折り曲げ部８６，８７が設けられていることにより、電極タブ同士の接合部分と電極タブ及びバスバーの接合部分とで、各電極タブ８４，８５において電池本体側の基端部とその反対側の先端部までの寸法（タブ引き出し長さ）がいずれも同じになっている。したがって、タブ先端部の位置が相違することに起因して、超音波溶着による接合を行う際に各電極タブ８４，８５の先端部が超音波溶着装置１４０に当たってしまう、といった不都合が生じにくくなっている。

また、各電極タブ８４，８５のそれぞれの材料長さが同じであるため、超音波溶着に際して接合部分に生じた熱が電極タブ８４，８５を介して電池本体側に伝わるとしてもその熱の影響が各単電池８３で均等になる。特に本実施形態では、折り曲げ部８６，８７の存在によりいずれの電極タブ８４，８５においても熱伝達の経路長さが長めになっており、その長めの経路長さが各単電池８３で均等になっている。したがって、各電極タブ８４，８５において超音波溶着時の発熱の影響が個別に異なるといった不都合を回避できる。

各電極タブ８４，８５に形成された折り曲げ部８６，８７を、各単電池８３の積層方向に折り曲げる構成とした。また、その折り曲げの方向を、電池ユニット１０において振動により最も応力が生じやすい方向とした。そのため、車両走行時などで電池ユニット１０に振動が生じる場合に、その振動を効率よく吸収できる。なお、各単電池８３では冷熱により膨張収縮が生じる場合があるが、折り曲げ部８６，８７によれば、こうした膨張収縮分の吸収も可能となる。

電池ホルダ８２において、複数のバスバー９４を、電池本体に対して同一となる位置に配置し、かつ引き出し方向が同じ電極タブ８４，８５について、そのタブ先端位置がタブ引き出し方向において全て同じになるようにした。これにより、やはり接合部分よりも先端側においてタブ先端部の位置が均一になり、超音波溶着の作業時に電極タブ８４，８５の先端部が装置に当たったり、ケース収容状態で同先端部が収容ケース１３に当たったりすることを抑制できる。

組電池モジュール１１において、比較的硬度の低い正極タブ８４に、その正極タブ８４よりも高硬度なバスバー９４（当て板部材）を重ね合わせ、その重ね合わせ状態で超音波溶着による接合を行うようにした。これにより、正極タブ８４の損傷を抑制できる。この場合、当て板部材を重ね合わせるといった簡易な構成が用いられている。その結果、構造の複雑化を生じることなく、電極タブの接合を好適に実施することができる。

組電池モジュール１１には電池アッシー８１からの電力の入出力や電圧検出のためにバスバー９４が設けられており、そのバスバー９４を当て板部材として用いて超音波溶着を行う構成とした。この場合、バスバー９４が正極タブ８４よりも高硬度であることを利用して、好適なる超音波溶着を実施できる。

単電池８３において正極タブ８４はアルミニウムよりなり、負極タブ８５は銅よりなる。この場合に、低硬度な方の正極タブ８４（アルミニウム）を、高硬度な方の負極タブ８５（銅）とバスバー９４とにより挟んだ状態で、電極タブ同士が接合されるようにした。これにより、正極タブ８４及び負極タブ８５の接合箇所において新たに別の当て板部材を用意しなくてもよく、電極タブの超音波溶着を好適に実施できる。

組電池モジュール１１の電池ホルダ８２に、電池積層方向に並ぶ複数のバスバー９４を設け、それら各バスバー９４を当て板部材として用いて超音波溶着を行う構成とした。本実施形態では、複数のバスバー９４は、電池ホルダ８２に片持ち状態で各々固定されており、その先端側で正極タブ８４や負極タブ８５に対して接合される構成とした。この場合、バスバー９４自体は電池ホルダ８２に一体的に保持されており、電池アッシー８１に電池ホルダ８２を組み付けた状態では、電極タブ（正極タブ８４、負極タブ８５）とその接合相手であるバスバー９４とが近接配置される。そのため、接合対象として電極タブだけでなくバスバー９４が含まれる場合にも、その接合作業を簡易に実施できる。

組電池モジュール１１の電池ホルダ８２の連結部９３（連結バー９８）は、各単電池８３のフィルム周縁部（フィルム封止部）の間の隙間に入り込むことが可能になっている。これにより、電池アッシー８１に電池ホルダ８２を組み付けた状態で、連結部９３が電池アッシー８１よりもはみ出ることを抑制でき、大型化抑制の効果が得られるものとなっている。

電池アッシー８１では、複数の電極接合箇所において、電池積層方向にていずれも同一となる側（本実施形態では下側）から複数のバスバー９４が電極タブ８４，８５に重ね合わされて接合されている。この場合、電池アッシー８１に対して電池ホルダ８２を組み付ける際には、どの電極接合箇所においてもバスバー９４について同様の重ね合わせ作業を行えばよく、低硬度な正極タブ８４を中間部分に挟み込む構成が強いられるとしても、簡易な作業を可能とし、かつ組み間違いを生じにくくすることができる。

（他の実施形態）
上記実施形態を例えば次のように変更してもよい。

・各単電池８３の電極タブ８４，８５を図２４に示す形状としてもよい。図２４の構成では、各電極タブ８４，８５がいずれも同形状の折り曲げ部１５１，１５２を有している。つまり、互いに接合される２つの電極タブ８４，８５（第１電極タブに相当）には、互いに同一形状をなしかつ逆向きに配置される第１折り曲げ部１５１が形成され、電池正端子又は電池負端子となる電極タブ８４，８５（第２電極タブに相当）には、第１折り曲げ部１５１と同一の形状を有する第２折り曲げ部１５２が形成されている。この場合特に、各単電池８３ではいずれも、正負一対の電極タブ８４，８５が、電池積層方向において互いに逆となる方向に折り曲げられている。したがって、図２５に示すように、いずれも同様の構成を有する各単電池８３について、積層に際して正側の電極タブ８４と負側の電極タブ８５との向きを逆にすることで、所望の直列接続が可能となっている。

上記構成では、各単電池８３において各電極タブ８４，８５の折り曲げ部１５１，１５２をいずれも同じ曲げ形状とした。そのため、例えば治具（金型）を用いて曲げ加工を行う場合に、同一の治具を用いて曲げ加工を行うことができ、作業性の向上を図ることができる。また、各電極タブ８４，８５で材料長さを同じにし、さらに電池本体側の基端部から各接合部分までの離間距離を同じにする上で好適な構成となる。

また、各単電池８３において電極タブ８４，８５の構成を全て同じにしたため、複数の単電池８３を全て同様に作製すればよいことになり、製造時における作業性の一層の向上を図ることができる。

なお、上記のように各電極タブ８４，８５をいずれも同様の曲げ形状とする構成において、電池正端子又は電池負端子となる電極タブ８４，８５（第２電極タブに相当）の向きを図２４とは逆にしてもよい。つまり、図２４において電池正端子となる電極タブ８４を図の下方に折り曲げ、電池負端子となる電極タブ８５を図の上方に折り曲げる構成としてもよい。

・各電極タブ８４，８５における折り曲げ部の形状は任意でよく、上記以外に、電極タブ８４，８５の平坦面に対して上下両方に凸状部を有するようにしてもよい。また、折り曲げ部を、複数の折返し部を有する波形状又はのこぎり刃状（ギザギザ形状）に形成してもよい。その他、図２６に示すように、各電極タブ８４，８５を、タブ引き出し方向と同じ方向に折り曲げて形成する構成であってもよい。つまり、各単電池８３において冷熱により膨張収縮が生じる場合、タブ引き出し方向と同じ方向（図のＡ方向）に応力が生じやすいと考えられる。この点、図２６の構成では各単電池８３の冷熱により生じる応力を好適に吸収できる。

・上記実施形態では、組電池モジュール１１の電池アッシー８１において、電極タブ８４，８５とバスバー９４との接合をいずれもバスバー９４を下側（アンビル側）、電極タブ８４，８５を上側（ホーン側）にして重ね合わせ、その状態で互いを接合する構成としたが、これを変更し、バスバー９４を上側（ホーン側）、電極タブ８４，８５を下側（アンビル側）にして重ね合わせ、その状態で互いを接合する構成であってもよい。ただしこの場合、正極タブ８４と負極タブ８５との重なりの上下を入れ替えるようにしている。いずれにしろ、低硬度の方の正極タブ８４を中間に挟むようにして、電極タブ８４，８５とバスバー９４との接合が行われる構成であればよい。

・上記実施形態では、電池アッシー８１の正極タブ８４及び負極タブ８５の材質を相違させ、正極タブ８４をアルミニウムにより構成し、負極タブ８５を銅により構成したが、これを変更し、いずれも同じ材質により構成してもよい。例えば正極タブ８４及び負極タブ８５の材質をいずれもアルミニウムとする。この場合、互いに重ね合わされた正極タブ８４と負極タブ８５との両側（正極タブ８４側及び負極タブ８５側）の一方にバスバー９４を重ね合わせるとともに、他方に当て板を重ね合わせる構成とし、それらを一体で超音波溶着により接合する。

・上記実施形態では、単電池８３において電極タブ（正極タブ及び負極タブ）を相対向する２辺にそれぞれ設ける構成としたが、これを変更し、単電池８３において電極タブを隣り合う２辺にそれぞれ設ける構成としてもよい。また、この構成に合わせて、電池ホルダの構成を変更するとよい。図２７は組電池モジュール１１の別の構成を示す図である。

図２７（ａ）では、単電池８３において隣り合う２辺に電極タブ８４，８５がそれぞれ設けられている。電池ホルダ８２には、互いに直交する２方向に延びるようにしてバスバー９４が設けられている。また、図２７（ｂ）では、単電池８３において１辺に隣り合わせとなる位置に電極タブ８４，８５がそれぞれ設けられている。電池ホルダ８２には、電極タブ８４，８５の位置に合わせて、各々に接続されるバスバー９４が設けられている。

上記図２７（ａ），（ｂ）のいずれの場合にも、上記同様、電池アッシー８１は、電池積層方向に隣り合う単電池８３のうち一方の単電池８３の正極タブと他方の単電池８３の負極タブとを重ね合わせ状態で接合することで各単電池８３が直列に接続されている。また、電池アッシー８１における複数の電極接合箇所では、電池積層方向にていずれも同一となる側から複数のバスバー９４が電極タブ８４，８５に重ね合わされて接合されている。

・上記実施形態では、電池ホルダ８２において、第１保持部９１と第２保持部９２とを一体に設けたが（図１３参照）、これを変更し、これら第１保持部９１と第２保持部９２とを別体に設ける構成としてもよい。つまり、電池アッシー８１に対して各保持部９１，９２を個別に取り付ける構成とする。

・上記実施形態では、電池ホルダ８２においてバスバー９４を片持ち状態で設ける構成としたが、これを変更し、バスバー９４を両持ち状態で設ける構成としてもよい。

・上記実施形態では、各単電池８３の電極タブ８４，８５を超音波溶着により接合する構成としたが、これを変更し、他の溶着技術により接合する構成としてもよい。例えば、数１００Ｈｚ程度の比較的低い周波数での振動を用いて溶着を行う振動溶着や、熱源（ヒータ）からの熱伝導の作用によって溶着を行う熱溶着などの適用が考えられる。

・上記実施形態では、収容ケース１３内に制御基板１２を収容する構成としたが、これを変更し、収容ケース１３内に制御基板１２を収容しない構成としてもよい。

・上記実施形態では、ベース１４を下に、カバー１５を上にして電池ユニット１０を横置き配置する構成について説明したが、ベース１４とカバー１５とを左右に並べて電池ユニット１０を縦置き配置する構成であってもよい。

・上記実施形態では、収容ケース１３を、ベース１４、カバー１５及び中間ケース１６からなる構成としたが、これを変更してもよい。例えば、中間ケース１６を無くし、ベース１４及びカバー１５により収容ケース１３を構成する。この場合、収容ケース１３において高さ方向のスペースを確保するには、ベース１４の立ち壁部２２を高くするか、又はカバー１５に垂れ壁部を設けるとよい。

・上記実施形態では、電池ユニット１０を、車両の座席下方に設置する構成としたが、これを変更し、車両のダッシュボード内やエンジンルーム内に電池ユニット１０を設置することも可能である。

・上記実施形態では、単電池としてリチウムイオン蓄電池を用いる構成としたが、これを変更し、単電池としてニカド蓄電池や複数のニッケル水素蓄電池など、他の二次電池を用いる構成としてもよい。

・上記実施形態の電池ユニット１０を、内燃機関とモータとの両方を車両走行の駆動源とするハイブリッド車両に適用してもよいし、内燃機関を持たず、モータのみを車両走行の駆動源とする電気車両に適用してもよい。

１０…電池ユニット、１１…組電池モジュール（蓄電池）、８３…単電池、８４，８５…電極タブ、８６…折り曲げ部（第１折り曲げ部）、８７…折り曲げ部（第２折り曲げ部）、９４…バスバー、１４０…超音波溶着装置、Ｔ１…第１電極タブ、Ｔ２…第２電極タブ。

Claims (7)

1. 蓄電池（１１）を備えており、
   前記蓄電池は、正極及び負極となる電極タブ（８４，８５）を有するラミネート型の複数の単電池（８３）を備え、それらが積層されて構成されている電池ユニット（１０）であって、
   前記複数の単電池における各電極タブは、隣り合う各単電池の電極タブ同士で重ね合わされて接合される第１電極タブ（Ｔ１）と、他の単電池の電極タブに接合されずバスバー（９４）に接合される第２電極タブ（Ｔ２）とを含み、
   これら第１電極タブ及び第２電極タブでは溶着装置（１４０）を用いた溶着により接合が行われるようになっており、
   前記第１電極タブには、前記単電池の電池本体側の基端部から前記電極タブ同士の接合部分までの間に、隣り合う各単電池の一方から他方に近づくようにして第１折り曲げ部（８６，１５１）が形成され、
   前記第２電極タブには、前記単電池の電池本体側の基端部から前記バスバーとの接合部分までの間に第２折り曲げ部（８７，１５２）が形成されていることを特徴とする電池ユニット。
2. 前記第１電極タブ及び前記第２電極タブは、前記各単電池の電池本体からタブ先端部までの材料長さがそれぞれ同じであり、かつ、前記第１電極タブにおけるタブ同士の接合部分と、前記第２電極タブにおける前記バスバーとの接合部分とで、前記電極タブの引き出し方向において前記各単電池の電池本体に対する各接合部分の位置がいずれも同じになっている請求項１に記載の電池ユニット。
3. 前記各電極タブに形成された各折り曲げ部は、前記各単電池の積層方向に折り曲げられている請求項１又は２に記載の電池ユニット。
4. 前記蓄電池は、前記複数の単電池が積層された電池アッシー（８１）と、複数の前記バスバーを有し前記電池アッシーに組み付けられるバスバー保持部材（８２）とを備え、
   前記バスバー保持部材において、前記複数のバスバーは、前記単電池の積層方向に並べて設けられており、
   前記溶着装置は超音波溶着を行う超音波溶着装置であり、
   前記電極タブには、前記超音波溶着装置の加工面（１４３，１４４）に対して当接し、かつ前記電極タブよりも高硬度な材料からなる当て板部材（９４，９９）が重ね合わされ、
   前記電極タブと前記当て板部材とが超音波溶着により互いに接合され、
   前記複数のバスバーがそれぞれ前記当て板部材となっている請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電池ユニット。
5. 前記複数のバスバーは、前記電極タブの引き出し方向において前記電池本体に対して同一となる位置に配置されており、
   前記複数の単電池において前記電極タブの引き出し方向が同じ電極タブは、その先端位置がタブ引き出し方向においていずれも同じになっている請求項４に記載の電池ユニット。
6. 前記単電池には、当該単電池における互いに対向する２辺に正極側の電極タブ（８４）と負極側の電極タブ（８５）とがそれぞれ設けられており、
   前記バスバー保持部材は、前記互いに対向する２辺のうち一方の電極タブに接続されるバスバーを保持する第１保持部（９１）と、他方の電極タブに接続されるバスバーを保持する第２保持部（９２）と、それら第１保持部及び第２保持部を互いに連結する連結部（９３）とを有しており、
   前記連結部は、前記複数の単電池が積層された状態で各単電池のフィルム周縁部の間となる隙間部分に収容されるようになっている請求項４又は５に記載の電池ユニット。
7. 前記電池アッシーにおける複数の電極接合箇所では、前記積層方向にていずれも同一となる側から前記複数のバスバーが前記電極タブに重ね合わされて接合されている請求項４乃至６のいずれか一項に記載の電池ユニット。

Images