JP2015179643A - 電池ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】電池スタックおよび基板を備える電池ユニットにおいて、当該基板の存在によるユニットのコスト増加や大型化を抑制する。基板と各電池セルの端子を接続する配線作業を容易にする。【解決手段】複数の電池セル１１から構成される電池スタック１０と、複数の電池セル１１の各端子１１０を覆うように電池スタック１０に固定される蓋部材２０と、配線部材４０を介して複数の電池セル１１の各端子１１０に電気的に接続される基板３０と、を備え、基板３０が、蓋部材２０における電池スタック１０側に固定され、当該蓋部材２０と電池スタック１０の間に設けられている電池ユニット１とする。【選択図】図２

Description

本発明は、複数の電池セルから構成される電池スタックを備えた電池ユニットに関する。

下記特許文献１に記載される電池ユニットでは、複数の電池セルから構成される電池スタックを覆う筐体の外側に電圧検出手段が設けられている。

特開２００９−２３０９５４号公報

このように電池スタックを覆う筐体の外側に電圧検出手段が設けられる構造であると、電圧検出手段を構成する基板（特許文献１では信号処理基板１２）を保護するケースを別途設けなければならず、コスト増加を招く。また、基板およびそれを覆うケースの存在は、電池ユニットの大型化を招く。さらに、基板が筐体の外側に位置するため、基板と各電池セルの端子を接続する配線作業も煩雑である。

本発明は、電池スタックおよび基板を備える電池ユニットにおいて、当該基板の存在によるユニットのコスト増加や大型化を抑制すること、基板と各電池セルの端子を接続する配線作業を容易にすることを目的とする。

上記課題を解決するために本発明にかかる電池ユニットは、複数の電池セルから構成される電池スタックと、前記複数の電池セルの各端子を覆うように前記電池スタックに固定される蓋部材と、配線部材を介して前記複数の電池セルの各端子に電気的に接続される基板と、を備え、前記基板が、前記蓋部材における前記電池スタック側に固定され、当該蓋部材と電池スタックの間に設けられていることを特徴とする。

前記電池スタックを構成する前記複数の電池セルは、少なくとも一部の端子が直線状に並ぶように配置されており、前記蓋部材の一方側の側縁は、直線状に並んだ端子に沿う前記電池スタックの一方側の側縁に対して回動自在に接続されているとよい。

前記蓋部材は、前記複数の電池セルの各端子を露出させる開口が形成された本体部と、当該本体部の開口を開放または封鎖する封鎖部と、を有するとよい。

前記電池スタックを構成する前記複数の電池セルは、少なくとも一部の端子が直線状に並ぶように配置されており、前記本体部には、前記基板が固定され、前記封鎖部は、直線状に並んだ端子に沿って、前記本体部に対し回動自在に接続されているとよい。

前記電池スタックを構成する前記複数の電池セルは、少なくとも一部の端子が直線状に並ぶように配置されており、前記本体部には、前記基板が固定され、前記封鎖部は、直線状に並んだ端子に沿って、前記本体部に対しスライド自在に接続されているとよい。

前記蓋部材が複数設けられ、これら複数の蓋部材のそれぞれに前記基板が固定されているとよい。

前記電池スタックにおいて、前記複数の蓋部材のそれぞれが固定される部分を構成する前記電池セルの数が同じであるとよい。

本発明にかかる電池ユニットでは、蓋部材における電池スタック側に基板が固定される構造であるから、各電池セルの端子を保護する蓋部材が、基板を保護する部材としても機能する。また、蓋部材の外側に基板を設けることによるユニットの大型化が抑制される。さらに、基板と各電池セルの端子の間には配線を阻害する部材が存在しないから、基板と各電池セルの端子を接続する配線作業が容易である。

蓋部材の一方側の側縁が、直線状に並んだ一方の端子に沿う電池スタックの一方側の側縁に対して回動自在に接続された構造とすれば、電池スタックにおける蓋部材が接続された側に位置する端子と基板とを繋ぐ配線部材を短くすることができる。

蓋部材に各電池セルの端子を露出させる開口が形成されていれば、当該開口を通じて各電池セルの端子に配線部材を接続することができるため、端子と基板とを繋ぐ配線部材を短くすることができる。また、配線作業が容易である。

配線接続後、開口を覆う封鎖部の態様としては、直線状に並んだ端子に沿って、封鎖部が本体部に対し回動自在に接続されている態様や、直線状に並んだ端子に沿って、封鎖部が本体部に対しスライド自在に接続されている態様が考えられる。これらの態様とすれば、蓋部材が本体部と封鎖部が予め一体となった構造であるから、組立作業が容易である。

複数の蓋部材のそれぞれに基板が固定された構造とすれば、基板が長くなってしまうことによる基板作製（各種電子部品の実装や導電パターンの形成）の困難化が抑制される。また、蓋部材のそれぞれが固定される部分を構成する電池セルの数が同じであれば、任意のセル数を有する電池ユニットを構成する上で、最小単位のセル数を有する単位ユニットを予め作製しておけば、当該単位ユニットを所定数組み合わせるだけで所望のセル数を有する電池ユニットが得られることになる。

本発明の第一実施形態にかかる電池ユニットの外観図である。 電池スタックの外観図である。 本発明の第一実施形態にかかる電池ユニットの断面を模式的に示した図であって、（ａ）は電池スタックに蓋部材が固定される前の状態を、（ｂ）は電池スタックに蓋部材が固定された状態（図１のＡ−Ａ線断面）を示している。 本発明の第二実施形態にかかる電池ユニットの断面を模式的に示した図であって、（ａ）は電池スタックに蓋部材が固定される前の状態を、（ｂ）は電池スタックに蓋部材が固定された状態を示している。 本発明の第三実施形態にかかる電池ユニットの断面を模式的に示した図であって、（ａ）は本体部の開口が封鎖部に封鎖されていない状態を、（ｂ）は本体部の開口が封鎖部に封鎖された状態を示している。 本発明の第三実施形態にかかる電池ユニットが備える蓋部材の外観図であって、（ａ）は本体部の開口が封鎖部に封鎖されていない状態を、（ｂ）は本体部の開口が封鎖部に封鎖された状態を示している。 本発明の第四実施形態にかかる電池ユニットが備える蓋部材の外観図であって、（ａ）は本体部の開口が封鎖部に封鎖されていない状態を、（ｂ）は本体部の開口が封鎖部に封鎖された状態を示している。 本発明の第五実施形態にかかる電池ユニットが備える蓋部材の外観図であって、（ａ）は本体部の開口が封鎖部に封鎖されていない状態を、（ｂ）は本体部の開口が封鎖部に封鎖された状態を示している。 （ａ）は単位ユニットの概略図、（ｂ）はその単位ユニットが連結されてなる電池ユニットの概略図である。

以下、本発明の実施形態にかかる電池ユニット１について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、特に明示した場合を除き、以下の説明における上下方向とは各電池セル１１の上下方向（端子１１０が設けられた側を上、その反対側を下とする）をいい、並列方向とは複数の電池セル１１を並べた（積み重ねた）方向をいい、幅方向とは上下方向および並列方向に直交する方向であって、後述する各電池セル１１の二つの端子１１０（プラス端子とマイナス端子）を結ぶ直線方向をいうものとする。なお、これらの方向は、電池ユニット１の設置方向を限定するものではない。

図１および図３に示す本発明の第一実施形態にかかる電池ユニット１ａは、ハイブリット自動車や電気自動車等の車両用電池として用いられるものであって、電池スタック１０、蓋部材２０、および基板を備える。以下、各構成について説明する。

図２に示す電池スタック１０は、複数の電池セル１１から構成される。ここでいう電池セル１１は、一つにパッケージングされた電池をいい、一の電池セル１１の定格電圧や容量といった特性は特定の値に限定されない。各電池セル１１の定格値（設計値）が同じであればよく、複数の電池が接続されてなるものが一つにパッケージングされたものを一の電池セル１１としてもよい。本実施形態の各電池セル１１は、リチウムイオン電池である。

各電池セル１１は、上側に幅方向に並ぶプラス端子およびマイナス端子を有する。各電池セル１１は、幅方向に長い平板状となっており、この平板を積み重ねるようにして並べられたものが電池スタック１０となる。このように複数の電池セル１１が並べられた電池スタック１０が構成されると、電池スタック１０の幅方向一方側および他方側において端子１１０が直線状に並ぶ。具体的には、電池スタック１０の幅方向一方側および他方側において、プラス端子とマイナス端子が交互に並ぶように電池セル１１が並べられる。そして、一の電池セル１１のプラス端子とその一方側に隣接する電池セル１１のマイナス端子が、一の電池セル１１のマイナス端子とその他方側に隣接する電池セル１１のプラス端子が、導電性材料で形成されたバスバー（図を分かりやすくするため図示略）で接続される。つまり、電池スタック１０を構成する複数の電池セル１１は直列に接続されている。

また、本実施形態では、各電池セル１１の幅方向両側面における上側に、蓋部材２０を電池スタック１０に固定するための引掛突起１１３が形成されている。なお、電池スタック１０を構成する各電池セル１１は、詳細を後述する蓋部材２０によって一体化される構造であってもよいし、蓋部材２０以外のものによって一体化される構成であってもよい。例えば、各電池セル１１に、隣接する電池セル１１との物理的な接続を図るための構造が設けられていてもよい。

蓋部材２０は、電池スタック１０を構成する複数の電池セル１１の各端子１１０を覆うものである。蓋部材２０は、絶縁性材料で形成されており、各電池セル１１の端子１１０を物理的かつ電気的に保護する。蓋部材２０の幅方向両側には、下方に向かって延びる複数の引掛片２１が設けられている。幅方向両側で一対となる引掛片２１は、電池スタック１０全体を構成する電池セル１１と同数設けられている。並列方向において、一対の引掛片２１の間隔は電池セル１１に設けられた一対の引掛突起１１３の間隔と等しい。各引掛片２１の先端側には引掛突起１１３が通ることのできる貫通孔が形成されており、各引掛片２１の貫通孔に引掛突起１１３を引っ掛けることにより、蓋部材２０が電池スタック１０に固定される。これにより、電池スタック１０を構成する複数の電池セル１１の各端子１１０が蓋部材２０に覆われた状態となる。

この蓋部材２０における電池スタック１０側に基板３０が固定されている。本実施形態の蓋部材２０は、断面で見て碗状に形成されており、その内底面に基板３０が固定されている。したがって、基板３０は蓋部材２０と電池スタック１０の間の空間内に収容された状態となる。蓋部材２０の基板３０に対する固定構造は特定の構造に限定されない。かかる基板３０は、電池スタック１０を構成する電池セル１１と電気的に接続されるものであればその機能はどのようなものであってもよい。本実施形態における基板３０は、各電池セル１１の電圧（各電池セル１１の端子間電圧）を監視するための回路が構築されたものである。本実施形態では、基板３０の電池スタック１０側の面に当該回路が構築されている。複数の電池セル１１によって構成される電池スタック１０は、過充電による発火等を防止するため、電池スタック１０を構成する全ての電池セル１１の電圧を監視する必要がある。そのため、基板３０に形成された回路（導電パターンや各種素子から構成される）は、全ての電池セル１１の端子１１０と電気的に接続される。

基板３０と各電池セル１１は、配線部材４０によって接続される。本実施形態における基板３０は、並列方向に長く、その幅方向両側に設けられたランド（導電パターンの一部）に配線部材４０の一端が電気的かつ物理的に接続されている。配線部材４０の他端は、複数の電池セル１１の各端子１１０に電気的かつ物理的に接続されている。配線部材４０と基板３０の接続、配線部材４０と端子１１０の接続手法は特定の手法に限定されない。はんだ付けやボルト等による圧着等、公知の手法を用いることができる。

本実施形態にかかる電池ユニット１ａは、次のように組み立てることができる。複数の電池セル１１を並べて、電池スタック１０を構成する（第一工程）。その後、複数の配線部材４０の一端を基板３０における所定位置（ランド）に接続し、その基板３０を蓋部材２０における電池スタック１０側の面に固定する（第二工程）。かかる第一工程と第二工程の順は問わない。第一工程および第二工程の後、配線部材４０の他端を電池セル１１の端子１１０に接続する。これを、電池セル１１分（電池セル１１の数×２（端子１１０数））実行し、基板３０と各電池セル１１が電気的に接続された状態を得る（第三工程）。かかる第三工程は、基板３０と電池スタック１０が固定される前に行うものであるから、基板３０と電池スタック１０が離れた状態で、基板３０および各電池セル１１への接続を行うことができる配線部材４０の長さが必要となる（図３（ａ）参照）。第三工程後、蓋部材２０を電池スタック１０に固定する（第四工程）（図３（ｂ）参照）。つまり、各引掛片２１を対応する引掛突起１１３に引っ掛ける。この際、配線部材４０は、基板３０とともに蓋部材２０と電池スタック１０の間の空間内に収容する。

以上説明した本実施形態にかかる電池ユニット１ａでは、基板３０は蓋部材２０と電池スタック１０の間の空間内に収容されるから、各電池セル１１の端子１１０を保護する蓋部材２０が、基板３０を保護する部材としても機能する。また、基板３０を設けることによるユニットの大型化が抑制される。さらに、基板３０を蓋部材２０の外側に設ける構成とした場合、蓋部材２０に覆われた端子１１０と基板３０とを電気的に接続しなければならないために配線作業が困難となるが、本実施形態では基板３０と各電池セル１１の端子１１０の間に配線を阻害する部材が存在しないから、基板３０と各電池セル１１の端子１１０を接続する配線作業が容易である。

第二実施形態にかかる電池ユニット１ｂについて、上記第一実施形態にかかる電池ユニット１ｂと異なる点を中心に説明する。図４に示す第二実施形態にかかる電池ユニット１ｂは、蓋部材２０ｂの一方側の側縁が電池スタック１０の一方側の側縁に対し（並列方向から見て）回動自在に接続されたものである。具体的には、電池スタック１０における幅方向一方側に位置する直線状に並んだ端子群（第一端子群１１１と称する。他方の端子群を第二端子群１１２と称する）に沿う側縁に対し、蓋部材２０ｂが回動自在に接続されている。つまり、本実施形態では、電池スタック１０の幅方向両側において端子１１０が直線状に並んでいるが、その一方の第一端子群１１１側の側縁に対し、蓋部材２０ｂが回動自在に接続されている。電池スタック１０と蓋部材２０ｂは、例えばヒンジ（蝶番）を介して接続することができる。

本実施形態にかかる電池ユニット１ｂは、次のように組み立てることができる。複数の電池セル１１を並べて、電池スタック１０を構成する（第一工程）。その後、複数の配線部材４０の一端を基板３０における所定位置（ランド）に接続し、その基板３０を蓋部材２０ｂにおける電池スタック１０側の面に固定する（第二工程）。かかる第一工程と第二工程の順は問わない。第一工程および第二工程の後、蓋部材２０ｂの一方側の側縁を電池スタック１０の一方側の側縁に対し回動自在に接続するとともに、配線部材４０の他端を電池セル１１の端子１１０に接続する。これを、電池セル１１分（電池セル１１の数×２（端子１１０数））実行し、基板３０と各電池セル１１が電気的に接続された状態を得る（第三工程）（図４（ａ）参照）。第三工程後、蓋部材２０ｂの他方側の側縁を電池スタック１０の他方側の側縁に固定する（第四工程）（図４（ｂ）参照）。かかる固定は、例えば、上記第一実施形態のような引掛片と引掛突起１１３を用いた構造によるものとすることができる。

本実施形態では、上記第三工程において、第一端子群１１１と配線部材４０の接続は、蓋部材２０ｂに固定された基板３０に近い側で行うことができるため、複数の配線部材４０のうち、基板３０と第一端子群１１１を接続するのに用いられるもの（配線部材４１ｂ）は、基板３０と第二端子群１１２を接続するのに用いられるもの（配線部材４２ｂ）よりも短くすることができる。別の見方をすれば、蓋部材２０ｂを電池スタック１０から完全に取り外すことができる第一実施形態と異なり、電池スタック１０を基準とした蓋部材２０ｂが変位する範囲は決まっているのであるから、電池スタック１０と蓋部材２０ｂの接続箇所に近い側に位置する第一端子群１１１と基板３０を接続するのに用いられる配線部材４１ｂを、（第一実施形態よりも）短くすることができる。

第三実施形態にかかる電池ユニット１ｃについて、上記第一実施形態と異なる点を中心に説明する。図５に示す第三実施形態にかかる電池ユニット１ｃは、蓋部材２０ｃ（図６に外観を示す）が本体部２１ｃおよび封鎖部２２ｃを有するものである。蓋部材２０ｃの本体部２１ｃは、基板３０が固定される部分である。また、本体部２１ｃには開口２１１ｃが形成されている。この開口２１１ｃは、蓋部材２０ｃが所定位置に固定された状態において、電池セル１１の各端子１１０を露出させる位置に形成されたものである。本実施形態では、電池スタック１０の幅方向一方側で直線状に並ぶ第一端子群１１１と他方側で直線状に並ぶ第二端子群１１２が露出するような位置、つまり本体部２１ｃの幅方向における一方側と他方側に、並列方向に長い開口２１１ｃが形成されている。なお、「開口」は孔である必要はない。端子１１０が露出するように蓋部材２０ｃが切り欠かれた箇所であれば、凹部等も「開口」に含まれる。

本実施形態における本体部２１ｃには、電池スタック１０と本体部２１ｃの位置を位置決めする要素が設けられている。本実施形態では、本体部２１ｃの並列方向両側かつ幅方向両側に、電池スタック１０上に載置することができる位置決め部５０ｃが設けられている。かかる位置決め部５０ｃを電池スタック１０の角と合わせた状態とすることによって、本体部２１ｃと電池スタック１０を位置決めすることができる。なお、本体部２１ｃ自体を電池スタック１０に固定することができる要素（固定かつ位置決めする要素）が設けられていてもよい。

封鎖部２２ｃは、本体部２１ｃに形成された開口２１１ｃを開放または封鎖する部分である。本実施形態における封鎖部２２ｃは、本体部２１ｃの幅方向両側で本体部２１ｃに回動自在に設けられた部分であって、開口２１１ｃを開放する開放位置および開口２１１ｃを封鎖する封鎖位置に位置することができる部分である。より具体的には、封鎖部２２ｃは、蓋部材２０ｃが所定位置に固定された状態において、直線状に並ぶ第一端子群１１１および第二端子群１１２に沿うようにして、本体部２１ｃに対し回動自在に接続されている。なお、封鎖部２２ｃと本体部２１ｃは、一体成形されたものであってもよい（本体部２１ｃと封鎖部２２ｃの境界部分をその他の部分に比して薄く成形することで、封鎖部２２ｃを本体部２１ｃに対し回動自在とする）し、別々に成形された後に、蝶番等によって回動自在に接続された構成としてもよい。

並列方向で見て、本体部２１ｃの幅方向両側に位置する封鎖部２２ｃが、互いに近づく方向（本体部２１ｃの上側に移動する方向）に回動すると、開口２１１ｃが開放されて各端子１１０が露出した状態となる。一方、封鎖部２２ｃが、互いに離れる方向（本体部２１ｃの幅方向外側に移動する方向）に回動すると、開口２１１ｃが封鎖されて封鎖部２２ｃに各端子１１０が覆われた状態となる。

本実施形態にかかる電池ユニット１ｃは、次のように組み立てることができる。複数の電池セル１１を並べて、電池スタック１０を構成する（第一工程）。その後、複数の配線部材４０ｃの一端を基板３０における所定位置（ランド）に接続し、その基板３０を蓋部材２０ｃの本体部２１ｃにおける電池スタック１０側の面に固定する（第二工程）。かかる第一工程と第二工程の順は問わない。第一工程および第二工程の後、上述した位置決め部５０ｃを利用して蓋部材２０ｃの本体部２１ｃを電池スタック１０に対して位置決めするとともに、蓋部材２０ｃの封鎖部２２ｃを開放位置に位置させて開口２１１ｃが開放された状態（図６（ａ）に示す状態）とし、当該開口２１１ｃを通じて配線部材４０ｃの他端を電池セル１１の端子１１０に接続する。これを、電池セル１１分（電池セル１１の数×２（端子１１０数））実行し、基板３０と各電池セル１１が電気的に接続された状態を得る（第三工程）（図５（ａ）参照）。第三工程後、封鎖部２２ｃを本体部２１ｃに対して回動させて閉鎖位置に位置させ（図６（ｂ）に示す状態とし）て電池スタック１０（電池セル１１）に固定し、開口２１１ｃを封鎖する（第四工程）（図５（ｂ）参照）。かかる封鎖部２２ｃと電池スタック１０の固定は、例えば、上記第一実施形態のような引掛片２１と引掛突起１１３を用いた構造によるものとすることができる。これにより、封鎖部２２ｃを含む蓋部材２０ｃが電池スタック１０に固定されるとともに、当該封鎖部２２ｃに端子１１０が覆われた状態となる。

本実施形態では、上記第三工程において、各端子１１０（第一端子群１１１および第二端子群１１２）と配線部材４０ｃの接続は、封鎖部２２ｃを開放位置に位置させて開口２１１ｃが形成された状態とすれば、本体部２１ｃが電池スタック１０に位置決めされた状態で行うことができるため、配線部材４０ｃを（第一実施形態よりも）短くすることができる。また、配線作業が容易である。

なお、本実施形態において、本体部２１ｃに形成される開口２１１ｃは「孔」であってもよい。その場合、封鎖部２２ｃが「孔」である開口２１１ｃを覆う封鎖位置でロックされる構造（例えば、本体部２１ｃおよび封鎖部２２ｃの一方に突起が形成され、他方に当該突起が嵌まり込む孔が形成された構造）が構築されているとよい。また、本体部２１ｃの幅方向両側から下方に延びる引掛片２１（上記第一実施形態における引掛片２１と同様の部分）を形成しておくことで、（上記第三工程において）本体部２１ｃと電池スタック１０を位置決め固定することができる。

第四実施形態にかかる電池ユニットについて、上記第三実施形態と異なる点を中心に説明する。第四実施形態にかかる電池ユニットは、図７に示す蓋部材２０ｄを有する。蓋部材２０ｄは、上記第三実施形態における蓋部材２０ｃと同様に、本体部２１ｄおよび封鎖部を有する。本体部２１ｄには、直線状に並ぶ端子１１０（第一端子群１１１および第二端子群１１２の両方）に沿って、並列方向に延びる細長い開口２１１ｄが形成されている。本体部２１ｄの電池スタック１０側の面には基板３０が固定される。本体部２１ｄの幅方向両側には、下方に延びる引掛片２１が形成されている。

封鎖部は、本体部２１ｄに形成された二箇所の開口２１１ｄを覆うことのできる部分である。封鎖部の具体的な構成は次の通りである。それぞれの開口２１１ｄには、平板状の部材である第一封鎖部２２１ｄおよび第二封鎖部２２２ｄが設けられる。開口２１１ｄの幅方向両側には、第一レール２１２ｄおよび第二レール２１３ｄが形成されており、第一レール２１２ｄと第二レール２１３ｄの高さ（上下方向における位置）が異なる。第一レール２１２ｄには第一封鎖部２２１ｄが並列方向にスライド自在に支持され、第二レール２１３ｄには第二封鎖部２２２ｄが並列方向にスライド自在に支持されている。第一レール２１２ｄおよび第二レール２１３ｄは、その並列方向の長さが、開口２１１ｄの並列方向の長さの約半分である。

第一封鎖部２２１ｄを並列方向の一方側に、第二封鎖部２２２ｄを並列方向の他方側に寄せた状態とすると、両封鎖部に開口２１１ｄの全部が覆われる。つまり、端子１１０が両封鎖部に覆われた状態（封鎖状態）となる。かかる封鎖状態から、第一封鎖部２２１ｄを並列方向の他方側に寄せた状態、すなわち両封鎖部を並列方向の他方側に寄せて重ねた状態とすると、開口２１１ｄの並列方向の一方側約半分が開放する（第一開放状態）。上述したように、第一レール２１２ｄと第二レール２１３ｄの高さが異なるから、第一封鎖部２２１ｄと第二封鎖部２２２ｄを重ねた状態（図７参照）とすることができる。これにより、第一端子群１１１および第二端子群１１２における、並列方向の一方側に位置する約半分が露出する。一方、封鎖状態から、第二封鎖部２２２ｄを並列方向の他方側に寄せた状態、すなわち両封鎖部を並列方向の一方側に寄せて重ねた状態とすると、開口２１１ｄの並列方向の他方側約半分が開放する。これにより、第一端子群１１１および第二端子群１１２における、並列方向の他方側に位置する約半分が露出する（第二開放状態）。

本実施形態にかかる電池ユニットは、次のように組み立てることができる。複数の電池セル１１を並べて、電池スタック１０を構成する（第一工程）。その後、複数の配線部材４０の一端を基板３０における所定位置（ランド）に接続し、その基板３０を蓋部材２０ｄの本体部２１ｄにおける電池スタック１０側の面に固定する（第二工程）。かかる第一工程と第二工程の順は問わない。第一工程および第二工程の後、引掛片２１を引掛突起１１３に引っ掛けて蓋部材２０ｄの本体部２１ｄを電池スタック１０に対して位置決め固定した上で、上述した第一開放状態および第二開放状態の一方とすることで約半分が開放した開口２１１ｄを通じて配線部材４０の他端を電池セル１１の端子１１０の半分に接続するとともに、第一開放状態および第二開放状態の他方とすることで約半分が開放した開口２１１ｄを通じて配線部材４０の他端を電池セル１１の端子１１０の残りの半分に接続する。これにより、基板３０と各電池セル１１が電気的に接続された状態を得る（第三工程）。第三工程後、封鎖部を上述した封鎖状態とし、開口２１１ｄを封鎖する（第四工程）。なお、蓋部材２０ｄには、封鎖部を封鎖状態で固定する固定構造が設けられているとよい。つまり、第一封鎖部２２１ｄが並列方向の一方側に位置した状態でロックされ、第二封鎖部２２２ｄが並列方向の他方側に位置した状態でロックされる構造（例えば、本体部２１ｄおよび封鎖部の一方に突起が形成され、他方に当該突起が嵌まり込む孔が形成された構造）が構築されているとよい。このようにして、封鎖部に端子が覆われた状態となる。

本実施形態では、上記第三工程において、各端子１１０（第一端子群１１１および第二端子群１１２）と配線部材４０の接続は、第一封鎖部２２１ｄおよび第二封鎖部２２２ｄの少なくともいずれか一方をスライドさせることで約半分が開放した開口２１１ｄを利用し、本体部２１ｄが電池スタック１０に位置決めされた状態で行うことができるため、配線部材４０を（第一実施形態よりも）短くすることができる。また、配線作業が容易である。

第五実施形態にかかる電池ユニットについて、上記第三実施形態および第四実施形態と異なる点を中心に説明する。上記第三実施形態および第四実施形態では、蓋部材を構成する封鎖部が、本体部に対し接続されているものであることを説明したが、図８に示す本実施形態における蓋部材２０ｅは、本体部２１ｅと封鎖部２２ｅが別体で構成されている。

本体部２１ｅには、直線状に並ぶ端子１１０（第一端子群１１１および第二端子群１１２の両方）に沿って、並列方向に延びる細長い開口２１１ｅが形成されている。本体部２１ｅの電池スタック１０側の面には基板３０が固定される。本体部２１ｅの幅方向両側には、下方に延びる引掛片２１が形成されている。

封鎖部２２ｅは、本体部２１ｅに形成された二箇所の開口２１１ｅを覆うことのできる、本体部２１ｅとは別に設けられる部材である。つまり、本体部２１ｅに形成された開口２１１ｅと略同じ大きさに形成された平板状の部材である。

本体部２１ｅおよび封鎖部２２ｅには、封鎖部２２ｅが開口２１１ｅを封鎖した状態でロックされる構造（例えば、本体部２１ｅおよび封鎖部２２ｅの一方に突起が形成され、他方に当該突起が嵌まり込む孔が形成された構造）が構築されているとよい。本体部２１ｅおよび封鎖部２２ｅとは別の部材を用いて、封鎖部２２ｅが開口２１１ｅを封鎖した状態が維持されるようにしてもよい。

本実施形態にかかる電池ユニットは、次のように組み立てることができる。複数の電池セル１１を並べて、電池スタック１０を構成する（第一工程）。その後、複数の配線部材４０一端を基板３０における所定位置（ランド）に接続し、その基板３０を蓋部材２０ｅの本体部２１ｅにおける電池スタック１０側の面に固定する（第二工程）。かかる第一工程と第二工程の順は問わない。第一工程および第二工程の後、引掛片２１を引掛突起１１３に引っ掛けて蓋部材２０ｅの本体部２１ｅを電池スタック１０に対して位置決め固定した上で、本体部２１ｅに形成された開口２１１ｅを通じて配線部材４０の他端を電池セル１１の端子１１０に接続する。これにより、基板３０と各電池セル１１が電気的に接続された状態を得る（第三工程）。第三工程後、封鎖部２２ｅを本体部２１ｅに対しロックすることで開口２１１ｅを封鎖する（第四工程）。このようにして、封鎖部２２ｅに端子１１０が覆われた状態となる。

本実施形態では、上記第三工程において、各端子１１０（第一端子群１１１および第二端子群１１２）と配線部材４０の接続は、本体部２１ｅに形成された開口２１１ｅを利用し、本体部２１ｅが電池スタック１０に位置決めされた状態で行うことができるため、配線部材４０を（第一実施形態よりも）短くすることができる。また、配線作業が容易である。

このように、上記第三実施形態、第四実施形態、および第五実施形態にかかる電池ユニットでは、直線状に並ぶ端子１１０に沿って形成された開口２１１ｅを利用し、本体部２１ｅが電池スタック１０に位置決めされた状態で行うことができるため、上記第一実施形態にかかる電池ユニットよりも短くすることができる。また、第二実施形態にかかる電池ユニットにおける第二端子群１１２と基板３０を接続するのに用いられる配線部材４０よりも短くすることができる。

以上説明した全ての実施形態にかかる電池ユニット１は、蓋部材２０に基板３０が固定されたものである。蓋部材２０は、電池スタック１０を構成する電池セル１１全体を覆う一の部材としてもよいが、複数に分割されていてもよい。つまり、電池スタック１０を構成する一部の電池セル１１を覆う蓋部材２０が、複数設けられた構成としてもよい。この場合、複数の蓋部材２０それぞれに基板３０が固定される。つまり、電池ユニット１全体で一の基板３０を用いるのではなく、基板３０が複数に分割された構成となるため、基板３０が長くなってしまうことによる基板３０の作製（各種電子部品の実装や導電パターンの形成）の困難化が抑制される。

このように複数の蓋部材２０および各蓋部材２０に固定される複数の基板３０が設けられる構成である場合、電池スタック１０における、複数の蓋部材２０のそれぞれが固定される部分を構成する電池セル１１の数は同じであるとよい。このようにすることで、所定のセル数を有する単位ユニット１ｕを構成し、当該単位ユニット１ｕを一または複数個連結することで、所望のセル数を有する電池ユニット１を得ることができる。例えば、１２個の電池セル１１に基板３０が固定された蓋部材を取り付けてなる単位ユニット１ｕ（図９（ａ）参照）を構成すれば、セル数が１２の倍数である（セル数が１２、２４、３６・・・である）電池ユニット１（図９（ｂ）参照）を容易に得ることができる。このように、複数の蓋部材２０のそれぞれが固定される部分を構成する電池セル１１の数が同じになるようにすれば、基板３０の短尺化による基板３０作製の容易化、蓋部材２０や基板３０といった部品の共通化、単位ユニット１ｕを連結するだけで所望のセル数を有する電池ユニット１が作製可能となることによる組立の容易化、といった効果が奏される。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。

１ 電池ユニット
１０ 電池スタック
１１ 電池セル
１１０ 端子
２０ 蓋部材
３０ 基板
４０ 配線部材
２０ｂ 蓋部材
４１ｂ 短い配線部材
４２ｂ 長い配線部材
２０ｃ 蓋部材
２１ｃ 本体部
２１１ｃ 開口
２２ｃ 封鎖部
４０ｃ 配線部材
２０ｄ 蓋部材
２１ｄ 本体部
２１１ｄ 開口
２２１ｄ 第一封鎖部
２２２ｄ 第二封鎖部
２０ｅ 蓋部材
２１ｅ 本体部
２１１ｅ 開口
２２ｅ 封鎖部

Claims (7)

1. 複数の電池セルから構成される電池スタックと、
   前記複数の電池セルの各端子を覆うように前記電池スタックに固定される蓋部材と、
   配線部材を介して前記複数の電池セルの各端子に電気的に接続される基板と、
   を備え、
   前記基板が、前記蓋部材における前記電池スタック側に固定され、当該蓋部材と電池スタックの間に設けられていることを特徴とする電池ユニット。
2. 前記電池スタックを構成する前記複数の電池セルは、少なくとも一部の端子が直線状に並ぶように配置されており、
   前記蓋部材の一方側の側縁は、直線状に並んだ端子に沿う前記電池スタックの一方側の側縁に対して回動自在に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の電池ユニット。
3. 前記蓋部材は、
   前記複数の電池セルの各端子を露出させる開口が形成された本体部と、
   当該本体部の開口を開放または封鎖する封鎖部と、
   を有することを特徴とする請求項１に記載の電池ユニット。
4. 前記電池スタックを構成する前記複数の電池セルは、少なくとも一部の端子が直線状に並ぶように配置されており、
   前記本体部には、前記基板が固定され、
   前記封鎖部は、直線状に並んだ端子に沿って、前記本体部に対し回動自在に接続されていることを特徴とする請求項３に記載の電池ユニット。
5. 前記電池スタックを構成する前記複数の電池セルは、少なくとも一部の端子が直線状に並ぶように配置されており、
   前記本体部には、前記基板が固定され、
   前記封鎖部は、直線状に並んだ端子に沿って、前記本体部に対しスライド自在に接続されていることを特徴とする請求項３に記載の電池ユニット。
6. 前記蓋部材が複数設けられ、これら複数の蓋部材のそれぞれに前記基板が固定されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の電池ユニット。
7. 前記電池スタックにおいて、前記複数の蓋部材のそれぞれが固定される部分を構成する前記電池セルの数が同じであることを特徴とする請求項６に記載の電池ユニット。
   

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