JP2018005984A - 蓄電モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】複数列に配列された蓄電セルを有する蓄電モジュールの小型化を図り、かつ、組立作業の効率化を図る。【解決手段】蓄電群１１１が２ｎ（ｎは整数）列と、各蓄電群１１１の蓄電セル１０を接続するセル間接続導体６１ａと、蓄電群１１１を直列に接続する蓄電群接続導体６３と、蓄電群１１１のうち、少なくとも２つの蓄電群１１１の配列方向の一方の端部側に配置され、蓄電セル１０に接続される複数の外部接続用導体６４ａ、６４ｂとを備え、２ｎ列の蓄電群１１１は、それぞれの蓄電セル１０の配列方向が揃うように配置され、外部接続用導体６４ａ、６４ｂは、すべて、各蓄電群１１１を構成する蓄電セル１０を支持する支持部材の反対側において、蓄電セル１０に接続されている。【選択図】図３

Description

本発明は、蓄電モジュールに関する。

ハイブリッド車やプラグインハイブリッド車、電気自動車などの車両に搭載される二次電池モジュールには、筐体内に複数の二次電池ユニットを収容したものがある。各二次電池ユニットの保持ケース内には、正極端子および負極端子を有する複数の二次電池と、該二次電池の電圧を検出する電圧検出基板とが収容されている。保持ケース内の各二次電池は、上下二段に配列され、一方の段の二次電池と他方の段の二次電池は、正極端子と負極端子とが逆方向を向けて配置されている。一方の段の１つの二次電池の正極端子と、これに隣接する他方の段の二次電池の負極端子とは、バスバーにより電気的に接続されている。１つの二次電池ユニットは、１４個の二次電池を有し、二次電池モジュールは、例えば、３個の二次電池ユニットを備えている。

３個の二次電池ユニットは、二次電池モジュールの筐体内に、所定の間隔で平行に収容される。第１の列の後端側の二次電池の負極端子と、第２の列の二次電池の後端部側の正極端子とは、背中合わせに配置されている。そして、２つの二次電池の負・正極端子は、電圧検出基板に設けられた端子に接続される第１のバスバーを介して接続される。また、第２の列の先端側の二次電池の負極端子と、第３の列の先端側の二次電池の正極端子とは、背中合わせに配置されている。そして、２つの二次電池の正・負極端子は、電圧検出基板に設けられた端子に接続される第２のバスバーを介して接続される。これにより、第１の列の先端側の二次電池の正極端子から第３の列の後端側の負極端子までのすべての二次電池は、直列に接続されている（例えば、特許文献１参照）。

国際公開第２０１２／１４０７２８号公報

上記先行文献に記載された二次電池モジュールは、筐体内に複数の二次電池ユニットを離間して配置するので、収容面積が広くなり、大型化する。また、複数の二次電池ユニットを筐体内に固定する構造のため、組立ての作業性が悪い。

本発明の一態様によれば、蓄電モジュールは、一面および前記一面に対向する他面に、それぞれ、正極端子および負極端子を有する複数の蓄電セルが配列された蓄電群が２ｎ（ｎは整数）列と、前記各蓄電群の前記蓄電セルを接続するセル間接続導体と、前記蓄電群を直列に接続する蓄電群接続導体と、前記蓄電群のうち、少なくとも２つの前記蓄電群の配列方向の一方の端部側に配置され、前記蓄電セルに接続される複数の外部接続用導体とを備え、２ｎ列の前記蓄電群は、それぞれの前記蓄電セルの配列方向が揃うように配置され、前記外部接続用導体は、すべて、前記蓄電群を構成する前記蓄電セルを支持する支持部材の反対側において、前記蓄電セルに接続されている。

本発明によれば、蓄電モジュールの小型化を図ることができ、かつ、組立ての効率化を図ることができる。

本発明の第１の実施形態としての二次電池モジュールを備える二次電池装置の斜視図。 図１に図示された二次電池モジュールの分解斜視図。 図１に図示された二次電池モジュールの電池群、ＳＤスイッチ、ジャンクションボックスの上面側の接続配線を示す平面図。 図３に図示された二次電池モジュールの下面側の接続配線を示す背面図。 図１に図示された二次電池モジュールの電池群と制御ユニットとの接続配線を示す平面図。 図５に図示された二次電池モジュールの下面側における接続配線を示す背面図。 （Ａ）〜（Ｃ）は、電池群の列数が２ｎ（ｎは整数）で、各電池群を構成する二次電池の数が２ｍ（ｍは整数）の場合の上方から観た種々の接続パターンを示し、（Ａ）は各電池列の二次電池が２個の場合、（Ｂ）は各電池列の二次電池が３個の場合、（Ｃ）は各電池列の二次電池が４個の場合を示す。 （Ａ）〜（Ｃ）は、図７（Ａ）〜（Ｃ）と同じ条件の種々の接続パターンを示し、（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ、図７（Ａ）〜（Ｃ）とは異なる接続パターンを示す。 第１の実施形態の変形例であり、電池群の列数２ｎ（ｎは整数）で、各電池群を構成する二次電池の数が２ｍ＋１（ｍは整数）の場合の接続パターンの一例を示す図。 本発明の第２の実施形態を示し、二次電池モジュールの電池群、ＳＤスイッチ、ジャンクションボックスの上面側の接続配線を示す平面図。 図１０に図示された二次電池モジュールの下面側の接続配線を示す背面図。 図１０および図１１に図示された二次電池モジュールの接続状態を側方から観た図。 本発明の第２の実施形態の変形例であり、二次電池モジュールの接続状態を側方から観た模式図。

−第１の実施形態−
以下、図１〜図６を参照して、本発明の電池モジュールの第１の実施形態を説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態としての二次電池モジュールを備える二次電池装置の斜視図であり、図２は、図１に図示された二次電池モジュールの分解斜視図である。
二次電池装置２００は、ケース２０１と、蓋２０２とにより構成される筐体内に収容された二次電池モジュール１００と、ＳＤ（サービス ディスコネクト）スイッチ３１と、ジャンクションボックス３２と、制御ユニット３３と、上部電池収容ケース４１ａおよび下部電池収容ケース４１ｂを有する。二次電池モジュール１００は、複数の二次電池１０と、一対の電圧検出基板３４と、バスバー６１ａ、６１ｂ、６２ａ〜６２ｄ、６３と、接続部材６４ａ、６４ｂ、６５ａ、６５ｂと、接続リード６６、電圧検出用配線６７、６８とを有する。

二次電池１０は、例えば、リチウムイオン等の円筒形の二次電池である。二次電池１０は、図示はしないが、軸芯の周囲に正極電極および負極電極が捲回された発電ユニットが、電池缶および電池蓋からなる電池容器内に収容され、かつ、該電池容器内に非水電解液が注入された構造を有する。二次電池１０の、軸芯の軸方向に対向して設けられた一面と他面には、それぞれ、正極端子１１および負極端子１２が形成されている。
二次電池１０は、行方向および列方向に配列されている。図示では、二次電池１０は、行方向に１１個、列方向に８列に配列されているものとして例示するが、行方向および列方向の数は、任意に設定することが可能である。複数行・複数列に配列された二次電池１０は、電池配列体１１０を構成する。詳細は後述するが、電池配列体１１０を構成するすべての二次電池１０は、バスバー６１ａ、６１ｂ、６３により直列に接続されている。

すべての二次電池１０は、上部電池収容ケース４１ａと下部電池収容ケース４１ｂとにより形成される電池収容ケース内に収容される。上部電池収容ケース４１ａと下部電池収容ケース４１ｂとは、それぞれ、各二次電池１０の上部側および下部側を収容する円筒形の凹部４３を有する。また、上部電池収容ケース４１ａと下部電池収容ケース４１ｂの外周側面は、各二次電池１０の周側面と同様に半円筒形に形成されている。上部電池収容ケース４１ａと下部電池収容ケース４１ｂには、それぞれ、二次電池１０を収容する凹部４３間に設けられた開口部４２（例えば、図３、図４等を参照）を有する。開口部４２は、冷却用の空気等が流通する冷却通路を形成する。

ＳＤスイッチ３１は、二次電池装置２００の保守、点検の時の安全性を確保するための安全装置である。ＳＤスイッチ３１は、図示はしないが、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、サービスマンが保守、点検を行う際に操作される。ＳＤスイッチ３１は、ワイヤハーネス等の接続部材６５ａ、６５ｂにより、電池配列体１１０の中間に配列された二つの電池群１１２、１１３（図３、図４参照）の端部に配置された二次電池１０に接続されている。

ジャンクションボックス３２は、図示はしないが、インバータ等の外部回路との電気的接続を導通および遮断する開閉器の機能を有する。ジャンクションボックス３２は、図示はしないが、正極側メインリレー、負極側メインリレーおよびリレーと抵抗により構成されるプリチャージ回路を有する。ジャンクションボックス３２の正極側メインリレーは、ワイヤハーネス等の接続部材６４ａにより二次電池モジュール１００の最高電位の二次電池１０に接続されている。ジャンクションボックス３２の負極側メインリレーおよびプリチャージ回路は、ワイヤハーネス等の接続部材６４ｂにより二次電池モジュール１００の最低電位の二次電池１０に接続されている。プリチャージ回路は、電源投入時に二次電池モジュール１００に供給される電流を制限し、所定の電圧に達した状態で負極側メインリレーが投入されるようにする回路である。

一対の電圧検出基板３４は、電池配列体１１０の二次電池１０の配列方向に沿って、それぞれ配置されている。電圧検出基板３４の一方は、最前列の二次電池１０の外側に配置され、電圧検出基板３４の他方は、最後列の二次電池の外側に配置されている。

各二次電池１０の正極端子１１および負極端子１２は、電圧検出用配線６７、６８により、一対の電圧検出基板３４のいずれかに接続されている。電圧検出用配線６７は、電圧検出用配線６８より短く形成されており、電圧検出基板３４に近い側の列の二次電池１０は、電圧検出用配線６７に接続され、電圧検出基板３４に遠い側の列の二次電池１０は、電圧検出用配線６８に接続されている。なお、後述するように、隣接する二次電池１０は、バスバー６１ａまたはバスバー６１ｂに接続されて同電位となっており、各電圧検出用配線６７、６８は、隣接する二次電池１０を接続するバスバー６１ａ、６１ｂに接続される。

制御ユニット３３は、接続リード６６により各電圧検出基板３４に接続されている。制御ユニット３３は、電池監視システムを有しており、各二次電池１０の電圧を検出する電圧検出基板３４の電圧検出回路（図示せず）の制御を行う。また、制御ユニット３３は、各二次電池１０に流れる電流を検出する不図示の電流センサの制御を行う。さらに、制御ユニット３３は、検出された各二次電池１０の電圧および各二次電池１０を流れる電流に基づいて、二次電池モジュール１００が適切な状態にあるか否かを監視する。適切な状態を保つために、制御ユニット３３の電池監視システムは、通電状態を制御するなどの制御装置としての働きを持つ場合もある。また、制御ユニット３３の電池監視システムは、これらの電池情報から電池容量（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）や電池劣化状態（ＳＯＨ：Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｈｅａｌｔｈ）を演算し、不図示の車両コントローラ等に演算結果を通知する。
なお、以下の説明において、左右方向、前後方向および上下方向を図示の通りとする。

図１に図示されるように、ＳＤスイッチ３１、ジャンクションボックス３２および制御ユニット３３は、ケース２０１の左側の側部２０１ａに沿って配列されている。換言すれば、ケース２０１の左側の側部２０１ａと電池配列体１１０の左側の側面との間に配列されている。接続部材６４ａ、６４ｂ、接続部材６５ａ、６５ｂは、電池配列体１１０の左側の端部に配置された各二次電池１０に接続されている。また、接続部材６４ａ、６４ｂ、接続部材６５ａ、６５ｂは、各二次電池１０の上面側で、該二次電池１０に接続されている。このことについては、後述する。

図３は、図１に図示された二次電池モジュールの電池群、ＳＤスイッチ、ジャンクションボックスの上面側の接続配線を示す平面図であり、図４は、図３に図示された二次電池モジュールの下面側の接続配線を示す背面図である。
複数列に配列された二次電池１０は、２列毎に１つの電池群を構成している。図３、図４に図示されるように、二次電池１０の列は、前方から後方に向けて、第１の電池列、第２の電池列、第３の電池列、---、第８の電池列とする。第１の電池列および第２の電池列の二次電池１０は、第１の電池群１１１を、第３の電池列および第４の電池列の二次電池１０は、第２の電池群１１２を、第５の電池列および第６の電池列の二次電池１０は、第３の電池群１１３を、第７の電池列および第８の電池列の二次電池１０は、第４の電池群１１４を構成する。第２、第４、第６および第８の電池列の二次電池１０は、それぞれ、第１、第３、第５、第７の電池列の二次電池１０に対して、二次電池１０のピッチの半分、左方向にずれた位置に配置されている。

図２に図示されるように、二次電池１０の正極端子１１および負極端子１２は、その上下方向の向きが列毎に同一に配列されている。図示の例では、第１の電池群１１１の第１の電池列の二次電池１０は、すべて負極端子１２が上方を向き、第２の電池列の二次電池１０は、すべて正極端子１１が上方を向いている。第２の電池群１１２の各列の二次電池１０の正・負極端子１１、１２の向きは、第１の電池群１１１の各列の二次電池１０の正・負極端子１１、１２の向きとは、逆の順序で配置されている。つまり、第３の電池列の二次電池１０は、第２の電池列の二次電池１０と同様、すべて正極端子１１を上方に向けて配置されており、第４の電池列の二次電池１０は、第１の電池列の二次電池１０と同様、すべて負極端子１２を上方に向けて配置されている。以下同様に、第３の電池群１１３の各列の二次電池１０の正・負極端子１１、１２の向きは、第２の電池群１１２の各列の二次電池１０の正・負極端子１１、１２の向きとは、逆の順序で配置されている。また、第４の電池群１１４の各列の二次電池１０の正・負極端子１１、１２の向きは、第３の電池群１１３の各列の二次電池１０の正・負極端子１１、１２の向きとは、逆の順序で配置されている。

図３に図示されるように、第１の電池列の左端側の二次電池１０の負極端子１２と、第２の電池列の左から２番目の二次電池１０の正極端子１１とは、セル間接続導体であるバスバー６１ａにより直列に接続されている。以下同様に、第１の電池列の左側から２番目の二次電池１０の負極端子１２と、第２の電池列の左側から３番目の二次電池１０の正極端子１１とは、バスバー６１ａにより直列に接続されている。
図４に図示されるように、電池配列体１１０の第１の電池列の左端側の二次電池１０の正極端子１１と第２の電池列の左端側の二次電池１０の負極端子１２とは、バスバー６１ｂにより直列に接続されている。以下同様に、第１の電池列の左側から２番目の二次電池１０の正極端子１１と、第２の電池列の左側から２番目の二次電池１０の負極端子１２とは、バスバー６１ｂにより直列に接続されている。
電池配列体１１０の第２の電池列の左端側の二次電池１０の正極端子１１は、バスバー６２ａおよび接続部材６４ａを介して、ジャンクションボックス３２の正極側メインリレー（図示せず）に接続される。電池配列体１１０の第２の電池列の左端側の二次電池１０の正極端子１１は、二次電池モジュール１００の最高電位となっている。また、電池配列体１１０の第１の電池列の右端側の二次電池１０の負極端子１２は、第１の電池群１１１の最低電位となっている。上述したように、第１の電池列の右端側の二次電池１０の負極端子１２は、電池配列体１１０の第１の電池列の他の二次電池１０の負極端子１２と同様、上方に向けて配置されている。

同様に、第２〜第４の各電池群１１２〜１１４を構成する二次電池１０は、バスバー６１ａ、６１ｂにより直列に接続されている。電池配列体１１０の第１の電池列の右端側の二次電池１０の負極端子１２と、電池配列体１１０の第３の電池列の右端側の二次電池１０の正極端子１１は、蓄電群接続導体であるバスバー６３により直列に接続されている（図３参照）。電池配列体１１０の第１の電池列の二次電池１０は、すべて負極端子１２が上方を向き、電池配列体１１０の第３の電池列の二次電池１０は、すべて正極端子１１が上方を向いている。このため、バスバー６３と電池配列体１１０との接続作業を能率的に行うことができる。バスバー６３と二次電池１０との接続は、例えば、ＴＩＧ（タングステン・イナート・ガス）溶接等の溶接により行う。
電池配列体１１０の第５の電池列の右端側の二次電池１０の負極端子１２と、電池配列体１１０の第７の電池列の右端側の二次電池１０の正極端子１１は、バスバー６３により直列に接続されている（図３参照）。電池配列体１１０の第５の電池列の二次電池１０はすべて負極端子１２が上方を向き、電池配列体１１０の第７の電池列の二次電池１０は、すべて正極端子１１が上方を向いている。このため、バスバー６３と電池配列体１１０との接続作業を能率的に行うことができる。

電池配列体１１０の第４の電池列の左端側の二次電池１０の負極端子１２は、バスバー６２ｂおよび接続部材６５ａを介して、ＳＤスイッチ３１の一方の端子に接続されている。電池配列体１１０の第６の電池列の左端側の正極端子１１は、バスバー６２ｃおよび接続部材６５ｂを介してＳＤスイッチ３１の他方の端子に接続されている。これにより、第２の電池群１１２と第３の電池群１１３とは、ＳＤスイッチ３１を介して直列に接続される。第４の電池列の左端側の二次電池１０の負極端子１２および第６の電池列の左端側の正極端子１１は、上方を向いている。このため、二次電池モジュール１００およびＳＤスイッチ３１をケース２０１内に収容した状態で接続部材６５ａ、６５ｂと電池配列体１１０とを接続する際、接続部材６５ａ、６５ｂと電池配列体１１０との接続作業を能率的に行うことができる。

電池配列体１１０の第８の電池列の左端側の二次電池１０の負極端子１２は、バスバー６２ｄおよび接続部材６４ｂを介してジャンクションボックス３２の負極側メインリレー（図示せず）に接続されている。第８の電池列の二次電池１０の負極端子１２は、すべて上方を向いている。また、上述したように、接続部材６４ａ接続される第２の電池列の左端側の正極端子１１は上方を向いている。このため、二次電池モジュール１００およびジャンクションボックス３２をケース２０１内に収容した状態で、接続部材６４ａ、６４ｂと電池配列体１１０とを接続する際、接続部材６４ａ、６４ｂと電池配列体１１０との接続作業を能率的に行うことができる。なお、電池配列体１１０の第８の電池列の左端側の二次電池１０の負極端子１２は、二次電池モジュール１００の最低電位となっている。

図５は、図１に図示された二次電池モジュールの電池群と制御ユニットとの接続配線を示す平面図であり、図６は、図５に図示された二次電池モジュールの下面側における接続配線を示す背面図である。
一対の電圧検出基板３４の一方は、電池配列体１１０の第１の電池列の各二次電池１０の前方に配置され、他方は、電池配列体１１０の第８の電池列の各二次電池１０の後方に配置されている。
説明の都合上、第１の電池列の各二次電池１０の前方に配置された電圧検出基板を３４ａとし、第８の電池列の各二次電池１０の後方に配置されている電圧検出基板を３４ｂとする。
電圧検出用配線６７の一端は、第１の電池列の二次電池１０と第２の電池列の二次電池１０とを接続するバスバー６１ａまたはバスバー６１ｂに接続され、他端は、電圧検出基板３４ａに接続される。また、電圧検出用配線６８の一端は、第３の電池列の二次電池１０と第４の電池列の二次電池１０とを接続するバスバー６１ａまたはバスバー６１ｂに接続され、また、他端は、電圧検出基板３４ａに接続される。
同様に、電圧検出用配線６７の一端は、第７の電池列の二次電池１０と第８の電池列の二次電池１０とを接続するバスバー６１ａまたはバスバー６１ｂに接続され、他端は、電圧検出基板３４ｂに接続される。また、電圧検出用配線６８の一端は、第５の電池列の二次電池１０と第６の電池列の二次電池１０とを接続するバスバー６１ａまたはバスバー６１ｂに接続され、また、他端は、電圧検出基板３４ｂに接続される。

電圧検出基板３４ａ、３４ｂには、それぞれ、コネクタ７１（図１参照）が設けられている。制御ユニット３３に接続された接続リード６６は、それぞれ、コネクタ７１を介して電圧検出基板３４ａ、３４ｂに接続される。上述したように、制御ユニット３３は、各二次電池１０の電圧を検出する電圧検出基板３４ａ、３４ｂの電圧検出回路（図示せず）の制御を行う。

下記の構成を満足する電池群の列数および各電池群を構成する二次電池１０の個数の条件を検討する。
なお、以下において、第１〜第４の電池群１１１〜１１４を代表して、電池群１１１という場合もある。
（１）二次電池モジュール１００の二次電池１０がすべて、直列に接続される。
（２）二次電池モジュール１００の最高電位の二次電池１０の正極端子１１と最低電位の二次電池１０の負極端子１２とが、二次電池１０の配列方向における同一方向の端部側に、上方に向けて配置される。
（３）各列の二次電池１０は、すべて、正極端子１１および負極端子１２が、同一方向に向けて配置される。
（４）電池群１１１同士を直列に接続するバスバー６３が、すべて上方側に配置される。

図７（Ａ）〜（Ｃ）は、電池群の列数が２ｎ（ｎは整数）で、各電池群を構成する二次電池１０の数が２ｍ（ｍは整数）の場合の上方から観た種々の接続パターンを示し、図７（Ａ）は各電池列の二次電池１０が２個、すなわちｍ＝２の場合、図７（Ｂ）は各電池列の二次電池１０が３個、すなわちｍ＝３の場合、図７（Ｃ）は各電池列の二次電池１０が４個、すなわちｍ＝４の場合として例示されている。また、図７（Ａ）〜（Ｃ）では、電池群の列数２ｎを、ｎ＝１として例示されている。
図７（Ａ）〜（Ｃ）のいずれにおいても、第１の電池列および第２の電池列の二次電池１０が第１の電池群１１１を構成し、第３の電池列および第４の電池列の二次電池１０が第２の電池群１１２を構成する。第１の電池列および第４の電池列の二次電池１０は、すべて負極端子１２を上方に向けて配置され、第２の電池列及び第３の電池列の二次電池１０は、すべて正極端子１１を上方に向けて配置されている。
図７（Ａ）〜（Ｃ）を参照すると、いずれにおいても、下記の構成となっていることが確認される。
各二次電池１０の上方側において、第１の電池列の二次電池１０の負極端子１２と第２の電池列の正極端子１１とは、バスバー６１ａにより直列に接続されている。また、各二次電池１０の下方側において（各二次電池１０の正・負極端子１１、１２は、図７に示す極性とは逆になる）、第１の電池列の二次電池１０の正極端子１１と第２の電池列の負極端子１２とは、バスバー６１ｂにより直列に接続されている。従って、第１の電池群１１１のすべての二次電池１０は、バスバー６１ａ、６１ｂにより直列に接続されている。

同様に、第２の電池群１１２のすべての二次電池１０は、バスバー６１ａ、６１ｂにより直列に接続されている。
そして、第１の電池群１１１と第２の電池群１１２とは、バスバー６３により直列に接続されている。つまり、第３の電池列の二次電池１０の正極端子１１と第１の電池列の二次電池１０の負極端子１２とが、バスバー６３により接続されている。従って、図７（Ａ）〜（Ｃ）のいずれにおいても、すべての二次電池１０は直列に接続されている。上述した通り、バスバー６３に接続される第３の電池列の二次電池１０の正極端子１１および第１の電池列の二次電池１０の負極端子１２は、上方に向けて配置されている。

第２の電池列の左端部の二次電池１０の正極端子１１は、各二次電池モジュール１００の最高電位であり、第４の電池列の左端部の二次電池１０の負極端子１２は、各二次電池モジュール１００の最低電位となっている。最高電位である第２の電池列の左端部の二次電池１０の正極端子１１には、接続部材６４ａが接続され、最低電位である第４の電池列の左端部の二次電池１０の負極端子１２には、接続部材６４ｂが接続される。第２の電池列の左端部の二次電池１０の正極端子１１および第４の電池列の左端部の二次電池１０の負極端子１２は、上方に向けて配置されている。
従って、図７（Ａ）〜（Ｃ）のいずれの接続パターンであっても、上記（１）〜（４）の条件を満足する。

図８（Ａ）〜（Ｃ）は、図７（Ａ）〜（Ｃ）と同じ条件の種々の接続パターンを示し、図８（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ、図７（Ａ）〜（Ｃ）とは異なる接続パターンを示す。
図８（Ａ）〜（Ｃ）に図示される各接続パターンが、図７（Ａ）〜（Ｃ）に図示される各接続パターンと異なる点は、第１の電池群１１１と、第２の電池群１１２とは、すべての二次電池１０の正・負極端子１１、１２の配置が全く同一となっている点である。
すなわち、第１の電池列の二次電池１０と第３の電池列の二次電池１０は、正極端子１１が上方に向けて配置され、第２の電池列の二次電池１０と第４の電池列の二次電池１０は、負極端子１２が上方に向けて配置されている。つまり、第２の電池列の二次電池１０の負極端子１２と第３の電池列の正極端子１１とが、離間対向して配置されている。
従って、第１の電池群１１１と第２の電池群１１２とを直列に接続するバスバー６３は、他の電池列を跨ぐことなく、配置することができる。図８（Ａ）〜（Ｃ）に図示されるいずれの接続パターンにおいても、図７（Ａ）〜（Ｃ）に図示される接続パターンと同様、各電池群１１１、１１２の二次電池１０は、バスバー６３により、直列に接続されている。
従って、図８（Ａ）〜（Ｃ）に図示されるいずれの接続パターンも、上記条件（１）〜（４）を満足する。

上記では電池群１１１の列数２ｎをｎ＝１の場合で例示したが、ｎ＝１以上、換言すれば、電池群の列数が２以上の偶数であれば、同様となる。
すなわち、電池群１１１の列数が２ｎ（ｎは整数）であり、各電池群１１１を構成する二次電池１０の数が２ｍ（ｍは整数）であれば、上記条件（１）〜（４）を満足する。

−第１の実施形態の変形例−
図９は、第１の実施形態の変形例であり、電池群の列数２ｎ（ｎは整数）で、各電池群を構成する二次電池の数が２ｍ＋１（ｍは整数）の場合の接続パターンの一例を示す図である。
図９に図示される接続パターンでは、各電池群１１１、１１２は、２ｍ＋１（ｍは整数）、すなわち、３以上の奇数個の二次電池１０で構成されている。
図示の例では、第１の電池列および第３の電池列は３個、第２の電池列および第４の電池列は４個の二次電池１０で構成されているものとして例示されている。

第１の電池列および第４の電池列の二次電池１０は、すべて負極端子１２を上方に向けて配置され、第２の電池列及び第３の電池列の二次電池１０は、すべて正極端子１１を上方に向けて配置されている。
各二次電池１０の上方側において、第１の電池列の二次電池１０の負極端子１２と第２の電池列の正極端子１１とは、バスバー６１ａにより直列に接続されている。また、各二次電池１０の下方側において（各二次電池１０の正・負極端子１１、１２は、図９に示す極性とは逆になる）、第１の電池列の二次電池１０の正極端子１１と第２の電池列の負極端子１２とは、バスバー６１ｂにより直列に接続されている。従って、第１の電池群１１１のすべての二次電池１０は、バスバー６１ａ、６１ｂにより直列に接続されている。

同様に、第２の電池群１１２のすべての二次電池１０は、バスバー６１ａ、６１ｂにより直列に接続されている。
ここで、第２の電池列の二次電池１０の数は、第１の電池列の二次電池１０の数より１つ多いため、第２の電池列の右端側の二次電池１０が、電池群１１１の最右端部となる。第２の電池列の右端部の二次電池１０は、上方側の正極端子１１がバスバー６１ａにより接続されており、下方側に負極端子１２が配置されている。また、第４の電池列の二次電池１０の数は、第３の電池列の二次電池１０の数より１つ多いため、第４の電池列の右端側の二次電池１０が、第２の電池群１１２の最右端部となる。第４の電池列の右端側の二次電池１０は、上方側の負極端子１２がバスバー６１ａにより接続されており、下方側に正極端子１１が配置されている。従って、第１の電池群１１１の最右端部の二次電池１０と第２の電池群１１２の最右端部の二次電池１０とを直列に接続するバスバー６３は、二次電池１０の下方側に配置されることになる。

図９に図示される接続パターンにおいて、第２の電池列の左端部の二次電池１０の正極端子１１が二次電池モジュール１００の最高電位であり、第４の電池列の左端部の二次電池１０の負極端子１２が二次電池モジュール１００の最低電位である。最高電位の二次電池１０の正極端子１１と最低電位の負極端子１２とは、共に、二次電池モジュール１００の左端側に配置され、かつ、上方に向けて配置されている。
つまり、図９に図示された接続パターンは、条件（４）を除く、条件（１）〜（３）を満足する。
従って、接続部材６４ａおよび６４ｂと、二次電池１０との接続作業を能率的に行うことができる。

上記第１の実施形態によれば、下記の効果を奏する。
（１）二次電池モジュール１００は、複数の二次電池１０を有する電池群１１１〜１１４が２ｎ（ｎは整数）列と、各電池群１１１〜１１４の二次電池１０を接続するバスバー６１ａ、６１ｂと、電池群１１１〜１１４を直列に接続するバスバー６３と、電池群１１１〜１１４の一方向の一端部側に配置され、各電池群１１１〜１１４に接続される複数の接続部材６４ａ、６４ｂ、６５ａ、６５ｂとを備えている。２ｎ列の電池群１１１〜１１４は、それぞれの二次電池１０の配列方向が揃うように配置され、接続部材６４ａ、６４ｂ、６５ａ、６５ｂは、すべて、電池群１１１〜１１４を構成する二次電池１０を支持するケース２０１の底部の反対側において二次電池１０に接続されている。この構成によれば、各電池群１１１〜１１４間に、電池群１１１〜１１４を直列に接続するためのバスバーを配置する必要が無い。このため、二次電池モジュール１００の小型化を図ることができる。また、接続部材６４ａ、６４ｂ、６５ａ、６５ｂは、すべて、電池群１１１〜１１４を構成する二次電池１０の配列方向の一端部側において、二次電池１０を支持するケース２０１の反対側、すなわち、例えば、二次電池１０の上面側で二次電池１０に接続される構成である。このため、接続部材６４ａ、６４ｂ、６５ａ、６５ｂと二次電池１０との接続作業を能率的に行うことができる。

（２）各電池群１１１〜１１４は、複数の電池列を有し、各電池群１１１〜１１４を構成する電池列は、直列に接続されており、各電池列を構成する複数の二次電池１０は、バスバー６３により直列に接続されており、各電池列のすべての二次電池１０は、正極端子１１および負極端子１２が、同一の方向に向けて配置されている。この構成では、電池群１１１〜１１４を接続するバスバー６３は、二次電池１０の上面側において、二次電池１０に接続される。このように、接続部材６４ａ、６４ｂ、６５ａ、６５ｂと共に、各電池群１１１〜１１４を接続するバスバー６３も二次電池１０の上面側で二次電池１０に接続することができるので、接続作業を一層、能率的に行うことができる。

−第２の実施形態−
図１０〜図１２を参照して、本発明の第２の実施形態を説明する。
図１０は、本発明の第２の実施形態を示し、二次電池モジュールの電池群、ＳＤスイッチ、ジャンクションボックスの上面側の接続配線を示す平面図であり、図１１は、図１０に図示された二次電池モジュールの下面側の接続配線を示す背面図である。図１２は、図１０および図１１に図示された二次電池モジュールの接続状態を側方から観た図である。
第２の実施形態は、各電池群１１１〜１１４を構成する二次電池１０がすべて直列に接続されている第１の実施形態に対し、各電池群１１１〜１１４が、複数の二次電池１０が電気的に並列に接続された電池組１２１を含む構成であることに特徴を有している。
第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様、第１〜第４の電池群１１１〜１１４は、それぞれ、第１、第２の電池列、第３、第４の電池列、第５、第６の電池列、第７、第８の電池列の２つの電池列を有する。
図１２に示すように、説明の都合上、第１〜第８の電池列の二次電池１０を、それぞれ、二次電池１〜８とする。また、各二次電池１〜８の参照符号の次に、左方から右方に向けて、順次、ａ、ｂ、ｃ---ｋの符号を付す。
例えば、第１の電池列の二次電池１０の参照符号は、左方から右方に向けて１ａ、１ｂ、１ｃ、---、１ｋとなる。同様に、第２〜第８の電池列の二次電池１０の参照符号は、それぞれ、２ａ、２ｂ、２ｃ、---、２ｋ、-----、８ａ、８ｂ、８ｃ、-----８ｋとなる。

各電池列の二次電池１０は、正極端子１１と負極端子１２とが、交互に、上下反転して配置されている。二次電池１ａ、１ｃ、１ｅ、---、１ｋは、正極端子１１が上方に向けて配置され、二次電池１ｂ、１ｄ、---、１ｊは、負極端子１２が上方に向けて配置されている。同様に、二次電池２ａ、２ｃ、２ｅ、---２ｋは、正極端子１１が上方に向けて配置され、二次電池２ｂ、２ｄ、---、２ｊは、負極端子１２が上方に向けて配置されている。他の電池列の二次電池１０の正・負極端子１１、１２も同様に、配列方向に隣接する二次電池１０の正・負極端子１１、１２は、図１２に図示されるように、交互に反転されている。

各電池群１１１〜１１４における異なる電池列の二次電池１０同士はバスバー８１ａ、８１ｂにより、並列に接続され、電池組１２１を構成している。例えば、二次電池１ａと二次電池２ａの正極端子１１同士は、バスバー８１ａにより接続され、二次電池１ａと二次電池２ａの負極端子１２同士は、バスバー８１ｂにより接続されており、これにより、並列に接続された電池組１２１が構成されている。図１０および図１１においては、二次電池１０の正極端子１１同士を接続するバスバー８１ａは実線で、二次電池１０の負極端子１２同士を接続するバスバー８１ｂは、点線で示されている。なお、バスバー８１ｂは点線で図示されているが、これは二次電池１００の下面側に配置されていることを示すものではなく、バスバー８１ｂは、二次電池１０の上面側に配置されているものである。

隣接する電池組１２１は、蓄電組接続導体であるバスバー８２により、直列に接続されている。図１０および図１１において、バスバー８２には、斜めのハッチングが施されている。このようにして、第１の電池群１１１の左端側の電池組１２１の正極側が最高電位となり、第１の電池群１１１の右端側の電池組１２１の負極側が最低電位となる。
第２〜第４の電池群１１２〜１１４も同様である。すなわち、第２〜第４の各電池群１１２〜１１４は、それぞれ、他の電池列の二次電池１０の正極端子１１同士をバスバー８１ａにより、負極端子１２同士をバスバー８１ｂにより接続された電池組１２１を有する。そして、各電池群１１２〜１１４の電池組１２１は、バスバー８２により直列に接続されている。

そして、図１２に図示されるように、第１の電池群１１１の右端側の電池組１２１の正極側と、第２の電池群１１２の右端側の電池組１２１の負極側とがバスバー８３により、接続される。これにより、第１の電池群１１１と第２の電池群１１２が直列に接続される。第１の電池群１１１の右端側の電池組１２１の正極側および第２の電池群１１２の右端側の電池組１２１の負極側は、上方に配置されているので、バスバー８３の接続作業を能率的に行うことができる。

同様に、第３の電池群１１３の右端側の電池組１２１の正極側と、第４の電池群１１４の右端側の電池組１２１の負極側とは、バスバー８３により接続される。これにより、第３の電池群１１３と第４の電池群１１４が直列に接続される。第３の電池群１１３の右端側の電池組１２１の正極側および第４の電池群１１４の右端側の電池組１２１の負極側は、上方に配置されているので、バスバー８３の接続作業を能率的に行うことができる。

第２の電池群１１２の左端側の電池組１２１の負極側には、ＳＤスイッチ３１の一方の端子に一端が接続された接続部材６５ａが接続される。また、第３の電池群１１３の左端側の電池組１２１の正極側には、ＳＤスイッチ３１の他方の端子に一端が接続された接続部材６５ｂが接続される。これにより、ＳＤスイッチ３１を介して、第１〜第４の電池群１１１〜１１４が直列に接続される。この構成では、第１の電池群１１１の左端側の電池組１２１の正極側が、二次電池モジュール１００の最高電位となり、第４の電池群１１４の左端側の電池組１２１の負極側が、二次電池モジュール１００の最低電位となる。最高電位の電池組１２１の正極側には、ジャンクションボックス３２の正極側メインリレー（図示せず）に一端が接続された接続部材６４ａが接続される。また、最低電位の電池組１２１の負極側には、ジャンクションボックス３２の負極側メインリレー（図示せず）に一端が接続された接続部材６４ｂが接続される。

第１の電池群１１１の左端側の電池組１２１の正極側、第４の電池群１１４の左端側の電池組１２１の負極側、第２の電池群１１２の左端側の電池組１２１の負極側および第３の電池群１１３の左端側の電池組１２１の正極側は、上方に配置されている。このため、接続部材６４ａ、６４ｂ、６５ａ、６５ｂの接続作業を能率的に行うことができる。
従って、第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様な効果を奏する。
第２の実施形態の他の構造は、第１の実施形態と同様であり、対応する部材に同一の符号を付して説明を省略する。

−第２の実施形態の変形例−
図１３は、本発明の第２の実施形態の変形例であり、二次電池モジュールの接続状態を側方から観た模式図である。
図１３に図示された変形例は、図１０〜図１２に図示された第２の実施形態に対し、電池組を構成する二次電池１０の数を４個にしたものである。
第１〜第４の電池群１１１〜１１４は、それぞれ、複数の電池組１２２を有する。各電池組１２２は、４個の二次電池１０の正極端子１１および負極端子１２を同一方向に向けて配置し、正極端子１１同士をバスバー８４ａにより接続し、負極端子１２同士を８４ｂにより接続したものである。これにより、各電池組１２２を構成する４個の二次電池１０は、並列に接続されている。そして、各電池群１１１〜１１４の電池組１２２同士は、バスバー８５により、直列に接続されている。

第１の電池群１１１の右端側の電池組１２２の負極側と、第２の電池群１１２の右端側の電池組１２２の正極側とは、バスバー８６により接続されている。また、第３の電池群１１３の右端側の電池組１２２の負極側と、第４の電池群１１４の右端側の電池組１２２の正極側とは、バスバー８６により接続されている。バスバー８６が接続される各電池群の１１１〜１１４の電池組１２２の正極側または負極側は、二次電池モジュール１００の同方向の端部側に配置され、かつ、上下方向においても同一の方向に向けて配置されている。
このため、バスバー８６と、電池組１２２との接続作業を能率的に行うことができる。

図示は省略されているが、第２の電池群１１２の左端側の電池組１２２の負極側は、接続部材６５ａを介してＳＤスイッチ３１の一方の端子に接続される。また、第３の電池群１１３の左端側の電池組１２２の負極側は、接続部材６５ｂを介してＳＤスイッチ３１の他方の端子に接続される。従って、第１〜第４の電池群１１１〜１１４は、ＳＤスイッチ３１を介して電気的に直列に接続される。また、第１の電池群１１１の電池組１２２の正極側には、一端がジャンクションボックス３２に接続される接続部材６４ａが接続され、第４の電池群１１４の電池組１２２の負極側には、一端がジャンクションボックス３２に接続される接続部材６４ｂが接続される。

図１３を参照して明らかな通り、接続部材６４ａ、６４ｂ、６５ａ、６５ｂが接続される電池組１２２の正極側および負極側は、二次電池モジュール１００の一方の端部側に配置され、かつ、上方に向けて配置されている。このため、接続部材６４ａ、６４ｂ、６５ａ、６５ｂと、電池組１２２との接続作業を能率的に行うことができる。
従って、第２の実施形態の変形例においても、第１の実施形態と同様な効果を奏する。

なお、上記各実施形態では、二次電池モジュール１００が、ＳＤスイッチ３１およびジャンクションボックス３２に接続される構造として例示した。しかし、本発明は、二次電池モジュール１００が、ＳＤスイッチ３１またはジャンクションボックス３２の一方に接続される二次電池モジュール１００、あるいはＳＤスイッチ３１やジャンクションボックス３２以外の電子機器に接続される二次電池モジュール１００に適用することができる。

上記実施形態では、４列の電池群１１１を有する二次電池モジュール１００として例示した。しかし、本発明は、２ｎ（ｎは整数）列の電池群１１１を有する二次電池モジュール１００に適用することができる。電池群１１１が６列以上となり、ＳＤスイッチ３１やジャンクションボックス３２等の電子機器に接続されない電池群１１１がある場合、電子機器に接続されない電池群１１１は、電子機器に接続される電池群１１１と同じ側の端部で、他の電池群１１１と、バスバー６３により接続すればよい。

図３を参照して、上記実施形態では、例えば、第１の電池群１１１において、第２の電池列は第１の電池列より、二次電池１０の１／２ピッチ分、左方にずらして配置されている。従って、接続部材６４ａが接続される二次電池１０は、第１の電池群１１１の最も左端側に位置している。しかし、第１の電池列を第２の電池列より１／２ピッチ分、左方にずらして配置してもよい。但し、この構造にすると、第１の電池列の左端部の二次電池１０が、第１の電池群１１１の最も左端部に位置し、接続部材６４ａが接続される第２の電池列の二次電池１０は、第１の電池群１１１の最も左端部には位置しないことになる。しかしながら、本発明は、このような構造を含むものであり、本明細書において、一方向の一端部側とは、最も端部のみの他、それに隣接する端部を含むと解釈される。
また、電池群１１１の構造として、第１の電池列と第２の電池列とを配列方向にずらさず、揃えて配置する構造とすることも可能である。このような場合、接続部材６４ａ等が第１または第２の電池列いずれの端部の二次電池１０に接続されるとしても、接続部材６４ａ等が接続される二次電池１０は、本明細書の、一方向の端部側に配置された二次電池１０に該当する。

上記各実施形態では、リチウムイオン二次電池を有する二次電池モジュール１００として例示した。しかし、本発明は、リチウムイオン二次電池以外の二次電池、例えば、ニッケル水素電池またはニッケル・カドミウム電池等を有する二次電池モジュール１００に適用することができる。さらに、本発明は、二次電池以外のリチウムイオンキャパシタ等の蓄電セルを有する蓄電モジュールに適用することができる。

上記実施形態では、筐体内に収容された二次電池１０は、その正・負極端子１１、１２が上下方向に向けて配置された二次電池モジュール１００として例示した。しかし、本発明は、二次電池１０の正・負極端子１１、１２が、水平方向に配置された二次電池モジュール１００とすることができる。

上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。

１０ 二次電池（蓄電セル）
１１ 正極端子
１２ 負極端子
３１ ＳＤスイッチ
３２ ジャンクションボックス
３４、３４ａ、３４ｂ 電圧検出基板
４１ａ 上部電池収容ケース
４１ｂ 下部電池収容ケース
４２ 開口部
４３ 凹部
６１ａ、６１ｂ バスバー（セル間接続導体）
６３ バスバー（電池群接続導体）
６４ａ、６４ｂ 接続部材（外部接続用導体）
６５ａ、６５ｂ 接続部材（外部接続用導体）
６７、６７ 電圧検出用配線
８１ａ、８１ｂ バスバー（外部接続用導体）
８２ バスバー（蓄電組接続導体）
８３ バスバー（電池群接続導体）
８４ａ、８４ｂ バスバー（セル間接続導体）
８５ バスバー（蓄電組接続導体）
８６ バスバー（電池群接続導体
１００ 二次電池モジュール
１１１〜１１４ 第１〜第４の電池群
１２１、１２２ 電池組
１２２ 電池組
２０１ ケース（支持部材）

Claims (9)

1. 一面および前記一面に対向する他面に、それぞれ、正極端子および負極端子を有する複数の蓄電セルが配列された蓄電群が２ｎ（ｎは整数）列と、
   前記蓄電群の前記蓄電セルを接続するセル間接続導体と、
   前記蓄電群を直列に接続する蓄電群接続導体と、
   前記蓄電群のうち、少なくとも２つの前記蓄電群の配列方向の一方の端部側に配置され、前記蓄電セルに接続される複数の外部接続用導体とを備え、
   ２ｎ列の前記蓄電群は、それぞれの前記蓄電セルの配列方向が揃うように配置され、
   前記外部接続用導体は、すべて、前記蓄電群を構成する前記蓄電セルを支持する支持部材の反対側において、前記蓄電セルに接続されている、蓄電モジュール。
2. 請求項１に記載の蓄電モジュールにおいて、
   前記蓄電群は複数の蓄電列を有する、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、
   前記蓄電列を構成する前記複数の蓄電セルは、前記セル間接続導体により直列に接続されている、蓄電モジュール。
4. 請求項３に記載の蓄電モジュールにおいて、
   前記蓄電列を構成する前記複数の蓄電セルは、前記正極端子および前記負極端子が、それぞれ、同一の方向に向けて配置されている、蓄電モジュール。
5. 請求項１に記載の蓄電モジュールにおいて、
   前記蓄電群は、前記セル間接続導体により前記複数の蓄電セルが並列に接続された複数の蓄電組を有し、かつ、前記蓄電組が蓄電組接続導体により直列に接続されて構成されている、蓄電モジュール。
6. 請求項１に記載の蓄電モジュールにおいて、
   前記蓄電群を４ｎ（ｎは整数）列と、
   さらに、
   リレーを有するジャンクションボックスと、
   ＳＤスイッチと、
   前記ジャンクションボックスと前記蓄電群、および前記ＳＤスイッチと前記蓄電群とを接続する４つの前記外部接続用導体とを備える、蓄電モジュール。
7. 請求項１に記載の蓄電モジュールにおいて、
   さらに、２ｎ列の前記蓄電群を構成するすべての前記蓄電セルを収納する１つの電池収納ケースを備え、
   前記電池収納ケースは、前記蓄電セルを個別に分離して収容する凹部を有する、蓄電モジュール。
8. 請求項７に記載の蓄電モジュールにおいて、
   前記電池収納ケースは、前記凹部間に設けられた冷却通路としての開口部を有する、蓄電モジュール。
9. 請求項１に記載の蓄電モジュールにおいて、
   さらに、
   前記蓄電群のうち、前記蓄電群の配列方向に直交する方向の最も外側の蓄電群の側方に配置された電圧検出基板と、
   一端が前記蓄電セルの前記正極端子に接続され、他端が前記電圧検出基板に接続された複数の第１の電圧検出用配線と、一端が前記蓄電セルの前記負極端子に接続され、他端が前記電圧検出基板に接続された複数の第２の電圧検出用配線とを備える、蓄電モジュール。
   
   
   
   

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