JP2023150184A - 電池パック - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、電池パックの提供を目的とする。【解決手段】本発明の電池パックは、電極体をラミネートフィルムからなる外装体の内部に収容し、前記外装体の一側と他側からタブリードを突出させたラミネートセルが複数積層された電池パックであって、前記外装体の一側と他側から突出されたタブリードがそれぞれ前記ラミネートセルの積層方向に間隙をあけて複数配列されるとともに、配列されて隣接する前記タブリードの間隙に配置された複数の構造体と、該構造体に取り付けられて前記構造体の両側に位置する前記タブリードどうしを電気的に接続する接続部材と、配列された前記複数のタブリードと前記接続部材をこれらの積層方向に加圧する加圧手段とを備えたことを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、電池パックに関する。

近年、より多くの人々が手ごろで信頼でき、持続可能かつ先進的なエネルギーへのアクセスを確保できるようにするため、エネルギーの効率化に貢献する二次電池に関する研究開発が行われている。
積層型の二次電池は一般に、正極、電解質、負極の構成を複数積層して１つの電池セルを構成する。この積層型の二次電池は、積層による高容量化または高電圧化に有利であるとして技術開発が進められている。

例えば、以下の特許文献１には、積層した電池要素を金属と樹脂の複合フィルムからなる外装体の内側に収容し、外装体を密封した構造の電池が記載されている。この電池では、外装体の外周にはみ出させた上下の複合フィルムの余裕代部を熱融着で接合し、外装体を密閉している。また、熱融着で接合した部位に導電部材を貫通させて導電部材をアースに接続した構成を採用している。

特開２０１２－２８０２３号公報

積層型の二次電池は、複数の電池要素を積層した構造となるため、各電池要素から導出させたタブリードは間隔をあけて複数配列されている。従来構造において、配列されたタブリードのうち、隣り合うタブリードどうしを溶接によりバスバーを介し接合した構造が知られている。この構造では、バスバーの溶接箇所が多く、接続が大変であり、分解も容易ではないことが課題である。
また、タブリードは間隔をあけて配置されているため、タブリードとその引出部の周囲に隙間が多い構造となる。電池の全体構造を考慮した場合、隙間が多いことは、小型化に不利であり、無駄な空間が多いので、電池としてエネルギー密度を十分高めた構造とは言及できない問題がある。

本願発明は、上述の事情に鑑みなされたもので、タブリード接続部分の構造を単純化した上で、無駄な空間を無くして電池としての小型化を図り、エネルギー密度を高めることができる電池パックの提供を目的とする。そして、延いてはエネルギーの効率化に寄与するものである。

（１）第１形態の電池パックは、電極体をラミネートフィルムからなる外装体の内部に収容し、前記外装体の一側と他側からタブリードを突出させたラミネートセルが複数積層された電池パックであって、前記外装体の一側と他側から突出されたタブリードがそれぞれ前記ラミネートセルの積層方向に間隙をあけて複数配列されるとともに、前記配列されて隣接する前記タブリードの間隙に配置された複数の構造体と、該構造体に設けられて前記構造体の両側に位置する前記タブリードどうしを電気的に接続する接続部材と、配列された前記複数のタブリードと前記接続部材をこれらの積層方向に加圧する加圧手段を備えたことを特徴とする。

タブリードと構造体を積層した部分を加圧手段により積層方向に加圧することで、タブリードと構造体を隙間無く密に積層した構造を得ることができる。各構造体に接続部材を取り付けているので、構造体の両側に位置するタブリードどうしを電気的に接続することができる。また、加圧手段により接続部材はタブリードに確実に接触されるので、構造体を介して隣接するタブリードどうしを低抵抗で電気的に確実に接合した構造が得られる。タブリード間の隙間に構造体を配し、構造体に接続部材を設けることで、タブリードの電気的接続を省スペース構成で実現でき、電池の小型化に寄与する。

（２）第２形態の電池パックにおいて、前記加圧手段が、配列された前記タブリードの配列方向両側に位置して前記複数のタブリードと前記構造体を積層方向に加圧するエンドプレートであり、前記エンドプレートにより前記ラミネートセルがモジュール化されたことが好ましい。

複数のタブリードと複数の構造体の積層構造をエンドプレートで挟んで加圧することで、エンドプレートを利用し、タブリードと構造体を隙間無く密に積層した構造を得ることができる。エンドプレートで挟んで加圧することで接続部材を介するタブリードどうしの接続を確実になし得る。エンドプレートを備えてラミネートセルはモジュール化される。

（３）第３形態の電池パックにおいて、前記構造体と前記エンドプレートの間にスペーサが配置されたことが好ましい。

構造体とエンドプレートの間に設けたスペーサを利用し、タブリードと構造体を隙間無く密に積層した構造を得ることができる。スペーサを利用し加圧することで接続部材を介するタブリードどうしの接続を確実になし得る。

（４）第４形態の電池パックにおいて、前記複数の構造体のうち、少なくとも１つに電気機器を備えたことが好ましい。

構造体に電気機器を備えることで、タブリードに電気的に接続した電気機器を備えることができ、タブリードから電気機器に通電し、電気機器を使用できるようになる。
例えば、電機機器が電圧センサであれば、ラミネートセルの電位を計測できる。

（５）第５形態の電池パックにおいて、前記ラミネートフィルムが内側樹脂フィルムと金属フィルムと外側樹脂フィルムを備え、前記複数の構造体のうち、少なくとも１つに電気機器を備え、前記電気機器が前記金属フィルムに電気的に接続されたことが好ましい。

ラミネートフィルムの金属フィルムに電気的に接続される電気機器を備えることで電気機器と金属フィルムの導通が可能となる。金属フィルムを電機器用の配線の一部として活用することができ、配線の簡略化をなし得る。

（６）第６形態の電池パックは、前記複数の構造体のうち、少なくとも１つに冷媒流路を備えた構成を採用できる。

冷媒流路を備えた構造体を設けることで構造体を介しタブリードを冷却できる。タブリードは電池使用中に高温となり得る部位であり、タブリードを冷却できることは、電池パックの温度上昇を抑制できる効果を奏する。また、電池パックの温度上昇を抑制できることは、電池パックの出力が熱により制限されることを抑止でき、電池パック本来の通電性能を実現できる効果に繋がる。

（７）第７形態の電池パックは、前記複数の構造体は、第１の電気機器と、第２の電気機器を備え、前記第１の電気機器を備えた構造体と前記第２の電気機器を備えた構造体の間に配置された構造体が樹脂で形成され、冷媒流路を備えた構造体であることが好ましい。

タブリードは発熱しやすい部位であり、タブリードに隣接する構造体に第１の電気機器と第２の電気機器を備えることは、第１の電気機器と第２の電気機器からの発熱も加わることとなる。従って、第１の電気機器と前記第２の電気機器の間の構造体を冷媒で冷却できることは、タブリードとその周囲、および、第１の電気機器と第２の電気機器を含めた発熱部位を効率良く冷却できることとなる。

（８）第８形態の電池パックは、前記冷媒流路を備えた構造体に設けられている前記接続部材が、前記構造体の両側に配置されている前記第１の電気機器と前記第２の電気機器の冷却部材として機能することが好ましい。

冷媒流路を備えた構造体に設けられている接続部材はその両側のタブリードの導通を行うとともに、これらタブリードを冷却する冷却部材として機能する。また、冷媒流路を備えた構造体の両側に設けられている第１の電気機器と第２の電気機器の冷却も行う。

本発明により、タブリードと構造体を積層した部分を加圧手段により積層方向に加圧することで、タブリードと構造体を隙間無く密に積層した電池パックを提供できる。各構造体に接続部材を取り付けているので、構造体の両側に位置するタブリードどうしを電気的に接続できる。また、加圧手段により接続部材はタブリードに確実に接触されるので、構造体を介し隣接するタブリードどうしを電気的に確実に接合した電池パックを提供できる。

第１実施形態の電池パックにおける一方のタブリードの積層部分を示す構成図。 第１実施形態の電池パックにおける他方のタブリードの積層部分を示す構成図。 同電池パックに適用される部品を示すもので、（ａ）は冷媒流路を備えた構造体の構成図、（ｂ）は電圧センサを備えた構造体を示す構成図、（ｃ）は一方のスペーサを示す構成図、（ｄ）は他方のパックを示す構成図である。 第２実施形態の電池パックにおける一方のタブリードの積層部分を示す構成図。 第２実施形態の電池パックにおける他方のタブリードの積層部分を示す構成図。 第３実施形態の電池パックにおける一方のタブリードの積層部分を示す構成図。 従来の電池パックの一例を示す構成図。 図７に示す電池パックに適用される部品を示すもので、（ａ）はラミネートセルの構成図、（ｂ）はバスバーの構成図、（ｃ）は電圧センサの構成図。 第４実施形態の電池パックに適用するラミネートセルの平面図。 従来構造のラミネートセルに適用されている回路を示す構成図。 第４実施形態の電池パックに適用するラミネートセルに適用される回路を示す構成図。

以下、添付図面に基づき、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合がある。

第１実施形態に係る電池パックＡは、複数の電極体１をラミネートフィルムからなる外装体２の内部に収容し、外装体２の一側と他側からタブリードを突出させたラミネートセル５が、複数それらの厚さ方向に積層された電池パックである。
図１は積層型の電池パックＡの一方のタブリードが突出された側の積層部の断面概略構造を示し、図２は電池パックＡの他方のタブリードが突出された側の積層部の断面概略構造を示す。

電極体１は、電解層を介し正極体と負極体を積層した構造、あるいは、セパレータなどを介し正極体と負極体を複数積層し電解液を収容した構造などが適用される。正極体や負極体には図示略の集電体層が設けられ、これら集電体層に接続された正極側のタブリード３あるいは負極側のタブリード６が外装体の外側に突出されている。
図１と図２に示す構成では、負極側のタブリード３と正極側のタブリード６を積層方向（図１の左右方向）に交互に配置するように６つのラミネートセル５がクッション材４を介し積層されている。従って、ラミネートセル５の積層方向にタブリード３とタブリード６は、ラミネートセル５の厚さとクッション材４の厚さに相当する間隙をあけて交互に配列されている。

外装体２は、一例として、内側樹脂フィルムと金属フィルムと外側樹脂フィルムを積層した複層構造のラミネートフィルムからなる。
電極体１の平面視形状は一例として短冊状であり、この場合、外装体２は平面視短冊状の袋体であり、外装体２の長さ方向一側端からタブリード３が所定長さ突出され、他側端からタブリード６が所定長さ突出されている。

外装体２は、内部に複数の電極体１が積層され、ある程度の厚さを有する構造であるが、タブリード３、６の引き出し部分は外装体２の全体厚さよりも薄い。タブリード３の突出部分において外装体２の表裏面を構成するラミネートフィルムの端部は、タブリード３をその厚さ方向両側から挟むように密着され、溶着などの方法により一体化されている。
溶着により一体化されたラミネートフィルムの端部に挟まれるようにタブリード３の基端部側が被覆されているが、タブリード３の先端部側はラミネートフィルムの端部から外方に突出されている。図１では略しているが、外装体２の内部側においてタブリード３の基端部側は電極体１に設けられている集電体層に接続されている。
なお、タブリード６がラミネートフィルムの端部に挟まれて溶着されている部分の構造もタブリード３の溶着部分と同じ構造である。

図１では、複数配列されたタブリード３、６の積層部分とその周囲を主体として描いているので、ラミネートセル５の内部構造の記載は省略している。また、図１では、外装体２の表裏面を構成するラミネートフィルムが互いに接近してタブリード３、６の表裏面に被さる部分を簡略的に描いている。
外装体２は、電極体１の表裏面を覆う表面部２Ａ及び裏面部２Ｂと、これらの端部がタブリード３あるいはタブリード６に向けて接近される傾斜部２Ｃと、タブリード３の両側あるいはタブリード６の両側を覆った部分に相当する被覆部２Ｄを有する。
これらラミネートフィルムの被覆部２Ｄとその周囲を溶着することにより外装体２は密封構造とされている。

図１ではラミネートセル５がそれらの厚さ方向（図１の左右方向）に６つ積層された構造を例示している。また、図１において、左側から順に負極側のタブリード３と正極側のタブリード６が交互に配置されている。
図１において左側から順に、第１番目のタブリード３と第２番目のタブリード６の間に第１の構造体８が介挿され、第２番目のタブリード６と第３番目のタブリード３の間に第２の構造体９が介挿されている。第３番目のタブリード３と第４番目のタブリード６の間に第３の構造体１０が介挿され、第４番目のタブリード６と第５番目のタブリード３の間に第４の構造体１１が介挿されている。第５番目のタブリード３と第６番目のタブリード６の間に第５の構造体１２が介挿されている。

第１の構造体８は、絶縁樹脂からなり、第１番目のタブリード３と第２番目のタブリード６の間に挟まれたブロック状の基部８Ａとこの基部８Ａからラミネートセル５の傾斜部２Ｃ側に向けて延在されたブロック状の延出部６Ｂを具備する。なお、タブリード３、６を挟み込んでいるラミネートフィルムの被覆部２Ｄは、図１の紙面垂直方向にある程度の長さを有するため、基部８Ａと延出部８Ｂも図１の紙面垂直方向にある程度の長さを有している。延出部８Ｂは、ラミネートフィルムの被覆部２Ｄの先端部近傍から、ラミネートフィルムの傾斜部２Ｃの近傍までの空間を占める形状に形成されている。

第１の構造体８において、基部８Ａをその厚さ方向に貫通するように接続部材（接続配線）１５が組み込まれ、基部８Ａの内部にはこの接続部材１５に接続した電圧センサ（電気機器）１６が組み込まれている。接続部材１５の両端部は図１において基部８Ａの左右両端面に露出されており、露出部分に設けられた図示略の電極部により基部８Ａの左右両側に配置されているタブリード３、６に電気的に接続されている。
第３の構造体１０と第５の構造体１２は第１の構造体８と同等構造であり、それぞれ接続部材１５と電圧センサ１６が組み込まれている。第３の構造体１０に組み込まれている接続部材１５は第３の構造体１０の左右に配置されているタブリード３、６に電気的に接続されている。第５の構造体１２に組み込まれている接続部材１５は第５の構造体１２の左右に配置されているタブリード３、６に電気的に接続されている。

第２の構造体９は、第１の構造体８に設けられている基部８Ａ、延出部８Ｂと略同等形状の絶縁樹脂製の基部９Ａと延出部９Ｂを有する。第２の構造体９において基部９Ａには、基部９Ａの中央部を図１の紙面垂直方向に貫通する冷媒流路１７が形成されている。
この冷媒流路１７に対し図示略の冷媒循環管などが接続されている。この冷媒循環管から前記冷媒流路に水などの液体冷媒を流すことで第２の構造体９とその周囲を冷却できるように構成されている。

第２の構造体９の基部９Ａには、図１に示す断面においてコ字状をなす接続部材１８が組み込まれている。接続部材１８は、基部９Ａにおいて第１の構造体８に近い側の面に露出する電極部１８Ａと、基部９Ａを厚さ方向に貫通する導通部１８Ｂと、基部９Ａにおいて第３の構造体１０に近い側の面に露出する電極部１８Ｃを有する。
第２の構造体９に組み込まれている接続部材１８は第２の構造体９の厚さ方向両側に配置されているタブリード３、６に電気的に接続されている。
第４の構造体１１は第２の構造体９と同等の構造である。基部１１Ａと延出部１１Ｂを有し、基部１１Ａには冷媒流路１７が形成され、接続部材１８が組み込まれている。接続部材１８は第４の構造体１１の厚さ方向両側に配置されているタブリード３、６に電気的に接続されている。

以上説明したように図１に示す左側から順に、タブリード３、第１の構造体８、タブリード６、第２の構造体９、タブリード３、第３の構造体１０、タブリード６、第４の構造体１１、タブリード３、第５の構造体１２、タブリード６が配置されている。
図１に示すこれら積層構造のうち、１番左側のタブリード３の積層方向外側に負極板２０が配置され、１番右側のタブリード６の積層方向外側に正極板２１が配置されている。 前記負極板２０の積層方向外側と正極板２１の積層方向外側にはスペーサ２２とスペーサ２３が配置され、これらスペーサ２２、２３には互いを接近させる方向に押圧力を作用させる図示略の加圧手段が設けられている。負極板２０の外側には負極端子２６が形成され、正極板２１の外側には正極端子２７が形成されている。

図１に示す６つのラミネートセル５を積層した積層方向外側にはエンドプレート２４、２５が配置されている。更に、エンドプレート２４、２５の外側には、本実施形態の電池パックＡを収容するための収容容器の周壁が設けられている。
なお、前記加圧手段は、一例として、上述の収容容器の周壁に接して前記スペーサ２２、２３に加圧力を作用させる弾性体あるいは周壁との間に配置される介挿部材を適用できる。
前記スペーサ２２、２３は、前述のように配列されたタブリード３、６の配列方向両側に位置して前記複数のタブリード３、６と構造体８～１２をこれらの積層方向に加圧し、相互に密着させている。

図２は電池パックＡの他方のタブリードが積層された側の断面概略構造を示す。
この積層部の構成は図１を用いて先に説明した電池パックＡの一方の積層部の構造と類似構造となっている。
図２に示す積層部は、左側から順にスペーサ２９、タブリード６、第６の構造体３０、タブリード３、第７の構造体３１、タブリード６、第８の構造体３２、タブリード３、第９の構造体３３、タブリード６、第１０の構造体３４、タブリード３、スペーサ３５が配置されている。
第６の構造体３０、第８の構造体３２、第１０の構造体３４は先に説明した第２の構造体９と同等構造である。構造体３０、３２、３４は図１に示す構造体９、１１と対比し、配置されている向きが上下逆向きである。

第６の構造体３０は、基部３０Ａと延出部３０Ｂを有し、冷媒流路１７を有し、接続部材１８を有している。第８の構造体３２は、基部３２Ａと延出部３２Ｂを有し、冷媒流路１７を有し、接続部材１８を有している。第１０の構造体３４は、基部３４Ａと延出部３４Ｂを有し、冷媒流路１７を有し、接続部材１８を有している。
第７の構造体３１と第９の構造体３３は、先に説明した第１の構造体８と同等構造である。
第７の構造体３１は、基部３１Ａと延出部３１Ｂを有し、接続部材１５と電圧センサ１６を有している。第９の構造体３３は、基部３３Ａと延出部３３Ｂを有し、接続部材１５と電圧センサ１６を有している。

図２に示す６つのラミネートセル５を積層した積層方向外側には、エンドプレート２４、２５が配置されている。更に、エンドプレート２４、２５の外側には、本実施形態の電池パックＡを収容するための収容容器の周壁が設けられている。エンドプレート２４、２５は、クッション材４を介して積層したラミネートセル５を積層方向両側から支持している。これらのエンドプレート２４、２５を備えて複数のラミネートセル５がモジュール化されている。
前記スペーサ２９、３５の外側には互いを接近させる方向に押圧力を作用させる加圧手段が設けられている。スペーサ２９においてタブリード６側の面にはタブリード６に押圧可能な凸部２９ａが形成されている。この凸部２９ａによりタブリード６を基部３０Ａの側面側の接続部材１８に隙間なく適正に押圧することができる。スペーサ３５においてタブリード３側の面にはタブリード３に押圧可能な凸部３５ａが形成されている。この凸部３５ａによりタブリード３を基部３４Ａの側面側の接続部材１８に隙間なく適正に押圧することができる。
なお、前記加圧手段は、一例として上述の収容容器の周壁に接して前記スペーサ２９、３５に加圧力を作用させる弾性体あるいは介挿部材などを適用できる。
なお、第１の構造体８、第２の構造体９、スペーサ２２、２３については、電池パックＡから分離した状態として図３にしておく。

図１～図３に示す構造を有する電池パックＡであるならば、タブリード３、６と構造体８～１２を積層した部分を加圧手段により積層方向に加圧することで、複数のタブリード３、６と構造体８～１０を隙間無く密に積層した構造を得ることができる。
更に、構造体８、１０、１２、３１、３３に接続部材１５を設け、構造体９、１１、３０、３２、３４に接続部材１８を設けているので、積層した６つのラミネートセル５の負極側のタブリード３と正極側のタブリード６を順次接続した直列構造を採用でき、負極端子２６と正極端子２７を備えた電池パックＡを構成できる。
加圧手段により接続部材１５、１８とタブリード３、６が、更には、負極板２０と正極板２１が、それぞれの接点で確実に接触されるので、上述の構造体を介して隣接するタブリード３、６を電気的に確実に接合した構造の電池パックＡが得られる。加圧手段によりこれらを接合したことにより各接点において低抵抗接続ができる。

電池パックＡにおいて、冷媒流路１７を備えた構造体９、１１、３０、３２、３４を設けることにより、構造体９、１１、３０、３２、３４を介しタブリード３、６を冷却できる。タブリード３、６は電池パックの使用中に高温となり得る部位であり、タブリード３、６を冷却できることは、電池パックＡの温度上昇を抑制できる効果を奏する。
また、電池パックＡの温度上昇を抑制できることは、電池パックＡの熱による出力制限を抑制できる効果に繋がる。従って、電池パックＡが本来有する電池性能を十分に発揮することができる。

図１に示す構成においては、第２の構造体９の積層方向両側に電機機器としての電圧センサ１６を配置している。このため、発熱源となり得る電圧センサ１６、１６の近傍に配置した冷媒流路１７を利用し、２つの電圧センサ１６とその周囲を効率良く冷却できる。
１つの冷媒流路１７の両側に電圧センサ１６を配置しているので、一方の電圧センサ１６は第１の電気機器と表記し、他方の電圧センサ１７は第２の電気機器と表記することができる。これら２つの電気機器（電圧センサ１６、１６）の間に挟まれている冷媒流路１７は、２つの電気機器の冷却部材として機能する。

電池パックＡにおいて、複数の電圧センサ１６を組み込んでいるので、いずれかのラミネートセル５に異常が生じて電圧降下などの異常を生じた場合、ラミネートセル５の電圧降下などの異常を確実に検知できる。
また、タブリード３、６間の空間は従来構造では特に利用されておらず、空き空間となっていた。これに対し電池パックＡでは、この空間を有効に利用し、複数の構造体を利用し冷媒流路１７を設け、電圧センサ１６を設けているので、無駄な空間の少ない構成である。よって、本実施形態の電池パックＡは、従来の電池パックより無駄な空間が少なく、小型化を図ることができる。

図７は、電圧センサとバスバーを備えた従来の電池パックの一例を示す構成図である。
電池パックＢにおいて、正極側のタブリード３と負極側のタブリード６を積層方向に交互に配置するようにラミネートセル５が積層されている構成は、先の第１実施形態の電池パックＡと同様である。
外装体２がラミネートフィルムからなる構成も同様であり、外装体２の長さ方向一側端から負極側のタブリード３が所定長さ突出され、他側端から正極側のタブリード６が所定長さ突出されている構成も同様である。

電池パックＢは、ラミネートセル５をそれらの厚さ方向に８つ積層した構造を有し、ラミネートセル５の積層方向に沿って交互に配列されているタブリード３とタブリード６をバスバー４０により接合している。バスバー４０の両端は隣接するタブリード３とタブリード６に溶接されている。
このため、図７に示す電池パックＢでは、８つのラミネートセル５を積層した構造の右側の接続部のために３つのバスバー４０を用い、８つのラミネートセル５を積層した構造の左側の接続部のために４つのバスバー４０を用いている。従って、合計７つのバスバー４０を用い、その両端を溶接するとして、１４箇所の溶接が必要な構造である。
また、一方のタブリード３に負極端子４１、他方のタブリード６に正極端子４２を溶接するとなると、更に２箇所の溶接が必要であった。従って従来構造の電池パックＢでは、溶接箇所が多く、電池パックＢを製造すること自体が極めて大変であった。

更に、電池パックＢにおいては、８つの電圧センサ４３を設ける場合、１つのラミネートセル５の両端に位置するタブリード３とタブリード６にハーネス配線４４を介し電圧センサ４３を接続していた。このため、電池パックＢに少なくとも８組以上のハーネス配線４４を設ける必要があり、配線が複雑となる問題があった。
これに対し、図１～図３を基に説明した電池パックＡでは、バスバー４０は不要となり、溶接が不要となり、電圧センサに対する配線も大幅に簡略化できる。
しかも、電池パックＢではタブリード３とタブリード６の間は未使用空間であり、ラミネートセル５の外方に電圧センサ４３とハーネス配線４４を配置する必要があったため、電池構造が大型かつ複雑となる問題があった。これに対し電池パックＡでは、タブリード３、６の間の空間を利用して接続部材１５、１８、電圧センサ１６を配置しているので、構造の簡略化をなし得るとともに、無駄な空間を排除して全体を小型化できている。

図４と図５は、本発明に係る第２実施形態の電池パックＤを示す概略断面図である。
電池パックＤにおいて、ラミネートセル５がそれらの厚さ方向に６つ積層された構造は先の第１実施形態の構造と同様である。
図４、図５に示す電池パックＤにおいて、左側から順に、スペーサ２２、負極板２０、タブリード３、第１の構造体８、タブリード６、第２の構造体９、タブリード３、第３の構造体１０、タブリード６、第４の構造体１１、タブリード３、第５の構造体１２、タブリード６、正極板２１、スペーサ２３が配置されている構造も同様である。
第２実施形態の構造において第１実施形態の構造と異なっているのは、エンドプレート２４Ａがスペーサ２２の外側にまで延出され、エンドプレート２５Ａがスペーサ２３の外側にまで延出されている点である。

第２実施形態では、エンドプレート２４Ａがスペーサ２２の外側に位置し、エンドプレート２５Ａがスペーサ２３の外側に位置し、スペーサ２２とスペーサ２３を加圧する加圧手段とされている構成に特徴がある。
エンドプレート２４Ａ、２５Ａが、スペーサ２２、２３の間に介挿されている複数のタブリードと複数の構造体を加圧し、これらを相互に緊密に密着させ、各接点の電気的接続性を向上させている。
第２実施形態に示すように、エンドプレート２４Ａ、２５Ａを加圧手段としても良い。
その他、第２実施形態の電池パックＢでは、第１実施形態の電池パックＡと同等の作用効果を得ることができる。

図６は、本発明に係る第３実施形態の電池パックＥを示す概略断面図である。
図６は図１に示した電池パックＡにおいて一方のタブリードが突出された側の積層部の断面概略構造に対応する電池パックＥの概略断面を示す。
電池パックＥにおいて、タブリード３、６を有するラミネートセル５の構造は同様であるが、８つのラミネートセル５がそれらの厚さ方向にクッション材４を介し積層されている。

図６の構造では、左側から順に、スペーサ２２、負極板２０、タブリード３、第１の構造体５１、タブリード３、第２の構造体５２、タブリード６、第３の構造体５３、タブリード６、第４の構造体５４、タブリード３、第５の構造体５５、タブリード３、第６の構造体５６、タブリード６、第７の構造体５７、タブリード６、正極板２１、スペーサ２３が配置されている。
第１の構造体５１、第３の構造体５３、第４の構造体５４、第５の構造体５５、第７の構造体５７は、第１実施形態の第２の構造体９と同様の構造である。
第２の構造体５２、第６の構造体５６は、第１実施形態の第１の構造体８と同様の構造である。

第１の構造体５１は基部５１Ａと延出部５１Ｂを有し、冷媒流路１７と接続部材１８を有する。第３の構造体５３は基部５３Ａと延出部５３Ｂを有し、冷媒流路１７と接続部材１８を有する。第４の構造体５４は基部５４Ａと延出部５４Ｂを有し、冷媒流路１７と接続部材１８を有する。第５の構造体５５は基部５５Ａと延出部５５Ｂを有し、冷媒流路１７と接続部材１８を有する。第７の構造体５７は基部５７Ａと延出部５７Ｂを有し、冷媒流路１７と接続部材１８を有する。
第２の構造体５２は基部５２Ａと延出部５２Ｂを有し、接続部材１５と電圧センサ１６を有する。第６の構造体５６は基部５６Ａと延出部５６Ｂを有し、接続部材１５と電圧センサ１６を有する。

図６の電池パックＥにおいては、第１の構造体５１の接続部材１８が、その両側に位置するラミネートセル５、５の負極側のタブリード３、３を接続している。
第２の構造体５２の接続部材１５が、その両側に位置するラミネートセル５、５のタブリード３、６を接続している。
第３の構造体５３の接続部材１８が、その両側に位置するラミネートセル５、５の正極側のタブリード６、６を接続している。
第４の構造体５４の接続部材１５が、その両側に位置するラミネートセル５、５のタブリード３、６を接続している。

第５の構造体５５の接続部材１８が、その両側に位置するラミネートセル５、５の負極側のタブリード３、３を接続している。
第６の構造体５６の接続部材１５が、その両側に位置するラミネートセル５、５のタブリード３、６を接続している。
第７の構造体５７の接続部材１８が、その両側に位置するラミネートセル５、５の負極側のタブリード６、６を接続している。
なお、図６に示す電池パックＥにおいて、記載を略している反対側のタブリードの構成と各タブリード間に設けられている構造体の説明については説明を省略する。

以上説明した構成の電池パックＥは、積層方向に隣接する２つのラミネートセル５において同極側のタブリード３、３あるいはタブリード６、６が互いに接続されて並列構造とされた電池である。この電池パックＥは、隣接するラミネートセル５、５を並列接続しているので、先の電池パックＡよりも出力電圧は低いものの、容量を大きくとれる特徴がある。
その他の構成は第１実施形態の電池パックＡと同様の構成であり、第１実施形態の電池パックＡが奏する作用効果を同様に得ることができる。

図６に示す構造で明らかにした通り、ラミネートセル５を積層する場合、ラミネートセル５の積層方向を変更し、第１実施形態の直列構造の電池パックＡと同様の構造体を流用し、設置位置を変更するだけで、図６に示す並列構造の電池パックＥに対応できる。
電池パックにおいてラミネートセル５の積層数は任意に選択することができ、その積層数に応じた直列接続構造と並列接続構造のいずれについても前述の構造体で適用できる。また、タブリード間に設ける構造体は、電圧センサ１６を設けた構造体と冷媒流路１７を設けた構造体のどちらを適用しても良い。必要に応じ、全部の構造体について電圧センサ１６を設けた構造体を適用しても良いし、全部の構造体について冷媒流路１７を設けた構造体を適用しても良い。いずれかの構造体を適用する数も任意に選択することができる。

図９は、本発明の第３実施形態に係る電池パックに適用するラミネートセルを示す説明図である。
図９に示すラミネートセル６０は、内部の電極体１を外装体６２で覆う構成について、先の第１実施形態のラミネートセル５と同等の構成である。
外装体６２は、表面部６２Ａ及び図示略の裏面部と、これらの端部が負極側のタブリード６３あるいは正極側のタブリード６６に向けて接近される傾斜部６２Ｃと、タブリード３の両側あるいはタブリード６の両側を覆った部分に相当する被覆部６２Ｄを有する。
これらラミネートフィルムの被覆部６２Ｄとその周囲を溶着することにより外装体６２が密封構造とされている点も第１実施形態のラミネートセル５と同様である。

ラミネートセル６０において特徴的な構成は、外装体６２の一部に、外装体６２を構成するラミネートフィルム内の金属フィルム６２Ｅに接続するための孔部６７、６８が形成されている点である。一方の孔部６７は負極側のタブリード６３に近接した位置のラミネートフィルム内の金属フィルムに開口する位置に形成され、他方の孔部６８は正極側のタブリード６６に近接した位置のラミネートフィルム内の金属フィルムに開口する位置に形成されている。

図１０は、図７に示した従来構造の電池パックＢにおいて、１つのラミネートセル５に対し、ハーネス配線４４を介し電圧センサ４３を接続した回路を示す略図である。
これに対し、図９に示すように、外装体６２に孔部６７、６８を設けた構成では、図１１に示すように孔部６７を介し配線６５の一端をラミネートフィルム内の金属フィルム６２Ｅに接続し、配線６５の他端を電圧センサ６９の一方の接続端子に接続する。また、孔部６８を介し配線６４の一端をラミネートフィルム内の金属フィルム６２Ｅに接続し、配線６４の他端を正極側のタブリード６６に接続する。電圧センサ６９の他方の接続端子は配線７０によりラミネートセル５の他方のタブリード６３に接続する。
なお、図１１においては電圧センサ６９の位置を配線が見やすいようにタブリード６３から離れた位置に描いているが、電圧センサ６９を設ける位置は図１等に示した構造体の内部である。

図１１に示す構成を採用することにより、図１０に示す従来構造において必要であったハーネス配線４４の大部分を金属フィルム６２Ｅで代用することができ、ハーネス配線４４の簡略化ができる。
図１１に示す構成では、ラミネートフィルム内の金属フィルム６２Ｅをハーネス配線の一部として利用し、電圧センサ６５を動作させることができ、電池パックを構成する場合のハーネス配線を簡略化できる。

Ａ、Ｄ、Ｅ…電池パック、
１…電極体、
２…外装体、
３…負極側タブリード、
５…ラミネートセル、
６…正極側タブリード、
８、５１…第１の構造体、
９、５２…第２の構造体、
１０、５３…第３の構造体、
１１、５４…第４の構造体、
１２、５５…第５の構造体、
１５…接続部材、
１６…電圧センサ（電気機器）、
１７…冷媒流路、
１８…接続部材、
２２、２３…スペーサ、
２４、２４Ａ、２５、２５Ａ…エンドプレート、
２９…スペーサ、
３０、５６…第６の構造体、
３１、５８…第７の構造体、
３２…第８の構造体、
３３…第９の構造体、
３４…第１０の構造体、
３５…スペーサ、
６０…ラミネートセル、
６２…外装体、
６２Ａ…内側樹脂フィルム、
６２Ｂ…外側樹脂フィルム、
６２Ｅ…金属フィルム、
６２Ｅ…金属フィルム、
６３…負極側タブリード、
６５…電圧センサ、
６６…正極側タブリード、
６７、６８…孔部、
６９…電圧センサ（電気機器）。

Claims (8)

1. 電極体をラミネートフィルムからなる外装体の内部に収容し、前記外装体の一側と他側からタブリードを突出させたラミネートセルが複数積層された電池パックであって、
   前記外装体の一側と他側から突出されたタブリードがそれぞれ前記ラミネートセルの積層方向に間隙をあけて複数配列されるとともに、
   前記配列されて隣接する前記タブリードの間隙に配置された複数の構造体と、
   該構造体に設けられて前記構造体の両側に位置する前記タブリードどうしを電気的に接続する接続部材と、
   配列された前記複数のタブリードと前記接続部材をこれらの積層方向に加圧する加圧手段とを備えた電池パック。
2. 前記加圧手段が、配列された前記タブリードの配列方向両側に位置して前記複数のタブリードと前記構造体を積層方向に加圧するエンドプレートであり、前記エンドプレートにより前記ラミネートセルがモジュール化された請求項１に記載の電池パック。
3. 前記構造体と前記エンドプレートの間にスペーサが配置された請求項２に記載の電池パック。
4. 前記複数の構造体のうち、少なくとも１つに電気機器を備えた請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の電池パック。
5. 前記ラミネートフィルムが内側樹脂フィルムと金属フィルムと外側樹脂フィルムを備え、前記複数の構造体のうち、少なくとも１つに電気機器を備え、前記電気機器が前記金属フィルムに電気的に接続された請求項１～請求項４のいずれか一項に記載の電池パック。
6. 前記複数の構造体のうち、少なくとも１つに冷媒流路を備えた請求項１～請求項５のいずれか一項に記載の電池パック。
7. 前記複数の構造体は、第１の電気機器と、第２の電気機器を備え、前記第１の電気機器を備えた構造体と前記第２の電気機器を備えた構造体の間に配置された構造体が樹脂で形成され、冷媒流路を備えた構造体である請求項１～請求項５のいずれか一項に記載の電池パック。
8. 前記冷媒流路を備えた構造体に設けられている前記接続部材が、前記構造体の両側に配置されている前記第１の電気機器と前記第２の電気機器の冷却部材として機能する請求項７に記載の電池パック。

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