JP6098444B2

JP6098444B2 - 組電池

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Publication number: JP6098444B2
Application number: JP2013181482A
Authority: JP
Inventors: 啓善山本; 一真平林
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2013-09-02
Filing date: 2013-09-02
Publication date: 2017-03-22
Anticipated expiration: 2033-09-02
Also published as: JP2015050063A

Description

本発明は、多数の電池セルを積層して積層方向に電池セルを加圧し、電池セルの膨張を拘束した組電池に関するものである。

従来、特許文献１に記載の組電池が知られている。この組電池は電池セルの集合から成る。各電池セルは、直方体の電池セルケースの一面にプラスとマイナスの電極端子を持っている。隣接する電池セルは、電極端子を結ぶバスバーによって接続され、組電池を構成する。

電池セルは、電流が流れると膨張する。この膨張を抑えて出力特性を改善するために、電池の側面に圧力を印加すること、つまり、電池セルの積層方向に加圧して拘束することが知られている。複数の電池セルを拘束すると、各電池セルから突出する電極端子の位置も固定される。この電極端子の位置は製品間で微妙に異なる。

電極端子の位置を設計段階で決定したとしても、組付け後の実際の製品の電極端子の位置がばらつくため、実際の製品の電極端子の位置と設計図における電極端子の位置との間には誤差が生じる。各電池セルのわずかな寸法の相違が累積されて、組電池全体では大きな累積誤差となる。

この問題を解決するために、特許文献１では、積層方向に隣接するバスバーの間に柔らかい樹脂製の第１ヒンジを設けて寸法のばらつきを吸収している。また、バスバーには電池セルの電圧を検出する電線が接続されている。この電線は、樹脂製の収容部に固定されて収容されている。バスバーの位置の累積誤差に対処するため、電線を収容する各収容部間にも柔らかい樹脂製の第２ヒンジを設けて寸法のばらつきを吸収している。

特許文献１では電圧及び温度を検出する回路基板は図示されておらず、組電池のコネクタに接続される多数の配線を介して組電池の外部に回路基板が設けられると考えられる。

特開２０１０−１７０８８４号公報

上述のように、上述の特許文献１においては、電圧および温度を検出する回路基板（例えば電池監視基板、セルコンピュータ、電池用ＥＣＵ等と呼ばれる）が、組電池のコネクタに接続される多数の配線（電池セル数分のハーネス）を介して組電池の外部に設けられる。しかし、配線を短くしたい等の要求から回路基板を組電池の内部に収容することが考えられている。

回路基板自体は寸法の伸び縮みが少ない硬いものである。一方、上述のヒンジを有する樹脂部材は寸法の伸び縮みを伴う。このヒンジから成る寸法誤差吸収部を使用して、回路基板を組電池内に取り付けるのは困難であった。バスバー自体がヒンジにより伸び縮みすることにより、回路基板に伸び縮みに伴う力が作用してしまうからである。回路基板を取り付けるためには、回路基板を置く台の部分が伸び縮みの無い剛性を有する部材である必要があり、このような高い剛性を有する部材を使用したのでは、ヒンジが利用できない。

よって、特許文献１の考え方を利用して、バスバーとバスバーを保持する部材とを含む回路基板固定部材に回路基板等の剛体を固定することができないという問題がある。従って、回路基板を組電池内部に取り付け、かつ、ヒンジに代わる寸法誤差吸収部が要求される。

ここで、図１８は本発明の開発過程において案出された非公知の組電池の構成を示す分解斜視図である。図１８において、組電池は、単位電池とも呼ばれる複数の電池セル１を積層して形成されている。電池セル１の夫々は、缶タイプと呼ばれるものであり、上方にプラスとマイナスの電極端子２、３を有する。この電池セル１を積層して５００ｋｇないし１トンの一定圧力で加圧し、剛性の高い金属の拘束体（コの字状の拘束バンド４、５および両端の圧接板６、７）で積層方向に電池セル１の積層体が延びないように拘束している。なお、圧接板６、７はエンドプレートとも呼ばれ、両側から電池セル１の積層体である電池スタック８を拘束する。

なお、図１では、上部の二箇所の拘束バンド４、５しか図示されていないが、電池スタック８の下部にも二箇所の拘束バンドが設けられている。この拘束バンドが伸びない限り電池セル１が実質的に膨張することが無い。

これによって、電池セル１に電流が流れた場合における電池セル１の膨張を抑制し、電池セル１の性能低下を防止している。各電池セル１の位置は、積層時のずれおよび寸法ばらつきにより製品間で微妙に異なる。

電池セル１の電極端子２、３間には、電池セル１内でガスが発生した場合に開放してガスを安全な場所に導くための排煙部９となる切り込み部が設けられている。排煙部９は常時は閉塞しているが、ガスの圧力で開いて排煙する。排煙されたガスは、排煙ダクト取り付けレール１０、１１に固定された排煙ダクト１２内に導かれ、所定の場所に排出される。排煙ダクト１２は、金属製または合成樹脂製のＵ字状チャンネルから成り、回路基板固定部材（バスバーモジュールケースとも言う）１３の剛性を高める骨材とも成っている。

排煙ダクト１２に接するようにして、合成樹脂より成る回路基板固定部材１３が設けられる。回路基板固定部材１３は、排煙ダクト１２の背中部分１２１に接する固定部中心部１３１と、この固定部中心部から左右に垂下して取り付けられた多数のボートまたは桶状のバスバー保持部材１３２とが形成されている。更に、固定部中心部１３１の一端には、回路基板１４の基板収納部１３３が一体に形成されている。この回路基板１４は、電池セル１の電圧と温度とを検出する。

そして、検出された温度値と電圧値とは、回路基板１４のコネクタ部を成す出口コネクタ１４１を介して上位の回路基板（電池ＥＣＵ）に通信線にて送信される。回路基板固定部材１３は、回路基板１４を取りつけるために、剛性を有し、積層方向に延在する。この回路基板固定部材１３は樹脂部材から成り、この樹脂部材上に配線部１５が配置されて固定されている。

回路基板固定部材１３には、板厚が１ｍｍ程度の銅製のバスバー１５１を収納する桶状のバスバー保持部材１３２が取り付けられている。複数のバスバー１５１および複数のバスバー保持部材１３２は、電池セル１の電極端子２、３間を接続するために積層方向に並置されている。

回路基板固定部材１３には、フレキシブルプリント配線（ＦＰＣ）として形成された配線部１５が載置される。配線部１５は、多数の薄い銅配線をなすリードフレーム（金属薄板）１５４が透明の樹脂板に挟持された配線中心部１５２を有する。この配線中心部１５２は、フレキシブルプリント配線として形成されているが、多数の配線を結束したものでも良い。配線部１５内のリードフレーム１５４は、配線部１５の一部となる可撓性配線部（フレキシブル部とも言う）１５３を介して金属製のバスバー１５１に接続されている。

バスバー１５１は、隣接する電池セル１の電極端子２、３が接続される２つの端子結合孔を有する。この端子結合孔の中に電極端子２、３が挿入されて接続される。これにより複数の電池セル１は直列に接続される。

また、バスバー１５１の電圧は、可撓性配線部１５３と配線中心部１５２内のリードフレーム１５４を介して回路基板１４に導かれる。回路基板１４は、回路基板固定部材１３の基板収納部１３３内に収納され、基板カバー１６が被せられる。また、配線部１５の上方には感電防止等のために透明合成樹脂製のモジュールカバー１７が被せられる。

前述のように、電池セル１の夫々は上方にプラスとマイナスの電極端子２、３を有する。この電池セル１を積層して加圧し、剛性の高い金属の拘束バンド４、５で積層方向に延びないように拘束している。しかし、電池セル１の位置は、寸法公差の範囲内でばらつきが生じる。そのために、バスバー１５１と配線中心部１５２内のリードフレーム１５４との間の可撓性配線部１５３で寸法公差を吸収している。

このように、各電池セル１の位置は、積層時のずれおよび寸法ばらつきに伴う寸法誤差により製品間で微妙に異なる。一方、バスバー１５１は、隣接する電池セル１の電極端子２、３が接続される２つの端子結合孔を有する。この端子結合孔の中に電極端子２、３が挿入されて接続される。これにより、バスバー１５１の位置、ひいては、バスバー保持部材１３２の位置と各電池セル１の位置とを合わせるための寸法誤差吸収部が必要となる。

本発明の目的は、組電池内に回路基板を取りつけることができ、かつ回路基板と配線部により結合されるバスバーおよびバスバー保持部材の寸法誤差吸収部を有する組電池を提供することにある。

従来技術として列挙された特許文献の記載内容は、この明細書に記載された技術的要素の説明として、参照によって導入ないし援用することができる。

本発明は上述の目的を達成するために、下記の技術的手段を採用する。すなわち、本発明の一つでは、複数の電池セル（１）を積層して積層方向に電池セル（１）を加圧して拘束する組電池を構成している。組電池は、電池セル（１）の電圧を検出する回路基板（１４）と、積層方向に延在する回路基板（１４）を取りつける回路基板固定部材（１３）と、回路基板固定部材（１３）に配置された配線部（１５）とを備えている。

配線部（１５）は、各電池セル（１）の電極端子（２、３）間を接続するために積層方向に並置された複数のバスバー（１５１）と、バスバー（１５１）と回路基板（１４）とを接続する部分である。また、バスバー（１５１）を取囲むバスバー保持部材（１３２）を備えている。バスバー保持部材（１３２）が回路基板固定部材（１３）に対して嵌合により結合する結合部（１３２０）を有している。結合部は、嵌合に必要な積層方向のクリアランスを有して位置調整可能に構成されている。結合部は、爪部（１３２ｔ）が孔部（１３２ｈ）に挿入されることによって構成され、孔部（１３２ｈ）の積層方向の長さ寸法（Ｌ）は、爪部（１３２ｔ）の積層方向の幅（Ｗ）に対して、バスバー（１５１）の積層方向の動きを許容するだけのクリアランスが設定されている。

この発明によれば、取りつけ位置を調整することが要求されるバスバー（１５１）と、取りつけ位置が確定されることが要求される回路基板（１４）との間に、バスバー保持部材（１３２）と結合部（１３２０）とを有する。そして、バスバー保持部材（１３２）が回路基板固定部材（１３）に対して嵌合により結合する結合部（１３２０）を有している。従って、結合部（１３２０）は、嵌合に必要なクリアランスで結合部の位置が調節可能であることによって、バスバー（１５１）の取り付け位置に累積誤差が生じても、その累積誤差を吸収することができる。

さらに、この発明によれば、孔部（１３２ｈ）の積層方向の長さ寸法（Ｌ）は、爪部（１３２ｔ）の積層方向の幅（Ｗ）に対して、バスバー（１５１）の積層方向の動きを許容するだけのクリアランスが設定されている。よって、この予め設定されたクリアランスによって結合部（１３２０）の位置が調節可能であり、結合部（１３２０）の位置が調節可能であることによって、バスバー（１５１）の取り付け位置に累積誤差が生じても、その累積誤差を吸収することができる。

次に、本発明の一つでは、複数のバスバー保持部材（１３２）が、互いに折り曲がり部（１６１）によって接続されて一体化されている。この一体化されたバスバー保持部材（１３２）が回路基板固定部材（１３）に対して結合部（１３２０）にて結合されている。

この発明によれば、一体化されたバスバー保持部材（１３２）が回路基板固定部材（１３）に対して結合部（１３２０）にて結合されているから、結合部（１３２０）の個数を削減でき、連結作業を少なくすることができるから組み付け易い。

次に、本発明の一つでは、回路基板固定部材（１３）は、積層方向に接続された複数の回路基板固定部分（１３ａ、１３ｂ）の組合せから成り、複数の回路基板固定部分（１３ａ、１３ｂ）相互間が分割部（１３ｃ）で結合されている。

この発明によれば、複数の回路基板固定部分（１３ａ、１３ｂ）相互間が分割部（１３ｃ）で結合されている。よって、回路基板固定部分（１３ａ、１３ｂ）相互間の積層方向における隙間が調整可能である。そして、複数の回路基板固定部分（１３ａ、１３ｂ）相互間の長さを調節することによっても、バスバー（１５１）の取り付け位置の累積誤差を吸収することができる。

なお、特許請求の範囲および上述の各手段に記載の括弧内の符号ないし説明は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を分かり易く示す一例であり、発明の内容を限定するものではない。

本発明の第１実施形態における組電池の概略平面図である。上述の実施形態におけるセル数とセル間接続数と３連バスバー保持部材の数と４連バスバー保持部材の数とを示す表である。上述の実施形態に使用したバスバー保持部材の種類を示す一覧表である。本発明の第２実施形態の組電池の概略平面図である。本発明の第３実施形態における組電池の概略平面図である。上述の第３実施形態において分割部の構成が示された組電池の概略平面図である。図６の状態から更に突起部を突起挿入部から引き出した状態を示す組電池の概略平面図である。本発明の第４実施形態における回路基板固定部材とバスバー保持部との結合を説明する組電池の概略平面図である。本発明の第５実施形態における組電池の平面図である。図９の矢印Ｘ方向から見た組電池上部の側面図である。図９および図１０に示した組電池上部の斜視図である。図１１の組電池の構成から一部の部品を除去した状態を示す斜視図である。図１２に示されたバスバー保持部材と回路基板固定部材との一部拡大斜視図である。図１３に示されたバスバー保持部材を１８０度回転させて図示したバスバー保持部材の斜視図である。上述の第５実施形態においてバスバー保持部材の底部を示す組電池の一部斜視図である。図９の回路基板固定部分の分割部の一部拡大平面図である。本発明のその他の実施形態にかかわる結合部の構成を説明する一覧表である。本発明の開発過程において案出された組電池の全体構成を示す分解斜視図である。

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部を説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。

各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態を部分的に組合せることも可能である。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について説明する。図１は第１実施形態の組電池上部の構成を示している。なお、図１は模式的に図示されており、バスバー保持部材等の実際の具体的な形状は後述される。この図１において、紙面奥側に設けられた図示しない複数の電池セル１（図１８の電池セル１に同じ）を積層して積層方向（図１左右方向）に電池セル１を加圧して拘束する組電池を構成している。

組電池は、電池セル１の電圧を検出する回路基板１４と、積層方向に延在する回路基板１４が取りつけられる回路基板固定部材１３と、回路基板固定部材１３に配置された配線部１５（図１８の配線部１５に同じ）とを備えている。なお、図１において配線部１５は一部分のみを示し他の部分は省略している。この配線部１５は、各電池セル１の電極端子２、３（図１８の電極端子２、３に同じ）間を接続するために積層方向に並置された複数の銅板製のバスバー１５１と回路基板１４とを接続する。バスバー１５１には、電極端子２、３が挿入されて結合される２箇所の孔１５１１、１５１２が設けられている。そして、配線部１５は、少なくとも一部に可撓性を有しバスバー１５１の積層方向の動きを許容する可撓性配線部（図１８の可撓性配線部１５３に同じ）を含む。

また、バスバー１５１を取囲む合成樹脂製のバスバー保持部材１３２を備えている。バスバー保持部材１３２は回路基板固定部材１３を本体部としたとき矢印Ｙ１２のように側方から回路基板固定部材１３に接続されて接続部を構成する。このバスバー保持部材１３２内にバスバー１５１が収納されており、バスバー保持部材１３２が回路基板固定部材１３に対して結合部１３２０において結合されている。

結合部１３２０は、後述する爪部と爪部が嵌合する孔部とを有する。バスバー保持部材１３２に形成された孔部が回路基板固定部材１３に設けられた爪部と結合する。なお、バスバー保持部材１３２の爪部が回路基板固定部材１３に設けられた孔部と結合するようにしても良い。

そして、孔部の積層方向の寸法は、爪部の積層方向幅に対してバスバー１５１の積層方向の動きを許容するだけのクリアランスが設定されている。なお、予め設定されたクリアランスの大きさは、電池セル１の積層方向の幅のばらつきに基づいて決定される。

複数のバスバー保持部材１３２が、互いに折り曲がり部１６１によって接続されて一体化されており、この一体化された複数のバスバー保持部材１３２が回路基板固定部材１３に対して結合部１３２０にて結合されている。結合部１３２０は、上述のクリアランスによって図１の矢印Ｙ１１にて示す左右方向に動き得る寸法変動吸収部を構成している。

折り曲がり部１６１は、弾性変形が可能であり、寸法変動を吸収できるベント機構を構成する。なお、合成樹脂製のバスバー保持部材１３２内に、金属から成るバスバー１５１をインサート成型またはスナップフィットによる結合によって収納することができる。なお、スナップフィットとは、部品に設けた凸部保持部を、材料の弾性を利用して受け手側の凹部にはめ込んで引っ掛けることにより、機械的に固定する組立て方法である。

この実施形態では、バスバー１５１がバスバー保持部材１３２に対してスナップフィットにて結合されている。バスバー保持部材１３２が、互いに折り曲がり部１６１によって接続されて一体化されているから結合部１３２０の個数を削減でき、結合作業の工数を少なくすることができる。

電池セル１の数であるセル数がＮ個例えば１４個であると、電池セル１と電池セル１の間を接続するセル間接続数、つまりセル間を接続するバスバー１５１の数はＮ−１個例えば１３個となる。

また、複数のバスバー保持部材１３２が互いに折り曲がり部１６１によって連結されて一体化されているが、何個のバスバー保持部材１３２が互いに折り曲がり部１６１によって連結されているかは、セル数によって決定される。

例えば、セル数が１４個の場合は、回路基板固定部材１３の一方側（図１の下側）において、３個のバスバー保持部材１３２が互いに折り曲がり部１６１によって連結されて一体化された３連バスバー保持部材３１３２を有する。かつ、４個のバスバー保持部材１３２が互いに折り曲がり部１６１によって連結されて一体化された４連バスバー保持部材４１３２を有する。

また、回路基板固定部材１３の両端には、１連バスバー保持部材１１３２が設けられている。この１連バスバー保持部材１１３２は、組電池の総出力端子１５１ｔ１、１５１ｔ２を収納する。なお、３連バスバー保持部材３１３２の連数は３であり、４連バスバー保持部材４１３２の連数は４である。

これを示すために、図２の表は、第１実施形態と同様の構成において、セル数とセル間接続数と３連バスバー保持部材３１３２および４連バスバー保持部材４１３２の数を示す。この図２に示す表において、セル数が１４個の行のバスバー数が３の箇所が１と記載され、バスバー数が４の箇所が１と記載されている。この理由は、上述の図１の下側の３連バスバー保持部材３１３２が１つ存在し、４連バスバー保持部材４１３２が１つ存在することを示している。

同様に、回路基板固定部材１３の他方側（図１の上側）において、３個のバスバー保持部材１３２が互いに折り曲がり部１６１によって接続されて一体化された３連バスバー保持部材３１３２を有する。かつ、同じく３個のバスバー保持部材１３２が互いに折り曲がり部１６１によって接続されて一体化された３連バスバー保持部材３１３２を有する。これを示すために、図２のバスバー数が３の箇所が２と記載され、バスバー数が４の箇所が０と記載されている。

なお、このように３個、４個等の整数のバスバー数では第１実施形態と同様の構成を実現可能であるが、バスバー数がマイナスになったり、０．５になったりするセル数が２〜６個およびセル数が１０〜１２個においては実現不可能である。

図３は、第１実施形態に使用したバスバー保持部材１３２の実際の形状を示している。この実施形態では、図３の表に示した４種類の部品の組合せで、図２における１３セル以上の全ての組電池に対応可能である。なお、連数をより小さい値にすれば、更に小さいセル数の組電池にも対応可能となる。つまり、１３セル以上であれば、全てバスバー数が整数と成り、３連バスバー保持部材３１３２または４連バスバー保持部材４１３２を使用して全ての組電池に対応可能である。

なお、２連バスバー保持部材または５連バスバー保持部材も使用可能である。しかし、連数が２の２連バスバー保持部材では連結する効果が乏しく、連数が５の５連バスバー保持部材では、連数が大きすぎる。従って、３連バスバー保持部材３１３２または４連バスバー保持部材４１３２が好適である。

図３においては、図１で簡略化して図示したバスバー１５１およびバスバー保持部材１３２が、よりリアルに図示されている。結合部１３２０の一部として、バスバー保持部材１３２に形成された長方形の孔部１３２ｈが図示されている。この長方形の孔部１３２ｈは、回路基板固定部材１３の長手方向に沿って長く形成されている。それにより、長方形の孔部１３２ｈに嵌合される図１３を援用して示す爪部１３２ｔは、回路基板固定部材１３の長手方向に孔部１３２ｈの中で動き得る。つまり爪部１３２ｔの幅Ｗ（図１３）よりクリアランス分だけ大きい長さ寸法Ｌを有する孔部１３２ｈを備える。そして、爪部１３２ｔと孔部１３２ｈとの間に寸法誤差吸収部を成すクリアランスが形成されている。

（第１実施形態の作用効果）
上述の第１実施形態においては、複数の電池セル１を積層して積層方向に電池セル１を加圧して拘束する組電池を構成している。組電池は、電池セル１の電圧を検出する回路基板１４と、積層方向に延在する回路基板１４を取りつける回路基板固定部材１３と、回路基板固定部材１３に配置された配線部１５とを備えている。

配線部１５は、各電池セル１の電極端子２、３間を接続するために積層方向に並置された複数のバスバー１５１と、バスバー１５１と回路基板１４とを接続する部分である。また、バスバー１５１を取囲むバスバー保持部材１３２を備えている。バスバー保持部材１３２が回路基板固定部材１３に対して嵌合により結合する結合部１３２０を有している。

これによれば、取りつけ位置を調整することが要求されるバスバー１５１と、取りつけ位置が確定されることが要求される回路基板１４との間に、バスバー保持部材１３２と結合部１３２０とを有する。そして、バスバー保持部材１３２が回路基板固定部材１３に対して嵌合により結合する結合部１３２０を有している。従って、結合部１３２０は、嵌合に必要なクリアランスによって結合部の位置が調節可能であることによって、バスバー１５１の取り付け位置に累積誤差が生じても、その累積誤差を吸収することができる。

次に、結合部１３２０は、爪部１３２ｔが孔部１３２ｈに挿入されることによって構成されている。そして、孔部１３２ｈの積層方向の長さ寸法は爪部１３２ｔの積層方向の幅に対してバスバー１５１の積層方向の動きを許容するだけのクリアランスが設定されている。

これによれば、孔部１３２ｈの積層方向の長さ寸法は、爪部１３２ｔの積層方向の幅に対して、バスバー１５１の積層方向の動きを許容するだけのクリアランスが設定されている。よって、この予め設定されたクリアランスによって結合部１３２０の位置が調節可能であり、結合部１３２０の位置が調節可能であることによって、バスバー１５１の取り付け位置に累積誤差が生じても、その累積誤差を吸収することができる。

次に、複数のバスバー保持部材１３２が、互いに折り曲がり部１６１によって接続されて一体化されており、この一体化されたバスバー保持部材１３２が回路基板固定部材１３に対して結合部１３２０にて結合されている。

これによれば、一体化されたバスバー保持部材１３２が回路基板固定部材１３に対して結合部１３２０にて結合されているから、結合部１３２０の個数を削減でき、連結作業を少なくすることができるから組み付け易い。

そして、一体化されたバスバー保持部材１３２は、３つのバスバー保持部材１３２が接続された３連バスバー保持部材３１３２、または４つのバスバー保持部材１３２が接続された４連バスバー保持部材４１３２を含む。これによれば、折り曲がり部１６１によって接続してバスバー保持部材１３２を連結する効果が最も発揮し易い。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、以降の各実施形態においては、上述した第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成について説明する。なお、第２実施形態以下については、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明が援用される。図４は、本発明の第２実施形態の組電池の概略をしめしている。

上述の第１実施形態においては、積層方向に並置された複数のバスバー１５１は、３個のバスバー保持部材１３２が互いに折り曲がり部１６１によって接続されて一体化された３連バスバー保持部材３１３２を有していた。また、４個のバスバー保持部材１３２互いに折り曲がり部１６１によって接続されて一体化された４連バスバー保持部材４１３２を有していた。

これに対し、図４に示す第２実施形態では、回路基板固定部材１３の側方において積層方向に並置された複数のバスバー１５１は、夫々個別のバスバー保持部材１３２を有している。また、バスバー保持部材１３２が互いに接続されることがない。これによれば、図２の表に示したどのようなセル数であっても製造可能となる。

また、内部にバスバー１５１が収納されたバスバー保持部材１３２は、結合部１３２０の一方（爪部または孔部）を有しており、矢印Ｙ４１のように側方から回路基板固定部材１３に組み付けられる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。上述した実施形態と異なる部分を説明する。上述の第１実施形態および第２実施形態は、結合部１３２０のクリアランスを利用して寸法誤差吸収部を形成した。これに加えて、第３実施形態では、回路基板固定部材１３を複数に分割し、分割部１３ｃにおいても寸法誤差吸収部を形成するものである。

図５において、回路基板固定部材１３は、積層方向に接続された複数の回路基板固定部分１３ａ、１３ｂの組合せから成り、複数の回路基板固定部分１３ａ、１３ｂ相互間が、回路基板固定部材１３の全体長さを調節可能な分割部１３ｃで結合されている。つまり、複数の回路基板固定部分１３ａ、１３ｂ相互間が、破線で模式的に示す分割部１３ｃで寸法誤差吸収可能に結合されている。

図５においては、分割部１３ｃの位置が、バスバー１５１を二分する位置に成っているが、分割部１３ｃの位置がバスバー１５１を二分する位置でなくても良い。つまり、分割部１３ｃの位置がバスバー１５１を跨がない位置に存在するようにしても良い。

図６は、第３実施形態において、分割部１３ｃの構成をより具体的に示している。但し、図６においては、バスバー保持部材１３２の形状を若干変形させている。また、回路基板１４および折り曲がり部１６１等は省略して図示されている。分割部１３ｃは、回路基板固定部分１３ａ、１３ｂ相互間を結合する出し入れ自在な嵌合部によって構成されている。

この嵌合部は、回路基板固定部分１３ａ側に設けられた突起部１３ｃ１と、回路基板固定部分１３ｂ側に設けられた突起挿入部１３ｃ２とから成る。突起部１３ｃ１を突起挿入部１３ｃ２内に挿入する量を調整することで回路基板固定部材１３の全体長さを調節できる。これにより、分割部１３ｃは、図５の矢印Ｙ５１に示すように寸法変動吸収部となる。

全体長さを調節した後は、接着、ビス止め、およびカシメ等による固着で挿入量が固定される。なお、突起部１３ｃ１を突起挿入部１３ｃ２内に円滑に挿入せずに挿入時の接触部分に多数の凹凸形状を形成して挿入ときに引っ掛かるようにし、少しずつ挿入されるようにしても良い。

図７において、図６の状態から更に突起部１３ｃ１を突起挿入部１３ｃ２から引き出した状態が示されている。突起部１３ｃ１にも結合部１３２０が複数設けられており、バスバー保持部材１３２が回路基板固定部材１３に対して結合部１３２０において結合されている。結合部１３２０は、爪部と爪部が嵌合する孔部とを有する。なお、回路基板固定部材１３は合成樹脂材料を節約するために不要な部分を溝または孔からなる空間とした肉盗み１３ｄ、１３ｅを設けても良い。

（第３実施形態の作用効果）
上述の第３実施形態においては、回路基板固定部材１３は、積層方向に接続された複数の回路基板固定部分１３ａ、１３ｂの組合せから成り、複数の回路基板固定部分１３ａ、１３ｂ相互間が分割部１３ｃで結合されている。

これによれば、複数の回路基板固定部分１３ａ、１３ｂ相互間が分割部１３ｃで結合されている。よって、回路基板固定部分１３ａ、１３ｂ相互間の積層方向における隙間が調整可能であり、複数の回路基板固定部分１３ａ、１３ｂ相互間の長さを調節することによっても、バスバー１５１の取り付け位置の累積誤差を吸収することができる。

また、分割部１３ｃは、回路基板固定部分１３ａ、１３ｂ相互間を結合する出し入れ自在な嵌合部によって構成されている。そして、嵌合部は、一方の回路基板固定部分１３ａの内部に設けられた突起部１３ｃ１と、他方の回路基板固定部分１３ｂの内部に設けられた突起挿入部１３ｃ２とを有する。これにより、複数の回路基板固定部分１３ａ、１３ｂ相互間の長さを容易に調節することができる。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について説明する。上述した実施形態と異なる部分を説明する。図８を用いて、本発明の第４実施形態における回路基板固定部材１３とバスバー保持部材１３２との結合を説明する。

第１実施形態においては、図１８と同様に、排煙ダクト１２と回路基板固定部材１３とは同じ合成樹脂成型品でありながら別体とした。しかし、この第４実施形態では、図８のように、排煙ダクト１２の部分と回路基板固定部材１３とが一体化された構成を有する。排煙ダクト１２の一端には開口部１２ｔが形成されており、断面Ｕ字状のチャンネル構造の排煙ダクト１２内を通過した煙が開口部１２ｔから更に別のダクト等を介して安全な場所に排煙される。

このように、第４実施形態においては、回路基板固定部材１３と複数の電池セル１との間に、電池セル１が故障したときの煙を逃がす排煙ダクト１２が一体的に形成されている。これによれば、電池セル１が故障したときに排煙ダクト１２を通過して煙を逃がすことができる。

また、回路基板固定部材１３と排煙ダクト１２とが一体の樹脂成型品からなるため、成型用の型を統一でき、かつ部品点数を削減することができる。また、バスバー保持部材１３２には、結合部１３２０が複数設けられており、バスバー保持部材１３２が回路基板固定部材１３に対して結合部１３２０において結合されている。結合部１３２０は、爪部と爪部が嵌合する孔部とを有する。バスバー保持部材１３２内には孔１５１１、１５１２が形成されたバスバー１５１が挿入されている。

図８では、３連バスバー保持部材３１３２が矢印Ｙ８１のように回路基板固定部材１３の側面に２箇所の結合部１３２０によって取り付けられる。３連バスバー保持部材３１３２には電池セルの温度を検出するサーミスタ１８、１９、２０の一つであるサーミスタ１９が取付けられている。

（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について説明する。上述した実施形態と異なる部分を説明する。図９は、本発明の第５実施形態における組電池の平面形状を示す。図１０は、図９の矢印Ｘ方向から見た組電池上部の側面を示している。図１１は、図９および図１０に示した組電池を図９の矢印Ｙ９１にて示す斜めから見て示している。

図９〜図１１において、複数の図示しない電池セル１（図１８の電池セル１に同じ）を積層して積層方向（図１０の上下方向）に電池セル１（図１８の電池セル１に同じ）を加圧して拘束する組電池を構成している。組電池の回路基板１４の一つを構成する電池制御基板１４ａは、電池ＥＣＵとも呼ばれ第１電池監視基板１４ｂと第２電池監視基板１４ｃよりも上位の電池制御を行う。第１電池監視基板１４ｂと第２電池監視基板１４ｃとは、電池セルの電圧や温度の検出を行う。第１電池監視基板１４ｂと第２電池監視基板１４ｃとの間にはスペース１４ｅが形成されている。

また、組電池は、積層方向に延在する回路基板１４を取りつける回路基板固定部材１３と、回路基板固定部材１３に配置された配線部１５とを備えている。

この配線部１５は、各電池セル１の電極端子（図１８の電極端子２、３に同じ）間を接続するために積層方向に並置された複数のバスバー１５１（図１５）と回路基板１４とを接続する。

また、バスバー１５１を取囲むバスバー保持部材１３２を備えている。このバスバー保持部材１３２内にバスバー１５１が収納されており、バスバー保持部材１３２が回路基板固定部材１３に対して結合部１３２０（図１５）において結合されている。

結合部１３２０は、爪部１３２ｔと爪部１３２ｔが嵌合する孔部１３２ｈ（図１４）とを有する。バスバー保持部材１３２の孔部１３２ｈが回路基板固定部材１３に設けられた爪部１３２ｔと結合する。なお、バスバー保持部材１３２の爪部１３２ｔが回路基板固定部材１３に設けられた孔部１３２ｈと結合するようにしても良い。

そして、孔部１３２ｈの積層方向の長さ寸法Ｌ（図１４）は、爪部１３２ｔの積層方向の幅Ｗ（図１３）に対してバスバー１５１の積層方向の動きを許容するだけのクリアランスが設定されている。なお、予め設定されたクリアランスの大きさは、電池セル１の積層方向の幅のばらつきに基づいて決定される。

複数のバスバー保持部材１３２が、互いに折り曲がり部１６１（図１４）によって接続されて一体化されており、この一体化されたバスバー保持部材１３２が回路基板固定部材１３に対して結合部１３２０にて結合されている。この実施形態では、バスバー保持部材１３２が、互いに折り曲がり部１６１によって接続されて一体化されているから結合部１３２０の個数を削減でき、結合作業の工数を少なくすることができる。

電池セル１の数であるセル数がＮ個（図９では４２個）であると、電池セル１と電池セル１の間を接続するセル間接続数、つまりセル間を接続するバスバー１５１の数はＮ−１個となる。また、複数のバスバー保持部材１３２が互いに折り曲がり部１６１によって接続されて一体化されており、一体化されたバスバー保持部材（例えば３連バスバー保持部材３１３２）を構成している。このバスバー保持部材１３２が、何個のバスバー保持部材１３２を互いに折り曲がり部１６１によって接続して構成されているかは、セル数によって決定される。

回路基板固定部材１３の一方側（図９の左側）において積層方向に並置された複数のバスバー１５１は、３個のバスバー保持部材１３２が互いに折り曲がり部１６１によって接続されて一体化された３連バスバー保持部材３１３２を有する。かつ、４個のバスバー保持部材１３２が互いに折り曲がり部１６１によって接続されて一体化された４連バスバー保持部材４１３２を有する。

なお、３連バスバー保持部材３１３２の連数は３であり、４連バスバー保持部材４１３２の連数は４である。図９においては、回路基板固定部材１３の一方側（図９の左側）において、連数が３、３、４、４、３、３の順に合計２０個のバスバー保持部材１３２が配置されている。そして、回路基板固定部材１３の上下端に総出力端子１５１ｔ１、１５１ｔ２を収納する１連バスバー保持部材１１３２が設けられている。

回路基板固定部材１３には電池制御基板１４ａと第１電池監視基板１４ｂと第２電池監視基板１４ｃとが配置されている。電池制御基板１４ａは電池ＥＣＵとも呼ばれ、第１電池監視基板１４ｂと第２電池監視基板１４ｃよりも上位の電池制御を行う。第１電池監視基板１４ｂと第２電池監視基板１４ｃとは、電池セルの電圧や温度の検出を行う。

第１電池監視基板１４ｂと第２電池監視基板１４ｃとの間は、電池監視基板が取り付けられていないスペース１４ｅとなっている。上端には電池の温度を計測するサーミスタ１８が設けられている。各バスバー１５１の電圧およびサーミスタ１８の計測値は、配線部１５を介して第１電池監視基板１４ｂと第２電池監視基板１４ｃとに伝えられる。

図１２は、図１１の組電池の構成から一部の部品を除去した状態を示す斜視図である。図１２において、回路基板固定部材１３には電池制御基板収納部１４ａ１、第１電池監視基板収納部１４ｂ１、第２電池監視基板収納部１４ｃ１、スペース用収納部１４ｅ１が形成されている。

図１３は、図１２に示されたバスバー保持部材１３２とバスバー保持部材１３２が取り付けられる回路基板固定部材１３とを一部拡大して示している。合成樹脂製の回路基板固定部材１３には、バスバー保持部材１３２の孔部１３２ｈ（図１４）内に挿入される爪部１３２ｔとストッパー部１３２ｓとが一体成型されている。

爪部１３２ｔの幅Ｗは、図１４の孔部１３２ｈの長さ寸法Ｌよりもクリアランス分小さくされている。なお、予め設定されているクリアランスの大きさは電池セル１の積層方向の幅のばらつきに基づいて決定される。バスバー保持部材１３２には、仕切り壁部１３２Ｗ１と、仕切り壁部１３２Ｗ１相互間を結ぶ側壁部１３２Ｗ２とを有している。

図１４は、図１３に示したバスバー保持部材１３２を１８０度回転させて図示したバスバー保持部材１３２を示している。バスバー保持部材１３２の底部にはバスバー保持部材１３２に挿入されるバスバー１５１（図１５）を支える支持壁部１３２Ｗ３が設けられている。支持壁部１３２Ｗ３の一部には、爪部１３２ｔが挿入される孔部１３２ｈが形成されている。

図１４の複数のバスバー保持部材１３２は、互いに接続されて３連バスバー保持部材３１３２を構成している。従って、仕切り壁部１３２Ｗ１は、Ｕ字状に折り曲げられた折り曲がり部１６１を構成している。この３連バスバー保持部材３１３２を回路基板固定部材１３に取り付けて、バスバー１５１をバスバー保持部材１３２内に挿入した状態をバスバー保持部材１３２の底部を上にして図示したのが図１５である。図１５において、バスバー保持部材１３２内には孔１５１１、１５１２が形成されたバスバー１５１が挿入されている。バスバー保持部材１３２は爪部１３２ｔによって回路基板固定部材１３に取付けられている。

図９の回路基板固定部材１３は一本の連続した部材ではなく、図５から図７に示した実施形態と同様に、回路基板固定部材１３が複数に分割され、分割部１３ｃで寸法誤差吸収部を形成している。すなわち、回路基板固定部材１３は、積層方向に接続された複数の回路基板固定部分の組合せから成り、複数の回路基板固定部分相互間に回路基板固定部分の分割部１３ｃが設けられている。

図１６は、図９の回路基板固定部分の分割部１３ｃを一部拡大して示している。分割部１３ｃは、回路基板固定部分１３ａ、１３ｂ相互間を結合する出し入れ自在な嵌合部によって構成されている。嵌合部は、回路基板固定部分１３ａ側の内部に設けられた突起部１３ｃ１と、回路基板固定部分１３ｂ側の内部に設けられた突起挿入部１３ｃ２とから成る。突起部１３ｃ１を突起挿入部１３ｃ２内に挿入する量を微調整することで回路基板固定部材１３の全体長さを微妙に調節できる。

（他の実施形態）
上述の実施形態では、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。上述の実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、更に特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内での全ての変更を含むものである。

上述の実施形態においては、バスバー保持部材１３２が回路基板固定部材１３に対して結合部１３２０において結合されている。この結合形態としては、図１７に示すように種々の形態を採用可能である。図１７はバスバー保持部材の結合部のその他の実施形態を示す表である。図１７において、結合部１３２０は、爪部１３２ｔと爪部１３２ｔが嵌合する孔部１３２ｈとを有する。バスバー保持部材１３２の孔部１３２ｈが回路基板固定部材１３に設けられた爪部１３２ｔと結合するように種類Iでは構成されているが、種類IIIのように逆にしても良い。

次に、第１実施形態の配線部１５は、全体が柔らかいフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）で構成し、これを硬い回路基板固定部材１３の上に載置したが、配線が集積したものであれば良く、多数の電線を結束した配線部１５であっても良い。また、単芯の耐熱ビニル線を所要数並べ、リボン状に接着したリボン電線（リボンケーブルともいう）であっても良い。

次に、配線部１５は、回路基板固定部材１３内にインサート成型され埋設されて構成されても良いし、完全に埋設せずに回路基板固定部材１３の表面に一部が露出していても良い。そして、露出した配線部１５から導電性のピン２１、２２が突出しているようにしても良い。

合成樹脂製のバスバー保持部材１３２内に、金属から成るバスバー１５１がインサート成型によって収納されていても良い。これによれば、バスバー保持部材からバスバー１５１が脱落し難いから組み付けが容易である。

２、３電極端子
１２排煙ダクト
１３回路基板固定部材
１４回路基板
１５配線部
１３２バスバー保持部材
１３２ｔ爪部
１３２ｈ孔部
１５１バスバー
１３２０結合部

Claims

複数の電池セル（１）を積層して積層方向に前記電池セル（１）を加圧して拘束する組電池において、
前記電池セル（１）の電圧を検出する回路基板（１４）と、
前記電池セル（１）の電極端子（２、３）間を接続するために前記積層方向に並置された複数のバスバー（１５１）と、
前記回路基板（１４）を取りつける前記積層方向に延在する回路基板固定部材（１３）と、
前記回路基板固定部材（１３）に配置され前記バスバー（１５１）と前記回路基板（１４）とを接続する配線部（１５）と、
前記バスバー（１５１）の夫々を取囲むバスバー保持部材（１３２）と、
前記バスバー保持部材（１３２）が前記回路基板固定部材（１３）に対して嵌合により結合される結合部（１３２０）と、を備え、
前記結合部は、前記嵌合に必要な前記積層方向のクリアランスを有して位置調整可能に構成されており、
前記結合部（１３２０）は、爪部（１３２ｔ）が孔部（１３２ｈ）に挿入されることによって構成され、前記孔部（１３２ｈ）の前記積層方向の長さ寸法（Ｌ）は、前記爪部（１３２ｔ）の前記積層方向の幅（Ｗ）に対して、前記バスバー（１５１）の前記積層方向の動きを許容するだけのクリアランスが設定されていることを特徴とする組電池。
複数の前記バスバー保持部材（１３２）が、互いに折り曲がり部（１６１）によって接続されて一体化されており、この一体化された前記バスバー保持部材（１３２）が、前記回路基板固定部材（１３）に対して前記結合部（１３２０）にて結合されていることを特徴とする請求項１に記載の組電池。
前記一体化された前記バスバー保持部材（１３２）は、３つの前記バスバー保持部材（１３２）が接続された３連バスバー保持部材（３１３２）または４つの前記バスバー保持部材（１３２）が接続された４連バスバー保持部材（４１３２）を含むことを特徴とする請求項２に記載の組電池。
前記回路基板固定部材（１３）は、前記積層方向に分割された複数の回路基板固定部分（１３ａ、１３ｂ）の組合せから成り、複数の回路基板固定部分（１３ａ、１３ｂ）相互間が長さを調節可能な分割部（１３ｃ）で結合されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の組電池。
前記分割部（１３ｃ）は、前記回路基板固定部分（１３ａ、１３ｂ）相互間を結合する出し入れ自在な嵌合部によって構成され、前記嵌合部は、一方の前記回路基板固定部分（１３ａ）の内部に設けられた突起部（１３ｃ１）と、他方の前記回路基板固定部分（１３ｂ）の内部に設けられた突起挿入部（１３ｃ２）とを有することを特徴とする請求項４に記載の組電池。