JP6127836B2 - 電源モジュール及び絶縁板 - Google Patents

Description

本発明は、例えば二次電池その他の電池等の蓄電素子を用いた電源モジュール及びそれに用いられる絶縁板に関する。

二次電池は、一次電池の置きかえ用途はもとより、携帯電話、ＩＴ機器などの電子機器の電源として広く普及している。とりわけ、リチウムイオン二次電池に代表される非水電解質二次電池は、高エネルギー密度であることから、電気自動車などの産業用大型電気機器への応用も進められている。

非水電解質二次電池は、導電性を有する金属製の収納容器の内部に、微多孔膜のセパレータで離隔された正負の極板を積層又は巻回してなる電極体と電解液とが封入された構成を有し、更に電極体は集電体を介して収納容器の表面に設けられた電極端子と接続されている。

そして、電源モジュールは、単セルとしての複数の非水電解質二次電池を配列された筐体に収納された構成を有し、単セルのそれぞれの電極端子が接続されることにより、高電圧、大容量の一個の電源として機能している（例えば特許文献１、特許文献２を参照）。

特開２０１３−０９３１６３号公報 特開２０１３−０６２１０２号公報

このような従来の電源モジュールには、以下のような課題があった。すなわち、上記各特許文献に例示されるように、電源モジュールは、配列された単セルの、各電極端子が配置された主面が一様に揃えられており、この主面と単セルの電極端子同士を接続するバスバーとの絶縁、バスバーを電極端子に取付ける際の作業性の向上、又は主面と外部配線等の接続端子の絶縁等、各種の目的から、絶縁性材料からなるバスバーホルダーが主面上には設けられている。

しかしながら、単セルの主面には、電極端子の他、電解液の注液栓や安全弁等、電池の機能を保つのに不可欠な部品が設けられており、主面上に起伏を生じさせている。この起伏はバスバーホルダーと干渉して、バスバーホルダーの安定した固定の妨げや、バスバーホルダーの変形の原因となっていた。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、バスバーホルダーのような、電源モジュールにおける絶縁機能を有する部品を、安定して固定することが可能な絶縁板及びそれを用いた電源モジュールを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の第１の側面は、
バスバーが接続される電極端子を有する蓄電素子と、
前記蓄電素子の表面に配置される絶縁板とを備え、
前記絶縁板は、前記表面との対向面に、前記表面の起伏に対応した凹部を有する、
電源モジュールである。

本発明の第２の側面は、
前記絶縁板の、隣接する前記凹部の境界は、
前記バスバーで接続される、一方の前記蓄電素子の正極の前記電極端子及び他方の前記蓄電素子の負極の前記電極端子の間に位置している、
本発明の第１の側面の電源モジュールである。

本発明の第３の側面は、
前記蓄電素子の表面の前記起伏は、前記電極端子と絶縁された、導電性を有する部位として形成されている、
本発明の第１又は第２の側面の電源モジュールである。

本発明の第４の側面は、
前記絶縁体は、
配列された前記蓄電素子の電極端子が形成する列の数に応じた数の部材から構成され、
それぞれの前記板部材は、
同数及び同一形状の前記凹部を有する、
本発明の第１から第３のいずれかの側面の電源モジュールである。

本発明の第５の側面は、
前記絶縁板の表面は、前記バスバー又は配線の少なくとも一部が配置可能な平面である、
本発明の第１から第４のいずれかの側面の電源モジュールである。

本発明の第６の側面は、
前記バスバーは、前記絶縁板の前記凹部を介して前記蓄電素子の前記表面に対向している、
本発明の第５の側面の電源モジュールである。

本発明の第７の側面は、
バスバーが接続される電極端子を有する蓄電素子を有する電源モジュールの、前記蓄電素子の表面に配置される絶縁板であって、
前記表面との対向面に、前記表面の起伏に対応した凹部を有する、
絶縁板である。

以上のような本発明は、電源モジュールにおいて絶縁機能を有する部品を安定して固定することが可能になるという効果を奏する。

本発明の実施の形態に係る電源モジュールの構成を示す斜視図 本発明の実施の形態に係る電源モジュールの構成を示す分解斜視図 （ａ）本発明の実施の形態に係る絶縁板の構成を示す正面図（ｂ）本発明の実施の形態に係る絶縁板の構成を示す断面図（ｂ）本発明の実施の形態に係る絶縁板の構成を示す背面図 本発明の実施の形態に係る電源モジュールにおける絶縁板の配置を説明するための図 本発明の実施の形態に係る電源モジュールにおける絶縁板の配置を説明するための要部断面図 （ａ）本発明の実施の形態に係る電源モジュールにおける各単セルの接続状態を説明するための図（ｂ）図５（ａ）に示す電源モジュールにおける絶縁板の構成を示す底面図 （ａ）本発明の実施の形態に係る電源モジュールにおける各単セルの接続状態を説明するための図（ｂ）図６（ａ）に示す電源モジュールにおける絶縁板の構成を示す底面図 本発明の実施の形態に係る絶縁板の他の構成例を示す図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（１．電源モジュール）
図１は、本発明の実施の形態１に係る電源モジュール１の構成を示す斜視図である。

図１に示すように、電源モジュール１は、複数の非水電解質二次電池１０と、非水電解質二次電池１０の電極端子側に設けられる、バスバーホルダー２０と、積層された複数の非水電解質二次電池１０全体を上下から挟持する、外形矩形の金属製のエンドプレート４０ａ及び４０ｂと、エンドプレート４０ａ及び４０ｂを締結する、コの字状である、金属製の一対の締結部材４１ａ及び４１ｂを備える。なお、電源モジュール１においては、エンドプレート４０ａ又は４０ｂの各辺は、図１に示す直交座標をなすＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸にそれぞれ平行に位置し、以下の説明に際しては、図中矢印の方向を基準に右から左、奥から手前、及び下から上を定める。

更に、電源モジュール１の各部について、エンドプレート４０ａの主面に平行な、Ｘ−Ｙ平面に投影される面を平面及び底面に定め、バスバーホルダー２０の主面に平行な、Ｚ−Ｘ平面に投影される面を正面又は背面と定め、エンドプレート４０ａの主面及びバスバーホルダー２０の主面に直交する、Ｚ−Ｙ平面に投影される面を側面と定める。

バスバーホルダー２０は、一対の板状のホルダー部材２０ａ及び２０ｂから構成され、ホルダー部材２０ａ及び２０ｂは、後述するように、非水電解質二次電池１０の各電極端子を接続する、バスバー３０、３１及び３２の周囲を取り囲むように形成されている。

バスバー３０は外形Ｔ字状の金属製平板であって、隣接する非水電解質二次電池１０の電極端子同士を接続する部材である。バスバー３１は外形矩形状の金属製平板であって、非水電解質二次電池１０が構成する電気回路の一端を電源モジュール１の一方の電極端子に接続する部材である。バスバー３２は、外形Ｌ字アングル状の金属製部材であって、バスバー３１同様、非水電解質二次電池１０が構成する電気回路の他端を電源モジュール１の他方の電極端子に接続する。なお、バスバー３１の一端には電源モジュール１の主面から手前に突出する外形Ｌ字の接続アングル３３が固定具３４を介して固定されている。接続アングル３３の先端には外部接続用の貫通孔３３ａが開口されている。同様に、バスバー３２の先端にも外部接続用の貫通孔３２ａが開口されている。

次に、図２は、電源モジュール１の分解斜視図である。

図２に示すように、電源モジュール１において、非水電解質二次電池１０は、アルミニウム等の金属製であって開口箱状の容器本体１１及び、容器本体１１と同一の材料からなる、容器本体１１の開口部を封止する蓋部１２を外装として有し、蓋部１２が正面側に配置されるよう、横倒しになっている。

蓋部１２の左右両端には、上述の電極端子を含む正負両極の電極部１２ａ及び１２ｂが配置され、蓋部１２の略中央である、電極部１２ａ及び１２ｂの間には安全弁１２ｃが設けられている。

電極部１２ａ及び１２ｂは、容器本体１１に収納された電極体と接続される金属製の端子本体１２２と、端子本体１２２と電極体とを結ぶ導電路を外装から絶縁する合成樹脂製のパッキン１２１を有する。パッキン１２１は収納容器内部からの電解液の漏出を防ぐために導電路と収納容器との間の空間、隙間を密封する役割も果たす。

更に、パッキン１２１の側面であって、安全弁１２ｃと対向する側には、回り止め１２３がパッキン１２１との一体成形により設けられている。回り止め１２３の中央は開口され、蓋部１２の表面をプレス加工により突出させてなる突起１２４が挿入されている。これにより電極部１２ａ又は１２ｂにおいてパッキン１２１が端子本体１２２を軸として蓋部１２上を回動することを規制している。

以下の説明においては、電源モジュール１においては、上下方向に積層配列された非水電解質二次電池１０を、上から下に単セル１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ及び１０Ｄと称する。

単セル１０Ａと１０Ｂの間、単セル１０Ｂと１０Ｃの間、及び単セル１０Ｃと１０Ｄの間には、それぞれスペーサ４２が挿入される。スペーサ４２は合成樹脂製の絶縁性部材であって、単セル１０Ａ〜１０Ｄの容器本体１１の上下底面と対向する本体部４２ｃと、本体部４１ｃの左右両端から突出する突出部４２ａ及び４２ｂとから構成される。

突出部４２ａ及び４２ｂは、図１に示すように、電源モジュール１が組み立てられた状態においては、積層された単セル１０Ａ〜１０Ｄの、隣接する電極部１２ａの間及び隣接する電極部１２ｂの間に配置される。

更に、エンドプレート４０ａと単セル１０Ａとの間、及びエンドプレート４０ｂと単セル１０Ｄとの間には絶縁性を有する素材により作成された、スペーサ４３ａ及び４３ｂが挿入されている。単セル１０Ａ〜１０Ｄはスペーサ４２、４３ａ及び４３ｂをそれぞれ間に挟んでエンドプレート４０ａ及び４０ｂにより挟持、締結されることにより、個々に絶縁された状態で固定される。

なお、スペーサ４２、４３ａ及び４３ｂは電源モジュール１に外部から衝撃や振動が加わった際にこれらを吸収する緩衝材の役割を果たすようにすると尚良い。

次に、バスバーホルダー２０を構成するホルダー部材２０ａ及び２０ｂは、積層された単セル１０Ａ〜１０Ｄの蓋部１２の表面に重ねられるように配置される。

ホルダー部材２０ａは、単セル１０Ａ〜１０Ｄの、一方の電極部１２ａが上下方向に配列された側に位置し、その正面にはバスバー３０〜３２の、安全弁１２ｃ側に延伸する一端が重なって配置される。ている。更にホルダー部材２０ａの正面には、接続アングル３３とバスバー３１の固定具３４の構成部品であるボルト部３４ａが埋め込まれる、平面形状方形の窪み２４が形成されている。ボルト部３４ａは窪み２４の形状に対応した台座を有することにより、軸周りの回転が規制された状態で窪み２４内に位置決め、固定される。

同様に、ホルダー部材２０ｂは、単セル１０Ａ〜１０Ｄの、他方の電極部１２ｂが上下方向に配列された側に位置し、その正面にはホルダー部材２０ａの窪み２４と同一寸法、同一形状の窪み２３が形成されている。

更に、バスバー３０〜３２の他端が電極部１２ａ又は１２ｂの端子本体１２２の表面と対向する位置に重なって配置された状態で、バスバー３０〜３２と単セル１０Ａ〜１０Ｄは溶接等により固定され、電気的接続を完成する。

なお、バスバー３１の貫通孔３１ｂ及び接続アングル３３の貫通孔３３ａには、ボルト部３４ａが挿入され、ボルト部３４ａが固定具３４の構成部品であるナット３４ｂにより締結されることで、接続アングル３３はホルダー部材２０ａ上に固定されるとともに、バスバー３１に電気的に接続される。

又、図１及び図２中においては、説明のため電源モジュール１の正極端子及び負極端子、充放電を管理する管理装置及びこれらを収納する筐体等は省略して示した。

（２．バスバーホルダー）
次に、図３（ａ）はバスバーホルダー２０のホルダー部材２０ａの正面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ直線による断面図、図３（ｂ）は背面図である。

以下、各図を参照して、バスバーホルダー２０の構成について説明を行う。

ホルダー部材２０ａは、インジェクション成形により作成される合成樹脂製の部材であって、金型の形状に対応して、平面形状矩形の本体部２１と、本体部２１の上下両端から延出する、一対の棒状の延出部２２とから構成される。本体部２１は、バスバー３０〜３２との対向面である表面２１ａにおいて、先に述べた、バスバー３０〜３２を位置決め固定する突起２３及びボルト部３４ａを固定する窪み２４を有する。

次に、本体部２１は単セル１０Ａ〜１０Ｄとの対向面である裏面２１ｂにおいて、延出部２２に囲まれた対辺上に、断続的に凹部２５が形成されている。凹部２５は、単セル１０Ａ〜１０Ｄの電極部１２ａ及び１２ｂが有する回り止め１２３の位置に対応して設けられ、隣接する凹部２５の間は裏面２１ｂと面一になった境界部２６にて離隔されている。

なお、窪み２４及び凹部２５は、ホルダー部材２０ａの金型の形状の反転形状として、本体部２１及び延出部２２と一体成型される。

ホルダー部材２０ｂも、突起２３の配置を除いて、凹部２５を含めて正面、背面及び側面においてホルダー２０ａと同一の形状を有する。すなわち、バスバーホルダー２０において、ホルダー部材２０ａと２０ｂは同一の部材であって、電源モジュール１に配置される向きだけが異なる。したがって、ホルダー部材２０ａと２０ｂを同一の向きに揃えた場合、窪み２４と２３の位置は一致する。

以上の構成において、電源モジュール１は本発明の電源モジュールに相当し、非水電解質二次電池１は本発明の蓄電素子に相当し、バスバー３０〜３２は本発明のバスバーに相当し、バスバーホルダー２０は本発明の絶縁板に相当し、ホルダー本体２０ａ及び２０ｂは本発明の板部材に相当する。又、電極部１２ａ及び１２ｂの端子本体１２２は本発明の電極端子に相当する。

このような構成を有する本発明の実施の形態による電源モジュール１は、単セル１０Ａ〜１０Ｄとの対向面である本体部２１の裏面２１ｂにおいて凹部２５を有するバスバーホルダー２０を備えたことを特徴とする。

従来技術にて説明したように、従来の電源モジュールにおいて、バスバーを電極端子に取付ける際の作業性の向上、主面と外部配線等の接続端子の絶縁等の目的から設けられるバスバーホルダーは、単セルである非水電解質二次電池の蓋部と干渉して、安定した固定が妨げられたり、変形の恐れを生じさせたりする恐れがあった。

これに対し、本実施の形態の電源モジュール１は、本体部２１の裏面２１ｂに凹部２５を設けたことにより、バスバーホルダー２０と単セル１０Ａ〜１０Ｄとの干渉を回避するようにしている。

すなわち、図４に示すように、電源モジュール１においては、積層配列された単セル１０Ａ〜１０Ｄの各蓋部１２の表面１２ｘが同一平面に配列されて形成された配列面１２０上に、ホルダー部材２０ａ及び２０ｂが、それぞれの本体部２１同士を対向させた状態にて配置されている。ホルダー部材２０ａ及び２０ｂは、共通の形状として、平面形状矩形の本体部２１と、本体部２１の上下両端から延出する、一対の棒状の延出部２２とを有し、延出部２２は、ホルダー部材２０ａ又は２０ｂ毎に、単セル１０Ａ〜１０Ｄのそれぞれの電極部１２ａ又は１２ｂを上下に挟み込むよう配置されている。

更に、本体部２１の、延出部２２とともに電極部１２ａ又は１２ｂを囲みこむ側の側縁において、凹部２５が配列されている。

ここで、図５は、単セル１０Ａ近傍の内部構成を示す、Ｘ−Ｙ平面による模式的断面図である。以下、図５を参照して更に説明する。単セル１０Ａは、容器本体１１及び蓋部１２からなる収納容器を外装として備え、容器本体１１内に、帯状の電極である正極と負極を、間にセパレータを介して、図中Ｘ軸に平行な軸を巻回軸として長円筒形に巻回した構成を有する電極体１２６を収納している。

電極体１２６の巻回軸の中央はセパレータで覆われる一方、両端には正負両極の金属箔が露出し、金属箔露出部として容器本体１１の一対の側面に隣接している。なお、図中には一方の極側の金属箔が露出した側の構成のみ示した。

電極体１２６は集電体１２５を介して端子本体１２２に接続されている。ここで集電体１２５は、電極体１２６の金属箔露出部に超音波溶接等により接合される接合板１２５ａと、接合板１２５ａから連続して形成され、容器本体１１内を延伸する脚部１２５ｂと、蓋部１２の裏面に固定される基台部１２５ｃとを有し、端子本体１２２から容器本体１１へ向かって延伸する接続棒１２２ａを介して、かしめや圧着等の周知の技術的手段により電気的、機械的に接続される。

端子本体１２２と電極体１２６とを結ぶ導電路はパッキン１２１によって蓋部１２と絶縁されている。パッキン１２１は収納容器内部からの電解液の漏出を防ぐために導電路と収納容器との間の空間、隙間を密封する役割も果たす。

更に、パッキン１２１の、安全弁１２ｃ寄りの側面には、パッキン１２１の回り止め１２３が、パッキン１２１との一体成形により設けられている。回り止め１２３は端子本体１２１より背低に構成され、したがって端子本体１２１との間に段差を形成している。回り止め１２３の内部には開口１２３ａが形成され、開口１２３ａ内には、プレス加工により蓋部１２の表面１２ｘを突出させて形成した突起１２４が挿入されている。これにより回り止め１２３は蓋部１２に固定される。すなわち、パッキン１２１は端子本体１２２に接続された接続棒１２１ａ及び回り止め１２３を固定する突起１２４の二点により蓋部１２に固定され、端子本体１２２の接続棒１２６回りの回動が規制される。

なお、以上の単セル１０Ａの構成は、単セル１０Ｂ〜１０Ｄにも共通である。

このような構成を有する単セル１０Ａ〜１０Ｄを積層、配列して電源モジュールを作成した場合、従来の平板型のバスバーホルダーを用いて蓋部１２の表面１２ｘを覆おうとすると、パッキン１２１に隣接する回り止め１２３が干渉して、表面１２に密着するような、安定した固定を行うことができない。一方で回り止め１２３の位置まで本体部２１の縁端を安全弁１２ｃに向かって後退させると、バスバー３１の直下となる蓋部１２の表面１２ｘを十分に覆うことができず、バスバーホルダーの絶縁性能が損なわれる。

そこで、本実施の形態のバスバーホルダー２０においては、本体部２１の裏面２１ｂに形成した凹部２５が回り止め１２３の上方に回り込んで位置することにより、本体部２１と回り止め１２３との干渉を回避しつつ、本体部２１が蓋部１２の表面１２０をバスバー３０の対向面である端子本体１２１の近傍まで十分に覆うことができ、バスバーホルダーの絶縁性能を維持することが可能となっている。

更に、電源モジュール１においては、金属製の蓋部１２の一部として形成されている突起１２４の先端が回り止め１２３内から外部に露出している、バスバー３０と突起１２４とが短絡を生ずる恐れがある。

これに対し、本実施の形態のバスバーホルダー２０によれば、凹部２５が突起１２４の表面の上方に回り込んで位置することにより、バスバー３０と突起１２４との間を絶縁して、短絡の恐れを低減することが可能となっている。

次に、本実施の形態の電源モジュール１は、図４に示すように、バスバーホルダー２０において、ホルダー部材２０ａ及び２０ｂのそれぞれの本体部２１が、配列面１２０を構成する蓋部１２上に広がった表面２１ａを有することを特徴としている。これにより、図１又は図２に示すように、バスバー３０〜３２の、電極部１２ａ又は１２ｂの回り止め１２３から安全弁１２へ向かって延出する一端が配列面１２０から絶縁されることとなり、図示しないモジュールの管理や電圧、電流又は温度モニタのための配線（弱電配線）を引き回すことが可能となる。

その結果、電源モジュールの弱電配線の自由度を高めることが可能となる。なお、これらの配線は、図示しない固定具を利用して本体部２１上に固定することがより望ましい。

同様に、本体部２１は、バスバー３１と図示しない電源モジュール１の電極端子に接続され、電源モジュールの電力配線を形成する接続アングル３３を、凹部２４を介して固定することができ、上述の弱電配線よりも高電圧、高電流である、電源モジュールの電力配線の自由度を高めることを可能としている。

以上のような本体部２１の構成においても、先に説明した凹部２５を備えたことで、バスバーホルダー２０は、安定して配列面１２０上に固定でき、かつ広範な絶縁領域を確保して、上述の弱電配線や電力配線を、高い自由度をもってレイアウト、配置することが可能となっている。なお、表面２１ａは本発明の平面に相当する。

なお、本実施の形態の電源モジュール１のバスバーホルダー２０においては、凹部２５は、図３及び図４に示すように、回り止め１２３を有する単セル１０Ａ〜１０Ｄのそれぞれの電極部１２ａ及び１２ｂ毎に設けられるものとした。これにより、バスバーホルダー２０を構成するホルダー部材２０ａ及び２０ｂの形状を同一形状とすることができ、単一のホルダー部材からバスバーホルダーを構成することが可能となる。更に、単セル１０Ａ〜１０Ｄが電源モジュールとして任意の電気的接続がなされ、バスバーが組み合わされた場合であっても、これに対応して蓋部１２の主面１２ｘ上を安定して固定することができ、もっとも好適な態様である。

一方で、本発明の絶縁板の凹部は、蓋部１２の表面１２ｘ上に生じた起伏に対応して設けられて蓄電素子である単セルの表面に安定して固定でき、より好ましくは当該起伏の上方を絶縁することができればよく、その個数や形状に限定されるものではない。

具体的には、本発明の絶縁板は、図６のバスバーホルダーにおけるホルダー部材５０ａのように、延出部を省略して、配列面１２０において安全弁１２０ｃと電極部１２ａの間を覆う本体部５１のみを有する構成としてもよい。又、図６に更に示すように、本発明の絶縁板は、ホルダー部材５０ｂのように、一つの単セル１０Ａの主面１２ｘのみを覆う本体部５２を有する構成、又は、ホルダー部材５０ｃのように、複数の単セル１０Ｂ〜１０Ｄの主面１２ｘを覆う本体部５３において、各単セルをまとめて覆う単一の凹部２５ａを備えた構成としてもよい。

すなわち、上述した実施の形態を含む、本発明の絶縁板の凹部の個数は、電源モジュールを構成する全ての電極端子の総数と同一、又はそれより少ない数であれば、絶縁板を安定して蓄電素子の表面上に固定することができる。なお、絶縁板の個数とは、バスバーホルダー全体を構成する全てのホルダー部材が有する凹部の数に相当する。

更に、電源モジュールを構成する単セル同士の接続状態に応じて、凹部の寸法、境界を電源モジュールの電気的接続に応じて違えることは、凹部の上方に広がるバスバーホルダー表面の強度を高めることとなり、より好適である。

すなわち、図７（ａ）に示すように、電源モジュール１において単セル１０Ａ〜１０Ｄを直列接続した場合、隣接する単セル間においては、図２のバスバー３０により接続される、単セル１０Ａの負極（図中−符号で表示、以下同様）の端子本体１２２Ａと単セル１０Ｂの正極（図中＋符号で表示、以下同様）の端子本体１２２Ｂの接続箇所Ｃ１、単セル１０Ｂの負極の端子本体１２２Ｂと単セル１０Ｃの正極の端子本体１２２Ｃの接続箇所Ｃ２、及び単セル１０Ｃの負極の端子本体１２２Ｃと単セル１０Ｄの正極の端子本体１２２Ｄの接続箇所Ｃ３において、隣接する端子本体の境界部分Ｃ１ａ、Ｃ２ａ及びＣ３ａを凹部の境界部に一致させるようにする。これら境界部分Ｃ１ａ、Ｃ２ａ及びＣ３ａは、バスバー３０においては、安全弁１２ｃへ向かって延出する部位に対応している。

図７（ｂ）は、配列面１２０の接続箇所Ｃ２側を覆うホルダー部材２０ａ、及び配列面１２０の接続箇所Ｃ１及びＣ３側を覆うホルダー部材２０ｂの正面図である。図７（ｂ）に示すように、ホルダー部材２０ａにおいては、隣接する凹部２５ｂの境界部２６ａを接続箇所Ｃ２の境界部分Ｃ２ａに一致させ、ホルダー部材２０ｂにおいては、隣接する凹部２５ｃと２５ｄの境界部２６ｂを接続箇所Ｃ１、Ｃ３の境界部分Ｃ１ａ、Ｃ３ａにそれぞれ一致させている。

これにより、図２に示す平面形状Ｔ字状のバスバー３０の、安全弁１２ｃへ向かって延出する部位は、図７（ｂ）中にて点線により透視状態で示す境界部２６ａ又は２６ｂと対向することとなる。これにより、バスバー３０の延出部位と配列面１２０との間は、凹部２５ｂ、２５ｃ及び２５ｄよりも厚みの大きい境界部２６ａ又は２６ｂを介して絶縁される。

境界部２６ａ又は２６ｂを介することで、本体部２１のバスバー３０直下における構成は、表面２１ａの他の部分と同様となり、弱電配線の配置を容易に行うことが可能となる。

すなわち、ホルダー部材２０ａを例にとり、バスバー３０の延出部位が、境界部２６ａではなく凹部２５と対向する位置に配置された場合は、凹部２５は本体部２１において肉厚が小さい部分であるため、弱電配線の配置が困難となる。特に、固定具等をホルダー部材２０ｂ等に取り付けて配線を固定する際は、本体部２１の凹部２５において固定具を埋め込むだけの肉厚が必要になる。更に、配線と回り止め１２３の表面から露出する突起１２４の間の絶縁が必要となる。

一方で、境界部２６ａでも凹部２５でも無く、本体部２１の、より奥側、すなわち安全弁１２ｃの側にバスバー３０の延出部位を固定する場合は、バスバーの延出部位自体を長くする必要がある。コストが高くなってしまう。

これに対して、上述のように、バスバー３０の延出部位を肉厚の大きい境界部２６ａと対向させることは、本体部２１において固定部の埋め込みや突起１２４との絶縁に必要な厚みや寸法を確保することができ、弱電配線の配置を容易に行うことが可能となる。

次に、図８（ａ）に示すように、電源モジュール１において単セル１０Ａ〜１０Ｆを並列接続した場合、隣接する単セル間においては、それぞれ単一のバスバーにより接続される、単セル１０Ａの正極の端子本体１２２Ａ、単セル１０Ｂの正極の端子本体１２２Ｂ、単セル１０Ｃの負極の端子本体１２２Ｃ及び単セル１０Ｄの負極の端子本体１２２Ｄの接続箇所Ｃ４、及び単セル１０Ｃの正極の端子本体１２２Ｃ、単セル１０Ｄの正極の端子本体１２２Ｄ、単セル１０Ｅの負極の端子本体１２２Ｅ及び単セル１０Ｆの負極の端子本体１２２Ｆの接続箇所Ｃ５において、隣接する異極の電極部の境界部Ｃ４ａ及びＣ５ａを凹部の境界部に一致させる。

すなわち、図８（ｂ）の、ホルダー部材２０ａ及びホルダー部材２０ｂの底面図に示すように、ホルダー部材２０ａ及び２０ｂにおいては、隣接する凹部２５ｅ及び凹部２５ｆの境界部２６ｃを接続箇所Ｃ４、Ｃ５の境界部分Ｃ４ａ、Ｃ５ａにそれぞれ一致させている。これにより、図２に示す平面形状Ｔ字状のバスバー３０の、安全弁１２ｃへ向かって延出する部位を境界部２６ｃと対向させて、上述の直列接続の場合と同様、配列面１２０との絶縁の担保並びに本体部２１の強度の確保を実現している。

更に、図８（ａ）（ｂ）に示すセルの並列接続の場合は、凹部２５ｅ又は２５ｆのように、凹部の寸法を並列させる単セルの個数分の回り止めが格納できるような大きさと定めることができる。

更に、図８（ａ）のように並列接続により電源モジュールを構成する場合は、並列接続される単セルの個数分の間隔をおいて、境界部を設けるようにしてもよい。これにより、電源モジュールを構成する単セルの配列数に依らず、バスバーホルダーを構成する一対のホルダー部材の形状を同一形状とすることができ、バスバーホルダーの製造コストを低減することが可能となる。

以上のように、本実施の形態の電源モジュール１によれば、単セルである非水電解質二次電池１０との対向面であって、非水電解質二次電池１０の蓋部１２から突出する回り止め１２３に対応した凹部２５を有するホルダー部材２０ａ及び２０ｂから構成されたバスバーホルダー２０を備えたことにより、バスバーホルダーを安定して固定することができ、ひいては電源モジュールの信頼性を高めることが可能となる。

しかしながら、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。

上記の実施の形態においては、ホルダー部材２０ａ及び２０ｂは、単セル１０Ａ〜１０Ｂのそれぞれの電極部１２ａ又は１２ｂと安全弁１２ｃとの間に広がる表面を有する平面形状矩形状の各本体部２１を有する構成としたが、本発明の絶縁板は、配列面又は各単セルの主面に対向して配置され、各単セルの表面の起伏に対応した凹部を有するものであれば、任意の平面形状を有するものでよい。

又、上記の実施の形態においては、バスバーホルダー２０は同一形状のホルダー本体２０ａ及び２０ｂから構成されるものであるとしたが、本発明の絶縁板は、単一の部材から構成されるものであってもよいし、互いに異なる形状の複数の部材から構成されるものであってもよい。

更に、バスバーホルダー２０において、凹部２５は、インジェクション成形により本体部２１と同時に形成されるものとして説明を行ったが、本発明の凹部は、成型後の本体部２１の表面を切削又は押圧等の加工を加えることにより形成するものであってもよい。

更に、凹部２５は本体部２１の表面２１ａから裏面２１ｂを貫通する貫通孔として形成されていてもよい。しかしながら、本実施の形態のように、貫通しない凹部２５とした場合は、図５に示したように、バスバー３０と蓋部１２の表面１２ｘとの間の絶縁状態を担保することができるため、より好適である。

更に、本体部より厚みの小さい別部材を本体部２１に接合することにより得られるものとしてもよい。しかしながら、上記実施の形態のように、本体部２１の裏面２１ｂと凹部２５を一体成型により得る構成は、本体部２１の強度を確保することができ、より好適である。

更に、上記の説明においては、凹部２５はパッキン１２１の回り止め１２３に対応して形成されるものとしたが、本発明の起伏は、蓄電素子としての単セルの蓋部１２上に形成されるものであれば任意の部品により生じるものであってよい。例としては、電解液の注入口を封止する注液栓や溶接痕、安全弁、絶縁部材や電極端子などを固定する機構、蓄電素子の蓋部と容器本体との接合部分、更には極性判別用に設けられる突起、浮き出し文字・記号が挙げられる。

要するに、本発明の起伏は、蓄電素子の外装である蓋部１２及び／又は容器本体１１上において、これら各部の作成と同時に、又は作成後に更に加工されることにより形成される部位であってもよいし、これら外装とは独立した部材であって、当該外装に固定されることで当該外装と一体化する部材であってもよい。更にはこれら部位と部材との組合せとしてもよく、その形成の工程、原因等によって限定されるものではない。

したがって、凹部２５は、これらの部位や部材に対応して形成するものであればよく、単セルの設計や定格に応じた様々な表面形状の変化に応じて絶縁板の安定した固定を行わせることができる。特に、注液栓のように導電性を有するものであれば、当該部位や部材とバスバーとの短絡を抑制することができる。

更に、上記の説明においては、本発明の蓄電素子は、リチウムイオン二次電池に代表される非水電解質二次電池であるとしたが、電気化学反応により充放電可能な電池であれば、ニッケル水素電池その他各種の二次電池を用いてもよい。更に、本発明の蓄電素子は一次電池であってもよい。要するに、本発明の蓄電素子は電極体と電解液を収納容器内に封入してなる電気を蓄積可能な素子であれば、起電力を発生させるための具体的な方式によって限定されるものではない。

更に、上記の説明においては、本発明の電源モジュールは、単セル１０Ａ〜１０Ｄに例示される複数の蓄電素子から構成されるものとしたが、単一の蓄電素子から構成されるものであってもよい。

要するに、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲内であれば、以上説明したものを含め、上記実施の形態に種々の変更を加えたものとして実施してもよい。

以上のような本発明は、電源モジュールにおいて絶縁機能を有する部品を安定して固定することが可能になると効果を有し、例えば二次電池のような蓄電素子から構成される電源モジュールにおいて有用である。

１ 電源モジュール
１０Ａ〜１０Ｄ 単セル
１１ 容器本体
１２ 蓋部
１２ａ、１２ｂ 電極部
１２ｃ 安全弁
１２ｘ 主面
２０ バスバーホルダー
２０ａ、２０ｂ ホルダー部材
２１ 本体部
２２ 延出部
２３、２４ 窪み
３０〜３２ バスバー
３４ 固定具
４０ａ、４０ｂ エンドプレート
４１ａ ４１ｂ 締結部材
４１ｃ 本体部
４２、４３ａ、４３ｂ スペーサ
１２１ パッキン
１２２ 端子本体
１２３ 回り止め
１２３ａ 開口
１２４ 突起

Claims (6)

1. バスバーが接続される電極端子を有する蓄電素子と、
   前記蓄電素子の表面に配置される絶縁板とを備え、
   前記絶縁板は、前記表面との対向面に、前記表面の起伏に対応した凹部を有し、
   前記蓄電素子の表面の前記起伏は、前記電極端子と絶縁された、導電性を有する部位として形成されている、
   電源モジュール。
2. バスバーが接続される電極端子を有する蓄電素子と、
   前記蓄電素子の表面に配置される絶縁板とを備え、
   前記絶縁板は、配列された前記蓄電素子の電極端子が形成する列の数に応じた数の板部材から構成されるとともに、前記表面との対向面に、前記表面の起伏に対応した凹部を有し、
   それぞれの前記板部材は、同数及び同一形状の前記凹部を有する、
   電源モジュール。
3. 前記絶縁板の、隣接する前記凹部の境界は、
   前記バスバーで接続される、一方の前記蓄電素子の正極の前記電極端子及び他方の前記蓄電素子の負極の前記電極端子の間に位置している、
   請求項１又は２に記載の電源モジュール。
4. 前記絶縁板の表面は、前記バスバー又は配線の少なくとも一部が配置可能な平面である、
   請求項１から３のいずれかに記載の電源モジュール。
5. 前記バスバーは、前記絶縁板の前記凹部を介して前記蓄電素子の前記表面に対向している、
   請求項４に記載の電源モジュール。
6. バスバーが接続される電極端子を有する蓄電素子を有する電源モジュールの、前記蓄電素子の表面に配置される絶縁板であって、
   配列された前記蓄電素子の電極端子が形成する列の数に応じた数の板部材から構成されるとともに、前記表面との対向面に、前記表面の起伏に対応した凹部を有し、
   それぞれの前記板部材は、同数及び同一形状の前記凹部を有する、
   絶縁板。

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