JP6162414B2 - Battery assembly - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、組電池装置に関する。   Embodiments described herein relate generally to an assembled battery device.

従来、リチウムイオン電池（ＬＩＢ）を産業機器や車載用機器に適用するには、１セルでは電圧が低いため、必ず多直列にセルをつなぎ合わせて、組電池を形成する必要があった（例えば、特許文献参照）。
一方、産業向けには平均作動電圧４８Ｖ程度の鉛蓄電池を用いた中大型電動機器が多数存在する。 Conventionally, in order to apply a lithium ion battery (LIB) to industrial equipment and in-vehicle equipment, since one cell has a low voltage, it is necessary to always connect cells in series to form an assembled battery (for example, , See patent literature).
On the other hand, there are many medium-sized and large-sized electric appliances using lead storage batteries having an average operating voltage of about 48 V for industrial use.

近年、鉛蓄電池からより高性能なリチウムイオン電池に電池を切り替える動きが活発になってきている。が、例えば平均作動電圧が４８Ｖの中大型機器では、最大充電電圧が６０Ｖ、放電終止電圧（最小放電電圧）がそのモーターの下限性能の３０Ｖ程度まで稼動することが要求される。   In recent years, there has been an active movement to switch batteries from lead-acid batteries to higher performance lithium ion batteries. However, for example, medium and large-sized devices with an average operating voltage of 48V are required to operate up to a maximum charge voltage of 60V and a discharge end voltage (minimum discharge voltage) of about 30V, which is the lower limit performance of the motor.

特開２００９−２７７６４７号公報JP 2009-277647 A

しかしながら、従来の代表的なＬＩＢにおいては、実用的な最小放電電圧が４２Ｖ程度となり、鉛蓄電池と置き換えを計るに当たって、障壁となっていた。
そこで、本発明は、中大型電動機器に搭載されている鉛蓄電池を単純に置き換え可能なリチウムイオン電池を用いた組電池装置を提供することを目的としている。 However, in the conventional typical LIB, the practical minimum discharge voltage is about 42 V, which is a barrier in replacing the lead storage battery.
Accordingly, an object of the present invention is to provide an assembled battery device using a lithium ion battery that can simply replace a lead storage battery mounted on a medium-sized or large-sized electric apparatus.

実施形態の組電池装置は、放電終止電圧に相当する下限ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ：電池の容量（充電状態））が、置き換えの対象となる鉛蓄電池と同等のリチウムイオン電池を用いている。
そして、直列接続された複数の前記リチウムイオン電池がバッテリケースに収納されたセルモジュールを構成している。
また、複数の前記セルモジュールを直列接続するとともに、前記直列に接続された複数の前記セルモジュールを保持部材により一体として所望の出力電圧を有するサブバッテリパックモジュールを構成している。 The assembled battery device of the embodiment uses a lithium ion battery having a lower limit SOC (State Of Charge: battery capacity (charged state)) corresponding to a discharge end voltage, which is equivalent to a lead storage battery to be replaced .
A plurality of lithium ion batteries connected in series constitute a cell module housed in a battery case.
A plurality of the cell modules are connected in series, and the plurality of cell modules connected in series are integrated with a holding member to constitute a sub battery pack module having a desired output voltage.

そして、所望の容量となるように複数の前記サブバッテリパックモジュールが並列接続されてバッテリパックモジュールを構成し、バッテリパックモジュールが一の装置ケース内に収納されている。   A plurality of the sub battery pack modules are connected in parallel so as to have a desired capacity to form a battery pack module, and the battery pack module is housed in one apparatus case.

図１は、実施形態の組電池システムを電動フォークリフトに搭載する場合における電動フォークリフトの電気系統の概要構成ブロック図である。FIG. 1 is a schematic configuration block diagram of an electric system of an electric forklift when the assembled battery system of the embodiment is mounted on the electric forklift. 図２は、サブバッテリパックモジュールの概要構成説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a schematic configuration of the sub battery pack module. 図３は、第１の態様のリチウムイオン電池を用いた場合の基本セルユニットの配置組み合わせの一例の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of an example of an arrangement combination of basic cell units when the lithium ion battery of the first aspect is used. 図４は、基本セルユニットを基本セルユニット群として構成する場合の具体的配線状態の一例の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of an example of a specific wiring state when the basic cell unit is configured as a basic cell unit group. 図５は、第２の態様のリチウムイオン電池を用いた場合の基本セルユニットの配置組み合わせの一例の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of an example of an arrangement combination of basic cell units when the lithium ion battery of the second aspect is used. 図６は、積層型のサブバッテリパックモジュールの外観斜視図である。FIG. 6 is an external perspective view of a stacked sub battery pack module. 図７は、ホルダの外観斜視図である。FIG. 7 is an external perspective view of the holder. 図８は、サブバッテリパックの分解斜視図である。FIG. 8 is an exploded perspective view of the sub battery pack. 図９は、バッテリパック装置の外観斜視図である。FIG. 9 is an external perspective view of the battery pack device. 図１０は、バッテリパック装置の分解斜視図である。FIG. 10 is an exploded perspective view of the battery pack device. 図１１は、横並び型のサブバッテリパックモジュールの外観斜視図である。FIG. 11 is an external perspective view of a side-by-side type sub battery pack module. 図１２は、ホルダの外観斜視図である。FIG. 12 is an external perspective view of the holder. 図１３は、サブバッテリパックの分解斜視図である。FIG. 13 is an exploded perspective view of the sub battery pack. 図１４は、第２実施形態のバッテリパック装置の外観斜視図である。FIG. 14 is an external perspective view of the battery pack device of the second embodiment. 図１５は、第２実施形態のバッテリパック装置の分解斜視図である。FIG. 15 is an exploded perspective view of the battery pack device of the second embodiment.

次に実施形態について図面を参照して説明する。
［１］第１実施形態
図１は、実施形態の組電池システムを電動フォークリフトに搭載する場合における電動フォークリフトの電気系統の概要構成ブロック図である。
電動フォークリフトの電気系統１０は、大別すると電動フォークリフトの駆動用電源を供給するバッテリパック装置１１と、バッテリパック装置１１の充電及びバッテリパック装置からの給電を受けた動作を行うフォークリフト電気系統部１２と、を備えている。 Next, embodiments will be described with reference to the drawings.
[1] First Embodiment FIG. 1 is a schematic configuration block diagram of an electric system of an electric forklift when the assembled battery system of the embodiment is mounted on the electric forklift.
The electric system 10 of the electric forklift is broadly divided into a battery pack device 11 that supplies power for driving the electric forklift, and a forklift electric system unit 12 that performs the operation of charging the battery pack device 11 and receiving power from the battery pack device. And.

バッテリパック装置１１は、複数のサブバッテリパックモジュール１３が並列接続されたバッテリパックモジュール１４と、各サブバッテリパックモジュール１３の充放電制御を行うバッテリマネジメントユニット（ＢＭＵ：Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ）１５と、バッテリパック装置１１全体の制御を行うバッテリコントロールユニット（ＢＣＵ：Ｂａｔｔｅｒｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１６と、過電圧時に電源出力を遮断する電源遮断制御用リレーユニット１７と、電流制限抵抗１８と、電源遮断制御用リレーユニット１７が動作してバッテリパックモジュール１４から電流が流れた場合、溶断されるヒューズ素子１９と、を備えている。   The battery pack device 11 includes a battery pack module 14 in which a plurality of sub-battery pack modules 13 are connected in parallel, a battery management unit (BMU) 15 that performs charge / discharge control of each sub-battery pack module 13, a battery A battery control unit (BCU) 16 that controls the entire pack device 11, a power cutoff control relay unit 17 that shuts off the power output when overvoltage occurs, a current limiting resistor 18, and a power cutoff control relay unit 17. And a fuse element 19 that is blown when a current flows from the battery pack module 14.

フォークリフト電気系統部１２は、フォークリフト電気系統部１２全体を制御する車両制御部（ＥＴＣ）２１と、車両制御部２１の制御下で駆動されるインバータモータ２２と、車両制御部２１の制御下でバッテリパック装置１１からの電力をインバータモータ２２に供給するコンタクタ２３と、オペレータが正しい運転操作位置（例えば、正しい着座位置）にいることを検出してオン状態となるインターロックスイッチ２４と、オペレータのキー操作によりオン状態となるキースイッチ２５と、ヘッドランプ、警告ホーン、ウインカー（方向指示器）等の補機を備えた補機群２６と、オペレータのキー操作により補機群２６に駆動用の電源を供給する補機群用スイッチ２７と、外部の商用電源（例えば、三相交流電源）が接続されて、バッテリパック装置１１を構成しているバッテリパックモジュール１４の充電を行う充電部２８と、過電流が流れた場合に、バッテリパック装置１１の電源遮断制御用リレーユニット１７が動作して溶断されるヒューズ素子２９と、を備えている。   The forklift electrical system unit 12 includes a vehicle control unit (ETC) 21 that controls the entire forklift electrical system unit 12, an inverter motor 22 that is driven under the control of the vehicle control unit 21, and a battery under the control of the vehicle control unit 21. A contactor 23 that supplies power from the pack device 11 to the inverter motor 22, an interlock switch 24 that is turned on when the operator is in a correct driving operation position (for example, a correct seating position), and an operator key A key switch 25 that is turned on by an operation, an auxiliary machine group 26 including auxiliary machines such as a headlamp, a warning horn, and a winker (direction indicator), and a power source for driving the auxiliary machine group 26 by an operator's key operation Is connected to an auxiliary machine group switch 27 and an external commercial power source (for example, a three-phase AC power source). A charging unit 28 that charges the battery pack module 14 that constitutes the repacking device 11 and a fuse element that is blown by operation of the power cutoff control relay unit 17 of the battery pack device 11 when an overcurrent flows. 29.

ここで、電動フォークリフトの電気系統１０の概要動作について説明する。
通常動作状態においては、オペレータが正しい運転操作位置に至ると、インターロックスイッチ２４がオン状態となる。 Here, an outline operation of the electric system 10 of the electric forklift will be described.
In the normal operation state, when the operator reaches the correct driving operation position, the interlock switch 24 is turned on.

続いて、オペレータがキーを挿入し、キー操作を行うと、キースイッチ２５がオン状態となる。すなわち、インターロックスイッチ２４及びキースイッチ２５がオン状態となると、インバータモータ２２が始動可能な状態となるので、車両制御部２１は、コンタクタ２３をオン状態として、バッテリパック装置１１のバッテリパックモジュール１４からインバータモータ２２に蓄電電力を供給する。補機群は、インターロックスイッチ２４、キースイッチとは無関係に補機群用スイッチ２７がオン状態となると、ヘッドランプ、警告ホーン、ウインカー（方向指示器）等の補機の操作が可能となる。   Subsequently, when the operator inserts a key and performs a key operation, the key switch 25 is turned on. That is, when the interlock switch 24 and the key switch 25 are turned on, the inverter motor 22 can be started. Therefore, the vehicle control unit 21 turns on the contactor 23 to turn on the battery pack module 14 of the battery pack device 11. The stored power is supplied to the inverter motor 22. In the auxiliary machine group, when the auxiliary machine group switch 27 is turned on regardless of the interlock switch 24 and the key switch, it is possible to operate auxiliary machines such as a headlamp, a warning horn, and a winker (direction indicator). .

この結果、インバータモータ２２は駆動状態となり、電動フォークリフトは駆動され、オペレータにより操作されることとなる。   As a result, the inverter motor 22 is driven, and the electric forklift is driven and operated by the operator.

また、充電動作状態においては、充電部２８に外部の商用電源（例えば、三相交流電源）が接続されて、バッテリパック装置１１を構成しているバッテリパックモジュール１４の充電を行う。この場合において、バッテリパック装置１１全体の制御は、バッテリコントロールユニット１６によって行われ、サブバッテリパックモジュール１３の充放電制御は、バッテリマネジメントユニット１５により行われる。   In the charging operation state, an external commercial power source (for example, a three-phase AC power source) is connected to the charging unit 28 to charge the battery pack module 14 constituting the battery pack device 11. In this case, the overall control of the battery pack device 11 is performed by the battery control unit 16, and the charge / discharge control of the sub battery pack module 13 is performed by the battery management unit 15.

さらに、何らかの理由により電源供給ラインに過電圧が発生した場合には、過電流を検出したバッテリコントロールユニット１６は、電源遮断制御用リレーユニット１７を構成する二つのリレーユニットをオン状態とする。
電源遮断制御用リレーユニット１７を構成する二つのリレーユニットがオン状態となると、ヒューズ素子１９及びヒューズ素子２９は、過電流により溶断される。 Further, when an overvoltage occurs in the power supply line for some reason, the battery control unit 16 that has detected the overcurrent turns on the two relay units that constitute the power cutoff control relay unit 17.
When the two relay units constituting the power cutoff control relay unit 17 are turned on, the fuse element 19 and the fuse element 29 are blown by an overcurrent.

この結果、バッテリコントロールユニット１６に配置された電源遮断制御用リレーユニット１７の制御部に対する電源供給も遮断され、電源遮断制御用リレーユニット１７を構成する二つのリレーユニットは再びオフ状態となる。
したがって、過電流を遮断するコンタクタ等を設ける必要が無いので、バッテリパック装置１１の小型化及び軽量化を図ることができる。 As a result, the power supply to the control unit of the power cutoff control relay unit 17 disposed in the battery control unit 16 is also shut off, and the two relay units constituting the power cutoff control relay unit 17 are turned off again.
Therefore, there is no need to provide a contactor or the like for interrupting overcurrent, and the battery pack device 11 can be reduced in size and weight.

ところで、上記バッテリパック装置１１の構成において、サブバッテリパックモジュール１３は、最大充電圧６０Ｖ、最小放電電圧３０Ｖの鉛蓄電池を置き換えることを考えると、例えば、４８Ｖ、４００Ａｈの性能を有するリチウムイオン電池として機能することが望まれる。
そこで、本実施形態は、定格電流２０Ａｈ−定格電圧２．４Ｖ（最大電圧２．７−２．８Ｖ）のリチウムイオン電池を用いて、サブバッテリパックモジュール１３を構成している。 By the way, in the configuration of the battery pack device 11, the sub battery pack module 13 is, for example, a lithium ion battery having a performance of 48V, 400Ah, considering replacing a lead storage battery having a maximum charge pressure of 60V and a minimum discharge voltage of 30V. It is desirable to function.
Therefore, in the present embodiment, the sub battery pack module 13 is configured using a lithium ion battery having a rated current of 20 Ah and a rated voltage of 2.4 V (maximum voltage of 2.7 to 2.8 V).

ここで、バッテリパック装置１１を構成しているリチウムイオン電池の構成について説明する。
従来、鉛蓄電池を用いた平均作動電圧が４８Ｖの中大型機器では、最大充電電圧が６０Ｖ、最小放電電圧がそのモーターの下限性能の３０Ｖ程度まで稼動することが要求されていた。 Here, the structure of the lithium ion battery which comprises the battery pack apparatus 11 is demonstrated.
Conventionally, medium-sized and large-sized devices using a lead storage battery with an average operating voltage of 48V have been required to operate up to a maximum charging voltage of 60V and a minimum discharging voltage of about 30V, which is the lower limit performance of the motor.

これを従来の代表的なリチウムイオンバッテリ（定格電圧３．６Ｖ）で置き換えて最大充電電圧を合わせたとすると、稼働電圧範囲が鉛蓄電池の特性と大きく異なった範囲となってしまい、何らかの電圧を調整する手段を用いなければ置き換えることはできなかった。   If this is replaced with a typical lithium-ion battery (rated voltage 3.6V) and the maximum charging voltage is adjusted, the operating voltage range will be greatly different from the characteristics of the lead-acid battery, and some voltage will be adjusted. It could not be replaced without using the means to do.

そこで、本実施形態においては、稼働電圧範囲が従来の鉛蓄電池と同様になるようにリチウムイオン電池を設計し、これを用いてバッテリパック装置１１を構成している。
すなわち、放電終止電圧に相当する下限ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）が鉛蓄電池と同等のリチウムイオン電池を設計し、バッテリパック装置１１を構成している。
この結果、本実施形態のバッテリパック装置１１によれば、鉛蓄電池とそっくり置き換えることが可能となっている。 Therefore, in the present embodiment, the lithium ion battery is designed so that the operating voltage range is the same as that of the conventional lead storage battery, and the battery pack device 11 is configured using the lithium ion battery.
That is, a battery pack device 11 is configured by designing a lithium ion battery having a lower limit SOC (State Of Charge) corresponding to a discharge end voltage equivalent to that of a lead storage battery.
As a result, according to the battery pack device 11 of the present embodiment, it is possible to replace the lead-acid battery.

次に実施形態のバッテリパック装置１１に用いるリチウムイオン電池の組成について具体的に説明する。
リチウムイオン電池の第１の態様としては、コバルト、ニッケルおよびマンガンよりなる群から選択される少なくとも一種類の金属元素を含有するリチウム金属化合物を含みリチウム金属化合物はＬｉaＮｉｂＣｏｃＭｎｄＯ２（但し、モル比ａ，ｂ，ｃ及びｄは０≦ａ≦１．１、ｂ＋ｃ＋ｄ＝１）で表される正極活物質含有層を備えた正極と、チタン含有金属複合酸化物を含む負極と、非水溶媒を含む非水電解質とを備えた非水電解質二次電池として構成される。
この場合、本第１の態様のリチウムイオン電池を用いて、鉛蓄電池を置き換えることを想定すると、その電圧から、２１個直列に接続して組電池が構成される。 Next, the composition of the lithium ion battery used for the battery pack device 11 of the embodiment will be specifically described.
A first aspect of the lithium ion battery includes a lithium metal compound containing at least one metal element selected from the group consisting of cobalt, nickel, and manganese, and the lithium metal compound is Li a Ni b Co c Mn d O 2 (wherein the molar ratios a, b, c and d are 0 ≦ a ≦ 1.1, b + c + d = 1), and a negative electrode comprising a titanium-containing metal composite oxide And a nonaqueous electrolyte secondary battery including a nonaqueous electrolyte containing a nonaqueous solvent.
In this case, assuming that the lead storage battery is replaced by using the lithium ion battery of the first aspect, 21 batteries are connected in series from the voltage to constitute an assembled battery.

また、リチウム電池の第２の態様としては、コバルト、ニッケルおよびマンガンよりなる群から選択される少なくとも一種類の金属元素を含有するリチウム金属化合物を含みリチウム金属化合物はＬｉaＮｉｂＣｏｃＭｎｄＯ４（但し、モル比ａ，ｂ，ｃ及びｄは０≦ａ≦１．１、ｂ＋ｃ＋ｄ＝２） で表される正極活物質含有層を備えた正極と、チタン含有金属複合酸化物を含む負極と、非水溶媒を含む非水電解質と、を備えた非水電解質二次電池として構成される。 Further, a second aspect of the lithium battery, cobalt, lithium metal compounds include lithium metal compound containing at least one metal element selected from the group consisting of nickel and manganese Li a Ni b Co c Mn d A positive electrode including a positive electrode active material-containing layer represented by O 4 (wherein molar ratios a, b, c, and d are 0 ≦ a ≦ 1.1, b + c + d = 2), and a titanium-containing metal composite oxide. A nonaqueous electrolyte secondary battery including a negative electrode and a nonaqueous electrolyte containing a nonaqueous solvent is configured.

本第２の態様のリチウムイオン電池を用いて、鉛蓄電池を置き換えることを想定すると、その電圧から、２０個直列に接続して組電池が構成される。
また、上記第１の態様及び第２の態様のリチウムイオン電池を構成する場合にリチウムチタン酸化物の一次粒子の平均粒径が１μｍ以下で、負極層のＢＥＴ法による比表面積が３〜５０ｍ２／ｇの範囲であるようにすることが望ましい。 Assuming that the lead-acid battery is replaced using the lithium ion battery of the second aspect, 20 batteries are connected in series from the voltage to form an assembled battery.
When the lithium ion batteries of the first and second aspects are configured, the average particle diameter of primary particles of lithium titanium oxide is 1 μm or less, and the specific surface area of the negative electrode layer by the BET method is 3 to 50 m 2. It is desirable to be in the range of / g.

さらに、リチウムチタン酸化物は、Ｌｉ４＋ｘＴｉ５Ｏ１２（ｘは−１≦ｘ≦３）もしくはＬｉ２＋ｘＴｉ３Ｏ７（ｘは−１≦ｘ≦３）で表されるようにするのが望ましい。
さらにまた、チタン含有金属複合酸化物はＰ、Ｖ、Ｓｎ、Ｃｕ、Ｎｉ及びＦｅよりなる群から選択される少なくとも１種類の元素とＴｉとを含有する金属複合酸化物であるようにするのが望ましい。 Further, the lithium titanium oxide is represented by Li 4 + x Ti 5 O 12 (x is −1 ≦ x ≦ 3) or Li 2 + x Ti 3 O 7 (x is −1 ≦ x ≦ 3). desirable.
Furthermore, the titanium-containing metal composite oxide is a metal composite oxide containing at least one element selected from the group consisting of P, V, Sn, Cu, Ni and Fe and Ti. desirable.

図２は、サブバッテリパックモジュールの概要構成説明図である。
より具体的には、まず、２０Ａｈ−定格電圧２．４Ｖのリチウムイオン電池３１を２個用い、これらを並列接続して、基本セルユニット３２を構成する。ここで、リチウムイオン電池３１は、薄型の直方体形状を有するアルミニウム缶に、正極及び負極がセパレータを介して巻回された状態で収納された角型扁平非水電解質二次電池として構成されている。さらにアルミニウム缶の上面の同一面には正極端子、負極端子及び内圧上昇を防止するためのガス排出弁が設けられている。
この結果、基本セルユニット３２は、一個の４０Ａｈ−定格電圧２．４Ｖのリチウムイオン電池として機能する。 FIG. 2 is an explanatory diagram of a schematic configuration of the sub battery pack module.
More specifically, first, the basic cell unit 32 is configured by using two lithium ion batteries 31 of 20 Ah-rated voltage 2.4 V and connecting them in parallel. Here, the lithium ion battery 31 is configured as a rectangular flat nonaqueous electrolyte secondary battery that is housed in a thin aluminum can having a rectangular parallelepiped shape with the positive electrode and the negative electrode wound around a separator. . Further, a positive electrode terminal, a negative electrode terminal, and a gas discharge valve for preventing an increase in internal pressure are provided on the same surface of the upper surface of the aluminum can.
As a result, the basic cell unit 32 functions as one lithium ion battery with 40 Ah-rated voltage 2.4V.

そして、この基本セルユニット３２を９個直列接続することにより、第１セルモジュールを構成する。したがって、この第１セルモジュール３３は、２０Ａｈ−定格電圧２．４Ｖのリチウムイオン電池３１が並列２接続−直列９接続（２ｐ９ｓ）された４０Ａｈ−定格電圧合計２１．６Ｖ（最大電圧２５．２Ｖ）のリチウムイオン電池として機能する。   Then, nine basic cell units 32 are connected in series to constitute a first cell module. Therefore, the first cell module 33 includes a 20 Ah-rated voltage 2.4 V lithium ion battery 31 connected in parallel 2 connected-series 9 connected (2p9s), 40 Ah-rated voltage total 21.6 V (maximum voltage 25.2 V). It functions as a lithium ion battery.

同様に基本セルユニット３２を１２個直列接続することにより、第２セルモジュール３４を構成する。したがって、この第２セルモジュール３４は、２０Ａｈ−定格電圧２．４Ｖのリチウムイオン電池３１が並列２接続−直列１２接続（２ｐ１２ｓ）された４０Ａｈ−定格電圧２８．８Ｖ（最大電圧３３．６Ｖ）のリチウムイオン電池として機能する。   Similarly, a second cell module 34 is configured by connecting twelve basic cell units 32 in series. Therefore, the second cell module 34 has a 40 Ah-rated voltage 28.8 V (maximum voltage 33.6 V) in which a lithium ion battery 31 of 20 Ah-rated voltage 2.4 V is connected in parallel 2 to 12 in series (2p12s). Functions as a lithium ion battery.

続いて第１セルモジュール３３及び第２セルモジュールを直列接続することにより、サブバッテリパックモジュール１３を構成する。したがって、このサブバッテリパックモジュール１３は、２０Ａｈ−定格電圧２．４Ｖのリチウムイオン電池３１が並列２接続−直列２１接続（２ｐ２１ｓ）された４０Ａｈ−定格電圧５０．４Ｖ（最大電圧５８．８Ｖ）のリチウムイオン電池として機能する。   Subsequently, the sub battery pack module 13 is configured by connecting the first cell module 33 and the second cell module in series. Therefore, this sub-battery pack module 13 has a 40 Ah-rated voltage of 50.4 V (maximum voltage of 58.8 V) in which a lithium-ion battery 31 of 20 Ah-rated voltage of 2.4 V is connected in parallel 2 and connected in series 21 (2p21s). Functions as a lithium ion battery.

ここで、各リチウムイオン電池３１の最小放電電圧を１．５Ｖとすれば、サブバッテリパックモジュール１３の最小放電電圧は、１．５×２１＝３１．５Ｖとなり、サブバッテリパックモジュール１３は、最大充電電圧５８．８Ｖ、最小放電電圧３１．５Ｖのリチウムイオン電池として機能することとなり、最大充電圧６０Ｖ、最小放電電圧３０Ｖの鉛蓄電池を置き換えることが可能となる。   Here, if the minimum discharge voltage of each lithium ion battery 31 is 1.5 V, the minimum discharge voltage of the sub battery pack module 13 is 1.5 × 21 = 31.5 V, and the sub battery pack module 13 is It functions as a lithium ion battery having a charging voltage of 58.8V and a minimum discharge voltage of 31.5V, and a lead storage battery having a maximum charge pressure of 60V and a minimum discharge voltage of 30V can be replaced.

ここで、第１セルモジュール３３あるいは第２セルモジュール３４等のセルモジュールを構成する際の基本セルユニット３２の配置構成について説明する。
従来大型の組電池を製作する場合、１つのケースにセルを全て詰め込む方法では組電池重量が重くなり、ハンドリングが難しく、生産性が大きく低下していた。 Here, the arrangement configuration of the basic cell unit 32 when configuring a cell module such as the first cell module 33 or the second cell module 34 will be described.
Conventionally, when a large assembled battery is manufactured, the method of packing all cells in one case increases the weight of the assembled battery, makes handling difficult, and greatly reduces productivity.

そこで、本実施形態では、ハンドリング可能なサイズで４８Ｖ系の倍数の電圧のアプリケーションに適した基本パックを製作し、それらを組み立てることで多直列多並列の大型電池パックを簡易に組み立てることができる、製造性に優れた基本電池パックを提供する。   Therefore, in the present embodiment, a basic pack suitable for applications with a voltage that is a multiple of 48V system in a size that can be handled is manufactured, and a large-sized battery pack that is multi-series and multi-parallel can be easily assembled by assembling them. A basic battery pack with excellent manufacturability is provided.

また本実施形態では、リチウムイオン電池３１として構成されたアルミニウム缶の電極端子が設けられた面におけるアスペクト比を規定することで、基本セルユニット３２のアスペクト比をより正方形に近づけることにより、大型パック構成時の製造性をさらに向上させている。   Further, in the present embodiment, by defining the aspect ratio in the surface provided with the electrode terminal of the aluminum can configured as the lithium ion battery 31, the aspect ratio of the basic cell unit 32 is made closer to a square so that the large pack Manufacturability during construction is further improved.

以下の説明においては、４８Ｖ系の電源（最大充電圧６０Ｖ、放電終止電圧［最小放電電圧］３０Ｖ）として用いる場合について説明する。
ここで、基本セルユニット３２を構成するリチウムイオン電池３１として、上述した第１の態様のリチウムイオン電池を用いた場合、４８Ｖ系の電源として用いるには、リチウムイオン電池３１を２１個、直列接続する必要がある。 In the following description, a case of using as a 48V power supply (maximum charging pressure 60V, discharge end voltage [minimum discharge voltage] 30V) will be described.
Here, when the lithium ion battery of the first aspect described above is used as the lithium ion battery 31 constituting the basic cell unit 32, 21 lithium ion batteries 31 are connected in series to be used as a 48V power source. There is a need to.

図３は、第１の態様のリチウムイオン電池を用いた場合の基本セルユニットの配置組み合わせの一例の説明図である。
具体的には、以下の３通りの基本セルユニット群を基本組み合わせとしてセルモジュールを構成し、これらを適宜組み合わせて所望の電圧、容量を有するサブバッテリパックモジュールを構成することとなる。
図３（ａ）は、２×３個（＝６個）の基本セルユニット３２を組み合わせた基本セルユニット群３２Ｇ１を構成した場合の配置である。 FIG. 3 is an explanatory diagram of an example of an arrangement combination of basic cell units when the lithium ion battery of the first aspect is used.
Specifically, a cell module is configured with the following three basic cell unit groups as a basic combination, and a sub-battery pack module having a desired voltage and capacity is configured by appropriately combining them.
FIG. 3A shows an arrangement when a basic cell unit group 32G1 is configured by combining 2 × 3 (= 6) basic cell units 32. FIG.

図３（ｂ）は、３×３個（＝９個）の基本セルユニット３２を組み合わせた基本セルユニット群３２Ｇ２を構成した場合の配置である。
図３（ｃ）は、３×４個（＝１２個）の基本セルユニット３２を組み合わせた基本セルユニット群３２Ｇ３を構成した場合の配置である。 FIG. 3B shows an arrangement when a basic cell unit group 32G2 is configured by combining 3 × 3 (= 9) basic cell units 32.
FIG. 3C shows an arrangement when a basic cell unit group 32G3 is formed by combining 3 × 4 (= 12) basic cell units 32.

リチウムイオン電池３１は、最も面積の小さい面である電極が形成されている面のアスペクト比を１：２〜２：３にするのが望ましい。
そして、さらに第１セルモジュール３３及び第２セルモジュール３４において、第１セルモジュール３３あるいは第２セルモジュール３４を構成している基本セルユニット３２の電極が形成されている面のアスペクト比を１：２〜２：３にするのが望ましい。 The lithium ion battery 31 desirably has an aspect ratio of 1: 2 to 2: 3 on the surface on which the electrode, which is the surface having the smallest area, is formed.
Further, in the first cell module 33 and the second cell module 34, the aspect ratio of the surface on which the electrode of the basic cell unit 32 constituting the first cell module 33 or the second cell module 34 is formed is 1: It is desirable to make it 2: 2-2.

一方、基本セルユニット３２を構成するリチウムイオン電池３１として、上述した第２の態様のリチウムイオン電池を用いた場合、４８Ｖ系の電源として用いるには、リチウムイオン電池３１を２０個、直列接続する必要がある。   On the other hand, when the lithium ion battery of the second aspect described above is used as the lithium ion battery 31 constituting the basic cell unit 32, 20 lithium ion batteries 31 are connected in series to be used as a 48V power source. There is a need.

図４は、基本セルユニットを基本セルユニット群として構成する場合の具体的配線状態の一例の説明図である。
図４（ａ）は、２×３個（＝６個）の基本セルユニット３２を組み合わせ、基本セルユニット３２を６個直列接続した基本セルユニット群３２Ｇ１を構成した場合であり、図４（ａ）中、右上に配置された基本セルユニット３２の正極端子（＋）がケースに形成された外部正極端子ＥＴＰに接続され、右下に配置された基本セルユニット３２の負極端子（−）が外部負極端子ＥＴＮに接続されている。
また、各基本セルユニット３２間は接続バーＣＢにより接続されている。 FIG. 4 is an explanatory diagram of an example of a specific wiring state when the basic cell unit is configured as a basic cell unit group.
FIG. 4A shows a case where 2 × 3 (= 6) basic cell units 32 are combined to form a basic cell unit group 32G1 in which six basic cell units 32 are connected in series. ), The positive terminal (+) of the basic cell unit 32 arranged in the upper right is connected to the external positive terminal ETP formed in the case, and the negative terminal (−) of the basic cell unit 32 arranged in the lower right is external. It is connected to the negative terminal ETN.
The basic cell units 32 are connected by a connection bar CB.

図４（ｂ）は、３×３個（＝９個）の基本セルユニット３２を組み合わせ、基本セルユニット３２を９個直列接続した基本セルユニット群３２Ｇ２を構成した場合であり、図４（ｂ）中、左上に配置された基本セルユニット３２の正極端子（＋）がケースに形成された外部正極端子ＥＴＰに接続され、右下に配置された基本セルユニット３２の負極端子（−）が外部負極端子ＥＴＮに接続されている。
また、各基本セルユニット３２間は接続バーＣＢにより接続されている。 FIG. 4B shows a case where 3 × 3 (= 9) basic cell units 32 are combined to form a basic cell unit group 32G2 in which nine basic cell units 32 are connected in series. ), The positive terminal (+) of the basic cell unit 32 arranged in the upper left is connected to the external positive terminal ETP formed in the case, and the negative terminal (−) of the basic cell unit 32 arranged in the lower right is external. It is connected to the negative terminal ETN.
The basic cell units 32 are connected by a connection bar CB.

図４（ｃ）は、３×４個（＝１２個）の基本セルユニット３２を組み合わせ、基本セルユニット３２を１２個直列接続した基本セルユニット群３２Ｇ３を構成した場合であり、図４中、右上に配置された基本セルユニット３２の正極端子（＋）がケースに形成された外部正極端子ＥＴＰに接続され、左下に配置された基本セルユニット３２の負極端子（−）が外部負極端子ＥＴＮに接続されている。
また、各基本セルユニット３２間は接続バーＣＢにより接続されている。
以上の説明は、基本セルユニット群の具体的な配線の一例の説明であり、各端子の配置、端子の引出方向、接続方向等は適宜変更が可能である。 FIG. 4C shows a case where 3 × 4 (= 12) basic cell units 32 are combined to form a basic cell unit group 32G3 in which 12 basic cell units 32 are connected in series. The positive terminal (+) of the basic cell unit 32 arranged on the upper right is connected to the external positive terminal ETP formed on the case, and the negative terminal (−) of the basic cell unit 32 arranged on the lower left is connected to the external negative terminal ETN. It is connected.
The basic cell units 32 are connected by a connection bar CB.
The above description is an example of specific wiring of the basic cell unit group, and the arrangement of the terminals, the terminal drawing direction, the connection direction, and the like can be appropriately changed.

図５は、第２の態様のリチウムイオン電池を用いた場合の基本セルユニットの配置組み合わせの一例の説明図である。
図５（ａ）は、２×４個（＝８個）の基本セルユニット３２を組み合わせた基本セルユニット群３２Ｇ１１を構成した場合の配置である。 FIG. 5 is an explanatory diagram of an example of an arrangement combination of basic cell units when the lithium ion battery of the second aspect is used.
FIG. 5A shows an arrangement when a basic cell unit group 32G11 is configured by combining 2 × 4 (= 8) basic cell units 32. FIG.

図５（ｂ）は、３×４個（＝１２個）の基本セルユニット３２を組み合わせた基本ルユニット群３２Ｇ１２を構成した場合の配置である。
図５（ｃ）は、５×２個（＝１０個）の基本セルユニット３２を組み合わせた基本セルユニット群３２Ｇ１３を構成した場合の配置である。
上記構成においても、基本セルユニットを基本セルユニット群として構成する場合の具体的配線状態については、図４の場合と同様である。 FIG. 5B shows an arrangement when a basic unit group 32G12 is configured by combining 3 × 4 (= 12) basic cell units 32.
FIG. 5C shows an arrangement when a basic cell unit group 32G13 is configured by combining 5 × 2 (= 10) basic cell units 32.
Also in the above configuration, the specific wiring state when the basic cell unit is configured as a basic cell unit group is the same as in the case of FIG.

図６は、積層型のサブバッテリパックモジュールの外観斜視図である。
積層型のサブバッテリパックモジュール１３Ａを構成する第１セルモジュール３３及び第２セルモジュール３４は、それぞれ、正極端子及び負極端子が同一面に設けられたリチウムイオン電池セル（角形セル）を用いて多直列の組電池として構成されている。 FIG. 6 is an external perspective view of a stacked sub battery pack module.
The first cell module 33 and the second cell module 34 constituting the stacked sub-battery pack module 13 </ b> A each use a lithium ion battery cell (rectangular cell) in which a positive electrode terminal and a negative electrode terminal are provided on the same surface. It is configured as a series assembled battery.

ここで、リチウムイオン電池３１の端子面が同じ面となるように、直列接続して、第１セルモジュール３３及び第２セルモジュール３４をそれぞれ構成する。
第１セルモジュール３３及び第２セルモジュール３４をそれぞれ構成するサブバッテリケース４１、４２は、直方体形状を有する樹脂で構成されており、リチウムイオン電池３１の正極端子（外部正極端子ＥＴＰに相当）及び負極端子（外部負極端子ＥＴＮに相当）が設けられた端子面を上面とした場合の側面のうち面積の小さい側の面Ｆ１、Ｆ２にそれぞれ第１連結端子台４３、第２連結端子台４４、端子台４５が設けられている。 Here, the first cell module 33 and the second cell module 34 are configured in series so that the terminal surfaces of the lithium ion battery 31 are the same surface.
The sub-battery cases 41 and 42 constituting the first cell module 33 and the second cell module 34 are made of a resin having a rectangular parallelepiped shape, and the positive terminal (corresponding to the external positive terminal ETP) of the lithium ion battery 31 and When the terminal surface provided with the negative electrode terminal (corresponding to the external negative electrode terminal ETN) is the upper surface, the first connection terminal block 43, the second connection terminal block 44, A terminal block 45 is provided.

次に第１セルモジュール３３及び第２セルモジュール３４を一体に形成してサブバッテリパックモジュール１３Ａとして形成するためのホルダ（保持部材）について説明する。   Next, a holder (holding member) for integrally forming the first cell module 33 and the second cell module 34 to form the sub battery pack module 13A will be described.

図７は、ホルダの外観斜視図である。
ホルダ５０は、第１セルモジュール３３の電極形成面を覆うように第１セルモジュール３３に取りつけられる第１固定用ホルダ５１と、第１セルモジュール３３及び第２セルモジュール３４の電極形成面と対向する面に取りつけられる積層用ホルダ５２と、第２セルモジュール３４の電極形成面を覆うように第２セルモジュール３４に取りつけられる第２固定用ホルダ５３と、を備えている。 FIG. 7 is an external perspective view of the holder.
The holder 50 is opposed to the first fixing holder 51 attached to the first cell module 33 so as to cover the electrode forming surface of the first cell module 33, and the electrode forming surfaces of the first cell module 33 and the second cell module 34. A stacking holder 52 attached to the surface to be mounted, and a second fixing holder 53 attached to the second cell module 34 so as to cover the electrode forming surface of the second cell module 34.

第１固定用ホルダ５１は、金属板で形成されており、大別すると、長方形平板状の第１固定用ホルダ本体５５と、第１固定用ホルダ本体５５の周縁部の長手部分に立設された複数の第１セルモジュール係止用部材５６と、第１固定用ホルダ本体５５の周縁部の短手部分に立設された複数の第２セルモジュール係止用部材５７と、を備えている。   The first fixing holder 51 is formed of a metal plate, and is roughly erected on a rectangular flat plate-shaped first fixing holder main body 55 and a longitudinal portion of the peripheral edge of the first fixing holder main body 55. A plurality of first cell module locking members 56 and a plurality of second cell module locking members 57 erected on the short portion of the peripheral edge of the first fixing holder main body 55. .

なお、図６において、手前側の第２セルモジュール係止用部材５７には、後述する固定板が固定される一対の固定用ボルト５８及び端子台が固定される一対の固定用ボルト５９が設けられている。   In FIG. 6, the second cell module locking member 57 on the front side is provided with a pair of fixing bolts 58 to which a fixing plate described later is fixed and a pair of fixing bolts 59 to which the terminal block is fixed. It has been.

ここで、第１セルモジュール係止用部材５６は、弾性を有しており、第１セルモジュール３３の周面に設けられた係止突起３３Ａ（図５参照）を乗り越えた後に係止突起３３Ａと係合する係合孔５６Ａが設けられている。
また、第２セルモジュール係止用部材５７は、弾性を有しており、第２セルモジュール３４の周面に嵌めあわされる。 Here, the first cell module locking member 56 has elasticity, and after the locking projection 33A (see FIG. 5) provided on the peripheral surface of the first cell module 33 is overcome, the locking projection 33A. An engagement hole 56 </ b> A for engaging with is provided.
Further, the second cell module locking member 57 has elasticity and is fitted to the peripheral surface of the second cell module 34.

積層用ホルダ５２は、金属板で形成されており、大別すると、平板状の積層用ホルダ本体６１と、積層用ホルダ本体６１の周縁部の長手部分において第１セルモジュール３３側に立設され、第１セルモジュール３３の周面に設けられた係止突起３３Ａを乗り越えた後に係止突起３３Ａと係合する係合孔６２Ａが設けられた第１セルモジュール係止用部材６２と、積層用ホルダ本体６１の周縁部の長手部分において第２セルモジュール３４側に立設され、第２セルモジュール３４の周面に設けられた係止突起を乗り越えた後に係止突起３４Ａと係合する係合孔６３Ａが設けられた第２セルモジュール係止用部材６３と、積層用ホルダ本体６１の周縁部の短手部分に立設された複数の第３セルモジュール係止用部材６４と、後述する固定板及び端子台が固定される固定用ボルト６５が設けられた固定用部材６６と、を備えている。   The stacking holder 52 is formed of a metal plate. When roughly classified, the stacking holder main body 61 and a longitudinal portion of the peripheral edge of the stacking holder main body 61 are erected on the first cell module 33 side. A first cell module locking member 62 provided with an engagement hole 62A that engages with the locking protrusion 33A after overcoming the locking protrusion 33A provided on the peripheral surface of the first cell module 33; Engagement that is erected on the second cell module 34 side in the longitudinal portion of the peripheral edge of the holder body 61 and engages with the locking protrusion 34A after overcoming the locking protrusion provided on the peripheral surface of the second cell module 34 A second cell module locking member 63 provided with a hole 63A, a plurality of third cell module locking members 64 erected on the short side of the peripheral edge of the stacking holder main body 61, and a fixing to be described later Board and edge Fixing bolt 65 platform is secured is provided with a fixing member 66 provided, the.

第２固定用ホルダ５３は、金属板で形成されており、大別すると、平板状の第２固定用ホルダ本体７１と、第２固定用ホルダ本体７１の周縁部の長手部分に立設され、第２セルモジュール３４の周面に設けられた係止突起３４Ａを乗り越えた後に係止突起３４Ａと係合する係合孔７２Ａが設けられた複数のセルモジュール係止用部材７２と、第２固定用ホルダ本体の周縁部の手前側の短手部分において第２セルモジュール３４側に立設され、後述する固定板が固定される一対の固定用ボルト７３が設けられた固定用部材７４と、第２固定用ホルダ本体の周縁部の奥側の短手部分において第２セルモジュール側に立設され、端子台が固定される固定用ボルト７５が設けられた固定用部材７６と、を備えている。   The second fixing holder 53 is formed of a metal plate. When roughly divided, the second fixing holder main body 71 having a flat plate shape and a longitudinal portion of the peripheral edge of the second fixing holder main body 71 are erected. A plurality of cell module locking members 72 provided with engaging holes 72A that engage with the locking protrusions 34A after overcoming the locking protrusions 34A provided on the peripheral surface of the second cell module 34; A fixing member 74 provided with a pair of fixing bolts 73 erected on the second cell module 34 side at the short side portion on the near side of the peripheral portion of the holder body, 2 and a fixing member 76 provided with a fixing bolt 75 which is erected on the second cell module side at the short side portion on the back side of the peripheral edge of the fixing holder body and to which the terminal block is fixed. .

図８は、サブバッテリパックの分解斜視図である。
図８中、符号ＮＧは、ナット群、すなわち、ナット、一または複数のワッシャ（平ワッシャあるいはスプリングワッシャ）の一群を表し、使用される場所によってその組み合わせ、サイズなどは異なっているものとする。 FIG. 8 is an exploded perspective view of the sub battery pack.
In FIG. 8, symbol NG represents a group of nuts, that is, a group of nuts or one or a plurality of washers (a flat washer or a spring washer), and the combination, size, and the like differ depending on the place where they are used.

第１セルモジュール３３の第１電極端子（本実施形態では、正極端子とする。）８１には、第１端子引出部材８２の一端が固定されている。この第１端子引出部材８２の他端には、第１連結端子台４３の連結用ボルト８３が接続されている。   One end of a first terminal lead member 82 is fixed to a first electrode terminal 81 (in this embodiment, a positive electrode terminal) 81 of the first cell module 33. A connecting bolt 83 of the first connecting terminal block 43 is connected to the other end of the first terminal drawing member 82.

また、第１セルモジュール３３の第２電極端子（本実施形態では、負極端子とする）８４には、第２端子引出部材８５の一端が固定される。この第２端子引出部材８５の他端には、第１固定用ホルダ５１に設けられた一対の固定用ボルト５９に固定される端子台４５が接続されている。   In addition, one end of the second terminal lead member 85 is fixed to the second electrode terminal (in this embodiment, a negative electrode terminal) 84 of the first cell module 33. A terminal block 45 fixed to a pair of fixing bolts 59 provided on the first fixing holder 51 is connected to the other end of the second terminal drawing member 85.

第２セルモジュール３４の図７においては図示されていない第１電極端子（本実施形態では、負極端子とする）には、第３端子引出部材８６の一端が固定されている。この第３端子引出部材８６の他端には、第２連結端子台４４の連結用ボルト８７が接続されている。   One end of a third terminal lead member 86 is fixed to a first electrode terminal (in this embodiment, a negative electrode terminal) not shown in FIG. 7 of the second cell module 34. A connecting bolt 87 of the second connecting terminal block 44 is connected to the other end of the third terminal drawing member 86.

第２セルモジュール３４の図７においては図示されていない第２電極端子（本実施形態では、正極端子とする）には、第４端子引出部材８８の一端が固定されている。第４端子引出部材８８の他端には、第２連結端子台４４の外部電極端子用ボルト８９が接続されている。   One end of a fourth terminal lead member 88 is fixed to a second electrode terminal (in this embodiment, a positive electrode terminal) not shown in FIG. 7 of the second cell module 34. An external electrode terminal bolt 89 of the second connection terminal block 44 is connected to the other end of the fourth terminal lead member 88.

上記構成において、第１連結端子台４３の連結用ボルト８３と、第２連結端子台４４の連結用ボルト８７と、の間は、第１セルモジュール３３の第１電極端子８１と、第２セルモジュール３４の第１端子とを短絡して、第１セルモジュール３３と、第２セルモジュール３４とを直列接続する端子連結板９０が設けられている。   In the configuration described above, the space between the connection bolt 83 of the first connection terminal block 43 and the connection bolt 87 of the second connection terminal block 44 is between the first electrode terminal 81 of the first cell module 33 and the second cell. A terminal connecting plate 90 that short-circuits the first terminal of the module 34 and connects the first cell module 33 and the second cell module 34 in series is provided.

さらにサブバッテリパックモジュール１３Ａの第１固定用ホルダ５１と、第２固定用ホルダ５３とは、一端側（図８中、左奥側）において、第１固定部材９１により互いに固定されている。さらにこの第１固定部材９１は端子連結板９０を覆って保護している。
また、サブバッテリパックモジュール１３Ａの第１固定用ホルダ５１と、第２固定用ホルダ５３とは、他端側（図８中、右手前側）において、第２固定部材９２により互いに固定されている。 Furthermore, the first fixing holder 51 and the second fixing holder 53 of the sub-battery pack module 13A are fixed to each other by the first fixing member 91 on one end side (the left rear side in FIG. 8). Further, the first fixing member 91 covers and protects the terminal connecting plate 90.
Further, the first fixing holder 51 and the second fixing holder 53 of the sub battery pack module 13A are fixed to each other by the second fixing member 92 on the other end side (the right front side in FIG. 8).

次に複数のサブバッテリパックモジュール１３Ａを用いて構成したバッテリパックモジュールについて説明する。   Next, a battery pack module configured using a plurality of sub battery pack modules 13A will be described.

図９は、バッテリパック装置の外観斜視図である。
図１０は、バッテリパック装置の分解斜視図である。
バッテリパック装置１１は、図９に示すように、ケース本体１０１と、ケース本体１０１の奥側に取りつけられた第１サイドパネル１０２（図１０参照）、ケース本体１０１の手前側に取りつけられた第２サイドパネル１０３、第１サイドパネル１０２をケース本体にねじ止めするねじ１０４の目隠しを行う目隠し板１０５と、第２サイドパネル１０３をケース本体１０１にねじ止めするねじ１０６の目隠しを行う目隠し板１０７と、ケース本体１０１のゆがみを防止するために強度を向上するためのベースプレート１０８と、ケース本体１０１、第１サイドパネル１０２及び第２サイドパネル１０３の上部開口を覆い、塵埃がケース本体１０１内に侵入するのを防止する奥側に傾斜部を有し、手前側が水平とされ、ケース本体１０１にボルト１０９により固定されたトップパネル１１０と、を備えている。 FIG. 9 is an external perspective view of the battery pack device.
FIG. 10 is an exploded perspective view of the battery pack device.
As shown in FIG. 9, the battery pack device 11 includes a case body 101, a first side panel 102 (see FIG. 10) attached to the back side of the case body 101, and a first side panel 102 attached to the front side of the case body 101. A blindfold plate 105 that blinds a screw 104 that screws the two side panels 103 and the first side panel 102 to the case body, and a blind plate 107 that blinds a screw 106 that screws the second side panel 103 to the case body 101. And the base plate 108 for improving the strength in order to prevent the distortion of the case body 101, and the upper openings of the case body 101, the first side panel 102, and the second side panel 103, and dust is contained in the case body 101. There is an inclined part on the back side to prevent intrusion, the front side is horizontal, and the case body 101 is It includes a top panel 110 fixed, a by 109.

バッテリパック装置１１において、ケース本体１０１は、複数（本実施形態では、１０個）のサブバッテリパックモジュール１３Ａを収納するとともに、底面が長方形状とされ、かつ、側面視コの字状とされている。
このケース本体１０１内には、サブバッテリパックモジュール１３Ａのずれを抑制するために、弾性を有する樹脂製の緩衝シート１１１が敷かれ、この緩衝シート１１１上に５個のサブバッテリパックモジュール１３Ａが一列に並べて載置される。この場合において、５個のサブバッテリパックモジュール１３Ａは、交互に上下方向が逆向きとされている。 In the battery pack device 11, the case main body 101 houses a plurality (10 in the present embodiment) of sub battery pack modules 13 </ b> A, has a rectangular bottom surface, and has a U shape in side view. Yes.
In the case main body 101, in order to suppress the displacement of the sub battery pack module 13A, an elastic resin buffer sheet 111 is laid, and five sub battery pack modules 13A are arranged in a row on the buffer sheet 111. Placed side by side. In this case, the five sub battery pack modules 13 </ b> A are alternately turned upside down.

さらに５個のサブバッテリパックモジュール１３Ａの上面（図１０中、Ｚ軸正方向）には、サブバッテリパックモジュール１３Ａのずれを抑制するために、弾性を有する樹脂製の緩衝シート１１２が敷かれ、この緩衝シート１１２上に２段目の５個のサブバッテリパックモジュール１３Ａが一列に並べて載置される。この場合においても、５個のサブバッテリパックモジュール１３Ａは、交互に上下方向が逆向きとされている。   Further, on the upper surface (in the Z-axis positive direction in FIG. 10) of the five sub battery pack modules 13A, in order to suppress the displacement of the sub battery pack module 13A, an elastic resin buffer sheet 112 is laid, On the buffer sheet 112, the five sub battery pack modules 13A at the second stage are placed in a line. Also in this case, the five sub battery pack modules 13A are alternately turned upside down.

そして、１０個のサブバッテリパックの左右方向（図１０中、Ｙ軸方向）には、ケース本体との間にスペーサ１１３、１１４がそれぞれ配置されている。   In the left-right direction (Y-axis direction in FIG. 10) of the ten sub-battery packs, spacers 113 and 114 are respectively disposed between the case main body.

スペーサ１１３と、左端のサブバッテリパックモジュール１３Ａとの間には、スペーサ部材１１５、１１６が設けられている。また、スペーサ１１４と、右端のサブバッテリパックモジュール１３Ａとの間には、スペーサ部材１１７が設けられている。   Spacer members 115 and 116 are provided between the spacer 113 and the leftmost sub battery pack module 13A. Further, a spacer member 117 is provided between the spacer 114 and the rightmost sub battery pack module 13A.

そして２段目の５個のサブバッテリパックモジュール１３Ａの上面には、サブバッテリパックモジュール１３Ａのずれを抑制するために、弾性を有する樹脂製の緩衝シート１１８が敷かれ、さらにトップパネル１１０が載置される。
そして、トップパネル１１０は、ケース本体１０１に４個のボルト１０９によりねじ止めされる。 An elastic resin cushioning sheet 118 is laid on the upper surface of the five sub battery pack modules 13A in the second stage in order to suppress the displacement of the sub battery pack module 13A, and the top panel 110 is mounted. Placed.
The top panel 110 is screwed to the case main body 101 with four bolts 109.

１０個のサブバッテリパックモジュール１３Ａの奥側（図１０中、Ｘ軸負方向）には、第１電極（正極電極あるいは負極電極のいずれか一方）を連結して１０個のサブバッテリパックモジュール１３Ａを並列接続するためのバスバー１２１と、ＢＭＵ１５を構成する各種電子部品１２２と、ＢＭＵ１５を構成する第１制御基板１２３と、ＢＭＵ１５を構成する電子部部品を保護する保護カバー１２４と、スペーサ１２５と、サブバッテリパックモジュール１３Ａの第１サイドパネル１０２と、第１サイドパネル１０２をケース本体１０１にねじ止めした際のねじ１０４を目隠しするための４個の目隠し板１０５と、が位置している。   The tenth sub-battery pack module 13A is connected to the back side (X-axis negative direction in FIG. 10) of the ten sub-battery pack modules 13A by connecting the first electrode (either the positive electrode or the negative electrode). Bus bar 121 for connecting in parallel, various electronic parts 122 constituting the BMU 15, a first control board 123 constituting the BMU 15, a protective cover 124 for protecting the electronic parts constituting the BMU 15, a spacer 125, The first side panel 102 of the sub battery pack module 13A and the four blindfold plates 105 for blindfolding the screws 104 when the first side panel 102 is screwed to the case body 101 are located.

１０個のサブバッテリパックモジュール１３Ａの手前側（図１０中、Ｘ軸正方向）には、第２電極（第１電極とは逆極性の電極）を連結するためのバスバー１３１と、ＢＣＵ１６を構成する各種電子部品１３２と、ＢＣＵを構成する第２制御基板１３３と、サブバッテリパックモジュール１３Ａの第２サイドパネル１０３と、第２サイドパネル１０３をケース本体にねじ止めする際のねじ１０６を目隠しするための４個の目隠し板１０７と、が位置している。   A bus bar 131 for connecting a second electrode (an electrode having a polarity opposite to that of the first electrode) and a BCU 16 are configured on the front side of the ten sub battery pack modules 13A (X-axis positive direction in FIG. 10). Various electronic components 132, the second control board 133 constituting the BCU, the second side panel 103 of the sub-battery pack module 13A, and the screws 106 for screwing the second side panel 103 to the case body are blindfolded. Four blindfold plates 107 are located.

以上のような構成を採ることにより、本第１実施形態によれば、サブバッテリパックモジュール１３Ａを構成するに際し、第１セルモジュール３３単位及び第２セルモジュール３４単位で組み上げることが可能であるので、中大型電動機器に搭載された鉛蓄電池を置き換えるために多数のリチウムイオン電池を直列−並列接続するに際して第１セルモジュール３３単位及び第２セルモジュール３４単位あるいはサブバッテリパックモジュール１３Ａ単位で行うことができ、ハンドリングが容易であるとともに、所望の電圧及び容量を有する組電池装置を容易に組み上げることが可能となり、生産性が向上する。   By adopting the configuration as described above, according to the first embodiment, the sub battery pack module 13A can be assembled in units of the first cell module 33 and the second cell module 34. In order to replace a lead storage battery mounted on a medium-sized or large-sized electric device, a large number of lithium ion batteries are connected in series-parallel in units of the first cell module 33 and the second cell module 34 or the sub battery pack module 13A. Thus, handling is easy, and an assembled battery device having a desired voltage and capacity can be easily assembled, thereby improving productivity.

また、第１セルモジュール３３及び第２セルモジュール３４を構成している基本セルモジュール、ひいては、基本セルモジュールを構成しているリチウムイオン電池３１は、放電終止電圧に相当する下限ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）が鉛蓄電池と同等であるので、中大型電動機器に搭載されている鉛蓄電池を単純に置き換え可能なリチウムイオン電池を用いた組電池装置を提供することが可能となる。   In addition, the basic cell module constituting the first cell module 33 and the second cell module 34, and thus the lithium ion battery 31 constituting the basic cell module, has a lower limit SOC (State Of Charge) corresponding to the discharge end voltage. ) Is equivalent to a lead storage battery, it is possible to provide an assembled battery device using a lithium ion battery that can simply replace a lead storage battery mounted on a medium-sized or large-sized electric device.

［２］第２実施形態
図１１は、横並び型のサブバッテリパックモジュールの外観斜視図である。
横並び型のサブバッテリパックモジュール１３Ｂは、第１実施形態と同一の第１セルモジュール３３及び第２セルモジュール３４により構成されている。
まず、第１セルモジュール３３及び第２セルモジュール３４を一体に形成してサブバッテリパックモジュール１３Ｂとして形成するためのホルダ（保持部材）について説明する。 [2] Second Embodiment FIG. 11 is an external perspective view of a side-by-side type sub battery pack module.
The side-by-side sub-battery pack module 13B includes the same first cell module 33 and second cell module 34 as in the first embodiment.
First, a holder (holding member) for integrally forming the first cell module 33 and the second cell module 34 to form the sub battery pack module 13B will be described.

図１２は、ホルダの外観斜視図である。
ホルダ１５０は、横並びに配置された第１セルモジュール３３及び第２セルモジュール３４の電極形成面を覆うように第１セルモジュール３３及び第２セルモジュール３４に取りつけられる第１固定用ホルダ１５１と、第１固定用ホルダ１５１と第１セルモジュール３３及び第２セルモジュール３４との間に、第１固定用ホルダ１５１に嵌め込まれて配置され、第１固定用ホルダ１５１の強度補強を行う第１補強板１５２と、横並びに配置された第１セルモジュール３３及び第２セルモジュール３４の電極形成面と対向する面を覆うように第１セルモジュール３３及び第２セルモジュール３４に取りつけられる第２固定用ホルダ１５３と、第２固定用ホルダ１５３と第１セルモジュール３３及び第２セルモジュール３４との間に、第２固定用ホルダ１５３に嵌め込まれて配置され、第２固定用ホルダ１５３の強度補強を行う第２補強板１５４と、を備えている。 FIG. 12 is an external perspective view of the holder.
The holder 150 includes a first fixing holder 151 attached to the first cell module 33 and the second cell module 34 so as to cover the electrode forming surfaces of the first cell module 33 and the second cell module 34 arranged side by side. Between the first fixing holder 151 and the first cell module 33 and the second cell module 34, the first fixing holder 151 is fitted into the first fixing holder 151 and arranged to reinforce the strength of the first fixing holder 151. For fixing the plate 152 to the first cell module 33 and the second cell module 34 so as to cover the surface facing the electrode forming surface of the first cell module 33 and the second cell module 34 arranged side by side. Between the holder 153 and the second fixing holder 153 and the first cell module 33 and the second cell module 34, the second fixing It is disposed fitted into in the holder 153, and a second reinforcing plate 154 that performs reinforcement of the second fixing holder 153, the.

第１固定用ホルダ１５１は、金属板で形成されており、大別すると、略正方形平板状の第１固定用ホルダ本体１５５と、第１固定用ホルダ本体１５５に立設された複数の第１セルモジュール係止用部材１５６と、第１固定用ホルダ本体１５５に立設された複数の第２セルモジュール係止用部材１５７と、後述する第１固定板が固定される一対の固定用ボルト１５８が設けられた第１固定板１５９と、後述する第２固定板（脚付）が固定される一組の固定用ボルト１６０及び端子板が固定される一対の固定用ボルト１６１が設けられた第２固定板１６２と、を備えている。   The first fixing holder 151 is formed of a metal plate, and is roughly divided into a substantially square flat plate-shaped first fixing holder main body 155 and a plurality of first fixing stands erected on the first fixing holder main body 155. A cell module locking member 156, a plurality of second cell module locking members 157 erected on the first fixing holder main body 155, and a pair of fixing bolts 158 to which a first fixing plate described later is fixed. A first fixing plate 159 provided with a first fixing plate 160 to which a second fixing plate (with legs) described later is fixed and a pair of fixing bolts 161 to which a terminal plate is fixed are provided. 2 fixing plates 162.

ここで、第１セルモジュール係止用部材１５６は、弾性を有しており、第１セルモジュール３３の周面に設けられた係止突起３３Ａ（図６参照）を乗り越えた後に係止突起３３Ａと係合する係合孔１５６Ａが設けられている。
また、第２セルモジュール係止用部材１５７は、弾性を有しており、第２セルモジュール３４の周面に設けられた係止突起３４Ａ（図６参照）を乗り越えた後に係止突起３４Ａと係合する係合孔１５６Ａが設けられている。 Here, the first cell module locking member 156 has elasticity, and after the locking projection 33A (see FIG. 6) provided on the peripheral surface of the first cell module 33 is overcome, the locking projection 33A. An engagement hole 156A that engages with is provided.
Further, the second cell module locking member 157 has elasticity, and the second cell module locking member 157 has a locking projection 34A after overcoming the locking projection 34A (see FIG. 6) provided on the peripheral surface of the second cell module 34. An engaging hole 156A to be engaged is provided.

第１補強板１５２は、金属板で形成されており、左右方向（図１２におけるＹ軸方向）の中央部分に、上下方向（図１２におけるＺ軸方向）に沿って、第１固定用ホルダ１５１の第１セルモジュール係止用部材１５６が挿入される第１挿入孔１５２Ａ及び第１固定用ホルダ１５１の第２セルモジュール係止用部材１５７が挿入される第２挿入孔１５２Ｂが設けられている。   The first reinforcing plate 152 is formed of a metal plate, and the first fixing holder 151 is formed along the vertical direction (Z-axis direction in FIG. 12) in the central portion in the left-right direction (Y-axis direction in FIG. 12). The first insertion hole 152A into which the first cell module locking member 156 is inserted and the second insertion hole 152B into which the second cell module locking member 157 of the first fixing holder 151 is inserted are provided. .

第２固定用ホルダ１５３は、金属板で形成されており、大別すると、略正方形平板状の第１固定用ホルダ本体１６５と、第１固定用ホルダ本体１６５に立設された複数の第１セルモジュール係止用部材１６６と、第１固定用ホルダ本体１６５に立設された複数の第２セルモジュール係止用部材１６７と、後述する第１固定板が固定される一対の固定用ボルト１６８及び後述するカバー部材が固定される一対の固定用ボルト１６９が設けられた第１固定板１７０と、後述する第２固定板（脚付）が固定される一組の固定用ボルト１７１が設けられた第２固定板１７２と、を備えている。   The second fixing holder 153 is formed of a metal plate. When roughly classified, the first fixing holder body 165 having a substantially square plate shape and a plurality of first holders erected on the first fixing holder body 165 are provided. A cell module locking member 166, a plurality of second cell module locking members 167 erected on the first fixing holder main body 165, and a pair of fixing bolts 168 to which a first fixing plate described later is fixed. And a first fixing plate 170 provided with a pair of fixing bolts 169 to which a cover member to be described later is fixed, and a set of fixing bolts 171 to which a second fixing plate (with legs) described later is fixed. A second fixed plate 172.

ここで、第１セルモジュール係止用部材１６６は、弾性を有しており、第１セルモジュール３３の周面に設けられた係止突起３３Ａ（図６参照）を乗り越えた後に係止突起３３Ａと係合する係合孔１６６Ａが設けられている。
また、第２セルモジュール係止用部材１６７は、弾性を有しており、第２セルモジュール３４の周面に設けられた係止突起３４Ａ（図６参照）を乗り越えた後に係止突起３４Ａと係合する係合孔１６７Ａが設けられている。 Here, the first cell module locking member 166 has elasticity, and the locking projection 33A is moved over the locking projection 33A (see FIG. 6) provided on the peripheral surface of the first cell module 33. An engagement hole 166A that engages with is provided.
Further, the second cell module locking member 167 has elasticity, and the second cell module locking member 167 extends over the locking protrusion 34A (see FIG. 6) provided on the peripheral surface of the second cell module 34, and then An engagement hole 167A to be engaged is provided.

第２補強板１５４は、金属板で形成されており、左右方向（図１２におけるＹ軸方向）の中央部分に、上下方向（図１２におけるＺ軸方向）に沿って、第２固定用ホルダ１５３の第１セルモジュール係止用部材１６６が挿入される第１挿入孔１５４Ａ及び第２固定用ホルダ１５３の第２セルモジュール係止用部材１６７が挿入される第２挿入孔１５４Ｂが設けられている。   The second reinforcing plate 154 is formed of a metal plate, and a second fixing holder 153 along the vertical direction (Z-axis direction in FIG. 12) in the center portion in the left-right direction (Y-axis direction in FIG. 12). The first insertion hole 154A into which the first cell module locking member 166 is inserted and the second insertion hole 154B into which the second cell module locking member 167 of the second fixing holder 153 is inserted are provided. .

図１３は、サブバッテリパックの分解斜視図である。
図１３中、符号ＮＧは、ナット群、すなわち、ナット、一または複数のワッシャ（平ワッシャあるいはスプリングワッシャ）の一群を表し、使用される場所によってその組み合わせ、サイズなどは異なっているものとする。 FIG. 13 is an exploded perspective view of the sub battery pack.
In FIG. 13, symbol NG represents a group of nuts, that is, a group of nuts or one or a plurality of washers (a flat washer or a spring washer), and the combination, size, and the like differ depending on the place where they are used.

第１セルモジュール３３の第１電極端子（本実施形態では、正極端子とする。）８１には、第１端子引出部材１８２の一端が固定されている。この第１端子引出部材１８２の他端には、第１連結端子台４３Ａの連結用ボルト１８３が接続されている。   One end of a first terminal lead member 182 is fixed to a first electrode terminal (in this embodiment, a positive electrode terminal) 81 of the first cell module 33. The other end of the first terminal lead member 182 is connected to a connecting bolt 183 of the first connecting terminal block 43A.

また、第１セルモジュール３３の第２電極端子（本実施形態では、負極端子とする）８４には、第２端子引出部材１８５の一端が固定される。この第２端子引出部材１８５の他端には、第２固定用ホルダ１５３に設けられた一対の端子固定用ボルト（図示せず）に固定される端子台４５Ａが接続されている。   In addition, one end of the second terminal lead member 185 is fixed to the second electrode terminal (in this embodiment, a negative electrode terminal) 84 of the first cell module 33. The other end of the second terminal lead member 185 is connected to a terminal block 45 </ b> A that is fixed to a pair of terminal fixing bolts (not shown) provided in the second fixing holder 153.

第２セルモジュール３４の図示されていない第１電極端子（本実施形態では、負極端子とする）には、第３端子引出部材１８６の一端が固定されている。この第３端子引出部材１８６の他端には、第２連結端子台４４Ａの連結用ボルト１８７が接続されている。   One end of a third terminal lead member 186 is fixed to a first electrode terminal (not shown) of the second cell module 34 (not shown). The other end of the third terminal lead member 186 is connected to a connecting bolt 187 of the second connecting terminal block 44A.

第２セルモジュール３４の図７においては図示されていない第２電極端子（本実施形態では、正極端子とする）には、第４端子引出部材１８８の一端が固定されている。第４端子引出部材１８８の他端には、第２連結端子台４４Ａの外部電極端子用ボルト１８９が接続されている。   One end of a fourth terminal lead member 188 is fixed to a second electrode terminal (in this embodiment, a positive electrode terminal) not shown in FIG. 7 of the second cell module 34. The other end of the fourth terminal lead member 188 is connected to the external electrode terminal bolt 189 of the second connection terminal block 44A.

上記構成において、第１連結端子台４３Ａの連結用ボルト１８３と、第２連結端子台４４Ａの連結用ボルト１８７と、の間は、第１セルモジュール３３の第１電極端子８１と、第２セルモジュール３４の第１電極端子とを短絡して、第１セルモジュール３３と、第２セルモジュール３４とを直列接続する端子連結板１９０が設けられている。   In the above configuration, the first electrode terminal 81 of the first cell module 33 and the second cell are connected between the connection bolt 183 of the first connection terminal block 43A and the connection bolt 187 of the second connection terminal block 44A. A terminal connecting plate 190 that short-circuits the first electrode terminal of the module 34 and connects the first cell module 33 and the second cell module 34 in series is provided.

さらにサブバッテリパックモジュール１３Ｂの第１固定用ホルダ１５１と、第２固定用ホルダ１５３とは、上端側（図１３中、Ｚ軸正方向側）において、第１固定部材１９１により互いに固定されている。さらにカバー部材１９２は端子連結板１９０を覆って保護している。
また、サブバッテリパックモジュール１３Ｂの第１固定用ホルダ１５１と、第２固定用ホルダ１５３とは、下端側（図１３中、Ｚ軸負方向側）において、第２固定部材１９３により互いに固定されている。ここで、第２固定部材１９３の下面には、折り曲げ加工による脚１９４が設けられている。 Further, the first fixing holder 151 and the second fixing holder 153 of the sub battery pack module 13B are fixed to each other by the first fixing member 191 on the upper end side (Z-axis positive direction side in FIG. 13). . Further, the cover member 192 covers and protects the terminal connecting plate 190.
Further, the first fixing holder 151 and the second fixing holder 153 of the sub battery pack module 13B are fixed to each other by the second fixing member 193 on the lower end side (Z-axis negative direction side in FIG. 13). Yes. Here, a leg 194 formed by bending is provided on the lower surface of the second fixing member 193.

次に複数のサブバッテリパックモジュール１３Ｂを用いて構成したバッテリパックモジュールについて説明する。   Next, a battery pack module configured using a plurality of sub battery pack modules 13B will be described.

図１４は、第２実施形態のバッテリパック装置の外観斜視図である。
図１５は、第２実施形態のバッテリパック装置の分解斜視図である。
第２実施形態のバッテリパック装置１１Ａは、図１４に示すように、ケース本体２０１と、ケース本体２０１の奥側に取りつけられた第１サイドパネル２０２（図１５参照）、ケース本体２０１の手前側に取りつけられた第２サイドパネル２０３、第１サイドパネル２０２をケース本体２０１にねじ止めするねじ２０４の目隠しを行う目隠し板２０５と、第２サイドパネル２０３をケース本体２０１にねじ止めするねじ２０６の目隠しを行う目隠し板２０７と、ケース本体２０１のゆがみを防止するために強度を向上するためのベースプレート２０８と、ケース本体２０１、第１サイドパネル２０２及び第２サイドパネル２０３の上部開口を覆い、塵埃がケース本体２０１内に侵入するのを防止し、ケース本体２０１にボルト２０９により固定されたトップパネル２１０と、を備えている。 FIG. 14 is an external perspective view of the battery pack device of the second embodiment.
FIG. 15 is an exploded perspective view of the battery pack device of the second embodiment.
As shown in FIG. 14, the battery pack device 11 </ b> A of the second embodiment includes a case main body 201, a first side panel 202 (see FIG. 15) attached to the back side of the case main body 201, and the front side of the case main body 201. A second side panel 203 attached to the case body, a blindfold plate 205 for blinding a screw 204 for screwing the first side panel 202 to the case body 201, and a screw 206 for screwing the second side panel 203 to the case body 201. Covers a blindfold plate 207 for performing blindfolding, a base plate 208 for improving strength to prevent distortion of the case main body 201, and upper openings of the case main body 201, the first side panel 202, and the second side panel 203. Is prevented from entering the case body 201, and the case body 201 is fixed to the case body 201 with bolts 209. It includes a top panel 210, a.

バッテリパック装置１１Ａにおいて、ケース本体２０１は、複数（本実施形態では、１０個）のサブバッテリパックモジュール１３Ｂを収納するとともに、底面が長方形状とされ、かつ、側面視コの字状とされている。
このケース本体２０１には、サブバッテリパックモジュール１３Ｂのずれを抑制するために、サブバッテリパックモジュール１３Ｂの脚１９４が固定される。この場合において、１０個のサブバッテリパックモジュール１３Ｂは、５個ずつ、２列に並べられて配置されている。 In the battery pack device 11A, the case main body 201 houses a plurality of (in this embodiment, ten) sub battery pack modules 13B, has a rectangular bottom surface, and has a U shape in side view. Yes.
A leg 194 of the sub battery pack module 13B is fixed to the case body 201 in order to suppress the displacement of the sub battery pack module 13B. In this case, ten sub battery pack modules 13B are arranged in two rows of five each.

１０個のサブバッテリパックモジュール１３Ｂの下方側（図１５中、Ｚ軸負方向）及び上方側（図１５中、Ｚ軸正方向）には、電極を連結して１０個のサブバッテリパックモジュール１３Ｂを並列接続するためのバスバー２２１が配置されている。
また、１０個のサブバッテリパックモジュール１３Ｂの奥側（図１５中、Ｘ軸負方向）には、ＢＭＵ１５を構成する各種電子部品２２２が載置され、ＢＭＵ１５を構成する第１制御基板２２３と、スペーサ２２４と、バッテリパックモジュール１３Ｂの第１サイドパネル２０２と、第１サイドパネル２０２をケース本体１０１にねじ止めした際のねじ２０４を目隠しするための４個の目隠し板２０５と、が位置している。 Electrodes are connected to the lower side (Z-axis negative direction in FIG. 15) and upper side (Z-axis positive direction in FIG. 15) of the ten sub-battery pack modules 13B. A bus bar 221 for connecting the two in parallel is arranged.
Further, on the back side of the ten sub battery pack modules 13B (X-axis negative direction in FIG. 15), various electronic components 222 constituting the BMU 15 are mounted, and the first control board 223 constituting the BMU 15; The spacer 224, the first side panel 202 of the battery pack module 13B, and the four blindfold plates 205 for blindfolding the screws 204 when the first side panel 202 is screwed to the case body 101 are positioned. Yes.

さらに、１０個のサブバッテリパックモジュール１３Ｂの手前側（図１５中、Ｘ軸正方向）には、ＢＣＵ１６を構成する各種電子部品２３２が載置され、ＢＣＵ１６を構成する第２制御基板２３３と、スペーサ２３４と、バッテリパックモジュール１３Ｂの第２サイドパネル２０３と、第２サイドパネル１０３をケース本体にねじ止めする際のねじ２０６を目隠しするための４個の目隠し板２０７と、各列５個のサブバッテリパックモジュール１３Ｂを物理的に一体に結合する結合部材２３５、２３６と、各列５個のサブバッテリパックモジュール１３Ｂを電気的に結合して、１０個ののサブバッテリパックモジュール１３Ｂを直列に接続するバスバー２３７が位置している。   Furthermore, on the front side of the ten sub battery pack modules 13B (in FIG. 15, the X axis positive direction), various electronic components 232 constituting the BCU 16 are mounted, and a second control board 233 constituting the BCU 16; Spacer 234, second side panel 203 of battery pack module 13B, four blindfold plates 207 for blinding screws 206 when screwing second side panel 103 to the case body, The coupling members 235 and 236 that physically couple the sub battery pack modules 13B and the five sub battery pack modules 13B in each row are electrically coupled to form ten sub battery pack modules 13B in series. A bus bar 237 to be connected is located.

以上のような構成を採ることにより、本第２実施形態によれば、サブバッテリパックモジュール１３Ｂを構成するに際し、第１セルモジュール３３単位及び第２セルモジュール３４単位で組み上げることが可能であるので、中大型電動機器に搭載された鉛蓄電池を置き換えるために多数のリチウムイオン電池を直列−並列接続するに際して第１セルモジュール３３単位及び第２セルモジュール３４単位あるいはサブバッテリパックモジュール１３Ｂ単位で行うことができ、ハンドリングが容易であるとともに、所望の電圧及び容量を有する組電池装置を容易に組み上げることが可能となり、生産性が向上する。   By adopting the configuration as described above, according to the second embodiment, when configuring the sub battery pack module 13B, it is possible to assemble in units of the first cell module 33 and the second cell module 34. In order to replace a lead storage battery mounted on a medium-sized or large-sized electric device, a large number of lithium ion batteries are connected in series-parallel in units of the first cell module 33 and the second cell module 34 or the sub battery pack module 13B. Thus, handling is easy, and an assembled battery device having a desired voltage and capacity can be easily assembled, thereby improving productivity.

また、第１セルモジュール３３及び第２セルモジュール３４を構成している基本セルモジュール、ひいては、基本セルユニット３２を構成しているリチウムイオン電池３１は、放電終止電圧に相当する下限ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）が鉛蓄電池と同等であるので、中大型電動機器に搭載されている鉛蓄電池を単純に置き換え可能なリチウムイオン電池を用いた組電池装置を提供することが可能となる。   Further, the basic cell module constituting the first cell module 33 and the second cell module 34, and hence the lithium ion battery 31 constituting the basic cell unit 32, has a lower limit SOC (State Of) corresponding to the end-of-discharge voltage. Since (Charge) is equivalent to a lead storage battery, it is possible to provide an assembled battery device using a lithium ion battery that can simply replace a lead storage battery mounted on a medium-sized and large-sized electric device.

［３］実施形態の効果
以上の説明のように、各実施形態によれば、セルモジュール単位あるいはサブバッテリパックモジュール単位で扱うことができ、大型の組電池を製作する場合であっても、一つのケースにセルを全て詰め込む従来の手法と比較して、ハンドリングが容易となり、生産性が大きく向上する。
また、産業向電源にリチウムイオン電池を用い、多並列のモジュールを製作し、それを多直列に接続する場合でも、モジュール間を結ぶバスバーがの形状が簡易な形状となるとともに、部品点数を削減することができ、組立性の向上及び体積エネルギー密度の向上を図ることが可能となる。 [3] Effects of Embodiments As described above, according to each embodiment, it can be handled in units of cell modules or sub-battery pack modules, and even when a large assembled battery is manufactured, Compared with the conventional method in which all cells are packed in one case, handling becomes easier and productivity is greatly improved.
In addition, even when lithium ion batteries are used for industrial power supplies and multi-parallel modules are manufactured and connected in multi-series, the shape of the bus bar connecting the modules is simplified and the number of parts is reduced. Therefore, it is possible to improve assemblability and volume energy density.

［４］実施形態の変形例
以上の説明においては、サブバッテリパックモジュール１３Ａ、１３Ｂとしては、第１セルモジュール３３及び第２セルモジュールを二つ用いる場合について説明したが、３個以上組み合わせてサブバッテリパックモジュールを構成するように構成することも可能である。 [4] Modification of Embodiment In the above description, the case where two first cell modules 33 and two second cell modules are used as the sub battery pack modules 13A and 13B has been described. It is also possible to configure the battery pack module.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。例えば、本実施形態で使用した定格電圧２．４Ｖの電池は定格電圧２．３Ｖ−２．４Ｖ（最小放電電圧１．４Ｖ−１．５Ｖ，最大電圧２．７Ｖ−２．８）の各種正極、負極を組み合わせた二次電池に置き換えられる。定格電圧、最大電圧の違いによって直列数も適宜変更可能であり、これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. For example, the battery having a rated voltage of 2.4 V used in the present embodiment has various positive electrodes with a rated voltage of 2.3 V to 2.4 V (minimum discharge voltage 1.4 V to 1.5 V, maximum voltage 2.7 V to 2.8). The secondary battery is combined with a negative electrode. The number of series can be appropriately changed depending on the difference between the rated voltage and the maximum voltage, and these embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and within the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof. included.

１１、１１Ａ バッテリパック装置
１２ フォークリフト電気系統部
１３、１３Ａ、１３Ｂ サブバッテリパックモジュール
１４ バッテリパックモジュール
１５ バッテリマネジメントユニット
１５ ＢＭＵ
１６ ＢＣＵ
１７ 電源遮断制御用リレーユニット
３１ リチウムイオン電池
３１Ａ 係止突起
３２ 基本セルユニット
３３ 第１セルモジュール
３４ 第２セルモジュール
３４Ａ 係止突起
４１ サブバッテリケース
５０ ホルダ
５１ 第１固定用ホルダ
５２ 積層用ホルダ
５３ 第２固定用ホルダ
１０１ ケース本体
１０２ 第１サイドパネル
１０３ 第２サイドパネル
１０８ ベースプレート
１１０ トップパネル
１２１ バスバー
１３１ バスバー
１５０ ホルダ
１５１ 第１固定用ホルダ
１５２ 第１補強板
１５３ 第２固定用ホルダ
１５４ 第２補強板
２０１ ケース本体
２０２ 第１サイドパネル
２０３ 第２サイドパネル
２０８ ベースプレート
２０９ ボルト
２１０ トップパネル
２２１ バスバー
２３７ バスバー
３２Ｇ１ 基本セルユニット群
３２Ｇ２ 基本セルユニット群
３２Ｇ３ 基本セルユニット群
３２Ｇ１１ 基本セルユニット群
３２Ｇ１２ 基本ルユニット群
３２Ｇ１３ 基本セルユニット群 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11, 11A Battery pack apparatus 12 Forklift electric system part 13, 13A, 13B Sub battery pack module 14 Battery pack module 15 Battery management unit 15 BMU
16 BCU
17 Power-off control relay unit 31 Lithium ion battery 31A Locking protrusion 32 Basic cell unit 33 First cell module 34 Second cell module 34A Locking protrusion 41 Sub battery case 50 Holder 51 First fixing holder 52 Stacking holder 53 Second fixing holder 101 Case main body 102 First side panel 103 Second side panel 108 Base plate 110 Top panel 121 Bus bar 131 Bus bar 150 Holder 151 First fixing holder 152 First reinforcing plate 153 Second fixing holder 154 Second reinforcing Plate 201 Case body 202 First side panel 203 Second side panel 208 Base plate 209 Bolt 210 Top panel 221 Bus bar 237 Bus bar 32G1 Basic cell unit group 32G2 base This cell unit group 32G3 Basic cell unit group 32G11 Basic cell unit group 32G12 Basic cell unit group 32G13 Basic cell unit group

Claims (12)

放電終止電圧に相当する下限充電状態が、置き換えの対象となる鉛蓄電池と同等のリチウムイオン電池を用い、直列接続された複数の前記リチウムイオン電池がバッテリケースに収納されたセルモジュールを構成し、
複数の前記セルモジュールを直列接続するとともに、前記直列に接続された複数の前記セルモジュールを保持部材により一体として所望の出力電圧を有するサブバッテリパックモジュールを構成し、
所望の容量となるように複数の前記サブバッテリパックモジュールが並列接続されてバッテリパックモジュールを構成し、
前記バッテリパックモジュールが一の装置ケース内に収納された、
組電池装置。 The lower limit charging state corresponding to the discharge end voltage uses a lithium ion battery equivalent to the lead storage battery to be replaced, and constitutes a cell module in which a plurality of lithium ion batteries connected in series are housed in a battery case,
A plurality of the cell modules are connected in series, and a plurality of the cell modules connected in series are integrated with a holding member to constitute a sub battery pack module having a desired output voltage,
A plurality of the sub battery pack modules are connected in parallel so as to have a desired capacity to constitute a battery pack module,
The battery pack module is housed in one device case,
Battery assembly. 前記サブバッテリパックモジュールは、複数の前記セルモジュールが、前記保持部材により積層配置されている、
請求項１記載の組電池装置。 In the sub battery pack module, a plurality of the cell modules are stacked by the holding member.
The assembled battery device according to claim 1. 前記サブバッテリパックモジュールは、一対のセルモジュールが、各前記セルモジュールにそれぞれ係合する係合用アームが突設された前記保持部材として機能する積層用ホルダにより連結されて積層されている、
請求項２記載の組電池装置。 In the sub-battery pack module, a pair of cell modules are connected and stacked by a stacking holder that functions as the holding member on which an engaging arm that engages with each of the cell modules is protruded.
The assembled battery device according to claim 2. 前記装置ケース内には、前記セルモジュールが横並びに配置されたサブバッテリパックモジュールが積層配置されている、
請求項２又は請求項３記載の組電池装置。 In the device case, the sub battery pack modules in which the cell modules are arranged side by side are stacked and arranged.
The assembled battery device according to claim 2 or claim 3. 前記サブバッテリパックモジュールは、複数のセルモジュールが、前記保持部材により横並びに配置されている、
請求項１記載の組電池装置。 In the sub battery pack module, a plurality of cell modules are arranged side by side by the holding member.
The assembled battery device according to claim 1. 前記サブバッテリパックモジュールは、横並びに配置された複数の前記セルモジュールと、前記複数のセルモジュールを覆って一体に連結する前記保持部材として機能する固定用ホルダと、
を備えている請求項５記載の組電池装置。 The sub battery pack module includes a plurality of the cell modules arranged side by side, a fixing holder that functions as the holding member that covers and integrally connects the plurality of cell modules;
The assembled battery device according to claim 5. 前記装置ケース内には、前記セルモジュールが横並びに配置されたサブバッテリパックモジュールが横並びに配置されている、
請求項５又は請求項６記載の組電池装置。 In the device case, the sub battery pack modules in which the cell modules are arranged side by side are arranged side by side.
The assembled battery device according to claim 5 or 6. 前記サブバッテリパックモジュールは、定格電圧が異なる複数種類のセルモジュールにより構成されている、
請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の組電池装置。 The sub battery pack module is composed of a plurality of types of cell modules having different rated voltages.
The assembled battery device according to any one of claims 1 to 7. 前記リチウムイオン電池は、コバルト、ニッケルおよびマンガンよりなる群から選択される少なくとも一種類の金属元素を含有するリチウム金属化合物を含みリチウム金属化合物はＬｉaＮｉｂＣｏｃMｎｄＯ2（但し、モル比ａ，ｂ，ｃ及びｄは０≦ａ≦１．１、ｂ＋ｃ＋ｄ＝１）で表される正極活物質含有層を備えた正極と、チタン含有金属複合酸化物を含む負極と、非水溶媒を含む非水電解質とを備えた非水電解質二次電池として構成されている、
請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の組電池装置。 The lithium ion battery includes a lithium metal compound containing at least one metal element selected from the group consisting of cobalt, nickel, and manganese, and the lithium metal compound is LiaNibCocMndO2 (where the molar ratios a, b, c, and d are A positive electrode provided with a positive electrode active material-containing layer represented by 0 ≦ a ≦ 1.1, b + c + d = 1), a negative electrode containing a titanium-containing metal composite oxide, and a non-aqueous electrolyte containing a non-aqueous solvent. It is configured as a non-aqueous electrolyte secondary battery,
The assembled battery device according to any one of claims 1 to 8. 前記サブバッテリパックモジュールは、直列に２１個の前記リチウムイオン電池が接続されている、
請求項９記載の組電池装置。 In the sub battery pack module, 21 lithium ion batteries are connected in series.
The assembled battery device according to claim 9. 前記リチウムイオン電池は、コバルト、ニッケルおよびマンガンよりなる群から選択される少なくとも一種類の金属元素を含有するリチウム金属化合物を含みリチウム金属化合物はＬｉaＮｉｂＣｏｃＭｎｄＯ４（但し、モル比ａ，ｂ，ｃ及びｄは０≦ａ≦１．１、ｂ＋ｃ＋ｄ＝２） で表される正極活物質含有層を備えた正極と、チタン含有金属複合酸化物を含む負極と、非水溶媒を含む非水電解質と、を備えた非水電解質二次電池として構成されている、
請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の組電池装置。 The lithium ion battery includes a lithium metal compound containing at least one metal element selected from the group consisting of cobalt, nickel and manganese, and the lithium metal compound is LiaNibCocMndO4 (where the molar ratios a, b, c and d are A positive electrode including a positive electrode active material-containing layer represented by 0 ≦ a ≦ 1.1, b + c + d = 2), a negative electrode including a titanium-containing metal composite oxide, and a non-aqueous electrolyte including a non-aqueous solvent. Configured as non-aqueous electrolyte secondary battery,
The assembled battery device according to any one of claims 1 to 8. 前記サブバッテリパックモジュールは、直列に２０個の前記リチウムイオン電池が接続されている、
請求項１１記載の組電池装置。 In the sub battery pack module, 20 lithium ion batteries are connected in series.
The assembled battery device according to claim 11.
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