JP6413942B2 - 組電池 - Google Patents

Description

本発明は、複数の平板状の電池を積層して、拘束した組電池に関する。

電動モータを用いて走行する電気自動車や、エンジンと電動モータとを併用して走行するハイブリッド自動車などには、電動モータの駆動源として電池パックが搭載されている。電池パックは、一端に正の電極、他端に負の電極が設けられた複数の電池セルを積層して構成された電池集合体と、この電池集合体に取り付けられるバスバーモジュールと、で構成されている。

特許文献１には、電池パックのバスバーモジュールとして、複数積層した電池セルの累積公差を吸収することができるヒンジを備えた構成が開示されている。またバスバーモジュールは、それぞれの電池セルの端子と接続する構成を備えている。

特開２０１０−１７０８８４号公報

前述の特許文献１に記載の従来技術では、バスバーモジュールにヒンジ構造を設けているので、バスバーモジュールが変形しやすい。したがってバスバーモジュールに基板などの剛体を固定すると、バスバーモジュールの変形に伴って剛体に応力が作用する。これによってバスバーモジュールに基板などの剛体を固定することができないという問題がある。

また、電池セルのスタック数は必要に応じて異なるものである。そのため前述の特許文献１のように、バスバーモジュールを一点もので作成した場合、セル数に応じて異なるバスバーモジュールを用意する必要があるという問題がある。

そこで、本発明は前述の問題点を鑑みてなされたものであり、強度および汎用性に優れるバスバーモジュールを備える組電池を提供することを目的とする。

本発明は前述の目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。

本発明は、複数の電池セル（１６）を積層した電池スタック（１１）と、電池スタックの積層方向（Ｘ）の両面部を、積層方向に押圧した状態で拘束する拘束部材（１２）と、各電池セルの端子を電気的に接続するバスバー（１８）、および各電池セルの状態を検出する検出線（１９）を備えるバスバーモジュール（１４）と、検出線が接続され、各電池セルの状態を監視する電池監視部（１３）と、を含み、バスバーモジュール（１４）は、電池監視部（１３）が配置され、積層方向に延びる本体部（２０）と、本体部の側面の一部を挟み込み本体部と係合し、積層方向に並ぶように設けられる複数の接続部（２１）と、を含み、接続部は、バスバー（１８）を支持し、積層方向に隣接する電池セル（１６）の相対変位を規制し、本体部に対して積層方向に変位可能な構造を有することを特徴とする組電池である。
また本発明は、複数の電池セル（１６）を積層した電池スタック（１１）と、電池スタックの積層方向（Ｘ）の両面部を、積層方向に押圧した状態で拘束する拘束部材（１２）と、各電池セルの端子を電気的に接続するバスバー（１８）、および各電池セルの状態を検出する検出線（１９）を備えるバスバーモジュール（１４）と、検出線が接続され、各電池セルの状態を監視する電池監視部（１３）と、を含み、バスバーモジュールは、電池監視部が配置され、積層方向に延びる本体部（２０）と、体部に係合し、積層方向に並ぶように設けられる複数の接続部（２１）と、を含み、本体部の側面には、積層方向に延びる溝部（３０）が設けられ、接続部は、バスバーを支持し、積層方向に隣接する電池セルの相対変位を規制し、本体部に対して積層方向に変位可能な構造を有し、溝部に係合する係合爪（３１）を有し、各接続部は、１つのバスバーおよび検出線の端部に設けられる１つの検出端子を支持することを特徴とする組電池である。
さらに本発明は、複数の電池セル（１６）を積層した電池スタック（１１）と、電池スタックの積層方向（Ｘ）の両面部を、積層方向に押圧した状態で拘束する拘束部材（１２）と、各電池セルの端子を電気的に接続するバスバー（１８）、および各電池セルの状態を検出する検出線（１９）を備えるバスバーモジュール（１４）と、検出線が接続され、各電池セルの状態を監視する電池監視部（１３）と、を含み、バスバーモジュールは、電池監視部が配置され、積層方向に延びる本体部（２０）と、本体部に係合し、積層方向に並ぶように設けられる複数の接続部（２１）と、を含み、接続部は、バスバーを支持し、積層方向に隣接する電池セルの相対変位を規制し、本体部に対して積層方向に変位可能な構造を有し、電池スタックは、積層方向に隣接する電池セルの間に設けられる枠体（５０）をさらに含み、枠体は、接続部を電池スタックに組み付ける際に、接続部を組み付け位置に案内するガイド（５５）を有することを特徴とする組電池である。
また本発明は、複数の電池セル（１６）を積層した電池スタック（１１）と、電池スタックの積層方向（Ｘ）の両面部を、積層方向に押圧した状態で拘束する拘束部材（１２）と、各電池セルの端子を電気的に接続するバスバー（１８）、および各電池セルの状態を検出する検出線（１９）を備えるバスバーモジュール（１４）と、検出線が接続され、各電池セルの状態を監視する電池監視部（１３）と、を含み、バスバーモジュールは、電池監視部が配置され、積層方向に延びる本体部（２０）と、本体部に係合し、積層方向に並ぶように設けられる複数の接続部（２１）と、を含み、接続部は、バスバーを支持し、積層方向に隣接する電池セルの相対変位を規制し、本体部に対して積層方向に変位可能な構造を有し、電池セルの温度を検出する温度検出素子（４０）を着脱可能な構造を有する取付部（４２）と、本体部側に向けて突出する突起部（４３）と、を有し、温度検出素子の通信線（４１）は、積層方向に見て、本体部の側面と接続部の側面および突起部とで囲まれた領域に、積層方向に延びるように配線されることを特徴とする組電池である。

このような本発明に従えば、バスバーモジュールは積層方向に延びる本体部を備える。そして本体部には、電池監視部が配置される。電池監視部を配置する部分は、強度が必要だが、本体部によって必要な強度を得ることができる。

また本体部には、複数の接続部が係合して設けられる。接続部は、バスバーを支持し、積層方向に隣接する電池セルの相対変位を規制する。したがってバスバーによって隣接する電池セル同士の電気的接続状態を維持することができる。また接続部は、本体部に対して積層方向に変位可能な構造を有する。これによって電池セルを積層した際に生じる累積寸法公差を、接続部の変位によって吸収することができる。したがって電池セル数の変更があった場合でも、本体部だけを変更し、接続部は数を変更するだけでよい。これによって部品の標準化ができ、バスバーモジュールの製造コストを低減することができる。

なお、前述の各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

第１実施形態の組電池１０を示す斜視図である。 組電池１０を示す平面図である。 排煙ダクト２０とバスバーケース２１とを拡大して示す平面図である。 排煙ダクト２０とバスバーケース２１とを拡大して示す側面図である。 排煙ダクト２０とバスバーケース２１との組み付け前を示す斜視図である。 排煙ダクト２０の裏側を示す斜視図である。 組電池１０の一部を拡大して示す断面図である。 第２実施形態の排煙ダクト２０の裏側を示す斜視図である。 排煙ダクト２０とバスバーケース２１との組み付け前を示す斜視図である。 排煙ダクト２０とバスバーケース２１とを拡大して示す平面図である。 排煙ダクト２０とバスバーケース２１との組み付け前を示す斜視図である。 サーミスタ４０を示す正面図である。 サーミスタ４０を示す側面図である。 第３実施形態の組電池１０の一部を拡大して示す平面図である。 組電池１０の一部を拡大して示す断面図である。 組電池１０の一部を拡大して示す正面図である。 第４実施形態の組電池１０を示す分解斜視図である。 樹脂枠５０とバスバーケース２１を示す斜視図である。 組電池１０の一部を拡大して示す平面図である。 組み付け前の図１９の切断面線ＸＸ−ＸＸで切断した断面図である。 組み付け前の図１９の切断面線ＸＸＩ−ＸＸＩで切断した断面図である。 組み付け前の組電池１０を示す正面図である。 組み付け後の図２０の断面図である。 組み付け後の図２１の切断した断面図である。 組み付け後の組電池１０を示す正面図である。 第５実施形態の組電池１０を示す分解斜視図である。 組電池１０の一部を拡大して示す平面図である。 組み付け前の図２７の切断面線ＸＸＶＩＩＩ−ＸＸＶＩＩＩで切断した断面図である。 組み付け前の図２７の切断面線ＸＸＩＸ−ＸＸＩＸで切断した断面図である。 組み付け後の図２８の断面図である。 組み付け後の図２９の断面図である。 第６実施形態の組電池１０を示す斜視図である。

以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を、複数の形態について説明する。各実施形態で先行する実施形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付すか、または先行の参照符号に一文字追加し、重複する説明を略する場合がある。また各実施形態にて構成の一部を説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している実施形態と同様とする。各実施形態で具体的に説明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、実施形態同士を部分的に組合せることも可能である。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に関して、図１〜図７を用いて説明する。組電池１０は、電池スタック１１、拘束部材１２、電池監視基板１３、バスバーモジュール１４および固定部材１５を含んで構成される。組電池１０は、例えば内燃機関と電池に充電された電力によって駆動されるモータとを組み合わせて走行駆動源とするハイブリッド自動車、およびモータを走行駆動源とする電気自動車等に用いられる。

電池スタック１１は、平板状の電池セル１６を積層して構成される。複数の電池セル１６は、電気的に直列に接続されている。電池セル１６は、例えばニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池および有機ラジカル電池である。

以下、電池セル１６が積層されている方向を積層方向Ｘと称する。積層方向Ｘに直交し、長方形状の電池セル１６の長辺に沿った方向を長手方向Ｙと称する。また積層方向Ｘに直交し、長方形状の電池セル１６の短辺に沿った方向を上下方向Ｚと称する。

電池セル１６の外装ケースは、薄い平板状の形態をなす。外装ケースの内部空間には、電極積層体、電解質、端子接続部、正極端子部の一部、及び負極端子部の一部が内蔵されている。正極端子部及び負極端子部の夫々の残部は、外装ケースの上面から上方に突出している。外装ケースの外方に突出している端子部を総称して、電極端子１７ということがある。外装ケースから露出する電極端子１７は、隣り合う電池セル１６における異極の端子とバスバー１８を介して接続される。したがって積層される複数の電池セル１６は、直列に接続される。そして直列に接続された電極端子１７のうち両端の電極端子１７すなわち電池スタック１１の両端に設置されたプラス端子およびマイナス端子は、電力が供給されたり、他の電気機器へ向けて放電されたりするために使用される。

固定部材１５は、電池スタック１１を所定の設置箇所に固定するための部材である。固定部材１５は、図２に示すように、電池スタック１１の積層方向Ｘの両面部に設けられる。固定部材１５は、設置箇所に連結されるとともに、拘束部材１２の両端部が固定される。固定部材１５は、第１プレート１５ａと第２プレート１５ｂを含む。第１プレート１５ａと第２プレート１５ｂは、図１に示すように重なった状態で固定されている。内側に位置する第１プレート１５ａは、拘束部材１２と連結される。外側に位置する第２プレート１５ｂは、設置箇所に固定される。本実施形態では、設置箇所は、組電池１０の下方に位置している。したがって第２プレート１５ｂの下方は、外側に屈曲しており、貫通孔１５ｃが形成されている。この貫通孔１５ｃに挿通されるボルト（図示せず）によって、設置箇所に固定される。

拘束部材１２は、図２に示すように、電池スタック１１の両面部を、積層方向Ｘに押圧した状態で拘束する。拘束部材１２は、図１に示すように、積層方向Ｘの延びる部材であって、両端部が内側に屈曲している。したがって拘束部材１２は、上下方向Ｚに見て断面Ｕ字状に形成されている。この端部が固定部材１５に固定される。具体的には、第１プレート１５ａには孔が形成されており、拘束部材１２の屈曲部にも孔が形成されている。この孔を挿通してボルトが設けられ、拘束部材１２と第１プレート１５ａとが連結される。またボルトを締め付けることによって、電池スタック１１を積層方向Ｘに押圧することになる。拘束部材１２は、片側に上下方向Ｚに間隔をあけて２本ずつ、合計４本設けられる。

バスバーモジュール１４は、図２および図３に示すように、電池スタック１１の上面に設けられる。バスバーモジュール１４は、バスバー１８、セル電圧検出線１９、排煙ダクト２０およびバスバーケース２１を含んでされる。

複数のバスバー１８のそれぞれは、バスバーケース２１に収容されている。バスバーケース２１は、絶縁性を有する材料、たとえば合成樹脂からなる。したがって合成樹脂製で絶縁特性を有するバスバーケース２１が、バスバー１８を包んでいる。バスバー１８を包むように壁が形成されているので、隣接するバスバーケース２１の電極端子１７との絶縁性を確保することができる。

バスバー１８は、板状であり、電極端子１７が挿通する挿通孔が２つ形成されている。この挿通孔に隣り合う電池セル１６のプラスの電極端子１７とマイナスの電極端子１７とが挿入される。これによって隣り合う電池セル１６のプラスの電極端子１７とマイナスの電極端子１７とが電気的に接続する。またバスバー１８は、電極端子１７が挿通されるので、隣接する電池セル１６の相対変位を規制する。

セル電圧検出線１９は、各電池セル１６の電圧を検出すための検出線である。セル電圧検出線１９は、端部に設けられる検出端子によって、電池セル１６の電圧を検出する。セル電圧検出線１９は、検出端子が検出した電池セル１６の電位を電池監視基板１３に送信する。セル電圧検出線１９は、バスバーケース２１に支持される。バスバーケース２１の外側は、セル電圧検出線１９を収容する収容空間である。セル電圧検出線１９は、図１および図２に示すように、バスバーケース２１の外側を積層方向Ｘに延びるように配線される。複数のセル電圧検出線１９は、たとえばフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）によって束ねられる。

複数のバスバーケース２１は、電池セル１６のプラスの電極端子１７とマイナスの電極端子１７の列に沿って、排煙ダクト２０の両側にそれぞれ配置されている。複数のバスバーケース２１の集合は、図５に示すように、排煙ダクト２０の両側に係合されて、一体のバスバーモジュール１４を構成している。

排煙ダクト２０は、本体部であって、上面に電池監視基板１３が配置される。また排煙ダクト２０は、積層方向Ｘに延びる長手状の部材である。排煙ダクト２０は、図５〜図７に示すように、積層方向Ｘに見て断面Ｕ字状である。排煙ダクト２０の内部空間は、電池セル１６から発生したガスを排出するダクトとしても機能する。

そして排煙ダクト２０の側面には、図６および図７に示すように、複数のバスバーケース２１が係合する溝部３０が形成されている。溝部３０は、積層方向Ｘに延びる。バスバーケース２１は、図５および図７に示すように、溝部３０に係合する係合爪３１を有する。バスバーケース２１の係合爪３１は、溝部３０に係合し、図３および図４に示すように、溝部３０に沿って積層方向Ｘにスライドして変位可能に設けられる。係合爪３１と溝部３０とによって、バスバーケース２１が排煙ダクト２０に対して変位可能な構造を有する。

バスバーケース２１は、排煙ダクト２０の側面の一部を挟み込むので排煙ダクト２０と係合する。本実施形態では、係合爪３１が溝部３０を上下方向Ｚから挟みこんで、溝部３０と係合する。係合爪３１は、溝部３０の内部に挿入される下爪３１ａと、溝部３０の外側に係合する上爪３１ｂとを有する。本実施形態では、図７に示すように、バスバーケース２１の側面において、下爪３１ａの両側に上爪３１ｂが形成されている。そして上爪３１ｂは、溝部３０の上方に凸に湾曲している表面に接触するように、下面が上側に凸に湾曲している。下爪３１ａは、溝部３０の内部に挿入できるように、形状および寸法が選択されている。

バスバーモジュール１４を電池スタック１１に組み付けるときには、まず、バスバーケース２１を排煙ダクト２０に必要な数だけ係合するように組み付ける。したがってバスバーケース２１は、排煙ダクト２０の両側に積層方向Ｘに並ぶように設けられる。そしてバスバーケース２１に係合された排煙ダクト２０を、電池スタック１１の上方から組み付ける。この際、各バスバーケース２１のバスバー１８が所定の電池セル１６の電極端子１７に挿通するように、位置決めされる。各バスバーケース２１は、スライド変位可能であるので、電池セル１６の寸法公差による影響を受けることなく、所定の２つの電極端子１７をバスバー１８に挿入させることができる。

次に、バスバーケース２１を電池スタック１１に固定する。ことのき、バスバーケース２１は、排煙ダクト２０を電池スタック１１側に押圧した状態で拘束する。具体的には、バスバーケース２１は、図２に示すように、バスバー１８を固定するボルト１８ａによって両端部が下方に押圧されて固定される。バスバーケース２１を下方に押圧することによって、バスバーケース２１の係合爪３１と係合している溝部３０も下方に押圧される。図７に示すように、排煙ダクト２０と電池セル１６上面とが接触する部分には、弾力性を有するシール部材３４が設けられている。シール部材３４は、積層方向Ｘに延び、排煙ダクト２０の気密性を向上するために設けられる。バスバーケース２１をボルト１８ａに締め付けて、下方に押圧することによって、バスバーケース２１を押し下げ、排煙ダクト２０のシール部材３４を圧縮し、排煙空間のシール性確保することができる。

以上説明したように本実施形態の組電池１０は、バスバーモジュール１４が積層方向Ｘに延びる排煙ダクト２０を備える。そして排煙ダクト２０には、電池監視部である電池監視基板１３が配置される。電池監視基板１３を配置する部分は、強度が必要だが、排煙ダクト２０によって必要な強度を得ることができる。

また排煙ダクト２０には、複数のバスバーケース２１が係合して設けられる。バスバーケース２１は、バスバー１８を支持し、バスバー１８によって積層方向Ｘに隣接する電池セル１６の相対変位を規制する。バスバー１８によって隣接する電池セル１６同士の電気的接続状態を維持することができる。またバスバーケース２１は、排煙ダクト２０に対して積層方向Ｘに変位可能に設けられる。これによって電池セル１６を積層した際に生じる累積寸法公差を、バスバーケース２１の変位によって吸収することができる。したがって電池セル１６の数の変更があった場合でも、排煙ダクト２０だけを変更し、バスバーケース２１は数を変更するだけでよい。これによってバスバーケース２１の標準化ができ、バスバーモジュール１４の製造コストを低減することができる。

換言すると、本実施形態では、バスバーケース２１が排煙ダクト２０に対して可動することにより電池スタック１１の累積寸法公差を吸収する可変機構を備えている。またバスバーケース２１は、複数の最小機能単位、たとえば組付に最適な単位に分割されている。そして排煙ダクト２０は、基板など剛体を固定可能な構成である。このように強度が必要な部分を排煙ダクト２０によって確実に強度を確保した上で、バスバーケース２１を係合する部分で電池スタック１１の累積寸法公差を吸収することができる。

また本実施形態では、バスバーケース２１は、排煙ダクト２０を電池スタック１１側に押圧した状態で拘束し、排煙ダクト２０のシール性を確保している。これによって排煙ダクト２０は、電池セル１６から発生したガスを排出する機能を奏することができる。したがって電池スタック１１の上部に搭載されているほかの部品との機能統合によって、コストを低減することができる。また積層方向Ｘに延びる排煙ダクト２０のシール性を確保し、電池セル１６からのガスが意図しない箇所から漏れるのを防止することができる。

また排煙ダクト２０の両端部を積層方向Ｘに複数設けられるバスバーケース２１によって押圧して、固定している。たとえば排煙ダクト２０を積層方向Ｘの両端部で固定する構成であると、排煙ダクト２０の反りおよび電池スタック１１の各電池セル１６の上面高さばらつきなどによりシール性確保が難しい場合がある。これに対して本実施形態では、前述のように排煙ダクト２０の両端部を積層方向Ｘの全域にわたって押圧して固定しているので、排煙ダクト２０の反りおよび高さのばらつきがあった場合でも、シール性を確保することができる。

さらに本実施形態では、バスバーケース２１は、排煙ダクト２０の側面の一部を挟み込むので排煙ダクト２０と係合する。具体的には、バスバーケース２１の側面に設けられた溝部３０に対して、係合爪３１が上下から挟み込む形で係合される形状である。したがって溝部３０をレールにみたて、バスバーケース２１がレールに沿って移動する、いわゆるレールタイプ構造である。これによって電池スタック１１に組付け前に、バスバーケース２１を排煙ダクト２０に組み付けて製品として一体化することができる。これによって一体にして持ち運べることができ、取り扱いが容易となる。さらにバスバーケース２１を電池スタック１１側に押圧して固定することで、排煙ダクト２０の側部をバスバーケース２１によって電池スタック１１側に押圧することができる。これによって排煙ダクト２０内の空間の気密性を向上することができる。

さらに本実施形態では、各バスバーケース２１は、１つのバスバー１８および電圧検出線の端部に設けられる１つの検出端子を支持する。そして排煙ダクト２０の側面には、積層方向Ｘに延びる溝部３０が設けられ、バスバーケース２１は、溝部３０に係合する係合爪３１を有する。これによって溝部３０に係合爪３１を挿入することで、各バスバーケース２１を連結することができる。また単一のバスバー―ケースとすることで、バスバーケース２１を標準化できる。また各バスバーケース２１を独立で溝部３０に挿入することで、複数のバスバーケース２１を排煙ダクト２０に一体化することができる。これによって電池セル１６の寸法やピッチ変動に追従することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に関して、図８〜図１１を用いて説明する。本実施形態では、排煙ダクト２０の溝部３０を積層方向Ｘに分断する切欠き部３２が設けられる点に特徴を有する。

切欠き部３２は、図１０に示すように、係合部の下爪３１ａが挿入可能な寸法に設定されている。これによって図９に示すように、切欠き部３２から下爪３１ａを上下方向Ｚに挿入して、積層方向Ｘに変位させることによって、溝部３０と係合爪３１とを係合することができる。溝部３０と係合爪３１とが係合した係合状態では、積層方向Ｘへのスライド変位が許容され、長手方向Ｙおよび上下方向Ｚへの相対変位が規制されている。

また溝部３０には、図８に示すように、溝部３０を補強するリブ３３が設けられている。リブ３３は、溝部３０を部分的に塞ぐように設けられる。リブ３３は、溝部３０の長手方向Ｙに対向する内周面の一部分を連結している。これによって溝部３０の強度が向上し、溝部３０が変形することを抑制している。

このように本実施形態では、排煙ダクト２０には、溝部３０を分断する切欠き部３２が設けられている。そして係合爪３１は、切欠き部３２から挿入して、溝部３０に係合可能である。これによって排煙ダクト２０の端部からでなく、図１１に示すように切欠き部３２からバスバーケース２１を溝部３０に挿入することができる。したがって組み付け性を向上することができる。また切欠き部３２を等間隔に配置し、溝部３０の長さを所定の個数のバスバーケース２１を係合させることができる。これによって排煙ダクト２０の端から入れる構成に対して、挿入個数を明確することができる。また切欠き部３２を設けることによって、溝部３０の反りなどを抑制するリブ３３を追加することができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に関して、図１２〜図１６を用いて説明する。本実施形態では、電池セル１６の温度を検出するサーミスタ４０を備え、サーミスタ４０の通信線４１の配線に特徴を有する。

バスバーケース２１は、図１４に示すように、サーミスタ４０を着脱可能な構造を有する取付部４２を備える。取付部４２は、バスバーケース２１において係合爪３１とバスバー１８の収容部２２との間に位置する。

サーミスタ４０は、電池セル１６の温度を検出する温度検出素子である。サーミスタ４０は、図１２および図１３に示すように、下部を対象物に接触させて、接触している対象物の温度を検出する。またサーミスタ４０は、上部から図１２の左右方向に延びる湾曲部４０ａを有する。湾曲部４０ａは、取付部４２に装着すると弾性変形して、取付部４２に弾発的に接触する。これによってサーミスタ４０は、取付部４２に固定される。そしてサーミスタ４０は、検出した温度情報を通信線４１を介して電池監視基板１３に送信する。

バスバーケース２１は、第１実施形態の図９および本実施形態の図１５に示すように、排煙ダクト２０側の側面から排煙ダクト２０側に向けて突出する突起部４３を有する。突起部４３は、上爪３１ｂから上方に延びる腕部４４の先端に設けられる。したがって突起部４３および腕部４４は、本実施形態では上爪３１ｂに一体に形成されている。また突起部４３は、図１６に示すように、排煙ダクト２０の側面に近接または接触している。

サーミスタ４０の通信線４１は、図１４に示すように、サーミスタ４０から先ず、排煙ダクト２０側に長手方向Ｙに延び、その後、積層方向Ｘに屈曲するように配線される。そして通信線４１は、排煙ダクト２０とバスバーケース２１との間に積層方向Ｘに延びるように配線されている。

通信線４１は、積層方向Ｘに屈曲した後は、図１５および図１６に示すように、積層方向Ｘに見て、排煙ダクト２０とバスバーケース２１とに挟まれた間隔に配線されている。換言すると、通信線４１は、排煙ダクト２０の側面とバスバーケース２１の側面と突起部４３との囲まれた領域に位置している。これによって通信線４１は、上下方向Ｚにずれるのが突起部４３によって防がれる。また通信線４１は、長手方向Ｙにずれるのが、排煙ダクト２０の側面およびバスバーケース２１の側面によって防がれる。

また突起部４３は、上爪３１ｂから上方に延びる腕部４４の先端に設けられる。したがって全体として、鍵状の形をしている。これによって突起部４３の位置は、上爪３１ｂを支点に弾性変形可能である。したがって突起部４３は長手方向Ｙに変位するので、通信線４１を配線するときには、突起部４３を排煙ダクト２０から離間する方向に変位させて通信線４１を引っかけることができる。これによって通信線４１の配線を容易にすることができる。

このようなサーミスタ４０は、全てのバスバーケース２１に搭載してもよいが、たとえば積層方向Ｘの両端の位置する２つのバスバーケース２１と、中央に位置するバスバーケース２１に設ける。これによって３つ電池セル１６の温度の管理に用いることができる。

バスバーケース２１は、前述のように電池スタック１１側に押圧された状態で固定される。これによってバスバーケース２１が電池スタック１１側に押圧されるので、サーミスタ４０を確実に電池セル１６の上面に接触させることができる。したがってサーミスタ４０による温度検出性能を維持することができる。

またバスバーケース２１と排煙ダクト２０の間にできた空間を、通信線４１の配線空間に用いることによって、省スペース化を実現することができる。また通信線４１の配線空間を他の配線の空間に用いてもよい。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態に関して、図１７〜図２５を用いて説明する。本実施形態では、電池スタック１１は、樹脂枠５０を含んで構成される点に特徴を有する。

樹脂枠５０は、枠体であって、積層方向Ｘに隣接する電池セル１６の間に設けられる。樹脂枠５０は、基体部５１と側壁部５２と天井部５３と底壁部５４を備える。樹脂枠５０は、たとえば樹脂からなり、各部が一体に成型されている。樹脂枠５０は、隣接する電池セル１６を絶縁する機能も有する。

基体部５１は、平板状であって、電池セル１６の主面と対向する。電池セル１６の主面は、扁平状の電池セル１６を最も面積が大きい面である。したがって基体部５１は、積層方向Ｘに隣接する電池セル１６に挟み込まれるように配置される。

側壁部５２は、電池セル１６の側面の外側に位置する。側壁部５２は、図１７および図１８に示すように、基体部５１の縁から積層方向Ｘに延び、電池セル１６の側面と対向する。換言すると、側壁部５２は、基体部５１の長手方向Ｙの両端部から、積層方向Ｘの両側に突出するように設けられる。したがって樹脂枠５０は、上下方向Ｚに見て、断面Ｉ字状である。

天井部５３は、電池セル１６の上面よりも高い位置にある。天井部５３は、基体部５１の縁から積層方向Ｘに延び、電池セル１６の上面の一部と対向する。換言すると、天井部５３は、基体部５１の上方の端部から、積層方向Ｘの両側に突出するように設けられる。天井部５３は、隣接する電池セル１６の各上面と対向する。したがって天井部５３は、電池セル１６の上方への変位を規制する。

底壁部５４は、電池セル１６の下面よりも低い位置にある。底壁部５４は、基体部５１の縁から積層方向Ｘに延び、電池セル１６の下面の一部と対向する。換言すると、底壁部５４は、基体部５１の下方の端部から、積層方向Ｘの両側に突出するように設けられる。底壁部５４は、隣接する電池セル１６の各下面と対向する。したがって底壁部５４は、電池セル１６の下方への変位を規制する。

このように樹脂枠５０は、隣接する電池セル１６の上面、側面および下面を取り囲むように収納する。したがって樹脂枠５０から電池セル１６が上下方向Ｚおよび長手方向Ｙに位置ずれすることを抑制している。また積層方向Ｘに拘束される電池セル１６を支持することができる。

樹脂枠５０は、バスバーケース２１を電池スタック１１に組み付ける際に、バスバーケース２１を組み付け位置に案内するガイド５５を有する。ガイド５５は、樹脂枠５０の天井部５３の上面に設けられる。またガイド５５は、天井部５３の長手方向Ｙの両端部に設けられる。ガイド５５は、円柱状であって、天井部５３の上面から上下方向Ｚに延びる。

バスバーケース２１には、図１８に示すように、ガイド５５が挿入可能なガイド孔５６がされている。ガイド孔５６は、バスバー１８の収容部２２の排煙ダクト２０とは反対側に位置している。

またバスバーケース２１には、図２０に示すように、ガイド孔５６にガイド５５を案内する案内部５７が設けられている。案内部５７は、ガイド孔５６が形成される底板の下面から下方に突出している。案内部５７は、板状であって、主面が積層方向Ｘおよび上下方向Ｚを含む仮想一平面と略平行である。案内部５７は、バスバーケース２１に２つ設けられる。各案内部５７は、ガイド孔５６を中心に積層方向Ｘに間隔をあけて設けられる。

案内部５７は、図２０に示すように、上方に向かうにつれて積層方向Ｘでガイド孔５６に近づくように傾斜するテーパを有する。積層方向Ｘに隣接する２つの案内部５７によって、１つのガイド孔５６に案内される。これによってガイド５５がガイド孔５６に対して積層方向Ｘのずれがあった場合に、案内部５７のテーパがガイド５５をガイド孔５６に導く。ガイド５５がガイド孔５６に挿入されることによって、バスバーケース２１の位置決めをすることができる。

また図２１および図２２に示すように、電極端子１７がバスバー１８に当接する前に、樹脂枠５０から突出したガイド５５を案内部５７が誘導している。電極端子１７がガイド５５よりも高いが、バスバーケース２１の下面に設けられる案内部５７によって、先にガイド５５を案内部５７に接触させることができる。これによってガイド５５が有効に機能させて、図２３〜図２５に示すように、電極端子１７をバスバー１８の挿入孔に挿入させることができる。

また図１９および図２３に示すように、バスバーケース２１の数よりも樹脂枠５０の数が多いので、バスバーケース２１の間に挿入されるガイド５５もある。したがってガイド５５の寸法は、バスバーケース２１間のクリアランスと、電池セル１６の寸法公差を考慮して、ガイド５５が隣接するバスバーケース２１間に挿入可能であり、かつ電池セル１６の寸法公差を吸収できる値に設定される。

このように本実施形態では、排煙ダクト２０に対してスライド変位可能なバスバーケース２１において、電池スタック１１に取り付ける際に、電極端子１７の位置を合わせるための手間を省略することができる。したがって組付工数を低減することができる。

（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態に関して、図２６〜図３１を用いて説明する。本実施形態は、前述の第４実施形態と類似しており、樹脂枠５０に設けるガイド５５の位置が異なる点に特徴を有する。

ガイド５５は、図２６に示すように、前述の第４実施形態よりも長手方向Ｙにおいて排煙ダクト２０側に配置される。またガイド５５は、積層方向Ｘに見て、電極端子１７と対向する位置に配置されている。

バスバーケース２１においてガイド５５が挿入される部分は、バスバー１８に形成されている。図２７および図２８に示すように、バスバー１８の積層方向Ｘの中央が上方に凸となる形成されている。この凸部６０の内部が、ガイド５５が挿入される部分となる。

ガイド５５は、図２８および図２９に示すように、電極端子１７よりも高くなるように設定されている。ガイド５５が凸部６０によって案内されることによって、電極端子１７をバスバー１８の凸部６０に誘導することができる。これによって図２８および図２９に示す組み付け前の状態から、上下方向Ｚに変位させることによって、図３０および図３１に示すように、バスバーケース２１がガイド５５によって案内されて所定の位置に組み付けられる。

本実施形態では、前述の案内部５７を備えていないが、バスバー１８の凸部６０に隣接する部分にテーパを設けて案内部５７として機能させてもよい。

（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態に関して、図３２を用いて説明する。本実施形態では、排煙ダクト２０の形状に特徴を有する。排煙ダクト２０のうち、電池監視基板１３が搭載されている部分は、他の部分よりも薄くなるように形成されている。これによって電池監視基板１３を搭載しても省スペース化を実現することができる。

このように排煙ダクト２０の内部空間を小さくすると、排煙空間が小さくなるが、電池監視基板１３の大きさなどに基づいて排煙性の要求仕様が満足するように選択することによって排煙性および省スペース化を両立することができる。

（その他の実施形態）
以上、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。

上記実施形態の構造は、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、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。

前述の第１実施形態では、複数の電池セル１６は積層させて１列に並べて配置しているが、このような配列に限るものではない。電池セル１６の配列は、複数列であってもよい。

前述の第１実施形態では、組電池１０は、車両に搭載されるが、車両に限るものではなく、他の移動手段、たとえば航空機および船舶などに搭載してもよい。また移動手段でなく、他の装置に搭載してもよい。

前述の第１実施形態では、バスバーケース２１は、１つのバスバー１８を支持する構成であったが、１つに限るものではない。たとえばバスバーケース２１は、２つのバスバー１８を支持する構成であってもよく、３つ以上であってもよい。取り扱いが容易な数に従って変更することができる。

前述の第１実施形態では、排煙ダクト２０に溝部３０と、バスバーケース２１の係合爪３１とが係合しているが、このような構成に限るものではない。たとえばバスバーケース２１に溝部を設け、排煙ダクト２０に突起などを設けて係合させてもよい。したがって排煙ダクト２０とバスバーケース２１とが係合して、スライド変位を許容する構成であればよい。

前述の第１実施形態では、本体部は排煙ダクト２０によって実現されているが、排煙ダクト２０に限るものではない。本体部は、排煙機能を有さずに、電池監視基板１３が搭載されて、バスバーケース２１に係合する部材であってもよい。

１０…組電池 １１…電池スタック １２…拘束部材
１３…電池監視基板（電池監視部） １４…バスバーモジュール １５…固定部材
１６…電池セル １７…電極端子 １８…バスバー １８ａ…ボルト
１９…セル電圧検出線（検出線） ２０…排煙ダクト（本体部）
２１…バスバーケース（接続部） ３０…溝部 ３１…係合爪 ３１ａ…下爪
３１ｂ…上爪 ３２…切欠き部 ３３…リブ ３４…シール部材
４０…サーミスタ（温度検出素子） ４１…通信線 ４２…取付部 ４３…突起部
５０…樹脂枠（枠体） ５５…ガイド ５６…ガイド孔

Claims (10)

1. 複数の電池セル（１６）を積層した電池スタック（１１）と、
   前記電池スタックの積層方向（Ｘ）の両面部を、前記積層方向に押圧した状態で拘束する拘束部材（１２）と、
   前記各電池セルの端子を電気的に接続するバスバー（１８）、および前記各電池セルの状態を検出する検出線（１９）を備えるバスバーモジュール（１４）と、
   前記検出線が接続され、前記各電池セルの状態を監視する電池監視部（１３）と、を含み、
   前記バスバーモジュールは、
   前記電池監視部が配置され、前記積層方向に延びる本体部（２０）と、
   前記本体部の側面の一部を挟み込み前記本体部と係合し、前記積層方向に並ぶように設けられる複数の接続部（２１）と、を含み、
   前記接続部は、前記バスバーを支持し、前記積層方向に隣接する前記電池セルの相対変位を規制し、前記本体部に対して前記積層方向に変位可能な構造を有することを特徴とする組電池。
2. 複数の電池セル（１６）を積層した電池スタック（１１）と、
   前記電池スタックの積層方向（Ｘ）の両面部を、前記積層方向に押圧した状態で拘束する拘束部材（１２）と、
   前記各電池セルの端子を電気的に接続するバスバー（１８）、および前記各電池セルの状態を検出する検出線（１９）を備えるバスバーモジュール（１４）と、
   前記検出線が接続され、前記各電池セルの状態を監視する電池監視部（１３）と、を含み、
   前記バスバーモジュールは、
   前記電池監視部が配置され、前記積層方向に延びる本体部（２０）と、
   前記本体部に係合し、前記積層方向に並ぶように設けられる複数の接続部（２１）と、を含み、
   前記本体部の側面には、前記積層方向に延びる溝部（３０）が設けられ、
   前記接続部は、前記バスバーを支持し、前記積層方向に隣接する前記電池セルの相対変位を規制し、前記本体部に対して前記積層方向に変位可能な構造を有し、前記溝部に係合する係合爪（３１）を有し、
   前記各接続部は、１つの前記バスバーおよび前記検出線の端部に設けられる１つの検出端子を支持することを特徴とする組電池。
3. 複数の電池セル（１６）を積層した電池スタック（１１）と、
   前記電池スタックの積層方向（Ｘ）の両面部を、前記積層方向に押圧した状態で拘束する拘束部材（１２）と、
   前記各電池セルの端子を電気的に接続するバスバー（１８）、および前記各電池セルの状態を検出する検出線（１９）を備えるバスバーモジュール（１４）と、
   前記検出線が接続され、前記各電池セルの状態を監視する電池監視部（１３）と、を含み、
   前記バスバーモジュールは、
   前記電池監視部が配置され、前記積層方向に延びる本体部（２０）と、
   前記本体部に係合し、前記積層方向に並ぶように設けられる複数の接続部（２１）と、を含み、
   前記接続部は、前記バスバーを支持し、前記積層方向に隣接する前記電池セルの相対変位を規制し、前記本体部に対して前記積層方向に変位可能な構造を有し、
   前記電池スタックは、前記積層方向に隣接する前記電池セルの間に設けられる枠体（５０）をさらに含み、
   前記枠体は、前記接続部を前記電池スタックに組み付ける際に、前記接続部を組み付け位置に案内するガイド（５５）を有することを特徴とする組電池。
4. 複数の電池セル（１６）を積層した電池スタック（１１）と、
   前記電池スタックの積層方向（Ｘ）の両面部を、前記積層方向に押圧した状態で拘束する拘束部材（１２）と、
   前記各電池セルの端子を電気的に接続するバスバー（１８）、および前記各電池セルの状態を検出する検出線（１９）を備えるバスバーモジュール（１４）と、
   前記検出線が接続され、前記各電池セルの状態を監視する電池監視部（１３）と、を含み、
   前記バスバーモジュールは、
   前記電池監視部が配置され、前記積層方向に延びる本体部（２０）と、
   前記本体部に係合し、前記積層方向に並ぶように設けられる複数の接続部（２１）と、を含み、
   前記接続部は、
   前記バスバーを支持し、前記積層方向に隣接する前記電池セルの相対変位を規制し、前記本体部に対して前記積層方向に変位可能な構造を有し、
   前記電池セルの温度を検出する温度検出素子（４０）を着脱可能な構造を有する取付部（４２）と、前記本体部側に向けて突出する突起部（４３）と、を有し、
   前記温度検出素子の通信線（４１）は、前記積層方向に見て、前記本体部の側面と前記接続部の側面および前記突起部とで囲まれた領域に、前記積層方向に延びるように配線されることを特徴とする組電池。
5. 前記接続部は、前記本体部の側面の一部を挟み込み前記本体部と係合することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１つに記載の組電池。
6. 前記各接続部は、１つの前記バスバーおよび前記検出線の端部に設けられる１つの検出端子を支持し、
   前記本体部の側面には、前記積層方向に延びる溝部（３０）が設けられ、
   前記接続部は、前記溝部に係合する係合爪（３１）を有することを特徴とする請求項１，３，４のいずれか１つに記載の組電池。
7. 前記電池スタックは、前記積層方向に隣接する前記電池セルの間に設けられる枠体（５０）をさらに含み、
   前記枠体は、前記接続部を前記電池スタックに組み付ける際に、前記接続部を組み付け位置に案内するガイド（５５）を有することを特徴とする請求項１，２，４のいずれか１つに記載の組電池。
8. 前記接続部は、
   前記電池セルの温度を検出する温度検出素子（４０）を着脱可能な構造を有する取付部（４２）と、
   前記本体部側に向けて突出する突起部（４３）と、を有し、
   前記温度検出素子の通信線（４１）は、前記積層方向に見て、前記本体部の側面と前記接続部の側面および前記突起部とで囲まれた領域に、前記積層方向に延びるように配線されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の組電池。
9. 前記本体部には、前記溝部を分断する切欠き部（３２）が設けられ、
   前記係合爪は、前記切欠き部から挿入して、前記溝部に係合可能であることを特徴とする請求項２または６に記載の組電池。
10. 前記接続部は、前記本体部を前記電池スタック側に押圧した状態で拘束し、
    前記本体部は、前記電池セルから発生したガスを排出する排煙ダクト（２０）であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の組電池。

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