KR100900854B1

KR100900854B1 - 전지 모듈

Info

Publication number: KR100900854B1
Application number: KR1020060129163A
Authority: KR
Inventors: 류우이찌 아마가이
Original assignee: 닛산 지도우샤 가부시키가이샤
Priority date: 2005-12-19
Filing date: 2006-12-18
Publication date: 2009-06-04
Also published as: CN100539252C; US20070141457A1; CN1988215A; US8828583B2; EP1798787A2; JP5070697B2; EP1798787A3; JP2007172893A; EP1798787B1; KR20070065227A

Abstract

본 발명의 과제는 진동의 입력에 대해 영향을 받기 어렵고, 콤팩트화를 도모할 수 있는 전지 모듈을 제공하는 것이다.

전지 모듈(50)은 캐소드 전극판 및 애노드 전극판을 적층한 발전 요소를 주머니형의 외장재(100a) 내부에 밀봉하고, 상기 발전 요소에 접속된 판 형상을 이루는 탭(100t)(전극 단자)을 외장재로부터 외부로 도출하여 이루어지는 편평형 전지(100)가 상기 편평형 전지의 두께 방향에 복수 적층되고, 각 편평형 전지의 탭끼리 전기적으로 접속되어 있다. 이 전지 모듈은 각 편평형 전지의 탭을 편평형 전지의 적층 방향의 양면측으로부터 지지하고, 판 형상을 이루는 전기 절연성의 스페이서(110)(절연 플레이트)를 갖는다. 이 절연 플레이트에는 탭을 끼움 지지한 상태에서 상기 전극 단자의 도출 방향으로 개방하여 탭의 일부를 노출하는 개구부(200)가 마련되어 있다.

전지 모듈, 외장재, 스페이서, 편평형 전지, 셀 유닛, 절연 커버

Description

전지 모듈{BATTERY MODULE}

도1은 본 발명의 실시 형태에 관한 전지 모듈을 도시하는 사시도.

도2는 도1에 도시되는 전지 모듈을 상하 반전하고, 더 분해하여 도시하는 사시도.

도3은 케이스 내에 수납되는 셀 유닛 및 절연 커버를 도시하는 평면도.

도4는 도3의 4-4선을 따르는 단면도.

도5는 절연 커버를 제거한 셀 유닛을 절연 커버와 함께 도시하는 사시도.

도6은 셀 유닛을 구성하는 3개의 서브 어셈블리를, 전방면측을 전방으로 하여 도시하는 사시도.

도7은 도6의 서브 어셈블리를, 배면측을 전방으로 하여 도시하는 사시도.

도8은 도6의 서브 어셈블리를 바닥면측에서 본 것을 도시하는 사시도.

도9는 셀 유닛을, 전방면측을 전방으로 하여 도시하는 분해 사시도.

도10은 셀 유닛을, 배면측을 전방으로 하여 도시하는 분해 사시도.

도11은 셀 유닛에 있어서의 편평형 전지 및 절연 플레이트의 적층 상태의 설명에 제공하는 개념도.

도12는 셀 유닛에 있어서의 편평형 전지의 전기적인 접속 상태의 설명에 제공하는 개념도.

도13은 셀 유닛에 포함되는 편평형 전지의 일 예를 나타내는 사시도.

도14의 (a)는 셀 유닛에 포함되는 절연 플레이트의 일 예를 나타내는 사시도, 도14의 (b)는 상기 절연 플레이트를 표리 반전하여 도시하는 사시도, 도14의 (c)는 도14의 (a)의 14C-14C선을 따르는 단면도, 도14의 (d)는 도14의 (a)의 14D-14D선을 따르는 단면도.

도15의 (a), (b)는 한 쌍의 절연 플레이트에 의해 1개의 전극과 출력 단자를 포개어 끼움 지지하는 상태를 설명하기 위한 사시도.

도16의 (a), (b)는 도15의 (a)에 도시하는 편평형 전지의 도면 중 더 하위측에 편평형 전지를 적층한 상태를 설명하기 위한 사시도.

도17의 (a), (b), (c)는 한 쌍의 절연 플레이트에 의해 복수의 전극을 포개어 끼움 지지하는 상태를 설명하기 위한 사시도.

도18은 절연 플레이트의 절결부와 전극의 폭과의 관계를 나타내는 평면도.

도19의 (a)는 셀 유닛의 전방면측 부분을 도시하는 사시도, 도19의 (b)는 셀 유닛의 전방면에 설치한 절연 커버에 커넥터를 삽입한 상태를 나타내는 사시도.

도20은 셀 유닛의 배면측 부분의 사시도.

도21은 케이스 내의 냉각풍 통로를 도시하는 개략도.

도22의 (a)는 도19의 (b)의 상태로부터 커넥터를 인발한 상태를 나타내는 사시도, 도22의 (b)는 절연 커버를 도시하는 사시도, 도22의 (c)는 커넥터를 도시하는 사시도.

도23의 (a)는 전압 검출용 단자판이 전극에 포개어져 접합된 편평형 전지의 주요부를 도시하는 평면도, 도23의 (b)는 도23의 (a)의 23B-23B선을 따르는 단면도이며, 전극과 전압 검출 단자판을 펀치 코킹에 의해 접합한 상태를 나타내는 단면도, 도23의 (c)는 전압 검출부에 커넥터를 삽입하는 모습을 도시하는 주요부 단면도.

도24의 (a)는 펀치 코킹에 의해 전압 검출 단자판의 표면에 형성된 볼록부가 끼워 넣어지는 오목부를 갖는 절연 플레이트의 주요부를 도시하는 단면도,

도24의 (b)는 전극과 전압 검출 단자판을 리벳에 의해 접합한 상태를 나타내는 단면도.

도25는 제1 서브 어셈블리의 조립 순서의 설명에 제공하는 도면.

도26은 도25에 계속해서 제1 서브 어셈블리의 조립 순서의 설명에 제공하는 도면.

도27은 도26에 계속해서 제1 서브 어셈블리의 조립 순서의 설명에 제공하는 도면.

도28은 도27에 계속해서 제1 서브 어셈블리의 조립 순서의 설명에 제공하는 도면.

도29는 도28에 계속해서 제1 서브 어셈블리의 조립 순서의 설명에 제공하는 도면.

도30은 도29에 계속해서 제1 서브 어셈블리의 조립 순서의 설명에 제공하는 도면.

도31은 제2 서브 어셈블리의 조립 순서의 설명에 제공하는 도면.

도32는 도31에 계속해서 제2 서브 어셈블리의 조립 순서의 설명에 제공하는 도면.

도33은 제3 서브 어셈블리의 조립 순서의 설명에 제공하는 도면.

도34는 도33에 계속해서 제3 서브 어셈블리의 조립 순서의 설명에 제공하는 도면.

도35는 도34에 계속해서 제3 서브 어셈블리의 조립 순서의 설명에 제공하는 도면.

도36은 도35에 계속해서 제3 서브 어셈블리의 조립 순서의 설명에 제공하는 도면.

도37은 도36에 계속해서 제3 서브 어셈블리의 조립 순서의 설명에 제공하는 도면.

도38은 도37에 계속해서 제3 서브 어셈블리의 조립 순서의 설명에 제공하는 도면.

도39는 절연 플레이트의 형상의 변형예를 나타내는 사시도.

도40은 변형예에 관한 절연 커버가 설치된 셀 유닛을 도시하는 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

50 : 전지 모듈

60 : 셀 유닛(적층체)

70 : 케이스

71 : 하부 케이스

72 : 상부 케이스

75, 95 : 연통 구멍

81, 82, 83 : 제1, 제2, 제3 서브 어셈블리

91, 92 : 절연 커버

100 : 전지(편평형 전지)

100a : 외장재

100p : 플러스측 탭

100m : 마이너스측 탭

100t : 탭(전극)

101 내지 108 : 제1 내지 제8 전지

110 : 스페이서(절연 플레이트)

112 : 절결부

121 내지 138 : 제1 내지 제18 스페이서

200 : 개구부

212 : 오목부

[문헌 1] 일본 특허 공개 제2001-256934호 공보

본 발명은 전지 모듈에 관한 것이다.

캐소드 전극판 및 애노드 전극판을 적층하여 구성된 발전 요소를 라미네이트 필름 등의 필름 부재로 형성된 주머니형의 외장재에 의해 내부에 밀봉하고, 외장재 내부의 발전 요소에 접속된 판 형상을 이루는 전극 단자를 외장재 내부로부터 외부로 도출하여 이루어지는 편평한 박형 전지(이하,「편평형 전지」라 함)가 알려져 있다. 최근, 이와 같은 편평형 전지를 복수 적층하고 각 편평형 전지를 전기적으로 직렬 및/또는 병렬로 접속함으로써, 고출력 및 고용량의 전지 모듈로 하는 것이 행해지고 있다(특허 문헌 1 참조).

또한, 전지 모듈은 전기적으로 접속된 복수의 단전지를 구비하는 점에 있어서 조전지의 일종이지만, 본 명세서에 있어서는 복수의 단전지를 접속하여 이루어지는 단위 유닛을「전지 모듈」이라 칭하고, 이 전지 모듈을 복수 접속한 것을「조전지」라 칭하는 것으로 한다.

[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2001-256934호 공보

이와 같은 전지 모듈을 복수 접속한 조전지를, 예를 들어 차량에 탑재하는 경우에는, 각 편평형 전지 사이의 거리를 가급적 작게 함으로써 전지 모듈의 콤팩트화를 도모하고, 나아가서는 조전지 전체의 콤팩트화를 도모하는 것이 요청되고, 또한 진동의 입력에 대해서도 영향을 받기 어려운 구조가 요청되고 있다. 전지 모듈에 진동이 입력되면, 전극 단자끼리를 접합하고 있는 부분 등에 응력이 집중될 우려가 있다.

본 발명의 목적은, 진동의 입력에 대해 영향을 받기 어렵고, 콤팩트화를 도모할 수 있는 전지 모듈을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 복수의 편평형 전지의 전극 단자끼리를 서로 접속하여 이루는 전지 모듈이며,

상기 복수의 편평형 전지는 상기 편평형 전지의 두께 방향에 복수 적층되고,

상기 편평형 전지는 캐소드 전극판 및 애노드 전극판을 적층한 발전 요소를 주머니형의 외장재 내부에 밀봉하고, 상기 발전 요소에 접속된 판 형상을 이루는 상기 전극 단자를 상기 외장재 내부로부터 외부로 도출되어 이루고,

각 편평형 전지의 상기 전극 단자를 편평형 전지의 적층 방향의 양측면으로부터 끼움 지지하고, 판 형상을 이루는 전기 절연성의 절연 플레이트를 갖고,

상기 절연 플레이트에는 상기 전극 단자를 끼움 지지한 상태에서 상기 전극 단자의 도출 방향으로 개방되어 상기 전극 단자의 일부를 노출하는 개구부가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 전지 모듈이다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면을 참조하면서 설명한다.

도1은 본 실시 형태에 관한 전지 모듈(50)을 도시하는 사시도, 도2는 도1에 도시된 전지 모듈(50)을 상하 반전하고, 더 분해하여 도시하는 사시도, 도3은 케이스(70) 내에 수납되는 셀 유닛(60) 및 절연 커버(91, 92)를 도시하는 평면도, 도4는 도3의 4-4선을 따르는 일부를 파단한 단면도, 도5는 절연 커버(91, 92)를 제거한 셀 유닛(60)을 절연 커버(91, 92)와 함께 도시하는 사시도이다.

또한, 도1에 도시된 X축 방향을 전지 모듈(50), 셀 유닛(60) 및 케이스(70) 등의 긴 방향이라 하고, Y축 방향을 이들의 짧은 방향이라 한다. 또한, 도1에 있어서 긴 방향 전방측에 위치하는 면을 전방면, 긴 방향 깊이측에 위치하는 면을 배면이라 한다. 이하의 설명에서는, 편평형 전지를 단순히「전지」라 약칭한다.

도1 및 도2를 참조하여, 전지 모듈(50)은 복수매(도시예에서는 8매)의 전지(100)(101 내지 108의 총칭) 및 복수매의 스페이서(110)(절연 플레이트에 상당함) 를 전지(100)의 두께 방향에 적층한 셀 유닛(60)을 케이스(70) 내에 수납하여 형성되어 있다. 전지 모듈(50)은 셀 유닛(60)으로 전달되는 진동이 생기는 차량, 예를 들어 자동차나 전차 등에 탑재되어 있다. 도시는 생략하고 있지만, 이 전지 모듈(50)이 복수개 접속됨으로써 원하는 전류, 전압, 용량의 조전지를 형성하고, 예를 들어 차량의 구동용 모터의 전원으로서 사용된다. 복수개의 전지 모듈(50)의 전기적인 접속에는 버스 바아와 같은 적당한 접속 부재가 이용된다. 전지 모듈(50)은 공랭식이고, 복수개의 전지 모듈(50)은 공간을 두고 배치되어 각 전지 모듈(50) 사이에 마련된 공간에 냉각풍이 공급됨으로써, 이 공간은 전지 모듈(50)의 각각을 냉각하기 위한 냉각풍이 하향 유동하는 냉각풍 통로로서 이용된다. 냉각풍을 흐르게 하여 각 전지 모듈(50)을 냉각함으로써 전지 온도를 낮추고, 열에 의한 전지의 열화를 제어하여 열화에 의한 충전 효율 등의 특성이 저하되는 것을 억제한다.

상기 케이스(70)는 개구부(71a)가 형성된 상자 형상을 이루는 하부 케이스(71)와, 개구부(71a)를 폐쇄하는 덮개체를 이루는 상부 케이스(72)를 포함하고 있다. 상부 케이스(72)의 모서리부(72a)는 하부 케이스(71)의 주위벽(71b)의 모서리부(71c)에 권취 체결되고, 상부 케이스(72)와 하부 케이스(71)가 결합되어 있다(도1의 부분 확대도 참조). 하부 케이스(71) 및 상부 케이스(72)는 비교적 얇은 알루미늄 금속판으로 형성되고, 프레스 가공에 의해 소정 형상이 부여되어 있다. 케이스(70)는 셀 유닛(60)을 수납하고 외부로부터 내부로 관통하는 관통 구멍(75)을 구비하고 있다. 관통 구멍(75)은 하부 케이스(71)의 전방면 및 배면에 형성되어 있다. 관통 구멍(75)은, 도1 및 도2에 도시한 바와 같이 상하 방향을 따라서 복수조로 형성되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 좌우 방향을 따라서 복수조로 형성해도 좋다.

상기 셀 유닛(60)은, 도3 내지 도5에도 도시된 바와 같이 8매의 전지(100)와, 각 전지(100)의 탭(100t)(전극 단자에 상당함)을 끼움 지지하기 위한 스페이서(110)와, 전지 모듈(50)로서의 양음극의 출력 단자(140, 150)를 포함하고 있다. 여기서, 탭(100t)은 플러스측 탭(100p)(캐소드 전극 단자)과 마이너스측 탭(100m)(애노드 전극 단자)의 총칭이다. 플러스측 탭(100p)은 각 전지(101 내지 108)의 플러스측 탭(101p, 102p, 103p, 104p, 105p, 106p, 107p, 108p)의 총칭, 마이너스측 탭(100m)은 각 전지(101 내지 108)의 마이너스측 탭(101m, 102m, 103m, 104m, 105m, 106m, 107m, 108m)의 총칭이다. 또한, 스페이서(110)(절연 플레이트에 상당)는 스페이서(121 내지 138)의 총칭이다. 8매의 전지(100)는 전지의 두께 방향에 적층되고, 직렬로 접속되어 있다.

셀 유닛(60)의 전방면 및 배면에는 절연 커버(91, 92)가 착탈 가능하게 설치 되어 있다. 절연 커버(91, 92)는 셀 유닛(60)의 전방면측 및 배면측에 있어서, 복수의 탭(100t) 및 복수의 스페이서(110)의 후술하는 개구부를 덮고, 이들 복수의 탭(100t)의 보호 및 복수의 탭(100t)과 케이스(70)의 전기적인 절연을 확실한 것으로 하기 위해 이용된다. 도5를 참조하여 절연 커버(91, 92)의 중앙 위치에는 케이스(70) 외부에 설치된 전지의 전압을 검출하는 전압 검출기에 접속된 커넥터(전압 검출기와 커넥터는, 여기서는 도시하지 않음)를 삽입하는 삽입구(91a, 92a)가 형성되어 있다. 이 커넥터는 삽입구(91a, 92a)에 삽입됨으로써 전지(100)의 탭(100t)에 접속된 전압 검출부(160)에 접속되고, 전압 검출기는 커넥터를 거쳐서 전지(100)의 전압을 검출한다. 전압 검출기에서 검출된 전지(100)의 전압은 전지 모듈(50)의 충방전 관리 등에 이용된다. 절연 커버(91, 92)의 내측에는 커넥터의 삽입 분리를 가이드하기 위한 가이드 플레이트(91b, 92b)가 설치되고, 주연에는 상기 절연 커버(91, 92)를 스페이서(110)나 출력 단자(140, 150)에 결합하여 고정하기 위한 복수의 스냅 피트 갈고리(91c, 92c)가 설치되어 있다. 절연 커버(91, 92)는 복수의 플러스측 탭(100p), 마이너스측 탭(100m) 및 복수의 스페이서(110)를 덮고 있다. 이 절연 커버(91, 92)에는 후술하는 개구부[스페이서(110)에 형성된 탭(100t)이 스페이서(110, 110) 사이에 끼움 지지된 상태에서 탭(100t)을 노출하는 개구부](200)에 대향하는 면에 관통 구멍(95)이 마련되어 있다[도19의 (a) 및 도20 참조]. 이 관통 구멍(95)은, 도5에 도시한 바와 같이 좌우 방향을 따라서 복수조로 형성되어 있다.

도1 및 도2를 다시 참조하여, 양음의 출력 단자(140, 150)는 하부 케이 스(71)의 주위벽(71b)의 일부에 형성한 절결부(71d, 71e)를 통해 케이스(70)로부터 외부로 도출된다. 절연 커버(91, 92)의 삽입구(91a, 92a)도 주위벽(71b)의 일부에 형성한 절결부(71f)를 통해 케이스(70)의 외부로 노출된다. 케이스(70)의 코너부의 4군데에 관통 볼트(도시하지 않음)를 삽입 관통시키기 위해, 하부 케이스(71) 및 상부 케이스(72)의 코너부의 4군데에 볼트 구멍(73)이 형성되고, 각 스페이서(110)의 2군데에 볼트 구멍(111)이 형성되어 있다. 도2의 부호 93은, 스페이서(110)의 볼트 구멍(111)에 삽입되는 슬리브를 나타내고, 94는 셀 유닛(60)과 상부 케이스(72) 사이에 설치되는 완충재를 나타내고 있다. 또한, 복수의 전지 모듈(50)은 볼트(73)에 삽입 관통된 관통 볼트에 의해 결합되어 조전지를 형성한다.

케이스(70)는 복수매의 전지(100) 및 복수매의 스페이서(110)가 적층된 셀 유닛(60)과, 셀 유닛(60)에 설치된 절연 커버(91, 92)를 수납하고 있다. 하부 케이스(71) 및 상부 케이스(72)의 볼트 구멍(73)과 스페이서(110)의 볼트 구멍(111)에 삽입된 슬리브(93)에 관통 볼트를 삽입 관통시킴으로써, 케이스(70)에 대한 스페이서(110)의 위치가 고정된다. 스페이서(110)가 탭(100t)을 끼움 지지하고 있으므로, 스페이서(110)의 위치를 고정하는 결과, 케이스(70)에 대한 복수매의 전지(100)의 위치가 정해지게 된다.

케이스(70)의 내벽면과 복수매의 전지(100) 사이에는 약간의 공간이 마련되고, 상기 공간은 스페이서(110)와 탭(100t) 사이에 마련된 후술하는 개구부(200)에 연통되어 있다[도19의 (a) 및 도20 참조]. 또한, 절연 커버(91, 92)에 마련된 관통 구멍(95)과, 하부 케이스(71)에 마련된 관통 구멍(75)이 연통되어 있다. 관통 구멍(95)과 관통 구멍(75)을 거쳐서 스페이서(110)에 마련된 개구부(200)와 케이스(70)의 외부가 연통 상태가 된다.

도6은 셀 유닛(60)을 구성하는 3개의 서브 어셈블리(81, 82, 83)를, 전방면측을 전방으로 하여 도시하는 사시도, 도7은 상기 서브 어셈블리(81, 82, 83)를, 배면측을 전방으로 하여 도시하는 사시도, 도8은 상기 서브 어셈블리(81, 82, 83)를 바닥면측에서 본 것을 도시하는 사시도이다.

도6 내지 도8을 참조하여, 셀 유닛(60)은 제1 내지 제3의 3개의 서브 어셈블리(81, 82, 83)로부터 조립된다. 도6에 있어서, 최상위에 도시되는 제1 서브 어셈블리(81)는 3매의 전지(101, 102, 103)가 적층되고 이들 전지(101, 102, 103)를 직렬로 접속하여 구성되어 있다. 중간에 도시되는 제2 서브 어셈블리(82)는 2매의 전지(104, 105)가 적층되고 이들 전지(104, 105)를 직렬로 접속하여 구성되어 있다. 최하위에 도시되는 제3 서브 어셈블리(83)는 3매의 전지(106, 107, 108)가 적층되고 이들 전지(106, 107, 108)를 직렬로 접속하여 구성되어 있다. 제1 서브 어셈블리(81)에는 마이너스측의 출력 단자(150)가 조립 부착되고, 제3 서브 어셈블리(83)에는 플러스측의 출력 단자(140)가 조립 부착되어 있다. 제1 서브 어셈블리(81) 및 제2 서브 어셈블리(82)는, 배면측에 있어서 스페이서(110)의 외측에 면한 탭(103p, 104m)끼리를 접합함으로써 전기적으로 직렬로 접속된다. 제2 서브 어셈블리(82) 및 제3 서브 어셈블리(83)도 마찬가지로, 배면측에 있어서 스페이서(110)의 외측에 면한 탭(105p, 106m)끼리를 접합함으로써 전기적으로 직렬로 접속된다. 또한, 제1 서브 어셈블리(81)의 전지(103)와 제2 서브 어셈블리(82)의 전지(104) 사이 및 제2 서브 어셈블리(82)의 전지(105)와 제3 서브 어셈블리(83)의 전지(106) 사이는 양면 테이프에 의해 접착되어 있다.

도9는 셀 유닛(60)을, 전방면측을 전방으로 하여 도시하는 분해 사시도, 도10은 셀 유닛(60)을, 배면측을 전방으로 하여 도시하는 분해 사시도, 도11은 셀 유닛(60)에 있어서의 전지(100) 및 스페이서(110)의 적층 상태의 설명에 제공되는 개념도이다. 도11에 있어서 우측이 전방면측, 좌측이 배면측이다.

도9 내지 도11을 참조하여, 셀 유닛(60)은 8매의 전지(101 내지 108)와, 18개의 스페이서(121 내지 138)와, 2개의 출력 단자(140, 150)를 포함하고 있다. 18개의 스페이서(121 내지 138)는 전방면측에 9개, 배면측에 9개씩 배치되어 있다. 설명의 편의상, 8매의 전지(101 내지 108)를 전지 적층 방향(도11에 있어서 상하 방향)을 따라서 상부로부터 하부를 향해 차례로 제1 전지(101) 내지 제8 전지(108)라 한다. 전방면측의 9개의 스페이서(121 내지 129)를, 전지 적층 방향을 따라서 상부로부터 하부를 향해 차례로 제1 스페이서(121) 내지 제9 스페이서(129)라 한다. 배면측의 9개의 스페이서(130 내지 138)를, 마찬가지로 제10 스페이서(130) 내지 제18 스페이서(138)라 한다.

제1 내지 제18 스페이서(121 내지 138)는 전지 적층 방향을 따르는 탭(100t)의 양면측으로부터 상기 탭(100t)을 끼움 지지하도록 배치되어 있다. 플러스측 출력 단자(140)는 제8 전지(108)의 플러스측 탭(108p)에 중합되는 판 형상의 도전성의 버스 바아(141)와, 버스 바아(141) 단부에 설치된 단자를 덮는 수지 커버(142)를 포함하고 있다. 마이너스측 출력 단자(150)는 제1 전지(101)의 마이너스측 탭(101m)에 중합되는 판 형상의 도전성의 버스 바아(151)와, 버스 바아(151) 단부에 설치된 단자를 덮는 수지 커버(152)를 포함하고 있다. 버스 바아(141, 151)는 구리판으로 형성되어 있다. 플러스측 출력 단자(140)는 버스 바아(141)의 좌우 양단부 중 전방면측에서 볼 때 우측 단부에 단자 및 수지 커버(142)가 위치한다. 이것과는 반대로, 마이너스측 출력 단자(150)는 버스 바아(151)의 좌측 단부에 단자 및 수지 커버(152)가 위치한다. 또한, 탭(100t)이나 스페이서(110) 등에 있어서의 전지 적층 방향을 따르는 양면 중, 도11에 있어서 상측의 면을 표면으로 하고, 하측의 면을 이면으로 한다. 각 버스 바아(141, 151)에는 적층 방향을 따라서 표면으로부터 이면까지 관통하는 한 쌍의 관통 구멍(143, 153)이 형성되어 있다.

도12는 셀 유닛(60)에 있어서의 전지(100)의 전기적인 접속 상태의 설명에 제공되는 개념도, 도13은 셀 유닛(60)에 포함되는 전지(100)의 일 예[도13에서는 제1 전지(101)를 예시하고 있음]를 나타내는 사시도이다. 도12에 있어서 우측이 전방면측, 좌측이 배면측이다.

도12 및 도13을 참조하여, 전지(101)는 편평한 리튬 이온 2차 전지이고, 캐소드 전극판, 애노드 전극판 및 세퍼레이터를 적층한 적층형의 발전 요소(도시하지 않음)가 라미네이트 필름 등의 필름형 부재를 주머니형으로 형성한 외장재(100a) 내부에 밀봉되어 있다. 전지(101)는 외장재(100a) 내부에서 일단부가 발전 요소의 캐소드 전극판에 전기적으로 접속되고 타단부가 외장재(100a) 외부로 도출되어 전지(101)의 캐소드 전극 단자로서 기능하고, 예를 들어 알루미늄으로 형성된 박판형의 탭(101p)과, 외장재(100a) 내부에서 일단부가 발전 요소의 애노드 전극판에 전기적으로 접속되고 타단부가 외장재(100a) 외부로 도출되어 전지(101)의 애노드 단자로서 기능하고, 예를 들어 구리로 형성된 박판형의 탭(101m)을 구비하고 있다. 탭(100t)[탭(101p) 및 탭(101m)]은 전지(101)의 긴 방향의 양측(전방면측 및 배면측)으로 연장되어 있다. 이와 같은 적층형의 발전 요소를 구비하는 전지에 있어서는 캐소드 전극판, 애노드 전극판의 전극판 사이의 거리를 균일하게 유지하여 전지 성능의 유지를 도모하기 위해, 발전 요소에 전극판의 적층 방향으로 압력을 가하여 압박하는 것이 바람직하다. 이로 인해, 각 전지는 케이스(70)에 수납된 상태에서 전지의 적층 방향 양측으로부터 압력이 부여되고, 각 전지 내부의 발전 요소가 압박되도록 케이스(70)에 수납되어 있다. 또한, 상술한 전지 구조에 관해서는 전지(101)로부터 전지(108)까지의 모든 전지에 공통되는 구조이다.

도13에 있어서의 부호 161은, 마이너스측 탭(100m)에 포개어 접합되는 단자판(전압 검출 단자판에 상당함)을 나타내고, 부호 162는 단자판(161)에 형성된 한 쌍의 관통 구멍을 나타내고 있다. 탭(100m)에는 단자판(161)의 관통 구멍(162)에 연통되는 한 쌍의 관통 구멍(109)이 형성되어 있다[도23의 (b) 참조]. 플러스측 탭(100p)에 관통 구멍(109)을 형성한 것도 있다. 구체적으로는, 제2, 제3, 제5, 제6 및 제8 전지(102, 103, 105, 106, 108)의 플러스측 탭(102p, 103p, 105p, 106p, 108p)이다(도9 및 도10 참조). 관통 구멍(109, 162)은 적층 방향을 따라서 표면으로부터 이면까지 관통되어 있다.

도14의 (a)는 셀 유닛(60)에 포함되는 스페이서(110)의 일 예[제4, 제6, 제12, 제14 및 제16 스페이서(124, 126, 132, 134, 136)]를 나타내는 사시도, 도14의 (b)는 상기 스페이서(110)를 표리 반전하여 도시하는 사시도, 도14의 (c)는 도14의 (a)의 14C-14C선을 따르는 단면도, 도14의 (d)는 도14의 (a)의 14D-14D선을 따르는 단면도, 도15의 (a) 및 도15의 (b)는 한 쌍의 스페이서(121, 122)에 의해 전지(101)의 마이너스측 탭(101m)과 마이너스측 출력 단자(150)를 중합하여 끼움 지지하는 상태를 설명하기 위한 사시도, 도16의 (a), 도16의 (b)는 도15의 (a)의 도면 중 하위측에 적층되는 전지(102)의 플러스측 탭(102p)을 더 끼움 지지하는 상태를 설명하기 위한 사시도, 도17의 (a), (b), (c)는 한 쌍의 스페이서(131, 132)에 의해, 복수의 탭(101p, 102m)을 중합하여 끼움 지지하는 상태를 설명하기 위한 사시도, 도18은 스페이서(110)의 절결부(112)와 탭(100t)의 폭의 관계를 나타내는 평면도이다.

도14를 참조하여, 스페이서(110)는 탭(100t)을, 복수의 전지(100)를 적층하는 방향 양면측으로부터 끼움 지지하는, 예를 들어 수지 등의 전기 절연성 재료로 형성된 판 형상의 부재이다. 스페이서(110)의 재료는 전기 절연성을 구비하고, 탭(100t)을 끼움 지지하는 데 충분한 강도를 구비하는 범위에 있어서 한정되지 않는다. 스페이서(110)의 긴 방향을 따르는 양단부에는 슬리브(93)(도2 참조)를 삽입하기 위한 볼트 구멍(111)이 표면으로부터 이면으로 관통되어 형성되어 있다.

탭(100t)을 스페이서(110)에 의해 끼움 지지함으로써, 전지 모듈(50)에 진동이 입력되었을 때에 탭(100t)의 진동이 억제되어 탭(100t)에 응력이 집중되는 일이 없어진다. 이로 인해, 탭(100t)의 내구성, 나아가서는 전지 모듈(50)의 내구성을 향상시킬 수 있다. 또한, 전기 절연성을 구비하는 스페이서(110)에 의해 탭(100t) 을 끼움 지지하기 때문에, 전지(100) 사이의 전지 적층 방향에 있어서의 거리, 즉 탭(100t) 사이의 거리를 작게 해도 탭(100t)끼리의 단락을 방지할 수 있다. 이로 인해, 전지 사이의 거리를 가급적 작게 함으로써 전지 모듈(50) 전체의 콤팩트화를 도모할 수 있다. 따라서, 내진동 강도를 향상시켜 진동의 입력에 대해 영향을 받기 어려워 콤팩트화를 도모할 수 있는 전지 모듈(50)을 제공할 수 있다. 또한, 셀 유닛(60)에 있어서는 스페이서(110)가 전지 적층 방향을 따르는 양단부에 존재하기 때문에 탭(100t)의 노출을 줄일 수 있어, 전지 모듈(50)을 조립할 때 등에 있어서 셀 유닛(60)의 취급이 용이해진다. 또한, 절연 커버(91, 92)도 스페이서(110)와 동일한 재료로 형성되어 있다.

스페이서(110)는 플러스측 탭(100p) 및 마이너스측 탭(100m)에 대응하는 위치에 적층 방향을 따라서 표면으로부터 이면으로 관통되는 한 쌍의 절결부(112)가 형성되어 있다. 도14의 (a), (d)에 나타내는 부호 112a는 절결부(112)를 사이에 둔 양측의 부위를 접속하는 접속부이고, 두께 방향으로 오목하게 되어 있다. 이에 의해, 절결부(112)로 유입된 냉각풍을 적층된 전지(100)의 표면으로 도입하기 위한 단차가 형성된다. 절결부(112)는, 스페이서(110)를 셀 유닛(60)의 전방면측에 배치하는 경우에는 전방을 향해 개방되어 있고, 셀 유닛(60)의 배면측에 배치하는 경우에는 후방을 향해 개방되어 있다. 즉, 절결부(112)는 탭(100t)의 도출 방향을 향해 개방되어 있다. 도시예에서는, 스페이서(110)의 긴 방향의 중심으로부터 좌우 양측으로 균등하게 이격된 2군데에 직사각형 형상을 이루는 절결부(112)가 형성되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 장착 방향에 따라서 전방 또는 후방 [탭(100t)의 도출 방향]을 향해 개방되어 있으면 다른 형상을 갖고 있어도 좋다. 이 절결부(112)에는 끼움 지지한 탭(100t)의 일부가 면하게 된다[도15의 (b) 및 도17의 (c) 참조].

스페이서(110)는 적층 방향을 따르는 양면 중 한쪽 면인 표면에 핀(113)이 더 설치되고, 적층 방향을 따르는 양면 중 다른 쪽 면인 이면에 오목부(114)가 마련되고, 이들 핀(113) 및 오목부(114)는 적층 방향을 따르는 동일선 상에 배치되어 있다[도14의 (c) 참조]. 도시예에서는, 절결부(112)보다도 스페이서(110)의 긴 방향의 중심 부근에 한 쌍의 핀(113) 및 한 쌍의 오목부(114)가 마련되어 있다. 또한, 핀(113)은 엠보스라고도 지칭된다.

탭을 끼움 지지하는 쌍을 이루는 스페이서 중 한쪽 스페이서는 다른 탭을 끼움 지지하는 쌍을 이루는 스페이서 중 한쪽 스페이서와 공용되어 있다. 예를 들어, 도11에 도시한 바와 같이 제1 전지(101)의 마이너스측 탭(101m)은 쌍을 이루는 제1, 제2 스페이서(121, 122)에 의해 끼움 지지되고, 제2 전지(102)의 플러스측 탭(102p)은 쌍을 이루는 제2, 제3 스페이서(122, 123)에 의해 끼움 지지되어 있다. 본 예에 있어서는, 제2 스페이서(122)는 마이너스측 탭(101m)을 끼움 지지하기 위해 이용되고, 동시에 플러스측 탭(102p)을 끼움 지지하기 위해 이용된다. 이와 같이, 스페이서(122) 등을 공용함으로써 상위측의 탭(101m)과 하위측의 탭(102p) 사이의 거리를 작게 할 수 있다. 따라서, 전지(100) 사이의 거리를 가급적 작게 함으로써 전지 모듈(50) 전체의 콤팩트화를 도모할 수 있다.

도15의 (a), (b)에도 도시한 바와 같이, 하위측 스페이서(122)에는 표면으로 부터 이면으로 관통되는 결합 구멍(115)이 형성되고, 상위측 스페이서(121)의 이면에는 스냅 피트 갈고리(116)가 돌출되어 형성되어 있다. 스냅 피트 갈고리(116)는 이면측에 배치되는 스페이서(122)의 결합 구멍(115)에 삽입 관통되어, 상기 스페이서(122)에 결합된다. 즉, 스페이서(110)끼리는 끼워 맞춤에 의해 연결된다. 따라서, 스페이서(110)끼리의 연결을 용이하고 또한 신속하게 행할 수 있고, 탭(100t)을 끼움 지지하는 작업을 용이하고 또한 신속하게 행할 수 있다.

도15 내지 도17을 참조하여, 탭(100t)을 끼움 지지하는 쌍을 이루는 스페이서는 적층 방향을 따라서 탭(100t)을 관통하고 상기 탭(100t)을 계지하기 위한 계지 수단(117)을 갖고 있다. 구체적으로는, 계지 수단(117)은 적층 방향을 따라서 관통하는 관통 구멍(109)이 형성된 탭(101m)과, 쌍을 이루는 스페이서(121, 122) 중 한쪽 스페이서(122)에 마련되어 관통 구멍(109)에 삽입 관통되는 핀(113)과, 쌍을 이루는 스페이서(121, 122) 중 다른 쪽 스페이서(121)에 마련되어 관통 구멍(109)을 삽입 관통한 핀(113)의 선단부가 끼워 넣어지는 오목부(114)를 갖고 있다. 이러한 계지 수단(117)에 의해, 전지 모듈(50)에 진동이 입력되었을 때에 탭(101m)에 대한 스페이서(121, 122)의 위치가 어긋나는 일이 없어져, 어긋남에 수반되는 탭끼리의 단락을 방지할 수 있다.

여기서, 스페이서(110)는 표면에 핀(113)이 설치되고, 이면에 오목부(114)가 마련되고, 이들 핀(113) 및 오목부(114)는 적층 방향을 따르는 동일선 상에 배치되어 있다[도14의 (c) 참조]. 이러한 구성의 스페이서(110)에 의해 관통 구멍(109)이 형성된 탭(100t)을 끼움 지지하는 경우에는, 상술한 바와 같이 계지 수단(117) 이 구성되고, 전지 모듈(50)에 진동이 입력되었을 때에, 탭(100t)에 대한 스페이서(110)의 위치가 어긋나는 일이 없어져, 어긋남에 수반되는 탭(100t)끼리의 단락을 방지할 수 있다. 또한, 복수의 전지(100)를 적층하여 전지 모듈(50)을 조립하는 경우에는 상위측 스페이서(110)의 오목부(114)에 하위측 스페이서(110)의 핀(113)의 선단부를 끼워 넣음으로써, 탭(100t)에 대한 스페이서(110)의 위치 결정과 전지(100)끼리의 위치 결정을 동시에 행할 수 있다. 이와 같이 핀(113) 및 오목부(114)가 위치 결정 기능을 발휘함으로써, 전지 모듈(50)을 조립할 때의 작업성을 향상시킬 수 있다.

버스 바아(141, 151), 단자판(161) 및 탭(100t)의 각각은, 관통 구멍(143, 153, 162, 109)이 2군데에 형성되어 있으므로, 핀(113)이 삽입 관통됨으로써 회전 방지된다. 또한, 한 쌍의 관통 구멍(143, 153, 162, 109) 중 한쪽을 둥근 구멍으로 형성하고, 다른 쪽을 타원 구멍으로 형성하는 것이 바람직하다. 핀(113)의 삽입 관통을 용이하게 행할 수 있기 때문이다.

도15를 참조하여, 적층 방향을 따라서 관통하는 절결부(112)를 구비하는 한 쌍의 스페이서(121, 122)에 의해 탭(101m)과 마이너스측 출력 단자(150)의 버스 바아(151)를 중합하고, 또한 탭(101m)의 일부와 버스 바아(151)의 일부를 절결부(112)에 면하게 하여 끼움 지지한다. 그리고, 절결부(112)에 면한 탭(101m)과 버스 바아(151)를 용접 장치의 용접 헤드를 사이에 두고 용접함으로써, 출력 단자(150)가 제1 전지(101)에 전기적으로 접속된다. 탭(101m)과 버스 바아(151)를 용접 접합할 때에는, 스페이서(121, 122)를 지그로서 이용함으로써 탭(101m)과 버 스 바아(151)를 중합한 상태에서 보유 지지하고, 또한 용접 헤드를 절결부(112)에 간단하게 위치 결정할 수 있다. 따라서, 절결부(112)를 통해 용접을 행할 수 있어 용접 작업성을 향상시킬 수 있다. 제2 스페이서(122)의 핀(113)이 버스 바아(151), 제1 전지(101)의 마이너스측 탭(101m) 및 단자판(161)의 관통 구멍(153, 109, 162)에 삽입 관통하여 제1 스페이서(121)의 오목부(114)에 끼워 넣어지고, 버스 바아(151), 제1 전지(101)의 마이너스측 탭(101m) 및 단자판(161)이 위치 결정된다. 탭(101m) 및 버스 바아(151)는 절결부(112)에 면한 부분 및 전압 검출부(160)를 이루는 부분을 제외하고, 스페이서(121, 122)에 의해 주위가 절연되어 있다.

도16을 참조하여, 한 쌍의 스페이서(122, 123)에 의해 탭(102p)을, 상기 탭(102p)의 일부를 스페이서(122, 123)의 외측에 면하게 하여 끼움 지지한다. 제3 스페이서(123)의 핀(113)이 제2 전지(102)의 관통 구멍(109)에 삽입 관통되어 제2 스페이서(122)의 오목부(114)에 끼워 넣어지고, 제2 전지(102)의 플러스측 탭(102p)이 위치 결정된다. 또한, 스페이서(122, 123)의 외측에 면한 플러스측 탭(102p)은 스페이서(123, 124)의 외측에 면한 마이너스측 탭(103m)과 접합되어, 제2 전지(102)와 제3 전지(103)가 전기적으로 접속된다(도11 참조).

도17을 참조하여, 적층 방향을 따라서 관통하는 절결부(112)를 구비하는 한 쌍의 스페이서(131, 132)에 의해 복수의 탭(101p, 102m)을 중합하고, 또한 각 탭(101p, 102m)의 일부를 절결부(112)에 면하게 하여 끼움 지지한다. 그리고, 절결부(112)에 면한 탭(101p, 102m)끼리를 용접 장치의 용접 헤드를 사이에 두고 초 음파 용접에 의해 접합함으로써, 복수의 전지(101, 102)가 전기적으로 접속된다. 탭(101p, 102m)끼리를 용접 접합할 때에는, 스페이서(131, 132)를 지그로서 이용함으로써 탭(101p, 102m)끼리를 중합한 상태에서 보유 지지하고, 또한 용접 장치의 용접 헤드를 절결부(112)에 간단하게 위치 결정할 수 있다. 따라서, 이 경우에도 절결부(112)를 통해 용접을 행할 수 있어 용접 작업성을 향상시킬 수 있다. 제12 스페이서(132)의 핀(113)이 제2 전지(102)의 마이너스측 탭(102m) 및 단자판(161)의 관통 구멍(109, 162)에 삽입 관통되어 제11 스페이서(131)의 오목부(114)에 끼워 넣어지고, 제2 전지(102)의 마이너스측 탭(102m) 및 단자판(161)이 위치 결정된다. 탭(101p, 102m)은 절결부(112)에 면한 부분 및 전압 검출부(160)를 이루는 부분을 제외하고, 스페이서(131, 132)에 의해 주위가 절연되어 있다.

본 실시 형태의 셀 유닛(60)에 있어서는, 도11에 도시한 바와 같이 적층된 복수의 전지(100)는 전기적 극성이 다른 탭(100p, 100m)끼리가 전기적으로 접속됨으로써 직렬로 접속되고, 플러스측 출력 단자(140) 및 마이너스측 출력 단자(150)는 적층 방향을 따라서 양단부에 위치하는 제8과 제1 전지(108, 101)에 전기적으로 접속되어 있다. 셀 유닛(60)은 도15 내지 도17에 도시한 접합을 조합하여 제조된다. 도15 내지 도17에 도시한 접합은 용접 작업성이 향상되어 있으므로, 그 결과, 셀 유닛(60)을 제조할 때의 용접 작업성도 향상시킬 수 있다.

도18을 참조하여, 스페이서(110)의 절결부(112)의 폭(S), 즉 개구부(200)의 폭(S)은 탭(100t)의 폭(W)보다도 작게 형성되어, 양측의 탭 에지(E)가 스페이서(110)에 의해 덮여 있다. 따라서, 탭(100t)을 스페이서(110) 사이에 끼움 지지 할 수 있고, 또한 스페이서(110)는 일정한 두께를 가지므로 상하의 탭(100t)끼리가 절결부(112)를 거쳐서 접촉하지 않아, 탭(100t)끼리의 단락을 방지할 수 있다.

도19의 (a)는 셀 유닛(60)의 전방면측 부분을 도시하는 사시도, 도19의 (b)는 셀 유닛(60)의 전방면에 설치한 절연 커버(91)에 커넥터(170)를 삽입한 상태를 나타내는 사시도, 도20은 셀 유닛(60)의 배면측 부분의 사시도, 도21은 케이스(70) 내의 냉각 통로를 도시하는 개략도이다.

도14의 (a), 도14의 (b), 도19의 (a)를 참조하여, 스페이서(110)는 끼움 지지한 탭(100t)의 선단부의 일부를 노출 시키기 위한, 절결부(112)와는 다른 절결부(118)를 갖고, 탭(100t)의 절결부(118)로부터 노출되는 부위를 커넥터(170)에 접속하고, 커넥터(170)를 거쳐서 외부의 전압 검출기(180)에 접속하는, 전지(100)의 전압을 검출하기 위한 전압 검출부(160)로서 이용하고 있다. 탭(100t) 자체를 전압 검출부(160)로서 이용하기 때문에, 전압 검출용 전용 단자를 탭(100t)으로부터 이격하여 설치하는 경우에 비해 공간 절약화를 도모할 수 있고, 전압을 검출하기 위한 구성을 간소하게 할 수 있고, 전지 모듈(50)의 조립도 용이해진다.

도19의 (a) 및 도20을 참조하여, 스페이서(110)에는 플러스측 탭(100p) 및 마이너스측 탭(100m)에 대응하는 위치에 플러스측 탭(100p) 및 마이너스측 탭(100m)을 노출하는 복수의 개구부(200)가 마련되어 있다. 이 개구부(200)는 상기 스페이서(110)의 플러스측 탭(100p) 및 마이너스측 탭(100m)에 대응하는 위치에 적층 방향을 따라서 표면으로부터 이면으로 관통되는 한 쌍의 절결부(112)에 의해 형성되어 있다. 상술한 바와 같이, 이 절결부(112)는 장착 방향에 따라서 셀 유 닛(60)의 전방 또는 후방을 향해 개방되어 있다.

도19의 (a), 도20 및 도21을 참조하여, 셀 유닛(60)의 전방면측 및 배면측에 형성된 개구부(200)는 통기구로서 기능한다. 상술한 바와 같이, 케이스(70)의 내벽면과 복수매의 전지(100) 사이에는 약간의 공간이 마련되고, 상기 공간은 상기 개구부(200)에 연통되어 있으므로, 도4 및 도21에 도시한 바와 같이, 예를 들어 셀 유닛(60)의 배면측 개구부(200)로부터 취입된 냉각풍은 전지(100)의 주위를 따라서 유통되고, 셀 유닛(60)의 전방면측의 개구부(200)로부터 유출하게 된다. 따라서, 이 개구부(200)의 존재에 의해 탭(100t)에 냉각풍이 접촉하여 방열이 가능해진다. 전지(100)의 충방전에 의해 탭(100t)이 발열되고, 그 후 전지(100)의 충방전이 행해지지 않았던 경우, 방열된 탭(100t)이 냉각되고 탭(100t)의 표면에 결로가 생길 가능성이 있고, 결로가 반복되면 결로된 수분에 의해 탭(100t)이 부식될 우려가 있지만, 냉각풍이 접촉하여 건조되기 쉬워지므로 결로를 방지할 수 있다.

또한, 절연 커버(91, 92)는 복수의 플러스측 탭(100p), 마이너스측 탭(100m) 및 스페이서(110)를 덮고 있고, 절연 커버(91, 92)에는 이 개구부(200)에 연통하는 관통 구멍(95)이 마련되어 있다. 또한, 하부 케이스(71)에는 절연 커버(91, 92)의 관통 구멍(95)과 연통하는 관통 구멍(75)이 마련되어 있다. 따라서, 셀 유닛(60)의 전방면측 부분 및 배면측 부분을 절연 커버(91, 92)로 덮고, 이를 케이스(70) 내에 수납해도 복수의 전지(100)의 냉각 성능은 충분히 유지되어 탭(100t)의 방열을 촉진하고, 결로를 방지할 수 있다.

도22의 (a)는 도19의 (b)의 상태로부터 커넥터(170)를 인발한 상태를 나타내 는 사시도, 도22의 (b)는 절연 커버(91)를 도시하는 사시도, 도22의 (c)는 커넥터(170)를 도시하는 사시도, 도23의 (a)는 전압 검출용 단자판(161)이 마이너스측 탭(100m)에 포개어져 접합된 전지(100)의 주요부를 도시하는 평면도, 도23의 (b)는 도23의 (a)의 23B-23B선을 따르는 단면도이며, 탭(100m)과 전압 검출 단자판(161)을 펀치 코킹에 의해 접합한 상태를 나타내는 단면도, 도23의 (c)는 전압 검출부(160)에 커넥터(170)를 삽입하는 모습을 도시하는 주요부 단면도, 도24의 (a)는 펀치 코킹에 의해 전압 검출 단자판(161)의 표면에 형성된 볼록부(163)가 끼워 넣어지는 오목부(119)를 갖는 스페이서(110)의 주요부를 도시하는 단면도, 도24의 (b)는 탭(100m)과 전압 검출 단자판(161)을 리벳(165)에 의해 접합한 상태를 나타내는 단면도이다.

도19 및 도22를 참조하여, 전압 검출부(160)에 접속 가능한 접속 단자(171)[도23의 (c) 참조]를 갖는 커넥터(170)가 절연 커버(91)의 삽입구(91a)로부터 전압 검출부(160)에 착탈 가능하게 설치된다. 커넥터(170)는 리드선(172)을 거쳐서 전압 검출기(180)에 접속되어 있다. 따라서, 커넥터(170)를 삽입하는 것만으로 전압 검출부(160)를 커넥터(170) 및 리드선(172)을 거쳐서 전압 검출기(180)에 전기적으로 접속하는 작업을 완료할 수 있다. 그리고, 전압 검출기(180)에 있어서 검출한 전압을 기초로 하여, 예를 들어 도시하지 않은 다른 제어기에 의해 개개의 전지(100)의 작동 상태가 체크된다.

전압 검출부(160)는 전지 적층 방향을 따르는 동일선 상에 복수개 배열되고, 커넥터(170)는 전압 검출부(160)의 각각의 위치에 합치시켜 배치되는 복수개의 접 속 단자(171)를 갖고 있다. 전압 검출부(160)는 전방면측에 4개 배열되고, 배면측에 4개 배열되어 있다. 복수개의 전압 검출부(160)와 복수개의 접속 단자(171)의 상대적인 위치 관계를 일치시켜 둠으로써, 1개의 커넥터(170)를 삽입하는 것만으로 복수의 전압 검출부(160)를 일괄적으로 전압 검출기(180)에 전기적으로 접속하는 작업을 완료할 수 있고, 작업성을 향상시킬 수 있다. 여기서, 발전 요소가 있는 부분에 있어서의 전지(100)의 두께 방향의 치수(셀 높이)는 개개의 전지(100)마다 다소 편차가 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 스페이서(110)에 의해 탭(100t)만을 끼움 지지하여, 절결부(118)로부터 노출시킨 탭(100t)에 의해 복수개의 전압 검출부(160)를 구성하고 있다. 이로 인해, 복수개의 전압 검출부(160)의 간격은 적층되는 스페이서(110)의 높이 치수에 의해 정해지게 된다. 즉, 셀 높이의 편차의 영향을 받지 않고 복수개의 전압 검출부(160)의 전지 적층 방향의 간격을 일정하게 유지할 수 있어, 복수개의 전압 검출부(160)의 위치 관계에 편차가 생기지 않는다. 또한, 커넥터(170)의 복수개의 접속 단자(171)는 그 위치 관계에 편차가 생기지 않는다. 이로 인해, 복수개의 전압 검출부(160)와 복수개의 접속 단자(171)의 상대적인 위치 관계를 일치시킬 때에, 개개의 전압 검출부(160)의 높이 위치를 조정하는 번잡한 작업을 행할 필요가 없다. 따라서, 복수개의 전압 검출부(160)와 복수개의 접속 단자(171)를 일괄적으로 용이하게 접속할 수 있어 커넥터(170)의 삽입 작업성을 향상시킬 수 있다.

탭(100t)의 판 두께가 비교적 두꺼운 경우에는, 커넥터(170)의 삽입 분리 시에 전압 검출부(160)를 이루는 탭(100t)이 변형되는 사태는 생기지 않는다. 그러 나, 탭(100t)의 판 두께가 비교적 얇은 경우에는, 커넥터(170)의 삽입 분리 시에 전압 검출부(160)를 이루는 탭(100t)이 변형될 우려가 있다. 그래서, 탭(100t)의 변형을 방지하기 위해, 전압 검출부(160)는 탭(100t)에 포개어져 접합되는 단자판(161)을 갖고 있다. 단자판(161)은 탭(100t)의 판 두께보다도 큰 두께를 갖는 금속판으로 형성되어 있다. 스페이서(110)의 이면에는 단자판(161)을 수용하는 오목부(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 단자판(161)을 구비함으로써, 탭(100t)뿐인 경우에 비해 전압 검출부(160)의 강도를 증가시킬 수 있고, 커넥터(170)의 삽입 분리에 수반하는 전압 검출부(160)의 변형을 방지할 수 있다. 또한, 탭(100t) 상에 단자판(161)을 직접 접합하고 있으므로, 단자판(161)을 탭(100t)으로부터 이격하여 설치하는 경우에 비해 공간 절약화를 도모할 수 있다.

단자판(161)에도 스페이서(110)의 핀(113)이 삽입 관통되는 관통 구멍(162)이 형성되어 있다. 관통 구멍(162)에 삽입된 핀(113)에 의해 단자판(161)에 가해지는 부하를 받음으로써, 커넥터(170)의 삽입 분리 시에 탭(100t) 및 발전 요소 등에 가해지는 부하를 줄일 수 있다.

또한, 탭(100t)의 판 두께가 비교적 두꺼워 커넥터(170)의 삽입 분리에 수반하는 변형이 생기지 않는 경우에는, 단자판(161)을 설치할 필요는 없다.

도17의 (a)를 참조하여, 단자판(161)이 설치된 탭(102m)에 중합하여 끼움 지지되는 탭(101p)은 단자판(161)을 수용하기 위한 절결부(100b)를 갖고 있다. 단자판(161)에 탭(101p)이 중합하지 않으므로, 탭(102m)과 탭(101p) 사이에 간극이 생기는 일이 없다. 따라서, 탭(102m, 101p)끼리를 밀착시켜 끼움 지지할 수 있어, 전기적인 접속을 양호하게 할 수 있다.

탭(100t)끼리는 초음파 용접에 의해 접합된다. 즉, 스페이서(110)의 절결부(112)에 면한 탭(102m, 101p)끼리(도17 참조)는 초음파 용접에 의해 접합된다. 또한, 절결부(112)에 면한 탭(101m) 및 출력 단자(150)의 버스 바아(151)(도15 참조)도 초음파 용접에 의해 접합된다. 스페이서(110)의 외측에 면한 탭(102p와 103m, 106P와 107m)끼리는 스페이서(110)의 외측에 있어서 초음파 용접에 의해 접합된다[도16, 도19의 (a) 참조].

본 발명에서는 탭(100t)과 단자판(161)을 초음파 용접에 의해 접합하는 것을 제외하는 것은 아니다. 단, 탭(100t)과 단자판(161)을 초음파 용접에 의해 접합한 후에, 탭(100t)끼리를 초음파 용접에 의해 접합하면, 탭(100t)과 단자판(161)의 접합 부분에 초음파 용접에 수반하는 진동이 가해지고, 탭(100t)과 단자판(161)의 접합 부분에 박리가 발생하여 접합 강도가 저하될 우려가 있다. 따라서, 탭(100t)끼리를 초음파 용접에 의해 접합하는 경우에는, 탭(100t)과 단자판(161)을 펀치 코킹 및 리벳(165) 중 적어도 한쪽에 의해 접합하는 것이 바람직하다. 탭(100t)과 단자판(161)의 접합 부분에 근접한 위치에 있어서 탭(100t)끼리를 초음파 용접에 의해 접합해도 탭(100t)과 단자판(161)의 접합 강도를 유지할 수 있고, 소기의 품질을 용이하게 유지할 수 있기 때문이다. 또한, 커넥터(170)를 삽입 분리할 때에는, 커넥터(170)의 접속 단자(171)와 단자판(161) 사이의 마찰 및 걸림에 의해 단자판(161)에 스러스트력이 가해진다. 이 스러스트력을 펀치 코킹 또는 리벳(165)에 의한 전단 강도에 의해 받음으로써, 탭(100t)과 단자판(161)의 접합에 박리가 발생 하는 것을 방지할 수 있다.

도23을 참조하여, 본 실시 형태에 있어서는 탭(100m)과 단자판(161)을 펀치 코킹에 의해 접합하고 있다. 펀치 코킹에 의해, 단자판(161)의 표면에는 볼록부(163)가 형성되고, 단자판(161)이나 탭(100m)의 이면측에는 오목부가 형성된다[도23의 (b), 도23의 (c) 참조]. 커넥터(170)는 탄성을 갖는 접속 단자(171)를 구비하고, 단자판(161) 및 탭(100m)에 삽입된다. 커넥터(170)의 삽입 위치가 도23의 (a), 도23의 (c)에 2점 쇄선에 의해 나타나 있다. 펀치 코킹을 실시하면, 탭(100m)과 단자판(161)이 요철 끼워 맞춤되고, 요철 방향을 따르는 면이 커넥터(170)를 삽입 분리할 때에 발생하는 스러스트력의 방향과 직교한다. 이에 의해, 스러스트력에 대항할 수 있어, 탭(100m)과 단자판(161)의 접합에 박리가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

도24의 (a)를 참조하여, 스페이서(110)는 펀치 코킹에 의해 단자판(161)의 표면에 형성된 볼록부(163)가 끼워 넣어지는 오목부(119)를 갖고 있다. 탭(100m)을 끼움 지지하면, 스페이서(110)의 오목부(119)와 단자판(161) 표면의 볼록부(163)가 끼워 맞춤된다. 커넥터(170)를 거쳐서 단자판(161)에 진동이 입력되었을 때에는, 스페이서(110)에 의해 그 진동을 억제하여 탭(100m)으로의 진동의 입력을 방지할 수 있다. 따라서, 탭끼리를 접합(용접)하고 있는 부분 등에 응력이 집중하지 않아, 탭(100t)의 내구성을 높이고 전지 모듈(50)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 단자판(161)에 가해지는 스러스트력을 스페이서(110)에 의해 받아내기 때문에, 탭(100m)에 입력되는 스러스트력이 경감되고, 이 점으로부터도 탭(100m)의 내구성을 높일 수 있다. 또한, 도24의 (a) 중 부호 113은 스페이서(110)의 표면에 설치된 핀을 나타내고 있다. 전술한 바와 같이, 하위측 스페이서(110)의 핀(113)은 탭(100m) 및 단자판(161)에 형성된 관통 구멍(109, 162)에 삽입 관통되어, 상위측 스페이서(110)의 오목부(114)에 끼워 넣어진다.

도24의 (b)에는 탭(100m)과 단자판(161)을 리벳(165)에 의해 접합한 상태가 도시된다. 리벳(165)의 헤드(165a)는 단자판(161)의 표면 및 이면의 양측으로부터 돌출되어 볼록 형상을 형성한다. 리벳(165)에 의해 접합하는 경우에도 마찬가지로, 탭(100m)으로의 진동이나 스러스트력의 입력을 방지하기 위해, 스페이서(110)는 단자판(161)의 표면 및 이면으로부터 돌출된 리벳 헤드부(165a)가 끼워 넣어지는 오목부(119)를 갖는 것이 바람직하다.

도11 및 도12를 다시 참조하면서, 셀 유닛(60)에 있어서의 전지(100)나 스페이서(110)의 적층 상태, 탭(100t)의 형상, 전지(100)의 전기적인 접속 상태를 더 설명한다. 도12에 있어서는, 스페이서(110)는 파선에 의해 나타낸다.

우선, 도12를 참조하여, 탭(100t)의 형상에 대해 설명한다. 탭(100t)은 다양한 형상을 갖고 있다. 탭(100t)의 형상은 서브 어셈블리(81, 82, 83)에 있어서의 탭(100t)의 접합을 용이하게 하는 점 및 서브 어셈블리(81, 82, 83) 사이에 있어서의 탭(100t)의 접합을 용이하게 하는 점을 고려하여 정하고 있다. 제2 전지(102) 및 제5 전지(105)는 전지의 앞뒤를 유지한 상태에서 배향을 반전하여 배치한 것뿐이고, 동일한 전지가 이용된다. 마찬가지로, 제3 전지(103) 및 제6 전지(106)는 동일한 전지가 이용되고, 제4 전지(104) 및 제7 전지(107)는 동일한 전 지가 이용된다. 따라서, 이 셀 유닛(60)에는 8매의 전지(101 내지 108)가 포함되어 있지만, 탭(100t)의 형상이 다른 5 종류의 전지가 이용된다. 전지(100)의 종류를 줄임으로써, 전지(100)의 제조에 필요한 비용을 저감시킬 수 있다.

탭(100t)의 형상은 일부분이 긴 방향으로 연신되고 그 선단부가 스페이서(110)의 외측까지 연장되는 타입과, 선단부가 스페이서(110)의 외측까지 연장되지 않는[선단부가 스페이서(110)의 바로 아래까지 연신되지 않음] 타입으로 크게 구별된다. 전자의 타입에는 제2 전지(102)의 플러스측 탭(102p), 제3 전지(103)의 플러스측 및 마이너스측 탭(103p, 103m), 제4 전지(104)의 마이너스측 탭(104m), 제5 전지(105)의 플러스측 탭(105p), 제6 전지(106)의 플러스측 및 마이너스측 탭(106p, 106m), 제7 전지(107)의 마이너스측 탭(107m)이 포함된다. 이들 이외의 탭, 즉 제1 전지(101)의 플러스측 및 마이너스측 탭(101p, 101m), 제2 전지(102)의 마이너스측 탭(102m), 제4 전지(104)의 플러스측 탭(104p), 제5 전지(105)의 마이너스측 탭(105m), 제7 전지(107)의 플러스측 탭(107p), 제8 전지(108)의 플러스측 및 마이너스측 탭(108p, 108m)은 후자의 타입에 포함된다.

각 전지(100)에 있어서의 마이너스측 탭(100m)에는 단자판(161)이 포개어져 접합되어 있다. 단자판(161)이 설치된 마이너스측 탭(100m)에 중합하여 끼움 지지되는 플러스측 탭(101p, 104p, 107p)은 단자판(161)을 수용하기 위한 절결부(100b)를 갖고 있다(도13도 참조).

다음에, 도12를 참조하여, 전지(100)의 전기적인 접속 상태에 대해 설명한다. 도12에 있어서, 전기적으로 접속되는 탭(100t)끼리는 2점 쇄선의 접속선에 의 해 연결된다. 접속선에 인접하여 붙는「흑백 사각」은, 각 제1 내지 제3 서브 어셈블리(81, 82, 83)에 있어서, 스페이서(110)의 절결부(112)에 면한 탭(100t)끼리를 초음파 용접에 의해 접합하는 것을 나타내고 있다. 접속선에 인접하여 붙는「흑색 원」은 각 제1, 제3 서브 어셈블리(81, 83)에 있어서, 스페이서(110)의 외측에 면한 탭(100t)끼리를 스페이서(110)의 외측에 있어서 초음파 용접에 의해 접합하는 것을 나타내고 있다. 또한, 접속선에 인접하여 붙는「백색 원」은 각 서브 어셈블리(81, 82, 83)의 조립 후, 서브 어셈블리끼리(81과 82, 82와 83)를 접속할 때에, 스페이서(110)의 외측에 면한 탭(100t)끼리를 스페이서(110)의 외측에 있어서 초음파 용접에 의해 접합하는 것을 나타내고 있다.

제1 서브 어셈블리(81)를 조립하는 경우에는, 제1 전지(101)의 플러스측 탭(101p) 및 제2 전지(102)의 마이너스측 탭(102m)은 절결부(112)에 있어서 접합되고, 제2 전지(102)의 플러스측 탭(102p) 및 제3 전지(103)의 마이너스측 탭(103m)은 스페이서(110)의 외측에 있어서 접합된다. 제1 전지(101)의 마이너스측 탭(101m) 및 마이너스측 출력 단자(150)의 버스 바아(151)도 절결부(112)에 있어서 접합된다(도16 참조).

제2 서브 어셈블리(82)를 조립하는 경우에는, 제4 전지(104)의 플러스측 탭(104p) 및 제5 전지(105)의 마이너스측 탭(105m)은 절결부(112)에 있어서 접합된다.

제3 서브 어셈블리(83)를 조립하는 경우에는, 제7 전지(107)의 플러스측 탭(107p) 및 제8 전지(108)의 마이너스측 탭(108m)은 절결부(112)에 있어서 접합되 고, 제6 전지(106)의 플러스측 탭(106p) 및 제7 전지(107)의 마이너스측 탭(107m)은 스페이서(110)의 외측에 있어서 접합된다. 제8 전지(108)의 플러스측 탭(108p) 및 플러스측 출력 단자(140)의 버스 바아(141)는 절결부(112)에 있어서 접합된다.

각 서브 어셈블리(81, 82, 83)의 조립 후, 제1 서브 어셈블리(81)와 제2 서브 어셈블리(82)를 접속하는 경우에는, 제3 전지(103)의 플러스측 탭(103p) 및 제4 전지(104)의 마이너스측 탭(104m)은 스페이서(110)의 외측에 있어서 접합된다. 제2 서브 어셈블리(82)와 제3 서브 어셈블리(83)를 접속하는 경우에는, 제5 전지(105)의 플러스측 탭(105p) 및 제6 전지(106)의 마이너스측 탭(106m)은 스페이서(110)의 외측에 있어서 접합된다. 이에 의해, 적층된 8매의 전지(101 내지 108)는 전기적 극성이 다른 탭(100p, 100m)끼리가 전기적으로 접속됨으로써 직렬로 접속되고, 플러스측 출력 단자(140) 및 마이너스측 출력 단자(150)는 적층 방향을 따라서 양단부에 위치하는 제8, 제1 전지(108, 101)에 전기적으로 접속된다.

전방면측에 있어서는, 제1, 제3, 제5, 및 제7 전지(101, 103, 105, 107)의 마이너스측 탭(101m, 103m, 105m, 107m)에 있어서의 단자판(161)에 의해 전지 적층 방향을 따르는 동일선 상에 4개의 전압 검출부(160)가 배열되고, 배면측에 있어서는 제2, 제4, 제6 및 제8 전지(102, 104, 106, 108)의 마이너스측 탭(102m, 104m, 106m, 108m)에 있어서의 단자판(161)에 의해 전지 적층 방향을 따르는 동일선 상에 4개의 전압 검출부(160)가 배열된다. 예를 들어 전방면측에 있어서의 상측으로부터 첫번째의 전압 검출부(160)와, 배면측에 있어서의 상측으로부터 첫번째의 전압 검출부(160) 사이의 전압을 측정함으로써 제1 전지(101)의 전압을 알 수 있다. 또 한, 배면측에 있어서의 상측으로부터 첫번째의 전압 검출부(160)와, 전방면측에 있어서의 상측으로부터 두번째의 전압 검출부(160) 사이의 전압을 측정함으로써 제2 전지(102)의 전압을 알 수 있다. 이하, 마찬가지로 하여 제3 내지 제8 전지(103 내지 108)의 전압을 알 수 있다.

다음에, 도11을 참조하여, 셀 유닛(60)에 있어서의 전지(100)나 스페이서(110)의 적층 상태에 대해 설명한다. 도11에 있어서, 스페이서(110)의 표면으로부터 돌출되는 부재는 핀(113)을 나타내고, 이면으로부터 돌출되는 부재는 스냅 피트 갈고리(116)를 나타내고 있다. 전방면측과 배면측으로 나누어 설명한다.

우선, 전방면측에서는, 제1 및 제2 스페이서(121, 122)는 제1 전지(101)의 마이너스측 탭(101m) 및 마이너스측 출력 단자(150)의 버스 바아(151)를 중합하여 끼움 지지한다. 제2 및 제3 스페이서(122, 123)는 제2 전지(102)의 플러스측 탭(102p)을 끼움 지지한다. 제3 및 제4 스페이서(123, 124)는 제3 전지(103)의 마이너스측 탭(103m)을 끼움 지지한다. 제5 및 제6 스페이서(125, 126)는 제4 전지(104)의 플러스측 탭(104p) 및 제5 전지(105)의 마이너스측 탭(105m)을 중합하여 끼움 지지한다. 제6 및 제7 스페이서(126, 127)는 제6 전지(106)의 플러스측 탭(106p)을 끼움 지지한다. 제7 및 제8 스페이서(127, 128)는 제7 전지(107)의 마이너스측 탭(107m)을 끼움 지지한다. 제8 및 제9 스페이서(128, 129)는 제8 전지(108)의 플러스측 탭(108p) 및 플러스측 출력 단자(140)의 버스 바아(141)를 중합하여 끼움 지지한다.

배면측에서는, 제10 스페이서(130)가 제11 스페이서(131)에 적층된다. 제11 및 제12 스페이서(131, 132)는 제1 전지(101)의 플러스측 탭(101p) 및 제2 전지(102)의 마이너스측 탭(102m)을 중합하여 끼움 지지한다. 제12 및 제13 스페이서(132, 133)는 제3 전지(103)의 플러스측 탭(103p)을 끼움 지지한다. 제13 및 제14 스페이서(133, 134)는 제4 전지(104)의 마이너스측 탭(104m)을 끼움 지지한다. 제14 및 제15 스페이서(134, 135)는 제5 전지(105)의 플러스측 탭(105p)을 끼움 지지한다. 제15 및 제16 스페이서(135, 136)는 제6 전지(106)의 마이너스측 탭(106m)을 끼움 지지한다. 제17 및 제18 스페이서(137, 138)는 제7 전지(107)의 플러스측 탭(107p) 및 제8 전지(108)의 마이너스측 탭(108m)을 중합하여 끼움 지지한다.

스페이서(110)도 다양한 형상을 갖고 있지만, 같은 스페이서를 스페이서의 앞뒤를 유지한 상태에서 배향을 반전하여 전방면측 및 배면측에 배치한 것도 있다. 또한, 전방면측 9개의 스페이서(121 내지 129) 중에도 동일한 스페이서가 포함되고, 배면측 9개의 스페이서(130 내지 138) 중에도 동일한 스페이서가 포함되어 있다. 셀 유닛(60)에는 18개의 스페이서(121 내지 138)가 포함되어 있지만, 형상이 다른 8종류의 스페이서가 이용되고 있다. 제1 스페이서(121) 내지 제18 스페이서(138)의 종류를 #8 내지 #15의 기호를 이용하여 나타내면,

배면측 전방면측

제10 스페이서(130) : #9 제1 스페이서(121) : #9

제11 스페이서(131) : #12 제2 스페이서(122) : #13

제12 스페이서(132) : #11 제3 스페이서(123) : #10

제13 스페이서(133) : #10 제4 스페이서(124) : #11

제14 스페이서(134) : #11 제5 스페이서(125) : #12

제15 스페이서(135) : #10 제6 스페이서(126) : #11

제16 스페이서(136) : #11 제7 스페이서(127) : #10

제17 스페이서(137) : #15 제8 스페이서(128) : #9

제18 스페이서(138) : #14 제9 스페이서(129) : #8

과 같다.

다음에, 본 실시 형태에 있어서의 전지 모듈(50)의 조립 순서를 설명한다.

도25 내지 도30은 제1 서브 어셈블리(81)의 조립 순서의 설명에 제공하는 도면, 도31 및 도32는 제2 서브 어셈블리(82)의 조립 순서의 설명에 제공하는 도면, 도33 내지 도38은 제3 서브 어셈블리(83)의 조립 순서의 설명에 제공하는 도면이다. 도26, 도28, 도30, 도32, 도34, 도36, 도38에 있어서는, 초음파 용접을 실시하는 위치에 해칭을 부여하고 있다.

[제1 서브 어셈블리(81)의 조립]

도25에 도시한 바와 같이, 전방면측에 있어서 제1 및 제2 스페이서(121, 122)에 의해 제1 전지(101)의 마이너스측 탭(101m) 및 마이너스측 출력 단자(150)의 버스 바아(151)를 중합하고, 또한 마이너스측 탭(101m)의 일부와 마이너스측 출력 단자(150)의 일부를 절결부(112)에 면하게 하여 끼움 지지한다. 제2 스페이서(122)의 핀(113)은 버스 바아(151), 마이너스측 탭(101m) 및 단자판(161)의 각 관통 구멍(153, 109, 162)을 삽입 관통하여 제1 스페이서(121)의 오목부(114)에 끼 워 넣는다. 도26에 도시한 바와 같이, 절결부(112)에 면한 마이너스측 탭(101m) 및 버스 바아(151)를 초음파 용접에 의해 접합한다. 이에 의해, 마이너스측 출력 단자(150)가 제1 전지(101)에 전기적으로 접속된다.

도27에 도시한 바와 같이, 배면측에 있어서 제10 스페이서(130)를 제11 스페이서(131)에 적층한다. 제11 및 제12의 스페이서(131, 132)에 의해 제1 전지(101)의 플러스측 탭(101p) 및 제2 전지(102)의 마이너스측 탭(102m)을 중합하고, 또한 각 탭(101p, 102m)의 일부를 절결부(112)에 면하게 하여 끼움 지지한다. 제12 스페이서(132)의 핀(113)은 탭(102m) 및 단자판(161)의 각 관통 구멍(109, 162)을 삽입 관통하여 제11 스페이서(131)의 오목부(114)에 끼워 넣는다. 단자판(161)에 탭(101p)이 중합되지 않으므로, 탭(101p, 102m)끼리는 밀착하여 끼움 지지된다. 제1 전지(101)와 제2 전지(102) 사이를 양면 테이프에 의해 접착한다. 도28에 도시한 바와 같이, 절결부(112)에 면한 플러스측 탭(101p) 및 마이너스측 탭(102m)을 초음파 용접에 의해 접합한다. 이에 의해, 제1 전지(101)와 제2 전지(102)가 직렬로 접속된다. 또한, 전방면측에 있어서는, 제2 및 제3 스페이서(122, 123)에 의해 제2 전지(102)의 플러스측 탭(102p)을, 상기 탭(102p)의 일부를 스페이서(122, 123)의 외측을 향하게 하여 끼움 지지한다(도27, 도28 참조). 제3 스페이서(123)의 핀(113)은 플러스측 탭(102p)의 관통 구멍(109)을 삽입 관통하여 제2 스페이서(122)의 오목부(114)에 끼워 넣어진다.

도29에 도시한 바와 같이, 전방면측에 있어서 제3 및 제4 스페이서(123, 124)에 의해 제3 전지(103)의 마이너스측 탭(103m)을, 상기 탭(103m)의 일부를 스 페이서(123, 124)의 외측에 면하게 하여 끼움 지지한다. 제4 스페이서(124)의 핀(113)은 탭(103m) 및 단자판(161)의 각 관통 구멍(109, 162)을 삽입 관통하여 제3 스페이서(123)의 오목부(114)에 끼워 넣는다. 제2 전지(102)와 제3 전지(103) 사이를 양면 테이프에 의해 접착한다. 도30에 도시한 바와 같이, 스페이서(121 내지 124)의 외측에 면한, 제2 전지(102)의 플러스측 탭(102p) 및 제3 전지(103)의 마이너스측 탭(103m)을 스페이서(121 내지 124)의 외측에 있어서 초음파 용접에 의해 접합한다. 이에 의해, 제2 전지(102)와 제3 전지(103)가 직렬로 접속된다. 또한, 배면측에 있어서는 제12 및 제13 스페이서(132, 133)에 의해 제3 전지(103)의 플러스측 탭(103p)을, 상기 탭(103p)의 일부를 스페이서(132, 133)의 외측에 면하게 하여 끼움 지지한다(도29, 도30 참조). 제13 스페이서(133)의 핀(113)은 플러스측 탭(103p)의 관통 구멍(109)을 삽입 관통하여 제12 스페이서(132)의 오목부(114)에 끼워 넣는다.

이상에 의해, 제1 서브 어셈블리(81)의 조립이 종료된다.

[제2 서브 어셈블리(82)의 조립]

도31에 도시한 바와 같이, 전방면측에 있어서 제5 및 제6 스페이서(125, 126)에 의해 제4 전지(104)의 플러스측 탭(104p) 및 제5 전지(105)의 마이너스측 탭(105m)을 중합하고, 또한 각 탭(104p, 105m)의 일부를 절결부(112)에 면하게 하여 끼움 지지한다. 제6 스페이서(126)의 핀(113)은 탭(105m) 및 단자판(161)의 각 관통 구멍(109, 162)을 삽입 관통하여 제5 스페이서(125)의 오목부(114)에 끼워 넣는다. 단자판(161)에 탭(104p)이 중합되지 않으므로, 탭(104p, 105m)끼리는 밀착 하여 끼움 지지된다. 제4 전지(104)와 제5 전지(105) 사이를 양면 테이프에 의해 접착한다. 도32에 도시한 바와 같이, 절결부(112)에 면한, 플러스측 탭(104p) 및 마이너스측 탭(105m)을 초음파 용접에 의해 접합한다. 이에 의해, 제4 전지(104)와 제5 전지(105)가 직렬로 접속된다. 또한, 배면측에 있어서는 제14 및 제15 스페이서(134, 135)에 의해 제5 전지(105)의 플러스측 탭(105p)을, 상기 탭(105p)의 일부를 스페이서(134, 135)의 외측에 면하게 하여 끼움 지지한다(도31, 도32 참조). 제14 스페이서(134)의 핀(113)은 탭(104m) 및 단자판(161)의 각 관통 구멍(109, 162)을 삽입 관통한다.

이상에 의해, 제2 서브 어셈블리(82)의 조립이 종료된다.

[제3 서브 어셈블리(83)의 조립]

도33에 도시한 바와 같이, 전방면측에 있어서 제8 및 제9 스페이서(128, 129)에 의해 제8 전지(108)의 플러스측 탭(108p) 및 플러스측 출력 단자(140)의 버스 바아(141)를 탭(105m)을 중합하고, 또한 탭(108p)의 일부와 플러스측 출력 단자(140)의 일부를 절결부(112)에 면하게 하여 끼움 지지한다. 제9 스페이서(129)의 핀(113)은 버스 바아(141) 및 탭(108p)의 각 관통 구멍(143, 109)을 삽입 관통하여 제8 스페이서(128)의 오목부(114)에 끼워 넣는다. 도34에 도시한 바와 같이, 절결부(112)에 면한, 플러스측 탭(108p) 및 버스 바아(141)를 초음파 용접에 의해 접합한다. 이에 의해, 플러스측 출력 단자(140)가 제8 전지(108)에 전기적으로 접속된다.

도35에 도시한 바와 같이, 배면측에 있어서 제17 및 제18 스페이서(137, 138)에 의해 제7 전지(107)의 플러스측 탭(107p) 및 제8 전지(108)의 마이너스측 탭(108m)을 중합하고, 또한 각 탭(107p, 108m)의 일부를 절결부(112)에 면하게 하여 끼움 지지한다. 제18 스페이서(138)의 핀(113)은 탭(108m) 및 단자판(161)의 각 관통 구멍(109, 162)을 삽입 관통하여 제17 스페이서(137)의 오목부(114)에 끼워 넣는다. 단자판(161)에 탭(107p)이 중합되지 않으므로, 탭(107p, 108m)끼리는 밀착하여 끼움 지지된다. 제7 전지(107)와 제8 전지(108) 사이를 양면 테이프에 의해 접착한다. 도36에 도시한 바와 같이, 절결부(112)에 면한, 플러스측 탭(107p) 및 마이너스측 탭(108m)을 초음파 용접에 의해 접합한다. 이에 의해, 제7 전지(107)와 제8 전지(108)가 직렬로 접속된다. 또한, 전방면측에 있어서는, 제7 및 제8 스페이서(127, 128)에 의해 제7 전지(107)의 마이너스측 탭(107m)을, 상기 탭(107m)의 일부를 스페이서(127, 128)의 외측에 면하게 하여 끼움 지지한다(도35, 도36 참조). 제8 스페이서(128)의 핀(113)은 탭(107m) 및 단자판(161)의 각 관통 구멍(109, 162)을 삽입 관통하여 제7 스페이서(127)의 오목부(114)에 끼워 넣는다.

도37에 도시한 바와 같이, 배면측에 있어서 제16 스페이서(136)를 제17 스페이서(137)에 적층한다. 제17 스페이서(137)의 핀(113)은 제16 스페이서(136)의 오목부(114)에 끼워 넣는다. 제16 스페이서(136) 상에 제6 전지(106)의 마이너스측 탭(106m)을, 상기 탭(106m)의 일부를 스페이서(136)의 외측에 면하게 하여 적재한다. 제16 스페이서(136)의 핀(113)은 탭(106m) 및 단자판(161)의 각 관통 구멍(109, 162)을 삽입 관통한다. 제6 전지(106)와 제7 전지(107) 사이를 양면 테이 프에 의해 접착한다. 도38에 도시한 바와 같이, 전방면측에 있어서는 제7 스페이서(127) 상에 제6 전지(106)의 플러스측 탭(106p)을, 상기 탭(106p)의 일부를 스페이서(127)의 외측에 면하게 하여 적재한다. 제7 스페이서(127)의 핀(113)은 탭(106p)의 관통 구멍(109)을 삽입 관통한다. 그리고, 스페이서(127, 128)의 외측에 면한, 플러스측 탭(106p) 및 마이너스측 탭(107m)을 스페이서(127, 128)의 외측에 있어서 초음파 용접에 의해 접합한다. 이에 의해, 제6 전지(106)와 제7 전지(107)가 직렬로 접속된다.

이상에 의해, 제3 서브 어셈블리(83)의 조립이 종료된다.

[서브 어셈블리(81과 82, 82와 83)끼리의 접속]

제1 서브 어셈블리(81)와 제2 서브 어셈블리(82)를 접속하는 경우에는, 도6 내지 도8 및 도11을 참조하여, 전방면측에 있어서는 제5 스페이서(125)의 핀(113)을 제4 스페이서(124)의 오목부(114)에 끼워 넣는다. 배면측에 있어서는, 제14 스페이서(134)의 핀(113)을, 제4 전지(104)의 마이너스측 탭(104m) 및 단자판(161)의 각 관통 구멍(109, 162)을 삽입 관통시킨 후, 제13 스페이서(133)의 오목부(114)에 끼워 넣는다. 이에 의해, 제1 서브 어셈블리(81)와 제2 서브 어셈블리(82)는 위치 결정되어 접속된다. 그리고, 배면측에 있어서, 제3 전지(103)의 플러스측 탭(103p) 및 제4 전지(104)의 마이너스측 탭(104m)을 스페이서(130 내지 135)의 외측에 있어서 초음파 용접에 의해 접합한다. 이에 의해, 제1 서브 어셈블리(81)와 제2 서브 어셈블리(82)가 직렬로 접속된다.

제2 서브 어셈블리(82)와 제3 서브 어셈블리(83)를 접속하는 경우에는, 전방 면측에 있어서는 제7 스페이서(127)의 핀(113)을, 제6 전지(106)의 플러스측 탭(106p)의 관통 구멍(109)을 삽입 관통시킨 후, 제6 스페이서(126)의 오목부(114)에 끼워 넣는다. 배면측에 있어서는, 제16 스페이서(136)의 핀(113)을, 제6 전지(106)의 마이너스측 탭(106m) 및 단자판(161)의 각 관통 구멍(109, 162)을 삽입 관통시킨 후, 제15 스페이서(135)의 오목부(114)에 끼워 넣는다. 이에 의해, 제2 서브 어셈블리(82)와 제3 서브 어셈블리(83)는 위치 결정되어 접속된다. 그리고, 배면측에 있어서, 제5 전지(105)의 플러스측 탭(105p) 및 제6 전지(106)의 마이너스측 탭(106m)을 스페이서(130 내지 138)의 외측에 있어서 초음파 용접에 의해 접합한다. 이에 의해, 제1 내지 제3의 각 서브 어셈블리(81, 82, 83)가 직렬로 접속된다.

이상에 의해, 서브 어셈블리(81과 82, 82와 83)끼리의 접속이 종료되고, 도5에 도시되는 셀 유닛(60)을 얻는다.

탭(100t)끼리의 접합부 및 탭(100t)과 버스 바아(141, 151)의 접합부는 전지(100)의 짧은 방향[스페이서(110)의 긴 방향]의 복수의 위치로 나뉘어져 있다. 이로 인해, 특정한 접합부를 초음파 용접에 의해 접합할 때에, 다른 전지를 적층 방향을 따라서 개방하여 일단 치우는 작업을 행하지 않고, 용접 장치의 용접 헤드를 특정한 접합부에 위치시켜 세트가 되는 탭(100t)끼리 등을 끼워 넣을 수 있다. 따라서, 전지(100)를 적층한 상태에서 접합 작업을 행할 수 있어, 용접 작업이 용이해진다. 또한, 용접 헤드 형상의 선택의 자유도가 증가하여 용접 작업의 자동화도 용이해진다. 또한, 접합이 종료된 탭(100t)끼리 등에 여분의 응력이 가해질 우 려도 없어, 소기의 품질을 유지할 수 있다.

[전지 모듈(50)의 조립]

계속해서, 셀 유닛(60)의 전방면 및 배면의 각각에 탭 및 개구부를 덮는 절연 커버(91, 92)를 조립 부착한다[도5 및 도22의 (a) 참조].

도2에 도시한 바와 같이, 일체가 된 셀 유닛(60) 및 절연 커버(91, 92)를 하부 케이스(71)에 수납하고, 스페이서(110)의 볼트 구멍(111)에 슬리브(93)를 삽입한다. 셀 유닛(60) 상에 완충재(94)를 설치하고, 하부 케이스(71)의 개구부(71a)를 상부 케이스(72)에 의해 폐쇄한다. 상부 케이스(72)의 모서리부(72a)를 코킹 가공에 의해 하부 케이스(71)의 주위벽(71b)의 모서리부(71c)에 권취 체결하면, 도1에 도시되는 전지 모듈(50)의 조립이 완료된다. 커넥터(170)는 삽입구(91a, 92a)로부터 삽입된다.

케이스(70)의 볼트 구멍(73)과, 슬리브(93)에 관통 볼트를 삽입 관통함으로써 케이스(70)에 대한 스페이서(110)의 위치가 고정되고, 그 결과, 케이스(70)에 대한 복수매의 전지(100)의 위치가 정해진다.

(변형예)

각 스페이서(110)에 절결부(112)를 마련한 실시 형태에 대해 나타냈지만, 탭(100t)의 방열 혹은 냉각을 도모하기 위해서는, 개구부(200)는 탭(100t)을 셀 유닛의 전방면 혹은 후방면에[즉, 탭(100t)의 연장 방향에] 노출되어 있으면 되므로, 탭(100t)을 끼움 지지하는 스페이서(110)의 한쪽에만 절결부(112)를 마련해도 좋다. 본 형태의 경우에는 상술한 종류가 #9인 스페이서와, 종류가 #11인 스페이서 에 절결부(112)를 마련하면 된다.

도39는 스페이서(110)의 형상의 또 다른 변형예를 나타내는 사시도이다.

상술한 실시 형태에서는, 스페이서(110) 사이에 있어서의 개구부(200)는 스페이서(110)에 적층 방향을 따라서 표면으로부터 이면으로 관통하는 절결부(112)[도14의 (a) 참조]를 형성함으로써 마련되어 있지만, 개구부(200)는 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 도23에 나타내는 변형예와 같이 스페이서(110)의 플러스측 탭(100p) 및 마이너스측 탭(100m)에 대응하는 위치에 두께 방향으로 오목한 오목부(212)를 형성하여 상기 개구부(200)를 마련하도록 해도 좋다. 도39와 같은 오목부(212)를 갖는 스페이서(110)는, 특히 탭(100t)을 스페이서 외부에서 접합하는 단의 스페이서(110)에 적용할 수 있고, 상기 절결부(112)와 동일한 작용 효과를 발휘한다. 이 경우에 있어서도, 절결부(112)에 의한 개구부(200)의 경우와 마찬가지로 오목부(212)의 폭, 즉 개구부(200)의 폭은 탭(100t)의 폭(W)보다도 작게 형성되어 있다.

도40은 변형예에 관한 절연 커버(91, 92)가 설치된 셀 유닛(60)을 도시하는 사시도이다.

상술한 실시 형태에서는, 절연 커버(91, 92)의 관통 구멍(95)은, 도5에 도시된 바와 같이 좌우 방향을 따라서 복수조로 형성되어 있지만, 관통 구멍(95)은 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 도40에 도시한 바와 같이, 관통 구멍(95)은 상하 방향을 따라서 복수조로 형성해도 좋다. 또한, 절연 커버(91, 92)는 반드시 필수인 구성 요소는 아니고, 복수의 플러스측 탭(100p), 마이너스측 탭(100m) 및 스페이서(110)를 절연 커버(91, 92)로 덮지 않는 구조를 채용할 수도 있다.

전극 단자를 절연 플레이트에 의해 끼움 지지함으로써, 진동이 입력되었을 때에 전극의 진동이 억제되어, 전극 단자의 내구성, 나아가서는 전지 모듈의 내구성이 향상된다. 또한, 전기 절연성을 구비하는 절연 플레이트에 의해 전극을 끼움 지지하기 때문에, 편평형 전지 사이의 거리를 작게 해도 전극 단자끼리의 단락을 방지할 수 있어, 전지 모듈 전체의 콤팩트화를 도모할 수 있다. 따라서, 진동의 입력에 대해 영향을 받기 어렵고. 콤팩트화를 도모할 수 있는 전지 모듈을 제공할 수 있다.

또한, 절연 플레이트에는 전극 단자를 끼움 지지한 상태에서 상기 전극 단자의 도출 방향으로 개방되어 전극 단자의 일부를 노출하는 개구부를 마련하고 있으므로, 이 개구부에 의해 편평형 전지의 충방전에 수반하여 전극 단자에 발생하는 열을 방열하는 것이 가능해지고, 또한 전극 단자가 발열과 냉각을 반복함으로써 발생하는 전극 단자의 결로를 방지할 수 있다.

Claims

전지 모듈이며,

두께 방향에 복수 적층되고 전극 단자끼리 서로 접속된 복수의 편평형 전지를 갖고,

상기 편평형 전지는 캐소드 전극판 및 애노드 전극판을 적층한 발전 요소를 외장재 내부에 밀봉하고, 상기 발전 요소에 접속된 판 형상을 이루는 상기 전극 단자를 상기 외장재 내부로부터 외부로 도출하여 이루어지고,

각 편평형 전지의 상기 전극 단자를 편평형 전지의 적층 방향의 양면측으로부터 끼움 지지하고, 판 형상을 이루는 전기 절연성의 절연 플레이트를 갖고,

상기 절연 플레이트는 상기 전극 단자를 끼움 지지한 상태에서 상기 전극 단자의 도출 방향으로 개방되어 상기 전극 단자의 일부를 노출하는 개구부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
제1항에 있어서, 상기 개구부는 상기 절연 플레이트의 상기 전극 단자에 대응하는 부분의 일부에 마련되고, 상기 절연 플레이트의 두께 방향으로 관통하고 상기 전극 단자의 도출 방향으로 개방된 절결부에 의해 형성되어 있는 전지 모듈.
제2항에 있어서, 상기 절결부는 폭 치수가 상기 전극 단자의 폭 치수보다도 작은 전지 모듈.
제1항에 있어서, 상기 개구부는 상기 절연 플레이트의 상기 전극 단자에 대응하는 부분의 일부에 마련되고, 두께 방향으로 오목하고, 상기 전극 단자에 대향하는 방향 및 상기 전극 단자의 도출 방향으로 개방된 오목부에 의해 형성되어 있는 전지 모듈.
제4항에 있어서, 상기 오목부는 폭 치수가 상기 전극 단자의 폭보다도 작은 전지 모듈.
제1항에 있어서, 전지 모듈은 적어도 상기 적층된 복수의 상기 편평형 전지, 상기 복수의 절연 플레이트를 내부에 수용하는 케이스를 구비하고,

상기 케이스 내벽면과 상기 적층된 복수의 상기 편평형 전지 사이에, 상기 개구부에 연통하는 공간이 마련되어 있는 전지 모듈.
제6항에 있어서, 상기 케이스는 상기 절연 플레이트에 마련된 개구부에 대향하는 면에 관통 구멍을 구비하는 전지 모듈.
제1항에 있어서, 상기 전지 모듈은 절연 플레이트에 마련된 개구부에 대향하는 면에 관통 구멍을 구비하고, 상기 절연 플레이트의 개구부를 덮는 전기 절연성 의 절연 커버를 구비하고 있는 전지 모듈.