KR20120048631A - 조전지 및 조전지의 제조 방법 - Google Patents

조전지 및 조전지의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 복수의 2차 전지가 적층된 적층체를 수납하여 이루어지는 전지 모듈을, 복수 갖는 전지에 있어서, 조전지를 구성하는 각 전지 모듈에 수납된 각 2차 전지의 전압을 검출하기 위한 전압 검출선 수의 삭감이 가능한 조전지 및 이러한 조전지의 제조 방법을 제공하기 위해서 이루어진 것이며, 복수의 2차 전지(30)가 적층된 적층체(20)와, 한 쌍의 출력 단자(60, 70)와, 2차 전지의 단자 전압을 검출하기 위해서 사용되고, 한 쌍의 출력 단자의 정격 전류 이상의 정격 전류를 갖는 전압 검출 단자(80)를 각각 구비한 복수의 전지 모듈(10A, 10B)과, 해당 복수의 전지 모듈의 전압 검출 단자끼리를 전기적으로 접속하는 버스바(930)를 구비한 조전지에 관한 것이다.

Description

조전지 및 조전지의 제조 방법{ASSEMBLED BATTERY AND ASSEMBLED BATTERY MANUFACTURING METHOD}
본 발명은, 복수의 2차 전지가 적층된 적층체를 수납하여 이루어지는 전지 모듈을, 복수 갖는 조전지, 및 조전지의 제조 방법에 관한 것이다.
일본 특허 출원 공개 제2007-59088호 공보는, 2차 전지를 복수 수납하여 이루어지는 전지 모듈을 복수 조합하여 이루어지는 조전지로서, 조전지를 구성하는 각 전지 모듈에 수납된 각 2차 전지의 전극 탭에 전압 검출선을 접속하고, 이 전압 검출선을 통해서 각 2차 전지의 전압을 검출하고, 검출한 전압에 기초하여, 조전지를 구성하는 각 전지 모듈에 수납된 2차 전지의 충방전의 제어를 행하는 조전지를 개시하고 있다.
그러나, 상기 조전지에서는, 조전지를 구성하는 각 전지 모듈에 수납된 각 2차 전지의 전극 탭에, 각각 전압 검출선을 접속하고 있기 때문에, 전압 검출선의 수가 많아져, 전압 검출선의 배선 작업이 번잡하였다. 특히, 편평형의 2차 전지를 사용한 조전지에서는, 일반적으로, 조전지를 구성하는 2차 전지의 수가 많아지기 때문에, 더욱 전압 검출선의 수가 많아져, 전압 검출선의 배선 작업이 번잡하게 되어 있었다.
본 발명이 해결하려고 하는 과제는, 복수의 2차 전지가 적층된 적층체를 수납하여 이루어지는 전지 모듈을, 복수 갖는 조전지에 있어서, 조전지를 구성하는 각 전지 모듈에 수납된 각 2차 전지의 전압을 검출하기 위한 전압 검출선 수의 삭감이 가능한 조전지 및 이러한 조전지의 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 제1 형태는, 복수의 2차 전지가 적층된 적층체와, 한 쌍의 출력 단자와, 2차 전지의 단자 전압을 검출하기 위해서 사용되고, 한 쌍의 출력 단자의 정격 전류 이상의 정격 전류를 갖는 전압 검출 단자를 각각 구비한 전지 모듈을 복수 갖는 동시에, 해당 복수의 전지 모듈의 전압 검출 단자끼리를 전기적으로 접속하는 버스바를 구비하는 조전지이다.
또한, 본 발명의 제2 형태는, 전지 모듈을 복수 갖는 조전지를 제조하기 위한 방법이며, 복수의 2차 전지를 적층하는 공정과, 적층한 복수의 2차 전지의 전극 탭을, 전지 모듈의 전기 회로에 따라, 각각, 한 쌍의 출력 단자, 및, 2차 전지의 단자 전압을 검출하기 위해서 사용되고, 한 쌍의 출력 단자의 정격 전류 이상의 정격 전류를 갖는 전압 검출 단자에 전기적으로 접속함으로써 셀 유닛을 얻는 공정과, 셀 유닛을, 케이스에 수용함으로써, 전지 모듈을 얻는 공정과, 전지 모듈을, 복수 적층하는 동시에, 복수의 전지 모듈의 전압 검출 단자끼리를, 버스바에 의해 전기적으로 접속하는 공정을 구비하는 조전지의 제조 방법이다.
도 1은, 본 발명의 실시 형태에 따른 전지 모듈을 도시하는 사시도이다.
도 2는, 전지 모듈의 셀 유닛을 탭 도출측에서 본 사시도이다.
도 3은, 본 발명의 실시 형태에 따른 전지 모듈에 수납되는 단전지를 도시하는 사시도이다.
도 4는, 본 발명의 실시 형태에 따른 전지 모듈의 내부 구성을 도시하는 분해 사시도이다.
도 5는, 전지 모듈을 구성하는 단전지의 전기적인 접속 구성을 도시하는 도면이다.
도 6은, 본 발명의 실시 형태에 따른 조전지를 도시하는 사시도이다.
도 7은, 본 발명의 실시 형태에 따른 조전지의 외부 버스바를 설치하기 전의 상태를 도시하는 도면이다.
도 8은, 본 발명의 실시 형태에 따른 조전지를 구성하는 전지 모듈에 수용되는 단전지의 전기적인 접속 구성을 도시하는 도면이다.
도 9는, 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 조전지를 도시하는 평면도이다.
이하, 본 발명을 적용한 구체적인 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 전지 모듈(10)은, 후술하는 조전지(90)를 조립할 때의 단위 유닛이며, 복수(본 예에서는 4개)의 단전지(30)를 포함하는 셀 유닛(20)(도 2, 도 3 참조)과, 이 셀 유닛(20)을 내부에 수용하는 케이스(50)를 구비하고 있다.
셀 유닛(20)은, 도 2에 도시하는 바와 같이, 4매의 단전지(30A 내지 30D)[제1 단전지(30A), 제2 단전지(30B), 제3 단전지(30C), 및 제4 단전지(30D)]와, 단전지(30A 내지 30D)의 양단부에 장착된 스페이서(41 내지 45)[제1 스페이서(41), 제2 스페이서(42), 제3 스페이서(43), 제4 스페이서(44), 제5 스페이서(45)]와, 외부 출력 정극 단자(60), 외부 출력 부극 단자(70), 및 전압 검출용 단자(80)를 구비하고 있다.
각각의 단전지(셀)(30)는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 예를 들어, 세퍼레이터를 통해서 정극판과 부극판을 교대로 적층한 전극 적층체와 전해질로 구성되는 발전 요소를, 외장 부재(31)의 내부에 수용하였다, 평면에서 볼 때 대략 직사각형 형상을 보이는 편평형 리튬 이온 2차 전지이다. 또한, 단전지(30)는, 단전지(30A 내지 30D)의 총칭이다.
이 단전지(30)의 외장 부재(31)는, 예를 들어, 금속박의 양면에 합성 수지층을 적층한 라미네이트 필름 등으로 구성되어 있다. 이 외장 부재(31)는, 발전 요소를 수용한 상태에서 그 4변을 열 융착해서 플랜지(32)를 형성함으로써, 발전 요소를 내부에 시일한 상태에서 수용하고 있다.
또한, 상기의 발전 요소를 구성하는 정극판 및 부극판은, 외장 부재(31) 의 내에 있어서, 외장 부재(31)로부터 외부로 도출된 정극 탭(34) 및 부극 탭(35)에 각각 접속되어 있고, 이들 정극 탭(34) 및 부극 탭(35)은, 양쪽 모두 외장 부재(31)의 길이 방향 일단부측의 단변으로부터 외부로 도출되어 있다. 플랜지(32)에 있어서의 길이 방향 양단부측의 단변에는, 후술하는 스페이서의 고정 핀이 삽입되는 고정 구멍(33)이 각각 형성되어 있다.
셀 유닛(20)에 있어서, 4매의 단전지(30A 내지 30D)는, 각각의 주면에 있어서 서로 밀착되도록 적층된 적층체를 이루고, 각각의 전극 탭(34, 35)은, 단전지(30A 내지 30D)의 적층 방향(Z 방향)에 직교하는 방향으로 동일한 방향으로 연장되어 있다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 단전지(30A 내지 30D)에 있어서의 전극 탭(34)이 도출되어 있는 측의 단부에는, 5매의 스페이서(41 내지 45)가 장착되어 있다. 스페이서(41 내지 45)는, 서로 적층된 상태에서 걸림 연결하면서, 단전지(30A 내지 30D)의 적층 방향에 있어서의 피치를 규정하고 있다.
최하단의 제1 단전지(30A)의 플랜지(32)는, 제1 스페이서(41)와 제2 스페이서(42) 사이에 위치하고 있다. 또한, 제2 단전지(30B)의 플랜지(32)는, 제2 스페이서(42)와 제3 스페이서(43) 사이에 위치하고, 제3 단전지(30C)의 플랜지(32)는, 제3 스페이서(43)와 제4 스페이서(44) 사이에 위치하고 있다. 또한, 제4 단전지(30D)의 플랜지(32)는, 제4 스페이서(44)와 제5 스페이서(45) 사이에 위치하고 있다. 또한, 특별히 도시하지 않지만, 4매의 단전지(30A 내지 30D)에 있어서 전극 탭(34, 35)이 도출되어 있지 않은 측의 단부에도, 5매의 스페이서가 장착되어 있다.
그리고, 도 2에 도시하는 바와 같이, 제1 내지 제5 스페이서(41 내지 45)로부터는, 전지 모듈(10)의 출력 단자가 되는 외부 출력 정극 단자(60) 및 외부 출력 부극 단자(70)와, 전지 모듈(10)을 구성하는 단전지(30A 내지 30D)의 전압 검출에 사용되는 전압 검출용 단자(80)가 도출되어 있다.
도 4는, 전지 모듈(10)에 수납되는 단전지(30)를 도시하는 사시도이다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 제1 단전지(30A) 및 제2 단전지(30B)의 정극 탭(34)은, 외부 출력 정극 단자(60)와 전기적으로 접속되어 있는 내부 버스바(61)와 초음파 용접 등에 의해 접합되어 있다. 한편, 제1 단전지(30A) 및 제2 단전지(30B)의 부극 탭(35)은, 제3 단전지(30C) 및 제4 단전지(30D)의 정극 탭(34)과 함께, 전압 검출용 단자(80)와 전기적으로 접속되어 있는 내부 버스바(81)와 초음파 용접 등에 의해 접합되어 있고, 또한, 제3 단전지(30C) 및 제4 단전지(30D)의 부극 탭(35)은, 외부 출력 부극 단자(70)와 전기적으로 접속되어 있는 내부 버스바(71)와 초음파 용접 등에 의해 접합되어 있다.
외부 출력 정극 단자(60), 외부 출력 부극 단자(70), 및 전압 검출용 단자(80)는, 단전지(30A 내지 30D)의 단부[구체적으로는, 길이 방향 일단부측의 플랜지(32)]에 장착된 제1 내지 제5 스페이서(41 내지 45)에 고정되고, 각 단자(60, 70, 80)로부터 입력되는 외력이, 내부 버스바(61, 71, 81)를 통하여, 각 전지의 정극 탭(34) 및 부극 탭(35)에 전달되지 않도록 되어 있다.
이와 같이 단전지(30A 내지 30D)의 각 전극 탭(34, 35)이, 내부 버스바(61, 71, 81)를 통하여, 외부 출력 정극 단자(60), 외부 출력 부극 단자(70), 및 전압 검출용 단자(80)에 각각 접속됨으로써, 이들 단전지(30A 내지 30D)는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 2병렬 2직렬의 접속 구성을 형성하고 있다. 본 명세서에 있어서는, L병렬 M직렬(L, M은 2이상의 정수)이란, 단전지를 L개 병렬로 접속한 블록(이하, 병렬 블록이라고 한다)을, M개 직렬로 접속한 회로 구성을 의미한다. 따라서, 본 실시 형태에 있어서의 2병렬 2직렬이란, 단전지(30A)와 단전지(30B)를 병렬로 접속한 병렬 블록(P1)과, 단전지(30C)와 단전지(30D)를 병렬로 접속한 병렬 블록(P2)을 직렬로 접속한 회로 구성을 의미한다.
도 5에 도시하는 바와 같이, 전압 검출용 단자(80)는, 전지 모듈(10)을 구성하는 단전지(30A 내지 30D)의 전압을 검출하기 위해서 사용되는 단자이다. 구체적으로는, 제1 단전지(30A) 및 제2 단전지(30B)의 전압에 대해서는, 외부 출력 정극 단자(60)와 전압 검출용 단자(80)를 사용하고, 이들 단자간의 전압을 측정함으로써, 검출할 수 있고, 또한, 제3 단전지(30C) 및 제4 단전지(30D)의 전압에 대해서는, 외부 출력 부극 단자(70)와 전압 검출용 단자(80)를 사용하고, 이들의 단자간의 전압을 측정함으로써, 검출할 수 있다.
또한, 외부 출력 정극 단자(60), 외부 출력 부극 단자(70), 및 전압 검출용 단자(80)로서는, 전지 모듈(10)에 수납되는 단전지(30)의 전지 용량에 따른 전류를 흐르게 할 수 있는 단자로 구성하는 것이 바람직하고, 특히, 본 실시 형태에 있어서는, 전압 검출용 단자(80)로서, 외부 출력 정극 단자(60) 및 외부 출력 부극 단자(70)의 정격 전류 이상의 정격 전류를 갖는 단자[혹은, 흐르게 할 수 있는 전류의 최대값인 최대 허용 전류가, 외부 출력 정극 단자(60) 및 외부 출력 부극 단자(70)와 같거나, 그 이상인 단자]를 사용한다. 여기서, 전압 검출용 단자(80)로서는, 외부 출력 정극 단자(60) 및 외부 출력 부극 단자(70)의 정격 전류 이상의 정격 전류를 갖는 단자를 사용하면 좋지만, 외부 출력 정극 단자(60) 및 외부 출력 부극 단자(70)와 동일한 단자[즉, 외부 출력 정극 단자(60) 및 외부 출력 부극 단자(70)와 동일한 정격 전류를 갖는 단자]를 사용함으로써, 전지 모듈(10)의 제조 공정의 간략화를 도모할 수 있다.
제1 스페이서(41)는, 합성 수지 재료 등의 전기 절연성이 우수한 재료로 구성된 대략 판 형상 부재이다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 이 제1 스페이서(41)의 상면에는, 제1 단전지(30A)의 플랜지(32)의 고정 구멍(33)에 삽입되는 2개의 고정 핀(411)이 형성되어 있다. 또한, 이 제1 스페이서(41)의 양단부에는, 슬리브(46)(도 2 참조)가 삽입되는 슬리브 삽입 구멍(412)이 형성되어 있고, 이 슬리브 삽입 구멍(412)의 근방에는, 상방으로 돌출하는 결합 갈고리(413)가 형성되어 있다. 이 결합 갈고리(413)가 제2 스페이서(42)의 하면에 형성된 결합 구멍(도시 생략)에 결합함으로써, 제1 스페이서(41)와 제2 스페이서(42)가 연결된다.
또한, 도 2에 도시하는 제2 내지 제4 스페이서(42 내지 44)도 합성 수지 재료 등의 전기 절연성이 우수한 재료로 구성되어 있고, 제1 스페이서(41)와 마찬가지로, 고정 핀, 슬리브 삽입 구멍, 및 결합 갈고리가 각각 형성되어 있다. 각 스페이서(41 내지 44)의 고정 핀이, 각 단전지(30)의 길이 방향 양단부의 플랜지(32)에 형성된 고정 구멍(33)에 삽입됨으로써, 각 단전지(30A 내지 30D)의 면 방향(X 방향 또는 Y 방향)의 위치가 규정된다. 한편, 제5 스페이서(45)도 합성 수지 재료 등의 전기 절연성이 우수한 재료로 구성되어 있지만, 고정 핀 및 결합 갈고리는 형성되어 있지 않고 슬리브 삽입 구멍만이 형성되어 있다. 또한, 도 4에 있어서 제2 내지 제4 스페이서(42 내지 44)는 도시되어 있지 않다.
도 1로 되돌아가, 이상과 같이 구성되는 셀 유닛(20)은, 도 1에 도시하는 케이스(50)의 내부에 수용되어 있다. 이 케이스(50)는, 셀 유닛(20)의 취약한 단전지(30A 내지 30D)를 보호하는 하우징이며, 상부가 개방되어 있는 바닥이 있는 상자 형상의 로어 케이스(51)와, 로어 케이스(51)의 개구를 폐쇄하는 업퍼 케이스(52)를 갖고 있다. 로어 케이스(51)와 업퍼 케이스(52)는, 각각의 테두리부를 서로 감아 조임으로써 서로 고정되어 있다. 이 케이스(50)에 셀 유닛(20)을 수용하여 전지 모듈(10)을 형성함으로써, 후술하는 조전지(90)를, 각 단전지(30A 내지 30D)의 취약성을 염려하지 않고 조립하는 것이 가능하게 된다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 업퍼 케이스(52)에는, 셀 유닛(20)의 슬리브(46)에 대응하는 위치에, 4개의 볼트 삽입 구멍(521)이 형성되어 있다. 특히 도시하지 않지만, 로어 케이스(51)에도, 셀 유닛(20)의 슬리브(46)에 대응하는 위치에, 4개의 볼트 삽입 구멍이 형성되어 있다. 그리고, 업퍼 케이스(52)의 삽입 구멍(521), 셀 유닛(20)의 슬리브(46), 및 로어 케이스(51)의 삽입 구멍에 볼트를 삽입함으로써, 케이스(50) 내에 있어서 셀 유닛(20)의 위치가 고정된다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 로어 케이스(51)의 길이 방향 일단부측의 측면에는 3개의 절결(511, 512, 513)이 형성되어 있고, 외부 출력 정극 단자(60), 외부 출력 부극 단자(70), 및 전압 검출용 단자(80)는, 이들의 절결(511, 512, 513)로부터 각각 도출되어 있다.
그리고, 본 실시 형태에서는, 이상과 같이 해서 구성되는 본 실시 형태의 전지 모듈(10)을, 도 6에 도시하는 바와 같이, 2개 조합함으로써, 조전지(90)로 할 수 있다. 도 6는, 본 실시 형태에 따른 조전지(90)를 도시하는 사시도, 도 7는, 조전지(90)의 외부 버스바(910, 920, 930)를 설치하기 전의 상태를 도시하는 도면이다. 또한, 도 6, 도 7에 있어서는, 조전지(90)를 구성하는 각 전지 모듈을, 각각 제1 전지 모듈(10A), 제2 전지 모듈(10B)로 하였다.
도 6, 도 7에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태의 조전지(90)는, 제1 전지 모듈(10A), 및 제2 전지 모듈(10B)을 적층해서 적층체로 하고, 또한, 각 전지 모듈(10A, 10B)의 외부 출력 정극 단자(60A, 60B), 외부 출력 부극 단자(70A, 70B), 및 전압 검출용 단자(80A, 80B)를, 각 외부 버스바(910, 920, 930)로 전기적으로 접속함으로써 구성된다. 구체적으로는, 각 전지 모듈(10A, 10B)의 외부 출력 정극 단자끼리(60A, 60B)는 외부 버스바(910)로, 외부 출력 부극 단자끼리(70A, 70B)는 외부 버스바(920)로, 또한, 전압 검출용 단자끼리(80A, 80B)는, 외부 버스바(930)로, 각각 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 각 단자(60A, 60B, 70A, 70B, 80A, 80B)와 각 외부 버스바(910, 920, 930)는, 예를 들어, 각 단자(60A, 60B, 70A, 70B, 80A, 80B)에 형성되어 있는 암나사부(도시 생략)에, 고정용 볼트를 사용하여, 고정할 수 있고, 이에 의해, 각 단자(60A, 60B, 70A, 70B, 80A, 80B)와 각 외부 버스바(910, 920, 930)를 밀착시킴으로써, 이들을 전기적으로 접속시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 있어서는, 외부 버스바(910, 920, 930)는, 각 전지 모듈(10A, 10B)에 수납되는 단전지(30)의 전지 용량에 따른 전류를 흐르게 할 수 있는 재질 및 형상(특히, 단면 형상)으로 하는 것이 바람직하고, 본 실시 형태에서는, 외부 출력 정극 단자(60A, 60B), 외부 출력 부극 단자(70A, 70B) 및 전압 검출용 단자(80A, 80B)의 정격 전류(혹은, 최대 허용 전류) 이상의 전류를, 발열 등의 문제를 발생시키지 않고, 흘리게 하는 것이 가능한 구성으로 한다. 구체적으로는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 외부 버스바(910, 920, 930)를, 판 형상의 도전성 부재로 구성할 수 있다.
또한, 도 6에 도시하는 바와 같이, 각 외부 버스바(910, 920, 930)에는, 각각 전압 검출선(911, 921, 931)이 접속되어 있으며, 이들은 도시하지 않은 전압 센서에 접속되어 있다.
도 8에, 조전지(90)를 구성하는 전지 모듈(10A, 10B)에 수용되는 단전지의 전기적인 접속 구성을 나타낸다. 또한, 도 8에 있어서는, 전지 모듈(10A)을 구성하는 각 단전지를 단전지(30E 내지 30H)로 나타내고, 전지 모듈(10B)을 구성하는 각 단전지를 단전지(30I 내지 30L)로 나타냈다.
도 8에 도시하는 바와 같이, 조전지(90)를 구성하는 전지 모듈(10A, 10B)은, 외부 출력 정극 단자(60A, 60B), 외부 출력 부극 단자(70A, 70B) 및 전압 검출용 단자(80A, 80B)가, 각각 외부 버스바(910, 920, 930)로 접속됨으로써, 4병렬 2직렬의 회로 구성을 갖는 것으로 된다. 본 실시 형태에 있어서의 4병렬 2직렬이란, 전지 모듈(10A)에 있어서의 단전지(30E) 및 단전지(30F)와 전지 모듈(10B)에 있어서의 단전지(30I) 및 단전지(30J)가 병렬로 접속된 병렬 블록(P1)과, 전지 모듈(10A)에 있어서의 단전지(30G) 및 단전지(30H)와 전지 모듈(10B)에 있어서의 단전지(30K) 및 단전지(30L)가 병렬로 접속된 병렬 블록(P2)을 직렬로 접속한 회로 구성을 의미한다. 즉, 조전지(90)에서는, 적층체를 구성하는 하나의 전지 모듈의 병렬 블록과 해당 적층체를 구성하는 다른 전지 모듈에 있어서의 병렬 블록이 병렬로 접속된다.
그리고, 외부 버스바(910)에 접속된 전압 검출선(911)과, 외부 버스바(930)에 접속된 전압 검출선(931)을, 전압 센서(도시 생략)에 접속함으로써, 단전지(30E, 30F, 30I, 30J)의 전압을 검출하는 것이 가능해진다. 또한, 마찬가지로 하여, 외부 버스바(920)에 접속된 전압 검출선(921)과, 외부 버스바(930)에 접속된 전압 검출선(931)을, 전압 센서(도시 생략)에 접속함으로써, 단전지(30G, 30H, 30K, 30L)의 전압을 검출하는 것이 가능해진다.
이상과 같이, 본 실시 형태에 있어서는, 조전지(90)를 구성하는 전지 모듈(10A, 10B)을, 외부 출력 정극 단자(60A, 60B) 및 외부 출력 부극 단자(70A, 70B)의 정격 전류 이상의 정격 전류를 갖는, 전압 검출용의 전압 검출용 단자(80A, 80B)를 구비하는 구성으로 하고, 또한, 전지 모듈(10A, 10B)의 전압 검출용 단자(80A, 80B)를, 외부 버스바(930)에 의해 전기적으로 접속하고 있다. 그로 인해, 본 실시 형태에 따르면, 조전지(90)를 구성하는 전지 모듈(10A, 10B)을 구성하는 각 단전지(30E 내지 30H, 30I 내지 30L)의 단자 전압을 검출하기 위한 전압 검출선을, 전압 검출선(911, 921, 931)의 3개로 적게 할 수 있어(최소한의 개수로 할 수 있어), 그로 인해, 전압 검출선의 배선 작업을 간략화하는 것이 가능해진다. 또한, 전압 검출선을 적게 할 수 있는 것에 의해, 제어 기판측의 핀 수를 줄일 수 있는 등, 비용 절약, 공간 절약화가 가능해진다.
또, 본 실시 형태에 있어서는, 전압 검출용 단자(80A, 80B)를, 외부 출력 정극 단자(60A, 60B) 및 외부 출력 부극 단자(70A, 70B)의 정격 전류 이상의 정격 전류[혹은, 외부 출력 정극 단자(60A, 60B) 및 외부 출력 부극 단자(70A, 70B)의 최대 허용 전류 이상의 최대 허용 전류]를 갖는 단자로 구성되어 있다. 그로 인해, 전지 모듈(10A, 10B)을 구성하는 각 단전지(30E 내지 30H, 30I 내지 30L) 중, 예를 들어, 전지 모듈(10A)(또는, 10B)을 구성하는 단전지에 고장이 발생하고, 이에 의해, 고장나 있지 않은 단전지, 특히, 다른 쪽의 전지 모듈(10B)(또는, 10A)을 구성하는 단전지로 흐르는 전류량이 증가한 경우에도, 다른 쪽의 전지 모듈(10B)(또는, 10A)의 전압 검출용 단자(80B)(또는, 80A)의 발열이나, 파손 등의 문제의 발생을 유효하게 방지할 수 있다. 특히, 전지 모듈(10A, 10B)을 구성하는 단전지가, 단락에 의해 고장난 경우에 있어서는, 고장난 단전지에 충전되어 있던 전력이 출력되고, 이에 의해, 순간적으로 비교적 큰 전류가 흐르게 되는데, 이러한 경우에 있어서도, 전압 검출용 단자(80)의 발열이나, 파손 등 문제의 발생을 유효하게 방지할 수 있다.
게다가, 본 실시 형태에 있어서는, 전압 검출용 단자끼리(80A, 80B)를 전기적으로 접속하는 외부 버스바(930)를, 전압 검출용 단자(80A, 80B)의 정격 전류(혹은, 최대 허용 전류) 이상의 전류를 흐르게 하는 것이 가능한 구성으로 되어 있다. 그로 인해, 상기와 마찬가지로, 전지 모듈(10A, 10B)을 구성하는 단전지에 고장이 발생한 경우에도, 외부 버스바(930)의 발열이나, 파손, 단선 등의 문제의 발생을 유효하게 방지할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따르면, 외부 출력 정극 단자(60A, 60B), 외부 출력 부극 단자(70A, 70B) 및 전압 검출용 단자(80A, 80B)를, 고정용 볼트를 사용하여, 각 외부 버스바(910, 920, 930)에 의해 접속함으로써, 이들 각 단자(60A, 60B, 70A, 70B, 80A, 80B)끼리의 전기적인 접속을 보다 간이하게 행할 수 있다.
또한, 상술한 실시 형태에 있어서, 단전지(30)는 본 발명의 2차 전지에, 외부 출력 정극 단자(60, 60A, 60B) 및 외부 출력 부극 단자(70, 70A, 70B)는 본 발명의 출력 단자에, 외부 버스바(910, 920, 930)는 본 발명의 버스바에, 각각 상당한다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명했지만, 이들의 실시 형태는, 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위해서 기재된 단순한 예시에 지나지 않고, 본 발명은, 그들의 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 상기의 실시 형태에 개시된 각 요소는, 본 발명의 기술적 범위에 속하는 모든 설계 변경이나 균등물도 포함하는 취지이다.
예를 들어, 상술한 실시 형태에서는, 접속 구성이 2병렬 2직렬인 전지 모듈(10)을 사용하고, 이것을 두 개 조합함으로써, 접속 구성이 4병렬 2직렬인 조전지(90)를 예시했지만, 조전지를 구성하는 전지 모듈의 접속 구성, 및 조전지를 구성하는 전지 모듈의 수는 특별히 한정되지 않고, 적절하게 설정할 수 있다. 즉, 예를 들어, 도 9에 도시하는 바와 같이, 12개의 전지 모듈(10)을 갖는 구성으로 하고, 이들 12개의 전지 모듈(10)의 각 단자(60, 70, 80)끼리를, 각 외부 버스바(910a, 920a, 930a)에 의해, 전기적으로 접속함으로써, 24병렬 2직렬인 조전지(90a)로 해도 된다. 또한, 도 9에 도시하는 바와 같이, 조전지(90a)에 있어서는, 각 외부 버스바(910a, 920a, 930a)에는, 각각 전압 검출선(911a, 21a, 931a)이 접속되어 있고, 이들은 도시하지 않은 전압 센서에 접속되어 있다.
또한, 예를 들어, 상술한 실시 형태에 있어서, 전지 모듈(10)을 구성하는 단전지(30)의 직렬수를 3이상으로 하는 경우에는, 전지 모듈(10)에 있어서의 전압 검출용 단자(80)의 형성수를 직렬수에 따른 수로 하면 되고, 예를 들어, 직렬수를 N(N은 3이상의 정수)으로 한 경우에는, 전지 모듈(10)에 있어서의 전압 검출용 단자(80)를 N-1개로 하면 된다. 이때, 각 전지 모듈(10)의 접속 구성이 L병렬 N직렬이며, 조전지의 적층체를 구성하는 전지 모듈의 수가 K개(K는, 2이상의 정수)인 경우에는, 조전지는, K×L병렬 N직렬의 접속 구성으로 된다.
본 출원은, 2009년 8월 28일에 출원된 일본특허원 제2009-197734호에 기초하는 우선권을 주장하고 있으며, 이들 출원의 전체 내용이 참조에 의해 본 명세서에 인용된다.
본 발명은, 복수의 전지 모듈의 전압 검출 단자끼리를, 버스바에 의해 전기적으로 접속함으로써, 조전지를 구성하는 각 전지 모듈에 수납된 각 2차 전지의 전압을 검출하기 위한 전압 검출선 수의 삭감이 가능해진다.
10, 10A, 10B : 전지 모듈
20 : 셀 유닛
30A 내지 30D : 단전지
34 : 정극 탭
35 : 부극 탭
50 : 케이스
60, 60A, 60B : 외부 출력용 정극 단자
61 : 내부 버스바
70, 70A, 70B : 외부 출력용 부극 단자
71 : 내부 버스바
80, 80A, 80B : 전압 검출용 단자
81 : 내부 버스바
90, 90a : 조전지
910, 920, 930 : 외부 버스바
911, 921, 931 : 전압 검출선

Claims (5)

  1. 복수의 2차 전지가 적층된 적층체와, 한 쌍의 출력 단자와, 상기 2차 전지의 단자 전압을 검출하기 위해서 사용되고, 상기 한 쌍의 출력 단자의 정격 전류 이상의 정격 전류를 갖는 전압 검출 단자를 각각 구비한 복수의 전지 모듈과,
    상기 복수의 전지 모듈의 상기 전압 검출 단자끼리를 전기적으로 접속하는 버스바를 구비한 것을 특징으로 하는, 조전지.
  2. 제1항에 있어서, 상기 버스바가, 상기 전압 검출 단자의 정격 전류 이상의 전류를 흐르게 할 수 있는 것인 것을 특징으로 하는, 조전지.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 버스바가, 판 형상의 도전성 부재로 구성되는 것을 특징으로 하는, 조전지.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 전지 모듈의 각 출력 단자끼리가, 상기 전압 검출 단자끼리를 전기적으로 접속하고 있는 버스바와는 다른 버스바에 의해, 각각 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는, 조전지.
  5. 전지 모듈을 복수 갖는 조전지를 제조하기 위한 방법이며,
    복수의 2차 전지를 적층하는 공정과,
    상기 적층한 복수의 2차 전지의 전극 탭을, 상기 전지 모듈의 전기 회로에 따라, 각각, 한 쌍의 출력 단자, 및, 상기 2차 전지의 단자 전압을 검출하기 위해서 사용되고, 상기 한 쌍의 출력 단자의 정격 전류 이상의 정격 전류를 갖는 전압 검출 단자에 전기적으로 접속함으로써 셀 유닛을 얻는 공정과,
    상기 셀 유닛을, 케이스에 수용함으로써, 전지 모듈을 얻는 공정과,
    상기 전지 모듈을, 복수 적층하는 동시에, 상기 복수의 전지 모듈의 상기 전압 검출 단자끼리를, 버스바에 의해 전기적으로 접속하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는, 조전지의 제조 방법.
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