WO2013129574A1 - 電気化学セル・モジュール - Google Patents

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WO2013129574A1
WO2013129574A1 PCT/JP2013/055418 JP2013055418W WO2013129574A1 WO 2013129574 A1 WO2013129574 A1 WO 2013129574A1 JP 2013055418 W JP2013055418 W JP 2013055418W WO 2013129574 A1 WO2013129574 A1 WO 2013129574A1
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cell
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insulating guide
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三代　祐一朗
天野　雅彦
昌則 新居田
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新神戸電機株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an electrochemical cell module in which both ends of a plurality of tubular electrochemical cells electrically connected and juxtaposed are held by a pair of cell holders.
  • an electrochemical cell In order to obtain a desired voltage and capacity, an electrochemical cell combines a plurality of electrochemical cells using a holder to form an assembled battery, and further stores a combination of one or more assembled batteries in a storage case. It is general to construct and use an electrochemical cell module [for example, FIG. 2 and FIG. 9 (patent document 1) of JP-A-2002-157984]. Further, a storage case for storing an electrochemical cell such as a lithium ion battery or a lithium ion capacitor is provided with a control circuit for performing voltage control of each electrochemical cell and each assembled battery. A storage case is useful for efficient storage of assembled batteries, protection of electrochemical cells, and transportation of electrochemical cell modules.
  • the storage case is not necessarily required. In the past, even in that case, a storage case or a structure close to the case was required to provide the control circuit, which resulted in an increase in the cost of the electrochemical cell module.
  • An object of the present invention is to provide an electrochemical cell module in which a plurality of electrochemical cells can be used in combination with a holder in order to reduce the manufacturing cost.
  • Another object of the present invention is to enhance the heat dissipation efficiency of an electrochemical cell.
  • Yet another object of the present invention is to provide an electrochemical cell module that is less susceptible to noise control errors.
  • the electrochemical cell module of the present invention is formed by holding the ends of a plurality of tubular electrochemical cells electrically connected in parallel and arranged by a pair of cell holders.
  • a control circuit holder containing a control circuit for controlling the voltage of a plurality of cylindrical electrochemical cells is mounted on the outside of one of the pair of cell holders. .
  • the control circuit holder for storing the control circuit is attached to one of the pair of cell holders, the control circuit can be mounted on the module without the storage case. Then, the assembled battery configured by the pair of cell holders can be used as an electrochemical cell module as it is.
  • the heat generated by the electrochemical cell is difficult to build up, and the heat dissipation efficiency can be increased.
  • a terminal holder having a pair of input / output terminals and an external connection terminal can be attached to the other cell holder of the pair of cell holders.
  • Power is supplied to a device operating with the electrochemical cell module as a power supply, and control is also performed on an input / output terminal to which a charging current is input and an external connection terminal for inputting / outputting control information to / from a control circuit.
  • the configuration of the control circuit holder is arbitrary, but it is possible to have an opposing wall facing the one cell holder and to form one or more lead wire insertion through holes in the opposing wall.
  • a plurality of lead wires for electrically connecting the plurality of cylindrical electrochemical cells and the control circuit are inserted into the control circuit holder through the lead wire insertion through holes, and the plurality of leads are connected.
  • the wire and the control circuit can be connected via a connector. With this configuration, it is possible to electrically connect the lead wire and the control circuit after electrically insulating the control circuit from the electrochemical cell.
  • the plurality of lead wires are, for example, voltage detection lines for detecting respective voltages of the plurality of cylindrical electrochemical cells extending from each of the plurality of cylindrical electrochemical cells to the control circuit, and the other from the control circuit It is a signal line extending to an external connection terminal for signal line connection located in the cell holder.
  • the voltage detection line and the signal line are preferably connected between the pair of holders through the passage of one or more insulating guide members having a passage therein.
  • the insulating guide member has a split structure having a split surface along the passage.
  • FIG. 1 It is a figure which shows an example of the electrochemical cell module of this invention
  • (A) is a front view
  • (B) is a top view
  • (C) is a left view
  • (D) is a right view.
  • (A) is a perspective view of the electrochemical cell module of the present invention with the electrochemical cell (lithium ion battery cell) removed, viewed from one cell holder side
  • (B) is the other cell -It is the perspective view seen from the holder side.
  • (A) is a schematic view of the left side of the electrochemical cell module of the present invention with the control circuit holder removed
  • (B) is the electrochemical cell module of the present invention with the terminal holder removed It is the schematic of the right side of.
  • FIG. 1 It is a left side view of the electrochemical cell module of the present invention with a lid removed. It is a figure which shows an example of the insulating guide member structure member which comprises the insulating guide member used by this invention, (A) is a top view, (B) is a BB end view, (C) is CC. A line end view, (D) is a DD end view.
  • the electrochemical cell module 1 of the present embodiment is, as shown in FIGS. 1 (A) to (D), mainly six cylindrical electrochemical cells electrically connected and juxtaposed.
  • the first and second insulating guide members 15 and 17 (see FIG. 2) fixed to the lithium ion battery cell 3 and the pair of cell holders 5 and 7 are disposed.
  • FIG. 2A is a perspective view of the electrochemical cell module 1 with the lithium ion battery cell 3 and the reinforcing metal bar 13 removed, as viewed from the cell holder 5 side.
  • 3 is a perspective view of the cell holder 7 as viewed from the side, and FIG. 3 (A) shows the state of the cell holder 5 with the control circuit holder 9 removed.
  • FIG. 3 (B) is a schematic view of the left side, and FIG. 3 (B) is a schematic view of the right side of the electrochemical cell module 1 showing the state of the cell holder 7 with the terminal holder 11 removed.
  • a pair of cell holders 5 and 7 are cylindrical cell end storage concave portions 6A to 6F having a bulging portion which is convex toward the outer side for housing the end portions of the six lithium ion battery cells 3 inside , 8A to 8F.
  • the contours of the peripheral wall portions 5A, 7A of the cell holders 5, 7 have a rectangular shape.
  • cylindrical portions 10 into which end portions of reinforcing metal bars 13 described later are inserted are integrally provided.
  • the bottom wall portions 5B and 7B of the cell holders 5 and 7 are provided with lead wire lead holes 63A and 65A and 63B and 65B provided corresponding to the first and second insulating guide members 15 and 17, respectively. It is done.
  • a control circuit holder 9 is screwed to the outside of the cell holder 5, and a terminal holder 11 is screwed to the outside of the cell holder 7.
  • Through holes 19 and 21 for fixing the reinforcing metal bar 13 are provided at the four corners of the bottom wall portions 5B and 7B of the pair of cell holders 5 and 7 in communication with the cylindrical portion 10. After the end of the reinforcing metal bar 13 is fitted to the cylindrical portion 10, the screws 20 and 22 are inserted into the through holes 19 and 21 and screwed into the screw holes provided at the end of the reinforcing metal bar 13. The reinforcing metal bar 13 is fixed.
  • the cell end storage recesses are arranged to face each other as 6A and 8A, 6B and 8B.
  • a through hole is formed through which a screw portion forming a terminal provided at the end of the lithium ion battery cell 3 passes.
  • the bus bar 61 is fixed to the screw part which penetrates these through holes and protrudes to the outside of the cell holders 5 and 7 using nuts 57A to 59E.
  • the control circuit holder 9 covers the bus bar 61 disposed outside the cell holder 5 and is integrally provided with the bus bar storage portion 23 having a one-sided opening shape and the bus bar storage portion 23 so that the control circuit board is internally provided. And a control circuit board storage unit 25 to be stored.
  • the control circuit board storage portion 25 is formed in an opening on one side, and the opening is closed by a cover plate 35.
  • the bus bar storage portion 23 has a rectangular shape in which curved portions are formed at four corners.
  • Six screw holes 27A are provided in the bus bar storage portion 23, and are fixed to the bottomed screw holes 27B provided in the cell holder 5 with screws 29.
  • the control circuit board storage unit 25 is disposed closer to the central portion on the bus bar storage unit 23.
  • Control circuit board storage 25 includes partition 31 located between bus bar storage 23 and control circuit board storage 25, peripheral wall 33 rising from bus bar storage 23, and cover plate 35. . Eight through holes 37A are formed in the cover plate 35, and fixed to the bottomed screw hole 37B provided at the position where the peripheral wall portion 33 fits with a screw 39.
  • FIG. 4 is a view showing the cover plate 35 as transparent, and shows a state in which the control circuit board 43 with the circuit elements omitted is accommodated.
  • the partition wall portion 31 is provided with lead wire insertion through holes 45 and 47, and is configured to pass lead wires (voltage detection line and signal line) described later. .
  • the control circuit board 43 and the lithium ion battery cell 3 are electrically insulated by the presence of the partition wall 31.
  • the terminal holder 11 covers the bus bar 61 and the terminal portion in the same manner as the bus bar storage portion 23, and has a rectangular shape having curved portions at four corners.
  • the terminal holder 11 is provided with an input / output terminal in which a positive electrode terminal 49 and a negative electrode terminal 51 form a pair, and an external connection terminal 52 for inputting / outputting a control signal for the control circuit 41.
  • Six screw holes 53A are provided in the terminal holder 11, and are fixed to bottomed screw holes 53B provided in the cell holder 7 by screws 55.
  • each lithium ion battery cell 3 is connected in series by a plurality of bus bars 61, and the terminal 60A is positive (+) and the terminal 60F is negative (-). The direction of the positive electrode / negative electrode of each lithium ion battery cell 3 and the connection by the bus bar 61 are determined.
  • the lithium ion battery cell 3 is oriented in such a manner that the positive electrode appears in the terminal portions 60A, 60C, 60E and the negative electrode appears in the terminal portions 60B, 60D, 60F, and the terminal portions 58A and 58B, the terminals The portions 60B and 60C, the terminals 58C and 58D, the terminals 60D and 60E, and the terminals 58E and 587F are connected by a bus bar 61. Then, the terminal portion 60A is electrically connected to the positive electrode terminal 49, and the terminal portion 60F is connected to the negative electrode terminal 51.
  • Each of the first and second insulating guide members 15 and 17 has a passage in the inside and is in the shape of a cylinder having an elliptical cross section.
  • One end 15A of the first insulating guide member 15 is fixed in alignment with the lead wire lead-out hole 63A of the cell holder 5, and the other end 15B is aligned with the lead wire lead-out hole 63B of the cell holder 7 It is fixed in the Further, one end 17A of the second insulating guide member 17 is fixed in a state of being aligned with the lead wire lead hole 65A of the cell holder 5, and the other end 17B is a lead wire lead hole 65B of the cell holder 7. It is fixed in the state to match.
  • the electrochemical cell / module 1 is controlled in each lithium ion battery cell 3 in order to perform control of charge / discharge and monitoring of overcharge / overdischarge based on the voltage value of the lithium ion battery cell 3.
  • a voltage detection line (not shown) for detecting an inter-terminal voltage, and a signal line (not shown) for communication between the control circuit 41 and the external control unit are provided.
  • the voltage detection line and the signal line are The first and second insulating guide members 15 and 17 are connected to each other.
  • one end of the voltage detection line (not shown) provided for each lithium ion battery cell 3 is electrically connected to the terminal portions 59A to 59F, and the first insulating guide from the lead wire lead hole 63B
  • the other end is connected to the control circuit board 43 via a connector through the lead wire lead-out hole 63A and the lead wire insertion through hole 45 in the member 15.
  • one end of the signal line (not shown) extends from the control circuit board 43 through the connector, and enters the second insulating guide member 17 from the lead wire lead hole 65A through the lead wire insertion through hole 47.
  • the other end is connected to the external connection terminal 52 from the lead wire lead-out hole 65B.
  • the sectional shape of the first and second insulating guide members 15 and 17 is elliptic because the lithium ion battery cell 3 and the first and second insulating guide members are elliptical as compared to the case where the first and second insulating guide members 15 and 17 are circular. This is for disposing the voltage detection lines and signal lines passing through the insides 15 and 17 separately.
  • the first and second insulating guide members 15 and 17 have a split structure having a dividing surface along the passage, and a guide having a U-shaped cross section shown in FIGS. 5A to 5D.
  • Two member component members 66 are combined and used in a cylindrical shape.
  • the engaging claw portion 67 and the engaged portion 69 shown in the end view along the line B-B in FIG. 5 (B), and the end view along the line C-C in FIG. 5 (C)
  • the first and second insulating guide members 15 and 17 rotate one of the two constituent members 66 to be combined by 180 °, and the engaging claws 67 and the engaged portions 69, and the engaging claws 68 and the members This is performed by aligning and combining the positions of the fitting portions 70.
  • this configuration it is possible to manufacture the first and second insulating guide members 15 and 17 more inexpensively and easily than manufacturing by integral molding.
  • assembling is facilitated by sandwiching the lead wires (voltage detection lines and signal lines) whose connectors are connected to the end portions.
  • lead wire lead-out holes (63A, 63B in the case of the first insulating guide member 15, 65A, in the case of the second insulating guide member 17, 65B)
  • the joint portion 71 formed so as to have a small thickness so as to enter inside the screw hole 74 at the time of fixing to the cell holder 5 and 7 shown in the DD end view of FIG.
  • a fixing portion 73 having the When the first and second insulating guide members 15 and 17 are fixed to the cell holders 5 and 7, the first and second insulating guide members 15 and 17 are provided on the cell holders 5 and 7 with the joint portion 71 inserted in the lead wire lead hole.
  • the screw holes not shown are aligned with the screw holes 74 and fixed from the outside of the cell holders 5 and 7 with screws.
  • control circuit 41 can be mounted on the electrochemical cell module 1 even if the electrochemical cell module 1 according to the present embodiment does not have the storage case. Therefore, the cost of the storage case can be reduced. Moreover, since it is not enclosed by a storage case, the thermal radiation efficiency of the lithium ion battery cell 3 can be raised.
  • a lithium ion battery cell is used as the electrochemical cell in the present embodiment, it goes without saying that other battery cells, capacitors, etc. which can be charged and discharged may be used.
  • the number of lithium ion battery cells is six, but six is only an example, and four, eight, twelve, etc., or an odd number may be used. .
  • a control circuit 41 capable of parallel operation of 6 sets ⁇ 2 sets is provided in one module, and the control circuit of 6 sets separately prepared separately is omitted when the battery capacity is insufficient, etc.
  • the electrochemical cell module can be added to operate the other modules in parallel by one control circuit 41 to increase the battery capacity.
  • the control circuit holder for storing the control circuit since the control circuit holder for storing the control circuit is mounted on one of the cell holders, the control circuit can be mounted on the module even without the storage case. Therefore, the cost of the storage case can be reduced. In addition, the heat dissipation efficiency of the electrochemical cell module can be improved because the case is not enclosed. Furthermore, by dividing the voltage detection line and the signal line into the first insulating guide member and the second insulating guide member, they do not electrically interfere with each other, and the malfunction of the control circuit due to noise Etc. can be prevented.
  • Electrochemical cell module 3 Lithium ion battery cell 5, 7 Cell holder 6A to 6F Cell end storage recess 8A to 8F Cell end storage recess 9
  • Control circuit holder 10 Tubular portion 11
  • Terminal holder 13 Reinforcing metal bar 15 1 insulating guide member 17 second insulating guide member 19, 21 through hole 20, 22 screw 23 bus bar storage 25
  • control circuit board storage 27 screw hole 29 screw 31 partition 33 peripheral wall 35 cover plate 37A through hole 37B screw hole 39 screw 41 control circuit 43 control circuit board 45, 47 lead wire insertion through hole 49 positive electrode terminal 51 negative electrode terminal 52 external connection terminal 53 screw hole 55 screw 57A to 57F nut 58A to 58F terminal portion 59A to 59F nut 60A To 60 F Terminal part 61 bus bar 63A, 63B lead wire lead-out hole 65A, 65B lead Out hole 66 guide member constituting member 67 engaging pawl 68 engaging pawl 69 engaged portion 70 fitted portion 71 joint 73 fixing portion 74 screw holes

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Abstract

　複数本の電気化学セルをホルダを用いて組み合わせた状態で使用可能にした電気化学セル・モジュールを提供する。電気的に接続されて並設された６本の筒型電気化学セル（リチウムイオン電池セル３）の両端を一対のセル・ホルダ５，７でそれぞれ保持してなる電気化学セル・モジュール１であって、一対のセル・ホルダ５，７のうちの一方のセル・ホルダ５の外側に、６本のリチウムイオン電池セル３の電圧を制御する制御回路４１を収納した制御回路ホルダ９を装着する。

Description

電気化学セル・モジュール
　本発明は、電気的に接続されて並設された複数本の筒型電気化学セルの両端を一対のセル・ホルダでそれぞれ保持してなる電気化学セル・モジュールに関するものである。
　電気化学セルは、所望の電圧や容量を得るために、複数本の電気化学セルをホルダを用いて組み合わせて組電池を構成し、さらに、１以上の組電池を組み合わせたものを収納ケースに収納して電気化学セル・モジュールを構成して使用するのが一般的である〔例えば、特開２００２－１５７９８４号公報の図２及び図９（特許文献１）〕。またリチウムイオン電池やリチウムイオンキャパシタ等の電気化学セルを収納する収納ケースには、各電気化学セル・各組電池の電圧制御等を行う制御回路が備えられている。組電池の効率的な収納、電気化学セルの保護、電気化学セル・モジュールの運搬に、収納ケースは有用である。
特開２００２－１５７９８４号公報
　しかしながら、電気化学セルの保護が重要視されないような場合や、電気化学セル・モジュールに常時振動が加わるような用途で使用する必要がない場合には、必ずしも収納ケースは必要ない。従来は、その場合でも、制御回路を備えるために収納ケースまたはケースに近い構造物が必要であり、このことが結果として電気化学セル・モジュールのコストを高くする原因となっていた。
　本発明の目的は、製造コストを削減するために、複数本の電気化学セルをホルダを用いて組み合わせた状態で使用可能にした電気化学セル・モジュールを提供することにある。
　本発明の他の目的は、電気化学セルの放熱効率を高めることにある。
　本発明のさらに他の目的は、ノイズによる制御の誤作動が生じにくい電気化学セル・モジュールを提供することにある。
　本発明の電気化学セル・モジュールは、電気的に接続されて並設された複数本の筒型電気化学セルの両端を一対のセル・ホルダでそれぞれ保持してなる。そして、一対のセル・ホルダのうちの一方のセル・ホルダの外側に、複数本の筒型電気化学セルの電圧を制御する制御回路を収納した制御回路ホルダを装着していることを特徴としている。一対のセル・ホルダの一方に制御回路を収納する制御回路ホルダを装着すると、収納ケースを備えていなくても、制御回路をモジュールに実装することができる。そして、一対のセル・ホルダで構成した組電池のままで電気化学セル・モジュールとして使用可能になる。また、収納ケースがないため、電気化学セルが発する熱がこもりにくく、放熱効率を上げることができる。
　一対のセル・ホルダの他方のセル・ホルダには、一対の入出力端子と外部接続端子とを備えた端子ホルダを装着することができる。電気化学セル・モジュールを電源として動作する装置に電力を供給し、また、充電電流が入力される入出力端子と、制御回路に対して制御情報を入出力するための外部接続端子とを、制御回路ホルダを装着した側と反対のセル・ホルダに備えるようにすることで、制御回路の設置スペースを広く確保することができる。
　制御回路ホルダの構成は任意であるが、一方のセル・ホルダと対向する対向壁部を有し、対向壁部に１以上のリード線挿入用貫通孔を形成することが可能である。この場合には、リード線挿入用貫通孔を通して、複数本の筒型電気化学セルと制御回路とを電気的に接続する複数本のリード線を制御回路ホルダ内に挿入して、複数本のリード線と制御回路とをコネクタを介して接続することができる。このように構成することで、制御回路を電気化学セルから電気的に絶縁した上で、リード線と制御回路とを電気的に接続をすることが可能になる。
　複数本のリード線は、例えば、複数本の筒型電気化学セルのそれぞれから制御回路に延びる、複数本の筒型電気化学セルのそれぞれの電圧を検出する電圧検出線と、制御回路から他方のセル・ホルダ内に位置する信号線接続用の外部接続端子に延びる信号線である。電圧検出線及び信号線は、一対のホルダの間に配置されて内部に通路を有する１以上の絶縁性ガイド部材の通路を通して接続することが望ましい。１以上の絶縁性ガイド部材を第１の絶縁性ガイド部材と第２の絶縁性ガイド部材とから構成した場合には、電圧検出線を、第１の絶縁性ガイド部材に通し、信号線を、第２の絶縁性ガイド部材に通すこともできる。このように、電圧検出線と信号線を分けて通すことで、互いに電気的に干渉することがなくなり、ノイズによる制御回路の誤作動等を防止することができる。
　絶縁性ガイド部材は、通路に沿って分割面を有する二つ割り構造を有するようにするのが好ましい。このように構成することにより、一体成形で製造するよりも安価に且つ容易に絶縁性ガイド部材を製造することが可能となり、また、コネクタを有するリード線を通路に通すことが可能になる。
本発明の電気化学セル・モジュールの一例を示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は平面図、（Ｃ）は左側面図、（Ｄ）は右側面図である。 （Ａ）は、電気化学セル（リチウムイオン電池セル）を取り除いた状態の本発明の電気化学セル・モジュールを一方のセル・ホルダ側から見た斜視図であり、（Ｂ）は、他方のセル・ホルダ側から見た斜視図である。 （Ａ）は、制御回路ホルダを取り除いた状態の本発明の電気化学セル・モジュールの左側面の概略図であり、（Ｂ）は、端子ホルダを取り除いた状態の本発明の電気化学セル・モジュールの右側面の概略図である。 蓋板を取り除いた状態の本発明の電気化学セル・モジュールの左側面図である。 本発明で用いる絶縁性ガイド部材を構成する絶縁性ガイド部材構成部材の一例を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）はＢ－Ｂ線端面図、（Ｃ）はＣ－Ｃ線端面図、（Ｄ）はＤ－Ｄ線端面図である。
　以下、図面を参照して、本発明の電気化学セル・モジュールの実施の形態の一例について説明する。
　本実施の形態の電気化学セル・モジュール１は、図１（Ａ）～（Ｄ）に示すように、主に、電気的に接続されて並設された６本の円筒型電気化学セルである円筒型のリチウムイオン電池セル３と、リチウムイオン電池セル３の両端を保持する一対のセル・ホルダ５，７と、一方のセル・ホルダ５に装着された制御回路ホルダ９と、他方のセル・ホルダ７に装着された端子ホルダ１１とから構成されている。一対のセル・ホルダ５，７の間には、リチウムイオン電池セル３の他に、一対のセル・ホルダ５，７のそれぞれの角部に端部が固定された４本の補強用金属バー１３と、リチウムイオン電池セル３と一対のセル・ホルダ５，７に固定された第１及び第２の絶縁性ガイド部材１５，１７（図２参照）とが配置されている。
　図２（Ａ）は、リチウムイオン電池セル３及び補強用金属バー１３を取り除いた状態の電気化学セル・モジュール１をセル・ホルダ５の側から見た場合の斜視図であり、図２（Ｂ）は、セル・ホルダ７の側から見た場合の斜視図であり、図３（Ａ）は、制御回路ホルダ９を取り除いた状態のセル・ホルダ５の状態を示す電気化学セル・モジュール１の左側面の概略図であり、図３（Ｂ）は、端子ホルダ１１を取り除いた状態のセル・ホルダ７の状態を示す電気化学セル・モジュール１の右側面の概略図である。一対のセル・ホルダ５，７は、内側に６本のリチウムイオン電池セル３の端部を収納する外側に向かって凸になった膨出部を有する円柱形のセル端部収納凹部６Ａ乃至６Ｆ，８Ａ乃至８Ｆを有している。セル・ホルダ５，７の周壁部５Ａ，７Ａの輪郭形状は矩形状を呈している。そして、セル・ホルダ５，７の周壁部５Ａ，７Ａの内側の四隅には、後述する補強用金属バー１３の端部が挿入される筒部１０が一体に設けられている。セル・ホルダ５，７の底壁部５Ｂ，７Ｂには、それぞれ第１及び第２の絶縁性ガイド部材１５，１７に対応して設けられたリード線導出孔６３Ａ及び６５Ａ並びに６３Ｂ及び６５Ｂが設けられている。
　セル・ホルダ５の外側には、制御回路ホルダ９がネジ止めされており、セル・ホルダ７の外側には、端子ホルダ１１がネジ止めされている。一対のセル・ホルダ５，７の底壁部５Ｂ，７Ｂの四隅には、筒部１０と連通して、補強用金属バー１３を固定するための貫通孔１９，２１が設けられている。筒部１０に補強用金属バー１３の端部を嵌合した上で、貫通孔１９，２１にネジ２０，２２を挿入し、補強用金属バー１３の端部に設けたネジ孔にネジ止めして補強用金属バー１３は固定されている。
　セル端部収納凹部は、６Ａと８Ａ、６Ｂと８Ｂのように、対向するように配置されている。セル端部収納凹部６Ａ乃至６Ｆ，８Ａ乃至８Ｆのそれぞれの底部には、リチウムイオン電池セル３の端部に設けられた端子を構成するネジ部が貫通する貫通孔が形成されている。これら貫通孔を貫通してセル・ホルダ５，７の外側に突出するネジ部には、ナット５７Ａ乃至５９Ｅを用いてバスバ６１が固定されている。
　制御回路ホルダ９は、セル・ホルダ５の外側に配置されたバスバ６１を覆う、一面開口状のバスバ収納部２３と、バスバ収納部２３と一部が一体に設けられて内部に制御回路基板を収納する制御回路基板収納部２５とを有している。制御回路基板収納部２５は、一面開口状に形成されており、開口部は蓋板３５によって塞がれている。バスバ収納部２３は、四隅に湾曲部が形成された矩形状の形状を有している。バスバ収納部２３には、ネジ孔２７Ａが６カ所設けられており、ネジ２９でセル・ホルダ５に設けられた有底のネジ孔２７Ｂに固定されている。制御回路基板収納部２５は、図１（Ｃ）に示すように、バスバ収納部２３上の中央部寄りに配置されている。制御回路基板収納部２５は、バスバ収納部２３と制御回路基板収納部２５との間に位置する隔壁部３１と、バスバ収納部２３から立ち上がる周壁部３３と、蓋板３５とから構成されている。蓋板３５には、８カ所の貫通孔３７Ａが形成され、周壁部３３の適合する位置に設けられた有底のネジ孔３７Ｂに、ネジ３９で固定されている。
　制御回路４１が実装された制御回路基板４３は、図１（Ｃ）に点線で示すように、制御回路基板収納部２５内に形成されている空間内に配置されている。図４は、蓋板３５を透明なものとして示した図であり、回路素子を省略した制御回路基板４３が収納されている状態を示している。図４に点線で示すように、隔壁部３１には、リード線挿入用貫通孔４５，４７が設けられており、後述のリード線（電圧検出線及び信号線）を通すように構成されている。なお、隔壁部３１の存在によって、制御回路基板４３とリチウムイオン電池セル３とが電気的に絶縁されている。
　端子ホルダ１１は、バスバ収納部２３と同様に、バスバ６１と端子部を覆っており、四隅に湾曲部を備えた矩形状の形状を有している。端子ホルダ１１には、正極端子４９と負極端子５１が一対となった入出力端子と、制御回路４１用の制御信号の入出力を行う外部接続端子５２が設けられている。端子ホルダ１１には、ネジ孔５３Ａが６カ所設けられており、ネジ５５でセル・ホルダ７に設けられた有底のネジ孔５３Ｂに固定されている。
　本実施の形態では、複数のバスバ６１で６本のリチウムイオン電池セル３を直列接続しており、且つ、端子部６０Ａが正極（＋）、端子部６０Ｆが負極（－）となるように、各リチウムイオン電池セル３の正極・負極の向き及びバスバ６１による接続が決められている。具体的には、端子部６０Ａ，６０Ｃ，６０Ｅに正極が現れ、端子部６０Ｂ，６０Ｄ，６０Ｆに負極が現れるようにリチウムイオン電池セル３の向きを合わせて、且つ、端子部５８Ａと５８Ｂ、端子部６０Ｂと６０Ｃ、端子部５８Ｃと５８Ｄ、端子部６０Ｄと６０Ｅ、端子部５８Ｅと５８７Ｆをバスバ６１で接続している。その上で、端子部６０Ａが、正極端子４９と電気的に接続され、端子部６０Ｆが負極端子５１に接続されている。
　第１及び第２の絶縁性ガイド部材１５，１７は、内部に通路を有する断面形状が楕円形の筒状になっている。第１の絶縁性ガイド部材１５の一端１５Ａは、セル・ホルダ５のリード線導出孔６３Ａに合わせた状態で固定されており、他端１５Ｂは、セル・ホルダ７のリード線導出孔６３Ｂに合わせた状態で固定されている。また、第２の絶縁性ガイド部材１７の一端１７Ａは、セル・ホルダ５のリード線導出孔６５Ａに合わせた状態で固定されており、他端１７Ｂは、セル・ホルダ７のリード線導出孔６５Ｂに合わせた状態で固定されている。
　本実施の形態の電気化学セル・モジュール１は、リチウムイオン電池セル３の電圧値に基づいて、充放電の制御や過充電・過放電の監視等を行うために、各リチウムイオン電池セル３の端子間電圧を検出する電圧検出線（図示せず）と、制御回路４１と外部制御部とで通信を行うための信号線（図示せず）を備えており、電圧検出線及び信号線は、第１及び第２の絶縁性ガイド部材１５，１７を通して接続されている。すなわち、リチウムイオン電池セル３ごとに備えられた電圧検出線（図示せず）は、一端が端子部５９Ａ乃至５９Ｆに電気的に接続されており、リード線導出孔６３Ｂから第１の絶縁性ガイド部材１５に入り、リード線導出孔６３Ａ及びリード線挿入用貫通孔４５を通って、他端が制御回路基板４３にコネクタを介して接続されている。また、信号線（図示せず）は、一端がコネクタを介して制御回路基板４３から延びて、リード線挿入用貫通孔４７を通して、リード線導出孔６５Ａから第２の絶縁性ガイド部材１７に入り、リード線導出孔６５Ｂから出て、他端が外部接続端子５２に接続されている。このように、電圧検出線と信号線とを第１の絶縁性ガイド部材１５と第２の絶縁性ガイド部材１７とに分けて通すことで、互いに電気的に干渉することがなくなり、ノイズによる制御回路の誤作動等を防止することができる。なお、第１及び第２の絶縁性ガイド部材１５，１７の断面形状を楕円形としたのは、円形とする場合に比べて、リチウムイオン電池セル３と第１及び第２の絶縁性ガイド部材１５，１７内を通る電圧検出線及び信号線を離して配置するためである。
　第１及び第２の絶縁性ガイド部材１５，１７は、通路に沿って分割面を有する二つ割り構造を有しており、図５（Ａ）乃至（Ｄ）に示す断面形状がＵ字状のガイド部材構成部材６６を２つ組み合わせて筒状にして用いている。ガイド部材構成部材６６には、図５（Ｂ）のＢ－Ｂ線端面図に示されている係合用爪部６７及び被係合部６９と、図５（Ｃ）のＣ－Ｃ線端面図に示されている嵌合用爪部６８及び被嵌合部７０とが形成されている。第１及び第２の絶縁性ガイド部材１５，１７は、組み合わせる２つの構成部材６６のうち一方を１８０°回転させて、係合用爪部６７と被係合部６９、嵌合用爪部６８と被嵌合部７０の位置を合わせて組み合わせることにより行う。このように構成することにより、一体成形で製造するよりも安価に且つ容易に第１及び第２の絶縁性ガイド部材１５，１７を製造することが可能である。また、端部にコネクタが接続されたリード線（電圧検出線及び信号線）を挟んで組み立てることで、組み立てが容易になる。
　また、ガイド部材構成部材６６の端部には、リード線導出孔（第１の絶縁性ガイド部材１５の場合には、６３Ａ，６３Ｂ、第２の絶縁性ガイド部材１７の場合には、６５Ａ，６５Ｂ）の内側に入り込むように厚みが薄く形成された接合部７１と、図５（Ｄ）のＤ－Ｄ線端面図に示されているセル・ホルダ５，７に固定する際のネジ孔７４を有する固定部７３が備えられている。第１及び第２の絶縁性ガイド部材１５，１７をセル・ホルダ５，７に固定する際には、リード線導出孔に接合部７１を挿入した状態で、セル・ホルダ５，７に設けられた図示しないネジ孔とネジ孔７４を合わせて、ネジでセル・ホルダ５，７の外側から固定する。
　上記のように本実施の形態の電気化学セル・モジュール１は収納ケースを備えていなくても、制御回路４１を電気化学セル・モジュール１に実装することができる。そのため、収納ケースにかかるコストを削減することができる。また、収納ケースに囲まれていないため、リチウムイオン電池セル３の放熱効率を上げることができる。
　なお、本実施の形態では、電気化学セルとしてリチウムイオン電池セルを用いたが、充放電可能な他の電池セル、キャパシタなどを用いてもよいのはもちろんである。
　また、本実施の形態では、リチウムイオン電池セルの数を６本としたが、６本は一例に過ぎず、４本、８本、１２本等、また、奇数本にすることも可能である。
　さらに、例えば、６本×２組の並列運転が可能な制御回路４１を１つのモジュール内に備え付けておいて、電池容量が足らない場合等に、別に用意した６本１セットの制御回路を省略した電気化学セル・モジュールを追加して１つの制御回路４１により他のモジュールを並列運転をして電池容量を増やすこともできる。
　本発明によれば、セル・ホルダの一方に制御回路を収納する制御回路ホルダを装着しているため、収納ケースを備えていなくても、制御回路をモジュールに実装することができる。そのため、収納ケースにかかるコストを削減することができる。また、収納ケースに囲まれていないため、電気化学セル・モジュールの放熱効率を上げることができる。さらに、電圧検出線と信号線とを第１の絶縁性ガイド部材と第２の絶縁性ガイド部材とに分けて通すことで、互いに電気的に干渉することがなくなり、ノイズによる制御回路の誤作動等を防止することができる。
１　電気化学セル・モジュール
３　リチウムイオン電池セル
５，７　セル・ホルダ
６Ａ乃至６Ｆ　セル端部収納凹部
８Ａ乃至８Ｆ　セル端部収納凹部
９　制御回路ホルダ
１０　筒部
１１　端子ホルダ
１３　補強用金属バー
１５　第１の絶縁性ガイド部材
１７　第２の絶縁性ガイド部材
１９，２１　貫通孔
２０，２２　ネジ
２３　バスバ収納部
２５　制御回路基板収納部
２７　ネジ孔
２９　ネジ
３１　隔壁部
３３　周壁部
３５　蓋板
３７Ａ　貫通孔
３７Ｂ　ネジ孔
３９　ネジ
４１　制御回路
４３　制御回路基板
４５，４７　リード線挿入用貫通孔
４９　正極端子
５１　負極端子
５２　外部接続端子
５３　ネジ孔
５５　ネジ
５７Ａ乃至５７Ｆ　ナット
５８Ａ乃至５８Ｆ　端子部
５９Ａ乃至５９Ｆ　ナット
６０Ａ乃至６０Ｆ　端子部
６１　バスバ
６３Ａ，６３Ｂ　リード線導出孔
６５Ａ，６５Ｂ　リード線導出孔
６６　ガイド部材構成部材
６７　係合用爪部
６８　嵌合用爪部
６９　被係合部
７０　被嵌合部
７１　接合部
７３　固定部
７４　ネジ孔

Claims (7)

  1. 　電気的に接続されて並設された複数本の筒型電気化学セルの両端を一対のセル・ホルダでそれぞれ保持してなる電気化学セル・モジュールであって、
    　前記一対のセル・ホルダのうちの一方のセル・ホルダの外側に、前記複数本の筒型電気化学セルの電圧を制御する制御回路を収納した制御回路ホルダが装着されており、
    　前記一対のセル・ホルダの他方のセル・ホルダには、一対の入出力端子と外部接続端子を備えた端子ホルダが装着されており、
    　前記制御回路ホルダは、前記一方のセル・ホルダと対向する対向壁部を有しており、
    　前記対向壁部には１以上のリード線挿入用貫通孔が形成されており、
    　前記複数本の筒型電気化学セルと前記制御回路とを電気的に接続する複数本のリード線が前記リード線挿入用貫通孔を通って前記制御回路ホルダ内に挿入されており、
    　前記複数本のリード線と前記制御回路とはコネクタを介して接続されており、
    　前記複数本のリード線は、前記複数本の筒型電気化学セルのそれぞれから前記制御回路に延びる前記複数本の筒型電気化学セルのそれぞれの電圧を検出する電圧検出線と、前記制御回路から前記他方のセル・ホルダ内に位置する外部接続端子に延びる信号線とからなり、
    　前記電圧検出線及び前記信号線は、前記一対のホルダの間に配置されて内部に通路を有する１以上の絶縁性ガイド部材の前記通路を通して接続されており、
    　前記１以上の絶縁性ガイド部材は、第１の絶縁性ガイド部材と第２の絶縁性ガイド部材とからなり、
    　前記電圧検出線は、前記第１の絶縁性ガイド部材に通されており、
    　前記信号線は、前記第２の絶縁性ガイド部材に通されていることを特徴とする電気化学セル・モジュール。
  2. 　電気的に接続されて並設された複数本の筒型電気化学セルの両端を一対のセル・ホルダでそれぞれ保持してなる電気化学セル・モジュールであって、
    　前記一対のセル・ホルダのうちの一方のセル・ホルダの外側に、前記複数本の筒型電気化学セルの電圧を制御する制御回路を収納した制御回路ホルダが装着されていることを特徴とする電気化学セル・モジュール。
  3. 　前記一対のセル・ホルダの他方のセル・ホルダには、一対の入出力端子と外部接続端子を備えた端子ホルダが装着されている請求項２に記載の電気化学セル・モジュール。
  4. 　前記制御回路ホルダは、前記一方のセル・ホルダと対向する対向壁部を有しており、
    　前記対向壁部には１以上のリード線挿入用貫通孔が形成されており、
    　前記複数本の筒型電気化学セルと前記制御回路とを電気的に接続する複数本のリード線が前記リード線挿入用貫通孔を通って前記制御回路ホルダ内に挿入されており、
    　前記複数本のリード線と前記制御回路とはコネクタを介して接続されている請求項３に記載の電気化学セル・モジュール。
  5. 　前記複数本のリード線は、前記複数本の筒型電気化学セルのそれぞれから前記制御回路に延びる前記複数本の筒型電気化学セルのそれぞれの電圧を検出する電圧検出線と、前記制御回路から前記他方のセル・ホルダ内に位置する外部接続端子に延びる信号線とからなり、
    　前記電圧検出線及び前記信号線は、前記一対のホルダの間に配置されて内部に通路を有する１以上の絶縁性ガイド部材の前記通路を通して接続されている請求項４に記載の電気化学セル・モジュール。
  6. 　前記１以上の絶縁性ガイド部材は、第１の絶縁性ガイド部材と第２の絶縁性ガイド部材とからなり、
    　前記電圧検出線は、前記第１の絶縁性ガイド部材に通されており、
    　前記信号線は、前記第２の絶縁性ガイド部材に通されている請求項５に記載の電気化学セル・モジュール。
  7. 　前記絶縁性ガイド部材は、前記通路に沿って分割面を有する二つ割り構造を有している請求項５または６に記載の電気化学セル・モジュール。
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