WO2018003467A1

WO2018003467A1 - 電池ブロック及び電池モジュール

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Publication number: WO2018003467A1
Application number: PCT/JP2017/021582
Authority: WO
Inventors: 信行中澤
Original assignee: パナソニックＩｐマネジメント株式会社
Priority date: 2016-06-29
Filing date: 2017-06-12
Publication date: 2018-01-04
Also published as: JPWO2018003467A1; CN109328407A; CN109328407B; JP6920659B2; US10910611B2; US20190305262A1

Abstract

実施形態の一例である電池ブロック（１１）は、複数の円筒形電池（１２）と、千鳥状に配置された複数の円筒形電池（１２）を収容する電池ホルダー（１３）と、各円筒形電池（１２）の正極端子と電気的に接続される正極集電板（１４）と、各円筒形電池（１２）を挟んで正極集電板（１４）と対向配置され、各円筒形電池（１２）の負極端子と電気的に接続される負極集電板（１５）とを備える。正極集電板（１４）及び負極集電板（１５）の少なくとも一方は、円筒形電池（１２）の軸方向に延びて他の電池ブロックの集電板と電気的に接続されるバスバー部を有する。電池ホルダー（１３）の端部には、２つの円筒形電池（１２）の間隙に、バスバー部を収容する凹部が形成されている。

Description

電池ブロック及び電池モジュール

　本開示は、電池ブロック及び電池モジュールに関する。

　従来、複数の円筒形電池を含む電池ブロック同士を電気的に接続して構成される電池モジュールが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示された電池モジュールは、円筒形電池の軸方向に電池ブロックが２段積みされた構造を有する。なお、円筒形電池の列に沿った方向に２つ以上の電池ブロックを並べて構成される電池モジュールも知られている。

特開２０１５－１１９５６号公報

　ところで、円筒形電池の列に沿った方向に並ぶ２つ以上の電池ブロックを電気的に接続して電池モジュールを構築する場合に、電池ブロック同士の間隔を狭くして電池モジュールの容量密度を向上させることは重要な課題である。

　本開示の一態様である電池ブロックは、複数の円筒形電池と、千鳥状に配置された複数の円筒形電池を収容する電池ホルダーと、各円筒形電池の正極端子と電気的に接続される正極集電板と、各円筒形電池を挟んで正極集電板と対向配置され、各円筒形電池の負極端子と電気的に接続される負極集電板とを備え、正極集電板及び負極集電板の少なくとも一方は、円筒形電池の軸方向に延びて他の電池ブロックの集電板と電気的に接続されるバスバー部を有し、電池ホルダーは、隣り合う列の各円筒形電池同士が千鳥状に配置され、電池ホルダーの端部から最寄の円筒形電池までの距離が円筒形電池の千鳥状の配置により相違する複数の円筒形電池の列を有し、電池ホルダーの端部には、電池ホルダーの端部から最寄の円筒形電池までの距離が近い２つの列の２つの円筒形電池の間隙に、バスバー部を収容する凹部が形成されていることを特徴とする。

　本開示の一態様である電池ブロックによれば、隣接配置される他の電池ブロックとの間隔を小さくでき、容量密度の高い電池モジュールを提供することができる。

実施形態の一例である電池ブロック及び電池モジュールを正面側斜め上方から見た斜視図である。実施形態の一例である電池ブロック及び電池モジュールを背面側斜め下方から見た斜視図である。実施形態の一例である電池ブロック及び電池モジュールの平面図である。実施形態の一例である電池ブロック及び電池モジュールの底面図である。図３及び図４のＡＡ線断面図である。実施形態の他の一例である電池モジュールの断面図である。実施形態の一例である金属製ホルダーを示す図である。

　上述のように、円筒形電池の列に沿った方向に並ぶ複数の電池ブロックを電気的に接続して構成される電池モジュールにおいて、電池ブロック同士の間隔を狭くして容量密度を向上させることは重要である。かかる課題に対処すべく、本開示の一態様である電池ブロックの電池ホルダーでは、千鳥状に配置された円筒形電池の間隙に集電板のバスバー部を収容する凹部を形成している。かかる凹部を備えることで、バスバー部が電池ホルダーの端から大きく張り出すことがなくなり、バスバー部が原因で２つの電池ブロックの間隔が広がることを防止できる。つまり、電池ブロック同士の間隔が小さくなり、電池モジュールの容量密度が向上する。

　バスバー部は、例えば集電板を折り曲げて形成されるが、上記凹部を設けることで、折り曲げの程度を緩やかにすることができる。凹部が存在しない場合は、バスバー部の張り出し長さをできるだけ小さくするために、集電板は急峻に折り曲げられるが、この場合、折り曲げ部に応力が集中し易く集電板の耐久性が低下する。即ち、凹部を設けて集電板を緩やかに折り曲げることで、応力の集中が緩和されて接続構造の耐久性が向上する。なお、集電板を流れる電流量が増加すると、一般的に厚みの大きい集電板が使用されるが、かかる集電板は直角に折り曲げ難い。凹部を設けることによって、厚みの大きな集電板を緩やかに折り曲げて使用できる。

　また、上記凹部は、電池ホルダーの端部において円筒形電池が配置されないスペースを利用して形成される。このため、本開示の一態様である電池ブロックによれば、円筒形電池の搭載本数を減らすことなく、電池ブロック同士の間隔を小さくできる。

　以下、実施形態の一例について詳細に説明する。なお、本開示に係る電池ブロック及び電池モジュールは、以下で説明する実施形態に限定されない。実施形態の説明で参照する図面は模式的に記載されたものであるから、図面に描画された構成要素の寸法などは以下の説明を参酌して判断されるべきである。

　以下では、説明の便宜上、円筒形電池の列に沿った方向を電池ブロック等の「縦方向」、円筒形電池の列が並ぶ方向を電池ブロック等の「横方向」とする。円筒形電池の軸方向に沿った方向を電池ブロック等の「上下方向」とし、正極集電板側を「上」、負極集電板側を「下」とする。また、正極側バスバー部を収容する第１凹部が形成される電池ブロックの縦方向一方側（正面側）を「前」、負極側バスバー部を収容する第２凹部が形成される電池ブロックの縦方向他方側（背面側）を「後」とする。

　図１及び図２は、実施形態の一例である２つの電池ブロック１１を電気的に接続して構成された電池モジュール１０の斜視図である。図１及び図２に例示するように、電池モジュール１０を構成する電池ブロック１１は、複数の円筒形電池１２と、千鳥状に配置された複数の円筒形電池１２を収容する電池ホルダー１３とを備える。電池ブロック１１は、さらに、各円筒形電池１２の正極端子と電気的に接続される正極集電板１４と、各円筒形電池１２を挟んで正極集電板１４と対向配置され、各円筒形電池１２の負極端子と電気的に接続される負極集電板１５とを備える。電池ブロック１１は、複数の円筒形電池１２を電池ホルダー１３に収容して並列接続した組電池ユニットである。

　詳しくは後述するが、正極集電板１４及び負極集電板１５の少なくとも一方は、円筒形電池１２の軸方向に延びて他の電池ブロックの集電板と電気的に接続されるバスバー部を有する。そして、電池ホルダー１３の端部には、電池ホルダー１３の端部から最寄の円筒形電池１２までの距離が近い２つの列の２つの円筒形電池１２の間隙に、バスバー部を収容する凹部が形成されている。本実施形態では、正極集電板１４及び負極集電板１５に、バスバー部４１，４６がそれぞれ設けられる。凹部には、バスバー部４１（正極側バスバー部）を収容する凹部２３（第１凹部）と、バスバー部４６（負極側バスバー部）を収容する凹部２８（第２凹部）とが含まれる。

　電池モジュール１０は、円筒形電池１２の列に沿った縦方向に並ぶ２つの電池ブロック１１を直列接続して構成される。電池モジュール１０では、電池ブロック１１Ａの後面と電池ブロック１１Ｂの前面が対向配置されている。２つの電池ブロック１１は、例えば同じものであり、互いに形状、寸法が同じで、同数の円筒形電池１２を搭載している。以下では、説明の便宜上、一方の電池ブロック１１を「電池ブロック１１Ａ（第１電池ブロック）」、他方の電池ブロック１１を「電池ブロック１１Ｂ（第２電池ブロック）」とする。詳しくは後述するが、電池モジュール１０は、電池ブロック１１Ａのバスバー部４６Ａと、電池ブロック１１Ｂのバスバー部４１Ｂとを接続して構成される。なお、電池モジュール１０は、３つ以上の電池ブロック１１を電気的に接続して構成されてもよい。

　電池ブロック１１は、さらに、正極リード板１６と、負極リード板１７とを備える。正極リード板１６は、電池ホルダー１３の上壁部２１と正極集電板１４の間に介在して各円筒形電池１２の正極端子と電気的に接続される。負極リード板１７は、電池ホルダー１３の下壁部２６と負極集電板１５の間に介在して各円筒形電池１２の負極端子と電気的に接続される。即ち、正極集電板１４は正極リード板１６を介して各円筒形電池１２の正極端子と電気的に接続され、負極集電板１５は負極リード板１７を介して各円筒形電池１２の負極端子と電気的に接続される。

　円筒形電池１２は、金属製の電池ケースと、当該ケース内に収容された発電要素とを備える。発電要素には、例えば巻回構造を有する電極体と、非水電解質とが含まれる。電池ケースは、軸方向両端にそれぞれ形成された略真円形状の正極側端面１２ａ及び負極側端面１２ｂと、軸方向に沿った曲面である側面１２ｃとを含み、径方向よりも軸方向に長い略円柱形状を有する。電池ケースは、発電要素を収容する有底円筒形状のケース本体と、ケース本体の開口部を塞ぐ封口体とで構成される。ケース本体と封口体の間には、一般的にガスケットが設けられる。

　本実施形態では、封口体の上面が正極側端面１２ａとなり、ケース本体の下面が負極側端面１２ｂとなる。封口体は、例えば弁体を含む積層構造を有し、円筒形電池１２の正極端子として機能する。また、ケース本体が円筒形電池１２の負極端子として機能する。正極リード板１６は正極側端面１２ａに接続され、負極リード板１７は負極側端面１２ｂに接続される。

　電池ホルダー１３は、複数の円筒形電池１２を収容可能な内部空間を有する。電池ホルダー１３は、複数の円筒形電池１２を収容する電池ケースともいえる。電池ホルダー１３は、上下方向よりも縦方向及び横方向に長い略直方体形状を有する。電池ホルダー１３の上下方向長さは、例えば円筒形電池１２の軸方向長さよりもやや長い。電池ホルダー１３の縦方向長さは円筒形電池１２の列の長さ等に応じて設定され、横方向長さは後述する収容部群３０の数等に応じて設定される。

　電池ホルダー１３は、例えば樹脂製のホルダーである。電池ホルダー１３を構成する樹脂は、好ましくは硬化型樹脂であって、例えば６００℃以上の高温に曝されても溶融しない架橋構造を有する樹脂である。具体例としては、不飽和ポリエステル、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂が挙げられる。硬化型樹脂には、絶縁性の金属酸化物、金属窒化物等の熱伝導性フィラー、熱分解時に吸熱作用を発揮する水酸化アルミニウム等の吸熱フィラーなどが含有されていてもよい。

　電池ホルダー１３は、千鳥状に形成された複数の電池収容部３１を有する。電池ホルダー１３は、隣り合う列の各円筒形電池１２同士が千鳥状に配置され、電池ホルダー１３の端部から最寄の円筒形電池１２までの距離が円筒形電池１２の千鳥状の配置により相違する複数の円筒形電池１２の列を有している。本実施形態では、複数の円筒形電池１２が千鳥状に配置されるように３列で形成された電池収容部３１の群である収容部群３０を２つ以上有しており、３つの収容部群３０が電池ホルダー１３の横方向に並んで設けられている。各収容部群３０の間には、各収容部群３０を構成する各電池収容部３１の隙間よりも広い間隙が形成される。

　各収容部群３０は、３列ある電池収容部３１の列のうち、両端の列３５を構成する電池収容部３１の数よりも中央の列３４を構成する電池収容部３１の数が１つ多くなるようにそれぞれ構成されている。列３４，３５は、いずれも複数の電池収容部３１が縦方向に真っ直ぐ並んで形成されている。列３４を構成する電池収容部３１と列３５を構成する電池収容部３１は、縦方向に半ピッチずつずれて千鳥状に配置される。すなわち、列３４は列３５より電池ホルダー１３の端部から最寄の円筒形電池１２までの距離が円筒形電池１２同士の間隔の半ピッチ分短くなっている。

　本実施形態では、列３４が８つの電池収容部３１から形成され、列３５が７つの電池収容部３１から形成されている。そして、列３４は列３５の両端から電池収容部３１の略半分の長さだけ前方及び後方にそれぞれ突出している。このように、列３５の長さは列３４の長さよりも短いため、電池ホルダー１３の縦方向端部において、２つの収容部群３０の間には円筒形電池１２が配置されないスペースが他の部分よりも広く形成される。詳しくは後述するが、電池ホルダー１３には、かかるスペースを利用してバスバー部を収容する凹部２３，２８が列３５の部分、すなわち列３４と隣接する他の列３４との間に形成される。

　以下、図３～図５をさらに参照しながら、電池ホルダー１３、正極集電板１４、負極集電板１５、及び電池ブロック１１Ａ，１１Ｂの接続構造について、より詳細に説明する。図３は電池モジュール１０の平面図、図４は電池モジュール１０の底面図、図５は図３及び図４のＡＡ線断面図である。

　図１～図５に例示するように、電池ホルダー１３は、アッパーホルダー２０と、ロアーホルダー２５とを有し、当該各ホルダーを連結して構成される。アッパーホルダー２０及びロアーホルダー２５は、円筒形電池１２の収容部３２，３３（図５参照）がそれぞれ複数形成されたトレイ状部材である。収容部３２，３３は、円筒形電池１２の軸方向端部が挿入される筒状の凹部であって、千鳥状に形成されている。アッパーホルダー２０とロアーホルダー２５が連結されたときに収容部３２，３３が上下方向に重なることで、電池収容部３１が形成される。アッパーホルダー２０とロアーホルダー２５の縦方向長さ、横方向長さ、上下方向長さは、例えばそれぞれ互いに略同一である。

　アッパーホルダー２０は、各円筒形電池１２の正極側端面１２ａの周縁部及び側面１２ｃの上端部に密接して、各円筒形電池１２の上端部を保持する。アッパーホルダー２０は、平面視略四角形状の上壁部２１と、上壁部２１に対して略垂直に形成された側壁部２２とを有する。側壁部２２に囲まれたアッパーホルダー２０の内側には複数の収容部３２が形成されており、円筒形電池１２の上端部が収容部３２に挿入されている。

　上壁部２１には、正極側端面１２ａの一部を露出させる開口２１ａが形成される。正極リード板１６は、開口２１ａを介して正極側端面１２ａに接続される。また、円筒形電池１２の弁体が破断してガスが排出される場合には、開口２１ａを通ってガスが排出される。開口２１ａは、例えば略真円形状を有し、千鳥状に形成される。開口２１ａは、全ての収容部３２について形成される。また、上壁部２１には、正極集電板１４を固定するためのネジ３６が挿通されるネジ孔（図示せず）が形成される。当該ネジ孔は、例えば各収容部群３０の間に形成される。

　ロアーホルダー２５は、各円筒形電池１２の負極側端面１２ｂの周縁部及び側面１２ｃの下端部に密接して、各円筒形電池１２の下端部を保持する。ロアーホルダー２５は、平面視略四角形状の下壁部２６と、下壁部２６に対して略垂直に形成された側壁部２７とを有する。下壁部２６に囲まれたロアーホルダー２５の内側には複数の収容部３３が形成されており、円筒形電池１２の下端部が収容部３３に挿入されている。下壁部２６には、アッパーホルダー２０の上壁部２１と同様に、負極側端面１２ｂの一部を露出させる開口２６ａ、ネジ３６が挿通されるネジ孔が形成される。開口２６ａは、例えば略半円形状を有し、全ての収容部３３について形成される。

　アッパーホルダー２０及びロアーホルダー２５の各側壁部には、連結部３８が設けられている。例えば、収容部３３に円筒形電池１２の下端部を挿入したロアーホルダー２５にアッパーホルダー２０を被せて両ホルダーを連結部３８でネジ止めすることによって、複数の円筒形電池１２を内部に収容した電池ホルダー１３が形成される。上壁部２１の開口２１ａは円筒形電池１２の正極側端面１２ａによって、下壁部２６の開口２６ａは円筒形電池１２の負極側端面１２ｂによってそれぞれ塞がれ、また側壁部２２，２７の先端部同士が互いに隙間なく当接する。これにより、円筒形電池１２が収容される電池ホルダー１３の内部は閉じられた空間となる。

　正極集電板１４は、アッパーホルダー２０に取り付けられる。正極集電板１４は、複数の開口４２が形成された基部４０と、基部４０の縦方向一端部（前端部）から延出するバスバー部４１とを有する。開口４２は、アッパーホルダー２０の開口２１ａと重なる位置に形成される。基部４０は、ネジ３６を用いてアッパーホルダー２０の上壁部２１に固定され、上壁部２１の略全域を覆うように設けられる。

　バスバー部４１は、正極集電板１４を折り曲げて形成される。バスバー部４１は、基部４０との境界位置である根元で下方に折り曲げられ、途中で前方に折り曲げられている。バスバー部４１の根元側部分は基部４０に対して略垂直に延び、バスバー部４１の先端側部分は基部４０と略平行に延びている。バスバー部４１の上下方向長さは、アッパーホルダー２０の上下方向長さよりも短い。また、バスバー部４１は、電池ホルダー１３の端から前方に張り出さず凹部２３に収まる縦方向長さとされる。

　正極集電板１４には、バスバー部４１が２つ設けられる。２つのバスバー部４１は、互いに同じ形状、同じ寸法を有し、いずれも基部４０の前端部から延出している。各バスバー部４１は、各収容部群３０をそれぞれ構成する２つの電池収容部３１の間、より詳しくは各列３４をそれぞれ構成する２つの電池収容部３１の間、換言すると２つの列３４の円筒形電池１２の間隙にそれぞれ設けられる。即ち、各バスバー部４１の横方向長さは、当該２つの電池収容部３１の間隔より短い。

　本実施形態において、バスバー部４１は１つであってもよいが、複数設けることで、正極集電板１４の許容電力量を上げることができる（バスバー部４６についても同様）。なお、横方向に長いバスバー部を１つ設けるよりも二股のバスバー部を設ける方が、例えば円筒形電池１２の搭載効率を高くでき、また接続構造の耐久性が向上する。

　負極集電板１５は、ロアーホルダー２５に取り付けられる。負極集電板１５は、複数の開口４７が形成された基部４５と、基部４５の縦方向他端部（後端部）から延出するバスバー部４６とを有する。バスバー部４１，４６は、互いに電池ホルダー１３の縦方向反対側に設けられる。これにより、複数の電池ブロック１１を縦方向に直列接続できる。開口４７は、ロアーホルダー２５の開口２６ａと重なる位置に形成される。基部４５は、ネジ３６を用いてロアーホルダー２５の下壁部２６に固定され、下壁部２６の略全域を覆うように設けられる。

　バスバー部４６は、負極集電板１５を折り曲げて形成される。バスバー部４６は、基部４５との境界位置である根元で上方に折り曲げられ、途中で後方に折り曲げられている。バスバー部４６の根元側部分は基部４５に対して略垂直に延び、バスバー部４６の先端側部分は基部４５と略平行に延びている。バスバー部４６の上下方向長さは、ロアーホルダー２５の上下方向長さよりも長く、後述するようにバスバー部４６の一部はアッパーホルダー２０に形成されたアッパーホルダー側凹部２４に収容される。バスバー部４６の上下方向長さは、バスバー部４１の上下方向長さより長いが、部材の搬送、管理等を考慮すると、例えばバスバー部４１の上下方向長さの３倍未満とされる。また、バスバー部４６の先端側部分は、電池ホルダー１３の端から後方に突出している。

　負極集電板１５には、バスバー部４６が２つ設けられる。２つのバスバー部４６は、互いに同じ形状、同じ寸法を有し、いずれも基部４５の後端部から延出している。各バスバー部４６は、各収容部群３０をそれぞれ構成する２つの電池収容部３１の間、より詳しくは各列３４の端にそれぞれ位置する２つの電池収容部３１の間、換言すると２つの列３４の円筒形電池１２の間隙にそれぞれ設けられる。各バスバー部４６の横方向長さは、当該２つの電池収容部３１の間隔より短く、例えばバスバー部４１の横方向長さと同じである。

　電池ホルダー１３には、上述のように、正極集電板１４のバスバー部４１を収容する凹部２３と、負極集電板１５の凹部２８を収容する２８とが、２つの円筒形電池１２の間隙にそれぞれ形成されている。凹部２３は電池ホルダー１３の前端部に形成され、凹部２８は電池ホルダー１３の後端部に形成される。凹部２３は、電池ホルダー１３の前端部において、各収容部群３０をそれぞれ構成する２つの電池収容部３１の間に形成される。より詳しくは、各収容部群３０の中央の列３４をそれぞれ構成する２つの電池収容部３１の間隙に形成される。凹部２８についても、電池ホルダー１３の後端部において、各収容部群３０の中央の列３４をそれぞれ構成する２つの電池収容部３１の間隙に形成される。

　本実施形態では、収容部群３０が電池ホルダー１３の横方向に３つ形成されているため、凹部２３，２８は横方向に間隔をあけて２つ形成される。２つの収容部群３０の間には円筒形電池１２が配置されないスペースが他の部分よりも広く形成されるため、かかるスペースを利用することで、円筒形電池１２の搭載本数を減少させることなく凹部２３，２８を形成できる。

　凹部２３は、アッパーホルダー２０の前端部に形成された窪みであって、当該ホルダーの上端から上下方向中央部にわたって形成されている。凹部２３の側壁部は上下方向に沿って形成され、凹部２３の下壁部はアッパーホルダー２０の上壁部２１と略平行に形成されている。

　凹部２３は、バスバー部４１の全体を収容する。凹部２３は、縦、横、上下方向にそれぞれバスバー部４１の寸法以上の大きさで形成される。バスバー部４１は、凹部２３の側壁部及び下壁部に沿うように配置され、その全体が凹部２３内に収まっている。凹部２３の下壁部には、ネジ孔３７が形成されている。ネジ孔３７には、バスバー部４１，４６を固定するネジ３６が取り付けられる。ネジ３６が挿通される貫通孔４３が形成されたバスバー部４１の先端側部分は、貫通孔４３がネジ孔３７と上下方向に重なり凹部２３の下壁部に沿うように配置される。

　凹部２８は、アッパーホルダー２０及びロアーホルダー２５の後端部に形成された窪みであって、ロアーホルダー２５の下端からアッパーホルダー２０の上下方向中央部にわたって形成されている。凹部２８は、アッパーホルダー２０に形成されたアッパーホルダー側凹部２４と、ロアーホルダー２５の上下方向全長にわたって形成されたロアーホルダー側凹部２９とで構成されている。アッパーホルダー側凹部２４とロアーホルダー側凹部２９は、上下方向に並んで連続している。

　凹部２８は、バスバー部４６の一部を収容する。凹部２８は、バスバー部４６の上下方向に延びた部分の全体を収容し、バスバー部４６の後方に延びた部分の一部を収容する。凹部２８は、横方向と上下方向にそれぞれバスバー部４６の寸法以上の大きさで形成される。他方、凹部２８の縦方向長さは、バスバー部４６の縦方向長さよりも短い。ネジ３６が挿通される貫通孔４８が形成されたバスバー部４６の先端側部分は、凹部２８から張り出し、電池ホルダー１３の端から後方へ突出している。

　凹部２３と凹部２８は、縦方向に重なるように形成されている。即ち、凹部２３，２８は、互いに縦方向に重なる上下方向長さとされる。凹部２３の上下方向長さが決まっている場合、凹部２８は、その上端が凹部２３の下端よりも上に位置するように形成される。電池モジュール１０では、電池ブロック１１Ａの凹部２８Ａの上部と電池ブロック１１Ｂの凹部２３Ｂの下部が、縦方向に重なって対向している。このため、電池ブロック１１Ａの凹部２８Ａから張り出して後方に突出したバスバー部４６Ａの先端側部分を、電池ブロック１１Ｂの凹部２３Ｂ内に挿し込むことが可能となる。

　電池モジュール１０では、上述のように、電池ブロック１１Ｂのバスバー部４１Ｂが電池ブロック１１Ａのバスバー部４６Ａに接続されている。電池ブロック１１Ａのバスバー部４６Ａは、貫通孔４８が貫通孔４３と上下方向に重なるように、バスバー部４１Ｂの上に重ねられる。そして、ネジ３６を貫通孔４３，４８に挿通してネジ孔３７に取り付けることで、バスバー部４１Ｂとバスバー部４６Ａが電気的に接続され、電池ブロック１１Ａ，１１Ｂの接続構造が形成される。

　つまり、電池ブロック１１Ａのバスバー部４６Ａが電池ブロック１１Ｂ側に延出し、電池ブロック１１Ｂのバスバー部４６Ｂと当該ブロックの凹部２３Ｂ内で接続されている。電池ブロック１１Ａの後面を形成する電池ホルダー１３Ａの側壁部と電池ブロック１１Ｂの前面の形成する電池ホルダー１３Ｂの側壁部は、接触していてもよいが、本実施形態では、部品公差を考慮して僅かに離間させている。なお、バスバー部４１Ｂとバスバー部４６Ａは、ネジ止めではなく、溶接されてもよい。

　以上のように、電池ブロック１１Ａ，１１Ｂを接続して構成される電池モジュール１０は、電池ブロック同士の間隔が小さいため、高い容量密度を有する。電池ホルダー１３には、複数の円筒形電池１２が千鳥状に効率良く収容されると共に、円筒形電池１２が配置されないスペースを利用して円筒形電池１２の搭載本数を減らすことなく凹部２３，２８が形成されている。バスバー部４１，４６は凹部２３，２８にそれぞれ収容されるため、電池ホルダー１３の端から大きく張り出さず、バスバー部４１，４６が原因で２つの電池ブロック１１の間隔が広がることを防止できる。また、凹部２３，２８を設けたことで、バスバー部４１，４６の折り曲げの程度を緩やかにすることが可能になるため、応力の集中が緩和されて接続構造の耐久性が向上する。

　なお、上述の実施形態は、本開示の目的を損なわない範囲で適宜設計変更できる。例えば、正極側バスバー部の上下方向長さを負極側バスバー部の上下方向長さより長くしてもよい。また、第１電池ブロックの正極側バスバー部が第２電池ブロック側に延出し、第２電池ブロックの負極側バスバー部と当該ブロックの第２凹部内で接続される構成としてもよい。また、図６に例示するような集電板を用いて電池モジュールを構成してもよく、図７に例示するような金属製ホルダー５０を用いてもよい。

　図６は、実施形態の他の一例である電池モジュール１０Ｘの断面図である。図６では、電池モジュール１０と同じ構成要素には同じ符号を用いている。図６に例示する電池モジュール１０Ｘは、正極集電板１４Ｘにバスバー部が設けられず、負極集電板１５Ｘのみにバスバー部４６Ｘが設けられている点で、電池モジュール１０と異なる。バスバー部４６Ｘは、例えば負極集電板１５の場合と同様に横方向に並んで２つ設けられる。但し、バスバー部４６Ｘの上下方向長さは、円筒形電池１２の軸方向長さよりも長い。電池モジュール１０Ｘでは、電池ブロック１１ＸＡのバスバー部４６ＸＡが電池ブロック１１ＸＢ側に延出して正極集電板１４ＸＢ上に重ねられ、正極集電板１４ＸＢと接続されている。正極集電板１４ＸＢとバスバー部４６ＸＡは、溶接されてもよく、ネジ止めされてもよい。

　電池モジュール１０Ｘは、上述のように、正極側バスバー部を有さないため、電池ホルダー１３Ｘのアッパーホルダー２０Ｘには第１凹部が形成されない。凹部としては、バスバー部４６Ｘを収容する凹部２８Ｘ（第２凹部）がロアーホルダー２５Ｘに形成される。凹部２８Ｘは、アッパーホルダー側凹部２４Ｘと、ロアーホルダー側凹部２９とで構成され、例えば電池ホルダー１３Ｘの上下方向全長にわたって形成される。バスバー部４６ＸＡの上下方向に延びた部分は凹部２８ＸＡに収容されるため、電池ブロック１１ＸＡ，１１ＸＢの間隔を狭くしてモジュールの容量密度を向上させることができる。

　図７は、実施形態の一例である金属製ホルダー５０の斜視図である。図７に例示するように、金属製ホルダー５０は、隣り合う列の各円筒形電池（図示せず）同士が千鳥状に配置されるように３列で形成された複数の電池収容部５１を有するブロック状の部材である。金属製ホルダー５０は、例えば通常動作時における各円筒形電池１２の均熱化を図るため、熱伝導性の高い材料によって構成される。軽量性、加工性等を考慮すると、一般的にはアルミニウムを主成分とする金属材料が用いられる。

　金属製ホルダー５０は、３列ある電池収容部５１の列のうち、両端の列５３を構成する電池収容部５１の数よりも中央の列５２を構成する電池収容部５１の数が１つ多くなるようにそれぞれ構成されている。列５２，５３は、いずれも複数の電池収容部５１が縦方向に真っ直ぐ並んで形成されている。列５２を構成する電池収容部５１と列５３を構成する電池収容部５１は、縦方向に半ピッチずつずれて千鳥状に配置される。

　金属製ホルダー５０を用いる電池ブロックでは、金属製ホルダー５０が樹脂製の電池ホルダー内に収容される。電池ホルダーとしては、電池ホルダー１３と同様の外観を有するホルダーを使用できるが、かかるホルダーの内部には、収容部３２，３３の代わりに金属製ホルダー５０を挿入可能な収容部が形成される。電池ホルダーは、例えば金属製ホルダー５０を２つ以上収容する。この場合、バスバー部を収容する凹部は、電池ホルダーの縦方向端部において、各金属製ホルダー５０をそれぞれ構成する２つの電池収容部５１の間に形成される。

　１０　電池モジュール、１１，１１Ａ，１１Ｂ　電池ブロック、１２　円筒形電池、１２ａ　正極側端面、１２ｂ　負極側端面、１２ｃ　側面、１３，１３Ａ，１３Ｂ　電池ホルダー、１４，１４Ａ，１４Ｂ　正極集電板、１５，１５Ａ，１５Ｂ　負極集電板、１６　正極リード板、１７　負極リード板、２０　アッパーホルダー（第１ホルダー）、２１　上壁部、２１ａ，２６ａ　開口、２２，２７　側壁部、２３，２３Ａ，２３Ｂ　凹部（第１凹部）、２４　アッパーホルダー側凹部、２５　ロアーホルダー（第２ホルダー）、２６　下壁部、２８，２８Ａ，２８Ｂ　凹部（第２凹部）、２９　ロアーホルダー側凹部、３０　収容部群、３１　電池収容部、３２，３３　収容部、３４，３５　列、３６　ネジ、３７　ネジ孔、３８　連結部、４０，４５　基部、４１，４１Ａ，４１Ｂ　バスバー部（正極側バスバー部）、４２，４７　開口、４３，４８　貫通孔、４６，４６Ａ，４６Ｂ　バスバー部（負極側バスバー部），５０　金属製ホルダー、５１　電池収容部、５２，５３　列

Claims

　複数の円筒形電池と、
　千鳥状に配置された複数の前記円筒形電池を収容する電池ホルダーと、
　前記各円筒形電池の正極端子と電気的に接続される正極集電板と、
　前記各円筒形電池を挟んで前記正極集電板と対向配置され、前記各円筒形電池の負極端子と電気的に接続される負極集電板と、
　を備え、
　前記正極集電板及び前記負極集電板の少なくとも一方は、前記円筒形電池の軸方向に延びて他の電池ブロックの集電板と電気的に接続されるバスバー部を有し、
　前記電池ホルダーは、隣り合う列の前記各円筒形電池同士が千鳥状に配置され、前記電池ホルダーの端部から最寄の前記円筒形電池までの距離が前記円筒形電池の千鳥状の配置により相違する複数の前記円筒形電池の列を有し、
　前記電池ホルダーの端部には、前記電池ホルダーの端部から最寄の前記円筒形電池までの距離が近い２つの列の２つの前記円筒形電池の間隙に、前記バスバー部を収容する凹部が形成されている、電池ブロック。
　前記電池ホルダーは、隣り合う列の前記各円筒形電池同士が千鳥状に配置されるように３列で形成された電池収容部の群を２つ以上有し、
　前記各群は、前記３列のうち両端の列を構成する前記電池収容部の数よりも中央の列を構成する前記電池収容部の数が１つ多くなるようにそれぞれ構成され、
　前記凹部は、前記電池ホルダーの前記端部において、前記各郡をそれぞれ構成する２つの前記電池収容部の間に形成されている、請求項１に記載の電池ブロック。
　隣り合う列の前記各円筒形電池同士が千鳥状に配置されるように３列で形成された複数の電池収容部を有する金属製ホルダーをさらに備え、
　前記電池ホルダーは、前記金属製ホルダーを２つ以上収容し、
　前記凹部は、前記電池ホルダーの前記端部において、前記各金属製ホルダーをそれぞれ構成する２つの前記電池収容部の間に形成されている、請求項１に記載の電池ブロック。
　前記バスバー部は、前記正極集電板及び前記負極集電板の少なくとも一方に２つ以上設けられている、請求項１～３のいずれか１項に記載の電池ブロック。
　前記バスバー部は、前記正極集電板及び前記負極集電板に設けられ、
　前記凹部には、前記電池ホルダーの一端部に形成され前記正極集電板の前記バスバー部である正極側バスバー部を収容する第１凹部と、前記電池ホルダーの他端部に形成され前記負極集電板の前記バスバー部である負極側バスバー部を収容する第２凹部とが含まれる、請求項１～４のいずれか１項に記載の電池ブロック。
　請求項５に記載の電池ブロックを直列接続して構成される電池モジュールであって、
　前記電池ブロックは、第１電池ブロックと、第２電池ブロックとを含み、
　前記第１電池ブロックの正極側バスバー部が前記第２電池ブロック側に延出し、前記第２電池ブロックの負極側バスバー部と当該ブロックの第２凹部内で接続されるか、
　又は、前記第１電池ブロックの負極側バスバー部が前記第２電池ブロック側に延出し、前記第２電池ブロックの正極側バスバー部と当該ブロックの第１凹部内で接続される、電池モジュール。