WO2019167442A1 - 電池ブロック、組電池装置、電力システム及び電動車両 - Google Patents

電池ブロック、組電池装置、電力システム及び電動車両 Download PDF

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batteries
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泰斗 國分
裕勝 二瓶
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株式会社村田製作所
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Definitions

  • the present invention relates to a battery block, an assembled battery device, a power system, and an electric vehicle.
  • Patent Document 1 describes an assembled battery device in which an output voltage is freely changed to be adjusted to a required voltage of a vehicle to be mounted.
  • a holder case in which a plurality of batteries are housed in a parallel posture and the end electrodes of the battery are arranged on the opposing surface, and fixed to the opposing surface of the holder case, And an end plate on which bus bars are connected to connect the batteries in series or in parallel.
  • the holder case and the end plate are divided into a plurality of sub cases and sub end plates so that the longitudinal direction is divided into a plurality of regions.
  • each divided sub-end plate is fixed to two adjacent sub-cases, and the adjacent sub-cases are connected by the sub-end plates.
  • the output voltage value is changed according to the number of connected sub cases.
  • the output voltage is changed by the number of battery blocks connected in series, and the lateral width is freely adjusted by the number of parallel units constituting the battery block to obtain an optimum outer shape.
  • the battery pack is listed.
  • the battery pack according to Patent Document 2 has a battery core pack formed by connecting a plurality of battery blocks with lead plates and arranging them in a straight line.
  • the battery block includes an odd number of parallel units of three or more sets, and the parallel units are connected in a horizontal row so that the longitudinal direction of each unit cell faces the same direction.
  • the parallel unit a plurality of unit cells are arranged in parallel to each other, and the unit cells are connected in parallel by lead plates formed by connecting to end face electrodes at both ends of the unit cell.
  • the battery block In the battery block, parallel units arranged adjacent to each other are connected in series with a lead plate.
  • the battery block is formed by bending a lead plate arranged at a diagonal position in the middle, and connecting parallel units of adjacent battery blocks in series with connecting pieces on both sides of the bent portion.
  • Patent Document 1 changes the output voltage value depending on the number of subcases assembled, and there is a problem that the output current cannot be changed even if the number of connections is changed. Further, since a bus bar for each sub case and a sub end plate for connection are required for connection, there is a problem that the number of parts increases.
  • Patent Document 2 also has a problem that the output current cannot be changed because the main point is focused on the appropriate outer shape.
  • an object of the present invention is to provide a battery block, an assembled battery device, a power system, and an electric vehicle that can be set to desired values for both the output voltage value and the output current value.
  • the present invention includes a plurality of batteries arranged in at least one row, A support for holding a plurality of batteries; A connecting member provided on the support; A battery block comprising: The connecting member is provided so that the battery blocks can be connected to each other in cooperation with the other connecting member formed on the support body of the other battery block, and is the same after rotating the battery block on the same surface.
  • the battery block is configured to be able to switch between series connection and parallel connection depending on the presence or absence of rotation.
  • this invention is an assembled battery apparatus provided with two or more such battery blocks, the adjacent battery block is connected by the connection member of an adjacent battery block, and the connection electrode which connects between the electrodes of a some battery.
  • the electric power system and the electric vehicle of the present invention include the above-described assembled battery device.
  • a series connection or a parallel connection of assembled battery devices can be realized with a small number of parts, and a desired output can be easily obtained. It should be noted that the effects described here are not necessarily limited, and may be any of the effects described in the present disclosure or effects different from them.
  • FIG. 1A is a plan view used for explaining the outline of the assembled battery device according to the present invention
  • FIG. 1B is a connection diagram showing electrical connection of the assembled battery device.
  • FIG. 2A is a top view used for explaining the case where two battery blocks according to the present invention are connected in series
  • FIG. 2B is a bottom view used for explaining the case where two battery blocks according to the present invention are connected in series.
  • FIG. 3 is a connection diagram showing an electrical connection when two battery blocks are connected in series.
  • FIG. 4A is a top view used for explaining the case where two battery blocks according to the present invention are connected in parallel
  • FIG. 4B is a bottom view used for explaining the case where two battery blocks according to the present invention are connected in parallel.
  • FIG. 4A is a top view used for explaining the case where two battery blocks according to the present invention are connected in parallel
  • FIG. 4B is a bottom view used for explaining the case where two battery blocks according to the present invention are connected in parallel.
  • FIG. 5 is a connection diagram showing an electrical connection when two battery blocks are connected in parallel.
  • FIG. 6 is a perspective view of the battery and the assembled battery holder.
  • 7A is a top view of one battery block
  • FIG. 7B is a top view of parallel connection
  • FIG. 7C is a top view of series connection.
  • FIG. 8 is an exploded perspective view used for explaining parallel connection.
  • FIG. 9 is a perspective view used for explaining the assembled battery device connected in parallel.
  • FIG. 10 is an exploded perspective view used for explaining an example of an assembled battery device connected in parallel.
  • FIG. 11 is an exploded perspective view of the assembled battery device connected in parallel shown in FIG. 10 as seen from different directions.
  • FIG. 12 is an exploded perspective view used for explaining the series connection.
  • FIG. 13 is a perspective view used for explaining the assembled battery device connected in series.
  • FIG. 14 is an exploded perspective view used for explaining an example of the assembled battery device connected in series.
  • FIG. 15 is an exploded perspective view of the assembled battery device connected in series shown in FIG. 14 as seen from different directions.
  • FIG. 16 is a perspective view showing an appearance of the assembled battery holder.
  • FIG. 17 is a top view showing two battery blocks connected in parallel.
  • FIG. 18 is a top view and a bottom view of an assembled battery device connected in parallel.
  • FIG. 19 is a partially enlarged view used for explanation when battery blocks are connected.
  • FIG. 20 is a partially enlarged view used for explaining the escape of the mounting boss.
  • FIG. 21 is a partially enlarged view used for explaining a modification of the connecting portion.
  • FIG. 22 is a block diagram for explaining an application example of the assembled battery device of the present invention.
  • FIG. 23 is a block diagram for explaining an application example of the assembled battery device of the present invention.
  • FIG. 1A is a plan view and a bottom view of a battery block 1 having a configuration of an assembled battery device and serving as a basic unit when connected.
  • Four batteries are arranged in two rows with respect to the assembled battery holder 2 as a support.
  • Reference numerals C1 to C8 are added to a total of eight batteries.
  • the battery block 1 (assembled battery holder 2) has a box shape as a whole, and includes a first side surface 3a and a second side surface 3b, a first end surface 4a and a second end surface 4b, an upper surface 5a and a bottom surface 5b. Have.
  • the batteries C1 to C8 are cylindrical secondary batteries. These batteries C1 to C8 are arranged in a stacked manner, with batteries C1, C3, C5, and C7 arranged in one row, and batteries C2, C4, C6, and C8 arranged in the other row.
  • the electrodes (positive electrode + or negative electrode ⁇ ) on the end faces of the batteries C1 to C8 are exposed from the top surface 5a and the bottom surface 5b.
  • the longitudinal direction of the arrangement of the batteries C1 to C8 is the P axis, the short direction is the Q axis, and the length direction of the battery is the R axis.
  • the Q axis of the array is at an angle of 120 ° (or 60 °) with respect to the P axis.
  • connection electrode T1 and C2 are connected by the connection electrode T1
  • the negative electrodes of the batteries C3 and C4 and the positive electrodes of the batteries C5 and C6 are connected by the connection electrode T2
  • the negative electrodes of the batteries C7 and C8 are connected by the connection electrode T3.
  • the negative electrodes of the batteries C1 and C2 and the positive electrodes of the batteries C3 and C4 are connected by the connection electrode T4, and the negative electrodes of the batteries C5 and C6 and the positive electrodes of the batteries C7 and C8 are connected by the connection electrode T5.
  • These connection electrodes T1 to T5 and the connection electrodes described later are plate-shaped made of a metal having good conductivity, such as copper.
  • the battery block 1 configured as described above has a connection configuration in which four parallel connections of two batteries are connected in series (referred to as “two parallel four series”), as shown in FIG. 1B.
  • the battery block 1 is a basic unit, and the battery block 1 alone can be used. Further, since the batteries can be connected by the connection electrodes, the number of parts can be reduced. Furthermore, as shown in FIG. 2 and FIG. 3, a “2 parallel 8 series” battery assembly device connected in series can be realized by connecting two battery blocks 1A and 1B.
  • FIG. 2A is a plan view of the battery block 1B connected to the side surface of the battery block 1A
  • FIG. 2B is a bottom view of the battery block 1B connected to the side surface of the battery block 1A.
  • the battery block 1A is oriented in the same direction as the assembled battery device shown in FIG. 1A.
  • the battery block 1B connected to the battery block 1A is rotated 180 ° on a plane defined by the P axis and the Q axis. That is, when the longitudinal direction R of the battery is vertical, the battery block 1B is rotated by 180 ° about the vertical axis at the center.
  • the battery block 1B (assembled battery holder 12) has a box shape similar to the battery block 1A, and includes a side surface 13a and a side surface 13b, an end surface 14a and an end surface 14b, an upper surface 15a and a bottom surface 15b.
  • Battery blocks 1A and 1B are connected such that side surface 13b of battery block 1B faces side surface 3b of battery block 1A.
  • the end face 4a of the battery block 1A and the end face 14b of the battery block 1B are on the same side, and the end face 4b of the battery block 1A and the end face 14a of the battery block 1B are on the same side.
  • the positive electrodes of the batteries C1 and C2 are connected by the connection electrode T1
  • the negative electrodes of the batteries C3 and C4 and the positive electrodes of the batteries C5 and C6 are connected by the connection electrode T2
  • the batteries C7 and C6 are connected by the connection electrode T3.
  • the positive electrodes of the batteries C11 and C12 are connected by the connection electrode T11.
  • the connection electrode T3 and the connection electrode T11 constitute one connection electrode through a connecting portion.
  • the battery blocks 1A and 1B are connected.
  • the negative electrodes of the batteries C13 and C14 and the positive electrodes of the batteries C15 and C16 are connected by the connection electrode T12
  • the negative electrodes of the batteries C17 and C18 are connected by the connection electrode T13.
  • the negative electrodes of the batteries C1 and C2 and the positive electrodes of the batteries C3 and C4 are connected by the connection electrode T4, and the negative electrodes of the batteries C5 and C6 and the battery are connected by the connection electrode T5.
  • the negative electrodes of the batteries C11 and C12 and the positive electrodes of the batteries C13 and C14 are connected by the connection electrode T14, and the negative electrodes of the batteries C15 and C16 and the positive electrodes of the batteries C17 and C18 are connected by the connection electrode T15.
  • the assembled battery device configured as described above has a configuration in which “2 parallel 4 series” of the battery block 1A and “2 parallel 4 series” of the battery block 1B are connected in series, and the output terminal The output voltage is taken out from t1 (positive electrode) and t2 (negative electrode).
  • t3, t4, t5, t6, t7, t8, and t9 are terminals for supplying the voltage between the stages to the control device. These terminals t3 to t9 have a lead portion configuration in which a part of the connection electrode is extended.
  • FIG. 4A is a plan view of a state in which the side surface 13a of the battery block 1C is connected to the side surface 3b of the battery block 1A
  • FIG. 4B is a bottom view of the state in which the side surface 13a of the battery block 1C is connected to the side surface 3b of the battery block 1A.
  • FIG. 4A and 4B both the battery block 1A and the battery block 1C have the same orientation as the assembled battery device shown in FIG. 1A, the end faces 4a and 14a are on the same side, and the end faces 4b and 14b are the same. Become the side.
  • the positive electrodes of the batteries C1 and C2 are connected by the connection electrode T1
  • the negative electrodes of the batteries C3 and C4 and the positive electrodes of the batteries C5 and C6 are connected by the connection electrode T2
  • the batteries C7 and C6 are connected by the connection electrode T3.
  • the positive electrodes of the batteries C11 and C12 are connected by the connection electrode T11.
  • the connection electrode T1 and the connection electrode T11 constitute one connection electrode through a connecting portion.
  • the negative electrodes of the batteries C13 and C14 and the positive electrodes of the batteries C15 and C16 are connected by the connection electrode T12.
  • connection electrode T2 and the connection electrode T12 constitute one connection electrode through a connecting portion.
  • the negative electrodes of the batteries C17 and C18 are connected by the connection electrode T13.
  • connection electrode T3 and the connection electrode T13 constitute one connection electrode through a connecting portion.
  • connection electrode T4 and the connection electrode T14 constitute one connection electrode through a coupling portion.
  • connection electrode T15 and C16 and the positive electrodes of the batteries C17 and C18 are connected by the connection electrode T15.
  • connection electrode T5 and the connection electrode T15 constitute one connection electrode through a connecting portion.
  • the assembled battery device configured as described above has a “4 parallel 4 series” configuration, and an output voltage is extracted from the output terminals t1 (positive electrode) and t2 (negative electrode).
  • t3, t4, and t5 are terminals for supplying the voltage between the stages to the control device. These terminals t3 to t5 have a lead portion configuration in which a part of the connection electrode is extended.
  • the battery block 1 has a configuration in which 32 batteries C are arranged in two layers in a stacked manner.
  • the longitudinal direction of the array of the batteries Cn is a P axis
  • the short direction is a Q axis
  • the length direction of the battery is an R axis.
  • the assembled battery holder 2 is obtained by combining the upper holder 2 ⁇ / b> A and the lower holder 2 ⁇ / b> B and fixing with the fixing screw 10.
  • the direction that forms an angle of 120 ° with respect to the P axis is defined as the Q axis.
  • an angle of 90 ° with respect to the longitudinal direction is the short direction.
  • the battery Cn is, for example, a cylindrical secondary battery, which is a lithium ion secondary battery.
  • the battery Cn is not specified as a lithium ion battery, and any other rechargeable secondary battery such as a nickel metal hydride battery, a nickel cadmium battery, or a lithium polymer battery can be used.
  • the battery Cn is not limited to a cylindrical battery, and may be a square battery.
  • the battery Cn is stored in a cylindrical storage portion formed in the assembled battery holder 2 including the upper holder 2A and the lower holder 2B.
  • the upper holder 2A and the lower holder 2B are fixed by a fixing screw 10.
  • the assembled battery holder 2 is made of a synthetic resin, and a circular opening having the same number as the number of the batteries Cn is formed on the upper surface and the bottom surface of the assembled battery holder 2, and the end electrode ( A positive electrode or a negative electrode) is exposed.
  • the number of batteries constituting the battery block 1 is not limited to 32.
  • the battery block 1 is formed by connecting the end electrodes of the battery Cn with the connection electrodes, so that the assembled battery device of “2 parallel 16 series” as shown in FIG. Composed.
  • a positive electrode output terminal is provided for the first end surface 4a where the positive electrode is exposed on the upper surface
  • a negative electrode output terminal is provided for the second end surface 4b where the negative electrode is exposed on the upper surface.
  • the connection electrode is a plate-like body made of a material having electrical conductivity such as metal, for example, copper.
  • FIG. 7B shows a case where an assembled battery device of “4 parallel 16 series” (this connection state is called parallel connection) is configured by using two battery blocks 1A and 1C.
  • the battery array and connection electrodes are the same as those shown in FIG.
  • FIG. 7C shows a case where an assembled battery device of “2 parallel 32 series” (this connection state is referred to as series connection) is configured by using two battery blocks 1A and 1B.
  • the battery array and connection electrodes are the same as those shown in FIG.
  • the battery blocks 1A and 1C are connected in the same direction. That is, the first end face 4a of the battery block 1A and the first end face 14a of the battery block 1C are located on the right side when viewed in FIG. 7B, and the second end face 4b of the battery block 1A is located on the left side when viewed in FIG. 7B.
  • the battery block 1C is connected in a state where the second end face 14b is positioned.
  • the battery C located at the end of the battery block 1A on the first end face 4a side has a positive electrode exposed on the upper surface
  • the battery C located at the end on the second end face 4b side has a negative electrode exposed on the upper surface. ing.
  • the battery C located at the end on the first end face 14a side of the battery block 1C has a positive electrode exposed on the upper surface
  • the battery C located at the end on the second end face 14b side has a negative electrode exposed on the upper face. ing. That is, in both the battery block 1A and the battery block 1C, the positive electrode of the battery C is exposed on the upper surface at the same end surface (first end surfaces 4a, 14a), and any of the other end surfaces (second end surfaces 4b, 14b). Also, the negative electrode of the battery C is exposed on the upper surface.
  • the orientation of the battery blocks 1A and 1C may be opposite to that in FIG. 7B.
  • the second end surfaces 4b and 14b of the battery blocks 1A and 1C are positioned on the right side, and the first end surfaces 4a and 14a of the battery blocks 1A and 1C are positioned on the left side when viewed in FIG. 7B. Connected.
  • the specific example of a connection part is mentioned later.
  • the battery block 1 is rotated 180 °.
  • the battery block 1A has the same orientation as the battery block 1 shown in FIG. 1A.
  • the battery block 1B connected to the battery block 1A is rotated 180 ° on a plane defined by the P axis and the Q axis. That is, when the longitudinal direction R of the battery is vertical, the battery block 1B is rotated by 180 ° about the vertical axis at the center.
  • the first end face 4a of the battery block 1A and the second end face 14b of the battery block 1B are located on the right side as viewed in FIG. 7C, and the second end of the battery block 1A is located on the left side.
  • the end face 4b and the first end face 14a of the battery block 1B are positioned. Although not shown, the orientation of the battery blocks 1A and 1B may be opposite to that in FIG. 7C.
  • the battery C located at the end of the battery block 1A on the first end face 4a side has a positive electrode exposed on the upper surface
  • the battery C located at the end on the second end face 4b side has a negative electrode exposed on the upper surface.
  • the battery C located at the end on the second end face 14b side of the battery block 1B has a negative electrode exposed on the upper surface
  • the battery C located at the end on the first end face 14a side has a positive electrode exposed on the upper face. Yes.
  • the positive electrode and the negative electrode of the battery C are exposed on the upper surface at the end surfaces in the same direction (first end surface 4a, second end surface 14b), and the end surfaces in the other direction (second end surface). 4b, the negative electrode and the positive electrode of the battery C are exposed on the upper surface at the first end surface 14a).
  • FIG. 8 is a partially exploded perspective view of a parallel-connected assembled battery device
  • FIG. 9 is a perspective view of a parallel-connected assembled battery device
  • FIG. 10 is an exploded perspective view of an example of a parallel-connected assembled battery device.
  • FIG. 11 is an exploded perspective view of the assembled battery device connected in parallel shown in FIG. 10 as seen from different directions.
  • a plurality of connection electrodes are welded to the battery electrodes exposed on the upper surface 5a of the battery block 1A and the upper surface 15a of the battery block 1C.
  • the connection electrode provided on the upper surface is welded to the battery electrode in the same relationship as in FIG. 4A described above.
  • the plurality of connection electrodes on the upper surface is referred to as an upper surface connection electrode group TU.
  • a plurality of connection electrodes are welded to the battery electrode exposed on the bottom surface.
  • the connection electrode provided on the bottom surface is welded to the battery electrode in the same relationship as in FIG. 4B described above.
  • the plurality of connection electrodes on the bottom surface is referred to as a bottom connection electrode group TB.
  • control board bracket 7 is attached to the mounting boss provided on the side surface of the assembled battery holder 2, and the control board 8 is attached to the control board bracket 7.
  • the control board bracket 7 is an auxiliary part for attaching the control board 8, and the control board 8 may be directly attached to the side surface of the assembled battery holder 2.
  • a circuit for controlling the assembled battery device is mounted on the control board 8.
  • a lead portion L for connection is provided integrally with the upper surface connection electrode group TU and the bottom surface connection electrode group TB, and the tip of the lead portion L is soldered to a predetermined connection portion of the control board 8. Is done.
  • the connection electrode has a relationship for connecting the batteries of the two battery blocks 1A and 1C, so one sheet may be provided on one side surface of the battery blocks 1A and 1C. Furthermore, even if the number of parallel connections increases, it is only necessary to arrange one control board on one side, and there is an advantage that the number of control boards does not change and the size of the control boards does not change. .
  • FIG. 12 is a partially exploded perspective view of a series-connected assembled battery device
  • FIG. 13 is a perspective view of the series-connected assembled battery device
  • FIG. 14 is an exploded perspective view of an example of a series-connected assembled battery device.
  • FIG. 15 is an exploded perspective view of the assembled battery device connected in series shown in FIG. 14 as seen from different directions. 14 and 15 is that the positive and negative outputs are extracted differently.
  • a plurality of connection electrodes are welded to the battery electrodes exposed on the upper surface 5a of the connected battery block 1A and the upper surface 15a of the battery block 1B.
  • the connection electrode provided on the upper surface is welded to the battery electrode in the same relationship as in FIG. 2A described above.
  • the plurality of connection electrodes on the upper surface is referred to as an upper surface connection electrode group TU.
  • a plurality of connection electrodes are welded to the battery electrode exposed on the bottom surface.
  • the connection electrode provided on the bottom surface is welded to the battery electrode in the same relationship as in FIG. 2B described above.
  • the plurality of connection electrodes on the bottom surface is referred to as a bottom connection electrode group TB.
  • control board brackets 7a and 7b are attached to the mounting bosses provided on both side surfaces of the assembled battery holder 2, and the control boards 8a and 8b are attached to the control board brackets 7a and 7b. Circuits for controlling the assembled battery device are mounted on the control boards 8a and 8b. As shown in FIG. 12, a lead portion L for connection is provided integrally with each connection electrode of the top surface connection electrode group TU and each connection electrode of the bottom surface connection electrode group TB. It is soldered to a predetermined connection location of the control board 8. In series connection, it is necessary to provide the control boards 8a and 8b on the respective side surfaces of the battery blocks 1A and 1B.
  • the control circuit mounted on the control boards 8, 8a, 8b controls charging / discharging of the battery. Electronic components for this control are mounted. Further, the control circuit includes a protection circuit that detects each battery voltage and cuts off a charge / discharge current. When any battery voltage becomes lower than the minimum voltage, this protection circuit switches off the switching element that cuts off the discharge current, and cuts off the discharge current. Further, when any battery voltage becomes higher than the maximum voltage, the switching element for stopping charging is switched off to stop charging. Furthermore, a temperature detection circuit for detecting battery temperature abnormality is also provided. This temperature detection circuit detects that the temperature of the battery detected by the temperature sensor rises abnormally, controls the discharge and charge current of the battery, or performs control such as stopping charge / discharge.
  • the assembled battery device connected in parallel (FIG. 9) or the assembled battery device connected in series (FIG. 13) is housed in an outer case.
  • the outer case is a metal box-like case, although not shown.
  • the exterior case is not limited to metal, and may be made of resin, for example.
  • FIGS. 16 and 17 and other drawings convex portions 21a, 21b, 21c and 21d as the first connecting members and the second connecting members as the first connecting members in the vicinity of the boundary position of the upper and lower holders of the assembled battery holder 2
  • the recesses 22a, 22b, 22c and 22d are integrally provided.
  • FIG. 17 is a view as seen from the upper surface side of the battery blocks 1A and 1C coupled for parallel connection.
  • the battery block 1C (and the battery block 1B) also has convex portions 31a, 31b, 31c, and 31d and concave portions 32a, 32b, 32c, and 32d, similarly to the battery block 1A.
  • the convex portions 21a to 31d are protrusions having a substantially semicircular cross section in which screw holes are formed in the longitudinal direction of the battery C, and the concave portions 22a to 32d are plate-like portions having screw holes formed therein. .
  • the fitting of the convex portions 21a to 31d and the concave portions 22a to 32d means that the positions of these screw holes coincide with each other, and an unillustrated mounting screw is inserted into the screw hole.
  • the convex portions 21c and 21d are provided below the center line in the height direction of the assembled battery holder 2, that is, below the boundary position of the upper and lower holders.
  • the convex portions 21a, 21b, 31a, 31b, 31c, and 31d are provided below the center line in the height direction of the assembled battery holder 2.
  • the assembled battery holder 2 of the battery block 1A is provided with board mounting bosses 41a and 41b.
  • the battery block 1C is provided with board mounting bosses 42a and 42b.
  • the board mounting bosses 41a and 41b are provided on the side surface 3b facing the battery block 1C when performing parallel connection. Therefore, after the parallel connection, the board mounting bosses 42a and 42b on the side surface of the battery block 1C are exposed, and the control board bracket 7 is mounted using the board mounting bosses 42a and 42b. Then, the control board 8 is attached. In parallel connection, a single control board 8 may be provided.
  • a convex portion 21a and a concave portion 22c are provided on a first line Y1 (see FIG. 17) orthogonal to the longitudinal direction of the battery block 1A, and similarly, a second line Y2 (FIG. 17) orthogonal to the longitudinal direction of the battery block 1A. 17) and a convex portion 21d and a concave portion 22b are provided on the top.
  • the convex portion 21a and the convex portion 21d are formed on different side surfaces of the assembled battery holder 2
  • the concave portions 22b and 22c are also formed on different side surfaces of the assembled battery holder 2.
  • the first line with respect to the reference line and The second line has an equal offset in the opposite direction.
  • a convex portion 21b and a concave portion 22d are provided on a line orthogonal to the longitudinal direction of the battery block 1A.
  • a convex portion 21c and a concave portion 22a are provided on a line orthogonal to the longitudinal direction of the battery block 1A.
  • the convex portion 21b and the convex portion 21c are formed on different side surfaces of the assembled battery holder 2, and the concave portions 22a and 22d are also formed on different side surfaces of the assembled battery holder 2.
  • FIG. 17 In the case of parallel connection, the battery block 1C of the same direction is connected with respect to the battery block 1A. Accordingly, the convex portion 21c and the concave portion 32a are fitted, the convex portion 31a and the concave portion 22c are fitted, the convex portion 21d and the concave portion 32b are fitted, and the convex portion 31b and the concave portion 22d are fitted.
  • FIG. 18 shows an assembled battery device connected in parallel.
  • FIG. 18 includes both a drawing viewed from the bottom surface side and a drawing viewed from the top surface side.
  • FIG. 19 is an enlarged view as seen from the bottom side of the fitting portion, in which the convex portion 21d of the battery block 1A is fitted into the concave portion 32b of the battery block 1C, and the convex portion 31a of the battery block 1C is the concave portion of the battery block 1A. 22c.
  • the convex portions 21a to 31d are provided in the positional relationship described above and the concave portions 22a to 32d are provided, when the battery block 1C is rotated 180 ° in a plane formed by the longitudinal direction and the short direction, the convex portion 31a to 31d are in the same position as the position of the convex part before rotation. That is, the convex portion 31d comes to the position of the convex portion 31a, and the convex portion 31c comes to the position of the convex portion 31b. Similarly, the positional relationship of the recesses is the same as that before the rotation. As described above, when the series connection is configured, the battery block 1B obtained by rotating the battery block 1C by 180 ° is connected to the battery block 1A. Also in this case, the two battery blocks can be connected without hindrance.
  • the assembled battery device according to the present invention is rotated by 180 ° around the vertical axis of the battery block without changing the arrangement of the battery blocks.
  • Parallel connection and series connection can be realized.
  • a battery connection can be formed only with a connection electrode, and the number of components is reduced. it can.
  • it has a mounting boss capable of mounting a control board of the same size, and one can be mounted on one side of the battery block when connected in parallel, and two can be mounted on both sides of the battery block when connected in series.
  • the board mounting bosses are arranged at positions that do not hinder the fitting of the battery blocks during parallel connection.
  • the convex part 51 which has a slit 52 is a substantially spherical cylinder or a substantially circular cylinder, and has a constriction is used.
  • a concave portion 53 having a narrowed opening slightly smaller than the diameter of the convex portion 51 is provided. By narrowing the slit 52, the convex portion 51 can be fitted into the concave portion 53. The fitting state can be maintained by the elasticity of the synthetic resin of the assembled battery holder.
  • Storage system in a house as an application example An example in which the present invention is applied to a residential power storage system will be described with reference to FIG.
  • the power storage system 100 for the house 101 electric power is stored from the centralized power system 102 such as the thermal power generation 102a, the nuclear power generation 102b, and the hydroelectric power generation 102c through the power network 109, the information network 112, the smart meter 107, the power hub 108, and the like. Supplied to the device 103.
  • power is supplied to the power storage device 103 from an independent power source such as the power generation device 104.
  • the electric power supplied to the power storage device 103 is stored. Electric power used in the house 101 is fed using the power storage device 103.
  • the same power storage system can be used not only for the house 101 but also for buildings.
  • the house 101 is provided with a power generation device 104, a power consumption device 105, a power storage device 103, a control device 110 that controls each device, a smart meter 107, and a sensor 111 that acquires various types of information.
  • Each device is connected by a power network 109 and an information network 112.
  • As the power generation device 104 a solar cell, a fuel cell, a windmill, or the like is used, and the generated power is supplied to the power consumption device 105 and / or the power storage device 103.
  • the power consuming device 105 is a refrigerator 105a, an air conditioner 105b, a television receiver 105c, a bus 105d, and the like.
  • the electric power consumption device 105 includes an electric vehicle 106.
  • the electric vehicle 106 is an electric vehicle 106a, a hybrid car 106b, and an electric motorcycle 106c.
  • the electric vehicle 106 may be an electric assist bicycle.
  • the power storage device 103 is composed of a secondary battery or a capacitor.
  • a lithium ion secondary battery may be a stationary type or used in the electric vehicle 106.
  • the above-described assembled battery device of the present invention can be applied to the power storage device 103.
  • the smart meter 107 has a function of detecting the usage amount of commercial power and transmitting the detected usage amount to an electric power company.
  • the power network 109 may be any one or a combination of DC power supply, AC power supply, and non-contact power supply.
  • the various sensors 111 are, for example, human sensors, illuminance sensors, object detection sensors, power consumption sensors, vibration sensors, contact sensors, temperature sensors, infrared sensors, and the like. Information acquired by the various sensors 111 is transmitted to the control device 110. Based on the information from the sensor 111, the weather condition, the human condition, etc. can be grasped, and the power consumption device 105 can be automatically controlled to minimize the energy consumption. Furthermore, the control device 110 can transmit information regarding the house 101 to an external power company or the like via the Internet.
  • the power hub 108 performs processing such as branching of power lines and DC / AC conversion.
  • a communication method of the information network 112 connected to the control device 110 a method using a communication interface such as UART (Universal Asynchronous Receiver Receiver Transmitter), Bluetooth (registered trademark), ZigBee (registered trademark), There is a method of using a sensor network based on a wireless communication standard such as Wi-Fi.
  • the Bluetooth (registered trademark) system is applied to multimedia communication and can perform one-to-many connection communication.
  • ZigBee (registered trademark) uses a physical layer of IEEE (Institute of Electrical and Electronics Electronics) (802.15.4). IEEE 802.15.4 is the name of a short-range wireless network standard called PAN (Personal Area Network) or W (Wireless) PAN.
  • the control device 110 is connected to an external server 113.
  • the server 113 may be managed by any one of the house 101, the power company, and the service provider.
  • the information transmitted and received by the server 113 is, for example, information related to power consumption information, life pattern information, power charges, weather information, natural disaster information, and power transactions. These pieces of information may be transmitted / received from a power consuming device (for example, a television receiver) in the home, or may be transmitted / received from a device outside the home (for example, a mobile phone). Such information may be displayed on a device having a display function, for example, a television receiver, a mobile phone, a PDA (Personal Digital Assistant) or the like.
  • the control device 110 that controls each unit includes a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), and the like, and is stored in the power storage device 103 in this example.
  • the control device 110 is connected to the power storage device 103, the power generation device 104, the power consumption device 105, the various sensors 111, the server 113 and the information network 112, and has a function of adjusting, for example, the amount of commercial power used and the amount of power generation. doing. In addition, you may provide the function etc. which carry out an electric power transaction in an electric power market.
  • the electric power can be stored not only in the centralized power system 102 such as the thermal power generation 102a, the nuclear power generation 102b, and the hydroelectric power generation 102c but also in the power storage device 103.
  • the power generation device 104 may be renewable energy such as solar power generation or wind power generation. According to this application example, even if the generated power of the power generation device 104 fluctuates, it is possible to perform control such that the amount of power sent to the outside is constant or discharged as much as necessary. For example, the electric power obtained by solar power generation is stored in the power storage device 103, and midnight power with a low charge is stored in the power storage device 103 at night, and the power stored by the power storage device 103 is discharged during a high daytime charge. You can also use it.
  • control device 110 is stored in the power storage device 103 .
  • control device 110 may be stored in the smart meter 107 or may be configured independently.
  • the power storage system 100 may be used for a plurality of homes in an apartment house, or may be used for a plurality of detached houses.
  • FIG. 23 schematically shows an example of the configuration of a hybrid vehicle that employs a series hybrid system to which the present invention is applied.
  • a series hybrid system is a car that runs on an electric power driving force conversion device using electric power generated by a generator driven by an engine or electric power once stored in a battery.
  • the hybrid vehicle 200 includes an engine 201, a power generator 202, a power driving force conversion device 203, driving wheels 204a, driving wheels 204b, wheels 205a, wheels 205b, a battery 208, a vehicle control device 209, various sensors 210, and a charging port 211. Is installed.
  • the above-described power storage device of the present invention is applied to the battery 208.
  • One or more power storage devices are applied.
  • Hybrid vehicle 200 travels using electric power / driving force conversion device 203 as a power source.
  • An example of the power driving force conversion device 203 is a motor.
  • the electric power / driving force converter 203 is operated by the electric power of the battery 208, and the rotational force of the electric power / driving force converter 203 is transmitted to the driving wheels 204a and 204b.
  • DC-AC DC-AC
  • AC-DC conversion AC-DC conversion
  • the power driving force converter 203 can be applied to either an AC motor or a DC motor.
  • the various sensors 210 control the engine speed via the vehicle control device 209 and control the opening (throttle opening) of a throttle valve (not shown).
  • the various sensors 210 include a speed sensor, an acceleration sensor, an engine speed sensor, and the like.
  • the rotational force of the engine 201 is transmitted to the generator 202, and the electric power generated by the generator 202 by the rotational force can be stored in the battery 208.
  • the resistance force at the time of deceleration is applied as a rotational force to the power driving force conversion device 203, and the regenerative power generated by the power driving force conversion device 203 by this rotational force is applied to the battery 208. Accumulated.
  • the battery 208 is connected to a power source outside the hybrid vehicle, so that it can receive power from the external power source using the charging port 211 as an input port and store the received power.
  • an information processing device that performs information processing related to vehicle control based on information related to the secondary battery may be provided.
  • an information processing apparatus for example, there is an information processing apparatus that displays a remaining battery level based on information on the remaining battery level.
  • a series hybrid vehicle that runs on a motor using electric power generated by a generator driven by an engine or electric power stored once in a battery has been described as an example.
  • the present invention is also effective for a parallel hybrid vehicle that uses both the engine and motor outputs as the drive source, and switches between the three modes of running with the engine alone, running with the motor alone, and engine and motor running as appropriate. Applicable.
  • the present invention can be effectively applied to a so-called electric vehicle that travels only by a drive motor without using an engine.

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Abstract

少なくとも１列に配列された複数の電池を保持する支持体と、支持体に設けられ、他の電池ブロックの支持体に形成されている他の連結部材と協働して電池ブロック同士を連結する連結部材と、複数の電池の表出している電極間を接続する接続電極とを備え、連結部材は、同一面上で電池ブロックを回転させた後で同一位置に存在するように設けられ、電池ブロックの回転の有無によって電池ブロック同士の直列接続及び並列接続を切り替えるようにした組電池装置である。

Description

電池ブロック、組電池装置、電力システム及び電動車両
　本発明は、電池ブロック、組電池装置、電力システム及び電動車両に関する。
　近年では、リチウムイオン電池などの二次電池の用途が、太陽電池、風力発電などの新エネルギーシステムと組み合わせた電力貯蔵用蓄電装置、自動車用蓄電池等に急速に拡大している。これらの用途に供するために、複数の単位電池（単電池やセルとも称される。以下の説明では、単に電池セルと適宜称する）を直列または並列に接続した組電池装置が使用される。必要とする出力電圧値は、用途によって様々である。そこで、従来から出力電圧値を容易に変更することができる組電池装置が提案されている（特許文献１及び特許文献２参照符号）。
　例えば特許文献１には、出力電圧を自由に変更して、搭載される車両の要求電圧に調整するようにした組電池装置が記載されている。特許文献１では、複数の電池を平行な姿勢で収納して電池の端部電極を対向面に配置しているホルダーケースと、このホルダーケースの対向面に固定されて、電池の端部電極に連結されて電池を直列又は並列に接続してなるバスバーを配置しているエンドプレートとを備える。そして、ホルダーケースとエンドプレートは、長手方向を複数の領域に分割するように複数のサブケースとサブエンドプレートとに分割している。車両用電源装置の組電池は、分割された各々のサブエンドプレートを、隣接して配置されるふたつのサブケースに固定して、サブエンドプレートでもって隣接するサブケースを連結している。サブケースの連結する個数によって出力電圧値が変更される。
　また、特許文献２には、直列に接続する電池ブロックの数で出力電圧を変更し、電池ブロックを構成する並列ユニットの数で横幅を自由に調整して最適な外形にする。バッテリーパックが記載されている。特許文献２によるバッテリーパックは、複数の電池ブロックをリード板で連結して直線状に配置してなる電池のコアパックを有する。電池ブロックは、３組以上である奇数組の並列ユニットを備え、各並列ユニットを、各々の素電池の長手方向が同じ方向を向く姿勢で横一列に連結している。並列ユニットは、複数の素電池を互いに平行な姿勢に配置して、素電池両端の端面電極に接続してなるリード板で素電池を並列に接続している。電池ブロックは、隣接して配置している並列ユニットをリード板で直列に接続している。電池ブロックは、対角位置に配置してなるリード板を中間で折曲して、折曲部の両側の接続片で、隣接する電池ブロックの並列ユニットを直列に接続している。
特開２０１０－０３３９１３号公報 特開２０１１－２１６３６６号公報
　特許文献１に記載のものは、組み立てられているサブケースの連結個数によって出力電圧値を変更するものであり、連結個数を変更しても出力電流を変更することができない問題があった。また、接続のためにサブケース毎のバスバーと連結用のサブエンドプレートを必要とするので、部品点数が増加する問題があった。特許文献２に記載のものも、外形を適切とする点に主眼が置かれており、出力電流を変更することができない問題があった。
　したがって、本発明の目的は、出力電圧値及び出力電流値の両方に関して所望の値に設定が可能な電池ブロック、組電池装置、電力システム及び電動車両を提供することにある。
　上述した課題を解決するために、本発明は、　少なくとも１列に配列された複数の電池と、
　複数の電池を保持する支持体と、
　支持体に設けられている連結部材と、
　を備える電池ブロックであって、
　連結部材は、他の電池ブロックの支持体に形成されている他の連結部材と協働して電池ブロック同士を連結できるように設けられるとともに、同一面上で電池ブロックを回転させた後で同一位置に存在するように設けられ、
　回転の有無によって直列接続および並列接続を切り替え可能に構成されている電池ブロックである。
　また、本発明は、かかる電池ブロックを複数個備え、隣接する電池ブロックの連結部材によって隣接する電池ブロックが連結され、複数の電池の電極間を接続する接続電極を備える組電池装置である。
　また、本発明の電力システム及び電動車両は、上述の組電池装置を備えるものである。
　少なくとも一つの実施形態によれば、少ない部品点数でもって、組電池装置の直列接続又は並列接続を実現でき、所望の出力を容易に得ることができる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果又はそれらと異質な効果であっても良い。
図１Ａは、本発明による組電池装置の概略の説明に用いる平面図、図１Ｂは、組電池装置の電気的接続を示す接続図である。 図２Ａは、本発明による２個の電池ブロックを直列接続する場合の説明に用いる上面図、図２Ｂは、本発明による２個の電池ブロックを直列接続する場合の説明に用いる底面図である。 図３は、２個の電池ブロックを直列接続する場合の電気的接続を示す接続図である。 図４Ａは、本発明による２個の電池ブロックを並列接続する場合の説明に用いる上面図、図４Ｂは、本発明による２個の電池ブロックを並列接続する場合の説明に用いる底面図である。 図５は、２個の電池ブロックを並列接続する場合の電気的接続を示す接続図である。 図６は、電池及び組電池ホルダーの斜視図である。 図７Ａは、一つの電池ブロックの上面図、図７Ｂは、並列接続の上面図、図７Ｃは、直列接続の上面図である。 図８は、並列接続の説明に用いる分解斜視図である。 図９は、並列接続の組電池装置の説明に用いる斜視図である。 図１０は、並列接続の組電池装置の一例の説明に用いる分解斜視図である。 図１１は、図１０に示す並列接続の組電池装置を異なる方向から見た分解斜視図である。 図１２は、直列接続の説明に用いる分解斜視図である。 図１３は、直列接続の組電池装置の説明に用いる斜視図である。 図１４は、直列接続の組電池装置の一例の説明に用いる分解斜視図である。 図１５は、図１４に示す直列接続の組電池装置を異なる方向から見た分解斜視図である。 図１６は、組電池ホルダーの外観を示す斜視図である。 図１７は、並列接続される二つの電池ブロックを示す上面図である。 図１８は、並列接続の組電池装置の上面図及び底面図である。 図１９は、電池ブロックの連結時の説明に用いる部分拡大図である。 図２０は、取り付けボスの逃げの説明に用いる部分拡大図である。 図２１は、連結部の変形例の説明に用いる部分拡大図である。 図２２は、本発明の組電池装置の応用例を説明するためのブロック図である。 図２３は、本発明の組電池装置の応用例を説明するためのブロック図である。
　以下、本発明について図面を参照して説明する。説明は、以下の順序で行う。
＜１．本発明の概略的説明＞
＜２．本発明の一実施形態＞
＜３．変形例＞
＜４．応用例＞
　なお、以下に説明する実施形態等は本発明の好適な具体例であり、本発明の内容がこれらの実施形態等に限定されるものではない。また、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、また例示した効果と異なる効果が存在することを否定するものではない。
＜１．本発明の概略的説明＞
　図１乃至図５を参照して本発明による組電池装置を概略的に説明する。この説明の目的は、実施形態と比較して電池の個数を少ないものとし、また、構成を簡略化して本発明の理解を容易とするためである。図１Ａは、組電池装置の構成を有し、接続時の基本単位となる電池ブロック１の平面図及び底面図である。支持体としての組電池ホルダー２に対して、電池が４個ずつ２列に配置されている。合計８個の電池に対してＣ１～Ｃ８の参照符号を付加する。電池ブロック１　（組電池ホルダー２）は、全体として箱状をなし、第１の側面３ａ及び第２の側面３ｂと、第１の端面４ａ及び第２の端面４ｂと、上面５ａ及び底面５ｂを有する。
　電池Ｃ１～Ｃ８は、円筒型の２次電池である。これらの電池Ｃ１～Ｃ８は、俵積み状の配置とされ、一方の列に電池Ｃ１，Ｃ３，Ｃ５，Ｃ７が並び、他方の列に電池Ｃ２，Ｃ４，Ｃ６，Ｃ８が並ぶ。電池Ｃ１～Ｃ８の端面の電極（正極＋又は負極－）が上面５ａ及び底面５ｂから表出している。電池Ｃ１～Ｃ８の配列の長手方向をＰ軸とし、短手方向をＱ軸とし、電池の長さ方向をＲ軸とする。俵積み状の配置では、配列のＱ軸がＰ軸に対して１２０°（又は６０°）の角度をなす。１列を構成する電池の数に制限はないが、偶数であることが好ましい。１列を偶数個の電池によって構成することにより、１列の一方の端部で上面に表出する電極の極性と、１列の他方の端部で上面に表出する電極の極性を異なったものとすることができる。これにより、後述するように電池ブロックを１８０°回転させることで電池ブロック同士を容易に直列接続と並列接続のいずれも実現できる。
　上面５ａにおいて、接続電極Ｔ１によって電池Ｃ１及びＣ２の正極を接続し、接続電極Ｔ２によって電池Ｃ３及びＣ４の負極並びに電池Ｃ５及びＣ６の正極を接続し、接続電極Ｔ３によって電池Ｃ７及びＣ８の負極を接続する。また、底面５ｂにおいて、接続電極Ｔ４によって電池Ｃ１及びＣ２の負極並びに電池Ｃ３及びＣ４の正極を接続し、接続電極Ｔ５によって電池Ｃ５及びＣ６の負極並びに電池Ｃ７及びＣ８の正極を接続する。これらの接続電極Ｔ１～Ｔ５並びに後述する接続電極は、導電性が良好な金属、例えば銅からなる板状のものである。
　このように構成された電池ブロック１は、図１Ｂに示すように、２個の電池の並列接続が４個直列に接続された接続構成（これを「２並列４直列」と称する）となる。例えば１個の電池の出力電圧が３．５〔Ｖ〕とし、出力電流値が３〔Ａ〕とすると、組電池装置の出力電圧値が３．５×４＝１４〔Ｖ〕、出力電流値３×２＝６〔Ａ〕となる。
「直列接続」
　電池ブロック１は、基本ユニットとなるもので、電池ブロック１単体を使用することができ、また、接続電極によって電池間の接続を行うことができるので、部品点数を少なくすることができる。さらに、図２及び図３に示すように、二つの電池ブロック１Ａ及び１Ｂを連結することによって、「２並列８直列」の直列接続の組電池装置を実現できる。
　図２Ａは、電池ブロック１Ａの側面に電池ブロック１Ｂを連結した状態の平面図であり、図２Ｂは、電池ブロック１Ａの側面に電池ブロック１Ｂを連結した状態の底面図である。図２Ａ及び図２Ｂに示すように、電池ブロック１Ａは、図１Ａに示す組電池装置と同様の向きとされている。一方、電池ブロック１Ａに対して連結される電池ブロック１Ｂは、Ｐ軸及びＱ軸によって規定される平面上で、１８０°回転した状態とされる。すなわち、電池の長手方向Ｒを鉛直とした場合、電池ブロック１Ｂの中心の鉛直軸を中心に１８０°回転させた状態とされている。
　電池ブロック１Ｂ（組電池ホルダー１２）は、電池ブロック１Ａと同様の箱型であり、側面１３ａ及び側面１３ｂと、端面１４ａ及び端面１４ｂと、上面１５ａ及び底面１５ｂを有する。電池ブロック１Ａの側面３ｂに対して電池ブロック１Ｂの側面１３ｂが対向するように、電池ブロック１Ａ及び１Ｂが連結される。電池ブロック１Ａの端面４ａと電池ブロック１Ｂの端面１４ｂが同じ側となり、電池ブロック１Ａの端面４ｂと電池ブロック１Ｂの端面１４ａが同じ側となる。
　電池ブロック１Ａの上面５ａにおいて、接続電極Ｔ１によって電池Ｃ１及びＣ２の正極を接続し、接続電極Ｔ２によって電池Ｃ３及びＣ４の負極並びに電池Ｃ５及びＣ６の正極を接続し、接続電極Ｔ３によって電池Ｃ７及びＣ８の負極を接続する。電池ブロック１Ｂの上面１５ａにおいて、接続電極Ｔ１１によって電池Ｃ１１及びＣ１２の正極を接続する。ここで、接続電極Ｔ３と接続電極Ｔ１１は、互いに連結部を介して１枚の接続電極を構成している。これによって、電池ブロック１Ａ及び１Ｂ間が接続される。さらに、接続電極Ｔ１２によって電池Ｃ１３及びＣ１４の負極並びに電池Ｃ１５及びＣ１６の正極を接続し、接続電極Ｔ１３によって電池Ｃ１７及びＣ１８の負極を接続する。
　また、図２Ｂに示すように、電池ブロック１Ａの底面５ｂにおいて、接続電極Ｔ４によって電池Ｃ１及びＣ２の負極並びに電池Ｃ３及びＣ４の正極を接続し、接続電極Ｔ５によって電池Ｃ５及びＣ６の負極並びに電池Ｃ７及びＣ８の正極を接続する。電池ブロック１Ｂの底面１５ｂにおいて、接続電極Ｔ１４によって電池Ｃ１１及びＣ１２の負極並びに電池Ｃ１３及びＣ１４の正極を接続し、接続電極Ｔ１５によって電池Ｃ１５及びＣ１６の負極並びに電池Ｃ１７及びＣ１８の正極を接続する。
　このように構成された組電池装置は、図３に示すように、電池ブロック１Ａの「２並列４直列」と、電池ブロック１Ｂの「２並列４直列」が直列接続された構成となり、出力端子ｔ１（正極）及びｔ２（負極）から出力電圧が取り出される。また、図３には、各接続電極の接続位置が示されている。例えば１個の電池の出力電圧が３．５〔Ｖ〕とし、出力電流値が３〔Ａ〕とすると、組電池装置の出力電圧値が３．５×８＝２８〔Ｖ〕、出力電流値３×２＝６〔Ａ〕となる。
　さらに、直列接続された電池ブロック１Ａ及び１Ｂの充電及び放電を制御する場合、出力端子ｔ１及びｔ２間の電圧を制御装置に供給すると共に、各並列接続の電圧値も制御装置に供給することが必要とされる。図３において、ｔ３，ｔ４，ｔ５，ｔ６，ｔ７，ｔ８，ｔ９は、段間の電圧を制御装置に供給するための端子である。これらの端子ｔ３～ｔ９は、接続電極の一部を延長させたリード部の構成とされる。
「並列接続」
　図４及び図５に示すように、二つの電池ブロック１Ａ及び１Ｃを連結することによって、「４並列４直列」の並列接続の組電池装置を実現できる。図４Ａは、電池ブロック１Ａの側面３ｂに電池ブロック１Ｃの側面１３ａを連結した状態の平面図であり、図４Ｂは、電池ブロック１Ａの側面３ｂに電池ブロック１Ｃの側面１３ａを連結した状態の底面図である。図４Ａ及び図４Ｂに示すように、電池ブロック１Ａ及び電池ブロック１Ｃの両者は、図１Ａに示す組電池装置と同様の向きとされ、端面４ａ及び１４ａが同じ側となり、端面４ｂ及び１４ｂが同じ側となる。
　電池ブロック１Ａの上面５ａにおいて、接続電極Ｔ１によって電池Ｃ１及びＣ２の正極を接続し、接続電極Ｔ２によって電池Ｃ３及びＣ４の負極並びに電池Ｃ５及びＣ６の正極を接続し、接続電極Ｔ３によって電池Ｃ７及びＣ８の負極を接続する。電池ブロック１Ｃの上面１５ａにおいて、接続電極Ｔ１１によって電池Ｃ１１及びＣ１２の正極を接続する。ここで、接続電極Ｔ１と接続電極Ｔ１１は、互いに連結部を介して１枚の接続電極を構成している。さらに、接続電極Ｔ１２によって電池Ｃ１３及びＣ１４の負極並びに電池Ｃ１５及びＣ１６の正極を接続する。ここで、接続電極Ｔ２と接続電極Ｔ１２は、互いに連結部を介して１枚の接続電極を構成している。接続電極Ｔ１３によって電池Ｃ１７及びＣ１８の負極を接続する。ここで、接続電極Ｔ３と接続電極Ｔ１３は、互いに連結部を介して１枚の接続電極を構成している。
　また、図４Ｂに示すように、電池ブロック１Ａの底面５ｂにおいて、接続電極Ｔ４によって電池Ｃ１及びＣ２の負極並びに電池Ｃ３及びＣ４の正極を接続し、接続電極Ｔ５によって電池Ｃ５及びＣ６の負極並びに電池Ｃ７及びＣ８の正極を接続する。電池ブロック１Ｃの底面１５ｂにおいて、接続電極Ｔ１４によって電池Ｃ１１及びＣ１２の負極並びに電池Ｃ１３及びＣ１４の正極を接続する。ここで、接続電極Ｔ４と接続電極Ｔ１４は、互いに連結部を介して１枚の接続電極を構成している。さらに、接続電極Ｔ１５によって電池Ｃ１５及びＣ１６の負極並びに電池Ｃ１７及びＣ１８の正極を接続する。ここで、接続電極Ｔ５と接続電極Ｔ１５は、互いに連結部を介して１枚の接続電極を構成している。
　このように構成された組電池装置は、図５に示すように、「４並列４直列」の構成となり、出力端子ｔ１（正極）及びｔ２（負極）から出力電圧が取り出される。また、図５には、各接続電極の接続位置が示されている。例えば１個の電池の出力電圧が３．５〔Ｖ〕とし、出力電流値が３〔Ａ〕とすると、組電池装置の出力電圧値が３．５×４＝１４〔Ｖ〕、出力電流値３×４＝１２〔Ａ〕となる。
　さらに、並列接続され電池ブロック１Ａ及び１Ｃの充電及び放電を制御する場合、出力端子ｔ１及びｔ２間の電圧を制御装置に供給すると共に、各並列接続の電圧値も制御装置に供給することが必要とされる。図５において、ｔ３，ｔ４，ｔ５は、段間の電圧を制御装置に供給するための端子である。これらの端子ｔ３～ｔ５は、接続電極の一部を延長させたリード部の構成とされる。
＜２．本発明の一実施形態＞
　本発明の一実施形態では、電池ブロック１が図６及び図７Ａに示すように、３２個の電池Ｃが俵積み状に２段に配列された構成を有する。電池Ｃｎの配列の長手方向をＰ軸とし、短手方向をＱ軸とし、電池の長さ方向をＲ軸とする。組電池ホルダー２は、上ホルダー２Ａ及び下ホルダー２Ｂを合体し、固定ネジ１０で固定したものである。俵積み状の配置において、Ｐ軸に対して１２０°の角度をなす方向をＱ軸とする。俵積み状の配置ではなく、電池ＣｎをＰ軸とＱ軸を垂直に積み重ねた配列では、長手方向に対して９０°の角度が短手方向となる。
　電池Ｃｎは、例えば円筒形２次電池で、リチウムイオン２次電池である。電池ブロック１の電池配列のＰ軸において、電池Ｃｎの端部電極の正負が交互に反転するようになされ、また、そのＱ軸において、隣接する二つの電池Ｃｎの端部電極の正負が同一となるようにされる。但し、本発明では、電池Ｃｎをリチウムイオン電池に特定せず、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池、リチウムポリマー電池等の充電できる他の全ての二次電池が使用できる。さらに、電池Ｃｎは、円筒形電池に限らず、角形電池であってもよい。
　電池Ｃｎは、上ホルダー２Ａ及び下ホルダー２Ｂからなる組電池ホルダー２に形成されている円筒状収納部に収納される。上ホルダー２Ａ及び下ホルダー２Ｂは、固定ネジ１０によって固定される。組電池ホルダー２は、合成樹脂からなるもので、組電池ホルダー２の上面及び底面には、電池Ｃｎの個数と等しい数の円形の開口が形成されており、開口を通じて各電池の端部電極（正極又は負極）が表出するようになされている。なお、電池ブロック１を構成する電池の数は３２本に限定されるものではない。
　かかる電池ブロック１は、図１Ａを参照して説明したように、接続電極によって電池Ｃｎの端部電極を接続することによって、図７Ａに示すように、「２並列１６直列」の組電池装置が構成される。正極が上面に表出する第１の端面４ａに対して正極出力端子が設けられ、負極が上面に表出する第２の端面４ｂに対して負極出力端子が設けられる。接続電極は、金属等の電気伝導性を有する材料例えば銅で構成された板状体である。
　複数の電池ブロック１を接続することによって、より大きな出力電圧値又はより大きな出力電流値の組電池装置を構成することができる。一例として、２個の電池ブロックを使用した例について説明する。図７Ｂは、２個の電池ブロック１Ａ及び１Ｃを使用して、「４並列１６直列」　（この接続状態を並列接続と称する）の組電池装置を構成する場合を示す。電池配列及び接続電極は、図４に示すものと同様である。また、図７Ｃは、２個の電池ブロック１Ａ及び１Ｂを使用して、「２並列３２直列」（この接続状態を直列接続と称する）の組電池装置を構成する場合を示す。電池配列及び接続電極は、図２に示すものと同様である。
　並列接続の場合、電池ブロック１Ａ及び１Ｃは、同じ向きで連結される。すなわち、図７Ｂを見て右側に電池ブロック１Ａの第１の端面４ａ及び電池ブロック１Ｃの第１の端面１４ａが位置し、図７Ｂに向かって見て左側に電池ブロック１Ａの第２の端面４ｂ及び電池ブロック１Ｃの第２の端面１４ｂが位置するような状態で連結される。このとき、電池ブロック１Ａの第１の端面４ａ側の端に位置する電池Ｃは上面に正極が表出しており、第２の端面４ｂ側の端に位置する電池Ｃは上面に負極が表出している。同様に、電池ブロック１Ｃの第１の端面１４ａ側の端に位置する電池Ｃは上面に正極が表出しており、第２の端面１４ｂ側の端に位置する電池Ｃは上面に負極が表出している。すなわち、電池ブロック１Ａおよび電池ブロック１Ｃは、同一の端面（第１の端面４ａ，１４ａ）においていずれも電池Ｃの正極が上面に表出し、他方の端面（第２の端面４ｂ，１４ｂ）においていずれも電池Ｃの負極が上面に表出している。図示しないが、電池ブロック１Ａ及び１Ｃの向きを図７Ｂと反対としてもよい。すなわち、右側に電池ブロック１Ａ及び１Ｃの第２の端面４ｂ及び１４ｂが位置し、図７Ｂに向かって見て左側に電池ブロック１Ａ及び１Ｃの第１の端面４ａ及び１４ａが位置するような状態で連結される。なお、連結部の具体例については、後述する。
　直列接続の場合、電池ブロック１を１８０°回転させる。電池ブロック１Ａは、図１Ａに示す電池ブロック１と同様の向きとされている。一方、電池ブロック１Ａに対して連結される電池ブロック１Ｂは、Ｐ軸及びＱ軸によって規定される平面上で、１８０°回転した状態とされる。すなわち、電池の長手方向Ｒを鉛直とした場合、電池ブロック１Ｂの中心の鉛直軸を中心に１８０°回転させた状態とされている。電池ブロック１Ａ及び１Ｂを連結する場合、図７Ｃに向かって見て右側に電池ブロック１Ａの第１の端面４ａと電池ブロック１Ｂの第２の端面１４ｂが位置し、左側に電池ブロック１Ａの第２の端面４ｂと電池ブロック１Ｂの第１の端面１４ａが位置するようになされる。図示しないが、電池ブロック１Ａ及び１Ｂの向きを図７Ｃと反対としてもよい。このとき、電池ブロック１Ａの第１の端面４ａ側の端に位置する電池Ｃは上面に正極が表出しており、第２の端面４ｂ側の端に位置する電池Ｃは上面に負極が表出している。一方、電池ブロック１Ｂの第２の端面１４ｂ側の端に位置する電池Ｃは上面に負極が表出しており、第１の端面１４ａ側の端に位置する電池Ｃは上面に正極が表出している。すなわち、電池ブロック１Ａおよび電池ブロック１Ｂは、同一方向の端面（第１の端面４ａ，第２の端面１４ｂ）において電池Ｃの正極及び負極が上面に表出し、他方向の端面（第２の端面４ｂ，第１の端面１４ａ）において電池Ｃの負極及び正極が上面に表出している。
　図８は、並列接続の組電池装置の一部分解斜視図であり、図９は、並列接続の組電池装置の斜視図であり、図１０は、並列接続の組電池装置の一例の分解斜視図であり、図１１は、図１０に示す並列接続の組電池装置を異なる方向から見た分解斜視図である。
　連結された電池ブロック１Ａの上面５ａ及び電池ブロック１Ｃの上面１５ａに表出している電池電極に対して複数の接続電極が溶接される。上面に設けられる接続電極は、前述の図４Ａと同様の関係で、電池電極と溶接される。上面の複数の接続電極を上面接続電極群ＴＵと称する。また、底面に表出している電池電極に対して複数の接続電極が溶接される。底面に設けられる接続電極は、前述の図４Ｂと同様の関係で、電池電極と溶接される。底面の複数の接続電極を底面接続電極群ＴＢと称する。
　さらに、組電池ホルダー２の側面に設けられている取付けボスに対して、制御基板ブラケット７が取り付けられ、制御基板ブラケット７に対して制御基板８が取り付けられる。制御基板ブラケット７は、制御基板８を取り付けるための補助部品であり、制御基板８を直接的に組電池ホルダー２の側面に取り付けるようにしてもよい。
　制御基板８には、組電池装置を制御するための回路が実装されている。図８に示すように、上面接続電極群ＴＵ及び底面接続電極群ＴＢと一体に接続用のリード部Ｌが設けられており、リード部Ｌの先端が制御基板８の所定の接続箇所に半田付けされる。並列接続においては、接続電極が二つの電池ブロック１Ａ及び１Ｃの両方の電池を接続する関係にあるので、電池ブロック１Ａ及び１Ｃの一方の側面に１枚設ければよい。さらに、並列接続の並列数が増加しても、片側に１枚の制御基板を配置すればよく、制御基板の個数が変化したり、制御基板のサイズが変化したりすることがない利点がある。
　図１２は、直列接続の組電池装置の一部分解斜視図であり、図１３は、直列接続の組電池装置の斜視図であり、図１４は、直列接続の組電池装置の一例の分解斜視図であり、図１５は、図１４に示す直列接続の組電池装置を異なる方向から見た分解斜視図である。図１４及び図１５の組電池装置の相違点は、正負の出力の取り出す側が相違していることである。
　連結された電池ブロック１Ａの上面５ａ及び電池ブロック１Ｂの上面１５ａに表出している電池電極に対して複数の接続電極が溶接される。上面に設けられる接続電極は、前述の図２Ａと同様の関係で、電池電極と溶接される。上面の複数の接続電極を上面接続電極群ＴＵと称する。また、底面に表出している電池電極に対して複数の接続電極が溶接される。底面に設けられる接続電極は、前述の図２Ｂと同様の関係で、電池電極と溶接される。底面の複数の接続電極を底面接続電極群ＴＢと称する。
　さらに、組電池ホルダー２の両側面にそれぞれ設けられている取付けボスに対して、制御基板ブラケット７ａ及び７ｂが取り付けられ、制御基板ブラケット７ａ及び７ｂに対して制御基板８ａ及び８ｂが取り付けられる。制御基板８ａ及び８ｂには、組電池装置を制御するための回路が実装されている。図１２に示すように、上面接続電極群ＴＵのそれぞれの接続電極と、底面接続電極群ＴＢのそれぞれの接続電極と一体に接続用のリード部Ｌが設けられており、リード部Ｌの先端が制御基板８の所定の接続箇所に半田付けされる。直列接続においては、電池ブロック１Ａ及び１Ｂのそれぞれの側面に制御基板８ａ及び８ｂを設ける必要がある。
　制御基板８，８ａ，８ｂ上に実装される制御回路は、電池の充放電を制御する。この制御のための電子部品が実装されている。さらに、制御回路は、各々の電池電圧を検出して、充放電の電流を遮断する保護回路も備えている。この保護回路は、いずれかの電池電圧が最低電圧よりも低くなると、放電電流を遮断するスイッチング素子をオフに切り換えて、放電電流を遮断する。また、いずれかの電池電圧が最高電圧よりも高くなると、充電を停止するスイッチング素子をオフに切り換えて、充電を停止する。さらに、電池の温度異常を検出する温度検出回路も備えている。この温度検出回路は、温度センサーで検出される電池の温度が異常に上昇することを検出して、電池の放電と充電の電流を制御し、あるいは充放電を停止する等の制御を行う。
　なお、並列接続の組電池装置（図９）又は直列接続の組電池装置（図１３）は、外装ケース内に収納される。外装ケースは、図示しないが、金属の箱状のケースである。なお、外装ケースは金属製に限らず、例えば樹脂製であってもよい。
　電池ブロック１の連結について説明する。図１６及び図１７並びにその他の図面に示すように、組電池ホルダー２の上下ホルダーの境界位置の付近に第１連結部材としての凸部２１ａ、２１ｂ，２１ｃ及び２１ｄと、第２連結部材としての凹部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ及び２２ｄを一体的に設ける。図１７は、並列接続のために連結される電池ブロック１Ａ及び１Ｃの上面側から見た図である。電池ブロック１Ｃ（及び電池ブロック１Ｂ）も電池ブロック１Ａと同様に凸部３１ａ、３１ｂ，３１ｃ及び３１ｄと、凹部３２ａ，３２ｂ，３２ｃ及び３２ｄを有する。一例として、凸部２１ａ～３１ｄは、電池Ｃの長手方向にネジ穴が形成された断面がほぼ半円状の突起であり、凹部２２ａ～３２ｄは、ネジ穴が形成された板状部分である。凸部２１ａ～３１ｄ及び凹部２２ａ～３２ｄが嵌合することは、具体的には、これらのネジ穴の位置が一致し、図示しない取付けネジがネジ穴に挿入されることである。
　図１６において、凸部２１ｃ，２１ｄは組電池ホルダー２の高さ方向の中心線、すなわち上下ホルダーの境界位置の下に設けられている。凸部２１ａ，２１ｂ，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄも同様に組電池ホルダー２の高さ方向の中心線の下に設けられている。
　さらに、電池ブロック１Ａの組電池ホルダー２には、基板取り付けボス４１ａ及び４１ｂが設けられている。電池ブロック１Ｃには、電池ブロック１Ａと同様に、基板取り付けボス４２ａ及び４２ｂが設けられている。基板取り付けボス４１ａ及び４１ｂは、並列接続を行う時に電池ブロック１Ｃと対向する側面３ｂに設けられている。したがって、並列接続後には、電池ブロック１Ｃの側面の基板取り付けボス４２ａ及び４２ｂが表出し、この基板取付けボス４２ａ及び４２ｂを使用して制御基板ブラケット７が取り付けられ、さらに、制御基板ブラケット７に対して制御基板８が取り付けられる。並列接続では、１枚の制御基板８を設ければよい。
　電池ブロック１Ａの長手方向と直交する第１の線Ｙ１（図１７参照）上に凸部２１ａと凹部２２ｃが設けられ、同様に、電池ブロック１Ａの長手方向と直交する第２の線Ｙ２（図１７参照）上に凸部２１ｄと凹部２２ｂが設けられる。但し、凸部２１ａ及び凸部２１ｄは、組電池ホルダー２の異なる側面上に形成され、凹部２２ｂ及び２２ｃも同様に、組電池ホルダー２の異なる側面上に形成される。電池ブロック１Ａの長手方向及び短手方向によって形成される平面上で、電池ブロック１Ａを回転させる時に回転中心を含み、長手方向と直交する線を基準線とすると、基準線に対する第１の線及び第２の線が反対方向に等しいオフセットを有する。
　さらに、電池ブロック１Ａの第１の端面４ａの近傍において、電池ブロック１Ａの長手方向と直交する線上に凸部２１ｂと凹部２２ｄが設けられている。また、電池ブロック１Ａの第２の端面４ｂの近傍において、電池ブロック１Ａの長手方向と直交する線上に凸部２１ｃと凹部２２ａが設けられている。但し、凸部２１ｂ及び凸部２１ｃは、組電池ホルダー２の異なる側面上に形成され、凹部２２ａ及び２２ｄも同様に、組電池ホルダー２の異なる側面上に形成される。これらの位置関係も、基準線に対して等しいオフセットを有している。
　電池ブロック１Ａに対して連結される他の電池ブロック１Ｂ、１Ｃも上述した電池ブロック１Ａと同様の構成を有する。図１７に示すように、並列接続の場合、電池ブロック１Ａに対して同一の向きの電池ブロック１Ｃが連結される。したがって、凸部２１ｃと凹部３２ａが嵌合し、凸部３１ａ及び凹部２２ｃが嵌合し、凸部２１ｄ及び凹部３２ｂが嵌合し、凸部３１ｂ及び凹部２２ｄが嵌合する。
　図１８は、並列接続の組電池装置を示す。図１８には、底面側から見た図面と、上面側から見た図面の両方が含まれている。図１９は、嵌合部分の底面側から見た拡大図であり、電池ブロック１Ａの凸部２１ｄが電池ブロック１Ｃの凹部３２ｂに嵌合し、電池ブロック１Ｃの凸部３１ａが電池ブロック１Ａの凹部２２ｃに嵌合する。
　上述した位置関係に凸部２１ａ～３１ｄを設けると共に、凹部２２ａ～３２ｄを設けているので、電池ブロック１Ｃを長手方向及び短手方向により形成される平面内で１８０°回転させた場合、凸部３１ａ～３１ｄが回転前の凸部の位置と同一位置となる。すなわち、凸部３１ａの位置に凸部３１ｄがきて、凸部３１ｂの位置に凸部３１ｃがくる。凹部の位置関係も同様に回転前と同一位置となる。上述したように、直列接続を構成する場合には、電池ブロック１Ｃを１８０°回転させた電池ブロック１Ｂを電池ブロック１Ａと連結する。この場合も、二つの電池ブロックを支障なく連結することができる。
　図１７において、電池ブロック１Ｃの天地を反転した場合には、凸部が中央線の上に位置し、凸部と凹部の高さが合わなくなり、これらを嵌合することができなくなり、電池ブロック１Ａ及び１Ｃの連結が不可能となる。したがって、電池ブロックの誤った連結を防止することができる。
　並列接続の場合、図１７に示すように、電池ブロック１Ａの基板取り付けボス４１ａ及び４１ｂが連結時に電池ブロック１Ｃの組電池ホルダー２と衝突することは、電池ブロック１Ａ及び１Ｃ間で電池Ｃの配列が半周期ずれていることによって防止できる。図２０に拡大して示すように、例えば基板取り付けボス４１ａが電池ブロック１Ｃの電池Ｃの配列の谷に入り込むことになる。さらに、直列接続の場合には、電池ブロックを１８０°回転させるので、基板取り付けボスが外側に現れ、干渉のおそれがないと共に、二つの電池ブロックのそれぞれの側面に対して制御基板を取り付けることができる。
　上述したように、本発明による組電池装置は、電池の長手方向Ｒを鉛直とした場合、電池ブロック中心の鉛直軸を中心に１８０°回転させることによって、電池ブロックの配置構成は変えずに、並列接続と直列接続を実現することができる。さらに、従来技術はエンドプレートのような部品を介しての接続、または制御基板を介する接続であるのに対して、本発明では接続電極のみで電池接続を形成することができ、部品点数を少なくできる。さらに、同一サイズの制御基板を搭載できる取付けボスを有しており、並列接続時は電池ブロックの片側に１枚、直列接続の場合には電池ブロックの両側に２枚搭載可能である。基板取り付け用のボスは、並列接続時、電池ブロック同士の嵌合を妨げない位置に配置されている。
＜３．変形例＞
　本発明は、上述した本発明の実施形態に限定されるものでは無く、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。
　例えば、上述の実施形態及び実施例において挙げた数値、構造、形状、材料、原料、製造プロセス等はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれらと異なる数値、構造、形状、材料、原料、製造プロセス等を用いてもよい。
　例えば、電池ブロック同士を連結するための嵌合部の構成として、合成樹脂の弾性を利用した構成も可能である。図２１に示すように、スリット５２を有し、ほぼ球形又は断面がほぼ円形の筒であって、くびれを有する凸部５１を使用する。一方、凸部５１の径よりやや小さい開口のくびれを有する凹部５３を設ける。スリット５２を狭くすることによって、凹部５３に対して凸部５１を嵌合させることができる。組電池ホルダーの合成樹脂の弾性によって嵌合状態を保持することができる。
＜４．応用例＞
　以下、組電池装置の応用例について説明する。なお、組電池装置の応用例は、以下に説明する応用例に限られることはない。
「応用例としての住宅における蓄電システム」
　本発明を住宅用の蓄電システムに適用した例について、図２２を参照して説明する。例えば住宅１０１用の蓄電システム１００においては、火力発電１０２ａ、原子力発電１０２ｂ、水力発電１０２ｃ等の集中型電力系統１０２から電力網１０９、情報網１１２、スマートメータ１０７、パワーハブ１０８等を介し、電力が蓄電装置１０３に供給される。これと共に、発電装置１０４等の独立電源から電力が蓄電装置１０３に供給される。蓄電装置１０３に供給された電力が蓄電される。蓄電装置１０３を使用して、住宅１０１で使用する電力が給電される。住宅１０１に限らずビルに関しても同様の蓄電システムを使用できる。
　住宅１０１には、発電装置１０４、電力消費装置１０５、蓄電装置１０３、各装置を制御する制御装置１１０、スマートメータ１０７、各種情報を取得するセンサー１１１が設けられている。各装置は、電力網１０９及び情報網１１２によって接続されている。発電装置１０４として、太陽電池、燃料電池、風車等が利用され、発電した電力が電力消費装置１０５及び／又は蓄電装置１０３に供給される。電力消費装置１０５は、冷蔵庫１０５ａ、空調装置１０５ｂ、テレビジョン受信機１０５ｃ、バス１０５ｄ等である。さらに、電力消費装置１０５には、電動車両１０６が含まれる。電動車両１０６は、電気自動車１０６ａ、ハイブリッドカー１０６ｂ、電気バイク１０６ｃである。電動車両１０６は、電動アシスト自転車等でもよい。
　蓄電装置１０３は、二次電池又はキャパシタから構成されている。例えば、リチウムイオン二次電池によって構成されている。リチウムイオン二次電池は、定置型であっても、電動車両１０６で使用されるものでも良い。この蓄電装置１０３に対して、上述した本発明の組電池装置が適用可能とされる。スマートメータ１０７は、商用電力の使用量を検出し、検出された使用量を、電力会社に送信する機能を備えている。電力網１０９は、直流給電、交流給電、非接触給電の何れか一つ又は複数を組み合わせても良い。
　各種のセンサー１１１は、例えば人感センサー、照度センサー、物体検知センサー、消費電力センサー、振動センサー、接触センサー、温度センサー、赤外線センサー等である。各種センサー１１１により取得された情報は、制御装置１１０に送信される。センサー１１１からの情報によって、気象の状態、人の状態等が把握されて電力消費装置１０５を自動的に制御してエネルギー消費を最小とすることができる。さらに、制御装置１１０は、住宅１０１に関する情報を、インターネットを介して外部の電力会社等に送信することができる。
　パワーハブ１０８によって、電力線の分岐、直流交流変換等の処理がなされる。制御装置１１０と接続される情報網１１２の通信方式としては、ＵＡＲＴ（Universal Asynchronous Receiver Transmitter：非同期シリアル通信用送受信回路）等の通信インタフェースを使う方法、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、Ｗｉ－Ｆｉ等の無線通信規格によるセンサーネットワークを利用する方法がある。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）方式は、マルチメディア通信に適用され、一対多接続の通信を行うことができる。ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）は、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．１５．４の物理層を使用するものである。ＩＥＥＥ８０２．１５．４は、ＰＡＮ（Personal Area Network）又はＷ（Wireless）ＰＡＮと呼ばれる短距離無線ネットワーク規格の名称である。
　制御装置１１０は、外部のサーバ１１３と接続されている。このサーバ１１３は、住宅１０１、電力会社、サービスプロバイダーの何れかによって管理されていても良い。サーバ１１３が送受信する情報は、たとえば、消費電力情報、生活パターン情報、電力料金、天気情報、天災情報、電力取引に関する情報である。これらの情報は、家庭内の電力消費装置（たとえばテレビジョン受信機）から送受信しても良いが、家庭外の装置（たとえば、携帯電話機等）から送受信しても良い。これらの情報は、表示機能を持つ機器、たとえば、テレビジョン受信機、携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）等に、表示されても良い。
　各部を制御する制御装置１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit )、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ（Read Only Memory)等で構成され、この例では、蓄電装置１０３に格納されている。制御装置１１０は、蓄電装置１０３、発電装置１０４、電力消費装置１０５、各種センサー１１１、サーバ１１３と情報網１１２により接続され、例えば、商用電力の使用量と、発電量とを調整する機能を有している。なお、その他にも、電力市場で電力取引を行う機能等を備えていても良い。
　以上のように、電力が火力発電１０２ａ、原子力発電１０２ｂ、水力発電１０２ｃ等の集中型電力系統１０２のみならず、発電装置１０４の発電電力を蓄電装置１０３に蓄えることができる。発電装置１０４は太陽光発電や風力発電などの再生可能エネルギーであってもよい。本応用例によれば、発電装置１０４の発電電力が変動しても、外部に送出する電力量を一定にしたり、又は、必要なだけ放電したりするといった制御を行うことができる。例えば、太陽光発電で得られた電力を蓄電装置１０３に蓄えると共に、夜間は料金が安い深夜電力を蓄電装置１０３に蓄え、昼間の料金が高い時間帯に蓄電装置１０３によって蓄電した電力を放電して利用するといった使い方もできる。
　なお、この例では、制御装置１１０が蓄電装置１０３内に格納される例を説明したが、スマートメータ１０７内に格納されても良いし、単独で構成されていても良い。さらに、蓄電システム１００は、集合住宅における複数の家庭を対象として用いられてもよいし、複数の戸建て住宅を対象として用いられてもよい。
「応用例としての車両における蓄電システム」
　本発明を車両用の蓄電システムに適用した例について、図２３を参照して説明する。図２３に、本発明が適用されるシリーズハイブリッドシステムを採用するハイブリッド車両の構成の一例を概略的に示す。シリーズハイブリッドシステムはエンジンで動かす発電機で発電された電力、あるいはそれをバッテリーに一旦貯めておいた電力を用いて、電力駆動力変換装置で走行する車である。
　このハイブリッド車両２００には、エンジン２０１、発電機２０２、電力駆動力変換装置２０３、駆動輪２０４ａ、駆動輪２０４ｂ、車輪２０５ａ、車輪２０５ｂ、バッテリー２０８、車両制御装置２０９、各種センサー２１０、充電口２１１が搭載されている。バッテリー２０８に対して、上述した本発明の蓄電装置が適用される。蓄電装置が１又は複数適用される。
　ハイブリッド車両２００は、電力駆動力変換装置２０３を動力源として走行する。電力駆動力変換装置２０３の一例は、モーターである。バッテリー２０８の電力によって電力駆動力変換装置２０３が作動し、この電力駆動力変換装置２０３の回転力が駆動輪２０４ａ、２０４ｂに伝達される。なお、必要な個所に直流－交流（ＤＣ－ＡＣ）あるいは逆変換（ＡＣ－ＤＣ変換）を用いることによって、電力駆動力変換装置２０３が交流モーターでも直流モーターでも適用可能である。各種センサー２１０は、車両制御装置２０９を介してエンジン回転数を制御したり、図示しないスロットルバルブの開度（スロットル開度）を制御したりする。各種センサー２１０には、速度センサー、加速度センサー、エンジン回転数センサーなどが含まれる。
　エンジン２０１の回転力は発電機２０２に伝えられ、その回転力によって発電機２０２により生成された電力をバッテリー２０８に蓄積することが可能である。
　図示しない制動機構によりハイブリッド車両が減速すると、その減速時の抵抗力が電力駆動力変換装置２０３に回転力として加わり、この回転力によって電力駆動力変換装置２０３により生成された回生電力がバッテリー２０８に蓄積される。
　バッテリー２０８は、ハイブリッド車両の外部の電源に接続されることで、その外部電源から充電口２１１を入力口として電力供給を受け、受けた電力を蓄積することも可能である。
　図示しないが、二次電池に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行なう情報処理装置を備えていても良い。このような情報処理装置としては、例えば、電池の残量に関する情報に基づき、電池残量表示を行う情報処理装置などがある。
　なお、以上は、エンジンで動かす発電機で発電された電力、或いはそれをバッテリーに一旦貯めておいた電力を用いて、モーターで走行するシリーズハイブリッド車を例として説明した。しかしながら、エンジンとモーターの出力がいずれも駆動源とし、エンジンのみで走行、モーターのみで走行、エンジンとモーター走行という３つの方式を適宜切り替えて使用するパラレルハイブリッド車に対しても本発明は有効に適用可能である。さらに、エンジンを用いず駆動モーターのみによる駆動で走行する所謂、電動車両に対しても本発明は有効に適用できる。
　１、１Ａ，１Ｂ，１Ｃ・・・電池ブロック、２・・・組電池ホルダー、３ａ，３Ｂ・・・側面、４ａ，４ｂ・・・端面、５ａ・・・上面、５ｂ・・・底面、７，７ａ，７ｂ・・・制御基板ブラケット、８，８ａ，８ｂ・・・制御基板、２１ａ～２１ｄ・・・凸部、２２ａ～２２ｄ・・・凹部、３１ａ～３１ｄ・・・凸部、３２ａ～３２ｄ・・・凹部、４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂ・・・取り付けボス

Claims (18)

  1. 　少なくとも１列に配列された複数の電池と、
    　前記複数の電池を保持する支持体と、
    　前記支持体に設けられている連結部材と、
    　を備える電池ブロックであって、
    　前記連結部材は、他の電池ブロックの支持体に形成されている他の連結部材と協働して電池ブロック同士を連結できるように設けられるとともに、同一面上で電池ブロックを回転させた後で同一位置に存在するように設けられ、
    　回転の有無によって直列接続および並列接続を切り替え可能に構成されている電池ブロック。
  2. 　前記複数の電池は正極および負極が交互に表出している請求項１に記載の電池ブロック。
  3. 　偶数個の前記電池が１列に配置されている請求項１または２に記載の電池ブロック。
  4. 　前記１列の一方の端部に配置されている電池と、前記１列の他方の端部に配置されている電池とは、同一面に表出する電極の極性が異なる請求項１から３のいずれかに記載の電池ブロック。
  5. 　前記連結部材は前記支持体の側面に形成されている凸部を備える第１連結部材と、前記支持体の側面に形成されている凹部を備える第２連結部材とを備え、隣接する電池ブロック同士の第１連結部材と第２連結部材とが嵌合することによって隣接する電池ブロック同士が連結できるようにされている請求項１から４のいずれかに記載の電池ブロック。
  6. 　前記支持体の側面の中心線に対して一方の側に前記第１連結部材が設けられている請求項５に記載の電池ブロック。
  7. 　請求項１から６のいずれかに記載の電池ブロックを複数個備え、隣接する前記電池ブロックの前記連結部材によって隣接する電池ブロックが連結され、前記複数の電池の電極間を接続する接続電極を備える組電池装置。
  8. 　前記複数の電池の配列において、正極及び負極が交互に表出しており、
    　前記接続電極によって、正極及び負極間を接続することによって、前記複数の電池の直列接続を構成する請求項７に記載の組電池装置。
  9. 　前記接続電極によって、前記電池ブロック同士が直列に接続されている請求項７または８に記載の組電池装置。
  10. 　前記接続電極によって、前記電池ブロック同士が並列に接続されている請求項７または８に記載の組電池装置。
  11. 　直列接続された複数の電池ブロックの異なる面に２以上の制御基板を設けるようにした請求項９に記載の組電池装置。
  12. 　並列接続された複数の電池ブロックの一面に１つの制御基板を設けるようにした請求項１０に記載の組電池装置。
  13. 　制御基板の取り付けボスが連結される他の電池ブロックの電池間の隙間に配されるようになされた請求項１２に記載の組電池装置。
  14. 　請求項７に記載の組電池装置が再生可能エネルギーから発電を行う発電装置によって充電される電力システム。
  15. 　請求項７に記載の組電池装置を有し、前記組電池装置に接続される電子機器に電力を供給する電力システム。
  16. 　請求項７に記載の組電池装置から、電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、前記組電池装置に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行なう制御装置とを有する電動車両。
  17. 　他の機器とネットワークを介して信号を送受信する電力情報送受信部とを備え、
    前記電力情報送受信部が受信した情報に基づき、請求項７に記載の組電池装置の充放電制御を行う電力システム。
  18. 　請求項７に記載の組電池装置から、電力の供給を受け、または発電装置もしくは電力網から前記組電池装置に電力を供給する電力システム。
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