WO2020031576A1 - 電池モジュールおよび電池パック - Google Patents

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WO2020031576A1
WO2020031576A1 PCT/JP2019/026733 JP2019026733W WO2020031576A1 WO 2020031576 A1 WO2020031576 A1 WO 2020031576A1 JP 2019026733 W JP2019026733 W JP 2019026733W WO 2020031576 A1 WO2020031576 A1 WO 2020031576A1
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battery module
lead plate
cells
adjacent
battery
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PCT/JP2019/026733
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English (en)
French (fr)
Inventor
小野和彦
大津厚
柳沢毅
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/213—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for cells having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/289—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs
    • H01M50/291—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs characterised by their shape
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery module formed by stacking a plurality of cylindrical cells in a state where the axial directions of the cells are substantially parallel, and a battery pack having a plurality of battery modules in a case.
  • JP-A-2002-254934 discloses a battery unit in which a plurality of battery assemblies in which a plurality of cylindrical batteries are connected in series are connected in parallel.
  • the present invention has been made in order to solve the above-described problem, and has a simple shape of a conductive plate and a reduced number of types of shapes of the conductive plate to improve the productivity. It is intended to provide a module and a battery pack.
  • the first invention is a battery module 22 or 24 formed by stacking a plurality of cylindrical cells 26 in a state where the axial directions of the cells 26 are substantially parallel, and has the following features. .
  • the unit cells 26 are linearly arranged in a first direction, and are arranged with respect to the first direction.
  • the electrodes of the unit cells 26 that are linearly arranged in a second direction that is oblique and that are adjacent to each other in the first direction have different polarities and that are adjacent to each other in the second direction.
  • the electrodes 26 have the same polarity, and lead plates 30c to 30f for connecting the unit cells 26 adjacent in the first direction in series and connecting the unit cells 26 adjacent in the second direction in parallel, It has 30k to 30n.
  • Second feature when the battery modules 22 and 24 are viewed from the electrode side of the unit cell 26, the plurality of unit cells 26 are arranged in a first region R1 formed in a substantially rectangular shape.
  • the number of the cells 26 arranged in a second region R2 formed in a substantially triangular shape at a corner in one region R1 is arranged in a position adjacent to the second region R2 in the second direction.
  • the number is the same as the number of the unit cells 26 described above.
  • the unit cells 26 are arranged in the second region R2, and are mutually separated in the first direction.
  • the electrodes of the adjacent unit cells 26 have the same polarity.
  • the lead plates 30c to 30f and 30k to 30n are formed in a linear shape substantially parallel to the first direction. And a side surface formed in a straight line substantially parallel to the second direction.
  • An insulating wall 40 is provided between the adjacent lead plates 30c to 30f and 30k to 30n.
  • the second invention is a battery pack 10 having a plurality of the battery modules 22 and 24 in the case 14 and has the following features.
  • one battery module 22 has a positive electrode lead plate 30a connected to only the positive electrode of the adjacent cell 26 in one of the first directions and only the negative electrode of the adjacent cell 26
  • the other battery module 24 disposed adjacent to one battery module 22 has a negative electrode lead plate 30h connected to the other in the first direction, and the other battery module 24 disposed adjacent to the one battery module 22 has only the positive electrode of the adjacent cell 26.
  • One battery includes a positive electrode lead plate 30p connected to the other side of the first direction, and a negative electrode lead plate 30i connected only to the negative electrode of the adjacent unit cell 26 in one side of the first direction.
  • the module 22 and another battery module 24 are connected in series.
  • the positive electrode lead plate 30a serving as an electrode of the battery pack 10
  • the negative electrode lead plate 30i is provided on the same side of the first direction.
  • the productivity of the battery module can be improved.
  • the productivity of the battery module can be improved.
  • the productivity of the battery module can be improved.
  • the productivity of the battery module can be improved.
  • a short circuit between the lead plates can be prevented.
  • the battery module and the adjacent battery module can be easily connected in series.
  • the circuit configuration in the battery pack can be simplified.
  • FIG. 1 is a perspective view of the battery pack.
  • FIG. 2 is a perspective view of the first battery module and the second battery module.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the first battery module and the second battery module.
  • FIG. 4A is a diagram of the first battery module as viewed from the Y axis negative direction side.
  • FIG. 4B is a view of the first battery module viewed from the Y axis positive direction side.
  • FIG. 5A is a view of the second battery module viewed from the Y axis negative direction side.
  • FIG. 5B is a diagram of the second battery module viewed from the Y axis positive direction side.
  • FIG. 6 is a schematic sectional view taken along line VI-VI in FIGS. 4A and 4B.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing the flow of current in the first battery module and the second battery module.
  • FIG. 1 is a perspective view of the battery pack 10.
  • FIG. 2 is a perspective view of the first battery module 22 and the second battery module 24. 1 and 2 show an X axis, a Y axis, and a Z axis orthogonal to each other. In other drawings described below, X-axis, Y-axis, and Z-axis corresponding to X-axis, Y-axis, and Z-axis in FIGS. 1 and 2 are shown.
  • the battery pack 10 includes a case 14, a first battery module 22 and a second battery module 24 housed inside the case 14.
  • the case 14 includes a top case 16, a bottom case 18, and an outer case 20.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the first battery module 22 and the second battery module 24.
  • Each of the first battery module 22 and the second battery module 24 has a plurality of cells 26, a cell holder 28 accommodating the cells 26, and lead plates 30a to 30p connecting the cells 26 to each other. .
  • the cell 26 is a lithium ion secondary battery having a cylindrical appearance.
  • the unit cell 26 is not limited to a lithium ion secondary battery, and may be another secondary battery such as a nickel hydride secondary battery or a nickel cadmium secondary battery.
  • the cell holder 28 has a plurality of cylindrical accommodation holes 32 penetrating in the Y-axis direction. The cell 26 is accommodated in the accommodation hole 32 of the cell holder 28.
  • FIG. 4A is a diagram of the first battery module 22 viewed from the Y axis negative direction side.
  • FIG. 4B is a diagram of the first battery module 22 viewed from the Y axis positive direction side.
  • the number of the positive electrodes of the unit cells 26 facing the Y-axis negative direction side is 24, Are arranged so that the number facing the Y axis negative direction side is 18.
  • the number of the unit cells 26 in the state where the positive electrode of the unit cell 26 is directed to the Y-axis positive direction side is 18 in the state of being housed in the housing hole 32 of the first battery module 22.
  • the number of the negative electrodes facing the Y-axis positive direction is 24.
  • the unit cell 26 When the first battery module 22 is viewed from the negative side of the Y-axis direction or the positive side of the Y-axis, the unit cell 26 is disposed in the first region R1 formed in a substantially rectangular shape.
  • the cells 26 are linearly arranged in a first direction substantially parallel to the direction of gravity (Z-axis direction), and are linearly arranged in a second direction that is oblique to the direction of gravity (Z-axis direction). It is arranged in.
  • the first direction may not be a direction substantially parallel to the direction of gravity, and the second direction is not a direction oblique to the direction of gravity if it is a direction oblique to the first direction. May be.
  • first region R1 regions formed by substantially triangles at corners of the first region R1 on the Z axis negative direction side and the positive direction side are referred to as second regions R2a and R2b, respectively.
  • the cells 26 arranged in the second region R2a and the second region R2b have electrodes of the same polarity, respectively. It is provided so that it becomes.
  • the cells 26 arranged in the second region R2a and the second region R2b are provided such that the electrodes of the cells 26 adjacent to each other in the first direction have the same polarity, and Are provided so that the electrodes of the unit cells 26 adjacent to each other in the same direction have the same polarity.
  • the number of the cells 26 arranged in the second region R2a and the second region R2b is six each, and the number of the single cells 26 in the second direction is set at a position adjacent to the second region R2a or the second region R2b.
  • the number is the same as the number (6) of the unit cells 26 arranged.
  • the cells 26 arranged in the third region R3 are the cells 26 adjacent to each other in the first direction.
  • the electrodes are provided so as to have different polarities, and the electrodes of the unit cells 26 adjacent to each other in the second direction are provided so as to have the same polarity.
  • the first battery module 22 has eight lead plates 30a to 30h.
  • the lead plates 30a to 30h are plate members formed of a conductive material.
  • the shapes of the lead plates 30b and 30g are the same, and the shapes of the lead plates 30c to 30f are the same.
  • the lead plate 30a forms a positive electrode lead plate.
  • the lead plate 30a is formed in a substantially triangular shape having a straight line substantially parallel to the first direction and a straight line substantially parallel to the second direction.
  • the lead plate 30a is formed with an electrode portion 34P protruding in the negative Z-axis direction with respect to the cell holder 28.
  • the lead plate 30a is mounted on the negative side of the cell holder 28 in the Y-axis negative direction, and connects the positive electrodes of the cells 26 arranged in the second region R2a on the negative side of the Z-axis in parallel (FIG. 4A).
  • the lead plate 30b is formed in a substantially trapezoidal shape having straight lines substantially parallel to the first direction and straight lines substantially parallel to the second direction on its sides.
  • the lead plate 30b is attached to the positive side of the cell holder 28 in the Y-axis direction, connects the negative electrodes of the unit cells 26 arranged in the second region R2a in parallel, and sets the lead plate 30b at a position adjacent to the second region R2a.
  • the positive electrodes of the unit cells 26 arranged in two directions are connected in parallel.
  • the lead plate 30b connects the negative electrode of the cell 26 arranged in the second region R2a and the positive electrode of the cell 26 arranged in the second direction at a position adjacent to the second region R2a. Connect in series (FIG. 4B).
  • the lead plate 30c is formed in a substantially parallelogram shape having a straight line substantially parallel to the first direction and a straight line substantially parallel to the second direction on its sides.
  • the lead plate 30c is mounted on the negative side of the cell holder 28 in the Y-axis direction, connects the negative electrodes of the cells 26 arranged in the second direction in the third region R3 in parallel, and also in the second direction.
  • the positive electrodes of the arranged cells 26 are connected in parallel.
  • the lead plate 30c connects the negative electrode of the cell 26 arranged in the second direction and the positive electrode of the cell 26 arranged in the second direction in series (FIG. 4A).
  • the lead plate 30d is formed in a substantially parallelogram shape having sides on a straight line substantially parallel to the first direction and a straight line substantially parallel to the second direction.
  • the lead plate 30d is attached to the positive side of the cell holder 28 in the Y-axis direction, connects the negative electrodes of the cells 26 arranged in the second direction in the third region R3 in parallel, and also in the second direction.
  • the positive electrodes of the arranged cells 26 are connected in parallel.
  • the lead plate 30d connects the negative electrode of the cell 26 arranged in the second direction and the positive electrode of the cell 26 arranged in the second direction in series (FIG. 4B).
  • the lead plate 30e is formed in a substantially parallelogram shape having a straight line substantially parallel to the first direction and a straight line substantially parallel to the second direction on its sides.
  • the lead plate 30e is mounted on the negative side of the cell holder 28 in the Y-axis direction, connects the negative electrodes of the cells 26 arranged in the second direction in the third region R3 in parallel, and also in the second direction.
  • the positive electrodes of the arranged cells 26 are connected in parallel.
  • the lead plate 30e connects the negative electrode of the cell 26 arranged in the second direction and the positive electrode of the cell 26 arranged in the second direction in series (FIG. 4A).
  • the lead plate 30f is formed in a substantially parallelogram shape having a straight line substantially parallel to the first direction and a straight line substantially parallel to the second direction on its sides.
  • the lead plate 30f is mounted on the positive side of the cell holder 28 in the Y-axis direction, connects the negative electrodes of the cells 26 arranged in the second direction in the third region R3 in parallel, and also in the second direction.
  • the positive electrodes of the arranged cells 26 are connected in parallel.
  • the lead plate 30f connects the negative electrode of the cell 26 arranged in the second direction and the positive electrode of the cell 26 arranged in the second direction in series (FIG. 4B).
  • the lead plate 30g is formed in a substantially trapezoidal shape having a straight line substantially parallel to the first direction and a straight line substantially parallel to the second direction on its sides.
  • the lead plate 30g is attached to the negative side of the cell holder 28 in the Y-axis direction, connects the positive electrodes of the cells 26 arranged in the second region R2b in parallel, and sets the lead plate at a position adjacent to the second region R2b.
  • the negative electrodes of the unit cells 26 arranged in two directions are connected in parallel.
  • the lead plate 30g connects the positive electrode of the cell 26 arranged in the second region R2b and the negative electrode of the cell 26 arranged in the second direction at a position adjacent to the second region R2b. Connect in series (FIG. 4A).
  • the lead plate 30h constitutes a negative electrode lead plate.
  • the lead plate 30h is formed in a substantially triangular shape having a straight line substantially parallel to the first direction and a straight line substantially parallel to the second direction.
  • the lead plate 30h is formed such that the Z-axis positive direction side is bent from the Y-axis positive direction side of the cell holder 28 along the side surface on the Z-axis positive direction side (FIG. 3).
  • the lead plate 30h is attached on the Y axis positive direction side of the cell holder 28, and connects the negative electrodes of the cells 26 arranged in the second region R2b in parallel (FIG. 4B).
  • FIG. 5A is a view of the second battery module 24 as viewed from the Y axis negative direction side.
  • FIG. 5B is a view of the second battery module 24 viewed from the Y axis positive direction side.
  • the number of the positive electrodes of the unit cells 26 facing the Y-axis negative direction side is 24, Are arranged so that the number facing the Y axis negative direction side is 18. Further, as shown in FIG. 5B, the number of the unit cells 26 which are accommodated in the accommodation holes 32 of the second battery module 24 is 18 when the positive electrodes of the unit cells 26 face the Y axis positive direction side. , The number of the negative electrodes facing the Y-axis positive direction is 24.
  • the unit cell 26 is disposed in the first region R1 formed in a substantially rectangular shape.
  • the cells 26 are linearly arranged in a first direction substantially parallel to the direction of gravity (Z-axis direction), and are linearly arranged in a second direction that is oblique to the direction of gravity (Z-axis direction). It is arranged in.
  • regions formed in the Z-axis negative direction side and the positive direction side of the first region R1a in substantially triangular shapes are second regions R2a and R2b, respectively.
  • the region excluding the second regions R2a and R2b is referred to as a third region R3.
  • the cells 26 arranged in the second region R2a and the second region R2b have electrodes of the same polarity, respectively. It is provided so that it becomes.
  • the cells 26 arranged in the second region R2a and the second region R2b are provided such that the electrodes of the cells 26 adjacent to each other in the first direction have the same polarity, and Are provided so that the electrodes of the unit cells 26 adjacent to each other in the same direction have the same polarity.
  • the number of the cells 26 arranged in the second region R2a and the second region R2b is six each, and the number of the single cells 26 in the second direction is set at a position adjacent to the second region R2a or the second region R2b.
  • the number is the same as the number (6) of the unit cells 26 arranged.
  • the cells 26 arranged in the third region R3 are the cells 26 adjacent to each other in the first direction.
  • the electrodes are provided so as to have different polarities, and the electrodes of the unit cells 26 adjacent to each other in the second direction are provided so as to have the same polarity.
  • the second battery module 24 has eight lead plates 30i to 30p.
  • the lead plates 30i to 30p are plate members formed of a conductive material.
  • the shapes of the lead plates 30j and 30o are the same, and the shapes of the lead plates 30k to 30n are the same.
  • the lead plate 30i constitutes a negative electrode lead plate.
  • the lead plate 30i is formed in a substantially triangular shape having a straight line substantially parallel to the first direction and a straight line substantially parallel to the second direction.
  • the lead plate 30i is formed with an electrode portion 34N protruding in the negative Z-axis direction with respect to the cell holder 28.
  • the lead plate 30i is attached to the positive side of the cell holder 28 in the Y-axis positive direction, and connects the negative electrodes of the cells 26 arranged in the second region R2a on the negative side of the Z-axis in parallel (FIG. 5B).
  • the lead plate 30j is formed in a substantially trapezoidal shape having a straight line substantially parallel to the first direction and a straight line substantially parallel to the second direction on its sides.
  • the lead plate 30j is attached to the negative side of the cell holder 28 in the Y-axis direction, connects the positive electrodes of the cells 26 arranged in the second region R2a in parallel, and places the lead plate 30j at a position adjacent to the second region R2a.
  • the negative electrodes of the unit cells 26 arranged in two directions are connected in parallel.
  • the lead plate 30j connects the positive electrode of the cell 26 arranged in the second region R2a and the negative electrode of the cell 26 arranged in the second direction at a position adjacent to the second region R2a. Connect in series (FIG. 5A).
  • the lead plate 30k is formed in a substantially parallelogram shape having a straight line substantially parallel to the first direction and a straight line substantially parallel to the second direction on its sides.
  • the lead plate 30k is attached to the Y-axis positive direction side of the cell holder 28, and connects the negative electrodes of the cells 26 arranged in the second direction in the third region R3 in parallel, and also in the second direction.
  • the positive electrodes of the arranged cells 26 are connected in parallel.
  • the lead plate 301 connects the negative electrode of the cell 26 arranged in the second direction and the positive electrode of the cell 26 arranged in the second direction in series (FIG. 5B).
  • the lead plate 30l is formed in a substantially parallelogram shape having sides on a straight line substantially parallel to the first direction and a straight line substantially parallel to the second direction.
  • the lead plate 30l is attached to the Y axis negative direction side of the cell holder 28, and connects the negative electrodes of the cells 26 arranged in the second direction in parallel to the third region R3, and also in the second direction.
  • the positive electrodes of the arranged cells 26 are connected in parallel.
  • the lead plate 30k connects the negative electrode of the cell 26 arranged in the second direction and the positive electrode of the cell 26 arranged in the second direction in series (FIG. 5A).
  • the lead plate 30m is formed in a substantially parallelogram shape having a straight line substantially parallel to the first direction and a straight line substantially parallel to the second direction on its sides.
  • the lead plate 30m is attached on the Y axis positive direction side of the cell holder 28, connects the negative electrodes of the unit cells 26 arranged in the second direction in the third region R3 in parallel, and also in the second direction.
  • the positive electrodes of the arranged cells 26 are connected in parallel.
  • the lead plate 30m connects the negative electrode of the unit cell 26 arranged in the second direction and the positive electrode of the unit cell 26 arranged in the second direction in series (FIG. 5B).
  • the lead plate 30n is formed in a substantially parallelogram shape having a straight line substantially parallel to the first direction and a straight line substantially parallel to the second direction on its sides.
  • the lead plate 30n is attached on the Y axis negative direction side of the cell holder 28, connects the negative electrodes of the cells 26 arranged in the second direction in the third region R3 in parallel, and also in the second direction.
  • the positive electrodes of the arranged cells 26 are connected in parallel.
  • the lead plate 30n connects the negative electrode of the cell 26 arranged in the second direction and the positive electrode of the cell 26 arranged in the second direction in series (FIG. 5A).
  • the lead plate 30o is formed in a substantially trapezoidal shape having straight lines substantially parallel to the first direction and straight lines substantially parallel to the second direction on its sides.
  • the lead plate 30o is attached to the Y axis positive direction side of the cell holder 28, connects the negative electrodes of the cells 26 arranged in the second region R2b in parallel, and places the lead plate 30o at a position adjacent to the second region R2b.
  • the positive electrodes of the unit cells 26 arranged in two directions are connected in parallel.
  • the lead plate 30o connects the negative electrode of the cell 26 arranged in the second region R2b and the positive electrode of the cell 26 arranged in the second direction at a position adjacent to the second region R2b. Connect in series (FIG. 5B).
  • the lead plate 30p constitutes a positive electrode lead plate.
  • the lead plate 30p is formed in a substantially triangular shape having a straight line substantially parallel to the first direction and a straight line substantially parallel to the second direction.
  • the lead plate 30p is formed such that the Z-axis positive direction side is bent from the Y-axis negative direction side to the Z-axis positive direction side surface of the cell holder 28 (FIG. 3).
  • the lead plate 30p is attached to the negative side of the cell holder 28 in the Y-axis direction, and connects the positive electrodes of the cells 26 arranged in the second region R2b in parallel (FIG. 5A).
  • FIG. 6 is a schematic sectional view taken along line VI-VI in FIGS. 4A and 4B.
  • the unit cell 26 is not shown as a cross-sectional view.
  • a common cell holder is used for the first battery module 22 and the second battery module 24.
  • the cell holder 28 is formed by assembling two members, a first member 36 and a second member 38, in the Y-axis direction.
  • An insulating wall 40 is formed between adjacent lead plates 30 (for example, the lead plate 30c and the lead plate 30e) attached to the cell holder 28. This prevents a short circuit between the lead plates 30. Further, the insulating wall 40 is formed so as to protrude in an inner peripheral shape of the accommodation hole 32, thereby preventing the unit cell 26 from dropping out of the accommodation hole 32.
  • each of the first battery module 22 and the second battery module 24 is a single assembled battery, and the first battery module 22 and the second battery module 24 are shown in FIGS. As shown, they are connected in series by a connecting lead plate 41.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing the flow of current in the first battery module 22 and the second battery module 24.
  • the current flows through the battery pack 10 through the lead plate 30i ⁇ lead plate 30j ⁇ lead plate 30k ⁇ lead plate 30l ⁇ lead plate 30m ⁇ lead plate 30n ⁇ lead plate 30o ⁇ lead plate 30p ⁇ connection lead plate 41 ⁇ lead plate 30h ⁇
  • the flow will be in the order of the lead plate 30g ⁇ the lead plate 30f ⁇ the lead plate 30e ⁇ the lead plate 30d ⁇ the lead plate 30c ⁇ the lead plate 30b ⁇ the lead plate 30a.
  • both the lead plate 30a as the positive electrode lead plate of the first battery module 22 and the lead plate 30i as the negative electrode lead plate of the second battery module 24 can be arranged on the negative side of the Z axis.
  • the first battery module 22 and the second battery module are configured such that a plurality of cells 26 are connected in parallel, and a plurality of cells 26 connected in parallel form a set, and the plurality of sets of cells 26 are connected in series.
  • the voltage of the battery pack 10 can be increased, and the capacity can be increased.
  • the first battery module 22 or the second battery module 24 is viewed from the electrode side of the unit cell 26.
  • the cells 26 are linearly arranged in a first direction substantially parallel to the direction of gravity, and linearly in a second direction that is oblique to the direction of gravity. In this case, there is a problem that the shape of the lead plate connecting the individual cells 26 becomes complicated, and the productivity of the first battery module 22, the second battery module 24, and the battery pack 10 deteriorates.
  • the lead plates 30c to 30f and 30k to 30n connect the unit cells 26 adjacent in the second direction in parallel, and The unit cells 26 adjacent in the direction are connected in series.
  • the lead plates 30c to 30f and 30k to 30n are formed into a substantially parallelogram having sides substantially parallel to the first direction and sides substantially parallel to the second direction, and the lead plates 30c to 30f and 30k are formed. 30n can be simplified, and the productivity of the first battery module 22, the second battery module 24, and the battery pack 10 can be improved.
  • the plurality of cells 26 are arranged in the first region R1 formed in a substantially rectangular shape, and the corners in the first region R1 are formed.
  • the number of the cells 26 arranged in the second region R2 formed in a substantially triangular portion is the same as the number of the cells 26 arranged in the second direction at a position adjacent to the second region R2. It is.
  • the cells 26 arranged in the second region R2 are connected in parallel by the lead plates 30b, 30g, 30j, and 30o, and are arranged in the second direction at a position adjacent to the second region R2.
  • the unit cells 26 arranged in the direction can be connected in series.
  • the lead plates 30b, 30g, 30j, and 30o are formed in a substantially trapezoidal shape having sides substantially parallel to the first direction and sides substantially parallel to the second direction, and the lead plates 30b, 30g, 30j, and 30o. Can be simplified, and the productivity of the first battery module 22, the second battery module 24, and the battery pack 10 can be improved.
  • the lead plates 30a to 30p have side surfaces formed in a straight line substantially parallel to the first direction, and substantially parallel to the second direction. And a side surface formed in a parallel straight line.
  • the shapes of the lead plates 30a to 30p can be simplified, and the productivity of the first battery module 22, the second battery module 24, and the battery pack 10 can be improved.
  • the cell holder 28 has the insulating wall 40 between the adjacent lead plates 30a to 30p. This can prevent a short circuit between the lead plates 30a to 30p.
  • the first battery module 22 moves the lead plate 30a (positive electrode lead plate) connected to only the positive electrode of the adjacent cell 26 downward in the direction of gravity (negative Z-axis direction).
  • a lead plate 30h (negative electrode lead plate) connected to only the negative electrode of the adjacent cell 26 is provided above the gravity direction (positive Z-axis direction).
  • the second battery module 24 adjacent to the first battery module 22 has a lead plate 30p (positive electrode lead plate) connected to only the positive electrode of the adjacent unit cell 26 above (in the positive Z-axis direction) in the direction of gravity.
  • a lead plate 30i (negative electrode lead plate) connected to only the negative electrode of the adjacent unit cell 26 is provided below the gravity direction (negative Z-axis direction).
  • the lead plate 30h of the first battery module 22 above the gravity direction and the lead plate 30p of the second battery module 24 are connected in series.
  • the lead plate 30h (negative electrode lead plate) of the first battery module 22 and the lead plate 30p (positive electrode lead plate) of the second battery module 24 are both concentrated upward in the direction of gravity.
  • the second battery module 24 can be easily connected in series by the connecting lead plate 41.
  • lead plate 30a positive lead plate
  • lead plate 30h negative lead plate
  • lead plate 30p of first battery module 22 and second battery module 24 connected in series are provided.
  • the lead plate 30i negative electrode lead plate
  • the lead plate 30a positive electrode lead plate
  • the lead plate 30i negative electrode lead plate
  • both the lead plate 30a (positive lead plate) of the first battery module 22 and the lead plate 30i (negative lead plate) of the second battery module 24, which are electrodes of the battery pack 10 are concentrated below in the direction of gravity.
  • the circuit configuration in the battery pack 10 can be simplified.

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Abstract

第１電池モジュール（２２）は、第１電池モジュール（２２）を単電池（２６）の電極側から見たときに、単電池（２６）は、略平行する第１の方向に直線状に並べられるとともに、第１の方向に対して斜め方向である第２の方向に直線状に並べられ、第１の方向に互いに隣接する単電池（２６）の電極は異極であって、第２の方向に互いに隣接する単電池（２６）の電極は同極であり、第１の方向において隣接する単電池（２６）を直列に接続し、第２の方向において隣接する単電池（２６）を並列に接続するリード板（３０ｃ～３０ｆ）を有する。

Description

電池モジュールおよび電池パック
　本発明は、円筒状の複数の単電池が、単電池の軸方向が略平行となる状態で積み重ねられて形成された電池モジュール、および、ケース内に複数の電池モジュールを有する電池パックに関する。
　特開２００２－２５４９３４号公報には、円筒型電池を複数本直列に接続したバッテリ組付体を複数並列に接続されているバッテリユニットが開示されている。
　特開２００２－２５４９３４号公報に記載の技術では、円筒型電池同士を接続する導電板が複雑な形状であって、多種類の形状の導電板が必要となるため、バッテリユニットの生産性が悪い問題がある。
　本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、導電板の形状を単純な形状とするとともに、導電板の形状の種類を少なくして、生産性を向上させることができる電池モジュールおよび電池パックを提供することを目的とする。
　第１の発明は、円筒状の複数の単電池２６が、前記単電池２６の軸方向が略平行となる状態で積み重ねられて形成された電池モジュール２２、２４であって、以下の特徴を有する。
　第１の特徴；前記電池モジュール２２、２４を前記単電池２６の電極側から見たときに、前記単電池２６は、第１の方向に直線状に並べられるとともに、前記第１の方向に対して斜め方向である第２の方向に直線状に並べられ、前記第１の方向に互いに隣接する前記単電池２６の電極は異極であって、前記第２の方向に互いに隣接する前記単電池２６の電極は同極であり、前記第１の方向において隣接する前記単電池２６を直列に接続し、前記第２の方向において隣接する前記単電池２６を並列に接続するリード板３０ｃ～３０ｆ、３０ｋ～３０ｎを有する。
　第２の特徴；前記電池モジュール２２、２４を前記単電池２６の電極側から見たときに、複数の前記単電池２６は、略長方形で形成される第１の領域Ｒ１に配置され、前記第１の領域Ｒ１内の隅部に略三角形で形成される第２の領域Ｒ２に配置された前記単電池２６の本数は、前記第２の領域Ｒ２に隣接する位置に前記第２の方向に並べられている前記単電池２６の本数と同数である。
　第３の特徴；前記電池モジュール２２、２４を前記単電池２６の電極側から見たときに、前記第２の領域Ｒ２に配置された前記単電池２６であって、前記第１の方向に互いに隣接する前記単電池２６の電極は同極である。
　第４の特徴；前記電池モジュール２２、２４を前記単電池２６の電極側から見たときに、前記リード板３０ｃ～３０ｆ、３０ｋ～３０ｎは、前記第１の方向と略平行な直線状に形成された側面と、前記第２の方向と略平行な直線状に形成された側面とを有する。
　第５の特徴；隣接する前記リード板３０ｃ～３０ｆ、３０ｋ～３０ｎの間に絶縁壁４０を有する。
　第２の発明は、上記の電池モジュール２２、２４をケース１４内に複数有する電池パック１０であって、以下の特徴を有する。
　第６の特徴；１つの前記電池モジュール２２は、隣接する前記単電池２６の正極のみと接続する正極リード板３０ａを前記第１の方向の一方に有するとともに、隣接する前記単電池２６の負極のみと接続する負極リード板３０ｈを前記第１の方向の他方に有し、１つの前記電池モジュール２２と隣接して配置される別の前記電池モジュール２４は、隣接する前記単電池２６の正極のみと接続する正極リード板３０ｐを前記第１の方向の他方に有するとともに、隣接する前記単電池２６の負極のみと接続する負極リード板３０ｉを前記第１の方向の一方に有し、１つの前記電池モジュール２２と別の前記電池モジュール２４とは、直列に接続されている。
　第７の特徴；直列に接続された複数の前記電池モジュール２２、２４の前記正極リード板３０ａ、３０ｐおよび前記負極リード板３０ｈ、３０ｉのうち、前記電池パック１０の電極となる前記正極リード板３０ａおよび前記負極リード板３０ｉを、前記第１の方向の同一方向側に設ける。
　第１の発明の第１の特徴によれば、電池モジュールの生産性を向上させることができる。
　第１の発明の第２の特徴によれば、電池モジュールの生産性を向上させることができる。
　第１の発明の第３の特徴によれば、電池モジュールの生産性を向上させることができる。
　第１の発明の第４の特徴によれば、電池モジュールの生産性を向上させることができる。
　第１の発明の第５の特徴によれば、リード板同士の短絡を防ぐことができる。
　第２の発明の第６の特徴によれば、電池モジュールと隣接する電池モジュールとを簡単に直列に接続することができる。
　第２の発明の第７の特徴によれば、電池パック内の回路構成を単純化することができる。
　上記の目的、特徴及び利点は、添付した図面を参照して説明される以下の実施の形態の説明から容易に了解されるであろう。
図１は、電池パックの斜視図である。 図２は、第１電池モジュールおよび第２電池モジュールの斜視図である。 図３は、第１電池モジュールおよび第２電池モジュールの分解斜視図である。 図４Ａは、第１電池モジュールをＹ軸負方向側から見た図である。図４Ｂは、第１電池モジュールをＹ軸正方向側から見た図である。 図５Ａは、第２電池モジュールをＹ軸負方向側から見た図である。図５Ｂは、第２電池モジュールをＹ軸正方向側から見た図である。 図６は、図４Ａ、図４ＢにおけるＶＩ－ＶＩ線における概略断面図である。 図７は、第１電池モジュールおよび第２電池モジュール内の電流の流れを示す模式図である。
　［電池パックの構成］
　図１は電池パック１０の斜視図である。図２は第１電池モジュール２２および第２電池モジュール２４の斜視図である。図１および図２には、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸が示されている。以降に説明する他の図面においても、図１および図２のＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸に対応するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸が示されている。
　電池パック１０は、ケース１４、および、ケース１４の内部に収容された第１電池モジュール２２および第２電池モジュール２４から構成されている。ケース１４は、トップケース１６、ボトムケース１８、および、外装ケース２０から構成されている。
　［電池モジュールの構成］
　図３は、第１電池モジュール２２および第２電池モジュール２４の分解斜視図である。第１電池モジュール２２および第２電池モジュール２４は、それぞれ、複数の単電池２６、単電池２６が収容されるセルホルダ２８、および、単電池２６同士を接続するリード板３０ａ～３０ｐを有している。
　単電池２６は外観が円筒形状をしたリチウムイオン二次電池である。なお、単電池２６は、リチウムイオン二次電池に限らず、ニッケル水素二次電池やニッケルカドミウム二次電池等の他の二次電池であってもよい。セルホルダ２８には、Ｙ軸方向に貫通する円筒状の複数の収容孔３２が形成されている。単電池２６は、セルホルダ２８の収容孔３２内に収容されている。
　（第１電池モジュールの構成）
　図４Ａは、第１電池モジュール２２をＹ軸負方向側から見た図である。図４Ｂは、第１電池モジュール２２をＹ軸正方向側から見た図である。
　図４Ａに示されるように、単電池２６は、第１電池モジュール２２の収容孔３２に収容された状態で、単電池２６の正極がＹ軸負方向側に向いている本数が２４本、負極がＹ軸負方向側を向いている本数が１８本となるように配置されている。また、図４Ｂに示されるように、単電池２６は、第１電池モジュール２２の収容孔３２に収容された状態で、単電池２６の正極がＹ軸正方向側に向いている本数が１８本、負極がＹ軸正方向側を向いている本数が２４本となるように配置されている。
　第１電池モジュール２２をＹ軸負方向側またはＹ軸正方向側から見たときに、単電池２６は、略長方形で形成される第１の領域Ｒ１内に配置されている。単電池２６は、重力方向（Ｚ軸方向）に略平行する第１の方向に直線状に並べられるとともに、重力方向（Ｚ軸方向）に対して斜めの方向である第２の方向に直線状に並べられている。
　なお、第１の方向は、重力方向に略平行する方向でなくともよく、第２の方向は、第１の方向に対して斜めの方向であれば、重力方向に対して斜めの方向でなくともよい。
　第１の領域Ｒ１のうち、第１の領域Ｒ１のＺ軸負方向側および正方向側の隅にそれぞれ略三角形で形成される領域を第２の領域Ｒ２ａ、Ｒ２ｂとし、第１の領域Ｒ１ａのうち、第２の領域Ｒ２ａ、Ｒ２ｂを除く領域を第３の領域Ｒ３とする。
　第１電池モジュール２２をＹ軸負方向側またはＹ軸正方向側から見たときに、第２の領域Ｒ２ａおよび第２の領域Ｒ２ｂに配置されている単電池２６は、それぞれ電極が同極となるように設けられている。換言すると、第２の領域Ｒ２ａおよび第２の領域Ｒ２ｂに配置されている単電池２６は、第１の方向に互いに隣接する単電池２６の電極が同極となるように設けられるとともに、第２の方向に互いに隣接する単電池２６の電極が同極となるように設けられている。
　第２の領域Ｒ２ａおよび第２の領域Ｒ２ｂに配置された単電池２６の本数は、それぞれ６本であって、第２の領域Ｒ２ａまたは第２の領域Ｒ２ｂに隣接する位置に第２の方向に並べられている単電池２６の本数（６本）と同数である。
　第１電池モジュール２２をＹ軸負方向側またはＹ軸正方向側から見たときに、第３の領域Ｒ３に配置されている単電池２６は、第１の方向に互いに隣接する単電池２６の電極が異極となるように設けられるとともに、第２の方向に互いに隣接する単電池２６の電極が同極となるように設けられている。
　第１電池モジュール２２は、８枚のリード板３０ａ～３０ｈを有している。リード板３０ａ～３０ｈは、導電性の材料により形成された板部材である。８枚のリード板３０ａ～３０ｈのうち、リード板３０ｂ、３０ｇの形状は同じであり、リード板３０ｃ～３０ｆの形状は同じである。
　リード板３０ａは、正極リード板を構成する。リード板３０ａは、第１の方向と略平行な直線と第２の方向と略平行な直線とを有する略三角形状に形成されている。リード板３０ａは、セルホルダ２８に対して、Ｚ軸負方向側に突出する電極部３４Ｐが形成されている。リード板３０ａは、セルホルダ２８のＹ軸負方向側に取り付けられ、Ｚ軸負方向側の第２の領域Ｒ２ａに配置されている単電池２６の正極を並列に接続している（図４Ａ）。
　リード板３０ｂは、第１の方向と略平行な直線と第２の方向と略平行な直線を辺に有する略台形状に形成されている。リード板３０ｂは、セルホルダ２８のＹ軸正方向側に取り付けられ、第２の領域Ｒ２ａに配置されている単電池２６の負極を並列に接続するとともに、第２の領域Ｒ２ａに隣接する位置に第２の方向に並べられている単電池２６の正極を並列に接続する。さらに、リード板３０ｂは、第２の領域Ｒ２ａに配置されている単電池２６の負極と、第２の領域Ｒ２ａに隣接する位置に第２の方向に並べられている単電池２６の正極とを直列に接続する（図４Ｂ）。
　リード板３０ｃは、第１の方向と略平行な直線と第２の方向と略平行な直線を辺に有する略平行四辺形状に形成されている。リード板３０ｃは、セルホルダ２８のＹ軸負方向側に取り付けられ、第３の領域Ｒ３に第２の方向に配置されている単電池２６の負極を並列に接続するとともに、同じく第２の方向に配置されている単電池２６の正極を並列に接続する。さらに、リード板３０ｃは、第２の方向に配置されている単電池２６の負極と、第２の方向に配置されている単電池２６の正極とを直列に接続する（図４Ａ）。
　リード板３０ｄは、第１の方向と略平行な直線と第２の方向と略平行な直線を辺に有する略平行四辺形状に形成されている。リード板３０ｄは、セルホルダ２８のＹ軸正方向側に取り付けられ、第３の領域Ｒ３に第２の方向に配置されている単電池２６の負極を並列に接続するとともに、同じく第２の方向に配置されている単電池２６の正極を並列に接続する。さらに、リード板３０ｄは、第２の方向に配置されている単電池２６の負極と、第２の方向に配置されている単電池２６の正極とを直列に接続する（図４Ｂ）。
　リード板３０ｅは、第１の方向と略平行な直線と第２の方向と略平行な直線を辺に有する略平行四辺形状に形成されている。リード板３０ｅは、セルホルダ２８のＹ軸負方向側に取り付けられ、第３の領域Ｒ３に第２の方向に配置されている単電池２６の負極を並列に接続するとともに、同じく第２の方向に配置されている単電池２６の正極を並列に接続する。さらに、リード板３０ｅは、第２の方向に配置されている単電池２６の負極と、第２の方向に配置されている単電池２６の正極とを直列に接続する（図４Ａ）。
　リード板３０ｆは、第１の方向と略平行な直線と第２の方向と略平行な直線を辺に有する略平行四辺形状に形成されている。リード板３０ｆは、セルホルダ２８のＹ軸正方向側に取り付けられ、第３の領域Ｒ３に第２の方向に配置されている単電池２６の負極を並列に接続するとともに、同じく第２の方向に配置されている単電池２６の正極を並列に接続する。さらに、リード板３０ｆは、第２の方向に配置されている単電池２６の負極と、第２の方向に配置されている単電池２６の正極とを直列に接続する（図４Ｂ）。
　リード板３０ｇは、第１の方向と略平行な直線と第２の方向と略平行な直線を辺に有する略台形状に形成されている。リード板３０ｇは、セルホルダ２８のＹ軸負方向側に取り付けられ、第２の領域Ｒ２ｂに配置されている単電池２６の正極を並列に接続するとともに、第２の領域Ｒ２ｂに隣接する位置に第２の方向に並べられている単電池２６の負極を並列に接続する。さらに、リード板３０ｇは、第２の領域Ｒ２ｂに配置されている単電池２６の正極と、第２の領域Ｒ２ｂに隣接する位置に第２の方向に並べられている単電池２６の負極とを直列に接続する（図４Ａ）。
　リード板３０ｈは、負極リード板を構成する。リード板３０ｈは、第１の方向と略平行な直線と第２の方向と略平行な直線とを有する略三角形状に形成されている。リード板３０ｈは、Ｚ軸正方向側がセルホルダ２８のＹ軸正方向側からＺ軸正方向側の側面に沿って屈曲するように形成されている（図３）。リード板３０ｈは、セルホルダ２８のＹ軸正方向側に取り付けられ、第２の領域Ｒ２ｂに配置されている単電池２６の負極を並列に接続している（図４Ｂ）。
　（第２電池モジュールの構成）
　図５Ａは、第２電池モジュール２４をＹ軸負方向側から見た図である。図５Ｂは、第２電池モジュール２４をＹ軸正方向側から見た図である。
　図５Ａに示されるように、単電池２６は、第２電池モジュール２４の収容孔３２に収容された状態で、単電池２６の正極がＹ軸負方向側に向いている本数が２４本、負極がＹ軸負方向側を向いている本数が１８本となるように配置されている。また、図５Ｂに示されるように、単電池２６は、第２電池モジュール２４の収容孔３２に収容された状態で、単電池２６の正極がＹ軸正方向側に向いている本数が１８本、負極がＹ軸正方向側を向いている本数が２４本となるように配置されている。
　第２電池モジュール２４をＹ軸負方向側またはＹ軸正方向側から見たときに、単電池２６は、略長方形で形成される第１の領域Ｒ１内に配置されている。単電池２６は、重力方向（Ｚ軸方向）に略平行する第１の方向に直線状に並べられるとともに、重力方向（Ｚ軸方向）に対して斜めの方向である第２の方向に直線状に並べられている。
　第１の領域Ｒ１ａのうち、第１の領域Ｒ１ａのＺ軸負方向側および正方向側の隅にそれぞれ略三角形で形成される領域を第２の領域Ｒ２ａ、Ｒ２ｂとし、第１の領域Ｒ１ａのうち、第２の領域Ｒ２ａ、Ｒ２ｂを除く領域を第３の領域Ｒ３とする。
　第２電池モジュール２４をＹ軸負方向側またはＹ軸正方向側から見たときに、第２の領域Ｒ２ａおよび第２の領域Ｒ２ｂに配置されている単電池２６は、それぞれ電極が同極となるように設けられている。換言すると、第２の領域Ｒ２ａおよび第２の領域Ｒ２ｂに配置されている単電池２６は、第１の方向に互いに隣接する単電池２６の電極が同極となるように設けられるとともに、第２の方向に互いに隣接する単電池２６の電極が同極となるように設けられている。
　第２の領域Ｒ２ａおよび第２の領域Ｒ２ｂに配置された単電池２６の本数は、それぞれ６本であって、第２の領域Ｒ２ａまたは第２の領域Ｒ２ｂに隣接する位置に第２の方向に並べられている単電池２６の本数（６本）と同数である。
　第２電池モジュール２４をＹ軸負方向側またはＹ軸正方向側から見たときに、第３の領域Ｒ３に配置されている単電池２６は、第１の方向に互いに隣接する単電池２６の電極が異極となるように設けられるとともに、第２の方向に互いに隣接する単電池２６の電極が同極となるように設けられている。
　第２電池モジュール２４は、８枚のリード板３０ｉ～３０ｐを有している。リード板３０ｉ～３０ｐは、導電性の材料により形成された板部材である。８枚のリード板３０ｉ～３０ｐのうち、リード板３０ｊ、３０ｏの形状は同じであり、リード板３０ｋ～３０ｎの形状は同じである。
　リード板３０ｉは、負極リード板を構成する。リード板３０ｉは、第１の方向と略平行な直線と第２の方向と略平行な直線とを有する略三角形状に形成されている。リード板３０ｉは、セルホルダ２８に対して、Ｚ軸負方向側に突出する電極部３４Ｎが形成されている。リード板３０ｉは、セルホルダ２８のＹ軸正方向側に取り付けられ、Ｚ軸負方向側の第２の領域Ｒ２ａに配置されている単電池２６の負極を並列に接続している（図５Ｂ）。
　リード板３０ｊは、第１の方向と略平行な直線と第２の方向と略平行な直線を辺に有する略台形状に形成されている。リード板３０ｊは、セルホルダ２８のＹ軸負方向側に取り付けられ、第２の領域Ｒ２ａに配置されている単電池２６の正極を並列に接続するとともに、第２の領域Ｒ２ａに隣接する位置に第２の方向に並べられている単電池２６の負極を並列に接続する。さらに、リード板３０ｊは、第２の領域Ｒ２ａに配置されている単電池２６の正極と、第２の領域Ｒ２ａに隣接する位置に第２の方向に並べられている単電池２６の負極とを直列に接続する（図５Ａ）。
　リード板３０ｋは、第１の方向と略平行な直線と第２の方向と略平行な直線を辺に有する略平行四辺形状に形成されている。リード板３０ｋは、セルホルダ２８のＹ軸正方向側に取り付けられ、第３の領域Ｒ３に第２の方向に配置されている単電池２６の負極を並列に接続するとともに、同じく第２の方向に配置されている単電池２６の正極を並列に接続する。さらに、リード板３０ｌは、第２の方向に配置されている単電池２６の負極と、第２の方向に配置されている単電池２６の正極とを直列に接続する（図５Ｂ）。
　リード板３０ｌは、第１の方向と略平行な直線と第２の方向と略平行な直線を辺に有する略平行四辺形状に形成されている。リード板３０ｌは、セルホルダ２８のＹ軸負方向側に取り付けられ、第３の領域Ｒ３に第２の方向に配置されている単電池２６の負極を並列に接続するとともに、同じく第２の方向に配置されている単電池２６の正極を並列に接続する。さらに、リード板３０ｋは、第２の方向に配置されている単電池２６の負極と、第２の方向に配置されている単電池２６の正極とを直列に接続する（図５Ａ）。
　リード板３０ｍは、第１の方向と略平行な直線と第２の方向と略平行な直線を辺に有する略平行四辺形状に形成されている。リード板３０ｍは、セルホルダ２８のＹ軸正方向側に取り付けられ、第３の領域Ｒ３に第２の方向に配置されている単電池２６の負極を並列に接続するとともに、同じく第２の方向に配置されている単電池２６の正極を並列に接続する。さらに、リード板３０ｍは、第２の方向に配置されている単電池２６の負極と、第２の方向に配置されている単電池２６の正極とを直列に接続する（図５Ｂ）。
　リード板３０ｎは、第１の方向と略平行な直線と第２の方向と略平行な直線を辺に有する略平行四辺形状に形成されている。リード板３０ｎは、セルホルダ２８のＹ軸負方向側に取り付けられ、第３の領域Ｒ３に第２の方向に配置されている単電池２６の負極を並列に接続するとともに、同じく第２の方向に配置されている単電池２６の正極を並列に接続する。さらに、リード板３０ｎは、第２の方向に配置されている単電池２６の負極と、第２の方向に配置されている単電池２６の正極とを直列に接続する（図５Ａ）。
　リード板３０ｏは、第１の方向と略平行な直線と第２の方向と略平行な直線を辺に有する略台形状に形成されている。リード板３０ｏは、セルホルダ２８のＹ軸正方向側に取り付けられ、第２の領域Ｒ２ｂに配置されている単電池２６の負極を並列に接続するとともに、第２の領域Ｒ２ｂに隣接する位置に第２の方向に並べられている単電池２６の正極を並列に接続する。さらに、リード板３０ｏは、第２の領域Ｒ２ｂに配置されている単電池２６の負極と、第２の領域Ｒ２ｂに隣接する位置に第２の方向に並べられている単電池２６の正極とを直列に接続する（図５Ｂ）。
　リード板３０ｐは、正極リード板を構成する。リード板３０ｐは、第１の方向と略平行な直線と第２の方向と略平行な直線とを有する略三角形状に形成されている。リード板３０ｐは、Ｚ軸正方向側がセルホルダ２８のＹ軸負方向側からＺ軸正方向側の側面に沿って屈曲するように形成されている（図３）。リード板３０ｐは、セルホルダ２８のＹ軸負方向側に取り付けられ、第２の領域Ｒ２ｂに配置されている単電池２６の正極を並列に接続している（図５Ａ）。
　［セルホルダの構造］
　図６は図４Ａ、図４ＢにおけるＶＩ－ＶＩ線における概略断面図である。なお、図６において、単電池２６は断面図として示していない。セルホルダ２８は、第１電池モジュール２２と第２電池モジュール２４とで共通のものが用いられる。
　セルホルダ２８は、第１部材３６と第２部材３８の２つの部材をＹ軸方向に組み付けて形成されている。セルホルダ２８に取り付けられる隣接するリード板３０（例えば、リード板３０ｃとリード板３０ｅ）の間には絶縁壁４０が形成されている。これにより、リード板３０同士の短絡を防止している。また、絶縁壁４０は、収容孔３２の内周型に突出して形成されている、これにより、収容孔３２から単電池２６が脱落することを防止している。
　［電池パック内の電流の流れについて］
　本実施の形態の電池パック１０は、第１電池モジュール２２と第２電池モジュール２４のそれぞれを１つの組電池とし、第１電池モジュール２２と第２電池モジュール２４とが、図２、図３に示されるように連結リード板４１によって直列に接続されている。
　図７は、第１電池モジュール２２および第２電池モジュール２４内の電流の流れを示す模式図である。電流は、電池パック１０内を、リード板３０ｉ→リード板３０ｊ→リード板３０ｋ→リード板３０ｌ→リード板３０ｍ→リード板３０ｎ→リード板３０ｏ→リード板３０ｐ→連結リード板４１→リード板３０ｈ→リード板３０ｇ→リード板３０ｆ→リード板３０ｅ→リード板３０ｄ→リード板３０ｃ→リード板３０ｂ→リード板３０ａと流れることとなる。これにより、第１電池モジュール２２の正極リード板であるリード板３０ａと、第２電池モジュール２４の負極リード板であるリード板３０ｉとを、ともにＺ軸負方向側に配置することができる。
　［作用効果］
　複数の単電池２６が並列に接続され、並列に接続された複数の単電池２６を一組として、複数組の単電池２６が直列に接続されるように第１電池モジュール２２および第２電池モジュール２４を構成することにより、電池パック１０の電圧を高くするとともに、容量を大きくすることができる。
　第１電池モジュール２２および第２電池モジュール２４の小型化を図るために、本実施の形態の電池パック１０では、第１電池モジュール２２または第２電池モジュール２４を単電池２６の電極側から見たときに、単電池２６は、重力方向に対して略平行する第１の方向に直線状に並べられるとともに、重力方向に対して斜め方向である第２の方向に直線状に並べられる。この場合、各単電池２６を接続するリード板の形状が複雑となり、第１電池モジュール２２、第２電池モジュール２４および電池パック１０の生産性が悪化する問題があった。
　そこで、本実施の形態の第１電池モジュール２２および第２電池モジュール２４では、リード板３０ｃ～３０ｆ、３０ｋ～３０ｎは、第２の方向において隣接する単電池２６を並列に接続し、第１の方向において隣接する単電池２６を直列に接続する。これにより、リード板３０ｃ～３０ｆ、３０ｋ～３０ｎは、第１の方向に略平行な辺と第２の方向に略平行な辺を有する略平行四辺形状に形成され、リード板３０ｃ～３０ｆ、３０ｋ～３０ｎの形状を単純化することができ、第１電池モジュール２２、第２電池モジュール２４および電池パック１０の生産性を向上させることができる。
　また、本実施の形態の第１電池モジュール２２および第２電池モジュール２４では、複数の単電池２６は、略長方形で形成される第１の領域Ｒ１に配置され、第１の領域Ｒ１内の隅部に略三角形で形成される第２の領域Ｒ２に配置された単電池２６の本数は、第２の領域Ｒ２に隣接する位置に第２の方向に並べられている単電池２６の本数と同数である。これにより、リード板３０ｂ、３０ｇ、３０ｊ、３０ｏによって、第２の領域Ｒ２に配置された単電池２６を並列に接続するとともに、第２の領域Ｒ２に隣接する位置に第２の方向に並べられている単電池２６を並列に接続し、さらに、並列に接続された第２の領域Ｒ２に配置された単電池２６と、並列に接続された第２の領域Ｒ２に隣接する位置に第２の方向に並べられている単電池２６とを直列に接続することができる。また、リード板３０ｂ、３０ｇ、３０ｊ、３０ｏは、第１の方向に略平行な辺と第２の方向に略平行な辺を有する略台形状に形成され、リード板３０ｂ、３０ｇ、３０ｊ、３０ｏの形状を単純化することができ、第１電池モジュール２２、第２電池モジュール２４および電池パック１０の生産性を向上させることができる。
　また、本実施の形態の第１電池モジュール２２および第２電池モジュール２４では、リード板３０ａ～３０ｐは、第１の方向と略平行な直線状に形成された側面と、第２の方向と略平行な直線状に形成された側面とを有する。これにより、リード板３０ａ～３０ｐの形状を単純化することができ、第１電池モジュール２２、第２電池モジュール２４および電池パック１０の生産性を向上させることができる。
　また、本実施の形態の第１電池モジュール２２および第２電池モジュール２４では、セルホルダ２８は、隣接するリード板３０ａ～３０ｐの間に絶縁壁４０を有する。これにより、リード板３０ａ～３０ｐ同士の短絡を防ぐことができる。
　また、本実施の形態の電池パック１０では、第１電池モジュール２２は、隣接する単電池２６の正極のみと接続するリード板３０ａ（正極リード板）を重力方向の下方（Ｚ軸負方向側）に有するとともに、隣接する単電池２６の負極のみと接続するリード板３０ｈ（負極リード板）を重力方向の上方（Ｚ軸正方向側）に有する。さらに、第１電池モジュール２２と隣接する第２電池モジュール２４は、隣接する単電池２６の正極のみと接続するリード板３０ｐ（正極リード板）を重力方向の上方（Ｚ軸正方向側）に有するとともに、隣接する単電池２６の負極のみと接続するリード板３０ｉ（負極リード板）を重力方向の下方（Ｚ軸負方向側）に有する。そして、重力方向の上方にある第１電池モジュール２２のリード板３０ｈと、第２電池モジュール２４のリード板３０ｐとを直列に接続する。これにより、第１電池モジュール２２のリード板３０ｈ（負極リード板）と第２電池モジュール２４のリード板３０ｐ（正極リード板）がともに重力方向の上方に集約されるため、第１電池モジュール２２と第２電池モジュール２４とを連結リード板４１によって簡単に直列に接続することができる。
　また、本実施の形態の電池パック１０では、直列に接続された第１電池モジュール２２および第２電池モジュール２４のリード板３０ａ（正極リード板）、リード板３０ｈ（負極リード板）、リード板３０ｐ（正極リード板）およびリード板３０ｉ（負極リード板）のうち、電池パック１０の電極となるリード板３０ａ（正極リード板）およびリード板３０ｉ（負極リード板）を、重力方向の下方（Ｚ軸負方向側）に設けた。これにより、電池パック１０の電極となる第１電池モジュール２２のリード板３０ａ（正極リード板）と第２電池モジュール２４のリード板３０ｉ（負極リード板）がともに重力方向の下方に集約されるため、電池パック１０内の回路構成を単純化することができる。

Claims (7)

  1. 　円筒状の複数の単電池（２６）が、前記単電池（２６）の軸方向が略平行となる状態で積み重ねられて形成された電池モジュール（２２、２４）であって、
    　前記電池モジュール（２２、２４）を前記単電池（２６）の電極側から見たときに、
    　前記単電池（２６）は、第１の方向に直線状に並べられるとともに、前記第１の方向に対して斜め方向である第２の方向に直線状に並べられ、
    　前記第１の方向に互いに隣接する前記単電池（２６）の電極は異極であって、前記第２の方向に互いに隣接する前記単電池（２６）の電極は同極であり、
    　前記第１の方向において隣接する前記単電池（２６）を直列に接続し、前記第２の方向において隣接する前記単電池（２６）を並列に接続するリード板（３０ｃ～３０ｆ、３０ｋ～３０ｎ）を有する、電池モジュール（２２、２４）。
  2. 　請求項１に記載の電池モジュール（２２、２４）であって、
    　前記電池モジュール（２２、２４）を前記単電池（２６）の電極側から見たときに、
    　複数の前記単電池（２６）は、略長方形で形成される第１の領域（Ｒ１）に配置され、
    　前記第１の領域（Ｒ１）内の隅部に略三角形で形成される第２の領域（Ｒ２）に配置された前記単電池（２６）の本数は、前記第２の領域（Ｒ２）に隣接する位置に前記第２の方向に並べられている前記単電池（２６）の本数と同数である、電池モジュール（２２、２４）。
  3. 　請求項２に記載の電池モジュール（２２、２４）であって、
    　前記電池モジュール（２２、２４）を前記単電池（２６）の電極側から見たときに、
    　前記第２の領域（Ｒ２）に配置された前記単電池（２６）であって、前記第１の方向に互いに隣接する前記単電池（２６）の電極は同極である、電池モジュール（２２、２４）。
  4. 　請求項１～３のいずれか１項に記載の電池モジュール（２２、２４）であって、
    　前記電池モジュール（２２、２４）を前記単電池（２６）の電極側から見たときに、
    　前記リード板（３０ｃ～３０ｆ、３０ｋ～３０ｎ）は、前記第１の方向と略平行な直線状に形成された側面と、前記第２の方向と略平行な直線状に形成された側面とを有する、電池モジュール（２２、２４）。
  5. 　請求項１～４のいずれか１項に記載の電池モジュール（２２、２４）であって、
    　隣接する前記リード板（３０ｃ～３０ｆ、３０ｋ～３０ｎ）の間に絶縁壁（４０）を有する、電池モジュール（２２、２４）。
  6. 　請求項１～５のいずれか１項に記載の電池モジュール（２２、２４）をケース（１４）内に複数有する電池パック（１０）であって、
    　１つの前記電池モジュール（２２）は、隣接する前記単電池（２６）の正極のみと接続する正極リード板（３０ａ）を前記第１の方向の一方に有するとともに、隣接する前記単電池（２６）の負極のみと接続する負極リード板（３０ｈ）を前記第１の方向の他方に有し、
    　１つの前記電池モジュール（２２）と隣接して配置される別の前記電池モジュール（２４）は、隣接する前記単電池（２６）の正極のみと接続する正極リード板（３０ｐ）を前記第１の方向の他方に有するとともに、隣接する前記単電池（２６）の負極のみと接続する負極リード板（３０ｉ）を前記第１の方向の一方に有し、
    　１つの前記電池モジュール（２２）と別の前記電池モジュール（２４）とは、直列に接続されている、電池パック（１０）。
  7. 　請求項６に記載の電池パック（１０）であって、
    直列に接続された複数の前記電池モジュール（２２、２４）の前記正極リード板（３０ａ、３０ｐ）および前記負極リード板（３０ｈ、３０ｉ）のうち、前記電池パック（１０）の電極となる前記正極リード板（３０ａ）および前記負極リード板（３０ｉ）を、前記第１の方向の同一方向側に設ける、電池パック（１０）。
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