WO2023145828A1 - 蓄電モジュール - Google Patents

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WO2023145828A1
WO2023145828A1 PCT/JP2023/002462 JP2023002462W WO2023145828A1 WO 2023145828 A1 WO2023145828 A1 WO 2023145828A1 JP 2023002462 W JP2023002462 W JP 2023002462W WO 2023145828 A1 WO2023145828 A1 WO 2023145828A1
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current collector
plate
power storage
battery
inclined surface
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PCT/JP2023/002462
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恵督 永田
地郎 村津
裕史 高崎
達也 平野
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present disclosure relates to an electricity storage module that includes an insulating member that holds current collector plates.
  • a conventional battery module 201 is described in Patent Document 1.
  • this battery module includes a battery holder (not shown) that holds a plurality of batteries 205 and a plurality of current collector plates 251 .
  • the battery holder has a current collector mounting surface perpendicular to the height direction of the battery 205 .
  • Each collector plate 251 has a first flat plate portion 261 and a second flat plate portion 263 connected to the first flat plate portion 261 via a stepped portion 262 .
  • the current collecting plate 251 is manufactured by bending sheet metal.
  • the first flat plate portion 261 constitutes a lower layer closer to the battery 205
  • the second flat plate portion 263 constitutes an upper layer farther from the battery 205 than the first flat plate portion 261 .
  • Two adjacent current collector plates 251 are arranged such that a first flat plate portion 261 of one current collector plate 251 and a second flat plate portion 263 of the other current collector plate 251 overlap in the thickness direction.
  • An insulating member 267 is arranged between 261 and the second flat plate portion 263 .
  • Negative electrodes of the plurality of batteries 205 connected in parallel are electrically connected to the first flat plate portion 261 , and a second flat plate portion 263 overlapping the first flat plate portion 261 is provided with a battery for each of the plurality of batteries 205 . are electrically connected.
  • the current collection structure 250 serially connects a plurality of cells connected in parallel in this way.
  • each current collector plate 251 is formed by connecting the first flat plate portion 261 and the second flat plate portion 263 via the stepped portion 262 and bending a sheet metal.
  • the tolerance tends to increase, and it is difficult to manufacture the current collecting structure 250 with high accuracy. Accordingly, an object of the present disclosure is to provide a power storage module capable of suppressing tolerance.
  • a power storage module includes a plurality of power storage devices, a current collector plate connecting the plurality of power storage devices, and an insulating member having a portion disposed between the plurality of power storage devices and the power collector plate.
  • the device is arranged in a direction orthogonal to the height direction of the power storage device, and the insulating member includes a plurality of inclined surface portions on which the current collector plates are placed and which is inclined with respect to the arrangement direction, and the plurality of inclined surface portions are arranged in a row.
  • FIG. 1 is a perspective view of a battery module of one embodiment of the present disclosure
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of a battery module
  • FIG. FIG. 2 is a perspective view of a current collecting structure, in which a portion of a current collecting plate located below another current collecting plate is indicated by a dotted line
  • FIG. 4 is a plan view of the current collecting structure when viewed from the height direction, in which a portion of the current collecting plate positioned below another current collecting plate is indicated by a dotted line.
  • FIG. 4 is a plan view when the battery module is viewed from the upper side in the height direction
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of the periphery of the current collector plate mounting surface of the upper holder in the battery module.
  • FIG. 4 is a perspective view showing a portion of the upper holder on the current collector plate placement side;
  • FIG. 4 is an enlarged perspective view of a portion of the upper side of the battery module located on one side in the width direction and on the negative side in the series direction.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view taken along line BB of FIG. 5;
  • FIG. 11 is a perspective view of a battery module of a modified example;
  • FIG. 10 is a plan view of a battery module of a modification when viewed from the height direction;
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view corresponding to FIG. 9 in the prior art;
  • FIG. 1 is a perspective view of a battery module 1 according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the battery module 1.
  • FIG. 1 a battery module 1 using a lithium ion secondary battery (battery 5) as a power storage device will be described as an example.
  • the power storage module of the present disclosure is not limited to this.
  • Other secondary batteries such as nickel-hydrogen secondary batteries, and capacitors such as electric double layer capacitors and lithium ion capacitors may be used as the power storage device.
  • the battery module 1 includes a plurality of batteries 5 , a lower holder 10 , an upper holder 20 as an example of an insulating member, and a collector structure 50 .
  • the lower holder 10 is made of an insulating material and has a plurality of battery housing portions for housing the bottom sides of the batteries 5 . It is mounted or fixed on the mounting surface on which the battery module 1 is mounted.
  • the upper holder 20 is made of an insulating material having insulating properties.
  • the upper holder 20 and the lower holder 10 are made of heat-resistant resin, for example. Examples of the heat-resistant resin that can be used include polycarbonate resin, polyetheretherketone resin, polyphenylene sulfide resin, polyethylene terephthalate resin, and the like.
  • the current collecting structure 50 has a plurality of current collecting plates 51 and insulating plates 52 whose number is one less than the number of the current collecting plates 51 .
  • the current collecting structure 50 includes four current collecting plates 51: a negative electrode current collecting plate 51a constituting a negative electrode, two intermediate current collecting plates 51b and 51c, and a positive electrode current collecting plate constituting a positive electrode.
  • a plate 51d is provided.
  • the current collecting structure 50 also comprises three insulating plates 52 .
  • Each current collecting plate 51a, 51b, 51c, 51d is made of a metal material, and each insulating plate 52 is made of epoxy resin, phenol resin, polycarbonate resin, silicon resin, or the like.
  • the four current collector plates 51 have a substantially rectangular planar shape and have substantially the same length in the first straight line direction indicated by the arrow X (hereinafter referred to as the X direction).
  • the length of the intermediate current collectors 51b and 51c in the second straight line direction indicated by arrow Y (hereinafter referred to as the Y direction) is longer than the length of the negative electrode current collector 51a in the Y direction. It is longer than the Y-direction length of 51d.
  • the X direction corresponds to the longitudinal direction of the current collector plate 51 (the row direction of the batteries 5)
  • the Y direction corresponds to the width direction of the current collector plate 51 (the direction in which a plurality of rows of the batteries 5 are arranged). match.
  • the X direction and the Y direction are orthogonal to each other.
  • the four current collector plates 51 are arranged in a row in the Y direction.
  • the X direction and the Y direction may be opposite.
  • FIG. 3 is a perspective view of the current collecting structure 50 in which a portion of the current collecting plate 51 located below the other current collecting plate 51 is indicated by a dotted line
  • FIG. 5 is a plan view of the current collecting structure 50 viewed from the height direction, with the portion positioned below 51 indicated by a dotted line.
  • FIG. As shown in FIGS. 3 and 4, regarding two current collector plates 51 adjacent in the Y direction, the other end side of the first current collector plate 51 in the Y direction is greater than one end side in the height direction of the power storage device (battery 5).
  • the negative electrode current collector 51a is arranged at one end in the Y direction of the surface of the upper holder 20 on the side where the current collector is placed, and the first intermediate current collector 51b is arranged at one end in the Y direction. It is stacked on the negative electrode current collector 51a with the first insulating plate 52a interposed therebetween so that the part is located on the negative electrode current collector 51a.
  • the second intermediate current collector plate 51c is laminated on the first intermediate current collector plate 51b via the second insulating plate 52b such that a portion in the Y direction is positioned on the first intermediate current collector plate 51b.
  • the positive electrode current collector 51d is arranged at the other end in the Y direction of the surface of the upper holder 20 on the side where the current collector is placed.
  • the positive electrode collector plate 51d is laminated on the second intermediate collector plate 51c via the third insulating plate 52c so that a part of the positive collector plate 51d in the Y direction is positioned on the second intermediate collector plate 51c.
  • the four current collector plates 51 and the three insulating plates 52 are fixed to the upper holder 20 in such a state that they are arranged on the surface of the upper holder 20 on which the current collector plates are placed.
  • a structure for fixing the current collecting structure 50 to the upper holder 20 will be described later.
  • the upper holder 20 has a plurality of battery housing portions 22 that are open on one side in the height direction, and the sealing plate side of the battery 5 is housed in each battery housing portion 22 .
  • the battery 5 is, for example, a cylindrical battery.
  • the battery 5 includes an electrode body including a positive electrode and a negative electrode, a bottomed cylindrical outer can 5b that accommodates the electrode body and is electrically connected to the negative electrode, and an opening of the outer can 5b that is closed and electrically connected to the positive electrode. and a positive electrode terminal 5a which is a closed lid.
  • the positive electrode terminal 5a closes the opening of the outer can 5b via an insulating gasket.
  • a shoulder portion 5c is formed by crimping the outer can 5b inward in the radial direction.
  • the positive electrode terminal 5a is sandwiched and held in the height direction by the shoulder portion 5c and the groove formed in the side peripheral surface of the outer can 5b.
  • the positive electrode terminal 5a may be connected to the negative electrode, and the outer can 5b may be connected to the positive electrode.
  • the batteries may be batteries of other shapes, such as prismatic batteries.
  • the battery 5 has a positive electrode terminal 5a (see FIG. 9) at the center of the axial upper end face, and an outer can 5b (see FIG. 9) of the battery 5 serves as a negative electrode terminal.
  • the negative electrode current collecting plate 51a has a flat negative electrode current collecting main body 61a and a plurality of negative electrode leads 65a connected to the negative electrode current collecting main body 61a.
  • the plurality of negative electrode leads 65a are arranged at intervals from each other.
  • the negative electrode lead 65a extends inward from the inner peripheral edge of the substantially rectangular through hole.
  • a circular through-hole is formed at a predetermined distance from the through-hole in which a part of the negative electrode lead 65a is formed, and serves as a hole through which the positive electrode lead 62b is inserted.
  • the negative electrode lead 65a has a bent portion extending from the negative electrode collector main body 61a toward the battery containing portion 22 in the height direction, and a tip portion of the bent portion extending toward the shoulder portion 5c (see FIG. 9) of the outer can 5b of the battery 5. It has a joint that contacts the upper surface of the shoulder.
  • the positive electrode current collecting plate 51d has a flat positive electrode current collecting main body 61d and a plurality of positive electrode leads 62d connected to the positive electrode current collecting main body 61d.
  • the plurality of positive leads 62d are spaced apart from each other.
  • the positive electrode lead 62d is formed to extend from the inner peripheral edge of the through hole to the inside of the through hole.
  • the shape of the opening of the through hole in which the positive electrode lead 62d is formed is a combination of a circle and a rectangle.
  • the circular portion extends the positive lead 62d to the battery 5, and the rectangular portion exposes the negative lead 65c of the second intermediate current collector 51c.
  • the positive electrode lead 62d has a bent portion 63d that extends from the positive current collector main body 61d toward the battery containing portion 22 in the height direction, and a tip portion of the bent portion 63d that extends toward the positive electrode terminal 5a of the battery 5 and contacts the upper surface of the positive electrode terminal. It has a joint portion 64d.
  • the first intermediate collector plate 51b has a plate-like collector main body 61b, a plurality of positive leads 62b, and a plurality of negative leads 65b. As shown in FIG. 2, the plurality of positive leads 62b are arranged on one end side of the first intermediate collector plate 51b in the Y direction, and the plurality of negative leads 65b are arranged on the Y direction side of the intermediate collector plate 51b. They are spaced apart from each other on the other end side.
  • the positive electrode lead 62b is formed to extend from the inner peripheral edge of the through hole to the inside of the through hole.
  • the shape of the opening of the through hole in which a part of the positive electrode lead 62b is formed is a combination of a circle and a rectangle.
  • the positive electrode lead 62b extends to the battery 5 in the circular portion, and the negative electrode lead 65a of the negative current collector plate 51a is exposed in the rectangular portion.
  • the positive electrode lead 62b has a bent portion 63b that extends from the first collector main body 61b toward the battery housing portion in the height direction, and a joint that extends from the tip portion of the bent portion 63b toward the positive electrode terminal side of the battery and contacts the upper surface of the positive electrode terminal. It has a portion 64b.
  • the negative electrode lead 65b is formed extending inward from the inner peripheral edge of the substantially rectangular through hole.
  • a circular through hole is formed at a predetermined distance from the through hole in which a part of the negative electrode leads 65b is formed, and serves as a hole through which the positive electrode lead 62c is inserted.
  • the negative electrode lead 65b has a bent portion that extends from the first collector main body 61b toward the battery housing portion 22 in the height direction, and a tip portion of the bent portion that extends toward the shoulder portion 5c of the outer can 5b of the battery 5 to form an upper surface of the shoulder portion. has a joint that contacts the
  • the second intermediate collector plate 51c has a plate-like collector main body 61c, a plurality of positive leads 62c, and a plurality of negative leads 65c. As shown in FIG. 2, the plurality of positive leads 62c are arranged on one end side in the Y direction of the second intermediate current collector 51c at intervals, and the plurality of negative leads 65c are arranged on the second intermediate current collector 51c. They are arranged on the other end side in the Y direction with a space therebetween.
  • the positive electrode lead 62c extends from the inner peripheral edge of the through-hole in the same manner as the positive electrode lead 62b.
  • the positive electrode lead 62c has a bent portion 63c that extends from the second collector main body 61c toward the battery housing portion in the height direction, and a joint that extends from the tip portion of the bent portion 63c toward the positive electrode terminal side of the battery and contacts the upper surface of the positive electrode terminal. It has a portion 64c. Like the negative lead 65b, the negative lead 65c extends inward from the inner peripheral edge of the substantially rectangular through hole. A circular through-hole is formed at a predetermined distance from the through-hole in which a part of the negative electrode leads 65b is formed, and serves as a hole through which the positive electrode lead 62d is inserted.
  • the negative electrode lead 65c has a bent portion extending from the second collector main body 61c toward the battery housing portion in the height direction, and a tip end portion of the first bent portion extending toward the shoulder portion side of the outer can of the battery. It has contacting joints.
  • the insulating plates 52a, 52b, and 52c are also formed with holes through which the positive leads and the negative leads are inserted.
  • FIG. 5 is a plan view when the battery module 1 is viewed from above in the height direction.
  • a plurality of batteries 5 form a plurality of rows, and the batteries 5 in each row are staggered in the X direction.
  • all positive leads 62b of the first intermediate current collector 51b, all positive leads 62c of the second intermediate current collector 51c, and all positive leads 62d of the positive current collector 51d are Visible.
  • a plurality of batteries 5 electrically connected to the positive electrode lead 62b of the first intermediate current collecting plate 51b are connected in parallel, and the second intermediate current collecting plate 51b is connected in parallel.
  • a plurality of batteries 5 electrically connected to the positive electrode lead 62c of the electric plate 51c are connected in parallel. Also, in the battery module 1, a plurality of batteries 5 electrically connected to the positive electrode lead 62d of the positive current collecting plate 51d are connected in parallel.
  • the plurality of batteries 5 connected in parallel using the plurality of positive electrode leads 62b and the plurality of batteries 5 connected in parallel using the plurality of positive electrode leads 62c are connected in series.
  • a plurality of batteries 5 connected in parallel using a plurality of positive electrode leads 62c and a plurality of batteries 5 connected in parallel using a plurality of positive electrode leads 62d are also connected in series.
  • the serial direction coincides with the Y direction.
  • the collector bodies 61 of all the collector plates 51 and all the insulating plates 52 extend in a direction inclined at an acute angle with respect to the orthogonal direction perpendicular to the height direction.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 5, and is an enlarged cross-sectional view around the current collector mounting surface 24 of the upper holder 20 in the battery module 1.
  • the upper holder 20 includes a plurality of inclined surface portions 26 that are inclined, for example, at an acute angle with respect to the arrangement direction of the batteries 5 orthogonal to the height direction, and on which the current collector plates 51 are placed.
  • the plurality of inclined surface portions 26 are arranged in the Y direction, which is the linear direction, as an example.
  • Each inclined surface portion 26 is displaced upward in the height direction toward one side in the Y direction, and in the example shown in FIG. 6, is displaced upward toward the right side of the paper surface.
  • the slopes of the plurality of slopes 26 are substantially parallel.
  • the plurality of inclined surface portions 26 have a plurality of inclined surface portions 26b and 26c that have substantially the same existence range in the height direction (overlapping with each other when viewed from the direction in which the plurality of inclined surface portions are arranged).
  • a second intermediate collector plate 51c is placed on one of the two inclined surface portions 26b and 26c (the inclined surface portion 26c located on the left side in the plane of FIG. 6).
  • a first intermediate current collector 51b is mounted on the other of the two inclined surface portions 26b and 26c (the inclined surface portion 26b located on the right side in the plane of FIG. 6).
  • Two inclined surface portions 26b and 26c adjacent to each other in the Y direction are connected via a stepped portion 29 having a height. Therefore, the existing ranges in the height direction of the two inclined surface portions 26b and 26c can be the same. By connecting the two inclined surface portions 26b and 26c via the stepped portion 29, the height of the battery module 1 can be reduced, and a compact battery module 1 can be realized.
  • each inclined surface portion 26 moves upward in the height direction as it goes to one side in the Y direction (row direction).
  • the inclined surface portion 26 adjacent to the upper end 28 in the height direction of the inclined surface portion 26 moves upward in the height direction from the lower end 27 lower than the upper end 28 toward one side in the column direction.
  • the Y-direction length of the first intermediate current collector plate 51b is longer than the Y-direction length of the inclined surface portion 26b on which it is placed
  • the Y-direction length of the second intermediate current collector plate 51c is longer than the Y-direction length of the inclined surface portion 26c on which it is placed.
  • a gap having substantially the same length in the height direction can be formed between a part of the projecting portion 71 and the mounting portion 72 regardless of the position in the Y direction.
  • An insulating plate 52 is arranged in this gap.
  • the plurality of inclined surface portions 26 are substantially parallel.
  • the thickness of the insulating plate 52 by appropriately adjusting the thickness of the insulating plate 52, a part of the projecting portion 71 of the second intermediate current collector plate 51c and the mounting portion 72 can be arranged in close contact with each other through the insulating plate 52. .
  • the plurality of current collecting plates 51 and the plurality of insulating plates 52 in this manner, the inclined arrangement of the plurality of current collecting plates 51 and the plurality of insulating plates 52 can be realized.
  • the insulating plate 52 and the current collector plate 51 do not necessarily need to be in close contact with each other, and there may be a gap between the insulating plate 52 and the current collector plate 51 .
  • the upper holder 20 has a plurality of protrusions 81 that protrude toward the current collector plate placement surface 24 in the height direction.
  • the plurality of projecting portions 81 includes a plurality of projecting portions 81a and 81b having different heights in the height direction, and has a first projecting portion 81a and a second projecting portion 81b higher than the first projecting portion 81a.
  • through holes are provided in the current collector plate 51 and the insulating plate 52 at positions overlapping the projections 81 in the height direction. The protrusions 81 are inserted through the corresponding through holes.
  • the through-hole may have a larger gap between the protrusion 81 and the through-hole in the Y direction than the gap between the protrusion 81 and the through-hole in the X direction.
  • the projecting portion 81 positions at least one of the collector plate 51 and the insulating plate 52 through which the projecting portion 81 passes.
  • the second projecting portion 81b passes through the through holes of the two current collector plates 51 and the through hole of the insulating plate 52 sandwiched between the two current collector plates 51. .
  • the part may be melted by hot melting. By doing so, the through-holes of the two current collector plates 51 and one insulating plate 52 can be welded and fixed to the second projecting portion 81b.
  • FIG. 7 is a perspective view showing part of the current collector plate mounting surface 24 of the inclined surface portion 26 of the upper holder 20.
  • the battery housing portion 22 of the upper holder 20 has a through hole on the upper end side, a connection port 22a that houses a part of the positive electrode lead 62 and exposes the positive electrode terminal of the battery 5 from the upper holder 20; It has a connection port 22b that is a through hole that communicates with the connection port 22a and houses a portion of the negative electrode lead 65 (see FIG. 8) and exposes the shoulder portion 5c of the battery 5 from the upper holder 20.
  • the connection port 22b has an opening that is substantially rectangular in plan view.
  • Connection ports 22a and 22b are formed in concave portions having substantially rectangular openings on the current collector plate mounting surface 24 .
  • the upper holder 20 has locking portions 88 having ribs that protrude toward the current collector plate arrangement side in the height direction. Further, recesses formed by notching are formed in the respective edges of the current collector plate 51 and the insulating plate 52 .
  • the protrusion 89 formed by the rib protruding from the edge of the upper holder 20 toward the current collecting structure 50 fits into the concave portion of the current collecting plate 15 to prevent the current collecting plate 51 and the insulating plate 52 from rotating.
  • the positive electrode lead 62 includes a bent portion 63 extending from the collector body 61 toward the battery housing portion in the height direction, and an end portion of the first bent portion 63 extending toward the positive electrode terminal side of the battery.
  • the negative electrode lead 65 has a bent portion 66 extending from the collector main body 61 toward the battery containing portion 22 in the height direction, and a tip portion of the first bent portion 66 extending toward the shoulder portion side of the outer can of the battery 5 . It has a joint 67 that contacts the top surface of the part.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view taken along line BB of FIG.
  • the positive electrode lead 62 and the negative electrode lead 65 are simply shown as wires in order to clearly show the electrical connection.
  • each current collector plate 51 moves upward toward one side in the Y direction. Also, regarding two current collector plates 51 adjacent in the Y direction, the upper portion of one current collector plate 51 and the lower portion of the other current collector plate overlap in the height direction.
  • each current collector plate 51 For each current collector plate 51, a plurality of positive leads 62 are provided on the upper portion, and a plurality of negative leads 65 are provided on the lower portion.
  • the positive electrode of each battery 5 is electrically connected to the positive electrode lead 62 of the current collecting plate 51 positioned above, and the negative electrode of each battery 5 is electrically connected to the negative electrode lead 65 of the current collecting plate 51 positioned below. Connected. With this electrical connection structure, a plurality of parallel-connected batteries 5 can be connected in series.
  • Each current collector plate 51 moves upward as it goes to one side in the Y direction.
  • the plurality of batteries 5 held by the upper holder 20 are present at the same height position. Therefore, the height of the positive lead 62 varies depending on the position in the Y direction where the positive lead 62 exists, and the height of the negative lead 65 also varies depending on the position in the Y direction where the negative lead 65 exists. Furthermore, the positive lead 62 is provided above the collector plate 51 , and the negative lead 65 is provided below the collector plate 51 . Therefore, the height of the positive lead 62 is different from the height of the negative lead 65 .
  • the plurality of positive leads 62 includes two or more positive leads 62 with different heights
  • the plurality of negative leads 65 includes two or more negative leads 65 with different heights.
  • the positive electrode lead 62 and the negative electrode lead 65 located farther from the battery 5 on the current collector plate 51 are closer to the battery 5 on the current collector plate 51 . It is longer than the positive lead 62 and the negative lead 65 located on the side.
  • the battery module 1 includes the plurality of batteries 5 , the current collector plates 51 connecting the plurality of batteries 5 , and the upper holder 20 having a portion arranged between the plurality of batteries 5 and the current collector plate 51 .
  • the plurality of batteries 5 are arranged in a direction orthogonal to the height direction of the batteries 5 .
  • the upper holder 20 includes a plurality of inclined surface portions 26 that are inclined with respect to the arrangement direction and on which the current collector plates 51 are placed. A plurality of inclined surface portions 26 are arranged in a row.
  • the battery module 1 includes a plurality of inclined surface portions 26 that are inclined in the arrangement direction perpendicular to the height direction of the batteries 5 and on which the current collector plates 51 are placed. be. Therefore, the inclined arrangement of the current collector plate 51 and the insulating plate 52 can be realized, and the tolerance can be suppressed.
  • the upper holder 20 may have a plurality of battery housing portions 22 in which a plurality of batteries 5 are housed.
  • a plurality of batteries 5 can be easily accommodated in the upper holder 20.
  • the plurality of inclined surface portions 26 may overlap each other when viewed from the direction in which the inclined surface portions 26 are arranged, and the slopes of the plurality of inclined surface portions 26 may be substantially parallel to each other.
  • a through hole may be formed in the current collector plate 51, and a plurality of projecting portions 81 may be provided that protrude from the surface on the arrangement side of the current collector plate 51 in the height direction and are inserted through the through hole.
  • the current collector plate 51 can be positioned.
  • the plurality of protrusions 81 may include two or more protrusions 81a and 81b having different heights in the height direction.
  • the heights of the protruding portions 81a and 81b can be changed between the area where the collector plate 51 and the insulating plate 52 are laminated and the area where the collector plate is not laminated. Therefore, the material cost can be reduced, and a stylish and aesthetically pleasing battery module 1 can be constructed.
  • recesses formed by notching may be formed in the edge of the current collector plate 51 .
  • the edge of the upper surface of the upper holder 20 may have a locking portion 88 having a rib having a protruding portion 89 that fits in the recess.
  • the present disclosure is not limited to the above embodiments and modifications thereof, and various improvements and modifications are possible within the scope of the claims of the present application and their equivalents.
  • the series direction of the plurality of current collector plates 51 and the zigzag arrangement direction of the battery accommodating portions 22 are orthogonal to each other.
  • the current collecting structure 150 may be configured such that the series direction of the plurality of current collecting plates 151 and the zigzag arrangement direction of the battery accommodating portions 122 match. good.
  • the case of connecting a plurality of batteries staggered in two rows in parallel has been described, but a plurality of batteries arranged in staggered rows in three or more rows may be connected in parallel.
  • a plurality of batteries arranged in staggered rows in three or more rows may be connected in parallel.
  • multiple rows of batteries arranged in parallel may be connected in parallel.
  • the case where the current collecting structure 50 includes two intermediate current collecting plates 51b and 51c has been described, but the current collecting structure may include three or more intermediate current collecting plates.
  • a plurality of negative leads may be arranged on the upper side of the inclined intermediate current collector and a plurality of positive leads may be arranged on the lower side of the intermediate current collector.
  • the current collecting plate 51 has the leads 62 and 65 formed of a metal piece having a bent portion and the leads 62 and 65 are connected to the electrodes of the battery 5 to collect current has been described.
  • the current collecting plate and the electrode of the battery may be electrically connected by wire bonding.
  • the case where the insulating plate 52 is arranged between the two current collector plates 51 overlapping in the height direction to insulate the two current collector plates 51 has been described.
  • the insulating portion may be formed between the current collector plates overlapping in the height direction by insert molding.
  • the case where the upper holder 20 has the projecting portion 81 projecting in the height direction and the current collecting structure 50 is fixed to the upper holder 20 using the projecting portion 81 has been described.
  • the current collecting structure may be fixed to the upper holder using fastening means or adhesive.
  • the battery holder is composed of the upper holder and the lower holder and the insulating member is the upper holder has been described.
  • the battery holder may have an integral structure, and the battery holder having an integral structure may be used as the insulating member.

Abstract

電池モジュールが、複数の電池と、複数の電池を接続する集電板と、複数の電池と集電板の間に配置される部分を有する上ホルダとを備える。複数の電池は、電池の高さ方向と直交する方向に配列される。上ホルダは、配列方向に対して傾斜すると共に集電板が載置される複数の傾斜面部を備える。複数の傾斜面部が一列に配置される。

Description

蓄電モジュール
　本開示は、集電板を保持する絶縁部材を備えた蓄電モジュールに関する。
　従来、電池モジュール２０１としては、特許文献１に記載されているものがある。図１２に示すように、この電池モジュールは、複数の電池２０５を保持する電池ホルダ（図示せず）と、複数の集電板２５１を備える。電池ホルダは、電池２０５の高さ方向に直交する集電板載置面を有する。また、各集電板２５１は、第１平板部２６１と、第１平板部２６１に段部２６２を介して接続される第２平板部２６３を有する。集電板２５１は、板金を曲げ加工して作製される。第１平板部２６１は、電池２０５に近い下層を構成し、第２平板部２６３は、第１平板部２６１よりも電池２０５から遠い上層部を構成する。隣り合う２つの集電板２５１は、一方の集電板２５１の第１平板部２６１と他方の集電板２５１の第２平板部２６３が厚さ方向に重なるように配置され、第１平板部２６１と第２平板部２６３との間には絶縁部材２６７が配置される。第１平板部２６１には、並列接続される複数の電池２０５の夫々の負極が電気的に接続され、その第１平板部２６１に重なる第２平板部２６３には、当該複数の電池２０５の夫々の正極が電気的に接続される。集電構造２５０は、このようにして並列接続された複数の電池を直列に接続している。
米国特許９,４９０,４６５号
　上記電池モジュール２０１では、各集電板２５１が、第１平板部２６１と第２平板部２６３が段部２６２を介して接続され、板金を曲げ加工して作製されるため、集電板２５１の公差が大きくなり易く、集電構造２５０を高精度に作製しにくい。そこで、本開示の目的は、公差を抑制できる蓄電モジュールを提供することにある。
　本開示に係る蓄電モジュールは、複数の蓄電装置と、複数の蓄電装置を接続する集電板と、複数の蓄電装置と集電板の間に配置される部分を有する絶縁部材とを備え、複数の蓄電装置は、蓄電装置の高さ方向と直交する方向に配列され、絶縁部材は、配列方向に対して傾斜すると共に集電板が載置される複数の傾斜面部と、を備え、複数の傾斜面部が一列に配置される。
　本開示に係る蓄電モジュールによれば公差を抑制できる。
本開示の一実施形態の電池モジュールの斜視図である。 電池モジュールの分解斜視図である。 集電板において他の集電板の下に位置する部分を点線で示した集電構造の斜視図である。 集電板において他の集電板の下に位置する部分を点線で示した集電構造を高さ方向から見たときの平面図である。 電池モジュールを高さ方向上側から見たときの平面図である。 図５のＡ－Ａ線断面図であり、電池モジュールにおける上ホルダの集電板載置面周辺の拡大断面図である。 上ホルダの集電板載置側の一部を示す斜視図である。 電池モジュール上側における幅方向一方側かつ直列方向負極側に位置する部分の拡大斜視図である。 図５のＢ－Ｂ線模式断面図である。 変形例の電池モジュールの斜視図である。 変形例の電池モジュールを高さ方向から見たときの平面図である。 従来技術における図９に対応する模式断面図である。
　以下に、本開示に係る実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下において複数の実施形態や変形例などが含まれる場合、それらの特徴部分を適宜に組み合わせて新たな実施形態を構築することは当初から想定されている。また、以下の実施例では、図面において同一構成に同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、複数の図面には、模式図が含まれ、異なる図間において、各部材における、縦、横、高さ等の寸法比は、必ずしも一致しない。また、以下で説明される構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素であり、必須の構成要素ではない。なお、以下の説明及び図面において、高さ方向は、上ホルダの電池収容部の高さ方向であり、電池収容部に収容された電池の高さ方向に一致する。
　図１は、本開示の一実施形態の電池モジュール１の斜視図であり、図２は、電池モジュール１の分解斜視図である。なお以降では、本開示の蓄電モジュールのうち、蓄電装置にリチウムイオン電二次池（電池５）を用いた電池モジュール１を例にして説明を行う。しかしながら本開示の蓄電モジュールはこれに限定されない。蓄電装置として、ニッケル水素二次電池などの他の二次電池や、電気二重層キャパシタやリチウムイオンキャパシタなどのキャパシタを用いてもよい。図１に示すように、電池モジュール１は、複数の電池５と、下ホルダ１０、絶縁部材の一例としての上ホルダ２０、及び集電構造５０を備える。下ホルダ１０は、絶縁性の材料から構成され、電池５の底部側を収容する複数の電池収容部を有する。電池モジュール１を載置する載置面に載置又は固定される。上ホルダ２０は、絶縁性を有する絶縁材料で構成される。上ホルダ２０と下ホルダ１０は、例えば、耐熱性樹脂で構成される。耐熱性樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリフェニレンスルファイド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂等を採用できる。
　集電構造５０は、複数の集電板５１と、集電板５１の数よりも１つ少ない数の絶縁板５２を有する。図２に示す例では、集電構造５０は、４つの集電板５１、すなわち、負極を構成する負極集電板５１ａ、２つの中間集電板５１ｂ,５１ｃ、及び正極を構成する正極集電板５１ｄを備える。また、集電構造５０は、３つの絶縁板５２を備える。各集電板５１ａ,５１ｂ,５１ｃ,５１ｄは、金属材料で構成され、各絶縁板５２は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコン樹脂等で構成される。
　４つの集電板５１は、略矩形の平面形状を有し、矢印Ｘで示す第１直線方向（以下、Ｘ方向という）の長さが略同一になっている。一方、中間集電板５１ｂ,５１ｃの矢印Ｙで示す第２直線方向（以下、Ｙ方向という）の長さは、負極集電板５１ａのＹ方向長さよりも長くなっており、正極集電板５１ｄのＹ方向長さよりも長くなっている。本実施形態では、Ｘ方向は、集電板５１の長手方向（電池５の列方向）に一致し、Ｙ方向は、集電板５１の幅方向（電池５の複数の列が並ぶ方向）に一致する。Ｘ方向とＹ方向は、互いに直交する。４つの集電板５１は、Ｙ方向に一列に配置される。なお、本開示の蓄電モジュールにおいて、Ｘ方向とＹ方向は反対であってもよい。
　図３は、集電板５１において他の集電板５１の下に位置する部分を点線で示した集電構造５０の斜視図であり、図４は、集電板５１において他の集電板５１の下に位置する部分を点線で示した集電構造５０を高さ方向から見たときの平面図である。図３及び図４に示すように、Ｙ方向に隣り合う２つの集電板５１に関し、Ｙ方向における第１集電板５１の一端側より他端側が蓄電装置（電池５）の高さ方向において蓄電装置（電池５）より遠く、Ｙ方向における第２集電板５１の第１集電板５１（第１集電板）のＹ方向の少なくとも一部（他端側）は、第２集電板５１（第２集電板）のＹ方向の少なくとも一部（一端側）に高さ方向に重なる。再度、図２を参照して、負極集電板５１ａは、上ホルダ２０の集電板載置側の面のＹ方向一端部に配置され、第１中間集電板５１ｂは、Ｙ方向の一部が負極集電板５１ａ上に位置するように第１絶縁板５２ａを介して負極集電板５１ａ上に積層される。
　第２中間集電板５１ｃは、Ｙ方向の一部が第１中間集電板５１ｂ上に位置するように第２絶縁板５２ｂを介して第１中間集電板５１ｂ上に積層される。正極集電板５１ｄは、上ホルダ２０の集電板載置側の面のＹ方向他端部に配置される。正極集電板５１ｄは、Ｙ方向の一部が第２中間集電板５１ｃ上に位置するように第３絶縁板５２ｃを介して第２中間集電板５１ｃ上に積層される。４つの集電板５１及び３つの絶縁板５２は、上ホルダ２０の集電板載置側の面上にこのように配置された状態で上ホルダ２０に固定される。上ホルダ２０に対する集電構造５０の固定構造については後で説明する。
　図２に示すように、上ホルダ２０は、高さ方向一方側が開口する複数の電池収容部２２を有し、各電池収容部２２に電池５の封口板側が収容されている。本実施形態では、電池５は、例えば、円筒形電池である。電池５は、正極と負極とを含む電極体と、この電極体を収容し負極と電気的に接続した有底円筒状の外装缶５ｂと、外装缶５ｂの開口を塞ぎ正極と電気的に接続した蓋である正極端子５ａとを有する。正極端子５ａは絶縁性を有したガスケットを介して外装缶５ｂの開口を塞ぐ。外装缶５ｂの開口では、外装缶５ｂの径方向の内側に向かってかしめて形成された肩部５ｃが形成されている。この肩部５ｃと外装缶５ｂの側周面に形成された溝とで正極端子５ａを高さ方向で挟み保持している。なお、本開示の蓄電モジュールでは、正極端子５ａが負極と接続し、外装缶５ｂが正極と接続してもよい。電池は、他の形状の電池、例えば、角形電池等でもよい。電池５は、軸方向上側端面の中央に正極端子５ａ（図９参照）を有し、電池５の外装缶５ｂ（図９参照）が、負極端子になっている。
　負極集電板５１ａは、平板状の負極集電本体６１ａと、負極集電本体６１ａに繋がる複数の負極リード６５ａを有する。複数の負極リード６５ａは、互いに間隔をおいて配置される。負極リード６５ａは略矩形の貫通孔の内周縁から内側へ延びて形成されている。一部の負極リード６５ａが形成された貫通孔から所定の間隔を置いて円形の貫通孔が形成されており、正極リード６２ｂが挿通される孔となる。負極リード６５ａは、負極集電本体６１ａから高さ方向の電池収容部２２側に延びる屈曲部と、屈曲部の先端部から電池５の外装缶５ｂの肩部５ｃ（図９参照）側に延びて肩部上面に接触する接合部を有する。
　正極集電板５１ｄは、平板状の正極集電本体６１ｄと、正極集電本体６１ｄに繋がる複数の正極リード６２ｄを有する。複数の正極リード６２ｄは、互いに間隔をおいて配置される。正極リード６２ｄは、貫通孔の内周縁から貫通孔の内側へ延びるように形成されている。正極リード６２ｄが形成された貫通孔の開口の形状が円と矩形を組み合わせた形状を有する。これは、円形部分で正極リード６２ｄが電池５へ延びていき、矩形部分は、第２中間集電板５１ｃの負極リード６５ｃを露出させる。正極リード６２ｄは、正極集電本体６１ｄから高さ方向の電池収容部２２側に延びる屈曲部６３ｄと、屈曲部６３ｄの先端部から電池５の正極端子５ａ側に延びて正極端子上面に接触する接合部６４ｄを有する。
　第１中間集電板５１ｂは、平板状の集電本体６１ｂと、複数の正極リード６２ｂと、複数の負極リード６５ｂとを有する。図２に示すように、複数の正極リード６２ｂは、第１中間集電板５１ｂのＹ方向一端側に互いに間隔をおいて配置され、複数の負極リード６５ｂは、中間集電板５１ｂのＹ方向他端側に互い間隔をおいて配置される。正極リード６２ｂは、貫通孔の内周縁から貫通孔の内側へ延びるように形成されている。一部の正極リード６２ｂが形成された貫通孔の開口の形状が円と矩形を組み合わせた形状を有する。円形部分で正極リード６２ｂが電池５へ延びていき、矩形部分は、負極集電板５１ａの負極リード６５ａを露出させる。正極リード６２ｂは、第１集電本体６１ｂから高さ方向の電池収容部側に延びる屈曲部６３ｂと、屈曲部６３ｂの先端部から電池の正極端子側に延びて正極端子の上面に接触する接合部６４ｂを有する。負極リード６５ｂは略矩形の貫通孔の内周縁から内側へ延びて形成されている。一部の負極リード６５ｂが形成された貫通孔から所定の間隔を置いて円形の貫通孔が形成されており、正極リード６２ｃが挿通される孔となる。負極リード６５ｂは、第１集電本体６１ｂから高さ方向の電池収容部２２側に延びる屈曲部と、屈曲部の先端部から電池５の外装缶５ｂの肩部５ｃ側に延びて肩部上面に接触する接合部を有する。
　第２中間集電板５１ｃは、平板状の集電本体６１ｃと、複数の正極リード６２ｃと、複数の負極リード６５ｃとを有する。図２に示すように、複数の正極リード６２ｃは、第２中間集電板５１ｃのＹ方向一端側に互いに間隔をおいて配置され、複数の負極リード６５ｃは、第２中間集電板５１ｃのＹ方向他端側に互いに間隔をおいて配置される。正極リード６２ｃは、正極リード６２ｂと同様に貫通孔の内周縁から延び出ている。正極リード６２ｃは、第２集電本体６１ｃから高さ方向の電池収容部側に延びる屈曲部６３ｃと、屈曲部６３ｃの先端部から電池の正極端子側に延びて正極端子の上面に接触する接合部６４ｃを有する。負極リード６５ｃは負極リード６５ｂと同様に略矩形の貫通孔の内周縁から内側へ延びて形成されている。一部の負極リード６５ｂが形成された貫通孔から所定の間隔を置いて円形の貫通孔が形成されており、正極リード６２ｄが挿通される孔となる。負極リード６５ｃは、第２集電本体６１ｃから高さ方向の電池収容部側に延びる屈曲部と、第１屈曲部の先端部から電池の外装缶の肩部側に延びて肩部の上面に接触する接合部を有する。絶縁板５２ａ、５２ｂ、５２ｃについても各正極リードや各負極リードが挿通されるための孔が形成されている。
　図５は、電池モジュール１を高さ方向上側から見たときの平面図である。電池モジュール１では、複数の電池５が、複数の列をなし、各列の電池５どうしがＸ方向に千鳥配置される。図５に示す平面図では、第１中間集電板５１ｂの全ての正極リード６２ｂと、第２中間集電板５１ｃの全ての正極リード６２ｃと、正極集電板５１ｄの全ての正極リード６２ｄを視認できる。（集電構造５０の外部へ露出している）電池モジュール１では、第１中間集電板５１ｂの正極リード６２ｂに電気的に接続される複数の電池５が並列に接続され、第２中間集電板５１ｃの正極リード６２ｃに電気的に接続される複数の電池５が並列に接続される。また、電池モジュール１では、正極集電板５１ｄの正極リード６２ｄに電気的に接続される複数の電池５が並列に接続される。
　複数の正極リード６２ｂを用いて並列接続された複数の電池５と、複数の正極リード６２ｃを用いて並列接続された複数の電池５は、直列接続される。また、複数の正極リード６２ｃを用いて並列接続された複数の電池５と、複数の正極リード６２ｄを用いて並列接続された複数の電池５も直列接続される。直列方向は、Ｙ方向に一致する。また、全ての集電板５１の集電本体６１と、全ての絶縁板５２は、高さ方向に直交する直交方向に対して鋭角傾斜した方向に延在する。次に、そのような電気的な接続と、集電板５１及び絶縁板５２の傾斜配置を実現する構造について説明する。
　図６は、図５のＡ－Ａ線断面図であり、電池モジュール１における上ホルダ２０の集電板載置面２４周辺の拡大断面図である。図６に示すように、上ホルダ２０は、高さ方向に直交する電池５の配列方向に対して例えば鋭角に傾斜すると共に集電板５１が載置される複数の傾斜面部２６を備える。複数の傾斜面部２６は、直線方向であるＹ方向に一例に配置される。各傾斜面部２６は、Ｙ方向一方側に行くにしたがって高さ方向上側に変位し、図６に示す例では、紙面の右側に行くにしたがって上側に変位する。複数の傾斜面部２６の斜面は、略平行になっている。
　複数の傾斜面部２６は、高さ方向の存在範囲が略同一である（複数の傾斜面部が並ぶ方向から見て互いが重なっている）複数の傾斜面部２６ｂ,２６ｃを有する。本実施形態では、高さ方向の存在範囲が略同一である２つの傾斜面部２６ｂ,２６ｃを有する。２つの傾斜面部２６ｂ,２６ｃの一方（図６の紙面において左側に位置する傾斜面部２６ｃ）には、第２中間集電板５１ｃが載置される。また、２つの傾斜面部２６ｂ,２６ｃの他方（図６の紙面において右側に位置する傾斜面部２６ｂ）には、第１中間集電板５１ｂが載置される。Ｙ方向に隣り合う２つの傾斜面部２６ｂ,２６ｃは、高さを有する段部２９を介して連なる。このため、２つの傾斜面部２６ｂ,２６ｃの高さ方向の存在範囲を同一にできる。２つの傾斜面部２６ｂ,２６ｃを段部２９を介して連なるようにすることで、電池モジュール１の高さを低減でき、コンパクトな電池モジュール１を実現できる。
　一列に配置される複数の傾斜面部２６に関し、各傾斜面部２６は、Ｙ方向（列方向）の片側に行くにしたがって高さ方向上側に移動する。また、傾斜面部２６の高さ方向の上側端２８に隣り合う傾斜面部２６は、上側端２８よりも低い下側端２７から列方向の片側に行くにしたがって高さ方向上側に移動する。また、第１中間集電板５１ｂのＹ方向長さは、それが載置される傾斜面部２６ｂのＹ方向長さよりも長く、第２中間集電板５１ｃのＹ方向長さは、それが載置される傾斜面部２６ｃのＹ方向長さよりも長い。
　このため、第２中間集電板５１ｃにおいて傾斜面部２６ｃから突出する突出部７１の一部を第１中間集電板５１ｂにおいて傾斜面部２６ｂに載置される載置部７２に高さ方向に重なる位置に配置できる。また、その突出部７１の一部と載置部７２との間にＹ方向位置に寄らず高さ方向長さが略同一の隙間を形成できる。この隙間には、絶縁板５２が配置される。本実施形態では、複数の傾斜面部２６が、略平行になっている。したがって、絶縁板５２の厚さを適切に調整することで、第２中間集電板５１ｃの突出部７１の一部と載置部７２とを絶縁板５２を介してより密着配置することができる。複数の集電板５１と複数の絶縁板５２をこのように配置することで、複数の集電板５１と複数の絶縁板５２の傾斜配置を実現できる。なお、本開示の蓄電モジュールでは、絶縁板５２と集電板５１との間が必ずしも密着している必要はなく、絶縁板５２と集電板５１との間には隙間があってもよい。
　図６に示すように、上ホルダ２０は、高さ方向の集電板載置面２４側に突出する複数の突出部８１を有する。複数の突出部８１は、高さ方向の高さが異なる複数の突出部８１ａ,８１ｂを含み、第１突出部８１ａと、第１突出部８１ａよりも高さが高い第２突出部８１ｂを有する。図５に示すように、集電板５１及び絶縁板５２において突出部８１に高さ方向に重なる位置には、貫通孔が設けられる。突出部８１は、対応する貫通孔に挿通される。なお、この貫通孔は集電板５１が傾斜していることを考慮して、Ｙ方向における突出部８１と貫通孔の隙間をＸ方向における突出部８１と貫通孔の隙間より大きくしてもよい。突出部８１は、それが通過した集電板５１及び絶縁板５２の少なくとも一方を位置決めする。図６に示すように、第２突出部８１ｂは、２枚の集電板５１の貫通孔と、その２枚の集電板５１に挟持された１枚の絶縁板５２の貫通孔を通過する。第２突出部８１ｂを２枚の集電板５１の貫通孔と１枚の絶縁板５２の貫通孔に挿通させた後、第２突出部８１ｂのうちで上側の集電板５１から突出した先端部を熱溶融で溶かしてもよい。そのようにすれば、２枚の集電板５１の貫通孔と１枚の絶縁板５２を第２突出部８１ｂに溶着固定できる。
　図７は、上ホルダ２０の傾斜面部２６の集電板載置面２４の一部を示す斜視図である。図７に示すように、上ホルダ２０の電池収容部２２は、上端側に貫通孔であり正極リード６２の一部を収容し電池５の正極端子を上ホルダ２０から露出させる接続口２２ａと、接続口２２ａに連通する貫通孔であると共に負極リード６５（図８参照）の一部を収容し、電池５の肩部５ｃを上ホルダ２０から露出させる接続口２２ｂを有する。本実施形態では、接続口２２ｂは、平面視が略矩形の開口を有する。図８は、電池モジュール１上側におけるＸ方向一方側かつＹ方向負極側に位置する部分の拡大斜視図である。集電板載置面２４おいて、開口が略矩形の凹部の中に接続口２２ａ、２２ｂが形成されている。
　図８に示すように、上ホルダ２０は、高さ方向の集電板配置側に突出するリブを有する係止部８８を有する。また、集電板５１及び絶縁板５２の夫々の縁には、切り欠かれて形成された凹部が形成されている。上ホルダ２０の縁部から上記リブが集電構造５０に向かって突出した突出部８９が集電板１５の凹部に嵌ることで集電板５１や絶縁板５２が回ることを抑制している。上述のように、正極リード６２は、集電本体６１から高さ方向の電池収容部側に延びる屈曲部６３と、第１屈曲部６３の先端部から電池の正極端子側に延びて正極端子の上面に接触する接合部６４を有する。また、負極リード６５は、集電本体６１から高さ方向の電池収容部２２側に延びる屈曲部６６と、第１屈曲部６６の先端部から電池５の外装缶の肩部側に延びて肩部の上面に接触する接合部６７を有する。
　図９は、図５のＢ－Ｂ線模式断面図である。なお、図９では、電気的な接続を明確に示すため、正極リード６２と負極リード６５を簡略化して配線で示している。図９に示すように、各集電板５１は、Ｙ方向一方側に行くにしたがって上側に移動する。また、Ｙ方向に隣り合う２つの集電板５１に関し、一方の集電板５１の上側部分と、他方の集電板の下側部分が高さ方向に重なる。
　各集電板５１に関し、複数の正極リード６２は上側部分に設けられ、複数の負極リード６５は下側部分に設けられる。各電池５の正極は、上側に位置する集電板５１の正極リード６２に電気的に接続され、各電池５の負極は、下側に位置する集電板５１の負極リード６５に電気的に接続される。この電気的な接続構造により、並列接続された複数の電池５を直列に接続できる。
　各集電板５１は、Ｙ方向一方側に行くにしたがって上側に移動する。他方、上ホルダ２０に保持される複数の電池５は、同じ高さ位置に存在する。したがって、正極リード６２の高さは、正極リード６２が存在するＹ方向位置によって変動し、負極リード６５の高さも、負極リード６５が存在するＹ方向位置によって変動する。更には、正極リード６２は、集電板５１の上側に設けられ、負極リード６５は、集電板５１の下側に設けられる。よって、正極リード６２の高さは、負極リード６５の高さと異なる。また、複数の正極リード６２が、高さが異なる２以上の正極リード６２を含むと共に、複数の負極リード６５が、高さが異なる２以上の負極リード６５を含む。具体的には、Ｙ方向に並ぶ正極リード６２と負極リード６５のうち、集電板５１において電池５から遠い側に位置する正極リード６２と負極リード６５が、集電板５１において電池５から近い側に位置する正極リード６２と負極リード６５よりも長い。
　以上、電池モジュール１は、複数の電池５と、複数の電池５を接続する集電板５１と、複数の電池５と集電板５１の間に配置される部分を有する上ホルダ２０とを備える。複数の電池５は、電池５の高さ方向と直交する方向に配列される。上ホルダ２０は、配列方向に対して傾斜すると共に集電板５１が載置される複数の傾斜面部２６を備える。複数の傾斜面部２６が一列に配置される。
　電池モジュール１によれば、電池５の高さ方向に直交する配列方向に傾斜すると共に集電板５１が載置される複数の傾斜面部２６を備え、その複数の傾斜面部２６が一例に配置される。したがって、集電板５１及び絶縁板５２の傾斜配置を実現でき、公差を抑制できる。
　また、上ホルダ２０が複数の電池５が収容される複数の電池収容部２２を有してもよい。
　本構成によれば、上ホルダ２０に複数の電池５を容易に収容できる。
　また、複数の傾斜面部２６が、傾斜面部２６が並ぶ方向から見て互いに重なり合ってもよく、複数の傾斜面部２６の斜面が互いに略平行でもよい。
　本構成によれば、集電板５１を絶縁板５２を介して積層する積層部において集電板５１及び絶縁板５２を密着配置させ易い。
　また、集電板５１に貫通孔が形成され、高さ方向の集電板５１の配置側の面から突出して貫通孔を挿通した複数の突出部８１を有してもよい。
　本構成によれば、集電板５１を位置決めできる。
　また、複数の突出部８１が、高さ方向の高さが異なる２以上の突出部８１ａ,８１ｂを含んでもよい。
　本構成によれば、集電板５１と絶縁板５２が積層される領域と、集電板が積層されない領域で、突出部８１ａ,８１ｂの高さを変えることができる。したがって、材料費を低減できると共に、スタイリッシュで美観に優れる電池モジュール１を構築できる。
　また、集電板５１の縁には切り欠かれて形成された凹部が形成されてもよい。そして、上ホルダ２０の上面の縁が、その凹部に嵌る突出部８９を有したリブを有する係止部８８を有してもよい。
　本構成によれば、集電板５１が回転することを防止できる。
　なお、本開示は、上記実施形態およびその変形例に限定されるものではなく、本願の請求の範囲に記載された事項およびその均等な範囲において種々の改良や変更が可能である。例えば、上記実施形態では、図５に示すように、高さ方向から見たときの平面視において、複数の集電板５１の直列方向と、電池収容部２２の千鳥配列方向が直交する場合について説明した。しかし、図１０及び図１１に示す変形例の電池モジュール１０１に示すように、集電構造１５０は、複数の集電板１５１の直列方向と、電池収容部１２２の千鳥配列方向が一致する構成でもよい。
　また、図５に示すように、２列に千鳥配置された複数の電池を並列接続する場合について説明したが、３列以上に千鳥配置された複数の電池を並列接続してもよい。また、複列に千鳥配置された複数の電池を並列接続する場合について説明したが、平行に配置された複列の電池を並列接続してもよい。また、図２に示すように、集電構造５０が、２つの中間集電板５１ｂ,５１ｃを備える場合について説明したが、集電構造は、３以上の中間集電板を備えてもよい。また、傾斜する中間集電板５１ｂ,５１ｃの上側に複数の正極リード６２を配置すると共に、中間集電板５１ｂ,５１ｃの下側に複数の負極リード６５を配置する場合について説明した。しかし、傾斜する中間集電板の上側に複数の負極リードを配置すると共に、中間集電板の下側に複数の正極リードを配置してもよい。
　また、集電板５１が屈曲部を有する金属片で構成されるリード６２,６５を有し、リード６２,６５を電池５の電極に接続することで、集電を行う場合について説明した。しかし、集電板と電池の電極をワイヤボンディングで電気的に接続してもよい。また、高さ方向に重なる２つの集電板５１の間に絶縁板５２を配置することで、当該２つの集電板５１の絶縁を行う場合について説明したが、樹脂中に斜めに配置した複数の集電板をインサートしてインサート成形で高さ方向に重なる集電板の間に絶縁部を形成してもよい。また、上ホルダ２０が、高さ方向に突出する突出部８１を有し、突出部８１を用いて集電構造５０を上ホルダ２０に固定する場合について説明した。しかし、集電構造を締結手段や接着剤を用いて上ホルダに固定してもよい。また、電池ホルダを上ホルダと下ホルダで構成して、絶縁部材が上ホルダである場合について説明した。しかし、電池ホルダは、一体の構成でもよく、一体の構成を有する電池ホルダを絶縁部材としてもよい。
　１,１０１　電池モジュール、　５　電池、　５ａ　正極端子、　５ｂ　外装缶、　５ｃ　肩部、　１０　下ホルダ、　２０　上ホルダ、　２２,１２２　電池収容部、　２２ａ，２２ｂ　接続口、　２４　集電板載置面、　２６,２６ｂ,２６ｃ　傾斜面部、　２７　下側端、　２８　上側端、　２９　段部、　５０,１５０　集電構造、　５１,１５１　集電板、　５１ａ　負極集電板、　５１ｂ　第１中間集電板、　５１ｃ　第２中間集電板、　５１ｄ　正極集電板、　５２　絶縁板、　５２ａ　第１絶縁板、　５２ｂ　第２絶縁板、　５２ｃ　第３絶縁板、　６１　集電本体、　６１ａ　負極集電本体、　６１ｂ　第１集電本体、　６１ｃ　第２集電本体、　６１ｄ　正極集電本体、　６２,６２ｂ,６２ｃ,６２ｄ　正極リード、　６５,６５ａ,６５ｂ,６５ｃ　負極リード、　６５ｂ　負極リード、　７１　突出部、　７２　載置部、　８１　突出部、　８１ａ　第１突出部、　８１ｂ　第２突出部、　８８　係止部、　８９　突出部。

Claims (6)

  1. 　複数の蓄電装置と、
    　複数の蓄電装置を接続する集電板と、
    　前記複数の蓄電装置と前記集電板の間に配置される部分を有する絶縁部材とを備え、
    　前記複数の蓄電装置は、前記蓄電装置の高さ方向と直交する方向に配列され、
    　前記絶縁部材は、配列方向に対して傾斜すると共に集電板が載置される複数の傾斜面部と、を備え、
    　前記複数の傾斜面部が一列に配置される、
    　蓄電モジュール。
  2. 　前記絶縁部材に前記複数の蓄電装置が収容される複数の電池収容部が形成された、
    　請求項１に記載の蓄電モジュール。
  3. 　前記複数の傾斜面部が、前記傾斜面部が並ぶ方向から見て互いに重なり合い、
    　前記複数の傾斜面部の斜面が互いに略平行である、
    　請求項１又は２に記載の蓄電モジュール。
  4. 　前記集電板に貫通孔が形成され、
    　前記高さ方向の前記集電板の配置側の面から突出して前記貫通孔を挿通した複数の突出部を有する、
    　請求項１から３のいずれか１つに記載の蓄電モジュール。
  5. 　前記複数の突出部が、前記高さ方向の高さが異なる２以上の前記突出部を含む、
    　請求項４に記載の蓄電モジュール。
  6. 　前記集電板の縁には切り欠かれて形成された凹部が形成され、
    　前記絶縁部材の上面の縁が、前記凹部に嵌る突出部を有したリブを有する係止部を有する、
    　請求項１から５のいずれか１つに記載の蓄電モジュール。
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Citations (3)

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JP2016516273A (ja) * 2013-03-11 2016-06-02 アティエヴァ、インコーポレイテッド バッテリーパック用バスバー
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