JP2013214497A - 組電池 - Google Patents

Abstract

【課題】信頼性向上を図ることが可能な組電池を提供する。
【解決手段】複数の単電池１００と、単電池の間に介装されたフレーム１１０と、単電池の電極端子１０４，１０５同士を接続する電池接続部材６０と、を備え、電池接続部材６０は、単電池１００の電極端子１０４，１０５が接合される平面部６１１，６１２を有する複数のバスバー６１と、バスバー６１を支持する支持基板６４と、を有し、支持基板６４は、支持基板６４の一方の主面６４２側から電極端子１０４，１０５が挿入されるスリット６４３，６４４を有し、平面部６１１，６１２は、支持基板６４の他方の主面６４１側に位置しており、フレーム１１０は、電極端子１０４，１０５の先端側から単電池本体側１０６に向かって凹んだ凹部１１３を有し、平面部６１１，６１２の先端及び電極端子１０４，１０５の突出先端は凹部１１３内に位置している。
【選択図】図１０

Description

本発明は、複数の扁平型の単電池を備えた組電池に関するものである。

複数の単電池を備えた組電池として、略コの字の断面形状を有するバスバを実装した基板を備え、単電池の電極端子を当該基板の開口に挿入し、基板を貫通した電極端子をバスバの平面部にそれぞれ接合したものが知られている（例えば特許文献１参照）。

米国特許出願公開第２００９／０３２５０４２号明細書

上記の組電池では、バスバが組電池から突出しているため、外部からバスバや電極端子に衝撃や振動等が加わり易く、組電池の信頼性の低下を招くおそれがあるという問題があった。

本発明が解決しようとする課題は、信頼性向上を図ることが可能な組電池を提供することである。

本発明は、支持基板に支持されたバスバーの平面部の先端と単電池の電極の突出先端を、積層方向に隣り合う単電池間に介装されて相互に連結された連結部材の凹部内に位置させることによって上記課題を解決する。

本発明によれば、バスバーの平面部の先端と単電池の電極端子の先端が連結部材の凹部内に位置しており、バスバーや電極端子が連結部材によって保護されるので、組電池の信頼性向上を図ることができる。

図１は、本発明の実施形態における組電池を示す斜視図である。 図２は、本発明の実施形態における組電池の分解斜視図である。 図３（ａ）〜図３（ｃ）は、図１及び図２に示す組電池における単電池の電気的な接続関係を示す左側面図、平面図、右側面図である。 図４は、本発明の実施形態における扁平型の単電池を示す斜視図である。 図５は、本発明の実施形態においてフレームを介して積層した２つの単電池を示す斜視図である。 図６は、本発明の実施形態における電極端子とフレームの位置関係を示す図であり、図５のVI方向矢視図である。 図７は、本発明の実施形態における中間部材を示す斜視図である。 図８は、本発明の実施形態における中間部材の分解斜視図である。 図９は、本発明の実施形態における第１の電池接続基板を示す斜視図である。 図１０は、図９のX-X線に沿った断面図である。 図１１は、本発明の実施形態における第２の電池接続基板を示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１及び図２は本実施形態における組電池を示す図、図３（ａ）〜図３（ｃ）はその組電池における単電池の電気的な接続関係を示す図、図４は本実施形態における単電池を示す図、図５は本実施形態においてフレームを介して積層した２つの単電池を示す斜視図、図６は本実施形態における電極端子とフレームの位置関係を示す図である。

本実施形態における組電池１は、図１及び図２に示すように、複数の単電池１００を積層して構成される２つの電池群１０，２０と、当該電池群１０，２０の間に介装された中間部材３０と、電池群１０，２０及び中間部材３０から成る積層体を覆う各種プレート４１，４２，５１，５２と、電池群１０，２０を構成する単電池１００同士を電気的に接続する電池接続基板６０，７０と、を備えている。

本例の第１の電池群１０は、１６個の単電池１００を備えている。図３に示すように、これら１６個の単電池１００は、電池接続部材６０，７０を介して電気的に２並列×８直列接続されている。

本実施形態における単電池１００は、図４に示すように、発電要素１０１と、発電要素１０１を収容する外装部材１０２と、発電要素１０１に接続されていると共に外装部材１０２から導出する一対の電極端子１０４，１０５を備えた扁平型のリチウムイオン電池である。なお、扁平型の単電池であれば、リチウムイオン電池に代えて、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池等を単電池１００として採用してもよい。

発電要素１０１は、正極活物質を有する正極板と、負極活物質を有する負極板と、をセパレータを介して交互に積層した電極積層体に、電解質を含浸させて構成されている。一方、外装部材１０２は、例えば、アルミニウム等の金属箔の両面を、ポリエチレンやポリプロピレン等の樹脂材でラミネートして構成されるラミネートフィルムである。この外装部材１０２内に発電要素１０１を収容し減圧した後に、当該外装部材１０２の外縁を熱融着することで外装部材１０２が封止されることで、単電池本体１０６が形成されている。

電極端子１０４，１０５は、この外装部材１０２の外縁から（単電池本体１０６の外縁から）外部に導出しているが、正極端子１０４が外装部材１０２の一方の短辺から導出しているのに対し、負極端子１０５が外装部材１０２の他方の短辺から導出している。つまり、一対の電極端子１０４，１０５が、外装部材１０２から相互に相反する方向に導出している。

なお、本実施形態では、単電池１００（或いは後述する電池ユニット１１，２１）における電極端子１０４，１０５の極性（正極／負極）の方向を「端子極性方向」と称する。

例えば、２個の単電池１００を積層した際に、双方の単電池１００の正極端子１０４同士が対向すると共に、双方の単電池１００の負極端子１０５同士が対向する場合には、２個の単電池１００の端子極性方向は同一となる。

一方、２つの単電池１００を積層した際に、一方の単電池１００の正極端子１０４と他方の単電池１００の負極端子１０５とが対向し、一方の単電池１００の負極端子１０５と他方の単電池１００の正極端子１０４とが対向する場合には、２個の単電池１００の端子極性方向は相反している。

本実施形態では、端子極性方向が同一となるように２個の単電池１００を積層し、正極端子１０４同士を直接接合すると共に、負極端子１０５同士を直接接合して、２個の単電池１００を電気的に並列接続することで、１つの第１の電池ユニット１１を形成している。

そして、第１の電池群１０は、こうした第１の電池ユニット１１を８個積層することで形成されている。この第１の電池群１０では、端子極性方向が相反するように、隣接する第１の電池ユニット１１が相互に積層されており、結果的に８個の第１の電池ユニット１１が電気的に直列接続されている。

なお、第１の電池ユニット１１を構成する単電池１００の数は２個に限定されず、１個或いは３個以上の単電池１００で第１の電池ユニット１１を構成してもよい。同様に、第１の電池群１０を構成する第１の電池ユニット１１の数も８個に限定されず、任意の数の第１の電池ユニット１１で第１の電池群１０を構成することができる。

図２及び図５に示すように、第１の電池群１０を構成する１６個の単電池１００の間には、当該単電池１００同士を連結するためのフレーム１１０がそれぞれ介装されている。フレーム１１０の中央開口１１１には単電池１００の発電要素１０１が位置し、隣り合う２つのフレーム１１０の間には、単電池１００の外装部材１０１の外縁に沿って設けられた熱溶着部分１０３が挟み込まれている。これにより、各単電池１００は、各フレーム１１０に対して固定されている。

なお、各フレーム１１０は、単電池本体１０６の外縁のうち電極端子１０４，１０５の導出方向辺に少なくとも設けられていればよく、本実施形態のように単電池本体１０６の外縁全体に設けられていなくともよい。

また、本実施形態では、フレーム１１０を、中央開口１１１を備えた外形枠状体で構成したが、フレームの形状は特にこれに限定されない。例えば、中央開口１１１に代えて、単電池１００の発電要素１０１が位置する部位に凹部を備えた板状体でフレームを構成してもよい。

すなわち、フレーム１１０は、単電池本体１０６の外縁のうち電極端子１０４，１０５の導出方向辺に少なくとも設けられた部材であればよい。本実施形態では、説明を簡略化するために、フレーム１１０は、中央開口１１１を備え、単電池本体１０６の外縁全体に対して設けられた外形枠状の部材として説明する。

フレーム１１０の四隅には貫通孔１１２がそれぞれ形成されている。後述するように、この貫通孔１１２に挿入された連結ボルト４３によって、単電池１００が固定された全てのフレーム１１０と、中間部材３０及びエンドプレート４１，４２とが連結されて、一体的に固定される。これにより、全てのフレーム１１０が連結されて、当該フレーム１１０を介して全ての単電池１００が連結されると共に、積層方向両側から中間部材３０及びエンドプレート４１，４２間に挟持される。なお、本実施形態におけるフレーム１１０が、本発明における連結部材の一例に相当する。

また、図６に示すように、このフレーム１１０の短辺部分（単電池本体１０６の電極端子１０４，１０５の導出方向辺）には、電極端子１０４，１０５の先端から単電池本体１０６に向かう方向に凹んだ凹部１１３が形成されており、フレーム１１０によって連結された単電池１００の電極端子１０４，１０５の先端は、この凹部１１３内に位置している。換言すれば、単電池１００の電極端子１０４，１０５の先端を凹部１１３内に位置させることによって、フレーム１１０の凹部１１３の両端に、凹部１１３の底面から電極端子１０４，１０５の先端側に向かって突出すると共に、電極端子１０４，１０５の先端よりも突出した凸部１１５を形成しており、結果的に、フレーム１１０の四隅に凸部１１５が設けられている。

このように、電極端子１０４，１０５の先端を、フレーム１１０の外接矩形１１４（図５のVI方向（フレーム１１０の法線方向）からフレーム１１０を見た場合に、フレーム１１０の輪郭全体を包含する仮想上の最小の矩形）の内側に位置させることで、外部から加わる衝撃等から電極端子１０４，１０５を保護したり、外部からの電極端子１０４，１０５への接触を抑制することができる。

この際、本実施形態では、単電池１００同士を連結するフレーム１１０を利用しているので、組電池１の部品点数を増加させることなく、電極端子１０４，１０５を保護することができる。また、このフレーム１１０は、組電池１を構成する全ての単電池１００と共に積層されているので、必然的に凹部１１３が単電池１００の積層方向の全域に亘って存在しており、フレーム１１０によって全ての電極端子１０４，０１５を保護することができる。

さらに、図２、図５及び図６に示すように、上記の凹部１１３の両端の凸部１１５には連結ボルト４３が挿通される貫通孔１１２が形成されており、積層された全てのフレーム１１０が貫通孔１１２に挿通された連結ボルト４３よって連結されている。従って、外部からの衝撃が入力された場合には、連結ボルト４３が挿通されて強度の高い上記凸部１１５で衝撃を受けることにより、凹部１１３内の電極端子１０４，０１５を確実に保護することができる。

第２の電池群２０も、第１の電池群１０と同様に、上述の単電池１００を１６個備えており、図３に示すように、これら１６個の単電池１００は、後述する電池接続部材６０，７０を介して電気的に２並列×８直列接続されている。

本実施形態では、端子極性方向が同一となるように２個の単電池１００を積層し、正極端子１０４同士を直接接合すると共に、負極端子１０５同士を直接接合して、２個の単電池１００を電気的に並列接続することで、１つの第２の電池ユニット２１を形成している。

そして、第２の電池群２０は、こうした第２の電池ユニット２１を８個積層することで形成されている。この第２の電池群２０では、端子極性方向が相反するように、隣接する第２の電池ユニット２１が相互に積層されており、結果的に８個の第２の電池ユニット２１が電気的に直列接続されている。

なお、第２の電池ユニット２１を構成する単電池１００の数は２個に限定されず、任意の数の単電池１００で第２の電池ユニット２１を構成することができる。また、第２の電池群２０を構成する第２の電池ユニット２１の数も、特に限定されない。

第１の電池群１０と同様に、第２の電池群２０を構成する１６個の単電池１００の間にもフレーム１１０がそれぞれ介装されている。フレーム１１０の貫通孔１１２に挿入された連結ボルト４３によって、全てのフレーム１１０が連結されることにより、全ての単電池１００がフレーム１１０を介して連結されると共に、当該単電池１００が中間部材３０及びエンドプレート４１，４２間に挟持される。

また、フレーム１１０によって連結された単電池１００の電極１０４，１０５の先端は、フレーム１１０の凹部１１３内に位置しており、これにより、組電池１の部品点数を増加させることなく、電極端子１０４，１０５を衝撃等から保護したり、外部からの電極端子１０４，１０５への接触を抑制することができる。

以上に説明した第１の電池群１０と第２の電池群２０は、中間部材３０を間に挟んで重ねられており、この中間部材３０を介して２つの電池群１０，２０は電気的に直列接続されている。

この際、本実施形態では、図３に示すように、第１の電池群１０の中で最内側に位置する単電池１００ａ（図２及び図３参照）の端子極性方向と、第２の電池群２０の中で最内側に位置する単電池１００ｂ（図３参照）の端子極性方向とが同一となるように、第１の電池群１０と第２の電池群２０は重ねられている。なお、本実施形態における「最内側」及び「最外側」とは、第１及び第２の電池群１０，２０を中間部材３０を介して重ね合わせた状態での単電池の位置を意味する。

中間部材３０は、図７及び図８に示すように、一対の絶縁プレート３１，３２と、中継バスバー３３と、外部端子３４，３５と、スリーブ３６と、を備えている。図７及び図８は本実施形態における中間部材を示す図である。

第１の絶縁プレート３１は、第１の電池群１０の最内側単電池１００ａと接触する接触面３１１を有しており、例えば樹脂材料等の電気絶縁性を有する材料から構成されている。

同様に、第２の絶縁プレート３２も、第２の電池群２０の最内側単電池１００ｂと接触する接触面３２１を有しており、例えば樹脂材料等の電気絶縁性を有する材料から構成されている。この第２の絶縁プレート３２の四隅には貫通孔３２２が形成されている。この貫通孔３２２は、上述のフレーム１１０の貫通孔１１２に対応するように配置されている。

なお、図２に示すように、第１のエンドプレート４１は、第１の電池群１０の中で最外側に位置する単電池１００ｃ（図２及び図３参照）に重ねられるプレートであるが、この第１のエンドプレート４１の四隅にも貫通孔４１１が、フレーム１１０の貫通孔１１２に対応するように形成されている。

同様に、第２のエンドプレート４２も、第２の電池群２０の中で最外側に位置する単電池１００ｄ（図２及び図３参照）に重ねられるプレートであるが、この第２のエンドプレート４２の四隅にも貫通孔４２１が、フレーム１１０の貫通孔１１２に対応するように形成されている。

従って、２つの電池群１０，２０と、中間部材３０と、２つのエンドプレート４１，４２を重ね合わせた状態で、これらの貫通孔１１２，３１２，４１１，４１２に連結ボルト６３を通すことで、２つの電池群１０，２０と、中間部材３０と、２つのエンドプレート４１，４２が締結固定される。

図７及び図８に戻り、一対の絶縁プレート３１，３２の間には、中継バスバー３３と、一対の外部端子３４，３５と、３本のスリーブ３６と、が介装されている。

中継バスバー３３は、第１の電池群１０の最内側単電池１００ａの正極端子１０４と、第２の電池群２０の最内側単電池１００ｂの負極端子１０５と、を接続する接続部材であり、単電池１０の電極端子１０４，１０５の導出方向に沿って延在している。なお、この中継バスバー３３の延在方向は、電極端子１０４，１０５の導出方向（図中のＸ方向）を一つの成分として含んでいればよく、例えば、電極端子１０４，１０５の導出方向に対して傾斜していてもよい。

この中継バスバー３３は、一方の端部に第１の接続部３３１を有していると共に、他方の端部に第２の接続部３３２を有している。第１の接続部３３１は、中間部材３０の一方の側面３０１から露出しており、第１の電池接続基板６０の第３のバスバー６３が電気的に接続されている。一方、第２の接続部３３２は、中間部材３０の他方の側面３０２から露出しており、第２の電池接続基板７０の第３のバスバー７３が電気的に接続されている。

外部端子３４、３５は、組電池１を他の組電池や外部の電気回路と電気的に接続するための出力端子である。

負極外部端子３４は、一方の端部に基板接続部３４１を有していると共に、他方の端部に外部接続部３４２を有しており、絶縁プレート３１，３２の間で９０度屈曲している。基板接続部３４１は、中継バスバー３３の第１の接続部３３１と同様に、中間部材３０の一方の側面３０１から露出しており、第１の電池接続基板６０の第２のバスバー６２が電気的に接続されている。

一方、負極外部端子３４の外部接続部３４２は、単電池１００の積層方向に対して実質的に直交し、且つ、中継バスバー３３の延在方向に対して実質的に直交する方向（図中のＺ方向）に向かって、中間部材３０の上面３０３から露出している。

ここで、単電池１００の積層方向に外部接続部３４２に導出させようとすると、負極外部端子３４が絶縁プレート３１，３２から突出させなければならず、組電池全体が大型化することとなる。これに対し、本実施形態では、負極外部端子３４の外部接続部３４２を単電池１００の積層方向に対して実質的に直交する方向に導出させることで、組電池１の小型化が図られている。

また、本実施形態では、中間部材３０の上面３０３に凹部３０４が形成されており、負極外部端子３４の外部接続部３４２の先端は、この凹部３０４内に位置している。このように、外部接続部３４２の先端を、絶縁プレート３１，３２の外接矩形（絶縁プレート３１，３２の法線方向から絶縁プレート３１，３２を見た場合に、絶縁プレート３１，３２の輪郭全体を包含する仮想上の最小の矩形）の内側に位置させることで、外部からの外部接続部３４２への接触を抑制することができる。

正極外部端子３５も同様に、一方の端部に基板接続部３５１を有していると共に、他方の端部に外部接続部３５２を有しており、絶縁プレート３１，３２の間で９０度屈曲している。基板接続部３５１は、中継バスバー３３の第２の接続部３３２と同様に、中間部材３０の他方の側面３０２から露出しており、第２の電池接続基板７０の第２のバスバー７２が電気的に接続されている。

一方、正極外部端子３５の外部接続部３５２は、負極外部端子３４の外部接続部３４２と同様に、中間部材３０の上面３０３から露出している。このように、本実施形態では、正極外部端子３５の外部接続部３５２を単電池１００の積層方向に対して実質的に直交する方向に導出させることで、組電池１の小型化が図られている。

また、本実施形態では、負極外部端子３４の外部接続部３４２と正極外部端子３５の外部接続部３５２がいずれも中継バスバー３３の延在方向に対して実質的に直交する方向（図中のＺ方向）に沿って、組電池１の同じ面（図１における上面１ａ）から導出しているので、組電池１の連結作業を効率的に行うことができる。

さらに、本実施形態では、中間部材３０の上面３０３に凹部３０５が形成されており、正極外部端子３５の外部接続部３５２の先端は、この凹部３０５内に位置している。このように、外部接続部３５２の先端を、絶縁プレート３１，３２の外接矩形の内側に位置させることで、外部からの外部接続部３５２への接触を抑制することができる。

３本のスリーブ３６は、第１の絶縁プレート３１と第２の絶縁プレート３２の間に介装されている。それぞれのスリーブ３６は、単電池１００の積層方向に対して実質的に直交し、且つ、中継バスバー３３の延在方向に対して実質的に直交する方向（図中のＺ方向）に沿って配置されている。

図１及び図２に示すように、中間部材３０は、このスリーブ３６に挿入された固定ボルト５３によって、上下に位置する支持プレート５１，５２に締結固定されている。

ここで、多数（本例では３２枚）の単電池１００を長い連結ボルト４３によって連結すると、当該連結ボルト４３が撓んでしまい組電池の剛性の低下を招く場合がある。これに対し、本実施形態では、中間部材３０が、単電池１００同士を連結するための貫通孔３２２とは別に、単電池１００以外の部材（本例では支持プレート４１，４２）に中間部材３０を固定するためのスリーブ３６を備えているので、単電池１００の数の増加に伴う組電池１の剛性低下を抑制することができる。

なお、図１及び図２に示すように、第１のエンドプレート４１や第２のエンドプレート４２にも、同様のスリーブ４１２，４１３が設けられており、これらのスリーブ４１２，４１３に挿入された固定ボルト５３によって、エンドプレート４１，４２も支持プレート４１，４２に固定されている。本実施形態におけるエンドプレート４１，４２が、本発明における一対のプレート部材の一例に相当する。

以上のような中間部材３０を介して積層された第１及び第２の電池群１０，２０には、一方の側方から第１の電池接続基板６０が取り付けられていると共に、他方の側方から第２の電池接続基板７０が取り付けられている。

第１の電池接続基板６０は、図９に示すように、第１のバスバー６１と、第２のバスバー６２と、第３のバスバー６３と、これらのバスバー６１〜６３が実装された支持基板６４と、を有している。図９は本実施形態における第１の電池接続基板を示す図である。なお、本例では、支持基板６４が２つに分割されているが、特にこれに限定されず、一枚の基板で支持基板６４を構成してもよい。

第１のバスバー６１は、単電池１００の電極端子１０４，１０５同士を電気的に接続するためのバスバーである。この第１のバスバー６１は、図１０に示すように、電極端子１０４，１０５の延在方向に略沿う２つの平面部６１１，６１２と、それらを繋ぐ連結部６１３と、を備えており、略コの字の断面形状を有している。図１０は図９のX-X線に沿った断面図である。

この第１のバスバー６１は、連結部６１３で支持基板６４の第１の主面６４１に固定されている。また、第１の平面部６１１は、連結部６１３の一方の端部に立設されており、第２の平面部６１２は、連結部６１３の他方の端部に立設されている。

本実施形態では、第１のバスバー６１が略コの字の断面形状を有しており、第１及び第２の平面部６１１，６１２が支持基板６４に対して略直交して（電極端子１０４，１０５の延在方向に略沿って）いるので、単電池１００の電極端子１０４，１０５の長さのバラツキをこの平面部６１１，６１２で吸収することができる。

なお、第１のバスバー６１を支持基板６４に埋設したり、或いは、第１のバスバー６１の連結部６１３を支持基板６４の第２の主面６４２に固定して、平面部６１１，６１２を第１の主面６４１側に貫通させてもよいが、第１のバスバー６１の平面部６１１，６１２のすべてを支持基板６４の第１の主面６４１側に設けることが好ましい。これにより、第１のバスバー６１が単電池１００に接触するのを防止することができる。

本例では、第１の電池接続基板６０の支持基板６４上に、こうした第１のバスバー６１が７個設けられており、図３（ａ）及び図３（ｃ）に示すように、第１のバスバー６１の平面部６１１，６１２は、単電池１００の２枚分の厚さと実質的に同一の間隔で配置されている。なお、第１のバスバー６１の平面部６１１，６１２の間隔は、単電池１００の２枚分の厚さに限定されず任意の間隔であってもよいが、単電池１００の厚さの整数倍と実質的に同一であることが好ましい。

そして、第１のバスバー６１のそれぞれの平面部６１１，６１２に隣接するように、スリット６４３が支持基板６４に形成されている。このスリット６４３は、第１の電池ユニット１１（又は第２の電池ユニット２１）が有する２つの単電池１００の２枚の同極端子１０４，１０４（又は１０５，１０５）を挿入することが可能な大きさを有している。

第１の平面部６１１に隣接するスリット６４３には、第１の電池ユニット１１（又は第２の電池ユニット２１）が有する２つの単電池１００の２枚の同極端子１０４，１０４（又は１０５，１０５）が、支持基板６４の第２の主面６４２側から挿入されており、当該同極端子１０４，１０４（又は１０５，１０５）は、第１の平面部６１１に直接接合されている。第１の平面部６１１と単電池１００の電極端子１０４，１０４とを接合する手法としては、例えば、超音波溶接、レーザ溶接、冷間圧接、締結固定等を例示することができる。この第１の平面部６１１は、スリット６４３からの電極端子１０４，１０４の突出部分よりも長くなっている。

なお、２つの単電池１００の２枚の同極端子１０４，１０４を、スリット６４３に挿入する前に予め接合してもよいし、スリット６４３への挿入後に２枚の同極端子１０４，１０４と第１のバスバー６１の平面部６１１６を一括して接合してもよい。２枚の同極端子１０４，１０４を予め接合する方法としては、上述の超音波溶接、レーザ溶接、冷間圧接、締結固定等を用いることができる。

一方、第２の平面部６１２に隣接するスリット６４４には、他の第１の電池ユニット１１（又は第２の電池ユニット２１）が有する２つの単電池１００の２枚の同極端子１０５，１０５（又は１０４，１０４）が、支持基板６４の第２の主面６４２側から挿入されており、当該同極端子１０５，１０５（又は１０４，１０４）は、第２の平面部６１２に直接接合されている。この第２の平面部６１２も、スリット６４３からの電極端子１０５，１０５の突出部分よりも長くなっている。

なお、本実施形態では、図１０に示すように、第１のバスバー６１の２つの平面部６１１，６１２は、支持基板６４の法線方向に対して傾斜しており、連結部６１３から遠ざかるに従って２つの平面部６１１，６１２同士が離反してる。第１のバスバー６１がこのような断面形状を有していることで、スリット６４３（６４４）に挿入された電極端子１０４，１０４（１０５，１０５）を平面部６１１（６１２）に密着させ易くなっている。これにより、接合作業の効率化が図られていると共に、接合後の剥離等の抑制も図られている。

第２のバスバー６２は、図９に示すように、第１の電池群１０の最外側単電池１００ｃの負極端子１０５と、中間部材３０の負極外部端子３４とを電気的に接続するためのバスバーである。この第２のバスバー６２は、単電池１００ｃの負極端子１０５が接合される平面部６２１を有しており、支持基板６４には、この平面部６２１に隣接するようにスリット６４５が形成されている。単電池１００ｃの負極端子１０５は、支持基板６４の第２の主面６４２側からスリット６４３に挿入されており、当該負極端子１０５は平面部６２１に直接接合されている。

また、この第２のバスバー６２は、単電池１００の積層方向（図中のＹ方向）に沿って平面部６２１の端部から支持基板６４の略中央まで延在する延在部６２２を有している。そして、この延在部６２２の端部には、ボルト固定孔６２４が形成された外部接続部６２３が設けられており、この外部接続部６２３は、ボルトによって中間部材３０の負極外部端子３４の基板接続部３４１に締結固定されている。

第３のバスバー６３は、支持基板６４の略中央に配置されており、第１の電池群１０の最内側単電池１００ａの正極端子１０４と、中継バスバー３３の第１の接続部３３１とを電気的に接続するためのバスバーである。この第３のバスバー６３は、単電池１００ａの正極端子１０４が接合される平面部６３１を有しており、支持基板６４には、この平面部６３１に隣接するようにスリット６４６が形成されている。

また、この第３のバスバー６３は、平面部６３１の端部から単電池１００の積層方向（図中のＹ方向）に沿って突出する中間接続部６３２を有している。この中間接続部６３２にはボルト固定孔６３３が形成されており、この中間接続部６３２は、ボルトによって中継バスバー３３の第１の接続部３３１に締結固定されている。

さらに、第１の電池接続基板６０は、それぞれのバスバー６１〜６３に接続された電圧検出回路６５を備えている。この電圧検出回路６５は、コネクタ６５１を介してバッテリコントローラ（不図示）に接続されており、個々の単電池１００の電圧や電池群１０，２０全体の電圧を検出することが可能となっている。第１の電池接続基板６０がこうした電圧検出回路６５を備えていることで、組電池１の大型化を抑制することができる。

なお、第１の電池接続基板６０が、電圧検出回路６５に代えて又は電圧検出回路６６に加えて、電流検出用回路、温度検出回路、湿度検出回路等を備えてもよい。

本実施形態では、図１０に示すように、第１の電池接続基板６０上のバスバー６１〜６３の平面部６１１，６１２，６２１，６３１の先端が、フレーム１１０の凹部１１３内に位置している。すなわち、バスバー６１〜６３の平面部６１１，６１２，６２１，６３１の先端は、単電池１００の電極端子１０４，１０５と同様に、凹部１１３内に位置することによって、フレーム１１０の凹部１１３の両端に形成された凸部１１５よりもフレーム１１０内側方向に位置している。このように、バスバー６１〜６３の平面部６１１，６１２，６２１，６３１の先端を、フレーム１１０の外接矩形１１４の内側（凸部１１５の内側）に位置させることで、外部から加わる衝撃からバスバー６１〜６３を保護したり、外部からのバスバー６１〜６３への接触を抑制することができる。

また、本実施形態では、単電池１００同士を連結するフレーム１１０を利用しているので、組電池１の部品点数を増加させることなく、電極端子１０４，１０５を保護することができる。

さらに、このフレーム１１０は、組電池１を構成する全ての単電池１００と共に積層されているので、必然的に凹部１１３が単電池１００の積層方向の全域に亘って存在しており、フレーム１１０によって全ての第１のバスバー６１の平面部６１１，６１２を保護することができる。

図１１は本実施形態における第２の電池接続基板を示す図である。第２の電池接続基板７０も、同図に示すように、第１〜第３のバスバー７１〜７３と、これらのバスバー７１〜７３が実装された支持基板７４と、電圧検出回路７５と、を有しており、第１の電池接続基板６０と基本的に同様の構造を有しているが、第２及び第３のバスバー７２，７３の接続対象が、上述の第２及び第３のバスバー６２，６３と相違している。

この第２の電池接続基板７０の第２のバスバー７２は、第２の電池群２０の最外側単電池１００ｄの正極端子１０４と、中間部材３０の正極外部端子３５と、を電気的に接続している。また、この第２の電池接続基板７０の第３のバスバー７３は、第２の電池群２０の最内側単電池１００ｂの負極端子１０５と、中継バスバー３３の第２の接続部３３２と、を電気的に接続している。

特に図示しないが、この第２の電池接続基板７０においても、バスバー７１〜７３の平面部の先端が、フレーム１１０の凹部１１３内（すなわちフレーム１１０の外接矩形１１４の内側）に位置しているので、組電池１の部品点数を増加させることなく、外部から加わる衝撃からバスバー７１〜７３を保護したり、バスバー７１〜７３への接触を抑制することができる。

以上に説明した組電池１は、以下のように組み立てられる。

すなわち、先ず、フレーム１１０を介して単電池１００を積層することで第１の電池群１０と第２の電池群２０を形成し、さらに、中間部材３０を介して電池群１０，２０を重ねる。次いで、第１の電池群１０の上に第１のエンドプレート４１を重ねると共に、第２の電池群２０の上にも第２のエンドプレート４２を重ね、フレーム１１０、中間部材３０、及びエンドプレート４１，４２を連結ボルト４３で連結する。

次いで、第１の電池接続基板６０のスリット６４３〜６４６に単電池１００の電極端子１０４，１０５を挿入しつつ、第１及び第２の電池群１０，２０に対して、一方の側方から第１の電池接続基板６０を取り付けて、第１の電池接続基板６０をボルト６７（図１及び図３参照）により中間部材３０やエンドプレート４１，４２に締結固定する。

同様に、第２の電池接続基板７０のスリットに単電池１００の電極端子１０４，１０５を挿入しつつ、第１及び第２の電池群１０，２０に対して、他方の側方から第２の電池接続基板７０を取り付けて、第２の電池接続基板７０をボルト７７（図３参照）により中間部材３０やエンドプレート４１，４２に締結固定する。

このように、電池接続基板６０，７０を中間部材３０やエンドプレート４１，４２に固定することで、単電池１００に対する第１の電池接続基板６０，７０の相対距離を一定に維持することができ、電池接続基板６０，７０による単電池１００の損傷を防止することができる。

次いで、第１の電池接続基板６０のスリット６４３〜６４６に挿入された電極端子１０４，１０５をバスバー６１〜６３に接合すると共に、第２の電池接続基板７０のスリットに挿入された電極端子１０４，１０５をバスバー７１〜７３に接合する。

このように、本実施形態では、２つの単電池１００の電極端子１０４，１０５と、電池接続基板６０，７０のバスバー６１〜６３，７１〜７３と、を一括して接合するので、生産性に優れている。なお、図２に示すように、電池接続基板６０，７０にカバー６６、６７を被せてもよい。

次いで、第１及び第２の電池群１０，２０を第１及び第２の支持プレート５１、５２で挟み、支持プレート５１，５２を中間部材３０やエンドプレート４１，４２と固定ボルト５３で固定すると、組電池１が完成する。

以上のように、本実施形態では、中継バスバー６１の平面部６１１，６１２を、単電池１００の電極端子１０４，１０５の支持基板６４からの突出部分よりも長くすると共に、当該平面部６１１，６１２の先端を、単電池１００同士を連結するフレーム１１０の凹部１１３内に位置させる。これにより、中継バスバー６１や電極端子１０４，１０５がフレーム１１０によって保護されるので、組電池１の信頼性が向上する。

同様に、本実施形態では、中継バスバー７１の平面部７１１，７１２を、単電池１００の電極端子１０４，１５０の支持機番７４からの突出部分よりも長くすると共に、当該平面部７１１，７１２の先端を、単電池１００同士を連結するフレーム１１０の凹部１１３内に位置させる。これにより、中継バスバー７１や電極端子１０４，１０５がフレーム１１０によって保護されるので、組電池１の信頼性が向上する。

なお、以上に説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

１…組電池
１０…第１の電池群
２０…第２の電池群
３０…中間部材
４１…第１のエンドプレート
４２…第２のエンドプレート
５１…第１の支持プレート
５２…第２の支持プレート
６０…第１の電池接続基板
６１…第１のバスバー
６１１…第１の平面部
６１２…第２の平面部
６１３…連結部
６２…第２のバスバー
６３…第３のバスバー
６４…支持基板
６４１…第１の主面
６４２…第２の主面
６４３〜６４６…スリット
６５…電圧検出回路
６７…ボルト
７０…第２の電池接続基板
７１…第１のバスバー
７２…第２のバスバー
７３…第３のバスバー
７４…支持基板
７５…電圧検出回路
７７…ボルト
１００…単電池
１０４…正極端子
１０５…負極端子
１０６…単電池本体
１１０…フレーム
１１３…凹部
１１５…凸部

Claims (7)

1. 外装部材の内部に発電要素を収容した単電池本体の外縁から電極端子が導出していると共に、相互に積層された複数の扁平型の単電池と、
   前記単電池本体の前記電極端子を導出した辺において、積層方向に隣り合う前記単電池間に介装されて前記単電池と共に積層されていると共に、相互に連結された複数の連結部材と、
   前記単電池の電極端子同士を電気的に接続する電池接続部材と、を備えており、
   前記電池接続部材は、
   前記単電池の電極端子が接合される少なくとも一つの平面部を有する複数のバスバーと、
   前記バスバーを支持する支持基板と、を有し、
   前記支持基板は、前記支持基板の一方の主面側から前記電極端子が挿入されるスリットを有し、
   前記平面部は、前記単電池の積層方向に沿って相互に間隔を空けて前記支持基板に配置され、
   前記平面部の少なくとも一部は、前記支持基板の他方の主面側に位置しており、
   複数の前記連結部材は、前記電極端子の先端側から前記単電池本体側に向かって凹んだ凹部をそれぞれ有し、
   前記平面部の先端及び前記電極端子の突出先端は、前記凹部内に位置していることを特徴とする組電池。
2. 請求項１に記載の組電池であって、
   前記平面部のすべてが、前記支持基板の他方の主面側に位置していることを特徴とする組電池。
3. 請求項１又は２に記載の組電池であって、
   前記平面部は、前記支持基板の他方の主面の法線方向に対して傾斜していることを特徴とする組電池。
4. 請求項２又は３に記載の組電池であって、
   前記バスバーは、
   一対の前記平面部と、
   前記平面部の端部同士を繋ぐ連結部と、を有することを特徴とする組電池。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の組電池であって、
   前記支持基板に設けられた電圧検出回路、電流検出回路、温度検出回路、又は、湿度検出回路の少なくとも一つを備えたことを特徴とする組電池。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の組電池であって、
   前記単電池及び前記連結部材から構成される積層体を、前記単電池の積層方向に沿って挟む一対のプレート部材をさらに備えており、
   前記電池接続部材は、前記プレート部材に固定されていることを特徴とする組電池。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の組電池であって、
   複数の前記連結部材は、前記凹部の両端に前記凹部の底面から前記電極端子の先端側に向かって突出すると共に、前記電極端子の先端よりも突出した凸部をそれぞれ有し、
   積層された複数の前記連結部材は、前記凸部を貫通するボルトによって相互に連結されていることを特徴とする組電池。

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