組電池およびこれを備えた二次電池装置
【課題】単位体積あたりのセル搭載量が多く、高密度で実装が可能な組電池およびこれを備えた二次電池装置を提供する。
【解決手段】二次電池装置の組電池は、それぞれ略直方体形状の本体とこの本体の一端から引き出された両極３２ａ、３２ｂとを有する複数の二次電池の単セル１２を、各々の単セルの両極を通る仮想線を引く時、隣合う単セルの仮想線が平行となるように、かつ、両極が引き出されている一端を同じ向きとして配列されたセルユニットＣを複数ユニット並べて配置し、所定のセルユニットの所定極の各々と、この所定のセルユニットに並置された他のセルニットの所定極とは逆の極の各々とを、バスバー７８で一列に連結している。
【解決手段】二次電池装置の組電池は、それぞれ略直方体形状の本体とこの本体の一端から引き出された両極３２ａ、３２ｂとを有する複数の二次電池の単セル１２を、各々の単セルの両極を通る仮想線を引く時、隣合う単セルの仮想線が平行となるように、かつ、両極が引き出されている一端を同じ向きとして配列されたセルユニットＣを複数ユニット並べて配置し、所定のセルユニットの所定極の各々と、この所定のセルユニットに並置された他のセルニットの所定極とは逆の極の各々とを、バスバー７８で一列に連結している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の二次電池を有する組電池、および組電池を備えた二次電池装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、電動自転車の電源、あるいは、電気機器の電源として、二次電池が広く用いられている。例えば、非水系二次電池であるリチウムイオン二次電池は、高出力、高エネルギー密度を有することから、電気自動車等の電源として注目されている。
【０００３】
一般に、二次電池は、アルミニウム等で偏平な矩形箱状に形成された外装容器と、この外装容器内に電解液とともに収納された電極群と、外装容器に設けられているとともに電極群に接続された電極端子と、を備えたセルとして構成されている。
【０００４】
高容量化、高出力化を図るため、複数のセルをケース内に並べて配置し、これらのセルを並列あるいは直列に接続した組電池、あるいは、この組電池に電気回路が取り付けられた二次電池装置が用いられている。このような二次電池装置の外装は、セルを束ねて挟持もしくは支持する複数の強固なフレーム、あるいは複数のセル群全体を覆った強固な外装ケースを備えて構成されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２３７４５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のような二次電池装置において、スチール等の強固な金属で形成されたフレームや外装ケースを用いた場合、電池装置全体が重くなりがちであるとともに、結束力を集中させることこが多いため、連結部分が大型化して組立てが複雑になる。例えば、電気自動車等においては、連続走行距離の向上、道路等の損傷低減を図る上で、二次電池装置の小型化や高密度実装は大きな課題となっている。
【０００７】
この発明は以上の点に鑑みなされたものであり、その目的は、組立て性の向上および小型化を図ることができる二次電池装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の態様に係る組電池は、それぞれ略直方体形状の本体とこの本体の一端から引き出された両極とを有する複数の二次電池の単セルを、各々の前記単セルの前記両極を通る仮想線を引く時、隣合う単セルの前記仮想線が平行となるように、かつ、前記両極が引き出されている前記一端を同じ向きとして配列されたセルユニットについて、前記セルユニットを複数並べて配置し、所定のセルユニットの所定極の各々と、この所定のセルユニットに並置された他のセルニットの前記所定極とは逆の極の各々とを、バスバーで一列に連結することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
上記構成によれば、単位体積あたりのセル搭載量が多く、高密度で実装が可能な組電池およびこれを備えた二次電池装置を提供することを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、この発明の実施形態に係る二次電池装置を示す斜視図。
【図２】図２は、ケース、トップカバーおよびターミナルベースを分解して示す前記二次電池装置の分解斜視図。
【図３】図３は、トップカバーを取外して示す前記二次電池装置の分解斜視図。
【図４】図４は、ケースおよび単セルを分解して示す前記二次電池装置の分解斜視図。
【図５】図５は、単セルを示す斜視図。
【図６】図６は、前記電池セルの一方の電極端子部分を拡大して示す斜視図。
【図７】図７は、前記電池セルの一方の電極端子部分を拡大して示す断面図。
【図８】図８は、前記ケースを構成するアッパーケースの内面側を示す斜視図。
【図９】図９は、図３の線Ａ−Ａに沿った二次電池装置の断面図。
【図１０】図１０は、図９の一部を拡大して示す二次電池装置の断面図。
【図１１】図１１は、図３の線Ｂ−Ｂに沿った二次電池装置の断面図。
【図１２】図１２は、単セルの負極端子部分を拡大して示す二次電池装置の断面図。
【図１３】図１３は、前記二次電池装置における単セルおよびバスバーの配列、接続状態を概略的に示す平面図。
【図１４】図１４は、セルユニット、アッパーケース、および共通バスバーを示す分解斜視図。
【図１５】図１５は、バスバーユニットおよびアッパーケースのバスバー装着部を示す分解斜視図。
【図１６】図１６は、正極バスバー、負極バスバー、共通バスバーを示す平面図。
【図１７】図１７は、前記バスバーとＦＰＣとの接続状態を示すアッパーケース上部の斜視図。
【図１８】図１８は、アッパーケースの上部およびサーミスタを示す斜視図。
【図１９】図１９は、図１８の線Ｄ−Ｄに沿った二次電池装置の断面図。
【図２０】図２０は、図１９の線Ｅ−Ｅに沿った二次電池装置の断面図。
【図２１】図２１は、ケースの前端部およびベースターミナルを示す分解斜視図。
【図２２】図２２は、ベースターミナルおよび出力端子を示す分解斜視図。
【図２３】図２３は、前記ケースの底面を示す平面図。
【図２４】図２４は、複数個の前記二次電池装置を所望の位置に設置した一例を示す側面図。
【図２５】図２５は、変形例に係る二次電池装置を示す斜視図。
【図２６】図２６は、前記二次電池装置の組立て工程を示す分解斜視図。
【図２７】図２７は、前記二次電池装置の組立て工程において、ケースに単セルを装着した状態を示す斜視図。
【図２８】図２８は、前記二次電池装置の組立て工程において、ロワーケースの取付け工程を示す分解斜視図。
【図２９】図２９は、前記二次電池装置の組立て工程において、トップカバーを取外した状態を示す分解斜視図。
【図３０】図３０は、前記二次電池装置の組立て工程において、アッパーケースの取付け工程を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら、この発明の実施形態に係る二次電池装置について詳細に説明する。
図１は、実施形態に係る二次電池装置の外観を示す斜視図、図２は、二次電池装置のトップカバーを取外して二次電池装置のバスバー取付け構造を示す斜視図、図３は、トップカバーおよびＦＰＣを取外して示す二次電池装置の分解斜視図、図４は、ケース、単セルを分解して示す二次電池装置の分解斜視図である。
図１、図２、図３、図４に示すように、二次電池装置は、ほぼ矩形箱状のケース１０と、ケース内に収容された複数、例えば、３０個の単セル（二次電池）１２と、を備え、組電池として構成されている。ケース１０は、上下が開放した矩形枠状のセンターケース１４、矩形板状に形成され底壁を構成するロワーケース１６、および、矩形板状に形成され天井壁を構成するアッパーケース１８の３つの分割部材を有している。そして、ロワーケース１６、センターケース１４、アッパーケース１８をこの順で互いに接合することにより、矩形箱状のケース１０が構成されている。アッパーケース１８の上面側は、矩形板状のトップカバー２０によって覆われている。ケース１０の各構成要素およびトップカバー２０は、それぞれ絶縁性を有する合成樹脂、例えば、ＰＰＥにより形成されている。
【００１２】
ケース１０の長手方向の一端側に位置する側壁、例えば、前端壁１０ａには、合成樹脂で形成された矩形板状のターミナルベース２２がねじ止め固定されている。ターミナルベース２２には、二次電池装置の正極出力端子２４、負極出力端子２６、および単セル１２の電圧、温度等を監視する電池監視基板２８が取り付けられている。
【００１３】
図５、図６、図７に示すように、各単セル１２は、リチウムイオン電池等の非水電解質二次電池であり、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金で形成された扁平な略直方体形状の外装容器３０と、外装容器３０内に非水電解液と共に収納された電極体３１と、を備えている。外装容器３０は、上端が開口した容器本体３０ａと、容器本体に溶接され容器本体の開口を閉塞した矩形板状の蓋体３０ｂとを有し、液密に形成されている。電極体３１は、例えば、正極板および負極板をその間にセパレータを介在させて渦巻き状に捲回し、更に、径方向に圧縮することにより、偏平な矩形状に形成されている。
【００１４】
正極端子３２ａおよび負極端子３２ｂが蓋体３０ｂの長手方向両端部にそれぞれ設けられ、蓋体３０ｂから突出している。正極端子３２ａおよび負極端子３２ｂは、電極体３１の正極および負極にそれぞれ接続されている。一方の端子、例えば、正極端子３２ａは、蓋体３０ｂに電気的に接続され、外装容器３０と同電位となっている。負極端子３２ｂは、蓋体３０ｂを貫通して延びている。負極端子３２ｂと蓋体３０ｂとの間には、合成樹脂、ガラス等の絶縁体からなるシール材、例えば、ガスケット３４が設けられている。ガスケット３４は、負極端子３２ｂと外装容器３０との間を液密にシールしているとともに、電気的に絶縁し、負極端子３２ｂと外装容器３０との間の短絡を防止する。また、ガスケット３４は、蓋体３０ｂの上面側において、負極端子３２ｂの全周から外側に延出している。
【００１５】
図５に示すように、蓋体３０ｂの中央部には、例えば、矩形状の安全弁３６が形成されている。安全弁３６は、蓋体３０ｂの一部を約半分程度の厚さに薄くした薄肉部により形成され、この薄肉部の上面中央部に、複数の刻印が形成されている。単セル１２の異常モード等により外装容器３０内にガスが発生し、外装容器内の内圧が所定の値以上に上昇した際、安全弁３６が開放し、内圧を下げて外装容器３０の破裂等の不具合を防止する。
【００１６】
容器本体３０ａの周囲には、容器の上端部および下端部を除いて、絶縁性のフィルム３７が巻装されている。このフィルム３７は、外装容器３０の膨張を規制するとともに、外装容器３０と他の単セル１２との短絡、あるいは、外装容器３０と他の部材との短絡を防止する。
【００１７】
図４に示すように、単セル１２は、複数の単セル、例えば、３つの単セル１２を並列に接続して１セルユニットＣとし、このセルユニットＣを１０ユニットだけ直列に接続して設けられている。単セル１２の配列と電気的な接続構造については、後で詳細に説明する。
【００１８】
図４に示すように、ロワーケース１６の内面には、単セル１２の数に対応した数、ここでは、３０個の係合溝３８が形成されている。各係合溝３８は、単セル１２の外装容器３０の断面形状に対応した細長い矩形状に形成され、ロワーケース１６の幅方向に沿って延びている。複数の係合溝３８は、ロワーケース１６の長手方向に所定の間隔を置いて、２列に並んで設けられている。２列の間にはセンターリブ３９が形成され、ロワーケース１６の長手方向全長に亘って延びている。
【００１９】
センターケース１４内には、４つの仕切り壁５０が一体に形成されている。これらの仕切り壁５０は、それぞれセンターケース１４の幅方向の全長に亘って延び、また、センターケース１４の長手方向に等間隔をおいて設けられている。センターケース１４内は、これらの仕切り壁５０により５つの空間に仕切られている。更に、各仕切り壁５０の中央部およびセンターケース１４の長手方向両端壁の中央部には、センターケース１４の高さ方向に延びる支持ポスト５２が形成されている。センターケース１４内の各空間は、支持ポスト５２により、左右２つの収容室５３に分けられている。これにより、センターケース１４内には、それぞれ１セルユニットＣを収容可能な１０個の収容室５３が２列に並んで形成されている。
【００２０】
図３および図４に示すように、センターケース１４の長手方向に延びる２つの側壁１４ａ、１４ｂには、それぞれ複数の通気孔５１が形成されている。例えば、１つの収容室５３に対応して４つの通気孔５１が形成され、それぞれ収容室５３に連通している。これらの通気孔５１を通して、ケース１０内に冷却用空気を通風可能となっている。
【００２１】
側壁１４ａ、１４ｂの外面側には、それぞれセンターケース１４の高さ方向に延びる複数の支持リブ５５が一体に形成されている。これらの支持リブ５５は、側壁１４ａ、１４ｂの長手方向両端部、および、各仕切り壁５０と対向する位置に形成されている。支持リブ５５には、センターケース１４の高さ方向に延びる位置決め凹部５８が形成されている。二次電池装置を所望の設置場所に配置する際、設置側に設けられた位置決め凸部を、ケース１０の位置決め凹部５８と係合させることにより、ケース１０を位置決めすることができる。
【００２２】
図８に示すように、アッパーケース１８の内面側には、単セル１２の数に対応した数、ここでは、３０個の係合溝５４が形成されている。各係合溝５４は、単セル１２の外装容器３０の断面形状に対応した細長い矩形状に形成され、アッパーケース１８の幅方向に沿って延びている。複数の係合溝５４は、アッパーケース１８の長手方向に所定の間隔を置いて、２列に並んで設けられている。２列の間にはセンターリブ５９が形成され、アッパーケース１８の長手方向全長に亘って延びている。
【００２３】
アッパーケース１８において、各係合溝５４の底には、単セル１２の正極端子３２ａおよび負極端子３２ｂに対応する矩形状の透孔５６ａ、５６ｂが形成され、更に、単セル１２の安全弁に対向する排気孔５７が形成されている。透孔５６ａ、５６ｂは、係合溝５４の両端部に位置し、排気孔５７は、これら透孔５６ａ、５６ｂ間の真ん中に位置している。本実施形態において、単セル１２の正極端子３２ａは、負極端子３２ｂよりも大きく形成されている。これに対応して、正極端子３２ａを挿通するための透孔５６ａは、負極端子３２ｂを挿通する透孔５６ｂよりも大きく形成されている。
【００２４】
上記のように構成されたロワーケース１６は、センターケース１４の下面側にねじ止めされてセンターケースに固定され、ケース１０の底壁を構成している。アッパーケース１８は、センターケース１４の上面側にねじ止めされてセンターケースに固定され、ケース１０の天井壁を構成している。センターケース１４は、隙間を置いて対向するロワーケース１６とアッパーケース１８との間に接合されている。
【００２５】
図４、図９、図１１に示すように、単セル１２は、セルユニットＣ毎にケース１０の収容室５３内に収容されている。各単セル１２の下端部は、ロワーケース１６の係合溝３８に嵌合され、接着剤等によりロワーケース１６に固定されている。各単セル１２の上端部、つまり、電極端子が設けられている端部は、アッパーケース１８の係合溝５４に嵌合され、接着剤等によりアッパーケース１８に固定されている。列方向に隣合う２つのセルユニットＣ間には、センターケース１４の仕切り壁５０が挟まれ、セルユニット間の短絡を防止している。また、１列のセルユニットＣと他の列のセルユニットＣとの間には、ロワーケース１４のセンターリブ３９、アッパーケース１８のセンターリブ５９、センターケース１４の支持ポスト５２が挟まれ、セルユニットＣ間の短絡を防止している。
【００２６】
このように係合溝３８、５４に嵌合させて単セル間の位置が決まると、隣合う単セルは、その外装容器３０の主面同士、すなわち、外装容器の幅の広い表面同士が所定の隙間を置いて平行に対向した状態で配置される。隣合うセルユニットＣも所定の隙間を置いて、平行に対向して配置される。そして、このような隙間を置いて平行に並んだ複数の単セルＣの列が、２列平行に配置される。
【００２７】
各単セル列において、隣合う単セルＣ間の隙間は、センターケース１４の側壁１４ａ、１４ｂに形成されている通気孔５１にそれぞれ対向している。これにより、側壁１４ａに形成された通気孔５１、単セルＣ間の隙間、および側壁１４ｂに形成された通気孔５１が整列して並んでいる。一方の通気孔５１からセンターケース１４内に流入した外気あるいは冷却空気は、単セルＣ間の隙間を通り、単セルを冷却した後、他方の通気孔５１から排気される。
【００２８】
単セル１２の正極端子３２ａおよび負極端子３２ｂは、それぞれ透孔５６ａ、５６ｂに挿通され、アッパーケース１８の上面側に突出している。単セル１２の安全弁３６は、アッパーケース１８の排気孔５７と対向して位置している。図１２に示すように、各単セル１２の負極端子３２ｂの周囲に露出するガスケット３４は、アッパーケース１８の内面に押付けられて密着し、アッパーケース１８の内面と単セル１２の蓋体との間に圧縮した状態で挟まれている。このガスケット３４により、透孔５６ｂを通して水滴やゴミがケース１０内に侵入することを防止でき、同時に、水滴やゴミによる負極端子３２ｂと外装容器３０との間の短絡を確実に防止することができる。
【００２９】
図４、図９、図１０、および図１３に示すように、１つのセルユニットＣにおいて、３つの単セル１２は、主面同士が所定の隙間を置いて向かい合い、かつ、電極端子が同一方向を向いた状態で、並んでいる。また、１セルユニットＣにおいて、３つの単セル１２は、正極端子３２ａが一列に並び、また、負極端子３２ｂが一列に並ぶように配置されている。そして、１０個のセルユニットＣは、５セルユニットずつ２列に配列され、各列において、隣合うセルユニットの正極端子３２ａと負極端子３２ｂとが交互に並ぶように配置されている。そして、各列のセルユニットは後述するバスバーによって連結され、組電池を構成している。
【００３０】
アッパーケース１８の上面側に複数のバスバーが設けられ、これらのバスバーにより、各セルユニットＣ内の複数の単セル１２が並列に接続され、更に、複数のセルユニットＣ同士が直列に接続されている。詳細には、図３、図９、図１０、図１１、図１３、および、図１４に示すように、アッパーケース１８の上面は、一段低く形成され、上面の周縁に沿って周壁１８ａが立設されている。アッパーケース１８の上面には、その幅方向の中央にセンターリブ６１が形成され、アッパーケース１８の長手方向一端から他端近傍まで長手方向に沿って延びている。アッパーケース１８の上面において、センターリブ６１の両側には、それぞれ一対の仕切り壁６０ａ、６０ｂが立設されている。一対の仕切り壁６０ａは、アッパーケース１８に形成された各排気孔５７の両側に位置し、アッパーケース１８の長手方向一端から他端まで長手方向に沿って互いに平行に延びている。同様に、一対の仕切り壁６０ｂは、アッパーケース１８に形成された各排気孔５７の両側に位置し、アッパーケース１８の長手方向一端から他端まで長手方向に沿って互いに平行に延びている。センターリブ５９、仕切り壁６０ａ、６０ｂ、周壁１８ａはほぼ同一の高さに形成されている。
【００３１】
アッパーケース１８の上面には、それぞれ周壁１８ａと仕切り壁６０ａとの間を延びる２つの仕切り壁６２が立設されている。仕切り壁６２は、周壁１８ａおよび仕切り壁６０ａとほぼ同一の高さに形成されている。これらの周壁１８ａ、仕切り壁６０ａ、仕切り壁６２により、アッパーケース１８の長手方向に並んだ３つのバスバー装着室６４ａ、６４ｂ、６４ｃが区画されている。ケース１０において、出力端子２４、２６が設けられている側の側壁を前端壁１０ａ、反対側の側壁を後端壁１０ｂとした場合、前端壁１０ａ側から順に、バスバー装着室６４ａ、６４ｂ、６４ｃが並んでいる。
【００３２】
前端壁１０ａ側に位置したバスバー装着室６４ａには、正極端子３２ａ用の３つの透孔５６ａが開口し、アッパーケース１８の長手方向に沿って一定の間隔を置いて並んでいる。バスバー装着室６４ａにおいて、アッパーケース１８の上面に複数の保持リブ６６が突設されている。各保持リブ６６は、隣合う透孔５６ａの間に形成され、アッパーケース１８の幅方向に延びている。各保持リブ６６は、仕切り壁６２よりも低い高さに形成されている。
【００３３】
真ん中のバスバー装着室６４ｂおよび後端壁１０ｂ側のバスバー装着室６４ｃのそれぞれには、前端壁１０ａ側から順番に、負極端子３２ｂ用の３つの透孔５６ｂおよび正極端子３２ａ用の３つの透孔５６ａが開口し、アッパーケース１８の長手方向に沿って一定の間隔を置いて並んでいる。各バスバー装着室６４ｂ、６４ｃにおいて、アッパーケース１８の上面に複数の保持リブ６６が突設されている。保持リブ６６は、隣合う透孔５６ａ、５６ｂの間にそれぞれ形成され、アッパーケース１８の幅方向に延びている。各保持リブ６６は、仕切り壁６２よりも低い高さに形成されている。
【００３４】
アッパーケース１８の上面には、それぞれ仕切り壁６０ａとセンターリブ６１との間を延びる２つの仕切り壁６２が立設されている。仕切り壁６２は、センターリブ６１および仕切り壁６０ａとほぼ同一の高さに形成されている。これらの仕切り壁６０ａ、センターリブ６１、仕切り壁６２により、アッパーケース１８の長手方向に並んだ２つのバスバー装着室６８ａ、６８ｂが区画され、更に、仕切り壁６０ａ、周壁１８ａ、仕切り壁６２により、アッパーケース１８の幅方向に延びるバスバー装着室７０が区画されている。前端壁１０ａ側から順に、バスバー装着室６８ａ、６８ｂ、７０が並んでいる。
【００３５】
前端壁１０ａ側に位置したバスバー装着室６８ａおよび真ん中のバスバー装着室６８ｂのそれぞれには、前端壁１０ａ側から順番に、負極端子３２ｂ用の３つの透孔５６ｂおよび正極端子３２ａ用の３つの透孔５６ａが開口し、アッパーケース１８の長手方向に沿って一定の間隔を置いて並んでいる。各バスバー装着室６８ａ、６８ｂにおいて、アッパーケース１８の上面に複数の保持リブ６６が突設されている。保持リブ６６は、隣合う透孔５６ａ、５６ｂの間にそれぞれ形成され、アッパーケース１８の幅方向に延びている。各保持リブ６６は、仕切り壁６２よりも低い高さに形成されている。
【００３６】
アッパーケース１８の上面には、それぞれ仕切り壁６０ｂとセンターリブ６１との間を延びる２つの仕切り壁６２が立設されている。仕切り壁６２は、周壁１８ａおよび仕切り壁６０ａとほぼ同一の高さに形成されている。これらの仕切り壁６０ｂ、センターリブ６１、仕切り壁６２により、アッパーケース１８の長手方向に並んだ２つのバスバー装着室７２ａ、７２ｂが区画され、更に、仕切り壁６０ｂ、周壁１８ａ、仕切り壁６２により、アッパーケース１８の幅方向に延びる前述のバスバー装着室７０が区画されている。前端壁１０ａ側から順に、バスバー装着室６８ａ、６８ｂ、７０が並んでいる。
【００３７】
前端壁１０ａ側に位置したバスバー装着室７２ａおよび真ん中のバスバー装着室７２ｂのそれぞれには、前端壁１０ａ側から順番に、正極端子３２ａ用の３つの透孔５６ａおよび負極端子３２ｂ用の３つの透孔５６ｂが開口し、アッパーケース１８の長手方向に沿って一定の間隔を置いて並んでいる。各バスバー装着室７２ａ、７２ｂにおいて、アッパーケース１８の上面に複数の保持リブ６６が突設されている。保持リブ６６は、隣合う透孔５６ａ、５６ｂの間にそれぞれ形成され、アッパーケース１８の幅方向に延びている。各保持リブ６６は、仕切り壁６２よりも低い高さに形成されている。
【００３８】
図３および図１５に示すように、バスバー装着室７０には、正極端子３２ａ用の３つの透孔５６ａおよび負極端子３２ｂ用の３つの透孔５６ｂが開口している。正極端子３２ａ用の３つの透孔５６ａは、アッパーケース１８の長手方向に沿って一定の間隔を置いて並んで、かつ、バスバー装着室７２ｂの透孔５６ｂと一列に並んで配置されている。バスバー装着室７０において、負極端子３２ｂ用の３つの透孔５６ｂは、正極端子３２ａ用の３つの透孔５６ａに対してアッパーケース１８の幅方向に並んで位置している。負極端子３２ｂ用の３つの透孔５６ｂは、アッパーケース１８の長手方向に沿って一定の間隔を置いて並んで、かつ、バスバー装着室６８ｂの透孔５６ａと一列に並んで配置されている。
【００３９】
バスバー装着室７０において、アッパーケース１８の上面に保持リブ６７が突設されている。保持リブ６７は、隣合う透孔５６ａ、５６ｂの間に形成され、アッパーケース１８の長手方向に延びている。保持リブ６７は、周壁１８ａおよび仕切り壁６２よりも低い高さに形成されている。
【００４０】
図３、図９、図１０、図１１、図１３に示すように、アッパーケース１８の上面には、それぞれ周壁１８ａと仕切り壁６０ｂとの間を延びる２つの仕切り壁６２が立設されている。仕切り壁６２は、周壁１８ａおよび仕切り壁６０ｂとほぼ同一の高さに形成されている。これらの周壁１８ａ、仕切り壁６０ｂ、仕切り壁６２により、アッパーケース１８の長手方向に並んだ３つのバスバー装着室７４ａ、７４ｂ、７４ｃが区画されている。前端壁１０ａ側から順に、バスバー装着室７４ａ、７４ｂ、７４ｃが並んでいる。
【００４１】
前端壁１０ａ側に位置したバスバー装着室７４ａには、負極端子３２ｂ用の３つの透孔５６ｂが開口し、アッパーケース１８の長手方向に沿って一定の間隔を置いて並んでいる。バスバー装着室７４ａにおいて、アッパーケース１８の上面に複数の保持リブ６６が突設されている。各保持リブ６６は、隣合う透孔５６ｂの間に形成され、アッパーケース１８の幅方向に延びている。各保持リブ６６は、仕切り壁６２よりも低く形成されている。
【００４２】
真ん中のバスバー装着室７４ｂおよび後端壁１０ｂ側のバスバー装着室７４ｃのそれぞれには、前端壁１０ａ側から順番に、正極端子３２ａ用の３つの透孔５６ａおよび負極端子３２ｂ用の３つの透孔５６ｂが開口し、アッパーケース１８の長手方向に沿って一定の間隔を置いて並んでいる。各バスバー装着室７４ｂ、７４ｃにおいて、アッパーケース１８の上面に複数の保持リブ６６が突設されている。保持リブ６６は、隣合う透孔５６ａ、５６ｂの間にそれぞれ形成され、アッパーケース１８の幅方向に延びている。各保持リブ６６は、仕切り壁６２よりも低い高さに形成されている。
【００４３】
上記のようにアッパーケース１８に形成された複数のバスバー装着室には、図２、図３、図１３に示すように、それぞれバスバーが装着され、単セル１２の電極端子に接続されている。本実施形態において、接続金具としてのバスバーは、４種類のものを用いている。すなわち、図２、図３、図１３、図１４、図１６に示すように、３つの単セル１２の正極端子３２ａを接続するとともに一端に正極側出力端部を有する正極バスバー７６、３つの単セル１２の負極端子３２ｂを接続するとともに一端に負極側出力端部を有する負極バスバー７７、それぞれ６つの単セル１２の電極端子同士を接続する８つの共通バスバー７８、および、３つバスバーを連結したバスバーユニット８０を備えている。これらのバスバー７６、７７、７８、およびバスバーユニット８０は、導電材料、例えば、アルミニウム等からなる金属板を折曲げ成形して形成されている。
【００４４】
正極バスバー７６は、細長いほぼ矩形板状に形成され、それぞれ単セル１２の正極端子３２ａが係合する矩形状の３つの正極開口８２ａを有している。３つの正極開口８２ａは、所定の間隔を置いて、正極バスバー７６の長手方向に並んで設けられている。正極バスバー７６において、隣合う正極開口８２ａ間に位置する部分は、それぞれほぼＵ字状に折曲げられ、正極バスバーの長手方向に弾性変形可能な折曲げ部８４を形成している。各折曲げ部８４には、正極バスバー７６の長手方向に延びるスリットが形成されている。これら折曲げ部８４の弾性変形により、正極バスバー７６はその長手方向に沿って変位可能であり、この方向における製造誤差、組合せ誤差等をある程度、吸収することができる。
【００４５】
正極バスバー７６の長手方向一端縁７６ａは、正極端子側であることを示す形状、例えば、円弧状に形成されている。長手方向の他端部は、クランク状に折曲げられ、正極側出力端部７６ｂを形成している。正極バスバー７６は、その一側縁から突出する接続片７６ｃを一体に有している。
【００４６】
負極バスバー７７は、細長いほぼ矩形板状に形成され、それぞれ単セル１２の負極端子３２ｂが係合する矩形状の３つの負極開口８２ｂを有している。３つの負極開口８２ｂは、所定の間隔を置いて、負極バスバー７７の長手方向に並んで設けられている。負極バスバー７７において、隣合う負極開口８２ｂ間に位置する部分は、それぞれほぼＵ字状に折曲げられ、正極バスバーの長手方向に弾性変形可能な折曲げ部８４を形成している。各折曲げ部８４には、負極バスバー７７の長手方向に延びるスリットが形成されている。これら折曲げ部８４の弾性変形により、負極バスバー７７はその長手方向に沿って変位可能であり、この方向における製造誤差、組合せ誤差等をある程度、吸収することができる。
【００４７】
負極バスバー７７の長手方向一端縁７７ａは、負極端子側であることを示す形状、例えば、台形状に形成されている。長手方向の他端部は、クランク状に折曲げられ、負極側出力端部７７ｂを形成している。負極バスバー７７は、その一側縁から突出する接続片７７ｃを一体に有している。
【００４８】
各共通バスバー７８は、細長いほぼ矩形板状に形成され、それぞれ単セル１２の正極端子３２ａが係合する矩形状の３つの正極開口８２ａと、それぞれ単セル１２の負極端子３２ｂが係合する矩形状の３つの負極開口８２ｂと、を有している。なお、正極端子３２ａおよび負極端子３２ｂに対応して、正極開口８２ａは、負極開口８２ｂよりも僅かに大きな矩形状に形成されている。３つの正極開口８２ａおよび３つの負極開口８２ｂは、共通バスバー７８の長手方向に所定の間隔を置いて並んで設けられている。この際、正極開口８２ａは３つ連続して並んで形成され、負極開口８２ｂは３つ連続して配列されている。
【００４９】
図１６（ｃ）に示すように、複数の正極開口８２ａ、負極開口８２ｂを所定のピッチＰで形成する際、公差分、例えば、±０．１ｍｍだけピッチがずれる場合が考えられる。本実施形態においては、複数の正極開口８２ａ、負極開口８２ｂを形成する際、これらの開口を共通バスバー７８の長手方向に沿って、公差分だけ交互に反対方向にずらして形成している。すなわち、６つの正極及び負極開口８２ａ、８２ｂは、不等ピッチで形成されている。例えば、端縁７８ａ側から、開口８２ａ間のピッチをＰ＋０．１、次の開口のピッチをＰ−０．１、次の開口のピッチをＰ＋０．１と、交互に公差分だけ逆方向にずらして開口を形成している。
【００５０】
なお、正極バスバー７６および負極バスバー７７においても、正極開口および負極開口の配列ピッチは、上記と同様に、公差分だけ交互に反対方向にずらして形成されている。正極開口８２ａおよび負極開口８２ｂをこのように形成することにより、公差が一方向に偏ることがなく、正極開口および負極開口の大きな位置ずれを防止することが可能となる。
【００５１】
図２、図３、図１３、図１４、図１６に示すように、共通バスバー７８において、隣合う開口間に位置する部分は、それぞれほぼＵ字状に折曲げられ、共通バスバーの長手方向に弾性変形可能な折曲げ部８４を形成している。各折曲げ部８４には、共通バスバー７８の長手方向に延びるスリットが形成されている。これら折曲げ部８４の弾性変形により、共通バスバー７８はその長手方向に沿って変位可能であり、この方向における製造誤差、組合せ誤差等をある程度、吸収することができる。
【００５２】
共通バスバー７８において、正極開口８２ａが形成されている側の一端縁７８ａと、負極開口８２ｂが形成されている側の他端縁７８ｂとは、互いに異なる形状に形成されている。例えば、正極開口８２ａ側の一端縁７８ａは、正極側であることを示す円弧状に形成され、負極開口８２ｂ側の他端縁７８ｂは、負極側であることを示す台形状に形成されている。このように両端縁の形状を相違させることにより、共通バスバー７８の正極側の端と負極側の端とを容易に見分けることができ、共通バスバー７８をアッパーケース１８に装着する際、共通バスバーを容易に正しい向きに装着することが可能となる。
共通バスバー７８は、一側縁から突出する接続片７８ｃを一体に有している。
【００５３】
上記のように構成された正極バスバー７６、負極バスバー７７、共通バスバー７８は、それぞれ対応するバスバー装着室に装着され、単セル１２の電極端子に接続されている。図２、図９、図１３に示すように、正極バスバー７６は、正極出力端子２４に隣接するバスバー装着室６４ａに装着されている。正極バスバー７６は、各折曲げ部８４の開口側をバスバー装着室６４ａに突設された保持リブ６６と係合させることにより、バスバー装着室６４ａに対して所定位置に位置決めされた状態で保持されている。これにより、正極バスバー７６の正極開口８２ａは、アッパーケース１８側のそれぞれ対応する透孔５６ａと整列して位置している。
【００５４】
正極バスバー７６の３つの正極開口８２ａに単セル１２の正極端子３２ａがそれぞれ係合し、レーザ溶接等により正極バスバー７６に溶接されている。溶接は、レーザ溶接に代えて電子ビーム溶接や抵抗溶接を用いてもよい。これにより、１セルユニットＣにおける３つの単セル１２の正極端子３２ａは、正極バスバー７６により互いに電気的に接続されている。正極バスバー７６の正極側出力端部７６ｂは、アッパーケース１８の周壁１８ａ上部に係合しているとともに、ケース１０の前端壁１０ａ側に露出している。
【００５５】
負極バスバー７７は、負極出力端子２６に隣接するバスバー装着室７４ａに装着されている。負極バスバー７７は、各折曲げ部８４の開口側をバスバー装着室７４ａに突設された保持リブ６６と係合させることにより、バスバー装着室７４ａに対して所定位置に位置決めされた状態で保持されている。これにより、負極バスバー７７の負極開口８２ｂは、アッパーケース１８側のそれぞれ対応する透孔５６ｂと整列して位置している。負極バスバー７７の３つの負極開口８２ｂに単セル１２の負極端子３２ｂがそれぞれ係合し、レーザ溶接等により負極バスバー７７に溶接されている。これにより、１セルユニットＣにおける３つの単セル１２の負極端子３２ｂは、負極バスバー７７により互いに電気的に接続されている。負極バスバー７７の負極側出力端部７７ｂは、アッパーケース１８の周壁１８ａ上部に係合しているとともに、ケース１０の前端壁１０ａ側に露出している。
【００５６】
図２、図３、図、９、図１０、図１３、図１４に示すように、８つの共通バスバー７８は、正極バスバー７６と一列に並んだバスバー装着室６４ｂ、６４ｃ、隣の列のバスバー装着室６８ａ、６８ｂ、更に、隣の列のバスバー装着室７２ａ、７２ｂ、負極バスバー７７と一列に並んだバスバー装着室７４ｂ、７４ｃにそれぞれ装着されている。
【００５７】
バスバー装着室６４ｂ、６４ｃ、隣の列のバスバー装着室６８ａ、６８ｂに装着された共通バスバー７８は、それぞれ負極側の端縁７８ｂがケース１０の前端壁１０ａ側を向いた状態で配置されている。これらの共通バスバー７８は、各折曲げ部８４の開口側をバスバー装着室に突設された保持リブ６６と係合させることにより、各バスバー装着室に対して所定位置に位置決めされた状態で保持されている。これにより、共通バスバー７８の負極開口８２ｂおよび正極開口８２ａは、アッパーケース１８側のそれぞれ対応する透孔５６ｂ、透孔５６ａと整列して位置している。
【００５８】
共通バスバー７８の３つの負極開口８２ｂに単セル１２の負極端子３２ｂがそれぞれ係合した状態で、負極端子が共通バスバー７８に溶接されている。これにより、１セルユニットＣにおける３つの単セル１２の負極端子３２ｂは、共通バスバー７８により互いに電気的に接続されている。また、共通バスバー７８の３つの正極開口８２ａに、隣接するセルユニットＣの単セル１２の正極端子３２ａがそれぞれ係合した状態で、各正極端子が共通バスバー７８に溶接されている。これにより、１セルユニットＣにおける３つの単セル１２の正極端子３２ａは、共通バスバー７８により互いに電気的に接続され、更に、隣のセルユニットＣの単セル１２の負極端子３２ｂと電気的に接続されている。
【００５９】
バスバー装着室７２ａ、７２ｂ、隣の列のバスバー装着室７４ｂ、７４ｃに装着された共通バスバー７８は、それぞれ正極側の端縁７８ａがケース１０の前端壁１０ａ側を向いた状態で配置されている。これらの共通バスバー７８は、各折曲げ部８４の開口側をバスバー装着室に突設された保持リブ６６と係合させることにより、各バスバー装着室に対して所定位置に位置決めされた状態で保持されている。これにより、共通バスバー７８の負極開口８２ｂおよび正極開口８２ａは、アッパーケース１８側のそれぞれ対応する透孔５６ｂ、透孔５６ａと整列して位置している。
【００６０】
共通バスバー７８の３つの正極開口８２ａに単セル１２の正極端子３２ａがそれぞれ係合した状態で、各正極端子が共通バスバー７８に溶接されている。これにより、１セルユニットＣにおける３つの単セル１２の正極端子３２ａは、共通バスバー７８により互いに電気的に接続されている。また、共通バスバー７８の３つの負極開口８２ｂに、隣のセルユニットＣの単セル１２の負極端子３２ｂがそれぞれ係合した状態で、各負極端子が共通バスバー７８に溶接されている。これにより、１セルユニットＣにおける３つの単セル１２の負極端子３２ｂは、共通バスバー７８により互いに電気的に接続され、更に、隣のセルユニットＣの単セル１２の正極端子３２ａと電気的に接続されている。
【００６１】
これにより、それぞれ複数のセルユニットＣを一列に近接して並べ、セルユニット同士がバスバーによって電気的に接続された２つの組電池が構成され、これらの組電池は、平行に並んで配置されている。そして、二つの組電池は、連結バスバーとして機能するバスバーユニット８０によって互いに電気的に接続されている。
【００６２】
図２、図３、図１３、図１５に示すように、バスバーユニット８０は、それぞれ矩形板状の３つのバスバー８６を互いに連結して構成されている。各バスバー８６は、長手方向の一端部に形成された正極開口８２ａおよび長手方向他端部に形成された負極開口８２ｂを有している。これら正極開口８２ａと負極開口８２ｂとの間の部分は、Ｕ字形状に折曲げられ、折曲げ部８４を形成している。折曲げ部８４には、バスバー８６の長手方向に延びるスリットが形成されている。これら折曲げ部８４の弾性変形により、バスバー８６はその長手方向に沿って変位可能であり、この方向における製造誤差、組合せ誤差等をある程度、吸収することができる。
【００６３】
３つのバスバー８６は、幅方向に隙間を置いて並んで設けられ、折曲げ部８４同士が整列して、かつ、正極開口８２ａおよび負極開口８２ｂが２列に平行に並んでいる。そして、隣合う折曲げ部８４がブリッジ部８８により互いに連結されている。これにより、３つのバスバー８６が互いに連結され、１つのユニットとして取り扱うことができる。また、各ブリッジ部８８の弾性変形により、バスバー８６はその幅方向に沿って変位可能であり、この方向における製造誤差、組合せ誤差等をある程度、吸収することができる。１つのバスバー、例えば、真ん中のバスバー８６は、その正極側の端縁から突出する接続片８６ｂを一体に有している。
【００６４】
バスバーユニット８０は、アッパーケース１８のバスバー装着室７０に装着されている。バスバーユニット８０は、各折曲げ部８４の開口側をバスバー装着室７０に突設された保持リブ６７と係合させることにより、バスバー装着室７０に対して所定位置に位置決めされた状態で保持されている。これにより、各バスバー８６の正極開口８２ａは、アッパーケース１８側のそれぞれ対応する透孔５６ａと整列し、負極開口８２ｂは、アッパーケース１８側のそれぞれ対応する透孔５６ｂと整列して位置している。
【００６５】
３つのバスバー８６の３つの正極開口８２ａに単セル１２の正極端子３２ａがそれぞれ係合し、レーザ溶接等によりバスバー８６に溶接されている。これにより、１セルユニットＣにおける３つの単セル１２の正極端子３２ａは、バスバーユニット８０により互いに電気的に接続されている。また、３つのバスバー８６の３つの負極開口８２ｂに、隣のセルユニットＣの単セル１２の負極端子３２ｂがそれぞれ係合し、各負極端子がバスバー８６に溶接されている。これにより、１セルユニットＣにおける３つの単セル１２の負極端子３２ｂは、バスバーユニット８０により互いに電気的に接続され、更に、隣のセルユニットＣの単セル１２の正極端子３２ａと電気的に接続されている。
【００６６】
図１３に概略的に示すように、前述した複数のバスバーおよびバスバーユニットにより、各セルユニットＣの３つの単セル１２は並列に接続され、かつ、１０個のセルユニットＣは互いに直列に接続されている。また、正極出力端子２４および負極出力端子２６は、ケース１０の同一壁面、つまり、前端壁１０ａ側に設けられ、１０個のセルユニットＣは、正極出力端子２４から負極出力端子２６まで、Ｕ字状に並んで接続されている。
【００６７】
図３および図１１に示すように、アッパーケース１８の上面に立設された一対の仕切り壁６０ａ上に、細長い矩形状の閉塞板９０ａが固定され、アッパーケース１８の長手方向全長に亘って延びている。閉塞板９０ａにより、仕切り壁６０ａ間の空間が閉じられ、この空間により、アッパーケース１８の長手方向全長に亘って延びる排気流路９２ａが形成されている。アッパーケース１８に形成され一列に並んだ排気孔５７は、排気流路９２ａに連通している。アッパーケース１８の長手方向の一端、例えば、後端壁には、排気流路９２ａの一端に連通する複数の排気孔９４が形成されている。これらの排気孔９４は、アッパーケース１８の後端壁に取り付けられた逆止弁９６により閉じられている。
【００６８】
同様に、アッパーケース１８の上面に立設された一対の仕切り壁６０ｂ上に、細長い矩形状の閉塞板９０ｂが固定され、アッパーケース１８の長手方向全長に亘って延びている。閉塞板９０ｂにより、仕切り壁６０ｂ間の空間が閉じられ、この空間により、アッパーケース１８の長手方向全長に亘って延びる排気流路９２ｂが形成されている。アッパーケース１８に形成され一列に並んだ排気孔５７は、排気流路９２ｂに連通している。アッパーケース１８の長手方向の一端、例えば、後端壁には、排気流路９２ｂの一端に連通する複数の排出孔が形成されている。これらの排出孔は、アッパーケース１８の後端壁に取り付けられた逆止弁により閉じられている。
【００６９】
単セル１２の異常モード等により外装容器３０内にガスが発生し、外装容器内の内圧が所定の値以上に上昇した際、安全弁３６が開放し、この安全弁３６を通してガスが外部に放出される。この場合、放出されたガスは、排気孔５７を通って対応する排気流路９２ａ、９２ｂのいずれかに排出される。そして、ガスの排出により排気流路９２ａ、９２ｂ内の圧力が上昇すると、逆止弁９６が開放され、排気流路内のガスが排気孔９４を通して外部に排出される。
【００７０】
図３、図１１、図１７に示すように、閉塞板９０ａ、９０ｂの上面には、単セル１２の電圧を測定するためのフレキシブル配線板（ＦＰＣ）９８がそれぞれ貼付されている。各ＦＰＣ９８は、閉塞板９０ａ、９０ｂとほぼ等しい幅の帯状に形成され、アッパーケース１８の長手方向ほぼ全長に亘って延び、また、一端部９８ａは、ケース１０の前端から前方へ突出している。ＦＰＣ９８は、一端部９８ａから長手方向に延びる複数の配線を有している。これら配線の他端部は、それぞれＦＰＣ９８の側縁から外側に延出している。例えば、ＦＰＣ９８の一側縁から３本の配線９９ａがそれぞれ外側に引き出され、ＦＰＣの他側縁から２本の配線９９ｂがそれぞれ外側に引き出されている。他方のＦＰＣ９８は、一側縁から３本の配線９９ａがそれぞれ外側に引き出され、他側縁から３本の配線９９ｂがそれぞれ外側に引き出されている。
【００７１】
ＦＰＣ９８から引き出された配線９９ａ、９９ｂの延出端は、それぞれ対応する１つのバスバーに電気的、機械的に接続されている。図１７に示すように、各配線９９ａ、９９ｂの端出端、例えば、配線９９ｂの延出端は、共通バスバー７８の接続片７８ｃとアッパーケース１８上面との間に挿入された状態で、接続片７８ｃにハンダ付けされている。他のバスバーおよびバスバーユニット８０についても、配線９９ａ、９９ｂの延出端は、それぞれ接続片７６ｃ、７７ｃ、７８ｃとアッパーケース１８上面との間に挿入された状態で、接続片にハンダ付けされている。各配線９９ａ、９９ｂの延出部は、接続片に接続された接続端とＦＰＣ９８の側縁との間で、僅かに弛んだ状態で延びるように形成されている。これにより、配線９９ａ、９９ｂの延出部に張力負荷が作用した場合でも、配線の断線を防止することができる。
【００７２】
図３に示すように、各ＦＰＣ９８の一端部９８ａには、それぞれ配線に導通する接続端子が形成されている。この接続端子は、後述する電池監視基板２８に接続される。電池監視基板２８は、ＦＰＣ９８を介して各セルユニットＣの電圧を測定し、監視する。図３および図１７に示すように、ＦＰＣ９８の各配線９９ａ、９９ｂの中途部には、抵抗１００が実装されている。各抵抗１００は、例えば、数Ωないし数百Ωに形成され、単セル１２からの過放電を規制し、電池監視基板２８を保護する。
【００７３】
上記のようなＦＰＣ９８を用いて各バスバーと電池監視基板２８とを接続することにより、複数のハーネス等を用いる場合に比較して、配線の引回しが容易であり、電池装置の組立性を向上できるとともに、配線の設置スペースを小さくすることができる。
【００７４】
図２および図１８に示すように、アッパーケース１８上には、単セル１２の温度を検出する２つのサーミスタ１０２ａ、１０２ｂが設けられている。サーミスタ１０２ａ、１０２ｂの各々は、２本のワイヤにより形成されている。図２、図８、図１８ないし図２０に示すように、アッパーケース１８の周壁１８ａの内面およびセンターケース１４の内面には、バスバー装着室を貫通してセンターケースの高さ方向中間部まで延びるガイド溝１０４ａ、１０４ｂが形成されている。本実施形態において、これらのガイド溝１０４ａ、１０ｂは、右列の真ん中のバスバー装着室６４ｂを貫通する位置、および、左列の後端のバスバー装着室７４ｃを貫通する位置にそれぞれ形成されている。
【００７５】
サーミスタ１０２ａの検出部、つまり、先端部は、アッパーケース１８の上面側からガイド溝１０４ａに挿入され、ガイド溝１０４ａの下端まで圧入されている。これにより、サーミスタ１０２ａの検出部は、センターケース１４の側壁１４ｂと単セル１２の側面との間に挟まれ、単セル１２の外装容器側面に圧接している。サーミスタ１０２ｂは、ＦＰＣ９８上を引回され、ＦＰＣ９８の一端部上に設けられたコネクタ１０６に接続されている。コネクタ１０６は、後述する電池監視基板２８に電気的に接続される。また、サーミスタ１０２ａは、その複数個所が、アッパーケース１８およびＦＰＣ９８に接着されている。そして、サーミスタ１０２ａは、電池装置内において、比較的温度が高い位置に設けられている単セル１２の温度を検出し、電池監視基板２８に出力する。
【００７６】
もう一方のサーミスタ１０２ｂの検出部は、アッパーケース１８の上面側からガイド溝１０４ｂに挿入され、ガイド溝１０４ｂの下端まで圧入されている。これにより、サーミスタ１０２ｂの検出部は、センターケース１４の側壁１４ａと単セル１２の側面との間に挟まれ、単セル１２の外装容器側面に圧接している。サーミスタ１０２ｂは、他方のＦＰＣ９８上を引回され、ＦＰＣ９８の一端部上に設けられたコネクタ１０６に接続されている。このコネクタ１０６は、後述する電池監視基板２８に電気的に接続される。また、サーミスタ１０２ｂは、その複数個所が、アッパーケース１８およびＦＰＣ９８に接着されている。そして、サーミスタ１０２ｂは、電池装置内において、比較的温度が低い位置に設けられている単セル１２の温度を検出し、電池監視基板２８に出力する。
【００７７】
このように、サーミスタ１０２ａ、１０２ｂは、それぞれケースに形成されたガイド溝１０４ａ、１０４に差し込むだけで、所望の単セル１２に圧接させることができ、特別な固定用部品を用いることなく容易にサーミスタを設置することができる。また、サーミスタ１０２ａ、１０２ｂは、単セル１２の外装容器側面に接触するように設けられているため、サーミスタを外装容器の主面に接触させる場合に比較して、単セル１２間の隙間を狭く設定することができる。これにより、電池装置全体の長さを短くし、小型化を図ることが可能となる。
【００７８】
図１、図２、図２１、図２２に示すように、ケース１０の前端壁１０ａの外面側に、矩形板状のターミナルベース２２が取り付けられている。ターミナルベース２２の外面上には、電池監視基板２８がねじ止めにより固定されている。前述した各ＦＰＣ９８の一端部９８ａおよびサーミスタ１０２ａ、１０２ｂは、図示しないコネクタ等を介して、電池監視基板２８に電気的に接続されている。電池監視基板２８は、ＦＰＣ９８を介してセルユニットＣ間の電圧を検出し、監視するとともに、サーミスタ１０２ａ、１０２ｂによって検出されたセル温度を監視する。また、電池監視基板２８は、バランス調整回路を有し、単セル間の電圧のバランスを調整する。
【００７９】
ターミナルベース２２には、正極出力端子２４および負極出力端子２６が取付けられている。負極出力端子２６は、ステンレス等により板状に形成された端子ベース２６ａと、銅等の高い導電性を有する金属により形成され、端子ベース２６ａに重ねて配置された板状の導電端子２６ｂと、を有している。
【００８０】
端子ベース２６ａの中央下部には、接続部として機能するスタッドボルト２６ｃが立設されている。端子ベース２６ａの周縁部には、例えば、３つのねじ孔が形成され、また、端子ベース２６ａの上端部に２つのねじ孔１０７が並んで形成されている。導電端子２６ｂは、スタッドボルト２６ｃが挿通される透孔１０８、下端部に形成された透孔１０９、および上端部にそれぞれ形成された２つの透孔１１０を有している。
【００８１】
導電端子２６ｂは、透孔１０８にスタッドボルト２６ｃが挿通された状態で、端子ベース２６ａに重ねて配置され、また、透孔１０９に挿通されたねじにより端子ベース２６ａにねじ止め固定されている。導電端子２６ｂの透孔１１０は、端子ベース２６ａのねじ孔１０７とそれぞれ整列している。
【００８２】
導電端子２６ｂが固定された端子ベース２６ａは、ターミナルベース２２の内面側に配置され、ターミナルベース２２の外面側から挿通された２本のねじにより、ターミナルベース２２にねじ止め固定されている。これにより、導電端子２６ｂは、端子ベース２６ａとターミナルベース２２との間に挟まれている。スタッドボルト２６ｃは、ターミナルベース２２に形成された開口１１２を通して外方に突出している。導電端子２６ｂにおいて、スタッドボルト２６ｃの周囲に位置する部分は、開口１１２を通して、外側に露出している。透孔１１０を含む導電端子２６ｂの上端部は、ターミナルベース２２の上端部に形成された開口１１４を通して外方に露出している。
【００８３】
正極出力端子２４も負極出力端子２６と同様に構成されている。すなわち、正極出力端子２４は、端子ベース２４ａおよびこれに重ねて固定された導電端子２４ｂを有し、端子ベース２４ａがターミナルベース２２の内面側にねじ止め固定されている。接続部として機能する端子ベース２４ａのスタッドボルト２４ｃは、ターミナルベース２２に形成された開口１１６を通して外方に突出し、また、導電端子２６ｂにおいて、スタッドボルト２６ｃの周囲に位置する部分は、開口１１２を通して、外側に露出している。透孔１１８を含む導電端子２４ｂの上端部は、ターミナルベース２２の上端部に形成された開口１２０を通して外方に露出している。
【００８４】
正極出力端子２４および負極出力端子２６が取付けられたターミナルベース２２は、複数のねじにより、ケース１０の前端壁１０ａにねじ止め固定され、ケース１０の前面に密着している。正極出力端子２４は、ターミナルベース２２とケース１０の前面との間に挟持され、また、正極出力端子２４の上端部は、正極バスバー７６の正極側出力端部７６ｂとケース１０前面との間に差し込まれ、正極側出力端部７６ｂと重なって位置している。そして、この正極出力端子２４の上端部は、正極バスバー７６の正極側出力端部７６ｂに形成された一対の透孔および導電端子２４ｂの透孔１１８を通して端子ベース２４ａにねじ込まれた一対のねじにより、正極側出力端部７６ｂにねじ止め固定されている。これにより、正極出力端子２４は、正極バスバー７６に電気的および機械的に接続されている。
【００８５】
負極出力端子２６の上端部は、負極バスバー７７の負極側出力端部７７ｂとケース１０前面との間に差し込まれ、負極側出力端部７７ｂと重なって位置している。そして、この負極出力端子２６の上端部は、負極バスバー７７の負極側出力端部７７ｂに形成された一対の透孔および導電端子２６ｂの透孔１１０を通して端子ベース２６ａにねじ込まれた一対のねじにより、負極側出力端部７７ｂにねじ止め固定されている。これにより、負極出力端子２６は、負極バスバー７７に電気的および機械的に接続されている。
【００８６】
上記のように、正極出力端子２４および負極出力端子２６は、共通のターミナルベース２２に取付ける構成とすることにより、組立性の向上を図ることができる。また、正極出力端子２４および負極出力端子２６のそれぞれは、バスバーと導電端子との間に、ターミナルベース２２に固定された端子ベースを介在させ、この端子ベースに接続用のスタットボルトを設けた構成とすることにより、出力用のハーネス等をスタットボルトに脱着する際、導電端子およびバスバーに作用する負荷を低減することができる。これにより、導電端子およびバスバーの変形、損傷等を防止することが可能となる。
【００８７】
図１および図２に示すように、トップカバー２０は、ケース１０の平面形状とほぼ等しい大きさの矩形板状に形成され、アッパーケース１８の複数のバスバー装着室を覆って設けられている。トップカバー２０は、その周縁部および中央部が、アッパーケース１８の周壁およびセンターリブにねじ止めされ、アッパーケース１８に液密に接合されている。
【００８８】
図２３は、ケース１０の一側面、ここでは、ロワーケース１６の底面１６ａを示している。底面１６ａの両側縁部および幅方向中央部には、ねじ止め用のねじを挿通するための複数の透孔１２８が形成されている。また、底面１６ａの全面に亘って多数のリブ１３０が格子状に形成されている。これらのリブ１３０は、同一の高さに形成されている。リブ１３０は、ロワーケース１６の軽量化、強度向上、および冷却性の向上を図るように形成されている。
【００８９】
複数のリブ１３０の内、底面１６ａの長手方向全長に亘って横切る領域Ｒに設けられたリブ１３０は、他の領域に設けられたリブ１３０に比較して、目が細かく、すなわち、小さい間隔で形成されている。また、本実施形態においては、底面１６ａの幅方向の全長に亘って横切る領域Ｑに設けられたリブ１３０も、他の領域に設けられたリブ１３０に比較して、目が細かく、すなわち、小さい間隔で形成されている。これにより、領域Ｒおよび領域Ｑにおいて、各リブ１３０の先端面によって形成される設置面積を広くすることができる。この構成によれば、底面１６ａの領域Ｒおよび領域Ｑに、例えば、シート状のクッション材を貼り付ける際、クッション材と底面１６ａの接触面積を大きくし、クッション材を確実に貼り付けることができる。
【００９０】
図２４は、上記構成の二次電池装置を複数台設置した一例を示している。この場合、複数台の二次電池装置は、ケース１０の側面同士が向かい合って配列され、底面１６ａは、シート状のクッション材１３４を挟んで、設置面１３３上に載置さている。このクッション材１３４は、底面１６ａの領域Ｒ全体に貼付されている。一番端に位置する二次電池装置は、設置場所の起立壁１３６に対向して配置されている。この際、起立壁１３６に突設された凸部１３８を、ケース１０の位置決め凹部５８（図１参照）に係合させることにより、二次電池装置を設置場所に対して位置決めすることができる。また、起立壁１３６には通風窓１４１が形成されている。通風窓１４１を通して設置場所に供給される冷却風は、ケース１０の通気孔５１を通って単セル１２の周囲に供給される。これにより、二次電池装置内の単セル１２を冷却することができる。また、ケース１０の底面１６ａと設置面１３３との間の空間は、クッション材１３４によって仕切られている。そのため、冷却風は、ケース１０の底面１６ａと設置面１３３との間に流れ込むことがなく、ケース１０内に効率よく供給される。
【００９１】
図２５は、機器取付け用の複数のボスを備えた二次電池装置を示している。複数の二次電池装置を並べて設置する場合、１つの二次電池装置には、これら複数の二次電池装置を制御する制御基板１４０が取付けられる。そのため、図２５に示すように、１つの二次電池装置において、トップカバー２０の上面には、ねじ止め用の複数のボス１４２が突設されている。制御基板１４０は、複数のねじによってボス１４２にねじ止めされ、トップカバー２０上に支持される。また、シャント１４４がボス１４２にねじ止めされ、トップカバー２０上に支持される。
【００９２】
制御基板１４０は、複数の二次電池装置に接続され、各二次電池装置の電力残量検出、電池状態の検出、異常動作の検出等を行う。また、制御基板１４０は、電流遮断器としても機能する。
【００９３】
また、ケース１０の側面にも、他の機器を取付け可能な複数のボス１４６が形成されている。なお、二次電池装置の他の構成は、前述した二次電池装置と同一である。
【００９４】
次に、上記のように構成された二次電池装置の組み立て方法について説明する。
【００９５】
まず、ケース１０を構成する３つの構成部材、つまり、センターケース１４、アッパーケース１８、ロワーケース１６を用意する。この際、３つのケース部材を独立して成形することにより、容易にケース部材を形成することができる。センターケース１４は上下が開放した枠形状のため、成形時、金型を上下両方向に抜くことができる。そのため、各金型のチャンバ深さを浅くし、かつ、チャンバ内面の抜き角を小さくすることができる。これにより、形成されたセンターケース１４外面の傾斜角を小さくし、ケース全体の幅を小さくすることが可能となる。その結果、装置全体の小型化を図ることができる。
【００９６】
次に、アッパーケース１８の各バスバー装着室に対応するバスバーおよびバスバーユニットを予め装着する。この際、バスバーは、折曲げ部８４をバスバー装着室の保持リブ６６、６７に係合させることにより、バスバーを所定位置に容易に保持することができ、バスバーの装着を容易に行うことができる。また、各バスバーは、正極開口側と負極開口側とで端縁の形状が相違しているため、装着する際、正しい向きを容易に判断し、誤装着を防止することができる。
【００９７】
アッパーケース１８の各閉塞板９０ａ、９０ｂ上に、ＦＰＣ９８を貼付し、各ＦＰＣの配線９９ａ、９９ｂを対応するバスバーにハンダ付け等により接続する。また、各ＦＰＣ９８上に、サーミスタ１０２ａ、１０２ｂを仮止めしておく。各バスバー上に、スポンジ等の押さえ部材を載置した後、上からトップカバー２０をアッパーケース１８に被せ、アッパーケースに仮止めする。更に、アッパーケース１８の内面側に形成されている各係合溝５４の周縁部に、単セル１２を固定するための接着剤を塗布しておく。これにより、アッパーケースアッセンブリが構成される。
一方、ロワーケース１６の内面側に形成されている各係合溝３８の周縁部に単セル１２を固定するための接着剤を塗布しておく。
【００９８】
続いて、図２６に示すように、アッパーケースアッセンブリ１５０をその内面側を上に向けて配置し、このアッパーケース１８上にセンターケース１４を載置し仮止めする。
【００９９】
次いで、図２７に示すように、センターケース１４の上方から、１０個のセルユニットＣをセンターケース１４の収容室５３に上方から装填し、各単セル１２の外装容器３０の上端部、つまり、電極端子が設けられている側の端部をアッパーケース１８の係合溝５４に嵌合し、予め塗布しておいた接着剤によりアッパーケース１８に固定する。正極および負極の向きが分かるように、各単セル１２の外装容器３０の底面には、正極側を示すマークＭが付されている。各セルユニットＣにおいては、３つの単セル１２のマークＭが整列するように単セルを配置し、また、複数のセルユニットＣは、正極側と負極側とが交互に並ぶように配置する。
【０１００】
各セルユニットＣを装填することにより、各単セル１２の正極端子３２ａおよび負極端子３２ｂは、アッパーケース１８の透孔５６ａ、透孔５６ｂを通して、対応するバスバーの正極開口８２ａ、負極開口８２ｂにそれぞれ係合する。この際、上述したように、各単セル１２をその電極端子を下向きにしてセンターケース１４およびアッパーケース１８に上から装着することにより、複数の単セル１２の高さ方向の寸法にばらつきがある場合でも、電極端子側を整列してアッパーケース１８の係合溝５４に装着することができ、各電極端子を確実にバスバーに係合させることできる。
【０１０１】
続いて、図２８に示すように、ロワーケース１６を上からセンターケース１４に被せ、複数のねじにより、センターケース１４にねじ止め固定する。これにより、複数の単セル１２の底側の端部は、ロワーケース１６の内面側に形成された係合溝３８に嵌合され、予め塗布しておいた接着剤によりロワーケース１６に固定される。
【０１０２】
次に、図２９に示すように、ケース１０全体を反転した後、仮止めしていたトップカバー２０を取り外す。続いて、バスバーを押さえていた押さえ部材１５２を取り除く。
【０１０３】
その後、図３０に示すように、複数のねじによりアッパーケース１８をセンターケース１４にねじ止め固定する。次いで、各バスバーに単セル１２の正極端子３２ａおよび負極端子３２ｂを溶接する。また、仮止めしておいたサーミスタ１０２ａ、１０２ｂの検出部をそれぞれ対応するアッパーケース１８およびセンターケース１４のガイド溝１０４ａ、１０４ｂに圧入し、対応する単セル１２に圧接させる。
【０１０４】
一方、図２および図２１に示すように、予めターミナルベース２２に正極出力端子２４および負極出力端子２６を固定し、また、電池監視基板２８をターミナルベース２２にねじ止め固定する。次いで、このターミナルベース２２をケース１０の前面にねじ止め固定した後、正極出力端子２４および負極出力端子２６を正極バスバー７６の正極側出力端部７６ｂおよび負極バスバー７７の負極側出力端部７７ｂにねじ止め固定する。また、ＦＰＣ９８およびサーミスタ１０２ａ、１２０ｂを電池監視基板２８に接続する。最後に、トップカバー２０をアッパーケース１８に被せ、アッパーケースにねじ止め固定する。これにより、二次電池装置が完成する。
【０１０５】
以上のように構成された組電池およびこれを備えた二次電池装置によれば、頑堅な締結構造を必要とせず、各構成部材およびケースを容易に組み立てることができるため、装置全体のコンパクト化を図ることができる。これにより、単セルの実装密度を向上し、単位体積あたりのセル搭載量を多くすることができる。
【０１０６】
なお、この発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよいし、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【０１０７】
例えば、セルユニットを構成する単セルは３つに限らず、２つあるいは４つ以上としてもよい。また、セルユニットは、１０個に限らず、必要に応じて増減可能である。各単セルの正極端子および負極端子は、角柱形状に限らず、円柱形状等の他の形状としてもよい。バスバーの形状および材質、また、ケースの形状、材質は、前述した実施形態に限らず、適宜変更することができる。
【符号の説明】
【０１０８】
１０…ケース、１２…単セル、１４…センターケース、１６…ロワーケース、
１８…アッパーケース、２０…トップカバー、２２…ターミナルベース、
２４…正極出力端子、２６…負極出力端子、２４ａ、２６ａ…端子ベース、
２４ｂ、２６ｂ…導電端子、２４ｃ、２６ｃ…スタッドボルト、２８…電池監視基板、
３０…外装容器、３２ａ…正極端子、３２ｂ…負極端子、３５…シール材、
５０…仕切り壁、５１…通気孔、５３…収容室、５４…係合溝、
５６ａ、５６ｂ…透孔、５７…排気孔、５８…位置決め凹部、
６０ａ、６０ｂ…仕切り壁、６２…仕切り壁、６６…支持リブ、
６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６８ａ、６８ｂ、７０、７２ａ、７２ｂ、７４ａ、７４ｂ、７４ｃ…バスバー装着室、７６…正極バスバー、７７…負極バスバー、
７８…共通バスバー、８０…バスバーユニット、８２ａ…正極開口、
８２ｂ…負極開口、８４…折曲げ部、９２ａ、９２ｂ…排気流路、９６…逆止弁、
９８…ＦＰＣ、１０２ａ、１０２ｂ…サーミスタ、１０４ａ、１０４ｂ…ガイド溝、
１３０…リブ、１４２…ボス
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の二次電池を有する組電池、および組電池を備えた二次電池装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、電動自転車の電源、あるいは、電気機器の電源として、二次電池が広く用いられている。例えば、非水系二次電池であるリチウムイオン二次電池は、高出力、高エネルギー密度を有することから、電気自動車等の電源として注目されている。
【０００３】
一般に、二次電池は、アルミニウム等で偏平な矩形箱状に形成された外装容器と、この外装容器内に電解液とともに収納された電極群と、外装容器に設けられているとともに電極群に接続された電極端子と、を備えたセルとして構成されている。
【０００４】
高容量化、高出力化を図るため、複数のセルをケース内に並べて配置し、これらのセルを並列あるいは直列に接続した組電池、あるいは、この組電池に電気回路が取り付けられた二次電池装置が用いられている。このような二次電池装置の外装は、セルを束ねて挟持もしくは支持する複数の強固なフレーム、あるいは複数のセル群全体を覆った強固な外装ケースを備えて構成されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２３７４５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のような二次電池装置において、スチール等の強固な金属で形成されたフレームや外装ケースを用いた場合、電池装置全体が重くなりがちであるとともに、結束力を集中させることこが多いため、連結部分が大型化して組立てが複雑になる。例えば、電気自動車等においては、連続走行距離の向上、道路等の損傷低減を図る上で、二次電池装置の小型化や高密度実装は大きな課題となっている。
【０００７】
この発明は以上の点に鑑みなされたものであり、その目的は、組立て性の向上および小型化を図ることができる二次電池装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の態様に係る組電池は、それぞれ略直方体形状の本体とこの本体の一端から引き出された両極とを有する複数の二次電池の単セルを、各々の前記単セルの前記両極を通る仮想線を引く時、隣合う単セルの前記仮想線が平行となるように、かつ、前記両極が引き出されている前記一端を同じ向きとして配列されたセルユニットについて、前記セルユニットを複数並べて配置し、所定のセルユニットの所定極の各々と、この所定のセルユニットに並置された他のセルニットの前記所定極とは逆の極の各々とを、バスバーで一列に連結することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
上記構成によれば、単位体積あたりのセル搭載量が多く、高密度で実装が可能な組電池およびこれを備えた二次電池装置を提供することを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、この発明の実施形態に係る二次電池装置を示す斜視図。
【図２】図２は、ケース、トップカバーおよびターミナルベースを分解して示す前記二次電池装置の分解斜視図。
【図３】図３は、トップカバーを取外して示す前記二次電池装置の分解斜視図。
【図４】図４は、ケースおよび単セルを分解して示す前記二次電池装置の分解斜視図。
【図５】図５は、単セルを示す斜視図。
【図６】図６は、前記電池セルの一方の電極端子部分を拡大して示す斜視図。
【図７】図７は、前記電池セルの一方の電極端子部分を拡大して示す断面図。
【図８】図８は、前記ケースを構成するアッパーケースの内面側を示す斜視図。
【図９】図９は、図３の線Ａ−Ａに沿った二次電池装置の断面図。
【図１０】図１０は、図９の一部を拡大して示す二次電池装置の断面図。
【図１１】図１１は、図３の線Ｂ−Ｂに沿った二次電池装置の断面図。
【図１２】図１２は、単セルの負極端子部分を拡大して示す二次電池装置の断面図。
【図１３】図１３は、前記二次電池装置における単セルおよびバスバーの配列、接続状態を概略的に示す平面図。
【図１４】図１４は、セルユニット、アッパーケース、および共通バスバーを示す分解斜視図。
【図１５】図１５は、バスバーユニットおよびアッパーケースのバスバー装着部を示す分解斜視図。
【図１６】図１６は、正極バスバー、負極バスバー、共通バスバーを示す平面図。
【図１７】図１７は、前記バスバーとＦＰＣとの接続状態を示すアッパーケース上部の斜視図。
【図１８】図１８は、アッパーケースの上部およびサーミスタを示す斜視図。
【図１９】図１９は、図１８の線Ｄ−Ｄに沿った二次電池装置の断面図。
【図２０】図２０は、図１９の線Ｅ−Ｅに沿った二次電池装置の断面図。
【図２１】図２１は、ケースの前端部およびベースターミナルを示す分解斜視図。
【図２２】図２２は、ベースターミナルおよび出力端子を示す分解斜視図。
【図２３】図２３は、前記ケースの底面を示す平面図。
【図２４】図２４は、複数個の前記二次電池装置を所望の位置に設置した一例を示す側面図。
【図２５】図２５は、変形例に係る二次電池装置を示す斜視図。
【図２６】図２６は、前記二次電池装置の組立て工程を示す分解斜視図。
【図２７】図２７は、前記二次電池装置の組立て工程において、ケースに単セルを装着した状態を示す斜視図。
【図２８】図２８は、前記二次電池装置の組立て工程において、ロワーケースの取付け工程を示す分解斜視図。
【図２９】図２９は、前記二次電池装置の組立て工程において、トップカバーを取外した状態を示す分解斜視図。
【図３０】図３０は、前記二次電池装置の組立て工程において、アッパーケースの取付け工程を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら、この発明の実施形態に係る二次電池装置について詳細に説明する。
図１は、実施形態に係る二次電池装置の外観を示す斜視図、図２は、二次電池装置のトップカバーを取外して二次電池装置のバスバー取付け構造を示す斜視図、図３は、トップカバーおよびＦＰＣを取外して示す二次電池装置の分解斜視図、図４は、ケース、単セルを分解して示す二次電池装置の分解斜視図である。
図１、図２、図３、図４に示すように、二次電池装置は、ほぼ矩形箱状のケース１０と、ケース内に収容された複数、例えば、３０個の単セル（二次電池）１２と、を備え、組電池として構成されている。ケース１０は、上下が開放した矩形枠状のセンターケース１４、矩形板状に形成され底壁を構成するロワーケース１６、および、矩形板状に形成され天井壁を構成するアッパーケース１８の３つの分割部材を有している。そして、ロワーケース１６、センターケース１４、アッパーケース１８をこの順で互いに接合することにより、矩形箱状のケース１０が構成されている。アッパーケース１８の上面側は、矩形板状のトップカバー２０によって覆われている。ケース１０の各構成要素およびトップカバー２０は、それぞれ絶縁性を有する合成樹脂、例えば、ＰＰＥにより形成されている。
【００１２】
ケース１０の長手方向の一端側に位置する側壁、例えば、前端壁１０ａには、合成樹脂で形成された矩形板状のターミナルベース２２がねじ止め固定されている。ターミナルベース２２には、二次電池装置の正極出力端子２４、負極出力端子２６、および単セル１２の電圧、温度等を監視する電池監視基板２８が取り付けられている。
【００１３】
図５、図６、図７に示すように、各単セル１２は、リチウムイオン電池等の非水電解質二次電池であり、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金で形成された扁平な略直方体形状の外装容器３０と、外装容器３０内に非水電解液と共に収納された電極体３１と、を備えている。外装容器３０は、上端が開口した容器本体３０ａと、容器本体に溶接され容器本体の開口を閉塞した矩形板状の蓋体３０ｂとを有し、液密に形成されている。電極体３１は、例えば、正極板および負極板をその間にセパレータを介在させて渦巻き状に捲回し、更に、径方向に圧縮することにより、偏平な矩形状に形成されている。
【００１４】
正極端子３２ａおよび負極端子３２ｂが蓋体３０ｂの長手方向両端部にそれぞれ設けられ、蓋体３０ｂから突出している。正極端子３２ａおよび負極端子３２ｂは、電極体３１の正極および負極にそれぞれ接続されている。一方の端子、例えば、正極端子３２ａは、蓋体３０ｂに電気的に接続され、外装容器３０と同電位となっている。負極端子３２ｂは、蓋体３０ｂを貫通して延びている。負極端子３２ｂと蓋体３０ｂとの間には、合成樹脂、ガラス等の絶縁体からなるシール材、例えば、ガスケット３４が設けられている。ガスケット３４は、負極端子３２ｂと外装容器３０との間を液密にシールしているとともに、電気的に絶縁し、負極端子３２ｂと外装容器３０との間の短絡を防止する。また、ガスケット３４は、蓋体３０ｂの上面側において、負極端子３２ｂの全周から外側に延出している。
【００１５】
図５に示すように、蓋体３０ｂの中央部には、例えば、矩形状の安全弁３６が形成されている。安全弁３６は、蓋体３０ｂの一部を約半分程度の厚さに薄くした薄肉部により形成され、この薄肉部の上面中央部に、複数の刻印が形成されている。単セル１２の異常モード等により外装容器３０内にガスが発生し、外装容器内の内圧が所定の値以上に上昇した際、安全弁３６が開放し、内圧を下げて外装容器３０の破裂等の不具合を防止する。
【００１６】
容器本体３０ａの周囲には、容器の上端部および下端部を除いて、絶縁性のフィルム３７が巻装されている。このフィルム３７は、外装容器３０の膨張を規制するとともに、外装容器３０と他の単セル１２との短絡、あるいは、外装容器３０と他の部材との短絡を防止する。
【００１７】
図４に示すように、単セル１２は、複数の単セル、例えば、３つの単セル１２を並列に接続して１セルユニットＣとし、このセルユニットＣを１０ユニットだけ直列に接続して設けられている。単セル１２の配列と電気的な接続構造については、後で詳細に説明する。
【００１８】
図４に示すように、ロワーケース１６の内面には、単セル１２の数に対応した数、ここでは、３０個の係合溝３８が形成されている。各係合溝３８は、単セル１２の外装容器３０の断面形状に対応した細長い矩形状に形成され、ロワーケース１６の幅方向に沿って延びている。複数の係合溝３８は、ロワーケース１６の長手方向に所定の間隔を置いて、２列に並んで設けられている。２列の間にはセンターリブ３９が形成され、ロワーケース１６の長手方向全長に亘って延びている。
【００１９】
センターケース１４内には、４つの仕切り壁５０が一体に形成されている。これらの仕切り壁５０は、それぞれセンターケース１４の幅方向の全長に亘って延び、また、センターケース１４の長手方向に等間隔をおいて設けられている。センターケース１４内は、これらの仕切り壁５０により５つの空間に仕切られている。更に、各仕切り壁５０の中央部およびセンターケース１４の長手方向両端壁の中央部には、センターケース１４の高さ方向に延びる支持ポスト５２が形成されている。センターケース１４内の各空間は、支持ポスト５２により、左右２つの収容室５３に分けられている。これにより、センターケース１４内には、それぞれ１セルユニットＣを収容可能な１０個の収容室５３が２列に並んで形成されている。
【００２０】
図３および図４に示すように、センターケース１４の長手方向に延びる２つの側壁１４ａ、１４ｂには、それぞれ複数の通気孔５１が形成されている。例えば、１つの収容室５３に対応して４つの通気孔５１が形成され、それぞれ収容室５３に連通している。これらの通気孔５１を通して、ケース１０内に冷却用空気を通風可能となっている。
【００２１】
側壁１４ａ、１４ｂの外面側には、それぞれセンターケース１４の高さ方向に延びる複数の支持リブ５５が一体に形成されている。これらの支持リブ５５は、側壁１４ａ、１４ｂの長手方向両端部、および、各仕切り壁５０と対向する位置に形成されている。支持リブ５５には、センターケース１４の高さ方向に延びる位置決め凹部５８が形成されている。二次電池装置を所望の設置場所に配置する際、設置側に設けられた位置決め凸部を、ケース１０の位置決め凹部５８と係合させることにより、ケース１０を位置決めすることができる。
【００２２】
図８に示すように、アッパーケース１８の内面側には、単セル１２の数に対応した数、ここでは、３０個の係合溝５４が形成されている。各係合溝５４は、単セル１２の外装容器３０の断面形状に対応した細長い矩形状に形成され、アッパーケース１８の幅方向に沿って延びている。複数の係合溝５４は、アッパーケース１８の長手方向に所定の間隔を置いて、２列に並んで設けられている。２列の間にはセンターリブ５９が形成され、アッパーケース１８の長手方向全長に亘って延びている。
【００２３】
アッパーケース１８において、各係合溝５４の底には、単セル１２の正極端子３２ａおよび負極端子３２ｂに対応する矩形状の透孔５６ａ、５６ｂが形成され、更に、単セル１２の安全弁に対向する排気孔５７が形成されている。透孔５６ａ、５６ｂは、係合溝５４の両端部に位置し、排気孔５７は、これら透孔５６ａ、５６ｂ間の真ん中に位置している。本実施形態において、単セル１２の正極端子３２ａは、負極端子３２ｂよりも大きく形成されている。これに対応して、正極端子３２ａを挿通するための透孔５６ａは、負極端子３２ｂを挿通する透孔５６ｂよりも大きく形成されている。
【００２４】
上記のように構成されたロワーケース１６は、センターケース１４の下面側にねじ止めされてセンターケースに固定され、ケース１０の底壁を構成している。アッパーケース１８は、センターケース１４の上面側にねじ止めされてセンターケースに固定され、ケース１０の天井壁を構成している。センターケース１４は、隙間を置いて対向するロワーケース１６とアッパーケース１８との間に接合されている。
【００２５】
図４、図９、図１１に示すように、単セル１２は、セルユニットＣ毎にケース１０の収容室５３内に収容されている。各単セル１２の下端部は、ロワーケース１６の係合溝３８に嵌合され、接着剤等によりロワーケース１６に固定されている。各単セル１２の上端部、つまり、電極端子が設けられている端部は、アッパーケース１８の係合溝５４に嵌合され、接着剤等によりアッパーケース１８に固定されている。列方向に隣合う２つのセルユニットＣ間には、センターケース１４の仕切り壁５０が挟まれ、セルユニット間の短絡を防止している。また、１列のセルユニットＣと他の列のセルユニットＣとの間には、ロワーケース１４のセンターリブ３９、アッパーケース１８のセンターリブ５９、センターケース１４の支持ポスト５２が挟まれ、セルユニットＣ間の短絡を防止している。
【００２６】
このように係合溝３８、５４に嵌合させて単セル間の位置が決まると、隣合う単セルは、その外装容器３０の主面同士、すなわち、外装容器の幅の広い表面同士が所定の隙間を置いて平行に対向した状態で配置される。隣合うセルユニットＣも所定の隙間を置いて、平行に対向して配置される。そして、このような隙間を置いて平行に並んだ複数の単セルＣの列が、２列平行に配置される。
【００２７】
各単セル列において、隣合う単セルＣ間の隙間は、センターケース１４の側壁１４ａ、１４ｂに形成されている通気孔５１にそれぞれ対向している。これにより、側壁１４ａに形成された通気孔５１、単セルＣ間の隙間、および側壁１４ｂに形成された通気孔５１が整列して並んでいる。一方の通気孔５１からセンターケース１４内に流入した外気あるいは冷却空気は、単セルＣ間の隙間を通り、単セルを冷却した後、他方の通気孔５１から排気される。
【００２８】
単セル１２の正極端子３２ａおよび負極端子３２ｂは、それぞれ透孔５６ａ、５６ｂに挿通され、アッパーケース１８の上面側に突出している。単セル１２の安全弁３６は、アッパーケース１８の排気孔５７と対向して位置している。図１２に示すように、各単セル１２の負極端子３２ｂの周囲に露出するガスケット３４は、アッパーケース１８の内面に押付けられて密着し、アッパーケース１８の内面と単セル１２の蓋体との間に圧縮した状態で挟まれている。このガスケット３４により、透孔５６ｂを通して水滴やゴミがケース１０内に侵入することを防止でき、同時に、水滴やゴミによる負極端子３２ｂと外装容器３０との間の短絡を確実に防止することができる。
【００２９】
図４、図９、図１０、および図１３に示すように、１つのセルユニットＣにおいて、３つの単セル１２は、主面同士が所定の隙間を置いて向かい合い、かつ、電極端子が同一方向を向いた状態で、並んでいる。また、１セルユニットＣにおいて、３つの単セル１２は、正極端子３２ａが一列に並び、また、負極端子３２ｂが一列に並ぶように配置されている。そして、１０個のセルユニットＣは、５セルユニットずつ２列に配列され、各列において、隣合うセルユニットの正極端子３２ａと負極端子３２ｂとが交互に並ぶように配置されている。そして、各列のセルユニットは後述するバスバーによって連結され、組電池を構成している。
【００３０】
アッパーケース１８の上面側に複数のバスバーが設けられ、これらのバスバーにより、各セルユニットＣ内の複数の単セル１２が並列に接続され、更に、複数のセルユニットＣ同士が直列に接続されている。詳細には、図３、図９、図１０、図１１、図１３、および、図１４に示すように、アッパーケース１８の上面は、一段低く形成され、上面の周縁に沿って周壁１８ａが立設されている。アッパーケース１８の上面には、その幅方向の中央にセンターリブ６１が形成され、アッパーケース１８の長手方向一端から他端近傍まで長手方向に沿って延びている。アッパーケース１８の上面において、センターリブ６１の両側には、それぞれ一対の仕切り壁６０ａ、６０ｂが立設されている。一対の仕切り壁６０ａは、アッパーケース１８に形成された各排気孔５７の両側に位置し、アッパーケース１８の長手方向一端から他端まで長手方向に沿って互いに平行に延びている。同様に、一対の仕切り壁６０ｂは、アッパーケース１８に形成された各排気孔５７の両側に位置し、アッパーケース１８の長手方向一端から他端まで長手方向に沿って互いに平行に延びている。センターリブ５９、仕切り壁６０ａ、６０ｂ、周壁１８ａはほぼ同一の高さに形成されている。
【００３１】
アッパーケース１８の上面には、それぞれ周壁１８ａと仕切り壁６０ａとの間を延びる２つの仕切り壁６２が立設されている。仕切り壁６２は、周壁１８ａおよび仕切り壁６０ａとほぼ同一の高さに形成されている。これらの周壁１８ａ、仕切り壁６０ａ、仕切り壁６２により、アッパーケース１８の長手方向に並んだ３つのバスバー装着室６４ａ、６４ｂ、６４ｃが区画されている。ケース１０において、出力端子２４、２６が設けられている側の側壁を前端壁１０ａ、反対側の側壁を後端壁１０ｂとした場合、前端壁１０ａ側から順に、バスバー装着室６４ａ、６４ｂ、６４ｃが並んでいる。
【００３２】
前端壁１０ａ側に位置したバスバー装着室６４ａには、正極端子３２ａ用の３つの透孔５６ａが開口し、アッパーケース１８の長手方向に沿って一定の間隔を置いて並んでいる。バスバー装着室６４ａにおいて、アッパーケース１８の上面に複数の保持リブ６６が突設されている。各保持リブ６６は、隣合う透孔５６ａの間に形成され、アッパーケース１８の幅方向に延びている。各保持リブ６６は、仕切り壁６２よりも低い高さに形成されている。
【００３３】
真ん中のバスバー装着室６４ｂおよび後端壁１０ｂ側のバスバー装着室６４ｃのそれぞれには、前端壁１０ａ側から順番に、負極端子３２ｂ用の３つの透孔５６ｂおよび正極端子３２ａ用の３つの透孔５６ａが開口し、アッパーケース１８の長手方向に沿って一定の間隔を置いて並んでいる。各バスバー装着室６４ｂ、６４ｃにおいて、アッパーケース１８の上面に複数の保持リブ６６が突設されている。保持リブ６６は、隣合う透孔５６ａ、５６ｂの間にそれぞれ形成され、アッパーケース１８の幅方向に延びている。各保持リブ６６は、仕切り壁６２よりも低い高さに形成されている。
【００３４】
アッパーケース１８の上面には、それぞれ仕切り壁６０ａとセンターリブ６１との間を延びる２つの仕切り壁６２が立設されている。仕切り壁６２は、センターリブ６１および仕切り壁６０ａとほぼ同一の高さに形成されている。これらの仕切り壁６０ａ、センターリブ６１、仕切り壁６２により、アッパーケース１８の長手方向に並んだ２つのバスバー装着室６８ａ、６８ｂが区画され、更に、仕切り壁６０ａ、周壁１８ａ、仕切り壁６２により、アッパーケース１８の幅方向に延びるバスバー装着室７０が区画されている。前端壁１０ａ側から順に、バスバー装着室６８ａ、６８ｂ、７０が並んでいる。
【００３５】
前端壁１０ａ側に位置したバスバー装着室６８ａおよび真ん中のバスバー装着室６８ｂのそれぞれには、前端壁１０ａ側から順番に、負極端子３２ｂ用の３つの透孔５６ｂおよび正極端子３２ａ用の３つの透孔５６ａが開口し、アッパーケース１８の長手方向に沿って一定の間隔を置いて並んでいる。各バスバー装着室６８ａ、６８ｂにおいて、アッパーケース１８の上面に複数の保持リブ６６が突設されている。保持リブ６６は、隣合う透孔５６ａ、５６ｂの間にそれぞれ形成され、アッパーケース１８の幅方向に延びている。各保持リブ６６は、仕切り壁６２よりも低い高さに形成されている。
【００３６】
アッパーケース１８の上面には、それぞれ仕切り壁６０ｂとセンターリブ６１との間を延びる２つの仕切り壁６２が立設されている。仕切り壁６２は、周壁１８ａおよび仕切り壁６０ａとほぼ同一の高さに形成されている。これらの仕切り壁６０ｂ、センターリブ６１、仕切り壁６２により、アッパーケース１８の長手方向に並んだ２つのバスバー装着室７２ａ、７２ｂが区画され、更に、仕切り壁６０ｂ、周壁１８ａ、仕切り壁６２により、アッパーケース１８の幅方向に延びる前述のバスバー装着室７０が区画されている。前端壁１０ａ側から順に、バスバー装着室６８ａ、６８ｂ、７０が並んでいる。
【００３７】
前端壁１０ａ側に位置したバスバー装着室７２ａおよび真ん中のバスバー装着室７２ｂのそれぞれには、前端壁１０ａ側から順番に、正極端子３２ａ用の３つの透孔５６ａおよび負極端子３２ｂ用の３つの透孔５６ｂが開口し、アッパーケース１８の長手方向に沿って一定の間隔を置いて並んでいる。各バスバー装着室７２ａ、７２ｂにおいて、アッパーケース１８の上面に複数の保持リブ６６が突設されている。保持リブ６６は、隣合う透孔５６ａ、５６ｂの間にそれぞれ形成され、アッパーケース１８の幅方向に延びている。各保持リブ６６は、仕切り壁６２よりも低い高さに形成されている。
【００３８】
図３および図１５に示すように、バスバー装着室７０には、正極端子３２ａ用の３つの透孔５６ａおよび負極端子３２ｂ用の３つの透孔５６ｂが開口している。正極端子３２ａ用の３つの透孔５６ａは、アッパーケース１８の長手方向に沿って一定の間隔を置いて並んで、かつ、バスバー装着室７２ｂの透孔５６ｂと一列に並んで配置されている。バスバー装着室７０において、負極端子３２ｂ用の３つの透孔５６ｂは、正極端子３２ａ用の３つの透孔５６ａに対してアッパーケース１８の幅方向に並んで位置している。負極端子３２ｂ用の３つの透孔５６ｂは、アッパーケース１８の長手方向に沿って一定の間隔を置いて並んで、かつ、バスバー装着室６８ｂの透孔５６ａと一列に並んで配置されている。
【００３９】
バスバー装着室７０において、アッパーケース１８の上面に保持リブ６７が突設されている。保持リブ６７は、隣合う透孔５６ａ、５６ｂの間に形成され、アッパーケース１８の長手方向に延びている。保持リブ６７は、周壁１８ａおよび仕切り壁６２よりも低い高さに形成されている。
【００４０】
図３、図９、図１０、図１１、図１３に示すように、アッパーケース１８の上面には、それぞれ周壁１８ａと仕切り壁６０ｂとの間を延びる２つの仕切り壁６２が立設されている。仕切り壁６２は、周壁１８ａおよび仕切り壁６０ｂとほぼ同一の高さに形成されている。これらの周壁１８ａ、仕切り壁６０ｂ、仕切り壁６２により、アッパーケース１８の長手方向に並んだ３つのバスバー装着室７４ａ、７４ｂ、７４ｃが区画されている。前端壁１０ａ側から順に、バスバー装着室７４ａ、７４ｂ、７４ｃが並んでいる。
【００４１】
前端壁１０ａ側に位置したバスバー装着室７４ａには、負極端子３２ｂ用の３つの透孔５６ｂが開口し、アッパーケース１８の長手方向に沿って一定の間隔を置いて並んでいる。バスバー装着室７４ａにおいて、アッパーケース１８の上面に複数の保持リブ６６が突設されている。各保持リブ６６は、隣合う透孔５６ｂの間に形成され、アッパーケース１８の幅方向に延びている。各保持リブ６６は、仕切り壁６２よりも低く形成されている。
【００４２】
真ん中のバスバー装着室７４ｂおよび後端壁１０ｂ側のバスバー装着室７４ｃのそれぞれには、前端壁１０ａ側から順番に、正極端子３２ａ用の３つの透孔５６ａおよび負極端子３２ｂ用の３つの透孔５６ｂが開口し、アッパーケース１８の長手方向に沿って一定の間隔を置いて並んでいる。各バスバー装着室７４ｂ、７４ｃにおいて、アッパーケース１８の上面に複数の保持リブ６６が突設されている。保持リブ６６は、隣合う透孔５６ａ、５６ｂの間にそれぞれ形成され、アッパーケース１８の幅方向に延びている。各保持リブ６６は、仕切り壁６２よりも低い高さに形成されている。
【００４３】
上記のようにアッパーケース１８に形成された複数のバスバー装着室には、図２、図３、図１３に示すように、それぞれバスバーが装着され、単セル１２の電極端子に接続されている。本実施形態において、接続金具としてのバスバーは、４種類のものを用いている。すなわち、図２、図３、図１３、図１４、図１６に示すように、３つの単セル１２の正極端子３２ａを接続するとともに一端に正極側出力端部を有する正極バスバー７６、３つの単セル１２の負極端子３２ｂを接続するとともに一端に負極側出力端部を有する負極バスバー７７、それぞれ６つの単セル１２の電極端子同士を接続する８つの共通バスバー７８、および、３つバスバーを連結したバスバーユニット８０を備えている。これらのバスバー７６、７７、７８、およびバスバーユニット８０は、導電材料、例えば、アルミニウム等からなる金属板を折曲げ成形して形成されている。
【００４４】
正極バスバー７６は、細長いほぼ矩形板状に形成され、それぞれ単セル１２の正極端子３２ａが係合する矩形状の３つの正極開口８２ａを有している。３つの正極開口８２ａは、所定の間隔を置いて、正極バスバー７６の長手方向に並んで設けられている。正極バスバー７６において、隣合う正極開口８２ａ間に位置する部分は、それぞれほぼＵ字状に折曲げられ、正極バスバーの長手方向に弾性変形可能な折曲げ部８４を形成している。各折曲げ部８４には、正極バスバー７６の長手方向に延びるスリットが形成されている。これら折曲げ部８４の弾性変形により、正極バスバー７６はその長手方向に沿って変位可能であり、この方向における製造誤差、組合せ誤差等をある程度、吸収することができる。
【００４５】
正極バスバー７６の長手方向一端縁７６ａは、正極端子側であることを示す形状、例えば、円弧状に形成されている。長手方向の他端部は、クランク状に折曲げられ、正極側出力端部７６ｂを形成している。正極バスバー７６は、その一側縁から突出する接続片７６ｃを一体に有している。
【００４６】
負極バスバー７７は、細長いほぼ矩形板状に形成され、それぞれ単セル１２の負極端子３２ｂが係合する矩形状の３つの負極開口８２ｂを有している。３つの負極開口８２ｂは、所定の間隔を置いて、負極バスバー７７の長手方向に並んで設けられている。負極バスバー７７において、隣合う負極開口８２ｂ間に位置する部分は、それぞれほぼＵ字状に折曲げられ、正極バスバーの長手方向に弾性変形可能な折曲げ部８４を形成している。各折曲げ部８４には、負極バスバー７７の長手方向に延びるスリットが形成されている。これら折曲げ部８４の弾性変形により、負極バスバー７７はその長手方向に沿って変位可能であり、この方向における製造誤差、組合せ誤差等をある程度、吸収することができる。
【００４７】
負極バスバー７７の長手方向一端縁７７ａは、負極端子側であることを示す形状、例えば、台形状に形成されている。長手方向の他端部は、クランク状に折曲げられ、負極側出力端部７７ｂを形成している。負極バスバー７７は、その一側縁から突出する接続片７７ｃを一体に有している。
【００４８】
各共通バスバー７８は、細長いほぼ矩形板状に形成され、それぞれ単セル１２の正極端子３２ａが係合する矩形状の３つの正極開口８２ａと、それぞれ単セル１２の負極端子３２ｂが係合する矩形状の３つの負極開口８２ｂと、を有している。なお、正極端子３２ａおよび負極端子３２ｂに対応して、正極開口８２ａは、負極開口８２ｂよりも僅かに大きな矩形状に形成されている。３つの正極開口８２ａおよび３つの負極開口８２ｂは、共通バスバー７８の長手方向に所定の間隔を置いて並んで設けられている。この際、正極開口８２ａは３つ連続して並んで形成され、負極開口８２ｂは３つ連続して配列されている。
【００４９】
図１６（ｃ）に示すように、複数の正極開口８２ａ、負極開口８２ｂを所定のピッチＰで形成する際、公差分、例えば、±０．１ｍｍだけピッチがずれる場合が考えられる。本実施形態においては、複数の正極開口８２ａ、負極開口８２ｂを形成する際、これらの開口を共通バスバー７８の長手方向に沿って、公差分だけ交互に反対方向にずらして形成している。すなわち、６つの正極及び負極開口８２ａ、８２ｂは、不等ピッチで形成されている。例えば、端縁７８ａ側から、開口８２ａ間のピッチをＰ＋０．１、次の開口のピッチをＰ−０．１、次の開口のピッチをＰ＋０．１と、交互に公差分だけ逆方向にずらして開口を形成している。
【００５０】
なお、正極バスバー７６および負極バスバー７７においても、正極開口および負極開口の配列ピッチは、上記と同様に、公差分だけ交互に反対方向にずらして形成されている。正極開口８２ａおよび負極開口８２ｂをこのように形成することにより、公差が一方向に偏ることがなく、正極開口および負極開口の大きな位置ずれを防止することが可能となる。
【００５１】
図２、図３、図１３、図１４、図１６に示すように、共通バスバー７８において、隣合う開口間に位置する部分は、それぞれほぼＵ字状に折曲げられ、共通バスバーの長手方向に弾性変形可能な折曲げ部８４を形成している。各折曲げ部８４には、共通バスバー７８の長手方向に延びるスリットが形成されている。これら折曲げ部８４の弾性変形により、共通バスバー７８はその長手方向に沿って変位可能であり、この方向における製造誤差、組合せ誤差等をある程度、吸収することができる。
【００５２】
共通バスバー７８において、正極開口８２ａが形成されている側の一端縁７８ａと、負極開口８２ｂが形成されている側の他端縁７８ｂとは、互いに異なる形状に形成されている。例えば、正極開口８２ａ側の一端縁７８ａは、正極側であることを示す円弧状に形成され、負極開口８２ｂ側の他端縁７８ｂは、負極側であることを示す台形状に形成されている。このように両端縁の形状を相違させることにより、共通バスバー７８の正極側の端と負極側の端とを容易に見分けることができ、共通バスバー７８をアッパーケース１８に装着する際、共通バスバーを容易に正しい向きに装着することが可能となる。
共通バスバー７８は、一側縁から突出する接続片７８ｃを一体に有している。
【００５３】
上記のように構成された正極バスバー７６、負極バスバー７７、共通バスバー７８は、それぞれ対応するバスバー装着室に装着され、単セル１２の電極端子に接続されている。図２、図９、図１３に示すように、正極バスバー７６は、正極出力端子２４に隣接するバスバー装着室６４ａに装着されている。正極バスバー７６は、各折曲げ部８４の開口側をバスバー装着室６４ａに突設された保持リブ６６と係合させることにより、バスバー装着室６４ａに対して所定位置に位置決めされた状態で保持されている。これにより、正極バスバー７６の正極開口８２ａは、アッパーケース１８側のそれぞれ対応する透孔５６ａと整列して位置している。
【００５４】
正極バスバー７６の３つの正極開口８２ａに単セル１２の正極端子３２ａがそれぞれ係合し、レーザ溶接等により正極バスバー７６に溶接されている。溶接は、レーザ溶接に代えて電子ビーム溶接や抵抗溶接を用いてもよい。これにより、１セルユニットＣにおける３つの単セル１２の正極端子３２ａは、正極バスバー７６により互いに電気的に接続されている。正極バスバー７６の正極側出力端部７６ｂは、アッパーケース１８の周壁１８ａ上部に係合しているとともに、ケース１０の前端壁１０ａ側に露出している。
【００５５】
負極バスバー７７は、負極出力端子２６に隣接するバスバー装着室７４ａに装着されている。負極バスバー７７は、各折曲げ部８４の開口側をバスバー装着室７４ａに突設された保持リブ６６と係合させることにより、バスバー装着室７４ａに対して所定位置に位置決めされた状態で保持されている。これにより、負極バスバー７７の負極開口８２ｂは、アッパーケース１８側のそれぞれ対応する透孔５６ｂと整列して位置している。負極バスバー７７の３つの負極開口８２ｂに単セル１２の負極端子３２ｂがそれぞれ係合し、レーザ溶接等により負極バスバー７７に溶接されている。これにより、１セルユニットＣにおける３つの単セル１２の負極端子３２ｂは、負極バスバー７７により互いに電気的に接続されている。負極バスバー７７の負極側出力端部７７ｂは、アッパーケース１８の周壁１８ａ上部に係合しているとともに、ケース１０の前端壁１０ａ側に露出している。
【００５６】
図２、図３、図、９、図１０、図１３、図１４に示すように、８つの共通バスバー７８は、正極バスバー７６と一列に並んだバスバー装着室６４ｂ、６４ｃ、隣の列のバスバー装着室６８ａ、６８ｂ、更に、隣の列のバスバー装着室７２ａ、７２ｂ、負極バスバー７７と一列に並んだバスバー装着室７４ｂ、７４ｃにそれぞれ装着されている。
【００５７】
バスバー装着室６４ｂ、６４ｃ、隣の列のバスバー装着室６８ａ、６８ｂに装着された共通バスバー７８は、それぞれ負極側の端縁７８ｂがケース１０の前端壁１０ａ側を向いた状態で配置されている。これらの共通バスバー７８は、各折曲げ部８４の開口側をバスバー装着室に突設された保持リブ６６と係合させることにより、各バスバー装着室に対して所定位置に位置決めされた状態で保持されている。これにより、共通バスバー７８の負極開口８２ｂおよび正極開口８２ａは、アッパーケース１８側のそれぞれ対応する透孔５６ｂ、透孔５６ａと整列して位置している。
【００５８】
共通バスバー７８の３つの負極開口８２ｂに単セル１２の負極端子３２ｂがそれぞれ係合した状態で、負極端子が共通バスバー７８に溶接されている。これにより、１セルユニットＣにおける３つの単セル１２の負極端子３２ｂは、共通バスバー７８により互いに電気的に接続されている。また、共通バスバー７８の３つの正極開口８２ａに、隣接するセルユニットＣの単セル１２の正極端子３２ａがそれぞれ係合した状態で、各正極端子が共通バスバー７８に溶接されている。これにより、１セルユニットＣにおける３つの単セル１２の正極端子３２ａは、共通バスバー７８により互いに電気的に接続され、更に、隣のセルユニットＣの単セル１２の負極端子３２ｂと電気的に接続されている。
【００５９】
バスバー装着室７２ａ、７２ｂ、隣の列のバスバー装着室７４ｂ、７４ｃに装着された共通バスバー７８は、それぞれ正極側の端縁７８ａがケース１０の前端壁１０ａ側を向いた状態で配置されている。これらの共通バスバー７８は、各折曲げ部８４の開口側をバスバー装着室に突設された保持リブ６６と係合させることにより、各バスバー装着室に対して所定位置に位置決めされた状態で保持されている。これにより、共通バスバー７８の負極開口８２ｂおよび正極開口８２ａは、アッパーケース１８側のそれぞれ対応する透孔５６ｂ、透孔５６ａと整列して位置している。
【００６０】
共通バスバー７８の３つの正極開口８２ａに単セル１２の正極端子３２ａがそれぞれ係合した状態で、各正極端子が共通バスバー７８に溶接されている。これにより、１セルユニットＣにおける３つの単セル１２の正極端子３２ａは、共通バスバー７８により互いに電気的に接続されている。また、共通バスバー７８の３つの負極開口８２ｂに、隣のセルユニットＣの単セル１２の負極端子３２ｂがそれぞれ係合した状態で、各負極端子が共通バスバー７８に溶接されている。これにより、１セルユニットＣにおける３つの単セル１２の負極端子３２ｂは、共通バスバー７８により互いに電気的に接続され、更に、隣のセルユニットＣの単セル１２の正極端子３２ａと電気的に接続されている。
【００６１】
これにより、それぞれ複数のセルユニットＣを一列に近接して並べ、セルユニット同士がバスバーによって電気的に接続された２つの組電池が構成され、これらの組電池は、平行に並んで配置されている。そして、二つの組電池は、連結バスバーとして機能するバスバーユニット８０によって互いに電気的に接続されている。
【００６２】
図２、図３、図１３、図１５に示すように、バスバーユニット８０は、それぞれ矩形板状の３つのバスバー８６を互いに連結して構成されている。各バスバー８６は、長手方向の一端部に形成された正極開口８２ａおよび長手方向他端部に形成された負極開口８２ｂを有している。これら正極開口８２ａと負極開口８２ｂとの間の部分は、Ｕ字形状に折曲げられ、折曲げ部８４を形成している。折曲げ部８４には、バスバー８６の長手方向に延びるスリットが形成されている。これら折曲げ部８４の弾性変形により、バスバー８６はその長手方向に沿って変位可能であり、この方向における製造誤差、組合せ誤差等をある程度、吸収することができる。
【００６３】
３つのバスバー８６は、幅方向に隙間を置いて並んで設けられ、折曲げ部８４同士が整列して、かつ、正極開口８２ａおよび負極開口８２ｂが２列に平行に並んでいる。そして、隣合う折曲げ部８４がブリッジ部８８により互いに連結されている。これにより、３つのバスバー８６が互いに連結され、１つのユニットとして取り扱うことができる。また、各ブリッジ部８８の弾性変形により、バスバー８６はその幅方向に沿って変位可能であり、この方向における製造誤差、組合せ誤差等をある程度、吸収することができる。１つのバスバー、例えば、真ん中のバスバー８６は、その正極側の端縁から突出する接続片８６ｂを一体に有している。
【００６４】
バスバーユニット８０は、アッパーケース１８のバスバー装着室７０に装着されている。バスバーユニット８０は、各折曲げ部８４の開口側をバスバー装着室７０に突設された保持リブ６７と係合させることにより、バスバー装着室７０に対して所定位置に位置決めされた状態で保持されている。これにより、各バスバー８６の正極開口８２ａは、アッパーケース１８側のそれぞれ対応する透孔５６ａと整列し、負極開口８２ｂは、アッパーケース１８側のそれぞれ対応する透孔５６ｂと整列して位置している。
【００６５】
３つのバスバー８６の３つの正極開口８２ａに単セル１２の正極端子３２ａがそれぞれ係合し、レーザ溶接等によりバスバー８６に溶接されている。これにより、１セルユニットＣにおける３つの単セル１２の正極端子３２ａは、バスバーユニット８０により互いに電気的に接続されている。また、３つのバスバー８６の３つの負極開口８２ｂに、隣のセルユニットＣの単セル１２の負極端子３２ｂがそれぞれ係合し、各負極端子がバスバー８６に溶接されている。これにより、１セルユニットＣにおける３つの単セル１２の負極端子３２ｂは、バスバーユニット８０により互いに電気的に接続され、更に、隣のセルユニットＣの単セル１２の正極端子３２ａと電気的に接続されている。
【００６６】
図１３に概略的に示すように、前述した複数のバスバーおよびバスバーユニットにより、各セルユニットＣの３つの単セル１２は並列に接続され、かつ、１０個のセルユニットＣは互いに直列に接続されている。また、正極出力端子２４および負極出力端子２６は、ケース１０の同一壁面、つまり、前端壁１０ａ側に設けられ、１０個のセルユニットＣは、正極出力端子２４から負極出力端子２６まで、Ｕ字状に並んで接続されている。
【００６７】
図３および図１１に示すように、アッパーケース１８の上面に立設された一対の仕切り壁６０ａ上に、細長い矩形状の閉塞板９０ａが固定され、アッパーケース１８の長手方向全長に亘って延びている。閉塞板９０ａにより、仕切り壁６０ａ間の空間が閉じられ、この空間により、アッパーケース１８の長手方向全長に亘って延びる排気流路９２ａが形成されている。アッパーケース１８に形成され一列に並んだ排気孔５７は、排気流路９２ａに連通している。アッパーケース１８の長手方向の一端、例えば、後端壁には、排気流路９２ａの一端に連通する複数の排気孔９４が形成されている。これらの排気孔９４は、アッパーケース１８の後端壁に取り付けられた逆止弁９６により閉じられている。
【００６８】
同様に、アッパーケース１８の上面に立設された一対の仕切り壁６０ｂ上に、細長い矩形状の閉塞板９０ｂが固定され、アッパーケース１８の長手方向全長に亘って延びている。閉塞板９０ｂにより、仕切り壁６０ｂ間の空間が閉じられ、この空間により、アッパーケース１８の長手方向全長に亘って延びる排気流路９２ｂが形成されている。アッパーケース１８に形成され一列に並んだ排気孔５７は、排気流路９２ｂに連通している。アッパーケース１８の長手方向の一端、例えば、後端壁には、排気流路９２ｂの一端に連通する複数の排出孔が形成されている。これらの排出孔は、アッパーケース１８の後端壁に取り付けられた逆止弁により閉じられている。
【００６９】
単セル１２の異常モード等により外装容器３０内にガスが発生し、外装容器内の内圧が所定の値以上に上昇した際、安全弁３６が開放し、この安全弁３６を通してガスが外部に放出される。この場合、放出されたガスは、排気孔５７を通って対応する排気流路９２ａ、９２ｂのいずれかに排出される。そして、ガスの排出により排気流路９２ａ、９２ｂ内の圧力が上昇すると、逆止弁９６が開放され、排気流路内のガスが排気孔９４を通して外部に排出される。
【００７０】
図３、図１１、図１７に示すように、閉塞板９０ａ、９０ｂの上面には、単セル１２の電圧を測定するためのフレキシブル配線板（ＦＰＣ）９８がそれぞれ貼付されている。各ＦＰＣ９８は、閉塞板９０ａ、９０ｂとほぼ等しい幅の帯状に形成され、アッパーケース１８の長手方向ほぼ全長に亘って延び、また、一端部９８ａは、ケース１０の前端から前方へ突出している。ＦＰＣ９８は、一端部９８ａから長手方向に延びる複数の配線を有している。これら配線の他端部は、それぞれＦＰＣ９８の側縁から外側に延出している。例えば、ＦＰＣ９８の一側縁から３本の配線９９ａがそれぞれ外側に引き出され、ＦＰＣの他側縁から２本の配線９９ｂがそれぞれ外側に引き出されている。他方のＦＰＣ９８は、一側縁から３本の配線９９ａがそれぞれ外側に引き出され、他側縁から３本の配線９９ｂがそれぞれ外側に引き出されている。
【００７１】
ＦＰＣ９８から引き出された配線９９ａ、９９ｂの延出端は、それぞれ対応する１つのバスバーに電気的、機械的に接続されている。図１７に示すように、各配線９９ａ、９９ｂの端出端、例えば、配線９９ｂの延出端は、共通バスバー７８の接続片７８ｃとアッパーケース１８上面との間に挿入された状態で、接続片７８ｃにハンダ付けされている。他のバスバーおよびバスバーユニット８０についても、配線９９ａ、９９ｂの延出端は、それぞれ接続片７６ｃ、７７ｃ、７８ｃとアッパーケース１８上面との間に挿入された状態で、接続片にハンダ付けされている。各配線９９ａ、９９ｂの延出部は、接続片に接続された接続端とＦＰＣ９８の側縁との間で、僅かに弛んだ状態で延びるように形成されている。これにより、配線９９ａ、９９ｂの延出部に張力負荷が作用した場合でも、配線の断線を防止することができる。
【００７２】
図３に示すように、各ＦＰＣ９８の一端部９８ａには、それぞれ配線に導通する接続端子が形成されている。この接続端子は、後述する電池監視基板２８に接続される。電池監視基板２８は、ＦＰＣ９８を介して各セルユニットＣの電圧を測定し、監視する。図３および図１７に示すように、ＦＰＣ９８の各配線９９ａ、９９ｂの中途部には、抵抗１００が実装されている。各抵抗１００は、例えば、数Ωないし数百Ωに形成され、単セル１２からの過放電を規制し、電池監視基板２８を保護する。
【００７３】
上記のようなＦＰＣ９８を用いて各バスバーと電池監視基板２８とを接続することにより、複数のハーネス等を用いる場合に比較して、配線の引回しが容易であり、電池装置の組立性を向上できるとともに、配線の設置スペースを小さくすることができる。
【００７４】
図２および図１８に示すように、アッパーケース１８上には、単セル１２の温度を検出する２つのサーミスタ１０２ａ、１０２ｂが設けられている。サーミスタ１０２ａ、１０２ｂの各々は、２本のワイヤにより形成されている。図２、図８、図１８ないし図２０に示すように、アッパーケース１８の周壁１８ａの内面およびセンターケース１４の内面には、バスバー装着室を貫通してセンターケースの高さ方向中間部まで延びるガイド溝１０４ａ、１０４ｂが形成されている。本実施形態において、これらのガイド溝１０４ａ、１０ｂは、右列の真ん中のバスバー装着室６４ｂを貫通する位置、および、左列の後端のバスバー装着室７４ｃを貫通する位置にそれぞれ形成されている。
【００７５】
サーミスタ１０２ａの検出部、つまり、先端部は、アッパーケース１８の上面側からガイド溝１０４ａに挿入され、ガイド溝１０４ａの下端まで圧入されている。これにより、サーミスタ１０２ａの検出部は、センターケース１４の側壁１４ｂと単セル１２の側面との間に挟まれ、単セル１２の外装容器側面に圧接している。サーミスタ１０２ｂは、ＦＰＣ９８上を引回され、ＦＰＣ９８の一端部上に設けられたコネクタ１０６に接続されている。コネクタ１０６は、後述する電池監視基板２８に電気的に接続される。また、サーミスタ１０２ａは、その複数個所が、アッパーケース１８およびＦＰＣ９８に接着されている。そして、サーミスタ１０２ａは、電池装置内において、比較的温度が高い位置に設けられている単セル１２の温度を検出し、電池監視基板２８に出力する。
【００７６】
もう一方のサーミスタ１０２ｂの検出部は、アッパーケース１８の上面側からガイド溝１０４ｂに挿入され、ガイド溝１０４ｂの下端まで圧入されている。これにより、サーミスタ１０２ｂの検出部は、センターケース１４の側壁１４ａと単セル１２の側面との間に挟まれ、単セル１２の外装容器側面に圧接している。サーミスタ１０２ｂは、他方のＦＰＣ９８上を引回され、ＦＰＣ９８の一端部上に設けられたコネクタ１０６に接続されている。このコネクタ１０６は、後述する電池監視基板２８に電気的に接続される。また、サーミスタ１０２ｂは、その複数個所が、アッパーケース１８およびＦＰＣ９８に接着されている。そして、サーミスタ１０２ｂは、電池装置内において、比較的温度が低い位置に設けられている単セル１２の温度を検出し、電池監視基板２８に出力する。
【００７７】
このように、サーミスタ１０２ａ、１０２ｂは、それぞれケースに形成されたガイド溝１０４ａ、１０４に差し込むだけで、所望の単セル１２に圧接させることができ、特別な固定用部品を用いることなく容易にサーミスタを設置することができる。また、サーミスタ１０２ａ、１０２ｂは、単セル１２の外装容器側面に接触するように設けられているため、サーミスタを外装容器の主面に接触させる場合に比較して、単セル１２間の隙間を狭く設定することができる。これにより、電池装置全体の長さを短くし、小型化を図ることが可能となる。
【００７８】
図１、図２、図２１、図２２に示すように、ケース１０の前端壁１０ａの外面側に、矩形板状のターミナルベース２２が取り付けられている。ターミナルベース２２の外面上には、電池監視基板２８がねじ止めにより固定されている。前述した各ＦＰＣ９８の一端部９８ａおよびサーミスタ１０２ａ、１０２ｂは、図示しないコネクタ等を介して、電池監視基板２８に電気的に接続されている。電池監視基板２８は、ＦＰＣ９８を介してセルユニットＣ間の電圧を検出し、監視するとともに、サーミスタ１０２ａ、１０２ｂによって検出されたセル温度を監視する。また、電池監視基板２８は、バランス調整回路を有し、単セル間の電圧のバランスを調整する。
【００７９】
ターミナルベース２２には、正極出力端子２４および負極出力端子２６が取付けられている。負極出力端子２６は、ステンレス等により板状に形成された端子ベース２６ａと、銅等の高い導電性を有する金属により形成され、端子ベース２６ａに重ねて配置された板状の導電端子２６ｂと、を有している。
【００８０】
端子ベース２６ａの中央下部には、接続部として機能するスタッドボルト２６ｃが立設されている。端子ベース２６ａの周縁部には、例えば、３つのねじ孔が形成され、また、端子ベース２６ａの上端部に２つのねじ孔１０７が並んで形成されている。導電端子２６ｂは、スタッドボルト２６ｃが挿通される透孔１０８、下端部に形成された透孔１０９、および上端部にそれぞれ形成された２つの透孔１１０を有している。
【００８１】
導電端子２６ｂは、透孔１０８にスタッドボルト２６ｃが挿通された状態で、端子ベース２６ａに重ねて配置され、また、透孔１０９に挿通されたねじにより端子ベース２６ａにねじ止め固定されている。導電端子２６ｂの透孔１１０は、端子ベース２６ａのねじ孔１０７とそれぞれ整列している。
【００８２】
導電端子２６ｂが固定された端子ベース２６ａは、ターミナルベース２２の内面側に配置され、ターミナルベース２２の外面側から挿通された２本のねじにより、ターミナルベース２２にねじ止め固定されている。これにより、導電端子２６ｂは、端子ベース２６ａとターミナルベース２２との間に挟まれている。スタッドボルト２６ｃは、ターミナルベース２２に形成された開口１１２を通して外方に突出している。導電端子２６ｂにおいて、スタッドボルト２６ｃの周囲に位置する部分は、開口１１２を通して、外側に露出している。透孔１１０を含む導電端子２６ｂの上端部は、ターミナルベース２２の上端部に形成された開口１１４を通して外方に露出している。
【００８３】
正極出力端子２４も負極出力端子２６と同様に構成されている。すなわち、正極出力端子２４は、端子ベース２４ａおよびこれに重ねて固定された導電端子２４ｂを有し、端子ベース２４ａがターミナルベース２２の内面側にねじ止め固定されている。接続部として機能する端子ベース２４ａのスタッドボルト２４ｃは、ターミナルベース２２に形成された開口１１６を通して外方に突出し、また、導電端子２６ｂにおいて、スタッドボルト２６ｃの周囲に位置する部分は、開口１１２を通して、外側に露出している。透孔１１８を含む導電端子２４ｂの上端部は、ターミナルベース２２の上端部に形成された開口１２０を通して外方に露出している。
【００８４】
正極出力端子２４および負極出力端子２６が取付けられたターミナルベース２２は、複数のねじにより、ケース１０の前端壁１０ａにねじ止め固定され、ケース１０の前面に密着している。正極出力端子２４は、ターミナルベース２２とケース１０の前面との間に挟持され、また、正極出力端子２４の上端部は、正極バスバー７６の正極側出力端部７６ｂとケース１０前面との間に差し込まれ、正極側出力端部７６ｂと重なって位置している。そして、この正極出力端子２４の上端部は、正極バスバー７６の正極側出力端部７６ｂに形成された一対の透孔および導電端子２４ｂの透孔１１８を通して端子ベース２４ａにねじ込まれた一対のねじにより、正極側出力端部７６ｂにねじ止め固定されている。これにより、正極出力端子２４は、正極バスバー７６に電気的および機械的に接続されている。
【００８５】
負極出力端子２６の上端部は、負極バスバー７７の負極側出力端部７７ｂとケース１０前面との間に差し込まれ、負極側出力端部７７ｂと重なって位置している。そして、この負極出力端子２６の上端部は、負極バスバー７７の負極側出力端部７７ｂに形成された一対の透孔および導電端子２６ｂの透孔１１０を通して端子ベース２６ａにねじ込まれた一対のねじにより、負極側出力端部７７ｂにねじ止め固定されている。これにより、負極出力端子２６は、負極バスバー７７に電気的および機械的に接続されている。
【００８６】
上記のように、正極出力端子２４および負極出力端子２６は、共通のターミナルベース２２に取付ける構成とすることにより、組立性の向上を図ることができる。また、正極出力端子２４および負極出力端子２６のそれぞれは、バスバーと導電端子との間に、ターミナルベース２２に固定された端子ベースを介在させ、この端子ベースに接続用のスタットボルトを設けた構成とすることにより、出力用のハーネス等をスタットボルトに脱着する際、導電端子およびバスバーに作用する負荷を低減することができる。これにより、導電端子およびバスバーの変形、損傷等を防止することが可能となる。
【００８７】
図１および図２に示すように、トップカバー２０は、ケース１０の平面形状とほぼ等しい大きさの矩形板状に形成され、アッパーケース１８の複数のバスバー装着室を覆って設けられている。トップカバー２０は、その周縁部および中央部が、アッパーケース１８の周壁およびセンターリブにねじ止めされ、アッパーケース１８に液密に接合されている。
【００８８】
図２３は、ケース１０の一側面、ここでは、ロワーケース１６の底面１６ａを示している。底面１６ａの両側縁部および幅方向中央部には、ねじ止め用のねじを挿通するための複数の透孔１２８が形成されている。また、底面１６ａの全面に亘って多数のリブ１３０が格子状に形成されている。これらのリブ１３０は、同一の高さに形成されている。リブ１３０は、ロワーケース１６の軽量化、強度向上、および冷却性の向上を図るように形成されている。
【００８９】
複数のリブ１３０の内、底面１６ａの長手方向全長に亘って横切る領域Ｒに設けられたリブ１３０は、他の領域に設けられたリブ１３０に比較して、目が細かく、すなわち、小さい間隔で形成されている。また、本実施形態においては、底面１６ａの幅方向の全長に亘って横切る領域Ｑに設けられたリブ１３０も、他の領域に設けられたリブ１３０に比較して、目が細かく、すなわち、小さい間隔で形成されている。これにより、領域Ｒおよび領域Ｑにおいて、各リブ１３０の先端面によって形成される設置面積を広くすることができる。この構成によれば、底面１６ａの領域Ｒおよび領域Ｑに、例えば、シート状のクッション材を貼り付ける際、クッション材と底面１６ａの接触面積を大きくし、クッション材を確実に貼り付けることができる。
【００９０】
図２４は、上記構成の二次電池装置を複数台設置した一例を示している。この場合、複数台の二次電池装置は、ケース１０の側面同士が向かい合って配列され、底面１６ａは、シート状のクッション材１３４を挟んで、設置面１３３上に載置さている。このクッション材１３４は、底面１６ａの領域Ｒ全体に貼付されている。一番端に位置する二次電池装置は、設置場所の起立壁１３６に対向して配置されている。この際、起立壁１３６に突設された凸部１３８を、ケース１０の位置決め凹部５８（図１参照）に係合させることにより、二次電池装置を設置場所に対して位置決めすることができる。また、起立壁１３６には通風窓１４１が形成されている。通風窓１４１を通して設置場所に供給される冷却風は、ケース１０の通気孔５１を通って単セル１２の周囲に供給される。これにより、二次電池装置内の単セル１２を冷却することができる。また、ケース１０の底面１６ａと設置面１３３との間の空間は、クッション材１３４によって仕切られている。そのため、冷却風は、ケース１０の底面１６ａと設置面１３３との間に流れ込むことがなく、ケース１０内に効率よく供給される。
【００９１】
図２５は、機器取付け用の複数のボスを備えた二次電池装置を示している。複数の二次電池装置を並べて設置する場合、１つの二次電池装置には、これら複数の二次電池装置を制御する制御基板１４０が取付けられる。そのため、図２５に示すように、１つの二次電池装置において、トップカバー２０の上面には、ねじ止め用の複数のボス１４２が突設されている。制御基板１４０は、複数のねじによってボス１４２にねじ止めされ、トップカバー２０上に支持される。また、シャント１４４がボス１４２にねじ止めされ、トップカバー２０上に支持される。
【００９２】
制御基板１４０は、複数の二次電池装置に接続され、各二次電池装置の電力残量検出、電池状態の検出、異常動作の検出等を行う。また、制御基板１４０は、電流遮断器としても機能する。
【００９３】
また、ケース１０の側面にも、他の機器を取付け可能な複数のボス１４６が形成されている。なお、二次電池装置の他の構成は、前述した二次電池装置と同一である。
【００９４】
次に、上記のように構成された二次電池装置の組み立て方法について説明する。
【００９５】
まず、ケース１０を構成する３つの構成部材、つまり、センターケース１４、アッパーケース１８、ロワーケース１６を用意する。この際、３つのケース部材を独立して成形することにより、容易にケース部材を形成することができる。センターケース１４は上下が開放した枠形状のため、成形時、金型を上下両方向に抜くことができる。そのため、各金型のチャンバ深さを浅くし、かつ、チャンバ内面の抜き角を小さくすることができる。これにより、形成されたセンターケース１４外面の傾斜角を小さくし、ケース全体の幅を小さくすることが可能となる。その結果、装置全体の小型化を図ることができる。
【００９６】
次に、アッパーケース１８の各バスバー装着室に対応するバスバーおよびバスバーユニットを予め装着する。この際、バスバーは、折曲げ部８４をバスバー装着室の保持リブ６６、６７に係合させることにより、バスバーを所定位置に容易に保持することができ、バスバーの装着を容易に行うことができる。また、各バスバーは、正極開口側と負極開口側とで端縁の形状が相違しているため、装着する際、正しい向きを容易に判断し、誤装着を防止することができる。
【００９７】
アッパーケース１８の各閉塞板９０ａ、９０ｂ上に、ＦＰＣ９８を貼付し、各ＦＰＣの配線９９ａ、９９ｂを対応するバスバーにハンダ付け等により接続する。また、各ＦＰＣ９８上に、サーミスタ１０２ａ、１０２ｂを仮止めしておく。各バスバー上に、スポンジ等の押さえ部材を載置した後、上からトップカバー２０をアッパーケース１８に被せ、アッパーケースに仮止めする。更に、アッパーケース１８の内面側に形成されている各係合溝５４の周縁部に、単セル１２を固定するための接着剤を塗布しておく。これにより、アッパーケースアッセンブリが構成される。
一方、ロワーケース１６の内面側に形成されている各係合溝３８の周縁部に単セル１２を固定するための接着剤を塗布しておく。
【００９８】
続いて、図２６に示すように、アッパーケースアッセンブリ１５０をその内面側を上に向けて配置し、このアッパーケース１８上にセンターケース１４を載置し仮止めする。
【００９９】
次いで、図２７に示すように、センターケース１４の上方から、１０個のセルユニットＣをセンターケース１４の収容室５３に上方から装填し、各単セル１２の外装容器３０の上端部、つまり、電極端子が設けられている側の端部をアッパーケース１８の係合溝５４に嵌合し、予め塗布しておいた接着剤によりアッパーケース１８に固定する。正極および負極の向きが分かるように、各単セル１２の外装容器３０の底面には、正極側を示すマークＭが付されている。各セルユニットＣにおいては、３つの単セル１２のマークＭが整列するように単セルを配置し、また、複数のセルユニットＣは、正極側と負極側とが交互に並ぶように配置する。
【０１００】
各セルユニットＣを装填することにより、各単セル１２の正極端子３２ａおよび負極端子３２ｂは、アッパーケース１８の透孔５６ａ、透孔５６ｂを通して、対応するバスバーの正極開口８２ａ、負極開口８２ｂにそれぞれ係合する。この際、上述したように、各単セル１２をその電極端子を下向きにしてセンターケース１４およびアッパーケース１８に上から装着することにより、複数の単セル１２の高さ方向の寸法にばらつきがある場合でも、電極端子側を整列してアッパーケース１８の係合溝５４に装着することができ、各電極端子を確実にバスバーに係合させることできる。
【０１０１】
続いて、図２８に示すように、ロワーケース１６を上からセンターケース１４に被せ、複数のねじにより、センターケース１４にねじ止め固定する。これにより、複数の単セル１２の底側の端部は、ロワーケース１６の内面側に形成された係合溝３８に嵌合され、予め塗布しておいた接着剤によりロワーケース１６に固定される。
【０１０２】
次に、図２９に示すように、ケース１０全体を反転した後、仮止めしていたトップカバー２０を取り外す。続いて、バスバーを押さえていた押さえ部材１５２を取り除く。
【０１０３】
その後、図３０に示すように、複数のねじによりアッパーケース１８をセンターケース１４にねじ止め固定する。次いで、各バスバーに単セル１２の正極端子３２ａおよび負極端子３２ｂを溶接する。また、仮止めしておいたサーミスタ１０２ａ、１０２ｂの検出部をそれぞれ対応するアッパーケース１８およびセンターケース１４のガイド溝１０４ａ、１０４ｂに圧入し、対応する単セル１２に圧接させる。
【０１０４】
一方、図２および図２１に示すように、予めターミナルベース２２に正極出力端子２４および負極出力端子２６を固定し、また、電池監視基板２８をターミナルベース２２にねじ止め固定する。次いで、このターミナルベース２２をケース１０の前面にねじ止め固定した後、正極出力端子２４および負極出力端子２６を正極バスバー７６の正極側出力端部７６ｂおよび負極バスバー７７の負極側出力端部７７ｂにねじ止め固定する。また、ＦＰＣ９８およびサーミスタ１０２ａ、１２０ｂを電池監視基板２８に接続する。最後に、トップカバー２０をアッパーケース１８に被せ、アッパーケースにねじ止め固定する。これにより、二次電池装置が完成する。
【０１０５】
以上のように構成された組電池およびこれを備えた二次電池装置によれば、頑堅な締結構造を必要とせず、各構成部材およびケースを容易に組み立てることができるため、装置全体のコンパクト化を図ることができる。これにより、単セルの実装密度を向上し、単位体積あたりのセル搭載量を多くすることができる。
【０１０６】
なお、この発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよいし、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【０１０７】
例えば、セルユニットを構成する単セルは３つに限らず、２つあるいは４つ以上としてもよい。また、セルユニットは、１０個に限らず、必要に応じて増減可能である。各単セルの正極端子および負極端子は、角柱形状に限らず、円柱形状等の他の形状としてもよい。バスバーの形状および材質、また、ケースの形状、材質は、前述した実施形態に限らず、適宜変更することができる。
【符号の説明】
【０１０８】
１０…ケース、１２…単セル、１４…センターケース、１６…ロワーケース、
１８…アッパーケース、２０…トップカバー、２２…ターミナルベース、
２４…正極出力端子、２６…負極出力端子、２４ａ、２６ａ…端子ベース、
２４ｂ、２６ｂ…導電端子、２４ｃ、２６ｃ…スタッドボルト、２８…電池監視基板、
３０…外装容器、３２ａ…正極端子、３２ｂ…負極端子、３５…シール材、
５０…仕切り壁、５１…通気孔、５３…収容室、５４…係合溝、
５６ａ、５６ｂ…透孔、５７…排気孔、５８…位置決め凹部、
６０ａ、６０ｂ…仕切り壁、６２…仕切り壁、６６…支持リブ、
６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６８ａ、６８ｂ、７０、７２ａ、７２ｂ、７４ａ、７４ｂ、７４ｃ…バスバー装着室、７６…正極バスバー、７７…負極バスバー、
７８…共通バスバー、８０…バスバーユニット、８２ａ…正極開口、
８２ｂ…負極開口、８４…折曲げ部、９２ａ、９２ｂ…排気流路、９６…逆止弁、
９８…ＦＰＣ、１０２ａ、１０２ｂ…サーミスタ、１０４ａ、１０４ｂ…ガイド溝、
１３０…リブ、１４２…ボス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ略直方体形状の本体とこの本体の一端から引き出された両極とを有する複数の二次電池の単セルを、各々の前記単セルの前記両極を通る仮想線を引く時、隣合う単セルの前記仮想線が平行となるように、かつ、前記両極が引き出されている前記一端を同じ向きとして配列されたセルユニットについて、前記セルユニットを複数並べて配置し、所定のセルユニットの所定極の各々と、この所定のセルユニットに並置された他のセルニットの前記所定極とは逆の極の各々とを、バスバーで一列に連結することを特徴とする組電池。
【請求項２】
複数の請求項１に記載の組電池が、前記単セルの両極が引き出されている一端を同じ向きとし、かつ、前記バスバーが連結する極の列の方向が互いに平行となるように並べて配列され、
所定の組電池と、この組電池と隣合う他の組電池とが、連結バスバーによって互いに電気的に連結され、前記連結バスバーは、前記所定の組電池の所定のセルユニットの同じ極を一列に連結しているとともに、前記他の組電池の他のセルユニットの前記同じ極と逆の極を一列に連結していることを特徴とする組電池。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の組電池と、この組電池を収容するケースと、を備えたことを特徴とする二次電池装置。
【請求項４】
前記複数の単セルは、隙間を置いて互いに対向して配置され、
前記ケースは、前記セルユニットの両側に対向する一対の側壁と、各側壁に形成され、前記単セル間の隙間に対向する通気孔と、を有していることを特徴とする請求項３に記載の二次電池装置。
【請求項５】
前記ケースは、底壁を構成するロワーケースと、前記ロワーケースに対向して設けられ天井壁を構成するアッパーケースと、前記ロワーケースとアッパーケースとの間に接合された枠状のセンターケースと、を備え、
前記複数の単セルは、それぞれ正極端子および負極端子を有し、前記ケース内に並んで収容され、
それぞれ前記アッパーケース上に装着され、隣り合う単セルの電極端子同士を電気的に接続する複数のバスバーと、前記ケースの１つの側壁側に設けられた正極出力端子および負極出力端子と、を備え、
前記複数のセルユニットは、複数個ずつ２列に並べ直列に接続して配列され、一方の列の一端に配置されたセルユニットは前記正極出力端子に接続され、他方の列の一端に配置されたセルユニットは前記負極出力端子に接続されていることを特徴とする請求項３に記載の二次電池装置。
【請求項６】
前記アッパーケースは、アッパーケースの外面側に形成され、互いに区画された複数のバスバー装着室と、それぞれ前記バスバー装着室に開口し、前記単セルの正極端子あるいは負極端子が挿通された複数の透孔とを有し、
前記複数のバスバーは、前記バスバー装着室に装着され、前記正極出力端子に接続されるセルユニットにおける複数の単セルの正極端子同士を接続する正極バスバーと、前記バスバー装着室に装着され、前記負極出力端子に接続されるセルユニットにおける複数の単セルの負極端子同士を接続する負極バスバーと、それぞれバスバー装着室に装着され、前記各列のセルユニットの正極端子と隣合う他のセルユニットの負極端子とを直列に接続する共通バスバーと、を有していることを特徴とする請求項５に記載の二次電池装置。
【請求項７】
前記バスバーは、前記一方の列の他端に位置するセルユニットと他方の列の他端に位置するセルユニットとを接続するバスバーユニットを有し、このバスバーユニットは、それぞれ一方のセルユニットの正極端子と他方のセルユニットの負極端子とを接続する複数のバスバーと、これら複数のバスバーを互いに連結したブリッジ部とを有していることを特徴とする請求項６に記載の二次電池装置。
【請求項８】
前記各共通バスバーは、連続して並んで設けられているとともにそれぞれ正極端子が係合する複数の正極開口と、互いに連続して並んで、かつ、前記正極開口と並んで設けられそれぞれ前記負極端子が係合する複数の負極開口と、前記正極開口側に位置する一端縁と、前記負極開口側に位置する他端縁と、を有し、前記一端縁と他端縁とは、互いに異なる形状に形成されていることを特徴とする請求項６に記載の二次電池装置。
【請求項９】
前記各バスバーは、前記単セルの正極端子あるいは負極端子が係合する複数の開口と、前記開口間に形成され弾性変形可能な折曲げ部とを有し、
前記アッパーケースは、前記各バスバー装着室内に突設された支持リブを有し、
前記各バスバーは、前記折曲げ部が前記支持リブに係合してバスバー装着室内に位置きめ保持されていることを特徴とする請求項６に記載の二次電池装置。
【請求項１０】
前記アッパーケースに固定され、前記セルユニットの各列に沿って延びたフレキシブル配線板を有し、各フレキシブル配線板は、それぞれ前記バスバーに電気的に接続された複数の配線を有していることを特徴とする請求項５に記載の二次電池装置。
【請求項１１】
前記正極出力端子および負極出力端子が固定された板状のターミナルベースを備え、前記ターミナルベースは、前記ケースの前記１側壁に対向して前記ケースに固定され、前記正極出力端子は前記正極バスバーに接続され、前記負極出力端子は前記負極バスバーに接続されていることを特徴とする請求項１０に記載の二次電池装置。
【請求項１２】
前記前記正極出力端子および負極出力端子の各々は、前記ターミナルベースに固定されているとともに接続部を有する端子ベースと、前記端子ベースに重ねて固定された導電端子と、を有していることを特徴とする請求項１１に記載の二次電池装置。
【請求項１３】
前記ターミナルベースに取付けられ、前記セルユニットの電圧を監視する電池監視基板を備え、前記フレキシブル配線基板は、前記電池監視基板に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１０に記載の二次電池装置。
【請求項１４】
前記アッパーケースに取付けられ前記単セルの温度を検出するサーミスタを備え、前記サーミスタの検出部は、前記アッパーケースおよび前記センターケースの内面に形成されたガイド溝に圧入され、前記単セルの側面に圧接され、前記サーミスタは、前記電池監視基板に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１０に記載の二次電池装置。
【請求項１５】
前記アッパーケースは、前記セルユニットの各列に沿ってアッパーケースの一端から他端まで延びる排気流路を有し、
前記各単セルは、前記負極端子と正極端子との間に形成された安全弁を有し、
前記アッパーケースは、それぞれ安全弁に対向しているとともに前記排気流路に開口する複数の排気孔を有していることを特徴とする請求項５に記載の二次電池装置。
【請求項１】
それぞれ略直方体形状の本体とこの本体の一端から引き出された両極とを有する複数の二次電池の単セルを、各々の前記単セルの前記両極を通る仮想線を引く時、隣合う単セルの前記仮想線が平行となるように、かつ、前記両極が引き出されている前記一端を同じ向きとして配列されたセルユニットについて、前記セルユニットを複数並べて配置し、所定のセルユニットの所定極の各々と、この所定のセルユニットに並置された他のセルニットの前記所定極とは逆の極の各々とを、バスバーで一列に連結することを特徴とする組電池。
【請求項２】
複数の請求項１に記載の組電池が、前記単セルの両極が引き出されている一端を同じ向きとし、かつ、前記バスバーが連結する極の列の方向が互いに平行となるように並べて配列され、
所定の組電池と、この組電池と隣合う他の組電池とが、連結バスバーによって互いに電気的に連結され、前記連結バスバーは、前記所定の組電池の所定のセルユニットの同じ極を一列に連結しているとともに、前記他の組電池の他のセルユニットの前記同じ極と逆の極を一列に連結していることを特徴とする組電池。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の組電池と、この組電池を収容するケースと、を備えたことを特徴とする二次電池装置。
【請求項４】
前記複数の単セルは、隙間を置いて互いに対向して配置され、
前記ケースは、前記セルユニットの両側に対向する一対の側壁と、各側壁に形成され、前記単セル間の隙間に対向する通気孔と、を有していることを特徴とする請求項３に記載の二次電池装置。
【請求項５】
前記ケースは、底壁を構成するロワーケースと、前記ロワーケースに対向して設けられ天井壁を構成するアッパーケースと、前記ロワーケースとアッパーケースとの間に接合された枠状のセンターケースと、を備え、
前記複数の単セルは、それぞれ正極端子および負極端子を有し、前記ケース内に並んで収容され、
それぞれ前記アッパーケース上に装着され、隣り合う単セルの電極端子同士を電気的に接続する複数のバスバーと、前記ケースの１つの側壁側に設けられた正極出力端子および負極出力端子と、を備え、
前記複数のセルユニットは、複数個ずつ２列に並べ直列に接続して配列され、一方の列の一端に配置されたセルユニットは前記正極出力端子に接続され、他方の列の一端に配置されたセルユニットは前記負極出力端子に接続されていることを特徴とする請求項３に記載の二次電池装置。
【請求項６】
前記アッパーケースは、アッパーケースの外面側に形成され、互いに区画された複数のバスバー装着室と、それぞれ前記バスバー装着室に開口し、前記単セルの正極端子あるいは負極端子が挿通された複数の透孔とを有し、
前記複数のバスバーは、前記バスバー装着室に装着され、前記正極出力端子に接続されるセルユニットにおける複数の単セルの正極端子同士を接続する正極バスバーと、前記バスバー装着室に装着され、前記負極出力端子に接続されるセルユニットにおける複数の単セルの負極端子同士を接続する負極バスバーと、それぞれバスバー装着室に装着され、前記各列のセルユニットの正極端子と隣合う他のセルユニットの負極端子とを直列に接続する共通バスバーと、を有していることを特徴とする請求項５に記載の二次電池装置。
【請求項７】
前記バスバーは、前記一方の列の他端に位置するセルユニットと他方の列の他端に位置するセルユニットとを接続するバスバーユニットを有し、このバスバーユニットは、それぞれ一方のセルユニットの正極端子と他方のセルユニットの負極端子とを接続する複数のバスバーと、これら複数のバスバーを互いに連結したブリッジ部とを有していることを特徴とする請求項６に記載の二次電池装置。
【請求項８】
前記各共通バスバーは、連続して並んで設けられているとともにそれぞれ正極端子が係合する複数の正極開口と、互いに連続して並んで、かつ、前記正極開口と並んで設けられそれぞれ前記負極端子が係合する複数の負極開口と、前記正極開口側に位置する一端縁と、前記負極開口側に位置する他端縁と、を有し、前記一端縁と他端縁とは、互いに異なる形状に形成されていることを特徴とする請求項６に記載の二次電池装置。
【請求項９】
前記各バスバーは、前記単セルの正極端子あるいは負極端子が係合する複数の開口と、前記開口間に形成され弾性変形可能な折曲げ部とを有し、
前記アッパーケースは、前記各バスバー装着室内に突設された支持リブを有し、
前記各バスバーは、前記折曲げ部が前記支持リブに係合してバスバー装着室内に位置きめ保持されていることを特徴とする請求項６に記載の二次電池装置。
【請求項１０】
前記アッパーケースに固定され、前記セルユニットの各列に沿って延びたフレキシブル配線板を有し、各フレキシブル配線板は、それぞれ前記バスバーに電気的に接続された複数の配線を有していることを特徴とする請求項５に記載の二次電池装置。
【請求項１１】
前記正極出力端子および負極出力端子が固定された板状のターミナルベースを備え、前記ターミナルベースは、前記ケースの前記１側壁に対向して前記ケースに固定され、前記正極出力端子は前記正極バスバーに接続され、前記負極出力端子は前記負極バスバーに接続されていることを特徴とする請求項１０に記載の二次電池装置。
【請求項１２】
前記前記正極出力端子および負極出力端子の各々は、前記ターミナルベースに固定されているとともに接続部を有する端子ベースと、前記端子ベースに重ねて固定された導電端子と、を有していることを特徴とする請求項１１に記載の二次電池装置。
【請求項１３】
前記ターミナルベースに取付けられ、前記セルユニットの電圧を監視する電池監視基板を備え、前記フレキシブル配線基板は、前記電池監視基板に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１０に記載の二次電池装置。
【請求項１４】
前記アッパーケースに取付けられ前記単セルの温度を検出するサーミスタを備え、前記サーミスタの検出部は、前記アッパーケースおよび前記センターケースの内面に形成されたガイド溝に圧入され、前記単セルの側面に圧接され、前記サーミスタは、前記電池監視基板に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１０に記載の二次電池装置。
【請求項１５】
前記アッパーケースは、前記セルユニットの各列に沿ってアッパーケースの一端から他端まで延びる排気流路を有し、
前記各単セルは、前記負極端子と正極端子との間に形成された安全弁を有し、
前記アッパーケースは、それぞれ安全弁に対向しているとともに前記排気流路に開口する複数の排気孔を有していることを特徴とする請求項５に記載の二次電池装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【公開番号】特開２０１１−７６９３６（Ｐ２０１１−７６９３６Ａ）
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２２８６３６（Ｐ２００９−２２８６３６）
【出願日】平成２１年９月３０日（２００９．９．３０）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月３０日（２００９．９．３０）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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