JP2016119226A - 蓄電モジュール - Google Patents

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Abstract

【課題】組み立て工程が簡略化された蓄電モジュールを提供する。【解決手段】正極及び負極のリード端子２２が端部から外方に突出して設けられた複数の蓄電素子２１と、複数の蓄電素子２１が、隣り合う極性が逆のリード端子２２同士を接続させた形態で積層された積層体１０と、順次に接続されたリード端子２２のうち両端に位置する極性が互いに逆のリード端子２２に個別に接続されたバスバー３０と、電圧検知線の端末に接続され各蓄電素子２１に個別に接続された電圧検知端子４０と、が備えられた蓄電モジュールＭであって、リード端子２２、バスバー３０及び電圧検知端子４０がレーザー溶接により一括して接続されている。【選択図】図１４

Description

本明細書によって開示される技術は、電池モジュール等の蓄電モジュールに関する。
従来、電池モジュールの一例として、特開２０１４−７８３６６号公報（下記特許文献１）に記載のものが知られている。このものは、正極及び負極のリード端子が端部から外方に突出して設けられた複数の単電池が、隣り合う極性が逆のリード端子同士を接続させた形態で積層され、順次に接続されたリード端子のうち両端に位置する極性が互いに逆のリード端子に一対のバスバーが個別に接続されるとともに、各リード端子について、電圧検知線の端末に接続された電圧検知端子がそれぞれ接続された構造となっている。
特開２０１４−７８３６６号公報
上記従来例のものは、隣り合うリード端子同士を接続する部分において、各リード端子を相手側に向けて屈曲した略Ｌ字形とし、屈曲部同士を重ねて溶接することにより、接続作業の迅速化と、積層体の小型化を図っているが、各リード端子に電圧検知端子を接続する作業は別に行う必要があり、特に両端に位置するリード端子ではさらにバスバーを接続する作業が必要であることから、組み立て工程が未だ煩雑である嫌いがあり、さらなる改良が切望されていた。
本明細書によって開示される技術は、正極及び負極のリード端子が端部から外方に突出して設けられた複数の蓄電素子と、前記複数の蓄電素子が、隣り合う極性が逆の前記リード端子同士を接続させた形態で積層された積層体と、順次に接続された前記リード端子のうち両端に位置する極性が互いに逆の前記リード端子に個別に接続されたバスバーと、電圧検知線の端末に接続され前記各蓄電素子に個別に接続された電圧検知端子と、が備えられた蓄電モジュールであって、前記リード端子、前記バスバー及び前記電圧検知端子がレーザー溶接により一括して接続されている構成である。
この構成によれば、バスバー並びに電圧検知端子を一括して対応するリード端子に接続することができるから、組み立て工程が簡略化され、ひいては製造コストの低減に寄与することができる。
また、以下のような構成としてもよい。
隣り合う前記リード端子の間に介装される絶縁性のセパレータが備えられ、このセパレータには、前記バスバーと前記電圧検知端子とが前記リード端子に設けられた溶接部と重なるような位置に位置決めされて装着可能となっている。
この構成によれば、セパレータ上において、リード端子、バスバー及び電圧検知端子が正規に重なった形態で保持され、引き続くレーザー溶接の作業をよりスムーズに行うことができる。
前記電圧検知線と前記電圧検知端子とがヒューズを介して接続されている。 この構成では、電圧検知線に対して過大な電流が流れることが防がれる。
本明細書によって開示される技術によれば、製造工程をより簡略化し得る蓄電モジュールを提供することができる。
実施形態に係る電池モジュールの斜視図 同分解斜視図 積層体の斜視図 同分解斜視図 同平面図 図５のａ−ａ線で切断した一部切欠拡大断面図 同ｂ−ｂ線で切断した一部切欠拡大断面図 同ｃ−ｃ線で切断した一部切欠拡大断面図 同ｄ−ｄ線で切断した一部切欠拡大断面図 同ｅ−ｅ線で切断した拡大断面図 １段目の電池ユニットの斜視図 同分解斜視図 同左側面図 図１３のｆ−ｆ線断面図 第１セパレータの背面視の斜視図 第２セパレータの斜視図 ２段目の電池ユニットの斜視図 同分解斜視図 同右側面図 図１９のｇ−ｇ線断面図 ４段目の電池ユニットの斜視図 同分解斜視図 同右側面図 図２３のｈ−ｈ線断面図 第５セパレータの背面視の斜視図
＜実施形態＞
以下、電池モジュールＭに適用した一実施形態を図１ないし図２５に基づいて説明する。本実施形態の電池モジュールＭは、例えばＩＳＧ（Integrated Starter Generator）用のものである。
電池モジュールＭは、図１に示すように、全体としてやや扁平な直方体状に形成されており、図２に示すように、図示４個の電池ユニット２０を積層してなる積層体１０が、ケース８０内に収容された構造となっている。
ケース８０は、詳しくは後記するように、上面と左側面（図２の左手前側の面）とが開口されたケース本体８１と、上面に被着される上蓋９０と、左側面に装着される側面蓋９５とから構成されている。ケース本体８１と上蓋９０とは金属製であり、側面蓋９５は合成樹脂製である。
積層体１０について説明する。積層体１０は、図３及び図４に示すように、４個の電池ユニット２０を４段に亘って積層して形成されている。
各電池ユニット２０は、図１２に一例を示すように、平面視で横長の長方形をなす単電池２１が、左右両側縁に合成樹脂製のセパレータ５０を設けた伝熱板２５上に載置された構造である。左右のセパレータ５０は、伝熱板２５の左右の端縁（短辺側端縁）に匹敵する長さを有するやや扁平な角材状に形成されており、図１５及び図１６に示すように、それぞれの内面（伝熱板２５の左右の端縁と対向する面）に設けられた一対の差込式のロック部５１に対して、伝熱板２５の左右の端縁に対向して突設されたロック片２６（図１４）を差し込んでロックすることにより取り付けられるようになっている。
単電池２１は、図１２に示すようにラミネート型の電池であって、図示しない発電要素をラミネートフィルムで包むことにより、上記のように左右方向に長い平面長方形に形成されており、長さ方向の一端側が正極、他端側が負極となっている。４個の単電池２１は、図４に示すように、左右逆向きの姿勢を採って、正極の端縁と負極の端縁とが交互に対向しつつ積層されるようになっている。
各単電池２１の左右両端縁（正極と負極の各端縁）における中央幅位置からは、薄い帯板状をなすリード端子２２がそれぞれ外方に向けて突出して形成されている。
リード端子２２について基本的には、正極の端縁から突出したリード端子２２（正極リード端子２２Ｐ）は、先端部が上向きに直角曲げされたＬ字形に形成され、負極の端縁から突出したリード端子２２（負極リード端子２２Ｎ）は、先端部が下向きに直角曲げされたＬ字形に形成されている。
ただし、４段目（最上段）の電池ユニット２０Ｄに適用される単電池２１では、正極リード端子２２Ｐが下向きのＬ字形に形成されている。
詳しくは後記するが、各単電池２１が積層された場合、１段目（最下段）の単電池２１と２段目の単電池２１とは、右端縁側（図４の右奥側）でリード端子２２同士が接続され、続く２段目の単電池２１と３段目の単電池２１とは、左端縁側でリード端子２２同士が接続され、最後に３段目の単電池２１と４段目（最上段）の単電池２１とは、再び右端縁側でリード端子２２同士が接続される形態を採る。
上記のリード端子２２のうち、１段目の単電池２１の負極リード端子２２Ｎと、４段目の単電池２１の正極リード端子２２Ｐとには、対をなすバスバー３０（負極バスバー３０Ｎと正極バスバー３０Ｐ）が接続されるようになっている。
加えて、各単電池２１の電圧を検知する手段が講じられている。そのため５本の電圧検知線（図示せず）が備えられ、各電圧検知線の端末に接続された電圧検知端子４０が、それぞれ１段目の単電池２１の負極リード端子２２Ｎ、１，２段目の単電池２１間で接続されたリード端子２２、２，３段目の単電池２１間で接続されたリード端子２２、３，４段目の単電池２１間で接続されたリード端子２２、並びに４段目の単電池２１の正極リード端子２２Ｐの都合５箇所において接続されるようになっている。
上記の積層体１０の構造に関し、各段の電池ユニット２０は、基本的には左右両側縁に絶縁性のセパレータ５０が設けられた伝熱板２５上に単電池２１が載置された構造であるが、各段の電池ユニット２０によって、セパレータ５０に装着される導電体（リード端子２２、バスバー３０、及び電圧検知端子４０）の種類が相違し、それに伴いセパレータ５０の形状が異なっており、以下にはセパレータ５０の形状の相違を中心として、電池ユニット２０の構造を各段ごとに説明する。なお、同一機能を有する部材、部位については、同一符号を付すことによって、改めての説明は省略し、または簡略化する。
１段目（最下段）の電池ユニット２０Ａを図１１ないし図１６によって説明する。１段目の電池ユニット２０Ａでは、伝熱板２５の左側縁に取り付けられた第１セパレータ５０Ａには、単電池２１の負極リード端子２２Ｎ、負極バスバー３０Ｎ、及び電圧検知端子４０が装着されるようになっており、一方、右側の第２セパレータ５０Ｂには正極リード端子２２Ｐのみが装着されるようになっている。
左側の第１セパレータ５０Ａに装着される負極リード端子２２Ｎは、既述したように、先端部が下向きに屈曲されたＬ字形に形成され、その下向きの部分が溶接部２３とされている。
負極バスバー３０Ｎは、図１４に示すように、前端（同図の下端）に立ち上がり部３２を有する細長い基板３１を有し、立ち上がり部３２の上縁からは、図１２に示すように、負極板３５Ｎが左方に突出するようにして形成され、突出端には接続孔３６が開口されている。また、基板３１の右側縁における後端側の広い領域に亘り、溶接部３７が立ち上がり形成されている。
電圧検知端子４０は、図１２及び図１４に示すように、前端側に拡幅部４２を有する細長い基板４１（電圧検知端子４０の基板４１よりも幅狭）を有し、拡幅部４２の前縁の左端部から接続板４３が立ち上がり形成されているとともに、基板４１の左側縁の後端部から溶接部４４が立ち上がり形成されている。
第１セパレータ５０Ａの上面には、図１５にも示すように、前端（同図の奥側）から少し入った位置から、後端に開口するようにして凹溝５３が形成されており、同凹溝５３の左側縁における中央部には、負極バスバー３０Ｎを載置する載置台５５が張り出し形成されている。載置台５５には、負極バスバー３０Ｎの基板３１（立ち上がり部３２を含む）を緊密に嵌める凹部５６が形成され、同凹部５６の底面は、凹溝５３の底面よりも一段下がった形態で連なっている。
負極バスバー３０Ｎの基板３１が載置台５５の凹部５６に嵌められて載置されると、図１１に示すように、負極板３５Ｎが載置台５５の前壁の上端における手前側の位置から、左方に突出した形態を採る。溶接部３７は、図１４に示すように、凹溝５３の左側縁に沿った位置から立ち上がった形態を採る。
図１５に示すように、凹溝５３の前端部から前壁部５４の一部に亘り、電圧検知端子４０の基板４１を緊密に嵌めて載置する載置凹部５７が形成されている。前壁部５４には、接続板４３が上方から挿入可能なスリット５８が形成されている。
接続板４３がスリット５８に上方から挿入されつつ、電圧検知端子４０の基板４１が載置凹部５７に嵌められて載置されると、図１４に示すように、溶接部４４が、負極バスバー３０Ｎの溶接部３７の手前側に並んで立ち上がった形態を採る。
ここで、電圧検知端子４０の溶接部４４の外面と、負極バスバー３０Ｎの溶接部３７の内面とが、前後方向において同一面上に位置するようになっており、両面に亘って、負極リード端子２２Ｎの溶接部２３の内面が重なることができるようになっている。
上記した電圧検知端子４０は、ヒューズ４５を介して圧力検知線の端末に接続されている。そのため、第１セパレータ５０Ａの前端部には、図１２及び図１４に示すように、雌端子４８を外方から挿入可能なキャビティ６１を有するコネクタ部６０が形成されている。また、コネクタ部６０から前壁部５４に亘る内面には、ヒューズ４５が内方から挿入可能なヒューズ収容孔６５が形成されている。同ヒューズ収容孔６５の奥端は、キャビティ６１の奥端並びにスリット５８の下部位置に連通されている。
圧力検知線の端末に接続された雌端子４８がコネクタ部６０のキャビティ６１内に挿入されると、ランス６２により抜け止めされて係止される。続いてヒューズ４５がヒューズ収容孔６５に挿入されると、一方のリード板４６が雌端子４８に設けられた圧入溝４８Ａ（図１０参照）に圧入され、他方のリード板４６が電圧検知端子４０の接続板４３に形成された圧入溝４３Ａに圧入されて取り付けられる。これにより、圧力検知線の端末がヒューズ４５を介して電圧検知端子４０と接続された状態となる。
一方、右側の第２セパレータ５０Ｂは、導電体の装着については、正極リード端子２２Ｐのみを装着することに機能し、図１６に示すように、長さ方向の中央部において、方形枠状をなす受け部６６が形成されている。正極リード端子２２Ｐは、既述したように、先端部が上向きに屈曲されたＬ字形に形成され、その上向きの部分が溶接部２３とされている。
正極リード端子２２Ｐは、第２セパレータ５０Ｂに設けられた受け部６６を横切って受けられ、そのとき溶接部２３は、受け部６６の右側壁より少し外方に突出した位置から、立ち上がって配されるようになっている（図８参照）。
なお、第２セパレータ５０Ｂの右側面の前後両端部には、一対の突当板５９が同じ長さ突出して形成されている。
２段目の電池ユニット２０Ｂを図１７ないし図２０によって説明する。２段目の電池ユニット２０Ｂでは、左側の第３セパレータ５０Ｃには単電池２１の正極リード端子２２Ｐのみが装着され、右側の第４セパレータ５０Ｄには、負極リード端子２２Ｎと電圧検知端子４０とが装着されるようになっている。
そのため、第３セパレータ５０Ｃの長さ方向の中央部には、方形枠状をなす受け部６６が形成されている。２段目の単電池２１の正極リード端子２２Ｐは、同様に受け部６６を横切って受けられ、溶接部２３が、受け部６６の左側壁より少し外方に突出した位置から立ち上がって配される。
一方、右側の第４セパレータ５０Ｄには、長さ方向の中央部において負極リード端子２２Ｎを受ける受け部６７が設定されている。同受け部６７は、凹溝５３の右側壁を切除した構造となっている。第４セパレータ５０Ｄの後端側には、電圧検知端子４０（１段目の電圧検知端子４０とは前後反転された姿勢を採る）の載置凹部５７が、コネクタ部６０、ヒューズ収容孔６５とともに形成されている。
電圧検知端子４０が載置凹部５７に載置されると、図２０に示すように、溶接部４４が、凹溝５３の右側縁に沿った位置から立ち上がる。また２段目の単電池２１の負極リード端子２２Ｎが受け部６７で受けられると、溶接部２３が凹溝５３の右側縁に沿った位置で垂下して、同溶接部２３の後端部が電圧検知端子４０の溶接部４４の外面に重なるようになっている。
電圧検知端子４０は、上記したと同様に、ヒューズ４５を介して圧力検知線の端末に接続されるようになっている。
３段目の電池ユニット２０Ｃは、上記した２段目の電池ユニット２０Ｂを左右反転させた形状であって、図４に概略を示すように、第４セパレータ５０Ｄが伝熱板２５の左側に配されて、同第４セパレータ５０Ｄには、３段目の単電池２１の負極リード端子２２Ｎと電圧検知端子４０とが装着され、一方、第３セパレータ５０Ｃが右側に配されて、同第３セパレータ５０Ｃには、正極リード端子２２Ｐのみが装着されるようになっている。
最後に４段目（最上段）の電池ユニット２０を図２１ないし図２５によって説明する。４段目の電池ユニット２０では、伝熱板２５の左側縁に取り付けられた第５セパレータ５０Ｅには、４段目の単電池２１の正極リード端子２２Ｐ、正極バスバー３０Ｐ及び電圧検知端子４０が装着されるようになっており、一方、右側には、上記した第４セパレータ５０Ｄが配されて、４段目の単電池２１の負極リード端子２２Ｎのみが装着されるようになっている。
４段目の単電池２１の正極リード端子２２Ｐは、既述したように、下向きのＬ字形、すなわち溶接部２３Ｘが垂下した形態で形成されている。
正極バスバー３０Ｐは、図２２及び図２４に示すように、後端（図２４の上端）における左側縁に垂下部３９を屈曲形成した細長い基板３１を有し、垂下部３９の下縁からは、正極板３５Ｐが左方に突出するようにして形成され、突出端には接続孔３６が開口されている。また、基板３１の左側縁における前端側の広い領域に亘り、溶接部３７が立ち上がり形成されている。
電圧検知端子４０は、１段目の第１セパレータ５０Ａに装着されたものと同じ姿勢で配される。
図２４及び図２５に示すように、第５セパレータ５０Ｅの上面における後部側（図２５の右側）には、正極バスバー３０Ｐの基板３１を緊密に嵌めて載置する載置台６８が形成されている。載置台６８の左側縁において、図２４に示すように、前側の半分強の領域では側壁が切除されて開放されているとともに、同左側縁の後端に寄った位置には、正極バスバー３０Ｐの基板３１における垂下板３９の上端を嵌めて逃がす切欠部６９が形成されている。
正極バスバー３０Ｐの基板３１が載置台６８に嵌められて載置されると、図２１に示すように、垂下部３９の下端に設けられた正極板３５Ｐが、第５セパレータ５０Ｅの下面よりも所定寸法下がった位置から、左方に向けて突出した形態を採る。
第５セパレータ５０Ｅの前端側には、電圧検知端子４０の載置凹部５７が、コネクタ部６０、ヒューズ収容孔６５とともに形成されている。
接続板４３がスリット５８に挿入されつつ、電圧検知端子４０の基板４１が載置凹部５７に嵌められて載置されると、図２４に示すように、溶接部４４が、正極バスバー３０Ｐの溶接部３７の手前側に並んで立ち上がった形態を採る。
ここで、電圧検知端子４０の溶接部４４の外面と、正極バスバー３０Ｐの溶接部３７の外面とが、前後方向において同一面上に位置するようになっており、両面に亘って、４段目の正極リード端子２２Ｐの溶接部２３Ｘの内面が重なることができるようになっている。
また、電圧検知端子４０は、上記したと同様に、ヒューズ４５を介して圧力検知線の端末に接続されている。
一方、右側の第４セパレータ５０Ｄは、２段目において説明したとおり、長さ方向の中央部において負極リード端子２２Ｎを受ける受け部６７が設定されているとともに、後端側には、電圧検知端子４０の載置凹部５７が、コネクタ部６０、ヒューズ収容孔６５とともに形成されている。
電圧検知端子４０が載置凹部５７に載置されると、図２４に示すように、溶接部４４が、凹溝５３の右側縁に沿った位置から立ち上がる。
４段目の単電池２１の負極リード端子２２Ｎが受け部６６で受けられると、溶接部２３が凹溝５３の右側縁に沿った位置で垂下して、同溶接部２３の後端部が電圧検知端子４０の溶接部４４の外面に重なるようになっている。
同じく電圧検知端子４０は、ヒューズ４５を介して圧力検知線の端末に接続されるようになっている。
続いて、積層体１０を形成するべく４段の電池ユニット２０の結合構造を説明する。
図４に示すように、４段に亘る左側のセパレータ５０同士と、右側のセパレータ５０同士とは、第１係止片７１Ａと第１係止孔７１Ｂとからなる第１係止部７０と、第２係止片７３Ａと第２係止孔７３Ｂとからなる第２係止部７２と、第３係止片７５Ａと第３係止孔７５Ｂとからなる第３係止部７４と、の都合３種類の係止部７０，７２，７４を介して結合されるようになっている。
第１係止部７０については、左側のセパレータ５０では前端側に、右側のセパレータ５０では後端側に、それぞれ３箇所ずつ設定されている。詳細には、１段目のセパレータ５０には第１係止孔７１Ｂが、２段目と３段目のセパレータ５０には、第１係止孔７１Ｂと第１係止片７１Ａとが上下に並んで、また４段目のセパレータ５０Ｅには第１係止片７１Ａが、それぞれ形成されている。
第２係止部７２については、左側のセパレータ５０では後端側に、右側のセパレータ５０では前端側に、同じく３箇所ずつ設定されている。詳細には、１段目のセパレータ５０には第２係止孔７３Ｂが、２段目と３段目のセパレータ５０には、第２係止片７３Ａと第２係止孔７３Ｂとが前後に並んで、また４段目のセパレータ５０には第２係止片７３Ａが、それぞれ形成されている。
第３係止部７４については、左側では、図４に示すように、２段目と３段目のセパレータ５０の前端面の間に１箇所、右側では、図１０に示すように、１段目と２段目のセパレータ５０の後端面の間と、３段目と４段目のセパレータ５０の後端面の間との２箇所に設定されている。いずれの場合も、下の段のセパレータ５０に第３係止孔７５Ｂが、上の段のセパレータ５０に第３係止片７５Ａが形成されている。
なお、図２に示すように、積層体１０の右側面に露出したリード端子２２を覆って絶縁する絶縁部材１２が備えられている。
絶縁部材１２は合成樹脂製であって、重なって結合された右側の４段のセパレータ５０（セパレータ群５０Ｒ：図３参照）における奥行方向の中央部（リード端子２２の配設領域）を覆う基板１３の上縁から、４段目のセパレータ５０の上面における中央部を覆う上面板１４が突設された構造である。
基板１３の下縁には、１段目のセパレータ５０の底面における右側縁部に宛われる挟持片１５が突設されている。
基板１３の内面（右側のセパレータ群５０Ｒと対向する面）における前後の側縁には、一対の取付片１６が突出形成されているとともに、３段目のセパレータ５０Ｃの右側面には、上記した取付片１６を挿入して係止する一対の取付孔７７が対向して形成されている（図２０参照）。
右側の４段のセパレータ５０が正規に重なって結合されたのち、絶縁部材１２を右側面に被せると、上面板１４と挟持片１５とで右側のセパレータ群５０Ｒを挟持した状態において、取付片１６と取付孔７７の係合により絶縁部材１２が抜け止めされて装着され、これにより、積層体１０の右側面に露出したリード端子２２が、ケース本体８１の右側面板８２Ａから絶縁されるようになっている。
ケース８０について説明する。ケース８０は、図２を参照して一部既述したように、共に金属板をプレス加工したケース本体８１及び上蓋９０と、合成樹脂製の側面蓋９５とを備えている。
ケース本体８１は、上記した積層体１０を収容するべく上面と左側面とが開口されたやや扁平な箱形に形成されている。ケース本体８１の底面の中央部には、平面視略長方形をなす***部８３が形成されている。同ケース本体８１の右側面板８２Ａには、その上縁の後端位置に、積層体１０の右側面側に引き出された圧力検知線を外部に導出する導出孔８４が形成されている。
上蓋９０は、上記したケース本体８１の上面開口に被着されるものであって、その中央部には、平面視略長方形をなす陥没部９１が、ケース本体８１の底面の***部８３と対向した形態で形成されている。
上蓋９０の前後両縁並びに右側縁には下向きの取付板９２が形成されており、各取付板９２が、上記したケース本体８１における前後面板８２Ｂ，８２Ｃと右側面板８２Ａの上縁部に被せられることにより、上蓋９０がケース本体８１の上面開口を覆うようになっている。
後側の取付板９２には、ケース本体８１の後面板８２Ｃの上縁部に形成された差込溝８５に差し込まれる差込片（図示せず）が形成されているとともに、前側の取付板９２には、ケース本体８１の前面板８２Ｂの上縁部に形成されたねじ孔８６と整合するねじ挿通孔９３が形成されている。
側面蓋９５は、ケース本体８１の左面開口を塞ぐべく長方形状に形成されている。側面蓋９５の上縁における中央幅位置には、４段目の単電池２１の正極リード端子２２Ｐの上面を覆う絶縁板９６が内方に向けて突出形成されている。
側面蓋９５の外面には、積層体１０における左側面から突出された負極バスバー３０Ｎの負極板３５Ｎと正極バスバー３０Ｐの正極板３５Ｐとをそれぞれ挿通して受ける前後一対の端子台９７が形成されている。
同側面蓋９５の下縁における前端位置には、積層体１０の左側面側に引き出された圧力検知線を外部に導出する導出孔９８が切り欠き形成されている。
側面蓋９５の外面における両端子台９７の間の位置には、正極板３５Ｐ及び負極板３５Ｎに金属板が落下した場合にこれらの極間を絶縁する絶縁壁９９が突出するように設けられている。同側面蓋９５の上下両縁には、内方に突出した前後一対ずつの係止爪１００が形成されている。上側の係止爪１００は、上蓋９０の左側縁の下面に進入して同左側縁に沿って形成された係止溝９４に係止可能であり、一方、下側の係止爪１００は、ケース本体８１の底面の左側縁における上面に進入して同左側縁に沿って形成された係止溝８７に係止可能となっている。
続いて、電池モジュールＭの組み立て手順の一例を説明する。
まず、各段ごとに電池ユニット２０が形成される。１段目の電池ユニット２０Ａでは、図１２に示すように、第１セパレータ５０Ａに負極バスバー３０Ｎと電圧検知端子４０とが装着されるとともに、ヒューズ４５が装着されて電圧検知端子４０と接続される。この第１セパレータ５０Ａが伝熱板２５の左側縁に、また空の状態の第２セパレータ５０Ｂが右側縁にそれぞれ取り付けられる。次に単電池２１が所定の向きで伝熱板２５上に載置される。このとき、図１４に示すように、第１セパレータ５０Ａ上において、単電池２１の負極リード端子２２Ｎの下向きに曲げられた溶接部２３が、前後方向に並んで配された電圧検知端子４０の溶接部４４と負極バスバー３０Ｎの溶接部３７の外面に対して重ねられる。正極リード端子２２Ｐは第２セパレータ５０Ｂで受けられ、その上向きに曲げられた溶接部２３が、第２セパレータ５０Ｂの右側面にほぼ沿った位置において、上方に立ち上がって配される（図１１参照）。
２段目の電池ユニット２０Ｂでは、図１８に示すように、右側の第４セパレータ５０Ｄに電圧検知端子４０とヒューズ４５とが装着される。この第４セパレータ５０Ｄが伝熱板２５の右側縁に、空の状態の第３セパレータ５０Ｃが左側縁にそれぞれ取り付けられる。次に単電池２１が所定の向きで伝熱板２５上に載置されると、単電池２１の正極リード端子２２Ｐが第３セパレータ５０Ｃで受けられ、図１７に示すように、その上向きに曲げられた溶接部２３が、第３セパレータ５０Ｃの左側面にほぼ沿った位置において、上方に立ち上がって配される。一方、図２０に示すように、第４セパレータ５０Ｄ上において、負極リード端子２２Ｎの下向きに曲げられた溶接部２３が、電圧検知端子４０の溶接部４４の外面に対して重ねられる。
３段目の電池ユニット２０Ｃは、上記のように組み付けられた２段目の電池ユニット２０Ｂを左右反転させた形態で適用される。
４段目の電池ユニット２０Ｄでは、図２２に示すように、第５セパレータ５０Ｅに正極バスバー３０Ｐ、電圧検知端子４０及びヒューズ４５が装着されるとともに、第４セパレータ５０Ｄに電圧検知端子４０とヒューズ４５とが装着される。第５セパレータ５０Ｅが伝熱板２５の左側縁に、第４セパレータ５０Ｄが右側縁にそれぞれ取り付けられる。次に単電池２１が所定の向きで伝熱板２５上に載置される。このとき、図２４に示すように、第５セパレータ５０Ｅ上において、単電池２１の正極リード端子２２Ｐにおける下向きに曲げられた溶接部２３Ｘが、前後方向に並んで配された電圧検知端子４０の溶接部４４と負極バスバー３０Ｎの溶接部３７の外面に対して重ねられ、一方、第４セパレータ５０Ｄ上において、負極リード端子２２Ｎの下向きに曲げられた溶接部２３が、電圧検知端子４０の溶接部４４の外面に対して重ねられる。
上記のように各段の電池ユニット２０が形成されたら、各電池ユニット２０が図４に示すように配されて上下方向に積層される。詳細には、各段の単電池２１が伝熱板２５を挟んで重ねられるとともに、左右両側において各段のセパレータ５０が重ねられ、第１ないし第３の係止部７０，７２，７４を介して結合される。すなわち、４段の電池ユニット２０が積層されて結合された形態となる（図３）。
これに伴い、図７に示すように、２段目の電池ユニット２０Ｂにおける右側の第４セパレータ５０Ｄの右側面において、２段目の単電池２１の負極リード端子２２Ｎにおける下向きの溶接部２３の外面に、１段目の単電池２１の正極リード端子２２Ｐにおける上向きの溶接部２３が重なった状態となる。同様に、３段目の電池ユニット２０Ｃにおける左側の第４セパレータ５０Ｄの左側面において、３段目の単電池２１の負極リード端子２２Ｎにおける下向きの溶接部２３の外面に、２段目の単電池２１の正極リード端子２２Ｐにおける上向きの溶接部２３が重なり、また、４段目の電池ユニット２０Ｄにおける右側の第４セパレータ５０Ｄの右側面において、４段目の単電池２１の負極リード端子２２Ｎにおける下向きの溶接部２３の外面に、３段目の単電池２１の正極リード端子２２Ｐにおける上向きの溶接部２３が重なった状態となる。
このように、４段の電池ユニット２０が積層されて結合されたら、各段ごとにリード端子２２、電圧検知端子４０、並びに必要に応じてバスバー３０が、レーザー溶接により接続される。
具体的には、１段目の電池ユニット２０Ａにおける左側の第１セパレータ５０Ａの左側面では、図１４に示すように、一段目の単電池２１の負極リード端子２２Ｎの溶接部２３の内面に、電圧検知端子４０の溶接部４４と負極バスバー３０Ｎの溶接部３７とが前後に並んで重なっているから、負極リード端子２２Ｎの溶接部２３に向けてレーザー光を前後方向に走らせて照射することにより（図１３のレーザー溶接部ＬＷ参照）、負極リード端子２２Ｎの溶接部２３の内面に、電圧検知端子４０の溶接部４４と負極バスバー３０Ｎの溶接部３７とが並んで溶接される。結果、１段目の単電池２１の負極リード端子２２Ｎに対して、電圧検知端子４０と負極バスバー３０Ｎとが一括して電気的に接続される。
２段目の電池ユニット２０Ｂにおける右側の第４セパレータ５０Ｄの右側面では、図２０に示すように、１段目の単電池２１の正極リード端子２２Ｐの溶接部２３の内面に、２段目の単電池２１の負極リード端子２２Ｎの溶接部２３が重なり、さらにその内面に電圧検知端子４０の溶接部４４が重なっているから、同様に正極リード端子２２Ｐの溶接部２３に向けてレーザー光を前後方向に走らせて照射することで（図１９のレーザー溶接部ＬＷ参照）、正極リード端子２２Ｐと負極リード端子２２Ｎの溶接部２３同士が溶接されることと併せて、電圧検知端子４０の溶接部４４が溶接される。結果、１段目の単電池２１の正極リード端子２２Ｐと２段目の単電池２１の負極リード端子２２Ｎ、並びに電圧検知端子４０とが一括して電気的に接続される。
３段目の電池ユニット２０Ｃにおける左側の第４セパレータ５０Ｄの左側面と、４段目の電池ユニット２０Ｄにおける右側の第４セパレータ５０Ｄの右側面とでは、上記と同じ要領でレーザー溶接を施すことにより（図２３のレーザー溶接部ＬＷ参照）、当該段の一段下の段の単電池２１の正極リード端子２２Ｐと、当該段の単電池２１の負極リード端子２２Ｎと、電圧検知端子４０とが一括して電気的に接続される。
４段目の電池ユニット２０Ｄにおける左側の第５セパレータ５０Ｅの左側面では、４段目の単電池２１の正極リード端子２２Ｐにおける下向きの溶接部２３Ｘの内面に、電圧検知端子４０の溶接部４４と正極バスバー３０Ｐの溶接部３７とが前後に並んで重なっているから、同じくレーザー溶接を施すことによって、４段目の単電池２１の正極リード端子２２Ｐに対して、電圧検知端子４０と正極バスバー３０Ｐとが一括して電気的に接続される。
以上のように５箇所においてレーザー溶接が完了したら、最後に、５本準備された電圧検知線の端末に接続された雌端子４８が、セパレータ５０に設けられた対応するコネクタ部６０のキャビティ６１に挿入されて抜け止めされ、そのとき併せて、奥方に配されたヒューズ４５と接続される。これにより、図３に示すように積層体１０が形成される。
なお、レーザー溶接が完了する前に電圧検知線がヒューズ４５と接続されるようにしてもよい。
係る積層体１０では、４段に積まれた単電池２１が、隣り合う正極リード端子２２Ｐと負極リード端子２２Ｎとが順次に接続されることで直列接続されるとともに、両端に位置する負極リード端子２２Ｎと正極リード端子２２Ｐとに、それぞれ負極バスバー３０Ｎと正極バスバー３０Ｐとが接続されて、積層体１０の左側面から前後に並んで突出して配される。
また、各単電池２１の電圧を検知するための５本の電圧検知線の端末にヒューズ４５を介して接続された電圧検知端子４０が、それぞれ１段目の単電池２１の負極リード端子２２Ｎ、１，２段目の単電池２１間で接続されたリード端子２２、２，３段目の単電池２１間で接続されたリード端子２２、３，４段目の単電池２１間で接続されたリード端子２２、並びに４段目の単電池２１の正極リード端子２２Ｐの都合５箇所において接続される。
５本の電圧検知線のうち、３本の電圧検知線は積層体１０の左側面の前縁部から左方に引き出され、残る２本の電圧検知線は積層体１０の右側面の後縁部から右方に引き出される。
上記の組み付けられた積層体１０が、ケース８０内に収容される。収容に先立ち、積層体１０の右側の４段のセパレータ５０群の右側面に絶縁部材１２が装着され、右側面に露出したリード端子２２が絶縁されて保護される。
このように絶縁部材１２が装着された積層体１０が、図２に示すように、ケース本体８１内に入れられる。このとき、積層体１０の右側面の後縁部から引き出された２本の電圧検知線が、ケース本体８１の右側面板８２Ａの上縁後端に設けられた導出孔８４を通して外部に導出される。積層体１０は、一段目の右側の第２セパレータ５０Ｂに突設された突当板５９を右側面板８２Ａに当てて位置決めしつつ、ケース本体８１の底面に載置され、***部８３が１段目の伝熱板２５に当てられる。
続いて、上蓋９０がケース本体８１の上面開口に被着される。上蓋９０は、後側の取付板９２に設けられた差込片が、後面板８２Ｃの上縁部の差込溝８５に差し込まれつつ被せられ、前側の取付板９２と前面板８２Ｂとの間が３箇所においてねじ１０１で止められて固定される。それに伴い、陥没部９１が４段目の単電池２１の上面に押し付けられ、４段に亘って重なった単電池２１と伝熱板２５とが、***部８３との間で挟持される。係る構造により、単電池２１からの発熱がケース本体８１並びに上蓋９０に伝わり、外部に放熱されることに機能する。
ケース本体８１に上蓋９０が被着されると、左側面が開口された金属箱が形成された形態となり、最後に同左側面の開口に側面蓋９５が被着される。側面蓋９５は、積層体１０の左側面の前縁部から引き出された３本の電圧検知線を、下縁前端の導出孔９８に嵌めた状態から、絶縁壁９９を持って開口に向けて被せられる。側面蓋９５は、絶縁板９６を上蓋９０の左側縁の下面に滑らせつつ押し込まれ、押し込みが進むと、積層体１０の左側面から突設された負極バスバー３０Ｎの負極板３５Ｎと、正極バスバー３０Ｐの正極板３５Ｐの先端が端子台９７に臨むとともに、上下の一対ずつの係止爪１００が、開口の上縁と下縁の内側に進入する。
側面蓋９５が、一段目の左側の第１セパレータ５０Ａに突設された載置台５５に当たったところで押し込みが停止され、そのとき上下の係止爪１００が対応する上下の係止溝９４，８７に嵌ることにより、側面蓋９５が抜け止めされて被着される。ここで、絶縁板９６が４段目の単電池２１の正極リード端子２２Ｐの上面を覆って、上蓋９０との間で絶縁状態に保護するとともに、負極板３５Ｎと正極板３５Ｐとが、前後の各端子台９７上に所定量突出する。また、導出孔９８からは３本の電圧検知線が導出された状態となる。
以上により、図１に示すように、電池モジュールＭの組み立てが完了する。
このように組み立てられた電池モジュールＭは、使用時において、正負の極板３５Ｐ，３５Ｎに対し、図示しない電力線の端末に設けられた接続端子が端子台９７上でボルト締めされて接続されるとともに、各電圧検知線の導出端側は、コネクタ等を介して制御ユニットの電圧検知部に接続されるところとなる。
本実施形態の電池モジュールＭによれば、以下のような効果を得ることができる。
積層体１０を形成するに当たり、所定の複数箇所において、リード端子２２、バスバー３０、及び電圧検知端子４０を適宜に接続する必要がある。具体的には、２段目の電池ユニット２０Ｂの右側、３段目の電池ユニット２０Ｃの左側、及び４段目の電池ユニット２０Ｄの右側の３箇所では、正負のリード端子２２Ｐ，２２Ｎ同士を接続することに加えて、電圧検知端子４０を接続する必要があるが、それらの接続をレーザー溶接により一括して行うようにしている。また、１段目の電池ユニット２０Ａの左側と、４段目の電池ユニット２０Ｄの左側の２箇所では、リード端子２２に対し、電圧検知端子４０に加えてバスバー３０を接続する必要があるが、同じくそれらの接続をレーザー溶接により一括して行うようにしている。
特に、バスバー３０の接続が必要であり、すなわち３種類の導電体の接続が必要な箇所において、バスバー３０を電圧検知端子４０ともども一括して対応するリード端子２２に接続できるようにしたから、接続工程すなわち積層体１０の形成工程が簡略化され、ひいては電池モジュールＭの製造工程が短縮できて製造コストの低減に寄与することができる。
また、３種類の導電体を接続する箇所において、セパレータ５０上において、リード端子２２、バスバー３０及び電圧検知端子４０の溶接部２３，３７，４４が正規に重なった形態に保持できるようにしたから、引き続くレーザー溶接の作業をよりスムーズに行うことができる。
また、電圧検知線の端末に電圧検知端子４０を接続するに当たり、ヒューズ４５を介装した構造としたから、何らかの事情により電圧検知線に対して過大な電流が流れようとした場合に、それを阻止することができる。
＜他の実施形態＞
本明細書によって開示される技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、次のようなものも技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態に例示した電池モジュールの組み立て手順はあくまでも一例であって、適宜に変更し得るものである。
（２）上記実施形態では、リード端子、バスバー及び電圧検知端子をレーザー溶接で一括接続するのを、セパレータ上で行う場合を例示したが、これに限らず別途治具を用いて行うようにしてもよい。
（３）上記実施形態では、電圧検知線と電圧検知端子との間にヒューズを介設してセパレータに装着した場合を例示したが、ヒューズの配設箇所は別の箇所であってもよく、またヒューズを介設しない構造であってもよい。
（４）上記実施形態では、蓄電素子としてラミネート型の電池を示したが、金属製の電池ケースに発電要素を収容してなる電池等であってもよい。
（５）上記実施形態では、ＩＳＧ用の電池モジュールに用いる例を示したが、他の用途の電池モジュールに用いてもよい。
（６）上記実施形態では、積層される単電池の数が４個の場合を例示したが、積層数は２以上の任意の複数であってよい。
（７）さらに、蓄電素子としては電池に限らず、他にコンデンサ等であってもよい。
Ｍ…電池モジュール（蓄電モジュール）
１０…積層体
２１…単電池（蓄電素子）
２２，２２Ｐ，２２Ｎ…リード端子
２３，２３Ｘ…溶接部
３０，３０Ｐ，３０Ｎ…バスバー
３７…溶接部
４０…電圧検知端子
４４…溶接部
４５…ヒューズ
５０，５０Ａ，５０Ｅ…セパレータ
ＬＷ…レーザー溶接部

Claims (3)

  1. 正極及び負極のリード端子が端部から外方に突出して設けられた複数の蓄電素子と、
    前記複数の蓄電素子が、隣り合う極性が逆の前記リード端子同士を接続させた形態で積層された積層体と、
    順次に接続された前記リード端子のうち両端に位置する極性が互いに逆の前記リード端子に個別に接続されたバスバーと、
    電圧検知線の端末に接続され前記各蓄電素子に個別に接続された電圧検知端子と、
    が備えられた蓄電モジュールであって、
    前記リード端子、前記バスバー及び前記電圧検知端子がレーザー溶接により一括して接続されている蓄電モジュール。
  2. 隣り合う前記リード端子の間に介装される絶縁性のセパレータが備えられ、このセパレータには、前記バスバーと前記電圧検知端子とが前記リード端子に設けられた溶接部と重なるような位置に位置決めされて装着可能となっている請求項１に記載の蓄電モジュール。
  3. 前記電圧検知線と前記電圧検知端子とがヒューズを介して接続されている請求項１または請求項２に記載の蓄電モジュール。
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