JP4595306B2

JP4595306B2 - Assembled battery

Info

Publication number: JP4595306B2
Application number: JP2003351765A
Authority: JP
Inventors: 則雄元井; 剛榎田
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-10-10
Filing date: 2003-10-10
Publication date: 2010-12-08
Anticipated expiration: 2023-10-10
Also published as: JP2005116440A

Description

本発明は、高エネルギー密度かつ小型軽量で大きなエネルギーを供給する電力源として最適な組電池に関する。 The present invention relates to an assembled battery that is optimal as a power source that supplies large energy with high energy density, small size, and light weight.

近年、環境意識の高まりを受けて、自動車の動力源を、化石燃料を利用するエンジンから電気エネルギーを利用するモータに移行しようとする動きがある。このため、モータの電力源となる電池の技術も急速に発展しつつある。 In recent years, in response to growing environmental awareness, there is a movement to shift the power source of automobiles from an engine using fossil fuel to a motor using electric energy. For this reason, the technology of the battery that serves as a power source for the motor is also rapidly developing.

自動車には、小型軽量で、大きな電力を頻繁に充放電可能な、耐震動性、放熱性に優れた電池の搭載が望まれる。大きな電力を供給することができる放熱性に優れた組電池としては、下記特許文献１に示すようなものがある。 An automobile is desired to be mounted with a battery that is small and light and can be charged and discharged with a large amount of electric power and has excellent vibration resistance and heat dissipation. As an assembled battery excellent in heat dissipation capable of supplying large electric power, there is a battery as shown in Patent Document 1 below.

特許文献１に開示されている組電池は、直列、並列または直並列に電気的に接続された複数の単電池を、当該単電池の厚み方向に所定の間隔で配置し、単電池間に両側の単電池を押圧する押圧部材を配置して、外装部材によって複数の単電池を固定したものである。このような構造とすることによって単電池の放熱特性を良好にして組電池としてのサイクル特性、レート特性を向上させている。
特開２０００−１９５４８０号公報（段落番号「００１４」〜段落番号「００２９」および図１、図２、図４の記載を参照） The assembled battery disclosed in Patent Document 1 includes a plurality of unit cells that are electrically connected in series, parallel, or series-parallel at predetermined intervals in the thickness direction of the unit cell, and both sides between the unit cells. A pressing member that presses the single cell is disposed, and a plurality of single cells are fixed by an exterior member. By adopting such a structure, the heat dissipation characteristics of the single battery are improved, and the cycle characteristics and rate characteristics of the assembled battery are improved.
JP 2000-195480 A (see paragraph numbers “0014” to “0029” and the descriptions of FIGS. 1, 2, and 4)

特許文献１の組電池は、単電池として扁平形電池を用いているため、扁平形電池以外の電池を用いて構成した従来の組電池に比較してエネルギー密度が高く、同一の電力容量の電池であれば小型化が可能である。このため、扁平形電池で構成された組電池は、小型、高エネルギー密度という点では自動車搭載用電池として適している。 Since the assembled battery of Patent Document 1 uses a flat battery as a single battery, the battery has the same energy capacity and higher energy density than a conventional assembled battery configured using a battery other than the flat battery. If so, downsizing is possible. For this reason, the assembled battery comprised by the flat battery is suitable as a battery for motor vehicles from the point of a small size and a high energy density.

しかしながら、特許文献１の組電池は、蓄電システム用に開発された組電池であるため、生産効率性、小型軽量化、対振動性、高信頼性が要求される自動車用の組電池として使用できるようにするためにはその構造に大きな改良を加える必要がある。 However, since the assembled battery of Patent Document 1 is an assembled battery developed for a power storage system, it can be used as an assembled battery for an automobile that requires production efficiency, size reduction and weight reduction, vibration resistance, and high reliability. In order to do so, it is necessary to make significant improvements to the structure.

具体的には、生産効率を高くできる組電池の構造を考える必要があり、また、小型軽量化のためにできるだけ少ない部品により容積効率が最大になるように単電池を配置して組電池を構成できるようにし、さらに、頻繁に充放電が繰り返えされても単電池内部で発生するガスによって容量低下、寿命の低下を起こさないような構造にし、そして、常に振動にさらされていても安定して動作できる耐振動性を備えた構造にし、単電池を極めて高密度に配置しても効率的に放熱が行われるようにするといった種々の改良を加える必要がある。 Specifically, it is necessary to consider the structure of an assembled battery that can increase the production efficiency, and in order to reduce the size and weight, the assembled battery is configured by arranging cells to maximize the volumetric efficiency with as few parts as possible. In addition, even if charging and discharging are repeated frequently, the gas generated inside the cell does not cause a decrease in capacity and life, and it is stable even if it is constantly exposed to vibration. Thus, it is necessary to make various improvements such as having a structure having vibration resistance that can be operated in an efficient manner and efficiently dissipating heat even if the cells are arranged at a very high density.

本発明は、上記の要求に応えることができる、高エネルギー密度かつ小型軽量で大きなエネルギーを供給する電力源として最適な構造を備えた組電池の提供を目的とする。 An object of the present invention is to provide an assembled battery having an optimum structure as a power source that can supply large energy with high energy density, small size and light weight, which can meet the above-described requirements.

上記目的を達成するための本発明は、複数の単電池が積層されてなる組電池に適用されるものであって、単電池の積層方向に配列された単電池の電圧を検出するための電圧検出用端子と、外部装置に接続される電圧検出線を電圧検出用端子に一括して接続する電圧検出線引出手段とを有し、電圧検出線引出手段は、基板に電圧検出用端子に係合する接続手段を取り付けてなる。したがって、電圧検出用端子に電圧検出線を接続するときには、接続手段を電圧検出用端子に押し付けるだけで組電池に一括して電圧検出線を接続することができる。 The present invention for achieving the above object is applied to an assembled battery in which a plurality of unit cells are stacked, and a voltage for detecting the voltage of the unit cells arranged in the stacking direction of the unit cells. A detection terminal and a voltage detection line lead means for collectively connecting a voltage detection line connected to an external device to the voltage detection terminal. The voltage detection line lead means is connected to the voltage detection terminal on the substrate. ing mounted a connecting means for coupling. Therefore, when connecting the voltage detection line to the voltage detection terminal, it is possible to connect the voltage detection line to the assembled battery all at once by simply pressing the connecting means against the voltage detection terminal.

本発明にかかる組電池によれば、電圧検出用端子に接続手段を一括して取り付けることができるので、組電池の生産効率を向上させることができる。 According to the assembled battery according to the present invention, the connecting means can be collectively attached to the voltage detection terminals, so that the production efficiency of the assembled battery can be improved.

以下、本発明にかかる組電池を［実施の形態１］と［実施の形態２］に分けて詳細に説明する。 Hereinafter, the assembled battery according to the present invention will be described in detail by dividing it into [Embodiment 1] and [Embodiment 2].

［実施の形態１］
実施の形態１で説明する組電池は、フレームに４個の単電池をその幅方向に配列し、このフレームを２４枚積層して電池ユニットを構成し、この電池ユニットを積層方向両面からヒートシンクで加圧して一体的に保持してなるものである。電池ユニットは９６個の単電池を有しており、各フレームの両側面には単電池の電圧を検出するための電圧検出用端子が取り付けられ、この電圧検出用端子に電圧検出線が接続されたコネクタを接続して各単電池の電圧を外部の制御装置から検出できるようにしている。 [Embodiment 1]
In the assembled battery described in the first embodiment, four unit cells are arranged in a width direction on a frame, and 24 frames are stacked to form a battery unit. Pressurized and held integrally. The battery unit has 96 single cells, and voltage detection terminals for detecting the voltage of the single cells are attached to both sides of each frame, and a voltage detection line is connected to the voltage detection terminals. A connector is connected so that the voltage of each cell can be detected from an external control device.

［組電池の構造]
図１は本発明にかかる組電池の外観を示す斜視図、図２は図１に示した組電池の主要な構成要素の積層状態を示す図１Ａ−Ａ方向の模式的な部分断面図、図３は図２の一部拡大断面図、図４は図１に示した組電池のバスバーと通しボルトとの接続関係を示す図、図５は図１に示した組電池を構成する単電池相互間の接続状態を模式的に示す図である。 [Battery structure]
1 is a perspective view showing an external appearance of an assembled battery according to the present invention, FIG. 2 is a schematic partial cross-sectional view in the direction of FIG. 1A-A showing a stacked state of main components of the assembled battery shown in FIG. 3 is a partially enlarged cross-sectional view of FIG. 2, FIG. 4 is a diagram showing the connection relationship between the bus bar and through bolts of the assembled battery shown in FIG. 1, and FIG. It is a figure which shows typically the connection state between.

図１に示すとおり、本願発明にかかる組電池１００は、板形状のフレームがその厚み方向に複数個積層されてなる電池ユニット２００を、保持手段として機能するヒートシンク３００、３５０でその積層方向の両面から挟んで加圧し一体的に保持したものである。 As shown in FIG. 1, an assembled battery 100 according to the present invention includes a battery unit 200 in which a plurality of plate-shaped frames are stacked in the thickness direction, and heat sinks 300 and 350 that function as holding means. It is sandwiched and pressed and held integrally.

図示されていないフレームは４個の扁平状の単電池を並列に配置するため４箇所の保持部を有している。組電池１００はフレームが２４枚積層され、積層方向６枚おきに中間ヒートシンク３２５が介挿される。したがって、組電池１００は４個並列に配置された単電池がそれぞれ２４個ずつ積層されており、合計９６個の単電池を有している。 The frame (not shown) has four holding portions for arranging four flat cells in parallel. In the assembled battery 100, 24 frames are stacked, and an intermediate heat sink 325 is inserted every six stacking directions. Therefore, the assembled battery 100 includes four unit cells arranged in parallel, each having 24 units, and has a total of 96 unit cells.

ヒートシンク３００および３５０は両ヒートシンクを連結する６個の加圧ユニットをナット３１０Ａ〜３１０Ｆで取り付けることによって固定する。加圧ユニットは引っ張りコイルばねの両端にナット３１０Ａ〜３１０Ｆで固定されるシャフトを取り付けたものであり、これをヒートシンク３００および３５０間に取り付けることによって電池ユニット２００を構成するすべての単電池に対して積層方向に適切な面圧を与えている。 The heat sinks 300 and 350 are fixed by attaching six pressure units connecting the heat sinks with nuts 310A to 310F. The pressure unit has shafts fixed by nuts 310 A to 310 F attached to both ends of a tension coil spring, and is attached between the heat sinks 300 and 350, so that all the unit cells constituting the battery unit 200 are attached. Appropriate surface pressure is applied in the stacking direction.

組電池１００の積層構造は図２および図３に示すとおりである。なお、これらの図は発明の理解を容易にするために簡略化して記載してある。これらの図には、ヒートシンク３５０と中間ヒートシンク３２５との間には４枚のフレームしか設けられていないが、実際には６枚のフレームが設けられている。 The laminated structure of the assembled battery 100 is as shown in FIGS. Note that these drawings are simplified for easy understanding of the invention. In these figures, only four frames are provided between the heat sink 350 and the intermediate heat sink 325, but actually six frames are provided.

小モジュールを構成することになるフレーム２１０（絶縁ワッシャ埋め込みフレーム）の一端部には絶縁性の部材である絶縁ワッシャ２１２が埋め込まれ、フレーム２１０の周囲には単電池２１４の周縁部２１６を支持する周縁支持部２１８が形成されている。フレーム２１０において周縁支持部２１８によって囲まれているフレーム２１０の中央部分は開口され、積層方向に隣接する要素(ヒートシンク３５０および単電池２２４)と単電池２１４の外装面とが直接接触するようになっている。フレーム２１０の他端部には単電池２１４の電極タブ２１５Ｂを、積層方向に隣接する単電池２２４の電極タブ２２５Ｂと超音波溶接するための開口部２１７Ａが設けられている。単電池２１４の電極タブ２１５Ａは絶縁ワッシャ２１２および後述するバスバー２６０と接触する。なお、絶縁ワッシャ２１２の厚みは、フレーム２１０の厚みよりも厚く単電池２１４の厚みよりも薄くしてある。つまり、絶縁ワッシャ２１２の厚みはフレーム２１０と単電池２１４の厚みの間の厚みとなるようにしている。組電池１００を構成するすべての絶縁ワッシャ埋め込みフレームはこのような厚み関係の絶縁ワッシャを使用している。 An insulating washer 212, which is an insulating member, is embedded at one end of a frame 210 (insulating washer embedded frame) that constitutes a small module, and a peripheral portion 216 of the unit cell 214 is supported around the frame 210. A peripheral support portion 218 is formed. The central portion of the frame 210 surrounded by the peripheral edge support portion 218 in the frame 210 is opened, and the elements (heat sink 350 and unit cell 224) adjacent in the stacking direction and the exterior surface of the unit cell 214 come into direct contact with each other. ing. The other end of the frame 210 is provided with an opening 217A for ultrasonic welding of the electrode tab 215B of the unit cell 214 and the electrode tab 225B of the unit cell 224 adjacent in the stacking direction. The electrode tab 215A of the unit cell 214 is in contact with the insulating washer 212 and a bus bar 260 described later. The insulating washer 212 is thicker than the frame 210 and thinner than the unit cell 214. That is, the thickness of the insulating washer 212 is set to a thickness between the thickness of the frame 210 and the unit cell 214. All of the insulating washer embedded frames constituting the assembled battery 100 use such thickness-related insulating washers.

フレーム２２０（導通ワッシャ埋め込みフレーム）の一端部には導電性の部材である導通ワッシャ２２２が埋め込まれ、フレーム２２０の周囲にはフレーム２１０と同様の周縁支持部２２８が形成され、また、周縁支持部２２８によって囲まれているフレーム２２０の中央部分は開口されている。フレーム２２０の他端部にはフレーム２１０と同様の開口部２１７Ｂが設けられている。単電池２２４の一方の電極タブ２２５Ａは導通ワッシャ２２２と接触し、この導通ワッシャ２２２を介して単電池２３４の電極タブ２３５Ａと接続される。なお、導通ワッシャ２２２の厚みは、フレーム２２０の厚みよりも厚く単電池２２４の厚みよりも薄くしてある。つまり、導通ワッシャ２２２の厚みはフレーム２２０と単電池２２４の厚みの間の厚みとなるようにしている。このような厚み関係とすれば、単電池２２４に所望の面圧を与えつつ電極タブ２２５Ａと導通ワッシャ２２２とを接触させることができるからである。組電池１００を構成するすべての導通ワッシャ埋め込みフレームはこのような厚み関係の導通ワッシャを使用している。 A conductive washer 222, which is a conductive member, is embedded at one end of the frame 220 (conductive washer embedded frame), and a peripheral support 228 similar to the frame 210 is formed around the frame 220. A central portion of the frame 220 surrounded by 228 is opened. The other end of the frame 220 is provided with an opening 217B similar to the frame 210. One electrode tab 225A of the unit cell 224 is in contact with the conduction washer 222, and is connected to the electrode tab 235A of the unit cell 234 via the conduction washer 222. The conductive washer 222 is thicker than the frame 220 and thinner than the unit cell 224. That is, the thickness of the conductive washer 222 is set to a thickness between the thickness of the frame 220 and the unit cell 224. This is because such a thickness relationship allows the electrode tab 225 A and the conductive washer 222 to be in contact with each other while applying a desired surface pressure to the unit cell 224. All conductive washer embedded frames constituting the assembled battery 100 use such thickness-related conductive washers.

フレーム２１０に位置決め支持されている単電池２１４の電極タブ２１５Ｂとフレーム２２０に位置決め支持されている単電池２２４の電極タブ２２５Ｂは、それぞれのフレームに設けられている開口部２１７Ａ、２１７Ｂの両側から図示しない冶具で加圧され超音波溶接が施される。 The electrode tab 215B of the unit cell 214 that is positioned and supported on the frame 210 and the electrode tab 225B of the unit cell 224 that is positioned and supported on the frame 220 are shown from both sides of the openings 217A and 217B provided in the respective frames. Pressure is applied with a jig that does not, and ultrasonic welding is performed.

フレーム２３０（絶縁ワッシャ埋め込みフレーム）の一端部には絶縁ワッシャ２３２が埋め込まれ、フレーム２３０の周囲にはフレーム２１０と同様の周縁支持部２３８が形成され、また、周縁支持部２３８によって囲まれているフレーム２３０の中央部分は開口されている。フレーム２３０の他端部にはフレーム２１０と同様の開口部２１７Ｃが設けられている。単電池２３４の一方の電極タブ２３５Ａは絶縁ワッシャ２３２および導通ワッシャ２２２と接触する。フレーム２２０とフレーム２３０を積層すると、開口部２１７Ｃの存在によって、単電池２３４の電極タブ２３５Ｂが溶接済みの下側の電極タブ２１５Ｂ、２２５Ｂと接触してしまうので、電極タブ２２５Ｂの上側には絶縁テープ２５０Ａが貼り付けてある。 An insulating washer 232 is embedded at one end of the frame 230 (insulating washer embedded frame), and a peripheral support portion 238 similar to the frame 210 is formed around the frame 230, and is surrounded by the peripheral support portion 238. A central portion of the frame 230 is opened. An opening 217 C similar to that of the frame 210 is provided at the other end of the frame 230. One electrode tab 235 A of the unit cell 234 is in contact with the insulating washer 232 and the conductive washer 222. When the frame 220 and the frame 230 are laminated, the electrode tab 235B of the unit cell 234 comes into contact with the welded lower electrode tabs 215B and 225B due to the presence of the opening 217C, so that insulation is provided above the electrode tab 225B. Tape 250A is affixed.

フレーム２６５（導通ワッシャ埋め込みフレーム）の一端部には導通ワッシャ２６６が埋め込まれ、このフレーム２６５の上に積層される中間ヒートシンク３２５の載置部２７３が形成されている。また、フレーム２６５の周囲にはフレーム２１０と同様の周縁支持部２７８が形成され、また、周縁支持部２７８によって囲まれているフレーム２６５の中央部分は開口されている。フレーム２６５の他端部にはフレーム２１０と同様の開口部２７７Ｄが設けられている。単電池２７４の一方の電極タブ２７５Ａは導通ワッシャ２６６と接触している。なお、導通ワッシャ２６６の厚みは、絶縁ワッシャまたは導通ワッシャの厚み（絶縁ワッシャの厚み＝導通ワッシャの厚み）に中間ヒートシンク３２５の厚みを加えた厚みに等しくしている。 A conductive washer 266 is embedded in one end of the frame 265 (conductive washer embedded frame), and a mounting portion 273 for an intermediate heat sink 325 laminated on the frame 265 is formed. Further, a peripheral support portion 278 similar to the frame 210 is formed around the frame 265, and a central portion of the frame 265 surrounded by the peripheral support portion 278 is opened. The other end of the frame 265 is provided with an opening 277D similar to the frame 210. One electrode tab 275 A of the unit cell 274 is in contact with the conductive washer 266. Note that the thickness of the conductive washer 266 is equal to the thickness of the insulating washer or the conductive washer (the thickness of the insulating washer = the thickness of the conductive washer) plus the thickness of the intermediate heat sink 325.

図２および図３ではヒートシンク３５０と中間ヒートシンク３２５との間に４枚のフレームしか介在されていないが、実際には、ヒートシンク３５０と中間ヒートシンク３２５との間に、下側の層から（絶縁ワッシャ埋め込みフレーム）−（導通ワッシャ埋め込みフレーム）−（絶縁ワッシャ埋め込みフレーム）−（導通ワッシャ埋め込みフレーム）−（絶縁ワッシャ埋め込みフレーム）−（導通ワッシャ埋め込みフレーム）という順番でフレームが６枚積層される。 2 and 3, only four frames are interposed between the heat sink 350 and the intermediate heat sink 325, but actually, the lower layer (insulating washer) is interposed between the heat sink 350 and the intermediate heat sink 325. Six frames are stacked in the following order: embedded frame)-(conductive washer embedded frame)-(insulated washer embedded frame)-(conductive washer embedded frame)-(insulated washer embedded frame)-(conductive washer embedded frame).

フレーム２６５の載置部２７３には中間ヒートシンク３２５が載せられる。中間ヒートシンク３２５と導通ワッシャ２６６とはフレーム２６５によって絶縁されている。 An intermediate heat sink 325 is mounted on the mounting portion 273 of the frame 265. The intermediate heat sink 325 and the conductive washer 266 are insulated by the frame 265.

中間ヒートシンク３２５の上側にはさらに（６枚のフレーム）−（中間ヒートシンク）−（６枚のフレーム）−（中間ヒートシンク）−（６枚のフレーム）−ヒートシンク３００がこの順番で積層される。ヒートシンク３００の直下のフレーム２４０は、フレーム２２０と同様の構成となっている。つまり、フレーム２４０には導通ワッシャ２４２が埋め込まれ、フレーム２１０と同様の周縁支持部２４８が形成され、また、周縁支持部２４８によって囲まれているフレーム２４０の中央部分は開口されている。フレーム２４０の他端部にはフレーム２１０と同様の開口部２１７Ｅが設けられている。単電池２４４の一方の電極タブ２４５Ａは導通ワッシャ２４２と接触している。図示はしていないが、単電池２４４の電極タブ２４５Ｂはその下側に位置する単電池の電極タブと超音波溶接されている。電極タブ２４５Ｂの上側にはヒートシンク３００との絶縁を図るため絶縁テープ２５０Ｂが貼り付けられている。 On the upper side of the intermediate heat sink 325, (six frames)-(intermediate heat sink)-(six frames)-(intermediate heat sink)-(six frames) -heat sink 300 are stacked in this order. The frame 240 immediately below the heat sink 300 has the same configuration as the frame 220. That is, the conductive washer 242 is embedded in the frame 240, a peripheral support portion 248 similar to the frame 210 is formed, and a central portion of the frame 240 surrounded by the peripheral support portion 248 is opened. The other end of the frame 240 is provided with an opening 217E similar to the frame 210. One electrode tab 245 A of the unit cell 244 is in contact with the conductive washer 242. Although not shown, the electrode tab 245B of the unit cell 244 is ultrasonically welded to the electrode tab of the unit cell located therebelow. An insulating tape 250B is affixed on the upper side of the electrode tab 245B in order to insulate from the heat sink 300.

積層されたすべてのフレームは通しボルト２７０とボルト２７１とによって固定される。ナット２７１と導通ワッシャ２４２との間には絶縁ワッシャ２７８、ワッシャ２７９が介在しているが、絶縁ワッシャ２７８はバスバー２６２の絶縁用として、ワッシャ２７９は絶縁ワッシャ２７８がセラミック製のためその破損防止用として、それぞれ用いられる。 All the laminated frames are fixed by through bolts 270 and bolts 271. An insulating washer 278 and a washer 279 are interposed between the nut 271 and the conductive washer 242, but the insulating washer 278 is for insulating the bus bar 262, and the washer 279 is made of ceramic and is used for preventing damage. Respectively.

ヒートシンク３５０には積層されている単電池をその単電池の配列方向に隣接する単電池と電気的に接続するためのバスバー２６０が設けられている。バスバー２６０は絶縁ワッシャ２６１によってヒートシンク３５０と絶縁されている。バスバー２６０にはその周囲を絶縁処理した通しボルト２７０が機械的に接続されている。組電池１００に存在しているバスバー２６０、２６２、２６４と通しボルト２７０、２７５、２８０、２８５とは図４に示すように連結されている。通しボルト２７０、２７５、２８０、２８５はヒートシンク３５０の底面から立設され、通しボルト２７０、２７５、２８０、２８５は積層されている単電池同士をバスバー２６０、２６２、２６４によって直列に接続する。 The heat sink 350 is provided with a bus bar 260 for electrically connecting the stacked unit cells to the unit cells adjacent in the arrangement direction of the unit cells. The bus bar 260 is insulated from the heat sink 350 by an insulating washer 261. A through bolt 270 whose periphery is insulated is mechanically connected to the bus bar 260. The bus bars 260, 262, 264 and through bolts 270, 275, 280, 285 existing in the assembled battery 100 are connected as shown in FIG. The through bolts 270, 275, 280, 285 are erected from the bottom surface of the heat sink 350, and the through bolts 270, 275, 280, 285 connect the stacked unit cells in series by the bus bars 260, 262, 264.

図２および図３において、これらの図が図４のＡ−Ａ断面を表しているとするならば、符番２６２は電力端子４５０Ａに繋がる部材２６３を、これらの図が図４のＢ−Ｂ断面を表しているとするならば、符番２６２はバスバーをそれぞれ表すことになる。 2 and 3, if these figures represent the AA cross section of FIG. 4, the reference numeral 262 indicates the member 263 connected to the power terminal 450A, and these figures indicate the BB of FIG. If the cross section is represented, the number 262 represents each bus bar.

ヒートシンク３００と３５０が電池ユニット２００を介在させた状態でボルトおよびナット３１０Ａ〜３１０Ｆによって固定され、４本の通しボルトが４個の連結端子で締め付けられると、組電池１００を構成する単電池は図５に示すように直列に接続される。 When the heat sinks 300 and 350 are fixed by bolts and nuts 310A to 310F with the battery unit 200 interposed therebetween and the four through bolts are tightened by the four connecting terminals, the single battery constituting the assembled battery 100 is shown in FIG. 5 are connected in series.

組電池１００は、２４個の単電池が積層された４列の単電池積層体を有しているが、図５に示すように、各単電池積層体４００、４１０、４２０、４３０は、単電池がその積層方向にすべて直列に接続されている。すなわち、単電池積層体４００の左側の単電池同士の接続（図中の×印部分）は超音波溶接によって行われ、単電池同士の絶縁（図中の四角印部分）は絶縁テープ（たとえば図２の２５０Ａ、２５０Ｂ）によって行われている。一方、単電池積層体４００の右側の単電池同士の接続（図中の○印部分）は導通ワッシャ（たとえば図２の２２２、２６６など）によって行われ、単電池同士の絶縁（図示三角印部分）は絶縁ワッシャによって行われている。したがって、組電池１００が組み上がると、単電池積層体４００を構成するすべての単電池が直列に接続される。他の単電池積層体４１０、４２０、４３０も同一の構造によりすべての単電池が直列に接続される。 The assembled battery 100 has a four-row unit cell stack in which 24 unit cells are stacked. As shown in FIG. 5, each unit cell stack 400, 410, 420, 430 is a single unit. The batteries are all connected in series in the stacking direction. That is, the connection between the cells on the left side of the cell stack 400 is performed by ultrasonic welding, and the insulation between the cells (the square mark in the drawing) is the insulating tape (for example, FIG. 2 250A, 250B). On the other hand, the cells on the right side of the cell stack 400 are connected to each other by a conduction washer (for example, 222, 266 in FIG. 2), and the cells are insulated (the triangular marks in the figure). ) Is done by insulating washers. Therefore, when the assembled battery 100 is assembled, all the unit cells constituting the unit cell stack 400 are connected in series. In the other cell stacks 410, 420, and 430, all the cells are connected in series with the same structure.

各単電池積層体４００、４１０、４２０、４３０は、さらにヒートシンク（図２の３００、３５０）に取り付けられたバスバー２６０、２６２、２６４（図４参照）によって直列に接続される。このように、組電池１００を構成するすべての単電池は直列に接続される。このような接続方法を採用すると、電力端子４５０Ａ、４５０Ｂの接続部を一方向（ヒートシンク３００の上側）のみにすることができるので、組電池設置後の電力配線が行いやすくなり生産性が向上する。 Each cell stack 400, 410, 420, 430 is further connected in series by bus bars 260, 262, 264 (see FIG. 4) attached to a heat sink (300, 350 in FIG. 2). In this way, all the single cells constituting the assembled battery 100 are connected in series. When such a connection method is adopted, the connection portions of the power terminals 450A and 450B can be made only in one direction (upper side of the heat sink 300), so that power wiring after the assembled battery is easily installed and productivity is improved. .

組電池１００の全体の構造は以上のとおりである。次に、組電池を構成する主要な構成要素について詳細に説明する。 The overall structure of the assembled battery 100 is as described above. Next, main components constituting the assembled battery will be described in detail.

（単電池）
本実施の形態で用いる単電池２１４は、図６に示すような矩形状の扁平型積層二次電池であり、少なくとも正極板と負極板を順に積層した積層型の発電要素を内部に備えており、例えば、特開２００３−０５９４８６号公報に開示されているような構造を持つものである。単電池２１４はその外装材としてラミネートフィルムが用いられ、内蔵されている発電要素は単電池２１４の周縁部が熱融着接合されることで封止される。単電池２１４の長手方向両側面からは電極タブ２１５Ａ、２１５Ｂが引き出されている。電極タブ２１５Ａは＋の電極タブでありたとえば厚さ０．２ｍｍ程度のアルミニウム薄板で構成されている。一方、電極タブ２１５Ｂは−の電極タブでありたとえば厚さ０．２ｍｍ程度の銅の薄板で構成されている。両電極タブ２１５Ａ、２１５Ｂには通しボルト（図２の２７０）を挿入するための挿入孔２７２Ａ、２７２Ｂが開口されている。なお、熱融着接合されている単電池２１４の周縁部２１６はフレームに形成されている保持部で位置決め保持される。単電池の積層方向は、この発電要素を構成する正極板と負極板の積層方向と同一の方向である。 (Single cell)
The unit cell 214 used in this embodiment is a rectangular flat-type laminated secondary battery as shown in FIG. 6, and includes a laminated-type power generation element in which at least a positive electrode plate and a negative electrode plate are sequentially laminated. For example, it has a structure as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-059486. A laminating film is used as the exterior material of the unit cell 214, and the built-in power generation element is sealed by heat-sealing the peripheral part of the unit cell 214. Electrode tabs 215 A and 215 B are drawn out from both side surfaces of the unit cell 214 in the longitudinal direction. The electrode tab 215A is a positive electrode tab, and is made of, for example, an aluminum thin plate having a thickness of about 0.2 mm. On the other hand, the electrode tab 215B is a negative electrode tab, and is composed of, for example, a thin copper plate having a thickness of about 0.2 mm. Insertion holes 272A and 272B for inserting through bolts (270 in FIG. 2) are opened in both electrode tabs 215A and 215B. The peripheral portion 216 of the unit cell 214 that is heat-sealed and joined is positioned and held by a holding portion formed on the frame. The stacking direction of the unit cells is the same as the stacking direction of the positive electrode plate and the negative electrode plate constituting the power generation element.

本実施の形態では図６のように対抗する２辺に別々の極性の電極タブが取り付けられているタイプの単電池を用いて組電池１００を構成しているが、特開２００３−０５９４８６号公報に開示されているように、１辺のみに別々の極性の電極タブが取り付けられているタイプの単電池を用いて組電池１００を構成しても良い。ただ、このタイプの単電池を用いた場合には、フレームの構造や単電池同士の接続方法は本実施の形態とは大きく異なる。また、本実施の形態では、１つの扁平型電池を単電池としているが、直列接続された複数の電池、または並列接続された複数の電池、直列と並列の接続を交えて接続された複数の電池をそれぞれ単電池としてフレームに保持させても良い。 In the present embodiment, the assembled battery 100 is configured by using a unit cell in which electrode tabs of different polarities are attached to two opposing sides as shown in FIG. 6, but JP-A-2003-059486 is disclosed. 1, the assembled battery 100 may be configured using a unit cell in which electrode tabs of different polarities are attached to only one side. However, when this type of single cell is used, the structure of the frame and the method of connecting the single cells are greatly different from those of the present embodiment. Further, in this embodiment, one flat battery is a single battery, but a plurality of batteries connected in series, a plurality of batteries connected in parallel, or a plurality of batteries connected in series and parallel are connected. The batteries may be held on the frame as single cells.

（フレーム）
本実施の形態で用いるフレームは、図７Ａに示すような絶縁ワッシャ埋め込みフレーム２１０、図７Ｂに示すような導通ワッシャ埋め込みフレーム２２０の２種類である。 (flame)
There are two types of frames used in this embodiment: an insulating washer embedded frame 210 as shown in FIG. 7A and a conductive washer embedded frame 220 as shown in FIG. 7B.

絶縁ワッシャ埋め込みフレーム２１０は、その一端部２1０Ａに絶縁ワッシャ２１２が埋め込まれている。絶縁ワッシャ２１２の厚みはフレーム２１０の厚みよりも若干厚く単電池の厚みよりも薄くなっている。 The insulating washer embedded frame 210 has an insulating washer 212 embedded in one end portion 210A thereof. The thickness of the insulating washer 212 is slightly larger than the thickness of the frame 210 and smaller than the thickness of the unit cell.

導通ワッシャ埋め込みフレーム２２０は、その一端部２２０Ａに導通ワッシャ２２２が埋め込まれている。導通ワッシャ２２２の厚みは絶縁ワッシャと同様、フレーム２２０の厚みよりも若干厚く単電池の厚みよりも薄くなっている。導通ワッシャは、フレームに保持されている単電池の一方の電極タブを積層方向に隣接する他のフレームに保持されている単電池の一方の電極タブと電気的に接続する第１接続手段としての機能を備えている。 The conductive washer embedded frame 220 has a conductive washer 222 embedded in one end 220A thereof. Similar to the insulating washer, the thickness of the conductive washer 222 is slightly larger than the thickness of the frame 220 and smaller than the thickness of the unit cell. The conduction washer serves as a first connection means for electrically connecting one electrode tab of the single cell held by the frame to one electrode tab of the single cell held by another frame adjacent in the stacking direction. It has a function.

上記の各フレーム２１０、２２０は、図７に示すように、１の平面上に配列される４個の単電池を位置決め保持する保持部を備えている。すなわち、単電池２１４（図６参照）の周縁部２１６の少なくとも１部を支持する周縁支持部２１８、２２８と、単電池２１４を位置決めする位置決め部とを備えている。なお、位置決め部とは、周縁支持部２１８、２２８の周囲に形成され、単電池２１４の周縁端がはまり込むように形取られている部分である。フレーム２１０、２２０の２隅には図示しないロケートピンを挿入する図示しないロケートピン挿入孔が開口されている。 As shown in FIG. 7, each of the frames 210 and 220 includes a holding unit that positions and holds four unit cells arranged on one plane. That is, it includes peripheral support portions 218 and 228 that support at least one peripheral portion 216 of the unit cell 214 (see FIG. 6), and a positioning unit that positions the unit cell 214. The positioning portion is a portion that is formed around the peripheral edge supporting portions 218 and 228 and is shaped so that the peripheral edge of the unit cell 214 is fitted. Locating pin insertion holes (not shown) for inserting locating pins (not shown) are opened at two corners of the frames 210 and 220.

単電池はフレームの位置決め部によってその位置が固定され、周縁支持部でその周縁部が支持される。単電池の周縁部とフレームの周縁支持部は両面テープで仮止めされる。したがって、製造段階において単電池をフレームに載置した状態で容易に搬送することができる。 The position of the cell is fixed by the positioning part of the frame, and the peripheral part is supported by the peripheral support part. The peripheral part of the cell and the peripheral support part of the frame are temporarily fixed with a double-sided tape. Therefore, the unit cell can be easily transported in a state of being placed on the frame in the manufacturing stage.

各フレームの端部（図７の手前側と奥側）には図８に示すような電圧検出用端子５００が取り付けられている。電圧検出用端子５００は各単電池の電圧を検出するために設けられている端子である。図７に示したように、各フレーム２１０、２２０には単電池が４個ずつ保持されるので、電圧検出用端子５００は、各フレームの１の長辺側（図７の手前側の端部）に４個、他の１の長辺側（図７の奥側の端部）に４個、合計８個設けられている。 A voltage detection terminal 500 as shown in FIG. 8 is attached to the end of each frame (front side and back side in FIG. 7). The voltage detection terminal 500 is a terminal provided for detecting the voltage of each unit cell. As shown in FIG. 7, four cells are held in each frame 210, 220, so the voltage detection terminal 500 is connected to the long side of one side of each frame (the end on the near side in FIG. 7). ) And four on the other long side (the end on the back side in FIG. 7), a total of eight.

図９に示すように、フレームに単電池２１４を載せると、単電池２１４の電極タブ２１５Ａの一部が電圧検出用端子５００と重なる。この重なった部分に超音波溶接を施して電極タブ２１５Ａと電圧検出用端子５００を電気的に接続する。同様にこのフレームに設けられている残りの７個の電圧検出用端子も各単電池の電極タブと超音波溶接によって接続される。 As shown in FIG. 9, when the unit cell 214 is placed on the frame, a part of the electrode tab 215 A of the unit cell 214 overlaps the voltage detection terminal 500. The overlapped portion is subjected to ultrasonic welding to electrically connect the electrode tab 215A and the voltage detection terminal 500. Similarly, the remaining seven voltage detection terminals provided on the frame are also connected to the electrode tabs of the individual cells by ultrasonic welding.

図１に示したようにフレームが積層され電池ユニット２００が形成されると、図１０に示すように、電圧検出用端子５００はフレームの積層方向に規則正しい間隔で１列ずつ配列される。各フレームにはその長辺側の２辺に４個ずつの電圧検出用端子５００が設けられているので、組電池ユニット２００には図１に示すように、その手前側の長辺に４列の電圧検出用端子が、その奥側の長辺にも４列の電圧検出用端子がそれぞれ配列される。それぞれの列を成す電圧検出用端子５００には電圧検出線接続基板５１０Ａ〜５１０Ｈが図１１に示すように取り付けられる。図示されていないが、各電圧検出線接続基板５１０Ａ〜５１０Ｈから引き出された電線は、個々の単電池の電圧を検出しその充放電を制御する外部の制御装置に接続される。 When the battery unit 200 frames are stacked as shown in FIG. 1 is formed, as shown in FIG. 10, the voltage detecting terminal 500 are arranged column by column at regular intervals in the stacking direction of the frame. Since each frame has four voltage detection terminals 500 on two sides on the long side, the assembled battery unit 200 has four rows on the long side on the front side as shown in FIG. The voltage detection terminals are arranged in four rows on the long side on the back side. The voltage detection line connection substrates 510A to 510H are attached to the voltage detection terminals 500 forming the respective columns as shown in FIG. Although not shown, the electric wires drawn out from the voltage detection line connection boards 510A to 510H are connected to an external control device that detects the voltage of each unit cell and controls its charge / discharge.

電圧検出線接続基板５１０Ａ〜５１０Ｈには、図１２に示すように、接続クリップ５２０Ａ、５２０Ｂ、５２０Ｃ、…５２０Ｎ（２４個）が取り付けられている。各接続クリップは、一列に配列されているそれぞれの電圧検出用端子５００と対応する位置に取り付けられている。 As shown in FIG. 12, connection clips 520A, 520B, 520C,... 520N (24 pieces) are attached to the voltage detection line connection substrates 510A to 510H. Each connection clip is attached to a position corresponding to each voltage detection terminal 500 arranged in a line.

したがって、一列に並んでいる２４個の電圧検出用端子５００に対して１つの電圧検出線接続基板５１０を取り付けることによって２４個の電圧検出用端子５００に接続クリップ５２０をワンタッチで一度に取り付けることができる。このように、電圧検出用端子５００への配線作業は、電圧検出線接続基板５１０を電池ユニット２００の手前側と奥側に４個ずつ（図１１参照）取り付けるだけで完了するので、配線作業が効率化され作業性が向上する。 Therefore, by attaching one voltage detection line connection substrate 510 to the 24 voltage detection terminals 500 arranged in a line, the connection clip 520 can be attached to the 24 voltage detection terminals 500 at a time with one touch. it can. Thus, the wiring work to the voltage detection terminal 500 is completed simply by attaching four voltage detection line connection substrates 510 to the front side and the back side of the battery unit 200 (see FIG. 11). Efficiency is improved and workability is improved.

［実施の形態２］
実施の形態２で説明する組電池は実施の形態１とほぼ同一の構造を有している。しかしながら、実施の形態１では各フレームの両側面に単電池の電圧を検出するための電圧検出用端子が取り付けられていたが、実施の形態２では各フレームの片側面にのみ電圧検出用端子が取り付けられている。また、電圧検出用端子に取り付けられる電圧検出線接続基板には実施の形態１とは異なり電圧検出用端子との間の位置調整機能が備えられている。 [Embodiment 2]
The assembled battery described in the second embodiment has almost the same structure as that of the first embodiment. However, in the first embodiment, the voltage detection terminals for detecting the voltage of the unit cell are attached to both side surfaces of each frame. However, in the second embodiment, the voltage detection terminals are provided only on one side surface of each frame. It is attached. Further, unlike the first embodiment, the voltage detection line connection substrate attached to the voltage detection terminal is provided with a position adjusting function with respect to the voltage detection terminal.

図１３は、本実施の形態で使用されるフレームであって、電圧検出用端子が取り付けられている部分の拡大図である。フレーム２１０は図７に示したように４個の単電池２１４を保持できるものであるが、この図では１個の単電池２１４を保持している部分のみを拡大している。フレーム２１０には、単電池２１４をフレーム２１０に保持させたときに単電池２１４の電極タブ２１５Ａが位置される部分に電圧検出用端子５３０Ａが、電極タブ２１５Ｂが位置される部分に電極端子５３２がそれぞれ設けられている。さらに、電圧検出用端子５３０Ａに隣接して電圧検出用端子５３０Ｂが設けられている。電圧検出用端子５３０Ｂは電極引き出し線５４０によって電極端子５３２と接続される。図５に示したように、フレーム２１０には単電池が４個保持されるので、電圧検出用端子５３０（５３０Ａと５３０Ｂ）は、フレームの１の長辺側（図５の手前側の端部）に８個、電極端子５３２は他の１の長辺側（図５の奥側の端部）に４個設けられている。 FIG. 13 is an enlarged view of a part used in the present embodiment, to which a voltage detection terminal is attached. As shown in FIG. 7, the frame 210 can hold four unit cells 214, but in this drawing, only the portion holding one unit cell 214 is enlarged. The frame 210 has a voltage detection terminal 530A at a portion where the electrode tab 215A of the unit cell 214 is positioned when the unit cell 214 is held on the frame 210, and an electrode terminal 532 at a portion where the electrode tab 215B is positioned. Each is provided. Further, a voltage detection terminal 530B is provided adjacent to the voltage detection terminal 530A. The voltage detection terminal 530B is connected to the electrode terminal 532 by an electrode lead line 540. As shown in FIG. 5, since four cells are held in the frame 210, the voltage detection terminals 530 (530A and 530B) are on the long side of the frame 1 (the end on the front side in FIG. 5). 8) and four electrode terminals 532 are provided on the other long side (the end on the back side in FIG. 5).

図１３に示すように、フレーム２１０に単電池２１４を載せると、単電池２１４の電極タブ２１５Ａの一部が電圧検出用端子５３０Ａと重なる。また、単電池２１４の電極タブ２１５Ｂの一部が電極端子５３２と重なる。これらの重なった部分に超音波溶接を施して電極タブ２１５Ａと電圧検出用端子５３０Ａを、また、電極タブ２１５Ｂと電極端子５３２を電気的に接続する。同様にこのフレームに設けられている残りの電圧検出用端子と電極端子も各単電池の電極タブと超音波溶接によって接続される。電極端子５３２と電圧検出用端子５３０Ｂとは電極引き出し線５４０によって接続されているので、フレーム２１０の一方の側のみから単電池の電圧が検出できるようになる。つまり、電池ユニット２００の一方側に電圧検出線接続基板を取り付けることによって電圧検出用端子と外部の制御装置とを接続することができるようになり、実施の形態１の場合よりも配線作業が効率化され作業性が向上する。 As shown in FIG. 13, when the unit cell 214 is mounted on the frame 210, a part of the electrode tab 215A of the unit cell 214 overlaps the voltage detection terminal 530A. In addition, a part of the electrode tab 215 B of the unit cell 214 overlaps with the electrode terminal 532. These overlapping portions are ultrasonically welded to electrically connect the electrode tab 215A and the voltage detection terminal 530A, and the electrode tab 215B and the electrode terminal 532 electrically. Similarly, the remaining voltage detection terminals and electrode terminals provided in the frame are also connected to the electrode tabs of the individual cells by ultrasonic welding. Since the electrode terminal 532 and the voltage detection terminal 530B are connected by the electrode lead wire 540, the voltage of the unit cell can be detected from only one side of the frame 210. That is, the voltage detection terminal and the external control device can be connected by attaching the voltage detection line connection board to one side of the battery unit 200, and the wiring work is more efficient than in the case of the first embodiment. Workability is improved.

具体的には、図１に示したようにフレームが積層され電池ユニット２００が形成されると、電圧検出用端子５３０Ａ、５３０Ｂはフレームの積層方向に規則正しい間隔で１列ずつ配列される。各フレームにはその長辺側の１辺に２個を１組とする８個ずつの電圧検出用端子５３０が設けられているので、電池ユニット２００には、その手前側の長辺に８列（２列１組）の電圧検出用端子が配列される。２列を１組とする電圧検出用端子５３０には、後述するような構成の電圧検出線接続基板が取り付けられる。 Specifically, as shown in FIG. 1, when the frames are stacked and the battery unit 200 is formed, the voltage detection terminals 530A and 530B are arranged one by one at regular intervals in the frame stacking direction. Each frame is provided with eight voltage detection terminals 530, one set of two on one side of the long side, so the battery unit 200 has eight rows on the long side on the front side. The voltage detection terminals of (two rows and one set) are arranged. A voltage detection line connection board having a configuration as described later is attached to the voltage detection terminals 530 that form a set of two rows.

次に、本実施の形態で使用される電圧検出線接続基板について説明する。以下に説明する電圧検出線接続基板は電圧検出用端子との間で位置調整を行う機能が備えられている。このように位置調整機能を設けるのは、前述のように単電池の厚みは必ずしも同一ではないために、単電池積層方向の電圧検出用端子の位置も微妙に異なるからであり、多少位置が異なっていたとしても、支障なく電圧検出用端子にコネクタを接続することができるようにするためである。 Next, the voltage detection line connection board used in the present embodiment will be described. The voltage detection line connection board described below has a function of adjusting the position with the voltage detection terminal. The position adjustment function is provided in this way because the thickness of the unit cells is not necessarily the same as described above, and the position of the voltage detection terminal in the unit cell stacking direction is slightly different. This is because the connector can be connected to the voltage detection terminal without any trouble.

本実施の形態では３つのタイプの電圧検出線接続基板について説明する。まず、第１のタイプの電圧検出線接続基板は基板自体が伸縮自在になっているもので、基板に取り付けられているコネクタの位置をこの伸縮によって調整できるようにしたものである。第２のタイプの電圧検出線接続基板はコネクタが基板上で首振り可能に取り付けられ、コネクタの位置をこの首振りによって調整できるようにしたものである。第３の電圧検出線接続基板は単電池の積層方向に９０度ひねった電圧検出用端子に係合する長孔を有し、コネクタの位置をこの長孔の幅で調整できるようにしたものである。 In this embodiment, three types of voltage detection line connection substrates will be described. First, the first type of voltage detection line connection board is such that the board itself can be extended and contracted, and the position of the connector attached to the board can be adjusted by this extension and contraction. The second type of voltage detection line connecting board has a connector mounted on the board so as to be able to swing, and the position of the connector can be adjusted by this swinging. The third voltage detection line connection board has a long hole that engages with a voltage detection terminal twisted 90 degrees in the cell stacking direction, and the position of the connector can be adjusted by the width of this long hole. is there.

第１のタイプの電圧検出線接続基板は図１４に示すように構成されている。図１４において、Ａは電圧検出線接続基板６００の正面図であり、Ｂはその側面図であり、Ｃはその背面図であり、Ｄは１つのコネクタをＡ方向から見た断面図である。 The first type voltage detection line connection substrate is configured as shown in FIG. In FIG. 14, A is a front view of the voltage detection line connection substrate 600, B is a side view thereof, C is a rear view thereof, and D is a cross-sectional view of one connector viewed from the A direction.

図１４に示す電圧検出線接続基板６００はアコーディオン状に折り曲げられた基板６１０にコネクタ６２０を取り付けたものである。図１４Ａでは５個のコネクタ６２０しか示されていないが、図１の組電池１００の場合には２４枚のフレームが積層されているため、実際には基板６１０に２４個のコネクタ６２０が取り付けられている。基板６１０は図１４Ｂに示すように、図示矢印方向に伸縮自在になっている。つまり図１の組電池１００に取り付ける場合には、基板６１０の伸縮状態に伴ってコネクタ６２０の位置を単電池の積層方向に変化させることができる。基板６１０の背面には図１４Ｃに示すように電圧検出用端子５３０Ａ、５３０Ｂと接触する各コネクタ内の電極６２２と外部の制御装置の接続端子とを接続するための検出線引き出しパターン６３０が形成されている。 A voltage detection line connection substrate 600 shown in FIG. 14 is obtained by attaching a connector 620 to a substrate 610 bent in an accordion shape. In FIG. 14A, only five connectors 620 are shown, but in the case of the assembled battery 100 of FIG. 1, 24 frames are stacked on the substrate 610 because 24 frames are actually stacked. ing. As shown in FIG. 14B, the substrate 610 can be expanded and contracted in the direction of the arrow. That is, when the battery pack 100 is attached to the assembled battery 100 in FIG. As shown in FIG. 14C, a detection line lead-out pattern 630 is formed on the back surface of the substrate 610 to connect the electrodes 622 in the connectors that are in contact with the voltage detection terminals 530A and 530B and the connection terminals of the external control device. ing.

この電圧検出線接続基板６００を図１の組電池１００に取り付ける場合、２４段にわたって上から下に整列している電圧検出用端子５３０に対し、図１４に示す一番上のコネクタから下に順番に差し込んで行く。電圧検出用端子５３０の位置がコネクタ６２０の位置と多少合わなくとも、コネクタ６２０の電圧検出用端子挿入口６２４は面取り加工がされているので、図１４Ｄに示すように、電圧検出用端子５３０は電極６２２内にスムースに誘導される。誘導後は、コネクタ６２０の位置が電圧検出用端子５３０の位置に一致するように基板６１０が伸縮する。したがって、単電池の厚みが不揃いであっても、すべての電圧検出用端子５３０にコネクタ６２０をスムースに取り付けることができ、配線作業が効率的に行われる。 When the voltage detection line connection substrate 600 is attached to the assembled battery 100 of FIG. 1, the voltage detection terminals 530 aligned from the top to the bottom over 24 levels are sequentially turned down from the top connector shown in FIG. Go into the. Even if the position of the voltage detection terminal 530 is not somewhat aligned with the position of the connector 620, the voltage detection terminal insertion port 624 of the connector 620 is chamfered, so that as shown in FIG. It is smoothly guided into the electrode 622. After the guidance, the board 610 expands and contracts so that the position of the connector 620 matches the position of the voltage detection terminal 530. Therefore, even if the thicknesses of the cells are not uniform, the connectors 620 can be smoothly attached to all the voltage detection terminals 530, and the wiring work can be performed efficiently.

第２のタイプの電圧検出線接続基板は図１５に示すように構成されている。図１５において、Ａは電圧検出線接続基板６５０の正面図であり、Ｂはその側面図であり、Ｃはその背面図であり、Ｄは１つのコネクタをＡ方向から見た断面図である。 The second type voltage detection line connection substrate is configured as shown in FIG. In FIG. 15, A is a front view of the voltage detection line connection board 650, B is a side view thereof, C is a rear view thereof, and D is a cross-sectional view of one connector viewed from the A direction.

図１５に示す電圧検出線接続基板６５０は平板状の基板６６０にコネクタ６７０を取り付けたものである。コネクタ６７０は基板６６０に直接取り付けられているのではなく、絶縁体の弾性スペーサ６８０を介して基板６６０から浮いた状態で取り付けられている。したがって、各コネクタ６７０は図１５Ｂに示すように個別に上下方向（単電池の積層方向）に首を振ることができるようになっている。図１５Ａ、Ｂでは５個のコネクタ６７０しか示されていないが、図１の組電池１００の場合には２４枚のフレームが積層されているため、実際には基板６６０に２４個のコネクタ６７０が取り付けられている。基板６６０の背面には図１５Ｃに示すように電圧検出用端子５３０Ａ、５３０Ｂと接触する各コネクタ内の電極６７２と外部の制御装置の接続端子とを接続するための検出線引き出しパターン６９０が形成されている。 A voltage detection line connection board 650 shown in FIG. 15 is obtained by attaching a connector 670 to a flat board 660. The connector 670 is not directly attached to the substrate 660 but is attached in a state of being floated from the substrate 660 via an insulating elastic spacer 680. Accordingly, each connector 670 can individually swing its head in the vertical direction (unit cell stacking direction) as shown in FIG. 15B. Although only five connectors 670 are shown in FIGS. 15A and 15B, in the case of the assembled battery 100 of FIG. 1, 24 frames 670 are actually stacked on the substrate 660 because 24 frames are stacked. It is attached. As shown in FIG. 15C, a detection line lead-out pattern 690 for connecting the electrode 672 in each connector that contacts the voltage detection terminals 530A and 530B and the connection terminal of the external control device is formed on the back surface of the substrate 660. ing.

この電圧検出線接続基板６６０を図１の組電池１００に取り付ける場合、２４段にわたって上から下に整列している電圧検出用端子５３０に対し、図１５に示す電圧検出線接続基板６６０を押し付け、電圧検出線接続基板６６０に取り付けられている２４個のコネクタ６７０をすべての電圧検出用端子５３０に一気に差し込む。電圧検出用端子５３０の位置が多少ずれていても、各コネクタ６７０は上下方向に首を振ることができるようになっており、また、コネクタ６７０の電圧検出用端子挿入口６７４は面取り加工がされているので、図１５Ｄに示すように、電圧検出用端子５３０は電極６７２内にスムースに誘導される。誘導後は、コネクタ６７０の首振りの角度が電圧検出用端子５３０の位置に応じて調整される。したがって、単電池の厚みが不揃いであっても、すべての電圧検出用端子５３０にコネクタ６７０をスムースに取り付けることができ、配線作業が効率的に行われる。 When the voltage detection line connection board 660 is attached to the assembled battery 100 of FIG. 1, the voltage detection line connection board 660 shown in FIG. 15 is pressed against the voltage detection terminals 530 aligned from the top to the bottom over 24 stages. The 24 connectors 670 attached to the voltage detection line connection board 660 are inserted into all the voltage detection terminals 530 at once. Even if the position of the voltage detection terminal 530 is slightly shifted, each connector 670 can swing its head vertically, and the voltage detection terminal insertion port 674 of the connector 670 is chamfered. Therefore, as shown in FIG. 15D, the voltage detection terminal 530 is smoothly guided into the electrode 672. After the guidance, the swing angle of the connector 670 is adjusted according to the position of the voltage detection terminal 530. Therefore, even if the thicknesses of the cells are not uniform, the connectors 670 can be smoothly attached to all the voltage detection terminals 530, and the wiring work can be performed efficiently.

第３のタイプの電圧検出線接続基板は図１６に示すように構成されている。図１６において、Ａは電圧検出線接続基板７００の正面図であり、Ｂはその側面図であり、Ｃはその背面図であり、Ｄは１つのコネクタをＡ方向から見た断面図である。 The third type voltage detection line connection substrate is configured as shown in FIG. In FIG. 16, A is a front view of the voltage detection line connection substrate 700, B is a side view thereof, C is a rear view thereof, and D is a cross-sectional view of one connector viewed from the A direction.

図１６に示す電圧検出線接続基板７００は平板状の基板７１０にコネクタ７２０を直接取り付けたものである。このコネクタ７２０には、図１６Ａに示すように、縦方向（単電池の積層方向）に伸びる電圧検出用端子が接続される。したがって、このコネクタ７２０を用いる場合には、電圧検出用端子５３０を単電池の積層方向に９０度ひねって取り付けなければならない。図１３に示す電圧検出用端子５３０を９０度ひねった場合、単電池の厚みよりも電圧検出端子５３０の単電池積層方向の長さのほうが大きくなるので、コネクタ７２０は図１６Ａのように千鳥状に配置している。もちろん、このコネクタ７２０の配置に応じて電圧検出用端子５３０をフレームに取り付けなければならない。基板７１０の背面には図１６Ｃに示すように電圧検出用端子５３０Ａ、５３０Ｂと接触する各コネクタ内の電極と外部の制御装置の接続端子とを接続するための検出線引き出しパターン７４０が形成されている。図１６Ａ、Ｂ、Ｃでは５個のコネクタ７２０しか示されていないが、図１の組電池１００の場合には２４枚のフレームが積層されているため、実際には基板７１０に２４個のコネクタ７２０が取り付けられている。 A voltage detection line connection substrate 700 shown in FIG. 16 is obtained by directly attaching a connector 720 to a flat substrate 710. As shown in FIG. 16A, the connector 720 is connected to a voltage detection terminal extending in the vertical direction (unit cell stacking direction). Therefore, when this connector 720 is used, the voltage detection terminal 530 must be twisted 90 degrees in the cell stacking direction. When the voltage detection terminal 530 shown in FIG. 13 is twisted by 90 degrees, the length of the voltage detection terminal 530 in the unit cell stacking direction is larger than the thickness of the unit cell, so the connector 720 has a zigzag shape as shown in FIG. 16A. Is arranged. Of course, the voltage detection terminal 530 must be attached to the frame in accordance with the arrangement of the connector 720. As shown in FIG. 16C, a detection line lead-out pattern 740 is formed on the back surface of the substrate 710 to connect the electrodes in each connector that are in contact with the voltage detection terminals 530A and 530B and the connection terminals of the external control device. Yes. Although only five connectors 720 are shown in FIGS. 16A, 16B, and 16C, in the case of the assembled battery 100 of FIG. 1, 24 frames are actually stacked. 720 is attached.

この電圧検出線接続基板７００を図１の組電池１００に取り付ける場合、２４段にわたって上から下に整列している単電池の積層方向に９０度ひねられた電圧検出用端子５３０に対し、図１６に示す電圧検出線接続基板７００を押し付け、電圧検出線接続基板７００に取り付けられている２４個のコネクタ７２０をすべての電圧検出用端子５３０に一気に差し込む。電圧検出用端子５３０の位置が多少ずれていても、各コネクタ７２０には、図１６Ｄに示すように遊び部７２５（電圧検出用端子５３０の幅よりも電圧検出用端子挿入口７２８の幅の方がかなり大きい）が設けてあるので、この遊び部７２５で電圧検出用端子５３０の上下方向のばらつきが吸収でき、電圧検出用端子５３０はコネクタ７２０内にスムースに誘導される。したがって、単電池の厚みが不揃いであっても、すべての電圧検出用端子５３０にコネクタ７２０をスムースに取り付けることができ、配線作業が効率的に行われる。 When this voltage detection line connection substrate 700 is attached to the assembled battery 100 of FIG. 1, the voltage detection terminal 530 twisted 90 degrees in the stacking direction of the cells arranged from the top to the bottom over 24 levels is shown in FIG. Are pressed, and the 24 connectors 720 attached to the voltage detection line connection board 700 are inserted into all the voltage detection terminals 530 at once. Even if the position of the voltage detection terminal 530 is slightly shifted, each connector 720 has a play portion 725 (the width of the voltage detection terminal insertion port 728 is wider than the width of the voltage detection terminal 530 as shown in FIG. 16D). The play portion 725 can absorb variations in the vertical direction of the voltage detection terminal 530, and the voltage detection terminal 530 is smoothly guided into the connector 720. Therefore, even if the thicknesses of the cells are not uniform, the connectors 720 can be smoothly attached to all the voltage detection terminals 530, and the wiring work can be performed efficiently.

なお、このタイプの場合、第１、第２のタイプとは異なって、コネクタ７２０が平板状の電圧検出線接続基板７００に直接取り付けられているので、すべてのコネクタ７２０は固定されており、電圧検出用端子５３０に電圧検出線接続基板７００をきわめて容易に取り付けることができるようになる。 In the case of this type, unlike the first and second types, since the connector 720 is directly attached to the flat voltage detection line connection board 700, all the connectors 720 are fixed, and the voltage The voltage detection line connection substrate 700 can be attached to the detection terminal 530 very easily.

以上、本発明にかかる組電池は、フレームを用いて単電池を保持し積層するタイプのものを例示して説明したが、このタイプのものに限られず、フレームを用いずに単電池を積層するタイプのものにも適用可能である。 As described above, the assembled battery according to the present invention has been described by exemplifying a type in which a single cell is held and stacked using a frame, but is not limited to this type, and the single cell is stacked without using a frame. Applicable to types.

本発明にかかる組電池では、電圧検出用端子に電圧検出線接続基板をワンタッチで取り付けることができるようにしているので、組電池の生産効率を向上させることができる。 In the assembled battery according to the present invention, the voltage detection line connection substrate can be attached to the voltage detection terminal with one touch, so that the production efficiency of the assembled battery can be improved.

本発明にかかる組電池の外観を示す斜視図である（実施の形態１）。1 is a perspective view showing an external appearance of an assembled battery according to the present invention (Embodiment 1). 図１に示した組電池の主要な構成要素の積層状態を示す図１Ａ−Ａ方向の模式的な部分断面図である。FIG. 2 is a schematic partial cross-sectional view in the direction of FIG. 1A-A showing a stacked state of main components of the assembled battery shown in FIG. 1. 図２の一部拡大断面図である。It is a partially expanded sectional view of FIG. 図１に示した組電池のバスバーと通しボルトとの接続関係を示す図である。It is a figure which shows the connection relation of the bus bar and through-bolt of the assembled battery shown in FIG. 図１に示した組電池を構成する単電池相互間の接続状態を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the connection state between the single cells which comprise the assembled battery shown in FIG. 単電池の外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of a cell. 本発明にかかる組電池の各フレームの構成図である。It is a block diagram of each flame | frame of the assembled battery concerning this invention. 電圧検出用端子が取り付けられている部分のフレームの拡大図である。It is an enlarged view of the flame | frame of the part to which the terminal for voltage detection is attached. 単電池の電極タブと電圧検出用端子の溶接状態を示す図である。It is a figure which shows the welding state of the electrode tab of a cell, and the voltage detection terminal. 電池ユニットにおける電圧検出用端子の配列状態を示す図である。It is a figure which shows the arrangement | sequence state of the voltage detection terminal in a battery unit. 組電池に電圧検出線接続基板を取り付けた状態を示す図である。It is a figure which shows the state which attached the voltage detection line connection board | substrate to the assembled battery. 電圧検出線接続基板に設けられている接続クリップを示す図である。It is a figure which shows the connection clip provided in the voltage detection line connection board | substrate. 電圧検出用端子が取り付けられている部分のフレームの拡大図である（実施の形態２）。It is an enlarged view of the flame | frame of the part to which the terminal for voltage detection is attached (Embodiment 2). 電圧検出線接続基板の具体的な構成を示す図である。It is a figure which shows the specific structure of a voltage detection line connection board | substrate. 電圧検出線接続基板の具体的な構成を示す図である。It is a figure which shows the specific structure of a voltage detection line connection board | substrate. 電圧検出線接続基板の具体的な構成を示す図である。It is a figure which shows the specific structure of a voltage detection line connection board | substrate.

Explanation of symbols

１００組電池、
２００電池ユニット、
２１０、２２０、２３０フレーム、
２１２、２３２絶縁ワッシャ、
２１４、２２４、２３４、２４４、２７４単電池、
２１５Ａ、２１５Ｂ、２２５Ａ、２２５Ｂ、２３５Ａ、２３５Ｂ、２４５Ａ、２４５Ｂ、２７５Ａ、２７５Ｂ電極タブ、
２１６周縁部、
２１７Ａ、２１７Ｂ、２１７Ｃ、２１７Ｄ、２１７Ｅ開口部、
２１８、２２８、２３８、２４８周縁支持部、
２２２、２４２導通ワッシャ、
２５０Ａ、２５０Ｂ絶縁テープ、
２６０、２６２、２６４バスバー、
２７０、２７５、２８０、２８５通しボルト、
２７２Ａ、２７２Ｂ挿入孔、
３００、３５０ヒートシンク、
３１０Ａ〜３１０Ｆナット、
３２５中間ヒートシンク、
３８０〜３８５取り付け孔、
４００、４１０、４２０、４３０単電池積層体、
４５０Ａ、４５０Ｂ電力端子、
５００、５３０（５３０Ａ、５３０Ｂ）電圧検出用端子、
５１０Ａ〜５１０Ｈ電圧検出線接続基板、
５２０接続クリップ、
５３２電極端子、
５４０電極引き出し線、
６００、６５０、７００電圧検出線接続基板、
６１０、６６０、７１０基板、
６２０、６７０、７２０コネクタ、
６２２、６７２電極、
６２４、７２８電圧検出用端子挿入口、
６３０、７４０パターン、
６８０弾性スペーサ、
６９０パターン、
７２５遊び部。 100 battery packs,
200 battery unit,
210, 220, 230 frames,
212, 232 insulation washers,
214, 224, 234, 244, 274 cells,
215A, 215B, 225A, 225B, 235A, 235B, 245A, 245B, 275A, 275B electrode tabs,
216 rim,
217A, 217B, 217C, 217D, 217E opening,
218, 228, 238, 248 peripheral support,
222, 242 conductive washers,
250A, 250B insulating tape,
260, 262, 264 bus bars,
270, 275, 280, 285 through bolts,
272A, 272B insertion hole,
300, 350 heat sink,
310A-310F nut,
325 Intermediate heat sink,
380-385 mounting holes,
400, 410, 420, 430 cell stack,
450A, 450B power terminal,
500, 530 (530A, 530B) voltage detection terminal,
510A-510H voltage detection line connection board,
520 connection clip,
532 electrode terminal,
540 electrode lead wire,
600, 650, 700 Voltage detection line connection board,
610, 660, 710 substrate,
620, 670, 720 connectors,
622, 672 electrodes,
624, 728 Voltage detection terminal insertion port,
630, 740 patterns,
680 elastic spacer,
690 patterns,
725 Playground.

Claims

An assembled battery in which a plurality of unit cells are stacked,
A plurality of voltage detection terminals for detecting the voltage of the unit cells are arranged in the stacking direction of the unit cells, and the plurality of voltage detection terminals are collectively connected to an external device. A voltage detection line lead-out means to be connected is attached ,
The assembled battery according to claim 1, wherein the voltage detection line lead-out means is formed by attaching connection means for engaging with the voltage detection terminal on a substrate .

A battery unit in which a plurality of frames in which the cells are positioned and held and provided with voltage detection terminals electrically connected to the cells are stacked in the thickness direction;
Voltage detection line lead-out means for collectively connecting each of the plurality of voltage detection terminals arranged in the stacking direction of the unit cells to an external device;
Provided ,
The assembled battery according to claim 1, wherein the voltage detection line lead-out means is formed by attaching connection means for engaging with the voltage detection terminal on a substrate .

The connecting means assembled battery of claim 1, wherein that you have a position adjustment function of changing the position of the connecting means according to the stacking direction of the position of the voltage detection terminal.

Wherein the position adjustment function, the battery pack according to claim 3, wherein Rukoto provided by mechanism for changing the position of the connecting means in the stacking direction of the unit cells.

The assembled battery according to claim 3 , wherein the position adjusting function is provided by a mechanism that changes an angle of the connection unit according to a position of the voltage detection terminal .

Wherein the position adjusting function, the deviation between the position of said voltage detecting terminal of said connection means, according to claim 3, characterized in that it is provided by the mechanism for absorbing the play portion provided in said connecting means Assembled battery.