專利名稱：電池組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及串聯(lián)連接多個(gè)單元電池(cell)而成的電池組，特別涉及可以實(shí)現(xiàn)將 在串聯(lián)連接時(shí)形成的模塊端子取出到外部時(shí)的布線的縮短化的技術(shù)。
背景技術(shù)：
以往，例如如專利文獻(xiàn)1所述已知通過(guò)將多個(gè)單元電池串聯(lián)連接而構(gòu)成高電壓的 電池組的技術(shù)。但是，在以往的產(chǎn)業(yè)用電池組、汽車用電池組中，考慮體積效率而設(shè)為接近 立方體的結(jié)構(gòu)，所以為了將在串聯(lián)時(shí)產(chǎn)生的模塊端子取出到外部而產(chǎn)生長(zhǎng)的布線、或者在 根據(jù)產(chǎn)品而變更串聯(lián)數(shù)時(shí)需要相應(yīng)地重新研究模塊結(jié)構(gòu)。例如，圖7是將整體設(shè)為接近立方體的結(jié)構(gòu)的串聯(lián)連接的一個(gè)例子，平行地配置 多個(gè)單元電池51，并用母線(bus bar)52連接各單元電池51之間。在這樣的以往技術(shù)中， 由于正極端子53與負(fù)極端子54位于模塊的兩端，所以從兩極的布線的引出方向不同，為了 集中兩極的布線而需要橫跨模塊的布線，并且布線長(zhǎng)L也變長(zhǎng)。而且，在如電動(dòng)輔助自行車等那樣在電池組的配置空間中存在限制的情況下，為 便于組設(shè)置，要求直方體且平坦的模塊，所以長(zhǎng)的布線與接近立方體的結(jié)構(gòu)相比，體積效率 顯著降低。例如，在圖8所示的電動(dòng)助力自行車中使用的電池組中，利用母線52串聯(lián)連接 了 10個(gè)薄型的單元電池51，而且，其厚度也被限制為3單元電池左右。其結(jié)果，為了從串聯(lián)連接的模塊的端子向外部取出電力，而對(duì)位于模塊的端部的 正極端子53與負(fù)極端子54連接布線，需要橫貫?zāi)K那樣的長(zhǎng)的布線長(zhǎng)L。另外，存在如下 問(wèn)題為了降低各單元電池間的連接電阻而期望使用剛性高的母線等導(dǎo)電部件，但為了使 多個(gè)母線每條各不交差并且將其連接到零亂地準(zhǔn)備的各個(gè)單元電池的過(guò)程是麻煩的作業(yè)， 還產(chǎn)生連接差錯(cuò)。專利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)2004-200017號(hào)公報(bào)如上所述，在以往技術(shù)中，將各個(gè)單元電池逐個(gè)用母線串聯(lián)連接，所以存在如下問(wèn) 題連接的作業(yè)性變低，還易于產(chǎn)生連接差錯(cuò)，并且為了從串聯(lián)連接的模塊兩端的端子向外 部引出電力，布線長(zhǎng)變長(zhǎng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述那樣的以往技術(shù)的問(wèn)題而提出的，其目的在于提供一種電 池組，對(duì)利用母線連接的多個(gè)單元電池進(jìn)行單元(unit)化，將該單元與其他單元或單元電 池組合連接而構(gòu)成電池模塊，從而即使在串聯(lián)連接了多個(gè)單元電池的模塊中外部連接用的 端子也成為同一方向而不產(chǎn)生橫貫?zāi)K那樣的布線，并且在制作模塊時(shí)僅通過(guò)實(shí)施單元間 的母線的連接，可以提高作業(yè)性且削減連接差錯(cuò)。為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明提供一種電池組，平行地配置分別具有正極端子與負(fù) 極端子的3個(gè)單元電池，并且電氣串聯(lián)連接而成，其特征在于，在上述3個(gè)單元電池中，對(duì)于 2個(gè)單元電池，正極端子與負(fù)極端子配置在同一方向上，對(duì)于剩余的1個(gè)單元電池，正極端子與負(fù)極端子配置在與其他2個(gè)單元電池相反的方向上，在串聯(lián)連接的2個(gè)單元電池中，對(duì) 于將正極與負(fù)極配置在同一方向上的2個(gè)單元電池，通過(guò)傾斜方向的母線，連接鄰接的單 元電池的正極端子與負(fù)極端子，在串聯(lián)連接的2個(gè)單元電池中，對(duì)于將正極與負(fù)極配置在 相反方向上的2個(gè)單元電池，通過(guò)與單元電池的長(zhǎng)度方向正交的母線，連接鄰接的單元電 池的正極端子與負(fù)極端子，外部布線連接用的正極端子與負(fù)極端子配置在平行地配置的3 個(gè)單元電池的同一方向上。另外，將上述3個(gè)單元與串聯(lián)連接兩個(gè)單元電池而成的2個(gè)單元組合，并將布線連 接用的端子配置在同一方向上的結(jié)構(gòu)也是本發(fā)明的一個(gè)方式。進(jìn)而，通過(guò)除了這些3個(gè)單 元與2個(gè)單元以外還串聯(lián)連接其他單元而串聯(lián)連接更多的單元電池而且將布線連接用的 端子配置在同一方向上的結(jié)構(gòu)也是本發(fā)明的一個(gè)方式。
根據(jù)本發(fā)明，由于可以將電池模塊的布線連接用端子在同一方向上接近配置，所 以無(wú)需橫跨模塊的布線。另外，由于使用具備多個(gè)單元電池的3個(gè)單元、2個(gè)單元，來(lái)制作具 有更多的單元電池的模塊，所以使多個(gè)單元電池的連接作業(yè)高效化。


圖1是示出本發(fā)明中的3個(gè)單元的一個(gè)例子的俯視圖。圖2是示出本發(fā)明中的2個(gè)單元的一個(gè)例子的俯視圖。圖3是示出本發(fā)明的由3個(gè)單元與2個(gè)單元構(gòu)成的電池模塊的一個(gè)例子的俯視 圖。圖4是示出本發(fā)明的對(duì)3個(gè)單元與2個(gè)單元組合其他3個(gè)單元與2個(gè)單元而串聯(lián) 連接了 10個(gè)單元電池的模塊的一個(gè)例子的俯視圖。圖5是示出連接兩個(gè)的3個(gè)單元與三個(gè)2個(gè)的單元而構(gòu)成的電池模塊的一個(gè)例子 的俯視圖。圖6是示出連接四個(gè)的3個(gè)單元而構(gòu)成的電池模塊的一個(gè)例子的俯視圖。圖7是示出以往的電池模塊的一個(gè)例子的俯視圖。圖8是示出以往的電池模塊另一例子的俯視圖。標(biāo)號(hào)說(shuō)明1、1’ 3個(gè)單元；2a 2c 單元電池；3 正極端子；4 負(fù)極端子；5、6 內(nèi)部連接用 母線；11、11’ 2個(gè)單元；12a、12b 單元電池；13 正極端子；14 負(fù)極端子；16 內(nèi)部連接用 母線；30 框體；31,32 外部連接用母線。
具體實(shí)施例方式(1)第1實(shí)施方式以下，按照?qǐng)D1至圖3，對(duì)本發(fā)明的第1實(shí)施方式進(jìn)行具體說(shuō)明。圖I(A)是示出本實(shí)施方式的電池組中的3個(gè)單元1的圖。該3個(gè)單元1是將3 個(gè)平板狀的單元電池2a 2c沿其長(zhǎng)度方向平行地配置而成的，在各單元電池2a 2c的 上部，分別設(shè)置有正極端子3與負(fù)極端子4。在該情況下，對(duì)于第1與第2單元電池2a、2b， 其正極端子3與負(fù)極端子4配置在相同方向上，對(duì)于第3單元電池，正極端子3與負(fù)極端子 4配置在相反方向上。
第1單元電池2a的負(fù)極端子4與第2單元電池2b的正極端子3間通過(guò)在傾斜方 向上配置的傾斜方向的內(nèi)部連接用母線5連接，并且，第2單元電池2b的負(fù)極端子4與第3 單元電池2c的正極端子間通過(guò)在與單元電池的長(zhǎng)度方向正交的方向上配置的正交方向的 內(nèi)部連接用母線6連接。由此，從第1單元電池2a至第3單元電池2c被串聯(lián)連接，而且， 第1單元電池2a的正極端子3與第3單元電池2c的負(fù)極端子4配置在相同方向上。圖2 (A)是示出本實(shí)施方式的電池組中的2個(gè)單元11的圖。該2個(gè)單元11是將2 個(gè)平板狀的單元電池12a、12b沿其長(zhǎng)度方向平行地配置而成的，在各單元電池12a、12b的 上部，分別設(shè)置有正極端子13與負(fù)極端子14。在該情況下，第1與第2單元電池12a、12b 的正極端子13與負(fù)極端子14配置在相反方向上。第1單元電池12a的負(fù)極端子14與第2單元電池12b的正極端子13之間通過(guò)在 與單元電池的長(zhǎng)度方向正交的方向上配置的正交方向的內(nèi)部連接用母線16連接。由此，第 1單元電池12a與第2單元電池12b被串聯(lián)連接，而且，第1單元電池12a的正極端子13與 第2單元電池12b的負(fù)極端子14配置在相同方向上。另外，對(duì)于圖1以及圖2所示的3個(gè)單元1與2個(gè)單元11，通過(guò)使各單元電池的 正極與負(fù)極反轉(zhuǎn)，而使連接外部布線的正極端子與負(fù)極端子的位置反轉(zhuǎn)而得到的結(jié)構(gòu)也是 本實(shí)施方式的一個(gè)方式。圖I(B)與圖2(B)分別示出其結(jié)構(gòu)。進(jìn)而，對(duì)于2個(gè)單元11，在 圖2(A) (B)的實(shí)施方式中，為了得到與上述3個(gè)單元11相同的外形尺寸，保持1個(gè)單元電 池的間隔而配置了兩個(gè)單元電池12a、12b，但還可以如圖2(C)所示將兩個(gè)單元電池接近配 置而設(shè)為3個(gè)單元1的2/3的寬度尺寸。另外，雖然未圖示，通過(guò)使圖2(C)的各單元電池 的正極與負(fù)極反轉(zhuǎn)，而使連接外部布線的正極端子與負(fù)極端子的位置反轉(zhuǎn)而得到的結(jié)構(gòu)也 是本實(shí)施方式的一個(gè)方式。另外，對(duì)于這些圖I(A)⑶以及圖2㈧⑶所示的各單元，優(yōu)選如在圖中用單點(diǎn)劃 線所示，收容在框體30內(nèi)。在該情況下，從框體30，僅露出外部布線連接用的正極端子以及 負(fù)極端子，對(duì)于其他端子、連接單元電池間的母線，優(yōu)選收容在框體內(nèi)。另外，雖然未圖示， 但還可以在該框體30外部，設(shè)置連接用的卡合部(爪和與其卡合的凹部等)。本實(shí)施方式的電池組是將上述那樣的3個(gè)單元1以及2個(gè)單元11組合而成的。圖 3是示出通過(guò)組合一個(gè)的3個(gè)單元1、兩個(gè)的2個(gè)單元11，而串聯(lián)連接了 7個(gè)單元電池的結(jié) 構(gòu)的圖。在該情況下，鄰接配置圖I(A)所示的3個(gè)單元1、與圖2(A)以及⑶所示的2個(gè) 單元11，并通過(guò)外部連接用母線31連接這些各單元1、11的正極端子與負(fù)極端子，從而可以 得到串聯(lián)連接了 7個(gè)單元電池的電池模塊。在該圖3的電池模塊中，將7個(gè)單元電池匯集配置成體積小的立方體狀，但設(shè)置在 模塊的兩端的外部布線連接用的正極端子與負(fù)極端子配置在模塊的同一方向上。其結(jié)果，具 有無(wú)需如上述圖7所示的以往技術(shù)所述的那樣橫跨模塊而進(jìn)行布線的優(yōu)點(diǎn)。而且，在串聯(lián)連 接7個(gè)單元電池的情況下，通過(guò)兩個(gè)外部布線用的母線31、32連接預(yù)先準(zhǔn)備的三個(gè)單元即可， 所以連接作業(yè)變得容易，還可以防止差錯(cuò)。進(jìn)而，如果如上所述在框體30中設(shè)置連接用的卡 合部，則沒(méi)有單元間的位置偏移，還可以高精度地實(shí)施外部連接用母線的安裝作業(yè)。(2)第2實(shí)施方式圖4是示出除了上述圖1以及圖2所示的3個(gè)單元1與2個(gè)單元11以外，還使用 將相同的3個(gè)或2個(gè)單元電池收納在框體30內(nèi)而成的不同種類的3個(gè)單元1’與2個(gè)單元11’，串聯(lián)連接了 10個(gè)單元電池的結(jié)構(gòu)的圖。在本實(shí)施方式中，不同種類的3個(gè)單元1’與圖1的3個(gè)單元1同樣地，具備將鄰 接的單元電池的正極端子與負(fù)極端子進(jìn)行連接的傾斜方向的母線32，但該母線32并非預(yù) 先連接單元內(nèi)的單元電池彼此之間的內(nèi)部連接用母線，而是將從框體30露出的單元電池 的正極端子與負(fù)極端子從框體30外部連接的外部連接用母線。在該不同種類的3個(gè)單元 1’中，3個(gè)單元電池的正極端子與負(fù)極端子都從框體30露出，但不存在將鄰接的單元電池 的正極端子與負(fù)極端子進(jìn)行連接的正交方向的母線。即，在該不同種類的3個(gè)單元1’中， 通過(guò)傾斜方向的外部連接用母線32連接的端子以外的其他正極端子以及負(fù)極端子都不連 接單元內(nèi)的單元電池彼此之間，而針對(duì)其他單元的端子通過(guò)外部連接用母線31連接。同樣地，不同種類的2個(gè)單元11’在框體30內(nèi)收容兩個(gè)單元電池，2個(gè)單元電池的 正極端子與負(fù)極端子都從框體30露出，但不存在將單元內(nèi)的鄰接的單元電池彼此之間進(jìn) 行連接的正交方向的母線，針對(duì)其他單元的端子通過(guò)外部連接用母線31連接。在本實(shí)施方式中，將上述那樣的四種單元按照2個(gè)單元11、2個(gè)單元11’、3個(gè)單元 1’以及3個(gè)單元1的順序，以使與3個(gè)單元電池相應(yīng)的厚度成為最大寬度的方式細(xì)長(zhǎng)地進(jìn) 行配置，通過(guò)外部連接用母線33連接鄰接的單元間的正極端子與負(fù)極端子，從而形成電池 模塊。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)的第2實(shí)施方式，在模塊的端部配置圖1所示的3個(gè)單元1與圖 2所示的2個(gè)單元11，并且研究配置在它們之間的其他3個(gè)單元1’以及2個(gè)單元11’的單 元電池的方向與外部連接用母線31、32的連接結(jié)構(gòu)，從而可以使與電池模塊連接的正極側(cè) 與負(fù)極側(cè)的布線的位置接近，可以縮短布線長(zhǎng)且消除布線橫跨模塊那樣的缺點(diǎn)。另外，通過(guò) 使用預(yù)先準(zhǔn)備的3個(gè)單元1以及2個(gè)單元11，還可以與上述圖3的實(shí)施方式同樣地期待連 接作業(yè)的簡(jiǎn)易化、連接差錯(cuò)的削減。(3)其他實(shí)施方式本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，而還包括如下那樣的其他實(shí)施方式。(1)無(wú)需一定組合使用3個(gè)單元與2個(gè)單元，而根據(jù)模塊需要的單元電池?cái)?shù)，僅組 合多個(gè)的3個(gè)單元來(lái)形成模塊。例如，在圖4的實(shí)施方式中，如果刪除位于最左側(cè)的2個(gè)單 元11，則可以得到通過(guò)8個(gè)單元電池接近配置了布線用的端子的模塊，如果僅組合3個(gè)單元 1與3個(gè)單元1’，則可以通過(guò)6個(gè)單元電池期待同樣的作用效果。(2)在圖4的實(shí)施方式中的不同種類的3個(gè)單元1’中，通過(guò)傾斜方向的外部連接 用母線32連接了鄰接的單元電池，但還可以代替該傾斜方向的外部連接用母線32，而與圖 1的3個(gè)單元1同樣地，預(yù)先通過(guò)傾斜方向的內(nèi)部連接用母線5連接。在該情況下，在制作 模塊時(shí)，無(wú)需將收納在框體30內(nèi)的單元電池彼此之間進(jìn)行連接的端子的作業(yè)，作業(yè)效率提
尚o(3)也可以如圖1(C)所示通過(guò)傾斜方向的內(nèi)部連接用母線5連接位于三個(gè)單元電 池的兩側(cè)的單元電池彼此之間。在本實(shí)施方式中，雖然內(nèi)部連接用母線5變長(zhǎng)，但可以使與 3個(gè)單元1連接的布線進(jìn)一步接近。(4)還可以如圖5所示，連接兩個(gè)的3個(gè)單元1與三個(gè)的2個(gè)單元11而構(gòu)成電池 模塊，或者如圖6所示，連接四個(gè)的3個(gè)單元1而構(gòu)成電池模塊。另外，即使在連接四個(gè)的 2個(gè)單元而構(gòu)成電池模塊的情況下，也可以同樣地采用圖6的連接結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
一種電池組，平行地配置分別具有正極端子與負(fù)極端子的3個(gè)單元電池，并且電氣串聯(lián)連接而成，所述電池組的特征在于在上述3個(gè)單元電池中，對(duì)于2個(gè)單元電池，正極端子與負(fù)極端子配置在同一方向上，對(duì)于剩余的1個(gè)單元電池，正極端子與負(fù)極端子配置在與其他2個(gè)單元電池相反的方向上，在串聯(lián)連接的2個(gè)單元電池中，對(duì)于將正極與負(fù)極配置在同一方向上的2個(gè)單元電池，通過(guò)傾斜方向的母線，連接鄰接的單元電池的正極端子與負(fù)極端子，在串聯(lián)連接的2個(gè)單元電池中，對(duì)于將正極與負(fù)極配置在相反方向上的2個(gè)單元電池，通過(guò)與單元電池的長(zhǎng)度方向正交的母線，連接鄰接的單元電池的正極端子與負(fù)極端子，外部布線連接用的正極端子與負(fù)極端子配置在平行地配置的3個(gè)單元電池的同一方向上。
2.一種電池組，其特征在于分別具有正極端子與負(fù)極端子的2個(gè)單元電池被配置成使正極與負(fù)極成為相反方向， 這2個(gè)單元電池的正極端子與負(fù)極端子通過(guò)與單元電池的長(zhǎng)度方向正交的母線連接，構(gòu)成 2個(gè)單元電池電氣串聯(lián)連接而成的2個(gè)單元，該2個(gè)單元中的外部布線連接用的正極端子與負(fù)極端子配置在平行地配置的2個(gè)單元 電池的同一方向上，該2個(gè)單元與權(quán)利要求1所述的3個(gè)單元通過(guò)母線串聯(lián)連接，由該串聯(lián)連接的2個(gè)單 元與3個(gè)單元構(gòu)成的電池模塊的外部布線連接用的正極端子與負(fù)極端子配置在電池模塊 的同一方向上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電池組，其特征在于構(gòu)成上述單元的單元電池針對(duì)每個(gè)單元收納在框體內(nèi)。
4.一種電池組，串聯(lián)連接了由權(quán)利要求1所述的3個(gè)單元與權(quán)利要求2所述的2個(gè)單 元、平行地配置3個(gè)單元電池而成的其他的3個(gè)單元、以及平行地配置2個(gè)單元電池而成的 其他的2個(gè)單元構(gòu)成的10個(gè)單元電池，所述電池組的特征在于以使權(quán)利要求1的3個(gè)單元與2個(gè)單元位于模塊的兩端的方式，鄰接配置兩個(gè)的2個(gè) 單元彼此與兩個(gè)的3個(gè)單元彼此，各單元的端子間、以及構(gòu)成權(quán)利要求1的3個(gè)單元的單元電池的端子間通過(guò)母線連接。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電池組，在串聯(lián)連接了多個(gè)單元電池的模塊中外部連接用的端子成為同一方向而不產(chǎn)生橫貫?zāi)K那樣的布線，在制作模塊時(shí)僅通過(guò)實(shí)施單元間的母線的連接，可以提高作業(yè)性并且削減連接差錯(cuò)。平行配置3個(gè)平板狀的單元電池(2a～2c)而構(gòu)成3個(gè)單元(1)，在各單元電池(2a～2c)的上部設(shè)置正極端子(3)與負(fù)極端子(4)。通過(guò)配置在傾斜方向上的第1母線(5)，連接第1單元電池(2a)的負(fù)極端子(4)與第2單元電池(2b)的正極端子(3)間，并且通過(guò)配置在與單元電池的長(zhǎng)度方向正交的方向上的第2母線(6)，連接第2單元電池(2b)的負(fù)極端子(4)與第3單元電池(2c)的正極端子之間。平行地配置兩個(gè)平板狀的單元電池(12a、12b)而構(gòu)成2個(gè)單元(11)，通過(guò)第2母線(16)連接各單元電池(12a、12b)的正極端子(13)與負(fù)極端子(14)。
文檔編號(hào)H01M2/10GK101809786SQ200880108799
公開(kāi)日2010年8月18日 申請(qǐng)日期2008年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月28日
發(fā)明者佐藤憲治, 關(guān)野正宏, 室永晃, 清水紀(jì)雄, 畑裕作, 重久研司, 金綱務(wù) 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝