JP2013012458A - バッテリユニット、バッテリモジュール、蓄電システム、電子機器、電力システムおよび電動車両 - Google Patents

Abstract

【課題】部材点数の増加を招くことなく、優れた放熱性を有するバッテリユニットを提供する。
【解決手段】前面、背面、第１の側面、第２の側面、第１の主面および第２の主面を有する箱状のケース内に複数の二次電池が収納される。ケースの第１および第２の主面の一方の面に第１の伝熱面が設けられ、ケースの第１および第２の側面の少なくとも一方の面に、第１の伝熱面と連続して第２の伝熱面が形成される。絶縁面が前面と、背面と、第１および第２の主面の他方の面と、第２の伝熱面の内面に形成される。二次電池は、電池素子が外装部材に収容され、正負の電極タブが導出されている構成である。
【選択図】図２

Description

本開示は、バッテリユニット、バッテリモジュール、蓄電システム、電子機器、電力システムおよび電動車両に関する。

従来、負極に炭素、正極にリチウム−遷移金属複合酸化物、電解液に炭酸エステルの混合物を使用するリチウムイオン二次電池は広く知られている。このような構成を有するリチウムイオン二次電池では、炭酸エステルが水や他の有機溶媒に対して酸化や還元に対し安定でより高電圧を得ることができるため、水系電池であるニッケル水素電池よりエネルギー密度が大きく高容量である。そのため、リチウムイオン二次電池は、電動工具、ノートパソコンや携帯電話、ビデオカメラやデジタルスチルカメラなどの二次電池として広く普及している。

近年、リチウムイオン二次電池は、上記用途以外に電気自動車や蓄電用など産業用向けにも普及し始めている。産業向け二次電池の場合、高容量、高出力および長寿命の電池性能が求められる。大電流に耐え得る電池性能の１つとして、放熱性が挙げられる。大電流を与えた時、電池は発熱するが、電池温度の過度の上昇は電池性能の劣化を促進し、電池寿命を短くすることが知られている。そこで、電池発熱をいかに効率よく放熱できるかが重要になり、様々な検討がなされている。

従来、電池の放熱性を向上するための技術としては、放熱性の高いフィルムを貼る手段や黒色被覆部材で覆い放熱性を向上させる技術が開示されている（特許文献１および特許文献２参照）。しかしながら、この技術では、電池以外の部材点数が増えるのでコストが高くなり、さらにその部材分の体積エネルギー密度が低下するという問題がある。

特開２０００−１７３５５９号公報

特開２００７−１３４３０８号公報

したがって、部材点数の増加を招くことなく、優れた放熱性を有することが望ましい。通常、電池は、表面が絶縁性の外装材で被覆されている。自動車等の大出力の用途では、多数の電池を組み合わせたバッテリユニット（組電池とも称される）が使用される。例えば外装材として樹脂成型品を使用した電池を多数組み合わせた場合には、外装材の占める体積が大きくなり、体積エネルギー密度の低下が生じる。

一方、外装材として薄いラミネートフィルムを使用した電池が知られている。この種の電池は、体積エネルギー密度を高くすることができる利点がある。しかしながら、この種の電池によりバッテリユニットを構成した場合、振動等によってラミネートフィルムの損傷が生じ、短絡が生じるおそれがあった。

したがって、本開示の目的は、部材点数の増加を招くことなく、優れた放熱性を有するバッテリユニット、電子機器、電力システムおよび電動車両を提供することにある。

上述の課題を解決するために、本開示は、複数の二次電池が収納され、前面、背面、第１の側面、第２の側面、第１の主面および第２の主面を有する箱状のケースと、
ケースの第１および第２の主面の一方の面に設けられた第１の伝熱面と、
第１および第２の側面の少なくとも一方の面に形成され、第１の伝熱面と連続する第２の伝熱面と、
前面と、背面と、第１および第２の主面の他方の面と、第２の伝熱面の内面に形成された絶縁面と、
を備え、
二次電池は、電池素子が外装部材に収容され、正負の電極タブが導出されているバッテリユニットである。
好ましくは、本開示では、ケースの第１および第２の伝熱面と、絶縁面とが一体的に形成される。
本開示は、少なくとも２個の上述したバッテリユニットが対向する間に間隙を有して積層されるバッテリモジュールである。

本開示は、上述したバッテリユニットが、再生可能なエネルギーから発電を行う発電装置によって充電される蓄電システムである。
本開示は、上述したバッテリユニットを有し、バッテリユニットに接続される電子機器に電力を供給する蓄電システムである。
本開示は、上述したバッテリユニットから電力の供給を受ける電子機器である。
本開示は、上述したバッテリユニットから電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、バッテリユニットに関する情報に基づいて、車両制御に関する情報処理を行う制御装置とを有する電動車両である。
本開示は、他の機器とネットワークを介して信号を送受信する電力情報送受信部を有し、
電力情報送受信部が受信した情報に基づき、上述したバッテリユニットの充放電制御を行う電力システムである。
本開示は、上述したバッテリユニットから電力の供給を受け、または、発電装置または電力網からバッテリユニットに電力を供給する電力システムである。

本開示によれば、ケースに第１および第２の伝熱面と、絶縁面とを一体的に形成するので、これらのケース、伝熱面、絶縁面を別々に形成するのと比較して、部品点数を減少することができ、体積エネルギー密度を向上させることができる。

本開示によるバッテリユニットの外観の斜視図である。 本開示によるバッテリユニットの分解斜視図である。 本開示に適用できる二次電池の一例の説明のための斜視図および外装部材の一部断面図である。 ボトムケースの説明に用いる図である。 ボトムケースの斜視図である。 本開示によるバッテリユニットの冷却方法の説明に使用する略線図である。 トップカバーの斜視図である。 二次電池の直列接続を説明するための接続図である。 一方のサイドホルダの説明のための図である。 他方のサイドホルダの説明のための図である。 二次電池の電極タブとバスバーとの接続構成を示す断面図である。 並列接続のバッテリユニットの分解斜視図である。 一方のサイドホルダの説明のための図である。 複数のバッテリユニットを積み重ねた構成を示す略線図である。 複数のバッテリユニットを積み重ねた構成の説明のための図である。 各二次電池の電圧を検出するための配線を説明するための図である。 バッテリモジュールの構成を説明するための断面図である。 本開示によるバッテリモジュールの一例を説明するための断面図および拡大図である。 本開示によるバッテリモジュールの他の一例を説明するための組み立て図および拡大図である。 本開示によるバッテリモジュールの他の一例を説明するための断面図および拡大図である。 電池パックの応用例を説明するための略線図である。 電池パックの他の応用例を説明するための略線図である。

「バッテリユニットの構成」
本開示の実施の形態によるバッテリユニットについて以下に説明する。図１および図２は、本開示の一実施の形態によるバッテリユニット１０の斜視図および分解斜視図である。バッテリユニット１０のケースは、ボトムケース１１とトップカバー２８とによって構成される箱状のものである。すなわち、ケースは、前面、背面、第１の側面、第２の側面、第１の主面（ボトムケース１１の底面）および第２の主面（トップカバー２８）を有する。

トップカバー２８を外した状態で、箱状のボトムケース１１内に、例えば４個の矩形板状の二次電池１−１，１−２，１−３，１−４が熱伝導シート２−１，２−２，２−３，２−４を介在させて収納される。ボトムケース１１の収納部の幅が二次電池１−１〜１−４の幅よりやや大とされ、ボトムケース１１の収納部の両側壁の内面と二次電池１−１〜１−４の両側の側面とが極めて近接、または接触するようになされる。なお、二次電池の個数は、４個に限らず２個以上の任意の数に選定される。

二次電池１−１〜１−４は、後述するように、略矩形板状の正極と、この正極と対向して配された略矩形状の負極とが、セパレータを介して交互に積層された積層型電極構造を有するものである。二次電池１−１〜１−４の表面が外装材で被覆されている。二次電池１−１〜１−４のそれぞれの対向する異なる短辺から正極タブ４−１，４−２，４−３，４−４および負極タブ５−１，５−２，５−３，５−４がそれぞれ導出されている。ここでは、４個の二次電池１−１〜１−４が直列に接続されるので、積層状態で正極タブおよび負極タブが交互に位置するようになされている。

熱伝導シート２−１〜２−４は、例えば熱伝導特性の良好な両面接着テープである。熱伝導シート２−１〜２−４によって、隣接する二次電池間が熱的に良好に結合されると共に、二次電池１−１〜１−４のケース内での位置が固定される。

さらに、ボトムケース１１内に第１のサイドホルダ３０および第２のサイドホルダ４０が挿入される。サイドホルダ３０および４０は、インサート成形によって、導電部としてのバスバーを一体に有するものである。インサート成形は、金型内に埋め込み対象であるインサート品（ここでは、バスバー）を装填した後、成形機に樹脂を注入し、インサート品を溶融樹脂で包み込んで固化させ、樹脂とインサート品とを一体化する成形方法である。

バスバーは、例えば銅にニッケルをメッキした導電体を板状とした導電体であり、樹脂によって絶縁されている。サイドホルダ３０は、二次電池１−１〜１−４のタブをバスバーによって集約すると共に、外部にターミナルを導出する機能を有する。サイドホルダ４０は、二次電池１−１〜１−４のタブをバスバーによって集約する機能を有する。

サイドホルダ３０の二次電池１−１〜１−４と対向しない側の面に角ナット１２および１３が固定されている。一方の角ナットが正極端子とされ、他方の角ナットが負極端子とされる。これらの角ナット１２および１３がボトムケース１１の前面に形成されている２カ所の切欠き１２および１３を通じて露出され、ケースの外側でバッテリユニットの接続に使用される。角ナット１２および１３は、インサート成形によってサイドホルダと一体に成形しても良い。

さらに、ボトムケース１１のコーナー部の４カ所に丸穴が形成され、対応するトップカバー２８の４カ所の位置に同様の丸穴が形成され、さらに、ケース内に配置された状態でこれらの丸穴と対応するサイドホルダ３０、４０の位置に丸穴が形成されている。ボトムケース１１内にサイドホルダ３０、４０のそれぞれのバスバーと接続された二次電池１−１〜１−４を収納した状態で、丸穴内にスリーブホルダ１６が嵌合される。スリーブホルダ１６は、金属からなるものである。

バッテリユニットの組み立て時には、４個の二次電池１−１〜１−４を熱伝導シート２−１〜２−４を介在させて積層する。二次電池１−１〜１−４の両側から導出されたタブとサイドホルダ３０、４０のバスバーとを接続する。一例としてタブとバスバーとをレーザ溶接によって溶接する。レーザ溶接は、レーザで溶接部を加熱する溶接である。レーザ溶接以外の溶接方法を使用しても良い。

サイドホルダ３０、４０と接続された二次電池１−１〜１−４をボトムケース１１内に収納する。スリーブホルダ１６を穴に嵌合させて積層状態を固定する。そして、トップカバー２８によってボトムケース１１の上面の開口を閉塞する。ボトムケース１１の上面の端面は、樹脂であるため、ボトムケース１１に対してトップカバー２８を超音波接合、ビス止め、接着、嵌合等の種々の方法で取り付けることができる。

「二次電池の構成」
図３Ａは、本開示に使用できる非水電解質電池（以下、二次電池１と適宜称する）の外観を示す略線図である。図３Ｂは、二次電池１（二次電池１−１〜１−４を特に区別する必要がない場合には、これらの二次電池を総称して二次電池１と称する）の構成を示す略線図である。なお、図３Ｂは、図３Ａに示す二次電池１の底面および上面を反転させた場合の構成を示している。図３Ｃは、二次電池１の外観底面側を示す略線図である。二次電池１は、いわゆるリチウムイオン二次電池であり、電池素子２と、電池素子２を収容する外装材３とを備える。二次電池１は、第１の主面と第２の主面とを有する。

外装材３は、電池素子２を収容する第１外装部３Ａと、電池素子２を覆う蓋として機能する第２外装部３Ｂとから構成されている。外装材３と電池素子２とが密着していることが好ましい。一例として、電池素子２の厚みは、５ｍｍ〜２０ｍｍ程度とされる。電池素子２の放電容量は、例えば３Ａｈ以上５０Ａｈ以下である。

電池素子２は、略矩形状の正極と、この正極と対向して配された略矩形状の負極とが、セパレータを介して交互に積層された積層型電極構造を有している。また、電池素子２からは、複数枚の正極とそれぞれ電気的に接続された正極集電体露出部と、複数枚の負極とそれぞれ電気的に接続された負極集電体露出部とが引き出されている。正極集電体露出部および負極集電体露出部には、それぞれ正極タブ４および負極タブ５が接続されている。正極タブ４−１〜４−４並びに負極タブ５−１〜５−４を特に区別する必要がない場合には、これらの正極タブおよび負極タブをそれぞれ総称して正極タブ４および負極タブ５と称する。

正極タブ４および負極タブ５の材料としては、例えば、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ステンレス（ＳＵＳ）、チタン（Ｔｉ）などの材料、または、リン（Ｐ）、銀（Ａｇ）、スズ（Ｓｎ）、鉄（Ｆｅ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、クロム（Ｃｒ）、ケイ素（Ｓｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ニッケル（Ｎｉ）を含む合金を用いることができ、これらの材料のうちでも銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）合金を用いることが好ましい。

このような電池素子２は、外装材３にて外装されており、正極タブ４および負極タブ５は、外装材３の封止部から二次電池１の外部に導出されている。外装材３は少なくとも一方の面、または両面に予め深絞り加工が施されることにより凹部６が形成され、この凹部６に電池素子２が収納される。図３Ｂでは、外装材３を構成する第１外装部３Ａに凹部６が形成されており、電池素子２はこの凹部６に収納される。

そして、第２外装部３Ｂが、凹部６の開口を覆うように配置され、凹部６の開口の周囲が熱融着などにより接着されることにより封止される。正極集電体および負極集電体とそれぞれ接続された正極タブ４および負極タブ５は、対向する２方向から導出されている。

図示しないが、外装材３と正極タブ４および負極タブ５との間には、外気の侵入を防止するための密着フィルム、すなわちシーラントを挿入するようにしてもよい。シーラントは、正極タブ４および負極タブ５との接着性に優れる樹脂材料からなる。このような樹脂材料としては、酸変性ポリプロピレン（ＰＰ）などの変性ポリマーが挙げられる。

外装材３は、例えば、柔軟性を有するフィルムである。図３Ｄに示すように、熱融着樹脂層７、金属層８、表面保護層９が接着層を介して順次積層した構造を有する。なお、熱融着樹脂層７側の面が、電池素子２を収容する側の面となる。熱融着樹脂層７と電池素子２の表面が密着していることが好ましい。熱融着樹脂層７の材料としては、例えばポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）が挙げられる。金属層８の材料としては、柔軟性を有する金属が好ましく、例えばアルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム合金が挙げられる。表面保護層９の材料としては、例えばナイロン（Ｎｙ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が挙げられる。

具体的には例えば、外装材３は、ポリエチレンフィルム、アルミニウム箔、ナイロンフィルムをこの順序に貼り合わせた矩形状のアルミラミネートフィルムにより構成されている。外装材３は、例えば、ポリエチレンフィルム側と電池素子２とが対向するように配設され、外縁部が融着または接着剤により互いに密着されている。なお、外装材３は、上述したアルミラミネートフィルムに代えて、他の構造を有するラミネートフィルム、ポリプロピレンなどの高分子フィルムまたは金属フィルムにより構成するようにしてもよい。

なお、本開示に適用できる二次電池の構成は、上述したものに限定されない。例えばセパレータを長尺の帯状に形成してつづら折りにより折り畳み、正極および負極を折り畳んだセパレータの間に挟み込むことにより積層した構成を使用しても良い。さらに、正極リードおよび負極リードが取り付けられた巻回電極体をフィルム状の外装材の内部に収容した構成を使用しても良い。

「ボトムケース」
さらに、本開示の一実施の形態の各部について説明する。図４および図５は、ボトムケース１１を示す。バッテリユニット１０の表面は、角ナット１４および１５が露出する前面と、反対側の背面と、第１の側面と、第２の側面と、底面とがボトムケース１１によって構成され、上面がトップカバー２８によって構成される。トップカバー２８は、絶縁性の樹脂の成形品である。

ボトムケース１１の前面および背面が樹脂からなる絶縁面とされ、ボトムケース１１の底面が伝熱材例えばアルミニウムからなる伝熱面とされ、ボトムケース１１の第１および第２の側面が絶縁面とアルミニウムの２層構成とされる。図４および図５において、伝熱面の領域に対しては、斜線が付加されている。インサート成形によって、ボトムケース１１の絶縁面と伝熱面とを一体的に成形することができる。絶縁のための樹脂と、伝熱のためのアルミニウムとを一体の部品として形成できるので、部品点数の増加を防止することができる。

ボトムケース１１内の二次電池１−１〜１−４の前面の近傍に前面樹脂１７、底面樹脂１８および側面樹脂１９が位置する。二次電池１−１〜１−４の背面の近傍に背面樹脂２０、底面樹脂２１および側面樹脂１９が位置する。ボトムケース１１の底面は、両端部の底面樹脂１８および２１を除いた領域が第１の伝熱面２２とされる。側面樹脂１９は、ボトムケース１１の内側の側面に連続的に形成されている。

一方、ボトムケース１１の外側の側面には、伝熱面２２から連続的に立ち上げられた第２の伝熱面２３が形成されている。側面の伝熱面２３は、ボトムケース１１の上端面のやや下方まで形成され、上端面付近は、側面樹脂１９の領域とされる。上端面付近が樹脂とされているので、ボトムケース１１に対するトップカバー２８の固定方法として種々の方法を使用できる。さらに、ボトムケース１１の底面の前面側および背面側のエッジに沿って位置決め用の凸部２５Ａおよび２５Ｂが形成されている。

バッテリユニット１０において、内部の二次電池１−１〜１−４の発熱が底面の伝熱面２２に伝えられ、さらに側面の伝熱面２３に回り込んで伝えられる。したがって、図６に示すように、冷却ユニット２７の冷却面に対して側面の伝熱面２３を密着させることによってバッテリユニット１０を冷却することができる。ボトムケース１１の前面付近、背面付近および側面内側は、樹脂の構成とされている。したがって、振動等によって外装材３が損傷した場合でも、伝熱面を構成する金属を介して短絡が生じることを防止することができる。

図７は、樹脂成形されたトップカバー２８を示す。トップカバー２８の外側の面の前面側および背面側のエッジに沿って位置決め用の凹部２６Ａおよび２６Ｂが形成されている。複数のバッテリユニット１０を積み重ねる場合、ボトムケース１１の凸部２５Ａおよび２５Ｂと、トップカバー２８の凹部２６Ａおよび２６Ｂによって位置決めを容易に行うことができる。

「直列接続構成」
図８Ａおよび図８Ｂに示すように、複数の二次電池１〜１〜１−４が直列接続されてバッテリユニット１０が構成される。二次電池１−１の正極タブ４−１がバスバー３１Ａと接続され、角ナット１２を通じて正極側が外部に導出される。図８Ｂに向かって見て左側のバスバー３１Ａ、３１Ｂおよび３１Ｃがサイドホルダ３０に組み込まれたものであり、右側のバスバー４１Ａおよび４１Ｂがサイドホルダ４０に組み込まれたものであ

二次電池１−１の負極タブ５−１がバスバー４１Ａと接続される。バスバー４１Ａに対して二次電池１−２の正極タブ４−２が接続される。二次電池１−２の負極タブ５−２がバスバー３１Ｂと接続される。バスバー３１Ｂに対して二次電池１−３の正極タブ４−３が接続される。二次電池１−３の負極タブ５−３がバスバー４１Ｂと接続される。バスバー４１Ｂに対して二次電池１−４の正極タブ４−４が接続される。二次電池１−４の負極タブ５−４がバスバー３１Ｃと接続される。バスバー３１Ｃおよび角ナット１３を通じて負極側が外部に導出される。

このように、二次電池１−１〜１−４がバスバーを通じて直列接続される。バッテリユニット１０の直列接続の電圧が外部の制御装置によって監視されると共に、各電池の電圧がそれぞれ制御装置によって監視される。したがって、図８Ｂに示すように、バスバー３１Ａ〜３１Ｃのそれぞれがセンシング用の集約兼外部接続コネクタ３２と接続される。同様に、バスバー４１Ａ，４１Ｂのそれぞれがセンシング用の集約兼外部接続コネクタ４２と接続される。

バッテリユニット１０の一方の側にセンシング用の端子を集約するために、コネクタ３２が接続線例えばＦＦＣ(Flexible Flat Cable) ３３を通じてコネクタ４２と接続されている。ＦＦＣ３３は、３本のラインを有しており、例えばトップカバー２８の内面に配置される。コネクタ４２から外部のバッテリコントロールユニットに対して５本のラインが導出される。

「サイドホルダ」
図９は、サイドホルダ３０を示す。サイドホルダ３０は、バスバー３１Ａ、３１Ｂおよび３１Ｃがインサート成形によって樹脂ブロック内に一体に成形されたものである。サイドホルダ３０は、電極タブ導出方向（前後）に貫通する穴例えば断面矩形のスリット３４を有しており、スリット３４内でバスバー３１Ｂが露出している。バスバー３１Ａは、角ナット１２と電気的に接続される。バスバー３１Ｃは、角ナット１３と電気的に接続される。サイドホルダ３０の両側に形成されている丸穴は、スリーブホルダ１６が挿入される穴である。

図１０は、サイドホルダ４０を示す図である。サイドホルダ４０は、バスバー４１Ａおよび４１Ｂがインサート成形によって樹脂ブロック内に一体に成形されたものである。サイドホルダ４０は、前後に貫通するスリット３５および３６を有しており、スリット３５内にバスバー４１Ａが露出し、スリット３６内にバスバー４１Ｂが露出している。

二次電池のタブとバスバーとの間は、例えばレーザ溶接によって接続される。サイドホルダ４０内のバスバー４１Ａおよび４１Ｂと二次電池のタブの接続構造を図１１に示す。サイドホルダ４０のスリット３５の開口から二次電池１−１の負極タブ５−１と、二次電池１−２の正極タブ４−２とが挿入される。スリット３５の開口は、入り口側が拡張されて先になるほど幅が狭いものとれ、負極タブ５−１および正極タブ４−２のバスバー４１Ａに対する導入を案内する形状とされている。

サイドホルダ４０のスリット３５内で、バスバー４１Ａの上下面に負極タブ５−１および正極タブ４−２がそれぞれ重ねられ、保持される。そして、サイドホルダ４０のスリット３５の二次電池と対向しない側から矢印で示すように、レーザ光を照射して、バスバー４１Ａの端面と、負極タブ５−１および正極タブ４−２のそれぞれの端面とを溶接する。スリット３５の反対側の開口のエッジに傾斜面が形成され、レーザ光を容易に照射できるようにされている。同様に、スリット３６から二次電池１−３の負極タブ５−３および二次電池１−４の正極タブ４−４が挿入され、バスバー４１Ｂとレーザ溶接によって接続される。

「並列接続構成」
上述したバッテリユニット１０は、４個の二次電池１−１〜１−４を直列接続したものである。図１２は、例えば３個の二次電池１−１〜１−３を並列接続したバッテリユニット５０の分解斜視図である。二次電池１−１〜１−３は、一方の端面から正極タブ４−１〜４−３および負極タブ５−１〜５−３の両方が導出される構成である。

トップカバー５２を外した状態で、箱状のボトムケース５１内に、二次電池１−１，１−２，１−３が熱伝導シート２−１，２−２，２−３を介在させて収納される。ボトムケース５１の収納部の幅が二次電池１−１〜１−３の幅よりやや大とされ、ボトムケース５１の収納部の両側壁の内面と二次電池１−１〜１−３の両側の側面とが極めて近接、または接触するようになされる。ボトムケース５１は、前述したボトムケース１１と同様に、絶縁面と伝熱面とを有する構成である。

熱伝導シート２−１〜２−３は、例えば熱伝導特性の良好な両面接着テープである。熱伝導シート２−１〜２−３によって、隣接する二次電池間が熱的に良好に結合されると共に、二次電池１−１〜１−３のケース内での位置が固定される。

さらに、ボトムケース５１内にサイドホルダ６０および７０が挿入される。サイドホルダ６０および７０は、インサート成形によって、バスバーを一体に有するものである。バスバーは、例えば銅にニッケルをメッキした導電体を板状とした導電体であり、樹脂によって絶縁されている。サイドホルダ６０は、二次電池１−１〜１−３のタブをバスバーによって集約すると共に、外部にターミナルを導出する機能を有する。サイドホルダ７０は、二次電池１−１〜１−３を保持する機能を有する。

並列接続の場合では、二次電池１−１〜１−３の正極同士が共通接続され、その負極同士が共通接続される。サイドホルダ６０には、二次電池１−１〜１−３の正極タブ４−１〜４−３が接続されるバスバーと、二次電池１−１〜１−３の負極タブ５−１〜５−３が接続されるバスバーとがインサート成形によって設けられている。

図１３Ａおよび図１３Ｂは、サイドホルダ６０を示す。サイドホルダ６０には、例えば正極タブを共通接続するためのバスバー６１と負極タブを共通接続するためのバスバー６２とがインサート成形によって設けられている。バスバー６１は、互いに平行して３本のスリット６３、６４、６５が形成されている。

スリット６３、６４、６５がサイドホルダ６０の二次電池と対向する面にまで貫通している。各スリット内は、タブを案内・支持するための形状を有している。スリット６３、６４、６５から二次電池１−１〜１−３の正極タブ４−１〜４−３が挿入され、バスバー６１のスリット開口まで挿入される。そして、バスバー６１のスリット開口において、レーザ溶接によって正極タブ４−１〜４−３とバスバー６１とが接続される。

サイドホルダ６０には、正極タブの接続部と同様に、スリット６６、６７、６８が形成されている。そして、スリット６６、６７、６８から二次電池１−１〜１−３の負極タブ５−１〜５−３が挿入され、バスバー６２のスリット開口まで挿入される。そして、バスバー６２のスリット開口において、レーザ溶接によって負極タブ５−１〜５−３とバスバー６２とがレーザ溶接によって接続される。

「バッテリユニットの連結構成」
高出力、高容量のバッテリを必要とする車両などの場合、複数のバッテリユニット１０−１、１０−２、１０−３・・・を図１４に示すように、積み重ねて直列および／または並列に接続することがある。樹脂ケースを使用している場合には、高温時、高圧力下での膨張・収縮、クリープの影響があり、組み立て状態を安定に保持することが難しい問題があった。

本開示では、図１５Ａに示すような金属のスリーブホルダ１６が各バッテリユニットのサイドホルダ内に挿入されている。したがって、図１５Ｂに示すように、バッテリユニット１０−１、１０−２、１０−３を積み重ね、それぞれのスリーブホルダ１６−１、１６−２、１６−３の位置を合わせて中にボルト６９を貫通させることができる。ボルト６９にナットを取り付けて一定の圧力でもって締めつけ、積み重ね状態を保持するようになされる。

したがって、連結用のボルト６９は、樹脂のサイドホルダとは接触せず、金属のスリーブホルダ１６−１、１６−２、１６−３内に位置しているので、高温時、高圧力下での樹脂の膨張・収縮、クリープの影響を受けることがなく、安定に組み立て状態を維持することができる。

「セルバランス用のコネクタ」
複数の二次電池を使用する場合、電池の性能を充分に発揮させるためには、各二次電池のセルバランスをとることが必要である。前述した図８の接続構成において、バッテリユニット１０の一方の端面にセンシング用の端子を集約するために、コネクタ３２が接続線例えばＦＦＣ(Flexible Flat Cable) ３３を通じてコネクタ４２と接続されている。ＦＦＣ３３は、３本のラインを有している。コネクタ４２から外部のバッテリコントロールユニットに対して５本のラインが導出される。

具体的には、図１６に示すように、サイドホルダ３０の中間部の凹部内にコネクタ３２が配置され、サイドホルダ４０の中間部の凹部内にコネクタ４２が配置される。そして、トップカバー２８の内面にコネクタ３２およびコネクタ４２間を接続するＦＦＣ３３が配置される。外部のバッテリコントロールユニットの基板がコネクタ４２に対して接続される。

「バッテリモジュール」
自動車や蓄電システムなどのように二次電池に高出力、高容量が要求される用途においては、上述したバッテリユニットをさらに積層したバッテリモジュールが用いられる。このようなバッテリモジュールにおいても高い体積エネルギー密度が求められる。

二次電池は、過充電、長期間にわたる充放電の繰り返し、および極度な高温状態での使用などによって膨張する場合がある。また、過度な膨張によって二次電池の外形が変化する場合がある。一方で、こうした膨張などによって生じた二次電池内の局部的なストレスは二次電池の特性劣化を早める。このため、電池内に生じた局部的なストレスを解消することが望ましい。

図１７Ａは、３つのバッテリユニット１０−１、１０−２、および１０−３が下から順に積層されたバッテリモジュール８０の断面構造である。３つのバッテリユニット１０−１、１０−２、および１０−３のそれぞれの図示せぬスリーブホルダ内を貫通したボルト６９によってバッテリモジュール８０は安定した積み重ね状態が保持されている。図１７Ｂは、図１７Ａの部分拡大図である。図中には、対向するバッテリユニット１０−１の上面と１０−２の底面との間のスペース（以下、間隙と適宜称する）Ｇ−１、およびバッテリユニット１０−２の上面と１０−３の底面との間の間隙Ｇ−２が示されている。本開示では、これらの間隙Ｇ−１、およびＧ−２を有効に利用するバッテリユニット（組電池）内構造によって二次電池の膨張が吸収される。以下に、複数のバッテリユニット間に間隙が設けられたバッテリモジュールの構造について３つの例を示す。

図１８Ａは、スリーブホルダによって、複数のバッテリユニット間に間隙が形成されたバッテリユニットの断面構造の一例である。バッテリモジュール８０は、３つのバッテリユニット１０−１、１０−２、および１０−３が下から順に積層されている。ボルト６９によって位置決めされた３つのバッテリユニット１０−１、１０−２、および１０−３が積み重なり、バッテリモジュール８０は、安定して一体化した積み重ね状態が保持されている。ボルト６９には金属が好適に用いられる。図１８Ｂは、図１８Ａの部分拡大図である。図中には、バッテリユニット１０−１の上面と１０−２の底面との間の間隙Ｇ−１、およびバッテリユニット１０−２の上面と１０−３の底面との間の間隙Ｇ−２が示されている。３つのバッテリユニット１０−１、１０−２、および１０−３には、それぞれスリーブホルダ１６−１、１６−２、および１６−３が組み込まれている。

スリーブホルダ１６−１と、スリーブホルダ１６−２とはリング状の接触面８１−１で接触している。また、同様に、スリーブホルダ１６−２と、スリーブホルダ１６−３とはリング状の接触面８１−２で接触している。スリーブホルダ１６−２は、その長さＬが、バッテリユニット１０−２の厚さｄよりも大となるように形成されていることによって間隙Ｇ−１が形成される。なお、同様に、スリーブホルダ１６−３の長さと、バッテリユニット１０−３の厚さとの関係から間隙Ｇ−２が形成される。上述のように、スリーブホルダには金属が好適に用いられている。よって、各バッテリユニット間に間隙が形成された場合においてもバッテリモジュールの強度が保たれたまま、安定に組み立て状態を維持することができる。

ここでのスリーブホルダ１６−１、１６−２、および１６−３は、それぞれが、インサート成形によって、バッテリユニット１０−１、１０−２、および１０−３と一体的に成形された例が示されている。このように、スリーブホルダは、バッテリユニットと一体構成であっても、またバッテリユニットとは別構成であっても良い。バッテリユニットと一体構成のスリーブホルダはバッテリユニット間の間隙の寸法を予め定めることができる。一方で、バッテリユニットと別構成のスリーブホルダはバッテリモジュールの運用後においても交換することができる。よって、別構成のスリーブホルダは、バッテリユニット間の間隙の寸法を任意に調整することができる。また、一体構成、および別構成のどちらであっても、スリーブホルダを所定の寸法に作成することで、バッテリユニット自体の規格を変更することなく、所望の間隙を設けることができる。

次に、板材、またはワッシャーによって、複数のバッテリユニット間に間隙が形成される例を示す。図１９Ａは、板材によって、複数のバッテリユニット間に間隙が形成されるバッテリユニットの構造の一例を示した組み立て図である。板材がスペーサーとしての役割を果たす。バッテリモジュール８０は、３つのバッテリユニット１０−１、１０−２、および１０−３が下から順に積層される。また、バッテリユニット１０−１と１０−２との間、および１０−２と１０−３との間に板材８２が設けられている。ボルト６９が、３つのバッテリユニット１０−１、１０−２、および１０−３、並びに板材８２を貫通する。その後、図示せぬナットを取り付けて一定の圧力でもって締めつけることによって、バッテリモジュール８０は、安定して一体化した積み重ね状態が保持される。ボルト６９、および板材８２の素材には金属が好適に用いられる。板材８２は２枚１組で用いられる。板材８２は、バッテリユニット１０−１、および１０−２のそれぞれのトップカバー上の前面近く、および背面近くに配置される。その位置は、上述したサイドホルダ３０、および４０上にほぼ相当する。板材８２には、貫通するボルト６９に対応した丸穴が形成されている。板材８２は所定の厚さを有している。板材８２の厚さに応じて、バッテリユニット間の間隙の寸法が定まる。板材８２は、バッテリモジュールの運用後においても交換、および追加することができる。よって、板材８２は、バッテリユニット間の間隙の寸法を任意に調整することができる。

図１９Ｂは、ワッシャーによって、複数のバッテリユニット間に間隙が形成されるバッテリユニットの構造の一例を示した組み立て図である。バッテリモジュール８０は、３つのバッテリユニット１０−１、１０−２、および１０−３が下から順に積層される。また、バッテリユニット１０−１と１０−２との間、および１０−２と１０−３との間にワッシャー８３が設けられている。ボルト６９が、３つのバッテリユニット１０−１、１０−２、および１０−３、並びにワッシャー８３を貫通する。その後図示せぬナットを取り付けて一定の圧力でもって締めつけることによって、バッテリモジュール８０は、安定して一体化した積み重ね状態が保持される。ボルト６９、およびワッシャー８３の素材には金属が好適に用いられる。ワッシャー８３は４枚１組で用いられる。ワッシャー８３は、バッテリユニット１０−１、および１０−２のそれぞれのトップカバー上の前面近くの２か所、および背面近くの２か所（言い換えると、トップカバー上のコーナー部の４か所）に配置される。その位置は、トップカバーに形成されている丸穴の上である。ワッシャー８３は、貫通するボルト６９の外径に対応して選定される。ワッシャー８３は、所定の厚さを得るために複数枚重ねて用いても良い。ワッシャー８３の厚さに応じて、バッテリユニット間の間隙の寸法が定まる。ワッシャー８３は、バッテリモジュールの運用後においても交換、および追加することができる。よって、ワッシャー８３は、バッテリユニット間の間隙の寸法を任意に調整することができる。なお、ワッシャー８３は、既製品を用いれば良いので、新たな部品を作成する必要がない。

板材、およびワッシャーの例においては、それ自体がスリーブホルダの役割を果たし得るため、場合によってはスリーブホルダを用いない構成とすることもできる。また、スリーブホルダの長さは自由に設計することができる。スリーブホルダが、トップカバーから突出する長さに設計されることによって、板材、およびワッシャーの位置決めが容易となる。板材、およびワッシャーは接触面積が広いため、バッテリユニットの積層時の圧力が分散される。また、スリーブホルダと、板材、およびワッシャーとを任意に組み合わせて用いることができる。

次に、ボルトの形状によって、複数のバッテリユニット間に間隙が形成される例を示す。図２０Ａは、ボルトの形状によって、複数のバッテリユニット間に間隙が形成されたバッテリユニットの断面構造の一例である。バッテリモジュール８０は、３つのバッテリユニット１０−１、１０−２、および１０−３が下から順に積層されている。ボルト６９によって位置決めされた３つのバッテリユニット１０−１、１０−２、および１０−３が積み重なり、バッテリモジュール８０は、安定して一体化した積み重ね状態が保持されている。ボルト６９には同様に金属が好適に用いられる。図中には、バッテリユニット１０−１の上面と１０−２の底面との間の間隙Ｇ−１、およびバッテリユニット１０−２の上面と１０−３の底面との間の間隙Ｇ−２が示されている。３つのバッテリユニット１０−１、１０−２、および１０−３には、それぞれスリーブホルダ１６−４、１６−５、および１６−６が嵌合している。また、スリーブホルダ１６−４、１６−５、および１６−６には、それぞれボルト６９−４、６９−５、および６９−６が嵌合している。なお、スリーブホルダ１６に対してボルト６９が圧入される方法、スリーブホルダ１６とボルト６９が接着される方法等によって、スリーブホルダ１６とボルト６９が固着される。

この例においては、各バッテリユニット１０に形成された丸穴の径は異なっている。具体的には、バッテリユニット１０−１の丸穴の径が最も大であり、バッテリユニット１０−３の丸穴の径が最も小である。言い換えると、より上に積層されるバッテリユニット１０の丸穴の径がより小となっている。これに対応して、スリーブホルダ１６−４の外径、および内径が最も大であり、スリーブホルダ１６−６の外径、および内径が最も小である。言い換えると、より上に積層されるバッテリユニット１０に嵌合するスリーブホルダ１６の外径、および内径がより小となっている。また、同様に、これに対応して、ボルト６９−４の外径が最も大であり、ボルト６９−６の外径が最も小である。言い換えると、階段状の円柱に形成されたボルト６９は、より上に積層されるバッテリユニット１０の貫通部の外径がより小となっている。また、好ましくは、ボルト６９−４の外径は、スリーブホルダ１６−５の内径より大、外径より小である。また、好ましくは、ボルト６９−５の外径は、スリーブホルダ１６−６の内径より大、外径より小である。これらの構成によって、ボルト６９−４はバッテリユニット１０−２（スリーブホルダ１６−５）を貫通しない。また、ボルト６９−５はバッテリユニット１０−３（スリーブホルダ１６−６）を貫通しない。ボルト６９―４、および６９−５の高さは、それぞれバッテリユニット１０−１、および１０−２の厚さよりも大である。その差によって、間隙Ｇ−１、および間隙Ｇ−２が形成される。なお、ボルト６９−４、６９−５、および６９−６は、一体で成形されることが強度の面で有利である。

図２０Ｂは、別の形状のボルトによって、複数のバッテリユニット間に間隙が形成されるバッテリユニットの断面構造の一例である。図は、部分組み立て図として示している。バッテリモジュール８０の構築には、バッテリユニット１０−１、１０−２、および１０−３、スリーブホルダ１６−７、１６−８、１６−９Ａ、および１６−９Ｂ、並びにボルト６９が用意される。図中には、２つのバッテリユニット１０−１、および１０−２が下から順に積層された段階が示されている。バッテリユニット１０−１の上面と１０−２の底面との間の間隙Ｇ−１が示されている。バッテリユニット１０−１、および１０−２には、それぞれスリーブホルダ１６−７、および１６−８が嵌合している。また、スリーブホルダ１６−７、および１６−８には、ボルト６９が嵌合している。ボルト６９には同様に金属が好適に用いられる。図示した段階のその後に、バッテリユニット１０−３が積層される。

この例におけるバッテリユニット１０−１、１０−２、および１０−３には、円錐台をくりぬいた形状の穴８４が全て同様に形成されている。穴８４の径は、各バッテリユニット１０の上面近くほど小であり、その底面近くほど大である。また、この例におけるスリーブホルダ１６−７、１６−８、１６−９Ａ、および１６−９Ｂは円錐台状の外周面を有し、穴８４に嵌合するように形成されている。すなわち、各バッテリユニット１０の上面近くで嵌合しているスリーブホルダ１６の先端ほどスリーブホルダ１６の外径が小であり、各バッテリユニット１０の底面近くで嵌合しているスリーブホルダ１６の根元ほどスリーブホルダ１６の外径が大である。各スリーブホルダ１６には、ボルト６９が貫通する穴が形成されている。その穴は２段階の階段状に形成されており、スリーブホルダ１６の先端側の内径が大、スリーブホルダ１６の根元側の内径が小である。各スリーブホルダ１６は、円錐台の底面とは鉛直方向に切断されている。図中においては、スリーブホルダ１６−９Ａ、および１６−９Ｂが切断された形態を示している。スリーブホルダ１６−９Ａと、１６−９Ｂとが組み立てられ、１つのスリーブホルダ１６−９となるように、設計されている。ボルト６９は、２つの異なる外径が交互に繰り返される形態となっている。図中においては、大の外径を有するボルト６９−７、および６９−９の間に、小の外径を有するボルト６９−８が示されている。小の外径を有するボルト６９−８の長さは、内径が小であるスリーブホルダ１６の根元側と嵌合するように設計されている。また、大の外径を有するボルト６９−７と、小の外径を有するボルト６９−８との長さの合計から、各バッテリユニット１０の厚さを減じたその差が間隙Ｇ−１となる。

次に、この例におけるバッテリモジュール８０の組み立て方法について説明する。バッテリモジュール８０は、バッテリユニット１０−１、１０−２、および１０−３の順に組み立てが行われる。図中においては、バッテリユニット１０−２まで組み立てが終わっているので、ここでは、バッテリユニット１０−３の組み立て方法について説明する。まず、穴が階段状に形成されているスリーブホルダ１６−９Ａと、１６−９Ｂとがボルト６９の周囲に取り付けられる。内径が小であるスリーブホルダ１６−９Ａ、および１６−９Ｂの根元側と小の外径を有するボルト６９−８とが嵌合する。また、内径が大であるスリーブホルダ１６−９Ａ、および１６−９Ｂの先端側と大の外径を有するボルト６９−９とが嵌合する。また、ボルト６９−８と嵌合する長さで形成されているスリーブホルダ１６の根元側は、ボルト６９−７と、６９−９との間に収まる。次に、一体化したスリーブホルダ１６−９Ａ、１６−９Ｂ、およびボルト６９がバッテリユニット１０−３の穴８４に挿入される。円錐台状の外周面を有するスリーブホルダ１６−９は円錐台をくりぬいた形状の穴８４と嵌合する。その際に、バッテリユニット１０−３、およびスリーブホルダ１６−９の底面と、バッテリユニット１０−２の上面との間には、ボルト６９−７がバッテリユニット１０−２の上面から突出している長さ分の間隙が形成される。こうして、ボルト６９によって位置決めされた３つのバッテリユニット１０−１、１０−２、および１０−３が積み重なり、バッテリモジュール８０は、安定して一体化した積み重ね状態が保持される。これらの構成によって、バッテリユニットに設ける穴の形状、およびスリーブホルダの形状をそれぞれ全て同一とすることができ、生産性が向上する。

以上に説明したボルトの形状の例においては、スリーブホルダだけでなくボルトも噛み合うことによって、締めつけ圧力に対抗して、より強固にバッテリユニットを支えることができる。よって、バッテリモジュールは、より安定して一体化した積み重ね状態が保持される。

以上に、複数のバッテリユニット間に間隙が設けられたバッテリモジュールの構造について３つの例を示して説明した。本開示のバッテリモジュールでは、複数のバッテリユニット間に間隙が設けられた構成となっている。そして、バッテリユニット内の二次電池が膨張した際にはこの間隙がその膨張を吸収する。したがって、たとえ二次電池が膨張したとしても、その影響によって、バッテリユニットの外形が変化するには至らない。こうして、複数のバッテリユニットは、外形を変えることなく保持することが可能となる。よって、本開示によるバッテリモジュールは体積エネルギー密度を高く保つことができる。一方で、複数のバッテリユニット間に間隙が設けられた構成は、二次電池が膨張した際のその変形を妨げない。したがって、たとえ二次電池が膨張したとしても、バッテリユニット内の二次電池の局部的なストレスが生じることを回避して、バッテリモジュールを使用し続けることができる。こうして、二次電池の特性劣化を抑制し、その寿命を延ばすことが可能となる。このように、本開示は、部品点数を増やすことなくバッテリユニット内に間隙が効率よく配置される構成によって、二次電池の膨張分を吸収しつつ二次電池の長寿命を実現する。

なお、本開示は、以下のような構成も取ることができる。
（１）
複数の二次電池が収納され、前面、背面、第１の側面、第２の側面、第１の主面および第２の主面を有する箱状のケースと、
前記ケースの前記第１および第２の主面の一方の面に設けられた第１の伝熱面と、
前記第１および第２の側面の少なくとも一方の面に形成され、前記第１の伝熱面と連続する第２の伝熱面と、
前記前面と、前記背面と、前記第１および第２の主面の他方の面と、前記第２の伝熱面の内面に形成された絶縁面と、
を備え、
前記二次電池は、電池素子が外装部材に収容され、正負の電極タブが導出されているバッテリユニット。
（２）
前記ケースの前記第１および第２の伝熱面と、前記の絶縁面とが一体的に形成される（１）に記載のバッテリユニット。
（３）
前記ケースの前面と、複数の前記二次電池の前面との間の前記ケースの空間に配置される第１のホルダと、前記ケースの背面と、複数の前記二次電池の背面との間の前記ケースの空間に配置される第２のホルダとを有する（１）または（２）に記載のバッテリユニット。
（４）
前記ケースの前面と、複数の前記二次電池の前面との間の前記ケースの空間に配置される第１のホルダと、前記ケースの背面と、複数の前記二次電池の背面との間の前記ケースの空間に配置される第２のホルダとの少なくとも一方のホルダに、複数の前記二次電池の前記電極タブと接続される導電部が形成される（１）乃至（３）の何れかに記載のバッテリユニット。
（５）
前記ケースの前面と、複数の前記二次電池の前面との間の前記ケースの空間に配置される第１のホルダと、前記ケースの背面と、複数の前記二次電池の背面との間の前記ケースの空間に配置される第２のホルダとの少なくとも一方のホルダに、該ホルダを電極導出方向に貫通する穴が形成され、
該穴内に複数の前記二次電池の前記電極タブを接続するための導電部が露出され、
前記穴の一方の開口から挿入された前記電極タブの端部が前記導電部に接続される（１）乃至（４）の何れかに記載のバッテリユニット。
（６）
前記ケースの前面と、複数の前記二次電池の前面との間の前記ケースの空間に配置される第１のホルダと、前記ケースの背面と、複数の前記二次電池の背面との間の前記ケースの空間に配置される第２のホルダとの少なくとも一方のホルダに、該ホルダを電極導出方向に貫通する穴が形成され、
該穴内に複数の前記二次電池の前記電極タブを接続するための導電部が露出され、
前記穴の一方の開口から挿入された前記電極タブの端部が前記導電部に接続され、
前記第１および第２のホルダの両端部と、前記ケースの前記両端部に対応する位置とを貫通する穴が形成され、
前記穴にそれぞれ金属のスリーブが嵌合される（１）乃至（５）の何れかに記載のバッテリユニット。
（７）
少なくとも２個のバッテリユニットが対向する間に間隙を有して積層され、
前記バッテリユニットは、
複数の二次電池が収納され、前面、背面、第１の側面、第２の側面、第１の主面および第２の主面を有する箱状のケースと、
前記ケースの前記第１および第２の主面の一方の面に設けられた第１の伝熱面と、
前記第１および第２の側面の少なくとも一方の面に形成され、前記第１の伝熱面と連続する第２の伝熱面と、
前記前面と、前記背面と、前記第１および第２の主面の他方の面と、前記第２の伝熱面の内面に形成された絶縁面と、
を備え、
前記二次電池は、電池素子が外装部材に収容され、正負の電極タブが導出されている
バッテリモジュール。

「応用例としての住宅における蓄電システム」
本開示を住宅用の蓄電システムに適用した例について、図２１を参照して説明する。例えば住宅１０１用の蓄電システム１００においては、火力発電１０２ａ、原子力発電１０２ｂ、水力発電１０２ｃ等の集中型電力系統１０２から電力網１０９、情報網１１２、スマートメータ１０７、パワーハブ１０８等を介し、電力が蓄電装置１０３に供給される。これと共に、家庭内発電装置１０４等の独立電源から電力が蓄電装置１０３に供給される。蓄電装置１０３に供給された電力が蓄電される。蓄電装置１０３を使用して、住宅１０１で使用する電力が給電される。住宅１０１に限らずビルに関しても同様の蓄電システムを使用できる。

住宅１０１には、発電装置１０４、電力消費装置１０５、蓄電装置１０３、各装置を制御する制御装置１１０、スマートメータ１０７、各種情報を取得するセンサー１１１が設けられている。各装置は、電力網１０９および情報網１１２によって接続されている。発電装置１０４として、太陽電池、燃料電池等が利用され、発電した電力が電力消費装置１０５および／または蓄電装置１０３に供給される。電力消費装置１０５は、冷蔵庫１０５ａ、空調装置１０５ｂ、テレビジョン受信機１０５ｃ、風呂１０５ｄ等である。さらに、電力消費装置１０５には、電動車両１０６が含まれる。電動車両１０６は、電気自動車１０６ａ、ハイブリッドカー１０６ｂ、電気バイク１０６ｃである。

蓄電装置１０３に対して、上述した本開示のバッテリユニットまたは本開示のバッテリモジュールが適用される。蓄電装置１０３は、二次電池又はキャパシタから構成されている。例えば、リチウムイオン電池によって構成されている。リチウムイオン電池は、定置型であっても、電動車両１０６で使用されるものでも良い。スマートメータ１０７は、商用電力の使用量を測定し、測定された使用量を、電力会社に送信する機能を備えている。電力網１０９は、直流給電、交流給電、非接触給電の何れか一つまたは複数を組み合わせても良い。

各種のセンサー１１１は、例えば人感センサー、照度センサー、物体検知センサー、消費電力センサー、振動センサー、接触センサー、温度センサー、赤外線センサー等である。各種センサー１１１により取得された情報は、制御装置１１０に送信される。センサー１１１からの情報によって、気象の状態、人の状態等が把握されて電力消費装置１０５を自動的に制御してエネルギー消費を最小とすることができる。さらに、制御装置１１０は、住宅１０１に関する情報をインターネットを介して外部の電力会社等に送信することができる。

パワーハブ１０８によって、電力線の分岐、直流交流変換等の処理がなされる。制御装置１１０と接続される情報網１１２の通信方式としては、ＵＡＲＴ(Universal Asynchronous Receiver-Transceiver:非同期シリアル通信用送受信回路）等の通信インターフェー
スを使う方法、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＺｉｇＢｅｅ、Ｗｉ−Ｆｉ等の無線通信規格によるセンサーネットワークを利用する方法がある。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ方式は、マルチメディア通信に適用され、一対多接続の通信を行うことができる。ＺｉｇＢｅｅは、ＩＥＥＥ(Institute of Electrical and Electronics Engineers) ８０２．１５．４の物理層を使用するものである。ＩＥＥＥ８０２．１５．４は、ＰＡＮ(Personal Area Network) またはＷ(Wireless)ＰＡＮと呼ばれる短距離無線ネットワーク規格の名称である。

制御装置１１０は、外部のサーバ１１３と接続されている。このサーバ１１３は、住宅１０１、電力会社、サービスプロバイダーの何れかによって管理されていても良い。サーバ１１３が送受信する情報は、たとえば、消費電力情報、生活パターン情報、電力料金、天気情報、天災情報、電力取引に関する情報である。これらの情報は、家庭内の電力消費装置（たとえばテレビジョン受信機）から送受信しても良いが、家庭外の装置（たとえば、携帯電話機等）から送受信しても良い。これらの情報は、表示機能を持つ機器、たとえば、テレビジョン受信機、携帯電話機、ＰＤＡ(Personal Digital Assistants)等に、表
示されても良い。

各部を制御する制御装置１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit ）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等で構成され、この例では、蓄電装置１０３に格納されている。制御装置１１０は、蓄電装置１０３、家庭内発電装置１０４、電力消費装置１０５、各種センサー１１１、サーバ１１３と情報網１１２により接続され、例えば、商用電力の使用量と、発電量とを調整する機能を有している。なお、その他にも、電力市場で電力取引を行う機能等を備えていても良い。

以上のように、電力が火力１０２ａ、原子力１０２ｂ、水力１０２ｃ等の集中型電力系統１０２のみならず、家庭内発電装置１０４（太陽光発電、風力発電）の発電電力を蓄電装置１０３に蓄えることができる。したがって、家庭内発電装置１０４の発電電力が変動しても、外部に送出する電力量を一定にしたり、または、必要なだけ放電するといった制御を行うことができる。例えば、太陽光発電で得られた電力を蓄電装置１０３に蓄えると共に、夜間は料金が安い深夜電力を蓄電装置１０３に蓄え、昼間の料金が高い時間帯に蓄電装置１０３によって蓄電した電力を放電して利用するといった使い方もできる。

なお、この例では、制御装置１１０が蓄電装置１０３内に格納される例を説明したが、スマートメータ１０７内に格納されても良いし、単独で構成されていても良い。さらに、蓄電システム１００は、集合住宅における複数の家庭を対象として用いられてもよいし、複数の戸建て住宅を対象として用いられてもよい。

「応用例としての車両における蓄電システム」
本開示を車両用の蓄電システムに適用した例について、図２２を参照して説明する。図２２に、本開示が適用されるシリーズハイブリッドシステムを採用するハイブリッド車両の構成の一例を概略的に示す。シリーズハイブリッドシステムはエンジンで動かす発電機で発電された電力、あるいはそれを電池に一旦貯めておいた電力を用いて、電力駆動力変換装置で走行する車である。

このハイブリッド車両２００には、エンジン２０１、発電機２０２、電力駆動力変換装置２０３、駆動輪２０４ａ、駆動輪２０４ｂ、車輪２０５ａ、車輪２０５ｂ、電池２０８、車両制御装置２０９、各種センサ２１０、充電口２１１が搭載されている。電池２０８に対して、上述した本開示のバッテリユニットまたは本開示のバッテリモジュールが適用される。

ハイブリッド車両２００は、電力駆動力変換装置２０３を動力源として走行する。電力駆動力変換装置２０３の一例は、モータである。電池２０８の電力によって電力駆動力変換装置２０３が作動し、この電力駆動力変換装置２０３の回転力が駆動輪２０４ａ、２０４ｂに伝達される。なお、必要な個所に直流−交流（ＤＣ−ＡＣ）あるいは逆変換（ＡＣ−ＤＣ変換）を用いることによって、電力駆動力変換装置２０３が交流モータでも直流モータでも適用可能である。各種センサ２１０は、車両制御装置２０９を介してエンジン回転数を制御したり、図示しないスロットルバルブの開度（スロットル開度）を制御したりする。各種センサ２１０には、速度センサ、加速度センサ、エンジン回転数センサなどが含まれる。

エンジン２０１の回転力は発電機２０２に伝えられ、その回転力によって発電機２０２により生成された電力を電池２０８に蓄積することが可能である。

図示しない制動機構によりハイブリッド車両が減速すると、その減速時の抵抗力が電力駆動力変換装置２０３に回転力として加わり、この回転力によって電力駆動力変換装置２０３により生成された回生電力が電池２０８に蓄積される。

電池２０８は、ハイブリッド車両の外部の電源に接続されることで、その外部電源から充電口２１１を入力口として電力供給を受け、受けた電力を蓄積することも可能である。

図示しないが、二次電池に関する情報に基いて車両制御に関する情報処理を行なう情報処理装置を備えていても良い。このような情報処理装置としては、例えば、電池の残容量に関する情報に基づき、電池残容量表示を行う情報処理装置などがある。

なお、以上は、エンジンで動かす発電機で発電された電力、或いはそれを電池に一旦貯めておいた電力を用いて、モーターで走行するシリーズハイブリッド車を例として説明した。しかしながら、エンジンとモーターの出力がいずれも駆動源とし、エンジンのみで走行、モーターのみで走行、エンジンとモーター走行という３つの方式を適宜切り替えて使用するパラレルハイブリッド車に対しても本開示は有効に適用可能である。さらに、エンジンを用いず駆動モータのみによる駆動で走行する所謂、電動車両に対しても本開示は有効に適用可能である。

「変形例」
以上、本開示の実施形態について具体的に説明したが、上述の各実施形態に限定されるものではなく、本開示の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、上述の実施形態において挙げた構成、方法、工程、形状、材料および数値などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料および数値などを用いてもよい。

また、上述の実施形態の構成、方法、工程、形状、材料および数値などは、本開示の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。

１，１−１〜１−４ 二次電池
２ 電池素子
３ 外装材
４，４−１〜４−４ 正極タブ
５，５−１〜５−４ 負極タブ
１０ バッテリユニット
１１ ボトムケース
１６ スリーブホルダ
１７ 前面樹脂
１８ 底面樹脂
１９ 側面樹脂
２０ 背面樹脂
２１ 底面樹脂
２２，２３ 伝熱面
２８ トップカバー
３０，４０ サイドホルダ
３１Ａ〜３１Ｃ バスバー
３４〜３６ スリット
４１Ａ〜４１Ｃ バスバー
６９ ボルト
８０ バッテリモジュール
ｄ バッテリユニットの厚さ
Ｇ−１，Ｇ−２ バッテリユニット間の間隙
Ｌ スリーブホルダの長さ

Claims (13)

1. 複数の二次電池が収納され、前面、背面、第１の側面、第２の側面、第１の主面および第２の主面を有する箱状のケースと、
   前記ケースの前記第１および第２の主面の一方の面に設けられた第１の伝熱面と、
   前記第１および第２の側面の少なくとも一方の面に形成され、前記第１の伝熱面と連続する第２の伝熱面と、
   前記前面と、前記背面と、前記第１および第２の主面の他方の面と、前記第２の伝熱面の内面に形成された絶縁面と、
   を備え、
   前記二次電池は、電池素子が外装部材に収容され、正負の電極タブが導出されているバッテリユニット。
2. 前記ケースの前記第１および第２の伝熱面と、前記絶縁面とが一体的に形成される請求項１記載のバッテリユニット。
3. 前記ケースの前面と、複数の前記二次電池の前面との間の前記ケースの空間に配置される第１のホルダと、前記ケースの背面と、複数の前記二次電池の背面との間の前記ケースの空間に配置される第２のホルダとを有する請求項１記載のバッテリユニット。
4. 前記ケースの前面と、複数の前記二次電池の前面との間の前記ケースの空間に配置される第１のホルダと、前記ケースの背面と、複数の前記二次電池の背面との間の前記ケースの空間に配置される第２のホルダとの少なくとも一方のホルダに、複数の前記二次電池の前記電極タブと接続される導電部が形成される請求項１記載のバッテリユニット。
5. 前記ケースの前面と、複数の前記二次電池の前面との間の前記ケースの空間に配置される第１のホルダと、前記ケースの背面と、複数の前記二次電池の背面との間の前記ケースの空間に配置される第２のホルダとの少なくとも一方のホルダに、該ホルダを電極導出方向に貫通する穴が形成され、
   該穴内に複数の前記二次電池の前記電極タブを接続するための導電部が露出され、
   前記穴の一方の開口から挿入された前記電極タブの端部が前記導電部に接続される請求項１記載のバッテリユニット。
6. 前記ケースの前面と、複数の前記二次電池の前面との間の前記ケースの空間に配置される第１のホルダと、前記ケースの背面と、複数の前記二次電池の背面との間の前記ケースの空間に配置される第２のホルダとの少なくとも一方のホルダに、該ホルダを電極導出方向に貫通する穴が形成され、
   該穴内に複数の前記二次電池の前記電極タブを接続するための導電部が露出され、
   前記穴の一方の開口から挿入された前記電極タブの端部が前記導電部に接続され、
   前記第１および第２のホルダの両端部と、前記ケースの前記両端部に対応する位置とを貫通する穴が形成され、
   前記穴にそれぞれ金属のスリーブが嵌合される請求項１記載のバッテリユニット。
7. 少なくとも２個のバッテリユニットが対向する間に間隙を有して積層され、
   前記バッテリユニットは、
   複数の二次電池が収納され、前面、背面、第１の側面、第２の側面、第１の主面および第２の主面を有する箱状のケースと、
   前記ケースの前記第１および第２の主面の一方の面に設けられた第１の伝熱面と、
   前記第１および第２の側面の少なくとも一方の面に形成され、前記第１の伝熱面と連続する第２の伝熱面と、
   前記前面と、前記背面と、前記第１および第２の主面の他方の面と、前記第２の伝熱面の内面に形成された絶縁面と、
   を備え、
   前記二次電池は、電池素子が外装部材に収容され、正負の電極タブが導出されている
   バッテリモジュール。
8. 請求項１〜６の何れか１項に記載のバッテリユニットが、再生可能なエネルギーから発電を行う発電装置によって充電される蓄電システム。
9. 請求項１〜６の何れか１項に記載のバッテリユニットを有し、前記バッテリユニットに接続される電子機器に電力を供給する蓄電システム。
10. 請求項１〜６の何れか１項に記載のバッテリユニットから電力の供給を受ける電子機器。
11. 請求項１〜６の何れか１項に記載のバッテリユニットから電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、前記バッテリユニットに関する情報に基づいて、車両制御に関する情報処理を行う制御装置とを有する電動車両。
12. 他の機器とネットワークを介して信号を送受信する電力情報送受信部を有し、
    前記電力情報送受信部が受信した情報に基づき、請求項１〜６の何れか１項に記載のバッテリユニットの充放電制御を行う電力システム。
13. 請求項１〜６の何れか１項に記載のバッテリユニットから電力の供給を受け、または、発電装置または電力網から前記バッテリユニットに電力を供給する電力システム。

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