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WO2012173233A1 - 電気化学セルモジュール及び電気化学セルモジュール・ユニット並びにホルダ - Google Patents

電気化学セルモジュール及び電気化学セルモジュール・ユニット並びにホルダ Download PDF

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WO2012173233A1
WO2012173233A1 PCT/JP2012/065382 JP2012065382W WO2012173233A1 WO 2012173233 A1 WO2012173233 A1 WO 2012173233A1 JP 2012065382 W JP2012065382 W JP 2012065382W WO 2012173233 A1 WO2012173233 A1 WO 2012173233A1
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WO
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side wall
electrochemical cell
bottom wall
module
portions
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PCT/JP2012/065382
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English (en)
French (fr)
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貴弘 松浦
櫻井　淳
忠 鹿間
良樹 濱
幸雄 飯田
若松　喜美
孝之 土屋
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Resonac Corp
Original Assignee
Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
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Publication date
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Priority to KR1020137032398A priority patent/KR20140031298A/ko
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to an electrochemical cell module unit comprising two or more electrochemical cell modules in which a plurality of electrochemical cells are assembled in parallel, an electrochemical cell module used for the unit, and a holder used for the module is there.
  • JP 2006-9997 A Patent Document 1
  • a plurality of columnar batteries (a kind of electrochemical cell) having a convex electrode at one end and a planar electrode at the other end are arranged in parallel.
  • a battery module electrochemical cell module having a structure in which holders are respectively disposed at both ends of a battery assembly (cell group) and a column defining a space between the two holders is arranged.
  • the plurality of cells are electrically connected to a metal bus bar insert-molded in a holder.
  • the holder is provided with the terminal metal fitting which takes out the output from a battery module.
  • Patent Document 2 and 2001-325931 (Patent Document 3) also disclose battery modules configured using similar holders. And these patent publications also disclose an electrochemical cell module unit in which a plurality of battery modules (electrochemical cell modules) are connected in series or in parallel and combined.
  • An object of the present invention is to provide an electrochemical cell module unit capable of electrically and mechanically connecting a plurality of electrochemical cell modules with a simple structure.
  • Another object of the present invention is to provide an electrochemical cell module having a highly versatile holder and a holder suitable for use in the electrochemical cell module.
  • the present invention is directed to an electrochemical cell module unit formed by combining a plurality of electrochemical cell modules obtained by modularizing battery chemical cells such as batteries and capacitors.
  • the electrochemical cell module used in the present invention is composed of a cell assembly and first and second holders.
  • a cell assembly is disposed on both sides of a cell group in which a plurality of columnar electrochemical cells each having electrodes at both ends are disposed in parallel, and a plurality of columnar electrochemical cells in the cell group extend.
  • a plurality of bus bars connected to the electrodes of the one or more columnar electrochemical cells so as to connect the electrochemical cells according to the predetermined wiring pattern.
  • the first holder is fitted to one end of the cell assembly located in the extending direction of the plurality of columnar electrochemical cells.
  • the second holder is fitted to the other end of the cell assembly located in the extending direction of the plurality of columnar electrochemical cells.
  • the first and second holders have first to fourth sides and a bottom wall facing the one end of the cell assembly and rising from the first to fourth sides of the bottom wall to the cell assembly side And a peripheral wall portion consisting of four side wall portions extending in And among the four side wall portions of the first holder or the second holder included in two adjacent electrochemical cell modules, one of the side wall portions in contact with another adjacent electrochemical cell module is a bus bar terminal
  • a side wall side opening which allows the part to go out
  • the bottom wall of the first holder or the second holder has a bottom wall side opening which is continuous with the side wall side opening. It is provided.
  • Two adjacent electrochemical cell modules are juxtaposed so that the side wall side opening and the bottom wall side opening are butted to form one through hole. And two adjacent electrochemical cell modules expose the terminal part of one bus bar to the bottom wall side opening which forms a penetration hole, respectively.
  • two terminal portions located in the through holes are connected and electrically connected.
  • the bus bar terminal portions of two adjacent electrochemical cell modules are connected in a through hole formed between two adjacent electrochemical cell modules, the two adjacent electrochemical cells have a simple structure. Cell modules can be connected electrically and mechanically. Moreover, when such a structure is adopted, electrical connection can be made at the butt portions of two adjacent electrochemical cell modules, and variations in connection patterns can be increased.
  • the electrochemical cell module unit is configured in a unit of module row in which two or more electrochemical cell modules are arranged in a row.
  • the electrochemical cell module unit has a structure in which a plurality of module rows in which two or more electrochemical cell modules are arranged in a row are arranged in parallel.
  • the electrochemical cell modules located at both ends of the plurality of module rows have another side wall opening on another side wall opposite to the side wall on which the side wall side opening is formed, and another side wall One output bus bar is exposed from the side opening.
  • two or more output bus bars of the plurality of module rows are connected by an electrical connection unit such as a connection bus bar or a lead wire so that the plurality of module rows are connected in series or in parallel.
  • a control box containing a plurality of voltage control circuit boards for controlling the voltages of the plurality of module rows is disposed on the other end side of the plurality of module rows.
  • the control box it is preferable to dispose state display means for indicating the state of the module row on the side surface located on the other end side of the module row.
  • the control box facilitates the manufacture of the electrochemical cell module unit because the control box can be manufactured in advance. Further, if the state display means is provided in the control box, the state of the module row can be easily confirmed visually.
  • a plurality of module rows can be arranged side by side.
  • the plurality of bottom wall portions of the plurality of first holders of the plurality of electrochemical cell modules in the plurality of module rows can be covered by one insulating resin sheet.
  • the plurality of bottom wall portions of the plurality of second holders of the plurality of electrochemical cell modules in the plurality of module rows can be covered with a single insulating resin sheet.
  • a plurality of first holders included in the uppermost module row are respectively connected by the first connecting plate, and the uppermost module is positioned
  • the plurality of second holders included in the row can be connected by the second connecting plate.
  • the plurality of first holders included in the upper module row and the plurality of first holders included in the lower module row can be connected by the third connection plate.
  • the plurality of second holders included in the upper module row and the plurality of second holders included in the lower module row can be connected by the fourth connection plate.
  • first slide rail is fixed under the plurality of first holders included in the lowermost module row, and under the plurality of second holders included in the lowermost module row.
  • the second slide rail can be fixed. According to this configuration, when a plurality of module rows are arranged vertically, a robust structure can be constructed without using a case. Moreover, the provision of the first and second slide rails offers the advantage of facilitating the mounting, inspection and replacement of the electrochemical cell module unit.
  • One end face of the plurality of module rows can be covered with an insulating resin plate except for at least the electrical connection means.
  • the other end face of the plurality of module rows can also be covered with the insulating resin plate except at least the electrical connection means.
  • the insulating resin plate via the plurality of spacers so as to face the side surface on which the fourth connection plates of the plurality of module rows are located. In this way, a space corresponding to the size of the spacer can be reliably ensured in relation to peripheral devices, and a path for a lead from each electrochemical cell module to the voltage control circuit board can be ensured through this space. it can.
  • the first to fourth side wall portions are preferably provided with one or more side wall side opening portions that allow the terminal portions of the bus bars to go outside.
  • the space surrounded by the first to fourth side wall portions and the bottom wall portion is preferably a continuous space communicating with all the side wall side openings and receiving a plurality of bus bars.
  • the first to fourth side wall portions are each provided with one or more side wall side opening portions that allow the terminal portions of the bus bars to go outside, and further, a continuous space is provided in the inside. Therefore, various bus bars can be taken out of the holder in any direction. As a result, various wiring patterns can be realized.
  • one having a shape capable of taking out a bus bar in different directions is used as one side wall side opening provided in at least one of the first to fourth side walls. be able to. Use of such a side wall side opening can further increase versatility.
  • the side wall side opening portion and the bottom wall side opening portion continuous to the side wall side opening portion are in plane symmetry with respect to a first imaginary plane orthogonal to the bottom wall portion through the centers of the first and third side wall portions. It is preferable to have the following shape.
  • the bottom wall side opening preferably has a V-shaped contour that extends toward the side wall side opening and away from the first virtual surface. With the V-shaped contour, the range in which the bus bar extends outward can be made wider.
  • two side wall side opening portions can be provided in the facing second and fourth side wall portions among the first to fourth side wall portions.
  • the two side wall side openings have a shape capable of exposing the terminal portion of the bus bar in one direction, and the two side wall side openings pass through the centers of the second and fourth side wall portions respectively and It is preferable that the shape be plane-symmetrical with respect to a second virtual plane orthogonal to the bottom wall. In this case, the options for the drawing position of the bus bar are increased, and the versatility is further enhanced.
  • the first and second holders may have the same shape and be fitted symmetrically on both ends of the cell assembly. In this way, since the holder of a single shape can be used, the cost of the holder can be reduced. Also, when connecting a plurality of electrochemical cell modules, the connecting operation can be performed uniformly.
  • the terminal portion of the bus bar for output is taken out from one side wall side opening that opens to the second side wall of one electrochemical cell module, and one that opens to the second side wall of the other electrochemical cell module
  • the terminal portion of the bus bar for output may come out of the side wall opening.
  • the terminal portion of the output bus bar can be protruded in the same direction.
  • the terminal portion of the bus bar for output is taken out from one side wall side opening that opens in the third side wall of one electrochemical cell module, and one that opens in the first side wall of the other electrochemical cell module
  • the terminal portion of the bus bar for output may come out of the side wall opening. In this way, it is possible to bring out the bus bar terminal for output on both sides in the direction in which the two electrochemical cell modules are arranged, so it is necessary to use separate connection conductors in order to connect a large number of electrochemical cell modules in series. There is no.
  • the two electrochemical cell modules can be connected by a common connecting plate across the respective first and second holders in the boundary region of the two. Using such a common connection plate can increase the connection strength of the two electrochemical cell modules.
  • the two electrochemical cell modules may be connected by an auxiliary connecting plate straddling the first and second holders at two positions sandwiching the common connecting plate respectively.
  • the use of the auxiliary connecting plate can reliably prevent the first and second holders of the electrochemical cell module from coming out of the cell assembly.
  • a plurality of electrochemical cell module units in which output bus bars come out on both sides of the two electrochemical cell modules in the side-by-side arrangement direction are juxtaposed so that the terminal parts of the output bus bars form terminal rows on both sides.
  • a plurality of terminal portions forming a terminal row may be electrically connected by a connection conductor. In this way, two electrochemical cell modules can be electrically connected in parallel.
  • the electrochemical cell module of the present invention which can be used in the unit of the present invention comprises a cell assembly and first and second holders.
  • a cell assembly is disposed on both sides of a cell group in which a plurality of columnar electrochemical cells each having electrodes at both ends are disposed in parallel, and a plurality of columnar electrochemical cells in the cell group extend. And a plurality of bus bars connected to the electrodes of the one or more columnar electrochemical cells so as to connect the electrochemical cells according to the predetermined wiring pattern.
  • the first holder is fitted to one end of the cell assembly located in the extending direction of the plurality of columnar electrochemical cells.
  • the second holder is fitted to the other end of the cell assembly located in the extending direction of the plurality of columnar electrochemical cells.
  • the first and second holders have first to fourth sides and a bottom wall facing the one end of the cell assembly and rising from the first to fourth sides of the bottom wall to the cell assembly side And a peripheral wall portion consisting of first to fourth side wall portions extending in The first to fourth side wall portions are provided with one or more side wall side opening portions that allow the terminal portions of the bus bars to go outside.
  • the space surrounded by the first to fourth side wall portions and the bottom wall portion is a continuous space which communicates with all the side wall side opening portions and receives a plurality of bus bars.
  • the first to fourth side wall portions are respectively provided with one or more side wall side opening portions that allow the terminal portions of the bus bars to go outside, and Since a continuous space is provided inside, various bus bars can be taken out from the holder in any direction. As a result, various wiring patterns can be realized.
  • first side wall portion can be formed with a pair of attachment holes positioned on a third imaginary surface extending in parallel with the bottom wall portion at both ends in the direction in which the first side extends.
  • second side wall portion at both ends in the direction in which the second side extends, a pair of attachment holes can be formed which are located on a fourth imaginary plane extending parallel to the third imaginary plane.
  • third side wall portion at both ends in the direction in which the third side extends, a pair of attachment holes can be formed which are located on a third imaginary surface extending in parallel with the bottom wall portion.
  • a pair of attachment holes can be formed which are located on the fourth imaginary plane extending parallel to the third imaginary plane.
  • the holder of the present invention is disposed on both sides of a cell group in which a plurality of columnar electrochemical cells having electrodes at both ends are arranged in parallel and a plurality of columnar electrochemical cells in the cell group extend.
  • the book columnar electrochemical cell is fitted at both ends located in the extending direction.
  • the holder is provided with a peripheral wall portion consisting of first to fourth side wall portions which rise from the first to fourth sides of the bottom wall portion and extend toward the cell assembly, and the first to fourth side wall portions respectively One or more side wall openings are provided to allow the terminal portions of the bus bars to go outside.
  • the space surrounded by the first to fourth side wall portions and the bottom wall portion is a continuous space which communicates with all the side wall side opening portions and receives a plurality of bus bars.
  • FIG. 10 is a perspective view of an example of an electrochemical cell module unit in which two electrochemical cell module units of FIG. 9 are juxtaposed. It is a perspective view of the electrochemical cell module unit of 3rd Embodiment of this invention.
  • (A) to (F) are a top view, a front view, a bottom view, a rear view, a left side view and a right side view of the electrochemical cell module unit according to the third embodiment.
  • FIG. 12 It is the front view which showed the insulating resin sheet and the connection plate which cover the side surface of front side except an electrochemical cell module unit.
  • A is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 12 (A)
  • B is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 12 (A).
  • FIG. 1 shows a perspective view used to explain an example of the configuration of the first electrochemical cell module 1 that can be used in the electrochemical cell module unit of the present embodiment
  • FIG. 2 and FIG. These are the perspective view and top view of the 1st and 2nd holder used with the electrochemical cell module 1 of embodiment of FIG.
  • the electrochemical cell module 1 comprises a cell assembly 3 and first and second holders 5 and 7.
  • the cell assembly 3 has four columnar lithium ion capacitors 13 which are a kind of columnar electrochemical cell having a convex electrode 9 at one end and a planar electrode 11 at the other end.
  • the four lithium ion capacitors 13 included in the cell group 15 are disposed on both sides in the extending direction, and the bus bars 17 to 20 ′ are welded to the electrodes of the four lithium ion capacitors 13.
  • the four lithium ion capacitors 13 are arranged in different directions so that they have a wiring pattern in which four lithium ion capacitors 13 are connected in series by the five bus bars 17 to 20 ′. .
  • the bus bar 17 is connected to the convex electrode 9 of the lithium ion capacitor 13 at the upper left
  • the bus bar 18 is connected to the surface electrode of the lithium ion capacitor 13 at the upper right
  • the bus bar 19 is the lithium ion capacitor at the lower left and lower right.
  • the bus bar 20 connects the planar electrodes of the upper left and lower lithium ion capacitors 13 and the convex electrodes
  • the bus bar 20 ′ connects the upper right and lower lithium ion capacitors 13. The convex electrode and the planar electrode are connected.
  • the five bus bars 17 to 20 ′ are formed by press-forming a conductive material or a copper material having a low resistance value, such as nickel, iron, copper, or aluminum, to which tin plating or nickel plating is applied.
  • a conductive material or a copper material having a low resistance value such as nickel, iron, copper, or aluminum
  • the bus bars 17 and 18 used in the present embodiment include through holes 17A and 18A and terminal portions 17B and 18B.
  • the bus bars 19, 20 and 20 'do not have terminals, but have through holes 19A to 20'A.
  • the through holes 17A to 20'A are formed to form a solder reservoir or to increase the resistance value at the time of welding.
  • the cell assembly 3 is configured in advance by connecting the bus bars 17 to 20 ′ to the electrodes (9, 11) of the lithium ion capacitor 13 by soldering or resistance welding.
  • the first holder 5 is fitted to one end of the cell assembly 3 located in the extending direction of the lithium ion capacitor 13.
  • the second holder is fitted to the other end of the cell assembly 3 located in the direction in which the lithium ion capacitors 13 extend.
  • holders of the same shape shown in FIGS. 2 and 3 are used as the first and second holders 5 and 7.
  • the structure of the holder 5 will be representatively described with reference to FIGS. 2 and 3 below.
  • the holder 5 used in the present embodiment is integrally formed of an insulating resin material, and includes a bottom wall 21 and a peripheral wall 22.
  • the bottom wall portion 21 has a substantially rectangular outline and faces one end or the other end of the cell assembly 3.
  • a peripheral wall 22 rising from the peripheral edge of the bottom wall 21 and extending toward the cell assembly 3 is constituted by first to fourth side walls 22A to 22D having the same length and orthogonal to each other.
  • first and third side wall portions 22A and 22C two side wall side openings 22E and 22F communicating with the pair of bottom wall side openings 21E and 21F formed in the bottom wall portion 21 are formed.
  • two side wall side openings 22G and 22H are formed in the second side wall 22B, and two side wall openings 22I and 22J are also formed in the fourth side wall 22D.
  • the two side wall side openings 22G and 22H and the two side wall side openings 22I and 22J are shaped such that the terminal portions of the bus bar can be taken out in one direction.
  • the two side wall openings 22G and 22H and the two side wall openings 22I and 22J pass through the centers of the second and fourth side wall portions 22B and 22D, respectively, and are orthogonal to the bottom wall portion 21. It has a shape that is plane-symmetrical with respect to the two virtual surfaces S2.
  • a third virtual surface S3 extending in parallel with the bottom wall portion 21 at both ends in a direction in which the first side 21A and the third side 21C extend in the first side wall portion 22A and the third side wall portion 22C, respectively.
  • a pair of mounting holes 27a located above are formed. Although only a pair of mounting holes 27a provided in the third side wall portion 22C is shown in FIG. 2, a pair of mounting holes is formed at the same position in the first side wall portion 22A.
  • the second side wall portion 22B and the fourth side wall portion 22D are located on the fourth virtual surface S4 extending in parallel with the third virtual surface S3 at both ends in the direction in which the second sides 21B and 21D extend.
  • a pair of mounting holes 27b are formed. Although only a pair of mounting holes 27b provided in the fourth side wall portion 22D is shown in FIG. 2, a pair of mounting holes is formed at the same position in the second side wall portion 22B.
  • the bottom wall portion 21 is formed with a central hole 23 for inserting a screw with a head (not shown) for fixing the support 16 shown in FIG. 1 at its central portion. Further, as shown in FIG. 3, the bottom wall 21 is formed to be convex toward the central hole 23 on two sides 21A and 21C of the four sides 21A to 21D of the bottom wall 21 that are opposed to each other. Bottom wall side opening parts 21E and 21F which penetrate in the thickness direction of and are opened in the direction away from the central hole 23 are formed.
  • the bottom wall side openings 21E and 21F have a shape that is plane-symmetrical to a first virtual surface S1 orthogonal to the bottom wall 21 through the centers of the first and third side walls 22A and 22C. ing.
  • the bottom wall side openings 21E and 21F have a V-shaped outline that extends toward the side wall side openings 22E and 22F and away from the first virtual surface S1.
  • a position through which a first virtual surface S1 passing through the central hole 23 is orthogonal to the sides 21A and 21C and a second virtual surface S2 passing through the central hole 23 orthogonal to the sides 21B and 21D At the passing positions, four through holes 24 each having a diameter through which the voltage detection lead can be passed are formed.
  • the four through holes 24 are formed at angular intervals of 90 ° around the central hole 23 respectively.
  • the lead wires for voltage detection are drawn too long regardless of the positional relationship of the holder 5 with the cell assembly 3. It can be pulled out from any one of the four through holes 24 without any problem.
  • four through holes 25 are formed in the bottom wall 21 so as to be located on two diagonal lines assumed for the four corners of the bottom wall 21 respectively.
  • two through holes 26 are formed at positions through which the above-described second virtual surface S2 passes.
  • the through hole is a mounting hole.
  • four concave portions 27c are formed corresponding to the four side wall side openings 22G to 22J. These four recesses 27c are abutted with the recesses of another holder to form one through hole, enabling the lead wire to be pulled out similarly to the through hole 24 described above.
  • the holder 5 there are four end fitting recesses 28A to 28D formed by the bottom wall 21 and the peripheral wall 22 and into which the ends of the four lithium ion capacitors 13 are fitted. .
  • the four end fitting recesses 28A to 28D are provided at their bottoms with spacer accommodating recesses 30A to accommodate buffer spacers (not shown) disposed in a compressed state between the bus bars 17 to 20 'and the bottom wall 21. It is equipped with 30D.
  • the buffer spacer is made of ring-shaped rubber. If such a buffer spacer is provided as necessary, the portion of the bus bar and the end fitting recess 28A ⁇ can be formed by the buffer spacer that has been compressed and deformed regardless of the arrangement direction of the four lithium ion capacitors.
  • the cell assembly 3 can be held between the first and second holders 5 and 7 by filling the space between the bottom of the 28D and 28D.
  • a space SP surrounded by the first to fourth side wall portions 22A to 22D and the bottom wall portion 21 is a continuous space which communicates with all the side wall side opening portions 22E to 22J and receives a plurality of bus bars.
  • all the end fitting concave portions 28A to 28D communicate with each other to form a continuous annular space SP.
  • the bus bar 19 in FIG. 1 is disposed so as to straddle two end fitting recesses 28C and 28D, and the bus bar 18 is disposed so as to pass from the end fitting recess 28A to the side wall opening 22E.
  • the bus bars 20 and 20 ' are disposed across the two end fitting recesses 28B and 28C and 28A and 28D.
  • the bus bar 17 is disposed in the end fitting recess 28 B of the holder 5, and the bus bar 18 is disposed in the end fitting recess 28 A of the holder 5.
  • the terminal portion 17B of the bus bar 17 extends to the outside from the side wall opening 22H, and the terminal portion 18B of the bus bar 18 extends to the outside from the side wall opening 22E.
  • the bus bar 19 is disposed in the two end fitting recesses 28C and 28D in communication with the holder 5
  • the bus bar 20 is disposed in the two end fitting recesses 28B and 28C in communication with the holder 7, and the bus bar 20 'is It is disposed in the two end fitting recesses 28A and 28D in communication with the holder 7.
  • a plurality of electrochemical cell modules 1 according to the above embodiment can be assembled and electrically connected to one another to construct a large capacity electrochemical cell module.
  • a lithium ion capacitor is used as the electrochemical cell.
  • an electric double layer capacitor, a lithium ion battery, or any other secondary battery may of course be used as the electrochemical cell.
  • the first and second holders 5 and 7 are attracted by the support 16, but the first and second holders 5 and 7 and the cell assembly 3 are surrounded.
  • the belt-like members may be arranged to draw the first and second holders 5 and 7 by clamping the module from the outside.
  • the electrochemical cell module 1 includes the cell assembly 3 including four lithium ion capacitors (electrochemical cells) 13, the number of the electrochemical cells included in the cell assembly 3 is particularly limited. It is not a thing.
  • the bus bars 17 to 20 are of the type that connects two adjacent electrochemical cells all but in some wiring patterns, the bus bars connected only to the electrodes of one electrochemical cell are electrochemical Of course, it may be included in the cell module 1.
  • FIG. 4 shows a perspective view used to explain the configuration of a second electrochemical cell module 101 that can be used in the electrochemical cell module unit of the present invention.
  • the electrochemical cell module 101 differs from the electrochemical cell module 1 of FIG. 1 in the shape and mounting position of the bus bar 17 ′ and the mounting position of the bus bar 18 ′. That is, in the present embodiment, the bus bar 17 'is out of the side wall opening 22F so as to expose the terminal portion 17'B of the first holder 5. In addition, the bus bar 18 'is disposed so as to protrude from the side wall opening 22G so as to expose the terminal portion 18'B. The other points are the same as the configuration of the electrochemical cell module 1 of FIG.
  • FIG. 5 shows a perspective view used to explain the configuration of the third electrochemical cell module 201 that can be used in the present invention.
  • the electrochemical cell module 201 of the third embodiment is different from the electrochemical cell module 1 of FIG. 1 in the shape and mounting position of the bus bar 17 ′. That is, in the present embodiment, the bus bar 17 'is out of the side wall opening 22F so as to expose the terminal portion 17'B of the first holder 5.
  • the other points are the same as the configuration of the electrochemical cell module 1 of FIG.
  • FIG. 6 shows a perspective view used to explain the configuration of the fourth electrochemical cell module 301 that can be used in the present invention.
  • the fourth electrochemical cell module 301 all of the lithium ion capacitors 13A to 13D of the cell assembly 3 'are oriented in the same direction as compared with the electrochemical cell module 1 of FIG.
  • the bus bar 117 is connected to the protruding electrodes of the upper and lower two lithium ion capacitors 13A and 13B, and the terminal portion 117B is out of the side wall opening 22H of the first holder 5.
  • the bus bar 118 is connected to the protruding electrodes of the upper and lower two lithium ion capacitors 13C and 13D, and the terminal portion 118B protrudes from the side wall opening 22G of the first holder 5.
  • the bus bar 120 is connected to the planar electrodes of the upper and lower two lithium ion capacitors 13A and 13B, and the terminal portion 120B protrudes from the side wall opening 22G of the second holder 7.
  • the bus bar 120 ' is connected to the planar electrodes of the upper and lower two lithium ion capacitors 13C and 13D, and the terminal portion 120'B extends from the side wall opening 22G of the second holder 7.
  • the terminal portions 117B and 118B constitute a minus terminal
  • the terminal portions 120B and 120'B constitute a plus terminal.
  • the other points are the same as the configuration of the electrochemical cell module 1 of FIG.
  • FIG. 7 is a perspective view of the electrochemical cell module unit 100 according to the first embodiment of the present invention in which the electrochemical cell modules 1 and 101 are juxtaposed to form one module row.
  • This embodiment has a structure in which eight lithium ion capacitors are connected in series.
  • 8A to 8F show a top view, a front view, a bottom view, a rear view, a left side view, and a right side view of the electrochemical cell module unit 100.
  • the electrochemical cell module 1 exposes the terminal portion 18B of one bus bar 18 at the bottom wall side opening 21E continuing to the side wall side opening 22E opened to the first side wall 22A of the first holder 5 . Further, the terminal portion 17B of the bus bar 17 is exposed from the side wall opening 22H which is open to the second side wall 22B of the first holder 5. Further, in the electrochemical cell module 101, the terminal portion 17'B of one bus bar 17 'is attached to the bottom wall side opening 21F continuing to the side wall side opening 22F opened in the third side wall 22C of the first holder 5. Exposed. And terminal part 18'B of bus bar 18 'is taken out from the side wall side opening 22G of 2nd side wall part 22B.
  • the electrochemical cell module unit 100 forms two through holes 41 by bringing two adjacent electrochemical cell modules 1 and 101 into contact with the side wall side openings 22E and 22F and the bottom wall side openings 21E and 21F. Side by side.
  • the two adjacent electrochemical cell modules 1 and 101 expose the terminal 18B of the bus bar 18 and the terminal 17'B of the bus bar 17 '(not shown) in the bottom wall side openings 21E and 21F forming the through holes 41 respectively.
  • the two terminal portions 18B and 17'B located in the through holes 41 are connected by bolts and electrically and mechanically connected.
  • the two electrochemical cell modules 1 and 101 are connected by the common connecting plates 42 and 42 'straddling the first and second holders 5 and 7 in the boundary region of the two. ing.
  • the joint strength of the two electrochemical cell modules 1 and 101 can be enhanced by using such common joint plates 42 and 42 '.
  • the two electrochemical cell modules 1 and 101 are straddled over the first and second holders 5 and 7 at two positions sandwiching the common connection plates 42 and 42 'respectively.
  • the connecting plates 43 and 43 'and 44 and 44' are connected.
  • the first and second holders 5 and 7 of the electrochemical cell modules 1 and 101 can be reliably prevented from coming out of the cell assembly 3.
  • the electrochemical cell module unit 200 has a structure in which eight lithium ion capacitors are connected in series.
  • the electrochemical cell module 201 projects the terminal 18B of the bus bar 18 from the side wall opening 22E of the first side wall 22A, and the terminal 17 of the bus bar 17 'from the side wall opening 22F of the third side wall 22C. 'B is out.
  • the two electrochemical cell modules 201 are juxtaposed so that the side wall side openings 22E and 22F and the bottom wall side openings 21E and 22F are butted to form one through hole 41.
  • the two adjacent electrochemical cell modules 201 expose the terminal 18B of the bus bar 18 and the terminal 17'B of the bus bar 17 '(not shown) in the bottom wall side openings 21E and 22F forming the through holes 41 respectively.
  • the two terminal portions 18B and 17'B located in the through hole 41 are connected by bolts and electrically connected.
  • the two electrochemical cell modules 201 are connected by the common connecting plates 42 and 42 'straddling the first and second holders 5 and 7 in the boundary region between the two. . Also in this embodiment, the two electrochemical cell modules 201 are auxiliary connecting plates straddling the first and second holders 5 and 7 at two positions sandwiching the common connecting plates 42 and 42 'respectively. They are linked by 43 and 43 'and 44 and 44'.
  • the two module rows 302 and 303 configured by arranging the two electrochemical cell modules 201 shown in FIG. 5 in parallel have the same positional relationship in the vertical direction. It is configured by stacking up and down.
  • two series circuits configured by connecting in series eight lithium capacitors have a structure in which they are connected in parallel.
  • two recesses 27c are butted to form four lead wire lead-out through holes.
  • the plurality of terminal portions 18B and 18B forming a terminal row are electrically connected to each other by the connection conductor in the lead wire 45 which is the electrical connection means.
  • a plurality of terminal portions 17'B and 17'B forming a terminal row are electrically connected to each other by the connection conductor in the lead wire 46.
  • the output is obtained by connecting an output lead to one of the connection portions of the lead wire 45 and one of the connection portions of the lead wire 46.
  • FIG. 11 is a perspective view of an electrochemical cell module unit 400 according to the third embodiment of this invention.
  • 12A to 12F are a top view, a front view, a bottom view, a rear view, a left side view and a right side view of the electrochemical cell module unit 400.
  • FIG. And FIG. 13 is a front view of the electrochemical cell module unit 400 which showed the insulating resin sheet which covers the side surface of a front side, and a connection plate, in order to understand easily. .
  • module rows 401 and 403 in which four electrochemical cell modules 201 are arranged in a row, are vertically stacked and juxtaposed.
  • the module row 401 and the module row 403 have a positional relationship in which they are rotated by 180 degrees. As a result, in the upper module 401 and the lower module row 403, the angles at which the terminal portions 18B and 17'B come out of the first holder 5 are different.
  • two series circuits configured by connecting in series 18 lithium ion capacitors have a structure in which they are further connected in series.
  • the department is connected.
  • the electrochemical cell modules 201 located at both ends of the two module rows 401 and 403 have side walls on which opposite side wall openings 22E and 22F (not shown in FIG. 13) are formed to form the through holes 41.
  • the other side wall opening 22E, 22F (not shown in FIG. 13) and the bottom wall side opening 21E, 21F are provided in the other side wall facing the portion, and the other side wall opening
  • the terminal portions 17'B and 18B of one output bus bar 17, 18 are exposed.
  • the terminal portions 17'B and 18B of the two output bus bars of the two module rows 401 and 403 are electrically connected (49 to 49) so that the two module rows 401 and 493 are connected in series. 53).
  • the electrical connection means (49 to 53) of the present embodiment are connected to the terminal portions 17'B and 18B of the output bus bar and mutually connect the L-shaped fittings 49 and 51 and the terminal fittings 49 and 51. It is comprised from the strip-shaped metal fitting 53 and.
  • the output terminal fittings 55 and 57 are attached to the output terminal portions 18B and 17'B of the module rows 401 and 403 at positions opposite to the two connection bus bars (49 to 53).
  • the bottom wall portion of the first holder 5 of the eight electrochemical cell modules 201 of the two module rows 401 and 403 has one thickness of about 0.35 mm. Is covered by the insulating resin sheet 59 of FIG. In the present embodiment, the insulating resin sheet 59 covers the bottom wall surfaces of the eight first holders 5 as shown in FIG. 14 (A) showing a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 12 (A). It is being fixed by the connecting plate 61 made of SUS in the state which was carried out. The connecting plate 61 is screwed to the four first holders 5 in the upper module row 401 and the four first holders 5 in the lower module row 403. .
  • the four second holders 7 in the upper module row 401 and the four second holders 5 in the lower module row 403 are also fixed by the connecting plate 63 made of SUS. There is.
  • the connecting plate 61 is screwed to the four second holders 7 in the module row 401 located on the upper side and the four first holders 7 in the module row 403 located on the lower side. .
  • first holders 5 included in the upper module row 401 are connected by the connecting plate 65, and the four second holders 7 included in the module row 401 are respectively connected. It is connected by a connecting plate 67.
  • first slide rails 69 are fixed under the four first holders 5 included in the lower module row 403, and under the four second holders 7 included in the module row 403.
  • the second slide rail 71 is fixed. According to this configuration, when a plurality of module rows are arranged vertically, a robust structure can be constructed without using a case.
  • the provision of the first and second slide rails 69 and 71 offers the advantage of facilitating the mounting, inspection and replacement of the electrochemical cell module unit 400.
  • a pair of guides slidably supporting the first and second slide rails 69 and 71 are fixed.
  • the insulating resin plate 73 except for the electrical connection means (49 to 31).
  • a slight gap is formed under the insulating resin plate 73.
  • the other end surfaces of the module rows 401 and 403 are covered with the insulating resin plate 75 except for the lead-out portions of the output terminal fittings 55 and 57.
  • the voltage of each electrochemical cell module in two module rows 401 and 403 is controlled respectively
  • Control boxes 91 and 93 in which two voltage control circuit boards 77 and 79 are accommodated are disposed on the other end side of the two module rows 401 and 403.
  • the two control boxes 91 and 93 are closed by a lid plate 95 made of a translucent insulating resin.
  • state display means 97 and 99 indicating the states of the module lines 401 and 493 are disposed on the side surfaces located on the other end side of the module lines 401 and 403.
  • the state display means 97 and 99 are constituted by light emitting diodes which are driven by the state determination circuit and emit light when the electrochemical cell modules in the opposing module row are in the normal state. Since the portion of the lid plate 95 corresponding to the light emitting diode is translucent, the light emitting state of the light emitting diode can be visually recognized from the outside. Use of such control boxes 91 and 93 facilitates manufacture of the electrochemical cell module unit 400 because the control box can be manufactured in advance. Further, if the state display means 97 and 99 are provided in the control box, the state of the module row can be easily confirmed visually.
  • a plurality of spacers are opposed to the back face where the connecting plate 63 connecting the two module rows 401 and 403 is located.
  • An insulating resin plate 105 is disposed via 103.
  • the space 107 for the dimension of the spacer 103 can be secured.
  • the space 107 secures the paths of a plurality of lead lines (not shown) from the electrochemical cell modules 201 to the voltage control circuit boards 77 and 79 in the control boxes 91 and 93.
  • Each electrochemical cell module is provided with a temperature sensor and a voltage detection terminal, from which a lead wire is drawn.
  • the embodiment shown in FIGS. 11 to 14 includes only two module rows, the number of module rows is arbitrary. Also, how to connect a plurality of module strings is optional.
  • the case covering the entire electrochemical cell module unit is not provided, but a case covering the entire electrochemical cell module unit may be provided. In that case, the insulating resin sheet 59 and the insulating resin plates 73, 75 and 105 are unnecessary.
  • a control box may be arrange
  • the electrochemical cell module unit of the above embodiment uses a lithium ion capacitor as the electrochemical cell, but other types of capacitors and secondary batteries including lithium ion batteries can also be used as the electrochemical cell Needless to say.
  • the two adjacent electrochemical cells when the bus bar terminal portions of two adjacent electrochemical cell modules are connected in a through hole formed between two adjacent electrochemical cell modules, the two adjacent electrochemical cells have a simple structure. Cell modules can be connected electrically and mechanically. Moreover, when such a structure is adopted, electrical connection can be made at the butt portions of two adjacent electrochemical cell modules, and variations in connection patterns can be increased.
  • electrochemical cell module 3 cell assembly 5 first holder 7 second holder 13 lithium ion capacitor (electrochemical cell) DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 cell group 16 support 17-20 'bus bar 17B, 17B', 18B terminal part 21 bottom wall part 21E, 21F bottom wall side opening part 22 peripheral wall part 22A-22D side wall part 22E-22H side wall opening part 23 center hole 24 penetration Hole 25 through hole 26 through hole 28A to 28D end fitting recess 30A to 30D spacer accommodation recess 41 through hole 101, 201 electrochemical cell module 100, 300, 400 electrochemical cell module unit 302, 303, 401, 403 Module row

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Abstract

　複数の電気化学セルモジュールを簡単な構造で電気的且つ機械的に連結することができる電気化学セルモジュール・ユニットを提供する。電気化学セルモジュール・ユニット１００は、隣り合う２つの電気化学セルモジュール１及び１０１を、側壁側開口部２２Ｅ及び２２と底壁側開口部２１Ｅ及び２１Ｆを突き合わせて一つの貫通孔４１を形成するように並設している。隣り合う２つの電気化学セルモジュール１及び１０１は、それぞれ貫通孔４１を形成する底壁側開口部２１Ｅ及び２１Ｆにバスバ１８の端子部１８Ｂ及びバスバ１７´の端子部１７´Ｂを露出させる。そして貫通孔４１内に位置する２つの端子部１８Ｂ及び１７´Ｂをボルトで連結して電気的且つ機械的に接続する。

Description

電気化学セルモジュール及び電気化学セルモジュール・ユニット並びにホルダ
　本発明は、複数本の電気化学セルを集合させた電気化学セルモジュールを２以上並設してなる電気化学セルモジュール・ユニット及び該ユニットに用いる電気化学セルモジュール並びに該モジュールに用いるホルダに関するものである。
　特開２００６－９９９９７号公報（特許文献１）には、一端に凸状電極を有し且つ他端に面状電極を有する複数本の柱状電池（電気化学セルの一種）が並列配置されてなる組電池（セル群）の両端にそれぞれホルダを配置して、二つのホルダの間に両者間の間隔を画定する支柱を配置した構造の電池モジュール（電気化学セルモジュール）が開示されている。複数の電池は、ホルダ内にインサート成形された金属製のバスバに電気的に接続されている。そしてホルダには、電池モジュールからの出力を取り出す端子金具が設けられている。特開２００３－４５５０４号公報（特許文献２）及び特開２００１－３２５９３１号公報（特許文献３）にも、同様のホルダを用いて構成された電池モジュールが開示されている。そしてこれらの特許公報には、複数の電池モジュール（電気化学セルモジュール）を直列または並列に接続して組み合わせた電気化学セルモジュール・ユニットも開示されている。
特開２００６－９９９９７号公報 特開２００３－４５５０４号公報 特開２００１－３２５９３１号公報
　しかしながら特許文献１乃至３に示された電気化学セルモジュール・ユニットでは、簡単な構造で、複数の電気化学セルモジュールを連結することができなかった。また従来の電気化学セルモジュールでは、バスバをインサート成形したホルダを用いるため、ホルダの汎用性が低かった。そこで本願発明者は、バスバをセル群に予め接続したセル集合体を作り、このセル集合体の両端部にホルダを嵌合させることを考えた。しかしながら既存のホルダには、様々な配線パターンに適用可能な汎用性の高いホルダがなかった。
　本発明の目的は、複数の電気化学セルモジュールを簡単な構造で電気的且つ機械的に連結することができる電気化学セルモジュール・ユニットを提供することにある。
　本発明の他の目的は、汎用性の高いホルダを備えた電気化学セルモジュール及び該電気化学セルモジュールに使用するのに適したホルダを提供することにある。
　本発明は、電池、キャパシタ等の電池化学セルをモジュール化した電気化学セルモジュールを複数組み合わせてなる電気化学セルモジュール・ユニットを対象とする。本発明で用いる電気化学セルモジュールは、セル集合体と、第１及び第２のホルダとから構成される。セル集合体は、両端にそれぞれ電極を有する複数本の柱状電気化学セルが並列配置されてなるセル群と、セル群の複数本の柱状電気化学セルが延びる方向の両側に配置されて、複数本の電気化学セルを所定の配線パターンで接続するように１以上の柱状電気化学セルの電極に接続された複数のバスバとからなる。第１のホルダは、セル集合体の複数本の柱状電気化学セルが延びる方向に位置する一端に嵌合される。第２のホルダは、セル集合体の複数本の柱状電気化学セルが延びる方向に位置する他端に嵌合される。第１及び第２のホルダは、第１乃至第４の辺を有してセル集合体の一端と対向する底壁部と、底壁部の第１乃至第４の辺から立ち上がってセル集合体側に延びる４つの側壁部からなる周壁部とを備えている。そして隣り合う２つの電気化学セルモジュールに含まれる第１のホルダまたは第２のホルダの４つの側壁部のうち、隣り合う他の電気化学セルモジュールと接触する一つの側壁部には、バスバの端子部が外部に出ることを許容する１つの側壁側開口部が設けられ、第１のホルダまたは第２のホルダの底壁部には該１つの側壁側開口部に連続する底壁側開口部が設けられている。隣り合う２つの電気化学セルモジュールは、側壁側開口部および底壁側開口部を突き合わせて一つの貫通孔を形成するように並設されている。そして隣り合う２つの電気化学セルモジュールは、それぞれ貫通孔を形成する底壁側開口部に１つのバスバの端子部を露出させている。その上で、隣り合う２つの電気化学セルモジュールは、貫通孔内に位置する２つの端子部が連結されて電気的に接続されている。本発明のように、隣り合う２つの電気化学セルモジュールの間に形成した貫通孔内で隣り合う２つの電気化学セルモジュールのバスバの端子部を連結すると、簡単な構造で隣り合う２つの電気化学セルモジュールを電気的に且つ機械的に連結することができる。またこのような構造を採用すると、隣り合う２つの電気化学セルモジュールの突き合わせ部において、電気的な接続をすることが可能となり、接続パターンのバリエーションを増やすことができる。
　本発明において、電気化学セルモジュール・ユニットは、２以上の電気化学セルモジュールが列をなすように配置されてなるモジュール列を単位として構成される。電気化学セルモジュール・ユニットは、２以上の電気化学セルモジュールが列をなすように配置されてなる複数のモジュール列が、並設された構造を有している。複数のモジュール列の両端に位置する電気化学セルモジュールは、側壁部側開口部が形成された側壁部と対向する別の側壁部に別の側壁部側開口部を有しており、別の側壁部側開口部から一つの出力用バスバを露出させている。そして複数のモジュール列が直列または並列接続されるように、複数のモジュール列の２以上の出力用バスバが連結用バスバやリード線等の電気的接続手段によりで連結されている。このように電気的接続手段で複数のモジュール列を接続することにより、必要な電圧及び容量の電気化学セルモジュール・ユニットを簡単に構成することができる。
　複数のモジュール列の電圧をそれぞれ制御する複数の電圧制御回路基板が収納された制御ボックスが、複数のモジュール列の他端側に配置するのが好ましい。そして制御ボックスにはモジュール列の他端側に位置する側面にモジュール列の状態を示す状態表示手段を配置するのが好ましい。制御ボックスを用いると、事前に制御ボックスを製造することができるため、電気化学セルモジュール・ユニットの製造が容易になる。また状態表示手段を制御ボックスに設ければ、簡単にモジュール列の状態を視覚により確認できる。
　複数のモジュール列は、上下に並ぶように配置することができる。この場合、複数のモジュール列の２以上の電気化学セルモジュールの複数の第１のホルダの複数の底壁部は、１枚の絶縁樹脂シートにより覆うことができる。また複数のモジュール列の２以上の電気化学セルモジュールの複数の第２のホルダの複数の底壁部は、１枚の絶縁樹脂シートにより覆うことができる。このような絶縁樹脂シートを設けると、周囲に配置される他の機器との短絡の発生を防止することができる。
　複数のモジュール列が上下に並ぶように配置される場合には、最も上に位置するモジュール列に含まれる複数の第１のホルダをそれぞれ第１の連結板により連結し、最も上に位置するモジュール列に含まれる複数の第２のホルダをそれぞれ第２の連結板により連結することができる。そして上に位置するモジュール列に含まれる複数の第１のホルダと下に位置するモジュール列に含まれる複数の第１のホルダを、それぞれ第３の連結板により連結することができる。そして上に位置するモジュール列に含まれる複数の第２のホルダと下に位置するモジュール列に含まれる複数の第２のホルダをそれぞれ第４の連結板により連結することができる。なおモジュール列がｎ個（ｎは２以上の整数）の場合、第３及び第４の連結板の数はｎ－１個となる。また最も下に位置するモジュール列に含まれる複数の第１のホルダの下には第１のスライドレールを固定し、最も下に位置するモジュール列に含まれる複数の第２のホルダの下には第２のスライドレールを固定することができる。このように構成すると、複数のモジュール列を上下に並べた場合に、ケースを用いることがなく、堅牢な構造体を構築することができる。その上、第１及び第２のスライドレールを設けたことにより、電気化学セルモジュール・ユニットの実装、点検及び交換が容易になる利点が得られる。
　複数のモジュール列の一方の端面は、少なくとも電気的接続手段を除いて絶縁樹脂板で覆うことができる。また複数のモジュール列の他方の端面も、少なくとも電気的接続手段を除いて絶縁樹脂板で覆うことができる。このような絶縁樹脂板を用いると、周囲の機器との短絡の発生を防止できる。
　また複数のモジュール列の第４の連結板が位置する側面と対向するように、複数のスペーサを介して絶縁樹脂板を配置するのが好ましい。このようにするとスペーサの寸法分のスペースを周辺の機器との関係において確実に確保することができ、このスペースを通して各電気化学セルモジュールから電圧制御回路基板に至る引き出し線の通り道を確保することができる。
　そして第１乃至第４の側壁部には、それぞれバスバの端子部が外部に出ることを許容する１以上の側壁側開口部が設けられているのが好ましい。そして第１乃至第４の側壁部と底壁部とによって囲まれる空間は、すべての側壁側開口部と連通し複数のバスバを受け入れる連続した空間とするのが好ましい。このようなホルダでは、第１乃至第４の側壁部に、それぞれバスバの端子部が外部に出ることを許容する１以上の側壁側開口部が設けられており、しかも内部に連続空間を備えているため、様々なバスバをホルダから任意の方向に出すことができる。その結果、様々な配線パターンを実現することができる。
　ホルダは、第１乃至第４の側壁部のうち少なくとも一つの側壁部に設けられた１つの側壁側開口部として、バスバを異なる複数の方向に出すことができる形状を有しているものを用いることができる。このような側壁側開口部を用いると、さらに汎用性を増大させることができる。
　この側壁側開口部及び該側壁側開口部に連続する底壁側開口部は、第１及び第３の側壁部の中心を通り底壁部と直交する第１の仮想面に対して面対称になる形状を有しているのが好ましい。特に、底壁側開口部は、側壁側開口部に向かい且つ第１の仮想面から離れるように広がるＶ字状の輪郭を有しているのが好ましい。Ｖ字状の輪郭にすると、バスバを外部に延ばす方向を変える範囲をより広いものとすることができる。
　また第１乃至第４の側壁部のうち対向する第２及び第４の側壁部には、それぞれ２つの側壁側開口部を設けることができる。この２つの側壁側開口部は一方向にバスバの端子部を出すことができる形状を有しており、且つ該２つの側壁側開口部は第２及び第４の側壁部の中心をそれぞれ通り且つ底壁部と直交する第２の仮想面に対して面対称になる形状にするのが好ましい。このようにすると、バスバの引き出し位置の選択肢が増えるため、汎用性がさらに高くなる。
　なお第１及び第２のホルダが同じ形状を有しており且つセル集合体の両端に対称的に嵌合するようにしてもよい。このようにすれば、単一形状のホルダを用いることができるので、ホルダのコストを下げることができる。また複数の電気化学セルモジュールを連結する際に、画一的に連結作業を実施できるようになる。
　特に一方の電気化学セルモジュールの第２の側壁部に開口する１つの側壁側開口部から出力用のバスバの端子部を出し、他方の電気化学セルモジュールの第２の側壁部に開口する１つの側壁側開口部から出力用のバスバの端子部を出してもよい。このような電気化学セルモジュール・ユニットでは、出力用のバスバの端子部を同じ方向に突出させことができる。
　また一方の電気化学セルモジュールの第３の側壁部に開口する１つの側壁側開口部から出力用のバスバの端子部を出し、他方の電気化学セルモジュールの第１の側壁部に開口する１つの側壁側開口部から出力用のバスバの端子部を出してもよい。このようにすると２つの電気化学セルモジュールが並ぶ方向の両側に、出力用のバスバの端子部を出すことができるので、多数の電気化学セルモジュールを直列接続するために、別に接続導体を用いる必要はない。
　２つの電気化学セルモジュールは、両者の境界領域において、それぞれの第１及び第２のホルダに跨がる共用連結板により連結することができる。このような共用連結板を用いれば、２つの電気化学セルモジュールの連結強度を高めることができる。
　また２つの電気化学セルモジュールは、それぞれ共用連結板を間に挟む２つの位置において、第１及び第２のホルダに跨がる補助連結板により連結してもよい。補助連結板を用いると、電気化学セルモジュールの第１及び第２のホルダがセル集合体から抜けることを確実に防止できる。
　また出力用のバスバが２つの電気化学セルモジュールの並設方向の両側に出る複数の電気化学セルモジュール・ユニットが、出力用のバスバの端子部が両側に端子列をなすように並設された電気化学セルモジュール・ユニットでは、端子列をなす複数の端子部を接続導体によって電気的に連結しもよい。このようにすると２つの電気化学セルモジュールを電気的に並列接続することができる。
　本発明のユニットで用いることができる本発明の電気化学セルモジュールは、セル集合体と、第１及び第２のホルダとから構成される。セル集合体は、両端にそれぞれ電極を有する複数本の柱状電気化学セルが並列配置されてなるセル群と、セル群の複数本の柱状電気化学セルが延びる方向の両側に配置されて、複数本の電気化学セルを所定の配線パターンで接続するように１以上の柱状電気化学セルの電極に接続された複数のバスバとからなる。第１のホルダは、セル集合体の複数本の柱状電気化学セルが延びる方向に位置する一端に嵌合される。第２のホルダは、セル集合体の複数本の柱状電気化学セルが延びる方向に位置する他端に嵌合される。第１及び第２のホルダは、第１乃至第４の辺を有してセル集合体の一端と対向する底壁部と、底壁部の第１乃至第４の辺から立ち上がってセル集合体側に延びる第１乃至第４の側壁部からなる周壁部とを備えている。そして第１乃至第４の側壁部には、それぞれバスバの端子部が外部に出ることを許容する１以上の側壁側開口部が設けられている。そして第１乃至第４の側壁部と底壁部とによって囲まれる空間は、すべての側壁側開口部と連通し複数のバスバを受け入れる連続した空間である。本発明で用いる第１及び第２のホルダでは、第１乃至第４の側壁部に、それぞれバスバの端子部が外部に出ることを許容する１以上の側壁側開口部が設けられており、しかも内部に連続空間を備えているため、様々なバスバをホルダから任意の方向に出すことができる。その結果、様々な配線パターンを実現することができる。
　また第１の側壁部には、第１の辺が延びる方向の両端に、底壁部と平行に延びる第３の仮想面上に位置する一対の取り付け孔を形成することができる。また第２の側壁部には、第２の辺が延びる方向の両端に、第３の仮想面と平行に延びる第４の仮想面上に位置する一対の取り付け孔を形成することができる。また第３の側壁部には、第３の辺が延びる方向の両端に、底壁部と平行に延びる第３の仮想面上に位置する一対の取り付け孔を形成することができる。さらに第４の側壁部には、第４の辺が延びる方向の両端に、第３の仮想面と平行に延びる第４の仮想面上に位置する一対の取り付け孔を形成することができる。このような取り付け孔を設けておくと、複数の電気化学モジュールを接続導体により連結する際に、異なる面に設ける接続導体と相互に干渉することなく、取り付けることができる。
　なお本発明のホルダは、両端にそれぞれ電極を有する複数本の柱状電気化学セルが並列配置されてなるセル群と、セル群の複数本の柱状電気化学セルが延びる方向の両側に配置されて、複数本の電気化学セルを所定の配線パターンで接続するように１以上の柱状電気化学セルの電極に接続された複数のバスバとからなるセル集合体を有する電気化学セルモジュールのセル集合体の複数本の柱状電気化学セルが延びる方向に位置する両端に嵌合される。ホルダは、底壁部の第１乃至第４の辺から立ち上がってセル集合体側に延びる第１乃至第４の側壁部からなる周壁部とを備え、第１乃至第４の側壁部には、それぞれバスバの端子部が外部に出ることを許容する１以上の側壁側開口部が設けられている。そして第１乃至第４の側壁部と底壁部とによって囲まれる空間は、すべての側壁側開口部と連通し複数のバスバを受け入れる連続した空間である。
実施の形態で用いる電気化学セルモジュールの構成を説明するために用いる斜視図である。 図１の電気化学セルモジュールで用いる第１及び第２のホルダの斜視図である。 図１の電気化学セルモジュールで用いる第１及び第２のホルダの平面図である 実施の形態で用いる電気化学セルモジュールの構成を説明するために用いる斜視図である。 実施の形態で用いる電気化学セルモジュールの構成を説明するために用いる斜視図である。 実施の形態で用いる電気化学セルモジュールの構成を説明するために用いる斜視図である。 ２種類の電気化学セルモジュールを並設して構成した本発明の電気化学セルモジュール・ユニットの第１の実施の形態一例の斜視図である。 （Ａ）～（Ｆ）は、図７の電気化学セルモジュール・ユニットの六面図である。 同種類の電気化学セルモジュールを並設して構成した本発明の電気化学セルモジュール・ユニットの第２の実施の形態の斜視図である。 図９の電気化学セルモジュール・ユニットを２台並設してなる電気化学セルモジュール・ユニットの一例の斜視図である。 本発明の第３の実施の形態の電気化学セルモジュール・ユニットの斜視図である。 （Ａ）～（Ｆ）は、第３の実施の形態の電気化学セルモジュール・ユニットの、上面図、正面図、底面図、背面図、左側面図及び右側面図である。 電気化学セルモジュール・ユニットを正面側の側面を覆う絶縁樹脂シート及び連結板を除いて示した正面図である。 （Ａ）は図１２（Ａ）のＡ－Ａ線断面図であり、（Ｂ）は図１２（Ａ）のＢ－Ｂ線断面図である。
　以下、図面を参照して、本発明の電気化学セルモジュール・ユニットの実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態の電気化学セルモジュール・ユニットに用いることができる第１の電気化学セルモジュール１の構成の一例を説明するために用いる斜視図を示しており、図２及び図３は、図１の実施の形態の電気化学セルモジュール１で用いる第１及び第２のホルダの斜視図及び平面図である。
　この電気化学セルモジュール１は、セル集合体３と、第１及び第２のホルダ５及び７とから構成される。セル集合体３は、図１に示すように一端に凸状電極９を有し且つ他端に面状電極１１を有する柱状電気化学セルの一種である柱状のリチウムイオンキャパシタ１３が４本並列配置されてなるセル群１５と、セル群１５に含まれる４本のリチウムイオンキャパシタ１３が延びる方向の両側にそれぞれ配置されて、４本のリチウムイオンキャパシタ１３の電極に溶接されるバスバ１７～２０´とから構成される。この例では、５本のバスバ１７～２０´により、４本のリチウムイオンキャパシタ１３が直列接続された配線パターンになるように、４本のリチウムイオンキャパシタ１３はそれぞれ向きを変えて配置されている。すなわちバスバ１７は上段左のリチウムイオンキャパシタ１３の凸状電極９が接続され、バスバ１８は上段右のリチウムイオンキャパシタ１３の面上電極が接続され、バスバ１９は左下段及び右下段のリチウムイオンキャパシタ１３の面状電極と凸状電極を接続し、バスバ２０は左上段及び下段のリチウムイオンキャパシタ１３の面状電極と凸状電極を接続し、バスバ２０´は右上段及び下段のリチウムイオンキャパシタ１３の凸状電極と面状電極を接続している。
　５本のバスバ１７～２０´は、ニッケル、鉄、銅、アルミニウム等の抵抗値が低い導電性材料や銅材にスズメッキやニッケルメッキを施したものをプレス成形して形成したものである。なお４本のリチウムイオンキャパシタ１３により構成する配線パターンに応じて、使用するバスバの形状及び個数が異なるのは当然である。本実施の形態で用いるバスバ１７及び１８は、貫通孔１７Ａ及び１８Ａと端子部１７Ｂ及び１８Ｂを備えている。
　バスバ１９、２０及び２０´は、端子部は備えておらず、貫通孔１９Ａ乃至２０´Ａを備えている。貫通孔１７Ａ乃至２０´Ａは半田溜まりを形成したり、溶接の際の抵抗値を高めるために形成されている。本実施の形態では、バスバ１７～２０´をハンダや抵抗溶接によりリチウムイオンキャパシタ１３の電極（９，１１）に接続して、セル集合体３が事前に構成される。
　第１のホルダ５は、セル集合体３のリチウムイオンキャパシタ１３が延びる方向に位置する一端に嵌合されている。また第２のホルダは、セル集合体３のリチウムイオンキャパシタ１３が延びる方向に位置する他端に嵌合されている。本実施の形態では、図２及び図３に示す同じ形状のホルダを第１及び第２のホルダ５及び７として使用している。
　以下図２及び図３を参照して、代表してホルダ５の構造を説明する。本実施の形態で使用するホルダ５は、絶縁樹脂材料により一体に成形されており、底壁部２１と周壁部２２とを備えている。底壁部２１は、ほぼ矩形状の輪郭を有してセル集合体３の一端または他端と対向する。
　底壁部２１の周縁部から立ち上がってセル集合体３側に延びる周壁部２２は、同じ長さ寸法を有し且つそれぞれ直交する第１乃至第４の側壁部２２Ａ～２２Ｄによって構成されている。対向する第１及び第３の側壁部２２Ａ及び２２Ｃには、底壁部２１に形成した一対の底壁側開口部２１Ｅ及び２１Ｆと連通する２つの側壁側開口部２２Ｅ及び２２Ｆが形成されている。また第２の側壁部２２Ｂには、２つの側壁側開口部２２Ｇ及び２２Ｈが形成されており、第４の側壁部２２Ｄにも２つの側壁側開口部２２Ｉ及び２２Ｊが形成されている。２つの側壁側開口部２２Ｇ及び２２Ｈ並びに２つの側壁側開口部２２Ｉ及び２２Ｊは、一方向にバスバの端子部を出すことができる形状を有している。そしてれこれらの２つの側壁側開口部２２Ｇ及び２２Ｈ並びに２つの側壁側開口部２２Ｉ及び２２Ｊは、第２及び第４の側壁部２２Ｂ及び２２Ｄの中心をそれぞれ通り且つ底壁部２１と直交する第２の仮想面Ｓ２に対して面対称になる形状を有している。
　また第１の側壁部２２Ａ及び第３の側壁部２２Ｃには、それぞれ第１の辺２１Ａ及び第３の辺２１Ｃが延びる方向の両端に、底壁部２１と平行に延びる第３の仮想面Ｓ３上に位置する一対の取り付け孔２７ａが形成されている。なお図２には、第３の側壁部２２Ｃに設けられた一対の取り付け孔２７ａだけが示されているが、第１の側壁部２２Ａにも同じ位置に一対の取り付け孔が形成されている。また第２の側壁部２２Ｂ及び第４の側壁部２２Ｄには、第２の辺２１Ｂ及び２１Ｄが延びる方向の両端に、第３の仮想面Ｓ３と平行に延びる第４の仮想面Ｓ４上に位置する一対の取り付け孔２７ｂが形成されている。なお図２には、第４の側壁部２２Ｄに設けられた一対の取り付け孔２７ｂだけが示されているが、第２の側壁部２２Ｂにも同じ位置に一対の取り付け孔が形成されている。
　底壁部２１には、その中心部に図１に示した支柱１６を固定するための図示しない頭部付きのネジを挿入する中心孔２３が形成されている。また図３に示すように、底壁部２１の４つの辺２１Ａ乃至２１Ｄのうち対向する２つの辺２１Ａ及び２１Ｃには、中心孔２３に向かって凸となるように形成されて底壁部２１の厚み方向に貫通し且つ中心孔２３から離れる方向に開口する底壁側開口部２１Ｅ及び２１Ｆが形成されている。この底壁側開口部２１Ｅ及び２１Ｆは、第１及び第３の側壁部２２Ａ及び２２Ｃの中心を通り底壁部２１と直交する第１の仮想面Ｓ１に対して面対称になる形状を有している。そして底壁側開口部２１Ｅ及び２１Ｆは、側壁側開口部２２Ｅ及び２２Ｆに向かい且つ第１の仮想面Ｓ１から離れるように広がるＶ字状の輪郭を有している。また底壁部２１には、辺２１Ａ及び２１Ｃと直交し中心孔２３を通る第１の仮想面Ｓ１が通る位置と、辺２１Ｂ及び２１Ｄと直交し中心孔２３を通る第２の仮想面Ｓ２が通る位置に、それぞれ電圧検出用リード線を通すことが可能な直径を有する貫通孔２４が４個形成されている。４個の貫通孔２４は、それぞれ中心孔２３の回りに９０°ずつ角度間隔を開けて形成されている。このように電圧検出用リード線を引き出す貫通孔２４を設ければ、ホルダ５をセル集合体３に対してどのような位置関係で嵌合させたとしても、電圧検出用リード線をあまり長く引き廻すことなく、４つの貫通孔２４のいずれか１つから外部に引き出すことができる。更に底壁部２１には、底壁部２１の４つの角部に対して想定される２本の対角線上にそれぞれ位置するように４つの貫通孔２５が形成されている。また底壁部２１には、前述の第２の仮想面Ｓ２が通る位置に、２つの貫通孔２６が形成されている。この貫通孔は、取り付け孔である。また底壁部２１には、４つの側壁側開口部２２Ｇ乃至２２Ｊに対応して４つの凹部２７ｃが形成されている。これら４つの凹部２７ｃは、別のホルダの凹部と突き合わされて１つの貫通孔を形成して、前述の貫通孔２４と同様にリード線を引き出すことを可能にする。
　ホルダ５内には、底壁部２１と周壁部２２とによって囲まれて形成されて、４本のリチウムイオンキャパシタ１３の端部が嵌合される４つの端部嵌合用凹部２８Ａ～２８Ｄがある。４つの端部嵌合用凹部２８Ａ～２８Ｄは、その底部に、バスバ１７～２０´と底壁部２１との間に圧縮状態で配置される図示しない緩衝用スペーサを収容するスペーサ収容用凹部３０Ａ～３０Ｄを備えている。緩衝用スペーサは、リング状のゴムによって構成されている。このような緩衝用スペーサを必要に応じて設ければ、４本のリチウムイオンキャパシタの配置方向の如何にかかわらず、圧縮変形した緩衝用スペーサにより、バスバの一部と端部嵌合用凹部２８Ａ～２８Ｄの底部との間のスペースを埋めて、セル集合体３を第１及び第２のホルダ５及び７間に保持することができる。
　第１乃至第４の側壁部２２Ａ～２２Ｄと底壁部２１とによって囲まれる空間ＳＰは、すべての側壁側開口部２２Ｅ～２２Ｊと連通し複数のバスバを受け入れる連続した空間である。具体的には、端部嵌合用凹部２８Ａ～２８Ｄがすべて連通して連続した環状の空間ＳＰが形成されている。例えば、図１のバスバ１９は２つの端部嵌合用凹部２８Ｃ及び２８Ｄに跨がるようにして配置され、バスバ１８は端部嵌合用凹部２８Ａから側壁側開口部２２Ｅを通るように配置される。またバスバ２０及び２０´は、２つの端部嵌合用凹部２８Ｂ及び２８Ｃと２８Ａ及び２８Ｄに跨がるようにして配置される。
　このような６つの側壁側開口部２２Ｅ～２２Ｊと２つの底壁側開口部２１Ｅ及び２１Ｆをホルダ５及び７に設けると、並列、直列、直並列等の各種の配線パターンで複数の柱状のリチウムイオンキャパシタを接続する場合に、一方のホルダ５に対して他方のホルダ７を回転させて両ホルダの位置関係を定めることにより、殆どの配線パターンを実現できるようになり、ホルダの汎用性が高くなる。
　なお図１に示すように、バスバ１７はホルダ５の端部嵌合用凹部２８Ｂ内に配置され、バスバ１８はホルダ５の端部嵌合用凹部２８Ａ内に配置される。そしてバスバ１７の端子部１７Ｂは、側壁側開口部２２Ｈから外部に延び出ており、バスバ１８の端子部１８Ｂは、側壁側開口部２２Ｅから外部に延び出ている。バスバ１９はホルダ５の連通する２つの端部嵌合用凹部２８Ｃ及び２８Ｄ内に配置され、バスバ２０はホルダ７の連通する２つの端部嵌合用凹部２８Ｂ及び２８Ｃ内に配置され、バスバ２０´はホルダ７の連通する２つの端部嵌合用凹部２８Ａ及び２８Ｄ内に配置される。
　上記実施の形態の電気化学セルモジュール１を、複数集合させて相互に電気的に接続することにより大容量の電気化学セルモジュールを構成することが可能である。
　また上記実施の形態では、電気化学セルとしてリチウムイオンキャパシタを用いたが、電気化学セルとしては、電気二重層コンデンサ、リチウムイオン電池、その他の二次電池を用いてもよいのは勿論である。
　また上記実施の形態の電気化学セルモジュール１では支柱１６によって第１及び第２のホルダ５，７を引き付けているが、第１及び第２のホルダ５及び７とセル集合体３を囲むようにベルト状部材を配置して、モジュールを外側から締め付けることにより、第１及び第２のホルダ５，７を引き付けるようにしてもよい。
　また電気化学セルモジュール１は、４本のリチウムイオンキャパシタ（電気化学セル）１３からなるセル集合体３を備えているが、セル集合体３に含まれる電気化学セルの本数は、特に限定されるものではない。
　更に上記例ではバスバ１７～２０´が、すべて隣り合う２つの電気化学セルを接続するタイプのものであるが、配線パターンによっては、１つの電気化学セルの電極にのみ接続されるバスバが電気化学セルモジュール１内に含まれていてもよいのは勿論である。
　図１の例では、同形状のホルダを２つ用いているが、配線パターンに応じて、形状の異なる形状のホルダを組み合わせて使用できるのは勿論である。
　図４は、本発明の電気化学セルモジュール・ユニットに用いることができる第２の電気化学セルモジュール１０１の構成を説明するために用いる斜視図を示している。この電気化学セルモジュール１０１は、図１の電気化学セルモジュール１と比べて、バスバ１７´の形状及び取り付け位置と、バスバ１８´の取り付け位置とが異なる。すなわち本実施の形態では、バスバ１７´が第１のホルダ５の端子部１７´Ｂを露出するように側壁側開口部２２Ｆから出ている。またバスバ１８´が、端子部１８´Ｂを露出するように側壁側開口部２２Ｇから出すように配置されている。その他の点は、図１の電気化学セルモジュール１の構成と同様である。
　図５は、本発明で用いることができる第３の電気化学セルモジュール２０１の構成を説明するために用いる斜視図を示している。第３の実施の形態の電気化学セルモジュール２０１は、図１の電気化学セルモジュール１と比べて、バスバ１７´の形状及び取り付け位置が異なる。すなわち本実施の形態では、バスバ１７´が第１のホルダ５の端子部１７´Ｂを露出するように側壁側開口部２２Ｆから出ている。その他の点は、図１の電気化学セルモジュール１の構成と同様である。
　図６は、本発明で用いることができる第４の電気化学セルモジュール３０１の構成を説明するために用いる斜視図を示している。第４の電気化学セルモジュール３０１では、図１の電気化学セルモジュール１と比べて、セル集合体３´のリチウムイオンキャパシタ１３Ａ～Ｄがすべて同じ方向を向いている。バスバ１１７は、上下２本のリチウムイオンキャパシタ１３Ａ及びＢの突状電極に接続され、端子部１１７Ｂが第１のホルダ５の側壁側開口部２２Ｈから出ている。またバスバ１１８は、上下２本のリチウムイオンキャパシタ１３Ｃ及びＤの突状電極に接続され、端子部１１８Ｂが第１のホルダ５の側壁側開口部２２Ｇから出ている。バスバ１２０は、上下２本のリチウムイオンキャパシタ１３Ａ及びＢの面状電極に接続され、端子部１２０Ｂが第２のホルダ７の側壁側開口部２２Ｇから出ている。またバスバ１２０´は、上下２本のリチウムイオンキャパシタ１３Ｃ及びＤの面状電極に接続され、端子部１２０´Ｂが第２のホルダ７の側壁側開口部２２Ｇから出ている。例では端子部１１７Ｂ及び１１８Ｂがマイナス端子を構成しており、端子部１２０Ｂ及び１２０´Ｂがプラス端子を構成している。その他の点では、図１の電気化学セルモジュール１の構成と同様である。
　上記電気化学セルモジュール１，１０１，２０１，３０１を並設することにより、電気化学セルモジュール・ユニットを構成することができる。図７は、電気化学セルモジュール１及び１０１を並設して１つのモジュール列を構成した本発明の第１の実施の形態の電気化学セルモジュール・ユニット１００の斜視図である。この実施の形態は８本のリチウムイオンキャパシタが直列に接続された構造を有する。図８（Ａ）～（Ｆ）は、電気化学セルモジュール・ユニット１００の上面図、正面図、底面図、背面図、左側面図、及び右側面図を示している。電気化学セルモジュール１は、第１のホルダ５の第１の側壁部２２Ａに開口する側壁側開口部２２Ｅに連続する底壁側開口部２１Ｅに１つのバスバ１８の端子部１８Ｂを露出させている。また第１のホルダ５の第２の側壁部２２Ｂに開口する側壁側開口部２２Ｈからはバスバ１７の端子部１７Ｂが出ている。また電気化学セルモジュール１０１では、第１のホルダ５の第３の側壁部２２Ｃに開口する側壁側開口部２２Ｆに連続する底壁側開口部２１Ｆに１つのバスバ１７´の端子部１７´Ｂを露出させている。そして第２の側壁部２２Ｂの側壁側開口部２２Ｇからバスバ１８´の端子部１８´Ｂを出している。電気化学セルモジュール・ユニット１００は、隣り合う２つの電気化学セルモジュール１及び１０１を、側壁側開口部２２Ｅ及び２２Ｆと底壁側開口部２１Ｅ及び２１Ｆを突き合わせて一つの貫通孔４１を形成するように並設している。隣り合う２つの電気化学セルモジュール１及び１０１は、それぞれ貫通孔４１を形成する底壁側開口部２１Ｅ及び２１Ｆに図示しないバスバ１８の端子部１８Ｂ及びバスバ１７´の端子部１７´Ｂを露出させる。そして貫通孔４１内に位置する２つの端子部１８Ｂ及び１７´Ｂをボルトで連結して電気的且つ機械的に接続する。このような構造を採用すると、隣り合う２つの電気化学セルモジュール１及び１０１の突き合わせ部において、電気的な接続をすることが可能となり、接続が容易になる上、接続パターンのバリエーションを増やすことができる。
　また本実施の形態では、２つの電気化学セルモジュール１及び１０１は、両者の境界領域において、それぞれの第１及び第２のホルダ５及び７に跨がる共用連結板４２及び４２´により連結している。このような共用連結板４２及び４２´を用いれば、２つの電気化学セルモジュール１及び１０１の連結強度を高めることができる。また本実施の形態では、２つの電気化学セルモジュール１及び１０１は、それぞれ共用連結板４２及び４２´を間に挟む２つの位置において、第１及び第２のホルダ５及び７に跨がる補助連結板４３及び４３´並びに４４及び４４´により連結されている。補助連結板４３及び４３´並びに４４及び４４´を用いると、電気化学セルモジュール１及び１０１の第１及び第２のホルダ５及び７がセル集合体３から抜けることを確実に防止できる。
　図９に示す本発明の第２の実施の形態の電気化学セルモジュール・ユニット２００は、図５に示した２台の電気化学セルモジュール２０１を並設して１つのモジュール列を構成している。その結果、電気化学セルモジュール・ユニット２００は、８本のリチウムイオンキャパシタが直列接続された構造を有する。電気化学セルモジュール２０１は第１の側壁部２２Ａの側壁側開口部２２Ｅからバスバ１８の端子部１８Ｂを出しており、第３の側壁部２２Ｃの側壁側開口部２２Ｆからバスバ１７´の端子部１７´Ｂを出している。そして２つの電気化学セルモジュール２０１を、側壁側開口部２２Ｅ及び２２Ｆと底壁側開口部２１Ｅ及び２２Ｆを突き合わせて一つの貫通孔４１を形成するように並設している。隣り合う２つの電気化学セルモジュール２０１は、それぞれ貫通孔４１を形成する底壁側開口部２１Ｅ及び２２Ｆに図示しないバスバ１８の端子部１８Ｂ及びバスバ１７´の端子部１７´Ｂを露出させる。そして貫通孔４１内に位置する２つの端子部１８Ｂ及び１７´Ｂをボルトで連結して電気的に接続している。
　また本実施の形態でも、２つの電気化学セルモジュール２０１は、両者の境界領域において、それぞれの第１及び第２のホルダ５及び７に跨がる共用連結板４２及び４２´により連結している。また本実施の形態でも、２つの電気化学セルモジュール２０１は、それぞれ共用連結板４２及び４２´を間に挟む２つの位置において、第１及び第２のホルダ５及び７に跨がる補助連結板４３及び４３´並びに４４及び４４´により連結されている。
　図１０の電気化学セルモジュール・ユニット３００は、図５に示した２台の電気化学セルモジュール２０１を並設して構成した２のモジュール列３０２及び３０３を、上下方向の位置関係を一致させて上下に重ねることにより構成している。本実施の形態では、８本のリチウムキャパシタが直列接続されて構成された２つの直列回路が、並列接続された構造を有している。２台の電気化学セルモジュール・ユニット２００の境界部には、２つの凹部２７ｃが突き合わされてリード線引き出し用貫通孔が４個形成されている。この電気化学セルモジュール・ユニット３００では、端子列をなす複数の端子部１８Ｂ、１８Ｂを電気的接続手段であるリード線４５中の接続導体で相互に電気的に接続している。また端子列をなす複数の端子部１７´Ｂ、１７´Ｂをリード線４６中の接続導体で相互に電気的に接続している。なお出力は、リード線４５の一方の接続部とリード線４６の一方の接続部に、出力用リード線を接続することにより得る。
　図１１は、本発明の第３の実施の形態の電気化学セルモジュール・ユニット４００の斜視図である。また図１２（Ａ）乃至（Ｆ）は、電気化学セルモジュール・ユニット４００の、上面図、正面図、底面図、背面図、左側面図及び右側面図である。そして図１３は、理解を容易にするために、電気化学セルモジュール・ユニット４００を正面側の側面を覆う絶縁樹脂シート及び連結板を除いて示した電気化学セルモジュール・ユニット４００の正面図である。この電気化学セルモジュール・ユニット４００では、４つの電気化学セルモジュール２０１が列をなすように配置されてなるモジュール列４０１及び４０３が上下方向に重ねられて並設されている。なおモジュール列４０１とモジュール列４０３は、互いに１８０度回転した位置関係を有している。その結果、上側のモジュールれる４０１と下側のモジュール列４０３とでは、端子部１８Ｂ及び１７′Ｂが第１のホルダ５から出る角度が異なっている。本実施の形態の電気化学セルモジュール・ユニット４００では、１８本のリチウムイオンキャパシタが直列接続されて構成された２本の直列回路が、更に直列接続された構造を有している。
　本実施の形態でも、隣り合う２つの電気化学セルモジュール２０１，２０１の第１のホルダ５、５の間に形成した貫通孔４１内で隣り合う２つの電気化学セルモジュール２０１，２０１のバスバの端子部を連結している。２つのモジュール列４０１，４０３の両端に位置する電気化学セルモジュール２０１は、貫通孔４１を形成するために対向する側壁側開口部２２Ｅ，２２Ｆ（図１３には図示せず）が形成された側壁部と対向する別の側壁部に別の側壁側開口部２２Ｅ，２２Ｆ（図１３には図示せず）及び底壁部側開口部２１Ｅ，２１Ｆを有しており、別の側壁部側開口部から一つの出力用バスバ１７，１８（図１３には図示せず）の端子部１７´Ｂ，１８Ｂを露出させている。本実施の形態では、２つのモジュール列４０１及び４９３が直列接続されるように、２つのモジュール列４０１及び４０３の２つの出力用バスバの端子部１７′Ｂ及び１８Ｂが電気的接続手段（４９～５３）によりで連結されている。本実施の形態の電気的接続手段（４９～５３）は、出力用バスバの端子部１７′Ｂ及び１８Ｂに連結されあＬ字型の金具４９及び５１と、端子金具４９及び５１を相互に連結する短冊状の金具５３とから構成されている。このように連結バスバ（４９～５３）で２つのモジュール列４０１、４０３を接続することにより、必要な電圧及び容量の電気化学セルモジュール・ユニット４００を簡単に構成することができる。
　２つの連結バスバ（４９～５３）とは反対側の位置にあるモジュール列４０１及び４０３の出力用の端子部１８Ｂ及び１７′Ｂには、出力用端子金具５５及び５７が取り付けられている。
　図１１及び図１２（Ａ）に示すように、２つのモジュール列４０１、４０３の８個の電気化学セルモジュール２０１の第１のホルダ５の底壁部は、厚みが約０．３５mmの１枚の絶縁樹脂シート５９によって覆われている。本実施の形態では、この絶縁樹脂シート５９は、図１２（Ａ）のＡ－Ａ線断面図を示す図１４（Ａ）に示すように、８個の第１のホルダ５の底壁面をカバーした状態で、ＳＵＳ製の連結板６１により固定されている。連結板６１は、上側に位置するモジュール列４０１中の４個の第１のホルダ５と、下側に位置するモジュール列４０３中の４個の第１のホルダ５に、それぞれネジ止めされている。また上側に位置するモジュール列４０１中の４個の第２のホルダ７と、下側に位置するモジュール列４０３中の４個の第２のホルダ５も、ＳＵＳ製の連結板６３により固定されている。連結板６１は、上側に位置するモジュール列４０１中の４個の第２のホルダ７と、下側に位置するモジュール列４０３中の４個の第１のホルダ７に、それぞれネジ止めされている。
　また本実施の形態では、上に位置するモジュール列４０１に含まれる４個の第１のホルダ５をそれぞれ連結板６５により連結し、モジュール列４０１に含まれる４個の第２のホルダ７をそれぞれ連結板６７により連結している。また下に位置するモジュール列４０３に含まれる４個の第１のホルダ５の下には第１のスライドレール６９を固定し、モジュール列４０３に含まれる４個の第２のホルダ７の下には第２のスライドレール７１を固定してある。このように構成すると、複数のモジュール列を上下に並べた場合に、ケースを用いることがなく、堅牢な構造体を構築することができる。その上、第１及び第２のスライドレール６９緒よっび７１を設けたことにより、電気化学セルモジュール・ユニット４００の実装、点検及び交換が容易になる利点が得られる。当然ながら、実装機器の実装面上には、第１及び第２のスライドレール６９及び７１をスライド可能に支持する一対のガイドが固定されている。
　また２つのモジュール列４０１及び４０３の一方の端面の大部分は、電気的接続手段（４９～３１）を除いて絶縁樹脂板７３で覆われている。本実施の形態では、絶縁樹脂板７３の下に少し隙間が形成されている。モジュール列４０１及び４０３の他方の端面は、出力用端子金具５５及び５７の引き出し部分を除いて絶縁樹脂板７５で覆われている。このような絶縁樹脂板７３及び７５を用いると、周囲の機器との短絡の発生を防止できる。
　図１４（Ｂ）に示した図１２（Ａ）のＢ－Ｂ線断面に示されるように、本実施の形態では、２つのモジュール列４０１及び４０３中の各電気化学セルモジュールの電圧をそれぞれ制御する２つの電圧制御用回路基板７７及び７９が収納された制御ボックス９１及び９３が、２つのモジュール列４０１及び４０３の他端側に配置されている。本実施の形態では、２つの制御ボックス９１及び９３を一枚の半透明な絶縁樹脂製の蓋板９５により塞いでいる。そして制御ボックス９１及び９３内部にはモジュール列４０１及び４０３の他端側に位置する側面にモジュール列４０１及び４９３の状態を示す状態表示手段９７及び９９が配置されている。本実施の形態では、状態表示手段９７及び９９は状態判定回路により駆動され、対向するモジュール列内の電気化学セルモジュールが正常状態にあるときに発光する発光ダイオードにより構成されている。発光ダイオードに対応する蓋板９５の部分が半透明なため、発光ダイオードの発光状態を外部から視認することができる。このような制御ボックス９１及び９３を用いると、事前に制御ボックスを製造することができるため、電気化学セルモジュール・ユニット４００の製造が容易になる。また状態表示手段９７及び９９を制御ボックスに設ければ、簡単にモジュール列の状態を視覚により確認できる。
　本実施の形態では、図１２（Ａ），（Ｃ）及び（Ｄ）に示すように、２つのモジュール列４０１及び４０３を連結する連結板６３が位置する背面と対向するように、複数のスペーサ１０３を介して絶縁樹脂板１０５が配置されている。その結果、スペーサ１０３の寸法分のスペース１０７を確保することができる。本実施の形態では、このスペース１０７により各電気化学セルモジュール２０１から制御ボックス９１及び９３内の電圧制御用回路基板７７及び７９に至る図示しない複数本の引き出し線の通り道を確保している。各電気化学セルモジュールには、温度センサと電圧検出端子とが設けられており、これらから引き出し線が引き出されている。
　上記図１１乃至１４に示した実施の形態では、２つのモジュール列だけを備えているが、モジュール列の数は任意である。また複数のモジュール列をどのように接続するかは任意である。また上記実施の形態では、電気化学セルモジュール・ユニット全体を覆うケースを設けていないが、電気化学セルモジュール・ユニット全体を覆うケースをも設けてもよい。その場合には、絶縁樹脂シート５９，絶縁樹脂板７３，７５及び１０５は不要である。そして制御ボックスは、ケースの外側に配置してもよいし、内側に配置してもよい。制御ボックスをケースの外側に配置すると、電気化学セルモジュール・ユニット全体の製造が容易になる。
　上記実施の形態の電気化学セルモジュール・ユニットは、電気化学セルとしてリチウムイオン・キャパシタを用いているが他の種類のキャパシタや、リチウムイオン電池を含む二次電池も電気化学セルとして利用可能なことは言うまでもない。
　本発明のように、隣り合う２つの電気化学セルモジュールの間に形成した貫通孔内で隣り合う２つの電気化学セルモジュールのバスバの端子部を連結すると、簡単な構造で隣り合う２つの電気化学セルモジュールを電気的に且つ機械的に連結することができる。またこのような構造を採用すると、隣り合う２つの電気化学セルモジュールの突き合わせ部において、電気的な接続をすることが可能となり、接続パターンのバリエーションを増やすことができる。
　１　電気化学セルモジュール
　３　セル集合体
　５　第１のホルダ
　７　第２のホルダ
　１３　リチウムイオンキャパシタ（電気化学セル）
　１５　セル群
　１６　支柱
　１７～２０´　バスバ
　１７Ｂ，１７Ｂ′、１８Ｂ　端子部
　２１　底壁部
　２１Ｅ，２１Ｆ　底壁側開口部
　２２　周壁部
　２２Ａ～２２Ｄ　側壁部
　２２Ｅ～２２Ｈ　側壁側開口部
　２３　中心孔
　２４　貫通孔
　２５　貫通孔
　２６　貫通孔
　２８Ａ～２８Ｄ　端部嵌合用凹部
　３０Ａ～３０Ｄ　スペーサ収容用凹部
　４１　貫通孔
　１０１，２０１　電気化学セルモジュール
　１００，３００，４００　電気化学セルモジュール・ユニット
　３０２，３０３，４０１，４０３　モジュール列

Claims (27)

  1. 　複数の電気化学セルモジュールが組み合わされて構成された電気化学セルモジュール・ユニットであって、
    　前記複数の電気化学セルモジュールは、
    　両端にそれぞれ電極を有する複数本の柱状電気化学セルが並列配置されてなるセル群と、前記セル群の前記複数本の柱状電気化学セルが延びる方向の両側に配置されて、前記複数本の電気化学セルを所定の配線パターンで接続するように１以上の前記柱状電気化学セルの前記電極に接続された複数のバスバとからなるセル集合体と、
    　前記セル集合体の前記複数本の柱状電気化学セルが延びる方向に位置する一端に嵌合される第１のホルダと、
    　前記セル集合体の前記複数本の柱状電気化学セルが延びる方向に位置する他端に嵌合される第２のホルダとを備え、
    　前記第１及び第２のホルダが、
    　第１乃至第４の辺を有して前記セル集合体の前記一端と対向する底壁部と、
    　前記底壁部の前記第１乃至第４の辺から立ち上がって前記セル集合体側に延びる４つの側壁部からなる周壁部とを備えており、
    　隣り合う２つの前記電気化学セルモジュールに含まれる前記第１のホルダまたは第２のホルダの前記４つの側壁部のうち、隣り合う他の前記電気化学セルモジュールと接触する一つの前記側壁部には、前記バスバの端子部が外部に出ることを許容する１つの側壁側開口部が設けられ、前記第１のホルダまたは第２のホルダの前記底壁部には該１つの側壁側開口部に連続する底壁側開口部が設けられており、
    　隣り合う２つの前記電気化学セルモジュールは、前記側壁側開口部および底壁側開口部を突き合わせて一つの貫通孔を形成するように並設されており、
    　隣り合う２つの前記電気化学セルモジュールは、それぞれ前記貫通孔を形成する前記底壁側開口部に１つの前記バスバの前記端子部を露出させており、
    　隣り合う２つの前記電気化学セルモジュールは、前記貫通孔内に位置する２つの前記端子部が連結されて電気的に接続されていることを特徴とする電気化学セルモジュール・ユニット。
  2. 　前記電気化学セルモジュール・ユニットは、複数の前記電気化学セルモジュールが列をなすように配置されてなる複数のモジュール列が、並設された構造を有しており、
    　前記複数のモジュール列の両端に位置する前記電気化学セルモジュールは、前記側壁側開口部が形成された側壁部と対向する別の側壁部に別の側壁部側開口部を有し、前記別の側壁部側開口部から一つの出力用バスバを露出させており、
    　前記複数のモジュール列が直列または並列接続されるように、前記複数のモジュール列の複数の前記出力用バスバが電気的接続手段により接続されている請求項１に記載の電気化学セルモジュール・ユニット。
  3. 　前記複数のモジュール列の電圧をそれぞれ制御する複数の電圧制御回路基板が収納された制御ボックスが、前記複数のモジュール列の前記他端側に配置されており、
    　前記制御ボックスには前記モジュール列の他端側に位置する側面に前記モジュール列の状態を示す状態表示手段が配置されている請求項２に記載の電気化学セルモジュール・ユニット。
  4. 　複数の前記モジュール列が上下に並ぶように配置されており、
    　前記複数のモジュール列の前記複数の電気化学セルモジュールの複数の前記第１のホルダの複数の前記底壁部は、１枚の絶縁樹脂シートにより覆われている請求項２に記載の電気化学セルモジュール・ユニット。
  5. 　前記複数のモジュール列は上下に並ぶように配置されており、
    　最も上に位置する前記モジュール列に含まれる複数の前記第１のホルダがそれぞれ第１の連結板により連結されており、
    　最も上に位置する前記モジュール列に含まれる複数の前記第２のホルダがそれぞれ第２の連結板により連結されており、
    　上に位置する前記モジュール列に含まれる複数の前記第１のホルダと下に位置する前記モジュール列に含まれる複数の前記第１のホルダがそれぞれ第３の連結板により連結されており、
    　上に位置する前記モジュール列に含まれる複数の前記第２のホルダと下に位置する前記モジュール列に含まれる複数の前記第２のホルダがそれぞれ第４の連結板により連結されており、
    　最も下に位置する前記モジュール列に含まれる複数の前記第１のホルダの下には第１のスライドレールが固定されており、
    　最も下に位置する前記モジュール列に含まれる複数の前記第２のホルダの下には第２のスライドレールが固定されている請求項４に記載の電気化学セルモジュール・ユニット。
  6. 　前記複数のモジュール列の一方の端面は、少なくとも前記電気的接続手段を除いて絶縁樹脂板で覆われており、
    　前記複数のモジュール列の他方の端面は、少なくとも前記電気的接続手段または端子部を除いて絶縁樹脂板で覆われている請求項５に記載の電気化学セルモジュール・ユニット。
  7. 　前記複数のモジュール列の前記第４の連結板が位置する側面と対向するように、複数のスペーサを介して絶縁樹脂板が配置されている請求項５に記載の電気化学セルモジュール・ユニット。
  8. 　前記電気化学セルモジュールの前記第１及び第２のホルダは、同じ形状を有しており、
    　前記４つの側壁部には、それぞれ前記バスバの端子部が外部に出ることを許容する１以上の側壁側開口部が設けられており、
    　前記４つの側壁部と前記底壁部とによって囲まれる空間は、すべての前記側壁側開口部と連通し前記複数のバスバを受け入れる連続した空間であることを特徴とする請求項１に記載の電気化学セルモジュール・ユニット。
  9. 　前記４つの側壁部のうち少なくとも一つの前記側壁部に設けられた１つの前記側壁側開口部は、前記バスバを異なる複数の方向に出すことができる形状を有している請求項８に記載の電気化学セルモジュール・ユニット。
  10. 　前記側壁側開口部及び該側壁側開口部に連続する前記底壁側開口部は、前記第１及び第３の側壁部の中心を通り前記底壁部と直交する第１の仮想面に対して面対称になる形状を有している請求項１に記載の電気化学セルモジュール・ユニット。
  11. 　前記底壁側開口部は、前記側壁側開口部に向かい且つ第１の仮想面から離れるように広がるＶ字状の輪郭を有している請求項１０に記載の電気化学セルモジュール・ユニット。
  12. 　２つの前記電気化学セルモジュールの前記複数のセル群は複数の前記バスバを介して直列に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の電気化学セルモジュール・ユニット。
  13. 　両端にそれぞれ電極を有する複数本の柱状電気化学セルが並列配置されてなるセル群と、前記セル群の前記複数本の柱状電気化学セルが延びる方向の両側に配置されて、前記複数本の電気化学セルを所定の配線パターンで接続するように１以上の前記柱状電気化学セルの前記電極に接続された複数のバスバとからなるセル集合体と、
    　前記セル集合体の前記複数本の柱状電気化学セルが延びる方向に位置する一端に嵌合される第１のホルダと、
    　前記セル集合体の前記複数本の柱状電気化学セルが延びる方向に位置する他端に嵌合される第２のホルダとを備え、
    　前記第１及び第２のホルダは、
    　第１乃至第４の辺を有して前記セル集合体の前記一端と対向する底壁部と、
    　前記底壁部の前記第１乃至第４の辺から立ち上がって前記セル集合体側に延びる第１乃至第４の側壁部からなる周壁部とを備え、
    　前記第１乃至第４の側壁部には、それぞれ前記バスバの端子部が外部に出ることを許容する１以上の側壁側開口部が設けられており、
    　前記第１乃至第４の側壁部と前記底壁部とによって囲まれる空間は、すべての前記側壁側開口部と連通し前記複数のバスバを受け入れる連続した空間であることを特徴とする電気化学セルモジュール。
  14. 　前記第１乃至第４の側壁部のうち少なくとも一つの前記側壁部に設けられた１つの前記側壁側開口部は、前記バスバを異なる複数の方向に出すことができる形状を有している請求項１３に記載の電気化学セルモジュール。
  15. 　前記第１乃至第４の側壁部のうち対向する前記第１及び第３の側壁部には、それぞれ１つの前記側壁側開口部が設けられており、前記底壁部には該１つの側壁側開口部に連続する底壁側開口部が設けられている請求項１４に記載の電気化学セルモジュール。
  16. 　前記側壁側開口部及び該側壁側開口部に連続する前記底壁側開口部は、前記第１及び第３の側壁部の中心を通り前記底壁部と直交する第１の仮想面に対して面対称になる形状を有している請求項１５に記載の電気化学セルモジュール。
  17. 　前記底壁側開口部は、前記側壁側開口部に向かい且つ第１の仮想面から離れるように広がるＶ字状の輪郭を有している請求項１６に記載の電気化学セルモジュール。
  18. 　前記第１乃至第４の側壁部のうち対向する前記第２及び第４の側壁部には、それぞれ２つの前記側壁側開口部が設けられており、該２つの側壁側開口部は一方向に前記バスバの端子部を出すことができる形状を有しており、且つ該２つの側壁側開口部は前記第２及び第４の側壁部の中心をそれぞれ通り且つ前記底壁部と直交する第２の仮想面に対して面対称になる形状を有している請求項１６に記載の電気化学セルモジュール。
  19. 　前記第１の側壁部には、前記第１の辺が延びる方向の両端に、前記底壁部と平行に延びる第３の仮想面上に位置する一対の取り付け孔が形成されており、
    　前記第２の側壁部には、前記第２の辺が延びる方向の両端に、前記第３の仮想面と平行に延びる第４の仮想面上に位置する一対の取り付け孔が形成されており、
    　前記第３の側壁部には、前記第３の辺が延びる方向の両端に、前記底壁部と平行に延びる第３の仮想面上に位置する一対の取り付け孔が形成されており、
    　前記第４の側壁部には、前記第４の辺が延びる方向の両端に、前記第３の仮想面と平行に延びる第４の仮想面上に位置する一対の取り付け孔が形成されている請求項１乃至６のいずれか１３項に記載の電気化学セルモジュール。
  20. 　前記第１及び第２のホルダが同じ形状を有しており且つ前記セル集合体の両端に対称的に嵌合されている請求項１３乃至１９のいずれか１項に記載の電気化学セルモジュール。
  21. 　両端にそれぞれ電極を有する複数本の柱状電気化学セルが並列配置されてなるセル群と、前記セル群の前記複数本の柱状電気化学セルが延びる方向の両側に配置されて、前記複数本の電気化学セルを所定の配線パターンで接続するように１以上の前記柱状電気化学セルの前記電極に接続された複数のバスバとからなるセル集合体を有する電気化学セルモジュールの前記セル集合体の前記複数本の柱状電気化学セルが延びる方向に位置する両端に嵌合されるホルダであって、
    　前記底壁部の前記第１乃至第４の辺から立ち上がって前記セル集合体側に延びる第１乃至第４の側壁部からなる周壁部とを備え、
    　前記第１乃至第４の側壁部には、それぞれ前記バスバの端子部が外部に出ることを許容する１以上の側壁側開口部が設けられており、
    　前記第１乃至第４の側壁部と前記底壁部とによって囲まれる空間は、すべての前記側壁側開口部と連通し前記複数のバスバを受け入れる連続した空間であることを特徴とするホルダ。
  22. 　前記第１乃至第４の側壁部のうち少なくとも一つの前記側壁部に設けられた１つの前記側壁側開口部は、前記バスバを異なる複数の方向に出すことができる形状を有している請求項２１に記載のホルダ。
  23. 　前記第１乃至第４の側壁部のうち対向する前記第１及び第３の側壁部には、それぞれ１つの前記側壁側開口部が設けられており、前記底壁部には該１つの側壁側開口部に連続する底壁側開口部が設けられている請求項２２に記載のホルダ。
  24. 　前記側壁側開口部及び該側壁側開口部に連続する前記底壁側開口部は、前記第１及び第３の側壁部の中心を通り前記底壁部と直交する第１の仮想面に対して面対称になる形状を有している請求項２３に記載のホルダ。
  25. 　前記底壁側開口部は、前記側壁側開口部に向かい且つ第１の仮想面から離れるように広がるＶ字状の輪郭を有している請求項２３に記載のホルダ。
  26. 　前記第１乃至第４の側壁部のうち対向する前記第２及び第４の側壁部には、それぞれ２つの前記側壁側開口部が設けられており、該２つの側壁側開口部は一方向に前記バスバの端子部を出すことができる形状を有しており、且つ該２つの側壁側開口部は前記第２及び第４の側壁部の中心をそれぞれ通り且つ前記底壁部と直交する第２の仮想面に対して面称になる形状を有している請求項２３に記載のホルダ。
  27. 　前記第１の側壁部には、前記第１の辺が延びる方向の両端に、前記底壁部と平行に延びる第３の仮想面上に位置する一対の取り付け孔が形成されており、
    　前記第２の側壁部には、前記第２の辺が延びる方向の両端に、前記第３の仮想面と平行に延びる第４の仮想面上に位置する一対の取り付け孔が形成されており、
    　前記第３の側壁部には、前記第３の辺が延びる方向の両端に、前記底壁部と平行に延びる第３の仮想面上に位置する一対の取り付け孔が形成されており、
    　前記第４の側壁部には、前記第４の辺が延びる方向の両端に、前記第３の仮想面と平行に延びる第４の仮想面上に位置する一対の取り付け孔が形成されている請求項２１に記載のホルダ。
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