特開 2024-115039 電池パック

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024115039

(43)【公開日】2024-08-26

(54)【発明の名称】電池パック

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/509 20210101AFI20240819BHJP

   H01M 50/507 20210101ALI20240819BHJP

   H01M 50/296 20210101ALI20240819BHJP

   H01M 50/207 20210101ALI20240819BHJP

   H01M 50/502 20210101ALI20240819BHJP

【ＦＩ】

H01M50/509

H01M50/507

H01M50/296

H01M50/207

H01M50/502

【審査請求】有

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023020479

(22)【出願日】2023-02-14

(71)【出願人】

【識別番号】000005326

【氏名又は名称】本田技研工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106002

【弁理士】

【氏名又は名称】正林 真之

(74)【代理人】

【識別番号】100120891

【弁理士】

【氏名又は名称】林 一好

(74)【代理人】

【識別番号】100160794

【弁理士】

【氏名又は名称】星野 寛明

(72)【発明者】

【氏名】森井 壮一

(72)【発明者】

【氏名】山田 保雄

(72)【発明者】

【氏名】荻原 泰史

(72)【発明者】

【氏名】武富 春美

(72)【発明者】

【氏名】坂本 英樹

【テーマコード（参考）】

5H040

5H043

【Ｆターム（参考）】

5H040AA01

5H040AA03

5H040AS07

5H040AT06

5H040AY04

5H040AY06

5H040AY08

5H040DD05

5H040DD07

5H040NN03

5H043AA05

5H043AA13

5H043AA19

5H043CA05

5H043DA06

5H043FA04

5H043FA24

5H043LA21F

(57)【要約】

【課題】モジュールブロック相互間の接続形態を変更する切り替え回路のレイアウトを簡素化し小型化し、さらに、充電装置側の仕様による充電電圧に適合させることができる電池パックを提供すること。
【解決手段】第１のモジュールブロック４および第２のモジュールブロック５が並置された電池パック１の第１のモジュールブロックと第２のモジュールブロックとの接続を直列接続と並列接続とに選択的に切り替える直列用スイッチ素子８および並列用スイッチ素子９、１０を含む接続切替回路７を備え、接続切替回路７は、直列接続における中点に設けられる直列用スイッチ素子８が、電池パック１におけるモジュールブロックが配置された領域を上方から見た状態で当該領域の内側に位置するように配置され、第１のモジュールブロック５および第２のモジュールブロック６は、接続切替回路７に接続されるモジュールの端子が接続切替回路７寄りに配置されている電池パック１。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のセルが電気的に接続されたモジュールを電気的に複数接続して構成され相互に区分されるモジュールブロックである第１のモジュールブロックおよび第２のモジュールブロックが並置された電池パックであって、
前記第１のモジュールブロックと前記第２のモジュールブロックとの接続を直列接続と並列接続とに選択的に切り替える直列用スイッチ素子および並列用スイッチ素子を含む接続切替回路を備え、
前記接続切替回路は、前記直列接続における中点に設けられる前記直列用スイッチ素子が、前記電池パックにおける前記モジュールブロックが配置された領域を上方から見た状態で当該領域の内側に位置するように配置され、
前記第１のモジュールブロックおよび第２のモジュールブロックは、前記接続切替回路に接続されるモジュールの端子が前記接続切替回路寄りに配置されている、
電池パック。

【請求項2】

前記第１のモジュールブロックおよび前記第２のモジュールブロックは、自己の一方の端子が前記接続切替回路に接続されている前記モジュールである切替側モジュール群と、自己の一方の端子が前記第１のモジュールブロックおよび前記第２のモジュールブロックによる総出力が現れる端子である総出力端子になっている総出力側モジュール群とを含み、
前記切替側モジュール群は、前記接続切替回路に接続されている端子である切替端子を有する前記モジュールを含み、
前記切替端子は、前記切替側モジュール群の前記モジュールにおける前記総出力側モジュール群に近い側のモジュール端部に配置され、
前記総出力端子は、前記総出力側モジュール群の前記モジュールにおける前記切替側モジュール群に近い側のモジュール端部に配置されている、請求項１に記載の電池パック。

【請求項3】

前記総出力端子は前記電池パック用のジャンクションボードに電気的に接続され、
前記第１のモジュールブロックおよび前記第２のモジュールブロックそれぞれの前記総出力端子は、前記総出力側モジュール群の相互に近接した前記モジュールそれぞれにおける近接側のモジュール端部に設けられている請求項２に記載の電池パック。

【請求項4】

前記接続切替回路は、直列用スイッチ素子としての直列用コンタクタを備え、
前記切替端子は、前記切替側モジュール群の相互に近接した前記モジュールそれぞれにおける近接側のモジュール端部に設けられ、
前記直列用コンタクタは前記第１のモジュールブロックの前記切替端子と前記第２のモジュールブロックの前記切替端子の間に配置され、前記直列用コンタクタとそれぞれの前記切替端子とが電気的に接続されている請求項２に記載の電池パック。

【請求項5】

前記切替端子と前記総出力端子との間に配置され、前記総出力端子および前記切替端子に電気的に接続された前記並列用スイッチ素子としての複数の並列用コンタクタを備えた請求項２に記載の電池パック。

【請求項6】

前記直列用スイッチ素子、前記直列用スイッチ素子と前記第１のモジュールブロックとを結ぶ導体、および、前記直列用スイッチ素子と前記第２のモジュールブロックとを結ぶ導体が一体的なモジュールとして構成される請求項１に記載の電池パック。

【請求項7】

前記直列用スイッチ素子、２つの前記並列用スイッチ素子、前記直列用スイッチ素子と前記第１のモジュールブロックとを結ぶ導体、前記直列用スイッチ素子と前記第２のモジュールブロックとを結ぶ導体、一方の前記並列用スイッチ素子と前記第１のモジュールブロックとを結ぶ導体、および、他方の前記並列用スイッチ素子と前記第２のモジュールブロックとを結ぶ導体が一体的なモジュールとして構成される請求項１に記載の電池パック。

【請求項8】

前記直列用スイッチ素子、２つの前記並列用スイッチ素子、前記直列用スイッチ素子と前記第１のモジュールブロックとを結ぶ導体、前記直列用スイッチ素子と前記第２のモジュールブロックとを結ぶ導体、一方の前記並列用スイッチ素子と前記第１のモジュールブロックとを結ぶ導体、および、他方の前記並列用スイッチ素子と前記第２のモジュールブロックとを結ぶ導体、ならびに、前記第１のモジュールブロックと前記第２のモジュールブロックとの隣接部位に配置されたジャンクションボードが一体的なコンタクタ・バスバーモジュールとして構成される請求項１に記載の電池パック。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電池パックに関する。

【背景技術】

【0002】

複数のセルが電気的に接続されたモジュールを直列接続して構成される複数のモジュールブロック間の接続形態を放電時と充電時とで切り替える電池パックが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の電池パックでは、モジュールブロックへの充電が始まる際にモジュールブロックの接続形態を変更することにより、充電時中のモジュールブロックの発熱を低減できると共に、放電時にはモジュールブロックから負荷に供給される電力の電圧を最適化できるとされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－１６２２２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の提案では、充電装置側の仕様による充電電圧に適合させるという観点や、モジュールブロック相互間の接続形態を変更する切り替え回路のレイアウトを簡素化しサイズを縮小するという技術課題、延いては、この技術課題に対処するための方途は示されない。

【0005】

本発明は、上記事情に鑑みてなされものであり、複数のセルが電気的に接続されたモジュールを電気的に複数接続して構成される電池パックにおいて、モジュールブロック相互間の接続形態を変更する切り替え回路のレイアウトを簡素化し、サイズを縮小することができ、さらに、充電装置側の仕様による充電電圧に適合させることができる電池パックを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

（１） 複数のセル（例えば、後述するセル２）が電気的に接続されたモジュール（例えば、後述するモジュール３）を電気的に複数接続して構成され相互に区分されるモジュールブロックである第１のモジュールブロック（例えば、後述する第１のモジュールブロック５）および第２のモジュールブロック（例えば、後述する第２のモジュールブロック６）が並置された電池パック（例えば、後述する電池パック１）であって、前記第１のモジュールブロックと前記第２のモジュールブロックとの接続を直列接続と並列接続とに選択的に切り替える直列用スイッチ素子（例えば、後述する直列用コンタクタ８）および並列用スイッチ素子（例えば、後述する正極接続用コンタクタ９、負極接続用コンタクタ１０）を含む接続切替回路（例えば、後述する接続切替器７）を備え、前記接続切替回路は、前記直列接続における中点に設けられる前記直列用スイッチ素子が、前記電池パックにおける前記モジュールブロックが配置された領域を上方から見た状態で当該領域の内側に位置するように配置され、
前記第１のモジュールブロックおよび第２のモジュールブロックは、前記接続切替回路に接続されるモジュールの端子（例えば、後述する正極端子２３１、負極端子２６２、正極端子２７１、負極端子３０２）が前記接続切替回路寄りに配置されている、
電池パック。

【0007】

（２） 前記第１のモジュールブロックおよび前記第２のモジュールブロックは、自己の一方の端子が前記接続切替回路に接続されている前記モジュールである切替側モジュール群（例えば、後述する切替側モジュール群３１）と、自己の一方の端子が前記第１のモジュールブロックおよび前記第２のモジュールブロックによる総出力が現れる端子である総出力端子（例えば、後述する総出力端子１７０）になっている総出力側モジュール群（例えば、後述する総出力側モジュール群３３）とを含み、前記切替側モジュール群は、前記接続切替回路に接続されている端子である切替端子（例えば、後述する切替端子３２）を有する前記モジュールを含み、前記切替端子は、前記切替側モジュール群の前記モジュールにおける前記総出力側モジュール群に近い側のモジュール端部に配置され、前記総出力端子は、前記総出力側モジュール群の前記モジュールにおける前記切替側モジュール群に近い側のモジュール端部に配置されている（１）の電池パック。

【0008】

（３） 前記総出力端子は前記電池パック用のジャンクションボード（例えば、後述するジャンクションボード３４）に電気的に接続され、前記第１のモジュールブロックおよび前記第２のモジュールブロックそれぞれの前記総出力端子は、前記総出力側モジュール群の相互に近接した前記モジュールそれぞれにおける近接側のモジュール端部に設けられている（２）の電池パック。

【0009】

（４） 前記接続切替回路は、オンのとき前記第１のモジュールブロックと前記第２のモジュールブロックとを直列に接続する直列用コンタクタ（例えば、後述する直列用コンタクタ８）を備え、前記切替端子は、前記切替側モジュール群の相互に近接した前記モジュールそれぞれにおける近接側のモジュール端部に設けられ、前記直列用コンタクタは前記第１のモジュールブロックの前記切替端子と前記第２のモジュールブロックの前記切替端子の間に配置され、前記直列用コンタクタとそれぞれの前記切替端子とが電気的に接続されている（２）の電池パック。

【0010】

（５） 前記切替端子と前記総出力端子との間に配置され、前記総出力端子および前記切替端子に電気的に接続された前記並列用スイッチ素子としての複数の並列用コンタクタ（例えば、後述する正極接続用コンタクタ９、負極接続用コンタクタ１０）を備えた（２）の電池パック。

【0011】

（６） 前記直列用スイッチ素子、前記直列用スイッチ素子と前記第１のモジュールブロックとを結ぶ導体（例えば、後述するバスバー１１ａ）、および、前記直列用スイッチ素子と前記第２のモジュールブロックとを結ぶ導体（例えば、後述するバスバー１１ｂ）が一体的なモジュール（例えば、後述するコンタクタモジュール７１）として構成される（１）の電池パック。

【0012】

（７） 前記直列用スイッチ素子、２つの前記並列用スイッチ素子、前記直列用スイッチ素子と前記第１のモジュールブロックとを結ぶ導体（例えば、後述するバスバー１１ａ）、前記直列用スイッチ素子と前記第２のモジュールブロックとを結ぶ導体（例えば、後述するバスバー１１ｂ）、一方の前記並列用スイッチ素子と前記第１のモジュールブロックとを結ぶ導体（例えば、後述するバスバー１２ａ）、および、他方の前記並列用スイッチ素子と前記第２のモジュールブロックとを結ぶ導体（例えば、後述するバスバー１３ａ）が一体的なモジュール（例えば、後述するコンタクタモジュール７２）として構成される（１）の電池パック。

【0013】

（８） 前記直列用スイッチ素子、２つの前記並列用スイッチ素子、前記直列用スイッチ素子と前記第１のモジュールブロックとを結ぶ導体（例えば、後述するバスバー１１ａ）、前記直列用スイッチ素子と前記第２のモジュールブロックとを結ぶ導体（例えば、後述するバスバー１１ｂ）、一方の前記並列用スイッチ素子と前記第１のモジュールブロックとを結ぶ導体（例えば、後述するバスバー１２ａ）、および、他方の前記並列用スイッチ素子と前記第２のモジュールブロックとを結ぶ導体（例えば、後述するバスバー１３ａ）、ならびに、前記第１のモジュールブロックと前記第２のモジュールブロックとの隣接部位に配置されたジャンクションボード（例えば、後述するジャンクションボード３４）が一体的なコンタクタ・バスバーモジュールとして構成される（１）の電池パック。

【発明の効果】

【0014】

（１）の電池パックでは、接続切替回路の回路素子である直列用スイッチ素子が第１のモジュールブロックと第２のモジュールブロックとの直列接続における中点に設けられ、かつ、この直列用スイッチ素子が、電池パックにおけるモジュールブロックが配置された領域を上方から見た状態で当該領域の内側に位置するように配置され、さらに、第１のモジュールブロックおよび第２のモジュールブロックは、接続切替回路に接続されるモジュールの端子が前記接続切替回路寄りに配置されている。このため第１のモジュールブロックと第２のモジュールブロックとを直列と並列のいずれかに切り替えるためのスイッチ素子および導体が、電池パックにおけるモジュールブロックが配置された領域を上方から見た状態で当該領域の内側に集中してコンパクトに配置され、電池パック全体の回路サイズが小さくなる。

【0015】

（２）の電池パックでは、接続切替回路に必要なスイッチ素子を近い位置に集めることができるので、切り替え回路のサイズが小さくなる。また、接続切替回路と総出力端子との位置が近いため、接続切替回路を含めた電池パック全体の回路サイズが小さくなる。回路サイズが小さくなるためパック及びパック周辺のレイアウトの自由度が向上する。回路構成が複雑にならないのでバスバー等の導体の長さが短縮され引き回しが簡素化される。

【0016】

（３）の電池パックでは、総出力端子同士が離れている場合に比べて、ジャンクションボードへの導体接続がコンパクトになる。

【0017】

（４）の電池パックでは、第１のモジュールブロックの切替端子と第２のモジュールブロックの切替端子、及び直列用コンタクタが近い位置関係となり、切替端子と直列用コンタクタを接続する導体を短くすることができる。

【0018】

（５）の電池パックでは、並列用コンタクタ、総出力端子、切替端子が近い位置関係となり、並列用コンタクタ、総出力端子、切替端子を接続する導体を短くすることができる。

【0019】

（６）の電池パックでは、接続切替回路周りの回路要素の一部がモジュール化されるため、第１のモジュールブロックと第２のモジュールブロックとを直列と並列のいずれかに切り替えるためのスイッチ素子および導体が、電池パックにおけるモジュールブロックが配置された領域を上方から見た状態で当該領域の内側に集中してコンパクトに配置しやすくなり、また、製造が容易になる。

【0020】

（７）の電池パックでは、接続切替回路の全てのスイッチ素子を含む当該接続切替回路周りの回路要素がモジュール化されるため、第１のモジュールブロックと第２のモジュールブロックとを直列と並列のいずれかに切り替えるためのスイッチ素子および導体が、電池パックにおけるモジュールブロックが配置された領域を上方から見た状態で当該領域の内側に集中してコンパクトに配置しやすくなり、また、製造が一層容易になる。

【0021】

（８）の電池パックでは、接続切替回路の全てのスイッチ素子を含む当該接続切替回路周りの回路要素およびジャンクションボードがモジュール化されるため、第１のモジュールブロックと第２のモジュールブロックとを直列と並列のいずれかに切り替えるためのスイッチ素子および導体が、電池パックにおけるモジュールブロックが配置された領域を上方から見た状態で当該領域の内側に集中してコンパクトに配置しやすくなり、また、製造がなお一層容易になる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本開示の電池パックにおけるモジュールブロックが直列接続された状態を示す回路図である。

【図2】本開示の電池パックにおけるモジュールブロックが並列接続された状態を示す回路図である。

【図3】本開示の電池パックにおける回路要素のレイアウトの一例を示す図である。

【図4】本開示の電池パックにおける接続切替器まわりの回路要素のレイアウトをより具体的に示す図である。

【図5】本開示の電池パックにおける回路要素のレイアウトの他の例を示す図である。

【図6】本開示の電池パックにおける回路要素のレイアウトのさらに他の例を示す図である。

【図7】図本開示の電池パックにおける回路要素のレイアウトのさらに他の例を示す図である。

【図8】本開示の電池パックにおける回路要素のレイアウトの変形例を示す図である。

【図9】本開示の電池パックにおける回路要素のレイアウトの他の変形例を示す図である。

【図10】本開示の電池パックにおける回路要素のレイアウトのさらに他の変形例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

次に、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下に示す各図において、同一部分ないし対応部分には同一の符号を附してある。図１および図２は、本開示の電池パック１に係る回路図である。図１および図２において、電池パック１は、複数のセル２が電気的に接続されたモジュール３をさらに電気的に複数接続して構成されるモジュールブロック４を複数含んで構成される。図示の例では、モジュールブロック４は２つ設けられ、第１のモジュールブロック５と第２のモジュールブロック６とに区分される。

【0024】

図１には、第１のモジュールブロック５および第２のモジュールブロック６が直列接続された状態が示され、図２には、第１のモジュールブロック５および第２のモジュールブロック６が並列接続された状態が示されている。

【0025】

図１および図２において、電池パック１には、第１のモジュールブロック５および第２のモジュールブロック６の電気的接続形態を直列または並列に切り替える接続切替回路としての接続切替器７が設けられる。接続切替器７は、直列用スイッチ素子としての直列用コンタクタ８と、一方の並列用スイッチ素子としての正極接続用コンタクタ９と、他方の並列用スイッチ素子としての負極接続用コンタクタ１０とを含んで構成される。

【0026】

直列用コンタクタ８は、第１のモジュールブロック５の負極と第２のモジュールブロック６の正極とを接続する導体１１に介挿され、オンのとき第１のモジュールブロック５と第２のモジュールブロック６とを直列に接続する。図１におけるように、直列用コンタクタ８がオンのときに、正極接続用コンタクタ９および負極接続用コンタクタ１０はオフにされて、第１のモジュールブロック５および第２のモジュールブロック６の直列接続体が形成される。

【0027】

正極接続用コンタクタ９は、第１のモジュールブロック５の正極と第２のモジュールブロック６の正極とを接続する導体１２に介挿される。負極接続用コンタクタ１０は、第１のモジュールブロック５の負極と第２のモジュールブロック６の負極とを接続する導体１３に介挿される。図２におけるように、正極接続用コンタクタ９および負極接続用コンタクタ１０がオンのときに、直列用コンタクタ８はオフにされて、第１のモジュールブロック５および第２のモジュールブロック６の並列接続体が形成される。

【0028】

接続切替器７によって第１のモジュールブロック５および第２のモジュールブロック６の直列接続体が形成されるとき、電池パック１は、充電電圧が単一のモジュールブロックにおける定格充電電圧の２倍の高電圧仕様の充電装置を利用して充電することができる。一方、接続切替器７によって第１のモジュールブロック５および第２のモジュールブロック６の並列接続体が形成されるとき、電池パック１は、充電電圧が単一のモジュールブロックにおける定格充電電圧相当の低電圧仕様の充電装置を利用して充電することができる。即ち、電池パック１は、接続切替器７によって、第１のモジュールブロック５および第２のモジュールブロック６の直列接続と並列接続とを切り替えることにより、仕様上の充電電圧を異にする充電装置に対して選択的に適合することができる。

【0029】

図１における第１のモジュールブロック５および第２のモジュールブロック６の直列接続体の出力、および、図２における第１のモジュールブロック５および第２のモジュールブロック６の並列接続体の出力は、何れも、第１のモジュールブロック５および第２のモジュールブロック６の接続体に係る総出力である。この総出力が正極出力導体１５および負極出力導体１６間に出力され、外部接続端子である総出力外部端子１７に現れる。総出力外部端子１７は正極出力導体１５側の正極総出力外部端子１８、および、負極出力導体１６側の負極総出力外部端子１９を有する。

【0030】

第１のモジュールブロック５および第２のモジュールブロック６の接続体の総出力は、正極出力導体１５および負極出力導体１６間に生起する。即ち、総出力は、第２のモジュールブロック６の正極および第１のモジュールブロック５の負極間に生起する。この観点から、後述するように、第２のモジュールブロック６における第１モジュール２３の正極端子２３１が総出力正極端子であり、第１のモジュールブロック５における第８モジュール３０の負極端子３０２が総出力負極端子である。

【0031】

正極出力導体１５の正極総出力外部端子１８と上述の導体１２との間に正極出力コンタクタ２０が介挿される。負極出力導体１６の負極総出力外部端子１９と上述の導体１３との間に負極出力コンタクタ２１が介挿される。なお、正極出力コンタクタ２０には、突入電流を緩和するためのプリチャージ抵抗を有するプリチャージコンタクタ２２が並設される。

【0032】

図３は、本開示の電池パック１における回路要素のレイアウトの一例を示す図である。図３の電池パック１は、図示しない車両に搭載される仕様のものであり、第１のモジュールブロック５および第２のモジュールブロック６を構成する各モジュール３は、平面視における長手方向が上述の車両における矢線Ａで示す前後方向に沿うように配置される。図３の電池パック１は、図示にて上側（上述の車両における右側）に位置する第１のモジュールブロック５と、図示にて下側（上述の車両における左側）に位置する第２のモジュールブロック６とに対し、接続切替器７と総出力外部端子１７とが配されている。

【0033】

第１のモジュールブロック５は、第５モジュール２７、第６モジュール２８、第７モジュール２９および第８モジュール３０の４つのモジュールが直列接続されて構成されている。図３のとおり、第５モジュール２７、第６モジュール２８、第７モジュール２９および第８モジュール３０は、いずれも平面視で矩形の相似形状であり、それらの正極と負極とのモジュール端子が対角線上に離隔した端部寄りに対を成して設けられている。

【0034】

第２のモジュールブロック６は、第１モジュール２３、第２モジュール２４、第３モジュール２５および第４モジュール２６の４つのモジュールが直列接続されて構成されている。図３のとおり、第１モジュール２３、第２モジュール２４、第３モジュール２５および第４モジュール２６は、いずれも平面視で矩形の相似形状であり、それらの正極と負極とのモジュール端子が対角線上に離隔した端部寄りに対を成して設けられている。

【0035】

なお、図１および図２を参照して説明したように、接続切替器７は、直列用コンタクタ８、正極接続用コンタクタ９および負極接続用コンタクタ１０を含む。ここで、直列用コンタクタ８が配される電気回路上の部位は、２つの回路要素を接続する点であり、「中点」と称されることがある。本開示では、第１のモジュールブロック５と第２のモジュールブロック６との異極性の端子相互間を結んで両モジュールブロック５，６を直列接続する回路部分を中点と称する。図１および図２の回路では、直列用コンタクタ８によるこの部位の電気的オン・オフにより、第１のモジュールブロック５と第２のモジュールブロック６とが直列接続された状態と並列接続可能な状態とに切り替わる。また、正極接続用コンタクタ９および負極接続用コンタクタ１０は、それらの電気的オン・オフにより、第１のモジュールブロック５と第２のモジュールブロック６とが並列接続された状態と直列接続可能な状態とに切り替わる。本開示では、上述の観点から、第１のモジュールブロック５と第２のモジュールブロック６とを直列接続された状態と並列接続された状態とに切り替え可能に接続する接続切替器７を含む回路部分を接続切替回路８１と称する。

【0036】

図１から図３を参照して、正極接続用コンタクタ９および負極接続用コンタクタ１０と、該当するモジュールとの接続について説明する。正極接続用コンタクタ９の一方の端子に第１モジュール２３の正極端子２３１が接続され、正極接続用コンタクタ９の他方の端子に第５モジュール２７の正極端子２７１が接続されている。また、負極接続用コンタクタ１０の一方の端子に第４モジュール２６の負極端子２６２が接続され、負極接続用コンタクタ１０の他方の端子に第８モジュール３０の負極端子３０２が接続されている。

【0037】

第４モジュール２６および第５モジュール２７は、自己の一方の端子が接続切替回路８１における接続切替器７の直列用コンタクタ８に接続されているモジュールである。この観点から、第４モジュール２６および第５モジュール２７を切替側モジュール群３１と総称する。

【0038】

また、第４モジュール２６の負極端子２６２および第５モジュール２７の正極端子２７１は、接続切替回路８１における接続切替器７の直列用コンタクタ８に接続されている端子である。この観点から、第４モジュール２６の負極端子２６２および第５モジュール２７の正極端子２７１を切替端子３２と総称する。

【0039】

また、第１モジュール２３の正極端子２３１は、総出力外部端子１７の正極総出力外部端子１８に接続され、第８モジュール３０の負極端子３０２は、総出力外部端子１７の負極総出力外部端子１９に接続されている。

【0040】

上述のように、第２のモジュールブロック６における第１モジュール２３の正極端子２３１が総出力正極端子であり、第１のモジュールブロック５における第８モジュール３０の負極端子３０２が総出力負極端子である。このため、総出力正極端子たる正極端子２３１および総出力負極端子たる負極端子３０２を総出力端子１７０と総称する。

【0041】

即ち、第１のモジュールブロック５および第２のモジュールブロック６の各モジュールのうち、第１モジュール２３および第８モジュール３０は、自己の一方の端子が総出力端子１７０になっている。この観点で、第１モジュール２３および第８モジュール３０を総出力側モジュール群３３と総称する。

【0042】

図１および図２における正極出力導体１５および負極出力導体１６は、図３におけるバスバー１５ａおよびバスバー１６ａにより構成される。バスバー１５ａおよびバスバー１６ａは、その過半の部分が第１モジュール２３と第８モジュール３０の隣接部位に配置されたジャンクションボード３４上の導体として構成される。バスバー１５ａが外部回路に接続される部位に正極総出力外部端子１８が設けられ、バスバー１６ａが外部回路に接続される部位に負極総出力外部端子１９が設けられる。ジャンクションボード３４には、図１および図２における接続で、正極出力コンタクタ２０および負極出力コンタクタ２１が設けられる。これにより電池パック１の総出力が不用意に正極総出力外部端子１８および負極総出力外部端子１９間に現れることが回避され、製造時やメンテナンス時における正規の取り扱いに馴染む。

【0043】

図４に、本開示の電池パック１における接続切替器７まわりの回路要素のレイアウトがより具体的に示されている。第１モジュール２３の正極端子２３１から導出されるバスバー１５ａが、第１モジュール２３と第８モジュール３０との隣接部位に沿って上述の正極総出力外部端子１８に向けて直線状に延びるように配設される。また、第８モジュール３０の負極端子３０２から導出されるバスバー１６ａが、第１モジュール２３と第８モジュール３０との隣接部位に沿ってバスバー１５ａと並行して上述の負極総出力外部端子１９に向けて直線状に延びるように配設される。正極端子２３１および負極端子３０２が総出力端子１７０に該当する。

【0044】

総出力側モジュール群３３に属する第１モジュール２３および第８モジュール３０、ならびに、切替側モジュール群３１に属する第４モジュール２６および第５モジュール２７が相互に隣接する部位に臨んで、接続切替器７を構成する直列用コンタクタ８、正極接続用コンタクタ９および負極接続用コンタクタ１０が配置される。この配置では、直列用スイッチ素子である直列用コンタクタ８が、電池パック１におけるモジュールブロック（第１のモジュールブロック５および第２のモジュールブロック６）が配置された領域を上方から見た状態で当該領域の内側に位置する。

【0045】

直列用コンタクタ８の一方の端子が導体１１を構成する一方のバスバー１１ａで第５モジュール２７の正極端子２７１に接続される。また、直列用コンタクタ８の他方の端子が導体１１を構成する他方のバスバー１１ｂで第４モジュール２６の負極端子２６２に接続される。負極端子２６２は図４の視点では見えないが、便宜上、破線の引出線にて符号を附している。

【0046】

正極接続用コンタクタ９の一方の端子が、導体１２を構成する一方のバスバー１２ａを介してバスバー１５ａに接続される形態で第１モジュール２３の正極端子２３１に接続される。また、正極接続用コンタクタ９の他方の端子が、導体１２を構成する他方のバスバー１２ｂで第５モジュール２７の正極端子２７１に接続される。

【0047】

負極接続用コンタクタ１０の一方の端子が、導体１３を構成する一方のバスバー１３ｂ（図４では見えない）で第４モジュール２６の負極端子２６２に接続される。また、負極接続用コンタクタ１０の他方の端子が、導体１３を構成する他方のバスバー１３ａを介してバスバー１６ａに接続される形態で第８モジュール３０の負極端子３０２に接続される。

【0048】

換言すると、正極接続用コンタクタ９は、切替端子３２である正極端子２７１と、総出力端子１７０のうちの一方の端子である正極端子２３１との間に配置され、正極端子２３１および正極端子２７１とに電気的に接続される。また、負極接続用コンタクタ１０は、切替端子３２である負極端子２６２と、総出力端子１７０のうちの他方の端子である負極端子３０２に接続される。

【0049】

従って、正極接続用コンタクタ９および負極接続用コンタクタ１０は、切替端子３２と総出力端子１７０との間に配置され、総出力端子１７０および切替端子３２に電気的に接続された複数の並列用コンタクタ１９０である。

【0050】

上述の正極端子２３１、負極端子２６２、正極端子２７１および負極端子３０２のうち、切替端子３２に該当する負極端子２６２および正極端子２７１は、切替側モジュール群３１に該当する第４モジュール２６および第５モジュール２７それぞれにおける、総出力側モジュール群３３に該当する第１モジュール２３および第８モジュール３０に近い側のモジュール端部に設けられる。

【0051】

一方、第１モジュール２３の正極端子２３１および第８モジュール３０の負極端子３０２で構成される総出力端子１７０は、総出力側モジュール群３３に該当するモジュールそれぞれの各端子のうち、切替側モジュール群３１に該当する第４モジュール２６および第５モジュール２７に近い側のモジュール端部に設けられる。

【0052】

上述のような構成を有する本開示の電池パック１では、接続切替器７を構成する直列用コンタクタ８、正極接続用コンタクタ９および負極接続用コンタクタ１０を近い位置に集めて配置することができる。このため、接続切替器７のサイズを小さくすることができる。また、接続切替器７の構成要素である正極接続用コンタクタ９および負極接続用コンタクタ１０と、総出力端子１７０を構成する正極端子２３１および負極端子３０２との位置を近付けることができる。このため、接続切替器７を含めた電池パック１全体の回路サイズ小さくすることができる。また、回路サイズが小さくなるため電池パック１および電池パック１を搭載する対象物における電池パック１周辺のレイアウトの自由度が向上する。さらに、接続切替器７まわりの回路構成が複雑にならないのでバスバー等の長さが抑えられて引き回しが簡素化されるため、生産性が向上し、延いては、製品としての信頼性が十分に確保される。

【0053】

図５は、図１から図４を参照して説明した電池パック１における回路要素のレイアウトの他の例を示す図である。図５の例は、電気回路としては図３と等価であり、図３との対応部位に同一の符号を附して示し、図１から図４における説明を援用する。図５の例における図３との相違点は、各モジュールにおけるモジュール端子の配置形態である。

【0054】

図５の例では、第５モジュール２７、第６モジュール２８、第７モジュール２９および第８モジュール３０の４つのモジュールが直列接続されて構成される第１のモジュールブロック５において、図５のとおり、第５モジュール２７、第６モジュール２８、第７モジュール２９および第８モジュール３０は、正極と負極とのモジュール端子が、平面視で矩形のモジュールにおける一方の短辺寄りのモジュール端部に設けられている。

【0055】

また、第１モジュール２３、第２モジュール２４、第３モジュール２５および第４モジュール２６の４つのモジュールが直列接続されて構成される第２のモジュールブロック６において、図５のとおり、第１モジュール２３、第２モジュール２４、第３モジュール２５および第４モジュール２６は、正極と負極とのモジュール端子が、平面視で矩形のモジュールにおける一方の短辺寄りのモジュール端部に設けられている。

【0056】

図５の例における作用効果は、図１から図４における例と同様である。即ち、本発明は、モジュール端子の配置が図５のような形態を有する場合においても、図３におけるようなモジュール端子の配置形態を有するモジュールで構成される電池パック１におけると同様の作用効果を奏する。

【0057】

図６は、図１から図４を参照して説明した電池パック１における回路要素のレイアウトの他の例を示す図である。図６の例は、電気回路としては図３と等価であり、図３との対応部位に同一の符号を附して示し、図１から図４における説明を援用する。図６の例における図３との相違点は、各モジュールの形態である。即ち、各モジュールにおける平面視で長手方向が車両の前後方向と直交する方向に沿っている点である。図６では、接続切替器７を構成する直列用コンタクタ８、正極接続用コンタクタ９および負極接続用コンタクタ１０について、それらの端子と接片が表記してある。

【0058】

図６の例における第１のモジュールブロック５は、第５モジュール２７、第６モジュール２８、第７モジュール２９および第８モジュール３０の４つのモジュールが直列接続されて構成されている。図６のとおり、第５モジュール２７、第６モジュール２８、第７モジュール２９および第８モジュール３０は、正極と負極とのモジュール端子が、平面視で矩形のモジュールにおける対角線上に離隔したモジュール端部寄りに設けられている。

【0059】

図６の例における第２のモジュールブロック６は、第１モジュール２３、第２モジュール２４、第３モジュール２５および第４モジュール２６の４つのモジュールが直列接続されて構成されている。図６のとおり、第１モジュール２３、第２モジュール２４、第３モジュール２５および第４モジュール２６は、正極と負極とのモジュール端子が、平面視で矩形のモジュールにおける対角線上に離隔したモジュール端部寄りに設けられている。

【0060】

図６の例における作用効果は、図１から図４における例と同様である。即ち、本発明は、電池パック１におけるモジュールの形態が図６のような形態である場合においても、図１から図４を参照して説明した電池パック１におけると同様の作用効果を奏する。

【0061】

図７は、図１から図４を参照して説明した電池パック１における回路要素のレイアウトの他の例を示す図である。図７の例は、電気回路としては図３と等価であり、図３との対応部位に同一の符号を附して示し、図１から図４における説明を援用する。図７の例における図３との相違点は、各モジュールの形態である。即ち、各モジュールにおける平面視で長手方向が車両の前後方向と直交する方向に沿っている点である。図７では、接続切替器７を構成する直列用コンタクタ８、正極接続用コンタクタ９および負極接続用コンタクタ１０について、それらの端子と接片が表記してある。

【0062】

図７の例における第１のモジュールブロック５は、第５モジュール２７、第６モジュール２８、第７モジュール２９および第８モジュール３０の４つのモジュールが直列接続されて構成されている。図７のとおり、第５モジュール２７、第６モジュール２８、第７モジュール２９および第８モジュール３０は、正極と負極とのモジュール端子が、平面視で矩形のモジュールにおける一方の短辺寄りのモジュール端部に設けられている。

【0063】

図７の例における第２のモジュールブロック６は、第１モジュール２３、第２モジュール２４、第３モジュール２５および第４モジュール２６の４つのモジュールが直列接続されて構成されている。図７のとおり、第１モジュール２３、第２モジュール２４、第３モジュール２５および第４モジュール２６は、正極と負極とのモジュール端子が、平面視で矩形のモジュールにおける一方の短辺寄りのモジュール端部に設けられている。

【0064】

図７の例における作用効果は、図１から図４における例と同様である。即ち、本発明は、電池パック１におけるモジュールの形態が図７のような形態である場合においても、図１から図４を参照して説明した電池パック１におけると同様の作用効果を奏する。

【0065】

図８は、図１から図４を参照して説明した電池パック１における回路要素のレイアウトの変形例を示す図である。図８の例は、電気回路としては図３と等価であり、図３との対応部位に同一の符号を附して示し、図１から図４における説明を援用する。図８の例においては、接続切替器７を構成する直列用コンタクタ８と、バスバー１１ａおよびバスバー１１ｂが一体的なコンタクタモジュール７１として構成される。

【0066】

図８の例では、図１から図４を参照して説明した例における作用効果に加えて、接続切替器７周りの回路要素の一部である直列用コンタクタ８およびバスバー１１ａ、１１ｂが、電池パック１におけるモジュールブロック（第１のモジュールブロック５および第２のモジュールブロック）が配置された領域を上方から見た状態で当該領域の内側に集中してコンパクトに配置しやすくなり、また、製造が一層容易になる。

【0067】

図９は、図１から図４を参照して説明した電池パック１における回路要素のレイアウトの他の変形例を示す図である。図９の例は、電気回路としては図３と等価であり、図３との対応部位に同一の符号を附して示し、図１から図４における説明を援用する。図９の例においては、接続切替器７を構成する直列用コンタクタ８、正極接続用コンタクタ９および負極接続用コンタクタ１０と、バスバー１１ａ、バスバー１１ｂ、バスバー１２ａおよびバスバー１３ａが一体的なコンタクタモジュール７２として構成される。

【0068】

図９の例では、図１から図４を参照して説明した例における作用効果に加えて、接続切替回路の全てのスイッチ素子である直列用コンタクタ８、正極接続用コンタクタ９および負極接続用コンタクタ１０を含む接続切替器７周りの回路要素がモジュール化されるため、第１のモジュールブロックと第２のモジュールブロックとを直列と並列のいずれかに切り替えるためのスイッチ素子および導体が、電池パック１におけるモジュールブロック（第１のモジュールブロック５および第２のモジュールブロック）が配置された領域を上方から見た状態で当該領域の内側に集中してコンパクトに配置しやすくなり、また、製造がなお一層容易になる。

【0069】

図１０は、図１から図４を参照して説明した電池パック１における回路要素のレイアウトのさらに他の変形例を示す図である。図１０の例は、電気回路としては図３と等価であり、図３との対応部位に同一の符号を附して示し、図１から図４における説明を援用する。図１０の例においては、接続切替器７を構成する直列用コンタクタ８、正極接続用コンタクタ９および負極接続用コンタクタ１０と、バスバー１１ａ、バスバー１１ｂ、バスバー１２ａおよびバスバー１３ａ、ならびに、ジャンクションボード３４が一体的なコンタクタ・バスバーモジュール７３として構成される。

【0070】

図１０の例では、図１から図４を参照して説明した例における作用効果に加えて、接続切替器７の全てのスイッチ素子である直列用コンタクタ８、正極接続用コンタクタ９および負極接続用コンタクタ１０を含む接続切替器７周りの回路要素ならびにジャンクションボード３４がコンタクタ・バスバーモジュール７３としてモジュール化されるため、第１のモジュールブロック５と第２のモジュールブロック６とを直列と並列のいずれかに切り替えるためのスイッチ素子および導体が、電池パック１におけるモジュールブロック（第１のモジュールブロック５および第２のモジュールブロック）が配置された領域を上方から見た状態で当該領域の内側に集中してコンパクトに配置しやすくなり、また、製造がなお一層容易になる。

【0071】

本開示の電池パック１によれば、以下の効果を奏する。

【0072】

（１）の電池パックでは、接続切替回路の回路素子である直列用スイッチ素子が第１のモジュールブロックと第２のモジュールブロックとの直列接続における中点に設けられ、かつ、この直列用スイッチ素子が、電池パック１におけるモジュールブロック（第１のモジュールブロック５および第２のモジュールブロック）が配置された領域を上方から見た状態で当該領域の内側に位置するように配置され、さらに、第１のモジュールブロックおよび第２のモジュールブロックは、接続切替回路に接続されるモジュールの端子が前記接続切替回路寄りに配置されている。このため第１のモジュールブロックと第２のモジュールブロックとを直列と並列のいずれかに切り替えるためのスイッチ素子および導体が、電池パック１におけるモジュールブロック（第１のモジュールブロック５および第２のモジュールブロック）が配置された領域を上方から見た状態で当該領域の内側に集中してコンパクトに配置され、電池パック全体の回路サイズが小さくなる。

【0073】

（２）の電池パック１では、切替回路である接続切替回路８１に必要な直列用コンタクタ８、正極接続用コンタクタ９および負極接続用コンタクタ１０を近い位置に集めることができるので、接続切替回路８１のサイズが小さくなる。接続切替回路８１の正極接続用コンタクタ９および負極接続用コンタクタ１０と、総出力端子１７０の正極端子２３１および負極端子３０２との位置が近いため、接続切替回路８１を含めた電池パック１全体の回路サイズが小さくなる。回路サイズが小さくなるため電池パック１及び電池パック１周辺のレイアウトの自由度が向上する。回路構成が複雑にならないのでバスバー等の長さが低減され回路導体の引き回しが簡素化される。

【0074】

（３）の電池パック１では、総出力端子１７０の正極端子２３１および負極端子３０２との間隔が離れている場合に比べて、ジャンクションボード３４への接続導体がコンパクトになる。

【0075】

（４）の電池パック１では、第１のモジュールブロック５における第５モジュール２７の切替端子である正極端子２７１、第２のモジュールブロック６における第４モジュール２６の切替端子である負極端子２６２および直列用コンタクタ８が近い位置関係となり、切替端子２７１、２６２と直列用コンタクタ８を接続する導体を短くすることができる。

【0076】

（５）の電池パック１では、並列用コンタクタ１９０、総出力端子１７０、切替端子３２が近い位置関係となり、並列用コンタクタ１９０、総出力端子１７０、切替端子３２を接続する導体を短くすることができる。

【0077】

（６）の電池パック１では、接続切替器７周りの回路要素の一部がモジュール化されるため、第１のモジュールブロック５と第２のモジュールブロック６とを直列と並列のいずれかに切り替えるための直列用コンタクタ８およびバスバー１１ａ、１１ｂが、電池パック１におけるモジュールブロック（第１のモジュールブロック５および第２のモジュールブロック）が配置された領域を上方から見た状態で当該領域の内側に集中してコンパクトに配置しやすくなり、また、製造が容易になる。

【0078】

（７）の電池パックでは、接続切替器７の全てのスイッチ素子である直列用コンタクタ８、正極接続用コンタクタ９および負極接続用コンタクタ１０を含む接続切替器７周りの回路要素がコンタクタモジュール７２としてモジュール化されるため、第１のモジュールブロック５と第２のモジュールブロック６とを直列と並列のいずれかに切り替えるためのスイッチ素子および導体が、電池パック１におけるモジュールブロック（第１のモジュールブロック５および第２のモジュールブロック）が配置された領域を上方から見た状態で当該領域の内側に集中してコンパクトに配置しやすくなり、また、製造が一層容易になる。

【0079】

（８）の電池パックでは、接続切替器７の全てのスイッチ素子である直列用コンタクタ８、正極接続用コンタクタ９および負極接続用コンタクタ１０を含む接続切替器７周りの回路要素ならびにジャンクションボード３４がコンタクタ・バスバーモジュール７３としてモジュール化されるため、第１のモジュールブロック５と第２のモジュールブロック６とを直列と並列のいずれかに切り替えるためのスイッチ素子および導体が、電池パック１におけるモジュールブロック（第１のモジュールブロック５および第２のモジュールブロック）が配置された領域を上方から見た状態で当該領域の内側に集中してコンパクトに配置しやすくなり、また、製造がなお一層容易になる。

【0080】

以上、本開示の電池パックについて説明したが、本発明はこれに限られない。本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜変更してもよい。例えば、上述においては、第１のモジュールブロックおよび第２のモジュールブロックは何れも４つのモジュールを直列接続した構成を採ったが、これに替えて、所定数のモジュールを直列接続したものを並列接続した構成を採ることもできる。或いはまた、第１のモジュールブロックおよび第２のモジュールブロックは何れも２つのモジュールにより構成される形態をとり得る。

【符号の説明】

【0081】

１…電池パック
２…セル
３…モジュール
４…モジュールブロック
５…第１のモジュールブロック
６…第２のモジュールブロック
７…接続切替器
８…直列用コンタクタ（直列用スイッチ素子）
９…正極接続用コンタクタ（並列用スイッチ素子）
１０…負極接続用コンタクタ（並列用スイッチ素子）
１１，１２，１３…導体
１１ａ，１２ａ，１３ａ…バスバー
１５…正極出力導体
１５ａ…バスバー
１６…負極出力導体
１６ａ…バスバー
１７…総出力外部端子
１８…正極総出力外部端子
１９…負極総出力外部端子
２０…正極出力コンタクタ
２１…負極出力コンタクタ
２２…プリチャージコンタクタ
２３…第１モジュール
２４…第２モジュール
２５…第３モジュール
２６…第４モジュール
２７…第５モジュール
２８…第６モジュール
２９…第７モジュール
３０…第８モジュール
３１…切替側モジュール群
３２…切替端子
３３…総出力側モジュール群
３４…ジャンクションボード
７１、７２…コンタクタモジュール
７３…コンタクタ・バスバーモジュール
８１…接続切替回路
１７０…総出力端子
１９０…並列用コンタクタ
２３１…正極端子（総出力正極端子）
２６２…負極端子
２７１…正極端子
３０２…負極端子（総出力負極端子）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】