CN105280871A - 蓄电模块 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够实现作业整体的简化及高效化且能够尽可能地抑制电极端子的损伤的蓄电模块。蓄电模块(10)具备层叠有多个蓄电池(12)的蓄电池组(12M)，并且在层叠方向两端设有端板(18a、18b)。在端板(18a)上设有端子台(40a)，该端子台(40a)将在层叠方向端部配置的蓄电池(12ea)的电极端子(22a)与输出线(38a)电连接。端子台(40a)通过固定点(48a、48b)固定于端板(18a)。

Description

蓄电模块
技术领域
本发明涉及一种蓄电模块，该蓄电模块具备：层叠有多个蓄电池的蓄电池组；以及设置在所述蓄电池组的层叠方向两端且将该蓄电池组保持为一体的一对端板。
背景技术
通常，公知一种具备层叠有多个蓄电池(电池单体)的蓄电池组(电池模块)的蓄电模块。该蓄电模块例如搭载于混合动力车辆、EV等电动车辆，因此通过层叠多个蓄电池，从而将输出电压设定得较高。
在蓄电模块中，通过母线将在彼此相邻的一方的蓄电池上设置的负的电极端子和另一方的蓄电池的正的电极端子以串联方式电连接。并且，在层叠方向端部配置的蓄电池的电极端子上电连接有输出线。
输出线由于流过特别大的电流，因此需要削减连接电阻。因此，通常，输出线的连接端子以较强的紧固转矩而紧固保持于蓄电池的电极端子。因此，在电极端子上作用有较大的旋转转矩，在所述电极端子上可能发生损伤。
因此，例如，公知有专利文献1中公开的电池系统。该电池系统通过一对端板将层叠有多个电池单体的电池块在层叠方向上固定。
输出线经由中继母线而与电池单体的电极端子连接，并且所述输出线的连接端子经由止动螺钉及螺母而与所述中继母线连接。螺母以非旋转状态固定在端板上，将止动螺钉拧入到该螺母中，从而将中继母线和输出线的连接端子连接而固定于所述端板。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-80353号公报
发明的概要
发明要解决的课题
但是，在上述电池系统中，在进行连接作业时，为了防止电池单体的电极端子损伤，首先，将输出线的连接端子与中继母线连接。接着，需要将电池单体的电极端子与中继母线连接。
另一方面，在进行拆下作业时，需要首先解除电池单体的电极端子与中继母线的紧固连结，之后解除输出线的连接端子与所述中继母线的紧固连结。因此，连接作业及拆下作业存在限制，存在作业整体繁琐化这样的问题。
并且，在维护时，必需解除中继母线的紧固连结。由此，导致工时的增加，并且需要严格的转矩管理，存在无法高效地完成维护作业这样的问题。
发明内容
本发明用于解决这种问题，其目的在于提供一种能够实现作业整体的简化及高效化且能够尽可能地抑制电极端子的损伤的蓄电模块。
用于解决课题的手段
本发明的蓄电模块具备：蓄电池组，其层叠有多个蓄电池；一对端板，其设置杂在所述蓄电池组的层叠方向两端，将该蓄电池组保持为一体。在该蓄电模块中，所述蓄电模块具备端子台，该端子台设置于端板，将在层叠方向端部配置的蓄电池的电极端子与输出线电连接。并且，端子台具有将输出线连接的线连接部，且端子台通过多个固定点而固定于端板。
另外，在该蓄电模块中，优选的是，蓄电池及端板具有矩形形状，电极端子设置在所述蓄电池的一个单体侧面上。此时，优选的是，端子台设置在端板的与一个单体侧面相连的一个板侧面上，并且线连接部以位于多个即两个固定点之间的方式设置于所述端子台。
并且，在该蓄电模块中，优选的是，固定点通过螺纹紧固连结、铆接或销与孔的嵌合中的任一个、或者它们的组合而构成。
另外，在该蓄电模块中，优选的是，蓄电模块具备母线部，该母线部将电极端子与端子台电连接，并且所述母线部具有多个弯曲形状。
另外，在该蓄电模块中，优选的是，母线部与端子台分离构成，母线部的一端焊接于电极端子，另一方面，另一端与所述端子台连接，并且，所述母线部的厚度比所述端子台的厚度薄。
并且，在该蓄电模块中，优选的是，母线部具有作为弯曲形状的截面U字状的弯曲部位。
另外，在该蓄电模块中，优选的是，线连接部的轴向与蓄电池的层叠方向设定为同一方向。
另外，在该蓄电模块中，优选的是，在与设有电极端子的蓄电池的一个单体面相连的端板的一个板侧面上，设置多个固定点中的任一个作为板侧面固定点。另一方面，优选的是，在与蓄电池的层叠方向交叉的板面上，设置多个固定点中的另外的任一个作为板面固定点。此时，优选的是，板侧面固定点通过基于螺栓及螺母的紧固连结或铆接而构成，且板面固定点通过销与孔的嵌合而构成。
并且，在该蓄电模块中，优选的是，电极端子、板侧面固定点或板面固定点各自的轴向的全部或其中两个设定为同一方向。
另外，在该蓄电模块中，优选的是，在端子台上设有止转结构。
发明效果
根据本发明，将蓄电池的电极端子与输出线电连接的端子台具有将所述输出线连接的线连接部，并且该端子台通过多个固定点而固定于端板。因此，在通过螺母等将输出线紧固固定于线连接部时，端子台不会旋转。
因此，即使在蓄电池的电极端子与所述端子台的连接之后进行端子台与输出线的连接，也能够阻止所述电极端子发生损伤的情况。由此，能够容易实现维护等的作业整体的简化及高效化，并且能够尽可能地抑制电极端子的损伤。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的蓄电模块的主要部分分解立体说明图。
图2是所述蓄电模块的主要部分立体说明图。
图3是所述蓄电模块的图2中的III-III线剖视图。
图4是构成所述蓄电模块的一方的端板侧的主要部分分解立体说明图。
图5是本发明的第二实施方式的蓄电模块的主要部分立体说明图。
图6是所述蓄电模块的图5中的VI-VI线剖视图。
图7是构成所述蓄电模块的一方的端板侧的主要部分分解立体说明图。
图8是本发明的第三实施方式的蓄电模块的主要部分立体说明图。
图9是所述蓄电模块的图8中的IX-IX线剖视图。
图10是构成所述蓄电模块的一方的端板侧的主要部分分解立体说明图。
符号说明：
10、80、110…蓄电模块；12、12ea、12eb…蓄电池；12M…蓄电池组；14…隔板；18a、18b…端板；20a、20b…连结带；22a、22b…电极端子；30a、50a、50b、56a、56b、62a、62b、86a、88d、92a、92b、96a、96b…孔部；38a、38b…输出线；40a、40b、82、112…端子台；42a、42b…线连接部；44、98…螺栓；46、89、100…螺母；48a、48b、90a、90b、128…固定点；52…切口；58、84、114…壳体；64a、64b、104a、104b…套管构件；68a、68b…铆钉；70…母线部；70c、88b…弯曲部位；94…托架；102…销；122…销形状部；126…方孔；128…固定点。
具体实施方式
如图1所示，本发明的第一实施方式的蓄电模块10例如搭载于未图示的混合动力车辆或EV等电动车辆。
蓄电模块10具备在水平方向(箭头A方向)上层叠有多个蓄电池(电池单体)12的蓄电池组(电池模块)12M。蓄电池12具有矩形形状，并且以配置成立位姿态的状态与具有绝缘性的隔板(支架)14在箭头A方向上交替层叠。
在蓄电池组12M的层叠方向两端，隔着具有隔热功能及绝缘功能的绝缘板(或者也可以是隔板14)16a、16b而配置有长方形形状(或正方形形状)的端板18a、18b。端板18a、18b彼此通过配置在箭头B方向两端且沿箭头A方向延伸的例如一对连结带20a、20b而连结，从而将蓄电池组12M保持为一体。
蓄电池12例如由锂离子电池构成，具有长方形(或正方向)。在各蓄电池12的上表面(一个单体侧面)设有正极(或负极)的电极端子22a和负极(或正极)的电极端子22b。彼此相邻的一方的蓄电池12的电极端子22a和另一方的蓄电池12的电极端子22b通过母线24电连接。
绝缘板16a、16b构成为大致平板状(或者也可以与隔板14同样)。端板18a、18b构成为大致平板状，并且在所述端板18a、18b的箭头B方向两端缘部分别沿上下形成有多个螺纹孔26。
连结带20a由具有横长形状的板金(金属板)形成，根据需要，例如为了轻量化或为了蓄电池12的冷却用来导入制冷剂，而形成有开口部21a。连结带20a在从蓄电池组12M的层叠方向一端观察的正面观察下，截面形状具有コ状。连结带20a的长度方向(长边方向)的各端部28a、28b覆盖端板18a、18b的短边而配置于板面。
在各端部28a上沿上下形成有多个孔部30a。各孔部30a与端板18a、18b的各螺纹孔26配置在同轴上。螺钉32a通过插入孔部30a并与螺纹孔26螺合，从而将连结带20a的各端部28a与端板18a、18b固定。
在连结带20a的上下两端设有从铅垂方向向水平方向内侧弯曲的上方的弯折部34a及下方的弯折部36a。弯折部34a、36a沿蓄电池组12M的层叠方向延伸，所述弯折部36a保持所述蓄电池组12M的一方的下侧角部。
连结带20b与上述的连结带20a同样地构成，对于同一构成要素，在同一参照数字上代替符号a而标注符号b，并省略其详细的说明。
在第一实施方式中，蓄电模块10具备端子台(母线)40a，该端子台40a将在层叠方向一端部配置的蓄电池12ea的电极端子22a与输出线38a电连接。蓄电模块10具备端子台40b，该端子台40b将在层叠方向另一端部配置的蓄电池12eb的电极端子22b与输出线38b电连接。以下，对端子台40a进行详细地说明，另一方面，对端子台40b标注相同的参照符号，并省略其详细的说明。
如图2～图4所示，端子台40a由金属制平板构件构成，具有将输出线38a连接的线连接部42。线连接部42例如具备螺栓44和与所述螺栓44螺合的螺母46。端子台40a在线连接部42的两侧形成有多个例如两个构成固定点48a、48b的孔部50a、50b，并通过所述固定点48a、48b而固定于端板18a。在端子台40a上形成有切口52作为止转结构，在所述切口52处配置有其他构件(未图示)。
电极端子22a设置在蓄电池12ea的一个单体侧面(上表面)上，另一方面，端子台40a设置在端板18a的与所述一个单体侧面相连的一个板侧面(上表面)上。
如图4所示，在端板18a的上部形成有向水平方向弯曲的凸缘部54，在所述凸缘部54上形成有孔部56a、56b。孔部56a、56b与端子台40a的孔部50a、50b设置在同轴上且比孔部50a、50b直径小。与凸缘部54对应而配置有例如树脂制的壳体58。
壳体58由板构件构成，并且鼓出形成有一对大致半圆筒形状的圆弧状部60a、60b。在壳体58上与圆弧状部60a、60b的中心位置对应而形成有孔部62a、62b。孔部62a、62b与孔部50a、50b及孔部56a、56b设置在同轴上。
在圆弧状部60a、60b上配置有圆筒形状的套管构件64a、64b，并且在所述套管构件64a、64b的轴向一端形成有小径部66a、66b。小径部66a、66b与孔部50a、50b嵌合(参照图3)。
固定点48a、48b具备铆钉68a、68b，该铆钉68a、68b通过从小径部66a、66b向凸缘部54的孔部56a、56b插入，从而将壳体58及端子台40a固定于端板18a。铆钉68a、68b的各自的上下两端部形成为大径。
在蓄电模块10中，如图2及图4所示，具备将电极端子22a与端子台40a电连接的母线部70，并且所述母线部70具有多个弯曲形状。
母线部70与端子台40a分离构成，在一端设有焊接于电极端子22a的单体侧板状部70a。在母线部70的另一端设有焊接于端子台40a的输出侧板状部70b。在单体侧板状部70a与输出侧板状部70b之间一体地形成有作为弯曲形状的截面U字状的弯曲部位70c。母线部70的厚度设定为比端子台40a的厚度薄。
在制造这样构成的蓄电模块10时，将多个蓄电池12层叠，并且在层叠方向两端隔着绝缘板16a、16b而配置端板18a、18b。并且，在端板18a、18b上经由螺钉32a、32b而固定一对连结带20a、20b的端部28a、28b。
另一方面，在端子台40a中，预先在所述端子台40a上焊接母线部70的输出侧板状部70b。然后，如图2～图4所示，将壳体58配置于端板18a的凸缘部54，并且在所述壳体58上层叠端子台40a。
进而，如图3所示，将套管构件64a、64b的小径部66a、66b一体地插入端子台40a的孔部50a、50b及壳体58的孔部62a、62b。在该状态下，将铆钉68a、68b从小径部66a、66b的内径一体地插入凸缘部54的孔部56a、56b。由此，经由固定点48a、48b将壳体58及端子台40a固定于端板18a。
接着，将母线部70的单体侧板状部70a焊接于在层叠方向一端部配置的蓄电池12ea的电极端子22a(参照图2)。之后，在设置于端子台40a的线连接部42上连接输出线38a。线连接部42具备螺栓44和螺母46，在所述螺栓44上配置输出线38a的连接部，且在该螺栓44上螺合所述螺母46。
需要说明的是，在端板18b侧，与上述端板18a侧同样，经由端子台40a将输出线38b与蓄电池12eb的电极端子22b电连接。
在该情况下，在第一实施方式中，将蓄电池12ea的电极端子22a与输出线38a电连接的端子台40a通过多个例如两个固定点48a、48b而固定于端板18a。具体而言，如图3所示，通过将铆钉68a、68b从小径部66a、66b的内径一体地插入凸缘部54的孔部56a、56b，从而将壳体58及端子台40a固定于端板18a。
因此，在通过螺栓44和螺母46将输出线38a紧固固定于线连接部42时，对于紧固转矩的输入而言，可抑制被两端支承的端子台40a自身变形(旋转)的情况。因此，即使在蓄电池12ea的电极端子22a与所述端子台40a的连接之后，进行端子台40与输出线38a的连接，也能够阻止所述电极端子22a发生损伤的情况。
并且，在进行输出线38a的拆下作业及所述输出线38a的再连接作业时，无需对蓄电池12ea的电极端子22a进行操作。由此，能够得到如下效果，即，能够容易实现维护等作业整体的简化及高效化，并且能够尽可能地抑制电极端子22a的损伤。并且，能够使固定点48a、48b的结构简化，并且容易实现蓄电模块10整体的小型轻量化及低成本化。
另外，在第一实施方式中，母线部70将多个弯曲形状、例如截面U字状的弯曲部位70c一体成形。因此，在进行输出线38a的紧固连结时，在弯曲部位70c的弹性作用下，能够有效地减少向蓄电池12ea的电极端子22a输入转矩的情况。
并且，母线部70的厚度设定为比端子台40a的厚度薄。因此，具有如下优点，即，能够进一步可靠地降低组装及维护时的紧固引起的向电极端子22a及母线部70的焊接部位输入的输入载荷。
图5是本发明的第二实施方式的蓄电模块80的主要部分立体说明图。需要说明的是，对于与第一实施方式的蓄电模块10相同的构成要素，标注同一参照符号并省略其详细的说明。
在蓄电模块80中，将蓄电池12ea的电极端子22a与输出线38a电连接的端子台(母线)82固定于端板18a。需要说明的是，虽然未图示，但在端板18b侧也固定有同样的端子台。
如图5～图7所示，端子台82镶嵌成形于树脂制的壳体84而与所述壳体84一体化。需要说明的是，在图7中，为了便于说明，将端子台82与壳体84分离。端子台82由金属制平板构件构成，具有将输出线38a连接的线连接部42。如图7所示，端子台82在大致长方形形状的长度方向一端设置孔部86a，另一方面，在长度方向另一端设置大致半圆形状的弯曲切口部86b。
在端子台82的一方的侧面连续且一体地设有输出侧板状部88a、作为弯曲形状的截面U字状的弯曲部位88b及单体侧板状部88c。单体侧板状部88c具有供蓄电池12ea的电极端子22a插入的孔部88d，并且在构成螺纹轴的所述电极端子22a上螺合有螺母89(参照图5)。
壳体84具有大致长方体形状，在长度方向两端(线连接部42的两侧)形成有多个、例如两个构成固定点90a、90b的孔部92a、92b。端子台82中，孔部86a围绕孔部92b而配置，并且弯曲切口部86b环绕孔部92a的一部分而配置。
如图5及图7所示，在端板18a的上部焊接有例如将金属板弯曲成形而得到的托架94。在托架94的上部水平面上形成有孔部96a、96b。孔部96a、96b与壳体84的孔部92a、92b设置在同轴上。
螺栓98从托架94的背面侧插入孔部96a中，在所述螺栓98上螺合螺母100。销102从托架94的背面侧插入孔部96b中。螺栓98和销102焊接于托架94的背面。
在壳体84的孔部92a、92b中通过一体成形而收容有圆筒形状的套管构件104a、104b(参照图6)。螺栓98插入套管构件104a内而在前端部螺合螺母100，另一方面，销102插入套管构件104b中。因此，与端子台82一体化的壳体84经由托架94而固定于端板18a。
在这样构成的第二实施方式中，将蓄电池12ea的电极端子22a与输出线38a电连接的端子台82通过多个、例如两个固定点90a、90b而固定于端板18a。因此，能够得到如下等与上述第一实施方式同样的效果，即，能够容易实现维护等的作业整体的简化及高效化，并且能够尽可能地抑制电极端子22a的损伤。
图8是本发明的第三实施方式的蓄电模块110的主要部分立体说明图。需要说明的是，对于与第二实施方式相同的构成要素，标注同一参照符号并省略其详细的说明。
在蓄电模块110中，在端板18a上固定有将蓄电池12ea的电极端子22a与输出线38a电连接的端子台(母线)112。需要说明的是，虽然未图示，但在端板18b侧也固定有同样的端子台。
如图8～图10所示，端子台112镶嵌成形于树脂制的壳体114而与所述壳体114一体化。需要说明的是，在图10中，为了便于说明，将端子台112与壳体114分离。端子台112由金属制平板构件构成，在与输出侧板状部88a相反的侧面上形成有从水平方向向下方弯曲的安装面116。
安装面116与端板18a的板面平行，并且在所述安装面116上设有线连接部42a。线连接部42a的轴向设定为与安装面116正交的水平方向、即与蓄电池12的层叠方向相同的方向。在安装面116的下端以向下方突出的方式设有矩形形状的突出部118。
壳体114一体地具有：与第二实施方式的壳体84具有大致同样的形状的水平主体部114a；以及从所述水平主体部114的一端向铅垂下方延伸的铅垂主体部114b。在铅垂主体部114b的下部形成有埋设端子台112的突出部118的方销形状部122。
如图10所示，托架94从上部水平面向下方弯曲而延伸，并且在下端部设有向水平方向弯曲的平板部124。在平板部124上形成有方孔126，方销形状部122插入所述方孔126而构成固定点128。固定点128是设置在端板18a的与蓄电池12的层叠方向交叉的板面上的板面固定点。
电极端子22a、固定点90a、90b(板侧面固定点)及固定点128(板面固定点)各自的轴向设定为同一方向。需要说明的是，也可以将电极端子22a、固定点90a、90b及固定点128的轴向中的任意两个轴向设为同一方向。
在这样构成的第三实施方式中，能够得到与上述的第一及第二实施方式同样的效果。并且，线连接部42a的轴向与蓄电池12的层叠方向设定为同一方向。因此，在进行输出线38a的拆下作业及所述输出线38a的再连接作业时，无需对蓄电池12ea的电极端子22a侧的面进行操作。由此，能够削减蓄电池搭载空间。
并且，电极端子22a、固定点90a、90b及固定点128各自的轴向设定为同一方向。因此，能够使作业方向相同化，且能够实现组装作业的集中。

Claims (10)

1.一种蓄电模块，其具备：
蓄电池组，其层叠有多个蓄电池；以及
一对端板，其设置在所述蓄电池组的层叠方向两端，将该蓄电池组保持为一体，
所述蓄电模块的特征在于，
所述蓄电模块具备端子台，所述端子台设置于所述端板，将在层叠方向端部配置的所述蓄电池的电极端子与输出线电连接，
所述端子台具有将所述输出线连接的线连接部，并且所述端子台通过多个固定点而固定于所述端板。
2.根据权利要求1所述的蓄电模块，其特征在于，
所述蓄电池及所述端板具有矩形形状，
所述电极端子设置在所述蓄电池的一个单体侧面上，另一方面，所述端子台设置在所述端板的与所述一个单体侧面相连的一个板侧面上，并且，
所述线连接部以位于多个即两个所述固定点之间的方式设置于所述端子台。
3.根据权利要求1或2所述的蓄电模块，其特征在于，
所述固定点通过螺纹紧固连结、铆接或销与孔的嵌合中的任一个、或者它们的组合而构成。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的蓄电模块，其特征在于，
所述蓄电模块具备母线部，所述母线部将所述电极端子与所述端子台电连接，并且
所述母线部具有多个弯曲形状。
5.根据权利要求4所述的蓄电模块，其特征在于，
所述母线部与所述端子台分离构成，所述母线部的一端焊接于所述电极端子，另一方面，另一端与所述端子台连接，并且，
所述母线部的厚度比所述端子台的厚度薄。
6.根据权利要求4或5所述的蓄电模块，其特征在于，
所述母线部具有作为所述弯曲形状的截面U字状的弯曲部位。
7.根据权利要求1所述的蓄电模块，其特征在于，
所述线连接部的轴向与所述蓄电池的层叠方向设定为同一方向。
8.根据权利要求7所述的蓄电模块，其特征在于，
在与设有所述电极端子的所述蓄电池的一个单体面相连的所述端板的一个板侧面上，设置所述多个固定点中的任一个作为板侧面固定点，
在与所述蓄电池的层叠方向交叉的板面上，设置所述多个固定点中的另外的任一个作为板面固定点，
所述板侧面固定点通过基于螺栓及螺母的紧固连结或铆接而构成，
所述板面固定点通过销与孔的嵌合而构成。
9.根据权利要求8所述的蓄电模块，其特征在于，
所述电极端子、所述板侧面固定点或所述板面固定点各自的轴向的全部或其中两个设定为同一方向。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的蓄电模块，其特征在于，
在所述端子台上设有止转结构。
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