CN107919446A - 电池模块 - Google Patents
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Abstract
提供一种不使用汇流条就能够将电池单元间连接的电池模块。包括:具有正极端子和负极端子这2个电极端子的多个电池单元(2);容纳第1电池单元组的第1容纳箱(3);容纳第2电池单元组的第2容纳箱(4);和以使第1电池单元组中的各电极端子与第2电池单元组中的各电极端子彼此相对的方式使第1容纳箱(3)和第2容纳箱(4)为固定状态的固定工具,第2电池单元组相对于第1电池单元组倾斜地容纳在第2容纳箱(4),各电池单元(2)的正极端子与彼此相对的第1电池单元组中的各电池单元(2)的负极端子连接,各电池单元的负极端子与彼此相对的第1电池单元组中的各电池单元(2)的正极端子连接。
Description
技术领域
本发明涉及电池模块。
背景技术
存在将具有正极端子和负极端子这2个电极端子的多个电池单元串联连接而构成的电池模块。电池模块中,多个电池单元成列地分别容纳在形成于壳体的多个容纳空间部。电池模块通过汇流条将在排列方向相邻的电池单元的正极端子和负极端子分别连接,从而多个电池单元被串联连接(参照专利文献1)。另外,在各汇流条分别连接有电压检测线。电压检测线例如与搭载在车辆的ECU连接,通过输出连接有各汇流条的电池单元的电压信息,用于电池模块的充电控制等。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2012-84297号公报
发明内容
本发明欲解决的问题
可是,在将汇流条用于电池单元间的连接的情况下,需要与所容纳的电池单元的数量大致相同的数量,难以降低电池模块的制造成本。另外,在组装电池模块时,需要将各汇流条固定在电极端子的工序,难以缩短制造时间、提高作业容易性。
本发明是鉴于上述情况而完成的,其目的在于提供一种不使用汇流条也能够将电池单元间连接的电池模块。
用于解决问题的方案
为达到上述目的,本发明所涉及的电池模块的特征在于,包括:多个电池单元,具有正极端子和负极端子这2个电极端子;第1容纳箱,容纳多个所述电池单元中由一部分所述电池单元构成的第1电池单元组;第2容纳箱,容纳多个所述电池单元中由与所述第1电池单元组的所述电池单元不同的所述电池单元构成的第2电池单元组;以及固定工具,以使所述第1电池单元组中的各所述电极端子与所述第2电池单元组中的各所述电极端子彼此相对的方式使所述第1容纳箱和所述第2容纳箱为固定状态,所述第2电池单元组相对于所述第1电池单元组倾斜地容纳在所述第2容纳箱,所述第2电池单元组的各所述电池单元的正极端子与彼此相对的所述第1电池单元组中的各所述电池单元的负极端子连接,所述第2电池单元组的各所述电池单元的负极端子与彼此相对的所述第1电池单元组中的各所述电池单元的正极端子连接。
另外,在上述电池模块中,优选的是包括电压检测器,在所述固定状态下存在于所述第1容纳箱与所述第2容纳箱之间,将各所述电池单元的电压信息输出至外部。
另外,在上述电池模块中,优选的是所述电压检测器具有:片状的基底部,其存在于彼此相对而连接的所述第1电池单元组的所述电极端子和所述第2电池单元组的所述电极端子之间;电压检测导体,其设置在所述基底部,与彼此相对而连接的所述电极端子中的至少一个所述电极端子连接。
另外,在上述电池模块中,优选的是在所述基底部设置有多个所述电压检测导体。
发明的效果
本发明所涉及的电池模块取得的效果是:不使用汇流条就能够将电池单元间连接。
附图说明
图1是实施方式所涉及的电池模块的立体图。
图2是实施方式所涉及的电池模块的局部分解立体图。
图3是实施方式所涉及的电池模块的第1容纳箱和第2容纳箱的立体图。
图4是实施方式所涉及的电池模块的第1容纳箱和第1电池单元组的立体图。
图5是实施方式所涉及的电池模块的第2容纳箱和第2电池单元组的立体图。
图6是示出第1电池单元组与第2电池单元组与电压检测器的位置关系的图。
附图标记的说明
1:电池模块
2:电池单元
2A:第1电池单元组
2B:第2电池单元组
22:电极端子
22+:正极端子
22-:负极端子
3:第1容纳箱
31:容纳空间部
4:第2容纳箱
41:容纳空间部
5:电压检测器
51:基底部
52:电压检测导体
具体实施方式
下面,基于附图来详细说明本发明所涉及的实施方式。此外,本发明不限于本实施方式。另外,下述实施方式中的构成要素包含本领域技术人员能容易替换的要素、或者实际上相同的要素。
[实施方式]
图1是实施方式所涉及的电池模块的立体图。图2是实施方式所涉及的电池模块的局部分解立体图。图3是实施方式所涉及的电池模块的第1容纳箱和第2容纳箱的立体图。图4是实施方式所涉及的电池模块的第1容纳箱和第1电池单元组的立体图。图5是实施方式所涉及的电池模块的第2容纳箱和第2电池单元组的立体图。图6是示出第1电池单元组与第2电池单元组与电压检测器的位置关系的图。此处,图2是省略了固定工具的电池模块的分解立体图。各图的X方向是本实施方式的电池模块的宽度方向,是电极端子的对置方向。Y方向是本实施方式的电池模块的纵深方向,是与宽度方向垂直的方向。Z方向是电池模块的上下方向,是电池单元的排列方向,是与宽度方向和纵深方向垂直的方向。
本实施方式的电池模块1例如搭载在电动汽车(EV)、混合动力车(HV、PHV),向驱动源即旋转电机供给电力,或者将旋转电机产生的电力进行蓄电(充电)而使用。电池模块1如图1~图6所示,通过将多个电池单元2串联连接,能够得到与车辆的要求输出相对应的高的电池输出。电池模块1包括多个电池单元2、第1容纳箱3、第2容纳箱4、电压检测器5、一对终端电极6、7、固定工具8。
电池单元2是能反复充放电的二次电池,例如是镍氢充电电池、锂离子充电电池等。本实施方式的电池单元2如图2、图4和图5所示,是长方体,在电极面21形成有具有导电性的正极端子22+、负极端子22-这2个电极端子22、22。正极端子22+和负极端子22-在电极面21的长边方向的两端部以互相离开的状态形成。本实施方式的正极端子22+和负极端子22-由具有弹性和导电性的材料形成,例如是金属制的板簧,能弹性变形。正极端子22+和负极端子22-在从上下方向(侧面侧)观察电池单元2的情况下,形成为具有朝向电极面21的长边方向的中央部开口的V形,一端部固定在电极面21,另一端部从电极面21在电池单元2的上下方向离开形成。即,正极端子22+和负极端子22-通过被按压到电极面21侧,在电极面21侧进行弹性变形。此处,多个电池单元2被分为第1电池单元组2A、第2电池单元组2B。第1电池单元组2A是多个电池单元2的一部分,是容纳在第1容纳箱3的电池单元2。第2电池单元组2B是多个电池单元2的一部分,是容纳在第2容纳箱4的电池单元2。本实施方式的第2电池单元组2B构成为电池单元2的数量比第1电池单元组2A少1个。
第1容纳箱3如图2~图4所示,容纳第1电池单元组2A。第1容纳箱3使容纳的第1电池单元组2A的各电池单元2的电极端子22、与第2电池单元组2B的各电池单元2的电极端子22对置。本实施方式的第1容纳箱3是长方体,具有多个容纳空间部31、第1插入片32、第2插入片33。多个容纳空间部31分别容纳第1电池单元组2A的电池单元2,在上下方向形成为一列。容纳的第1电池单元组2A的各电池单元2的正极端子22+和负极端子22-在电池单元2的排列方向、即上下方向分别成为一列地容纳各电池单元2。此处,第1容纳箱3使容纳的第1电池单元组2A的各电池单元2的正极端子22+和负极端子22-在电池单元2的排列方向、即上下方向分别成为一列地容纳各电池单元2。容纳空间部31与纵深方向平行形成,将第1电池单元组2A的各电池单元2与纵深方向平行地容纳。容纳空间部31与第1容纳箱3中形成于宽度方向的第2容纳箱4侧的对置面34的开口连通,在电池单元2的容纳状态下,从纵深方向观察的情况下,电极端子22从开口向第2容纳箱4侧突出的状态下,容纳电池单元2。第1插入片32被插入到后述的第1插入孔42,在本实施方式中形成为板状。第1插入片32形成于对置面34中的上下方向的两端部中的一端部,且纵深方向的两端部中的一端部。第2插入片33被插入到后述的第2插入孔43,在本实施方式中形成为板状。第2插入片33形成于对置面34中的上下方向的两端部中的另一端部,且纵深方向的两端部中的另一端部。此处,第2插入片33形成为与第1插入片32不同的形状,在本实施方式中形成得大。
第2容纳箱4如图2、图3、图5所示,容纳第2电池单元组2B。第2容纳箱4使容纳的第2电池单元组2B的各电池单元2的电极端子22、与第1电池单元组2A的各电池单元2的电极端子22对置。本实施方式的第2容纳箱4是长方体,具有多个容纳空间部41、第1插入孔42、第2插入孔43。此处,第2容纳箱4使容纳的第2电池单元组2B的各电池单元2的正极端子22+和负极端子22-在电池单元2的排列方向、即上下方向成为一列地容纳各电池单元2。多个容纳空间部41分别容纳第2电池单元组2B的电池单元2,在上下方向形成为一列。容纳空间部41相对于纵深方向倾斜地形成,将第2电池单元组2B的电池单元2相对于纵深方向倾斜地容纳。此处,容纳空间部41在第1容纳箱3和第2容纳箱4被固定工具8固定的固定状态下,使容纳的第2电池单元组2B的各电池单元2的正极端子22+、与容纳在第1容纳箱3的第1电池单元组2A的各电池单元2的负极端子22-彼此相对,即,使其在宽度方向对置,使容纳的第2电池单元组2B的各电池单元2的负极端子22-、与容纳在第1容纳箱3的第1电池单元组2A的各电池单元2的正极端子22+彼此相对,即,使其在宽度方向对置地相对于纵深方向倾斜(参照图6)。容纳空间部41与第2容纳箱4中形成于宽度方向的第1容纳箱3侧的对置面44的开口连通,在电池单元2的容纳状态下,从纵深方向观察的情况下,电极端子22从开口向第1容纳箱3侧突出的状态下,容纳电池单元2。第1插入孔42供第1插入片32插入,形成为限制插入的第1插入片32向宽度方向和纵深方向移动的形状。第1插入孔42形成于对置面44中的上下方向的两端部中的一端部,且纵深方向的两端部中的一端部。第2插入孔43供第2插入片33插入,形成为限制插入的第2插入片33向宽度方向和纵深方向移动的形状。第2插入孔43形成于对置面44中的上下方向的两端部中的另一端部,且纵深方向的两端部中的另一端部。此处,第2插入孔43形成为与第1插入孔42不同的形状,在本实施方式中形成得大。
电压检测器5如图1、图2、图6所示,将经由各电压检测导体52连接的各电池单元2的电压信息输出至外部。电压检测器5在固定状态下,存在于第1容纳箱3与第2容纳箱4之间,具有基底部51、多个电压检测导体52、连接器53。电压信息经由连接器53输入至搭载在车辆的未图示的ECU(电子控制单元),基于获取的电压信息用于电池模块1的充放电控制等。
基底部51设置有电压检测导体52。本实施方式的基底部51是具有挠性的1个柔性的印制基板,设置有多个电压检测导体52。基底部51形成为片状,具有主体部51a、连接部51b。主体部51a形成为平板形,存在于彼此相对而连接的第1电池单元组2A的电极端子22与第2电池单元组2B的电极端子22之间。如图6所示,在固定状态下,彼此相对的2个电池单元2中的一个电池单元2的正极端子22+、与另一个电池单元2的负极端子22-在接触面接触,主体部51a的纵深方向的两端部与接触面的一部分在宽度方向重叠地配置。此处,基底部51被彼此相对的2个电极端子22的弹性复原力保持在彼此相对的2个电极端子22之间,固定在第1容纳箱3与第2容纳箱4之间。连接部51b在纵深方向中从一方朝向电池模块1的外部突出,在末端部安装连接器53。
多个电压检测导体52设置在基底部51,与彼此相对而连接的2个电极端子22中的至少一个电极端子22连接。本实施方式的电压检测导体52作为印制电路布线形成于基底部51,分别连接于第1电池单元组2A的电池单元2的电极端子22中的、与第2电池单元组2B的电池单元2的电极端子22彼此相对而连接的电极端子22。电压检测导体52形成于基底部51的宽度方向的两面中的、与第1电池单元组2A对置的侧。电压检测导体52在基底部51形成到一端部在宽度方向与彼此相对而连接的电极端子22对置的位置。电压检测导体52的另一端部经由连接部51b与连接器53的未图示的端子连接。
一对终端电极6、7将电池模块1中串联连接的电池单元2与外部的电子设备连接。一对终端电极6、7是具有导电性的金属制的板材,如图6所示,在本实施方式中,终端电极6是正极终端电极,终端电极7是负极终端电极。一对终端电极6、7在固定状态下,相对于第1电池单元组2A的电池单元2的电极端子22中与第2电池单元组2B的电池单元2的电极端子22不彼此相对且连接的电极端子22,即,位于上下方向中的一端部侧的电池单元2的正极端子22+、和位于上下方向中另一个端部侧的电池单元2的负极端子22-,在宽度方向上分别重叠地配置。此处,终端电极6被正极端子22+的弹性复原力保持在正极端子22+与对置面44之间。终端电极7被负极端子22-的弹性复原力保持在负极端子22-与对置面34之间。所以,一对终端电极6、7固定在第1容纳箱3与第2容纳箱4之间。
固定工具8以使第1电池单元组2A的各电极端子22与第2电池单元组的各电极端子22彼此相对的方式使第1容纳箱3和第2容纳箱4为固定状态。本实施方式的固定工具8在宽度方向从外部夹入第1容纳箱3和第2容纳箱4,在纵深方向和上下方向设置有多个。
接下来,说明电池模块1的组装。首先,作业员如图4所示,在第1容纳箱3容纳第1电池单元组2A的各电池单元2。此处,作业员使得纵深方向的第1插入片32侧为正极端子22+,第2插入片33侧为负极端子22-地,将各电池单元2分别容纳在各容纳空间部31。由此,第1电池单元组2A的各电池单元2的正极端子22+在上方方向成为一列,负极端子22-在上方方向成为一列地,将各电池单元2分别容纳在各容纳空间部31。接下来,作业员如图5所示,在第2容纳箱4容纳第2电池单元组2B的各电池单元2。此处,作业员使得纵深方向的第1插入孔42侧为负极端子22-,第2插入孔43侧为正极端子22+地,将各电池单元2分别容纳在各容纳空间部41。由此,第2电池单元组2B的各电池单元2的正极端子22+在上方方向成为一列,负极端子22-在上方方向成为一列地,将各电池单元2分别容纳在各容纳空间部41。
接下来,作业员使容纳有第1电池单元组2A的电池单元2的第1容纳箱3、与容纳有第2电池单元组2B的电池单元2的第2容纳箱4在宽度方向彼此相对地离开配置。此时,作业员为了使第1插入片32与第1插入孔42、以及第2插入片33与第2插入孔43在宽度方向彼此相对,而使第1容纳箱3与第2容纳箱4彼此相对。接下来,作业员如图2所示,在第1容纳箱3与第2容纳箱4之间,将电压检测器5的基底部51与一对终端电极6、7在宽度方向与成为各连接对象的电极端子22重叠地配置。接下来,作业员使第1容纳箱3和第2容纳箱4中的一个容纳箱在宽度方向接近另一个容纳箱,第1插入片32插入到第1插入孔42,第2插入片33插入到第2插入孔43。此时,由于第1插入片32与第2插入片33的形状不同,因此,在本实施方式中,不能将第2插入片33插入到第1插入孔42,能够抑制以错误的朝向将第1容纳箱3的电池单元2的电极端子22、与第2容纳箱4的电池单元2的电极端子22连接。作业员使其进一步接近,使彼此相对的第1电池单元组2A的电池单元2的电极端子22与第2电池单元组2B的电池单元2的电极端子22连接(接触)。由此,各电池单元2串联连接。此时,基底部51被保持在彼此相对而连接的电极端子22之间,一对终端电极6、7分别保持在电极端子22与对置面34、44之间。所以,设置在基底部51的各电压检测导体52和一对终端电极6、7与成为连接对象的电极端子22连接。
接下来,作业员在彼此相对的第1电池单元组2A的电池单元2的电极端子22和第2电池单元组2B的电池单元2的电极端子22连接的状态下,利用固定工具8将第1容纳箱3和第2容纳箱4固定。由此,完成电池模块1的组装,限制第1容纳箱3与第2容纳箱4的相对移动,维持彼此相对的第1电池单元组2A的电池单元2的电极端子22与第2电池单元组2B的电池单元2的电极端子22的连接。
如上所述,上述实施方式的电池模块1由于通过使第1容纳箱3和第2容纳箱4为固定状态,从而相对于第1电池单元组2A倾斜的第2电池单元组2B中的各电池单元2的正极端子22+与彼此相对的第1电池单元组2A的负极端子22-连接,第2电池单元组2B中的各电池单元2的负极端子22-与彼此相对的第1电池单元组2A的各电池单元2的正极端子22+连接,因此,不使用第1电池单元组2A的各电极端子22与第2电池单元组2B的各电极端子22的连接用的汇流条,就能够将电池单元2、2间直接连接。由此,能够降低电池模块1的制造成本,在组装电池模块1时,不需要将各汇流条固定在各电极端子22的工序,能够缩短制造时间,能够提高作业容易性。另外,由于不使用金属制的汇流条,因此,能够实现电池模块1的轻量化。
另外,在通过汇流条来连接电极端子22的情况下,在利用螺母等将汇流条接合在电极端子22的情况下,需要对于电池模块1能利用接合工具进行作业的空间。另外,在对电极端子22焊接汇流条的情况下,需要用于对电池模块1焊接的空间。在上述实施方式的电池模块1中,由于不使用汇流条,因此,能够实现电池模块1的省空间化。
另外,上述实施方式的电池模块1能够利用电压检测器5将各电池单元2的电压信息输出至外部,该电压检测器5由在第1容纳箱3与第2容纳箱4之间插入设置有电压检测导体52的基底部51而构成。所以,通过将基底部51夹入到电极端子22、22间,能够将电压检测导体52与电极端子22连接。由此,在组装电池模块1时,在使电压检测导体52相对于第1容纳箱3和第2容纳箱4为固定状态时,由于基底部51夹入到电极端子22、22间,因此,能够缩短制造时间,能够提高作业容易性。另外,通过使片状的基底部51存在于第1容纳箱3和第2容纳箱4之间,能够将各电池单元2的电压信息输出至外部,能够实现电池模块1的省空间化。
另外,由于与各电极端子22连接的电压检测导体52设置在1个基底部51,因此,通过将基底部51夹入到电极端子22、22间,各电极端子22与各电压检测导体52连接。所以,能够进一步缩短制造时间,能够进一步提高作业容易性。
此外,在本实施方式中,是将彼此相对的电极端子22、22直接连接的,但不限于此,也可以使电压检测器5介入彼此相对的电极端子22、22的连接。在该情况下,在基底部51的宽度方向的两面将电极连接导体在宽度方向对置形成,将对置的电极连接导体利用设置在基底部51的连接导体连接。由此,彼此相对的电极端子22、22与各电极连接导体分别连接,从而能够经由电压检测器5将彼此相对的电极端子22、22连接。
另外,本实施方式的固定工具8只要能够使第1容纳箱3和第2容纳箱4为固定状态即可,没有特别限定。固定工具8例如也可以是将第1容纳箱3和第2容纳箱4汇集在一起的捆扎带、将第1容纳箱3和第2容纳箱4容纳在一起的壳体、将第1容纳箱3与第2容纳箱4直接固定的接合工具等。
另外,本实施方式的基底部51设置有与各电极端子22连接的多个电压检测导体52,但不限于此,也可以是1个电压检测导体52设置在1个基底部51,利用多个基底部51构成电压检测器5。
另外,上述实施方式中,各电极端子22能弹性变形,但不限于此,也可以使具有弹性和导电性的弹性导电部件例如导电橡胶,存在于彼此相对的各电极端子22、22之间。
另外,在上述实施方式中,作为电压检测器52,构成为在片状的基底部51设置有电压检测导体52,但不限于此,也可以是用绝缘体包覆电压检测导体52的电线。在该情况下,可以在彼此相对的电极端子22、22之间将电压检测导体52的一端部电连接,将另一端部与连接器53的未图示的端子电连接。
Claims (4)
1.一种电池模块,其特征在于,包括:
多个电池单元,其具有正极端子和负极端子这2个电极端子;
第1容纳箱,其容纳多个所述电池单元中由一部分所述电池单元构成的第1电池单元组;
第2容纳箱,其容纳多个所述电池单元中由与所述第1电池单元组的所述电池单元不同的所述电池单元构成的第2电池单元组;以及
固定工具,以使所述第1电池单元组中的各所述电极端子与所述第2电池单元组中的各所述电极端子彼此相对的方式使所述第1容纳箱和所述第2容纳箱为固定状态,
所述第2电池单元组相对于所述第1电池单元组倾斜地容纳在所述第2容纳箱,
所述第2电池单元组的各所述电池单元的正极端子与彼此相对的所述第1电池单元组中的各所述电池单元的负极端子连接,
所述第2电池单元组的各所述电池单元的负极端子与彼此相对的所述第1电池单元组中的各所述电池单元的正极端子连接。
2.如权利要求1所述的电池模块,
包括电压检测器,在所述固定状态下存在于所述第1容纳箱与所述第2容纳箱之间,将各所述电池单元的电压信息输出至外部。
3.如权利要求2所述的电池模块,
所述电压检测器具有:
片状的基底部,其存在于彼此相对而连接的所述第1电池单元组的所述电极端子和所述第2电池单元组的所述电极端子之间;
电压检测导体,其设置在所述基底部,与彼此相对而连接的所述电极端子中的至少一个所述电极端子连接。
4.如权利要求3所述的电池模块,
在所述基底部设置有多个所述电压检测导体。
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