CN108735930A - 蓄电模块单元以及电池组 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种蓄电模块单元，能使搭载作业的作业效率提高，并且用于构筑具有涉及搭载的通用性的电池组。一种蓄电模块单元(10)，具备由多个蓄电元件(51)构成的蓄电模块(50)，蓄电模块单元(10)具备：布线部件(2、3、6)，其与蓄电模块(50)连接；布线连接部(2A、3A、6A)，其将布线部件(2、3、6)与其他蓄电模块单元的布线部件或者外部电气部件连接；以及单元支承板(20)，在其上载置蓄电模块(50)。单元支承板(20)具有多个布线槽(21A、21B)，在多个布线槽(21A、21B)中使布线部件(2、3、6)以能变更布线部件的布线方向的方式布线。

Description

蓄电模块单元以及电池组
技术领域
本说明书公开的技术涉及一种蓄电模块单元、以及具备该蓄电模块单元的电池组，更详细地涉及一种具备由多个蓄电元件构成的蓄电模块的蓄电模块单元以及电池组。
背景技术
以往，作为具备了由多个蓄电元件构成的蓄电模块的电池组，已知有例如专利文献1所记载的电池组。在专利文献1中，公开了一种电池组，在一个底座部件(支承板)上配设有蓄电模块、蓄电模块的保护部件(继电器单元、电流检测部件、保险丝等)、电压信号线以及输出母线。在此公开了如下技术：通过将电压信号线布线于蓄电模块和底座部件之间的空间，从而将电池组小型化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016-119240号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是，根据上述的技术，电池组为将蓄电模块以及保护部件等各中部件在一个支承板上一体化并搭载的构成。因此，当蓄电模块的数量增加时，电池组大型化并且重量增加。由此，电池组的输送效率以及电池组的搭载作业的作业效率降低。另外，因为电池组为被一体化的构成，所以作为电池组的搭载空间而需要预定的空间，不具有涉及电池组的搭载的通融性。因此，期望一种使搭载作业的作业效率提高并且具有涉及搭载的通用性的蓄电模块单元。
本说明书公开的技术是基于如上述的实情而完成的，提供一种使搭载作业的作业效率提高并且用于构筑具有涉及搭载的通用性的电池组的蓄电模块单元。
用于解决课题的方案
本说明书公开的蓄电模块单元，具备由多个蓄电元件构成的蓄电模块，所述蓄电模块单元具备：布线部件，其与所述蓄电模块连接；布线连接部，其将所述布线部件与其他蓄电模块单元的所述布线部件或者外部电气部件连接；以及单元支承板，其是载置所述蓄电模块的支承板，具有多个布线槽，在所述多个布线槽中使所述布线部件以能变更所述布线部件的布线方向的方式布线。
根据本构成，只是经由布线连接部而将预定数量的蓄电模块单元连接，能够构筑具有预定容量的电池组。此时，以蓄电模块单元单位进行电池组的输送。另外，支承板内的布线部件的布线通过多个布线槽而自由地进行。另外，能够将处于分离的位置的蓄电模块单元经由将各个布线连接部之间连接的电缆而进行连接。因此，根据本构成的蓄电模块单元，使搭载作业的效率提高，并且能够构成具有涉及搭载的通用性的电池组。
在上述蓄电模块单元中，也可以构成为所述布线部件包括：信号线，其传递涉及所述蓄电模块的状态的信号；模块间母线，其将相邻的蓄电模块之间连接；以及输出母线，其用于从该蓄电模块单元取出电力，所述布线连接部包括：第1布线连接部，其将所述信号线与所述其他蓄电模块单元或者所述外部电气部件连接；以及第2布线连接部，其将所述模块间母线以及所述输出母线与所述其他蓄电模块单元或者所述外部电气部件连接。
根据本构成，由于将信号线、模块间母线以及输出母线分别设于蓄电模块单元内，所以在由多个蓄电模块单元构成电池组时，只是将各个蓄电模块单元之间的第1布线连接部以及第2布线连接部连接即可。也就是说，在组装电池组时，不需要进行信号线等布线部件的布线，因此能够降低电池组的组装工时。
另外，在上述蓄电模块单元中，也可以构成为，所述第1布线连接部由与所述信号线连接的连接器构成，所述第2布线连接部由形成于所述模块间母线以及所述输出母线的一端的螺栓紧固用孔构成。
根据本构成，因为能够使用螺栓连接、连接器连接这样的方法来连接相邻的两个蓄电模块单元之间或者相邻的蓄电模块单元和外部电气部件之间，所以能够以简单的构成来连接相邻的两个蓄电模块单元间之间，并且能够将蓄电模块单元与通用的电子部件进行连接。
另外，本说明书公开的电池组具备权利要求1-3中任意一项所述的蓄电模块单元，其中，所述电池组通过将多个所述蓄电模块单元连接而构成。
根据本构成，在将电池组搭载到车辆等时，因为能够以蓄电模块单元单位进行输送以及搭载，所以使搭载作业的效率提高，并且能够构成具有涉及搭载的通用性的电池组。
在上述电池组中，也可以构成为具备作为所述外部电气部件的接线箱，该接线箱与所述蓄电模块单元的任意一个连接，并搭载有对所述蓄电模块进行保护的保护部件，所述接线箱包括载置所述保护部件的部件支承板，所述部件支承板包括：部件侧连接部，其与所述蓄电模块单元的所述布线连接部连接；部件侧布线部件，其经由所述部件侧连接部而与所述布线部件连接；以及多个布线槽，其使所述部件侧布线部件以能变更布线方向的方式布线。
根据本构成，因为部件侧布线部件的布线自由，所以将部件支承板连接于蓄电模块单元的连接位置不被固定。因此，能够将部件支承板连接于与蓄电模块单元的布线部件的布线对应的支承板的预定位置。
另外，在上述电池组中，也可以构成为具备将不同的蓄电模块单元的所述布线连接部之间连接的连接电缆。
根据本构成，通过连接电缆而使蓄电模块单元分散，由此电池组能够分散设置。
发明效果
根据本发明的蓄电模块单元，使搭载作业的作业效率提高，并且能够构筑具有涉及搭载的通用性的电池组。
附图说明
图1是示出一个实施方式所涉及的蓄电模块单元的立体图。
图2是示出单元支承板的立体图。
图3是示出单元支承板上的布线部件的布线例的俯视图。
图4是示出一个实施方式所涉及的电池组的立体图。
图5是示出电池组的支承板结构的俯视图。
图6是电池组的局部的分解立体图。
图7是示出部件支承板的立体图。
图8是示出电池组的其他实施方式的俯视图。
图9是示出电池组的其他实施方式的局部放大立体图。
具体实施方式
<实施方式>
参照图1-图7对本发明的一个实施方式进行说明。本实施方式所涉及的电池组100被搭载于未图示的电动汽车、混合动力车、汽车等车辆。另外，电池组100的适用不限定为被搭载于车辆。在以下说明中，将由图1的箭头X示出的方向作为右方，将由箭头Y示出的方向作为前方，将由箭头Z示出的方向作为上方进行说明。
1.蓄电模块单元的构成
如图1-图3所示，蓄电模块单元10大体地包括蓄电模块50、绝缘保护件40A、布线部件(2、3、4、5、6)、布线连接部(2A、3A、4A、6A、6B)以及单元支承板20。另外，在本实施方式中，蓄电模块单元10示出了包括2个蓄电模块50的例子，但是蓄电模块单元10所包含的蓄电模块50的数量不限定于此。
各个蓄电模块50由串联连接的多个蓄电元件51构成。在本实施方式中，蓄电元件51例如为锂离子电池。另外，蓄电元件51不限定为锂离子电池。
绝缘保护件40A例如由合成树脂形成。如图6所示，绝缘保护件40A包括：螺纹孔41，其用于使用螺栓等来固定蓄电模块50；贯穿孔42，其用于将该绝缘保护件40A固定到单元支承板20；孔(筒孔43、角柱状孔44)，其用于使后述的母线贯通；以及连接器保持部45。如图1所示，在绝缘保护件40A载置有2个蓄电模块50。
如图3所示，单元支承板20具有在俯视时呈矩形的形状，在单元支承板20载置有至少1个(本实施方式中为2个)蓄电模块50。另外，如图2所示，单元支承板20具有多个单元布线槽(21A、21B)，在多个单元布线槽(21A、21B)中以能够变更布线方向的方式布设布线部件(2、3、4、5、6)。另外，在单元支承板20的四角形成有贯穿孔22，贯穿孔22用于将蓄电模块单元10固定到载置部位。
如图2以及图3所示，单元布线槽(21A、21B)配置成网格状。也就是说，单元布线槽(21A、21B)由沿图3的上下方向(箭头Y方向)延伸的多个单元纵布线槽(布线槽)21A和沿图3的左右(箭头X方向)方向延伸的多个单元横布线槽(布线槽)21B构成。
如图3所示，布线部件(2、3、4、5、6)包括：模块间母线(4、5)，其将相邻的蓄电模块50之间连接；输出母线(2、3)，其用于从蓄电模块50取出电力；以及信号线6，其传递涉及蓄电模块50的状态的信号。另外，在本实施方式中，信号线6是例如用于检测蓄电元件51的电压的电压检测线。输出母线(2、3)的一方与蓄电模块50的正极连接，另一方与负极连接。
布线连接部(2A、3A、4A、6A、6B)将布线部件(2、3、4、6)连接于其他蓄电模块单元10的布线部件或者外部电气部件。
具体地讲，布线连接部(2A、3A、4A、6A、6B)包括第1布线连接部和第2布线连接部，第1布线连接部将信号线6与其他蓄电模块单元10或者外部电气部件连接，第2布线连接部将模块间母线4以及输出母线(2、3)与其他蓄电模块单元10或者外部电气部件连接。
在本实施方式中，如图3所示，第1布线连接部由用于信号线6连接的连接器(6A、6B)构成，第2布线连接部由形成于模块间母线4以及输出母线(2、3)的一端的螺栓紧固孔(2A、3A、4A)构成。在此，例如连接器6A为阴型连接器，连接器6B为阳型连接器。
2.电池组的构成
接着参照图4-图7对本实施方式所涉及的电池组100进行说明。如图4所示，电池组100大体地具备多个(本实施方式中为2个)蓄电模块单元(10A、10B)以及接线箱60。另外，如图3所示，蓄电模块单元10A和蓄电模块单元10B仅仅是单元支承板20上的布线部件(2、3、4、5、6)的布线方式不同。因此，在以下说明中，在不需要将蓄电模块单元10A和蓄电模块单元10B区别的情况下，记载为蓄电模块单元10。
接线箱60与任意一个蓄电模块单元10连接，搭载有对蓄电模块50进行保护的继电器等保护部件。另外，接线箱60为外部电气部件的一个例子，外部电气部件不限于接线箱60。
如图4所示，接线箱60包括绝缘保护件40B以及部件支承板30。如图6所示，在绝缘保护件40B安装有继电器46、电流检测器47以及保险丝48等作为保护部件。另外，在绝缘保护件40B安装有供连接于ECU等的连接器70连接的连接器插座49。
如图5所示，部件支承板30具有在俯视时呈矩形的形状，与单元支承板20电连接。在部件支承板30如上述那样地经由绝缘保护件40B而搭载有蓄电模块50的保护部件等。另外，在部件支承板30设有电极端子35和安装孔37，电极端子35用于将从蓄电模块50供给的电力输出到外部。
另外，部件支承板30与单元支承板20同样地，具有多个布线槽(31A、31B)，在布线槽(31A、31B)中能够变更布线方向地布设部件侧布线部件(32、33、36)。部件侧布线部件(32、33、36)包括与输出母线(2、3)连接的母线(32、33)和与信号线6连接的部件侧信号线36(参照图3)。
如图5以及图7所示，部件侧布线槽(31A、31B)与单元支承板20的布线槽(21A、21B)同样地，配置成网格状。也就是说，部件侧布线槽(31A、31B)由沿图5的上下方向(箭头Y方向)延伸的多个纵布线槽31A和沿图5的左右方向(箭头X方向)延伸的多个横布线槽31B构成。
另外，如图3所示，部件支承板30包括与蓄电模块单元10的布线连接部(2A、3A、6A)连接的部件侧连接部(32A、33A、36B)。在本实施方式中，部件侧连接部(32A、33A)为形成于母线(32、33)的一端的螺栓紧固孔，部件侧连接部36B为与部件侧信号线36的一端连接的连接器36B。连接器36B在本实施方式中为阳型连接器，与单元支承板20的阴型连接器6A连接。另外，在部件支承板30上的部件侧布线部件(32、33、36)的详细布线被省略。
3.电池组的制造工序
接着，对本实施方式所涉及的电池组100的制造工序概要进行说明。另外，电池组100的制造工序不限定为以下描述的制造工序。
使用绝缘性的合成树脂，将如图2以及图7所示的单元支承板20以及部件支承板30成形为预定的形状。接着，如图3所示，将输出母线(2、3)经由单元布线槽(21A、21B)而安装于各个单元支承板20。另外，将模块间母线(4、5)经由单元布线槽(21A、21B)安装到各个单元支承板20。此外，将电压检测线6经由单元布线槽(21A、21B)安装到各个单元支承板20。同样地，在部件支承板30中，也利用部件侧布线槽(31A、31B)将部件侧布线部件(32、33、36)安装到部件支承板30。
接着，将绝缘保护件40A安装于单元支承板20上，将蓄电模块50安装于绝缘保护件40A上，从而完成如图1示出的蓄电模块单元10。另外，通过将安装有保护部件的绝缘保护件40B安装于部件支承板30上，从而完成接线箱60。
接着，如图5所示，使用螺栓71以及连接器(6A、6B、36B)而将两个蓄电模块单元(10A、10B)以及接线箱60电连接，从而完成如图4所示的电池组100。
4.实施方式的作用、效果
在本实施方式中，在蓄电模块单元10设有蓄电模块50和布线连接部(2A、3A、4A、6A、6B)，蓄电模块50与布线部件(2、3、4、5、6)连接，布线连接部(2A、3A、4A、6A、6B)将布线部件(2、3、4、6)与其他蓄电模块单元的布线部件或者外部电气部件60连接。因此，仅仅经由作为布线连接部的螺栓紧固孔(2A、3A、4A)以及连接器(6A、6B)而将2个(预定数量)蓄电模块单元(10A、10B)进行连接，从而能够构筑预定容量的电池组100。此时，因为电池组100的输送按蓄电模块单元10单位来进行，从而输送效率提高。
另外，布线部件(2、3、4、5、6)在单元支承板20内的布线通过多个布线槽(21A、21B)而自由地进行。另外，也能够经由将布线连接部(2A、3A、4A、6A、6B)之间连接的电缆等而将处于分离的位置的蓄电模块单元10进行连接。因此，根据本实施方式的蓄电模块单元10，使搭载作业的效率提高，并且能够构筑具有涉及搭载的通用性的电池组100。
具体地讲，因为信号线6、模块间母线(4、5)以及输出母线(2、3)设于各个蓄电模块单元10内，所以在由多个蓄电模块单元10来构成电池组100时，仅仅通过将各个蓄电模块单元10之间的螺栓紧固孔(2A、3A、4A)(第1布线连接部)以及连接器(6A、6B)(第2布线连接部)连接即可。也就是说，在组装电池组100时，不需要进行布线信号线等布线部件(2、3、4、5、6)的布线作业，所以能够降低组装电池组100的组装工时。
另外，能够使用螺栓连接、连接器连接这样的方法来将相邻的两个蓄电模块单元(10A、10B)之间连接或者将蓄电模块单元10B和接线箱(外部电气部件)60之间连接。因此，能够使用简单的构成将相邻的2个蓄电模块单元(10A、10B)之间连接，并且能够将蓄电模块单元10与通用的电子部件连接。
另外，因为部件支承板30包括多个布线槽(31A、31B)，在多个布线槽(31A、31B)中以能变更布线方向的方式布设部件侧布线部件(32、33、36)，所以利用多个布线槽(31A、31B)自由地布线部件侧布线部件(32、33、36)。因此，将部件支承板30连接到蓄电模块单元10的连接位置不被固定在单元支承板20的预定位置。也就是说，部件支承板30的连接位置不限定为图5所示的位置。例如，也能使部件支承板30连接于图5中的蓄电模块单元10的下方(箭头Y的朝下方向)连接。因此，能够将部件支承板30、换句话来讲接线箱60连接于与蓄电模块单元10的布线部件的布线对应的、单元支承板20(蓄电模块单元10)的位置。
<其他实施方式>
本发明不限定为根据上述描述以及附图说明的实施方式，例如如下的实施方式也被包括在本发明的保护范围内。
(1)在上述实施方式中，示出第1布线连接部由供信号线6连接的连接器(6A、6B)构成，第2布线连接部由形成于模块间母线4以及输出母线(2、3)的一端的螺栓紧固孔(2A、3A、4A)构成的例子，但是第1布线连接部以及第2布线连接部的构成不限于此。第1布线连接部也可以是例如固定于单元支承板20的等待连接器。另外，第2布线连接部也可以形成为例如具有将母线的露出部覆盖的绝缘盖。
(2)在上述实施方式中，示出了将2个蓄电模块单元(10A、10B)的连接通过将螺栓紧固用孔(2A、3A、4A)以及连接器(6A、6B)直接连接而进行的例子，但不限于此。例如，如图8所示，也可以形成为经由在两端具有螺栓紧固用孔9A的包覆电力电缆(连接电缆)9而将螺栓紧固孔(2A、3A、4A)之间连接，经由在两端具有连接器(8A、8B)的信号电缆(连接电缆)8而将连接器(6A、6B)之间连接。在这种情况下，能够通过连接电缆8而使蓄电模块单元10分散，由此电池组100能够分散设置。
(3)在上述实施方式中，示出了将信号线6配置于单元支承板20的附近，将其他蓄电模块单元、或者与外部电气部件连接的连接器(6A、6B)(第1布线连接部)配置于单元支承板20附近的例子，但不限于此。例如，如图9所示，也可以构成为由固定到蓄电模块50的上部的等待阴连接器6C和固定到蓄电模块50的上部且与等待阴连接器6C连接的阳连接器6D构成。即使在该情况下，也可以将等待阴连接器6C和阳连接器6D直接连接，还可以经由连接电缆将等待阴连接器6C和阳连接器6D连接。
(4)在上述实施方式中，作为布线部件，例示了输出母线(2、3)、模块间母线(4、5)以及电压检测线6，但是布线部件不限于此。例如，作为布线部件，也可以进一步包括温度检测线。
(5)在上述实施方式中，示出了电池组100具备接线箱(外部电气部件)60的例子，但不限于此，接线箱60也可以省略。
(6)在上述实施方式中，示出了单元支承板20的多个单元布线槽(21A、21B)以及部件支承板30的多个布线槽(31A、31B)为直线状且配置成网格状的例子，但是各个布线槽的配置方式不限定为网格状。例如，布线槽也可以包括曲线部分、或者倾斜成预定角度的倾斜部分。
附图标记说明
2、3…输出母线(布线部件)
4、5…模块间母线(布线部件)
2A、3A、4A…螺栓紧固孔(第2布线连接部)
6…电压检测线(信号线：布线部件)
6A…阴型连接器(第1布线连接部)
6B…阳型连接器(第1布线连接部)
8…信号电缆(连接电缆)
9…覆盖电力电缆(连接电缆)
10、10A、10B…蓄电模块单元
20…单元支承板
21A…单元纵布线槽(布线槽)
21B…单元横布线槽(布线槽)
30…部件支承板
31A…纵布线槽(布线槽)
31B…横布线槽(布线槽)
50…蓄电模块
100…电池组

Claims (6)

1.一种蓄电模块单元，具备由多个蓄电元件构成的蓄电模块，所述蓄电模块单元具备：
布线部件，其与所述蓄电模块连接；
布线连接部，其将所述布线部件与其他蓄电模块单元的所述布线部件或者外部电气部件连接；以及
单元支承板，其是载置所述蓄电模块的支承板，具有多个布线槽，在所述多个布线槽中使所述布线部件以能变更所述布线部件的布线方向的方式布线。
2.根据权利要求1所述的蓄电模块单元，其中，
所述布线部件包括：
信号线，其传递涉及所述蓄电模块的状态的信号；
模块间母线，其将相邻的蓄电模块之间连接；以及
输出母线，其用于从该蓄电模块单元取出电力，
所述布线连接部包括：
第1布线连接部，其将所述信号线与所述其他蓄电模块单元或者所述外部电气部件连接；以及
第2布线连接部，其将所述模块间母线以及所述输出母线与所述其他蓄电模块单元或者所述外部电气部件连接。
3.根据权利要求2所述的蓄电模块单元，其中，
所述第1布线连接部由与所述信号线连接的连接器构成，
所述第2布线连接部由形成于所述模块间母线以及所述输出母线的一端的螺栓紧固用孔构成。
4.一种电池组，具备权利要求1-3中任意一项所述的蓄电模块单元，其中，
所述电池组通过将多个所述蓄电模块单元连接而构成。
5.根据权利要求4所述的电池组，其中，
具备作为所述外部电气部件的接线箱，该接线箱与所述蓄电模块单元的任意一个连接，并搭载有对所述蓄电模块进行保护的保护部件，
所述接线箱包括载置所述保护部件的部件支承板，
所述部件支承板包括：
部件侧连接部，其与所述蓄电模块单元的所述布线连接部连接；
部件侧布线部件，其经由所述部件侧连接部而与所述布线部件连接；以及
多个布线槽，其使所述部件侧布线部件以能变更布线方向的方式布线。
6.根据权利要求4或者5所述的电池组，其中，
具备将不同的蓄电模块单元的所述布线连接部之间连接的连接电缆。
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