JP2004349202A

JP2004349202A - 電池結束具

Info

Publication number: JP2004349202A
Application number: JP2003147790A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Maruyama; 宜之丸山; Hidekazu Kato; 秀和加藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-05-26
Filing date: 2003-05-26
Publication date: 2004-12-09
Anticipated expiration: 2023-05-26
Also published as: JP4609623B2

Abstract

【課題】ハイブリッド自動車等の電池パックに収容される複数の角型電池を結束して一体化する。
【解決手段】本体プレート２の一対のテンションプレート５間に角型電池Ｂ１、Ｂ２を挿入して、角型電池Ｂ１を端部プレート４に当接させる。終端プレート３を角型電池Ｂ２に当接させ、テンションプレート５を引張って蛇腹部８を伸長させ、爪部１０をスロット７に挿通し、折曲して、終端プレート３をテンションプレート５に結合する。蛇腹部８の弾性力によって角型電池Ｂ１、Ｂ２を結束することができる。本体プレート２の爪部６及びスロット７によって、本体プレート２どうしを順次結合できるので、任意数の角型電池Ｂ１、Ｂ２を結束して一体化することができる。蛇腹部８によって、角型電池Ｂ１、Ｂ２の放熱性を高めることができる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、電気自動車（ＰＥＶ）等の電源ユニットして用いられる電池パックに収容される角型電池を結束するための電池結束具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ハイブリッド自動車、電気自動車の駆動モータ等の電源として、電池パックと呼ばれる電源ユニットが知られている。電池パックは、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の２次電池モジュールを複数直列に接続したものを制御装置と共に合成樹脂等のケース内に収容して一体化したものである。電池パックは、複数の２次電池を直列に接続することによって必要な電圧を確保し、また、制御装置によって、電圧、電流、温度等を測定し、電池容量及び必要充放電量等を決定して、充放電等の制御を行っている。
【０００３】
なお、特許文献１には、矩形のケース内に複数の単セルを組み込んだニッケル−カドミウム２次電池が記載されている。
【特許文献１】
特公平４−７９１０６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の電池パックにおいては、必要な電圧を得るために複数の電池を収容するが、これらを結束して一体化する要求がある。このとき、省スペースの要求から、略矩形の平板状をなす角型電池を用いることが望まれている。また、電池パック内の電池には、充分な放熱性が要求される。
【０００５】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、複数の角型２次電池を結束して一体化することができ、放熱性に優れた電池結束具を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明に係る電池結束具は、結束すべき角型電池の一端側に当接する端部プレートと、該端部プレートの両端部から前記角型電池の側面部に沿って該角型電池の他端側へ延びる弾性的に伸縮可能な一対のテンションプレートとを有する略コの字形の本体プレートと、
前記一対のテンションプレートの先端部に結合して、前記角型電池の他端側に当接する終端プレートとを備えたことを特徴とする。
このように構成したことにより、角型電池の一端側を端部プレート当接させ、一対のテンションプレートを伸長させ、その先端部に終端プレートを結合して角型電池の他端側に当接させると、テンションプレートの弾性力によって角型電池が結束される。
請求項２の発明に係る電池結束具は、上記請求項１の構成において、一の本体プレートの一対のテンションプレートの先端部に、他の本体プレートの端部プレートが結合可能であり、該端部プレートが前記角型電池の他端側に当接することを特徴とする。
このように構成したことにより、一の本体プレートに他の本体プレートを順次結合し、最後の本体プレートに終端プレートを結合させて、複数の角型電池を結束する。
請求項３の発明に係る電池結束具は、上記請求項１又は２の構成において、前記テンションプレートは、蛇腹部を有していることを特徴とする。
テンションプレートは、蛇腹部の弾性変形によって伸縮する。
また、請求項４の発明に係る電池結束具は、上記請求項１乃至３のいずれかの構成において、前記端部プレートに温度センサを装着したことを特徴とする。
このように構成したことにより、端部プレートに当接する角型電池の温度を温度センサによって検出することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１及び図２に示すように、本実施形態に係る電池結束具１は、四隅が面取りされた略矩形平板状の角型電池Ｂ１、Ｂ２を重ね合せて一体に結束するためのものであり、本体プレート２と終端プレート３とを備えている。角型電池Ｂ１、Ｂ２としては、例えば、ハイブリッド自動車、電気自動車等の電源として用いられるリチウムイオン電池等の２次電池が想定されるが、これに限らず、角型電池であれば、他の形式の電池でもよく、一次電池でもよい。
【０００８】
本体プレート２は、重ね合わされた２つの角型電池Ｂ１、Ｂ２の一方の端面に当接する矩形平板状の端部プレート４と、この端部プレート４の両端部から垂直に折曲されて、角型電池Ｂ１、Ｂ２の側面部に沿って、これらの角型電池Ｂ１、Ｂ２の他方の端面側へ延びる一対のテンションプレート５とを有する略コの字形に形成されている。
【０００９】
端部プレート４の左右両端部には、外方、すなわち、テンションプレート５に対して垂直方向に延びる複数（図示のものでは３つ）の所定間隔で配置された爪部６が設けられている。一対のテンションプレート５の先端部には、それぞれ爪部６を挿通可能なスロット７が爪部６と同じ間隔で同じ数だけ設けられている。スロット７は、角型電池Ｂ１、Ｂ２の端部プレート４に当接する端面とは反対側の端面の位置より僅かに端部プレート４側に配置されている。一対のテンションプレート５は、その中間部に蛇腹部８が形成されており、この蛇腹部８の弾性変形によって伸縮可能となっている。なお、テンションプレート５は、他の手段によって弾性的に伸縮可能としてもよい。端部プレート４には、その上端部又は下端部を折曲して補強リブ９（図３（Ａ）参照）を形成してもよい。
【００１０】
一対のテンションプレート５の先端部には、終端プレート３が取付けられている。終端プレート３は、一方の端面が端部プレート３に当接する角型電池Ｂ１、Ｂ２の他方の端面に当接する平板状の部材であり、その両端部には、一対のテンションプレート５のそれぞれのスロット７に挿通可能な複数の爪部１０が設けられている。爪部１０は、本体プレート２の爪部６と同様に配置されている。終端プレート３には、その上下端部が折曲されて、補強リブ１１が形成されている。
【００１１】
本体プレート２及び終端プレート３は、熱伝導率が高く、適度な弾性を有する材料で形成されており、例えば、金属製の板材をプレス加工することによって一体に成形することができ、また、必要に応じて、いくつかの部品を組合わせて溶接等によって結合させて形成することもできる。
【００１２】
本体プレート２の端部プレート４及び終端プレート３には、熱電対等からなるシート状の温度センサ１２を取付けることができる。
【００１３】
以上のように構成した本実施形態の作用について次に説明する。
電池結束具１によって、２つの角型電池Ｂ１、Ｂ２を結束して一体化する手順について、図３を参照して説明する。
【００１４】
図３を参照して、（Ａ）２つの角型電池Ｂ１、Ｂ２を重ね合わせる。（Ｂ）重ね合せた２つの角型電池Ｂ１、Ｂ２を本体プレート２の一対のテンションプレート５の間に挿入して、角型電池Ｂ１、Ｂ２の一端面を端部プレート４に当接させる。（Ｃ）一対のテンションプレート５の先端を拡開させ、これらの間に終端プレート３を挿入して角型電池Ｂ１、Ｂ２の他端面に当接させる。（Ｄ）終端プレート３を角型電池Ｂ１、Ｂ２に押付け、テンションプレート５を引張って、そのスロット７に終端プレート３の爪部１０を挿通させ、爪部１０を折曲して、本体プレート２と終端プレート３とを結合させる。このようにして、２つの角型電池Ｂ１、Ｂ２を結束して一体化することができる。
【００１５】
次に、図４に示すように、本体プレート２によって２つの角型電池Ｂ１、Ｂ２をモジュール化し、４つの角型電池Ｂ１、Ｂ２を結束して一体化する手順について、図５を参照して説明する。
【００１６】
図５参照して、先ず、（Ａ）第１のモジュールを構成する２つの角型電池Ｂ１、Ｂ２を重ね合わせて、第１の本体プレート２の一対のテンションプレート５の間に挿入して、角型電池Ｂ１、Ｂ２の一端面を端部プレート４に当接させる。（Ｂ）一対のテンションプレート５の先端を拡開させ、これらの間に、第２の本体プレート２の端部プレート４を挿入して、角型電池Ｂ１、Ｂ２の他端面に当接させ、これを押圧して第１の本体プレート２のテンションプレート５を引張って、そのスロット７に第２の本体プレート２の爪部６を挿通し、爪部６を折曲して、第１、第２の本体プレート２を互いに結合する。
【００１７】
次に、（Ｃ）第２のモジュールを構成する２つの角型電池Ｂ１、Ｂ２を重ね合わせて、第２の本体プレート２の一対のテンションプレート５の間に挿入して、２次電池Ｂ３、Ｂ４の一端面を端部プレート４に当接させる。（Ｄ）第２の本体プレート２の一対のテンションプレート５の先端を拡開させ、これら間に、終端プレート３を挿入して、角型電池Ｂ１、Ｂ２の他端面に当接させ、これを押圧して第２の本体プレート２のテンションプレート５を引張って、そのスロット７に終端プレート３の爪部１０を挿通し、爪部１０を折曲して、第２の本体プレート２と終端プレート３とを結合する。このようにして、２つの角型電池Ｂ１、Ｂ２からなるモジュールを２つ結合することにより、４つの角型電池Ｂ１、Ｂ２を結束して一体化することができる。
【００１８】
さらに、上記のように２つの角型電池Ｂ１、Ｂ２をモジュール化し、このモジュールを順次結合し、最後に結合されたモジュールの本体プレート２に終端プレート４を結合することにより、必要な数の２次電池を結束して一体化することができる。このようにして、任意数の角型電池Ｂ１、Ｂ２を結束して一体化することができる。これにより、必要な電圧に応じた数の角型電池Ｂ１、Ｂ２を結束して一体化し、電池パックのケース内に収容することが可能になる。
【００１９】
このとき、テンションプレート５を引張って蛇腹部８を弾性変形させながら、本体プレート２又は終端プレート３を結合させることにより、蛇腹部８の弾性変形によって、適度な結束力を発生させると共に、各部の寸法誤差を吸収することができる。また、角型電池Ｂ１、Ｂ２が発生する熱は、端部プレート４及び終端プレート３によって受熱され、テンションプレート５に伝達されて、表面積の大きい蛇腹部８から放熱されるので、角型電池Ｂ１、Ｂ２の放熱を促進することができる。
【００２０】
本体プレート２の端部プレート４及び終端プレート１２に温度センサ１２を取付けることにより、これらに隣接する角型電池Ｂ１又はＢ２の温度を検出することができる。このとき、２つの角型電池Ｂ１、Ｂ２の間に配置される端部プレート４（例えば、図４及び図５において、中央の２つの角型電池Ｂ１、Ｂ２間に配置された端部プレート４）に取付けられた温度センサ１２によって、２つの角型電池Ｂ１、Ｂ２の温度を同時に検出することができ、これらの角型電池Ｂ１、Ｂ２の少なくとも一方に異常があることを検知することができる。
【００２１】
ここで、一般的に、電池パックにおいては、制御装置によって、複数の電池の個々の電圧、電流等を検出しているので、これらの検出値と温度センサ１２による温度の異常の検出とを組合わせることにより、異常を生じた角型電池Ｂ１、Ｂ２を特定することができる。これにより、温度センサの数を削減することが可能となる。
【００２２】
なお、上記実施形態では、一例として、本体プレート２によって、２つの角型電池Ｂ１、Ｂ２を結束してモジュール化するものについて説明しているが、このほか、テンションプレート５の長さを適当に設定することにより、必要に応じて本体プレート２によって１つ又は３つ以上の角型電池を結束してモージュール化することも可能である。
【００２３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明に係る電池拘束具によれば、テンションプレートの弾性力によって角型電池を結束することができ、一の本体プレートのテンションプレートに、他の本体プレートの端部プレートを結合して、本体プレートを順次結合することにより、任意数の角型電池を結束して一体化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る電池結束具によって２つの角型電池を結束した状態を示す斜視図である。
【図２】図１に示す電池結束具の本体プレートを背面側から見た斜視図である。
【図３】図１に示す電池結束具によって、２つ角型電池を結束する手順を示す図である。
【図４】図１に示す電池結束具によって、４つの角型電池を結束した状態を示す斜視図である。
【図５】図１に示す電池結束具によって、４つ角型電池を結束する手順を示す図である。
【符号の説明】
１電池結束具
２本体プレート
３終端プレート
４端部プレート
５テンションプレート
８蛇腹部
１２温度センサ
Ｂ１、Ｂ２角型電池

Claims

結束すべき角型電池の一端側に当接する端部プレートと、該端部プレートの両端部から前記角型電池の側面部に沿って該角型電池の他端側へ延びる弾性的に伸縮可能な一対のテンションプレートとを有する略コの字形の本体プレートと、
前記一対のテンションプレートの先端部に結合して、前記角型電池の他端側に当接する終端プレートとを備えたことを特徴とする電池結束具。
一の本体プレートの一対のテンションプレートの先端部に、他の本体プレートの端部プレートが結合可能であり、該端部プレートが前記角型電池の他端側に当接することを特徴とする請求項１に記載の電池結束具。
前記テンションプレートは、蛇腹部を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の電池結束具。
前記端部プレートに温度センサを装着したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電池結束具。