JP2008071638A - 組電池および組電池の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電池モジュールの外部において、電池モジュール同士の電気的な接続を簡単かつ安全に行うことができる組電池ならびに組電池の製造方法を提供する。
【解決手段】出力端子４を備える複数の電池モジュール３と、異なる前記電池モジュール３の出力端子４同士を電池モジュール３の外部において電気的に接続する接続手段２と、前記出力端子４に取付けられ当該出力端子４と絶縁された、前記接続手段２および前記出力端子４を連結する固定部と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、組電池および組電池の製造方法に関する。

複数の電池モジュールを配列するとともに各電池モジュールを電気的に直列および／または並列に接続することにより、高出力および高容量の組電池とすることが一般的に行われている。

ここで、電池モジュールは、組電池を組み立てる単位ユニットをなし、電気的に接続された複数の単電池がケース内に収納されている。電池モジュールは、電気的に接続された複数の単電池を備える点において組電池の一種であるが、本明細書においては、組電池を組み立てる際の単位ユニットであって、単電池をケース内に収納してなるユニットを「電池モジュール」と称することとする。

このように、組電池を構成するためには、複数の電池モジュールを固定・接続する必要があり、多大な手間を要し、結果として組電池の製造にも労力がかかるという問題がある。

また、電池モジュールの出力端子同士は、電池モジュールの外部において、例えばボルト止めされたバスバーを介して電気的に接続されるが（例えば特許文献１参照）、作業時に誤って出力端子に工具等が触れることで、短絡し、電池モジュールの破損や作業者の怪我等を生ずる危険性がある。このような危険を防止するために、絶縁キャップ等を出力端子部に取付けるという方法が考えられる。しかし、この場合、絶縁キャップの着脱が生じ、工数の増加につながる。
特開２００１−２２９８９６号公報

本発明の目的は、電池モジュールの外部において、電池モジュール同士の電気的な接続を簡単かつ安全に行うことができる組電池ならびに組電池の製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、出力端子を備える複数の電池モジュールと、異なる前記電池モジュールにおける出力端子同士を電池モジュールの外部において電気的に接続する接続手段と、前記出力端子に取付けられ当該出力端子と絶縁された、前記接続手段および前記出力端子を連結する固定部と、を有する組電池である。

請求項６に記載の発明は、組電池を構成する複数の電池モジュールの出力端子に取付けられ当該出力端子と絶縁された固定部に、前記電池モジュール同士を電気的に接続する接続手段を固定することを特徴とする組電池の製造方法である。

本発明の組電池によれば、接続手段を固定する固定部が端子金属部と絶縁されているため、短絡を防ぎ、作業者の作業性および安全性を高めることができる。

本発明の組電池の製造方法によれば、接続手段を絶縁された固定部により電池モジュールの出力端子に接続できるため、短絡を防止でき、作業性および安全性を高めることができる。

本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態にかかる組電池を示す斜視図、図２は、図１に示される電池モジュールを示す斜視図、図３は、出力端子の分解斜視図、図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う端子カバーの断面図、図５は、図３のＶ−Ｖ線に沿うボルトおよび絶縁部の断面図を示す。

組電池１は、図１に示すように、任意の個数の電池モジュール３を積層するとともに各電池モジュール３を直列および／または並列に接続することによって、所望の電流、電圧、容量に対応して形成される。

電池モジュール３を直列および／または並列に接続するには、例えば銅板で形成される長方形のバスバー５を複数備える接続手段２が用いられる。

電池モジュール３は、図２に示すように、複数枚の単電池８が、外枠をなすケース７内に収納されている。複数枚の単電池８は、積層されるとともに各単電池８を直列に接続してなり、導電性の電極９で、外部と電気的な接続をするための出力端子４に電気的に接続される。

出力端子４は、図３に示すように、電池モジュール３内の単電池８に電極９で電気的に接続する端子金属部１２と、この端子金属部１２を覆うケーシング１１と、端子金属部１２の一端に位置し外部と電気的に接続する端子面１４を覆う端子カバー１０と、端子面１４の裏に取付けられ、接続手段２を出力端子４に固定するボルト１５と、からなる。

端子金属部１２は、例えば鉄や銅のような導電性の材料でできた細長い板を折り曲げて形成され、一端の電極９で単電池８に電気的に接続し、他端の端子面１４で、バスバー５に電気的に接続する。端子面１４は、接続手段２を固定するためのボルト１５を取り出す端子面穴部２６を有する。また、端子面１４の裏側には、ボルト１５と端子面１４を絶縁させる絶縁部２３を挟持するためのツメ部２４が設けられる。

絶縁部２３は、ボルト１５を通す絶縁部穴２５を有する。絶縁部２３を端子面１４の裏側のつめ部２４で挟持し、絶縁部穴２５にボルト１５を通すことで、ボルト１５は、端子面１４に取付けられる。

本実施形態のように端子面１４からボルト１５を突出させるのではなく、端子面１４にねじ穴を設け、このねじ穴にボルトを嵌めることで、接続手段２を挟んで固定する場合、端子面１４が電池モジュール３の側面に位置するため、接続手段２を取付けるに当たっては、作業者が接続手段２を手で押さえたり、あるいは位置ずれ防止のために接続手段２または電池モジュール３に支持部を設ける等、何らかの方法で接続手段２を支持する必要がある。しかし、本実施形態によれば、複数のボルト１５により接続手段２が支持されるため、手で押さえたり、支持部を別途設ける必要がなく、仮支持のための部材を減らすことができる。

また、前述のように端子面１４にねじ穴を設け、このねじ穴にボルトを嵌めることで、接続手段２を挟んで固定する場合、接続手段２が仮止めされていない状態で、堅固にねじを締め付けると、ねじの締め付けとともに接続手段２が回転し、バスバー穴部１６の位置が電池モジュール３の端子面１４の位置からずれる虞がある。このため、端子面１４にねじ穴を設け、このねじ穴にボルトを嵌めることで接続手段２を挟んで固定する場合は、接続手段２の仮止め工程の後に、ねじで堅固に固定する必要がある。しかしながら、本実施形態では、複数のバスバー穴部１６にボルト１５が挿通されているため、ナット６を堅固に締め付けた場合であっても、複数のボルト１５により接続手段２が支持され、接続手段２の回転を防ぐことができる。従って、本実施形態では、仮止めが不要となり、工数を減らすことができる。

また、本実施形態のように、固定部がボルト１５で構成される場合、電池モジュール３の側面から突出した形状となるため、作業時に誤って接触する可能性があり、仮にボルト１５が絶縁されていない場合、短絡を生じ易い。しかしながら、本実施形態では、上述のように端子金属部１２とボルト１５は絶縁部２３により絶縁されているため、作業時に工具がボルト１５に接触することによる短絡を防止でき、器具の破損を防ぐとともに作業者の安全性を高めることができる。

バスバー５と接続する端子面１４と、単電池８に接続される電極９以外の端子金属部１２の箇所は、ケーシング１１により覆われる。ケーシング１１は、ボルト１５及び絶縁部２３が納められる角筒状の凸部１７を有する。ケーシング１１の凸部１７は、電池モジュール３のケース７の周壁の一部に形成した切り欠きを通してケース７から外部に導出される。この凸部１７の側面のうちの対向する一対の外側には、端子面４を覆う端子カバー１０を取付ける円柱状の突起１８が備えられる。

端子面４を覆い安全性を高める端子カバー１０は、角筒状で、ケーシング１１の凸部１７の外周とほぼ同じ大きさの内周を有する。端子カバー１０の側面の一対の対向する内面には、前方後円型の溝１９が備えられる。この溝１９に前述の突起１８が嵌め合わされ、ケーシング１１の凸部１７に対し、端子カバー１０は、摺動する。図２に示される電池モジュール３の長手方向をＸ軸方向とし、短手方向をＹ軸方向とすると、端子カバー１０の摺動する方向はＸ軸方向である。この端子カバー１０が端子面１４を覆う構成により、作業中に工具等が端子面１４に接触し、短絡を生ずることによる電池モジュール３の破損を防止するとともに、感電防止等の作業者の安全性を高めることができる。

次に、組電池１の製造方法について説明する。

まず、複数の電池モジュール３を、組電池１を組み付けるロアケース（図示せず）上に積層して配置、固定する。

この後、各電池モジュール３を電気的に接続する接続手段２の各バスバー穴部１６が、電池モジュール３の側面に位置する各出力端子４に一対一に対応するように、接続手段２の位置を合わせる。位置を合わせた後、各出力端子４から突出し出力端子４の端子金属部１２と絶縁されたボルト１５を、バスバー穴部１６に挿通し、順次、ボルト１５に嵌るナット６で堅固に締め付ける。ナット６を締め付けることで、締結力により出力端子４の端子面１４を覆っている端子カバー１０を電池モジュール３の長手方向であるＸ軸方向に摺動させ、接続手段２に設けられたバスバー５を端子面１４に接触させて、各電池モジュール３を直列または並列に接続する。

出力端子４にボルト１５でなく、ねじ穴が設けられている場合、出力端子４が電池モジュール３の側面に位置することから、接続手段２を手で押さえる、あるいは支持部材を設け、バスバー５の位置が出力端子４からずれないようにする必要がある。また、この場合、ねじの締め付けとともに接続手段２が回転する虞がある。このことを防ぐために、出力端子４にねじ穴が設けられている場合には、接続手段２を仮止めした後にねじを締付ける必要がある。しかし、本実施形態では出力端子４から突出した複数のボルト１５により接続手段２を支持しており、ずれを防止するために接続手段２を手で押さえたり支持部材を別途設ける必要がなく、かつナット６の締め付け前に接続手段を仮止めする必要がないため、工数を減らすことができる。

また、本発明の実施形態と異なり、モジュール電池３内部の単電池８と電気的に接続されている端子金属部１２と、この端子金属部１２に取付けられたボルト１５が、絶縁されていない場合、ボルト１５は端子面１４から突出しているため、工具等が接触し易く、短絡を生ずる虞がある。このため、安全性を考慮し絶縁キャップを取付ける場合が想定できるが、このような場合、ナット６を締め付ける前工程において、絶縁キャップの取り外しが必要となる。しかし、本実施形態では、ボルト１５と端子金属部１２を絶縁させているため、絶縁キャップが不要であり、絶縁キャップ取り外しの工程が無く、工数を減らすことができる。

以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲内で種々改変することができる。例えば、出力端子４に取付けられたボルト１５は、絶縁性を有する材料で形成されたものであってもよい。この場合、絶縁部２３は不要である。

その他、上述の実施形態において、端子カバー１０を省くことも可能である。こうすることにより、端子金属部１２と絶縁されたボルト１５の安全性と作業性を有した状態で、部品点数を減らすことができるとともに、端子カバー１０を取付ける工数を減らすことができる。

第１実施形態に係る組電池の斜視図である。 第１実施形態に係る電池モジュールの斜視図である。 第１実施形態に係る出力端子の分解斜視図である。 第１実施形態に係る端子カバーの断面図である。 第１実施形態に係るボルト及び絶縁部の断面図である。

符号の説明

１ 組電池、
２ 接続手段、
３ 電池モジュール、
４ 出力端子、
５ バスバー、
６ ナット、
８ 単電池、
９ 電極、
１０ 端子カバー、
１４ 端子面、
１５ ボルト、
２３ 絶縁部。

Claims (10)

1. 出力端子を備える複数の電池モジュールと、
   異なる前記電池モジュールの出力端子同士を電池モジュールの外部において電気的に接続する接続手段と、
   前記出力端子に取付けられ当該出力端子と絶縁された、前記接続手段および前記出力端子を連結する固定部と、を有する組電池。
2. 前記固定部は、ボルトであることを特徴とする請求項１に記載の組電池。
3. 前記ボルトは、導電性材料で形づくられ、前記ボルトと前記出力端子の間に絶縁体が介在することを特徴とする請求項２に記載の組電池。
4. 前記ボルトは、絶縁材で形づくられることを特徴とする請求項２に記載の組電池。
5. 前記出力端子の少なくとも一部を覆い、当該出力端子の取り出し口を備え出力端子に対し可動するカバーを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の組電池。
6. 組電池を構成する複数の電池モジュールの出力端子に取付けられ当該出力端子と絶縁された固定部に、前記電池モジュール同士を電気的に接続する接続手段を固定することを特徴とする組電池の製造方法。
7. 前記固定部は、ボルトであることを特徴とする請求項６に記載の組電池の製造方法。
8. 前記ボルトは、導電性材料で形づくられ、前記ボルトと前記出力端子の間に絶縁体を介在させる工程を含むことを特徴とする請求項７に記載の組電池の製造方法。
9. 前記ボルトは、絶縁材で形づくられることを特徴とする請求項７に記載の組電池の製造方法。
10. 前記出力端子の取り出し口を備え、出力端子に対し可動するカバーにより、当該出力端子の少なくとも一部を覆うことを特徴とする請求項６〜９のいずれか１項に記載の組電池の製造方法。

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