JP2009146796A - Carrying case of battery module - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、複数個の電池セルを正極タブと負極タブとが交互に重なるように積層して直列に繋げた電池モジュールのキャリーケースの改良に関し、特に組付け対策に関するものである。 The present invention relates to an improvement in a carry case of a battery module in which a plurality of battery cells are stacked such that positive electrode tabs and negative electrode tabs are alternately overlapped and connected in series, and particularly to an assembly measure.
特許文献1には、偏平な矩形板状の電池セル本体の一端から正極タブが、他端から負極タブがそれぞれ外側方に突出してなる電池セルを複数個上下に積層して互いに電気的に接続するとともに、複数個の絶縁プレートにスリーブを串刺し状に貫挿してこれら絶縁プレートを上下に隣り合う電極タブ間に介在させ、これらをアッパーケースとロアケースとからなるケース内に収容して上記スリーブにケースの外からボルトを螺合することにより組み付けられた電池モジュールが開示されている。 In Patent Document 1, a plurality of battery cells in which a positive electrode tab protrudes from one end of a flat rectangular plate-shaped battery cell main body and a negative electrode tab protrudes outward from the other end are electrically connected to each other. In addition, a sleeve is inserted into a plurality of insulating plates in a skewered manner, and these insulating plates are interposed between adjacent upper and lower electrode tabs, and these are accommodated in a case composed of an upper case and a lower case, and the sleeve is accommodated in the sleeve. A battery module assembled by screwing a bolt from the outside of the case is disclosed.
このように構成された電池モジュールは、複数個電気的に接続されて収容ケース内に収容されてバッテリーパックを構成し、例えば、ハイブリッド自動車や燃料電池車等に搭載されて使用される。
しかし、上記の特許文献1では、複数個の絶縁プレートをスリーブの貫挿により位置決めしているため、組付工程が煩雑化する。また、組付け時、絶縁プレートはスリーブの貫挿により位置決めされるものの、電池セルは単に上下に積層しているだけであるため、位置ずれするおそれがあり、組付作業性が低下する。 However, in the above-mentioned Patent Document 1, since a plurality of insulating plates are positioned by inserting sleeves, the assembly process is complicated. Further, at the time of assembly, although the insulating plate is positioned by inserting the sleeve, since the battery cells are simply stacked one above the other, there is a risk of displacement and assembly workability is reduced.
この発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡単かつ迅速に組み付けることができる電池モジュールのキャリーケースを提供することである。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a battery module carry case that can be easily and quickly assembled.
上記の目的を達成するため、この発明は、電池セルと絶縁プレートとを共通の整列手段で位置ずれないように整列保持したことを特徴とし、具体的には、次のような解決手段を講じた。 In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that the battery cell and the insulating plate are aligned and held so as not to be displaced by a common alignment means. Specifically, the following solution means is provided. It was.
すなわち、請求項1に記載の発明は、発電要素が外装材で封止された偏平な矩形板状の電池セル本体を備え、該電池セル本体の一端から+電極の正極タブが外側方に突出するとともに、他端から−電極の負極タブが外側方に突出してなる複数個の電池セルを積層して載置する底板部と、該底板部に立設され、上記各電池セルの上方からの挿入を許容するとともに、各電池セルを挿入状態で水平方向に移動規制する第1移動規制部と、上記底板部に立設され、絶縁プレートの上方からの挿入を許容するとともに、該絶縁プレートを挿入状態で水平方向に移動規制する第2移動規制部とを備え、上記各電池セルを正極タブと負極タブとが交互に重なるように上記底板部に積層して載置し、かつ積層方向に隣り合う電池セルの各々の一端側の正極タブと負極タブとが電気的に順次接続するように直列に繋げ、上記絶縁プレートを非接続側の正極タブと負極タブとの間に正極タブ及び負極タブと少なくとも重なる範囲で位置するように積層方向に隣り合う電池セルの各々の他端側の正極タブと負極タブとの間に介在させ、上記各電池セル及び各絶縁プレートが上記第1及び第2移動規制部により位置ずれしないように整列保持されて電池モジュールを構成していることを特徴とする。 That is, the invention according to claim 1 includes a flat rectangular plate-shaped battery cell body in which the power generation element is sealed with an exterior material, and a positive electrode tab of the + electrode projects outward from one end of the battery cell body. In addition, a bottom plate portion on which a plurality of battery cells in which a negative electrode tab of the electrode protrudes outward from the other end is stacked and placed on the bottom plate portion, from above each of the battery cells. A first movement restricting portion that allows insertion of each battery cell in a horizontal direction in an inserted state; and is installed on the bottom plate portion to allow insertion from above the insulating plate, and A second movement restricting portion that restricts movement in the horizontal direction in the inserted state, and the battery cells are stacked and placed on the bottom plate portion so that the positive electrode tabs and the negative electrode tabs are alternately overlapped, and in the stacking direction. Positive electrode tab on one end side of each adjacent battery cell And the negative electrode tab are connected in series so that they are electrically connected sequentially, and the insulating plate is positioned between the positive electrode tab and the negative electrode tab on the non-connection side so as to be positioned in a range at least overlapping the positive electrode tab and the negative electrode tab. The battery cells and the insulating plates are placed between the positive electrode tab and the negative electrode tab on the other end side of each adjacent battery cell so that the battery cells and the insulating plates are not misaligned by the first and second movement restricting portions. The battery module is constituted.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、第1移動規制部は、各電池セルの電池セル本体が側方に露出するように底板部の四隅に立設されていることを特徴とする。 The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the first movement restricting portion is erected at the four corners of the bottom plate portion so that the battery cell main body of each battery cell is exposed to the side. It is characterized by that.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の発明において、第1移動規制部と第2移動規制部は、一体に連続していることを特徴とする。
The invention according to
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載の発明において、絶縁プレートと第1移動規制部との間には、電池セルの電圧を検出するための検電用ハーネスを保持するハーネス保持部が設けられていることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, the voltage detection for detecting the voltage of the battery cell between the insulating plate and the first movement restricting portion. A harness holding part for holding the harness for use is provided.
請求項1に係る発明によれば、複数個の電池セルは、第1移動規制部に上方から挿入するだけで整列保持されて底板部に積層され、位置ずれしない。同様に、複数個の絶縁プレートも、第2移動規制部に上方から挿入するだけで積層方向に隣り合う電池セルの正極タブと他方の負極タブとの間に整列保持され、位置ずれしない。 According to the first aspect of the present invention, the plurality of battery cells are aligned and held only by being inserted into the first movement restricting portion from above, stacked on the bottom plate portion, and are not displaced. Similarly, the plurality of insulating plates are also aligned and held between the positive electrode tab and the other negative electrode tab of the battery cells adjacent in the stacking direction only by being inserted into the second movement restricting portion from above, and are not displaced.
したがって、複数個の電池セル及び絶縁プレートを簡単かつ迅速に位置ずれしないように積層して組み付けることができる。 Therefore, a plurality of battery cells and insulating plates can be stacked and assembled so as not to be displaced easily and quickly.
請求項2に係る発明によれば、第1移動規制部が底板部の四隅にそれぞれ距離を隔てて立設されているため、底板部の一辺全体に亘って立設されている場合に比べてキャリーケースの軽量化が図れる。また、各電池セルの電池セル本体側方が第1移動規制部で覆われずに露出しているため、電池セルを効率良く冷却することができる。 According to the invention which concerns on Claim 2, since the 1st movement control part is each standing at the four corners of the baseplate part at intervals, compared with the case where it stands up over the whole one side of the baseplate part. The weight of the carry case can be reduced. Moreover, since the battery cell main body side of each battery cell is exposed without being covered with the 1st movement control part, a battery cell can be cooled efficiently.
請求項3に係る発明によれば、第1移動規制部と第2移動規制部とが互いに補強しあって全体として剛性が向上する。したがって、第1及び第2移動規制部を小さくしても剛性が確保されるため、より軽量化が図れる。
According to the invention which concerns on
請求項4に係る発明によれば、検電用ハーネスを保持するハーネス保持部が絶縁プレートと第1移動規制部との間に設けられているため、検電用ハーネスの保持が簡単かつ迅速にでき、また、別途にハーネス保持部を設ける場合に比べて部品点数を低減することができる。 According to the invention which concerns on Claim 4, since the harness holding part holding the harness for electric detection is provided between the insulating plate and the 1st movement control part, holding | maintenance of the electric harness for detection is easy and quick. In addition, the number of parts can be reduced as compared with the case where a separate harness holding portion is provided.
以下、この発明の実施形態について図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1及び図2はバッテリーパックPを示す。該バッテリーパックPは、例えば、ハイブリッド自動車や燃料電池車等の座席下方の床下に搭載されて使用されるが、これに限らず、他の乗物に搭載されるものであってもよく、乗物用でなくても適用することができる。 1 and 2 show a battery pack P. FIG. The battery pack P is used, for example, mounted under a floor under a seat of a hybrid vehicle or a fuel cell vehicle, but is not limited to this, and may be mounted on other vehicles. Even if it is not, it is applicable.
上記バッテリーパックPは、矩形箱状の樹脂製収容ケース1と、該収容ケース1内に収容された6個の電池モジュールMとを備えている。 The battery pack P includes a rectangular box-shaped resin storage case 1 and six battery modules M stored in the storage case 1.
上記収容ケース1は、矩形板状のベース部材3と、該ベース部材3を上方から覆って内部に上記各電池モジュールMを収容する矩形浅皿状のカバー部材5とからなる。
The housing case 1 includes a rectangular plate-
上記ベース部材3には、図4に示すように、2枚の遮断壁7が前後2列の電池モジュールM列に跨って隣り合う電池モジュールM間に立ちはだかるように立設されているとともに、一端側には仕切壁9がスイッチボックス11(図2参照)とその隣の電池モジュールMとの間に立ちはだかるように立設されている。さらに、上記ベース部材3の外周縁及び各電池モジュールMの載置部周りには、上記各電池モジュールM及びカバー部材5を固定するためのボルト挿通孔3bが複数個形成されている。
As shown in FIG. 4, the
上記カバー部材5は、碁盤目状に配列されたリブ13aを有する天板13と、該天板13の外周縁に一体に形成された4面の側板15とで構成され、一方の長辺側の側板15には、収容ケース1の内部に温調風を導入する導入窓17が電池モジュールM列の隣り合う電池モジュールM間、上記仕切壁9近傍及び一方の短辺側近傍に対応する6箇所に形成されている。また、上記側板15には、ボルト挿通孔15aが上記ベース部材3のボルト挿通孔3bに対応して複数個形成されている。なお、図示しないが、収容ケース1の内部は、図外のブロワが配管により接続されていて、該ブロワの作動により収容ケース1の内部から温調風を導出するようにしている。
The
一方、上記各電池モジュールMは、図3、図5〜図7に示すように、上下に積層された複数個の電池セル19と、後述する複数個の樹脂製絶縁プレート33と、これら電池セル19及び絶縁プレート33を整列保持する本実施形態に係るキャリーケース22とを備えている。
On the other hand, as shown in FIGS. 3 and 5 to 7, each of the battery modules M includes a plurality of
上記各電池セル19は、例えば充放電可能なリチウムイオン二次電池等であり、発電要素(図示せず)が外装材で封止された偏平な矩形板状の電池セル本体23を備え、該電池セル本体23は、上記発電要素を封止する封止部25と、該封止部25の外側方に全周に亘って張り出す張出部27とからなる。上記電池セル本体23の封止部25の一端には、+電極の正極タブ29aが外側方に突出するように一体に形成されているとともに、他端には−電極の負極タブ29bが外側方に突出するように一体に形成されている。以下、説明の都合上、これら正極タブ29a及び負極タブ29bを「電極タブ」と言うことがある。上記複数個の電池セル19は、上記正極タブ29aと負極タブ29bとが交互に重なるように積層され、かつ積層方向に隣り合う電池セル19の各々の一端側の正極タブ29aと負極タブ29bとが電気的に順次接続するように超音波溶着治具24(図10参照)を用いて溶着されて直列に繋げられている。
Each of the
一方、上記絶縁プレート33の基端には、図8にも示すように、線状膨出部34が幅方向全体に亘って一体に形成されている。また、上記絶縁プレート33の両側端には、略L字状のガイド溝36aを有するガイド部36がそれぞれ一体に形成されているとともに、該ガイド部36の一方には、さらにL字状の枠部38が上記ガイド部36とでU字状の凹所38aを有するように一体に形成されている。
On the other hand, as shown in FIG. 8, a linear
また、上記キャリーケース22は、複数個の電池セル19を積層して載置する矩形状の底板部40を備えている。該底板部40の四隅には、平面視略L字状の板状第1移動規制部42がそれぞれ一体に立設され、これら第1移動規制部42により、上記各電池セル19の上方からの挿入を許容するとともに、各電池セル19を挿入状態で水平方向に移動規制するようにしている。また、この挿入状態で、各電池セル19の電池セル本体23が側方に露出するとともに、正極タブ29a及び負極タブ29bが外側方に突出している。
The
また、上記底板部40の四隅近傍には、平面視略L字状の板状第2移動規制部44が上記第1移動規制部42と連続するようにそれぞれ一体に立設され、これら第2移動規制部44により、上記各絶縁プレート33の上方からの挿入を許容するとともに、該各絶縁プレート33を挿入状態で水平方向に移動規制するようにしている。つまり、絶縁プレート33を短辺側で隣り合う第2移動規制部44上方に配置して、ガイド部36のガイド溝36aに第2移動規制部44を挿入することで絶縁プレート33を水平方向に移動規制するようにしている。そして、この挿入状態で、上記枠部38及びガイド部36が第1移動規制部42に接近してガイド溝36aの開放側が第1移動規制部42に対面し、両者間に電池セル19の電圧を検出するために電極タブに接続された検電用ハーネス37を保持する矩形空間からなるハーネス保持部46が形成されている。
Further, in the vicinity of the four corners of the
そして、複数個の電池セル19は、上下に積層されて直列に繋げられるとともに、積層方向に隣り合う電池セル19間に絶縁プレート33が、上記両電池セル19の各々の他端側の正極タブ29aと負極タブ29bとの間に介在されている。この状態で、非接続側の正極タブ29aと負極タブ29bとの間に上記絶縁プレート33が、正極タブ29a及び負極タブ29bと少なくとも重なる範囲で位置している。本例では、絶縁プレート33は電極タブよりも外側方に延出している。つまり、絶縁プレート33は、交互に逆方向に向きを変えた状態で配置され、基端に線状膨出部34があることで上下に隣り合う電極タブとの間に隙間が形成されている。これにより、上記各電池セル19及び各絶縁プレート33が上記第1及び第2移動規制部42,44により位置ずれしないように整列保持されている。
The plurality of
その組付要領は、まず、電池セル19をキャリーケース22の底板部40に載置した状態で、絶縁プレート33を一側端の第2移動規制部44上方に配置し、絶縁プレート33(ガイド部36)のガイド溝36aに第2移動規制部44を挿入して絶縁プレート33を第2移動規制部44に取り付け、絶縁プレート33を一方の電極タブに重ねる。
The assembly procedure is as follows. First, with the
次いで、その上に電池セル19を電極タブの正極・負極が先に載置している電池セル19の電極タブと逆になるように載置する。この状態で、非絶縁プレート33側の上下に隣り合う電極タブを超音波溶着治具24で溶着する(図10参照)。
Next, the
その後、この溶着した電極タブ側に絶縁プレート33を上記と同様にして重ねた後、その上に電池セル19を電極タブの正極・負極がその下の電池セル19の電極タブと逆になるように載置する。この状態で、非絶縁プレート33側の上下に隣り合う電極タブを超音波溶着治具24で溶着する。この操作を繰り返して複数個の電池セル19及び絶縁プレート33を上下に積層する。
Thereafter, the insulating
また、絶縁プレート33を第2移動規制部44に取り付けた状態で、絶縁プレート33と第1移動規制部42との間にハーネス保持部46が形成され、ハーネス37が電池セル19の電極タブに接続されて上記ハーネス保持部46に挿入保持され、電池モジュールMが構成される。
In addition, with the insulating
このように構成された電池モジュールMは、図3及び図4に示すように、ベース部材3の載置箇所に載置されて最上部にクッション材41を載せられ、さらにその上にボルト挿通孔43aを有する加圧プレート43が載せられ、該加圧プレート43及びベース部材3のボルト挿通孔43a,3bにスリーブ45を介してボルト47がベース部材3下方から挿通され、該ボルト47の軸部にナット49が螺合している。これにより、電池モジュールMがベース部材3に固定され、この固定状態でボルト47の締付力が上記加圧プレート43及びクッション材41を介して各電池セル19全面に均等に作用し、封止部25内で発生したガスを均等に分散するとともに、電池セル19を押圧して膨張しないようにしている。したがって、クッション材41、加圧プレート43、スリーブ45、ボルト47及びナット49により、結束具51が構成されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the battery module M configured as described above is placed on the place where the
このようにしてベース部材3に取り付けられた6個の電池モジュールMは、正極タブ29a及び負極タブ29bが互いに対向するように電気的に直列又は並列に、あるいは直列と並列とが混在するように接続し、CPU基板53(図2参照)が電池モジュールMの上部に載置されて電気的に接続される。
The six battery modules M attached to the
そして、カバー部材5が上方からベース部材3に被せられ、ボルト47をカバー部材5及びベース部材3のボルト挿通孔15a,3bに挿通されてナット(図示せず)に螺合し、6個の電池モジュールMが収容ケース1に収容されたバッテリーパックPが構成される。この状態で、カバー部材5の導入窓17が隣り合う電池モジュールMの電極タブに対応し、導入された温調風で電極タブを冷却するようにしている。
Then, the
このように、この実施形態では、複数個の電池セル19を第1移動規制部42に上方から挿入するだけで位置ずれしないように整列保持して底板部40に積層することができる。同様に、複数個の絶縁プレート33も、第2移動規制部44に上方から挿入するだけで位置ずれしないように、積層方向に隣り合う電池セル19の一方の正極タブ29aと他方の負極タブ29bとの間に整列保持することができる。
As described above, in this embodiment, the plurality of
したがって、複数個の電池セル19及び絶縁プレート33を簡単かつ迅速に位置ずれしないように積層して組み付けることができる。
Therefore, the plurality of
さらに、この実施形態では、第1移動規制部42を底板部40の四隅に距離を隔てて立設しているので、第1移動規制部42が底板部40の一辺全体に亘って立設されている場合に比べてキャリーケース22の軽量化を図ることができる。また、各電池セル19の電池セル本体23側方を第1移動規制部42で覆わずに露出させているので、電池セル19の冷却効率を向上させることができる。
Furthermore, in this embodiment, since the first
また、この実施形態では、第1移動規制部42と第2移動規制部44とを一体物にしているので、両者が互いに補強しあって全体として高剛性になっている。したがって、第1及び第2移動規制部42,44を小さくしても剛性が確保されるため、より軽量化を図ることができる。
Moreover, in this embodiment, since the 1st
さらにまた、この実施形態では、検電用ハーネス37を保持するハーネス保持部46を絶縁プレート33と第1移動規制部42との間に設けているので、検電用ハーネス37の保持が簡単かつ迅速にでき、また、別途にハーネス保持部を設ける場合に比べて部品点数を低減することができる。
Furthermore, in this embodiment, since the harness holding portion 46 that holds the
加えて、この実施形態では、隣り合う電池モジュールMを互いに接近させて配置しても、両者間に遮断壁7があるため、各々の電極タブが接触せず、衝撃の作用による短絡を防止することができるとともに、バッテリーパックPを小型化できる。
In addition, in this embodiment, even if the adjacent battery modules M are arranged close to each other, since there is a blocking
この発明は、複数個の電池セルを正極タブと負極タブとが交互に重なるように積層して直列に繋げた電池モジュールのキャリーケースに有用である。 The present invention is useful for a carry case of a battery module in which a plurality of battery cells are stacked so that positive electrode tabs and negative electrode tabs are alternately overlapped and connected in series.
19 電池セル
22 キャリーケース
23 電池セル本体
29a 正極タブ
29b 負極タブ
33 絶縁プレート
37 ハーネス
39 ハーネス保持部
40 底板部
42 第1移動規制部
44 第2移動規制部
M 電池モジュール
19
Claims (4)
該底板部に立設され、上記各電池セルの上方からの挿入を許容するとともに、各電池セルを挿入状態で水平方向に移動規制する第1移動規制部と、
上記底板部に立設され、絶縁プレートの上方からの挿入を許容するとともに、該絶縁プレートを挿入状態で水平方向に移動規制する第2移動規制部とを備え、
上記各電池セルを正極タブと負極タブとが交互に重なるように上記底板部に積層して載置し、かつ積層方向に隣り合う電池セルの各々の一端側の正極タブと負極タブとが電気的に順次接続するように直列に繋げ、上記絶縁プレートを非接続側の正極タブと負極タブとの間に正極タブ及び負極タブと少なくとも重なる範囲で位置するように積層方向に隣り合う電池セルの各々の他端側の正極タブと負極タブとの間に介在させ、上記各電池セル及び各絶縁プレートが上記第1及び第2移動規制部により位置ずれしないように整列保持されて電池モジュールを構成していることを特徴とする電池モジュールのキャリーケース。 The power generation element includes a flat rectangular plate-shaped battery cell main body sealed with an exterior material, and a positive electrode positive electrode tab protrudes outward from one end of the battery cell main body, and a negative electrode tab of the negative electrode from the other end. A bottom plate portion on which a plurality of battery cells protruding outward are stacked and placed;
A first movement restricting portion which is erected on the bottom plate portion, allows insertion of the battery cells from above, and restricts movement of the battery cells in the horizontal direction in the inserted state;
A second movement restricting portion that is erected on the bottom plate portion, allows insertion from above the insulating plate, and restricts movement of the insulating plate in the horizontal direction in the inserted state;
The battery cells are stacked and placed on the bottom plate portion so that the positive electrode tabs and the negative electrode tabs are alternately overlapped, and the positive electrode tab and the negative electrode tab on one end side of each battery cell adjacent in the stacking direction are electrically connected. Of the battery cells adjacent to each other in the stacking direction so that they are connected in series so as to be sequentially connected, and the insulating plate is positioned between the positive electrode tab and the negative electrode tab on the non-connection side so as to overlap at least the positive electrode tab and the negative electrode tab. Each battery cell and each insulating plate are interposed between the positive electrode tab and the negative electrode tab on each other end side, and are arranged and held so as not to be displaced by the first and second movement restricting portions, thereby forming a battery module. A battery module carrying case.
第1移動規制部は、各電池セルの電池セル本体が側方に露出するように底板部の四隅に立設されていることを特徴とする電池モジュールのキャリーケース。 In the carry case of the battery module according to claim 1,
The battery module carrying case, wherein the first movement restricting portion is erected at the four corners of the bottom plate portion so that the battery cell main body of each battery cell is exposed to the side.
第1移動規制部と第2移動規制部は、一体に連続していることを特徴とする電池モジュールのキャリーケース。 In the carry case of the battery module according to claim 1 or 2,
The battery module carry case, wherein the first movement restricting portion and the second movement restricting portion are integrally continuous.
絶縁プレートと第1移動規制部との間には、電池セルの電圧を検出するための検電用ハーネスを保持するハーネス保持部が設けられていることを特徴とする電池モジュールのキャリーケース。 In the carry case of the battery module according to any one of claims 1 to 3,
A carry case for a battery module, wherein a harness holding part for holding a voltage detection harness for detecting a voltage of a battery cell is provided between the insulating plate and the first movement restricting part.
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- 2007-12-17 JP JP2007324310A patent/JP2009146796A/en active Pending
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