JP2010211950A

JP2010211950A - 組電池、その製造方法および組電池用筐体

Info

Publication number: JP2010211950A
Application number: JP2009053852A
Authority: JP
Inventors: Osamu Hashida; 修橋田
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2009-03-06
Filing date: 2009-03-06
Publication date: 2010-09-24

Abstract

【課題】組立の作業時間および材料コストを低減した組電池を提供する。
【解決手段】
組電池１０は、電極端子２５、２６を有する複数の電池モジュール２０と、電池モジュール２０を収納する筐体３０、４０と、筐体３０、４０に設けられ、電池モジュール２０の収納位置を決定する位置決め部３１、４１と、筐体３０、４０に取り付けられ、位置決め部３１、４１に従って電池モジュール２０を筐体３０、４０内に収納したときに、電池モジュール２０の電極端子２５、２６と接触して、電池モジュール２０間を電気的に接続するバスバ３３と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、組電池、その製造方法および組電池用筐体に関する。

近年、種々の装置の駆動用電源として、二次電池が使用されている。例えば、電気自動車やハイブリッド自動車には、駆動用電源として、二次電池を組み合わせた組電池が適用されている。組電池は、複数の電池モジュールが接続されてなる。電池モジュールは、複数の単電池が接続されて、ケース体に収納されてなる。

電池モジュールを複数接続して組電池を構成する場合、スペーサを介して電池モジュールを積層して、積層上下からエンドプレートにより挟み込み、通しボルトで固定する。さらに、積層側面に配置したサイドプレートに取り付けられたバスバにより、電池モジュールの電極端子同士を接続する（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−２００７１２号公報

しかしながら、上記のような組電池では、次のような問題がある。電池モジュールの電極端子をバスバによりボルト接続するので、作業時間がかかってしまう。電池モジュール間にスペーサを挟み込むため、部品点数が多くなり、作業時間および材料コストを増大してしまう。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、組立の作業時間および材料コストを低減した組電池、その製造方法および組電池用筐体を提供することを目的とする。

本発明の組電池は、複数の電池と、筐体と、位置決め部と、バスバとを有する。電池は、それぞれ、電極端子を有する。筐体は、電池を収納する。位置決め部は、筐体に設けられ、電池の収納位置を決定する。バスバは、筐体に取り付けられ、位置決め部に従って電池を筐体内に収納したときに、電池の電極端子と接触して、電池間を電気的に接続する。

バスバが筐体に取り付けられており、電池を位置決め部に従って筐体内に配置したときにバスバが電池の電極と接触する。したがって、バスバを電極端子にボルト等によって取り付ける工程が必要ない。結果として、作業工数を低減できる。また、電池の収納位置を決定する位置決め部が筐体に設けられているので、電池間にスペーサを配置する必要がなく、その分の部品点数を削減できる。結果として、コストを低減できる。

組電池の分解斜視図である。電池モジュールの斜視図である。組電池の斜視図である。図３の組電池をＩＶ−ＩＶ線で切った断面図である。図４の組電池をＶ−Ｖ線で切った断面図である。図４の組電池をＶＩ−ＶＩ線で切った断面図である。

以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。

図１は組電池の分解斜視図、図２は電池モジュールの斜視図、図３は組電池の斜視図、図４は図３の組電池をＩＶ−ＩＶ線で切った断面図、図５は図４の組電池をＶ−Ｖ線で切った断面図、図６は図４の組電池をＶＩ−ＶＩ線で切った断面図である。

図１に示すように、本実施形態の組電池１０は、複数の電池モジュール（電池）２０と、下筐体３０と、上筐体４０とを有する。

電池モジュール２０は、モジュールケース２１内に、充放電を行うセルユニット（不図示）が収納されてなる。モジュールケース２１は、複数のケース体、すなわち、ケース体２２およびケース体２３からなる。ケース体２２にセルユニットを収納して、ケース体２３を覆い被せ、ケース体２２およびケース体２３の周縁部を相互に巻き締める。これによって、セルユニットが、モジュールケース２１内に保持される。

ケース体２２および２３の周縁部の巻き締めによって、巻き締め部２４が形成される。巻き締め部２４は、図１および図２に示すように、モジュールケース２１の壁面から突出し、ケース体２２およびケース体２３を相互に強固に固定する。モジュールケース２１からは、セルユニットの正極端子２５および負極端子２６が導出されている。

下筐体３０は、所定個数の電池モジュール２０を保持するために、上部が開口した箱状に形成されている。

下筐体３０の内面には、電池モジュール２０の巻き締め部をガイドしつつ位置決めし、保持できるように、溝状の位置決め部３１が形成されている。位置決め部３１の溝は、電池モジュール２０の巻き締め部２４と合致する大きさに形成されている。位置決め部３１に合致するように、電池モジュール２０を下筐体３０にセットし、さらに上筐体４０を被せて、相互にボルト５０等によって固定する。すると、図３に示すような組電池１０が完成する。

巻き締め部２４が位置決め部３１に保持されることによって、電池モジュール２０は位置決めされるので、図４に示すように、電池モジュール２０は、筐体３０、４０内において整列される。下筐体３０および上筐体４０には、接触面に、それぞれ、ゴムシート３２、４２が取り付けられている。ゴムシート３２、４２は、相互に変形しつつ、ボルト５０の締結力によって、押し付けられることで、筐体３０、４０内部を密閉する。

下筐体３０には、内面の底部にバスバ３３が取り付けられている。バスバ３３は、電池モジュール２０が、位置決め部３１に沿って下筐体３０に挿入されると、ちょうど電池モジュール２０の正極端子２５および負極端子２６と接触する位置に設けられている。バスバ３３は、隣接する電池モジュール２０の正極端子２５と負極端子２６とを接続する。図４中では図示されていない電極端子、すなわち、図中右から二番目と四番目の電池モジュール２０の正極端子２５は、それぞれ、右から三番目および五番目の電池モジュール２０の負極端子２６に、バスバ３３によって接続されている。電池モジュール２０は、バスバ３３を介して直列接続される。直列接続の端部は、図示しない端子により延長され、外部に導出されている。

下筐体３０には、導出口３４が設けられている。導出口３４は、後述する導入口４４から供給され、筐体３０、４０内を通り抜けてきた冷却風（冷却媒体）を外部に導出する。また、下筐体３０には、図５に示すように、冷却風通路３５も形成されている。この冷却風通路３５は、電池モジュール２０の巻き締め部２４の下部を支える位置決め部３１の一部を切り欠いて形成されている。したがって、電池モジュール２０の下部を冷却風が通り抜けできる。なお、図６に示すように、電池モジュール２０の正極端子２５および負極端子２６間は、電池モジュール２０を支持する構成がないので、特に切り欠きを形成しなくても、冷却風を流動させられる。

下筐体３０の側面には、ボルト５０と螺合するネジ穴３６が設けられている。

上筐体４０は、下筐体３０と同様に、電池モジュール２０の巻き締め部２４を保持する溝状の位置決め部４１が形成されている。位置決め部４１の溝は、電池モジュール２０の巻き締め部２４と合致する形状に形成されている。

上筐体４０は、上方の角が取られ、テーパー部４３に形成されている。テーパー部４３は、内面に位置決め部４１が形成されており、電池モジュール２０の巻き締め部２４を保持しつつ、上方から押圧する。これによって、電池モジュール２０がより強固に保持される。

上筐体４０には、導入口４４が設けられている。導入口４４は、冷却風を筐体３０、４０内部に導入するための開口である。導入された冷却風は、図４に矢印で示すように、電池モジュール２０の上方、電池モジュール２０間、電池モジュール２０の下方を通り抜け、導出口３４から導出される。

以上、説明してきた本実施形態の組電池１０によれば、次のような効果が得られる。

バスバ３３が下筐体３０に取り付けられており、電池モジュール２０を位置決め部３１、４１に従って筐体３０、４０内に配置したときにバスバ３３が電池モジュール２０の電極端子２５、２６と接触する。したがって、バスバ３３を電極端子２５、２６にボルト等によって取り付ける工程が必要ない。結果として、作業工数を低減できる。また、電池モジュール２０の収納位置を決定する位置決め部３１、４１が筐体３０、４０に設けられているので、電池モジュール２０間の距離を調節するためにスペーサを配置する必要がなく、その分の部品点数を削減できる。結果として、コストを低減できる。

筐体３０、４０自体が冷却風を通過させる冷却媒体通路として機能するので、別途冷却媒体通路を設ける必要がなく、部品点数を削減できる。

筐体３０、４０のように、筐体が複数片に分割可能であるので、筐体３０、４０を組み合わせつつ、電池モジュール２０を収納できる。結果として、電池モジュール２０の収納を容易にできる。

電池モジュール２０の巻き締め部２４を、筐体３０、４０の位置決め部４１に嵌めて、電池モジュール２０の位置決めを行う。したがって、電池モジュール２０の位置決めのために電池モジュール２０の構成を変更したり、新たな構成を追加したりする必要がなく、製造コストを増加しない。

以上のように、本発明の筐体３０、４０によれば、電池モジュール２０の位置決め、電池モジュール２０間の電気的接続、組電池１０内の冷媒流路の形成が、簡単に一度に同時に行える。したがって、作業性にも非常に優れる。

上記実施形態では、バスバ３３は、電池モジュール２０を直列接続する場合について示している。しかし、本発明はこれに限定されない。バスバ３３は、複数の電池モジュール２０を並列接続できるように、下筐体３０に取り付けられることもできる。この場合、正極端子２５および負極端子２６が同じ列に並ぶように、複数の電池モジュール２０を筐体３０、４０内に配置する。

１０組電池、
２０電池モジュール、
２１、２２、２３モジュールケース、
２４巻き締め部、
２５正極端子、
２６負極端子、
３０下筐体、
３１、４１位置決め部、
３２ゴムシート、
３３バスバ、
３４導出口、
３５冷却風通路、
３６ネジ穴、
４０上筐体、
４３テーパー部、
４４導入口、
５０ボルト。

Claims

電極端子を有する複数の電池と、
前記電池を収納する筐体と、
前記筐体に設けられ、前記電池の収納位置を決定する位置決め部と、
前記筐体に取り付けられ、前記位置決め部に従って前記電池を前記筐体内に収納したときに、前記電池の電極端子と接触して、電池間を電気的に接続するバスバと、
を有する組電池。
前記筐体には、外部から冷却媒体を導入する導入口と、該冷却媒体を外部へ排出する排出口とが設けられており、
前記冷却媒体は、前記筐体内を通過可能である請求項１記載の組電池。
前記筐体は、複数片に分割可能であり、前記電池を収納した状態で、前記片が相互に固定される請求項１または請求項２記載の組電池。
前記電池は、自身の外装を構成するケース体の周縁部を巻き締めてできた巻き締め部を有し、
前記位置決め部は、前記電池の前記巻き締め部をガイドしつつ、位置決めする溝として、前記筐体に形成されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の組電池。
前記電池の収納位置を決定する位置決め部と、前記電池を前記筐体内に収納したときに、前記電池の電極端子と接触して、電池間を電気的に接続するバスバと、を有する組電池用筐体を提供する工程と、
前記組電池用筐体内に、前記位置決め部に従って前記電池を配置する工程と、
を有する組電池の製造方法。
複数の電池を収納可能な組電池用筐体であって、
前記電池の収納位置を決定する位置決め部と、
前記電池を前記筐体内に収納したときに、前記電池の電極端子と接触して、電池間を電気的に接続するバスバと、
を有する組電池用筐体。