JP2011023181A - Battery module, and vehicle having the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a battery module in which electrode terminals of batteries are stably and surely electrically connected in a simple structure and can attain considerable cost reduction and can raise productivity. <P>SOLUTION: The battery module 30 includes: square batteries 10 each having positive and negative electrode terminals 15, 16; a battery block 22 constituted by laminating a plurality of square batteries 10 while electrically connecting the positive and negative electrode terminals 15, 16 in series; end plates 23 arranged on both ends of the battery block 22 respectively; and a connection tool 28 connected these end plates 23 for restraining the plurality of square batteries 10. Here, contact sections 15B, 15C, 16B are formed on the each positive and negative electrode terminals 15, 16, and the electrode terminals 15, 16 are electrically connected by making them in contact with the contact sections 15B, 15C, 16B of the adjacent square batteries 10 by binding force for fastening by screwing the connection tool 28 with a screw. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、複数の角型電池を積層状態に配置して、隣接する角型電池の電極端子を接続している電池モジュールに関する。   The present invention relates to a battery module in which a plurality of square batteries are arranged in a stacked state and electrode terminals of adjacent square batteries are connected.

ハイブリッドカーや電気自動車等の車両の電源に使用される電池モジュールは、出力を大きくするため、複数の角型電池を積層して直列に接続している。この電池モジュールは、隣接する角型電池の電極端子を互いに接触させて直接に接続、またはバスバーを介して接続している。これらの接続構造として、例えば、特許文献1に記載された構造が開発されている。   A battery module used for a power source of a vehicle such as a hybrid car or an electric car has a plurality of rectangular batteries stacked and connected in series in order to increase the output. In this battery module, the electrode terminals of adjacent rectangular batteries are directly connected to each other or connected via a bus bar. As these connection structures, for example, a structure described in Patent Document 1 has been developed.

具体的には、まず、直接に接続する構造として、角型電池の第1の電極端子に挿入部を、第2の電極端子にコンセント部を設け、この挿入部を隣接する角型電池のコンセント部へ挿入し、このコンセント部から突出した挿入部を弾性押圧片で押圧して接続する構造が開発されている。   Specifically, first, as a structure for direct connection, an insertion part is provided in the first electrode terminal of the prismatic battery, and an outlet part is provided in the second electrode terminal, and the outlet of the adjacent prismatic battery is provided with this insertion part. A structure has been developed in which the insertion portion protruding from the outlet portion is connected by pressing with an elastic pressing piece.

次に、バスバーを介して隣接する電極端子を接続する構造として、角型電池の第1の電極端子と第2の電極端子に電極端面に平行な折曲面をそれぞれ設け、この折曲面と隣接する角型電池の折曲面とを直接に積層した折曲部を、弾性狭着部を備えたバスバーでもって両面から狭着して接続する構造や、或いは、バスバーに設けられた挿入筒に、角型電池の第1の電極端子と第2の電極端子を挿入して接続する構造が開発されている。   Next, as a structure for connecting adjacent electrode terminals via a bus bar, a bent surface parallel to the electrode end surface is provided on each of the first electrode terminal and the second electrode terminal of the rectangular battery, and adjacent to the bent surface. A structure in which a bent portion obtained by directly stacking a folded surface of a rectangular battery is connected with a bus bar provided with an elastic narrowing portion from both sides, or an insertion tube provided on the bus bar is connected to a corner. A structure has been developed in which the first electrode terminal and the second electrode terminal of the battery are inserted and connected.

特開2008−300083号公報JP 2008-300083 A

特許文献1に記載された電池モジュールは、角型電地の第1の電極端子に挿入部を、第2の電極端子にコンセント部を有し、このコンセント部に挿入部を挿入した接続部は、コンセント部内に設けられた弾性押圧片により接続部を強く押圧して電気接続している。この接続は、バスバーを使わずに挿入部とコンセント部を直接接続して電気接続できるが、このコンセント部となる電極端子や弾性押圧部の加工は複雑で難しく、何度も折曲加工するため材質は、加工のしやすい弾性変形できる材質に特定される上に、この材質は、振動や熱による変形の恐れがあり、電極端子の接続部を常に安定して接続することが難しい欠点がある。また、この接続は折曲加工や組立工程の工程数が多く、さらに、確実に安定した電気接続をおこなうために、挿入部やコンセント部に多くの加工を施して接続部がはずれないようにしている。そのため、品質や生産性が悪くなり、製造コストが高くなる問題点がある。   The battery module described in Patent Document 1 has an insertion part in the first electrode terminal of the square electric ground, and an outlet part in the second electrode terminal, and the connection part in which the insertion part is inserted into the outlet part is The connection portion is strongly pressed by an elastic pressing piece provided in the outlet portion to be electrically connected. This connection can be made by directly connecting the insertion part and the outlet part without using the bus bar, but the processing of the electrode terminal and elastic pressing part that becomes the outlet part is complicated and difficult, and it is bent many times. The material is specified as an easily deformable material that can be elastically deformed. In addition, this material may be deformed by vibration or heat, and it is difficult to always connect the electrode terminal connection portion stably. . In addition, this connection has a large number of bending and assembly processes, and in order to ensure a stable and stable electrical connection, a lot of processing is applied to the insertion part and outlet part so that the connection part does not come off. Yes. Therefore, there is a problem that quality and productivity are deteriorated and manufacturing cost is increased.

また、電極端子の折曲面を積層した折曲部を、折曲部の両面からバスバーで狭着して電気接続している構造や、バスバーに設けられた挿入筒に、角型電池の第1の電極端子と第2の電極端子を挿入して電気接続する構造においては、電極端子の接続を確実に安定しておこなうため、バスバーには電極端子を強く挟み込むための弾性構造やループ部等を設ける加工、挿入部にはガイド溝を設ける加工が必要となる。前述のように、加工の工程数が多くなると品質や生産性が悪くなり、製造コストが高くなる。さらに、第1の電極端子と第2の電極端子をぎりぎり接触させるように、電極端子を加工するのは難しい。さらにまた、バスバーで狭着するため、このバスバーが電池端面より突出した構造をしており、電池モジュール自体が大きくなるといった問題点がある。   In addition, the bent portion in which the bent surfaces of the electrode terminals are stacked is electrically connected to both sides of the bent portion by a bus bar, or the insertion tube provided on the bus bar is connected to the first of the square battery. In the structure in which the electrode terminal and the second electrode terminal are inserted and electrically connected, the bus bar is provided with an elastic structure or a loop portion for strongly sandwiching the electrode terminal in order to ensure stable and stable connection. Processing to be provided and processing to provide a guide groove in the insertion portion are required. As described above, when the number of processing steps increases, the quality and productivity deteriorate, and the manufacturing cost increases. Furthermore, it is difficult to process the electrode terminal so that the first electrode terminal and the second electrode terminal are in contact with each other. Further, since the bus bar is tightly attached, the bus bar has a structure protruding from the end face of the battery, and there is a problem that the battery module itself becomes large.

本発明は、電極端子同士の接続を、簡単な構造で、且つ、安定して確実に接続できる電池モジュールを提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the battery module which can connect the electrode terminals with a simple structure stably and reliably.

上記課題を解決するために、本願請求項1の発明の電池モジュールは、正負の電極端子を有する角形電池と、正負の前記電極端子が直列に電気接続され、複数の前記角形電池を積層した電池ブロックと、この電池ブロックの両端に配置されたエンドプレートと、この一対のエンドプレートに連結され、複数の前記角形電池を拘束する連結具とを備えた電池モジュールであって、正負の前記電極端子に当接部を設け、前記連結具の拘束力により、隣接する前記角形電池の前記当接部を当接させて前記電極端子を電気接続している。   In order to solve the above problem, a battery module according to claim 1 of the present application is a battery in which a rectangular battery having positive and negative electrode terminals and a positive and negative electrode terminal are electrically connected in series, and a plurality of the rectangular batteries are stacked. A battery module comprising a block, end plates disposed at both ends of the battery block, and a connector connected to the pair of end plates and restraining the plurality of rectangular batteries, the positive and negative electrode terminals An abutting portion is provided, and the abutting portions of the adjacent rectangular batteries are brought into contact with each other by the binding force of the coupling tool to electrically connect the electrode terminals.

本願請求項2の発明によれば、前記電極端子は、前記角形電池の上面に、前記連結具は、前記電池ブロックの両側側面にそれぞれ配置している。   According to the invention of claim 2, the electrode terminal is disposed on the upper surface of the rectangular battery, and the connector is disposed on both side surfaces of the battery block.

本願請求項3の発明によれば、前記当接部を平面形状とし、この平面形状の前記当接部が前記角型電池の積層方向に対して垂直になるように、前記電極端子を装着している。   According to the invention of claim 3 of the present application, the contact portion has a planar shape, and the electrode terminal is mounted so that the planar contact portion is perpendicular to the stacking direction of the rectangular batteries. ing.

本願請求項4の発明によれば、前記連結具が細長い板状の金属材であり、さらにこの連結具の両端は折曲加工され、この折曲部を前記エンドプレートに連結している。   According to the invention of claim 4 of the present application, the connector is an elongated plate-shaped metal material, and both ends of the connector are bent, and the bent portion is connected to the end plate.

本願請求項5の発明によれば、一方の前記電極端子を、コの字形状に形成して前記角形電池の上面から挟み込むように装着し、コの字形状の底面を除いた両側のどちらか一方の面を前記当接部とし、さらに他方の前記電極端子を、L字形状に形成して第1折曲面が前記角形電池の上面に、第2折曲面が前記角形電池の積層方向の一面側に位置するように装着し、前記第2折曲面を前記当接部としている。   According to the invention of claim 5 of the present application, one of the electrode terminals is formed in a U-shape and is mounted so as to be sandwiched from the upper surface of the rectangular battery, and either one of both sides excluding the U-shaped bottom surface. One surface is used as the abutting portion, and the other electrode terminal is formed in an L shape. The first folding surface is on the upper surface of the prismatic battery, and the second folding surface is one surface in the stacking direction of the prismatic battery. The second folding surface is used as the contact portion.

本願請求項6の発明によれば、一方の前記電極端子を、コの字形状に形成して前記角形電池の側面から挟み込むように装着し、コの字形状の底面を除いた両側のどちらか一方の面を前記当接部とし、さらに他方の前記電極端子を、L字形状に形成して第1折曲面が前記角形電池の側面に、第2折曲面が前記角形電池の積層方向の一面側に位置するように装着し、前記第2折曲面を前記当接部としている。   According to the invention of claim 6 of the present application, one of the electrode terminals is formed in a U-shape and is mounted so as to be sandwiched from the side surface of the rectangular battery, and either one of both sides excluding the U-shaped bottom surface. One surface is used as the abutting portion, and the other electrode terminal is formed in an L shape so that the first folding surface is on the side surface of the rectangular battery, and the second folding surface is one surface in the stacking direction of the rectangular battery. The second folding surface is used as the contact portion.

本願請求項7の発明によれば、正負の前記電極端子を、コの字形状に形成して前記角形電池の上面から挟み込むように装着し、コの字形状の底面を除いた両側のどちらか一方の面を前記当接部とし、前記角形電池の間に絶縁材料からなるセパレータを介在させ、このセパレータには、前記電極端子の前記当接部と隣接する前記角形電池の前記当接部とが当接できるように切欠部を形成している。   According to the invention of claim 7, the positive and negative electrode terminals are mounted in a U-shape so as to be sandwiched from the upper surface of the prismatic battery, and either one of the two sides excluding the U-shaped bottom surface. One surface is used as the contact portion, and a separator made of an insulating material is interposed between the rectangular batteries. The separator includes the contact portion of the rectangular battery adjacent to the contact portion of the electrode terminal. A notch is formed so that can contact.

本願請求項8の発明によれば、正負の前記電極端子を、コの字形状に形成して前記角形電池の側面から挟み込むように装着し、コの字形状の底面を除いた両側のどちらか一方の面を前記当接部とし、前記角形電池の間に絶縁材料からなるセパレータを介在させ、このセパレータには、前記電極端子の前記当接部と隣接する前記角形電池の前記当接部とが当接できるように切欠部を形成している。   According to the invention of claim 8 of the present application, the positive and negative electrode terminals are formed in a U-shape and mounted so as to be sandwiched from the side surface of the rectangular battery, and either one of both sides excluding the U-shaped bottom surface. One surface is used as the contact portion, and a separator made of an insulating material is interposed between the rectangular batteries. The separator includes the contact portion of the rectangular battery adjacent to the contact portion of the electrode terminal. A notch is formed so that can contact.

本願請求項9の発明によれば、前記セパレータは、前記角型電池を冷却するための空気流路を備えている。   According to the invention of claim 9 of the present application, the separator includes an air flow path for cooling the prismatic battery.

本願請求項10の発明によれば、前記エンドプレートと前記連結具との連結部分を溶着にて連結している。   According to the invention of claim 10 of the present application, the connecting portion between the end plate and the connector is connected by welding.

本願請求項11の発明によれば、前記エンドプレートと前記連結具との連結部分を螺着にて連結している。   According to the invention of claim 11 of the present application, the connecting portion between the end plate and the connector is connected by screwing.

本願請求項12の発明によれば、は請求項1から11に記載の電池モジュールを備える車両としている。   According to the twelfth aspect of the present invention, the vehicle includes the battery module according to the first to eleventh aspects.

請求項1の発明によれば、正負の電極端子に当接部を設け、連結部の拘束力により、隣接する角型電池の当接部を当接させて電極端子を電気接続しているので、バスバーを使用せずに、かつ、電池端子の複雑な加工をすることなく、拘束力で簡単かつ容易に積層する複数の角型電池の電極端子の接続を確保できる。   According to the first aspect of the present invention, the abutting portions are provided on the positive and negative electrode terminals, and the electrode terminals are electrically connected by abutting the abutting portions of the adjacent rectangular batteries by the binding force of the connecting portion. In addition, it is possible to secure the connection of the electrode terminals of a plurality of prismatic batteries that are easily and easily stacked with a binding force without using a bus bar and without complicated processing of the battery terminals.

とくに、連結具による拘束は、積層した角型電池の積層方向を強く拘束するので、電極端子の当接部同士を低抵抗な状態で電気接続ができる。また、電極端子を隣接する電極端子へ一つひとつ接続する工程がなくなり、連結具の拘束による一つの工程で全ての電極端子の電気接続ができる。さらにまた、この電池モジュールはバスバーを使わずに電気接続するので、部品費や加工費、電極端子にバスバーを取り付けるためのコストを大幅に低減することができる。   In particular, the restriction by the coupling tool strongly restricts the stacking direction of the stacked rectangular batteries, so that the contact portions of the electrode terminals can be electrically connected in a low resistance state. Further, there is no need to connect the electrode terminals to the adjacent electrode terminals one by one, and all the electrode terminals can be electrically connected in one process due to the restraint of the coupler. Furthermore, since this battery module is electrically connected without using the bus bar, it is possible to significantly reduce the parts and processing costs and the cost for attaching the bus bar to the electrode terminals.

請求項2の発明によれば、電極端子を角型電池の上面に、連結具を電池ブロックの両側面にそれぞれ配置することにより、電極端子と連結具が同一面に位置しないので、衝撃等の振動があった時の電極端子と連結具との接触を防ぎ、また前記電池ブロックを両側面から強く拘束するため、確実に安定した電気接続をおこなうことができる。   According to the second aspect of the present invention, since the electrode terminal and the connector are not located on the same surface by arranging the electrode terminal on the upper surface of the prismatic battery and the connecting device on both side surfaces of the battery block, Since the contact between the electrode terminal and the connector when there is vibration is prevented, and the battery block is strongly restrained from both side surfaces, a stable electrical connection can be reliably performed.

請求項3の発明によれば、当接部を角型電池の積層方向に対して垂直な平面形状とすることにより、当接部を点ではなく面同士で接触させることができるので、より低抵抗な状態で電極端子を安定かつ確実に電気接続することができる。また、平面部分が角型電池の積層方向に対して斜めではなく、垂直の状態となっているので、当接部同士をスムーズに面接触させることができ、より安定して確実に電極端子を電気接続できる。   According to the invention of claim 3, since the contact portion has a planar shape perpendicular to the stacking direction of the prismatic battery, the contact portion can be brought into contact with each other instead of a point. The electrode terminal can be electrically connected stably and reliably in a resistance state. In addition, since the flat portion is not inclined with respect to the stacking direction of the prismatic battery but in a vertical state, the contact portions can be brought into smooth surface contact with each other, and the electrode terminals can be more stably and reliably attached. Electrical connection is possible.

請求項4の発明によれば、連結具の形を板状にしたことで、連結具が電池モジュールの側面から突出しないフラットな形状となり、電池モジュールを収納するバッテリーボックスへの配置がしやすく、全体的にコンパクトなバッテリーボックスとすることができる。さらに、この連結具の両端を直角に折曲加工したことで、より強い拘束力で当接部同士を当接させることができ、電極端子の電気接続が確実に安定する。   According to the invention of claim 4, by making the shape of the connector into a plate shape, the connector becomes a flat shape that does not protrude from the side surface of the battery module, and is easy to arrange in the battery box that houses the battery module, The overall battery box can be made compact. Furthermore, since both ends of the coupling tool are bent at a right angle, the contact portions can be brought into contact with each other with a stronger restraining force, and the electrical connection of the electrode terminals is reliably stabilized.

請求項5の発明によれば、例えば、正の電極端子をコの字形状に、負の電極端子をL字形状にしておけば、角形電池を積層させて直列接続にした時に、隣接する角形電池同士の正負の両電極が接触することを防止することができ、確実に複数の角形電池を直列接続することができる。また、積層作業は、電池の直列接続を容易とするために、角形電池を交互に180度横回転して積層する必要があるが、正極と負極とで形状が異なっているので、組立作業での識別が簡単にでき、角形電池を確実に直列接続することができる。さらにまた、コの字形状に比べ、L字形状の電極端子のボリュームは少なくなるので、電極端子の材料費を低減することできる。   According to the invention of claim 5, for example, if the positive electrode terminal is formed in a U-shape and the negative electrode terminal is formed in an L-shape, when the square batteries are stacked and connected in series, the adjacent square shape The positive and negative electrodes of the batteries can be prevented from contacting each other, and a plurality of prismatic batteries can be reliably connected in series. In addition, in order to facilitate the series connection of the batteries, it is necessary to stack the square batteries by alternately rotating them 180 degrees laterally. However, since the shapes of the positive and negative electrodes are different, Can be easily identified, and square batteries can be reliably connected in series. Furthermore, since the volume of the L-shaped electrode terminal is smaller than that of the U-shaped, the material cost of the electrode terminal can be reduced.

請求項6の発明によれば、請求項5の発明による効果に加え、電極端子を角型電池の側面に装着しているので、電池モジュール上面の突出部がなくなりフラットな形状となるため、電極端子が上面からの衝撃を受けにくい構造とすることができる。   According to the invention of claim 6, in addition to the effect of the invention of claim 5, since the electrode terminal is mounted on the side surface of the prismatic battery, the protrusion on the upper surface of the battery module is eliminated and the electrode has a flat shape. The terminal can be structured so as not to receive an impact from the upper surface.

請求項7の発明によれば、正負の電極端子をすべてコの字の形状に形成しているので、部品の共通化がはかれ、電極端子の材質を変えるだけで加工や接続は同じ工程を利用して角型電池に装着でき、製造効率が良くなる。また、セパレータには、電極を接続させるために必要な切欠部を形成しているので、角形電池を積層させた時に、隣接する角形電池の正負のどちらかの電極の当接部が切欠部に臨んでおり、この切欠部を介して確実に複数の角形電池を直列接続することができる。   According to the seventh aspect of the present invention, since all the positive and negative electrode terminals are formed in a U-shape, the parts are shared, and the processing and connection are performed by simply changing the material of the electrode terminals. It can be used and mounted on a prismatic battery, improving the production efficiency. In addition, the separator is formed with a notch necessary for connecting the electrodes, so that when the square batteries are stacked, the contact part of either the positive or negative electrode of the adjacent square battery becomes the notch. A plurality of prismatic batteries can be reliably connected in series via the notch.

請求項8の発明によれば、正負の電極端子をすべてコの字の形状に形成しているので、部品の共通化がはかれ、電極端子の材質を変えるだけで加工や接続は同じ工程を利用して角型電池に装着でき、製造効率が良くなる。また、セパレータには、電極を接続させるために必要な切欠部を形成しているので、角形電池を積層させた時に、隣接する角形電池の正負のどちらかの電極の当接部が切欠部に臨んでおり、この切欠部を介して確実に複数の角形電池を直列接続することができる。さらにまた、電極端子を角型電池の側面に装着しているので、電池モジュール上面の突出部がなくなりフラットな形状となるため、電極端子が上面からの衝撃を受けにくい構造とすることができる。   According to the invention of claim 8, since all the positive and negative electrode terminals are formed in a U-shape, the parts are shared, and the processing and connection can be performed by simply changing the material of the electrode terminals. It can be used and mounted on a prismatic battery, improving the production efficiency. In addition, the separator is formed with a notch necessary for connecting the electrodes, so that when the square batteries are stacked, the contact part of either the positive or negative electrode of the adjacent square battery becomes the notch. A plurality of prismatic batteries can be reliably connected in series via the notch. Furthermore, since the electrode terminal is mounted on the side surface of the square battery, the protruding portion on the upper surface of the battery module is eliminated and a flat shape is obtained, so that the electrode terminal can be made less susceptible to impact from the upper surface.

請求項9の発明によれば、セパレータは、積層する電池を冷却するための空気流路を備えているので、冷却空気により積層された角形電池を効率良く冷却し、角形電池の劣化を防止することができる。   According to the ninth aspect of the invention, since the separator includes the air flow path for cooling the stacked batteries, the rectangular batteries stacked with the cooling air are efficiently cooled, and the deterioration of the rectangular batteries is prevented. be able to.

請求項10の発明によれば、エンドプレートと連結具との連結部分を溶着にて連結することにより、ネジなど突出部のない電池のモジュール構造とすることができる。   According to invention of Claim 10, it can be set as the module structure of a battery without protrusion parts, such as a screw, by connecting the connection part of an end plate and a connection tool by welding.

請求項11の発明によれば、エンドプレートと連結具との連結部分を螺着にて連結することにより、電池モジュールに問題が生じた時に、簡単に分解して調査や修理ができ、その後元の状態に戻すことができる。さらに、積層する角型電池を拘束する力の調節をネジで加減することができる。   According to the eleventh aspect of the present invention, when a problem occurs in the battery module by connecting the connecting portion between the end plate and the connector by screwing, the battery module can be easily disassembled for investigation and repair, and then It can be returned to the state. Furthermore, the adjustment of the force that restrains the stacked rectangular batteries can be adjusted with screws.

請求項12の発明によれば、上記の電池モジュールを備えた車両に利用できるので、車両本体のコストダウンをはかることができる。   According to invention of Claim 12, since it can utilize for the vehicle provided with said battery module, the cost reduction of a vehicle main body can be aimed at.

本発明の第1実施例のバッテリーボックスの外観斜視図である。1 is an external perspective view of a battery box according to a first embodiment of the present invention. 図1の上ケースを取り外し、上面から見た電池モジュール配置図である。FIG. 2 is a layout view of a battery module when the upper case of FIG. 1 is removed and viewed from above. 本発明の第1実施例の電池モジュールの外観斜視図である。It is an external appearance perspective view of the battery module of 1st Example of this invention. 図3の外観側面図である。It is an external appearance side view of FIG. 図3を分解した外観分解斜視図である。FIG. 4 is an external exploded perspective view of FIG. 3 disassembled. 本発明の第1実施例の角型電池の外観斜視図である。1 is an external perspective view of a prismatic battery according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施例のセパレータの外観斜視図である。It is an external appearance perspective view of the separator of 1st Example of this invention. 本発明の第1実施例の電池ブロックの一部外観分解斜視図である。1 is an exploded perspective view of a part of a battery block according to a first embodiment of the present invention. 図4の一部を拡大した側面断面図である。It is side surface sectional drawing to which a part of FIG. 4 was expanded. 本発明の第2実施例の角型電池の外観斜視図である。It is an external appearance perspective view of the square battery of 2nd Example of this invention. 本発明の第3実施例の角型電池の外観斜視図である。It is an external appearance perspective view of the square battery of 3rd Example of this invention. 本発明の第4実施例の角型電池の外観斜視図である。It is an external appearance perspective view of the square battery of 4th Example of this invention. 本発明の第4実施例のセパレータの外観斜視図である。It is an external appearance perspective view of the separator of 4th Example of this invention. 本発明の第4実施例の電池ブロックの一部外観分解斜視図である。It is a partial external appearance perspective view of the battery block of 4th Example of this invention. 本発明の第5実施例の角型電池の外観斜視図である。It is an external appearance perspective view of the square battery of 5th Example of this invention. 本発明の第6実施例の電池モジュールの外観斜視図である。It is an external appearance perspective view of the battery module of 6th Example of this invention. 図16の外観側面図である。It is an external appearance side view of FIG. ハイブリッドカーに電池モジュールを搭載する図である。It is a figure which mounts a battery module in a hybrid car. 電気自動車に電池モジュールを搭載する図である。It is a figure which mounts a battery module in an electric vehicle.

以下、本発明の第1実施例の形態を図1乃至図9に基づいて詳細に説明する。本発明の電池モジュールは、後述する車両に搭載され、車両を走行させるモータに電力を供給する電源に使用される。   Hereinafter, the form of 1st Example of this invention is demonstrated in detail based on FIG. 1 thru | or FIG. The battery module of the present invention is mounted on a vehicle to be described later, and is used as a power source that supplies power to a motor that drives the vehicle.

まず、車両に搭載されるバッテリーボックス31の外観斜視図を図1に示す。バッテリーボックス31は、上ケース31A、下ケース31B、両側の側面ケース31Cからなる筺体構造であり、それらのケースは、アルミ等の金属材から形成されている。バッテリーボックス31内には、電池モジュール30が収納されており、バッテリーボックス31は、これら電池モジュール30を外部からの衝撃や圧力から守っている。また、バッテリーボックス31の一方の側面31Cには、中央に冷却風の入口部32Aを一つ、入り口部31Aを挟み側面31Aの両端に、冷却風の出口部32Bをそれぞれ設け、繰り返し送風される冷却風がバッテリーボックス31内を循環して発熱する電池を冷却している。   First, an external perspective view of a battery box 31 mounted on a vehicle is shown in FIG. The battery box 31 has a housing structure composed of an upper case 31A, a lower case 31B, and side cases 31C on both sides, and these cases are formed of a metal material such as aluminum. A battery module 30 is housed in the battery box 31, and the battery box 31 protects the battery module 30 from external impacts and pressures. Further, one side 31C of the battery box 31 is provided with one cooling air inlet 32A in the center, and the cooling air outlet 32B is provided at both ends of the side 31A with the inlet 31A interposed therebetween. Cooling air circulates in the battery box 31 to cool the battery that generates heat.

次に、バッテリーボックス31の上ケース31Aを取り外し、このバッテリーボックス31を上面から見た電池モジュールの配置平面図を図2に示す。バッテリーボックス31内には、4つの電池モジュール30A、30B、30C、30Dが、角型電池10の向く方向を揃え、二行二列で配置されており、4つの電池モジュール30A、30B、30C、30Dの電池をすべて直列に接続している。まず、電池モジュール30Aと電池モジュール30Bを、電池モジュール30Cと電池モジュール30Dを同じ行に位置させて直列に接続し、その後、電池モジュール30Bと電池モジュール30Dを直列に接続している。   Next, FIG. 2 shows an arrangement plan view of the battery module when the upper case 31A of the battery box 31 is removed and the battery box 31 is viewed from above. In the battery box 31, four battery modules 30A, 30B, 30C, 30D are arranged in two rows and two columns with the direction in which the prismatic battery 10 faces, and the four battery modules 30A, 30B, 30C, All 30D batteries are connected in series. First, the battery module 30A and the battery module 30B are connected in series with the battery module 30C and the battery module 30D positioned in the same row, and then the battery module 30B and the battery module 30D are connected in series.

電池モジュール30A、30Bと電池モジュール30C、30Dとの間には、入口部32Aから流入した冷却風が流れる流入通路33が設けられている。この流入通路33に流入した冷却風は、角型電池10同士の隙間を通って、各々の角型電池10を効率良く冷却した後、バッテリーボックス31内の両側に設けられた流出通路34に流れ、出口部32Bからバッテリーボックス31外へ排出される。   Between the battery modules 30A and 30B and the battery modules 30C and 30D, an inflow passage 33 through which the cooling air flowing in from the inlet portion 32A flows is provided. The cooling air flowing into the inflow passage 33 passes through the gaps between the square cells 10 to efficiently cool each of the square cells 10 and then flows into the outflow passages 34 provided on both sides in the battery box 31. The battery is discharged from the outlet 32B to the outside of the battery box 31.

このバッテリーボックス31のうち、1つの電池モジュール30に関する外観図を図3、図4、図5に示す。図3には、1つの電池モジュール30の外観斜視図を、図4には図3の外観側面図を示し、さらに、図3を分解した外観斜視分解図を図5に示す。1つの電池モジュール30では、18個の角型電池10が積層し、直列に接続した構成をしている。さらに、図2の4つの電池モジュール30A、30B、30C、30Dの、合計72個の角型電池10をすべて直列に接続したバッテリーは、高出力バッテリーとなり、車両への電力供給をおこなう電源となる。   The external view regarding one battery module 30 among this battery box 31 is shown in FIG.3, FIG.4, FIG.5. 3 is an external perspective view of one battery module 30, FIG. 4 is an external side view of FIG. 3, and FIG. 5 is an external perspective exploded view of FIG. In one battery module 30, 18 rectangular batteries 10 are stacked and connected in series. Furthermore, a battery in which all 72 square batteries 10 of the four battery modules 30A, 30B, 30C, and 30D in FIG. 2 are connected in series becomes a high-power battery and serves as a power source for supplying power to the vehicle. .

この電池モジュール30は、正負の電極端子15、16を有する角型電池10と、セパレータ19を介して複数の角型電池10が積層した電池ブロック22と、この電池ブロック22の両端にそれぞれ配置したエンドプレート23と、この一対のエンドプレート23に連結され、電池ブロック22を拘束する連結具28を備えている。   The battery module 30 is arranged in a rectangular battery 10 having positive and negative electrode terminals 15 and 16, a battery block 22 in which a plurality of rectangular batteries 10 are stacked via a separator 19, and both ends of the battery block 22. An end plate 23 and a connector 28 connected to the pair of end plates 23 and restraining the battery block 22 are provided.

この電池モジュール30に使用する電池は、図6の外観斜視図に示すように扁平状の角形電池10であり、各面の端部を面取りしている。角型電池10は、円筒の電池よりも、単位体積当たりのエネルギー密度を高くすることができるため、省スペース小型化が求められる車両において、好ましい。また、角型電池10は、複数の角型電池10を積層するのに都合が良いように、側面11を薄くした角型の外形をしている。さらに、この角型電池10は、リチウムイオン二次電池で、重量と容積に対する容量が大きく、車両を走行させるモータを駆動する電源に適している。ただし、角型電池10には、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池、燃料電池等を使用することもできる。   The battery used for this battery module 30 is a flat rectangular battery 10 as shown in the external perspective view of FIG. 6, and the end of each surface is chamfered. The prismatic battery 10 can be made higher in energy density per unit volume than a cylindrical battery, and thus is preferable in a vehicle that requires space saving and miniaturization. Further, the square battery 10 has a square outer shape in which the side surface 11 is thin so as to be convenient for stacking a plurality of square batteries 10. Furthermore, the prismatic battery 10 is a lithium ion secondary battery that has a large capacity with respect to weight and volume, and is suitable for a power source that drives a motor that drives a vehicle. However, the prismatic battery 10 may be a nickel metal hydride battery, a nickel cadmium battery, a fuel cell, or the like.

角型電池10は、上面14の両端から少し内側に電極端面を有し、この電極端面に正負の電極端子15、16を装着し、さらに、上面14の中央にはガス排出弁17を、負の電極端子16とガス排出弁17の中間に電解液の注入口18を設けた構造をしている。   The prismatic battery 10 has electrode end surfaces slightly inside from both ends of the upper surface 14, positive and negative electrode terminals 15 and 16 are attached to the electrode end surfaces, and a gas exhaust valve 17 is provided at the center of the upper surface 14. The electrode terminal 16 and the gas discharge valve 17 are provided with an electrolyte inlet 18 between them.

正の電極端子15は、アルミニウム板をコの字形状に形成し、底面15A、第1折曲面15B、第2折曲面15Cを有しており、角型電池10の上面から挟み込むように電極端面に装着している。正の電極端子15の底面15Aは、角型電池10の上面14に、第1折曲面15Bは、角型電池10の積層方向を向く一面12側に、第2折曲面15Cは、角型電池10の積層方向を向く他面13側に位置するよう装着している。また、第1折曲面15B、第2折曲面15Cは、装着状態において、角型電池10の積層方向に対して垂直で、かつ、平面形状に形成されている。   The positive electrode terminal 15 is formed of an aluminum plate in a U shape, and has a bottom surface 15A, a first folding surface 15B, and a second folding surface 15C. The electrode end surface is sandwiched from the top surface of the prismatic battery 10. It is attached to. The bottom surface 15A of the positive electrode terminal 15 is on the top surface 14 of the prismatic battery 10, the first folding surface 15B is on the side 12 facing the stacking direction of the prismatic battery 10, and the second folding surface 15C is a prismatic battery. 10 is mounted so as to be located on the other surface 13 side facing the stacking direction. Further, the first folded curved surface 15B and the second folded curved surface 15C are formed in a planar shape that is perpendicular to the stacking direction of the prismatic battery 10 in the mounted state.

負の電極端子16は、銅板をL字形状に形成し、第1折曲面16A、第2折曲面16Bを有しており、第1折曲面16Aを角型電池10の上面14に、第2折曲面16Bを角型電池10の積層方向を向く一面12側に位置するよう装着している。また、第2折曲面16Bは、装着状態において、角型電池10の積層方向に対して垂直で、かつ、平面形状に形成されている。   The negative electrode terminal 16 is formed by forming a copper plate in an L shape, and has a first folding surface 16A and a second folding surface 16B. The first folding surface 16A is formed on the upper surface 14 of the prismatic battery 10, and the second The folding surface 16B is mounted so as to be positioned on the one surface 12 side facing the stacking direction of the prismatic battery 10. Further, the second folded curved surface 16B is formed in a planar shape that is perpendicular to the stacking direction of the prismatic batteries 10 in the mounted state.

正の電極端子15の第1折曲面15B、第2折曲面15C、及び負の電極端子16の第2折曲面16Bの形状を、角型電池10の積層方向に対して垂直で、かつ、平面形状に形成することにより、角型電池10を積層して拘束した際、正負の電極端子15、16の各折曲面をスムーズに面接触させることができる。   The first folding surface 15B, the second folding surface 15C of the positive electrode terminal 15 and the second folding surface 16B of the negative electrode terminal 16 are perpendicular to the stacking direction of the prismatic battery 10 and are flat. By forming it into a shape, when the rectangular battery 10 is stacked and restrained, the folded surfaces of the positive and negative electrode terminals 15 and 16 can be brought into smooth surface contact.

また、正の電極端子15をコの字形状に、負の電極端子16をL字形状にしているので、正極と負極の形状が異なり、角型電池10を交互に反転(180度横回転)して積層する作業において、方向性の識別が簡単にできるため、確実に角型電池10を直列接続することができる。さらにまた、コの字形状に比べ、L字形状の電極端子の材料ボリュームが少なくなるので、電極端子の材料費を低減することができる。   In addition, since the positive electrode terminal 15 has a U-shape and the negative electrode terminal 16 has an L-shape, the shapes of the positive and negative electrodes are different, and the prismatic battery 10 is inverted alternately (180 degree lateral rotation). In the stacking operation, the directionality can be easily identified, so that the square batteries 10 can be reliably connected in series. Furthermore, since the material volume of the L-shaped electrode terminal is smaller than that of the U-shaped, the material cost of the electrode terminal can be reduced.

本実施例では、正の電極端子15をコの字形状に、負の電極端子16をL字形状にしたが、正の電極端子と負の電極端子を反対の形状にすることもできる。   In this embodiment, the positive electrode terminal 15 has a U-shape and the negative electrode terminal 16 has an L-shape. However, the positive electrode terminal and the negative electrode terminal can have opposite shapes.

複数の角型電池10は、セパレータ19を介して絶縁して積層され、電池ブロック22となる。このセパレータ19の外観斜視図を図7に、電池ブロック22の一部外観分解斜視図を図8に、電池ブロック22の一部を拡大した側面断面図を図9に示す。図8で示すように、電池ブロック22は、積層する角型電池10の正負の電極端子15、16を、角型電池10の上面14において、点対称になる位置に設けて積層している。積層する角型電池10は、左右を反転、すなわち表裏を裏返し、負の電極端子16の一面12側に装着している第2折曲面16Bを、他面13側に配置換えして装着する。そうすることで、正の電極端子15の第1折曲面15B、もしくは第2折曲面15Cが、隣接する負の電極端子16の第2折曲面16Bに当接し、バスバーを使用することなく接近する正負の電極端子15、16を容易に直列接続できる。角型電池10を直列に接続することで、電池モジュール30は、出力電圧を高くできる。ただし、図示しないが、電池モジュール30は複数の角型電池10を並列、或いは、並列と直列で接続することもできる。   The plurality of prismatic batteries 10 are insulated and stacked via a separator 19 to form a battery block 22. FIG. 7 is an external perspective view of the separator 19, FIG. 8 is a partial external exploded perspective view of the battery block 22, and FIG. 9 is an enlarged side sectional view of a part of the battery block 22. As shown in FIG. 8, the battery block 22 is formed by stacking the positive and negative electrode terminals 15 and 16 of the stacked rectangular battery 10 at positions that are point-symmetric on the upper surface 14 of the rectangular battery 10. The prismatic battery 10 to be stacked is mounted by reversing the left and right sides, that is, turning the front and back, and rearranging the second folded curved surface 16B mounted on the one surface 12 side of the negative electrode terminal 16 on the other surface 13 side. By doing so, the first folding surface 15B or the second folding surface 15C of the positive electrode terminal 15 comes into contact with the second folding surface 16B of the adjacent negative electrode terminal 16 and approaches without using a bus bar. The positive and negative electrode terminals 15 and 16 can be easily connected in series. By connecting the square batteries 10 in series, the battery module 30 can increase the output voltage. However, although not shown, the battery module 30 can also connect a plurality of prismatic batteries 10 in parallel or in parallel and in series.

図7に示すセパレータ19は、絶縁材からなり、角型電池との対向面20は、角型電池10の一面12及び他面13とほぼ等しい大きさの外形をしているが、側面幅は角型電池10よりも薄くしている。セパレータ19は、隣接する角型電池10との対向面20の右端上部と左端上部にそれぞれ切欠部21A、21Bを設けてあり、図8のように、隣接する角型電池10の正負の電極端子15、16が直列に接続するのを妨げないようにしている。具体的には、図8を用いて説明すると、角型電池10(手前側)の正の電極端子15の第2折曲面15Cと、その隣の角形電池10(中央)の負の電極端子16の第2折曲面16Bとが、セパレータ20の切欠部21Aにそれぞれ臨んでいるので、角型電池10を積層した状態で、正の電極端子15の第2折曲面15Cと、負の電極端子16の第2折曲面16Bとが直接当接できるようになっている(奥側の角型電池10の負の電極端子16の第2折曲面16Bは、中央の角型電池10の正の電極端子15の第2折曲面15Bに直接当接する)。   The separator 19 shown in FIG. 7 is made of an insulating material, and the facing surface 20 facing the prismatic battery has an outer shape that is substantially equal to the one surface 12 and the other surface 13 of the prismatic battery 10, but the side surface width is It is thinner than the prismatic battery 10. The separator 19 is provided with notches 21A and 21B on the upper right end and upper left end of the surface 20 facing the adjacent prismatic battery 10, respectively, and the positive and negative electrode terminals of the adjacent prismatic battery 10 as shown in FIG. 15 and 16 are not prevented from being connected in series. Specifically, referring to FIG. 8, the second folded surface 15C of the positive electrode terminal 15 of the square battery 10 (front side) and the negative electrode terminal 16 of the adjacent square battery 10 (center) are described. Since the second folded curved surface 16B faces the cutout portion 21A of the separator 20, the second folded curved surface 15C of the positive electrode terminal 15 and the negative electrode terminal 16 are stacked in a state where the rectangular batteries 10 are stacked. The second folded curved surface 16B of the negative electrode terminal 16 of the rear square battery 10 is a positive electrode terminal of the central square battery 10. 15 is in direct contact with the second folded curved surface 15B).

一方、セパレータ19の対向面20の切欠部21Bにおいては、角型電池10(手前側)の負の電極端子16の第2折曲面16Bは、切欠部21Bには臨んでいないので、隣の角型電池10(中央)の正の電極端子15の第1折曲面15Cには当接しないようになっている。   On the other hand, in the notch 21B of the opposing surface 20 of the separator 19, the second folded curved surface 16B of the negative electrode terminal 16 of the square battery 10 (front side) does not face the notch 21B. It is made not to contact | abut to the 1st folding surface 15C of the positive electrode terminal 15 of the type | mold battery 10 (center).

さらに、セパレータ19には、対向面20に設けられた空気流路部19Aは、横に8本の凹凸加工がされている。この空気流路部19Aに、バッテリーボックス31の入口部32Aから送風される冷却風が流入通路33を介して循環し、発熱する電池を効率良く冷却している。この冷却により、積層する角型電池10の劣化を防止している。また、セパレータ19は、耐熱性で断熱性に優れ、軽量で安価なものが良い。セパレータ19は、隣接する角型電池10同士を絶縁し、断熱している。さらに、図9で示すように、積層する角型電池10の電池間距離を均一に保持する役割を果たしている。また、セパレータ19は、角型電池10の一面12、他面13とほぼ同じ大きさの対向面20に、一つの切欠部21Aだけを設けることもできたが、二つの切欠部21A、21Bを設けることによって、セパレータ19をすべて同じ形状にし、対向面20の表裏の区別をなくすことで、材料費や加工費を低減することができ、加工工程での短縮がはかれ、且つ、組立てを容易にすることができる。   Further, in the separator 19, the air flow path portion 19 </ b> A provided on the facing surface 20 is processed with eight unevennesses on the side. Cooling air blown from the inlet portion 32A of the battery box 31 circulates in the air flow path portion 19A through the inflow passage 33, thereby efficiently cooling the battery that generates heat. This cooling prevents deterioration of the stacked rectangular batteries 10. The separator 19 is preferably heat-resistant and heat-insulating, lightweight and inexpensive. The separator 19 insulates and insulates the adjacent rectangular batteries 10 from each other. Furthermore, as shown in FIG. 9, it plays the role which maintains the distance between batteries of the square battery 10 to laminate | stack. In addition, the separator 19 can be provided with only one notch 21A on the facing surface 20 having the same size as the one surface 12 and the other surface 13 of the square battery 10, but the two notches 21A and 21B are provided. By providing all the separators 19 in the same shape and eliminating the distinction between the front and back of the facing surface 20, material costs and processing costs can be reduced, processing steps can be shortened, and assembly is easy. Can be.

積層した電池ブロック22の拘束は、電池ブロック22の両端にそれぞれ設けたエンドプレート23に連結具28を両側面から連結し、連結ネジ28Bで電池の積層方向を強く締結しておこなう。エンドプレート23は樹脂材、或いはアルミ材からできており、角型電池10の形状より少し大きい。エンドプレート23には、上面24の両端より少し内側にそれぞれ溝部23Aが設けてある。また、電池と隣接しない非接触面26には、非接触面26の四隅に連結具28を連結する、へこみ部26Aがあり、そのへこみ部26Aの中心には、ネジ穴26aを設けている。さらに、電池と隣接する接触面27を凹凸に加工し、空気流路部27Aを複数設けている。この空気流路部27Aは、セパレータ19の空気流路19Aと同様に、電池を冷却する冷却風が循環する通路となっている。   The stacked battery blocks 22 are constrained by connecting the connecting tool 28 from both side surfaces to end plates 23 provided at both ends of the battery block 22 and strongly fastening the stacking direction of the batteries with connecting screws 28B. The end plate 23 is made of a resin material or an aluminum material, and is slightly larger than the shape of the prismatic battery 10. The end plate 23 is provided with groove portions 23 </ b> A slightly inside the both ends of the upper surface 24. The non-contact surface 26 that is not adjacent to the battery has a recess 26A that connects the connecting tool 28 to the four corners of the non-contact surface 26, and a screw hole 26a is provided at the center of the recess 26A. Furthermore, the contact surface 27 adjacent to the battery is processed into irregularities, and a plurality of air flow path portions 27A are provided. The air flow path portion 27A is a passage through which cooling air for cooling the battery circulates, similarly to the air flow path 19A of the separator 19.

連結具28は、細長い板状の金属材からなり、両端には直角に折曲加工された折曲部28Aを形成している。連結具28を細長い板状にすることで、電池ブロック22の側面をフラットな形状にすることができ、電池モジュール30を収納するバッテリーボックス31への配置がしやすくなり、全体的にバッテリーボックス31をコンパクトにすることができる。また、折曲部28Aを直角に折曲加工したことで、角型電池10の積層方向に対し、より強い拘束力で拘束することができるため、電極端子15、16の各折曲面同士を強く当接させることができる。折曲部28Aには、ネジ穴28aが設けられている。電池ブロック22とエンドプレート23を接続し、積層する角型電池10の第1の側面11Aの上下に、2本の連結具28が平行に位置するように配置し、連結具28の折曲部28Aと、エンドプレート23のへこみ部26Aを連結した連結部29のネジ穴28a、26aに、連結ネジ28Bをねじ込み、螺着して拘束する。角型電池10の第2の側面11Bでも同様に、第2の側面11Bに、2本の連結具28が平行に位置するように配置し、連結具28の折曲部28Aと、エンドプレート23のへこみ部26Aを連結した連結部29のネジ穴28a、26aに、連結ネジ28Bをねじ込み、螺着して拘束する。この螺着の力の強弱により、積層する角型電池10の拘束力を自由に調整することができる。   The connector 28 is made of an elongated plate-like metal material, and has bent portions 28A that are bent at right angles at both ends. By forming the connector 28 in the shape of an elongated plate, the side surface of the battery block 22 can be made flat, facilitating placement in the battery box 31 that houses the battery module 30, and the battery box 31 as a whole. Can be made compact. In addition, since the bent portion 28A is bent at a right angle, it can be restrained with a stronger restraining force in the stacking direction of the prismatic battery 10, so that the bent surfaces of the electrode terminals 15 and 16 are strongly connected to each other. It can be made to contact. A screw hole 28a is provided in the bent portion 28A. The battery block 22 and the end plate 23 are connected and arranged so that the two connecting tools 28 are positioned in parallel above and below the first side surface 11A of the rectangular battery 10 to be stacked. The connecting screw 28B is screwed into the screw holes 28a, 26a of the connecting portion 29 connecting the 28A and the recessed portion 26A of the end plate 23, and is restrained by screwing. Similarly, the second side surface 11B of the prismatic battery 10 is also arranged so that the two coupling tools 28 are positioned in parallel on the second side surface 11B, and the bent portion 28A of the coupling tool 28 and the end plate 23 are arranged. The connecting screw 28B is screwed into the screw holes 28a, 26a of the connecting portion 29 to which the indented portion 26A is connected, and is restrained by screwing. The binding force of the stacked rectangular batteries 10 can be freely adjusted by the strength of the screwing force.

さらに、電池モジュールに何らかの問題が生じた時には、簡単に分解して調査や修理ができ、その後、また元の状態に戻すことができる。また、電極端子を角型電池の上面に、連結具を電池ブロックの両側面にそれぞれ配置することにより、電極端子と連結具が同一面に位置しないので、衝撃等の振動があった時の電極端子と連結具との接触を防ぐことができ、また前記電池ブロックを両側面から強く拘束することで、確実に安定した電気接続をおこなうことができる。ただし、電池ブロックを拘束する連結具は、配置箇所や連結具の数を変更することもできる。   Furthermore, when any problem occurs in the battery module, it can be easily disassembled for investigation and repair, and then returned to its original state. Also, by arranging the electrode terminal on the upper surface of the square battery and the connector on both sides of the battery block, the electrode terminal and the connector are not located on the same surface, so the electrode when there is vibration such as impact Contact between the terminal and the connector can be prevented, and the battery block is strongly restrained from both side surfaces, so that stable electrical connection can be reliably performed. However, the connection tool that restrains the battery block can be changed in the number of arrangement places and the connection tool.

連結具28による拘束は、積層した角型電池10の積層方向を強く拘束するので、正の電極端子15の第1折曲面15Cと、負の電極端子16の第2折曲面16Bを面同士で当接させることができ、低抵抗な状態で電気接続ができる。また、電極端子を隣接する電極端子へ一つひとつ接続する工程がなくなり、連結具28の拘束による一つの工程で、全ての正負の電極端子15、16の電気接続ができる。さらにまた、この電池モジュール30A、30B、30C、30Dは、バスバーを使わずに電気接続するので、部品費や加工費、及び電極端子にバスバーを取り付けるため、作業のコストを大幅に低減することができる。さらにまた、連結具により強く拘束できる電池モジュールでは、当接する正負の電極端子の折曲面間に、電圧検出リード線を挟み込むこともできる。   Since the restraint by the connector 28 strongly restrains the stacking direction of the stacked prismatic batteries 10, the first folding surface 15C of the positive electrode terminal 15 and the second folding surface 16B of the negative electrode terminal 16 are face to face. They can be brought into contact with each other and can be electrically connected in a low resistance state. Further, there is no need to connect the electrode terminals to the adjacent electrode terminals one by one, and all the positive and negative electrode terminals 15 and 16 can be electrically connected in one process due to the restraint of the coupler 28. Furthermore, since the battery modules 30A, 30B, 30C, and 30D are electrically connected without using the bus bar, the cost of work can be greatly reduced because the bus bar is attached to the parts and processing costs and the electrode terminals. it can. Furthermore, in the battery module that can be strongly restrained by the coupling tool, the voltage detection lead wire can be sandwiched between the bent surfaces of the positive and negative electrode terminals that contact each other.

次に、本発明の第2実施形態を図10に基づいて以下に説明する。尚、第1実施形態と同一部品については、同一番号を付して説明を省略する。   Next, a second embodiment of the present invention will be described below based on FIG. In addition, about the same component as 1st Embodiment, the same number is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

第2実施例では、第1実施例で述べた角型電池10の正負の電極端子15、16の装着位置を変更している。第2実施例における角型電池10は、電極端面を側面11に設けている。この角型電池の外観斜視図を図10に示す。   In the second embodiment, the mounting positions of the positive and negative electrode terminals 15 and 16 of the prismatic battery 10 described in the first embodiment are changed. In the prismatic battery 10 in the second embodiment, the electrode end face is provided on the side face 11. An external perspective view of this square battery is shown in FIG.

正の電極端子15は、角型電池10の側面11Aから挟み込むように電極端面に装着している。正の電極端子15の底面15Aは、角型電池10の側面11Aに、第1折曲面15Bは、角型電池10の積層方向を向く一面12側に、第2折曲面15Cは、角型電池10の積層方向を向く他面13側に位置するよう装着している。   The positive electrode terminal 15 is attached to the electrode end surface so as to be sandwiched from the side surface 11A of the prismatic battery 10. The bottom surface 15A of the positive electrode terminal 15 is on the side surface 11A of the prismatic battery 10, the first folding surface 15B is on the side 12 facing the stacking direction of the prismatic battery 10, and the second folding surface 15C is on the prismatic battery. 10 is mounted so as to be located on the other surface 13 side facing the stacking direction.

負の電極端子16は、第1折曲面16Aを角型電池10の側面11Bに、第2折曲面16Bを角型電池10の積層方向を向く一面12側に位置するよう装着している。   The negative electrode terminal 16 is mounted so that the first folding surface 16A is positioned on the side surface 11B of the prismatic battery 10 and the second folding surface 16B is positioned on the one surface 12 side facing the stacking direction of the prismatic battery 10.

正の電極端子15の第1折曲面15B、第2折曲面15C、及び負の電極端子16の第2折曲面16Bの形状を、角型電池10の積層方向に対して垂直で、かつ、平面形状に形成することにより、角型電池10を積層して拘束した際、正負の電極端子15、16の各折曲面をスムーズに面接触させることができる。また、正負の電極端子15、16を角型電池10の側面11に装着しているので、電池モジュール30の上面の突出部がなくなりフラットな形状となるため、正負の電極端子が上面からの衝撃を受けにくい構造とすることができる。   The first folding surface 15B, the second folding surface 15C of the positive electrode terminal 15 and the second folding surface 16B of the negative electrode terminal 16 are perpendicular to the stacking direction of the prismatic battery 10 and are flat. By forming it into a shape, when the rectangular battery 10 is stacked and restrained, the folded surfaces of the positive and negative electrode terminals 15 and 16 can be brought into smooth surface contact. Further, since the positive and negative electrode terminals 15 and 16 are attached to the side surface 11 of the prismatic battery 10, there is no protrusion on the upper surface of the battery module 30, and the flat shape is obtained. It is possible to make the structure difficult to receive.

次に、本発明の第3実施形態を図11に基づいて以下に説明する。尚、第1実施形態と同一部品については、同一番号を付して説明を省略する。   Next, a third embodiment of the present invention will be described below based on FIG. In addition, about the same component as 1st Embodiment, the same number is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

第3実施例では、第1実施例で述べた角型電池10の正負の電極端子15、16の装着位置を変更している。この角型電池の外観斜視図を図11に示す。   In the third embodiment, the mounting positions of the positive and negative electrode terminals 15 and 16 of the prismatic battery 10 described in the first embodiment are changed. FIG. 11 shows an external perspective view of this square battery.

正の電極端子15を、実施例1で装着したときとは上下を逆にして、底面15Aを角型電池10の上面14の電極端面に装着している。   The positive electrode terminal 15 is mounted upside down on the electrode end surface of the upper surface 14 of the prismatic battery 10 with the upper and lower sides reversed from that in the first embodiment.

負の電極端子16も同様に、実施例1で装着したときとは上下を逆にして、第1折曲面16Aを角型電池10の上面14の電極端面に装着している。   Similarly, the negative electrode terminal 16 is mounted upside down on the electrode end surface of the upper surface 14 of the prismatic battery 10, with the first folded curved surface 16 </ b> A turned upside down when mounted in the first embodiment.

正の電極端子15の第1折曲面15B、第2折曲面15C、及び負の電極端子16の第2折曲面16Bの形状を、角型電池10の積層方向に対して垂直で、かつ、平面形状に形成することにより、角型電池10を積層して拘束した際、正負の電極端子15、16の各折曲面をスムーズに面接触させることができる。このように、当接部が平面形状であれば、連結具28による強い拘束がおこなえるので、当接部となる電極端子の装着部分の配置は、変更することができる。   The first folding surface 15B, the second folding surface 15C of the positive electrode terminal 15 and the second folding surface 16B of the negative electrode terminal 16 are perpendicular to the stacking direction of the prismatic battery 10 and are flat. By forming it into a shape, when the rectangular battery 10 is stacked and restrained, the folded surfaces of the positive and negative electrode terminals 15 and 16 can be brought into smooth surface contact. As described above, if the contact portion is planar, strong restraint by the coupling tool 28 can be performed, so that the arrangement of the mounting portion of the electrode terminal serving as the contact portion can be changed.

ただし、図示しないが、この電池モジュール30に使用するセパレータは、角型電池10の一面12、他面13と同じ大きさで、角型電池10の側面11を薄くしたものにしても良い。そうすることにより、実施形態1のように、セパレータはすべて同じ形状なるので、対向面20の表裏の区別をなくすことができ、材料費や加工費を低減することができる。さらに、セパレータに切欠部を設けなくてよくなるので、第1実施形態よりも加工工程での短縮がはかれ、且つ、組立てを容易にすることができる。   However, although not shown, the separator used in the battery module 30 may be the same size as the one surface 12 and the other surface 13 of the prismatic battery 10 and the side surface 11 of the prismatic battery 10 may be thin. By doing so, since all the separators have the same shape as in the first embodiment, it is possible to eliminate the distinction between the front and back surfaces of the facing surface 20, and to reduce material costs and processing costs. Furthermore, since it is not necessary to provide a notch in the separator, the processing steps can be shortened compared to the first embodiment, and assembly can be facilitated.

次に、本発明の第4実施形態を図12乃至図14に基づいて以下に説明する。尚、第1実施形態と同一部品については同一番号を付して説明を省略する。   Next, a fourth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

この電池モジュール30は、正負の電極端子15、35を有する角型電池10と、セパレータ36を介して複数の角型電池10が積層した電池ブロック39と、この電池ブロック39の両端にそれぞれ配置したエンドプレート23と、この一対のエンドプレート23に連結され、電池ブロック39を拘束する連結具28を備えている。   The battery module 30 includes a prismatic battery 10 having positive and negative electrode terminals 15 and 35, a battery block 39 in which a plurality of prismatic batteries 10 are stacked via separators 36, and both ends of the battery block 39. An end plate 23 and a connector 28 connected to the pair of end plates 23 and restraining the battery block 39 are provided.

第4実施例では、第1実施例で述べた角型電池10の負の電極端子16の形状を変更し、それに伴って、セパレータ19の形状を変更している。この角型電池の外観斜視図を図12に、セパレータの外観斜視図を図13に、電池ブロックの一部外観分解斜視図を図14に示す。   In the fourth embodiment, the shape of the negative electrode terminal 16 of the prismatic battery 10 described in the first embodiment is changed, and the shape of the separator 19 is changed accordingly. FIG. 12 is an external perspective view of this rectangular battery, FIG. 13 is an external perspective view of the separator, and FIG. 14 is a partial external exploded perspective view of the battery block.

図12に示すように、負の電極端子35は、銅板をコの字形状に形成し、底面35A、第1折曲面35B、第2折曲面35Cを有しており、角型電池10の上面から挟み込むように電極端面に装着している。負の電極端子35の底面35Aは、角型電池10の上面14に、第1折曲面35Bは、角型電池10の積層方向を向く一面12側に、第2折曲面35Cは、角型電池10の積層方向を向く他面13側に位置するよう装着している。また、第1折曲面35B、第2折曲面35Cは、装着状態において、角型電池10の積層方向に対して垂直で、かつ、平面形状に形成されている。また、この電池モジュール30では、正負の電極端子15、35をすべてコの字の形状に形成しているので、部品の共通化がはかれ、電極端子の材質を変えるだけで加工や接続は同じ工程を利用して角型電池10に装着でき、製造効率が良くなる。   As shown in FIG. 12, the negative electrode terminal 35 is formed by forming a copper plate in a U shape, and has a bottom surface 35 </ b> A, a first folding surface 35 </ b> B, and a second folding surface 35 </ b> C. It is attached to the end face of the electrode so as to be sandwiched between. The bottom surface 35A of the negative electrode terminal 35 is on the top surface 14 of the prismatic battery 10, the first folding surface 35B is on the side 12 facing the stacking direction of the prismatic battery 10, and the second folding surface 35C is a prismatic battery. 10 is mounted so as to be located on the other surface 13 side facing the stacking direction. Further, the first folding surface 35B and the second folding surface 35C are formed in a planar shape that is perpendicular to the stacking direction of the prismatic battery 10 in the mounted state. Moreover, in this battery module 30, since all the positive and negative electrode terminals 15 and 35 are formed in a U-shape, the parts are shared, and the processing and connection are the same only by changing the material of the electrode terminals. The process can be used to attach the prismatic battery 10 to improve manufacturing efficiency.

正負の電極端子15、35をすべてコの字形状に形成したことにより、第1実施例のセパレータ19を、図13に示すセパレータ36の形状に変更している。このセパレータ36は、絶縁材からなり、角型電池との対向面37は、角型電池10の一面12及び他面13とほぼ等しい大きさの外形をしているが、側面幅は角型電池10よりも薄くしている。セパレータ36は、隣接する角型電池10との対向面37の右端上部に切欠部38を設けており、図14のように、隣接する角型電池10の正負の電極端子15、35が直列に接続するようにしている。   Since all the positive and negative electrode terminals 15 and 35 are formed in a U shape, the separator 19 of the first embodiment is changed to the shape of the separator 36 shown in FIG. The separator 36 is made of an insulating material, and the surface 37 facing the square battery has an outer shape that is almost equal to the one surface 12 and the other surface 13 of the square battery 10, but the side width is square battery. It is thinner than 10. The separator 36 is provided with a notch 38 at the upper right end of the surface 37 facing the adjacent prismatic battery 10, and the positive and negative electrode terminals 15 and 35 of the adjacent prismatic battery 10 are connected in series as shown in FIG. I try to connect.

図14の電池ブロック39は、積層する角型電池10の正負の電極端子15、35を、角型電池10の上面14において、点対称になる位置に設けて積層している。また、積層する角型電池10に介在させるセパレータ36も点対称になるように、セパレータ36を左右反転、すなわち表裏を裏返して介在させている。そうすることで、正の電極端子15の第2折曲面15Cが、隣接する負の電極端子35の第2折曲面35Cに当接し、バスバーを使用することなく接近する正負の電極端子15、35を容易に直列接続できる。   In the battery block 39 of FIG. 14, the positive and negative electrode terminals 15 and 35 of the prismatic battery 10 to be stacked are provided on the upper surface 14 of the prismatic battery 10 at positions that are point-symmetric. Further, the separator 36 is reversed left and right, that is, the front and back are turned over so that the separator 36 interposed in the stacked rectangular batteries 10 is also point-symmetric. By doing so, the second folded curved surface 15C of the positive electrode terminal 15 abuts on the second folded curved surface 35C of the adjacent negative electrode terminal 35, and the positive and negative electrode terminals 15 and 35 approaching without using a bus bar. Can be easily connected in series.

具体的には、図14を用いて説明すると、角型電池10(手前側)の正の電極端子15の第2折曲面15Cと、その隣の角形電池10(中央)の負の電極端子35の第2折曲面35Cとが、セパレータ36の切欠部38にそれぞれ臨んでいるので、角型電池10を積層した状態で、正の電極端子15の第2折曲面15Cと、負の電極端子35の第2折曲面35Cとが直接当接できるようになっている(奥側の角型電池10の負の電極端子35の第2折曲面35Bは、中央の角型電池10の正の電極端子15の第1折曲面15Bに直接当接する)。   Specifically, referring to FIG. 14, the second folding surface 15C of the positive electrode terminal 15 of the square battery 10 (front side) and the negative electrode terminal 35 of the adjacent square battery 10 (center) are described. Since the second folded curved surface 35C faces the notch 38 of the separator 36, the second folded curved surface 15C of the positive electrode terminal 15 and the negative electrode terminal 35 are stacked in the state where the rectangular batteries 10 are stacked. (The second folded curved surface 35B of the negative electrode terminal 35 of the back side square battery 10 is the positive electrode terminal of the central square battery 10). 15 directly contacts the first folding surface 15B).

一方、セパレータ36の対向面37においては、角型電池10(手前側)の負の電極端子35の第2折曲面35Cと隣の角型電池10(中央)の正の電極端子15の第2折曲面15Cとの間には、セパレータ36が介在しているので、このセパレータ36によって、第2折曲面35Cと第2折曲面15Cとの接続を妨げ、当接しないようにしている。さらに、セパレータ36には、対向面37に設けられた空気流路部36Aは、横に複数の凹凸加工がされている。この空気流路部36Aに、バッテリーボックス31の入口部32Aから送風される冷却風が流入通路33を介して循環し、発熱する電池を効率良く冷却している。この冷却により、積層する角型電池10の劣化を防止している。また、セパレータ36は、耐熱性で断熱性に優れ、軽量で安価なものが良い。セパレータ36は、隣接する角型電池10同士を絶縁し、断熱している。   On the other hand, on the facing surface 37 of the separator 36, the second folded surface 35C of the negative electrode terminal 35 of the square battery 10 (front side) and the second of the positive electrode terminal 15 of the adjacent square battery 10 (center). Since the separator 36 is interposed between the folding surface 15C, the separator 36 prevents the second folding surface 35C and the second folding surface 15C from being connected and does not come into contact with each other. Further, in the separator 36, the air flow path portion 36 </ b> A provided on the facing surface 37 is subjected to a plurality of uneven processes on the side. Cooling air blown from the inlet portion 32A of the battery box 31 circulates in the air flow path portion 36A through the inflow passage 33, thereby efficiently cooling the battery that generates heat. This cooling prevents deterioration of the stacked rectangular batteries 10. Further, the separator 36 is preferably heat-resistant and heat-insulating, lightweight and inexpensive. The separator 36 insulates and insulates adjacent rectangular batteries 10 from each other.

このように、角型電池10を直列に接続することで、電池モジュール30は、出力電圧を高くできる。ただし、図示しないが、電池モジュール30は複数の角型電池10を並列、或いは、並列と直列で接続することもできる。   Thus, the battery module 30 can make output voltage high by connecting the square battery 10 in series. However, although not shown, the battery module 30 can also connect a plurality of prismatic batteries 10 in parallel or in parallel and in series.

次に、本発明の第5実施形態を図15に基づいて以下に説明する。尚、第1実施形態、及び第4実施形態と同一部品については同一番号を付して説明を省略する。   Next, a fifth embodiment of the present invention will be described below based on FIG. The same parts as those in the first embodiment and the fourth embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

第5実施例では、第4実施例で述べた角型電池10の正負の電極端子15、35の装着位置を変更している。第5実施例における角型電池10は、電極端面を側面11に設けてある。この角型電池の外観斜視図を図15に示す。   In the fifth embodiment, the mounting positions of the positive and negative electrode terminals 15 and 35 of the prismatic battery 10 described in the fourth embodiment are changed. The prismatic battery 10 in the fifth embodiment has electrode end surfaces provided on the side surface 11. An external perspective view of this square battery is shown in FIG.

正の電極端子15は、角型電池10の側面11Aから挟み込むように電極端面に装着している。正の電極端子15の底面15Aは、角型電池10の側面11Aに、第1折曲面15Bは、角型電池10の積層方向を向く一面12側に、第2折曲面15Cは、角型電池10の積層方向を向く他面13側に位置するよう装着している。   The positive electrode terminal 15 is attached to the electrode end surface so as to be sandwiched from the side surface 11A of the prismatic battery 10. The bottom surface 15A of the positive electrode terminal 15 is on the side surface 11A of the prismatic battery 10, the first folding surface 15B is on the side 12 facing the stacking direction of the prismatic battery 10, and the second folding surface 15C is on the prismatic battery. 10 is mounted so as to be located on the other surface 13 side facing the stacking direction.

負の電極端子35も同様に、角型電池10の側面11Bから挟み込むように電極端面に装着している。負の電極端子35の底面35Aは、角型電池10の側面11Bに、第1折曲面35Bは、角型電池10の積層方向を向く一面12側に、第2折曲面35Cは、角型電池10の積層方向を向く他面13側に位置するよう装着している。   Similarly, the negative electrode terminal 35 is attached to the electrode end surface so as to be sandwiched from the side surface 11B of the prismatic battery 10. The bottom surface 35A of the negative electrode terminal 35 is on the side surface 11B of the prismatic battery 10, the first folding surface 35B is on the side 12 facing the stacking direction of the prismatic battery 10, and the second folding surface 35C is square battery. 10 is mounted so as to be located on the other surface 13 side facing the stacking direction.

正の電極端子15の第1折曲面15B、第2折曲面15C、及び負の電極端子35の第1折曲面35B、第2折曲面35Cの形状を、角型電池10の積層方向に対して垂直で、かつ、平面形状に形成することにより、角型電池10を積層して拘束した際、正負の電極端子15、35の各折曲面をスムーズに面接触させることができる。また、正負の電極端子15、35を角型電池10の側面11に装着しているので、電池モジュール30の上面の突出部がなくなりフラットな形状となるため、正負の電極端子が上面からの衝撃を受けにくい構造とすることができる。   The shapes of the first folding surface 15B and the second folding surface 15C of the positive electrode terminal 15 and the first folding surface 35B and the second folding surface 35C of the negative electrode terminal 35 are defined with respect to the stacking direction of the prismatic battery 10. By forming the prismatic battery 10 in a vertical and planar shape, the folded surfaces of the positive and negative electrode terminals 15 and 35 can be brought into smooth surface contact when the rectangular battery 10 is stacked and restrained. Further, since the positive and negative electrode terminals 15 and 35 are attached to the side surface 11 of the prismatic battery 10, there is no protrusion on the upper surface of the battery module 30, and the flat shape is obtained. It is possible to make the structure difficult to receive.

また、この角型電池10を用いた電池モジュールでは、正負の電極端子15、35をすべてコの字の形状に形成しているので、部品の共通化がはかれ、電極端子の材質を変えるだけで加工や接続は同じ工程を利用して角型電池10に装着でき、製造効率が良くなる。   Further, in the battery module using this square battery 10, since the positive and negative electrode terminals 15 and 35 are all formed in a U-shape, the parts are shared and only the material of the electrode terminals is changed. Thus, processing and connection can be mounted on the prismatic battery 10 using the same process, and the manufacturing efficiency is improved.

次に、本発明の第6実施形態を図16及び図17に基づいて以下に説明する。尚、第1実施形態と同一部品については同一番号を付して説明を省略する。   Next, a sixth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

第6実施形態では、第1実施形態の連結具28の連結部29の連結方法をネジ28Bによる螺着から溶着に変更している。図16には、第6実施形態の電池モジュール30の外観斜視図を、図17には図16の外観側面図を示す。   In 6th Embodiment, the connection method of the connection part 29 of the connection tool 28 of 1st Embodiment is changed from the screwing by the screw 28B to welding. 16 is an external perspective view of the battery module 30 of the sixth embodiment, and FIG. 17 is an external side view of FIG.

第6実施形態の電池モジュール30は、正負の電極端子15、16を有する角型電池10と、セパレータ19を介して複数の角型電池10が積層した電池ブロック22と、この電池ブロック22の両端にそれぞれ配置したエンドプレート40と、この一対のエンドプレート40に連結され、電池ブロック22を拘束する連結具45と連結バー46とを備えている。   The battery module 30 of the sixth embodiment includes a prismatic battery 10 having positive and negative electrode terminals 15 and 16, a battery block 22 in which a plurality of prismatic batteries 10 are stacked via separators 19, and both ends of the battery block 22. Are provided with an end plate 40, a connector 45 connected to the pair of end plates 40 and restraining the battery block 22, and a connecting bar 46.

積層した電池ブロック22の拘束は、電池ブロック22の両端にそれぞれ設けたエンドプレート40に連結具45を両側面から連結した連結部47に、さらに、連結バー46を溶着して連結し、電池の積層方向を強く締結しでおこなう。   The battery blocks 22 that are stacked are constrained by connecting the connection bars 46 to the end portions 40 provided at both ends of the battery block 22 from both sides, and further connecting the connection bars 46 by welding. This is done by strongly fastening the stacking direction.

エンドプレート40は樹脂材、或いはアルミ材からできており、角型電池10の形状より少し大きい。エンドプレート40には、上面41の両端より少し内側にそれぞれ溝部40Aが設けてある。また、電池と隣接しない非接触面43には、非接触面43の四隅に連結具45を連結する、へこみ部43Aを設けている。さらに、電池と隣接する接触面44を凹凸に加工し、空気流路部44Aを複数設けている。この空気流路部44Aは、セパレータ19の空気流路19Aと同様に、電池を冷却する冷却風が循環する通路となっている。   The end plate 40 is made of a resin material or an aluminum material, and is slightly larger than the shape of the prismatic battery 10. The end plate 40 is provided with grooves 40 </ b> A slightly inside the both ends of the upper surface 41. In addition, the non-contact surface 43 that is not adjacent to the battery is provided with a dent portion 43 </ b> A that connects the connector 45 to the four corners of the non-contact surface 43. Furthermore, the contact surface 44 adjacent to the battery is processed into irregularities, and a plurality of air flow path portions 44A are provided. Similar to the air flow path 19A of the separator 19, the air flow path portion 44A serves as a passage through which cooling air for cooling the battery circulates.

連結具45は、細長い板状の金属材からなり、両端には直角に折曲加工された折曲部45Aを形成している。連結具45を細長い板状にすることで、電池ブロック22の側面をフラットな形状にすることができ、電池モジュール30を収納するバッテリーボックス31への配置がしやすくなり、全体的にバッテリーボックス31をコンパクトにすることができる。また、折曲部45Aを直角に折曲加工したことで、角型電池10の積層方向に対し、より強い拘束力で拘束することができるため、電極端子15、16の各折曲面同士を強く当接させることができる。連結バー46は、細長い板状の金属材からなり、長さはエンドプレート40の上面の長さに等しい。   The connector 45 is made of an elongated plate-like metal material, and has bent portions 45A that are bent at right angles at both ends. By forming the connector 45 in the shape of a long and narrow plate, the side surface of the battery block 22 can be made flat, and the battery module 31 can be easily placed in the battery box 31 that houses the battery module 30. Can be made compact. In addition, since the bent portion 45A is bent at a right angle, it can be restrained with a stronger restraining force in the stacking direction of the prismatic battery 10, so that the bent surfaces of the electrode terminals 15 and 16 are strongly connected to each other. It can be made to contact. The connecting bar 46 is made of an elongated plate-like metal material, and its length is equal to the length of the upper surface of the end plate 40.

電池ブロック22とエンドプレート40を接続し、積層する角型電池10の第1の側面11Aの上下に、2本の連結具45が平行に位置するように配置し、連結具45の折曲部45Aと、エンドプレート40のへこみ部43Aを連結する。一方、積層する角型電池10の第2の側面11Bも同様に、側面11Bの上下に、2本の連結具45が平行に位置するように配置し、連結具45の折曲部45Aと、エンドプレート40のへこみ部43Aを連結する。さらに、折曲部45Aとへこみ部43Aが連結した連結部47に、連結バー46を、エンドプレート40の上下に、2本の連結バー46が平行に位置するように配置して連結した連結部47を、溶着して拘束している。エンドプレート40と連結具45との連結部47を溶着にて連結することにより、ネジなど突出部のない電池のモジュール構造とすることができる。また、ネジの材料費の削減はかれ、さらに、エンドプレートや連結具にネジ穴を設けなくてよくなるので、工程数を減らすことができ、生産性が良くなる。   The battery block 22 and the end plate 40 are connected and arranged so that the two connecting tools 45 are positioned in parallel above and below the first side surface 11A of the rectangular battery 10 to be stacked. 45A and the recessed part 43A of the end plate 40 are connected. On the other hand, the second side surface 11B of the stacked prismatic battery 10 is similarly arranged so that the two coupling tools 45 are positioned in parallel above and below the side surface 11B, and the bent portion 45A of the coupling tool 45, The dent 43A of the end plate 40 is connected. Further, the connecting portion 47 is connected to the connecting portion 47 where the bent portion 45A and the indented portion 43A are connected, and the connecting bar 46 is arranged above and below the end plate 40 so that the two connecting bars 46 are positioned in parallel. 47 is welded and restrained. By connecting the connecting portion 47 between the end plate 40 and the connecting tool 45 by welding, a battery module structure without a protruding portion such as a screw can be obtained. Further, the material cost of the screw can be reduced, and further, since it is not necessary to provide a screw hole in the end plate or the connecting tool, the number of steps can be reduced and the productivity is improved.

また、電極端子を角型電池の上面に、連結具や連結バーを電池ブロックの側面にそれぞれ配置することにより、電極端子と連結具や連結バーが同一面に位置しないので、衝撃等の振動があった時の電極端子と連結具や連結バーとの接触を防ぐことができ、また前記電池ブロックを連結具で両側面から強く拘束することで、確実に安定した電気接続をおこなうことができる。   In addition, by arranging the electrode terminal on the upper surface of the square battery and the connecting tool and connecting bar on the side surface of the battery block, the electrode terminal and the connecting tool and connecting bar are not located on the same surface, so that vibration such as impact is not generated. The contact between the electrode terminal and the connecting tool or connecting bar can be prevented, and the battery block is strongly restrained from both sides by the connecting tool, so that stable electrical connection can be reliably performed.

連結具45による拘束は、積層した角型電池10の積層方向を強く拘束するので、正の電極端子15の第1折曲面15B、もしくは第2折曲面15Cを、負の電極端子16の第2折曲面16Bを面同士で当接させることができ、低抵抗な状態で電気接続ができる。また、電極端子を隣接する電極端子へ一つひとつ接続する工程がなくなり、連結具45の拘束による一つの工程で、全ての正負の電極端子15、16の電気接続ができる。さらにまた、この電池モジュール30A、30B、30C、30Dは、バスバーを使わずに電気接続するので、部品費や加工費、及び電極端子にバスバーを取り付けるための、作業コストを大幅に低減することができる。   Since the restraint by the connector 45 strongly restrains the stacking direction of the stacked rectangular batteries 10, the first folding surface 15 B or the second folding surface 15 C of the positive electrode terminal 15 is replaced with the second folding surface 15 C of the negative electrode terminal 16. The folding surface 16B can be brought into contact with each other, and electrical connection can be made in a low resistance state. Further, there is no need to connect the electrode terminals to the adjacent electrode terminals one by one, and all the positive and negative electrode terminals 15 and 16 can be electrically connected in one process due to the restraint of the connector 45. Furthermore, since the battery modules 30A, 30B, 30C, and 30D are electrically connected without using a bus bar, the cost of parts and processing, and the work cost for attaching the bus bar to the electrode terminal can be greatly reduced. it can.

以上の電池モジュールは、車載用のバッテリシステムとして利用できる。電源装置を搭載する車両としては、エンジンとモータの両方で走行するハイブリッドカーやプラグインハイブリッドカー、あるいはモータのみで走行する電気自動車などの電動車両が利用でき、これらの車両の電源として使用される。   The battery module described above can be used as an in-vehicle battery system. As a vehicle equipped with a power supply device, an electric vehicle such as a hybrid car or a plug-in hybrid car that runs with both an engine and a motor, or an electric car that runs only with a motor can be used, and it is used as a power source for these vehicles. .

図18に、エンジンとモータの両方で走行するハイブリッドカーに電源装置を搭載する例を示す。この図に示す電源装置を搭載した車両HVは、車両HVを走行させるエンジン51及び走行用のモータ48と、モータ48に電力を供給する電池モジュール30を備えたバッテリシステム52Aと、バッテリシステム52Aの電池を充電する発電機49とを備えている。バッテリシステム52Aは、DC/ACインバータ50を介してモータ48と発電機49に接続している。車両HVは、バッテリシステム52Aの電池モジュール30を充放電しながらモータ48とエンジン51の両方で走行する。モータ48は、エンジン効率の悪い領域、たとえば加速時や低速走行時に駆動されて車両を走行させる。モータ46は、バッテリシステム52Aから電力が供給されて駆動する。発電機49は、エンジン51で駆動され、あるいは車両にブレーキをかけるときの回生制動で駆動されて、バッテリシステム52Aの電池を充電する。   FIG. 18 shows an example in which a power supply device is mounted on a hybrid car that runs with both an engine and a motor. A vehicle HV equipped with the power supply device shown in this figure includes an engine 51 for traveling the vehicle HV, a motor 48 for traveling, a battery system 52A including a battery module 30 for supplying electric power to the motor 48, and a battery system 52A. And a generator 49 for charging the battery. The battery system 52 </ b> A is connected to the motor 48 and the generator 49 via the DC / AC inverter 50. The vehicle HV travels by both the motor 48 and the engine 51 while charging / discharging the battery module 30 of the battery system 52A. The motor 48 is driven to drive the vehicle when the engine efficiency is low, for example, during acceleration or low-speed driving. The motor 46 is driven by power supplied from the battery system 52A. The generator 49 is driven by the engine 51 or is driven by regenerative braking when the vehicle is braked to charge the battery of the battery system 52A.

また図19に、モータのみで走行する電気自動車に電源装置を搭載する例を示す。この図に示す電池モジュールを搭載した車両EVは、車両EVを走行させる走行用のモータ48と、このモータ48に電力を供給するバッテリシステム52Bと、このバッテリシステム52Bの電池を充電する発電機49とを備えている。モータ48は、バッテリシステム52Bから電力が供給されて駆動する。発電機49は、車両EVを回生制動する時のエネルギーで駆動されて、バッテリシステム52Bの電池を充電する。   FIG. 19 shows an example in which a power supply device is mounted on an electric vehicle that runs only with a motor. A vehicle EV equipped with the battery module shown in this figure includes a traveling motor 48 for traveling the vehicle EV, a battery system 52B for supplying electric power to the motor 48, and a generator 49 for charging a battery of the battery system 52B. And. The motor 48 is driven by power supplied from the battery system 52B. The generator 49 is driven by energy when regeneratively braking the vehicle EV, and charges the battery of the battery system 52B.

本発明は、ハイブリッド自動車や電気自動車等の車両用電源装置として好適に利用できる電池モジュールである。また車載用以外の電源装置としても、好適に利用できる。   The present invention is a battery module that can be suitably used as a power supply device for a vehicle such as a hybrid vehicle or an electric vehicle. Moreover, it can utilize suitably also as power supply devices other than vehicle-mounted.

10…角型電池
11…側面
11A…第1の側面
11B…第2の側面
12…一面
13…他面
14…上面
15…正の電極端子
15A…底面
15B…第1折曲面(当接部)
15C…第2折曲面(当接部)
16…負の電極端子
16A…第1折曲面
16B…第2折曲面(当接部)
17…ガス排出弁
18…注入口
19…セパレータ
19A…空気流路部
20…対向面
21…切欠部
21A…第1切欠部
21B…第2切欠部
22…電池ブロック
23…エンドプレート
23A…溝部
24…上面
25…側面
26…非接触面
26A…へこみ部
26a…ネジ穴
27…接触面
27A…空気流路部
28…連結具
28A…折曲部
28a…ネジ穴
28B…連結ネジ
29…連結部
30…電池モジュール
30A…第1の電池モジュール
30B…第2の電池モジュール
30C…第3の電池モジュール
30D…第4の電池モジュール
31…バッテリーボックス
31A…上ケース
31B…下ケース
31C…側面
32…冷却風流通口
32A…入口部
32B…出口部
33…流入通路
34…流出通路
35…負の電極端子
35A…底面
35B…第1折曲面
35C…第2折曲面
36…セパレータ
36A…空気流路部
37…対向面
38…切欠部
39…電池ブロック
40…エンドプレート
40A…溝部
41…上面
42…側面
43…非接触面
43A…へこみ部
44…接触面
44A…空気流路部
45…連結具
45A…折曲部
46…連結バー
47…連結部
48…モータ
49…発電機
50…DC/ACインバータ
51…エンジン
52…バッテリシステム
52A…バッテリシステム
52B…バッテリシステム
10 ... Square battery 11 ... Side
11A ... 1st side
11B ... Second side 12 ... One side 13 ... Other side 14 ... Upper side 15 ... Positive electrode terminal
15A ... Bottom
15B ... 1st folding surface (contact part)
15C ... 2nd folding surface (contact part)
16 ... Negative electrode terminal
16A ... 1st folding surface
16B ... 2nd folding surface (contact part)
17 ... Gas discharge valve 18 ... Inlet 19 ... Separator
19A ... Air channel part 20 ... Opposing surface 21 ... Notch
21A ... 1st notch
21B ... 2nd notch 22 ... Battery block 23 ... End plate
23A ... groove 24 ... upper surface 25 ... side surface 26 ... non-contact surface
26A ... dent
26a ... Screw hole 27 ... Contact surface
27A ... air flow path 28 ... connector
28A ... Bent part
28a ... Screw hole
28B ... Connection screw 29 ... Connection part 30 ... Battery module
30A ... first battery module
30B ... Second battery module
30C ... Third battery module
30D ... Fourth battery module 31 ... Battery box
31A ... Upper case
31B ... Lower case
31C ... Side 32 ... Cooling air circulation port
32A ... Entrance
32B ... Outlet part 33 ... Inflow passage 34 ... Outflow passage 35 ... Negative electrode terminal
35A ... Bottom
35B ... 1st fold curved surface
35C ... 2nd folding surface 36 ... Separator
36A ... Air channel part 37 ... Opposing surface 38 ... Notch part 39 ... Battery block 40 ... End plate
40A ... groove 41 ... upper surface 42 ... side surface 43 ... non-contact surface
43A ... dent part 44 ... contact surface
44A ... air flow path 45 ... coupling tool
45A ... bent portion 46 ... connecting bar 47 ... connecting portion 48 ... motor 49 ... generator 50 ... DC / AC inverter 51 ... engine 52 ... battery system
52A ... Battery system
52B ... Battery system

Claims (12)

正負の電極端子を有する角形電池と、正負の前記電極端子が直列に電気接続され、複数の前記角形電池を積層した電池ブロックと、この電池ブロックの両端に配置されたエンドプレートと、この一対のエンドプレートに連結され、複数の前記角形電池を拘束する連結具とを備えた電池モジュールであって、
正負の前記電極端子に当接部を設け、前記連結具の拘束力により、隣接する前記角形電池の前記当接部を当接させて前記電極端子を電気接続する電池モジュール。
A square battery having positive and negative electrode terminals, a battery block in which the positive and negative electrode terminals are electrically connected in series, and a plurality of the square batteries are stacked, an end plate disposed at both ends of the battery block, and the pair A battery module that is connected to an end plate and includes a connector that restrains the plurality of prismatic batteries,
A battery module in which an abutting portion is provided on the positive and negative electrode terminals, and the abutting portions of the adjacent rectangular batteries are brought into contact with each other by the restraining force of the coupling tool to electrically connect the electrode terminals.
前記電極端子は、前記角形電池の上面に、前記連結具は、前記電池ブロックの両側側面にそれぞれ配置したことを特徴とする請求項1記載の電池モジュール。     The battery module according to claim 1, wherein the electrode terminal is disposed on an upper surface of the rectangular battery, and the connector is disposed on both side surfaces of the battery block. 前記当接部を平面形状とし、この平面形状の前記当接部が前記角形電池の積層方向に対して垂直になるように前記電極端子を装着したことを特徴とする請求項1に記載の電池モジュール。     2. The battery according to claim 1, wherein the contact portion has a planar shape, and the electrode terminal is mounted so that the planar contact portion is perpendicular to a stacking direction of the rectangular batteries. module. 前記連結具は、細長い板状の金属材からなり、さらに両端には折曲加工された折曲部を形成しており、この折曲部を前記エンドプレートに連結させたことを特徴とする請求項1に記載される電池モジュール。     The connector is made of a long and thin plate-shaped metal material, further formed with bent portions at both ends, and the bent portions are connected to the end plate. Item 6. The battery module according to Item 1. 一方の前記電極端子を、コの字形状に形成して前記角形電池の上面から挟み込むように装着し、コの字形状の底面を除いた両側のどちらか一方の面を前記当接部とし、
さらに他方の前記電極端子を、L字形状に形成して第1折曲面が前記角形電池の上面に、第2折曲面が前記角形電池の積層方向の一面側に位置するように装着し、前記第2折曲面を前記当接部としたことを特徴とする請求項1に記載の電池モジュール
One of the electrode terminals is formed in a U shape and is mounted so as to be sandwiched from the upper surface of the prismatic battery, and either one of the two surfaces excluding the U shape is used as the contact portion,
Further, the other electrode terminal is mounted in an L shape so that the first folding surface is positioned on the upper surface of the rectangular battery and the second folding surface is positioned on one surface side in the stacking direction of the rectangular battery, The battery module according to claim 1, wherein a second folded curved surface is used as the contact portion.
一方の前記電極端子を、コの字形状に形成して前記角形電池の側面から挟み込むように装着し、コの字形状の底面を除いた両側のどちらか一方の面を前記当接部とし、
さらに他方の前記電極端子を、L字形状に形成して第1折曲面が前記角形電池の側面に、第2折曲面が前記角形電池の積層方向の一面側に位置するように装着し、前記第2折曲面を前記当接部としたことを特徴とする請求項1に記載の電池モジュール。
One of the electrode terminals is formed in a U shape and is mounted so as to be sandwiched from the side surface of the prismatic battery, and either one of the two surfaces excluding the U shape is used as the contact portion,
Furthermore, the other electrode terminal is mounted in an L shape so that the first folding surface is located on the side surface of the rectangular battery, and the second folding surface is located on one surface side in the stacking direction of the rectangular battery, The battery module according to claim 1, wherein the second folding surface is the contact portion.
正負の前記電極端子を、コの字形状に形成して前記角形電池の上面から挟み込むように装着し、コの字形状の底面を除いた両側のどちらか一方の面を前記当接部とし、前記角形電池の間に絶縁材料からなるセパレータを介在させ、このセパレータには、前記電極端子の前記当接部と隣接する前記角形電池の前記当接部とが当接できるように切欠部を形成していることを特徴とする請求項1に記載の電池モジュール。     The positive and negative electrode terminals are formed in a U shape and are mounted so as to be sandwiched from the upper surface of the rectangular battery, and either one of both surfaces excluding the U-shaped bottom surface is used as the contact portion, A separator made of an insulating material is interposed between the square batteries, and a notch is formed in the separator so that the contact part of the electrode terminal and the contact part of the adjacent square battery can contact each other. The battery module according to claim 1, wherein: 正負の前記電極端子を、コの字形状に形成して前記角形電池の側面から挟み込むように装着し、コの字形状の底面を除いた両側のどちらか一方の面を前記当接部とし、前記角形電池の間に絶縁材料からなるセパレータを介在させ、このセパレータには、前記電極端子の前記当接部と隣接する前記角形電池の前記当接部とが当接できるように切欠部を形成していることを特徴とする請求項1に記載の電池モジュール。     The positive and negative electrode terminals are formed in a U shape and are mounted so as to be sandwiched from the side surface of the rectangular battery, and either one of the two surfaces excluding the U-shaped bottom surface is used as the contact portion, A separator made of an insulating material is interposed between the rectangular batteries, and a notch is formed in the separator so that the abutting part of the electrode terminal and the abutting part of the adjacent rectangular battery can abut. The battery module according to claim 1, wherein: 前記セパレータは、前記角形電池を冷却するための空気流路を備えていることを特徴とする請求項7記載の電池モジュール。     The battery module according to claim 7, wherein the separator includes an air flow path for cooling the rectangular battery. 前記エンドプレートと前記連結具との連結部分を溶着にて連結したことを特徴とする請求項1に記載の電池モジュール。     The battery module according to claim 1, wherein a connection portion between the end plate and the connector is connected by welding. 前記エンドプレートと前記連結具との連結部分を螺着にて連結したことを特徴とする請求項1に記載の電池モジュール。     The battery module according to claim 1, wherein a connecting portion between the end plate and the connector is connected by screwing. 請求項1から11に記載の電池モジュールを備える車両。     A vehicle comprising the battery module according to claim 1.
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