JP2011091003A - Battery connection assembly - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電池接続アセンブリに関する。 The present invention relates to a battery connection assembly.
電気自動車やハイブリッド車には、正極及び負極の電極端子を有する複数の単電池を並べて、隣り合う単電池の電極端子間を接続部材で接続してなる電池モジュールが搭載されている。これにより複数の単電池が直列や並列に接続される(特許文献1参照)。 An electric vehicle or a hybrid vehicle is equipped with a battery module in which a plurality of unit cells having positive and negative electrode terminals are arranged and electrode terminals of adjacent unit cells are connected by a connecting member. Thereby, a plurality of single cells are connected in series or in parallel (see Patent Document 1).
上記のように複数の単電池の電極端子間を接続する場合、接続作業を簡略化するために、接続する電極端子間の数に応じて、インサート成形等により金型内に配置した複数の接続部材を樹脂内に一体成形した電池接続プレートが用いられることが考えられる。 When connecting between the electrode terminals of a plurality of single cells as described above, in order to simplify the connection work, a plurality of connections arranged in the mold by insert molding or the like according to the number of electrode terminals to be connected It is conceivable to use a battery connection plate in which members are integrally formed in a resin.
しかしながら、並べられた複数の単電池間には、組み付け公差が設定されている。このため、複数の単電池が並べられた電池モジュールにおいては、隣り合う単電池に形成された電極端子間のピッチがずれる。すると、上記した電池接続プレートを電極端子に接続する際に、電極端子と、電池接続プレートの接続部材との間に位置ずれが生じるため、電池接続プレートの接続作業の効率が低下することが懸念される。 However, an assembly tolerance is set between the plurality of arranged single cells. For this reason, in a battery module in which a plurality of unit cells are arranged, the pitch between electrode terminals formed in adjacent unit cells is shifted. Then, when the battery connection plate described above is connected to the electrode terminal, a positional shift occurs between the electrode terminal and the connection member of the battery connection plate, which may reduce the efficiency of the battery connection plate connection work. Is done.
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、隣り合う電極端子間のピッチのずれを容易に調整可能な電池接続アセンブリを提供することを目的とする。 The present invention has been completed based on the above situation, and an object of the present invention is to provide a battery connection assembly capable of easily adjusting a shift in pitch between adjacent electrode terminals.
本発明は、正極及び負極の電極端子を有する単電池を複数個並べた単電池群を有する電池モジュールにおいて前記単電池群を接続するための電池接続アセンブリであって、隣り合う前記単電池の電極端子間を接続する接続部材を有する複数の接続ユニットを備え、前記各接続ユニットは、前記接続ユニットの並び方向に向けて突出するスライド棒部と、隣り合う前記接続ユニットにおける前記スライド棒部の外周面に嵌着されて前記スライド棒部が前記並び方向にスライド可能に収容される溝部と、を有し、前記複数の接続ユニットは前記スライド棒部に前記溝部が嵌着されることによって連結されていることを特徴とする。 The present invention provides a battery connection assembly for connecting the cell groups in a battery module having a cell group in which a plurality of cells having positive and negative electrode terminals are arranged, and the electrodes of the adjacent cell cells A plurality of connection units each having a connection member for connecting terminals, wherein each connection unit includes a slide bar portion projecting in an arrangement direction of the connection units, and an outer periphery of the slide bar portion in the adjacent connection unit A groove portion that is fitted to a surface and is slidably accommodated in the arrangement direction, and the plurality of connection units are connected by fitting the groove portion to the slide rod portion. It is characterized by.
本発明によれば、スライド棒部が溝部内を接続ユニットの並び方向にスライドすることにより、電極端子間のピッチのずれを調整できる。 According to the present invention, the slide bar portion slides in the groove portion in the direction in which the connection units are arranged, whereby the pitch deviation between the electrode terminals can be adjusted.
本発明の実施態様としては以下の態様が好ましい。
前記スライド棒部及び前記溝部の一方には、他方側に向けて突出するストッパが設けられており、前記スライド棒部及び前記溝部の他方には、前記ストッパと前記並び方向から当接することにより前記スライド棒部が前記並び方向について前記溝部から抜けるのを規制する規制部が設けられていることが好ましい。
As embodiments of the present invention, the following embodiments are preferable.
One of the slide bar part and the groove part is provided with a stopper that protrudes toward the other side, and the other of the slide bar part and the groove part is brought into contact with the stopper from the alignment direction. It is preferable that a restricting portion for restricting the slide rod portion from coming out of the groove portion in the arrangement direction is provided.
本態様によれば、規制部がストッパと当接することによりスライド棒部が溝部から抜けることが規制されるので、電池接続アセンブリを単電池群に組み付ける作業の効率を向上させることができる。 According to this aspect, since the slide bar is prevented from coming out of the groove when the regulating part comes into contact with the stopper, the efficiency of the work of assembling the battery connection assembly to the unit cell group can be improved.
前記スライド棒部の断面形状は円形状をなしており、前記溝部の断面形状は、中心角が180°より大きく360°より小さな扇形をなしていることが好ましい。 It is preferable that a cross-sectional shape of the slide bar portion is circular, and a cross-sectional shape of the groove portion is a sector shape having a central angle larger than 180 ° and smaller than 360 °.
本態様によれば、スライド棒部が容易に溝部内に嵌着されやすくなると共に、スライド棒部が溝部内で容易にスライド可能となる。 According to this aspect, the slide bar portion can be easily fitted in the groove portion, and the slide bar portion can be easily slid in the groove portion.
本発明によれば、電池モジュールにおいて隣り合う電極端子間のピッチのずれを容易に調整できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the shift | offset | difference of the pitch between the electrode terminals adjacent in a battery module can be adjusted easily.
本発明の一実施形態を図1ないし図9を参照しつつ説明する。本実施形態に係る電池モジュール10は、例えば電気自動車、又はハイブリッド車等の電力源として使用される。電池モジュール10は、正極及び負極の電極端子11を有する単電池12を複数個並べた単電池群13を有する。単電池群13は電池接続アセンブリ14によって接続されている。なお、以下の説明では、図2における上方とし、下方を下方として説明する。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The
(単電池12)
単電池12の内部には図示しない発電要素が収容されている。図1に示すように、単電池12の端縁からは、発電要素と電気的に接続された一対の電極端子11,11が、図1における上下方向に並ぶと共に、紙面を貫通する方向手前側に突出して形成されている。電極端子11の極性は、図1における下側と、上側とで逆になっている。電極端子11は概ね円柱形状をなしており、その外周面にはねじ山が形成されている。
(Single cell 12)
A power generation element (not shown) is accommodated inside the
また、各単電池12は、隣り合う単電池12から突出する電極端子11の極性が逆向きになるように配置されている。このため、図3に示すように、電極端子11を構成する正極端子と負極端子とは、隣り合うように配されている。単電池群13を構成する単電池12は、図示しない固定部材によって固定されている。
Each
(電池接続アセンブリ14)
図1に示すように、隣り合う単電池12の電極端子11間は、単電池群13に電池接続アセンブリ14を取り付けることによって直列に接続されている。電池接続アセンブリ14は、複数の接続ユニット15を備える。
(Battery connection assembly 14)
As shown in FIG. 1, the
接続ユニット15は、主接続ユニット15Aと、図1における上側に位置すると共に左右両端部に配された副接続ユニット15Bとからなる。主接続ユニット15A同士は同形、同大に形成されている。また、副接続ユニット15B同士も同形、同大に形成されている。
The
(主接続ユニット15A)
図2に示すように、主接続ユニット15Aは合成樹脂製であって、図2における上方に開口する箱状をなしている。主接続ユニット15Aの接続部材収容部16には金属板材を所定形状にプレス成形してなる接続部材17が収容される。接続部材17は、銅、銅合金、ステンレス鋼(SUS)等、必要に応じて任意の金属材料により形成することができる。また、接続部材17の表面にはスズメッキ、ニッケルメッキ等、必要に応じて任意の金属メッキを形成することができる。
(
As shown in FIG. 2, the
接続部材17は四隅が丸く切欠された概ね長方形状をなしている。図1に示すように、接続部材17の、図1における左右方向の長さ寸法は、単電池12を2つ並べた状態における幅寸法(図1における左右方向の長さ寸法)よりも小さく設定されている。接続部材17には、電極端子11が挿通される一対の端子挿通孔(図示せず)が、図1における左右方向について並んで形成されている。
The connecting
接続部材17の端子挿通孔内に電極端子11が挿通されて、電極端子11にナット18が螺合されることにより、隣り合う電極端子11が接続部材17により電気的に接続される。
The
図4に示すように、主接続ユニット15Aの接続部材収容部16は上方に開口する箱状をなしている。接続部材収容部16の底部には2つの開口部19が形成されており、電極端子11がそれぞれ挿通可能になっている。接続部材収容部16の内側壁には、内方に突出すると共に、接続部材17に上方から当接することにより接続部材17が上方に外れることを規制する複数の押さえ爪20Aが形成されている。
As shown in FIG. 4, the connection
主接続ユニット15Aには、接続部材収容部16から、電極端子11の並ぶ方向と交差する方向に延びて形成されると共に、単電池12の電圧を測定するための電圧検知線21を収容可能な電圧検知線収容部22が設けられている。電圧検知線収容部22は上方に開口する箱状をなしており、電圧検知線収容部22内には、複数の電圧検知線21が並んで収容されるようになっている。
The
図5に示すように、電圧検知線収容部22の側壁の上端縁には、電圧検知線収容部22の底壁に重なるようにして突出すると共に、電圧検知線21が外部にはみ出さないように保持する保持部23が形成されている。
As shown in FIG. 5, the upper end edge of the side wall of the voltage detection
図1に示すように、接続部材17によって接続された電極端子11には、電圧検知端子24が接続されている。この電圧検知端子24は金属板状の先端部を貫通する端子貫通孔(図示せず)が形成されており、この端子貫通孔内に電極端子11が挿通された状態で、上述したナット18によって、電極端子11及び接続部材17に対して共締めされる。これにより、電圧検知端子24と電極端子11とが電気的に接続される。
As shown in FIG. 1, a
電圧検知端子24は電圧検知線21と電気的に接続されている。電圧検知端子24と電圧検知線21との接続には圧着、圧接、半田付け、溶接等、必要に応じて任意の手法を用いることができる。本実施形態においては、電圧検知端子24に設けられたバレル25Aが電圧検知線21に圧着されている。
The
電圧検知端子24は、接続部材収容部16に形成された押さえ爪20Aに上方から当接されることにより、上方へ外れることが規制されるようになっている。
The
(副接続ユニット15B)
図7に示すように、副接続ユニット15Bは合成樹脂製であって、電極端子11に接続される電力端子金具26が収容される電力端子収容部27と、この電力端子収容部27に連なると共に電圧検知線21が収容される電圧検知線収容部22と、を備える。
(
As shown in FIG. 7, the
電力端子金具26はバレル25Bを有し、このバレル25Bが圧着されることにより電力線28と電力端子金具26とが接続される。
The power terminal fitting 26 has a
電力端子収容部27の内側壁には、内方に突出すると共に、電力端子金具26に上方から当接することにより電力端子金具26が上方に外れることを規制する複数の押さえ爪20Bが形成されている。
A plurality of
上記以外の構成については主接続ユニット15Aと略同様なので、重複する説明を省略する。
Since the configuration other than the above is substantially the same as that of the
(接続ユニット15の組み付け構造)
図1に示すように、各接続ユニット15A,15Bを構成する側壁のうち、接続ユニット15の並び方向(図1における矢線Aで示す方向)に沿う方向に延びる一対の側壁には、上記の並び方向について一の端部寄りの位置に、この側壁の肉厚方向外方(図1における上下方向)に突出する基部29が設けられている。この基部29には、接続ユニット15の並び方向について突出するスライド棒部30が形成されている。
(Assembly structure of connection unit 15)
As shown in FIG. 1, among the side walls constituting each
スライド棒部30の断面形状は円形状をなしている。スライド棒部30の長さ寸法は、隣り合う単電池12間の製造公差、及び組み付け公差の和と同じか、それ以上に設定されている。
The cross-sectional shape of the
各接続ユニット15A,15Bを構成する側壁のうち、接続ユニット15の並び方向(図1における矢線Aで示す方向)に沿う方向に延びる一対の側壁には、接続ユニット15同士が並べられた状態で、ストッパ33部に対応する位置に、この側壁の肉厚方向外方(図1における上下方向)に突出する突出部31が設けられている。
Of the side walls constituting each
突出部31の上面には、スライド棒部30が接続ユニット15の並び方向にスライド可能に収容される溝部32が形成されている。図5に示すように、溝部32の断面形状は、中心角が180°より大きく360°より小さな扇形をしており、スライド棒部30の外周面に嵌着可能に形成されている。
On the upper surface of the protruding
溝部32の内周面の内径寸法は、スライド棒部30の外径寸法よりもやや大きく設定されている。これにより、溝部32内においてスライド棒部30が容易にスライドできるようになっている。
The inner diameter dimension of the inner peripheral surface of the
図1に示すように、スライド棒部30に先端には、スライド棒部30に嵌着された溝部32側に突出するストッパ33が設けられている。本実施形態においては、ストッパ33は、スライド棒部30の径寸法よりも大きく形成されると共に、円板状に形成されている。溝部32の端縁34は、ストッパ33と、接続ユニット15の並び方向から当接することにより、スライド棒部30が上記の並び方向について溝部32から抜けることを規制するようになっている(図9参照)。本実施形態においては、突出部31に形成された溝部32の端縁34が、特許請求の範囲に記載の規制部に相当する。
As shown in FIG. 1, a
続いて、本実施形態の作用、効果について説明する。まず、本実施形態に電池モジュール10の組み付け工程の一例について説明する。本実施形態では、図1に示すように、10個の単電池12が直列に接続されて単電池群13が構成される。この単電池群13には、図1における下側には、5個の主接続ユニット15Aからなる電池接続アセンブリ14が取り付けられ,上側には、4つの主接続ユニット15Aと2つの副接続ユニット15Bからなる電池接続アセンブリ14が取り付けられる。
Then, the effect | action and effect of this embodiment are demonstrated. First, an example of the assembly process of the
接続ユニット15の突出部31に形成された溝部32内に、上方からスライド棒部30を嵌入させる。これにより、各接続ユニット15A,15Bを連結する。
The
続いて、主接続ユニット15Aの接続部材収容部16内に接続部材17を差し込み、押さえ爪20Aで上方から押さえることにより接続部材収容部16内に収容する。その後、電圧検知線21に接続された状態の電圧検知端子24を接続部材収容部16内に差し込み、押さえ爪20Aで上方から押さえることにより接続部材収容部16内に収容する。
Subsequently, the
また、副接続ユニット15Bの電力端子収容部27内に、電力線28に接続された状態の電力端子金具26を差し込み、押さえ爪20Bで上方から押さえることにより、電力端子金具26を電力端子収容部27内に収容する。
Also, the power terminal fitting 26 in a state connected to the
続いて、連結された接続ユニット15の両端部を持ち、並んで配された単電池群13の上方から、電池接続アセンブリ14を組み付ける。
Subsequently, the
さて、各単電池12には、製造公差が設定されている。また、隣り合う単電池12同士の間には、組み付け交差が設定されている。このため、隣り合う電極端子11同士のピッチ間隔は、製造公差、及び組み付け交差の範囲内でずれる可能性がある。
Now, a manufacturing tolerance is set for each
まず作業者は、単電池12から上方に突出する電極端子11の位置と、接続ユニット15の開口部19の位置とを、概ね整合させた状態で、上方から電池接続アセンブリ14を、単電池群13に載置する。このとき、電極端子11と整合する位置に配された接続部材17の電極端子挿通孔内には、電極端子11が挿通される。
First, the operator moves the
一方、電極端子11と、接続部材17の電極端子挿通孔とが整合しない位置に配されている場合には、電極端子11の上端は、下方から接続部材17に当接し、電極端子挿通孔内には挿通されない。
On the other hand, when the
続いて、作業者は、各接続ユニット15A,15Bを、その並び方向についてスライドさせる。上述したように、本実施形態においては、スライド棒部30は、溝部32内において、単電池12の並び方向についてスライド可能になっている。このため、各接続ユニット15A,15Bは、スライド棒部30の長さ寸法の範囲内でスライド可能になっている(図8及び図9参照)。そして、スライド棒部30の長さ寸法は、単電池12の製造公差、及び組み付け公差の和と同じか、それ以上に設定されているので、各接続ユニット15A,15Bをスライドさせることにより、製造公差、及び組み付け公差に起因する電極端子11のピッチ間隔の位置ずれを吸収することができる。
Subsequently, the operator slides the
この結果、電極端子11の位置と、電極端子挿通孔との位置とを容易に整合させることができる。これにより、全ての電極端子11を電極端子挿通孔に挿通させることができる。
As a result, the position of the
その後、ナット18を電極端子11に螺合することにより、電極端子11と、電圧検知端子24とが共締めされて、電極端子11と電圧検知端子24とが電気的に接続される。また、電極端子11と、電力端子金具26とが電気的に接続される。これにより電池モジュール10が完成する。
Thereafter, by screwing the
本実施形態によれば、作業者は、電池接続アセンブリ14を単電池群13に組み付ける際に、電極端子11と、電極端子挿通孔との位置を概ね整合させた状態で上方から組み付け、その後、各接続ユニット15A,15Bを、その並び方向にスライドさせることにより、容易に、電極端子11のピッチ間隔のずれを調整できる。
According to this embodiment, when assembling the
本実施形態では、溝部32内をスライド棒部30がスライド可能になっているので、各接続ユニット15A,15Bを、その並び方向に変位させる際に、比較的に小さな力を加えるだけでよい。このため、電池接続アセンブリ14の組み付け作業の効率を向上させることができる。
In the present embodiment, since the
さらに、例えばリチウムイオン電池のように、単電池群13を構成する単電池12として、充放電を繰り返す際に、比較的に体積変化が大きなものが使用される場合がある。すると、電池接続アセンブリ14を組み付けた後でも、充放電を繰り返す際に、隣り合う単電池12同士の間隔が広くなったり狭くなったりすることが懸念される。本実施形態では、この場合でも、スライド棒部30が溝部32内でスライドすることにより、単電池12同士の間隔の変化を収集することができる。
Further, as the
詳細には、図8に示すように、単電池12同士が接触している状態において、スライド棒部30がスライドして、隣り合う接続ユニット15同士が接近する方向に変位する。これにより、単電池12同士の間隔が狭くなる方向の変位を吸収できる。
Specifically, as shown in FIG. 8, in a state where the
一方、図9に示すように、単電池12同士が離間する状態において、スライド部材がスライドして、隣り合う接続ユニット15同士が離間する方向に変位する。これにより、単電池12同士の間隔が広くなる方向の変位を吸収できる。
On the other hand, as shown in FIG. 9, in a state where the
また、本実施形態では、スライド棒部30の先端に設けられたストッパ33が、突出部31に設けられた溝部32の端縁と34当接することにより、スライド棒部30が溝部32から抜けることが規制される。このため、作業者にとっては、スライド棒部30が溝部32から抜け落ちることにより各接続ユニット15A,15Bがばらばらになってしまうことについて、注意を払う必要性が小さくなる。この結果、作業者の負担が軽減されるので、電池接続アセンブリ14の組み付け作業の効率が向上する。
Further, in this embodiment, the
また、本実施形態では、スライド棒部30の断面形状は円形状をなしており、溝部32の断面形状は、中心角が180°より大きく360°より小さな扇形をなしている。これにより、スライド棒部30が容易に溝部32内に嵌着されやすくなると共に、スライド棒部30が溝部32内で容易にスライド可能となる。
Further, in the present embodiment, the cross-sectional shape of the
<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)本実施形態においては、接続ユニット15の一方の端部に一対のスライド棒部30が形成されており、他方の端部に一対の突出部31が形成される構成としたが、これに限られず、図10に示すように、接続ユニット15の一方の端部に、スライド棒部30と突出部31とが形成されており、他方の端部の対応する位置にそれぞれ、突出部31とスライド棒部30が形成される構成としてもよい。
(2)各接続ユニット15A,15Bに設けられるスライド棒部30は1つでもよく、また、3つ以上の複数でもよい。各接続ユニット15A,15Bには、スライド棒部30と整合する位置に、スライド棒部30と同数の溝部32が設けられる。
(3)スライド棒部30の断面形状は円形状に限られず、長円形状、楕円形状でもよく、また、三角形状、矩形状等の多角形状でもよく、必要に応じて任意の形状を採用しうる。また、溝部32の断面形状は、スライド棒部30の断面形状に対応して、必要に応じて任意の形状とすることができる。
(4)本実施形態においては、ストッパ33はスライド棒部30の先端においてスライド棒部30の径寸法よりも大きな円板状に形成し、規制部は突出部31の端縁としたが、これに限られず、例えば、スライド棒部30の外面から径方向外方に突出する突起(ストッパに相当)を形成し、溝部32の内周面に凹部(規制部に相当)を形成し、この凹部の内壁面と突起とが並び方向について当接する構成としてもよく、また、溝部32の内周面から内方に突出する突起(ストッパに相当)を形成し、スライド棒部30の外周面に凹部(規制部に相当)を形成し、この凹部の内壁面と突起とが並び方向について当接する構成としてもよく、ストッパ及び規制部は、必要に応じて任意の形状を採用しうる。
(5)本実施形態では、接続部材17は、異極の電極端子11を接続(単電池12を直列接続)するものとしたが、これに限られず、同極の電極端子11を接続(単電池12を並列接続)するものとしてもよい。
(6)単電池12の個数は、2〜9個、又は10個以上でもよく、必要に応じて任意に設定できる。
<Other embodiments>
The present invention is not limited to the embodiments described with reference to the above description and drawings. For example, the following embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
(1) In the present embodiment, a pair of
(2) The number of
(3) The cross-sectional shape of the
(4) In this embodiment, the
(5) In this embodiment, the connecting
(6) The number of
10…電池モジュール
11…電極端子
12…単電池
13…単電池群
14…電池接続アセンブリ
15A…主接続ユニット(接続ユニット15)
15B…副接続ユニット(接続ユニット15)
17…接続部材
30…スライド棒部
32…溝部
33…ストッパ
34…端縁(規制部)
DESCRIPTION OF
15B ... Sub-connection unit (connection unit 15)
17 ... Connecting
Claims (3)
隣り合う前記単電池の電極端子間を接続する接続部材を有する複数の接続ユニットを備え、
前記各接続ユニットは、前記接続ユニットの並び方向に向けて突出するスライド棒部と、隣り合う前記接続ユニットにおける前記スライド棒部の外周面に嵌着されて前記スライド棒部が前記並び方向にスライド可能に収容される溝部と、を有し、前記複数の接続ユニットは前記スライド棒部に前記溝部が嵌着されることによって連結されていることを特徴とする電池接続アセンブリ。 A battery connection assembly for connecting the unit cell group in a battery module having a unit cell group in which a plurality of unit cells having positive and negative electrode terminals are arranged,
A plurality of connection units having a connection member for connecting between the electrode terminals of the adjacent unit cells,
Each connection unit is fitted to a slide bar portion that protrudes in the direction in which the connection units are arranged, and an outer peripheral surface of the slide bar portion in the adjacent connection unit, and the slide bar portion slides in the arrangement direction. A battery connection assembly, wherein the plurality of connection units are coupled to the slide bar portion by fitting the groove portions.
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