JP2011108613A - 電池セル間の接続タブ及びそれを用いた電池モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】ハウジングと接続タブとの接触による干渉を防止することのできる電池セル間の接続タブ及びそれを用いた電池モジュールを提供する。
【解決手段】電池モジュールの複数の電池セルを接続させる電池セル間の接続タブにおいて、板状の本体部と、前記本体部において前記複数の電池セルと接するセル接合部と、前記セル接合部で囲まれた中央部に形成された孔と、前記孔を横切って半分重なるように折り曲げられる折曲部とを備える電池セル間の接続タブを提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電池セル間の接続タブ及びそれを用いた電池モジュールに関し、より具体的には、電池モジュールをハウジングに挿入する際の安全性を向上させることのできる電池セル間の接続タブ及びそれを用いた電池モジュールに関する。

一般に、二次電池（ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｂａｔｔｅｒｙ）は、充電不可能な一次電池とは異なり、充電及び放電が可能な電池であって、その用途や電池容量を勘案すると、１つまたは複数の二次電池をパック形態に包装して用いる低容量の二次電池（以下、「電池セル」という）と、電池セルを数十個集めて用いる電池パック単位のモータ駆動用の大容量の二次電池（以下、「電池モジュール」という）とに分けられる。

複数の円形の電池セルからなる電池モジュールでは、隣接する電池セルを接続タブを用いて各々の電池セルと接続タブとを抵抗溶接して電池モジュールを構成する。

また、電池モジュールが複数の電池パックで構成された場合、各々の電池パック同士も接続タブにより電気的に接続された後、接続タブを折り曲げることにより、各々の電池パック同士が接続され得る。この電池モジュールは、外部を囲むハウジングを備える。

電池モジュールとハウジングとは、電池モジュールの一方から他方の方向においてハウジングに挿入することにより結合されるが、このとき、各々の電池パック同士を接続する接続タブの折り曲げられた部分がハウジングと接触（ｔｏｕｃｈ）して干渉が発生し、電池モジュールの安全性が低下するという問題があった。

特開２００６−８００７６号公報 特開２００１−１５５７０２号公報

そこで、本発明の目的は、パック単位で構成される電池モジュールを電気的に接続させるための接続タブの一領域に孔（ｈｏｌｅ）を形成することにより、電池モジュールをハウジングに挿入する際において、ハウジングと接続タブとの接触による干渉を防止することのできる電池セル間の接続タブ及びそれを用いた電池モジュールを提供することにある。

本発明の他の目的は、接続タブに折曲溝をさらに形成することにより、いずれか一方の電池パックに偏ることなく、接続タブを折り曲げることのできる電池セル間の接続タブ及びそれを用いた電池モジュールを提供することにある。

本発明の一実施例による、電池モジュールの複数の電池セルを接続させる電池セル間の接続タブにおいて、板状の本体部と、前記本体部において前記複数の電池セルと接するセル接合部と、前記セル接合部で囲まれた中央部に形成された孔と、前記孔を横切って半分重なるように折り曲げられる折曲部とを備える。また、前記折曲部には、少なくとも１つの折曲溝が直線で形成され得る。

さらに、前記折曲部の両端には、前記本体部の内側に凹状の干渉防止溝がさらに形成され得る。

また、前記セル接合部には、前記電池セルとの接合のための溶接部がさらに形成され得る。

本発明の他の実施例による、複数の電池セルが互いに接続された電池パック単位で構成される電池モジュールにおいて、前記電池パック同士を接続させ、一方の電池パックの一部の電池セル及び他方の電池パックの一部の電池セルと接合する接続タブを備え、前記接続タブは、前記一方の電池パックの一部の電池セル及び前記他方の電池パックの一部の電池セルで囲まれた領域に孔が形成される。

また、前記接続タブは、両端部に位置する前記一方の電池パックの電池セルと前記他方の電池パックの電池セルとの間の外側に溝がさらに形成され得る。

また、前記接続タブは、前記電池セルと接合する領域であるセル接合部を備え、前記セル接合部を溶接することにより、前記電池セルに接合され得る。

さらに、前記接続タブは、折曲溝をさらに形成し、前記折曲溝が折り曲げられることにより、前記一方の電池パックと前記他方の電池パックとが重なるように形成され得る。

また、前記一方の電池パックと前記他方の電池パックとの重なる面の間には、絶縁部材がさらに形成され得る。

また、前記絶縁部材は、前記電池パックの外形よりも小さくなるように形成され得る。

なお、前記電池パックの複数の電池セルは、正負極端子が一方向において相互交番する形態に配列され得る。

また、前記電池セルが円筒状となり得る。

さらに、前記電池モジュールの外側を囲むハウジングをさらに備えることができる。

また、前記ハウジングは、前記電池モジュールの外形に対応する形態に形成され得る。

なお、前記電池モジュールの一方から他方の方向において前記ハウジングに挿入され得る。

以上で述べたように、本発明によれば、パック単位で構成される電池モジュールを電気的に接続させるための接続タブの一領域に孔を形成することにより、電池モジュールをハウジングに挿入する際において、ハウジングと接続タブとの接触による干渉を防止し、安全性を向上させることができる。

また、接続タブに折曲溝をさらに形成し、いずれか一方の電池パックに偏ることなく、接続タブを折り曲げることにより、信頼性の確保だけでなく、組立散布を改善することができる。

本発明の実施例による二次電池モジュールの構成を示す斜視図である。 本発明の実施例による第１接続タブを示す平面図である。 図２のＥ−Ｅ’断面図である。 本発明の実施例による、二次電池モジュールが折り曲げられた形状を示す斜視図である。 本発明の実施例による、電池モジュールがハウジングに挿入された状態を示す斜視図である。

以下、本発明の実施例を示す図面を参照して本発明による電池モジュールを具体的に説明する。

図１は、本発明の実施例による二次電池モジュールの構成を示す斜視図である。

図面の説明に先立ち、電池パック２０ａ、２０ｂ同士を接続させる接続タブを「第１接続タブ１２」、電池セル１０同士を接続させる接続タブを「第２接続タブ１１」と称するものとする。

図１に示すように、本発明による電池モジュール３０は、複数の円筒状の電池セル１０が互いに接続された電池パック２０ａ、２０ｂ単位で構成され、各電池パック２０ａ、２０ｂは、第１接続タブ１２により接続される。また、複数の電池セル１０からなる電池パック２０ａ、２０ｂのうち、４つの電池セル１０には、第２接続タブ１１により各々の電池セル１０に形成された端子（図示せず）が接続される。第２接続タブ１１は、４つの電池セル１０が菱形で接続されるように、各々の電池セル１０と接する領域に溶接部１４ａを備え、溶接により電池セル１０に取り付けることができる。

図１に示していないが、第２接続タブ１１は、４つの電池セル１０を接続させる構造に形成されるため、４つずつ接続された電池セル１０を一列に配列させた後、電池セル１０の下面において４つずつ接続された電池セル１０同士を接続させるために、上面において接続されていない各２つずつの電池セル１０に第２接続タブ１１を取り付ける。これにより、複数の電池セル１０が電気的に接続され、１つの電池パック２０ａ、２０ｂを構成することができる（図４参照）。

本発明の実施例では、２つの電池パック２０ａ、２０ｂで構成された電池モジュール３０を示しており、第１接続タブ１２は、一方の電池パック２０ａの２つの電池セル１０及び他方の電池パック２０ｂの２つの電池セル１０と接するように、板状に形成される。第１接続タブ１２は、第２接続タブ１１と同様に、各々の電池セル１０と接するセル接合部１８（図２参照）領域に溶接部１４ｂを備え、溶接により電池パック２０ａ、２０ｂ同士を接続させることができる。この第１接続タブ１２は、一方の電池パック２０ａと他方の電池パック２０ｂとが接するように形成され、中央部に孔１６が形成される。

このように、２つの電池パック２０ａ、２０ｂが第１接続タブ１２により接続された電池モジュール３０は、その後、第１接続タブ１２の一領域が折り曲げられ、一方の電池パック２０ａと他方の電池パック２０ｂとが重なるようになる。このとき、一方の電池パック２０ａと他方の電池パック２０ｂとの重なる面の間には、絶縁部材１３が付着可能である。ここで、絶縁部材１３は、電池パック２０ａ、２０ｂの外形よりも小さくなるように形成されなければならず、絶縁テープで形成され得る。

図１の他方の電池パック２０ｂにおいて、電池セルＡと電池セルＣ並びに電池セルＢと電池セルＤの各々は並列に接続されており、電池セルＡと電池セルＢ並びに電池セルＣと電池セルＤの各々は直列に接続されている。これにより、電池セルＡと電池セルＢとの間並びに電池セルＣと電池セルＤとの間には、追加で絶縁部材（図示せず）がさらに形成され得る。

つまり、本実施例の電池モジュール３０は、複数の電池セル１０の正負極端子が一方向において相互交番する形態に配列できるように、２つずつの電池セル１０の極性を互いに交差配列した状態において、隣接する４つの電池セル１０を第１接続タブ１２及び第２接続タブ１１を用いて互いに接続した構造となる。本発明による、第１接続タブ１２及び第２接続タブ１１により接続された電池モジュール３０は、その後、ハウジング４０（図５参照）に挿入されるが、第１接続タブ１２の中央に形成された孔１６（図２参照）により、ハウジングとの接触による干渉を防止することができる。

図２は、本発明の実施例による第１接続タブを示す平面図であり、図３は、図２のＥ−Ｅ’断面図である。

図２及び図３に示すように、第１接続タブ１２は、一方の電池パック２０ａ（図１参照）の２つの電池セル１０及び他方の電池パック２０ｂ（図１参照）の２つの電池セル１０と接するように位置し、各電池パックを接続させる。

第１接続タブ１２は、板状の本体部１９と、本体部１９において複数の電池セル１０と接するセル接合部１８と、セル接合部１８で囲まれた中央部に形成された孔１６を横切って第１接続タブ１２が半分重なるように折り曲げられる折曲部１５とを備える。

第１接続タブ１２の各々の電池セル１０と接するセル接合部１８には溶接部１４ｂが備えられ、溶接部１４ｂは、電池セル１０側に突出するように形成される。また、折曲部１５の両端には、本体部１９の内側に凹状の干渉防止溝１７がさらに形成され得る。干渉防止溝１７の両側には第１接続タブ１２が延設されるが、これは、電池セル１０の電流が流れる面積を拡大させるための空間であり得る。

また、第１接続タブ１２は、一方の電池パックと他方の電池パックとが重なるように折り曲げられるが、このとき、第１接続タブ１２の形状が対称となって容易に折り曲げられるように、一方の電池パックと他方の電池パックとの間に形成された折曲部１５には、直線で２つの折曲溝１５ａが形成される。これにより、第１接続タブ１２の折曲溝１５ａが折り曲げられることにより、一方の電池パック及び他方の電池パックのいずれか一方の方向に偏ることなく、正確に重なることができる。ここで、折曲溝１５ａは、２つで形成されているが、それに限定されるものではない。

図４は、本発明の実施例による、二次電池モジュールが折り曲げられた形状を示す斜視図である。

図４に示すように、折曲部１５（図２参照）に沿って第１接続タブ１２が折り曲げられることにより、一方の電池パック２０ａと他方の電池パック２０ｂとが正確に対称となるように重なっている。ここで、電池パック２０ａ、２０ｂを構成する複数の電池セル１０は円筒状に形成され、第２接続タブ１２により接続されて電池パック２０ａ、２０ｂを構成する。また、これらの電池パック２０ａ、２０ｂを接続させるための第１接続タブ１２は、中央部に孔１６（図２参照）が形成されているため、折り曲げられた電池モジュール３０の外側には露出しない。さらに、一方の電池パック２０ａと他方の電池パック２０ｂとの重なった間には、絶縁部材１３が付着し、一方の電池パック２０ａと他方の電池パック２０ｂとの電気的干渉を防止する。この絶縁部材１３は、電池パック２０ａ、２０ｂの外形と同一または小さくなるように形成することにより、電池モジュール３０の外側に露出しないようにする。

図５は、本発明の実施例による、電池モジュールがハウジングに挿入された状態を示す斜視図である。

図５及び図２に示すように、図４において、第１接続タブ１２が折曲溝１５ａに沿って折り曲げられることにより、重なった一方の電池パック２０ａと他方の電池パック２０ｂとで構成された電池モジュールは、外側を囲むハウジング４０を備える。ハウジング４０は、良好な機械的特性を有し、電池モジュールで発生する熱を外部に放出する役割を果たし、電池モジュールへの湿気の浸入を防止するために外部から密閉されている。

このハウジング４０は、電池モジュールの外形に対応する形態で作製され、電池モジュールを一方から他方においてハウジング４０に挿入することにより、電池モジュールとハウジング４０とを結合させることができる。このとき、第１接続タブ１２には孔１６及び干渉防止溝１７が形成され、電池モジュールの外側に第１接続タブ１２が露出しないため、電池モジュールをハウジング４０に挿入する際において、ハウジング４０と第１接続タブ１２との接触による干渉を防止することにより、安全性を向上させることができる。

また、上述のように、第１接続タブ１２に形成された折曲溝１５ａにより、いずれか一方の電池パック２０ａ、２０ｂに偏ることなく、第１接続タブ１２を折り曲げることにより、信頼性の確保だけでなく、組立散布を改善することができる。

以上説明したように、本発明の最も好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、又は明細書に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能なのはもちろんであり、斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。

１０；電池セル
１１、１２；第２接続タブ、第１接続タブ
１３；絶縁部材
１４ａ、１４ｂ：溶接部
１５；折曲部
１５ａ：折曲溝
１６；孔（ｈｏｌｅ）
１７；干渉防止溝
１８；セル接合部
１９；板状の本体部
２０ａ、２０ｂ；電池パック
３０；電池モジュール
４０；ハウジング

Claims (15)

1. 電池モジュールの複数の電池セルを接続させる電池セル間の接続タブにおいて、
   板状の本体部と、
   前記本体部において前記複数の電池セルと接するセル接合部と、
   前記セル接合部で囲まれた中央部に形成された孔と、
   前記孔を横切って半分重なるように折り曲げられる折曲部とを備えることを特徴とする電池セル間の接続タブ。
2. 前記折曲部には、少なくとも１つの折曲溝が直線で形成されることを特徴とする請求項１に記載の電池セル間の接続タブ。
3. 前記折曲部の両端には、前記本体部の内側に凹状の干渉防止溝がさらに形成されることを特徴とする請求項１に記載の電池セル間の接続タブ。
4. 前記セル接合部には、前記電池セルとの接合のための溶接部がさらに形成されることを特徴とする請求項１に記載の電池セル間の接続タブ。
5. 複数の電池セルが互いに接続された電池パック単位で構成される電池モジュールにおいて、
   前記電池パック同士を接続させ、一方の電池パックの一部の電池セル及び他方の電池パックの一部の電池セルと接合する接続タブを備え、
   前記接続タブは、前記一方の電池パックの一部の電池セル及び前記他方の電池パックの一部の電池セルで囲まれた領域に孔が形成されることを特徴とする電池モジュール。
6. 前記接続タブは、両端部に位置する前記一方の電池パックの電池セルと前記他方の電池パックの電池セルとの間の外側に溝がさらに形成されることを特徴とする請求項５に記載の電池モジュール。
7. 前記接続タブは、前記電池セルと接合する領域であるセル接合部を備え、前記セル接合部を溶接することにより、前記電池セルに接合されることを特徴とする請求項５に記載の電池モジュール。
8. 前記接続タブは、折曲溝をさらに形成し、前記折曲溝が折り曲げられることにより、前記一方の電池パックと前記他方の電池パックとが重なるように形成されることを特徴とする請求項５に記載の電池モジュール。
9. 前記一方の電池パックと前記他方の電池パックとの重なる面の間には、絶縁部材がさらに形成されることを特徴とする請求項５に記載の電池モジュール。
10. 前記絶縁部材は、前記電池パックの外形よりも小さくなるように形成されることを特徴とする請求項９に記載の電池モジュール。
11. 前記電池パックの複数の電池セルは、正負極端子が一方向において相互交番する形態に配列されることを特徴とする請求項５に記載の電池モジュール。
12. 前記電池セルが円筒状となることを特徴とする請求項５に記載の電池モジュール。
13. 前記電池モジュールの外側を囲むハウジングをさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の電池モジュール。
14. 前記ハウジングは、前記電池モジュールの外形に対応する形態に形成されることを特徴とする請求項１３に記載の電池モジュール。
15. 前記電池モジュールの一方から他方の方向において前記ハウジングに挿入されることを特徴とする請求項１３に記載の電池モジュール。

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