JP2011119075A - Inter-battery connecting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電池間を接続する装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for connecting batteries.
近年、リチウムイオン電池などを用いたラミネートセルと呼ばれる薄板状の電池(ここでは、これを「セル電池」と呼ぶ)が開発されている。この種のセル電池は薄く形成されているので、複数枚を厚み方向に隣接配置することで、比較的大容量の電池パックをコンパクトに構成することができる。その場合、電池パックの複数枚のセル電池は互いに直列及び/又は並列に電気的に接続される。 In recent years, a thin plate battery called a laminate cell using a lithium ion battery or the like (herein referred to as a “cell battery”) has been developed. Since this type of cell battery is thinly formed, a relatively large capacity battery pack can be made compact by arranging a plurality of cells adjacent to each other in the thickness direction. In that case, the plurality of cell batteries of the battery pack are electrically connected to each other in series and / or in parallel.
また、各セル電池若しくは複数枚のセル電池の電極端子に対し対の電圧監視用ケーブルを超音波溶着などにより接続することもある。その場合には、対の電圧監視用ケーブル間の電位差を用いてセル電池の電圧を監視することが可能になる。 Further, a pair of voltage monitoring cables may be connected to the electrode terminals of each cell battery or a plurality of cell batteries by ultrasonic welding or the like. In this case, the voltage of the cell battery can be monitored using the potential difference between the pair of voltage monitoring cables.
従来、セル電池間の接続は、セル電池の電極端子を溶接することで行われていた。このため、接続後にセル電池に不具合が見つかると、接続されている複数のセル電池を一括廃棄することになり、コストパフォーマンスが非常に悪い。 Conventionally, connection between cell batteries has been performed by welding electrode terminals of the cell batteries. For this reason, if a defect is found in a cell battery after connection, a plurality of connected cell batteries are discarded at a time, and the cost performance is very poor.
最近では、セル電池間の接続を溶接以外の手段で行うことが提案されている。例えば特許文献1においては、バスバーと呼ぶ別部品を用い、セル電池の電極端子を折り曲げてバスバーに押し付けることで、セル電池間の接続を行う。これによれば、必要に応じてセル電池間の接続を解放することが可能になる。 Recently, it has been proposed to connect cell batteries by means other than welding. For example, in Patent Document 1, a separate part called a bus bar is used, and the cell terminals are connected by bending the electrode terminals of the cell battery and pressing them against the bus bar. According to this, it becomes possible to release the connection between the cell batteries as necessary.
しかしながら、電圧監視用ケーブルとセル電池との接続が超音波溶着などにより行われている場合には、その接続を解放することが困難若しくはできない。これは、セル電池を単体で交換しようとする場合の障害の一つである。そのため、接続後にセル電池に不具合が見つかった場合には、結局は電池パック内の複数のセル電池を一括廃棄することになってしまう。 However, when the voltage monitoring cable and the cell battery are connected by ultrasonic welding or the like, it is difficult or impossible to release the connection. This is one of the obstacles when trying to replace the cell battery alone. Therefore, if a problem is found in the cell battery after connection, a plurality of cell batteries in the battery pack are eventually discarded.
それ故に本発明の課題は、電圧監視用ケーブルをセル電池に容易に解放可能な状態で接続できる電池間接続装置を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide an inter-battery connection device that can connect a voltage monitoring cable to a cell battery in a state where it can be easily released.
本発明の一態様によれば、セル本体と該セル本体から突出した電極端子とを有するセル電池を接続するための電池間接続装置であって、前記電極端子に着脱自在に接続可能な導電性の連結端子を有し、該連結端子は、前記セル電池の電圧を監視するための電圧監視用ケーブルを着脱自在に接続可能な電圧監視用端子を有することを特徴とする電池間接続装置が得られる。 According to one aspect of the present invention, there is provided an inter-battery connection device for connecting a cell battery having a cell main body and an electrode terminal protruding from the cell main body, the electroconductive material being detachably connectable to the electrode terminal. The battery connection device is characterized in that the connection terminal has a voltage monitoring terminal to which a voltage monitoring cable for monitoring the voltage of the cell battery can be detachably connected. It is done.
前記連結端子は弾性接触片を有し、前記電池間接続装置は、前記連結端子を保持し、かつ前記電極端子を前記弾性接触片に対向させるベースと、前記電極端子および前記弾性接触片の少なくとも一方を押圧して変位させ、これにより前記電極端子及び前記弾性接触片を互いに圧接させる操作手段とを更に有してもよい。 The connection terminal includes an elastic contact piece, and the inter-battery connection device holds the connection terminal and makes the electrode terminal face the elastic contact piece, and at least the electrode terminal and the elastic contact piece. There may be further provided operating means for pressing and displacing one of the electrodes, thereby pressing the electrode terminal and the elastic contact piece together.
前記ベースは前記電極端子を受け入れるための収容部を有し、前記操作手段は前記収容部に挿入される押圧クリップであり、前記押圧クリップは、前記収容部に挿入される際に、前記電極端子を押圧して変位させ、これにより前記電極端子を前記弾性接触片に圧接させるものであり、前記電圧監視用端子は、前記ベースの外部から前記電圧監視用ケーブルを着脱可能になっていてもよい。 The base has a receiving portion for receiving the electrode terminal, the operating means is a pressing clip inserted into the receiving portion, and the pressing clip is inserted into the receiving portion when the electrode terminal is inserted into the receiving portion. And the electrode terminal is pressed against the elastic contact piece, and the voltage monitoring terminal may be detachable from the outside of the base. .
前記操作手段は前記ベースに装着される押圧クリップであり、前記押圧クリップは、前記ベースに装着される際に、前記弾性接触片を押圧して変位させ、これにより前記弾性接触片を前記電極端子に圧接させるものであり、前記ベースは回路基板に搭載され、前記回路基板上には前記電圧監視用端子を形成する電圧監視用パッドを有し、前記電圧監視用パッドと前記連結端子とは前記回路基板上に形成した電圧監視用引出配線により接続されていてもよい。 The operating means is a pressing clip attached to the base, and when the pressing clip is attached to the base, the elastic contact piece is pressed and displaced, whereby the elastic contact piece is moved to the electrode terminal. The base is mounted on a circuit board, and has a voltage monitoring pad that forms the voltage monitoring terminal on the circuit board, and the voltage monitoring pad and the connection terminal are the It may be connected by a voltage monitoring lead wire formed on the circuit board.
本発明の一態様による電池間接続装置は、電圧監視用ケーブルをセル電池に容易に解放可能な状態で接続できるため、不良のセル電池のみを交換可能にすることに寄与する。 The inter-battery connection device according to one aspect of the present invention can connect the voltage monitoring cable to the cell battery in an easily releasable state, which contributes to the replacement of only defective cell batteries.
以下、本発明を実施するための幾つかの形態を実施例を用いて説明する。 Hereinafter, some modes for carrying out the present invention will be described using examples.
(第1実施例)
図1〜図7を参照して、本発明の第1実施例に係る電池間接続装置を説明する。
(First embodiment)
With reference to FIGS. 1-7, the battery connection apparatus which concerns on 1st Example of this invention is demonstrated.
図1は、電池間接続装置1の構成を示す斜視図である。図1において、電池間接続本体2により、複数のセル電池、例えば、8枚のラミネートセル3が直列に連結されている。ここで、ラミネートセル3は、図2に示すように、セル本体4から、第1の電極端子(正極)5と第2の電極端子(負極)6とが同じ方向に延出されているタイプのものである。
FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of the inter-battery connection device 1. In FIG. 1, a plurality of cell batteries, for example, eight laminated
電池間接続本体2は、図1および図3に示すように、プラスチック製のベース7、第1の連結端子8、第2の連結端子9、および押圧クリップ10を含んでいる。ベース7には、収容部7aと、ラミネートセル3の第1の電極端子(正極)5と第2の電極端子(負極)6が挿通可能なスリット7bが収容部7aの上面と下面に、ラミネートセル3の配列ピッチと等しいピッチL1で形成されている。また、第1の連結端子8及び第2の連結端子9は、図1に示すベース7のリブ7cに固定されている。
As shown in FIGS. 1 and 3, the inter-battery connection
図6Aは、第1の連結端子8を示す。連結端子本体12は、対向する2つの弾性接触片8a、その先端側に接点部13を有し、その基端側には電源用端子14と電圧監視用端子15とを有している。電源用端子14と電圧監視用端子15はいずれもピン形状を有するが、電源用端子14の方が、電圧監視用端子15より幅広に形成されている。第1の連結端子8と第2の連結端子9との差異は、電源用端子14が有るか否かである。即ち、第1の連結端子8は電源用端子14を有し、第2の連結端子9は電圧監視用端子15のみを有する。第1の連結端子8はベース7の両端部にのみ位置して正極ケーブル16と負極ケーブル18が電源用ケーブル又は入出力用ケーブルとして接続される。第2の連結端子9はベース7の両端部間の全体に亘り間隔をおいて配置され、温度監視用ケーブル17が接続される。
FIG. 6A shows the first connecting
第1の連結端子8、第2の連結端子9、および押圧クリップ10の各々は、電極端子と接触して電気的導通を図るため、その材質についてはりん青銅等、一般的にバネ鋼材として使用されている材質を適用する。なお、押圧クリップ10には、対向する2枚の押圧片10aと、押圧片10aの一端部間を連結するプラスチック製のつまみ部11と電源用ケーブル16,18が挿通するケーブル挿通溝10bと、電圧監視用ケーブル17が挿通する電圧監視用ケーブル挿通溝10cとが設けられている。押圧片10aの先端は互いに離れる方向に広がっている。
Each of the first connecting
また、ラミネートセル3の配列ピッチL1、第1の連結端子8(又は第2の連結端子9)の接点間距離L2、押圧クリップ10の2枚の押圧片間距離L4、先端の広がり幅L3の各部寸法の間には、
L4<L2<L1<L3
の関係が成立している。
Further, the arrangement pitch L1 of the
L4 <L2 <L1 <L3
The relationship is established.
正極ケーブル16及び電圧監視用ケーブル17の詳細を図7A及び図7Bにそれぞれ示している。正極ケーブル16は、大電流に耐え得る太さの導線と、出力用ケーブル端子19を備えている。負極ケーブル18としては、正極ケーブル16と同じものを用い得る。電圧監視用ケーブル17の導線及びケーブル端子20は、正極ケーブル16及び負極ケーブル18のそれよりも細いものを用いる。
Details of the
次に、上述した電池間接続装置1の組み立ておよび作用について説明する。 Next, assembly and operation of the above-described inter-battery connection device 1 will be described.
ピッチL1で配列させたラミネートセル3の電極端子を、ベース7に設けてあるスリット7bに挿通する。このとき、ベース7の収容部7a内には予め第1の連結端子8又は第2の連結端子9が装着されてはいるが、L2<L1の関係があるため、ラミネートセル3の第1の電極端子(正極)5および第2の電極端子(負極)6は剛性が低くても、干渉するものが無く(電極端子と連結端子は接しない)、容易にスリット7bに挿通が可能となる。その後、押圧クリップ10を収容部7aに装着すると、L1>L4の関係から、第1の電極端子(正極)5及び第2の電極端子(負極)6は、押圧クリップ10の押圧片10a内側に位置する第1の連結端子8(第2の連結端子9)の接点部13に向かってそれぞれシフト(変位)する。その結果、L4<L2<L1の関係があるので、第1の電極端子(正極)5および第2の電極端子(負極)6は、第1の連結端子8(又は第2の連結端子9)の接点部13に接触し、さらには、第1の連結端子8(又は第2の連結端子9)の接点部13の変位をも引き起こし、接点部13が付勢された状態が維持される。
The electrode terminals of the
図8には、ラミネートセル3を8枚装備した状態の外観を、図9には、ベース7および押圧クリップ10を透視化した状態を、図10には、透視化しさらに上から見た図を、それぞれ示す。千鳥状に配列された第2の連結端子9により、隣接するラミネートセル3の第1の電極端子5と第2の電極端子6とが電気的に接続される。この結果、本実施例においては8枚のラミネートセル3が直列に連結されることになる。
FIG. 8 shows the appearance of the eight
両端に位置する第1の連結端子8には、電源用端子14が設けてあり、正極ケーブル16と負極ケーブル18とがそれぞれ接続される。また、すべての連結端子8,9に電圧監視用端子15が設けてあるため、電圧監視用ケーブル17を容易に解放可能に接続することができる。したがって、電圧監視用端子15に電圧監視用ケーブル17を接続して、すべてのラミネートセル3の第1及び第2の電極端子5,6の電位をモニタリングすることで、各ラミネートセル3の電圧を常時モニタリングすることができる。
The
押圧クリップ10のつまみ11には、図1及び図3に示すように、正極ケーブル16、負極ケーブル18、及び電圧監視用ケーブル17が挿通される部位にそれぞれ溝が形成されているため、押圧クリップ10が装着された状態でも、ケーブルの着脱が可能である。また、ケーブルを接続したままの状態で、押圧クリップ10の着脱も可能となる。
As shown in FIGS. 1 and 3, the
よって、第1及び第2の連結端子8,9に正極ケーブル16、負極ケーブル18、及び電圧監視用ケーブル17が夫々接続されていれば、隣接するラミネートセル3の第1の電極端子(正極)5と第2の電極端子(負極)6とを電気的に接続する動作の中に、電圧をモニタリングする系の構築が含まれることになる。
Therefore, if the
図11(a)には、正極ケーブル16または負極ケーブル18が接続される、端に位置する第1の連結端子8に正極ケーブル16および電圧監視用ケーブル17が接続されている図を示している。また図11(b)には、それ以外の電圧監視用ケーブル17のみが接続されている図を示している。場合によっては、正極ケーブル16または負極ケーブル18が接続されない第2の連結端子9にも、図11(c)に示す第1の連結端子8を適用して、図11(d)のような形態をとり、部品共通化を図ってもよい。
FIG. 11A shows a diagram in which the
上述した電池間接続装置によると、第1及び第2の連結端子8,9に一体的に設けてある電圧監視用端子15を経由して第1及び第2の電極端子5,6の電位をモニタリングでき、結果、各ラミネートセル3の電圧を知り得る。また、押圧クリップ10のつまみ部11がケーブル類を挿通可能な形状を有するので、押圧クリップ10を装着した状態でケーブル類の着脱が可能であるし、ケーブル類を接続したままの状態で押圧クリップ10を着脱することが可能である。
According to the inter-battery connection device described above, the potentials of the first and
(第2実施例)
図12〜16を参照して、本発明の第2実施例に係る電池間接続装置を説明する。
(Second embodiment)
With reference to FIGS. 12-16, the battery connection apparatus which concerns on 2nd Example of this invention is demonstrated.
図12において、ラミネートセル3は、第1実施例で取り扱ったラミネートセルと同型であり、ラミネートセル本体4から、電極端子A(正極)5と電極端子B(負極)6とが、同じ方向に延出されているタイプのものである。基板401を介してラミネートセル3間の接続が図られ、その結果、例えば4枚のラミネートセル3が直列に連結されている。図12において、基板401には、ラミネートセル3の電極端子A(正極)5と、電極端子B(負極)6に相当する位置に矩形の貫通孔411が形成されている(図13参照)。
In FIG. 12, the
図13に示すように、貫通孔411には、コネクタ402のハウジング403が埋設されている。コネクタ402は、ハウジング403とコンタクト404とから構成されていて、さらに組合せて使用されるスライダ406から成る。
As shown in FIG. 13, the
図14に示すように、コンタクト404のハウジング403の底面に実装部405があり、基板401の背面のランド412(図16参照)に半田実装される。
As shown in FIG. 14, a mounting
図13にあるように、コンタクト404は、ハウジング403を貫通し、上方まで延出している。ハウジング403の中央には、電極端子A(正極)5と、電極端子B(負極)6が挿通可能なスリットが設けてある。また、両コンタクト404の距離L41と、スライダ406の貫通孔の幅L42との間には、L42<L41の関係がある。
As shown in FIG. 13, the
図15は、本実施例を基板401の下方側から見た外観図を、図16は、回路基板401をその下方側から見た外観図を示している。回路基板401の底面では、出力用パッド(正極)413、出力用パッド(負極)414、電圧監視用パッド415がパターニングされており、ラミネートセル3が直列に連結されるように、それらが相互に、出力用連結配線416及び電圧監視用引出配線417により結線されている。
FIG. 15 is an external view of the present embodiment as viewed from the lower side of the
スライダ406を装着しない状態では、両コンタクト404の距離がL41であり、両コンタクト間には間隙があり、電極端子を容易に挿通することができる。電極端子挿通後に、スライダ406を装着すると、両コンタクトの距離がL41からL42に縮まり、両コンタクトが電極端子を挟み、付勢される。
When the
基板401上には、敷設された配線により、所望の結線が成されている。電圧監視用引出配線417や電圧監視用パッド415、さらに電圧監視用パッド415に接続されている電圧監視用ケーブル17により、ラミネートセル33を装着するだけで、第1及び第2の電極端子5,6の電位をモニタリングでき、結果、各ラミネートセル3の電圧を知り得る。即ち、各々のセルの電圧を常時モニタリングすることができる。各ラミネートセル3の電圧を常時モニタリングする系が構築される。
A desired connection is made on the
上述では特定の幾つかの実施例を用いて説明したが、本発明はこれらの実施例に限られることなく様々な変形が可能であり、それらの変形も本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。 In the above description, the present invention has been described using some specific embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications are possible, and it goes without saying that these modifications are also included in the scope of the present invention. Yes.
本発明は、ラミネートセルなどのセル電池を複数接続してなるバッテリや、それらのセル電池を積層状態でケースに収容してなるバッテリモジュールに適用できる。 The present invention can be applied to a battery in which a plurality of cell batteries such as laminate cells are connected, and a battery module in which these cell batteries are accommodated in a case in a stacked state.
1 電池間接続装置
2 電池間接続本体
3 ラミネートセル
4 セル本体
5 第1の電極端子
6 第2の電極端子
7 ベース
7a 収容部
7b スリット
8 第1の連結端子
9 第2の連結端子
8a、9a 弾性接触片
10 押圧クリップ
10a 押圧片
10b ケーブル挿通溝
11 つまみ部
12 連結端子本体
13 接点部
14 電源用端子
15 電圧監視用端子
16 正極ケーブル
17 電圧監視用ケーブル
18 負極ケーブル
19 出力用ケーブル端子
20 電圧監視用ケーブル端子
401 回路基板
402 コネクタ
403 ハウジング
404 コンタクト
405 実装部
406 スライダ
411 貫通孔
413 出力用パッド(正極)
414 出力用パッド(負極)
415 電圧監視用パッド
416 出力用連結配線
417 電圧監視用引出配線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
414 Output pad (negative electrode)
415
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