JP2012243689A - Power supply device, vehicle including the same, and bus bar - Google Patents

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Kazuhiro Fujii
一広 藤井
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To absorb a change due to displacement of electrode terminals caused by expansion or the like of battery cells, while achieving a simple configuration.SOLUTION: A power supply device comprises: a plurality of battery cells 1 with electrode terminals 1a; and a metal bus bar 6 having a plurality of connection holes 6a opened therein in order that the electrode terminals 1a of the battery cells 1 are electrically connected to each other with the battery cells 1 stacked one upon another. A surface of the bus bar 6 in which the connection holes 6a are opened can be flushed and formed in the shape of a wave in a plan view. Thereby, the shape of the bus bar can be in a substantially planar shape, and a protrusion in a height direction thereof can be reduced to maintain downsizing, and the wave-shaped part can be deformed. Even when the electrode terminals of the battery cells cause displacement in a horizontal direction, the amount of change due to the displacement can be absorbed by the deformation of the wave-shaped part of the bus bar. This produces an advantage of stably retaining connection states of the battery cells.

Description

本発明は、複数の電池セルをバスバーで接続している電源装置及び電源装置を備える車両並びにバスバーに関し、特にハイブリッド車、燃料電池自動車、電気自動車、電動オートバイ等の電動車両を駆動するモータの電源用、あるいは家庭用、工場用の蓄電用途等に使用される大電流用の電源装置に最適な電源装置及び電源装置を備える車両並びにバスバーに関する。   The present invention relates to a power supply device in which a plurality of battery cells are connected by a bus bar, a vehicle including the power supply device, and a bus bar, and more particularly, a power source for a motor that drives an electric vehicle such as a hybrid vehicle, a fuel cell vehicle, an electric vehicle, and an electric motorcycle. The present invention relates to a power supply device that is optimal for a large-current power supply device used for power storage for home use, household use, factory use, and the like, and a vehicle including the power supply device and a bus bar.

電源装置は、多数の電池セルを直列に接続して出力電圧を高く、また並列に接続して充放電電流を大きくできる。したがって、自動車を走行させるモータの電源等に使用される大電流、大出力用の電源装置は、複数の電池セルを直列に接続して出力電圧を高くしている。この種の用途に使用される電源装置は、大きな電流で充放電されるので、複数の電池セルを電気抵抗の小さい金属プレート製のバスバーで接続している。   The power supply device can connect a large number of battery cells in series to increase the output voltage, and can be connected in parallel to increase the charge / discharge current. Therefore, a high-current, high-output power supply device used for the power supply of a motor that runs an automobile or the like has a plurality of battery cells connected in series to increase the output voltage. Since the power supply device used for this kind of application is charged and discharged with a large current, a plurality of battery cells are connected by a bus bar made of a metal plate having a small electric resistance.

バスバーは、電池セルの電極端子同士を接続している。一般には、複数の電池セルを積層した状態でバインドバー等により締結して電池積層体とし、隣接する電池セルの電極端子をバスバーに開口された丸穴に挿入して、溶接によって固定される。   The bus bar connects the electrode terminals of the battery cells. In general, a plurality of battery cells are stacked and fastened with a bind bar or the like to form a battery stack, and electrode terminals of adjacent battery cells are inserted into round holes opened in the bus bar and fixed by welding.

しかしながら、電池積層体は大電流での充放電によって電池セルが膨張することがあり、この結果電極端子の位置がずれることが生じる。この結果、電極端子とバインドバーとの接続が外れたり、あるいは電極端子と電池セルの外装缶や封口板との取付位置に負荷がかかり、この部分で破損する可能性があった。特に電池セルを角形電池とする場合、電極端子の取り付け部分は必ずしも強度が十分と言えず、電極端子に強い応力が働くと外装缶内部で破損が生じる可能性がある。このため、電極端子をリジッドなバスバーで強固に固定すると、電池セルの変形に電極端子が追従できず、電極端子の電気接続が損なわれる可能性がある。また、電池セルの変形のみならず、外装缶の製造時の公差等によって、バスバーを電池セルの電極端子に取り付ける際の取り付け位置の誤差の吸収も問題となる。   However, in the battery stack, the battery cell may expand due to charging / discharging with a large current, and as a result, the position of the electrode terminal may shift. As a result, there is a possibility that the connection between the electrode terminal and the bind bar is disconnected, or a load is applied to the attachment position between the electrode terminal and the outer can or sealing plate of the battery cell, and this portion may be damaged. In particular, when the battery cell is a square battery, the electrode terminal mounting portion is not necessarily strong enough, and if a strong stress is applied to the electrode terminal, there is a possibility that damage occurs inside the outer can. For this reason, if the electrode terminal is firmly fixed with a rigid bus bar, the electrode terminal cannot follow the deformation of the battery cell, and the electrical connection of the electrode terminal may be impaired. Further, not only the deformation of the battery cell but also the absorption of the error in the attachment position when the bus bar is attached to the electrode terminal of the battery cell due to tolerances at the time of manufacturing the outer can etc. becomes a problem.

一方で、電池積層体の変形や外力に対応したバインドバーが提案されている(特許文献1参照)。この蓄電モジュールは、図15の分解斜視図に示すように波形のバインドバーを用いることで、電極端子が位置ずれしてもバインドバー自体の変形によって変化分を吸収できる。具体的には、蓄電モジュール151に設けられたフランジ部152を支持台部153に押圧する押圧手段として、X軸方向に延びるバネ性を有する波形座金154と、この波形座金154をフランジ部152の上面に押し付けるX軸方向に延びる押さえ板155とを用いている。この結果、電池積層体が振動や外力等で上下動し、一部の電池セルが電池積層体の中間で突出しても、上下動分をバインドバーの変形によって吸収できる。   On the other hand, a bind bar corresponding to deformation and external force of the battery stack has been proposed (see Patent Document 1). As shown in the exploded perspective view of FIG. 15, this power storage module can absorb a change due to deformation of the bind bar itself even if the electrode terminal is displaced by using a corrugated bind bar. Specifically, as a pressing means for pressing the flange portion 152 provided in the power storage module 151 against the support base portion 153, a corrugated washer 154 having a spring property extending in the X-axis direction, and the corrugated washer 154 are attached to the flange portion 152. A pressing plate 155 extending in the X-axis direction that is pressed against the upper surface is used. As a result, even if the battery stack moves up and down due to vibration or external force and some battery cells protrude in the middle of the battery stack, the vertical movement can be absorbed by the deformation of the bind bar.

しかしながら、この構成ではバスバーとして波形座金154と押さえ板155の2枚の金属板を用いる必要があり、バスバーの部品点数が増え構成が複雑化して組み立て工数が増え、コストも上昇する。また、波形とした分、バインドバー構成部分の厚さが大きくなるため、取り付け位置が高くなって電池モジュールのサイズが大きくなるという問題もある。特に近年は電源装置の設置スペースが限られていることから、装置の小型化が強く求められている。   However, in this configuration, it is necessary to use two metal plates of the corrugated washer 154 and the holding plate 155 as the bus bar, the number of parts of the bus bar increases, the configuration becomes complicated, the number of assembly steps increases, and the cost also increases. In addition, since the thickness of the bind bar constituent portion is increased by the corrugation, there is a problem that the mounting position is increased and the size of the battery module is increased. Particularly in recent years, the space for installing the power supply device is limited, and thus downsizing of the device is strongly demanded.

特開2009−283193号公報JP 2009-283193 A

本発明は、従来のこのような問題点を解決するためになされたものである。本発明の主な目的は、簡単な構成としつつ電池セルの膨張等に起因する電極端子の位置ずれの変化を吸収可能とした電源装置及び電源装置を備える車両並びにバスバーを提供することにある。   The present invention has been made to solve such conventional problems. A main object of the present invention is to provide a power supply device, a vehicle including the power supply device, and a bus bar that can absorb changes in displacement of electrode terminals due to expansion of battery cells and the like while having a simple configuration.

課題を解決するための手段及び発明の効果Means for Solving the Problems and Effects of the Invention

上記の目的を達成するために、本発明の第1の側面に係る電源装置によれば、電極端子1aを有する複数の電池セル1と、前記電池セル1同士を積層した状態で、該電池セル1の電極端子1a同士を電気的に接続するため、複数の接続穴6aを開口した金属製のバスバー6と、を備える電源装置であって、前記バスバー6は、前記接続穴6aを開口した面を同一平面としつつ、平面視を波状に形成することができる。これにより、バスバーの形状をほぼ平板状として高さ方向への突出を抑えて小型化を維持しつつ、波形の部分を変形させることで、電池セルの電極端子が水平方向に位置ずれしても、この変化分をバスバーの波形部分の変形によって吸収でき、安定的に電池セルの接続状態を保持できる利点が得られる。   In order to achieve the above object, according to the power supply device of the first aspect of the present invention, a plurality of battery cells 1 having electrode terminals 1a and the battery cells 1 in a stacked state. In order to electrically connect the electrode terminals 1a to each other, a power supply device including a metal bus bar 6 having a plurality of connection holes 6a opened therein, the bus bar 6 having a surface with the connection holes 6a opened. Can be formed in a wave shape in a plan view. Thereby, even if the electrode terminal of the battery cell is displaced in the horizontal direction by deforming the corrugated part while maintaining the miniaturization by suppressing the protrusion in the height direction by making the shape of the bus bar substantially flat. This change can be absorbed by the deformation of the corrugated portion of the bus bar, and the advantage that the connection state of the battery cells can be stably maintained is obtained.

また、第2の側面に係る電源装置によれば、前記バスバー6の波形部分を、前記バスバー6の長手方向において等間隔で形成できる。   Moreover, according to the power supply device which concerns on a 2nd side surface, the waveform part of the said bus-bar 6 can be formed in the longitudinal direction of the said bus-bar 6 at equal intervals.

さらに、第3の側面に係る電源装置によれば、前記バスバー6の波形部分を、U字状Uに形成できる。   Furthermore, according to the power supply device which concerns on a 3rd side surface, the waveform part of the said bus-bar 6 can be formed in the U-shape U.

さらにまた、第4の側面に係る電源装置によれば、前記バスバー6が、前記バスバー6の長手方向に沿った側面において、前記接続穴6a同士の間に切り込みCを形成できる。これにより、切り込み部分が折曲され易くなることで、バスバーの水平面内における接続穴同士の間隔を切り込み部分の変形によって調整できる。   Furthermore, according to the power supply device which concerns on a 4th side surface, the said bus bar 6 can form the notch C between the said connection holes 6a in the side surface along the longitudinal direction of the said bus bar 6. FIG. Thereby, since the cut portion is easily bent, the interval between the connection holes in the horizontal plane of the bus bar can be adjusted by deformation of the cut portion.

さらにまた、第5の側面に係る電源装置によれば、前記バスバー6の長手方向に沿った側面において、前記切り込みCを設けた部位と対向する側面に、突出部Pを設けることができる。これにより、切り込みを設けた部位が幅狭になることを回避し、この部位でバスバーの抵抗値が上がることを抑制できる。   Furthermore, according to the power supply device which concerns on a 5th side surface, the protrusion part P can be provided in the side surface facing the site | part which provided the said cut | notch C in the side surface along the longitudinal direction of the said bus-bar 6. FIG. Thereby, it can avoid that the site | part which provided the notch becomes narrow, and can suppress that the resistance value of a bus-bar rises in this site | part.

さらにまた、第6の側面に係る電源装置によれば、前記切り込みCを、前記バスバー6の長手方向に沿った側面において、交互に形成することができる。これにより、切り込み部分の折曲が左右に分散されて、バスバーの変形が偏ることを回避できる。   Furthermore, according to the power supply device according to the sixth aspect, the cuts C can be alternately formed on the side surfaces along the longitudinal direction of the bus bar 6. Thereby, it is possible to avoid the bending of the cut portion being distributed to the left and right, and the deformation of the bus bar being biased.

さらにまた、第7の側面に係る電源装置によれば、前記バスバー6が、前記接続穴6aを開口した平板状部分6bと、前記平板状部分6b同士を接続する接続部分6cとで構成され、前記接続部分6cの幅は、前記平板状部分6bの幅よりも狭く形成することができる。これにより、接続部分を変形させることで接続穴の位置の変化を吸収できる。   Furthermore, according to the power supply device according to the seventh aspect, the bus bar 6 is composed of a flat plate portion 6b having the connection hole 6a opened, and a connection portion 6c connecting the flat plate portions 6b. The connecting portion 6c can be formed to be narrower than the flat plate portion 6b. Thereby, the change of the position of a connection hole can be absorbed by deforming a connection part.

さらにまた、第8の側面に係る電源装置によれば、前記接続部分6cの厚さを、前記平板状部分6bの厚さよりも厚く形成することができる。これにより、幅の狭い接続部分で抵抗値が上昇することを、厚さを厚くすることで回避できる。   Furthermore, according to the power supply device according to the eighth aspect, the connection portion 6c can be formed thicker than the flat plate portion 6b. Thereby, it is possible to avoid an increase in the resistance value at the narrow connection portion by increasing the thickness.

さらにまた第9の側面に係る電源装置を備える車両には、上記電源装置を利用できる。   Furthermore, the said power supply device can be utilized for the vehicle provided with the power supply device which concerns on a 9th side surface.

さらにまた、第10の側面に係るバスバーによれば、電極端子1aを有する複数の電池セル1同士を積層した状態で、該電池セル1の電極端子1a同士を電気的に接続するため、複数の接続穴6aを開口した金属製のバスバーであって、前記接続穴6aを開口した面を同一平面としつつ、平面視を波状に形成できる。これにより、バスバーの形状をほぼ平板状として高さ方向への突出を抑えて小型化を維持しつつ、波形の部分を変形させることで、電池セルの電極端子が水平方向に位置ずれしても、この変化分をバスバーの波形部分の変形によって吸収でき、安定的に電池セルの接続状態を保持できる利点が得られる。   Furthermore, according to the bus bar according to the tenth aspect, in order to electrically connect the electrode terminals 1a of the battery cells 1 with the battery cells 1 having the electrode terminals 1a stacked, It is a metal bus bar having a connection hole 6a opened, and the surface with the connection hole 6a opened can be formed in the same plane, and the plan view can be formed in a wave shape. Thereby, even if the electrode terminal of the battery cell is displaced in the horizontal direction by deforming the corrugated part while maintaining the miniaturization by suppressing the protrusion in the height direction by making the shape of the bus bar substantially flat. This change can be absorbed by the deformation of the corrugated portion of the bus bar, and the advantage that the connection state of the battery cells can be stably maintained is obtained.

本発明の実施例1に係る電源装置を備える電源装置の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of a power supply device provided with the power supply device which concerns on Example 1 of this invention. 図1の組電池を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the assembled battery of FIG. 図2の電池積層体から冷却プレートを外した状態を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the state which removed the cooling plate from the battery laminated body of FIG. 図3の電池積層体からカバー部を外した状態を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the state which removed the cover part from the battery laminated body of FIG. 図3の電池積層体の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the battery laminated body of FIG. 図5に示すバスバーを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the bus bar shown in FIG. 変形例に係るバスバーを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the bus-bar which concerns on a modification. 図8(a)は実施例2に係るバスバーを示す平面図、図8(b)は図8(a)のバスバーを変形させた状態を示す平面図である。FIG. 8A is a plan view showing the bus bar according to the second embodiment, and FIG. 8B is a plan view showing a state where the bus bar of FIG. 8A is deformed. 他の変形例に係るバスバーを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the bus-bar which concerns on another modification. さらに他の変形例に係るバスバーを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the bus-bar which concerns on another modification. さらに他の変形例に係るバスバーを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the bus-bar which concerns on another modification. エンジンとモータで走行するハイブリッド車に電源装置を搭載する例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the example which mounts a power supply device in the hybrid vehicle which drive | works with an engine and a motor. 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ブロック図である。It is a block diagram which shows the example which mounts a power supply device in the electric vehicle which drive | works only with a motor. 蓄電用の電源装置に適用する例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the example applied to the power supply device for electrical storage. 従来の蓄電モジュールを示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the conventional electrical storage module.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための電源装置、電源装置を備える車両並びにバスバーを例示するものであって、本発明は電源装置、電源装置を備える車両並びにバスバーを以下のものに特定しない。また、特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施の形態に記載されている構成部材の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。また、一部の実施例、実施形態において説明された内容は、他の実施例、実施形態等に利用可能なものもある。
(実施例1)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the embodiment described below exemplifies a power supply device, a vehicle equipped with the power supply device, and a bus bar for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention is a vehicle equipped with the power supply device and the power supply device. In addition, the bus bar is not specified as follows. Moreover, the member shown by the claim is not what specifies the member of embodiment. In particular, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the constituent members described in the embodiments are not intended to limit the scope of the present invention only to the description unless otherwise specified. It is just an example. Note that the size, positional relationship, and the like of the members shown in each drawing may be exaggerated for clarity of explanation. Further, in the following description, the same name and reference numeral indicate the same or the same members, and detailed description will be omitted as appropriate. Furthermore, each element constituting the present invention may be configured such that a plurality of elements are constituted by the same member and the plurality of elements are shared by one member, and conversely, the function of one member is constituted by a plurality of members. It can also be realized by sharing. In addition, the contents described in some examples and embodiments may be used in other examples and embodiments.
Example 1

図1〜図5に、本発明の実施例1に係る電源装置100として、車載用の電源装置に適用した例を説明する。これらの図において、図1は電源装置100の分解斜視図、図2は図1の電池積層体5を示す斜視図、図3は図2の電池積層体5から冷却プレート61を外した分解斜視図、図4は図3の電池積層体5からカバー部24を外した状態を示す分解斜視図、図5は図3の電池積層体5の分解斜視図を、それぞれ示している。この電源装置100は、主としてハイブリッド車や電気自動車等の電動車両に搭載されて、車両の走行モータに電力を供給して、車両を走行させる電源に使用される。ただ、本発明の電源装置は、ハイブリッド車や電気自動車以外の車両に使用でき、また電動車両以外の大出力が要求される用途にも使用できる。
(電源装置100)
1 to 5 illustrate an example in which the power supply device 100 according to the first embodiment of the present invention is applied to an in-vehicle power supply device. In these drawings, FIG. 1 is an exploded perspective view of the power supply device 100, FIG. 2 is a perspective view showing the battery stack 5 of FIG. 1, and FIG. 3 is an exploded perspective view with the cooling plate 61 removed from the battery stack 5 of FIG. 4 and 4 are exploded perspective views showing a state in which the cover 24 is removed from the battery stack 5 in FIG. 3, and FIG. 5 shows an exploded perspective view of the battery stack 5 in FIG. This power supply device 100 is mainly mounted on an electric vehicle such as a hybrid vehicle or an electric vehicle, and is used as a power source for supplying electric power to a traveling motor of the vehicle and causing the vehicle to travel. However, the power supply device of the present invention can be used for vehicles other than hybrid vehicles and electric vehicles, and can also be used for applications requiring high output other than electric vehicles.
(Power supply device 100)

電源装置100の外観は、図1の分解斜視図に示すように、上面を長方形状とする箱形である。この電源装置100は、箱形の外装ケース70を二分割して、内部に複数の組電池10を収納している。外装ケース70は、下ケース71と、上ケース72と、これらの下ケース71、上ケース72の両端に連結している端面プレート73とを備えている。上ケース72と下ケース71は、外側に突出する鍔部74を有し、この鍔部74をボルトとナットで固定している。外装ケース70は、鍔部74を外装ケース70の側面に配置している。また図1に示す例では、電池積層体5を長手方向に2つ、横方向に2列、計4個下ケース71に収納している。各電池積層体5は、外装ケース70内部の定位置に固定している。端面プレート73は、下ケース71と上ケース72の両端に連結されて、外装ケース70の両端を閉塞している。
(組電池10)
As shown in the exploded perspective view of FIG. 1, the external appearance of the power supply device 100 is a box shape whose upper surface is rectangular. In the power supply device 100, a box-shaped outer case 70 is divided into two, and a plurality of assembled batteries 10 are accommodated therein. The exterior case 70 includes a lower case 71, an upper case 72, and end plates 73 connected to both ends of the lower case 71 and the upper case 72. The upper case 72 and the lower case 71 have a flange portion 74 protruding outward, and the flange portion 74 is fixed with a bolt and a nut. The outer case 70 has a flange 74 disposed on the side surface of the outer case 70. Further, in the example shown in FIG. 1, two battery stacks 5 are housed in the lower case 71 in total, two in the longitudinal direction and two in the lateral direction. Each battery stack 5 is fixed at a fixed position inside the outer case 70. The end surface plate 73 is connected to both ends of the lower case 71 and the upper case 72 and closes both ends of the exterior case 70.
(Battery 10)

組電池10は、図1に示す例では、4つの電池積層体5で構成される。すなわち、角形電池セル1の積層方向に2つの電池積層体5が連結されて一の電池積層連続体10Bを構成し、このような連結状態にある電池積層連続体10Bを2つ平行に並べて、組電池10を構成している。   In the example shown in FIG. 1, the assembled battery 10 includes four battery stacks 5. That is, two battery stacks 5 are connected in the stacking direction of the rectangular battery cells 1 to form one battery stack continuous body 10B, and two battery stack continuous bodies 10B in such a connected state are arranged in parallel, The assembled battery 10 is configured.

組電池10を構成する各電池積層体5の斜視図を図2〜図5に示す。電池積層体5は、図5に示すように、複数の角形電池セル1と、複数の角形電池セル1同士を積層する面に介在させて、角形電池セル1間を絶縁するセパレータ2と、電池積層体5の積層方向の端面に配置された一対のエンドプレート3と、複数の角形電池セル1とセパレータ2を交互に積層した電池積層体5を収納する被覆ケース16とを備えている。
(電池積層体5)
The perspective view of each battery laminated body 5 which comprises the assembled battery 10 is shown in FIGS. As shown in FIG. 5, the battery stack 5 includes a plurality of prismatic battery cells 1, a separator 2 that interposes a plurality of prismatic battery cells 1 on the surface where the plurality of prismatic battery cells 1 are stacked, and a battery 2. A pair of end plates 3 disposed on an end surface in the stacking direction of the stacked body 5 and a covering case 16 that houses a battery stacked body 5 in which a plurality of rectangular battery cells 1 and separators 2 are stacked alternately are provided.
(Battery laminate 5)

電池積層体5は、図5に示すように複数の角形電池セル1を、絶縁性のセパレータ2を介して積層している。さらに、この電池積層体5の両端面に一対のエンドプレート3を配置している。このように、互いに隣接する角形電池セル1を絶縁するセパレータ2を角形電池セル1同士の積層面に介在させて、複数の角形電池セル1とセパレータ2とを交互に積層した電池積層体5としている。   As shown in FIG. 5, the battery stack 5 has a plurality of prismatic battery cells 1 stacked with insulating separators 2 interposed therebetween. Further, a pair of end plates 3 are arranged on both end faces of the battery stack 5. In this way, a battery stack 5 in which a plurality of prismatic battery cells 1 and separators 2 are alternately stacked by interposing a separator 2 that insulates adjacent prismatic battery cells 1 on a stacking surface of the prismatic battery cells 1. Yes.

各電池積層体5は、それぞれ被覆ケース16で被覆される。また被覆ケース16は、図3に示すように、これを冷却するための冷却プレート61上に固定されている。電池積層体5を冷却プレート61上に固定するための連結構造を備えている。
(角形電池セル1)
Each battery stack 5 is covered with a covering case 16. Further, as shown in FIG. 3, the covering case 16 is fixed on a cooling plate 61 for cooling it. A connection structure for fixing the battery stack 5 on the cooling plate 61 is provided.
(Square battery cell 1)

角形電池セル1は、その外形を構成する外装缶を、幅よりも厚さを薄くした角形としている。この外装缶を閉塞する封口板に正負の電極端子1aを設けると共に、電極端子1aの間に安全弁を設けている。安全弁は、外装缶の内圧が所定値以上に上昇した際に開弁して、内部のガスを放出できるように構成される。安全弁の開弁により、外装缶の内圧上昇を停止することができる。この角形電池セル1を構成する素電池は、リチウムイオン二次電池、ニッケル−水素電池、ニッケル−カドミウム電池等の充電可能な二次電池である。特に、角形電池セル1にリチウムイオン二次電池を使用すると、電池セル全体の体積や質量に対する充電容量を大きくできる特長がある。さらに、本発明で用いる電池セルは角形電池セルに限らず、円筒型電池セルや外装体がラミネート材料で被覆された角形やその他の形状のラミネート電池セルであってもよい。   In the rectangular battery cell 1, the outer can constituting the outer shape thereof is a rectangular shape having a thickness smaller than a width. Positive and negative electrode terminals 1a are provided on a sealing plate for closing the outer can, and a safety valve is provided between the electrode terminals 1a. The safety valve is configured to open when the internal pressure of the outer can rises to a predetermined value or more, and to release the internal gas. The increase in the internal pressure of the outer can can be stopped by opening the safety valve. The unit cell constituting the rectangular battery cell 1 is a rechargeable secondary battery such as a lithium ion secondary battery, a nickel-hydrogen battery, or a nickel-cadmium battery. In particular, when a lithium ion secondary battery is used for the prismatic battery cell 1, there is an advantage that the charge capacity with respect to the volume and mass of the entire battery cell can be increased. Furthermore, the battery cell used in the present invention is not limited to a rectangular battery cell, but may be a cylindrical battery cell or a rectangular battery cell in which an exterior body is covered with a laminate material or other shapes.

積層されて電池積層体5を構成する各角形電池セル1は、隣接する正負の電極端子1aをバスバー6で連結して互いに直列に接続している。隣接する角形電池セル1を互いに直列に接続する組電池10は、出力電圧を高くして出力を大きくできる。ただ、組電池は、隣接する角形電池セルを並列に、或いは、直列と並列を組み合わせて接続することもできる。また角形電池セル1は、金属製の外装缶で製作している。この角形電池セル1は、隣接する角形電池セル1の外装缶のショートを防止するために絶縁材のセパレータ2を挟着している。なお、角形電池セルの外装缶は、プラスチック等の絶縁材で製作することもできる。この場合、角形電池セルは外装缶を絶縁して積層する必要がないので、セパレータを金属製とすることやセパレータを不要とすることもできる。
(セパレータ2)
The respective square battery cells 1 that are stacked to form the battery stack 5 are connected in series by connecting adjacent positive and negative electrode terminals 1 a with a bus bar 6. The assembled battery 10 in which the adjacent rectangular battery cells 1 are connected in series can increase the output voltage and increase the output. However, an assembled battery can also connect adjacent square battery cells in parallel, or a combination of series and parallel. The rectangular battery cell 1 is manufactured with a metal outer can. In this rectangular battery cell 1, an insulating separator 2 is sandwiched between the adjacent rectangular battery cells 1 in order to prevent short-circuiting of the outer can of the rectangular battery cell 1. Note that the outer can of the rectangular battery cell can also be made of an insulating material such as plastic. In this case, since it is not necessary for the rectangular battery cell to insulate and laminate the outer can, the separator can be made of metal or the separator can be made unnecessary.
(Separator 2)

セパレータ2は、隣接する角形電池セル1を電気的、熱的に絶縁して積層するスペーサである。このセパレータ2はプラスチック等の絶縁材で製作しており、互いに隣接する角形電池セル1同士の間に配置されて、隣接する角形電池セル1を絶縁している。
(エンドプレート3)
The separator 2 is a spacer for laminating adjacent rectangular battery cells 1 electrically and thermally. The separator 2 is made of an insulating material such as plastic, and is disposed between the adjacent rectangular battery cells 1 to insulate the adjacent rectangular battery cells 1.
(End plate 3)

角形電池セル1とセパレータ2とを交互に積層した電池積層体5の両端面には、図5に示すように一対のエンドプレート3を配置して、一対のエンドプレート3で電池積層体5を挟持している。エンドプレート3は、十分な強度を発揮する材質、例えば金属製とする。このエンドプレート3は、図1に示す下ケース71と固定するための固定構造を備えている。なお、エンドプレートは、樹脂製の材質で製作、或いは、樹脂製からなるエンドプレートを金属製の部材で補強して製作することもできる。
(被覆ケース16)
As shown in FIG. 5, a pair of end plates 3 are arranged on both end faces of the battery stack 5 in which the prismatic battery cells 1 and the separators 2 are alternately stacked, and the battery stack 5 is formed by the pair of end plates 3. It is pinched. The end plate 3 is made of a material that exhibits sufficient strength, for example, metal. The end plate 3 has a fixing structure for fixing to the lower case 71 shown in FIG. The end plate can be manufactured from a resin material, or can be manufactured by reinforcing an end plate made of resin with a metal member.
(Coating case 16)

この電池積層体5は、図5に示すように、被覆ケース16に圧入される。ここでは電池セル1を積層状態に維持したまま、すなわち電池積層体5を積層方向に一定以下の厚さとなるよう拘束した状態で、被覆ケース16内に挿入する。実施例1において被覆ケース16は、図5の分解斜視図に示すように、上面を開口した有底箱形に形成される。この被覆ケース16は、金属製として放熱性を高め、また冷却プレート61との接合面での熱伝導を高めている。その一方で、被覆ケース16の内面を絶縁して、積層された角形電池セル1間の絶縁を図っている。また必要に応じて、絶縁性を備えつつ熱伝導性を有する熱伝導シート12を、被覆ケース16の底面に配置することもできる。このようにして電池積層体5を被覆ケース16で覆うことで、密閉構造が実現される。なお、この例では被覆ケースを金属製としているが、十分な強度が維持できる場合は、樹脂製等とすることもできる。また、樹脂製の被覆ケースにおいて金属板をインサート成形することで、熱伝導性を向上させることもできる。また樹脂には、ファイバーシートやマイカシート等が好適に利用できる。   The battery stack 5 is press-fitted into the covering case 16 as shown in FIG. Here, the battery cell 1 is inserted into the covering case 16 while keeping the battery cell 1 in a laminated state, that is, in a state where the battery laminated body 5 is constrained to have a certain thickness or less in the lamination direction. In Example 1, as shown in the exploded perspective view of FIG. 5, the covering case 16 is formed in a bottomed box shape having an open upper surface. The covering case 16 is made of metal to enhance heat dissipation and to enhance heat conduction at the joint surface with the cooling plate 61. On the other hand, the inner surface of the covering case 16 is insulated to insulate the stacked rectangular battery cells 1. Further, if necessary, the heat conductive sheet 12 having insulating properties and heat conductivity can be arranged on the bottom surface of the covering case 16. By covering the battery stack 5 with the covering case 16 in this way, a sealed structure is realized. In this example, the covering case is made of metal, but it can be made of resin or the like if sufficient strength can be maintained. Moreover, thermal conductivity can also be improved by insert-molding a metal plate in a resin-made covering case. Moreover, a fiber sheet, a mica sheet, etc. can be utilized suitably for resin.

実施例1の例では、緩衝部材として電池積層体5の周囲を樹脂で被覆している。ここでは、電池積層体5の表面に樹脂を保持するため、電池積層体5の周囲を被覆ケース16で囲むことにより、電池積層体5と被覆ケース16との間に樹脂を注入している。これによって電池積層体5と被覆ケース16との間の隙間を無くし、電池積層体5の表面が結露して悪影響を与える事態を回避できる。実施例1では、エンドプレート3と被覆ケース16で防水構造を実現するため、被覆ケース16で囲まれた領域内で、電池積層体5との隙間に、緩衝部材(図示せず)として充填材を充填している。これによって、電池積層体5の周囲を防水した防水構造が得られる。充填材にはウレタン系樹脂が好適に利用できる。このように充填材でポッティングすることで、隙間を無くし、角形電池セル1の表面を保護し、結露による導通や腐食を回避できる。なお充填材を隙間に行き渡らせ、気泡の発生を回避するよう、充填材の充填時には被覆ケース内を減圧又は負圧とすることが好ましい。あるいは逆に、樹脂を加圧して注入することもできる。樹脂の充填後、樹脂が完全に硬化するまで乾燥させる。
(カバー部24)
In the example of Example 1, the periphery of the battery stack 5 is covered with a resin as a buffer member. Here, in order to hold the resin on the surface of the battery stack 5, the resin is injected between the battery stack 5 and the covering case 16 by surrounding the battery stack 5 with the covering case 16. This eliminates the gap between the battery stack 5 and the covering case 16, thereby avoiding a situation where the surface of the battery stack 5 is dewed and adversely affected. In Example 1, in order to realize a waterproof structure with the end plate 3 and the covering case 16, a filler as a buffer member (not shown) is provided in the gap between the battery stack 5 and the region surrounded by the covering case 16. Filled. Thereby, a waterproof structure in which the periphery of the battery stack 5 is waterproof is obtained. Urethane resin can be suitably used as the filler. By potting with the filler as described above, a gap is eliminated, the surface of the rectangular battery cell 1 is protected, and conduction and corrosion due to condensation can be avoided. In addition, it is preferable to make the inside of a coating case into pressure reduction or a negative pressure at the time of filling with a filler so that a filler may spread over a clearance gap and generation | occurrence | production of a bubble may be avoided. Or conversely, the resin can be injected under pressure. After filling the resin, it is dried until the resin is completely cured.
(Cover 24)

充填材の充填後に、図4に示すようにカバー部24で上面を閉塞する。ここでは、パッキン等を介して、被覆ケース16の上面に固定される。カバー部24の内面には、角形電池セル1の安全弁と連通されたガスダクト26を設けている。ガスダクト26を各角形電池セル1の安全弁と連結し、さらにガスダクト26を外部に配管することで、角形電池セル1の内圧が上昇した際に排出されるガスを、安全に外部に排出できる。またカバー部24に、バスバー6をインサート成形することもでき、これによってカバー部24を電池積層体5の天面に接合することによって、各角形電池セル1の電極端子1aを纏めて結線することが可能となる。またカバー部24の上面には、電源装置100を制御するための制御回路を実装した回路基板が配置される。またカバー部に回路基板を一体的に設けてもよい。   After filling with the filler, the upper surface is closed by the cover portion 24 as shown in FIG. Here, it is fixed to the upper surface of the covering case 16 via packing or the like. A gas duct 26 communicating with the safety valve of the rectangular battery cell 1 is provided on the inner surface of the cover portion 24. By connecting the gas duct 26 to the safety valve of each rectangular battery cell 1 and piping the gas duct 26 to the outside, the gas discharged when the internal pressure of the rectangular battery cell 1 rises can be safely discharged to the outside. Also, the bus bar 6 can be insert-molded in the cover portion 24, whereby the cover portion 24 is joined to the top surface of the battery stack 5, thereby connecting the electrode terminals 1 a of the respective rectangular battery cells 1 together. Is possible. A circuit board on which a control circuit for controlling the power supply device 100 is mounted is disposed on the upper surface of the cover portion 24. Further, the circuit board may be integrally provided in the cover portion.

このようにして被覆ケース16で電池積層体5を収納する。被覆ケース16は、各面を構成する部材を嵌合構造として、嵌合部分を気密に封止することもできる。このような嵌合構造としては、パッキン、Oリング、ガスケット等が利用でき、被覆ケース16を封止できる。
(連結構造)
In this way, the battery stack 5 is accommodated in the covering case 16. The covering case 16 can also seal a fitting part airtightly, using the member which comprises each surface as a fitting structure. As such a fitting structure, a packing, an O-ring, a gasket or the like can be used, and the covering case 16 can be sealed.
(Linked structure)

一方で、電池積層体5及び冷却プレート61は、電池積層体5を冷却プレート61上に固定するための連結構造を備えている。連結構造は、図3に示す例では、連結バー50Bで構成される。連結バー50Bは、カバー部24の側面において垂直方向に延長された断面視コ字状の金属板であり、被覆ケース16の上面に係止されると共に、冷却プレート61の底面に係止され、ねじ止めなどにより固定される。この連結バー50Bによって冷却プレート61を被覆ケース16の底面に固定する。
(連結バー50B)
On the other hand, the battery stack 5 and the cooling plate 61 have a connection structure for fixing the battery stack 5 on the cooling plate 61. In the example illustrated in FIG. 3, the connection structure includes a connection bar 50 </ b> B. The connecting bar 50B is a U-shaped metal plate that extends in the vertical direction on the side surface of the cover portion 24, and is locked to the upper surface of the covering case 16 and to the bottom surface of the cooling plate 61, It is fixed by screwing. The cooling plate 61 is fixed to the bottom surface of the covering case 16 by the connecting bar 50B.
(Connection bar 50B)

連結バー50Bは、図3の分解斜視図に示すように、ストリップ条を断面視コ字状に折曲した形状としている。ストリップ条は、十分な強度を発揮できるよう、例えば金属板で構成する。好ましくは、ストリップ条の表面に段差を形成して強度を向上させる。この連結バー50Bの長さは、コ字状の折曲部分で、被覆ケース16の上面にカバー部24を、底面に冷却プレート61を重ねた高さを挟み込める大きさとする。このようにして、連結バー50Bを用いることで冷却プレート61に容易にプレート連結部を付加できる。特に、冷媒循環機能等を備える冷却プレート61の形状を複雑化することなく連結機構を追加できる。
(バスバー6)
As shown in the exploded perspective view of FIG. 3, the connecting bar 50 </ b> B has a shape in which the strip strip is bent in a U shape in a sectional view. The strip strip is made of, for example, a metal plate so as to exhibit sufficient strength. Preferably, the strength is improved by forming a step on the surface of the strip. The length of the connecting bar 50 </ b> B is a U-shaped bent portion that is large enough to sandwich the height of the cover portion 24 on the top surface of the covering case 16 and the cooling plate 61 on the bottom surface. In this manner, the plate connecting portion can be easily added to the cooling plate 61 by using the connecting bar 50B. In particular, a coupling mechanism can be added without complicating the shape of the cooling plate 61 having a refrigerant circulation function or the like.
(Bus bar 6)

図5に示すバスバー6の外形を図6の斜視図に示す。この図に示すバスバー6は、平板状の金属板で、複数の接続穴6aを開口している。この接続穴6aに角形電池セル1の電極端子1aを挿入して固定することで、電極端子1a同士を電気的に接続する。図6の例ではバスバー6は4個の接続穴6aを開口しており、4個積層された角形電池セル1を、2個ずつ並列に接続すると共に、これらを直列に接続している。   The external shape of the bus bar 6 shown in FIG. 5 is shown in the perspective view of FIG. The bus bar 6 shown in this figure is a flat metal plate and has a plurality of connection holes 6a. By inserting and fixing the electrode terminals 1a of the rectangular battery cells 1 into the connection holes 6a, the electrode terminals 1a are electrically connected to each other. In the example of FIG. 6, the bus bar 6 has four connection holes 6 a, and the four stacked square battery cells 1 are connected in parallel, and these are connected in series.

またバスバー6は、全体を板状としつつ、平面視において波形に形成している。波形は、バスバー6の長手方向においてほぼ等間隔に形成される。このような波形部分は、例えばバスバー6の長手方向に沿った側面において、接続穴6a同士の間に切り込みCを設けることで形成される。切り込み部分を設けることで、この部位でバスバー6が折曲され易くなり、バスバー6の水平面内における接続穴6a同士の間隔を切り込み部分の変形によって調整できる。切り込みCは、バスバー6の長手方向に沿った側面において同一面に設けず、交互に形成する。これによって、切り込み部分の折曲が左右に分散されて、バスバー6の変形が偏ることを回避できる。図6の例では4個の接続穴6a同士の間で、図においてバスバー6の上側では中央に1箇所、バスバー6の下側では左右に2箇所、計3箇所に切り込みCを設けている。
(変形例)
Further, the bus bar 6 is formed in a corrugated shape in plan view while being entirely plate-shaped. The corrugations are formed at substantially equal intervals in the longitudinal direction of the bus bar 6. Such a corrugated portion is formed, for example, by providing a cut C between the connection holes 6 a on the side surface along the longitudinal direction of the bus bar 6. By providing the cut portion, the bus bar 6 is easily bent at this portion, and the interval between the connection holes 6a in the horizontal plane of the bus bar 6 can be adjusted by deformation of the cut portion. The cuts C are not provided on the same surface on the side surfaces along the longitudinal direction of the bus bar 6 but are formed alternately. Thereby, it is possible to avoid the bending of the cut portion being distributed to the left and right and the deformation of the bus bar 6 being biased. In the example of FIG. 6, incisions C are provided between three connection holes 6 a, in the figure, at one place in the center on the upper side of the bus bar 6 and two places on the left and right sides on the lower side of the bus bar 6.
(Modification)

また、切り込みCが設けられた位置と対向する側に、突出部Pを設けてもよい。このような例を変形例として図7の斜視図に示す。ここでは、バスバー6Bの長手方向に沿った側面において、切り込みCを設けた部位と対向する側面に、それぞれ突出部Pを設けている。突出部Pは、好ましくは切り込みCの窪み形状と対応する形状に突出される。いいかえると、バスバーに切り欠きの断面とほぼ同じ面積の突出部Pを設ける。このようにすることで、バスバーの幅を切り込み部分においてもほぼ一定に維持することができ、板状のバスバーが部分的に幅狭になることで抵抗値が上昇することを回避できる。
(実施例2)
Moreover, you may provide the protrusion part P in the side facing the position where the cut | notch C was provided. Such an example is shown as a modification in the perspective view of FIG. Here, on the side surface along the longitudinal direction of the bus bar 6B, the protruding portion P is provided on each side surface facing the portion where the cut C is provided. The protrusion P is preferably protruded into a shape corresponding to the recess shape of the notch C. In other words, the bus bar is provided with a protrusion P having substantially the same area as the cut-out cross section. By doing so, the width of the bus bar can be maintained substantially constant even in the cut portion, and it is possible to prevent the resistance value from increasing due to the plate-shaped bus bar being partially narrowed.
(Example 2)

以上の例では、一個のバスバーに4個の接続穴を開口した例を説明したが、接続穴の数はこれに限定されず、3個以下又は5個以上としてもよい。バスバーの接続穴の数や長さは、角形電池セルの直列/並列等の接続形態や角形電池セルの厚さなどに応じて、適宜選択される。図8(a)に実施例2として、接続穴6aの数を2個としたバスバー6Cの斜視図を示す。この図に示すバスバー6Cは、波形の形状の一形態として、接続穴6a同士の間に切り込みとしてスリットSLを設けている。このバスバー6Cは、図8(b)に示すようにスリットSLが狭くなるように変形させることで、接続穴6a同士の距離を折曲前のDから折曲後のD’に短くでき、また逆にスリットSLが広くなるようにバスバー6Cを変形させることで、接続穴6a同士の距離を長くできる。このバスバー6Cは、接続穴6aを開口した平板状部分6bと、平板状部分6b同士を接続する接続部分6cとで構成される。接続部分6cは、平板状部分6bよりも平面視の幅を狭く形成しているため、この部分でバスバー6Cを変形し易くできる。その反面、幅狭となった接続部分6cの抵抗値が相対的に高くなる。そこで、図9の変形例に示すバスバー6Dのように、接続部分6cの厚さを、平板状部分6bよりも厚く形成することが好ましい。このようにして厚みを増したことで、相対的に抵抗値を低減できるため、幅狭としたことで上昇する抵抗分を相殺でき、全体としての抵抗値の上昇を抑制できる。このようなバスバー6Dは、例えば丸棒の両端を叩いて平板状部分6bを構成できる。
(変形例)
In the above example, an example in which four connection holes are opened in one bus bar has been described, but the number of connection holes is not limited thereto, and may be three or less or five or more. The number and length of the connection holes of the bus bar are appropriately selected according to the connection form such as series / parallel connection of the rectangular battery cells, the thickness of the rectangular battery cells, and the like. FIG. 8A shows a perspective view of a bus bar 6C in which the number of connection holes 6a is two as the second embodiment. The bus bar 6C shown in this figure is provided with a slit SL as a notch between the connection holes 6a as one form of the waveform shape. As shown in FIG. 8B, the bus bar 6C is deformed so that the slit SL is narrowed, so that the distance between the connection holes 6a can be shortened from D before bending to D ′ after bending. Conversely, by deforming the bus bar 6C so that the slit SL becomes wider, the distance between the connection holes 6a can be increased. The bus bar 6C includes a flat plate portion 6b having a connection hole 6a and a connection portion 6c that connects the flat plate portions 6b. Since the connecting portion 6c is formed to be narrower in plan view than the flat portion 6b, the bus bar 6C can be easily deformed at this portion. On the other hand, the resistance value of the connecting portion 6c having a narrow width is relatively high. Therefore, like the bus bar 6D shown in the modified example of FIG. 9, it is preferable to form the connection portion 6c thicker than the flat plate portion 6b. Since the resistance value can be relatively reduced by increasing the thickness in this way, the resistance component that increases by narrowing can be offset, and the increase in the resistance value as a whole can be suppressed. Such a bus bar 6D can constitute a flat plate-like portion 6b by hitting both ends of a round bar, for example.
(Modification)

また他の例として、波形部分をU字状に形成してもよい。例えば図10の変形例に示すバスバー6Eのように接続部分6cを、スリットSLから連続するように突出させたU字状Uにすることで、一層変形し易い接続部分6cを構成できる。これにより接続部分6cの変形によって接続穴6aの位置の変化を吸収できる。   As another example, the waveform portion may be formed in a U shape. For example, the connection portion 6c that is more easily deformed can be formed by making the connection portion 6c into a U-shape U that protrudes continuously from the slit SL as in the bus bar 6E shown in the modification of FIG. Thereby, the change of the position of the connection hole 6a can be absorbed by the deformation of the connection portion 6c.

このようなバスバーは、導電率に優れた材質で構成される。例えば銅やアルミニウム等の金属板が利用できる。またバスバーは、弾性変形し易い素材で構成することが好ましい。例えば、図11に示すバスバー6Fのように金属板の薄板を積層した積層体として、折曲させ易くできる。また板状に限らず、メッシュ状としてもよい。このように弾性変形し易いバスバーは、接続穴の位置の変化を吸収し易くできる。また接続穴に固定された接続端子への負荷を軽減できるので、接続端子や角形電池セルの保護にも有利となる。バスバーと電極端子とは、ねじ止めの他、半田付けや溶接、かしめ等により固定される。   Such a bus bar is made of a material having excellent conductivity. For example, a metal plate such as copper or aluminum can be used. The bus bar is preferably made of a material that is easily elastically deformed. For example, as a bus bar 6F shown in FIG. 11, it can be easily bent as a laminated body in which thin metal plates are laminated. The shape is not limited to a plate shape, and may be a mesh shape. Thus, the bus bar which is easily elastically deformed can easily absorb the change in the position of the connection hole. Moreover, since the load on the connection terminal fixed to the connection hole can be reduced, it is advantageous for protecting the connection terminal and the rectangular battery cell. The bus bar and the electrode terminal are fixed by screwing, soldering, welding, caulking, or the like.

このように、バスバーを弾性変形し易い構成とすることで、バスバーが角形電池セルの積層方向に弾性を持つようになり、角形電池セルの厚さ方向の変化に対応できる。すなわち、バスバーが収縮自在に変形して、角形電池セルの電極端子間距離のばらつきを吸収することが可能となる。特に、バスバーの形状をほぼ平板状として高さ方向への突出を抑えて小型化を維持しつつ、波形の部分を変形させることで、角形電池セルの電極端子が水平方向に位置ずれしても、この変化分をバスバーの波形部分の変形によって吸収でき、安定的に角形電池セルの接続状態を保持できる利点が得られる。   In this way, by adopting a configuration in which the bus bar is easily elastically deformed, the bus bar has elasticity in the stacking direction of the rectangular battery cells, and can cope with a change in the thickness direction of the rectangular battery cells. That is, the bus bar is deformable so as to be retractable, and the variation in the distance between the electrode terminals of the rectangular battery cell can be absorbed. In particular, even if the electrode terminals of the rectangular battery cells are displaced in the horizontal direction by deforming the corrugated part while maintaining the miniaturization by suppressing the protrusion in the height direction by making the shape of the bus bar substantially flat. This change can be absorbed by deformation of the corrugated portion of the bus bar, and the advantage that the connected state of the rectangular battery cells can be stably maintained is obtained.

以上の電源装置は、車載用の電源として利用できる。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車やプラグインハイブリッド車、あるいはモータのみで走行する電気自動車等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。
(ハイブリッド車用電源装置)
The above power supply apparatus can be used as a vehicle-mounted power supply. As a vehicle equipped with a power supply device, an electric vehicle such as a hybrid vehicle or a plug-in hybrid vehicle that runs with both an engine and a motor, or an electric vehicle that runs only with a motor can be used, and it is used as a power source for these vehicles. .
(Power supply for hybrid vehicles)

図12に、エンジンとモータの両方で走行するハイブリッド車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96及び走行用のモータ93と、モータ93に電力を供給する電源装置100と、電源装置100の電池を充電する発電機94とを備えている。電源装置100は、DC/ACインバータ95を介してモータ93と発電機94に接続している。車両HVは、電源装置100の電池を充放電しながらモータ93とエンジン96の両方で走行する。モータ93は、エンジン効率の悪い領域、例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93は、電源装置100から電力が供給されて駆動する。発電機94は、エンジン96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、電源装置100の電池を充電する。なお、電源装置100は、図示しない外部充電装置を用いて充電することも可能である。
(電気自動車用電源装置)
FIG. 12 shows an example in which a power supply device is mounted on a hybrid vehicle 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 96 and a travel motor 93 that travel the vehicle HV, a power supply device 100 that supplies power to the motor 93, and a generator that charges a battery of the power supply device 100. 94. The power supply apparatus 100 is connected to a motor 93 and a generator 94 via a DC / AC inverter 95. The vehicle HV travels by both the motor 93 and the engine 96 while charging / discharging the battery of the power supply device 100. The motor 93 is driven to drive the vehicle when the engine efficiency is low, for example, during acceleration or low-speed driving. The motor 93 is driven by power supplied from the power supply device 100. The generator 94 is driven by the engine 96 or is driven by regenerative braking when the vehicle is braked to charge the battery of the power supply device 100. Note that the power supply device 100 can be charged using an external charging device (not shown).
(Power supply for electric vehicles)

また図13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。この図に示す電源装置を搭載した車両EVは、車両EVを走行させる走行用のモータ93と、このモータ93に電力を供給する電源装置100と、この電源装置100の電池を充電する発電機94とを備えている。モータ93は、電源装置100から電力が供給されて駆動する。発電機94は、車両EVを回生制動する時のエネルギーで駆動されて、電源装置100の電池を充電する。なお、電源装置100は、図示しない外部充電装置を用いて充電することも可能である。
(蓄電用電源装置)
FIG. 13 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 power supply device shown in this figure includes a traveling motor 93 for traveling the vehicle EV, a power supply device 100 that supplies power to the motor 93, and a generator 94 that charges a battery of the power supply device 100. And. The motor 93 is driven by power supplied from the power supply device 100. The generator 94 is driven by energy when regeneratively braking the vehicle EV and charges the battery of the power supply device 100. Note that the power supply device 100 can be charged using an external charging device (not shown).
(Power storage device for power storage)

さらに、この電源装置は、移動体用の動力源としてのみならず、載置型の蓄電用設備としても利用できる。例えば家庭用、工場用の電源として、太陽光発電の電力や深夜電力等で充電し、必要時に放電する電源システム、あるいは日中の太陽光発電の電力を充電して夜間に放電する街路灯用の電源や、停電時に駆動する信号機用のバックアップ電源等にも利用できる。このような例を図14に示す。この図に示す電源装置100は、複数の電池パック81をユニット状に接続して電池ユニット82を構成している。各電池パック81は、複数の角形電池セル1が直列及び/又は並列に接続されている。各電池パック81は、電源コントローラ84により制御される。この電源装置100は、電池ユニット82を充電用電源CPで充電した後、負荷LDを駆動する。このため電源装置100は、充電モードと放電モードを備える。負荷LDと充電用電源CPはそれぞれ、放電スイッチDS及び充電スイッチCSを介して電源装置100と接続されている。放電スイッチDS及び充電スイッチCSのON/OFFは、電源装置100の電源コントローラ84によって切り替えられる。充電モードにおいては、電源コントローラ84は充電スイッチCSをONに、放電スイッチDSをOFFに切り替えて、充電用電源CPから電源装置100への充電を許可する。また充電が完了し満充電になると、あるいは所定値以上の容量が充電された状態で負荷LDからの要求に応じて、電源コントローラ84は充電スイッチCSをOFFに、放電スイッチDSをONにして放電モードに切り替え、電源装置100から負荷LDへの放電を許可する。また、必要に応じて、充電スイッチCSをONに、放電スイッチDSをONにして、負荷LDの電力供給と、電源装置100への充電を同時に行うこともできる。   Furthermore, this power supply apparatus can be used not only as a power source for a moving body but also as a stationary power storage facility. For example, as a power source for households and factories, a power supply system that is charged with solar power or midnight power and discharged when necessary, or a street light that is charged with solar power during the day and discharged at night It can also be used as a backup power source for traffic lights that are driven in the event of a power failure. Such an example is shown in FIG. The power supply apparatus 100 shown in this figure forms a battery unit 82 by connecting a plurality of battery packs 81 in a unit shape. Each battery pack 81 has a plurality of rectangular battery cells 1 connected in series and / or in parallel. Each battery pack 81 is controlled by a power controller 84. The power supply apparatus 100 drives the load LD after charging the battery unit 82 with the charging power supply CP. For this reason, the power supply apparatus 100 includes a charging mode and a discharging mode. The load LD and the charging power source CP are connected to the power supply device 100 via the discharging switch DS and the charging switch CS, respectively. ON / OFF of the discharge switch DS and the charge switch CS is switched by the power supply controller 84 of the power supply apparatus 100. In the charging mode, the power supply controller 84 switches the charging switch CS to ON and the discharging switch DS to OFF to permit charging from the charging power supply CP to the power supply apparatus 100. Further, when the charging is completed and the battery is fully charged, or in response to a request from the load LD in a state where a capacity of a predetermined value or more is charged, the power controller 84 turns off the charging switch CS and turns on the discharging switch DS to discharge. The mode is switched to permit discharge from the power supply apparatus 100 to the load LD. Further, if necessary, the charge switch CS can be turned on and the discharge switch DS can be turned on to supply power to the load LD and charge the power supply device 100 at the same time.

電源装置100で駆動される負荷LDは、放電スイッチDSを介して電源装置100と接続されている。電源装置100の放電モードにおいては、電源コントローラ84が放電スイッチDSをONに切り替えて、負荷LDに接続し、電源装置100からの電力で負荷LDを駆動する。放電スイッチDSはFET等のスイッチング素子が利用できる。放電スイッチDSのON/OFFは、電源装置100の電源コントローラ84によって制御される。また電源コントローラ84は、外部機器と通信するための通信インターフェースを備えている。図14の例では、UARTやRS−232C等の既存の通信プロトコルに従い、ホスト機器HTと接続されている。また必要に応じて、電源システムに対してユーザが操作を行うためのユーザインターフェースを設けることもできる。   A load LD driven by the power supply apparatus 100 is connected to the power supply apparatus 100 via a discharge switch DS. In the discharge mode of the power supply apparatus 100, the power supply controller 84 switches the discharge switch DS to ON, connects to the load LD, and drives the load LD with the power from the power supply apparatus 100. As the discharge switch DS, a switching element such as an FET can be used. ON / OFF of the discharge switch DS is controlled by the power supply controller 84 of the power supply apparatus 100. The power controller 84 also includes a communication interface for communicating with external devices. In the example of FIG. 14, the host device HT is connected according to an existing communication protocol such as UART or RS-232C. Further, if necessary, a user interface for the user to operate the power supply system can be provided.

各電池パック81は、信号端子と電源端子を備える。信号端子は、パック入出力端子DIと、パック異常出力端子DAと、パック接続端子DOとを含む。パック入出力端子DIは、他のパック電池や電源コントローラ84からの信号を入出力するための端子であり、パック接続端子DOは子パックである他のパック電池に対して信号を入出力するための端子である。またパック異常出力端子DAは、パック電池の異常を外部に出力するための端子である。さらに電源端子は、電池パック81同士を直列、並列に接続するための端子である。   Each battery pack 81 includes a signal terminal and a power supply terminal. The signal terminals include a pack input / output terminal DI, a pack abnormality output terminal DA, and a pack connection terminal DO. The pack input / output terminal DI is a terminal for inputting / outputting signals from other pack batteries and the power supply controller 84, and the pack connection terminal DO is for inputting / outputting signals to / from other pack batteries which are child packs. Terminal. The pack abnormality output terminal DA is a terminal for outputting the abnormality of the battery pack to the outside. Furthermore, the power supply terminal is a terminal for connecting the battery packs 81 in series and in parallel.

本発明に係る電源装置、電源装置を備える車両並びにバスバーは、EV走行モードとHEV走行モードとを切り替え可能なプラグイン式ハイブリッド電気自動車やハイブリッド式電気自動車、電気自動車等の電源装置として好適に利用できる。またコンピュータサーバのラックに搭載可能なバックアップ電源装置、携帯電話等の無線基地局用のバックアップ電源装置、家庭内用、工場用の蓄電用電源、街路灯の電源等、太陽電池と組み合わせた蓄電装置、信号機等のバックアップ電源用等の用途にも適宜利用できる。   The power supply device, the vehicle including the power supply device, and the bus bar according to the present invention are suitably used as a power supply device for a plug-in hybrid electric vehicle, a hybrid electric vehicle, an electric vehicle, or the like that can switch between the EV traveling mode and the HEV traveling mode. it can. Also, a backup power supply device that can be mounted on a rack of a computer server, a backup power supply device for a wireless base station such as a mobile phone, a power storage device for home use and a factory, a power supply for a street light, etc. Also, it can be used as appropriate for applications such as a backup power source such as a traffic light.

100…電源装置
1…角形電池セル;1a…電極端子
2…セパレータ
3…エンドプレート
5…電池積層体
6、6B、6C、6D、6E、6F…バスバー
6a…接続穴;6b…平板状部分;6c…接続部分
10…組電池
10B…電池積層連続体
12…熱伝導シート
16…被覆ケース
24…カバー部
26…ガスダクト
50B…連結バー
61…冷却プレート
70…外装ケース
71…下ケース
72…上ケース
73…端面プレート
74…鍔部
81…電池パック
82…電池ユニット
84…電源コントローラ
85…並列接続スイッチ
93…モータ
94…発電機
95…DC/ACインバータ
96…エンジン
151…蓄電モジュール
152…フランジ部
153…支持台部
154…波形座金
155…押さえ板
C…切り込み;SL…スリット
P…突出部;U…U字状
EV、HV…車両
LD…負荷;CP…充電用電源;DS…放電スイッチ;CS…充電スイッチ
OL…出力ライン;HT…ホスト機器
DI…パック入出力端子;DA…パック異常出力端子;DO…パック接続端子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Power supply device 1 ... Square battery cell; 1a ... Electrode terminal 2 ... Separator 3 ... End plate 5 ... Battery laminated body 6, 6B, 6C, 6D, 6E, 6F ... Bus bar 6a ... Connection hole; 6b ... Flat plate part; 6c ... Connection part 10 ... Battery pack 10B ... Battery stack continuum 12 ... Heat conduction sheet 16 ... Cover case 24 ... Cover part 26 ... Gas duct 50B ... Connection bar 61 ... Cooling plate 70 ... Outer case 71 ... Lower case 72 ... Upper case 73 ... end face plate 74 ... collar part 81 ... battery pack 82 ... battery unit 84 ... power supply controller 85 ... parallel connection switch 93 ... motor 94 ... generator 95 ... DC / AC inverter 96 ... engine 151 ... power storage module 152 ... flange part 153 ... Support base 154 ... Wavy washer 155 ... Presser plate C ... Incision; SL ... Slit P ... Protrusion; U ... U-shaped V, HV ... Vehicle LD ... Load; CP ... Charging power supply; DS ... Discharge switch; CS ... Charge switch OL ... Output line; HT ... Host equipment DI ... Pack input / output terminal; DA ... Pack abnormal output terminal; Connecting terminal

Claims (10)

電極端子(1a)を有する複数の電池セル(1)と、
前記電池セル(1)同士を積層した状態で、該電池セル(1)の電極端子(1a)同士を電気的に接続するため、複数の接続穴(6a)を開口した金属製のバスバー(6)と、
を備える電源装置であって、
前記バスバー(6)は、前記接続穴(6a)を開口した面を同一平面としつつ、平面視を波状に形成されてなることを特徴とする電源装置。
A plurality of battery cells (1) having electrode terminals (1a);
In the state where the battery cells (1) are stacked, in order to electrically connect the electrode terminals (1a) of the battery cells (1), a metal bus bar (6a) having a plurality of connection holes (6a) opened. )When,
A power supply device comprising:
The bus bar (6) is formed in a wavy shape in plan view, with the surface where the connection hole (6a) is opened being the same plane.
請求項1に記載の電源装置であって、
前記バスバー(6)の波形部分が、前記バスバー(6)の長手方向において等間隔で形成されてなることを特徴とする電源装置。
The power supply device according to claim 1,
The power supply device, wherein the corrugated portions of the bus bar (6) are formed at equal intervals in the longitudinal direction of the bus bar (6).
請求項1に記載の電源装置であって、
前記バスバー(6)の波形部分が、U字状(U)に形成されてなることを特徴とする電源装置。
The power supply device according to claim 1,
The power supply device, wherein the corrugated portion of the bus bar (6) is formed in a U-shape (U).
請求項1から3のいずれか一に記載の電源装置であって、
前記バスバー(6)が、前記バスバー(6)の長手方向に沿った側面において、前記接続穴(6a)同士の間に切り込み(C)を形成してなることを特徴とする電源装置。
The power supply device according to any one of claims 1 to 3,
The power supply device, wherein the bus bar (6) is formed with a cut (C) between the connection holes (6a) on a side surface along the longitudinal direction of the bus bar (6).
請求項4に記載の電源装置であって、
前記バスバー(6)の長手方向に沿った側面において、前記切り込み(C)を設けた部位と対向する側面に、突出部(P)を設けてなることを特徴とする電源装置。
The power supply device according to claim 4,
A power supply device comprising: a protruding portion (P) provided on a side surface of the bus bar (6) along a longitudinal direction opposite to a portion provided with the cut (C).
請求項4又は5に記載の電源装置であって、
前記切り込み(C)が、前記バスバー(6)の長手方向に沿った側面において、交互に形成されてなることを特徴とする電源装置。
The power supply device according to claim 4 or 5,
The power supply device according to claim 1, wherein the cuts (C) are alternately formed on side surfaces along the longitudinal direction of the bus bar (6).
請求項1から6のいずれか一に記載の電源装置であって、
前記バスバー(6)が、
前記接続穴(6a)を開口した平板状部分と、
前記平板状部分(6b)同士を接続する接続部分(6c)とで構成され、
前記接続部分(6c)の幅は、前記平板状部分(6b)の幅よりも狭く形成してなることを特徴とする電源装置。
The power supply device according to any one of claims 1 to 6,
The bus bar (6)
A plate-like portion having the connection hole (6a) opened;
Consists of a connecting portion (6c) that connects the flat plate-like portions (6b),
The power supply apparatus according to claim 1, wherein a width of the connection portion (6c) is narrower than a width of the flat plate portion (6b).
請求項7に記載の電源装置であって、
前記接続部分(6c)の厚さが、前記平板状部分(6b)の厚さよりも厚く形成されてなることを特徴とする電源装置。
The power supply device according to claim 7,
The power supply device, wherein the connection portion (6c) is formed to be thicker than the flat plate portion (6b).
請求項1から8のいずれか一に記載の電源装置を搭載してなる車両。   A vehicle comprising the power supply device according to any one of claims 1 to 8. 電極端子(1a)を有する複数の電池セル(1)同士を積層した状態で、該電池セル(1)の電極端子(1a)同士を電気的に接続するため、複数の接続穴(6a)を開口した金属製のバスバーであって、
前記接続穴(6a)を開口した面を同一平面としつつ、平面視を波状に形成してなることを特徴とするバスバー。
In a state where a plurality of battery cells (1) having electrode terminals (1a) are laminated, a plurality of connection holes (6a) are provided to electrically connect the electrode terminals (1a) of the battery cells (1). An open metal bus bar,
A bus bar, wherein the connection hole (6a) is formed in a wave shape in a plan view while the surfaces having the connection holes (6a) are made the same plane.
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