JP2013077500A - Battery pack - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電池パックに関するものである。 The present invention relates to a battery pack.
従来、複数の単電池(電池セル)を電気的に接続してモジュール化した複数の電池モジュールを、ケース内に収容してなる電池パックが公知である(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, a battery pack in which a plurality of battery modules obtained by electrically connecting a plurality of single cells (battery cells) into modules is housed in a case is known (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、前記従来の電池パックでは、各電池と制御装置とを結ぶ信号線が2列で並設した電池モジュールの間に配置したバスバーで構成されている。このため、電池モジュールが3列以上で並設された場合には適切に対応することができない。すなわち、電池モジュールを3列以上で配置しようとすれば、バスバーやワイヤハーネス等を利用して最も離れた位置の電池モジュールとも電気接続を図る必要があるが、前記従来の構成では対応することが難しい。 However, the conventional battery pack includes a bus bar arranged between battery modules in which signal lines connecting each battery and the control device are arranged in two rows. For this reason, when a battery module is arranged in parallel by 3 or more rows, it cannot respond appropriately. That is, if the battery modules are arranged in three or more rows, it is necessary to make electrical connection with the battery module at the most distant position using a bus bar, a wire harness or the like, but the conventional configuration can cope with this. difficult.
また、バスバーは、正極端子と負極端子とにそれぞれ固定されているだけであるので、電池パックが車載用として利用された場合、振動がバスバーに伝達され、バスバーと各端子との固定部が緩んだり、場合によっては外れたりすることがある。 In addition, since the bus bar is only fixed to the positive electrode terminal and the negative electrode terminal, when the battery pack is used for in-vehicle use, vibration is transmitted to the bus bar and the fixing part between the bus bar and each terminal is loosened. Or may come off in some cases.
そこで、本発明は、バスバーやワイヤハーネスによる接続を適切に行うことができ、設計の自由度が高く、耐振動性に優れた電池パックを提供することを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a battery pack that can be appropriately connected by a bus bar or a wire harness, has a high degree of design freedom, and is excellent in vibration resistance.
本発明は、前記課題を解決するための手段として、
電池パックを、
電池パックケースと、
複数の電池セルを電気接続してなり、前記電池パックケース内に配置される複数の電池モジュールと、
前記各電池モジュールを電気接続するためのバスバーと、
前記バスバーを固定するバスバーカバーと、
を備えた構成とし、
前記バスバーカバーは、前記電池モジュールに固定したものである。
As a means for solving the above problems, the present invention provides:
Battery pack
A battery pack case,
A plurality of battery modules formed by electrically connecting a plurality of battery cells, and disposed in the battery pack case,
A bus bar for electrically connecting each of the battery modules;
A bus bar cover for fixing the bus bar;
And a configuration with
The bus bar cover is fixed to the battery module.
この構成により、遠く離れた電池モジュールであってもバスバーで簡単に電気接続することができる。しかも、バスバーは、バスバーカバーによって覆われるので、バスバーを介して通電する際、他の部品への影響を抑制することができる。また、バスバーはバスバーカバーを介して電池モジュールに固定されているので、耐振動性に優れており、振動等の影響によってバスバーの接続状態が不適切なものとなるといったことがない。 With this configuration, even a battery module far away can be easily electrically connected with the bus bar. In addition, since the bus bar is covered by the bus bar cover, it is possible to suppress the influence on other components when energizing through the bus bar. Further, since the bus bar is fixed to the battery module via the bus bar cover, the bus bar is excellent in vibration resistance, and the connection state of the bus bar does not become inappropriate due to the influence of vibration or the like.
前記バスバーカバーは、前記電池モジュールの電極固定部の近傍に固定するのが好ましい。 The bus bar cover is preferably fixed in the vicinity of the electrode fixing portion of the battery module.
この構成により、バスバーカバー及びこのバスバーカバーによってガイドされたバスバーの装着状態を安定させることができる。 With this configuration, it is possible to stabilize the mounting state of the bus bar cover and the bus bar guided by the bus bar cover.
前記バスバーカバーは、貫通孔を形成され、
前記バスバーカバーの貫通孔を挿通し、前記電池モジュールの一部に固定される固定部材をさらに備えるのが好ましい。
The bus bar cover is formed with a through hole,
It is preferable to further include a fixing member that is inserted through the through hole of the bus bar cover and fixed to a part of the battery module.
この構成により、固定部材を電池モジュールの一部に固定するだけの構成で、電池モジュールに対してバスバーカバーを簡単に装着することができる。 With this configuration, the bus bar cover can be easily attached to the battery module only by fixing the fixing member to a part of the battery module.
前記いずれかの電池モジュールに接続されるワイヤハーネスを、さらに備え、
前記固定部材は、前記ワイヤハーネスを保持する保持部を有するのが好ましい。
A wire harness connected to any one of the battery modules,
It is preferable that the fixing member has a holding portion that holds the wire harness.
この構成により、クリップでバスバーカバーを装着することができるだけでなく、ワイヤハーネスをも保持することができ、組立性を向上することが可能となる。 With this configuration, not only can the bus bar cover be attached with the clip, but also the wire harness can be held, and assemblability can be improved.
また、前記いずれかの電池モジュールに接続されるワイヤハーネスを、さらに備え、
前記バスバーカバーは、前記ワイヤハーネスを保持する保持部材を備えるようにしてもよい。
In addition, a wire harness connected to any one of the battery modules is further provided,
The bus bar cover may include a holding member that holds the wire harness.
前記電池モジュールは電池カバーを備え、
前記電池カバー及び前記バスバーカバーは、互いに連通する貫通孔を有し、
前記クリップは、前記両貫通孔に嵌合して取付可能であるのが好ましい。
The battery module includes a battery cover,
The battery cover and the bus bar cover have through holes communicating with each other,
It is preferable that the clip can be fitted and attached to both the through holes.
この構成により、電池ケースに対してバスバーカバーを位置決めし、両貫通孔にクリップを挿通して係合するだけで、簡単に電池ケースにバスバーカバーを装着することができる。 With this configuration, the bus bar cover can be easily attached to the battery case simply by positioning the bus bar cover with respect to the battery case and inserting the clip into and engaging with both through holes.
本発明によれば、バスバーカバーを設け、電池モジュールに固定するようにしているので、バスバーの絶縁性を高めるだけでなく、バスバー及びバスバーカバーの装着状態を安定させることができ、耐振動性の高いものとすることが可能となる。また、バスバーやワイヤハーネスによる接続を適切に行うことができ、設計の自由度に優れている。 According to the present invention, since the bus bar cover is provided and fixed to the battery module, not only the insulation of the bus bar can be improved, but also the mounting state of the bus bar and the bus bar cover can be stabilized, and the vibration resistance is improved. It becomes possible to make it high. Moreover, the connection by a bus bar and a wire harness can be performed appropriately, and the freedom degree of design is excellent.
以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語(例えば、「上」、「下」、「側」、「端」を含む用語)を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。また、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物あるいはその用途を制限することを意図するものではない。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the following description, terms indicating specific directions and positions (for example, terms including “up”, “down”, “side”, “end”) are used as necessary. Is for facilitating understanding of the invention with reference to the drawings, and the technical scope of the present invention is not limited by the meaning of these terms. Further, the following description is merely illustrative in nature and is not intended to limit the present invention, its application, or its use.
図1及び図2は、本実施形態に係る電池パックを示す。この電池パックは、電池パックケース1に、複数の電池モジュール2とジャンクションボックス3(Junction Box)とを収容し、電池パックカバー4で閉鎖したものである。 1 and 2 show a battery pack according to the present embodiment. In this battery pack, a plurality of battery modules 2 and a junction box 3 (Junction Box) are accommodated in a battery pack case 1 and closed by a battery pack cover 4.
電池パックケース1は、図3に示すように、上面が開口する略箱体形状で、内部空間が所定間隔で配置した2枚の仕切壁5a、5bと、仕切部6とで、第1電池収容部7と、第2電池収容部8a、8bとに3分割され、両仕切壁5の間は、ジャンクションボックス3が配置されるJB収容部9となっている。 As shown in FIG. 3, the battery pack case 1 has a substantially box shape with an upper surface opened, and two partition walls 5 a and 5 b in which an internal space is arranged at a predetermined interval, and a partition portion 6, and includes a first battery. The housing portion 7 and the second battery housing portions 8a and 8b are divided into three, and between the both partition walls 5 is a JB housing portion 9 in which the junction box 3 is disposed.
電池モジュール2は、図4に示すように、電池ケース10内に複数の電池セル11を所定間隔で収容し、電池カバー12で覆ったもので、電池セル11は直列に電気接続されている。各電池セル11は、リチウムイオン電池等の非水電解質二次電池であり、図示しないが、例えば、電池容器内に発電要素を収容し、蓋体で封止した構成となっている。 As shown in FIG. 4, the battery module 2 is a battery case 10 in which a plurality of battery cells 11 are accommodated at a predetermined interval and covered with a battery cover 12. The battery cells 11 are electrically connected in series. Each battery cell 11 is a non-aqueous electrolyte secondary battery such as a lithium ion battery, and although not shown, for example, the power generation element is housed in a battery container and sealed with a lid.
電池モジュール2は、側縁の両端部に正極と負極からなる固定電極部2aがそれぞれ露出している。ここでは、電池モジュール2を全て同一構造とし、電池ケース10内に配置する際の方向を異ならせるようにしている。 In the battery module 2, fixed electrode portions 2 a composed of a positive electrode and a negative electrode are exposed at both end portions of the side edge. Here, all the battery modules 2 have the same structure, and are arranged in different directions when placed in the battery case 10.
電池モジュール同士はバスバー13によって電気接続される。
バスバー13は、図5に示すように、導電性を有する金属材料(例えば、銅や銅合金)を板状としたものである。バスバー13は、両端部に貫通孔が形成され、各貫通孔に、ある電池モジュール2の正極の固定電極部2aと、他の電池モジュール2の負極の固定電極部2aとをそれぞれ挿通し、ナット2bを螺合することにより、固定電極部同士を互いに電気接続する。そして、電池ケース10内に収容される電池モジュール2は全てバスバー13により直列接続する。
The battery modules are electrically connected by the bus bar 13.
As shown in FIG. 5, the bus bar 13 is a plate made of a conductive metal material (for example, copper or copper alloy). The bus bar 13 is formed with through holes at both ends, and through each through hole, the positive electrode fixed electrode portion 2a of one battery module 2 and the negative electrode fixed electrode portion 2a of another battery module 2 are inserted, respectively, and a nut The fixed electrode portions are electrically connected to each other by screwing 2b. The battery modules 2 housed in the battery case 10 are all connected in series by the bus bar 13.
バスバー13は、合成樹脂製のバスバーカバー14によって覆われている。
バスバーカバー14は、図6に示すように、上カバー14A及び下カバー14Bからなり、上カバー14Aには、バスバー13が配置される溝部が形成されている。そして、上カバー14Aと下カバー14Bとを熱溶着することによりバスバー13に装着できるようになっている。このようにしてバスバーカバー14を装着されたバスバー13は、図7に示すように、バスバーカバー14に形成した貫通孔にネジ14aを挿通し、このネジ14aを電池カバー12に形成した貫通孔12aに螺合することにより固定される。
The bus bar 13 is covered with a synthetic resin bus bar cover 14.
As shown in FIG. 6, the bus bar cover 14 includes an upper cover 14A and a lower cover 14B, and a groove in which the bus bar 13 is disposed is formed in the upper cover 14A. The upper cover 14A and the lower cover 14B can be attached to the bus bar 13 by heat welding. As shown in FIG. 7, the bus bar 13 to which the bus bar cover 14 is mounted is inserted into the through hole formed in the bus bar cover 14, and the screw 14 a is inserted into the through hole 12 a formed in the battery cover 12. It is fixed by being screwed onto.
バスバーカバー14には、ネジ14aにより固定した位置の近傍に保持部材15が一体化されている。保持部材15は、合成樹脂材料からなり、バスバーカバー14から突出する軸部16の上端部に、ワイヤハーネス18を保持するための環状のハーネス保持部17を有する構成である。 A holding member 15 is integrated with the bus bar cover 14 in the vicinity of the position fixed by the screw 14a. The holding member 15 is made of a synthetic resin material and has an annular harness holding portion 17 for holding the wire harness 18 at the upper end portion of the shaft portion 16 protruding from the bus bar cover 14.
ワイヤハーネス18は、各電池セル11と、後述するジャンクションボックス3の制御装置とを接続する信号線としての役割を果たす。 The wire harness 18 serves as a signal line that connects each battery cell 11 and a control device of the junction box 3 described later.
ジャンクションボックス3は、内部に制御装置等が収容され、前記バスバー13と前記ワイヤハーネス18とが接続されている。制御装置では、バスバー13を介して電池セル11からの電力を、電池パックが搭載される車両側へと供給し、ワイヤハーネス18を介して電池セル11の電力残量を検出し、車両側の制御装置と通信することにより管理する。 The junction box 3 contains a control device and the like, and the bus bar 13 and the wire harness 18 are connected to each other. In the control device, the electric power from the battery cell 11 is supplied to the vehicle side on which the battery pack is mounted via the bus bar 13, the remaining electric power of the battery cell 11 is detected via the wire harness 18, and the vehicle side It manages by communicating with the control device.
電池パックカバー4は、電池パックケース1の上方開口部を覆う板状体で、対角位置に吸気部19と排気部20がそれぞれ形成されている。 The battery pack cover 4 is a plate-like body that covers the upper opening of the battery pack case 1, and an intake portion 19 and an exhaust portion 20 are formed at diagonal positions, respectively.
次に、前記構成からなる電池パックの組立方法について説明する。ここでは、主に、本発明の特徴部分である、バスバーカバー14及びワイヤハーネス18の組付作業について説明する。 Next, a method for assembling the battery pack having the above configuration will be described. Here, the assembly work of the bus bar cover 14 and the wire harness 18 which is a characteristic part of the present invention will be mainly described.
電池ケース10内に複数の電池セル11を収容し、各電池を直列に電気接続した後、電池カバー12で覆うことにより電池モジュール2を形成する。このようにして形成した電池モジュール2は、複数個を電池パックケース1内に整列状態で収容する。このとき、隣接する電池モジュール同士で、隣接する電極部の極性が逆となるようにレイアウトする。これにより、隣接する電池モジュール2の間で、固定電極部2aのプラス極とマイナス極の距離を最小限に抑えることができ、図示しない短尺のバスバーで接続することが可能となる。 The battery module 11 is formed by housing a plurality of battery cells 11 in the battery case 10, electrically connecting the batteries in series, and then covering with a battery cover 12. A plurality of battery modules 2 formed in this way are accommodated in the battery pack case 1 in an aligned state. At this time, the battery modules are laid out so that adjacent battery modules have opposite polarities. As a result, the distance between the positive electrode and the negative electrode of the fixed electrode portion 2a can be minimized between the adjacent battery modules 2, and it is possible to connect with a short bus bar (not shown).
また、固定電極部2aの位置が離れた電池モジュール同士は、図2に示す長尺なバスバー13で接続する。バスバー13には、予めバスバーカバー14が装着されている。また、バスバーカバー14には、保持部材15が一体化されている。そして、保持部材15のハーネス保持部17にはワイヤハーネス18を保持させておく。 Further, the battery modules whose fixed electrode portions 2a are separated from each other are connected by a long bus bar 13 shown in FIG. A bus bar cover 14 is attached to the bus bar 13 in advance. A holding member 15 is integrated with the bus bar cover 14. The wire harness 18 is held in the harness holding portion 17 of the holding member 15.
そして、バスバー13の両端部にそれぞれ形成した貫通孔に、一方の電池モジュール2から突出する正極の固定電極部2aと、他方の電池モジュール2から突出する負極の固定電極部2aとを挿通する。そして、各固定電極部2aにナット2bを螺合することによりバスバー13による電気接続を完了する。 Then, the positive fixed electrode portion 2 a protruding from one battery module 2 and the negative fixed electrode portion 2 a protruding from the other battery module 2 are inserted through through holes formed at both ends of the bus bar 13. And the electrical connection by the bus-bar 13 is completed by screwing the nut 2b in each fixed electrode part 2a.
なお、本発明は、前記実施形態に記載された構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。 In addition, this invention is not limited to the structure described in the said embodiment, A various change is possible.
例えば、前記実施形態では、ワイヤハーネス18を保持部材17によって保持するようにしたが、これ代えて、図8に示す固定部材21を使用することも可能である。この固定部材21は、前記保持部材15と同様に、合成樹脂材料からなるワイヤハーネスを保持可能であると共に、前記ネジ14aの機能を兼ね備えた構成である。すなわち、固定部材21は、図9に示すように、電池カバー12に形成した貫通孔に螺合又は係合可能な軸部22と、軸部22の中間部に設けた円形状の鍔部23と、軸部22の上端部に設けた環状のハーネス保持部24とで構成されている。固定部材21は、ハーネス保持部24にワイヤハーネス18を挿通した状態で、バスバーカバー14の貫通孔に軸部23を挿通し、この軸部23を電池カバー12の貫通孔に係合することにより取り付けられる。これにより、ワイヤハーネス18の保持と、固定部材21及びバスバーカバー14の電池カバー12への固定とを行うことができる。 For example, in the above-described embodiment, the wire harness 18 is held by the holding member 17, but instead of this, the fixing member 21 shown in FIG. 8 can be used. Similar to the holding member 15, the fixing member 21 is capable of holding a wire harness made of a synthetic resin material and also has the function of the screw 14 a. That is, as shown in FIG. 9, the fixing member 21 includes a shaft portion 22 that can be screwed or engaged with a through hole formed in the battery cover 12, and a circular flange portion 23 provided at an intermediate portion of the shaft portion 22. And an annular harness holding portion 24 provided at the upper end portion of the shaft portion 22. The fixing member 21 is inserted into the through hole of the bus bar cover 14 while the wire harness 18 is inserted into the harness holding part 24, and the shaft part 23 is engaged with the through hole of the battery cover 12. It is attached. Thereby, holding | maintenance of the wire harness 18 and fixation to the battery cover 12 of the fixing member 21 and the bus-bar cover 14 can be performed.
また、前記実施形態では、保持部材15のハーネス保持部18や、固定部材21のハーネス保持部24は、単なる環状としたが、結束バンドのように、ワイヤハーネス18の外径寸法に合わせて巻き付ける内径寸法を変更可能な構成とすることもできる。また、ワイヤハーネス18を保持できるのであれば、略U字形とする等、他の種々の形態を採用することも可能である。 Moreover, in the said embodiment, although the harness holding | maintenance part 18 of the holding member 15 and the harness holding | maintenance part 24 of the fixing member 21 were made into the cyclic | annular form, it winds according to the outer diameter dimension of the wire harness 18 like a binding band. It can also be set as the structure which can change an internal diameter dimension. Further, as long as the wire harness 18 can be held, other various forms such as a substantially U-shape can be adopted.
また、前記実施形態では、バスバーカバー14に保持部材15あるいは固定部材21を設けるようにしたが、図10に示すように、バスバーカバー14を電池カバー12にネジ止めし、ワイヤハーネス18は、他の場所で保持するように構成することも可能である。 Further, in the embodiment, the holding member 15 or the fixing member 21 is provided on the bus bar cover 14, but the bus bar cover 14 is screwed to the battery cover 12 as shown in FIG. It can also be configured to be held at the location.
1…電池パックケース
2…電池モジュール
2a…固定電極部
2b…ナット
3…ジャンクションボックス
4…電池パックカバー
5a、5b…仕切壁
6…仕切部
7…第1電池収容部
8…第2電池収容部
9…JB収容部
10…電池ケース
11…電池セル
12…電池カバー
12a…貫通孔
13…バスバー
14…バスバーカバー
14a…ネジ
15…保持部材
16…軸部
17…ハーネス保持部
18…ワイヤハーネス
19…吸気部
20…排気部
21…固定部材
22…軸部
23…鍔部
24…ハーネス保持部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Battery pack case 2 ... Battery module 2a ... Fixed electrode part 2b ... Nut 3 ... Junction box 4 ... Battery pack cover 5a, 5b ... Partition wall 6 ... Partition part 7 ... 1st battery accommodating part 8 ... 2nd battery accommodating part DESCRIPTION OF SYMBOLS 9 ... JB accommodating part 10 ... Battery case 11 ... Battery cell 12 ... Battery cover 12a ... Through-hole 13 ... Bus bar 14 ... Bus bar cover 14a ... Screw 15 ... Holding member 16 ... Shaft part 17 ... Harness holding part 18 ... Wire harness 19 ... Intake part 20 ... exhaust part 21 ... fixing member 22 ... shaft part 23 ... collar part 24 ... harness holding part
Claims (6)
複数の電池セルを電気接続してなり、前記電池パックケース内に配置される複数の電池モジュールと、
前記各電池モジュールを電気接続するためのバスバーと、
前記バスバーを固定するバスバーカバーと、
を備え、
前記バスバーカバーは、前記電池モジュールに固定したことを特徴とする電池パック。 A battery pack case,
A plurality of battery modules formed by electrically connecting a plurality of battery cells, and disposed in the battery pack case,
A bus bar for electrically connecting each of the battery modules;
A bus bar cover for fixing the bus bar;
With
The battery pack, wherein the bus bar cover is fixed to the battery module.
前記バスバーカバーの貫通孔を挿通し、前記電池モジュールの一部に固定される固定部材をさらに備えたことを特徴とする請求項1又は2に記載の電池パック。 The bus bar cover is formed with a through hole,
The battery pack according to claim 1, further comprising a fixing member that is inserted through the through hole of the bus bar cover and is fixed to a part of the battery module.
前記固定部材は、前記ワイヤハーネスを保持する保持部を有することを特徴とする請求項3に記載の電池パック。 A wire harness connected to any one of the battery modules,
The battery pack according to claim 3, wherein the fixing member includes a holding portion that holds the wire harness.
前記バスバーカバーは、前記ワイヤハーネスを保持する保持部材を備えたことを特徴とする請求項1又は2に記載の電池パック。 A wire harness connected to any one of the battery modules,
The battery pack according to claim 1, wherein the bus bar cover includes a holding member that holds the wire harness.
前記電池カバー及び前記バスバーカバーは、互いに連通する貫通孔を有し、
前記固定部材は、前記両貫通孔に嵌合して取付可能であることを特徴とする請求項3又は4に記載の電池パック。 The battery module includes a battery cover,
The battery cover and the bus bar cover have through holes communicating with each other,
5. The battery pack according to claim 3, wherein the fixing member can be fitted and attached to both the through holes.
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