JP2013171617A - Battery wiring module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電池用配線モジュールに関する。 The present invention relates to a battery wiring module.
電気自動車やハイブリッド車用の電池モジュールでは、出力を大きくするために多数の単電池が横並びに接続されている。隣り合う単電池の電極端子間はバスバーなどの接続部材で接続することにより複数の単電池が直列や並列に接続されるようになっている。ここで、複数の単電池を直列や並列に接続する場合、単電池間において電池電圧などの電池特性が不均一であると、電池の劣化や破損を招くという問題がある。 In battery modules for electric vehicles and hybrid vehicles, a large number of single cells are connected side by side in order to increase the output. A plurality of unit cells are connected in series or in parallel by connecting electrode terminals of adjacent unit cells with a connecting member such as a bus bar. Here, when a plurality of unit cells are connected in series or in parallel, there is a problem that if the battery characteristics such as the battery voltage are not uniform among the unit cells, the cells are deteriorated or damaged.
そこで、上述のような電池モジュールには、各単電池間の電圧に異常が生じる前に充電、放電を中止するため、各接続部材には、単電池の電圧を検知するための電圧検知端子が接続されている。電圧検知端子は、電圧検知線を介して例えばECUに接続され、ECUにより、各単電池の電圧を検知して過放電、過充電状態になる前に充電、放電を中止するようにしている。 Therefore, in the battery module as described above, charging and discharging are stopped before abnormality occurs in the voltage between the single cells. Therefore, each connection member has a voltage detection terminal for detecting the voltage of the single cell. It is connected. The voltage detection terminal is connected to, for example, an ECU via a voltage detection line, and the ECU detects the voltage of each unit cell and stops charging and discharging before an overdischarge or overcharge state is reached.
上記のような電圧検知端子を複数の単電池を並べてなる単電池群に接続する構造としては、例えば、特許文献1に記載のものなどが知られている。 As a structure for connecting the voltage detection terminal as described above to a unit cell group formed by arranging a plurality of unit cells, for example, the one described in Patent Document 1 is known.
この電池モジュールにおいては、電圧検知線の端末の露出導体を圧着により接続した電圧検知端子を単電池の電極端子に挿通させて、電極端子に接続部材とともにナットで共締めする構造が採用されている(特許文献1の図1を参照)。 In this battery module, a structure is adopted in which a voltage detection terminal in which the exposed conductor of the terminal of the voltage detection line is connected by crimping is inserted into the electrode terminal of the unit cell, and the electrode terminal is tightened together with a connection member with a nut. (See FIG. 1 of Patent Document 1).
ところで、近年、電池モジュールの小型化等の観点から、表裏に正極および負極の電極端子面を有する複数の単電池を、隣り合う単電池の電極端子面同士を対向する位置に配置して積層することで、単電池を直列接続した積層型の単電池群を用いることが検討されている。 By the way, in recent years, from the viewpoint of miniaturization of the battery module, a plurality of unit cells having positive and negative electrode terminal surfaces on the front and back sides are arranged in a position where the electrode terminal surfaces of adjacent unit cells face each other. Thus, the use of a stacked unit cell group in which unit cells are connected in series has been studied.
このような構成の単電池を用いると、単電池の上端部に突出形状の電極端子を設ける必要がないうえに、バスバーなどの接続部材も不要となるので、従来の電池モジュールよりも小型な電池モジュールを提供することができる。 When the unit cell having such a configuration is used, it is not necessary to provide a protruding electrode terminal at the upper end of the unit cell, and a connection member such as a bus bar is not required. Therefore, a battery smaller than a conventional battery module is required. Modules can be provided.
しかしながら、一般的な表裏面に電極端子面を有する複数の単電池からなる単電池群においては、隣り合う単電池の電極端子面同士を接触させることで電気的に接続するので、電極端子面が外側に配されない。そのため、単電池の電圧を検知するための部材の接続構造に苦慮していた。 However, in the unit cell group composed of a plurality of unit cells having electrode terminal surfaces on the front and back surfaces, the electrode terminal surfaces are electrically connected by bringing the electrode terminal surfaces of adjacent unit cells into contact with each other. Not arranged outside. Therefore, the connection structure of the member for detecting the voltage of the unit cell has been difficult.
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、積層型の単電池群を備える電池モジュールにおいて、単電池の電圧検知を行うことができる電池用配線モジュールを提供することを目的とする。 The present invention has been completed based on the above circumstances, and provides a battery wiring module capable of detecting the voltage of a single battery in a battery module including a stack type single battery group. Objective.
上記課題を解決するものとして、本発明は、表裏に正極および負極の電極端子面をそれぞれ有する複数の単電池を、隣り合う前記単電池の前記電極端子面同士を対向する位置に配置して積層することにより直列接続した単電池群に取り付けられる電池配線用モジュールであって、隣り合う前記単電池の前記電極端子面の間に配されて、隣り合う前記単電池の前記電極端子面同士を電気的に接続するとともに、前記電極端子面間から外部に導出された外部端子部を有する導電性板材の、前記外部端子部と接続される電圧検知用端子を有するコネクタを収容可能なコネクタ収容部が設けられた樹脂プロテクタを備える電池用配線モジュールである。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a plurality of unit cells each having a positive electrode electrode surface and a negative electrode terminal surface on the front and back surfaces, and the electrode terminal surfaces of the adjacent unit cells are arranged at positions facing each other. A battery wiring module that is attached to a group of unit cells connected in series, and is arranged between the electrode terminal surfaces of the adjacent unit cells to electrically connect the electrode terminal surfaces of the adjacent unit cells. And a connector housing portion capable of housing a connector having a voltage detection terminal connected to the external terminal portion of a conductive plate member having an external terminal portion led out from between the electrode terminal surfaces to the outside. It is a wiring module for batteries provided with the provided resin protector.
本発明において、積層型の単電池群は、外部端子部を有する導電性板材を電極端子面の間に配することにより電気的に接続可能とされる。そして導電性板材の外部端子部を、樹脂プロテクタのコネクタ収容部に収容されるコネクタの電圧検知用端子と接続すると、単電池の電圧検知回路が構成される。
つまり本発明では、積層型の単電池群を電気的に接続する部材(導電性板材)に電圧検知回路に接続する部材としての機能を持たせることができる。
したがって、本発明によれば、積層型の単電池群を備える電池モジュールにおいて、単電池の電圧検知を行うことができる電池用配線モジュールを提供することができる。
In the present invention, the stacked unit cell group can be electrically connected by arranging a conductive plate member having an external terminal portion between the electrode terminal surfaces. And if the external terminal part of an electroconductive board | plate material is connected with the voltage detection terminal of the connector accommodated in the connector accommodating part of a resin protector, the voltage detection circuit of a cell will be comprised.
In other words, in the present invention, a member (conductive plate member) that electrically connects the stacked unit cell group can have a function as a member that connects to the voltage detection circuit.
Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a battery wiring module capable of detecting the voltage of a single battery in a battery module including a stacked single battery group.
本発明は以下のような構成としてもよい。
前記導電性板材の少なくとも一方の面には、前記単電池群の積層方向に突出する突部が形成されていてもよい。
単電池の電極端子面は金属で構成されているため、その表面に金属酸化被膜が形成されており、このような酸化被膜が形成された状態の電極端子面同士を接触させると、接触抵抗が大きくなる場合がある。特に、単電池の電極端子面がアルミニウム端子面である場合には、非常に硬い酸化アルミニウム被膜が形成されやすいため、接触抵抗が大きくなることが懸念される。
The present invention may be configured as follows.
A protrusion projecting in the stacking direction of the unit cell group may be formed on at least one surface of the conductive plate member.
Since the electrode terminal surface of the unit cell is made of metal, a metal oxide film is formed on the surface. When the electrode terminal surfaces in a state where such an oxide film is formed are brought into contact with each other, the contact resistance is reduced. May be larger. In particular, when the electrode terminal surface of the unit cell is an aluminum terminal surface, a very hard aluminum oxide film is easily formed, and there is a concern that the contact resistance will increase.
そこで、上記のような構成とすると、隣り合う単電池間に配された導電性板材に形成した単電池の積層方向に突出した突部が、電極端子面に接触することにより、単電池の電極端子面の表面に形成された酸化被膜が破られて金属新生面が露出する。そして、当該露出した金属新生面と、隣り合う単電池の電極端子面とが導電板材を介して接続される。したがって、上記の構成によれば、単電池の電極端子面において突部の接触により露出した新生面と、隣り合う単電池の電極端子面とが導電性板材を介して電気的に接続されているので、単電池間の接触抵抗を小さくすることができる。 Therefore, with the configuration as described above, the projecting portion protruding in the stacking direction of the unit cells formed on the conductive plate disposed between the adjacent unit cells contacts the electrode terminal surface, so that the electrode of the unit cell The oxide film formed on the surface of the terminal surface is broken and the new metal surface is exposed. The exposed new metal surface and the electrode terminal surface of the adjacent unit cell are connected via a conductive plate material. Therefore, according to the above configuration, the new surface exposed by the contact of the protrusion on the electrode terminal surface of the unit cell and the electrode terminal surface of the adjacent unit cell are electrically connected via the conductive plate material. The contact resistance between single cells can be reduced.
前記電極端子面がアルミニウム電極端子面であってもよい。
アルミニウム電極端子面を備える単電池では、特に硬い酸化アルミニウム被膜が形成されやすいため接触抵抗が大きくなることが問題となっていた。そこで上記のような構成とすると、突部により、酸化アルミニウム被膜が破られて金属新生面を露出させることができるので、単電池を接続して単電池群を構成する際に接触抵抗を小さくすることができる。
The electrode terminal surface may be an aluminum electrode terminal surface.
In a unit cell provided with an aluminum electrode terminal surface, a particularly hard aluminum oxide film is easily formed, so that the contact resistance is increased. Therefore, with the above configuration, the protrusion can break the aluminum oxide film and expose the new metal surface, so that the contact resistance can be reduced when the unit cells are connected to form the unit cell group. Can do.
前記導電性板材は銅製または銅合金製であってもよい。
このような構成とすると導電性板材を強度と導電率に優れたものとすることができる。
The conductive plate material may be made of copper or copper alloy.
With such a configuration, the conductive plate can be made excellent in strength and conductivity.
前記導電性板材の表面にはメッキ層が形成されていてもよい。
電極端子面を構成する金属材料、導電性板材を構成する金属材料とが異種金属である場合(例えば、電極端子面がアルミニウム電極端子面で導電性板材が銅または銅合金製である場合)に、異種金属の接触部分における電食の発生が懸念される。
そこで、上記のような構成とすれば、導電性板材を構成する金属材料の表面に形成されたメッキ層により電食の発生を遅延させたり抑制することが可能となる。
A plating layer may be formed on the surface of the conductive plate.
When the metal material constituting the electrode terminal surface and the metal material constituting the conductive plate material are different metals (for example, when the electrode terminal surface is an aluminum electrode terminal surface and the conductive plate material is made of copper or copper alloy) There is a concern about the occurrence of electrolytic corrosion at the contact portion of different metals.
Therefore, with the above configuration, it is possible to delay or suppress the occurrence of electrolytic corrosion by the plating layer formed on the surface of the metal material that constitutes the conductive plate.
前記樹脂プロテクタには、前記導電性板材の前記外部端子部を保持する端子保持部が設けられていてもよい。
このような構成とすると、導電性板材の外部端子部を保持させた樹脂プロテクタを単電池群に取り付けることで、導電性板材を単電池の電極端子面の間に配置させることができるので組み付け作業の作業性が向上する。
The resin protector may be provided with a terminal holding part that holds the external terminal part of the conductive plate member.
With such a configuration, by attaching the resin protector holding the external terminal part of the conductive plate material to the single cell group, the conductive plate material can be arranged between the electrode terminal surfaces of the single cell, so that the assembly work Improved workability.
前記樹脂プロテクタには、複数の前記コネクタ収容部と、前記コネクタ収容部が設けられている領域ごとに、当該領域が前記単電池の積層方向に変位するのを許容する変位許容部と、が設けられていてもよい。
表裏に電極端子面を有する単電池においても、単電池の電極端子間の製造公差や単電池の膨張収縮などにより電極端子間のピッチずれが生じる場合がある。しかしながら、上記のような構成とすると、電極端子間のピッチずれが生じた場合に、コネクタ収容部が設けられている領域が単電池の積層方向に変位して、ピッチずれが吸収される。
The resin protector is provided with a plurality of the connector accommodating portions and a displacement allowing portion that allows the region to be displaced in the stacking direction of the unit cells for each region where the connector accommodating portions are provided. It may be done.
Even in a unit cell having electrode terminal surfaces on the front and back sides, a pitch shift between the electrode terminals may occur due to manufacturing tolerance between the electrode terminals of the unit cell or expansion / contraction of the unit cell. However, with the configuration as described above, when a pitch deviation occurs between the electrode terminals, the region where the connector housing portion is provided is displaced in the stacking direction of the unit cells, and the pitch deviation is absorbed.
前記樹脂プロテクタは、1つの前記コネクタ収容部を有する複数のユニットからなる構成としてもよい。
コネクタ収容部の数に応じた樹脂プロテクタを作製する場合には、接続する単電池の数によってコネクタ収容部の数が変わるので、単電池群の構成に合わせた金型が必要である。しかしながら、上記のような構成とすると、一つの形状のユニットを作製しておいて、当該ユニットを単電池群に接続するコネクタの数に併せて準備すればよいので、1つの金型で樹脂プロテクタを作製することができ、製造コストを低減することができる。
The said resin protector is good also as a structure which consists of several units which have one said connector accommodating part.
In the case of producing a resin protector corresponding to the number of connector housings, the number of connector housings varies depending on the number of connected single cells, and therefore a mold that matches the configuration of the single cell group is required. However, with the above-described configuration, it is sufficient to prepare a unit of one shape and prepare the unit according to the number of connectors that connect the unit cell group. The manufacturing cost can be reduced.
前記単電池には、前記樹脂プロテクタを係止する係止部が設けられていてもよい。
このような構成とすると、樹脂プロテクタを単電池の係止部により係止することができるので、樹脂プロテクタのコネクタ収容部にコネクタを収容する際の作業性が向上する。
The unit cell may be provided with a locking portion for locking the resin protector.
With such a configuration, since the resin protector can be locked by the locking portion of the single cell, workability when housing the connector in the connector housing portion of the resin protector is improved.
本発明によれば、積層型の単電池群を備える電池モジュールにおいて、単電池の電圧検知を行うことができる電池用配線モジュールを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in a battery module provided with a laminated | stacked cell group, the battery wiring module which can perform the voltage detection of a cell can be provided.
<実施形態1>
実施形態1の電池用配線モジュール20を図1ないし図12によって説明する。
本実施形態の電池用配線モジュール20を取り付けた電池モジュールM1は、例えば、電気自動車またはハイブリッド自動車等の車両を駆動するための電源として使用される。電池モジュールM1は、図1および図2に示すように、複数(本実施形態では16個)の単電池11が横並びに配置された単電池群10と、単電池群10に取り付けられる電池用配線モジュール20とを備えて構成されている。なお、以下の説明において、上下方向とは図11における上下方向を基準とし、前後方向については図2における左側を前とし右側を後とする。
<Embodiment 1>
The
The battery module M1 to which the
(単電池群10)
単電池群10の前後方向の両端には、図3に示すように、例えば前面もしくは後面が絶縁性樹脂に覆われた電極板14が取り付けられており、正極および負極の電極端子12が前後方向に露出しないようになっている。単電池群10には、図示しない保持板などの固定手段が取り付けられており、これにより、隣り合う単電池11の正極端子12Aと負極端子12Bとの電気的な接続状態が保持されている。
(Single cell group 10)
As shown in FIG. 3, for example, an
本実施形態において、単電池群10は、複数の単電池11を隣り合う単電池11の電極端子面13A,13B同士を対向する位置に配置して、対向する位置にある電極端子面13A,13Bの間に導電性板材15(後述する)を挟んで積層したものである。
In the present embodiment, the
(単電池11)
単電池群10を構成する単電池11は、図4及び図5に示すように、扁平な略直方体形状をなし、その内部には図示しない発電要素が収容されている。単電池11の前後両側(表裏の両側)の面には、発電要素と導通可能に接続された一対の電極端子12が設けられている。
(Single cell 11)
As shown in FIGS. 4 and 5, the
一対の電極端子12は金属製であって、電極端子面13A,13Bを有する。一対の電極端子12のうち、一方の電極端子12が正極端子12Aとされ、他方の電極端子12が負極端子12Bとされる。隣り合う単電池11において接触する位置に配されている電極端子12は極性が相違している。
The pair of
一対の電極端子12は、それぞれ、図5に示すように、外側方向に張り出した部分を有しており、この張り出した部分の壁面が電極端子面13A,13Bである。本実施形態では正極の電極端子面13Aがアルミニウム電極端子面であり、負極の電極端子面13Bが銅電極端子面であるリチウムイオン電池の例を説明する。
As shown in FIG. 5, each of the pair of
正極端子12Aの電極端子面13Aは隣り合う単電池11の負極端子12Bの電極端子面13Bと電気的に接続され、負極端子12Bの電極端子面13Bは、隣り合う単電池11の正極端子12Aの電極端子面13Aと電気的に接続される。
The
(導電性板材15)
導電性板材15は、隣り合う単電池11の電極端子面13A,13Bの間に挟まれており、導電性板材15の表面と裏面はそれぞれ電極端子面13A,13Bと接触している。
導電性板材15は図7に示すように、電極端子面13A,13Bの略中央に接触するように配置されている。導電性板材15は銅、銅合金製の板材であって図7に示すように略長方形状をなしており、その表面および裏面には錫メッキ層(図示せず)が形成されている。錫メッキ層により、アルミニウム電極端子面である電極端子面13Aと銅(合金製)の導電性板材15との接触部分における電食の発生や進行が抑制される。
(Conductive plate 15)
The
As shown in FIG. 7, the
導電性板材15の図7に示す側の表面(前面)には、全体として略格子状をなす凸凹部分が形成されている。導電性板材15の表面において方形状をなす部分は、単電池11間に配置されると単電池11の積層方向に突出する突部16であり、突部16の周縁は突部16よりも凹んだ溝部17により区画されている。
On the surface (front surface) of the
導電性板材15の突部16は、単電池11の電極端子面13Aに接触して電極端子面13Aの表面に形成された金属酸化被膜(本実施形態では酸化アルミニウム被膜)を破ることで、金属新生面を露出させる機能を有する。
The
導電性板材15は、上端部にタブ状の外部端子部18を有している。外部端子部18は、導電性板材15を電極端子面13A,13Bの間に配置したときに外部に導出される部分である。外部端子部18は、図11および図12に示すように、コネクタ収容部22の底壁を貫通しコネクタ収容部22内に配置されている。
The
(電池用配線モジュール20)
電池用配線モジュール20は、図1および図2に示すようにコネクタ30を収容可能なコネクタ収容部22を有する合成樹脂製の樹脂プロテクタ21を備える。
(Battery wiring module 20)
As shown in FIGS. 1 and 2, the
(樹脂プロテクタ21)
樹脂プロテクタ21には、図1および図2に示すように、複数のコネクタ収容部22が設けられているとともに、コネクタ収容部22が設けられている領域22Aごとに、当該領域22Aが単電池11の積層方向(図2の左右方向)に変位するのを許容する変位許容部24が設けられている。変位許容部24は図2に示すように、上面視U字状をなして隣り合うコネクタ収容部22を連結するように設けられている。
(Resin protector 21)
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the
樹脂プロテクタ21の複数のコネクタ収容部22は単電池11の積層方向に並んで配置されるようになっている。各コネクタ収容部22は、上方からコネクタ30を受け入れ可能に開口しており、コネクタ収容部22の底壁(下側の壁部)は、導電性板材15の外部端子部18が保持される端子保持部23として機能する(図6および図8を参照)。
The plurality of
(コネクタ30)
樹脂プロテクタ21の複数のコネクタ収容部22にはそれぞれ単極のコネクタ30が収容されている。コネクタ30は、外部端子部18と嵌合可能な雌コネクタ30であり、雌端子金具36と雌端子金具36を収容するキャビティ32が形成された合成樹脂製のハウジング31とを備える。
(Connector 30)
A single-
キャビティ32の下壁には、図10および図11に示すように、上述の導電性板材15の外部端子部18が挿入される端子挿入口33が形成されている。また、キャビティ32の内壁には、下方へ向けて片持ち状に延出するランス34が撓み可能に形成されている。ランス34は、キャビティ32の上下方向ほぼ中央部に位置する基端部を支点として左右方向に弾性変形可能とされ、その先端部に、雌端子金具36の係止受け部37C(後述する)と係合可能な係止突部35が設けられている。
As shown in FIGS. 10 and 11, a
雌端子金具36は、導電性の金属板を所定形状に打ち抜いたあと曲げ加工等して形成され、前後方向に細長い形状とされている。雌端子金具36は、詳細は図示しないが、相手となる外部端子部18との接触を実現するための筒状をなす本体部37を備え、この本体部37の後方(図示上方)に設けられたバレル38をかしめることにより、電線38の端末に固着されている。本体部37には、図11に示すように、外部端子部18と弾性的に接触する弾性接触片37Aが形成されている。本体部37において弾性接触片37Aが形成された面と反対側の面には、ランス34の進入を可能とする窓孔37Bが開いており、この窓孔37Bの端縁が係止受け部37Cとなっている。雌端子金具36は、上方からキャビティ32内にランス34を撓み変形させつつ押し込まれ、正規挿入されると、ランス34が復元してその係止突部35が窓孔37Bに進入するとともに係止受け部37Cに弾性係止するようになっている。
The female terminal fitting 36 is formed by punching a conductive metal plate into a predetermined shape and then bending it, and has an elongated shape in the front-rear direction. Although not shown in detail, the female terminal fitting 36 includes a cylindrical
各コネクタ30のキャビティ32に収容されている雌端子金具36のバレル38にかしめつけられた電線38は、それぞれ上方に導出され1つにまとめられ、多極コネクタ40を介して、例えばECU(図示せず)に接続され、ECUにより、各単電池11の電圧を検知して過放電、過充電状態になる前に充電、放電を中止するようにしているるようになっている。本発明では雌端子金具36は各単電池11の電圧を検知する電圧検知端子36として機能する。
The
(電池モジュールM1の組み立て方法)
次に、本実施形態の電池用配線モジュール20を取り付けた電池モジュールM1の組み立て方法について説明する。
複数(16個)の単電池11を、隣り合う単電池11の正極端子12Aの電極端子面13Aと負極端子12Bの電極端子面13Bとを対向する位置に配置して積層する。16個の積層した単電池11の図3における左右の端部に電極板14を配置し、最も外側に配置される単電池11の電極端子面13A,13Bが露出しないようにして、図3に示すような単電池群10を作製する。
(Assembly method of battery module M1)
Next, an assembling method of the battery module M1 to which the
A plurality (16 pieces) of the
単電池群10の作製と同時または前後して、図6に示す樹脂プロテクタ21のコネクタ収容部22の底壁(端子保持部23)に、図7に示す導電性板材15の外部端子部18を挿通させて保持させ、図8に示す電池用配線モジュール20を作製する。
At the same time as or before and after the production of the
次に電池用配線モジュール20を単電池群10に取り付ける。詳しくは、電池用配線モジュール20に取り付けられている各導電性板材15を、突部16が形成されている側の面(表面)を正極端子12Aの電極端子面13Aに接触させるように配置して、対向する位置にある電極端子面13A,13Bの間に挿入する。
Next, the
電池用配線モジュール20を取り付ける際に、単電池11の電極端子12間の製造公差に起因するピッチずれが生じることがあるが、樹脂プロテクタ21には、コネクタ収容部22が設けられている領域22Aの単電池11の積層方向に変位するのを許容する変位許容部24によりピッチずれが吸収され、取付作業を円滑に進めることができる。
When the
次に、各単電池11を、隣り合う単電池11との間隔を狭める方向に移動させ、図示しない保持板などの固定手段を取り付けて加圧する。
Next, each
導電性板材15が挟まれた状態の単電池群10に加圧することにより、導電性板材15に形成された単電池11の積層方向に突出する突部16が、隣り合う単電池11の正極の電極端子面13Aと接触し、その表面に形成された酸化アルミニウム皮膜が破られて金属新生面が露出する。導電性板材15の突部16が形成された面(表面)が正極の電極端子面13Aにおいて露出した新生面と接触し、導電性板材15の裏面が隣り合う単電池11の負極の電極端子面13Bと接触する。これにより、隣り合う単電池11の正極端子12Aと負極端子12Bとが電気的に接続可能となる。
By applying pressure to the
次に、図9に示すように、電線38がかしめつけられた雌端子金具36が収容された状態のコネクタ30を、樹脂プロテクタ21の各コネクタ収容部22に挿入する。コネクタ30をコネクタ収容部22に挿入すると、コネクタ30の下端に形成された端子挿入口33から導電性板材15の外部端子部18が進入する。コネクタ30をさらに下方に押し込むと、雌端子金具36の弾性接触片37Aを弾性変形させながら外部端子部18がコネクタ30内に進入する。コネクタ30のハウジング31の下端部が樹脂プロテクタ21のコネクタ収容部22の底壁に当接すると、弾性接触片37Aが弾性復帰して外部端子部18と雌端子金具36が導通可能に接続される(図11および図12を参照)。同様にして、全てのコネクタ30を、樹脂プロテクタ21のコネクタ収容部22に挿入すると、図1および図2に示す電池モジュールM1が得られる。電池モジュールM1を多極コネクタ40を介してECU等に接続すれば、単電池11の電圧検知が可能となる。
Next, as shown in FIG. 9, the
(本実施形態の作用および効果)
本実施形態において、積層型の単電池群10は、外部端子部18を有する導電性板材15を電極端子面13A,13Bの間に配することにより電気的に接続可能とされ、導電性板材15の外部端子部18を、樹脂プロテクタ21のコネクタ収容部22に収容されるコネクタ30の雌端子金具36(電圧検知用端子)と接続することで、単電池11の電圧検知回路が構成される。
つまり本実施形態では、積層型の単電池群10を電気的に接続する部材である導電性板材15に電圧検知回路に接続する部材としての機能をも持たせることができる。
(Operation and effect of this embodiment)
In the present embodiment, the stacked
That is, in the present embodiment, the
したがって、本実施形態によれば、積層型の単電池群10を備える電池モジュールM1において、単電池11の電圧検知を行うことができる電池用配線モジュール20を提供することができる。
Therefore, according to the present embodiment, it is possible to provide the
また、本実施形態においては、導電性板材15の少なくとも一方の面には、単電池群10の積層方向に突出する突部16が形成されているから、隣り合う単電池11間に配された導電性板材15に形成した単電池11の積層方向に突出した突部16が、電極端子面13A,13Bに接触することにより、単電池11の電極端子面13A,13Bの表面に形成された酸化被膜が破られて金属新生面が露出する。そして、当該露出した金属新生面と、隣り合う単電池11の電極端子面13A,13Bとが導電板材を介して接続される。したがって、本実施形態によれば、単電池11の電極端子面13A,13Bにおいて突部16の接触により露出した新生面と、隣り合う単電池11の電極端子面13A,13Bとが導電性板材15を介して電気的に接続されているので、単電池11間の接触抵抗を小さくすることができる。
Further, in the present embodiment, since the
また、本実施形態によれば、電極端子面13A,13Bがアルミニウム電極端子面13A,13Bであるから、導電性板材15の突部16により、酸化アルミニウム被膜が破られて金属新生面を露出させることができるので、単電池11を接続して単電池群10を構成する際に接触抵抗を小さくすることができる。
Further, according to the present embodiment, since the
また、本実施形態によれば、導電性板材15は銅製または銅合金製であるから、導電性板材15を強度と導電率に優れたものとすることができる。
Further, according to the present embodiment, since the
また、本実施形態によれば、導電性板材15の表面にはメッキ層が形成されているから、導電性板材15を構成する金属材料の表面に形成されたメッキ層により電食の発生を遅延させたり抑制することが可能となる。
In addition, according to the present embodiment, since the plating layer is formed on the surface of the
また、本実施形態によれば、樹脂プロテクタ21には、導電性板材15の外部端子部18を保持する端子保持部23が設けられているから、外部端子部18を保持させた樹脂プロテクタ21を単電池群10に取り付けることで、導電性板材15を単電池11の電極端子面13A,13Bの間に配置させることができるので組み付け作業の作業性が向上する。
Further, according to the present embodiment, since the
また、本実施形態によれば、樹脂プロテクタ21には、複数のコネクタ収容部22と、コネクタ収容部22が設けられている領域22Aごとに、当該領域22Aが単電池11の積層方向に変位するのを許容する変位許容部24と、が設けられているから、単電池11の電極端子12間の製造公差や単電池11の膨張収縮などにより電極端子12間のピッチずれが生じた場合に、コネクタ収容部22が設けられている領域22Aが単電池11の積層方向に変位して、ピッチずれが吸収される。
Further, according to the present embodiment, the
<実施形態2>
次に、本発明の実施形態2を図13ないし図23によって説明する。
本実施形態の電池用配線モジュール60は、樹脂プロテクタ61が複数のユニット61からなるという点で、実施形態1とは相違する。実施形態1と同様の構成については同一の符号を付し重複した説明は省略する。なお、以下の説明において、上下方向とは図22における上下方向を基準とし、前後方向については図14における左側を前とし右側を後とする。
<
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The
(単電池51)
単電池群50を構成する単電池51の上面には、図15に示すように、樹脂プロテクタ61を係止する一対の係止爪52(係止部52の一例)が形成されている。一対の係止爪52は側面視L字状をなし、図18および図19に示すように、樹脂プロテクタ61を構成するユニット61の両端部が差し込まれて係止されるようになっている。
なお、図13および図14に示すように、前端部(図示左端部)に配される電極板53Aの上面にも単電池51と同様に、樹脂プロテクタ61を係止する一対の係止爪54が形成されている。
(Single cell 51)
As shown in FIG. 15, a pair of locking claws 52 (an example of a locking portion 52) that locks the
As shown in FIGS. 13 and 14, a pair of locking
(導電性板材55)
単電池51を接続する導電性板材55は、電極端子面13A,13Bの間に配置される接触部56と、接触部56の上端で略垂直に折り曲げられ単電池51の上面に載置される載置部58と、載置部58から略垂直に折り曲げられ上方へ突出する外部端子部59とを有する。接触部56の表面において方形状をなす部分は、単電池51間に配置されると単電池51の積層方向に突出する突部56Aであり、突部56Aの周縁は突部56Aよりも凹んだ溝部57により区画されている。
外部端子部59は、導電性板材55を電極端子面13A,13Bの間に配置したときに外部に導出される部分であり、図23および図24に示すように、コネクタ収容部62の底壁を貫通しコネクタ収容部62内に配置されている。
(Conductive plate 55)
The
The
(電池用配線モジュール60)
樹脂プロテクタ61は、図18〜図20に示すように、1つのコネクタ収容部62が設けられている複数のユニット61からなる。複数のユニット61同士は、コネクタを収容していない状態ではつながっていない。
(Battery wiring module 60)
As shown in FIGS. 18 to 20, the
ユニット61の長手方向の寸法は単電池51の上面の1対の係止爪52の距離とほぼ同一に設定されており、ユニット61の両端部が1対の係止爪52により係止されたときにがたつかないようになっている。ユニット61は1つのコネクタ収容部62を有し、コネクタ収容部62に相当する部分の下端部には、図17及び図23に示すように、導電性板材55の載置部58が差し込み可能な切欠部64が形成されている。
The length in the longitudinal direction of the
コネクタ収容部62は、上方からコネクタ30を受け入れ可能に開口しており、コネクタ収容部62の底壁(下側の壁部)は、導電性板材55の外部端子部59が保持される端子保持部63として機能する(図23を参照)。
The
コネクタ30の構成等その他の構成は実施形態1と概ね同様である。
Other configurations such as the configuration of the
(電池モジュールM2の組み立て方法)
次に、本実施形態の電池用配線モジュール60を取り付けた電池モジュールM2の組み立て方法について説明する。
複数(16個)の単電池51を、隣り合う単電池51の正極端子12Aの電極端子面13Aと負極端子12Bの電極端子面13Bとを対向する位置に配置し、図3における左右の端部に電極板53A,53Bを配置し、最も外側に配置される単電池51の電極端子面13A,13Bが露出しないようにして、図3に示すような単電池群50を作製する。
(Method for assembling battery module M2)
Next, an assembly method of the battery module M2 to which the
A plurality (16 pieces) of the
図17に示すようにユニット61のコネクタ収容部62の底壁(端子保持部63)に、導電性板材55の外部端子部59を挿通させて保持させ、図18に示す電池用配線モジュール60を作製する。
As shown in FIG. 17, the
次にユニット61を各単電池51に取り付ける。
ユニット61を、単電池51の一対の係止爪52に対して、図18に示す矢線の方向に差し込むと差し込み方向における奥側の係止壁52Aによりユニット61の両端部が係止され、図19に示すようなユニット61付きの単電池51が得られる。
Next, the
When the
同様の作業を繰り返して16個の単電池51と、図14における前端(左端)側の電極板53Aの一対の係止部54にもユニット61を取り付ける(図20を参照)。
By repeating the same operation, the
次に図20に示すように、ユニット61付きの電極板53Aと、16個のユニット61付きの単電池51と、電極板53Bと、を電極端子面13A,13Bが対向する位置に配されるように並べて積層する。
Next, as shown in FIG. 20, the
ここで、本実施形態では、複数のユニット61同士はつながっていないので、ユニット61付きの単電池51を積層するときには、単電池51の電極端子12間の製造公差に起因するピッチずれの問題は生じず、取付作業を円滑に進めることができる。
Here, in this embodiment, since the plurality of
次に、各単電池51を、隣り合う単電池51との間隔を狭める方向に移動させ、図示しない保持板などの固定手段を取り付けて加圧し図21に示すような状態とする。
Next, each
このときユニット61に保持された導電性板材55に形成された単電池51の積層方向に突出する突部56Aが、隣り合う単電池51の正極の電極端子面13Aと接触し、その表面に形成された酸化アルミニウム皮膜が破られて金属新生面が露出する。導電性板材55の突部56Aが形成された面(表面)が正極の電極端子面13Aにおいて露出した新生面と接触し、導電性板材55の裏面が隣り合う単電池51の負極の電極端子面13Bと接触する。これにより、隣り合う単電池51の正極端子12Aと負極端子12Bとが電気的に接続可能となる。
At this time, the
次に、図21に示すように、電線38がかしめつけられた雌端子金具36が収容された状態のコネクタ30を、各ユニット61のコネクタ収容部62に挿入すると図13および図14に示す電池モジュールM2が得られる。電池モジュールM2を多極コネクタ40を介してECU等に接続すれば、単電池11の電圧検知が可能となる。
Next, as shown in FIG. 21, when the
(本実施形態の作用)
本実施形態において、積層型の単電池群50は、外部端子部59を有する導電性板材55を電極端子面13A,13Bの間に配することにより電気的に接続可能とされ、導電性板材55の外部端子部59を、樹脂プロテクタ61のコネクタ収容部62に収容されるコネクタ30の雌端子金具36(電圧検知用端子)と接続することで、単電池51の電圧検知回路が構成される。
つまり本実施形態においても、積層型の単電池群50を電気的に接続する部材である導電性板材55に電圧検知回路に接続する部材としての機能をも持たせることができる。
(Operation of this embodiment)
In the present embodiment, the stacked
That is, also in this embodiment, the
したがって、本実施形態によっても、実施形態1と同様に、積層型の単電池群50を備える電池モジュールM2おいて、単電池51の電圧検知を行うことができる電池用配線モジュール60を提供することができる。
Therefore, according to the present embodiment as well, similarly to the first embodiment, in the battery module M2 including the stacked
また、本実施形態においては、導電性板材55の少なくとも一方の面には、単電池群50の積層方向に突出する突部56Aが形成されているから、隣り合う単電池51間に配された導電性板材55に形成した単電池51の積層方向に突出した突部56Aが、電極端子面13A,13Bに接触することにより、単電池51の電極端子面13A,13Bの表面に形成された酸化被膜が破られて金属新生面が露出する。そして、当該露出した金属新生面と、隣り合う単電池51の電極端子面13A,13Bとが導電性板材55を介して接続される。したがって、本実施形態によれば、単電池51の電極端子面13A,13Bにおいて突部56Aの接触により露出した新生面と、隣り合う単電池51の電極端子面13A,13Bとが導電性板材55を介して電気的に接続されているので、単電池51間の接触抵抗を小さくすることができる。
Further, in the present embodiment, since at least one surface of the
また、本実施形態によれば、電極端子面13A,13Bがアルミニウム電極端子面であるから、導電性板材55の突部56Aにより、酸化アルミニウム被膜が破られて金属新生面を露出させることができるので、単電池51を接続して単電池群50を構成する際に接触抵抗を小さくすることができる。
In addition, according to the present embodiment, since the
また、本実施形態によれば、導電性板材55は銅製または銅合金製であるから、導電性板材55を強度と導電率に優れたものとすることができる。
According to the present embodiment, since the
また、本実施形態によれば、導電性板材55の表面にはメッキ層が形成されているから、導電性板材55を構成する金属材料の表面に形成されたメッキ層により電食の発生を遅延させたり抑制することが可能となる。
Further, according to the present embodiment, since the plating layer is formed on the surface of the
また、本実施形態によれば、樹脂プロテクタ61には、導電性板材55の外部端子部59を保持する端子保持部63が設けられているから、外部端子部59を保持させた樹脂プロテクタ61を単電池群50に取り付けることで、導電性板材55を単電池51の電極端子面13A,13Bの間に配置させることができるので組み付け作業の作業性が向上する。
In addition, according to the present embodiment, since the
また、本実施形態によれば樹脂プロテクタ61は、1つのコネクタ収容部62を有する複数のユニット61からなる構成であるから、一つの形状のユニット61を作製しておいて、当該ユニット61を単電池群50に接続するコネクタ30の数に併せて準備すればよいので、1つの金型で樹脂プロテクタ61を作製することができ、製造コストを低減することができる。
In addition, according to the present embodiment, the
また、本実施形態によれば、単電池51には、樹脂プロテクタ61を係止する係止爪54が設けられているから、樹脂プロテクタ61を単電池51の係止爪54により係止することができるので、ユニット61(樹脂プロテクタ61)ががたつかず、コネクタ収容部62にコネクタ30を収容する際の作業性が向上する。
In addition, according to the present embodiment, since the
<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)上記実施形態では、導電性板材15の一方の面に突部16が形成されているものを示したが、導電性板材の両面に突部が形成されていてもよい。また、突部の形状も方形状などに限定されず、たとえば山部と谷部が交互に形成されたような形状であってもかまわない。
(2)上記実施形態では、正極の電極端子面13Aがアルミニウム電極端子面であり、負極の電極端子面13Bが銅電極端子面であるリチウムイオン電池の例を示したが、単電池の種類はこれに限定されない。
(3)上記実施形態では銅または銅合金製の導電性板材15であって、表面に錫メッキ層が形成されているものを示したが、導電性板材を構成する金属材料は導電性を有していれば鉄などであってもよい。また、メッキ層を構成する金属はニッケル、金、銀などであってもよいし、メッキ層を備えないものであってもよい。電食を防止する観点から、メッキ層を構成する金属は、電極端子面を構成する金属との電位差が小さいものが好ましい。
(4)上記実施形態1では略長方形状をなす導電性板材15を用いたが、突部を有するものであれば、円形状のものなどであってもよいし、単電池の電極端子面の接触部分があれば大きさも限定されない。
(5)上記実施形態では樹脂プロテクタ21に外部端子部18を保持する端子保持部23が設けられている例を示したが、導電性板材の外部端子部は単電池側に保持されるようになっていてもよい。
(6)上記実施形態では変位許容部24が形成されている一体型の樹脂プロテクタ21を示したが、変位許容部が形成されていない一体型の樹脂プロテクタであってもよい。
<Other embodiments>
The present invention is not limited to the embodiments described with reference to the above description and drawings. For example, the following embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
(1) In the above-described embodiment, the
(2) In the above embodiment, an example of a lithium ion battery in which the
(3) In the above embodiment, the
(4) In the first embodiment, the
(5) In the above embodiment, the
(6) Although the
10,50…単電池群
11,51…単電池
12…電極端子
12A…正極端子
12B…負極端子
13…電極端子面
13A…正極の電極端子面
13B…負極の電極端子面
15,55…導電性板材
16,56A…突部
17…溝部
18,59…外部端子部
20,60…電池用配線モジュール
21…樹脂プロテクタ
22,62…コネクタ収容部
22A…領域
23,63…端子保持部
24…変位許容部
30…コネクタ
36…雌端子金具(電圧検知用端子)
52…係止爪(係止部)
52A…係止壁
61…ユニット(樹脂プロテクタ)
M1,M2…電池モジュール
DESCRIPTION OF
52 ... Locking claw (locking part)
52A ... Locking
M1, M2 ... Battery module
Claims (9)
隣り合う前記単電池の前記電極端子面の間に配されて、隣り合う前記単電池の前記電極端子面同士を電気的に接続するとともに、前記電極端子面間から外部に導出された外部端子部を有する導電性板材の、前記外部端子部と接続される電圧検知用端子を有するコネクタを収容可能なコネクタ収容部が設けられた樹脂プロテクタを備える電池用配線モジュール。 A plurality of unit cells each having positive and negative electrode terminal surfaces on the front and back sides are attached to a group of unit cells connected in series by arranging and laminating the electrode terminal surfaces of the adjacent unit cells facing each other. A module for battery wiring,
An external terminal portion that is arranged between the electrode terminal surfaces of the adjacent unit cells, electrically connects the electrode terminal surfaces of the adjacent unit cells, and is led out from between the electrode terminal surfaces. A battery wiring module comprising: a resin protector provided with a connector housing portion capable of housing a connector having a voltage detection terminal connected to the external terminal portion of the conductive plate material having.
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Cited By (2)
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