JP2014013722A - 電池ユニット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電池ユニットは、複数の単電池を有する組電池モジュールと、少なくとも一部が組電池モジュールに対向するようにして設けられ、組電池モジュールの充放電に関する制御を行う制御部を有する制御基板12と、組電池モジュールと制御基板12との対向部分においてそれら両者を電気的に接続する基板側接続端子107とを備えている。基板側接続端子107には、組電池モジュールと制御基板12との相対変位を吸収するための曲折部107aが設けられている。
【選択図】 図19
Description
収容ケース16のベース14について説明する。図7はベース14の斜視図であり、図8(a)、(b)はベース14の上面図及び底面図である。
次に、組電池モジュール11について説明する。図10は組電池モジュール11の全体を示す斜視図であり、図11、図12は組電池モジュール11を構成する各部を分解して示す分解斜視図であり、図13は組電池モジュール11の平面図である。また、図14は、図13のXIV−XIV線断面図であり、図15は、図13のXV−XV線断面図である。
5個の単電池41は、いずれも薄型の直方体状をなすリチウムイオン蓄電池である。図11に示すように、各単電池41は、その一側面部に正極端子51と負極端子52とがそれぞれ設けられている。これら各端子51,52は電池側面から僅かに突出する電極端子により構成されている。また、各単電池41において、正極端子51と負極端子52との間には排気弁53が設けられている。排気弁53は、単電池41の内部圧力が異常な圧力になった場合に破断し開放される安全弁であり、例えば単電池41の外装ケースの端面に開口した孔を薄い金属膜により塞いで構成されている。単電池41の内部圧力が異常な圧力になった場合には、排気弁53の金属膜が破断することで電池内部のガス等が電池外部に放出される。これにより、セル内圧が低下して単電池自身の破裂が抑制される。
電池ケース42は、5個の単電池41を所定の積層状態で配置するための電池収容部材であり、例えば絶縁性を有する合成樹脂材料により構成されている。図11や図14、図15に示すように、電池ケース42は、外周部となる外周板部55と、上下に積層される単電池41の間に設けられる仕切り板部56とを有している。電池ケース42内においては、仕切り板部56により、上下方向に仕切られた複数の電池収容スペースが単電池ごとに形成されている。外周板部55には、組電池モジュール11の下面部となりベース14の底板部21に対向する下板部55aと、組電池モジュール11の上面部となる上板部55bとが含まれている。本実施形態では、5個の単電池41を、3段積みの電池群G1と2段積みの電池群G2とに分けて配置するようにしており、外周板部55の上面部(上板部55b)には単電池1個の厚み分の段差が形成されている。これにより、組電池モジュール11の上面側には凹部Zが形成され、この凹部Zの位置に合わせるようにして制御基板12が設置されている(図2参照)。なお、凹部Zにより形成されるモジュール上方スペースを利用して、基板下面側において各種接続線の配線がなされたり、サーミスタ等の電気部品の設置がなされたりするようになっている。
図11に示すように、絶縁カバー43には、各単電池41の正極端子51及び負極端子52の位置に合わせて複数(本実施形態では10個)の開口部67が設けられている。絶縁カバー43が電池ケース42に組み付けられることで、複数の開口部67に各単電池41の端子51,52がそれぞれ挿し入れられるようになっている。そしてその状態で、各開口部67を塞ぐようにして、絶縁カバー43に複数のバスバー61〜66がそれぞれ取り付けられている(図12)。バスバー61〜66は、上下及び左右に並ぶ複数の単電池41の各電極に接続されて、これら各単電池41を直列に接続する電極接続端子である。絶縁カバー43に対してバスバー61〜66を取り付けた状態が図12に示す状態である。
次に、排気ダクト44について説明する。図16は、排気ダクト44の分解斜視図である。
次に、制御基板12について説明する。図18は、制御基板12とそれに付属する構成について示す斜視図である。電池ユニット10における制御基板12の取付状態については図2や図3、図6を参照されたい。
次に、拘束プレート13について説明する。図20は、拘束プレート13の構成を示す図である。電池ユニット10における拘束プレート13の取付状態については図2や図5、図6を参照されたい。
ところで、電池ユニット10における各部位のうち発熱量の大きい発熱源として考えられるのは、複数の単電池41とパワー素子Pである。本実施形態では、これら単電池41とパワー素子Pとで熱の影響が相互に及びにくくするための構成を設けており、以下、その構成に関して説明する。
次に、本電源システムの電気的な構成について図21を用いて概略説明する。電池ユニット10において、組電池モジュール11は、直列接続された5つの単電池41を有しており、各単電池41の正極側及び負極側となる各部が配線151を介して制御装置152に接続されている。制御装置152は、組電池モジュール11の充放電に関する制御を行うCPU(制御演算素子)により構成されており、制御基板12に実装されている。各単電池41の正極側及び負極側に設けられるのが、図12等に示すバスバー61〜66であり、配線151は、図17で説明した金属導体101〜106により構成されている。
電池ユニット10は、車室を形成する車両床板部に載った状態で設置されるようになっており、より具体的には、車両において前部座席の下方に、ベース14の底板部21が水平になるようにして設置されている。電池ユニット10の設置場所が車室内であることから、例えばエンジンルームに設置される場合と比較して、車両走行時において水や泥等がかからないようになっている。電池ユニット10を、前部座席の下方以外に設置することも可能である。例えば、後部座席とトランクルームとの間の空間、運転席と助手席の間の空間などに配置することも可能である。
上記実施形態を例えば次のように変更してもよい。
Claims (8)
- 複数の単電池(41)を有する組電池モジュール(11)と、
少なくとも一部が前記組電池モジュールに対向するようにして設けられ、前記組電池モジュールの充放電に関する制御を行う制御部を有する制御基板(12)と、
前記組電池モジュールと前記制御基板との対向部分においてそれら両者を電気的に接続する接続端子(107)と、
を備え、
前記接続端子には、前記組電池モジュールと前記制御基板との相対変位を吸収する変位吸収部(107a,181,183)が設けられていることを特徴とする電池ユニット。 - 前記接続端子は、弾性変形可能な弾性材料により構成され、
前記変位吸収部として、前記接続端子の長手方向の一部に、その長手方向とは異なる方向に曲折された曲折部(107a,181,183)が設けられている請求項1に記載の電池ユニット。 - 前記曲折部は、凸の向きが異なる2つ以上の円弧部(108a〜108c)を有し、
前記各円弧部はそのいずれかに弾性変形が集中しないようにそれぞれ成形されている請求項2に記載の電池ユニット。 - 前記各円弧部は曲率半径が全て略同じである請求項3に記載の電池ユニット。
- 前記組電池モジュールと前記制御基板とを収容する収容ケース(16)において底板部(21)の上に前記組電池モジュールが載置されて設けられ、
前記組電池モジュールには、前記底板部とは反対側に、該底板部からの離間距離を相違させる段差部が設けられており、
前記組電池モジュールにおいて前記段差部により前記底板部に近い側となる部位と前記制御基板との間に形成されるスペースに前記接続端子が設けられている請求項2乃至4のいずれか一項に記載の電池ユニット。 - 前記組電池モジュール及び前記制御基板に対して複数の前記接続端子が互いに離間させて設けられており、
前記曲折部の曲折の向きがいずれも同じであり、かつ前記曲折部において前記接続端子の長手方向に直交する方向の張出寸法が、前記組電池モジュール及び前記制御基板における接続端子同士の離間距離よりも小さい寸法となっている請求項2乃至5のいずれか一項に記載の電池ユニット。 - 前記組電池モジュールと前記制御基板とを収容する収容ケース(16)を備え、
前記組電池モジュールと前記制御基板とが、前記収容ケースに対して各々個別に固定具(N)により固定されている請求項1乃至6のいずれか一項に記載の電池ユニット。 - 前記組電池モジュールと前記制御基板とを収容する収容ケース(16)において底板部(21)の上に前記組電池モジュールが載置されて設けられ、
前記制御基板は、前記組電池モジュールを挟んで前記底板部とは反対側となる位置に設けられており、
前記接続端子は、前記組電池モジュールから前記制御基板に向けて延びるように設けられ、その先端側が、前記制御基板に設けられたスルーホール(113)に挿通された状態で固定されている請求項1乃至7のいずれか一項に記載の電池ユニット。
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