JP2014078371A - 蓄電モジュール - Google Patents
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Abstract
【解決手段】蓄電モジュール10は、対向する端部33B,33Bから外側方向に突出する正極および負極のリード端子34,34を有する複数の蓄電素子32を、積層してなる積層体30と、蓄電素子32の対向する端部33B,33Bに取り付けられて、蓄電素子32を位置決め保持する保持部材40と、を備える。保持部材40には、隣り合う蓄電素子32,32の極性の相違するリード端子34,34同士を接続した接続部36Aを絶縁状態で保持する絶縁壁部54が設けられている。
【選択図】図4
Description
前記蓄電素子には、前記蓄電素子の状態を検知するとともに一端に電線が接続された検知用端子が接続される一方、前記保持部材には前記電線を収容する電線収容部が形成されていてもよい。
このような構成とすると、蓄電モジュールの自動組み立てが可能となり、組立作業性に優れる。
このような構成とすると、蓄電モジュールの放熱性を高めることができる。
このような構成とすると、保持部材の凹部や凸部に、積層方向において重なり合う保持部材の凸部や凹部が互いに嵌りあって一体化されるので、積層方向において省スペースである。
このような構成とすると、外部機器と電気的に接続される接続部材が保持部材に保持されるので、別途接続部材を保持するための部材を設ける必要がない。
このような構成とすると、接続部材の脱落を防止することができる。
このような構成とすると、保持部材及びケースを貫通する固定孔に固定部材を取り付ければ、積層体をケース内で位置決め固定することができるので、作業性に優れる。
このような構成とすれば、蓄電素子間の絶縁性を保った状態でリード端子の接続ができる。
本発明を電池モジュール10に適用した実施形態1を図1ないし図25によって説明する。以下の説明において、図2、図4および図5における左側を前方とし右側を後方とし、図5の上方を上とし下方を下とする。
本実施形態の電池モジュール10は、例えばIntegrated Starter Generator(ISG)用の電池モジュール10として用いられる。
電池モジュール10は、図1に示すように、全体として略直方体形状をなしている。電池モジュール10の側面のうち、図2における左右に配される側面(前側面、後側面)からはそれぞれ、各単電池32(蓄電素子の一例)のリード端子34に接続された電線65が複数本、外部に導出されている。複数本の電線65は、それぞれ、一端が板状の電圧検知端子66を介して単電池32のリード端子34に接続され、他端が電圧検知出力コネクタ64(以下「コネクタ64」という)に接続されている。
ケース11は、積層体30を収容するケース本体12と、ケース本体12の上面の開口部13Aに被せ付けられる蓋部18と、を備える。
ケース本体12は、図3に示すように、上面および前側面が開口している。ケース本体12の後側面の上端には、複数の電線65をケース11外に導出する電線導出孔(図示せず)が形成されている。
絶縁蓋部材26の下端部には、複数の電線65を導出するための略方形状の切欠部29Aが設けられている。この絶縁蓋部材26は、ケース本体12の開口部13Bを覆うとともに積層体30の前方の端面側に配されるリード端子34を絶縁保護している。
ケース11には複数の単電池32を積層してなる積層体30が収容されている。本実施形態において、積層体30は、保持部材40が取り付けられた伝熱板60に載置した状態の単電池32(以下「電池ユニット31」という)を、複数積層してなるものである(図14を参照)。
電池ユニット31において、上面視略長方形状の単電池32は、短辺方向の一対の縁部33Bを保持部材40により保持されるとともに、保持部材40に取り付けられた伝熱板60の上に載置されている(図8〜図12を参照)。
隣り合う単電池32,32の極性の相違するリード端子34,34は、図5に示すように、互いに逆方向に屈曲されるとともに、その端部同士を重ね合わせて溶接することにより接続されている。
最上段の単電池32Aに接続されるバスバー38(第2バスバー38B)は、電池モジュール10の負極として機能する端子38Bであり、最下段の単電池32Fに接続されるバスバー38は、電池モジュール10の正極として機能する端子38A(第1バスバー38A)である(図15および図16を参照)。各バスバー38は、純アルミ、アルミ合金、銅または銅合金などの導電性材料からなり、絶縁蓋部材26のバスバー導出口29Bから導出される部分39が外部機器と接続される端子部39である。
各単電池32は、絶縁樹脂製の保持部材40により、伝熱板60の上に載置された状態で保持されている。保持部材40は、単電池32のリード端子34が突出された対向する縁部33B,33B(対向する端部)に、それぞれ配されている。
詳しくは、上から2段目の前方に配置される保持部材40Bの凸部42の下側面と、保持部材40Bの凸部42の直下に配される保持部材40Cの上側面は、ともに凹んだ形状をなしており、これら2つの保持部材40B,40Cを重ね合わせると、保持部材40B,40C間に単電池32のラミネートフィルム33の短辺方向に対し略平行に貫通する空間Sが形成される。
上から1段目の前方に配置される保持部材40Aは、図20に示す形態の第1保持部材40Aである。
上から2段目の前方に配置される保持部材40B、上から4段目の前方に配置される保持部材40D、上から3段目の後方に配置される保持部材40I、上から5段目の後方に配置される保持部材40Kは、図21に示す形態の第2保持部材40B,40D,40I,40Kである。
上から1段目の後方に配置される保持部材40Gは、図24に示す形態の第5
保持部材40Gである。
上から6段目の後方に配置される保持部材40Lは、図25に示す形態の第6保持部材40Lである。
本実施形態においては、隣り合う単電池32,32の間には、アルミニウム製またはアルミニウム合金製の伝熱板60が配置されている。伝熱板60の長手方向における一対の側縁には、図6に示すように、上方に起立する起立壁61が4つずつ間隔をあけて形成されている。この起立壁61は、積層体30をケース11に収容したときにケース11の内壁面に接触するように配置されて、単電池32から発生する熱をケース11に伝導する熱伝導壁61である。単電池32から発生した熱は熱伝導壁61を介してケース11に伝わり、ケース11の外に放熱されるようになっている。
図17に示す単電池32Aを1個、図18に示す単電池32を4個、および図19に示す単電池32Fを1個、合計6個の単電池32を準備する。
詳しくは、第1保持部材40A、第3保持部材40C,40E,40H,40J、第4保持部材40F、第6保持部材40Lの電線収容溝48に、コネクタ64が接続された電線65(コネクタ付き電線65ともいう)を収容するとともに、第1保持部材40Aおよび第4保持部材40Fのバスバー保持部49に、それぞれバスバー38を取り付ける。
第1保持部材40Aと第5保持部材40Gを取り付けた伝熱板60に、図17に示す単電池32Aを載置すると図8に示す電池ユニットが得られる。第2保持部材40Bと第3保持部材40Hを取り付けた伝熱板60に、図18に示す単電池32を載置すると図9に示す電池ユニットが得られる。第3保持部材40Cと第2保持部材40Iを取り付けた伝熱板60に、図18に示す単電池32を載置すると図10に示す電池ユニットが得られる。第2保持部材40Dと第3保持部材40Jを取り付けた伝熱板60に、図18に示す単電池32を載置すると図11に示す電池ユニットが得られる。第3保持部材40Eと第5保持部材40Kを取り付けた伝熱板60に、それぞれ図18に示す単電池32を載置すると図12に示す電池ユニットが得られる。図13に示す第4保持部材40Fと第6保持部材40Lを取り付けた伝熱板60に、図19に示す単電池32Fを載置すると6段目に配置される電池ユニットが得られる。
隣り合うリード端子34,34同士の接続部36Aの周縁には保持部材40の絶縁壁部54が配置されるので、これにより、隣り合うリード端子34,34同士の接続部36Aも絶縁状態で保持される。
次に、本実施形態の作用および効果について説明する。
本実施形態において、単電池32の対向する端部には単電池32を位置決め保持する保持部材40が取り付けられており、この保持部材40には、隣り合う単電池32の極性の相違するリード端子34,34同士を接続した接続部36Aを絶縁状態で保持する絶縁壁部54が設けられている。
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、単電池32に電圧検知端子66が接続され、保持部材40に電線収容溝48が形成されている例を示したが、これに限定されない。単電池には電圧検知端子とともに、温度検知端子が接続されていてもよい。また保持部材に温度検知端子に接続される電線を収容する電線収容部を別途設けてもよいし保持部材の電線収容部に電圧検知端子に接続される電線と、温度検知端子に接続される電線をともに収容してもよい。
(2)上記実施形態では、保持部材40により保持されるとともに、単電池32の間に配されて、単電池32で発生する熱をケース11に伝熱する伝熱板60を備える例を示したが、保持部材により保持されていない伝熱部材を備えていてもよいし、伝熱部材を備えない構成であってもよい。
(3)上記実施形態では、保持部材40の面に互いに嵌りあう凸部42と凹部41をともに形成した例を示したが、いずれか一方でもよいし、凸部や凹部のない構成(例えば扁平面)であってもよい。
(4)上記実施形態では、保持部材40にバスバー保持部49およびバスバー38を抜け止めする抜け止め突部49Bを設けた例を示したが、抜け止め部のない保持部材であってもよい。
(5)上記実施形態では、保持部材40およびケース11を貫通する固定孔15,21,43を設けた例を示したが、端部に配置される保持部材をケースに固定することにより積層体の位置決め、固定を行ってもよい。
(6)上記実施形態では、隣り合う単電池32の極性の相違するリード端子34同士を溶接するための治具を、リード端子34の突出方向と交差する方向から挿入可能な治具挿入口71が形成されている保持部材40を備える例を示したが、治具挿入口が形成されていない保持部材であってもよい。
(7)上記実施形態では、ケース11の内壁12Aに弾性接触可能な熱伝導壁61を備える伝熱板60を示したが、熱伝導壁はケース内壁に接触可能であれば、弾性接触する構成でなくてもよい。
(8)上記実施形態では、蓄電素子が電池である例を示したが、蓄電素子は、コンデンサなどであってもよい。
(9)上記実施形態では、蓄電素子としてラミネート型の電池を示したが、金属製の電池ケースに発電要素を収容してなる電池等であってもよい。
(10)上記実施形態では、ISG用の電池モジュール10に用いる例を示したが、他の用途の電池モジュールに用いてもよい。
11…ケース
12…ケース本体(ケース)
15,21…固定孔(貫通する固定孔)
18…蓋部(ケース)
25…第1固定部材
30…積層体
31…電池ユニット
31A,31B,31C,31D,31E,31F…電池ユニット
32…単電池(蓄電素子)
32A,32B,32C,32D,32E,32F…単電池(蓄電素子)
33…ラミネートフィルム
33B…縁部(単電池の対向する端部)
34(34A,34B)…リード端子
34a…幅広領域
34b…末端領域
34c…角部
36A…接続部
37…係止突部
38…バスバー(接続部材)
38A…第2バスバー
38B…第1バスバー
39…端子部
40…保持部材
40A…第1保持部材
40B,40D,40I,40K…第2保持部材
40C,40E,40H,40J…第3保持部材
40F…第4保持部材
40G…第5保持部材
40L…第6保持部材
41…凹部
42…凸部
43…貫通孔(貫通する固定孔)
45…端子配置部
46…係止溝
47…検知端子配置部
48…電線収容溝
49…バスバー保持部(接続部材保持部)
49A…凹み部(バスバー保持部)
49B…抜け止め突部
51…凹部(単電池保持部)
52…肉厚領域
53…電線通し部
54…絶縁壁部
60…伝熱板(伝熱部材)
61…熱伝導壁
65…電線
66…電圧検知端子(検知用端子)
71…治具挿入口
S…空間
Claims (8)
- 対向する端部から外側方向に突出する正極および負極のリード端子を有する複数の蓄電素子を、積層してなる積層体と、
前記蓄電素子の対向する端部に取り付けられて、当該蓄電素子を位置決め保持する保持部材と、を備え、
前記保持部材には、隣り合う前記蓄電素子の極性の相違する前記リード端子同士を接続した接続部を絶縁状態で保持する絶縁壁部が設けられている蓄電モジュール。 - 前記蓄電素子には、前記蓄電素子の状態を検知するとともに一端に電線が接続された検知用端子が接続される一方、
前記保持部材には前記電線を収容する電線収容部が形成されている請求項1に記載の蓄電モジュール。 - 前記積層体を収容するケースと、
前記保持部材により保持されるとともに前記蓄電素子の間に配置されて、前記蓄電素子で発生する熱を前記ケースに伝熱する伝熱部材と、を備える請求項1または請求項2に記載の蓄電モジュール。 - 前記複数の蓄電素子には、それぞれ前記保持部材が取り付けられ、
前記保持部材の面のうち、前記複数の保持部材を前記蓄電素子の積層方向に沿って積層したときに重なり合う面には、互いに嵌りあう凹部、凸部、または凹部と凸部の双方が形成されている請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。 - 前記蓄電素子には外部機器と電気的に接続される接続部材が接続される一方、
前記保持部材には前記接続部材を保持する接続部材保持部が設けられている請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。 - 前記保持部材には、前記接続部材を抜け止め状態に係止する係止部が設けられている請求項5に記載の蓄電モジュール。
- 前記積層体を収容するケースを備え、
前記保持部材および前記ケースには、前記積層体を前記ケース内で位置決め固定する固定孔が貫通して設けられている請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。 - 前記保持部材には、隣り合う前記蓄電素子の極性の相違する前記リード端子同士を溶接する治具を挿入可能な治具挿入口が形成されている請求項1ないし請求項7のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。
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