JP2014123433A - Battery module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は複数の電池、および、当該複数の電池を接続する複数のバスバーを含む電池モジュールに関する。 The present invention relates to a battery module including a plurality of batteries and a plurality of bus bars connecting the plurality of batteries.
複数の電池をバスバーによって直列または並列に接続して電池モジュールを形成する技術は従来から知られている。各々の電池における正極端子および負極端子が同形状である場合には、電池モジュールを製造する際に接続すべき端子を判別し難く、直列と並列とを誤って接続してしまう(以下、誤接続と呼ぶ)可能性があった。また、正負極を判別し難い端子を誤接続しないように接続する作業は困難であり、この場合には電池モジュールの接続作業効率を向上させ難い問題もあった。 A technique for forming a battery module by connecting a plurality of batteries in series or in parallel by a bus bar is conventionally known. When the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of each battery have the same shape, it is difficult to determine a terminal to be connected when manufacturing the battery module, and the series and the parallel are erroneously connected (hereinafter, erroneous connection). Called it). In addition, it is difficult to connect terminals that are difficult to discriminate between positive and negative so as not to be erroneously connected. In this case, it is difficult to improve the connection work efficiency of the battery module.
電池モジュールのなかには、正極端子と負極端子とを異なる形状にしたものがある(例えば、特許文献1、2参照)。同一の電池における正極端子と負極端子とが異なる形状であり、それに対応するバスバーの形状もまた正極端子に接続する箇所と負極端子に接続する箇所とで異なれば、誤接続が低減し、接続作業効率も向上すると考えられる。
Some battery modules have a positive electrode terminal and a negative electrode terminal that have different shapes (see, for example,
しかし、上述した電池モジュールは、正極端子および負極端子として異なる形状のものを用いる必要があるため、電池モジュールの部品点数が多くなり、その結果、電池モジュールの製造コストを低減し難くなる問題があった。 However, since the battery module described above needs to have different shapes as the positive electrode terminal and the negative electrode terminal, the number of parts of the battery module increases, and as a result, it is difficult to reduce the manufacturing cost of the battery module. It was.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、誤接続を抑制でき、かつ、部品点数を低減できる電池モジュールを提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the said situation, and it aims at providing the battery module which can suppress a misconnection and can reduce a number of parts.
上記課題を解決する本発明の電池モジュールは、正極端子および負極端子を有する複数の電池と、複数の前記電池の前記正極端子および負極端子を直列または並列に接続する複数のバスバーと、を有し、
前記正極端子および前記負極端子は、同材かつ同形状であり、軸線方向における少なくとも一部からなる接続凸部を前記電池の外部に露出し、
前記接続凸部の径方向断面は非真円状をなし、
前記接続凸部は、径方向断面における径方向長さの最も短い短径と、前記短径と直交する方向に延び前記短径に比べて前記径方向長さの長い長径と、を有し、
前記正極端子および前記負極端子は、前記短径方向を互いに交差する方向に向け、
前記バスバーは、接続すべき複数の前記接続凸部を各々収容可能な孔状をなす複数の接続凹部を有し、
前記接続凹部の開口断面は非真円形であり、
前記接続凹部は、前記開口断面における孔径の最も短い短孔径と、前記短孔径と直交する方向に延び前記短孔径に比べて孔径の長い長孔径と、を有し、
前記接続凹部が前記接続凸部を収容した接続時において、前記接続凹部は各々対応する前記接続凸部の前記短径方向に前記短孔径方向を向け、
前記接続凹部における前記短孔径は、前記接続凸部における前記長径よりも短いものである。
The battery module of the present invention that solves the above problems includes a plurality of batteries having a positive terminal and a negative terminal, and a plurality of bus bars that connect the positive terminals and the negative terminals of the plurality of batteries in series or in parallel. ,
The positive electrode terminal and the negative electrode terminal are the same material and have the same shape, and a connection convex portion consisting of at least a part in the axial direction is exposed to the outside of the battery,
The radial cross section of the connecting convex portion is non-circular,
The connection convex portion has a shortest short diameter of a radial length in a radial cross section, and a long diameter extending in a direction orthogonal to the short diameter and having a long length in the radial direction compared to the short diameter,
The positive electrode terminal and the negative electrode terminal are oriented in a direction crossing the minor axis direction,
The bus bar has a plurality of connection recesses each having a hole shape capable of accommodating the plurality of connection projections to be connected,
The opening cross section of the connection recess is non-circular,
The connection recess has a short hole diameter having the shortest hole diameter in the opening cross section, and a long hole diameter extending in a direction orthogonal to the short hole diameter and having a long hole diameter compared to the short hole diameter,
At the time of connection in which the connection concave portion accommodates the connection convex portion, the connection concave portion is directed to the short diameter direction of the corresponding short direction of the connection convex portion,
The short hole diameter in the connection concave portion is shorter than the long diameter in the connection convex portion.
本発明の電池モジュールによると、正極端子および負極端子として同材かつ同形状のものを用いる。つまり、本発明の電池モジュールによると、正極端子を負極端子に転用することができる。勿論負極端子を正極端子に転用することもできる。このため、本発明の電池モジュールによると部品点数が低減する。以下、特に断りのない場合には、正極端子と負極端子とを総称して端子と呼ぶ。 According to the battery module of the present invention, the same material and the same shape are used as the positive electrode terminal and the negative electrode terminal. That is, according to the battery module of the present invention, the positive electrode terminal can be diverted to the negative electrode terminal. Of course, the negative electrode terminal can be diverted to the positive electrode terminal. For this reason, according to the battery module of the present invention, the number of parts is reduced. Hereinafter, unless otherwise specified, the positive terminal and the negative terminal are collectively referred to as terminals.
端子には、バスバーの接続凹部に接続される接続凸部が設けられている。接続凸部の径方向断面は長径および短径を有する非真円状であるため、端子の向きが異なれば接続凸部に接続し得る接続凹部の形状が異なる。正極端子と負極端子とでは、端子の軸線を中心とする回転方向の向きが異なる。より具体的には、正極端子と負極端子とでは、短径方向の向きが異なる。このため、正極端子の接続凸部に接続可能なバスバーの接続凹部は、負極端子の接続凸部には接続できない。つまり、本発明の電池モジュールによると、正極端子用の端子体と負極端子用の端子体とを兼用できる上に、電池の誤接続を抑制できる。 The terminal is provided with a connection convex portion connected to the connection concave portion of the bus bar. Since the radial cross section of the connection convex part is a non-circular shape having a major axis and a minor axis, the shape of the connection concave part that can be connected to the connection convex part differs depending on the terminal orientation. The positive terminal and the negative terminal are different in the direction of rotation about the axis of the terminal. More specifically, the direction of the minor axis direction differs between the positive electrode terminal and the negative electrode terminal. For this reason, the connection recessed part of the bus bar which can be connected to the connection convex part of a positive electrode terminal cannot be connected to the connection convex part of a negative electrode terminal. That is, according to the battery module of the present invention, the terminal body for the positive electrode terminal and the terminal body for the negative electrode terminal can be used together, and erroneous connection of the battery can be suppressed.
本発明の電池モジュールは、複数の電池が複数のバスバーによって電気的に接続されてなる。電池モジュールにおける複数の電池は、バスバーによって、直列に接続しても良いし、並列に接続しても良い。つまり、バスバーは電池の正極端子同士を接続しても良いし、負極端子同士を接続しても良いし、正極端子と負極端子とを接続しても良い。本発明の電池モジュールに含まれる複数のバスバーは、後述するように、単一形状のものである場合もあれば、形状の異なる2種のものである場合もある。 In the battery module of the present invention, a plurality of batteries are electrically connected by a plurality of bus bars. The plurality of batteries in the battery module may be connected in series by a bus bar, or may be connected in parallel. That is, the bus bar may connect the positive terminals of the batteries, may connect the negative terminals, or may connect the positive terminal and the negative terminal. As will be described later, the plurality of bus bars included in the battery module of the present invention may have a single shape or may have two types having different shapes.
電池は、正極端子と負極端子とを有し、正極端子の接続凸部と負極端子の接続凸部とが電池の外部に露出するものであれば良く、如何なる種類の電池であっても良い。同じ電池に含まれる正極端子の接続凸部と負極端子の接続凸部とは、電池の同じ面に露出しても良いし、異なる面に露出しても良いが、バスバーのコストやバスバーによる端子の接続作業効率を考慮すれば、電池の同じ面に露出するのが好ましい。また、正極端子における接続凸部の軸線と負極端子における接続凸部の軸線とは平行であるのが好ましい。なお、ここで言う平行とは、略平行を含み、具体的には、各軸線の交差角が5°以内である場合を指す。 The battery may be any type of battery as long as it has a positive electrode terminal and a negative electrode terminal, and the connection convex part of the positive electrode terminal and the connection convex part of the negative electrode terminal are exposed to the outside of the battery. The connection protrusions of the positive terminal and the negative terminal included in the same battery may be exposed on the same surface of the battery or may be exposed on different surfaces. In view of the connection work efficiency, it is preferable to expose the same surface of the battery. Moreover, it is preferable that the axis line of the connection convex part in a positive electrode terminal and the axis line of the connection convex part in a negative electrode terminal are parallel. The term “parallel” as used herein includes substantially parallel, and specifically refers to a case where the crossing angle of each axis is within 5 °.
以下、本発明の電池モジュールについて具体的に説明する。 Hereinafter, the battery module of the present invention will be specifically described.
(実施例1)
実施例1の電池モジュールは、2つのバスバーにより2つの電池を並列に接続したものである。実施例1の電池モジュールを模式的に表す分解斜視図を図1に示す。実施例1の電池モジュールを図1中上方から見た様子を模式的に表す上面図を図2に示す。実施例1の電池モジュールにおける端子を側方から見た様子を模式的に表す側面図を図3に示す。本発明の電池モジュールにおける接続凸部の短径方向、長径方向、短径および長径を説明する説明図を図4に示す。本発明の電池モジュールにおける接続凹部の短孔径方向、長孔径方向、短孔径および長孔径を説明する説明図を図5に示す。以下実施例において、上、下、左、右、前、後とは、図1に示す上、下、左、右、前、後を指す。
Example 1
The battery module of Example 1 is obtained by connecting two batteries in parallel by two bus bars. An exploded perspective view schematically showing the battery module of Example 1 is shown in FIG. FIG. 2 is a top view schematically showing the battery module of Example 1 as viewed from above in FIG. FIG. 3 is a side view schematically showing the terminal in the battery module of Example 1 as viewed from the side. FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the minor axis direction, the major axis direction, the minor axis, and the major axis of the connection convex portion in the battery module of the present invention. FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the short hole diameter direction, the long hole diameter direction, the short hole diameter, and the long hole diameter of the connection recess in the battery module of the present invention. In the following examples, the terms “up”, “down”, “left”, “right”, “front”, and “rear” refer to “upper, lower, left, right, front, and rear” shown in FIG.
実施例1の電池モジュールは、2つの電池1、2つのバスバー4、および8つの固定部材6を有する。電池1モジュールにおける2つの電池1は、各々、略同形状の2つの端子10を有する。端子10は、導電材料からなり、全体として略円柱状をなし、長手方向すなわち軸線方向を上下に向けている。端子10の材料は特に限定されず、一般的なものを使用すれば良い。図3に実線で示し、図1に破線で示すように、各端子10は、上端部分を構成する接続凸部11と、接続凸部11以外の部分を構成する一般端子部12と、を有する。接続凸部11は電池1におけるケース13の上面から上方に露出している。一般端子部12はケース13の内部に収容されている。図1および図3に示すように、各端子10の接続凸部11は、円柱を軸線方向に沿って分割した縦割り円柱状をなす。一般端子部12は断面略真円の円柱状をなす。端子10は、円柱を切削加工することで形成されている。つまり、接続凸部11の径方向断面zは、一般端子部12の径方向断面と同軸かつ同径の円の一部を切り欠いた切り欠き円形状をなす。なお、端子10における接続凸部11の径方向断面11zとは、接続凸部11における軸線方向L0(実施例1においては上下方向)と直交する方向の断面を指す。一般端子部12の径方向断面も同様である。
The battery module of Example 1 includes two batteries, one
各接続凸部11は、略平坦面状をなす接続面11xと、略曲面状をなす固定面11yとを有する。より具体的には、固定面11yは上述した接続凸部11の径方向断面における円弧を含む湾曲面状をなす。さらに、固定面11yにはネジ山が形成されている。つまり接続凸部11はボルトとしても機能する。なお、実施例1の電池モジュールにおいて、固定面11yの周方向長さ(実施例1においては、径方向断面11zにおける円弧に相当する)は、一般端子部12の径方向断面における周長(円周)の1/2以上である。換言すると、径方向断面11zにおける固定面11yは、中心角180°以上、好ましくは中心角が180°を超える円弧である。接続凸部11にボルトとしての機能を付与する場合には、固定面11yの周方向長さをこのように比較的長く設けるのが好ましい。
Each connection
各電池1における一方の端子10は、接続面11xを前方に向けている。この端子10は各電池1における正極端子20である。各電池1における他方の端子10は、接続面11xを左方に向けている。この端子10は各電池1における負極端子30である。図2に示すように、端子10における接続凸部11の径方向断面11zは、非真円状である。正極端子20は短径方向(図2に示すW1方向)を前後に向け、長径方向(図2に示すW2方向)を左右に向けている。負極端子30は、短径方向W1を左右に向け、長径方向W2を前後に向けている。正極端子20と負極端子30とは左右方向に配列し、各電池1は前後方向に配列している。
One
実施例1の電池モジュールにおける2つのバスバー4は、それぞれ異なる形状である。この2つのバスバー4の一方を第1のバスバー40と呼び、他方を第2のバスバー50と呼ぶ。2つのバスバー4は、各々、導電材料からなり、矩形の略板状をなし、端子10に接続された状態(接続状態と呼ぶ)において、長手方向を前後方向に向けている。バスバー4を構成する導電材料もまた特に限定されず、一般的なものを使用すれば良い。
The two
第1のバスバー40は電池1の正極端子20同士を接続する。また、第2のバスバー50は電池1の負極端子30同士を接続する。各バスバー4には各々2つの接続凹部41が設けられている。第1のバスバー40における接続凹部41は長手方向すなわち長孔径方向(図2に示すW4方向)を左右方向に向け短孔径方向(図2に示すW3方向)を前後方向に向けている。第2のバスバー50における接続凹部41は長孔径方向W4を前後方向に向け短孔径方向W3を左右方向に向けている。換言すると、第1のバスバー40には正極端子20の接続凸部11aに接続される接続凹部41aのみが設けられている。また、第2のバスバー50には、負極端子30の接続凸部11bに接続される接続凹部41bのみが設けられている。
The
より詳しくは、第1のバスバー40における2つの接続凹部41aは、上下方向すなわちバスバー4の厚さ方向に貫通するとともに右方に開口するスリット状をなす。各接続凹部41aは前後方向すなわち電池1の配列方向に沿って配列し、互いに離間している。第1のバスバー40における接続凹部41aの短孔径方向W3と長孔径方向W4とは互いに直交している。また、接続凹部41aの孔壁面4xは略平坦面状をなす。第2のバスバー50における2つの接続凹部41bもまた前後方向に配列し、互いに離間している。前側に配置されている接続凹部41bは前方に開口するスリット状をなし、後側に配置されている接続凹部41bは後方に開口するスリット状をなす。第2のバスバー50においても、各接続凹部41bは上下方向に貫通形成され、接続凹部41bの短孔径方向W3と長孔径方向W4とは互いに直交し、接続凹部41bの孔壁面4xは略平坦面状をなす。各バスバー4の端部にはタブ状をなすリード部45が設けられている。バスバー4のリード部45は図略のリード線を介して図略の電子機器に接続し得る。
More specifically, the two connection recesses 41 a in the
接続状態において、バスバー4の接続凹部41には、各々対応する端子10の接続凸部11が挿通される。各接続凹部41の短孔径方向W3は、接続状態において、接続すべき端子10における接続凸部11の短径方向W1と一致する。そして、正極端子20の接続凸部11aにおける短径方向W1aと、負極端子30の接続凸部11bにおける短径方向W1bとは、互いに交差する方向(実施例1においては直交する方向)である。このため、正極端子20の接続凸部11aに接続すべき接続凹部41aには、負極端子30の接続凸部11bは挿入できない。逆もまた同様である。したがって、実施例1の電池モジュールによると、バスバー4による電池1の誤接続を抑制できる。
In the connected state, the connection
なお、図4に例示するように、接続凸部11の径方向断面11zにおける短径(短径Dmin)とは、端子10の径方向断面11zにおける最短の径方向長さを指す。より具体的には、互いに平行な2つの直線L1、L2で端子10の径方向断面11zを挟んだ時の、L1とL2との距離の最小値が短径Dminである。また、このときのL1およびL2に垂直な方向が短径方向W1である。接続凸部11の径方向断面11zにおける長径(長径Dmax)とは、短径方向W1に直交する方向の径方向長さを指す。より具体的には、直線L1、L2に垂直であり、かつ、互いに平行な2つの直線L3、L4で端子10の径方向断面11zを挟んだ時の、L3とL4との最長距離が長径Dmaxである。また、このときのL3およびL4に垂直な方向が長径方向W2である。
As illustrated in FIG. 4, the short diameter (short diameter D min ) in the
バスバー4の接続凹部41は、接続すべき端子10の接続凸部11に対応する形状をなせば良い。具体的には、図5に示すように、バスバー4の接続凹部41の開口断面4z、つまり、接続凹部41の深さ方向に直交する方向の断面は、接続凸部11に対応し得る非真円形状をなす。そして、この開口断面4zにおける最短の径方向長さが接続凹部41の短孔径Hminとなる。さらに具体的には、開口断面4zにおける短孔径Hminとは、互いに平行な2つの直線L5、L6で開口断面4zを挟んだ時の、L5とL6との距離の最小値である。また、このときのL5およびL6に垂直な方向が短孔径方向W3である。開口断面4zにおける長孔径Hmaxとは、短孔径方向W3に直交する方向の径方向長さを指す。より具体的には、直線L5およびL6に垂直であり、かつ、互いに平行な2つの直線L7、L8で開口断面4zを挟んだ時の、L7とL8との距離が、長孔径Hmaxである。また、このときのL7およびL8に垂直な方向が長孔径方向W4である。
The connection
なお、接続凸部11の短径方向W1およびDminに関し、径方向長さが最短となる方向が複数ある場合には、そのうち任意の一方向を短径方向W1と定めれば良い。そして、この短径方向W1を基準として長径方向W2を定めれば良い。同様に、接続凹部41の短孔径方向W3および短孔径Hminに関しても同様に、径方向長さが最短となる方向が複数ある場合には、そのうち任意の一方向を短孔径方向W3と定めれば良い。長径Dmaxは径方向断面11zにおける最長の径方向長さであっても良いが、図4に示すように、そうでなくても良い。同様に、長孔径Hmaxは開口断面4zにおける最長の径方向長さであっても良いが、図5に示すように、そうでなくても良い。何れの場合にも、短径Dminは長径Dmaxよりも短く、短孔径Hminは長孔径Hmaxよりも短く、長径Dmaxは短孔径Hminよりも長い。短径Dminが長径Dmaxよりも短いために、端子10(より具体的には接続凸部11)の配置には方向性が生じる。同様に、短孔径Hminが長孔径Hmaxよりも短いために、接続凹部41の配置にもまた方向性が生じる。つまり端子10の向きに応じて、バスバー4に設けるべき接続凹部41の向きは異なる。
In addition, regarding the minor axis direction W1 and Dmin of the connecting
本発明の電池モジュールにおいては、短孔径Hminは接続凸部11の短径Dmin以上であり、長孔径Hmaxは接続凸部11の長径Dmax以上であり、かつ、短孔径Hminは長径Dmaxよりも小さい。したがって、端子10における接続凸部11の短径方向W1とバスバー4における接続凹部41の短孔径方向W3とが一致していない場合、例えば、端子10の接続凸部11が長径方向W2を接続凹部41の短孔径方向W3に向けている場合には、接続凸部11は接続凹部41に収容されず、接続凸部11と接続凹部41とは接続されない。正極端子20と負極端子30とは、短径方向W1a、W1bを互いに交差する方向に向けているため、正極端子20の接続凸部11に接続すべきバスバー4の接続凹部41は、負極端子30の接続凸部11には接続できない。このため作業者は、誤接続しようとしていることに容易に気付くことができる。つまり本発明の電池モジュールによると誤接続を信頼性高く抑制できる。また、方向性を有する形状の端子10を用い、同じ電池1における正極端子20および負極端子30を異なる向きに配置したことで、1種類の端子10を正極端子20および負極端子30の両方に用いることができるため、電池モジュールの部品点数を大きく低減させ得る。このため、本発明の電池モジュールによると製造コストを大きく低減できる。
In the battery module of the present invention, Tan'ana径H min is at least minor D min of the connecting
本発明の電池モジュールにおいて、各接続凹部41の短孔径方向W3と、接続すべき端子10における接続凸部11の短径方向W1と、は接続状態において一致する。ここでいう一致とは、略一致を含む概念であり、短径方向W1と短孔径方向W3との交差角(劣角)θが10°以下である場合を含む。
In the battery module of the present invention, the short hole diameter direction W3 of each
誤接続防止のためには、長径Dmaxに対する短径Dminの長さは短い方が好ましく、例えば、短径Dminは長径Dmaxの0.92倍以下であるのが良い。短径Dminは長径Dmaxの0.75倍以下であるのがより好ましく、0.5倍以下であるのがさらに好ましい。 For the misconnection prevention, the length of the short diameter D min to major D max is preferably short, for example, the short diameter D min is the better than 0.92 times the diameter D max. The short diameter D min is more preferably 0.75 times or less of the long diameter D max , and further preferably 0.5 times or less.
また、正極端子20の短径方向W1aと負極端子30の短径方向W1bとの交差角θ1は特に問わないが、誤接続防止を考慮すると直角に近い角度であるのが好ましい。具体的には、正極端子20の短径方向W1aと負極端子30の短径方向W1bとの交差角θ1は、30°以上150°以下であるのが好ましく、45°以上135°以下であるのがより好ましく、60°以上120°以下であるのがさらに好ましい。
Further, the crossing angle θ1 between the minor axis direction W1a of the
実施例1の電池モジュールにおいては、正極端子20の接続凸部11に接続される接続凹部41の短孔径方向W3aと、負極端子30の接続凸部11に接続される接続凹部41の短孔径方向W3bとは互いに交差している。そして、実施例1の電池モジュールにおいて、この交差角θ2は、正極端子20における接続凸部11の短径方向W1aと負極端子30における接続凸部11の短径方向W1bとの交差角θ1と一致している。つまり、実施例1の電池モジュールにおいては、交差角θ1およびθ2は90°である。θ1とθ2とは一致するのが好ましいが、1°程度の誤差を許容し得る。
In the battery module of Example 1, the short hole radial direction W3a of the connection
実施例1の電池モジュールにおいて、各接続凸部11は、各々、固定部材6(具体的には、2つのナット60、61)と螺合する。接続凸部11と固定部材6とが螺合することで、接続凸部11とバスバー4とを容易に固定できる。なお、実施例1においては固定部材6を用いて接続凸部11とバスバー4とを固定したが、例えば、接続凸部11とバスバー4とを互いに係合或いは嵌合させることで固定しても良い。その他、導電材料を用いた溶接、接着、ろう付け等の方法により接続凸部11とバスバー4とを固定しても良い。勿論、電池モジュールの使用形態によっては、接続凸部11とバスバー4とを固定しなくても良い。端子10の形状は、端子10の軸線方向に径方向断面11zの一定となる形状であっても良い。つまり、一般端子部12が接続凸部11と同形状であっても良い。なお、一般端子部12を断面略真円状にし、接続凸部11のみを断面非真円状にする場合には、市販されている円柱を切削加工やプレス加工等することで、端子10を容易に製造できる利点がある。
In the battery module of the first embodiment, each
接続凸部11の径方向断面11zは特に問わないが、導電性を確保するために、端子10の接続凸部11の長さおよびバスバー4の厚さは、所定長さ以上であることが要求される。具体的には、接続凸部11の長さおよびバスバー4の厚さは、0.7cm以上であるのが好ましい。このとき、組み付け性を損なわないためには、短径方向W1の端面および/または長径方向W2の端面が平坦面であるのが好ましい。実施例1の電池モジュールにおいては、短径方向W1の端面である接続面11xが平坦面状をなす。この場合、バスバー4の接続凹部41もまた、接続凸部11の平坦面に対面する孔壁面4xが平坦面であるのが良い。更には、接続凹部41の孔壁は、同一の電池1に含まれる正極端子20および負極端子30の配列方向に平行な孔壁面と、当該配列方向に直交する孔壁面と、の少なくとも一方を含むのが好ましい。実施例1の電池モジュールにおいては、図2に示すように、接続凹部41の孔壁面4xは、正極端子20および負極端子の配列方向(左右方向)に平行な面と、当該配列方向に垂直な方向(前後方向)に平行な面と、の両方を含む。同一の電池1に含まれる正極端子20および負極端子30の距離や、隣接する電池1同士の距離、隣接する電池1に含まれる接続すべき端子10間の距離等には、多少のばらつきが生じることが考えられる。接続凹部41を上記した平坦面を有する形状にすることで、このようなばらつきが生じた場合にも、孔壁面4xが接続すべき端子10に比較的大きな面積で対面し、当該端子10同士をバスバー4で容易に接続することが可能である。さらに、実施例1の電池モジュールにおいて、接続凹部41の長孔径方向W4の一端部は、バスバー4の端面に開口している。接続凹部41がこのような開放型のスリット状をなすことによっても、上述した端子10や電池1の距離のバラツキを吸収しつつ、接続すべき端子10同士に接続凹部41の孔壁面4xが比較的大きな面積で対面する。つまり、このことによっても接続すべき端子10同士をバスバー4で容易に接続できる。
Although the
また、長径Dmaxを対称軸とした接続凸部11の径方向断面11zの形状は、実施例1のように線対称でなくても良いが、バスバー4の汎用性を考慮すると、線対称であるのが好ましい。一方、接続凸部11の加工性、つまり、端子10の製造効率を考慮すると、実施例1のように非線対称形状であるのが好ましい。
Further, the shape of the
(実施例2)
実施例2の電池モジュールは、バスバー4の形状以外は実施例1の電池モジュールと同じものである。実施例2の電池モジュールにおける接続凸部11およびバスバー4を模式的に表す要部拡大斜視図を図6に示す。
(Example 2)
The battery module of Example 2 is the same as the battery module of Example 1 except for the shape of the
実施例2の電池モジュールにおいては、電池1は実施例1と同じものであり、バスバー4の接続凹部41は図6に示すように接続凸部11の外形に相補的な孔状をなす。この場合にも、実施例1で説明したように正極端子20の短径方向W1aと負極端子30の短径方向W1bとが交差する方向であり、かつ、接続凹部41の短孔径Hminが接続凸部11の長径Dmaxよりも小さいため、正極端子20の接続凸部11aに接続すべきバスバー4の接続凹部41には、負極端子30の接続凸部11bは挿入できない。つまり、実施例2の電池モジュールもまた誤接続を抑制できる。
In the battery module of the second embodiment, the
(実施例3)
実施例3の電池モジュールは、バスバー4の形状および端子10における接続凸部11の以外は実施例1の電池モジュールと同じものである。実施例3の電池モジュールにおけるバスバー4を模式的に表す要部拡大斜視図を図7に示す。
(Example 3)
The battery module of Example 3 is the same as the battery module of Example 1 except for the shape of the
実施例3の電池モジュールにおけるバスバー4は、実施例2の電池モジュールにおけるバスバー4よりもやや厚肉であり、接続凹部41が行き止まり孔状をなす。これ以外は、バスバー4は実施例2と同じものである。図示しないが、端子10の接続凸部11は、ネジ山が形成されていないこと以外は実施例1と同じものである。この場合にも、バスバー4における接続凹部41には、端子10の接続凸部11が挿入され、正極端子20の接続凸部11aに接続すべきバスバー4の接続凹部41aには、負極端子30の接続凸部11bは挿入できないため、誤接続が抑制される。なお、この場合には接続凸部11は接続凹部41に挿通されず挿入されるだけであるが、接続凹部41に挿入された接続凸部11が接続凹部41と係合するため、バスバー4と接続凸部11とを固定できる。なお、導電性の接着材等を接続凹部41に注入して、バスバー4と接続凸部11との固定状態を補強しても良い。
The
(実施例4)
実施例4の電池モジュールは、4つの電池1をバスバー4によって直列に接続した例である。電池1は実施例1と同じものであり、バスバー4は実施例1と異なる。実施例4の電池モジュールを上方から見た様子を模式的に表す上面図を図8に示す。
Example 4
The battery module of Example 4 is an example in which four
図8に示すように、実施例4の電池モジュールにおいては同じ電池1を正極負極が互い違いになるように配列し、隣接する電池1の正極負極間をバスバー4で接続している。隣接する電池1同士は前後反転しつつ向き合っている。電池1は実施例1と同じものである。また、バスバー4は、接続凹部41の形状以外は実施例1と同じものである。実施例4の電池モジュールにおいて用いたバスバー4は1種類だけである。実施例4においては電池1を直列に接続しているため、バスバー4として、正極端子20と負極端子30とを接続可能な1種類のみがあれば良い。そして、この1種類のバスバー4を裏返して使用することで、図4中右側に位置する正極端子20と負極端子30との接続と、図4中右側に位置する正極端子20と負極端子30との接続と、の両方に対応できる。
As shown in FIG. 8, in the battery module of Example 4, the
なお、実施例4においては、同一のバスバー4に正極端子20の接続凸部11aに接続される接続凹部41aと、負極端子30の接続凸部11bに接続される接続凹部41bとの両方が設けられている。接続凹部41は実施例1と同様のスリット状をなし、同一のバスバー4に設けられている接続凹部41aの短孔径方向W3aと接続凹部41bの短孔径方向W3bとは直交している。また、実施例4においては、接続方向の最端部に位置する2つの端子10にリード線65を直接接続している。
In Example 4, the
実施例4の電池モジュールによると、実施例1〜3の電池モジュールと同様に誤接続を抑制でき、かつ部品点数を低減できる。 According to the battery module of Example 4, erroneous connection can be suppressed and the number of parts can be reduced as in the battery modules of Examples 1 to 3.
(実施例5)
実施例5の電池モジュールは、5つの電池1をバスバー4によって直列に接続した例である。電池1は端子10の向き以外は実施例1と同じものであり、バスバー4は接続凹部41の形状以外は実施例1と同じものである。実施例5の電池モジュールを上方から見た様子を模式的に表す上面図を図9に示す。
(Example 5)
The battery module of Example 5 is an example in which five
図9に示すように、実施例5の電池モジュールにおいて、同一の電池1に含まれる正極端子20と負極端子30とは左右方向に配列している。正極端子20の短径方向W1aと負極端子30の短径方向W1bとは互いに直交するとともに、どちらも正極端子20と負極端子30との配列方向に対して45°で交差している。つまり、正極端子20および負極端子30の短径方向W1は、電極の配列方向(左右方向)および当該配列方向に直交する方向(前後方向)の両方に対して交差する。正極端子20および負極端子30は、端子10の配列方向に直交する直線(前後方向に延びる直線)を対称軸として、線対称に配置されている。
As shown in FIG. 9, in the battery module of Example 5, the
接続凹部41は、端子10の配列方向および当該配列方向に直交する方向に対して45°で交差するスリット状をなす。また、接続凹部41には、配列方向に直交する方向に延びバスバー4の端面に開口するスリット状の連絡凹部43が連絡している。接続凹部41と連絡凹部43とは連通しているため、接続凹部41および連絡凹部43からなる凹部45は、全体としては、屈曲したスリット状をなす。バスバー4に連絡凹部43を設けたことで、隣り合った電池の接続部分を、連絡凹部43を通じて確認できる、すなわち、視認性が増すことでより誤接続を抑制できる利点がある。また、この場合にも、実施例1の電池モジュールと同様に、バスバー4によって電池1を接続でき、かつ誤接続を抑制できる。
The
(実施例6)
実施例6の電池モジュールは、電池1を並列に接続したものである。電池1は実施例5と同じものであり、バスバー4は接続凹部41の形状以外は実施例1と同じものである。実施例6の電池モジュールを上方から見た様子を模式的に表す上面図を図10に示す。
(Example 6)
The battery module of Example 6 is obtained by connecting
図10に示すように、実施例6の電池モジュールにおいて、同一の電池1に含まれる正極端子20および負極端子30は、正極端子20および負極端子30の配列方向(左右方向)に対して45°で交差する方向に短径方向W1a、W1bを向けている。また、正極端子20の短径方向W1aと負極端子30の短径方向W1bとは直交している。つまり、正極端子20および負極端子30は配列方向に直交する直線(前後方向に延びる直線)を対称軸として線対称(左右対称)に配置されている。したがって、同一のバスバー4に含まれる各接続凹部41もまた、当該配列方向に対して45°で交差する方向に短径方向W1を向け、左右対称に配置される。このため、実施例6の電池モジュールによると、正極端子20同士を接続するバスバー4と負極端子30同士を接続するバスバー4とを兼用できる利点がある。
As shown in FIG. 10, in the battery module of Example 6, the
(実施例7)
実施例7の電池モジュールは、電池1を並列に接続したものである。電池1は実施例1と同じものであり、バスバー4は接続凹部41の形状以外は実施例1と同じものである。バスバー4は実施例1のものよりも長尺であり、1つのバスバー4につき5つずつの接続凹部41が設けられている。実施例7の電池モジュールは、2つのバスバー4によって5つの電池1を接続する。実施例7の電池モジュールを上方から見た様子を模式的に表す上面図を図11に示す。
(Example 7)
The battery module of Example 7 is obtained by connecting
実施例7の電池モジュールにおけるバスバー4は、実施例1の電池モジュールにおけるバスバー4を長手方向に複数繋げたものである。実施例7の電池モジュールによると、1つのバスバー4によって5つの電池1を並列に接続できるため、電池1とバスバー4との接続作業効率を更に向上させ得る。また、5つの電池1を2つのバスバー4で接続できるため、部品点数も大きく低減する。
The
(実施例8)
実施例8の電池モジュールは、電池1を直列に接続したものである。電池1は実施例1と同じものであり、バスバー4は接続凹部41の形状以外は実施例7と略同じものであり、1つのバスバー4につき5つずつの接続凹部41が設けられている。実施例8の電池モジュールは、実施例7の電池モジュールと同様に、2つのバスバー4によって5つの電池1を接続する。実施例8の電池モジュールを上方から見た様子を模式的に表す上面図を図12に示す。
(Example 8)
The battery module of Example 8 is obtained by connecting
実施例8の電池モジュールにおける電池1は、正極負極が互い違いになるように電池1を配列し、隣接する電池1の正極負極間をバスバー4で接続している。5つの電池1を後側から前側に向けて第1電池101、第2電池102、第3電池103、第4電池104、第5電池105と呼ぶ。また、図12における左側のバスバー4を第1のバスバー40と呼び、右側のバスバー4を第2のバスバー50と呼ぶ。各バスバー40、50は、長手方向つまり図12に示す前後方向に沿って3つの部分に分かれている。第1のバスバー40における各部分を後側から前側に向けて第1接続部401、第2接続部402、第3接続部403と呼ぶ。第2のバスバー50における各部分を後側から前側に向けて第4接続部504、第5接続部505、第6接続部506と呼ぶ。第1接続部401と第2接続部402との間、および、第2接続部402と第3接続部403との間には絶縁層49が介在している。したがって、第1接続部401、第2接続部402および第3接続部403は、各々電気的に遮断されている。第4接続部504と第5接続部505との間、および、第5接続部505と第6接続部506との間にもまた絶縁層49が介在している。したがって、第4接続部504、第5接続部505および第6接続部506もまた、各々電気的に遮断されている。
In the
第1のバスバー40には5つの接続凹部41が設けられている。各接続凹部41は前後方向に配列している。第1のバスバー40における5つの接続凹部41を後側から前側に向けて第1接続凹部411、第2接続凹部412、第3接続凹部413、第4接続凹部414、第5接続凹部415と呼ぶ。第2のバスバー50には、第1のバスバー40と同様に、5つの接続凹部41が設けられている。第2のバスバー50における5つの接続凹部41を後側から前側に向けて第6接続凹部516、第7接続凹部517、第8接続凹部518、第9接続凹部519、第10接続凹部510と呼ぶ。
The
第1接続凹部411は第1接続部401に設けられ、第1電池101の正極端子20における接続凸部11aに接続する。第2接続凹部412および第3接続凹部413は第2接続部402に設けられ、第2電池102の負極端子30における接続凸部11bと、第3電池103の正極端子20における接続凸部11aと、に接続する。第4接続凹部414および第5接続凹部415は第3接続部403に設けられ、第4電池104の負極端子30における接続凸部11bと、第5電池105の正極端子20における接続凸部11aと、に接続する。
The first connection
第6接続凹部516および第7接続凹部517は第2のバスバー50の第4接続部504に設けられ、第1電池101の負極端子30における接続凸部11bと、第2電池102の正極端子20における接続凸部11aとに接続する。第8接続凹部518および第9接続凹部519は第5接続部505に設けられ、第3電池103の負極端子30における接続凸部11bと、第4電池104の正極端子20における接続凸部11aと、に接続する。第10接続凹部510は第6接続部506に設けられ、第5電池105の負極端子30における接続凸部11bに接続する。
The
第1接続部401および第6接続部506には、各々タブ状をなすリード部45が設けられ、リード部45は図略のリード線を介して図略の電子機器に接続し得る。
The first connecting
実施例8の電池モジュールによると、各バスバー4を複数(実施例8では3つ)の部分に分け、各部分を電気的に遮断したため、2つのバスバー4によって5つの電池1を直列に接続できる。このため、実施例8の電池モジュールによっても、電池1とバスバー4との接続作業効率を更に向上させ得る。そして、5つの電池1を2つのバスバー4で接続できるため、部品点数も大きく低減する。
According to the battery module of the eighth embodiment, each
(その他)本発明は上記し且つ図面に示した実施形態のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できる。 (Others) The present invention is not limited to the embodiment described above and shown in the drawings, and can be implemented with appropriate modifications within a range not departing from the gist.
本発明の電池モジュールは、電気自動車やハイブリッド自動車用のバッテリー、各種電気機器用のバッテリー等として好ましく用いることができる。 The battery module of the present invention can be preferably used as a battery for an electric vehicle or a hybrid vehicle, a battery for various electric devices, or the like.
1:電池 4:バスバー 6:固定部材
10:端子 11:接続凸部 13:ケース
11x:接続面 11y:固定面 11z:接続凸部の径方向断面
41:接続凹部 4x:接続凹部の孔壁面 4z:接続凹部の開口断面
20:正極端子 30:負極端子 L0:接続凸部の軸線方向
W1:短径方向 W2:長径方向 W3:短孔径方向
W4:長孔径方向 Dmin:短径 Dmax:長径
Hmin:短孔径 Hmax:長孔径
1: Battery 4: Bus bar 6: Fixing member 10: Terminal 11: Connection convex portion 13:
Claims (10)
前記正極端子および前記負極端子は、同材かつ同形状であり、軸線方向における少なくとも一部からなる接続凸部を前記電池の外部に露出し、
前記接続凸部の径方向断面は非真円状をなし、
前記接続凸部は、径方向断面における径方向長さの最も短い短径と、前記短径と直交する方向に延び前記短径に比べて前記径方向長さの長い長径と、を有し、
前記正極端子および前記負極端子は、前記短径方向を互いに交差する方向に向け、
前記バスバーは、接続すべき複数の前記接続凸部を各々収容可能な孔状をなす複数の接続凹部を有し、
前記接続凹部の開口断面は非真円形であり、
前記接続凹部は、前記開口断面における孔径の最も短い短孔径と、前記短孔径と直交する方向に延び前記短孔径に比べて孔径の長い長孔径と、を有し、
前記接続凹部が前記接続凸部を収容した接続時において、前記接続凹部は各々対応する前記接続凸部の前記短径方向に前記短孔径方向を向け、
前記接続凹部における前記短孔径は、前記接続凸部における前記長径よりも短い電池モジュール。 A plurality of batteries having a positive terminal and a negative terminal; and a plurality of bus bars connecting the positive terminals and the negative terminals of the batteries in series or in parallel,
The positive electrode terminal and the negative electrode terminal are the same material and have the same shape, and a connection convex portion consisting of at least a part in the axial direction is exposed to the outside of the battery,
The radial cross section of the connecting convex portion is non-circular,
The connection convex portion has a shortest short diameter of a radial length in a radial cross section, and a long diameter extending in a direction orthogonal to the short diameter and having a long length in the radial direction compared to the short diameter,
The positive electrode terminal and the negative electrode terminal are oriented in a direction crossing the minor axis direction,
The bus bar has a plurality of connection recesses each having a hole shape capable of accommodating the plurality of connection projections to be connected,
The opening cross section of the connection recess is non-circular,
The connection recess has a short hole diameter having the shortest hole diameter in the opening cross section, and a long hole diameter extending in a direction orthogonal to the short hole diameter and having a long hole diameter compared to the short hole diameter,
At the time of connection in which the connection concave portion accommodates the connection convex portion, the connection concave portion is directed to the short diameter direction of the corresponding short direction of the connection convex portion,
The short hole diameter in the connection concave part is a battery module shorter than the long diameter in the connection convex part.
前記一般端子部は円柱状をなし、
前記接続凸部の径方向断面は、前記一般端子部の断面と同軸かつ同径の円の一部を切り欠いた切り欠き円形状をなす請求項1〜請求項8の何れか一項に記載の電池モジュール。 The positive electrode terminal and the negative electrode terminal have the connection convex portion and a general terminal portion that is a portion other than the connection convex portion,
The general terminal portion has a cylindrical shape,
The radial cross section of the connection convex portion is a cutout circular shape formed by cutting out a part of a circle having the same diameter and the same axis as the cross section of the general terminal portion. Battery module.
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