JP2014135162A - 蓄電モジュール - Google Patents
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Abstract
【課題】短絡を防止した蓄電モジュールを提供する。
【解決手段】蓄電モジュール10は、蓄電要素を容器33に収容してなる複数の蓄電素子32を、積層して得られた積層体30を備える。容器33は、金属箔に樹脂層を積層したラミネートフィルムの端縁33Bを重ねて接合してなり、ラミネートフィルムの端縁33Bを接合してなる接合部33Bには、接合部33Bを保護する絶縁樹脂製の保護部材60が配されている。
【選択図】図3
【解決手段】蓄電モジュール10は、蓄電要素を容器33に収容してなる複数の蓄電素子32を、積層して得られた積層体30を備える。容器33は、金属箔に樹脂層を積層したラミネートフィルムの端縁33Bを重ねて接合してなり、ラミネートフィルムの端縁33Bを接合してなる接合部33Bには、接合部33Bを保護する絶縁樹脂製の保護部材60が配されている。
【選択図】図3
Description
本発明は、蓄電モジュールに関する。
内部に蓄電要素が収容されてなる蓄電素子の一例としてリチウムイオン電池やニッケル水素電池等の二次電池等が知られている。リチウムイオン電池等の二次電池は、複数個を接続することにより電池モジュールを構成する。このような電池モジュールとしては、例えば、特許文献1に記載されているものなどが知られている。
上記特許文献1には、端部から正極および負極のリード端子が突出する単電池を複数個、積層してなる電池モジュールが開示されている。この電池モジュールにおいて、隣り合う単電池は、極性の相違する(逆極性の)リード端子同士を接続することにより直列に接続される。
上記特許文献1に記載の電池モジュールにおいては、リード端子同士の短絡を防止するために、リード端子の両面側に絶縁板を配して挟持する構成としている。そのため、この電池モジュールにおいて、積層方向において隣り合う単電池は絶縁板の厚み寸法の分、離れた状態で配されている。
しかしながら、この電池モジュールのように、金属箔に樹脂層を積層したラミネートフィルムの端縁を重ねて接合してなる容器を備えるものにおいては、ラミネートフィルムの接合部において、樹脂層よりも内側の金属箔が露出している場合がある。このような場合には、隣り合う単電池のラミネートフィルムの接合部から露出する金属箔同士が接触して短絡が発生することが懸念される。
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、短絡を防止した蓄電モジュールを提供することを目的とする。
上記課題を解決するものとして本発明は、蓄電要素を容器に収容してなる複数の蓄電素子を、積層して得られた積層体を備え、前記容器は、金属箔に樹脂層を積層したラミネートフィルムの端縁を重ねて接合してなり、前記ラミネートフィルムの端縁を接合してなる接合部には、当該接合部を保護する絶縁樹脂製の保護部材が配されている蓄電モジュールである。
本発明において、金属箔に樹脂層を積層したラミネートフィルムの端縁を重ねて接合した接合部には、絶縁樹脂製の保護部材が配されている。従って、本発明によれば、接合部において金属箔が露出していたとしても、接合部は保護部材により絶縁保護されているので、ラミネートフィルムの接合部同士の接触あるいは接合部と他の導電性の部材との接触に起因する短絡を防止することができる。
本発明は以下の構成としてもよい。
前記保護部材には前記接合部の端縁を載置する載置部が形成されていてもよい。このような構成において、蓄電素子を積層すると、接合部の端縁を載置した状態の保護部材が複数積層され、重なりあう保護部材の載置部間に接合部が配置される。その結果、上記構成によれば、絶縁保護効果が高まる。
前記保護部材には前記接合部の端縁を載置する載置部が形成されていてもよい。このような構成において、蓄電素子を積層すると、接合部の端縁を載置した状態の保護部材が複数積層され、重なりあう保護部材の載置部間に接合部が配置される。その結果、上記構成によれば、絶縁保護効果が高まる。
前記保護部材には、前記蓄電素子の積層方向に突出し、当該積層方向において隣り合う前記蓄電素子を間隔をあけて保持する保持突部が形成されていてもよい。
このような構成とすると、蓄電素子が積層方向において間隔をあけて保持されるので、蓄電素子同士の衝突および当該衝突に起因する短絡を防止することができる。
このような構成とすると、蓄電素子が積層方向において間隔をあけて保持されるので、蓄電素子同士の衝突および当該衝突に起因する短絡を防止することができる。
前記保護部材には、前記容器の前記接合部から前記蓄電要素が収容されている蓄電要素収容部に沿って配される保護部が形成されていてもよい。
このような構成とすると、保護部により容器の接合部から蓄電要素収容部が保護されるとともに蓄電素子の位置ずれを防止することができる。
このような構成とすると、保護部により容器の接合部から蓄電要素収容部が保護されるとともに蓄電素子の位置ずれを防止することができる。
前記蓄電素子は、前記容器の内部で前記蓄電要素に接続されるとともに前記容器の外側に導出されて、隣り合う前記蓄電素子と接続されるリード端子を有し、当該リード端子を保持する保持部材をさらに備えていてもよい。
このような構成とすると、隣り合う蓄電素子と接続されるリード端子が保持部材により保持されるのでリード端子の位置ずれに起因する短絡の発生を防止するとともに、蓄電素子間の電気的な接続信頼性を高めることができる。
このような構成とすると、隣り合う蓄電素子と接続されるリード端子が保持部材により保持されるのでリード端子の位置ずれに起因する短絡の発生を防止するとともに、蓄電素子間の電気的な接続信頼性を高めることができる。
前記保持部材には、前記保護部材を取り付けて保持する保護部材取付部が設けられていてもよい。
このような構成とすると、容器の接合部を保護する保護部材が、保持部材に取り付けられ保持されるので、容器の位置ずれを防止することができ、短絡防止効果を高めることができる。
このような構成とすると、容器の接合部を保護する保護部材が、保持部材に取り付けられ保持されるので、容器の位置ずれを防止することができ、短絡防止効果を高めることができる。
本発明によれば、短絡を防止した蓄電モジュールを提供することができる。
<実施形態1>
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19によって説明する。以下の説明において、図5における左側を前方とし右側を後方とし、図8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。
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19によって説明する。以下の説明において、図5における左側を前方とし右側を後方とし、図8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)
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の前側面および後側面(図1における左右に配される面)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に接続された電圧検知用の電線(図示せず)が外部に導出されるようになっている。
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の前側面および後側面(図1における左右に配される面)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に接続された電圧検知用の電線(図示せず)が外部に導出されるようになっている。
電池モジュール10は、図2に示すように、複数の単電池32(本実施形態では6個の単電池32)を積層してなる積層体30と、単電池32のリード端子34が導出される端縁33Aにそれぞれ取り付けられる保持部材40と、単電池32の長辺方向に伸びる一対の端縁33B(接合部33B)に配される保護部材60と、これらを収容する金属製のケース11と、を備える。本実施形態において保持部材40と保護部材60とは枠状の部材(枠体20という)を構成している。
(ケース11)
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の上面に被せ付けられる蓋部13と、を備える。ケース本体12は、上面および前側面が開口している。ケース本体12の前側の開口部には絶縁蓋部材19が取り付けられている。
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の上面に被せ付けられる蓋部13と、を備える。ケース本体12は、上面および前側面が開口している。ケース本体12の前側の開口部には絶縁蓋部材19が取り付けられている。
ケース本体12の底面においては、突出面12Aよりも外側に、ケース本体12に収容した積層体30と蓋部13とを固定するための第1固定部材23が挿通される固定孔(図示せず)が貫通して形成されている。また、ケース本体12の底面においては、前端側に方形状の孔12Bが貫通して形成されている。この方形状の孔12Bは、前側の開口部に取り付けられる絶縁蓋部材19を係止する蓋部係止孔12Bとされる。
ケース本体12の長手方向に沿って配される一対の側面には、略円形をなし、蓋部13を固定するための第2固定部材(図示せず)を挿通可能な固定孔12Cが複数(3つ)ずつ形成されている。
蓋部13は図2に示すように、略長方形状の板状部14と、板状部14に対して略垂直下方に連なり、ケース本体12の上端部に固定される固定部17と、を備える。板状部14の中央位置には、内側方向(下側方向)に突出する突出面14Aが形成されている。蓋部13の突出面14Aは、最上段(上から1段目)の単電池32と接触可能とされる。蓋部13の突出面14Aと単電池32とが接触することにより蓋部13に単電池32から生じる熱が伝わって、外部に放熱されるようになっている。
板状部14においては、突出面14Aよりも外側に、蓋部13と、積層体30と、ケース本体12とを固定するための第1固定部材23が配される固定孔15が貫通して形成されている。固定孔15の孔径は、第1固定部材23の外径よりも小さく形成されている。
また、板状部14においては、前端部側に長方形状の孔16が貫通して形成されている。この孔16は、前側に取り付けられる絶縁蓋部材19を係止する蓋係止孔16とされる。
固定部17には、略円形をなし、蓋部13をケース本体12に固定するための第2固定部材を挿通可能な挿通孔18が複数(3つ)形成されている。固定部17はケース本体12の一対の側面(図1の手前側と奥側に配される面)および後側面の外側に重ねられる。
ケース本体12の前側の開口部に取り付けられた絶縁蓋部材19には、外部接続バスバー38が導出されるバスバー導出口19Bが形成されている。
絶縁蓋部材19の下端部には、図2に示すように、電線を導出するための略方形状の切欠部19Aが設けられている。この絶縁蓋部材19は、ケース本体12の開口部を覆うだけでなく積層体30の前方の端面側に配されるリード端子34および端子接続バスバー37を絶縁保護する機能を有している。
絶縁蓋部材19の上端部と下端部には、それぞれ、後方(図2における右方向)に突出する一対の突出片19Cが設けられている。突出片19Cの先端には蓋係止孔16および蓋部係止孔12Bに係止される係止突部19Dが形成されている。
絶縁蓋部材26の上端部の一対の突出片19Cの間には、後方に突出する絶縁板部19Eが形成されている。絶縁板部19Eは蓋部13の下方に重なるように配されている。
(積層体30)
ケース11には図2に示すように、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、単電池32を枠体20に保持させてなる電池ユニット31を複数(本実施形態では6つ)積層してなるものである。6つの電池ユニット31を区別するときは、上から順に31A,31B,31C,31D,31E,31Fとする。
ケース11には図2に示すように、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、単電池32を枠体20に保持させてなる電池ユニット31を複数(本実施形態では6つ)積層してなるものである。6つの電池ユニット31を区別するときは、上から順に31A,31B,31C,31D,31E,31Fとする。
(単電池32)
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、図5に示すように、枠体20内に保持されている。
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、図5に示すように、枠体20内に保持されている。
各単電池32は、図6に示すように、外側面のうち面積の広い面を上下に配して、略平行に配置されている。積層方向において隣り合う単電池32は、相違する極性のリード端子34が対向する位置に配されるように配置されている。
各単電池32はラミネート型の電池である。各単電池32は、図示しない発電要素(蓄電要素の一例)と、発電要素を収容する容器33と、容器33内で発電要素に接続されるとともに容器33の短辺方向の端縁33Aから外側方向に突出するリード端子34と、を有する。
容器33は、金属箔の外側に樹脂層を積層したラミネートフィルムからなり、その外周縁が熱溶着により接合されている。容器33材料として用いられる金属箔としてはアルミニウム箔等があげられ、樹脂層としては、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン等があげられる。金属箔の内側(発電要素側)には、ポリエチレンまたはポリプロピレン等からなる熱溶着層が設けられている。
熱溶着により接合された容器33の外周縁(短辺方向の一対の端縁33Aおよび長手方向の一対の端縁33B)のうち、長手方向の一対の端縁33B(接合部33Bの一例)に沿って、絶縁樹脂製の保護部材60が配されている。容器33の短辺方向の一対の端縁33Aにおいては、それぞれ、極性の相違するリード端子34がラミネートフィルムの間に挟まれている。
容器33の発電要素が収容されている部分は発電要素収容部33C(蓄電要素収容部の一例)である。
容器33の発電要素が収容されている部分は発電要素収容部33C(蓄電要素収容部の一例)である。
(リード端子34)
隣り合う単電池32の極性の相違するリード端子34は、端子接続バスバー37(詳細は後述)を介して電気的に接続されている。隣り合う単電池32と接続されないリード端子34(上から1段目の単電池32の負極リード端子34および上から6段目の単電池32の正極リード端子34)には、外部機器との接続用の外部接続バスバー38が直接重ねられて接続されている。なお、各単電池32の負極リード端子34は、それぞれ電圧検知端子(図示せず)に直接重ねられて接続されている。
隣り合う単電池32の極性の相違するリード端子34は、端子接続バスバー37(詳細は後述)を介して電気的に接続されている。隣り合う単電池32と接続されないリード端子34(上から1段目の単電池32の負極リード端子34および上から6段目の単電池32の正極リード端子34)には、外部機器との接続用の外部接続バスバー38が直接重ねられて接続されている。なお、各単電池32の負極リード端子34は、それぞれ電圧検知端子(図示せず)に直接重ねられて接続されている。
各リード端子34においては、図6および図7に示すように、上下方向に突出し、保持部材40に係止される係止凸部36が形成されている。
リード端子34のラミネートフィルム(容器)の端縁33A側の領域34Aは、末端側の領域34Bよりも幅広な幅広領域34Aとされ、この幅広領域34Aの角部34Cが保持部材40の単電池保持部51に嵌り込んで、単電池32の移動が規制されるようになっている。
上から1段目の負極リード端子34および上から6段目の正極リード端子34には、図6に示すように、側面視U字状の突部35が形成されている。U字状の突部35はリード端子34と外部接続バスバー38とを接続する際にリード端子34が受ける応力を緩和する機能を有する。
リード端子34の末端側の領域34Bは、溶接により、端子接続バスバー37または外部接続バスバー38に接続される接続領域34Bである。
(端子接続バスバー37)
隣り合う単電池32のリード端子34間を電気的に接続させるために用いられる端子接続バスバー37は、図13、図16および図19に示すように、L字状をなしている。端子接続バスバー37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る。
隣り合う単電池32のリード端子34間を電気的に接続させるために用いられる端子接続バスバー37は、図13、図16および図19に示すように、L字状をなしている。端子接続バスバー37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る。
端子接続バスバー37は、リード端子34の接続領域34Bに接合された端子接合部37Aと、端子接合部37Aに対し略垂直方向に連なり、隣接する端子接続バスバー37と重ねられ接続される端子間接続部37Bと、を有する。
端子接続バスバー37の端子間接続部37Bには、積層方向において隣接する端子接続バスバー37との接続に用いるボルト21を挿通可能なボルト挿通孔37Cが貫通して形成されている。端子接続バスバー37のボルト挿通孔37Cは、保持部材40のボルト挿入孔44と重なり合って1つの孔となる位置に配される。
(外部接続バスバー38)
最上段の単電池32のリード端子34に接続される外部接続バスバー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32のリード端子34に接続される外部接続バスバー38Aは、電池モジュール10の正極として機能する端子38Aである。各外部接続バスバー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19のバスバー導出口19B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。
最上段の単電池32のリード端子34に接続される外部接続バスバー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32のリード端子34に接続される外部接続バスバー38Aは、電池モジュール10の正極として機能する端子38Aである。各外部接続バスバー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19のバスバー導出口19B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。
(保持部材40)
各単電池32は、絶縁樹脂製の保持部材40により保持されている。保持部材40は、単電池32の容器33の短辺方向の一対の端縁33Aに、それぞれ配されている。以下の説明において、12個の保持部材40を区別して説明するときには、前方に配される6個の保持部材40を上から順に40A,40B,40C,40D,40E,40Fとし、後方に配される6個の保持部材40を上から順に40G,40H,40I,40J,40K,40Lとする。
各単電池32は、絶縁樹脂製の保持部材40により保持されている。保持部材40は、単電池32の容器33の短辺方向の一対の端縁33Aに、それぞれ配されている。以下の説明において、12個の保持部材40を区別して説明するときには、前方に配される6個の保持部材40を上から順に40A,40B,40C,40D,40E,40Fとし、後方に配される6個の保持部材40を上から順に40G,40H,40I,40J,40K,40Lとする。
上から1段目の保持部材40A,40Gの下側面、上から2〜5段目の保持部材40B,40C,40D,40E,40H,40I,40J,40Kの上下面、および上から6段目の保持部材40F,40Lの上側面は段差状をなしている。これらの保持部材40を上下方向に重ね合わせると、上側に配される保持部材40の下側面から下方に突出する凸状部分41が、下側に配される保持部材40の上側面の凹み部分42に嵌り込み、保持部材40が上下に突出しないようになっており省スペースである(図3および図4を参照)。
各保持部材40には、第1固定部材23を挿通可能な2つの貫通孔43が貫通して設けられている。
上から1〜5段目の保持部材40A,40B,40C,40D,40E,40G,40H,40I,40J,40Kの上下面には、リード端子34を配置して保持する端子配置部45が形成されており、この端子配置部45には、リード端子34の係止凸部36を受け入れて係止する係止溝46が設けられている(図6および図7を参照)。係止溝46はリード端子34を係止して単電池32を位置決めする機能を有する。上から6段目の保持部材40F,40Lにおいても、係止溝46が上下面に設けられている。
各保持部材40には、リード端子34の幅広領域34Aの角部34Cが嵌り込む凹状の単電池保持部51が設けられている。この単電池保持部51により、リード端子34(単電池32)は移動を規制される。
各保持部材40には、保護部材60を取り付ける保護部材取付部47が形成されている(図13、図16及び図19を参照)。保護部材取付部47は各保持部材40に2つずつ設けられている。保護部材取付部47は、保護部材60に設けた係止凹部61に受け入れられる係止片47Aと、保護部材60の端部が嵌めこまれる保護部材受け部47Bと、を備える。
保持部材40のうち、下方の単電池32のリード端子34と接続される端子接続バスバー37を保持する保持部材40B,40D,40G,40I,40Kにおいては、端子接続バスバー37の端子間接続部37Bが配される壁面にボルト21を挿通可能なボルト挿入孔44が貫通して形成されている。
保持部材40A,40Fには外部接続バスバー38が嵌めこまれる凹み部49Aが形成されている。保持部材40B,40C,40D,40E,40G,40H,40I,40J,40K,40Lには端子接続バスバー37が嵌めこまれる凹み部48Aが形成されている。
端子接続バスバー37が嵌めこまれる保持部材40の凹み部48Aは、端子配置部45よりも低く形成され、凹み部48Aと端子配置部45との境界の段差部48Cに端子接続バスバー37の端面が当接するようになっている。
端子接続バスバー37が嵌めこまれる保持部材40の凹み部48Aの側壁には、端子接続バスバー37を抜け止めする抜け止め突部48Aが2つずつ(合計4つ)突出形成されている。端子接続バスバー37は、抜け止め突部48Aの下方に差し込まれて保持されるようになっている。
外部接続バスバー38が嵌めこまれる保持部材40の凹み部49Aには、外部接続バスバー38を係止して抜け止めするバスバー係止片49Bが4つ形成されている。
また、上から1段目の後方に配される保持部材40Gには、積層体保持部材22のロック片22Aを係止する係止孔50Aが設けられている。積層体保持部材22は、積層体30の後方の端面側に配される端子接続バスバー37の端子間接続部37Bとケース11との間に配され、リード端子34を絶縁保護する。
保持部材40には、端子接続バスバー37同士を接続した接続部37Dの周囲を取り囲んで他の接続部37Dや他の端子接続バスバー37との接触を防止し絶縁する絶縁壁部52が形成されている(図3および図4等を参照)。
(保護部材60)
さて、本実施形態において、単電池32の容器33の長手方向の一対の端縁33Bには、それぞれ、絶縁樹脂製の保護部材60が配されている。保護部材60は図12、図15、および図18に示すように保持部材40に取り付けられている。
さて、本実施形態において、単電池32の容器33の長手方向の一対の端縁33Bには、それぞれ、絶縁樹脂製の保護部材60が配されている。保護部材60は図12、図15、および図18に示すように保持部材40に取り付けられている。
保護部材60の端部は保持部材40の保護部材受け部47Bに嵌めこまれるようになっている。また、保護部材60には、図13、図16および図19に示すように、保持部材40に設けた係止片47Aを受け入れる係止凹部61が設けられている。この係止凹部61内には係止片47Aを抜け止めする係止孔61Aが形成されている。
保護部材60の上面には、リード端子34の長手方向の端縁33B(接合部33B)を載置する載置部62が形成されている。保護部材60の上面のうち、載置部62よりも外側に配される端縁33Bは載置部62よりも高くなっており、リード端子34の端面が外側に露出しないように保護する絶縁保護部63として機能する。
保護部材60には、下方(単電池32の積層方向)に突出し、下方に配される単電池32(積層方向において隣り合う単電池32)と間隔をあけて保持可能とする保持突部64が形成されている。
また、保護部材60の端部の近傍には、容器33の接合部33Bから発電要素収容部33Cに沿って配される半円状の保護突部65(保護部65の一例)が形成されている。また、保護部材60の下側面は肉抜きされている(図9を参照)。
(本実施形態の電池モジュール10の組み立て方法)
次に本実施形態の電池モジュール10の組み立て方法について説明する。図12に示す単電池32を1個、図15に示す単電池32を4個、図18に示す単電池32を1個用意する。図11〜図13は電池ユニット31Fを図示したものであり、図14〜図16は電池ユニット31B,31C,31Dを図示したものであり、図17〜図19は電池ユニット31Aを図示したものである。
次に本実施形態の電池モジュール10の組み立て方法について説明する。図12に示す単電池32を1個、図15に示す単電池32を4個、図18に示す単電池32を1個用意する。図11〜図13は電池ユニット31Fを図示したものであり、図14〜図16は電池ユニット31B,31C,31Dを図示したものであり、図17〜図19は電池ユニット31Aを図示したものである。
次に、1個の単電池32につき、2個の保護部材60および2個の保持部材40を用いて枠体20を作製する。保持部材40としては、図13、図16および図19に示すように、各単電池32に対応したものを組み合わせて枠体20を作製する。
枠体20を作製する際には、保持部材40の保護部材受け部47Bに保護部材60の端部を嵌めこむ。すると、保護部材60の係止凹部61内に形成された係止孔61Aに保持部材40の係止片47Aが係止される。2個の保持部材40の間に2個の保護部材60を取り付けると、枠体20が得られる。
枠体20を構成する保持部材40に、必要に応じて電圧検知端子を収容し、次いで外部接続バスバー38または端子接続バスバー37、および電圧検知端子を収容する。
端子接続バスバー37の取り付け作業は、以下のように行う。保持部材40の凹み部48Aに、端子接続バスバー37を図5における左右方向に挿入する。端子接続バスバー37の端面が段差部48Cに当接するまで端子接続バスバー37を挿入すると、段差部48Cおよび抜け止め突部48Aにより挿入方向における前方への移動が規制されるとともに、保持部材40の抜け止め突部48Aにより上方への移動が規制され、端子接続バスバー37が抜け止めされる。
外部接続バスバー38の取り付け作業は、以下のように行う。保持部材40の凹み部49Aの上方から端子接続バスバー37を嵌めこむと、外部接続バスバー38とバスバー係止片49Bが当接して、バスバー係止片49Bが外側方向にたわみ変形する。外部接続バスバー38が凹み部49A内に収容されると、バスバー係止片49Bが弾性復帰して、外部接続バスバー38の上方への移動を規制し抜け止め状態となる。
次に各枠体20の上に単電池32を配置する。枠体20に単電池32を載置するときには、各リード端子34の係止凸部36が、保持部材40の端子配置部45の係止溝46に嵌るようにするとともに、各リード端子34の角部34Cが、各保持部材40の単電池保持部51に嵌るように単電池32を枠体20に載置する。すると、単電池32のリード端子34が係止溝46により係止されることで単電池32の位置ずれが防止されるとともに、単電池32が単電池保持部51により移動を規制される。
このとき、単電池32の容器33(ラミネートフィルム)の長手方向の端縁33Bは、図9に示すように、保護部材60の絶縁保護部63に沿って配されるので、保護部材60の外側に露出しない。
また、保護部材60に設けた保護突部64が図9に示すように、容器33の接合部33Bから発電要素収容部33Cに沿って配されるので、容器33の接合部33Bから発電要素収容部33Cが保護されるとともに単電池32の位置ずれが確実に防止される。
次に、外部接続バスバー38または端子接続バスバー37とリード端子34とを溶接により接合すると、図11、図14および図17に示す電池ユニット31が得られる。
6つの電池ユニット31を図10に示すように、順に積み重ねる(積層する)。上側に配される保持部材40を下方に移動させると、上側に配される保持部材40の下側面から下方に突出する凸状部分41が、下側に配される保持部材40の上側面の凹み部分42に嵌り込み、保持部材40が上下に突出しないように重ねられる。
電池ユニット31を積層する際には、上下方向(積層方向)において隣接する単電池32のリード端子34に接続した端子接続バスバー37の端子間接続部37B同士を重なり合うように配置する。
詳しくは、2つの端子接続バスバー37の端子間接続部37Bに設けたボルト挿通孔37Cと保持部材40のボルト挿入孔44とが重なり合って1つの孔となるように配置して、2つの端子接続バスバー37のボルト挿通孔37Cと保持部材40のボルト挿入孔44にボルト21を挿入して接続する。これにより6つの電池ユニット31が接続され積層体30が得られる。
積層体30においては、6段に積層された保持部材40の貫通孔43が重なって、1つの貫通した孔となる。また、保護部材60に形成されている保持突部64により積層方向において隣り合う単電池32が間隔をあけて保持される。そして隣り合う端子接続バスバー37同士の接続部37Dの周縁には保持部材40の絶縁壁部5254が配置されるので、これにより、端子接続バスバー37同士の接続部37Dも絶縁状態で保持される。
次に、保持部材40Gの係止孔50Aに積層体保持部材22のロック片22Aを係合させて、積層体保持部材22を積層体30の後方の端面側に取り付けることにより、積層体30を保持状態とする。
次に、保持部材40Gの係止孔50Aに積層体保持部材22のロック片22Aを係合させて、積層体保持部材22を積層体30の後方の端面側に取り付けることにより、積層体30を保持状態とする。
次に、絶縁蓋部材19をケース本体12の前側の開口部に取り付ける。具体的には、絶縁蓋部材19のバスバー導出口19Bから外部接続バスバー38を導出させて、絶縁蓋部材19の下端部の一対の突出片19Cをケース本体12の蓋部係止孔12Bに係合させると、絶縁蓋部材19がケース本体12に取り付けられる。
次に、蓋部13をケース本体12の上面を覆うように被せ付け、蓋部13の蓋係止孔16を絶縁蓋部材19の上端部の一対の突出片19Cと係合させると、図1に示すような、電池モジュール10が得られる。
次に、蓋部13とケース本体12の底壁部との間において、積層体30の端部に配されている保持部材40の貫通孔43に第1固定部材23を貫通させた状態で、図示しない治具に蓋部13の固定孔15、中空の第1固定部材23およびケース本体12の底壁部の固定孔(図示せず)を挿入して位置合わせを行った後に、ビスまたはピンを用いて蓋部13とケース本体12を固定する。このようにして電池モジュール10が完成する。
(本実施形態の作用および効果)
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、金属箔に樹脂層を積層したラミネートフィルムの端縁33Bを重ねて接合した容器33の接合部33Bには、絶縁樹脂製の保護部材60が配されている。従って、本実施形態によれば、容器の接合部33Bにおいて金属箔が露出していたとしても、接合部33Bは保護部材60により絶縁保護されているので、容器33の接合部33B同士あるいは容器33の接合部33Bと他の導電性部材との接触に起因する短絡を防止することができる。
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、金属箔に樹脂層を積層したラミネートフィルムの端縁33Bを重ねて接合した容器33の接合部33Bには、絶縁樹脂製の保護部材60が配されている。従って、本実施形態によれば、容器の接合部33Bにおいて金属箔が露出していたとしても、接合部33Bは保護部材60により絶縁保護されているので、容器33の接合部33B同士あるいは容器33の接合部33Bと他の導電性部材との接触に起因する短絡を防止することができる。
また、本実施形態によれば、保護部材60には接合部33Bの端縁33Bを載置する載置部62が形成されているから、単電池32の接合部33Bの端縁33Bを載置した状態のものを複数重ねることで、保護部材60の載置部62間に接合部33Bが配置され、単電池32の接合部33Bが確実に絶縁保護される。
また、本実施形態によれば、保護部材60には、単電池32の積層方向に突出し、当該積層方向において隣り合う単電池32を間隔をあけて保持する保持突部64が形成されているから、単電池32を積層方向において間隔をあけて保持することができ、単電池32同士の衝突および当該衝突に起因する短絡を防止することができる。
また、本実施形態によれば、保護部材60には、容器33の接合部33Bから発電要素収容部33Cに沿って配される保護突部65が形成されているから、容器33の接合部33Bから発電要素収容部33Cが保護されるとともに単電池32の位置ずれを防止することができる。
また、本実施形態においては、電池モジュール10は単電池32のリード端子34を保持する保持部材40をさらに備えているから、隣り合う単電池32と電気的に接続されるリード端子34の位置ずれを防止し、ひいては、隣り合うリード端子34を接続する端子接続バスバー37の接続部37Dの位置ずれをも防止する。その結果、本実施形態によれば、リード端子34の位置ずれに起因する短絡の発生を防止するとともに、単電池32間の電気的な接続信頼性を高めることができる。
さらに、本実施形態によれば、保持部材40には、保護部材60を取り付けて保持する保護部材取付部47が設けられているので、保護部材60から容器33の接合部33Bがずれるのを防止することができ、短絡防止効果を高めることができる。
<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、容器33の接合部33Bの端縁33Bを載置する載置部62が形成されている保護部材60を示したが、例えば容器の接合部を挟む挟持部を備える保護部材であってもよい。
(2)上記実施形態では、単電池32の積層方向に突出し、当該積層方向において隣り合う単電池32を間隔をあけて保持する保持突部64が形成されている保護部材60を示したが、保持突部64を備えない保護部材であってもよい。
(3)上記実施形態では、容器33の接合部33Bから発電要素収容部33Cに沿って配される保護突部65が形成されている保護部材60を示したが、凹状の保護部を備える保護部材や保護部を備えない保護部材であってもよい。
(4)上記実施形態ではリード端子34を保持する保持部材40の保護部材取付部47に保護部材60を取り付けてなる枠体20を備える例を示したが、保持部材と保護部材は枠体を構成せず、分離した構成であってもよい。
(5)上記実施形態では隣り合う単電池32のリード端子34を、端子接続バスバー37を介してネジ止めにより接続する例を示したが、端子接続バスバーを用いずに、リード端子同士を接続してもよい。
(6)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。
(7)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。
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、容器33の接合部33Bの端縁33Bを載置する載置部62が形成されている保護部材60を示したが、例えば容器の接合部を挟む挟持部を備える保護部材であってもよい。
(2)上記実施形態では、単電池32の積層方向に突出し、当該積層方向において隣り合う単電池32を間隔をあけて保持する保持突部64が形成されている保護部材60を示したが、保持突部64を備えない保護部材であってもよい。
(3)上記実施形態では、容器33の接合部33Bから発電要素収容部33Cに沿って配される保護突部65が形成されている保護部材60を示したが、凹状の保護部を備える保護部材や保護部を備えない保護部材であってもよい。
(4)上記実施形態ではリード端子34を保持する保持部材40の保護部材取付部47に保護部材60を取り付けてなる枠体20を備える例を示したが、保持部材と保護部材は枠体を構成せず、分離した構成であってもよい。
(5)上記実施形態では隣り合う単電池32のリード端子34を、端子接続バスバー37を介してネジ止めにより接続する例を示したが、端子接続バスバーを用いずに、リード端子同士を接続してもよい。
(6)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。
(7)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。
10…電池モジュール(蓄電モジュール)
20…枠体
21…ボルト
30…積層体
31…電池ユニット
32…単電池(蓄電素子)
33…容器(ラミネートフィルム)
33A…短辺方向の一対の端縁
33B…長手方向の一対の端縁(接合部)
33C…発電要素収容部
34…リード端子
34A…幅広領域
34B…接続領域
34C…角部
37…端子接続バスバー
37A…端子接合部
37B…端子間接続部
37C…ボルト挿通孔
37D…(端子間接続部を接続した)接続部
38…外部接続バスバー
40…保持部材
44…ボルト挿入孔
47…保護部材取付部
47A…係止片
47B…保護護部材受け部
60…保護部材
61…係止凹部
61A…係止孔
62…載置部
63…絶縁保護部
64…保持突部
65…保護突部(保護部)
20…枠体
21…ボルト
30…積層体
31…電池ユニット
32…単電池(蓄電素子)
33…容器(ラミネートフィルム)
33A…短辺方向の一対の端縁
33B…長手方向の一対の端縁(接合部)
33C…発電要素収容部
34…リード端子
34A…幅広領域
34B…接続領域
34C…角部
37…端子接続バスバー
37A…端子接合部
37B…端子間接続部
37C…ボルト挿通孔
37D…(端子間接続部を接続した)接続部
38…外部接続バスバー
40…保持部材
44…ボルト挿入孔
47…保護部材取付部
47A…係止片
47B…保護護部材受け部
60…保護部材
61…係止凹部
61A…係止孔
62…載置部
63…絶縁保護部
64…保持突部
65…保護突部(保護部)
Claims (6)
- 蓄電要素を容器に収容してなる複数の蓄電素子を、積層して得られた積層体を備え、
前記容器は、金属箔に樹脂層を積層したラミネートフィルムの端縁を重ねて接合してなり、
前記ラミネートフィルムの端縁を接合してなる接合部には、当該接合部を保護する絶縁樹脂製の保護部材が配されている蓄電モジュール。 - 前記保護部材には前記接合部の端縁を載置する載置部が形成されている請求項1に記載の蓄電モジュール。
- 前記保護部材には、前記蓄電素子の積層方向に突出し、当該積層方向において隣り合う前記蓄電素子を間隔をあけて保持する保持突部が形成されている請求項1または請求項2に記載の蓄電モジュール。
- 前記保護部材には、前記容器の前記接合部から前記蓄電要素が収容されている蓄電要素収容部に沿って配される保護部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。
- 前記蓄電素子は、前記容器の内部で前記蓄電要素に接続されるとともに前記容器の外側に導出されて、隣り合う前記蓄電素子と接続されるリード端子を有し、
当該リード端子を保持する保持部材をさらに備える請求項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、前記保護部材を取り付けて保持する保護部材取付部が設けられている請求項5に記載の蓄電モジュール。
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