JP2015170413A - battery unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の電池モジュールを備える電池ユニットに関する。 The present invention relates to a battery unit including a plurality of battery modules.
特許文献1には、バッテリ組立体が記載されている。このバッテリ組立体は、所定の方向に配列された複数の単バッテリと、所定の方向の両側から複数の単バッテリを挟むように配置された一対の保持プレートと、一方の保持プレートから他方の保持プレートに至るように延在する複数のロッドと、を備えている。このバッテリ組立体は、ロッドを介して一対の保持プレートを互いに締結して複数の単バッテリを挟持することにより、モジュール化されている。また、このバッテリ組立体においては、複数の単バッテリは、全体として直列に接続されている。 Patent Document 1 describes a battery assembly. The battery assembly includes a plurality of single batteries arranged in a predetermined direction, a pair of holding plates disposed so as to sandwich the plurality of single batteries from both sides in a predetermined direction, and one holding plate to the other holding A plurality of rods extending to reach the plate. This battery assembly is modularized by fastening a plurality of single batteries by fastening a pair of holding plates to each other via a rod. In the battery assembly, the plurality of single batteries are connected in series as a whole.
ところで、上述したバッテリ組立体のような電池モジュールを複数用意し、互いに並列に接続して電池ユニットを構成する場合がある。そのような場合には、例えば、それぞれの電池モジュールの同極性の電極を電力線によって集電部材に電気的に接続する。このとき、例えば各電池モジュールと集電部材との位置関係に応じて、電力線の長さにばらつきが生じる場合がある。その場合には、電池モジュールから集電部材に至るまでの経路間において電気抵抗にばらつきが生じる。 By the way, there may be a case where a plurality of battery modules such as the battery assembly described above are prepared and connected in parallel to form a battery unit. In such a case, for example, the same polarity electrode of each battery module is electrically connected to the current collecting member by a power line. At this time, the length of the power line may vary depending on, for example, the positional relationship between each battery module and the current collecting member. In that case, the electric resistance varies between paths from the battery module to the current collecting member.
本発明は、そのような事情に鑑みてなされたものであり、電池モジュールから集電部材に至るまでの経路の電気抵抗のばらつきを抑制可能な電池ユニットを提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of such a situation, and it aims at providing the battery unit which can suppress the dispersion | variation in the electrical resistance of the path | route from a battery module to a current collection member.
上記課題を解決するために、本発明に係る電池ユニットは、複数の電池モジュールを備える電池ユニットであって、電池モジュールを互いに並列に接続するための集電部材と、電池モジュールのそれぞれと集電部材とを電気的に接続する複数の電力線と、複数の電力線のうちの最も短い電力線と集電部材との間に介在させられた導電性の抵抗部材と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a battery unit according to the present invention is a battery unit including a plurality of battery modules, a current collecting member for connecting the battery modules in parallel to each other, and a current collecting member for each of the battery modules. A plurality of power lines that electrically connect the members, and a conductive resistance member interposed between the shortest power line of the plurality of power lines and the current collecting member.
この電池ユニットは、複数の電池モジュールを備えている。複数の電池モジュールは、電力線によって集電部材に電気的に接続され、互いに並列に接続されている。したがって、例えば電池モジュールと集電部材との位置関係に応じて、複数の電力線の長さにばらつきが生じ得る。これに対して、この電池ユニットにおいては、最も短い電力線と集電部材との間に導電性の抵抗部材が介在させられている。このため、最も短い電力線によって集電部材に接続された電池モジュールの集電部材に至るまでの経路の電気抵抗が増加する。その結果、電池モジュールの集電部材に至るまでの経路間において電気抵抗のばらつきが抑制される。 This battery unit includes a plurality of battery modules. The plurality of battery modules are electrically connected to the current collecting member by power lines and are connected in parallel to each other. Therefore, for example, the lengths of the plurality of power lines may vary depending on the positional relationship between the battery module and the current collecting member. On the other hand, in this battery unit, a conductive resistance member is interposed between the shortest power line and the current collecting member. For this reason, the electrical resistance of the path | route to the current collection member of the battery module connected to the current collection member by the shortest power line increases. As a result, variation in electrical resistance is suppressed between paths leading to the current collecting member of the battery module.
本発明に係る電池ユニットにおいては、電力線のそれぞれは、締結部材を用いて集電部材に締結されており、抵抗部材は、電力線と集電部材との間において締結部材を用いて集電部材に締結されたワッシャであってもよい。この場合、簡単な構成によって電気抵抗のばらつきを抑制可能である。 In the battery unit according to the present invention, each of the power lines is fastened to the current collecting member using a fastening member, and the resistance member is used as a current collecting member using the fastening member between the power line and the current collecting member. A fastened washer may be used. In this case, variation in electrical resistance can be suppressed with a simple configuration.
本発明に係る電池ユニットにおいては、抵抗部材は、複数の電力線のうちの相対的に短い2つ以上の電力線と集電部材との間にそれぞれ介在させられており、電力線と集電部材との間の抵抗部材の数は、対応する電力線が短いほど多くされていてもよい。 In the battery unit according to the present invention, the resistance member is interposed between two or more relatively short power lines of the plurality of power lines and the current collecting member. The number of resistance members in between may be increased as the corresponding power line is shorter.
或いは、本発明に係る電池ユニットにおいては、抵抗部材は、複数の電力線のうちの相対的に短い2つ以上の電力線と集電部材との間にそれぞれ介在させられており、抵抗部材の厚さは、対応する電力線が短いほど厚くされていてもよい。 Alternatively, in the battery unit according to the present invention, the resistance member is interposed between two or more relatively short power lines among the plurality of power lines and the current collecting member, and the thickness of the resistance member May be made thicker as the corresponding power line is shorter.
さらには、本発明に係る電池ユニットにおいては、抵抗部材は、複数の電力線のうちの相対的に短い2つ以上の電力線と集電部材との間にそれぞれ介在させられており、抵抗部材の材料は、対応する電力線が短いほど高抵抗の材料とされていてもよい。 Furthermore, in the battery unit according to the present invention, the resistance member is interposed between two or more relatively short power lines among the plurality of power lines and the current collecting member, and the material of the resistance member May be a material having higher resistance as the corresponding power line is shorter.
これらの場合、相対的に短い電力線によって集電部材に接続されている電池モジュールほど、集電部材に至るまでの経路の電気抵抗が高くされるので、電気抵抗のばらつきを確実に抑制することができる。 In these cases, as the battery module connected to the current collecting member by a relatively short power line, the electric resistance of the path to the current collecting member is increased, so that variation in electric resistance can be reliably suppressed. .
本発明によれば、電池モジュールから集電部材に至るまでの経路の電気抵抗のばらつきを抑制可能な電池ユニットを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the battery unit which can suppress the dispersion | variation in the electrical resistance of the path | route from a battery module to a current collection member can be provided.
以下、本発明に係る電池ユニットの一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一の要素同士、或いは相当する要素同士には、互いに同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, an embodiment of a battery unit according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
図1は、本実施形態に係る電池ユニットの模式的な平面図である。図2は、図1に示された電池ユニットの部分拡大図である。特に、図2の(a)は、図1のII−II線に沿っての部分断面図であり、図2の(b)は図1に示された端子台の平面図である。また、図3の(a)は、図1に示された端子台の部分的な分解斜視図である。図1〜3に示されるように、電池ユニット1は、複数(ここでは5つ)の電池モジュール10(電池モジュール10A〜10E)と、筐体20と、端子台30と、複数(ここでは5つ)のハーネス40(ハーネス40A〜40E:電力線)と、を備えている。
FIG. 1 is a schematic plan view of the battery unit according to the present embodiment. FIG. 2 is a partially enlarged view of the battery unit shown in FIG. 2A is a partial cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 1, and FIG. 2B is a plan view of the terminal block shown in FIG. FIG. 3A is a partially exploded perspective view of the terminal block shown in FIG. As shown in FIGS. 1 to 3, the battery unit 1 includes a plurality (here, five) of battery modules 10 (
電池モジュール10は、筐体20内に配置され、筐体20の底壁部21に固定されている。電池モジュール10は、複数(ここでは7つ)の電池セル11を一体化することにより構成されている。電池セル11は、例えば、所定の方向に配列された状態において、その所定の方向の両側に配置されたエンドプレート(不図示)により互いに固定されて一体化されている。電池セル11の正極は、電池セル11の配列方向の一方の側に隣接する別の電池セル11の負極に電気的に接続され、電池セル11の負極は、電池セル11の配列方向の他方の側に隣接する別の電池セル11の正極に電気的に接続される。これにより、複数の電池セル11は、全体として直列に接続されている。なお、各電池セル11は、例えば、リチウム二次電池等の非水電解質二次電池である。
The
端子台30は、筐体20内に配置され、筐体20の底壁部21に固定されている。端子台30は、電池モジュール10を互いに並列に接続するためのバスバー(集電部材)31を有している。具体的には、端子台30は、複数の電池モジュール10を並列に接続するために、複数の電池モジュール10の正極(例えば正極12)に接続された複数のハーネス40の端部(後述する他端部42)が接続される正極バスバー31と、複数の電池モジュール10の負極に接続された複数のハーネスの端部が接続される負極バスバーとを有している。なお、図1〜4においては、正極バスバー31(以下、単に「バスバー31」という)のみを図示している。
The
バスバー31は、一例として長方形板状を呈している。バスバー31は、その長手方向の両端部に設けられた一対の支持部材32によって、筐体20の底壁部21から離間した状態で底壁部21に支持固定されている。バスバー31には、ボルト(締結部材)33を挿通するための複数(ここでは5つ)の貫通孔31hが形成されている。貫通孔31hは、バスバー31の長手方向に沿って配列されている。ボルト33は、例えば、貫通孔31hのそれぞれに挿通された状態において、バスバー31に溶接されている。
The
ハーネス40は、一端部41が電池モジュール10の電極(例えば正極12)に接続されており、他端部42が端子台30のバスバー31に接続されている。電池モジュール10の各々には、ハーネス(ハーネス40)が2本ずつ接続されている。具体的には、各電池モジュール10において電池セル11の配列方向両端に位置する電池セル11を第1電池セル及び第2電池セルとした場合、第1電池セルの正極端子(例えば正極12)及び第2電池セルの負極端子にそれぞれ1本のハーネスの一端部が接続されている。図1〜3においては、複数の電池モジュール10の正極12に接続されるハーネス40のみを図示している。
The
ハーネス40の他端部42は、例えば、ボルト33を挿通するための挿通口42hが形成された丸端子とされている。ハーネス40は、他端部42の挿通口42hにボルト33を挿通した状態において、ボルト33に螺合されるナット34によってバスバー31に締結される。つまり、ハーネス40のそれぞれは、ボルト33を用いてバスバー31に締結されている。これにより、ハーネス40は、複数の電池モジュール10の正極12(又は負極)とバスバー31とを電気的に接続する。
The
ここで、電池モジュール10に接続されるハーネス40は、例えば、電池モジュール10とバスバー31との位置関係に応じて長さが異なる。例えば、複数のハーネス40のうち、電池モジュール10Aに接続されるハーネス40Aが最も短く、電池モジュール10Eに接続されるハーネス40Eが最も長い。
Here, the length of the
したがって、電池ユニット1においては、ハーネス40の長短に起因して、電池モジュール10からバスバー31に至るまでの経路間において電気抵抗のばらつきが生じるおそれがある。これに対して、電池ユニット1は、そのような電気抵抗のばらつきを抑制するために、複数のワッシャ(抵抗部材)50をさらに備えている。ワッシャ50は、例えば、銅や鉄やアルミニウムといった導電性の材料から構成されている。
Therefore, in the battery unit 1, due to the length of the
ワッシャ50は、ハーネス40とバスバー31との間に介在させられている。より具体的には、ワッシャ50は、ハーネス40の他端部42とバスバー31との間に配置された状態において、その挿通口50hにボルト33が挿通される。そして、ボルト33に螺合されるナット34によってハーネス40と共にバスバー31に締結される。つまり、ワッシャ50は、ハーネス40とバスバー31との間においてボルト33を用いてバスバー31に締結されている。
The
これにより、ワッシャ50は、ハーネス40とバスバー31とに電気的に接続される。この結果、ワッシャ50自身の電気抵抗及びワッシャ50を介在することによる接触抵抗の増加等によって、電池モジュール10のバスバー31に至るまでのハーネス40を介した経路の電気抵抗が増加させられる。
Thereby, the
特に、ワッシャ50は、相対的に短いハーネス40とバスバー31との間に相対的に多く介在させられている(電気的に接続されている)。より具体的には、例えば、最も短いハーネス40Aとバスバー31との間には、3つのワッシャ50が介在させられており、2番目に短いハーネス40Bとバスバー31との間には、2つのワッシャ50が介在させられている。
In particular, a relatively large number of
また、例えば、3番目に短いハーネス40C,40Dとバスバー31との間には、1つのワッシャ50が介在させられている。一方、最も長いハーネス40Eとバスバー31との間には、ワッシャ50が介在させられていない。つまり、電池ユニット1においては、対応するハーネス40が短いほど、そのハーネス40とバスバー31との間に介在させるワッシャ50の数を多くしている。
Further, for example, one
以上説明したように、本実施形態に係る電池ユニット1は、複数の電池モジュール10を備えている。複数の電池モジュール10は、ハーネス40によってバスバー31に電気的に接続され、互いに並列に接続されている。したがって、上述したように、例えば電池モジュール10とバスバー31との位置関係に応じて、ハーネス40の長さにばらつきが生じ得る。
As described above, the battery unit 1 according to this embodiment includes a plurality of
これに対して、この電池ユニット1においては、短いハーネス40とバスバー31との間に導電性のワッシャ50が介在させられている。このため、短いハーネス40によってバスバー31に接続された電池モジュール10のバスバー31に至るまで経路の電気抵抗が増加する。その結果、電池モジュール10からバスバー31に至るまで経路間において電気抵抗のばらつきが抑制される。
On the other hand, in this battery unit 1, a
特に、本実施形態に係る電池ユニット1においては、ワッシャ50が、相対的に短いハーネス40とバスバー31との間に相対的に多く介在させられている。つまり、ハーネス40とバスバー31との間に介在させるワッシャ50の数をハーネス40の長さに応じて変更することにより、電池モジュール10からバスバー31に至る経路の電気抵抗を調整している。このため、電池モジュール10の経路間の電気抵抗のばらつきが確実に抑制される。
In particular, in the battery unit 1 according to the present embodiment, a relatively large number of
また、本実施形態に係る電池ユニット1においては、ハーネス40のそれぞれがボルト33を用いてバスバー31に締結されており、電気抵抗の調整のための部材として、ハーネス40とバスバー31との間にボルト33を用いて締結されたワッシャ50を用いている。このため、簡単な構成によって電気抵抗のばらつきを抑制可能である。
Moreover, in the battery unit 1 according to the present embodiment, each of the
以上の実施形態は、本発明に係る電池ユニットの一実施形態を説明したものである。したがって、本発明に係る電池ユニットは、上述した電池ユニット1に限定されない。本発明に係る電池ユニットは、各請求項の要旨を変更しない範囲において、上述した電池ユニット1を変形したものとすることができる。 The above embodiment describes one embodiment of the battery unit according to the present invention. Therefore, the battery unit according to the present invention is not limited to the battery unit 1 described above. The battery unit according to the present invention can be modified from the battery unit 1 described above without departing from the spirit of each claim.
例えば、上記実施形態においては、電池モジュール10のバスバー31に至るまでの経路間における電気抵抗のばらつきの抑制に際して、ハーネス40の長さに応じてハーネス40とバスバー31との間に介在させるワッシャ50の数を調整した。しかしながら、ワッシャ50の数の調整に代えて、ワッシャ50の厚さを調整してもよいし、ワッシャ50の材料を調整してもよいし、ワッシャ50とバスバー31との接触面積を調整してもよい。
For example, in the above-described embodiment, the
すなわち、電池ユニット1においては、ワッシャ50の厚さを、対応するハーネス40が短いほど厚くするように調整することによって、電気抵抗のばらつきを抑制してもよい。また、電池ユニット1においては、ワッシャ50の材料を、対応するハーネス40が短いほど高抵抗の材料とするように調整することによって、電気抵抗のばらつきを抑制してもよい。さらに、電池ユニット1においては、ワッシャ50の形状を、対応するハーネス40が短いほどワッシャ50とバスバー31との接触面積が小さくなるように調整することによって、電気抵抗のばらつきを抑制してもよい。
That is, in the battery unit 1, the variation in electrical resistance may be suppressed by adjusting the thickness of the
さらに、電池ユニット1においては、電池モジュール10のバスバー31に至るまでの経路間における電気抵抗のばらつきの抑制に際して、ワッシャ50の数、ワッシャ50の厚さ、ワッシャ50の材料、及びワッシャ50とバスバー31との接触面積の少なくとも2つを組み合わせて調整してもよい。つまり、電池ユニット1においては、電池モジュール10のバスバー31に至るまでの経路の電気抵抗が、対応するハーネス40が短いほど高くなるようにワッシャ50が介在させられていればよく、そのために上述したワッシャ50の調整を任意に組み合わせて採用することができる。
Further, in the battery unit 1, when suppressing variation in electrical resistance between paths leading to the
また、電池ユニット1においては、ワッシャ50は、少なくとも、複数のハーネス40のうちの最も短いハーネス40(例えばハーネス40A)とバスバー31との間に介在させられていればよい。ただし、上述したようにワッシャ50の数や厚さや材料や接触面積を調整する場合には、複数のハーネス40のうちの相対的に短い2つ以上のハーネス40(例えばハーネス40A〜40D)とバスバー31との間にそれぞれワッシャ50を介在させることができる。
In the battery unit 1, the
また、電池ユニット1においては、ワッシャ50の形状は円環状に限らず、図3の(b)に示されるように、U字状としてもよい。この場合にも、ワッシャ50には挿通口50hが形成されているので、ハーネス40とバスバー31との間においてボルト33を用いてワッシャ50をバスバー31に締結することができる。
Further, in the battery unit 1, the shape of the
また、電池ユニット1においては、ハーネス40とバスバー31との間に介在させる部材は、ワッシャに限定されず、電池モジュール10のバスバー31に至るまでの経路の電気抵抗を増加させ得る任意の導電性の抵抗部材とすることができる。
Further, in the battery unit 1, the member interposed between the
さらに、上記実施形態においては、電池モジュール10の正極及び負極のうちの一方の電極(例えば正極12)、その電極に接続されたハーネス40、及びそのハーネス40が接続されるバスバー31のみを図示し、相対的に短いハーネス40とバスバー31との間にワッシャ50を介在させる構造について説明した。しかしながら、電池ユニット1においては、電池モジュール10の正極及び負極のうちの他方の電極(及び対応するハーネス、バスバー)について、同様の構造を採用することができる。
Furthermore, in the said embodiment, only one electrode (for example, positive electrode 12) of the positive electrode of the
ここで、図4の(a)に示されるように、端子台30は、ベース60をさらに備えるこができる。ベース60は、例えば、鉄等の材料により長方形板状に形成されている。ベース60は、その長手方向の両端部に設けられた一対の支持部材32によって、筐体20の底壁部21から離間した状態で底壁部21に支持固定されている。バスバー31は、このベース60上に配置され、筐体20に支持されている。ベース60には、ボルト33を挿通するための複数の貫通孔が形成されている。ベース60の貫通孔のそれぞれは、バスバー31の貫通孔31hのそれぞれと連通するように形成されている。この場合には、ボルト33は、例えば、ベース60の貫通孔及びバスバーの貫通孔31hのそれぞれに挿通された状態において、ベース60に溶接される。
Here, as illustrated in FIG. 4A, the
さらに、バスバー31は、長方形板状に限らず任意の形状とすることができるが、一例として、図4の(b)に示されるような形状であってもよい。この場合、バスバー31は、長方形板状の本体部31bと、本体部31bの短手方向の一方の縁部から当該短手方向に突出する突出部31cとからなる。突出部31cは、例えば長方形板状(ここでは正方形板状)に形成されている。これにより、バスバー31は、全体としてL字板状に形成されている。貫通孔31hは、一例として、本体部31bに複数(ここでは4つ)形成されており、突出部31cに1つ形成されている。
Furthermore, the
なお、以上の実施形態においては、ボルト33は、バスバー31又はベース60に溶接されるものとしたが、必ずしも溶接されているものに限らず、バスバー31の貫通孔31hやベース60の貫通孔に圧入されて固定されるものでもよい。
In the above embodiment, the
1…電池ユニット、10…電池モジュール、31…バスバー(集電部材)、33…ボルト(締結部材)、40…ハーネス(電力線)、50…ワッシャ(抵抗部材)。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Battery unit, 10 ... Battery module, 31 ... Bus bar (current collection member), 33 ... Bolt (fastening member), 40 ... Harness (power line), 50 ... Washer (resistance member).
Claims (5)
前記電池モジュールを互いに並列に接続するための集電部材と、
前記電池モジュールのそれぞれと前記集電部材とを電気的に接続する複数の電力線と、
前記複数の電力線のうちの最も短い前記電力線と前記集電部材との間に介在させられた導電性の抵抗部材と、
を備えることを特徴とする電池ユニット。 A battery unit comprising a plurality of battery modules,
A current collecting member for connecting the battery modules in parallel with each other;
A plurality of power lines electrically connecting each of the battery modules and the current collecting member;
A conductive resistance member interposed between the shortest power line of the plurality of power lines and the current collecting member;
A battery unit comprising:
前記抵抗部材は、前記電力線と前記集電部材との間において前記締結部材を用いて前記集電部材に締結されたワッシャである、
ことを特徴とする請求項1に記載の電池ユニット。 Each of the power lines is fastened to the current collecting member using a fastening member,
The resistance member is a washer fastened to the current collecting member using the fastening member between the power line and the current collecting member.
The battery unit according to claim 1.
前記電力線と前記集電部材との間の前記抵抗部材の数は、対応する前記電力線が短いほど多くされている、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の電池ユニット。 The resistance member is interposed between two or more relatively short power lines of the plurality of power lines and the current collecting member, respectively.
The number of the resistance members between the power line and the current collecting member is increased as the corresponding power line is shorter,
The battery unit according to claim 1, wherein the battery unit is a battery unit.
前記抵抗部材の厚さは、対応する前記電力線が短いほど厚くされている、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の電池ユニット。 The resistance member is interposed between two or more relatively short power lines of the plurality of power lines and the current collecting member, respectively.
The thickness of the resistance member is increased as the corresponding power line is shorter,
The battery unit according to claim 1, wherein the battery unit is a battery unit.
前記抵抗部材の材料は、対応する前記電力線が短いほど高抵抗の材料とされている、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の電池ユニット。 The resistance member is interposed between two or more relatively short power lines of the plurality of power lines and the current collecting member, respectively.
The material of the resistance member is a material having a higher resistance as the corresponding power line is shorter.
The battery unit according to claim 1, wherein the battery unit is a battery unit.
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