JP2015204281A - battery module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電池モジュールに関する。 The present invention relates to a battery module.
従来、複数の電池セルがバスバーを介して直列に接続される電池スタックにおいて、バスバーに検出線を配置し、検出線に接続された電池監視手段を用いて各々の電池セルの状態を監視する構成が知られている。 Conventionally, in a battery stack in which a plurality of battery cells are connected in series via a bus bar, a configuration in which a detection line is arranged on the bus bar and the state of each battery cell is monitored using battery monitoring means connected to the detection line It has been known.
また、電池セルの電極端子と接続されるバスバーにおいて、電極端子が挿通される挿通孔の形状を長孔や長溝にする技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。 Further, a technology has been disclosed in which the shape of the insertion hole through which the electrode terminal is inserted is a long hole or a long groove in the bus bar connected to the electrode terminal of the battery cell (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1に記載の技術においては、電極端子とバスバーとの締結部分と、検出線との間の位置関係については記載されていない。また、電極端子が挿通される挿通孔の形状を長孔や長溝にすると、電極端子と検出線との間の抵抗が各々の電池セルによって大きく異なることがある。その結果、電池スタックを構成する電池セルの電圧を精度よく検出できないことがある。
However, in the technique described in
そこで、本発明の一つの案では、電池スタックを構成する電池セルの電圧を精度よく検出することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to accurately detect the voltage of the battery cells constituting the battery stack.
一つの案では、複数の電池セルが積層された電池スタックと、前記電池スタックの上面に配置された基板と、前記基板に搭載され、前記電池セルの状態を監視する電池監視手段と、金属線材を加工して形成され、前記電池セルの電極と前記基板とを接続するバスバーとを備え、前記バスバーは、前記電池スタックの積層方向を長辺又は長径とする長穴形状を有し、前記電極が挿通される挿通孔を含むバスバー部と、前記バスバー部と前記基板とを接続する引出部とを備え、前記引出部は、前記電極と前記バスバー部とを締結する締結部に接触することを特徴とする、電池モジュールが提供される。 In one proposal, a battery stack in which a plurality of battery cells are stacked, a substrate disposed on an upper surface of the battery stack, battery monitoring means mounted on the substrate and monitoring the state of the battery cells, and a metal wire A bus bar that connects the electrode of the battery cell and the substrate, and the bus bar has a long hole shape with a long side or a long diameter in the stacking direction of the battery stack, and the electrode A bus bar portion including an insertion hole through which is inserted, and a lead portion for connecting the bus bar portion and the substrate, the lead portion contacting a fastening portion for fastening the electrode and the bus bar portion. A battery module is provided.
一態様によれば、電池スタックを構成する電池セルの電圧を精度よく検出することができる。 According to one aspect, it is possible to accurately detect the voltage of the battery cells constituting the battery stack.
以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, the duplicate description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.
まず、本実施形態に係る電池モジュール1の一例の概略構成について説明する。図1は、本実施形態に係る電池モジュール1の一例の概略構成図である。図2は、本実施形態に係るバスバー20の一例を説明するための図である。より詳しくは、図2(a)は、バスバー20として加工される前の金属線材20rであり、図2(b)及び(c)は、金属線材20rを加工して形成されたバスバー20である。
First, a schematic configuration of an example of the
図1に示すように、電池モジュール1は、電池スタック10、バスバー20、排煙ダクト40、基板50、電池監視手段60等を備える。
As shown in FIG. 1, the
電池スタック10は、例えば複数の電池セル11がセパレータ14を介して、図1のX方向に沿って一方向に配列(積層)された組電池である。
The
電池セル11は、例えば図1のY方向を長手方向とする直方体形状を有する。電池セル11の上面の長手方向の両端部近傍には、一対の電極としての電極端子12が突出するように設けられている。一対の電極端子12は、例えば電池セル11の正電極端子及び負電極端子である。また、電池スタック10を構成する隣接する電池セル11は、例えば正電極端子と負電極端子の位置が逆向きとなるように配置されている。電池セル11の種類としては、例えばニッケル水素電池、リチウムイオン電池等が挙げられるが、本発明はこの点において限定されるものではない。
The
セパレータ14は、互いに隣接する電池セル11の間に配置されて、隣接する電池セル11を一定の間隔に保持する。また、セパレータ14と電池セル11との間には、空間が形成されている。そして、空間には、例えば空気等の冷却媒体が送風されることにより、電池セル11が冷却される。セパレータ14としては、例えばプラスチック等の絶縁部材を成形したもの等が挙げられるが、本発明はこの点において限定されるものではない。
The
バスバー20は、図2(a)に示すベースの線材としての金属線材20rを加工することにより形成され、電極端子12と基板50とを接続する。
The
金属線材20rとしては、電池セル11の形状、電極端子12の形状等に応じて自在に曲げ加工が可能である部材が好ましく、例えば導電性が高い銅、アルミニウム等の導電性金属を好適に用いることができる。これにより、電池セル11の形状、電極端子12の形状等が変更となった場合においても、金属線材20rを変更することなくバスバー20を形成することができる。結果として、部品管理が容易になり、部品コストを低減することができる。
The
また、バスバー20は、図2(b)及び(c)に示すように、バスバー部20aと、引出部20bと、締結部20cとを有する。
In addition, the
バスバー部20aは、電池スタック10における電池セル11の積層方向を長辺又は長径とする長穴形状の挿通孔20hを有する。そして、バスバー部20aに形成された挿通孔20hに電極端子12が挿通され、例えば締付けナット、溶接等で固定することにより、バスバー部20aは電極端子12と締結され、接続可能になっている。挿通孔20hの形状としては、電極端子12が挿通可能であり、電池スタック10における電池セル11の積層方向を長辺又は長径とする長穴形状であれば特に限定されず、例えば長方形、角丸長方形、楕円形等の長穴形状が挙げられる。
The
引出部20bは、バスバー部20aから延在し、バスバー部20aと基板50とを接続する。すなわち、引出部20bの一端は、後述する締結部20cに接触するようにバスバー部20aと接続されている。また、引出部20bの他端は、後述する基板50に形成された配線パターン(図示せず)を介して電池監視手段60と接続されている。また、引出部20bを含むバスバー20は、金属線材20rを加工して形成されているため、挿通孔20hに挿通される電極端子12の位置に応じて、引出部20bの位置を変化させることができる。
The
締結部20cは、図2(b)及び(c)に示すように、電極端子12とバスバー部20aとが接触又は近接する部分である。
As shown in FIGS. 2B and 2C, the
排煙ダクト40は、電池スタック10の上面に配置され、電池スタック10における電池セル11の積層方向に延在するように配置されている。排煙ダクト40には、例えば図示しない送風手段によって、冷却媒体が強制送風される。このため、排煙ダクト40中を流れる冷却媒体によって電池セル11が冷却される。
The
基板50は、電池スタック10の上面に排煙ダクト40を介して配置される。基板50には、前述したようにバスバー20の引出部20bが接続されている。また、基板50には、電池監視手段60等の電子部品が搭載されている。そして、バスバー20の引出部20bと電池監視手段60とは、基板50上において、例えば配線パターンを介して電気的に接続されている。基板50としては、例えば配線パターンが設けられた樹脂基板等が挙げられるが、本発明はこの点において限定されるものではない。
The
電池監視手段60は、前述したように基板50に搭載され、基板50に形成された配線パターンを介してバスバー20の引出部20bと接続されている。そして、電池監視手段60は、バスバー20のバスバー部20a及び引出部20bを介して検出される電池セル11の電極端子12の電位に基づいて、電池セル11の電圧を算出する。電圧の算出方法としては、例えば検出された電池セル11の正電極端子の電位から負電極端子の電位を減算することにより、電池セル11の電圧を算出する方法等が挙げられるが、本発明はこの点において限定されるものではない。電池監視手段60としては、例えば監視ECU(Electronic Control Unit)等が挙げられるが、本発明はこの点において限定されるものではない。
The battery monitoring means 60 is mounted on the
次に、本実施形態に係る電池モジュール1の作用について説明する。
Next, the operation of the
本実施形態に係る電池モジュール1においては、電極端子12をバスバー部20aの長穴形状を有する挿通孔20hに挿通させ、例えば締付けナット、溶接等で固定することにより、バスバー部20aは電極端子12と接続可能になっている。このため、電池スタック10を構成する各々の電池セル11の膨張、複数の電池セル11を積層する積層工程(組立工程)でのばらつき等によって、電極端子12の位置にずれが生じた場合においても、容易に電極端子12にバスバー20を接続することができる。
In the
ところで、バスバー部20aの挿通孔20hが長穴形状である場合、電極端子12と締結部20cとの位置関係によって、電極端子12とバスバー20との間の抵抗にばらつきが生じ、電池セル11の電圧を精度よく検出できないことがある。
By the way, when the
しかし、本実施形態に係る電池モジュール1においては、引出部20bの一端が締結部20cに接触するようにバスバー部20aと接続されている。すなわち、図2(b)に示すように、電極端子12が挿通孔20hの中央部近傍に配置される場合には、引出部20bの一端が締結部20c近傍(挿通孔20hの中央部近傍)に位置するように金属線材20rを屈曲させて、バスバー20を形成する。また、図2(c)に示すように、電極端子12が挿通孔20hの端部近傍に配置される場合には、引出部20bが締結部20c近傍(挿通孔20hの端部近傍)に位置するように金属線材20rを屈曲させて、バスバー20を形成する。このため、各々の電池セル11において、電極端子12と締結部20cとの間の位置関係が異なっていても、電極端子12と引出部20bとの間の位置関係は同一又は略同一となる。結果として、各々の電池セル11において、電極端子12とバスバー20との間の抵抗のばらつきを抑制することができ、電池スタック10を構成する電池セル11の電圧を精度よく検出することができる。
However, in the
なお、前述の例では、バスバー部20aに一つの挿通孔20hを形成する場合について説明したが、本発明はこの点において限定されるものではない。例えば、一つのバスバー20に複数の挿通孔20hを形成し、複数の電池セル11の電極端子12を互いに電気的に接続するように構成することもできる。この場合には、例えばバスバー20に電池セル11の数に対応した数の挿通孔20hを形成し、複数の引出部20bを各々の締結部20cに接触するように形成する構成とすることができる。また、例えばバスバー20に電池セル11の数に対応した数の挿通孔20hを形成し、一つの引出部20bを各々の締結部20cのうちの一つの締結部20cに接触するように形成する構成とすることもできる。
In the above example, the case where one
また、本実施形態に係る電池モジュール1によれば、バスバー20が金属線材20rを加工することによって形成されている。このため、電池セル11の形状、電極端子12の形状等が変更となった場合においても、金属線材20rを変更することなくバスバー20を形成することができる。結果として、部品管理が容易になり、部品コストを低減することができる。
Moreover, according to the
以上に説明したように、本実施形態に係る電池モジュール1は、複数の電池セル11が積層された電池スタック10と、電池スタック10の上面に配置された基板50と、基板50に搭載され、電池セル11の状態を監視する電池監視手段60と、金属線材20rを加工して形成され、電池セル11の電極と基板50とを接続するバスバー20とを備える。また、バスバー20は、電池スタック10の積層方向を長辺又は長径とする長穴形状を有し、電極が挿通される挿通孔20hを含むバスバー部20aと、バスバー部20aと基板50とを接続する引出部20bとを備える。そして、引出部20bは、電極とバスバー部20aとを締結する締結部20cに接触する。これにより、電池スタック10を構成する電池セル11の電圧を精度よく検出することができる。
As described above, the
以上、電池モジュール1を実施形態により説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。
As mentioned above, although the
1 電池モジュール
10 電池スタック
11 電池セル
12 電極端子
20 バスバー
20a バスバー部
20b 引出部
20c 締結部
20h 挿通孔
20r 金属線材
50 基板
60 電池監視手段
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記電池スタックの上面に配置された基板と、
前記基板に搭載され、前記電池セルの状態を監視する電池監視手段と、
金属線材を加工して形成され、前記電池セルの電極と前記基板とを接続するバスバーと
を備え、
前記バスバーは、
前記電池スタックの積層方向を長辺又は長径とする長穴形状を有し、前記電極が挿通される挿通孔を含むバスバー部と、
前記バスバー部と前記基板とを接続する引出部と
を備え、
前記引出部は、前記電極と前記バスバー部とを締結する締結部に接触することを特徴とする、
電池モジュール。 A battery stack in which a plurality of battery cells are stacked;
A substrate disposed on an upper surface of the battery stack;
Battery monitoring means mounted on the substrate and monitoring the state of the battery cell;
A bus bar formed by processing a metal wire, and connecting the electrode of the battery cell and the substrate;
The bus bar
A bus bar portion having a long hole shape or a long diameter in the stacking direction of the battery stack, and including an insertion hole through which the electrode is inserted;
A drawer portion connecting the bus bar portion and the substrate;
The lead portion is in contact with a fastening portion that fastens the electrode and the bus bar portion,
Battery module.
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WO2017150088A1 (en) * | 2016-02-29 | 2017-09-08 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | Wiring module |
CN110622340A (en) * | 2017-06-27 | 2019-12-27 | 积水化学工业株式会社 | Battery module and method for manufacturing battery module |
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2014
- 2014-04-16 JP JP2014084935A patent/JP2015204281A/en active Pending
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