JP2016225083A - Battery system and manufacturing method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の電池セルをバスバーを介して直列や並列に接続しているバッテリシステムとその製造方法に関する。 The present invention relates to a battery system in which a plurality of battery cells are connected in series or in parallel via a bus bar, and a manufacturing method thereof.
バッテリシステムは、複数の電池セルを直列に接続して出力電圧を高く、また並列に接続して充放電の電流を大きくできる。たとえば、自動車を走行させるモータの電源に使用される大電流、大出力用のバッテリシステムは、複数の電池セルを直列に接続して出力電圧を高くしている。この用途に使用されるバッテリシステムは、複数の電池セルを金属板のバスバーで接続している。バスバーは、バッテリシステムを構成する電池セルの電極端子にレーザー溶接して接続される。この接続構造は、バスバーに切欠部を設けて、ここに電池セルの電極端子を挿入し、挿入された電極端子とバスバーとの境界にレーザービームを照射し、電極端子とバスバーの両方を境界で溶融して接続している。 The battery system can increase the output voltage by connecting a plurality of battery cells in series, and can increase the charge / discharge current by connecting them in parallel. For example, a battery system for large current and large output used as a power source for a motor that drives an automobile has a plurality of battery cells connected in series to increase the output voltage. In the battery system used for this application, a plurality of battery cells are connected by a metal bar. The bus bar is connected by laser welding to the electrode terminals of the battery cells constituting the battery system. In this connection structure, a notch is provided in the bus bar, the electrode terminal of the battery cell is inserted here, a laser beam is irradiated to the boundary between the inserted electrode terminal and the bus bar, and both the electrode terminal and the bus bar are bounded. Molten and connected.
複数の電池セルをバスバーで接続しているバッテリシステムは、多数のバスバーを定位置にセットしてレーザー溶接する必要がある。このことを実現するために、複数のバスバーをバスバーホルダーで定位置にセットするバッテリシステムが開発されている。(特許文献1参照) In a battery system in which a plurality of battery cells are connected by a bus bar, it is necessary to set a large number of bus bars at fixed positions and perform laser welding. In order to realize this, a battery system has been developed in which a plurality of bus bars are set in place by a bus bar holder. (See Patent Document 1)
以上のバッテリシステムは、バスバーホルダーに複数のバスバーを多少は移動できるように連結しているので、バスバーホルダーを介して複数のバスバーを定位置にセットして、電池セルの電極端子に連結できる。しかしながら、このバッテリシステムは、各々のバスバーを電極端子に連結して、バスバーホルダーを電池ブロックの定位置にセットするので、バスバーホルダーを定位置にセットするために、全てのバスバーを電極端子の連結位置に配置する必要がある。したがって、バスバーの貫通孔に電極端子を挿入して連結する構造のバッテリシステムにおいては、全てのバスバーの貫通孔に電極端子を挿入してバスバーホルダーを電池ブロックの定位置にセットする必要がある。すなわち、全てのバスバーを電極端子に連結しながら、バスバーホルダーを電池ブロックの定位置にセットするので、バスバーホルダーを簡単に電池ブロックの定位置にセットできない欠点がある。 In the above battery system, the plurality of bus bars are connected to the bus bar holder so that the bus bars can be moved to some extent. Therefore, the plurality of bus bars can be set at fixed positions via the bus bar holder and connected to the electrode terminals of the battery cells. However, in this battery system, each bus bar is connected to the electrode terminal and the bus bar holder is set at a fixed position of the battery block. Therefore, in order to set the bus bar holder at a fixed position, all the bus bars are connected to the electrode terminals. Must be placed in position. Therefore, in a battery system having a structure in which electrode terminals are inserted into and connected to the through holes of the bus bars, it is necessary to insert the electrode terminals into the through holes of all the bus bars and set the bus bar holders at the fixed positions of the battery blocks. That is, since the bus bar holder is set at the fixed position of the battery block while connecting all the bus bars to the electrode terminals, there is a drawback that the bus bar holder cannot be easily set at the fixed position of the battery block.
本発明は、さらに以上の欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、バスバーホルダーを簡単に電池ブロックの定位置にセットでき、さらに、バスバーホルダーを介して複数のバスバーを電極端子の連結位置に移動して多数のバスバーを能率よく電池セルの電極端子に接続できるバッテリシステムを提供することにある。 The present invention has been developed for the purpose of solving the above-mentioned drawbacks. An important object of the present invention is that the bus bar holder can be easily set at a fixed position of the battery block, and a plurality of bus bars are moved to the connection position of the electrode terminals via the bus bar holder to efficiently move a large number of bus bars to the battery cell. It is providing the battery system which can be connected to the electrode terminal of this.
本発明のバッテリシステムは、端子面11の両端部に正負の電極端子2を設けている複数の電池セル1を、端子面11を同一平面に配置する姿勢で積層してなる電池ブロック16と、電池ブロック16を構成している各電池セル1の電極端子2に固定されて、隣接する電池セル1を接続してなる複数のバスバー3と、複数のバスバー3を定位置に配置してなるバスバーホルダー4とを備えるバッテリシステム。バスバーホルダー4は、複数のバスバー3を係止位置から連結位置に移動できるように連結している。バスバーホルダー4がバスバー3を連結する係止位置は、バスバー3が係止位置にあって、バスバーホルダー4が正負の電極端子2の間に配置される位置としている。バスバーホルダー4は電池ブロック16の端子面11であって、正負の電極端子2の間に配置され、バスバーホルダー4に連結しているバスバー3を連結位置として電極端子2に接続されている。
The battery system of the present invention includes a
以上のバッテリシステムは、複数のバスバーを定位置に配置するバスバーホルダーを簡単に電池ブロックの定位置にセットでき、さらに、このバスバーホルダーを介して複数のバスバーを電極端子の連結位置に移動して能率よく電池セルの電極端子に接続できる特徴がある。それは、以上のバッテリシステムのバスバーホルダーが、複数のバスバーを係止位置から連結位置に移動できるように連結すると共に、バスバーを連結する係止位置を、バスバーを係止位置に配置する状態で、バスバーホルダーを正負の電極端子の間に配置できる位置としており、このバスバーホルダーが電池ブロックの端子面であって、正負の電極端子の間に配置されて、バスバーホルダーに連結しているバスバーを係止位置から連結位置に移動して、電極端子に接続しているからである。 In the battery system described above, a bus bar holder for arranging a plurality of bus bars at a fixed position can be easily set at a fixed position of the battery block, and further, the plurality of bus bars can be moved to a connection position of electrode terminals via the bus bar holder. There is a feature that it can be efficiently connected to the electrode terminal of the battery cell. That is, the bus bar holder of the above battery system is connected so that a plurality of bus bars can be moved from the locking position to the connecting position, and the locking position for connecting the bus bars is in a state where the bus bar is arranged at the locking position. The bus bar holder is positioned so that it can be placed between the positive and negative electrode terminals, and this bus bar holder is located on the terminal surface of the battery block and is placed between the positive and negative electrode terminals to engage the bus bar connected to the bus bar holder. It is because it moves from a stop position to a connection position and is connected to an electrode terminal.
本発明のバッテリシステムは、バスバーホルダー4が、両側部に所定の間隔で複数のバスバー3を連結して、バスバー3を両側縁に向かって移動させて、係止位置から連結位置に移動させることができる。
以上のバッテリシステムは、1組のバスバーホルダーを電池ブロックの端子面にセットして、このバスバーホルダーからバスバーを両側に突出するように移動して、電池ブロックの両側に配置している電極端子にバスバーを接続できる特徴がある。
In the battery system of the present invention, the
In the battery system described above, a set of bus bar holders is set on the terminal surface of the battery block, and the bus bar is moved from the bus bar holder so as to protrude on both sides. There is a feature that can connect the bus bar.
本発明のバッテリシステムは、バスバーホルダー4が、バスバー3を係止位置に保持する弾性アーム41を有し、弾性アーム41がバスバー3を係止する係止凸部42を有することができる。
以上のバッテリシステムは、弾性アームでもって、バスバーを係止位置に配置するので、バスバーを定位置に確実に係止して、バスバーホルダーを電池ブロックの端子面にセットできる特徴がある。
In the battery system of the present invention, the
The battery system described above has the feature that the bus bar is disposed at the locking position with the elastic arm, so that the bus bar can be securely locked at the fixed position and the bus bar holder can be set on the terminal surface of the battery block.
本発明のバッテリシステムは、バスバーホルダー4が、バスバー3を係止位置から連結位置に案内するバスバーガイド43を有することができる。
このバッテリシステムは、バスバーガイドでもってバスバーを係止位置から連結位置に移動できるので、バスバーを正確に係止位置から連結位置に移動して電極端子に接続できる特徴がある。
In the battery system of the present invention, the
This battery system is characterized in that the bus bar can be moved from the locking position to the coupling position with the bus bar guide, so that the bus bar can be accurately moved from the locking position to the coupling position and connected to the electrode terminal.
本発明のバッテリシステムは、バスバーガイド43を、隣接するバスバー3の間に配置してなるガイド壁44とすることができる。
このバッテリシステムは、ガイド壁のバスバーガイドでもって、バスバーを係止位置から連結位置に正確に移動できると共に、バスバーガイドのガイド壁でもって、隣接するバスバーを確実に絶縁できる特徴も実現する。
In the battery system of the present invention, the
The battery system can accurately move the bus bar from the locking position to the coupling position with the bus bar guide on the guide wall, and also realizes the feature that the adjacent bus bar can be reliably insulated with the guide wall of the bus bar guide.
本発明のバッテリシステムは、バスバーホルダー4が、ホルダー本体4Aと、このホルダー本体4Aに連結されてバスバー3を係止位置から連結位置に移動自在であってホルダー本体4Aから外れないように連結するガイドキャップ45を有し、ガイドキャップ45をホルダー本体4Aに連結して、バスバー3をバスバーホルダー4に連結することができる。
このバッテリシステムは、バスバーをバスバーホルダーの係止位置に簡単にセットでき、しかもこの状態で、ガイドキャップをホルダー本体に連結して、バスバーを係止位置に確実に連結できる特徴がある。
In the battery system of the present invention, the
This battery system has a feature that the bus bar can be easily set at the locking position of the bus bar holder, and in this state, the guide cap can be connected to the holder body and the bus bar can be securely connected to the locking position.
本発明のバッテリシステムは、バスバーホルダー4が、ホルダー本体4Aと、このホルダー本体4Aに連結されてバスバー3を係止位置から連結位置に移動自在であってホルダー本体4Aから外れないように連結するガイドキャップ45を有し、ガイドキャップ45をホルダー本体4Aのガイド壁44に連結して、バスバー3をバスバーホルダー4に連結することができる。
以上のバッテリシステムは、ガイドキャップをガイド壁に連結してバスバーを定位置に配置して、隣接するバスバーを安定して絶縁できる特徴がある。
In the battery system of the present invention, the
The battery system described above is characterized in that the guide cap is connected to the guide wall and the bus bar is disposed at a fixed position so that the adjacent bus bars can be stably insulated.
本発明のバッテリシステムは、電池セル1が端子面11の中央部に排出弁19の開口部を有し、バスバーホルダー4が排出弁19に開口部に連結してなるガス排出ダクト46を有することができる。
以上のバッテリシステムは、バスバーを定位置に配置するバスバーホルダーをガス排出ダクトに併用するので、バスバーホルダーを電池ブロックに連結してガス排出ダクトを電池ブロックに設けることができる。
In the battery system of the present invention, the
In the battery system described above, the bus bar holder in which the bus bar is disposed at a fixed position is used in combination with the gas discharge duct. Therefore, the gas discharge duct can be provided in the battery block by connecting the bus bar holder to the battery block.
本発明のバッテリシステムは、バスバー3が、電極端子2を案内する端子ガイド36を有することができる。
以上のバッテリシステムは、電極端子を端子ガイドでバスバーの定位置に移動できるので、バスバーを確実に正確な位置に移動して電極端子に接続できる特徴がある。
In the battery system of the present invention, the
The battery system described above is characterized in that the electrode terminal can be moved to a fixed position of the bus bar by the terminal guide, and the bus bar can be reliably moved to an accurate position and connected to the electrode terminal.
本発明のバッテリシステムは、バスバー3を電極端子2に、レーザー溶接、ハンダ付け、ネジ止めの何れかで固定することができる。
In the battery system of the present invention, the
本発明のバッテリシステムの製造方法は、端子面11の両端部に正負の電極端子2を設けてなる複数の電池セル1を、端子面11を同一平面に配置する姿勢で積層してなる電池ブロック16と、電池ブロック16を構成してなる各電池セル1の電極端子2に接続されて、隣接する電池セル1を接続してなる複数のバスバー3と、複数のバスバー3を定位置に配置するバスバーホルダー4とを備えるバッテリシステムの製造方法であって、バスバーホルダー4に、複数のバスバー3を両側に突出させて電極端子2との連結位置に移動できる係止位置に配置するバスバー連結工程と、バスバー連結工程で複数のバスバー3を連結してなるバスバーホルダー4を、正負の電極端子2の間であって端子面11にセットするバスバーホルダーセット工程と、バスバーホルダーセット工程でバスバーホルダー4を定位置に配置する状態で、バスバー3を係止位置から連結位置に移動して、バスバー3を電極端子2の連結位置に配置するバスバー移動工程と、バスバー移動工程で定位置に配置されるバスバー3と電極端子2とを固定する接続工程とでバッテリシステムを製造する。
The battery system manufacturing method of the present invention is a battery block in which a plurality of
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するためのバッテリシステムとその製造方法を例示するものであって、本発明はバッテリシステムとその製造方法を以下のものに特定しない。さらに、この明細書は、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the embodiment described below exemplifies the battery system and the manufacturing method thereof for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention does not specify the battery system and the manufacturing method thereof as follows. . Further, this specification does not limit the members shown in the claims to the members of the embodiments.
本発明のバッテリシステムは、ハイブリッドカーや電気自動車などの電動車両に搭載されて走行モータに電力を供給する電源、太陽光発電や風力発電などの自然エネルギーの発電電力を蓄電する電源、あるいは深夜電力を蓄電する電源、船舶に搭載されて停泊中に補機に代わって電力を供給する電源など、種々の用途に使用され、とくに大電力、大電流の用途に好適な電源として使用される。 The battery system of the present invention is a power source that is mounted on an electric vehicle such as a hybrid car or an electric vehicle and supplies electric power to a traveling motor, a power source that stores generated power of natural energy such as solar power generation or wind power generation, or midnight power It is used for various applications such as a power source that stores electricity and a power source that is mounted on a ship and supplies electric power in place of an auxiliary machine during berthing, and is particularly suitable as a power source suitable for high power and large current applications.
図1の平面図に示すバッテリシステムは、複数の電池セル1を積層するように並べて両端のエンドプレート14で固定している電池ブロック16と、電池ブロック16を構成している各電池セル1の電極端子2に固定されて、隣接する電池セル1を接続しているバスバー3と、各々のバスバー3を定位置に配置しているバスバーホルダー4とを備える。
The battery system shown in the plan view of FIG. 1 includes a
図2は電池ブロック16を示し、この電池ブロック16は、図3と図4に示す電池セル1を積層している。この電池セル1は、端子面11の両端部に正負の電極端子2を設けてなる角形電池である。電池ブロック16は、電池セル1の間に絶縁スペーサ17を挟んで、絶縁スペーサ17で電池セル1を絶縁して積層状態に固定している。電池セル1は、リチウムイオン電池からなる角形電池である。ただし、本発明のバッテリシステムは、電池セル1を角形電池には特定せず、またリチウムイオン二次電池にも特定しない。電池セル1には、充電できる全ての電池、たとえばリチウムイオン二次電池以外の非水系電解液二次電池やニッケル水電池セルなども使用できる。
FIG. 2 shows a
図3と図4の電池セル1は、端子面11に設けている封口板12に、絶縁材(図示せず)を介して正負の電極端子2を両端部に固定している。電極端子2は、バスバー3に接続される突出部2Aを設けている。図の電極端子2は突出部2Aを円柱状としている。ただ、突出部2Aは必ずしも円柱状とする必要はなく、図示しないが、多角柱状又は楕円柱状とすることもできる。
The
積層される複数の電池セル1は、固定部品13で定位置に固定されて直方体の電池ブロック16としている。固定部品13は、積層している電池セル1の両端面に配置される一対のエンドプレート14と、このエンドプレート14に、端部を連結して積層状態の電池セル1を加圧状態に固定しているバインドバー15とからなる。
The plurality of
電池ブロック16は、電池セル1の電極端子2を設けている端子面11、図1と図2にあっては封口板12を同一平面となるように積層している。電池セル1は、端子面11の両側に正負の電極端子2を設けているので、図1と図2のバッテリシステムは、電池ブロック16の端子面11の両側部(図において上側と下側)に沿って正負の電極端子2が配設される。図1の電池ブロック16は、一列に配列される隣の電極端子2をバスバー3で接続して、電池セル1を直列に接続している。ただ、電池ブロックは、複数の電池セルを直列と並列に接続するように配置することもできる。
The
バスバー3は、その両端部を正負の電極端子2に接続して、電池セル1を直列に、あるいは並列に接続する。バッテリシステムは、電池セル1を直列に接続して出力電圧を高くし、電池セル1を直列と並列に接続して、出力電圧と出力電流を大きくできる。
Both ends of the
図5〜図7のバスバー3Aは、電極端子2の突出部2Aを挿入する切欠部31を設けている。図6は隣接する電池セル1を直列に接続するバスバー3で、このバスバー3は、隣合う電池セル1の電極端子2に接続される2列の固定片32を後端部に連結している連結片33で連結する形状として、固定片32の先端縁には、電極端子2を案内する半円状の切欠部31を設けている。各々の切欠部31には、電極端子2を案内して接続される。図7は、出力端子となるバスバー3Bで、固定片32に出力片34を連結する形状として平面視をL字状としており、出力片34には出力リード(図示せず)を接続するねじ穴35を設けている。
The
図8と図9のバスバー3C、3Dは、2列の固定片32の後端部を連結片33で連結する形状とすると共に、固定片32の先端部に設けられて電極端子2の突出部2Aを接続する切欠部31を貫通孔31Aとしている。これらのバスバー3C、3Dは、図10に示すように、貫通孔31Aに電極端子2の突出部2Aを案内して電極端子2に接続される。貫通孔31Aは、電極端子2の突出部2Aを案内できる内形としている。図9と図11のバスバー3Dは、貫通孔31Aをテーパー状のフレア部31aとしている。フレア部31aは、上方開口部に向かって内形を大きくするテーパー面である。このバスバー3Dは、フレア部31aと電極端子2との境界に沿ってレーザービームを照射して、バスバー3を電極端子2に確実に接続できる。
The bus bars 3C and 3D in FIGS. 8 and 9 have a shape in which the rear end portions of the two fixed
さらに、これ等の図に示すバスバー3C、3Dは、電極端子2を貫通孔31Aに案内するための端子ガイド36を設けている。バスバー3C、3Dは、金属板のバスバー3C、3Dを上面に突出させて、下面に段差凹部36Aを設けるようにプレス加工して、段差凹部36Aで端子ガイド36を設けている。端子ガイド36の段差凹部36Aは、固定片32の先端に向かって横幅を広くするU字溝形として、半楕円形となるU字溝形の中央部に、電極端子2を案内する貫通孔31Aを設けている。
Furthermore, the
バスバー3は、バスバーホルダー4で定位置に配置されて、電極端子2の突出部2Aを切欠部31に案内する。バスバーホルダー4は、プラスチック等の絶縁材で成形されて、バスバー3を嵌合構造で定位置に配置する。バスバーホルダー4は、電池ブロック16に連結されて、バスバー3を定位置に配置する。バスバーホルダー4は、電池セル1の間に積層している絶縁セパレータ17に連結されて定位置に配置され、あるいは電池セル1に連結されて、電池ブロック16の定位置に連結される。
The
バスバー3はバスバーホルダー4で定位置に配置されて、電極端子2に接続される。バスバーホルダー4は、各バスバー3を絶縁状態で配置する。したがって、バスバーホルダー4はプラスチック等の絶縁材で製作される。プラスチック製のバスバーホルダー4は、熱可塑性樹脂を成形して製作される。バスバーホルダー4は、バスバー3を係止位置から連結位置に移動できるように連結している。図12は、バスバー3を係止位置に配置するバスバーホルダー4を示している。図1と図12に示すように、バスバーホルダー4は、電池ブロック16の端子面11であって、正負の電極端子2の間に配置される。バスバーホルダー4は、図12に示すように、バスバー3を係止位置に配置して、正負の電極端子2の間にセットされる。したがって、バスバーホルダー4がバスバー3を連結する係止位置は、バスバー3を係止位置に配置して、バスバーホルダー4を正負の電極端子2の間に配置できる位置とする。このバスバーホルダー4は、バスバー3を係止位置に配置する状態で、その横幅(W)を正負の電極端子2の間隔よりも狭くする。バスバーホルダー4は、各バスバー3を係止位置に配置して、電池ブロック16の端子面11にセットされ、この位置にセットされて、バスバー3を係止位置から連結位置に移動して、すなわち、バスバー3をバスバーホルダー4の両側に突出させて、電極端子2に接続される。
The
図13と図14はバスバーホルダー4の平面図を示しており、図14は、一部のバスバー3を係止位置にセットしている状態を示している。これ等のバスバーホルダー4は、両側に沿って2列に複数のバスバー3を配置する。両側に配置されるバスバー3は、隣のバスバー3と絶縁されて、一定の間隔で直線状に並べて配置される。このバスバーホルダー4は、両側に2列に配置しているバスバー3を、図12と図1に示すように、係止位置から連結位置に移動して、各々のバスバー3をバスバーホルダー4の両側縁から突出させて、両側に配置している正負の電極端子2に接続される。したがって、電池ブロック16の端子面11にひとつのバスバーホルダー4をセットして、電池ブロック16の端子面11の両側に配置している電極端子2にバスバー3を接続できる。このバッテリシステムは、ひとつのバスバーホルダー4を電池ブロック16にセットして、電池ブロック16の端子面11の両側に配置している電極端子2にバスバー3を接続できる。ただ、本発明のバッテリシステムは、図示しないが、正負の電極端子の間に2列にバスバーホルダーを配置することもできる。このバスバーホルダーは、1列にバスバーを配置して、片側にバスバーを突出させる。
13 and 14 show plan views of the
バスバーホルダー4は、図15の断面図に示すように、バスバー3を係止位置に保持する弾性アーム41を設けている。この断面図は、図13のXV−XV線の断面図である。弾性アーム41はプラスチックでもってバスバーホルダー4に一体的に成形して設けられる。弾性アーム41は、係止位置から連結位置に移動されるバスバー3の移動方向に延び、後端をバスバーホルダー4に連結して、先端部には、バスバー3を係止して係止位置に係止する係止凸部42を設けている。弾性アーム41は、バスバー3の両側に設けている固定片32の間に設けられて、先端の係止凸部42でバスバー3の連結片33を引っ掛けて係止位置に配置する。図13〜図15に示すバスバーホルダー4は、弾性アーム41をバスバー3の下側に配置するので、係止凸部42を上方に突出するように設けている。弾性アーム41は、図16に示すように、バスバー3を係止位置から連結位置に移動するときに押し下げられて、バスバー3の係止状態を解除する。
As shown in the sectional view of FIG. 15, the
図13と図14のバスバーホルダー4は、隣接するバスバー3の間に、バスバー3を係止位置から連結位置に案内するバスバーガイド43を設けている。バスバーガイド43は、バスバー3の間に設けているガイド壁44で、このガイド壁44のバスバーガイド43に沿ってバスバー3を移動させて、係止位置から連結位置に移動させる。また、ガイド壁44のバスバーガイド43は、隣接するバスバー3の間にあってバスバー3を絶縁する働きもする。バスバーガイド43のガイド壁44は、バスバーホルダー4の中央部から両側に延びる凸条で、バスバー3を中央部から両側に移動させて、係止位置から連結位置に移動させる。
The
さらに、図13と図14のバスバーホルダー4は、バスバー3を簡単に抜け落ちないように、係止位置にセットするために、プラスチック製のホルダー本体4Aと、このホルダー本体4Aに連結されてバスバー3を外れないように連結しているプラスチック製のガイドキャップ45とで構成する。ガイドキャップ45は、バスバー3を係止位置から連結位置に移動できる状態で、しかもホルダー本体4Aから外れないように配置する。ガイドキャップ45は、ホルダー本体4Aの係止位置にバスバー3をセットして、ホルダー本体4Aに固定される。
Further, the
図13〜図16のバスバーホルダー4は、ホルダー本体4Aに設けているガイド壁44の上面にガイドキャップ45を固定している。ガイドキャップ45を固定するために、ガイド壁44の上面には嵌着凸部44aを設けている。ガイドキャップ45は、図17の横断面図と図18の底面図に示すように、ガイド壁44の上面に設けている嵌着凸部44aを挿入する嵌合孔45aを設けている。ガイドキャップ45は、嵌合孔45aに嵌着凸部44aを挿入して、ホルダー本体4Aに連結される。この構造は、ガイドキャップ45を簡単に、しかも正確な位置でホルダー本体4Aに固定できる。
The
ガイドキャップ45は、バスバー3を摺動させて係止位置から連結位置に移動させるために、図17の断面図と図18の底面図に示すように、下面の両側に2列の凸条45bを設けている。凸条45b、平行に設けられて、下端面をバスバー3の表面に接近させて、バスバー3をガイド壁44に沿って、係止位置から連結位置に移動させる。
In order to slide the
さらに、図13〜図15のバスバーホルダー4は、電池セル1の排出弁19が開いた状態で噴出するガスを外部に排出するガス排出ダクト46を中央部に設けている。ガス排出ダクト46は、バスバーホルダー4の中央部に沿って長手方向に延びるように設けている一対の対向壁47と、この対向壁47の上面を閉塞する蓋部(図示せず)とで構成されて、下方を開口する溝形としている。このガス排出ダクト46は、下方の開口部48を排出弁19の開口部18に連結して、電池セル1の排出弁19から排出されるガスを外部に排気する。
Further, the
バスバーホルダー4にセットされたバスバー3はリード線5を接続して、リード線5の先端にコネクタ6を接続している。リード線5はコネクタ6を介してバッテリシステムに設けている保護回路(図示せず)に接続される。保護回路は、リード線5を介してバスバー3を接続している各々の電池セル1の電圧を検出して、電池セル1の過充電や過放電を防止するように、充放電電流をコントロールする。リード線5はハンダ付けやカシメ構造でバスバー3に接続される。電池セル1の電圧を検出するために、バスバー3にリード線5を接続するバッテリシステムは、高電圧がかかった状態でのリード線5の配線のための作業は安全確保のために多くの工数が必要となって、製造コストが高くなるが、以上のバッテリシステムは、バスバーホルダー4にセットしている各バスバー3にリード線5を接続しているので、バスバー3にリード線5を接続する配線作業を極めて能率よく、しかも安全にできる特徴がある。
The
以上のバッテリシステムは、以下の工程で電極端子2をバスバー3に接続する。
(1)バスバー連結工程
ガイドキャップ45を外して、ホルダー本体4Aにバスバー3をセットし、その後、ガイドキャップ45をホルダー本体4Aに固定して、バスバー3をバスバーホルダー4の係止位置に配置する。この状態で、バスバー3は弾性アーム41で係止位置に配置される。
The above battery system connects the
(1) Bus bar connecting step The
(2)バスバーホルダーセット工程
バスバー3を係止位置に配置しているバスバーホルダー4を電池ブロック16の端子面11であって正負の電極端子2の間の配置する。バスバーホルダー4はエンドプレートに固定されて、電池ブロック16の定位置に配置される。電池ブロック16は、電池セル1の間に絶縁スペーサ17を挟んで電池セル1を積層して、両端面にエンドプレート14を配置し、エンドプレート14をバインドバー15で連結して組み立られる。
(2) Bus bar holder setting step The
(3)バスバー移動工程
バスバーホルダー4の係止位置にあるバスバー3を連結位置に移動して、バスバー3の切欠部31に、電極端子2の突出部2Aを案内する。バスバー3は、バスバーホルダー4の両側に突出するように移動されて、連結位置に移動される。このとき、弾性アーム41を押圧して、弾性アーム41の係止状態を解除して、バスバー3を係止位置から連結位置に移動させる。全ての弾性アーム41が一緒に押圧されて、全てのバスバー3の係止状態を解除して、バスバー3を連結位置に移動する。弾性アーム41は、たとえば櫛形の押圧具(図示せず)で付け根部を押圧し、あるいは先端部を一緒に押圧して、係止状態を解除できる。また、全てのバスバー3は同じ方向に移動させて、連結位置に配置できるので、櫛形の押し出し具(図示せず)で係止位置から連結位置に押し出すことができる。
(3) Bus Bar Moving Step The
図8と図9のバスバー3C、3Dは、端子ガイド36を設けているので、図10(a)の矢印で示すように、バスバー3C、3Dを押し下げ、電極端子2の上端部を端子ガイド36に案内する状態として、図10(b)の矢印で示す方向に移動させて、係止位置から連結位置に移動して、図10(c)及び図11で示す連結位置に配置する。
Since the
(4)接続工程
バスバー3と電極端子2との境界にレーザービームを照射して、バスバー3を電極端子2にレーザー溶接して固定する。バスバー3を電極端子2に溶接する工程で、バスバー3を電極端子2に押し付けて、より確実に溶接できる。
(4) Connection process A laser beam is irradiated to the boundary between the
以上のバッテリシステムは、バスバー3に電極端子2をレーザー溶接して固定するが、本発明のバッテリシステムは、必ずしもバスバー3を電極端子2に溶接して固定する必要はない。たとえば、電極端子に雄ねじを設けてバスバーに挿入し、電極端子の雄ネジにナットをねじ込んで固定でき、また、バスバーを貫通する止ネジを電極端子にねじ込んで止ネジで固定でき、また、バスバーと電極端子とをハンダ付けして固定することもできるからである。
In the battery system described above, the
本発明のバッテリシステムは、電池セルの電極端子とバスバーとを能率よく安定に接続して、電動車両の電源や、自然エネルギーを蓄電し、あるいは深夜電力を蓄電する電源として好適に使用できる。 The battery system of the present invention can be suitably used as a power source for an electric vehicle, a natural energy storage, or a power source for storing midnight power by efficiently and stably connecting the electrode terminals of the battery cells and the bus bar.
1…電池セル
2…電極端子
2A…突出部
3…バスバー
3A、3B、3C、3D…バスバー
4…バスバーホルダー
4A…ホルダー本体
5…リード線
6…コネクタ
11…端子面
12…封口板
13…固定部品
14…エンドプレート
15…バインドバー
16…電池ブロック
17…絶縁スペーサ
18…開口部
19…排出弁
31…切欠部
31A…貫通孔
31a…フレア部
32…固定片
33…連結片
34…出力片
35…ねじ穴
36…端子ガイド
36A…段差凹部
41…弾性アーム
42…係止凸部
43…バスバーガイド
44…ガイド壁
44a…嵌着凸部
45…ガイドキャップ
45a…嵌合孔
45b…凸条
46…ガス排出ダクト
47…対向壁
48…開口部
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記電池ブロックを構成してなる各電池セルの前記電極端子に固定されて、隣接する前記電池セルを接続してなる複数のバスバーと、
複数の前記バスバーを定位置に配置してなるバスバーホルダーとを備えるバッテリシステムであって、
前記バスバーホルダーは、複数の前記バスバーを係止位置から連結位置に移動できるように連結しており、
さらに、前記バスバーホルダーが前記バスバーを連結する前記係止位置は、前記バスバーが前記係止位置にあって、前記バスバーホルダーが正負の前記電極端子の間に配置される位置としており、
前記バスバーホルダーが前記電池ブロックの端子面であって、正負の前記電極端子の間に配置され、前記バスバーホルダーに連結してなる前記バスバーが前記連結位置において前記電極端子に接続されてなるバッテリシステム。 A battery block in which a plurality of battery cells provided with positive and negative electrode terminals at both ends of a terminal surface are stacked in a posture in which the terminal surfaces are arranged in the same plane;
A plurality of bus bars fixed to the electrode terminals of each battery cell constituting the battery block and connecting the adjacent battery cells;
A battery system comprising a bus bar holder in which a plurality of bus bars are arranged at fixed positions,
The bus bar holder is connected so that a plurality of the bus bars can be moved from a locking position to a connecting position,
Further, the locking position at which the bus bar holder connects the bus bar is a position where the bus bar is at the locking position and the bus bar holder is disposed between the positive and negative electrode terminals,
A battery system in which the bus bar holder is disposed between the positive and negative electrode terminals on the terminal surface of the battery block, and the bus bar connected to the bus bar holder is connected to the electrode terminal at the connecting position. .
前記バスバーホルダーが、両側部に所定の間隔で複数の前記バスバーを連結しており、前記バスバーが、両側縁に向かって移動されて、前記係止位置から前記連結位置に移動されるようにしてなることを特徴とするバッテリシステム。 The battery system according to claim 1,
The bus bar holder connects a plurality of the bus bars at predetermined intervals on both sides, and the bus bar is moved toward both side edges so as to be moved from the locking position to the connecting position. A battery system characterized by comprising:
前記バスバーホルダーが、前記バスバーを係止位置に保持する弾性アームを有し、前記弾性アームが前記バスバーを係止する係止凸部を有することを特徴とするバッテリシステム。 The battery system according to claim 1 or 2,
The battery system, wherein the bus bar holder includes an elastic arm that holds the bus bar in a locking position, and the elastic arm includes a locking projection that locks the bus bar.
前記バスバーホルダーが、前記バスバーを前記係止位置から前記連結位置に案内するバスバーガイドを有することを特徴とするバッテリシステム。 A battery system according to any one of claims 1 to 3,
The battery system, wherein the bus bar holder includes a bus bar guide for guiding the bus bar from the locking position to the coupling position.
前記バスバーガイドが、隣接する前記バスバーの間に配置してなるガイド壁としてなるバッテリシステム。 A battery system according to claim 4, wherein
A battery system in which the bus bar guide is a guide wall formed between adjacent bus bars.
前記バスバーホルダーが、ホルダー本体と、このホルダー本体に連結されて前記バスバーを前記係止位置から前記連結位置に移動自在であって前記ホルダー本体から外れないように連結するガイドキャップを有し、前記ガイドキャップが前記ホルダー本体に連結されて、前記バスバーが前記バスバーホルダーに連結されてなるバッテリシステム。 A battery system according to any one of claims 1 to 5,
The bus bar holder has a holder body and a guide cap connected to the holder body to connect the bus bar from the locking position to the connection position so as not to be detached from the holder body; A battery system in which a guide cap is connected to the holder body, and the bus bar is connected to the bus bar holder.
前記バスバーホルダーが、ホルダー本体と、このホルダー本体に連結されて前記バスバーを前記係止位置から前記連結位置に移動自在であって前記ホルダー本体から外れないように連結するガイドキャップを有し、前記ガイドキャップが前記ホルダー本体の前記ガイド壁の上面に連結されて、前記バスバーが前記バスバーホルダーに連結されてなるバッテリシステム。 The battery system according to claim 5, wherein
The bus bar holder has a holder body and a guide cap connected to the holder body to connect the bus bar from the locking position to the connection position so as not to be detached from the holder body; A battery system in which a guide cap is connected to an upper surface of the guide wall of the holder body, and the bus bar is connected to the bus bar holder.
前記電池セルが端子面の中央部に排出弁の開口部を有し、
前記バスバーホルダーが前記排出弁の開口部に連結してなるガス排出ダクトを有するバッテリシステム。 The battery system according to any one of claims 1 to 7,
The battery cell has a discharge valve opening at the center of the terminal surface;
A battery system having a gas discharge duct in which the bus bar holder is connected to an opening of the discharge valve.
前記バスバーが、前記電極端子を案内する端子ガイドを有するバッテリシステム。 A battery system according to any one of claims 1 to 8,
A battery system in which the bus bar has a terminal guide for guiding the electrode terminal.
前記バスバーが前記電極端子にレーザー溶接、ハンダ付け、ネジ止めの何れかで固定されてなるバッテリシステム。 A battery system according to any one of claims 1 to 9,
A battery system in which the bus bar is fixed to the electrode terminal by laser welding, soldering, or screwing.
前記電池ブロックを構成してなる各電池セルの前記電極端子に接続されて、隣接する前記電池セルを接続してなる複数のバスバーと、
複数の前記バスバーを定位置に配置するバスバーホルダーとを備えるバッテリシステムの製造方法であって、
前記バスバーホルダーに、複数のバスバーを両側に突出させて前記電極端子との連結位置に移動できる係止位置に配置するバスバー連結工程と、
前記バスバー連結工程で複数のバスバーを連結してなる前記バスバーホルダーを、正負の電極端子の間であって前記端子面にセットするバスバーホルダーセット工程と、
前記バスバーホルダーセット工程で前記バスバーホルダーを定位置に配置する状態で、前記バスバーを前記係止位置から前記連結位置に移動して、前記バスバーを電極端子の連結位置に配置するバスバー移動工程と、
前記バスバー移動工程で定位置に配置される前記バスバーと前記電極端子とを固定する接続工程とからなるバッテリシステムの製造方法。 A battery block in which a plurality of battery cells provided with positive and negative electrode terminals at both ends of a terminal surface are stacked in a posture in which the terminal surfaces are arranged in the same plane;
A plurality of bus bars connected to the electrode terminals of each battery cell constituting the battery block and connecting the adjacent battery cells;
A battery system manufacturing method comprising a bus bar holder for arranging a plurality of the bus bars at fixed positions,
A bus bar connecting step of disposing a plurality of bus bars on both sides of the bus bar holder and disposing the bus bar to a connecting position with the electrode terminal,
A bus bar holder setting step of setting the bus bar holder formed by connecting a plurality of bus bars in the bus bar connecting step between the positive and negative electrode terminals and on the terminal surface;
In a state where the bus bar holder is disposed at a fixed position in the bus bar holder setting step, the bus bar is moved from the locking position to the coupling position, and the bus bar is disposed at the coupling position of the electrode terminals,
A battery system manufacturing method comprising: a connecting step of fixing the bus bar and the electrode terminal arranged at a fixed position in the bus bar moving step.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2015108959A JP2016225083A (en) | 2015-05-28 | 2015-05-28 | Battery system and manufacturing method therefor |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US11198194B2 (en) | 2017-12-18 | 2021-12-14 | Denso Corporation | Laser welding apparatus with a clamp |
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2015
- 2015-05-28 JP JP2015108959A patent/JP2016225083A/en active Pending
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