JP2018133215A - Battery pack - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、自動車等の車両に搭載され、複数のバッテリセルを含むバッテリモジュールを具備するバッテリパックに関する。 The present invention relates to a battery pack that is mounted on a vehicle such as an automobile and includes a battery module including a plurality of battery cells.
従来、電気自動車やハイブリット自動車などの電動車に搭載されるバッテリパックには、事故など不測の事態が発生した際に高電圧電源であるバッテリモジュールを外部から隔離するため、バッテリモジュールとバッテリパックの接続端子との間にコンタクタが設けられており、正側コンタクタが接続端子の正極端子に接続され、負側コンタクタが負極端子に接続されている。 Conventionally, battery packs mounted on electric vehicles such as electric vehicles and hybrid vehicles have battery modules and battery packs separated from the outside in order to isolate the battery module, which is a high-voltage power supply, when an unexpected situation such as an accident occurs. A contactor is provided between the connection terminal, the positive contactor is connected to the positive terminal of the connection terminal, and the negative contactor is connected to the negative terminal.
このようなバッテリパックにおいて、コンタクタ及び接続端子は、一般的には、バッテリパックの一端側に設けられている（例えば、特許文献１参照）。また、このようなバッテリパックは、一般的には、車両の前後方向中央部に配置されるので、出力端子が設けられた側を、フロントモータやインバータが設けられた前方に位置するように搭載される。 In such a battery pack, the contactor and the connection terminal are generally provided on one end side of the battery pack (see, for example, Patent Document 1). In addition, since such a battery pack is generally disposed at the center in the front-rear direction of the vehicle, the battery pack is mounted so that the side provided with the output terminal is located in front of the front motor or inverter. Is done.
ところで、一般的には後方に搭載される急速充電口や車載充電器、ＤＣ−ＤＣコンバータ、ＡＣインバータ等との接続や、四輪駆動車の場合のリアモータのインバータとの接続を図るために、後方にも接続端子が要望されることが多い。しかしながら、後方にも接続端子を設けようとすると、例えば、前方に配置されるコンタクタと接続端子との間から分岐して長い高圧線を２本追加して設けることが考えられるが（後述する比較例参照）、高圧線の追加分だけコスト高になるという問題がある。 By the way, in general, in order to connect with a quick charge port mounted on the rear, an in-vehicle charger, a DC-DC converter, an AC inverter, etc., and a rear motor inverter in the case of a four-wheel drive vehicle, A connection terminal is often requested also in the rear. However, if it is intended to provide a connection terminal on the rear side, for example, it may be possible to add two long high-voltage lines that are branched from the contactor arranged at the front and the connection terminal. There is a problem that the cost is increased by the additional high-voltage line.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、導電部品の増設を最低限として前後に接続端子を有するバッテリパックを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a battery pack having connecting terminals on the front and rear sides with the minimum number of conductive parts added.
上記課題を解決する本発明の第１の態様は、複数個のバッテリセルを備える複数のバッテリモジュールと、このバッテリモジュールを収容するバッテリケースと、前記バッテリモジュールの正極端子及び負極端子とコンタクタを介して接続される接続端子とを具備するバッテリパックであって、前記バッテリケースの一方側に前記正極端子に接続される正側コンタクタ及び前記負極端子に接続される負側コンタクタの一方である第１コンタクタを配置すると共に他方側に前記正側コンタクタ及び前記負側コンタクタの他方である第２コンタクタを配置し、前記バッテリケースの一方側に前記第１コンタクタ及び前記第２コンタクタを介して前記バッテリモジュールの前記正極端子及び前記負極端子に接続される一方側接続端子が設けられ、他方側に前記第１コンタクタ及び前記第２コンタクタを介して前記バッテリモジュールの前記正極端子及び前記負極端子に接続される他方側接続端子が設けられていることを特徴とするバッテリパックにある。 A first aspect of the present invention that solves the above problems includes a plurality of battery modules including a plurality of battery cells, a battery case that accommodates the battery modules, a positive terminal and a negative terminal of the battery module, and a contactor. A battery pack having a connection terminal connected to the battery case, wherein the battery pack is one of a positive contactor connected to the positive terminal and a negative contactor connected to the negative terminal on one side of the battery case. A contactor is disposed, a second contactor that is the other of the positive contactor and the negative contactor is disposed on the other side, and the battery module is disposed on one side of the battery case via the first contactor and the second contactor. One side connection terminal connected to the positive terminal and the negative terminal is provided, and the other In battery pack, characterized in that the other connecting terminal via the first contactor and the second contactor to the side connected to the positive terminal and the negative terminal of the battery module is provided.
かかる第１の態様では、正側コンタクタと負側コンタクタとを一端側と他端側とに分離して配置したことにより、導電部品を最低限として一端側と他端側とに接続端子を配置することができる。 In this first aspect, the positive side contactor and the negative side contactor are arranged separately on one end side and the other end side, so that connection terminals are arranged on one end side and the other end side with a minimum of conductive parts. can do.
本発明の第２の態様は、第１の態様のバッテリパックにおいて、前記一方側に設けられた前記第１コンタクタと前記一方側接続端子の正負の何れか一方の端子との間の配線から分岐された高圧線が、前記他方側接続端子の正負の一方の端子に接続され、前記他方側に設けられた前記第２コンタクタと前記他方側接続端子の正負の他方の端子との間の配線から分岐された高圧線が、前記一方側接続端子の正負の他方の端子に接続されていることを特徴とするバッテリパックにある。 According to a second aspect of the present invention, in the battery pack according to the first aspect, a branch is made from a wiring between the first contactor provided on the one side and the positive or negative terminal of the one side connection terminal. The high-voltage line is connected to one of the positive and negative terminals of the other side connection terminal, and from the wiring between the second contactor provided on the other side and the other positive and negative terminal of the other side connection terminal The battery pack is characterized in that the branched high-voltage line is connected to the other positive or negative terminal of the one side connection terminal.
かかる第２の態様では、一端側及び他端側に配置された一端側接続端子及び他端側接続端子の近傍には、正側コンタクタ及び負側コンタクタの何れか一方が配置されるが、反対側に配置された他方のコンタクタから分岐した高圧線をそれぞれ接続端子に接続することにより、高圧線を一本追加するだけで、接続端子を一つ増設することができ、両側にコンタクタを介して設けられた接続端子を配置できる。 In the second aspect, either one of the positive contactor and the negative contactor is arranged in the vicinity of the one end side connection terminal and the other end side connection terminal arranged on the one end side and the other end side. By connecting the high-voltage lines branched from the other contactor arranged on the side to the connection terminals, one additional connection terminal can be added just by adding one high-voltage line. The provided connection terminals can be arranged.
かかる本発明のバッテリパックによれば、正側コンタクタと負側コンタクタとを一端側と他端側とに分離して配置したことにより、導電部品の数を最低限として一端側と他端側とに接続端子を配置することができる。 According to the battery pack of the present invention, the positive-side contactor and the negative-side contactor are arranged separately on one end side and the other end side, thereby minimizing the number of conductive parts and the one end side and the other end side. A connection terminal can be arranged on the screen.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図１に示すように、電動車両である車両１には、図示しないモータに電力を供給するためのバッテリパック２が搭載されている。バッテリパック２は、図２に示すように、バッテリトレイ３及びバッテリカバー４で構成されるバッテリケース５内に収容される複数個のバッテリモジュール１０を備えている。 As shown in FIG. 1, a battery pack 2 for supplying electric power to a motor (not shown) is mounted on a vehicle 1 that is an electric vehicle. As shown in FIG. 2, the battery pack 2 includes a plurality of battery modules 10 housed in a battery case 5 including a battery tray 3 and a battery cover 4.
バッテリモジュール１０は、図３に示すように、近接して並設される複数個（例えば、５個〜９個程度）のバッテリセル２０を備え、これらのバッテリセル２０はモジュールケース２１内に収容されている。本実施形態では、バッテリセル２０が８個のバッテリモジュール１０Ａと、バッテリセル２０が９個のバッテリモジュール１０Ｂ，１０Ｃとを用いている。なお、バッテリセル２０は、例えば、リチウムイオンバッテリである角形の密閉型二次電池である。 As shown in FIG. 3, the battery module 10 includes a plurality of (for example, about 5 to 9) battery cells 20 arranged in close proximity, and these battery cells 20 are accommodated in a module case 21. Has been. In the present embodiment, eight battery modules 10A having battery cells 20 and nine battery modules 10B and 10C having nine battery cells 20 are used. The battery cell 20 is, for example, a square sealed secondary battery that is a lithium ion battery.
図４は、本実施形態のバッテリパック２の内部構造を模式的に示す平面図である。 FIG. 4 is a plan view schematically showing the internal structure of the battery pack 2 of the present embodiment.
図４に示すように、バッテリケース５内には、バッテリセル２０を８個収容したバッテリモジュール１０Ａと、バッテリセル２０を９個収容したバッテリモジュール１０Ｂ、１０Ｃとを縦に並べて１列を構成し、この列を５列並べたバッテリモジュール群１００が収容されている。 As shown in FIG. 4, in the battery case 5, a battery module 10A containing eight battery cells 20 and battery modules 10B and 10C containing nine battery cells 20 are arranged vertically to form one row. A battery module group 100 in which five rows are arranged is housed.
バッテリモジュール１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ内の各バッテリセル２０の端子は直列に接続され、バッテリモジュール１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの上側には、正極端子１１及び負極端子１２が設けられている。ここで、偶数個のバッテリセル２０を収容したバッテリモジュール１０Ａでは、バッテリセル２０の並び方向の両端で且つ並び方向に直交する幅方向の同じ側に正極端子１１及び負極端子１２が位置するが、奇数個のバッテリセル２０を収容したバッテリモジュール１０Ｂ、１０Ｃでは、バッテリセル２０の並び方向の両端で且つ並び方向に直交する幅方向の異なる側に正極端子１１及び負極端子１２が位置する。 The terminals of the battery cells 20 in the battery modules 10A, 10B, and 10C are connected in series, and a positive electrode terminal 11 and a negative electrode terminal 12 are provided above the battery modules 10A, 10B, and 10C. Here, in the battery module 10A that accommodates an even number of battery cells 20, the positive electrode terminal 11 and the negative electrode terminal 12 are located at both ends in the arrangement direction of the battery cells 20 and on the same side in the width direction orthogonal to the arrangement direction. In the battery modules 10 </ b> B and 10 </ b> C that accommodate an odd number of battery cells 20, the positive electrode terminal 11 and the negative electrode terminal 12 are positioned at both ends in the arrangement direction of the battery cells 20 and on different sides in the width direction orthogonal to the arrangement direction.
そして、本実施形態では、このようなバッテリモジュール１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃを２行５列に並べ、全てのバッテリモジュール１０Ａ、１０Ｂの正極端子１１及び負極端子１２をバスバー１３で接続し、合計１０個のバッテリモジュール１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの全てを直列に接続するように構成している。 In this embodiment, such battery modules 10A, 10B, and 10C are arranged in two rows and five columns, and the positive terminals 11 and the negative terminals 12 of all the battery modules 10A and 10B are connected by the bus bar 13, so that a total of ten pieces are provided. The battery modules 10A, 10B, and 10C are all connected in series.
ここで、バスバー１３は、できるだけ短くするのが好ましいが、偶数個のバッテリモジュール１０Ａと奇数個のバッテリモジュール１０Ｂ、１０Ｃとを一列にし、複数列配置した場合には、全てのバスバー１３が最短寸法とすることができ、好ましい。 Here, it is preferable that the bus bars 13 be as short as possible. However, when the even number of battery modules 10A and the odd number of battery modules 10B and 10C are arranged in a row and arranged in a plurality of rows, all the bus bars 13 have the shortest dimension. And is preferable.
また、これらの一列にした２つのバッテリモジュールを、１つのバッテリモジュールにしてもよい。 Further, these two battery modules arranged in a row may be replaced with one battery module.
このようなバッテリモジュール群１００において、図中左上端の正極端子１１と、右下端の負極端子１２が、バッテリモジュール群１００の正極端子１１０、負極端子１２０となる。このように、本発明は、バッテリモジュール群１００の一端に正極端子１１０、負極端子１２０の何れか一方があり、他端に正極端子１１０、負極端子１２０の他方がある構成を前提とする。 In such a battery module group 100, the positive terminal 11 at the upper left end and the negative terminal 12 at the lower right end in the figure become the positive terminal 110 and the negative terminal 120 of the battery module group 100. Thus, the present invention is premised on a configuration in which one end of the battery module group 100 has one of the positive terminal 110 and the negative terminal 120 and the other end of the positive terminal 110 and the negative terminal 120 at the other end.
また、バッテリモジュール群１００は、直列に接続された複数のバッテリセル２０からなるバッテリモジュールを複数直列に接続して構成されたものであるが、配置や接続状態は本実施形態の構成に限定されるものではなく、一端に一方の端子があり、他端に他方の端子がある構成であればよい。 Moreover, although the battery module group 100 is configured by connecting a plurality of battery modules including a plurality of battery cells 20 connected in series in series, the arrangement and connection state are limited to the configuration of the present embodiment. It is not necessary to have a configuration in which one terminal is provided at one end and the other terminal is provided at the other end.
ここで、バッテリケース５の一端側、図中左側である車両前側には、正極端子１１０に接続された配線、すなわち、導電部品である銅製のバスバー（以下、単にバスバーという）１１１を介して正側コンタクタ１１２が設けられ、さらに、正側コンタクタ１１２に接続されたバスバー１１３を介して正極接続端子１１４が設けられている。また、バスバー１１３には、分岐用の高圧線１１５の一端が接続され、高圧線１１５の他端は、他端側に設けられたバスバー１１６に接続され、バスバー１１６の端部には、正極接続端子１１７が設けられている。 Here, one end of the battery case 5, that is, the front side of the vehicle on the left side in the drawing, is connected via a wiring connected to the positive terminal 110, that is, a copper bus bar (hereinafter simply referred to as a bus bar) 111 that is a conductive component. A side contactor 112 is provided, and a positive electrode connection terminal 114 is further provided via a bus bar 113 connected to the positive side contactor 112. In addition, one end of a branching high voltage line 115 is connected to the bus bar 113, the other end of the high voltage line 115 is connected to a bus bar 116 provided on the other end side, and a positive electrode connection is connected to the end of the bus bar 116. A terminal 117 is provided.
一方、バッテリケース５の他端側、図中右側である車両後ろ側には、負極端子１２０に接続されたバスバー１２１を介して負側コンタクタ１２２が設けられ、されに、負側コンタクタ１２２に接続されたバスバー１２３を介して負極接続端子１２４が設けられている。また、バスバー１２３には、分岐用の高圧線１２５の一端が接続され、高圧線１２５の他端は、一端側に設けられたバスバー１２６に接続され、バスバー１２６の端部には、負極接続端子１２７が設けられている。 On the other hand, a negative contactor 122 is provided on the other end side of the battery case 5 on the rear side of the vehicle, which is the right side in the drawing, via a bus bar 121 connected to the negative electrode terminal 120, and connected to the negative contactor 122. A negative electrode connection terminal 124 is provided through the bus bar 123. In addition, one end of a branching high-voltage line 125 is connected to the bus bar 123, the other end of the high-voltage line 125 is connected to a bus bar 126 provided on one end side, and a negative electrode connection terminal is connected to the end of the bus bar 126. 127 is provided.
このような構成により、コンタクタ１３０を構成する正側コンタクタ１１２及び負側コンタクタ１２２を一方側及び他方側に配置してそれぞれから高圧線１１５、１２５を介して他方側に分岐するようにすることにより、一方側に正極接続端子１１４及び負極接続端子１２７、他方側に正極接続端子１１７及び負極接続端子１２４を配置する構成とした。これにより、バッテリケース５の一方側に正極接続端子１１４及び負極接続端子１２７からなる一方側接続端子１４０が配置され、他方側に正極接続端子１１７及び負極接続端子１２４からなる他方側接続端子１５０が配置されることになる。このように、２本の高圧線１１５、１２５を用いて、接続端子を一方側及び他方側の両側に配置することができた。これにより、四輪駆動車の場合には、フロントモータ側のインバータ及びリアモータ側のインバータへの接続を容易に行うことができ、また、二輪駆動の場合でも、例えば、一方をフロントモータのインバータへ接続し、他方を急速充電口や車載充電器、ＤＣ−ＤＣコンバータ、ＡＣインバータなどに接続することができる。 With such a configuration, the positive side contactor 112 and the negative side contactor 122 constituting the contactor 130 are arranged on one side and the other side so as to branch to the other side via the high-voltage lines 115 and 125 respectively. The positive electrode connection terminal 114 and the negative electrode connection terminal 127 are arranged on one side, and the positive electrode connection terminal 117 and the negative electrode connection terminal 124 are arranged on the other side. Thereby, the one side connection terminal 140 including the positive electrode connection terminal 114 and the negative electrode connection terminal 127 is disposed on one side of the battery case 5, and the other side connection terminal 150 including the positive electrode connection terminal 117 and the negative electrode connection terminal 124 is disposed on the other side. Will be placed. In this way, the connection terminals could be arranged on both sides of one side and the other side using the two high-voltage lines 115 and 125. As a result, in the case of a four-wheel drive vehicle, connection to the inverter on the front motor side and the inverter on the rear motor side can be easily performed, and in the case of two-wheel drive, for example, one is connected to the inverter of the front motor. The other can be connected to a quick charging port, an in-vehicle charger, a DC-DC converter, an AC inverter, or the like.
（比較例）
図５の従来構造において、他方側である後方にも接続端子を増設した構図を図６に示す。
(Comparative example)
FIG. 6 shows a composition in which connection terminals are added to the rear side which is the other side in the conventional structure of FIG.
図５の従来構造では、一方側である前側に正側及び負側コンタクタ１１２，１２２と、一方側接続端子１４０を配し、正側及び負側コンタクタ１１２，１２２と、正極接続端子１１７及び負極接続端子１２７とを接続するバスバー１１３，１６１を設け、負側コンタクタ１２２に接続されるバスバー１６２と、負極端子１２に接続されるバスバー１６３との接続する高圧線１７１を具備する。 In the conventional structure of FIG. 5, the positive and negative contactors 112 and 122 and the one side connection terminal 140 are arranged on the front side which is one side, and the positive and negative contactors 112 and 122, the positive connection terminal 117 and the negative electrode are connected. Bus bars 113 and 161 for connecting to the connection terminal 127 are provided, and a high voltage line 171 for connecting the bus bar 162 connected to the negative contactor 122 and the bus bar 163 connected to the negative terminal 12 is provided.
また、図６の構造では、一方側である前側に正側及び負側コンタクタ１１２、１２２と一方側接続端子１４０を配置した構造のまま、他方側である後方に接続端子１５０を設けたものである。この構造では、図５の構造と比較すると、一方側の正側及び負側コンタクタ１１２、１２２に接続されるバスバー１１３、１６１と、他方側の接続端子１１７、１２４に接続されたバスバー１１６、１６４とをそれぞれ接続する二本の高圧線１７２、１７３を増設する必要がある。 Further, in the structure of FIG. 6, the positive and negative contactors 112 and 122 and the one side connection terminal 140 are arranged on the front side which is one side, and the connection terminal 150 is provided on the rear side which is the other side. is there. In this structure, the bus bars 113 and 161 connected to the positive and negative contactors 112 and 122 on one side and the bus bars 116 and 164 connected to the connection terminals 117 and 124 on the other side are compared with the structure of FIG. It is necessary to add two high-voltage lines 172 and 173 that connect the two.
よって、かかる構造では、従来の構造から二本の高圧線の増設が必要であり、本発明の実施形態の構造と比較すると、高圧線が一本多く必要となる。 Therefore, in such a structure, it is necessary to add two high-voltage lines from the conventional structure, and one high-voltage line is required as compared with the structure of the embodiment of the present invention.
以上、本発明の実施形態について説明したが、勿論、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能なものである。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, of course, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment. The present invention can be modified as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
１ 車両（電動車両）
２ バッテリパック
３ バッテリトレイ
４ バッテリカバー
５ バッテリケース
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ バッテリモジュール
２０ バッテリセル
２１ モジュールケース
１００ バッテリモジュール群
１１０ 正極端子
１１２ 正側コンタクタ
１１４、１１７ 正極接続端子
１１５ 高圧線
１２０ 負極端子
１２２ 負側コンタクタ
１２４、１２７ 負極接続端子
１２５ 高圧線
１３０ コンタクタ
１４０ 一方側接続端子
１５０ 他方側接続端子
1 Vehicle (electric vehicle)
2 battery pack 3 battery tray 4 battery cover 5 battery case 10, 10A, 10B, 10C battery module 20 battery cell 21 module case 100 battery module group 110 positive terminal 112 positive side contactor 114, 117 positive connection terminal 115 high voltage line 120 negative terminal 122 Negative side contactor 124, 127 Negative connection terminal 125 High voltage line 130 Contactor 140 One side connection terminal 150 The other side connection terminal
Claims (2)
前記バッテリケースの一方側に前記正極端子に接続される正側コンタクタ及び前記負極端子に接続される負側コンタクタの一方である第１コンタクタを配置すると共に他方側に前記正側コンタクタ及び前記負側コンタクタの他方である第２コンタクタを配置し、
前記バッテリケースの一方側に前記第１コンタクタ及び前記第２コンタクタを介して前記バッテリモジュールの前記正極端子及び前記負極端子に接続される一方側接続端子が設けられ、他方側に前記第１コンタクタ及び前記第２コンタクタを介して前記バッテリモジュールの前記正極端子及び前記負極端子に接続される他方側接続端子が設けられている
ことを特徴とするバッテリパック。 A battery pack comprising: a plurality of battery modules each including a plurality of battery cells; a battery case that accommodates the battery modules; and a connection terminal that is connected to a positive terminal and a negative terminal of the battery module via a contactor. And
A first contactor that is one of a positive contactor connected to the positive terminal and a negative contactor connected to the negative terminal is disposed on one side of the battery case, and the positive contactor and the negative side are disposed on the other side. Place the second contactor, the other of the contactors,
One side connection terminal connected to the positive terminal and the negative terminal of the battery module via the first contactor and the second contactor is provided on one side of the battery case, and the first contactor and A battery pack, comprising: a second connection terminal connected to the positive terminal and the negative terminal of the battery module via the second contactor.
前記一方側に設けられた前記第１コンタクタと前記一方側接続端子の正負の何れか一方の端子との間の配線から分岐された高圧線が、前記他方側接続端子の正負の一方の端子に接続され、
前記他方側に設けられた前記第２コンタクタと前記他方側接続端子の正負の他方の端子との間の配線から分岐された高圧線が、前記一方側接続端子の正負の他方の端子に接続されている
ことを特徴とするバッテリパック。
The battery pack according to claim 1,
A high voltage line branched from the wiring between the first contactor provided on the one side and the positive or negative terminal of the one side connection terminal is connected to one of the positive and negative terminals of the other side connection terminal. Connected,
A high-voltage line branched from the wiring between the second contactor provided on the other side and the positive and negative other terminals of the other connection terminal is connected to the other positive and negative terminals of the one connection terminal. A battery pack characterized by that.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021030780A (en) * | 2019-08-20 | 2021-03-01 | マツダ株式会社 | Wiring harness cabling structure |
-
2017
- 2017-02-15 JP JP2017026379A patent/JP2018133215A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021030780A (en) * | 2019-08-20 | 2021-03-01 | マツダ株式会社 | Wiring harness cabling structure |
| JP7345730B2 (en) | 2019-08-20 | 2023-09-19 | マツダ株式会社 | Harness arrangement structure |
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