JP2019029175A - 電池パック - Google Patents
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Abstract
Description
複数の電池セルの電極端子(10g,10h)と接続されるバスバー(70〜76)、および、バスバーの設けられる第2ケース(60)を備える連結モジュール(2)と、
電極端子とバスバーとが互いに近づく態様で第1ケースと第2ケースとをねじ締結するねじ部材(90)と、を有し、
複数の電池セルが高さ方向に並ぶ電池スタック(10i,10j)が複数構成され、
複数の電池スタックが高さ方向に交差する横方向に並び、
横方向に並ぶ複数の電池スタックの電池セルの電極端子同士を接続するバスバーには第1ケースと第2ケースの並ぶ縦方向に貫通する肉抜き部(72d,74d)が形成され、
第1ケースおよび第2ケースにおける肉抜き部に対応する部位(50c,60c)、および、横方向において電池スタックと並ぶ部位(50d,50e,60d,60e)それぞれにねじ部材をねじ締結するためのねじ孔(61〜65)が形成されている。
図1〜図10に基づいて本実施形態にかかる電池パック100、および、それを含む電源システム200を説明する。
電源システム200は車両に搭載される。電源システム200は車両に搭載された複数の車載機器と電池パック100とによって構成されている。車載機器の1つとして鉛蓄電池110がある。電池パック100はリチウム蓄電池10を有している。電源システム200はこれら鉛蓄電池110とリチウム蓄電池10とによって2電源システムを構築している。
次に電池パック100を説明する。図1に示すように電池パック100は、リチウム蓄電池10、回路基板20、および、センサ部40を有する。また図2に示すように電池パック100は第1ケース50と第2ケース60を有する。
次に、電池パック100の電気回路を説明する。上記したように回路基板20は、配線基板21、スイッチ22、および、BMU23を有している。
次に、電池パック100の電池モジュール1と連結モジュール2とが連結されて成る電源モジュール3の構成を詳しく説明する。以下においては互いに直交の関係にある3方向を、横方向、縦方向、および、高さ方向と示す。また、高さ方向における筐体の底面側を下側、筐体の開口部を覆うカバー側を上側と示す。本実施形態では縦方向は車両の進退方向に沿っている。横方向は車両の左右方向に沿っている。高さ方向は車両の天地方向に沿っている。
図3に示すようにリチウム蓄電池10は複数の直列接続された電池セルを有する。電池セルは二次電池である。具体的には電池セルはリチウムイオン電池である。リチウムイオン電池は化学反応によって起電圧を生成する。起電圧の生成により電池セルに電流が流れる。これにより電池セルは発熱する。電池セルは膨張する。
連結モジュール2は、第2ケース60、バスバー70、および、電圧検出線80を有する。ただしこの電圧検出線80は電池セルの電圧を検出する機能を果たす。そのために電圧検出線80はセンサ部40の構成要素の一つでもある。
次に、本実施形態にかかる電池パック100の作用効果を説明する。
上記したようにバスバー70と電圧検出線80とが互いに電気的に接続されつつ、バスバー70と電圧検出線80とが第2ケース60に機械的に接続されている。そしてバスバー70の連結端子70aと電圧検出線80の端子80aとが第2ケース60の表面60bで重なって互いに接触している。
第1電池スタック10iと第2電池スタック10jとを電気的に接続する第2バスバー72と第4バスバー74それぞれの中央部に、第5ねじ孔65に対応する肉抜き部が形成されている。第1電池スタック10iは第1ねじ孔61および第2ねじ孔62と第5ねじ孔65との間に位置している。第2電池スタック10jは第3ねじ孔63および第4ねじ孔64と第5ねじ孔65との間に位置している。
第1スタック収納空間50aの外側面に設けられたボルト締結部50fは第1フランジ部50dの縦方向への投影面内に収められている。同様にして第2スタック収納空間50bの外側面に設けられたボルト締結部50fは第2フランジ部50eの縦方向への投影面内に収められている。これにより電池パック100の体格の増大が抑制されている。
本実施形態では、第1スタック収納空間50aの外側面に設けられたボルト締結部50fは第1フランジ部50dの縦方向への投影面内に収められる例を示した。同様にして第2スタック収納空間50bの外側面に設けられたボルト締結部50fは第2フランジ部50eの縦方向への投影面内に収められる例を示した。しかしながら図11に示すように第1スタック収納空間50aの外側面に設けられたボルト締結部50fの一部が第1フランジ部50dの縦方向への投影面の外に位置する構成を採用することもできる。同様にして第2スタック収納空間50bの外側面に設けられたボルト締結部50fの一部が第2フランジ部50eの縦方向への投影面の外に位置する構成を採用することもできる。
本実施形態では全てのバスバー70の連結端子70aが第1空き部位60fおよび第2空き部位60gに設けられる例を示した。しかしながら図12に示すように複数の連結端子70aのうちの一部が第2ケース60における第1空き部位60fおよび第2空き部位60g以外の部位に設けられた構成を採用することもできる。なお図12ではセンサ部40の有するセンサ素子が第2ケース60における第1空き部位60fおよび第2空き部位60g以外の部位に設けることが可能であることも示している。
本実施形態では、図13の(a)欄に示すように、肉抜き部72dと肉抜き部74dとによって略円形状の空間が形成され、突起部67が円筒形状を成す例を示した。しかしながら肉抜き部72dと肉抜き部74dの形状、および、突起部67の形状としては上記例に限定されない。例えば図13の(b)欄に示すように、肉抜き部72dと肉抜き部74dとによって略四角形状の空間が形成され、突起部67が四角筒形状を成してもよい。また図13の(c)欄に示すように突起部67の側面に凸部67aが形成され、その凸部67aに応じた凹部70cが肉抜き部72dと肉抜き部74dに形成されてもよい。これにより突起部67に対する第2バスバー72と第4バスバー74の位置が定められる。
本実施形態では、図14の(a)欄に示すように、第2バスバー72の中央部72cと第1端部72aとの境界、および、中央部72cと第2端部72bとの境界それぞれが直角に曲がっている例を示した。この境界の屈曲形状は第4バスバー74でも同一である。しかしながら例えば図14の(b)欄に示すように、中央部72cと第2端部72bとの境界それぞれが湾曲し、中央部72cが突起した形状を採用することもできる。第4バスバー74に対してももちろん採用することができる。
本実施形態ではリチウム蓄電池10が5つの電池セルを有する例を示した。しかしながらリチウム蓄電池10は複数の電池セルを有すればよく、上記例に限定されない。また電池スタックの数としても、2つではなく3つ以上を採用することもできる。
本実施形態では電池パック100に鉛蓄電池110が接続され、電池パック100がリチウム蓄電池10を有する例を示した。しかしながら電池パック100に対する鉛蓄電池110とリチウム蓄電池10の包含関係は上記例に限定されない。電池パック100は鉛蓄電池110とリチウム蓄電池10の少なくとも一方を有する構成を採用することができる。若しくは、電池パック100が鉛蓄電池110とリチウム蓄電池10それぞれを有さない構成を採用することもできる。この場合、電池パック100に鉛蓄電池110とリチウム蓄電池10それぞれが電気的に接続される。
本実施形態では電源システム200を搭載する車両がアイドルストップ機能を有する例を示した。しかしながら電源システム200を搭載する車両としては上記例に限定されない。例えばハイブリッド自動車や電気自動車を採用することができる。この場合、本実施形態で示したスタータモータ120や回転電機130は、モータジェネレータに代わる。
本実施形態では、スイッチ22が配線基板21に搭載される例を示した。しかしながらスイッチ22は配線基板21に電気的に接続されるだけでよく、配線基板21に直接搭載されなくともよい。この変形例の場合、例えばスイッチ22は絶縁性のフィルムを介して筐体に搭載される。これによりスイッチ22と筐体とが熱的に接続される。スイッチ22にて生じた熱は配線基板21ではなく筐体に積極的に流れる。これによりスイッチ22の放熱が促される。
Claims (7)
- 複数の電池セル(11〜15)、および、複数の前記電池セルを収納する第1ケース(50)を備える電池モジュール(1)と、
複数の前記電池セルの電極端子(10g,10h)と接続されるバスバー(70〜76)、および、前記バスバーの設けられる第2ケース(60)を備える連結モジュール(2)と、
前記電極端子と前記バスバーとが互いに近づく態様で前記第1ケースと前記第2ケースとをねじ締結するねじ部材(90)と、を有し、
複数の前記電池セルが高さ方向に並ぶ電池スタック(10i,10j)が複数構成され、
複数の前記電池スタックが前記高さ方向に交差する横方向に並び、
前記横方向に並ぶ複数の前記電池スタックの前記電池セルの電極端子同士を接続する前記バスバーには前記第1ケースと前記第2ケースの並ぶ縦方向に貫通する肉抜き部(72d,74d)が形成され、
前記第1ケースおよび前記第2ケースにおける前記肉抜き部に対応する部位(50c,60c)、および、前記横方向において前記電池スタックと並ぶ部位(50d,50e,60d,60e)それぞれに前記ねじ部材をねじ締結するためのねじ孔(61〜65)が形成されている電池パック。 - 前記横方向に並ぶ複数の前記電池スタックの前記電池セルの電極端子同士を接続する前記バスバーは、前記電極端子と接続される2つ端部(72a,72b,74a,74b)と、2つの前記端部を中継する中央部(72c,74c)と、を有し、
前記中央部と前記端部との境が屈曲し、
前記中央部に前記肉抜き部が形成されている請求項1に記載の電池パック。 - 前記横方向に並ぶ複数の前記電池スタックの前記電池セルの電極端子同士を接続する前記バスバーは前記横方向に延びており、前記バスバーにおける前記肉抜き部の形成部位の前記高さ方向の最短長は、前記バスバーにおける前記肉抜き部の非形成部位の前記高さ方向の長さの半分以上になっている請求項1または請求項2に記載の電池パック。
- 前記横方向に並ぶ複数の前記電池スタックの前記電池セルの電極端子同士を接続する複数の前記バスバーが前記高さ方向に並んでおり、
前記第1ケースおよび前記第2ケースにおける前記高さ方向に並ぶ2つの前記バスバーそれぞれの前記肉抜き部に対応する部位に、1つの前記ねじ孔が形成されている請求項1〜3いずれか1項に記載の電池パック。 - 前記第2ケースにおける前記縦方向に面する一面(60b)からその裏側の裏面(60a)に向かって前記ねじ孔は形成され、
前記第2ケースの前記一面に前記バスバーが設けられており、
前記第2ケースにおける前記肉抜き部に対応する部位に形成された前記ねじ孔の前記一面側の開口部の縁部には、前記肉抜き部の形状に合わせた突起部(67)が形成されている請求項1〜4いずれか1項に記載の電池パック。 - 前記突起部は筒形状を成している請求項5に記載の電池パック。
- 前記電池セルと前記第2ケースとの間に設けられる弾性部材(10l)を有し、
前記ねじ部材によるねじ締結によって、前記弾性部材は前記電池セルと前記第2ケースとの間で挟持されている請求項1〜6いずれか1項に記載の電池パック。
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