JP2019186001A - Bus bar module, battery module, battery pack, and battery cell connection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数個の電池セルを電気的に接続するバスバーモジュールに関する。また、このバスバーモジュールを備える電池モジュール及び電池パックに関する。また、バスバーモジュールを用いて複数個の電池セルを電気的に接続する電池セル接続方法に関する。 The present invention relates to a bus bar module that electrically connects a plurality of battery cells. Moreover, it is related with a battery module and a battery pack provided with this bus-bar module. The present invention also relates to a battery cell connection method for electrically connecting a plurality of battery cells using a bus bar module.
下記特許文献1には、電池モジュールについての技術が開示される。電池モジュールは、複数個の電池セルからなる電池セル集合体と、この電池セル集合体に組み付けられるバスバーモジュールとを備えて構成される。電池セル集合体は、複数個の電池セルを一列に並べて形成される。バスバーモジュールは、複数個の電池セルを直列に接続する複数個のバスバーと、この複数個のバスバーを各々保持する保持部が形成されたフレームとを備えて構成される。
The following
上記従来の電池モジュールにあっては、これを構成する複数個の電池セルが一方向に一列で並ぶ形状のものになることから、電池モジュールを設置するには、上記一方向に比較的大きな接地スペースを確保しなければならなかった。そこで本願発明者は、次のようなことを考えてみた。すなわち、電池セルを例えば12個とした場合、電池セルを一方向に12個一列で並べるのではなく、3×4列で並べて接地スペースを上記一方向で見て短くすることを考えてみた。 In the conventional battery module, since the plurality of battery cells constituting the battery module are arranged in a line in one direction, in order to install the battery module, a relatively large ground is provided in the one direction. Had to secure space. Therefore, the present inventor has considered the following. That is, when twelve battery cells are used, for example, instead of twelve battery cells arranged in a row in one direction, it was considered to arrange 3 × 4 rows and shorten the grounding space as viewed in the one direction.
電池セルを3×4列で並べることは、接地スペースを上記一方向で短くすることができて有効であることが分かった。しなしながら、電池セル同士の電気的な接続に関しては、複雑さがあり、この接続の複雑さに起因してバスバー抵抗値にバラツキが生じると、電池セルの劣化につながることが懸念され、そのため改善の余地があることも分かった。 It has been found that arranging the battery cells in 3 × 4 rows is effective because the ground space can be shortened in the one direction. However, the electrical connection between the battery cells is complicated, and if the bus bar resistance value varies due to the complexity of the connection, there is a concern that the battery cell may be deteriorated. I also found that there was room for improvement.
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたもので、電池セル同士の電気的な接続を簡素化しつつ電池セルの劣化を起こり難くすることが可能なバスバーモジュールを提供することを課題とする。また、このバスバーモジュールを備える電池モジュール及び電池パックを提供することも課題とする。また、電池セル同士の電気的な接続を簡素化しつつ電池セルの劣化を起こり難くすることが可能な電池セル接続方法を提供することも課題とする。 This invention is made | formed in view of an above-described situation, and makes it a subject to provide the bus-bar module which can make deterioration of a battery cell hard to occur, simplifying the electrical connection of battery cells. It is another object of the present invention to provide a battery module and a battery pack including the bus bar module. Another object of the present invention is to provide a battery cell connection method capable of simplifying the electrical connection between battery cells and making the battery cells less likely to deteriorate.
上記課題を解決するためになされた請求項1に記載の本発明のバスバーモジュールは、複数個の電池セルからなる電池セル集合体の定義として、前記電池セルの一方の電極及び他方の電極の並び方向が第一方向となり、且つ、該第一方向に直交する方向が第二方向となり、且つ、前記第一方向に並ぶ前記電池セルの数がN個(Nは2以上の整数)となり、且つ、前記第二方向に並ぶ前記電池セルの数がN+1個となり、且つ、前記第二方向に並ぶ前記電池セルのうち1個目からN個目までが前記一方の電極と前記他方の電極との順で前記第一方向に電極が並ぶものとなり、且つ、前記第二方向に並ぶ前記電池セルのうちN+1個目のみが前記他方の電極と前記一方の電極との順で前記第一方向に電極が並ぶものとなるように定義をすると、
当該バスバーモジュールは、導電性を有するバスバーと、該バスバーを保持する部分としての保持部が形成された絶縁性のフレームとを備え、
前記バスバーは、前記複数個の電池セルを電気的にN並列(N+1)直列に接続するため複数種類で構成され、
該複数種類のバスバーは、前記第二方向に並ぶ前記電池セルのうちN+1個目に接続されるもの同士がバスバー抵抗値を合わせるような形状に形成されることを特徴とする。
The bus bar module of the present invention according to
The bus bar module includes a conductive bus bar and an insulating frame in which a holding portion as a portion for holding the bus bar is formed,
The bus bar is composed of a plurality of types for electrically connecting the plurality of battery cells in N parallel (N + 1) series,
The plurality of types of bus bars are formed in such a shape that the N + 1th of the battery cells arranged in the second direction have the same bus bar resistance value.
このような請求項1の特徴を有する本発明によれば、複数個の電池セルをN×(N+1)列で並べた時の電気的な接続に有効なバスバーモジュールを提供することができる。そして、このバスバーモジュールを提供することにより、複数個の電池セルを一方向に一列で並べた場合と比べて接地スペースを短くすることができる。また、本発明によれば、複数個の電池セルを電気的にN並列(N+1)直列に接続するにあたり、電池セルの並列部分においては、バスバー抵抗値がバラツキを抑えた状態に合わせられ、結果、一部の電池セルが劣化してしまうということを起こり難くすることができる。従って、本発明によれば、小型化と信頼性向上とを図ることができる。
According to the present invention having such a feature of
請求項2に記載の本発明は、請求項1に記載のバスバーモジュールにおいて、前記電池セル集合体の定義として、更に、該電池セル集合体における前記第一方向に沿う一対の側部が長手側部となり、且つ、前記電池セル集合体における前記第二方向に沿う一対の側部が短手側部となるように定義をすると、
前記複数種類のバスバーは、これらのうち前記一対の短手側部の一方に近い2つに電源取り出し用の外部接続部がそれぞれ形成されることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the bus bar module according to the first aspect, as a definition of the battery cell assembly, a pair of side portions along the first direction in the battery cell assembly is a longitudinal side. And defining the pair of side portions along the second direction in the battery cell assembly to be short side portions,
The plurality of types of bus bars are characterized in that an external connection portion for taking out a power source is formed on two of the bus bars that are close to one of the pair of short side portions.
このような請求項2の特徴を有する本発明によれば、外部接続部を電池セル集合体における一方の短手側部の側に集約することから、電源取り出しをし易くすることができる。
According to the present invention having such a feature of
請求項3に記載の本発明は、請求項2に記載のバスバーモジュールにおいて、前記2つの外部接続部は、前記一方の短手側部から突出する形状に形成され、且つ、前記一方の短手側部の中央から略同じ間隔で配置されることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the bus bar module according to the second aspect, the two external connection parts are formed in a shape protruding from the one short side part, and the one short side It arrange | positions from the center of a side part at the substantially same space | interval.
このような請求項3の特徴を有する本発明によれば、電源取り出しをし易くすることができるのは勿論のこと、2つの外部接続部を近づければ、電源取り出し部分をコンパクトにすることもできる。
According to the present invention having such a feature of
また、上記課題を解決するためになされた請求項4に記載の本発明の電池モジュールは、複数個の電池セルからなる電池セル集合体と、該電池セル集合体に組み付けられるバスバーモジュールとを備え、
前記電池セル集合体は、前記電池セルの一方の電極及び他方の電極の並び方向が第一方向となり、且つ、該第一方向に直交する方向が第二方向となり、且つ、前記第一方向に並ぶ前記電池セルの数がN個(Nは2以上の整数)となり、且つ、前記第二方向に並ぶ前記電池セルの数がN+1個となり、且つ、前記第二方向に並ぶ前記電池セルのうち1個目からN個目までが前記一方の電極と前記他方の電極との順で前記第一方向に電極が並ぶものとなり、且つ、前記第二方向に並ぶ前記電池セルのうちN+1個目のみが前記他方の電極と前記一方の電極との順で前記第一方向に電極が並ぶものとなるものであり、
前記バスバーモジュールは、前記複数個の電池セルを電気的にN並列(N+1)直列に接続するための請求項1、2又は3に記載のバスバーモジュールであることを特徴とする。
The battery module of the present invention according to
In the battery cell assembly, the arrangement direction of one electrode and the other electrode of the battery cell is a first direction, a direction orthogonal to the first direction is a second direction, and the first direction is Of the battery cells arranged in the second direction, the number of the battery cells arranged is N (N is an integer of 2 or more), the number of the battery cells arranged in the second direction is N + 1, and The first to Nth electrodes are arranged in the first direction in the order of the one electrode and the other electrode, and only the (N + 1) th of the battery cells arranged in the second direction. Are arranged in the first direction in the order of the other electrode and the one electrode,
4. The bus bar module according to
このような請求項4の特徴を有する本発明によれば、請求項1、2又は3に記載のバスバーモジュールを備えることから、複数個の電池セルを一方向に一列で並べた場合と比べて接地スペースを短くした電池モジュールにすることができる。また、本発明によれば、一部の電池セルが劣化してしまうことのない安定した状態の電池モジュールにすることができる。従って、本発明によれば、小型化と信頼性向上とを図ることができる。
According to the present invention having such a feature of
また、上記課題を解決するためになされた請求項5に記載の本発明の電池パックは、請求項4に記載の電池モジュールを一又は複数と、該一又は複数の電池モジュールを収容するケースとを備えることを特徴とする。
Moreover, in order to solve the above-mentioned problem, the battery pack according to
このような請求項5の特徴を有する本発明によれば、請求項4に記載の本発明の電池モジュールを備えることから、小型化と信頼性向上とを図ることができる。
According to the present invention having the feature of
また、上記課題を解決するためになされた請求項6に記載の本発明の電池セル接続方法は、複数個の電池セルからなる電池セル集合体の定義として、前記電池セルの一方の電極及び他方の電極の並び方向が第一方向となり、且つ、該第一方向に直交する方向が第二方向となり、且つ、前記第一方向に並ぶ前記電池セルの数がN個(Nは2以上の整数)となり、且つ、前記第二方向に並ぶ前記電池セルの数がN+1個となり、且つ、前記第二方向に並ぶ前記電池セルのうち1個目からN個目までが前記一方の電極と前記他方の電極との順で前記第一方向に電極が並ぶものとなり、且つ、前記第二方向に並ぶ前記電池セルのうちN+1個目のみが前記他方の電極と前記一方の電極との順で前記第一方向に電極が並ぶものとなるように定義をすると、
前記複数個の電池セルを電気的にN並列(N+1)直列に接続するにあたり、導電性を有する複数種類のバスバーを絶縁性を有するフレームの保持部に保持したバスバーモジュールを用いるものとし、
前記複数種類のバスバーにおける、前記第二方向に並ぶ前記電池セルのうちN+1個目に接続されるもの同士は、バスバー抵抗値を合わせることを特徴とする。
Moreover, in order to solve the above-mentioned problem, the battery cell connection method of the present invention according to
In electrically connecting the plurality of battery cells in N parallel (N + 1) series, a bus bar module in which a plurality of types of bus bars having conductivity are held in a holding portion of an insulating frame is used.
Among the plurality of types of bus bars, the battery cells arranged in the second direction connected to the (N + 1) th battery cells have the same bus bar resistance value.
このような請求項6の特徴を有する本発明によれば、複数個の電池セルをN×(N+1)列で並べた時に有効な、電池セルに対する電気的な接続方法を提供することができる。そして、この接続方法を提供することにより、複数個の電池セルを一方向に一列で並べた場合と比べて接地スペースを短くすることができる。また、本発明によれば、複数個の電池セルを電気的にN並列(N+1)直列に接続するにあたり、電池セルの並列部分においては、バスバー抵抗値がバラツキを抑えた状態に合わせられ、結果、一部の電池セルが劣化してしまうということを起こり難くすることができる。従って、本発明によれば、小型化と信頼性向上とを図ることができる。
According to the present invention having such a feature of
本発明のバスバーモジュール及び電池セル接続方法によれば、電池セル同士の電気的な接続を簡素化しつつ電池セルの劣化を起こり難くすることもできるという効果を奏する。また、本発明の電池モジュール及び電池パックによれば、本発明のバスバーモジュールを備えることでより良いものを提供することができるという効果を奏する。 According to the bus bar module and the battery cell connection method of the present invention, it is possible to simplify the electrical connection between the battery cells and to prevent the battery cells from being deteriorated. Moreover, according to the battery module and battery pack of this invention, there exists an effect that a better thing can be provided by providing the bus-bar module of this invention.
バスバーモジュールは、複数個の電池セルをN×(N+1)列で並べた時の、電池セルの電気的な接続に有効なものである。バスバーモジュールは、導電性を有する複数種類のバスバーと、この複数種類のバスバーを保持する絶縁性のフレームとを備えて構成される。複数種類のバスバーは、複数個の電池セルを電気的にN並列(N+1)直列に接続することが可能に構成される。バスバーモジュールは、複数個の電池セルのうちの並列部分において、バスバー抵抗値がバラツキを抑えた状態に合わせられる。 The bus bar module is effective for electrical connection of battery cells when a plurality of battery cells are arranged in N × (N + 1) rows. The bus bar module includes a plurality of types of conductive bus bars and an insulating frame that holds the plurality of types of bus bars. The plurality of types of bus bars are configured so that a plurality of battery cells can be electrically connected in N parallel (N + 1) series. The bus bar module is adjusted to a state in which the bus bar resistance value is less varied in the parallel portion of the plurality of battery cells.
電池モジュールは、上記のようなバスバーモジュールを備えて構成される。また、電池パックは、バスバーモジュールを備えた電池モジュールを含んで構成される。バスバーモジュールを採用することにより、電池セルを接続する方法、すなわち電池セル接続方法も採用される。 The battery module includes the bus bar module as described above. The battery pack includes a battery module including a bus bar module. By adopting the bus bar module, a battery cell connecting method, that is, a battery cell connecting method is also employed.
以下、図面を参照しながら実施例1を説明する。図1は本発明の一実施形態を示す図であり、(a)は電池モジュールの平面図、(b)は複数個の電池セルの配列を示す模式図、(c)はバスバー抵抗値に係る説明図である。また、図2は電池モジュールの斜視図、図3は電池モジュールの分解斜視図、図4は電池モジュールの拡大図、図5は電池モジュールの拡大図、図6は第一バスバー及び第二バスバーの図、図7は第三バスバー及び第四バスバーの図、図8はフレームの図、図9は複数個の電池セルの図、図10及び図11は電池モジュールの断面図である。
<電池モジュール1、電池セル集合体2、及びバスバーモジュール3等について>
図1(a)において、引用符号1は電池モジュールを示す。電池モジュール1は、電池セル集合体2と、バスバーモジュール3とを備えて構成される。尚、このような電池モジュール1を一又は複数と、センサーやコントローラ等と、これらを収容するケースとを備えて図示しない電池パックが構成されるものとする。電池パックは、電気自動車やハイブリッド自動車等に搭載されて電力供給源として用いられる(又は、家庭用やオフィス用の蓄電池として用いられる)。以下、自動車用の電力供給源として説明をする。
<About the
In FIG. 1A,
<電池セル集合体2及び電池セル4について>
図1(a)、図1(b)、図2、及び図3において、電池セル集合体2は、電池セル4をN×(N+1)列で並べて接地スペースを短くしたものになる。本実施例では、3×4列で並べて接地スペースを従来例の一方向に一列で並べた場合と比べて短くしたものになる。
<Regarding
In FIG. 1A, FIG. 1B, FIG. 2 and FIG. 3, the
電池セル4は、例えば公知のリチウムイオン電池等であって、本実施例においては、直方体の形状になる電池セル本体5と、この電池セル本体5の上面6に設けられる負極7(一方の電極)及び正極8(他方の電極)とを有する。上面6は、この長手方向の長さに対して短手方向の長さが比較的短くなるような細長い長方形状に形成される。負極7及び正極8は、上面6の長手方向両端近傍に配置形成される。負極7及び正極8は、本実施例において、平面視長円形状に形成される。また、高さの低い凸形状に形成される。負極7及び正極8は導電性を有し、本実施例においては、電極上面(符号省略)がバスバーモジュール3との接続部分として用いられる。尚、負極7及び正極8は、図中の電極形状(端子形状)に限らず、例えばスタッドボルトや片状の部分等であってもよいものとする。
The
図1(b)、図3、及び図9において、電池セル集合体2は、これ自身を定義すると、電池セル4の負極7及び正極8の並び方向が第一方向Pとなり、且つ、この第一方向Pに直交する方向が第二方向Qとなり、且つ、第一方向Pに並ぶ電池セル4の数がN個(Nは2以上の整数。実施例1ではN=3)となり、且つ、第二方向Qに並ぶ電池セル4の数がN+1個となり、且つ、第二方向Qに並ぶ電池セル4のうち1個目からN個目までが負極7と正極8との順で第一方向Pに電極が並ぶものとなり、且つ、第二方向Qに並ぶ電池セル4のうちN+1個目のみが正極8と負極7との順で第一方向Pに電極が並ぶものとなり、且つ、電池セル集合体2における第一方向Pに沿う一対の側部が長手側部9、10となり、且つ、電池セル集合体2における第二方向Qに沿う一対の側部が短手側部11、12となるものである。
In FIG. 1B, FIG. 3, and FIG. 9, the
尚、実施例1では電池セル4を3×4列で並べているが、後述する実施例2のように4×5列で並べてもよいものとする(N=2やN=5…の例は省略するものとする)。
In Example 1, the
<バスバーモジュール3について>
図1ないし図5において、バスバーモジュール3は、複数個の電池セル4をN×(N+1)列で並べた時の、電池セル4の電気的な接続に用いられる(実施例1では、12個の電池セル4を3×4列で並べた時の電気的な接続に用いられる)。バスバーモジュール3は、導電性を有する複数種類のバスバー13と、この複数種類のバスバー13を保持する絶縁性のフレーム14とを備えて構成される。複数種類のバスバー13は、複数個の電池セル4を電気的にN並列(N+1)直列に接続することが可能に構成される(実施例1では、12個の電池セル4を電気的に3並列4直列に接続することが可能に構成される)。バスバーモジュール3は、複数個の電池セル4のうちの並列部分において、バスバー抵抗値がバラツキを抑えた状態に合わせられる(図1(c)の二点鎖線Lで示す並列部分において、バスバー抵抗値がバラツキを抑えた状態に合わせられる)。
<About
1 to 5, the
<複数種類のバスバー13について>
図3において、バスバー13は、電池セル4を上記の如く3×4列で並べた場合、第一バスバー15と、2つの第二バスバー16と、第三バスバー17と、第四バスバー18とを備えて構成される。バスバー13は、図3から分かるように、4種類のもので構成される(後述する実施例2でも4種類である)。バスバー13は、導電性を有する金属板をプレス加工するなどして形成される。バスバー13における第一バスバー15及び第四バスバー18は、電源取り出し用の外部接続部19、20を有する。
<About multiple types of
In FIG. 3, when the battery bars 4 are arranged in 3 × 4 rows as described above, the
<第一バスバー15について>
図3、図4、及び図6において、第一バスバー15は、電極接続部21と、上記外部接続部19とを有して図示形状に形成される。電極接続部21は、3つの電極を一括して接続する部分に形成される。具体的には、上記第二方向Qにのびる長方形の板状部分に形成される。また、貫通孔22を等間隔で3つ有する部分に形成される。貫通孔22は、本実施例において、溶接による接続の確認用の窓として形成される。尚、電極がスタットボルトの場合には、ボルト挿通孔として形成される。
<About the
3, 4, and 6, the
第一バスバー15における外部接続部19は、電極接続部21の長手方向の側部から片状に突出する部分に形成される。また、外部接続部19は、電池セル集合体2の短手側部11から外側に突出する長さにも形成される。外部接続部19は、後述する第四バスバー18の外部接続部20と共に短手側部11がある側に集約され(集中配置され)、また、短手側部11の中央から略同じ間隔で並ぶように配置される。
The
<第二バスバー16について>
図3、図4、及び図6において、第二バスバー16は、一対の電極接続部23と、これら一対の電極接続部23を連結する連結部24とを有して図示形状に形成される。電極接続部23は、第一バスバー15の電極接続部21と同様の部分に形成される。すなわち、3つの電極を一括して接続する部分に形成される。具体的には、上記第二方向Qにのびる長方形の板状部分に形成される。また、貫通孔25を等間隔で3つ有する部分に形成される。貫通孔25は、第一バスバー15の貫通孔22と同様に、溶接による接続の確認用の窓として形成される。
<About the
3, 4, and 6, the
<第三バスバー17について>
図3〜図5、及び図7において、第三バスバー17は、長い電極接続部26と、2つの短い電極接続部27、28と、これらを連結する長尺連結部29とを有して図示形状に形成される。長い電極接続部26は、4つの電極を一括して接続する部分に形成される。具体的には、上記第二方向Qにのびる長方形の板状部分に形成される。また、貫通孔30を等間隔で4つ有する部分に形成される。貫通孔30は、本実施例において、溶接による接続の確認用の窓として形成される。短い電極接続部27、28は、それぞれ1つの電極を接続する部分に形成される。具体的には、略正方形の板状部分に形成される。また、貫通孔31を1つ有する部分に形成される。貫通孔31は、本実施例において、溶接による接続の確認用の窓として形成される。長尺連結部29は、電池セル集合体2の長手側部10の長さに対し若干短くなるような長さに形成される。長尺連結部29は、本実施例において、長尺で真っ直ぐな帯板の形状に形成される。長尺連結部29は、長手側部10がある側に配置される。長尺連結部29の所定位置(電極に合わせた位置)には、長い電極接続部26と、2つの短い電極接続部27、28とが連結される。尚、この連結部分は、長い電極接続部26と、2つの短い電極接続部27、28とがそれぞれ90度折り曲げられるようにして形成される。
<About the
3 to 5 and FIG. 7, the
<第四バスバー18について>
図3〜図5、及び図7において、第四バスバー18は、3つの短い電極接続部32、33、34と、これら3つの短い電極接続部32、33、34を連結する長尺連結部35とを有して図示形状に形成される。3つの短い電極接続部32、33、34は、それぞれ1つの電極を接続する部分に形成される。具体的には、略正方形の板状部分に形成される。また、貫通孔36を1つ有する部分に形成される。貫通孔36は、本実施例において、溶接による接続の確認用の窓として形成される。短い電極接続部32は、上記外部接続部20を有する。第四バスバー15における外部接続部20は、短い電極接続部32の側部から片状に突出する部分に形成される(一部クランク形状になる部分を有する)。外部接続部20は、電池セル集合体2の短手側部11から外側に突出する長さに形成される。外部接続部20は、第一バスバー15における外部接続部19と共に短手側部11のある側に集約され(集中配置され)、また、短手側部11の中央から略同じ間隔で並ぶように配置される。
<About the
3 to 5 and 7, the
長尺連結部35は、第三バスバー17の長尺連結部29よりも短くなるような長さに形成される。長尺連結部35は、本実施例において、長尺で真っ直ぐな帯板の形状に形成される。長尺連結部35は、第三バスバー17の長尺連結部29と同様に電池セル集合体2の長手側部10に配置される。長尺連結部35の所定位置(電極に合わせた位置)には、90度に折り曲げられた3つの連結部50が形成される。また、この連結部50を介して3つの短い電極接続部32、33、34が連結される(本実施例では、3つの連結部50と3つの短い電極接続部32、33、34とが別体で、溶接により連結されるが、この限りでないものとする)。
The long connecting
<バスバー抵抗値について>
図1及び図8を参照しながら、バスバー抵抗値について説明をする。第四バスバー18の外部接続部20と短い電極接続部32との間のバスバー抵抗値をR1、同じく外部接続部20と短い電極接続部33との間のバスバー抵抗値をR2、同じく外部接続部20と短い電極接続部34との間のバスバー抵抗値をR3とし、また、第三バスバー17の長い電極接続部26における3個目の接続部分と4個目の接続部分との間のバスバー抵抗値をR4、長い電極接続部26と短い電極接続部28との間のバスバー抵抗値をR5、同じく長い電極接続部26と短い電極接続部27との間のバスバー抵抗値をR6とすると、バスバー抵抗値に関しては、R1+R6≒R2+R5≒R3+R4が得られる(このようなバスバー抵抗値になるようにバスバー13が複数種類で構成される)。そのため、図1(c)の二点鎖線Lで示す並列部分においては、バスバー抵抗値がバラツキを抑えた状態に合わせられる、と言える。
<Bus bar resistance value>
The bus bar resistance value will be described with reference to FIGS. 1 and 8. The bus bar resistance value between the
第一バスバー15から第四バスバー18までのバスバー構成を採用すれば、12個の電池セル4を3×4列で並べても、一部の電池セル4が劣化してしまうことを起こり難くすることができる(別な言い方をすると、本実施例で説明する、電池セル4に係る接続方法を採用すれば、12個の電池セル4を3×4列で並べても、一部の電池セル4が劣化してしまうことを起こり難くすることができる)。
If a bus bar configuration from the
<フレーム14について>
図2〜図5、及び図8において、フレーム14は、絶縁性の樹脂材料からなる樹脂成形品であって、上述の如く複数種類のバスバー13を保持することができるように形成される。具体的には、複数の保持部37〜46を有して図示形状に形成される。
<About frame 14>
2 to 5 and 8, the
フレーム14における引用符号47はフレーム側部を示す。また、保持部37〜46における引用符号48は貫通孔を示す。貫通孔48は、電極サイズに合わせて貫通する形状に形成される(図10及び図11参照)。保持部37〜46は、特に符号を付さないが、貫通孔48を有する底壁と、この底壁に立設する枠状の側壁とで図示形状に形成される。
1個目の保持部37は、第一バスバー15を収容保持する部分に形成される。この保持部37は、外部接続部19を引き出すことができるような部分にも形成される。2個目の保持部38は、これが2つ形成される。この2つの保持部38は、2つの第二バスバー16をそれぞれ収容保持する部分に形成される。3個目の保持部39は、第三バスバー17における長い電極接続部26を収容保持する部分に形成される。4個目及び5個目の保持部40、41は、2つの短い電極接続部27、28をそれぞれ収容保持する部分に形成される。保持部40、41は、それぞれ保持部38に連続するように形成される。6個目の保持部42は、第三バスバー17における長尺連結部29を収容保持する部分に形成される。この保持部42は、電池セル集合体2の長手側部10に配置される。
The
7個目の保持部43は、第四バスバー18における短い電極接続部32を収容保持する部分に形成される。この保持部43は、保持部37に連続するように形成される。保持部43は、外部接続部20を引き出すことができるような部分にも形成される。8個目の保持部44は、第四バスバー18における短い電極接続部33を収容保持する部分に形成される。この保持部44は、保持部38に連続するように形成される。9個目の保持部45は、第四バスバー18における短い電極接続部34を収容保持する部分に形成される。この保持部45は、保持部38に連続するように形成される。10個目の保持部46は、第四バスバー18における長尺連結部35を収容保持する部分に形成される。この保持部46は、電池セル集合体2の長手側部10において保持部42よりも外側に配置される。
The
保持部42及び保持部46と、フレーム側部47は、第二方向Qに電池セル4の4つ分の間隔をあけて配置される。また、保持部37と保持部43、保持部38と保持部40と保持部44、保持部38と保持部41と保持部45、及び保持部48は、保持部42及び保持部46と、フレーム側部47との間で略ブリッジ状に配置される。引用部号49は、電池セル本体5の上面6を露出させるように開口する開口部を示す。
The holding
<バスバーモジュール3及び電池モジュール1の組み付けについて>
図2ないし図6において、バスバーモジュール3は、フレーム14の保持部37〜46に、対応する第一バスバー15、2つの第二バスバー16、第三バスバー17、及び第四バスバー18を嵌め込み保持状態にすることで、組み付けが完了する。この後、バスバーモジュール3を電池セル集合体2に対し溶接等をすると、電池モジュール1の組み付けが完了する。
<Assembly of
2 to 6, the
<バスバーモジュール3等の効果について>
以上、図1ないし図11を参照しながら説明してきたように、本発明の一実施形態であるバスバーモジュール3によれば、複数個の電池セル4をN×(N+1)列で並べた時の電気的な接続に有効なものになる。そして、このバスバーモジュール3を提供することにより、複数個の電池セル4を一方向に一列で並べた従来例の場合と比べて接地スペースを短くすることができる。また、バスバーモジュール3によれば、複数個の電池セル4を電気的にN並列(N+1)直列に接続するにあたり、電池セル4の並列部分においては、バスバー抵抗値がバラツキを抑えた状態に合わせられ、結果、一部の電池セル4が劣化してしまうということを起こり難くすることができる。従って、バスバーモジュール3によれば、小型化と信頼性向上とを図ることができる。
<About the effects of the
As described above with reference to FIGS. 1 to 11, according to the
また、バスバーモジュール3によれば、外部接続部19、20を電池セル集合体2における一方の短手側部11の側に集約することから、電源取り出しをし易くすることができる。また、本実施例の図示のように、短手側部11の中央から同じ間隔、且つ近づけた状態で外部接続部19、20を配置することから、電池モジュール1における電源取り出し部分をコンパクトにすることもできる。
Moreover, according to the
この他、本発明の一実施形態である電池モジュール1によれば、バスバーモジュール3を備えることから、複数個の電池セル4を一方向に一列で並べた従来例の場合と比べて接地スペースを短くしたものにすることができる。また、電池モジュール1によれば、一部の電池セル4が劣化してしまうことのない安定した状態のものにすることができる。従って、電池モジュール1によれば、小型化と信頼性向上とを図ることができる(図示しない電池パックも小型化と信頼性向上とを図ることができるのは勿論である)。
In addition, according to the
また、バスバーモジュール3を用いることにより採用される電池セル接続方法によれば、複数個の電池セル4をN×(N+1)列で並べた時に有効な、電池セル4に対する電気的な接続方法を提供することができる。そして、この接続方法を提供することにより、複数個の電池セル4を一方向に一列で並べた従来例の場合と比べて接地スペースを短くすることができる。また、電池セル接続方法によれば、複数個の電池セル4を電気的にN並列(N+1)直列に接続するにあたり、電池セル4の並列部分においては、バスバー抵抗値がバラツキを抑えた状態に合わせられ、結果、一部の電池セル4が劣化してしまうということを起こり難くすることができる。従って、電池セル接続方法によれば、小型化と信頼性向上とを図ることができる。
In addition, according to the battery cell connection method employed by using the
以下、図面を参照しながら実施例2を説明する。図12は本発明の他の一実施形態を示す電池モジュールの斜視図である。尚、実施例2は、上記実施例1と基本的に同じ構成部材を採用するため、ここでは詳細な説明を省略する。
<電池モジュール51、電池セル集合体52、及びバスバーモジュール53等について>
図12において、引用符号51は電池モジュールを示す。電池モジュール51は、電池セル集合体52と、バスバーモジュール53とを備えて構成される。電池セル集合体52は、実施例1で説明した電池セル4をN×(N+1)列で並べたものである。具体的には、NをN=4として、4×5列で並べたものである。バスバーモジュール53は、20個の電池セル4を4×5列で並べた時の、電池セル4の電気的な接続に用いられる。バスバーモジュール53は、導電性を有する複数種類のバスバー54と、この複数種類のバスバー54を保持する絶縁性のフレーム55とを備えて構成される。複数種類のバスバー54は、20個の電池セル4を電気的に4並列5直列に接続することが可能に構成される。バスバーモジュール53は、20個の電池セル4のうちの並列部分において、バスバー抵抗値がバラツキを抑えた状態に合わせられる。複数種類のバスバー54は、第一バスバー56と、3つの第二バスバー57と、第三バスバー58と、第四バスバー59とを備えて構成される。
<
In FIG. 12,
<バスバーモジュール53等の効果について>
実施例2のバスバーモジュール3等の効果は、実施例1の効果と同じであり、ここでは省略するものとする。
<About the effects of the
The effects of the
この他、本発明は本発明の主旨を変えない範囲で種々変更実施可能なことは勿論である。 In addition, the present invention can of course be modified in various ways within the scope not changing the gist of the present invention.
P…第一方向、 Q…第二方向、 1…電池モジュール、 2…電池セル集合体、 3…バスバーモジュール、 4…電池セル、 5…電池セル本体、 6…上面、 7…負極(一方の電極)、 8…正極(他方の電極)、 9、10…長手側部、 11、12…短手側部、 13…バスバー、 14…フレーム、 15…第一バスバー、 16…第二バスバー、 17…第三バスバー、 18…第四バスバー、 19、20…外部接続部、 21…電極接続部、 22…貫通孔、 23…電極接続部、 24…連結部、 25…貫通孔、 26…長い電極接続部、 27、28…短い電極接続部、 29…長尺連結部、 30、31…貫通孔、 32、33、34…短い電極接続部、 35…長尺連結部、 36…貫通孔、 37〜46…保持部、 47…フレーム側部、 48…貫通孔、 49…開口部、 50…連結部、 51…電池モジュール、 52…電池セル集合体、 53…バスバーモジュール、 54…バスバー、 55…フレーム、 56…第一バスバー、 57…第二バスバー、 58…第三バスバー、 59…第四バスバー
P ... First direction, Q ... Second direction, 1 ... Battery module, 2 ... Battery cell assembly, 3 ... Busbar module, 4 ... Battery cell, 5 ... Battery cell body, 6 ... Top surface, 7 ... Negative electrode (one Electrode), 8 ... positive electrode (the other electrode), 9, 10 ... long side part, 11, 12 ... short side part, 13 ... bus bar, 14 ... frame, 15 ... first bus bar, 16 ... second bus bar, 17 ... 3rd bus bar, 18 ... 4th bus bar, 19, 20 ... External connection part, 21 ... Electrode connection part, 22 ... Through hole, 23 ... Electrode connection part, 24 ... Connection part, 25 ... Through hole, 26 ... Long electrode Connection part, 27, 28 ... Short electrode connection part, 29 ... Long connection part, 30, 31 ... Through hole, 32, 33, 34 ... Short electrode connection part, 35 ... Long connection part, 36 ... Through hole, 37 ~ 46 ... Holding part, 47 ...
Claims (6)
当該バスバーモジュールは、導電性を有するバスバーと、該バスバーを保持する部分としての保持部が形成された絶縁性のフレームとを備え、
前記バスバーは、前記複数個の電池セルを電気的にN並列(N+1)直列に接続するため複数種類で構成され、
該複数種類のバスバーは、前記第二方向に並ぶ前記電池セルのうちN+1個目に接続されるもの同士がバスバー抵抗値を合わせるような形状に形成される
ことを特徴とするバスバーモジュール。 As a definition of a battery cell assembly composed of a plurality of battery cells, the arrangement direction of one electrode and the other electrode of the battery cell is the first direction, and the direction orthogonal to the first direction is the second direction. And the number of the battery cells arranged in the first direction is N (N is an integer of 2 or more), the number of the battery cells arranged in the second direction is N + 1, and the second Among the battery cells arranged in the direction, the first to Nth cells are arranged in the first direction in the order of the one electrode and the other electrode, and are arranged in the second direction. When only N + 1 of the battery cells are defined so that the electrodes are arranged in the first direction in the order of the other electrode and the one electrode,
The bus bar module includes a conductive bus bar and an insulating frame in which a holding portion as a portion for holding the bus bar is formed,
The bus bar is composed of a plurality of types for electrically connecting the plurality of battery cells in N parallel (N + 1) series,
The bus bar module, wherein the plurality of types of bus bars are formed in such a shape that the N + 1-th connected battery cells arranged in the second direction have the same bus bar resistance value.
前記電池セル集合体の定義として、更に、該電池セル集合体における前記第一方向に沿う一対の側部が長手側部となり、且つ、前記電池セル集合体における前記第二方向に沿う一対の側部が短手側部となるように定義をすると、
前記複数種類のバスバーは、これらのうち前記一対の短手側部の一方に近い2つに電源取り出し用の外部接続部がそれぞれ形成される
ことを特徴とするバスバーモジュール。 The busbar module according to claim 1, wherein
As a definition of the battery cell assembly, a pair of side portions along the first direction in the battery cell assembly is a longitudinal side portion, and a pair of sides along the second direction in the battery cell assembly. If you define the part to be the short side,
The bus bar module, wherein the plurality of types of bus bars are formed with external connection portions for taking out a power source in two of them, which are close to one of the pair of short side portions.
前記2つの外部接続部は、前記一方の短手側部から突出する形状に形成され、且つ、前記一方の短手側部の中央から略同じ間隔で配置される
ことを特徴とするバスバーモジュール。 The bus bar module according to claim 2,
The bus bar module, wherein the two external connection portions are formed in a shape protruding from the one short side portion, and are arranged at substantially the same interval from the center of the one short side portion.
前記電池セル集合体は、前記電池セルの一方の電極及び他方の電極の並び方向が第一方向となり、且つ、該第一方向に直交する方向が第二方向となり、且つ、前記第一方向に並ぶ前記電池セルの数がN個(Nは2以上の整数)となり、且つ、前記第二方向に並ぶ前記電池セルの数がN+1個となり、且つ、前記第二方向に並ぶ前記電池セルのうち1個目からN個目までが前記一方の電極と前記他方の電極との順で前記第一方向に電極が並ぶものとなり、且つ、前記第二方向に並ぶ前記電池セルのうちN+1個目のみが前記他方の電極と前記一方の電極との順で前記第一方向に電極が並ぶものとなるものであり、
前記バスバーモジュールは、前記複数個の電池セルを電気的にN並列(N+1)直列に接続するための請求項1、2又は3に記載のバスバーモジュールである
ことを特徴とする電池モジュール。 A battery cell assembly comprising a plurality of battery cells, and a bus bar module assembled to the battery cell assembly,
In the battery cell assembly, the arrangement direction of one electrode and the other electrode of the battery cell is a first direction, a direction orthogonal to the first direction is a second direction, and the first direction is Of the battery cells arranged in the second direction, the number of the battery cells arranged is N (N is an integer of 2 or more), the number of the battery cells arranged in the second direction is N + 1, and The first to Nth electrodes are arranged in the first direction in the order of the one electrode and the other electrode, and only the (N + 1) th of the battery cells arranged in the second direction. Are arranged in the first direction in the order of the other electrode and the one electrode,
The battery module according to claim 1, wherein the bus bar module is a bus bar module according to claim 1, for electrically connecting the plurality of battery cells in N parallel (N + 1) series.
ことを特徴とする電池パック。 A battery pack comprising one or a plurality of the battery modules according to claim 4 and a case for housing the one or a plurality of battery modules.
前記複数個の電池セルを電気的にN並列(N+1)直列に接続するにあたり、導電性を有する複数種類のバスバーを絶縁性を有するフレームの保持部に保持したバスバーモジュールを用いるものとし、
前記複数種類のバスバーにおける、前記第二方向に並ぶ前記電池セルのうちN+1個目に接続されるもの同士は、バスバー抵抗値を合わせる
ことを特徴とする電池セル接続方法。 As a definition of a battery cell assembly composed of a plurality of battery cells, the arrangement direction of one electrode and the other electrode of the battery cell is the first direction, and the direction orthogonal to the first direction is the second direction. And the number of the battery cells arranged in the first direction is N (N is an integer of 2 or more), the number of the battery cells arranged in the second direction is N + 1, and the second Among the battery cells arranged in the direction, the first to Nth cells are arranged in the first direction in the order of the one electrode and the other electrode, and are arranged in the second direction. When only N + 1 of the battery cells are defined so that the electrodes are arranged in the first direction in the order of the other electrode and the one electrode,
In electrically connecting the plurality of battery cells in N parallel (N + 1) series, a bus bar module in which a plurality of types of bus bars having conductivity are held in a holding portion of an insulating frame is used.
Among the plurality of types of bus bars, among the battery cells arranged in the second direction, those connected to the (N + 1) th battery cells have the same bus bar resistance value.
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