JP2020095798A - バッテリモジュール及びバッテリユニット - Google Patents
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Abstract
Description
複数のセルを積層することで構成されるセル積層体と、
前記複数のセルの積層方向において前記セル積層体の両端部に設けられる第1エンドプレート及び第2エンドプレートと、
前記積層方向に直交する直交方向を向く搭載面に搭載され、前記セル積層体の各セルの電圧を検出するセンサ装置と、を備えるバッテリモジュールであって、
前記センサ装置は、
センサ装置本体と、
該センサ装置本体から前記第1エンドプレートに延び、前記直交方向に沿って締結される締結部材によって前記第1エンドプレートに固定されるセンサ固定部と、を有し、
前記直交方向において、
前記締結部材の端面は、前記センサ装置本体の端面以下であって、
前記セル積層体の前記搭載面は、前記センサ固定部の底面より低く、
前記第1エンドプレートの端面は、前記セル積層体の前記搭載面よりも低い。
隣接して配置された第1バッテリモジュール及び第2バッテリモジュールを備えるバッテリユニットであって、
前記第1バッテリモジュール及び前記第2バッテリモジュールはそれぞれ、
複数のセルを積層することで構成されるセル積層体と、
前記複数のセルの積層方向において前記セル積層体の両端部に設けられる第1エンドプレート及び第2エンドプレートと、
各セルの電圧を検出する電圧検出線と、を備え、
前記第1バッテリモジュールは、前記積層方向に直交する直交方向を向く搭載面に搭載され、前記セル積層体の各セルの電圧を検出するセンサ装置をさらに備え、
前記センサ装置は、
センサ装置本体と、
該センサ装置本体から前記第1バッテリモジュールの前記第1エンドプレートに延び、前記直交方向に沿って締結される締結部材によって前記第1バッテリモジュールの前記第1エンドプレートに固定されるセンサ固定部と、を有し、
前記センサ装置本体の側面には、前記第1バッテリモジュールの前記電圧検出線が接続される第1コネクタと、前記第2バッテリモジュールの前記電圧検出線が接続される第2コネクタと、が設けられ、
前記直交方向において、
前記締結部材の端面は、前記センサ装置本体の端面以下であって、
前記セル積層体の前記搭載面は、前記センサ固定部の底面より低く、
前記第1バッテリモジュールの前記第1エンドプレートの端面は、前記セル積層体の前記搭載面よりも低く、
前記第2バッテリモジュールは、前記センサ装置を備えず、
第1バッテリモジュールの前記第1エンドプレート及び前記第2エンドプレート、且つ、第2バッテリモジュールの前記第1エンドプレート及び前記第2エンドプレートは、全て同一形状を有する。
図1〜図3に示すように、本実施形態に係るバッテリモジュール1は、前後方向に複数のセル21を積層して構成され、前面、後面、左面、右面、上面、及び下面を有するセル積層体2と、セル積層体2の前面及び後面に配置される一対のエンドプレート3と、セル積層体2の左面及び右面に配置され、一対のエンドプレート3を連結する一対のサイドフレーム4と、セル積層体2の下面に配置されるロアプレート5と、セル積層体2の上面2aを覆うトップカバー6と、セル積層体2の上面2aに配置され、各セル21の電圧を検出するセンサ装置7と、を備える。
図2に示すように、セル積層体2は、複数のセル21と複数の絶縁プレート22を前後方向に交互に積層して構成される。セル積層体2の上面2aには、セル21の端子211に電気的に接続される複数のバスバー23が配置される。複数のバスバー23は、複数のセル21が電気的に直列に接続されるように隣接するセル21の端子211同士を接続している。具体的に説明すると、複数のセル21は、プラス側の端子211とマイナス側の端子211とが順次左右反転するように積層されており、複数のバスバー23は、セル積層方向の上手側に隣接するセル21のプラス側(又はマイナス側)の端子211と、セル積層方向の下手側に隣接するセル21のマイナス側(又はプラス側)の端子211とを順次接続することで、複数のセル21を電気的に直列に接続している。
図1〜図3に示すように、一対のエンドプレート3は、セル積層体2の前面及び後面に配置され、セル21の膨張に起因するセル積層体2のセル積層方向の荷重を受け止める。本実施形態のエンドプレート3は、ダイキャスト製法により形成された金属部材であり、セル積層体2と対向しない外側の面の左右両端部には、サイドフレーム4とボルトB1を介して締結される複数の締結部31が設けられる。また、一対のエンドプレート3の上面3aには、バッテリモジュール1と他のバッテリモジュール又は外部の電気機器との間で電力を授受するための外部接続用端子台32が設けられる。また、少なくともいずれか一方のエンドプレート3の上面3aには、ボルトB2を介してセンサ装置7が固定される固定部33が形成されている。つまり、センサ装置7は、いずれか一方のエンドプレート3に固定されるが、本実施形態の一対のエンドプレート3は、いずれも固定部33を有した同一形状である。これにより、固定部33の有無によるエンドプレート3の作り分けが不要になるとともに、部品の共通化によって製造工程を簡略化できる。
図1〜図3に示すように、サイドフレーム4は、金属板材をプレス加工して形成されており、セル積層体2の左面又は右面に沿うサイドフレーム本体41と、サイドフレーム本体41の前端から前側のエンドプレート3の前面に沿って互いに近づく方向に延びる前フランジ部42と、サイドフレーム本体41の後端から後側のエンドプレート3の後面に沿って互いに近づく方向に延びる後フランジ部43と、サイドフレーム本体41の上端からセル積層体2の上面に沿って互いに近づく方向に延びる上フランジ部44と、サイドフレーム本体41の下端からセル積層体2(ロアプレート5)の下面に沿って互いに近づく方向に延びる下フランジ部45と、を備える。
図1及び図2に示すように、ロアプレート5は、アルミ押出材を用いて形成されており、セル積層体2及びエンドプレート3の下面に沿って延びるロアプレート本体51と、バッテリモジュール1を支持するモジュール支持構造体(図示せず)に固定される複数の固定部52と、サイドフレーム4の下フランジ部45が留められる留部(図示せず)と、を備える。
図1〜図3に示すように、トップカバー6は、樹脂製であり、バスバープレート24の上方を覆うトップカバー本体61と、センサ装置7のセンサ装置本体71を収容する開口部62と、エンドプレート3の固定部33に固定されるセンサ装置7の第1センサ固定部72の少なくとも一部を収容する凹部63と、を備える。このようなトップカバー6によれば、バスバープレート24を保護しながらも、センサ装置本体71や第1センサ固定部72の高さ方向の張り出しを小さくできる。
図1〜図5に示すように、センサ装置7は、センサ装置本体71と、センサ装置本体71から前側のエンドプレート3に延び、高さ方向に沿って締結されるボルトB2によってエンドプレート3の固定部33に固定される第1センサ固定部72と、センサ装置本体71から左右方向に延び、セル積層体2の上面2aに固定される複数の第2センサ固定部73と、を備える。
つぎに、隣接して配置された第1バッテリモジュール1A及び第2バッテリモジュール1Bを備えるバッテリユニット100について、図6を参照して説明する。なお、前述したバッテリモジュール1と共通の構成については、前述したバッテリモジュール1と同じ符号を用いることにより、前述したバッテリモジュール1の説明を援用する。
前記複数のセルの積層方向(前後方向)において前記セル積層体の両端部に設けられる第1エンドプレート(エンドプレート3)及び第2エンドプレート(エンドプレート3)と、
前記積層方向に直交する直交方向(上下方向)を向く搭載面(上面2a)に搭載され、前記セル積層体の各セルの電圧を検出するセンサ装置(センサ装置7)と、を備えるバッテリモジュール(バッテリモジュール1)であって、
前記センサ装置は、
センサ装置本体(センサ装置本体71)と、
該センサ装置本体から前記第1エンドプレートに延び、前記直交方向に沿って締結される締結部材(ボルトB2)によって前記第1エンドプレートに固定されるセンサ固定部(第1センサ固定部72)と、を有し、
前記直交方向において、
前記締結部材の端面(上面Ba)は、前記センサ装置本体の端面(上面71a)以下であって、
前記セル積層体の前記搭載面は、前記センサ固定部の底面(底面72a)より低く、
前記第1エンドプレートの端面(上面3a)は、前記セル積層体の前記搭載面よりも低い、バッテリモジュール。
隣接するセルの端子(端子211)同士を接続する複数のバスバー(バスバー23)は、バスバープレート(バスバープレート24)に保持され、
前記バスバープレートは、前記センサ装置と前記セル積層体との間に設けられる、バッテリモジュール。
前記バスバープレートは、トップカバー(トップカバー6)で覆われており、
前記トップカバーには、前記センサ固定部の少なくとも一部を収容する凹部(凹部63)が設けられる、バッテリモジュール。
前記締結部材は、ボルト(ボルトB2)であり、
前記センサ固定部は、該ボルトが貫通する孔(カラー貫通孔723a)と、ボルトヘッド(頭部Bb)が着座する着座部(着座部723)を有し、
前記着座部は、前記積層方向において前記セル積層体とオーバーラップする、バッテリモジュール。
前記センサ固定部及び前記締結部材は、前記積層方向において前記第1エンドプレートの外縁部(外縁部3b)よりも内側に配置される、バッテリモジュール。
前記締結部材が締結される前記第1エンドプレートの固定部(固定部33)は、前記直交方向において他の部分より突出した突出部(突出部34)に設けられ、
前記突出部は、ダイキャスト製法により一体的に形成される、バッテリモジュール。
前記センサ固定部は、
前記センサ装置本体に接続され、前記直交方向の高さが前記センサ装置本体と略同一である連結部(連結部721)と、
該連結部から前記第1エンドプレートに向かうにしたがって前記直交方向の高さが低くなるように傾斜する傾斜部(傾斜部722)と、
前記傾斜部の端部に接続され前記締結部材が着座する着座部(着座部723)と、を備え、
前記着座部には、カラー(カラー79)が挿通するカラー貫通孔(カラー貫通孔723a)が設けられ、
前記締結部材は、前記カラーを介して前記第1エンドプレートに締結される、バッテリモジュール。
前記第1エンドプレート及び前記第2エンドプレートは同一形状を有する、バッテリモジュール。
前記第1バッテリモジュール及び前記第2バッテリモジュールはそれぞれ、
複数のセル(セル21)を積層することで構成されるセル積層体(セル積層体2)と、
前記複数のセルの積層方向において前記セル積層体の両端部に設けられる第1エンドプレート(エンドプレート3)及び第2エンドプレート(エンドプレート3)と、
各セルの電圧を検出する電圧検出線(電圧検出線8)と、を備え、
前記第1バッテリモジュールは、前記積層方向に直交する直交方向を向く搭載面(上面2a)に搭載され、前記セル積層体の各セルの電圧を検出するセンサ装置(センサ装置7)をさらに備え、
前記センサ装置は、
センサ装置本体(センサ装置本体71)と、
該センサ装置本体から前記第1バッテリモジュールの前記第1エンドプレートに延び、前記直交方向に沿って締結される締結部材(ボルトB2)によって前記第1バッテリモジュールの前記第1エンドプレートに固定されるセンサ固定部(第1センサ固定部72)と、を有し、
前記センサ装置本体の側面には、前記第1バッテリモジュールの前記電圧検出線が接続される第1コネクタ(第1電圧検出用コネクタ76A)と、前記第2バッテリモジュールの前記電圧検出線が接続される第2コネクタ(第2電圧検出用コネクタ76B)と、が設けられ、
前記直交方向において、
前記締結部材の端面(上面Ba)は、前記センサ装置本体の端面(上面71a)以下であって、
前記セル積層体の前記搭載面は、前記センサ固定部の底面(底面72a)より低く、
前記第1バッテリモジュールの前記第1エンドプレートの端面(上面3a)は、前記セル積層体の前記搭載面よりも低く、
前記第2バッテリモジュールは、前記センサ装置を備えず、
第1バッテリモジュールの前記第1エンドプレート及び前記第2エンドプレート、且つ、第2バッテリモジュールの前記第1エンドプレート及び前記第2エンドプレートは、全て同一形状を有する、バッテリユニット。
さらに、第2バッテリモジュールの電圧検出線は、第1バッテリモジュールに配置されるセンサ装置に接続されるので、第2バッテリモジュールにセンサ装置が不要となる。第1バッテリモジュール及び第2バッテリモジュールで、エンドプレートを全て共通にすることでバッテリユニットの製造コストを低減できる。
1A 第1バッテリモジュール
1B 第2バッテリモジュール
2 セル積層体
2a 上面(搭載面)
21 セル
211 端子
23 バスバー
24 バスバープレート
3 エンドプレート(第1エンドプレート、第2エンドプレート)
3a 上面(端面)
3b 外縁部
33 固定部
34 突出部
6 トップカバー
63 凹部
7 センサ装置
71 センサ装置本体
71a 上面(端面)
72 第1センサ固定部(センサ固定部)
72a 底面
721 連結部
722 傾斜部
723a カラー貫通孔
723 着座部
76A 電圧検出用コネクタ
76B 電圧検出用コネクタ
79 カラー
8 電圧検出線
100 バッテリユニット
B2 ボルト(締結部材)
Ba 上面(端面)
Claims (9)
- 複数のセルを積層することで構成されるセル積層体と、
前記複数のセルの積層方向において前記セル積層体の両端部に設けられる第1エンドプレート及び第2エンドプレートと、
前記積層方向に直交する直交方向を向く搭載面に搭載され、前記セル積層体の各セルの電圧を検出するセンサ装置と、を備えるバッテリモジュールであって、
前記センサ装置は、
センサ装置本体と、
該センサ装置本体から前記第1エンドプレートに延び、前記直交方向に沿って締結される締結部材によって前記第1エンドプレートに固定されるセンサ固定部と、を有し、
前記直交方向において、
前記締結部材の端面は、前記センサ装置本体の端面以下であって、
前記セル積層体の前記搭載面は、前記センサ固定部の底面より低く、
前記第1エンドプレートの端面は、前記セル積層体の前記搭載面よりも低い、バッテリモジュール。 - 請求項1に記載のバッテリモジュールであって、
隣接するセルの端子同士を接続する複数のバスバーは、バスバープレートに保持され、
前記バスバープレートは、前記センサ装置と前記セル積層体との間に設けられる、バッテリモジュール。 - 請求項2に記載のバッテリモジュールであって、
前記バスバープレートは、トップカバーで覆われており、
前記トップカバーには、前記センサ固定部の少なくとも一部を収容する凹部が設けられる、バッテリモジュール。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載のバッテリモジュールであって、
前記締結部材は、ボルトであり、
前記センサ固定部は、該ボルトが貫通する孔と、ボルトヘッドが着座する着座部を有し、
前記着座部は、前記積層方向において前記セル積層体とオーバーラップする、バッテリモジュール。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載のバッテリモジュールであって、
前記センサ固定部及び前記締結部材は、前記積層方向において前記第1エンドプレートの外縁部よりも内側に配置される、バッテリモジュール。 - 請求項5に記載のバッテリモジュールであって、
前記締結部材が締結される前記第1エンドプレートの固定部は、前記直交方向において他の部分より突出した突出部に設けられ、
前記突出部は、ダイキャスト製法により一体的に形成される、バッテリモジュール。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載のバッテリモジュールであって、
前記センサ固定部は、
前記センサ装置本体に接続され、前記直交方向の高さが前記センサ装置本体と略同一である連結部と、
該連結部から前記第1エンドプレートに向かうにしたがって前記直交方向の高さが低くなるように傾斜する傾斜部と、
前記傾斜部の端部に接続され前記締結部材が着座する着座部と、を備え、
前記着座部には、カラーが挿通するカラー貫通孔が設けられ、
前記締結部材は、前記カラーを介して前記第1エンドプレートに締結される、バッテリモジュール。 - 請求項1〜7のいずれか1項に記載のバッテリモジュールであって、
前記第1エンドプレート及び前記第2エンドプレートは同一形状を有する、バッテリモジュール。 - 隣接して配置された第1バッテリモジュール及び第2バッテリモジュールを備えるバッテリユニットであって、
前記第1バッテリモジュール及び前記第2バッテリモジュールはそれぞれ、
複数のセルを積層することで構成されるセル積層体と、
前記複数のセルの積層方向において前記セル積層体の両端部に設けられる第1エンドプレート及び第2エンドプレートと、
各セルの電圧を検出する電圧検出線と、を備え、
前記第1バッテリモジュールは、前記積層方向に直交する直交方向を向く搭載面に搭載され、前記セル積層体の各セルの電圧を検出するセンサ装置をさらに備え、
前記センサ装置は、
センサ装置本体と、
該センサ装置本体から前記第1バッテリモジュールの前記第1エンドプレートに延び、前記直交方向に沿って締結される締結部材によって前記第1バッテリモジュールの前記第1エンドプレートに固定されるセンサ固定部と、を有し、
前記センサ装置本体の側面には、前記第1バッテリモジュールの前記電圧検出線が接続される第1コネクタと、前記第2バッテリモジュールの前記電圧検出線が接続される第2コネクタと、が設けられ、
前記直交方向において、
前記締結部材の端面は、前記センサ装置本体の端面以下であって、
前記セル積層体の前記搭載面は、前記センサ固定部の底面より低く、
前記第1バッテリモジュールの前記第1エンドプレートの端面は、前記セル積層体の前記搭載面よりも低く、
前記第2バッテリモジュールは、前記センサ装置を備えず、
第1バッテリモジュールの前記第1エンドプレート及び前記第2エンドプレート、且つ、第2バッテリモジュールの前記第1エンドプレート及び前記第2エンドプレートは、全て同一形状を有する、バッテリユニット。
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