JP2021513197A - 電池電力引き出し用の集積構造、電池パック及び車両 - Google Patents

電池電力引き出し用の集積構造、電池パック及び車両 Download PDF

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Abstract

本開示は、電池電力引き出し用の集積構造（１００）、電池パック（２００）及び車両（３００）に関し、前記電池電力引き出し用の集積構造（１００）は、電池パックケースの一部としての端板（２１）と、電池（１０）の２つの電極を前記電池パックケースの外部に引き出すための銅バスバーとを含み、前記端板（２１）は絶縁材料であり、前記銅バスバーは射出成形によって前記端板（２１）内に封入され、その電気接続部が露出している。

Description

本開示は、電気自動車の分野に関し、具体的には、電池電力引き出し用の集積構造、電池パック及び車両に関する。
(関連出願の相互参照)
本開示は、２０１８年２月８日に提出された中国特許出願第２０１８１０１２９２４１．４号に基づくものであり、かつその優先権を主張するものであり、その全ての内容は参照により本開示に組み込まれるものとする。
電池パックは、エネルギー貯蔵装置として、ハイブリッド自動車及び電気自動車の中核部材である。電池パックは、主に、電池の外部に包み込まれる電池パックケースと、複数の電池セルが直並列に接続される電池と、電池の電力を電池パックケースの外部に引き出す銅バスバーとから構成される。従来技術では、銅バスバーは電池パックケースの開口を通過して、電池の総正極と総負極を電池パックケースの外部に引き出し、電池の安全性と人員の安全性を確保するために、銅バスバーは絶縁フィルムで覆われている。電池パックを長期間使用しているうちに、車両の振動のため、銅バスバーと電池パックケースの開口との間に摩擦が発生して、絶縁フィルムが摩耗し擦り傷が容易に発生し、漏電を引き起こす。
本開示は、銅バスバーが電池パックケースの開口を通過して電池パックケースと摩擦することによって漏電が発生することを回避して、安全性を向上させることができる、電池電力引き出し用の集積構造を提供する。
本開示は、上記電池電力引き出し用の集積構造を有する電池パックをさらに提供する。
本開示は、上記電池パックを有する車両をさらに提供する。
本開示の第１の態様に係る電池電力引き出し用の集積構造は、電池パックケースの一部としての端板と、電池の２つの電極を前記電池パックケースの外部に引き出すための銅バスバーとを含み、前記端板は絶縁材料であり、前記銅バスバーは射出成形によって前記端板内に封入され、その電気接続部が露出している。
本開示の電池電力引き出し用の集積構造では、銅バスバーを射出成形によって端板内に封入し、電気的に接続する必要がある部分のみを露出させることにより、絶縁フィルムの使用を省略し、コストを削減する一方で、銅バスバーと端板が射出成形によって固定的に取り付けられ、銅バスバーが電池パックケースの開口を通過して電池パックケースと摩擦することによって漏電が発生する技術的課題を解決し、かつ端板が絶縁フィルムよりも耐摩耗性に優れるため、安全性を向上させ、さらに、銅バスバーを端板に集積することにより、電池パックの内部空間を効果的に節約することができる。
本開示の幾つかの実施例によれば、前記電気接続部は、前記銅バスバーの２つの端部であり、前記銅バスバーの２つの端部の間の部分は、射出成形によって前記端板内に封入される。
本開示の幾つかの実施例によれば、前記電池電力引き出し用の集積構造は、前記端板上に取り付けられた回路保護装置をさらに含み、前記銅バスバーは、第１の端部が前記電池の第１の電極引き出し端に接続され、第２の端部が前記回路保護装置の一端に接続される第１の銅バスバーと、第１の端部が前記回路保護装置の他端に接続され、第２の端部が前記端板の外側面から露出する第２の銅バスバーと、第１の端部が前記電池の第２の電極引き出し端に接続され、第２の端部が前記端板の外側面から露出する第３の銅バスバーとを含む。
本開示の幾つかの実施例によれば、前記電池の第１の電極引き出し端は電池の負極引き出し端であり、前記電池の第２の電極引き出し端は電池の正極引き出し端である。
本開示の幾つかの実施例によれば、前記端板の外側面には内側に凹んだ溝が形成され、前記回路保護装置は前記溝内に設けられる。
本開示の幾つかの実施例によれば、前記第１の銅バスバー、前記第２の銅バスバー、前記第３の銅バスバー及び前記回路保護装置は、全て前記溝の側壁に沿って設けられ、前記第１の銅バスバーの第１の端部と第２の端部、前記第２の銅バスバーの第１の端部、及び前記第３の銅バスバーの第１の端部は、全て前記溝の側壁から露出する。
本開示の幾つかの実施例によれば、前記電池電力引き出し用の集積構造は、前記溝内に設けられた情報収集部と、射出成形によって前記端板上に形成され、かつ前記端板の外側面から突出する低電圧コネクタとをさらに含み、前記低電圧コネクタは前記情報収集部に電気的に接続される。
本開示の幾つかの実施例によれば、前記溝の底面には開口が形成される。
本開示の幾つかの実施例によれば、パネルが前記端板の外側に取り外し可能に接続され、前記パネルが前記溝を覆う。
本開示の第２の態様に係る電池パックは、電池、電池パックケース本体及び上述した電池電力引き出し用の集積構造を含み、前記電池は、前記電池パックケース本体内に収容され、前記電池パックケース本体及び前記電池電力引き出し用の集積構造内の端板は、電池パックケースを構成し、前記電池は、複数の電池セル及び電力接続片を含み、隣接する２つの電池セルの間は、電力接続片を介して直列又は並列に接続される。
本開示の第３の態様に係る車両は、上述した電池パックを有する。
本開示の他の特徴及び利点を以下の具体的な実施形態部分において詳細に説明する。
図面は、本開示のさらなる理解を提供し、かつ本明細書の一部を構成するものであり、以下の具体的な実施形態とともに本開示を説明するものであり、本開示を限定するものではない。図面において、
情報収集部、低電圧コネクタ及びパネルが示されない、本開示の一実施形態に係る電池電力引き出し用の集積構造の斜視図である。 本開示の一実施形態に係る電池電力引き出し用の集積構造における銅バスバー及び回路保護装置の斜視図である。 本開示の一実施形態に係る電池電力引き出し用の集積構造の斜視図である。 パネルが示される、本開示の一実施形態に係る電池電力引き出し用の集積構造の斜視図である。 本開示の一実施形態に係る電池パックの分解図である。 本開示の一実施形態に係る電池パックにおけるフレキシブル回路基板の斜視図である。 本開示に係る車両の概略構造図である。
以下、図面を参照しながら本開示の具体的な実施形態を詳細に説明する。理解すべきことは、ここで記述した具体的な実施形態が本開示を説明し解釈するためのものにすぎず、本発明を限定するものではないことである。
図１〜図４に示すとおり、本開示に係る電池電力引き出し用の集積構造１００は、端板２１及び銅バスバーを含み、端板２１は、絶縁材料であり、かつ電池パックケースの一部とするものであり、銅バスバーは、電池の２つの電極を電池パックケースの外部に引き出し、即ち、電池のエネルギー（電気エネルギー）を電池パックケースの外部に引き出し、銅バスバーは、射出成形によって端板２１内に封入され、その電気接続部が端板２１から露出している。
本開示の電池電力引き出し用の集積構造１００では、銅バスバーを射出成形によって端板２１内に封入し、電池の正極引き出し端及び負極引き出し端に電気的に接続する必要がある部分のみを露出させることにより、銅バスバーの表面に覆われる絶縁フィルムの使用を省略し、コストを削減する一方で、銅バスバーと端板２１が射出成形によって固定的に取り付けられ、銅バスバーが電池パックケースの開口を通過して電池パックケースと摩擦することによって漏電が発生する技術的課題を解決し、かつ端板２１が絶縁フィルムよりも耐摩耗性に優れるため、安全性を向上させ、さらに、銅バスバーを端板２１に集積することにより、電池パック２００の内部空間を効果的に節約することができる。
具体的には、銅バスバーの電気接続部は、銅バスバーの２つの端部であってよく、即ち、銅バスバーの２つの端部は露出し、２つの端部の間の部分は射出成形によって端板２１内に封入される。
本実施形態では、図２に示すように、電池電力引き出し用の集積構造１００は、端板２１上に取り付けられた回路保護装置２５をさらに含み、銅バスバーは、第１の端部２２１が電池の第１の電極引き出し端に接続され、第２の端部２２２が回路保護装置２５の一端に接続される第１の銅バスバー２２と、第１の端部２３１が回路保護装置２５の他端に接続され、第２の端部２３２が端板２１の外側面から露出して外部に接続される第２の銅バスバー２３と、第１の端部２４１が電池の第２の電極引き出し端に接続され、第２の端部２４２が端板２１の外側面から露出して外部に接続される第３の銅バスバー２４とを含む。即ち、第１の銅バスバー２２及び第２の銅バスバー２３は、電池の第１の電極を引き出し、第３の銅バスバー２４は、電池の第２の電極を引き出す。回路保護装置２５は、第１の銅バスバー２２と第２の銅バスバー２３との間に設けられ、電池パック２００に異常が発生する場合、回路保護装置２５は、タイムリーに溶断して電流を遮断し、電池パック２００全体の安全性を確保することができる。回路保護装置２５は、摩耗しやすい部品であり、メンテナンス及び交換を容易にするために、回路保護装置２５の全ての構造はいずれも端板２１の外側面から露出してよい。ここで、端板２１の外側面とは、端板２１の電池と反対側の面である。
本実施形態では、電池の第１の電極引き出し端は電池の負極引き出し端であり、第２の電極引き出し端は電池の正極引き出し端である。他の実装形態では、電池の第１の電極引き出し端は電池の正極引き出し端であってよく、電池の第２の電極引き出し端は電池の負極引き出し端であってよい。
回路保護装置２５の溶断過程における電池へのアーク等の副産物の影響を回避し、電池パック２００の安全性を向上させるために、本実施形態では、図１及び図３に示すように、端板２１の外側面には内側に凹んだ溝２１１が形成され、回路保護装置２５は、溝２１１内に設けられ、溝２１１の底面により電池から分離されている。
銅バスバーは、任意の適切な配置方法を有してよく、本開示は、これを限定しない。本実施形態では、溝は底面を含み、底面の縁に沿って延在し、電池から離れる方向に突出して、溝２１１の側壁を形成する。第１の銅バスバー２２、第２の銅バスバー２３、第３の銅バスバー２４及び回路保護装置２５は、全て溝２１１の側壁に沿って設けられ、第１の銅バスバー２２の第１の端部２２１と第２の端部２２２、第２の銅バスバー２３の第１の端部２３１及び第３の銅バスバー２４の第１の端部２４１は、全て前記溝２１１の側壁から露出することにより、第１の銅バスバー２２の第１の端部２２１と第２の端部２２２、第２の銅バスバー２３の第１の端部２３１及び第３の銅バスバー２４の第１の端部２４１は、全て溝２１１内に位置する。
本実施形態では、図３に示すように、電池電力引き出し用の集積構造１００は、溝２１１内に設けられた情報収集部２６と、射出成形によって端板２１上に形成され、かつ端板２１の外側面から突出する低電圧コネクタ２７とをさらに含んでよく、低電圧コネクタ２７は情報収集部２６に電気的に接続され、情報収集部２６は、低電圧コネクタ２７を介して外部の電池管理システムに接続される。低電圧コネクタ２７を射出成形によって端板２１上に封入することにより、組み立てを簡略化し、生産効率を向上させることができる。
本実施形態では、図４に示すように、端板２１の外側にはパネル２８がさらに設けられ、該パネル２８は端板２１に取り外し可能に接続され、かつ溝２１１を覆う。具体的には、溝２１１の縁には第１の取付孔２１３が設けられてよく、パネル２８の縁には第２の取付孔２８１が設けられてよく、第２の取付孔２８１はネジによって第１の取付孔２１３に固定される。溝２１１内の回路保護装置２５及び情報収集部２６等の摩耗しやすい部品をメンテナンス又は交換する必要がある場合、パネル２８を取り外してよい。
なお、パネル２８の面積は端板２１の面積よりも小さい必要があり、第２の銅バスバー２３の第２の端部２３２及び第３の銅バスバー２４の第２の端部２４２はパネルによって覆われない。
具体的には、図５及び図６に示すように、電池は、複数の電池セル１１及び電力接続片１２５を含み、隣接する２つの電池セル１１の間は、電力接続片１２５を介して直列又は並列に接続され、電池は、正極引き出し端及び負極引き出し端を有し、第１の銅バスバー２２の第１の端部２２１は電池の負極引き出し端に電気的に接続され、第３の銅バスバー２４の第１の端部２４１は電池の正極引き出し端に電気的に接続され、或いは、第１の銅バスバー２２の第１の端部２２１は電池の正極引き出し端に電気的に接続され、第３の銅バスバー２４の第１の端部２４１は電池の負極引き出し端に電気的に接続される。
図６に示すように、本開示の一実施形態によれば、電池はフレキシブル回路基板１２をさらに含み、電力接続片１２５はフレキシブル回路基板１２に設けられ、電池の正極引き出し端と負極引き出し端は、フレキシブル回路基板１２の正極端子１２２と負極端子１２１に位置し、フレキシブル回路基板１２には接続アーム１２３がさらに形成され、接続アーム１２３の末端には電池パック２００の温度及び電圧等の信号を外部に送信するためのコネクタ１２４が設けられる。
本実施形態では、溝２１１の底面には開口２１２が形成され、フレキシブル回路基板１２の負極端子１２１は、開口２１２を通過して第１の銅バスバー２２の第１の端部２２１に接続され、フレキシブル回路基板１２の正極端子１２２は、開口２１２を通過して第３の銅バスバー２４の第１の端部２４１に接続され、接続アーム１２３は、開口２１２を通過してコネクタ１２４を情報収集部２６に接続する。
図５に示すように、本開示に係る電池パックは、電池、電池パックケース本体及び上述した電池電力引き出し用の集積構造を含む。
電池は電池パックケース本体内に収容され、電池パックケース本体と電池電力引き出し用の集積構造１００内の端板２１は電池パックケースを構成し、電池は複数の電池セル１１及び電力接続片１２５を含み、隣接する２つの電池セル１１の間は電力接続片１２５を介して直列又は並列に接続される。
本実施形態では、電池パックケース本体は、一端が開口した直方体であり、端板２１は電池パックケース本体の開口に接続される。他の実装形態では、電池パックケース本体及び端板２１は、他の適切な形状又は構造をさらに有してよい。
電池パックケース本体は、一体構造であってもよく、別体構造であってもよい。本実施形態では、図５に示すように、電池パックケース本体は、上部ケース３０及び下部ケース４０を含んてよく、上部ケース３０の下端及び前端は開放し、下部ケース４０の上端及び前端は開放し、上部ケース３０の下端の縁には第４の取付孔３１が設けられ、下部ケース４０の上端の縁には第５の取付孔４１が取り付けられ、第４の取付孔３１及び第５の取付孔４１は、ネジによって固定される。上部ケース３０の前端の縁には第６の取付孔３２が設けられ、下部ケース４０の前端の縁には第７の取付孔４２が設けられ、端板２１の縁には第３の取付孔２１４が設けられ、第６の取付孔３２と第７の取付孔４２は、それぞれネジによって第３の取付孔２１４に固定される。
図７に示すように、本開示に係る車両３００は、上述した電池パック２００を含む。
以上、図面を参照しながら本開示の実施形態を詳細に説明したが、本開示は、上記実施形態の具体的な内容に限定されるものではなく、本開示の技術的思想の範囲内に、本開示の技術手段に対して複数の簡単な変更を行うことができ、これらの簡単な変更がいずれも本開示の保護範囲に属する。
また、説明すべきところとして、上記具体的な実施形態に説明された各具体的な技術的特徴は、矛盾しない場合に、任意適切な方式で組み合わせることができる。不要な重複を回避するために、本開示は、可能なあらゆる組み合わせ方式を別途に説明しない。
また、本開示の様々な実施形態は、任意に組み合わせることができ、本開示の思想から逸脱しない限り、同様に本開示に開示されている内容と見なすべきである。
１００、電池電力引き出し用の集積構造、２１、端板、２１１、溝、２１２、開口、２１３、第１の取付孔、２１４、第３の取付孔、２２、第１の銅バスバー、２２１、第１の銅バスバーの第１の端部、２２２、第１の銅バスバーの第２の端部、２３、第２の銅バスバー、２３１、第２の銅バスバーの第１の端部、２３２、第２の銅バスバーの第２の端部、２４、第３の銅バスバー、２４１、第３の銅バスバーの第１の端部、２４２、第３の銅バスバーの第２の端部、２５、回路保護装置、２６、情報収集部、２７、低電圧コネクタ、２８、パネル、２８１、第２の取付孔、１１、電池セル、１２、フレキシブル回路基板、１２１、負極端子、１２２、正極端子、１２３、接続アーム、１２４、コネクタ、１２５、電力接続片、３０、上部ケース、３１、第４の取付孔、３２、第６の取付孔、４０、下部ケース、４１、第５の取付孔、４２、第７の取付、２００、電池パック、３００、車両
１００、電池電力引き出し用の集積構造、２１、端板、２１１、溝、２１２、開口、２１３、第１の取付孔、２１４、第３の取付孔、２２、第１の銅バスバー、２２１、第１の銅バスバーの第１の端部、２２２、第１の銅バスバーの第２の端部、２３、第２の銅バスバー、２３１、第２の銅バスバーの第１の端部、２３２、第２の銅バスバーの第２の端部、２４、第３の銅バスバー、２４１、第３の銅バスバーの第１の端部、２４２、第３の銅バスバーの第２の端部、２５、回路保護装置、２６、情報収集部、２７、低電圧コネクタ、２８、パネル、２８１、第２の取付孔、１１、電池セル、１２、フレキシブル回路基板、１２１、負極端子、１２２、正極端子、１２３、接続アーム、１２４、コネクタ、１２５、電力接続片、３０、上部ケース、３１、第４の取付孔、３２、第６の取付孔、４０、下部ケース、４１、第５の取付孔、４２、第７の取付孔、２００、電池パック、３００、車両

Claims (11)

  1. 電池電力引き出し用の集積構造（１００）であって、
    電池パックケースの一部としての端板（２１）と、
    電池の２つの電極を前記電池パックケースの外部に引き出すための銅バスバーとを含み、
    前記端板（２１）は絶縁材料であり、前記銅バスバーは、射出成形によって前記端板（２１）内に封入され、前記銅バスバーの電気接続部が露出している、
    電池電力引き出し用の集積構造（１００）。
  2. 前記銅バスバーの２つの端部は、前記電気接続部であり、前記銅バスバーの２つの端部の間の部分は、射出成形によって前記端板（２１）内に封入されている、
    請求項１に記載の電池電力引き出し用の集積構造（１００）。
  3. 前記端板（２１）上に配置された回路保護装置（２５）をさらに含み、
    前記銅バスバーは、第１の銅バスバー（２２）と、第２の銅バスバー（２３）と、第３の銅バスバー（２４）とを含み、
    前記第１の銅バスバー（２２）の第１の端部（２２１）が、前記電池の第１の電極引き出し端に接続され、前記第１の銅バスバー（２２）の第２の端部（２２２）が、前記回路保護装置（２５）の一端に接続され、
    前記第２の銅バスバー（２３）の第１の端部（２３１）が前記回路保護装置（２５）の他端に接続され、前記第２の銅バスバー（２３）の第２の端部（２３２）が前記端板（２１）の外側面から露出し、
    前記第３の銅バスバー（２４）の第１の端部（２４１）が前記電池の第２の電極引き出し端に接続され、前記第３の銅バスバー（２４）の第２の端部（２３２）が前記端板（２１）の外側面から露出する、
    請求項１又は２に記載の電池電力引き出し用の集積構造（１００）。
  4. 前記電池の前記第１の電極引き出し端は前記電池の負極引き出し端であり、前記第２の電極引き出し端は前記電池の正極引き出し端である、
    請求項３に記載の電池電力引き出し用の集積構造（１００）。
  5. 前記端板（２１）の外側面には内側に凹んだ溝（２１１）が形成され、前記回路保護装置（２５）は前記溝（２１１）内に設けられる、
    請求項３又は４に記載の電池電力引き出し用の集積構造（１００）。
  6. 前記第１の銅バスバー（２２）、前記第２の銅バスバー（２３）、前記第３の銅バスバー（２４）及び前記回路保護装置（２５）は、全て前記溝（２１１）の側壁に沿って設けられ、前記第１の銅バスバー（２２）の第１の端部（２２１）と第２の端部（２２２）、前記第２の銅バスバー（２３）の第１の端部（２３１）、及び前記第３の銅バスバー（２４）の第１の端部（２４１）は、全て前記溝（２１１）の側壁から露出する、
    請求項５に記載の電池電力引き出し用の集積構造（１００）。
  7. 情報収集部（２６）と、
    低電圧コネクタ（２７）とをさらに含み、
    前記情報収集部（２６）は、前記溝（２１１）内に配置されており、
    前記低電圧コネクタ（２７）は、射出成形によって前記端板（２１）に封入され、前記端板（２１）の外側面から突出しており、前記低電圧コネクタ（２７）は前記情報収集部（２６）に電気的に接続されている、
    請求項５又は６に記載の電池電力引き出し用の集積構造（１００）。
  8. 前記溝（２１１）の底面には開口（２１２）が形成されている、
    請求項５〜７のいずれか一項に記載の電池電力引き出し用の集積構造（１００）。
  9. パネル（２８）が前記端板（２１）の外側に取り外し可能に接続され、前記パネル（２８）が前記溝（２１１）を覆う、
    請求項５〜８のいずれか一項に記載の電池電力引き出し用の集積構造（１００）。
  10. 電池、電池パックケース本体、及び、請求項１〜９のいずれか一項に記載の電池電力引き出し用の集積構造（１００）を含む電池パック（２００）であって、
    前記電池は、前記電池パックケース本体内に収容され、
    前記電池パックケース本体及び前記端板（２１）は、電池パックケースを構成し、
    前記電池は複数の電池セル及び電力コネクタを含み、隣接する２つの前記電池セルの間は前記電力コネクタを介して直列又は並列に接続される、
    電池パック（２００）。
  11. 請求項１０に記載の電池パック（２００）を含む車両（３００）。
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