JP3723354B2 - Module battery - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として、ハイブリッド自動車等に利用されるモジュール電池に関し、とくに、正極端子と負極端子とを位置決めして連結できるモジュール電池に関する。
【0002】
【従来の技術】
モジュール電池は、複数の円筒型電池を、皿状接続体を介して直列に接続して、その両端に、正極端子と負極端子とを接続している。皿状接続体と円筒型電池、さらに、皿状接続体と正極端子及び負極端子の接続は、抵抗溶接で行われる。この構造のモジュール電池は、とくに、自動車用などの大電流を必要とする用途に適している。
【0003】
この構造のモジュール電池は、図1に示す形状の皿状接続体1を使用して、図2の断面図で示すように、円筒型電池2を直列に接続する。皿状接続体1は、円盤部1Aを円筒型電池2の正極に溶接して接続する。
【0004】
皿状接続体1の円盤部1Aは、円筒型電池2の正極に溶接するプロジェクション3を設けている。皿状接続体1のプロジェクション3が正極に溶接されるとき、プロジェクション3の上面に溶接用電極棒が押圧される。皿状接続体1と円筒型電池2とのショートを阻止するために、皿状接続体1と円筒型電池2との間にリング状に絶縁体4が挟着される。
【0005】
さらに、皿状接続体1は、フランジ部1Bの内側に円筒型電池2を挿入して、フランジ部1Bを円筒型電池2の負極である外装缶2Aに溶接する。フランジ部1Bも、円盤部1Aと同じように、内面に設けたプロジェクション3を外装缶2Aに溶接する。このとき、フランジ部1Bには、プロジェクション3の外側に溶接用電極棒が押圧される。
【0006】
皿状接続体1を介して直列に連結されたモジュール電池は、図3に示すように、円筒型電池2の正極側には正極端子5を接続し、図4に示すように、負極側には負極端子6を接続している。正極端子5の中央凸部5Aと負極端子6は、図5と図6の斜視図で示すように、四角柱状に成形している。正極端子5の中央凸部5Aと、負極端子6とを四角柱状とするのは、図7に示すように、正極端子5の中央凸部5Aと負極端子6とを集合連結材7である樹脂プレートに嵌入して、複数のモジュール電池を位置決めして接続するためである。正極端子5の中央凸部5Aと負極端子6は、複数のモジュール電池を回転しないように連結するために、非円形に形成される。
【0007】
この構造のモジュール電池は、図7に示すように、正極端子5と負極端子6とに設けている中央凸部5Aを、集合連結材7である樹脂プレートに嵌入し、金属製の接続プレート8を中央凸部5Aに接続する。集合連結材7である樹脂プレートは、中央凸部5Aを嵌入するために、非円形の貫通孔を設けている。正極端子5と負極端子6の中央凸部5Aを、集合連結材7の貫通孔に嵌入して、モジュール電池は回転しないように連結される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
この構造のモジュール電池は、皿状接続体を外装缶や正極端子に溶接するときに、皿状接続体のプロジェクションを、溶接用電極棒に正確に位置合わせをする必要がある。溶接用電極棒とプロジェクションとの位置がずれると、プロジェクションを確実に溶接できなくなるからである。図1に示す皿状接続体は、作業者が肉眼でプロジェクションの位置を確認して、溶接用電極棒の位置合わせを行う必要がある。このため、皿状接続体を溶接するのに時間がかかり、また、溶接用電極棒とプロジェクションとの位置ズレによる溶接不良等の問題があった。
【0009】
さらに、図に示すモジュール電池は、正極端子5の中央凸部5Aと負極端子6とを、集合連結材7の貫通孔に嵌入して、定位置に連結する必要がある。このため、正極端子5と負極端子6とを、互いに決められた姿勢で皿状接続体1に連結する必要がある。このことを実現するために、従来のモジュール電池は、互いに直列に連結された円筒型電池の両端に、作業者が肉眼で確認しながら、正極端子と負極端子を位置合わせをして溶接している。したがって、正極端子と負極端子とを能率よく連結できず、モジュール電池を能率よく短時間で組み立てできない欠点もあった。
【0010】
本発明は、このような欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、皿状接続体に設けたプロジェクションと溶接用電極棒との位置合わせを簡単かつ容易に、しかも正確にして、皿状接続体を確実に短時間で、円筒型電池と正極端子と負極端子とに接続できるモジュール電池を提供することにある。
【0011】
また、本発明の他の大切な目的は、正極端子の中央凸部と負極端子を、決められた位置に簡単に能率よく連結できるモジュール電池を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明のモジュール電池は、複数の円筒型電池2と、複数の円筒型電池2を連結する皿状接続体1と、円筒型電池2の正極に皿状接続体1を介して接続されてなる正極端子5と、円筒型電池2の負極に皿状接続体1を介して接続されてなる負極端子6とを備える。皿状接続体1は、円筒型電池2の正極凸部を挿入できる嵌入孔11を有し、円盤部1Aに設けたプロジェクション3を円筒型電池2の正極に溶接し、フランジ部1Bに設けたプロジェクション3を負極に溶接して、複数の円筒型電池2を直線状に直列に接続する。
【0013】
さらに、本発明の請求項1のモジュール電池は、フランジ部1Bに切除部9を有すると共に、皿状接続体1と正極端子5を、互いに定位置に嵌着する形状として位置決めして連結しており、さらに、皿状接続体1と負極端子6も、互いに定位置に嵌着する形状として位置決めして連結している。
【0014】
正極端子5と負極端子6とに嵌着できる形状の皿状接続体1は、正極端子5と負極端子6とに嵌着する形状を利用して、溶接用電極棒16をプロジェクション3に正確に位置決めして押圧できる。
【0015】
本発明の請求項1のモジュール電池は、皿状接続体1のフランジ部1Bに切除部9を設けている。この皿状接続体1は、切除部9でもって皿状接続体1を位置決めできる。
【0016】
本発明の請求項2のモジュール電池は、皿状接続体1の切除部9に、正極端子5の外周に設けた回り止め凸部10を嵌入して、正極端子5と皿状接続体1とを定位置に連結している。
【0017】
本発明の請求項3のモジュール電池は、皿状接続体1が、円盤部1Aの中心を貫通して、非円形の嵌入孔11を開口している。この皿状接続体1は、嵌入孔11で皿状接続体1を位置決めできる。
【0018】
本発明の請求項3のモジュール電池は、皿状接続体1の嵌入孔11に、負極端子6に設けた回り止めロッド12を嵌入して、負極端子6と皿状接続体1とを定位置に連結している。
【0019】
本発明の請求項4のモジュール電池は、皿状接続体1に設けた嵌入孔11と、負極端子6に設けた回り止めロッド12とを歯車状としている。
【0020】
本発明の請求項5のモジュール電池は、皿状接続体1の円盤部1Aに、中心から偏心する位置に嵌入孔11を設けている。
【0021】
さらに、本発明の請求項5のモジュール電池は、偏心して設けた皿状接続体1の嵌入孔11に、負極端子6に設けた回り止めロッド12を嵌入して、負極端子6と皿状接続体1とを定位置に連結している。
【0022】
本発明の請求項6のモジュール電池は、皿状接続体1の円盤部1Aに設けたプロジェクション3に対向する位置に対向して、負極端子6に位置決凹部13を設けている。そして、皿状接続体1のプロジェクション3を負極端子6の位置決凹部13に嵌入して、負極端子6と皿状接続体1とを位置決めして連結している。
【0023】
本発明の請求項7のモジュール電池は、正極端子5に、皿状接続体1のフランジ部1Bの内側に嵌入できる円形の外周壁5Bを設け、さらに、外周壁5Bの内側に、モジュール電池を連結する集合連結材7の凸条7Aを案内する周縁溝5Cを設けている。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するためのモジュール電池を例示するものであって、本発明はモジュール電池を以下のものに特定しない。
【0025】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【0026】
図8に示すモジュール電池は、複数本の円筒型電池2と、この円筒型電池2を直線状に直列に接続する皿状接続体1と、互いに直列に接続された円筒型電池2の端部に位置する正極に皿状接続体1を介して接続される正極端子5と、直列に接続された円筒型電池2の他方の端部に位置する負極に皿状接続体1を介して接続される負極端子6とを備える。
【0027】
図に示すモジュール電池は、円筒型電池2を直列に接続する皿状接続体1と、正極端子5及び負極端子6を、円筒型電池2の正極と負極に接続する皿状接続体1とは、同じ形状のものを使用している。
【0028】
図の円筒型電池2は、単一サイズのニッケル−水素電池である。ただ、本発明のモジュール電池は、円筒型電池をニッケル−水素電池に特定しない。円筒型電池には、ニッケル−カドミウム電池やリチウムイオン二次電池等の二次電池も使用できる。また、円筒型電池のサイズも単一に特定せず、全ての円筒型の電池とすることができる。
【0029】
図8に示すモジュール電池は、皿状接続体1と正極端子5を、互いに嵌着される形状として位置決めして連結している。また、皿状接続体1と負極端子6も、互いに嵌着される形状として位置決めして連結している。
【0030】
皿状接続体1は、金属板をプレス加工して製作される。皿状接続体1の金属板は、例えば、厚さを0.4mmとする鉄製鋼板にニッケルメッキをしたものを使用する。ただ、皿状接続体を製作する金属板には、厚さを0.2〜1mm、好ましくは0.2〜0.8mm、さらに好ましくは0.3〜0.6mmとするものも使用できる。金属板は、ニッケルメッキをした金属板を裁断してプレス加工し、あるいは、メッキしていない金属板を裁断してプレス加工した後ニッケルメッキして製作される。
【0031】
皿状接続体1の平面図と正面図と底面図を、図9〜図11に示している。これ等の図に示す皿状接続体1は、円盤部1Aの外周にフランジ部1Bを設けている。円盤部1Aは、円筒型電池2の正極に溶接するプロジェクション3を設けている。図の皿状接続体1は、4つのプロジェクション3を等間隔に設けている。さらに、円盤部1Aは、皿状接続体1と負極端子6を、互いに嵌着する形状で位置決めして連結できるように、非円形の嵌入孔11を中心に開口している。
【0032】
図8に示す皿状接続体1は、非円形の嵌入孔11を歯車状としている。ただ、嵌入孔11は、図12〜図15に示すように、たとえば、四角形、楕円形、三角形、五角形等とすることもできる。さらに、嵌入孔11は、図16と図17に示すように、円盤部1Aに、中心から偏心する位置に設けることもできる。
【0033】
嵌入孔11の大きさを、円筒型電池2の正極凸部を挿入できる大きさとする皿状接続体1は、円筒型電池2の間に配設されて、円筒型電池2を直列に連結する皿状接続体1と、正極端子5を接続する皿状接続体1に併用できる。嵌入孔に円筒型電池の正極凸部を挿入できない皿状接続体は、負極端子を接続する部分にのみ使用し、円筒型電池を直列に接続し、また、正極端子を接続する皿状接続体には、正極凸部を嵌入できる嵌入孔の皿状接続体を使用する。
【0034】
負極端子6は、図18〜図20の平面図と正面図と底面図とに示すように、皿状接続体1に接続される面に、嵌入孔11に嵌入される外形の回り止めロッド12を設けている。これ等の図に示す負極端子6は、図9〜図11に示す皿状接続体1に嵌入して連結されるので、歯車状の回り止めロッド12を設けている。この形状の負極端子6は、鉄製鋼材を切削加工した後、その表面をニッケルメッキして製作される。正極端子5も同じ材質のもので製作される。さらに、図12〜図17に示す皿状接続体1の嵌入孔11に嵌入して定位置に連結される負極端子は、これ等の図に示す嵌入孔11に嵌入できる形状の回り止めロッドを設ける。
【0035】
以上の構造のモジュール電池は、皿状接続体1に設けた嵌入孔11を、負極端子6の回り止めロッド12に嵌入して、皿状接続体1と負極端子6とを定位置に連結する。嵌入孔11と回り止めロッド12とを嵌入させることなく、円盤部1Aに設けたプロジェクション3を利用して、皿状接続体1と負極端子6を、互いに嵌着される形状として位置決めして連結することもできる。
【0036】
この構造で、皿状接続体に位置決めして連結される負極端子は、プロジェクションを嵌入するための位置決凹部を、皿状接続体に溶接される面に有する。図21に示す負極端子6は、皿状接続体のプロジェクションに対向する位置に、4つの位置決凹部13を設けている。この構造の負極端子6は、図22に示すように、皿状接続体1のプロジェクション3を負極端子6の位置決凹部13に嵌入して、負極端子6と皿状接続体1とを位置決めして定位置に配設し、この状態で溶接用電極棒16を押圧して、プロジェクション3を負極端子6に溶接して連結する。
【0037】
さらに、図9〜図11に示す皿状接続体1は、皿状接続体1と正極端子5とを、互いに嵌着する形状で位置決して連結するために、フランジ部1Bに切除部9を設けている。切除部9は、90度ピッチで等間隔にフランジ部1Bに設けられている。図の切除部9は、同じ幅のスリット状に形成している。切除部9は、図示しないが、フランジ部の上端開口縁に向かって幅を広くすることもできる。
【0038】
切除部9は、正極端子5に設けた回り止め凸部10を嵌入して、正極端子5を定位置に連結する。したがって、切除部9の幅は、正極端子5の回り止め凸部10の幅にほぼ等しい。正確には、回り止め凸部10の幅よりも多少広く形成される。図の皿状接続体1は、4つの切除部9を設けているが、切除部9は3つ以下とし、あるいは、5つ以上とすることもできる。
【0039】
フランジ部1Bは、円筒型電池2の外装缶2Aと、正極端子5の外周に溶接するためにプロジェクション3を設けている。図の皿状接続体1は、4区画のフランジ部1Bの中央にプロジェクション3を設けている。
【0040】
皿状接続体1に嵌入して定位置に連結される正極端子5を、図23〜図26に示す。これ等の図は順番に、皿状接続体1の斜視図、平面図、正面図、底面図である。図に示す正極端子5は、皿状接続体1のフランジ部1Bの内側に嵌入される円形の外周壁5Bを有し、この外周壁5Bの内側に、モジュール電池を連結する集合連結材7の凸部を案内する周縁溝5Cを有し、さらに、この周縁溝5Cの中心には、接続プレート8を連結する中央凸部5Aを設けている。
【0041】
中央凸部5Aは、モジュール電池を回転しない状態で、集合連結材に連結するために、負極端子6と同じように、非円形の柱状に形成される。図の中央凸部5Aは、四角柱状に成形して、中心に雌ネジの孔17を設けている。中央凸部5Aは、図27に示すように、集合連結材7である樹脂プレートに嵌入されて、接続プレート8に接続される。接続プレート8は、雌ネジにねじ込まれる止ネジ14で、中央凸部5Aに連結される。図の正極端子5は、負極端子6の外形と同じように、四角柱状の中央凸部5Aを設けている。正極端子5の中央凸部5Aは、負極端子6の外形と異なる形状とすることもできる。たとえば、正極端子の中央凸部を三角柱として、負極端子を四角柱状とすることもできる。正極端子の中央凸部と、負極端子の外形とを異なる形状とするモジュール電池は、正極側と負極側とを中央凸部と負極端子の外形で識別できる。モジュール電池を定位置に連結する集合連結材7である樹脂プレートは、正極端子5の中央凸部5Aと負極端子を6嵌入する。したがって、樹脂プレートは、正極端子の中央凸部と、負極端子とを嵌入できる形状の貫通孔を設ける。
【0042】
正極端子5の外周壁5Bは、その外周面から突出して回り止め凸部10を設けている。回り止め凸部10は、皿状接続体1の切除部9に嵌入される。したがって、回り止め凸部10は、正極端子5を皿状接続体1のフランジ部1Bに入れた状態で、切除部9に嵌入される位置に、嵌入される形状に設けられる。回り止め凸部10は、皿状接続体1の切除部9に嵌入された状態で、その先端面を、皿状接続体1のフランジ部1Bの外周面とほぼ同一平面とする高さに形成される。
【0043】
外周壁5Bの内側に周縁溝5Cを設けている正極端子5は、図27の断面図に示す構造で、複数のモジュール電池を連結する集合連結材7の凸条7Aを周縁溝5Cに案内して連結できる。このため、互いに連結した状態でモジュール電池の全長を短くできる。
【0044】
従来のモジュール電池は、図7に示すように、正極端子5と負極端子6に設けた中央凸部5Aを、集合連結材7である樹脂プレートの貫通孔に嵌入して、定位置に連結される。集合連結材7は、複数本のモジュール電池を定位置に配設して連結する部材である。集合連結材7は、モジュール電池を回転しないように保持するために、貫通孔の周囲に厚く成形している。中央凸部5Aは、この貫通孔に嵌入できる高さに成形する必要がある。中央凸部5Aの先端面を、集合連結材7と同一面として、ここに接続プレート8を接続する。接続プレート8は、これを貫通する止ネジ14を中央凸部5Aの雌ネジにねじ込んで連結される。
【0045】
図27に示すモジュール電池は、集合連結材7の貫通孔の周縁を周縁溝5Cに案内して、中央凸部5Aを貫通孔に嵌入できる。このため、中央凸部5Aを突出させる高さを低くすることなく、接続プレート8を連結した状態で、全長を短くできる。実際に試作したモジュール電池においては、約3mm全長を短くできた。モジュール電池を短くできることは、多数のモジュール電池を接続する自動車用の電池においては、全体を小さくするために極めて大切なことである。
【0046】
【実施例】
[実施例1]
図8に示すモジュール電池を以下の工程で製作する。
(1) 負極端子6を皿状接続体1に溶接して連結する。負極端子6は、回り止めロッド12を皿状接続体1の嵌入孔11に入れて定位置に連結し、円盤部1Aに設けたプロジェクション3を負極端子6に溶接して連結する。
(2) 各円筒型電池2の正極に、皿状接続体1を溶接して連結する。このとき、皿状接続体1と円筒型電池2との間には、ショート防止用に、ニトリルゴム製の絶縁体4を挟着する。絶縁体4は、図27に示すように、皿状接続体1と円筒型電池2の間に挟着される。
(3) 負極端子6を溶接している皿状接続体1を、円筒型電池2の負極である外装缶2Aに溶接して連結する。円筒型電池2の正極に溶接している皿状接続体1のフランジ部1Bを、他の円筒型電池2の外装缶2Aに溶接して連結し、3本の円筒型電池2を直線状に直列に連結する。最後に、モジュール電池の正極となる皿状接続体1のフランジ部1Bに、正極端子5を嵌入して定位置に連結して溶接して固定する。正極端子5は、回り止め凸部10を切除部9に案内して、皿状接続体1の定位置に連結される。
【0047】
皿状接続体1のフランジ部1Bを外装缶2Aに溶接するとき、図28に示すように、皿状接続体1をジグ15で定位置に保持する。この図のジグ15は、皿状接続体1のフランジ部1Bに外装缶2Aを入れた円筒型電池2を保持するU溝15Aを有する。U溝15Aの底には、皿状接続体1のフランジ部1Bに設けた切除部9を嵌入する凸条15Bを設けている。凸条15Bに、皿状接続体1の切除部9を嵌入して、皿状接続体1を定位置に保持する。U溝15Aに、フランジ部1Bに円筒型電池2を挿入している皿状接続体1を入れて定位置に保持する。この状態で、図に示すように、隣接するフランジ部1Bのプロジェクション3の外側に溶接用電極棒16を押し付けて、フランジ部1Bを外装缶2Aに溶接する。このとき、円筒型電池2は、皿状接続体1のフランジ部1Bに確実に底まで挿入される。図に示すジグ15は、隣接する一対のフランジ部1Bを外装缶2Aに溶接する。その後、円筒型電池2を180度回転させて、残りのフランジ部1Bを外装缶2Aに溶接する。
【0048】
ジグ15は、3本の円筒型電池2を直列に接続する状態でU溝15Aに嵌入して、フランジ部1Bを溶接する。フランジ部1Bを外装缶2Aに溶接するとき、3本の円筒型電池2の間に隙間ができないように、直線状に配設している3本の円筒型電池2を両端から押圧する。ただ、フランジ部が、挿入された円筒型電池の外装缶を弾性的に挟着して、底まで挿入された状態に保持できるとき、直線状に配設している3本の円筒型電池の両端を押圧する必要はない。皿状接続体のフランジ部を外装缶に溶接するとき、1〜2本の円筒型電池をU溝に嵌入して、フランジ部を外装缶に溶接することもできる。
【0049】
以上の工程でモジュール電池を試作すると、(1)〜(3)の各工程の処理時間は以下のようになり、全体の処理時間は480秒、すなわち8分となった。
(1)の工程…30秒
(2)の工程…150秒
(3)の工程…300秒
【0050】
[比較例]
比較のために、同じ円筒型電池を使用し、皿状接続体と正極端子および負極端子とを位置決めできない構造とする以外、同じようにしてモジュール電池を製作すると、(1)〜(3)の各工程の処理時間は以下のようになり、全体の処理時間は790秒、すなわち、13分10秒となった。
(1)の工程…40秒
(2)の工程…150秒
(3)の工程…600秒
【0051】
以上のことから、本発明のモジュール電池は、全体の製作時間を5分以上も短縮できた。
【0052】
さらに、実施例と比較例でそれぞれ100個のモジュール電池を試作して、不良発生率を検査した。その結果、実施例のモジュール電池は不良品は皆無であった。これに対して、比較例のものは、100個に対して3個のモジュール電池が不良品となった。不良品は、皿状接続体と正極端子と負極端子とが正確な位置に連結されず、またプロジェクションを確実に溶接できないものであった。
【0053】
【発明の効果】
本発明のモジュール電池は、皿状接続体に設けたプロジェクションと溶接用電極棒との位置合わせを簡単かつ容易に、しかも正確にして、皿状接続体を確実に、短時間で円筒型電池に溶接して接続できる特長がある。それは、本発明のモジュール電池が、皿状接続体と正極端子を、互いに嵌着される形状で位置決めして連結しており、また、皿状接続体と負極端子も、互いに嵌着される形状で位置決めして連結しているからである。正極端子と負極端子とに嵌着できる構造の皿状接続体は、正極端子と負極端子とに嵌着する形状を利用して、溶接用電極棒を位置決めして溶接できる。たとえば、本発明の実施例に示すように、フランジ部に切除部を設けた皿状接続体は、切除部を利用して溶接用電極棒を位置決めできる。また、円盤部に嵌入孔を設けた皿状接続体は、嵌入孔を利用して、溶接用電極棒を位置決めできる。このように、本発明のモジュール電池は、皿状接続体を、正極端子や負極端子に嵌着する構造を利用して、溶接用電極棒を位置決めして、プロジェクションを正確に溶接できる特長がある。
【0054】
さらに、本発明のモジュール電池は、正極端子の中央凸部と負極端子を、決められた位置に、簡単に能率よく連結できる特長もある。それは、本発明のモジュール電池が、皿状接続体と正極端子、また、皿状接続体と負極端子とを位置決めして連結できるからである。皿状接続体に対して、正確に決められた姿勢で正極端子と負極端子とを連結できる構造は、皿状接続体を位置決めして連結することにより、モジュール電池の両端に決められた姿勢で固定できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来のモジュール電池に使用する皿状接続体の平面図及び正面図及び底面図
【図2】 図1に示す皿状接続体を使用して円筒型電池を接続する状態を示す断面図
【図3】 円筒型電池に正極端子を接続する状態を示す断面図
【図4】 円筒型電池に負極端子を接続する状態を示す断面図
【図5】 図3に示す正極端子の拡大斜視図
【図6】 図4に示す負極端子の拡大斜視図
【図7】 従来のモジュール電池に接続プレートに接続した状態を示す断面図
【図8】 本発明の実施例のモジュール電池を示す正面図
【図9】 図8に示すモジュール電池の皿状接続体の平面図
【図10】 図9に示す皿状接続体の正面図
【図11】 図9に示す皿状接続体の底面図
【図12】 皿状接続体の円盤部に設ける嵌入孔の他の一例を示す平面図
【図13】 皿状接続体の円盤部に設ける嵌入孔の他の一例を示す平面図
【図14】 皿状接続体の円盤部に設ける嵌入孔の他の一例を示す平面図
【図15】 皿状接続体の円盤部に設ける嵌入孔の他の一例を示す平面図
【図16】 皿状接続体の円盤部に設ける嵌入孔の他の一例を示す平面図
【図17】 皿状接続体の円盤部に設ける嵌入孔の他の一例を示す平面図
【図18】 図9に示す皿状接続体に接続される負極端子の平面図
【図19】 図18に示す負極端子の正面図
【図20】 図18に示す負極端子の底面図
【図21】 負極端子の他の一例を示す平面図
【図22】 図21に示す負極端子を皿状接続体に連結する状態を示す断面図
【図23】 図9に示す皿状接続体に連結される正極端子の斜視図
【図24】 図23に示す正極端子の平面図
【図25】 図23に示す正極端子の正面図
【図26】 図23に示す正極端子の底面図
【図27】 図8に示すモジュール電池に接続プレートに接続した状態を示す断面図
【図28】 皿状接続体のフランジ部を外装缶に溶接する状態を示す断面図
【符号の説明】
1…皿状接続体 1A…円盤部 1B…フランジ部
2…円筒型電池 2A…外装缶
3…プロジェクション
4…絶縁体
5…正極端子 5A…中央凸部 5B…外周壁 5C…周縁溝
6…負極端子
7…集合連結材 7A…凸条
8…接続プレート
9…切除部
10…回り止め凸部
11…嵌入孔
12…回り止めロッド
13…位置決凹部
14…止ネジ
15…ジグ 15A…U溝 15B…凸条
16…溶接用電極棒
17…孔[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention mainly relates to a module battery used for a hybrid vehicle or the like, and more particularly, to a module battery in which a positive electrode terminal and a negative electrode terminal can be positioned and connected.
[0002]
[Prior art]
In the module battery, a plurality of cylindrical batteries are connected in series via a dish-like connecting body, and a positive electrode terminal and a negative electrode terminal are connected to both ends thereof. The connection between the dish-like connecting body and the cylindrical battery, and the dish-like connecting body and the positive terminal and the negative terminal are performed by resistance welding. The module battery having this structure is particularly suitable for applications requiring a large current, such as for automobiles.
[0003]
The module battery having this structure uses a dish-like connecting
[0004]
The
[0005]
Furthermore, the dish-shaped connecting
[0006]
As shown in FIG. 3, the module battery connected in series via the dish-like connecting
[0007]
In the module battery having this structure, as shown in FIG. 7, the
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In the module battery having this structure, when the dish-like connection body is welded to the outer can or the positive terminal, it is necessary to accurately align the projection of the dish-like connection body with the welding electrode rod. This is because if the positions of the welding electrode rod and the projection are shifted, the projection cannot be reliably welded. The dish-shaped connecting body shown in FIG. 1 requires the operator to confirm the position of the projection with the naked eye and align the welding electrode rod. For this reason, it took time to weld the dish-like connecting body, and there were problems such as poor welding due to misalignment between the welding electrode rod and the projection.
[0009]
Furthermore, the module battery shown in the figure needs to be connected to a fixed position by fitting the
[0010]
The present invention has been developed for the purpose of solving such drawbacks. An important object of the present invention is to easily and easily align the projection and the welding electrode rod provided on the dish-shaped connecting body, and to ensure that the dish-shaped connecting body can be used in a short time. Another object is to provide a module battery that can be connected to a positive electrode terminal and a negative electrode terminal.
[0011]
Another important object of the present invention is to provide a module battery in which the central convex portion of the positive electrode terminal and the negative electrode terminal can be easily and efficiently connected to a predetermined position.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The module battery of the present invention is formed by connecting a plurality of
[0013]
Furthermore, the module battery according to
[0014]
The dish-like connecting
[0015]
Of the present invention The module of
[0016]
Claims of the
[0017]
Claims of the
[0018]
Claims of the
[0019]
Claims of the
[0020]
Claims of the
[0021]
Further claims of the
[0022]
Claims of the
[0023]
Claims of the
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the examples shown below exemplify a module battery for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention does not specify the module battery as follows.
[0025]
Further, in this specification, in order to facilitate understanding of the scope of claims, the numbers corresponding to the members shown in the examples are referred to as “the scope of claims” and “the means for solving the problems”. It is added to the member shown by. However, the members shown in the claims are not limited to the members in the embodiments.
[0026]
The module battery shown in FIG. 8 includes a plurality of
[0027]
The module battery shown in the figure includes a dish-
[0028]
The illustrated
[0029]
The module battery shown in FIG. 8 positions and connects the dish-
[0030]
The dish-
[0031]
A plan view, a front view, and a bottom view of the dish-
[0032]
The dish-like connecting
[0033]
The dish-
[0034]
As shown in the plan view, the front view, and the bottom view of FIGS. 18 to 20, the
[0035]
In the module battery having the above structure, the
[0036]
With this structure, the negative electrode terminal that is positioned and connected to the dish-like connecting body has a positioning recess for fitting the projection on the surface welded to the dish-like connecting body. The
[0037]
Further, the dish-like connecting
[0038]
The
[0039]
The
[0040]
FIGS. 23 to 26 show the
[0041]
The central
[0042]
The outer
[0043]
The
[0044]
As shown in FIG. 7, the conventional module battery is connected to a fixed position by inserting the central
[0045]
In the module battery shown in FIG. 27, the peripheral edge of the through hole of the collective connecting
[0046]
【Example】
[Example 1]
The module battery shown in FIG. 8 is manufactured by the following process.
(1) The
(2) The dish-like connecting
(3) The dish-like connecting
[0047]
When welding the
[0048]
The
[0049]
When a module battery was prototyped in the above steps, the processing time of each step (1) to (3) was as follows, and the total processing time was 480 seconds, that is, 8 minutes.
Step (1): 30 seconds
Step (2): 150 seconds
Step (3): 300 seconds
[0050]
[Comparative example]
For comparison, when the same cylindrical battery is used and a module battery is manufactured in the same manner except that the dish-like connecting body and the positive electrode terminal and the negative electrode terminal cannot be positioned, (1) to (3) The processing time of each process was as follows, and the total processing time was 790 seconds, that is, 13 minutes and 10 seconds.
Step (1): 40 seconds
Step (2): 150 seconds
Step (3): 600 seconds
[0051]
From the above, the module battery of the present invention was able to shorten the entire production time by 5 minutes or more.
[0052]
In addition, 100 module batteries were prototyped in each of the example and the comparative example, and the defect occurrence rate was inspected. As a result, the module battery of the example had no defective product. On the other hand, in the comparative example, three module batteries were defective with respect to 100 pieces. The defective product was such that the dish-like connecting body, the positive electrode terminal, and the negative electrode terminal were not connected to accurate positions, and the projection could not be reliably welded.
[0053]
【The invention's effect】
The module battery of the present invention is a simple, easy and accurate alignment of the projection provided on the dish-like connecting body and the welding electrode rod to ensure that the dish-like connecting body can be converted into a cylindrical battery in a short time. There is a feature that can be connected by welding. In the module battery of the present invention, the dish-like connecting body and the positive electrode terminal are positioned and connected in a shape to be fitted to each other, and the dish-like connecting body and the negative electrode terminal are also fitted to each other. This is because they are positioned and connected with each other. The dish-like connecting body having a structure that can be fitted to the positive electrode terminal and the negative electrode terminal can be welded by positioning the electrode rod for welding using a shape that is fitted to the positive electrode terminal and the negative electrode terminal. For example, as shown in the embodiment of the present invention, a dish-like connection body having a cut portion in the flange portion can position the welding electrode rod using the cut portion. Moreover, the dish-like connection body which provided the insertion hole in the disc part can position the electrode rod for welding using an insertion hole. As described above, the module battery of the present invention has a feature that the projection electrode can be positioned accurately by using the structure in which the dish-like connecting body is fitted to the positive electrode terminal or the negative electrode terminal, and the projection can be accurately welded. .
[0054]
Furthermore, the module battery of the present invention has an advantage that the central convex portion of the positive electrode terminal and the negative electrode terminal can be easily and efficiently connected to a predetermined position. This is because the module battery of the present invention can position and connect the dish-like connecting body and the positive terminal, and the dish-like connecting body and the negative terminal. The structure in which the positive terminal and the negative terminal can be connected to the dish-shaped connecting body in an accurately determined posture is determined by positioning the plate-shaped connecting body and connecting them to the both ends of the module battery. Can be fixed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view, a front view, and a bottom view of a plate-like connector used in a conventional module battery.
2 is a cross-sectional view showing a state in which a cylindrical battery is connected using the dish-like connector shown in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state where a positive electrode terminal is connected to a cylindrical battery.
FIG. 4 is a sectional view showing a state where a negative electrode terminal is connected to a cylindrical battery.
FIG. 5 is an enlarged perspective view of the positive terminal shown in FIG.
6 is an enlarged perspective view of the negative electrode terminal shown in FIG.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a state where a conventional module battery is connected to a connection plate.
FIG. 8 is a front view showing a module battery according to an embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a plan view of the plate-like connector of the module battery shown in FIG.
10 is a front view of the dish-like connection body shown in FIG.
FIG. 11 is a bottom view of the dish-like connecting body shown in FIG.
FIG. 12 is a plan view showing another example of the insertion hole provided in the disk portion of the dish-like connection body.
FIG. 13 is a plan view showing another example of the insertion hole provided in the disk portion of the dish-like connecting body.
FIG. 14 is a plan view showing another example of the insertion hole provided in the disk portion of the dish-like connecting body.
FIG. 15 is a plan view showing another example of the insertion hole provided in the disk portion of the dish-like connecting body.
FIG. 16 is a plan view showing another example of the insertion hole provided in the disk portion of the dish-like connecting body.
FIG. 17 is a plan view showing another example of the insertion hole provided in the disk portion of the dish-like connecting body.
18 is a plan view of a negative electrode terminal connected to the dish-like connector shown in FIG.
FIG. 19 is a front view of the negative electrode terminal shown in FIG.
20 is a bottom view of the negative electrode terminal shown in FIG.
FIG. 21 is a plan view showing another example of the negative electrode terminal.
22 is a cross-sectional view showing a state in which the negative electrode terminal shown in FIG. 21 is coupled to a dish-like connection body.
23 is a perspective view of a positive electrode terminal connected to the dish-like connection body shown in FIG.
24 is a plan view of the positive terminal shown in FIG. 23. FIG.
FIG. 25 is a front view of the positive terminal shown in FIG.
26 is a bottom view of the positive terminal shown in FIG. 23. FIG.
27 is a cross-sectional view showing a state in which the module battery shown in FIG. 8 is connected to a connection plate.
FIG. 28 is a sectional view showing a state in which the flange portion of the dish-like connecting body is welded to the outer can.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
2 ...
3 ... Projection
4 ... Insulator
5 ...
6 ... Negative terminal
7 ...
8 ... Connection plate
9 ... Resection
10: Anti-rotation convex part
11 ... insertion hole
12 ... Detent rod
13 ... Position recess
14 ... Set screw
15 ... Jig 15A ... U groove 15B ... Projection
16 ... Electrode rod for welding
17 ... hole
Claims (7)
この円筒型電池(2)の正極に円盤部(1A)に設けたプロジェクション(3)を溶接し、負極にはフランジ部(1B)に設けたプロジェクション(3)を溶接して、複数の円筒型電池(2)を直線状に直列に接続する、円筒型電池 (2) の正極凸部を挿入できる嵌入孔 (11) を有する皿状接続体(1)と、
円筒型電池(2)の正極に皿状接続体(1)を介して接続されてなる正極端子(5)と、円筒型電池(2)の負極に皿状接続体(1)を介して接続されてなる負極端子(6)とを備え、
皿状接続体 (1) は、フランジ部 (1B) に切除部 (9) を有すると共に、皿状接続体(1)と正極端子(5)とが、互いに定位置に嵌着される形状で位置決めして連結されており、さらに、皿状接続体(1)と負極端子(6)も、互いに定位置に嵌着される形状で位置決めして連結されてなることを特徴とするモジュール電池。A plurality of cylindrical batteries (2);
The cylindrical battery (2) is welded with a projection (3) provided on the disk portion (1A) to the positive electrode, and the negative electrode is welded with a projection (3) provided on the flange portion (1B) to form a plurality of cylindrical shapes. Connecting the battery (2) in series in a straight line, the dish-shaped connecting body (1) having a fitting hole (11) into which the positive electrode convex part of the cylindrical battery (2) can be inserted , and
Connected to the positive electrode of the cylindrical battery (2) via the dish-shaped connector (1) and connected to the negative electrode of the cylindrical battery (2) via the dish-shaped connector (1) A negative electrode terminal (6) formed,
The dish-like connecting body (1) has a cutout part (9 ) in the flange part (1B) , and the dish-like connecting body (1) and the positive electrode terminal (5) are fitted to each other in a fixed position. A module battery characterized in that it is positioned and connected, and the dish-like connecting body (1) and the negative electrode terminal (6) are also positioned and connected in such a shape that they are fitted in place .
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