JP3821009B2 - Assembled battery - Google Patents
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- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は組電池に係り、特に、複数個の柱状単電池を機械的、電気的に接続し極性を持つ上下に電気絶縁樹脂製のプレートを配置した組電池に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、複数個の単電池を組み合わせた組電池では、単電池が直列及び/又は並列に組電池内で接続されている。例えば、3本の柱状単電池が隣接し上下を逆にして並置した組電池では、単電池の端子間が板状の金属製接続ブスバで直列接続されており、組電池における両端には外部出力端子が接続され、組電池全体を電気絶縁樹脂製の外装ケースで抱持したり、熱収縮シュリンクチューブ等で被覆して電気的絶縁性を確保している。
【0003】
組電池全体を熱収縮シュリンクチューブで被覆する場合に、単に熱収縮シュリンクチューブで被覆しただけでは、被覆前の組電池から突出する鋭いエッジや突起部分より熱収縮時にチューブが破れ易いので、電気絶縁紙等でエッジ部を隠していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、単電池に、例えば、高性能2次電池であるリチウム電池を使用する場合に、上述した電気絶縁紙を単に組電池上に配置すると、各リチウム電池は充放電管理のために電圧を全て測定する必要があるので、配線作業が煩雑となり、単電池を接続する全ブスバが完全に露出している状態では、作業が危険でもあり効率が悪い、という問題点がある。
【0005】
本発明は上記事案に鑑み、安全かつ効率的に接続・組立作業を行うことができる組電池を提供することを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、複数個の柱状単電池を機械的、電気的に接続し極性を持つ上下に電気絶縁樹脂製のプレートを配置した組電池において、前記プレートは該組電池の外周より小さく、その表面にはリード線の配線経路に沿って窪みが形成され、該リード線が固定されていることを特徴とする。
【0007】
本発明では、複数個の柱状単電池が機械的、電気的に接続され極性を持つ上下に電気絶縁樹脂製のプレートが配置されている。これらのプレートは組電池の外周よりも小さいため、目視による配置であっても、組電池外周からはみ出すことがなく、組電池を熱収縮シュリンクチューブで被覆するときに、プレートのエッジで熱収縮シュリンクチューブが破損することを防止することができる。また、プレートの表面にはリード線の配線経路に沿って窪みが形成されているので、この窪み中にリード線を配設することにより、夫々のリード線が遊動することなく固定され組立作業性を向上させることができると共に、各単電池にリード線の接続作業を行うときに、リード線が予め固定された状態でプレートによって電気的に絶縁されるので、ハンダの垂れやコテ先の接触などによる単電池間での短絡を生ずるおそれがなく、リード線の接続を安全に行うことができる。
【0008】
本態様において、プレートに、単電池を機械的・電気的に接続するための金属ブスバを一体成形するようにすれば、組電池に対して金属ブスバを配置する際の組立て治具等が不必要であり、部品数及び工数が減り作業性を向上させることができ、プレートに該ブスバと単電池との溶接部、及び該ブスバとリード線との溶接部に対応する位置に夫々開口を形成すれば、接続部での溶接(接続)作業を容易かつ安全に行うことができる。また、単電池間に形成された谷状空間(デッドスペース)の位置に、プレートに該単電池側面に沿った位置決め突起を形成すれば、各単電池は配設時に位置決め突起により位置決めされて行き互いに動きを牽制しあうことで組電池全体として各単電池の動きが規制されるので、組立時に治具が必要なくなり、作業性及びコスト面で有効である。更に、組電池を熱収縮シュリンクチューブで被覆すれば、単に金属ブスバに機械的、電気的に接続された各単電池の耐振性、及び全体を一体とすることで持ち運び等の作業性を向上させることができると共に、組電池の絶縁性を高めることができ、また、この熱収縮シュリンクチューブにリード線を引き出すための開口を形成すれば、熱収縮シュリンクチューブで被覆された組電池からリード線の引き出しが容易となる。
【0009】
また、単電池4本を基準とした場合に、単電池を正方直交状に配列し、ブスバを腕が各単電池まで延出された十字形状とすれば、単電池4本分の重量をブスバの中央で受け止め、各腕の方向への重量分散を円滑に行うことができる。このとき、ブスバの中央部に、延出された夫々の腕方向と直交する方向に4つのスリットを形成すれば、プレートに形成された開口を介してスリットで囲まれたブスバの中央部とリード線との溶接を行うことで、単電池4本から等距離の中央位置に溶接部が限定されると共に、溶接時にスリットによりブスバ全体への熱伝導を防止することができる。また、ブスバのうち出力端部に配置されるブスバを、T字形状とすることで、単電池4本を基準とした場合に、出力端部に配置される2本の単電池の接続が可能となり、単電池間に形成された谷状空間に向かって延出された脚を略垂直に屈曲させることで、デッドスペースとなる谷状空間に出力端子(脚)を配置し体積効率を向上させることができ、且つ、脚が屈曲する手前にくびれ部を形成することで、例えば、過充電時のような電池異常時に大電流による著しい発熱によって、くびれ部をヒューズと同様に意図的に溶断させて、電流の流れを遮断することが可能となるため、電池異常時の組電池の信頼性及び安全性を高めることができる。
【0010】
更に、単電池が正方直交状に配列され、熱収縮シュリンクチューブをプレートを覆うように配すれば、組電池全体を覆う熱収縮シュリンクチューブで単電池の上下に配されたプレートが隠れるので、電気的な露出部をなくすことができるため安全性を向上させることができる。このとき、熱収縮シュリンクチューブの収縮方向と直交する方向に、単電池側面を組電池外周に沿って保持する帯状の固定部材を配するようにすれば、溶接(接続)の前段階において、単電池側面の組電池外周に沿って帯状の固定部材を捲きつけることで、単電池の長手方向での遊動がなくなり、単電池位置のバラツキが減少し作業効率を向上させることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明が適用可能な組電池の実施の形態について説明する。
【0012】
(構成)
図6に示すように、本実施形態の組電池1は、後述する熱収縮シュリンクチューブ21で全体が被覆されている。図1は、この熱収縮シュリンクチューブ21で被覆される前の組電池1を示している。図1に示すように、組電池1には、14本の柱状単電池2が用いられている。単電池2は、マンガン酸リチウム等を正極合剤の主要構成材料とし、非晶質炭素等を負極合剤の主要構成材料とした高性能リチウム二次電池であり、熱伝導性の高い円筒状のケーシングで被覆されている。組電池1は、単電池2が2本並列に接続され、並列接続された7組の単電池2が直列接続された電気的接続構造を有している。このような接続は、組電池1の外周より小さく、14本の単電池2の上下に配置された電気絶縁樹脂製のプレート3を介して行われる。
【0013】
図2に示すように、プレート3には金属ブスバ4が埋設されており、金属ブスバ4はプレート3にインサート成形で一体化されている。図3(A)、(B)に示すように、金属ブスバ4には、略十字状の形状を有する十字型ブスバ6と、略T字状の形状を有するT字型ブスバ5と、の2種類がある。これら2種類の金属ブスバ4は、組電池1の上下に配設されたプレート3の反対面でも同種の金属ブスバ4が位置するように埋設されており、上下のプレート3は上下で点対称に配置されている。
【0014】
図3(A)に示すように、十字型ブスバ6は、中央部から4方向に向かって略同一長さを有する(等距離の)腕が延びており、夫々の腕の先端部には十字溝状に穿設された溶接用プロジェクション部18が形成されている。十字型ブスバ6の中央部とプロジェクション部18との間には段差7が形成されており、腕の先端部より中央部が段差7の分だけ高く、単電池2の位置ずれ補正、もしくは衝撃吸収等の機能が付与されている。また、十字型ブスバ6の中央部には、夫々の腕方向と直交する方向に4本のスリット8が形成されている。
【0015】
一方、図3(B)に示すように、T字型ブスバ5は、中央部から2方向(反対方向)に向かって同一長さを有する腕が延びており、これらの腕の先端部には十字溝状に穿設された溶接用プロジェクション部18が形成されている。T字型ブスバ5の中央部とプロジェクション部18との間には段差7が形成されており、T字型ブスバ5の中央部の一側には、腕方向と直交する方向に等間隔で3本、腕方向と同一方向に2本のスリット8が形成されている。T字型ブスバ5の中央部からは、スリット8の反対側に脚が延びている。T字型ブスバ5の脚は、屈曲部10で単電池2間に形成されたプレート3の短側面部の谷状空間9(デッドスペース)に向かって略垂直に下方に屈曲しており、屈曲部10の先端には250シリーズの形状を有するタブ19が形成されている(図1も参照)。また、T字型ブスバ5は、中央部と脚の屈曲部10の手前との間に、両側が腕方向に矩形状に切り欠かれたくびれ部11を有している。このくびれ部11は、過剰電流の流入出を防ぐヒューズ機能を有している。くびれ部11は、溶断しても位置的に単電池2の極性部に接触はしない位置に形成されている。
【0016】
図1及び図2に示すように、プレート3には、腕がプレート3の長手方向と直交する方向に1個のT字型ブスバ5が一側に埋設されており、腕がプレート3とはX字状に45°の角度をなす3個の十字型ブスバ6が埋設されている。プレート3には、それぞれ、金属ブスバ4の段差7より先の腕先端部に対応する14箇所に、該腕先端部より若干大きめの馬蹄形にプレート開口部15が形成されている。また、金属ブスバ4の中央部(又は、中央部の一側)のスリット8に対応する4箇所に、スリット8を囲むように、1つの長方形状の中央プレート開口部22(T字型ブスバ5に対応)及び3つの正方形状の中央プレート開口部14(十字型ブスバ6に対応)が形成されている。
【0017】
また、プレート3の中央部には、中央プレート開口部22、14を避けて、長手方向に沿って、電圧検出線13を配線するための窪み12が形成されている。なお、上述した開口部15、22、14、及び窪み12は電池極性の違う両面でも使えるように、プレート3の両面に形成されている。また、図4に示すように、プレート3に形成された窪み12により、電圧検出線13は、プレート3の左右いずれからも引き出すことが可能である。
【0018】
図5に示すように、プレート3の一面(裏面)側には、長手方向に沿って、単電池2が配設される谷状空間9(デッドスペース)となる位置に、それぞれ、単電池2の側面(外径)に沿った位置決め突起16が2個ずつ形成されている。この位置決め突起16は、断面が略直角三角形の形状を有しており、斜辺が単電池2の外径に対応するように湾曲している。また、プレート3の長手方向と直交する短側面部には、その真ん中に、断面が略二等辺三角形状の位置決め突起16が形成されている。短側面部に形成された位置決め突起16の2斜辺は、それぞれ単電池2の外径に対応するように湾曲している。
【0019】
(組電池の作製)
次に、本実施形態の組電池1の作製手順について説明する。なお、本実施形態は、上側のプレート3の十字型ブスバ6側と下側のプレート3のT字型ブスバ5側から電圧検出線13を引き出す例である。
【0020】
図2及び図4に示すように、プレート3の表面(位置決め突起16が形成されていない面)に、予めコネクタが接続された電圧検出線13を窪み12に配置して接着剤で接着するか、窪み12に沿わせるように嵌入して固定する。このとき、コネクタは、上側のプレート3では十字型ブスバ6側に位置させ、下側のプレート3ではT字型ブスバ5側に位置させる。組電池1当たりプレート3は上下2枚必要なので、このような固定作業は組電池1当たり2枚のプレート3に対して行われる。次に、2枚のプレート3の夫々に形成された4箇所の中央プレート開口部22、14を介して電圧検出線13の端部をスリット8内の金属ブスバ4の中央部(又は中央部の一側)にハンダ溶接により接続する。このとき、各単電池2は金属ブスバ4に電気的に直並列接続がなされているので、作業が安全であり作業効率も高い。
【0021】
次に、図5に示すように、1枚のプレート3の表面を下にして、位置決め突起16間に単電池2を2本単位で配設して行く。単電池2は、図5では右側から配設する例を示しているが、左側から配設するようにしてもよい。次いで、図1に示すように、14本の単電池2が配置された後、上側からもう1枚のプレート3を、位置決め突起16内に各単電池2が位置するように調整して被せる。続いて、各単電池2の側面の高さ方向略中央部に組電池1の外周に沿って固定テープ17を1周以上巻いて個々の単電池2の遊動を阻止する。
【0022】
続いて、プレート3に形成された14箇所のプレート開口部15を介して金属ブスバ4の溶接用プロジェクション部18と各単電池2とをスポット溶接し各単電池2間を機械的・電気的に接続する。次に、組電池1の上下を逆さまにして(ひっくり返して)上側となった(ひっくり返す前に下側に配置されていた)プレート3についても、同様に金属ブスバ4の溶接用プロジェクション部18と各単電池2とをスポット溶接し各単電池2間を機械的・電気的に接続する。これにより14本の単電池2は、2本が並列に接続され、並列接続された7組の単電池2が直列接続される(図1に示す状態)。このとき、電圧検出線13に接続された2つのコネクタは組電池1の一側から取り出せる配置となっており、各単電池2を制御する機器(電圧コントローラ)への接続距離が短くなり取りまわしがし易く作業性の向上を図ることができる。
【0023】
次に、T字型ブスバ5のタブ19に電力リード線20をハンダ溶接で接続し、一方の電力リード線20を、プレート3の上側に載置して組電池1の一側(十字型ブスバ6側)まで引き回し、電圧検出線13と同じ側に電力リード線20を位置させる(図6参照)。なお、電力リード線20の他方は、同様に下側に配置されたプレート3の外側のT字型ブスバ5のタブ19にハンダ溶接で接続され、電圧検出線13と同じ側に引き出される。そして、図6に示すように、電圧検出線13及び電力リード線20を一箇所にまとめ、上下に配置されたプレート3間に円筒状の熱収縮シュリンクチューブ21を挿入して熱収縮させる。この熱収縮シュリンクチューブ21の熱収縮方向は、単電池2の長さ方向、換言すれば、固定テープ17を巻き付けた方向と直交する方向である。これにより、組電池1の短側面部の両側には、熱収縮シュリンクチューブ21に開口が形成され、開口の一方からは電圧検出線13及び電力リード線13が引き出された状態となる。
【0024】
(作用等)
次に、本実施形態の組電池1の作用等について説明する。
【0025】
本実施形態の組電池1は、複数個の柱状単電池2の電気的極性を交互に変えて並置し、導電性の金属ブスバ4で電気的に接続され、電気絶縁樹脂製のプレート3で覆われている。プレート3は、組電池1の外周よりも小さめであるため、目視による配置であっても組電池1の外周からはみ出すことがない。従って、熱収縮シュリンクチューブ21を熱収縮させるときに、外周からエッジが出ることがないので、熱収縮シュリンクチューブ21が破損することがなく、外部短絡を誘発するおそれを無くすことができる。また、プレート3の表面には、電圧検出線13の配線経路に沿って窪み12が形成されているため、この窪み12中に各電圧検出線13を(接着)配設することによって、夫々の電圧検出線13が遊動することなく固定され作業性が向上する。更に、電圧検出線13の各単電池2への接続作業を行う場合に、組電池1における絶縁がなされていない状態でハンダ等による配線の接続を行うときは、ハンダの垂れやコテ先の接触などによる単電池2間での短絡が起こる危険性があるが、本実施形態では、電圧検出線13が予め配設され固定されている状態の電気絶縁樹脂製のプレート3によって絶縁されているので、電圧検出線13の遊動もなく各単電池2間の絶縁により電圧検出線13の接続を安全に行うことができる。
【0026】
また、本実施形態では、電気絶縁樹脂製のプレート3に単電池2を電気的に接続する金属ブスバ4が一体成形されている。このため、組電池1に対して金属ブスバ3を配設する際の組立て治具等が不要であり、部品数及び工数が減り作業性が向上する。更に、金属ブスバ4と単電池2及び電圧検出線13との接続箇所のみプレート3には開口部14、15、22が形成されており、単電池2と金属ブスバ4との溶接が容易に行え、金属ブスバ4と電圧検出線13との接続は前工程として予め作業することによって、電気的な短絡等を気にすること無しに作業が行えるため、作業性及び安全性が向上する。
【0027】
更に、本実施形態では、プレート3の単電池2に接触する面には、単電池2間に存在する谷状空間9(デッドスペース)に単電池2側面に沿った位置決め突起16が配設されている。この位置決め突起16は単電池2間にあるため突起中央で見れば単電池2側面に対応した形状が左右対称となっており、各単電池2を配設する際、単電池2が2本単位で位置決めされていき互いに動きを牽制しあうことで組電池1全体として各単電池2の動きが規制される。このため、組立て時における治具が不要となり、作業性の面からもコストの面からも有効である。
【0028】
また、本実施形態の組電池1では、単電池2間が金属ブスバ4で電気的、機械的に接続されているが、耐振動という意味では各単電池2の固定が不足しており組電池1全体を一体とする必要がある。このため、組電池1全体を熱収縮シュリンクチューブ21で被覆することで絶縁性を高め、全体を一体とすることで持ち運び等の作業性を向上させている。また、各単電池2の電圧検出線13等を取り出すための開口を、円筒状の熱収縮シュリンクチューブ21を熱収縮させることで短側面部に形成しており、単電池2間のデッドスペースが生じる位置の空間効率を有効に利用している。
【0029】
また更に、本実施形態は、単電池2を正方直交状に並置しており、2本の単電池2が電気的な同極性を有する接続構造である。4本の単電池2を基本として考えると、金属ブスバ4に流れる電気量から各単電池2までの距離が4本ともに等距離でなければ発熱バランスが崩れ、一方の単電池2に接続された部分のみが他方よりも発熱して最悪の場合は溶断に至る。このため、4本の単電池2に均等な長さを提供する十字型ブスバ6が最も安定した形状であり、且つ、溶接した後での強度にしても4本分の単電池2の重量を十字型ブスバ6の中央部が受け止めることで、各腕方向への重量分散が円滑に行われる。また、本実施形態では、金属ブスバ4は、電圧検出線13に接続する必要がある。従って、その接続方法によっては熱源が必要となるため、必要最小限の熱量での接続を行うためには、接続箇所を限定し金属ブスバ4全体への熱の広がりを極力抑える形状が必要である。更に、その接続箇所は各単電池2からの距離が等距離でなければ距離による電圧降下分で正確な電池電圧を検出することが難しい。そこで、本実施形態の組電池1では、電圧検出線13の接続位置として最も適している金属ブスバ4の中央部に、熱の広がりを抑えるためのスリット8を腕の伸びる方向に対して直交した方向に、各腕方向に対して4つのスリット8を形成して熱の広がりを防止すると共に、スリット8内の中央部でスポット溶接で電圧検出線13と接続できるようにした。
【0030】
更に、本実施形態の組電池1では、十字型ブスバ6が4本の単電池2を基準としているため、その端部では2本の単電池2が未接続になってしまう。そこで、これら2本の単電池2を組電池1における電気出力とするためブスバ形状としてT字状のT字型ブスバ5で接続するようにした。また、単電池2を接続している部分から垂直方向に伸びた脚は、単電池2同士の間にある谷状空間9まで伸びて直角に屈曲している。すなわち、単電池2間の谷状空間9はデットスペースであるため、その部分を電気出力のための接続空間とすることで、組電池1の体積効率を向上させている。しかも、単電池2との接触がほとんど無い屈曲部10の手前にくびれ部11を形成することで、くびれ部11におけるT字型ブスバ5の断面積を意図的に減少させている。すなわち、組電池1が過充電状態に至ったときに、大電流による著しい発熱によって、最高電位側にあるくびれ部11をヒューズと同様に意図的に溶断させて、電流の流れを遮断させることで、組電池1の信頼性及び安全性を高めている。
【0031】
また、本実施形態では、単電池2を正方直交状に並置し、プレート3を単電池2の極性の上下面に配設している。組電池1全体を覆う熱収縮シュリンクチューブ21をプレート3が隠れるように配置することで、電気的な露出部をなくすことができるので、組電池1の安全性を向上させることができる。
【0032】
更に、単電池2を金属ブスバ4に溶接する前においてはプレート3だけでは組電池1の長手方向の単電池2の位置を制限することが難しく、ワークの移動に関しても支障をきたしてしまう。そこで、本実施形態では、溶接前段階において、単電池2の側面の組電池1外周に沿って固定テープ17を捲きつけることによって、長手方向の遊動がなくなり、ワーク移動における単電池2の位置のバラツキが減少し作業効率が向上する。
【0033】
なお、本実施形態では、電圧検出線13及び電力リード線20を一側に引き出した例を示したが、電圧検出線13及び電力リード線20をそれぞれ反対側から引き出すようにしてもよい。
【0034】
また、本実施形態では、プレート3に電圧検出線13用の窪み12を形成した例を示したが、これに加えて電力リード線20用の窪みを形成するようにしてもよい。このようにすれば、プレート3の一側から引き出される電力リード線20の一方をプレート3の他側に引き回す際の作業が更に容易になる。
【0035】
更に、本実施形態では、くびれ部11を切り欠くことで作製した例を示したが、くびれ部11は過充電時の溶断を目的としているので、T字型ブスバ5の脚を所定長さ薄肉化させることによっても溶断させることが可能である。
【0036】
また、本実施形態では、金属ブスバ4を2種類準備することで、単電池2を2本並列に接続し、並列接続された7組の単電池2を直列接続した例を示したが、例えば、12本の単電池2を接続する場合には、T字型ブスバ5は不要である。従って、本実施形態の組電池1は、単電池2の本数の変化にも対応することができる。この場合に、最高電位側の十字型ブスバ6に出力端子とくびれ部とを形成することが好ましい。
【0037】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数個の柱状単電池が機械的、電気的に接続され極性を持つ上下に電気絶縁樹脂製のプレートが配置されており、これらのプレートは組電池の外周よりも小さいので、目視による配置であっても、組電池外周からはみ出すことがなく、組電池を熱収縮シュリンクチューブで被覆するときに、プレートのエッジで熱収縮シュリンクチューブが破損することを防止することができ、また、プレートの表面にはリード線の配線経路に沿って窪みが形成されているので、この窪み中にリード線を配設することにより、夫々のリード線が遊動することなく固定され組立作業性を向上させることができると共に、各単電池にリード線の接続作業を行うときに、リード線が予め固定された状態でプレートによって電気的に絶縁されるので、ハンダの垂れやコテ先の接触などによる単電池間での短絡が生ずる危険性がなく、リード線の接続を安全に行うことができる、という効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用可能な実施形態の組電池の熱収縮シュリンクチューブ被覆前の外観斜視図である。
【図2】プレートの平面図である。
【図3】金属ブスバの外観斜視図であり、(A)は十字型ブスバ、(B)はT字型ブスバを示す。
【図4】窪みに電圧検出線を溶接した後のプレートの平面図を示し、(A)は上側プレート、(B)は下側プレートを示す。
【図5】単電池配設時の外観斜視図である。
【図6】組電池の外観斜視図である。
【符号の説明】
1 組電池
2 柱状単電池
3 プレート
4 金属ブスバ
5 T字型ブスバ(金属ブスバの一部)
6 十字型ブスバ(金属ブスバの一部)
8 スリット
9 谷状空間
10 屈曲部
11 くびれ部
12 窪み
13 電圧検出線(リード線)
14 中央プレート開口部(開口)
15 プレート開口部(開口)
16 位置決め突起
17 固定テープ(固定部材)
21 熱収縮シュリンクチューブ
22 中央プレート開口部(開口)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an assembled battery, and more particularly, to an assembled battery in which a plurality of columnar unit cells are mechanically and electrically connected to each other, and plates made of an electrically insulating resin are arranged on the upper and lower sides.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in an assembled battery in which a plurality of single cells are combined, the single cells are connected in series and / or in parallel in the assembled battery. For example, in an assembled battery in which three columnar cells are adjacent and juxtaposed upside down, the terminals of the cells are connected in series with plate-shaped metal connection bus bars, and external outputs are connected to both ends of the assembled battery. The terminals are connected, and the entire assembled battery is held by an outer case made of an electrically insulating resin, or covered with a heat shrink shrink tube or the like to ensure electrical insulation.
[0003]
When covering the entire battery pack with a heat-shrinkable shrink tube, simply covering the battery pack with a heat-shrinkable shrink tube can easily break the tube during heat shrinkage due to sharp edges and protrusions protruding from the battery pack before coating. The edge was hidden with paper.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, for example, when a lithium battery, which is a high-performance secondary battery, is used as a single battery, if the above-mentioned electrical insulating paper is simply placed on the assembled battery, each lithium battery will have all the voltage for charge / discharge management. Since it is necessary to make a measurement, the wiring work becomes complicated, and there is a problem that the work is dangerous and inefficient when all the bus bars for connecting the cells are completely exposed.
[0005]
An object of the present invention is to provide an assembled battery that can perform connection / assembly work safely and efficiently in view of the above-mentioned cases.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention provides an assembled battery in which a plurality of columnar cells are mechanically and electrically connected, and plates made of electrically insulating resin are arranged on the upper and lower sides having polarity. The battery is smaller than the outer periphery of the battery, and a recess is formed on the surface along the wiring path of the lead wire, and the lead wire is fixed.
[0007]
In the present invention, plates made of electrically insulating resin are arranged on the upper and lower sides of a plurality of columnar single cells that are mechanically and electrically connected and have polarity. Since these plates are smaller than the outer periphery of the assembled battery, even if they are visually arranged, they do not protrude from the outer periphery of the assembled battery, and when the assembled battery is covered with a heat-shrinkable shrink tube, the heat shrink shrink at the edge of the plate It is possible to prevent the tube from being damaged. In addition, since depressions are formed on the surface of the plate along the wiring path of the lead wires, by arranging the lead wires in the depressions, the respective lead wires are fixed without floating and assembly workability In addition, when connecting lead wires to each unit cell, the lead wires are electrically insulated by the plate in a state of being fixed in advance, so that the solder droops or the tip contact Therefore, there is no risk of short circuit between the cells, and the lead wire can be connected safely.
[0008]
In this aspect, if a metal bus bar for mechanically and electrically connecting the cells is integrally formed on the plate, an assembly jig or the like is not required when the metal bus bar is arranged with respect to the assembled battery. The number of parts and man-hours can be reduced and workability can be improved, and openings can be formed in the plate at positions corresponding to the welded portion between the bus bar and the unit cell and the welded portion between the bus bar and the lead wire, respectively. Thus, the welding (connection) operation at the connection portion can be performed easily and safely. In addition, if a positioning projection along the side surface of the unit cell is formed on the plate at a position of a valley space (dead space) formed between the unit cells, each unit cell is positioned by the positioning projection at the time of installation. Since the movement of each unit cell is regulated as a whole assembled battery by checking the movements of each other, a jig is not necessary at the time of assembly, which is effective in terms of workability and cost. Furthermore, if the battery pack is covered with a heat-shrinkable shrink tube, the vibration resistance of each single cell mechanically and electrically connected to a metal bus bar and the workability such as carrying are improved by integrating the whole. In addition, the insulating property of the assembled battery can be increased, and if an opening for drawing out the lead wire is formed in the heat shrinkable shrink tube, the lead wire can be removed from the assembled battery covered with the heat shrinkable shrink tube. The drawer becomes easy.
[0009]
In addition, when four cells are used as a reference, if the cells are arranged in a square shape and the bus bar has a cross shape with arms extending to each cell, the weight of the four cells is The weight can be smoothly distributed in the direction of each arm. At this time, if four slits are formed in the central portion of the bus bar in a direction orthogonal to the extending arm direction, the central portion of the bus bar and the lead surrounded by the slit through the opening formed in the plate. By welding with the wire, the welded portion is limited to a central position equidistant from the four cells, and heat conduction to the entire bus bar can be prevented by the slit during welding. In addition, the bus bar arranged at the output end of the bus bar has a T-shape, so that it is possible to connect two single cells arranged at the output end when four cells are used as a reference. Thus, by bending the legs extended toward the valley-shaped space formed between the single cells substantially vertically, the output terminals (legs) are arranged in the valley-shaped space that becomes the dead space, thereby improving the volume efficiency. By forming a constricted part before the leg bends, the constricted part is intentionally blown in the same way as a fuse due to significant heat generation due to a large current at the time of battery abnormality such as overcharging. As a result, the current flow can be interrupted, and the reliability and safety of the assembled battery when the battery is abnormal can be improved.
[0010]
Furthermore, if the cells are arranged in a square orthogonal shape and the heat-shrinkable shrink tube is arranged so as to cover the plate, the plates arranged above and below the cell are hidden by the heat-shrinkable shrink tube covering the entire assembled battery. Since the exposed portion can be eliminated, safety can be improved. At this time, if a band-shaped fixing member that holds the side surface of the unit cell along the outer periphery of the assembled battery is arranged in a direction orthogonal to the contraction direction of the heat-shrinkable shrink tube, a single unit can be provided in the stage before welding (connection). By sticking the band-shaped fixing member along the outer periphery of the assembled battery on the side surface of the battery, there is no movement in the longitudinal direction of the unit cell, the variation in the unit cell position is reduced, and the working efficiency can be improved.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of an assembled battery to which the present invention can be applied will be described with reference to the drawings.
[0012]
(Constitution)
As shown in FIG. 6, the assembled
[0013]
As shown in FIG. 2, a
[0014]
As shown in FIG. 3 (A), the
[0015]
On the other hand, as shown in FIG. 3B, the T-shaped
[0016]
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, one T-shaped
[0017]
In addition, a
[0018]
As shown in FIG. 5, on the one surface (back surface) side of the
[0019]
(Production of assembled battery)
Next, a manufacturing procedure of the assembled
[0020]
As shown in FIGS. 2 and 4, the
[0021]
Next, as shown in FIG. 5, the
[0022]
Subsequently, the
[0023]
Next, the
[0024]
(Action etc.)
Next, the operation and the like of the assembled
[0025]
The assembled
[0026]
Moreover, in this embodiment, the
[0027]
Further, in the present embodiment, a
[0028]
Moreover, in the assembled
[0029]
Furthermore, this embodiment is a connection structure in which the
[0030]
Furthermore, in the assembled
[0031]
In the present embodiment, the
[0032]
Furthermore, before welding the
[0033]
In the present embodiment, the
[0034]
Further, in the present embodiment, the example in which the
[0035]
Furthermore, in the present embodiment, an example in which the constricted
[0036]
In the present embodiment, two types of
[0037]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a plurality of columnar single cells are mechanically and electrically connected to each other, and plates made of electrically insulating resin are arranged on the upper and lower sides, and these plates are assembled batteries. The outer circumference of the battery pack is smaller than the outer circumference of the battery pack, so even if it is visually arranged, it does not protrude from the outer circumference of the battery pack, and when the battery pack is covered with the heat shrinkable shrink tube, the heat shrink shrink tube is damaged at the edge of the plate. In addition, since a depression is formed on the surface of the plate along the wiring path of the lead wire, by arranging the lead wire in this depression, each lead wire is allowed to move freely. As a result, the assembly workability can be improved, and when the lead wire is connected to each unit cell, the plate is electrically fixed by the plate with the lead wire fixed in advance. Since the insulated, without the risk arising shorts between unit cells due to solder dripping or tip of the contact can be performed safely in the lead wire connection, the effect can be obtained as.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external perspective view of an assembled battery according to an embodiment to which the present invention can be applied before coating a heat-shrinkable shrink tube.
FIG. 2 is a plan view of a plate.
FIGS. 3A and 3B are external perspective views of a metal bus bar, wherein FIG. 3A shows a cross-shaped bus bar, and FIG. 3B shows a T-shaped bus bar.
FIGS. 4A and 4B are plan views of a plate after a voltage detection line is welded to a recess, where FIG. 4A shows an upper plate and FIG. 4B shows a lower plate.
FIG. 5 is an external perspective view when a single battery is provided.
FIG. 6 is an external perspective view of an assembled battery.
[Explanation of symbols]
1 assembled
6 Cross type bus bar (part of metal bus bar)
8 Slit 9 Valley-
14 Center plate opening (opening)
15 Plate opening (opening)
16
21 Heat shrinkable shrink
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