JP4461940B2 - Assembled battery - Google Patents
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Description
本発明は、単電池ごとに電圧を検出するための電圧検出端子がフローティング状態で取り付けられた組電池に関する。 The present invention relates to an assembled battery in which a voltage detection terminal for detecting a voltage for each cell is attached in a floating state.
近年、環境意識の高まりを受けて、自動車の動力源を、化石燃料を利用するエンジンから電気エネルギーを利用するモータに移行しようとする動きがある。このため、モータの電力源となる電池の技術も急速に発展しつつある。 In recent years, in response to growing environmental awareness, there is a movement to shift the power source of automobiles from an engine using fossil fuel to a motor using electric energy. For this reason, the technology of the battery that serves as a power source for the motor is also rapidly developing.
自動車には、小型軽量で、大きな電力を頻繁に充放電可能な、耐震動性、放熱性に優れた電池の搭載が望まれる。大きな電力を供給することができる組電池としては、下記特許文献１に示すようなものがある。 An automobile is desired to be mounted with a battery that is small and light and can be charged and discharged with a large amount of electric power and has excellent vibration resistance and heat dissipation. As an assembled battery capable of supplying large electric power, there is a battery as shown in Patent Document 1 below.
特許文献１に開示されている組電池は、位置決め板上に複数の薄型単電池を載置し、その位置決め板を積層することによって構成したものである。このような構造とすることによって組電池のエネルギー密度、耐振動性、放熱性を向上させている。
特許文献１の組電池は、薄型単電池を積層しているため、薄型以外の単電池を用いて構成した従来の組電池に比較すればエネルギー密度が高く、同一の電力容量の組電池であればその小型化が可能である。このため、薄型単電池で構成された組電池は、小型、高エネルギー密度という点では自動車搭載用電池として適している。 Since the assembled battery of Patent Document 1 is formed by stacking thin unit cells, the energy density is higher than that of a conventional assembled battery configured using non-thin unit cells, and the assembled battery has the same power capacity. The size can be reduced. For this reason, the assembled battery comprised with the thin single battery is suitable as a battery for motor vehicles from the point of a small size and a high energy density.
しかしながら、組電池としての信頼性を向上させるためには、各単電池の充放電容量を常に監視し、そのバランスを調整することが必要になる。このため、組電池には単電池ごとにその電圧を検出するための仕組みを設ける必要がある。 However, in order to improve the reliability of the assembled battery, it is necessary to constantly monitor the charge / discharge capacity of each unit cell and adjust the balance. For this reason, it is necessary to provide the assembled battery with a mechanism for detecting the voltage of each cell.
単電池ごとに電圧を検出するためには、単電池の電極タブごとに電圧検出用のハーネスを接続すればよいが、組電池を組み立てる段階でその接続をしていたのでは組み立て効率が悪く現実的ではない。 In order to detect the voltage for each unit cell, it is only necessary to connect a voltage detection harness to each electrode tab of the unit cell. However, if the connection was made at the stage of assembling the assembled battery, the assembly efficiency was poor. Not right.
そこで、各単電池の電極タブにあらかじめ電圧検出用の端子を設けておき、この電圧検出用端子を備えた単電池を積層した後に、電圧検出用のハーネスが接続されたコネクタを電圧検出用端子に接続して、複数の電圧検出用端子と複数の電圧検出用ハーネスとを一括して一度に接続することが考えられるが、各単電池や各フレームの厚みのばらつきによって、電圧検出用端子の位置にばらつきが発生し、コネクタの接続が難しいという問題があった。 Therefore, a voltage detection terminal is provided in advance on the electrode tab of each unit cell, and after stacking the unit cells having the voltage detection terminal, the connector to which the voltage detection harness is connected is connected to the voltage detection terminal. It is conceivable to connect a plurality of voltage detection terminals and a plurality of voltage detection harnesses all at once at a time. There was a problem that the position was varied and it was difficult to connect the connector.
上記目的を達成するための本発明にかかる組電池は、単電池が載置された板状のフレームを当該フレームの厚み方向に複数積層してなる組電池であって、前記フレームには当該単電池の電圧を検出するための電圧検出端子が前記フレームに隣接する他のフレームとの間で前記フレームの厚み方向に可動自在に保持されていることを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, an assembled battery according to the present invention is an assembled battery in which a plurality of plate-like frames on which a single battery is placed are stacked in the thickness direction of the frame. A voltage detection terminal for detecting the voltage of the battery is held movably in the thickness direction of the frame between other frames adjacent to the frame.
単電池の電圧を検出するための電圧検出端子はフレーム間においてフレームの厚み方向に可動自在に（フローティング状態で）保持される。このため、各電圧検出端子はある程度の範囲でフレームの厚み方向に動くことができる。各単電池の厚みや各フレームの厚みは厳密には同一ではなくある程度の範囲内でばらつくが、このように電圧検出端子をフローティング状態にしておくと、それらの厚みのばらつきを吸収することができ、複数の電圧検出端子に同時にコネクタを接続させるときの作業性が向上する。 The voltage detection terminal for detecting the voltage of the unit cell is held movably in the frame thickness direction (in a floating state) between the frames. For this reason, each voltage detection terminal can move in the thickness direction of the frame within a certain range. The thickness of each unit cell and the thickness of each frame are not exactly the same and vary within a certain range. However, if the voltage detection terminal is left floating in this way, variations in the thickness can be absorbed. The workability when the connector is simultaneously connected to the plurality of voltage detection terminals is improved.
上記のように構成された本発明にかかる組電池によれば、電圧検出端子をフレーム間でその厚み方向に可動自在に保持したので、複数の電圧検出端子に同時に取り付けるコネクタの接続作業が容易になり、組電池の組み立て作業性が向上する。 According to the assembled battery according to the present invention configured as described above, since the voltage detection terminals are held movably in the thickness direction between the frames, it is easy to connect the connectors that are simultaneously attached to the plurality of voltage detection terminals. Thus, the assembly workability of the assembled battery is improved.
以下に、本発明にかかる組電池の実施の形態を［実施の形態１］〜［実施の形態３］に分けて説明する。
［実施の形態１］
実施の形態１で説明する組電池は、フレームに４個の単電池をその幅方向に配列し、このフレームを２４枚積層して電池ユニットを構成し、この電池ユニットを積層方向両面からヒートシンクで加圧して一体的に保持してなるものである。電池ユニットは９６個の単電池を有しており、各フレームの両側面には単電池の電圧を検出するための電圧検出端子がガイド突起によってフローティング状態で取り付けられ、この電圧検出端子に電圧検出線が接続されたコネクタを取り付けて各単電池の電圧を外部の制御装置から検出できるようにしている。
Hereinafter, embodiments of the assembled battery according to the present invention will be described by dividing them into [Embodiment 1] to [Embodiment 3].
[Embodiment 1]
In the assembled battery described in the first embodiment, four unit cells are arranged in a width direction on a frame, and 24 frames are stacked to form a battery unit. Pressurized and held integrally. The battery unit has 96 unit cells, and a voltage detection terminal for detecting the voltage of the unit cell is attached to both sides of each frame in a floating state by a guide projection, and voltage detection is performed on the voltage detection terminal. A connector to which a wire is connected is attached so that the voltage of each cell can be detected from an external control device.
（組電池の構造）
図１は本発明にかかる組電池の外観を示す斜視図、図２は図１に示した組電池の主要な構成要素の積層状態を示すための図１Ａ−Ａ方向の模式的な部分断面図、図３は図２の一部拡大断面図、図４は図１に示した組電池のバスバーと通しボルトとの接続関係を示す図、図５は図１に示した組電池を構成する単電池相互間の接続状態を模式的に示す図である。
(Battery structure)
FIG. 1 is a perspective view showing an external appearance of an assembled battery according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic partial sectional view in the direction of FIGS. 1A-A for showing a stacked state of main components of the assembled battery shown in FIG. 3 is a partially enlarged cross-sectional view of FIG. 2, FIG. 4 is a diagram showing the connection relationship between the bus bar and through bolts of the assembled battery shown in FIG. 1, and FIG. 5 is a single unit constituting the assembled battery shown in FIG. It is a figure which shows typically the connection state between batteries.
図１に示すとおり、本願発明にかかる組電池１００は、板形状のフレームがその厚み方向に複数個積層されてなる電池ユニット２００を、ヒートシンク３００、３５０でその積層方向の両面から挟んで加圧し一体的に保持したものである。 As shown in FIG. 1, the assembled battery 100 according to the present invention pressurizes a battery unit 200 in which a plurality of plate-shaped frames are stacked in the thickness direction with heat sinks 300 and 350 sandwiched from both sides in the stacking direction. They are held together.
図示されていないフレームは４個の扁平状の単電池を並列に配置するため４箇所の保持部を有している。組電池１００はフレームが２４枚積層され、積層方向６枚おきに中間ヒートシンク３２５が介挿される。したがって、組電池１００は４個並列に配置された単電池がそれぞれ２４個ずつ積層されており、合計９６個の単電池を有している。 The frame (not shown) has four holding portions for arranging four flat cells in parallel. In the assembled battery 100, 24 frames are stacked, and an intermediate heat sink 325 is inserted every six stacking directions. Therefore, the assembled battery 100 includes four unit cells arranged in parallel, each having 24 units, and has a total of 96 unit cells.
ヒートシンク３００および３５０は両ヒートシンクを連結する６個の加圧ユニットをナット３１０Ａ〜３１０Ｆで取り付けることによって固定する。加圧ユニットは引っ張りコイルばねの両端にナット３１０Ａ〜３１０Ｆで固定されるシャフトを取り付けたものであり、これをヒートシンク３００および３５０間に取り付けることによって電池ユニット２００を構成するすべての単電池に対して積層方向に適切な面圧を与えている。 The heat sinks 300 and 350 are fixed by attaching six pressure units connecting the heat sinks with nuts 310A to 310F. The pressure unit has shafts fixed by nuts 310 </ b> A to 310 </ b> F attached to both ends of a tension coil spring, and is attached between the heat sinks 300 and 350, so that all the unit cells constituting the battery unit 200 are attached. Appropriate surface pressure is applied in the stacking direction.
組電池１００の積層構造は図２および図３に示すとおりである。なお、これらの図は発明の理解を容易にするために簡略化して記載してある。これらの図では、ヒートシンク３５０と中間ヒートシンク３２５との間には４枚のフレームしか設けられていないが、実際には６枚のフレームが設けられている。 The laminated structure of the assembled battery 100 is as shown in FIGS. Note that these drawings are simplified for easy understanding of the invention. In these drawings, only four frames are provided between the heat sink 350 and the intermediate heat sink 325, but actually six frames are provided.
小モジュールを構成することになるフレーム２１０（絶縁ワッシャ埋め込みフレーム）の一端部には絶縁性の部材である絶縁ワッシャ２１２が埋め込まれ、フレーム２１０の周囲には単電池２１４の周縁部２１６を支持する周縁支持部２１８が形成されている。フレーム２１０において周縁支持部２１８によって囲まれているフレーム２１０の中央部分は開口され、積層方向に隣接する要素(ヒートシンク３５０および単電池２２４)と単電池２１４の外装面とが直接接触するようになっている。フレーム２１０の他端部には単電池２１４の電極タブ２１５Ｂを、積層方向に隣接する単電池２２４の電極タブ２２５Ｂと超音波溶接するための開口部２１７Ａが設けられている。単電池２１４の電極タブ２１５Ａは絶縁ワッシャ２１２および後述するバスバー２６０と接触する。なお、絶縁ワッシャ２１２の厚みは、フレーム２１０の厚みよりも厚く単電池２１４の厚みよりも薄くしてある。つまり、絶縁ワッシャ２１２の厚みはフレーム２１０と単電池２１４の厚みの間の厚みとなるようにしている。組電池１００を構成するすべての絶縁ワッシャ埋め込みフレームはこのような厚み関係の絶縁ワッシャを使用している。また、単電池２１４の厚みはフレーム２１０の厚みよりも厚くなっており、フレーム２１０に載置された単電池２１４の積層面の位置がフレーム２１０の積層面の位置よりも高くなるようにしてあるが、これは、積層したときに単電池２１４に十分な面圧がかかるようにして、電池寿命を向上させるためである。組電池１００を構成するすべての単電池とフレームとはこのような厚み関係になっている。 An insulating washer 212, which is an insulating member, is embedded at one end of a frame 210 (insulating washer embedded frame) that constitutes a small module, and a peripheral portion 216 of the unit cell 214 is supported around the frame 210. A peripheral support portion 218 is formed. The central portion of the frame 210 surrounded by the peripheral edge support portion 218 in the frame 210 is opened, and the elements (heat sink 350 and unit cell 224) adjacent in the stacking direction and the exterior surface of the unit cell 214 come into direct contact with each other. ing. The other end of the frame 210 is provided with an opening 217A for ultrasonic welding of the electrode tab 215B of the unit cell 214 and the electrode tab 225B of the unit cell 224 adjacent in the stacking direction. The electrode tab 215A of the unit cell 214 is in contact with the insulating washer 212 and a bus bar 260 described later. The insulating washer 212 is thicker than the frame 210 and thinner than the unit cell 214. That is, the thickness of the insulating washer 212 is set to a thickness between the thickness of the frame 210 and the unit cell 214. All of the insulating washer embedded frames constituting the assembled battery 100 use such thickness-related insulating washers. Further, the thickness of the unit cell 214 is larger than the thickness of the frame 210, and the position of the stack surface of the unit cells 214 mounted on the frame 210 is higher than the position of the stack surface of the frame 210. However, this is to improve the battery life by applying a sufficient surface pressure to the unit cell 214 when stacked. All unit cells and the frame constituting the assembled battery 100 have such a thickness relationship.
フレーム２２０（導通ワッシャ埋め込みフレーム）の一端部には導電性の部材である導通ワッシャ２２２が埋め込まれ、フレーム２２０の周囲にはフレーム２１０と同様の周縁支持部２２８が形成され、また、周縁支持部２２８によって囲まれているフレーム２２０の中央部分は開口されている。フレーム２２０の他端部にはフレーム２１０と同様の開口部２１７Ｂが設けられている。単電池２２４の一方の電極タブ２２５Ａは導通ワッシャ２２２と接触し、この導通ワッシャ２２２を介して単電池２３４の電極タブ２３５Ａと接続される。なお、導通ワッシャ２２２の厚みは、フレーム２２０の厚みよりも厚く単電池２２４の厚みよりも薄くしてある。つまり、導通ワッシャ２２２の厚みはフレーム２２０と単電池２２４の厚みの間の厚みとなるようにしている。このような厚み関係とすれば、単電池２２４に所望の面圧を与えつつ電極タブ２２５Ａと導通ワッシャ２２２とを接触させることができるからである。組電池１００を構成するすべての導通ワッシャ埋め込みフレームはこのような厚み関係の導通ワッシャを使用している。 A conductive washer 222, which is a conductive member, is embedded at one end of the frame 220 (conductive washer embedded frame), and a peripheral support 228 similar to the frame 210 is formed around the frame 220. A central portion of the frame 220 surrounded by 228 is opened. The other end of the frame 220 is provided with an opening 217B similar to the frame 210. One electrode tab 225A of the unit cell 224 is in contact with the conduction washer 222, and is connected to the electrode tab 235A of the unit cell 234 via the conduction washer 222. The conductive washer 222 is thicker than the frame 220 and thinner than the unit cell 224. That is, the thickness of the conductive washer 222 is set to a thickness between the thickness of the frame 220 and the unit cell 224. This is because such a thickness relationship allows the electrode tab 225 </ b> A and the conductive washer 222 to be in contact with each other while applying a desired surface pressure to the unit cell 224. All conductive washer embedded frames constituting the assembled battery 100 use such thickness-related conductive washers.
フレーム２１０に位置決め支持されている単電池２１４の電極タブ２１５Ｂとフレーム２２０に位置決め支持されている単電池２２４の電極タブ２２５Ｂは、それぞれのフレームに設けられている開口部２１７Ａ、２１７Ｂの両側から図示しない冶具で加圧され超音波溶接が施される。 The electrode tab 215B of the unit cell 214 that is positioned and supported on the frame 210 and the electrode tab 225B of the unit cell 224 that is positioned and supported on the frame 220 are shown from both sides of the openings 217A and 217B provided in the respective frames. Pressure is applied with a jig that does not, and ultrasonic welding is performed.
フレーム２３０（絶縁ワッシャ埋め込みフレーム）の一端部には絶縁ワッシャ２３２が埋め込まれ、フレーム２３０の周囲にはフレーム２１０と同様の周縁支持部２３８が形成され、また、周縁支持部２３８によって囲まれているフレーム２３０の中央部分は開口されている。フレーム２３０の他端部にはフレーム２１０と同様の開口部２１７Ｃが設けられている。単電池２３４の一方の電極タブ２３５Ａは絶縁ワッシャ２３２および導通ワッシャ２２２と接触する。フレーム２２０とフレーム２３０を積層すると、開口部２１７Ｃの存在によって、単電池２３４の電極タブ２３５Ｂが溶接済みの下側の電極タブ２１５Ｂ、２２５Ｂと接触してしまうので、電極タブ２２５Ｂの上側には絶縁テープ２５０Ａが貼り付けてある。 An insulating washer 232 is embedded at one end of the frame 230 (insulating washer embedded frame), and a peripheral support portion 238 similar to the frame 210 is formed around the frame 230, and is surrounded by the peripheral support portion 238. A central portion of the frame 230 is opened. An opening 217 </ b> C similar to that of the frame 210 is provided at the other end of the frame 230. One electrode tab 235 </ b> A of the unit cell 234 is in contact with the insulating washer 232 and the conductive washer 222. When the frame 220 and the frame 230 are laminated, the electrode tab 235B of the unit cell 234 comes into contact with the welded lower electrode tabs 215B and 225B due to the presence of the opening 217C, so that insulation is provided above the electrode tab 225B. Tape 250A is affixed.
フレーム２６５（導通ワッシャ埋め込みフレーム）の一端部には導通ワッシャ２６６が埋め込まれ、このフレーム２６５の上に積層される中間ヒートシンク３２５の載置部２７３が形成されている。また、フレーム２６５の周囲にはフレーム２１０と同様の周縁支持部２７８が形成され、また、周縁支持部２７８によって囲まれているフレーム２６５の中央部分は開口されている。フレーム２６５の他端部にはフレーム２１０と同様の開口部２７７Ｄが設けられている。単電池２７４の一方の電極タブ２７５Ａは導通ワッシャ２６６と接触している。なお、導通ワッシャ２６６の厚みは、絶縁ワッシャまたは導通ワッシャの厚み（絶縁ワッシャの厚み＝導通ワッシャの厚み）に中間ヒートシンク３２５の厚みを加えた厚みに等しくしている。 A conductive washer 266 is embedded in one end of the frame 265 (conductive washer embedded frame), and a mounting portion 273 for an intermediate heat sink 325 laminated on the frame 265 is formed. Further, a peripheral support portion 278 similar to the frame 210 is formed around the frame 265, and a central portion of the frame 265 surrounded by the peripheral support portion 278 is opened. The other end of the frame 265 is provided with an opening 277D similar to the frame 210. One electrode tab 275 </ b> A of the unit cell 274 is in contact with the conductive washer 266. Note that the thickness of the conductive washer 266 is equal to the thickness of the insulating washer or the conductive washer (the thickness of the insulating washer = the thickness of the conductive washer) plus the thickness of the intermediate heat sink 325.
図２および図３ではヒートシンク３５０と中間ヒートシンク３２５との間に４枚のフレームしか介在されていないが、実際には、ヒートシンク３５０と中間ヒートシンク３２５との間に、下側の層から（絶縁ワッシャ埋め込みフレーム）−（導通ワッシャ埋め込みフレーム）−（絶縁ワッシャ埋め込みフレーム）−（導通ワッシャ埋め込みフレーム）−（絶縁ワッシャ埋め込みフレーム）−（導通ワッシャ埋め込みフレーム）という順番でフレームが６枚積層される。 2 and 3, only four frames are interposed between the heat sink 350 and the intermediate heat sink 325, but actually, the lower layer (insulating washer) is interposed between the heat sink 350 and the intermediate heat sink 325. Six frames are stacked in the following order: embedded frame)-(conductive washer embedded frame)-(insulated washer embedded frame)-(conductive washer embedded frame)-(insulated washer embedded frame)-(conductive washer embedded frame).
フレーム２６５の載置部２７３には中間ヒートシンク３２５が載せられる。中間ヒートシンク３２５と導通ワッシャ２６６とはフレーム２６５によって絶縁されている。 An intermediate heat sink 325 is mounted on the mounting portion 273 of the frame 265. The intermediate heat sink 325 and the conductive washer 266 are insulated by the frame 265.
中間ヒートシンク３２５の上側にはさらに（６枚のフレーム）−（中間ヒートシンク）−（６枚のフレーム）−（中間ヒートシンク）−（６枚のフレーム）−ヒートシンク３００がこの順番で積層される。ヒートシンク３００の直下のフレーム２４０は、フレーム２２０と同様の構成となっている。つまり、フレーム２４０には導通ワッシャ２４２が埋め込まれ、フレーム２１０と同様の周縁支持部２４８が形成され、また、周縁支持部２４８によって囲まれているフレーム２４０の中央部分は開口されている。フレーム２４０の他端部にはフレーム２１０と同様の開口部２１７Ｅが設けられている。単電池２４４の一方の電極タブ２４５Ａは導通ワッシャ２４２と接触している。図示はしていないが、単電池２４４の電極タブ２４５Ｂはその下側に位置する単電池の電極タブと超音波溶接されている。電極タブ２４５Ｂの上側にはヒートシンク３００との絶縁を図るため絶縁テープ２５０Ｂが貼り付けられている。 On the upper side of the intermediate heat sink 325, (six frames)-(intermediate heat sink)-(six frames)-(intermediate heat sink)-(six frames) -heat sink 300 are stacked in this order. The frame 240 immediately below the heat sink 300 has the same configuration as the frame 220. That is, the conductive washer 242 is embedded in the frame 240, a peripheral support portion 248 similar to the frame 210 is formed, and a central portion of the frame 240 surrounded by the peripheral support portion 248 is opened. The other end of the frame 240 is provided with an opening 217E similar to the frame 210. One electrode tab 245 </ b> A of the unit cell 244 is in contact with the conductive washer 242. Although not shown, the electrode tab 245B of the unit cell 244 is ultrasonically welded to the electrode tab of the unit cell located therebelow. An insulating tape 250B is affixed on the upper side of the electrode tab 245B in order to insulate from the heat sink 300.
積層されたすべてのフレームは通しボルト２７０とボルト２７１とによって固定される。ナット２７１と導通ワッシャ２４２との間には絶縁ワッシャ２７８、ワッシャ２７９が介在しているが、絶縁ワッシャ２７８はバスバー２６２の絶縁用として、ワッシャ２７９は絶縁ワッシャ２７８がセラミック製のためその破損防止用として、それぞれ用いられる。 All the laminated frames are fixed by through bolts 270 and bolts 271. An insulating washer 278 and a washer 279 are interposed between the nut 271 and the conductive washer 242, but the insulating washer 278 is for insulating the bus bar 262, and the washer 279 is made of ceramic and is used for preventing damage. Respectively.
ヒートシンク３５０には、図４に示すように、積層されている単電池をその単電池の配列方向に隣接する単電池と電気的に接続するためのバスバー２６０が設けられている。バスバー２６０は絶縁ワッシャ２６１によってヒートシンク３５０と絶縁されている。バスバー２６０にはその周囲を絶縁処理した通しボルト２７０が機械的に接続されている。組電池１００に存在しているバスバー２６０、２６２、２６４と通しボルト２７０、２７５、２８０、２８５とは図に示すように連結されている。通しボルト２７０、２７５、２８０、２８５はヒートシンク３５０の底面から立設され、通しボルト２７０、２７５、２８０、２８５は積層されている単電池同士をバスバー２６０、２６２、２６４によって直列に接続する。 As shown in FIG. 4, the heat sink 350 is provided with a bus bar 260 for electrically connecting the stacked unit cells to the unit cells adjacent in the arrangement direction of the unit cells. The bus bar 260 is insulated from the heat sink 350 by an insulating washer 261. A through bolt 270 whose periphery is insulated is mechanically connected to the bus bar 260. The bus bars 260, 262, 264 and through bolts 270, 275, 280, 285 existing in the assembled battery 100 are connected as shown in the figure. The through bolts 270, 275, 280, 285 are erected from the bottom surface of the heat sink 350, and the through bolts 270, 275, 280, 285 connect the stacked unit cells in series by the bus bars 260, 262, 264.
図２および図３において、これらの図が図４のＡ−Ａ断面を表しているとするならば、符番２６２は電力端子４５０Ａに繋がる部材２６３を、これらの図が図４のＢ−Ｂ断面を表しているとするならば、符番２６２はバスバーをそれぞれ表すことになる。 2 and 3, if these figures represent the AA cross section of FIG. 4, the reference numeral 262 indicates the member 263 connected to the power terminal 450A, and these figures indicate the BB of FIG. If the cross section is represented, the number 262 represents each bus bar.
ヒートシンク３００と３５０が電池ユニット２００を介在させた状態でボルトおよびナット３１０Ａ〜３１０Ｆによって固定され、４本の通しボルトが４個の連結端子で締め付けられると、組電池１００を構成する単電池は図５に示すように直列に接続される。 When the heat sinks 300 and 350 are fixed by bolts and nuts 310A to 310F with the battery unit 200 interposed therebetween and the four through bolts are tightened by the four connecting terminals, the single battery constituting the assembled battery 100 is shown in FIG. 5 are connected in series.
組電池１００は、２４個の単電池が積層された４列の単電池積層体を有しているが、図５に示すように、各単電池積層体４００、４１０、４２０、４３０は、単電池がその積層方向にすべて直列に接続されている。すなわち、単電池積層体４００の左側の単電池同士の接続（図中の×印部分）は超音波溶接によって行われ、単電池同士の絶縁（図中の四角印部分）は絶縁テープ（たとえば図２の２５０Ａ、２５０Ｂ）によって行われている。一方、単電池積層体４００の右側の単電池同士の接続（図中の○印部分）は導通ワッシャ（たとえば図２の２２２、２６６など）によって行われ、単電池同士の絶縁（図示三角印部分）は絶縁ワッシャによって行われている。したがって、組電池１００が組み上がると、単電池積層体４００を構成するすべての単電池が直列に接続される。他の単電池積層体４１０、４２０、４３０も同一の構造によりすべての単電池が直列に接続される。 The assembled battery 100 has a four-row unit cell stack in which 24 unit cells are stacked. As shown in FIG. 5, each unit cell stack 400, 410, 420, 430 is a single unit. The batteries are all connected in series in the stacking direction. That is, the connection between the cells on the left side of the cell stack 400 is performed by ultrasonic welding, and the insulation between the cells (the square mark in the drawing) is the insulating tape (for example, FIG. 2 250A, 250B). On the other hand, the cells on the right side of the cell stack 400 are connected to each other by a conduction washer (for example, 222, 266 in FIG. 2), and the cells are insulated (the triangular marks in the figure). ) Is done by insulating washers. Therefore, when the assembled battery 100 is assembled, all the unit cells constituting the unit cell stack 400 are connected in series. In the other cell stacks 410, 420, and 430, all the cells are connected in series with the same structure.
各単電池積層体４００、４１０、４２０、４３０は、さらにヒートシンク（図２の３００、３５０）に取り付けられたバスバー２６０、２６２、２６４（図４参照）によって直列に接続される。このように、組電池１００を構成するすべての単電池は直列に接続される。このような接続方法を採用すると、電力端子４５０Ａ、４５０Ｂの接続部を一方向（ヒートシンク３００の上側）のみにすることができるので、組電池設置後の電力配線が行いやすくなり生産性が向上する。 Each cell stack 400, 410, 420, 430 is further connected in series by bus bars 260, 262, 264 (see FIG. 4) attached to a heat sink (300, 350 in FIG. 2). In this way, all the single cells constituting the assembled battery 100 are connected in series. When such a connection method is adopted, the connection portions of the power terminals 450A and 450B can be made only in one direction (upper side of the heat sink 300), so that power wiring after the assembled battery is easily installed and productivity is improved. .
組電池１００の全体の構造は以上のとおりである。次に、組電池を構成する主要な構成要素について詳細に説明する。 The overall structure of the assembled battery 100 is as described above. Next, main components constituting the assembled battery will be described in detail.
（単電池）
本実施の形態で用いる単電池２１４は、図６に示すような矩形状の扁平型積層二次電池であり、少なくとも正極板と負極板を順に積層した積層型の発電要素を内部に備えており、例えば、特開２００３−０５９４８６号公報に開示されているような構造を持つものである。単電池２１４はその外装材としてラミネートフィルムが用いられ、内蔵されている発電要素は単電池２１４の周縁部が熱融着接合されることで封止される。単電池２１４の長手方向両側面からは電極タブ２１５Ａ、２１５Ｂが引き出されている。電極タブ２１５Ａは＋の電極タブでありたとえば厚さ０．２ｍｍ程度のアルミニウム薄板で構成されている。一方、電極タブ２１５Ｂは−の電極タブでありたとえば厚さ０．２ｍｍ程度の銅の薄板で構成されている。両電極タブ２１５Ａ、２１５Ｂには通しボルト（図２の２７０）を挿入するための挿入孔２７２Ａ、２７２Ｂが開口されている。なお、熱融着接合されている単電池２１４の周縁部２１６はフレームに形成されている保持部で位置決め保持される。単電池の積層方向は、この発電要素を構成する正極板と負極板の積層方向と同一の方向である。
(Single cell)
The unit cell 214 used in this embodiment is a rectangular flat-type laminated secondary battery as shown in FIG. 6, and includes a laminated-type power generation element in which at least a positive electrode plate and a negative electrode plate are sequentially laminated. For example, it has a structure as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-059486. A laminating film is used as the exterior material of the unit cell 214, and the built-in power generation element is sealed by heat-sealing the peripheral part of the unit cell 214. Electrode tabs 215 </ b> A and 215 </ b> B are drawn out from both side surfaces of the unit cell 214 in the longitudinal direction. The electrode tab 215A is a positive electrode tab, and is made of, for example, an aluminum thin plate having a thickness of about 0.2 mm. On the other hand, the electrode tab 215B is a negative electrode tab, and is composed of, for example, a thin copper plate having a thickness of about 0.2 mm. Insertion holes 272A and 272B for inserting through bolts (270 in FIG. 2) are opened in both electrode tabs 215A and 215B. The peripheral portion 216 of the unit cell 214 that is heat-sealed and joined is positioned and held by a holding portion formed on the frame. The stacking direction of the unit cells is the same as the stacking direction of the positive electrode plate and the negative electrode plate constituting the power generation element.
本実施の形態では図６のように対抗する２辺に別々の極性の電極タブが取り付けられているタイプの単電池を用いて組電池１００を構成しているが、特開２００３−０５９４８６号公報に開示されているように、１辺のみに別々の極性の電極タブが取り付けられているタイプの単電池を用いて組電池１００を構成しても良い。ただ、このタイプの単電池を用いた場合には、フレームの構造や単電池同士の接続方法は本実施の形態とは大きく異なる。また、本実施の形態では、１つの扁平型電池を単電池としているが、直列接続された複数の電池、または並列接続された複数の電池、直列と並列の接続を交えて接続された複数の電池をそれぞれ単電池としてフレームに保持させても良い。 In the present embodiment, the assembled battery 100 is configured by using a unit cell in which electrode tabs of different polarities are attached to two opposing sides as shown in FIG. 6, but JP-A-2003-059486 is disclosed. 1, the assembled battery 100 may be configured using a unit cell in which electrode tabs of different polarities are attached to only one side. However, when this type of single cell is used, the structure of the frame and the method of connecting the single cells are greatly different from those of the present embodiment. Further, in this embodiment, one flat battery is a single battery, but a plurality of batteries connected in series, a plurality of batteries connected in parallel, or a plurality of batteries connected in series and parallel are connected. The batteries may be held on the frame as single cells.
（フレーム）
本実施の形態で用いるフレームは、図７Ａに示すような絶縁ワッシャ埋め込みフレーム２１０、図７Ｂに示すような導通ワッシャ埋め込みフレーム２２０の２種類である。
(flame)
There are two types of frames used in this embodiment: an insulating washer embedded frame 210 as shown in FIG. 7A and a conductive washer embedded frame 220 as shown in FIG. 7B.
絶縁ワッシャ埋め込みフレーム２１０は、その一端部２1０Ａに絶縁ワッシャ２１２が埋め込まれている。絶縁ワッシャ２１２の厚みはフレーム２１０の厚みよりも若干厚く単電池の厚みよりも薄くなっている。 The insulating washer embedded frame 210 has an insulating washer 212 embedded in one end portion 210A thereof. The thickness of the insulating washer 212 is slightly larger than the thickness of the frame 210 and smaller than the thickness of the unit cell.
導通ワッシャ埋め込みフレーム２２０は、その一端部２２０Ａに導通ワッシャ２２２が埋め込まれている。導通ワッシャ２２２の厚みは絶縁ワッシャと同様、フレーム２２０の厚みよりも若干厚く単電池の厚みよりも薄くなっている。導通ワッシャは、フレームに保持されている単電池の一方の電極タブを積層方向に隣接する他のフレームに保持されている単電池の一方の電極タブと電気的に接続する機能を備えている。 The conductive washer embedded frame 220 has a conductive washer 222 embedded in one end 220A thereof. Similar to the insulating washer, the thickness of the conductive washer 222 is slightly larger than the thickness of the frame 220 and smaller than the thickness of the unit cell. The conduction washer has a function of electrically connecting one electrode tab of the unit cell held by the frame to one electrode tab of the unit cell held by another frame adjacent in the stacking direction.
上記の各フレーム２１０、２２０は、図７に示すように、１の平面上に配列される４個の単電池を位置決め保持する保持部を備えている。すなわち、単電池２１４（図６参照）の周縁部２１６の少なくとも１部を支持する周縁支持部２１８、２２８と、単電池２１４を位置決めする位置決め部とを備えている。なお、位置決め部とは、周縁支持部２１８、２２８の周囲に形成され、単電池２１４の周縁端がはまり込むように形取られている部分である。フレーム２１０、２２０の２隅には図示しないロケートピンを挿入する図示しないロケートピン挿入孔が開口されている。 As shown in FIG. 7, each of the frames 210 and 220 includes a holding unit that positions and holds four unit cells arranged on one plane. That is, it includes peripheral support portions 218 and 228 that support at least one peripheral portion 216 of the unit cell 214 (see FIG. 6), and a positioning unit that positions the unit cell 214. The positioning portion is a portion that is formed around the peripheral edge supporting portions 218 and 228 and is shaped so that the peripheral edge of the unit cell 214 is fitted. Locating pin insertion holes (not shown) for inserting locating pins (not shown) are opened at two corners of the frames 210 and 220.
単電池はフレームの位置決め部によってその位置が固定され、周縁支持部でその周縁部が支持される。単電池の周縁部とフレームの周縁支持部は両面テープで仮止めされる。したがって、製造段階において単電池をフレームに載置した状態で容易に搬送することができる。 The position of the cell is fixed by the positioning part of the frame, and the peripheral part is supported by the peripheral support part. The peripheral part of the cell and the peripheral support part of the frame are temporarily fixed with a double-sided tape. Therefore, the unit cell can be easily transported in a state of being placed on the frame in the manufacturing stage.
各フレームの端部（図７の手前側と奥側）には図８に模式的に示したような電圧検出端子５００がそのガイド孔（後述する）を貫通するガイド突起５１０によってフレームの厚み方向に対して可動自在に保持されている。つまり、電圧検出端子５００はフレームに隣接する他のフレームとの間でフローティング状態に保持されている。電圧検出端子５００は各単電池の電圧を検出するために設けられている端子であり、後で単電池の電極タブに接合される。 At the end of each frame (front side and back side in FIG. 7), a voltage detection terminal 500 as schematically shown in FIG. 8 is guided in the thickness direction of the frame by a guide projection 510 passing through a guide hole (described later). It is held so as to be movable. That is, the voltage detection terminal 500 is held in a floating state with another frame adjacent to the frame. The voltage detection terminal 500 is a terminal provided for detecting the voltage of each unit cell, and is later joined to the electrode tab of the unit cell.
図７に示したように、フレーム２１０、２２０には単電池が４個ずつ保持されるので、電圧検出端子５００は、各フレームの１の長辺側（図７の手前側または奥側の端部）に４個ずつ取り付けられる。なお、本実施の形態では、あるフレームには電圧検出端子５００を図７の手前側に、その上に積層されるフレームには電圧検出端子５００を図７の奥側に設けている。このため、あるフレームには、その手前側の長辺にガイド突起５１０が、その奥側の長辺にガイド突起５１０の先端部分を挿入する挿入穴（図示せず）がそれぞれ設けられ、そのフレームの上に積層されるフレームには、その手前側の長辺に挿入穴が、その奥側の長辺にガイド突起５１０がそれぞれ設けられる。 As shown in FIG. 7, since each of the cells 210 is held in the frames 210 and 220, the voltage detection terminal 500 is connected to the long side of one of the frames (the front side or the back side in FIG. 7). 4 pieces each. In this embodiment, a voltage detection terminal 500 is provided on the front side of FIG. 7 in a certain frame, and a voltage detection terminal 500 is provided on the back side of FIG. For this reason, a certain frame is provided with a guide projection 510 on the long side on the near side, and an insertion hole (not shown) for inserting the tip portion of the guide projection 510 on the long side on the back side. An insertion hole is provided on the long side on the near side of the frame laminated on the frame, and a guide protrusion 510 is provided on the long side on the far side.
したがって、フレームが積層され電池ユニット２００が形成されると、その対向する両側の長辺において、図９に示すように、電圧検出端子５００はフレームの厚み方向に１枚おきに規則正しい間隔で１列ずつ配列されることになる。これらの電圧検出端子５００には、図１０に示すように、３個の電圧検出端子５００に同時に接続可能な接続口６００Ａ〜６００Ｃを備えたコネクタ６００によって一括して接続される。図示されていないが、コネクタ６００から引き出された電線は、個々の単電池の電圧を検出しその充放電を制御する外部の制御装置に接続されることになる。 Therefore, when the frames are stacked to form the battery unit 200, as shown in FIG. 9, the voltage detection terminals 500 are arranged in a row at regular intervals in the frame thickness direction, as shown in FIG. It will be arranged one by one. As shown in FIG. 10, these voltage detection terminals 500 are collectively connected by a connector 600 having connection ports 600 </ b> A to 600 </ b> C that can be simultaneously connected to the three voltage detection terminals 500. Although not shown in the drawing, the electric wire drawn out from the connector 600 is connected to an external control device that detects the voltage of each unit cell and controls its charge / discharge.
図１１〜図１４は本実施の形態にかかる保持手段の説明に供する図である。図１１に示すように、フレーム２１０にはフレーム２１０の厚みよりもその高さの低い円柱状のガイド突起５１０が立設されている。フレーム２１０は樹脂で成形されているため、ガイド突起５１０はフレーム２１０の成形時にフレーム２１０と一体的に形成する。なお、フレーム２１０が紙などの樹脂以外の材料で形成される場合には、ガイド突起５１０はフレーム２１０に接着やはめ込みなどによって取り付ける。 FIGS. 11-14 is a figure with which it uses for description of the holding means concerning this Embodiment. As shown in FIG. 11, a columnar guide protrusion 510 whose height is lower than the thickness of the frame 210 is erected on the frame 210. Since the frame 210 is molded from resin, the guide protrusion 510 is formed integrally with the frame 210 when the frame 210 is molded. When the frame 210 is formed of a material other than resin such as paper, the guide protrusion 510 is attached to the frame 210 by adhesion or fitting.
電圧検出端子５００はガイド突起５１０が挿入されるガイド孔５２０が開口されている。ガイド孔５２０は、ガイド突起５１０に容易に差し込むことができ、また電圧検出端子５００がガイド突起５１０に沿って容易に上下動できるように、その口径をガイド突起５１０の外径よりも大きめにしている。電圧検出端子５００がガイド突起５１０に取り付けられると、電圧検出端子５００のフレーム面方向（フレーム２１０の面上の２次元方向）の位置が規制され、電圧検出端子５００のフレーム２１０の厚み方向の動きが案内される。 The voltage detection terminal 500 has a guide hole 520 into which the guide protrusion 510 is inserted. The guide hole 520 can be easily inserted into the guide protrusion 510, and its diameter is made larger than the outer diameter of the guide protrusion 510 so that the voltage detection terminal 500 can easily move up and down along the guide protrusion 510. Yes. When the voltage detection terminal 500 is attached to the guide protrusion 510, the position of the voltage detection terminal 500 in the frame surface direction (two-dimensional direction on the surface of the frame 210) is restricted, and the voltage detection terminal 500 moves in the thickness direction of the frame 210. Will be guided.
一方、フレーム２１０の上に積層されるフレーム２２０には、フレーム２１０のガイド突起５１０を挿入するための挿入孔５３０が設けられている。挿入穴５３０はフレーム２２０を貫通するように形成され、ガイド突起５１０がしっかりとはまり込みように、その内径はガイド突起５１０の外径と同じかそれよりも若干大きい程度に形成されている。 On the other hand, the frame 220 stacked on the frame 210 is provided with an insertion hole 530 for inserting the guide protrusion 510 of the frame 210. The insertion hole 530 is formed so as to penetrate the frame 220, and the inner diameter thereof is formed to be the same as or slightly larger than the outer diameter of the guide protrusion 510 so that the guide protrusion 510 fits firmly.
フレーム２１０とフレーム２２０とを積層すると、図１２に示すようにフレーム２２０の挿入孔５３０にフレーム２１０のガイド突起５１０がはまり込み、電圧検出端子５００はフレーム２１０と２２０との間でフローティング状態として保持される。 When the frame 210 and the frame 220 are stacked, as shown in FIG. 12, the guide protrusion 510 of the frame 210 is fitted into the insertion hole 530 of the frame 220, and the voltage detection terminal 500 is held in a floating state between the frames 210 and 220. Is done.
フローティング状態で保持されている状況は図１３と図１４に示す通りである。図１３は図１２に示した積層状態を図示手前側から見た図であり、図１４は図１３のＡ−Ａ断面図である。単電池２１４、２２４は、フレーム２１０、２２０の厚みよりも厚くなっている（図１４参照）。したがって、フレーム２１０と２２０とを積層した状態では単電池２２４の厚みからフレーム２２０の厚みを差し引いた寸法Ｌ（０．５ｍｍ前後）分の遊びがフレーム２１０と２２０との間に存在している。単電池２１４の電極タブ２１５Ａと電圧検出端子５００とは超音波接合されているが、電極タブ２１５Ａの厚みは０．２ｍｍ程度であるので、電圧検出端子５００はフレーム２１０と２２０との間でガイド突起５１０に沿って自由に上下動できる。
［実施の形態２］
実施の形態２で説明する組電池は、電圧検出端子の取り付け構造を除き、実施の形態１で説明した組電池と同一の構造を有している。したがって、本実施の形態では、電圧検出端子の取り付け構造の部分のみを図面に基づいて詳細に説明する。本実施の形態では、電圧検出端子がガイドピンによってフローティング状態で取り付けられ、この電圧検出端子に電圧検出線が接続されたコネクタを取り付けて各単電池の電圧を外部の制御装置から検出できるようにしている。
The situation of being held in the floating state is as shown in FIGS. 13 is a view of the stacked state shown in FIG. 12 as viewed from the front side of the drawing, and FIG. 14 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. The unit cells 214 and 224 are thicker than the thicknesses of the frames 210 and 220 (see FIG. 14). Therefore, in the state where the frames 210 and 220 are laminated, there is a play of the dimension L (around 0.5 mm) obtained by subtracting the thickness of the frame 220 from the thickness of the unit cell 224 between the frames 210 and 220. The electrode tab 215A of the unit cell 214 and the voltage detection terminal 500 are ultrasonically bonded. However, since the electrode tab 215A has a thickness of about 0.2 mm, the voltage detection terminal 500 is guided between the frames 210 and 220. It can move freely along the protrusion 510.
[Embodiment 2]
The assembled battery described in the second embodiment has the same structure as the assembled battery described in the first embodiment, except for the structure for attaching the voltage detection terminal. Therefore, in the present embodiment, only the portion of the voltage detection terminal mounting structure will be described in detail based on the drawings. In this embodiment, the voltage detection terminal is attached in a floating state by a guide pin, and a connector having a voltage detection line connected to the voltage detection terminal is attached so that the voltage of each unit cell can be detected from an external control device. ing.
図１５〜図１８は本実施の形態にかかる保持手段の説明に供する図である。図１５は電圧検出端子をガイドピンで取り付ける場合の説明に供する図であり、図１６は電圧検出端子がフレームに取り付けられた状態を示す図である。 15 to 18 are views for explaining the holding means according to this embodiment. FIG. 15 is a diagram for explaining the case where the voltage detection terminal is attached with a guide pin, and FIG. 16 is a diagram showing a state where the voltage detection terminal is attached to the frame.
図１５に示すように、フレーム２１０にはガイドピン５５０を固定するための埋め込み穴５６０が開口されている。埋め込み穴５６０はガイドピン５５０をフレーム２１０にしっかりと固定するために設けられているため、埋め込み穴５６０の内径はガイドピン５５０の一端（下端）の外径と同じかそれよりも若干大きい程度に形成されている。なお、本実施の形態ではガイドピン５５０を埋め込み穴５６０に圧入して取り付けているが、ガイドピン５５０の一端にねじを形成し、ガイドピン５５０をフレーム２１０にねじ込んで取り付けるようにしても良い。 As shown in FIG. 15, an embedding hole 560 for fixing the guide pin 550 is opened in the frame 210. Since the embedded hole 560 is provided to firmly fix the guide pin 550 to the frame 210, the inner diameter of the embedded hole 560 is the same as or slightly larger than the outer diameter of one end (lower end) of the guide pin 550. Is formed. In this embodiment, the guide pin 550 is press-fitted into the embedding hole 560 and attached, but a screw may be formed at one end of the guide pin 550 and the guide pin 550 may be screwed into the frame 210 and attached.
ガイドピン５５０はフレーム２１０の厚みよりも高さの低い円柱状のピンであり、その他端（上端）には電圧検出端子のガイド孔５２０よりも外径の大きい抜け止め部５７０を有している。 The guide pin 550 is a cylindrical pin whose height is lower than the thickness of the frame 210, and has a retaining portion 570 having a larger outer diameter than the guide hole 520 of the voltage detection terminal at the other end (upper end). .
電圧検出端子５００はガイドピン５５０が挿入されるガイド孔５２０が開口されている。ガイド孔５２０は、ガイドピン５５０に容易に差し込むことができ、また電圧検出端子５００がガイドピン５５０に沿って容易に上下動でき、抜け止め部５７０から抜けてしまうことのないように、その口径をガイドピン５５０の外径よりも大きく、抜け止め部５７０の外径よりも小さくしている。電圧検出端子５００がガイドピン５５０に取り付けられると、図１６に示すようなフローティング状態となり、電圧検出端子５００のフレーム面方向（フレーム２１０の面上の２次元方向）の位置が規制され、電圧検出端子５００のフレーム２１０の厚み方向の動きがフレーム面と抜け止め部５７０との間で案内される。なお、電圧検出端子５００は単電池２１４の電極タブ２１５Ａと超音波接合される。 The voltage detection terminal 500 has a guide hole 520 into which the guide pin 550 is inserted. The guide hole 520 can be easily inserted into the guide pin 550, and the diameter of the voltage detection terminal 500 can be easily moved up and down along the guide pin 550 so that the voltage detection terminal 500 does not come out of the retaining portion 570. Is larger than the outer diameter of the guide pin 550 and smaller than the outer diameter of the retaining portion 570. When the voltage detection terminal 500 is attached to the guide pin 550, the floating state as shown in FIG. 16 is established, the position of the voltage detection terminal 500 in the frame surface direction (two-dimensional direction on the surface of the frame 210) is regulated, and voltage detection is performed. The movement of the terminal 500 in the thickness direction of the frame 210 is guided between the frame surface and the retaining portion 570. The voltage detection terminal 500 is ultrasonically bonded to the electrode tab 215A of the unit cell 214.
フローティング状態で保持されている状況は図１７と図１８に示す通りである。図１７は図１６に示した積層状態を図示手前側から見た図であり、図１８は図１７のＢ−Ｂ断面図である。単電池２１４、２２４は、フレーム２１０、２２０の厚みよりも厚くなっている（図１８参照）。したがって、フレーム２１０と２２０とを積層した状態では単電池２２４の厚みからフレーム２２０の厚みを差し引いた寸法Ｌ（０．５ｍｍ前後）分の遊びがフレーム２１０と２２０との間に存在している。単電池２１４の電極タブ２１５Ａと電圧検出端子５００とは超音波接合されているが、電極タブ２１５Ａの厚みは０．２ｍｍ程度であるので、電圧検出端子５００はフレーム２１０と２２０との間においてフレーム面と抜け止め部５７０との間でガイドピン５５０に沿って自由に上下動できる。なお、図１８においては、フレーム２２０のガイドピン５５０の対応位置にガイドピン埋設穴５８０が開口されているが、ガイドピン５５０のフレーム２１０面からの突出高さが上記の寸法Ｌ内に収まるのであればガイドピン埋設穴５８０は開口しなくとも良い。
［実施の形態３］
実施の形態３で説明する組電池も、電圧検出端子の取り付け構造を除き、実施の形態１で説明した組電池と同一の構造を有している。したがって、本実施の形態でも、電圧検出端子の取り付け構造の部分のみを図面に基づいて詳細に説明する。本実施の形態では、フレームに設けたガイド溝とこのガイド溝に挿入されるガイド突起を持つ電圧検出端子によって、電圧検出端子がフローティング状態で取り付けられ、この電圧検出端子に電圧検出線が接続されたコネクタを取り付けて各単電池の電圧を外部の制御装置から検出できるようにしている。図１９〜図２２は本実施の形態にかかる保持手段の説明に供する図である。
The situation of being held in the floating state is as shown in FIGS. 17 is a view of the stacked state shown in FIG. 16 as viewed from the front side of the drawing, and FIG. 18 is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. The unit cells 214 and 224 are thicker than the thicknesses of the frames 210 and 220 (see FIG. 18). Therefore, in the state where the frames 210 and 220 are laminated, there is a play of the dimension L (around 0.5 mm) obtained by subtracting the thickness of the frame 220 from the thickness of the unit cell 224 between the frames 210 and 220. The electrode tab 215A of the unit cell 214 and the voltage detection terminal 500 are ultrasonically bonded, but the thickness of the electrode tab 215A is about 0.2 mm, so that the voltage detection terminal 500 is between the frames 210 and 220. It can freely move up and down along the guide pin 550 between the surface and the retaining portion 570. In FIG. 18, the guide pin embedding hole 580 is opened at the position corresponding to the guide pin 550 of the frame 220, but the protruding height of the guide pin 550 from the surface of the frame 210 is within the above-mentioned dimension L. If so, the guide pin embedding hole 580 may not be opened.
[Embodiment 3]
The assembled battery described in the third embodiment also has the same structure as the assembled battery described in the first embodiment, except for the structure for attaching the voltage detection terminal. Therefore, also in this embodiment, only the portion of the voltage detection terminal mounting structure will be described in detail based on the drawings. In the present embodiment, the voltage detection terminal is attached in a floating state by the voltage detection terminal having the guide groove provided in the frame and the guide protrusion inserted into the guide groove, and the voltage detection line is connected to the voltage detection terminal. A connector is attached so that the voltage of each cell can be detected from an external control device. 19 to 22 are diagrams for explaining the holding means according to the present embodiment.
図１９および図２０は電圧検出端子に形成されているガイド突起とフレームに設けられたガイド溝との説明に供する図である。 19 and 20 are views for explaining the guide protrusions formed on the voltage detection terminal and the guide grooves provided on the frame.
図１９に示すように、電圧検出端子５００は、その外周部の少なくとも１部をＬ字状に折り曲げることによって形成されたガイド突起５８５を有している。フレーム２１０には、ガイド突起５８５を収容し、それをフレームの厚み方向に可動自在に保持するガイド溝５９０が設けられている。ガイド突起の長さ（深さ）は、電圧検出端子５００がフレーム２１０とこれに隣接する他のフレームとの間で動いてもガイド溝５９０から抜けることがないような長さに形成されている。 As shown in FIG. 19, the voltage detection terminal 500 has a guide protrusion 585 formed by bending at least one part of the outer periphery thereof into an L shape. The frame 210 is provided with a guide groove 590 that accommodates the guide protrusion 585 and holds it movably in the thickness direction of the frame. The length (depth) of the guide protrusion is formed such that the voltage detection terminal 500 does not come out of the guide groove 590 even if the voltage detection terminal 500 moves between the frame 210 and another frame adjacent thereto. .
電圧検出端子５００がガイド溝５９０に取り付けられると、フレーム間においてフローティング状態となり、電圧検出端子５００のフレーム面方向（フレーム２１０の面上の２次元方向）の位置が規制され、電圧検出端子５００のフレーム２１０の厚み方向の動きがフレーム面間においてガイド突起５８５とガイド溝５９０によって案内される。なお、電圧検出端子５００は単電池２１４の電極タブ２１５Ａと超音波接合される。 When the voltage detection terminal 500 is attached to the guide groove 590, the voltage detection terminal 500 is in a floating state between the frames, the position of the voltage detection terminal 500 in the frame surface direction (two-dimensional direction on the surface of the frame 210) is restricted, and the voltage detection terminal 500 The movement of the frame 210 in the thickness direction is guided between the frame surfaces by the guide protrusion 585 and the guide groove 590. The voltage detection terminal 500 is ultrasonically bonded to the electrode tab 215A of the unit cell 214.
フローティング状態で保持されている状況は図２１と図２２に示す通りである。図２１は図１９に示した積層状態を図示手前側から見た図であり、図２２は図２１のＣ−Ｃ断面図である。単電池２１４、２２４は、フレーム２１０、２２０の厚みよりも厚くなっている（図２２参照）。したがって、フレーム２１０と２２０とを積層した状態では単電池２２４の厚みからフレーム２２０の厚みを差し引いた寸法Ｌ（０．５ｍｍ前後）分の遊びがフレーム２１０と２２０との間に存在している。単電池２１４の電極タブ２１５Ａと電圧検出端子５００とは超音波接合されているが、電極タブ２１５Ａの厚みは０．２ｍｍ程度であるので、電圧検出端子５００はフレーム２１０と２２０との間においてガイド溝５９０に沿って自由に上下動できる。なお、電圧検出端子５００のガイド突起５８５の長さは、上記の寸法Ｌよりも大きくしているので、ガイド突起５８５がガイド溝５９０から外れてしまうようなことはない。 The situation of being held in the floating state is as shown in FIGS. 21 is a view of the stacked state shown in FIG. 19 as viewed from the front side of the drawing, and FIG. 22 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. The unit cells 214 and 224 are thicker than the thicknesses of the frames 210 and 220 (see FIG. 22). Therefore, in the state where the frames 210 and 220 are laminated, there is a play of the dimension L (around 0.5 mm) obtained by subtracting the thickness of the frame 220 from the thickness of the unit cell 224 between the frames 210 and 220. The electrode tab 215A of the unit cell 214 and the voltage detection terminal 500 are ultrasonically joined. However, since the thickness of the electrode tab 215A is about 0.2 mm, the voltage detection terminal 500 is guided between the frames 210 and 220. It can move freely along the groove 590. Since the length of the guide protrusion 585 of the voltage detection terminal 500 is larger than the dimension L, the guide protrusion 585 does not come off the guide groove 590.
このように、本発明では、フレーム間において、電圧検出端子をフローティング状態で保持するようにしているので、単電池やフレームの製造時に生じる寸法ばらつき、および、組電池の組み立て時に生じる寸法ばらつきによる電圧検出端子のフレーム積層方向の位置ばらつきを吸収することができ、複数の電圧検出端子を同時に接続するコネクタの接続作業が効率化できる。 As described above, in the present invention, the voltage detection terminals are held in a floating state between the frames. Therefore, the voltage due to the dimensional variation that occurs during the manufacture of the unit cell or the frame and the dimensional variation that occurs during the assembly of the assembled battery. The variation in the position of the detection terminals in the frame stacking direction can be absorbed, and the connection work of the connector for connecting a plurality of voltage detection terminals at the same time can be made efficient.
本発明にかかる組電池は組み立て性に優れているので組電池の製造分野において利用可能である。 Since the assembled battery according to the present invention is excellent in assemblability, it can be used in the field of manufacturing assembled batteries.
１００ 組電池、
２００ 電池ユニット、
２１０、２２０、２３０ フレーム、
２１２、２３２ 絶縁ワッシャ、
２１４、２２４、２３４、２４４、２７４ 単電池、
２１５Ａ、２１５Ｂ、２２５Ａ、２２５Ｂ、２３５Ａ、２３５Ｂ、２４５Ａ、２４５Ｂ、２７５Ａ 電極タブ、
２１６ 周縁部、
２１７Ａ、２１７Ｂ、２１７Ｃ、２１７Ｄ、２１７Ｅ 開口部、
２１８、２２８、２３８、２４８ 周縁支持部、
２２２、２４２ 導通ワッシャ、
２５０Ａ、２５０Ｂ 絶縁テープ、
２６０、２６２、２６４ バスバー、
２７０、２７５、２８０、２８５ 通しボルト、
２７２Ａ、２７２Ｂ 挿入孔、
３００、３５０ ヒートシンク、
３１０Ａ〜３１０Ｆ ナット、
３２５ 中間ヒートシンク、
３８０〜３８５ 取り付け孔、
４００、４１０、４２０、４３０ 単電池積層体、
４５０Ａ、４５０Ｂ 電力端子、
５００ 電圧検出用端子、
５１０ ガイド突起、
５２０ ガイド孔、
５３０ 挿入穴、
５５０ ガイドピン、
５６０ 埋め込み穴、
５７０ 抜け止め部、
５８０ ガイドピン埋設穴、
５８５ ガイド突起、
５９０ ガイド溝、
６００ コネクタ、
６００Ａ〜６００Ｃ 接続口。
100 battery packs,
200 battery unit,
210, 220, 230 frames,
212, 232 insulation washers,
214, 224, 234, 244, 274 cells,
215A, 215B, 225A, 225B, 235A, 235B, 245A, 245B, 275A electrode tabs,
216 rim,
217A, 217B, 217C, 217D, 217E opening,
218, 228, 238, 248 peripheral support,
222, 242 conductive washers,
250A, 250B insulating tape,
260, 262, 264 bus bars,
270, 275, 280, 285 through bolts,
272A, 272B insertion hole,
300, 350 heat sink,
310A-310F nut,
325 Intermediate heat sink,
380-385 mounting holes,
400, 410, 420, 430 cell stack,
450A, 450B power terminal,
500 Voltage detection terminal,
510 guide protrusion,
520 guide holes,
530 insertion hole,
550 guide pins,
560 embedding hole,
570 retaining part,
580 Guide pin buried hole,
585 guide protrusion,
590 guide groove,
600 connectors,
600A-600C connection port.
Claims (9)
前記フレームには当該単電池の電圧を検出するための電圧検出端子が前記フレームに隣接する他のフレームとの間で前記フレームの厚み方向に可動自在に保持されていることを特徴とする組電池。 A battery pack in which a plurality of plate-like frames on which a single battery is placed are stacked in the thickness direction of the frame,
The assembled battery is characterized in that a voltage detection terminal for detecting the voltage of the unit cell is held in the frame so as to be movable in the thickness direction of the frame with another frame adjacent to the frame. .
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