JP5437849B2

JP5437849B2 - 電池モジュール用電極構成体

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Publication number: JP5437849B2
Application number: JP2010034523A
Authority: JP
Inventors: 隆平西田
Original assignee: Nifco Inc
Current assignee: Nifco Inc
Priority date: 2010-02-19
Filing date: 2010-02-19
Publication date: 2014-03-12
Anticipated expiration: 2030-02-19
Also published as: JP2011171138A; CN102763242A; US20120321944A1; WO2011102344A1

Description

この発明は、ハイブリッドカーや電気自動車などの蓄電システムを構成する電池モジュールの一部となって、この電池モジュールの電極を構成する電極構成体の改良に関する。

ハイブリッドカーなどの蓄電システムは、複数の電池モジュールから構成されている。また、各電池モジュールは、扁平な板状をなす蓄電体セルを積み重ね状にケースに納めてなる。電池モジュールのケースには内部の蓄電体セルに電気的に接続された電極が設けられており、この電極を利用して電池モジュール外の端子への接続がなされる。かかる電池モジュールの電極は、前記ケースに二箇所以上設けられる。（特許文献１参照）

特開２００９−２３１２６７号公報

この発明が解決しようとする主たる問題点は、この種の電池モジュールの電極を、最小の部品点数をもって、適切に構成し得るようにする点にある。

前記課題を達成するために、この発明にあっては、電池モジュール用電極構成体を、蓄電体セルをケースに納めてなる電池モジュールの電極を構成する電極構成体であって、
金属板よりなる通電部材と、合成樹脂よりなる絶縁カバーとから構成されており、
前記通電部材は、蓄電体セルに電気的に接続される内部接続部と、電池モジュール外の端子に電気的に接続される外部接続部とを備えており、
外部接続部は、前記金属板の端部を折り曲げて形成された立ち上がり部であって、この立ち上がり部の外面が電池モジュール外に露出されるようになっていると共に、この立ち上がり部にはその内面から突き出す内側に雌ネジを備えた筒状部分が形成されており、
この筒状部分は前記金属板に対するプレス加工により形成され、この筒状部分に切削加工により前記雌ネジを形成させており、
前記絶縁カバーは、少なくとも前記立ち上がり部の内面と前記筒状部分を覆う第一パーツと、
この第一パーツとの間で、前記通電部材における前記筒状部分の直下に位置される箇所を挟むようにして、この第一パーツに係合組み合わされる第二パーツとを備えてなるものとした。

前記第一パーツを、立ち上がり部の内面に当接される前面を有すると共に、この前面に形成された貫通孔に連通した前記筒状部分の収容部を備えてなるものとすることが、好適な態様の一つである。

かかる構成によれば、第一に、電池モジュール外の端子に対し電気的に接続される電池モジュールの電極側、すなわち、通電部材の立ち上がり部側を、第一パーツと第二パーツとを組み合わせてなる絶縁カバーにより容易かつ適切に覆うことができる。第一パーツ及び第二パーツは単純な樹脂成形により構成することができることから、部品コストも必要最小限のものとすることができる。また、かかる電極構成体によれば、第二に、通電部材の立ち上がり部への電池モジュール外の端子の接続を、筒状部分へのボルト止めによりなすことができると共に、この筒状部分を通電部材にプレス加工により一体に備えさせていることから、別途のナットなどを必要とせず、この観点からも部品点数の最小限化が図られている。また、このようにしておけば、電池モジュール外の端子と接する立ち上がり部の外面の面積をできるだけ大きく確保させることができる。

前記第二パーツを、第一パーツの少なくとも一部を間に納める一対の側壁を有するものとしておけば、かかる第一パーツと第二パーツの重なり代により効果的に絶縁距離を増加させることができる。

この発明によれば、電池モジュールの電極を、最小の部品点数をもって、適切に構成することができる。

図１は電池モジュールの斜視構成図である。図２は電極構成体と蓄電体セルの電極と電池モジュール外の端子とを分離した状態で示した斜視構成図である。図３は電極構成体の分離斜視図である。図４は電極構成体の分離斜視図であり、図３と反対の向きから見て示している。図５は電極構成体の正面図である。図６は電極構成体の右側面図である。図７は電極構成体の平面図である。図８は電極構成体の底面図である。図９は図５におけるＡ−Ａ線断面図である。図１０は図７におけるＤ−Ｄ線断面図である。図１１は図５におけるＢ−Ｂ線断面図である。図１２は図５におけるＣ−Ｃ線断面図である。

以下、図１〜図１２に基づいて、この発明を実施するための形態について、説明する。この実施の形態にかかる電池モジュール用電極構成体Ｅは、ハイブリッドカーや電気自動車などの蓄電システム（蓄電ユニットなどとも称される。）を構成する電池モジュールＭ（蓄電モジュール、モジュールなどとも称される。）の一部となって、この電池モジュールＭの電極Ｍａを構成するものである。すなわち、かかる電極構成体Ｅは、電池モジュールＭ外の端子Ｅ’に対し電気的に接続される電池モジュールＭの電極Ｍａを構成するものである。電池モジュールＭは、蓄電体セルＭｂとこれを納めるケースＭｄとを備えている。蓄電体セルＭｂは、扁平な板状を呈するように構成される。図示の例では、電池モジュールＭは、複数枚の蓄電体セルＭｂを積層状に配した状態で、扁平な箱状をなすケースにＭｄ納めて構成されている。各蓄電体セルＭｂはその電極Ｍｃ（通常タブなどと称される。）を相互に接続させて直列あるいは並列に接続される。

電極構成体Ｅは、金属板よりなる通電部材１と、合成樹脂よりなる絶縁カバー２とから構成されている。かかる通電部材１は、典型的には銅ないしは銅合金から構成される。

通電部材１は、蓄電体セルＭｂに電気的に接続される内部接続部１０と、電池モジュールＭ外の端子Ｅ’に電気的に接続される外部接続部１１とを備えている。図示の例では、前記ケースＭｄは略長方形の幅広の両面Ｍｅ、Ｍｅと、この両面Ｍｅ、Ｍｅ間に亘る４つの厚さ側側面Ｍｆを有している。この４つの厚さ側側面Ｍｆのうち、ケースＭｄの幅方向に沿った一つの側面Ｍｆに形成された開口を通じて、ケースＭｄの外方に通電部材１の外部接続部１１が臨むようになっている。通電部材１の内部接続部１０は、蓄電体セルＭｂの電極Ｍｃに接続される。

外部接続部１１は、前記金属板の端部を折り曲げて形成された立ち上がり部１２として構成されている。そして、この立ち上がり部１２の外面１２ｂが電池モジュールＭ外に露出されるようになっている。それと共に、この立ち上がり部１２にはその内面１２ａから突き出す内側に雌ネジ１４を備えた筒状部分１３が形成されている。

図示の例では、通電部材１は、細長い第一板部１５と、この第一板部１５の一端部からこの第一板部１５に直交する向きに延び出す第二板部１６と、第二板部１６の端部に連続してこの第二板部１６の上面１６ａに直交する向きに延び出す第三板部１７とを備えている。この第三板部１７が前記立ち上がり部１２として機能するようになっている。第一板部１５の上面１５ａよりも第二板部１６の上面１６ａは上方に位置され、第一板部１５と第二板部１６との接合箇所には段部１８が形成されている。

前記筒状部分１３は、第三板部１７における第二板部１６の上面１６ａに面する側の面、つまり、前記立ち上がり部１２の内面からこの内面に直交する向きに突き出すように形成されている。この筒状部分１３と第二板部１６の上面１６ａとの間には間隔が形成されている。かかる筒状部分１３は、筒両端を共に開放させている。第三板部１７にはこの筒状部分１３の内部に連通したボルトＳの導入孔が形成されている。図示の例では、立ち上がり部１２の内面１２ａからの筒状部分１３の突きだし寸法は、この内面１２ａと前記段部１８までの距離の約半分となっている。

かかる通電部材１における筒状部分１３は前記金属板に対するプレス加工により形成されている。また、前記雌ネジ１４はこの筒状部分１３に切削加工により形成されている。典型的には、先ず、一枚の金属板に絞り加工により筒状部分１３を形成させた後、この筒状部分１３の内側にねじ立てをなす。この後、この一枚の金属板から第一板部１５と第二板部１６と第三板部１７とを同面上に位置させた略Ｌ字状板を切り出す。最後に、この略Ｌ字状板に前記段部１８を形成させると共に、前記第三板部１７となる箇所を折り曲げ立ち上げる。これにより、前記通電部材１が得られる。

前記絶縁カバー２は、前記立ち上がり部１２の内面１２ａに当接される前面３０を有すると共に、この前面３０に形成された貫通孔３１に連通した前記筒状部分１３の収容部３２を備えた第一パーツ３と、
この第一パーツ３との間で、前記通電部材１における前記筒状部分１３の直下に位置される箇所を挟むようにして、この第一パーツ３に係合組み合わされる第二パーツ４とを備えてなる。

図示の例では、第一パーツ３は、略正方形の正面板部３４を備えている。この正面板部３４の前面３３によって第一パーツ３の前面３０が形成されている。この正面板部３４に円形の前記貫通孔３１が形成されている。収容部３２は筒両端を共に開放させると共に、筒一端を正面板部３４の背面３４ａに一体に連接させ且つ筒内空間を貫通孔３１に連通させた筒状をなすように構成されている。収容部３２の筒他端には内鍔３２ａが形成されている。

図示の例では、第一パーツ３は、収容部３２の筒他端との間に間隔を開けて配される背面板部３５と、この背面板部３５と正面板部３４との間に亘る左右両側部３６、３６と、底部３７とを備え、収容部３２はこれらに囲繞された空間内にある。

正面板部３４と背面板部３５との間の距離は、通電部材１の立ち上がり部１２と段部１８との間の距離よりもやや小さくなっている。また、第一パーツ３はその底部３７側において、左右両側部３６、３６の外面間の間隔を狭めており、左右両側部３６、３６にはそれぞれ底部３７側に向いた段部３６ａが形成され、この段差下に第二パーツ４の後述する側壁を納めてこの第二パーツ４と第一パーツ３とが組み合わされるようになっている。また、図示の例では、第一パーツ３の正面板部３４の上縁と前記段差上の左右側縁はリブ状縁取り部３４ｂにより縁取られている。

図示の例では、第二パーツ４は、板状基部４０と、左右側板部４１、４１とを備えている。左右側板部４１、４１の内面間の距離は、第一パーツ３の左右側部３６、３６の外面間の間隔および通電部材１の第二板部１６の幅と略等しくなっている。また、かかる板状基部４０および左右側板部４１、４１の前後寸法は、第一パーツ３の正面板部３４と背面板部３５との距離に略等しくなっている。また、左右側板部４１、４１の板状基部４０からの突きだし寸法は、第一パーツ３の前記段部３６ａと底部３７との間の距離に通電部材１の板厚を加えた寸法に略等しくなっている。すなわち、図示の例では、かかる第二パーツ４の左右側板部４１、４１によって、第二パーツ４は第一パーツ３の底部３７側を間に納める一対の側壁を備えている。

第二パーツ４の左右側板部４１、４１の前縁にはそれぞれ、第一パーツ３との組み合わせ時に前記リブ状縁取り部３４ｂに連なる縁取り部４１ａが形成されている。また、第二パーツ４の左右側板部４１、４１の上縁部であってその内面にはそれぞれ、前後方向中程の位置に、第一パーツ３の被掛合部３６ｂに対する係合部４１ｂが形成されている。一方、第一パーツ３の左右両側部３６、３６であって前記段部３６ａによる段差下にはそれぞれ、かかる被掛合部３６ｂが形成されている。図示の例では、かかる掛合部４１ｂを突起として、かかる被掛合部３６ｂをこの突起を納める凹みとして構成している。そして、第二パーツ４の左右側板部４１、４１間の距離をこの第二パーツ４を弾性変形させて押し広げながらこの左右側板部４１、４１間に第一パーツ３の底部３７を納め入れた後の、この左右側板部４１、４１の上縁部が前記段部３６ａに突き当たった位置でのこの左右側板部４１、４１の撓み戻しにより、前記突起が凹みに入り込んで、第一パーツ３と第二パーツ４とが係合・組み合わされるようになっている。

具体的には、通電部材１の立ち上がり部１２の内面１２ａ側から第一パーツ３の前面３０がこの内面１２ａに当接される位置まで、この第一パーツ３の収容部３２に前記貫通孔３１を通じて通電部材１の筒状部分１３を挿入する。この後、かかる通電部材１のかかる筒状部分１３の直下に位置される箇所（すなわち、前記第二板部１６）を間において第一パーツ３に第二パーツ４を係合・組み合わせる。この組み合わせ状態において、第一パーツ３の左右側部３６、３６の上部側の外面と第二パーツ４の左右側板部４１、４１の外面とは同面上に位置されるようになっている。通電部材１の立ち上がり部１２は前記リブ状縁取り部３４ｂ及び縁取り部４１ａによってその厚さ側の端面を覆われる。なお、図示の例では、この組み合わせ状態において、通電部材１の第二板部１６に形成された小孔１６ｂに入り込む突所４０ａが第二パーツ４の板状基部４０に形成されている。

この実施の形態にかかる電極構成体Ｅによれば、第一に、電池モジュールＭ外の端子Ｅ’に対し電気的に接続される電池モジュールＭの電極Ｍａ側、すなわち、通電部材１の立ち上がり部１２側を、第一パーツ３と第二パーツ４とを組み合わせてなる絶縁カバー２により容易かつ適切に覆うことができる。第一パーツ３及び第二パーツ４は単純な樹脂成形により構成することができることから、部品コストも必要最小限のものとすることができる。また、かかる電極構成体Ｅによれば、第二に、通電部材１の立ち上がり部１２への電池モジュールＭ外の端子Ｅ’の接続を、この端子Ｅ’に設けた穴Ｅ’ａを通じて筒状部分１３にネジつけられるボルトＳによりなすことができると共に、この筒状部分１３を通電部材１にプレス加工により一体に備えさせていることから、別途のナットなどを必要とせず、この観点からも部品点数の最小限化が図られている。また、このようにしておけば、電池モジュールＭ外の端子Ｅ’と接する立ち上がり部１２の外面１２ｂの面積をできるだけ大きく確保させることができる。また、かかる電極構成体Ｅによれば、第三に、立ち上がり部１２の内面１２ａ及び筒状部分１３を覆う第一パーツ３は第二パーツ４の一対の側壁間（前記左右の側板部４１、４１間）に納められることから、この第一パーツ３と第二パーツ４の重なり代により効果的に絶縁距離を増加させることができる。

１通電部材
１１外部接続部
１２立ち上がり部
１２ａ内面
１２ｂ外面
１３筒状部分
１４雌ネジ
２絶縁カバー
３第一パーツ
４第二パーツ

Claims

蓄電体セルをケースに納めてなる電池モジュールの電極を構成する電極構成体であって、
金属板よりなる通電部材と、合成樹脂よりなる絶縁カバーとから構成されており、
前記通電部材は、蓄電体セルに電気的に接続される内部接続部と、電池モジュール外の端子に電気的に接続される外部接続部とを備えており、
外部接続部は、前記金属板の端部を折り曲げて形成された立ち上がり部であって、この立ち上がり部の外面が電池モジュール外に露出されるようになっていると共に、この立ち上がり部にはその内面から突き出す内側に雌ネジを備えた筒状部分が形成されており、
この筒状部分は前記金属板に対するプレス加工により形成され、この筒状部分に切削加工により前記雌ネジを形成させており、
前記絶縁カバーは、少なくとも前記立ち上がり部の内面と前記筒状部分を覆う第一パーツと、
この第一パーツとの間で、前記通電部材における前記筒状部分の直下に位置される箇所を挟むようにして、この第一パーツに係合組み合わされる第二パーツとを備えてなることを特徴とする電池モジュール用電極構成体。
第一パーツは、立ち上がり部の内面に当接される前面を有すると共に、この前面に形成された貫通孔に連通した前記筒状部分の収容部を備えてなることを特徴とする請求項１に記載の電池モジュール用電極構成体。
第二パーツは、第一パーツの少なくとも一部を間に納める一対の側壁を有していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電池モジュール用電極構成体。