JP5496522B2 - Battery system - Google Patents
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Description
本発明は、主として、ハイブリッドカーや電気自動車等を走行させるモータに電力を供給する車両用の電源装置に使用されるバッテリシステムに関し、とくに、電池セルのガス排出弁から排出されるガスを排出ダクトで外部に排出するバッテリシステムに関する。 The present invention mainly relates to a battery system used in a power supply device for a vehicle that supplies electric power to a motor that drives a hybrid car, an electric vehicle, and the like, and in particular, discharges a gas discharged from a gas discharge valve of a battery cell. It is related with the battery system discharged outside.
多数の電池セルを備えるバッテリシステムは、電池セルを直列に接続して出力電圧を高くできることから、ハイブリッドカーの電源装置のように、大電流で充放電される用途に使用される。このバッテリシステムは、車両を加速するときに極めて大きな電流で放電され、また、回生制動等の状態では、相当に大きな電流で充電される。このバッテリシステムは、過充電や過放電で内圧が上昇する異常な状態での破壊を防止して安全性を確保するために、電池セルにガス排出弁を設けている。ガス排出弁は、電池の内圧が異常に上昇すると開弁してガスを排気する。多数の電池セルを備えるバッテリシステムは、電池セルから排出されるガスを速やかに外部に排気することが大切である。とくに、リチウムイオン電池のように非水系の電解液を使用する角形電池セルにあっては、排出ガスを速やかに排気することが大切である。このことを実現するために、電池セルのガス排出弁の排出口に排気チューブを連結するバッテリシステムが開発されている。(特許文献1参照) A battery system including a large number of battery cells can be connected to battery cells in series to increase the output voltage, and thus is used for applications that are charged and discharged with a large current, such as a power supply device of a hybrid car. This battery system is discharged with a very large current when accelerating the vehicle, and is charged with a considerably large current in a state such as regenerative braking. In this battery system, a gas discharge valve is provided in the battery cell in order to prevent destruction in an abnormal state in which the internal pressure increases due to overcharge or overdischarge and to ensure safety. The gas discharge valve opens and exhausts gas when the internal pressure of the battery rises abnormally. In a battery system including a large number of battery cells, it is important to quickly exhaust the gas discharged from the battery cells to the outside. In particular, in a rectangular battery cell using a non-aqueous electrolyte solution such as a lithium ion battery, it is important to exhaust the exhaust gas promptly. In order to realize this, a battery system in which an exhaust tube is connected to an exhaust port of a gas exhaust valve of a battery cell has been developed. (See Patent Document 1)
引用文献1のバッテリシステムは、角形電池のガス排出口に排気チューブを連結している。このバッテリシステムは、角形電池の排出ガスを排気チューブで外部に排気する。この構造のバッテリシステムは、排気チューブを各々の電池に対して常に正確な位置に配置することが難しい。排気チューブと電池との相対位置がずれると、電池から排出される高温のガスが外部に漏れて安全性を確保できなくなる。排気チューブと電池との相対位置がずれないように、排気チューブの複数カ所を電池に固定すると、取付構造が複雑になって製造コストが高くなる欠点がある。
The battery system of the cited
また、引用文献1のバッテリシステムは、角形電池セルの両側に電極端子を設けているので、電極端子の接続に手間がかかる欠点もある。
Moreover, since the battery system of the cited
本発明は、この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、各々の角形電池セルのガス排出口に対して排出ダクトを正確な位置に配置して、角形電池セルから排出される高温ガスを漏れなく外部に排気して安全性を向上できるバッテリシステムを提供することにある。
さらにまた、本発明の他の大切な目的は、排出ダクトとバスバーの両方を簡単かつ容易に、しかも正確な位置に配置して、能率よく組み立てできるバッテリシステムを提供することにある。
The present invention has been developed for the purpose of solving this drawback. An important object of the present invention is to arrange a discharge duct at an accurate position with respect to the gas discharge port of each rectangular battery cell, and exhaust the high-temperature gas discharged from the rectangular battery cell to the outside without leaking. It is to provide a battery system that can improve the performance.
Furthermore, another important object of the present invention is to provide a battery system in which both the discharge duct and the bus bar can be easily and easily arranged in an accurate position and can be assembled efficiently.
本発明のバッテリシステムは、正負の電極端子13を設けている端子面10にガス排出弁11のガス排出口12を設けている複数の角形電池セル1を、各々の端子面10を同一面に位置するようにして積層し、かつ各々の角形電池セル1をバスバー8で接続してなる電池ブロック2と、この電池ブロック2を構成する各々の角形電池セル1のガス排出口12に連結されて、ガス排出口12から排出されるガスを外部に排気する中空状の排出ダクト7とを備える。バッテリシステムは、各々の角形電池セル1の端子面10に対向するように、電池ブロック2の表面に対向して絶縁プレート6、60を配設しており、この絶縁プレート6、60に、排出ダクト7とバスバー8を一体構造に固定している。絶縁プレート6、60に一体構造の排出ダクト7は、各々の角形電池セル1のガス排出口12に連結される連結開口7Aを電池ブロック2との対向面に開口して、この連結開口7Aをガス排出口12に連結している。さらに、バスバー8は、各々の角形電池セル1の電極端子13に接続される接続部を露出して、露出部においてバスバー8を電極端子13に接続している。
In the battery system according to the present invention, a plurality of
以上のバッテリシステムは、各々の角形電池セルのガス排出口に対して排出ダクトを正確な位置に配置して、角形電池セルから排出される高温ガスを漏れなく外部に排気して安全性を向上できる特徴がある。それは、以上のバッテリシステムが、角形電池セルの端子面に対向するように電池ブロックの表面に対向して絶縁プレートを固定し、この絶縁プレートに排出ダクトを一体構造に固定しているからである。すなわち、排出ダクトが絶縁プレートを介して電池ブロックに固定されることから、排出ダクトは絶縁プレートで位置ずれしないように正確に定位置に配置されるからである。さらに、絶縁プレートを介して電池ブロックに固定している排出ダクトは、時間が経過しても位置がずれず、長期間にわたって各々の角形電池セルに対して正確な位置に配置されて、ガス漏れを確実に阻止できる特徴がある。 In the above battery system, the discharge duct is arranged at an accurate position with respect to the gas discharge port of each rectangular battery cell, and the high-temperature gas discharged from the rectangular battery cell is exhausted to the outside without any leakage to improve safety. There are features that can be done. This is because the above battery system has an insulating plate fixed to the surface of the battery block so as to face the terminal surface of the rectangular battery cell, and a discharge duct is fixed to the insulating plate in an integral structure. . That is, since the discharge duct is fixed to the battery block via the insulating plate, the discharge duct is accurately arranged at a fixed position so as not to be displaced by the insulating plate. Furthermore, the discharge duct fixed to the battery block via the insulating plate does not shift in position over time, and is placed at an accurate position with respect to each rectangular battery cell over a long period of time. There is a feature that can be reliably prevented.
さらに、以上のバッテリシステムは、排出ダクトとバスバーの両方を簡単かつ容易に、しかも正確な位置に配置して、能率よく組み立てできる特徴も実現される。それは、以上のバッテリシステムが、排出ダクトとバスバーを絶縁プレートに一体構造に固定しているので、絶縁プレートを電池ブロックに固定することで、排出ダクトと複数のバスバーを定位置に配置できるからである。各々の角形電池セルに対して定位置に配置されるバスバーは、ネジ止めや溶接などの方法で簡単に角形電池セルの電極端子に接続できる。 Furthermore, the battery system described above also realizes a feature that allows both the discharge duct and the bus bar to be easily and easily arranged in an accurate position and efficiently assembled. This is because the above-described battery system has the discharge duct and bus bar fixed to the insulating plate in an integral structure, so that the discharge duct and the plurality of bus bars can be placed in place by fixing the insulating plate to the battery block. is there. The bus bar arranged at a fixed position with respect to each rectangular battery cell can be easily connected to the electrode terminal of the rectangular battery cell by a method such as screwing or welding.
本発明のバッテリシステムは、各々の角形電池セル1の電圧を検出するリード線9を絶縁プレート6、60のバスバー8に接続して、絶縁プレート6、60に一体構造に固定することができる。
このバッテリシステムは、排出ダクトとバスバーに加えて、角形電池セルの電圧を検出するためのリード線も絶縁プレートに一体構造に固定しているので、角形電池セルの電圧を検出するためのリード線の配線も能率よく簡単にできる特徴がある。また、このリード線を絶縁プレートに一体構造に固定しているので、リード線がバスバーに接触してショートするなどの弊害も確実に防止できる特徴がある。とくに、この構造は、車両用の電源装置のように多数の角形電池セルを積層する構造においては、多数のバスバーやリード線の配線を著しく能率化して組み立てコストを低減できる特徴がある。
In the battery system of the present invention, the
In this battery system, in addition to the discharge duct and bus bar, the lead wire for detecting the voltage of the rectangular battery cell is also fixed to the insulating plate in an integral structure, so the lead wire for detecting the voltage of the square battery cell There is a feature that can be easily and efficiently wired. In addition, since the lead wire is fixed to the insulating plate in an integral structure, there is a feature that it is possible to reliably prevent adverse effects such as the lead wire coming into contact with the bus bar and short-circuiting. In particular, this structure is characterized in that in a structure in which a large number of prismatic battery cells are stacked, such as a power supply device for a vehicle, the wiring of a large number of bus bars and lead wires can be remarkably streamlined to reduce the assembly cost.
本発明のバッテリシステムは、絶縁プレート6をプラスチック製として、排出ダクトをプラスチック製の絶縁プレート6にインサート成形して一体構造に固定することができる。
このバッテリシステムは、排出ダクトをプラスチック製の絶縁プレートに一体的に成形して固定するので、排出ダクトを正確な位置に外れないように強固に固定しながら、能率よく安価に多量生産できる特徴がある。
In the battery system of the present invention, the
In this battery system, the discharge duct is integrally molded and fixed to a plastic insulating plate, so that it can be efficiently mass-produced at low cost while firmly fixing the discharge duct so that it does not come off the correct position. is there.
本発明のバッテリシステムは、絶縁プレート6をプラスチック製として、バスバー8をプラスチック製の絶縁プレート6にインサート成形して一体構造に固定することができる。
このバッテリシステムは、バスバーをプラスチック製の絶縁プレートに一体的に成形して固定するので、バスバーを正確な位置に外れないように強固に固定しながら、能率よく安価に多量生産できる特徴がある。とくに、多数のバスバーを角形電池セルに対して正確な位置に配置できるので、バスバーと角形電池セルの電極端子との接続を簡単にし、しかも角形電池セルの電極端子やバスバーに無理なく接続できる特徴がある。
In the battery system of the present invention, the
Since this battery system is integrally molded and fixed on a plastic insulating plate, this battery system is characterized in that it can be mass-produced efficiently and inexpensively while firmly fixing the bus bar so that it does not come off the correct position. In particular, a large number of bus bars can be placed in the correct position with respect to the prismatic battery cell, so that the connection between the bus bar and the electrode terminals of the prismatic battery cell can be simplified and can be easily connected to the electrode terminals and bus bar of the prismatic battery cell. There is.
本発明のバッテリシステムは、絶縁プレート6をプラスチック製として、リード線9をプラスチック製の絶縁プレート6にインサート成形して一体構造に固定することができる。
このバッテリシステムは、各々の角形電池セルの電圧を検出するためのリード線をプラスチック製の絶縁プレートに一体的に成形して固定するので、リード線を確実に固定しながら、能率よく安価に多量生産できる特徴がある。とくに、多数のリード線を絶縁プレートに埋設して配線でき、しかも、リード線の一端を絶縁プレートにおいてバスバーに接続しているので、組み立て工程においては、リード線をバスバーに接続する手間がかからず、リード線の配線を簡単に能率よく、しかも安定して確実に配線できる特徴がある。
In the battery system of the present invention, the
In this battery system, the lead wire for detecting the voltage of each square battery cell is integrally molded and fixed on a plastic insulating plate, so it can be efficiently and inexpensively secured while securing the lead wire. There are features that can be produced. In particular, a large number of lead wires can be embedded in the insulating plate and wired, and one end of the lead wire is connected to the bus bar on the insulating plate, so it takes time to connect the lead wire to the bus bar in the assembly process. In addition, there is a feature that leads can be wired easily, efficiently and stably.
本発明のバッテリシステムは、絶縁プレート60をプラスチック製として、プラスチック製の絶縁プレート60に、排出ダクト7を内部に挿入して定位置に固定する埋設凹部61を成形して設けて、この埋設凹部61に排出ダクト7を挿入して一体構造に固定することができる。
このバッテリシステムは、排出ダクトをプラスチック製の絶縁プレートに設けた埋設凹部に挿入して一体構造に固定するので、排出ダクトを正確な位置に確実に固定しながら、能率よく安価に多量生産できる特徴がある。
In the battery system of the present invention, the
In this battery system, the discharge duct is inserted into an embedded recess provided in a plastic insulating plate and fixed to an integral structure, so that the discharge duct can be efficiently and inexpensively produced in large quantities while being securely fixed in the correct position. There is.
本発明のバッテリシステムは、絶縁プレート60をプラスチック製として、プラスチック製の絶縁プレート60に、バスバー8を内部に挿入して定位置に固定する埋設凹部62を成形して設けて、この埋設凹部62にバスバー8を挿入して一体構造に固定することができる。
このバッテリシステムは、バスバーをプラスチック製の絶縁プレートに設けた埋設凹部に挿入して一体構造に固定するので、バスバーを正確な位置に確実に固定しながら、能率よく安価に多量生産できる特徴がある。さらに、多数のバスバーを角形電池セルに対して正確な位置に配置できるので、バスバーと角形電池セルの電極端子との接続を簡単にして、しかも無理なく接続できる特徴がある。
In the battery system of the present invention, the
This battery system is characterized in that it can be mass-produced efficiently and inexpensively while the bus bar is securely fixed at an accurate position because the bus bar is inserted into an embedded recess provided in a plastic insulating plate and fixed to an integral structure. . Further, since a large number of bus bars can be arranged at an accurate position with respect to the prismatic battery cell, there is a feature that the connection between the bus bar and the electrode terminal of the prismatic battery cell is simplified and can be connected without difficulty.
本発明のバッテリシステムは、絶縁プレート60をプラスチック製として、プラスチック製の絶縁プレート60に、リード線9を内部に挿入して定位置に固定する埋設凹部63を成形して設けて、この埋設凹部63にリード線9を挿入して一体構造に固定することができる。
このバッテリシステムは、各々の角形電池セルの電圧を検出するためのリード線をプラスチック製の絶縁プレートの埋設凹部に入れて一体構造に固定するので、リード線を確実に固定しながら、能率よく安価に多量生産できる特徴がある。とくに、多数のリード線を絶縁プレートの埋設凹部に入れて綺麗に配線でき、しかも、リード線の一端を絶縁プレートにおいてバスバーに接続しているので、組み立て工程においては、リード線をバスバーに接続する手間がかからず、リード線の配線を簡単に能率よく、しかも安定して確実に配線できる特徴がある。
In the battery system of the present invention, the
In this battery system, the lead wire for detecting the voltage of each square battery cell is put into the embedded recess of the plastic insulating plate and fixed in an integral structure, so it is efficient and inexpensive while securely fixing the lead wire Has the feature of mass production. In particular, a large number of lead wires can be placed in the recessed recesses of the insulating plate and wired neatly. Moreover, since one end of the lead wire is connected to the bus bar on the insulating plate, the lead wire is connected to the bus bar in the assembly process. There is a feature that the wiring of the lead wire can be performed easily, efficiently, stably and surely without trouble.
本発明のバッテリシステムは、絶縁プレート6、60が、電池ブロック2との対向面と、その反対の外側面にバスバー8を露出させて、電池ブロック2との対向面を角形電池セル1の電極端子13に接触させて電気接続することができる。
以上のバッテリシステムは、バスバーを絶縁プレートに埋設しながら、絶縁プレートの外側面でバスバーを外部に露出させているので、この露出部からバスバーを角形電池セルの電極端子に簡単に接続できる。
In the battery system of the present invention, the insulating
In the above battery system, the bus bar is exposed to the outside on the outer surface of the insulating plate while the bus bar is embedded in the insulating plate, so that the bus bar can be easily connected to the electrode terminal of the rectangular battery cell from the exposed portion.
本発明のバッテリシステムは、バスバー8と角形電池セルの電極端子13が止ネジ18をねじ込んで固定する止め穴8A、13Aを有して、止ネジ18を、絶縁プレート6、60の外側面に露出するバスバー8にねじ込んでバスバー8を電極端子13に固定することができる。
このバッテリシステムは、露出するバスバーに止ネジをねじ込むことで、バスバーを簡単で確実に、しかも安定して小さい接触抵抗でバスバーに接続できる特徴がある。
In the battery system of the present invention, the
This battery system has a feature that a bus bar can be connected to the bus bar with a small contact resistance simply, reliably and stably by screwing a set screw into the exposed bus bar.
本発明のバッテリシステムは、排出ダクト7の連結開口7Aを、パッキン17を介して角形電池セル1のガス排出口12に連結することができる。
このバッテリシステムは、排出ダクトの連結開口とガス排出口とをパッキンを介して連結するので、よりガス漏れを少なくして、排出ダクトを角形電池セルのガス排出口に連結できる。
In the battery system of the present invention, the
In this battery system, since the connection opening of the discharge duct and the gas discharge port are connected via the packing, the gas leakage can be reduced and the discharge duct can be connected to the gas discharge port of the rectangular battery cell.
本発明のバッテリシステムは、絶縁プレート6、60に一体構造に固定してなるリード線9の端部にコネクタ19を接続することができる。
以上のバッテリシステムは、リード線にコンタクタを接続しているので、このコネクタを介して電圧検出回路に接続でき、リード線の配設をより簡単にできる特徴がある。
In the battery system of the present invention, the
The battery system described above is characterized in that since the contactor is connected to the lead wire, it can be connected to the voltage detection circuit via this connector and the arrangement of the lead wire can be simplified.
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バッテリシステムを例示するものであって、本発明はバッテリシステムを以下のものに特定しない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the embodiment described below exemplifies a battery system for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention does not specify the battery system as follows.
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」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。 Further, in this specification, in order to facilitate understanding of the scope of claims, numbers corresponding to the members shown in the examples are indicated in the “claims” and “means for solving problems” sections. It is added to the members. However, the members shown in the claims are not limited to the members in the embodiments.
以下の実施例に示すバッテリシステムは、主として、エンジンとモータの両方で走行するハイブリッドカーやプラグインハイブリッドカー、モータのみで走行する電気自動車などの電動車両の電源に最適である。ただし、ハイブリッドカーやプラグインハイブリッドカー、あるいは電気自動車以外の車両に使用され、また、電動車両以外の大出力が要求される用途にも使用できる。 The battery system shown in the following embodiments is most suitable for the power source of an electric vehicle such as a hybrid car or a plug-in hybrid car that runs with both an engine and a motor, and an electric vehicle that runs only with a motor. However, it can be used for a vehicle other than a hybrid car, a plug-in hybrid car, or an electric vehicle, and can also be used for applications requiring high output other than an electric vehicle.
図1ないし図5に示すバッテリシステムは、ガス排出弁11を有する複数の角形電池セル1を接続している電池ブロック2と、この電池ブロック2を構成する各々の角形電池セル1のガス排出弁11のガス排出口12に連結されて、ガス排出口12から排出されるガスを外部に排気する中空状の排出ダクト7と、この排出ダクト7を一体構造に固定している絶縁プレート6とを備える。図において上面に絶縁プレート6を介して排出ダクト7を固定している電池ブロック2は、図1に示すように、外装ケース20に収納して車両などに搭載される。
A battery system shown in FIGS. 1 to 5 includes a
電池ブロック2は、複数の角形電池セル1を積層して電池ブロック2としている。この電池ブロック2は、外側において電池ホルダー3で固定している。角形電池セル1は、図6に示すように、電極端子13を設けている端子面10の中央部にガス排出口12を設けている。角形電池セル1は、図3と図4に示すように、端子面10を同一面に配置する姿勢とし、かつ絶縁セパレータ15を介して積層して電池ブロック2としている。この電池ブロック2を構成する角形電池セル1のガス排出口12に連結するように、ガス排出口12から排出されるガスを外部に排気する中空状の排出ダクト7を配置している。図の角形電池セル1は、ガス排出弁11を設けている端子面10を上面とする姿勢で積層されている。
The
角形電池セル1は、図6に示すように、厚さに比べて幅が広い、言い換えると幅よりも薄い角形の電池で、厚さ方向に積層されて電池ブロック2としている。この角形電池セル1は、リチウムイオン二次電池である。ただし、角形電池セルは、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池等の二次電池とすることもできる。図の角形電池セル1は、幅の広い両表面を四角形とする電池で、両表面を対向するように積層して電池ブロック2としている。図6の角形電池セル1は、上面にある端子面10の両端部に、正負の電極端子13を設けて、端子面10の中央部にガス排出弁11のガス排出口12を設けている。
As shown in FIG. 6, the
ガス排出弁11は、角形電池セル1の内圧が設定圧力よりも高くなると開弁して、内圧の上昇を防止する。このガス排出弁11は、ガス排出口12を閉塞する弁体(図示せず)を内蔵している。弁体は、設定圧力で破壊される薄膜、あるいは設定圧力で開弁するように弾性体で弁座に押圧されている弁である。ガス排出弁11が開弁されると、ガス排出口12を介して角形電池セル1の内部が外部に開放され、内部のガスを放出して内圧の上昇が防止される。
The
隣接する角形電池セル1は、正負の電極端子13をバスバー8で接続して互いに直列に接続される。バッテリシステムは、隣接する角形電池セル1の正負の電極端子13を、バスバー8を介して互いに直列に接続する。隣接する角形電池セル1を互いに直列に接続するバッテリシステムは、出力電圧を高くして出力を大きくできる。ただし、バッテリシステムは、隣接する角形電池セルを並列に接続することもできる。
Adjacent
電池ブロック2は、図3ないし図5に示すように、積層している角形電池セル1の間に絶縁セパレータ15を挟着している。絶縁セパレータ15は、隣接する角形電池セル1を絶縁する。絶縁セパレータ15は、図6に示すように、両面に角形電池セル1を嵌着して定位置に配置する形状として、隣接する角形電池セル1を位置ずれしないように積層できる。絶縁セパレータ15で絶縁して積層される角形電池セル1は、外装缶をアルミニウムなどの金属製にできる。角形電池セル1の間に絶縁セパレータ15を挟着する構造は、絶縁セパレータ15をプラスチック等の熱伝導率の小さい材質で製作して、隣接する角形電池セル1の熱暴走を効果的に防止できる効果もある。
As shown in FIGS. 3 to 5, the
角形電池セル1に積層される絶縁セパレータ15は、角形電池セル1を効果的に冷却するために、角形電池セル1との間に、空気などの冷却気体を通過させる冷却隙間16を設けている。図6の絶縁セパレータ15は、角形電池セル1との対向面に、両側縁まで延びる溝15Aを設けて、角形電池セル1との間に冷却隙間16を設けている。絶縁セパレータ15は、複数の溝15Aを、互いに平行に所定の間隔で設けている。絶縁セパレータ15は、両面に溝15Aを設けて、互いに隣接する角形電池セル1と絶縁セパレータ15との間に冷却隙間16を設けている。この構造は、絶縁セパレータ15の両側に形成される冷却隙間16で、両側の角形電池セル1を効果的に冷却できる特長がある。ただ、絶縁セパレータは、片面にのみ溝を設けて、角形電池セル1と絶縁セパレータとの間に冷却隙間を設けることもできる。冷却隙間16は、電池ブロック2の左右に開口するように水平方向に設けている。冷却隙間16に強制送風される空気は、角形電池セル1の外装缶を直接に効率よく冷却する。この構造は、角形電池セル1の熱暴走を有効に阻止しながら、角形電池セル1を効率よく冷却できる特徴がある。
The insulating
角形電池セル1を積層状態に固定して電池ブロック2とする電池ホルダー3は、図2に示すように、電池ブロック2を両端面から挟着してなる一対のエンドプレート4と、一対のエンドプレート4に両端部または中間部を連結してなる連結固定具5とを備える。
As shown in FIG. 2, the
エンドプレート4は、角形電池セル1の外形と同じ形状と寸法の四角形として、積層している電池ブロック2を両端面から挟着して固定している。エンドプレート4は、プラスチック製又は金属製で、外側面には、縦横に伸びる補強リブ4Aを一体的に成形して設けている。エンドプレートは、補強金具を固定して補強することができる。さらに、この補強金具に連結固定具を固定することができる。この構造は、エンドプレートを補強金具で補強して強固な構造にでき、また、連結固定具を強固に連結できる特徴がある。とくに、この構造は、エンドプレートをプラスチックで成形して、それ自体を強固にできる特徴がある。ただ、エンドプレートは、必ずしも補強金具で補強する必要はなく、たとえばエンドプレートを金属製として、補強金具を設けることなく、連結固定具を直接に固定することもできる。
The
連結固定具5は、鉄などの金属製で、その両端または中間を止ネジ14でエンドプレート4に固定している。
The
図1ないし図4に示すバッテリシステムは、電池ブロック2の上面、すなわち角形電池セル1の端子面10に対向するように絶縁プレート6を介して、排出ダクト7を配置している。絶縁プレート6は、各々の角形電池セル1の端子面10に対向するように、電池ブロック2の表面に対向して配設される。
In the battery system shown in FIGS. 1 to 4, a
絶縁プレート6は、排出ダクト7とバスバー8を一体構造として電池ブロック2の定位置に配置し、さらに、各々の角形電池セル1の電圧を検出するためのリード線9も一体構造として電池ブロック2の定位置に配置している。
The insulating
排出ダクト7は、図1、及び図7ないし図10に示すように絶縁プレート6の厚さ方法の寸法に対して横幅を広くしてなる金属筒で、下方に突出するように連結開口7Aを設けている。下方に突出する連結開口7Aは、図3、図4、及び図9に示すように、絶縁プレート6の下面、すなわち電池ブロック2との対向面に開口されて、角形電池セル1のガス排出口12に連結される。角形電池セル1のガス排出口12から排出されるガスは、連結開口7Aから排出ダクト7に流入して外部に排出される。
As shown in FIGS. 1 and 7 to 10, the
バスバー8は電気抵抗の小さい金属板で、図1と図5に示すように、絶縁プレート6に一体構造に固定されて、その両端部を角形電池セル1の電極端子13に接続して、隣の角形電池セル1を直列に接続する。リード線9は、図8に示すように、各々のバスバー8に接続されて、バスバー8を介して角形電池セル1の電極端子13に接続される。絶縁プレート6は、図1、図5、及び図7ないし図9に示すように、バスバー8の両端部を電極端子13に接続するために、バスバー8の両端部を絶縁プレート6の両面、すなわち電池ブロック2との対向面と反対の外側面とに露出させる露出部6A、6Bを設けている。バスバー8は、電池ブロック2との対向面において、絶縁プレート6の露出部6Bから露出する部分を電極端子13に接触させて接続される。絶縁プレート6の外側面の露出部6Aは、バスバー8を電極端子13に固定する止ネジ18のねじ頭を配設する。止ネジ18でバスバー8を電極端子13に固定する固定構造は、バスバー8と角形電池セル1の電極端子13に、止ネジ18をねじ込んで固定する止め穴8A、13Aを設けている。バスバー8と電極端子13とは、積層する状態で同じ位置に止め穴8A、13Aを設けており、止め穴8A、13Aは絶縁プレート6の表面に露出する位置に設けている。絶縁プレート6の外側面に露出するバスバー8に止ネジ18をねじ込んで、この止ネジ18をバスバー8の止め穴8Aと電極端子13の止め穴13Aに挿入して、バスバー8を電極端子13に固定する。図6に示す電極端子13は、金属ブロックで、止め穴13Aを雌ねじ孔として、止ネジ18をねじ込んで固定している。ただ、止ネジで固定される接続端子は、金属プレートを逆L字状に折曲加工したものとすることもできる。この接続端子は、図示しないが、折曲片に設けた止め穴の下面にナットを固定して、止ネジをねじ込んで固定することができる。ただし、バスバーと電極端子とは、必ずしも止ネジで固定する必要はなく、たとえばスポット溶接やレーザー溶接などの方法で溶接して固定することもできる。スポット溶接やレーザー溶接も、絶縁プレートの外側面の露出部からバスバーを電極端子に溶接する。
As shown in FIGS. 1 and 5, the
リード線9は、図8に示すように、絶縁プレート6の内部で一端をバスバー8に接続している。リード線9は絶縁プレート6から外部に引き出されて、角形電池セル1の電圧を検出する電圧検出回路(図示せず)に接続される。電圧検出回路は、リード線9とバスバー8を介して各々の角形電池セル1の電極端子13に接続されて、各々の角形電池セル1の電圧を検出し、検出する電圧で角形電池セル1を保護しながら、すなわち角形電池セル1の過充電と過放電を防止するように充放電を制御する。
As shown in FIG. 8, the
絶縁プレート6は、プラスチック製で、排出ダクト7とバスバー8とリード線9をインサート成形して一体構造に固定している。絶縁プレート6にインサート成形して固定される排出ダクト7は、連結開口7Aを絶縁プレート6の下面に開口している。図7ないし図9に示す絶縁プレート6は、排出ダクト7の一端を絶縁プレート6の外部に突出させている。この絶縁プレート6は、排出ダクト7とバスバー8とリード線9を仮止めしている金型(図示せず)の成形室に溶融状態のプラスチックを注入して成形される。インサート成形によって絶縁プレート6に一体構造に固定している排出ダクト7とバスバー8とリード線9は、絶縁プレート6の正確な位置にずれないように強固に固定される。リード線9は、その一端をあらかじめバスバー8に接続する状態で、絶縁プレート6にインサート成形される。リード線9は、各々の角形電池セル1の電圧を検出できるように、各々のバスバー8に接続している。さらに、図の絶縁プレート6は、リード線9を外部に引き出して、その先端にコネクタ19を接続している。このコネクタ19を介して電圧検出回路(図示せず)に接続される。
The insulating
絶縁プレート6は、排出ダクト7とバスバー8とリード線9の全てをインサート成形して、これらを正確な位置に一体構造に固定できる。ただ、排出ダクトとバスバーとリード線のいずれかをインサート成形して絶縁プレートに一体構造に固定することもできる。たとえば、絶縁プレートに排出ダクトのみをインサート成形して一体構造に固定し、あるいはバスバーのみをインサート成形して一体構造とし、あるいはまた、排出ダクトとバスバーをインサート成形して一体構造に固定することができる。
The insulating
さらに、絶縁プレートは、排出ダクト、バスバー、リード線をインサート成形することなく、一体構造に固定することもできる。絶縁プレートにインサート成形されない排出ダクト、バスバー、リード線は、図11と図12に示すように、プラスチック製の絶縁プレート60に設けた埋設凹部61、62、63に挿入して一体構造に固定される。排出ダクト7を挿入して一体構造とする埋設凹部61は、排出ダクト7に嵌着できる形状、すなわち、内形を排出ダクト7の外形としている凹部であって、ここに排出ダクト7を嵌着して定位置に配置する。この埋設凹部61は、絶縁プレート60の下面であって電池ブロックとの対向面に開口するように設けられる。バスバー8を挿入して一体構造に固定する埋設凹部62も、電池ブロックとの対向面に開口して設けられる。この埋設凹部62は、バスバー8を挿入して一体構造に固定できるように、内形をバスバー8の外形に等しくして、挿入されたバスバー8を定位置に固定できるようにしている。リード線9は、バスバー8に接続しているので、バスバー8を埋設凹部62に挿入して一体構造とする絶縁プレート60は、バスバー8とリード線9の両方を埋設凹部62、63に挿入して一体構造に固定する。リード線9を挿入する埋設凹部63も、絶縁プレート60の下面に開口されて、リード線9を挿通して一体構造に固定できる溝形としている。
Further, the insulating plate can be fixed to the integral structure without insert molding of the discharge duct, bus bar, and lead wire. As shown in FIGS. 11 and 12, discharge ducts, bus bars, and lead wires that are not insert-molded into the insulating plate are inserted into embedded
さらに、絶縁プレート60は、埋設凹部61、62、63に挿入される排出ダクト7、バスバー8、リード線9の落下を防止する係止部64を埋設凹部61、62、63の内面に設けることもできる。この絶縁プレート60は、たとえば、埋設凹部61、62に挿入される排出ダクト7やバスバー8を係止部64で係止して、埋設凹部61、62からの落下を有効に防止できる。
Further, the insulating
排出ダクト7とバスバー8とリード線9とを一体構造に固定している絶縁プレート6、60は、バスバー8を電極端子13に固定することで、電池ブロック2の定位置に固定される。さらに、絶縁プレート6、60は、電池ブロック2のエンドプレート4に固定し、あるいは電池ブロック2を収納している外装ケース20に固定して、確実に固定することもできる。
The insulating
以上のバッテリシステムは、以下の工程で製造される。
[絶縁プレートの製造工程]
排出ダクト7と、リード線9を接続しているバスバー8を金型の成形室の定位置に仮止めして型締めし、金型の成形室に絶縁プレート6を成形する樹脂、たとえばPBTを加熱溶融して高圧注入する。その後、金型を開いて排出ダクト7とバスバー8とリード線9をインサート成形してなる絶縁プレート6を成形室から分離して脱型する。
The above battery system is manufactured in the following steps.
[Insulating plate manufacturing process]
The
[電池ブロックの製造工程]
複数の角形電池セル1を絶縁セパレータ15を挟んで積層し、その両端面を一対のエンドプレート4で挟着して固定する。一対のエンドプレート4は、連結固定具5に連結されて、積層している角形電池セル1を挟着する。
[Battery block manufacturing process]
A plurality of
[電池ブロックと絶縁プレートの組み立て工程]
電池ブロック2の上に絶縁プレート6を配置する。このとき、排出ダクト7の連結開口7Aをパッキン17を介して角形電池セル1のガス排出口12に連結するように、図3と図6に示すように、角形電池セル1の端子面10であって、ガス排出口12の周囲にパッキン17を配置している。絶縁プレート6を電池ブロック2の上に配置して、排出ダクト7の連結開口7Aと角形電池セル1の上面であって、ガス排出口12の周囲との間にパッキン17を挟着して、連結開口7Aを気密にガス排出口12に連結する。
また、絶縁プレート6の外周面の露出部6Aから、バスバー8の止め穴8Aと電極端子13の止め穴13Aに止ネジ18をねじ込んでバスバー8を電極端子13に固定する。この状態で、絶縁プレート6はバスバー8を介して電池ブロック2に固定される。
[Assembly process of battery block and insulating plate]
An insulating
The
以上の工程で組み立てられた電池ブロック2は、リード線9に連結しているコネクタ19を電圧検出回路を実装する回路基板(図示せず)に接続し、回路基板と電池ブロック2を外装ケース20に収納して完成されたバッテリシステムとなる。
In the
1…角形電池セル
2…電池ブロック
3…電池ホルダー
4…エンドプレート 4A…補強リブ
5…連結固定具
6…絶縁プレート 6A…露出部
6B…露出部
7…排出ダクト 7A…連結開口
8…バスバー 8A…止め穴
9…リード線
10…端子面
11…ガス排出弁
12…ガス排出口
13…電極端子 13A…止め穴
14…止ネジ
15…絶縁セパレータ 15A…溝
16…冷却隙間
17…パッキン
18…止ネジ
19…コネクタ
20…外装ケース
60…絶縁プレート
61…埋設凹部
62…埋設凹部
63…埋設凹部
64…係止部
DESCRIPTION OF
6B ...
Claims (10)
各々の角形電池セル(1)の端子面(10)に対向するように、電池ブロック(2)の表面に対向して絶縁プレート(6)、(60)を配設しており、この絶縁プレート(6)、(60)に、前記排出ダクト(7)と前記バスバー(8)を一体構造に固定しており、
前記絶縁プレート(6)、(60)に一体構造の排出ダクト(7)は、各々の角形電池セル(1)のガス排出口(12)に連結される連結開口(7A)を電池ブロック(2)との対向面に開口してこの連結開口(7A)をガス排出口(12)に連結しており、さらに、前記バスバー(8)は各々の角形電池セル(1)の電極端子(13)に接続される接続部を露出して、露出部においてバスバー(8)が電極端子(13)に接続されてなり、
前記絶縁プレート(6)、(60)は、前記露出部の間に位置し、前記バスバー(8)の少なくとも一部を覆う絶縁部と、前記電池ブロック(2)と対向する面に前記バスバー(8)を挿入可能な開口を有する埋設凹部(62)とを含み、
前記埋設凹部(62)は、該埋設凹部(62)の内壁に設けられ、前記開口に挿入されるバスバー(8)を係止する係止部(64)を有することを特徴とするバッテリシステム。 A plurality of rectangular battery cells (1) provided with gas discharge ports (12) of the gas discharge valve (11) on the terminal surface (10) provided with the positive and negative electrode terminals (13) are connected to each terminal surface (10 ) Are stacked so as to be positioned on the same plane, and each square battery cell (1) is connected by a bus bar (8), and a battery block (2) and each of the battery blocks (2) constituting the battery block (2) A battery system comprising a hollow discharge duct (7) connected to the gas discharge port (12) of the prismatic battery cell (1) and exhausting the gas discharged from the gas discharge port (12) to the outside. ,
Insulating plates (6) and (60) are arranged facing the surface of the battery block (2) so as to face the terminal surface (10) of each rectangular battery cell (1). (6), (60), the discharge duct (7) and the bus bar (8) are fixed in an integral structure,
The discharge duct (7) integrally formed with the insulating plates (6) and (60) has a battery block (2) with a connection opening (7A) connected to the gas discharge port (12) of each rectangular battery cell (1). ) And the connecting opening (7A) is connected to the gas outlet (12), and the bus bar (8) is connected to the electrode terminal (13) of each rectangular battery cell (1). exposing the connecting portion to be connected to, Ri busbar in the exposed portion (8) the name is connected to the electrode terminal (13),
The insulating plates (6), (60) are located between the exposed portions, and an insulating portion that covers at least a part of the bus bar (8), and the bus bar ( 8) embedded recess (62) having an insertable opening,
The embedded concave portion (62) is provided on an inner wall of the embedded concave portion (62), and has a locking portion (64) for locking the bus bar (8) inserted into the opening .
前記複数の角形電池セル(1)の電極端子(13)を接続するバスバー(8)と、
前記電極端子(13)が同一面に位置するように積層される前記複数の角形電池(1)を含む電池ブロック(2)と、
前記ガス排出口(12)と対向するように、前記電池ブロック(2)の表面に配置される絶縁プレート(6)、(60)と、
前記ガス排出口(12)に連結され、該ガス排出口(12)から排出されるガスを外部に排気する中空状の排出ダクト(7)であって、前記絶縁プレート(6)、(60)に一体構造に固定される前記排出ダクト(7)とを備え、
前記バスバー(8)は、各々の角形電池セル(1)の電極端子(13)に接続される接続部を有し、
前記絶縁プレート(6)、(60)は、前記バスバー(8)の接続部を露出させる露出部と、該露出部の間に位置し、前記バスバー(8)の少なくとも一部を覆う絶縁部と、前記電池ブロック(2)と対向する面に前記バスバー(8)を挿入可能な開口を有する埋設凹部(62)とを含み、
前記埋設凹部(62)は、該埋設凹部(62)の内壁に設けられ、前記開口に挿入されるバスバー(8)を係止する係止部(64)を有することを特徴とするバッテリシステム。 A plurality of prismatic battery cells (1) having electrode terminals (13) and gas discharge ports (12);
A bus bar (8) for connecting the electrode terminals (13) of the plurality of prismatic battery cells (1), and
A battery block (2) including the plurality of prismatic batteries (1) stacked so that the electrode terminals (13) are located on the same plane;
Insulating plates (6), (60) disposed on the surface of the battery block (2) so as to face the gas discharge port (12),
A hollow discharge duct (7) connected to the gas discharge port (12) and exhausting the gas discharged from the gas discharge port (12) to the outside, the insulating plates (6), (60) And the discharge duct (7) fixed to a unitary structure,
The bus bar (8) has a connection portion connected to the electrode terminal (13) of each rectangular battery cell (1),
The insulating plates (6), (60) are an exposed portion that exposes a connection portion of the bus bar (8), and an insulating portion that is located between the exposed portions and covers at least a part of the bus bar (8). An embedded recess (62) having an opening into which the bus bar (8) can be inserted on the surface facing the battery block (2),
The embedded concave portion (62) is provided on an inner wall of the embedded concave portion (62), and has a locking portion (64) for locking the bus bar (8) inserted into the opening .
前記絶縁プレート(6)がプラスチック製で、前記リード線(9)をプラスチック製の絶縁プレート(6)にインサート成形して一体構造に固定している請求項1または請求項2に記載されるバッテリシステム。 Connect the lead wire (9) that detects the voltage of each square battery cell (1) to the bus bar (8) of the insulation plate (6), (60), and is integrated with the insulation plate (6), (60) Fixed to
The battery according to claim 1 or 2 , wherein the insulating plate (6) is made of plastic, and the lead wire (9) is insert-molded to the plastic insulating plate (6) and fixed to an integral structure. system.
The battery system according to claim 4 , wherein a connector (19) is connected to an end portion of the lead wire (9) fixed to the insulating plates (6), (60) in an integral structure.
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