JP5646386B2 - Battery pack for vehicles - Google Patents

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Description

本発明は、厚み方向に複数個が重ねられた平板状の角型電池セルを収容している車両用電池パックに関する。   The present invention relates to a battery pack for a vehicle that accommodates a square prismatic battery cell in which a plurality are stacked in the thickness direction.

従来より、例えばハイブリッド自動車や電気自動車には、複数の車両用電池パックBPが搭載されている。
各車両用電池パックBPには、平板状の複数個の角型電池セルが厚み方向に配列されて収容されており、例えば図1に示すように、車両のシャーシSに載置された電池収容ボックスB内に、複数個の車両用電池パックBPが収容されている。
ここで、特許文献1に記載されている従来の車両用電池パックには、厚み方向に重ねた複数の角型電池セルの厚み方向の両端に拘束プレートを配置し、複数の角型電池セルの上方あるいは下方に配置された連結ロッドによって両端部の拘束プレートを相互に連結し、すべての角型電池セルを押圧する、車両用電池パックが記載されている。また、拘束プレートと連結ロッドにて拘束した角型電池セルの周囲を電池ケースで囲み、当該電池ケースと角型電池セルとの間の空間に冷却気体を流通させて冷却することが記載されている。
また特許文献2に記載されている従来の車両用電池パックには、絶縁性基板に金属部材であるバスバーを複数設け、複数の円筒型電池を収容した収容ボックスに、前記絶縁性基板を取付けることで、各円筒型電池の電極をバスバーで接続する電池パックが記載されている。
Conventionally, for example, a plurality of vehicle battery packs BP are mounted on a hybrid vehicle or an electric vehicle.
Each vehicle battery pack BP contains a plurality of flat prismatic battery cells arranged in the thickness direction. For example, as shown in FIG. 1, a battery housed in a vehicle chassis S is accommodated. A plurality of vehicle battery packs BP are housed in the box B.
Here, in the conventional vehicle battery pack described in Patent Document 1, constraining plates are arranged at both ends in the thickness direction of the plurality of prismatic battery cells stacked in the thickness direction, and the plurality of prismatic battery cells. There is described a vehicle battery pack in which restraint plates at both ends are connected to each other by connecting rods arranged above or below to press all square battery cells. Further, it is described that a rectangular battery cell constrained by a constraining plate and a connecting rod is surrounded by a battery case, and cooling is performed by circulating a cooling gas in a space between the battery case and the rectangular battery cell. Yes.
Further, in the conventional vehicle battery pack described in Patent Document 2, a plurality of bus bars, which are metal members, are provided on an insulating substrate, and the insulating substrate is attached to a storage box that stores a plurality of cylindrical batteries. Thus, a battery pack is described in which the electrodes of each cylindrical battery are connected by a bus bar.

特開2011−049181号公報JP 2011-049181 A 特開2010−218797号公報JP 2010-218797 A

特許文献1に記載された従来技術では、それぞれの電池ケースの内部に冷却気体を導入するダクトと、当該ダクト内に冷却気体を圧送する機構が必要であり、冷却用の構造が複雑化する。また、電池ケース内部に冷却気体を圧送して電池ケースと角型電池セルとの隙間に冷却気体を流通させるため、隙間の大きさや形状によっては冷却気体が滞る可能性が考えられ、充分な量の冷却気体を、必要な個所に流通させることができなくなる可能性が考えられる。
また特許文献2に記載された従来技術では、箱状の電池ホルダに複数の円筒型電池を収容し、複数のバスバーを備えた絶縁性基板を電池ホルダに取付けているが、電池ホルダとバスバーを別々に用意しており、組み付けに手間がかかる。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、よりシンプルな構造で、組み付けの手間をより簡略化することができる車両用電池パックを提供することを課題とする。
In the prior art described in Patent Document 1, a duct for introducing a cooling gas into each battery case and a mechanism for pumping the cooling gas into the duct are required, and the structure for cooling is complicated. Also, because the cooling gas is pumped into the battery case and the cooling gas is circulated through the gap between the battery case and the prismatic battery cell, there is a possibility that the cooling gas may stagnate depending on the size and shape of the gap. There is a possibility that the cooling gas cannot be circulated to a necessary place.
In the prior art described in Patent Document 2, a plurality of cylindrical batteries are accommodated in a box-shaped battery holder, and an insulating substrate having a plurality of bus bars is attached to the battery holder. It is prepared separately and takes time to assemble.
The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to provide a vehicle battery pack that has a simpler structure and can further simplify the assembly work.

上記課題を解決するため、本発明に係る車両用電池パックは次の手段をとる。
まず、本発明の第1の発明は、平板状の複数の角型電池セルが厚み方向に配列された角型電池セル群を収容している箱状の車両用電池パックである。
前記車両用電池パックは、熱伝導性を有するとともに絶縁性を有する樹脂にて一体成型され、上面には複数の放熱フィンが一体成型されており、導電性を有するとともに前記角型電池セルの電極に接続されるバスバーがインサート成型にて一体化されている。
In order to solve the above problems, the vehicle battery pack according to the present invention takes the following means.
A first aspect of the present invention is a box-shaped battery pack for a vehicle that houses a group of rectangular battery cells in which a plurality of flat rectangular battery cells are arranged in the thickness direction.
The vehicle battery pack is integrally formed of a resin having thermal conductivity and insulating properties, and a plurality of heat dissipating fins are integrally formed on an upper surface thereof, and has conductivity and is an electrode of the square battery cell. The bus bar connected to is integrated by insert molding.

この第1の発明によれば、車両用電池パックは樹脂にて一体成型されており、放熱フィン、バスバーも一体化されている。
このため、よりシンプルな樹脂製の一体成型品であるとともに、冷却については冷気を外側表面の放熱フィンに流通させればよいので冷気が滞る心配も無く、バスバーも一体成型されているので組み付けの手間もより簡素化することができる。
According to the first aspect of the invention, the vehicle battery pack is integrally formed of resin, and the heat dissipating fins and the bus bar are also integrated.
For this reason, it is a simpler resin integrally molded product, and for cooling, it is only necessary to distribute the cold air to the heat dissipating fins on the outer surface, so there is no fear that the cold air will stagnate, and the bus bar is also integrally molded so Time and effort can be further simplified.

次に、本発明の第2の発明は、上記第1の発明に係る車両用電池パックであって、平板状の前記角型電池セルの電極は、角型電池セルの厚み方向に平行する面の1つである電極面において、当該電極面に直交する方向に突出している。
また、箱状の前記車両用電池パックの底面には、前記角型電池セルを前記電極面を向けて挿入する開口部が設けられている。
そして前記開口部の入口部には、挿入した角型電池セルを係止するとともに挿入された角型電池セルを当該角型電池セルの電極面の方向に付勢する弾性力を有する爪部が一体成型されている。
Next, a second invention of the present invention is the battery pack for vehicles according to the first invention, wherein the electrode of the plate-shaped prismatic battery cell is parallel to the thickness direction of the prismatic battery cell. In the electrode surface which is one of these, it protrudes in the direction orthogonal to the electrode surface.
Moreover, the opening part which inserts the said square battery cell toward the said electrode surface is provided in the bottom face of the box-shaped battery pack for vehicles.
And the claw part which has the elastic force which urges | biases the inserted square battery cell to the direction of the electrode surface of the said square battery cell while latching the inserted square battery cell in the entrance part of the said opening part It is integrally molded.

この第2の発明によれば、車両用電池パックの底面の開口部から角型電池セルを差し込むことで角型電池セルを収容させることができるので、容易に角型電池セルを組み付けることができる。また、組み付けられた角型電池セルを、電極面の方向に付勢する爪部が一体成型されているので、電極を適切にバスバーに押し付けて接触させることができる。   According to the second aspect of the invention, since the square battery cell can be accommodated by inserting the square battery cell from the opening on the bottom surface of the vehicle battery pack, the square battery cell can be easily assembled. . Moreover, since the nail | claw part which urges | biases the assembled square battery cell to the direction of an electrode surface is integrally molded, an electrode can be appropriately pressed and made to contact a bus bar.

車両用電池パックBPの搭載位置及び搭載状態を説明する図である。It is a figure explaining the mounting position and mounting state of the battery pack BP for vehicles. (A)は車両用電池パックBPの外観を説明する斜視図であり、(B)は車両用電池パックBPに収容されている状態の角型電池セルBAを説明する斜視図であり、(C)は(B)においてバスバーBT1、BT2を取付けた状態の平面図であり、(D)は(A)におけるD−D断面図である。(A) is a perspective view explaining the external appearance of the battery pack BP for vehicles, (B) is a perspective view explaining the square battery cell BA of the state accommodated in the battery pack BP for vehicles, (C ) Is a plan view of a state in which the bus bars BT1 and BT2 are attached in (B), and (D) is a sectional view taken along the line DD in (A). 車両用電池パックBPの底面の開口部から角型電池セルBAを組み付ける様子を説明する斜視図である。It is a perspective view explaining a mode that square battery cell BA is assembled from the opening of the bottom of battery pack BP for vehicles.

以下に本発明を実施するための形態を図面を用いて説明する。図1は、本発明の車両用電池パックBPの搭載位置と搭載状態を説明する斜視図である。   EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, the form for implementing this invention is demonstrated using drawing. FIG. 1 is a perspective view for explaining the mounting position and mounting state of the vehicle battery pack BP of the present invention.

●[車両用電池パックBPの搭載位置と搭載状態(図1)]
ハイブリッド自動車あるいは電気自動車には、複数の電池を収容した車両用電池パックBPが搭載されている。
車両用電池パックBPは、車両のシャーシSに載置された電池収容ボックスB内に複数個が収容されている。車両用電池パックBPは、内部に複数の角型電池セルBAを収容しており、重量が数[Kg]〜数十[Kg]もあるので、車両の重量バランスが考慮され、車両の底部且つ中央近傍に搭載されている。
また、各車両用電池パックBPは、隣り合う車両用電池パックBPの端子と電気的に接続されている。
● [Vehicle battery pack BP mounting position and mounting state (Fig. 1)]
A hybrid vehicle or an electric vehicle is equipped with a vehicle battery pack BP containing a plurality of batteries.
A plurality of vehicle battery packs BP are housed in a battery housing box B placed on a chassis S of the vehicle. The vehicle battery pack BP contains a plurality of prismatic battery cells BA and has a weight of several [Kg] to several tens [Kg]. It is mounted near the center.
Each vehicle battery pack BP is electrically connected to a terminal of an adjacent vehicle battery pack BP.

●[車両用電池パックBPの構造(図2)]
次に図2(A)〜(D)を用いて車両用電池パックBPの構造について説明する。
図2(A)は本発明の車両用電池パックBPの外観を説明する斜視図である。また図2(D)は、図2(A)におけるD−D断面図を示している。
車両用電池パックBPは、熱伝導性を有するとともに絶縁性を有する樹脂にて箱状に一体成型されている。そして車両用電池パックBPの本体部B1の上面には、複数の放熱フィンB3が一体成型されている。この放熱フィンB3は、樹脂で一体成型されていてもよいし、熱伝導性の高い金属等にて一体的に形成されていてもよい。
また車両用電池パックBPには、角型電池セルBAの電極BA1、BA2を収容するとともにバスバーBT1、BT2がインサート成型にて一体化されているバスバー収容部B4が形成されている。つまり、バスバー収容部B4の内側では、バスバーBT1、BT2が電極BA1、BA2と接触するように露出している。
なお、バスバーBT1、BT2は導電性を有する金属等にて形成されており、図2(C)に示すように、バスバーBT2は隣り合う角型電池セルBAの電極を電気的に接続しており、車両用電池パックBPの外側には露出していない。また、バスバーBT1は車両用電池パックBP同士の接続用端子であり、両端部の角型電池セルBAの電極と電気的に接続されて車両用電池パックBPの外側表面に一部が露出している。
また車両用電池パックBPには、シャーシSまたは電池収容ボックスBに固定するための被固定部B2が一体成型されている。
● [Vehicle battery pack BP structure (Fig. 2)]
Next, the structure of the vehicle battery pack BP will be described with reference to FIGS.
FIG. 2A is a perspective view for explaining the appearance of the vehicle battery pack BP of the present invention. FIG. 2D is a cross-sectional view taken along the line DD in FIG.
The vehicle battery pack BP is integrally molded in a box shape with a resin having thermal conductivity and insulating properties. A plurality of radiating fins B3 are integrally formed on the upper surface of the main body B1 of the vehicle battery pack BP. The heat radiating fins B3 may be integrally formed of resin, or may be integrally formed of a metal having high thermal conductivity.
Further, the vehicle battery pack BP is formed with a bus bar accommodating portion B4 that accommodates the electrodes BA1 and BA2 of the square battery cell BA and is integrated with the bus bars BT1 and BT2 by insert molding. That is, the bus bars BT1 and BT2 are exposed inside the bus bar housing portion B4 so as to be in contact with the electrodes BA1 and BA2.
Note that the bus bars BT1 and BT2 are made of conductive metal or the like, and as shown in FIG. 2C, the bus bar BT2 electrically connects the electrodes of the adjacent rectangular battery cells BA. The battery pack BP for vehicles is not exposed outside. The bus bar BT1 is a connection terminal for the vehicle battery packs BP, and is electrically connected to the electrodes of the square battery cells BA at both ends so that a part is exposed on the outer surface of the vehicle battery pack BP. Yes.
The vehicle battery pack BP is integrally molded with a fixed portion B2 for fixing to the chassis S or the battery storage box B.

また図2(B)は、図2(A)に示す車両用電池パックBPに収容されている複数の角型電池セルBAである角型電池セル群の収容状態を説明する斜視図である。また図2(C)は、車両用電池パックBPに収容された状態の角型電池セル群の各電極に、バスバーBT1、BT2が接続されている状態を示す平面図である。
角型電池セルBAは平板状であり、厚み方向に平行する面の1つである電極面BMに、当該電極面BMに直交する方向に電極BA1、BA2が突出するように形成されている。
複数の角型電池セルBAは、電極BA1、BA2が同一方向に突出するように並べられ、且つ厚み方向に並べられて車両用電池パックBP内に収容されている。
車両用電池パックBPに収容された角型電池セルBAの電極BA1、BA2は、車両用電池パックBP内に一体成型されているバスバーBT1、BT2と嵌合しており、図2(C)の平面図に示すように、角型電池セルBAの電極BA1、BA2がそれぞれバスバーBT1、BT2にて電気的に接続されている。
なお、両端に位置する角型電池セルBAには、他の車両用電池パックBPと電気的に接続するための端子となるバスバーBT1が設けられており、当該バスバーBT1は車両用電池パックBPの外側表面に一部が露出するように一体成型されている。

FIG. 2B is a perspective view for explaining the accommodation state of the prismatic battery cell group which is a plurality of prismatic battery cells BA accommodated in the vehicle battery pack BP shown in FIG. FIG. 2C is a plan view showing a state where the bus bars BT1 and BT2 are connected to the respective electrodes of the prismatic battery cell group in a state of being accommodated in the vehicle battery pack BP.
The rectangular battery cell BA has a flat plate shape, and is formed on the electrode surface BM, which is one of the surfaces parallel to the thickness direction, so that the electrodes BA1 and BA2 protrude in a direction perpendicular to the electrode surface BM.
The plurality of prismatic battery cells BA are arranged so that the electrodes BA1 and BA2 protrude in the same direction, and are arranged in the thickness direction and housed in the vehicle battery pack BP.
The electrodes BA1 and BA2 of the rectangular battery cells BA accommodated in the vehicle battery pack BP are fitted with the bus bars BT1 and BT2 formed integrally in the vehicle battery pack BP, and are shown in FIG. As shown in the plan view, the electrodes BA1 and BA2 of the rectangular battery cells BA are electrically connected by bus bars BT1 and BT2, respectively.
Note that the square battery cells BA located at both ends are provided with bus bars BT1 that serve as terminals for electrical connection with other vehicle battery packs BP. The bus bars BT1 are connected to the vehicle battery packs BP. It is integrally molded so that a part is exposed on the outer surface.

●[車両用電池パックBPへの角型電池セルBAの取り付け方法(図3)]
次に図3を用いて、車両用電池パックBPに角型電池セルBAを挿入して組み付ける方法を説明する。
箱状の車両用電池パックBPの底面には、角型電池セルBAを挿入する開口部Kが形成されている。また、開口部Kにおける入口部には、電極面BMを向けて挿入した角型電池セルBAを係止するとともに、挿入された角型電池セルBAを当該角型電池セルBAの電極面BMの方向に付勢する弾性力を有する爪部B5が一体成型されている。
また、開口部Kの奥には、挿入する角型電池セルBAの位置決めをするとともに車両用電池パックBPの剛性を向上させる仕切りリブB6が一体成型されている。
これにより、角型電池セルBAを、電極面BMを向けて開口部Kから挿入すると、電極BA1、BA2が自動的にバスバーBT1、BT2と嵌合し、さらに爪部B5が角型電池セルBAを電極面BMの方向に付勢する。これにより、電極BA1、BA2をバスバーBT1、BT2に適切な押し付け力で押し付けることが可能であり、電極BA1、BA2とバスバーBT1、BT2との接触状態を適切に維持させることができる。
● [Attaching Method of Square Battery Cell BA to Vehicle Battery Pack BP (FIG. 3)]
Next, a method of inserting and assembling the prismatic battery cell BA into the vehicle battery pack BP will be described with reference to FIG.
On the bottom surface of the box-shaped vehicle battery pack BP, an opening K for inserting the square battery cell BA is formed. In addition, the rectangular battery cell BA inserted with the electrode surface BM facing is locked at the entrance of the opening K, and the inserted rectangular battery cell BA is connected to the electrode surface BM of the rectangular battery cell BA. A claw portion B5 having an elastic force biasing in the direction is integrally formed.
Further, at the back of the opening K, a partition rib B6 is integrally formed to position the rectangular battery cell BA to be inserted and improve the rigidity of the vehicle battery pack BP.
Thus, when the square battery cell BA is inserted from the opening K with the electrode surface BM facing, the electrodes BA1 and BA2 are automatically fitted with the bus bars BT1 and BT2, and the claw B5 is fitted with the square battery cell BA. Is urged in the direction of the electrode surface BM. Thereby, the electrodes BA1 and BA2 can be pressed against the bus bars BT1 and BT2 with an appropriate pressing force, and the contact state between the electrodes BA1 and BA2 and the bus bars BT1 and BT2 can be appropriately maintained.

以上に説明したように、本実施の形態にて説明した車両用電池パックBPは、樹脂にて箱状に一体成型されており、構造が非常にシンプルである。
また、上面に放熱フィンが突出しており、車両用電池パックBPの外側表面に冷気を流通させればよいので、車両用電池パックBPの内部に冷気を流通させる従来の車両用電池パックに対して、冷気が滞る心配がほとんどない。
また、バスバーBT1、BT2も一体成型しており、開口部Kから角型電池セルBAを挿入するだけでよいので、組み付けの手間をより簡略化することができる。
また、爪部B5にて角型電池セルBAの電極BA1、BA2をバスバーBT1、BT2に押し付ける方向に付勢するので、電極BA1、BA2とバスバーBT1、BT2との接触状態を適切に維持させることができる。
As described above, the vehicle battery pack BP described in the present embodiment is integrally molded in a box shape with resin and has a very simple structure.
In addition, since heat radiation fins protrude from the upper surface and it is only necessary to distribute cold air to the outer surface of the vehicle battery pack BP, the conventional vehicle battery pack that distributes cold air inside the vehicle battery pack BP is used. , There is almost no worry about the cold air.
In addition, the bus bars BT1 and BT2 are also integrally molded, and it is only necessary to insert the rectangular battery cell BA from the opening K, so that the assembling work can be further simplified.
Further, since the electrodes BA1 and BA2 of the rectangular battery cell BA are urged in the direction of pressing the bus bars BT1 and BT2 by the claw portion B5, the contact state between the electrodes BA1 and BA2 and the bus bars BT1 and BT2 can be appropriately maintained. Can do.

本発明の車両用電池パックBPは、本実施の形態で説明した外観、構成、構造等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。   The vehicle battery pack BP of the present invention is not limited to the appearance, configuration, structure, and the like described in the present embodiment, and various modifications, additions, and deletions can be made without departing from the spirit of the present invention.

B1 本体部
B2 被固定部
B3 放熱フィン
B4 バスバー収容部
B5 爪部
B6 仕切りリブ
BA 角型電池セル
BA1、BA2 電極
BM 電極面
BP 車両用電池パック
BT1、BT2 バスバー
K 開口部

B1 body part B2 fixed part B3 heat radiation fin B4 bus bar housing part B5 claw part B6 partition rib BA square battery cell BA1, BA2 electrode BM electrode surface BP vehicle battery pack BT1, BT2 bus bar K opening

Claims (2)

平板状の複数の角型電池セルが厚み方向に配列された角型電池セル群を収容している箱状の車両用電池パックにおいて、
前記車両用電池パックは、
熱伝導性を有するとともに絶縁性を有する樹脂にて一体成型され、
上面には複数の放熱フィンが一体成型されており、
導電性を有するとともに前記角型電池セルの電極に接続されるバスバーがインサート成型にて一体化されている、
車両用電池パック。
In a box-shaped vehicle battery pack that accommodates a group of rectangular battery cells in which a plurality of flat rectangular battery cells are arranged in the thickness direction,
The vehicle battery pack is
It is integrally molded with an insulating resin that has thermal conductivity,
A plurality of heat radiation fins are integrally molded on the upper surface,
A bus bar having conductivity and connected to the electrode of the square battery cell is integrated by insert molding,
Battery pack for vehicles.
請求項1に記載の車両用電池パックであって、
平板状の前記角型電池セルの電極は、角型電池セルの厚み方向に平行する面の1つである電極面において、当該電極面に直交する方向に突出しており、
箱状の前記車両用電池パックの底面には、前記角型電池セルを前記電極面を向けて挿入する開口部が設けられており、
前記開口部の入口部には、挿入した角型電池セルを係止するとともに挿入された角型電池セルを当該角型電池セルの電極面の方向に付勢する弾性力を有する爪部が一体成型されている、
車両用電池パック。
The vehicle battery pack according to claim 1,
The electrode of the plate-shaped prismatic battery cell protrudes in a direction perpendicular to the electrode surface on an electrode surface that is one of the surfaces parallel to the thickness direction of the prismatic battery cell,
On the bottom surface of the box-shaped battery pack for vehicles, an opening for inserting the rectangular battery cell with the electrode surface facing is provided,
A claw portion having an elastic force that locks the inserted prismatic battery cell and biases the inserted prismatic battery cell in the direction of the electrode surface of the prismatic battery cell is integrated with the inlet portion of the opening. Molded,
Battery pack for vehicles.
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