JP6384294B2 - Battery module - Google Patents
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Description
本発明は、電池モジュールに関する。 The present invention relates to a battery module.
従来、例えばリチウムイオン二次電池等の電池セルを複数配列してなる電池モジュールが知られている。かかる電池モジュールでは、電池セルの配列体を金属プレート等の拘束具で挟み込んで一定の荷重で拘束することで、電池セルにおいて内部抵抗等の特性が変動することを抑制している。例えば特許文献1に記載の組電池では、両端に屈曲部を有する金属バンドをエンドプレートに固定し、このエンドプレートによって電池ブロックを積層方向に拘束している。このような電池モジュールでは、電池セルの膨張による拘束部材の破損を防止する目的で、配列体と拘束部材のエンドプレートとの間にゴムなどの弾性体を介在させる場合がある。
Conventionally, a battery module in which a plurality of battery cells such as lithium ion secondary batteries are arranged is known. In such a battery module, the battery cell array is sandwiched by a restraining tool such as a metal plate and restrained by a constant load, thereby suppressing fluctuations in characteristics such as internal resistance in the battery cell. For example, in the assembled battery described in
また、電池モジュールには、各電池セルの電圧検出などに用いるハーネスが組み付けられることがある。例えば特許文献2に記載の組電池では、電圧検出端子を備えたコネクタを保持部材で保持し、保持部材を電池群に対して取り付けることにより、電池セルの電極端子に一括してコネクタを電気的に接続している。
In addition, a harness used for voltage detection of each battery cell may be assembled to the battery module. For example, in the assembled battery described in
電池モジュールに対してハーネスを組み付けるにあたっては、ハーネスの配線の煩雑化を避ける必要がある。そのため、複数本のハーネスの基端側を結束部材で結束し、ハーネス束の状態で電池モジュールに組み付けることが好適である。ハーネスの接続元となるコネクタ等の接続部は、例えば電池セルの配列体に取り付けられるカバー部材に配置される。この場合、ハーネス束の基端側は、例えば電池セルの配列体における配列方向の一端側から引き出されて折り返された状態で接続部に接続される。 When assembling the harness to the battery module, it is necessary to avoid complication of wiring of the harness. Therefore, it is preferable that the proximal ends of the plurality of harnesses are bundled with a bundling member and assembled to the battery module in a harness bundle state. A connection portion such as a connector that is a connection source of the harness is disposed on a cover member that is attached to an array of battery cells, for example. In this case, the proximal end side of the harness bundle is connected to the connection portion in a state where the harness bundle is pulled out from one end side in the arrangement direction of the battery cell array and folded, for example.
一方、過充電等の異常によってケース内部にガスが発生した場合や経年劣化などによって電池セルが膨張する場合がある。電池セルに膨張が生じると、カバー部材が電池セルの膨張方向に動くことが考えられる。このとき、ハーネス束の折返部分の長さが不足すると、カバー部材の端部がハーネス束の折返部分に突き当たり、ハーネスに負荷がかかってしまうおそれがある。したがって、ハーネス束を組み付ける際には、ハーネス束の折返部分に十分な長さを持たせることが必要であるが、組み付けを行う作業者によってハーネス束の折返部分の長さにばらつきが生じているという課題があった。 On the other hand, there are cases where the battery cell expands when gas is generated inside the case due to an abnormality such as overcharging, or due to deterioration over time. When expansion occurs in the battery cell, it is considered that the cover member moves in the expansion direction of the battery cell. At this time, if the length of the folded portion of the harness bundle is insufficient, the end of the cover member may abut against the folded portion of the harness bundle, and the harness may be loaded. Therefore, when assembling the harness bundle, it is necessary to give the folded portion of the harness bundle a sufficient length, but the length of the folded portion of the harness bundle varies depending on the worker performing the assembly. There was a problem.
本発明は、上記課題の解決のためになされたものであり、ハーネス束の折返部分の長さを均一化でき、電池セルに膨張が生じた場合であってもハーネスにかかる負荷を抑制できる電池モジュールを提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above problems, and can provide a battery that can equalize the length of the folded portion of the harness bundle and suppress the load applied to the harness even when the battery cell expands. The purpose is to provide modules.
上記課題の解決のため、本発明に係る電池モジュールは、複数の電池セルを配列してなる配列体と、所定の電池セルに接続された複数のハーネスからなるハーネス束と、配列体に対して取り付けられ、ハーネスの接続元となる接続部が配置されたカバー部材と、を備え、ハーネス束の基端側は、電池セルの配列方向の一端側から引き出されると共にカバー部材側に折り返されて接続部に接続され、カバー部材には、ハーネス束の折返部分が撓んだ状態となるようにハーネス束の基端側を固定する固定部が設けられ、ハーネス束の基端側には、固定部に対する固定位置を示す指標部が設けられている。 In order to solve the above problems, a battery module according to the present invention provides an array formed by arranging a plurality of battery cells, a harness bundle including a plurality of harnesses connected to predetermined battery cells, and the array. And a cover member on which a connecting portion that is a connection source of the harness is disposed, and the proximal end side of the harness bundle is pulled out from one end side in the arrangement direction of the battery cells and folded back to the cover member side for connection The cover member is provided with a fixing portion for fixing the proximal end side of the harness bundle so that the folded portion of the harness bundle is bent, and the fixing portion is provided on the proximal end side of the harness bundle. An indicator portion indicating a fixed position with respect to is provided.
この電池モジュールでは、ハーネス束の折返部分が撓んだ状態となるように、固定部によってハーネス束の基端側が固定部に固定されている。これにより、電池セルに膨張が生じ、接続部が配置されたカバー部材が初期位置から動いた場合であっても、カバー部材の端部がハーネス束の折返部分に突き当たることを防止できる。したがって、ハーネスに負荷がかかることを抑制できる。また、この電池モジュールでは、固定部に対する固定位置を示す指標部がハーネス束の基端側に設けられている。これにより、組み付けを行う作業者によってハーネス束の折返部分の長さにばらつきが生じることを抑制でき、折返部分の撓みを過不足なく形成できる。 In this battery module, the proximal end side of the harness bundle is fixed to the fixing portion by the fixing portion so that the folded portion of the harness bundle is bent. Thereby, even if it is a case where expansion | swelling arises in a battery cell and the cover member in which the connection part is arrange | positioned moved from the initial position, it can prevent that the edge part of a cover member hits the folding | turning part of a harness bundle. Therefore, it can suppress that a load is applied to a harness. Moreover, in this battery module, the indicator part which shows the fixing position with respect to a fixing | fixed part is provided in the base end side of the harness bundle. Thereby, it can suppress that dispersion | variation arises in the length of the folding | turning part of a harness bundle by the operator who assemble | attaches, and the bending of a folding | returning part can be formed without excess and deficiency.
また、配列体では、配列方向に対する電池セルの膨張が許容されており、ハーネスの先端側は、電池セルの配列方向に沿って延在していてもよい。この場合、ハーネスの先端側は、電池セルの膨張に従って配列方向に動くが、ハーネス束の折返部分が撓んだ状態となっていることで、カバー部材の端部がハーネス束の折返部分に突き当たることを防止できる。 Further, in the array body, the battery cells are allowed to expand in the array direction, and the distal end side of the harness may extend along the array direction of the battery cells. In this case, the front end side of the harness moves in the arrangement direction according to the expansion of the battery cells, but the folded portion of the harness bundle is bent, so that the end of the cover member hits the folded portion of the harness bundle. Can be prevented.
配列体における前記電池セルの一方の配列端に配置された弾性体と、弾性体を介して配列体を配列方向に拘束する拘束部材と、を更に備え、ハーネス束は、弾性体が配置された一方の配列端側から引き出されてカバー部材側に折り返されていてもよい。この場合、電池セルは弾性体側に膨張するが、弾性体が配置された一方の配列端側にハーネス束の折返部分が位置することにより、カバー部材の端部がハーネス束の折返部分に突き当たることを防止できる。 An elastic body disposed at one array end of the battery cells in the array body, and a restraining member that restrains the array body in the array direction via the elastic body, and the harness bundle includes the elastic body disposed It may be pulled out from one arrangement end side and folded back to the cover member side. In this case, the battery cell expands toward the elastic body, but the end portion of the cover member abuts against the folded portion of the harness bundle because the folded portion of the harness bundle is located on one side of the arrangement end where the elastic body is disposed. Can be prevented.
また、指標部は、ハーネス束の基端側を大径化した一対の大径部によって構成され、固定部は、一対の大径部の間でハーネス束の基端側を把持していてもよい。この構成によれば、固定部に対するハーネス束の固定位置を容易に把握できる。また、固定後にハーネス束が固定位置からずれてしまうことも防止できる。 In addition, the indicator portion is configured by a pair of large diameter portions in which the proximal end side of the harness bundle is enlarged, and the fixing portion may hold the proximal end side of the harness bundle between the pair of large diameter portions. Good. According to this structure, the fixing position of the harness bundle with respect to the fixing portion can be easily grasped. Further, it is possible to prevent the harness bundle from being displaced from the fixing position after fixing.
また、指標部は、ハーネス束の基端側を大径化した大径部によって構成され、固定部は、大径部を把持していてもよい。この構成によれば、固定部に対するハーネス束の固定位置を容易に把握できる。また、大径部を把持することによってハーネスをしっかりと把持できる。さらに、大径部の径を変更することにより、ハーネス束の太さが変わる場合でも固定部の形状を変えずにハーネス束を固定することが可能となる。 Further, the indicator portion may be configured by a large diameter portion in which the proximal end side of the harness bundle is increased in diameter, and the fixing portion may hold the large diameter portion. According to this structure, the fixing position of the harness bundle with respect to the fixing portion can be easily grasped. In addition, the harness can be firmly gripped by gripping the large diameter portion. Furthermore, by changing the diameter of the large diameter portion, the harness bundle can be fixed without changing the shape of the fixing portion even when the thickness of the harness bundle changes.
本発明によれば、ハーネス束の折返部分の長さを均一化でき、電池セルに膨張が生じた場合であってもハーネスにかかる負荷を抑制できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the length of the folding | turning part of a harness bundle can be equalized, and even if it is a case where expansion | swelling arises in a battery cell, the load concerning a harness can be suppressed.
以下、図面を参照しながら、本発明に係る電池モジュールの好適な実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of a battery module according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本発明に係る電池モジュールの一実施形態を示す平面図である。また、図2は、図1における電池モジュールをカバー部材を外した状態で示す平面図である。図1及び図2に示すように、電池モジュール1は、複数の電池セル11を配列してなる配列体2と、配列体2に対して電池セル11の配列方向に拘束荷重を付加する拘束部材3と、配列体2と拘束部材3との間に介在する弾性体4とを備えている。
It is a top view which shows one Embodiment of the battery module which concerns on this invention. FIG. 2 is a plan view showing the battery module in FIG. 1 with the cover member removed. As shown in FIGS. 1 and 2, the
配列体2は、図2に示すように、複数(本実施形態では7体)の電池セル11によって構成されている。電池セル11,11間には、不図示の伝熱プレートが介在している。電池セル11は、例えばリチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池である。電池セル11は、例えば略直方体形状をなす中空のケース12内に電極組立体を収容してなる。
As shown in FIG. 2, the
ケース12の頂面12aには、一対の電極端子13,13が互いに離間して設けられている。図2に示すように、電極端子13の一方は、電極組立体の正極に接続された正極端子であり、電極端子13の他方は、電極組立体の負極に接続された負極端子である。隣接する電池セル11,11は、正極端子と負極端子とが互いに隣り合うように配列され、隣り合う正極端子と負極端子とをバスバー部材14で接続することにより、電気的に直列に接続されている。
A pair of
また、電池セル11には、図1及び図2に示すように、電池ホルダ21が取り付けられている。電池ホルダ21は、例えば樹脂によって一体成型された枠体22を有している。枠体22は、電池セル11のケース12の側面のうち、電池セル11の配列方向の側面を除いた各側面に沿うように、ケース12に嵌め込まれている。
Moreover, the
拘束部材3は、図2に示すように、例えば一対のエンドプレート31と、エンドプレート31同士を締結する締結部材32とを備えている。エンドプレート31は、例えば鉄などの金属によって形成され、電池セル11を配列方向から見た場合の面積よりも大きい面積を有する略矩形の板状をなしている。エンドプレート31は、その外縁部分が電池セル11の外縁部分よりも外側に張り出した状態で、配列体2及び弾性体4の配列方向の両端にそれぞれ配置されている。なお、エンドプレート31には、ブラケット35が取り付けられている。電池モジュール1は、ブラケット35を介し、外部筐体等に対して強固に固定される。
As shown in FIG. 2, the restraining member 3 includes, for example, a pair of
締結部材32は、例えば長尺のボルト33と、ボルトに螺合されるナット34とによって構成されている。ボルト33は、例えばエンドプレート31の外縁部分においてエンドプレート31に挿通されている。各ボルト33の両端にエンドプレート31の外側からナット34が螺合されることで、電池セル11、弾性体4、及び伝熱プレートが挟持されてユニット化されると共に拘束荷重が付加される。
The
弾性体4は、拘束荷重による電池セル11の破損の防止に加え、拘束部品の破損を防ぐ目的で用いられる部材であり、例えばウレタン製のゴムスポンジによって矩形の板状に形成されている。弾性体4は、配列体2における電池セル11の配列方向の一端に配置されている。弾性体4の形成材料としては、例えばエチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、クロロプレンゴム、シリコンゴムなどが挙げられる。また、弾性体4は、ゴムに限られず、バネ材などであってもよい。このような弾性体4の配置により、配列体2では、電池セル11の膨張が許容されている。電池セル11に膨張が生じた場合、弾性体4が圧縮変形し、配列体2が弾性体4側に一方向に膨張することとなる。
The
また、電池モジュール1は、図1に示すように、カバー部材5を有している。カバー部材5は、例えば電池セルの充放電の制御に用いられる電子部品や、電池モジュール1の制御を行う制御部品等の載置に用いられる樹脂製の部材である。カバー部材5は、図1に示すように、例えば配列体2における電池セル11の配列方向に並設され、電池セル11の頂面12a(図2参照)と所定の間隔をもって対向するように電池ホルダ21に組み付けられている。
Moreover, the
本実施形態では、電池セル11の配列方向に2体のカバー部材5,5が設けられている。これらのカバー部材5,5は、電池セル11の膨張に追従できるように、電池セル11の配列方向の中央付近で互いに摺動可能に結合されている。また、カバー部材5には、弾性体4側から3体目となる電池セル11の付近において、一方(図2における下側)の電極端子13寄りの位置に、電圧検出モジュール(不図示)への接続に用いられるコネクタ(接続部)6が取り付けられている。コネクタ6には、電池セル11の所定の電極端子13に接続された複数のハーネス42(図2参照)からなるハーネス束41が接続されている。
In the present embodiment, two
続いて、ハーネス束41の構成について更に詳細に説明する。
Subsequently, the configuration of the
ハーネス束41は、図2に示すように、電池セル11の電圧検出に用いる複数のハーネス42を束ねることによって形成されている。本実施形態では、ハーネス束41の先端側は、電池セル11の一方の電極端子13の列と電池セル11の他方の電極端子13の列とのそれぞれに沿うように、電池セル11の配列方向に沿って配線されている。
As shown in FIG. 2, the
ハーネス束41から分岐するハーネス42の先端には、接続端子42aがそれぞれ設けられており、接続端子42aが所定の電池セル11の電極端子13に接続されることで、ハーネス42と電池セル11との電気的な接続がなされている。なお、ハーネス束41の先端側において、ハーネス42の各分岐元の部分を樹脂テープ或いは樹脂チューブなどによる結束部材43で結束してもよい。
A
ハーネス束41の基端側は、樹脂テープ或いは樹脂チューブなどの被覆部材44で被覆された状態となっている。ハーネス束41の基端側は、配列体2における弾性体4側の配列端からエンドプレート31側に引き出され、弾性体4の上方で電池セル11の幅方向の中央側に湾曲しながらカバー部材5の上面側に向かって折り返されている。この折返部分41Aは、撓んだ状態となっており、ハーネス束41にかかる張力が弱められている。ハーネス束41の基端側は、図1に示すように、カバー部材5の上方で合流している。合流部分41Bは、カバー部材5の上面側で電池セル11の幅方向に延びた後、折り返されてコネクタ6に接続されている。
The proximal end side of the
カバー部材5に対するハーネス束41の組み付けには、図1に示すように、固定部45が用いられている。固定部45は、例えば弾性体4に隣接する電池セル11において幅方向の中央付近に位置している。固定部45での固定にあたり、ハーネス束41の基端側の合流部分41Bには、図3(a)に示すように、固定部45に対する固定位置Pを示す指標部46が設けられている。
As shown in FIG. 1, a fixing
指標部46は、例えば樹脂テープ或いは樹脂チューブによってハーネス束41の基端側の合流部分41Bの一部を大径化した大径部47によって構成されている。図3(a)に示す例では、一対の大径部47が、固定部45による固定長さよりも僅かに長い間隔をもって配置され、大径部47,47の間に固定位置Pが規定されている。
The
固定部45は、図3(b)に示すように、カバー部材5の上面から突出する壁部45aと、壁部45aの上端の一方側に設けられた下向きの爪部45bとによって構成されている。ハーネス束41の基端側の合流部分41Bは、大径部47,47の間の固定位置Pにおいて、爪部45bによって把持されている。大径部47,47で規定される固定位置Pでハーネス42の基端側の合流部分41Bを固定することにより、ハーネス束41の折返部分41Aが撓んだ状態で、ハーネス束41の基端側がカバー部材5に組み付けられている(図1参照)。
As shown in FIG. 3B, the fixing
以上のように、電池モジュール1では、図4(a)にも示すように、配列体2において弾性体4が配置された一方の配列端側からハーネス束41が引き出されてカバー部材5側に折り返され、ハーネス束41の折返部分41Aが撓んだ状態となるように、固定部45によってハーネス束41の基端側がカバー部材5に組み付けられている。この電池モジュール1では、電池セル11に膨張が生じた場合、図4(b)に示すように、弾性体4が圧縮変形し、配列体2が弾性体4側に向かって一方向に膨張する。このとき、電池セル11の膨張に伴って、電池ホルダ21(図1参照)に組み付けられているカバー部材5も初期位置から弾性体4側に向かって動くこととなる。
As described above, in the
このカバー部材5の動きに対し、電池モジュール1では、ハーネス束41の折返部分41Aが撓んだ状態となっていることにより、ハーネス束41の折返部分41Aが、カバー部材5から遠ざかるようにエンドプレート31側或いは配列体2の上方側に変形可能となっている。したがって、カバー部材5の端部5aがハーネス束41の折返部分41Aに突き当たることを防止でき、ハーネス42に負荷がかかることを抑制できる。ハーネス42への負荷を抑制することで、断線等の不具合の発生を抑えられる。
In response to the movement of the
また、電池モジュール1では、固定部45に対する固定位置Pを示す指標部46がハーネス束41の基端側に設けられている。これにより、組み付けを行う作業者によってハーネス束41の折返部分41Aの長さにばらつきが生じることを抑制でき、折返部分41Aの撓みを過不足なく形成できる。
Further, in the
本実施形態では、指標部46がハーネス束41の基端側を大径化した一対の大径部47,47によって構成され、大径部47,47の間でハーネス束41の基端側が固定部45に把持されている。このように、一対の大径部47,47の間に固定位置Pを規定することにより、大径部47,47の位置を目印としてハーネス束41の固定位置を容易に把握できる。また、ハーネス束41が固定部45の両側で大径化していることで、固定後にハーネス束41が固定位置Pからずれてしまうことも防止できる。
In the present embodiment, the
本発明は、上記実施形態に限られるものではない。例えば上記実施形態では、指標部46が大径部47によって構成され、一対の大径部47,47の間でハーネス束41の基端側が固定部45に把持されているが、図5(a)及び図5(b)に示すように、一つの大径部47を固定位置Pとして規定し、大径部47を固定部45によって把持するようにしてもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the
このような構成においても、大径部47,47の位置を目印としてハーネス束41の固定位置を容易に把握できる。また、大径部47を把持することによってハーネス42をしっかりと把持できる。さらに、この構成では、大径部47の径を変更することにより、ハーネス束41の太さが変わる場合でも固定部45の形状を変えずにハーネス束41を固定できる。例えば配列体2における電池セル11の配列数が変更された場合、電池セル11の電極端子13に接続されるハーネス42の本数が変わり、ハーネス束41の太さが変動するが、このような場合の設計変更が容易なものとなる。
Even in such a configuration, the fixing position of the
なお、指標部46は、必ずしも大径部47によって構成されているものでなくてもよい。この場合、指標部46は、塗料の塗布や印刷によるものであってもよく、溝や凹部等によるものであってもよい。また、必要に応じてカバー部材5に複数の固定部45を設けるようにしてもよい。
The
1…電池モジュール、2…配列体、3…拘束部材、4…弾性体、5…カバー部材、6…コネクタ(接続部)、11…電池セル、41…ハーネス束、41A…折返部分、42…ハーネス、45…固定部、46…指標部、47…大径部、P…固定位置。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
所定の電池セルに接続された複数のハーネスからなるハーネス束と、
前記配列体に対して取り付けられ、前記ハーネスの接続元となる接続部が配置されたカバー部材と、を備え、
前記ハーネス束の基端側は、前記電池セルの配列方向の一端側から引き出されると共に前記カバー部材側に折り返されて前記接続部に接続され、
前記カバー部材には、前記電池セルの膨張によって前記接続部が配置されたカバー部材が初期位置から動いた場合であっても前記カバー部材の端部が前記ハーネス束の折返部分が突き当らないように、前記ハーネス束の折返部分が撓んだ状態で前記ハーネス束の基端側を固定する固定部が設けられ、
前記ハーネス束の基端側には、前記固定部に対する固定位置を示す指標部が設けられている電池モジュール。 An array formed by arranging a plurality of battery cells;
A harness bundle comprising a plurality of harnesses connected to a predetermined battery cell;
A cover member attached to the array body and provided with a connecting portion to be a connection source of the harness,
The base end side of the harness bundle is pulled out from one end side in the arrangement direction of the battery cells and is folded back to the cover member side and connected to the connection portion,
Even if the cover member on which the connection portion is arranged is moved from the initial position due to the expansion of the battery cell, the end portion of the cover member does not hit the folded portion of the harness bundle. , the fixing portion for fixing is provided to the base end side of the harness bundle deflected state is turned-back portion of the harness bundle,
The battery module in which the indicator part which shows the fixed position with respect to the said fixing | fixed part is provided in the base end side of the said harness bundle.
前記ハーネスの先端側は、前記電池セルの配列方向に沿って延在している請求項1記載の電池モジュール。 In the array, the battery cells are allowed to expand in the array direction,
The battery module according to claim 1, wherein a front end side of the harness extends along an arrangement direction of the battery cells.
前記弾性体を介して前記配列体を前記配列方向に拘束する拘束部材と、を更に備え、
前記ハーネス束は、前記弾性体が配置された前記一方の配列端側から引き出されて前記カバー部材側に折り返されている請求項1又は2記載の電池モジュール。 An elastic body disposed at one array end of the battery cells in the array;
A restraining member that restrains the array body in the array direction via the elastic body,
3. The battery module according to claim 1, wherein the harness bundle is pulled out from the one arrangement end side on which the elastic body is disposed and folded back to the cover member side.
前記固定部は、前記一対の大径部の間で前記ハーネス束の基端側を把持している請求項1〜3のいずれか一項記載の電池モジュール。 The indicator portion is constituted by a pair of large diameter portions having a large diameter on the proximal end side of the harness bundle,
The battery module according to claim 1, wherein the fixing portion holds a proximal end side of the harness bundle between the pair of large diameter portions.
前記固定部は、前記大径部を把持している請求項1〜3のいずれか一項記載の電池モジュール。 The indicator portion is constituted by a large-diameter portion having a large diameter on the proximal end side of the harness bundle,
The battery module according to claim 1, wherein the fixing portion holds the large-diameter portion.
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