JP7042203B2 - バッテリモジュール - Google Patents
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Description
複数のセルを積層することで構成されるセル積層体と、各セルの電圧を検出するセンサ装置と、を備えるバッテリモジュールであって、
前記センサ装置は、前記セル積層体の上面に配置され、
隣接するセル間には、絶縁プレートが設けられ、
前記絶縁プレートは、上方に突出する突設部を有し、
前記突設部には、クリップ部を有するプッシュナットが挿入され、
前記センサ装置は、固定部を有し、
前記固定部には、前記クリップ部と係合する孔部が設けられ、
前記クリップ部は、圧縮操作により前記孔部から離脱可能に構成される。
図1~図3に示すように、本実施形態に係るバッテリモジュール1は、前後方向に複数のセル21を積層して構成され、前面、後面、左面、右面、上面、及び下面を有するセル積層体2と、セル積層体2の前面及び後面に配置される一対のエンドプレート3と、セル積層体2の左面及び右面に配置され、一対のエンドプレート3を連結する一対のサイドフレーム4と、セル積層体2の下面に配置されるロアプレート5と、セル積層体2の上面に配置され、各セル21の電圧を検出するセンサ装置7と、セル積層体2の上面のうち、センサ装置7が搭載されない領域を覆うトップカバー6と、を備える。
図2に示すように、セル積層体2は、複数のセル21と複数の絶縁プレート22を前後方向に交互に積層して構成される。セル積層体2の上面には、セル21の端子211に電気的に接続される複数のバスバー23が配置される。複数のバスバー23は、複数のセル21が電気的に直列に接続されるように隣接するセル21の端子211同士を接続している。具体的に説明すると、複数のセル21は、プラス側の端子211とマイナス側の端子211とが順次左右反転するように積層されており、複数のバスバー23は、セル積層方向の上手側に隣接するセル21のプラス側(又はマイナス側)の端子211と、セル積層方向の下手側に隣接するセル21のマイナス側(又はプラス側)の端子211とを順次接続することで、複数のセル21を電気的に直列に接続している。
図1~図3に示すように、一対のエンドプレート3は、セル積層体2の前面及び後面に配置され、セル21の膨張に起因するセル積層体2のセル積層方向の荷重を受け止める。本実施形態のエンドプレート3は、セル積層体2と対向しない外側の面の左右両端部には、サイドフレーム4とボルトB1を介して締結される複数の締結部31が設けられる。また、一対のエンドプレート3の上面には、バッテリモジュール1と外部の電気機器との間で電力を授受するための外部接続用端子台32が設けられ、さらに、いずれか一方のエンドプレート3の上面には、ボルトB2を介してセンサ装置7が固定されるセンサ固定部33が設けられている。
図1~図3に示すように、サイドフレーム4は、セル積層体2の左面又は右面に沿うサイドフレーム本体41と、サイドフレーム本体41の前端から前側のエンドプレート3の前面に沿って互いに近づく方向に延びる前フランジ部42と、サイドフレーム本体41の後端から後側のエンドプレート3の後面に沿って互いに近づく方向に延びる後フランジ部43と、サイドフレーム本体41の上端からセル積層体2の上面に沿って互いに近づく方向に延びる上フランジ部44と、サイドフレーム本体41の下端からセル積層体2(ロアプレート5)の下面に沿って互いに近づく方向に延びる下フランジ部45と、を備える。
図1及び図2に示すように、ロアプレート5は、セル積層体2及びエンドプレート3の下面に沿って延びるロアプレート本体51と、バッテリモジュール1を支持するモジュール支持構造体(図示せず)に固定される複数の固定部52と、サイドフレーム4の下フランジ部45が留められる留部(図示せず)と、を備える。
図4及び図5に示すように、センサ装置7は、基板71と、該基板71に搭載される電子部品72と、該基板71及び該電子部品72を収容するケース73と、該ケース73の側面に配置される電圧検出用コネクタ74及び検出信号出力用コネクタ75と、を備える。なお、本実施形態のセンサ装置7は、2つのバッテリモジュール1の電圧検出を可能とするために、2つの電圧検出用コネクタ74を備えるが、電圧検出用コネクタ74の個数は、1つでもよいし、3つ以上であってもよい。
つぎに、セル積層体2に対するセンサ装置7の具体的な固定構造について説明する。
(X-Y)/2>Z (a)
前述した実施形態では、絶縁プレート22の突設部221が上方に突出する円筒形状を有し、プッシュナット部81が円形の孔81aの周縁部に設けられた複数の爪部81bから構成されたが、これに限られるものではない。
前記センサ装置は、前記セル積層体の上面に配置され、
隣接するセル間には、絶縁プレート(絶縁プレート22)が設けられ、
前記絶縁プレートは、上方に突出する突設部(突設部221)を有し、
前記突設部には、クリップ部(クリップ部85)を有するプッシュナット(プッシュナット80)が挿入され、
前記センサ装置は、固定部(第1固定部731c)を有し、
前記固定部には、前記クリップ部と係合する孔部(孔部731ca)が設けられ、
前記クリップ部は、圧縮操作により前記孔部から離脱可能に構成される、バッテリモジュール。
前記センサ装置は、積層方向に離間した少なくとも2つの前記絶縁プレートの前記突設部に、前記プッシュナットを介して固定されている、バッテリモジュール。
前記プッシュナットは、
プッシュナット部(プッシュナット部81)が設けられた平坦部(平坦部82)と、
該平坦部から立設され、該プッシュナット部を挟んで積層方向に対向する一対の縦壁部(縦壁部83)と、
前記一対の縦壁部の上端部から連続して設けられ、互いに近づく方向に延びる一対の平板部(平板部84)と、
前記一対の平板部の上方に設けられた前記クリップ部と、を備え、
前記クリップ部は、
前記一対の平板部から上方に延びて、所定の隙間を介して対向する一対の中間壁(中間壁85a)と、
前記一対の中間壁の上部に設けられる一対の屈曲部(屈曲部85b)と、
前記一対の屈曲部から、下方に向かって前記一対の中間壁から離間するように延びる一対の自由端部(自由端部85c)と、
前記一対の自由端部の先端部に設けられ、前記センサ装置の前記固定部と係合する一対の係合部(係合部85d)と、を備える、バッテリモジュール。
前記固定部の前記孔部の前記積層方向の長さ(距離Y)は、前記一対の係合部の前記積層方向の長さ(距離X)よりも短く、
前記一対の中間壁は、積層方向に弾性を有する、バッテリモジュール。
前記プッシュナットは、
前記一対の縦壁部の上端部から連続して設けられ、互いに近づく方向に延びる少なくとも一対のばね部(第1ばね部86、第2ばね部87)をさらに備え、
前記一対の係合部と前記少なくとも一対のばね部との間に前記センサ装置の前記固定部が挟持される、バッテリモジュール。
前記一対の平板部は、上下方向に弾性を有する、バッテリモジュール。
前記プッシュナットは、一枚の金属板から形成されている、バッテリモジュール。
前記バッテリモジュールは、隣接する前記セル間を接続するバスバー(バスバー23)を保持するバスバープレート(バスバープレート24)を備え、
前記バスバープレートは、前記絶縁プレートの前記突設部が挿通する挿通孔(挿通孔242)を有し、
前記プッシュナットは、前記突設部が前記バスバープレートの前記挿通孔に挿入された状態で前記突設部に挿入される、バッテリモジュール。
前記絶縁プレートの前記突設部は、略矩形形状を有し、
前記突設部には、積層方向に対向する面(前面221f、後面221r)に溝部(溝部221d)が設けられ、
前記プッシュナットのプッシュナット部(プッシュナット部81)は、前記積層方向に対向する少なくとも一対の爪部(爪部81ba)を有し、
前記一対の爪部は、
前記プッシュナット部が設けられた平坦部(平坦部82)から互いに近づく方向に延びる第1傾斜部(第1傾斜部811)と、
前記第1傾斜部と屈曲部(屈曲部810)を介して連結され、互いに離間する方向に延びる第2傾斜部(第2傾斜部812)と、を有し、前記屈曲部が前記溝部に係合する、バッテリモジュール。
2 セル積層体
21 セル
22 絶縁プレート
221 突設部
221d 溝部
221f 前面
221r 後面
23 バスバー
24 バスバープレート
242 挿通孔
3 エンドプレート
7 センサ装置
71 基板
72 電子部品
73 ケース
731c 第1固定部(固定部)
731ca 孔部
80 プッシュナット
81 プッシュナット部
81ba 爪部
810 屈曲部
811 第1傾斜部
812 第2傾斜部
82 平坦部
83 縦壁部
84 平板部
85クリップ部
85a 中間壁
85b 屈曲部
85c 自由端部
85d 係合部
86 第1ばね部(ばね部)
87 第2ばね部(ばね部)
Claims (9)
- 複数のセルを積層することで構成されるセル積層体と、各セルの電圧を検出するセンサ装置と、を備えるバッテリモジュールであって、
前記センサ装置は、前記セル積層体の上面に配置され、
隣接するセル間には、絶縁プレートが設けられ、
前記絶縁プレートは、上方に突出する突設部を有し、
前記突設部には、クリップ部を有するプッシュナットが挿入され、
前記センサ装置は、固定部を有し、
前記固定部には、前記クリップ部と係合する孔部が設けられ、
前記クリップ部は、圧縮操作により前記孔部から離脱可能に構成される、バッテリモジュール。 - 請求項1に記載のバッテリモジュールであって、
前記センサ装置は、積層方向に離間した少なくとも2つの前記絶縁プレートの前記突設部に、前記プッシュナットを介して固定されている、バッテリモジュール。 - 請求項1又は2に記載のバッテリモジュールであって、
前記プッシュナットは、
プッシュナット部が設けられた平坦部と、
該平坦部から立設され、該プッシュナット部を挟んで積層方向に対向する一対の縦壁部と、
前記一対の縦壁部の上端部から連続して設けられ、互いに近づく方向に延びる一対の平板部と、
前記一対の平板部の上方に設けられた前記クリップ部と、を備え、
前記クリップ部は、
前記一対の平板部から上方に延びて、所定の隙間を介して対向する一対の中間壁と、
前記一対の中間壁の上部に設けられる一対の屈曲部と、
前記一対の屈曲部から、下方に向かって前記一対の中間壁から離間するように延びる一対の自由端部と、
前記一対の自由端部の先端部に設けられ、前記センサ装置の前記固定部と係合する一対の係合部と、を備える、バッテリモジュール。 - 請求項3に記載のバッテリモジュールであって、
前記一対の中間壁は、積層方向に弾性を有する、バッテリモジュール。 - 請求項3又は4に記載のバッテリモジュールであって、
前記プッシュナットは、
前記一対の縦壁部の上端部から連続して設けられ、互いに近づく方向に延びる少なくとも一対のばね部をさらに備え、
前記一対の係合部と前記少なくとも一対のばね部との間に前記センサ装置の前記固定部が挟持される、バッテリモジュール。 - 請求項3~5のいずれか1項に記載のバッテリモジュールであって、
前記一対の平板部は、上下方向に弾性を有する、バッテリモジュール。 - 請求項3~6のいずれか1項に記載のバッテリモジュールであって、
前記プッシュナットは、一枚の金属板から形成されている、バッテリモジュール。 - 請求項1~7のいずれか1項に記載のバッテリモジュールであって、
前記バッテリモジュールは、隣接する前記セル間を接続するバスバーを保持するバスバープレートを備え、
前記バスバープレートは、前記絶縁プレートの前記突設部が挿通する挿通孔を有し、
前記プッシュナットは、前記突設部が前記バスバープレートの前記挿通孔に挿入された状態で前記突設部に挿入される、バッテリモジュール。 - 請求項1~8のいずれか1項に記載のバッテリモジュールであって、
前記絶縁プレートの前記突設部は、矩形形状を有し、
前記突設部には、積層方向に対向する面に溝部が設けられ、
前記プッシュナットのプッシュナット部は、前記積層方向に対向する少なくとも一対の爪部を有し、
前記一対の爪部は、
前記プッシュナット部が設けられた平坦部から互いに近づく方向に延びる第1傾斜部と、
前記第1傾斜部と屈曲部を介して連結され、互いに離間する方向に延びる第2傾斜部と、を有し、前記屈曲部が前記溝部に係合する、バッテリモジュール。
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