JP7173190B2 - vehicle battery pack - Google Patents
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Description
本発明は車両用電池パックに関する。 The present invention relates to a vehicle battery pack.
特許文献1には、バスバーを備えた車両用電源装置が記載されている。
車両用電池パックに衝撃荷重が加わった場合、その衝撃荷重により該車両用電池パック
内の電池モジュールが破損するおそれがある。
When an impact load is applied to the vehicle battery pack, the impact load may damage the battery modules in the vehicle battery pack.
本発明はこのような実状に鑑みてなされたものであって、車両用電池パックに衝撃荷重
が加わった場合に該車両用電池パック内の電池モジュールが破損する可能性を低減するこ
とを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such circumstances, and it is an object of the present invention to reduce the possibility of damage to battery modules in a vehicle battery pack when an impact load is applied to the vehicle battery pack. do.
上記目的を達成するために、本発明に係る車両用電池パックは、第1電池モジュールと、前記第1電池モジュールの電極部に接続されたバスバーと、前記第1電池モジュールと第1の水平方向に隣り合う第2電池モジュール又は別の部品と、前記第1電池モジュールの少なくとも一端面を覆う板と、を備えている。前記バスバーは、前記第1電池モジュールと前記第2電池モジュール又は前記部品との間に配置され、前記バスバーの長手方向は、前記第1の水平方向と直交する第2の水平方向に略平行であり、前記バスバーには、前記第1電池モジュール又は前記第2電池モジュール若しくは前記部品に向かって突出した凸条部が形成され、前記バスバーは、前記板と、前記第2電池モジュール又は前記部品と、の間に配置されている。 In order to achieve the above object, a battery pack for a vehicle according to the present invention includes a first battery module, a bus bar connected to an electrode portion of the first battery module, and a first horizontal direction between the first battery module and the first battery module. and a plate covering at least one end surface of the first battery module . The busbar is disposed between the first battery module and the second battery module or the component, and the longitudinal direction of the busbar is substantially parallel to a second horizontal direction perpendicular to the first horizontal direction. wherein the bus bar is formed with a ridge protruding toward the first battery module, the second battery module, or the component, and the bus bar is connected to the plate, the second battery module, or the component . is placed between .
本発明によれば、車両用電池パックに衝撃荷重が加わった場合に該車両用電池パック内
の電池モジュールが破損する可能性を低減することができる。
According to the present invention, it is possible to reduce the possibility of damage to the battery modules in the vehicle battery pack when an impact load is applied to the vehicle battery pack.
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。ただし、本発明は、以下に説明
する実施の形態によって限定されるものではない。また、図において、矢印Fは車両前後
方向の前方を示し、矢印Bは車両前後方向の後方を示し、矢印Lは車幅方向の左方向を示
し、矢印Rは車幅方向の右方向を示す。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described below based on the illustrated embodiments. However, the present invention is not limited by the embodiments described below. In the drawings, arrow F indicates the front in the vehicle longitudinal direction, arrow B indicates the rear in the vehicle longitudinal direction, arrow L indicates the left in the vehicle width direction, and arrow R indicates the right in the vehicle width direction. .
図1に示すように、電動車両1は、車両前方に設けられた駆動用電動機2と、高電圧配
線3を通して駆動用電動機2に電力を供給する車両用電池パック4とを備えている。車両
用電池パック4は、電動車両1の後方下部に配置されている。
As shown in FIG. 1 , an
図2に示すように、車両用電池パック4は、第1電池モジュール42及び第2電池モジ
ュール44と、両電池モジュールを制御するコントローラ46とを備えている。両電池モ
ジュール42及び44並びにコントローラ46はいずれも細長の角柱状又は円柱状である
とともに、長手方向が車幅方向と略平行になるように配置されている。第1電池モジュー
ル42の前方に第2電池モジュール44が配置され、第2電池モジュール44の前方にコ
ントローラ46が配置されている。
As shown in FIG. 2, the
第1電池モジュール42には、帯板状の第1バスバー43が接続されている。第1バス
バー43は、第1電池モジュール42と第2電池モジュール44との間に配置されている
。図3及び図4に示すように、第1バスバー43は、その長手方向が車幅方向と略平行に
なるように、かつ幅方向が車両上下方向と略平行になるように配置されている。
A strip-shaped
第1バスバー43には、第1凸条部43a及び第2凸条部43bがバスバー長手方向に
間隔を置いて形成されている。第1凸条部43aは、第2凸条部43bよりも車幅方向左
側、かつ第1バスバー43の車幅方向左側端部から間隔を置いて配置されている。第2凸
条部43bは、第1バスバー43の車幅方向右側端部から間隔を置いて配置されている。
The
第1凸条部43aは、第2電池モジュール44に向かって突出しているとともに、第1
電池モジュール42側から見て凹んでいる。また、第1凸条部43aは、バスバー長手方
向及びバスバー幅方向に広がりを有し、車両上方視で円弧状である。すなわち、第1凸条
部43aにおいては、バスバー長手方向両縁部43a1及び43a2の各々から頂部43
a3にかけて車両上方視で傾斜が形成されている。
The
It is recessed when viewed from the
A slope is formed over a3 when the vehicle is viewed from above.
第2凸条部43bも第1凸条部43aと同様の形状である。
The second
第1バスバー43の車幅方向右側端部には、車両上下方向上側から第1電池モジュール
42側に向かって延び、第1電池モジュール42の電極部42aに電気的に接続される接
続部43cが形成されている。また、第1バスバー43の車幅方向左側端部は、車両用電
池パック4内に設けられているジャンクションボックス(不図示)に電気的に接続される
。このジャンクションボックスと駆動用電動機2とインバータ(不図示)とが高電圧配線
3を介して接続される。
A
第1バスバー43において、第1凸条部43aよりも車幅方向左側の平坦な部分を第1
基部43dと呼び、第1凸条部43aと第2凸条部43bとの間の平坦な部分を第2基部
43eと呼び、第2凸条部43bよりも車幅方向右側の平坦な部分を第3基部43fと呼
ぶ。
In the
The flat portion between the first
第2電池モジュール44には、第2バスバー45が接続されている。この第2バスバー
45は、第1バスバー43と同様の形状である。
A
図5(a)に、第1電池モジュール42と第1バスバー43と第2電池モジュール44
とを示す。第1バスバー43は、接続部43cを除いて、第1電池モジュール42に物理
的に接触していない。また、第1バスバー43は、第2電池モジュール44に物理的に接
触していない。
In FIG. 5(a), the
and
図5(b)に、車両後方から車両用電池パック4に衝撃荷重Sが加わった状態を示す。
この衝撃荷重により、第1電池モジュール42と第2電池モジュール44との、車両前後
方向の間隔D1が狭まる。そして、第1基部43dと第2基部43eと第3基部43fと
が、第1電池モジュール42に接触する。さらに、第1凸条部43aの頂部43a3と第
2凸条部43bの頂部とが第2電池モジュール44に接触する。
FIG. 5B shows a state in which an impact load S is applied to the
This impact load narrows the distance D1 between the
さらに間隔D1が狭まると、図6(a)に示すように、第1凸条部43a及び第2凸条
部43bが押し潰されて変形する。この変形は、比較的弱い衝撃荷重の場合は弾性変形で
あり、比較的強い衝撃荷重の場合は塑性変形である。このような両凸条部の変形により衝
撃荷重が吸収される。
When the distance D1 is further narrowed, the first
さらに強い衝撃荷重の場合は、図6(b)に示すように、第1凸条部43aの両縁部4
3a1及び43a2のバスバー長手方向の間隔D2が広がり、第1凸条部43aから第1
基部43d及び第2基部43eに衝撃荷重が伝わる。この衝撃荷重の伝わりを矢印Y1に
より示す。また、第2凸条部43bの両縁部のバスバー長手方向の間隔D3も広がり、第
2凸条部43bから第2基部43e及び第3基部43fに衝撃荷重が伝わる。この衝撃荷
重の伝わりを矢印Y2により示す。
In the case of a stronger impact load, as shown in FIG.
The distance D2 between 3a1 and 43a2 in the longitudinal direction of the busbar widens, and the distance from the first
The impact load is transmitted to the
このような衝撃荷重の伝わりにより、図7(a)に示すように、第2基部43eの長手
方向中央部が第2電池モジュール44に向かって突出するように弾性変形又は塑性変形す
る。そして、図7(b)に示すように、第1凸条部43aと第2凸条部43bとを連結す
る連結凸条部43gが形成される。この連結凸条部43gは、第1凸条部43a及び第2
凸条部43bと同様、第2電池モジュール44に向かって突出した形状である。さらに、
第1基部43d及び第3基部43fも第2電池モジュール44に向かって突出するように
弾性変形又は塑性変形する。このように、第1バスバー43はバスバー長手方向に沿って
波打ち状に変形する。
Due to the transmission of such an impact load, as shown in FIG. 7A, the central portion in the longitudinal direction of the
It has a shape that protrudes toward the
The
以上のように、比較的弱い衝撃荷重は両凸条部の弾性変形により吸収され、比較的強い
衝撃荷重は両凸条部の塑性変形により吸収される。さらに強い衝撃荷重を受けた場合は、
両凸条部を連結する連結凸条部が新たに形成され、バスバーが長手方向に沿って波打ち状
に変形することで、衝撃荷重が吸収される。このようにバスバーが変形して衝撃荷重が吸
収されることにより、第1電池モジュール42と第2電池モジュール44とが衝突する可
能性と、その衝突に起因する両電池モジュール破損の可能性とを低減することができる。
As described above, a relatively weak impact load is absorbed by the elastic deformation of the double protruding portions, and a relatively strong impact load is absorbed by the plastic deformation of the double protruding portions. If a stronger impact load is applied,
A connecting protruding section that connects both protruding sections is newly formed, and the busbar deforms in a wavy shape along the longitudinal direction, thereby absorbing the impact load. By deforming the bus bar and absorbing the impact load in this manner, the possibility of collision between the
先に述べたように、凸条部のバスバー長手方向両縁部の各々から該凸条部の頂部にかけ
て車両上方視で傾斜が形成されている。そのため、衝撃荷重により両縁部のバスバー長手
方向の間隔が広がりやすい。その結果、上記のような波打ち状の変形が生じやすい。
As described above, an inclination is formed from each of the busbar longitudinal direction edge portions of the protruding portion to the top portion of the protruding portion when viewed from above the vehicle. Therefore, the distance between both edges of the busbar in the longitudinal direction tends to widen due to the impact load. As a result, wavy deformation as described above is likely to occur.
衝撃荷重を受けて第1バスバー43がバスバー長手方向に沿って波打ち状に塑性変形し
た後、車両用電池パック4に新たな衝撃荷重が加わった場合、塑性変形した第1バスバー
43は、その新たな衝撃荷重を吸収する板ばねとして機能する。そのため、その新たな衝
撃荷重からも両電池モジュールを保護することができる。
When a new impact load is applied to
バスバーはこれまでに述べたように変形することから、破断の可能性は低い。そのため
、通電中の破断面同士の接触による火花(アーク放電)の発生を抑えることができる。
Since the busbar deforms as described above, the possibility of breakage is low. Therefore, it is possible to suppress the generation of sparks (arc discharge) due to contact between fractured surfaces during energization.
上記実施形態におけるバスバーの利用により、電池モジュールの電極部とジャンクショ
ンボックスとをケーブルにより接続する場合におけるケーブルの配線経路及び配線作業の
ためのスペースが不要となる。そして、バスバーが接続された電池モジュールと、該バス
バーを挟んで隣り合う別の電池モジュールとの間のスペースを有効活用することができる
。さらに、電池パック内における電池モジュール及びコントローラのレイアウトの自由度
が向上する。
The use of the bus bar in the above embodiment eliminates the need for a cable wiring route and a space for wiring work when connecting the electrode portion of the battery module and the junction box with a cable. In addition, the space between the battery module to which the busbar is connected and another adjacent battery module with the busbar interposed therebetween can be effectively utilized. Furthermore, the degree of freedom in layout of the battery modules and controllers in the battery pack is improved.
第1バスバーは、車両前後方向に隣り合う第1電池モジュールと第2電池モジュールと
の間に配置されるため、バスバーが第1電池モジュール上方に配置される場合に比べて、
第1電池モジュール上方のスペースを確保することができる。
Since the first bus bar is arranged between the first battery module and the second battery module that are adjacent to each other in the vehicle front-rear direction, compared to the case where the bus bar is arranged above the first battery module,
A space above the first battery module can be secured.
加えて、ケーブルを固定するための固定ブラケット(クリップ又はクリップを止めるた
めのブラケット)も上記実施形態では不要である。すなわち、部品点数を削減することが
できる。
In addition, a fixing bracket (a clip or a bracket for fixing the clip) for fixing the cable is also unnecessary in the above embodiment. That is, the number of parts can be reduced.
また、上記実施形態におけるバスバーは、従来のバスバー製造方法(プレス加工もしく
はベンド加工)により容易に製造することができる。
Also, the busbar in the above embodiment can be easily manufactured by a conventional busbar manufacturing method (pressing or bending).
第1電池モジュールと第2電池モジュールとの間に配置された第1バスバーの効果につ
いて述べたが、第2電池モジュールとコントローラとの間に配置された第2バスバーにつ
いても同様の効果が得られる。
Although the effect of the first bus bar arranged between the first battery module and the second battery module has been described, the same effect can be obtained with the second bus bar arranged between the second battery module and the controller. .
凸条部は、車両上方視で円弧状に限られない。例えば、図8(a)に示す凸条部43h
を形成することもできる。具体的には、車両上方視で、両縁部43h1及び43h2と頂
部43h3とにより三角形が形成されるように、両縁部の各々から頂部にかけて直線状傾
斜部43h4及び43h5を設け、かつ頂部を屈曲形状とすることができる。
The convex streak portion is not limited to an arc shape when viewed from above the vehicle. For example, the
can also be formed. Specifically, linear inclined portions 43h4 and 43h5 are formed from each of both edges to the top so that when viewed from above the vehicle, the edges 43h1 and 43h2 and the top 43h3 form a triangle. can be provided, and the top portion can be curved.
図8(b)に示す凸条部43iを形成することもできる。具体的には、車両上方視で、
両縁部43i1及び43i2と、バスバー長手方向及び幅方向に沿って広がりを持つ頂部
43i3のバスバー長手方向両端部とにより台形が形成されるように、両縁部の各々から
頂部にかけて直線状傾斜部43i4及び43i5を設けることができる。車両上方視で、
直線状傾斜部の各々と、当該直線状傾斜部に連結する基部とのなす角は鈍角である。この
頂部のバスバー長手方向の長さD11は、両縁部のバスバー長手方向の間隔D12よりも
短い。
A protruding
Both edge portions 43i1 and 43i2 and both longitudinal ends of the top portion 43i3 extending along the longitudinal direction and the width direction of the busbar form a trapezoidal shape. Shaped ramps 43i4 and 43i5 may be provided. Vehicle top view
The angle formed by each of the linear inclined portions and the base connected to the linear inclined portion is an obtuse angle. The length D11 of the top portion in the busbar longitudinal direction is shorter than the interval D12 in the busbar longitudinal direction of the both edge portions.
図8(c)に示す凸条部43jを形成することもできる。具体的には、車両上方視で、
両縁部43j1及び43j2と、バスバー長手方向及び幅方向に沿って広がりを持つ頂部
43j3のバスバー長手方向両端部とにより台形が形成されるように、両縁部の各々から
頂部にかけて直線状傾斜部43j4及び43j5を設けることができる。車両上方視で、
直線状傾斜部の各々と、当該直線状傾斜部に連結する基部とのなす角は鋭角である。この
頂部のバスバー長手方向の長さD21は、両縁部のバスバー長手方向の間隔D22よりも
長い。
A protruding
Both edges 43j1 and 43j2 and both longitudinal ends of the top 43j3 extending along the longitudinal and width directions of the busbar form a trapezoid, so that a straight line extends from each of the edges to the top. Shaped ramps 43j4 and 43j5 may be provided. Vehicle top view
The angle formed between each of the linear inclined portions and the base connected to the linear inclined portion is an acute angle. The length D21 of the top portion in the busbar longitudinal direction is longer than the distance D22 in the busbar longitudinal direction of the both edge portions.
図8(d)に示す凸条部43kを形成することもできる。具体的には、車両上方視で、
両縁部43k1及び43k2の各々から頂部43k3にかけて車両前方に延びる延出部4
3k4及び43k5を設け、頂部をバスバー長手方向及び幅方向に沿って広がりを持った
形状としてもよい。車両上方視で、延出部の各々と、当該延出部に連結する基部とのなす
角は直角である。この頂部のバスバー長手方向の間隔D31は、両縁部のバスバー長手方
向の間隔D32と等しい。つまり、頂部の長手方向両端部と両縁部とにより車両上方視で
長方形又は正方形が形成される。
A protruding
Extending
3k 4 and 43k 5 may be provided, and the top portion may have a shape that spreads along the longitudinal direction and width direction of the busbar. When viewed from above the vehicle, each of the extensions forms a right angle with the base connected to the extension. The distance D31 in the longitudinal direction of the busbar at the top is equal to the distance D32 in the longitudinal direction of the busbar at both edges. In other words, both longitudinal direction end portions and both edge portions of the top portion form a rectangle or square when viewed from above the vehicle.
第1電池モジュール及び第2電池モジュールを車両前後方向に限らず、水平方向に隣り
合うように配置することができる。この水平方向を第1の水平方向と呼ぶことができる。
そして、第1電池モジュールに接続されるバスバーを、その長手方向が前記第1の水平方
向と直交する第2の水平方向と略平行になるように配置することができる。第1の水平方
向が車幅方向であり、第2の水平方向が車両前後方向である場合は、車両横方向からの衝
撃荷重がバスバー変形により吸収される。
The first battery module and the second battery module can be arranged side by side not only in the longitudinal direction of the vehicle but also in the horizontal direction. This horizontal direction can be referred to as the first horizontal direction.
Then, the bus bar connected to the first battery module can be arranged so that its longitudinal direction is substantially parallel to the second horizontal direction perpendicular to the first horizontal direction. When the first horizontal direction is the vehicle width direction and the second horizontal direction is the vehicle front-rear direction, the impact load from the vehicle lateral direction is absorbed by bus bar deformation.
バスバーは帯板状に限らず、棒状などの細長状とすることができる。また、バスバーに
設ける凸条部は、1つ又は3つ以上とすることもできる。
The bus bar is not limited to a strip shape, and may be elongated such as a rod. Also, the number of protruding streaks provided on the busbar can be one or three or more.
また、バスバーが接続された電池モジュールと該バスバーを挟んで隣り合う部品は、別
の電池モジュール又はコントローラに限られず、車両用電池パック内の他の部品でもよい
。その場合、バスバーが接続された電池モジュールと、該電池モジュールと隣り合う他の
部品との両方の破損可能性を低減することができる。
Moreover, the battery module to which the busbar is connected and the component adjacent to each other across the busbar are not limited to another battery module or controller, and may be other components in the vehicle battery pack. In this case, it is possible to reduce the possibility of damage to both the battery module to which the busbar is connected and other components adjacent to the battery module.
バスバーが接続された電池モジュールと隣り合う別の部品側から見て凹んでおり、該電
池モジュールに向かって突出した凸条部を該バスバーに形成することもできる。バスバー
に複数の凸条部を形成する場合には、全ての凸条部を、電池モジュール及び前記部品の一
方に向かって突出し、かつ他方側から見て凹んだ形状となるように形成することができる
。
The bus bar may be formed with a protruding portion that is recessed when viewed from the side of another component adjacent to the battery module to which the bus bar is connected and protrudes toward the battery module. When forming a plurality of ridges on the busbar, all of the ridges may be formed so as to protrude toward one side of the battery module and the component and be recessed when viewed from the other side. can.
また、バスバー長手方向に間隔を置いて配置された2つの凸条部を連結する連結凸条部
を、バスバー製造過程で形成することも可能である。
Also, it is possible to form a connecting protruding portion that connects two protruding portions that are spaced apart in the longitudinal direction of the busbar during the busbar manufacturing process.
以上、本発明の実施の形態につき述べたが、本発明は既述の実施の形態に限定されるも
のではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and changes are possible based on the technical idea of the present invention.
1 電動車両
2 駆動用電動機
3 高電圧配線
4 車両用電池パック
42 第1電池モジュール
42a 電極部
43 第1バスバー
43a 第1凸条部
43a1 縁部
43a2 縁部
43a3 頂部
43b 第2凸条部
43c 接続部
43d 第1基部
43e 第2基部
43f 第3基部
43g 連結凸条部
44 第2電池モジュール
45 第2バスバー
46 コントローラ
S 衝撃荷重
1 electric vehicle
2 Drive motor
3 High voltage wiring
4
44
S Impact load
Claims (6)
前記バスバーは、前記第1電池モジュールと前記第2電池モジュール又は前記部品との間に配置され、
前記バスバーの長手方向は、前記第1の水平方向と直交する第2の水平方向に略平行であり、
前記バスバーには、前記第1電池モジュール又は前記第2電池モジュール若しくは前記部品に向かって突出した凸条部が形成され、
前記バスバーは、前記板と、前記第2電池モジュール又は前記部品と、の間に配置されている、車両用電池パック。 a first battery module, a bus bar connected to the electrode portion of the first battery module, a second battery module or another component adjacent to the first battery module in a first horizontal direction, and the first battery module. a plate covering at least one end surface of
The bus bar is arranged between the first battery module and the second battery module or the part,
the longitudinal direction of the bus bar is substantially parallel to a second horizontal direction orthogonal to the first horizontal direction,
The bus bar is formed with a protruding portion projecting toward the first battery module or the second battery module or the component,
The vehicle battery pack, wherein the bus bar is arranged between the plate and the second battery module or the part.
前記凸条部のバスバー長手方向両縁部の各々から該凸条部の頂部にかけて車両上方視で傾斜が形成されている、請求項1に記載の車両用電池パック。 a plurality of the ridges are formed at intervals in the longitudinal direction of the busbar;
2. The battery pack for a vehicle according to claim 1, wherein an inclination is formed from each of the busbar longitudinal direction edge portions of the protruding portion to the top portion of the protruding portion when viewed from above the vehicle.
The vehicle battery pack according to any one of claims 1 to 5, wherein the protruding portion is configured to be deformable by an impact load applied to the protruding portion.
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