JP2003242956A

JP2003242956A - バッテリモジュール

Info

Publication number: JP2003242956A
Application number: JP2002038164A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Akimoto; 健秋元; Jo Kiyokawa; 丈清川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-02-15
Filing date: 2002-02-15
Publication date: 2003-08-29
Anticipated expiration: 2022-02-15
Also published as: JP3906706B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ＥＭＩ対策が必要で大きさや質量などの制限
が厳しい機器に対しても、特別なＥＭＩ対策、放熱対策
を必要せず、かつ生産性を損なわないバッテリモジュー
ルを提供する。【解決手段】正の電極端子と負の電極端子を設けた１
０個のバッテリセル１を、隣り合う端子が、正と負互い
違いに配列されるように２列５行に配置し、この端子間
をラミネートされた高さ、形状の違う7種類のバスバー
８、９、１０、１１、１２、１３、１４を用いてセル１
を接続している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、たとえば航空機
や宇宙機器などに搭載される、比較的容量が大きく、発
生するＥＭＩ（Electromagnetic Interference）に対し
て対策が必要なバッテリモジュールに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来のバッテリモジュールの外観
図であり、１A〜１Jはセル、２A〜２D、３および４A〜
４Dはバスバーである。図６は図５に示された従来のバ
ッテリモジュールによる、セルの配置および電流経路を
示した図であり、５A〜５Jはプラス端子、６A〜６Jはマ
イナス端子である。

【０００３】1つのセルでは実現できない容量のバッテ
リを作成するためには、複数個のセルを接続し1つのモ
ジュールとして成り立たせればよい。一つのバッテリモ
ジュールはセル１Aのプラス端子５Ａとセル１Bのマイナ
ス端子６Ｂをバスバー２Aを用いて接続し、セル１Bのプ
ラス端子５Ｂとセル１Cのマイナス端子６Ｃをバスバー
２Bを用いて接続し、セル１Cのプラス端子５Ｃとセル１
Dのマイナス端子６Ｄをバスバー２Cを用いて接続し、セ
ル１Dのプラス端子５Ｄとセル１Eのマイナス端子６Ｅを
バスバー２Dを用いて接続し、プラス端子５Ｅとマイナ
ス端子６Ｆをバスバー３を用いて接続し、セル１Fのプ
ラス端子５Ｆとセル１Gのマイナス端子６Ｇをバスバー
４Aを用いて接続し、セル１Gのプラス端子５Ｇとセル１
Hのマイナス端子６Ｈをバスバー４Bを用いて接続し、セ
ル１Hのプラス端子５Ｈ−セル１Iのマイナス端子６Ｉを
バスバー４Cを用いて接続し、セル１Iのプラス端子５Ｉ
−セル１Jのマイナス端子６Ｊをバスバー４Dを用いて接
続することにより、各セル間が接続されている。

【０００４】各セル間の接続にはバスバーに限られず、
ケーブル等により接続が行われる場合もある。

【０００５】また、バッテリモジュールは大容量になる
ほど必要とされるセルの数も多くなり、各セル間を接続
しているケーブルやバスバーなどの長さも長くなる。図
７は図６に示された従来のバッテリモジュールにおける
電流経路を示した図であり、７はこの時形成される電流
ループ（鎖交ループ）である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような大容量のバ
ッテリモジュールでは、流れる電流の大きさから鎖交ル
ープに沿って生じる磁束（以下、鎖交磁束と呼ぶ）など
により発生するＥＭＩも大きくなり対策が必要になる。
簡単な対策としてはシールドと呼ばれる遮蔽板により、
バッテリモジュールを閉空間に隔離することで、モジュ
ール外へのＥＭＩの影響を防ぐ方法があげられるが、質
量の増加、モジュール自体の大型化は避けられない。特
に宇宙搭載機器においては、打上時の総質量の制約やサ
イズ的な制約が大きく、十分な対策を行うことが困難に
なる。

【０００７】同時に、バッテリモジュールが大容量であ
るほど、流れる電流の大きさから、接続経路に発生する
熱量も大きくなり、放熱対策も必要になる。簡単な対策
としては、放熱フィンの取付けが考えられるが、質量の
増加、モジュールの大型化は避けられないと同時に、接
続経路短絡の危険性も避けられず、その対策も考慮しな
くてはならない。

【０００８】また、バッテリモジュールを構成するセル
の数が増えれば、組立時に生じる組立てバラツキも大き
くなり、発生するＥＭＩ等の影響にもバラツキが生じ
る。組立てバラツキを小さくするためには、単純に組立
て条件を厳しくすれば良いが、生産性が低下する問題が
生じる。

【０００９】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたものであり、特殊な電気回路やシールドを必要と
せず、質量増加、サイズ増大を防ぐことのできるバッテ
リモジュールを実現することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のバッテリモジュ
ールは複数個のセルを並べて、各セルに設けられたマイ
ナス端子を他のセルに設けられたプラス端子に順に接続
させることにより、一つのモジュールとして構成される
バッテリモジュールにおいて、接続経路に電流方向の相
反するループ回路が複数形成されるものである。

【００１1】また、各セル間の接続に締結部品を使用し
たものでも良い。

【００１2】なお、各セル間の接続にバスバーを用いる
ことにより、接続経路に平行平板が形成されるものでも
良い。

【００１３】また、接続経路に電流の流れる方向が反対
になる部分ができる構造でも良い。

【００１４】更に、バスバーの基盤にラミネートを施し
た物を使用することも良い。

【００１５】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は本発明によ
る実施形態１を示す１００Ａｈバッテリモジュールの外
観図であり、８A、８B、９、１０、１１、１２A、１２
B、１３および１４はバスバーであり、１A〜１Jは従来
技術の図５の説明と同じものである。

【００１６】一つのバッテリモジュールはセル１A〜セ
ル１Jをバスバー８A、バスバー８B、バスバー９、バス
バー１０、バスバー１１、バスバー１２A、バスバー１
２B、バスバー１３およびバスバー１４を用いて接続す
ることにより構成されている。

【００１７】図２は実施形態１による、セルの配置およ
び電流経路を示した図であり、１A〜１Jは図５の説明と
同じ、５A〜５J、６A〜６Jは図６の説明と同じものであ
る。

【００１８】バッテリモジュールのセル１の配置を示し
たものであり、隣り合うセル1の端子がプラス端子５、
マイナス端子６と互い違いになるように配置されてお
り、セル１Aのプラス端子５Ａとセル１Cのマイナス端子
６Ｃ間をバスバー８ａにて接続し、セル１Cのプラス端
子５Ｃとセル１Eのマイナス端子６Ｅ間をバスバー８ｂ
にて接続し、セル１Dのプラス端子５Ｄとセル１Bのマイ
ナス端子６Ｂ間をバスバー９を用いて接続し、セル１F
のプラス端子５Ｆとセル１Dのマイナス端子６Ｄ間をバ
スバー１０を用いて接続し、セル１Eのプラス端子５Ｅ
とセル１Gのマイナス端子６Ｇ間をバスバー１１を用い
て接続し、セル１Hのプラス端子５Ｈとセル１Fのマイナ
ス端子６Ｆ間をバスバー１２ａを用いて接続し、セル１
Jのプラス端子５Ｊとセル１Hのマイナス端子６Ｈ間をバ
スバー１２ｂを用いて接続し、セル１Gのプラス端子５
Ｇとセル１Iのマイナス端子６Ｉ間をバスバー１３を用
いて接続し、セル１Iのプラス端子５Ｉとセル１Jのマイ
ナス端子６Ｊ間をバスバー１４を用いて接続する配置と
なっている。

【００１９】図３は実施形態１により形成される電流ル
ープを示した図であり、１５は形成される鎖交ループを
示している。本実施形態により形成される鎖交ループ１
５Ａと１５Ｂの電流の流れる方向は互いに異なるため、
生じる鎖交磁束が互いに相殺される効果が得られる。

【００２０】図４は実施形態１による、バスバーを流れ
る電流方向を示した図であり、８A、８B、９〜１１、１
２A、１２B、１３、１４は図１の説明と同じものであ
る。

【００２１】バスバー８A、バスバー８B、バスバー９〜
バスバー１１、バスバー１２A、バスバー１２B、バスバ
ー１３、バスバー１４は図３に示される電流経路を実現
できるように、高さおよび形状の異なった７種類より構
成されており、それぞれにラミネートを施すことにより
絶縁が施されている。なお、バスバーは平面形状であ
り、バスバー同士は局所的に平行平板となる構成であ
る。

【００２２】これにより、バスバー同士の短絡が防げる
だけでなく、局所的なコンデンサーが形成できるため、
ＥＭＩの低減効果が得られる。

【００２３】同時に、平面形状とすることで表面積が大
きくなり、伝熱面積および放射面積が大きくなることに
より、高い放熱性が得られる。

【００２４】同時に、表面積が大きくなることで、高周
波のインピーダンスが表皮効果により小さくなり、接続
経路による電圧降下および発熱を押さえることができ
る。

【００２５】図４において、バスバー内を流れる電流の
向きを示しており、流れる電流の向きが互いに反対にな
る部分ができていることがわかる。このことは電流に沿
って生じる磁界を互いに相殺する効果が得られる。

【００２６】またバスバーという自由度の少ない材質を
使用することにより、組立てによる位置バラツキを少な
くすることができ、モジュール内の位置バラツキにより
生じるＥＭＩの発生量の変化を低減する効果が得られ
る。

【００２７】同時に、接続時の取り付けネジ位置が決定
されることにより、生産効率を上げることができる。

【００２８】上記実施例では、バッテリセルとしてリチ
ウムイオンバッテリを使用しているが、その他にニッケ
ル水素バッテリやニッカドバッテリを使用しても良い。

【００２９】上記実施例では、１０個のセルと７種類の
バスバーを用いているが、その数量や形状は、この限り
でなくても良い。

【００３０】上記実施例では、バスバーを用いている
が、平行平板を形成することができる場合には、この限
りでなくても良い。

【００３１】上記実施例では、バスバーにラミネートを
施しているが絶縁性を保つことができれば、この限りで
なくても良い。

【００３２】上記実施例では、バスバーを用いている
が、自由度の低い材料であれば、この限りでなくても良
い。

【００３３】同時に、バスバーの形状を工夫すること
で、接続経路の放熱を効率的に行う効果が得られる。

【００３４】同時に、バスバーの形状を工夫すること
で、接続経路の電圧降下ならびに発熱を低下させる効果
が得られる。

【００３５】同時に、バスバーにラミネートを施すこと
により、接続経路の短絡を防ぐ効果だけでなく、コンデ
ンサー効果によるＥＭＩの低減効果を効率的に得ること
ができる。

【００３６】局所的に流れる電流の向きが反対になる部
分を作り出すことで、流れに沿って発生する磁界を相殺
させる効果を得ることができる。

【００３７】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明のバッテ
リモジュールは複数のセル間の接続において、セルの配
列、接続順序を工夫することにより、鎖交磁束により発
生するＥＭＩの低減効果を効率的に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実施形態１を示すバッテリモジ
ュールの外観図である。

【図２】実施形態１による、セルの配置および電流経
路を示した図である。

【図３】実施形態１により形成される電流ループを示
した図である。

【図４】実施形態１による、バスバーを流れる電流方
向を示した図である。

【図５】従来のバッテリモジュールの外観図である。

【図６】従来のバッテリモジュールによる、セルの配
置および電流経路を示した図である。

【図７】従来のバッテリモジュールにより形成される
電流ループを示した図である

【符号の説明】

１セル、２バスバー、３バスバー、４バ
スバー、５プラス端子、６マイナス端子、７
電流ループ、８バスバー、９バスバー、１
０バスバー、１１バスバー、１２バスバー、
１３バスバー、１４バスバー、１５電流ル
ープ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5H022 AA09 BB03 CC01 CC09 EE01 EE06 KK04 5H040 AA35 AS22 AT01 AT02 AY06 DD03 JJ03 LL01 LL06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数個のセルを並べて、各セルに設けら
れたマイナス端子を他のセルに設けられたプラス端子に
順に接続させることにより、一つのモジュールとして構
成されるバッテリモジュールにおいて、接続経路に電流方向の相反するループ回路が複数形成さ
れる構造を特徴とするバッテリモジュール。
【請求項２】各セル間の接続に締結部品を使用したこ
とを特徴とする請求項１記載のバッテリモジュール。
【請求項３】各セル間の接続にバスバーを用いること
により、接続経路に平行平板が形成される構造を特徴と
する請求項１記載のバッテリモジュール。
【請求項４】接続経路に電流の流れる方向が反対にな
る部分ができる構造を特徴とする請求項１記載のバッテ
リモジュール。
【請求項５】前記バスバーの基盤にラミネートを施し
た物を使用することを特徴とする請求項３記載のバッテ
リモジュール。