JP2013168321A - Battery module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数のリチウム二次電池を収納する電池モジュールに関する。 The present invention relates to a battery module that houses a plurality of lithium secondary batteries.
電池モジュールの一例が特許文献1に記載されている。
特許文献1の電池モジュールは、板状の本体と、本体の面内に厚み方向に貫通し、各端子に対応して設けられた接触部と、を備えたバスバーを具備している。
特許文献1の電池モジュールは、バスバーの接触部の面内形状が、その周縁部を各端子の横断面形状の少なくとも一部に沿う形状に形成している。
これらの電池モジュールは、バスバーの取り付けにあたり、接触部の内側に各端子が位置するように上から電池ケースを設置し、締付ボルトをねじ孔に螺合させていく。
また、これらの電池モジュールは、締付ボルトの螺合により、バスバーのスリットを小さくするように変形していき、接触面を各端子の外周面に強く押し付けて、バスバーが各端子に対して強固に密着する。
An example of a battery module is described in Patent Document 1.
The battery module of Patent Document 1 includes a bus bar including a plate-shaped main body and a contact portion that penetrates in the thickness direction in the surface of the main body and is provided corresponding to each terminal.
In the battery module of Patent Document 1, the in-plane shape of the contact portion of the bus bar is formed such that the peripheral edge portion thereof conforms to at least a part of the cross-sectional shape of each terminal.
In attaching these battery modules, when attaching the bus bar, a battery case is installed from above so that each terminal is located inside the contact portion, and a tightening bolt is screwed into the screw hole.
In addition, these battery modules are deformed so as to reduce the slits of the bus bar by screwing the tightening bolts, and the bus bar is firmly pressed against each terminal by pressing the contact surface against the outer peripheral surface of each terminal. Close contact with.
一般的に、リチウム二次電池や燃料電池を各種用途に適用する際、それら電池の信頼性と安全性の確保が必要である。
それは、特に移動体への適用や移動用途によっては、単電池間を接続している金属製のバスバーが振動で緩む等の不具合を生ずることがあるからである。
そのため、振動等によりバスバーが端子に対して緩まないようにするための対策が必要である。
しかし、特許文献1の電池モジュールは、バスバーの端子からの緩みを抑制する手段を有さないために、バスバーが各端子に対して緩み、複数の電池の端子同士の電気的な接続が不安定になることがありうる。
Generally, when applying lithium secondary batteries and fuel cells to various applications, it is necessary to ensure the reliability and safety of the batteries.
This is because, particularly depending on the application to a moving body and the purpose of movement, there may be a problem that the metal bus bar connecting the cells is loosened by vibration.
Therefore, it is necessary to take measures to prevent the bus bar from loosening with respect to the terminal due to vibration or the like.
However, since the battery module of Patent Document 1 does not have means for suppressing loosening from the terminals of the bus bar, the bus bar is loosened with respect to each terminal, and the electrical connection between the terminals of the plurality of batteries is unstable. Can be.
本発明は、前述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、複数の電池の端子同士を安定的に接続できる電池モジュールを提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a battery module that can stably connect terminals of a plurality of batteries.
本発明に係る電池モジュールは、複数の電池と、前記複数の電池を収納する電池ケースと、前記電池の端子間を接続するバスバーと、前記電池ケースに支持され、バスバーを中間部で当接する当接部材と、を備える。 A battery module according to the present invention includes a plurality of batteries, a battery case that houses the plurality of batteries, a bus bar that connects between the terminals of the battery, and a battery bar that is supported by the battery case and abuts the bus bar at an intermediate portion. A contact member.
このような構成によれば、電池は、バスバーの中間部に当接部材が当接することにより当接部材に付勢された状態で電池ケース内に支持されるために、バスバーおよびリチウム二次電池が一体構造となって有する固有振動数が高い振動数側へシフトする。
従って、バスバーおよびリチウム二次電池が一体構造となって有する固有振動数が高い振動数側へシフトしたモードになることにより、電池モジュール全体の振動が軽減され、バスバーの緩みを防止することによって、複数の電池の端子同士を安定的に接続できる。
According to such a configuration, the battery is supported in the battery case in a state in which the battery is urged by the contact member when the contact member contacts the intermediate portion of the bus bar. Shifts to a higher frequency side with a higher natural frequency.
Therefore, the bus bar and the lithium secondary battery have a monolithic structure, and the natural frequency is shifted to the higher frequency side, thereby reducing the vibration of the entire battery module and preventing the bus bar from loosening. A plurality of battery terminals can be stably connected to each other.
本発明に係る電池モジュールは、前記電池ケースの底面に設けられ、前記電池を上方に向けて付勢する付勢手段を備える。 The battery module according to the present invention includes a biasing unit that is provided on a bottom surface of the battery case and biases the battery upward.
このような構成によれば、電池は、バスバーの中間部に当接部材が当接し、付勢手段により上方に付勢された状態で電池ケース内に支持される。
従って、バスバーおよびリチウム二次電池が一体構造となって有する固有振動数がシフトしたモードになることに加え、付勢手段によって振動が軽減されるのでバスバーに緩みを生ずることがなくなり、複数の電池の端子同士を安定的に接続できる。
According to such a configuration, the battery is supported in the battery case in a state where the abutting member abuts against the intermediate portion of the bus bar and is urged upward by the urging means.
Therefore, in addition to the mode in which the natural frequency of the bus bar and the lithium secondary battery are integrated, the vibration is reduced by the biasing means, so that the bus bar does not loosen, and a plurality of batteries Can be stably connected.
本発明に係る電池モジュールによれば、バスバーおよびリチウム二次電池が一体構造となって有する固有振動数を高い振動数側へシフトさせることにより、バスバーに緩みが生ずることを防止することができ、複数の電池の端子同士を安定的に接続できるという効果を奏する。 According to the battery module of the present invention, it is possible to prevent the bus bar from becoming loose by shifting the natural frequency that the bus bar and the lithium secondary battery have an integral structure to the higher frequency side, There exists an effect that the terminal of a some battery can be connected stably.
以下、本発明に係る一実施形態の電池ケース及び電池モジュールについて図面を参照して説明する。
図1に示すように、本発明に係る一実施形態の電池モジュール10は、4個のリチウム二次電池12,13,14,15を一列に収納するための電池ケース11と、3つのバスバー16と、を備えている。
電池ケース11は、ケース本体17と、ケース本体17の上部開口を閉塞する蓋体18と、を備えている。
Hereinafter, a battery case and a battery module according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, a
The
リチウム二次電池12は、電池容器19を有し、正極端子20および負極端子21を有する。リチウム二次電池13は、電池容器22を有し、正極端子23および負極端子24を有する。
リチウム二次電池14は、電池容器25を有し、正極端子26および負極端子27を有する。リチウム二次電池15は、電池容器28を有し、正極端子29および負極端子30を有する。
The lithium
The lithium
各電池容器19,22,25,28および蓋体18は、例えば、ステンレス等の鋼材やアルミ系材料等を用いて形成されている。
各電池容器19,22,25,28の内面は、非水電解液と直接接していても構わないが、変性ポリオレフィン等の絶縁物で被覆されたものを用いることもできる。
各電池容器19,22,25,28の内部には、リチウムイオンを含む非水電解液と、正極集電体と、負極集電体とを収納している。
Each
The inner surfaces of the
Each
各正極端子20,23,26,29は、例えば、アルミニウム材料で形成されており、それらの外側端部の表面には、接触抵抗を下げるために、例えば、ニッケルめっきを施すようにしてもよい。
各負極端子21,24,27,30は、例えば、銅材料で形成されている。
Each of the
Each of the
電池モジュール10は、バスバー16が、リチウム二次電池12の正極端子20とリチウム二次電池13の負極端子24とを直列に接続し、リチウム二次電池13の正極端子23とリチウム二次電池14の負極端子27とを直列に接続する。
また、バスバー16が、リチウム二次電池14の正極端子26とリチウム二次電池15の負極端子30とを直列に接続する。
これにより、電池モジュール10は、リチウム二次電池12の負極端子21と、リチウム二次電池15の正極端子29とを外部接続端子として、4個のリチウム二次電池12,13,14,15の直列回路を形成している。
In the
The
Thereby, the
バスバー16は、導電材料を用いて各端子20,24と各端子23,27と各端子26,30との離間距離よりも長い長さ寸法を有して形成されている。
バスバー16は、板形状の本体31の両端部に、各端子20,24,23,27,26,30の外径寸法よりもわずかに大きい内径寸法の一対の端子固定孔32を有する端子挟持部33を備えている。
端子挟持部33は、端子固定孔32の外方にスリット34を連通接続しており、端子固定孔32の外方に固定ボルト35がねじ込まれる。
そして、バスバー16は、本体31の長さ方向の中央部に中央当接部36を有する。
The
The
The
The
図2に示すように、電池モジュール10は、付勢手段であるばね部材38を備えている。
ばね部材38は、電池ケース11のケース本体17の底板37上に、各リチウム二次電池12,13,14,15に対応する所定位置に取り付けられている。
そして、ばね部材38上に、各リチウム二次電池12,13,14,15を載置する。
ばね部材38は、一般的に用いられているねじりコイルばねであるために、入手が簡単であり、別途に作製する場合と比べてコスト面で有利である。
As shown in FIG. 2, the
The
Then, each lithium
Since the
そして、電池モジュール10は、バスバー16の中央当接部36を電池ケース11の底板37に向けて押圧するための当接部材である押し付けボルト39を備えている。
押し付けボルト39は、ケース本体17の上部開口に被着されてねじ止めされる蓋体18の天板40においてバスバー16の中央当接部36に対応して形成されたねじ孔41にねじ込まれる。
このとき、押し付けボルト39は、バスバー16との間に板形状の絶縁部材42を介して中央当接部36を押圧する。
押し付けボルト39は、一般的に用いられているボルトであるために、入手が簡単であり、別途に作製する場合と比べてコスト面で有利である。
The
The
At this time, the
Since the
ここで、バスバー16は、ある値の固有振動数を有する。
一方、リチウム二次電池12,13,14,15は、バスバー16とは異なる値の固有振動数をそれぞれ有する。
そして、各リチウム二次電池12,13,14,15がばね部材38により上方に付勢された状態で、バスバー16が蓋体18の天板40にねじ込まれる押し付けボルト39により押圧される。
そのため、バスバー16とリチウム二次電池12,13,14,15とがそれぞれ一体構造となって単体とは異なる固有振動数を有することになる。
Here, the
On the other hand, the lithium
Then, with the lithium
Therefore, the
そこで、この一体構造において、バスバー16の中央当接部36が押し付けボルト39により押圧されることにより、固有振動数が高い振動数側へシフトすることになる。
ここで、バスバー16とリチウム二次電池12,13,14,15を含む電池モジュール全体に外部から振動が与えられた場合に、固定ボルト35が緩むことが考えられる。
Therefore, in this integrated structure, when the
Here, it is conceivable that the
しかしながら、この電池モジュール10においては、バスバー16の長さ方向の中央部が押し付けボルト39によって押圧されており、バスバー16及びリチウム二次電池12,13,14,15の全体の固有振動数は、バスバー16に押し付けボルト39が押し付けられていない状態と比較して高い固有振動数側へシフトしており、振動数のモードが高い振動数となることによって振動の軽減が図られ、固定ボルト35の緩みを防止することが可能となる。
従って、各リチウム二次電池12,13,14,15の各端子20,24と各端子23,27と各端子26,30とに対して緩みを生ずることなくバスバー16を安定的に導通させることができる。
However, in the
Accordingly, the
電池モジュール10は、組み立てにあたり、まず、電池ケース11のケース本体17の底板37上に配置されている各ばね部材38上に各リチウム二次電池12,13,14,15を載置する。
次に、各リチウム二次電池12,13の各端子20,24にバスバー16の端子固定孔32をそれぞれ外挿して一対の固定ボルト35をねじ込む。
また、各リチウム二次電池13,14の各端子23,27にバスバー16の端子固定孔32をそれぞれ外挿して一対の固定ボルト35をねじ込む。
そして、各リチウム二次電池14,15の各端子26,30にバスバー16の端子固定孔32をそれぞれ外挿して一対の固定ボルト35をねじ込む。
In assembling the
Next, the
Further, the
Then, the
続いて、蓋体18をケース本体17の上部開口に被着してねじ止めし、押し付けボルト39をねじ込んでいく。
押し付けボルト39をねじ込んでいくことにより、押し付けボルト39が絶縁部材42を介してバスバー16を押圧していく。
Subsequently, the
By screwing the
これにより、押し付けボルト39は、絶縁部材42を介してバスバー16の中央当接部36に付勢力を与える。
そのため、各ばね部材38上のバスバー16とリチウム二次電池12,13,14,15との一体構造が押し付けボルト39により高い固有振動数にシフトされる。
As a result, the
Therefore, the integral structure of the
このとき、各リチウム二次電池12,13において各端子20,24の中央位置に相当するバスバー16の中央当接部36が押し付けボルト39により押圧される。
また、各リチウム二次電池13,14において各端子23,27の中央位置に相当するバスバー16の中央当接部36が押し付けボルト39により押圧される。
そして、各リチウム二次電池14,15において各端子26,30の中央位置に相当するバスバー16の中央当接部36が押し付けボルト39により押圧される。
これにより、各リチウム二次電池12,13,14,15に対して均等な付勢力を与えることができる。
At this time, the
Further, in each lithium
In each lithium
Thereby, an equal urging force can be applied to each lithium
以上、説明したように、本発明の一実施形態の電池モジュール10によれば、各リチウム二次電池12,13,14,15は、バスバー16の中央当接部36が押し付けボルト39により当接することにより押し付けボルト39に付勢された状態で電池ケース11内に支持される。
そのため、電池モジュール10によれば、バスバー16およびリチウム二次電池12,13,14,15が一体構造となって有する固有振動数が高い振動数側へシフトされたモードになるために、バスバー16の各端子20,24,23,27,26,30からの緩みを抑制されて電池ケース11内に保持される。
従って、電池モジュール10によれば、各リチウム二次電池12,13,14,15の各端子20,24,23,27,26,30同士を安定的に接続できる。
As described above, according to the
Therefore, according to the
Therefore, according to the
また、電池モジュール10によれば、各リチウム二次電池12,13,14,15は、各端子20,24,23,27,26,30間を接続するバスバー16が押し付けボルト39により付勢された状態で、ばね部材38により押し付けボルト39の付勢方向に対向して付勢される。
従って、バスバー16およびリチウム二次電池12,13,14,15が一体構造となって有する固有振動数がシフトしたモードになることに加えて、ばね部材38が振動を吸収し、バスバー16の緩みを確実に防止し、各リチウム二次電池12,13,14,15の各端子20,24,23,27,26,30同士を安定的に接続できる。
Further, according to the
Therefore, in addition to the mode in which the natural frequency of the
なお、本発明の電池モジュールは、前述した一実施形態に限定するものでなく、適宜な変形や改良等が可能である。 The battery module of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and appropriate modifications and improvements can be made.
10 電池モジュール
11 電池ケース
12,13,14,15 リチウム二次電池(電池)
16 バスバー
20 正極端子(端子)
21 負極端子(端子)
23 正極端子(端子)
24 負極端子(端子)
26 正極端子(端子)
27 負極端子(端子)
29 正極端子(端子)
30 負極端子(端子)
38 ばね部材(付勢手段)
39 押し付けボルト(当接部材)
10
16
21 Negative terminal (terminal)
23 Positive terminal (terminal)
24 Negative terminal (terminal)
26 Positive terminal (terminal)
27 Negative terminal (terminal)
29 Positive terminal (terminal)
30 Negative terminal (terminal)
38 Spring member (biasing means)
39 Pressing bolt (contact member)
Claims (2)
前記複数の電池を収納する電池ケースと、
前記電池の端子間を接続するバスバーと、
前記電池ケースに支持され、バスバーを中間部で当接する当接部材と、を備える電池モジュール。 Multiple batteries,
A battery case storing the plurality of batteries;
A bus bar connecting between the terminals of the battery;
A battery module comprising: an abutting member supported by the battery case and abutting a bus bar at an intermediate portion.
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