JP2014078372A - 蓄電モジュール - Google Patents
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Abstract
【解決手段】蓄電モジュール10は、端部から外側方向に突出する正極および負極のリード端子34を有する複数の蓄電素子32を、積層してなる積層体30と、絶縁材料からなり蓄電素子32を保持する絶縁保持部材40と、を備える。隣り合う蓄電素子10の極性の相違するリード端子34同士を接続してなる接続部36は、接続部36以外の他の接続部36と、積層体30の積層方向からみて、ずれた位置に配され、絶縁保持部材40には接続部36に対応した窓部43が形成されている。
【選択図】図4
Description
前記蓄電素子の状態を検知する検知用端子が、検知対象となる前記蓄電素子のリード端子に接続され、前記検知用端子と前記リード端子とを接続してなる検知端子接続部は、前記検知用端子が接続されるリード端子と当該リード端子と隣接する蓄電素子のリード端子との接続部に対して、前記リード端子の突出方向においてずれた位置に設けられていてもよい。
このような構成とすると、リード端子と検知用端子との接続を積層状態で行うことが可能であるうえに、リード端子同士の接続と同時に行うことが可能となり、接続作業の作業性に優れる。
このような構成とすると、蓄電モジュールの自動組み立てが可能となり、組立作業性に優れる。
このような構成とすると、蓄電モジュールの放熱性を高めることができる。
このような構成とすると、伝熱部材を絶縁保持部材に取り付けるときの作業効率が向上する。
このような構成とすると、伝熱部材を間隔をあけて保持することにより蓄電素子から発生する熱がこもるのを防ぐことができ、放熱性を高めることができる。
このような構成とすると、外部機器と電気的に接続される接続部材を絶縁保持部材の接続部材保持部により保持した状態で、リード端子と接続部材とを接続することができる。また、リード端子同士の接続と同時に、接続部材とリード端子との接続を行うことも可能となるので作業性に優れる。
本発明を電池モジュール10に適用した実施形態1を図1ないし図24によって説明する。以下の説明において、図2における左側を前方とし右側を後方とし、図2の上方を上とし下方を下とする。
本実施形態の電池モジュール10は、例えばIntegrated Starter Generator(ISG)用の電池モジュール10として用いられる。
電池モジュール10は、図1に示すように、全体として略直方体形状をなしている。電池モジュール10の側面のうち、図2における左に配される側面(前側面)からはそれぞれ、各単電池32(蓄電素子の一例)のリード端子34に接続された電線21が複数本、外部に導出されている。複数本の電線21は、それぞれ、一端が板状の電圧検知端子22(検知用端子の一例)を介して単電池32のリード端子34に接続され、他端が電圧検知出力コネクタ20(以下「コネクタ20」という)に接続されている。コネクタ20は、図示しない制御機器(例えばECU)に接続される。
ケース11は、積層体30を収容するケース本体12と、ケース本体12の前側面の開口部13に取り付けられる絶縁樹脂製の蓋部18と、を備える。
ケース11には複数の単電池32を積層してなる積層体30が収容されている。本実施形態において、積層体30は、伝熱部材25が取り付けられた絶縁保持部材40に保持された状態の単電池32(以下「電池ユニット31」という)を、複数積層してなるものである(図3〜図5を参照)。
各電池ユニット31において、単電池32の下には、アルミニウム製またはアルミニウム合金製の伝熱部材25が配置されている。伝熱部材25は板状をなしている。伝熱部材25の幅寸法は、図5および図22に示すように、絶縁保持部材40に保持されている部分(保持領域26)よりも、絶縁保持部材40の外側に配されている部分(露出領域27)において小さく設定されている。
伝熱部材25を保持する絶縁保持部材40は絶縁樹脂材料からなり、図22に示すように、枠体状をなしている。絶縁保持部材40の略中央の方形状にくりぬかれた部分は、伝熱部材25が配置される伝熱部材配置部41である。伝熱部材25は絶縁保持部材40の長手方向の端面から、絶縁保持部材40の伝熱部材配置部41内にスライド移動可能とされ、絶縁保持部材40の伝熱部材配置部41の端面には、伝熱部材25をスライド装着可能なスライド溝42が形成されている。
絶縁保持部材40に保持される単電池32は、上面視略長方形状をなしている。単電池32は、短辺方向の一対の縁部33Bを絶縁保持部材40により保持されるとともに、絶縁保持部材40に取り付けられた伝熱部材25の上に載置されている(図6〜図12を参照)。
図13は、リード端子34を加工する前の状態の単電池32を示している。本実施形態では、図13に示す幅広形状の端子Xを加工して、図16〜図21に示すような短冊状のリード端子34とした単電池32を用いる。図16〜図21の単電池32のリード端子34の幅寸法は、図13の端子の幅寸法の約1/4である。
上から2段目の単電池32の正極のリード端子34と上から3段目の単電池32の負極のリード端子34とは、第6窓部43において、重なりあっていて超音波溶接により接続されている。
上から3段目の単電池32の正極のリード端子34と上から4段目の単電池32の負極のリード端子34とは、第3窓部43において、重なりあっていて超音波溶接により接続されている。
上から4段目の単電池32の正極のリード端子34と上から5段目の単電池32の負極のリード端子34とは、第7窓部43において、重なりあっていて超音波溶接により接続されている。
上から5段目の単電池32の正極のリード端子34と上から6段目の単電池32の負極のリード端子34とは、第4窓部43において、重なりあっていて超音波溶接により接続されている。
上から2段目の単電池32Bの負極のリード端子34、上から3段目の単電池32Cの負極のリード端子34、上から4段目の単電池32Dの負極のリード端子34、上から5段目の単電池32Eの負極のリード端子34、および上から6段目の単電池32Fの負極のリード端子34には、それぞれ、電圧検知端子22が超音波溶接により接続されている。
これら負極のリード端子34と電圧検知端子22との接続部37A(検知端子接続部37A)は、当該負極のリード端子34と隣接する単電池32の正極のリード端子34との接続部36よりも外側に設けられている(リード端子34の突出方向においてずれた位置に設けられている)。
上から6段目の単電池32の正極のリード端子34には、電圧検知端子22およびバスバー38が突出方向においてずれた位置に接続されている。図において、リード端子34とバスバー38との接続部を37Bとする。
最上段の単電池32Aに接続されるバスバー38(第2バスバー38B)は、電池モジュール10の負極として機能する端子38Bであり、最下段の単電池32Fに接続されるバスバー38は、電池モジュール10の正極として機能する端子38A(第1バスバー38A)である(図4を参照)。各バスバー38は、銅または銅合金などの導電性材料からなり、蓋部18のバスバー導出口19,19から導出される部分39が外部機器と接続される端子部39である。
図16〜図21に示す単電池32を各1個ずつ、合計6個の単電池32を準備する。伝熱部材25を、絶縁保持部材40のスライド溝42に嵌めこんでフランジ部28を絶縁保持部材40に係止させることにより、伝熱部材25を絶縁保持部材40に取り付けておく(図22および図23を参照)。図23に示す伝熱部材25を取り付けた絶縁保持部材40を6つ準備する。
次に、本実施形態の作用および効果について説明する。
本実施形態において、隣り合う単電池32の極性の相違するリード端子34同士を接続してなる接続部36は、積層体30の積層方向から見てずれた位置に配されており、絶縁保持部材40には接続部36に対応する窓部43が形成されている。したがって、隣り合う単電池32と接続されるリード端子34が窓部43に配された単電池32を、複数積層して、窓部43に配されたリード端子34同士を、超音波溶接により接続すると、リード端子34同士が接続された接続部36が形成され、複数の単電池32が電気的に接続可能となる。
本実施形態において、リード端子34同士の接続部36は、他のリード端子34同士の接続部36と積層方向から見てずれた位置に配された状態で絶縁保持部材40により保持されているので、接続部36同士の絶縁性も保たれている。その結果、本実施形態によれば、絶縁性を保ちつつ積層体30の状態で複数の単電池32の接続作業が可能となるので、接続作業の作業性に優れた電池モジュール10を提供することができる。
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)上記実施形態では、電圧検知端子22に接続された電線21を収容する電線収容溝48が形成された絶縁保持部材40を示したが、電線収容溝が形成されていない絶縁保持部材であってもよい。
(2)上記実施形態では、絶縁保持部材40により保持されるとともに、単電池32において発生する熱を伝熱する伝熱部材25を備える電池モジュール10を示したが、伝熱部材を備えないものであってもよい。
(3)上記実施形態では伝熱部材25をスライド装着するスライド溝42が形成されている絶縁保持部材40を示したが、伝熱部材はスライド装着可能な構成以外であってもよい。
(4)上記実施形態では、伝熱部材25を間隔をあけて保持するスリット14(伝熱部材保持部)が形成されている例を示したが、これに限定されない。例えばケースの内壁面に伝熱部材をスライド装着可能な取付溝を形成することにより、複数の伝熱部材を間隔を空けた状態で保持する構成等であってもよい。
(5)上記実施形態では、単電池32には外部機器と電気的に接続されるバスバー38が接続され、絶縁保持部材40にはバスバー保持部46,47が設けられている例を示したが、バスバー保持部を備えない絶縁保持部材であってもよい。
(6)上記実施形態では、蓄電素子が電池である例を示したが、蓄電素子は、コンデンサなどであってもよい。
(7)上記実施形態では、蓄電素子としてラミネート型の電池を示したが、金属製の電池ケースに発電要素を収容してなる電池等であってもよい。
(8)上記実施形態では、ISG用の電池モジュール10に用いる例を示したが、他の用途の電池モジュールに用いてもよい。
11…ケース(12,18)
12…ケース本体
14…スリット(伝熱部材保持部)
18…蓋部
19…バスバー導出口
20…コネクタ
21…電線
22…電圧検知端子(検知用端子)
25…伝熱部材
26…保持領域
27…露出領域
28…フランジ部
30…積層体
31…電池ユニット
31A,31B,31C,31D,31E,31F…電池ユニット
32…単電池
32A,32B,32C,32D,32E,32F…単電池
33…ラミネートフィルム
33B…縁部(端部)
34…リード端子
34c…角部
36…リード端子同士の接続部
37A…検知端子接続部
37B…リード端子とバスバーとの接続部
38…バスバー(接続部材)
38A…第2バスバー
38B…第1バスバー
40…絶縁保持部材
41…伝熱部材配置部
42…スライド溝
43…窓部
43A…第1窓部
43B…第2窓部
43C…第3窓部
43D…第4窓部
43E…第5窓部
43F…第6窓部
43G…第7窓部
43H…第8窓部
45A…載置突部
45B…載置部
46…抜け止め突部(接続部材保持部)
47…バスバー係止片(接続部材保持部)
48…電線収容溝
49…凹部
Claims (7)
- 端部から外側方向に突出する正極および負極のリード端子を有する複数の蓄電素子を、積層してなる積層体と、絶縁材料からなり前記蓄電素子を保持する絶縁保持部材と、を備え、
隣り合う前記蓄電素子の極性の相違する前記リード端子同士を接続してなる接続部は、当該接続部以外の他の接続部と、前記積層体の積層方向からみて、ずれた位置に配され、
前記絶縁保持部材には前記接続部に対応した窓部が形成されている蓄電モジュール。 - 前記蓄電素子の状態を検知する検知用端子が、検知対象となる前記蓄電素子のリード端子に接続され、
前記検知用端子と前記リード端子とを接続してなる検知端子接続部は、前記検知用端子が接続されるリード端子と当該リード端子と隣接する蓄電素子のリード端子との接続部に対して、前記リード端子の突出方向においてずれた位置に設けられている請求項1に記載の蓄電モジュール。 - 前記検知用端子には前記蓄電素子の状態を検知して制御する制御機器と接続される電線が接続される一方、
前記絶縁保持部材には前記電線を収容する電線収容溝が形成されている請求項2に記載の蓄電モジュール。 - 前記絶縁保持部材により保持されるとともに、前記蓄電素子において発生する熱を伝熱する伝熱部材を備える請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。
- 前記絶縁保持部材には前記伝熱部材をスライド装着するスライド溝が形成されている請求項4に記載の蓄電モジュール。
- 前記積層体を収容するケースを備え、
前記ケースには前記伝熱部材を間隔をあけて保持する伝熱部材保持部が形成されている請求項4または請求項5に記載の蓄電モジュール。 - 前記蓄電素子のリード端子には外部機器と電気的に接続される接続部材が接続される一方、
前記絶縁保持部材には前記接続部材を保持する接続部材保持部が設けられている請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。
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