説明

電源装置

【課題】電池セルが増加しても部品点数や作業工数の増加を極力抑えることができ、しかも、装置の小型化、軽量化を図ることができる電源装置を提供する。
【解決手段】積層された複数の電池セル2,3を有し、隣り合う電池セル2,3の互いの電極2b,3b同士が対向して配置された電池集合体1と、電池集合体1の電極2b,3bが突出された側に配置され、突出された電極2b,3bを被う電池連結ブロック体10とを備え、電池連結ブロック体10は、電圧検出用の回路パターン部が設けられていると共に回路パターン部に接続され、且つ、対向配置された電極2b、3bの対応位置に嵌合端子18が固定された基板12を有し、嵌合端子18と対向配置された電極2b、3bが接続された。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、積層された複数の電池セルを有する電源装置に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、ハイブリッド自動車や電気自動車には、電動モータの駆動源として電源装置が搭載される。この種の従来の電源装置として、特許文献1に開示されたものがある。この電源装置50は、図9及び図10に示すように、積層された複数の電池セル52が2列配列された電池集合体51を備えている。各電池セル52の上面には、一対の電極(プラス電極とマイナス電極)52a,52bが突設されている。隣接する電池セル52の一対の電極52a,52b間は、連結端子53と2つの挟持端子54,55によって接続されている。連結端子53は、バスバーより形成され、連結する電極52a,52bの向きに応じた一対の接触片部53a,53bを有する。2つの挟持端子54,55は、バスバーよりそれぞれ形成され、いずれか一方の電極52a,52bと連結端子53のいずれか一方の接触片部53a,53bをそれぞれ挟持する。一方の挟持端子54には、音叉端子54aが一体に設けられている。音叉端子54aには、電圧検出用電線Wが圧入によって接続される。連結端子53と2つの挟持端子54,55は、合成樹脂製の取付部材56によって一体に固定されている。
【0003】
上記従来例では、電池集合体51の各電池セル52は、連結端子53及び2つの挟持端子54,55を介して直列に接続される。そして、各電池セル52の電極位置における電圧情報が音叉端子54aに接続された電圧検出用電線Wを介して出力される。これにより、各電池セル52の出力状態を検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2010−55885号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、前記従来例では、隣接する電池セル52の電極間接続とその電極位置の電圧情報を得るのに、電圧検出用電線Wと連結端子53と2つの挟持端子54,55と共に取付部材56が使用されている。電圧検出用電線Wと連結端子53と2つの挟持端子54,55と取付部材56は、各電極接続箇所毎に必要であるため、電池セル52の増加に従って部品点数、作業工数等が増加する。又、電極間の接続箇所毎に連結端子53と2つの挟持端子54,55の設置スペースが必要であるため、電源装置50の大型化、重量化になるという問題がある。
【0006】
そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、電池セルが増加しても部品点数や作業工数の増加を極力抑えることができ、しかも、装置の小型化、軽量化を図ることができる電源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、積層された複数の電池セルを有し、隣り合う前記電池セルの互いの電極同士が対向して配置された電池集合体と、前記電池集合体の前記電極が突出された側に配置され、突出された前記電極を被う電池連結ブロック体とを備え、前記電池連結ブロック体は、電圧検出用の回路パターン部が設けられていると共に前記回路パターン部に接続され、且つ、対向配置された前記電極の対応位置に電極用端子が固定された基板を有し、前記電極用端子と対向配置された前記電極が接続されたことを特徴とする電源装置である。
【0008】
前記電極用端子は、対向配置された前記電極を挟持する嵌合端子であり、嵌合方向が電池連結ブロック体を前記電池集合体の電極突出側に組み付ける方向であることが好ましい。
【0009】
対向配置された前記電極の外周に導電性クリップが装着され、前記導電性クリップに装着された前記電極が前記嵌合端子に嵌合によって接続されることが好ましい。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、電極間の接続とその電極位置の電圧情報を得るのに、基板と電極位置毎の電極用端子で良いため、従来例に較べて少ない部品点数で良い。そして、各電極接続箇所毎に必要な部品は、電極用端子であり、小さい設置スペースで配置できるため、電池セルが増加しても部品点数、作業工数の増加を極力抑えることができ、しかも、装置の小型化、軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明の実施形態を示し、電源装置の全体斜視図である。
【図2】本発明の実施形態を示し、基板側の挟持端子と一対の電極が接続された状態を示す要部断面図である。
【図3】本発明の実施形態を示し、電池集合体の斜視図である。
【図4】本発明の実施形態を示し、(a)は第1電池セルの斜視図、(b)は第2電池セルの斜視図である。
【図5】本発明の実施形態を示し、(a)は一方の電池連結ブロック体の外面側から見た斜視図、(b)は絶縁カバーを外した一方の電池連結ブロック体の外面側から見た斜視図である。
【図6】本発明の実施形態を示し、(a)は一方の電池連結ブロック体の内面側から見た斜視図、(b)は絶縁ケース本体を取り去った一方の電池連結ブロック体の内面側から見た斜視図である。
【図7】本発明の実施形態を示し、(a)は電池集合体の電極に導電性クリップを装着する前の状態を示す斜視図、(b)は電池集合体の電極に導電性クリップを装着した状態を示す斜視図である。
【図8】本発明の実施形態を示し、絶縁ケース本体を除いた一方の電池連結ブロック体と、一対の電極に導電性クリップを装着された電池集合体の一方の電極突出側を示す斜視図である。
【図9】従来例の電源装置の分解斜視図である。
【図10】従来例の電源装置の要部拡大斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【0013】
図1〜図8は本発明の実施形態を示す。図1及び図2(a)に示すように、電源装置Aは、積層された複数(12個)の電池セル2,3から成る電池集合体1と、この電池集合体1の両側に配置された一対の電池連結ブロック体10,20とを備えている。
【0014】
電池集合体1は、図3に詳しく示すように、12個の電池セル2,3より構成されている。電池セル2,3としては、その電極2b,3bの配置が異なる2種類のもの、つまり、第1電池セル2と第2電池セル3が使用されている。
【0015】
第1電池セル2は、図4(a)に示すように、扁平長方形のセル本体2aと、その左右の側面より突出された一対の電極(プラス電極とマイナス電極)2bを有する。一対の電極2bは、一方がセル本体2aの表面側に、他方がセル本体2aの裏面側にそれぞれ突出し、且つ、中心線に対して同じ側で偏った位置に配置されている。表裏逆転配置すると、一対の電極2bは、平面視で共に同じ左右逆位置に位置する。各電極2bは、薄膜形状(板状)である。
【0016】
第2電池セル3は、図4(b)に示すように、扁平長方形のセル本体3aと、その左右の側面より突出された一対の電極(プラス電極とマイナス電極)3bを有する。一対の電極3bは、一方がセル本体3aの表面側に、他方がセル本体3aの裏面側にそれぞれ突出し、且つ、中心線に対して異なる側で偏った位置に配置されている。表裏逆転配置すると、一対の電極3bは、平面視でそれぞれが左右逆転した位置にそれぞれ位置する。各電極3bは、薄膜形状(板状)である。
【0017】
このように構成された第1電池セル2と第2電池セル3は、図3に示すように、交互で、且つ、隣り合う第1電池セル2と第2電池セル3の互いに異なる極の電極2b,3b同士が密着状態で対向配置されて積層されている。これにより、電池集合体1は、12個の電池セル2,3が全て直列接続されている。
【0018】
一方の電池連結ブロック体10は、図2、図5、図6に詳しく示すように、絶縁ケース本体11と、絶縁ケース本体11の枠内スペースに配置された基板12と、絶縁ケース本体11の枠内スペースを外面側より被う絶縁カバー13とを有する。
【0019】
絶縁ケース本体11には、電池集合体1の一方側より突出された電極2b、3b位置に対応する6つの位置に電極挿入孔11aが設けられている。電極挿入孔11aは、挿入入口側が広く、挿入出口側が狭くなっている(図2、図6(a)参照)。挿入出口側は、下記する嵌合端子18の先端開口幅以下に設定されている。
【0020】
基板12には、電圧検出用の回路パターン部17(図2に示す)が設けられている。基板12には、電池集合体1の一方側より突出された一対の電極2b、3b位置に対応する各位置(つまり、絶縁ケース本体11の各電極挿入孔11aと同じ位置)に電極用端子である嵌合端子18が半田付けや圧接手段により固定されている。嵌合端子18の先端間口は、絶縁ケース本体11の電極挿入孔11aに臨む位置となっている。嵌合端子18は、回路パターン部17に電気的に接続されている。嵌合端子18は、対向配置された一対の電極2b、3bを挟み込むことによって嵌合する端子である。嵌合端子18は、基板12に垂直に立設され、嵌合方向が電池連結ブロック体10を電池集合体1の電極突出側に組み付ける方向に設定されている。このように構成された嵌合端子18に、電池集合体1の一方側より突出された一対の電極2b、3bが下記の接続構造によって接続されている。
【0021】
つまり、図7(a)、(b)に示すように、電池集合体1の一方側より突出された一対の電極2b、3bには、導電性クリップ19が装着されている。導電性クリップ19は、導電性材より形成されている。導電性クリップ19は、一対の電極2b、3bを挟み込み、一対の電極2b、3b間が超音波接続、ボンダー接続等によって接続されている。そして、電池集合体1の一方側より突出された一対の電極2b、3bは、図2に詳しく示すように、絶縁ケース本体11の電極挿入孔11aを通って基板12の嵌合端子18に導電性クリップ19と共に嵌合されている。つまり、一対の電極2b、3bは、導電性クリップ19を介して嵌合端子18に電気的に接続されている。
【0022】
基板12は、電極2b、3bの空きスペースに搭載され、且つ、電極2b、3bが基板12に固定された嵌合端子18に直接接続されている。これにより、電池連結ブロック体10の小型化が図られていると共に、基板12の実装面積の拡大が図られている。
【0023】
基板12には、下記で説明するように他方の電池連結ブロック体20側も含めて、各電極2b,3b位置における電圧情報が導かれる。基板12には、電池セル2、3の異常電圧検出回路が構成されており、これら情報に基づいて各電池セル2,3の出力電圧等に関する異常の有無を判断する。
【0024】
絶縁カバー13は、基板12の収容スペースを外面側より塞ぐ。これにより、一方の電池連結ブロック体10は、電池集合体1の一方側に突出する電極2b,3bの絶縁を行っている。
【0025】
他方の電池連結ブロック体20は、一方の電池連結ブロック体10とほぼ同様の構成であり、絶縁ケース本体21(図1に示す)と絶縁カバー22(図1に示す)と基板(図示せず)を有する。他方の電池連結ブロック体20は、電池集合体1の他方側に突出する電極2b,3bの絶縁を行っている。他方の電池連結ブロック体20側より得られた各電極の電圧は、電圧検出用の電線(図示せず)を介して一方の電池連結ブロック体10の基板12に導かれる。
【0026】
又、絶縁ケース本体21には、一対の出力用端子(図示せず)が設けられている。一対の出力用端子より電源装置Aの出力が得られるようになっている。
【0027】
次に、電源装置Aの組み付け作業の概略を説明する。図8に示すように、先ず、電池集合体1の一方側より突出された一対の電極2b、3bに導電性クリップ19を装着し、一対の電極2b、3b間を超音波接続、ボンダー接続等によって接続する。次に、一方の電池連結ブロック体10を電池集合体1の一方側に正対する方向から近づけ、導電性クリップ19が装着された各一対の電極2b,3bを絶縁ケース本体11の電極挿入孔11aより挿入する。すると、電極挿入孔11aに入り込んだ導電性クリップ19の先端は、嵌合端子18の先端開口に当接する。この状態より更に一方の電池連結ブロック体10を電池集合体1側に近づけるべく押圧すると、導電性クリップ19が装着された各一対の電極2b,3bが各嵌合端子18に嵌合される。
【0028】
他方の電池連結ブロック体20の組み付けも、一方の電池連結ブロック体10の組み付けと略同様の作業で行うことができ、これで完了する。
【0029】
以上説明したように、電池集合体1と、電池連結ブロック体10、20とを備え、一方の電池連結ブロック体10は、電圧検出用の回路パターン部17が設けられていると共に回路パターン部17に接続され、且つ、対向配置された一対の電極2b、3bの対応位置に嵌合端子18が固定された基板12を有し、嵌合端子18と対向配置された一対の電極2b、3bが接続されている。従って、複数箇所の一対の電極2b,3b間の接続とその電極位置の電圧情報を得るのに、基板12と嵌合端子18を使用すれば良く、従来例に較べて少ない部品点数で良い。そして、各電極接続箇所毎に必要な部品は、嵌合端子18のみであり、小さい設置スペースで配置できるため、電池セル2,3が増加しても部品点数、作業工数の増加を極力抑えることができ、しかも、装置の小型化、軽量化、低コスト化を図ることができる。
【0030】
基板12は、各電池セル2,3の異常電圧検出回路を構成するものが使用されている。従って、更なる部品点数の削減、装置の小型化、軽量化等を図ることができる。
【0031】
この実施形態のように、電極用端子を、対向配置された一対の電極2b、3bを嵌合する嵌合端子18とし、嵌合方向が電池連結ブロック体10を電池集合体1の電極突出側に組み付ける方向とすることが好ましい。つまり、電池連結ブロック体10の組み付け過程で嵌合端子18と一対の電極2b、3b間が接続されるため、別途接続作業(半田付け、抵抗溶接等)が不要であり、組み付け作業性が良い。又、電池連結ブロック体10を電池集合体1の一方側に組み付けた後は、電極用端子と電極2b、3b間の接続作業(半田付け、抵抗溶接等)が不要であるため、電池連結ブロック体10の絶縁カバー13を開閉構造等にする必要がない。
【0032】
この実施形態のように、一対の電極2b、3bに導電性クリップ19が装着され、導電性クリップ19を装着するだけで電極2b、3bが嵌合端子18に嵌合によって接続されるようにすることが好ましい。つまり、一対の電極2b、3b間を確実に電気的に接続できると共に一対の電極2b、3bをスムーズに、且つ、確実に嵌合端子18に嵌合させることができる。
【0033】
この実施形態では、一対の電極2b、3bは、導電性クリップ19と共に超音波接続、ボンダー接続等によって接続されているが、導電性クリップ19の挟持力のみによって接続されるようにしても良い。このように構成すれば、組み付け作業の簡略化になる。
【0034】
この実施形態では、導電性クリップ19を用いているが、導電性クリップ19を用いることなく一対の電極2b、3bを嵌合端子18に嵌合によって直接接続するようにしても良い。このように構成すれば、部品点数の削減、組み付け作業の簡略化、低コスト化になる。
【0035】
この実施形態では、電極用端子は、一対の挟持片より構成された嵌合端子18にて形成されているが、内部にバネを有する周知の雌端子にて形成しても良い。
【符号の説明】
【0036】
A 電源装置
1 電池集合体
2 第1電池セル(電池セル)
3 第2電池セル(電池セル)
2b,3b 電極
10 電池連結ブロック体
12 基板
17 回路パターン部
18 嵌合端子(電極用端子)
19 導電性クリップ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
積層された複数の電池セルを有し、隣り合う前記電池セルの互いの電極同士が対向して配置された電池集合体と、
前記電池集合体の前記電極が突出された側に配置され、突出された前記電極を被う電池連結ブロック体とを備え、
前記電池連結ブロック体は、電圧検出用の回路パターン部が設けられていると共に前記回路パターン部に接続され、且つ、対向配置された前記電極の対応位置に電極用端子が固定された基板を有し、
前記電極用端子と対向配置された前記電極が接続されたことを特徴とする電源装置。
【請求項2】
請求項1記載の電源装置であって、
前記電極用端子は、対向配置された前記電極を嵌合する嵌合端子であり、嵌合方向が電池連結ブロック体を前記電池集合体の電極突出側に組み付ける方向であることを特徴とする電源装置。
【請求項3】
請求項2記載の電源装置であって、
対向配置された前記電極に導電性クリップが装着され、前記導電性クリップに装着された前記電極が前記嵌合端子に嵌合によって接続されたことを特徴とする電源装置。
【請求項4】
請求項1〜請求項3のいずれかに記載の電源装置であって、
前記基板は、前記電池セルの異常電圧検出回路を構成するものであることを特徴とする電源装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【公開番号】特開2013−105700(P2013−105700A)
【公開日】平成25年5月30日(2013.5.30)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−250505(P2011−250505)
【出願日】平成23年11月16日(2011.11.16)
【出願人】(000006895)矢崎総業株式会社 (7,019)
【Fターム(参考)】