(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024112385
(43)【公開日】2024-08-21
(54)【発明の名称】バッテリ装置
(51)【国際特許分類】
H01M 50/50 20210101AFI20240814BHJP
H01M 50/211 20210101ALI20240814BHJP
H01M 50/557 20210101ALI20240814BHJP
H01M 50/296 20210101ALI20240814BHJP
【FI】
H01M50/50 201Z
H01M50/211
H01M50/557
H01M50/296
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023017353
(22)【出願日】2023-02-08
(71)【出願人】
【識別番号】000005326
【氏名又は名称】本田技研工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110003683
【氏名又は名称】弁理士法人桐朋
(72)【発明者】
【氏名】石原 裕也
【テーマコード(参考)】
5H040
5H043
【Fターム(参考)】
5H040AA06
5H040AT04
5H040JJ02
5H043AA19
5H043CA08
5H043FA02
5H043HA02D
5H043JA26D
5H043LA22D
(57)【要約】 (修正有)
【課題】バッテリセル間の間隔を狭くできるバッテリ装置を提供する。
【解決手段】X方向に積層された複数のバッテリセル14を備えるバッテリ装置であって、当該バッテリ装置は、第1バッテリセル14aの正極タブ20と、第2バッテリセル14bの負極タブ22とが互いに接続される第1タブ接続部24aと、第3バッテリセル14cの正極タブ20と、第4バッテリセル14dの負極タブ22とが互いに接続される第2タブ接続部24bと、を備え、第1タブ接続部24aと第2タブ接続部24bとは、Y方向において互いに隣接している。
【選択図】
図4
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1方向に積層された複数のバッテリセルを備えるバッテリ装置であって、
複数の前記バッテリセルのうちの第1バッテリセルに備えられた第1電極タブと、前記第1バッテリセルに隣接する第2バッテリセルに備えられた第2電極タブとが互いに接続される第1タブ接続部と、
前記第2バッテリセルに隣接する第3バッテリセルに備えられた第3電極タブと、前記第3バッテリセルに隣接する第4バッテリセルに備えられた第4電極タブとが互いに接続される第2タブ接続部と、
を備え、
前記第1タブ接続部と前記第2タブ接続部とは、前記第1方向と交差する第2方向において互いに隣接している、バッテリ装置。
【請求項2】
請求項1に記載のバッテリ装置において、
前記第4バッテリセルに隣接する第5バッテリセルに備えられた第5電極タブと、前記第5バッテリセルに隣接する第6バッテリセルに備えられた第6電極タブとが互いに接続される第3タブ接続部を更に備え、
前記第2タブ接続部と、前記第3タブ接続部とが、前記第2方向において互いに隣接しており、
前記第1タブ接続部と、前記第3タブ接続部とが、前記第1方向に配列されている、バッテリ装置。
【請求項3】
請求項1に記載のバッテリ装置において、
前記第1電極タブと、前記第2電極タブと、前記第3電極タブと、前記第4電極タブとは、前記第1方向の一方に折り曲げられている、バッテリ装置。
【請求項4】
請求項2に記載のバッテリ装置において、
前記第1電極タブと、前記第2電極タブと、前記第3電極タブと、前記第4電極タブと、前記第5電極タブと、前記第6電極タブとが、前記第1方向の一方に折り曲げられている、バッテリ装置。
【請求項5】
請求項1に記載のバッテリ装置において、
前記第1タブ接続部では、前記第1電極タブと前記第2電極タブとが複数の締結部材を用いて互いに締結される、バッテリ装置。
【請求項6】
請求項5に記載のバッテリ装置において、
前記第1電極タブと前記第2電極タブとを互いに締結するために用いられる複数の前記締結部材のうちの一の締結部材は、バッテリ管理装置に接続される、バッテリ装置。
【請求項7】
請求項5に記載のバッテリ装置において、
ターミナルブロックを更に備え、
前記第1電極タブと前記第2電極タブとは、前記締結部材により前記ターミナルブロックに固定される、バッテリ装置。
【請求項8】
請求項7に記載のバッテリ装置において、
ターミナルプレートを有し、
前記ターミナルブロックは、前記ターミナルプレートに係合する係合部を備える、バッテリ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、バッテリ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
下記特許文献1には、バッテリセルの接続構造が開示されている。このバッテリセルの接続構造では、バッテリセルの電極と、別のバッテリセルの電極とが、ねじにより締結される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ねじに対してバッテリセルの厚さが比較的薄い場合、上記特許文献1に開示された技術では、バッテリセル間の間隔が広くなる課題がある。
【0005】
本発明は、上述した課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の態様は、第1方向に積層された複数のバッテリセルを備えるバッテリ装置であって、当該バッテリ装置は、複数の前記バッテリセルのうちの第1バッテリセルに備えられた第1電極タブと、前記第1バッテリセルに隣接する第2バッテリセルに備えられた第2電極タブとが互いに接続される第1タブ接続部と、前記第2バッテリセルに隣接する第3バッテリセルに備えられた第3電極タブと、前記第3バッテリセルに隣接する第4バッテリセルに備えられた第4電極タブとが互いに接続される第2タブ接続部と、を備え、前記第1タブ接続部と前記第2タブ接続部とは、前記第1方向と交差する第2方向において互いに隣接している。
【発明の効果】
【0007】
本発明により、バッテリセル間の間隔を狭くできる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【
図2】
図2は、バッテリモジュールの斜視図である。
【
図3】
図3は、バッテリモジュールの上面図である。
【
図5】
図5は、第1のタイプのバッテリセルを示す斜視図である。
【
図6】
図6は、第2のタイプのバッテリセルを示す斜視図である。
【
図7】
図7は、第3のタイプのバッテリセルを示す斜視図である。
【
図8】
図8は、第4のタイプのバッテリセルを示す斜視図である。
【
図9】
図9は、正極タブと負極タブとの接続箇所の拡大斜視図である。
【
図11】
図11は、正極タブと負極タブとの接続箇所の断面図である。
【
図12】
図12は、正極タブと負極タブとの接続箇所の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
〔一実施形態〕
一実施形態によるバッテリ装置について図面を用いて説明する。
図1は、バッテリ装置10の斜視図である。
図1には、X方向、Y方向及びZ方向を示す矢印が示されている。X方向とY方向とZ方向とは互いに直交する。また、X方向の一方を+X方向とし、他方を-X方向とする。Y方向とZ方向についても同様とする。X方向は、本発明の第1方向に相当する。Y方向は、本発明の第2方向に相当する。
【0010】
バッテリ装置10は、4つのバッテリモジュール12を有する。バッテリモジュール12は、Y方向に一列に配列される。4つのバッテリモジュール12は直列に接続される。
【0011】
図2は、バッテリモジュール12の斜視図である。
図3は、バッテリモジュール12の上面図である。バッテリモジュール12は、X方向に積層された複数のバッテリセル14を有する。積層された複数のバッテリセル14は、直列に接続される。積層されたバッテリセル14は、バッテリフレーム16により保持される。バッテリフレーム16が、積層されたバッテリセル14を両端から押圧することにより、バッテリセル14に圧力を加える。これにより、バッテリセル14の膨張が抑制される。
【0012】
[バッテリセルの構成]
図4は、バッテリセル14の斜視図である。
図4は、6枚のバッテリセル14が重ねられた状態を示す。
【0013】
バッテリセル14は、ラミネート型のバッテリである。バッテリセル14は、矩形の板状に形成された本体部18を有する。バッテリセル14は、板状に形成された正極タブ20及び負極タブ22を有する。正極タブ20及び負極タブ22は、本体部18から+Z方向に突出する。正極タブ20はアルミニウムにより形成され、負極タブ22は銅により形成される。正極タブ20及び負極タブ22は、+X方向に折り曲げられている。
【0014】
以下では、
図4の最も-X方向に位置するバッテリセル14を第1バッテリセル14aと記載することがある。第1バッテリセル14aに隣接するバッテリセル14を、第2バッテリセル14bと記載することがある。第2バッテリセル14bに隣接するバッテリセル14を、第3バッテリセル14cと記載することがある。第3バッテリセル14cに隣接するバッテリセル14を、第4バッテリセル14dと記載することがある。第4バッテリセル14dに隣接するバッテリセル14を、第5バッテリセル14eと記載することがある。第5バッテリセル14eに隣接するバッテリセル14を、第6バッテリセル14fと記載することがある。
【0015】
バッテリセル14には、正極タブ20及び負極タブ22の形状が互いに異なる4つのタイプがある。
図5は、第1のタイプのバッテリセル14を示す斜視図である。
図6は、第2のタイプのバッテリセル14を示す斜視図である。
図7は、第3のタイプのバッテリセル14を示す斜視図である。
図8は、第4のタイプのバッテリセル14を示す斜視図である。
【0016】
第1バッテリセル14a及び第5バッテリセル14eは、第1のタイプのバッテリセル14である。第2バッテリセル14b及び第6バッテリセル14fとは、第2のタイプのバッテリセル14である。第3バッテリセル14cは、第3のタイプのバッテリセル14である。第4バッテリセル14dは、第4のタイプのバッテリセル14である。
【0017】
図5に示すように、第1のタイプのバッテリセル14は、バッテリセル14の幅方向において、正極タブ20が外寄りに位置し、負極タブ22が外寄りに位置する。
図6に示すように、第2のタイプのバッテリセル14は、バッテリセル14の幅方向において、正極タブ20が内寄りに位置し、負極タブ22が外寄りに位置する。
図7に示すように、第3のタイプのバッテリセル14は、バッテリセル14の幅方向において、正極タブ20が内寄りに位置し、負極タブ22が内寄りに位置する。
図8に示すように、第4バッテリセル14dは、バッテリセル14の幅方向において、正極タブ20が外寄りに位置し、負極タブ22が内寄りに位置する。
【0018】
一のバッテリセル14の正極タブ20と、当該一のバッテリセル14に隣接する他のバッテリセル14の負極タブ22とが、Z方向に重ね合わされて接合される。具体的には、第1バッテリセル14aの正極タブ20と、第2バッテリセル14bの負極タブ22とが接合される。第2バッテリセル14bの正極タブ20と、第3バッテリセル14cの負極タブ22とが接合される。第3バッテリセル14cの正極タブ20と、第4バッテリセル14dの負極タブ22とが接合される。第4バッテリセル14dの正極タブ20と、第5バッテリセル14eの負極タブ22とが接合される。第5バッテリセル14eの正極タブ20と、第6バッテリセル14fの負極タブ22とが接合される。
【0019】
第1バッテリセル14aの正極タブ20は、本発明の第1電極タブに相当する。第2バッテリセル14bの負極タブ22は、本発明の第2電極タブに相当する。第3バッテリセル14cの正極タブ20は、本発明の第3電極タブに相当する。第4バッテリセル14dの負極タブ22は、本発明の第4電極タブに相当する。第5バッテリセル14eの正極タブ20は、本発明の第5電極タブに相当する。第6バッテリセル14fの負極タブ22は、本発明の第6電極タブに相当する。
【0020】
図4に示すように、第1タブ接続部24aと第2タブ接続部24bとがY方向において隣接する。第1タブ接続部24aにおいて、第1バッテリセル14aの正極タブ20と第2バッテリセル14bの負極タブ22とが互いに接続される。第2タブ接続部24bにおいて、第3バッテリセル14cの正極タブ20と第4バッテリセル14dの負極タブ22とが互いに接続される。
【0021】
また、第2タブ接続部24bと第3タブ接続部24cとがY方向において隣接する。さらに、第1タブ接続部24aと第3タブ接続部24cとがX方向において隣接する。第3タブ接続部24cにおいて、第5バッテリセル14eの正極タブ20と第6バッテリセル14fの負極タブ22とが互いに接続される。
【0022】
すなわち、
図4に示すように、第1バッテリセル14aの正極タブ20と、第2バッテリセル14bの負極タブ22とが接続される第1タブ接続部24aと、第3バッテリセル14cの正極タブ20と、第4バッテリセル14dの負極タブ22とが接続される第2タブ接続部24bとが、X方向視でオーバラップしない。そのため、第1タブ接続部24aのX方向長さを確保しても、第1タブ接続部24aは第2タブ接続部24bと干渉しない。
【0023】
同様に、
図4に示すように、第3バッテリセル14cの正極タブ20と、第4バッテリセル14dの負極タブ22とが接続される第2タブ接続部24bと、第5バッテリセル14eの正極タブ20と、第6バッテリセル14fの負極タブ22とが接続される第3タブ接続部24cとが、X方向視でオーバラップしない。そのため、第2タブ接続部24bのX方向長さを確保しても、第2タブ接続部24bは第3タブ接続部24cと干渉しない。
【0024】
バッテリモジュール12は、バッテリセル14が、第1のタイプ、第2のタイプ、第3のタイプ、第4のタイプ、第1のタイプの順で繰り返し並べられて形成される。
【0025】
後述するタブプレート32で隠れているが、
図3のタブプレート32の位置には、正極タブ20と負極タブ22との接続部が位置する。すなわち、中心線Lの一方側には、正極タブ20と負極タブ22との接続部がX方向に2列配列される。また、中心線Lの他方側には、正極タブ20と負極タブ22との接続部がX方向に2列配列される。中心線Lは、積層された複数のバッテリセル14の幅方向の中心を結んだ線に対応する。
【0026】
[正極タブと負極タブとの接続]
図9は、正極タブ20と負極タブ22との接続箇所の拡大斜視図である。
図10は、ターミナルブロック26の斜視図である。
図11及び
図12は、正極タブ20と負極タブ22との接続箇所の断面図である。
図11はX方向視した断面図であり、
図12はY方向視した断面図である。
【0027】
図9、
図11、
図12に示すように、正極タブ20と負極タブ22とは、2枚のタブプレート32により挟まれた状態で、第1ボルト28と第2ボルト30によりターミナルブロック26に固定される。第2ボルト30には、不図示のバッテリ管理装置が接続される。バッテリ管理装置は、互いに隣接するバッテリセル14のセル間電圧、バッテリセル14の温度を監視し、バッテリモジュール12の充放電を制御する。
【0028】
図10に示すように、ターミナルブロック26は係合部34を有する。
図11に示すように、係合部34は、ターミナルプレート36のガイド溝38に係合される。ターミナルプレート36により、ターミナルブロック26の位置が位置決めされる。
【0029】
[作用効果]
本実施形態のバッテリ装置10は、第1タブ接続部24aと第2タブ接続部24bとがY方向において互いに隣接する。第1タブ接続部24aにおいて、第1バッテリセル14aに備えられた正極タブ20と、第2バッテリセル14bに備えられた負極タブ22とが互いに接続される。第2タブ接続部24bにおいて、第3バッテリセル14cに備えられた正極タブ20と、第4バッテリセル14dに備えられた負極タブ22とが互いに接続される。そのため、第1タブ接続部24a及び第2タブ接続部24bのX方向の長さを、第1ボルト28及び第2ボルト30の径よりも長くしつつ、第1バッテリセル14a、第2バッテリセル14b、第3バッテリセル14c及び第4バッテリセル14dの互いの間隔を狭くできる。その結果、バッテリモジュール12の長さを短くでき、バッテリ装置10を小型化できる。
【0030】
本実施形態のバッテリ装置10は、バッテリモジュール12において、第2タブ接続部24bと第3タブ接続部24cとが、Y方向において互いに隣接し、第1タブ接続部24aと第3タブ接続部24cとが、X方向において互いに隣接する。第3タブ接続部24cにおいて、第5バッテリセル14eに備えられた正極タブ20と、第6バッテリセル14fに備えられた負極タブ22とが互いに接続される。そのため、第1タブ接続部24a及び第2タブ接続部24bのX方向の長さを、第1ボルト28及び第2ボルト30の径よりも長くしつつ、第1バッテリセル14a、第2バッテリセル14b、第3バッテリセル14c、第4バッテリセル14d、第5バッテリセル14e及び第6バッテリセル14fの互いの間隔を狭くできる。
【0031】
本実施形態のバッテリ装置10では、バッテリセル14の正極タブ20及び負極タブ22は、共に+X方向に折り曲げられる。これにより、一のバッテリセル14の正極タブ20と、当該一のバッテリセル14に対して+X方向に隣接する他のバッテリセル14の負極タブ22とのタブ接続部は、一のバッテリセル14と他のバッテリセル14との中間部よりも+X方向に位置する。そのため、タブ接続部のX方向の長さを確保しつつ、一のバッテリセル14と他のバッテリセル14との間隔を狭くできる。
【0032】
本実施形態のバッテリ装置10では、一のバッテリセル14の正極タブ20と、他のバッテリセル14の負極タブ22とは、第1ボルト28及び第2ボルト30の2本のボルトを用いて互いに締結される。これにより、正極タブ20と負極タブ22との接触圧力を、1本のボルトにより確保する場合のボルトの径に比べて、2本のボルトにより確保する場合の各ボルトの径を小さくできる。さらに、
図9に示すように、第1ボルト28と第2ボルト30とがY方向に並べられるため、正極タブ20と負極タブ22とのタブ接続部のX方向の長さを短くできる。
【0033】
本実施形態のバッテリ装置10では、一のバッテリセル14の正極タブ20と、他のバッテリセル14の負極タブ22とを締結する第1ボルト28及び第2ボルト30のうち、第2ボルト30はバッテリ管理装置に接続される。これにより、第2ボルト30は、正極タブ20と負極タブ22とを締結する締結部材としての機能と、バッテリセル14の物理量を伝達する伝達部材としての機能とを兼ねることができる。
【0034】
本実施形態のバッテリ装置10では、一のバッテリセル14の正極タブ20と、他のバッテリセル14の負極タブ22とは、第1ボルト28と第2ボルト30とによりターミナルブロック26に固定される。これにより、正極タブ20と負極タブ22との接続を強固にできる。
【0035】
本実施形態のバッテリ装置10では、ターミナルブロック26は、ターミナルプレート36のガイド溝38に係合する係合部34を備える。これにより、ターミナルプレート36に対してターミナルブロック26を位置決めできる。
【0036】
〔実施形態から得られる発明〕
上記実施形態から把握しうる発明について、以下に記載する。
【0037】
第1方向に積層された複数のバッテリセル(14)を備えるバッテリ装置(10)であって、当該バッテリ装置は、複数の前記バッテリセルのうちの第1バッテリセル(14a)に備えられた第1電極タブ(20)と、前記第1バッテリセルに隣接する第2バッテリセル(14b)に備えられた第2電極タブ(22)とが互いに接続される第1タブ接続部(24a)と、前記第2バッテリセルに隣接する第3バッテリセル(14c)に備えられた第3電極タブ(20)と、前記第3バッテリセルに隣接する第4バッテリセル(14d)に備えられた第4電極タブ(22)とが互いに接続される第2タブ接続部(24b)と、を備え、前記第1タブ接続部と前記第2タブ接続部とは、前記第1方向と交差する第2方向において互いに隣接している。これにより、バッテリセル間の間隔を狭くできる。
【0038】
上記のバッテリ装置において、当該バッテリ装置は、前記第4バッテリセル(14d)に隣接する第5バッテリセル(14e)に備えられた第5電極タブ(20)と、前記第5バッテリセルに隣接する第6バッテリセル(14f)に備えられた第6電極タブ(22)とが互いに接続される第3タブ接続部(24c)を更に備え、前記第2タブ接続部と、前記第3タブ接続部とが、前記第2方向において互いに隣接しており、前記第1タブ接続部と、前記第3タブ接続部とが、前記第1方向に配列されてもよい。これにより、バッテリセル間の間隔を狭くできる。
【0039】
上記のバッテリ装置において、前記第1電極タブと、前記第2電極タブと、前記第3電極タブと、前記第4電極タブとは、前記第1方向の一方に折り曲げられてもよい。これにより、バッテリセル間の間隔を狭くできる。
【0040】
上記のバッテリ装置において、前記第1電極タブと、前記第2電極タブと、前記第3電極タブと、前記第4電極タブと、前記第5電極タブと、前記第6電極タブとが、前記第1方向の一方に折り曲げられてもよい。これにより、バッテリセル間の間隔を狭くできる。
【0041】
上記のバッテリ装置において、前記第1タブ接続部では、前記第1電極タブと前記第2電極タブとが複数の締結部材(28、30)を用いて互いに締結されてもよい。これにより、第1電極タブと第2電極タブとのタブ接続部の第1方向の長さを短くできる。
【0042】
上記のバッテリ装置において、前記第1電極タブと前記第2電極タブとを互いに締結するために用いられる複数の前記締結部材のうちの一の締結部材は、バッテリ管理装置に接続されてもよい。これにより、一の締結部材は、第1電極タブと第2電極タブとを締結する締結部材としての機能と、バッテリセルの物理量を伝達する伝達部材としての機能とを兼ねることができる。
【0043】
上記のバッテリ装置において、当該バッテリ装置は、ターミナルブロック(26)を更に備え、前記第1電極タブと前記第2電極タブとは、前記締結部材により前記ターミナルブロックに固定されてもよい。これにより、第1電極タブと第2電極タブとの接続を強固にできる。
【0044】
上記のバッテリ装置において、ターミナルプレート(36)を有し、前記ターミナルブロックは、前記ターミナルプレートに係合する係合部(34)を備えてもよい。これにより、ターミナルプレートに対してターミナルブロックを位置決めできる。
【0045】
なお、本発明は、上述した開示に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得る。
【0046】
上記実施形態では、中心線Lの一方側に、正極タブ20と負極タブ22との接続部がX方向に2列配列され、中心線Lの他方側に、正極タブ20と負極タブ22との接続部がX方向に2列配列され例を説明したが、これに限定されない。中心線Lの一方側に、正極タブ20と負極タブ22との接続部がX方向に3列以上配列され、中心線Lの他方側に、正極タブ20と負極タブ22との接続部がX方向に3列以上配列されてもよい。
【符号の説明】
【0047】
10…バッテリ装置 14…バッテリセル
14a…第1バッテリセル 14b…第2バッテリセル
14c…第3バッテリセル 14d…第4バッテリセル
14e…第5バッテリセル 14f…第6バッテリセル
20…正極タブ(第1電極タブ、第3電極タブ、第5電極タブ)
22…負極タブ(第2電極タブ、第4電極タブ、第6電極タブ)
24a…第1タブ接続部 24b…第2タブ接続部
24c…第3タブ接続部 26…ターミナルブロック
28…第1ボルト(締結部材) 30…第2ボルト(締結部材)
34…係合部 36…ターミナルプレート