特開 2024-115604 バッテリ装置

(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】P2024115604

(43)【公開日】2024-08-27

(54)【発明の名称】バッテリ装置

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/553 20210101AFI20240820BHJP

   H01M 50/211 20210101ALI20240820BHJP

   H01M 50/284 20210101ALI20240820BHJP

   H01M 50/505 20210101ALI20240820BHJP

   H01M 50/50 20210101ALI20240820BHJP

   H01M 50/204 20210101ALI20240820BHJP

   H01M 50/569 20210101ALI20240820BHJP

【ＦＩ】

H01M50/553

H01M50/211

H01M50/284

H01M50/505

H01M50/50 201Z

H01M50/204 401D

H01M50/569

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023021306

(22)【出願日】2023-02-15

(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

(72)【発明者】

【氏名】岡▲崎▼ 淳

(72)【発明者】

【氏名】大平 亘

【テーマコード（参考）】

5H040

5H043

【Ｆターム（参考）】

5H040AA06

5H040AT04

5H040AY10

5H040DD03

5H040DD08

5H040DD26

5H043AA19

5H043CA09

5H043FA04

5H043FA22

5H043FA32

5H043JA06D

5H043KA41

(57)【要約】

【解決手段】バッテリ装置１０は、複数のバッテリセル１４のうちの第１バッテリセル１４ａに備えられた正極タブ２６と、第１バッテリセルに隣接する第２バッテリセル１４ｂに備えられた負極タブ２８とに電気的に接続される引出タブ３０と、複数のバッテリセルのうちの第３バッテリセル１４ｃに備えられた正極タブ２６と、第３バッテリセルに隣接する第４バッテリセル１４ｄに備えられた負極タブ２８とに電気的に接続される引出タブとが、Ｙ方向において互いに隣接する。
【選択図】図３

【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電極タブとに電気的に接続されるとともに、前記第１電極タブと前記第２電極タブのうちの少なくともいずれかと一体に形成された第１引出タブと、
複数の前記バッテリセルのうちの第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電極タブとに電気的に接続されるとともに、前記第３電極タブと前記第４電極タブとのうちの少なくともいずれかと一体に形成された第２引出タブと、
を備え、
前記第１引出タブと前記第２引出タブとが、前記第１方向に交差する第２方向において互いに隣接する、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１引出タブは、前記第１方向の一方に折り曲げられており、
前記第２引出タブは、前記第１方向の他方に折り曲げられている、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バッテリセルは、前記第１電極タブが設けられる本体部を有し、
前記第１引出タブは、前記第１電極タブと一体に形成され、
前記第１電極タブは、前記本体部と前記第１引出タブとの間に位置する、バッテリ装置。

【請求項4】

請求項３に記載のバッテリ装置において、
前記第１方向において、前記第１電極タブと前記第２電極タブとが重ね合わせられる、バッテリ装置。

【請求項5】

請求項１～３のいずれか１項に記載のバッテリ装置において、
前記第１引出タブ及び前記第２引出タブが接続されるサブ基板と、
前記サブ基板が可撓部材を介して接続されるメイン基板と、
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、積層された電池セルを有するバッテリパック（バッテリ装置）が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３－２３５８２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１は、電池セルに対して単に配線を行っているにすぎない。近時では、より良好なバッテリ装置が求められる。

【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電極タブとに電気的に接続されるとともに、前記第１電極タブと前記第２電極タブのうちの少なくともいずれかと一体に形成された第１引出タブと、複数の前記バッテリセルのうちの第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電極タブとに電気的に接続されるとともに、前記第３電極タブと前記第４電極タブとのうちの少なくともいずれかと一体に形成された第２引出タブと、を備え、前記第１引出タブと前記第２引出タブとが、前記第１方向に交差する第２方向において互いに隣接する。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、良好なバッテリ装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、バッテリ装置の斜視図である。

【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、バッテリセルの斜視図である。

【図4】図４は、第１バッテリセルを示す斜視図である。

【図5】図５は、第２バッテリセルを示す斜視図である。

【図6】図６は、第３バッテリセルを示す斜視図である。

【図7】図７は、第４バッテリセルを示す斜視図である。

【図8】図８は、バッテリモジュールの斜視図である。

【図9】図９は、サブ基板と引出タブとの接続部分を示す斜視図である。

【図10】図１０は、サブ基板と引出タブとの接続部分を示す断面図である。

【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。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】

バッテリモジュール１２は、バッテリ管理装置１８を有する。バッテリ管理装置１８は、各バッテリセル１４のセル電圧、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。バッテリ管理装置１８は、メイン基板２０とサブ基板２２とを有する。サブ基板２２は、隣り合う４つのバッテリセル１４に接続される。

【0013】

［バッテリセルの構成］
図３は、バッテリセル１４の斜視図である。図３は、６枚のバッテリセル１４が重ねられた状態を示す。

【0014】

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２４を有する。バッテリセル１４は、板状に形成された正極タブ２６及び負極タブ２８を有する。正極タブ２６及び負極タブ２８は、本体部２４から＋Ｚ方向に突出する。正極タブ２６はアルミニウムにより形成され、負極タブ２８は銅により形成される。正極タブ２６には、引出タブ３０が一体に形成される。本体部２４と引出タブ３０との間に、正極タブ２６が位置する。バッテリセル１４には、引出タブ３０の形状が互いに異なる４つのタイプがある。

【0015】

図４は、第１のタイプの第１バッテリセル１４ａを示す斜視図である。図５は、第２のタイプの第２バッテリセル１４ｂを示す斜視図である。図６は、第３のタイプの第３バッテリセル１４ｃを示す斜視図である。図７は、第４のタイプの第４バッテリセル１４ｄを示す斜視図である。

【0016】

図４、図５に示すように、第１バッテリセル１４ａ及び第２バッテリセル１４ｂは、引出タブ３０が、バッテリセル１４の幅方向において外寄りに位置する。一方、図６、図７に示すように、第３バッテリセル１４ｃ及び第４バッテリセル１４ｄは、引出タブ３０がバッテリセル１４の幅方向において内寄りに位置する。また、図４、図７に示すように、第１バッテリセル１４ａ及び第４バッテリセル１４ｄは、引出タブ３０が＋Ｘ方向に折り曲げられる。一方、図５、図６に示すように、第２バッテリセル１４ｂ及び第３バッテリセル１４ｃは、引出タブ３０が－Ｘ方向に折り曲げられる。

【0017】

一のバッテリセル１４の正極タブ２６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２８とが、Ｘ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２６と、第２バッテリセル１４ｂの負極タブ２８とが接合される。第２バッテリセル１４ｂの正極タブ２６と、第３バッテリセル１４ｃの負極タブ２８とが接合される。第３バッテリセル１４ｃの正極タブ２６と、第４バッテリセル１４ｄの負極タブ２８とが接合される。第４バッテリセル１４ｄの正極タブ２６と、第１バッテリセル１４ａの負極タブ２８とが接合される。正極タブ２６と負極タブ２８との接合は、超音波接合、溶接、半田付け等により行われるが、これに限定されない。正極タブ２６と負極タブ２８とは、ボルト、ナットにより締結されてもよい。

【0018】

第１バッテリセル１４ａの正極タブ２６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２８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２６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２８は、本発明の第４電極タブに相当する。

【0019】

図３に示すように、第１バッテリセル１４ａの引出タブ３０と、第３バッテリセル１４ｃの引出タブ３０とがＹ方向において互いに隣接する。また、第２バッテリセル１４ｂの引出タブ３０と、第４バッテリセル１４ｄの引出タブ３０とがＹ方向において互いに隣接する。第１バッテリセル１４ａの引出タブ３０は、本発明の第１引出タブに相当する。第３バッテリセル１４ｃの引出タブ３０は、本発明の第２引出タブに相当する。

【0020】

図３に示すように、中心線Ｌの一方側には、２列の引出タブ３０がＸ方向に配列される。また、中心線Ｌの他方側には、２列の引出タブ３０がＸ方向に配列される。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。

【0021】

［バッテリ管理装置と引出タブとの接続］
図８は、バッテリモジュール１２の斜視図である。図９は、サブ基板２２と引出タブ３０との接続部分を示す斜視図である。図９では、引出タブ３０とターミナルブロック３６との位置関係を見易くするために、一部のサブ基板２２及び一部のターミナルブロック３６を取り外した状態を示す。図１０は、サブ基板２２と引出タブ３０との接続部分を示す断面図である。

【0022】

バッテリ管理装置１８のサブ基板２２は、可撓部材３２を介してメイン基板２０に接続される。可撓部材３２には、メイン基板２０とサブ基板２２との間で信号を授受する配線が設けられる。

【0023】

サブ基板２２には、Ｙ方向において互いに隣接する２つの引出タブ３０が接続される。サブ基板２２上において２つの引出タブ３０の間は絶縁されている。引出タブ３０は、サブ基板２２とともに、ボルト３４によりターミナルブロック３６に固定される。

【0024】

バッテリ管理装置１８は、各バッテリセル１４のセル電圧、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。バッテリ管理装置１８は、メイン基板２０とサブ基板２２とを有する。サブ基板２２は、隣り合う４つのバッテリセル１４に接続される。サブ基板２２には、バッテリセル１４の温度を取得する不図示の温度センサチップが搭載される。

【0025】

メイン基板２０には、不図示のバッテリ用演算装置が搭載される。バッテリ用演算装置は、各バッテリセル１４のセル電圧の他、バッテリモジュール１２に関する様々な情報の演算を行う。例えば、バッテリ用演算装置は、図３に矢印Ａで示す第１バッテリセル１４ａの引出タブ３０と、図３に矢印Ｂで示す第２バッテリセル１４ｂの引出タブ３０との電位差に基づいて、第２バッテリセル１４ｂのセル電圧を演算する。また、バッテリ用演算装置は、図３に矢印Ｂで示す第２バッテリセル１４ｂの引出タブ３０と、図３に矢印Ｃで示す第３バッテリセル１４ｃの引出タブ３０との電位差に基づいて、第３バッテリセル１４ｃのセル電圧を演算する。

【0026】

［作用効果］
本実施形態のバッテリ装置１０は、第１バッテリセル１４ａに備えられた正極タブ２６と一体に形成された引出タブ３０と、第３バッテリセル１４ｃに備えられた正極タブ２６と一体に形成された引出タブ３０とを有する。第１バッテリセル１４ａの引出タブ３０は、第１バッテリセル１４ａに備えられた正極タブ２６と、第２バッテリセル１４ｂに備えられた負極タブ２８とに電気的に接続される。第３バッテリセル１４ｃの引出タブ３０は、第３バッテリセル１４ｃに備えられた正極タブ２６と、第４バッテリセル１４ｄに備えられた負極タブ２８とに電気的に接続される。さらに、第１バッテリセル１４ａの引出タブ３０と、第３バッテリセル１４ｃの引出タブ３０とは、Ｙ方向において互いに隣接する。これにより、良好なバッテリ装置１０を提供できる。

【0027】

本実施形態のバッテリ装置１０では、Ｙ方向において互いに隣接する２つの引出タブ３０が１つのサブ基板２２に接続される。そのため、サブ基板２２の数を、バッテリセル１４の数の約半分とすることができ、部品点数を削減できる。

【0028】

本実施形態のバッテリ装置１０では、第１バッテリセル１４ａの引出タブ３０は＋Ｘ方向に折り曲げられ、第３バッテリセル１４ｃの引出タブ３０は－Ｘ方向に折り曲げられる。これにより、第１バッテリセル１４ａと第３バッテリセル１４ｃと中間部分において、第１バッテリセル１４ａの引出タブ３０と、第３バッテリセル１４ｃの引出タブ３０とを、Ｙ方向視においてオーバラップさせることができる。

【0029】

本実施形態のバッテリ装置１０では、第２バッテリセル１４ｂの引出タブ３０は－Ｘ方向に折り曲げられ、第４バッテリセル１４ｄの引出タブ３０は＋Ｘ方向に折り曲げられる。これにより、第２バッテリセル１４ｂと第４バッテリセル１４ｄと中間部分において、第２バッテリセル１４ｂの引出タブ３０と、第４バッテリセル１４ｄの引出タブ３０とを、Ｙ方向視においてオーバラップさせることができる。

【0030】

本実施形態のバッテリ装置１０では、第１バッテリセル１４ａは、引出タブ３０が正極タブ２６と一体に形成され、正極タブ２６は、本体部２４と引出タブ３０との間に位置する。同様に、第２バッテリセル１４ｂは、引出タブ３０が正極タブ２６と一体に形成され、正極タブ２６は、本体部２４と引出タブ３０との間に位置する。また、第３バッテリセル１４ｃは、引出タブ３０が正極タブ２６と一体に形成され、正極タブ２６は、本体部２４と引出タブ３０との間に位置する。さらに、第４バッテリセル１４ｄは、引出タブ３０が正極タブ２６と一体に形成され、正極タブ２６は、本体部２４と引出タブ３０との間に位置する。

【0031】

複数のバッテリセル１４が互いに直列に接続されるため、一のバッテリセル１４の正極タブ２６は、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２８に接続される。正極タブ２６と負極タブ２８との間には比較的大きな電流が流れ、正極タブ２６及び負極タブ２８における発熱量が大きい。一方、引出タブ３０には比較的小さな電流が流れるため、引出タブ３０における発熱量を小さくできる。

【0032】

本実施形態のバッテリ装置１０では、Ｘ方向において、第１バッテリセル１４ａの正極タブ２６と、第２バッテリセル１４ｂの負極タブ２８とが重ね合わせられる。同様に、Ｘ方向において、第２バッテリセル１４ｂの正極タブ２６と、第３バッテリセル１４ｃの負極タブ２８とが重ね合わせられる。また、Ｘ方向において、第３バッテリセル１４ｃの正極タブ２６と、第４バッテリセル１４ｄの負極タブ２８とが重ね合わせられる。さらに、Ｘ方向において、第４バッテリセル１４ｄの正極タブ２６と、第１バッテリセル１４ａの負極タブ２８とが重ね合わせられる。これにより、正極タブ２６と負極タブ２８との接触面積を大きくとることができる。

【0033】

仮に、互いに隣接するバッテリセル１４の正極タブ２６と負極タブ２８とをバスバーにより接続する場合、バッテリセル１４の数と同数のバスバー、若しくは、バッテリセル１４の数以上のバスバーが必要となる。本実施形態では、隣接するバッテリセル１４の正極タブ２６と負極タブ２８とが直接重ね合わせられて接続されるため、部品点数を低減できる。

【0034】

本実施形態のバッテリ装置１０は、バッテリ管理装置１８のサブ基板２２が可撓部材３２を介してメイン基板２０に接続される。これにより、メイン基板２０に対するサブ基板２２の相対的な移動が許容される。これにより、バッテリセル１４の引出タブ３０の位置に応じて、サブ基板２２を移動させることができる。

【0035】

〔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。

【0036】

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（２６）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（２８）とに電気的に接続されるとともに、前記第１電極タブと前記第２電極タブのうちの少なくともいずれかと一体に形成された第１引出タブ（３０）と、複数の前記バッテリセルのうちの第３バッテリセル（１４ｃ）に備えられた第３電極タブ（２６）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（２８）とに電気的に接続されるとともに、前記第３電極タブと前記第４電極タブとのうちの少なくともいずれかと一体に形成された第２引出タブ（３０）と、を備え、前記第１引出タブと前記第２引出タブとが、前記第１方向に交差する第２方向において互いに隣接する。これにより、良好なバッテリ装置１０を提供できる。

【0037】

上記のバッテリ装置において、前記第１引出タブは、前記第１方向の一方に折り曲げられており、前記第２引出タブは、前記第１方向の他方に折り曲げられてもよい。これにより、第１バッテリセルと第３バッテリセルと中間部分において、第１引出タブと第２引出タブとを、第１方向と交差する方向においてオーバラップさせることができる。

【0038】

上記のバッテリ装置において、前記第１バッテリセルは、前記第１電極タブが設けられる本体部（２４）を有し、前記第１引出タブは、前記第１電極タブと一体に形成され、前記第１電極タブは、前記本体部と前記第１引出タブとの間に位置してもよい。これにより、第１引出タブにおける発熱量を小さくできる。

【0039】

上記のバッテリ装置において、前記第１方向において、前記第１電極タブと前記第２電極タブとが重ね合わせられてもよい。これにより、第１電極タブと第２電極タブとの接触面積を大きくとることができる。

【0040】

上記のバッテリ装置において、前記第１引出タブ及び前記第２引出タブが接続されるサブ基板（２２）と、前記サブ基板が可撓部材（３２）を介して接続されるメイン基板（２０）と、を備えてもよい。これにより、第１引出タブ及び第２引出タブの位置に応じて、サブ基板を移動させることができる。

【0041】

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。

【0042】

上記実施形態では、中心線Ｌの一方側に、Ｘ方向に延びる２列の引出タブ３０が配列され、中心線Ｌの他方側に、Ｘ方向に延びる２列の引出タブ３０が配列される場合を例に説明したが、これに限定されない。中心線Ｌの一方側に、Ｘ方向に延びる３列以上の引出タブ３０が配列され、中心線Ｌの他方側に、Ｘ方向に延びる３列以上の引出タブ３０が配列されてもよい。

【0043】

前述のように、正極タブ２６はアルミニウムにより形成され、負極タブ２８は銅により形成される。銅に比べてアルミニウムは軟らかいため、上記実施形態のように、引出タブ３０が正極タブ２６と一体に形成されることにより、引出タブ３０の曲げ加工がし易い。しかし、引出タブ３０が負極タブ２８と一体に形成されてもよい。すなわち、引出タブ３０は、正極タブ２６のみに設けられてもよいし、負極タブ２８のみに設けられてもよいし、正極タブ２６及び負極タブ２８の両方に設けられてもよい。

【符号の説明】

【0044】

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
２０…メイン基板 ２２…サブ基板
２４…本体部
２６…正極タブ（第１電極タブ、第３電極タブ）
２８…負極タブ（第２電極タブ、第４電極タブ）
３０…引出タブ（第１引出タブ、第２引出タブ）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】