Some content of this application is unavailable at the moment.
If this situation persist, please contact us atFeedback&Contact
1. (WO2017150051) SECONDARY BATTERY MODULE
Document

明 細 書

発明の名称 二次電池モジュール

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003  

先行技術文献

特許文献

0004  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0005  

課題を解決するための手段

0006  

発明の効果

0007  

図面の簡単な説明

0008  

発明を実施するための形態

0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025  

符号の説明

0026  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8  

図面

1   2   3   4   5  

明 細 書

発明の名称 : 二次電池モジュール

技術分野

[0001]
 本発明は、二次電池モジュールに関する。

背景技術

[0002]
 近年、リチウムイオン二次電池などの二次電池は電気自動車、ハイブリッド電気自動車、あるいは電気機器の電源として利用されている。
 二次電池モジュールは、複数の二次電池セルをケース内に配列し、各二次電池セルの正・負極端子を、バスバ等により相互に電気的に接続して構成される。二次電池モジュールは、このような二次電池モジュールを1個あるいは複数個備え、電源用端子および信号用コネクタを介して車両側のコントローラと接続されている。
[0003]
 二次電池モジュールは小型化が求められ、小型化する上で二次電池モジュールの高さを低くすることが求められている。特に低背化した二次電池モジュールでは回路基板と二次電池セルの開裂弁(ガス排出弁)との距離が近くなり、開裂弁から噴き出す高熱のガスが回路基板にかかってしまう。そのため、回路基板内の電子部品が影響を受けてその後の二次電池の制御が困難になる。特許文献1には電池の開裂弁の上部に絶縁板を設け、さらにその上に二次電池セルを制御する回路基板が配置された電池モジュール構造が開示されている。

先行技術文献

特許文献

[0004]
特許文献1 : 特開2015-115275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、特許文献1に記載された電池モジュールでは、各二次電池セルの内圧が上昇したときに開裂する開裂弁の上部を塞ぐように絶縁板が配置されているため、開裂弁から排出されたガスが停滞してしまい、その後のガス排出がうまくいかない虞がある。

課題を解決するための手段

[0006]
 本発明の二次電池モジュールは、一つの面にガス排出弁が設けられた角形二次電池を、前記ガス排出弁が同一方向に露出されるように複数個積層させた電池群と、前記電池群のガス排出弁上に配置された回路基板と、前記回路基板と前記電池群との間に配置されたカバー部材とを有する二次電池モジュールにおいて、前記カバー部材は、少なくとも一つの前記角形二次電池の前記ガス排出弁と対向する位置に設けられた開口部と、前記回路基板側において前記開口部に対向配置され、前記回路基板の板面に沿う方向に延びる庇部とを有する。

発明の効果

[0007]
 本発明によれば、回路基板に直接高温のガスがかかるのを防ぎ、二次電池モジュール内のガスが停滞するのを防止することができる。

図面の簡単な説明

[0008]
[図1] 二次電池モジュールの外観を示す上面斜視図である。
[図2] 二次電池モジュールの分解斜視図である。
[図3] 二次電池モジュールの要部の分解斜視図である。
[図4] ガス排出変換部の斜視図である。
[図5] ガス排出変換部を含む要部断面図である。

発明を実施するための形態

[0009]
 以下、本発明の二次電池モジュールの一実施の形態を、図面を参照して説明する。
 図1は、本実施例を示す二次電池モジュール1の外観を示す上面斜視図である。二次電池モジュール1は、ケース本体2と上蓋3で構成されるケースを備えている。二次電池モジュール1の上面の長手方向両端にはHV端子81及び21が設けられている。二次電池モジュール1は、HV端子81及び21にHVケーブルを接続することにより、電気自動車やハイブリッド電気自動車、あるいは電気機器に、電力が供給される。本一実施の形態では、HV端子81が(+)側、HV端子21が(-)側である。
[0010]
 二次電池モジュール1の上面には信号用コネクタ71が配置されている。信号用コネクタ71は二次電池モジュール1のコントローラの信号用コネクタであり、車両側のコントローラと接続されて、情報のやり取りや電源(例えば、12V)の供給を受ける。
 なお、以下の説明において、左右方向、前後方向、上下方向を、それぞれ、図示の方向とする。
[0011]
 図2は、二次電池モジュール1の分解斜視図である。
 ケース本体2内には、複数の二次電池セル4、および隣接する二次電池セル4間に介装された仕切り部材5が積層されて左右方向に配列されている。仕切り部材5は、例えば、PBT(ポリブチレンテレフタレート)等の樹脂により形成される。
[0012]
 二次電池セル4は、例えば、リチウムイオン二次電池である。二次電池セル4は、電池缶42と電池蓋41とを接合して構成された電池容器内に不図示の発電要素が収容され、非水電解液が注入された角形の二次電池セルである。電池缶42および電池蓋41は、例えば、アルミニウム等の金属により形成されている。電池蓋41には、略中央にガス排出弁41aが設けられている。ガス排出弁41aは、過充電等により二次電池セル4の内部圧力が上昇した際に、高温のガスを上方に吐出する。
[0013]
 ケース本体2内には、二次電池セル4と仕切り部材5とが配列された領域の上方に押圧用カバー6が設けられている。押圧用カバー6は、二次電池セル4をケース本体2内に上方から押圧して固定するためのものであり、二次電池セル4のガス排出弁41aと対向した位置に後述するガス排出変換部60を備えている。押圧用カバー6は、一対のバンドプレート10によりケース本体2に固定される。押圧用カバー6は、例えば、PPまたはPPE(変性ポリフェニレンエーテル)等の難燃性樹脂により形成される。
[0014]
 ケース本体2には、二次電池セル4と仕切り部材5とが収容された領域の左端側にリレーベース組8およびリレー82が収容されている。リレー82は、二次電池セル4の左端側に隣接して配置されたリレーベース組8に取付けられ、二次電池セル4と外部機器との電気的接続を導通/遮断する。
[0015]
 押圧用カバー6の上面の前後方向におけるほぼ中央には、回路基板7が配置される。回路基板7は、ねじ等の締結部材により、ケース本体2に固定される。回路基板7は、二次電池セル4を接続するセル間バスバ9に電気的に接続され、各二次電池セル4の電圧等を測定、監視している。回路基板7には、二次電池セル4と電気的に接続されるリレー82(コンタクタ)を制御する制御部品が配置されている。
[0016]
 図3は、二次電池モジュール1の要部の分解斜視図である。図2に示す分解斜視図から、上蓋3と回路基板7を取り除いた状態の分解斜視図である。
 二次電池セル4は、その電池蓋41の略中央にガス排出弁41aが設けられている。二次電池セル4は、左右方向に複数個積層されており、ガス排出弁41aは、上方向に露出されるように配置されている。
[0017]
 押圧用カバー6には、二次電池セル4のガス排出弁41aと対向した位置にガス排出変換部60を備えている。ガス排出変換部60は、ガス排出弁41aと対応して左右方向に複数個配置されている。ガス排出変換部60の詳細は後述する。
 ケース本体2には、左右方向の右側部に、空気などの冷却媒体をケース内に取り入れる流入口22および冷却媒体をケースから排出する排出口23が形成されている。ガス排出弁41aより上方に吐出したガスは、ガス排出変換部60に当たり左方向に向きを変え、ケース本体2の内部を通り、排出口23より排出される。
[0018]
 図4は、押圧用カバー6に設けられているガス排出変換部60の斜視図である。図4では、一つのガス排出変換部60を図示しているが、押圧用カバー6に設けられている他のガス排出変換部60も同様の構成である。
[0019]
 ガス排出変換部60は、押圧用カバー6と一体的に成形され、ガス排出弁41aと対向する位置に開口部60aを有する。開口部60aの上には庇部60bを有し、開口部60aの前方向、後方向、および右方向の三方に側壁部60cが押圧用カバー6と連設され、庇部60bと繋がっている。この側壁部60cによって庇部60bが開口部60aの上に支持される。ガス排出変換部60の左方向は、側壁部60cが無く開口している。なお、ガス排出変換部60の左方向にも側壁部60cを設け、そのうち一部を開口してもよい。すなわち、ガス排出変換部60の左方向における側壁部60cは、その一部または全部が開口している。したがって、ガス排出弁41aより上方に吐出したガスは、ガス排出変換部60の庇部60bに当たり、ガス排出変換部60の前方向、後方向、および右方向の三方は側壁部60cで規制され、左方向の開口から噴出する。
[0020]
 図5は、ガス排出変換部60を含む左右方向における要部断面図である。
 押圧用カバー6に設けられたガス排出変換部60は、二次電池セル4の上部であって、ガス排出弁41aと対向する位置に配置される。押圧用カバー6の上部には回路基板7が配置される。回路基板7には、二次電池セル4と電気的に接続されるリレー82(コンタクタ)を制御する制御部品70aが配置されている。ガス排出変換部60の庇部60bの各々は、回路基板7の板面に沿って二次電池セル4の積層方向(左方向)に延びている。ガス排出変換部60は、二次電池セル4のガス排出弁41aから吐出されるガスの排出方向を回路基板7の板面に沿う左方向に変換して、排出口23(図3参照)よりガスを排出する。これにより、ガス排出弁41aから吐出されるガスが回路基板7に直接あたるのを防ぐ。例えば、回路基板7に配置された制御部品70aを高温のガスから保護することで、制御部品70aが制御不能になることを防止し、二次電池セル4と電気的に接続されるリレー82(コンタクタ)を制御可能にする。
[0021]
 以上説明した実施形態によれば、次の作用効果が得られる。
(1)二次電池モジュール1は、一つの面にガス排出弁41aが設けられた二次電池セル4を、ガス排出弁41aが同一方向に露出されるように複数個積層させた電池群と、電池群のガス排出弁41a上に配置された回路基板7と、回路基板7と電池群との間に配置された押圧用カバー6とを有する。このような二次電池モジュール1において、押圧用カバー6は、少なくとも一つの二次電池セル4のガス排出弁41aと対向する位置に設けられた開口部60aと、回路基板7側において開口部60aに対向配置され、回路基板7の板面に沿う方向に延びる庇部60bとを有する。これにより、回路基板に直接高温のガスがかかるのを防ぎ、二次電池モジュール内のガスが停滞するのを防止することができる。
[0022]
(変形例)
 本発明は、以上説明した実施形態を次のように変形して実施することができる。
(1)ガス排出変換部60は、二次電池セル4の全てのガス排出弁41aと対応して複数個設けたが、回路基板7上の制御部品70aと対応する位置のガス排出弁41aに対向して設けて、他の位置には設けなくてもよい。
[0023]
(2)ガス排出変換部60は、三方に側壁部60cを上方に庇部60bを設けたが、少なくとも庇部60bを設けたものであればよい。この場合、庇部60bは、押圧用カバー6と一体的に設けてもよく、別体であってもよい。庇部60bは、側壁部60cの一部、若しく別部材によって支持される。
[0024]
(3)ガス排出変換部60を含む押圧用カバー6は、難燃性樹脂により形成されることとしたが、ガス排出変換部60の部分のみを難燃性樹脂で形成してもよい。この場合、押圧用カバー6とガス排出変換部60を別体の構成としてもよいし、一体としてガス排出変換部60の部分に難燃性樹脂を追加で設けてもよい。
[0025]
 本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の特徴を損なわない限り、本発明の技術思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。また、上述の実施形態と複数の変形例を組み合わせた構成としてもよい。

符号の説明

[0026]
1  二次電池モジュール
2  ケース本体
3  上蓋
4  二次電池セル
5  仕切り部材
6  押圧用カバー
7  回路基板
22  流入口
23  排出口
41a ガス排出弁
60a  開口部
60b  庇部
60c  側壁部

請求の範囲

[請求項1]
 一つの面にガス排出弁が設けられた角形二次電池を、前記ガス排出弁が同一方向に露出されるように複数個積層させた電池群と、
 前記電池群のガス排出弁上に配置された回路基板と、
 前記回路基板と前記電池群との間に配置されたカバー部材とを有する二次電池モジュールにおいて、
 前記カバー部材は、少なくとも一つの前記角形二次電池の前記ガス排出弁と対向する位置に設けられた開口部と、前記回路基板側において前記開口部に対向配置され、前記回路基板の板面に沿う方向に延びる庇部とを有する二次電池モジュール。
[請求項2]
 請求項1に記載の二次電池モジュールにおいて、
 前記カバー部材は、前記開口部及び前記庇部によってガス排出変換部を構成し、
 前記ガス排出変換部は、前記角形二次電池の前記ガス排出弁からのガス排出方向を前記回路基板の板面に沿う方向に変換する二次電池モジュール。
[請求項3]
 請求項2に記載の二次電池モジュールにおいて、
 前記回路基板には、前記電池群と電気的に接続されるコンタクタの制御部品が配置され、
 前記ガス排出変換部は、少なくとも前記制御部品の近傍に配置された前記ガス排出弁の位置に対応して設けられる二次電池モジュール。
[請求項4]
 請求項2または請求項3に記載の二次電池モジュールにおいて、
 前記ガス排出変換部は、前記ガス排出弁の各々と対応した位置に設けられる二次電池モジュール。
[請求項5]
 請求項4に記載の二次電池モジュールにおいて、
 前記ガス排出変換部の前記庇部の各々は、前記回路基板の板面に沿って同一方向に延びている二次電池モジュール。
[請求項6]
 請求項5に記載の二次電池モジュールにおいて、
 前記ガス排出変換部の前記庇部の各々は、前記回路基板の板面に沿って前記角形二次電池の積層方向に延びている二次電池モジュール。
[請求項7]
 請求項5または6に記載の二次電池モジュールにおいて、
 前記ガス排出変換部は、前記カバー部材に連設されて前記庇部を支持する側壁部を備え、
 前記回路基板の板面に沿った前記同一方向における前記側壁部の一部または全部は開口している二次電池モジュール。
[請求項8]
 請求項2から請求項7までのいずれか一項に記載の二次電池モジュールにおいて、
 前記ガス排出変換部は、難燃性樹脂で形成されている二次電池モジュール。
 

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]