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CN110635179B - 电池模块 - Google Patents

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CN110635179B
CN110635179B CN201910459922.1A CN201910459922A CN110635179B CN 110635179 B CN110635179 B CN 110635179B CN 201910459922 A CN201910459922 A CN 201910459922A CN 110635179 B CN110635179 B CN 110635179B
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Abstract

本发明提供一种电池模块，其能够确保连接器的插拔空间且抑制高度尺寸。电池模块具备通过层叠多个电池单元而构成的电池单元层叠体、将相邻的电池单元的端子彼此进行连接的多个母线、以及对各电池单元的电压进行检测的传感器装置。传感器装置从宽度方向观察时，配置于在电池单元层叠体的上表面上配置的多个母线的上方，且具备电压检测用连接器，该电压检测用连接器在宽度方向上具有连接部。各母线具有弯折部，该弯折部在连接的电池单元之间向上方突出。电压检测用连接器配置于在层叠方向上相邻的母线的弯折部之间，且在上下方向上电压检测用连接器的下表面被设置于比所述弯折部的上部低的位置。

Description

电池模块
技术领域
本发明涉及一种搭载于电动车辆等中的电池模块。
背景技术
一直以来，在电动车辆等上搭载有电池模块。例如，在专利文献1中公开有电池模块，该电池模块具备通过层叠多个电池单元而构成的电池单元层叠体、以及对各电池单元的电压进行检测的传感器装置。
在先技术文献
专利文献1：日本特开2016-072181号公报
然而，如专利文献1所示，在将传感器装置配置于电池单元层叠体的上表面上的电池模块中，高度尺寸可能会大幅度增加。尤其，在应用了为了缓和伴随电池单元的膨胀而作用的应力，在电池单元层叠方向的中间部具有向上方突出的弯折部的母线的电池模块中，高度尺寸可能会大幅度增加，而且与传感器装置连接的连接器的插拔也可能会因母线的弯折部而受到阻碍。
发明内容
本发明提供一种电池模块，其在电池单元层叠体的上表面上配置有传感器装置，同时能够确保连接器的插拔空间且抑制高度尺寸。
本发明的电池模块具备通过层叠多个电池单元而构成的电池单元层叠体、将相邻的电池单元的端子彼此进行连接的多个母线、以及对各电池单元的电压进行检测的传感器装置，其中，
所述传感器装置从与层叠方向及上下方向正交的宽度方向观察时，配置于在所述电池单元层叠体的上表面上配置的所述多个母线的上方，且具备连接器，该连接器在所述宽度方向上具有连接部，
各母线具有弯折部，该弯折部在连接的电池单元之间向上方突出，
所述连接器配置于在所述层叠方向上相邻的所述母线的弯折部之间，且在所述上下方向上所述连接器的下表面被设置于比所述弯折部的上部低的位置。
发明效果
根据本发明，传感器装置的连接器配置于在层叠方向上相邻的母线的弯折部之间，且在上下方向上连接器的下表面被设置于比弯折部的上部低的位置，因此作为在电池单元层叠体的上表面上配置有传感器装置的电池模块，同时能够确保连接器的插拔空间且抑制高度尺寸。
附图说明
图1是从斜上方观察本发明的一实施方式所涉及的电池模块而得到的立体图。
图2是图1的电池模块的分解立体图。
图3是图1的电池模块的俯视图。
图4是从斜下方观察图1的电池模块的传感器装置而得到的立体图。
图5是图4的B-B剖视图。
图6是图3的A-A剖视图。
图7是表示将两个电池模块相邻配置的情况下的配线例的俯视图。
附图标记说明：
1、1A 电池模块；
2 电池单元层叠体；
21 电池单元；
211 端子；
23 母线；
231 弯折部；
231a 上部；
7 传感器装置；
71 基板；
72 电子部件；
73 壳体；
74A 电压检测用连接器(连接器)；
74B 电压检测用连接器(其他的连接器)；
741 连接部；
742 下表面；
9 电压检测线。
具体实施方式
以下，根据附图对本发明的电池模块的一实施方式进行说明。需要说明的是，附图沿附图标记的朝向观察。
[电池模块]
如图1～图3所示，本实施方式所涉及的电池模块1具备：沿前后方向层叠多个电池单元21而构成的电池单元层叠体2，该电池单元层叠体2具有前表面、后表面、左表面、右表面、上表面、以及下表面；一对端板3，其配置在电池单元层叠体2的前表面及后表面；一对侧框架4，其配置在电池单元层叠体2的左表面及右表面，并将一对端板3进行连结；下板5，其配置在电池单元层叠体2的下表面；传感器装置7，其配置在电池单元层叠体2的上表面，且对各电池单元21的电压进行检测；以及顶盖6，其覆盖在电池单元层叠体2的上表面上未搭载有传感器装置7的区域。
需要说明的是，在本说明书等中，为了简单且明确地进行说明，将电池单元21的层叠方向定义为前后方向，且将与电池单元21的层叠方向正交的方向定义为左右方向(宽度方向)及上下方向(高度方向)，而与搭载有电池模块1的产品的前后方向等无关。即，在电池模块1搭载于车辆的情况下，电池单元21的层叠方向可以与车辆的前后方向一致，可以是车辆的上下方向、左右方向，也可以是从这些方向倾斜的方向。附图中，将电池模块1的前方表示为Fr、将后方表示为Rr、将左侧表示为L、将右侧表示为R、将上方表示为U、以及将下方表示为D。
(电池单元层叠体)
如图2所示，电池单元层叠体2将多个电池单元21与多个绝缘板22沿前后方向交替层叠而构成。在电池单元层叠体2的上表面上配置有与电池单元21的端子211电连接的多个母线23。多个母线23以多个电池单元21串联电连接的方式将相邻的电池单元21的端子211彼此进行连接。若具体进行说明，多个电池单元21以正侧的端子211与负侧的端子211顺次左右反转的方式进行层叠，多个母线23将在电池单元层叠方向的上游侧相邻的电池单元21的正侧(或负侧)的端子211与在电池单元层叠方向的下游侧相邻的电池单元21的负侧(或正侧)的端子211进行顺次连接，从而使多个电池单元21串联电连接。
在电池单元层叠体2的上表面上设置有对多个母线23进行保持的母线板24。母线板24具备多个母线保持部241，若在各母线保持部241使多个母线23保持之后，将母线板24载置于电池单元层叠体2的上表面，则多个母线23定位于能够与对应的端子211连接的规定的位置。需要说明的是，本实施方式的母线板24不是将母线23连接于端子211之后拆卸的夹具，而是将母线23连接于端子211之后也维持安装状态的电池模块1的构成要素。
已知有电池单元21因温度变化或时效劣化而膨胀。电池单元21具有长方体形状，该长方体形状为上下方向的长度长于前后方向的长度，且左右方向的长度长于上下方向的长度。因此，电池单元21的前表面及后表面的面积远大于左表面、右表面、上表面以及下表面的面积，且在电池单元21的前表面和后表面处，其左右方向中央部和上下方向中央部容易膨胀。若电池单元21在前后方向上膨胀，则应力作用在母线23上，该母线23将电池单元21的端子211彼此进行连结。为了缓和伴随电池单元21的膨胀而作用的应力，本实施方式的母线23具有在前后方向上的中间部向上方突出的弯折部231。
(端板)
如图1～图3所示，一对端板3配置在电池单元层叠体2的前表面及后表面，而承挡由电池单元21的膨胀引起的电池单元层叠体2的电池单元层叠方向的载荷。本实施方式的端板3使用铝挤压材料而形成，在不与电池单元层叠体2对置的外侧表面的左右两端部上，设置有经由螺栓B1而与侧框架4紧固连结的多个紧固连结部31。另外，在一对端板3的上表面上设置有外部连接用端子板32，该外部连接用端子板32用于在电池模块1与外部的电气设备之间收发电力，而且在其中任一方的端板3的上表面上设置有传感器固定部33，该传感器固定部33经由螺栓B2固定有传感器装置7。
(侧框架)
如图1～图3所示，侧框架4通过将金属板材冲压加工而形成，且具备：侧框架主体41，其沿着电池单元层叠体2的左表面或右表面；前凸缘部42，其从侧框架主体41的前端沿着前侧的端板3的前表面向相互靠近的方向延伸；后凸缘部43，其从侧框架主体41的后端沿着后侧的端板3的后表面向相互靠近的方向延伸；上凸缘部44，其从侧框架主体41的上端沿着电池单元层叠体2的上表面向相互靠近的方向延伸；以及下凸缘部45，其从侧框架主体41的下端沿着电池单元层叠体2(下板5)的下表面向相互靠近的方向延伸。
前凸缘部42及后凸缘部43经由螺栓B1与前侧的端板3或后侧的端板3紧固连结。由此，一对端板3经由一对侧框架4连结。一对侧框架4在电池单元层叠体2的电池单元层叠方向的载荷增加的情况下，允许端板3彼此的前后方向的相对位移。例如，通过侧框架主体41的前后方向的变形、侧框架主体41与前凸缘部42或侧框架主体41与后凸缘部43的角度变化等而允许端板3彼此的前后方向的相对位移。
上凸缘部44及下凸缘部45在电池单元层叠体2的左端部及右端部上从上下方向夹持电池单元层叠体2及下板5。由此，电池单元层叠体2、侧框架4及下板5的上下方向的相对位置变动得到抑制，并且能够使构成电池单元层叠体2的多个电池单元21整齐排列。
本实施方式的上凸缘部44由沿前后方向排列的多个弹性片44a构成，弹性片44a的个数及位置与沿前后方向层叠的电池单元21的个数及位置对应。由此，上凸缘部44具有适当的弹性，且能够单独地弹性保持多个电池单元21。需要说明的是，下凸缘部45经由被限制部(未图示)与下板5固定或卡合。
(下板)
如图1及图2所示，下板5使用铝挤压材料而形成，且具备：下板主体51，其沿着电池单元层叠体2及端板3的下表面延伸；多个固定部52，其被固定于对电池模块1进行支承的模块支承结构体(未图示)；以及限制部(未图示)，其对侧框架4的下凸缘部45进行限制。
(传感器装置)
如图4及图5所示，传感器装置7具备：基板71；电子部件72，其搭载于该基板71；壳体73，其容纳该基板71及该电子部件72；电压检测用连接器74A、74B，其配置在该壳体73的侧面；以及检测信号输出用连接器75，其配置在该壳体73的侧面，且经由多个检测信号输出线10(参照图7)与车辆的充放电控制部(未图示)连接。需要说明的是，如后述那样，为了能够检测电池模块1、1A这两者的电压，本实施方式的传感器装置7具备电压检测用连接器74A、74B这两者，但电压检测用连接器的个数可以是一个，也可以是三个以上。
本实施方式的基板71是在前后方向上长的俯视长方形的印刷基板，在上表面上印刷有配线，且在下表面上安装有电子部件72、电压检测用连接器74A、74B、以及检测信号输出用连接器75。
壳体73具备覆盖基板71的下表面侧的壳体主体731、以及覆盖基板71的上表面侧的盖壳体732。在壳体主体731的前后方向一端部上设置有经由螺栓B2在端板3的传感器固定部33上固定的固定部731b，且在壳体主体731的左右侧部上分别设置有与多个绝缘板22卡合的多个卡合部731c。
电压检测用连接器74A经由多个电压检测线9连接于各母线23。多个电压检测线9的一端侧与电缆侧连接器91连接，且经由该电缆侧连接器91与传感器装置7的电压检测用连接器74A连接。另外，多个电压检测线9的另一端侧经过在电池单元层叠体2的上表面与传感器装置7的下表面之间确保的空间并与各母线23连接。
电压检测用连接器74A的连接部741配置于壳体73的左侧面，且电缆侧连接器91从左右方向插拔。在本发明的实施方式所涉及的电池模块1中，确保电缆侧连接器91相对于电压检测用连接器74A的连接部741的插拔空间，同时尽量将传感器装置7配置在低的位置，从而抑制将电池单元层叠体2与传感器装置7合计的电池模块1整体的高度尺寸。
若具体说明，如图6所示，传感器装置7从左右方向观察时配置于在电池单元层叠体2的上表面上配置的多个母线23的上方，但是电压检测用连接器74A(电缆侧连接器91)配置于在前后方向上相邻的母线23的弯折部231之间，且在上下方向上电压检测用连接器74A(电缆侧连接器91)的下表面742被设置于比弯折部231的上部231a低的位置。
根据这种电池模块1，在电池单元层叠体2的上表面上配置有传感器装置7，同时能够确保电缆侧连接器91相对于电压检测用连接器74A的连接部741的插拔空间且抑制高度尺寸。另外，电压检测用连接器74A的连接部741配置在传感器装置7的侧面，因此能够避免电压检测用连接器74A、电缆侧连接器91比传感器装置7靠上方突出。需要说明的是，在图6中，由附图标记61表示的部分是凹部，该凹部为了确保电缆侧连接器91相对于电压检测用连接器74A的连接部741的插拔空间而形成于顶盖6。
另外，本实施方式的传感器装置7具备电压检测用连接器74A、74B这两者，因此如图7所示，在将其他的电池模块1A相邻配置于电池模块1的情况下，将与电池模块1的各母线23连接的电压检测线9连接于电压检测用连接器74A，并且将与其他的电池模块1A的各母线(未图示)连接的电压检测线9连接于电压检测用连接器74B。由此，用一个传感器装置7在能够检测电池模块1以外，还能够检测其他的电池模块1A的各电池单元(未图示)的电压，因此其他的电池模块1A不需要传感器装置。
另外，在利用电池模块1的传感器装置7检测其他的电池模块1A的各电池单元的电压的情况下，其他的电池模块1A在电池模块1的左右方向一方(在图7中左侧)相邻配置，另外，关于连接有其他的电池模块1A的电压检测线9的电压检测用连接器74B，连接部741优选设置于传感器装置7的该左右方向一方的侧面(在图7中左侧面)。这样，能够缩短与电压检测用连接器74B连接的其他的电池模块1A的电压检测线9。需要说明的是，在图7中，由附图标记11表示的构件为在俯视下具有与传感器装置7大致同一形状的盖构件。
需要说明的是，电压检测用连接器74B(电缆侧连接器91)也配置于在前后方向上电池模块1的相邻的母线23的弯折部231之间，且在上下方向上电压检测用连接器74B(电缆侧连接器91)的下表面742被设置于比弯折部231的上部231a低的位置。由此，能够确保电缆侧连接器91相对于电压检测用连接器74B的连接部741的插拔空间且抑制高度尺寸。
需要说明的是，上述实施方式能够适当进行变形、改良等。
[总括]
在本说明书中至少记载了以下事项。需要说明的是，尽管在括号内示出了上述实施方式中的相应构成要素等，但并不限定于此。
(1)一种电池模块(电池模块1)，其具备通过层叠多个电池单元(电池单元21)而构成的电池单元层叠体(电池单元层叠体2)、将相邻的电池单元的端子(端子211)彼此进行连接的多个母线(母线23)、以及对各电池单元的电压进行检测的传感器装置(传感器装置7)，其中，
所述传感器装置从与层叠方向及上下方向正交的宽度方向观察时，配置于在所述电池单元层叠体的上表面上配置的所述多个母线的上方，且具备连接器(电压检测用连接器74A)，该连接器在所述宽度方向上具有连接部(连接部741)，
各母线具有弯折部(弯折部231)，该弯折部在连接的电池单元之间向上方突出，
所述连接器配置于在所述层叠方向上相邻的所述母线的弯折部之间，且在所述上下方向上所述连接器的下表面(下表面742)被设置于比所述弯折部的上部(上部231a)低的位置。
根据(1)，传感器装置的连接器配置于在层叠方向上相邻的母线的弯折部之间，且在上下方向上连接器的下表面被设置于比弯折部的上部低的位置，因此是在电池单元层叠体的上表面上配置有传感器装置的电池模块，同时能够确保连接器的插拔空间且抑制高度尺寸。
(2)根据(1)所述的电池模块，其中，
所述传感器装置具备基板(基板71)、搭载于该基板的电子部件(电子部件72)、以及容纳该基板及该电子部件的壳体(壳体73)，
所述连接器设置于该壳体的侧面。
根据(2)，基板及电子部件容纳于壳体，从而能够通过壳体来保护基板等且减小高度尺寸。
(3)根据(1)或(2)所述的电池模块，其中，
在所述连接器上连接有与各母线连接的电压检测线(电压检测线9)。
根据(3)，将与各母线连接的电压检测线连接到在壳体的侧面上设置的连接器，从而能够减小电池模块的高度尺寸。
(4)根据(1)或(2)所述的电池模块，其中，
所述传感器装置还具备其他的连接器(电压检测用连接器74B)，
所述其他的连接器连接有电压检测线(电压检测线9)，该电压检测线与在宽度方向一方相邻配置的其他的电池模块(其他的电池模块1A)的各母线连接，且所述其他的连接器的连接部(连接部741)设置于所述宽度方向一方。
根据(4)，在电池模块的其他的连接器上连接有电压检测线，该电压检测线与在该电池模块的宽度方向上相邻配置的其他的电池模块的各母线连接，从而其他的电池模块不需要传感器装置。另外，其他的连接器的连接部设置于其他的电池模块侧(宽度方向一方)，因此能够缩短与连接器连接的电压检测线。

Claims (4)

1.一种电池模块，其具备通过层叠多个电池单元而构成的电池单元层叠体、将相邻的电池单元的端子彼此进行连接的多个母线、以及对各电池单元的电压进行检测的传感器装置，其中，
所述传感器装置从与层叠方向及上下方向正交的宽度方向观察时，配置于在所述电池单元层叠体的上表面上配置的所述多个母线的上方，且具备连接器，该连接器在所述宽度方向上具有连接部，
各母线具有弯折部，该弯折部在连接的电池单元之间向上方突出，
所述连接器配置于在所述层叠方向上相邻的所述母线的弯折部之间，且在所述上下方向上所述连接器的下表面被设置于比所述弯折部的上部低的位置。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其中，
所述传感器装置具备基板、搭载于该基板的电子部件、以及容纳该基板及该电子部件的壳体，
所述连接器设置于该壳体的侧面。
3.根据权利要求1或2所述的电池模块，其中，
在所述连接器上连接有与各母线连接的电压检测线。
4.根据权利要求1或2所述的电池模块，其中，
所述传感器装置还具备其他的连接器，
所述其他的连接器连接有电压检测线，该电压检测线与在宽度方向一方相邻配置的其他的电池模块的各母线连接，且所述其他的连接器的连接部设置于所述宽度方向一方。
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