JP2015069778A - 電池パック及び二次電池 - Google Patents

Abstract

【課題】端子の腐食を抑止すること。【解決手段】電池パック１０は、ケース１１を有している。ケース１１には、複数の電池モジュール２２が収容されている。ケース１１は、天板１４の外面（ケース１１の外面）に設けられた側面視三角形状をなす端子台１７を有している。端子台１７は、天板１４から鉛直方向上方に向けて傾斜する端子台傾斜面１８を有している。端子４３の軸方向一端は、ケース１１内に露出している。端子４３の軸方向他端はケース１１外に突出している。端子４３の軸方向他端の接合面４７は、鉛直方向下方に向けて傾斜する傾斜面となっている。【選択図】図２

Description

本発明は、接続部材が接合される端子を有する電池パック及び二次電池に関する。

二次電池や、複数の二次電池を有する電池パックには、負荷と二次電池又は負荷と電池パックを接続するための端子が設けられている。端子には、バスバーや配線などの接続部材が接続され、この接続部材を介して負荷が接続される。端子が腐食すると抵抗値が大きくなり、電力損失が大きくなる。このため、特許文献１に記載の蓄電池では、端子に液体が付着することを抑止して、端子が腐食することを抑止している。

図７に示すように、特許文献１に記載の蓄電池１０１は、一面に端子１０２を有している。端子１０２は、蓄電池１０１の一面から突出する突出部１０３と、蓄電池１０１の一面に設けられ、突出部１０３を囲む環状の接合部１０４とを有している。端子１０２の周囲には、傾斜面１０５が設けられている。例えば、結露などによって蓄電池１０１の一面に液体（結露水）が生じると、液体は、傾斜面１０５を流れる。

特開平１１−１４９９３５号公報

ところで、特許文献１に記載の蓄電池１０１では、接合部１０４の上面（接続部材が接合される面）が平坦面となっているため、液体が傾斜面１０５を流れても、接合部１０４で滞留しやすく、端子１０２が腐食するおそれがある。

本発明の目的は、端子の腐食を抑止することができる電池パック及び二次電池を提供することにある。

上記課題を解決する電池パックは、正極及び負極を有する電池セルを複数有するとともに、前記正極又は前記負極と電気的に接続される端子と、前記端子に接合される接続部材とを有する電池パックであって、前記端子の鉛直方向上方の面は、鉛直方向下方に向けて傾斜する傾斜面を有することを要旨とする。

これによれば、端子の接合面に液体が流れてきても、端子の鉛直方向上方の面で液体が滞留しにくい。このため、端子が腐食することが抑止され、端子の腐食に伴い端子と接続部材との接触抵抗が大きくなることが抑止される。したがって、電力損失が大きくなることが抑止される。

上記電池パックについて、前記複数の電池セルが収容されるケースを備え、前記端子は、前記ケースの外部に突出して設けられ、前記接続部材は、前記端子と前記複数の電池セルから電力が供給される機器とを電気的に接続することが好ましい。

これによれば、端子はケースの外部に突出する。ケースの外部は、結露などによって液体が生じやすいが、端子の鉛直方向上方の面を傾斜させることで、液体が滞留しにくく、端子が腐食しにくい。

上記電池パックについて、前記ケースは、該ケースの鉛直方向上方の面に設けられる端子台を有し、前記端子台の鉛直方向上方の面は、鉛直方向下方に向けて傾斜する端子台傾斜面を有し、前記端子は、前記端子台における前記端子台傾斜面を貫通し、該端子台傾斜面から突出するように設けられていることが好ましい。

これによれば、端子の周囲に液体が流れてきても、端子台傾斜面で液体が滞留しにくい。このため、端子の鉛直方向上方の面に加えて、端子の周囲での液体の滞留も抑止され、端子の腐食を更に抑止することができる。

上記電池パックについて、前記端子台の前記端子台傾斜面における前記端子より鉛直方向上方に位置する部分には、前記端子台の前記端子台傾斜面から立設する立設部が設けられていることが好ましい。

これによれば、端子台傾斜面における端子より鉛直方向上方から端子に向けて流れてきた液体が、端子に接触することが抑止されるため、端子の腐食を更に抑止することができる。

上記課題を解決する二次電池は、正極及び負極を有する二次電池であって、前記正極及び前記負極のうち少なくとも一方に接合される接続部材を有し、前記正極又は前記負極における前記接続部材が接合される接合面は、鉛直方向下方に向けて傾斜する傾斜面を有することを要旨とする。

これによれば、正極又は負極の接合面で、液体が滞留することが抑止される。このため、正極及び負極が腐食しにくく、正極及び負極と接続部材との接触抵抗が大きくなることで電力損失が大きくなることが抑止される。

本発明によれば、端子の腐食を抑止することができる。

第１の実施形態の電池パックを示す斜視図。 第１の実施形態の電池パックを示す図１の２−２線断面図。 第１の実施形態の電池セルを示す斜視図。 第１の実施形態の端子を示す斜視図。 （ａ）は第２の実施形態の二次電池を示す斜視図、（ｂ）は第２の実施形態の二次電池を示す側面図。 第２の実施形態の二次電池を示す断面図。 従来技術の蓄電池の端子を示す側面図。

（第１の実施形態）
以下、電池パックの一実施形態について説明する。
図１及び図２に示すように、電池パック１０は、ケース１１を有している。ケース１１には、複数の電池モジュール２２が収容されている。ケース１１は、底板１２と、底板１２の周縁から立設する側壁１３と、側壁１３に囲まれる開口部を閉塞する天板１４とを有している。ケース１１は、天板１４の外面（ケース１１の鉛直方向上方の面）に設けられた側面視三角形状をなす端子台１７を有している。端子台１７は、鉛直方向上方の面に鉛直方向下方に向けて傾斜する端子台傾斜面１８を有している。端子台１７は、樹脂から形成されている。端子台傾斜面１８は、天板１４の一端部に向けて傾斜している。

図２及び図３に示すように、電池モジュール２２は、複数の電池セル２３を有している。電池セル２３は、正極２６及び負極２７を有している。電池モジュール２２において、電池セル２３の並設方向の両端の電池セル２３には、パワー線２４が接続されている。具体的にいえば、電池セル２３の並設方向両端の電池セル２３のうち、一方の電池セル２３の正極２６及び他方の電池セル２３の負極２７にはパワー線２４が接続されている。ケース１１内には、二つの接続台３１が収容されている。各電池モジュール２２に接続される同一極性のパワー線２４は、同一の接続台３１に電気的に接続されている。

図２及び図４に示すように、天板１４及び端子台１７には、貫通孔４１，４２が形成されている。そして、この貫通孔４１，４２には、柱状の端子４３が挿入されている。端子４３には、軸方向に延び、ケース１１内とケース１１外とを連通する端子孔４５が形成されるとともに、この端子孔４５の内周面には、雌ねじが形成されている。端子４３は、二つ設けられている。

端子４３の軸方向一端は、ケース１１内に露出している。端子４３の軸方向他端は端子台傾斜面１８を貫通してケース１１外に突出している。端子４３は、軸方向他端が端子台傾斜面１８から鉛直方向上方に突出している。端子台傾斜面１８は、端子４３の外周面に当接している。端子４３の軸方向他端（端子４３の鉛直方向上方の面）は、電池パック１０が設置された状態で鉛直方向下方に向けて傾斜する傾斜面となっており、後述する配線４８が接合される接合面として機能する。以降、端子４３の軸方向他端は、接合面４７として説明を行う。本実施形態における接合面４７は、天板１４の一端部に向けて傾斜している。

図１及び図２に示すように、端子４３における接合面４７には、端子４３と、複数の電池セル２３から電力が供給される機器とを電気的に接続する接続部材としての配線４８が接続される。配線４８は、円環板状の接続部４９を有しており、この接続部４９を貫通したボルトＢが端子４３の端子孔４５に螺合されることで端子４３に接合されている。端子４３の軸方向一端には、接続台３１と端子４３とを電気的に接続するパワー線２５が接続され、端子４３と複数の電池セル２３（電池モジュール２２）とがパワー線２４，２５及び接続台３１を介して電気的に接続されている。

端子台傾斜面１８には、立設部材としての平面視Ｕ字状のリブ５１が設けられている。リブ５１は、端子台傾斜面１８から立設しており、各端子４３を囲むように設けられている。リブ５１は、端子台傾斜面１８における端子４３より鉛直方向下方に位置する部分が開口している。リブ５１は、端子台傾斜面１８における端子より鉛直方向上方に位置する部分（端子台傾斜面１８を流れる液体の流通方向において端子４３より上流）に基部５２を有しており、この基部５２から端子４３を挟むように傾斜方向に一対の延設部５３が延びている。

次に、本実施形態の電池パック１０の作用について説明する。
結露などによって、端子台傾斜面１８に液体（例えば、結露水）が生じると、液体は、端子台傾斜面１８を流れる。端子台傾斜面１８においてリブ５１に囲まれる領域外に生じた液体は、リブ５１によって端子４３に付着することが抑止される。また、リブ５１に囲まれる領域内に生じた液体は、端子台傾斜面１８を流れるため、端子台傾斜面１８での液体の滞留が抑止されている。

本実施形態の電池パック１０では、結露などによって接合面４７に液体が生じた場合には、接合面４７が鉛直方向下方に向けて傾斜していることから、液体は接合面４７を流れるため、接合面４７に液体が滞留しにくい。

ところで、電池パック１０の端子４３の接合面４７を傾斜させず、ケース１１全体を傾けることで、液体が滞留することを抑止することも考えられる。しかしながら、この場合には、電池パック１０が斜めに搭載されることで、電池パック１０が不安定になったり、電池パック１０を斜めに維持するための部材が必要となり、製造コストが増大するおそれや、電池パック１０が転倒するおそれがある。本実施形態のように、接合面４７を傾斜させることで、電池パック１０を傾けることなく、液体の滞留を抑止することができる。

したがって、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）端子４３における接続部材（配線４８）との接合面４７が、傾斜しているため、端子４３の接合面４７に液体が滞留しにくく、液体による接合面４７の腐食が抑止されている。このため、接合面４７の腐食に伴い端子４３と接続部材との接触抵抗が大きくなることが抑止され、電力損失が大きくなりにくい。このため、例えば、電池パック１０が車両に搭載される場合には、車両の走行距離が短くなりにくい。

（２）端子４３の周囲には、端子４３の外周面と当接する端子台傾斜面１８が設けられている。このため、端子４３の周囲に液体が生じたときに、端子４３の外周面に液体が滞留しにくく、液体が端子４３に付着しにくい。このため、端子４３の外周面の腐食を抑止することができる。

（３）リブ５１によって、端子台傾斜面１８における端子４３より鉛直方向上方から流れてくる液体が端子４３に付着することを抑止している。このため、端子４３が腐食することが更に抑止される。また、端子台１７を補強するリブ５１を端子４３に液体が付着することを抑止する立設部材として兼用しているため、部品点数を減らすことができる。

（第２の実施形態）
以下、二次電池の一実施形態について説明する。
図５及び図６に示すように、二次電池６１は、電池ケース６２に電極組立体６３が収容されている。電池ケース６２は、電極組立体６３を収容する有底箱状の本体部６４と、本体部６４の開口部を閉塞する板状の蓋部６５とから構成されている。蓋部６５には、端子６６（正極及び負極）が設けられている。電極組立体６３は、複数の正負の電極を積層してなる。端子６６は、導電部材６９を介して電極組立体６３に電気的に接続されている。蓋部６５は、蓋部６５の厚み方向に貫通する貫通孔６７を二箇所に有している。貫通孔６７には、絶縁リング６８が挿入されている。

端子６６は、貫通孔６７（絶縁リング６８）に挿通されて電池ケース６２内から電池ケース６２外に突出する円柱状の軸部７１を有している。軸部７１は、先端（電池ケース６２外に突出する端部）側の外周面に雄ねじが形成された螺合部７２を有している。また、軸部７１の基端（軸部７１の先端とは反対側の端部）側には、貫通孔６７の径よりも外形が大きい抜け防止部７３が設けられている。

軸部７１の螺合部７２には、ナットＮ１が螺合されている。これにより、端子６６が蓋部６５に固定されている。また、軸部７１の先端面７４は、鉛直方向下方に向けて傾斜する傾斜面となっている。配線や、バスバーなどの接続部材が、この先端面７４に接続されるため、先端面７４が接合面となる。

したがって、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（４）結露などによって、端子６６の先端面７４に液体が付着すると、液体は先端面７４の傾斜によって流れるため、液体が先端面７４に滞留しにくい。このため、先端面７４が腐食しにくく、接続部材と端子６６との接触抵抗が大きくなりにくい。したがって、電力損失が大きくなることを抑止することができる。

なお、実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 端子台傾斜面１８を設けなくてもよい。すなわち、端子４３は、平坦面に設けられていてもよい。

○ リブ５１は、基部５２のみであってもよい。この場合でも、端子台傾斜面１８における端子４３よりも鉛直方向上方に設けられる基部５２によって、端子４３に液体が付着することが抑止される。また、リブ５１を設けなくてもよい。

○ 接続部材は、バスバーであってもよい。
○ 接続台３１を設けることなく、パワー線２４を直接端子４３に接続してもよい。
○ 端子台１７は、樹脂製ではなくてもよい。例えば、絶縁部材がコーティングされた金属製であってもよい。

○ 実施形態では、端子台１７によって端子台傾斜面１８を形成したが、ケース１１の天板に直接端子台傾斜面を設けてもよい。また、端子台傾斜面１８は、ケース１１の外部に設けられていればよく、ケース１１に設けられていなくてもよい。

○ 第１の実施形態の二つの端子４３のうち、いずれか一方のみの接合面４７を傾斜面としてもよい。また、第２の実施形態の二つの端子６６のうち、いずれか一方の先端面７４のみを傾斜面としてもよい。

○ 接続台３１は、ケース１１に一体化されていてもよい。
○ 各接続台３１は、一体化されていてもよい。

１０…電池パック、１１…ケース、１７…端子台、１８…端子台傾斜面、２３…電池セル、４３，６６…端子、４７…接合面、５１…リブ、６１…二次電池、７４…先端面。

Claims (5)

1. 正極及び負極を有する電池セルを複数有するとともに、前記正極又は前記負極と電気的に接続される端子と、前記端子に接合される接続部材とを有する電池パックであって、
   前記端子の鉛直方向上方の面は、鉛直方向下方に向けて傾斜する傾斜面を有することを特徴とする電池パック。
2. 前記複数の電池セルが収容されるケースを備え、
   前記端子は、前記ケースの外部に突出して設けられ、
   前記接続部材は、前記端子と前記複数の電池セルから電力が供給される機器とを電気的に接続することを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
3. 前記ケースは、該ケースの鉛直方向上方の面に設けられる端子台を有し、
   前記端子台の鉛直方向上方の面は、鉛直方向下方に向けて傾斜する端子台傾斜面を有し、
   前記端子は、前記端子台における前記端子台傾斜面を貫通し、該端子台傾斜面から突出するように設けられていることを特徴とする請求項２に記載の電池パック。
4. 前記端子台の前記端子台傾斜面における前記端子より鉛直方向上方に位置する部分には、前記端子台の前記端子台傾斜面から立設する立設部が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の電池パック。
5. 正極及び負極を有する二次電池であって、
   前記正極及び前記負極のうち少なくとも一方に接合される接続部材を有し、
   前記正極又は前記負極における前記接続部材が接合される接合面は、鉛直方向下方に向けて傾斜する傾斜面を有することを特徴とする二次電池。