JP2016115601A - 蓄電モジュール - Google Patents
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Abstract
Description
−準備工程−
セルブロック組立品、ならびに電圧検出線130を準備する。セルブロック組立品は、複数の二次電池101を備えたセルブロック10がセル保持機構によって固縛されてなる組立品である。電圧検出線130には、電圧検出用端子131が予め固着されている。
図6(a)および図6(b)に示すように、バスバー120の接続端子121の挿通部126および電圧検出用端子131の挿通部136のそれぞれを中継部材140に挿通して仮組みする。以下、仮組してなる組立品をバスバー組立品と記す。
図8に示すように、バスバー組立品を、バスバーカバー4の上方から下方に降ろし、図9に示すように、バスバーカバー4の所定位置に配置する。バスバー120はバスバー収容部41に配置され、電線137の端部は第1壁部150aと第2壁部150bとの間に配置される。電圧検出用端子131の基端は、規制部150を構成する第1壁部150aの第1規制面151aおよび規制部150を構成する第2壁部150bの第2規制面151bのそれぞれに当接するように配置される。なお、電圧検出用端子131の基端と、規制部150との間にはわずかな隙間が形成されていてもよい。
バスバーカバー4を、セルブロック10の上方から下方に降ろし、セルブロック10上の所定位置に配置する。バスバーカバー4に設けられた係合爪(不図示)がセルホルダに設けられた係合部(不図示)に係合されることで、バスバーカバー4がセルホルダに固着される。正極端子104および負極端子105は、バスバーカバー4の開口部4hに配置され、正極端子104の上面および負極端子105の上面がバスバー120の接続部123に当接する。
図示しない押圧治具をバスバー120に設けられる一対の接続部123のそれぞれの上面に当て、下方に押圧した状態で、バスバー120を正極端子104および負極端子105にレーザ溶接する。蓋部材43a,43bを閉じて、固定し、蓄電モジュール100が完成する。
(1)蓄電モジュール100は、バスバー120の接続端子121と電圧検出用端子131とが互いに近づくように挿通され、挿通された接続端子121および電圧検出用端子131のそれぞれを個別に、弾性力により挟持する挟持部(弾性変形部142)を有する中継部材140と、電圧検出用端子131が接続端子121から離れるように移動することを規制する規制部150とを備えるようにした。
組立作業の際、接続端子121と電圧検出用端子131をそれぞれ中継部材140に挿通し、所定の位置に配置することで配線工程が完了するため、蓄電モジュール100の組立作業を容易に行うことができる。その結果、製品の製造コストを低減することができる。
さらに、蓄電モジュール100が搭載される車体に振動や衝撃等の外的要因が作用した場合であっても、規制部150により電圧検出用端子131が接続端子121から離れるように移動することが規制されるので、電圧検出用端子131が中継部材140から脱落し、電気的な接続が切断されることが防止される。なお、バスバー120は、二次電池101の電極端子に溶接されているので、中継部材140から脱落することはない。つまり、本実施の形態によれば、バスバー120の接続端子121と電圧検出用端子131との結束力を高め、電気的接続の信頼性を向上できる。
これにより、電圧検出用端子131の移動を規制する、すなわち抜け止めを防止する部材を、中継部材140や電圧検出用端子131に個別に設ける必要がないので、中継部材140や電圧検出用端子131が大型化することを防止できる。
接続端子121および電圧検出用端子131のそれぞれにおいて、一方の面に弾性変形部を押し当て、反対側の面を本体部141の内周面に直接押し付ける構成とする場合に比べて、個々の弾性変形部(第1弾性変形部142aおよび第2弾性変形部142b)の変形量を小さくできるとともに、弾性力を小さくできる。その結果、中継部材140の小型、軽量化を図ることができる。
これにより、メッキ層Pがクッション層の役割を果たし、中継部材140や接続端子121、電圧検出用端子131の損傷を抑制することができる。
さらに、接続端子121および電圧検出用端子131がメッキ層Pに向けて押圧されると、メッキ層Pが塑性変形し、メッキ層Pと接続端子121および電圧検出用端子131との接触面積が増加する。したがって、メッキ層Pと接続端子121および電圧検出用端子131との接触抵抗が低減され、メッキ層Pおよび中継部材140を介して接続端子121と電圧検出用端子131とを導通させる導通パスの電気抵抗をより低下させることができる。
これにより、接続端子121を中継部材140へ容易に挿通させることができるとともに、中継部材140の内側表面に形成されるメッキ層Pの損傷が防止される。
同様に、電圧検出用端子131の先端部136aは、先端部136aの先端に近づくにしたがって厚みが徐々に薄くなるテーパ状とされている。
これにより、電圧検出用端子131を中継部材140へ容易に挿通させることができるとともに、中継部材140の内側表面に形成されるメッキ層Pの損傷が防止される。
これにより、蓄電モジュール100の高さ寸法を抑え、蓄電モジュール100のコンパクト化を図ることができる。
上述した実施の形態では、バスバー120の接続端子121の挿通部126および電圧検出用端子131の挿通部136を、それぞれ中継部材140の中心軸Xを含む仮想平面上に配置するようにした例について説明したが、本発明はこれに限定されない。
(9)本変形例では、バスバー120の接続端子121および電圧検出用端子131を、間隔をあけて重ねるように配置させた状態で、第1弾性変形部242aおよび第2弾性変形部242bによる弾性力により、個別に挟持する構成とした。これにより、中継部材140の中心軸X方向の長さを短縮できる。なお、上述の実施の形態では、中心軸X上に、接続端子121と電圧検出用端子131を並べて配置する構成としたので、中継部材140の中心軸Xと直交する方向の長さ、すなわち高さ寸法を短縮できる。
一対の弾性変形部142によって接続端子121あるいは電圧検出用端子131を挟持する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。図11は、変形例2に係る蓄電モジュールにおけるバスバーの接続端子121および電圧検出用端子131を中継部材340に挿通させる様子を説明する図であり、図11(a)は上方から見た平面模式図であり、図11(b)は側方から見た断面模式図である。図11(a)および図11(b)に示すように、一方の面を弾性変形部342a,342bで押し当て、反対側の面を本体部341に押し付けて挟持するようにしてもよい。
上述した実施の形態では、一直線上(図6に示す中心軸X上)に沿って、挿通部126および挿通部136が挿入される例について説明したが、本発明はこれに限定されない。図12(a)に示すように、平面視でL字状の中継部材440を採用してもよい。この場合、中継部材440がバスバー120の接続端子121から脱落することを防止するために、中継部材440に当接する当接部447をバスバーカバー4の底板45に立設させておくことが好ましい。
上述した実施の形態では、隣り合う二次電池101の正極端子104および負極端子105に対してバスバー120の接続部123をレーザ溶接することで、隣り合う二次電池101同士を電気的に接続する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、レーザ溶接に代えて、電子ビーム溶接によりバスバー120を正極端子104および負極端子105に接続してもよい。
上述した実施の形態では、中継部材140が矩形筒状に形成されている例について説明したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、中継部材140を円形筒状に形成してもよい。バスバー120の接続端子121および電圧検出用端子131をそれぞれ個別に挟持できる挟持部を備える、種々の中継部材を採用することができる。
上述した実施の形態では、バスバー120の接続端子121および電圧検出用端子131は、それぞれの厚さが同一となるように形成された例について説明したが、本発明はこれに限定されない。バスバー120の接続端子121の厚さt1と、電圧検出用端子131の厚さt2とが異なるようにしてもよい(t1≠t2)。
接続端子121や電圧検出用端子131が、メッキ層Pとの当接によって中心軸X方向と交差する方向に弾性変形することが可能な可撓性を有するように、たとえば材質や厚さを設定することが好ましい。この場合、中継部材140の内周面を挿入案内面として、接続端子121や電圧検出用端子131の先端を内周面に沿わせて中継部材140内に挿入する際、電圧検出用端子131がメッキ層Pに食い込んでメッキ層Pが損傷することを防止できる。
上述した実施の形態では、中継部材140の内周面にメッキ層Pを設ける例について説明したが、本発明はこれに限定されない。メッキ層Pを省略してもよい。
上述した実施の形態では、中継部材140の中心軸X方向が、電池蓋108と平行に配置される例について説明したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、中継部材140の中心軸X方向が電池蓋108に対して直交するように中継部材140を配置してもよい。この場合、接続端子121を上方に向けて屈曲させ、電池蓋108に対して垂直となるように挿通部126を形成し、電圧検出用端子131を下方に屈曲させ、電池蓋108に対して垂直となるように挿通部136を形成する。
上述した実施の形態では、接続端子121の挿通部126および電圧検出用端子131の挿通部136が平板状に形成されている例について説明したが、本発明はこれに限定されない。接続端子121の挿通部126および電圧検出用端子131の挿通部136は、たとえば、円柱状、円筒状、矩形柱状、矩形筒状など、中継部材140の挟持部で挟持できる種々の形状とすることができる。
上述した実施の形態では、電気自動車に本発明を適用した例について説明したが、本発明は、これに限定されない。他の電動車両、たとえばハイブリッド電車などの鉄道車両、バスなどの乗合自動車、トラックなどの貨物自動車、バッテリ式フォークリフトトラックなどの産業車両の車両用電源装置を構成する蓄電装置に組み込まれる蓄電モジュールにも本発明を適用できる。
リチウムイオン二次電池を蓄電素子の一例として説明したが、ニッケル水素電池などその他の二次電池にも本発明を適用できる。さらに、電気二重層キャパシタやリチウムイオンキャパシタを蓄電素子とした蓄電モジュールなどにも本発明を適用できる。
Claims (7)
- 複数の蓄電素子がバスバーによって電気的に接続された蓄電モジュールであって、
前記バスバーに設けられた接続端子と前記蓄電素子の電圧を検出する電圧検出線の電圧検出用端子とを電気的に接続する部材であって、前記接続端子と前記電圧検出用端子とが互いに近づくように挿通され、挿通された前記接続端子および前記電圧検出用端子のそれぞれを個別に、弾性力により挟持する挟持部を有する中継部材と、
前記電圧検出用端子が前記接続端子から離れるように移動することを規制する規制部とを備える蓄電モジュール。 - 請求項1に記載の蓄電モジュールにおいて、
前記電圧検出用端子は、電線の一端に固着される固着部を有し、
前記固着部が前記規制部に接することで、前記電圧検出用端子が前記接続端子から離れるように移動することが規制される蓄電モジュール。 - 請求項1または2に記載の蓄電モジュールにおいて、
前記中継部材は、仮想軸に沿って延在する筒状の本体部を有し、
前記挟持部は、前記接続端子を挟持する一対の第1弾性変形部と、前記電圧検出用端子を挟持する一対の第2弾性変形部とを有し、
前記接続端子および前記電圧検出用端子は、前記中継部材内の前記仮想軸に沿って挿通され、
前記一対の第1弾性変形部および前記一対の第2弾性変形部は、それぞれ前記本体部から前記仮想軸に向かって突出し、前記接続端子および前記電圧検出用端子が挿通された状態における前記第1弾性変形部および前記第2弾性変形部の変形量に応じた弾性力によって前記バスバーの接続端子および前記電圧検出用端子を挟持している蓄電モジュール。 - 請求項3に記載の蓄電モジュールにおいて、
前記接続端子および前記電圧検出用端子は、それぞれ前記仮想軸を含む仮想平面上に配置される平板状の平板部を有し、
前記接続端子の平板部および前記電圧検出用端子の平板部は、それぞれの厚さが同一となるように形成され、
前記接続端子の平板部が前記一対の第1弾性変形部によって挟持され、
前記電圧検出用端子の平板部が前記一対の第2弾性変形部によって挟持されている蓄電モジュール。 - 請求項1または2に記載の蓄電モジュールにおいて、
前記中継部材の内面に、前記中継部材よりも弾性率が低いメッキ層が設けられ、
前記中継部材は前記メッキ層を介して前記接続端子および前記電圧検出用端子のそれぞれに接する蓄電モジュール。 - 請求項5に記載の蓄電モジュールにおいて、
前記接続端子および前記電圧検出用端子の先端部は、前記先端部の先端に近づくにしたがって厚みが徐々に薄くなるテーパ状とされている蓄電モジュール。 - 請求項1または2に記載の蓄電モジュールにおいて、
前記蓄電素子は、前記バスバーが溶接される電極端子が設けられた端子取付面を有し、
前記中継部材は、前記端子取付面に沿って配置される蓄電モジュール。
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