JP2017112063A - バスバーモジュール及びその製造方法 - Google Patents

バスバーモジュール及びその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2017112063A
JP2017112063A JP2015247965A JP2015247965A JP2017112063A JP 2017112063 A JP2017112063 A JP 2017112063A JP 2015247965 A JP2015247965 A JP 2015247965A JP 2015247965 A JP2015247965 A JP 2015247965A JP 2017112063 A JP2017112063 A JP 2017112063A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bus bar
electric wire
conductor
bus
welded
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2015247965A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6293112B2 (ja
Inventor
拓人 後藤
Takuto Goto
拓人 後藤
池田 直幸
Naoyuki Ikeda
直幸 池田
吉岡 伸晃
Nobuaki Yoshioka
伸晃 吉岡
喜章 市川
Yoshiaki Ichikawa
喜章 市川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yazaki Corp
Original Assignee
Yazaki Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yazaki Corp filed Critical Yazaki Corp
Priority to JP2015247965A priority Critical patent/JP6293112B2/ja
Priority to DE102016225330.1A priority patent/DE102016225330A1/de
Priority to US15/381,553 priority patent/US10535856B2/en
Priority to CN201611177481.9A priority patent/CN106953060B/zh
Publication of JP2017112063A publication Critical patent/JP2017112063A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6293112B2 publication Critical patent/JP6293112B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/02Soldered or welded connections
    • H01R4/029Welded connections
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/262Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/298Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the wiring of battery packs
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/507Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing comprising an arrangement of two or more busbars within a container structure, e.g. busbar modules
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/509Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the type of connection, e.g. mixed connections
    • H01M50/51Connection only in series
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/521Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the material
    • H01M50/522Inorganic material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/02Soldered or welded connections
    • H01R4/027Soldered or welded connections comprising means for positioning or holding the parts to be soldered or welded
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02GINSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G5/00Installations of bus-bars
    • H02G5/02Open installations
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/20Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Manufacturing Of Electrical Connectors (AREA)

Abstract

【課題】導体とバスバーの溶接部における電気的接続の信頼性向上を図ると共に、溶接の作業性が良好なバスバーモジュール及びその製造方法を提供する。【解決手段】バスバーモジュール1は、電池集合体の各単電池を互いに電気的に接続する複数のバスバー3と、複数のバスバーの表面にそれぞれ溶接接続される複数の電圧検出線5と、バスバーが収容されて複数の単電池の並び方向に並んで設けられる複数のバスバー収容部26を有する絶縁樹脂製の電線配索体2と、を備える。バスバー収容部26は、電圧検出線5の溶接接続部51に対応するバスバー3の裏面35aに対向して形成された開口部30と、導体の溶接部近傍を保持するため開口部30に隣接して設けられた電線先端保持部27と、を有する。【選択図】図3

Description

本発明は、バスバーモジュール及びその製造方法に関する。
ハイブリッド自動車や電気自動車等の車両においてモータを駆動するための電力変換装置に接続される車載用の電池パックでは、多数の電池セルの正極端子と負極端子が隣り合うように交互に逆向きに重ね合わされて横並びに配置されて電池モジュールが構成されている。そして、隣り合う電池セルの電極端子間をバスバーなどの接続部材で接続することにより、複数の電池セルが直列や並列に接続されるようになっている。
上記構成の電池モジュールを組み立てる際には、複数箇所の電極端子間をバスバーで接続する必要がある。そこで、接続する電極端子間の数に応じて、インサート成形等により金型内に配置した複数のバスバーを絶縁樹脂のバスバー収容部に一体成形したバスバーモジュールが用いられたり、バスバーを絶縁樹脂の電線配索体におけるバスバー収容部に収容したバスバーモジュールが用いられたりしている。
ところで、複数の電池セルを直列や並列に接続する場合、電池セル間において電池電圧などの電池特性が不均一であると、電池の劣化や破損を招く可能性がある。そこで、車載用の電池パックにおいては、各電池セル間の電圧に異常が生じる前に充電、放電を中止するため、各バスバーには、電池セルの電圧を検知するための電圧検知線が取付けられている。
従来のバスバーモジュールにおいては、電圧検知線は、被覆電線の先端を皮剥ぎして心線(導体)に丸型端子を圧着し、その丸型端子を電池セルの電極端子に嵌合して、電極端子にバスバーと共にナットで共締めする構造が採用されていた。
一方、図9に示すように、例えば、特許文献1に開示されている電池パックの高電圧検出モジュール装置510は、電池パック本体に組み合わされる絶縁枠体511に、電池セルの所定の+端子及び−端子を接続する状態に複数のバスバー512を配設し、この配設領域以外の絶縁枠体511の領域にフラットケーブル513を配置し、このフラットケーブル513の各導体線間に所定状に切り込みを入れ根元を残して切り離した導体線を所定のバスバー512に溶接している。
上記構成の電池パックの高電圧検出モジュール装置510によれば、絶縁枠体511へのバスバー512の配設と、フラットケーブル513の各導体線の切り離しと、導体線のバスバー512への溶接との簡単な作業で高電圧検出モジュール装置510を構成することができる。
特開2010−114025号公報
ところで、電線の導体とバスバーを接続するために溶接接続を行う場合、溶接工法に応じて適切な構成が必要となる。例えば、抵抗溶接の場合には、導体とバスバーに電極を当てるための構成が必要となり、超音波接合の場合にはホーンとアンビルで導体とバスバーの溶接部を挟み込む必要がある。また、レーザ溶接の場合にも、導体をバスバーに当接した状態に保持する必要がある。
しかしながら、上記高電圧検出モジュール装置510には、導体線とバスバー512を溶接するために必要な構成が開示されておらず、導体線とバスバー512を溶接した際の電気的接続の信頼性が低下したり、溶接の作業性が悪化したりする可能性があった。
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、導体とバスバーの溶接部における電気的接続の信頼性向上を図ると共に、溶接の作業性が良好なバスバーモジュール及びその製造方法を提供することにある。
本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
(1) 複数の単電池で構成された電池集合体の各単電池を互いに電気的に接続する複数のバスバーと、前記複数のバスバーの表面にそれぞれ溶接接続される複数の電線と、前記バスバーが収容されて前記複数の単電池の並び方向に並んで設けられる複数のバスバー収容部を有する絶縁樹脂製の電線配索体と、を備えるバスバーモジュールであって、前記バスバー収容部は、前記電線の導体との接続部に対応する前記バスバーの裏面に対向して形成された開口部と、前記導体の溶接部近傍を保持するため前記開口部に隣接して設けられた電線先端保持部と、を有することを特徴とするバスバーモジュール。
上記(1)に記載のバスバーモジュールによれば、バスバー収容部が、バスバーの表面における電線の導体との接続部に対応するバスバーの裏面に対向して開口部を有する。そこで、導体との接続部に超音波接合用のホーン(第1のワーク)を当てる際のアンビル(第2のワーク)をバスバーの裏面に当ててバスバーを直接挟み込んだり、導体との接続部に抵抗溶接用の電極(第1のワーク)を当てる際の相手電極(第2のワーク)をバスバーの裏面に当ててバスバーを直接挟み込んだりすることができる。その結果、導体とバスバーを安定的に溶接することができ、溶接部における電気的接続の信頼性が向上する。
更に、導体の溶接部近傍が電線先端保持部に保持されることで、治具等による溶接作業時の位置決めが不要になり、溶接接続前に電線の導体とバスバーをバスバー収容部に配索することができる。そこで、電線の導体をバスバーに溶接した後、バスバーをバスバー収容部に収容して電線を配索していた従来の電線配索時のように、配索作業時に発生する溶接部への負荷を考慮する必要なくなる。その結果、溶接部における電気的接続の信頼性に必要な強度のみを持たせるだけでよくなるため、製品構造の簡素化、コスト削減低減効果が見込める。
(2) 前記電線配索体は、前記複数の電線を前記複数の単電池の重なり方向に沿って収容する電線配索部を有し、前記電線配索部には、前記電線先端保持部に保持された前記導体の先端部側から伸びる前記電線を少なくとも1回屈曲させた状態で保持する電線保持部が設けられていることを特徴とする上記(1)に記載のバスバーモジュール。
上記(2)に記載のバスバーモジュールによれば、電線配索部の電線保持部が、電線先端保持部に保持された導体の先端部側から伸びる電線を少なくとも1回屈曲させた弛み状態で保持することで、超音波接合するために導体との接続部を加振する際のホーンの負荷を低減することができる。即ち、電線を弛み状態で保持することで、接続部における導体が振動し易くなり、ホーンの超音波振動エネルギーを効率よく伝えることができる。
(3) 複数の単電池で構成された電池集合体の各単電池を互いに電気的に接続する複数のバスバーと、前記複数のバスバーの表面にそれぞれ溶接接続される複数の電線と、前記複数の電線を前記複数の単電池の重なり方向に沿って収容する電線配索部と、前記バスバーが収容されて前記複数の単電池の並び方向に並んで設けられる複数のバスバー収容部とを有する電線配索体と、を備えるバスバーモジュールの製造方法であって、前記バスバー収容部に前記バスバーを収容する工程と、前記電線配索部に前記複数の電線を収容する工程と、前記バスバー収容部の電線先端保持部で前記電線の溶接部近傍を保持する工程と、
前記複数のバスバーの表面にそれぞれ溶接接続される前記電線の導体に当てた第1のワークと、前記バスバー収容部の開口部を貫通して前記バスバーの裏面に当てた第2のワークとで前記バスバーを挟持しながら前記導体との接続部を溶接接続する工程と、を備えることを特徴とするバスバーモジュールの製造方法。
上記(3)に記載のバスバーモジュールの製造方法によれば、バスバーと電線の導体を溶接接続する前に、バスバーをバスバー収容部に収容し、電線を電線配索部及びバスバー収容部に配索することができる。そこで、複数のバスバーをバスバー収容部にそれぞれ収容し、電線の導体を電線配索体にそれぞれセットした状態で順次溶接を行えるため、単打ちでの溶接と比較してコスト削減効果が見込める。
本発明のバスバーモジュール及びその製造方法によれば、導体とバスバーの溶接部における電気的接続の信頼性向上を図ると共に、溶接の作業性を高めて製造コストを低減できる。
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態(以下、「実施形態」という。)を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
本発明の一実施形態に係るバスバーモジュールの部分平面図である。 図1に示したバスバーモジュールの要部拡大斜視図である。 図1に示したバスバーモジュールの要部拡大平面図である。 図3のIV−IV線におけるバスバーモジュールの断面図である。 図3のV−V線におけるバスバーモジュールの断面図である。 図3に示した電線配索体のバスバー収容部を示す平面図である。 (a)〜(c)はバスバーモジュールの製造工程を説明する要部断面図である。 図3に示した電線配索体のバスバー収容部とバスバーの変形例を示す平面図である。 従来の電池パックの高電圧検出モジュール装置の構成を示し、(a)は平面図、(b)は側面図である。
以下、本発明に係るバスバーモジュール及びその製造方法の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
本実施形態のバスバーモジュール1は、複数の単電池で構成された電池集合体(図示略)に取り付けられ、電動モータを用いて走行する電気自動車や、エンジンと電動モータとを併用して走行するハイブリッド自動車などの電動モータに、電池集合体からの電力を供給する。
図1〜図5に示すように、本発明の一実施形態に係るバスバーモジュール1は、電池集合体の各単電池を互いに電気的に接続する複数のバスバー3と、複数のバスバー3の表面にそれぞれ溶接接続される複数の電圧検出線(電線)5と、バスバー3が収容されて複数の単電池の並び方向に並んで設けられる複数のバスバー収容部26を有する絶縁樹脂製の電線配索体2と、を備える。
電池集合体は、複数の単電池と、これら複数の単電池を互いに重ねて固定する部材と、を有している。それぞれの単電池は、直方体状の電池本体と、この電池本体の上面の一端及び他端からそれぞれ突出した電極端子である一対のプラス端子及びマイナス端子と、を有している。プラス端子及びマイナス端子は、導電性の金属により円柱状に形成されている。電池集合体は、複数の単電池が、プラス端子とマイナス端子が隣り合うように、交互に逆向きに重ね合わされている。電池集合体は、従来と同様にプラス端子とマイナス端子をバスバー3で連結することにより、単電池と隣接する単電池との直列接続回路が形成され、高圧直流電圧が得られる。
本実施形態に係るバスバー3は、導電性の金属板にプレス加工が施されるなどして得られるものであり、一対の端子孔31が設けられている矩形板状のバスバー本体部33と、バスバー本体部33の一側縁部に延設された導体接続部35と、を有する。
バスバー本体部33の一対の端子孔31には、互いに隣り合う単電池の互いに隣り合うプラス端子及びマイナス端子がそれぞれ通される。バスバー3は、バスバー本体部33の一対の端子孔31にそれぞれ通されたプラス端子及びマイナス端子にナット(図示せず)が螺合されることで単電池に固定される。勿論、本発明に係るバスバーがプラス端子及びマイナス端子に溶接接続される場合には、バスバー本体部33には端子孔31が形成されることはない。
導体接続部35は、後述する電線先端保持部27との干渉を避けるための切欠き部37が形成されており、バスバー本体部33の一側縁部から略L字状に突出している。導体接続部35の略L字状に突出した先端部には、図2〜図5に示すように、電圧検出線5の溶接接続部51が溶接接続される。
個々のバスバー3は、バスバー収容部26に収容される。バスバー収容部26は、バスバー3の外形状に対応した板状の底壁23と、該底壁23の周縁から垂直に立設された周壁24とで構成されている。そして、単電池の重なり方向に並んで設けられた複数のバスバー収容部26は、複数の電圧検出線5を複数の単電池の重なり方向に沿って収容する電線配索部4と共に電線配索体2を構成している。即ち、電線配索体2は、絶縁樹脂によって、バスバー収容部26が連続する方向に長い直方体状に一体成形されている。
電線配索部4は、矩形板状の底壁41と、該底壁41の幅方向に相対する両縁部から垂直に立設した一対の側壁43A,43Bと、からなる断面略U字状の樋形状に形成されている。
各電線配索部4は、バスバー収容部26の並び方向に沿った一側縁に設けられ、各バスバー収容部26に接続されている。そこで、並んだ複数の電線配索部4は、各バスバー収容部26から導出される電圧検出線5を単電池の重なり方向に沿って配索する配索空間となる。
図4に示すように、電線配索部4における側壁43Bの上端縁には、電線抑え部48が一体に形成されている。電線抑え部48は、板状に形成されたもので、側壁43Bの上端縁から対向する他方の側壁43A側へ向って水平に突出されている。電線抑え部48は、各電線配索部4の長手方向における略中間部に形成されており、電線配索部4に収容した電圧検出線5の浮き上りを抑え、収容作業を高めるためのものである。
一方、電線配索部4における側壁43A又は側壁43Bの内面には、電線保持部49が一体に形成されている。電線保持部49は、板状に形成されたもので、底壁41との間で電圧検出線5を挟持できる間隔を有するように、側壁43A又は側壁43Bの内面から底壁41に対して平行に突出されている。電線保持部49は、バスバー収容部26の電線先端保持部27に保持された電圧検出線5の先端部側から伸びる電圧検出線5の中間部分を少なくとも1回屈曲させた状態で電線配索部4に保持するためのものである。
更に、電線配索部4には、上方開口を塞ぐように矩形板状の蓋部42が被せられる。蓋部42は、両縁部(長辺部)のうち一方の縁部の一部がヒンジ44を介して、電線配索部4の一方の側壁43Aに回動可能に連設されている。
ここで、隣接するバスバー収容部26は、ヒンジ機能(収縮/拡張)を有する弾性連結部材であるヒンジ25で連結されている。ヒンジ25は、隣接するバスバー収容部26の間隔を調整することで、バッテリピッチの公差を吸収することができる。
電線配索部4の配索空間に配索される電線としての電圧検出線5は、導体である心線52を絶縁被覆53で被覆した被覆電線である。電圧検出線5は、その一端において、絶縁被覆53が皮剥きされて心線52が露出した先端部分が、溶接接続部51として導体接続部35の表面に溶接されている。電圧検出線5の他端は、図示しない電圧検出回路に接続される。
なお、本発明に係る電線は、本実施形態の被覆電線に限らず、導体である単線を絶縁被覆で被覆したものや、フラットケーブルなど種々の電線を用いることができる。
図6に示すように、バスバー収容部26の底壁23には、一組のプラス端子とマイナス端子が貫通する電極用開口32と、電圧検出線5の心線52との接続部に対応するバスバー3における導体接続部35の裏面35aに対向して形成された開口部30と、心線52の溶接部近傍を保持するため開口部30に隣接して設けられた電線先端保持部27と、が設けられている。
開口部30は、後述する超音波接合用のアンビル61の先端が、バスバー収容部26の下方から底壁23を貫通して導体接続部35の裏面35aに当接することができるようにするための開口であり、アンビル61が貫通可能な大きさの矩形の開口形状を有している。
電線先端保持部27は、底壁23に垂設されて互いに対向する2つの突条をそれぞれ有する一対の挟持部28A,28Bにより構成されている。電圧検出線5の先端部分が、一対の挟持部28A,28Bの間に上方から圧入されると、電線先端保持部27はこれを保持することができる。
なお、本実施形態における電圧検出線5の先端部分は、先端に絶縁被覆53を残して皮剥きされた中剥ぎ部の心線52が、溶接接続部51とされている。そして、本実施形態の電線先端保持部27は、絶縁被覆53が残された溶接接続部51より先端側の電圧検出線5の先端部分を保持するため、開口部30近傍の電線配索部4から離れた側に配置されている。そこで、電線先端保持部27は、絶縁被覆53が残された電圧検出線5の先端部分を一対の挟持部28A,28Bが挟持することで、心線52がばらけることなく確実に電圧検出線5の先端部分を保持することができる。
ここで、本発明における導体の溶接部近傍を保持するための電線先端保持部は、上述した電線先端保持部27のように、開口部30に隣接して電線配索部4から離れた側に配置されたものに限らない。例えば、図8に示すように、開口部30Aに隣接して電線配索部4に近い側に電線先端保持部27Aを配置することもできる。この場合、電線先端保持部27Aに保持される心線52は、電圧検出線5の先端の絶縁被覆53を皮剥きして露出されている。また、導体接続部35Aは、電線先端保持部27Aとの干渉を避ける必要がないため、バスバー本体部33の一側縁部から略矩形状に突出している。
このように、本発明の電線先端保持部は、溶接作業時に電圧検出線5の先端部分を位置決め保持することができる心線52の溶接部近傍であれば、開口部に隣接せず若干離れていてもよく、開口部の周囲における底壁23のどこに配置されてもよい。
また、本発明の電線先端保持部に保持される電線は、中剥ぎ部の心線52に限らず、電圧検出線5の先端の絶縁被覆53を皮剥きした部分の心線52でもよいことは云うまでもない。また、図8に示したように、先端の絶縁被覆53が皮剥きされて残った絶縁被覆53が電線先端保持部27Aに保持されてもよい。
バスバー収容部26の周壁24の内面には、バスバー3の周縁を係止してバスバー3を電線配索体2に係止するための複数の係止部29が所定間隔で設けられている。本実施形態の係止部29は、可撓片の先端に係止突起を有する係止ランスである。
次に、上記バスバーモジュール1の製造方法について説明する。
(バスバーを収容する工程)
先ず、図5に示したように、絶縁樹脂によって複数のバスバー収容部26と電線配索部4とが一体成形された電線配索体2の各バスバー収容部26に、バスバー3が収容される。各バスバー収容部26に収容されたバスバー3は、周壁24に設けられた係止部29により電線配索体2に係止される。
(電線を収容する工程)
次に、一端において、先端に絶縁被覆53を残して皮剥きされて中剥ぎ部の心線52が露出された複数の電圧検出線5が、電線配索部4に収容される。電線配索部4に収容された電圧検出線5は、電線抑え部48により浮き上りが抑えられる。
(電線の溶接部近傍を保持する工程)
各電圧検出線5の先端が一対の挟持部28A,28Bの間に上方から圧入され、電線先端保持部27によって電圧検出線5に露出された心線52の溶接部近傍が保持される。
そして、バスバー収容部26の電線先端保持部27に先端が保持された電圧検出線5の先端部側から伸びる電圧検出線5の中間部分が、少なくとも1回屈曲した弛み状態で保持されるように、電線配索部4における電線保持部49と底壁41との間に電圧検出線5が押し込まれて挟持される。
なお、上述した「電線を収容する工程」と、「電線の溶接部近傍を保持する工程」とは、どちらを先に作業してもよい。
(接続部を溶接接続する工程)
次に、バスバー3がバスバー収容部26に収容され、電圧検出線5が電線配索部4及びバスバー収容部26に配索された電線配索体2が、超音波接合装置にセットされる。
図7の(a)に示すように、バスバー3の裏面側に配置された超音波接合用のアンビル(第2のワーク)61の先端が、バスバー収容部26の下方から底壁23の開口部30を貫通してバスバー3における導体接続部35の裏面35aに当接される。
そして、図7の(b)に示すように、アンビル61に対向してバスバー3の表面側に配置された音波接合用のホーン63(第1のワーク)が降下され、バスバー3の導体接続部35に配置された電圧検出線5の心線52に押し当てられる。この状態でホーン63が発振される。そこで、バスバー3の表面に溶接接続される電圧検出線5の心線52に当てたホーン63と、バスバー収容部26の開口部30を貫通してバスバー3における導体接続部35の裏面35aに当てたアンビル61とでバスバー3を挟持しながら心線52との接続部が溶接接続される。
ここで、心線52とバスバー3の導体接続部35との接続部にホーン63を当てる際、アンビル61を導体接続部35の裏面35aに当ててバスバー3を直接挟み込むことができるので、心線52とバスバー3を安定的に溶接することができ、
次に、心線52が溶接接続部51として導体接続部35に溶接されて溶接接続が完了すると、図7の(b)に示すように、ホーン63が上昇されると共にアンビル61が降下され、超音波接合装置は待機状態となる。そして、電線配索体2が長手方向に移動され、溶接接続部51の溶接接続が完了したバスバー収容部26に隣接する隣のバスバー収容部26に配索された電圧検出線5の心線52にホーン63が対向されると共に、導体接続部35の裏面35aにアンビル61が対向され、溶接作業開始状態となる。
この様に、複数のバスバー3を電線配索体2のバスバー収容部26にそれぞれ予め収容し、電圧検出線5の心線52をそれぞれバスバー3の導体接続部35にセットした状態で順次溶接を行うことができる。
上述したように本実施形態に係るバスバーモジュール1によれば、バスバー収容部26が、バスバー3の表面における電圧検出線5の心線52との接続部に対応する導体接続部35の裏面35aに対向して開口部30を有する。そこで、心線52との接続部に超音波接合用のホーン63を当てる際のアンビル61を導体接続部35の裏面35aに当ててバスバー3を直接挟み込むことができる。その結果、心線52とバスバー3を安定的に溶接することができ、溶接部における電気的接続の信頼性が向上する。
更に、心線52の溶接部近傍が電線先端保持部27に保持されることで、治具等による溶接作業時の位置決めが不要になり、溶接接続前に電圧検出線5の心線52とバスバー3をバスバー収容部26に配索することができる。そこで、電圧検出線の心線をバスバーに溶接した後、バスバーをバスバー収容部に収容して電線を配索していた従来の電線配索時のように、配索作業時に発生する溶接部への負荷を考慮する必要なくなる。その結果、本実施形態に係るバスバーモジュール1は、溶接部における電気的接続の信頼性に必要な強度のみを持たせるだけでよくなるため、製品構造の簡素化、コスト削減低減効果が見込める。
更に、本実施形態に係るバスバーモジュール1によれば、電線配索部4の電線保持部49が、電線先端保持部27に保持された心線52の先端部側から伸びる電圧検出線5の中間部を少なくとも1回屈曲させた弛み状態で保持することで、超音波接合するために心線52との接続部を加振する際のホーン63の負荷を低減することができる。即ち、電圧検出線5を弛み状態で保持することで、接続部における心線52が振動し易くなり、ホーン63の超音波振動エネルギーを効率よく伝えることができる。
また、本実施形態に係るバスバーモジュール1の製造方法によれば、バスバー3と電圧検出線5の心線52を溶接接続する前に、バスバー3をバスバー収容部26に収容し、電圧検出線5を電線配索部4及びバスバー収容部26に配索することができる。そこで、複数のバスバー3をバスバー収容部26にそれぞれ収容し、電圧検出線5の心線52を電線配索体2にそれぞれセットした状態で順次溶接を行えるため、単打ちでの溶接と比較してコスト削減効果が見込める。
なお、上記実施形態においては、バスバー3の表面側に配置される第1のワークとしてのホーン63と、バスバー3の裏面側に配置される第2のワークとしてのアンビル61とを備えた超音波接合装置によって、バスバー3と電圧検出線5の心線52を溶接接続する例を説明したが、本発明はこれに限らない。
例えば、第1のワークとしての抵抗溶接用の電極と、第2のワークとしての相手電極とを備えた抵抗溶接装置によって、バスバー3と電圧検出線5の心線52を溶接接続することもでき、上述した超音波接合装置によるバスバーモジュール1の製造方法と同様の作用効果を得ることができる。
また、レーザ溶接装置によって、バスバー3と電圧検出線5の心線52を溶接接続する場合にも、心線52の溶接部近傍が電線先端保持部27に保持され、治具等による溶接作業時の位置決めが不要になるので、心線52とバスバー3をレーザ溶接した際の電気的接続の信頼性が低下したり、レーザ溶接の作業性が悪化したりするのを防止できる。
従って、本実施形態に係るバスバーモジュール1及びその製造方法によれば、心線52とバスバー3の溶接部における電気的接続の信頼性向上を図ると共に、溶接の作業性を高めて製造コストを低減できる。
ここで、上述した本発明に係るシールド部材の製造方法の実施形態の特徴をそれぞれ以下に簡潔に纏めて列記する。
[1] 複数の単電池で構成された電池集合体の各単電池を互いに電気的に接続する複数のバスバー(3)と、前記複数のバスバーの表面にそれぞれ溶接接続される複数の電線(電圧検出線5)と、前記バスバーが収容されて前記複数の単電池の並び方向に並んで設けられる複数のバスバー収容部(26)を有する絶縁樹脂製の電線配索体(2)と、を備えるバスバーモジュール(1)であって、
前記バスバー収容部は、
前記電線の導体(心線52)との接続部に対応する前記バスバーの裏面(導体接続部35の裏面35a)に対向して形成された開口部(30)と、
前記導体の溶接部近傍を保持するため前記開口部に隣接して設けられた電線先端保持部(27)と、
を有することを特徴とするバスバーモジュール(1)。
[2] 前記電線配索体は、前記複数の電線を前記複数の単電池の重なり方向に沿って収容する電線配索部(4)を有し、
前記電線配索部には、前記電線先端保持部に保持された前記導体の先端部側から伸びる前記電線を少なくとも1回屈曲させた状態で保持する電線保持部(49)が設けられていることを特徴とする上記[1]に記載のバスバーモジュール(1)。
[3] 複数の単電池で構成された電池集合体の各単電池を互いに電気的に接続する複数のバスバー(3)と、前記複数のバスバーの表面にそれぞれ溶接接続される複数の電線(電圧検出線5)と、前記複数の電線を前記複数の単電池の重なり方向に沿って収容する電線配索部(4)と、前記バスバーが収容されて前記複数の単電池の並び方向に並んで設けられる複数のバスバー収容部(26)とを有する電線配索体(2)と、を備えるバスバーモジュール(1)の製造方法であって、
前記バスバー収容部に前記バスバーを収容する工程と、
前記電線配索部に前記複数の電線を収容する工程と、
前記バスバー収容部の電線先端保持部(27)で前記電線の溶接部近傍を保持する工程と、
前記複数のバスバーの表面にそれぞれ溶接接続される前記電線の導体(心線52)に当てた第1のワーク(ホーン63)と、前記バスバー収容部の開口部(30)を貫通して前記バスバーの裏面(導体接続部35の裏面35a)に当てた第2のワーク(アンビル61)とで前記バスバーを挟持しながら前記導体との接続部を溶接接続する工程と、
を備えることを特徴とするバスバーモジュールの製造方法。
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
1…バスバーモジュール
2…電線配索体
3…バスバー
4…電線配索部
5…電圧検出線(電線)
26…バスバー収容部
27…電線先端保持部
30…開口部
35…導体接続部
35a…裏面
52…導体(心線)

Claims (3)

  1. 複数の単電池で構成された電池集合体の各単電池を互いに電気的に接続する複数のバスバーと、前記複数のバスバーの表面にそれぞれ溶接接続される複数の電線と、前記バスバーが収容されて前記複数の単電池の並び方向に並んで設けられる複数のバスバー収容部を有する絶縁樹脂製の電線配索体と、を備えるバスバーモジュールであって、
    前記バスバー収容部は、
    前記電線の導体との接続部に対応する前記バスバーの裏面に対向して形成された開口部と、
    前記導体の溶接部近傍を保持するため前記開口部に隣接して設けられた電線先端保持部と、
    を有することを特徴とするバスバーモジュール。
  2. 前記電線配索体は、前記複数の電線を前記複数の単電池の重なり方向に沿って収容する電線配索部を有し、
    前記電線配索部には、前記電線先端保持部に保持された前記導体の先端部側から伸びる前記電線を少なくとも1回屈曲させた状態で保持する電線保持部が設けられていることを特徴とする請求項1に記載のバスバーモジュール。
  3. 複数の単電池で構成された電池集合体の各単電池を互いに電気的に接続する複数のバスバーと、前記複数のバスバーの表面にそれぞれ溶接接続される複数の電線と、前記複数の電線を前記複数の単電池の重なり方向に沿って収容する電線配索部と、前記バスバーが収容されて前記複数の単電池の並び方向に並んで設けられる複数のバスバー収容部とを有する電線配索体と、を備えるバスバーモジュールの製造方法であって、
    前記バスバー収容部に前記バスバーを収容する工程と、
    前記電線配索部に前記複数の電線を収容する工程と、
    前記バスバー収容部の電線先端保持部で前記電線の溶接部近傍を保持する工程と、
    前記複数のバスバーの表面にそれぞれ溶接接続される前記電線の導体に当てた第1のワークと、前記バスバー収容部の開口部を貫通して前記バスバーの裏面に当てた第2のワークとで前記バスバーを挟持しながら前記導体との接続部を溶接接続する工程と、
    を備えることを特徴とするバスバーモジュールの製造方法。
JP2015247965A 2015-12-18 2015-12-18 バスバーモジュール及びその製造方法 Active JP6293112B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015247965A JP6293112B2 (ja) 2015-12-18 2015-12-18 バスバーモジュール及びその製造方法
DE102016225330.1A DE102016225330A1 (de) 2015-12-18 2016-12-16 Sammelschienenmodul und Herstellungsverfahren eines Sammelschienenmoduls
US15/381,553 US10535856B2 (en) 2015-12-18 2016-12-16 Bus bar module and bus bar module manufacturing method
CN201611177481.9A CN106953060B (zh) 2015-12-18 2016-12-19 汇流条模块和汇流条模块制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015247965A JP6293112B2 (ja) 2015-12-18 2015-12-18 バスバーモジュール及びその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017112063A true JP2017112063A (ja) 2017-06-22
JP6293112B2 JP6293112B2 (ja) 2018-03-14

Family

ID=58994699

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015247965A Active JP6293112B2 (ja) 2015-12-18 2015-12-18 バスバーモジュール及びその製造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10535856B2 (ja)
JP (1) JP6293112B2 (ja)
CN (1) CN106953060B (ja)
DE (1) DE102016225330A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10714731B2 (en) 2016-09-30 2020-07-14 Autonetworks Technologies, Ltd. Connection module
US10770709B2 (en) 2016-09-30 2020-09-08 Autonetworks Technologies, Ltd. Connection module

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10454080B2 (en) * 2016-07-13 2019-10-22 Te Connectivity Corporation Connector assembly for a battery system
USD810683S1 (en) * 2016-09-15 2018-02-20 Johnson Controls Technology Company Bus bar carrier for lithium ion battery module
US9906003B1 (en) * 2016-12-12 2018-02-27 Delphi Techologies, Inc. Device and method for splicing shielded wire cables
FR3083650A1 (fr) * 2018-07-06 2020-01-10 Psa Automobiles Sa Dispositif de couplage multipositions d’un faisceau electrique a un jeu de barre(s) conductrice(s) electriquement
DE102018125618A1 (de) * 2018-10-16 2020-04-16 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Schutzeinheit für ein Batteriemodul einer Hochvoltbatterie, Batteriemodul sowie Hochvoltbatterie
JP7184606B2 (ja) * 2018-11-20 2022-12-06 日本メクトロン株式会社 支持部材及びバッテリモジュール
US11545802B2 (en) 2020-01-16 2023-01-03 Vitesco Technologies Usa, Inc. Fork structure for positive retention and centering a wire for electrical connection
JP7474060B2 (ja) * 2020-02-07 2024-04-24 本田技研工業株式会社 バッテリパック
EP3886207A1 (en) * 2020-03-27 2021-09-29 TE Connectivity Germany GmbH Cell connecting system for a vehicle battery module and method for manufacturing the cell system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010225449A (ja) * 2009-03-24 2010-10-07 Autonetworks Technologies Ltd 接続ユニット
JP2011040332A (ja) * 2009-08-18 2011-02-24 Yazaki Corp バスバ
JP2012084319A (ja) * 2010-10-08 2012-04-26 Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk 組電池用バスバー及びバスバーモジュール
JP2012227002A (ja) * 2011-04-20 2012-11-15 Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk 配線モジュール

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5223607B2 (ja) 2008-11-10 2013-06-26 株式会社デンソー 電池パックの高電圧検出モジュール装置
JP6085140B2 (ja) 2012-11-01 2017-02-22 矢崎総業株式会社 バスバモジュールの電線配索構造
US10056596B2 (en) 2013-06-06 2018-08-21 Te Connectivity Corporation Battery connector assembly
JP2015133223A (ja) 2014-01-14 2015-07-23 住友電装株式会社 電池接続モジュール
US9698402B2 (en) 2014-03-13 2017-07-04 Ford Global Technologies, Llc Method of welding a bus bar to battery cell terminals

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010225449A (ja) * 2009-03-24 2010-10-07 Autonetworks Technologies Ltd 接続ユニット
JP2011040332A (ja) * 2009-08-18 2011-02-24 Yazaki Corp バスバ
JP2012084319A (ja) * 2010-10-08 2012-04-26 Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk 組電池用バスバー及びバスバーモジュール
JP2012227002A (ja) * 2011-04-20 2012-11-15 Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk 配線モジュール

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10714731B2 (en) 2016-09-30 2020-07-14 Autonetworks Technologies, Ltd. Connection module
US10770709B2 (en) 2016-09-30 2020-09-08 Autonetworks Technologies, Ltd. Connection module

Also Published As

Publication number Publication date
US10535856B2 (en) 2020-01-14
US20170179460A1 (en) 2017-06-22
CN106953060B (zh) 2020-11-24
DE102016225330A1 (de) 2017-06-22
CN106953060A (zh) 2017-07-14
JP6293112B2 (ja) 2018-03-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6293112B2 (ja) バスバーモジュール及びその製造方法
JP6085589B2 (ja) 電池配線モジュール
US8574003B2 (en) Busbar
JP7324340B2 (ja) 電池モジュール
US10283751B2 (en) Battery wiring module and battery wiring module manufacturing method
JP6177352B2 (ja) 電池配線モジュール
JP6150905B2 (ja) 電池配線モジュールの製造方法
KR102046122B1 (ko) Pcb접속유닛 및 이를 이용한 전지모듈제작방법과 상기 방법에 의해 제작된 전지모듈
JP4400235B2 (ja) 組電池間の接続構造
JP6150904B2 (ja) 電池配線モジュールの製造方法
JP2016018741A (ja) 電池配線モジュール
JP6118305B2 (ja) 電池配線モジュールの製造方法
JP7099054B2 (ja) 配線モジュール、及び蓄電モジュール
JP6345101B2 (ja) 蓄電モジュール
JP2018081875A (ja) 電圧検出用端子の保持構造
US20140342212A1 (en) Cell contacting arrangement for an energy storage module
JP7114731B2 (ja) 電池モジュール
JP2019003857A (ja) バスバーおよび当該バスバーを備えた接続モジュール
JP7344454B2 (ja) 蓄電モジュール
JP7151123B2 (ja) 蓄電素子の検査方法及び蓄電素子
JP6865717B2 (ja) バスバと電線との接続構造、及び、バスバモジュール
JP2017010687A (ja) 電池配線モジュール
JP2011044307A (ja) 接続部材及び電池モジュール

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170316

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20171227

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180116

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180213

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6293112

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250