JP2018125252A - 蓄電装置及び導電部材 - Google Patents

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Abstract

【課題】端子間の相対変位を許容しつつ、導電部材の内部抵抗を低く抑え、蓄電装置全体の抵抗値を減少する。【解決手段】蓄電装置1は、第1端子21を有する第1蓄電素子10と、所定方向において前記第1端子の一方側に並べて配置された第2端子22を有する第2蓄電素子10と、導電部材30とを備える。前記導電部材は、前記第1端子に接続された第1板部31と、前記第2端子に接続された第2板部32と、前記第1板部と前記第2板部との間を迂回しながら繋ぐ少なくとも1つの接続部40Aと、前記第1板部と前記第2板部との間を前記接続部の通電経路よりも短い通電経路で繋ぐ少なくとも1つの短経路接続部50とを備える。【選択図】図2

Description

本発明は、複数の蓄電素子の端子間を電気的に接続するバスバーのような導電部材、及び、この種の導電部材を備えた蓄電装置に関する。
複数の単電池のような蓄電素子をモジュール化した組電池のような蓄電装置において、隣接する2つ以上の蓄電素子の端子間は、通例、バスバーのような導電部材を介して電気的に接続される。
特許文献1に開示された蓄電装置は、隣接する一対の端子を接続する導電部材を備える。該導電部材は、一方の端子に接続される平板状の第1板部、他方の端子に接続される平板状の第2板部、及び第1板部と第2板部との間を迂回しながら一体に繋ぐアーチ状の接続部を有する。接続部は、第1板部及び第2板部の厚さ方向に突出して設けられ、断面半円状とされている。
この種の導電部材を介して隣接する端子間が接続される場合、蓄電素子の膨張、振動、又は変位のような何らかの要因によって、隣接する端子間に、相互に接近又は離反する方向の相対変位が生じたとき、該方向において接続部が変形する。これにより、端子間距離の変化を許容しつつ、導電部材を介した端子間の接続を良好に維持できる。
特開2013−73929号公報
しかしながら、特許文献1に開示されているような、接続部を有する導電部材では、全体が平板状の導電部材と比較して、端子間の通電経路の長さが長くなる。その結果、特許文献1に開示された導電部材では、内部抵抗が増加し、それに伴って蓄電装置全体の抵抗値が増加する。
本発明は、端子間の相対変位を許容しつつ、導電部材の内部抵抗を低く抑え、蓄電装置全体の抵抗値を減少することを目的とする。
本発明の一態様は、第1端子を有する第1蓄電素子と、所定方向において前記第1端子の一方側に並べて配置された第2端子を有する第2蓄電素子と、前記第1端子に接続された第1板部と、前記第2端子に接続された第2板部と、前記第1板部と前記第2板部との間を迂回しながら繋ぐ少なくとも1つの接続部と、前記第1板部と前記第2板部との間を前記接続部を経由する通電経路よりも短い通電経路で繋ぐ少なくとも1つの短経路接続部とを有する導電部材とを備えた、蓄電装置を提供する。
導電部材は、第1端子接続部と第2端子接続部との間に、接続部に加えて、接続部の通電経路よりも短い通電経路を有する短経路接続部を備える。そのため、端子間の相対変位を許容しつつ、該短経路接続部を有しない従来の導電部材と比較して、導電部材の内部抵抗を低く抑えることができ、蓄電装置全体の抵抗値を減少できる。
前記短経路接続部は、前記第1板部及び前記第2板部のうちの一方から延在する接続片を備えており、前記接続片の先端は、前記第1板部及び前記第2板部のうちの他方に接していてもよい。
前記短経路接続部は、前記第1板部及び前記第2板部からそれぞれ延在する一対の接続片を備えており、一方の前記接続片の先端は、前記第1板部と前記第2板部との間で他方の前記接続片の先端に接していてもよい。
前記接続片の先端は、前記第1板部及び前記第2板部のうちの他方において、前記第1又は第2端子と対向する面以外の面に接していてもよい。
この構成によれば、接続片が、第1板部及び第2板部に対して、第1端子及び第2端子と同じ側に設けられないことで、導電部材全体の厚みを抑制できる。
前記接続片は、前記接続部側に設けられていてもよい。
この構成によれば、接続片が、第1板部及び第2板部に対して、接続部と同じ側に設けられることで、導電部材全体の厚みを抑制できる。
前記接続片と、前記接続片が接する第1板部及び前記第2板部のうちの他方とは、これらを電気的に接続する導電部を介して、相互に剥離可能に接合されていてもよい。
ここでいう「導電部」は、導電材料からなる部分であり、「導電部」の具体例としては、前記接続片と、前記接続片が接する第1板部及び前記第2板部のうちの他方とを溶接するときに導電部材から溶け出した母材が固化した部分が挙げられる。また、「導電部」の他の具体例としては、前記接続片と、前記接続片が接する第1板部及び前記第2板部のうちの他方とのろう付けに用いられたろう材からなる部分が挙げられる。
この構成によれば、通常時は、接続片と第1板部又は第2板部とが導電部を介して相互に接合されていることにより、通電経路が短縮された状態を維持しやすくなる。また、第1端子と第2端子との間の距離(端子間距離)を変化させようとする荷重が、接続片と第1板部又は第2板部との間の導電部に作用すると、接続片と第1板部又は第2板部が剥離する。接続片と第1板部又は第2板部が剥離すると、接続部は、端子間距離の変化に応じて変形可能となる。そのため、端子間距離の変化が導電部材によって許容される。
前記一対の接続片は、これらを電気的に接続する導電部を介して、相互に剥離可能に接合されていてもよい。
この構成によれば、通常時は、一対の接続片が導電部を介して相互に接合されていることにより、通電経路が短縮された状態を維持しやすくなる。また、端子間距離を変化させようとする荷重が、一対の接続片間の導電部に作用すると、一対の接続片は相互に剥離する。一対の接続片が相互に剥離すると、接続部は、端子間距離の変化に応じて変形可能となる。そのため、端子間距離の変化が導電部材によって許容される。
上記の蓄電装置において、複数の前記短経路接続部を有してもよい。
この構成によれば、1つの短経路接続部が分断された場合であっても、他の短経路接続部によって短縮された通電経路が確保され、導電部材の内部抵抗の抑制を維持できる。
前記短経路接続部は、前記第1板部及び前記第2板部のうちの他方から延在する接続片を更に備え、当該接続片の先端は、前記第1板部及び前記第2板部のうちの一方に接していてもよい。
本発明の他の態様は、所定の蓄電素子の端子に接続される第1板部と、所定の方向において前記第1板部の一方側に配置され、前記蓄電素子とは別の蓄電素子の端子に接続される第2板部と、前記第1板部と前記第2板部との間を迂回しながら繋ぐ少なくとも1つの接続部と、前記第1板部と前記第2板部との間を前記接続部を経由する通電経路よりも短い通電経路で繋ぐ少なくとも1つの短経路接続部とを備えた、導電部材を提供する。
導電部材は、第1端子接続部と第2端子接続部との間に、接続部に加えて、接続部の通電経路よりも短い通電経路を有する短経路接続部を備える。そのため、端子間の相対変位を許容しつつ、該短経路接続部を有しない従来の導電部材と比較して、導電部材の内部抵抗を低く抑えることができる。
本発明によれば、端子間の相対変位を許容しつつ、導電部材の内部抵抗を低く抑え、蓄電装置全体の抵抗値を減少できる。
本発明の第1実施形態に係る蓄電装置の斜視図。 端子間接続用の導電部材及びその周辺部を示す側面図。 本発明の第1実施形態に係る導電部材の斜視図。 図3のIV−IV線に沿った前記導電部材の断面図。 第1実施形態に係る導電部材の変形例を示す図4と同様の断面図。 本発明の第2実施形態に係る導電部材の斜視図。 図6のVII−VII線に沿った導電部材の断面図。 第2実施形態に係る導電部材の変形例を示す図7と同様の断面図。 第2実施形態に係る導電部材の別の変形例を示す図7と同様の断面図。 本発明の第3実施形態に係る導電部材の斜視図。 本発明の第4実施形態に係る導電部材の斜視図。 第4実施形態に係る導電部材の接続部の部分拡大図。 本発明の第5実施形態に係る導電部材の図2と同様の側面図。 本発明の第6実施形態に係る導電部材の斜視図。
(第1実施形態)
図1から図4を参照して、本発明の第1実施形態に係る蓄電装置を説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語(例えば、「上」、「下」、「横」、「前」、「後」、「側」、「端」を含む用語)を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。つまり、それらの用語は、添付図面に示される蓄電装置の姿勢における方向を示すものであり、必ずしも実際の使用状態における方向と一致するものでない。また、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物、あるいは、その用途を制限することを意図するものではない。
図1を参照すると、本実施形態に係る蓄電装置としての組電池(電池モジュール)1は、蓄電素子としての単電池(電池セル)10を複数備えている。組電池1の用途は限定されるものでないが、例えば、自動車や二輪車等の移動体に搭載されてもよい。組電池1は、例えば、ガソリン自動車又はディーゼル自動車のような車両に搭載される比較的低電圧(例えば12V)の補機バッテリとして使用されてもよく、この場合、組電池1は、車両のエンジンルームに搭載されてもよい。
単電池10は、例えば、リチウムイオン二次電池のような非水電解質二次電池である。単電池10は、角形電池である。図1に示す例では、8個の単電池10が、相互に積層されている。これらの単電池10は、例えば金属製の拘束バンド(図示せず)を用いて積層状態に保持されて、外装体(図示せず)に収容される。
ただし、組電池1を構成する単電池10の個数は、2個以上であれば、特に限定されるものでない。なお、隣接する単電池10間には、樹脂のような絶縁性材料からなるスペーサ(図示せず)が介在されてもよい。
単電池10は、電極体を収容するケース11を有する。ケース11の形状は、例えば、中空の略直方体である。ケース11は、ケース本体12と蓋体13を有する。
ケース本体12は、所定の横方向Xに対する垂直面(YZ平面)に配置された一対の短側面12aと、横方向Xに直交する所定の前後方向Yに対する垂直面(XZ平面)に配置された長側面12bと、横方向Xと前後方向Yとに直交する所定の上下方向Zに対する垂直面(XY平面)に配置された底面12cとを有する。
ケース本体12の上面は開口しており、ケース本体12の上面開口部は、蓋体13によって塞がれている。
ケース本体12の材料には、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金等の金属が用いられる。なお、ケース本体12の表面は、樹脂のような絶縁性材料からなるフィルム(図示せず)で被覆されてもよい。
蓋体13は、例えば金属からなる板状部材である。蓋体13の形状は、例えば、横方向Xに延びる長辺と前後方向Yに延びる短辺とを有する長方形状である。蓋体13は、ケース本体12の開口縁部に例えば溶接によって接合されている。
蓋体13の表面には、第1端子としての正極端子21と、第2端子としての負極端子22が固定されている。正極端子21は、蓋体13における横方向Xの一方側の端部に設けられている。負極端子22は、蓋体13における横方向Xの他方側の端部に設けられている。
各端子21,22は、蓋体13の上面にガスケット16を介して例えばかしめによって固定された板状部材である。端子21,22の材料には、例えば、アルミニウム、銅、ニッケル等の金属が用いられる。
単電池10は、ケース本体12の長側面12b同士が対向するように前後方向Yに複数個積層されている。組電池1の横方向Xの一方側及び他方側のそれぞれにおいて、正極端子21と負極端子22が前後方向Yに交互に並べて配置されている。
組電池1を構成する全ての単電池10のうち前後方向Yの最も外側(図1の奥側)に位置する単電池10の正極端子21は、組電池1の外装体に設けられた正極外部端子(図示せず)に対して、バスバー28を介して電気的に接続されている。
組電池1を構成する全ての単電池10のうち前後方向Yの最も外側(図1の手前側)に位置する単電池10の負極端子22は、組電池1の外装体に設けられた負極外部端子(図示せず)に対して、バスバー29を介して電気的に接続されている。
各単電池10の端子21,22と、別の単電池10の端子21,22との間の電気的接続は、バスバー30を介してなされている。バスバー30は、金属のような導電材料からなる板状の導電部材である。バスバー30の具体的な材料には、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金が用いられる。また、バスバー30の材料として、銅又は真鍮が用いられてもよい。バスバー30は、例えば、1枚の板材をプレス加工することで形成されている。
図2を参照すると、バスバー30は、前後方向Yにおいて相互に並べて配置された正極端子21と負極端子22との間を電気的に接続している。図3及び図4を併せて参照すると、バスバー30は、第1板部31と、第2板部32と、第1板部31と第2板部32との間を迂回しながら繋ぐ接続部40A,40Bとを備える。また、バスバー30は、第1板部31と第2板部32との間を接続部40A,40Bを経由する通電経路よりも短い通電経路で繋ぐ1つの短経路接続部50を備える。
図3を参照すると、接続部40A,40Bは、前後方向Yにおいて第1板部31と第2板部の間に設けられている。第1板部31,短経路接続部50,及び第2板部32は、前後方向Yにこの順で並んでいる。また、接続部40A,短経路接続部50,及び接続部40Bは、横方向Xに沿ってこの順で並んでいる。バスバー30の厚みは、その全体に亘って略均一となっている。
第1板部31と第2板部32は、例えば略長方形状の平板部である。第1板部31と第2板部32は、略同じ形状及び略同じ大きさを有する。第1板部31と第2板部32は、前後方向Yに沿って配置されている。第1板部31と第2板部32の厚さ方向は、上下方向Zに沿った方向である。第1板部31と第2板部32は、上下方向Zにおいて同じ位置に配置されている。
図2を参照すると、第1板部31の一方の面31aが、正極端子21の表面に重ねて配置され、例えば、上下方向Zにおいて、上側から(破線矢印W1参照)溶接されることで正極端子21に接合されている。これにより、バスバー30は、第1板部31において正極端子21に電気的に接続されている。
第2板部32の一方の面32aが、負極端子22の表面に重ねて配置され、例えば、上下方向Zにおいて、上側から(破線矢印W1参照)溶接されることで負極端子22に接合されている。これにより、バスバー30は、第2板部32において負極端子22に電気的に接続されている。
図3を参照すると、接続部40A,40Bは、同じ形状及び同じ大きさを有しており、図4を併せて参照すると、横方向Xから見て円弧状に形成されている。接続部40A,40Bはそれぞれ、第1板部31及び第2板部32から上下方向Zの一方側(正極端子21及び負極端子22とは反対側)に突出して設けられ、横方向Xに延びる突条部である。
本実施形態における短経路接続部50は、略長方形状の板状部材である1個の接続片51からなる。短経路接続部50の接続片51は、第1板部31に連なる基端51aと、第2板部32に接する先端51bとを有する。
図4を参照すると、横方向Xから見て、接続片51は、基端51aにおいて湾曲しており、接続片51の基端51a以外の部分では平板状である。具体的には、横方向Xから見て、基端51aは、前後方向Yの第2板部32側に向かって、上下方向Zの上側に傾斜している。
接続片51の先端51bは、第2板部32の表面に重ねて配置されている。具体的には、接続片51の一方の面(図において下面)51dが、第2板部32の負極端子22と接続されている面32aとは反対側の面(図において上面)32bに重ねて配置されている。接続片51の面51dが第2板部32の面32bに接している部分、つまり当接部60があることで、短経路接続部50が負極端子22に対して電気的に接続されている。また、この当接部60があることで、バスバー30の第1板部31と第2板部32との間には、短経路接続部50を通る通電経路Aが形成されている。この通電経路Aは、接続部40A,40Bを経由する第1板部31と第2板部32との間の通電経路Bよりも短い。
図4に最も明瞭に示すように、接続片51の最先端部と第2板部32の面32bとは、例えば溶接によって相互に接合され、それによって導電部70が形成されている。導電部70は、溶接時に接続片51と第2板部32から溶け出した母材が固化することで形成される部分、すなわち、溶接痕である。導電部70は、接続片51と第2板部32とを電気的に接続している。また、導電部70は、接続片51と第2板部32とを機械的に連結ないし接合している。本実施形態では、導電部70は、接続片51の幅方向(横方向X)に連続して設けられている。接続片51の幅方向に間隔を開けて複数の導電部70を設けてもよい。
接続片51と第2板部32が溶接によって接合されると、接続片51と第2板部32が単に接触している場合と比較して、通電経路Aを維持しやすい。さらに、当接部60に加え、導電部70を介して接続片51と第2板部32が電気的に接続されることにより、バスバー30の内部抵抗を抑制できる。
接続片51と第2板部32との溶接は、上下方向Zにおいて、接続片51と第2板部32の当接部60に対して斜め上側から行われる。具体的には、当接部60に対して、横方向Xから見て、第2板部32側に向かって上下方向Zの上側に傾斜する方向から行われる(破線矢印W2参照)。これにより、導電部70は、上下方向Zにおいて、接続片51と第2板部32との当接部60の斜め上側に形成されている。
前述したように、第1板部31と正極端子21との溶接、及び第2板部32と負極端子22との溶接は、上下方向Zにおいて、上側から行われる(図2の破線矢印W1参照)。従って、接続片51と第2板部32との溶接と、バスバー30と単電池10との溶接とは、上下方向Zにおいて、同一方向から行われ得る。このため、接続片51と第2板部32との溶接と、バスバー30と単電池10との溶接とは、同時に又は続けて実行可能である。
接続片51と第2板部32との溶接と、バスバー30と単電池10との溶接とは、異なる溶接条件で行われることが好ましい。具体的には、バスバー30と単電池10との間の接合力は、接続片51と第2板部32との間の接合力より大きくなるように設定されることが好ましい。
接続片51と第2板部32は、導電部70を介して相互に剥離可能に接合されている。具体的には、導電部70による接続片51と第2板部32との間の接合力は、バスバー30を介して接続された端子21,22間の距離が変化するような単電池10の膨張、振動、又は変位等が生じたときに、接続片51が第2板部32から剥離する程度に設定されている。
単電池10の膨張、振動、又は変位等が生じていない通常時において、第1板部31と第2板部32は、接続部40A,40Bに加えて短経路接続部50を介して相互に電気的に接続されている。そのため、接続部40A,40Bを経由した通電のみが行われる場合に比べて通電経路が短縮され、これにより、バスバー30の電気抵抗を低減できる。
単電池10の膨張、振動、又は変位のような何らかの要因によって、端子21,22間の距離が変化しようするとき、導電部70に、接続片51と第2板部32を相互に引き剥がそうとする荷重が作用する。この荷重が導電部70による接合力を上回ると、接続片51は第2板部32から剥離する。接続片51が第2板部32から剥離した状態では、接続部40A,40Bは、端子21,22間の距離の変化に応じて前後方向Yに自由に変形可能となる。そのため、端子21,22間の距離の変化が許容される。
したがって、接続片51が第2板部32から剥離していない状態では、バスバー30の内部抵抗を効果的に抑制し、蓄電装置全体の抵抗値を減少できる。接続片51が第2板部32から剥離した状態では、バスバー30を介した、端子21,22間の接続状態を良好に維持できる。
接続片51は、第2板部32から延在し、第1板部31に当接してもよい。
以下、図5を参照して、バスバー30の変形例について説明する。
短経路接続部50は、略長方形の平板状部材である1個の接続片51からなる。接続片51は、第2板部32の側面に前後方向Yから接している。具体的には、接続片51の一方の端面51cは、第2板部32の一方の側面(図において右側の側面)32cに突き当たっている。接続片51の端面51cが第2板部32の側面32cに接している部分、つまり当接部60があることで、短経路接続部50を通る通電経路Aが形成されている。この通電経路Aは、接続部40A,40Bを経由する第1板部31と第2板部32との間の通電経路Bよりも短い。
接続片51の端面51cと第2板部32の側面32cとは、例えば、溶接によって相互に接合され、それによって、導電部70が形成されている。
接続片51と第2板部32との溶接は、上下方向Zにおいて、接続片51と第2板部32の当接部60に対して上側から行われる(破線矢印W3参照)。これにより、導電部70は、上下方向Zにおいて、接続片51と第2板部32との当接部60の上側に形成されている。
前述したように、第1板部31と正極端子21との溶接、及び第2板部32と負極端子22との溶接は、上下方向Zにおいて、上側から行われる(図2の破線矢印W1参照)。従って、接続片51と第2板部32との溶接と、バスバー30と単電池10との溶接とは、上下方向Zにおいて、同一方向から行われ得る。このため、接続片51と第2板部32との溶接と、バスバー30と単電池10との溶接とは、同時に又は続けて実行可能である。
接続片51と第2板部32との溶接と、バスバー30と単電池10との溶接とは、異なる溶接条件で行われることが好ましい。具体的には、バスバー30と単電池10との間の接合力は、接続片51と第2板部32との間の接合力より大きくなるように設定されることが好ましい。
以下に説明する第2から第6実施形態では、第1実施形態と同一ないし同様の要素には、同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。また、これらの実施形態に関する図面では、単電池10の図示を省略している場合があるが、そのような場合には、第1実施形態に関する図面(例えば図1)が参照される。さらに、これらの実施形態では、特に言及する点を除いて、第1実施形態と同様の作用効果を奏する。
(第2実施形態)
図6及び図7を参照して、本発明の第2実施形態を説明する。
図6を参照すると、本実施形態におけるバスバー30の短経路接続部50は、略長方形の板状部材である第1接続片51と、略長方形の平板状部材である第2接続片52とからなる。第1接続片51は、第1板部31に連なる基端51aと、先端51bとを有する。第2接続片52は、第2板部32に連なる基端52aと、先端52bとを有する。
図7を参照すると、横方向Xから見て、第1接続片51は、基端51aにおいて湾曲しており、第1接続片51の基端51a以外の部分では平板状である。具体的には、横方向Xから見て、基端51aは、前後方向Yの第2板部32側に向かって、上下方向Zの上側に傾斜している。一方、横方向Xから見て、第2接続片52は、全体が平板状であり、基端52aから先端52bまでのいずれの部分にも傾斜した部分を有していない。
第1接続片51の先端51bは、第2接続片52の表面に重ねて配置されている。具体的には、第1接続片51の一方の面(図において下面)51dが、第2接続片52の負極端子22と対向する面52dとは反対側の面(図において上面)52eに重ねて配置されている。接続片51の面51dが接続片52の面52eに接している部分、つまり当接部60があることで、短経路接続部50を通る通電経路Aが形成されている。この通電経路Aは、接続部40A,40Bを経由する第1板部31と第2板部32との間の通電経路Bよりも短い。
図7に最も明瞭に示すように、第1接続片51の最先端部と第2接続片52の面52eとは、例えば溶接によって相互に接合され、それによって導電部70が形成されている。導電部70を介して、第1接続片51と第2接続片52は、電気的に接続され、かつ相互に剥離可能に接合されている。
以下、図8及び図9を参照して、第2実施形態に係るバスバー30の変形例について説明する。
図8に示す変形例では、短経路接続部50は、共に略長方形の平板状である第1接続片51及び第2接続片52からなる。
第1接続片51と第2接続片52は、互いに対向する端面において接している。具体的には、第1接続片51の一方の端面51cは、第2接続片52の一方の端面52cに突き当たっている。第1接続片51の端面51cが第2接続片52の端面52cに接している部分、つまり当接部60があることで、短経路接続部50を通る通電経路Aが形成されている。この通電経路Aは、接続部40A,40Bを経由する第1板部31と第2板部32との間の通電経路Bよりも短い。
第1接続片51の端面51cと第2接続片52の端面52cとは、例えば溶接よって相互に接合され、それによって導電部70が形成されている。
次に、図9に示す変形例では、短経路接続部50は、共に略長方形の板状部材である第1接続片51及び第2接続片52からなる。
第1接続片51の先端51bは、上下方向Zの上側に概ね直角に折り曲げられており、突出部53が形成されている。同様に、第2接続片52の先端52bは、上下方向Zの上側に概ね直角に折り曲げられており、突出部54が形成されている。
第1接続片51の突出部53と第2接続片52の突出部54は、互いに対向する端面において接している、具体的には、第1接続片51の突出部53の一方の側面(図において左側の側面)53aと、第2接続片52の突出部54の一方の側面(図において右側の側面)54aとが互いに突き当てられている。第1接続片51の突出部53と第2接続片52の突出部54が接している部分、つまり当接部60があることで、短経路接続部50を通る通電経路Aが形成されている。この通電経路Aは、接続部40A,40Bを経由する第1板部31と第2板部32との間の通電経路Bよりも短い。
第1接続片51の突出部53の側面53aと第2接続片52の突出部54の側面54aとは、例えば溶接よって相互に接合され、それによって導電部70が形成されている。
(第3実施形態)
図10を参照して、本発明の第3実施形態を説明する。
本実施形態におけるバスバー30は、第1板部31と、第2板部32と、第1板部31と第2板部32との間を繋ぐ3つの接続部40A,40B,40Cとを備える。また、バスバー30は、第1板部31と第2板部32との間を接続部40A,40B,40Cを経由する通電経路よりも短い通電経路で繋ぐ、2つの短経路接続部50A,50Bを備える。
短経路接続部50Aは、横方向Xにおいて、接続部40Aと接続部40Bとの間に設けられている。短経路接続部50Bは、横方向Xにおいて、接続部40Bと接続部40Cとの間に設けられている。
短経路接続部50A,50Bはそれぞれ、第1実施形態に係る短経路接続部50の接続片51からなる。短経路接続部50Aの接続片51は、第1板部31から延在し、第2板部32に当接している。短経路接続部50Bの接続片51は、第2板部32から延在し、第1板部31に当接している。
短経路接続部50Aの接続片51と第2板部32の面32bとは、例えば溶接によって相互に接合され、それによって導電部70が形成されている。短経路接続部50Bの接続片51と第1板部31の面31bとは、例えば溶接によって相互に接合されており導電部70が形成されている。
2つの短経路接続部50A,50Bを備えることで、短経路接続部50A,50Bのうちの一方の接続が分断された場合であっても、短経路接続部50A,50Bのうちの他方により導電部材の内部抵抗の抑制を維持できる。
1個のバスバー30について、4個以上の接続部を設けてもよく、3個以上の短経路接続部を設けていてもよい。
(第4実施形態)
図11及び図12を参照して、本発明の第4実施形態を説明する。
図11を参照すると、本実施形態における接続部40A,40Bは、同じ形状及び同じ大きさを有している。接続部40A,40Bはそれぞれ、第1板部31及び第2板部32から上下方向Zの一方側(端子21,22の反対側)に突出して設けられ、横方向Xに延びる突条部である。
図12を参照すると、接続部40A,40Bは、横方向Xから見て円弧状に形成されている。接続部40A,40Bの円弧状部の角度範囲は、180°よりも大きく360°よりも小さい。
上下方向Zにおける第1板部31及び第2板部32からの接続部40A,40Bの突出量は、例えば、接続部40A,40Bの外周面の半径の3倍よりも小さくなっている。そのため、上下方向Zにおけるバスバー30の寸法の増大が抑制されている。
接続部40A,40Bは、第1板部31に連なる第1端部41と、第2板部32に連なる第2端部42とを有する。接続部40A,40Bは、横方向Xに延びる軸心C1を有する。横方向Xから見て、軸心C1は、接続部40A,40Bの円弧状部の中心に位置している。
接続部40A,40Bは、前後方向Yにおいて最も第1板部31側に位置する第1頂部43と、前後方向Yにおいて最も第2板部32側に位置する第2頂部44とを有する。上述の軸心C1、第1頂部43及び第2頂部44は、上下方向Zの同じ位置に配置されている。
接続部40A,40Bの第1端部41及び第2端部42は、上下方向Zにおいて、軸心C1よりも下側(端子21,22側)に配置されている。第1端部41は、前後方向Yにおいて、軸心C1よりも第1板部31側、且つ、第1頂部43よりも第2板部32側に配置されている。第2端部42は、前後方向Yにおいて、軸心C1よりも第2板部32側、且つ、第2頂部44よりも第1板部31側に配置されている。
横方向Xから見て、第1端部41が延びる方向(第1端部41での接線方向)D1は、上下方向Zの下側(端子21,22側)に向かって前後方向Yの第2板部32側に傾斜した方向である。横方向Xから見て、第2端部42が延びる方向(第2端部42での接線方向)D2は、上下方向Zの下側(端子21,22側)に向かって前後方向Yの第1板部31側に傾斜した方向である。
第1板部31と接続部40A,40Bの第1端部41との間には第1屈曲部80が、第2板部32と接続部40A,40Bの第2端部42との間には第2屈曲部81がそれぞれ形成されている。第1屈曲部80及び第2屈曲部81は、丸みを帯びるように形成されている。
上述のように、第1板部31と第2板部32は、前後方向Yに沿って配置されており、第1端部41及び第2端部42は、前後方向Yに対して傾斜して配置されている。そのため、横方向Xから見た第1屈曲部80の角度A1及び第2屈曲部81の角度A2は、それぞれ鋭角になっている。
前後方向Yにおいて、第1屈曲部80は、第1頂部43よりも第2板部32側に配置されている。同様に、第2屈曲部81は、前後方向Yにおいて、第2頂部44よりも第1板部31側に配置されている。これにより、第1屈曲部80及び第2屈曲部81は、接続部40A,40Bの基端部に沿って横方向Xに延びる凹溝を形成している。
第1屈曲部80と第2屈曲部81は、前後方向Yに隣接して配置されており、相互に接している。第1屈曲部80が第2屈曲部81に接している部分、つまり、当接部61があることで、バスバー30の第1板部31と第2板部32との間には、当接部61を通る通電経路Cが形成されている。この通電経路Cは、接続部40A,40Bの円弧状部を経由する第1板部31と第2板部32との間の通電経路Bよりも短い。接続部40A,40Bは、全体として、横方向Xに延びる略パイプ状に形成されている。
第1屈曲部80と第2屈曲部81とは、例えば溶接によって相互に接合され、それによって導電部71が形成されている。導電部71は、溶接時に第1屈曲部80と第2屈曲部81から溶け出した母材が固化することで形成される部分、すなわち、溶接痕である。導電部71は、第1屈曲部80と第2屈曲部81とを電気的に接続している。また、導電部71は、第1屈曲部80と第2屈曲部81とを機械的に連結ないし接合している。本実施形態では、導電部71は、接続部40A,40Bの幅方向(横方向X)に連続して設けられている。接続部40A,40Bの幅方向に間隔を開けて複数の導電部71を設けてもよい。
第1屈曲部80と第2屈曲部81とが溶接によって接合されると、第1屈曲部80と第2屈曲部81が単に接触している場合と比較して、通電経路Cを維持しやすい。更に、当接部61に加えて、導電部71を介して第1屈曲部80と第2屈曲部81が電気的に接続されることにより、バスバー30の内部抵抗を抑制できる。
第1屈曲部80と第2屈曲部81は、導電部71を介して相互に剥離可能に接続されている。具体的には、導電部71による第1屈曲部80と第2屈曲部81との間の接合力は、バスバー30を介して接続された端子21,22間の距離が拡大するような単電池10の膨張、振動、又は変位等が生じたときに、剥離する程度に設定されている。
このような剥離可能な接続を実現するために、第1屈曲部80と第2屈曲部81との接合部における溶接深さは、例えば、バスバー30の厚みよりも小さいことが好ましい。
単電池10の膨張、振動、又は変位等が生じていない通常時において、バスバー30の第1板部31と第2板部32は、導電部71を介して相互に電気的に接続されている。そのため、接続部40A,40Bを経由した通電が行われる場合に比べて通電経路が短縮され、これにより、バスバー30の電気抵抗を低減できる。
単電池10の膨張、振動、又は変位のような何らかの要因によって、端子21,22間の距離が変化しようするとき、導電部71に、第1屈曲部80と第2屈曲部81を相互に引き剥がそうとする荷重が作用する。この荷重が導電部71による接合力を上回ると、第1屈曲部80は、第2屈曲部81から剥離する。両屈曲部80,81が相互に剥離した状態では、接続部40A,40Bは、端子21,22間の距離の変化に応じて前後方向Yに自由に変形可能となる。
第1屈曲部80及び第2屈曲部81は、鋭角に形成されているため、第1屈曲部80及び第2屈曲部81が直角又は鈍角である場合と比較して、接続部40A,40Bは長くなる。そのため、上下方向Zにおける第1板部31及び第2板部32からの接続部40A,40Bの突出量を増大させなくても、接続部40A,40Bの前後方向Yの変形可能量を増大できる。組電池1の大型化が抑制されることで、自動車のエンジンルームのような狭いスペースにおける組電池1の搭載性を良好に確保しつつ、バスバー30による端子21,22間の距離の許容変化量を増大できる。
(第5実施形態)
図13を参照して、本発明の第5実施形態を説明する。
本実施形態における正極端子21と負極端子22は、蓋体13の上面にガスケット16を介して固定されたボルト状部材である。正極端子21及び負極端子22は、上下方向Zの上側に突出して設けられている。
本実施形態において、第1板部31には、正極端子21を挿通させるためのボルト穴33が形成されている。第2板部32には、負極端子22を挿通させるためのボルト穴34が形成されている。
ボルト穴33には、正極端子21が上下方向Zの下側から差し込まれる。ボルト穴34には、負極端子22が上下方向Zの下側から差し込まれる。バスバー30が正極端子21及び負極端子22に装着された状態で、ナット35が上下方向Zの上側から正極端子21及び負極端子22に螺合されることで、バスバー30が端子21,22に固定される。
(第6実施形態)
図14を参照して、本発明の第6実施形態を説明する。
本実施形態におけるバスバー30は、前後方向Yに並ぶように配置された4つの板部131,132,133,134を備えている。隣接する板部131,132,133,134間は、第1実施形態のバスバー30と同様の接続部40A,40B及び短経路接続部50を介して、接続されている。バスバー30の各板部131,132,133,134は、上述のバスバー30の第1板部31及び第2板部32と同様の構成を有し、単電池10の端子21,22に例えば溶接によって接合されている。
このように構成された第6実施形態に係るバスバー30は、前後方向Yに並ぶ4つの単電池10の端子21,22間を接続できる。
バスバーの板部の個数は、バスバーを介して接続される端子の個数に合わせて適宜変更可能である。
以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、本発明は特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲において、種々の変更が可能である。
例えば、導電部は、例えばろう付け等、溶接以外の方法で形成してもよい。つまり、溶接痕からなる導電部に代えて、ろう付けに用いられたろう材からなる導電部が設けられてもよい。
ろう付けが行われる場合、導電部材における、板部と接続片、2つの接続片、又は一対の屈曲部は、必ずしも相互に当接していなくてもよい。すなわち、相互に離間した板部と接続片との間、2つの接続片の間、又は一対の屈曲部間がろう付けによって接続されるようにしてもよい。
また、本発明において、導電部材における、板部と接続片との間、2つの接続片の間、又は一対の屈曲部間は、相互に電気的に接続され得るように当接していれば、必ずしも接合されなくてもよい。
接続部の形状は円弧状のものに限定されるものでなく、例えば、横方向Xから見て多角形状であってもよい。
導電部材は、複数の部材で構成されてもよい。
導電部材によって接続される第1端子と第2端子の極性が同じであってもよい。
蓄電素子は、例えば、円筒形電池又はラミネート形(パウチ形)の電池であってもよい。
蓄電素子は、非水電解質二次電池以外の二次電池、一次電池、キャパシタを含む種々の蓄電素子であってもよい。
1 組電池(蓄電装置)
10 単電池(第1蓄電素子)(第2蓄電素子)
21 正極端子(第1端子)
22 負極端子(第2端子)
30 バスバー(導電部材)
31 第1板部
32 第2板部
40A,40B 接続部
50 短経路接続部
51 接続片
51a 基端
51b 先端
60,61 当接部
70,71 導電部
A,B,C 通電経路

Claims (10)

  1. 第1端子を有する第1蓄電素子と、
    所定方向において前記第1端子の一方側に並べて配置された第2端子を有する第2蓄電素子と、
    前記第1端子に接続された第1板部と、前記第2端子に接続された第2板部と、前記第1板部と前記第2板部との間を迂回しながら繋ぐ少なくとも1つの接続部と、前記第1板部と前記第2板部との間を前記接続部を経由する通電経路よりも短い通電経路で繋ぐ少なくとも1つの短経路接続部とを有する導電部材とを備えた、蓄電装置。
  2. 前記短経路接続部は、前記第1板部及び前記第2板部のうちの一方から延在する接続片を備えており、前記接続片の先端は、前記第1板部及び前記第2板部のうちの他方に接している、請求項1に記載の蓄電装置。
  3. 前記短経路接続部は、前記第1板部及び前記第2板部からそれぞれ延在する一対の接続片を備えており、一方の前記接続片の先端は、前記第1板部と前記第2板部との間で他方の前記接続片の先端に接している、請求項1に記載の蓄電装置。
  4. 前記接続片の先端は、前記第1板部及び前記第2板部のうちの他方において、前記第1又は第2端子と対向する面以外の面に接する、請求項2に記載の蓄電装置。
  5. 前記接続片は、前記接続部側に設けられている、請求項2又は請求項3に記載の蓄電装置。
  6. 前記接続片と、前記接続片が接する第1板部及び前記第2板部のうちの他方とは、これらを電気的に接続する導電部を介して、相互に剥離可能に接合されている、請求項2又は請求項4に記載の蓄電装置。
  7. 前記一対の接続片は、これらを電気的に接続する導電部を介して、相互に剥離可能に接合されている、請求項3に記載の蓄電装置。
  8. 複数の前記短経路接続部を有する、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の蓄電装置。
  9. 前記短経路接続部は、前記第1板部及び前記第2板部のうちの他方から延在する接続片を更に備え、当該接続片の先端は、前記第1板部及び前記第2板部のうちの一方に接している、請求項2に記載の蓄電装置。
  10. 所定の蓄電素子の端子に接続される第1板部と、
    所定の方向において前記第1板部の一方側に配置され、前記蓄電素子とは別の蓄電素子の端子に接続される第2板部と、
    前記第1板部と前記第2板部との間を迂回しながら繋ぐ少なくとも1つの接続部と、
    前記第1板部と前記第2板部との間を前記接続部を経由する通電経路よりも短い通電経路で繋ぐ少なくとも1つの短経路接続部とを備えた、導電部材。
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