JP2019087434A - バスバーモジュール及びバスバー - Google Patents

Abstract

【課題】軽量化を図る。【解決手段】バスバーモジュール１０は、バッテリーセル３０に対し電気的に接続可能な板状本体部１２を有するバスバー１１と、板状本体部１２に形成した切起部１５からなるバレル部１６と、バレル部１６に固着された電線２０とを備えている。バッテリーセル３０に接続される板状本体部１２と、電線２０が固着されるバレル部１６とが一体をなしているので、バッテリーセル３０に接続される部品と電線２０が固着される部品とを別々に設ける場合に比べると、軽量化される。【選択図】図４

Description

本発明は、バスバーモジュール及びバスバーに関するものである。

特許文献１には、隣り合うバッテリーセルの電極同士を接続するバスバーと、電極を検圧するための電圧検出端子とを備えたバスバーモジュールが開示されている。電圧検出端子には、電圧検出回路に接続するための電線が圧着により接続されるようになっている。

特開２０１４−２２９５８５号公報

上記バスバーモジュールは、バッテリーセルに対し電気的に接続されるバスバーの上面に、電線が固着される部材である電圧検出端子を積層した形態であるため、積層した分だけ重量が嵩むというという問題がある。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、軽量化を図ることを目的とする。

第１の発明のバスバーモジュールは、
バッテリーセルに対し電気的に接続可能な板状本体部を有するバスバーと、
前記板状本体部に形成した切起部からなるバレル部と、
前記バレル部に固着された電線とを備えているところに特徴を有する。

第２の発明のバスバーは、
バッテリーセルに対し電気的に接続される板状本体部と、
前記板状本体部に形成した切起部からなり、電線を固着可能なバレル部とを備えているところに特徴を有する。

バッテリーセルに対し電気的に接続される板状本体部と、電線が固着されるバレル部とが一体をなしているので、バッテリーセルに接続される部品と、電線が固着される部品とを別々に設ける場合に比べると、軽量化を図ることができる。また、バレル部は板状本体部の一部を切り起こした切起部からなるのであるが、切起部は、板状本体部における切起部の隣接領域に切欠部が形成されるように板状本体部から片持ち状に延出した形態である。したがって、バスバーは、切り起こしによって切欠された分だけ軽量化される。

実施例１において電線が未接続のバスバーをバッテリーセルに取り付けた状態をあらわす平面図 バスバーモジュールの平面図 バスバーモジュールの部分拡大正面図 バスバーモジュールの部分拡大底面図 バスバーの平面図 バスバーの側面図 バスバーの展開図

第１の発明は、前記板状本体部が前記バッテリーセルに対し溶接により接続されるようになっており、前記板状本体部を前記バッテリーセルに接続した状態で、前記板状本体部のうち前記切起部の形成によって開口した切起孔が、前記バッテリーセルの一部を露出させるように配されていてもよい。この構成によれば、貫通孔を通してバッテリーセルを目視することで、バッテリーセルとバスバーとの位置関係を確認することができる。

第１の発明は、前記板状本体部の外縁部に沿うように配された支持壁部を有しており、前記切起部が、前記板状本体部のうち前記支持壁部に隣接する領域に形成され、前記バレル部と前記支持壁部との間で前記電線が挟み付けられていてもよい。この構成によれば、バレル部と支持壁部との間で電線を確実に固着することができる。

第１の発明は、前記バレル部には、前記電線のうち芯線を包囲する絶縁被覆が固着され、前記芯線が前記支持壁部に導通可能に固着されていてもよい。この構成によれば、絶縁被覆を固着する工程と芯線を固着する工程を、互いに干渉することなく確実に実行することができる。

第１の発明は、前記バスバーは、前記板状本体部のうち前記バッテリーセルと非接触となる表面側にバリが生じ得るように打ち出されたものであり、前記バレル部は、前記板状本体部の裏面側が前記電線と接触する形態で屈曲した形態であってもよい。この構成によれば、電線がバリによって傷付けられることを防止できる。

第１の発明は、前記板状本体部が略方形をなし、前記バレル部が、前記板状本体部の外縁部を構成する直線状の一辺部の略中央位置に配され、前記バレル部には、軸線を前記一辺部と略平行に向けた前記電線が固着されていてもよい。この構成によれば、バレル部からの電線の導出方向を、一辺部の一端側と他端側のいずれに設定しても、電線を極端に小さい曲率半径で曲げずに済む。

＜実施例１＞
以下、本発明を具体化した実施例１を図１〜図７を参照して説明する。尚、以下の説明において、前後の方向については、図１，２，５，７における下方を前方と定義する。上下の方向については、図３，６にあらわれる向きを、そのまま上方、下方と定義する。左右の方向については、図１〜７にあらわれる向きを、そのまま左方、右方と定義する。

本実施例１のバスバーモジュール１０は、金属板材からなる単一部品としてのバスバー１１と、バスバー１１に固着されて電圧検出回路（図示省略）等に接続される電線２０とを備えて構成されている。バッテリーセル３０の上面には、図示しない（＋）電極と（−）電極が設けられており、バスバー１１は電極に対し電線的に接続されるようになっている。

バスバー１１は、二種類（例えば、銅とアルミニウム）の金属板材を面一状に且つ前後に並ぶように繋いで固着した形態のクラッド材からなる。バスバー１１は、クラッド材をプレス加工機（図示省略）により所定形状に打ち抜いて曲げ加工を施したものである。プレス加工の際には、バスバー１１の表面１１Ｓ側にバリ（図示省略）が生じるように切断される。バスバー１１の平面視形状は概ね方形である。バスバー１１は、平面視形状が略方形をなす板状本体部１２と、板状本体部１２の前縁部１２Ｆ（請求項に記載の板状本体部の外縁部を構成する一辺部）から表面１２Ｓ側へ略直角に立ち上がる支持壁部１４と、１つのバレル部１６とを備えている。

１枚のバスバー１１は、板状本体部１２を水平に向け且つバスバー１１（板状本体部１２）の裏面１１Ｒが下向きとなる状態で、前後に隣り合う２つのバッテリーセル３０の（＋）電極と（−）電極とを導通させる。即ち、板状本体部１２のうち前端側の領域の裏面１２Ｒは、前後に隣り合う２つのバッテリーセル３０のうち前側のバッテリーセル３０の（＋）電極の上面に載置され、レーザー溶接により（＋）電極に導通可能に固着される。板状本体部１２のうち後端側の領域の裏面１２Ｒは、前後に隣り合う２つのバッテリーセル３０のうち後側のバッテリーセル３０の（−）電極の上面に載置され、レーザー溶接により（−）電極に導通可能に固着される。

板状本体部１２における左右方向中央位置には、板状本体部１２の裏面１２Ｒから表面１２Ｓに貫通した形態の６つの貫通孔１３、１３Ｆが、前後に間隔を空けて形成されている。板状本体部１２を電極の上面に接続した状態では、各貫通孔１３、１３Ｆが、電極の上面の一部を露出させるように配される。

支持壁部１４は板状本体部１２の左右方向中央部に配されており、支持壁部１４の左右寸法は板状本体部１２の前縁部１２Ｆの全幅寸法よりも小さい。支持壁部１４は、板状本体部１２に対し表面１２Ｓ側へ曲げられたものである。板状本体部１２の前端縁部には、その左右方向中央部を裏面１２Ｒ側へ切り起こして前方（板状本体部１２とは反対側）へ反転させることによって切起部１５が形成されている。切起部１５はその前端を支点として前方へ反転されている。この支点の位置は、支持壁部１４の下端部であり、板状本体部１２の表面１２Ｓとほぼ同じ高さである。

反転された切起部１５は、更に上方へ曲げられることで、支持壁部１４の前面と対向するバレル部１６を構成している。バレル部１６は、バリが生じ得る表面１２Ｓが外周側（外面側）となるように曲げられている。バレル部１６の内周面（板状本体部１２の裏面１２Ｒ）と支持壁部１４の前面（板状本体部１２の裏面１２Ｒ）との間には、電線２０を挟むための空間が確保されている。この空間は、左右両側方及び上方に開放されている。

また、バレル部１６（切起部１５）を切り起こし加工する工程では、板状本体部１２のうち切起部１５が存在していた領域に、切起孔１７が形成される。切起孔１７は、板状本体部１２の前縁部１２Ｆに配され、板状本体部１２の裏面１２Ｒから表面１２Ｓに貫通した形態である。この切起孔１７は、６つの貫通孔１３、１３Ｆのうち最前端に位置する貫通孔１３Ｆを構成するものである。

つまり、切起部１５を切り起こすことによって、バレル部１６と切起孔１７（貫通孔１３Ｆ）の両方が形成される。換言すると、切起部１５（バレル部１６）は、板状本体部１２に形成された切起孔１７（貫通孔１３）の方形をなす開口縁の一部から、片持ち状に延出した形態である。

次に、バスバー１１に電線２０を接続する工程を説明する。電線２０は、金属撚り線からなる芯線２１を合成樹脂製の絶縁被覆２２で包囲した被覆電線と称されるものである。電線２０をバスバーモジュール１０に接続する際には、予め、電線２０の端末部に対し、絶縁被覆２２を所定長さ除去して芯線２１の端末部が露出するように端末処理を施しておく。

次に、電線２０の端末部のうち絶縁被覆２２で包囲されている部分を、バレル部１６と支持壁部１４との間に嵌込む。このとき、電線２０の端末部の軸線が左右方向（前縁部１２Ｆ及び支持壁部１４と略平行をなす向き）となるようにする。この後、図示しない治具等を用いて圧着すると、電線２０の絶縁被覆２２がバレル部１６と支持壁部１４との間で強固に挟み付けられ、電線２０がバスバー１１に対し移動規制された状態に固着される。

電線２０をバレル部１６に圧着した状態では、芯線２１が支持壁部１４のうちバレル部１６に隣接する領域に接近するように配される。この芯線２１は、超音波溶接や半田付け等により支持壁部１４の前面に導通可能に固着される。以上により、電線２０がバスバー１１に取り付けられ、バスバーモジュール１０の組付け作業が完了する。

上述のように、本実施例のバスバーモジュール１０は、バッテリーセル３０（電極）に対し電気的に接続可能な板状本体部１２を有するバスバー１１と、板状本体部１２に形成した切起部１５からなるバレル部１６と、バレル部１６に固着された電線２０とを備えている。バスバーモジュール１０は、バッテリーセル３０（電極）に対し電気的に接続される板状本体部１２と、電線２０が固着されるバレル部１６とが一体をなしている。

したがって、バッテリーセル３０に対して電気的に接続される部品と、電線２０が固着される部品とを別々に設ける場合に比べると、本実施例のバスバーモジュール１０及びバスバー１１は軽量化を図ることができる。また、バレル部１６は、板状本体部１２の一部を切り起こした延出部（切起部１５）からなる。切起部１５は、板状本体部１２における切起部１５の隣接領域に切欠部（切起孔１７）が形成されるように、板状本体部１２から片持ち状に延出した形態である。したがって、バスバー１１は、板状本体部１２のうち切起部１５の切り起こしによって切欠された領域（切起孔１７）の分だけ軽量化される。

また、板状本体部１２がバッテリーセル３０（電極）に対しレーザー溶接により接続されるようになっており、板状本体部１２をバッテリーセル３０（電極）に接続した状態では、板状本体部１２のうち切起部１５の形成によって開口した切起孔１７が、バッテリーセル３０の一部（電極）を露出させるように配されている。この構成によれば、貫通孔１３，１３Ｆを通してバッテリーセル３０（電極）の位置を目視することで、水平面上におけるバッテリーセル３０（電極）とバスバー１１との位置関係を確認することができる。

また、バスバー１１は、板状本体部１２の前縁部１２Ｆ（外縁部）に沿うように配された支持壁部１４を有しており、切起部１５が、板状本体部１２のうち支持壁部１４に隣接する領域に形成されている。そして、バレル部１６と支持壁部１４との間で電線２０が挟み付けられている。この構成によれば、バレル部１６と支持壁部１４との間で電線２０を確実に固着することができる。

また、バレル部１６には、電線２０のうち芯線２１を包囲する絶縁被覆２２が固着されており、芯線２１が支持壁部１４に導通可能に固着されている。この構成によれば、絶縁被覆２２をバレル部１６と支持壁部１４に固着するための圧着工程と、芯線２１を支持壁部１４に固着するための超音波溶接又は半田付けの工程を、互いに干渉することなく確実に実行することができる。

また、バスバー１１は、板状本体部１２のうちバッテリーセル３０（電極）と非接触となる表面１２Ｓ側にバリが生じ得るように打ち出されたものである。そして、バレル部１６は、板状本体部１２の裏面１２Ｒ側を電線２０と接触させる形態で屈曲した形態となっている。この構成によれば、バレル部１６の外周側（板状本体部１２の表面１２Ｓ側）にバリが存在していたとしても、電線２０がバリによって傷付けられることを防止できる。

また、板状本体部１２が略方形をなしていて、板状本体部１２の外縁部を構成する直線状の前縁部１２Ｆ（一辺部）にはバレル部１６が配されている。そして、バレル部１６には、軸線を前縁部１２Ｆと略平行に向けた電線２０が固着されている。ここで、もしバレル部１６を板状本体部１２の前縁部１２Ｆの左端近くに配置し、電線２０をバレル部１６から左方へ導出させた場合には、電線２０を、バレル部１６の近傍、即ち板状本体部１２の左端部近傍において小さい曲率半径で屈曲させなければならない、という事態が懸念される。このようになると、バレル部１６における電線２０との圧着部分に応力が集中するため、対策が必要である。

本実施例のバスバーモジュール１０は、上記の課題に鑑み、バレル部１６を板状本体部１２の前縁部１２Ｆの略中央位置に配している。このような配置にすれば、バレル部１６からの電線２０の導出方向を左右いずれの方向に設定したとしても、電線２０のうち前縁部１２Ｆに沿っている領域に関しては、極端に小さい曲率半径で曲げずに済む。これにより、バレル部１６における電線２０との圧着部分に応力が集中することを防止できる。

＜他の実施例＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施例では、１枚のバスバーが、１つのバッテリーセルの（＋）電極と、別の１つのバッテリーセルの（−）電極とを導通させるものであるが、本発明は、複数のバッテリーセルの（＋）電極と、別の複数のバッテリーセルの（−）電極とを導通させるバスバーにも適用できる。
（２）上記実施例では、バレル部に電線の絶縁被覆のみを固着したが、１つのバレル部に絶縁被覆と芯線を固着してもよく、２つのバレル部に絶縁被覆と芯線を個別に固着してもよく、１つのバレル部に芯線のみを固着してもよい。
（３）上記実施例では、支持壁部が板状本体部に対して略直角に立ち上がる形態であるが、支持壁部は、板状本体部に対して斜めをなしていてもよく、板状本体部に対し面一状をなしていてもよい。
（４）上記実施例では、電線（絶縁被覆）をバレル部と支持壁部との間で挟むようにしてバスバーに固着したが、支持壁部を設けずにバレル部だけで電線をバスバーに固着してもよい。
（５）上記実施例では、バレル部は、板状本体部の前縁部の長さ方向中央部に配したが、バレル部は、板状本体部の前縁部の長さ方向における一方の端部に配してもよい。
（６）上記実施例では、バレル部を板状本体部の外縁部に配したが、バレル部は、板状本体部における外縁部より中央側の位置に配してもよい。
（７）上記実施例では、バスバーが二種類の金属板材を面一状に固着したクラッド材からなるが、本発明は、単一種類の金属板材からなるバスバーにも適用できる。
（８）上記実施例では、板状本体部をバッテリーセル（電極）に対しレーザー溶接により接続したが、板状本体部は、超音波溶接や半田溶着等によって接続してもよい。

１０…バスバーモジュール
１１…バスバー
１２…板状本体部
１２Ｆ…前縁部（板状本体部の外縁部を構成する一辺部）
１２Ｒ…板状本体部の裏面
１２Ｓ…板状本体部の表面
１４…支持壁部
１５…切起部
１６…バレル部
１７…切起孔
２０…電線
２１…芯線
２２…絶縁被覆
３０…バッテリーセル

Claims (7)

1. バッテリーセルに対し電気的に接続可能な板状本体部を有するバスバーと、
   前記板状本体部に形成した切起部からなるバレル部と、
   前記バレル部に固着された電線とを備えていることを特徴とするバスバーモジュール。
2. 前記板状本体部が前記バッテリーセルに対し溶接により接続されるようになっており、
   前記板状本体部を前記バッテリーセルに接続した状態で、前記板状本体部のうち前記切起部の形成によって開口した切起孔が、前記バッテリーセルの一部を露出させるように配されることを特徴とする請求項１記載のバスバーモジュール。
3. 前記板状本体部の外縁部に沿うように配された支持壁部を有しており、
   前記切起部が、前記板状本体部のうち前記支持壁部に隣接する領域に形成され、
   前記バレル部と前記支持壁部との間で前記電線が挟み付けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のバスバーモジュール。
4. 前記バレル部には、前記電線のうち芯線を包囲する絶縁被覆が固着され、
   前記芯線が前記支持壁部に導通可能に固着されていることを特徴とする請求項３記載のバスバーモジュール。
5. 前記バスバーは、前記板状本体部のうち前記バッテリーセルと非接触となる表面側にバリが生じ得るように打ち出されたものであり、
   前記バレル部は、前記板状本体部の裏面側が前記電線と接触する形態で屈曲した形態であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のバスバーモジュール。
6. 前記板状本体部が略方形をなし、
   前記バレル部が、前記板状本体部の外縁部を構成する直線状の一辺部の略中央位置に配され、
   前記バレル部には、軸線を前記一辺部と略平行に向けた前記電線が固着されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のバスバーモジュール。
7. バッテリーセルに対し電気的に接続される板状本体部と、
   前記板状本体部に形成した切起部からなり、電線を固着可能なバレル部とを備えていることを特徴とするバスバー。

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