JP2019204635A

JP2019204635A - 接続部材

Info

Publication number: JP2019204635A
Application number: JP2018097969A
Authority: JP
Inventors: 公利牧野; Kimitoshi Makino
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2018-05-22
Filing date: 2018-05-22
Publication date: 2019-11-28

Abstract

【課題】大電流の通電が可能で、電流の損失が少ない接続部材を提供する。【解決手段】複数の電池セル３１をそれぞれ直列接続してなる複数の電池モジュール３０が互いに間隔をあけて配置され、隣り合う電池モジュール３０の総電極３２，３３同士を接続する接続部材１０であって、隣り合う電池モジュール３０の一方の総電極３２に端部１２が接続される一方のバスバー１１及び他方の総電極３３に端部２２が接続される他方のバスバー２１と、両方のバスバー１１，２１の相対向する端部１３，２３同士が接触した状態を覆って絶縁する樹脂カバー１５，２５と、を備え、両方のバスバー１１，２１の相対向する端部１３，２３にボルト締結用の貫通孔を形成し、かつ、樹脂カバー１５，２５にもボルト締結用の貫通孔を形成して、両方のバスバー１１，２１の相対向する端部１３，２３同士をボルト締結した。【選択図】図１

Description

本発明は、隣り合う電池モジュール同士を接続する接続部材に関する。

この種の接続部材として、図７に示す高圧電線が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この高圧電線１は、複数の電池セル６から成る隣り合う電池モジュール５，５の総電極７同士を接続するものであり、その一端側に各電池モジュール５の総電極７に接続される端子２を有し、他端側にコネクタ３を有したものを一対用意している。

そして、一対の高圧電線１，１の各コネクタ３，３同士を嵌合、離脱させることにより、高電圧部位である各電池モジュール５の総電極７に触れることなく電池モジュール５を交換できるようになっている。即ち、バッテリ交換時の感電のリスクを考慮してコネクタ接続されている。

尚、隣り合う電池モジュールの総電極同士をバスバーで接続するものが、例えば、特許文献２に開示されている。

特開２０１３−１５７１２２号公報特開２０１５−１１５１５０号公報

しかしながら、前記従来の高圧電線１によるコネクタ接続では、接触抵抗が高いため、電流の損失が大きかった。

そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、大電流の通電が可能で、電流の損失が少ない接続部材を提供することを目的とする。

本発明は、複数の電池セルをそれぞれ接続してなる複数の電池モジュールが互いに間隔をあけて配置され、前記電池モジュールの総電極同士を接続する接続部材であって、前記電池モジュールの一方の総電極側に接続される一方のバスバー及び他方の総電極側に接続される他方のバスバーと、前記両方のバスバーの相対向する端部同士が接触した状態を覆って絶縁する樹脂カバーと、を備え、前記両方のバスバーの相対向する端部にボルト締結用の貫通孔を形成し、かつ、前記樹脂カバーにもボルト締結用の貫通孔を形成して、前記両方のバスバーの相対向する端部同士をボルト締結したことを特徴とする。

また、本発明は、複数の電池セルをそれぞれ接続してなる複数の電池モジュールが互いに間隔をあけて配置され、前記電池モジュールの総電極同士を接続する接続部材であって、前記電池モジュールの一方の総電極側に接続される一方のバスバー及び他方の総電極側に接続される他方のバスバーと、前記両方のバスバーの相対向する端部同士が接触した状態を覆って絶縁する樹脂カバーと、前記相対向する端部同士が接触した状態の両方のバスバー及び前記樹脂カバーを覆ってボルト締結により前記両方のバスバーの相対向する端部同士の接触圧力を上げるボルト締結用カバーと、を備え、前記ボルト未締結の際は、前記ボルト締結用カバーから前記両方のバスバーの相対向する端部同士が離反可能になっていることを特徴とする。

本発明によれば、電池モジュールの総電極同士をバスバーとバスバーを覆って絶縁する樹脂カバーとで構成した接続部材により接続することで、大電流の通電が可能となり、電流の損失を減らすことができる。

本発明の第１実施形態の接続部材による隣り合う電池モジュールの総電極同士の接続状態を示す斜視図である。上記接続部材の接続前の要部の斜視図である。上記接続部材の接続後の要部の斜視図である。本発明の第２実施形態の接続部材による隣り合う電池モジュールの総電極同士の接続状態を示す斜視図である。上記第２実施形態の接続部材の接続前の要部の斜視図である。上記第２実施形態の接続部材の接続後の要部の断面図である。従来の高圧電線による隣り合う電池モジュールの総電極同士の接続状態を示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は本発明の第１実施形態の接続部材による隣り合う電池モジュールの総電極同士の接続状態を示す斜視図、図２は同接続部材の接続前の要部の斜視図、図３は同接続部材の接続後の要部の斜視図である。

図１に示すように、接続部材１０は、複数の電池セル３１をそれぞれ直列接続してなる複数の電池モジュール３０が互いに間隔をあけて配置され、隣り合う電池モジュール３０，３０の総電極３２，３３同士を接続するものであり、隣り合う電池モジュール３０の一方の総電極３２に端部１２に形成された接続孔１２ａが接続される一方のバスバー１１及び他方の総電極３３に端部２２に形成された接続孔２２ａが接続される他方のバスバー２１と、これら両方のバスバー１１，２１の相対向する端部１３，２３同士が接触した状態を覆って絶縁する一対の樹脂カバー１５，２５と、を備えている。

図２に示すように、両方のバスバー１１，２１の相対向する端部１３，２３にはボルト締結用の貫通孔１３ａ，２３ａを形成してある。

図１〜図３に示すように、各樹脂カバー１５，２５は、各バスバー１１，２１毎にそれぞれ合成樹脂のインサート成形により形成されていて、各バスバー１１，２１を絶縁するものである。

また、各樹脂カバー１５，２５の相対向する端部１５ａ，２５ａ側には各一対の隔壁部１６，１６′及び２６，２６′をそれぞれ形成してある。

図２に示すように、一方のバスバー１１を絶縁する樹脂カバー１５の一対の隔壁部１６，１６′のうちの一方の隔壁部１６の内面に該一方のバスバー１１の端部１３を位置させていると共に、他方のバスバー２１を絶縁する樹脂カバー２５の一対の隔壁部２６，２６′のうちの他方の隔壁部２６′の内面に該他方のバスバー２１の端部２３を位置させている。さらに、各一対の隔壁部１６，１６′及び２６，２６′の各バスバー１１，２１の端部１３，２３のボルト締結用の貫通孔１３ａ，２３ａに対向する位置には、ボルト締結用の貫通孔１７，２７をそれぞれ形成してある。樹脂カバー２５の一方の隔壁部２６のボルト締結用の貫通孔２７にはナット２８が埋設されている。

そして、図３に示すように、樹脂カバー２５の一方の隔壁部２６の内面に樹脂カバー１５の一方の隔壁部１６の外面が接触し、かつ、樹脂カバー１５の他方の隔壁部１６′の内面に樹脂カバー２５の他方の隔壁部２６′の外面が接触し、かつ、両方のバスバー１１，２１の相対向する端部１３，２３同士が接触した状態で絶縁ボルト１８とナット２８を介して両方のバスバー１１，２１が締結固定されるようになっている。

尚、図１に示すように、電池モジュール３０の直列接続された隣り合う電池セル３１，３１の電極３４，３４同士はバスバー３５で接続されている。

以上第１実施形態の接続部材１０によれば、隣り合う電池モジュール３０，３０の総電極３２，３３同士を、一対のバスバー１１，２１と該一対のバスバー１１，２１を覆って絶縁する一対の樹脂カバー１５，２５とで構成した接続部材１０により接続することで、大電流の通電が可能となり、電流の損失を減らすことができる。即ち、従来の高圧電線のコネクタ接続の場合に比べて、一対のバスバー１１，２１を用いているため、大電流による抵抗損失が少なくなって、大電流の通電が可能となり、電流の損失を減らすことができる。

また、バッテリ交換時等の際に、通常のボルト締結では、高電圧部である電池モジュール３０の総電極３２等に工具が触れ、安全性が担保されないが、この接続部材１０では、一対のバスバー１１，２１は樹脂カバー１５，２５を覆われており、また、一対のバスバー１１，２１の相対向する端部１３，２３同士を絶縁ボルト１８と樹脂カバー２５の一方の隔壁部２６に埋設されたナット２８で締結固定したり、絶縁ボルト１８を外したりするため、高電圧部に工具が触れても安全である。さらに、上下方向への交換作業は、絶縁ボルト１８を外すだけでよいため、従来の高圧電線のように余長が必要とならない。さらに、安全性を担保し、かつ、交換性を有しながら配索スペースの省ペース化を図ることができる。

図４は本発明の第２実施形態の接続部材による隣り合う電池モジュールの総電極同士の接続状態を示す斜視図、図５は同接続部材の接続前の要部の斜視図、図６は同接続部材の接続後の要部の断面図である。

図４に示すように、接続部材５０は、複数の電池セル３１をそれぞれ直列接続してなる複数の電池モジュール３０が互いに間隔をあけて配置され、隣り合う電池モジュール３０，３０の総電極３２，３３同士を接続するものであり、隣り合う電池モジュール３０の一方の総電極３２に端部５２に形成された接続孔５２ａが接続される一方のバスバー５１及び他方の総電極３３に端部２２に形成された接続孔６２ａが接続される他方のバスバー６１と、これら両方のバスバー５１，６１の相対向する端部５３，６３同士が接触した状態を覆って絶縁する一対の樹脂カバー５５，６５と、端部５３，６３同士が接触した状態の両方のバスバー５１，６１及び一対の樹脂カバー５５，６５の各突出片部５５ａ，６５ａを覆ってボルト５８とナット６８の締結により両方のバスバー５１，６１の端部５３，６３同士の接触圧力を上げるボルト締結用カバー７０と、を備えている。

図５に示すように、各樹脂カバー５５，６５は、各バスバー５１，６１毎にそれぞれ合成樹脂のインサート成形により形成されていて、各バスバー５１，６１を絶縁するものである。

また、図５に示すように、ボルト未締結の際は、ボルト締結用カバー７０から両方のバスバー５１，６１の端部５３，６３同士は離反可能になっている。さらに、図５及び図６に示すように、ボルト締結用カバー７０は、合成樹脂製の四角枠状のカバー本体７１と、このカバー本体７１から外側に突出するように一体形成され、傾斜内面間に隙間ｔが設けられた上下一対の締結片部７２，７３と、を備えている。この上下一対の締結片部７２，７３にそれぞれ形成された貫通孔７２ａ，７３ａに上側から絶縁ボルト５８のシャンク部５８ｂを貫通させて下側の締結片部７３側に配置されたナット６８にワッシャ６９を介して螺合して締結固定することで、両方のバスバー５１，６１の相対向する端部５３，６３同士の接触圧力が上がるようになっている。

尚、図４に示すように、電池モジュール３０の直列接続された隣り合う電池セル３１，３１の電極３４，３４同士はバスバー３５で接続されている。また、図５及び図６中符号５８ａは絶縁ボルト５８のヘッド部を示す。

以上第２実施形態の接続部材５０によれば、ボルト締結用カバー７０の上下一対の締結片部７２，７３の貫通孔７２ａ，７３ａに上側から絶縁ボルト５８を貫通させてナット６８を介して締結固定するようにしたことで、上方からのボルト締結が可能となり、バッテリ交換作業が容易となる。

また、図６に示すように、上方からボルト締結を行うことで、横方向に力が働き、一対のバスバー５１，６１の相対向する端部５３，６３同士の接圧を上げることができる。これにより、大電流による抵抗損失が少なくなって、大電流の通電が可能となり、電流の損失をより一段と減らすことができる。

尚、前記各実施形態によれば、バスバーと樹脂カバーはインサート成形により一体に形成したが、別部品を組み付けるようにしても良い。

また、前記各実施形態によれば、電池モジュールの一方の総電極に一方のバスバーの端部を直に接続すると共に、他方の総電極に他方のバスバーの端部を直に接続したが、電線等の導体を介在させて総電極にバスバーを接続するようにしても良い。

１０接続部材
１１一方のバスバー
１２端部
１３相対向する端部
１３ａボルト締結用の貫通孔
１５樹脂カバー
１５ａ相対向する端部
１６，１６′ 一対の隔壁部
１６一方の隔壁部
１７ボルト締結用の貫通孔
２１他方のバスバー
２２端部
２３相対向する端部
２３ａボルト締結用の貫通孔
２５樹脂カバー
２５ａ相対向する端部
２６，２６′ 一対の隔壁部
２６′ 他方の隔壁部
２７ボルト締結用の貫通孔
３０電池モジュール
３１電池セル
３２一方の総電極
３３他方の総電極
５０接続部材
５１一方のバスバー
５２端部
５３相対向する端部
５５樹脂カバー
５８ボルト
５８ｂシャンク部
６１他方のバスバー
６２端部
６３相対向する端部
６５樹脂カバー
６８ナット
７０ボルト締結用カバー
７２，７３一対の締結片部
７３下側の締結片部
７２ａ，７３ａ貫通孔
ｔ隙間

Claims

複数の電池セルをそれぞれ接続してなる複数の電池モジュールが互いに間隔をあけて配置され、前記電池モジュールの総電極同士を接続する接続部材であって、
前記電池モジュールの一方の総電極側に接続される一方のバスバー及び他方の総電極側に接続される他方のバスバーと、
前記両方のバスバーの相対向する端部同士が接触した状態を覆って絶縁する樹脂カバーと、を備え、
前記両方のバスバーの相対向する端部にボルト締結用の貫通孔を形成し、かつ、前記樹脂カバーにもボルト締結用の貫通孔を形成して、前記両方のバスバーの相対向する端部同士をボルト締結したことを特徴とする接続部材。
請求項１記載の接続部材であって、
前記両方のバスバーをそれぞれ絶縁する前記樹脂カバーをバスバー毎にそれぞれ形成し、
前記各樹脂カバーの相対向する端部側に一対の隔壁部を形成し、
前記両方のバスバーのうちの一方のバスバーを絶縁する樹脂カバーの一対の隔壁部の一方の隔壁部の内面に該一方のバスバーの端部を位置させていると共に、他方のバスバーを絶縁する樹脂カバーの一対の隔壁部の他方の隔壁部の内面に該他方のバスバーの端部を位置させていて、前記両方のバスバーの相対向する端部同士が接触した状態でボルト締結したことを特徴とする接続部材。
複数の電池セルをそれぞれ接続してなる複数の電池モジュールが互いに間隔をあけて配置され、前記電池モジュールの総電極同士を接続する接続部材であって、
前記電池モジュールの一方の総電極側に接続される一方のバスバー及び他方の総電極側に接続される他方のバスバーと、
前記両方のバスバーの相対向する端部同士が接触した状態を覆って絶縁する樹脂カバーと、
前記相対向する端部同士が接触した状態の両方のバスバー及び前記樹脂カバーを覆ってボルト締結により前記両方のバスバーの相対向する端部同士の接触圧力を上げるボルト締結用カバーと、を備え、
前記ボルト未締結の際は、前記ボルト締結用カバーから前記両方のバスバーの相対向する端部同士が離反可能になっていることを特徴とする接続部材。
請求項３記載の接続部材であって、
前記ボルト締結用カバーは、隙間を有した上下一対の締結片部を有し、
前記上下一対の締結片部にそれぞれ形成された貫通孔に上側からボルトのシャンク部を貫通させて下側の締結片部に配置されたナットに螺合することで、前記両方のバスバーの相対向する端部同士の接触圧力を上げるようにしたことを特徴とする接続部材。