JP2020021628A - Bus bar - Google Patents

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裕臣 小林
Hiroomi Kobayashi
裕臣 小林
晃徳 富岡
Akinori Tomioka
晃徳 富岡
石田 忍
Shinobu Ishida
忍 石田
常治 吉村
Joji Yoshimura
常治 吉村
晶紀 江田
Akinori Eda
晶紀 江田
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Abstract

To provide a bus bar that can be deformed by following a change in a distance between connected terminals.SOLUTION: The bus bar for connecting a plurality of terminals, includes: a plurality of stacked conductive plates 25; and a curved portion 24 curved in the stacking direction and provided between a plurality of connecting portions 23 connected to the plurality of terminals.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本開示は、互いに離間して配置された端子同士を連結するバスバーに関する。   The present disclosure relates to a bus bar that connects terminals arranged apart from each other.

組電池は、複数の単電池を並べて配置することにより形成されており、互いに隣り合う単電池の電極端子同士は、バスバーによって連結されている。大電流による充放電に伴って単電池が膨張又は収縮した場合には、電極端子間の距離が変動する。   The assembled battery is formed by arranging a plurality of unit cells side by side, and the electrode terminals of the unit cells adjacent to each other are connected by a bus bar. When the unit cell expands or contracts due to charging and discharging with a large current, the distance between the electrode terminals varies.

このような電極端子間の距離の変動に追従して変形可能なバスバーが、特開2018−060740号公報(特許文献1)に開示されている。   A bus bar that can be deformed following such a change in the distance between the electrode terminals is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2018-060740 (Patent Document 1).

特許文献1に開示のバスバーは、電極端子に固定される一対の固定部と、一対の固定部を連結する接続部とを含んでいる。接続部の少なくとも一部を曲げ加工して一対の固定部に対して略90°回転させることにより、電極端子間の距離の変動に追従できる1つ以上の変位吸収片部が形成されている。   The bus bar disclosed in Patent Literature 1 includes a pair of fixing portions fixed to the electrode terminals, and a connecting portion connecting the pair of fixing portions. By bending at least a part of the connection portion and rotating the connection portion by approximately 90 ° with respect to the pair of fixed portions, one or more displacement absorbing pieces that can follow a change in the distance between the electrode terminals are formed.

特開2018−060740号公報JP 2018-060740 A

近年においては、更なる大電流化が要求されている。バスバーの板厚が小さい場合には、大電流を流すことが困難となる。特許文献1においては、バスバーは、単一の導電板を曲げ加工しているために、板厚を大きくした場合には、接続部の曲げ加工が困難となる。バスバーの長さ方向に平行な複数のスリットを幅方向に個並ぶように接続部に設けることにより、幅方向に複数に分割された接続部の分割領域のそれぞれを曲げ加工し、バスバーの幅方向に並ぶように複数の変位吸収片部を形成する場合には、その加工がさらに困難となる。このように曲げ加工が困難となった場合には、電極端子間の距離の変動に追従してバスバーが変形することが困難となる。   In recent years, higher currents have been required. When the thickness of the bus bar is small, it is difficult to flow a large current. In Patent Literature 1, since the bus bar is formed by bending a single conductive plate, it is difficult to bend the connection portion when the thickness is increased. By providing a plurality of slits parallel to the length direction of the bus bar at the connection portion so as to be arranged in the width direction, each of the divided regions of the connection portion divided into a plurality of portions in the width direction is bent, and the width direction of the bus bar is In the case where a plurality of displacement absorbing pieces are formed so as to line up with each other, the processing becomes more difficult. When bending becomes difficult as described above, it becomes difficult for the bus bar to be deformed following the change in the distance between the electrode terminals.

本開示は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本開示の目的は、連結した端子間の距離の変動に追従して変形可能なバスバーを提供することにある。   The present disclosure has been made in view of the above-described problems, and an object of the present disclosure is to provide a bus bar that can be deformed by following a change in a distance between connected terminals.

本開示に基づくバスバーは、複数の端子を連結するものであって、複数の導電板が積層されており、上記複数の端子に接続される複数の接続部の間に、上記導電板の積層方向に湾曲した湾曲部が設けられている。   A bus bar according to the present disclosure connects a plurality of terminals, a plurality of conductive plates are stacked, and a stacking direction of the conductive plates is between a plurality of connection portions connected to the plurality of terminals. A curved portion is provided.

上記のように構成することにより、バスバーを用いて複数の端子を連結した場合には、複数の端子に接続される複数の接続部の間に湾曲部が配置されることとなる。また、バスバーは、複数の導電板が積層されることにより構成されている。このため、バスバーが単一の導電板で構成される場合と比較して、一枚あたりの導電板の板厚が薄くなることにより、各導電板表面に作用する引張応力または圧縮応力を低減させることができる。   With the above configuration, when a plurality of terminals are connected using a bus bar, a curved portion is arranged between a plurality of connection portions connected to the plurality of terminals. Further, the bus bar is formed by stacking a plurality of conductive plates. For this reason, compared with the case where the bus bar is formed of a single conductive plate, the thickness of each conductive plate is reduced, thereby reducing the tensile stress or the compressive stress acting on the surface of each conductive plate. be able to.

これにより、端子が設けられた構造物が熱等によって膨張収縮することにより、バスバーによって連結された端子間の距離が変動した場合であっても、上記湾曲部を弾性領域内で変形させることが可能となり、端子間の距離の変動に追従するようにバスバーを変形させることができる。   Thereby, even when the distance between the terminals connected by the bus bar fluctuates due to expansion and contraction of the structure provided with the terminals due to heat or the like, the curved portion can be deformed in the elastic region. This makes it possible to deform the bus bar so as to follow a change in the distance between the terminals.

本開示によれば、連結した端子間の距離の変動に追従して変形可能なバスバーを提供することができる。   According to the present disclosure, it is possible to provide a bus bar that can be deformed by following a change in the distance between connected terminals.

実施の形態に係るバッテリモジュールを示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing the battery module according to the embodiment. 実施の形態に係るバスバーを示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a bus bar according to the embodiment. 図2に示すIII線に囲まれる領域を拡大して示す図である。FIG. 3 is an enlarged view showing a region surrounded by a line III shown in FIG. 2. 実施の形態に係るバスバーを製造する第1製造方法における第1工程を示す図である。It is a figure showing the 1st process in the 1st manufacturing method of manufacturing a bus bar concerning an embodiment. 実施の形態に係るバスバーを製造する第1製造方法における第2工程を示す図である。It is a figure showing the 2nd process in the 1st manufacturing method of manufacturing a bus bar concerning an embodiment. 実施の形態に係るバスバーを製造する第1製造方法における第3工程を示す図である。It is a figure showing the 3rd process in the 1st manufacturing method of manufacturing a bus bar concerning an embodiment. 実施の形態に係るバスバーを製造する第2製造方法における第1工程を示す図である。It is a figure showing the 1st process in the 2nd manufacturing method of manufacturing a bus bar concerning an embodiment. 実施の形態に係るバスバーを製造する第2製造方法における第2工程を示す図である。It is a figure showing the 2nd process in the 2nd manufacturing method of manufacturing a bus bar concerning an embodiment. 実施の形態に係るバスバーを製造する第2製造方法における第3工程を示す図である。It is a figure showing the 3rd process in the 2nd manufacturing method of manufacturing a bus bar concerning an embodiment. 実施の形態の効果を検証するために行なった第1検証実験に用いたバスバーを示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a bus bar used in a first verification experiment performed to verify the effect of the embodiment. 実施の形態の効果を検証するために行なった第1検証実験の結果を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing the results of a first verification experiment performed to verify the effect of the embodiment. 実施の形態の効果を検証するために行なった第2検証実験の結果を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing the results of a second verification experiment performed to verify the effect of the embodiment.

以下、本開示の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態においては、バスバーが、互いに隣り合うように配置された蓄電セルに設けられた電極端子同士を連結する場合を例示して説明する。また、以下に示す実施の形態においては、同一のまたは共通する部分について図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。   Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. Note that, in the embodiments described below, a case where a bus bar connects electrode terminals provided in power storage cells arranged so as to be adjacent to each other will be described as an example. In the following embodiments, the same or common portions are denoted by the same reference numerals in the drawings, and description thereof will not be repeated.

(組電池)
図1は、実施の形態に係る組電池を示す平面図である。図1を参照して、実施の形態1に係る組電池1について説明する。
(Assembled battery)
FIG. 1 is a plan view showing the battery pack according to the embodiment. With reference to FIG. 1, an assembled battery 1 according to Embodiment 1 will be described.

組電池1は、車両に搭載される。組電池1は、ハイブリッド車両のみならず、電気自動車や燃料電池車両にも適用することができる。また、組電池1は、ハイブリッド車両において、シリーズ方式、パラレル方式およびシリーズ・パラレル方式のいずれにも適用することができる。さらに、組電池1が適用されるハイブリッド車両は、回転電機が2つ設けられたハイブリッド車両に限られず、回転電機が1つ設けられた、所謂、ワンモータハイブリッドにも適用することができる。   The assembled battery 1 is mounted on a vehicle. The assembled battery 1 can be applied not only to a hybrid vehicle but also to an electric vehicle or a fuel cell vehicle. The battery pack 1 can be applied to any of a series system, a parallel system, and a series-parallel system in a hybrid vehicle. Further, the hybrid vehicle to which the battery pack 1 is applied is not limited to a hybrid vehicle provided with two rotating electric machines, but may be applied to a so-called one-motor hybrid provided with one rotating electric machine.

図1に示すように、蓄電モジュールとしての組電池1は、複数の充放電可能な単電池10が直列に接続されて構成されている。組電池1では、同形状の複数の単電池10が直列に接続されて、組電池1を構成している。なお、組電池1を構成する単電池10の数は特に限定されない。   As shown in FIG. 1, the battery pack 1 as a power storage module is configured by connecting a plurality of chargeable / dischargeable cells 10 in series. In the assembled battery 1, a plurality of cells 10 having the same shape are connected in series to constitute the assembled battery 1. In addition, the number of the cells 10 constituting the assembled battery 1 is not particularly limited.

各々の単電池10は、互いに距離を隔てて配列されている。各々の単電池10の最も面積の大きい側面同士が互いに対向するように、複数の単電池10が配列されている。隣り合う2つの単電池10間の隙間には、図示しない冷却板または緩衝板などが配置されている。   Each of the cells 10 is arranged at a distance from each other. The plurality of unit cells 10 are arranged such that the side surfaces having the largest area of each unit cell 10 face each other. A cooling plate or a buffer plate (not shown) is arranged in a gap between two adjacent unit cells 10.

単電池10は、正極用の端子(電極端子)3と負極用の端子(電極端子)4とを有する。複数の単電池10は、各々の端子3と端子4とが交互に配置されるように、一つずつ反転させて配置されている。隣り合う2つの単電池10のうちの一方の端子3と、他方の端子4とが近接するように、複数の単電池10が配置されている。   The cell 10 has a positive electrode terminal (electrode terminal) 3 and a negative electrode terminal (electrode terminal) 4. The plurality of unit cells 10 are arranged one by one so that the terminals 3 and the terminals 4 are alternately arranged. The plurality of unit cells 10 are arranged so that one terminal 3 of two adjacent unit cells 10 and the other terminal 4 are close to each other.

単電池10は、たとえば、ニッケル水素電池、またはリチウムイオン電池等の二次電池である。単電池は、たとえば角型形状を有する。なお、単電池は、角型形状に限定されず、円筒型形状であってもよい。二次電池は、液状の電解質を用いるものであってもよいし、固体状の電解質を用いるものであってもよい。   The unit cell 10 is, for example, a secondary battery such as a nickel metal hydride battery or a lithium ion battery. The cell has, for example, a square shape. The unit cell is not limited to the square shape, but may be a cylindrical shape. The secondary battery may use a liquid electrolyte or may use a solid electrolyte.

組電池1は、隣り合う単電池10を互いに接続するバスバー2を備えている。バスバー2は、隣り合う2つの単電池10のうちの一方の端子3と、他方の端子4とを連結し、上記一方の端子3と他方の端子4とを電気的に接続している。これにより複数の単電池10が直列に接続されて、所望の電圧を有する組電池1が構築されている。   The assembled battery 1 includes a bus bar 2 that connects adjacent cells 10 to each other. The bus bar 2 connects one terminal 3 of the two adjacent unit cells 10 to the other terminal 4 and electrically connects the one terminal 3 and the other terminal 4. As a result, the plurality of cells 10 are connected in series, and the assembled battery 1 having a desired voltage is constructed.

(バスバーの構成)
図2は、実施の形態に係るバスバーを示す斜視図である。図3は、図2に示すIII線に囲まれる領域を拡大して示す図である。図2および図3を参照して、実施の形態に係るバスバー2について説明する。
(Bus bar configuration)
FIG. 2 is a perspective view showing a bus bar according to the embodiment. FIG. 3 is an enlarged view showing a region surrounded by line III shown in FIG. A bus bar 2 according to the embodiment will be described with reference to FIGS.

図2および図3に示すように、バスバー2は、複数の導電板25が積層されており、複数の端子に接続される複数の接続部23の間に積層方向に湾曲した湾曲部24を備える。   As shown in FIGS. 2 and 3, the bus bar 2 has a plurality of conductive plates 25 stacked thereon and includes a curved portion 24 curved in the stacking direction between a plurality of connection portions 23 connected to a plurality of terminals. .

具体的には、バスバー2は、複数の導電板25が積層された積層体22と、一対の接合部21とを含む。一対の接合部21は、後述する一対の接続部23に設けられている。一対の接合部21は、バスバー2の幅方向(図2中DR1方向)に沿って延在する。一対の接合部21は、バスバー2の長さ方向(図2中DR2方向)における両端側において、複数の導電板25を接合する。一対の接合部21は、たとえばレーザ溶接等によって形成される。   Specifically, the bus bar 2 includes a stacked body 22 in which a plurality of conductive plates 25 are stacked, and a pair of joints 21. The pair of joining portions 21 are provided on a pair of connecting portions 23 described later. The pair of joining portions 21 extend along the width direction of the bus bar 2 (the direction DR1 in FIG. 2). The pair of joining portions 21 join the plurality of conductive plates 25 at both ends in the length direction of the bus bar 2 (the direction DR2 in FIG. 2). The pair of joints 21 are formed by, for example, laser welding or the like.

積層体22は、一対の接続部23および湾曲部24を有する。一対の接続部23は、長さ方向における積層体22の両端部に設けられている。一対の接続部23は、略平坦となるように設けられている。   The laminate 22 has a pair of connecting portions 23 and a curved portion 24. The pair of connecting portions 23 are provided at both ends of the stacked body 22 in the length direction. The pair of connecting portions 23 are provided so as to be substantially flat.

湾曲部24は、一対の接続部23の間に設けられている。湾曲部24は、一対の接続部23を橋渡しするように設けられている。湾曲部24は、複数の導電板25の積層方向(図2中DR3方向)に湾曲する。   The bending portion 24 is provided between the pair of connection portions 23. The bending portion 24 is provided so as to bridge the pair of connection portions 23. The bending portion 24 bends in the direction in which the plurality of conductive plates 25 are stacked (the direction DR3 in FIG. 2).

積層体22の板厚は、バスバーを単一の導電板で形成する場合に所望の値の大電流が流れるために必要な最低厚さ以上となっている。複数の導電板25の各厚さは、略同一の厚さであり、上記最低厚さの半分以下となっている。複数の導電板25の各厚さは、たとえば、以下の式(1)によって決定することができる。   The plate thickness of the laminate 22 is equal to or greater than the minimum thickness necessary for a large current of a desired value to flow when the bus bar is formed of a single conductive plate. The thickness of each of the plurality of conductive plates 25 is substantially the same, and is equal to or less than half the minimum thickness. Each thickness of the plurality of conductive plates 25 can be determined, for example, by the following equation (1).

(バスバーの疲労限/最大応力)×(膨張収縮量/予圧縮量)×最低厚さ≧各導電板25の板厚・・・(式1)
なお、上記最大応力は、上記最低厚さを有する単一の導電板でバスバーを形成した場合に、単電池10の膨張収縮に応じて必要な積層体22の膨張収縮量(変形量)に基づき上記単一の導電板に印加される最大の応力である。膨張収縮量とは、上記のように、単電池10の膨張収縮に応じて必要となる積層体22の膨張収縮量(変形量)である。予圧縮量とは、バスバーを取り付ける際に積層体22に予め負荷する圧縮量である。
(Fatigue limit of busbar / maximum stress) × (expansion / shrinkage / precompression) × minimum thickness ≧ the thickness of each conductive plate 25 (Equation 1)
The maximum stress is based on the amount of expansion and contraction (the amount of deformation) of the laminate 22 required in accordance with the expansion and contraction of the unit cell 10 when the bus bar is formed of a single conductive plate having the minimum thickness. This is the maximum stress applied to the single conductive plate. As described above, the expansion and contraction amount is the expansion and contraction amount (deformation amount) of the stacked body 22 that is required according to the expansion and contraction of the unit cell 10. The pre-compression amount is a compression amount to be pre-loaded on the laminate 22 when the bus bar is attached.

積層体22の一端側から他端側にかけての積層体22の表面に沿った長さは、通常時の端子間の距離に、膨張時における端子間距離の変動量を加算した長さよりも長くなっている。湾曲部24の表面に沿った長さは、膨張時または伸縮時における端子間距離の変動を許容できるような長さとなっている。   The length along the surface of the multilayer body 22 from one end side to the other end side of the multilayer body 22 is longer than the length obtained by adding the fluctuation amount of the inter-terminal distance during expansion to the normal distance between the terminals. ing. The length along the surface of the curved portion 24 is such that a change in the distance between terminals during expansion or expansion or contraction can be tolerated.

導電板25は、たとえば、アルミニウム等の導電性を有する金属板で構成され、その厚さを0.1mmとすることができる。また、この場合において、複数の導電板25の枚数は、30枚程度とすることができる。この場合において、湾曲部が一対の接続部23から膨出する膨出量(湾曲高さ)は、たとえば2.9mmとすることができ、また、バスバーの長さを23mmとすることができる。   The conductive plate 25 is made of, for example, a conductive metal plate such as aluminum, and can have a thickness of 0.1 mm. In this case, the number of the plurality of conductive plates 25 can be about 30. In this case, the bulging amount (curving height) at which the curved portion bulges from the pair of connecting portions 23 can be, for example, 2.9 mm, and the length of the bus bar can be 23 mm.

なお、バスバー2を端子間に取り付ける際には、積層体22を上記長さ方向に予め圧縮した状態で取り付けることが好ましい。たとえば、積層体22を50%圧縮することにより、単電池10の圧縮膨張に起因して積層体22に作用する応力を最大50%低減させることができる。   When attaching the bus bar 2 between the terminals, it is preferable to attach the laminate 22 in a state where the laminate 22 is compressed in the longitudinal direction in advance. For example, by compressing the laminate 22 by 50%, the stress acting on the laminate 22 due to the compression and expansion of the unit cell 10 can be reduced by at most 50%.

上述のように構成された実施の形態に係るバスバー2を用いて複数の端子3,4を連結した場合には、複数の端子3,4に接続される複数の接続部23の間に湾曲部24が配置されることとなる。また、バスバー2は、複数の導電板25が積層されることにより構成されている。このため、バスバー2が単一の導電板で構成される場合と比較して、一枚あたりの導電板25の板厚が薄くなることにより、各導電板表面に作用する引張応力または圧縮応力を低減させることができる。   When the plurality of terminals 3 and 4 are connected using the bus bar 2 according to the embodiment configured as described above, the curved portion is provided between the plurality of connection portions 23 connected to the plurality of terminals 3 and 4. 24 will be arranged. Further, the bus bar 2 is configured by stacking a plurality of conductive plates 25. For this reason, compared with the case where the bus bar 2 is formed of a single conductive plate, the thickness of each conductive plate 25 is reduced, so that the tensile stress or the compressive stress acting on each conductive plate surface is reduced. Can be reduced.

これにより、端子が設けられた単電池10が熱等によって膨張収縮することにより、バスバー2によって連結された端子間の距離が変動した場合であっても、上記湾曲部24を弾性領域内で変形させることが可能となり、端子間の距離の変動に追従するようにバスバー2を変形させることができる。   Thereby, even when the distance between the terminals connected by the bus bar 2 fluctuates due to expansion and contraction of the unit cell 10 provided with the terminals due to heat or the like, the bent portion 24 is deformed in the elastic region. It is possible to deform the bus bar 2 so as to follow the variation in the distance between the terminals.

(第1製造方法)
図4から図6は、実施の形態に係るバスバーを製造する第1製造方法における第1工程から第3工程を示す図である。図4から図6を参照して、実施の形態に係るバスバー2の第1製造方法について説明する。
(First manufacturing method)
4 to 6 are diagrams showing first to third steps in a first manufacturing method for manufacturing a bus bar according to the embodiment. A first manufacturing method of the bus bar 2 according to the embodiment will be described with reference to FIGS.

図4に示すように、バスバー2の第1製造方法の第1工程においては、複数の導電板30を積層する。導電板30は、上記導電板と同様の材料で構成されている。導電板30の板厚は、上記式(1)によって決定された値である。   As shown in FIG. 4, in the first step of the first manufacturing method of the bus bar 2, a plurality of conductive plates 30 are stacked. The conductive plate 30 is made of the same material as the conductive plate. The thickness of the conductive plate 30 is a value determined by the above equation (1).

続いて、図5に示すように、第2工程において、上型41および下型42を準備する。上型41は、上方に向けて凹むように湾曲する型面41aを有する。下型42は、上方に向けて凸となるように湾曲する型面42aを有する。   Subsequently, as shown in FIG. 5, in a second step, an upper mold 41 and a lower mold 42 are prepared. The upper mold 41 has a mold surface 41a that curves so as to be concave upward. The lower mold 42 has a mold surface 42a that curves so as to protrude upward.

次に、上型41および下型42を用いて積層された複数の導電板30(積層体35)をプレスする。具体的には、上記型面41aおよび型面42aによって複数の導電板30を挟み込む。これにより、湾曲部24が形成される。湾曲部24の両外側は平坦となっている。   Next, the plurality of conductive plates 30 (laminated body 35) stacked using the upper die 41 and the lower die 42 are pressed. Specifically, the plurality of conductive plates 30 are sandwiched between the mold surfaces 41a and 42a. Thereby, the curved portion 24 is formed. Both outer sides of the curved portion 24 are flat.

なお、複数の導電板30をプレスする状態においては、複数の導電板30が接合されていない状態である。このため、プレス時には、隣接する導電板30同士が相対的に滑ることが可能となり、面内方向における引張応力および圧縮応力を低減させることができる。   In the state where the plurality of conductive plates 30 are pressed, the plurality of conductive plates 30 are not joined. Therefore, at the time of pressing, adjacent conductive plates 30 can relatively slide with each other, and the tensile stress and the compressive stress in the in-plane direction can be reduced.

続いて、複数の導電板30を接合する。複数の導電板30は、上型41と下型42とに挟まれた状態で接合されてもよい。複数の導電板30を接合する際には、湾曲部24の両外側において導電板30の幅方向に沿ってレーザを複数の導電板30に照射する。これにより、一対の接合部21が形成される。   Subsequently, the plurality of conductive plates 30 are joined. The plurality of conductive plates 30 may be joined while being sandwiched between the upper mold 41 and the lower mold 42. When joining the plurality of conductive plates 30, a laser is applied to the plurality of conductive plates 30 on both outer sides of the curved portion 24 along the width direction of the conductive plates 30. Thereby, a pair of joining parts 21 are formed.

次に、図6に示すように、第3工程において、一対の接合部21が形成された複数の導電板30を切断する。具体的には、一対の接合部21の外側において、上記幅方向に延在する分断ラインSLに沿って複数の導電板30を切断する。これにより、導電板30の長さが所定の長さに変更され、複数の導電板25が積層された積層体22を含むバスバー2が形成される。以上のような工程を経て、実施の形態に係るバスバー2を製造することができる。   Next, as shown in FIG. 6, in a third step, the plurality of conductive plates 30 on which the pair of joints 21 are formed are cut. Specifically, the plurality of conductive plates 30 are cut outside the pair of joints 21 along the dividing line SL extending in the width direction. Thereby, the length of the conductive plate 30 is changed to a predetermined length, and the bus bar 2 including the stacked body 22 in which the plurality of conductive plates 25 are stacked is formed. Through the above steps, the bus bar 2 according to the embodiment can be manufactured.

(第2製造方法)
図7から図10は、実施の形態に係るバスバーを製造する第2製造方法における第1工程から第3工程を示す図である。図7から図10を参照して、実施の形態に係るバスバー2の第2製造方法について説明する。
(Second manufacturing method)
7 to 10 are diagrams showing the first to third steps in the second method of manufacturing the bus bar according to the embodiment. With reference to FIGS. 7 to 10, a second method of manufacturing the bus bar 2 according to the embodiment will be described.

バスバー2の第2製造方法においては、まず、図7に示すように、第1工程において、シート状の導電板30が巻回された巻回体36を形成する。具体的には、シート状の導電板30を巻芯31に巻き付ける。   In the second manufacturing method of the bus bar 2, first, as shown in FIG. 7, in a first step, a wound body 36 around which a sheet-shaped conductive plate 30 is wound is formed. Specifically, the sheet-shaped conductive plate 30 is wound around the core 31.

次に、図8に示すように、第2工程において、巻回された導電板30を巻回体の径方向に向けて接合する。接合箇所は、複数形成する。バスバーの長さに応じて周方向に所定のピッチで並ぶ一対の接合部21を、周方向に所定の間隔で複数組形成する。接合部21は、レーザ等を照射することにより形成される。なお、一対の接合部21の間に位置する部分は、径方向に湾曲した湾曲形状を有する。   Next, as shown in FIG. 8, in a second step, the wound conductive plate 30 is joined in the radial direction of the wound body. A plurality of joining portions are formed. A plurality of sets of a pair of joints 21 arranged at a predetermined pitch in the circumferential direction according to the length of the bus bar are formed at predetermined intervals in the circumferential direction. The joint 21 is formed by irradiating a laser or the like. Note that a portion located between the pair of joints 21 has a curved shape curved in the radial direction.

続いて、複数組の一対の接合部21が形成された巻回体を切断する。具体的には、バスバーの長さに応じて所定のピッチで並ぶ一対の接合部21と、当該一対の接合部21に隣り合う他の一対の接合部21との間の隙間を分断ラインSLに沿って切断する。これにより、巻回体36の径方向が積層方向となるように複数の導電板25が積層された積層体22を含むバスバー2が形成される。以上のような工程を経て、実施の形態に係るバスバー2を製造してもよい。   Subsequently, the wound body on which the plurality of pairs of the joining portions 21 are formed is cut. Specifically, a gap between a pair of joints 21 arranged at a predetermined pitch in accordance with the length of the bus bar and another pair of joints 21 adjacent to the pair of joints 21 is defined as a dividing line SL. Cut along. Thereby, the bus bar 2 including the stacked body 22 in which the plurality of conductive plates 25 are stacked such that the radial direction of the wound body 36 is the stacking direction is formed. The bus bar 2 according to the embodiment may be manufactured through the above steps.

第2製造方法を用いる場合には、第1製造方法と比較して、第1工程において、巻芯に導電板30を巻き付けることができるため、一枚一枚導電板30を積層する場合と比較して製造時間を短縮することをできる。加えて、巻芯に巻き付けることにより、積層方向に湾曲する湾曲部を形成することができるため、製造時間をさらに短縮することができる。   In the case of using the second manufacturing method, the conductive plate 30 can be wound around the core in the first step as compared with the first manufacturing method. As a result, the manufacturing time can be reduced. In addition, by winding around the core, a curved portion curved in the stacking direction can be formed, so that the manufacturing time can be further reduced.

[検証実験]
図10は、実施の形態の効果を検証するために行なった第1検証実験に用いたバスバーを示す図である。図11は、実施の形態の効果を検証するために行なった第1検証実験の結果を示す図である。図10および図11を参照して、実施の形態の効果を検証するために行なった第1検証実験について説明する。
[Verification experiment]
FIG. 10 is a diagram illustrating a bus bar used in a first verification experiment performed to verify the effect of the embodiment. FIG. 11 is a diagram illustrating the results of a first verification experiment performed to verify the effect of the embodiment. With reference to FIGS. 10 and 11, a first verification experiment performed to verify the effect of the embodiment will be described.

第1検証実験においては、実施の形態に係るバスバーを用いて、バスバーの伸びとバスバーに印加される伸び方向の応力との関係をCAE解析によって評価した。なお、バスバーの伸び方向とは、2つの端子が並ぶ方向と平行な方向である。   In the first verification experiment, using the bus bar according to the embodiment, the relationship between the elongation of the bus bar and the stress applied to the bus bar in the elongation direction was evaluated by CAE analysis. The direction in which the bus bar extends is a direction parallel to the direction in which the two terminals are arranged.

図10に示すように、バスバーとしては、0.1mmの厚さを有する導電板25を30枚積層させたものを用いた。導電板25には、アルミニウム(A1050)を用いた。また、湾曲部24の中央部における湾曲高さは、2.9mmとし、バスバーの長さは、23mmとした。   As shown in FIG. 10, the bus bar used was a stack of 30 conductive plates 25 each having a thickness of 0.1 mm. Aluminum (A1050) was used for the conductive plate 25. The bending height at the center of the bending portion 24 was 2.9 mm, and the length of the bus bar was 23 mm.

上記伸び方向にバスバーを伸縮させた場合に、長さ方向における湾曲部24の中央部において、板厚方向における上面、中央、下面のそれぞれに作用する伸び方向の応力(σy上面、σy中央、σy下面)を応力解析した。   When the bus bar is expanded and contracted in the elongation direction, the stress in the elongation direction (σy upper surface, σy center, σy) acting on each of the upper surface, the center, and the lower surface in the plate thickness direction at the center of the curved portion 24 in the length direction. (Lower surface) was subjected to stress analysis.

図11に示すように、板厚方向の上面における応力(σy上面)、板厚方向の中央における応力(σy中央)、および板厚方向の下面における応力(σy上面)のいずれもバスバーの伸びに比例した。   As shown in FIG. 11, the stress at the upper surface in the plate thickness direction (σy upper surface), the stress at the center in the plate thickness direction (σy center), and the stress at the lower surface in the plate thickness direction (σy upper surface) all increase in the busbar elongation. Proportional.

板厚方向の上面における応力(σy上面)は、バスバーの伸びが−0.10mmの場合(バスバーの縮小量が0.10mmの場合)に略22MPaとなり、バスバーの伸びが0.10mmの場合に、略−22MPaとなった。   The stress ([sigma] y upper surface) on the upper surface in the thickness direction is approximately 22 MPa when the busbar elongation is -0.10 mm (when the busbar reduction amount is 0.10 mm), and when the busbar elongation is 0.10 mm. , Approximately -22 MPa.

板厚方向の下面における応力(σy下面)は、バスバーの伸びが−0.10mmの場合(バスバーの縮小量が0.10mmの場合)に略−22MPaとなり、バスバーの伸びが0.10mmの場合に、略22MPaとなった。   The stress ([sigma] y lower surface) on the lower surface in the thickness direction is approximately -22 MPa when the busbar elongation is -0.10 mm (when the busbar reduction amount is 0.10 mm), and when the busbar elongation is 0.10 mm. And became approximately 22 MPa.

板厚方向の上面における応力(σy上面)とバスバーの伸びとの関係を示す比例関係の傾きと、板厚方向の下面における応力(σy下面)とバスバーの伸びとの関係を示す比例関係の傾きとは正負が逆となった。板厚方向の中央における応力(σy中央)は、ほぼ0MPaであった。   The slope of the proportional relationship indicating the relationship between the stress on the upper surface in the thickness direction (σy upper surface) and the elongation of the bus bar, and the slope of the proportional relationship indicating the relationship between the stress on the lower surface in the thickness direction (σy lower surface) and the elongation of the bus bar. The sign was reversed. The stress at the center in the thickness direction (σy center) was approximately 0 MPa.

上記応力解析結果から、急速充電等に伴う繰り返しの単電池10の膨張収縮において、繰り返しバスバーが伸縮した場合でも疲労破壊に至らない疲労限は35MPaとした。疲労限より小さい応力では、湾曲部24は、弾性域内で変形可能となり、バスバーの膨張収縮量(許容変形量)は、0.30mm未満となった。これにより、0.30mm未満の端子間の変動に上記バスバーが追従して変形できることが確認できた。   From the results of the stress analysis, the fatigue limit at which fatigue failure does not occur even when the bus bar repeatedly expands and contracts during repeated expansion and contraction of the single cell 10 due to rapid charging and the like was set to 35 MPa. With a stress smaller than the fatigue limit, the bending portion 24 can be deformed within the elastic range, and the expansion and contraction amount (permissible deformation amount) of the bus bar becomes less than 0.30 mm. Thereby, it was confirmed that the bus bar can be deformed by following the fluctuation between terminals less than 0.30 mm.

図12は、実施の形態の効果を検証するために行なった第2検証実験の結果を示す図である。図12を参照して、第2検証実験について説明する。   FIG. 12 is a diagram illustrating the results of a second verification experiment performed to verify the effect of the embodiment. The second verification experiment will be described with reference to FIG.

第2検証実験においては、導電板25の1枚あたりの板厚と、バスバーの膨張収縮量(許容変形量)との関係について評価した。具体的には、0.10mmの板厚を有する導電板25および0.03mmの板厚を有する導電板25を用いて、厚みが略3mmとなるように導電板25をそれぞれ積層させたバスバーを準備した。   In the second verification experiment, the relationship between the thickness of each conductive plate 25 and the amount of expansion and contraction (allowable deformation) of the bus bar was evaluated. Specifically, using a conductive plate 25 having a plate thickness of 0.10 mm and a conductive plate 25 having a plate thickness of 0.03 mm, a bus bar in which the conductive plates 25 are laminated so as to have a thickness of approximately 3 mm is used. Got ready.

これら準備したバスバーに予め負荷する圧縮量を50%とした状態でバスバーを端子間に取り付け、端子間の距離を変動させ、バスバーの弾性域を評価した。   The bus bar was attached between the terminals with the amount of compression applied to the prepared bus bar being 50% in advance, the distance between the terminals was varied, and the elastic range of the bus bar was evaluated.

図12に示すように、1枚あたりの板厚を0.10mmとした場合には、バスバーの膨張収縮量(許容変形量)は、0.3mm未満となり、1枚あたりの板厚を0.03mmとした場合には、バスバーの膨張収縮量(許容変形量)は、0.9mm未満となった。これにより、1枚あたりの板厚を薄くすることにより、バスバーの許容変形量を増加できることが確認できた。   As shown in FIG. 12, when the sheet thickness per sheet is set to 0.10 mm, the expansion and contraction amount (permissible deformation amount) of the bus bar becomes less than 0.3 mm, and the sheet thickness per sheet becomes 0.1 mm. When it was set to 03 mm, the expansion and contraction amount (allowable deformation amount) of the bus bar was less than 0.9 mm. Thereby, it was confirmed that the permissible deformation amount of the bus bar can be increased by reducing the thickness per sheet.

上述した実施の形態においては、蓄電モジュールが組電池1である場合を例示して説明したが、組電池以外にも一方向に配列する複数の単位キャパシタ(単位蓄電部)を含むキャパシタモジュール(蓄電モジュール)を備えたキャパシタであってもよい。   In the above-described embodiment, the case where the power storage module is the assembled battery 1 has been described as an example. However, in addition to the assembled battery, a capacitor module (power storage unit) including a plurality of unit capacitors (unit power storage units) arranged in one direction. Module).

上述した実施の形態においては、端子が設けられた構造物が単電池である場合を例示して説明したが、これに限定されない。互いに隣り合う構造物に設けられた端子間の距離が、当該構造物の膨張収縮等によって変動するものである限り、構造物は、適宜選択することができる。   In the above-described embodiment, the case where the structure provided with the terminal is a unit cell has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. The structure can be appropriately selected as long as the distance between the terminals provided on the structures adjacent to each other is changed by expansion and contraction of the structure.

以上、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。   As described above, the embodiments disclosed this time are illustrative in all aspects and are not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims, and includes all modifications within the scope and meaning equivalent to the claims.

1 組電池、2 バスバー、3,4 端子、10 単電池、21 接合部、22 積層体、23 接続部、24 湾曲部、25 導電板、30 導電板、35 積層体、36 巻回体、41 上型、41a,42a 型面、42 下型。   Reference Signs List 1 battery pack, 2 busbars, 3, 4 terminals, 10 cells, 21 joints, 22 laminated bodies, 23 connected parts, 24 curved parts, 25 conductive plates, 30 conductive plates, 35 laminated bodies, 36 wound bodies, 41 Upper mold, 41a, 42a Mold surface, 42 Lower mold.

Claims (1)

複数の端子を連結するバスバーであって、
複数の導電板が積層されており、前記複数の端子に接続される複数の接続部の間に、前記導電板の積層方向に湾曲した湾曲部を備える、バスバー。
A bus bar connecting a plurality of terminals,
A bus bar, comprising: a plurality of conductive plates stacked on each other; and a curved portion curved in a stacking direction of the conductive plates between a plurality of connection portions connected to the plurality of terminals.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023140121A1 (en) * 2022-01-20 2023-07-27 株式会社オートネットワーク技術研究所 Inter-electrode-terminal connection component

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