JP2023046842A - バスバー保護構造 - Google Patents

Abstract

【課題】電池セルの異常発生時にバスバーと周囲の間の絶縁状態が維持できなくなるのを抑える。【解決手段】少なくとも２つの単電池を電気的に接続するバスバーは、導体部と、耐熱絶縁体と、内側樹脂カバーと、外側樹脂カバーと、を備える。前記導体部は、前記少なくとも２つの単電池の間に設けられてこれらを電気的に接続する。前記耐熱絶縁体は、前記導体部のうちの前記少なくとも２つの単電池との接続部位を除いた部位の周囲を覆うように設けられる。前記内側樹脂カバーは、前記耐熱絶縁体と、前記接続部位を除く部位との間に設けられて、前記接続部位を除く部位を覆うように設けられる。前記外側樹脂カバーは、耐熱絶縁体の周囲を囲うように設けられる。【選択図】図５

Description

本発明は、単電池等の電送部品として用いられるバスバーの保護構造に関する。

特開２０１５－２２００２５号公報には、隣り合う２つの単電池の端子同士を連結するバスバーが開示されている。この従来のバスバーは、バスバー本体の周囲を覆い、水溶性の樹脂で形成された樹脂層を有する絶縁被膜を有する。

特開２０１５－２２００２５号公報

ＢＥＶ（Battery Electric Vehicle）などの性能向上を図ることを目的に電池パックの高エネルギー密度化を実現する手段として電池セルの高容量化がある。ただし、電池セルを高容量化した場合には、電池セルが熱暴走するなどの異常発生時に発生するエネルギーが大きくなり易く、高温ガスや電極材料等の固形物が噴出される現象を伴う可能性がある。このような状況下において電池モジュール間を接続するバスバーやケーブルの絶縁被覆やカバーが溶損し、周囲との間の絶縁状態が維持できなくなると漏電や短絡のリスクが高まる。

特に、電池パックの高エネルギー密度化を実現するためには、電池モジュール間を接続するバスバーを各部品の隙間を縫うようにレイアウトする必要がある。故に、バスバーの形状は複雑化する傾向がある。ここで、バスバーを高温環境下で絶縁保護するために採用される素材は、マイカシートやセラミックシート等の無機質材料である。ところが、複雑な形状を有するバスバーに絶縁保護材の形状を追従させるためにはこれの薄層化が避けられない。そうすると、電池セルの異常発生時における噴出物の直撃等の物理的な衝撃に対して脆弱となる。

本発明の１つの目的は、電池セルの異常発生時にバスバーと周囲の間の絶縁状態が維持できなくなるのを抑えることのできる技術を提供することにある。

本発明は、少なくとも２つの単電池を電気的に接続するバスバーであり、次の特徴を有する。
前記バスバーは、導体部と、耐熱絶縁体と、内側樹脂カバーと、外側樹脂カバーと、を備える。
前記導体部は、前記少なくとも２つの単電池の間に設けられてこれらを電気的に接続する。前記耐熱絶縁体は、前記導体部のうちの前記少なくとも２つの単電池との接続部位を除いた部位の周囲を覆うように設けられる。前記内側樹脂カバーは、前記耐熱絶縁体と、前記接続部位を除く部位との間に設けられて、前記接続部位を除く部位を覆うように設けられる。前記外側樹脂カバーは、耐熱絶縁体の周囲を囲うように設けられる。

本発明によれば、耐熱絶縁体の内側と外側に樹脂カバーがそれぞれ設けられる。外側樹脂カバーによれば、電池セルの異常発生時に単電池から高温・高圧状態で噴出された噴出物から耐熱絶縁体を保護することができる。内側樹脂カバーによれば、高温・高圧状態の噴出物から衝撃を受けたときの耐熱絶縁体の変形を最小限に留めてこれらの破損を抑えることもできる。従って、電池セルの異常発生時にバスバーと周囲の間の絶縁状態が維持できなくなるのを抑えることが可能となる。

本発明の実施形態に係るバスバー構造が適用された電池パックの構成例を概略的に示す斜視図である。 図１に示した電池パックの平面図である。 図１及び２に示したバスバーの構成例を示す斜視図である。 図３に示したバスバーから一部の樹脂カバーを外したときの斜視図である。 図３に示した５－５線でバスバーの中央部位を切断したときの断面模式図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。尚、以下で参照される図面では、同一又はそれに相当する部材には同一の番号が付されている。

図１は、本発明の実施形態に係るバスバー構造が適用された電池パックの構成例を概略的に示す斜視図である。図２は、図１に示した電池パックの平面図である。図１及び２に示される電池パック１は、例えば、電気自動車、ハイブリッド車両等の移動体に搭載される。電池パック１は、少なくとも２つの単電池１０と、バスバー２０とを備えている。

少なくとも２つの単電池１０は、一方向に並んで配置される。単電池１０のそれぞれは、例えば、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池などの二次電池からなる。単電池１０のそれぞれは、容器１１と、正極端子１２と、負極端子１３と、を有している。容器１１は、例えば、直方体形状に形成されている。容器１１内には、正極、負極及びセパレータを含む電池セル（何れも図示略）が収容されている。少なくとも２つの容器１１は、それぞれの厚さ方向が単電池１０の配置方向と平行になるように配置されている。少なくとも２つの容器１１のうち互いに隣接する２つの容器１１の間には、絶縁材料からなるスペーサ（図示略）が配置されている。

正極端子１２及び負極端子１３は、例えば、容器１１の上部に設けられる。これらの端子は、例えば、容器１１の上面から上方に向かって突出する形状を有している。これらの端子は、また、容器１１の幅方向において、互いに離間して配置されている。

バスバー２０は、ある単電池１０の正極端子１２と、これに隣接する別の単電池１０の負極端子１３とを接続する。図３は、図１及び２に示したバスバー２０の構成例を示す斜視図である。図３に示されるように、バスバー２０は、中央部位が窪んだ平面視コの字型形状を有している。バスバー２０は、例えばアルミニウムからなる導体部２１を有している。導体部２１の一端が図１及び２に示した正極端子１２に接続され、導体部２１の他端が負極端子１３に接続される。導体部２１の端子との接続部位以外の部位は、ＡＢＳ、ポリカーボネート、硬質ポリエチレン、硬質ポリプロピレンといった硬質樹脂からなる樹脂カバー（外側樹脂カバー）２２及び２３によって囲われている。

図４は、図３に示したバスバー２０から樹脂カバー２２を外したときの斜視図である。図４に示されるように、樹脂カバー２３は、バスバー２０の一方の側面の全体を囲うようにバスバー２０を支持している。また、樹脂カバー２３に支持される導体部２１の接続部位以外の部位は、耐熱絶縁体２４によって覆われている。耐熱絶縁体２４の材料としては高温環境下での絶縁性を確保できるものであれば特に限定されないが、例えば、マイカガラス、スピネル（ＭｇＡｌ_２Ｏ_４）などの無機物を主成分とした絶縁体が用いられる。

図５は、図３に示した５－５線でバスバー２０の中央部位を切断したときの断面模式図である。図５に示されるように、バスバー２０は、上述した樹脂カバー２２、樹脂カバー２３及び耐熱絶縁体２４の他に、耐熱絶縁体２５及び樹脂カバー（内側樹脂カバー）２６を備えている。つまり、バスバー２０は、導体部２１の接続部位以外の部位が、樹脂カバー２６等のカバー部材によって多重に覆われた構造を有している。尚、耐熱絶縁体２５と耐熱絶縁体２４は、何れか一方が省略されていてもよい。

耐熱絶縁体２５の材料としては、耐熱絶縁体２４の材料として例示した無機物を主成分とした絶縁体が挙げられる。樹脂カバー２６の材料としては、樹脂カバー２３の材料として例示した硬質樹脂が挙げられる。

既に述べたように、電池パックの高エネルギー密度化を実現するためにバスバーの形状が複雑化したときには、これを高温環境下で絶縁保護する耐熱絶縁体の薄層化が避けられない。そうすると、電池セルの異常発生時の噴出物の直撃等の物理的な衝撃に耐え切れずバスバーと周囲の間の絶縁状態が維持できない。

この点、実施形態に係るバスバーの構造によれば、耐熱絶縁体２４及び２５の外側に設けた樹脂カバー２２及び２３によって、高温・高圧状態の噴出物からこれらの絶縁体を保護することができる。また、耐熱絶縁体２４及び２５の内側に設けた樹脂カバー２６によって、高温・高圧状態の噴出物から衝撃を受けたときの耐熱絶縁体２４及び２５の変形を最小限に留めてこれらの破損を抑えることもできる。従って、電池セルの異常発生時にバスバーと周囲の間の絶縁状態が維持できなくなるのを抑えることが可能となる。

２０ バスバー
２１ 導体部
２２，２３，２６ 樹脂カバー
２４，２５ 耐熱絶縁体

Claims (1)

1. 少なくとも２つの単電池を電気的に接続するバスバーあって、
   前記少なくとも２つの単電池の間に設けられてこれらを電気的に接続する導体部と、
   前記導体部のうちの前記少なくとも２つの単電池との接続部位を除いた部位の周囲を覆うように設けられた耐熱絶縁体と、
   前記耐熱絶縁体と、前記接続部位を除く部位との間に設けられて、前記接続部位を除く部位を覆うように設けられた内側樹脂カバーと、
   前記耐熱絶縁体の周囲を囲うように設けられた外側樹脂カバーと、
   を備えることを特徴とするバスバー。

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