JP5137354B2

JP5137354B2 - 電源装置

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Publication number: JP5137354B2
Application number: JP2006209092A
Authority: JP
Inventors: 英樹岡島; 直樹黒▲葛▼野
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2006-07-31
Filing date: 2006-07-31
Publication date: 2013-02-06
Anticipated expiration: 2026-07-31
Also published as: JP2008034318A

Description

本発明は、多数の電池を接続している電源装置に関し、とくに、自動車を走行させるモーターに電力を供給するのに最適な電源装置に関する。

電気自動車や、内燃機関とモーターの両方で走行されるハイブリッドカー等の電動車両は、走行用モーターに電力を供給する電源として、電池を多数個接続した電源装置を使用する。

この種の用途に使用される電源装置は、大出力のモーターに電力を供給するために出力電圧を高くしている。このため、多数の電池を直列に接続している。現在のハイブリッドカーに搭載される電源装置は、数百個の電池を直列に接続して、出力電圧を数百Ｖと高くしている。この電源装置として、５〜６個の電池を直列に接続して電池モジュールとし、多数の電池モジュールをバスバーで直列に接続したものが使用される。

この電源装置は、１００Ａ以上の大電流で充放電される。自動車を急加速するときには大電流で放電してモーターを加速する。また、減速するときや坂道を下るときには回生ブレーキによって大電流で充電される。バスバーは、大電流に耐えるように、電池モジュールを直列に接続する必要がある。このことを実現するために、バスバーを電池モジュールの電極端子に止ネジで固定する構造が開発されている。（特許文献１参照）
特開２００６−１４７３１９号公報

特許文献１に記載される電源装置は、図１に示すように、多数の電池モジュール９１をホルダーケース９９で平行に並べ、隣接する電池モジュール９１の両端の電極端子９２にバスバー９５を止ネジ９６で固定する。この構造は、全てのバスバー９５を電池モジュール９１の電極端子９２に理想的な状態で連結するのが難しい。それは、電池モジュールの長さに寸法誤差があるからである。とくに、電池モジュールは複数の円筒形電池などを直線状に連結しているので、各々の電池の寸法誤差が累積されて、長さに相当な差ができることがある。長さが異なる電池モジュールにバスバーを連結すると、図２の拡大図に示すように、バスバー９５が電極端子９２に対して傾斜する姿勢となり、バスバー９５と電極端子９２との接触状態が悪くなる。また、この状態で止ネジ９６を強く締め付けると、バスバー９５や電極端子９２に無理な力が作用する弊害がある。

円筒形電池に限らず、角形電池も製造工程における寸法誤差を皆無にできない。このため、角形電池を横に並べて隣接する角形電池の電極端子をバスバーで連結する構造においても、電池の寸法誤差がバスバーの連結状態を悪くする。

さらに、バスバーを止ネジで連結する構造は、多数のバスバーの両端を所定の締め付けトルクでしっかりと締め付ける必要があるので、組み立てに手間がかかる欠点がある。また、締め付けトルクがアンバランスであると、全てのバスバーの両端を理想的な状態で固定できなくなる。また、車両に搭載される電源装置にあっては、常に振動があるので、振動で止ネジがゆるむと、バスバーと電極端子との接続状態が著しく悪くなる。

本発明の第１の目的は、この欠点を解消すること、すなわち、寸法誤差のある電池モジュールや角形電池を、簡単かつ容易に、しかもバスバーで寸法誤差を吸収しながら理想的な状態で連結できる電源装置を提供することにある。

さらに、バスバーで多数の電池を直列に接続する電源装置は、出力電圧が相当に高くなる。また、隣接する電池を直列に接続するので、隣接するバスバー間にも電位差ができる。このため、組み立て工程や搬送工程、あるいはメンテナンスするときに、バスバーをショートすると極めて大きな電流が流れる。このことは、作業の安全性を低下させるばかりでなく、特定の電池に大きなショート電流が流れて、電池の性能を著しく低下させる。また、特定の電池にショート電流を流すと、各々の電池の残容量がアンバランスになる。アンバランスになった電池を直列に接続して充放電すると、残容量が小さい電池が過放電状態となって、電池性能が急激に低下する。

本発明の第２の目的はこの弊害を解消すること、すなわちバスバーのショートを防止して、安全性を向上しながら、電池性能の低下を防止する電源装置を提供することにある。

本発明の請求項１の電源装置は、複数の素電池１０を直列に直線状に連結して両端に電極端子１２を設けている複数本の電池モジュール１１を、平行な姿勢で横に並べており、隣接する電池モジュール１１の電極端子１２にバスバー１５を連結して、バスバー１５で電池モジュール１１を接続している。電池モジュール１１の電極端子１２は、電池モジュール１１の電極端面１１Ａから突出する突出部１３を有する。バスバー１５は、弾性金属板を所定の幅と長さに加工した弾性金属バンドからなり、この弾性金属バンドの両端を折曲して、本体部１５Ａの両端に弾性折曲片１５Ｂを設けてなる形状としている。電源装置は、バスバー１５の本体部１５Ａを電池モジュール１１の電極端面１１Ａと平行な面内に配設すると共に、その両端部の弾性折曲片１５Ｂを隣接する電池モジュール１１の電極端子１２の側面に弾性的に押圧して、隣接する電池モジュール１１を電気接続している。さらに、電池モジュールの電極端子１２は、弾性折曲片１５Ｂが嵌合する係止部１３ａを有すると共に、弾性折曲片１５Ｂと係止部１３ａとが嵌合した状態で、バスバー１５と電極端子１２とを固定する固定手段を有する。

本発明の電源装置は、複数本の電池モジュール１１を、ホルダーケース２０に収納して定位置に配置し、このホルダーケース２０に、バスバー１５の外側を被覆して絶縁する絶縁キャップ１７を連結することができる。

本発明の電源装置は、固定手段として、電池モジュール１１の電極端子１２が雌ネジ穴１３ｂを有すると共に、バスバー１５の本体部１５Ａが貫通孔１５ａを有し、貫通孔１５ａに挿通される止ネジ１６を雌ネジ穴１３ｂにねじ込んで、バスバー１５を電極端子１２に固定することができる。

本発明の電源装置は、固定手段として、電池モジュール１１の電極端子１２が雄ネジ１３ｃを有すると共に、バスバー１５の本体部１５Ａが貫通孔１５ａを有し、貫通孔１５ａに挿通される雄ネジ１３ｃにナット１８をねじ込んで、バスバー１５を電極端子１２に固定することができる。

本発明の請求項５の電源装置は、電極端子１２の突出部１３は、バスバー１５の弾性折曲片１５Ｂと対向する平面部１３Ａを有すると共に、平面部１３Ａに係止部１３ａが形成されている。

本発明の請求項１と５の電源装置は、寸法誤差のある電池モジュールや角形電池を、簡単かつ容易に、しかもバスバーで寸法誤差を吸収して理想的な状態で電気接続できる特徴がある。とくに複数の素電池を直線状に連結して長さに寸法誤差のある電池モジュールや、角形電池の高さ方向の寸法誤差を吸収してバスバーを電気接続できる。それは、電池モジュールの長さや角形電池の高さの寸法誤差で、電極端子の位置がずれても、弾性金属バンドからなるバスバーでもって、寸法誤差を吸収できるからである。とくに、本発明の電源装置は、弾性金属板を所定の幅と長さに加工した弾性金属バンドでバスバーを製作し、この弾性金属バンドの両端を折曲して、本体部の両端に弾性折曲片を設けている形状としてバスバーとし、このバスバーは、本体部を電池モジュールや角形電池の電極端面と平行な面内に配設して、その両端部の弾性折曲片を隣接する角形電池の電極端子の表面に弾性的に押圧して、隣接する角形電池を電気接続するので、電池モジュールの長さや角形電池の高さに寸法誤差があっても、弾性金属バンドからなるバスバーの本体部と弾性折曲片とが弾性変形して、この位置ずれを吸収して確実に電極端子を電気接続する。

さらに、本発明の請求項７の電源装置は、電池の寸法誤差を吸収しながら、バスバーのショートを防止して、安全性を向上できる。それは、この電源装置が、角形電池の寸法誤差を吸収して電気接続できるのは、バスバーを独特の構造とするからである。すなわち、バスバーは、隣接する角形電池の電極端子を接続できる幅の弾性金属板を中間で折曲して一対の弾性挟着片を有する形状とし、このバスバーの弾性挟着片で隣接する角形電池の電極端子を挟着して電気接続するので、バスバーが角形電池の寸法誤差を吸収して電気接続する。さらに、この電源装置は、バスバーの外側を、プラスチック製の絶縁キャップで被覆すると共に、この絶縁キャップには、角形電池に係止される係止部を設け、この係止部を角形電池に連結して、絶縁キャップでバスバーの外側を絶縁していので、バスバーのショートを防止して安全性を向上し、さらに、特定の電池がショートされて、電池性能が低下するのを防止できる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための電源装置を例示するものであって、本発明は電源装置を以下のものに特定しない。

さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。

図３の斜視図に示す電源装置は、車両に搭載されて車両を駆動するモータに電力を供給する。この電源装置は、ホルダーケース２０に複数本の電池モジュール１１を上下２段に収納している。図４と図５は電池モジュール１１を示す。この電池モジュール１１は、複数の素電池１０を直列に直線状に連結して両端に電極端子１２を設けている。素電池１０は円筒形電池である。ただ、素電池には角形電池も使用できる。また、円筒形電池の素電池１０は、ニッケル−水素電池である。素電池は、ニッケル−水素電池に代わって、リチウムイオン二次電池などの充電できる全ての電池とすることもできる。素電池１０は、両端に正負の電極を設けているので、これを直線状に連結して直列に接続される。直線状に配列される素電池１０は、その境界に配置される接続金属を介して直列に直線状に連結される。接続金属は、一方の素電池１０の封口板と他方の電池の外装缶にスポット溶接されて、隣接する素電池１０を直列に直線状に連結する。

電池モジュール１１は、その両端の電極端面１１Ａに、電極端子１２を固定している。電極端子１２は、電極端面１１Ａから突出する突出部１３を有する。図４と図５の電池モジュール１１は、端部に電極端子１２をスポット溶接して突出部１３を設けている。この電極端子１２は、素電池１０にスポット溶接されるプレート部１４に突出部１３を固定している。プレート部１４と突出部１３は導電性の金属で、表面には、電気抵抗の小さい金属メッキ、たとえばニッケルメッキ、銅メッキ、銀メッキ等を単層にあるいは積層して設けている。プレート部１４は、電池モジュール１１の正極と負極に接続される。

図４と図５の突出部１３は、円柱の対向面を平面に加工する形状としている。さらに、突出部１３の平面部１３Ａには、バスバー１５を引っかけて定位置に連結する係止部１３ａを設けている。図５に示す電池モジュール１１は、突出部１３に凹部からなる係止部１３ａを設けている。この係止部１３ａは、バスバー１５の弾性折曲片１５Ｂを案内して、バスバー１５を定位置に連結する。したがって、突出部１３は、互いにバスバー１５で連結される隣接する電池モジュール１１の外側の平面部１３Ａに係止部１３ａを設けている。

複数の電池モジュール１１は、平行な姿勢で横に並べられて、ホルダーケース２０の定位置に配設される。図３の電源装置は、２段、１０列に電池モジュール１１を平行に並べてホルダーケース２０に収納している。上下２段の電池モジュール１１は、３分割されたホルダーケース２０に上下から挟着されて、ホルダーケース２０内の定位置に配置される。ホルダーケース２０は、電極端子１２の突出部１３を外部に突出させる電極窓２０Ａを開口している。電極端子１２の突出部１３は、この電極窓２０Ａからホルダーケース２０の外部に突出されて、バスバー１５で連結される。

バスバー１５は、弾性金属板を所定の幅と長さに加工した弾性金属バンドで製作される。この弾性金属バンドは、リン青銅などの、電気抵抗の小さい弾性金属で製作される。ただし、弾性金属バンドは、表面をメッキして電気抵抗を小さくできるので、必ずしも電気抵抗の小さい金属で製作する必要はなく、バネ鋼で製作することもできる。この弾性金属バンドは、表面に、ニッケルメッキ、銀メッキ、銅メッキ等を単層で、あるいは複数層に設けて電気抵抗を小さくする。表面のメッキ層は、弾性金属バンドの電気抵抗を小さくしながら、錆を防止する。

バスバー１５は、弾性金属バンドの両端を折曲して、本体部１５Ａの両端に弾性折曲片１５Ｂを設けている。弾性折曲片１５Ｂは、電極端子１２の突出部１３に設けた係止部１３ａに案内される凸条１５ｂを内側に設けている。バスバー１５は、弾性折曲片１５Ｂの凸条１５ｂを、係止部１３ａである凹部に入れて、電極端子１２の突出部１３に連結される。この連結構造は、バスバー１５を突出部１３の正確な位置に連結できる。さらに、図のバスバー１５は、弾性折曲片１５Ｂの凸条１５ｂを突出部１３の係止部１３ａである凹部に入れる状態で、バスバー１５の本体部１５Ａの内面が突出部１３の頂上面１３Ｂに密着する位置に、凸条１５ｂと凹部を設けている。このバスバー１５は、電極端子１２に広い面積で電気接続して、接触抵抗を小さくできる。

さらに、図５のバスバー１５は、電極端子１２にねじ込まれる止ネジ１６の貫通孔１５ａを設けている。電極端子１２の突出部１３には、止ネジ１６をねじ込む雌ネジ穴１３ｂを設けている。この構造は、バスバー１５の貫通孔１５ａに止ネジ１６を挿通し、これを雌ネジ穴１３ｂにねじ込んで、止ネジ１６でバスバー１５をしっかりと、小さい接触抵抗で電極端子１２に連結できる。

以上の電源装置は、バスバー１５の貫通孔１５ａに挿通される止ネジ１６を突出部１３の雌ネジ穴１３ｂにねじ込んで、バスバー１５を電極端子１２に固定する構造としている。ただ、電源装置は、図６と図７に示すように、接続端子１２に雄ネジ１３ｃを設けて、この雄ネジ１３ｃにナット１８をねじ込んでバスバー１５を固定することもできる。この接続端子１２は、突出部１３の頂上面１３Ｂから軸方向に突出する雄ネジ１３ｃを設けている。バスバー１５は、本体部１５Ａに設けた貫通孔１５ａに雄ネジ１３ｃを案内する状態、すなわち雄ネジ１３ｃを貫通孔１５ａに挿通する状態で装着されて、隣接する電池モジュール１１の突出部１３に連結される。この状態で、バスバー１５の貫通孔１５ａから突出する突出部１３の雄ネジ１３ｃにナット１８をねじ込んで、バスバー１５を接続端子１２に固定する。

ただし、バスバーは、必ずしも止ネジやナットで電極端子に連結する必要はない。バスバー１５は、図８ないし図１１に示すように、本体部１５Ａを電池モジュール１１の電極端面１１Ａと平行な面内に配設し、その両端部の弾性折曲片１５Ｂを隣接する電池モジュール１１の電極端子１２の側面に弾性的に押圧して、隣接する電池モジュール１１を電気接続することもできる。図に示すバスバー１５は、本体部１５Ａに貫通孔を開口することなく、弾性折曲片１５Ｂで弾性的に突出部１３を押圧して、両端部を接続端子１２に連結している。図に示す接続端子１２は、止ネジをねじ込むことなくバスバー１５に連結するので、突出部１３の頂上面３Ｂを平面状としている。ただ、接続端子として、突出部の頂上面に雌ネジ穴を有するものも使用できる。

以上の構造の電源装置は、多数の素電池１０を直線状に連結してなる電池モジュール１１の長さに寸法誤差があっても、寸法誤差をバスバー１５で吸収して確実に電気接続できる特徴がある。それは、電池モジュール１１の長さに誤差があって、互いに接続されるふたつの電極端子１２の相対位置がずれても、バスバー１５が弾性変形することで、本体部１５Ａの両端に設けている弾性折曲片１５Ｂを電極端子１２に弾性的に押圧して電気接続できるからである。

さらに、図９と図１０に示す電源装置は、バスバー１５の外側を絶縁キャップ１７で被覆して絶縁している。絶縁キャップ１７は、バスバー１５の外側をカバーする本体カバー部１７Ａと、本体カバー部１７Ａの両端に連結された連結部１７Ｂとを、絶縁材のプラスチックで一体的に成形している。本体カバー部１７Ａは、バスバー１５を被覆できる所定の幅と長さとしている。さらに、本体カバー部１７Ａは、バスバー１５と対向する内面に、バスバー１５を位置決めして保持する保持凹部１７ａを設けている。連結部１７Ｂは、先端部に係止フック１７ｂを設けており、この係止フック１７ｂを介してホルダーケース２０に係止構造で連結できるようにしている。この絶縁キャップ１７は、ホルダーケース２０に装着されて、バスバー１５を被覆して絶縁する。ホルダーケース２０は、絶縁キャップ１７の連結フック１７ｂを係止して連結する係止部である係止開口２０Ｂを備える。図の係止開口２０Ｂは、ホルダーケース２０の端面に開口された長方形の開口窓である。係止開口２０Ｂは、電池モジュール１の両側に位置して開口される。すなわち、ホルダーケース２０は、係止開口２０Ｂと電極窓２０Ａとを交互に開口して設けている。図に示すホルダーケース２０は、隣接する電池モジュール１１間に開口される係止開口２０Ｂの開口幅を広くして、隣接して装着される絶縁キャップ１７の係止フック１７ｂを共に挿入できるようにしている。

以上の構造の絶縁キャップ１７は、本体カバー部１７Ａの保持凹部１７ａにバスバー１５を案内して、バスバー１５を定位置に保持しながら、両端の連結部１７Ｂの先端部を係止開口２０Ｂに挿入してホルダーケース２０の所定の位置に装着される。このとき、連結部１７Ｂは、弾性変形して先端の係止フック１７ｂを係止開口２０Ｂに案内する。係止フック１７ｂが係止開口２０Ｂの開口縁部に引っかけられて、絶縁キャップ１７は抜けないようにホルダーケース２０に連結される。抜けない絶縁キャップ１７は、バスバー１５が電極端子１２から抜けるのを阻止する。したがって、この絶縁キャップ１７は、バスバー１５の表面を絶縁すると共に、バスバー１５が電極端子１２から抜けるのを阻止する。この絶縁キャップ１７は、図１０に示すように、止ネジで連結されないバスバー１５に装着して、便利に使用できる。ただ、絶縁キャップ１７は、図４に示すように止ネジ１６で連結されるバスバー１５に装着して、外側を被覆して絶縁することもできる。以上のように、バスバー１５の表面を絶縁キャップ１７でカバーして絶縁する電源装置は、組み立て工程や搬送工程においての安全性が向上すると共に、いずれかの電池モジュールに大きなショート電流が流れて、電池が劣化するのを有効に防止できる特徴がある。

図１２の電源装置は、電池モジュールに代わって角形電池３１をバスバー３５で直列に接続している。この電源装置の角形電池３１は、ひとつの電極端面３１Ａ、図において上面に、正負の電極端子３２を突出させている。電極端子３２は、電極端面３１Ａに対して垂直姿勢に突出している。この電源装置は、複数の角形電池３１を、上面の電極端面３１Ａを同一面に位置する状態、言い換えると、角形電池３１の上下面を同じ水平面として、横に並べて連結している。さらに、横に隣接して配置される角形電池３１は、電極端子３２にバスバー３５を連結して、バスバー３５で直列に接続している。

図の角形電池３１は、上面の電極端面３１Ａを長方形とする四角柱状で、電極端面３１Ａの両端部に板状の電極端子３２を上に突出して設けている。この角形電池３１は、板状の電極端子３２を、長方形の長辺と平行な姿勢で、外装ケースに固定している。複数の角形電池３１は、長方形の長辺を隣接させる状態、いいかえると、厚さ方向に積層される状態で、横に並べて配置している。

角形電池３１を接続するバスバー３５は、電池モジュールを電気接続するバスバーと同じ材質の弾性金属バンドで製作される。このバスバー３５も、弾性金属バンドの両端を折曲して、本体部３５Ａの両端に弾性折曲片３５Ｂを設けている。弾性折曲片３５Ｂは、図１３に示すように、本体部３５Ａとなす内角（α）を直角よりも小さくする方向に傾斜するように折曲して、先端縁部３５ｂを外側に折曲している。このバスバー３５は、本体部３５Ａを角形電池３１の電極端面３１Ａと平行な面内に配設して、その両端部の弾性折曲片３５Ｂで隣接する角形電池３１の電極端子３２の表面を弾性的に押圧して、隣接する角形電池３１を電気接続している。

この電源装置は、角形電池３１の寸法誤差、とくに角形電池３１の高さ方向の寸法誤差を吸収してバスバー３５を電気接続できる。角形電池３１の高さの寸法誤差で、電極端子３２が上下に位置ずれしても、電極端面３１Ａから垂直方向に突出する電極端子３２の表面に、本体部３５Ａの両端に設けている弾性折曲片３５Ｂを弾性的に押圧して電気接続できるからである。また、電極端子が電極端面に対して正確に直角でない角形電池も、バスバーで安定して電気接続できる。電極端子が垂直方向から多少傾斜しても、バスバーの弾性折曲片を電極端子の表面に弾性的に押圧して電気接続できるからである。したがって、この電源装置は、角形電池３１の寸法誤差や電極端子３２の傾斜をバスバー３５で吸収して、確実に安定して電気接続できる。

さらに、図１４と図１５に示す電源装置は、図１２の電源装置と同じように角形電池５１を横に並べている。角形電池５１は、上面の電極端面５１Ａに垂直に正負の電極端子５２を突出させるが、この角形電池５１は、板状の電極端子５２を、長方形である電極端面５１Ａの短辺と平行な姿勢に固定している。したがって、隣接する角形電池５１の電極端子５２は互いに直線状に配列される。直線状の電極端子５２を直線状のバスバー５５で連結して、バスバー５５の外側を絶縁キャップ５７で被覆している。

バスバー５５は、電池モジュールを接続するバスバーを製作する弾性金属バンドと同じ弾性金属板で製作されるが、その形状は異なる。このバスバー５５は、隣接する角形電池５１の電極端子５２を接続できる幅の弾性金属板を中間で折曲して、一対の弾性挟着片５５Ａ、５５Ｂを設け、一対の弾性挟着片５５Ａ、５５Ｂで隣接する角形電池５１の電極端子５２を挟着して電気接続する。一対の弾性挟着片５５Ａ、５５Ｂは、第１の弾性挟着片５５Ａと第２の弾性挟着片５５Ｂからなる。

バスバー５５の断面図を図１６に示す。この図のバスバー５５は、第１の弾性挟着片５５Ａを電極端子５２の外側に接触させて、第２の弾性挟着片５５Ｂを電極端子５２の内側に接触させる。第１の弾性挟着片５５Ａは、電極端子５２の外側面に平行で、内面には電極端子５２の表面に接触する凸条５５ａを設けている。図のバスバー５５は、電極端面５１Ａと平行な方向、すなわち図において水平な方向に伸びる凸条５５ａを設けている。さらに、図１６のバスバー１５は、第１の弾性挟着片５５Ａに、上下に離して複数の凸条５５ａを設けている。第１の弾性挟着片５５Ａは、各々の凸条５５ａを電極端子５２の表面に接触させて、電極端子５２に平行な姿勢で接触される。第２の弾性挟着片５５Ｂは、電極端子５２の表面に対して傾斜する弾性アームとなっている。一対の弾性挟着片５５Ａ、５５Ｂの間に電極端子１２を挿入するとき、第２の弾性挟着片５５Ｂである弾性アームが弾性変形し、第１の弾性挟着片５５Ａと第２の弾性挟着片５５Ｂの隙間が拡開されて、ここに電極端子５２が挿入される。第１の弾性挟着片５５Ａと第２の弾性挟着片５５Ｂの間に電極端子５２が挿入される状態で、第２の弾性挟着片５５Ｂである弾性アームが電極端子５２の表面を弾性的に押圧し、第２の弾性挟着片５５Ｂである弾性アームと、第１の弾性挟着片５５Ａとが電極端子５２を弾性的に挟着して、バスバー５５が電極端子５２に電気接続される。

さらに、図１６のバスバー５５は、第１の弾性挟着片５５Ａの外側面と上面を絶縁キャップ５７でカバーしている。絶縁キャップ５７は、第１の弾性挟着片５５Ａの外側をカバーする本体カバー部５７Ａと、バスバー５５の上面をカバーする上面カバー部５７Ｂと、角形電池５１に係止される係止部５７Ｃとを、絶縁材のプラスチックで一体的に成形している。図１６の絶縁キャップ５７は、第２の弾性挟着片５５Ｂである弾性アームをカバーしない。この構造の絶縁キャップ５７は、第２の弾性挟着片５５Ｂである弾性アームの弾性変形を阻害しない。したがって、弾性アームである第２の弾性挟着片５５Ｂを自由に弾性変形させて、バスバー５５をスムーズに電極端子５２に連結できる。ただし、絶縁キャップは、第２の弾性挟着片の弾性アームとの間に隙間を設ける形状として、第２の弾性挟着片をカバーする形状とすることもできる。

図に示す絶縁キャップ５７は、係止部５７Ｃを係止フック５８としている。係止フック５８は、角形電池５１の側面に設けた係止凹部５９に入れられて、ここに引っかけられる凸部５８ａを先端に設けている。係止フック５８は、弾性変形して先端の凸部５８ａを角形電池３１の係止凹部５９に案内する。係止フック５８が係止凹部５９に引っかけられて、絶縁キャップ５７は抜けないように角形電池３１に連結される。抜けない係止フック５８は、バスバー５５が電極端子５２から抜けるのを阻止する。したがって、絶縁キャップ５７は、バスバー５５の表面を絶縁すると共に、バスバー５５が電極端子５２から抜けるのを阻止する。

この構造の電源装置は、角形電池５１の寸法誤差、とくに高さ方向の寸法誤差を吸収してバスバー５５を電気接続できる。角形電池５１の高さの寸法誤差で、電極端子５２が上下に位置ずれしても、電極端面５１Ａから垂直方向に突出する電極端子５２の両面を、一対の弾性挟着片５５Ａ、５５Ｂで弾性的に挟着して、バスバー５５を電極端子５２に電気接続できるからである。また、バスバー５５の表面を絶縁キャップ５７でカバーして絶縁するので、組み立て工程や搬送工程においての安全性が向上すると共に、いずれかの角形電池５１に大きなショート電流が流れて、電池が劣化するのを有効に防止できる特徴がある。

従来の電源装置の概略構成図である。図１に示す電源装置のバスバーの連結構造を示す拡大図である。本発明の一実施例にかかる電源装置の斜視図である。図３に示す電源装置の拡大断面図である。図４に示す電源装置の電池モジュールとバスバーの連結構造を示す分解斜視図である。本発明の他の実施例にかかる電源装置の拡大断面図である。図６に示す電源装置の電池モジュールとバスバーの連結構造を示す分解斜視図である。本発明の他の実施例にかかる電源装置の斜視図である。図８に示す電源装置のバスバーに絶縁キャップを装着した状態を示す斜視図である。図９に示す電源装置の拡大断面図である。図１０に示す電源装置の電池モジュールとバスバーの連結構造を示す分解斜視図である。本発明の他の実施例にかかる電源装置の斜視図である。図１２に示す電源装置のバスバーの連結構造を示す分解側面図である。本発明の他の実施例にかかる電源装置の斜視図である。図１４に示す電源装置のバスバーに絶縁キャップを装着した状態を示す斜視図である。図１５に示す電源装置の絶縁キャップを示す拡大断面図である。

符号の説明

１０…素電池
１１…電池モジュール１１Ａ…電極端面
１２…電極端子
１３…突出部１３Ａ…平面部
１３ａ…係止部
１３Ｂ…頂上面
１３ｂ…雌ネジ穴
１３ｃ…雄ネジ
１４…プレート部
１５…バスバー１５Ａ…本体部
１５ａ…貫通孔
１５Ｂ…弾性折曲片
１５ｂ…凸条
１６…止ネジ
１７…絶縁キャップ１７Ａ…本体カバー部
１７ａ…保持凹部
１７Ｂ…連結部
１７ｂ…係止フック
１８…ナット
２０…ホルダーケース２０Ａ…電極窓
２０Ｂ…係止開口
３１…角形電池３１Ａ…電極端面
３２…電極端子
３５…バスバー３５Ａ…本体部
３５Ｂ…弾性折曲片
３５ｂ…先端縁部
５１…角形電池５１Ａ…電極端面
５２…電極端子
５５…バスバー５５Ａ…弾性挟着片
５５ａ…凸条
５５Ｂ…弾性挟着片
５７…絶縁キャップ５７Ａ…本体カバー部
５７Ｂ…上面カバー部
５７Ｃ…係止部
５８…係止フック５８ａ…凸部
５９…係止凹部
９１…電池モジュール
９２…電極端子
９５…バスバー
９６…止ネジ
９９…ホルダーケース

Claims

複数の素電池(10)を直列に直線状に連結して両端に電極端子(12)を設けている複数本の電池モジュール(11)が、平行な姿勢で横に並べられて、隣接する電池モジュール(11)の電極端子(12)にバスバー(15)を連結して、バスバー(15)で電池モジュール(11)を接続してなる電源装置であって、
前記電池モジュール(11)の電極端子(12)は、電池モジュール(11)の電極端面(11A)から突出する突出部(13)を有し、
前記バスバー(15)は、弾性金属板を所定の幅と長さに加工した弾性金属バンドからなり、この弾性金属バンドの両端が折曲されて、本体部(15A)の両端に弾性折曲片(15B)を設けてなる形状としており、
このバスバー(15)が、前記本体部(15A)を前記電池モジュール(11)の電極端面(11A)と平行な面内に配設されて、その両端部の弾性折曲片(15B)を隣接する電池モジュール(11)の電極端子(12)の側面に弾性的に押圧して、隣接する電池モジュール(11)を電気接続してなり、
さらに、前記電池モジュールの電極端子(12)は、前記弾性折曲片(15B)が嵌合する係止部(13a)を有すると共に、前記弾性折曲片(15B)と係止部(13a)とが嵌合した状態で、電池モジュール(11)の電極端子(12)はバスバー(15)と電極端子(12)とを固定する固定手段を有する電源装置。
複数本の電池モジュール(11)が、ホルダーケース(20)に収納されて定位置に配置され、このホルダーケース(20)に、バスバー(15)の外側を被覆して絶縁する絶縁キャップ(17)を連結している請求項１に記載される電源装置。
前記固定手段として、電池モジュール(11)の電極端子(12)が雌ネジ穴(13b)を有し、バスバー(15)の本体部(15A)は貫通孔(15a)を有し、
貫通孔(15a)に挿通される止ネジ(16)を雌ネジ穴(13b)にねじ込んで、バスバー(15)を電極端子(12)に固定している請求項１に記載される電源装置。
前記固定手段として、電池モジュール(11)の電極端子(12)が雄ネジ(13c)を有し、バス
バー(15)の本体部(15A)は貫通孔(15a)を有し、
貫通孔(15a)に挿通される雄ネジ(13c)にナット(18)をねじ込んで、バスバー(15)を電極端子(12)に固定している請求項１に記載される電源装置。
前記電極端子(12)の突出部(13)は、前記バスバー(15)の弾性折曲片(15B)と対向する平面部(13A)を有すると共に、該平面部(13A)に前記係止部(13a)が形成されている請求項１に記載される電源装置。