JP5483348B2 - バスバーの製造方法 - Google Patents
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Description
一般に、異種の金属同士を接続したときに空気中の水分による電気腐食(電気化学的腐食)が起こることは周知である。従って、この電気腐食の進行に伴い、バスバーと端子との間が通電しなくなったりバスバー自体又は端子自体が損壊したりすることが起こり、最終的には、電気自動車を始動できないといった重大問題に至る。
即ち、本発明に係るバスバーは、プラス端子とマイナス端子とが互いに異種金属で形成されたバッテリに対して用いる端子接続用のバスバーであって、前記バッテリのプラス端子と同一金属で形成され且つプラス端子と接続可能とされた正極接続部と、前記バッテリのマイナス端子と同一金属で形成され且つマイナス端子と接続可能とされた負極接続部とを有し、前記正極接続部と負極接続部とが金属的結合により一体化されていることを特徴とする。
好ましくは、前記正極接続部は、アルミニウム又はアルミニウム合金で形成され、前記負極接続部は、銅又は銅合金で形成されているとよい。
この製造方法を採用することで、正極接続部を形成する金属材と負極接続部を形成する金属材とが金属的結合して一体化し、バッテリのプラス端子とマイナス端子との間を好適に連結できるバスバーを製造することができる。
なお、本実施形態に係るバスバーの製造方法の最も好ましい形態は、正極接続部を形成する金属元材と負極接続部を形成する金属元材とが面で接する状態となっている対面元材を用意し、高圧の静水圧環境下にて、前記対面元材をダイにより押出加工又は引抜加工することで、プラス端子とマイナス端子とが互いに異種金属で形成されたバッテリに対して用いる端子接続用のバスバーであって、前記バッテリのプラス端子と同一金属で形成され且つプラス端子と接続可能とされた正極接続部と、前記バッテリのマイナス端子と同一金属で形成され且つマイナス端子と接続可能とされた負極接続部とを有し、前記正極接続部と負極接続部とが金属的結合により一体化されているバスバーを製造することを特徴とする。
好ましくは、前記バスバーに関し、前記正極接続部はアルミニウム又はアルミニウム合金で形成され、前記負極接続部は銅又は銅合金で形成されているとよい。
[第1実施形態]
図1〜図3は、本発明に係るバスバー1の第1実施形態を示している。
図1に示す使用例から分かるように、このバスバー1は、複数のバッテリセル2を直列接続することで構成される組電池3において、バッテリセル2相互間でプラス端子5とマイナス端子6とを接続するために用いる。
図2に示すように、バスバー1は、長方形の板状に形成されており、長辺側をほぼ二等分する中間位置を境として、その一方側に正極接続部10が設けられ、他方側に負極接続部11が設けられたものとなっている。バスバー1の寸法は、バッテリセル2相互の位置や流れる電流量などにより適宜変更可能であるが、例えば、長辺30〜70mm、短辺20〜60mm、厚さ1〜2mmである。
バスバー1における正極接続部10と負極接続部11との境界は、正極接続部10の金属(Al)と負極接続部11の金属(Cu)とを超高圧下(例えば1000MPa程度)で且つ変形を付与するようにして、互いが金属組織レベルで密着した結合界面を形成させ、その結果として導電性及び機械的結合強度を「バスバーとして実用に適する値」にまで高めた状態とされている。
図1に示したように、これら各接続孔12にプラス端子5を差し込んだ状態で、突き抜けたプラス端子5に対しナット15を螺合させることで、プラス端子5と正極接続部10とが連結される。同様に、接続孔13にマイナス端子6を差し込んだ上で、マイナス端子6に対しナット15を螺合させ、マイナス端子6と負極接続部11とを連結する。
図3に示す如く、このような構成のバスバー1を製造するには、超高圧静水圧下における押出加工を行う。この加工に用いる押出装置20は、得ようとするバスバー1の長辺側断面形状(平面形状)に対応した単一開口のダイ21を具備したもので、超高圧(〜1000MPa程度)の等方圧環境下での押出成形が可能となっている。
この状態で、押出装置20を超高圧の等方圧環境下にて作動させ、押出加工又は引抜作業を行い、正極用元材10Aと負極用元材11Aとが金属的結合して一体となった成形体1Aを成形する。
このようにして得られた成形体1Aを、押出方向で所定間隔をおいて切り出す。切り出し後において、正極接続部10に接続孔12を設け、負極接続部11に接続孔13を設けてバスバー1を完成させる。必要に応じて表面研磨や表面処理などを行ってもよい。
[第2実施形態]
図4は、本発明に係るバスバー1の第2実施形態を示している。
更に、段差部25は、クランク折れによって形成することが限定されるものではなく、なめらかな曲線により、S字カーブを描くように形成してもよい。
その他の構成及び作用効果、製造方法は第1実施形態とほぼ同じであり、ここでの詳説は省略する。
比較対象としては、従来製造法の一つである摩擦攪拌法による接合を行って製造したバスバーと、従来製造法の一つであるレーザ溶接により接合を行って製造したバスバーとを例示する。
例えば、正極接続部10と負極接続部11との結合界面(金属的結合部)は、バスバー1における長辺側の中央に配置することが限定されるものではなく、正極接続部10側、又は負極接続部11側に偏らせた配置としてもよい。
1A 成形体
2 セル
3 組電池
5 正極端子
6 負極端子
10 正極接続部
10A 正極用元材
11 負極接続部
11A 負極用元材
12 接続孔
13 接続孔
15 ナット
20 押出装置
21 ダイ
25 段差部
Claims (2)
- 正極接続部を形成する金属元材と負極接続部を形成する金属元材とが面で接する状態となっている対面元材を用意し、高圧の静水圧環境下にて、前記対面元材をダイにより押出加工又は引抜加工することで、プラス端子とマイナス端子とが互いに異種金属で形成されたバッテリに対して用いる端子接続用のバスバーであって、前記バッテリのプラス端子と同一金属で形成され且つプラス端子と接続可能とされた正極接続部と、前記バッテリのマイナス端子と同一金属で形成され且つマイナス端子と接続可能とされた負極接続部とを有し、前記正極接続部と負極接続部とが金属的結合により一体化されているバスバーを製造することを特徴とするバスバーの製造方法。
- 前記バスバーに関し、前記正極接続部はアルミニウム又はアルミニウム合金で形成され、前記負極接続部は銅又は銅合金で形成されていることを特徴とする請求項1に記載のバスバーの製造方法。
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