JP5930368B2 - 蓄電装置及び該蓄電装置に用いられるバスバー - Google Patents

Description

本発明は、外部端子を有する蓄電素子と、該外部端子に接続されるバスバーとを備える蓄電装置及びそのバスバーに関する。

近年、車両（自動車、自動二輪車等）や各種機器（携帯端末、ノート型パソコン等）の動力源として、電池（リチウムイオン電池、ニッケル水素電池等）やキャパシタ（電気二重層キャパシタ等）といった放充電可能な蓄電素子が採用されている。例えば、電池には、種々タイプのものが提供されている。その一つとして、複数の電池セルの外部端子同士を導電性のバスバーで接続し、一つの電池として構成した電池モジュールが提供されている（特許文献１）。

ところで、バスバーは、一定の幅を有する板状である。バスバーは、本体部と、該本体部の両端に設けられる一対の接続部とを有する。そして、バスバーは、接続部にて電池セルの外部端子に接続される。バスバーのサイズは、バスバーの電流容量の観点はもちろんのこと、接続部を外部端子に配置する際のレイアウト上の制約あるいは配置スペース上の制約の観点で決定される。例えば、接続部を外部端子に配置する際のレイアウト上の制約あるいは配置スペース上の制約の観点でバスバーの幅サイズを決定すると、バスバー全体の幅が狭くなる。そのため、バスバー全体の電流容量が減少する。一方、バスバー全体として、適切な電流容量を得るために、バスバーの幅サイズを決定すると、接続部の幅も広くなる。そのため、接続部を外部端子に適切に配置することができなくなることがある。

また、この種の問題は、電池に限られず、キャパシタ（電気二重層キャパシタ等）についても同様である。

特開２０１０−１６０９３１号公報（段落００２５参照）

そこで、本発明は、かかる問題に鑑みてなされたもので、適切な電流容量を得ることができ、且つ、外部端子に適切に配置することができるバスバーを備えた蓄電装置及びそのバスバーを提供することを課題とする。

本発明に係る蓄電装置は、
外部端子を有する蓄電素子と、
本体部及び接続部を有し、該接続部にて前記外部端子に接続されるバスバーとを備え、
前記バスバーは、板状であり、
前記接続部は、該接続部における他の部位より薄い薄肉部を有し、
前記接続部の断面積は、前記本体部の断面積よりも小さく、
前記薄肉部は、前記接続部の外縁の全域において該外縁に沿った位置に配置されると共に、前記外部端子と溶接されている。

かかる構成によれば、バスバーにおいて、接続部の断面積が本体部の断面積よりも小さい。そのため、接続部を外部端子に配置する際のレイアウト上の制約あるいは配置スペース上の制約を緩和することができる。また、本体部の断面積までが小さくはならないので、バスバー全体として、適切な電流容量を得ることができる。
また、かかる構成によれば、接続部に薄肉部を設けた上で、薄肉部と外部端子とが溶接されている。そのため、薄肉部を設けない場合と比べて、溶接のために必要な出力エネルギを低減することができる。従って、接続部の幅が本体部の幅よりも狭いことと合わせると、溶接のために必要な出力エネルギをさらに低減することができる。そのため、バスバーや外部端子あるいはその周辺に熱損傷を与えるのをさらに好適に防止することができる。
また、かかる構成によれば、薄肉部が接続部の外縁に沿って形成されている。そのため、薄肉部の任意の箇所をスポット的に溶接したり、あるいは、溶接強度をより高めるべく、薄肉部をその長手方向に沿って連続的に溶接するといった種々の溶接態様を自由に選択することができる。

ここで、本発明に係る電池モジュールの一態様として、
接続部は、本体部よりも幅が狭い、
ようにすることができる。

かかる構成によれば、バスバーが板状であり、バスバーにおいて、接続部の幅が本体部の幅よりも狭く、これにより、バスバーにおいて、接続部の断面積が本体部の断面積よりも小さい。そのため、接続部を外部端子に配置する際のレイアウト上の制約あるいは配置スペース上の制約を緩和することができる。また、本体部の幅までが狭くはならないので、バスバー全体として、適切な電流容量を得ることができる。
また、かかる構成によれば、バスバーにおいて、接続部の幅が本体部の幅よりも狭い上で、接続部と外部端子とが溶接されている。そのため、接続部の幅が本体部の幅よりも狭くはない場合と比べて、溶接範囲を少なくすることができる。そして、溶接範囲を少なくすることができるということは、溶接のために必要な出力エネルギを低減することができるということである。そのため、バスバーや外部端子あるいはその周辺に熱損傷を与えるのを好適に防止することができる。

前記蓄電装置において、
前記接続部の前記薄肉部を除いた部位における各位置の厚さは、同じである。

前記接続部の前記外部端子を向いた面は、平面であってもよい。

またこれらの場合、
接続部の端部は、半円弧形状である、
ようにすることができる。

かかる構成によれば、接続部の端部が半円弧形状であるため、接続部の外縁に角部はない。接続部の外縁の少なくとも一部領域と外部端子とを接続部の外縁に沿って溶接する場合、角部があれば、そこで溶接速度が落ち、溶接部の均質性が損なわれてしまう。しかしながら、角部がないと、溶接を一定速度で連続して行うことができるので、均質な一定長さの溶接部を形成することができる。

また、本発明に係る蓄電装置の他態様として、
蓄電素子を少なくとも二つ備え、
接続部は、本体部の両端に一対設けられ、二つの蓄電素子の外部端子同士を接続している、
ようにすることができる。

かかる構成によれば、バスバーにおいて、一方の接続部が一方の蓄電素子の外部端子に接続され、他方の接続部が他方の蓄電素子の外部端子に接続されることで、バスバーは、二つの蓄電素子の外部端子同士を接続している。これにより、二つの蓄電素子は、電気的に一つの蓄電素子を構成する。

また、本発明に係る蓄電装置の別の態様として、
蓄電素子は、ケースを備え、該ケースにおける外部端子が配置される一面が長方形状である偏平な角型であり、該一面が長手方向に並ぶようにして少なくとも二つの蓄電素子が配置され、
本体部は、一面の幅に合わせて形成され、
接続部は、一面よりも幅が狭い外部端子の当該幅に合わせて形成されている、
ようにすることができる。

かかる構成によれば、外部端子が配置される一面が長手方向に並ぶようにして少なくとも二つの蓄電素子が配置され、バスバーが二つの蓄電素子の外部端子同士を接続する上で、本体部は、一面の幅に合わせて形成され、接続部は、一面よりも幅が狭い外部端子の当該幅に合わせて形成されている。そのため、接続部を外部端子に配置する際のレイアウト上の制約あるいは配置スペース上の制約を緩和することができる。また、本体部の幅までが狭くはならないので、バスバー全体として、適切な電流容量を得ることができる。

また、本発明に係る電池モジュールのさらに別の態様として、
蓄電素子は、ケースを備え、該ケースにおける外部端子が配置される一面が長方形状である偏平な角型であり、該一面が長手方向及び短手方向に並ぶようにして複数の蓄電素子が行列状に整列配置され、
バスバーのうち、長手方向に並ぶ二つの蓄電素子の外部端子同士を接続するバスバーの本体部は、一面の幅に合わせて形成され、
当該バスバーの接続部は、一面よりも幅が狭い外部端子の当該幅に合わせて形成されている、
ようにすることができる。

かかる構成によれば、外部端子が配置される一面が長手方向及び短手方向に並ぶようにして複数の蓄電素子が配置され、バスバーが長手方向に並ぶ二つの蓄電素子の外部端子同士を接続する上で、本体部は、一面の幅に合わせて形成され、接続部は、一面よりも幅が狭い外部端子の当該幅に合わせて形成されている。そのため、接続部を外部端子に配置する際のレイアウト上の制約あるいは配置スペース上の制約を緩和することができる。また、本体部の幅までが狭くはならないので、バスバー全体として、適切な電流容量を得ることができる。さらに、本体部の幅が一面の幅を超える、あるいは大きく超えることはない。そのため、短手方向で隣り合う蓄電素子に接続されるバスバーと干渉することを防止することができる。

本発明に係るバスバーは、
外部端子を有する蓄電素子の該外部端子に接続される板状のバスバーであって、
本体部と、前記外部端子に接続される接続部とを有し、
前記接続部の幅は、前記本体部の幅よりも狭く、
前記接続部は、該接続部における他の部位より薄い薄肉部を有し、
前記薄肉部は、前記接続部の外縁の全域において該外縁に沿った位置に配置される。

あるいは、本発明に係るバスバーは、
それぞれ外部端子を有する二つの蓄電素子の該外部端子同士を接続する板状のバスバーであって、
本体部と、該本体部の両端に設けられる一対の接続部であって、それぞれが前記外部端子に接続される一対の接続部とを有し、
各接続部の幅は、前記本体部の幅よりも狭く、
前記各接続部は、半円弧形状の端部を有すると共に、該接続部における他の部位より薄い薄肉部を有し、
前記各接続部の前記薄肉部は、前記接続部の外縁の全域において該外縁に沿った位置に配置される。

以上の如く、本発明によれば、適切な電流容量を得ることができ、且つ、外部端子に適切に配置することができるバスバーを備えた蓄電装置及びそのバスバーを提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る電池モジュールの斜視図を示す。 図２は、同電池モジュールの平面図を示す。 図３は、同電池モジュールを構成する各電池セルの斜視図を示す。 図４は、電池セル同士を接続するための第一のバスバーであって、図４Ａは、斜視図、図４Ｂは、図４ＡのＩ−Ｉ線断面図、図４Ｃは、図４ＡのII−II線断面図、を示す。 図５は、電池セル同士を接続するための第二のバスバーであって、図５Ａは、斜視図、図５Ｂは、図５ＡのIII−III線断面図、図５Ｃは、図５ＡのIV−IV線断面図、を示す。 図６Ａは、第一のバスバーが隣り合う電池セルの二つの外部端子に跨って載置された状態の一部拡大断面図、図６Ｂは、第一のバスバーが外部端子に溶接された状態の一部拡大断面図、を示す。 図７Ａは、第二のバスバーが隣り合う電池セルの二つの外部端子に跨って載置された状態の一部拡大断面図、図７Ｂは、第一のバスバーが外部端子に溶接された状態の一部拡大断面図、を示す。

以下、本発明に係る蓄電装置の一実施形態である電池モジュールについて、図面を参酌しつつ説明する。本実施形態に係る電池モジュールは、図１及び図２に示すように、複数の電池セル（蓄電素子）１，…と、該複数の電池セル１，…を収容するハウジング７とを備えている。

電池セル１は、図３に示す如く、開口部を有するケース本体２ａと、該ケース本体２ａの開口部を塞いで密閉する蓋板２ｂとで構成されるケース２を備えている。ケース２内には、発電要素（図示せず）が収容されている。

電池セル１は、外観直方体状の角形電池や、外観円柱状の丸形電池が採用され得る。本実施形態に係る電池セル１は、角形電池である。そのため、ケース本体２ａは、幅方向に偏平な有底角筒状であり、蓋板２ｂは、該ケース本体２ａの開口部に対応した長方形状の板材である。

ケース２の外面、より詳しくは、蓋板２ｂの外面には、外部ガスケット３が配置されている。そして、外部ガスケット３の外面には、外部端子４が配置されている。本実施形態においては、外部ガスケット３が凹部を有しており、該凹部内に、外部端子４が配置されている。外部端子４は、アルミニウム又はアルミニウム合金のアルミニウム系金属材料で形成されている。ここで、蓋板２ｂには、貫通孔（図示しない）が形成され、外部ガスケット３にも、貫通孔（図示しない）が形成されている。外部ガスケット３は、その貫通孔が蓋板２ｂの貫通孔と一致するようにして蓋板２ｂの外面に配置されている。外部端子４は、それら貫通孔を貫通する軸部（図示しない）を有している。二つの貫通孔を介して外部ガスケット３及び蓋板２ｂを貫通した外部端子４の軸部は、発電要素に接続された集電体（図示しない）に接続されている。これにより、外部端子４は、発電要素に電気的に接続されている。

外部ガスケット３及び外部端子４は、正極用と負極用とが設けられている。正極用の外部ガスケット３及び外部端子４は、蓋板２ｂの長手方向における一端部に配置されている。負極用の外部ガスケット３及び外部端子４は、蓋板２ｂの長手方向における他端部に配置されている。正極用の外部ガスケット３及び外部端子４と、負極用の外部ガスケット３及び外部端子４とは、蓋板２ｂの長手方向における中間位置を中心として左右均等な位置に配置されている。

外部ガスケット３及び外部端子４は、平面視長方形状である。外部ガスケット３及び外部端子４は、蓋板２ｂの長手方向が長く、蓋板２ｂの短手方向（蓋板２ｂの幅方向）が短い長方形状である。尚、本実施形態において、「長方形状」とは、角部が９０度でなく、丸められている形状並びに長方形状に近い形状（全体形状として長方形状を観念し得る形状）などを含む概念である。

外部端子４の上部は、平坦面４ａとなっている。外部端子４が平面視長方形状であるので、平坦面４ａも長方形状である。言うまでもないが、外部端子４の平坦面４ａは、蓋板２ｂの長手方向が長く、蓋板２ｂの短手方向（蓋板２ｂの幅方向）が短い長方形状である。外部端子４の平坦面４ａは、蓋板２ｂの外面から離れた位置に位置している。外部端子４の平坦面４ａは、外部ガスケット３から突出している。正極用の外部端子４の平坦面４ａと、負極用の外部端子４の平坦面４ａとは、蓋板２ｂの外面に対して同じ高さレベルにある。

図１及び図２に戻り、複数の電池セル１，…は、蓋板２ｂが長手方向及び短手方向に並ぶようにして行列状に整列配置されている。本実施形態においては、蓋板２ｂの長手方向を行とし、蓋板２ｂの短手方向を列とした場合、１０個の電池セル１，…が２行５列で配置されている。また、隣り合う外部端子４，４を接続することで、全ての電池セル１，…が直列接続され、一つの電池が構成されるよう、隣り合う列の電池セル１は、極性が反対となるように配置されている。

行方向（電池セル１あるいは蓋板２ｂの長手方向）に並ぶ電池セル１，１の外部端子４，４同士は、第一のバスバー１０によって接続されている。列方向（電池セル１あるいは蓋板２ｂの短手方向）に並ぶ電池セル１，１の外部端子４，４同士は、第二のバスバー１５によって接続されている。より詳しくは、行方向で隣り合う電池セル１，１において、一方の電池セル１の正極用の外部端子４と、他方の電池セル１の負極用の外部端子４とは、近接しており、これらの外部端子４，４が第一のバスバー１０によって接続されている。また、列方向で隣り合う電池セル１，１において、一方の電池セル１の正極用の外部端子４と、他方の電池セル１の負極用の外部端子４とは、近接しており、これらの外部端子４，４が第二のバスバー１５によって接続されている。

尚、直列接続された電池セル１，…のうち、一端の外部端子４と、他端の外部端子４とには、それぞれ第三のバスバー２０が接続されている。本実施形態においては、正極用の第三のバスバー２０Ａと、負極用の第三のバスバー２０Ｂとが異なる形態となっている。これら第三のバスバー２０は、別の電池モジュール、別の機器、あるいは負荷、あるいは電源に接続される外部接続用のバスバーとなっている。

第一のバスバー１０（以下、単に「バスバー１０」ともいう）は、図４に示す如く、本体部１１と、該本体部１１の両端に設けられる一対の接続部１２，１２とを有している。接続部１２は、外部端子４の平坦面４ａに載置され、外部端子４に接続される部分である。本体部１１は、一対の接続部１２，１２を連結している。

接続部１２は、本体部１１よりも幅が狭くなっている。より詳しくは、本体部１１は、蓋板２ｂの幅、すなわち、電池セル１の幅に合わせて形成され、先端部１２は、外部端子４の幅（蓋板２ｂの幅方向における外部端子４の外寸）に合わせて形成されている。尚、「合わせて」とは、本体部１１の幅が電池セル１の幅の５０〜１５０％の範囲内に収まっている態様をいい、また、先端部１２の幅が外部端子４の幅の５０〜１００％の範囲内に収まっている態様をいう。

本実施形態において、本体部１１は、平面視長方形状である。接続部１２は、先端側が半円弧状に丸められた平面視長方形状である。本体部１１及び接続部１２は、何れもアルミニウム又はアルミニウム合金のアルミニウム系金属材料の板材で形成されている。

接続部１２は、薄肉部１３を有している。すなわち、接続部１２は、薄肉部１３と、当該接続部１２における薄肉部１３以外の部分であって、薄肉部１３よりも厚みの厚い部分（厚肉部）とを有する。従って、薄肉部１３は、接続部１２における当該薄肉部１３以外の部分（厚肉部）よりも厚みが薄くなっている。接続部１２の薄肉部１３以外の部分（厚肉部）は、本体部１１と同じ厚みを有しており、薄肉部１３の厚みは、接続部１２の他の部分（厚肉部）の厚み及び本体部１１の厚みよりも薄くなっている。薄肉部１３は、接続部１２の外縁に沿って形成されている。より詳しくは、薄肉部１３は、第一のバスバー１０の長手方向に沿った対向二辺と、該対向二辺に接続される一辺との連続する三辺に亘って帯状に形成されている。

薄肉部１３は、接続部１２の外端面の下部領域から外方に突出するように形成されている。薄肉部１３は、接続部１２の上面（外部端子４との接合面（接続部１２の下面）と反対側の面）の外縁部を除去することにより形成されている。すなわち、薄肉部１３は、段差部である。薄肉部１３は、例えばプレス成形、押出し成形、切削加工、放電加工等の機械加工により形成される。

薄肉部１３の上面は、薄肉部１３の下面や接続部１２の下面と平行である。すなわち、薄肉部１３の厚みは、一定となっている。但し、薄肉部１３の上面は、端縁側ほど薄肉部１３の厚みが小さくなる傾斜面となっていてもよい。

本体部１１には、孔１４が形成されている。この孔１４は、セル監視回路（ＣＭＵ：Cell Monitor Unit）に接続された電圧計測線の端子（図示しない）や温度計測線の端子（図示しない）が装着される孔である。これらの端子は、リベットとなっており、孔１４に挿入されてかしめられて装着される。あるいは、孔１４にネジを切り、端子を雄ネジとし、螺合により装着される。あるいは、端子を孔１４に圧入することにより装着される。但し、装着態様はこれらに限定されるものではない。本実施形態においては、電圧計測線の端子が装着される孔１４と、温度計測線が装着される孔１４の二つの孔１４，１４が形成されている。尚、孔１４は、本体部１１の表裏を貫通する貫通孔であってもよいし、貫通していない止まり孔であってもよい。

第二のバスバー１５（以下、単に「バスバー１５」ともいう）は、図５に示す如く、本体部１６と、該本体部１６の両端に設けられる一対の接続部１７，１７とを有している。接続部１７は、外部端子４の平坦面４ａに載置され、外部端子４に接続される部分である。本体部１６は、一対の接続部１７，１７を連結している。

本実施形態において、本体部１６は、平面視長方形状である。接続部１７は、角部が丸められた平面視長方形状である。本体部１６及び接続部１７は、何れもアルミニウム又はアルミニウム合金のアルミニウム系金属材料の板材で形成されている。

接続部１７は、薄肉部１８を有している。すなわち、接続部１７は、薄肉部１８と、当該接続部１７における薄肉部１８以外の部分であって、薄肉部１８よりも厚みの厚い部分（厚肉部）とを有する。従って、薄肉部１８は、接続部１７における当該薄肉部１８以外の部分（厚肉部）よりも厚みが薄くなっている。接続部１７の薄肉部１８以外の部分（厚肉部）は、本体部１６と同じ厚みを有しており、薄肉部１８の厚みは、接続部１７の他の部分（厚肉部）の厚み及び本体部１６の厚みよりも薄くなっている。薄肉部１８は、接続部１７の外縁に沿って形成されている。より詳しくは、薄肉部１８は、第二のバスバー１５の長手方向に沿った対向二辺と、該対向二辺に接続される一辺との連続する三辺に亘って帯状に形成されている。

但し、本実施形態においては、薄肉部１８は、本体部１６の外縁に沿っても形成されている。より詳しくは、薄肉部１８は、本体部１６の、第二のバスバー１５の長手方向に沿った対向二辺に帯状に形成されている。そして、接続部１７に形成された薄肉部１８と、本体部１６に形成された薄肉部１８とが繋がっている。そのため、薄肉部１８は、第二のバスバー１５の外縁を周回するようにして環状に形成されている。従って、第二のバスバー１５において、本体部１６の厚みとは、最大の厚み（板厚）を意味する。

薄肉部１８は、接続部１７（や本体部１６）の外端面の下部領域から外方に突出するように形成されている。薄肉部１８は、接続部１７（や本体部１６）の上面（外部端子４との接合面（接続部１２（や本体部１６）の下面）と反対側の面）の外縁部を除去することにより形成されている。すなわち、薄肉部１８は、段差部である。薄肉部１８は、例えばプレス成形、切削加工、放電加工等の機械加工により形成される。

薄肉部１８の上面は、薄肉部１８の下面や接続部１７の下面と平行である。すなわち、薄肉部１８の厚みは、一定となっている。但し、薄肉部１８の上面は、端縁側ほど薄肉部１８の厚みが小さくなる傾斜面となっていてもよい。

本体部１６には、孔１９が形成されている。この孔１９は、セル監視回路に接続された電圧計測線の端子（図示しない）や温度計測線の端子（図示しない）が装着される孔である。これらの端子は、リベットとなっており、孔１９に挿入されてかしめられて装着される。あるいは、孔１９にネジを切り、端子を雄ネジとし、螺合により装着される。あるいは、端子を孔１９に圧入することにより装着される。但し、装着態様はこれらに限定されるものではない。本実施形態においては、電圧計測線の端子が装着される孔１９と、温度計測線が装着される孔１９の二つの孔１９，１９が形成されている。尚、孔１９は、本体部１６の表裏を貫通する貫通孔であってもよいし、貫通していない止まり孔であってもよい。

ここで、電池セル１に対するバスバー１０，１５の接続方法（電池モジュール１の製造方法）について説明する。

まず、複数の電池セル１が行列状に配置された上で、溶接装置の作動領域（以下、溶接エリアという）内に搬送される。具体的には、複数の電池１は、ベルトコンベア等の搬送装置上で完成時と同じ行列状態に配置された上で、該搬送装置によって溶接エリアに搬送される。そして、複数の電池セル１，…が溶接エリアに到達すると、図６Ａ及び図７Ａに示すように、バスバー１０，１５が隣り合う電池セル１の外部端子４，４に跨るように配置される。すなわち、第一のバスバー１０は、図６Ａに示すように、行方向（電池セル１あるいは蓋板２ｂの長手方向）に並ぶ二つの電池セル１，１の外部端子４，４に跨るように配置され、第二のバスバー１５は、図７Ａに示すように、列方向（電池セル１あるいは蓋板２ｂの短手方向）に並ぶ二つの電池セル１，１の外部端子４，４に跨るように配置される。この状態で、溶接装置によって、バスバー１０，１５の接続部１２，１７（薄肉部１３，１８）と、これと重なり合う外部端子４とが溶接される。

より具体的に説明すると、本実施形態において、溶接エリアには、バスバー１０，１５を電池セル１上に配置する自動供給装置が溶接装置に隣接して配置される。自動供給装置は、バスバー１０，１５を保持可能に構成された保持体を、バスバー１０，１５を受け取る第一位置と、バスバー１０，１５（保持したバスバー１０，１５）を行列状に配置された電池セル１，…の外部端子４，４に跨った状態で配置できる第二位置との間で移動させるようにティーチングされている。尚、複数種類のバスバー１０，１５（第一のバスバー１０及び第二のバスバー１５）を取り扱うために、各バスバー１０，１５に応じた自動供給装置を配置してもよいが、本実施形態において、自動供給装置は、一台で第一のバスバー１０と第二のバスバー１５とを電池セル１上に配置できるようにティーチングされる。本実施形態において、保持体には、バスバー１０，１５の本体部１１，１６に設けられた孔１４，１９に挿入可能な突起（先細りした突起）が設けられている。すなわち、保持体は、バスバー１０，１５の孔１４，１９に突起が嵌入することで、該バスバー１０，１５が一定の配置になる（位置合わせされた状態になる）ように構成されている。また、本実施形態においては、バスバー１０，１５の本体部１１，１６に二つの穴１４，１９が設けられるのに伴い、保持体には突起が二つ設けられている。これにより、保持体は、保持したバスバー１０，１５の位置ずれ（回転）を防止できるようにもなっている。

そして、本実施形態においては、上述の如く、一台の自動供給装置で第一のバスバー１０と第二のバスバー１５とを配置するようにしているため、自動供給装置は、保持体の突起の配置をバスバー１０，１５の孔１４，１９の配置に対応させるべく、保持体を所定の軸線回りで９０度回転させることで、第一のバスバー１０を電池セル１上に配置する状態と第二のバスバー２０を電池セル１上に配置する状態とに切り換えるようになっている。

そして、本実施形態の自動供給装置では、第二位置として、保持体の突起が電池セル１，１間と対応し、保持体がバスバー１０，１５を外部端子４に押し付けた状態になる位置に設定されている。これにより、保持体が第二位置に到達した状態で、バスバー１０，１５が二つの電池セル１，１の外部端子４，４に対して常に一定の配置で該外部端子４，４（平坦面４ａ）に押し付けられるようになっている。尚、本実施形態において、自動供給装置は、第一のバスバー１０を供給するときの第一位置及び第二位置と、第二のバスバー１５を供給するときの第一位置及び第二位置とは異なって設定されている。

本実施形態において、搬送装置は電池セル１（蓋板２ｂ）の長手方向と対応する方向に複数の電池セル１，…を搬送する。これに伴い、まず、二列に並ぶ電池セル１，…のうちの一列が先頭になって溶接エリアに到達する。そうすると、自動供給装置は、保持体を第一位置から第二位置に移動させ、図７Ａに示すように、第二のバスバー１５を列方向で隣り合う電池セル１，１の外部端子４，４に跨るように配置する。尚、保持体で一つのバスバー１０，１５を保持し、保持体を複数回往復させることで、一列に並ぶ電池セル１，…の数に応じたバスバー１０，…，１５，…を順々に配置してもよいが、本実施形態の保持体は、一列に並ぶ電池セル１，…の数に応じた数のバスバー１０，…，１５，…を一度に保持できるように構成されている。従って、一列に並ぶ複数の電池セル１，の隣り合う電池セル１，１のそれぞれに第二のバスバー１５が配置される。

そして、保持体を第二位置に位置させた状態（第二のバスバー１５を外部端子４に押し付けた状態）で維持しつつ、溶接装置が第二のバスバー１５の接続部１７とこれと重なり合った外部端子４とを溶接する。すなわち、第二のバスバー１５の接続部１７は、保持体によって電池セル１（外部端子４）に対する位置ずれが防止された状態で、電池セル１の外部端子４に溶接される。本実施形態において、溶接装置には、レーザ溶接装置が採用されており、レーザ光を出射する溶接ヘッドを第二のバスバー１５の接続部１７の外縁（薄肉部１８）に沿って移動させる。また、本実施形態において、接続部１７の外縁に沿って設けられた薄肉部１８を外部端子４に溶接することから、溶接ヘッドは、薄肉部１８の上面（外部端子４の平坦面４ａ）と直角をなした状態でレーザ光を出射させる。

このように、溶接ヘッドがレーザ光を出射しつつ移動することで、保持体によって位置決めされた第二のバスバー１５の薄肉部１８と外部端子４の平坦面４ａとが溶接される。すなわち、レーザ溶接によって接続部１７（薄肉部１８）と外部端子４とを溶接することで、溶接された薄肉部１８は、外部端子４と溶け込み合い、図７Ｂに示す如く、接続部１７（厚肉部）に沿った溶接線Ｗとなる。これにより、第二のバスバー１５は、電池セル１の外部端子４に対して電気的及び機械的に接続される。

そして、自動供給装置が保持体を第一位置に移動させ、保持体に第一のバスバー１０を保持させるとともに、搬送装置が複数の電池セル１，…を移動させる。そして、溶接エリアに二列に並ぶ電池セル１，１の両方が到達すると、自動供給装置は、保持体を第一位置から第二位置に移動させ、図６Ａに示す如く、第一のバスバー１０を行方向で隣り合う電池セル１，１の外部端子４，４に跨るように配置する。そして、保持体がバスバー１５を第二位置に配置した状態（バスバー１５を外部端子４に押し付けた状態）で維持しつつ、溶接装置が第一のバスバー１０の接続部１２とこれと重なり合った外部端子４とを溶接する。すなわち、第一のバスバー１０の接続部１２は、保持体によって電池セル１（外部端子４）に対する位置ずれが防止された状態で、電池セル１の外部端子４に溶接される。すなわち、溶接ヘッドがレーザ光を出射しつつ移動することで、保持体によって位置決めされたバスバー１０の薄肉部１３と外部端子４の平坦面４ａとが溶接される。この場合においても、溶接された薄肉部１３は、外部端子４と溶け込み合い、図６Ｂに示す如く、接続部１２（厚肉部）に沿った溶接線Ｗとなる。これにより、第一のバスバー１０は、電池セル１の外部端子４に対して電気的及び機械的に接続される。

そして、自動供給装置が保持体を第一位置に移動させ、保持体に第二のバスバー１５を保持させるとともに、搬送装置が複数の電池セル１，…を移動させる。そして、溶接エリアに二列に並ぶ電池セル１，１の残りの一列が到達すると、自動供給装置は、保持体を第一位置から第二位置に移動させ、図７Ａに示すように、第二のバスバー１５を列方向で隣り合う電池セル１，１の外部端子４，４に跨るように配置する。そして、先の一例の電池セル１（外部端子４）に対するバスバー１５の接続と同様に、溶接装置によってバスバー１５の薄肉部１８と外部端子４の平坦面４ａとが溶接される（図７Ｂ参照）。これにより、第二のバスバー１５は、電池セル１の外部端子４に対して電気的及び機械的に接続される。

そして、バスバー１０，１５を介して電気的に接続された複数の電池セル１，…がハウジング７に収容されることで、大容量の電池（電池モジュール）が完成する。

以上、本実施形態に係る電池モジュールによれば、第一のバスバー１０において、接続部１２の断面積が本体部１１の断面積よりも小さくなっている。そのため、接続部１２を外部端子４に配置する際のレイアウト上の制約あるいは配置スペース上の制約を緩和することができる。また、本体部１１の断面積までが小さくはなっていないので、第一のバスバー１０全体として、適切な電流容量を得ることができる。

具体的には、第一のバスバー１０が板状であり、第一のバスバー１０において、接続部１２の幅が本体部１１の幅よりも狭くなっており、これにより、第一のバスバー１０において、接続部１２の断面積が本体部１１の断面積よりも小さくなっている。そのため、接続部１２を外部端子４に配置する際のレイアウト上の制約あるいは配置スペース上の制約を緩和することができる。また、本体部１１の断面積までが小さくはなっていないので、第一のバスバー１０全体として、適切な電流容量を得ることができる。

また、第一のバスバー１０において、接続部１２の幅が本体部１１の幅よりも狭くなっている上で、接続部１２と外部端子４とが溶接されている。そのため、接続部１２の幅が本体部１１の幅よりも狭くなっていない場合と比べて、溶接範囲を少なくすることができる。そして、溶接範囲を少なくすることができるということは、溶接のために必要な出力エネルギを低減することができるということである。そのため、第一のバスバー１０や外部端子４あるいは外部端子４に接続された発電要素や外部端子４を配置した外部ガスケット３に熱損傷を与えるのを好適に防止することができる。

また、第一のバスバー１０において、接続部１２に薄肉部１３を設けた上で、薄肉部１３と外部端子４とが溶接されている。そのため、薄肉部１３を設けない場合と比べて、溶接のために必要な出力エネルギを低減することができる。従って、接続部１２の幅が本体部１１の幅よりも狭くなっていることと合わせると、溶接のために必要な出力エネルギをさらに低減することができる。そのため、第一のバスバー１０や外部端子４あるいは外部端子４に接続された発電要素や外部端子４を配置した外部ガスケット３に熱損傷を与えるのをさらに好適に防止することができる。

尚、レーザを上方から下方に照射して溶接するのではなく、レーザを斜め下方に出射して第一のバスバー１０の下部に照射することで、薄肉部１３を設けずとも、溶接のために必要な出力エネルギを低減することはできる。しかしながら、そのために、レーザの傾斜角度を変更・調整する機構などが必要となり、溶接設備が大がかりなものとなってしまう。ところが、薄肉部１３であれば、レーザを上方から下方に出射して薄肉部１３に照射するだけで溶接ができてしまうため、溶接設備は大がかりなものでなくて済む。

また、第一のバスバー１０において、薄肉部１３が接続部１２の外縁に沿って形成されている。そのため、薄肉部１３の任意の箇所をスポット的に溶接したり、あるいは、溶接強度をより高めるべく、薄肉部１３をその長手方向に沿って連続的に溶接するといった種々の溶接態様を自由に選択することができるようになる。

また、第一のバスバー１０において、接続部１２の端部が半円弧形状であるため、接続部１２の外縁に角部はない。接続部１２の外縁の少なくとも一部領域と外部端子４とを接続部１２の外縁に沿って溶接する場合、角部があれば、そこで溶接速度が落ち、溶接部の均質性が損なわれてしまう。しかしながら、角部がないと、溶接を一定速度で連続して行うことができるので、均質な一定長さの溶接部Ｗを形成することができる。

また、外部端子４が配置される一面（蓋板２ｂの外面）が長手方向に並ぶようにして少なくとも二つの電池セル１，１が配置され、第一のバスバー１０が二つの電池セル１，１の外部端子４，４同士を接続する上で、本体部１１は、一面の幅に合わせて形成され、接続部１２は、一面よりも幅が狭い外部端子４の当該幅に合わせて形成されている。そのため、接続部１２を外部端子４に配置する際のレイアウト上の制約あるいは配置スペース上の制約を緩和することができる。また、本体部１１の幅までが狭くはなっていないので、第一のバスバー１０全体として、適切な電流容量を得ることができる。

また、外部端子４が配置される一面（蓋板２ｂの外面）が長手方向及び短手方向に並ぶようにして複数の電池セル１，…が配置され、第一のバスバー１０が長手方向に並ぶ二つの電池セル１，１の外部端子４，４同士を接続する上で、本体部１１は、一面の幅に合わせて形成され、接続部１２は、一面よりも幅が狭い外部端子４の当該幅に合わせて形成されている。そのため、接続部１２を外部端子４に配置する際のレイアウト上の制約あるいは配置スペース上の制約を緩和することができる。また、本体部１１の幅までが狭くはなっていないので、第一のバスバー１０全体として、適切な電流容量を得ることができる。さらに、本体部１１の幅が一面の幅を超える、あるいは大きく超えることはない。そのため、短手方向で隣り合う電池セル１に接続される第一のバスバー１０と干渉することを防止することができる。

尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

上記実施形態においては、第一のバスバー１０において、接続部１２の幅を本体部１１の幅よりも狭くすることにより、接続部１２の断面積が本体部１１の断面積よりも小さくなっている。しかし、これに限定されるものではない。例えば、接続部１２の厚みを本体部１１の厚みよりも少なくなるようにしてもよい。あるいは、厚みと幅の組み合わせで、接続部１２と本体部１１との間に断面積の差が設けられるようにしてもよい。要は、厚みや幅を含め、第一のバスバー１０の該当箇所の形状や寸法を異ならせることで、接続部１２と本体部１１との間に断面積の差が設けられればよい。

また、上記実施形態においては、第一のバスバー１０において、接続部１２の幅は（先端部の半円弧になっている点を無視すれば、）一定であり、また、本体部１１の幅も一定になっている。従って、第一のバスバー１０は、接続部１２から本体部１１にかけて幅が不連続に変化している。しかしながら、このような形態に限定されるものではない。例えば、接続部から本体部にかけて、幅が連続的に変化する、すなわち、幅が漸次増加するような形態であってもよい。

また、上記実施形態においては、接続部１２に薄肉部１３が形成され、薄肉部１３と外部端子４とが溶接されるようになっている。しかしながら、接続部１２が本体部１１よりも幅狭になっているだけでも、溶接範囲を少なくすることができ、そして、溶接のために必要な出力エネルギを低減することができる。従って、接続部１２において、薄肉部１３が設けられることは必須ではない。

また、上記実施形態においては、第一のバスバー１０のみ、本体部１１と接続部１２との間に断面積の差を持たせるようにしている。しかしながら、第二のバスバー１５も、第一のバスバー１０の技術思想を適用することができるのは言うまでもない。

また、本発明は、第一のバスバー１０のみをその技術的範囲とするものではない。例えば、接続部が片側にしかない第三のバスバー２０をもその技術的範囲とする。実際、図１及び図２に示す如く、第三のバスバー２０のうち、一方（負極用）の第三のバスバー２０Ｂは、そのような構成を採用している。

また、上記実施形態においては、第一のバスバー１０の接続部１２の外縁に沿って薄肉部１３が形成され、また、第二のバスバー１５の接続部１７の外縁に沿って薄肉部１８が形成されている。しかしながら、薄肉部が形成される箇所は、接続部の外縁には限定されない。例えば、接続部に、表裏を貫通する開口や、接続部の外縁の一部から内方に向かって切り欠かれる開口が形成され、該開口の内縁に薄肉部が形成されるようにしてもよい。

また、上記実施形態においては、薄肉部１３や薄肉部１８が所定長さをもって連続的に形成されている。しかしながら、これに限定されるものではない。例えば、バスバーの接続部の任意の箇所をスポット的に溶接するということであれば、少なくとも当該箇所にのみ薄肉部が形成されていればよい。

また、上記実施形態においては、外部端子４及びバスバー１０，１５がアルミニウム系金属材料で構成されたが、これに限定されるものではない。例えば、外部端子４及びバスバー１０，１５は、銅やＳＵＳやスチール等の金属材料であってもよい。すなわち、外部端子４及びバスバー１０，１５は、導電性を有し、互いに溶接可能な金属材料であればよい。

上記実施形態においては、レーザ溶接によりバスバー１０，１５を電池セル１の外部端子４に溶接したが、これに限定されない。例えば、一般的なアーク溶接等であってもよい。

また、上記実施形態においては、バスバー１０，１５と外部端子４とを溶接したが、これに限定されない。例えば、外部端子がボルト端子であり、バスバーに該ボルト端子を挿通する孔が形成されており、該ボルト端子にナットを締結することによりバスバーと外部端子とを接続する形態であってもよい。

また、上記実施形態においては、リチウムイオン二次電池について説明した。しかしながら、電池の種類や大きさ（容量）は任意である。

また、本発明は、リチウムイオン二次電池に限定されるものではない。本発明は、種々の二次電池、その他、一次電池や、電気二重層キャパシタ等のキャパシタにも適用可能である。

１…電池セル、２…ケース、２ａ…ケース本体、２ｂ…蓋板、３…外部ガスケット、４…外部端子、４ａ…平坦面、７…ハウジング、１０…第一のバスバー、１１…本体部、１２…接続部、１３…薄肉部、１４…孔、１５…第二のバスバー、１６…本体部、１７…接続部、１８…薄肉部、１９…孔、２０…第三のバスバー（２０Ａ…正極用の第三のバスバー、２０Ｂ…負極用の第三のバスバー）、Ｗ…溶接線（溶接部）

Claims (8)

1. 外部端子を有する蓄電素子と、
   本体部及び接続部を有し、該接続部にて前記外部端子に接続されるバスバーとを備え、
   前記バスバーは、板状であり、
   前記接続部は、該接続部における他の部位より薄い薄肉部を有し、
   前記接続部の断面積は、前記本体部の断面積よりも小さく、
   前記薄肉部は、前記接続部の外縁の全域において該外縁に沿った位置に配置されると共に、前記外部端子と溶接されている
   蓄電装置。
2. 前記接続部は、前記本体部よりも幅が狭い
   請求項１に記載の蓄電装置。
3. 前記接続部の前記薄肉部を除いた部位における各位置の厚さは、同じである、請求項１又は請求項２に記載の蓄電装置。
4. 前記接続部の前記外部端子を向いた面は、平面である、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の蓄電装置。
5. 前記接続部の端部は、半円弧形状である
   請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の蓄電装置。
6. 前記蓄電素子を少なくとも二つ備え、
   前記接続部は、前記本体部の両端に一対設けられ、二つの蓄電素子の前記外部端子同士を接続している
   請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の蓄電装置。
7. 外部端子を有する蓄電素子の該外部端子に接続される板状のバスバーであって、
   本体部と、前記外部端子に接続される接続部とを有し、
   前記接続部の幅は、前記本体部の幅よりも狭く、
   前記接続部は、該接続部における他の部位より薄い薄肉部を有し、
   前記薄肉部は、前記接続部の外縁の全域において該外縁に沿った位置に配置される
   バスバー。
8. それぞれ外部端子を有する二つの蓄電素子の該外部端子同士を接続する板状のバスバーであって、
   本体部と、該本体部の両端に設けられる一対の接続部であって、それぞれが前記外部端子に接続される一対の接続部とを有し、
   各接続部の幅は、前記本体部の幅よりも狭く、
   前記各接続部は、該接続部における他の部位より薄い薄肉部を有し、
   前記各接続部の前記薄肉部は、前記接続部の外縁の全域において該外縁に沿った位置に配置される
   バスバー。

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