JP6685760B2 - 蓄電装置 - Google Patents

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Description

本発明は、外部端子を有する蓄電素子と前記外部端子に接続されるバスバとを備える蓄電装置に関する。
従来から、複数の扁平形二次電池を備えたバッテリシステムが知られている(特許文献1参照)。具体的に、このバッテリシステムは、電極端子をそれぞれ有し且つ厚さ方向に積層されている複数の扁平形二次電池と、隣接する前記扁平形二次電池の前記電極端子を接続しているバスバと、扁平形二次電池の間に配置されている中間補強プレートと、を備える。
前記バスバは、前記扁平形二次電池の積層方向に真っ直ぐに延びる平板状の導通部材であり、前記バスバの両端は、前記接続する電極端子にそれぞれ固定されている。前記中間補強プレートの両側に配置される前記扁平形二次電池の電極端子同士も、前記バスバによって接続されている。また、前記バッテリシステムは、扁平二次電池を積層方向に加圧してなるバインドバー及びエンドプレートを備える。前記中間補強プレートは、前記バインドバーにネジ止めにより固定されている。
前記バッテリシステムでは、前記扁平形二次電池の積層方向の加速度が生じたときに、前記中間補強プレートが前記バインドパーに固定されているため、前記積層方向における前記中間補強プレートの一方側の扁平形二次電池と他方側の扁平形二次電池との移動量に違いが生じてその間隔が変化する場合がある。
この場合、前記一方側の扁平形二次電池の電極端子と前記他方側の扁平形二次電池の電極端子とを接続するバスバにおいて、前記電極端子との接続部分に前記間隔の変化に起因する応力が集中して該部分が損傷し易い。
このような事象は、外部への電気の入出力に用いられるバッテリシステムの総端子がエンドプレートに固定されている場合でも生じ得る。即ち、エンドプレートに固定された総端子と扁平形二次電池の電極端子との移動量に違いが生じてその間隔が変化する結果、総端子と電極端子とを接続するバスバにおいて、その変化に起因する応力が電極端子又は操短しとの接続部分に集中して該部分が損傷し易い。
特開2014−44884号公報
そこで、本実施形態は、蓄電素子の外部端子に接続されるバスバが損傷し難い蓄電装置を提供することを目的とする。
本実施形態の蓄電装置は、
外部端子をそれぞれ有し且つ第一方向に並ぶ複数の蓄電素子と、
第一方向に隣り合う蓄電素子の間に配置される隣接部材と、
前記複数の蓄電素子と前記隣接部材との周囲を囲むことで前記複数の蓄電素子と前記隣接部材とを保持する保持部材であって、前記隣接部材が固定される保持部材と、
前記複数の蓄電素子のうちの前記隣接部材の両側に配置される蓄電素子の前記外部端子同士を導通させるバスバと、を備え、
前記バスバは、該バスバによって導通された一方の外部端子に接続される第一接続部と、該バスバによって導通された他方の外部端子に接続される第二接続部と、前記第一接続部と前記第二接続部との間において前記隣接部材と間隔を設けた状態で第一方向と直交する第二方向における前記隣接部材から離れる向きに凸状に延びる部位及び第二方向の前記隣接部材に接近する向きに凹状に延びる部位の少なくとも一方の部位と、を有する。
かかる構成によれば、蓄電装置に第一方向の加速度等が生じたときの保持部材(隣接部材)と、隣接部材の一方側の蓄電素子と、隣接部材の他方側の蓄電素子との移動距離の違い等によって隣接部材の両側に配置される蓄電素子同士の間隔が変化しても、該蓄電素子の外部端子同士を接続するバスバの前記凸状に延びる部位及び前記凹状に延びる部位の少なくとも一方の部位が広がる又は狭まることで、バスバにおける外部端子と接続されている部位に前記間隔の変化に起因する応力が集中するのが抑えられる。これにより、バスバにおいて前記間隔の変化に起因する損傷が防がれる、即ち、隣接部材の両側に配置される蓄電素子の外部端子同士を接続するバスバが損傷し難くなる。
前記蓄電装置では、
前記凸状に延びる部位又は前記凹状に延びる部位は、前記第一接続部から第二方向に延びる第一起立部と、第二接続部から第二方向に延びる第二起立部と、第一方向に延びることにより前記第一起立部と前記第二起立部とを繋ぐ架け渡し部であって、第二方向に間隔を設けた状態で前記隣接部材と対向する架け渡し部と、を有してもよい。
このような簡素な構成によって、バスバにおける外部端子と接続されている部位に、隣接部材の両側に配置される蓄電素子同士の間隔が変化したときの該間隔の変化に起因する応力が集中することを、抑えることができる。
また、前記蓄電装置では、
前記バスバは、前記第一起立部と前記架け渡し部との間、及び前記第二起立部と前記架け渡し部との間の少なくとも一方に、曲がっている部位を有してもよい。
かかる構成によれば、隣接部材の両側に配置される蓄電素子同士の間隔が変化したときに、凸状に延びる部位(又は凹状に延びる部位)に加え、前記曲がっている部位が延びる又はより曲がることで、バスバにおける外部端子と接続されている部位に前記間隔の変化に起因する応力が集中するのがより効果的に抑えられる。
また、前記蓄電装置では、
前記バスバは、前記第一接続部と前記第二接続部との間に前記凸状に延びる部位を有し、
前記隣接部材は、前記架け渡し部に向かって突出し且つ前記第一起立部と前記第二起立部との間に位置する凸部を有してもよい。
かかる構成によれば、隣接部材を挟んで隣り合う蓄電素子同士の間隔が所定量以上変化しようとしたときに、第一起立部と第二起立部とが凸部と当接し、又は架け渡し部が凸部と当接等することで、前記間隔の変化が抑えられる。
また、本実施形態の蓄電装置は、
外部端子をそれぞれ有し且つ第一方向に並ぶ複数の蓄電素子と、
第一方向に隣り合う蓄電素子の間に配置される隣接部材であって、前記複数の蓄電素子及び該隣接部材を支持する支持体に固定可能な隣接部材と、
前記複数の蓄電素子のうちの前記隣接部材の両側に配置される蓄電素子の前記外部端子同士を導通させるバスバと、を備え、
前記バスバは、該バスバによって導通された一方の外部端子に接続される第一接続部と、該バスバによって導通された他方の外部端子に接続される第二接続部と、前記第一接続部と前記第二接続部との間において前記隣接部材と間隔を設けた状態で第一方向と直交する第二方向における前記隣接部材から離れる向きに凸状に延びる部位及び第二方向の前記隣接部材に接近する向きに凹状に延びる部位の少なくとも一方の部位と、を有する。
かかる構成によれば、隣接部材が支持体に固定された状態で該支持体に第一方向の加速度等が生じたときの隣接部材と、隣接部材の一方側の蓄電素子と、隣接部材の他方側の蓄電素子との移動距等の違い等によって隣接部材の両側に配置される蓄電素子同士の間隔が変化しても、該蓄電素子の外部端子同士を接続するバスバの前記凸状に延びる部位及び前記凹状に延びる部位の少なくとも一方の部位が広がる又は狭まることで、バスバにおける外部端子と接続されている部位に前記間隔の変化に起因する応力が集中するのが抑えられる。これにより、バスバにおいて前記間隔の変化に起因する損傷が防がれる、即ち、隣接部材の両側に配置される蓄電素子の外部端子同士を接続するバスバが損傷し難くなる。
また、本実施形態の蓄電装置は、
外部端子を有する蓄電素子と、
前記蓄電素子の周囲を囲み、且つ前記蓄電素子を保持する保持部材と、
外部への電気の入出力に用いられ、且つ前記保持部材に固定される総端子と、
前記外部端子と前記総端子とを電気的に接続するバスバと、を備え、
前記バスバは、前記外部端子に接続される第一接続部と、前記総端子に接続される第二接続部と、前記第一接続部と前記第二接続部との間において、前記外部端子と前記総端子とが並ぶ方向と直交する方向における前記外部端子及び前記総端子から離れる向きに凸状に延びる部位及び前記直交する方向の前記外部端子及び前記総端子に接近する向きに凹状に延びる部位の少なくとも一方の部位と、を有する。
かかる構成によれば、蓄電装置にバスバによって接続される総端子と外部端子とが並ぶ方向の加速度等が生じたときの保持部材と蓄電素子との移動距離の違い等によって総端子と外部端子との間隔が変化しても、総端子と外部端子とを接続するバスバの前記凸状に延びる部位及び前記凹状に延びる部位の少なくとも一方の部位が広がる又は狭まることで、バスバにおける総端子と接続されている部位及び外部端子と接続されている部位に前記間隔の変化に起因する応力が集中するのが抑えられる。これにより、バスバにおいて前記間隔の変化に起因する損傷が防がれる、即ち、蓄電素子の外部端子と保持部材に固定された総端子とを接続するバスバが損傷し難くなる。
以上より、本実施形態によれば、外部端子に接続されるバスバが損傷し難い蓄電装置を提供することができる。
図1は、本実施形態に係る蓄電装置の斜視図である。 図2は、前記蓄電装置の構成を一部省略した状態の分解斜視図である。 図3は、前記蓄電装置に用いられる蓄電素子の斜視図である。 図4は、前記蓄電素子の分解斜視図である。 図5は、前記蓄電装置における第一バスバ及びその周辺の拡大斜視図である。 図6は、第二バスバの斜視図である。 図7は、端部バスバの斜視図である。 図8は、図1のX−X位置における断面図であって、端子台及びその周辺の断面図である。 図9は、第一バスバによって接続される蓄電素子の間が広くなったときの第一バスバを示す模式図である。 図10は、第一バスバによって接続される蓄電素子の間が狭まったときの第一バスバを示す模式図である。 図11は、凹状の緩衝部を有する第一バスバを説明するための図である。 図12は、迂回部を有する前記緩衝部を備えた第一バスバを説明するための図である。 図13は、他実施形態に係る迂回部を説明するための模式図である。 図14は、凸部のない第一隣接部材を説明するための図である。 図15は、他実施形態に係る第一バスバと凸部との間隔を説明するための図であって、第一隣接部材の両側の蓄電素子同士の間隔が大きくなったときの図である。 図16は、他実施形態に係る第一バスバと凸部との間隔を説明するための図であって、第一隣接部材の両側の蓄電素子同士の間隔が小さくなったときの図である。
以下、本発明の一実施形態について、図1〜図10を参照しつつ説明する。尚、本実施形態の各構成部材(各構成要素)の名称は、本実施形態におけるものであり、背景技術における各構成部材(各構成要素)の名称と異なる場合がある。
蓄電装置は、図1及び図2に示すように、外部端子13をそれぞれ有し且つ所定の方向に並ぶ複数の蓄電素子10と、隣り合う蓄電素子10の外部端子13同士を導通させる複数のバスバ5と、を備える。また、蓄電装置1は、蓄電素子10と隣り合う複数の隣接部材2と、複数の蓄電素子10と複数の隣接部材2とをひとまとめに保持する保持部材3と、複数の蓄電素子10と保持部材3との間に配置されるインシュレータ4と、を備える。また、蓄電装置1は、外部への電気の入出力に用いられる総端子71(図8参照)を有する一対の端子台7も備える。
複数の蓄電素子10のそれぞれは、図3及び図4にも示すように、正極及び負極を含む電極体11と、電極体11を収容するケース12と、ケース12の外面に配置される一対の外部端子13とを備える。
ケース12は、開口を有するケース本体120と、ケース本体120の開口を塞ぐ蓋板121とを有する。本実施形態のケース12は、直方体形状である。
ケース本体120は、矩形板状の閉塞部123と、閉塞部123の周縁に接続された筒状の胴部124と、を有する。胴部124は、閉塞部123の輪郭に沿った角筒状、即ち、扁平な角筒状である。この胴部124の一端は、閉塞部123によって閉塞され、他端は、開口する。即ち、ケース本体120は、扁平な有底角筒形状を有する。
蓋板121は、ケース本体120の開口を塞ぐ板状の部材である。具体的に、蓋板121は、法線方向から見て、ケース本体120の開口周縁部に対応した輪郭を有する。本実施形態の蓋板121には、一対の外部端子13が電極体11の各極(正極、負極)に電気的に接続された状態で取り付けられる。本実施形態の蓋板121では、一対の外部端子13は、矩形の蓋板121の長手方向に間隔をあけて配置されている。
以上のケース12は、電極体11が内部に収容された状態で、蓋板121の周縁部がケース本体120の開口周縁部に重ねられて該ケース本体120の開口が塞がれ、この状態の蓋板121とケース本体120との境界部が溶接されることで構成される。
本実施形態の蓄電装置1では、以上のように構成される蓄電素子10が複数配置されている。具体的には、複数の蓄電素子10が、胴部124の幅広の壁部同士を対向させるように並んでいる。尚、以下の説明では、蓄電素子10の整列する方向(胴部124の幅広の壁部同士が対向する方向:第一方向)を直交座標系におけるX軸方向とする。また、蓄電素子10の胴部124の幅狭の壁部同士が対向する方向(第三方向)を直交座標系におけるY軸方向とし、蓄電素子10の蓋板121と閉塞部123との対向する方向(第二方向)を直交座標系のZ軸方向とする。これに伴い、各図面に、X軸方向、Y軸方向、及びZ軸方向のそれぞれに対応する直交座標軸を補助的に図示する。
隣接部材2は、X軸方向に並ぶ蓄電素子10の間、又は蓄電素子10と該蓄電素子10に対してX軸方向に並ぶ部材(本実施形態の例では、保持部材3の一部)との間に配置される。この隣接部材2は、図2に示すように、複数種の隣接部材を含む。本実施形態の隣接部材2は、蓄電装置1のX軸方向の途中位置に配置される蓄電素子10と隣り合う第一隣接部材(隣接部材)21と、X軸方向に並ぶ複数の蓄電素子10のうちの最も端にある蓄電素子10と隣り合う第二隣接部材22と、第一隣接部材21と第二隣接部材22との間にある蓄電素子10と隣り合う第三隣接部材23と、を含む。
第一隣接部材21は、X軸方向に隣り合う蓄電素子10の間に配置される。これにより、第一隣接部材21を介してX軸方向に並ぶ蓄電素子10の間に、所定の間隔(沿面距離等)が確保される。また、第一隣接部材21は、保持部材3に連結(固定)されている。
具体的に、第一隣接部材21は、蓄電素子10(ケース本体120)と隣り合う本体部(以下、「第一本体部」と称する。)211と、第一本体部211と隣り合う蓄電素子10の該第一本体部211に対する移動を規制する規制部(以下、「第一規制部」と称する。)212と、を有する。また、第一隣接部材21は、保持部材3と係合する軸部213を備える。
第一本体部211は、X軸方向から見て隣り合う蓄電素子10(ケース12)に対応する矩形の輪郭を有し、保持部材3に第一本体部211を固定(連結)するための連結部2111を有する。また、第一本体部211は、X軸方向に隣り合う蓄電素子10との間に冷却用の流体(本実施形態の例では空気)を通過させる通風路215を形成する。詳しくは、第一本体部211では、隣り合う蓄電素子10に向けて(X軸方向に)突出すると共にY軸方向に延びる複数の凸部216が、Z軸方向に間隔をあけて並ぶ。これにより、凸部216の先端(突出方向の先端)が隣り合う蓄電素子10と当接することで、第一隣接部材21と蓄電素子10との間に通風路215が形成される。また、本実施形態の第一隣接部材21では、第一本体部211のX軸方向の寸法は、第二隣接部材22及び第三隣接部材23における第一本体部211に相当する部位のX軸方向の寸法より大きい。
また、第一本体部211は、凸部2112を有する。この凸部2112は、図5にも示すように、Z軸方向における第一本体部211の一方(本実施形態の例では、蓄電素子10の蓋板121と対応する側)の端部に設けられる。この凸部2112は、第一本体部211における前記一方の側の端面から部分的に突出した部位である。本実施形態の凸部2112は、第一隣接部材21の両側に配置された蓄電素子10の外部端子13同士を導通させるバスバ5とZ軸方向に重なる位置に設けられる直方体形状の部位である。
連結部2111は、第一本体部211のY軸方向の端部に設けられている。本実施形態の連結部2111は、第一本体部211のY軸方向の両端部にそれぞれ設けられている。この連結部2111は、ボルトBが保持部材3を貫通した状態でねじ込まれる部位である。蓄電装置1では、このボルトBの連結部2111へのねじ込みにより、第一本体部211(第一隣接部材21)と保持部材3とが連結される。本実施形態の連結部2111は、第一本体部211のY軸方向の端部に埋め込まれたナットによって構成される。
第一規制部212は、第一本体部211からX軸方向に延び、第一本体部211と隣り合う蓄電素子10(詳しくはケース12)とY−Z面(Y軸とZ軸とを含む面)方向の外側から当接することによって該蓄電素子10の第一本体部211に対するY−Z面方向への相対移動を規制する。この第一規制部212は、第一本体部211の少なくとも各角部からX軸方向に延び、第一本体部211と隣り合う蓄電素子10(ケース12)の角部にY−Z面方向の外側から当接する面(当接面)を有する。
軸部213は、第一本体部211のY軸方向の端から外側に向けて延び、保持部材3と係合する。本実施形態の軸部213は、第一本体部211のY軸方向の両端から外側に向けてそれぞれ延びている。具体的に、軸部213は、第一本体部211のY軸方向の端部におけるZ軸方向の途中位置からY軸方向に円柱状に延び、保持部材3において該軸部213と対応する部位に設けられた貫通孔3112に挿通されている。本実施形態の軸部213は、蓄電装置1の製造時等において、保持部材3に第一隣接部材21を連結(固定)するときの保持部材3に対する第一隣接部材21の位置決め等に用いられる。
第二隣接部材22は、図1及び図2に示すように、X軸方向において蓄電素子10と保持部材3との間に配置される。これにより、第二隣接部材22を介してX軸方向に並ぶ蓄電素子10と保持部材3との間に、所定の間隔(沿面距離等)が確保される。
具体的に、第二隣接部材22は、蓄電素子10と保持部材3との間において該蓄電素子10(ケース本体120)と隣り合う本体部(以下、「第二本体部」と称する。)221と、第二本体部221と隣り合う蓄電素子10の該第二本体部221に対する移動を規制する規制部(以下、「第二規制部」と称する。)222と、を有する。
第二本体部221は、X軸方向から見て隣り合う蓄電素子10(ケース12)に対応する矩形の輪郭を有する。また、第二本体部221は、X軸方向に隣り合う蓄電素子10との間に冷却用の流体(本実施形態の例では空気)を通過させる通風路225を形成する。詳しくは、第二本体部221では、隣り合う蓄電素子10に向けて(X軸方向に)突出すると共にY軸方向に延びる複数の凸部226が、Z軸方向に間隔をあけて並ぶ。これにより、凸部226の先端(突出方向の先端)が隣り合う蓄電素子10と当接することで、第二隣接部材22と蓄電素子10との間に通風路225が形成される。
第二規制部222は、第二本体部221からX軸方向に延び、第二本体部221と隣り合う蓄電素子10(詳しくはケース12)とY−Z面方向の外側から当接することによって該蓄電素子10の第二本体部221に対するY−Z面方向への相対移動を規制する。この第二規制部222は、第二本体部221の少なくとも各角部からX軸方向に延び、第二本体部221と隣り合う蓄電素子10(ケース12)の角部にY−Z面方向の外側から当接する面(当接面)を有する。
第三隣接部材23は、第一隣接部材21と第二隣接部材22との間において、X軸方向に隣り合う蓄電素子10の間に配置される。これにより、第三隣接部材23を介してX軸方向に並ぶ蓄電素子10の間に、所定の間隔(沿面距離等)が確保される。
具体的に、第三隣接部材23は、蓄電素子10(ケース本体120)と隣り合う本体部(以下、「第三本体部」と称する。)231と、第三本体部231と隣り合う蓄電素子10の該第三本体部231に対する移動を規制する規制部(以下、「第三規制部」と称する。)232と、を有する。
第三本体部231は、X軸方向から見て隣り合う蓄電素子10(ケース12)に対応する矩形の輪郭を有する。また、第三本体部231は、X軸方向に隣り合う蓄電素子10との間に冷却用の流体(本実施形態の例では空気)を通過させる通風路235を形成する。詳しくは、第三本体部231は、矩形波形の断面形状を有する。これにより、第三本体部231が隣り合う蓄電素子10と当接することで、該蓄電素子10との間に通風路235が形成される。
第三規制部232は、第三本体部231からX軸方向に延び、第三本体部231と隣り合う蓄電素子10(詳しくはケース12)とY−Z面方向の外側から当接することによって該蓄電素子10の第三本体部231に対するY−Z面方向への相対移動を規制する。この第三規制部232は、第三本体部231の少なくとも各角部からX軸方向に延び、第三本体部231と隣り合う蓄電素子10(ケース12)の角部にY−Z面方向の外側から当接する面(当接面)を有する。
保持部材3は、複数の蓄電素子10と複数の隣接部材2との周囲を囲むことで、これら複数の蓄電素子10と複数の隣接部材2とをひとまとめに保持する。この保持部材3は、導電性を有する部材によって構成される。具体的に、保持部材3は、X軸方向において複数の蓄電素子10が間に位置するように配置される一対の終端部材30と、複数の蓄電素子10とY軸方向に対向した状態で一対の終端部材30同士を接続する対向部材31と、を備える。本実施形態の蓄電装置1では、一対の終端部材30が、X軸方向の端に配置された蓄電素子10との間に第二隣接部材22を挟み込んだ状態で配置され、一対の対向部材31がX軸方向に並ぶ複数の蓄電素子10のY軸方向の両側に配置される。
一対の終端部材30のそれぞれは、Y−Z面方向に広がる。具体的に、一対の終端部材30のそれぞれは、蓄電素子10と対応する輪郭(本実施形態では矩形状の輪郭)を有する本体300と、本体300から第二隣接部材22の第二本体部221に向けて突出し且つ該第二隣接部材22に当接する圧接部301と、端子台7が取り付けられる支持片302と、を有する。この支持片302は、本体300の輪郭を構成する四つの辺(端縁)のうちの蓄電素子10の蓋板121と対応する辺から、X軸方向に延び且つY軸方向に長い板状の部位である。
一対の対向部材31のそれぞれは、X軸方向に延び且つZ軸方向に間隔をあけて配置される一対の梁部310と、X軸方向における途中位置(本実施形態の例では、第一隣接部材21とY軸方向に重なる位置)において一対の梁部310同士を連結する第一連結部311と、一対の梁部310の端部同士を連結する一対の第二連結部312と、を有する。本実施形態の対向部材31は、第一連結部311と第二連結部312との間で一対の梁部310を連結する第三連結部313も備える。
一対の梁部310のそれぞれは、X軸方向に並ぶ複数の蓄電素子10(ケース12)の角部に沿って延びる。第一連結部311は、Z軸方向に延び、第一隣接部材21の連結部2111及び軸部213と対応する位置(具体的には、Y軸方向に重なる位置)に貫通孔3111、3112を有する。貫通孔3111には、ボルトBが挿通され、該ボルトBは、第一隣接部材21の連結部2111にねじ込まれる。これにより、対向部材31と第一隣接部材21とが連結される。また、貫通孔3112には、第一隣接部材21の軸部213が挿通される。第二連結部312は、Z軸方向に延び、終端部材30と連結される。これにより、終端部材30と対向部材31とが接続(連結)される。第三連結部313は、Y軸方向において蓄電素子10と重なる位置においてZ軸方向に延びる。
インシュレータ4は、絶縁性を有する。このインシュレータ4は、対向部材31と、X軸方向に並ぶ複数の蓄電素子10との間に配置される。具体的に、インシュレータ4は、保持部材3における少なくとも複数の蓄電素子10と対向する領域を覆う。これにより、インシュレータ4は、保持部材3と、X軸方向に並ぶ複数の蓄電素子10との間を絶縁する。
バスバ5は、金属等の導電性を有する板状の部材によって構成される。このバスバ5は、複数種のバスバを含む。本実施形態のバスバ5は、蓄電素子10の外部端子13同士を導通させる中間バスバ50と、蓄電素子10の外部端子13と蓄電装置1の総端子71とを導通させる端部バスバ53と、を含む。
中間バスバ50は、蓄電装置1において複数(複数の蓄電素子10と対応する数)設けられる。これら複数の中間バスバ50は、蓄電装置1に含まれる複数の蓄電素子10の全てを直列に接続する(導通させる)。また、複数の中間バスバ50は、第一隣接部材21を介して隣り合う蓄電素子10の外部端子13同士を導通させる(即ち、第一隣接部材21を跨いで接続する)第一バスバ51と、第三隣接部材23を介して隣り合う蓄電素子10の外部端子13同士を導通させる(即ち、第三隣接部材23を跨いで接続する)第二バスバ52と、を有する。本実施形態の蓄電装置1は、一つの第一バスバ51と、複数の第二バスバ52と、一対の端部バスバ53と、を有する。
第一バスバ51は、図5に示すように、電気的に接続された一方の外部端子13から他方の外部端子13までの間に、第一隣接部材21と間隔を設けた状態で、Z軸方向における第一隣接部材21から離れる向き(図5における上向き)に凸状に延びる部位、及びZ軸方向における第一隣接部材21に接近する向き(図5における下向き)に凹状に延びる部位の少なくとも一方の部位を有する。本実施形態の第一バスバ51は、凸状に延びる部位(以下、「緩衝部」とも称することがある。)513を有している。この第一バスバ51の緩衝部513は、第一隣接部材21の凸部2112に沿った形状を有する。本実施形態の第一バスバ51は、矩形の板状の部材が折り曲げ加工等されることによって形成される。具体的には、以下の通りである。
第一バスバ51は、X軸方向の一方側(図5の左側)において第一隣接部材21と隣り合う蓄電素子10の外部端子13に固着される第一固着部(第一接続部)511と、X軸方向の他方側(図5の右側)において第一隣接部材21と隣り合う蓄電素子10の外部端子13に固着される第二固着部(第二接続部)512と、第一固着部511と第二固着部512とを接続する緩衝部513と、を有する。即ち、第一バスバ51は、第一隣接部材21が間に位置するように隣り合う蓄電素子10の外部端子13同士を接続する。この第一バスバ51は、第一隣接部材21と非接触状態で該第一隣接部材21を跨ぐように該第一隣接部材21の両隣りの蓄電素子10の外部端子13同士を接続する。本実施形態の第一バスバ51は、矩形の板状の部材を屈曲等することにより形成される。
第一固着部511は、X−Y面(X軸とY軸とを含む面)方向に広がるZ軸方向視が矩形の部位である。第一固着部511は、中央部に貫通孔511Aを有する。本実施形態の第一固着部511は、貫通孔511Aの周縁に沿って溶接されることで外部端子13に固着される。本実施形態の第一固着部511は、蓄電素子10の正極の外部端子13に固着される。
第二固着部512は、X−Y面方向に広がるZ軸方向視が矩形の部位である。第二固着部512は、中央部に貫通孔512Aを有する。この第二固着部512の貫通孔512Aは、第一固着部511の貫通孔511Aより大きい。本実施形態の第二固着部512は、貫通孔512Aの周縁に沿って溶接されることで外部端子13に固着される。本実施形態の第二固着部512は、蓄電素子10の負極の外部端子13に固着される。
緩衝部513は、第一固着部511の端から立ち上がる(Z軸方向に延びる)第一起立部5131と、第一起立部5131とX軸方向に間隔を空けて第二固着部512の端から立ち上がる(Z軸方向に延びる)第二起立部5132と、X軸方向に延びて第一起立部5131の先端と第二起立部5132の先端とを繋ぐ架け渡し部5133と、を有する。架け渡し部5133は、X軸方向に沿って延びている。
第二バスバ52は、図1、図2、及び図6に示すように、X軸方向に延びる(詳しくは、X―Y平面方向に広がる)略矩形の板状であり、X軸方向の両端部に二つの貫通孔52Aを有する。これら二つの貫通孔52Aの大きさは異なる。本実施形態の蓄電装置1では、第二バスバ52の大きい貫通孔52Aが設けられた部位(端部)は、負極の外部端子13に接続され、小さい貫通孔52Aが設けられた部位(端部)は、正極の外部端子13に接続される。
一対の端部バスバ53のそれぞれは、図1、図2、及び図7に示されるように、一方の端子台7(総端子71)と、直列に接続された複数の蓄電素子10の一方の極(例えば、正極)側の端部に配置された蓄電素子10の外部端子13と、を導通させると共に、他方の端子台7(総端子71)と、直列に接続された複数の蓄電素子10の他方の極(例えば、負極)側の端部に配置された蓄電素子10の外部端子13と、を導通させる。
本実施形態の端部バスバ53は、X軸方向に延びる板状の部材であり、X軸方向の途中位置に、Y軸方向から見て迂回するように延びる迂回部531を有する。より具体的に、端部バスバ53は、端子台7に固着される第三固着部533と、蓄電素子10の外部端子13に固着される第四固着部534と、第三固着部533と第四固着部534とを接続する迂回部531と、を有する。第三固着部533及び第四固着部534は、X−Y面方向に広がる矩形板状の部位である。第三固着部533は、貫通孔533Aを有し、第四固着部534は、貫通孔534Aを有する。貫通孔533A、534Aの大きさは異なる。本実施形態の迂回部531は、第三固着部533の端から立ち上がる(Z軸方向に延びる)第三起立部5311と、第三起立部5311とX軸方向に間隔を空けて第四固着部534の端から立ち上がる(Z軸方向に延びる)第四起立部5312と、第三起立部5311の先端と第四起立部5312の先端とを繋ぎ且つY軸方向視が円弧状の湾曲部5313と、を有する。
端子台7は、図1、図2、及び図8に示すように、外部機器、他の蓄電装置1等と接続される総端子71と、保持部材3に取り付けられて総端子71を支持する基台部72と、を有する。また、本実施形態の端子台7は、蓄電装置1の不使用時等に総端子71が人、他の部材等と接触するのを防ぐために総端子71を覆う端子カバー73も有する。本実施形態の総端子71は、端部バスバ53(詳しくは第三固着部533)が接続(固着)される板状部材711と、外部機器等の端子を固定するために用いられるねじ部材712と、を有する。
板状部材711は、導電性を有する。本実施形態の板状部材711は、Y軸方向から見てL字状の部材、即ち、中間位置で屈曲している板状の部材である。具体的に、板状部材711は、所定の方向(本実施形態の例ではX軸方向)に延び且つ基台部72を介して終端部材30に固定される第一部位7111と、第一部位7111から前記所定の方向と交差する方向(本実施形態の例ではZ軸方向)に延びる第二部位7112と、を有する。
ねじ部材712は、板状部材711(本実施形態の例では、第二部位7112)から突出する。具体的に、ねじ部材712は、第二部位7112からX軸方向に延びる雄ねじ部7121と、雄ねじ部7121の一端においてY−Z面方向に広がる頭部7122と、を有する。
基台部72は、終端部材30に固定され、且つ板状部材711に対して終端部材30が位置する側において該板状部材711を支持する。基台部72は、板状部材711の第二部位7112を貫通する雄ねじ部7121(ねじ部材712)が間に位置するように互いに対向する一対の側壁部721を有する。一対の側壁部721のZ軸方向の端部(図8における上端部)において、端子カバー73がY軸方向に延びる所定の軸Cを回転中心に回動可能に取り付けられている。この端子カバー73が閉じた状態(一対の側壁部721の端縁間に掛け渡された状態)では、一対の側壁部721と該端子カバー73とによって総端子71(詳しくは、板状部材711の第二部位7112及びねじ部材712)が囲われる。一方、端子カバー73が開いた状態(所定の軸Cを回転中心にして回動した状態:図2、図8の二点鎖線参照)では、ねじ部材712)の先端側が開放された状態となる。
以上の蓄電装置1によれば、蓄電装置1にX軸方向の加速度等が生じたときの保持部材3(第一隣接部材21)と、第一隣接部材21の一方側の蓄電素子10と、第一隣接部材21の他方側の蓄電素子10との移動距離の違い等によって第一隣接部材21の両側に配置される蓄電素子10同士の間隔が変化しても、図9及び図10に示すように、該蓄電素子10の外部端子13同士を接続する第一バスバ51の緩衝部513が広がる又は狭まる(詳しくは、架け渡し部5133が湾曲して第一起立部5131の第一固着部511側の端部と第二起立部5132の第二固着部512側の端部との間隔が広がる又は狭まる)ことで、第一バスバ51における第一固着部511及び第二固着部512(外部端子13と接続されている部位)に前記間隔の変化に起因する応力が集中するのが抑えられる。これにより、第一バスバ51において前記間隔の変化に起因する損傷が防がれる、即ち、第一隣接部材21の両側に配置される蓄電素子10の外部端子13同士を接続する第一バスバ51が損傷し難くなる。
本実施形態の蓄電装置1では、第一隣接部材21が保持部材3に固定され、複数の蓄電素子10は、保持部材3に囲まれることで保持部材3に保持されている。蓄電装置1に第一方向の加速度が生じた場合、第一隣接部材21と保持部材3との間では相対的な変位はほとんど生じないが、蓄電素子10と保持部材3との間及び蓄電素子10と第一隣接部材21との間では相対的な変位が生じやすい。このため、第一隣接部材21の両側に配置される蓄電素子10同士の間隔は、大きく変化しやすい。本実施形態の第一バスバ51は、このような蓄電装置1において、特に効果的である。
また、本実施形態の蓄電装置1では、X軸方向に並ぶ蓄電素子10の外部端子13と終端部材30に固定された総端子71とを接続する端部バスバ53が迂回部531を有している。このため、蓄電装置1にX軸方向の加速度等が生じたときの保持部材3(終端部材30)と、終端部材30の隣にある蓄電素子10との移動距離の違い等によって総端子71と外部端子13との間隔が変化しても、端部バスバ53の凸状に延びる迂回部531が広がる又は狭まることで、端部バスバ53における総端子71と接続されている部位及び外部端子13と接続されている部位に前記間隔の変化に起因する応力が集中するのが抑えられる。これにより、端部バスバ53において前記間隔の変化に起因する損傷が防がれる、即ち、蓄電素子10の外部端子13と保持部材3に固定された総端子71とを接続する端部バスバ53が損傷し難い。
尚、本発明の蓄電素子は、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内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を追加することができ、また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることができる。さらに、ある実施形態の構成の一部を削除することができる。
上記実施形態の蓄電装置1では、第一バスバ51が、第一固着部511と第二固着部512との間に、一つの凸状の緩衝部(第一隣接部材21と間隔を設けた状態でZ軸方向の第一隣接部材21から離れる向きに凸状に延びる部位)51を有しているが、この構成に限定されない。
例えば、第一バスバ51は、図11に示すように、第一固着部511と第二固着部512との間に、凹状の緩衝部(第一隣接部材21と間隔を設けた状態でZ軸方向の第一隣接部材21に接近する向きに凹状に延びる部位)515を有してもよい。また、第一バスバ51は、第一固着部511と第二固着部512との間に、複数の凸状の緩衝部513、又は複数の凹状の緩衝部515を有してもよい。
また、緩衝部513は、図12に示すように、Y軸方向から見て迂回するように延びる迂回部516を有してもよい。即ち、第一バスバ51は、緩衝部513において、第一起立部5131と架け渡し部5133との間、及び第二起立部5132と架け渡し部5133との間の少なくとも一方に、湾曲や屈曲等の曲がっている部位を有してもよい。この曲がっている部位は、一つの迂回部516の中に複数配置されていてもよい。例えば、迂回部516は、第一固着部511の端から立ち上がる(Z軸方向に延びる)第三起立部5161と、第三起立部5161とX軸方向に間隔を空けて架け渡し部5133の端から立ち上がる(Z軸方向に延びる)第四起立部5162と、第三起立部5161の先端と第四起立部5162の先端とを繋ぎ且つY軸方向から見て円弧状の湾曲部5163と、を有する。かかる構成によれば、第一隣接部材21の両側に配置される蓄電素子10同士の間隔が変化したときに、緩衝部513に加え、迂回部516も広がる又は狭まるため、第一バスバ51における第一固着部511及び第二固着部512(外部端子13と接続されている部位)に前記間隔の変化に起因する応力が集中するのがより効果的に抑えられる。尚、図12に示す例では、緩衝部513は、迂回部516を二つ有しているが、一つ有していてもよく、三つ以上有していてもよい。
上記実施形態の蓄電装置1は、端子台7を備えているが、この構成に限定されない。蓄電装置1は、端子台7を備えない構成でもよい。この場合、複数のバスバ5によって直列に接続された複数の蓄電素子10において、電流経路の最も端(正極側の端、及び負極側の端)に位置する外部端子13に接続されたバスバ5が総端子として機能する。
上記実施形態の蓄電装置1では、第一バスバ51が、二つの外部端子13を互いに接続している(導通させている)が、この構成に限定されない。第一バスバ51は、三つ以上の外部端子13を互いに接続してもよい。例えば具体的に、第一固着部511がX軸方向における第一隣接部材21の一方側において二つ以上の外部端子13に固着されてもよく、第二固着部512がX軸方向における第一隣接部材21の他方側において二つ以上の外部端子13に固着されてもよい。
また、バスバ5に設けられる迂回部の具体的な構成は、限定されない。上記実施形態の迂回部516、531は、Y軸方向から見てZ軸方向に突出するように迂回して延びているが、例えば、図13に示すように、X軸方向に突出するように迂回して延びる構成等でもよい。即ち、迂回部516、531は、1又は複数の屈曲部、湾曲部等を含むことで、バスバ5によって接続される複数の蓄電素子10のX軸方向の間隔が変化したときに、この変化を吸収してバスバ5と外部端子13との接続部位に応力が集中するのを防ぐ構成であればよい。
上記実施形態又は上記の他実施形態の蓄電装置1では、緩衝部513、515を有するバスバ5が跨ぐ隣接部材2が、凸部2112を有しているが、この構成に限定されない。例えば、図11及び図14に示すように、緩衝部513、515を有するバスバ5が跨ぐ隣接部材2が凸部を有しない構成、即ち、隣接部材2のバスバ5側の端面が平坦であってもよい。
上記実施形態の蓄電装置1では、第一隣接部材21が保持部材3に固定されているが、この構成に限定されない。例えば、支持体に第一隣接部材21が固定されてもよい。支持体とは、蓄電装置1を収納するパック筐体の一部、車両のシャーシ及びダクト等の構造体を意味する。この場合でも、第一隣接部材21が保持部材3に固定されている場合と同様、蓄電装置1に生じた加速度により、第一隣接部材21の両側に配置される蓄電素子10同士の間隔が大きく変化しやすい。
また、上記実施形態の蓄電装置1では、該蓄電装置1の通常の使用状態において第一バスバ51と第一隣接部材21の凸部2112とが当接しないように、第一バスバ51と凸部2112との間隔が十分に確保されているが、この構成に限定されない。例えば、第一バスバ51と凸部2112との間隔は、図15及び図16に示すように、第一隣接部材21の両側に配置される蓄電素子10同士の間隔が所定量以上に変化しようとしたときに第一バスバ51の少なくとも一部が凸部2112に当接することで前記所定量以上の変化を防ぐような間隔であってもよい。詳しくは、第一バスバ51と凸部2112との間隔は、第一隣接部材21の両側に配置される蓄電素子10同士の間隔が所定量以上接近しようとした場合には第一バスバ51の一部(図15及び図16に示す例では、第一起立部5131及び第二起立部5132)が凸部2112と当接することで前記接近が防がれる一方、第一隣接部材21の両側に配置される蓄電素子10同士の間隔が所定量以上離間しようとした場合には第一バスバ51の他の部位(図15及び図16に示す例では、架け渡し部5133)が凸部2112と当接することで前記離間が防がれる、ような間隔であってもよい。
かかる構成によれば、第一隣接部材21を挟んで隣り合う蓄電素子10同士の間隔の変化が許容範囲内の場合には、第一バスバ51の緩衝部513の変形によって第一固着部511及び第二固着部512に前記間隔の変化(変動)に起因する応力が集中することが抑えられる一方、前記間隔が許容範囲を超える(所定量以上の)場合には、第一バスバ51の一部が凸部2112と当接する(図15及び図16に示す例では、第一起立部5131と第二起立部5132とが凸部2112と当接する、又は架け渡し部5133が凸部2112と当接する)ことで、前記許容範囲を超える間隔の変化が防がれる。
1…蓄電装置、2…隣接部材、21…第一隣接部材、211…第一本体部、2111…連結部、2112…凸部、212…第一規制部、213…軸部、215…通風路、216…凸部、22…第二隣接部材、221…第二本体部、222…第二規制部、225…通風路、226…凸部、23…第三隣接部材、231…第三本体部、232…第三規制部、235…通風路、3…保持部材、30…終端部材、300…本体、301…圧接部、302…支持片、31…対向部材、310…梁部、311…第一連結部、3111、3112…貫通孔、312…第二連結部、313…第三連結部、4…インシュレータ、5…バスバ、50…中間バスバ、51…第一バスバ、511…第一固着部(第一接続部)、511A…貫通孔、512…第二固着部(第二接続部)、512A…貫通孔、513、515…緩衝部、5131…第一起立部、5132…第二起立部、5133…架け渡し部、516…迂回部、5161…第三起立部、5162…第四起立部、5163…湾曲部、52…第二バスバ、52A…貫通孔、53…端部バスバ、531…迂回部、5311…第三起立部、5312…第四起立部、5313…湾曲部、533…第三固着部、533A…貫通孔、534…第四固着部、534A…貫通孔、6…取付部材、7…端子台、71…総端子、711…板状部材、7111…第一部位、7112…第二部位、712…ねじ部材、7121…雄ねじ部、7122…頭部、72…基台部、721…側壁部、73…端子カバー、10…蓄電素子、11…電極体、12…ケース、120…ケース本体、121…蓋板、123…閉塞部、124…胴部、13…外部端子、B…ボルト

Claims (4)

  1. 外部端子をそれぞれ有し且つ第一方向に並ぶ複数の蓄電素子と、
    第一方向に隣り合う蓄電素子の間に配置される隣接部材と、
    前記複数の蓄電素子と前記隣接部材との周囲を囲むことで前記複数の蓄電素子と前記隣接部材とを保持する保持部材であって、前記隣接部材が固定される保持部材と、
    前記複数の蓄電素子のうちの前記隣接部材の両側に配置される蓄電素子の前記外部端子同士を導通させるバスバと、を備え、
    前記バスバは、該バスバによって導通された一方の外部端子に接続される第一接続部と、該バスバによって導通された他方の外部端子に接続される第二接続部と、前記第一接続部と前記第二接続部との間において前記隣接部材と間隔を設けた状態で第一方向と直交する第二方向における前記隣接部材から離れる向きに凸状に延びる部位と、を有し、
    前記凸状に延びる部位は、前記第一接続部から第二方向に延びる第一起立部と、第二接続部から第二方向に延びる第二起立部と、第一方向に延びることにより前記第一起立部と前記第二起立部とを繋ぐ架け渡し部であって、第二方向に間隔を設けた状態で前記隣接部材と対向する架け渡し部と、を有し、
    前記隣接部材は、前記架け渡し部に向かって突出し且つ前記第一起立部と前記第二起立部との間に位置する凸部を有し、
    前記隣接部材の凸部は、前記バスバと当接していない、蓄電装置。
  2. 外部端子をそれぞれ有し且つ第一方向に並ぶ複数の蓄電素子と、
    第一方向に隣り合う蓄電素子の間に配置される隣接部材と、
    前記複数の蓄電素子と前記隣接部材との周囲を囲むことで前記複数の蓄電素子と前記隣接部材とを保持する保持部材であって、前記隣接部材が固定される保持部材と、
    前記複数の蓄電素子のうちの前記隣接部材の両側に配置される蓄電素子の前記外部端子同士を導通させるバスバと、を備え、
    前記バスバは、該バスバによって導通された一方の外部端子に接続される第一接続部と、該バスバによって導通された他方の外部端子に接続される第二接続部と、前記第一接続部と前記第二接続部との間において前記隣接部材と間隔を設けた状態で第一方向と直交する第二方向における前記隣接部材から離れる向きに凸状に延びる部位と、を有し、
    前記凸状に延びる部位は、前記第一接続部から第二方向に延びる第一起立部と、第二接続部から第二方向に延びる第二起立部と、第一方向に延びることにより前記第一起立部と前記第二起立部とを繋ぐ架け渡し部であって、第二方向に間隔を設けた状態で前記隣接部材と対向する架け渡し部と、を有し、
    前記隣接部材は、前記架け渡し部に向かって突出し且つ前記第一起立部と前記第二起立部との間に位置する凸部を有し、
    前記バスバは、
    前記隣接部材の両側に配置される蓄電素子が第一方向に所定量以上接近しようとした場合に前記第一起立部と前記第二起立部とが前記隣接部材の凸部と当接することで前記接近を防ぐ一方、
    前記隣接部材の両側に配置される蓄電素子が第一方向に所定量以上離間しようとした場合に前記架け渡し部が前記隣接部材の凸部と当接することで前記離間を防ぐ、蓄電装置。
  3. 前記バスバは、前記第一起立部と前記架け渡し部との間、及び前記第二起立部と前記架け渡し部との間の少なくとも一方に、曲がっている部位を有する、請求項1又は2に記載の蓄電装置。
  4. 外部端子をそれぞれ有し且つ第一方向に並ぶ複数の蓄電素子と、
    第一方向に隣り合う蓄電素子の間に配置される隣接部材であって、前記複数の蓄電素子及び該隣接部材を支持する支持体に固定可能な隣接部材と、
    前記複数の蓄電素子のうちの前記隣接部材の両側に配置される蓄電素子の前記外部端子同士を導通させるバスバと、を備え、
    前記バスバは、該バスバによって導通された一方の外部端子に接続される第一接続部と、該バスバによって導通された他方の外部端子に接続される第二接続部と、前記第一接続部と前記第二接続部との間において前記隣接部材と間隔を設けた状態で第一方向と直交する第二方向における前記隣接部材から離れる向きに凸状に延びる部位と、を有し、
    前記凸状に延びる部位は、前記第一接続部から第二方向に延びる第一起立部と、第二接続部から第二方向に延びる第二起立部と、第一方向に延びることにより前記第一起立部と前記第二起立部とを繋ぐ架け渡し部であって、第二方向に間隔を設けた状態で前記隣接部材と対向する架け渡し部と、を有し、
    前記隣接部材は、前記架け渡し部に向かって突出し且つ前記第一起立部と前記第二起立部との間に位置する凸部を有し、
    前記隣接部材の凸部は、前記バスバと当接していない、蓄電装置。
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