JP6960090B2 - バスバー及びバスバー連結体 - Google Patents

Description

本発明は、バスバー及びバスバー連結体に関するものである。

特許文献１には、隣り合うバッテリーセルの電極同士を、平板状のバスバーによって接続し、バスバーに電圧検出回路を接続することで電極を検圧する構造が開示されている。

特開２０１４−２２９５８５号公報

バスバーの製造方法としては、複数枚のバスバーがキャリアを介して連鎖状に連結された形態の長尺のバスバー連結体を製造し、バスバー連結体を順送りしながら、キャリアからバスバーを、順次、切り離していく方法が考えられる。ところが、バスバーを切り離した後のキャリアは廃棄処分されるため、材料コストが高くつくことになる。特に、バスバーが、材料の異なる２種類の金属板材を面一状に固着したクラッド材からなる場合は、クラッド材の材料費が高いため、コストが更に高くなる。

材料コストの低減を図る手段としては、キャリアを用いずにバスバー同士を直接繋げた形態のバスバー連結体を製造し、バスバー連結体を順送りしながら、バスバーを順次カッターで切り離していく方法が考えられる。ところが、カッターの切断部分では隣り合うバスバーが剪断されるため、一方のバスバーの切断面に生じるバリの突出方向と、他方のバスバーの切断面に生じるバリの突出方向とが逆向きとなる。即ち、１枚のバスバーに、表面側に突出するバリと裏面側に突出するバリとが存在することになる。そのため、バスバーをバッテリーセルの電極に載置してレーザー溶接する場合には、電極側に突出するバリが電極と干渉し、溶接不良を生じることが懸念される。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、バスバーのバリがバッテリーセルの電極と干渉するのを回避することを目的とする。

第１の発明のバスバーは、バッテリーセルの電極に対し裏面が溶接により固着される平板部を有し、前記平板部の外周縁におけるバリが前記平板部の表面側のみに突出していることを特徴とする。

第２の発明のバスバー連結体は、バッテリーセルの電極に対し溶接により固着可能であり、間隔を空けて一列に並ぶように配された複数の平板状のバスバーと、隣り合う前記バスバーの対向縁部同士を連結する連結部とを備え、前記連結部と前記対向縁部との境界がプレスにより分離可能であることを特徴とする。

第１の発明によれば、バスバーの外周縁のバリは、表面側のみに突出しているので、バスバーをバッテリーセルの電極に載置して溶接する場合に、バリが電極と干渉する虞がない。

第２の発明によれば、１つの連結部には隣り合う２枚のバスバーの対向縁部が連なっているので、連結部とバスバーの対向縁部とをプレスにより分離すると、バスバーの対向縁部に生じるバリは、表面側と裏面側のいずれか一方の側のみに突出することになる。これにより、バスバーをバッテリーセルの電極に載置して溶接する場合は、バスバーのうちバリが突出していない側の面を電極に載せるようにすれば、バリが電極と干渉するのを防止できる。

実施例１のバスバー連結体の平面図 バスバー連結体の部分拡大平面図 バスバーから連結部を切り離した状態をあらわす部分拡大平面図 バスバーの斜視図 電線が未接続のバスバーモジュールをバッテリーセルに取り付けた状態をあらわす平面図 電線が未接続のバスバーモジュールをバッテリーセルに取り付けた状態をあらわす背面図 図６の部分拡大背面図 バスバーモジュールの平面図

第１の発明に係るバスバーは、前記平板部の前記外周縁には、前記外周縁の一部を凹ませた形態の肉抜き部が形成され、前記肉抜き部は、前記電極と非対応の領域に配されていてもよい。この構成によれば、電極に対するバスバーの溶接面積を大きく確保できるので、バスバーの軽量化を図りつつ、溶接強度を高めることができる。

第２の発明に係るバスバー連結体は、前記連結部には、前記バスバー連結体を間欠搬送するためのパイロット孔が形成されていてもよい。この構成によれば、バスバーの不正な変形を防止することができる。

第２の発明に係るバスバー連結体は、前記連結部における前記対向縁部との境界が、前記対向縁部の一部を凹ませた形状であってもよい。この構成によれば、連結部とバスバーを分離すると、バスバーの対向縁部に肉抜き部が形成されるので、バスバーの軽量化を図ることができる。

第２の発明に係るバスバー連結体は、前記連結部の分離後に前記対向縁部に形成される肉抜き部が、前記電極と非対応の領域に配されていてもよい。この構成によれば、電極に対するバスバーの溶接面積を大きく確保できるので、バスバーの軽量化を図りつつ、溶接強度を高めることができる。

＜実施例１＞
以下、本発明を具体化した実施例１を図１〜図８を参照して説明する。尚、以下の説明において、前後の方向については、図１，５，８における下方を前方と定義する。上下の方向については、図４，６，７にあらわれる向きを、そのまま上方、下方と定義する。左右の方向については、図１〜３，５，６，８にあらわれる向きを、そのまま左方、右方と定義する。

本実施例１のバスバー連結体Ａは、左右方向に細長い帯状をなす二種類（例えば、銅とアルミニウム）の金属製の平板材を、面一状に且つ前後に並ぶように繋いで固着した形態のクラッド材からなる。バスバー連結体Ａは、クラッド材をプレス加工機（図示省略）により所定形状に打ち抜いて曲げ加工を施したものである。プレス加工の際には、バスバー連結体Ａの表面側のみにバリ３５（図７を参照）が生じるように切断される。

所定形状に切断されたバスバー連結体Ａは、図１，２に示すように、一定ピッチの間隔を空けて左右方向に一列に配された複数枚のバスバー１１と、隣り合うバスバー１１同士を連結する複数の連結部１８とを備えた長尺連鎖状をなす単一部材である。バスバー連結体Ａは、リール（図示省略）に巻き取られた状態から直線状に引き出され、引き出される過程でプレス加工機（図示省略）により連結部１８とバスバー１１との境界１９が破断される。連結部１８とバスバー１１との境界１９を破断することにより、所定形状のバスバー１１が取り出され、連結部１８は廃棄される。

バスバー１１の平面視形状は概ね方形である。バスバー１１は、平面視形状が略方形をなす平板部１２と、平板部１２の前縁部１２Ｆから表面１２Ｓ側へ略直角に立ち上がる支持壁部１４と、１つのバレル部１６とを備えている。平板部１２の外周縁の全領域、即ち前縁部１２Ｆ、後縁部１２Ｂ及び左右両側縁部（対向縁部１２Ｅ）においては、バリ３５は平板部１２の表面１２Ｓ側のみに突出する形態となっている。

平板部１２の前端縁部には、平板部１２の一部を裏面１２Ｒ側へ切り起こして支持壁部１４の前方へ反転させることによって切起部１５が形成されている。反転した切起部１５は、更に上方へ曲げられることで、支持壁部１４の前面と対向するバレル部１６を構成している。バレル部１６（切起部１５）を切り起こし加工する工程では、平板部１２のうち切起部１５が存在していた領域に、貫通形態の切起孔１７が形成される。切起孔１７の開口縁では、バリ３５が平板部１２の表面１２Ｓ側へ突出している（図７参照）。

バレル部１６の内周面（平板部１２の裏面１２Ｒ）と支持壁部１４の前面（平板部１２の裏面１２Ｒ）との間には、図８に示すように、電線２０が取り付けられている。電線２０は、金属撚り線からなる芯線２１を合成樹脂製の絶縁被覆２２で包囲した被覆電線である。電線２０の端末部には、予め、絶縁被覆２２を所定長さ除去して芯線２１の端末部が露出するように端末処理が施されている。

電線２０の端末部のうち絶縁被覆２２で包囲されている部分は、バレル部１６と支持壁部１４との間で挟み付けられた状態で固着されている。芯線２１は、支持壁部１４のうちバレル部１６に隣接する領域に接近するように配され、溶接により導通可能に固着されている。以上により、電線２０がバスバー１１に取り付けられ、バスバー１１と電線２０とによってバスバーモジュール１０が構成される。電線２０は、バスバー１１を介して電圧検出回路（図示省略）等に接続されている。

バスバーモジュール１０（バスバー１１の平板部１２）は、バッテリーセル３０の電極３１，３２に固着されるようになっている。図５に示すように、バッテリーセル３０の上面の平面視形状は、左右方向に細長い略長方形をなしている。各バッテリーセル３０の上面には、左右方向のリブ状に突出した形態の（＋）電極３１と、同じく左右方向のリブ状に突出した形態の（−）電極３２とが左右に間隔を空けて設けられている。

複数のバッテリーセル３０は、前後方向に一定ピッチで並ぶように配置されており、前後に並ぶ３つのバッテリーセル３０が１つのセル群３０Ｇを構成している。複数のセル群３０Ｇが前後方向に並ぶように配置されており、前後に隣り合うセル群３０Ｇの間では、（＋）電極３１と（−）電極３２の位置が左右逆となっている。

バスバーモジュール１０は、バスバー１１の平板部１２を水平に向けた姿勢で、前後方向に並ぶように配されている。１枚のバスバー１１は、前後に隣り合う２つのセル群３０Ｇの（＋）電極３１と（−）電極３２とを導通させる。即ち、平板部１２の裏面１２Ｒにおける前端側領域は、前側のセル群３０Ｇの３つの（＋）電極３１の上面に載置され、レーザー溶接により（＋）電極３１に導通可能に固着される。平板部１２の裏面１２Ｒのうち後端側領域は、後側のセル群３０Ｇの３つの（−）電極３２の上面に載置され、レーザー溶接により（−）電極３２に導通可能に固着される。

平板部１２における左右方向中央位置には、平板部１２の裏面１２Ｒから表面１２Ｓに貫通した形態の６つの貫通孔１３、１３Ｆが、前後に間隔を空けて形成されている。後述するように平板部１２を電極３１，３２の上面に接続した状態では、各貫通孔１３、１３Ｆが、電極３１，３２の上面の一部を露出させるように配されている。

平板部１２の左右両側縁部には、夫々、前後方向に間隔を空けた５つの肉抜き部２３，２４が形成されている。尚、本実施例１において、平板部１２の左右両側縁部は、バスバー１１がバスバー連結体Ａ構成している状態においてバスバー１１の外周縁のうち左右に隣り合うバスバー１１と対向する対向縁部１２Ｅと定義する。５つの肉抜き部２３，２４は、平面視において、対向縁部１２Ｅを部分的に凹ませた形状である。

５つの肉抜き部２３，２４のうち前後方向における中央に位置する第１肉抜き部２３は、バスバー１１が連結部１８で連結されてバスバー連結体Ａを構成している状態で既に形成されていたものである。これに対し、５つの肉抜き部２３，２４のうち第１肉抜き部２３以外の４つの第２肉抜き部２４（請求項に記載の肉抜き部）は、バスバー１１が連結部１８で連結されてバスバー連結体Ａを構成している状態では形成されておらず、プレス加工工程において連結部１８とバスバー１１とを分断することによって形成されたものである。

バスバー１１（平板部１２）のうち、前後方向において電極３１，３２と対応する領域（電極３１，３２の上面に接触する領域）は、図５に示すように、その左右方向全領域に亘り電極３１，３２に溶接される溶接対象領域２５となっている。バスバー１１（平板部１２）のうち前後方向において電極３１，３２と対応しない領域（電極３１，３２から外れた領域）は、電極３１，３２に溶接されず且つ電極３１，３２と接触しない非溶接領域２６となっている。４つの第２肉抜き部２４は、いずれも非溶接領域２６に配されているので、バスバー１１（平板部１２）の溶接対象領域２５の幅寸法（電極３１，３２の長さ方向の寸法）は、非溶接領域２６の幅寸法よりも大きい。

第２肉抜き部２４の平面視形状は、概ね方形である。詳細には、図２，３に示すように、第２肉抜き部２４の開口縁は、対向縁部１２Ｅと平行をなす前後方向の第１縁部２７と、第１縁部２７の前後両端に対して直角をなす一対の第２縁部２８と、各第２縁部２８と対向縁部１２Ｅとを繋ぐ第３縁部２９とから構成されている。第３縁部２９は、対向縁部１２Ｅ及び第２縁部２８に対して傾斜している。

バスバー１１がバスバー連結体Ａを構成している状態においては、左右に隣り合うバスバー１１が４つの連結部１８を介して連結されている。前後方向において、４つの連結部１８は４つの第２肉抜き部２４と同じ位置に配置されている。連結部１８の左右両端側部分は、バスバー１１と連結部１８を分離したときに第２肉抜き部２４となる領域に存在している。

連結部１８をバスバー１１から切り離す際には、第１縁部２７、第２縁部２８及び第３縁部２９に沿った平面視形状を有するプレス用金型（図示省略）が用いられる。即ち、第１縁部２７、第２縁部２８及び第３縁部２９は、バスバー１１と連結部１８との境界１９を構成している。プレス用金型により連結部１８をバスバー１１から分離すると、第２肉抜き部２４が形成される。また、プレス用金型は、バスバー１１（平板部１２）の裏面１１Ｒ側から連結部１８を押し上げるので、バスバー１１の外周縁のうち第２肉抜き部２４の形成領域（第１縁部２７、第２縁部２８及び第３縁部２９）に生じるバリ３５は、バスバー１１（平板部１２）の前縁部１２Ｆ，後縁部１２Ｂ及び対向縁部１２Ｅと同様、バスバー１１（平板部１２）の表面１１Ｓ側へ突出することになる。

図１に示すように、各連結部１８には、夫々、パイロット孔３４が形成されている。バスバー連結体Ａを搬送装置（図示省略）によってプレス加工用の金型へ間欠搬送する際には、搬送装置の送り爪（図示省略）がパイロット孔３４に引っ掛けられるようになっている。パイロット孔３４は、バスバー１１ではなく連結部１８に形成されているので、送り爪によってバスバー１１が傷付けられたり不正な変形を生じたりする虞はない。

本実施例１のバスバー連結体Ａは、概ね平板状をなす複数のバスバー１１と、平板状の複数組の連結部１８とを交互に連ねた形態である。複数のバスバー１１は、間隔を空けて左右方向に一列に並ぶように配されている。複数組の連結部１８は、隣り合うバスバー１１の対向縁部１２Ｅ同士を連結している。連結部１８と対向縁部１２Ｅとの境界１９はプレス加工により分離可能となっている。

連結部１８と対向縁部１２Ｅとの境界１９をプレス加工により分離すると、連結部１８及び他のバスバー１１から切り離されたバスバー１１が得られる。各バスバー１１は平板部１２を有しており、平板部１２の裏面１２Ｒが、バッテリーセル３０の電極３１，３２に対し溶接により固着される。平板部１２の外周縁におけるバリ３５は平板部１２の表面１２Ｓ側のみに突出している。

バスバー連結体Ａは、１つの連結部１８に隣り合う２枚のバスバー１１の対向縁部１２Ｅが連なっているので、連結部１８と対向縁部１２Ｅとをプレスにより分離すると、対向縁部１２Ｅに生じるバリ３５は、平板部１２の表面１２Ｓ側のみに突出する。これにより、バスバー１１をバッテリーセル３０の電極３１，３２に載置して溶接する場合は、バスバー１１のうちバリ３５が突出していない裏面１２Ｒを電極３１，３２に載せるようにすれば、バリ３５が電極３１，３２と干渉するのを防止できる。

また、連結部１８における対向縁部１２Ｅとの境界１９は、対向縁部１２Ｅの一部を凹ませた形状であるので、連結部１８とバスバー１１を分離すると、対向縁部１２Ｅに第２肉抜き部２４が形成される。つまり、平板部１２の外周縁には、外周縁の一部を凹ませた形態の第２肉抜き部２４が形成される。第２肉抜き部２４が形成されることで、バスバー１１の軽量化が図られている。

また、連結部１８を分離した後に対向縁部１２Ｅに形成される第２肉抜き部２４は、電極３１，３２と非対応の非溶接領域２６に配されているので、電極３１，３２に対するバスバー１１の溶接面積を大きく確保できる。これにより、バスバー１１の軽量化を図りつつ、溶接強度を高めることができる。

＜他の実施例＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施例１では、バスバーの対向縁部（外周縁）に肉抜き部を形成したが、バスバーの対向縁部に肉抜き部を形成せず、対向縁部を全長に亘って一直線状としてもよい。
（２）上記実施例１では、肉抜き部が電極と非対応の領域に配されているが、肉抜き部は電極と対応する領域に配されていてもよい。
（３）上記実施例１では、各対向縁部に形成されている５つの肉抜き部のうち連検知部材の分離によって形成されるのは４つの肉抜き部だけであるが、１つの対向縁部において連結部の分離によって形成される肉抜き部の数は、３つ以下でもよく、５つの肉抜き部（つまり、全ての肉抜き部）でもよい。
（４）上記実施例１では、バスバーの各対向縁部に、夫々、５つの肉抜き部を形成したが、１つの対向縁部に形成する肉抜き部の数は、４つ以下でもよく、６つ以上でもよい。
（５）上記実施例１では、連結部にパイロット孔を形成したが、パイロット孔をバスバーに形成してもよい。

Ａ…バスバー連結体
１１…バスバー
１２…平板部
１２Ｓ…表面
１２Ｒ…裏面
１２Ｅ…対向縁部
１８…連結部
１９…境界
２４…第２肉抜き部（肉抜き部）
２６…非溶接領域（電極と非対応の領域）
３０…バッテリーセル
３１，３２…電極
３４…パイロット孔
３５…バリ

Claims (6)

1. バッテリーセルの電極に対し裏面が溶接により固着される平板部を有し、前記平板部の外周縁におけるバリが前記平板部の表面側のみに突出していることを特徴とするバスバー。
2. 前記平板部の前記外周縁には、前記外周縁の一部を凹ませた形態の肉抜き部が形成され、
   前記肉抜き部は、前記電極と非対応の領域に配されていることを特徴とする請求項１記載のバスバー。
3. バッテリーセルの電極に対し溶接により固着可能であり、間隔を空けて一列に並ぶように配された複数の平板状のバスバーと、
   隣り合う前記バスバーの対向縁部同士を連結する連結部とを備え、
   前記連結部と前記対向縁部との境界がプレスにより分離可能であることを特徴とするバスバー連結体。
4. 前記連結部には、前記バスバー連結体を間欠搬送するためのパイロット孔が形成されていることを特徴とする請求項３記載のバスバー連結体。
5. 前記連結部における前記対向縁部との境界が、前記対向縁部の一部を凹ませた形状であることを特徴とする請求項３又は請求項４記載のバスバー連結体。
6. 前記連結部の分離後に前記対向縁部に形成される肉抜き部が、前記電極と非対応の領域に配されていることを特徴とする請求項５記載のバスバー連結体。

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