JP7172576B2 - assembled battery - Google Patents
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Description
本開示は、組電池に関し、特に、車両に搭載される組電池に関する。 TECHNICAL FIELD The present disclosure relates to an assembled battery, and more particularly to an assembled battery mounted on a vehicle.
組電池は、複数の単電池を並べて配置することにより形成されており、互いに隣り合う単電池の電極端子同士は、バスバーによって連結されている。大電流による充放電に伴って単電池が膨張又は収縮した場合には、電極端子間の距離が変動する。 An assembled battery is formed by arranging a plurality of unit cells side by side, and electrode terminals of adjacent unit cells are connected to each other by bus bars. The distance between the electrode terminals varies when the unit cell expands or contracts due to charging and discharging with a large current.
特開2015-138620号公報(特許文献1)には、電極端子間の距離が変動した場合にバスバーに印加される応力を緩和するために、バスバーが、単電池から離間する方向に膨出するように設けられている。 In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-138620 (Patent Document 1), in order to relieve the stress applied to the busbar when the distance between the electrode terminals varies, the busbar bulges away from the unit cell. is provided as follows.
特許文献1に開示のバスバーにあっては、電極端子に接合される接合部は、電極端子を覆うように設けられている。電極端子の設置位置の如何によっては、バスバーと電極端子とが重なる領域が小さくなり、バスバーの一部しか電極端子に接合できない場合が起こり得る。このように接合面積が小さくなった場合においては、特許文献1に開示のバスバーでは、応力を十分に分散できなくなることが懸念される。
In the bus bar disclosed in
本開示は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本開示の目的は、バスバーに印加される応力を分散させることができる組電池を提供することにある。 The present disclosure has been made in view of the above problems, and an object of the present disclosure is to provide an assembled battery capable of dispersing stress applied to bus bars.
本開示に基づく組電池は、配列方向に並んで配置された複数の単電池と、互いに隣り合う単電池のうち一方の上記単電池が有する第1の電極端子および上記互いに隣り合う単電池のうち他方の単電池が有する第2の電極端子を、電気的に接続するバスバーとを、備える。上記バスバーは、上記配列方向に平行となる長さ方向に直交する幅方向において、上記バスバーの両端となる第1端部および第2端部を含む。上記第1端部は、上記第1の電極端子に接合された第1接合部と、上記第2の電極端子に接合された第2接合部と、上記第1接合部および上記第2接合部を接続する接続部とを有する。上記接続部は、上記長さ方向および上記幅方向に直交する方向から平面視した場合に、上記第2端部側に向けて窪むように湾曲する湾曲部を有する。 An assembled battery based on the present disclosure includes a plurality of unit cells arranged side by side in an arrangement direction, a first electrode terminal of one of the adjacent unit cells, and one of the adjacent unit cells. and a bus bar that electrically connects the second electrode terminal of the other unit cell. The busbar includes a first end and a second end that are both ends of the busbar in a width direction orthogonal to a length direction parallel to the arrangement direction. The first end portion includes a first joint portion joined to the first electrode terminal, a second joint portion joined to the second electrode terminal, the first joint portion and the second joint portion. and a connecting portion for connecting the The connecting portion has a curved portion that is recessed toward the second end portion when viewed from above in a direction orthogonal to the length direction and the width direction.
上記構成において、たとえば、互いに隣り合う単電池の距離が広がるような場合には、バスバーには、上記長さ方向に沿って力が印加される。この際、上記第1端部において、接続部が平面視した場合に第2端部側に向けて窪むように湾曲する湾曲部を有することにより、長さ方向に沿って印加される力が、幅方向に分散される。これにより、第1端部側が第1および第2の電極端子に接続された場合であっても、第1端部側に応力が集中することを抑制することができる。 In the above configuration, for example, when the distance between the cells adjacent to each other increases, force is applied to the busbar along the length direction. At this time, the first end has a curved portion that curves so as to be depressed toward the second end when the connecting portion is viewed from above, so that the force applied along the length direction is reduced to the width. distributed in the direction. Thereby, even when the first end side is connected to the first and second electrode terminals, it is possible to suppress concentration of stress on the first end side.
本開示によれば、バスバーに印加される応力を緩和させることができる組電池を提供することができる。 According to the present disclosure, it is possible to provide an assembled battery capable of relaxing the stress applied to the busbar.
以下、本開示の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態においては、同一のまたは共通する部分について図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. In the embodiments shown below, the same or common parts are denoted by the same reference numerals in the drawings, and the description thereof will not be repeated.
(実施の形態1)
図1は、実施の形態1に係る組電池の平面図である。図1を参照して、実施の形態1に係る組電池1について説明する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a plan view of an assembled battery according to
組電池1は、ハイブリッド車両、および電気自動車等の車両に搭載される。図1に示すように、組電池1は、複数の充放電可能な単電池10が直列に接続されて構成されている。組電池1では、同形状の複数の単電池10が直列に接続されて、組電池1を構成している。なお、組電池1を構成する単電池10の数は特に限定されない。
The assembled
各々の単電池10は、互いに距離を隔てて所定の配列方向(図1中矢印AR方向)に配列されている。各々の単電池10の最も面積の大きい側面同士が互いに対向するように、複数の単電池10が配列されている。互いに隣り合う2つの単電池10間の隙間には、図示しない冷却板または緩衝板などが配置されている。
Each
単電池10は、正極用の端子(電極端子)3と負極用の端子(電極端子)4とを有する。複数の単電池10は、各々の端子3と端子4とが交互に配置されるように、一つずつ反転させて配置されている。隣り合う2つの単電池10のうちの一方の単電池10が有する端子3と、他方の単電池10が有する端子4とが近接するように、複数の単電池10が配置されている。
The
単電池10は、たとえば、ニッケル水素電池、またはリチウムイオン電池等の二次電池である。単電池は、たとえば角型形状を有する。なお、単電池は、角型形状に限定されず、円筒型形状であってもよい。二次電池は、液状の電解質を用いるものであってもよいし、固体状の電解質を用いるものであってもよい。
The
組電池1は、隣り合う単電池10を互いに接続するバスバー2を備えている。バスバー2は、隣り合う2つの単電池10のうちの一方の単電池10が有する端子3(第1の端子)と、隣り合う2つの単電池10のうち他方の単電池10が有する端子4(第2の端子)とを連結する。バスバー2は、一方の単電池10が有する端子3と他方の単電池10が有する端子4とを電気的に接続する。これにより複数の単電池10が直列に接続されて、所望の電圧を有する組電池1が構築されている。
The assembled
図2は、図1に示すバスバーの周辺を拡大して示す平面図である。図3は、図1に示すIII-III線に沿った断面図である。図2および図3を参照して、実施の形態に係るバスバー2について説明する。
2 is an enlarged plan view showing the periphery of the bus bar shown in FIG. 1. FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III shown in FIG. A
図2および図3に示すように、バスバー2は、板状形状を有する。バスバー2は、互いに相対する第1端部2aおよび第2端部2bを有する。第1端部2aおよび第2端部2bは、単電池10の配列方向(図1中矢印AR1方向)に平行となる長さ方向Lに直交する幅方向Wにおいて、当該バスバー2の両端となる。
As shown in FIGS. 2 and 3,
バスバー2は、上記第1端部2a側において、端子3および端子4に接合されている。バスバー2は、上記第2端部2b側においては、端子3および端子4に接合されていない。バスバー2は、上記幅方向Wにおいて、大部分が上記端子3および端子4に重ならない位置に位置する。
The
第1端部2aは、端子3に溶接等によって接合された第1接合部2a1、端子4に溶接等に接合された第2接合部2a2、および、当該第1接合部2a1および当該第2接合部2a2を接続する接続部2a3を含む。
The
第1接合部2a1および第2接合部2a2は、たとえば、上記長さ方向Lに平行な方向に延在する。接続部2a3は、長さ方向Lおよび幅方向Wに直交する上下方向(図3中DR1方向)から平面視した場合に、第2端部2b側に向けて窪むように湾曲する湾曲部を有する。
The first joint portion 2a1 and the second joint portion 2a2 extend in a direction parallel to the length direction L, for example. The connection portion 2a3 has a curved portion that is recessed toward the
第2端部2bは、長さ方向Lおよび幅方向Wに直交する上下方向から平面視した場合に、第1端部2aから遠ざかるように湾曲するように設けられている。
The
図4は、比較例における組電池に具備されるバスバーの周辺を拡大して示す平面図である。図4を参照して、比較例における組電池1Xについて説明する。
FIG. 4 is an enlarged plan view showing the periphery of a busbar provided in an assembled battery in a comparative example. The assembled
図4に示すように、比較例における組電池1Xは、実施の形態1に係る組電池1と比較した場合に、バスバー2Xの形状が相違する。その他の構成については、ほぼ同様である。
As shown in FIG. 4, the assembled
バスバー2Xは、上記上下方向から見た場合に、矩形形状を有する。バスバー2の第1端部2aおよび第2端部2bは、長さ方向Lに平行であり、直線状に設けられている。バスバー2は、第1端部2a側において、端子3および端子4に接合されており、上記第2端部2b側においては、端子3および端子4に接合されていない。
The
図4中において単電池10が膨張した場合には、主として矢印AR2方向に単電池10間の距離が広がる。
In FIG. 4, when the
図5は、比較例における組電池において、互いに隣り合う単電池間の距離が広がった場合に、バスバーに印加される応力の分布を示す図である。 FIG. 5 is a diagram showing the distribution of stress applied to the busbars when the distance between adjacent cells increases in the assembled battery of the comparative example.
図5に示すように、バスバー2Xに印加される応力分布においては、第1端部2a側において応力が集中し、第1端部2a側に応力の高い領域R1が形成される。当該領域R1に隣接して、応力のやや高い領域R2が形成される。第2端部2b側においては、幅方向における半分以上における大部分において応力が小さい領域R3が形成される。すなわち、比較例におけるバスバー2Xでは、印加される応力を幅方向Wに分散しにくい。
As shown in FIG. 5, in the stress distribution applied to
上記のような分布で応力が印加されることにより、バスバー2Xは、第1端部2a側が長さ方向Lに沿って広がるように大きく塑性変形してしまう。
When the stress is applied with the distribution as described above, the
図6は、実施の形態1に係る組電池において、互いに隣り合う単電池間の距離が広がった場合に、バスバーに印加される応力の分布を示す図である。 FIG. 6 is a diagram showing the distribution of stress applied to the busbar when the distance between adjacent cells increases in the assembled battery according to the first embodiment.
実施の形態1においては、図6に示すように、バスバー2に印加される応力分布において、第1接合部2a1および第2接合部2a2において応力がやや大きく、第1端部2a側から第2端部2b側に向かうにつれて、すなわち、領域R5から領域R10に向かうにつれて、応力が小さくなっている。
In the first embodiment, as shown in FIG. 6, in the distribution of stress applied to
このように、実施の形態1に係るバスバー2においては、第1端部2aにおいて、2a3が、平面視した場合に第2端部側に向けて窪むように湾曲する湾曲部を有することにより、長さ方向Lに沿って印加される力が、幅方向Wにも分散されている。これにより、第1端部2a側が端子3および端子4に接続された場合であっても、第1端部2a側に応力が集中することを抑制することができる。
As described above, in the
(実施の形態2)
図7は、実施の形態2に係る組電池に具備されるバスバーの周辺を拡大して示す平面図である。図7を参照して、実施の形態2に係る組電池1Aについて説明する。
(Embodiment 2)
FIG. 7 is an enlarged plan view showing the periphery of a busbar provided in the assembled battery according to the second embodiment. An assembled
図7に示すように、実施の形態2に係る組電池1Aは、実施の形態1に係る1Aと比較した場合に、バスバー2に開口部21が設けられている点において相違する。その他の構成については、ほぼ同様である。
As shown in FIG. 7, the assembled
開口部21は、バスバー2の厚さ方向に貫通するように設けられている。開口部21は、長さ方向Lの略中央部に設けられている。開口部21は、第2端部2b側から第1端部2a側に向かうにつれて開口幅が小さくなるように設けられている。なお、開口部21は、単数設けられていてもよいし、複数設けられていてもよい。
The
このように構成される場合であっても、実施の形態2に係る組電池1Aは、実施の形態1とほぼ同様の効果が得られる。
Even with such a configuration, the assembled
加えて、上記のように開口部21が設けられたことにより、バスバー2の剛性を低下させることができる。これにより、互いに隣り合う単電池間の距離の変位に追従するように、バスバー2が変形しやすくなる。
In addition, the rigidity of
(実施の形態3)
図8は、実施の形態3に係る組電池に具備されるバスバーの周辺を拡大して示す平面図である。図8を参照して、実施の形態3に係る組電池1Bについて説明する。
(Embodiment 3)
FIG. 8 is an enlarged plan view showing the periphery of a busbar provided in the assembled battery according to the third embodiment. An assembled
図8に示すように、実施の形態3に係る組電池1Bは、実施の形態1に係る組電池1と比較した場合に、バスバー2Bの形状が相違する。その他の構成については、ほぼ同様である。
As shown in FIG. 8, the assembled
バスバー2Bは、実施の形態1に係るバスバー2と比較して、第2端部2bが、長さ方向Lと平行となるように直線状に設けられている。
このように構成される場合であっても、実施の形態3に係る組電池1Bは、実施の形態1とほぼ同様の効果が得られる。
Even with such a configuration, the assembled
(実施の形態4)
図9は、実施の形態4に係る組電池に具備されるバスバーの周辺を拡大して示す平面図である。図9を参照して、実施の形態4に係る組電池1Cについて説明する。
(Embodiment 4)
FIG. 9 is an enlarged plan view showing the periphery of a busbar provided in the assembled battery according to the fourth embodiment. An assembled
図9に示すように、実施の形態4に係る組電池1Cは、実施の形態1に係る組電池1と比較した場合に、バスバー2Cの形状が相違する。その他の構成については、ほぼ同様である。
As shown in FIG. 9, the assembled
バスバー2Cは、実施の形態1に係るバスバー2と比較して、第2端部2bが、長さ方向Lと平行となるように直線状に設けられている。また、バスバー2Cには、2つの開口部21が設けられている。2つの開口部21は、第2端部2b側において、長さ方向Lにおける両端側に設けられている。なお、開口部21の個数は、2つに限定されず、1つであってもよいし、3つ以上であってもよい。また、開口部21の位置は、個数に応じて適宜変更することができる。
このように構成される場合であっても、実施の形態4に係る組電池1Cは、実施の形態1に係る組電池1とほぼ同様の効果が得られる。加えて、上記のように開口部21が設けられたことにより、バスバー2の剛性を低下させることができる。これにより、互いに隣り合う単電池間の距離の変位に追従するように、バスバー2が変形しやすくなる。
Even with such a configuration, the assembled
(実施の形態5)
図10は、実施の形態5に係る組電池の断面図である。なお、図10は、図3に対応する部分における断面図である。図10を参照して、実施の形態5に係る組電池1Dについて説明する。
(Embodiment 5)
10 is a cross-sectional view of an assembled battery according to Embodiment 5. FIG. 10 is a cross-sectional view of a portion corresponding to FIG. An assembled
図10に示すように、実施の形態5に係る組電池1Dは、実施の形態1に係る組電池1と比較して、バスバー2Dの形状が相違する。その他の構成については、ほぼ同様である。
As shown in FIG. 10, the assembled
バスバー2Dの外形は、実施の形態1に係るバスバー2の外形とほぼ同様である。バスバー2Dは、長さ方向Lにおける中央部が下方に向けて窪むように設けられている。
The outer shape of
このように構成される場合であっても、実施の形態5に係る組電池1Dは、実施の形態1に係る組電池1とほぼ同様の効果が得られる。
Even with such a configuration, the assembled
(実施の形態6)
図11は、実施の形態6に係る組電池の断面図である。図11を参照して、実施の形態6に係る組電池1Eについて説明する。
(Embodiment 6)
11 is a cross-sectional view of an assembled battery according to Embodiment 6. FIG. An assembled
図11に示すように、実施の形態6に係る組電池1Eは、実施の形態1に係る組電池1と比較した場合に、バスバー2Eの外形は、実施の形態1に係るバスバー2の外形とほぼ同様である。バスバー2Eは、第2端部2b側が、第1端部2a側よりも低い位置となっている。すなわち、バスバー2Eには、第2端部2b側に向かうにつれて単電池10に近づくように傾斜する傾斜部2cが設けられている。
As shown in FIG. 11, in the assembled
このように構成される場合であっても、実施の形態6に係る組電池1Eは、実施の形態1に係る組電池1とほぼ同様の効果が得られる。
Even with such a configuration, the assembled
なお、上述した実施の形態においては、バスバーによって単電池10が電気的に直列に接続される場合を例示して説明したが、これに限定されず、バスバーによって単電池10が電気的に並列に接続されてもよい。
In the above-described embodiment, the case where the
以上、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。 As described above, the embodiments disclosed this time are illustrative in all respects and are not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of claims, and includes all modifications within the meaning and scope of equivalence to the scope of claims.
1,1A,1B,1C,1D,1E,1X 組電池、2,2B,2C,2D,2E,2X バスバー、2a 第1端部、2a1 第1接合部、2a2 第2接合部、2a3 接続部、2b 第2端部、2c 傾斜部、3,4 端子、10 単電池、21 開口部。 1, 1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1X assembled battery, 2, 2B, 2C, 2D, 2E, 2X busbar, 2a first end, 2a1 first joint, 2a2 second joint, 2a3 connection , 2b second end, 2c inclined portion, 3, 4 terminal, 10 cell, 21 opening.
Claims (1)
互いに隣り合う単電池のうち一方の前記単電池が有する第1の電極端子および前記互いに隣り合う単電池のうち他方の単電池が有する第2の電極端子を、電気的に接続するバスバーとを、備え、
前記バスバーは、前記配列方向に平行となる長さ方向に直交する幅方向において、前記バスバーの両端となる第1端部および第2端部を含み、
前記第1端部は、前記第1の電極端子に接合された第1接合部と、前記第2の電極端子に接合された第2接合部と、前記第1接合部および前記第2接合部を接続する接続部とを有し、
前記接続部は、前記長さ方向および前記幅方向に直交する方向から平面視した場合に、前記第2端部側に向けて窪むように湾曲する湾曲部を有し、
前記バスバーは、前記長さ方向および前記幅方向に直交する厚さ方向が高さ方向と平行となるように配置され、かつ、前記厚さ方向における厚さが、前記長さ方向における長さおよび前記幅方向における幅よりも短い板状形状を有し、
前記第2端部は、前記高さ方向において、前記第1端部と同じ高さ位置に位置するか、前記第1端部よりも低い位置に位置し、
前記バスバーのうち前記第2端部側に位置する部分は、前記長さ方向における前記バスバーの一端から他端にかけて前記第1の電極端子および前記第2の電極端子のいずれにも前記高さ方向に重ならない部分を含み、
前記第2端部は、前記第1の電極端子および前記第2の電極端子に接合されていない、組電池。 a plurality of single cells arranged side by side in the arrangement direction;
a bus bar electrically connecting a first electrode terminal of one of the adjacent cells and a second electrode terminal of the other of the adjacent cells; prepared,
The busbar includes a first end and a second end that are both ends of the busbar in a width direction orthogonal to a length direction parallel to the arrangement direction,
The first end includes a first joint portion joined to the first electrode terminal, a second joint portion joined to the second electrode terminal, the first joint portion and the second joint portion. and a connecting portion for connecting the
The connecting portion has a curved portion that is recessed toward the second end portion when viewed in plan from a direction orthogonal to the length direction and the width direction,
The bus bar is arranged such that a thickness direction orthogonal to the length direction and the width direction is parallel to the height direction, and the thickness in the thickness direction is equal to the length in the length direction and the width direction. Having a plate-like shape shorter than the width in the width direction,
The second end is located at the same height position as the first end or at a position lower than the first end in the height direction ,
A portion of the bus bar located on the second end side is connected to both the first electrode terminal and the second electrode terminal in the height direction from one end to the other end of the bus bar in the length direction. including parts that do not overlap with
The assembled battery , wherein the second end is not joined to the first electrode terminal and the second electrode terminal .
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