JPH09106800A - 組電池用集電端子及びその接続方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】構造の複雑化を回避しつつ単電池の集電端子同
士の接続自由度を拡大可能な組電池用集電端子及びその
接続方法を提供する。 【解決手段】集電端子８は、単電池槽１０の上板１１に
開口された端子孔１２の周縁に接して上板１１の内面に
密着する基板部８１と、端子孔１２を貫通して基板部８
１から立設される螺子部８２とを有し、端子締結ナット
６が螺子部８２に螺合されて集電端子８が単電池槽１０
の上板１１に締結されている。螺子部８２の雌螺子穴８
４に植え込みボルト９０を螺合し、この植え込みボルト
９０にナット９１を螺合してモジュール間接続バー５が
集電端子８に固定される。また、モジュール間接続バー
５の代わりにセル間接続バーを集電端子８に固定するに
は、植え込みボルト９０の代わりにボルトを螺子部８２
の雌螺子穴８４に螺合すればよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば電気自動車
用バッテリなどに用いられる組電池用集電端子及びその
接続方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電気自動車用バッテリとして用い
られる組電池の配置例を図３に示す。１は単電池（セ
ル）であり、それぞれ樹脂密閉ケースからなる単電池槽
１０に収容された電極集合体（図示せず）を有してい
る。１０個の単電池１はその厚さ方向へ一列に重ねて配
列されて電池群（電池モジュール又はモジュールともい
う）２を構成している。更に、所定数の電池群２がそれ
ぞれの上記単電池配列方向が平行となるように配置され
て１つの高電圧型の組電池を構成している。各単電池槽
１０の上板には＋極及び−極をなす一対の集電端子３が
形成されており、セル間接続バー４により隣接するセル
１の集電端子３が接続され、モジュール間接続バー５に
より隣接するモジュール２の集電端子３が接続されてい
る。５ａは組電池の＋側出力ケーブルであり、５ｂは組
電池の−側出力ケーブル（接地ケーブル）である。

【０００３】この組電池の集電端子３の接続方式の一例
を図４に示す。集電端子３は、単電池槽１０の上板１１
に開口された端子穴１２の周縁に接して上板１１の内面
に密着する基板部３１と、端子孔１２を貫通して基板部
３１から溶接される雄螺子部３２とを有し、端子締結ナ
ット６により単電池槽１０の上板１１に締結されてい
る。

【０００４】端子締結ナット６が雄螺子部３２に螺合さ
れて、集電端子３が上板１１に固定された後、雄螺子部
３２を端子間接続用のブスバーをなすセル間接続バー４
の穴４０に嵌め込み、その後、ナット７を雄螺子部３２
に螺合して、両ナット６、７によりセル間接続バー４を
締結している。７１はワッシャである。セル間接続バー
４をモジュール間接続バー５又は出力ケーブル５ａ、５
ｂに置換すれば、モジュール間接続や出力ケーブルの接
続を行うことができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記したナット７によ
りセル間接続バー４を締結する方式は、単純な雄螺子形
状の集電端子４を採用できるので、全体構造特に集電端
子４の構造を簡素化、小型化できるという利点がある。
しかしながら、この集電端子接続構造は、モジュール間
接続及び出力ケーブルの集電端子への接続がセル間接続
と同じく全てナット７を集電端子３へ螺合して行う形式
であるので、接続自由度が小さく、状況によっては下記
に説明するような不利が生じた。

【０００６】たとえば電気自動車などの運転時や事故時
などにおいて、隣接する各セル１の集電端子３を接続す
るセル間接続バー４にはそれほど大きな荷重は掛かるこ
とはないが、隣接するモジュール２の集電端子５同士を
接続するブスバーであるモジュール間接続バー５には大
きな荷重が掛かる可能性があり、このため、モジュール
間接続バー５にはセル間接続バー４とは異なって大型厚
肉形状のものを採用することが好ましく、その結果、集
電端子３にセル間接続バー４を締結するのに最適な形状
のナット７は必ずしも集電端子３にモジュール間接続バ
ー５を接続する場合に適当ではない場合があった。

【０００７】また、極めて大重量の組電池の車体への搭
載や取り外しや電池交換などを組電池単位で行うことは
ハンドリング装置の援助なしには困難であるが、緊急時
など人力で組電池の一部又は全部を車体に脱着する場
合、モジュール間接続バー５や出力ケーブル５ａ、５ｂ
を外してモジュール２毎に脱着する方が格段に簡単であ
る。また、組電池を構成する一部の電池だけの脱着が必
要な場合もあり、このような場合に一々、組電池全体を
車体から脱着することは非能率である。ただ車体からモ
ジュール単位で電池の脱着を行うためにはモジュール間
接続バー５や出力ケーブル５ａ、５ｂの脱着が必要とな
るが、限られた電気自動車の電池収容空間に工具を入れ
てモジュール間接続バー５の脱着のために集電端子３か
ら小さなナット７を脱着する作業は簡単でなく、このよ
うな場合にはボルトを脱着する方が簡単であった。

【０００８】一方、車体の電池収容空間内の組電池配置
の状況によっては、従来通り、モジュール間接続バー５
や出力ケーブル５ａ、５ｂの締結をナットを用いて行う
方が好ましい場合もある。このような状況を考慮する
と、ナット締結型の集電端子３をもつ単電池１の他に、
ボルト締結型の集電端子をもつ単電池を準備し、例えば
モジュール間接続バー５を接続する単電池としてだけボ
ルト締結型の集電端子をもつ単電池を選択使用すること
も考えられるが、このような２種類の単電池を準備する
ことは製造上、種々の面倒を伴う。

【０００９】本発明は上記問題点及び必要性に鑑みなさ
れたものであり、構造の複雑化を回避しつつ単電池の集
電端子同士の接続自由度を拡大可能な組電池用集電端子
及びその接続方法を提供することを、その解決すべき課
題としている。更に、モジュール間接続端子は、使用ユ
ーザーの使い勝手に応じてボルト接続が採用されたり、
ナット接続が採用されたりする。これに合わせてメーカ
ー側でモジュール内のセル間接続を変更することは面倒
であるが、メーカー側でのセル間接続は一定の方式で行
うことが出来るにもかかわらず、モジュール出荷後にお
けるモジュール間接続方式には自由度を持たせることが
望まれている。

【００１０】本発明は上記問題点及び必要性に鑑みなさ
れたものであり、セル間接続を一定の方式で行うにもか
かわらず、モジュール間接続に自由度を持たせることを
他の課題としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段及びその効果】本発明の第
１の構成は、単電池槽の上板に設けられ、上端面から下
方へ凹設された雌螺子穴を有する組電池用集電端子にお
いて、前記雌螺子穴に螺合されて端子間接続バーの接続
穴が嵌合する植え込みボルトと、前記植え込みボルトに
螺合して前記端子接続バーを固定する接続バー締結ナッ
トとを有することを特徴とする組電池用集電端子であ
る。

【００１２】本構成によれば、使用条件に応じて集電端
子に接続バーをナット及びボルトの内、部位及び条件に
応じて適当な方を選んで締結することができる。例え
ば、植え込みボルトを介在させてセル間接続バーをナッ
トで集電端子に接続し、モジュール間接続バーを植え込
みボルトを用いずに直接ボルトで集電端子に接続するこ
ともできる。このようにすれば、選択セル間接続バーや
それを締結するナットを小型としておき、互いに相対変
位する可能性があったり、頻繁に脱着する可能性がある
モジュール間接続バーを大型堅牢としてそれを特別のボ
ルトで集電端子に締結するなどの構成を採用することが
でき、耐久性、作業性を向上することができる。

【００１３】本発明の第２の構成は、上記第１の構成の
組電池用集電端子の接続方法において、それぞれ複数の
単電池からなる一対のモジュール間の電気的接続は接続
バー締結用のボルトを前記雌螺子穴に螺合して行い、前
記モジュール内の単電池間の電気的接続は接続バー締結
用のナットを前記雌螺子穴に螺合された植え込みボルト
に螺合して行うことを特徴としている。

【００１４】本発明の第３の構成は、上記第１の構成の
組電池用集電端子の接続方法において、それぞれ複数の
単電池からなる一対のモジュール間の電気的接続は接続
バー締結用のナットを前記雌螺子穴に螺合された植え込
みボルトに螺合して行い、前記モジュール内の単電池間
の電気的接続は接続バー締結用のボルトを前記雌螺子穴
に螺合して行うことを特徴としている。

【００１５】上記第２又は第３の構成によれば、大幅な
構造変更なしに単電池（セル）間接続バーとモジュール
間接続バーとの接続（締結）構造を変更することができ
る。例えば、多数必要で脱着回数が少なく強度の要求も
小さいセル間接続バーやそれを締結するボルトを小型と
し、脱着回数が多くまた強度が要求されるモジュール間
接続バーに対して長い植え込みボルトや大型の接続バー
締結ナットを用いて、その強度及び耐久性を向上するこ
とができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の好適な態様を以下の実施
例に基づいて説明する。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の組電池用集電端子及びその接
続方法を電気自動車用バッテリに適用した一実施例を図
１及び図２を参照して説明する。組電池の接続形式自体
は図３と同じであるので、図示説明は省略する。ただ
し、図３、図４に示す構成要素と共通機能を有する構成
要素には同一符号を付すものとする。

【００１８】１は組電池の一部をなす単電池（セル）で
あり、それぞれ樹脂密閉ケースからなる単電池槽１０に
収容された電極集合体（図示せず）を有している。単電
池槽１０の上板には＋極又は−極をなす集電端子８が形
成されている。集電端子８は、単電池槽１０の上板１１
に開口された端子孔１２の周縁に接して上板１１の内面
に密着する基板部８１と、端子孔１２を貫通して基板部
８１から立設される螺子部８２とを有し、端子締結ナッ
ト６が螺子部８２の外周に形成された雄螺子面８３に螺
合されて、集電端子８が単電池槽１０の上板１１に締結
されている。螺子部８２には、その上端面から下方へ雌
螺子穴８４が凹設されている。

【００１９】以下、図１を参照してセル間接続バー４を
集電端子８に接続（締結）する方法を説明する。端子締
結ナット６（又は螺子部８２）の平坦な上端面上には銅
ブスバーをなすセル間接続バー４が載置され、セル間接
続バー４の穴４０を貫通して接続バー締結ボルト９が雌
螺子穴８４に螺合して、セル間接続バー４を端子締結ナ
ット６を介して集電端子８に締結している。７１はワッ
シャである。このように、簡単な接続バー締結ボルト９
の螺合により容易にセル間接続バー４が集電端子８に接
続される。

【００２０】次に、図２を参照してモジュール間接続バ
ー５を集電端子８に接続（締結）する方法を説明する。
端子締結ナット６（又は螺子部８２）の平坦な上端面上
には銅ブスバーをなすモジュール間接続バー５が載置さ
れている。外周に雄螺子面が形成された棒状の植え込み
ボルト９０がモジュール間接続バー５穴を貫通して雌螺
子穴８４に螺合している。この植え込みボルト９０に接
続バー締結ナット９１を螺合することによりモジュール
間接続バー５が端子締結ナット６を介して集電端子８に
締結されている。９２は植え込みボルト９０を回転させ
るための工具を嵌め込むための多角形穴である。このよ
うにすれば、集電端子８自体はなんら変更することな
く、したがって各単電池１は同一構造としたまま、集電
端子８へのセル間接続バー４又はモジュール間接続バー
５の接続方式を変更することができる。たとえば植え込
みボルトを特別の材質としたり、軸方向寸法を延長した
りすることによりモジュール間接続バー５の肉厚を増大
したり、接続バー締結ナット９１を大型化したりして、
モジュール間接続バー５の締結部の機械的強度を増大す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の組電池用集電端子のセル間接続バー締
結状態を示す縦断面図である。

【図２】本発明の組電池用集電端子のモジュール間接続
バー締結状態を示す縦断面図である。

【図３】電気自動車用バッテリの配置、接続図である。

【図４】従来の組電池用集電端子のセル間接続バー締結
状態を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１は単電池（セル）、 ２は電池群（モジュール） ８は集電端子、 ６は端子締結ナット、 ９は接続バー締結用のボルト、 １０は単電池槽、 １１は単電池槽１０の上板、 １２は上板１１に形成された端子孔、 ８１は集電端子８の基板部、 ８２は集電端子８の螺子部（本発明でいう雄螺子部）、 ８４は螺子部８２に形成された雌螺子穴、 ９１は接続バー締結ナット、 ９０は植え込みボルト、

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】単電池槽の上板に設けられ、上端面から下
   方へ凹設された雌螺子穴を有する組電池用集電端子にお
   いて、 前記雌螺子穴に螺合されて端子間接続バーの接続穴が嵌
   合する植え込みボルトと、前記植え込みボルトに螺合し
   て前記端子接続バーを固定する接続バー締結ナットとを
   有することを特徴とする組電池用集電端子。
2. 【請求項２】それぞれ複数の単電池からなる一対のモジ
   ュール間の電気的接続は接続バー締結用のボルトを前記
   雌螺子穴に螺合して行い、前記モジュール内の単電池間
   の電気的接続は接続バー締結用のナットを前記植え込み
   ボルトに螺合して行う請求項１記載の組電池用集電端子
   の接続方法。
3. 【請求項３】それぞれ複数の単電池からなる一対のモジ
   ュール間の電気的接続は接続バー締結用のナットを前記
   植え込みボルトに螺合して行い、前記モジュール内の単
   電池間の電気的接続は接続バー締結用のボルトを前記雌
   螺子穴に螺合して行う請求項１記載の組電池用集電端子
   の接続方法。