JPWO2020105502A1 - 蓄電モジュール - Google Patents

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Abstract

蓄電モジュールは、複数の蓄電装置と、複数の蓄電装置を電気的に接続するバスバーと、を備える。各蓄電装置は、筐体と、筐体の第１面に配置される一対の出力端子と、を有する。バスバーは、各蓄電装置の出力端子に接続される複数の端子接続部と、複数の端子接続部をつなぐ連結部と、を有する。各端子接続部は、出力端子に接続される第１部分と、第１部分から連続するとともに筐体の第１面と交わる方向に広がる第２面に沿って延びる第２部分と、を有する。連結部は、隣り合う端子接続部の第２部分どうしを接続する第３部分を有する。

Description

本発明は、蓄電モジュールに関する。
例えば車両用等の、高い出力電圧が要求される電源として、複数個の蓄電装置（例えば電池）が直列接続された蓄電モジュールが知られている。一般に蓄電モジュールでは、複数の蓄電装置が平面状に配列され、隣り合う蓄電装置の出力端子どうしがバスバーで接続されていた。また、蓄電モジュールは、各蓄電装置の出力端子が上方を向くように配置されることが一般的であった。
このような蓄電モジュールに関して、特許文献１には、蓄電装置の端子形成面にバスバーを載置した蓄電モジュールが開示されている。特許文献１のバスバーは、板状のプレートの両端部に、各蓄電装置の出力端子に接合される端子接続部を有し、プレートの中央部に、端子形成面の上方に突出する湾曲部を有していた。バスバーに湾曲部を設けることで、バスバーに接続された複数の蓄電装置の相対的な変位、とくに蓄電装置の配列方向における変位にバスバーを追従させることができる。これにより、蓄電装置とバスバーとの接続部にかかる負荷を低減することができるため、複数の蓄電装置の電気的接続を安定的に維持することができる。
特開２０１２−０１８９０４号
蓄電モジュールの設置スペースを縮小したいという要求は常に存在する。特に、蓄電モジュールの設置スペースについては、設置面積よりも高さの縮小に対する要望が大きい。つまり、複数の蓄電装置が配列される面方向における蓄電モジュールの小型化よりも、蓄電装置の端子形成面と当該面に対向する面とが並ぶ方向における蓄電モジュールの小型化、つまり蓄電モジュールの低背化の要望が大きい。この要望に伴い、蓄電モジュールを構成する各蓄電装置の上部に配置されるバスバー等についても、低背化が求められる。
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、蓄電モジュールを低背化するための技術を提供することにある。
本発明のある態様は、蓄電モジュールである。当該蓄電モジュールは、複数の蓄電装置と、複数の蓄電装置を電気的に接続するバスバーと、を備える。各蓄電装置は、筐体と、筐体の第１面に配置される一対の出力端子と、を有する。バスバーは、各蓄電装置の出力端子に接続される複数の端子接続部と、複数の端子接続部をつなぐ連結部と、を有する。各端子接続部は、出力端子に接続される第１部分と、第１部分から連続するとともに筐体の第１面と交わる方向に広がる第２面に沿って延びる第２部分と、を有する。連結部は、隣り合う端子接続部の第２部分どうしを接続する第３部分を有する。
以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
本発明によれば、蓄電モジュールを低背化することができる。
実施の形態１に係る蓄電モジュールの斜視図である。 蓄電モジュールの出力端子とバスバーとを含む領域を拡大して示す斜視図である。 実施の形態２に係る蓄電モジュールの出力端子とバスバーとを含む領域を拡大して示す斜視図である。 実施の形態３に係る蓄電モジュールの出力端子とバスバーとを含む領域を拡大して示す斜視図である。 実施の形態４に係る蓄電モジュールの出力端子とバスバーとを含む領域を拡大して示す斜視図である。 実施の形態５に係る蓄電モジュールの蓄電装置とバスバーとを部分的に抜粋して示した図である。 実施の形態６に係る蓄電モジュールの蓄電装置とバスバーとを部分的に抜粋して示した図である。
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図に示す各部の縮尺や形状、数量は、説明を容易にするために便宜的に設定されており、特に言及がない限り限定的に解釈されるものではない。また、本明細書または請求項中に「第１」、「第２」等の用語が用いられる場合には、特に言及がない限りこの用語はいかなる順序や重要度を表すものでもなく、ある構成と他の構成とを区別するためのものである。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る蓄電モジュールの斜視図である。蓄電モジュール１は、複数の蓄電装置２と、複数のバスバー４と、を備える。
各蓄電装置２は、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル−水素電池、ニッケル−カドミウム電池等の充電可能な二次電池である。蓄電装置２は、いわゆる角形電池であり、扁平な直方体形状の筐体６を有する。筐体６は、外装缶８および封口板１０で構成される。外装缶８は、例えば有底筒状であり、略長方形状の開口（図示せず）を有する。外装缶８には、この開口を介して電極体や電解液等が収容される。外装缶８の開口は、封口板１０によって封止される。封口板１０は、例えば略長方形状の板である。封口板１０は、筐体６の第１面６ａを構成する。
封口板１０、つまり筐体６の第１面６ａには、長手方向の一端寄りに正極の出力端子１２が設けられ、他端寄りに負極の出力端子１２が配置される。一対の出力端子１２はそれぞれ、電極体を構成する正極板、負極板と電気的に接続される。以下では適宜、正極の出力端子１２を正極端子１２ａと称し、負極の出力端子１２を負極端子１２ｂと称する。また、出力端子１２の極性を区別する必要がない場合、正極端子１２ａと負極端子１２ｂとをまとめて出力端子１２と称する。外装缶８および封口板１０は導電体であり、例えばアルミニウム、鉄、ステンレス等の金属で構成される。封口板１０と外装缶８の開口とは、例えばレーザーで接合される。一対の出力端子１２はそれぞれ、封口板１０に形成された貫通孔（図示せず）に挿通される。一対の出力端子１２と各貫通孔の間には、絶縁性のシール部材（図示せず）が介在する。
筐体６の第１面６ａには、一対の出力端子１２の間に安全弁１４が設けられる。安全弁１４は、筐体６の内圧が所定値以上に上昇した際に開弁して、筐体６の内部のガスを放出するように構成される。各蓄電装置２の安全弁１４は、ガスダクト（図示せず）に接続され、蓄電装置２内部のガスは安全弁１４からガスダクトに排出される。安全弁１４は、例えば、封口板１０の一部に設けられる他部よりも厚さが薄い薄肉部と、この薄肉部の表面に形成される線状の溝とで構成される。この構成では、筐体６の内圧が上昇すると、溝を起点に薄肉部が裂けることで安全弁１４が開弁する。
筐体６は、第１面６ａと対向する対向面を有する。また、筐体６は、第１面６ａおよび対向面をつなぐ４つの側面を有する。４つの側面のうち２つは、第１面６ａの２つの長辺に接続される一対の長側面である。各長側面は、筐体６が有する面のうち面積の最も大きい面、すなわち主表面である。２つの長側面を除いた残り２つの側面は、第１面６ａの２つの短辺に接続される一対の短側面である。一対の短側面は、筐体６の第２面６ｂを構成する。
外装缶８は、例えば絶縁フィルム（図示せず）で覆われる。絶縁フィルムは、例えばシュリンクチューブ（熱収縮性チューブなど）である。チューブ状の絶縁フィルムに外装缶８を挿入した後に絶縁フィルムを加熱することで、絶縁フィルムが収縮して外装缶８の表面が絶縁フィルムで被覆される。絶縁フィルムにより、外装缶８と他部材との間の短絡を抑制することができる。
本実施の形態の説明では、便宜上、筐体６の第１面６ａ側の面を蓄電装置２の上面とし、筐体６の対向面側の面を蓄電装置２の底面とする。また、筐体６の長側面側の面を蓄電装置２の長側面とし、筐体６の短側面側、つまり第２面６ｂ側の面を蓄電装置２の短側面とする。また、蓄電モジュール１において、蓄電装置２の上面側の面を蓄電モジュール１の上面とし、蓄電装置２の底面側の面を蓄電モジュール１の底面とし、蓄電装置２の短側面側の面を蓄電モジュール１の側面とする。また、蓄電モジュール１における上面と底面とが並ぶ方向の寸法、つまり鉛直方向の寸法を蓄電モジュール１の高さとする。また、蓄電モジュール１の高さ方向と交わる面内方向の寸法、つまり水平面方向の寸法を蓄電モジュール１の広さ（幅×奥行）とする。また、蓄電モジュール１の高さを小さくすることを低背化と呼ぶ。
ただし、これらの方向や位置は、便宜上規定したものである。したがって、例えば、本発明において上面と規定された部分は、底面と規定された部分よりも必ず上方に位置することを意味するものではない。例えば、蓄電モジュール１の側面が下方を向くように配置される場合もある。この場合、蓄電モジュール１の上面と底面とは水平方向に並び、蓄電モジュール１の高さは水平方向の寸法となる。
複数の蓄電装置２は、隣り合う蓄電装置２の長側面どうしが対向するようにして所定の間隔で並設されて集合体を形成する。本実施の形態では、複数の蓄電装置２が並ぶ方向を第１方向Ｘとする。また、一対の出力端子１２が並ぶ方向を第２方向Ｙとする。また、蓄電モジュール１の上面と底面とが並ぶ方向を、第３方向Ｚとする。各蓄電装置２の出力端子１２は、互いに同じ方向を向くように配置される。本実施の形態では、各蓄電装置２の出力端子１２は、便宜上、上方を向くように配置されている。
複数の蓄電装置２の出力端子１２どうしは、バスバー４によって電気的に接続される。バスバー４は、銅やアルミニウム等の金属で構成される。複数の蓄電装置２は、複数個の蓄電装置２で構成される複数の蓄電装置ブロック３に組み分けられる。そして、各蓄電装置ブロック３において、同極性の出力端子１２どうしがバスバー４により並列接続される。また、隣り合う２つの蓄電装置ブロック３の異極性の出力端子１２どうしがバスバー４により直列接続される。
本実施の形態では、例えば３つの蓄電装置２で蓄電装置ブロック３が形成される。また、この蓄電装置ブロック３が２つ用意される。各蓄電装置ブロック３において、各蓄電装置２は同極性の出力端子１２が隣り合うように配列される。また、２つの蓄電装置ブロック３は、一方のブロックの正極端子１２ａと他方のブロックの負極端子１２ｂとが隣り合うように配列される。そして、各蓄電装置ブロック３において同極性の出力端子１２どうしがバスバー４で並列接続されるとともに、隣接する２つの蓄電装置ブロック３における正極端子１２ａと負極端子１２ｂとがバスバー４で直列接続される。なお、全ての蓄電装置２が直列接続されてもよい。
蓄電モジュール１は、複数のセパレータ５を有する。セパレータ５は、絶縁スペーサとも呼ばれ、例えば絶縁性を有する樹脂からなる。セパレータ５は、隣接する２つの蓄電装置２の間に配置されて、当該２つの蓄電装置２間を電気的に絶縁する。さらにセパレータ５は、蓄電装置２と後述するエンドプレートとの間に配置されて、蓄電装置２とエンドプレートとの間を絶縁する。セパレータ５を構成する樹脂としては、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ノリル（登録商標）樹脂（変性ＰＰＥ）等の熱可塑性樹脂が例示される。
また、蓄電モジュール１は、一対のエンドプレート（図示せず）および一対の拘束部材を有する。並設された複数の蓄電装置２および複数のセパレータ５は、一対のエンドプレートで第１方向Ｘに挟まれる。一対のエンドプレートは、第１方向Ｘにおける両端に位置する蓄電装置２と、セパレータ５を介して隣り合うように配置される。エンドプレートは、例えば金属板からなる。一対の拘束部材は、バインドバーとも呼ばれ、第１方向Ｘを長手方向とする長尺状の部材である。一対の拘束部材は、第２方向Ｙにおいて互いに向かい合うように配列される。
一対の拘束部材の間には、複数の蓄電装置２、複数のセパレータ５および一対のエンドプレートが介在する。一対の拘束部材は、第１方向Ｘの両端部に、蓄電装置２側に突出する腕部を有する。各エンドプレートにおける蓄電装置２の長側面と対向する面には、ねじが螺合するねじ穴が設けられる。各拘束部材の第１方向Ｘにおいて対向する２つの腕部には、ねじが挿通される貫通孔が設けられる。
複数の蓄電装置２と複数のセパレータ５とが交互に配列されるとともに一対のエンドプレートで第１方向Ｘに挟まれた状態で、これらが一対の拘束部材で第２方向Ｙに挟まれる。そして、各拘束部材の貫通孔にねじが挿通され、各エンドプレートのねじ穴にねじが螺合される。このように、一対の拘束部材が一対のエンドプレートに係合されることで、複数の蓄電装置２が拘束される。複数の蓄電装置２および複数のセパレータ５は、第１方向Ｘに所定の圧力がかけられた状態で拘束部材により締結される。
複数の蓄電装置２は、拘束部材によって第１方向Ｘに締め付けられることで、第１方向Ｘの位置決めがなされる。一例として、この位置決めが完了した後に、各蓄電装置２の出力端子１２にバスバー４が取り付けられて、複数の蓄電装置２の出力端子１２どうしが電気的に接続される。
なお、第２方向Ｙにおいて、一対の拘束部材は、蓄電装置２に対しバスバー４よりも遠い位置で、バスバー４の外表面を覆うように配置されていてもよい。また、一対の拘束部材は、バスバー４の外表面を覆わず、蓄電装置２の第２面６ｂにおいてバスバー４で覆われていない領域を覆ってもよい。「バスバー４で覆われていない」とは、例えば、本実施形態においては第２面６ｂのうち外装缶８の底部近傍の領域である。第２面６ｂにおけるバスバー４で覆われていない領域を拘束部材が覆う場合、第２方向Ｙにおいて、第２部分２２の端部や第３部分２４の端部は、拘束部材より蓄電装置２から遠い位置にあるよう突出していてもよい。
複数の蓄電装置２の上面は、カバー部材（図示せず）で覆われる。カバー部材により、蓄電装置２の出力端子１２、バスバー４、安全弁１４等への結露水や塵埃等の接触が防止される。カバー部材は、例えば絶縁性を有する樹脂からなる。
図２は、蓄電モジュールの出力端子とバスバーとを含む領域を拡大して示す斜視図である。本実施の形態のバスバー４は、複数の端子接続部１６と、複数の連結部１８と、を有する。各端子接続部１６は、各蓄電装置２の出力端子１２に接続される部分である。具体的には、各端子接続部１６は、第１部分２０と、第２部分２２と、を有する。第１部分２０および第２部分２２は、それぞれ板状である。
第１部分２０は、筐体６の第１面６ａに沿って延び、出力端子１２に接続される。一例として、本実施の形態の第１部分２０は、貫通孔２０ａを有する。また、出力端子１２は、第３方向Ｚに突出する突起１３を有する。そして、貫通孔２０ａに突起１３が挿通され、この状態で第１部分２０が出力端子１２に溶接等により接合される。これにより、出力端子１２とバスバー４とが電気的に接続される。第２部分２２は、第１部分２０から連続的に延びるとともに筐体６の第１面６ａと交わる方向に広がる第２面６ｂに沿って延びる。第１面６ａはＸＹ平面に対して平行な面であり、第２面６ｂはＸＺ平面に対して平行な面である。なお、第１部分２０の貫通孔２０ａを、第１部分２０の縁に形成される切り欠き（図示なし）に置き換え、この切り欠きに突起１３を係止してもよい。
なお、本実施の形態の出力端子１２は突起１３を有し、突起１３と第１部分２０とが溶接されるが、特にこの構成に限定されない。例えば、第１部分２０の下面に接する出力端子１２の上面と第１部分２０とが溶接されてもよい。この場合、突起１３は省略されてもよい。また、出力端子１２の上面には、第１部分２０が嵌め合わされる凹部が設けられてもよい。出力端子１２が突起１３を有する場合、突起１３は、貫通孔２０ａに嵌合して第１部分２０を出力端子１２に係止できるだけの高さを有していればよい。また、突起１３にねじ溝が設けられ、貫通孔２０ａに突起１３が挿通された状態で突起１３にナットが嵌め合わされてもよい。これにより、第１部分２０を出力端子１２に固定することができる。
本実施の形態の端子接続部１６は、一枚の金属板で構成される。つまり、端子接続部１６は、金属板の一端側が筐体６の第１面６ａに沿って延びて第１部分２０を構成し、おおよそ中央部において約直角に折り曲がり、他端側が筐体６の第２面６ｂに沿って延びて第２部分２２を構成する。折り曲がった中央部は、第１部分２０の一部と解釈してもよいし、第２部分２２の一部と解釈してもよい。また、本実施の形態では、第１面６ａに垂直な方向における第２部分２２の寸法は、第２面６ｂに垂直な方向における第１部分２０の寸法よりも大きい。第１面６ａに垂直な方向とは、蓄電装置２の高さ方向であり、本実施の形態では第３方向Ｚである。第２面６ｂに垂直な方向とは、封口板１０の長手方向であり、本実施の形態では第２方向Ｙである。
端子接続部１６の第１部分２０は、一端が出力端子１２の突起１３に連結され、第１面６ａに沿って延びて、他端が一端よりも第２面６ｂ側に位置する。第２部分２２は、一端が第１部分２０の他端に連結され、第２面６ｂに沿って延びて、他端が一端よりも蓄電モジュール１の底面側に位置する。第２部分２２は、筐体６の第２面６ｂとの間に隙間Ｓを有する。隙間Ｓと、外装缶８を覆う絶縁フィルムとにより、外装缶８とバスバー４との間の短絡が抑制される。
各連結部１８は、複数の端子接続部１６を、より具体的には第１方向Ｘにおいて隣り合う端子接続部１６どうしをつなぐ。連結部１８は、隣り合う端子接続部１６の第２部分２２どうしを接続する第３部分２４を有する。第３部分２４は、板状である。
第３部分２４は、一枚の金属板で構成され、蓄電モジュール１の側面に配置される。つまり、第３部分２４は、第２方向Ｙから見て蓄電モジュール１の側面と重なるように、言い換えれば隣り合う筐体６の２つの第２面６ｂおよびその境界部と重なるように配置される。また、本実施の形態の第１部分２０、第２部分２２および第３部分２４は、一枚の金属板に折り曲げ加工を施すことで一体的に形成されている。
本実施の形態の第３部分２４は、筐体６の第２面６ｂに対して離間する方向に湾曲する形状を有する。つまり、第３部分２４は、一端が一方の第２部分２２に接続され、他端が他方の第２部分２２に接続され、中間部分が第２部分２２から第２方向Ｙに突出するように湾曲している。第３部分２４が湾曲形状を有することで、隣り合う２つの蓄電装置２が相対的に変位した際に、当該変位に追従して第３部分２４を容易に変形させることができる。これにより、蓄電装置２の変位をバスバー４で吸収することができる。
なお、第３部分２４は、角部を有する屈曲形状であってもよい。また、バスバー４は、第２部分２２が第３部分２４の突出量以上に第２面６ｂから離間し、第３部分２４が第２部分２２から第２面６ｂに向かって接近する方向に湾曲または屈曲する形状を有してもよい。
また、本実施の形態の連結部１８は、第３部分２４のみを有する。したがって、隣り合う端子接続部１６の第１部分２０どうしは、第２部分２２および連結部１８の第３部分２４のみを介して電気的に接続される。つまり、隣り合う第１部分２０は、第１面６ａ上で不連続であり、２つの第１部分２０の間には空間がある。これにより、隣り合う２つの蓄電装置２の相対的な変位に対して、バスバー４がより追従しやすくなる。したがって、蓄電装置２の変位をより確実に吸収することができる。
以上説明したように、本実施の形態に係る蓄電モジュール１は、複数の蓄電装置２と、複数の蓄電装置２を電気的に接続するバスバー４と、を備える。各蓄電装置２は、筐体６と、筐体６の第１面６ａに配置される一対の出力端子１２と、を有する。バスバー４は、各蓄電装置２の出力端子１２に接続される複数の端子接続部１６と、複数の端子接続部１６をつなぐ連結部１８と、を有する。各端子接続部１６は、出力端子１２に接続される第１部分２０と、第１部分２０から連続するとともに筐体６の第１面６ａと交わる方向に広がる第２面６ｂに沿って延びる第２部分２２と、を有する。連結部１８は、隣り合う端子接続部１６の第２部分２２どうしを接続する第３部分２４を有する。
バスバー４の一部、つまり第２部分２２および第３部分２４を、筐体６の第２面６ｂ上に引き回すことで、バスバー４の第１面６ａからの突出高さを小さくすることができる。これにより、蓄電モジュール１を低背化することができる。
また、蓄電装置の端子形成面上にバスバー全体が載置された構造において、蓄電モジュールの低背化を図るためにバスバーの厚みを薄くした場合、バスバーの熱容量が小さくなってしまい、バスバーで生じた熱が蓄電装置側に伝わるおそれがあった。特に、近年は蓄電モジュールのさらなる高容量化が求められており、この要求を満たすために蓄電装置の高容量化が進んでいる。蓄電装置が高容量化すると、バスバーを流れる電流量が増大するため、バスバーの熱容量を増やす必要がある。これに対し、本実施の形態のバスバー４は、第２面６ｂ上に配置される第２部分２２および第３部分２４を有する。このため、第１面６ａ上に配置される第１部分２０の厚みを薄くしながら、バスバー４の熱容量を確保することができる。これにより、バスバー４で生じる熱が蓄電装置２側に伝わることを抑制して、熱による蓄電装置２の性能低下を抑制することができる。
よって、本実施の形態によれば、蓄電モジュール１の低背化を図りながら、蓄電装置２の高容量化にともなうバスバー４を流れる電流量の増大に対応することができる。よって、蓄電モジュール１の低背化と高容量化との両立を図ることができる。
また、本実施の形態では、隣り合う端子接続部１６の第１部分２０どうしは、第２部分２２および第３部分２４のみを介して電気的に接続される。つまり、隣り合う第１部分２０は第１面６ａ上において不連続である。これにより、隣り合う蓄電装置２の相対的な変位に対して第１部分２０が追従しやすくなる。したがって、蓄電装置２とバスバー４との接続部にかかる負荷を低減することができ、複数の蓄電装置２の電気的接続を安定的に維持することができる。
また、本実施の形態の第３部分２４は、筐体６の第２面６ｂに対して接近または離間する方向に湾曲または屈曲する形状を有する。これにより、隣り合う蓄電装置２の相対的な変位に対して第３部分２４が変形しやすくなる。このため、複数の蓄電装置２の電気的接続を安定的に維持することができる。また、湾曲形状または屈曲形状を有する第３部分２４を第２面６ｂ上に配置することで、蓄電モジュール１のより一層の低背化が可能である。
また、端子形成面上にバスバー全体が載置された構造では、蓄電装置２の高容量化にともなう膨張量の増大に対して湾曲部を大きくすると、蓄電モジュールが高背化してしまう。これに対し、本実施の形態によれば、蓄電装置２の膨張量の増大に対して第３部分２４を大型化した場合でも、蓄電モジュール１の低背化の妨げとなることを回避することができる。
また、本実施の形態のバスバー４は、第１面６ａに垂直な方向における第２部分２２の寸法が第２面６ｂに垂直な方向における第１部分２０の寸法よりも大きい。つまり、第２部分２２は、第１部分２０よりも長い。この構成により、第１部分２０の大型化を回避しながら、バスバー４の表面積を増やすことができる。これにより、蓄電モジュール１の低背化を図りながらバスバー４の放熱性を高めることができる。
また、蓄電モジュール１の低背化により、蓄電モジュール１の体積エネルギー密度の向上を図ることができる。例えば、蓄電装置２の筐体６が、第３方向Ｚの寸法（高さ）に対し第２方向Ｙの寸法（幅）が２倍超の長尺形状であるとする。この場合、第３部分２４が一対の第２面６ｂ上に配置された際に第３部分２４の突出により生じるデッドスペースの大きさの合計は、第３部分２４が第１面６ａ上に配置された際に第３部分２４の突出により生じるデッドスペースの大きさよりも小さくなる。このため、蓄電モジュール１の低背化によって、体積エネルギー密度を高めることができる。
（実施の形態２）
実施の形態２は、バスバー４の形状を除き、実施の形態１と共通の構成を有する。以下、本実施の形態について実施の形態１と異なる構成を中心に説明し、共通する構成については簡単に説明するか、あるいは説明を省略する。図３は、実施の形態２に係る蓄電モジュールの出力端子とバスバーとを含む領域を拡大して示す斜視図である。
本実施の形態に係る蓄電モジュール１が備えるバスバー４は、各蓄電装置２の出力端子１２に接続される複数の端子接続部１６と、複数の端子接続部１６をつなぐ連結部１８と、を有する。各端子接続部１６は、出力端子１２に接続される第１部分２０と、第１部分２０から連続するとともに筐体６の第２面６ｂに沿って延びる第２部分２２と、を有する。連結部１８は、隣り合う端子接続部１６の第２部分２２どうしを接続する第３部分２４を有する。本実施の形態の連結部１８は、第３部分２４のみを有する。また、第３部分２４は、実施の形態１と異なって平坦形状であり、蓄電モジュール１の側面に対して平行に延びる。
本実施の形態においても、バスバー４の第２部分２２および第３部分２４が筐体６の第２面６ｂ上に引き回されているため、バスバー４の第１面６ａからの突出高さを小さくすることができる。これにより、蓄電モジュール１を低背化することができる。また、第３部分２４が平坦形状であるため、蓄電モジュール１の設置面積も小さくすることができる。さらに、蓄電モジュール１の体積エネルギー密度をより高めることができる。また、第３部分２４が湾曲形状または屈曲形状を有する場合に比べて、バスバー４の形状を簡素化することができる。よって、バスバー４の製造工程の簡略化を図ることができる。
（実施の形態３）
実施の形態３は、バスバー４の形状を除き、実施の形態１と共通の構成を有する。以下、本実施の形態について実施の形態１と異なる構成を中心に説明し、共通する構成については簡単に説明するか、あるいは説明を省略する。図４は、実施の形態３に係る蓄電モジュールの出力端子とバスバーとを含む領域を拡大して示す斜視図である。
本実施の形態に係る蓄電モジュール１が備えるバスバー４は、各蓄電装置２の出力端子１２に接続される複数の端子接続部１６と、複数の端子接続部１６をつなぐ連結部１８と、を有する。各端子接続部１６は、出力端子１２に接続される第１部分２０と、第１部分２０から連続するとともに筐体６の第２面６ｂに沿って延びる第２部分２２と、を有する。連結部１８は、隣り合う端子接続部１６の第２部分２２どうしを接続する第３部分２４を有する。第３部分２４は、実施の形態２と同様に平坦形状であり、蓄電モジュール１の側面に対して平行に延びる。
また、本実施の形態の連結部１８は、第３部分２４に加えて第４部分２６を有する。第４部分２６は、筐体６の第１面６ａ上に延在し、隣り合う端子接続部１６の第１部分２０どうしを接続する。第４部分２６は平坦形状であり、第１面６ａに対して平行に延びる。本実施の形態では、第３部分２４および第４部分２６は、一枚の金属板で構成される。
つまり、連結部１８は、金属板の一端側が筐体６の第１面６ａに沿って延びて第４部分２６を構成し、おおよそ中央部において約直角に折り曲がり、他端側が筐体６の第２面６ｂに沿って延びて第３部分２４を構成する。折り曲がった中央部は、第３部分２４の一部と解釈してもよいし、第４部分２６の一部と解釈してもよい。さらに、本実施の形態の第１部分２０、第２部分２２、第３部分２４および第４部分２６は、一枚の金属板に折り曲げ加工を施すことで一体的に形成されている。
本実施の形態においても、バスバー４の第２部分２２および第３部分２４が筐体６の第２面６ｂ上に引き回されている。このため、バスバーを流れる電流に関して、第１部分２０どうしを直接つないだバスバーと比べて、通電経路の断面積を増やすことができる。したがって、バスバー４の第１面６ａからの突出高さを小さくするとともに、バスバー４の抵抗の増大を抑制することができる。これにより、蓄電モジュール１を低背化することができる。また、第３部分２４が平坦形状であるため、蓄電モジュール１の設置面積も小さくすることができる。さらに、蓄電モジュール１の体積エネルギー密度をより高めることができる。また、第３部分２４が湾曲形状または屈曲形状を有する場合に比べて、バスバー４の形状を簡素化することができる。また、隣り合う第１部分２０が第４部分２６で連結されているため、バスバー４の電気抵抗を小さくすることができ、またバスバー４の熱容量を大きくすることができる。
第３方向Ｚにおける第２部分２２および第３部分２４の寸法は、第２方向Ｙにおける第１部分２０の寸法よりも大きくてもよい。この構成により、バスバー４における通電経路の断面積を大きくすることができる。このため、蓄電モジュール１の低背化を図りながら、バスバー４の低抵抗化を図ることができる。また、第２部分２２や第３部分２４の厚さを第１部分２０や第４部分２６の厚さより厚くすることでも、蓄電モジュール１の低背化とバスバー４の低抵抗化とを図ることができる。
（実施の形態４）
実施の形態４は、バスバー４の形状を除き、実施の形態１と共通の構成を有する。以下、本実施の形態について実施の形態１と異なる構成を中心に説明し、共通する構成については簡単に説明するか、あるいは説明を省略する。図５は、実施の形態４に係る蓄電モジュールの出力端子とバスバーとを含む領域を拡大して示す斜視図である。
本実施の形態に係る蓄電モジュール１が備えるバスバー４は、各蓄電装置２の出力端子１２に接続される複数の端子接続部１６と、複数の端子接続部１６をつなぐ連結部１８と、を有する。各端子接続部１６は、出力端子１２に接続される第１部分２０と、第１部分２０から連続するとともに筐体６の第２面６ｂに沿って延びる第２部分２２と、を有する。連結部１８は、隣り合う端子接続部１６の第２部分２２どうしを接続する第３部分２４を有する。本実施の形態の連結部１８は、第３部分２４のみを有する。また、第３部分２４は、実施の形態２と同様に平坦形状であり、蓄電モジュール１の側面に対して平行に延びる。
また、本実施の形態では、第２部分２２および第３部分２４の厚みＴ１（第２方向Ｙの大きさ）は、第１部分の厚みＴ２（第３方向Ｚの大きさ）よりも大きい。つまり、第２部分２２および第３部分２４は、第１部分２０よりも厚い厚肉部を有する。
本実施の形態においても、バスバー４の第２部分２２および第３部分２４が筐体６の第２面６ｂ上に引き回されているため、バスバー４の第１面６ａからの突出高さを小さくすることができる。これにより、蓄電モジュール１を低背化することができる。また、第２部分２２および第３部分２４が第１部分２０よりも厚みが大きいため、蓄電モジュール１の低背化を図りながら、バスバー４の熱容量をより増大させることができる。これにより、バスバー４で生じる熱が蓄電装置２側に伝わることをより抑制して、蓄電装置２の性能低下をより抑制することができる。
なお、第２部分２２および第３部分２４の少なくとも一方の厚みが第１部分２０の厚みよりも大きければ、バスバー４の熱容量を増大させることができる。また、第２部分２２および／または第３部分２４は、少なくとも一部の領域の厚みが第１部分２０の厚みよりも大きければ、バスバー４の熱容量を増大させることができる。また、第３部分２４は、実施の形態１と同様に湾曲または屈曲した形状であってもよい。また、バスバー４は、実施の形態３と同様に第４部分２６を有してもよい。
（実施の形態５）
図６は、本実施の形態における蓄電モジュール１に使用される蓄電装置２とバスバー４を部分的に抜粋して示した図である。図６のように、実施の形態５では、出力端子１２の突起１３に接続したバスバー４の表面が絶縁部３０により覆われている。また、バスバー４の連結部に結合部４０が設けられている。絶縁部３０は、端子接続部１６の第１部分２０における出力端子１２と対向していない部分と第２部分２２と連結部の結合部４０が形成されていない部分を覆っている。絶縁部３０を設けることにより、蓄電装置２の外装缶８における第２面６ｂや封口板１０（第１面６ａ）との絶縁し易い。そのため、封口板１０や外装缶８へバスバー４を当接させて固定し易く、蓄電モジュール１におけるバスバー４の位置決めし易い。この絶縁部３０は例えば、バスバー４へインサート成型などで形成してもよい。また、バスバー４に結合部を設４０設けることにより複数の蓄電装置２を保持する拘束部材に凹部や孔（図示なし）を設けることにより、この凹部や孔に結合部をこのバスバー４を固定することができる。そのため、蓄電モジュール１を組み立てる際に、一度にバスバー４や拘束部材の組付けや位置合わせができ、作業性が改善される。
（実施の形態６）
図７は、本実施の形態における蓄電モジュール１に使用される蓄電装置２とバスバー４を部分的に抜粋して示した図である。図７のように、実施の形態６では、実施の形態５と同様にバスバー４の表面を絶縁部３０が覆っている。この絶縁部３０には、端子接続部１６の第１部分２０の封口板１０（第１面６ａ）と対向する面を覆う領域が設けられている。この領域の一部に、封口板１０へ向かって突出したリブ３０ａが設けられている。このリブ３０ａにより蓄電モジュール１における複数の蓄電装置２の第３方向Ｚにおける位置合わせが容易になる。また、絶縁部３０のうち、リブ３０ａで封口板１０と当接し、リブ３０ａの周囲の領域が封口板が非当接であってもよい。この構成により、絶縁板３０における封口板１０と当接する箇所を制限できる。そのため、封口板１０を含む第１面６ａにおける意図した又は意図しない凸凹により絶縁部３０に当接する蓄電装置２の位置が蓄電装置２毎にばらつくことを抑制できる。なお、リブ３０ａは、絶縁部３０を構成する絶縁材で構成されていてもよく、第１部分２０のリブ３０ａを形成する位置にリブ（図示なし）が形成され、第１部分２０のリブを絶縁部３０で覆ってもよい。この構成により、リブ３０ａの形成位置がずれることを抑制できる。
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明した。前述した実施の形態は、本発明を実施するにあたっての具体例を示したものにすぎない。実施の形態の内容は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、請求の範囲に規定された発明の思想を逸脱しない範囲において、構成要素の変更、追加、削除等の多くの設計変更が可能である。設計変更が加えられた新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態および変形それぞれの効果をあわせもつ。前述の実施の形態では、このような設計変更が可能な内容に関して、「本実施の形態の」、「本実施の形態では」等の表記を付して強調しているが、そのような表記のない内容でも設計変更が許容される。また、各実施の形態に含まれる構成要素の任意の組み合わせも、本発明の態様として有効である。図面の断面に付したハッチングは、ハッチングを付した対象の材質を限定するものではない。
バスバー４の第２部分２２および第３部分２４と、筐体６の第２面６ｂとの間には、上記絶縁フィルムと別に絶縁シートや絶縁板、絶縁ブロックなどを介在させてもよい。また、隣り合う蓄電装置２間に介在するセパレータの第２方向Ｙにおける端部を蓄電装置２の第２面６ｂから突出させ、この端部に第２部分２２および第３部分２４を当接させてもよい。これらの構成により、バスバー４と外装缶８との間の短絡をより確実に抑制することができる。蓄電モジュール１が備える蓄電装置２の数、および蓄電装置ブロック３を構成する蓄電装置２の数は、特に限定されない。エンドプレートと拘束部材との締結構造を含む、蓄電モジュール１の各部の構造は特に限定されない。蓄電モジュール１は、バスバープレートを備えてもよい。バスバープレートは、複数の蓄電装置２の上面と対向するように配置され、上面を覆う板状の部材である。外装缶８の開口の形状は、正方形などの四角形状や、四角形以外の多角形状等であってもよい。
１ 蓄電モジュール、 ２ 蓄電装置、 ４ バスバー、 ６ 筐体、 ６ａ 第１面、 ６ｂ 第２面、 １２ 出力端子、 １６ 端子接続部、 １８ 連結部、 ２０ 第１部分、 ２２ 第２部分、 ２４ 第３部分、 ２６ 第４部分。

Claims (9)

  1. 複数の蓄電装置と、
    前記複数の蓄電装置を電気的に接続するバスバーと、を備え、
    各蓄電装置は、筐体と、前記筐体の第１面に配置される一対の出力端子と、を有し、
    前記バスバーは、各蓄電装置の前記出力端子に接続される複数の端子接続部と、前記複数の端子接続部をつなぐ連結部と、を有し、
    各端子接続部は、前記出力端子に接続される第１部分と、前記第１部分から連続するとともに前記筐体の前記第１面と交わる方向に広がる第２面に沿って延びる第２部分と、を有し、
    前記連結部は、隣り合う前記端子接続部の前記第２部分どうしを接続する第３部分を有することを特徴とする、
    蓄電モジュール。
  2. 隣り合う前記端子接続部の前記第１部分どうしは、前記第１面上で不連続である、
    請求項１に記載の蓄電モジュール。
  3. 前記第３部分は、前記第２面に対して接近または離間する方向に湾曲または屈曲する、請求項１または２の蓄電モジュール。
  4. 前記連結部は、前記第１面上に延在して隣り合う前記端子接続部の前記第１部分どうしを接続する第４部分を有する、
    請求項１に記載の蓄電モジュール。
  5. 前記第１部分、前記第２部分および前記第３部分はそれぞれ板状であり、
    前記第２部分および前記第３部分の少なくとも一方の厚みは、前記第１部分の厚みよりも大きい、
    請求項１乃至４のいずれか１項に記載の蓄電モジュール。
  6. 前記第１面に垂直な方向における第２部分の寸法は、前記第２面に垂直な方向における第１部分の寸法より大きい、
    請求項１乃至５のいずれか１項に記載の蓄電モジュール。
  7. 前記複数の蓄電装置のうち、隣り合う蓄電装置の間に介在する絶縁性のセパレータをさらに備え、
    前記セパレータは、前記隣り合う蓄電装置の第２面から突出する端部を有し、
    前記バスバーは、前記端部と当接する、
    請求項１乃至６のいずれか１項に記載の蓄電モジュール。
  8. 前記バスバーは、前記蓄電装置と対向する面を覆う絶縁部を有する、
    請求項１乃至７のいずれか１項に記載の蓄電モジュール。
  9. 前記絶縁部は、前記第１部分における前記第１面と対向する面を覆う領域を有し、
    前記領域の一部に前記第１面に向かって突出したリブが形成された
    請求項８に記載の蓄電モジュール。
JP2020558299A 2018-11-20 2019-11-12 蓄電モジュール Active JP7407424B2 (ja)

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