WO2012053581A1 - バスバモジュール及び該バスバモジュールを備えた電源装置 - Google Patents

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博貴 向笠
潤之 加藤
吉岡 伸晃
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矢崎総業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a bus bar module for connecting a plurality of batteries of a power supply device used in a hybrid vehicle or an electric vehicle in series, and a power supply device including the bus bar module.
  • An electric vehicle that travels using an electric motor, a hybrid vehicle that travels using both an engine and an electric motor, and the like are equipped with a power supply device as a drive source of the electric motor.
  • This power supply apparatus includes a battery assembly including a plurality of batteries each having a positive electrode at one end and a negative electrode at the other end, and the plurality of batteries are connected in series to obtain a desired voltage. Has been.
  • the plurality of batteries are arranged along one direction with a positive electrode and a negative electrode adjacent to each other.
  • the power supply device described above is a bus bar module that connects a plurality of batteries of a battery assembly in series by connecting the positive electrode and the negative electrode of each battery adjacent to each other of the battery assembly by a connecting member (for example, a patent Reference 1).
  • the bus bar module disclosed in Patent Document 1 described above includes an insulating frame made of an insulating synthetic resin, a plurality of bus bars that connect power of adjacent batteries, and an FPC as a flat circuit body. I have.
  • the insulating frame was overlaid on the battery assembly.
  • the bus bar is attached to an insulating frame and electrically connects the electrodes of adjacent batteries.
  • the FPC is provided at the center in the width direction of the insulating frame and is routed along the longitudinal direction of the insulating frame.
  • the FPC includes a plurality of conductors parallel to each other and an insulating film that covers these conductors, and is formed into a flat belt shape as a whole.
  • the conductors are provided in one-to-one correspondence with the bus bars.
  • cuts are formed at positions between the conductors of the insulating film, and after each conductor is separated from the other conductors, the FPC is bent so that each conductor faces the corresponding bus bar.
  • Each conductor is attached to a corresponding bus bar.
  • the bus bar module disclosed in Patent Document 1 described above connects a plurality of batteries of a battery assembly in series by connecting electrodes of batteries adjacent to each other in the bus bar, and an FPC conductor is connected to the bus bar. Therefore, the potential difference between the electrodes of each battery can be measured.
  • the FPC conductor is connected to the corresponding bus bar, and each bus bar is arranged along one direction with the positive electrode and the negative electrode adjacent to each other.
  • the electrodes of any two of the plurality of batteries are connected to each other.
  • the above-described FPC is obtained by forming the above-described cuts from the state where all the conductors have the same length, or by removing unnecessary portions and then bending each conductor toward the corresponding bus bar.
  • the bus bar module disclosed in Patent Document 1 described above has a tendency to increase the man-hours required for connecting the conductor of the FPC as a flat circuit body to the bus bar and to increase the cost.
  • an object of the present invention is to reduce a man-hour required for connecting a conductor of a flat circuit body (flat electric wire) to a bus bar and to prevent an increase in cost, and a power supply device including the bus bar module Is to provide.
  • the bus bar module includes a positive electrode of one battery adjacent to each other and another battery in a battery assembly formed by stacking a plurality of batteries.
  • the flat electric wire is adjacent to the plurality of bus bars, and the plurality of batteries are stacked in the longitudinal direction of the conductor.
  • the bus bar is connected to the battery provided with electrodes adjacent to each other, and the bus bar is connected to the bus bar main body and overlaps the flat electric wire. Is characterized in that a plurality of the connecting portion connected to one of the conductors of the conductors, the.
  • the bus bar module of the present invention described in claim 2 is the bus bar module according to claim 1, wherein the connection portion is superposed on the covering portion of the flat electric wire and subjected to ultrasonic bonding. It is characterized by being joined to the conductor.
  • a bus bar module is the bus bar module according to the first or second aspect, wherein the plurality of bus bars and the flat electric wires are attached and overlapped on the battery assembly.
  • the bus bar plate further includes an electric wire accommodating portion that accommodates the flat electric wire, each accommodating one bus bar, and a plurality of batteries of the battery assembly are arranged along a direction in which they are overlapped with each other.
  • a plurality of storage chambers, and a partition wall provided between the wire storage portion and a bus bar storage portion attached to the wire storage portion. The partition wall is stored in each of the storage chambers.
  • a slit for passing the connecting portion of the bus bar is provided.
  • a bus bar module is the bus bar module according to any one of the first to third aspects, wherein the flat wires have different lengths and are one of the battery assemblies.
  • a bus bar module according to a fifth aspect of the present invention is the bus bar module according to any one of the first to fourth aspects, wherein the flat wire is disposed between the connection portion and the wire accommodating portion.
  • the bus bar is provided at a sandwiched position.
  • a bus bar module according to a sixth aspect of the present invention is the bus bar module according to the fifth aspect, wherein the connecting portion includes a connecting portion main body flush with both surfaces of the bus bar main body, The connection part main body is provided with a recess that can enter through a flat electric wire.
  • a bus bar module according to a seventh aspect of the present invention is the bus bar module according to the fifth aspect, wherein the connection portion is flush with both surfaces of the bus bar main body and both edges of the connection box main body. And a pair of side wall portions erected toward the electric wire housing portion, and the electric wire housing portion is provided with a convex portion that can enter between the pair of side wall portions via the flat electric wire. It is said.
  • the power supply device of the present invention described in claim 8 includes a battery assembly including a plurality of batteries each having a positive electrode at one end and a negative electrode at the other end, and the battery assembly attached to the battery assembly.
  • a bus bar module for connecting a plurality of batteries in a body in series and a pair of electric wires connected to electrodes for taking out the voltages of the plurality of batteries connected in series as a bus bar module.
  • a power supply device comprising the bus bar module according to any one of claims 1 to 7.
  • a flat electric wire is provided adjacent to a plurality of bus bars, and the bus bar is connected to the bus bar main body and overlapped with the flat electric wire and connected to one conductor. Since the portion is provided, it is not necessary to make a cut in the covering portion between the conductors of the flat electric wire, and it is not necessary to bend each conductor of the flat electric wire toward the corresponding bus bar.
  • connection portion is bonded to the conductor by ultrasonic bonding, the frictional heat generated during ultrasonic bonding covers the gap between the conductor and the connection portion. Since the portion can be removed, the conductor of the flat electric wire can be joined to the connection portion of each bus bar without removing the covering portion.
  • the slit through which the connecting portion of the bus bar passes is provided in the partition wall between the bus bar housing portion that houses the bus bar and the wire housing portion that houses the flat wire. Therefore, a connection part and each conductor of a flat electric wire can be reliably connected through a slit.
  • a plurality of flat electric wires having different lengths and overlapping one end of the battery assembly close to the battery are provided, and the short flat electric wires are provided. Since the conductor is connected to the connecting portion of the bus bar near one end in order, the material yield of the flat wire can be improved.
  • the connecting portion of the bus bar sandwiches the flat electric wire between the electric wire housing portion, the connecting portion and the conductor are mutually connected even when the flat electric wire is pulled. It can prevent peeling.
  • the connecting portion main body of the bus bar enters the recess provided in the wire accommodating portion via the flat electric wire, even if the flat electric wire is pulled, The stress is supported by the inner wall surface of the recess and does not act directly on the connection portion between the connection portion main body and the conductor. Therefore, it can prevent reliably that a connection part and a conductor mutually peel.
  • the convex portion provided in the electric wire accommodating portion enters between the pair of side wall portions of the bus bar via the flat electric wire, even if the flat electric wire is pulled.
  • the stress is supported by the surface of the convex portion and the inner surface of the side wall portion, and does not act directly on the connection portion between the connection portion and the conductor. Therefore, it can prevent reliably that a connection part and a conductor mutually peel.
  • the present invention according to claim 1 does not need to make a cut in the covering portion between the conductors of the flat wire, and does not need to bend each conductor of the flat wire toward the corresponding bus bar.
  • the conductor of the flat electric wires can be connected to the connecting portion of the bus bar. Therefore, it is possible to reduce man-hours required when connecting the conductor of the flat electric wire to the bus bar, and to prevent the cost from rising.
  • each of the connecting part and the flat electric wire is passed through the slit.
  • the conductor can be securely connected.
  • the present invention according to claim 4 can improve the material yield of the flat electric wire, it is possible to reliably prevent an increase in cost.
  • the present invention according to claim 5 can prevent the connecting portion and the conductor from being separated from each other even when the flat electric wire is pulled.
  • the present invention according to claim 6 can reliably prevent the connecting portion and the conductor from being separated from each other even when the flat electric wire is pulled.
  • the present invention according to claim 7 can reliably prevent the connecting portion and the conductor from being separated from each other even when the flat electric wire is pulled.
  • the present invention according to claim 8 includes the bus bar module described above, man-hours required for connecting the conductor of the flat electric wire to the bus bar can be reduced, and an increase in cost can be prevented.
  • FIG. 2 is a perspective view of a bus bar module of the power supply device shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view showing the bus bar module shown in FIG. 2. It is a perspective view which expands and shows the principal part of the bus bar module shown by FIG. It is a perspective view which expands and shows the other principal part of the bus bar module shown by FIG.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI in FIG. 1. It is a perspective view of the principal part of the bus bar module of the power supply device concerning the 2nd Embodiment of this invention.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line IX-IX in FIG. It is a perspective view of the bus bar of the bus bar module of the power supply device concerning the 3rd Embodiment of this invention. It is sectional drawing which looked at the bus bar and bus bar plate shown by FIG. 10 from the side. It is sectional drawing which looked at the state which attached the bus bar shown by FIG. 11 to the bus bar plate from the side. It is sectional drawing which looked at the principal part of the bus bar and bus bar plate shown by FIG. 11 from the side. It is sectional drawing which looked at the principal part of the state which attached the bus bar shown by FIG. 12 to the bus bar plate from the side.
  • FIG. 15 It is a perspective view of the modification of the bus bar shown by FIG. It is sectional drawing which looked at the principal part of the bus bar and bus bar plate shown by FIG. It is sectional drawing which looked at the principal part of the state which attached the bus bar shown by FIG. 15 to the bus bar plate from the side.
  • a power supply device 1 according to an embodiment of the present invention is mounted on an electric vehicle that travels by the driving force of an electric motor, a hybrid vehicle that travels by the driving force of both an engine and an electric motor, and the like. Supply.
  • the power supply device 1 of the present invention includes a battery assembly 2, a pair of power cables (not shown), and a bus bar module 5 attached to the battery assembly 2.
  • the battery assembly 2 includes a plurality of batteries 3 and a fixing member 4 that fixes the plurality of batteries 3 so as to overlap each other (bundled and fixed).
  • each of the plurality of batteries 3 includes a rectangular battery body 10, a positive electrode (hereinafter referred to as a positive electrode) 11, a negative electrode (hereinafter referred to as a negative electrode) 12, It has.
  • the positive electrode 11 is provided at one end of the battery body 10.
  • the negative electrode 12 is provided at the other end of the battery body 10.
  • the positive electrode 11 and the negative electrode 12 are made of a conductive metal and are formed in a cylindrical shape.
  • the positive electrode 11 and the negative electrode 12 protrude from one end face (hereinafter referred to as one end face) 10a of the battery body 10 in the same direction and are arranged in parallel (parallel) to each other.
  • the plurality of batteries 3 having the above-described configuration are arranged so that the positive electrodes 11 and the negative electrodes 12 of the adjacent batteries 3 are adjacent to each other in a state where the one end faces 10 a are located on the same plane. , Arranged in one direction (arrow X in FIG. 1). That is, the plurality of batteries 3 are stacked in a state where the positive electrodes 11 and the negative electrodes 12 are alternately reversed.
  • the arrow X described above is referred to as a direction in which the batteries 3 are overlapped with each other, and a direction parallel to the one end face 10a and orthogonal to (intersects with) the overlapped direction X is a width direction.
  • a direction that is orthogonal to (intersects) both the overlapped direction X and the width direction Z is referred to as a height direction Y.
  • 21 batteries 3 are provided.
  • the fixing member 4 includes a pair of end plates 13 and a restraining band 14.
  • Each of the pair of end plates 13 is made of an insulating material and formed in a rectangular shape. As shown in FIG. 1, the pair of end plates 13 are arranged to sandwich the above-described plurality of batteries 3 between each other, and are respectively attached to both end portions in the direction X in which the plurality of batteries 3 of the battery assembly 2 are stacked. It is arranged.
  • the restraint band 14 is made of an insulating material and is formed in a band plate shape.
  • a plurality (four in the illustrated example) of the restraining bands 14 are provided. As shown in FIG. 1 or 2, the one end surface 10a of the plurality of batteries 3 of the battery assembly 2 and the back side of the one end surface 10a. It is arranged on the bottom of the.
  • the plurality of restraint bands 14 are arranged in parallel to the direction X in which the plurality of batteries 3 are overlapped with each other, and are provided at intervals in a direction orthogonal to the direction X in which the plurality of batteries 3 are overlapped. Yes.
  • the fixing member 4 having the above-described configuration sandwiches the plurality of batteries 3 between a pair of end plates 13, and both ends in the longitudinal direction of the plurality of restraining bands 14 are respectively bolts or the like.
  • a plurality of batteries 3 are bundled, that is, integrated and held by being fixed to each end plate 13.
  • Each of the pair of power cables is a well-known covered electric wire having a conductive core wire and an insulating covering portion that covers the core wire.
  • terminals that can be connected to the positive or negative electrodes 11 and 12 of each battery 3 are attached to the terminals.
  • the pair of power cables includes a positive electrode (total + terminal) 11 of a battery 3a (hereinafter, denoted by reference numeral 3a) at one end in the stacked direction X among the plurality of batteries 3 of the battery assembly 2 as terminals. Connected. Further, the other power cable of the pair of power cables is connected to the battery 3b at the other end of the stacked direction X among the plurality of batteries 3 of the battery assembly 2 (hereinafter denoted by reference numeral 3b). Of the negative electrode (total terminal) 12. These power cables are connected to the motor of the automobile and supply electric power for traveling to the motor.
  • the bus bar module 5 mainly connects the plurality of batteries 3 described above in series. As shown in FIGS. 1 and 2, the bus bar module 5 includes a plurality of bus bars 6 that connect the plurality of batteries 3 in series, and the plurality of bus bars. 6 includes FFCs 7 as a plurality of flat electric wires connected to each of them, and a bus bar plate 8 made of synthetic resin that accommodates them.
  • the bus bar 6 is obtained by, for example, pressing a conductive metal plate. In the present embodiment, a total of 20 bus bars 6 are provided. Ten bus bars 6 are arranged in a straight line along the overlapped direction X, ten at each end in the width direction Z of the one end face 10a of the battery assembly 2. As shown in FIG. 3, the bus bar 6 includes a flat bus bar body 20 and a connection piece 21 as a connection portion connected to the bus bar body 20.
  • the bus bar body 20 has a rectangular planar shape, and is provided with two electrode through holes 22 with an interval in the longitudinal direction.
  • the connecting piece 21 is erected from the inner edge in the width direction Z of the battery assembly 2 of the bus bar body 20 and from the center in the longitudinal direction of the inner edge.
  • the connection piece 21 is provided with an indent 23 (shown in FIG. 6) protruding from the connection piece 21 toward an FFC (Flexible Flat Cable) 7 held on a bus bar plate 8 described later.
  • the indent 23 is formed in a round polygonal shape in plan view, and protrudes to the FFC 7 side from the other part of the connection piece 21.
  • the distances from the surface of the bus bar body 20 of the indents 23 of the bus bars 6 adjacent to each other are provided at different positions.
  • the battery 3a at one end is changed from the battery 3a at one end of the ten bus bars 6 stacked on each end in the width direction Z of the one end face 10a of the battery assembly 2 described above.
  • the distance from the surface of the bus bar body 20 of the indent 23 gradually increases from the bus bar 6 closest to the battery 3a at the one end to the fifth bus bar 6 as it goes.
  • the bus bar 6 closest to the battery 3b at the other end to the fifth bus bar 6 is connected to the bus bar body 20 of the indent 23. The distance from the surface is getting closer.
  • the distance from the surface of the bus bar body 20 of the indent 23 of the bus bar 6 closest to the battery 3a at the one end and the sixth from the bus bar 6 closest to the battery 3a at the one end is equal, and the distance from the bus bar 6 closest to the battery 3a at one end to the surface of the bus bar body 20 of the indent 23 of the second bus bar 6;
  • the indent 23 of the seventh bus bar 6 from the bus bar 6 closest to the battery 3a at the one end is equal to the distance from the surface of the bus bar body 20 and the third from the bus bar 6 near the battery 3a at the one end.
  • the distance from the surface of the bus bar main body 20 to the indent 23 of the bus bar 6 is equal to the distance from the surface of the bus bar main body 20, and the distance from the bus bar 6 closest to the battery 3 a at one end to the surface of the bus bar main body 20 of the indent 23 of the fifth bus bar 6
  • the distance from the surface of the bus bar body 20 of the indent 23 of the bus bar 6 closest to the battery 3b at the other end is equal.
  • interval between each indent 23 is substantially equal to the space
  • the bus bar 6 having the above-described configuration is overlaid on the one end face 10a of the batteries 3 adjacent to each other, and a locking claw 40 (described later) is locked to the outer edge of the bus bar main body 20, and the electrode through-hole 22 is also locked.
  • the electrodes 11, 12 are passed through and the nuts 24 are screwed into the electrodes 11, 12, thereby connecting the electrodes 11, 12 of the adjacent batteries 3 to each other.
  • the bus bar 6 is provided at a position where the connecting piece 21 sandwiches the FFCs 7a and 7b between the connecting piece 21 and a mounting wall 36 of the electric wire housing portion 28 described later.
  • FFC7 As FFC7, as shown in FIG.3 and FIG.4, two short FFC7a with a short length and two long FFC7b longer than the short FFC7a are each provided.
  • One short FFC 7 a and one long FFC 7 b are overlapped with each other and provided at both ends in the width direction on one end face 10 a of the battery assembly 2.
  • These one short FFC 7a and one long FFC 7b are overlapped with each other at one end of the short FFC 7a.
  • each of the short FFC 7 a and the short FFC 7 a is provided with five conductors 25 that are parallel to each other at intervals and an insulating sheet 26 that covers the conductors 25 and is flat. It is formed in a band shape.
  • the flat electric wire as used in the field of this invention means the thing formed in the flat strip
  • the conductor 25 is made of a conductive metal such as copper or a copper alloy.
  • the insulating sheet 26 is made of an insulating synthetic resin and is formed in a sheet shape.
  • the length of the short FFC 7a described above is formed to be substantially equal to the distance from the connection piece 21 of the bus bar 6 closest to the battery 3a at the one end to the connection piece 21 of the fifth bus bar 6.
  • the length of the long FFC 7b is substantially equal to the distance from the connection piece 21 of the bus bar 6 closest to the battery 3a at the one end to the connection piece 21 of the bus bar 6 closest to the battery 3b at the other end.
  • the conductor 25 of the short FFC 7a has a one-to-one correspondence with the fifth bus bar 6 from the bus bar 6 closest to the battery 3a at the one end.
  • the conductor 25 of the short FFC 7a faces the indent 23 provided on the connection piece 21 of the corresponding bus bar 6. That is, in the present embodiment, the conductor 25 located at the lowermost position in FIG. 4 is opposed to the indent 23 of the bus bar 6 (6a) closest to the battery 3a at one end, and is the second conductor 25 from the bottom in FIG.
  • the conductor 25 has an insulating sheet 26 of a short FFC 7a superimposed on the connection piece 21 of the bus bar 6 and is pressed in a direction in which the conductors approach each other to be applied with ultrasonic vibration.
  • the insulating sheet 26 is melted and removed, and is ultrasonically bonded to the indent 23 of the connection piece 21 of the corresponding bus bar 6.
  • the conductor 25 of the short FFC 7a is connected to the indent 23 of the connection piece 21 of the corresponding bus bar 6.
  • the conductor 25 of the long FFC 7b has a one-to-one correspondence with the fifth bus bar 6 from the bus bar 6 closest to the battery 3b at the other end.
  • the conductor 25 of the long FFC 7b faces the indent 23 provided on the connection piece 21 of the corresponding bus bar 6. That is, in this embodiment, the conductor 25 located at the uppermost position in FIG. 5 is opposed to the indent 23 of the bus bar 6 (6j) closest to the battery 3b at the other end, and the second conductor 25 from the top in FIG.
  • the conductor 25 is overlapped with the connection piece 21 of the bus bar 6 corresponding to the long FFC 7b, and is pressed in a direction in which they approach each other, and is applied with ultrasonic vibration, whereby the insulating sheet between the conductor 25 and the connection piece 21 is provided. 26 is melted and removed and ultrasonically joined to the indent 23 of the connecting piece 21 of the corresponding bus bar 6.
  • the conductor 25 of the long FFC 7 b is connected to the indent 23 of the connection piece 21 of the corresponding bus bar 6.
  • the conductor 25 is connected to the bus bar 6 closer to one end in order from the short FFC 7a and 7b.
  • Each conductor 25 of FFC7a, 7b mentioned above is connected to the voltage detection circuit which is not shown in figure.
  • bus bar plates 8 are provided.
  • the bus bar plate 8 extends linearly along the overlapped direction X described above, and is provided on both ends in the width direction Z on the one end face 10 a of the battery assembly 2.
  • the bus bar plate 8 includes a bus bar accommodating portion 27 and an electric wire accommodating portion 28, respectively.
  • the bus bar accommodating portion 27 and the electric wire accommodating portion 28 are each made of an insulating synthetic resin.
  • the bus bar housing portion 27 is integrally provided with a housing chamber 29 that is arranged along the overlapped direction X and formed in a frame shape, and an elastic connecting piece 30 that connects the housing chambers 29 adjacent to each other. .
  • the length of the bus bar accommodating portion 27 is substantially equal to the length of the battery assembly 2.
  • ten accommodating chambers 29 are provided in the same number as the bus bars 6 arranged along the overlapped direction X.
  • the storage chamber 29 is formed in a rectangular shape in which the planar shape of the inner space is substantially equal to the planar shape of the bus bar body 20 of the bus bar 6.
  • Each accommodation room 29 accommodates one bus bar 6.
  • the wall 31 closer to the inner side in the width direction Z of the battery assembly 2 of each storage chamber 29 of the bus bar storage portion 27 forms a partition wall as described in the claims.
  • a slit 32 through which the connecting piece 21 is passed passes through a wall 31 as a partition wall of each storage chamber 29.
  • the slit 32 is provided in the center of the above-described overlapping direction X of the wall 31.
  • the slit 32 causes the connection piece 21 to pass through the inside, and causes the connection piece 21 to protrude into the electric wire housing portion 28, that is, toward the FFC 7 a and 7 b.
  • the elastic connecting piece 30 is provided so as to be elastically deformable, and can change the relative positions of the storage chambers 29 adjacent to each other by elastic deformation. Further, a locking claw 40 (shown in FIG. 6 and the like) for locking to the outer edge of the bus bar body 20 of the bus bar 6 is provided on the wall 31 of the storage chamber 29 and the wall 31a facing the wall 31, respectively. .
  • the electric wire housing portion 28 is formed in a plate shape having substantially the same length as the bus bar housing portion 27.
  • the electric wire accommodating portion 28 is attached to the bus bar accommodating portion 27 in a state substantially parallel to the bus bar accommodating portion 27.
  • the wire accommodating portion 28 is provided corresponding to each accommodating chamber 29 and is elastically coupled by connecting a plurality of accommodating portion main bodies 33 arranged along the superimposed direction X and the accommodating portion main bodies 33 adjacent to each other.
  • the piece 34 is provided integrally.
  • the accommodating part main body 33 is provided ten as many as the bus bars 6 arranged along the direction X which overlapped.
  • the housing portion main body 33 is attached to the wall 31 of the housing chamber 29 when the electric wire housing portion 28 is attached to the bus bar housing portion 27.
  • the accommodating portion main body 33 is overlapped on the one end face 10a of the battery assembly 2 in the accommodating chamber 29, and is erected from the overlapping wall 35 and parallel to the wall 31 of the accommodating chamber 29 with a space therebetween.
  • the mounting wall 36 is provided integrally, and is formed in an L-shaped cross section.
  • the accommodating portion main body 33 accommodates the FFCs 7 a and 7 b by overlapping the FFCs 7 a and 7 b described above on the surface of the placement wall 36.
  • the FFCs 7a and 7b accommodated in the electric wire accommodating part 28 are provided adjacent to the plurality of bus bars 6 and the longitudinal direction of the conductor 25 is provided in parallel with the superimposed direction X described above.
  • the elastic connecting piece 34 is provided so as to be elastically deformable, and the relative position of the storage chambers 29 adjacent to each other can be changed by elastic deformation.
  • the bus bar plate 8 of the bus bar module 5, the bus bar 6, the FFCs 7 a, 7 b, etc. are separately manufactured in advance, and each bus bar 6 is fitted into the receiving chamber 29 of the bus bar receiving portion 27 of each bus bar plate 8.
  • Each bus bar 6 may be disposed in each storage chamber 29 by insert molding on the bus bar plate 8.
  • the connection piece 21 of each bus bar 6 is passed through the slit 32.
  • the bus bar plate 8 assembled in this manner is overlaid on both ends in the width direction Z of the one end face 10a of the battery assembly 2, and the electrodes 11, 12 to which the power cable is connected in the electrode through holes 22 of the bus bar 6 are provided.
  • a nut 24 is screwed into the electrodes 11 and 12 through the electrodes 11 and 12 of the batteries 3 except for each other.
  • the bus bar module 5 is attached to the battery assembly 2 by fixing each bus bar 6 to the battery assembly 2. Then, the power cable is attached to the electrodes 11 and 12 described above.
  • the bus bar plate 8 to which the bus bar 6 and the FFCs 7a and 7b are attached that is, the entire bus bar module 5 is overlapped with the battery assembly 2 and attached to the battery assembly 2, whereby the power supply device 1 is assembled.
  • the FFCs 7 a and 7 b are provided adjacent to the plurality of bus bars 6, and the connection pieces 21 that are connected to the bus bar main body 20 on the bus bar 6 and overlap the FFCs 7 a and 7 b and are connected to the single conductor 25. Since it is provided, it is not necessary to cut the insulating sheet 26 between the conductors 25 of the FFCs 7a and 7b, and it is not necessary to bend each conductor 25 of the FFCs 7a and 7b toward the corresponding bus bar 6. For this reason, by arranging the FFCs 7 a and 7 b side by side on the plurality of bus bars 6, the conductors 25 of the FFCs 7 a and 7 b can be connected to the connection piece 21 of the bus bar 6. Therefore, man-hours required when connecting the conductors 25 of the FFCs 7a and 7b to the bus bar 6 can be reduced, and an increase in cost can be prevented.
  • connection piece 21 is joined to the conductor 25 by ultrasonic bonding
  • the insulating sheet 26 can be removed from between the conductor 25 and the connection piece 21 by frictional heat generated during ultrasonic bonding.
  • the conductor 25 of the FFCs 7a and 7b can be joined to the connection piece 21 of each bus bar 6 without removing the above. For this reason, the man-hours required when connecting the conductors 25 of the FFCs 7a and 7b to the bus bar 6 can be surely reduced.
  • a slit 32 for passing the connection piece 21 of the bus bar 6 is provided in the wall 31 between the FFC 7 a and 7 b of the bus bar housing part 27 for housing the bus bar 6 and connecting through the slit 32.
  • the piece 21 and the conductors 25 of the FFCs 7a and 7b can be reliably connected.
  • the electric wire accommodating part 28 Since the electric wire accommodating part 28 has the mounting wall 36 parallel to the wall 31 and on which FFCs 7a and 7b are stacked, the FFCs 7a and 7b are erected with respect to the bus bar body 20 of the bus bar 6. It can be accommodated in the electric wire accommodating portion 28. For this reason, it can prevent that the space concerning wiring of FFC7a, 7b increases. Therefore, the enlargement of the bus bar module 5 and the power supply device 1 including the bus bar module 5 can be prevented.
  • the battery assembly 2 has a short FFC 7a and a long FFC 7b in which one end of the battery assembly 2 near the battery 3a is overlapped with each other. Since it is connected to the connection piece 21 of the bus bar 6, in this embodiment, the length of the short FFC 7a can be made about half the length of the long FFC 7b, and the material yield of the FFC 7a, 7b can be improved. Therefore, it is possible to reliably prevent an increase in cost.
  • the indent 23 is provided on the connection piece 21, the conductors 25 of the FFCs 7a and 7b can be reliably connected to the connection piece 21.
  • the indent 23 provided on the connection piece 21 protrudes toward the wire accommodating portion 28, that is, the FFCs 7a and 7b, from the other portions, the joining portion of the conductor 25 to the connection piece 21 can be easily made by the indent 23. I can grasp. Therefore, it is possible to prevent the wrong conductor 25 from being connected to the connection piece 21.
  • the connecting piece 21 and the conductor 25 are separated from each other even when the FFCs 7a and 7b are pulled. Can be prevented.
  • the power supply device 1 having the above-described configuration includes the bus bar module 5 described above, it is possible to reduce man-hours required to connect the conductors 25 of the FFCs 7a and 7b to the bus bar 6 and to prevent an increase in cost. .
  • FIGS. a power supply device 1 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Note that the same parts as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • connection piece 21 of the bus bar 6 is formed flush with the bus bar body 20. That is, the connection piece 21 is formed flush with both surfaces of the bus bar body 20.
  • the electric wire accommodating portion 28 is formed integrally with the bus bar accommodating portion 27, and the placement wall 36 is erected in a direction orthogonal to the wall 31 to be substantially flush with the bottom wall of the accommodating chamber 29. ing. Further, the electric wire housing portion 28 includes a protective wall 41 erected from the edge of the placement wall 36 on the side away from the wall 31. 7, 8, and 9 show the end of the other end of the bus bar module 5 near the battery 3 b.
  • connection piece 21 of the bus bar 6 includes a connection piece body 42 as a connection part body that is flush with the bus bar body 20 and a pair of side wall parts 43.
  • connection piece main body 42 is formed flush with both surfaces of the bus bar main body 20.
  • the pair of side wall portions 43 are erected in a direction away from the battery 3 from both edges in the direction X in which the batteries 3 of the connection piece main body 42 overlap each other.
  • invades in the mounting wall 36 of the electric wire accommodating part 28 is provided.
  • FFCs 7a and 7b are overlapped in the recess 44, and the connection piece main body 42 of the bus bar 6 overlapped on the FFCs 7a and 7b enters.
  • the connection piece main body 42 can enter the recess 44 via the FFCs 7a and 7b.
  • connection piece main body 42 of the bus bar 6 enters the recess 44 provided in the wire housing portion 28 via the FFCs 7a and 7b. Therefore, even if the FFCs 7 a and 7 b are pulled, this stress is supported by the inner wall surface of the recess 44 and does not directly act on the connection portion between the connection piece main body 42 and the conductor 25. Therefore, it is possible to reliably prevent the connection piece 21 and the conductor 25 from being separated from each other.
  • a pair of side wall part 43 approaches the battery 3 from the both edges of the direction X on which the batteries 3 of the connection piece main body 42 were piled up.
  • a convex portion 45 may be provided to stand between the pair of side wall portions 43 of the bus bar 6 on the mounting wall 36 of the electric wire housing portion 28.
  • the FFCs 7a and 7b are overlapped on the convex portion 45, and further enter between the pair of side wall portions 43 of the bus bar 6 stacked on the FFCs 7a and 7b.
  • the convex portion 45 can enter between the pair of side wall portions 43 via the FFCs 7a and 7b.
  • FFCs Flexible Flat Cables 7a and 7b are shown as flat electric wires.
  • the present invention is not limited to FFCs 7a and 7b, and well-known FPCs (Flexible Printed Circuits) may be used.
  • embodiment mentioned above only showed the typical form of this invention, and this invention is not limited to embodiment.
  • Various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
  • the FFC having a plurality of conductors in parallel is used, but a plurality of narrow FFCs may be used in parallel.
  • a bus bar module according to the present invention and a power supply device including the bus bar module are used as a bus bar module for connecting a plurality of batteries of a power supply device used in a hybrid vehicle or an electric vehicle in series and a power supply device including the bus bar module. it can.

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Abstract

【課題】フラット電線の導体をバスバに接続する工数を削減してコストの高騰を防止できるバスバモジュール及びこのバスバモジュールを備えた電源装置を提供する。 【解決手段】バスバモジュール5は電池集合体2の互いに隣り合う電池3の正の電極11と他の電池3の負の電極12とを接続するバスバ6と互いに平行な複数の導体25と複数の導体25を被覆したシート状の被覆部26とを有したフラット電線7a,7bとを備えフラット電線7a,7bの導体25それぞれが一つのバスバ6に接続されている。フラット電線7a,7bは複数のバスバ6に隣接して導体25の長手方向が複数の電池3が重ねられた方向Xと平行に設けられている。バスバ6は電池集合体2に重ねられたバスバ本体20とバスバ本体20に連なりかつフラット電線7a,7bに重なって複数の導体25のうちの一本の導体25に接続した接続片25を備えている。

Description

バスバモジュール及び該バスバモジュールを備えた電源装置
 本発明は、ハイブリッド自動車や電気自動車などに用いられる電源装置の複数の電池を直列に接続するバスバモジュール及び当該バスバモジュールを備えた電源装置に関する。
 電動モータを用いて走行する電気自動車や、エンジンと電動モータとを併用して走行するハイブリッド自動車などには、前記電動モータの駆動源としての電源装置が搭載されている。この電源装置は、一端に正の電極と他端に負の電極とが設けられた複数の電池から構成される電池集合体を備え、所望の電圧を得るために前記複数の電池は直列に接続されている。これら複数の電池は、正の電極と負の電極とが互いに隣り合う状態で、一方向に沿って並べられている。
 前述した電源装置は、電池集合体の互いに隣り合う各電池の正の電極と負の電極とを接続部材によって接続して、電池集合体の複数の電池を直列に接続するバスバモジュール(例えば、特許文献1参照)を備えている。前述した特許文献1に示されたバスバモジュールは、絶縁性の合成樹脂で構成された絶縁枠体と、互いに隣り合う電池の電力同士を接続する複数のバスバと、フラット回路体としてのFPCとを備えている。
 絶縁枠体は、電池集合体上に重ねられた。前記バスバは、絶縁枠体に取り付けられて、互いに隣り合う電池の電極同士を電気的に接続する。FPCは、絶縁枠体の幅方向の中央に設けられかつ当該絶縁枠体の長手方向に沿って配索されている。FPCは、互いに平行な複数の導体と、これら導体を被覆した絶縁フィルムを備えて、全体として扁平な帯状に形成されている。導体は、バスバと1対1で対応して設けられている。FPCは、絶縁フィルムの導体間の位置に切込みが形成されて、各導体が他の導体と分離された後、各導体が対応するバスバに向かうように折り曲げられる。そして、各導体が対応するバスバに取り付けられる。
 前述した特許文献1に示されたバスバモジュールは、バスバが互いに隣り合う電池の電極同士を接続することで、電池集合体の複数の電池を直列に接続するとともに、バスバにFPCの導体が接続していることで、各電池の電極間の電位差を測定することを可能としている。
特開2010-114025号公報
 しかしながら、前述した特許文献1に示されたバスバモジュールは、FPCの導体が対応するバスバに接続して、各バスバが正の電極と負の電極とが互いに隣り合う状態で一方向に沿って並べられた複数の電池のうちの任意の二つの電池の電極同士を接続している。前述したFPCは、全ての導体が同じ長さの状態から前述した切込みが形成されたり、不要な部分が除去された後、各導体が対応するバスバに向かって折り曲げられて得られる。このように、前述した特許文献1に示されたバスバモジュールは、特に、フラット回路体としてのFPCの導体をバスバに接続する際にかかる工数が増加して、コストが高騰する傾向であった。
 したがって、本発明の目的は、特に、フラット回路体(フラット電線)の導体をバスバに接続する際にかかる工数を削減して、コストの高騰を防止できるバスバモジュール及びこのバスバモジュールを備えた電源装置を提供することにある。
 前記課題を解決するために、請求項1に記載された本発明のバスバモジュールは、複数の電池が重ねられて構成された電池集合体の互いに隣り合う一つの電池の正の電極と他の電池の負の電極とを接続することで前記複数の電池を直列に接続する複数のバスバと、互いに平行な複数の導体と前記複数の導体を被覆したシート状の被覆部とを有したフラット電線と、を備え、前記フラット電線の前記導体それぞれが一つのバスバに接続されたバスバモジュールにおいて、前記フラット電線は、前記複数のバスバに隣接して、前記導体の長手方向が前記複数の電池が重ねられた方向と平行に設けられ、前記バスバは、互いに隣り合う電極が設けられた電池に重ねられたバスバ本体と、前記バスバ本体に連なりかつ前記フラット電線に重なって前記複数の導体のうちの一本の導体に接続した接続部と、を備えたことを特徴としている。
 請求項2に記載された本発明のバスバモジュールは、請求項1に記載のバスバモジュールにおいて、前記接続部は、前記フラット電線の前記被覆部に重ねられて超音波接合が施されることで、前記導体に接合されていることを特徴としている。
 請求項3に記載された本発明のバスバモジュールは、請求項1又は請求項2に記載のバスバモジュールにおいて、前記複数のバスバと前記フラット電線とが取り付けられて前記電池集合体に重ねられたバスバプレートを更に備え、前記バスバプレートは、前記フラット電線を収容する電線収容部と、それぞれが一つのバスバを収容しかつ前記電池集合体の複数の電池が互いに重ねられた方向に沿って並べられた収容室を複数有しているとともに前記電線収容部との間に隔壁が設けられて前記電線収容部に取り付けられるバスバ収容部と、を備え、前記隔壁には、前記収容室それぞれに収容された前記バスバの前記接続部を通すスリットが設けられていることを特徴としている。
 請求項4に記載された本発明のバスバモジュールは、請求項1乃至請求項3のうちいずれか一項に記載のバスバモジュールにおいて、前記フラット電線として、互いに長さの異なりかつ電池集合体の一方の端の電池寄りの端部が互いに重ねられたフラット電線が複数設けられ、かつ、長さの短いフラット電線から順に、前記導体が前記一方の端寄りの前記バスバに接続されていることを特徴としている。
 請求項5に記載された本発明のバスバモジュールは、請求項1乃至請求項4のうちいずれか一項に記載のバスバモジュールにおいて、前記接続部が前記電線収容部との間に前記フラット電線を挟みこむ位置に、前記バスバが設けられていることを特徴としている。
 請求項6に記載された本発明のバスバモジュールは、請求項5に記載のバスバモジュールにおいて、前記接続部が前記バスバ本体の両表面と面一の接続部本体を備え、前記電線収容部に前記フラット電線を介して前記接続部本体が侵入可能な凹部が設けられていることを特徴としている。
 請求項7に記載された本発明のバスバモジュールは、請求項5に記載のバスバモジュールにおいて、前記接続部が前記バスバ本体の両表面と面一の接続部本体と、この接続箱本体の両縁から前記電線収容部に向かって立設した一対の側壁部とを備え、前記電線収容部に前記フラット電線を介して前記一対の側壁部間に侵入可能な凸部が設けられていることを特徴としている。
 請求項8に記載された本発明の電源装置は、一端に正の電極と他端に負の電極とを有する電池を複数備えた電池集合体と、前記電池集合体に取り付けられて該電池集合体の複数の電池を直列に接続するバスバモジュールと、直列に接続された前記複数の電池の電圧を取り出す電極と接続された一対の電線と、を備えた電源装置において、前記バスバモジュールとして、請求項1ないし請求項7のうちいずれか一項に記載のバスバモジュールを備えていることを特徴とする電源装置である。
 請求項1に記載された本発明のバスバモジュールによれば、フラット電線を複数のバスバに隣接して設け、バスバにバスバ本体に連なりかつフラット電線に重ねられたとともに一本の導体に接続した接続部を設けているので、フラット電線の導体間の被覆部に切込みを入れる必要がないとともに、フラット電線の各導体を対応するバスバに向かって折り曲げる必要が無い。
 請求項2に記載された本発明のバスバモジュールによれば、接続部が超音波接合により導体に接合されているので、超音波接合の際に生じる摩擦熱により導体と接続部との間から被覆部を除去できるので、被覆部を除去することなくフラット電線の導体を各バスバの接続部に接合できる。
 請求項3に記載された本発明のバスバモジュールによれば、バスバを収容するバスバ収容部のフラット電線を収容する電線収容部との間の隔壁にバスバの接続部を通すスリットが設けられているので、スリットを通して接続部とフラット電線の各導体とを確実に接続できる。
 請求項4に記載された本発明のバスバモジュールによれば、長さが異なりかつ電池集合体の一方の端の電池寄りの端部が互いに重ねられたフラット電線が複数設けられ、かつ短いフラット電線から順に、導体が前述した一方の端寄りのバスバの接続部に接続しているので、フラット電線の材料歩留まりを向上することができる。
 請求項5に記載された本発明のバスバモジュールによれば、バスバの接続部が電線収容部との間にフラット電線を挟みこむので、フラット電線が引っ張られても、接続部と導体とが互いに剥離することを防止できる。
 請求項6に記載された本発明のバスバモジュールによれば、バスバの接続部本体がフラット電線を介して電線収容部に設けられた凹部内に侵入するので、フラット電線が引っ張られても、この応力を凹部の内壁面で支えることとなって接続部本体と導体との接続箇所に直接作用しない。よって、接続部と導体とが互いに剥離することを確実に防止できる。
 請求項7に記載された本発明のバスバモジュールによれば、電線収容部に設けられた凸部がフラット電線を介してバスバの一対の側壁部間に侵入するので、フラット電線が引っ張られても、この応力を凸部の表面や側壁部の内面で支えることとなって接続部と導体との接続箇所に直接作用しない。よって、接続部と導体とが互いに剥離することを確実に防止できる。
 請求項8に記載された本発明の電源装置によれば、前述したバスバモジュールを備えているので、フラット電線の各導体を対応するバスバに向かって折り曲げる必要が無い。
 以上説明したように、請求項1に記載の本発明は、フラット電線の導体間の被覆部に切込みを入れる必要がないとともに、フラット電線の各導体を対応するバスバに向かって折り曲げる必要が無いので、複数のバスバにフラット電線を並べて配置することで、当該フラット電線の導体をバスバの接続部に接続できる。したがって、フラット電線の導体をバスバに接続する際にかかる工数を削減して、コストの高騰を防止することができる。
 請求項2に記載の本発明は、被覆部を除去することなくフラット電線の導体を各バスバの接続部に接合できるので、フラット電線の導体をバスバに接続する際にかかる工数を確実に削減することができる。
 請求項3に記載の本発明は、バスバを収容するバスバ収容部のフラット電線を収容する電線収容部との間の隔壁にスリットが設けられているので、当該スリットを通して接続部とフラット電線の各導体とを確実に接続できる。
 請求項4に記載の本発明は、フラット電線の材料歩留まりを向上することができるので、コストの高騰を確実に防止することができる。
 請求項5に記載の本発明は、フラット電線が引っ張られても、接続部と導体とが互いに剥離することを防止できる。
 請求項6に記載の本発明は、フラット電線が引っ張られても、接続部と導体とが互いに剥離することを確実に防止できる。
 請求項7に記載の本発明は、フラット電線が引っ張られても、接続部と導体とが互いに剥離することを確実に防止できる。
 請求項8に記載の本発明は、前述したバスバモジュールを備えているので、フラット電線の導体をバスバに接続する際にかかる工数を削減して、コストの高騰を防止することができる。
本発明の第1の実施形態にかかる電源装置を分解して示す斜視図である。 図1に示された電源装置のバスバモジュールの斜視図である。 図2に示されたバスバモジュールを分解して示す斜視図である。 図3に示されたバスバモジュールの要部を拡大して示す斜視図である。 図3に示されたバスバモジュールの他の要部を拡大して示す斜視図である。 図1中のVI-VI線に沿った断面図である。 本発明の第2の実施形態にかかる電源装置のバスバモジュールの要部の斜視図である。 図7に示されたバスバモジュールの要部の平面図である。 図8中のIX-IX線に沿った断面図である。 本発明の第3の実施形態にかかる電源装置のバスバモジュールのバスバの斜視図である。 図10に示されたバスバとバスバプレートを側方からみた断面図である。 図11に示されたバスバをバスバプレートに取り付けた状態を側方からみた断面図である。 図11に示されたバスバとバスバプレートの要部を側方からみた断面図である。 図12に示されたバスバをバスバプレートに取り付けた状態の要部を側方からみた断面図である。 図10に示されたバスバの変形例の斜視図である。 図15に示されたバスバとバスバプレートの要部を側方からみた断面図である。 図15に示されたバスバをバスバプレートに取り付けた状態の要部を側方からみた断面図である。
 以下、本発明の第1の実施形態にかかる電源装置を、図1乃至図6を参照して説明する。本発明の一実施形態にかかる電源装置1は、電動モータの駆動力によって走行する電気自動車や、エンジンと電動モータとの双方の駆動力で走行するハイブリッド車などに搭載され、前記電動モータに電力を供給するものである。
 本発明の電源装置1は、図1に示すように、電池集合体2と、図示しない一対の電源ケーブルと、電池集合体2に取り付けられるバスバモジュール5と、を備えている。電池集合体2は、複数の電池3と、これら複数の電池3を互いに重ねて固定する(束ねて固定する)固定部材4と、を備えている。
 複数の電池3は、図1に示すように、それぞれ、方体状の電池本体10と、正の電極(以下、正極と記す)11と、負の電極(以下、負極と記す)12と、を備えている。正極11は、電池本体10の一端に設けられている。負極12は、電池本体10の他端に設けられている。正極11と負極12とは、導電性の金属で構成され且つ円柱状に形成されている。正極11と負極12とは、電池本体10の一つの端面(以下、一端面と記す)10aから同方向に突出しているとともに、互いに並行(平行)に配されている。
 前述した構成の複数の電池3は、図1に示すように、一端面10aが互いに同一平面上に位置する状態で、互いに隣り合う電池3同士の正極11と負極12とが互いに隣り合うように、一方向(図1中の矢印X)に沿って並べられている。即ち、複数の電池3は、正極11と負極12とが交互に逆向きとなる状態で重ねられている。なお、以下、本明細書では、前述した矢印Xは電池3同士が重ねられた方向と記し、前記一端面10aに平行でかつ重ねられた方向Xに対して直交(交差)する方向を幅方向Zと記し、前記重ねられた方向Xと幅方向Zとの双方に対して直交(交差)する方向を高さ方向Yと記す。なお、本実施形態では、電池3は、21個設けられている。
 固定部材4は、一対のエンドプレート13と、拘束バンド14と、を備えている。一対のエンドプレート13は、それぞれ、絶縁性の材料からなり且つ方体状に形成されている。一対のエンドプレート13は、図1に示すように、互いの間に前述した複数の電池3を挟む格好で、電池集合体2の複数の電池3同士の重ねられた方向Xの両端部それぞれに配されている。
 拘束バンド14は、絶縁性の材料からなり且つ帯板状に形成されている。拘束バンド14は、複数(図示例では4つ)設けられており、図1又は図2に示すように、電池集合体2の複数の電池3の一端面10a上と、該一端面10aの裏側の底面上とに配されている。複数の拘束バンド14は、複数の電池3同士の重ねられた方向Xと平行に配されるとともに、複数の電池3同士の重ねられた方向Xと直交する方向に互いに間隔をあけて設けられている。
 前述した構成の固定部材4は、図1に示すように、一対のエンドプレート13の間に前述した複数の電池3を挟み、複数の拘束バンド14各々の長手方向の両端部がそれぞれボルト等で各エンドプレート13と固定されることによって、複数の電池3を束ねて即ち一体化して保持する。
 一対の電源ケーブルは、それぞれ、導電性の芯線と該芯線を被覆する絶縁性の被覆部とを有する周知の被覆電線である。一対の電源ケーブルは、それぞれ、端末に各電池3の正又は負の電極11,12と接続可能な端子が取り付けられている。
 一対の電源ケーブルは、端子が電池集合体2の複数の電池3のうちの前記重ねられた方向Xの一方の端の電池3a(以下、符号3aで示す)の正極(総+端子)11と接続される。さらに、一対の電源ケーブルのうちの他方の電源ケーブルは、端子が電池集合体2の複数の電池3のうちの前記重ねられた方向Xの他方の端の電池3b(以下、符号3bで示す)の負極(総-端子)12と接続される。これらの電源ケーブルは、前記自動車のモータに接続されて、当該モータに走行用の電力を供給する。
 バスバモジュール5は、主に前述した複数の電池3を直列接続するものであり、図1および図2に示すように、複数の電池3を直列に接続する複数のバスバ6と、これら複数のバスバ6各々に接続される複数のフラット電線としてのFFC7と、これらを収容した合成樹脂製のバスバプレート8と、を備えている。
 バスバ6は、導電性の金属板にプレス加工が施されるなどして得られるものであり、本実施形態では、全部で20個設けられている。バスバ6は、前記電池集合体2の一端面10aの幅方向Zの両端部に10個ずつ前記重ねられた方向Xに沿って直線状に並べられている。バスバ6は、図3に示すように、平板状のバスバ本体20と、このバスバ本体20に連なった接続部としての接続片21とを備えている。
 バスバ本体20は、その平面形状が矩形状に形成され、その長手方向の間隔をあけて二つの電極通し孔22が設けられている。接続片21は、バスバ本体20の電池集合体2の幅方向Zの内側寄りの縁でかつ当該内側寄りの縁の長手方向の中央から立設している。接続片21には、当該接続片21から後述するバスバプレート8に保持されたFFC(Flexible Flat Cable)7に向かって突出したインデント23(図6に示す)が設けられている。インデント23は、その平面状が丸形は多角形状に形成されており、接続片21の他の部分よりもFFC7側に突出している。互いに隣り合うバスバ6のインデント23のバスバ本体20の表面からの距離は、互いに異なる位置に設けられている。なお、図示例では、前述した電池集合体2の一端面10aの幅方向Zの各端部に重ねられた10個のバスバ6のうち前記一方の端の電池3aから他方の端の電池3bに向かうにしたがって、最も一方の端の電池3a寄りのバスバ6から五つ目のバスバ6までは、インデント23のバスバ本体20の表面からの距離が徐々に遠くなっている。また、前記他方の端の電池3bから一方の端の電池3aに向かうにしたがって、最も前記他方の端の電池3b寄りのバスバ6から五つ目のバスバ6までは、インデント23のバスバ本体20の表面からの距離が徐々に近くなっている。
 即ち、図3に示すように、最も一方の端の電池3a寄りのバスバ6のインデント23のバスバ本体20の表面からの距離と、最も一方の端の電池3a寄りのバスバ6から六つ目のバスバ6のインデント23のバスバ本体20の表面からの距離とが等しく、最も一方の端の電池3a寄りのバスバ6から二つ目のバスバ6のインデント23のバスバ本体20の表面からの距離と、最も一方の端の電池3a寄りのバスバ6から七つ目のバスバ6のインデント23のバスバ本体20の表面からの距離とが等しく、最も一方の端の電池3a寄りのバスバ6から三つ目のバスバ6のインデント23のバスバ本体20の表面からの距離と、最も一方の端の電池3a寄りのバスバ6から八つ目のバスバ6のインデント23のバスバ本体20の表面からの距離とが等しく、最も一方の端の電池3a寄りのバスバ6から四つ目のバスバ6のインデント23のバスバ本体20の表面からの距離と、最も一方の端の電池3a寄りのバスバ6から九つ目のバスバ6のインデント23のバスバ本体20の表面からの距離とが等しく、最も一方の端の電池3a寄りのバスバ6から五つ目のバスバ6のインデント23のバスバ本体20の表面からの距離と、最も他方の端の電池3b寄りのバスバ6のインデント23のバスバ本体20の表面からの距離とが等しくなっている。なお、各インデント23間の間隔は、FFC7の後述する導体25間の間隔と略等しくなっている。
 前述した構成のバスバ6は、互いに隣り合う電池3の前記一端面10a上に重ねられ、かつ、バスバ本体20の外縁に後述する係止爪40が係止するとともに、電極通し孔22内に前述した電極11,12が通されて、当該電極11,12にナット24がねじ込まれることで、互いに隣り合う電池3の電極11,12を互いに接続する。すると、バスバ6は、接続片21が後述する電線収容部28の載置壁36との間にFFC7a,7bを挟みこむ位置に設けられる。
 FFC7として、図3及び図4に示すように、長さの短い短FFC7aと、短FFC7aよりも長い長FFC7bとがそれぞれ2本ずつ設けられている。一本の短FFC7aと一本の長FFC7bとが互いに重ねられて、電池集合体2の一端面10a上の幅方向の両端部それぞれに設けられている。これら一本の短FFC7aと一本の長FFC7bとは、一方の端の電池3寄りの端部が互いに重ねられている。
 短FFC7aと短FFC7aは、それぞれ、図6に示すように、互いに間隔をあけて平行な五本の導体25と、前記導体25を被覆した被覆部としての絶縁シート26とを備えて、扁平な帯状に形成されている。なお、本発明でいうフラット電線は、互いに間隔をあけて平行な複数の導体とこれら導体を被覆した絶縁性の被覆部とを備えて、全体として扁平な帯状に形成されたものをいう。導体25は、銅または銅合金などの導電性の金属で構成されている。絶縁シート26は、絶縁性の合成樹脂で構成されており、シート状に形成されている。
 また、前述した短FFC7aの長さは、最も前記一方の端の電池3a寄りのバスバ6の接続片21から5つ目のバスバ6の接続片21までの距離と略等しく形成されている。長FFC7bの長さは、最も前記一方の端の電池3a寄りのバスバ6の接続片21から最も他方の端の電池3b寄りのバスバ6の接続片21までの距離と略等しく形成されている。
 短FFC7aの導体25は、最も前記一方の端の電池3a寄りのバスバ6から5つ目のバスバ6と、1対1で対応している。短FFC7aの導体25は、当該短FFC7aがバスバプレート8に保持されると、対応するバスバ6の接続片21に設けられたインデント23と相対する。即ち、本実施形態では、図4中最も下方に位置する導体25は、最も一方の端の電池3a寄りのバスバ6(6a)のインデント23と相対し、図4中下から2本目の導体25は、最も一方の端の電池3a寄りのバスバ6(6a)から二つ目のバスバ6(6b)のインデント23と相対し、図4中下から3本目の導体25は、最も一方の端の電池3a寄りのバスバ6(6a)から三つ目のバスバ6(6c)のインデント23と相対し、図4中下から4本目の導体25は、最も一方の端の電池3a寄りのバスバ6(6a)から四つ目のバスバ6(6d)のインデント23と相対し、図4中最も上方に位置する導体25は、最も一方の端の電池3a寄りのバスバ6(6a)から五つ目のバスバ6(6e)のインデント23と相対する。
 導体25は、短FFC7aの絶縁シート26がバスバ6の接続片21に重ねられて、これらが互いに近づく方向に加圧されて、超音波振動が付与されることで、接続片21との間の絶縁シート26が溶融除去されて、対応するバスバ6の接続片21のインデント23と超音波接合されている。こうして、短FFC7aの導体25は、対応するバスバ6の接続片21のインデント23に接続されている。
 長FFC7bの導体25は、最も前記他方の端の電池3b寄りのバスバ6から5つ目のバスバ6と、1対1で対応している。長FFC7bの導体25は、当該長FFC7bがバスバプレート8に保持されると、対応するバスバ6の接続片21に設けられたインデント23と相対する。即ち、本実施形態では、図5中最も上方に位置する導体25は、最も他方の端の電池3b寄りのバスバ6(6j)のインデント23と相対し、図5中上から2本目の導体25は、最も他方の端の電池3b寄りのバスバ6(6j)から二つ目のバスバ6(6i)のインデント23と相対し、図5中上から3本目の導体25は、最も他方の端の電池3b寄りのバスバ6(6j)から三つ目のバスバ6(6h)のインデント23と相対し、図5中上から4本目の導体25は、最も他方の端の電池3b寄りのバスバ6(6j)から四つ目のバスバ6(6g)のインデント23と相対し、図5中最も下方に位置する導体25は、最も他方の端の電池3b寄りのバスバ6(6j)から五つ目のバスバ6(6f)のインデント23と相対する。
 導体25は、長FFC7bが対応するバスバ6の接続片21に重ねられて、これらが互いに近づく方向に加圧されて、超音波振動が付与されることで、接続片21との間の絶縁シート26が溶融除去されて、対応するバスバ6の接続片21のインデント23と超音波接合されている。こうして、長FFC7bの導体25は、対応するバスバ6の接続片21のインデント23に接続されている。こうして、前述した短FFC7aと長FFC7bは、短いFFC7a,7bから順に導体25が一方の端寄りのバスバ6に接続されている。前述したFFC7a,7bの各導体25は、図示しない電圧検出回路に接続されている。
 バスバプレート8は、本実施形態では、二つ設けられている。バスバプレート8は、前述した重ねられた方向Xに沿って直線状に延在しており、電池集合体2の一端面10a上の幅方向Zの両端部上に設けられる。バスバプレート8は、図2及び図3に示すように、ぞれぞれ、バスバ収容部27と、電線収容部28とを備えている。バスバ収容部27と、電線収容部28とは、それぞれ、絶縁性の合成樹脂で構成されている。
 バスバ収容部27は、前記重ねられた方向Xに沿って並べられかつ枠状に形成された収容室29と、互いに隣り合う収容室29同士を連結した弾性連結片30とを一体に備えている。バスバ収容部27の長さは、電池集合体2の長さと略等しい。図示例では、収容室29は、前記重ねられた方向Xに沿って並べられるバスバ6と同数の10個設けられている。収容室29は、その内側の空間の平面形状がバスバ6のバスバ本体20の平面形状と略等しい矩形状に形成されている。収容室29は、それぞれ、バスバ6を一つ収容する。バスバ収容部27の各収容室29の電池集合体2の幅方向Zの内側寄りの壁31は、特許請求の範囲に記載された隔壁をなしている。各収容室29の隔壁としての壁31には、図6などに示すように、前述した接続片21を通すスリット32が貫通している。スリット32は、前述した壁31の前記重ねられた方向Xの中央に設けられている。スリット32は、内側に接続片21を通して、当該接続片21を電線収容部28内即ちFFC7a,7b側に突出させる。また、弾性連結片30は、弾性変形自在に設けられて、弾性変形することで互いに隣り合う収容室29の相対的な位置を変更可能となっている。また、収容室29の壁31と、当該壁31に相対する壁31aには、バスバ6のバスバ本体20の外縁に係止する係止爪40(図6などに示す)がそれぞれ設けられている。
 電線収容部28は、前記バスバ収容部27と略長さが等しい板状に形成されている。電線収容部28は、バスバ収容部27と略平行な状態で当該バスバ収容部27に取り付けられる。電線収容部28は、各収容室29に対応して設けられかつ前記重ねられた方向Xに沿って並べられた複数の収容部本体33と、互いに隣り合う収容部本体33同士を連結した弾性連結片34とを一体に備えている。図示例では、収容部本体33は、前記重ねられた方向Xに沿って並べられるバスバ6と同数の10個設けられている。収容部本体33は、電線収容部28がバスバ収容部27に取り付けられると、収容室29の壁31に取り付けられる。収容部本体33は、収容室29の電池集合体2の一端面10a上に重ねられる重なり壁35と、この重なり壁35から立設しかつ前記収容室29の壁31と間隔をあけて平行に設けられる載置壁36とを一体に備えて、断面L字状に形成されている。収容部本体33は、それぞれ、載置壁36の表面上に前述したFFC7a,7bを重ねて、当該FFC7a,7bを収容する。こうして、電線収容部28内に収容されたFFC7a,7bは、複数のバスバ6に隣接されて、前記導体25の長手方向が前述した重ねられた方向Xと平行に設けられる。また、弾性連結片34は、弾性変形自在に設けられて、弾性変形することで互いに隣り合う収容室29の相対的な位置を変更可能となっている。
 以下、前述した構成の電源装置1の組み立て方法について説明する。まず、予めバスバモジュール5のバスバプレート8、バスバ6、FFC7a,7bなどを別々に製造しておき、各バスバプレート8のバスバ収容部27の収容室29内に各バスバ6を嵌め込む。なお、前記各バスバ6は、バスバプレート8にインサート成形することによって各収容室29内に配置しても良い。なお、各バスバ6の接続片21をスリット32内に通しておく。
 そして、FFC7a,7bの前述した端部を互いに重ねた状態で、各バスバ6の接続片21にFFC7a,7bを重ねて、超音波接合により互いに対応する接続片21のインデント23に導体25を接続する。そして、バスバ収容部27に電線収容部28を取り付ける。こうして、バスバ6及びFFC7a,7bをバスバプレート8に取り付ける。
 こうして組み立てられたバスバプレート8を、電池集合体2の一端面10aの幅方向Zの両端部に重ねるとともに、バスバ6の電極通し孔22内に前述した電源ケーブルが接続される電極11,12を除く互いに隣り合う電池3の電極11,12を通して、当該電極11,12にナット24をねじ込む。こうして、各バスバ6を電池集合体2に固定することで、バスバモジュール5を電池集合体2に取り付ける。そして、電源ケーブルを前述した電極11,12に取り付ける。
 前述のように、バスバ6及びFFC7a,7bが取り付けられたバスバプレート8即ちバスバモジュール5の全体が電池集合体2に重ねられて該電池集合体2に取り付けられることで、電源装置1が組み立てられる。
 本実施形態によれば、FFC7a,7bを複数のバスバ6に隣接して設け、バスバ6にバスバ本体20に連なりかつFFC7a,7bに重ねられたとともに一本の導体25に接続した接続片21を設けているので、FFC7a,7bの導体25間の絶縁シート26に切込みを入れる必要がないとともに、FFC7a,7bの各導体25を対応するバスバ6に向かって折り曲げる必要が無い。このために、複数のバスバ6にFFC7a,7bを並べて配置することで、当該FFC7a,7bの導体25をバスバ6の接続片21に接続できる。したがって、FFC7a,7bの導体25をバスバ6に接続する際にかかる工数を削減して、コストの高騰を防止することができる。
 また、接続片21が超音波接合により導体25に接合されているので、超音波接合の際に生じる摩擦熱により導体25と接続片21との間から絶縁シート26を除去できるので、絶縁シート26を除去することなくFFC7a,7bの導体25を各バスバ6の接続片21に接合できる。このために、FFC7a,7bの導体25をバスバ6に接続する際にかかる工数を確実に削減することができる。
 さらに、バスバ6を収容するバスバ収容部27のFFC7a,7bを収容する電線収容部28との間の壁31にバスバ6の接続片21を通すスリット32が設けられているので、スリット32を通して接続片21とFFC7a,7bの各導体25とを確実に接続できる。
 電線収容部28に壁31と平行でかつ表面上にFFC7a,7bが重ねられた載置壁36を有しているので、FFC7a,7bをバスバ6のバスバ本体20に対して立設した状態で、電線収容部28内に収容することができる。このために、FFC7a,7bの配索にかかるスペースが増大することを防止できる。よって、バスバモジュール5及び当該バスバモジュール5を備えた電源装置1の大型化を防止できる。
 長さが異なりかつ電池集合体2の一方の端の電池3a寄りの端部が互いに重ねられた短FFC7aと長FFC7bを備え、かつ短い短FFC7aから順に、導体25が前述した一方の端寄りのバスバ6の接続片21に接続しているので、本実施形態では短FFC7aの長さを長FFC7bの長さの約半分とすることができ、FFC7a,7bの材料歩留まりを向上することができる。したがって、コストの高騰を確実に防止することができる。
 接続片21にインデント23が設けられているので、接続片21にFFC7a,7bの導体25を確実に接続することができる。また、接続片21に設けられたインデント23が他の部分よりも電線収容部28即ちFFC7a,7bに向かって突出しているので、当該インデント23により接続片21への導体25の接合箇所を容易に把握できる。よって、接続片21に誤った導体25を接続することを防止できる。
 また、バスバ6の接続片21が電線収容部28の載置壁36との間にFFC7a,7bを挟みこむので、FFC7a,7bが引っ張られても、接続片21と導体25とが互いに剥離することを防止できる。
 前述した構成の電源装置1は、前述したバスバモジュール5を備えているので、FFC7a,7bの導体25をバスバ6に接続する際にかかる工数を削減して、コストの高騰を防止することができる。
 次に、本発明の第2の実施形態にかかる電源装置1を、図7乃至図9を参照して説明する。なお、前述した第1の実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
 本実施形態では、図7、図8及び図9に示すように、バスバ6の接続片21はバスバ本体20と面一に形成されている。即ち、接続片21は、バスバ本体20の両表面と面一に形成されている。また、電線収容部28は、バスバ収容部27と一体に形成されて、載置壁36が、壁31から直交する方向に立設して、収容室29の底壁と略面一に形成されている。また、電線収容部28は、載置壁36の壁31から離れた側の縁から立設した保護壁41を備えている。なお、図7、図8及び図9は、バスバモジュール5の他方の端の電池3b寄りの端部を示している。
 次に、本発明の第3の実施形態にかかる電源装置1を、図10乃至図14を参照して説明する。なお、前述した第1及び第2の実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
 本実施形態では、図10乃至図14に示すように、バスバ6の接続片21は、バスバ本体20と面一の接続部本体としての接続片本体42と、一対の側壁部43とを一体に備えている。即ち、接続片本体42は、バスバ本体20の両表面と面一に形成されている。一対の側壁部43は、接続片本体42の電池3同士の重ねられた方向Xの両縁から電池3から離れる方向に立設している。
 また、本実施形態では、図11及び図13に示すように、電線収容部28の載置壁36にバスバ6の接続片本体42が侵入する凹部44が設けられている。凹部44には、FFC7a,7bが重ねられ、さらに、当該FFC7a,7b上に重ねられたバスバ6の接続片本体42が侵入する。こうして、凹部44には、図12及び図14に示すように、FFC7a,7bを介して接続片本体42が侵入可能となっている。
 本実施形態によれば、前述した第1及び第2の実施形態の効果に加え、バスバ6の接続片本体42がFFC7a,7bを介して電線収容部28に設けられた凹部44内に侵入するので、FFC7a,7bが引っ張られても、この応力を凹部44の内壁面で支えることとなって接続片本体42と導体25との接続箇所に直接作用しない。よって、接続片21と導体25とが互いに剥離することを確実に防止できる。
 また、前述した第3の実施形態では、図15及び図16に示すように、一対の側壁部43は、接続片本体42の電池3同士の重ねられた方向Xの両縁から電池3に近づく方向即ち電線収容部28に向かって立設して設け、電線収容部28の載置壁36にバスバ6の一対の側壁部43間に侵入する凸部45を設けてもよい。なお、前述した第1乃至第3の実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
 凸部45には、FFC7a,7bが重ねられ、さらに、当該FFC7a,7b上に重ねられたバスバ6の一対の側壁部43間に侵入する。こうして、凸部45には、図17に示すように、FFC7a,7bを介して一対の側壁部43間に侵入可能となっている。
 図15乃至図17に示す場合には、電線収容部28に設けられた凸部45がFFC7a,7bを介してバスバ6の一対の側壁部43間に侵入するので、FFC7a,7b上が引っ張られても、この応力を凸部45の表面や側壁部43の内面で支えることとなって接続片21と導体25との接続箇所に直接作用しない。よって、接続片21と導体25とが互いに剥離することを確実に防止できる。
 前述した実施形態では、フラット電線として、FFC(Flexible Flat Cable)7a,7bを示したが本発明では、FFC7a,7bに限らず、周知のFPC(Flexible Printed Circuits)などを用いてもよい。なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、前述した実施形態では、FFCとして、複数本の導体を並列に有するものを用いたが、幅狭のFFC自体を複数本並列に用いてもよい。
 本発明に係るバスバモジュール及び該バスバモジュールを備えた電源装置は、ハイブリッド自動車や電気自動車などに用いられる電源装置の複数の電池を直列に接続するバスバモジュール及び当該バスバモジュールを備えた電源装置として利用できる。
 1 電源装置
 2 電池集合体
 3 電池
 5 バスバモジュール
 6,6a,6b,6c,6d,6e,6f,6g,6h,6i,6j バスバ
 7 FFC(フラット電線)
 7a 短FFC(フラット電線)
 7b 長FFC(フラット電線)
 8 バスバプレート
 11 正極(正の電極)
 12 負極(負の電極)
 20 バスバ本体
 21 接続片(接続部)
 23 インデント
 25 導体
 26 絶縁シート(被覆部)
 27 バスバ収容部
 28 電線収容部
 29 収容室
 31 壁(隔壁)
 32 スリット
 36 載置壁
 42 接続片本体(接続部本体)
 43 側壁部
 44 凹部
 45 凸部
 X 重ねられた方向

Claims (8)

  1.  複数の電池が重ねられて構成された電池集合体の互いに隣り合う一つの電池の正の電極と他の電池の負の電極とを接続することで前記複数の電池を直列に接続する複数のバスバと、
     互いに平行な複数の導体と前記複数の導体を被覆したシート状の被覆部とを有したフラット電線と、を備え、前記フラット電線の前記導体それぞれが一つのバスバに接続されたバスバモジュールにおいて、
     前記フラット電線は、前記複数のバスバに隣接して、前記導体の長手方向が前記複数の電池が重ねられた方向と平行に設けられ、
     前記バスバは、互いに隣り合う電極が設けられた電池に重ねられたバスバ本体と、前記バスバ本体に連なりかつ前記フラット電線に重なって前記複数の導体のうちの一本の導体に接続した接続部と、を備えたことを特徴とするバスバモジュール。
  2.  前記接続部は、前記フラット電線の前記被覆部に重ねられて超音波接合が施されることで、前記導体に接合されていることを特徴とする請求項1記載のバスバモジュール。
  3.  前記複数のバスバと前記フラット電線とが取り付けられて前記電池集合体に重ねられたバスバプレートを更に備え、
     前記バスバプレートは、前記フラット電線を収容する電線収容部と、それぞれが一つのバスバを収容しかつ前記電池集合体の複数の電池が互いに重ねられた方向に沿って並べられた収容室を複数有しているとともに前記電線収容部との間に隔壁が設けられて前記電線収容部に取り付けられるバスバ収容部と、を備え、
     前記隔壁には、前記収容室それぞれに収容された前記バスバの前記接続部を通すスリットが設けられていることを特徴とする請求項1又は請求項2記載のバスバモジュール。
  4.  前記フラット電線として、互いに長さの異なりかつ電池集合体の一方の端の電池寄りの端部が互いに重ねられたフラット電線が複数設けられ、かつ、
     長さの短いフラット電線から順に、前記導体が前記一方の端寄りの前記バスバに接続されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のうちいずれか一項に記載のバスバモジュール。
  5.  前記接続部が前記電線収容部との間に前記フラット電線を挟みこむ位置に、前記バスバが設けられていることを特徴とする請求項1乃至請求項4のうちいずれか一項に記載のバスバモジュール。
  6.  前記接続部が前記バスバ本体の両表面と面一の接続部本体を備え、
     前記電線収容部に前記フラット電線を介して前記接続部本体が侵入可能な凹部が設けられていることを特徴とする請求項5に記載のバスバモジュール。
  7.  前記接続部が前記バスバ本体の両表面と面一の接続部本体と、この接続箱本体の両縁から前記電線収容部に向かって立設した一対の側壁部とを備え、
     前記電線収容部に前記フラット電線を介して前記一対の側壁部間に侵入可能な凸部が設けられていることを特徴とする請求項5に記載のバスバモジュール。
  8.  一端に正の電極と他端に負の電極とを有する電池を複数備えた電池集合体と、前記電池集合体に取り付けられて該電池集合体の複数の電池を直列に接続するバスバモジュールと、を備えた電源装置において、
     前記バスバモジュールとして、請求項1ないし請求項7のうちいずれか一項に記載のバスバモジュールを備えていることを特徴とする電源装置。
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