WO2018116822A1 - バスバー、蓄電モジュール、および、配線モジュール - Google Patents

バスバー、蓄電モジュール、および、配線モジュール Download PDF

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泰次 柳田
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    • H01R4/184—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation effected solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation by crimping for cylindrical elongated bodies, e.g. cables having circular cross-section comprising a U-shaped wire-receiving portion
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Definitions

  • the technology disclosed in the present specification relates to a bus bar that connects adjacent electrode terminals of a plurality of power storage elements, a power storage module including the bus bar, and a wiring module.
  • a power supply device mounted on an electric vehicle, a hybrid car, or the like includes a battery module in which a plurality of single cells are arranged and connected.
  • Such a battery module has a plate-like bus bar that electrically connects the electrode terminals of adjacent unit cells.
  • the voltage of the unit cell is formed at an electric wire connection portion that is integrally extended to the bus bar.
  • the structure which connects the core wire of the detection electric wire which detects this, and guides to battery ECU is proposed.
  • the bus bar is formed, for example, by punching a plate-like member into a predetermined shape.
  • the main body portion spanned between adjacent electrode terminals is made into a laminated structure so that only the plate thickness of the main body portion is increased, and the electric wire extending from the main body portion
  • the connection part considered the structure which maintains the conventional board thickness. That is, a configuration has been proposed in which one metal plate is folded in two by a folded portion and overlapped.
  • the current flowing between the pair of electrode terminals may be biased. That is, when the layer arranged on the electrode terminal side in the two-layered bus bar is the first layer and the layer superimposed on the first layer is the second layer, the current flowing from the positive electrode toward the negative electrode is On the side, the first layer passes through the folded portion and flows also to the second layer side, so that a wide current path can be taken, but on the opposite edge side from the folded portion, the first layer to the second layer. It is difficult to secure the current path to the layer to the same level as that of the folded portion due to, for example, an oxide film interposed between both layers. For this reason, the current flowing through the bus bar is biased, and the electrical resistance of the entire bus bar increases.
  • the technology disclosed in the present specification has been completed based on the above circumstances, and even when the bus bar has a two-layer structure, the bus bar, the power storage module, and An object is to provide a wiring module.
  • the technology disclosed in the present specification is a bus bar that connects adjacent electrode terminals of a plurality of power storage elements having positive electrode electrodes and negative electrode terminals, and extends along the alignment direction of the adjacent electrode terminals.
  • a central region and a pair of end regions separated by a parallel folding line, and the pair of end regions are folded by the folding line and overlapped on one surface side of the central region so as not to overlap each other It is in a state.
  • the current flowing out from the positive electrode and traveling toward the negative electrode side flows evenly on both sides without being biased to one side of the pair of side edges of the bus bar. That is, a current path can be secured so that current flows evenly from a central region connected to the electrode terminal to a pair of end regions continuously provided at both end portions thereof. Accordingly, the current density is suppressed from being biased to one side, and a bus bar having excellent electric resistance can be obtained.
  • the bus bar may have the following configuration.
  • a part of the central region is exposed between the pair of folded end regions, and the exposed central region serves as a connection portion for connecting to the electrode terminal.
  • the laser output adjustment is not easy if the bus bar is thick or has a laminated structure. That is, when the output of the laser is small, the connection may be insufficient, and when the output is large, the laser may penetrate the bus bar and damage the electrode terminal.
  • laser welding can be performed in a relatively thin region (exposed central region), which makes it easy to adjust the laser output. It is possible to prevent the connection from becoming insufficient and damaging the electrode terminal. That is, connection reliability can be improved.
  • connection portion of the bus bar has a laminated structure, torque management is not easy due to floating of the laminated portion or the presence of foreign matter, and connection reliability May decrease.
  • connection reliability can be improved.
  • a notch recess that exposes a connecting portion for connecting to the electrode terminal may be provided at the edge portions of the pair of folded end regions facing each other.
  • the region (connection portion) necessary for connecting to the electrode terminal in the central region is exposed by the notch recess, while the region other than the connection portion can have a two-layer structure.
  • a larger cross-sectional area of the bus bar can be secured. That is, the electric resistance of the bus bar can be reduced.
  • a positioning hole through which the protruding portion provided in the electrode terminal is inserted may be provided in the connecting portion.
  • the positioning of the storage element and the bus bar can be easily performed by fitting the protruding portions such as positioning protrusions and electrode posts provided on the electrode terminal side into the positioning holes of the bus bar. Can do.
  • the notch recess may be arranged on the outer periphery of the positioning hole, and a boundary portion between the notch recess and the exposed central region may be stepped.
  • the bus bar and the electrode terminal are conductively connected by laser welding, not only the connection portion of the bus bar and the electrode terminal, but also the stepped shape at the boundary between the central region and the end region of the bus bar.
  • the welded parts can be laser welded simultaneously. That is, since the current path can be surely secured widely, the electric resistance of the bus bar can be reduced.
  • the electric wire connection part connected to the terminal part of the detection electric wire which detects the state of an electrical storage element may be provided integrally.
  • the technology disclosed in the present specification is a storage module in which the adjacent electrode terminals of a plurality of storage elements having positive and negative electrode terminals are connected by the bus bar described above, and the exposed central region of the bus bar. And the electrode terminal are connected by laser welding.
  • boundary portion between the end edge of the folded end region and the central region may be welded.
  • the laminated portion of the folded end region and the central region may be welded.
  • the technology disclosed in the present specification is a wiring module including the bus bar described above, a detection wire that detects the state of the power storage element, and an insulation protector that holds the bus bar and the detection wire.
  • the bus bar has a two-layer structure, the current density is not biased, and a bus bar, a power storage module, and a wiring module that are excellent in electric resistance can be obtained.
  • the exploded perspective view of the battery module of one embodiment The perspective view of the bus bar in the unfolded state Plan view of the unfolded bus bar Busbar perspective Top view of bus bar Perspective view of the bus bar to which the detection wires are connected Top view of the bus bar to which the detection wires are connected Partial enlarged plan view of the battery module before laser welding Battery module perspective view Partial enlarged plan view of the battery module
  • the bus bar 20 of the present embodiment connects adjacent electrode terminals 12 of a plurality of single cells 11 (an example of a power storage element) constituting a single cell group 10 mounted on an electric vehicle, a hybrid car, or the like.
  • the bus bar 20 is held by the insulation protector 30 together with the detection wires 50 (wiring module 60), and is attached to the electrode arrangement surface of the unit cell group 10 at a time to constitute a battery module M (an example of a power storage module).
  • the upper side of FIG. 1 is the upper side and the lower side is the lower side.
  • the unit cell 11 has a flat, substantially rectangular parallelepiped shape.
  • a power generation element (not shown) is accommodated inside the unit cell 11.
  • a pair of electrode terminals 12 ⁇ / b> A and 12 ⁇ / b> B are formed so as to protrude upward at positions near both ends in the longitudinal direction.
  • the upper surface of the unit cell 11 is an electrode arrangement surface.
  • One of the pair of electrode terminals 12A and 12B is a positive terminal, and the other is a negative terminal.
  • the electrode terminal 12A constituting the positive electrode terminal and the electrode terminal 12B constituting the negative electrode terminal have the same shape and size.
  • each of the electrode terminals 12A and 12B a columnar positioning convex portion 13 (an example of a projecting portion) that protrudes upward is provided.
  • the plurality of unit cells 11 are arranged so that adjacent electrode terminals 12 have different polarities, and constitute a unit cell group 10. Adjacent unit cells 11 are electrically connected by a bus bar 20.
  • the bus bar 20 of the present embodiment is formed by stamping and pressing a metal plate material such as copper, copper alloy, stainless steel (SUS), and aluminum, for example, as shown in FIGS. 4 and 5.
  • a metal plate material such as copper, copper alloy, stainless steel (SUS), and aluminum, for example, as shown in FIGS. 4 and 5.
  • a rectangular plate-like main body portion 21 spanned between adjacent electrode terminals 12 of the unit cell 11, and a wire connection portion 28 connected to a terminal portion of the detection wire 50.
  • a pair of circular positioning holes 25 for penetrating the positioning convex portions 13 of the electrode terminals 12 are formed in the main body portion 21 through the plate surface.
  • the main body portion 21 has a two-layer structure in which a pair of opposite end portions of a substantially rectangular plate-like member are folded inward.
  • the developed plate-like member has a pair of virtual plates extending in parallel with the X direction in FIG. 3 (an example of the arrangement direction of adjacent electrode terminals).
  • a wrap line 22 is set.
  • a rectangular area arranged between the pair of folding lines 22 is a central area 23, and areas outside the folding lines 22 (upward and downward in FIG. 3) located on both sides of the central area 23 are ends.
  • the upper side in FIG. 3 is referred to as a first end region 24A, and the lower side in FIG. 3 is referred to as a second end region 24B).
  • the width dimension (vertical dimension in FIG. 3) of the pair of end regions 24A and 24B is the same. Further, the width dimension of the central region 23 is set to be slightly larger than twice the width dimension of the one end region 24. Thus, in a state where the pair of end regions 24A and 24B are folded back by the folding line 22 and overlapped with the central region 23, the pair of end regions 24A and 24B form a gap between the edge portions facing each other. (See FIGS. 4 and 5).
  • the pair of positioning holes 25 described above are formed side by side in the extending direction of the folding line 22 (X direction in FIGS. 3 and 5).
  • a notch recess 26 is formed at a position corresponding to the positioning hole 25 in the edge portions of the pair of end regions 24A, 24B facing each other. Is provided.
  • the notch recess 26 is formed in an arcuate shape whose outer edge is positioned on the outer periphery of the positioning hole 25, in other words, outside the positioning hole 25 so as to surround the opening edge of the positioning hole 25.
  • a boundary portion between the concave portion 26 and the central region 23 has a step shape (hereinafter, this boundary portion is referred to as a step portion 27).
  • a central region 23 is exposed around the positioning hole 25, and the exposed portion serves as a connection portion 23A that is electrically connected to the electrode terminal 12 (see FIG. 4).
  • the region outside the center line of the notch recess 26 on one side (the right side in FIG. 3) of the pair of notch recesses 26 is notched, and the wire connection portion extends from the center region 23.
  • a part of 28 is integrally extended.
  • the electric wire connection part 28 is provided with a pair of barrel pieces 28A protruding to the side in the extending direction.
  • the pair of barrel pieces 28 ⁇ / b> A are crimped around the insulating coating 51 of the detection wire 50.
  • the region where the second end region 24 ⁇ / b> B is notched and exposed to provide the wire connection portion 28 is a core wire connection where the core wire 52 exposed from the end of the detection wire 50 is welded. Part 23B.
  • the wire connection portion 28 is formed by the core wire connection portion 23B and the pair of barrel pieces 28A.
  • a guide recess 29 is formed in the center of the side edge on the short side so as to be recessed inwardly from the side edge and into which a guide rib 36 described later is fitted. Is provided.
  • Such a bus bar 20 of the present embodiment can be manufactured as follows, for example. First, a metal plate-like member is punched into the developed shape shown in FIGS. 2 and 3, and then the pair of end regions 24A and 24B are folded back along the fold line 22 by pressing, so that the central region 23 On the same surface side. At the same time, the pair of barrel pieces 28A of the wire connecting portion 28 are bent at a predetermined angle. In this way, the bus bar 20 of the present embodiment is completed (see FIGS. 4 and 5).
  • the insulation protector 30 of the present embodiment includes a plurality of bus bar holding portions 31 that open in the vertical direction and accommodate and hold the bus bar 20, and the detection electric wires 50 connected to the bus bar 20. And an electric wire receiving groove 39 for receiving the electric wire.
  • the bus bar holding portions 31 are arranged in two rows along the arrangement direction of the cells 11 (the arrangement direction X of the adjacent electrode terminals 12), and the electric wire receiving grooves 39 are adjacent to the inner side of the two rows of bus bar holding portions 31. Are arranged.
  • Each of the bus bar holding portions 31 is integrally provided with a protective cover 41 at the upper end of the peripheral wall 32 via a hinge 42, and these protective covers 41 cover the bus bar holding portion 31 from above. Yes.
  • a side edge placement portion 33 is provided.
  • a plurality of locking pieces 35 for preventing the bus bar 20 from coming off are provided on the inner side of the peripheral wall 32 of the one bus bar holding portion 31.
  • One pair of locking pieces 35 are provided on one long side wall portion 32A (four in total with respect to one bus bar holding portion 31), and the side edge placement portion 33 and the long side wall portion 32A are disposed on the lower side. It is a form that is notched from the side and is cantilevered toward the inside.
  • guide ribs 36 for accommodating the bus bar 20 in the normal posture in the bus bar holding part 31 are provided on the pair of short side wall parts 32B of the one bus bar holding part 31.
  • the guide rib 36 is provided at the center in the width direction of the short side wall portion 32B so as to extend in the vertical direction, and is configured to project while inclining inward from above to below.
  • a pair of support ribs 37 that support the side edges of the bus bar 20 from the side are provided on both sides of the short side wall portion 32 ⁇ / b> B so as to extend in the vertical direction and project inward.
  • the long side wall portion 32A adjacent to the wire receiving groove 39 is connected to the electric wire connection of the bus bar 20 at a position corresponding to the electric wire connection portion 28 of the bus bar 20.
  • a wire notch 38 for drawing out the detection wire 50 connected to the portion 28 and the wire connection portion 28 into the wire receiving groove 39 is provided.
  • the insulation coating 51 is peeled off at the terminal portion of the detection wire 50 to expose the core wire 52, the core wire 52 is placed on the core wire connection portion 23 ⁇ / b> B of the bus bar 20, and the end portion of the insulation coating 51 is connected to the wire connection portion of the bus bar 20. Caulking with a pair of 28 barrel pieces 28A. And the core wire 52 and the bus-bar 20 of the detection electric wire 50 are electrically connected, for example by ultrasonic welding.
  • the bus bar 20 to which the detection wire 50 is connected is housed in the bus bar holding portion 31 of the insulation protector 30 and the detection wire 50 is housed in the wire housing groove 39.
  • the main body portion 21 of the bus bar 20 is brought close to the bus bar holding portion 31 from above and pushed downward. Then, the guide rib 36 provided on the peripheral wall 32 (short side wall portion 32B) of the bus bar holding portion 31 is fitted into the guide concave portion 29 of the bus bar 20, and the support rib 37 supports the side edge portion of the bus bar 20 from the side. As a result, the bus bar 20 is accommodated in the normal posture in the bus bar holding portion 31. In this housing process, the two pairs of locking pieces 35 are elastically deformed outward and allow the bus bar 20 to pass therethrough.
  • the lower surface of the bus bar 20 is supported from below by the side edge placing part 33 and the intermediate placing part 34.
  • the locking piece 35 provided on the peripheral wall 32 is elastically restored and locked to the upper surface of the bus bar 20 to prevent the bus bar 20 from coming off upward.
  • the electric wire connecting portion 28 is arranged in the electric wire cutout portion 38, and the detection electric wire 50 is drawn out to the electric wire receiving groove 39 side.
  • the detection electric wire 50 is routed in the electric wire accommodation groove 39. Thereby, the wiring module 60 is completed.
  • the wiring module 60 of the present embodiment assembled in this way is attached to the electrode arrangement surface of the unit cell group 10. Specifically, the wiring module 60 is attached to the unit cell group 10 while positioning so that the electrode terminal 12 fits into the opening on the lower side of the insulating protector 30. In a state where the wiring module 60 is attached at a regular position with respect to the unit cell group 10, the positioning convex portion 13 of the electrode terminal 12 is fitted into the positioning hole 25 of the bus bar 20, and the lower surface of the bus bar 20 and the electrode terminal It is set as the state piled up so that 12 electrode surfaces may contact (refer FIG. 8).
  • a laser is applied from the upper side to the periphery of the positioning convex portion 13, that is, the connection portion 23A, and the bus bar 20 and the electrode terminal 12 are conductively connected by laser welding.
  • the stepped portion 27 may be laser-welded so that the boundary portion between the central region 23 and the end region 24 of the bus bar 20 is conductively connected.
  • laser welding may be performed from the upper surface of the end region 24 to weld the laminated portion of the central region 23 and the end region 24.
  • the pair of end regions 24A and 24B of the bus bar 20 are folded by the folding line 22 and overlapped on one surface side of the central region 23 so as not to overlap each other. Therefore, the current flowing out from the positive electrode and traveling toward the negative electrode flows almost evenly on both sides without being biased toward one side of the pair of side edges of the bus bar 20. That is, since a current path can be secured so that current flows almost evenly from the central region 23 connected to the electrode terminal 12 to the pair of end regions 24A and 24B, the current density is prevented from being biased to one side. Thus, the bus bar 20 and the battery module M having excellent electric resistance can be obtained.
  • the bus bar 20 has a part of the central region 23 exposed between the pair of folded end regions 24A and 24B, and the exposed central region 23 is connected to the electrode terminal 12 as a connection portion 23A. Therefore, it is possible to perform laser welding with the electrode terminal 12 in a single-layer region having a relatively thin thickness. Accordingly, it is possible to prevent the connection of the laser from being insufficient due to the small output of the laser, and conversely, the large output and damage to the electrode terminal 12, and the battery module M having high connection reliability can be obtained.
  • connection portions 23A for connecting to the electrode terminals 12 are provided at the opposite end edges of the pair of folded end regions 24A and 24B, Many of the regions excluding the connection portion 23A connected to the electrode terminal 12 can have a two-layer structure. That is, it is possible to secure a larger cross-sectional area of the bus bar 20 and reduce the electrical resistance.
  • the positioning hole 25 is provided in the connection part 23A and the positioning convex part 13 of the electrode terminal 12 is inserted, positioning of the electrode terminal 12 (unit cell 11) and the bus bar 20 is easy. Can be done.
  • the notch recess 26 is arranged on the outer periphery of the positioning hole 25, and the boundary portion between the notch recess 26 and the exposed central region 23 is a stepped portion 27. Therefore, the bus bar 20 and the electrode terminal 12 are laser-bonded.
  • the stepped portion 27 can be laser welded simultaneously. That is, the edge of the end region 24 and the central region 23 are securely connected and a wide current path can be secured, so that the electric resistance of the bus bar 20 can be further reduced.
  • the laminated portion of the folded end regions 24A and 24B and the central region 23 is also laser-welded, a current path can be reliably ensured in this laminated portion, and the electrical resistance can be further reduced.
  • the gap is provided between the pair of folded end regions 24A and 24B, but the end portions may be abutted with each other. Even in that case, the connecting portion 23A can be exposed by the notch recess 26.
  • the notch recess 26 is provided. However, the notch recess 26 is not provided, and a gap between the pair of end regions 24A and 24B is provided wide so that the connection 23A is exposed. .
  • the cutout recess 26 is formed in an arc shape along the opening edge of the positioning hole 25.
  • the cutout recess 26 may have any shape such as a rectangular shape or a triangular shape surrounding the positioning hole 25.
  • the laser welding is performed on the boundary portion between the edge portion of the end region 24 and the central region 23, that is, the step portion 27, but the laser welding of the step portion 27 is omitted. Also good.
  • the laser welding is performed on the laminated portion where the end region 24 and the central region 23 are laminated.
  • the laser welding of the laminated portion may be omitted.
  • the notch recess 26 is arranged on the outer periphery of the positioning hole 25 and the central region 23 is exposed inside the notch recess 26.
  • the edge of the notch recess 26 is the opening of the positioning hole 25. You may make it overlap with an edge.
  • the electrode terminal 12 is welded at the laminated portion of the end region 24 and the central region 23.
  • the positioning projection 13 of the electrode terminal 12 and the positioning hole 25 of the bus bar 20 may be omitted.
  • bus bar 20 and the electrode terminal 12 are connected by laser welding, but may be connected by bolt fastening.
  • the bus bar 20 and the detection electric wire 50 are connected by laser welding.
  • a wire barrel for crimping the core wire may be provided at the electric wire connecting portion, and the electric connection may be established by crimping.
  • the wire connection part may be omitted.
  • a detection terminal may be separately provided and connected.
  • the outer shape of the bus bar 20 is not limited to a rectangular shape, and may be an arbitrary shape such as an L shape. In short, it is only necessary that the region between the adjacent electrode terminals 12 is symmetrical.

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Abstract

正極および負極の電極端子を有する複数の蓄電素子の隣合う前記電極端子間を接続するバスバーであって、隣り合う前記電極端子の並び方向に沿って延びる一対の平行な折り返し線により区切られた中央領域および一対の端部領域を備え、前記一対の端部領域は、前記折り返し線により折り返されて互いに重ならないように前記中央領域の一面側に重ね合わされた状態とされている。

Description

バスバー、蓄電モジュール、および、配線モジュール
　本明細書に開示される技術は、複数の蓄電素子の隣合う電極端子間を接続するバスバーと、バスバーを備える蓄電モジュール、および、配線モジュールに関する。
　電気自動車やハイブリッドカー等に搭載される電源装置においては、単電池を複数個並べて接続した電池モジュールを備えている。
　このような電池モジュールは、隣り合う単電池の電極端子間を電気的に接続する板状のバスバーを有しており、例えばバスバーに一体的に延出形成された電線接続部に単電池の電圧を検知する検知電線の芯線を接続し、電池ＥＣＵに導く構成が提案されている。バスバーは、例えば板状部材を所定形状に打ち抜き加工することにより形成される。
　ところで、このようなバスバーの電気抵抗を小さくするために、板厚を厚くしたいという要望がある。しかし一方で、板厚を厚くすると電線接続部が大型化するという問題があり、電気容量の保持と電線接続部の小型化との間で相反する要求があった。
　そこでこのような問題を解決するために、バスバーのうち、隣り合う電極端子間に架け渡される本体部を積層構造とすることにより本体部の板厚だけを厚くし、本体部から延出される電線接続部は従来の板厚を維持する構成が考えられた。すなわち、１枚の金属板を折り返し部により二つ折りにして重ね合わせた構成が提案されている。
国際公開第２０１１／０２１６１４号
　しかし上述した従来の構成によると、一対の電極端子をバスバーにより接続した際に、一対の電極端子間に流れる電流に偏りが生じる場合がある。すなわち、二層構造のバスバーのうち電極端子側に配される層を第１層、第１層に重ね合わされた層を第２層とすると、正極から流れ出て負極側に向かう電流は、折り返し部側においては、第１層から折返し部を通過して第２層側にも流れ、電流経路を広く取ることができるが、折返し部とは反対の縁部側においては、第１層から第２層への電流経路が、例えば両層間に介在する酸化被膜等により、折返し部側と同等程度に確保しづらい。このため、バスバーに流れる電流に偏りが生じ、バスバー全体としての電気抵抗が大きくなるという事情があった。
　本明細書に開示された技術は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、バスバーを二層構造とした場合でも、電流密度が偏ることが抑制されるバスバー、蓄電モジュール、および、配線モジュールを提供することを目的とする。
　本明細書に開示された技術は、正極および負極の電極端子を有する複数の蓄電素子の隣合う前記電極端子間を接続するバスバーであって、隣り合う前記電極端子の並び方向に沿って延びる一対の平行な折り返し線により区切られた中央領域および一対の端部領域を備え、前記一対の端部領域は、前記折り返し線により折り返されて互いに重ならないように前記中央領域の一面側に重ね合わされた状態とされている。
　このようなバスバーによれば、正極から流れ出て負極側に向かう電流は、バスバーの一対の側縁部の一方側に偏ることなく、両側に均等に流れる。すなわち、電極端子に接続された中央領域からその両側の端部に連続的に設けられた一対の端部領域に電流が均等に流れるように電流経路を確保することができる。もって、電流密度が一方側に偏ることが抑制され、電気抵抗に優れるバスバーを得ることができる。
　上記バスバーは、以下の構成を備えていてもよい。
　折り返された前記一対の端部領域の間に前記中央領域の一部が露出しており、露出された前記中央領域が前記電極端子と接続するための接続部とされている。
　例えばバスバーと電極端子とをレーザー溶接により導通接続する場合、バスバーの厚みが厚かったり、接続部が積層構造とされていると、レーザーの出力調整が容易ではない。すなわち、レーザーの出力が小さいと接続が不十分となる場合があり、出力が大きいと、レーザーがバスバーを貫通して電極端子に損傷を与える場合がある。
　このような問題に対し、上述した構成によれば、単層とされた厚みが比較的に薄い領域（露出された中央領域）でレーザー溶接を行うことができるから、レーザーの出力調整がし易く、接続が不十分となったり、電極端子に損傷を与えることを抑制することができる。すなわち、接続信頼性を高めることができる。
　また、例えばバスバーと電極端子とを締結部材により導通接続する場合、バスバーの接続部が積層構造とされていると、積層部分の浮き上がりや異物の介在等によりトルク管理が容易でなく、接続信頼性が低下する虞がある。
　これに対し上述した構成によれば、単層とされた領域で締結部材により接続を行うことができるから、接続信頼性を高めることができる。
　折り返された一対の端部領域の互いに対向する端縁部に、電極端子と接続するための接続部を露出させる切欠凹部が設けられていてもよい。
　このような構成によれば、中央領域のうち電極端子と接続するのに必要な領域（接続部）を切欠凹部により露出する一方、接続部以外の領域は二層構造とすることができるから、バスバーの断面積をより大きく確保することができる。すなわち、バスバーの電気抵抗を小さくすることができる。
　接続部に、電極端子に設けられた突状部を挿通させる位置決め孔が設けられていてもよい。
　このような構成によれば、電極端子側に設けられた例えば位置決め突部や電極ポスト等の突状部をバスバーの位置決め孔に嵌め入れることにより、蓄電素子とバスバーとの位置決めを容易に行うことができる。
　切欠凹部は位置決め孔の外周に配されており、切欠凹部と露出された中央領域との境界部分が段差状とされていてもよい。
　このような構成によれば、バスバーと電極端子とをレーザー溶接により導通接続する場合には、バスバーの接続部および電極端子だけでなく、バスバーの中央領域と端部領域との境界の段差状とされた部分を同時にレーザー溶接することができる。すなわち、電流経路を確実に広く確保することができるから、バスバーの電気抵抗を小さくすることができる。
　また、蓄電素子の状態を検知する検知電線の端末部に接続される電線接続部が一体に設けられていてもよい。
　また本明細書により開示された技術は、上述したバスバーにより正極および負極の電極端子を有する複数の蓄電素子の隣合う電極端子間が接続された蓄電モジュールであって、バスバーの露出された中央領域と電極端子とが、レーザー溶接により接続されている。
　また、折り返された端部領域の端縁部と中央領域との間の境界部分が溶接されていてもよい。
　また、折り返された端部領域と中央領域との積層部分が溶接されていてもよい。
　さらに、本明細書に開示された技術は、上述したバスバーと、蓄電素子の状態を検知する検知電線と、バスバーおよび検知電線を保持する絶縁プロテクタと、を備える、配線モジュールである。
　本明細書に開示された技術によれば、バスバーを二層構造とした場合でも電流密度が偏ることがなく、電気抵抗に優れるバスバー、蓄電モジュール、および、配線モジュールを得ることができる。
一実施形態の電池モジュールの分解斜視図 展開状態のバスバーの斜視図 展開状態のバスバーの平面図 バスバーの斜視部 バスバーの平面図 検知電線が接続されたバスバーの斜視図 検知電線が接続されたバスバーの平面図 レーザー溶接前の電池モジュールの一部拡大平面図 電池モジュールの斜視図 電池モジュールの一部拡大平面図
　一実施形態を図１ないし図１０によって説明する。本実施形態のバスバー２０は、電気自動車やハイブリッドカー等に搭載される単電池群１０を構成する複数の単電池１１（蓄電素子の一例）の、隣合う電極端子１２間を接続するものである。バスバー２０は検知電線５０とともに絶縁プロテクタ３０に保持され（配線モジュール６０）、単電池群１０の電極配置面に対して一括に取り付けられて電池モジュールＭ（蓄電モジュールの一例）を構成する。なお、以下の説明においては、図１の上を上方、下を下方とする。
　（単電池１１）
　図１に示すように、単電池１１は扁平な略直方体形状をなしている。単電池１１の内部には図示しない発電要素が収容されている。単電池１１の上面には、長手方向の両端部寄りの位置に、一対の電極端子１２Ａ，１２Ｂが上方に突出して形成されている。単電池１１の上面は電極配置面とされる。一対の電極端子１２Ａ，１２Ｂの一方は正極端子であり、他方は負極端子である。正極端子を構成する電極端子１２Ａと、負極端子を構成する電極端子１２Ｂとは同形、同大である。各電極端子１２Ａ，１２Ｂの中央には、上方に突出する円柱状の位置決め凸部１３（突状部の一例）が設けられている。複数の単電池１１は、隣り合う電極端子１２が異なる極性となるように並べられ、単電池群１０を構成している。隣り合う単電池１１は、バスバー２０により電気的に接続される。
　（バスバー２０）
　本実施形態のバスバー２０は、例えば、銅、銅合金、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、アルミニウム等の金属板材を打ち抜き加工するとともにプレス加工することにより形成されており、図４および図５に示すように、単電池１１の隣り合う電極端子１２間に架け渡される長方形の板状の本体部２１と、検知電線５０の端末部に接続される電線接続部２８と、を備えている。本体部２１には、電極端子１２の位置決め凸部１３を貫通させるための円形をなす一対の位置決め孔２５が、その板面を貫通して形成されている。
　本体部２１は、略矩形の板状部材の対向する一対の両端部を内側に向けて折り返した、二層構造とされている。
　より詳細に説明すると、図２および図３に示すように、展開形状の板状部材には、図３のＸ方向（隣り合う電極端子の並び方向の一例）に平行に延びる一対の仮想的な折り返し線２２が設定されている。一対の折り返し線２２の間に配された長方形状の領域は中央領域２３であり、この中央領域２３の両側に位置する、折り返し線２２より外側（図３の上方および下方）の領域が、端部領域２４である（以下、図３における上側を第１端部領域２４Ａ、図３における下側を第２端部領域２４Ｂとする）。
　一対の端部領域２４Ａ，２４Ｂの幅寸法（図３の上下方向の寸法）は同等とされている。また、中央領域２３の幅寸法は、一の端部領域２４の幅寸法の２倍よりやや大きい寸法に設定されている。これにより、一対の端部領域２４Ａ，２４Ｂが折り返し線２２により折り返され、中央領域２３に重ね合わされた状態において、一対の端部領域２４Ａ，２４Ｂは互いに対向する端縁部の間に隙間を形成するようになっている（図４および図５参照）。
　なお、上述した一対の位置決め孔２５は、折り返し線２２の延び方向（図３および図５のＸ方向）に並んで形成されている。
　一対の端部領域２４Ａ，２４Ｂが中央領域２３に重ね合わされた状態において、一対の端部領域２４Ａ，２４Ｂの互いに対向する端縁部のうち位置決め孔２５に対応する位置には、切欠凹部２６が設けられている。切欠凹部２６は、その縁部が位置決め孔２５の外周に、換言すると、位置決め孔２５の開口縁部を取り囲むように当該位置決め孔２５の外側に位置する円弧状とされており、これにより、切欠凹部２６と中央領域２３との境界部分は段差状とされている（以下、この境界部分を段差部２７とする）。また、位置決め孔２５の周囲には中央領域２３が露出しており、この露出した部分が電極端子１２と導通接続される接続部２３Ａとされている（図４参照）。
　また、第２端部領域２４Ｂについて、一対の切欠凹部２６のうち一方側（図３の右側）の切欠凹部２６の中心線より外側の領域は切り欠かれており、中央領域２３から電線接続部２８の一部が一体的に延設されている。電線接続部２８は、その延出方向の側方に張り出す一対のバレル片２８Ａを備えている。一対のバレル片２８Ａは、検知電線５０の絶縁被覆５１の周囲に圧着されるものである。
　また、中央領域２３のうち、電線接続部２８を設けるために第２端部領域２４Ｂが切り欠かれて露出された領域は、検知電線５０の端末から露出された芯線５２が溶接される芯線接続部２３Ｂとされている。この芯線接続部２３Ｂと、一対のバレル片２８Ａとで、電線接続部２８が形成されている。
　さらに、バスバー２０の長方形状の中央領域２３のうち、短辺側の側縁の中央には、側縁から内側に向けて凹状に切り欠かれて後述する案内リブ３６を嵌め入れる案内凹部２９が設けられている。
　このような本実施形態のバスバー２０は、例えば、次のようにして作製することができる。まず、金属製の板状部材を図２および図３に示す展開形状に打ち抜き加工し、その後、プレス加工により、一対の端部領域２４Ａ，２４Ｂを折り返し線２２に沿って折り返して、中央領域２３の同一面側に重ね合わせる。また同時に、電線接続部２８の一対のバレル片２８Ａを所定の角度に湾曲させる。このようにして本実施形態のバスバー２０が完成する（図４および図５参照）。
　（絶縁プロテクタ３０）
　本実施形態の絶縁プロテクタ３０は、図１および図９に示すように、上下方向に開口すると共にバスバー２０を収容し保持する複数のバスバー保持部３１と、バスバー２０に接続された検知電線５０を収容するための電線収容溝３９と、を備えている。
　バスバー保持部３１は、単電池１１の並び方向（隣り合う電極端子１２の並び方向Ｘ）に沿って２列に配され、２列のバスバー保持部３１の内側に、電線収容溝３９が隣接して配されている。また、個々のバスバー保持部３１にはその周壁３２の上端に保護カバー４１がヒンジ４２を介して一体に設けられており、これらの保護カバー４１がバスバー保持部３１を上方から覆うようになっている。
　一のバスバー保持部３１の角筒状の周壁３２のうち、長尺方向（単電池１１の並び方向）に延びる一対の長尺側壁部３２Ａの下端部には、内側に向けてわずかに突出する側縁載置部３３が設けられている。また、一のバスバー保持部３１の長尺方向における中央部には、一対の長尺側壁部３２Ａの下端部を架け渡すように延びる中間載置部３４が設けられている。周壁３２のうち、バスバー保持部３１の短尺方向に延びる一対の短尺側壁部３２Ｂと、一対の側縁載置部３３と、中間載置部３４と、により囲まれて上下方向に開口する矩形の開口部内には、単電池１１の電極端子１２がほぼぴったり嵌まり込むように寸法が設定されている。
　一のバスバー保持部３１の周壁３２の内側には、例えば図１および図９に示すように、バスバー２０の上方側への抜け止めを行うための複数の係止片３５が設けられている。係止片３５は、一の長尺側壁部３２Ａに一対ずつ設けられており（一のバスバー保持部３１に対して合計４つ）、側縁載置部３３および長尺側壁部３２Ａを下方側から切り欠くとともに内側に向けて片持ち状に張り出した形態とされている。
　また一のバスバー保持部３１の一対の短尺側壁部３２Ｂには、バスバー２０をバスバー保持部３１内に正規の姿勢で収容するための案内リブ３６が設けられている。案内リブ３６は、短尺側壁部３２Ｂの幅方向における中央部に上下方向に延びるように設けられており、上方から下方に向けて内側に傾斜しつつ突出する構成とされている。また、短尺側壁部３２Ｂのうち案内リブ３６の両隣りには、バスバー２０の側縁部を側方から支持する一対の支持リブ３７が、上下方向に延びるとともに内側に張り出して設けられている。
　さらに、バスバー保持部３１の一対の長尺側壁部３２Ａのうち、電線収容溝３９と隣接する長尺側壁部３２Ａには、バスバー２０の電線接続部２８に対応する位置に、バスバー２０の電線接続部２８および電線接続部２８に接続された検知電線５０を電線収容溝３９内に引き出すための電線用切欠部３８が設けられている。
　次に、配線モジュール６０の組み付け方法について説明する。
　まず、検知電線５０の端末部において絶縁被覆５１を剥いで芯線５２を露出させ、芯線５２をバスバー２０の芯線接続部２３Ｂに載置するとともに、絶縁被覆５１の端部をバスバー２０の電線接続部２８の一対のバレル片２８Ａによりかしめる。そして、例えば超音波溶接により検知電線５０の芯線５２とバスバー２０とを電気的に接続する。
　次に、検知電線５０が接続されたバスバー２０を絶縁プロテクタ３０のバスバー保持部３１内に収容するとともに、検知電線５０を電線収容溝３９に収容する。
　より詳しくは、バスバー２０の本体部２１をバスバー保持部３１に上方から近づけ、下方に向けて押し込む。すると、バスバー保持部３１の周壁３２（短尺側壁部３２Ｂ）に設けられている案内リブ３６がバスバー２０の案内凹部２９に嵌り込むとともに、支持リブ３７がバスバー２０の側縁部を側方から支持することにより、バスバー２０はバスバー保持部３１内に正規の姿勢で収容される。この収容過程においては、２対の係止片３５が外側に向けて弾性変形し、バスバー２０の通過を許容する。
　バスバー２０がバスバー保持部３１内の正規位置に到達した状態では、バスバー２０の下面は、側縁載置部３３および中間載置部３４により下方側から支持される。また、周壁３２に設けられた係止片３５が弾性復帰し、バスバー２０の上面に係止して、バスバー２０の上方側への抜け止めが行われる。またこの状態において、電線接続部２８は、電線用切欠部３８に配されており、検知電線５０は電線収容溝３９側に引き出される。
　その後、検知電線５０を電線収容溝３９内に配索する。これにより、配線モジュール６０が完成する。
　このようにして組み立てられた本実施形態の配線モジュール６０は、単電池群１０の電極配置面に対して取り付けられる。具体的には、絶縁プロテクタ３０の下方側の開口内に電極端子１２が嵌まり込むように位置決めしつつ、配線モジュール６０を単電池群１０に取り付ける。配線モジュール６０が単電池群１０に対して正規の位置に取り付けられた状態においては、バスバー２０の位置決め孔２５内に電極端子１２の位置決め凸部１３が嵌め入れられ、バスバー２０の下面と電極端子１２の電極面とが接触するように重ね合わされた状態とされる（図８参照）。
　次に、位置決め凸部１３の周囲、すなわち、接続部２３Ａに上方側からレーザーを当て、バスバー２０と電極端子１２とをレーザー溶接により導通接続する。また、段差部２７をレーザー溶接して、バスバー２０の中央領域２３と端部領域２４との境界部を導通接続してもよい。さらに、端部領域２４の上面からレーザー溶接を行って、中央領域２３と端部領域２４との積層部分を溶接してもよい。
　このようにして、電池モジュールＭが完成する。
　（本実施形態の作用効果）
　このような本実施形態のバスバー２０および電池モジュールＭによれば、バスバー２０の一対の端部領域２４Ａ，２４Ｂは折り返し線２２により折り返されて互いに重ならないように中央領域２３の一面側に重ね合わされた状態とされているから、正極から流れ出て負極側に向かう電流は、バスバー２０の一対の側縁部の一方側に偏ることなく、両側にほぼ均等に流れる。すなわち、電極端子１２に接続された中央領域２３から一対の端部領域２４Ａ，２４Ｂに電流がほぼ均等に流れるように電流経路を確保することができるから、電流密度が一方側に偏ることが抑制され、電気抵抗に優れるバスバー２０、および、電池モジュールＭを得ることができる。
　また、バスバー２０は、折り返された一対の端部領域２４Ａ，２４Ｂの間に中央領域２３の一部が露出しており、露出された中央領域２３が電極端子１２と接続するための接続部２３Ａとされているから、比較的厚みが薄い単層とされた領域で電極端子１２とレーザー溶接を行うことができる。従って、レーザーの出力が小さくて接続が不十分となったり、逆に、出力が大きくて電極端子１２に損傷を与えることを抑制することができ、接続信頼性の高い電池モジュールＭが得られる。
　しかも、折り返された一対の端部領域２４Ａ，２４Ｂの互いに対向する端縁部に、電極端子１２と接続するための接続部２３Ａを露出させる切欠凹部２６が設けられているから、バスバー２０のうち電極端子１２と接続させる接続部２３Ａを除く領域の多くを二層構造とすることができる。すなわち、バスバー２０の断面積をより大きく確保し、電気抵抗を小さくすることができる。
　また、接続部２３Ａには位置決め孔２５が設けられており、電極端子１２の位置決め凸部１３を嵌め入れるようになっているから、電極端子１２（単電池１１）とバスバー２０との位置決めを容易に行うことができる。
　また、切欠凹部２６は位置決め孔２５の外周に配されており、切欠凹部２６と露出された中央領域２３との境界部分が段差部２７とされているから、バスバー２０と電極端子１２とをレーザー溶接により導通接続する際に、段差部２７を同時にレーザー溶接することができる。すなわち、端部領域２４の縁部と中央領域２３とが確実に接続されて、電流経路を広く確保することができるから、バスバー２０の電気抵抗をより小さくすることができる。
　さらに、折り返された端部領域２４Ａ，２４Ｂと中央領域２３との積層部分もレーザー溶接されているから、この積層部分においても電流経路が確実に確保でき、電気抵抗をより小さくすることができる。
　＜他の実施形態＞
　本明細書に開示された技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も技術範囲に含まれる。
　（１）上記実施形態では、折り返された一対の端部領域２４Ａ，２４Ｂの間に隙間を設けたが、端縁部同士を突き合わせる構成としてもよい。その場合でも、切欠凹部２６により接続部２３Ａを露出させることができる。
　（２）上記実施形態では切欠凹部２６を設ける構成としたが、切欠凹部２６を設けずに、一対の端部領域２４Ａ，２４Ｂ間の隙間を広く設け、接続部２３Ａを露出させる構成としてもよい。
　（３）あるいは、一対の端部領域２４Ａ，２４Ｂの間に中央領域２３（接続部２３Ａ）を露出させずに、端部領域２４Ａ，２４Ｂと中央領域２３とが積層された積層状態の部分で電極端子１２とのレーザー溶接を行ってもよい。
　（４）上記実施形態では、切欠凹部２６を位置決め孔２５の開口縁部に沿う円弧状としたが、位置決め孔２５を取り囲む矩形状や三角形状等、任意の形態とすることができる。
　（５）上記実施形態では、端部領域２４の端縁部と中央領域２３との境界部分、すなわち、段差部２７にレーザー溶接を行う構成としたが、段差部２７のレーザー溶接は省略してもよい。
　（６）また、上記実施形態では、端部領域２４と中央領域２３とが積層された積層部分にレーザー溶接を行う構成としたが、積層部分のレーザー溶接は省略してもよい。
　（７）上記実施形態では、切欠凹部２６を位置決め孔２５の外周に配し、中央領域２３を切欠凹部２６の内側に露出させる構成としたが、切欠凹部２６の縁部を位置決め孔２５の開口縁部と重なるようにしてもよい。この場合は、上述したように、端部領域２４と中央領域２３との積層部分で電極端子１２との溶接を行うこととなる。
　（８）電極端子１２の位置決め凸部１３およびバスバー２０の位置決め孔２５は省略してもよい。
　（９）上記実施形態では、バスバー２０と電極端子１２との接続をレーザー溶接により行う構成としたが、ボルト締結により接続する構成としてもよい。
　（１０）上記実施形態では、バスバー２０と検知電線５０とをレーザー溶接により接続する構成としたが、電線接続部に芯線を圧着するワイヤバレルを設け、圧着により導通接続する構成としてもよい。
　（１１）あるいは、電線接続部は省略してもよい。その場合には、検知端子を別途設けて接続すればよい。
　（１２）バスバー２０の外形は長方形状に限らず、例えばＬ字型等任意の形状とすることができる。要は、隣り合う電極端子１２の間の領域が対称な形態とされていればよい。
１０：単電池群
１１：単電池（蓄電素子）
１２：電極端子
１３：位置決め凸部（突状部）
２０：バスバー
２２：折り返し線
２３：中央領域
２３Ａ：接続部
２４：端部領域
２５：位置決め孔
２６：切欠凹部
２７：段差部
２８：電線接続部
３０：絶縁プロテクタ
３１：バスバー保持部
３９：電線収容溝
５０：検知電線
６０：配線モジュール
Ｍ：電池モジュール（蓄電モジュール）
Ｘ：隣り合う電極端子の並び方向

Claims (10)

  1. 正極および負極の電極端子を有する複数の蓄電素子の隣合う前記電極端子間を接続するバスバーであって、
    　隣り合う前記電極端子の並び方向に沿って延びる一対の平行な折り返し線により区切られた中央領域および一対の端部領域を備え、
    　前記一対の端部領域は、前記折り返し線により折り返されて互いに重ならないように前記中央領域の一面側に重ね合わされた状態とされている、バスバー。
  2. 折り返された前記一対の端部領域の間に前記中央領域の一部が露出しており、露出された前記中央領域が前記電極端子と接続するための接続部とされている、請求項１に記載のバスバー。
  3. 折り返された前記一対の端部領域の互いに対向する端縁部に、前記電極端子と接続するための接続部を露出させる切欠凹部が設けられている、請求項１または請求項２に記載のバスバー。
  4. 前記接続部に、前記電極端子に設けられた突状部を挿通させる位置決め孔が設けられている、請求項２または請求項３に記載のバスバー。
  5. 前記接続部に、前記電極端子に設けられた突状部を挿通させる位置決め孔が設けられるとともに、前記切欠凹部は前記位置決め孔の外周に配されており、前記切欠凹部と露出された前記中央領域との境界部分が段差状とされている、請求項３に記載のバスバー。
  6. 前記蓄電素子の状態を検知する検知電線の端末部に接続される電線接続部が一体に設けられている、請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載のバスバー。
  7. 請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載のバスバーにより正極および負極の電極端子を有する複数の蓄電素子の隣合う前記電極端子間が接続された蓄電モジュールであって、
    　前記バスバーの露出された前記中央領域と前記電極端子とが、レーザー溶接により接続されている、蓄電モジュール。
  8. 折り返された前記端部領域の端縁部と前記中央領域との間の境界部分が溶接されている、請求項７に記載の蓄電モジュール。
  9. 折り返された前記端部領域と前記中央領域との積層部分が溶接されている、請求項７または請求項８に記載の蓄電モジュール。
  10. 請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載のバスバーと、前記蓄電素子の状態を検知する検知電線と、前記バスバーおよび前記検知電線を保持する絶縁プロテクタと、を備える、配線モジュール。
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