WO2019124109A1 - バスバー及び電池積層体 - Google Patents

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WO2019124109A1
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battery
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plates
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小村　哲司
信吾 粂
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a bus bar and a battery stack.
  • a battery stack in which a plurality of batteries are electrically connected is known as a battery used for a power supply requiring a high output voltage, such as for a vehicle.
  • a battery stack the output terminals of adjacent batteries are connected by a bus bar.
  • bus bar As a bus bar, a bus bar having a structure in which a plurality of plates are stacked is known (see, for example, Patent Document 1). By employing the laminated structure, the rigidity of the bus bar can be suppressed. Thereby, the bus bar can absorb the force applied to the connecting portion between the bus bar and the battery due to the vibration of the battery and the like. As a result, the connection reliability between the bus bar and the battery can be improved.
  • the inventors of the present invention have come to recognize the following problems as a result of intensive studies on plate-stacked bus bars. That is, when a plurality of plates are stacked, a gap may be generated between the plates. Since the gap between the plates becomes an obstacle to heat transfer at the time of welding, it becomes difficult to securely weld the bus bar to the output terminal. In order to realize stable electrical connection between the batteries via the bus bar, more reliable welding between the bus bar and the battery is desired.
  • the present invention has been made in view of these circumstances, and an object thereof is to provide a technology capable of welding plate-stacked bus bars and batteries more reliably.
  • the bus bar is a bus bar having a structure in which a plurality of plates are stacked, and a main body extending in the stacking direction of the battery and a plurality of connection portions thinner than the main body and welded to the terminals of each battery Equipped with
  • Another aspect of the present invention is a battery stack.
  • the said battery laminated body is equipped with the bus-bar of the said aspect, and the some battery electrically connected mutually by the bus-bar.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a schematic structure of a battery stack including a bus bar according to a first embodiment.
  • FIG. 2A is a plan view showing a schematic structure of the bus bar.
  • FIG. 2 (B) is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 2 (A).
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a schematic structure of a bus bar according to Embodiment 2;
  • FIG. 16 is a plan view showing a schematic structure of a bus bar according to a third embodiment.
  • FIG. 5A is a plan view showing a schematic structure of the first plate.
  • FIG. 5 (B) is a side view showing a schematic structure of the first plate.
  • FIG. 6A is a plan view showing a schematic structure of the second plate.
  • FIG. 5A is a plan view showing a schematic structure of the first plate.
  • FIG. 6B is a side view showing a schematic structure of the second plate.
  • FIG. 7A is a plan view showing a schematic structure of a second plate in the bus bar according to the fourth embodiment.
  • FIG. 7 (B) is a side view showing a schematic structure of the second plate.
  • FIG. 8A is a plan view showing a schematic structure of a second plate in the bus bar according to the fifth embodiment.
  • FIG. 8 (B) is a side view showing a schematic structure of the second plate.
  • FIG. 9A is a cross-sectional view showing a schematic structure of the bus bar according to the sixth embodiment.
  • FIG. 9B is a schematic plan view showing a part of the bus bar according to the modification.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a schematic structure of a battery stack including the bus bar according to the first embodiment.
  • the battery stack 1 includes a plurality of bus bars 2 (2 A) and a plurality of batteries 4 electrically connected to each other by the bus bars 2.
  • Each battery 4 is, for example, a rechargeable secondary battery such as a lithium ion battery, a nickel-hydrogen battery, or a nickel-cadmium battery.
  • the battery 4 is a so-called square battery, and has a flat rectangular parallelepiped outer can.
  • a substantially rectangular opening (not shown) is provided on one surface of the outer can, and the electrode can, the electrolytic solution, and the like are accommodated in the outer can via the opening.
  • a sealing plate 6 for sealing the outer can is provided at the opening of the outer can.
  • the sealing plate 6 is provided with a positive output terminal 8 near one end in the longitudinal direction, and a negative output terminal 8 near the other end.
  • the positive electrode output terminal 8 is referred to as a positive electrode terminal 8a
  • the negative electrode output terminal 8 is referred to as a negative electrode terminal 8b.
  • the positive electrode terminal 8 a and the negative electrode terminal 8 b are collectively referred to as an output terminal 8.
  • the output terminal 8 protrudes from the opening of the sealing plate 6.
  • a gasket as a seal member is provided between the peripheral portion of the output terminal 8 and the opening of the sealing plate 6.
  • the gasket tightly seals the boundary between the sealing plate 6 and the output terminal 8.
  • the outer can, the sealing plate 6 and the output terminal 8 are conductors, and are made of metal, for example.
  • the gasket is an insulator, for example, made of resin.
  • the sealing plate 6 is provided with a safety valve (not shown) between the pair of output terminals 8. The safety valve is configured to be opened when the internal pressure of the outer can rises to a predetermined value or more, and to release the gas inside.
  • the side on which the sealing plate 6 is provided is referred to as the top surface of the battery 4, and the opposite side is referred to as the bottom surface of the battery 4.
  • battery 4 has two main surfaces connecting the top and bottom surfaces. This major surface is the largest surface of the six surfaces of the battery 4. The remaining two surfaces excluding the top surface, the bottom surface and the two main surfaces are the side surfaces of the battery 4.
  • the upper surface side of the battery 4 is the upper surface of the battery stack 1
  • the bottom surface side of the battery 4 is the bottom surface of the battery stack 1
  • the side surface of the battery 4 is the side surface of the battery stack 1.
  • the upper surface side of the battery stack 1 is vertically upward, and the bottom surface side of the battery stack 1 is vertically downward.
  • the plurality of batteries 4 are stacked at predetermined intervals, with the main surfaces of the adjacent batteries 4 facing each other.
  • stacking means arranging a plurality of members in any one direction. Therefore, the stacking of the batteries 4 includes arranging the plurality of batteries 4 horizontally.
  • each battery 4 is arrange
  • the plurality of batteries 4 are divided into a plurality of battery units configured by at least two batteries 4. Then, in each of the battery units, the batteries 4 are connected in parallel by the bus bar 2. Further, the battery units are connected in series by the bus bar 2. In the present embodiment, the two batteries 4 are stacked such that the positive electrode terminals 8a are adjacent to each other to form a battery unit.
  • Battery units are prepared. The four battery units are stacked such that one positive electrode terminal 8a and the other negative electrode terminal 8b in two adjacent battery units are adjacent to each other.
  • the positive electrode terminals 8 a or the negative electrode terminals 8 b in each battery unit are connected in parallel by the bus bar 2, and the positive electrode terminals 8 a and the negative electrode terminals 8 b in two adjacent battery units are connected in series by the bus bar 2.
  • the bus bar 2 is an approximately band-like metal member.
  • the bus bar 2 is electrically connected to the output terminal 8 of each battery 4 by welding. The structure of the bus bar 2 will be described in detail later.
  • the battery stack 1 has a plurality of separators (not shown).
  • the separator is also called an insulating spacer, and is made of, for example, a resin having an insulating property.
  • resin which comprises a separator thermoplastic resins, such as a polypropylene (PP), a polybutylene terephthalate (PBT), a polycarbonate (PC), Noryl (registered trademark) resin (modified PPE), etc. are illustrated.
  • Separators are disposed between the batteries 4 and between the batteries 4 and an end plate 10 described later. Thereby, the exterior cans of the adjacent batteries 4 are insulated. In addition, the outer can of the battery 4 and the end plate 10 are insulated.
  • the battery stack 1 also has a pair of end plates 10.
  • the end plate 10 is made of, for example, a metal plate.
  • the plurality of stacked batteries 4 and the plurality of separators are sandwiched by the pair of end plates 10.
  • the pair of end plates 10 is arranged in the stacking direction X of the batteries 4 (the direction indicated by the arrow X in FIG. 1), and is adjacent to the outermost battery 4 with the separator interposed therebetween.
  • the outermost bus bar 2 in the stacking direction X also functions as an external connection terminal.
  • the battery stack 1 has a pair of restraint members 12.
  • the stacked battery 4, the separator and the end plate 10 are constrained by a pair of restraint members 12.
  • the pair of restraint members 12 is also referred to as a bind bar.
  • the pair of restraint members 12 is arranged in a horizontal direction Y (direction indicated by an arrow Y in FIG. 1) orthogonal to the stacking direction X of the plurality of batteries 4.
  • the horizontal direction Y is a direction in which the output terminals 8 are arranged in each battery 4.
  • Each restraint member 12 has a rectangular flat portion 12 a parallel to the side surface of the battery 4, and a collar 12 b protruding toward the battery 4 from the end of each side of the flat portion 12 a.
  • the constraining member 12 can be formed, for example, by bending each side of a rectangular metal plate.
  • the two collar portions 12 b and the pair of end plates 10 opposed in the stacking direction X of the battery 4 are fixed by screwing or the like. Thereby, the plurality of batteries 4 and the plurality of separators are fastened by the pair of end plates 10 and the pair of restraint members 12.
  • the plurality of batteries 4 are clamped in the stacking direction X of the batteries 4 by the restraint member 12, whereby positioning in the stacking direction X is performed.
  • the bottom surfaces of the plurality of batteries 4 are in contact with the lower collar 12b of the restraint member 12 via the separator, and the upper surfaces are in contact with the upper collar 12b of the restraint member 12 via the separator. Positioning of the direction is made. In this state, the bus bar 2 is electrically connected to the output terminal 8 of each battery 4 to obtain the battery stack 1.
  • FIG. 2A is a plan view showing a schematic structure of the bus bar.
  • FIG. 2 (B) is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 2 (A).
  • the bus bar 2 includes a main body portion 16 and a plurality of connection portions 18.
  • the main body portion 16 is a band-shaped portion extending in the stacking direction X of the battery 4.
  • the plurality of connection portions 18 are portions thinner than the main body portion 16 and welded to the output terminals 8 of the respective batteries 4.
  • the connection portions 18 are disposed at predetermined intervals in the extending direction (stacking direction X) of the main body portion 16 and project in a direction (horizontal direction Y) intersecting the extending direction of the main body portion 16.
  • each connecting portion 18 abuts on each output terminal 8 of the plurality of batteries 4. And each connection part 18 and the corresponding output terminal 8 are joined by welding.
  • the laser L is irradiated to the tip of each connecting portion 18 to form a first welded portion 20 for joining the connecting portion 18 and the output terminal 8.
  • the main body portion 16 is positioned on the center side of the battery 4 in the horizontal direction Y than the output terminal 8, and the connection portion 18 protrudes toward the outside of the battery 4 To be arranged.
  • the main body 16 may be disposed outside the battery 4 than the output terminal 8 in the horizontal direction Y.
  • the bus bar 2 has a structure in which a plurality of plates 14 are stacked.
  • the plurality of plates 14 includes a first plate 22 and a second plate 24.
  • the first plate 22 constitutes the main body portion 16.
  • the second plate 24 constitutes the main body portion 16 and the plurality of connection portions 18. Therefore, the first plate 22 is strip-shaped, and the second plate 24 is comb-tooth shaped.
  • Each plate 14 is made of a metal such as copper or aluminum and has a thickness of, for example, 0.1 mm.
  • the connecting portion 18 is configured by the plurality of second plates 24.
  • the main body portion 16 is configured by the plurality of first plates 22 and the plurality of second plates 24.
  • the main body portion 16 has a plurality of plates 14 constituting the main body portion 16, that is, a second welding portion 26 joining the plurality of first plates 22 and the plurality of second plates 24 to each other.
  • the second welds 26 join all the plates 14 of the bus bar 2 to one another.
  • the plurality of second plates 24 constituting the connecting portion 18 are also joined to each other by the first welded portion 20 joining the connecting portion 18 and the output terminal 8.
  • the second welding portion 26 is formed by laminating a plurality of first plates 22 and a plurality of second plates 24 and irradiating a region constituting the main body portion 16 with a laser.
  • FIG. 2B shows the bus bar 2 in which a plurality of first plates 22 and a plurality of second plates 24 are stacked
  • the number of plates is not particularly limited.
  • the number of each plate can be appropriately set in accordance with the thickness and the like required for each of the main body portion 16 and the connection portion 18.
  • the thickness of the main body portion 16 is twice or more the thickness of the connection portion 18. Accordingly, it is possible to cope with an increase in the amount of current flowing to the main body 16 when the batteries 4 in the battery unit are connected in parallel and the battery units are connected in series.
  • the bus bar 2 is a bus bar having a structure in which a plurality of plates 14 are stacked.
  • the bus bar 2 includes a main body portion 16 extending in the stacking direction X of the batteries 4 and a plurality of connection portions 18 thinner than the main body portion 16 and welded to the output terminals 8 of the respective batteries 4.
  • the connecting portion 18 whose total thickness is thinner than that of the main body portion 16, the number of plates 14 constituting the connecting portion 18 can be reduced, and hence the gap between the plates can be reduced.
  • the gap between the plates is a thermal resistance that impedes heat transfer during welding.
  • connection portion 18 and the output terminal 8 which are thin and have a small gap between the plates, the heat at the time of welding can be sufficiently transmitted to the output terminal 8.
  • the bus bar 2 and the output terminal 8 can be welded more reliably, and stable electrical connection between the batteries 4 via the bus bar 2 can be realized.
  • the countermeasure such as increasing the laser strength. As a result, damage to the battery 4 due to heat at the time of welding can be suppressed.
  • the performance of the battery stack 1 can be improved by providing the bus bar 2 of the present embodiment in the battery stack 1.
  • the bus bar 2 has a structure in which a plurality of plates 14 are stacked. Thereby, the flexibility of the bus bar 2 can be enhanced. As a result, the load applied to the first welding portion 20 due to the vibration of the battery 4 and the like can be reduced, and the connection reliability between the bus bar 2 and the battery 4 can be enhanced.
  • the plurality of plates 14 includes a first plate 22 constituting the main body portion 16 and a second plate 24 constituting the main body portion 16 and the plurality of connecting portions 18.
  • the main body portion 16 is provided with a second welding portion 26 which joins the plurality of plates 14 constituting the main body portion 16 to each other.
  • the second welded portion 26 is independent of the first welded portion 20 that joins the bus bar 2 and the output terminal 8. That is, in the bus bar 2 of the present embodiment, welding between the plates 14 and welding of the bus bar 2 and the output terminal 8 are performed at different positions.
  • the second weld 26 may be formed prior to forming the first weld 20. That is, the second welded portion 26 can be formed in the state of the bus bar 2 alone.
  • the plates 14 can be joined more reliably. Further, since the plates 14 can be reliably joined to each other, the total number of plates 14 can be increased. This allows more current to flow.
  • the second welding portion 26 enables reliable joining of the plates 14 to each other, the first welding portion 20 does not have to have a role of joining the plates 14 to each other. Therefore, the total number of plates 14 (second plate 24) constituting the output terminal 8 can be reduced.
  • the gap between the plates can be reduced, the quality of welding between the bus bar 2 and the output terminal 8 can be improved.
  • welding strength can be improved and vibration resistance and impact resistance can be improved.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a schematic structure of the bus bar according to the second embodiment.
  • the bus bar 2 (2B) of the present embodiment includes a main body portion 16 extending in the stacking direction X of the battery 4 and a plurality of connection portions 18 thinner than the main body portion 16. Each connection portion 18 and each output terminal 8 of the plurality of batteries 4 are joined by a first welded portion 20 formed by irradiation of the laser L.
  • the bus bar 2 has a structure in which a plurality of plates 14 are stacked.
  • the plurality of plates 14 includes a first plate 22 and a second plate 24.
  • the first plate 22 constitutes the main body portion 16.
  • the second plate 24 constitutes the main body portion 16 and the plurality of connection portions 18.
  • the main body portion 16 has a second welding portion 26 joining the plurality of plates 14 constituting the main body portion 16 to each other.
  • At least a portion of the second plate 24 is thicker than the first plate 22.
  • only one second plate 24 is provided, and the thickness of the second plate 24 is thicker than that of the first plate 22.
  • the thickness of the second plate 24 is, for example, 0.6 mm.
  • some of the second plates 24 may be thicker than the first plate 22, or all of the second plates 24 may be thicker than the first plate 22. .
  • the thickness of at least a part of the second plate 24 is thicker than the thickness of the first plate 22.
  • the number of second plates 24 constituting the connection portion 18 can be further reduced.
  • the gap between the plates can be further reduced, so that the strength of the first welded portion 20 can be secured.
  • the flexibility of the bus bar 2 can be obtained by the laminated structure of the thin first plate 22.
  • FIG. 4 is a plan view showing a schematic structure of the bus bar according to the third embodiment.
  • FIG. 5A is a plan view showing a schematic structure of the first plate.
  • FIG. 5 (B) is a side view showing a schematic structure of the first plate.
  • FIG. 6A is a plan view showing a schematic structure of the second plate.
  • FIG. 6B is a side view showing a schematic structure of the second plate.
  • the bus bar 2 (2C) of the present embodiment includes a main body portion 16 extending in the stacking direction X of the battery 4 and a plurality of connection portions 18 thinner than the main body portion 16. Each connecting portion 18 and each output terminal 8 of the plurality of batteries 4 are joined by a first welding portion 20. Further, the bus bar 2 has a structure in which a plurality of plates 14 are stacked (see FIG. 2 (B)).
  • the plurality of plates 14 includes a first plate 22 and a second plate 24.
  • the first plate 22 constitutes the main body portion 16.
  • the second plate 24 constitutes the main body portion 16 and the plurality of connection portions 18.
  • the main body portion 16 has a second welding portion 26 joining the plurality of plates 14 constituting the main body portion 16 to each other.
  • the bus bar 2 includes a first connection portion 18a welded to an arbitrary first battery 4a and a second connection portion 18b welded to a second battery 4b adjacent to the first battery 4a in the stacking direction X of the batteries 4. Between the first battery 4a and the second battery 4b.
  • the displacement absorbing portion 28 includes a first movable portion 30 provided on the first plate 22.
  • the first movable portion 30 has a portion extending in a direction intersecting the surface direction of the plate, in other words, in a direction approaching and separating from the battery 4.
  • the first movable portion 30 of the present embodiment has a U-shape that protrudes in the vertical direction Z intersecting the XY plane direction.
  • the displacement absorbing portion 28 includes a second movable portion 32 provided on the second plate 24.
  • the second movable portion 32 is disposed at a portion of the second plate 24 that constitutes the main body portion 16.
  • the second movable portion 32 has a portion extending in the direction intersecting the surface direction of the plate.
  • the second movable portion 32 of the present embodiment has a U-shape which protrudes in the vertical direction Z intersecting the XY plane direction.
  • the second movable portion 32 engages with the first movable portion 30 in a state in which the first plate 22 and the second plate 24 are stacked.
  • the displacement absorbing portion 28 includes a constricted portion 34 provided on the second plate 24.
  • the narrow portion 34 is a portion where the width of the second plate 24 in the direction intersecting the stacking direction X of the battery 4 is narrower than the extension region of the connection portion 18.
  • the second plate 24 of the present embodiment has a comb-like shape, and the tooth portion corresponds to the connection portion 18, and the portion between the teeth corresponds to the constricted portion 34.
  • the bus bar 2 of the present embodiment is the second connection portion 18b welded to the first connection portion 18a welded to the first battery 4a and the second connection portion 18b welded to the second battery 4b.
  • a displacement absorbing portion 28 that absorbs relative displacement of the first battery 4a and the second battery 4b.
  • the displacement absorbing portion 28 includes a first movable portion 30 provided to the first plate 22, a second movable portion 32 provided to the second plate 24, and a constricted portion 34.
  • the first movable portion 30 and the second movable portion 32 have portions extending in the direction intersecting the surface direction of the plate. As a result, the bus bar 2 can be deformed particularly against the displacement in the direction in which the first battery 4a and the second battery 4b are separated, and the displacement can be absorbed thereby.
  • the first movable portion 30 and the second movable portion 32 of the present embodiment have a U-shape that protrudes in the vertical direction Z, displacement and dimensional variation in the stacking direction X and vertical direction Z of each battery 4 are obtained. It can be absorbed.
  • the constricted portion 34 is a narrow portion of the second plate 24 between the first connection portion 18 a and the second connection portion 18 b.
  • the flexibility of the bus bar 2 can be enhanced.
  • the bus bar 2 can be deformed with respect to the displacement of the first battery 4a and the second battery 4b, and the displacement can be absorbed.
  • the second plate 24 is thicker than the first plate 22 as in the second embodiment, not only the connecting portion 18 but also the rigidity of the main body portion 16 is enhanced, so it is preferable to provide the displacement absorbing portion 28.
  • FIG. 7A is a plan view showing a schematic structure of a second plate in the bus bar according to the fourth embodiment.
  • FIG. 7 (B) is a side view showing a schematic structure of the second plate.
  • the bus bar 2 of the present embodiment includes a main body portion 16 extending in the stacking direction X of the battery 4 and a plurality of connection portions 18 thinner than the main body portion 16. Each connecting portion 18 and each output terminal 8 of the plurality of batteries 4 are joined by a first welding portion 20. Further, the bus bar 2 has a structure in which a plurality of plates 14 are stacked (see FIG. 2 (B)).
  • the plurality of plates 14 includes a first plate 22 and a second plate 24.
  • the first plate 22 constitutes the main body portion 16 (see FIGS. 5A and 5B).
  • the second plate 24 constitutes the main body portion 16 and the plurality of connection portions 18.
  • the main body portion 16 has a second welding portion 26 joining the plurality of plates 14 constituting the main body portion 16 to each other.
  • the bus bar 2 has a displacement absorbing portion 28 between the first connection portion 18 a and the second connection portion 18 b in the stacking direction X of the battery 4.
  • the displacement absorbing portion 28 of the present embodiment includes a first movable portion 30 provided on the first plate 22 (see FIGS. 5A and 5B).
  • the displacement absorbing portion 28 includes a constricted portion 34 and a third movable portion 38 provided on the second plate 24.
  • the third movable portion 38 has a portion which intersects the stacking direction X of the battery 4 and extends in the plane direction of the plate.
  • the third movable portion 38 according to the present embodiment is formed of a narrow portion or a thin line having a small cross-sectional area, and has a curved portion projecting in the horizontal direction Y in the plane of the second plate 24.
  • the third movable portion 38 has a spring structure, and can be elastically deformed as the battery 4 is displaced.
  • the bus bar 2 of the present embodiment includes the displacement absorbing portion 28 that absorbs the relative displacement of the first battery 4 a and the second battery 4 b electrically connected by the bus bar 2.
  • the displacement absorbing portion 28 includes a third movable portion 38 provided on the second plate 24.
  • the third movable portion 38 has a portion which intersects the stacking direction X of the battery 4 and extends in the plane direction of the plate.
  • the third movable portion 38 of the present embodiment is configured by the narrow portion with a small cross-sectional area, it absorbs the displacement and dimensional variation of the stacking direction X, horizontal direction Y and vertical direction Z of each battery 4 be able to.
  • FIG. 8A is a plan view showing a schematic structure of a second plate in the bus bar according to the fifth embodiment.
  • FIG. 8 (B) is a side view showing a schematic structure of the second plate.
  • the bus bar 2 of the present embodiment includes a main body portion 16 extending in the stacking direction X of the battery 4 and a plurality of connection portions 18 thinner than the main body portion 16. Each connecting portion 18 and each output terminal 8 of the plurality of batteries 4 are joined by a first welding portion 20. Further, the bus bar 2 has a structure in which a plurality of plates 14 are stacked (see FIG. 2 (B)).
  • the plurality of plates 14 includes a first plate 22 and a second plate 24.
  • the first plate 22 constitutes the main body portion 16 (see FIGS. 5A and 5B).
  • the second plate 24 constitutes the main body portion 16 and the plurality of connection portions 18.
  • the main body portion 16 has a second welding portion 26 joining the plurality of plates 14 constituting the main body portion 16 to each other.
  • the bus bar 2 has a displacement absorbing portion 28 between the first connection portion 18 a and the second connection portion 18 b in the stacking direction X of the battery 4.
  • the displacement absorbing portion 28 of the present embodiment includes a first movable portion 30 provided on the first plate 22 (see FIGS. 5A and 5B).
  • the displacement absorbing portion 28 is a cutting portion 40 provided on the second plate 24 for separating the first connection portion 18a and the second connection portion 18b.
  • the flexibility of the bus bar 2 can be enhanced.
  • the bus bar 2 can be deformed with respect to the displacement of the first battery 4a and the second battery 4b, and the displacement can be absorbed.
  • the cutting unit 40 of the present embodiment displacement and dimensional variation in the stacking direction X, horizontal direction Y and vertical direction Z of each battery 4 can be absorbed.
  • FIG. 9A is a cross-sectional view showing a schematic structure of the bus bar according to the sixth embodiment.
  • the bus bar 2 (2D) of the present embodiment includes a main body portion 16 extending in the stacking direction X of the battery 4 and a plurality of connection portions 18 thinner than the main body portion 16.
  • Each connection portion 18 and each output terminal 8 of the plurality of batteries 4 are joined by a first welded portion 20 formed by irradiation of the laser L.
  • the bus bar 2 has a structure in which a plurality of plates 14 are stacked.
  • the plurality of plates 14 have a comb-like shape, and a portion extending in the stacking direction X of the battery 4 constitutes the main body portion 16. Further, each plate 14 has a through hole 42 penetrating in the stacking direction of the plates 14 in a portion that is in contact with the teeth, that is, a portion that protrudes in the horizontal direction Y from the portion configuring the main body portion 16.
  • the fastening member 44 is fitted in the through hole 42.
  • the fastening member 44 is formed of a metal plate thinner than the total thickness of the plurality of plates 14.
  • the fastening member 44 also has a bottom surface portion 44a and a wall portion 44b.
  • the bottom surface portion 44 a is larger than the opening on the output terminal 8 side of the through hole 42 and closes the opening.
  • the wall 44 b extends from the bottom 44 a along the inner surface of the through hole 42.
  • the end of the wall 44 b protrudes upward beyond the surface of the main body 16 opposite to the output terminal 8, and the protruding portion is bent outward.
  • the fastening member 44 may be fixed to the plurality of plates 14 by welding.
  • the bottom surface portion 44 a of the fastening member 44 constitutes the connection portion 18. That is, the bottom surface portion 44a abuts on the output terminal 8, and the laser L is irradiated to the bottom surface portion 44a, whereby the first welded portion 20 for joining the bottom surface portion 44a and the output terminal 8 is formed. Therefore, also in the bus bar 2 of the present embodiment, the connection portion 18 is thinner than the main body portion 16.
  • the main body portion 16 is configured by the plurality of plates 14.
  • the connection portion 18 is configured by a fastening member 44 thinner than the total thickness of the plurality of plates 14. The plurality of plates 14 are then fastened by the fastening member 44. Thereby, the bus bar 2 and the output terminal 8 can be welded more reliably with low power, and the welding process of the plurality of plates 14 can be omitted.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and may be combined with each other, or may be further modified such as various design changes based on the knowledge of those skilled in the art. Embodiments in which such combination or further modification is added are also included in the scope of the present invention.
  • the combination of each embodiment mentioned above and the new embodiment which arises by addition of modification to each embodiment mentioned above combine the embodiment combined and the effect of each modification.
  • the battery 4 is a prismatic battery, but the shape of the battery 4 is not particularly limited, and may be cylindrical or the like. Further, the total number of the batteries 4 provided in the battery stack 1 and the number of the batteries 4 in each battery unit are not particularly limited. In addition, the outer can of the battery 4 may be covered with an insulating sheet such as a shrink tube. Further, the shape of the bus bar 2 is not limited to the comb shape, and may be a linear shape in which the connection portions 18 are disposed at both end portions of the main body portion 16. Taking the bus bar of the sixth embodiment as an example, as shown in FIG. 9B, in the bus bar 2, the connecting portion 18 is disposed at the end of the linear main portion 16 extending in the stacking direction X It may be a structure. FIG. 9B is a schematic plan view showing a part of the bus bar according to the modification.
  • a movable portion (not shown) extending in the direction intersecting the XY plane may be provided at the proximal end of each connection portion 18, that is, the portion connected to the main body portion 16. .
  • the movable portion can be formed by bending the base end portion of each connection portion 18. As a result, it is possible to absorb mainly the displacement in the horizontal direction Y of each battery 4 and the dimensional variation.

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Abstract

バスバーは、複数のプレートが積層された構造を有する。バスバーは、電池の積層方向に延在する本体部と、本体部よりも薄く、各電池の出力端子に溶接される複数の接続部とを備える。

Description

バスバー及び電池積層体
　本発明は、バスバー及び電池積層体に関する。
　例えば車両用等の、高い出力電圧が要求される電源に用いられる電池として、複数個の電池が電気的に接続されてなる電池積層体が知られている。従来、このような電池積層体では、隣り合う電池の出力端子同士がバスバーで接続されていた。
　バスバーとしては、複数のプレートが積層された構造を有するバスバーが知られている（例えば、特許文献１参照）。積層構造をとることで、バスバーの剛性を抑えることができる。これにより、電池の振動等に起因してバスバーと電池との接続部にかかる力をバスバーが吸収することができる。この結果、バスバーと電池との間の接続信頼性を高めることができる。
特開２０１２－１８９０４号公報
　本発明者らは、プレート積層タイプのバスバーについて鋭意検討を重ねた結果、以下の課題を認識するに至った。すなわち、複数のプレートを積層した場合、プレート間に隙間が生じることがあった。プレート間の隙間は溶接時に熱伝達の障害となるため、バスバーを出力端子に確実に溶接することが困難になる。バスバーを介した電池間の安定的な電気的接続を実現するためには、バスバーと電池とのより確実な溶接が望まれる。
　本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、プレート積層タイプのバスバーと電池とをより確実に溶接することができる技術を提供することにある。
　本発明のある態様は、バスバーである。当該バスバーは、複数のプレートが積層された構造を有するバスバーであって、電池の積層方向に延在する本体部と、本体部よりも薄く、各電池の端子に溶接される複数の接続部とを備える。
　本発明の他の態様は、電池積層体である。当該電池積層体は、上記態様のバスバーと、バスバーにより互いに電気的に接続された複数の電池とを備える。
　なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
　本発明によれば、プレート積層タイプのバスバーと電池とをより確実に溶接することができる。
実施の形態１に係るバスバーを含む電池積層体の概略構造を示す斜視図である。 図２（Ａ）は、バスバーの概略構造を示す平面図である。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＡ－Ａ線に沿った断面図である。 実施の形態２に係るバスバーの概略構造を示す断面図である。 実施の形態３に係るバスバーの概略構造を示す平面図である。 図５（Ａ）は、第１プレートの概略構造を示す平面図である。図５（Ｂ）は、第１プレートの概略構造を示す側面図である。 図６（Ａ）は、第２プレートの概略構造を示す平面図である。図６（Ｂ）は、第２プレートの概略構造を示す側面図である。 図７（Ａ）は、実施の形態４に係るバスバーにおける第２プレートの概略構造を示す平面図である。図７（Ｂ）は、第２プレートの概略構造を示す側面図である。 図８（Ａ）は、実施の形態５に係るバスバーにおける第２プレートの概略構造を示す平面図である。図８（Ｂ）は、第２プレートの概略構造を示す側面図である。 図９（Ａ）は、実施の形態６に係るバスバーの概略構造を示す断面図である。図９（Ｂ）は、変形例に係るバスバーの一部を示す平面模式図である。
　以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図に示す各部の縮尺や形状は、説明を容易にするために便宜的に設定されており、特に言及がない限り限定的に解釈されるものではない。また、同一の部材であっても、各図面間で縮尺等が若干相違する場合もあり得る。また、本明細書または請求項中に「第１」、「第２」等の用語が用いられる場合、特に言及がない限りいかなる順序や重要度を表すものでもなく、ある構成と他の構成とを区別するためのものである。
　（実施の形態１）
　図１は、実施の形態１に係るバスバーを含む電池積層体の概略構造を示す斜視図である。電池積層体１は、複数のバスバー２（２Ａ）と、バスバー２により互いに電気的に接続された複数の電池４とを備える。
　各電池４は、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル－水素電池、ニッケル－カドミウム電池等の充電可能な二次電池である。電池４は、いわゆる角形電池であり、扁平な直方体形状の外装缶を有する。外装缶の一面には図示しない略長方形状の開口が設けられ、この開口を介して外装缶に電極体や電解液等が収容される。外装缶の開口には、外装缶を封止する封口板６が設けられる。封口板６には、長手方向の一端寄りに正極の出力端子８が設けられ、他端寄りに負極の出力端子８が設けられる。以下では適宜、正極の出力端子８を正極端子８ａと称し、負極の出力端子８を負極端子８ｂと称する。また、出力端子８の極性を区別する必要がない場合、正極端子８ａと負極端子８ｂとをまとめて出力端子８と称する。
　出力端子８は、封口板６の開口部から突出する。出力端子８の周縁部と封口板６の開口部との間には、シール部材としてのガスケットが設けられる。ガスケットにより、封口板６と出力端子８との境界部が気密に閉塞される。また、封口板６と出力端子８との間の短絡が防止される。外装缶、封口板６及び出力端子８は導電体であり、例えば金属製である。ガスケットは絶縁体であり、例えば樹脂製である。また、封口板６には、一対の出力端子８の間に図示しない安全弁が設けられる。安全弁は、外装缶の内圧が所定値以上に上昇した際に開弁して、内部のガスを放出できるように構成される。
　本実施の形態では、封口板６が設けられる側を電池４の上面、反対側を電池４の底面とする。また、電池４は、上面及び底面をつなぐ２つの主表面を有する。この主表面は、電池４が有する６つの面のうち面積の最も大きい面である。上面、底面及び２つの主表面を除いた残り２つの面は、電池４の側面とする。また、電池４の上面側を電池積層体１の上面とし、電池４の底面側を電池積層体１の底面とし、電池４の側面側を電池積層体１の側面とする。また便宜上、電池積層体１の上面側を鉛直方向上方とし、電池積層体１の底面側を鉛直方向下方とする。
　複数の電池４は、隣り合う電池４の主表面同士が対向するにして所定の間隔で積層される。なお、「積層」は、任意の１方向に複数の部材を並べることを意味する。したがって、電池４の積層には、複数の電池４を水平に並べることも含まれる。また、各電池４は、出力端子８が同じ方向を向くように配置される。ここでは便宜上、出力端子８は鉛直方向Ｚ（図１において矢印Ｚで示す方向）上方を向く。
　複数の電池４は、少なくとも２つの電池４で構成される複数の電池ユニットに組み分けられる。そして、各電池ユニットにおいて電池４同士がバスバー２で並列接続される。また、電池ユニット同士がバスバー２で直列接続される。本実施の形態では、２つの電池４が正極端子８ａ同士が隣り合うように積層されて、電池ユニットが形成される。この電池ユニットが４つ用意される。４つの電池ユニットは、隣り合う２つの電池ユニットにおける一方の正極端子８ａと他方の負極端子８ｂとが隣り合うように積層される。そして、各電池ユニットにおける正極端子８ａ同士あるいは負極端子８ｂ同士がバスバー２で並列接続されるとともに、隣接する２つの電池ユニットにおける正極端子８ａと負極端子８ｂとがバスバー２で直列接続される。
　バスバー２は、おおよそ帯状の金属部材である。バスバー２は、各電池４の出力端子８に溶接によって電気的に接続される。バスバー２の構造は、後に詳細に説明する。
　電池積層体１は、図示しない複数のセパレータを有する。セパレータは、絶縁スペーサとも呼ばれ、例えば絶縁性を有する樹脂からなる。セパレータを構成する樹脂としては、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ノリル（登録商標）樹脂（変性ＰＰＥ）等の熱可塑性樹脂が例示される。セパレータは、各電池４の間、および電池４と後述するエンドプレート１０との間に配置される。これにより、隣り合う電池４の外装缶同士が絶縁される。また、電池４の外装缶とエンドプレート１０とが絶縁される。
　また、電池積層体１は、一対のエンドプレート１０を有する。エンドプレート１０は、例えば金属板からなる。積層された複数の電池４および複数のセパレータは、一対のエンドプレート１０で挟まれる。一対のエンドプレート１０は、電池４の積層方向Ｘ（図１において矢印Ｘで示す方向）に配列され、最外側の電池４とセパレータを挟んで隣り合う。なお、積層方向Ｘで最も外側のバスバー２は、外部接続端子としても機能する。
　また、電池積層体１は、一対の拘束部材１２を有する。積層された電池４、セパレータおよびエンドプレート１０は、一対の拘束部材１２によって拘束される。一対の拘束部材１２は、バインドバーとも呼ばれる。一対の拘束部材１２は、複数の電池４の積層方向Ｘに対して直交する水平方向Ｙ（図１において矢印Ｙで示す方向）に配列される。水平方向Ｙは、各電池４において出力端子８が並ぶ方向である。各拘束部材１２は、電池４の側面に平行な矩形状の平面部１２ａと、平面部１２ａの各辺の端部から電池４側に突出する庇部１２ｂとを有する。拘束部材１２は、例えば矩形状の金属板の各辺に折り曲げ加工を施すことで形成することができる。
　電池４の積層方向Ｘにおいて対向する２つの庇部１２ｂと一対のエンドプレート１０とが、ねじ止め等により固定される。これにより、複数の電池４と複数のセパレータとが一対のエンドプレート１０および一対の拘束部材１２によって締結される。複数の電池４は、拘束部材１２によって電池４の積層方向Ｘに締め付けられることで、積層方向Ｘの位置決めがなされる。また、複数の電池４は、底面がセパレータを介して拘束部材１２の下側の庇部１２ｂに当接し、上面がセパレータを介して拘束部材１２の上側の庇部１２ｂに当接することで、上下方向の位置決めがなされる。この状態で、各電池４の出力端子８にバスバー２が電気的に接続されて、電池積層体１が得られる。
　続いて、本実施の形態に係るバスバー２について詳細に説明する。図２（Ａ）は、バスバーの概略構造を示す平面図である。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＡ－Ａ線に沿った断面図である。バスバー２は、本体部１６と、複数の接続部１８とを備える。本体部１６は、電池４の積層方向Ｘに延在する帯状の部分である。複数の接続部１８は、本体部１６よりも薄く、各電池４の出力端子８に溶接される部分である。各接続部１８は、本体部１６の延在方向（積層方向Ｘ）に所定の間隔をあけて配置され、本体部１６の延在方向と交わる方向（水平方向Ｙ）に突出している。
　各接続部１８は、複数の電池４の各出力端子８に当接する。そして、各接続部１８と対応する出力端子８とが溶接により接合される。例えば、各接続部１８の先端部にレーザーＬが照射されて、接続部１８と出力端子８とを接合する第１溶接部２０が形成される。図１に示すように、本実施の形態のバスバー２は、本体部１６が出力端子８よりも水平方向Ｙにおける電池４の中央側に位置し、接続部１８が電池４の外側に向かって突出するように配置される。なお、本体部１６は、水平方向Ｙにおいて出力端子８よりも電池４の外側に配置されてもよい。
　また、バスバー２は、複数のプレート１４が積層された構造を有する。複数のプレート１４は、第１プレート２２と、第２プレート２４とを含む。第１プレート２２は、本体部１６を構成する。第２プレート２４は、本体部１６および複数の接続部１８を構成する。したがって、第１プレート２２は帯状であり、第２プレート２４は櫛歯状である。各プレート１４は、銅やアルミニウム等の金属からなり、厚さは例えば０．１ｍｍである。本実施の形態では、複数の第２プレート２４によって接続部１８が構成されている。また、複数の第１プレート２２と複数の第２プレート２４によって本体部１６が構成されている。
　本体部１６は、本体部１６を構成する複数のプレート１４、すなわち複数の第１プレート２２および複数の第２プレート２４を互いに接合する第２溶接部２６を有する。第２溶接部２６によって、バスバー２の全てのプレート１４が互いに接合される。なお、接続部１８を構成する複数の第２プレート２４は、接続部１８と出力端子８とを接合する第１溶接部２０によっても互いに接合される。第２溶接部２６は、複数の第１プレート２２と複数の第２プレート２４とが積層されて、本体部１６を構成する領域にレーザーが照射されることで形成される。
　なお、図２（Ｂ）には、複数の第１プレート２２と複数の第２プレート２４とが積層されたバスバー２が図示されているが、各プレートの枚数は特に限定されない。各プレートの枚数は、本体部１６および接続部１８のそれぞれに必要な厚さ等に応じて、適宜設定することができる。好ましくは、本体部１６の厚みは接続部１８の厚みの２倍以上である。これにより、電池ユニットにおける電池４同士を並列接続し、電池ユニット同士を直列接続した際の、本体部１６に流れる電流量の増加に対応することができる。
　以上説明したように、本実施の形態に係るバスバー２は、複数のプレート１４が積層された構造を有するバスバーである。バスバー２は、電池４の積層方向Ｘに延在する本体部１６と、本体部１６よりも薄く、各電池４の出力端子８に溶接される複数の接続部１８とを備える。このように、本体部１６よりも総厚が薄い接続部１８を設けることで、接続部１８を構成するプレート１４の数を減らすことができ、したがってプレート間の隙間を減らすことができる。プレート間の隙間は、溶接時の伝熱を阻害する熱抵抗である。
　薄肉で且つプレート間の隙間が少ない接続部１８と出力端子８とを溶接することで、溶接時の熱を出力端子８まで十分に伝えることができる。これにより、バスバー２と出力端子８とをより確実に溶接することができ、バスバー２を介した電池４間の安定的な電気的接続を実現することができる。また、バスバー２と出力端子８とを確実に溶接するためにレーザー強度を上げるといった対応を避けることができる。この結果、溶接時の熱によって電池４が損傷することを抑制することができる。
　また、バスバー２と出力端子８とを溶接により固定することで、両者間の接触抵抗を減らすことができる。これにより、バスバー２と出力端子８との接続部分での発熱を抑制することができるため、電池積層体１の省エネルギー化を図ることができる。また、熱による電池４の性能低下も抑制することができる。したがって、本実施の形態のバスバー２を電池積層体１に設けることで、電池積層体１の性能を向上させることができる。
　また、バスバー２は、複数のプレート１４が積層された構造を有する。これにより、バスバー２の柔軟性を高めることができる。この結果、電池４の振動等によって第１溶接部２０にかかる負荷を軽減して、バスバー２と電池４との間の接続信頼性を高めることができる。
　また、複数のプレート１４は、本体部１６を構成する第１プレート２２と、本体部１６および複数の接続部１８を構成する第２プレート２４とを含む。このように、２種類のプレートを組み合わせて本体部１６と接続部１８とで構成プレート数を異ならせることで、肉厚の厚い本体部１６と肉厚の薄い接続部１８とを簡単に形成することができる。
　また、本体部１６には、本体部１６を構成する複数のプレート１４を互いに接合する第２溶接部２６が設けられる。第２溶接部２６は、バスバー２と出力端子８とを接合する第１溶接部２０とは独立している。つまり、本実施の形態のバスバー２は、プレート１４間の溶接とバスバー２と出力端子８との溶接とが別々の位置で行われる。第２溶接部２６は、第１溶接部２０を形成する前に形成することができる。つまり、バスバー２単体の状態で、第２溶接部２６を形成することができる。
　よって、プレート１４間の溶接時に、熱による電池４の損傷を考慮する必要がなくなるため、高いレーザー強度でプレート１４同士を溶接することができる。あるいは、レーザー溶接とは別の高出力の溶接手法を採用することができる。この結果、プレート１４同士をより確実に接合することができる。また、プレート１４同士の確実な接合が可能となるため、プレート１４の総数を増やすことができる。これにより、より多くの電流を流すことが可能となる。また一方で、第２溶接部２６によりプレート１４同士の確実な接合が可能となるため、第１溶接部２０にプレート１４同士を接合する役割を持たせる必要がない。このため、出力端子８を構成するプレート１４（第２プレート２４）の総数を減らすことができる。この結果、プレート間の隙間を減らすことができるため、バスバー２と出力端子８との溶接品質を向上させることができる。なお、第１溶接部２０の厚みを確保することで、溶接強度を高めて、耐振動性や耐衝撃性を高めることができる。
　（実施の形態２）
　実施の形態２に係るバスバーは、第２プレートの構造が異なる点を除き、実施の形態１と共通の構成を有する。以下、本実施の形態に係るバスバーについて実施の形態１と異なる構成を中心に説明し、共通する構成については簡単に説明するか、あるいは説明を省略する。図３は、実施の形態２に係るバスバーの概略構造を示す断面図である。
　本実施の形態のバスバー２（２Ｂ）は、電池４の積層方向Ｘに延在する本体部１６と、本体部１６よりも薄い複数の接続部１８とを備える。各接続部１８と複数の電池４の各出力端子８とは、レーザーＬの照射により形成される第１溶接部２０によって接合される。また、バスバー２は、複数のプレート１４が積層された構造を有する。複数のプレート１４は、第１プレート２２と、第２プレート２４とを含む。第１プレート２２は、本体部１６を構成する。第２プレート２４は、本体部１６および複数の接続部１８を構成する。本体部１６は、本体部１６を構成する複数のプレート１４を互いに接合する第２溶接部２６を有する。
　少なくとも一部の第２プレート２４は、第１プレート２２よりも厚い。本実施の形態では、第２プレート２４は一枚のみであり、この第２プレート２４の厚さが第１プレート２２よりも厚い。この第２プレート２４の厚さは、例えば０．６ｍｍである。第２プレート２４が複数枚である場合には、一部の第２プレート２４が第１プレート２２よりも厚くてもよいし、全部の第２プレート２４が第１プレート２２よりも厚くてもよい。
　以上説明したように、本実施の形態のバスバー２では、少なくとも一部の第２プレート２４の厚さが第１プレート２２の厚さよりも厚い。これにより、接続部１８を構成する第２プレート２４の数をより一層減らすことができる。この結果、プレート間の隙間をより減らすことができるため、第１溶接部２０の強度を確保することができる。また、バスバー２の柔軟性は、薄い第１プレート２２の積層構造で得ることができる。
　（実施の形態３）
　実施の形態３に係るバスバーは、第１プレートおよび第２プレートの構造が異なる点を除き、実施の形態１または２と共通の構成を有する。以下、本実施の形態に係るバスバーについて実施の形態１または２と異なる構成を中心に説明し、共通する構成については簡単に説明するか、あるいは説明を省略する。図４は、実施の形態３に係るバスバーの概略構造を示す平面図である。図５（Ａ）は、第１プレートの概略構造を示す平面図である。図５（Ｂ）は、第１プレートの概略構造を示す側面図である。図６（Ａ）は、第２プレートの概略構造を示す平面図である。図６（Ｂ）は、第２プレートの概略構造を示す側面図である。
　本実施の形態のバスバー２（２Ｃ）は、電池４の積層方向Ｘに延在する本体部１６と、本体部１６よりも薄い複数の接続部１８とを備える。各接続部１８と複数の電池４の各出力端子８とは、第１溶接部２０により接合される。また、バスバー２は、複数のプレート１４が積層された構造を有する（図２（Ｂ）参照）。複数のプレート１４は、第１プレート２２と、第２プレート２４とを含む。第１プレート２２は、本体部１６を構成する。第２プレート２４は、本体部１６および複数の接続部１８を構成する。本体部１６は、本体部１６を構成する複数のプレート１４を互いに接合する第２溶接部２６を有する。
　バスバー２は、電池４の積層方向Ｘにおいて、任意の第１電池４ａに溶接される第１接続部１８ａと、第１電池４ａに隣接する第２電池４ｂに溶接される第２接続部１８ｂとの間に、第１電池４ａおよび第２電池４ｂの相対的な変位を吸収する変位吸収部２８を有する。
　図５（Ａ）および図５（Ｂ）に示すように、変位吸収部２８は、第１プレート２２に設けられる第１可動部３０を含む。第１可動部３０は、プレートの面方向と交わる方向、言い換えれば電池４に対し近接離間する方向に延伸する部分を有する。本実施の形態の第１可動部３０は、ＸＹ平面方向と交わる鉛直方向Ｚに突出するＵ字形状を有する。
　また、図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示すように、変位吸収部２８は、第２プレート２４に設けられる第２可動部３２を含む。第２可動部３２は、第２プレート２４のうち本体部１６を構成する部分に配置される。第２可動部３２は、プレートの面方向と交わる方向に延伸する部分を有する。本実施の形態の第２可動部３２は、ＸＹ平面方向と交わる鉛直方向Ｚに突出するＵ字形状を有する。第２可動部３２は、第１プレート２２と第２プレート２４とが積層された状態で、第１可動部３０と嵌合する。
　また、変位吸収部２８は、第２プレート２４に設けられる括れ部３４を含む。括れ部３４は、第２プレート２４における電池４の積層方向Ｘと交わる方向の幅が、接続部１８の延在領域よりも狭い部分である。本実施の形態の第２プレート２４は櫛歯状であり、歯の部分が接続部１８に対応し、歯と歯の間の部分が括れ部３４に対応する。
　以上説明したように、本実施の形態のバスバー２は、電池４の積層方向Ｘにおいて、第１電池４ａに溶接される第１接続部１８ａと第２電池４ｂに溶接される第２接続部１８ｂとの間に、第１電池４ａおよび第２電池４ｂの相対的な変位を吸収する変位吸収部２８を有する。変位吸収部２８は、第１プレート２２に設けられる第１可動部３０と、第２プレート２４に設けられる第２可動部３２および括れ部３４を含む。
　第１可動部３０および第２可動部３２は、プレートの面方向と交わる方向に延伸する部分を有する。これにより、とりわけ第１電池４ａと第２電池４ｂとが離間する方向の変位に対してバスバー２を変形させることができ、これにより当該変位を吸収することができる。また、本実施の形態の第１可動部３０および第２可動部３２は、鉛直方向Ｚに突出するＵ字形状を有するため、各電池４の積層方向Ｘおよび鉛直方向Ｚの変位と寸法ばらつきを吸収することができる。また、括れ部３４は、第１接続部１８ａと第２接続部１８ｂとの間における第２プレート２４の細幅部分である。括れ部３４を設けることで、バスバー２の柔軟性を高めることができる。これにより、第１電池４ａと第２電池４ｂとの変位に対してバスバー２を変形させて、当該変位を吸収することができる。特に、実施の形態２のように第２プレート２４が第１プレート２２よりも厚い場合、接続部１８だけでなく本体部１６の剛性も高まるため、変位吸収部２８を設けることが好ましい。
　（実施の形態４）
　実施の形態４に係るバスバーは、変位吸収部の構造が異なる点を除き、実施の形態３と共通の構成を有する。以下、本実施の形態に係るバスバーについて実施の形態１乃至３と異なる構成を中心に説明し、共通する構成については簡単に説明するか、あるいは説明を省略する。図７（Ａ）は、実施の形態４に係るバスバーにおける第２プレートの概略構造を示す平面図である。図７（Ｂ）は、第２プレートの概略構造を示す側面図である。
　本実施の形態のバスバー２は、電池４の積層方向Ｘに延在する本体部１６と、本体部１６よりも薄い複数の接続部１８とを備える。各接続部１８と複数の電池４の各出力端子８とは、第１溶接部２０により接合される。また、バスバー２は、複数のプレート１４が積層された構造を有する（図２（Ｂ）参照）。複数のプレート１４は、第１プレート２２と、第２プレート２４とを含む。第１プレート２２は、本体部１６を構成する（図５（Ａ）および図５（Ｂ）参照）。第２プレート２４は、本体部１６および複数の接続部１８を構成する。本体部１６は、本体部１６を構成する複数のプレート１４を互いに接合する第２溶接部２６を有する。
　バスバー２は、電池４の積層方向Ｘにおいて、第１接続部１８ａと第２接続部１８ｂとの間に変位吸収部２８を有する。本実施の形態の変位吸収部２８は、第１プレート２２に設けられる第１可動部３０を含む（図５（Ａ）および図５（Ｂ）参照）。
　また、図７（Ａ）および図７（Ｂ）に示すように、変位吸収部２８は、第２プレート２４に設けられる括れ部３４および第３可動部３８を含む。第３可動部３８は、電池４の積層方向Ｘと交わり且つプレートの面方向に延伸する部分を有する。本実施の形態の第３可動部３８は小断面積の細幅部あるいは細線で構成され、第２プレート２４の面内で水平方向Ｙに突出する湾曲部を有する。第３可動部３８はバネ構造を有し、電池４の変位にともなって弾性変形することができる。
　以上説明したように、本実施の形態のバスバー２は、バスバー２によって電気的に接続される第１電池４ａと第２電池４ｂの相対的な変位を吸収する変位吸収部２８を有する。変位吸収部２８は、第２プレート２４に設けられる第３可動部３８を含む。第３可動部３８は、電池４の積層方向Ｘと交わり且つプレートの面方向に延伸する部分を有する。これにより、とりわけ第１電池４ａと第２電池４ｂとが離間する方向の変位に対してバスバー２を変形させることができ、これにより当該変位を吸収することができる。また、本実施の形態の第３可動部３８は、小断面積の細幅部で構成されるため、各電池４の積層方向Ｘ、水平方向Ｙおよび鉛直方向Ｚの変位と寸法ばらつきを吸収することができる。
　（実施の形態５）
　実施の形態５に係るバスバーは、変位吸収部の構造が異なる点を除き、実施の形態３と共通の構成を有する。以下、本実施の形態に係るバスバーについて実施の形態１乃至３と異なる構成を中心に説明し、共通する構成については簡単に説明するか、あるいは説明を省略する。図８（Ａ）は、実施の形態５に係るバスバーにおける第２プレートの概略構造を示す平面図である。図８（Ｂ）は、第２プレートの概略構造を示す側面図である。
　本実施の形態のバスバー２は、電池４の積層方向Ｘに延在する本体部１６と、本体部１６よりも薄い複数の接続部１８とを備える。各接続部１８と複数の電池４の各出力端子８とは、第１溶接部２０により接合される。また、バスバー２は、複数のプレート１４が積層された構造を有する（図２（Ｂ）参照）。複数のプレート１４は、第１プレート２２と、第２プレート２４とを含む。第１プレート２２は、本体部１６を構成する（図５（Ａ）および図５（Ｂ）参照）。第２プレート２４は、本体部１６および複数の接続部１８を構成する。本体部１６は、本体部１６を構成する複数のプレート１４を互いに接合する第２溶接部２６を有する。
　バスバー２は、電池４の積層方向Ｘにおいて、第１接続部１８ａと第２接続部１８ｂとの間に変位吸収部２８を有する。本実施の形態の変位吸収部２８は、第１プレート２２に設けられる第１可動部３０を含む（図５（Ａ）および図５（Ｂ）参照）。
　また、図８（Ａ）および図８（Ｂ）に示すように、変位吸収部２８は、第２プレート２４に設けられて第１接続部１８ａと第２接続部１８ｂとを分離する切断部４０を有する。これにより、バスバー２の柔軟性を高めることができる。このため、第１電池４ａと第２電池４ｂとの変位に対してバスバー２を変形させて、当該変位を吸収することができる。本実施の形態の切断部４０によれば、各電池４の積層方向Ｘ、水平方向Ｙおよび鉛直方向Ｚの変位と寸法ばらつきを吸収することができる。
　（実施の形態６）
　実施の形態６に係るバスバーは、接続部の構造が異なる点を除き、実施の形態１と共通の構成を有する。以下、本実施の形態に係るバスバーについて実施の形態１と異なる構成を中心に説明し、共通する構成については簡単に説明するか、あるいは説明を省略する。図９（Ａ）は、実施の形態６に係るバスバーの概略構造を示す断面図である。
　本実施の形態のバスバー２（２Ｄ）は、電池４の積層方向Ｘに延在する本体部１６と、本体部１６よりも薄い複数の接続部１８とを備える。各接続部１８と複数の電池４の各出力端子８とは、レーザーＬの照射により形成される第１溶接部２０によって接合される。
　また、バスバー２は、複数のプレート１４が積層された構造を有する。複数のプレート１４は櫛歯状であり、電池４の積層方向Ｘに延在する部分が本体部１６を構成する。また、各プレート１４は、歯に当たる部分、すなわち本体部１６を構成する部分から水平方向Ｙに突出する部分に、プレート１４の積層方向に貫通する貫通孔４２を有する。
　貫通孔４２には、締結部材４４が嵌合する。締結部材４４は、複数のプレート１４の総厚よりも薄い金属板で構成される。また締結部材４４は、底面部４４ａと、壁部４４ｂとを有する。底面部４４ａは、貫通孔４２の出力端子８側の開口よりも大きく、当該開口を塞ぐ。壁部４４ｂは、底面部４４ａから貫通孔４２の内側面に沿って延在する。壁部４４ｂの端部は、本体部１６の出力端子８とは反対側の表面よりも上方に突出し、この突出した部分が外側に折り曲げられる。これにより、複数のプレート１４は、締結部材４４によって締結される。つまり、複数のプレート１４は、締結部材４４を用いたかしめ固定によって束ねられる。なお、締結部材４４は、溶接により複数のプレート１４に固定されてもよい。
　締結部材４４の底面部４４ａは、接続部１８を構成する。すなわち、底面部４４ａが出力端子８に当接して、底面部４４ａにレーザーＬが照射されることで、底面部４４ａと出力端子８とを接合する第１溶接部２０が形成される。よって、本実施の形態のバスバー２においても、接続部１８は本体部１６よりも薄い部分となる。
　以上説明したように、本実施の形態のバスバー２では、本体部１６が複数のプレート１４で構成される。また、接続部１８は、複数のプレート１４の総厚よりも薄い締結部材４４で構成される。そして、複数のプレート１４は、締結部材４４によって締結される。これにより、バスバー２と出力端子８とを低パワーでより確実に溶接することができるとともに、複数のプレート１４の溶接工程を省略することができる。
　本発明は、上述した各実施の形態に限定されるものではなく、各実施の形態を組み合わせたり、当業者の知識に基づいて各種の設計変更などのさらなる変形を加えたりすることも可能であり、そのように組み合わせられ、もしくはさらなる変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれる。上述した各実施の形態同士の組み合わせ、及び上述した各実施の形態への変形の追加によって生じる新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態、及び変形それぞれの効果をあわせもつ。
　上述した実施の形態では、電池４は角形電池であるが、電池４の形状は特に限定されず、円筒状等であってもよい。また、電池積層体１が備える電池４の総数や各電池ユニットにおける電池４の数も特に限定されない。また、電池４の外装缶は、シュリンクチューブ等の絶縁シートで被覆されてもよい。また、バスバー２の形状は櫛歯状に限定されず、本体部１６の両端部に接続部１８が配置された直線状などであってもよい。実施の形態６のバスバーを例に挙げると、図９（Ｂ）に示すように、バスバー２は、積層方向Ｘに延在する直線状の本体部１６の端部に接続部１８が配置された構造であってもよい。図９（Ｂ）は、変形例に係るバスバーの一部を示す平面模式図である。
　また、各実施の形態において、例えば各接続部１８の基端部、つまり本体部１６に接続される部分に、ＸＹ平面と交わる方向に延伸する可動部（図示せず）が設けられてもよい。この可動部は、各接続部１８の基端部を折り曲げることで形成することができる。これにより、主に各電池４の水平方向Ｙの変位と寸法ばらつきを吸収することができる。
　１　電池積層体
　２　バスバー
　４　電池
　１４　プレート
　１６　本体部
　１８　接続部
　２２　第１プレート
　２４　第２プレート
　２８　変位吸収部
　３０　第１可動部
　３２　第２可動部
　３４　括れ部
　３８　第３可動部
　４０　切断部
　４４　締結部材

Claims (14)

  1. 　複数のプレートが積層された構造を有するバスバーであって、
    　電池の積層方向に延在する本体部と、
    　前記本体部よりも薄く、各電池の端子に溶接される複数の接続部と、を備えることを特徴とするバスバー。
  2. 　前記複数のプレートは、前記本体部を構成する第１プレートと、前記本体部および複数の前記接続部を構成する第２プレートと、を含む請求項１に記載のバスバー。
  3. 　少なくとも一部の前記第２プレートは、前記第１プレートよりも厚い請求項２に記載のバスバー。
  4. 　複数の前記接続部は、複数の前記第２プレートで構成される請求項２または３に記載のバスバー。
  5. 　電池の積層方向において、第１電池に溶接される第１接続部と第２電池に溶接される第２接続部との間に、前記第１電池および前記第２電池の相対的な変位を吸収する変位吸収部を有する請求項２乃至４のいずれか１項に記載のバスバー。
  6. 　前記変位吸収部は、前記第１プレートに設けられる第１可動部を含み、
    　前記第１可動部は、プレートの面方向と交わる方向に延伸する部分を有する請求項５に記載のバスバー。
  7. 　前記変位吸収部は、前記第２プレートに設けられる括れ部を含み、
    　前記括れ部は、前記第２プレートにおける電池の積層方向と交わる方向の幅が、前記接続部の延在領域よりも狭い部分である請求項５または６に記載のバスバー。
  8. 　前記変位吸収部は、前記第２プレートに設けられる第２可動部を含み、
    　前記第２可動部は、プレートの面方向と交わる方向に延伸する部分を有する請求項５乃至７のいずれか１項に記載のバスバー。
  9. 　前記変位吸収部は、前記第２プレートに設けられる第３可動部を含み、
    　前記第３可動部は、電池の積層方向と交わり且つプレートの面方向に延伸する部分を有する請求項５乃至８のいずれか１項に記載のバスバー。
  10. 　前記変位吸収部は、前記第２プレートに設けられて前記第１接続部と前記第２接続部とを分離する切断部を有する請求項５または６に記載のバスバー。
  11. 　前記本体部は、前記複数のプレートで構成され、
    　前記接続部は、前記複数のプレートの総厚よりも薄く、前記複数のプレートを締結する締結部材で構成される請求項１に記載のバスバー。
  12. 　前記本体部は、本体部を構成する複数のプレートを互いに接合する溶接部を有する請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のバスバー。
  13. 　請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のバスバーと、
    　前記バスバーにより互いに電気的に接続された複数の電池と、を備えることを特徴とする電池積層体。
  14. 　前記複数の電池は、少なくとも２つの電池で構成される複数の電池ユニットに組み分けられ、各電池ユニットにおいて電池同士が前記バスバーで並列接続され、電池ユニット同士が前記バスバーで直列接続され、
    　前記バスバーは、前記本体部の厚みが前記接続部の厚みの２倍以上である請求項１３に記載の電池積層体。
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