WO2020100621A1 - 電池モジュール - Google Patents

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WO2020100621A1
WO2020100621A1 PCT/JP2019/042866 JP2019042866W WO2020100621A1 WO 2020100621 A1 WO2020100621 A1 WO 2020100621A1 JP 2019042866 W JP2019042866 W JP 2019042866W WO 2020100621 A1 WO2020100621 A1 WO 2020100621A1
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pair
battery module
fuse
bus bar
current
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祥隆 綿引
青木　定之
和則 小島
修 久保田
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ビークルエナジージャパン株式会社
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present disclosure relates to a battery module including a plurality of cells.
  • Patent Document 1 Conventionally, an invention relating to a power storage device including a plurality of cells and a bus bar is known (see Patent Document 1 below).
  • the power storage device described in Patent Document 1 includes a first battery block including a plurality of cells, a second battery block including a plurality of other cells, and a plurality of the cells included in the first battery block. And a bus bar for electrically connecting the plurality of unit cells included in the second battery block.
  • the bus bar has a first bus bar section, a second bus bar section, and a third bus bar section.
  • the first bus bar portion is connected to one of a positive electrode and a negative electrode of the plurality of unit cells included in the first battery block via a fuse.
  • the second bus bar portion is connected to the other of the positive electrode and the negative electrode of the plurality of unit cells included in the second battery block.
  • the third busbar portion connects the first busbar portion and the second busbar portion.
  • the third busbar portion includes a first portion adjacent to the first busbar portion, and a second portion located closer to the second busbar portion than the first portion, the first portion.
  • the heat radiation amount of the second portion is larger than the heat radiation amount of (see the same document and claim 1).
  • the heat radiation amount is small in the first portion close to the fuse, and the heat radiation amount is large in the second portion far from the fuse. Therefore, the fuse function such as the current value when the current is cut off is not restricted in the first portion close to the fuse, and the fuse can exhibit its original function.
  • the second portion far from the fuse has a large amount of heat radiation, the heat generated in the fuse can be effectively reduced by the action of radiation, and the heat can be suppressed from being conducted to other unit cells (See the same document, paragraph 0011, etc.).
  • a plurality of openings are formed in the flat plate portion arranged on the positive electrode side.
  • a positive electrode tab extending in an L shape is provided at an inner peripheral edge portion of the flat plate portion forming the opening, and a fuse is provided at a tip of the positive electrode tab.
  • a connecting portion is provided at the tip of the fuse, and the connecting portion is connected to the positive electrode of the unit cell by welding or the like. The fuse is blown when an overcurrent of a predetermined value or more flows (see the same document, paragraph 0022-paragraph 0023 and FIG. 3).
  • the fuse is arranged in an exposed state at a position facing the resin case housing the single battery. Therefore, when the fuse is blown, the molten metal is scattered and adheres to the resin case, which may reduce the safety of the power storage device.
  • the present disclosure provides a battery module capable of improving safety as compared with the related art.
  • One aspect of the present disclosure includes a plurality of cells and a bus bar connected to an external terminal of the cell, wherein the bus bar includes a pair of terminal portions and a current-carrying portion that connects the pair of terminal portions.
  • a fuse section provided in the energizing section, wherein the energizing section surrounds the fuse section.
  • the fuse portion provided in the current-carrying portion is surrounded by the portion of the current-carrying portion that is a path of the current flowing between the pair of terminal portions of the bus bar, so that the fuse portion is blown. At times, it is possible to prevent the molten metal from scattering. Therefore, it is possible to provide a battery module capable of improving safety as compared with the related art.
  • FIG. 3 is an enlarged perspective view of a module terminal of the battery module shown in FIG. 1.
  • FIG. 4 is a perspective view of a bus bar forming the module terminal shown in FIG. 3.
  • FIG. 5 is a plan development view of the bus bar shown in FIG. 4.
  • the top view of the bus bar shown in FIG. The front view of the bus bar shown in FIG. Sectional drawing of the bus-bar which follows the VIII-VIII line shown in FIG. Sectional drawing of the bus-bar which follows the IX-IX line shown in FIG.
  • each part of the battery module may be described using an orthogonal coordinate system of X, Y, and Z axes shown in the drawings. Note that the directions such as up and down, left and right, vertical and horizontal, and front and rear in the following description are convenient directions for describing each part displayed in the drawings, and do not limit the attitude of the battery module or the arrangement of each part. Absent.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an external appearance of a battery module 100 according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the battery module 100 shown in FIG.
  • FIG. 3 is an enlarged perspective view of the module terminal 101P of the battery module 100 shown in FIG. Note that FIG. 3 shows a state in which the module cover 25 forming a part of the housing 20 of the battery module 100 shown in FIG. 1 is cut off.
  • the battery module 100 of the present embodiment is mainly characterized by the following configuration.
  • the battery module 100 includes a plurality of cells 1 and a bus bar 10 connected to the external terminals 1p and 1n of the cells 1.
  • the bus bar 10 has a pair of terminal portions 11 and 12, a conducting portion 13 that connects the pair of terminal portions 11 and 12, and a fuse portion 14 provided in the conducting portion 13 (FIG. 6). , FIG. 8 etc.).
  • the energizing portion 13 surrounds the fuse portion 14.
  • the battery module 100 includes a plurality of unit cells 1 and a housing 20 that houses the plurality of unit cells 1.
  • the plurality of unit cells 1 are, for example, lithium-ion secondary batteries having a flat rectangular shape, and are stacked and arranged in the thickness direction.
  • the XYZ Cartesian coordinate system shown in each figure has an X axis parallel to the thickness direction of the unit cell 1, that is, a stacking direction of the plurality of unit cells 1, a Y axis parallel to the width direction of the unit cell 1, and the unit cell 1 It is constituted by a Z axis parallel to the height direction.
  • the unit cell 1 includes a flat rectangular battery container 1a, an electrode group and an electrolytic solution housed in the battery container 1a, and is arranged on the upper end surface of the battery container 1a in the height direction connected to the electrode group. And a pair of external terminals 1p and 1n.
  • the external terminals 1p and 1n have a generally three-dimensional shape of a rectangular parallelepiped protruding from the upper end surface of the battery container 1a in the height direction (Z-axis walking).
  • the external terminals 1p and 1n and the battery case 1a are electrically insulated from each other, and the battery case 1a and the electrode group are electrically insulated from each other by an insulating member made of resin.
  • the plurality of unit cells 1 are alternately arranged such that the positive electrode external terminal 1p of one adjacent unit cell 1 and the negative electrode external terminal 1n of the other unit cell 1 are adjacent to each other in the stacking direction (X-axis direction). They are stacked 180 degrees inverted.
  • the housing 20 has a shape of a rectangular parallelepiped whose vertical dimension (X-axis direction) is larger than its horizontal dimension (Y-axis direction) and height dimension (Z-axis direction). Are stacked and held in the thickness direction. More specifically, the housing 20 has, for example, a plurality of cell holders 21, a pair of end plates 22, a pair of side plates 23, an insulation cover 24, and a module cover 25.
  • the cell holder 21 is made of a resin material such as polybutylene terephthalate (PBT).
  • PBT polybutylene terephthalate
  • the cell holder 21 is interposed, for example, between adjacent unit cells 1 of a plurality of unit cells 1 stacked in the thickness direction (X-axis direction), and holds the individual unit cells 1 so as to sandwich each unit cell 1 from both sides in the thickness direction. is doing.
  • a pair of cell holders 21 arranged at both ends in the stacking direction (X-axis direction) of the plurality of unit cells 1 are provided with a fixing portion 21a for fixing an end bus bar 10E described later.
  • the pair of end plates 22 are, for example, metal plate-shaped members.
  • the pair of end plates 22 are arranged on both sides of the plurality of unit cells 1 in the stacking direction (X-axis direction) via the pair of cell holders 21.
  • the pair of end plates 22 face each other so that one surface sandwiches the plurality of unit cells 1 held by the cell holder 21, and a fixing portion 22a is provided on the other surface facing the side opposite to the unit cells 1.
  • Each of the pair of end plates 22 has a concave portion 22b on the surface facing the unit cell 1, with which the fixed portion 21a of the cell holder 21 is engaged.
  • the fixing portion 22a of the end plate 22 is formed in a generally cylindrical shape, and a part of the cylindrical surface projects outward from the outer surface of the end plate 22.
  • the fixed portion 22 a of the end plate 22 has a bolt hole formed along a central axis parallel to the height direction (Z axis direction) of the end plate 22.
  • the fixing portion 22a of the end plate 22 is a portion for fixing the battery module 100 to an external mechanism such as a vehicle or another machine.
  • the concave portion 22b of the end plate 22 engages with the fixed portion 21a of the cell holder 21 and holds the fixed portion 21a of the cell holder 21.
  • the pair of side plates 23 are arranged on both sides of the unit cell 1 in the width direction (Y-axis direction) via the cell holder 21.
  • the pair of side plates 23 are, for example, generally rectangular plate-shaped metal members, and are arranged on both sides of the housing 20 in the lateral direction (Y-axis direction) so as to face each other.
  • the pair of side plates 23 are, for example, generally rectangular, and the stacking direction (X-axis direction) of the plurality of unit cells 1 is the long side direction, that is, the longitudinal direction, and the height direction (Z-axis direction) of the unit cells 1 is.
  • the short side direction that is, the short side direction.
  • Both ends of the pair of side plates 23 in the longitudinal direction are fastened to the pair of end plates 22 by fastening members such as rivets or bolts, and both ends in the lateral direction are recessed groove portions provided in the cell holder 21, respectively. Engaged.
  • the insulation cover 24 is a plate-shaped member made of resin having electrical insulation such as engineering plastic typified by PBT, and is the upper end surface of the battery container 1a provided with the external terminals 1p and 1n of the unit cell 1. Are located opposite to.
  • the insulation cover 24 insulates the openings that expose the upper end surfaces of the external terminals 1p and 1n of the plurality of cells 1 from the external terminals 1p and 1n of the adjacent cells 1 and between the adjacent bus bars 10.
  • a partition wall is provided, for example, so as to surround the external terminals 1p and 1n of the unit cell 1 and the bus bar 10. Further, various electrical wirings connected to the unit cell 1 and the electronic circuit board are arranged on the insulation cover 24.
  • the bus bar 10 is a conductive metal plate-shaped member that connects the plurality of unit cells 1 and also connects the plurality of connected unit cells 1 to the module terminals 101P and 101N. More specifically, the bus bar 10 includes a plurality of relay bus bars 10J connecting the plurality of unit cells 1 and a pair of connecting the plurality of unit cells 1 connected by the plurality of relay bus bars 10J to the module terminals 101P and 101N. End bus bar 10E.
  • the relay bus bar 10J has a pair of terminal portions 11 and 12 and an energization portion 13 that connects the pair of terminal portions 11 and 12.
  • the pair of terminal portions 11 and 12 of the relay bus bar 10J are rectangular plate-shaped portions that are substantially parallel to the upper end surfaces of the external terminals 1p and 1n of the unit cell 1.
  • the terminal portions 11 and 12 of the relay bus bar 10J are respectively connected to the upper end surfaces of the external terminals 1p and 1n of the plurality of unit cells 1 exposed in the openings of the insulation cover 24, for example, by welding.
  • the pair of terminal portions 11 and 12 of the relay bus bar 10J may be connected to the external terminals 1p and 1n of the unit cell 1 by fastening members such as bolts and rivets.
  • the current-carrying portion 13 of the relay bus bar 10J is bent from one terminal portion 11 in the height direction (Z-axis direction) of the unit cell 1 and extends upward so as to be away from the unit cell 1, and is bent in the opposite direction to the other side. It is connected to the terminal portion 12. That is, the energization portion 13 of the relay bus bar 10J is bent in a generally U-shape when viewed from the side in the width direction (Y-axis direction) of the unit cell 1.
  • Each of the plurality of relay bus bars 10J is connected to, for example, the positive external terminal 1p of one of the two single cells 1 adjacent to each other in the stacking direction and the negative external terminal 1n of the other single cell 1.
  • the plurality of unit cells 1 are connected in series.
  • the end bus bar 10E has a pair of terminal portions 11 and 12 and a current-carrying portion 13 that connects the pair of terminal portions 11 and 12.
  • One terminal portion 11 of the pair of end bus bars 10E is a rectangular plate-shaped portion that is substantially parallel to the upper end surfaces of the external terminals 1p and 1n of the unit cell 1.
  • the other terminal portion 12 of the pair of end bus bars 10E is generally parallel to the one terminal portion 11 at a position farther from the cell 1 in the height direction (Z-axis direction) of the cell 1 than the one terminal portion 11. It is a rectangular plate-shaped portion provided in the.
  • the one terminal portion 11 of one end busbar 10E of the pair of end busbars 10E is connected to the positive external terminal 1p of the unit cell 1 arranged at one end of the plurality of unit cells 1 in the stacking direction. Further, of the pair of end bus bars 10E, one terminal portion 11 of the other end bus bar 10E is connected to the negative external terminal 1n of the unit cell 1 arranged at the other end of the plurality of unit cells 1 in the stacking direction. ing. One of the terminal portions 11 of the pair of end bus bars 10E is connected to the upper end surfaces of the external terminals 1p and 1n of the unit cell 1 by welding, for example.
  • the current-carrying portion 13 of the end busbar 10E connected to the negative electrode external terminal 1n of the unit cell 1 is bent from one terminal portion 11 in the height direction (Z-axis direction) of the unit cell 1. Then, it extends upward so as to move away from the unit cell 1 and is connected to the other terminal portion 12.
  • the current-carrying portion 13 of the end busbar 10E connected to the positive electrode external terminal 1p of the unit cell 1 is bent in a tubular shape extending in one direction (X-axis direction), and inside thereof. It surrounds the arranged fuse portion 14 (see FIGS. 6 and 8). Details of the end bus bar 10E including the current-carrying portion 13 surrounding the fuse portion 14, which is a characteristic portion of the battery module 100 of the present embodiment, will be described later with reference to FIGS. 4 to 9.
  • one of the terminal portions 12 of the pair of end bus bars 10E is fastened and fixed to the fixing portions 21a of the cell holders 21 arranged at both ends of the unit cell 1 in the stacking direction by fastening members such as bolts and nuts. Has been done.
  • the fixed portion 21a of the cell holder 21 is engaged with and fixed to the recesses 22b of the pair of end plates 22.
  • the terminal portions 12 of the pair of end bus bars 10E are fixed to the pair of end plates 22 via the fixing portions 21a of the cell holder 21.
  • the battery module 100 of the present embodiment includes the pair of end plates 22 arranged at both ends in the stacking direction of the plurality of unit cells 1 having the flat rectangular shape and stacked in the thickness direction. ing.
  • the end bus bar 10E is fixed to the end plate 22.
  • the terminal portions 12 of the pair of end bus bars 10E are connected to the positive electrode module terminal 101P and the negative electrode module terminal 101N of the battery module 100, respectively, and form part of the module terminals 101P and 101N.
  • the positive electrode module terminal 101P and the negative electrode module terminal 101N are external terminals of the battery module 100, and are connected to an external electric device, for example, via wiring.
  • the battery module 100 of the present embodiment is connected to an external electric device such as a generator or a motor via the positive module terminal 101P and the negative module terminal 101N.
  • the battery module 100 when electric power is supplied from an external electric device via the module terminals 101P and 101N, the plurality of unit cells 1 are charged.
  • the battery module 100 supplies electric power from a plurality of charged single cells 1 to an external electric device via a plurality of relay bus bars 10J, a pair of end bus bars 10E, and a pair of module terminals 101P and 101N. You can
  • FIG. 4 is a perspective view of the end bus bar 10E forming the module terminal 101P shown in FIG.
  • FIG. 5 is a plan development view of the end bus bar 10E shown in FIG.
  • FIG. 6 is a plan view of the end bus bar 10E shown in FIG.
  • FIG. 7 is a front view of the end bus bar 10E shown in FIG.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the end bus bar 10E taken along the line VIII-VIII shown in FIG.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the end bus bar 10E taken along the line IX-IX shown in FIG.
  • the battery module 100 of the present embodiment includes the plurality of cells 1 and the bus bar 10 connected to the external terminals 1p and 1n of the cells 1.
  • the bus bar 10 has a pair of terminal portions 11 and 12, a conducting portion 13 that connects the pair of terminal portions 11 and 12, and a fuse portion 14 provided in the conducting portion 13.
  • the energizing portion 13 surrounds the fuse portion 14.
  • the fuse portion 14 is provided only on one end bus bar 10E of the pair of end bus bars 10E included in the plurality of bus bars 10. More specifically, the battery module 100 of the present embodiment includes the pair of module terminals 101P and 101N connected to the external device, as described above.
  • the bus bar 10 connects a plurality of relay bus bars 10J that connect the plurality of unit cells 1 in series and a plurality of unit cells 1 that are connected in series by the plurality of relay bus bars 10J to a pair of module terminals 101P and 101N. And a pair of end bus bars 10E.
  • the fuse portion 14 is provided on the end bus bar 10E.
  • the fuse portion 14 is not provided in the other bus bars 10 except the one end bus bar 10E.
  • the bus bar 10 provided with the fuse portion 14 is not limited to the end bus bar 10E. That is, the fuse portion 14 may be provided in at least one of the plurality of relay bus bars 10J included in the plurality of bus bars 10 instead of the end bus bar 10E.
  • the pair of terminal portions 11 and 12 of the bus bar 10 are provided at one end and the other end in the first direction (X-axis direction). Further, the energizing portion 13 is connected to the pair of terminal portions 11 and 12 at one end in a second direction (Y-axis direction) orthogonal to the first direction in a state of being developed on a plane as shown in FIG.
  • the fuse portion 14 is provided at the other end in the second direction. Then, as shown in FIGS. 4 and 6 to 9, the fuse portion 14 is arranged inside the energization portion 13 which is bent in a tubular shape and extends in the first direction.
  • the first direction is, for example, the stacking direction of the unit cells 1, that is, the thickness direction of the unit cells 1
  • the second direction is, for example, the width direction of the unit cells 1.
  • the current-carrying portion 13 is spirally wound around the fuse portion 14 over one or more turns in a cross section perpendicular to the first direction (X-axis direction). More specifically, the current-carrying portion 13 extends from one end of the terminal portion 11 in the second direction (Y-axis direction) in the second direction, and extends in the third direction (or the third direction orthogonal to the first direction and the second direction). It is bent toward the opposite side of the unit cell 1 in the Z-axis direction).
  • the third direction is, for example, the height direction of the unit cell 1.
  • the current-carrying portion 13 extending from one end of the terminal portion 11 in the second direction (Y-axis direction) and bent in the third direction (Z-axis direction) is further parallel to the first direction (X-axis direction). It is bent into a cylindrical shape centered on a different axis.
  • the current-carrying portion 13 bent in a cylindrical shape extends to a position facing the one end of the current-carrying portion 13 connected to the terminal portion 11 with a gap in the third direction.
  • the current-carrying portion 13 further extends in the second direction from that position, and the tip end portion is arranged inside the cylindrically bent portion.
  • a fuse portion 14 is provided at the tip of the energizing portion 13.
  • the energizing portion 13 extends from one end of the terminal portion 12 in the second direction (Y-axis direction) toward the unit cell 1 in the third direction (Z-axis direction) and then extends in the second direction. Extending outward in the width direction. Further, the current-carrying portion 13 is bent in the third direction (Z-axis direction) toward the opposite side of the unit cell 1. The current-carrying portion 13 is further bent into a cylindrical shape centered on an axis parallel to the first direction (X-axis direction), and with respect to a portion of the current-carrying portion 13 parallel to the first direction and the second direction, It extends to the position which opposes at an interval in the 3rd direction. The current-carrying portion 13 further extends in the second direction from that position, and the tip end portion is arranged inside the cylindrically bent portion. A fuse portion 14 is provided at the tip of the energizing portion 13.
  • the current-carrying portion 13 is in a state of being developed on a plane, from one end in the second direction (Y-axis direction) between the pair of terminal portions 11 and 12 to the fuse portion 14. It has an extending slit 15.
  • the cross-sectional area of the conducting portion 13 in the cross section orthogonal to the first direction (X-axis direction) is the smallest in the fuse portion 14.
  • the slit 15 may have, for example, the first direction. And linearly extending in a direction intersecting the second direction. It should be noted that the slits 15 may alternately extend in a stepwise manner in the second direction and the first direction in a state where the current-carrying portion 13 is developed on a plane. With such a configuration, the fuse portion 14 is unevenly distributed on the one terminal portion 12 side of the pair of terminal portions 11 and 12 in the first direction.
  • the end bus bar 10E can be entirely formed of the same kind of metal.
  • the current-carrying portion 13 may have, for example, a first portion 13a including the fuse portion 14 and a second portion 13b connected to the first portion 13a and the pair of terminal portions 11 and 12.
  • the melting point of the first metal which is the material of the first portion 13a
  • the melting point of the second metal which is the material of the second portion 13b.
  • the end bus bar 10E can be made of, for example, a clad material made of aluminum and copper.
  • the material of the first portion 13a of the conducting portion 13 can be aluminum
  • the material of the second portion 13b of the conducting portion 13 can be copper.
  • the battery module 100 of the present embodiment uses the plurality of relay bus bars 10J, the pair of end bus bars 10E, and the pair of module terminals 101P and 101N to charge the plurality of charged single cells 1 to external electricity. Power can be supplied to the device. In this state, if an external short circuit occurs in a plurality of cells 1 due to some abnormality, an abnormally large current flows through the fuse portion 14 of the end bus bar 10E, and the fuse portion 14 is blown. As a result, an abnormally large current path can be cut off.
  • the battery module 100 of the present embodiment includes the plurality of cells 1 and the bus bar 10 connected to the external terminals 1p and 1n of the cells 1 as described above.
  • the bus bar 10 has a pair of terminal portions 11 and 12, a conducting portion 13 that connects the pair of terminal portions 11 and 12, and a fuse portion 14 provided in the conducting portion 13.
  • the energizing portion 13 surrounds the fuse portion 14.
  • the pair of terminal portions 11 and 12 are provided at one end and the other end in the first direction (X-axis direction). Further, the current-carrying part 13 is connected to the pair of terminal parts 11 and 12 at one end in a second direction (Y-axis direction) orthogonal to the first direction in a state where the current-carrying part 13 is developed in a second direction.
  • a fuse portion 14 is provided at the other end of the. The fuse portion 14 is arranged inside the energizing portion 13 that is bent in a tubular shape and extends in the first direction.
  • the fuse portion 14 is arranged inside the tubular conducting portion 13 that connects the pair of terminal portions 11 and 12, and the periphery of the fuse portion 14 provided in the conducting portion 13 is surrounded by the conducting portion 13. be able to. More specifically, in a state where the current-carrying portion 13 is developed on a plane, the current-carrying portion 13 is provided in a pair in the second direction (Y-axis direction) from the end opposite to the pair of terminal portions 11 and 12.
  • the terminals 11 and 12 are bent in a tubular shape around an axis parallel to the first direction (X-axis direction).
  • the fuse portion 14 provided in the conducting portion 13 can be surrounded by the conducting portion 13, and the fuse portion 14 can be covered with the conducting portion 13.
  • the width direction (Y-axis direction) of the unit cell 1 is increased. It is possible to reduce the size of the current-carrying portion 13 and downsize the battery module 100.
  • the current-carrying portion 13 is spirally wound around the fuse portion 14 over one or more turns in a cross section perpendicular to the first direction (X-axis direction).
  • the periphery of the fuse portion 14 can be covered at an angle of 360 degrees or more without any gap.
  • the current-carrying portion 13 is in a state of being developed on a plane, from one end in the second direction (Y-axis direction) between the pair of terminal portions 11 and 12 to the fuse portion 14. It has an extending slit 15.
  • the cross-sectional area of the conducting portion 13 in the cross section orthogonal to the first direction (X-axis direction) is the smallest in the fuse portion 14. Therefore, when an abnormally large current flows in the current-carrying portion 13 which is a current path between the pair of terminal portions 11 and 12, the fuse portion 14 can be selectively blown to cut off the current path. ..
  • the slit 15 extends linearly in a direction intersecting with the second direction.
  • the slits 15 are arranged in the second direction (Y-axis direction) and the first direction (X-axis direction) in the state where the current-carrying portion 13 is developed on the plane as described above. It may alternately extend in a stepwise manner. Also with this configuration, when the fuse portion 14 is blown, the molten metal scattered in the direction orthogonal to the first direction can be received by the inner wall surface of the slit 15. Therefore, it is possible to more reliably prevent the molten metal from passing through the slit 15 and scattering to the outside of the tubular current-carrying portion 13.
  • the current-carrying portion 13 is connected to the first portion 13a including the fuse portion 14, the first portion 13a, and the pair of terminal portions 11 and 12. It may have two portions 13b.
  • the melting point of the first metal that is the material of the first portion 13a be lower than the melting point of the second metal that is the material of the second portion 13b.
  • the battery module 100 of the present embodiment includes the pair of module terminals 101P and 101N connected to the external device, as described above.
  • the bus bar 10 connects a plurality of relay bus bars 10J that connect the plurality of unit cells 1 in series and a plurality of unit cells 1 that are connected in series by the plurality of relay bus bars 10J to a pair of module terminals 101P and 101N.
  • the fuse portion 14 is provided on the end bus bar 10E.
  • the battery module 100 in which a high voltage and a high current value current flows in the event of an abnormality It is possible to safely and surely interrupt the current path of. Further, by providing the fuse portion 14 on the end bus bar 10E arranged at the end portion of the plurality of unit cells 1 in the stacking direction, it is possible to easily secure a space for arranging the conducting portion 13 surrounding the fuse portion 14. Therefore, the degree of freedom in designing the battery module 100 can be improved.
  • the battery module 100 of the present embodiment includes a pair of end plates arranged at both ends in the stacking direction of the plurality of unit cells 1 having the flat rectangular shape and stacked in the thickness direction. 22 is provided.
  • the end bus bar 10E is fixed to the end plate 22.
  • the end bus bar 10E can be fixed to the end plate 22 via the fixing portion 21a of the cell holder 21, and the pair of end bus bars 10E can configure the module terminals 101P and 101N.
  • the battery module 100 that can improve safety as compared with the related art.
  • the battery module of the present disclosure is not limited to the configuration of the battery module 100 according to the present embodiment.
  • only one end busbar 10E of the pair of end busbars 10E included in the plurality of busbars 10 has the fuse portion 14.
  • the bus bar 10 having the fuse portion 14 is not limited to the end bus bar 10E. That is, instead of the end bus bar 10E, the fuse portion 14 surrounded by the conducting portion 13 may be provided in at least one relay bus bar 10J.
  • FIG. 10 is a perspective view showing a modified example of the end bus bar 10E of FIG. 11 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 8 of the end bus bar 10E shown in FIG. 10 according to a modified example of the battery module 100.
  • the conducting portion 13 has a rectangular tubular shape by being bent at a plurality of points at an angle of approximately 90 degrees.
  • the energizing portion 13 is wound around the fuse portion 14 in a spiral shape over one or more turns.
  • the energization section 13 may have closing sections that close the openings at both ends in the first direction (X-axis direction).
  • the closing portion 16 is formed as a tongue-shaped or tab-shaped convex portion at both ends of the current-carrying portion 13 in the first direction in a state where the current-carrying portion 13 is developed on a plane.
  • the planar shape of the closing portion 16 can be formed, for example, in a shape corresponding to the cross-sectional shape orthogonal to the first direction of the energizing portion 13 that is bent in a tubular shape. That is, if the cross-sectional shape of the current-carrying portion 13 that is bent into a tubular shape is approximately rectangular, the planar shape of the closing portion 16 can be approximately rectangular. In addition, if the cross-sectional shape of the current-carrying portion 13 bent into a tubular shape is generally circular, the planar shape of the closing portion 16 can be made generally circular.
  • the closing part 16 is, for example, a third part that is orthogonal to the first direction (X-axis direction) and the second direction (Y-axis direction) after the energizing part 13 in a flattened state is bent into a tubular shape. Is bent in the direction (Z-axis direction).
  • the closing portion 16 is substantially orthogonal to the first direction, is substantially parallel to the second direction and the third direction, and faces the openings at both ends of the tubular current-carrying portion 13 extending in the first direction. Then, the opening is closed.
  • the closed portion 16 can catch the molten metal scattered in the direction of the openings at both ends of the tubular current-carrying portion 13. Therefore, when the fuse portion 14 is blown, it is possible to more reliably prevent the molten metal from being scattered to the outside from the openings of both ends of the tubular current-carrying portion 13, and further improve the safety of the battery module. be able to.

Abstract

従来よりも安全性を向上させることが可能な電池モジュールを提供する。電池モジュールは、複数の単電池と、その単電池の外部端子に接続されたバスバー１０と、を備える。バスバー１０は、一対の端子部１１，１２と、その一対の端子部１１，１２を接続する通電部１３と、その通電部１３に設けられたヒューズ部１４と、を有している。通電部１３は、ヒューズ部１４を囲んでいる。

Description

電池モジュール
　本開示は、複数の単電池を備えた電池モジュールに関する。
　従来から複数の単電池およびバスバーを備えた蓄電装置に関する発明が知られている（下記特許文献１を参照）。特許文献１に記載された蓄電装置は、複数の単電池を含む第１電池ブロックと、他の複数の単電池を含む第２電池ブロックと、前記第１電池ブロックに含まれる複数の前記単電池と前記第２電池ブロックに含まれる複数の前記単電池とを電気接続するバスバーと、を備えている。
　前記バスバーは、第１バスバー部と、第２バスバー部と、第３バスバー部と、を有している。前記第１バスバー部は、前記第１電池ブロックに含まれる複数の前記単電池における正極および負極のうちの一方にヒューズを介して接続される。前記第２バスバー部は、前記第２電池ブロックに含まれる複数の前記単電池における正極および負極のうちの他方に接続される。前記第３バスバー部は、前記第１バスバー部と前記第２バスバー部とを接続する。
　さらに、前記第３バスバー部は、前記第１バスバー部に隣接する第１部分と、前記第１部分よりも前記第２バスバー部の側に位置する第２部分と、を含み、前記第１部分の放熱量に比べて、前記第２部分の放熱量の方が大きい（同文献、請求項１等を参照）。
　上記の構成によれば、第３バスバー部のうち、ヒューズに近い第１部分については放熱量が小さく、ヒューズから遠い第２部分については放熱量が大きい。したがって、ヒューズに近い第１部分について、電流遮断時の電流値などといったヒューズ機能が制約されることはほとんどなく、ヒューズは本来の機能を発揮できる。一方、ヒューズから遠い第２部分については、放熱量が大きいため、ヒューズで発生した熱を放射の作用によって効果的に低減することができ、熱が他の単電池に伝導することを抑制できる（同文献、第００１１段落等を参照）。
　この従来の蓄電装置は、正極側に配置される平板部に複数の開口が形成されている。この平板部のうち、開口を形成している内周縁部分にＬ字状に延びる正極タブが設けられ、この正極タブの先端にヒューズが設けられている。さらに、ヒューズの先端に接続部が設けられ、接続部が溶接などによって単電池の正極に接続されている。ヒューズは、所定値以上の過電流が流れることによって溶断する（同文献、第００２２段落－第００２３段落および図３等を参照）。
特開２０１６－６６４５５号公報
　上記従来の蓄電装置において、ヒューズは、単電池を収容する樹脂製のケースに臨む位置に露出した状態で配置されている。そのため、ヒューズの溶断時に溶融した金属が飛散して樹脂製のケースに付着するなど、蓄電装置の安全性が低下するおそれがある。
　本開示は、従来よりも安全性を向上させることが可能な電池モジュールを提供する。
　本開示の一態様は、複数の単電池と、該単電池の外部端子に接続されたバスバーと、を備え、前記バスバーは、一対の端子部と、該一対の端子部を接続する通電部と、前記通電部に設けられたヒューズ部と、を有し、前記通電部は、前記ヒューズ部を囲んでいることを特徴とする電池モジュールである。
　本開示の上記一態様によれば、バスバーの一対の端子部の間を流れる電流の経路である通電部の一部によって、その通電部に設けられたヒューズ部を囲むことで、ヒューズ部の溶断時に溶融した金属が飛散するのを抑制できる。したがって、従来よりも安全性を向上させることが可能な電池モジュールを提供することができる。
本開示の一実施形態に係る電池モジュールの斜視図。 図１に示す電池モジュールの分解斜視図。 図１に示す電池モジュールのモジュール端子の拡大斜視図。 図３に示すモジュール端子を構成するバスバーの斜視図。 図４に示すバスバーの平面展開図。 図４に示すバスバーの平面図。 図４に示すバスバーの正面図。 図６に示すVIII－VIII線に沿うバスバーの断面図。 図７に示すIX－IX線に沿うバスバーの断面図。 図４のバスバーの変形例を示す斜視図。 図１０に示すバスバーの図８に相当する断面図。
　以下、図面を参照して本開示に係る電池モジュールの実施形態を説明する。以下では、図面に表示されたＸ、Ｙ、Ｚ軸の直交座標系を用いて、電池モジュールの各部を説明する場合がある。なお、以下の説明における上下、左右、縦横、前後などの方向は、図面に表示された各部を説明するための便宜的な方向であって、電池モジュールの姿勢や各部の配置を限定するものではない。
　図１は、本開示の一実施形態に係る電池モジュール１００の外観を示す斜視図である。図２は、図１に示す電池モジュール１００の分解斜視図である。図３は、図１に示す電池モジュール１００のモジュール端子１０１Ｐの拡大斜視図である。なお、図３では、図１に示す電池モジュール１００の筐体２０の一部を構成するモジュールカバー２５を切断した状態を示している。
　詳細については後述するが、本実施形態の電池モジュール１００は、次の構成を主な特徴としている。電池モジュール１００は、複数の単電池１と、単電池１の外部端子１ｐ，１ｎに接続されたバスバー１０と、を備えている。バスバー１０は、一対の端子部１１，１２と、その一対の端子部１１，１２を接続する通電部１３と、その通電部１３に設けられたヒューズ部１４と、を有している（図６、図８等を参照）。通電部１３は、ヒューズ部１４を囲んでいる。
　以下、本実施形態の電池モジュール１００の各部を詳細に説明する。電池モジュール１００は、複数の単電池１と、その複数の単電池１を収容する筐体２０とを備えている。複数の単電池１は、たとえば扁平角形の形状を有するリチウムイオン二次電池であり、厚さ方向に積層して配置されている。各図に示すＸＹＺ直交座標系は、単電池１の厚さ方向すなわち複数の単電池１の積層方向に平行なＸ軸と、単電池１の幅方向に平行なＹ軸と、単電池１の高さ方向に平行なＺ軸によって構成されている。
　単電池１は、扁平角形の電池容器１ａと、この電池容器１ａの内部に収容された電極群および電解液と、この電極群に接続されて電池容器１ａの高さ方向の上端面に配置された一対の外部端子１ｐ，１ｎとを備えている。外部端子１ｐ，１ｎは、電池容器１ａの上端面から高さ方向（Ｚ軸歩行）に突出したおおむね直方体の立体的な形状を有している。外部端子１ｐ，１ｎと電池容器１ａとの間、および、電池容器１ａと電極群との間は、それぞれ、樹脂製の絶縁部材によって電気的に絶縁されている。複数の単電池１は、隣り合う一方の単電池１の正極の外部端子１ｐと、他方の単電池１の負極の外部端子１ｎとが、積層方向（Ｘ軸方向）に隣り合うように交互に１８０°反転させて積層されている。
　筐体２０は、縦方向（Ｘ軸方向）の寸法が、横方向（Ｙ軸方向）および高さ方向（Ｚ軸方向）の寸法よりも大きいおおむね直方体の形状を有し、複数の単電池１を厚さ方向に積層させて保持している。より具体的には、筐体２０は、たとえば、複数のセルホルダ２１と、一対のエンドプレート２２と、一対のサイドプレート２３と、インシュレーションカバー２４と、モジュールカバー２５を有している。
　セルホルダ２１は、たとえばポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ：Polybutylene terephthalate）等の樹脂材料によって構成されている。セルホルダ２１は、たとえば厚さ方向（Ｘ軸方向）に積層された複数の単電池１の隣り合う単電池１の間に介在され、個々の単電池１を厚さ方向の両側から挟み込むように保持している。たとえば、複数の単電池１の積層方向（Ｘ軸方向）の両端に配置された一対のセルホルダ２１に、後述する端バスバー１０Ｅを固定するための固定部２１ａが設けられている。
　一対のエンドプレート２２は、たとえば金属製の板状の部材である。一対のエンドプレート２２は、一対のセルホルダ２１を介して、複数の単電池１の積層方向（Ｘ軸方向）の両側に配置されている。一対のエンドプレート２２は、一方の面がセルホルダ２１に保持された複数の単電池１を挟み込むように対向し、単電池１と反対側を向く他方の面に固定部２２ａが設けられている。一対のエンドプレート２２は、単電池１に対向する面に、セルホルダ２１の固定部２１ａを係合させる凹部２２ｂを有している。
　エンドプレート２２の固定部２２ａは、おおむね円筒状に形成され、円筒面の一部がエンドプレート２２の外側の面から、外側へ向けて突出している。エンドプレート２２の固定部２２ａは、エンドプレート２２の高さ方向（Ｚ軸方向）に平行な中心軸に沿って穿孔されたボルト孔を有している。エンドプレート２２の固定部２２ａは、たとえば車両やその他の機械などの外部機構に対して、電池モジュール１００を固定するための部分である。エンドプレート２２の凹部２２ｂは、セルホルダ２１の固定部２１ａを係合させ、セルホルダ２１の固定部２１ａを保持している。
　一対のサイドプレート２３は、単電池１の幅方向（Ｙ軸方向）の両側に、セルホルダ２１を介して配置されている。一対のサイドプレート２３は、たとえば、おおむね矩形板状の金属製の部材であり、筐体２０の横方向（Ｙ軸方向）の両側に互いに対向するように配置されている。一対のサイドプレート２３は、たとえば、おおむね長方形であり、複数の単電池１の積層方向（Ｘ軸方向）が長辺方向すなわち長手方向とされ、単電池１の高さ方向（Ｚ軸方向）が短辺方向すなわち短手方向とされている。一対のサイドプレート２３は、長手方向の両端部が、たとえばリベットやボルトなどの締結部材によって一対のエンドプレート２２に締結され、短手方向の両端部がそれぞれセルホルダ２１に設けられた凹状の溝部に係合している。
　インシュレーションカバー２４は、たとえばＰＢＴに代表されるエンジニアリングプラスチックなど、電気絶縁性を有する樹脂製の板状の部材であり、単電池１の外部端子１ｐ，１ｎが設けられた電池容器１ａの上端面に対向して配置されている。インシュレーションカバー２４は、複数の単電池１の外部端子１ｐ，１ｎの上端面を露出させる開口部と、隣り合う単電池１の外部端子１ｐ，１ｎの間および隣り合うバスバー１０の間を絶縁する隔壁と、を有している。インシュレーションカバー２４の隔壁は、たとえば、単電池１の外部端子１ｐ，１ｎおよびバスバー１０の周囲を囲むように設けられている。また、インシュレーションカバー２４には、単電池１および電子回路基板などに接続される各種の電気配線が配置される。
　バスバー１０は、複数の単電池１を接続するとともに、接続された複数の単電池１をモジュール端子１０１Ｐ，１０１Ｎに接続する導電性を有する金属製の板状の部材である。より具体的には、バスバー１０は、複数の単電池１を接続する複数の中継バスバー１０Ｊと、その複数の中継バスバー１０Ｊによって接続された複数の単電池１をモジュール端子１０１Ｐ，１０１Ｎに接続する一対の端バスバー１０Ｅとを含む。
　中継バスバー１０Ｊは、一対の端子部１１，１２と、その一対の端子部１１，１２を接続する通電部１３とを有している。中継バスバー１０Ｊの一対の端子部１１，１２は、単電池１の外部端子１ｐ，１ｎの上端面におおむね平行な矩形の板状の部分である。中継バスバー１０Ｊの端子部１１，１２は、それぞれ、インシュレーションカバー２４の開口に露出した複数の単電池１の外部端子１ｐ，１ｎの上端面に、たとえば溶接によって接続されている。また、中継バスバー１０Ｊの一対の端子部１１，１２は、それぞれ、ボルトやリベットなどの締結部材によって単電池１の外部端子１ｐ，１ｎに接続されていてもよい。
　中継バスバー１０Ｊの通電部１３は、一方の端子部１１から単電池１の高さ方向（Ｚ軸方向）へ屈曲されて単電池１から遠ざかるように上方へ延び、逆方向へ屈曲されて他方の端子部１２に接続されている。すなわち、中継バスバー１０Ｊの通電部１３は、単電池１の幅方向（Ｙ軸方向）から見た側面視でおおむねＵ字型に屈曲されている。複数の中継バスバー１０Ｊは、それぞれ、たとえば積層方向に隣り合う二つの単電池１のうち、一方の単電池１の正極の外部端子１ｐと、他方の単電池１の負極の外部端子１ｎとに接続され、複数の単電池１を直列に接続している。
　端バスバー１０Ｅは、中継バスバー１０Ｊと同様に、一対の端子部１１，１２と、その一対の端子部１１，１２を接続する通電部１３とを有している。一対の端バスバー１０Ｅの一方の端子部１１は、単電池１の外部端子１ｐ，１ｎの上端面におおむね平行な矩形の板状の部分である。一対の端バスバー１０Ｅの他方の端子部１２は、一方の端子部１１よりも単電池１の高さ方向（Ｚ軸方向）に単電池１から離れた位置に、一方の端子部１１とおおむね平行に設けられた矩形の板状の部分である。
　一対の端バスバー１０Ｅのうち、一方の端バスバー１０Ｅの一方の端子部１１は、複数の単電池１の積層方向の一端に配置された単電池１の正極の外部端子１ｐに接続されている。また、一対の端バスバー１０Ｅのうち、他方の端バスバー１０Ｅの一方の端子部１１は、複数の単電池１の積層方向の他端に配置された単電池１の負極の外部端子１ｎに接続されている。これら一対の端バスバー１０Ｅの一方の端子部１１は、それぞれ、単電池１の外部端子１ｐ，１ｎの上端面に、たとえば溶接によって接続されている。
　一対の端バスバー１０Ｅのうち、単電池１の負極の外部端子１ｎに接続された端バスバー１０Ｅの通電部１３は、一方の端子部１１から単電池１の高さ方向（Ｚ軸方向）へ屈曲されて単電池１から遠ざかるように上方へ延び、他方の端子部１２に接続されている。また、一対の端バスバー１０Ｅのうち、単電池１の正極の外部端子１ｐに接続された端バスバー１０Ｅの通電部１３は、一方向（Ｘ軸方向）に延びる筒状に屈曲され、その内側に配置されたヒューズ部１４を囲んでいる（図６、図８等を参照）。本実施形態の電池モジュール１００の特徴部分であるヒューズ部１４を囲む通電部１３を備えた端バスバー１０Ｅの詳細については、図４から図９を参照して後述する。
　また、一対の端バスバー１０Ｅの一方の端子部１２は、それぞれ、単電池１の積層方向の両端に配置されたセルホルダ２１の固定部２１ａに、たとえばボルトやナットなどの締結部材によって締結されて固定されている。セルホルダ２１の固定部２１ａは、一対のエンドプレート２２の凹部２２ｂに係合されて固定されている。これにより、一対の端バスバー１０Ｅの端子部１２が、セルホルダ２１の固定部２１ａを介して一対のエンドプレート２２に固定される。
　このように、本実施形態の電池モジュール１００は、扁平角形の形状を有して厚さ方向に積層配置された複数の単電池１の積層方向の両端に配置された一対のエンドプレート２２を備えている。そして、端バスバー１０Ｅは、エンドプレート２２に固定されている。換言すると、一対の端バスバー１０Ｅの端子部１２は、それぞれ、電池モジュール１００の正極のモジュール端子１０１Ｐと負極のモジュール端子１０１Ｎに接続され、モジュール端子１０１Ｐ，１０１Ｎの一部を構成している。これら正極のモジュール端子１０１Ｐと負極のモジュール端子１０１Ｎは、電池モジュール１００の外部端子であり、たとえば配線を介して外部の電気機器に接続される。
　すなわち、本実施形態の電池モジュール１００は、正極のモジュール端子１０１Ｐと負極のモジュール端子１０１Ｎを介して、たとえば発電機やモータなどの外部の電気機器に接続される。電池モジュール１００は、モジュール端子１０１Ｐ，１０１Ｎを介して外部の電気機器から電力が供給されると、複数の単電池１が充電される。また、電池モジュール１００は、複数の中継バスバー１０Ｊ、一対の端バスバー１０Ｅ、および一対のモジュール端子１０１Ｐ，１０１Ｎを介して、充電された複数の単電池１から外部の電気機器へ電力を供給することができる。
　以下、図４から図９を参照して、本実施形態の電池モジュール１００の特徴部分を詳細に説明する。図４は、図３に示すモジュール端子１０１Ｐを構成する端バスバー１０Ｅの斜視図である。図５は、図４に示す端バスバー１０Ｅの平面展開図である。図６は、図４に示す端バスバー１０Ｅの平面図である。図７は、図４に示す端バスバー１０Ｅの正面図である。図８は、図６に示すVIII－VIII線に沿う端バスバー１０Ｅの断面図である。図９は、図７に示すIX－IX線に沿う端バスバー１０Ｅの断面図である。
　前述のように、本実施形態の電池モジュール１００は、複数の単電池１と、単電池１の外部端子１ｐ，１ｎに接続されたバスバー１０と、を備えている。バスバー１０は、一対の端子部１１，１２と、その一対の端子部１１，１２を接続する通電部１３と、その通電部１３に設けられたヒューズ部１４と、を有している。通電部１３は、ヒューズ部１４を囲んでいる。
　なお、本実施形態の電池モジュール１００において、ヒューズ部１４は、複数のバスバー１０に含まれる一対の端バスバー１０Ｅのうち、一方の端バスバー１０Ｅのみに設けられている。より詳細には、本実施形態の電池モジュール１００は、前述のように、外部機器に接続される一対のモジュール端子１０１Ｐ，１０１Ｎを備えている。また、バスバー１０は、複数の単電池１を直列に接続する複数の中継バスバー１０Ｊと、その複数の中継バスバー１０Ｊによって直列に接続された複数の単電池１を一対のモジュール端子１０１Ｐ，１０１Ｎに接続する一対の端バスバー１０Ｅと、を備えている。そして、ヒューズ部１４は、端バスバー１０Ｅに設けられている。
　すなわち、本実施形態の電池モジュール１００において、ヒューズ部１４は、一つの端バスバー１０Ｅを除く他のバスバー１０には、設けられていない。なお、ヒューズ部１４が設けられるバスバー１０は、端バスバー１０Ｅに限定されない。すなわち、ヒューズ部１４は、端バスバー１０Ｅに代えて、複数のバスバー１０に含まれる複数の中継バスバー１０Ｊの少なくとも一つに設けられていてもよい。
　本実施形態の電池モジュール１００において、バスバー１０の一対の端子部１１，１２は、第１の方向（Ｘ軸方向）の一端と他端に設けられている。また、通電部１３は、図５に示すように平面に展開された状態で、第１の方向に直交する第２の方向（Ｙ軸方向）の一端が一対の端子部１１，１２に接続され、その第２の方向の他端にヒューズ部１４が設けられている。そして、ヒューズ部１４は、図４および図６から図９に示すように、第１の方向に延びる筒状に屈曲された通電部１３の内側に配置されている。ここで、第１の方向は、たとえば単電池１の積層方向すなわち単電池１の厚さ方向であり、第２の方向は、たとえば単電池１の幅方向である。
　さらに、本実施形態の電池モジュール１００において、通電部１３は、第１の方向（Ｘ軸方向）に垂直な断面において、ヒューズ部１４の周りに一周以上にわたって渦巻状に巻回されている。より詳細には、通電部１３は、第２の方向（Ｙ軸方向）における端子部１１の一端から第２の方向に延び、第１の方向および第２の方向に直交する第３の方向（Ｚ軸方向）に単電池１とは反対へ向けて屈曲されている。ここで、第３の方向は、たとえば単電池１の高さ方向である。
　端子部１１の一端から第２の方向（Ｙ軸方向）に延びて第３の方向（Ｚ軸方向）へ向けて屈曲された通電部１３は、さらに第１の方向（Ｘ軸方向）に平行な軸を中心とする円筒状に屈曲されている。円筒状に屈曲された通電部１３は、端子部１１に接続された通電部１３の一端に対して、第３の方向に間隔をあけて対向する位置まで延びている。通電部１３は、その位置からさらに第２の方向へ延びて、円筒状に屈曲された部分の内側に先端部が配置されている。この通電部１３の先端部にヒューズ部１４が設けられている。
　また、通電部１３は、第２の方向（Ｙ軸方向）における端子部１２の一端から、第３の方向（Ｚ軸方向）に単電池１へ向けて延び、第２の方向へ単電池１の幅方向外側へ向けて延びている。さらに、通電部１３は、第３の方向（Ｚ軸方向）に単電池１とは反対へ向けて屈曲されている。通電部１３は、さらに第１の方向（Ｘ軸方向）に平行な軸を中心とする円筒状に屈曲され、通電部１３の第１の方向および第２の方向に平行な部分に対して、第３の方向に間隔をあけて対向する位置まで延びている。通電部１３は、その位置からさらに第２の方向へ延びて、円筒状に屈曲された部分の内側に先端部が配置されている。この通電部１３の先端部にヒューズ部１４が設けられている。
　また、本実施形態の電池モジュール１００において、通電部１３は、平面に展開された状態で、一対の端子部１１，１２の間の第２の方向（Ｙ軸方向）における一端からヒューズ部１４まで延びるスリット１５を有している。これにより、通電部１３の第１の方向（Ｘ軸方向）に直交する断面における断面積は、ヒューズ部１４において最小になっている。
　また、通電部１３が第１の方向（Ｘ軸方向）および第２の方向（Ｙ軸方向）に平行な平面（ＸＹ平面）に展開された状態で、スリット１５は、たとえば、第１の方向および第２の方向に交差する方向に直線的に延びている。なお、通電部１３が平面に展開された状態で、スリット１５は、第２の方向と第１の方向に交互に階段状に延びていてもよい。このような構成により、ヒューズ部１４は、第１の方向において、一対の端子部１１，１２のうちの一方の端子部１２側に偏在している。
　また、本実施形態の電池モジュール１００において、端バスバー１０Ｅは、全体を同種の金属で形成することができる。また、通電部１３は、たとえば、ヒューズ部１４を含む第１部分１３ａと、その第１部分１３ａおよび一対の端子部１１，１２に接続された第２部分１３ｂとを有してもよい。この場合、第１部分１３ａの素材である第１の金属の融点は、第２部分１３ｂの素材である第２の金属の融点よりも低いことが好ましい。すなわち、本実施形態の電池モジュール１００において、端バスバー１０Ｅは、たとえば、アルミニウムと銅を素材とするクラッド材によって構成することができる。この場合、通電部１３の第１部分１３ａの素材をアルミニウムとし、通電部１３の第２部分１３ｂの素材を銅とすることができる。
　以下、本実施形態の電池モジュール１００の作用を説明する。
　本実施形態の電池モジュール１００は、前述のように、複数の中継バスバー１０Ｊ、一対の端バスバー１０Ｅ、および一対のモジュール端子１０１Ｐ，１０１Ｎを介して、充電された複数の単電池１から外部の電気機器へ電力を供給することができる。この状態で、何らかの異常により、たとえば複数の単電池１に外部短絡が発生すると、端バスバー１０Ｅのヒューズ部１４に異常な大電流が流れ、ヒューズ部１４が溶断する。これにより、異常な大電流の電流経路を遮断することができる。
　さらに、本実施形態の電池モジュール１００は、前述のように、複数の単電池１と、単電池１の外部端子１ｐ，１ｎに接続されたバスバー１０と、を備えている。バスバー１０は、一対の端子部１１，１２と、その一対の端子部１１，１２を接続する通電部１３と、その通電部１３に設けられたヒューズ部１４と、を有している。通電部１３は、ヒューズ部１４を囲んでいる。
　この構成により、ヒューズ部１４を囲む通電部１３によって、ヒューズ部１４の溶断時に溶融した金属が飛散するのを抑制できる。これにより、溶融した高温の金属が、セルホルダ２１、インシュレーションカバー２４、モジュールカバー２５等の樹脂製の部材に付着することが防止され、電池モジュール１００の安全性を向上させることができる。また、バスバー１０の一部であるヒューズ部１４を、バスバー１０の一部である通電部１３によって覆うことができるので、ヒューズ部１４を覆うための他の部材をバスバー１０に追加する必要がない。
　また、本実施形態の電池モジュール１００において、一対の端子部１１，１２は、第１の方向（Ｘ軸方向）の一端と他端に設けられている。また、通電部１３は、平面に展開された状態で、第１の方向に直交する第２の方向（Ｙ軸方向）の一端が一対の端子部１１，１２に接続され、その第２の方向の他端にヒューズ部１４が設けられている。そして、ヒューズ部１４は、第１の方向に延びる筒状に屈曲された通電部１３の内側に配置されている。
　この構成により、一対の端子部１１，１２を接続する筒状の通電部１３の内側にヒューズ部１４を配置して、通電部１３に設けられたヒューズ部１４の周囲を、通電部１３によって囲むことができる。より具体的には、通電部１３が平面に展開された状態で、通電部１３を、第２の方向（Ｙ軸方向）において、一対の端子部１１，１２とは反対の端部から一対の端子部１１，１２に向けて、第１の方向（Ｘ軸方向）に平行な軸を中心とする筒状に屈曲させる。
　これにより、少なくとも第１の方向に直交する断面において、通電部１３に設けられたヒューズ部１４の周囲を通電部１３によって取り囲み、ヒューズ部１４を通電部１３によって覆うことができる。また、通電部１３を一対の端子部１１，１２が配置された単電池１の積層方向（Ｘ軸方向）に延びる筒状に屈曲させることで、単電池１の幅方向（Ｙ軸方向）における通電部１３の寸法を減少させ、電池モジュール１００を小型化することが可能になる。
　さらに、本実施形態の電池モジュール１００において、通電部１３は、第１の方向（Ｘ軸方向）に垂直な断面において、ヒューズ部１４の周りに一周以上にわたって渦巻状に巻回されている。この構成により、少なくとも第１の方向に直交する断面において、ヒューズ部１４の周囲を３６０度以上の角度で隙間なく覆うことができる。
　また、本実施形態の電池モジュール１００において、通電部１３は、平面に展開された状態で、一対の端子部１１，１２の間の第２の方向（Ｙ軸方向）における一端からヒューズ部１４まで延びるスリット１５を有している。この構成により、第１の方向（Ｘ軸方向）に直交する断面における通電部１３の断面積は、ヒューズ部１４において最小になる。そのため、一対の端子部１１，１２の間の電流経路である通電部１３に異常な大電流が流れたときに、ヒューズ部１４を選択的に溶断させて、その電流経路を遮断することができる。
　また、本実施形態の電池モジュール１００は、通電部１３が第１の方向（Ｘ軸方向）および第２の方向（Ｙ軸方向）に平行な平面に展開された状態で、第１の方向および第２の方向に交差する方向にスリット１５が直線的に延びている。この構成により、ヒューズ部１４の溶断時に、第１の方向に直交する方向に飛散する溶融した金属を、スリット１５の内側の壁面によって受け止めることができる。これにより、ヒューズ部１４の溶断時に溶融した金属が、スリット１５を通過してヒューズ部１４を囲む筒状の通電部１３の外側に飛散することを、より確実に防止できる。
　なお、本実施形態の電池モジュール１００は、前述のように通電部１３が平面に展開された状態で、スリット１５が第２の方向（Ｙ軸方向）と第１の方向（Ｘ軸方向）に交互に階段状に延びていてもよい。この構成によっても、ヒューズ部１４の溶断時に、第１の方向に直交する方向に飛散する溶融した金属を、スリット１５の内側の壁面によって受け止めることができる。したがって、溶融した金属がスリット１５を通過して筒状の通電部１３の外側に飛散することを、より確実に防止できる。
　また、本実施形態の電池モジュール１００において、通電部１３は、前述のように、ヒューズ部１４を含む第１部分１３ａと、その第１部分１３ａおよび一対の端子部１１，１２に接続された第２部分１３ｂとを有してもよい。この場合、前述のように、第１部分１３ａの素材である第１の金属の融点を、第２部分１３ｂの素材である第２の金属の融点よりも低くすることが好ましい。
　このような構成により、第１部分１３ａに含まれるヒューズ部１４の溶断時に溶融した金属が、通電部１３の第２部分１３ｂに付着しても、通電部１３の第２部分１３ｂが溶融したり変形したりすることを防止することができる。したがって、電池モジュール１００の安全性をより向上させることができる。
　また、本実施形態の電池モジュール１００は、前述のように、外部機器に接続される一対のモジュール端子１０１Ｐ，１０１Ｎを備えている。また、バスバー１０は、複数の単電池１を直列に接続する複数の中継バスバー１０Ｊと、その複数の中継バスバー１０Ｊによって直列に接続された複数の単電池１を一対のモジュール端子１０１Ｐ，１０１Ｎに接続する一対の端バスバー１０Ｅと、を備えている。そして、ヒューズ部１４は、端バスバー１０Ｅに設けられている。
　このように、直列に接続された複数の単電池１をモジュール端子１０１Ｐ，１０１Ｎに接続する端バスバー１０Ｅにヒューズ部１４を設けることで、異常時に高電圧かつ高電流値の電流が流れる電池モジュール１００の電流経路を、安全かつ確実に遮断することができる。また、複数の単電池１の積層方向の端部に配置される端バスバー１０Ｅにヒューズ部１４を設けることで、ヒューズ部１４を囲む通電部１３を配置するスペースを容易に確保することができる。したがって、電池モジュール１００の設計自由度を向上させることができる。
　さらに、本実施形態の電池モジュール１００は、前述のように、扁平角形の形状を有して厚さ方向に積層配置された複数の単電池１の積層方向の両端に配置された一対のエンドプレート２２を備えている。そして、端バスバー１０Ｅは、エンドプレート２２に固定されている。この構成により、たとえばセルホルダ２１の固定部２１ａを介して、端バスバー１０Ｅをエンドプレート２２に固定して、一対の端バスバー１０Ｅによってモジュール端子１０１Ｐ，１０１Ｎを構成することができる。
　以上説明したように、本実施形態によれば、従来よりも安全性を向上させることが可能な電池モジュール１００を提供することができる。
　なお、本開示の電池モジュールは、本実施形態に係る電池モジュール１００の構成に限定されない。たとえば、本実施形態に係る電池モジュール１００は、複数のバスバー１０に含まれる一対の端バスバー１０Ｅのうち、一方の端バスバー１０Ｅだけが、ヒューズ部１４を有している。しかし、本開示に係る電池モジュールにおいて、ヒューズ部１４を有するバスバー１０は、端バスバー１０Ｅに限定されない。すなわち、端バスバー１０Ｅに代えて、少なくとも一つの中継バスバー１０Ｊに、通電部１３によって囲まれたヒューズ部１４が設けられていてもよい。
　以下、図１から図３および図５を援用し、図１０および図１１を参照して、前述の実施形態に係る電池モジュール１００の変形例を説明する。図１０は、図４の端バスバー１０Ｅの変形例を示す斜視図である。図１１は、電池モジュール１００の変形例に係る図１０に示す端バスバー１０Ｅの図８に相当する断面図である。
　図５、図１０および図１１に示す本変形例の電池モジュールにおいて、通電部１３は、複数の個所でおおむね９０度の角度で屈曲されることで、矩形筒状の形状を有している。また、通電部１３は、ヒューズ部１４の周囲に、渦巻状に一周以上にわたって巻回されている。このような構成を備えた本変形例の電池モジュールによっても、前述の実施形態に係る電池モジュール１００と同様の効果を得ることができる。
　また、本変形例に係る電池モジュールにおいて、通電部１３は、第１の方向（Ｘ軸方向）の両端部の開口を塞ぐ閉鎖部を有していてもよい。たとえば、図５に示すように、閉鎖部１６は、通電部１３を平面に展開した状態で、第１の方向における通電部１３の両端部に舌片状またはタブ状の凸部として形成することができる。
　この閉鎖部１６の平面形状は、たとえば、筒状に屈曲された通電部１３の第１の方向に直交する断面形状に対応した形状に形成することができる。すなわち、筒状に屈曲された通電部１３の断面形状がおおむね矩形であれば、閉鎖部１６の平面形状をおおむね矩形にすることができる。また、筒状に屈曲された通電部１３の断面形状がおおむね円形であれば、閉鎖部１６の平面形状をおおむね円形にすることができる。
　閉鎖部１６は、たとえば、平面に展開された状態の通電部１３を筒状に屈曲させた後に、第１の方向（Ｘ軸方向）および第２の方向（Ｙ軸方向）に直交する第３の方向（Ｚ軸方向）に向けて屈曲させる。これにより、閉鎖部１６は、第１の方向におおむね直交し、第２の方向および第３の方向におおむね平行になり、第１の方向に延びる筒状の通電部１３の両端の開口に対向してその開口を閉鎖する。
　これにより、ヒューズ部１４の溶断時に、筒状の通電部１３の両端の開口部の方向へ飛散する溶融した金属を、閉鎖部１６によって受け止めることができる。したがって、ヒューズ部１４の溶断時に、溶融した金属が筒状の通電部１３の両端部の開口から外部へ飛散することを、より確実に防止することができ、電池モジュールの安全性をさらに向上させることができる。
　以上、図面を用いて本開示に係る電池モジュールの実施形態とその変形例を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態およびその変形例に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本開示に含まれるものである。
１　　　　単電池
１ｐ　　　外部端子
１ｎ　　　外部端子
１０　　　バスバー
１０Ｅ　　端バスバー
１０Ｊ　　中継バスバー
１１　　　端子部
１２　　　端子部
１３　　　通電部
１３ａ　　第１部分
１３ｂ　　第２部分
１４　　　ヒューズ部
１５　　　スリット
１６　　　閉鎖部
２２　　　エンドプレート
１００　　電池モジュール
１０１Ｐ　モジュール端子
１０１Ｎ　モジュール端子

Claims (10)

  1. 　複数の単電池と、該単電池の外部端子に接続されたバスバーと、を備え、
    　前記バスバーは、一対の端子部と、該一対の端子部を接続する通電部と、前記通電部に設けられたヒューズ部と、を有し、
    　前記通電部は、前記ヒューズ部を囲んでいることを特徴とする電池モジュール。
  2. 　前記一対の端子部は、第１の方向の一端と他端に設けられ、
    　前記通電部は、平面に展開された状態で、前記第１の方向に直交する第２の方向の一端が前記一対の端子部に接続され、前記第２の方向の他端に前記ヒューズ部が設けられ、
    　前記ヒューズ部は、前記第１の方向に延びる筒状に屈曲された前記通電部の内側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電池モジュール。
  3. 　前記通電部は、前記第１の方向に垂直な断面において、前記ヒューズ部の周りに一周以上にわたって渦巻状に巻回されていることを特徴とする請求項２に記載の電池モジュール。
  4. 　前記通電部は、平面に展開された状態で、前記一対の端子部の間の前記一端から前記ヒューズ部まで延びるスリットを有することを特徴とする請求項２に記載の電池モジュール。
  5. 　前記通電部が平面に展開された状態で、前記スリットは、前記第１の方向および前記第２の方向に交差する方向に直線的に延びることを特徴とする請求項４に記載の電池モジュール。
  6. 　前記通電部が平面に展開された状態で、前記スリットは、前記第２の方向と前記第１の方向に交互に階段状に延びていることを特徴とする請求項４に記載の電池モジュール。
  7. 　前記通電部は、前記ヒューズ部を含む第１部分と、該第１部分および前記一対の端子部に接続された第２部分とを有し、
    　前記第１部分の素材である第１の金属の融点は、前記第２部分の素材である第２の金属の融点よりも低いことを特徴とする請求項２に記載の電池モジュール。
  8. 　前記通電部は、前記第１の方向の両端部の開口を塞ぐ閉鎖部を有していることを特徴とする請求項２に記載の電池モジュール。
  9. 　外部機器に接続される一対のモジュール端子を備え、
    　前記バスバーは、複数の前記単電池を直列に接続する複数の中継バスバーと、複数の前記中継バスバーによって直列に接続された複数の前記単電池を前記一対のモジュール端子に接続する一対の端バスバーと、を備え、
    　前記ヒューズ部は、前記端バスバーに設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電池モジュール。
  10. 　扁平角形の形状を有して厚さ方向に積層配置された複数の前記単電池の積層方向の両端に配置された一対のエンドプレートを備え、
    　前記端バスバーは、前記エンドプレートに固定されることを特徴とする請求項９に記載の電池モジュール。
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