WO2022059319A1

WO2022059319A1 - 蓄電装置

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Publication number: WO2022059319A1
Application number: PCT/JP2021/026427
Authority: WO
Inventors: 彬和田
Original assignee: 株式会社Ｇｓユアサ
Priority date: 2020-09-15
Filing date: 2021-07-14
Publication date: 2022-03-24

Abstract

蓄電素子（２００）と、バスバー（４２０）と、基板（５００）とを備える蓄電装置（１０）であって、バスバー（４２０）は、基板（５００）を貫通する２つの板状の部位である第一板状部（４２２ａ）及び第二板状部（４２２ｂ）を有し、第一板状部（４２２ａ）は第一方向を向き、第二板状部（４２２ｂ）は、第一方向に交差する第二方向を向いている。

Description

蓄電装置

　本発明は、蓄電素子とバスバーと基板とを備える蓄電装置に関する。

　従来、蓄電素子とバスバーと基板とを備え、バスバーに設けられた板状の部位（板状部）が基板を貫通する構成の蓄電装置が知られている。特許文献１には、電池セル（蓄電素子）の電極端子に設けられた接続端子の接続部（バスバーの板状部に相当）が、電池セルの状態を検出する回路基板（基板）を貫通して回路基板に接続された車両用のバッテリシステム（蓄電装置）が開示されている。

特開２０１０－５６０３５号公報

　上記従来の蓄電装置では、バスバーが損傷するおそれがある。つまり、上記従来の蓄電装置のように、バスバーの板状部を基板に貫通させる構成では、板状部がその板厚方向の負荷に対して弱いため、振動または衝撃等によって、バスバーの板状部が損傷するおそれがある。

　本発明は、バスバーの損傷を抑制できる蓄電装置を提供することを目的とする。

　本発明の一態様に係る蓄電装置は、蓄電素子と、バスバーと、基板とを備える蓄電装置であって、前記バスバーは、前記基板を貫通する２つの板状の部位である第一板状部及び第二板状部を有し、前記第一板状部は第一方向を向き、前記第二板状部は前記第一方向に交差する第二方向を向いている。

　本発明における蓄電装置によれば、バスバーの損傷を抑制できる。

図１は、実施の形態に係る蓄電装置の外観を示す斜視図である。図２は、実施の形態に係る蓄電装置を分解した場合の各構成要素を示す分解斜視図である。図３は、実施の形態に係るバスバーフレーム、バスバー、及び、基板の構成を示す斜視図である。図４は、実施の形態に係るバスバーの構成を示す斜視図である。図５は、実施の形態に係るバスバーフレームに載置されたバスバーを蓄電素子に接合した状態での構成を示す斜視図である。図６は、実施の形態に係るバスバーフレームに基板を固定した状態での構成を示す斜視図である。図７は、実施の形態に係るバスバーの突起が基板に接合される状態を示す斜視図及び側面図である。

　これによれば、蓄電装置において、バスバーは、基板を貫通する第一板状部及び第二板状部を有しており、第一板状部は第一方向を向き、前記第二板状部は前記第一方向に交差する第二方向を向いている。このように、バスバーに、異なる方向に対向する第一板状部及び第二板状部を配置し、第一板状部及び第二板状部を基板に貫通させる。これにより、第一板状部がその板厚方向の負荷を受けた場合には、第二板状部が第一板状部の損傷を抑制でき、第二板状部がその板厚方向の負荷を受けた場合には、第一板状部が第二板状部の損傷を抑制できる。したがって、バスバーの板状部（第一板状部及び第二板状部）が損傷するのを抑制できるため、バスバーの損傷を抑制できる。

　前記第一板状部及び前記第二板状部は、離間して配置されてもよい。

　これによれば、バスバーの第一板状部及び第二板状部が離間して配置されることで、第一板状部及び第二板状部が個別に柔軟に撓むことができる。これにより、第一板状部及び第二板状部が損傷するのを抑制できるため、バスバーの損傷を抑制できる。

　前記バスバーは、バスバー本体と、前記バスバー本体と前記第一板状部及び前記第二板状部との間に配置される中間部と、を有してもよい。

　これによれば、バスバーが、バスバー本体と第一板状部及び第二板状部との間に中間部を有していることで、第一板状部及び第二板状部がバスバー本体に対して柔軟に撓むことができる。これにより、第一板状部及び第二板状部が損傷するのを抑制できるため、バスバーの損傷を抑制できる。

　前記第一板状部を前記基板に接合する第一接合部材と、前記第二板状部を前記基板に接合する第二接合部材と、を備え、前記第一接合部材及び前記第二接合部材は、離間して配置されてもよい。

　これによれば、第一板状部を基板に接合する第一接合部材と第二板状部を基板に接合する第二接合部材とが離間して配置されることで、第一板状部及び第二板状部の基板との接合部が個別に柔軟に動くことができる。これにより、第一板状部及び第二板状部が損傷するのを抑制できるため、バスバーの損傷を抑制できる。

　前記第一板状部及び前記第二板状部は、前記蓄電素子の主電流が流れる経路とは異なる経路上に配置されてもよい。

　バスバーの板状部が蓄電素子の主電流経路上に配置される場合、板状部は、断面積が比較的大きな厚みのある形状となるため、損傷しにくい。これに対し、板状部が主電流経路とは異なる経路上に配置される場合、板状部を、断面積が比較的小さな厚みの薄い形状にできるが、この場合、板状部が損傷しやすくなる。このため、当該板状部として、バスバーに第一板状部及び第二板状部を設ける。これにより、バスバーの板状部（第一板状部及び第二板状部）が主電流経路とは異なる経路上に配置される場合でも、当該板状部が損傷するのを抑制できるため、バスバーの損傷を抑制できる。

前記基板は、電気的に接続された経路を有し、前記第一板状部及び前記第二板状部は、前記経路に接続されてもよい。

これによれば、基板上の電気的に接続された経路に、第一板状部と第二板状部が接続されるため、第一板状部と第二板状部のいずれか一方の板状部が損傷し、基板と電気的に接続できない場合でも、もう一方の板状部により、基板との電気的な接続は維持できる。

　本発明は、このような蓄電装置として実現できるだけでなく、バスバー、または、バスバーと基板との組み合わせとしても実現できる。

　以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態（その変形例も含む）に係る蓄電装置について説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、製造工程、製造工程の順序等は、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。各図において、寸法等は厳密に図示したものではない。各図において、同一または同様な構成要素については同じ符号を付している。

　以下の説明及び図面中において、１つの蓄電素子における一対（正極側及び負極側）の電極端子の並び方向、または、蓄電素子の容器の短側面の対向方向を、Ｘ軸方向と定義する。蓄電素子の並び方向、または、蓄電素子の容器の長側面の対向方向を、Ｙ軸方向と定義する。蓄電装置の外装体の本体と蓋体との並び方向、蓄電素子とバスバーフレームとバスバーと基板との並び方向、または、上下方向を、Ｚ軸方向と定義する。これらＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向は、互いに交差（本実施の形態では直交）する方向である。なお、使用態様によってはＺ軸方向が上下方向にならない場合も考えられるが、以下では説明の便宜のため、Ｚ軸方向を上下方向として説明する。

　以下の説明において、Ｘ軸プラス方向とは、Ｘ軸の矢印方向を示し、Ｘ軸マイナス方向とは、Ｘ軸プラス方向とは反対方向を示す。Ｙ軸方向及びＺ軸方向についても同様である。さらに、平行及び直交などの、相対的な方向または姿勢を示す表現は、厳密には、その方向または姿勢ではない場合も含む。２つの方向が直交している、とは、当該２つの方向が完全に直交していることを意味するだけでなく、実質的に直交していること、すなわち、数％程度の差異を含むことも意味する。

　（実施の形態）
　［１　蓄電装置１０の全般的な説明］
　本実施の形態における蓄電装置１０の全般的な説明を行う。図１は、本実施の形態に係る蓄電装置１０の外観を示す斜視図である。図２は、本実施の形態に係る蓄電装置１０を分解した場合の各構成要素を示す分解斜視図である。

　蓄電装置１０は、外部からの電気を充電し、外部へ電気を放電できる装置であり、本実施の形態では、略直方体形状を有している。蓄電装置１０は、電力貯蔵用途または電源用途等に使用される電池モジュール（組電池）である。具体的には、蓄電装置１０は、自動車、自動二輪車、ウォータークラフト、船舶、スノーモービル、農業機械、建設機械、または、電気鉄道用の鉄道車両等の移動体の駆動用またはエンジン始動用等のバッテリ等として用いられる。上記の自動車としては、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ）及びガソリン自動車が例示される。上記の電気鉄道用の鉄道車両としては、電車、モノレール、リニアモーターカー、並びに、ディーゼル機関及び電気モーターの両方を備えるハイブリッド電車が例示される。また、蓄電装置１０は、家庭用または発電機用等に使用される定置用のバッテリ等としても用いることができる。

　図１に示すように、蓄電装置１０は、外装体１００を備えており、図２に示すように、外装体１００の内方には、複数の蓄電素子２００、バスバーフレーム３００、バスバー４００、及び、基板５００等が収容されている。なお、蓄電装置１０は、隣り合う２つの蓄電素子２００の間に配置されるスペーサ、及び、複数の蓄電素子２００を拘束する拘束部材（サイドプレート、エンドプレート等）等を備えてもよい。また、蓄電素子２００とバスバー４００との電気的な接続にワイヤーハーネス等を用いてもよい。

　外装体１００は、蓄電装置１０の外装体を構成する箱形（略直方体形状）の容器（モジュールケース）である。外装体１００は、複数の蓄電素子２００、バスバーフレーム３００、バスバー４００及び基板５００等の外方に配置され、これら蓄電素子２００等を所定の位置で固定し、衝撃等から保護する。外装体１００は、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ（変性ＰＰＥを含む））、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ＡＢＳ樹脂、若しくは、それらの複合材料等の絶縁部材、または、絶縁塗装をした金属等により形成されている。外装体１００は、これにより、蓄電素子２００等が外部の金属部材等に接触することを回避する。なお、蓄電素子２００等の電気的絶縁性が保たれる構成であれば、外装体１００は、金属等の導電部材で形成されてもよい。

　外装体１００は、外装体１００の本体を構成する外装体本体１１０と、外装体１００の蓋体を構成する外装体蓋体１２０と、を有している。外装体本体１１０は、開口が形成された有底矩形筒状のハウジング（筐体）であり、蓄電素子２００等を収容する。外装体蓋体１２０は、外装体本体１１０の開口を閉塞する扁平な矩形状の部材である。外装体蓋体１２０は、外装体本体１１０と係合または嵌合され、接着剤、ヒートシールまたは超音波溶着等によって接合される。外装体蓋体１２０には、正極外部端子１２１と負極外部端子１２２とが設けられている。蓄電装置１０は、この正極外部端子１２１と負極外部端子１２２とを介して、外部からの電気を充電し、外部へ電気を放電する。

　蓄電素子２００は、電気を充電し、電気を放電することのできる二次電池（単電池）であり、より具体的には、リチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池である。蓄電素子２００は、扁平な直方体形状（角形）を有しており、本実施の形態では、４個の蓄電素子２００（蓄電素子２０１～２０４）が、Ｙ軸方向に並んで配列されている。なお、蓄電素子２００の形状、個数、配置位置等は、特に限定されない。蓄電素子２００は、非水電解質二次電池には限定されず、非水電解質二次電池以外の二次電池であってもよいし、キャパシタであってもよい。蓄電素子２００は、二次電池ではなく、使用者が充電をしなくても蓄えられている電気を使用できる一次電池であってもよい。蓄電素子２００は、固体電解質を用いた電池であってもよい。蓄電素子２００は、パウチタイプの蓄電素子であってもよい。

　蓄電素子２００は、容器２１０と、一対（正極側及び負極側）の電極端子２２０と、を備えている。また、容器２１０の内方には、電極体、一対（正極側及び負極側）の集電体、及び、電解液（非水電解質）等が収容されているが、これらの図示は省略する。電解液としては、蓄電素子２００の性能を損なうものでなければその種類に特に制限はなく、様々なものを選択できる。

　容器２１０は、直方体形状（角形）の容器であり、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、メッキ鋼板等の金属等で形成されている。電極端子２２０は、集電体を介して、電極体の正極板及び負極板に電気的に接続される端子（正極端子及び負極端子）であり、アルミニウム、アルミニウム合金、銅または銅合金等で形成されている。

　電極体は、正極板と負極板とセパレータとが積層されて形成された蓄電要素（発電要素）である。正極板は、アルミニウムまたはアルミニウム合金等の金属からなる集電箔である正極基材層上に正極活物質層が形成されたものである。負極板は、銅または銅合金等の金属からなる集電箔である負極基材層上に負極活物質層が形成されたものである。正極活物質層及び負極活物質層に用いられる活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出可能なものであれば、適宜公知の材料を使用できる。なお、電極体は、極板（正極板及び負極板）が巻回されて形成された巻回型の電極体、複数の平板状の極板が積層されて形成された積層型（スタック型）の電極体、または、極板を蛇腹状に折り畳んだ蛇腹型の電極体等、どのような形態の電極体でもよい。

　集電体は、電極端子２２０と電極体とに電気的に接続される導電性の部材（正極集電体及び負極集電体）である。正極集電体は、正極板の正極基材層と同様、アルミニウムまたはアルミニウム合金等で形成され、負極集電体は、負極板の負極基材層と同様、銅または銅合金等で形成されている。

　バスバーフレーム３００は、バスバー４００と他の部材との電気的な絶縁、及び、バスバー４００の位置規制を行うことができる扁平な矩形状の部材である。バスバーフレーム３００は、ＰＣ、ＰＰ、ＰＥ等の外装体１００に使用可能ないずれかの絶縁部材等により形成されている。バスバーフレーム３００は、複数の蓄電素子２００の上方に載置され、複数の蓄電素子２００に対して位置決めされる。また、バスバーフレーム３００上には、バスバー４００が載置されて位置決めされている。これにより、バスバー４００は、複数の蓄電素子２００に対して位置決めされて、当該複数の蓄電素子２００が有する電極端子２２０に接合される（図５参照）。

　バスバー４００が蓄電素子２００の電極端子２２０に接合された後に、バスバーフレーム３００上に基板５００が載置されて固定される（図６参照）。このように、バスバーフレーム３００は、基板５００を載置し、固定する機能も有している。さらに、バスバーフレーム３００は、外装体１００の中蓋として外装体１００を補強する機能、及び、外装体蓋体１２０に固定されて蓄電素子２００の移動を規制する機能も有している。バスバーフレーム３００の構成の詳細な説明については、後述する。

　バスバー４００は、複数の蓄電素子２００の上方に配置され、複数の蓄電素子２００の電極端子２２０に接続（接合）される平板状の部材である。これにより、バスバー４００は、複数の蓄電素子２００の電極端子２２０同士を接続する。また、バスバー４００は、複数の蓄電素子２００の端部に位置する蓄電素子２００の電極端子２２０と、正極外部端子１２１及び負極外部端子１２２とを接続する。

　バスバー４００は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、ニッケル等の金属若しくはそれらの組み合わせ、または、金属以外の導電性の部材等で形成されている。本実施の形態では、バスバー４００は、隣り合う蓄電素子２００の正極端子と負極端子とを接続することで、４個の蓄電素子２００を直列に接続している。なお、蓄電素子２００の接続の態様は上記には限定されず、直列接続及び並列接続がどのように組み合わされてもよい。バスバー４００の構成の詳細な説明については、後述する。

　基板５００は、蓄電素子２００に電気的に接続されて、蓄電素子２００の充電状態や放電状態を監視したり、蓄電素子２００の充放電を制御したりする回路基板である。基板５００は、上述の通り、バスバーフレーム３００に載置されて固定される。具体的には、基板５００は、ヒューズ、リレー、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）等の半導体スイッチ、シャント抵抗、サーミスタ、コネクタ等の電気部品を有している。

　基板５００は、バスバー４００を介して蓄電素子２００の電圧等の情報を取得したり、サーミスタを介して蓄電素子２００の温度情報を取得することにより、蓄電素子２００の充電状態及び放電状態等の状態を監視する。また、基板５００は、バスバー４００を介して蓄電素子２００、正極外部端子１２１及び負極外部端子１２２と電気的に接続される（つまり、蓄電素子２００の主電流経路に接続される）ことで、蓄電素子２００の充放電を制御する。なお、基板５００は、蓄電素子２００の充放電の制御は行わず、蓄電素子２００の状態の監視のみ行うことにしてもよい。基板５００の構成の詳細な説明については、後述する。

　［２　バスバーフレーム３００、バスバー４００、及び、基板５００の構成の説明］
　バスバーフレーム３００、バスバー４００、及び、基板５００の構成について、詳細に説明する。図３は、本実施の形態に係るバスバーフレーム３００、バスバー４００、及び、基板５００の構成を示す斜視図である。図４は、本実施の形態に係るバスバー４２０の構成を示す斜視図である。具体的には、図３は、図２に示されたバスバーフレーム３００、バスバー４００、及び、基板５００を拡大して示す斜視図であり、図４は、バスバー４００のうちのバスバー４２０をさらに拡大して示す斜視図である。

　図５は、本実施の形態に係るバスバーフレーム３００に載置されたバスバー４００を蓄電素子２００に接合した状態での構成を示す斜視図である。具体的には、図５は、図２に示した外装体本体１１０、蓄電素子２００、バスバーフレーム３００及びバスバー４００を組み付けた状態、つまり、図１に示した蓄電装置１０から外装体蓋体１２０及び基板５００を取り除いた状態での構成を示す斜視図である。図６は、本実施の形態に係るバスバーフレーム３００に基板５００を固定した状態での構成を示す斜視図である。具体的には、図６は、図２に示した外装体本体１１０、蓄電素子２００、バスバーフレーム３００、バスバー４００及び基板５００を組み付けた状態、つまり、図１に示した蓄電装置１０から外装体蓋体１２０を取り除いた状態での構成を示す斜視図である。

　［２．１　バスバーフレーム３００の構成の説明］
　図３に示すように、バスバーフレーム３００は、フレーム本体部３１０と、壁部３２０と、を有している。フレーム本体部３１０は、バスバーフレーム３００の本体部であり、バスバー４００が載置され、かつ、基板５００が固定される扁平な矩形状の部位である。フレーム本体部３１０は、バスバー４００を蓄電素子２００の電極端子２２０に接続するための開口部３１１と、基板５００を固定するための固定部３１２と、を有している。

　開口部３１１は、フレーム本体部３１０に形成された矩形状の貫通孔であり、８つの開口部３１１が、複数の蓄電素子２００が有する８つの電極端子２２０のそれぞれに対向する位置に形成されている。これにより、図５に示すように、開口部３１１を介して、バスバー４００（後述のバスバー４１０～４５０）を、蓄電素子２００の電極端子２２０に接続（接合）できる。

　固定部３１２は、Ｚ軸プラス方向に突出した円柱形状の突出部であり、後述する基板５００の基板本体部５１０に形成された貫通孔５１５に挿入されて、固定される。本実施の形態では、４つの固定部３１２が、基板本体部５１０に形成された４つの貫通孔５１５に挿入されて固定される。具体的には、図６に示すように、固定部３１２は、基板本体部５１０の貫通孔５１５に挿入された後に、熱かしめによって基板本体部５１０に固定される。これによって、基板５００がバスバーフレーム３００に固定される。なお、基板５００をバスバーフレーム３００に固定する手法は、熱かしめには限定されず、ネジ締め、接着剤、溶着等、どのような手法を用いてもよい。

　壁部３２０は、フレーム本体部３１０の外周部分からＺ軸プラス方向に突出する（立設する）、平板状かつ矩形状の側壁である。つまり、壁部３２０は、フレーム本体部３１０に基板５００が固定された場合に、基板５００の側方に配置されて、基板５００の側面の少なくとも一部を覆う部位である。壁部３２０は、外装体本体１１０に外装体蓋体１２０を配置する際のガイド、及び、外装体蓋体１２０に固定されて外装体１００内での蓄電素子２００の移動（振動）を規制する等の目的で設けている。

　［２．２　バスバー４００の構成の説明］
　バスバー４００は、５つのバスバー４１０～４５０を有している。バスバー４１０は、バスバー本体４１１と、接続部４１２と、突起４１３とを有している。バスバー本体４１１は、バスバー４１０の本体部であり、蓄電素子２００の電極端子２２０（具体的には、蓄電素子２０１の正極端子）に接続（接合）される平板状の部位である（図５参照）。接続部４１２は、バスバー本体４１１からＺ軸プラス方向に突出する円柱形状の部位であり、他のバスバー（図示せず）に接続されることで、当該他のバスバーを介して正極外部端子１２１に接続される。突起４１３は、バスバー本体４１１からＺ軸プラス方向に突出する突起であり、後述の基板５００に形成された貫通孔５１１を貫通し（図６参照）、基板５００に接合される。突起４１３は、バスバー４１０のセンシング部（蓄電素子２００に関する情報の検出部）であり、本実施の形態では、蓄電素子２００の電圧計測に用いられる。

　バスバー４２０は、バスバー本体４２１と、突起４２２と、中間部４２３と、を有している。バスバー本体４２１は、バスバー４２０の本体部であり、蓄電素子２００の電極端子２２０に接続（接合）される平板状の部位である。具体的には、図４に示すように、バスバー本体４２１は、Ｙ軸方向に並んで配置される第一本体部４２１ａ及び第二本体部４２１ｂを有している。第一本体部４２１ａは、蓄電素子２０１の負極端子に接続（接合）される平板状かつ矩形状の部位であり、第二本体部４２１ｂは、蓄電素子２０２の正極端子に接続（接合）される平板状かつ矩形状の部位である（図５参照）。

　突起４２２は、中間部４２３のＹ軸プラス方向の端部からＺ軸プラス方向に突出する突起であり、後述の基板５００に形成された貫通孔５１２を貫通し（図６参照）、基板５００に接合される。突起４２２は、バスバー４２０のセンシング部（蓄電素子２００に関する情報の検出部）であり、本実施の形態では、蓄電素子２００の電圧計測に用いられる。つまり、突起４２２は、蓄電素子２００の主電流が流れる経路とは異なる経路（電圧計測用経路）上に配置されている。

　具体的には、図４に示すように、突起４２２は、基板５００を貫通する２つの板状の部位である第一板状部４２２ａ及び第二板状部４２２ｂを有している。第一板状部４２２ａ及び第二板状部４２２ｂは、中間部４２３から分岐して配置されている。そして、第一板状部４２２ａは、貫通孔５１２のうちの後述の第一貫通孔５１２ａを貫通し、第二板状部４２２ｂは、貫通孔５１２のうちの後述の第二貫通孔５１２ｂを貫通する。つまり、第一板状部４２２ａ及び第二板状部４２２ｂは、離間して配置された異なる２つの板状の部位である。

　第一板状部４２２ａは、中間部４２３のＹ軸プラス方向の端部のＹ軸プラス方向の端縁からＺ軸プラス方向に延びる、ＸＺ平面に平行な平板状かつ矩形状の部位である。つまり、第一板状部４２２ａは、Ｚ軸方向から見てＸ軸方向に長い長方形状を有する直方体形状の部位である。第二板状部４２２ｂは、中間部４２３のＹ軸プラス方向の端部のＸ軸マイナス方向の端縁からＺ軸プラス方向に延びる、ＹＺ平面に平行な平板状かつ矩形状の部位である。つまり、第二板状部４２２ｂは、Ｚ軸方向から見てＹ軸方向に長い長方形状を有する直方体形状の部位である。

　第一板状部４２２ａは、Ｙ軸方向に対向して配置（第一板状部４２２ａの長側面がＹ軸方向に対向して配置）され、第二板状部４２２ｂは、Ｘ軸方向に対向して配置（第二板状部４２２ｂの長側面がＸ軸方向に対向して配置）されている。言い換えれば、第一板状部４２２ａ及び第二板状部４２２ｂは、互いに交差（本実施の形態では、直交）する異なる方向に対向して配置されている。

　中間部４２３は、バスバー本体４２１と突起４２２（第一板状部４２２ａ及び第二板状部４２２ｂ）との間に配置される平板状の部位である。本実施の形態では、中間部４２３は、バスバー本体４２１が有する第一本体部４２１ａのＸ軸マイナス方向の端部からＸ軸マイナス方向に突出し、かつ、Ｙ軸プラス方向に延びて、突起４２２の第一板状部４２２ａ及び第二板状部４２２ｂに接続される。なお、中間部４２３には、バスバー４２０をバスバーフレーム３００に取り付ける際に、バスバーフレーム３００の係合部３１３（図３参照）と係合する貫通孔４２３ａ（図４参照）が形成されている。

　バスバー４３０は、バスバー４２０と同様に、バスバー本体４３１と、突起４３２と、中間部４３３と、を有している。バスバー本体４３１は、バスバー４３０の本体部であり、蓄電素子２００の電極端子２２０（具体的には、蓄電素子２０２の負極端子及び蓄電素子２０３の正極端子）に接続（接合）される平板状の部位である（図５参照）。突起４３２は、中間部４３３からＺ軸プラス方向に突出する突起であり、後述の基板５００に形成された貫通孔５１３を貫通し（図６参照）、基板５００に接合される。突起４３２は、バスバー４３０のセンシング部（蓄電素子２００に関する情報の検出部）であり、本実施の形態では、蓄電素子２００の電圧計測に用いられる。突起４３２は、基板５００に形成された後述の第一貫通孔５１３ａ及び第二貫通孔５１３ｂを貫通する２つの板状の部位である、第一板状部４３２ａ及び第二板状部４３２ｂを有している。中間部４３３は、バスバー本体４３１と突起４３２（第一板状部４３２ａ及び第二板状部４３２ｂ）との間に配置される平板状の部位である。なお、バスバー４３０は、バスバー４２０をＺ軸まわりに１８０°回転させた形状を有しており、バスバー４３０の各部の具体的な構成はバスバー４２０と同様であるため、詳細な説明は省略する。

　バスバー４４０は、バスバー４２０と同様に、バスバー本体４４１と、突起４４２と、中間部４４３と、を有している。バスバー本体４４１は、バスバー４４０の本体部であり、蓄電素子２００の電極端子２２０（具体的には、蓄電素子２０３の負極端子及び蓄電素子２０４の正極端子）に接続（接合）される平板状の部位である（図５参照）。突起４４２は、中間部４４３からＺ軸プラス方向に突出する突起であり、後述の基板５００に形成された貫通孔５１４を貫通し（図６参照）、基板５００に接合される。突起４４２は、バスバー４４０のセンシング部（蓄電素子２００に関する情報の検出部）であり、本実施の形態では、蓄電素子２００の電圧計測に用いられる。突起４４２は、基板５００に形成された後述の第一貫通孔５１４ａ及び第二貫通孔５１４ｂを貫通する２つの板状の部位である、第一板状部４４２ａ及び第二板状部４４２ｂを有している。中間部４４３は、バスバー本体４４１と突起４４２（第一板状部４４２ａ及び第二板状部４４２ｂ）との間に配置される平板状の部位である。なお、バスバー４４０は、バスバー４２０と同じ形状を有しており、バスバー４４０の各部の具体的な構成はバスバー４２０と同様であるため、詳細な説明は省略する。

　バスバー４５０は、バスバー本体４５１と、接続部４５２とを有している。バスバー本体４５１は、バスバー４５０の本体部であり、蓄電素子２００の電極端子２２０（具体的には、蓄電素子２０４の負極端子）に接続（接合）される平板状の部位である（図５参照）。接続部４５２は、バスバー本体４５１からＺ軸プラス方向に突出する円柱形状の部位であり、後述の基板５００の接続部材５３０に接続（固定）されることで、バスバー４５０を基板５００に電気的に接続する（図６参照）。

　以上のようにして、バスバー４００（バスバー４１０～４５０）は、４つの蓄電素子２００（蓄電素子２０１～２０４）の電極端子２２０に順次接続（接合）されて、当該４つの蓄電素子２００を直列に接続する。なお、バスバー４００と蓄電素子２００の電極端子２２０との接続（接合）の手法は、超音波接合、レーザ溶接、抵抗溶接等の溶接、または、ねじ締結、かしめ接合等の機械的接合等、どのような手法を用いてもよい。

　［２．３　基板５００の構成の説明］
　基板５００は、基板本体部５１０と、電子部品５２０と、接続部材５３０及び５４０と、を有している。基板本体部５１０は、基板５００の本体部であり、矩形状かつ平板状の部位である。基板本体部５１０のＺ軸プラス方向側の面（上面）である主面５１０ａには、電子部品５２０が実装されている。また、基板本体部５１０には、主面５１０ａを貫通する貫通孔５１１～５１４及び５１５が形成されている。

　貫通孔５１１～５１４は、基板本体部５１０をその厚み方向（Ｚ軸方向）に貫通する、Ｚ軸方向から見て長円形状の貫通孔である。貫通孔５１１～５１４は、バスバー４１０～４４０の突起４１３、４２２、４３２、４４２に対応する位置に、それぞれ形成されている。具体的には、貫通孔５１１は、基板本体部５１０のＹ軸マイナス方向の端部のＸ軸方向中央部に形成されている。貫通孔５１２は、基板本体部５１０のＹ軸マイナス方向かつＸ軸マイナス方向の端部に形成されている。貫通孔５１３は、基板本体部５１０のＹ軸マイナス方向かつＸ軸プラス方向の端部に形成されている。貫通孔５１４は、基板本体部５１０のＹ軸プラス方向かつＸ軸マイナス方向の端部に形成されている。

　そして、上述の通り、貫通孔５１１～５１４に、バスバー４１０～４４０の突起４１３、４２２、４３２、４４２がそれぞれ挿入されて（図６参照）、半田付け等により接合される。これにより、バスバー４１０～４４０と基板本体部５１０とが電気的に接続されることで、基板５００が、バスバー４１０～４４０及び蓄電素子２００の電極端子２２０を介して、蓄電素子２００の電圧等の情報を取得できる構成となっている。バスバー４１０～４４０の当該突起が基板５００に接合される構成の詳細な説明については、後述する。このように、貫通孔５１１～５１４は、バスバー４１０～４４０の突起４１３、４２２、４３２、４４２に対応した位置及び形状に形成されている。

　具体的には、貫通孔５１１は、Ｚ軸方向から見てＸ軸方向に長い突起４１３に対応する位置に形成された、Ｘ軸方向に長い長円形状の貫通孔である。貫通孔５１２は、突起４２２の第一板状部４２２ａ及び第二板状部４２２ｂが貫通する第一貫通孔５１２ａ及び第二貫通孔５１２ｂを有している。第一貫通孔５１２ａは、Ｚ軸方向から見てＸ軸方向に長い第一板状部４２２ａに対応する位置に形成された、Ｘ軸方向に長い長円形状の貫通孔である。第二貫通孔５１２ｂは、Ｚ軸方向から見てＹ軸方向に長い第二板状部４２２ｂに対応する位置に形成された、Ｙ軸方向に長い長円形状の貫通孔である。

　同様に、貫通孔５１３は、突起４３２の第一板状部４３２ａ及び第二板状部４３２ｂが貫通する第一貫通孔５１３ａ及び第二貫通孔５１３ｂを有している。第一貫通孔５１３ａは、Ｚ軸方向から見てＸ軸方向に長い第一板状部４３２ａに対応する位置に形成された、Ｘ軸方向に長い長円形状の貫通孔である。第二貫通孔５１３ｂは、Ｚ軸方向から見てＹ軸方向に長い第二板状部４３２ｂに対応する位置に形成された、Ｙ軸方向に長い長円形状の貫通孔である。貫通孔５１４は、突起４４２の第一板状部４４２ａ及び第二板状部４４２ｂが貫通する第一貫通孔５１４ａ及び第二貫通孔５１４ｂを有している。第一貫通孔５１４ａは、Ｚ軸方向から見てＸ軸方向に長い第一板状部４４２ａに対応する位置に形成された、Ｘ軸方向に長い長円形状の貫通孔である。第二貫通孔５１４ｂは、Ｚ軸方向から見てＹ軸方向に長い第二板状部４４２ｂに対応する位置に形成された、Ｙ軸方向に長い長円形状の貫通孔である。

　貫通孔５１５は、基板本体部５１０のＸ軸方向両端部及びＹ軸方向両端部の四隅に形成された、基板本体部５１０をその厚み方向（Ｚ軸方向）に貫通する円形状の貫通孔である。貫通孔５１５には、上述の通り、バスバーフレーム３００のフレーム本体部３１０に設けられた円柱形状の固定部３１２が挿入される。つまり、４つの固定部３１２に対応する位置に、４つの貫通孔５１５が形成されており、当該４つの貫通孔５１５に当該４つの固定部３１２がそれぞれ挿入されて接合される（図６参照）。

　電子部品５２０は、基板本体部５１０に実装される回路部品であり、例えば、ヒューズ、リレー、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）等の半導体スイッチ、シャント抵抗、または、サーミスタ等である。接続部材５３０は、バスバー４５０の接続部４５２が挿入されて接続（固定）される部材である。つまり、上述の通り、接続部材５３０は、基板本体部５１０にバスバー４５０を固定して、基板本体部５１０とバスバー４５０とを電気的に接続する（図６参照）。接続部材５４０は、他のバスバー（図示せず）を介して、負極外部端子１２２に接続される部位である。つまり、接続部材５４０は、基板本体部５１０に当該他のバスバーを固定して、基板本体部５１０と負極外部端子１２２とを電気的に接続する。なお、接続部材５３０と接続部材５４０とは、電子部品５２０等を介して電気的に接続されており、これにより、バスバー４５０と負極外部端子１２２とが電気的に接続される。

　［２．４　バスバー４００の突起が基板５００に接合される構成の説明］
　バスバー４００（バスバー４１０～４４０）の突起（突起４１３、４２２、４３２、４４２）が、基板５００に接合される構成について、詳細に説明する。なお、いずれの突起においても、基板５００に接合される構成は同様である。つまり、突起４１３は、突起４２２の第一板状部４２２ａと同様の構成を有している。突起４３２の第一板状部４３２ａ及び第二板状部４３２ｂ、並びに、突起４４２の第一板状部４４２ａ及び第二板状部４４２ｂは、突起４２２の第一板状部４２２ａ及び第二板状部４２２ｂと同様の構成を有している。このため、以下では、バスバー４２０の突起４２２が基板５００に接合される構成について説明し、その他の構成については説明を省略する。

　図７は、本実施の形態に係るバスバー４２０の突起４２２が基板５００に接合される状態を示す斜視図及び側面図である。具体的には、図７の（ａ）は、バスバー４２０の突起４２２が基板５００に接合される前の状態を示す斜視図である。図７の（ｂ）は、図７の（ａ）を側方（Ｙ軸マイナス方向）から見た場合の側面図である。図７の（ｃ）は、バスバー４２０の突起４２２が基板５００に接合された後の状態を示す斜視図であり、図７の（ａ）に対応する。図７の（ｄ）は、図７の（ｃ）を側方（Ｙ軸マイナス方向）から見た場合の側面図であり、図７の（ｂ）に対応する。

　図７の（ａ）及び（ｂ）に示すように、バスバーフレーム３００に基板５００が固定される際に、バスバー４２０の突起４２２が、基板５００の貫通孔５１２にＺ軸マイナス方向から貫通する。つまり、突起４２２の第一板状部４２２ａ及び第二板状部４２２ｂが、貫通孔５１２の第一貫通孔５１２ａ及び第二貫通孔５１２ｂに、Ｚ軸マイナス方向から挿入されて貫通する。つまり、Ｚ軸方向から見て、Ｘ軸方向に長い長方形状の第一板状部４２２ａが、Ｘ軸方向に長い長円形状の第一貫通孔５１２ａに挿入され、Ｙ軸方向に長い長方形状の第二板状部４２２ｂが、Ｙ軸方向に長い長円形状の第二貫通孔５１２ｂに挿入される。

　以上のような構成において、図７の（ｃ）及び（ｄ）に示すように、突起４２２を基板５００に接合部材６００で接合（固定）する。具体的には、第一板状部４２２ａを基板５００に第一接合部材６１０で接合（固定）し、第二板状部４２２ｂを基板５００に第二接合部材６２０で接合（固定）する。第一接合部材６１０及び第二接合部材６２０は、離間して配置される。本実施の形態では、接合部材６００（第一接合部材６１０及び第二接合部材６２０）は、半田（半田フィレット）である。

　つまり、基板５００の表面（基板本体部５１０の主面５１０ａ）における第一貫通孔５１２ａの周囲に、Ｚ軸プラス方向から、溶融した第一接合部材６１０を塗布する。すると、重力及び表面張力の作用によって、第一接合部材６１０が第一貫通孔５１２ａに流れ込み、基板５００の裏面（基板本体部５１０の主面５１０ｂ）における第一貫通孔５１２ａの周囲に、第一接合部材６１０が配置されて固化する。これにより、第一板状部４２２ａのうちの主面５１０ａ側の部位は、第一接合部材６１１によって基板５００に接合され、第一板状部４２２ａのうちの主面５１０ｂ側の部位は、第一接合部材６１２によって基板５００に接合される。このようにして、第一板状部４２２ａの基板５００への接合強度の向上が図られる。第一接合部材６１１及び６１２は、長円錐台形状の半田フィレットである。

　第二板状部４２２ｂについても同様に、第二板状部４２２ｂのうちの主面５１０ａ側の部位は、第二接合部材６２１によって基板５００に接合され、第二板状部４２２ｂのうちの主面５１０ｂ側の部位は、第二接合部材６２２によって基板５００に接合される。第二接合部材６２１及び６２２も、長円錐台形状の半田フィレットである。主面５１０ａ側において、第二接合部材６２１は、第一接合部材６１１と離間して配置される。主面５１０ｂ側において、第二接合部材６２２は、第一接合部材６１２と離間して配置される。

　このように、第一板状部４２２ａ及び第二板状部４２２ｂは、基板５００に接合されて、基板５００と電気的に接続される。第一板状部４２２ａ及び第二板状部４２２ｂは、互いに導通し、主電流以外の電流が流れる。つまり、第一板状部４２２ａ及び第二板状部４２２ｂは、蓄電素子２００の主電流が流れる経路とは異なる経路（本実施の形態では、電圧計測用経路）上に配置される。

　［３　効果の説明］
　以上のように、本発明の実施の形態に係る蓄電装置１０によれば、バスバー４２０は、基板５００を貫通する第一板状部４２２ａ及び第二板状部４２２ｂを有しており、第一板状部４２２ａは第一方向を向き、第二板状部４２２ｂは前記第一方向に交差する第二方向を向いている。このように、バスバー４２０に、異なる方向に対向する第一板状部４２２ａ及び第二板状部４２２ｂを配置し、第一板状部４２２ａ及び第二板状部４２２ｂを基板５００に貫通させる。これにより、第一板状部４２２ａがその板厚方向の負荷を受けた場合には、第二板状部４２２ｂが第一板状部４２２ａの損傷を抑制でき、第二板状部４２２ｂがその板厚方向の負荷を受けた場合には、第一板状部４２２ａが第二板状部４２２ｂの損傷を抑制できる。したがって、バスバー４２０の突起４２２（第一板状部４２２ａ及び第二板状部４２２ｂ）が損傷するのを抑制できるため、バスバー４２０の損傷を抑制できる。特に、蓄電装置１０が自動二輪車に搭載される場合、蓄電装置１０が９０°傾けた状態で配置されることが多く、蓄電装置１０が、バスバー４２０の突起４２２の板厚方向からの負荷を受けやすい。このような場合、バスバー４２０の突起４２２が損傷しやすいが、本実施の形態の構成により、突起４２２の損傷を抑制できる。

　バスバー４２０の第一板状部４２２ａ及び第二板状部４２２ｂが離間して配置されることで、第一板状部４２２ａ及び第二板状部４２２ｂが個別に柔軟に撓むことができる。これにより、第一板状部４２２ａ及び第二板状部４２２ｂが損傷するのを抑制できるため、バスバー４２０の損傷を抑制できる。

　バスバー４２０が、バスバー本体４２１と第一板状部４２２ａ及び第二板状部４２２ｂとの間に中間部４２３を有していることで、第一板状部４２２ａ及び第二板状部４２２ｂがバスバー本体４２１に対して柔軟に撓むことができる。これにより、第一板状部４２２ａ及び第二板状部４２２ｂが損傷するのを抑制できるため、バスバー４２０の損傷を抑制できる。

　第一板状部４２２ａを基板５００に接合する第一接合部材６１０と、第二板状部４２２ｂを基板５００に接合する第二接合部材６２０とが離間して配置されることで、第一板状部４２２ａ及び第二板状部４２２ｂの基板５００との接合部が個別に柔軟に動くことができる。これにより、第一板状部４２２ａ及び第二板状部４２２ｂが損傷するのを抑制できるため、バスバー４２０の損傷を抑制できる。

　バスバー４２０の突起４２２が蓄電素子２００の主電流経路上に配置される場合、突起４２２は、断面積が比較的大きな厚みのある形状となるため、損傷しにくい。これに対し、突起４２２が主電流経路とは異なる経路上に配置される場合、突起４２２を、断面積が比較的小さな厚みの薄い形状にできるが、この場合、突起４２２が損傷しやすくなる。このため、突起４２２として、バスバー４２０に第一板状部４２２ａ及び第二板状部４２２ｂを設ける。これにより、バスバー４２０の突起４２２（第一板状部４２２ａ及び第二板状部４２２ｂ）が主電流経路とは異なる経路上に配置される場合でも、突起４２２が損傷するのを抑制できるため、バスバー４２０の損傷を抑制できる。

第一板状部４２２ａ及び第二板状部４２２ｂは、基板５００上の主電流経路とは異なる経路上に配置され、互いに導通する。これにより、第一板状部４２２ａ及び第二板状部４２２ｂのいずれか一方の板状部が損傷し、基板５００と電気的に接続できない場合でも、もう一方の板状部により、基板５００との電気的な接続は維持できる。

　なお、上記では、バスバー４２０の効果について説明したが、バスバー４３０及び４４０についても、同様の効果を奏する。

　［４　変形例の説明］
　以上、本実施の形態に係る蓄電装置について説明したが、本発明は、上記実施の形態には限定されない。つまり、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではなく、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれる。

　上記実施の形態では、バスバー４２０の突起４２２（第一板状部４２２ａ及び第二板状部４２２ｂ）は、電圧計測に用いられる部位であることとした。しかし、突起４２２は、電流計測、温度計測、蓄電素子間のバランス調整等、電圧計測とは異なる用途で使用される部位であってもよい。つまり、突起４２２が配置される経路は、電圧計測用経路でなくてもよく、電流計測用経路、温度計測用経路、蓄電素子間のバランス調整用の放電経路等、蓄電素子２００の主電流が流れる経路とは異なる経路であればよい。バスバー４１０、４３０及び４４０についても、同様である。

　本実施の形態では、バスバー４２０の突起４２２の第一板状部４２２ａ及び第二板状部４２２ｂは、直交する位置に配置されることとした。しかし、第一板状部４２２ａ及び第二板状部４２２ｂは、直交することには限定されず、交差して配置されていればよい。バスバー４３０及び４４０についても、同様である。

　上記実施の形態では、バスバー４２０の突起４２２の第一板状部４２２ａ及び第二板状部４２２ｂは、離間して配置されていることとした。しかし、第一板状部４２２ａ及び第二板状部４２２ｂは、一体的に形成されていてもよい。つまり、第一板状部４２２ａ及び第二板状部４２２ｂは、互いに繋がって、上面視でＬ字状の部位になっていてもよい。バスバー４３０及び４４０についても、同様である。

　上記実施の形態では、バスバー４２０の突起４２２の第一板状部４２２ａ及び第二板状部４２２ｂは、上面視で長方形状の部位であることとした。しかし、第一板状部４２２ａ及び第二板状部４２２ｂの少なくとも一方が、上面視で楕円形状、長円形状等の部位であってもよい。この場合、第一貫通孔５１２ａ及び第二貫通孔５１２ｂは、第一板状部４２２ａ及び第二板状部４２２ｂの形状に応じた形状に形成されていればよい。

　本実施の形態では、接合部材６００の第一接合部材６１０及び第二接合部材６２０は、離間して配置されていることとしたが、繋がっていてもよい。また、第一接合部材６１０及び第二接合部材６２０は、半田（半田フィレット）であることとしたが、半田とは異なる接合部材であってもよい。バスバー４２０は、溶接、ネジ締め、かしめ接合等によって、基板５００に接合されてもよい。または、バスバー４２０の突起４２２（第一板状部４２２ａ及び第二板状部４２２ｂ）は、接合部材６００を有することなく、基板５００に接合されていてもよいし、基板５００に接合されていなくてもよい。バスバー４３０及び４４０についても、同様である。

　本実施の形態では、バスバー４２０は、中間部４２３を有していることとしたが、中間部４２３を有していなくてもよい。バスバー４３０及び４４０についても、同様である。

　上記実施の形態において、バスバー４２０～４４０のうちのいずれかが上記の構成を有していなくてもよい。

　上記実施の形態及びその変形例に含まれる構成要素を任意に組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。

　本発明は、このような蓄電装置として実現することができるだけでなく、バスバー、または、バスバーと基板との組み合わせとしても実現できる。

　本発明は、リチウムイオン二次電池等の蓄電素子を備えた蓄電装置等に適用できる。

　１０　蓄電装置
　１００　外装体
　２００、２０１、２０２、２０３、２０４　蓄電素子
　２１０　容器
　２２０　電極端子
　３００　バスバーフレーム
　４００、４１０、４２０、４３０、４４０、４５０　バスバー
　４１１、４２１、４３１、４４１、４５１　バスバー本体
　４１２、４５２　接続部
　４１３、４２２、４３２、４４２　突起
　４２１ａ　第一本体部
　４２１ｂ　第二本体部
　４２２ａ、４３２ａ、４４２ａ　第一板状部
　４２２ｂ、４３２ｂ、４４２ｂ　第二板状部
　４２３、４３３、４４３　中間部
　４２３ａ、５１１、５１２、５１３、５１４、５１５　貫通孔
　５００　基板
　５１０　基板本体部
　５１０ａ、５１０ｂ　主面
　５１２ａ、５１３ａ、５１４ａ　第一貫通孔
　５１２ｂ、５１３ｂ、５１４ｂ　第二貫通孔
　６００　接合部材
　６１０、６１１、６１２　第一接合部材
　６２０、６２１、６２２　第二接合部材

Claims

　蓄電素子と、バスバーと、基板とを備える蓄電装置であって、
　前記バスバーは、前記基板を貫通する２つの板状の部位である第一板状部及び第二板状部を有し、
　前記第一板状部は第一方向を向き、前記第二板状部は前記第一方向に交差する第二方向を向いている
　蓄電装置。
　前記第一板状部及び前記第二板状部は、離間して配置される
　請求項１に記載の蓄電装置。
　前記バスバーは、
　バスバー本体と、
　前記バスバー本体と前記第一板状部及び前記第二板状部との間に配置される中間部と、を有する
　請求項１または２に記載の蓄電装置。
　前記第一板状部を前記基板に接合する第一接合部材と、
　前記第二板状部を前記基板に接合する第二接合部材と、を備え、
　前記第一接合部材及び前記第二接合部材は、離間して配置される
　請求項１～３のいずれか１項に記載の蓄電装置。
　前記第一板状部及び前記第二板状部は、前記蓄電素子の主電流が流れる経路とは異なる経路上に配置されている
　請求項１～４のいずれか１項に記載の蓄電装置。
　前記基板は、電気的に接続された経路を有し、
　前記第一板状部及び前記第二板状部は、前記経路に接続されている
　請求項１～５のいずれか１項に記載の蓄電装置。