WO2022239559A1 - 蓄電装置 - Google Patents

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WO2022239559A1
WO2022239559A1 PCT/JP2022/015746 JP2022015746W WO2022239559A1 WO 2022239559 A1 WO2022239559 A1 WO 2022239559A1 JP 2022015746 W JP2022015746 W JP 2022015746W WO 2022239559 A1 WO2022239559 A1 WO 2022239559A1
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WO
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power storage
terminal
board
circuit board
bus bar
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PCT/JP2022/015746
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French (fr)
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僚平 藤倉
訓良 胸永
Original Assignee
株式会社Ｇｓユアサ
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Publication date
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Priority to JP2023520915A priority patent/JPWO2022239559A1/ja
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a power storage device that includes a circuit board and electrical equipment.
  • Patent Document 1 discloses the structure of a battery pack including a plurality of battery cells (storage elements).
  • This battery pack includes a BMS (Battery Management System) circuit board for controlling charging and discharging of storage elements, and a current sensor unit for measuring current.
  • the current sensor unit is soldered to the BMS circuit board while standing vertically on the BMS circuit board.
  • a bus bar is fastened to the end of the current sensor unit with bolts and nuts.
  • a power storage device includes a circuit board such as a BMS circuit board and electrical equipment such as a relay or a current sensor unit, like the conventional battery pack described above.
  • the terminal is electrically connected via a bus bar.
  • High connection strength, low electrical resistance, ease of connection work, and the like are desired for connection portions between these plurality of conducting elements (circuit boards, electric devices, bus bars, etc.).
  • the bus bar is connected by bolts and nuts to a portion of the current sensor unit that is different from the connection portion of the current sensor unit to the BMS circuit board. Therefore, there arises a problem that the external force applied to the current sensor unit by the bus bar tends to concentrate stress on the soldered joint between the current sensor unit and the BMS circuit board. Further, when a plurality of conductive elements are connected in series, the resistance values of the plurality of connection portions are accumulated in the current path between the storage element and the external terminal. This can lead to deterioration in the performance of the power storage device.
  • the present invention has been made by the inventor of the present application with a new focus on the above problem, and an object of the present invention is to provide a power storage device with improved reliability.
  • a power storage device is a power storage device including a power storage element, a circuit board, an electrical device, and a bus bar, wherein the circuit board is electrically connected to the substrate and the power storage element, and the A device terminal and a bus bar fixed to the electrical device are collectively fixed to the board terminal and electrically connected to the board terminal.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of a power storage device according to an embodiment.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the power storage device according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a state in which the circuit board, the electric device, and the bus bar according to the embodiment are connected to each other.
  • 4 is an exploded perspective view corresponding to FIG. 3.
  • FIG. 5 is a side view corresponding to FIG. 3.
  • a power storage device is a power storage device including a power storage element, a circuit board, an electrical device, and a bus bar, wherein the circuit board is electrically connected to the substrate and the power storage element, and the A device terminal and a bus bar fixed to the electrical device are collectively fixed to the board terminal and electrically connected to the board terminal.
  • the electrical device such as the relay and the bus bar can be collectively fixed to the circuit board, and the electrical device and the circuit board can be electrically connected to the bus bar at one point. can. Therefore, even when the bus bar applies a mechanical load to the electrical equipment, the possibility of stress concentration on the connecting portion between the electrical equipment and the circuit board is reduced. Since the circuit board and the electric device are substantially directly attached to the bus bar, the resistance value in the current path connecting the bus bar to the circuit board and the electric device can be made relatively small.
  • the power storage device according to this aspect is a power storage device with improved reliability.
  • the device terminal and the bus bar may be fixed to the board terminal in a state of being superimposed on the board terminal in this order.
  • the busbar is positioned at the top in the connecting portion of the board terminal, the device terminal, and the busbar. Therefore, when a cover member such as an inner cover or an outer cover is arranged from above the circuit board, the busbar can be arranged in a state of being fixed to the cover member. That is, the busbar can be positioned by arranging the cover member at a predetermined position. Accordingly, a power storage device with improved reliability can be efficiently manufactured.
  • the power storage device further includes an exterior body that houses the power storage element, the exterior body is provided with an external terminal, and the bus bar is a single conductive member connected to the external terminal. good too.
  • the busbars connected to the external terminals for exchanging power with devices outside the power storage device are directly mechanically and electrically connected to the electrical device and the circuit board. Therefore, the resistance value in the main current path (power line) during charging and discharging of the power storage device is suppressed. This contributes to improving the reliability of the power storage device.
  • the power storage device further includes a fixing member that fixes the device terminal and the bus bar to the board terminal, and one of a nut and a bolt included in the fixing member is fixed to the board terminal.
  • the device terminal and the bus bar may be fixed to the board terminal by fastening the other bolt to the one.
  • the electrical device may be a relay that switches on and off electrical connection between the power storage element and the bus bar according to a signal transmitted from the circuit board.
  • the relay on the main current path (power line) in the power storage device can be fixed to the circuit board together with the bus bar.
  • a mechanical relay switch is used for the relay on the power line, so it is relatively heavy. Therefore, collectively fixing the electrical equipment, which is a relay, to the busbar and the circuit board is useful for improving the vibration resistance or shock resistance of the relatively heavy electrical equipment. This contributes to improving the reliability of the power storage device.
  • the longitudinal direction of the exterior body of the power storage device is defined as the X-axis direction.
  • a Y-axis direction is defined as the lateral direction of the exterior body of the power storage device, the facing direction of the short side surfaces of the container of the power storage element, or the direction in which a pair of electrode terminals are arranged in one power storage element.
  • the direction in which the main body and lid of the exterior body of the power storage device are aligned, the direction in which the busbar holders and power storage element units are aligned, or the vertical direction is defined as the Z-axis direction.
  • X-axis direction, Y-axis direction, and Z-axis direction are directions that cross each other (perpendicularly in this embodiment).
  • the Z-axis direction may not be the vertical direction, but for convenience of explanation, the Z-axis direction will be described below as the vertical direction.
  • the positive direction of the X-axis indicates the direction of the arrow on the X-axis
  • the negative direction of the X-axis indicates the direction opposite to the positive direction of the X-axis.
  • a simple reference to the "X-axis direction" means either or both directions parallel to the X-axis. The same applies to terms relating to the Y-axis and Z-axis.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of a power storage device 1 according to an embodiment.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the power storage device 1 according to the embodiment.
  • bus bars joined to the electrode terminals 120 of the storage element 100 and wiring connected to the electrical equipment 80.
  • the illustration and description of the members of (1) are omitted as appropriate.
  • the power storage device 1 is a device that can charge electricity from the outside and discharge electricity to the outside, and has a substantially rectangular parallelepiped shape in the present embodiment.
  • the power storage device 1 is, for example, a battery module (assembled battery) used for power storage or power supply.
  • the power storage device 1 is used for driving mobile bodies such as automobiles, motorcycles, water crafts, ships, snowmobiles, agricultural machinery, construction machinery, or railway vehicles for electric railways, or for starting engines. Used as a battery or the like.
  • the vehicles include electric vehicles (EV), hybrid electric vehicles (HEV), plug-in hybrid electric vehicles (PHEV), and fossil fuel (gasoline, light oil, liquefied natural gas, etc.) vehicles.
  • Examples of railway vehicles for the electric railway include electric trains, monorails, linear motor cars, and hybrid trains having both diesel engines and electric motors.
  • the power storage device 1 can also be used as a stationary battery or the like for home or business use.
  • the power storage device 1 includes an exterior body 10 and a power storage element unit 150 housed in the exterior body 10 .
  • the exterior body 10 is arranged outside the power storage element units 150, fixes them at predetermined positions, and protects them from impacts and the like.
  • exterior body 10 is a box-shaped (substantially rectangular parallelepiped) container (module case) that constitutes the housing of power storage device 1 .
  • the exterior body 10 is made of, for example, polycarbonate (PC), polypropylene (PP), polyethylene (PE), polystyrene (PS), polyphenylene sulfide resin (PPS), polyphenylene ether (PPE (including modified PPE)), polyethylene terephthalate ( PET), polybutylene terephthalate (PBT), polyetheretherketone (PEEK), tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether (PFA), polytetrafluoroethylene (PTFE), polyethersulfone (PES), polyamide (PA) , ABS resin, or an insulating member such as a composite material thereof, or a metal coated with an insulating coating.
  • PC polycarbonate
  • PP polypropylene
  • PE polyethylene
  • PS polystyrene
  • PPS polyphenylene sulfide resin
  • PPE polyphenylene ether
  • PPE polyphenylene ether
  • PET polyethylene terephthalate
  • the exterior body 10 thereby avoids contact of the electric storage element unit 150 and the like with external metal members and the like.
  • the exterior body 10 may be made of a conductive material such as metal as long as the electrical insulation between the exterior body 10 and the power storage element unit 150 or the like is maintained.
  • the exterior body 10 has an exterior body main body 12 and a lid body 11 .
  • the exterior body main body 12 is a bottomed rectangular cylindrical housing having an opening 12a formed in the positive direction of the Z axis, and accommodates the electric storage element unit 150 and the like.
  • the lid 11 is a rectangular member that closes the opening 12a of the exterior main body 12 .
  • the lid body 11 is preferably airtightly or watertightly joined to the exterior body main body 12 by an adhesive, heat sealing, ultrasonic welding, laser welding, or the like.
  • a pair of external terminals 13 which are a pair of positive and negative module terminals, are arranged on the lid 11 .
  • the power storage device 1 charges electricity from the outside and discharges electricity to the outside through the pair of external terminals 13 .
  • the external terminal 13 is made of a conductive member made of metal such as aluminum, aluminum alloy, copper, copper alloy, or the like.
  • the positive external terminal 13 is described as “external terminal 13a”
  • the negative external terminal 13 is described as “external terminal 13b”.
  • the power storage element unit 150 has one or more power storage elements 100 .
  • a power storage element unit 150 is configured by connecting eight power storage elements 100 with a plurality of bus bars (not shown). These eight power storage elements 100 are connected in series by, for example, seven bus bars.
  • the electrical connection mode of the eight power storage elements 100 is not limited to this. When two power storage elements 100 connected in parallel form one subunit, four subunits may be connected in series with three bus bars.
  • the storage element unit 150 may further include members (not shown) such as spacers arranged between the adjacent storage elements 100 and restraining members that restrict the plurality of storage elements 100 in the alignment direction.
  • the power storage element 100 is a secondary battery (single battery) capable of charging and discharging electricity, specifically a non-aqueous electrolyte secondary battery such as a lithium ion secondary battery.
  • the storage element 100 has a flat rectangular parallelepiped (rectangular) container 110 and a pair of electrode terminals 120 (on the positive electrode side and the negative electrode side) fixed to the container 110 . Inside the container 110, an electrode assembly, a current collector, an electrolytic solution, and the like (not shown) are accommodated.
  • An example of the electrode body of the storage element 100 is a wound electrode body formed by winding a positive electrode plate and a negative electrode plate with a separator sandwiched between them in layers.
  • the storage element 100 may be provided with a laminated (stacked) electrode body formed by stacking a plurality of flat plate-shaped electrode plates, or a bellows-shaped electrode body formed by folding the electrode plates into a bellows shape.
  • the power storage element 100 is not limited to a non-aqueous electrolyte secondary battery, and may be a secondary battery other than a non-aqueous electrolyte secondary battery, or may be a capacitor.
  • the power storage device 100 may be a primary battery that can use stored electricity without being charged by the user, instead of a secondary battery.
  • the storage element 100 may be a battery using a solid electrolyte.
  • the storage element 100 may be a pouch-type storage element.
  • the shape of the electric storage element 100 is not limited to the rectangular shape described above, and may be other shapes such as a polygonal columnar shape, a cylindrical shape, an elliptical columnar shape, and an oval columnar shape.
  • the container 110 has a pair of long side surfaces 110a, a pair of short side surfaces 110b, and a terminal arrangement surface 110c.
  • the terminal arrangement surface 110c is a surface on which the positive and negative electrode terminals 120 are arranged.
  • a gas exhaust valve 105 is further arranged on the terminal arrangement surface 110c.
  • the gas discharge valve 105 is a portion that receives the internal pressure and opens to discharge the gas inside the container 110 to the outside.
  • the plurality of power storage elements 100 are arranged in a posture in which the long side surfaces 110a are oriented in the alignment direction (X-axis direction).
  • a circuit board 50 and an electric device 80 are arranged between the storage element unit 150 and the lid 11 .
  • the circuit board 50 is a control circuit board called BMU (Battery Management Unit) in this embodiment.
  • BMU Battery Management Unit
  • the circuit board 50 detects the voltage and the like of each of the plurality of power storage elements 100 and controls the state of charge of the plurality of power storage elements 100 .
  • the circuit board 50 is electrically connected to each of the plurality of power storage elements 100 via wiring (detection lines) for voltage detection (not shown). Voltage can be measured.
  • the circuit board 50 has a plurality of electronic components mounted on a substrate 51 which is, for example, a printed circuit board, but illustration of these electronic components is omitted.
  • the electrical device 80 is a relay having a mechanical relay switch in this embodiment.
  • the electrical device 80 has a function of switching on and off charging or discharging of the plurality of power storage elements 100 under the control of the circuit board 50 .
  • the electric device 80 is connected to the total plus terminal of the storage element unit 150 via the busbar 75 and is also connected via the busbar 70 to the positive external terminal 13 (external terminal 13a).
  • the total positive terminal of the storage element unit 150 is, for example, the positive electrode terminal 120 of the storage element 100 at the end in the positive direction of the X-axis in FIG.
  • the circuit board 50 and the electric device 80 configured in this manner are fixed to an insulating member such as a busbar holder (not shown) disposed above the power storage element 100 (in the positive direction of the Z axis), and are mounted on the exterior body. 10 is housed inside.
  • the circuit board 50 and the electric device 80 are electrically connected, and the electric device 80 and the bus bar 70 are also electrically connected.
  • the three members of the circuit board 50, the electric device 80, and the bus bar 70 are electrically and mechanically connected at one point. In other words, the connection of the three members is put together in one place. Additional features of such a connection structure will be described below with reference to FIGS. 3 to 5.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a state in which circuit board 50, electric device 80, and bus bar 70 are connected to each other according to the embodiment.
  • 4 is an exploded perspective view corresponding to FIG. 3.
  • FIG. 5 is a side view corresponding to FIG. 3.
  • FIG. 5 shows a side view of the circuit board 50, the electric device 80, and the bus bar 70, which are connected to each other, viewed from the negative direction of the X-axis. The illustration of 13a is omitted.
  • the electrical device 80 is shown supported only by the board terminals 52 , but the electrical device 80 is further supported by an insulating member such as a busbar holder arranged above the storage element unit 150 . may
  • the circuit board 50 includes a board 51 and board terminals 52 projecting from the board 51 in the positive Z-axis direction.
  • the electrical device 80 includes a flat device terminal 82 fixed to the board terminal 52 by a fixing member 90 .
  • fixing member 90 has bolt 91 and nut 95 . That is, the device terminal 82 is mechanically and electrically connected to the board terminal 52 by fastening the bolt 91 passing through the device terminal 82 and the board terminal 52 to the nut 95 .
  • the board terminal 52 is formed in a box shape to accommodate the nut 95 therein, and has a through hole 52a formed at a position facing the screw hole of the nut 95. have.
  • a bolt 91 inserted through a through hole 82 a provided in the device terminal 82 passes through the through hole 52 a and is fastened to a nut 95 . Since the board terminal 52 also functions as a detent for the nut 95, the bolt 91 can be easily tightened.
  • the nut 95 is shown separated from the board terminal 52 in order to clearly show the nut 95, but the nut 95 and the board terminal 52 may not be separated.
  • the nut 95 is fixed to the board terminal 52 by welding or the like, so that the board terminal 52 can be handled as one component to which the nut 95 is fixed.
  • the nut 95 may be provided integrally with the board terminal 52 as a part of the board terminal 52 . In other words, the nut 95 may have a lead portion that is joined to the wiring of the substrate 51 .
  • the fixing member 90 also serves to mechanically and electrically connect the busbar 70 to the electrical equipment 80 . That is, the busbars 70 and the device terminals 82 are collectively fixed to the board terminals 52 by the bolts 91 and nuts 95 .
  • the bus bar 70 has a through hole 70a through which the bolt 91 is passed at one end, and a through hole 70b for fixing the external terminal 13a at the other end. That is, the bolt 91 of the fixing member 90 is inserted through the through hole 70a of the bus bar 70, the through hole 82a of the device terminal 82, and the through hole 52a of the board terminal 52 in this order, and is fastened to the nut 95. be done.
  • the external terminal 13 a is electrically connected to the electric device 80 and the circuit board 50 via the bus bar 70 .
  • the circuit board 50 with the electrical equipment 80 and the busbars 70 fixed to the board terminals 52 is attached to a busbar holder or the like on which the circuit board 50 is mounted by screws passing through the plurality of screw holes 50a (see FIG. 4). may be fixed to a member of the
  • the circuit board 50 which is a control circuit board, is electrically connected to the negative external terminal 13 (external terminal 13b) via a bus bar (not shown), and operates by power received via the external terminals 13a and 13b.
  • the electric device 80 which is a relay, is arranged in the middle of the current path between the external terminal 13a and the storage element unit 150, and is connected to the circuit board 50 by a signal line (not shown).
  • the signal line extending from the circuit board 50 has a connector at its end, and the signal line is connected to the electric device 80 by inserting the connector into the socket 85 of the electric device 80 . Therefore, the electrical device 80 can receive a signal (control signal) from the circuit board 50 via the signal line, and can switch the relay switch on and off according to the control signal.
  • charging and discharging of the power storage device 1 are switched on and off.
  • power storage device 1 includes power storage element 100 , circuit board 50 , electrical device 80 , and bus bar 70 .
  • the circuit board 50 has a board 51 and a board terminal 52 electrically connected to the power storage element 100 and fixed to the board 51 .
  • the device terminals 82 and the busbars 70 fixed to the electric device 80 are collectively fixed to the board terminals 52 , thereby being electrically connected to the board terminals 52 .
  • the electrical device 80 and the busbar 70 can be collectively fixed to the circuit board 50, and the electrical device 80 and the circuit board 50 can be electrically connected to the busbar 70 at one point. be able to. Therefore, even when the bus bar 70 applies a dynamic load to the electric device 80, the possibility of stress concentration on the connecting portion between the electric device 80 and the circuit board 50 is reduced. Since the circuit board 50 and the electric device 80 are substantially directly attached to the bus bar 70, the resistance values in the current paths connecting the bus bar 70 and the circuit board 50 and the electric device 80 are relatively low. can be made smaller. By collecting the connections of the three members in one place, the power storage device 1 can be efficiently manufactured.
  • the power storage device 1 is a power storage device with improved reliability.
  • the device terminals 82 and the bus bars 70 are fixed to the board terminals 52 in a state of being superimposed on the board terminals 52 in this order. It is
  • the bus bar 70 is positioned at the top of the connecting portion between the board terminal 52, the device terminal 82 and the bus bar 70. As shown in FIG. Therefore, when the lid body 11 is arranged from above the circuit board 50 housed in the exterior body body 12 , the bus bar 70 can be arranged in a state of being fixed to the lid body 11 . When the busbar 70 is integrated with the lid 11 by insert molding, the busbar 70 can be positioned by attaching the lid 11 to the exterior body 12 . As a result, power storage device 1 with improved reliability can be efficiently manufactured.
  • the operation of tightening the bolt 91 through the opening after the lid 11 is joined to the exterior main body 12 is performed. It can be performed. Further, by covering the opening with a cover plate made of, for example, a resin material, the exterior body 10 can be kept airtight.
  • power storage device 1 includes exterior body 10 that accommodates power storage element 100 .
  • External terminals 13 are arranged on the exterior body 10 , and the bus bar 70 is a single conductive member connected to the external terminals 13 .
  • the positive electrode external terminal 13 (external Terminal 13a) is fixed.
  • the bus bar 70 connected to the external terminal 13 that exchanges electric power with an external device of the power storage device 1 is directly and electrically connected to the electric device 80 and the circuit board 50 . be. Therefore, the resistance value in the main current path (power line) during charging and discharging of the power storage device 1 is suppressed. This contributes to improving the reliability of the power storage device 1 .
  • the power storage device 1 includes fixing members 90 that fix the device terminals 82 and the busbars 70 to the board terminals 52 .
  • a nut 95 of a fixing member 90 is fixed to the board terminal 52
  • the device terminal 82 and the bus bar 70 are fixed to the board terminal 52 by fastening with a bolt 91 of the fixing member 90 .
  • the nut 95 is fixed to the board terminal 52, the work of collectively fixing the device terminal 82 and the bus bar 70 to the board terminal 52 can be easily performed. This effect is exhibited even when a bolt 91 is fixed to the board terminal 52 and a nut 95 is fastened to the bolt 91 . That is, if one of the nut 95 and the bolt 91 of the fixing member 90 is fixed to the board terminal 52 and the other of the nut 95 and the bolt 91 is fastened to the one, the fixing work described above can be performed. is facilitated.
  • electrical device 80 is a relay that switches electrical connection between power storage element 100 and bus bar 70 on and off in accordance with a signal transmitted from circuit board 50 .
  • the relay on the main current path (power line) in power storage device 1 can be fixed to circuit board 50 together with bus bar 70 .
  • a mechanical relay switch is used for the relay on the power line, so it is relatively heavy. Therefore, collectively fixing the electrical device 80, which is a relay, to the bus bar 70 and the circuit board 50 is useful for improving the vibration resistance or shock resistance of the relatively heavy electrical device 80.
  • FIG. This contributes to improving the reliability of the power storage device 1 .
  • the direction in which the board terminals 52, the device terminals 82, and the busbars 70 are stacked need not be the vertical direction (Z-axis direction).
  • the board terminals 52, the device terminals 82, and the busbars 70 may be stacked in the horizontal direction (direction parallel to the XY plane).
  • the bolt 91 is fastened to the nut 95 while penetrating through these three members with its axial direction parallel to the lamination direction of these three members. As a result, these three members are mechanically and electrically connected together and collectively.
  • the board 51 may be provided with the bolt 91 by inserting the shaft portion of the bolt 91 through the through hole 52a of the board terminal 52 from below.
  • the board terminal 52 and the bolt 91 may be joined by welding or the like.
  • a part of the bolt 91 may function as the board terminal 52 by providing the head of the bolt 91 with a lead part that is joined to the wiring of the board 51 .
  • the shaft portion of the bolt 91 erected on the substrate 51 can be inserted through the through hole 82 a of the device terminal 82 and the through hole 70 a of the bus bar 70 and fastened to the nut 95 .
  • the electrical device 80 and the busbar 70 can be collectively fixed to the circuit board 50, and the electrical device 80 and the circuit board 50 can be electrically connected to the busbar 70 at one point.
  • the method by which the fixing member 90 fixes the busbar 70 and the device terminals 82 of the electrical device 80 to the board terminals 52 is not limited to fastening with the bolts 91 and nuts 95 .
  • Busbars 70 and device terminals 82 may be secured to board terminals 52 by other techniques such as welding, crimping or press fitting.
  • the board terminals 52, the device terminals 82, and the busbars 70 may be detachably fixed.
  • the board terminals 52, the device terminals 82, and the busbars 70 may be non-detachably fixed.
  • the board terminal 52 may protrude from the peripheral edge of the board 51 .
  • the substrate terminal 52 may protrude from the peripheral edge of the substrate 51 in a direction perpendicular to the substrate 51 or in a direction parallel to the substrate 51 .
  • the electrical device 80 is not limited to a relay, and may be a protection circuit with a fuse, or another type of electrical device such as a current meter with a shunt resistor.
  • the circuit board 50 is also not limited to a control circuit board, but simply a measurement circuit board for measuring voltage or temperature, etc., or other types of communication circuit board forming an electronic circuit for communication. It may be a circuit board.
  • the external terminal 13 connected to the electrical device 80 via the busbar 70 may be the negative external terminal 13 (external terminal 13b).
  • the power storage device 1 does not need to be provided with a closed exterior body like the exterior body 10 shown in FIG.
  • the power storage device 1 may include an exterior body having a plurality of openings (through holes) for heat dissipation in the wall. Even if a restraining member that restrains the plurality of power storage elements 100 of the power storage element unit 150 in the alignment direction holds the power storage element unit 150 and functions as an exterior body in which the pair of external terminals 13 and the like are arranged. good.
  • Power storage device 1 may not include an exterior body.
  • external terminals 13 shown in FIG. may serve as external terminals.
  • a cable connected to the bus bar 70 inside the exterior body 10 may be pulled out of the exterior body 10 to serve as an external terminal.
  • the present invention can be applied to a power storage device having a power storage element such as a lithium ion secondary battery.

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Abstract

蓄電装置は、蓄電素子、回路基板、電気機器、及びバスバーとを備える。回路基板は、基板と、蓄電素子と電気的に接続され、基板に固定された基板端子とを有する。電気機器に固定された機器端子及びバスバーは、一括して基板端子に固定されることで、基板端子に電気的に接続されている。

Description

蓄電装置
　本発明は、回路基板及び電気機器を備える蓄電装置に関する。
　特許文献１には、複数のバッテリーセル（蓄電素子）を備えるバッテリーパックの構造について開示されている。このバッテリーパックは、蓄電素子の充電及び放電を制御するためのＢＭＳ（Battery Management System）回路基板と、電流を測定するための電流センサユニットとを備える。電流センサユニットは、ＢＭＳ回路基板に垂直に立てられた状態で、ＢＭＳ回路基板に半田付けされる。電流センサユニットの端部にはバスバーがボルト及びナットによって締結される。
特表２０２０－５１７０７５号公報
　一般的に、蓄電装置には、上記従来のバッテリーパックのように、ＢＭＳ回路基板等の回路基板と、リレーまたは電流センサユニット等の電気機器とが備えられており、回路基板及び電気機器と外部端子とはバスバーを介して電気的に接続される。これら複数の導通要素（回路基板、電気機器及びバスバー等）間の接続部分には、接続強度の高さ、電気抵抗値の低さ、及び接続作業の容易さ等が望まれる。上記従来のバッテリーパックでは、電流センサユニットのＢＭＳ回路基板との接続部分とは異なる部分に、ボルト及びナットによってバスバーが接続される。そのため、バスバーが電流センサユニットに与える外力によって、電流センサユニットとＢＭＳ回路基板との半田付けによる接続部分に応力が集中しやすいという問題が生じる。また、複数の導通要素が直列に接続される場合、蓄電素子と外部端子との間の電流経路において、複数の接続部分の抵抗値が累積される。このことは、蓄電装置の性能の低下を招き得る。
　本発明は、本願発明者が上記課題に新たに着目してなされたものであり、信頼性が向上された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、回路基板、電気機器、及びバスバーとを備える蓄電装置であって、前記回路基板は、基板と、前記蓄電素子と電気的に接続され、前記基板に固定された基板端子とを有し、前記電気機器に固定された機器端子及びバスバーは、一括して前記基板端子に固定されることで、前記基板端子に電気的に接続されている。
　本発明によれば、信頼性が向上された蓄電装置を提供することができる。
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の分解斜視図である。 図３は、実施の形態に係る回路基板、電気機器、及びバスバーが相互に接続された状態を示す斜視図である。 図４は、図３に対応する分解斜視図である。 図５は、図３に対応する側面図である。
　本発明の一態様に係る蓄電装置は、蓄電素子、回路基板、電気機器、及びバスバーとを備える蓄電装置であって、前記回路基板は、基板と、前記蓄電素子と電気的に接続され、前記基板に固定された基板端子とを有し、前記電気機器に固定された機器端子及びバスバーは、一括して前記基板端子に固定されることで、前記基板端子に電気的に接続されている。
　この構成によれば、リレー等である電気機器と、バスバーとを一括して回路基板に対して固定することができ、かつ、電気機器と回路基板とを一か所でバスバーに導通させることができる。従って、バスバーが電気機器に力学的な負荷をかける場合でも、電気機器と回路基板との接続部分に応力が集中するような可能性が低減される。回路基板及び電気機器は、バスバーに実質的に直付けされた状態となるため、バスバーと、回路基板及び電気機器のそれぞれとを接続する電流経路における抵抗値を比較的に小さくすることができる。このように、本態様に係る蓄電装置は、信頼性が向上された蓄電装置である。
　前記蓄電素子に対する前記回路基板の位置を上とした場合において、前記機器端子及びバスバーは、前記基板端子の上にこの順で重ねられた状態で、前記基板端子に固定されている、としてもよい。
　この構成によれば、基板端子、機器端子及びバスバーの接続部分において、バスバーが最も上に位置する。従って、回路基板の上から中蓋または外蓋等のカバー部材が配置される場合に、バスバーをカバー部材に固定した状態で配置することができる。つまり、カバー部材を所定の位置に配置することで、バスバーの位置決めを行うことができる。これにより、信頼性が向上された蓄電装置を効率よく製造することができる。
　前記蓄電装置は、前記蓄電素子を収容する外装体をさらに備え、前記外装体には、外部端子が配置されており、前記バスバーは、前記外部端子と接続された単体の導電部材である、としてもよい。
　この構成によれば、蓄電装置の外部の機器との間で電力のやり取りを行う外部端子に接続されたバスバーが、直接的に、電気機器及び回路基板に機械的かつ電気的に接続される。従って、蓄電装置の充放電時の電流の主経路（パワーライン）における抵抗値が抑制される。このことは蓄電装置の信頼性の向上に寄与する。
　前記蓄電装置は、前記機器端子及び前記バスバーを前記基板端子に固定する固定部材をさらに備え、前記基板端子には、前記固定部材が有するナット及びボルトの一方が固定されており、前記ナット及び前記ボルトの他方が前記一方に締結されることで、前記機器端子及びバスバーが前記基板端子に固定されている、としてもよい。
　この構成によれば、基板端子にナットまたはボルトが固定されているため、基板端子に機器端子とバスバーとを一括して固定する作業を容易に行うことができる。
　前記電気機器は、前記回路基板から送信される信号に応じて、前記蓄電素子と前記バスバーとの電気的な接続のオン及びオフを切り替えるリレーである、としてもよい。
　この構成によれば、蓄電装置における電流の主経路（パワーライン）上にあるリレーを、バスバーとともに回路基板に固定することができる。一般的に、パワーライン上のリレーには機械式のリレースイッチが用いられるため、比較的に重い。従って、リレーである電気機器がバスバー及び回路基板に一括固定されることは、比較的に重い電気機器の耐振動性または耐衝撃性の向上に有用である。このことは、蓄電装置の信頼性の向上に寄与する。
　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。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、製造工程の順序などは、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、蓄電装置の外装体の長手方向、複数の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、Ｘ軸方向と定義する。蓄電装置の外装体の短手方向、蓄電素子の容器の短側面の対向方向、または、１つの蓄電素子における一対の電極端子の並び方向を、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、バスバーホルダと蓄電素子ユニットとの並び方向、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。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。単に、「Ｘ軸方向」という場合は、Ｘ軸に平行な双方向またはいずれか一方の方向を意味する。Ｙ軸及びＺ軸に関する用語についても同様である。
　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。例えば、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、例えば数％程度の差異を含むことも意味する。以下の説明において、「絶縁」と表現する場合、「電気的な絶縁」を意味する。
　（実施の形態）
　［１．蓄電装置の全般的な説明］
　まず、実施の形態に係る蓄電装置１の概略構成について図１及び図２を用いて説明する。図１は、実施の形態に係る蓄電装置１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１の分解斜視図である。外装体１０の内部には、図２以降の図に示される部材に加え、蓄電素子１００の電極端子１２０に接合されたバスバー及び電気機器８０に接続される配線等が収容されているが、これらの部材の図示及び説明は適宜省略する。
　蓄電装置１は、外部からの電気を充電し、また外部へ電気を放電することができる装置であり、本実施の形態では、略直方体形状を有している。蓄電装置１は、例えば、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１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）及び化石燃料（ガソリン、軽油、液化天然ガス等）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。蓄電装置１は、家庭用または事業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及び図２に示すように、蓄電装置１は、外装体１０と、外装体１０に収容された蓄電素子ユニット１５０とを備えている。外装体１０は、蓄電素子ユニット１５０の外方に配置され、これらを所定の位置で固定し、衝撃等から保護する。本実施の形態では、外装体１０は、蓄電装置１の筐体を構成する箱形（略直方体形状）の容器（モジュールケース）である。外装体１０は、例えば、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）、ポリアミド（ＰＡ）、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１０は、これにより、蓄電素子ユニット１５０等が外部の金属部材等に接触することを回避する。外装体１０と、蓄電素子ユニット１５０等との間における電気的絶縁性が保たれる構成であれば、外装体１０は、金属等の導電部材で形成されていてもよい。
　本実施の形態では、外装体１０は、外装体本体１２と蓋体１１とを有する。外装体本体１２は、Ｚ軸プラス方向側に開口１２ａが形成された有底矩形筒状のハウジングであり、蓄電素子ユニット１５０等を収容する。蓋体１１は、外装体本体１２の開口１２ａを閉塞する矩形状の部材である。蓋体１１は、外装体本体１２と、接着剤、ヒートシール、超音波溶着、またはレーザー溶着等によって、好ましくは気密または水密に接合される。蓋体１１には、正極及び負極の一対のモジュール端子である一対の外部端子１３が配置されている。蓄電装置１は、この一対の外部端子１３を介して、外部からの電気を充電し、また外部へ電気を放電する。外部端子１３は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金等の金属製の導電部材で形成されている。一対の外部端子１３を正極及び負極で区別する場合、正極の外部端子１３を、“外部端子１３ａ”と表記し、負極の外部端子１３を“外部端子１３ｂ”と表記する。
　蓄電素子ユニット１５０は、１以上の蓄電素子１００を有する。本実施の形態では、８個の蓄電素子１００が、複数の図示しないバスバーで接続されることで蓄電素子ユニット１５０が構成されている。これら８個の蓄電素子１００は、例えば、７個のバスバーによって直列に接続される。８個の蓄電素子１００の電気的な接続態様はこれには限定されない。並列接続された２つの蓄電素子１００を１つのサブユニットとした場合、４つのサブユニットを３つのバスバーで直列に接続してもよい。蓄電素子ユニット１５０は、隣り合う蓄電素子１００の間に配置されたスペーサ、及び、複数の蓄電素子１００をその並び方向で拘束する拘束部材等の、図示しない部材をさらに有してもよい。
　蓄電素子１００は、電気を充電し、また、電気を放電することのできる二次電池（単電池）であり、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１００は、図２に示すように、扁平な直方体形状（角形）の容器１１０と容器１１０に固定された一対の（正極側及び負極側の）電極端子１２０とを有している。容器１１０の内方には図示しない電極体、集電体及び電解液等が収容されている。蓄電素子１００が有する電極体としては、正極板と負極板との間にセパレータが挟み込まれるように層状に配置されたものが巻回されて形成された巻回型の電極体が例示される。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が蓄電素子１００に備えられてもよい。
　蓄電素子１００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１００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１００は、固体電解質を用いた電池であってもよい。蓄電素子１００は、パウチタイプの蓄電素子であってもよい。また、蓄電素子１００の形状は、上記角形には限定されず、それ以外の多角柱形状、円柱形状、楕円柱形状、長円柱形状等であってもよい。
　本実施の形態では、容器１１０は、図２に示すように、一対の長側面１１０ａと、一対の短側面１１０ｂと、端子配置面１１０ｃとを有する。端子配置面１１０ｃは、正極及び負極の電極端子１２０が配置された面である。本実施の形態では、端子配置面１１０ｃにはさらに、ガス排出弁１０５が配置されている。ガス排出弁１０５は、容器１１０の内圧が過度に上昇した場合に、その内圧を受けて開放し、これにより容器１１０内部のガスを外部に排出する部位である。蓄電素子ユニット１５０において、複数の蓄電素子１００のそれぞれは、長側面１１０ａが並び方向（Ｘ軸方向）に向けられた姿勢で並べられている。
　蓄電素子ユニット１５０と蓋体１１との間には、回路基板５０及び電気機器８０が配置されている。回路基板５０は、本実施の形態では、ＢＭＵ（Battery Management Unit）と呼ばれる、制御回路基板である。回路基板５０は、複数の蓄電素子１００それぞれの電圧等を検出し、複数の蓄電素子１００の充電状態を制御する。具体的には、回路基板５０は、図示しない電圧検出用の配線（検出線）を介して複数の蓄電素子１００のそれぞれと電気的に接続されており、検出線を介して各蓄電素子１００の電圧を計測することができる。回路基板５０は、例えばプリント基板である基板５１に実装された複数の電子部品を有しているが、これら複数の電子部品の図示は省略されている。
　電気機器８０は、本実施の形態では、機械式のリレースイッチを有するリレーである。電気機器８０は、回路基板５０による制御の下で、複数の蓄電素子１００の充電または放電のオン及びオフを切り替える機能を有する。電気機器８０は、バスバー７５を介して蓄電素子ユニット１５０の総プラス端子と接続されており、かつ、バスバー７０を介して正極の外部端子１３（外部端子１３ａ）と接続されている。蓄電素子ユニット１５０の総プラス端子は、例えば、図２におけるＸ軸プラス方向の端部の蓄電素子１００の正極の電極端子１２０である。
　このように構成された回路基板５０及び電気機器８０は、蓄電素子１００の上方（Ｚ軸プラス方向）に配置されたバスバーホルダ（図示せず）等の絶縁部材に固定された状態で、外装体１０の内部に収容されている。回路基板５０及び電気機器８０は電気的に接続されており、かつ、電気機器８０とバスバー７０とも電気的に接続されている。このように構成された蓄電装置１において、本実施の形態では、回路基板５０、電気機器８０、及びバスバー７０の３つの部材が、一か所で電気的及び機械的に接続されている。つまり、３部材の接続が一か所にまとめられている。このような接続構造の特徴について、以下、図３～図５を参照しながら説明する。
　［２．回路基板、電気機器、及びバスバーの接続構造］
　図３は、実施の形態に係る回路基板５０、電気機器８０、及びバスバー７０が相互に接続された状態を示す斜視図である。図４は、図３に対応する分解斜視図である。図５は、図３に対応する側面図である。図５では、相互に接続された状態の回路基板５０、電気機器８０、及びバスバー７０を、Ｘ軸マイナス方向から見た場合の側面図が表されており、図３及び図４に示す外部端子１３ａの図示は省略されている。図５では、電気機器８０は、基板端子５２のみで支持された状態で図示されているが、電気機器８０はさらに、蓄電素子ユニット１５０の上方に配置されるバスバーホルダ等の絶縁部材によって支持されてもよい。
　図３～図５に示すように、回路基板５０は、基板５１と基板５１からＺ軸プラス方向に突出する基板端子５２とを備える。電気機器８０は、平板状の機器端子８２を備え、機器端子８２は、固定部材９０によって基板端子５２に固定される。本実施の形態では、固定部材９０は、ボルト９１及びナット９５を有する。つまり、機器端子８２は、機器端子８２及び基板端子５２を貫通するボルト９１がナット９５に締結されることで、基板端子５２に対して機械的及び電気的に接続される。具体的には、図４に示すように、基板端子５２は、内部にナット９５を収容する箱形に形成されており、かつ、ナット９５のネジ孔に対向する位置に形成された貫通孔５２ａを有している。機器端子８２に設けられた貫通孔８２ａに挿し通されたボルト９１は、貫通孔５２ａを貫通してナット９５に締結される。基板端子５２はナット９５の回り止めとしても機能するため、ボルト９１を容易に締め付けることができる。図４では、ナット９５を明確に図示するために、ナット９５を基板端子５２から分離して図示しているが、ナット９５と基板端子５２とは分離できなくてもよい。本実施の形態では、ナット９５は、溶接等によって基板端子５２に固定されており、これにより、基板端子５２を、ナット９５が固定された１つの部品として扱うことができる。また、ナット９５は、基板端子５２の一部として基板端子５２に一体に設けられていてもよい。言い換えると、ナット９５が、基板５１の配線に接合されるリード部を有していてもよい。
　本実施の形態では、固定部材９０はさらに、バスバー７０を、電気機器８０に機械的及び電気的に接続する役割も担っている。つまり、バスバー７０及び機器端子８２は、ボルト９１及びナット９５によって、基板端子５２に対して一括して固定される。具体的には、バスバー７０は、一端にボルト９１を貫通させる貫通孔７０ａを有し、他端に外部端子１３ａを固定するための貫通孔７０ｂを有している。つまり、固定部材９０が有するボルト９１は、バスバー７０の貫通孔７０ａ、機器端子８２の貫通孔８２ａ、及び、基板端子５２の貫通孔５２ａにこの順で挿し通された状態で、ナット９５に締結される。これにより、外部端子１３ａは、バスバー７０を介して電気機器８０及び回路基板５０と導通した状態となる。基板端子５２に電気機器８０及びバスバー７０が固定された状態の回路基板５０は、複数のネジ孔５０ａ（図４参照）のそれぞれを貫通するネジによって、回路基板５０が載置されたバスバーホルダ等の部材に固定されてもよい。
　制御回路基板である回路基板５０は、図示しないバスバーを介して負極の外部端子１３（外部端子１３ｂ）と電気的に接続されており、外部端子１３ａ及び１３ｂを介して受け取る電力によって動作する。リレーである電気機器８０は、外部端子１３ａと蓄電素子ユニット１５０との間の電流経路の途中に配置されており、かつ、回路基板５０とは、図示しない信号線で接続されている。具体的には回路基板５０から延びる信号線は端部にコネクタを有し、そのコネクタが電気機器８０のソケット８５に挿入されることで、信号線が電気機器８０に接続される。従って、電気機器８０は、信号線を介して回路基板５０から信号（制御信号）を受信することができ、その制御信号に従って、リレースイッチのオン及びオフを切り替えることができる。これにより、蓄電装置１の充電及び放電のオン及びオフが切り替えられる。
　以上説明したように、本実施の形態に係る蓄電装置１は、蓄電素子１００、回路基板５０、電気機器８０、及びバスバー７０とを備える。回路基板５０は、基板５１と、蓄電素子１００と電気的に接続され、基板５１に固定された基板端子５２とを有する。電気機器８０に固定された機器端子８２及びバスバー７０は、一括して基板端子５２に固定されることで、基板端子５２に電気的に接続されている。
　この構成によれば、電気機器８０と、バスバー７０とを一括して回路基板５０に対して固定することができ、かつ、電気機器８０と回路基板５０とを一か所でバスバー７０に導通させることができる。従って、バスバー７０が電気機器８０に力学的な負荷をかける場合でも、電気機器８０と回路基板５０との接続部分に応力が集中するような可能性が低減される。回路基板５０及び電気機器８０は、バスバー７０に実質的に直付けされた状態となるため、バスバー７０と、回路基板５０及び電気機器８０のそれぞれとを接続する電流経路における抵抗値を比較的に小さくすることができる。３部材の接続が一か所にまとめられることで、蓄電装置１を効率よく製造することができる。回路基板５０、電気機器８０、及びバスバー７０のそれぞれは、３部材の内の一つが他の二つに対して固定され、かつ、他の二つを固定する関係に置かれる。従って、衝撃または振動に対する耐性が向上する。このように、本態様に係る蓄電装置１は、信頼性が向上された蓄電装置である。
　本実施の形態では、蓄電素子１００に対する回路基板５０の位置を上とした場合において、機器端子８２及びバスバー７０は、基板端子５２の上にこの順で重ねられた状態で、基板端子５２に固定されている。
　このように、本実施の形態では、基板端子５２、機器端子８２及びバスバー７０の接続部分において、バスバー７０が最も上に位置する。従って、外装体本体１２に収容された回路基板５０の上から蓋体１１が配置される場合に、バスバー７０を、蓋体１１に固定した状態で配置することができる。インサート成形によってバスバー７０が蓋体１１に一体化されている場合、蓋体１１を外装体本体１２に取り付ける作業を行うことで、バスバー７０の位置決めを行うことができる。これにより、信頼性が向上された蓄電装置１を効率よく製造することができる。この場合、蓋体１１のＺ軸方向で基板端子５２と対向する位置に開口部を設けることで、蓋体１１が外装体本体１２に接合された後に、開口部を介してボルト９１を締め付ける作業を行うことができる。さらに、当該開口部を、例えば樹脂材料で形成された蓋板で塞ぐことで、外装体１０の気密状態を維持することができる。
　本実施の形態では、蓄電装置１は、蓄電素子１００を収容する外装体１０を備える。外装体１０には、外部端子１３が配置されており、バスバー７０は、外部端子１３と接続された単体の導電部材である。具体的には、本実施の形態では、図３及び図４に示すように、バスバー７０の、固定部材９０で固定される端部とは反対側の端部に、正極の外部端子１３（外部端子１３ａ）が固定されている。
　この構成によれば、蓄電装置１の外部の機器との間で電力のやり取りを行う外部端子１３に接続されたバスバー７０が、直接的に、電気機器８０及び回路基板５０に電気的に接続される。従って、蓄電装置１の充放電時の電流の主経路（パワーライン）における抵抗値が抑制される。このことは蓄電装置１の信頼性の向上に寄与する。
　本実施の形態では、蓄電装置１は、機器端子８２及びバスバー７０を基板端子５２に固定する固定部材９０を備える。基板端子５２には、固定部材９０が有するナット９５が固定されており、固定部材９０が有するボルト９１と締結されることで、機器端子８２及びバスバー７０が基板端子５２に固定されている。
　この構成によれば、基板端子５２にナット９５が固定されているため、基板端子５２に機器端子８２とバスバー７０とを一括して固定する作業を容易に行うことができる。この効果は、基板端子５２にボルト９１が固定され、そのボルト９１にナット９５を締結させる場合でも奏される。つまり、基板端子５２に、固定部材９０が有するナット９５及びボルト９１の一方が固定されており、かつ、ナット９５及びボルト９１の他方が当該一方に締結される構造であれば、上記の固定作業の容易化が図られる。
　また、本実施の形態において、電気機器８０は、回路基板５０から送信される信号に応じて、蓄電素子１００とバスバー７０との電気的な接続のオン及びオフを切り替えるリレーである。
　この構成によれば、蓄電装置１における電流の主経路（パワーライン）上にあるリレーを、バスバー７０とともに回路基板５０に固定することができる。一般的に、パワーライン上のリレーには機械式のリレースイッチが用いられるため、比較的に重い。従って、リレーである電気機器８０がバスバー７０及び回路基板５０に一括固定されることは、比較的に重い電気機器８０の耐振動性または耐衝撃性の向上に有用である。このことは、蓄電装置１の信頼性の向上に寄与する。
　［３．変形例］
　以上、本発明の実施の形態に係る蓄電装置１について説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。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。
　基板端子５２、機器端子８２、及びバスバー７０が重ねられる方向は上下方向（Ｚ軸方向）である必要はない。基板端子５２、機器端子８２、及びバスバー７０が横方向（ＸＹ平面に平行な方向）に重ねられてもよい。この場合、ボルト９１は、その軸方向を、これら３部材の積層方向に平行となる姿勢で、これら３部材を貫通した状態でナット９５に締結される。これにより、これら３部材は相互にかつ一括して機械的及び電気的に接続される。
　ナット９５及びボルト９１の位置が入れ替えられてもよい。例えば、図４において、ボルト９１の軸部を、基板端子５２の貫通孔５２ａの下方から挿し通すことで、基板５１にボルト９１を設けた状態にしてもよい。この場合、基板端子５２とボルト９１とは溶接等によって接合されていてもよい。また、例えばボルト９１の頭部に、基板５１の配線に接合されるリード部が設けられていることで、ボルト９１の一部が基板端子５２として機能してもよい。いずれの場合であっても、基板５１に立設されたボルト９１の軸部を、機器端子８２の貫通孔８２ａ及びバスバー７０の貫通孔７０ａに挿し通して、ナット９５に締結させることができる。これにより、電気機器８０とバスバー７０とを一括して回路基板５０に対して固定することができ、かつ、電気機器８０と回路基板５０とを一か所でバスバー７０に導通させることができる。
　固定部材９０が、バスバー７０及び電気機器８０の機器端子８２を基板端子５２に固定する手法は、ボルト９１及びナット９５による締結には限定されない。溶接、かしめまたは圧入などの他の手法で、バスバー７０及び機器端子８２を、基板端子５２に固定してもよい。
　基板端子５２、機器端子８２、及びバスバー７０は着脱可能に固定されてもよい。基板端子５２、機器端子８２、及びバスバー７０は着脱不可能に固定されてもよい。
　基板端子５２は基板５１の周縁から突出してもよい。この場合、基板端子５２は基板５１の周縁から基板５１に垂直な方向または基板５１に平行な方向に突出してもよい。
　電気機器８０は、リレーには限定されず、ヒューズを備える保護回路、または、シャント抵抗を備える電流計測器等の他の種類の電気機器であってもよい。回路基板５０も、制御回路基板には限定されず、単に、電圧または温度等を測定するための計測用回路基板、または、通信用の電子回路を形成する通信用回路基板等の他の種類の回路基板であってもよい。バスバー７０を介して電気機器８０に接続される外部端子１３は、負極の外部端子１３（外部端子１３ｂ）であってもよい。
　蓄電装置１は、図１に示す外装体１０のような、密閉型の外装体を備える必要はない。蓄電装置１は、壁部に放熱のための開口部（貫通孔）を複数有する外装体を備えてもよい。蓄電素子ユニット１５０が有する複数の蓄電素子１００を、その並び方向で拘束する拘束部材が、蓄電素子ユニット１５０を保持し、かつ、一対の外部端子１３等が配置された外装体として機能してもよい。蓄電装置１は、外装体を備えなくてもよい。
　外装体１０に、図１等に図示される外部端子１３が固定されていることは必須ではなく、例えば、バスバー７０の端部が、外装体１０から外部に突出していることで、当該端部が外部端子としての役割を果たしてもよい。外装体１０の内部でバスバー７０と接続されたケーブルが外装体１０の外部に引き出されることで、当該ケーブルが外部端子としての役割を果たしてもよい。
　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、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に適用できる。
　　　１　蓄電装置
　　１０　外装体
　　１３、１３ａ、１３ｂ　外部端子
　　５０　回路基板
　　５１　基板
　　５２　基板端子
　　７０、７５　バスバー
　　８０　電気機器
　　８２　機器端子
　　９０　固定部材
　　９１　ボルト
　　９５　ナット
　１００　蓄電素子

Claims (6)

  1. 　蓄電素子、回路基板、電気機器、及びバスバーとを備える蓄電装置であって、
    　前記回路基板は、基板と、前記蓄電素子と電気的に接続され、前記基板に固定された基板端子とを有し、
    　前記電気機器に固定された機器端子及び前記バスバーは、一括して前記基板端子に固定されることで、前記基板端子に電気的に接続されている、
    　蓄電装置。
  2. 　前記蓄電素子に対する前記回路基板の位置を上とした場合において、前記機器端子及び前記バスバーは、前記基板端子の上にこの順で重ねられた状態で、前記基板端子に固定されている、
    　請求項１記載の蓄電装置。
  3. 　前記蓄電素子を収容する外装体をさらに備え、
    前記外装体には、外部端子が配置されており、
    　前記バスバーは、前記外部端子と接続された単体の導電部材である、
    　請求項１または２記載の蓄電装置。
  4. 　前記機器端子及び前記バスバーを前記基板端子に固定する固定部材をさらに備え、
    前記基板端子には、前記固定部材が有するナット及びボルトの一方が固定されており、前記ナット及び前記ボルトの他方が前記一方に締結されることで、前記機器端子及び前記バスバーが前記基板端子に固定されている、
    　請求項１～３のいずれか一項に記載の蓄電装置。
  5. 　前記電気機器は、前記回路基板から送信される信号に応じて、前記蓄電素子と前記バスバーとの電気的な接続のオン及びオフを切り替えるリレーである、
    　請求項１～４のいずれか一項に記載の蓄電装置。
  6. 前記基板端子は前記基板の周縁から突出している、
    　　請求項１～５のいずれか一項に記載の蓄電装置。
    　
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