JP5858291B2

JP5858291B2 - 電池モジュール

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Publication number: JP5858291B2
Application number: JP2012277629A
Authority: JP
Inventors: 中川　敏; 敏中川; 雅巳冨岡; 元章奥田
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2012-12-20
Filing date: 2012-12-20
Publication date: 2016-02-10
Anticipated expiration: 2032-12-20
Also published as: JP2014123433A

Description

本発明は複数の電池、および、当該複数の電池を接続する複数のバスバーを含む電池モジュールに関する。

複数の電池をバスバーによって直列または並列に接続して電池モジュールを形成する技術は従来から知られている。各々の電池における正極端子および負極端子が同形状である場合には、電池モジュールを製造する際に接続すべき端子を判別し難く、直列と並列とを誤って接続してしまう（以下、誤接続と呼ぶ）可能性があった。また、正負極を判別し難い端子を誤接続しないように接続する作業は困難であり、この場合には電池モジュールの接続作業効率を向上させ難い問題もあった。

電池モジュールのなかには、正極端子と負極端子とを異なる形状にしたものがある（例えば、特許文献１、２参照）。同一の電池における正極端子と負極端子とが異なる形状であり、それに対応するバスバーの形状もまた正極端子に接続する箇所と負極端子に接続する箇所とで異なれば、誤接続が低減し、接続作業効率も向上すると考えられる。

特開２０１２−１３８２３９号公報特開２００７−２８０８３１号公報

しかし、上述した電池モジュールは、正極端子および負極端子として異なる形状のものを用いる必要があるため、電池モジュールの部品点数が多くなり、その結果、電池モジュールの製造コストを低減し難くなる問題があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、誤接続を抑制でき、かつ、部品点数を低減できる電池モジュールを提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の電池モジュールは、正極端子および負極端子を有する複数の電池と、複数の前記電池の前記正極端子および負極端子を直列または並列に接続する複数のバスバーと、を有し、
前記正極端子および前記負極端子は、同材かつ同形状であり、軸線方向における少なくとも一部からなる接続凸部を前記電池の外部に露出し、
前記接続凸部の径方向断面は非真円状をなし、
前記接続凸部は、径方向断面における径方向長さの最も短い短径と、前記短径と直交する方向に延び前記短径に比べて前記径方向長さの長い長径と、を有し、
前記正極端子および前記負極端子は、前記短径方向を互いに交差する方向に向け、
前記バスバーは、接続すべき複数の前記接続凸部を各々収容可能な孔状をなす複数の接続凹部を有し、
前記接続凹部の開口断面は非真円形であり、
前記接続凹部は、前記開口断面における孔径の最も短い短孔径と、前記短孔径と直交する方向に延び前記短孔径に比べて孔径の長い長孔径と、を有し、
前記接続凹部が前記接続凸部を収容した接続時において、前記接続凹部は各々対応する前記接続凸部の前記短径方向に前記短孔径方向を向け、
前記接続凹部における前記短孔径は、前記接続凸部における前記長径よりも短いものである。

本発明の電池モジュールによると、正極端子および負極端子として同材かつ同形状のものを用いる。つまり、本発明の電池モジュールによると、正極端子を負極端子に転用することができる。勿論負極端子を正極端子に転用することもできる。このため、本発明の電池モジュールによると部品点数が低減する。以下、特に断りのない場合には、正極端子と負極端子とを総称して端子と呼ぶ。

端子には、バスバーの接続凹部に接続される接続凸部が設けられている。接続凸部の径方向断面は長径および短径を有する非真円状であるため、端子の向きが異なれば接続凸部に接続し得る接続凹部の形状が異なる。正極端子と負極端子とでは、端子の軸線を中心とする回転方向の向きが異なる。より具体的には、正極端子と負極端子とでは、短径方向の向きが異なる。このため、正極端子の接続凸部に接続可能なバスバーの接続凹部は、負極端子の接続凸部には接続できない。つまり、本発明の電池モジュールによると、正極端子用の端子体と負極端子用の端子体とを兼用できる上に、電池の誤接続を抑制できる。

実施例１の電池モジュールを模式的に表す分解斜視図である。実施例１の電池モジュールを図１中上方から見た様子を模式的に表す上面図である。実施例１の電池モジュールにおける端子を側方から見た様子を模式的に表す側面図である。本発明の電池モジュールにおける接続凸部の短径方向、長径方向、短径および長径を説明する説明図である。本発明の電池モジュールにおける接続凹部の短孔径方向、長孔径方向、短孔径および長孔径を説明する説明図である。実施例２の電池モジュールにおける接続凸部およびバスバーを模式的に表す要部拡大斜視図である。実施例３の電池モジュールにおける接続凸部およびバスバーを模式的に表す要部拡大斜視図である。実施例４の電池モジュールを上方から見た様子を模式的に表す上面図である。実施例５の電池モジュールを上方から見た様子を模式的に表す上面図である。実施例６の電池モジュールを上方から見た様子を模式的に表す上面図である。実施例７の電池モジュールを上方から見た様子を模式的に表す上面図である。実施例８の電池モジュールを上方から見た様子を模式的に表す上面図である。

本発明の電池モジュールは、複数の電池が複数のバスバーによって電気的に接続されてなる。電池モジュールにおける複数の電池は、バスバーによって、直列に接続しても良いし、並列に接続しても良い。つまり、バスバーは電池の正極端子同士を接続しても良いし、負極端子同士を接続しても良いし、正極端子と負極端子とを接続しても良い。本発明の電池モジュールに含まれる複数のバスバーは、後述するように、単一形状のものである場合もあれば、形状の異なる２種のものである場合もある。

電池は、正極端子と負極端子とを有し、正極端子の接続凸部と負極端子の接続凸部とが電池の外部に露出するものであれば良く、如何なる種類の電池であっても良い。同じ電池に含まれる正極端子の接続凸部と負極端子の接続凸部とは、電池の同じ面に露出しても良いし、異なる面に露出しても良いが、バスバーのコストやバスバーによる端子の接続作業効率を考慮すれば、電池の同じ面に露出するのが好ましい。また、正極端子における接続凸部の軸線と負極端子における接続凸部の軸線とは平行であるのが好ましい。なお、ここで言う平行とは、略平行を含み、具体的には、各軸線の交差角が５°以内である場合を指す。

以下、本発明の電池モジュールについて具体的に説明する。

（実施例１）
実施例１の電池モジュールは、２つのバスバーにより２つの電池を並列に接続したものである。実施例１の電池モジュールを模式的に表す分解斜視図を図１に示す。実施例１の電池モジュールを図１中上方から見た様子を模式的に表す上面図を図２に示す。実施例１の電池モジュールにおける端子を側方から見た様子を模式的に表す側面図を図３に示す。本発明の電池モジュールにおける接続凸部の短径方向、長径方向、短径および長径を説明する説明図を図４に示す。本発明の電池モジュールにおける接続凹部の短孔径方向、長孔径方向、短孔径および長孔径を説明する説明図を図５に示す。以下実施例において、上、下、左、右、前、後とは、図１に示す上、下、左、右、前、後を指す。

実施例１の電池モジュールは、２つの電池１、２つのバスバー４、および８つの固定部材６を有する。電池１モジュールにおける２つの電池１は、各々、略同形状の２つの端子１０を有する。端子１０は、導電材料からなり、全体として略円柱状をなし、長手方向すなわち軸線方向を上下に向けている。端子１０の材料は特に限定されず、一般的なものを使用すれば良い。図３に実線で示し、図１に破線で示すように、各端子１０は、上端部分を構成する接続凸部１１と、接続凸部１１以外の部分を構成する一般端子部１２と、を有する。接続凸部１１は電池１におけるケース１３の上面から上方に露出している。一般端子部１２はケース１３の内部に収容されている。図１および図３に示すように、各端子１０の接続凸部１１は、円柱を軸線方向に沿って分割した縦割り円柱状をなす。一般端子部１２は断面略真円の円柱状をなす。端子１０は、円柱を切削加工することで形成されている。つまり、接続凸部１１の径方向断面ｚは、一般端子部１２の径方向断面と同軸かつ同径の円の一部を切り欠いた切り欠き円形状をなす。なお、端子１０における接続凸部１１の径方向断面１１ｚとは、接続凸部１１における軸線方向Ｌ０（実施例１においては上下方向）と直交する方向の断面を指す。一般端子部１２の径方向断面も同様である。

各接続凸部１１は、略平坦面状をなす接続面１１ｘと、略曲面状をなす固定面１１ｙとを有する。より具体的には、固定面１１ｙは上述した接続凸部１１の径方向断面における円弧を含む湾曲面状をなす。さらに、固定面１１ｙにはネジ山が形成されている。つまり接続凸部１１はボルトとしても機能する。なお、実施例１の電池モジュールにおいて、固定面１１ｙの周方向長さ（実施例１においては、径方向断面１１ｚにおける円弧に相当する）は、一般端子部１２の径方向断面における周長（円周）の１／２以上である。換言すると、径方向断面１１ｚにおける固定面１１ｙは、中心角１８０°以上、好ましくは中心角が１８０°を超える円弧である。接続凸部１１にボルトとしての機能を付与する場合には、固定面１１ｙの周方向長さをこのように比較的長く設けるのが好ましい。

各電池１における一方の端子１０は、接続面１１ｘを前方に向けている。この端子１０は各電池１における正極端子２０である。各電池１における他方の端子１０は、接続面１１ｘを左方に向けている。この端子１０は各電池１における負極端子３０である。図２に示すように、端子１０における接続凸部１１の径方向断面１１ｚは、非真円状である。正極端子２０は短径方向（図２に示すＷ１方向）を前後に向け、長径方向（図２に示すＷ２方向）を左右に向けている。負極端子３０は、短径方向Ｗ１を左右に向け、長径方向Ｗ２を前後に向けている。正極端子２０と負極端子３０とは左右方向に配列し、各電池１は前後方向に配列している。

実施例１の電池モジュールにおける２つのバスバー４は、それぞれ異なる形状である。この２つのバスバー４の一方を第１のバスバー４０と呼び、他方を第２のバスバー５０と呼ぶ。２つのバスバー４は、各々、導電材料からなり、矩形の略板状をなし、端子１０に接続された状態（接続状態と呼ぶ）において、長手方向を前後方向に向けている。バスバー４を構成する導電材料もまた特に限定されず、一般的なものを使用すれば良い。

第１のバスバー４０は電池１の正極端子２０同士を接続する。また、第２のバスバー５０は電池１の負極端子３０同士を接続する。各バスバー４には各々２つの接続凹部４１が設けられている。第１のバスバー４０における接続凹部４１は長手方向すなわち長孔径方向（図２に示すＷ４方向）を左右方向に向け短孔径方向（図２に示すＷ３方向）を前後方向に向けている。第２のバスバー５０における接続凹部４１は長孔径方向Ｗ４を前後方向に向け短孔径方向Ｗ３を左右方向に向けている。換言すると、第１のバスバー４０には正極端子２０の接続凸部１１ａに接続される接続凹部４１ａのみが設けられている。また、第２のバスバー５０には、負極端子３０の接続凸部１１ｂに接続される接続凹部４１ｂのみが設けられている。

より詳しくは、第１のバスバー４０における２つの接続凹部４１ａは、上下方向すなわちバスバー４の厚さ方向に貫通するとともに右方に開口するスリット状をなす。各接続凹部４１ａは前後方向すなわち電池１の配列方向に沿って配列し、互いに離間している。第１のバスバー４０における接続凹部４１ａの短孔径方向Ｗ３と長孔径方向Ｗ４とは互いに直交している。また、接続凹部４１ａの孔壁面４ｘは略平坦面状をなす。第２のバスバー５０における２つの接続凹部４１ｂもまた前後方向に配列し、互いに離間している。前側に配置されている接続凹部４１ｂは前方に開口するスリット状をなし、後側に配置されている接続凹部４１ｂは後方に開口するスリット状をなす。第２のバスバー５０においても、各接続凹部４１ｂは上下方向に貫通形成され、接続凹部４１ｂの短孔径方向Ｗ３と長孔径方向Ｗ４とは互いに直交し、接続凹部４１ｂの孔壁面４ｘは略平坦面状をなす。各バスバー４の端部にはタブ状をなすリード部４５が設けられている。バスバー４のリード部４５は図略のリード線を介して図略の電子機器に接続し得る。

接続状態において、バスバー４の接続凹部４１には、各々対応する端子１０の接続凸部１１が挿通される。各接続凹部４１の短孔径方向Ｗ３は、接続状態において、接続すべき端子１０における接続凸部１１の短径方向Ｗ１と一致する。そして、正極端子２０の接続凸部１１ａにおける短径方向Ｗ１ａと、負極端子３０の接続凸部１１ｂにおける短径方向Ｗ１ｂとは、互いに交差する方向（実施例１においては直交する方向）である。このため、正極端子２０の接続凸部１１ａに接続すべき接続凹部４１ａには、負極端子３０の接続凸部１１ｂは挿入できない。逆もまた同様である。したがって、実施例１の電池モジュールによると、バスバー４による電池１の誤接続を抑制できる。

なお、図４に例示するように、接続凸部１１の径方向断面１１ｚにおける短径（短径Ｄ_ｍｉｎ）とは、端子１０の径方向断面１１ｚにおける最短の径方向長さを指す。より具体的には、互いに平行な２つの直線Ｌ１、Ｌ２で端子１０の径方向断面１１ｚを挟んだ時の、Ｌ１とＬ２との距離の最小値が短径Ｄ_ｍｉｎである。また、このときのＬ１およびＬ２に垂直な方向が短径方向Ｗ１である。接続凸部１１の径方向断面１１ｚにおける長径（長径Ｄ_ｍａｘ）とは、短径方向Ｗ１に直交する方向の径方向長さを指す。より具体的には、直線Ｌ１、Ｌ２に垂直であり、かつ、互いに平行な２つの直線Ｌ３、Ｌ４で端子１０の径方向断面１１ｚを挟んだ時の、Ｌ３とＬ４との最長距離が長径Ｄ_ｍａｘである。また、このときのＬ３およびＬ４に垂直な方向が長径方向Ｗ２である。

バスバー４の接続凹部４１は、接続すべき端子１０の接続凸部１１に対応する形状をなせば良い。具体的には、図５に示すように、バスバー４の接続凹部４１の開口断面４ｚ、つまり、接続凹部４１の深さ方向に直交する方向の断面は、接続凸部１１に対応し得る非真円形状をなす。そして、この開口断面４ｚにおける最短の径方向長さが接続凹部４１の短孔径Ｈ_ｍｉｎとなる。さらに具体的には、開口断面４ｚにおける短孔径Ｈ_ｍｉｎとは、互いに平行な２つの直線Ｌ５、Ｌ６で開口断面４ｚを挟んだ時の、Ｌ５とＬ６との距離の最小値である。また、このときのＬ５およびＬ６に垂直な方向が短孔径方向Ｗ３である。開口断面４ｚにおける長孔径Ｈ_ｍａｘとは、短孔径方向Ｗ３に直交する方向の径方向長さを指す。より具体的には、直線Ｌ５およびＬ６に垂直であり、かつ、互いに平行な２つの直線Ｌ７、Ｌ８で開口断面４ｚを挟んだ時の、Ｌ７とＬ８との距離が、長孔径Ｈ_ｍａｘである。また、このときのＬ７およびＬ８に垂直な方向が長孔径方向Ｗ４である。

なお、接続凸部１１の短径方向Ｗ１およびＤ_ｍｉｎに関し、径方向長さが最短となる方向が複数ある場合には、そのうち任意の一方向を短径方向Ｗ１と定めれば良い。そして、この短径方向Ｗ１を基準として長径方向Ｗ２を定めれば良い。同様に、接続凹部４１の短孔径方向Ｗ３および短孔径Ｈ_ｍｉｎに関しても同様に、径方向長さが最短となる方向が複数ある場合には、そのうち任意の一方向を短孔径方向Ｗ３と定めれば良い。長径Ｄ_ｍａｘは径方向断面１１ｚにおける最長の径方向長さであっても良いが、図４に示すように、そうでなくても良い。同様に、長孔径Ｈ_ｍａｘは開口断面４ｚにおける最長の径方向長さであっても良いが、図５に示すように、そうでなくても良い。何れの場合にも、短径Ｄ_ｍｉｎは長径Ｄ_ｍａｘよりも短く、短孔径Ｈ_ｍｉｎは長孔径Ｈ_ｍａｘよりも短く、長径Ｄ_ｍａｘは短孔径Ｈ_ｍｉｎよりも長い。短径Ｄ_ｍｉｎが長径Ｄ_ｍａｘよりも短いために、端子１０（より具体的には接続凸部１１）の配置には方向性が生じる。同様に、短孔径Ｈ_ｍｉｎが長孔径Ｈ_ｍａｘよりも短いために、接続凹部４１の配置にもまた方向性が生じる。つまり端子１０の向きに応じて、バスバー４に設けるべき接続凹部４１の向きは異なる。

本発明の電池モジュールにおいては、短孔径Ｈ_ｍｉｎは接続凸部１１の短径Ｄ_ｍｉｎ以上であり、長孔径Ｈ_ｍａｘは接続凸部１１の長径Ｄ_ｍａｘ以上であり、かつ、短孔径Ｈ_ｍｉｎは長径Ｄ_ｍａｘよりも小さい。したがって、端子１０における接続凸部１１の短径方向Ｗ１とバスバー４における接続凹部４１の短孔径方向Ｗ３とが一致していない場合、例えば、端子１０の接続凸部１１が長径方向Ｗ２を接続凹部４１の短孔径方向Ｗ３に向けている場合には、接続凸部１１は接続凹部４１に収容されず、接続凸部１１と接続凹部４１とは接続されない。正極端子２０と負極端子３０とは、短径方向Ｗ１ａ、Ｗ１ｂを互いに交差する方向に向けているため、正極端子２０の接続凸部１１に接続すべきバスバー４の接続凹部４１は、負極端子３０の接続凸部１１には接続できない。このため作業者は、誤接続しようとしていることに容易に気付くことができる。つまり本発明の電池モジュールによると誤接続を信頼性高く抑制できる。また、方向性を有する形状の端子１０を用い、同じ電池１における正極端子２０および負極端子３０を異なる向きに配置したことで、１種類の端子１０を正極端子２０および負極端子３０の両方に用いることができるため、電池モジュールの部品点数を大きく低減させ得る。このため、本発明の電池モジュールによると製造コストを大きく低減できる。

本発明の電池モジュールにおいて、各接続凹部４１の短孔径方向Ｗ３と、接続すべき端子１０における接続凸部１１の短径方向Ｗ１と、は接続状態において一致する。ここでいう一致とは、略一致を含む概念であり、短径方向Ｗ１と短孔径方向Ｗ３との交差角（劣角）θが１０°以下である場合を含む。

誤接続防止のためには、長径Ｄ_ｍａｘに対する短径Ｄ_ｍｉｎの長さは短い方が好ましく、例えば、短径Ｄ_ｍｉｎは長径Ｄ_ｍａｘの０．９２倍以下であるのが良い。短径Ｄ_ｍｉｎは長径Ｄ_ｍａｘの０．７５倍以下であるのがより好ましく、０．５倍以下であるのがさらに好ましい。

また、正極端子２０の短径方向Ｗ１ａと負極端子３０の短径方向Ｗ１ｂとの交差角θ１は特に問わないが、誤接続防止を考慮すると直角に近い角度であるのが好ましい。具体的には、正極端子２０の短径方向Ｗ１ａと負極端子３０の短径方向Ｗ１ｂとの交差角θ１は、３０°以上１５０°以下であるのが好ましく、４５°以上１３５°以下であるのがより好ましく、６０°以上１２０°以下であるのがさらに好ましい。

実施例１の電池モジュールにおいては、正極端子２０の接続凸部１１に接続される接続凹部４１の短孔径方向Ｗ３ａと、負極端子３０の接続凸部１１に接続される接続凹部４１の短孔径方向Ｗ３ｂとは互いに交差している。そして、実施例１の電池モジュールにおいて、この交差角θ２は、正極端子２０における接続凸部１１の短径方向Ｗ１ａと負極端子３０における接続凸部１１の短径方向Ｗ１ｂとの交差角θ１と一致している。つまり、実施例１の電池モジュールにおいては、交差角θ１およびθ２は９０°である。θ１とθ２とは一致するのが好ましいが、１°程度の誤差を許容し得る。

実施例１の電池モジュールにおいて、各接続凸部１１は、各々、固定部材６（具体的には、２つのナット６０、６１）と螺合する。接続凸部１１と固定部材６とが螺合することで、接続凸部１１とバスバー４とを容易に固定できる。なお、実施例１においては固定部材６を用いて接続凸部１１とバスバー４とを固定したが、例えば、接続凸部１１とバスバー４とを互いに係合或いは嵌合させることで固定しても良い。その他、導電材料を用いた溶接、接着、ろう付け等の方法により接続凸部１１とバスバー４とを固定しても良い。勿論、電池モジュールの使用形態によっては、接続凸部１１とバスバー４とを固定しなくても良い。端子１０の形状は、端子１０の軸線方向に径方向断面１１ｚの一定となる形状であっても良い。つまり、一般端子部１２が接続凸部１１と同形状であっても良い。なお、一般端子部１２を断面略真円状にし、接続凸部１１のみを断面非真円状にする場合には、市販されている円柱を切削加工やプレス加工等することで、端子１０を容易に製造できる利点がある。

接続凸部１１の径方向断面１１ｚは特に問わないが、導電性を確保するために、端子１０の接続凸部１１の長さおよびバスバー４の厚さは、所定長さ以上であることが要求される。具体的には、接続凸部１１の長さおよびバスバー４の厚さは、０．７ｃｍ以上であるのが好ましい。このとき、組み付け性を損なわないためには、短径方向Ｗ１の端面および／または長径方向Ｗ２の端面が平坦面であるのが好ましい。実施例１の電池モジュールにおいては、短径方向Ｗ１の端面である接続面１１ｘが平坦面状をなす。この場合、バスバー４の接続凹部４１もまた、接続凸部１１の平坦面に対面する孔壁面４ｘが平坦面であるのが良い。更には、接続凹部４１の孔壁は、同一の電池１に含まれる正極端子２０および負極端子３０の配列方向に平行な孔壁面と、当該配列方向に直交する孔壁面と、の少なくとも一方を含むのが好ましい。実施例１の電池モジュールにおいては、図２に示すように、接続凹部４１の孔壁面４ｘは、正極端子２０および負極端子の配列方向（左右方向）に平行な面と、当該配列方向に垂直な方向（前後方向）に平行な面と、の両方を含む。同一の電池１に含まれる正極端子２０および負極端子３０の距離や、隣接する電池１同士の距離、隣接する電池１に含まれる接続すべき端子１０間の距離等には、多少のばらつきが生じることが考えられる。接続凹部４１を上記した平坦面を有する形状にすることで、このようなばらつきが生じた場合にも、孔壁面４ｘが接続すべき端子１０に比較的大きな面積で対面し、当該端子１０同士をバスバー４で容易に接続することが可能である。さらに、実施例１の電池モジュールにおいて、接続凹部４１の長孔径方向Ｗ４の一端部は、バスバー４の端面に開口している。接続凹部４１がこのような開放型のスリット状をなすことによっても、上述した端子１０や電池１の距離のバラツキを吸収しつつ、接続すべき端子１０同士に接続凹部４１の孔壁面４ｘが比較的大きな面積で対面する。つまり、このことによっても接続すべき端子１０同士をバスバー４で容易に接続できる。

また、長径Ｄ_ｍａｘを対称軸とした接続凸部１１の径方向断面１１ｚの形状は、実施例１のように線対称でなくても良いが、バスバー４の汎用性を考慮すると、線対称であるのが好ましい。一方、接続凸部１１の加工性、つまり、端子１０の製造効率を考慮すると、実施例１のように非線対称形状であるのが好ましい。

（実施例２）
実施例２の電池モジュールは、バスバー４の形状以外は実施例１の電池モジュールと同じものである。実施例２の電池モジュールにおける接続凸部１１およびバスバー４を模式的に表す要部拡大斜視図を図６に示す。

実施例２の電池モジュールにおいては、電池１は実施例１と同じものであり、バスバー４の接続凹部４１は図６に示すように接続凸部１１の外形に相補的な孔状をなす。この場合にも、実施例１で説明したように正極端子２０の短径方向Ｗ１ａと負極端子３０の短径方向Ｗ１ｂとが交差する方向であり、かつ、接続凹部４１の短孔径Ｈ_ｍｉｎが接続凸部１１の長径Ｄ_ｍａｘよりも小さいため、正極端子２０の接続凸部１１ａに接続すべきバスバー４の接続凹部４１には、負極端子３０の接続凸部１１ｂは挿入できない。つまり、実施例２の電池モジュールもまた誤接続を抑制できる。

（実施例３）
実施例３の電池モジュールは、バスバー４の形状および端子１０における接続凸部１１の以外は実施例１の電池モジュールと同じものである。実施例３の電池モジュールにおけるバスバー４を模式的に表す要部拡大斜視図を図７に示す。

実施例３の電池モジュールにおけるバスバー４は、実施例２の電池モジュールにおけるバスバー４よりもやや厚肉であり、接続凹部４１が行き止まり孔状をなす。これ以外は、バスバー４は実施例２と同じものである。図示しないが、端子１０の接続凸部１１は、ネジ山が形成されていないこと以外は実施例１と同じものである。この場合にも、バスバー４における接続凹部４１には、端子１０の接続凸部１１が挿入され、正極端子２０の接続凸部１１ａに接続すべきバスバー４の接続凹部４１ａには、負極端子３０の接続凸部１１ｂは挿入できないため、誤接続が抑制される。なお、この場合には接続凸部１１は接続凹部４１に挿通されず挿入されるだけであるが、接続凹部４１に挿入された接続凸部１１が接続凹部４１と係合するため、バスバー４と接続凸部１１とを固定できる。なお、導電性の接着材等を接続凹部４１に注入して、バスバー４と接続凸部１１との固定状態を補強しても良い。

（実施例４）
実施例４の電池モジュールは、４つの電池１をバスバー４によって直列に接続した例である。電池１は実施例１と同じものであり、バスバー４は実施例１と異なる。実施例４の電池モジュールを上方から見た様子を模式的に表す上面図を図８に示す。

図８に示すように、実施例４の電池モジュールにおいては同じ電池１を正極負極が互い違いになるように配列し、隣接する電池１の正極負極間をバスバー４で接続している。隣接する電池１同士は前後反転しつつ向き合っている。電池１は実施例１と同じものである。また、バスバー４は、接続凹部４１の形状以外は実施例１と同じものである。実施例４の電池モジュールにおいて用いたバスバー４は１種類だけである。実施例４においては電池１を直列に接続しているため、バスバー４として、正極端子２０と負極端子３０とを接続可能な１種類のみがあれば良い。そして、この１種類のバスバー４を裏返して使用することで、図４中右側に位置する正極端子２０と負極端子３０との接続と、図４中右側に位置する正極端子２０と負極端子３０との接続と、の両方に対応できる。

なお、実施例４においては、同一のバスバー４に正極端子２０の接続凸部１１ａに接続される接続凹部４１ａと、負極端子３０の接続凸部１１ｂに接続される接続凹部４１ｂとの両方が設けられている。接続凹部４１は実施例１と同様のスリット状をなし、同一のバスバー４に設けられている接続凹部４１ａの短孔径方向Ｗ３ａと接続凹部４１ｂの短孔径方向Ｗ３ｂとは直交している。また、実施例４においては、接続方向の最端部に位置する２つの端子１０にリード線６５を直接接続している。

実施例４の電池モジュールによると、実施例１〜３の電池モジュールと同様に誤接続を抑制でき、かつ部品点数を低減できる。

（実施例５）
実施例５の電池モジュールは、５つの電池１をバスバー４によって直列に接続した例である。電池１は端子１０の向き以外は実施例１と同じものであり、バスバー４は接続凹部４１の形状以外は実施例１と同じものである。実施例５の電池モジュールを上方から見た様子を模式的に表す上面図を図９に示す。

図９に示すように、実施例５の電池モジュールにおいて、同一の電池１に含まれる正極端子２０と負極端子３０とは左右方向に配列している。正極端子２０の短径方向Ｗ１ａと負極端子３０の短径方向Ｗ１ｂとは互いに直交するとともに、どちらも正極端子２０と負極端子３０との配列方向に対して４５°で交差している。つまり、正極端子２０および負極端子３０の短径方向Ｗ１は、電極の配列方向（左右方向）および当該配列方向に直交する方向（前後方向）の両方に対して交差する。正極端子２０および負極端子３０は、端子１０の配列方向に直交する直線（前後方向に延びる直線）を対称軸として、線対称に配置されている。

接続凹部４１は、端子１０の配列方向および当該配列方向に直交する方向に対して４５°で交差するスリット状をなす。また、接続凹部４１には、配列方向に直交する方向に延びバスバー４の端面に開口するスリット状の連絡凹部４３が連絡している。接続凹部４１と連絡凹部４３とは連通しているため、接続凹部４１および連絡凹部４３からなる凹部４５は、全体としては、屈曲したスリット状をなす。バスバー４に連絡凹部４３を設けたことで、隣り合った電池の接続部分を、連絡凹部４３を通じて確認できる、すなわち、視認性が増すことでより誤接続を抑制できる利点がある。また、この場合にも、実施例１の電池モジュールと同様に、バスバー４によって電池１を接続でき、かつ誤接続を抑制できる。

（実施例６）
実施例６の電池モジュールは、電池１を並列に接続したものである。電池１は実施例５と同じものであり、バスバー４は接続凹部４１の形状以外は実施例１と同じものである。実施例６の電池モジュールを上方から見た様子を模式的に表す上面図を図１０に示す。

図１０に示すように、実施例６の電池モジュールにおいて、同一の電池１に含まれる正極端子２０および負極端子３０は、正極端子２０および負極端子３０の配列方向（左右方向）に対して４５°で交差する方向に短径方向Ｗ１ａ、Ｗ１ｂを向けている。また、正極端子２０の短径方向Ｗ１ａと負極端子３０の短径方向Ｗ１ｂとは直交している。つまり、正極端子２０および負極端子３０は配列方向に直交する直線（前後方向に延びる直線）を対称軸として線対称（左右対称）に配置されている。したがって、同一のバスバー４に含まれる各接続凹部４１もまた、当該配列方向に対して４５°で交差する方向に短径方向Ｗ１を向け、左右対称に配置される。このため、実施例６の電池モジュールによると、正極端子２０同士を接続するバスバー４と負極端子３０同士を接続するバスバー４とを兼用できる利点がある。

（実施例７）
実施例７の電池モジュールは、電池１を並列に接続したものである。電池１は実施例１と同じものであり、バスバー４は接続凹部４１の形状以外は実施例１と同じものである。バスバー４は実施例１のものよりも長尺であり、１つのバスバー４につき５つずつの接続凹部４１が設けられている。実施例７の電池モジュールは、２つのバスバー４によって５つの電池１を接続する。実施例７の電池モジュールを上方から見た様子を模式的に表す上面図を図１１に示す。

実施例７の電池モジュールにおけるバスバー４は、実施例１の電池モジュールにおけるバスバー４を長手方向に複数繋げたものである。実施例７の電池モジュールによると、１つのバスバー４によって５つの電池１を並列に接続できるため、電池１とバスバー４との接続作業効率を更に向上させ得る。また、５つの電池１を２つのバスバー４で接続できるため、部品点数も大きく低減する。

（実施例８）
実施例８の電池モジュールは、電池１を直列に接続したものである。電池１は実施例１と同じものであり、バスバー４は接続凹部４１の形状以外は実施例７と略同じものであり、１つのバスバー４につき５つずつの接続凹部４１が設けられている。実施例８の電池モジュールは、実施例７の電池モジュールと同様に、２つのバスバー４によって５つの電池１を接続する。実施例８の電池モジュールを上方から見た様子を模式的に表す上面図を図１２に示す。

実施例８の電池モジュールにおける電池１は、正極負極が互い違いになるように電池１を配列し、隣接する電池１の正極負極間をバスバー４で接続している。５つの電池１を後側から前側に向けて第１電池１０１、第２電池１０２、第３電池１０３、第４電池１０４、第５電池１０５と呼ぶ。また、図１２における左側のバスバー４を第１のバスバー４０と呼び、右側のバスバー４を第２のバスバー５０と呼ぶ。各バスバー４０、５０は、長手方向つまり図１２に示す前後方向に沿って３つの部分に分かれている。第１のバスバー４０における各部分を後側から前側に向けて第１接続部４０１、第２接続部４０２、第３接続部４０３と呼ぶ。第２のバスバー５０における各部分を後側から前側に向けて第４接続部５０４、第５接続部５０５、第６接続部５０６と呼ぶ。第１接続部４０１と第２接続部４０２との間、および、第２接続部４０２と第３接続部４０３との間には絶縁層４９が介在している。したがって、第１接続部４０１、第２接続部４０２および第３接続部４０３は、各々電気的に遮断されている。第４接続部５０４と第５接続部５０５との間、および、第５接続部５０５と第６接続部５０６との間にもまた絶縁層４９が介在している。したがって、第４接続部５０４、第５接続部５０５および第６接続部５０６もまた、各々電気的に遮断されている。

第１のバスバー４０には５つの接続凹部４１が設けられている。各接続凹部４１は前後方向に配列している。第１のバスバー４０における５つの接続凹部４１を後側から前側に向けて第１接続凹部４１１、第２接続凹部４１２、第３接続凹部４１３、第４接続凹部４１４、第５接続凹部４１５と呼ぶ。第２のバスバー５０には、第１のバスバー４０と同様に、５つの接続凹部４１が設けられている。第２のバスバー５０における５つの接続凹部４１を後側から前側に向けて第６接続凹部５１６、第７接続凹部５１７、第８接続凹部５１８、第９接続凹部５１９、第１０接続凹部５１０と呼ぶ。

第１接続凹部４１１は第１接続部４０１に設けられ、第１電池１０１の正極端子２０における接続凸部１１ａに接続する。第２接続凹部４１２および第３接続凹部４１３は第２接続部４０２に設けられ、第２電池１０２の負極端子３０における接続凸部１１ｂと、第３電池１０３の正極端子２０における接続凸部１１ａと、に接続する。第４接続凹部４１４および第５接続凹部４１５は第３接続部４０３に設けられ、第４電池１０４の負極端子３０における接続凸部１１ｂと、第５電池１０５の正極端子２０における接続凸部１１ａと、に接続する。

第６接続凹部５１６および第７接続凹部５１７は第２のバスバー５０の第４接続部５０４に設けられ、第１電池１０１の負極端子３０における接続凸部１１ｂと、第２電池１０２の正極端子２０における接続凸部１１ａとに接続する。第８接続凹部５１８および第９接続凹部５１９は第５接続部５０５に設けられ、第３電池１０３の負極端子３０における接続凸部１１ｂと、第４電池１０４の正極端子２０における接続凸部１１ａと、に接続する。第１０接続凹部５１０は第６接続部５０６に設けられ、第５電池１０５の負極端子３０における接続凸部１１ｂに接続する。

第１接続部４０１および第６接続部５０６には、各々タブ状をなすリード部４５が設けられ、リード部４５は図略のリード線を介して図略の電子機器に接続し得る。

実施例８の電池モジュールによると、各バスバー４を複数（実施例８では３つ）の部分に分け、各部分を電気的に遮断したため、２つのバスバー４によって５つの電池１を直列に接続できる。このため、実施例８の電池モジュールによっても、電池１とバスバー４との接続作業効率を更に向上させ得る。そして、５つの電池１を２つのバスバー４で接続できるため、部品点数も大きく低減する。

（その他）本発明は上記し且つ図面に示した実施形態のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できる。

本発明の電池モジュールは、電気自動車やハイブリッド自動車用のバッテリー、各種電気機器用のバッテリー等として好ましく用いることができる。

１：電池４：バスバー６：固定部材
１０：端子１１：接続凸部１３：ケース
１１ｘ：接続面１１ｙ：固定面１１ｚ：接続凸部の径方向断面
４１：接続凹部４ｘ：接続凹部の孔壁面４ｚ：接続凹部の開口断面
２０：正極端子３０：負極端子Ｌ０：接続凸部の軸線方向
Ｗ１：短径方向Ｗ２：長径方向Ｗ３：短孔径方向
Ｗ４：長孔径方向Ｄ_ｍｉｎ：短径Ｄ_ｍａｘ：長径
Ｈ_ｍｉｎ：短孔径Ｈ_ｍａｘ：長孔径

Claims

正極端子および負極端子を有する複数の電池と、複数の前記電池の前記正極端子および負極端子を直列または並列に接続する複数のバスバーと、を有し、
前記正極端子および前記負極端子は、同材かつ同形状であり、軸線方向における少なくとも一部からなる接続凸部を前記電池の外部に露出し、
前記接続凸部の径方向断面は非真円状をなし、
前記接続凸部は、径方向断面における径方向長さの最も短い短径と、前記短径と直交する方向に延び前記短径に比べて前記径方向長さの長い長径と、を有し、
前記正極端子および前記負極端子は、前記短径方向を互いに交差する方向に向け、
前記バスバーは、接続すべき複数の前記接続凸部を各々収容可能な孔状をなす複数の接続凹部を有し、
前記接続凹部の開口断面は非真円形であり、
前記接続凹部は、前記開口断面における孔径の最も短い短孔径と、前記短孔径と直交する方向に延び前記短孔径に比べて孔径の長い長孔径と、を有し、
前記接続凹部が前記接続凸部を収容した接続時において、前記接続凹部は各々対応する前記接続凸部の前記短径方向に前記短孔径方向を向け、
前記接続凹部における前記短孔径は、前記接続凸部における前記長径よりも短い電池モジュール。
前記接続凹部の深さ方向に直交する開口形状はスリット状をなす請求項１に記載の電池モジュール。
同一の前記電池に含まれる前記正極端子および前記負極端子において、前記正極端子の前記短径方向と前記負極端子の前記短径方向との交差角は３０°〜１５０°の範囲内である請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の電池モジュール。
前記接続凸部の前記径方向断面において、前記短径は前記長径の０．９２倍以下である請求項１または請求項２に記載の電池モジュール。
前記短孔径は前記長孔径の０．９２倍以下である請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の電池モジュール。
前記接続凹部は深さ方向に前記バスバーを貫通する請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の電池モジュール。
前記バスバーにおける前記接続凹部の孔壁は、同一の前記電池に含まれる前記正極端子および前記負極端子の配列方向に平行な壁面および／または前記配列方向に直交する壁面を含む請求項１〜請求項６の何れか一項に記載の電池モジュール。
前記正極端子の前記短径方向と前記負極端子の前記短径方向とは直交する請求項１〜請求項７の何れか一項に記載の電池モジュール。
前記正極端子および前記負極端子は、前記接続凸部と、前記接続凸部以外の部分である一般端子部と、を有し、
前記一般端子部は円柱状をなし、
前記接続凸部の径方向断面は、前記一般端子部の断面と同軸かつ同径の円の一部を切り欠いた切り欠き円形状をなす請求項１〜請求項８の何れか一項に記載の電池モジュール。
前記接続凸部は、前記径方向断面における円弧を含む湾曲面を有し、前記湾曲面にネジ山が形成されたボルト状をなす請求項９に記載の電池モジュール。