JP7474618B2 - バスバーおよび組電池 - Google Patents

Description

本開示は、組電池に用いられるバスバーおよび組電池に関する。

従来から、二次電池の高出力化を図ることを目的として、複数の電池を並列または直列に接続した組電池が用いられている。特許文献１には、このような組電池において、複数の電池を並列に接続するバスバーの構成が開示されている。

特開２０１９－１１４５４０号公報

一般に、バスバーは、自身が有する電気抵抗によって通電の際に発熱し温度が上昇する。電気自動車等の電源に用いられる組電池のように、大電流が流れるバスバーにおいては、発熱量が特に大きいので、バスバーの過度な温度上昇が懸念される。したがって、特許文献１の技術によれば、バスバー自身の劣化はもちろん、接続される電池の劣化や、ひいては電池からの発火等の事故を引き起こすおそれがある。このため、バスバーの温度上昇を抑制可能な技術が望まれていた。

本開示は、以下の形態として実現することができる。

（１）本開示の一形態によれば、バスバーが提供される。このバスバーは、同一平面上に正極端子と負極端子とを有する角形の電池が、第一の方向に沿って複数配列されており、前記正極端子と前記負極端子とがそれぞれ千鳥配列された組電池において、複数の前記電池の同極の端子を互いに接続するバスバーであって、複数の前記同極の端子にそれぞれ接続される複数の端子接続部と、複数の前記端子接続部にそれぞれ連なり、前記第一の方向に延びて互いに平行に形成された一対の本体部と、前記一対の本体部を互いに導通させる第一導通部と、を備え、前記バスバーは、さらに、前記第一導通部に並列して形成され、前記一対の本体部を互いに導通させる第二導通部を少なくとも１つ備えることを特徴とする。この形態のバスバーによれば、第一導通部に並列して形成され、一対の本体部を互いに導通させる第二導通部を少なくとも１つ備えるので、バスバーの通電経路を増やし一対の本体部間を流れる電流を分散させることができる。このため、通電の際のバスバーの電流密度を低減できるので、発熱量を抑制できる。したがって、通電の際の電気抵抗によってバスバーの温度が過度に上昇することを抑制できる。

（２）上記形態のバスバーにおいて、前記第一の方向に沿って互いに隣り合う前記端子接続部の間には、前記第一の方向において、前記第一導通部と前記第二導通部とのうちの少なくとも一方の導通部が設けられていてもよい。この形態のバスバーによれば、第一の方向に沿って互いに隣り合う端子接続部の間には、第一の方向において、第一導通部と第二導通部とのうちの少なくとも一方の導通部が設けられているので、端子接続部を通って本体部へと流れ込む電流または本体部を通って端子接続部へと流れ込む電流を、効果的に分散できる。したがって、通電の際のバスバーの温度上昇をさらに抑制できる。

（３）上記形態のバスバーにおいて、前記第一の方向に沿って互いに隣り合う前記端子接続部の間には、前記第一の方向において、前記導通部が複数設けられていてもよい。この形態のバスバーによれば、第一の方向に沿って互いに隣り合う端子接続部の間には、第一の方向において、導通部が複数設けられているので、端子接続部を通って本体部へと流れ込む電流または本体部を通って端子接続部へと流れ込む電流を、より効果的に分散できる。したがって、通電の際のバスバーの温度上昇をさらに抑制できる。

（４）上記形態のバスバーにおいて、前記第一導通部と前記第二導通部との合計数は、前記第一の方向に沿って並ぶ複数の前記端子接続部の数よりも多くてもよい。この形態のバスバーによれば、第一導通部と第二導通部との合計数が第一の方向に沿って並ぶ複数の端子接続部の数よりも多いので、端子接続部を通って本体部へと流れ込む電流または本体部を通って端子接続部へと流れ込む電流を、より効果的に分散できる。したがって、通電の際のバスバーの温度上昇をさらに抑制できる。

（５）上記形態のバスバーにおいて、前記一対の本体部は、それぞれ３つ以上の前記端子接続部に連なっていてもよい。この形態のバスバーによれば、一対の本体部がそれぞれ３つ以上の端子接続部に連なっているという温度上昇しやすい構成においても、第一導通部に加えて第二導通部を備えるので、電流密度を低減できる。したがって、通電の際のバスバーの温度上昇を抑制できる。

（６）本開示の他の形態によれば、組電池が提供される。この組電池は、上記形態のバスバーと、前記複数の電池と、を備えることを特徴とする。この形態の組電池によれば、第一導通部に並列して形成され、一対の本体部を互いに導通させる第二導通部をさらに備えるので、バスバーの通電経路を分散させることができる。このため、通電の際のバスバーの電流密度を低減できるので、発熱量を抑制できる。したがって、通電の際のバスバーの温度上昇を抑制できる。

（７）上記形態の組電池において、前記バスバーは、複数の前記電池の前記正極端子を互いに接続し、前記複数の端子接続部のうち前記バスバーの通電経路において最も下流側に位置する下流端子接続部と、前記第一導通部または前記第二導通部とは、前記第一の方向において、少なくとも一部において互いに重なっていてもよい。この形態の組電池によれば、複数の電池の正極端子を互いに接続するバスバーにおいて、バスバーの通電経路において最も下流側に位置する下流端子接続部と、第一導通部または第二導通部とが、第一の方向において少なくとも一部において互いに重なっている。このため、下流端子接続部から、本体部と第一導通部または第二導通部との分岐点までの距離を短くできるので、バスバー内で相対的に大きな電流が流れる距離を短くできる。したがって、通電の際のバスバーの温度上昇をさらに抑制できる。

（８）上記形態の組電池において、前記バスバーは、複数の前記電池の前記負極端子を互いに接続し、前記複数の端子接続部のうち前記バスバーの通電経路において最も上流側に位置する上流端子接続部と、前記第一導通部または前記第二導通部とは、前記第一の方向において、少なくとも一部において互いに重なっていてもよい。この形態の組電池によれば、複数の電池の負極端子を互いに接続するバスバーにおいて、複数の端子接続部のうちバスバーの通電経路において最も上流側に位置する上流端子接続部と、第一導通部または第二導通部とが、第一の方向において少なくとも一部において互いに重なっている。このため、上流端子接続部から、本体部と第一導通部または第二導通部との分岐点までの距離を短くできるので、バスバー内で相対的に大電流が流れる距離を短くできる。したがって、通電の際のバスバーの温度上昇をさらに抑制できる。

なお、本開示は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、組電池が搭載された二次電池装置、バスバーの製造方法、組電池の製造方法等の形態で実現することができる。

組電池の概略構成を示す斜視図。 組電池の概略構成を示す上面図。 電池の概略構成を示す斜視図。 バスバーの詳細構成を示す斜視図。 バスバーの詳細構成を示す上面図。 図５のＡ矢視図。 第２実施形態のバスバーの詳細構成を示す斜視図。 第２実施形態のバスバーの詳細構成を示す上面図。 第３実施形態のバスバーの詳細構成を示す斜視図。 第３実施形態のバスバーの詳細構成を示す上面図。 第４実施形態のバスバーの詳細構成を示す斜視図。 第４実施形態のバスバーの詳細構成を示す上面図。 最高温度のシミュレーションを示す説明図。 試料１の温度分布のシミュレーションを示す説明図。 試料２の温度分布のシミュレーションを示す説明図。 試料３の温度分布のシミュレーションを示す説明図。 試料４の温度分布のシミュレーションを示す説明図。 試料２の電流密度分布のシミュレーションを示す説明図。 下流端子接続部の周辺における電流密度分布のシミュレーションを示す説明図。

Ａ．第１実施形態：
図１は、本開示の一実施形態としてのバスバー２０を備える組電池１００の概略構成を示す斜視図である。図２は、組電池１００の概略構成を示す上面図である。組電池１００は、後述するように複数並んでモジュール化され、図示しない二次電池装置の一部を構成している。本実施形態において、かかる二次電池装置は、図示しない電気自動車に搭載されているが、電気自動車に限らず、電気を動力源とする任意の移動体や定置型の電源として搭載されてもよい。組電池１００は、複数の角形の電池１０と、２つのバスバー２０と、を備える。なお、図１および図２では、組電池１００とともに、後述する２つの導電部材９０を図示している。

図３は、電池１０の概略構成を示す斜視図である。本実施形態の電池１０は、リチウムイオン電池を含んで構成されているが、リチウムイオン電池に限らず、ニッケル水素電池等、任意の種類の二次電池を含んで構成されていてもよい。電池１０は、電池本体部１２と、２つの負極端子１４と、２つの正極端子１６と、を有する。すなわち、本実施形態における電池１０は、１つの負極端子１４と１つの正極端子１６とを有する単位電池を２つ連接させたものである。

電池本体部１２は、扁平な略直方体の外観形状を有する。負極端子１４および正極端子１６は、それぞれ電池本体部１２の上面１３において上方向に向かって突出して形成されている。つまり、負極端子１４および正極端子１６は、同一平面上に配置されている。負極端子１４および正極端子１６には、それぞれ図示しない雌ネジが形成されている。以降の説明では、電池本体部１２の上面１３に平行な平面において、電池１０の短手方向を第一の方向Ｄ１とも呼び、電池１０の長手方向、すなわち第一の方向Ｄ１と直交する方向を第二の方向Ｄ２とも呼ぶ。電池１０を構成する２つの単位電池は、負極端子１４および正極端子１６の第二の方向Ｄ２における配列を入れ替えて連接されている。よって、電池１０には、負極端子１４と正極端子１６とが第二の方向Ｄ２に沿って並んで形成されるとともに、負極端子１４と正極端子１６とが第一の方向Ｄ１に沿って並んで形成されている。電池本体部１２の上面１３には、さらに、第二の方向Ｄ２に沿って並んで形成された負極端子１４と正極端子１６との間に、測定用端子１８がそれぞれ形成されている。各測定用端子１８は、中間電位を測定する際に用いられる。

図１および図２に示すように、本実施形態の組電池１００は、３つの電池１０が第一の方向Ｄ１に沿って配列されており、負極端子１４と正極端子１６とがそれぞれ千鳥配列されている。このため、組電池１００では、第一の方向Ｄ１に沿って負極端子１４と正極端子１６とが交互に並んでいる。千鳥配列について詳述すると、第二の方向Ｄ２の一端側（図２の下方側）では、第一の方向Ｄ１の最も一端側（図２の左側）に正極端子１６が配置され、第一の方向Ｄ１の他端側（図２の右側）に向かって正極端子１６と負極端子１４とが交互に配置されている。一方で、第二の方向Ｄ２の他端側（図２の上方側）では、第一の方向Ｄ１の最も一端側（図２の左側）に負極端子１４が配置され、第一の方向Ｄ１の他端側（図２の右側）に向かって正極端子１６と負極端子１４とが交互に配置されている。なお、組電池１００が備える電池１０の数は、３つに限らず２つや４つ等、任意の数であってもよい。組電池１００は、第一の方向Ｄ１に沿って複数配列されることにより、モジュール化されている。なお、図１および図２では、図示の便宜上、１つの組電池１００のみを示している。

導電部材９０は、第一の方向Ｄ１を長手方向とする平面視略長方形の板状の外観形状を有し、第一の方向Ｄ１に互いに隣り合う組電池１００を電気的に直列に接続する。より具体的には、導電部材９０は、或る組電池１００の負極端子１４と、かかる組電池１００に隣り合う組電池１００の正極端子１６とを互いに接続する。導電部材９０には、それぞれ板厚方向に貫通する２つの貫通孔９２が第一の方向Ｄ１に沿って並んで形成されている。各貫通孔９２は、後述するように、導電部材９０と負極端子１４および正極端子１６との接続に用いられる。

２つのバスバー２０は、それぞれ、略板状の外観形状を有し、組電池１００が備える３つの電池１０を電気的に並列に接続する。２つのバスバー２０のうちの一方は、複数の電池１０の負極端子１４同士を互いに接続し、２つのバスバー２０のうちの他方は、複数の電池１０の正極端子１６同士を互いに接続する。すなわち、各バスバー２０は、複数の電池１０の同極の端子を互いに接続する。後述するように、各バスバー２０は、複数の電池１０の負極端子１４または正極端子１６の上に組付けられる。電池１０の負極端子１４を互いに接続するバスバー２０（以下、負極用バスバー２４とも呼ぶ）と、正極端子１６を互いに接続するバスバー２０（以下、正極用バスバー２６とも呼ぶ）とは、同一の構成を有し、板厚方向に互いに反転した状態で互いに対向して組付けられる。以下の説明では、バスバー２０が正極用バスバー２６である場合について、代表して説明する。

図４は、バスバー２０の詳細構成を示す斜視図である。図５は、バスバー２０の詳細構成を示す上面図である。図６は、図５のＡ矢視図である。バスバー２０は、複数の端子接続部４０と、一対の本体部５０と、第一導通部６１と、第二導通部６２と、を有する。

複数の端子接続部４０は、電池１０の正極端子１６にそれぞれ接続される。上述のように、本実施形態の組電池１００が備える電池１０の数が３であり、各電池１０が正極端子１６を２つずつ有するため、本実施形態のバスバー２０は、端子接続部４０を６つ有している。換言すると、本実施形態のバスバー２０において、第一の方向Ｄ１に沿って並ぶ端子接続部４０の数は３であり、バスバー２０は３つの電池１０を接続する。各端子接続部４０は、第一の方向Ｄ１と第二の方向Ｄ２とに沿った平面、すなわち電池１０の上面１３と平行な面に沿って形成されている。

一対の本体部５０は、第一の方向Ｄ１に延びて互いに平行に形成されている。以下の説明では、一対の本体部５０のうちの一方を、第一本体部５１とも呼び、一対の本体部５０のうちの他方を、第二本体部５２とも呼ぶ。すなわち、第一本体部５１と第二本体部５２とは、第一の方向Ｄ１に沿って並ぶ３つの端子接続部４０にそれぞれ連なっている。換言すると、第一本体部５１と第二本体部５２とは、それぞれ、第一の方向Ｄ１に沿って並ぶ３つの端子接続部４０のうち、最も離れた端子接続部４０同士を接続する直線状に形成されている。本実施形態において、第一本体部５１および第二本体部５２における第一の方向Ｄ１に沿った寸法は、互いに等しい。

端子接続部４０は、一対の本体部５０のいずれか一方から、第二の方向Ｄ２に沿って一対の本体部５０の他方から離れる方向へとそれぞれ突出して形成されている。より具体的には、第一本体部５１に連なる３つの端子接続部４０は、第二の方向Ｄ２に沿って第二本体部５２から離れる方向へとそれぞれ突出して形成され、第二本体部５２に連なる３つの端子接続部４０は、第二の方向Ｄ２に沿って第一本体部５１から離れる方向へとそれぞれ突出して形成されている。各端子接続部４０には、板厚方向に貫通する貫通孔４２が形成されている。各貫通孔４２は、後述するように、バスバー２０と正極端子１６との接続に用いられる。以下の説明では、バスバー２０が有する複数の端子接続部４０のうち、正極用バスバー２６としてのバスバー２０の通電経路において最も下流側に位置する端子接続部４０を、下流端子接続部４４とも呼ぶ。

負極用バスバー２４においては、電流の流れる向きが逆になる。このため、負極用バスバー２４では、正極用バスバー２６において下流端子接続部４４として機能していた端子接続部４０が、バスバー２０の通電経路において最も上流側に位置する上流端子接続部４５として機能する。正極用バスバー２６の下流端子接続部４４と負極用バスバー２４の上流端子接続部４５とが、導電部材９０によって互いに接続されることにより、第一の方向Ｄ１に隣り合う組電池１００は、電気的に直列に接続される。

以下の説明では、下流端子接続部４４に対して点対称の位置にある端子接続部４０を、対称端子接続部４８とも呼ぶ。本実施形態において、「点対称の位置」とは、第一の方向Ｄ１および第二の方向Ｄ２に沿った平面において、バスバー２０の重心を中心点とする点対称の位置を意味している。

一対の本体部５０は、端子接続部４０の形成面と平行な面に沿って形成されている。一対の本体部５０と各端子接続部４０とは、屈折部４６を介して連なっている。屈折部４６は、第一の方向Ｄ１と第二の方向Ｄ２とにそれぞれ略直交する方向に沿って形成されている。本実施形態において、屈折部４６の第一の方向Ｄ１に沿った寸法は、端子接続部４０の第一の方向Ｄ１に沿った寸法と略等しい。

第一導通部６１および第二導通部６２は、それぞれ、一対の本体部５０を互いに導通させる。第一導通部６１および第二導通部６２は、それぞれ、一対の本体部５０と同一平面上において、第二の方向Ｄ２に沿って形成されている。このため、第二導通部６２は、第一導通部６１に並列して形成されている。以下の説明では、第一導通部６１と第二導通部６２とを、それぞれ単に、導通部６０とも呼ぶ。

本実施形態において、第一の方向Ｄ１に沿って互いに隣り合う端子接続部４０の間には、第一の方向Ｄ１において、第一導通部６１と第二導通部６２とのうちの少なくとも一方の導通部６０が設けられている。このため、端子接続部４０を通って本体部５０へと流れ込む電流または本体部５０を通って端子接続部４０へと流れ込む電流は、効果的に分散される。

本実施形態のバスバー２０および導電部材９０は、銅板を材料として、打ち抜き加工と曲げ加工とによって成形されている。本実施形態において、導通部６０の第一の方向Ｄ１に沿った寸法は、本体部５０の第二の方向Ｄ２に沿った寸法と略同じである。また、本実施形態のバスバー２０は、略一定の厚みに形成されている。

図１および図２に示す負極用バスバー２４と正極用バスバー２６とは、上述のように同一の構成を有し、板厚方向に互いに反転した状態で互いに対向して組付けられる。負極用バスバー２４の端子接続部４０と、正極用バスバー２６の端子接続部４０とは、同一平面上に位置して組付けられる。このため、負極用バスバー２４の本体部５０は、端子接続部４０よりも下方向に位置し、正極用バスバー２６の本体部５０は、端子接続部４０よりも上方向に位置している。このような構成により、負極用バスバー２４と正極用バスバー２６とは、互いに接触せずに絶縁されている。また、上面視したときに、各本体部５０の少なくとも一部が重ね合わされている。

組電池１００を組み立てる際には、３つの電池１０が有する負極端子１４の上に負極用バスバー２４が載せられ、正極端子１６の上に正極用バスバー２６が載せられる。そして、正極用バスバー２６の通電経路において最も下流側に位置する下流端子接続部４４の上と、負極用バスバー２４の通電経路において最も上流側に位置する上流端子接続部４５の上とにまたがって、導電部材９０が載せられる。このとき、各バスバー２０と導電部材９０とは、各バスバー２０に形成された貫通孔４２および導電部材９０に形成された貫通孔９２とが、それぞれ負極端子１４および正極端子１６に形成された雌ネジと対応する位置に載せられる。その後、図示しないボルトが貫通孔４２、９２に挿入され、かかるボルトの雄ネジと各端子１４、１６の雌ネジとが螺合されて締結されることにより、各バスバー２０と導電部材９０とが各端子１４、１６に固定されて電気的に接続される。なお、各バスバー２０と導電部材９０とは、ボルトによる締結に限らず、溶接等の任意の方法によって各端子１４、１６と電気的に接続されてもよい。

本実施形態では、上下方向から見て、負極用バスバー２４の導通部６０と正極用バスバー２６の導通部６０とが互いに重ね合わされて組付けられている。導通部６０は、第一の方向Ｄ１において、第一の方向Ｄ１に沿って互いに隣り合う負極端子１４と正極端子１６との間に位置している。なお、導通部６０は、第一の方向Ｄ１において、第一の方向Ｄ１に沿って互いに隣り合う負極端子１４と正極端子１６との間に位置していなくてもよい。また、各本体部５０は、第二の方向Ｄ２において、各電池１０に形成された端子１４、１６と測定用端子１８との間に位置している。

以上説明した第１実施形態のバスバー２０によれば、第一導通部６１に並列して形成され、一対の本体部５０を互いに導通させる第二導通部６２を備えるので、第二導通部６２を備えない構成と比較して、バスバー２０の通電経路を増やし一対の本体部５０間を流れる電流を分散させることができる。このため、通電の際のバスバー２０の電流密度を低減できるので、発熱量を低減できる。したがって、通電の際の電気抵抗によってバスバー２０の温度が過度に上昇することを抑制できる。ひいては、バスバー２０の温度上昇に起因するバスバー２０や電池１０の劣化を抑制できる。

また、第二導通部６２は、第一導通部６１と並列に形成されて一対の本体部５０を互いに連結しているので、バスバー２０の機械的強度を増大できる結果、耐振動性を向上できる。

また、第一の方向Ｄ１に沿って互いに隣り合う端子接続部４０の間には、第一の方向Ｄ１において、第一導通部６１と第二導通部６２とのうちの少なくとも一方の導通部６０が設けられている。このため、端子接続部４０を通って本体部５０へと流れ込む電流または本体部５０を通って端子接続部４０へと流れ込む電流を、効果的に分散できる。したがって、通電の際のバスバー２０の温度上昇をさらに抑制できる。

また、一対の本体部５０と各端子接続部４０とは、第二の方向Ｄ２と第一の方向Ｄ１とにそれぞれ略直交する方向に沿って形成された屈折部４６を介して連なっている。このため、負極用バスバー２４と正極用バスバー２６とが板厚方向に反転させて電池１０に組付けられた際に、負極用バスバー２４と正極用バスバー２６とが互いに接触しないので、短絡の発生を抑制できる。

また、一対の本体部５０は、それぞれ３つの端子接続部４０に連なっている。すなわち、バスバー２０には第一の方向Ｄ１に沿って３つの端子接続部４０が並んで形成されており、バスバー２０は３つの電池１０を並列接続する。このため、本実施形態のバスバー２０は、２つの電池１０を並列接続するバスバー、すなわち一対の本体部５０がそれぞれ２つの端子接続部４０に連なっている構成と比較して、大電流が流れて温度上昇しやすい傾向にある。しかしながら、本実施形態のバスバー２０によれば、第一導通部６１に加えて第二導通部６２を備えるので、電流密度を低減できる結果、通電の際の電気抵抗によってバスバー２０の温度が過度に上昇することを抑制できる。

Ｂ．第２実施形態：
図７は、第２実施形態のバスバー２０ｂの詳細構成を示す斜視図である。図８は、第２実施形態のバスバー２０ｂの詳細構成を示す上面図である。第２実施形態のバスバー２０ｂは、一対の本体部５０に代えて一対の本体部５０ｂを有し、第二導通部６２に加えて２つの第二導通部６２ｂをさらに有する点において、第１実施形態のバスバー２０と異なる。その他の構成は第１実施形態のバスバー２０と同じであるので、同一の構成には同一の符号を付し、それらの詳細な説明を省略する。以下の説明では、第一導通部６１と第二導通部６２、６２ｂとを、それぞれ単に、導通部６０ｂとも呼ぶ。説明の便宜上、本実施形態のバスバー２０ｂは、正極用バスバー２６とする。しかしながら、負極用バスバー２４とすることも当然可能である。負極用バスバー２４とする場合は、電流の流れる向きが逆になるので、下流端子接続部４４は上流端子接続部４５として機能する。

一対の本体部５０ｂは、第１実施形態の一対の本体部５０と比較して、第一の方向Ｄ１に延伸して形成されることにより、第一本体部５１と第二本体部５２とにおける第一の方向Ｄ１の両端部の位置が同じとなっている。

２つの第二導通部６２ｂは、バスバー２０ｂにおいて、第一の方向Ｄ１の両端部にそれぞれ形成されている。２つの第二導通部６２ｂは、いずれも、第二の方向Ｄ２に沿って第一導通部６１と平行に形成されている。このため、２つの第二導通部６２ｂは、いずれも、第一導通部６１と並列に形成されている。本実施形態において、一対の本体部５０と各第二導通部６２ｂとは、それぞれＲ形状を介して互いに連結されている。

本実施形態において、バスバー２０ｂの通電経路において最も下流側に位置する下流端子接続部４４と、第二導通部６２ｂとは、第一の方向Ｄ１において、互いに重なっている。すなわち、下流端子接続部４４と第二導通部６２ｂとは、第二の方向Ｄ２に沿って同一直線上に形成されている。換言すると、下流端子接続部４４と第二導通部６２ｂとは、第二の方向Ｄ２から見て互いに重なっている。

本実施形態において、第一導通部６１と第二導通部６２、６２ｂとの合計数、すなわち導通部６０ｂの数は４であり、第一の方向Ｄ１に沿って並ぶ端子接続部４０の数は、３である。このため、第一導通部６１と第二導通部６２、６２ｂとの合計数は、第一の方向Ｄ１に沿って並ぶ端子接続部４０の数よりも多い。また、本実施形態において、本体部５０ｂの第二の方向Ｄ２に沿った寸法と、第一導通部６１および第二導通部６２、６２ｂの第一の方向Ｄ１に沿った寸法とは、いずれも略同じである。

本実施形態において、バスバー２０ｂは点対称な形状である。バスバー２０ｂにおいて、下流端子接続部４４に接続する第二導通部６２ｂと、対称端子接続部４８に接続する第二導通部６２ｂとは、点対称の位置にある。なお、本実施形態において、「点対称の位置」とは、第一の方向Ｄ１および第二の方向Ｄ２に沿った平面において、バスバー２０ｂの重心を中心点とする点対称の位置を意味している。

以上説明した第２実施形態のバスバー２０ｂによれば、第１実施形態と同様な効果を奏する。加えて、第二導通部６２ｂをさらに有するので、バスバー２０ｂの通電経路をさらに分散させることができる。したがって、通電の際のバスバー２０ｂの温度上昇をさらに抑制できる。

また、第一導通部６１と第二導通部６２、６２ｂとの合計数が、第一の方向Ｄ１に沿って並ぶ端子接続部４０の数よりも多いので、端子接続部４０を通って本体部５０ｂへと流れ込む電流または本体部５０ｂを通って端子接続部４０へと流れ込む電流を、より効果的に分散できる。したがって、通電の際のバスバー２０ｂの温度上昇をさらに抑制できる。

また、下流端子接続部４４と第二導通部６２ｂとは、第一の方向Ｄ１において、互いに重なって形成されている。このため、下流端子接続部４４から本体部５０と第一導通部６１または第二導通部６２、６２ｂとの分岐点までの距離を短くできるので、バスバー２０ｂ内で相対的に大きな電流が流れる距離を短くできる。したがって、通電の際のバスバー２０ｂの温度上昇をさらに抑制できる。

また、下流端子接続部４４に接続する第二導通部６２ｂと、対称端子接続部４８に接続する第二導通部６２ｂとは、点対称の位置にある。ここで、負極用バスバー２４と正極用バスバー２６とは、板厚方向に反転させて使用される。このため、バスバー２０ｂは、表裏の向きを反転させるだけで負極用バスバー２４とすることができる。負極用バスバー２４において、下流端子接続部４４は、バスバー２０ｂの通電経路において最も上流側に位置する上流端子接続部４５として機能する。したがって、負極用バスバー２４と正極用バスバー２６とを同一の構成としつつ、負極用バスバー２４においては、上流端子接続部４４から本体部５０と第一導通部６１または第二導通部６２、６２ｂとの分岐点までの距離を短くできるので、バスバー２０ｂ内で相対的に大きな電流が流れる距離を短くできる。したがって、通電の際のバスバー２０ｂの温度上昇をさらに抑制できる。

Ｃ．第３実施形態：
図９は、第３実施形態のバスバー２０ｃの詳細構成を示す斜視図である。図１０は、第３実施形態のバスバー２０ｃの詳細構成を示す上面図である。第３実施形態のバスバー２０ｃは、端子接続部４０の構成において、第２実施形態のバスバー２０ｂと異なる。その他の構成は第２実施形態のバスバー２０ｂと同じであるので、同一の構成には同一の符号を付し、それらの詳細な説明を省略する。説明の便宜上、本実施形態のバスバー２０ｃは、正極用バスバー２６とする。しかしながら、負極用バスバー２４とすることも当然可能である。負極用バスバー２４とする場合は、電流の流れる向きが逆になるので、下流端子接続部４４ｃは上流端子接続部４５として機能する。

第３実施形態のバスバー２０ｃは、６つの端子接続部４０のうち、バスバー２０ｃの通電経路において最も下流側に位置する下流端子接続部４４ｃと、かかる下流端子接続部４４ｃに対して点対称の位置にある対称端子接続部４８ｃとの構成において、第２実施形態のバスバー２０ｂと異なる。

本実施形態において、下流端子接続部４４ｃおよび対称端子接続部４８ｃの第一の方向Ｄ１に沿った寸法は、それぞれ、下流端子接続部４４ｃおよび対称端子接続部４８ｃを除く他の端子接続部４０の第一の方向Ｄ１に沿った寸法よりも大きい。また、下流端子接続部４４ｃおよび対称端子接続部４８ｃの第一の方向Ｄ１に沿った寸法は、いずれも本体部５０ｂの第二の方向Ｄ２に沿った寸法よりも大きい。本実施形態において、下流端子接続部４４ｃおよび対称端子接続部４８ｃは、いずれも、第一の方向Ｄ１に隣り合う端子接続部４０に近づく側に向かって、第一の方向Ｄ１に沿った寸法が拡大されている。また、本実施形態において、下流端子接続部４４ｃと第二導通部６２ｂとは、第一の方向Ｄ１において、互いに重なっている。

通電の際にバスバー２０ｃを流れる電流は、各端子接続部４０から一対の本体部５０および導通部６０ｂを介して下流端子接続部４４ｃへと流れ込む。このため、バスバー２０ｃは、通電の際に下流側に向かうにつれて温度が上昇しやすく、下流端子接続部４４ｃにおいて最も温度が上昇しやすい傾向にある。しかしながら、本実施形態のバスバー２０ｃは、下流端子接続部４４ｃの第一の方向Ｄ１に沿った寸法が大きく形成されているので、下流端子接続部４４ｃにおける電流密度を低減できる結果、バスバー２０ｃの温度上昇を効果的に抑制することができる。

本実施形態のバスバー２０ｃを備える組電池１００には、組電池１００を電気的に直列接続するための導電部材９０に代えて、図１１において破線で示すように、第一の方向Ｄ１において下流端子接続部４４ｃの全体を覆う導電部材９０ｃが接続されてもよい。導電部材９０ｃは、第１実施形態の組電池１００に接続される導電部材９０と比較して、第一の方向Ｄ１に沿った寸法が大きい。第一の方向Ｄ１において下流端子接続部４４ｃの全体を覆う導電部材９０ｃが接続されることにより、下流端子接続部４４ｃと導電部材９０ｃとの接触面積をより増大させることができる。このため、バスバー２０ｃの電流密度をより分散させることができるので、バスバー２０ｃの温度上昇をより抑制できる。

以上説明した第３実施形態のバスバー２０ｃによれば、第２実施形態と同様な効果を奏する。加えて、下流端子接続部４４ｃの第一の方向Ｄ１に沿った寸法が大きく形成されているので、下流端子接続部４４ｃにおける電流密度の増大を抑制できる結果、バスバー２０ｃの温度上昇を効果的に抑制できる。

また、バスバー２０ｃは、下流端子接続部４４ｃに加えて、下流端子接続部４４ｃに対して点対称の位置にある対称端子接続部４８ｃについても、第一の方向Ｄ１に沿った寸法が大きく形成されている。ここで、負極用バスバー２４と正極用バスバー２６とは板厚方向に反転させて使用される。このため、バスバー２０ｃは、表裏の向きを反転させるだけで負極用バスバー２４とすることができる。したがって、負極用バスバー２４と正極用バスバー２６とを同一の構成としつつ、負極用バスバー２４においては、バスバー２０ｃの通電経路において最も上流側に位置する上流端子接続部４５の第一の方向Ｄ１に沿った寸法を大きくでき、正極用バスバー２６においては、バスバー２０ｃの通電経路において最も下流側に位置する下流端子接続部４４ｃの第一の方向Ｄ１に沿った寸法を大きくできる。換言すると、正極用バスバー２６としてのバスバー２０ｃの通電経路において最も下流側に位置する下流端子接続部４４ｃおよび最も上流側に位置する対称端子接続部４８の第一の方向Ｄ１に沿った寸法が大きく形成されたバスバー２０ｃを、負極用バスバー２４と正極用バスバー２６として兼用して使用できる。

また、第一の方向Ｄ１において下流端子接続部４４ｃの全体を覆う導電部材が接続される態様によれば、バスバー２０ｃの電流密度をより分散させることができるので、通電の際のバスバー２０ｃの温度上昇をより抑制できる。

Ｄ．第４実施形態：
図１１は、第４実施形態のバスバー２０ｄの詳細構成を示す斜視図である。図１２は、第４実施形態のバスバー２０ｄの詳細構成を示す上面図である。第４実施形態のバスバー２０ｄは、一対の本体部５０ｂに代えて一対の本体部５０ｄを有し、２つの第二導通部６２ｂに代えて２つの第二導通部６２ｄを有する点において、第２実施形態のバスバー２０ｂと異なる。その他の構成は第２実施形態のバスバー２０ｂと同じであるので、同一の構成には同一の符号を付し、それらの詳細な説明を省略する。以下の説明では、第一導通部６１と第二導通部６２、６２ｄとを、それぞれ単に、導通部６０ｄとも呼ぶ。また、バスバー２０ｄが正極用バスバー２６である場合について、代表して説明する。

一対の本体部５０ｄは、第１実施形態の一対の本体部５０と比較して、第一の方向Ｄ１に延伸して形成されるとともに、第一の方向Ｄ１に沿った寸法が第２実施形態の一対の本体部５０ｂと比較して小さく形成されている。

２つの第二導通部６２ｄは、一対の本体部５０ｄの第一の方向Ｄ１の端部のうち、第一の方向Ｄ１に延伸している側とは反対側の端部の近傍において、それぞれ、第一導通部６１と並列に形成されている。本実施形態において、一対の本体部５０ｄと各第二導通部６２ｄとは、それぞれＲ形状を介して互いに連結されている。

本実施形態において、正極用バスバー２６としてのバスバー２０ｄの通電経路において最も下流側に位置する下流端子接続部４４と、第二導通部６２ｄとは、第一の方向Ｄ１において、一部において互いに重なっている。換言すると、下流端子接続部４４と、第二導通部６２ｄとは、第二の方向Ｄ２から見て一部において互いに重なっている。

以上説明した第４実施形態のバスバー２０ｄによれば、第２実施形態と同様な効果を奏する。

Ｅ．実験：
Ｅ－１．実験１
第１～４実施形態のバスバー２０、２０ｂ～２０ｄについて、最高温度および温度分布のシミュレーション実験を行なった。シミュレーションは、バスバー２０、２０ｂ～２０ｄを組付けた組電池１００に対し、２０℃の無風状態の大気下の環境において、各電池１０から出力される電流の総計が２００［Ａ］となる境界条件の下で行なった。なお、最高温度とは、バスバー２０、２０ｂ～２０ｄのそれぞれにおいて、電流を流していない状態を基準とした温度変化の最高値を意味している。また、シミュレーションに用いたバスバー２０、２０ｂ～２０ｄは、いずれも正極用バスバー２６である。

＜試料＞
試料１：第１実施形態のバスバー２０
試料２：第２実施形態のバスバー２０ｂ
試料３、５：第３実施形態のバスバー２０ｃ
試料４：第４実施形態のバスバー２０ｄ

試料５は、導電部材９０に代えて、導電部材９０ｃを組み付けた試料である。なお、試料１～４では、いずれも第１実施形態と同様の導電部材９０が組付けられている。

＜最高温度のシミュレーション結果＞
図１３は、最高温度のシミュレーションを示す説明図である。図１３において、縦軸は、電流を流していない状態を基準とした温度変化（ΔＴ（℃））を示している。図１３では、試料２～５において、放熱向上に起因して抑制された分の温度と、発熱抑制に起因して抑制された分の温度とを、それぞれ試料１を基準として示している。なお、試料の放熱性は、試料の表面積と相関がある。

例えば試料１と試料２とを比較すると、試料１は２０．２℃の温度変化が見積もられたが、試料２は１１．３℃の温度変化が見積もられた。試料１と比較して、試料２は表面積が増えることによる放熱性の向上により４．０℃の温度変化が抑制され、発熱量の抑制（電流密度の低減）により４．９℃の温度変化が抑制された。このように、試料２は、試料１と比較して温度上昇がより抑制されている。同様に、試料３～５も、試料１と比較して温度上昇がより抑制されている。この理由としては、試料２～５が、試料１が有する第二導通部６２に加えて他の第二導通部６２ｂ、６２ｄをさらに有することが挙げられる。また、第一の方向Ｄ１に沿った寸法が大きく形成された下流端子接続部４４ｃを有する試料３、５は、下流端子接続部４４ｃよりも第一の方向Ｄ１に沿った寸法が小さく形成された下流端子接続部４４を有する試料２、４と比較して、温度上昇がさらに抑制されている。この理由としては、通電の際に最も温度が上昇しやすい下流端子接続部４４ｃが大きく形成されていることが挙げられる。また、試料３と試料５との比較から、下流端子接続部４４ｃと導電部材９０ｃとの接触面積を増大させることにより、温度上昇をより抑制できることがわかる。

＜温度分布のシミュレーション結果＞
図１４～図１７は、それぞれ試料１～４の温度分布のシミュレーションを示す説明図である。図１４～図１７では、温度の違いをハッチングで示している。図１４～図１７に示す結果から、いずれの試料においても、通電経路の下流側に向かうにつれて温度が上昇する傾向にあることがわかる。また、試料２～４では、いずれも試料１と比較して温度上昇が抑制されている。

Ｅ－２．実験２
実験１と同様の試料２、３、５について、電流密度分布のシミュレーション実験を行なった。シミュレーションは、バスバー２０ｂ、２０ｃを組付けた組電池１００に対し、２０℃の無風状態の大気下の環境において、各電池１０から出力される電流の総計が２００［Ａ］となる境界条件の下で行なった。

＜電流密度分布のシミュレーション結果＞
図１８は、試料２の電流密度分布のシミュレーションを示す説明図である。図１８では、電流密度の違いをハッチングで示している。図１８では、試料２を表裏の２方向から見たときの電流密度をそれぞれ示している。図１８において、表側から見たバスバー２０ｂとは、図１に示す組電池１００を上方側から見たバスバー２０ｂを示しており、裏側から見たバスバー２０ｂとは、図１に示す組電池１００の電池１０側から見たバスバー２０ｂを示している。図１８に示す結果から、通電経路の下流側に向かうにつれて本体部５０ｂの電流密度が増大する傾向にあることがわかる。また、本体部５０ｂと下流端子接続部４４とを接続する屈折部４６の周辺において、電流密度が特に増大する傾向にあることがわかる。

図１９は、下流端子接続部４４、４４ｃの周辺における電流密度分布のシミュレーションを示す説明図である。図１９では、電流密度の違いをハッチングで示している。図１９では、試料２、３、５に対するシミュレーションにおいて、下流端子接続部４４、４４ｃの周辺を拡大して示している。試料３、５は、試料２と比較して、下流端子接続部４４ｃの第一の方向Ｄ１に沿った寸法が大きい。このため、試料３、５では、本体部５０ｂを通って下流端子接続部４４ｃへと流れ込む電流と、第二導通部６２ｂを通って下流端子接続部４４ｃへと流れ込む電流とが足し合わされることが抑制されている。また、試料３、５では、電流が足し合わされた場合においても、かかる電流が流れる距離が短いため、電流密度の増加が抑制されている。また、試料５は、試料３と比較して、下流端子接続部４４ｃの電流密度が減少している。この理由としては、下流端子接続部４４ｃと導電部材９０ｃとの接触面積がより大きいので、バスバー２０ｃの電流をより分散できることが挙げられる。

Ｆ．他の実施形態：
Ｆ－１．他の実施形態１：
上記各実施形態において、導電部材９０、９０ｃおよびバスバー２０、２０ｂ～２０ｄは、銅により形成されていたが、銅に限らず、アルミニウムや銀等の任意の導電材料により形成されていてもよい。かかる構成によっても、上記各実施形態と同様な効果を奏する。

Ｆ－２．他の実施形態２：
上記各実施形態では、第一の方向Ｄ１に沿って互いに隣り合う端子接続部４０の間には、第一の方向において、第一導通部６１と第二導通部６２とのうちの少なくとも一方の導通部６０が設けられていたが、本開示はこれに限定されるものではない。例えば、第一の方向Ｄ１に沿って互いに隣り合う端子接続部４０の間には、第一の方向Ｄ１において、導通部６０が設けられていない箇所があってもよい。また、例えば、第一の方向Ｄ１に沿って互いに隣り合う端子接続部４０の間には、第一の方向Ｄ１において、導通部６０が複数設けられる態様であってもよい。かかる態様によれば、端子接続部４０を通って本体部５０、５０ｂ、５０ｄへと流れ込む電流または本体部５０、５０ｂ、５０ｄを通って下流端子接続部４４、４４ｃへと流れ込む電流を、より効果的に分散できるので、バスバー２０、２０ｂ～２０ｄの温度上昇をさらに抑制できる。

Ｆ－３．他の実施形態３：
上記各実施形態におけるバスバー２０、２０ｂ～２０ｄの構成は、あくまで一例であり、種々変更可能である。例えば、第３実施形態のバスバー２０ｃにおいて、対称端子接続部４８ｃの第一の方向Ｄ１に沿った寸法が、下流端子接続部４４ｃを除く他の端子接続部４０と同じ寸法であってもよい。また、例えば、第２～４実施形態のバスバー２０ｂ～２０ｄにおいて、第二導通部６２ｂ、６２ｄのうちのいずれか一方が省略されていてもよい。また、例えば、第２～４実施形態のバスバー２０ｂ～２０ｄにおいて、第一導通部６１と第二導通部６２とのうちの少なくとも一方が省略された態様であってもよい。要するに、一対の本体部５０を接続する架橋部が２つ以上あればよい。換言すると、バスバー２０、２０ｂ～２０ｄは、第一導通部６１に加えて、第一導通部６１に並列して形成されて一対の本体部５０、５０ｂ、５０ｄを互いに導通させる第二導通部６２、６２ｂ、６２ｄを少なくとも１つ備えていればよい。かかる態様において、２つの第二導通部６２ｂ、６２ｄのうちの一方は、本開示における第一導通部に相当し、２つの第二導通部６２ｂ、６２ｄのうちの他方は、本開示における第二導通部に相当する。また、かかる態様において、正極用バスバー２６における下流端子接続部４４、４４ｃと、第一導通部または第二導通部とは、第一の方向Ｄ１において、少なくとも一部において互いに重なっていてもよい。同様に、負極用バスバー２４における上流端子接続部４５と、第一導通部または第二導通部とは、第一の方向Ｄ１において、少なくとも一部において互いに重なっていてもよい。また、例えば、第１、２、４実施形態のバスバー２０ｄにおいて、第３実施形態と同様に下流端子接続部４４ｃの第一の方向Ｄ１に沿った寸法が大きく形成されていてもよい。このような構成によっても、上記各実施形態と同様な効果を奏する。

Ｆ－４．他の実施形態４：
一対の本体部５０、５０ｂ、５０ｄのそれぞれに設けられる端子接続部４０の数は、３つでなくてもよく、４つ以上でもよい。また、第一導通部６１と第二導通部６２、６２ｂ、６２ｄの合計数は２つ以上であれば任意の数でよい。例えば、一対の本体部５０のそれぞれが４つの端子接続部４０に連なり、一対の本体部５０を互いに導通させる導通部６０として１つの第一導通部６１と２つの第二導通部６２とを備えていてもよい。このとき、第一の方向Ｄ１に沿って互いに隣り合う端子接続部４０の間には、第一の方向Ｄ１において、第一導通部６１と第二導通部６２とのうちの少なくとも一方の導通部６０が設けられていると好ましい。さらに、加えて２つの第二導通部６２ｂ、６２ｄを備え、第一導通部６１と第二導通部６２、６２ｂ、６２ｄとの合計数が、第一の方向Ｄ１に沿って並ぶ複数の端子接続部４０の数よりも多いとより好ましい。

本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する各実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部または全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部または全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

１０…電池、１２…電池本体部、１３…上面、１４…負極端子、１６…正極端子、１８…測定用端子、２０、２０ｂ～２０ｄ…バスバー、２４…負極用バスバー、２６…正極用バスバー、４０…端子接続部、４２…貫通孔、４４、４４ｃ…下流端子接続部、４５…上流端子接続部、４６…屈折部、４８、４８ｃ…対称端子接続部、５０、５０ｂ、５０ｄ…本体部、５１…第一本体部、５２…第二本体部、６０、６０ｂ、６０ｄ…導通部、６１…第一導通部、６２、６２ｂ、６２ｄ…第二導通部、９０、９０ｃ…導電部材、９２…貫通孔、１００…組電池、Ｄ１…第一の方向、Ｄ２…第二の方向

Claims (8)

1. 同一平面上に正極端子と負極端子とを有する角形の電池が、第一の方向に沿って複数配列されており、前記正極端子と前記負極端子とがそれぞれ千鳥配列された組電池において、複数の前記電池の同極の端子を互いに接続するバスバーであって、
   複数の前記同極の端子にそれぞれ接続される複数の端子接続部と、
   複数の前記端子接続部にそれぞれ連なり、前記第一の方向に延びて互いに平行に形成された一対の本体部と、
   前記一対の本体部を互いに導通させる第一導通部と、
   を備え、
   前記バスバーは、さらに、前記第一導通部に並列して形成され、前記一対の本体部を互いに導通させる第二導通部を少なくとも１つ備えることを特徴とする、
   バスバー。
2. 請求項１に記載のバスバーにおいて、
   前記第一の方向に沿って互いに隣り合う前記端子接続部の間には、前記第一の方向において、前記第一導通部と前記第二導通部とのうちの少なくとも一方の導通部が設けられていることを特徴とする、
   バスバー。
3. 請求項２に記載のバスバーにおいて、
   前記第一の方向に沿って互いに隣り合う前記端子接続部の間には、前記第一の方向において、前記導通部が複数設けられていることを特徴とする、
   バスバー。
4. 請求項２または請求項３に記載のバスバーにおいて、
   前記第一導通部と前記第二導通部との合計数は、前記第一の方向に沿って並ぶ複数の前記端子接続部の数よりも多いことを特徴とする、
   バスバー。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のバスバーにおいて、
   前記一対の本体部は、それぞれ３つ以上の前記端子接続部に連なることを特徴とする、
   バスバー。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載のバスバーと、前記複数の電池と、を備えることを特徴とする、
   組電池。
7. 請求項６に記載の組電池において、
   前記バスバーは、複数の前記電池の前記正極端子を互いに接続し、
   前記複数の端子接続部のうち前記バスバーの通電経路において最も下流側に位置する下流端子接続部と、前記第一導通部または前記第二導通部とは、前記第一の方向において、少なくとも一部において互いに重なっていることを特徴とする、
   組電池。
8. 請求項６に記載の組電池において、
   前記バスバーは、複数の前記電池の前記負極端子を互いに接続し、
   前記複数の端子接続部のうち前記バスバーの通電経路において最も上流側に位置する上流端子接続部と、前記第一導通部または前記第二導通部とは、前記第一の方向において、少なくとも一部において互いに重なっていることを特徴とする、
   組電池。

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