WO2019082731A1

WO2019082731A1 - 電気接続部材

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Publication number: WO2019082731A1
Application number: PCT/JP2018/038441
Authority: WO
Inventors: 暢之松村; 慎一高瀬; 平井　宏樹
Original assignee: 株式会社オートネットワーク技術研究所; 住友電装株式会社; 住友電気工業株式会社
Priority date: 2017-10-23
Filing date: 2018-10-16
Publication date: 2019-05-02
Also published as: JP2019079651A

Abstract

端子接続部５０を介して正極端子７２Ａと負極端子７２Ｂの間を電気的に接続する電気接続部材１０であって、電気接続部材１０は、複数のバスバー２０と、バスバー間接続部３１と、を備える。バスバー２０は、両端部に形成され端子接続部５０に電気的に接合する一対の接合部（２１Ａ，２１Ｂ）と、一対の接合部（２１Ａ，２１Ｂ）間に設けられた可撓部２２とを含む。バスバー間接続部３１は、一対の接合部（２１Ａ，２１Ｂ）の間に設けられ、複数のバスバー２０を電気的に接続する。

Description

電気接続部材

　本明細書に開示される技術は、端子間を接続する電気接続部材に関し、詳しくは、可撓性を有する複数のバスバーを含む電気接続部材に関する。

　従来、可撓性を有する複数の導電部材を含む電気接続部材として、例えば、特許文献１に記載のものが知られている。特許文献１には、可撓性を有する複数の導電部材として金属撚線、多層の金属シートを用いる例が示されている。

特表２０１６－５３３６１０号公報

　しかしながら、上記特許文献１においては、金属撚線や金属シートが捩じれたり、あるいは金属撚線や金属シートを撓ませたりしたときに、素線間あるいは金属シート間に隙間が生じる。場合によっては、その隙間が大きくなったり、あるいは元に戻らなくなったりする可能性もある。この場合、生じた隙間によって、素線や金属シートが電気的に絶縁された状態で分離されることとなる。その際、各導電部材内部の抵抗値の不均一性等に起因して、分離された導電部材間に流れる電流が異なる箇所が生じることが考えられる。すなわち、通常、導電部材の抵抗値を導電部材の全域において全く均一にして導電部材を製造することは難しく、例えば、導電部材の厚み等の不均一性に起因して、導電部材内においては抵抗値の分布が存在する。言い換えれば、導電部材の製造公差（許容公差）に起因して、導電部材間に抵抗値の差が存在する。

　このような導電部材内の抵抗値の分布や、導電部材間に抵抗値の差に起因して、分離した導電部材間において電流値の差が生じることが考えられる。このような電流値の差は不要なものである。また、導電部材の発熱量は電流値の二乗に比例するため、生じる電流値の差の大きさによっては導電部材間での発熱量が異なり、発熱量の差が大きくなると熱的な不都合を生じさせる要因となる可能性もある。

　そこで、本明細書に開示される技術は、可撓性を有する複数のバスバー（導電部材）を含む電気接続部材において、バスバー間における熱分布のばらつきを低減できる電気接続部材を提供する。

　本明細書に開示される電気接続部材は、端子接続部を介して端子間を電気的に接続する電気接続部材であって、両端部に形成され前記端子接続部に電気的に接合する一対の接合部と、前記一対の接合部間に設けられた可撓部とを含む複数のバスバーと、前記一対の接合部の間に設けられ、前記複数のバスバーを電気的に接続するバスバー間接続部と、を備える。
　本構成によれば、可撓部を含む複数のバスバーを電気的に接続するバスバー間接続部が一対の接合部の間に設けられている。そのため、各バスバーが、一対の接合部の間において電気的に接続されている。通常、電気的に接続可能な材料、すなわち導電材料は熱伝導率も良く、熱拡散や放熱の機能を有する。そのため、バスバー内の抵抗値の分布に起因して、バスバー間において様々な電流値の差が生じ、それによってバスバー間において発熱量に差が生じることがあっても、熱伝導率の良いバスバー間接続部によって、バスバーで発生した熱がバスバー間で分散される。それによってバスバー間における熱分布のばらつきを低減できる。

　上記電気接続部材において、前記バスバー間接続部は、前記複数のバスバーのそれぞれが有する前記一対の接合部の間の長さの中央地点となる箇所に設けられているようにしてもよい。
　本構成によれば、各バスバーの、一対の接合部間の長さの中央地点において物理的な結合をすることで、各バスバーの端部で結合することと比べて各バスバーで発生した熱の分散を有効に行える。そのため、熱分布のばらつきを最小化することが可能と言える。なお、ここで用語「中央地点」は、一対の接合部間の長さの中央地点の一点のみではなく、中央地点の両側の近傍地点も含む。

　また、上記電気接続部材において、前記バスバー間接続部は、前記複数のバスバーの各バスバーの幅方向が鉛直方向となるように前記複数のバスバーを立てた状態において、前記複数のバスバーを接続するようにしてもよい。
　本構成によれば、各バスバーを幅方向が鉛直方向となるように立たせた状態でバスバー間接続部によって接続される構成である。そのため、電気接続部材が複数のバスバーを含む場合であっても、電気接続部材全体の大きさを、各バスバーを寝かせて構成する場合と比べてコンパクト化できる。

　また、上記電気接続部材において、前記バスバー間接続部は、前記複数のバスバーの幅方向の上端部および下端部の少なくとも一方の端部において、前記複数のバスバーを接続するようにしてもよい。
　本構成によれば、バスバー間接続部は、バスバーの幅方向の端部においてバスバーに接続する構成であるため、バスバー間接続部を、例えば、板状の導電部材とすることができ、バスバー間接続部の構成を簡易化できる。

　また、上記電気接続部材において、前記複数のバスバーは、少なくとも三個のバスバーを含み、前記バスバー間接続部は、隣接する一対のバスバー間を接続する複数の隣接バスバー間接続部によって構成され、前記複数の隣接バスバー間接続部は、隣接する一対のバスバーの幅方向の上端部間を接続する上部隣接バスバー間接続部と、隣接する一対のバスバーの幅方向の下端部間を接続する下部隣接バスバー間接続部と、を含み、前記上部隣接バスバー間接続部と下部隣接バスバー間接続部とは交互に設けられているようにしてもよい。
　本構成によれば、隣接バスバー間接続部が、バスバーの幅方向の上端部間と下端部間とにおいて交互に設けられる。そのため、電気接続部材を、切り抜き作業および折り曲げ作業等によって、一枚の金属板から形成できる。

　また、上記電気接続部材において、前記可撓部は、前記複数のバスバーの各バスバーの一部を蛇腹状に屈曲させた屈曲部によって構成されるようにしてもよい。
　本構成によれば、可撓部を、金属板の屈曲作業によって簡易に形成できる。

　本明細書に開示される電気接続部材によれば、可撓性を有する複数のバスバーを含む電気接続部材において、バスバー間における熱分布のばらつきを低減できる。

一実施形態に係る電気接続部材を示す斜視図電気接続部材を示す正面図電気接続部材の適用例１を示す斜視図適用例１における端子接続部のカバー部を示す斜視図適用例１における端子接続部の接続本体部を示す斜視図電気接続部材の適用例２における端子接続部を示す斜視図適用例２における電気接続部材と端子接続部のカバー部との接合状態を示す斜視図適用例２における電気接続部材と端子接続部のカバー部との接合状態を示す斜視図電気接続部材の適用例２を示す斜視図

　＜実施形態＞
　電気接続部材１０の一実施形態を図１から図９を参照しつつ説明する。電気接続部材１０は、端子接続部を介して端子間を電気的に接続するために用いられる。例えば、図３に示されるように、電気接続部材１０は、電気自動車や、ハイブリッド車等の車両に搭載されて、この車両の駆動源として用いられる電池モジュール（７０Ａ、７０Ｂ）に対して使用される。

　１．電気接続部材の構成
　図１に示すように、電気接続部材１０は、大きくは、複数（本実施形態では４個）のバスバー２０と、バスバー間接続部３１とを備える。なお、図１において、矢印Ｘ方向をバスバー２０の長手方向、矢印Ｙ方向をバスバー２０の並び方向、矢印Ｚ方向をバスバー２０の幅方向（上下方向）とする。また、複数のバスバー２０は、少なくとも三個のバスバーを含むものであればよい。

　各バスバー２０は、一対の接合部（２１Ａ、２１Ｂ）、可撓部２２、および係止部２３を含む。
　一対の接合部（２１Ａ、２１Ｂ）は、バスバー２０の両端部に形成され、後述する端子接続部５０に電気的に接合する。各接合部（２１Ａ、２１Ｂ）の先端部は、直角に屈曲した係止部２３となっている。係止部２３は、図３に示されるように、端子接続部５０のカバー部５２の壁部５２Ｂに当接して、バスバー２０を端子接続部５０に係止する。なお、係止部２３は、後述する端子接続部６０への接合部としても機能する。

　可撓部２２は、図１に示されるように、一対の接合部（２１Ａ、２１Ｂ）の間に設けられ、バスバー２０の一部を蛇腹状に屈曲させた屈曲部によって構成されている。そのため、可撓部２２を、金属板の屈曲作業によって簡易に形成できる。なお、可撓部２２は蛇腹状に屈曲させた屈曲部の構成に限られない。

　バスバー間接続部３１は、一対の接合部（２１Ａ、２１Ｂ）の間に設けられ、複数のバスバー２０を電気的に接続する。本実施形態においては、バスバー間接続部３１は、隣接する一対のバスバー２０間を接続する複数（本実施形態では３個）の隣接バスバー間接続部（３１Ａ、３１Ｂ）によって構成されている。そして、複数の隣接バスバー間接続部（３１Ａ、３１Ｂ）は、隣接する一対のバスバー２０について、バスバー２０の幅方向（図２の矢印Ｚ方向）の上端部２４Ａ間を接続する上部隣接バスバー間接続部３１Ａと、バスバーの幅方向の下端部２４Ｂ間を接続する下部隣接バスバー間接続部３１Ｂと、を含む。上部隣接バスバー間接続部３１Ａと下部隣接バスバー間接続部３１Ｂとは交互に設けられている。なお、以下において、上部隣接バスバー間接続部３１Ａと下部隣接バスバー間接続部３１Ｂとを区別しない場合は、隣接バスバー間接続部（３１Ａ、３１Ｂ）と記す。

　具体的には、図２に示されるように、２個の上部隣接バスバー間接続部３１Ａは、バスバー２０の幅方向の上端部２４Ａ間を接続するように設けられている。また、下部隣接バスバー間接続部３１Ｂは、２個の上部隣接バスバー間接続部３１Ａの間において、バスバー２０の幅方向の下端部２４Ｂ間を接続するように設けられている。このように、３個の隣接バスバー間接続部（３１Ａ、３１Ｂ）は、バスバー２０の幅方向の上端部２４Ａ間と下端部２４Ｂ間とにおいて交互に設けられる。そのため、３個の隣接バスバー間接続部（３１Ａ、３１Ｂ）を含めて、電気接続部材１０を、切り抜き作業および折り曲げ作業等によって、一枚の金属板から形成できる。

　なお、隣接バスバー間接続部（３１Ａ、３１Ｂ）は、各バスバー２０において、各バスバーの一対の接合部（２１Ａ、２１Ｂ）間において、一対の接合部（２１Ａ、２１Ｂ）間の長さの中央地点となる箇所に設けられていることが好ましい。すなわち、この場合、各バスバー２０の、一対の接合部（２１Ａ、２１Ｂ）間の長さの中央地点において物理的な結合をすることで、各バスバー２０の端部で結合することと比べて各バスバー２０で発生した熱の分散を有効に行える。そのため、熱分布のばらつきを、最小個数の隣接バスバー間接続部（３１Ａ、３１Ｂ）によって最小化することが可能と言える。なお、ここで用語「中央地点」は、一対の接合部間の長さの中央地点の一点のみではなく、中央地点の両側の近傍地点も含む。また、その場合、可撓部２２の設置場所に応じて、一対の接合部間の長さに可撓部２２の長さを含めてもよいし、含めなくてもよい。

　また、本実施形態においては、各バスバー２０は、図１に示されるように、各バスバー２０の幅方向が鉛直方向（Ｚ方向）となるように立てた状態において、バスバー間接続部３１によって電気的および機械的に接続されている。そのため、電気接続部材１０が複数のバスバー２０を含む場合であっても、電気接続部材１０の全体の大きさ（占有体積）を、各バスバー２０を寝かせて構成する場合と比べてコンパクト化できる。
　なお、各バスバー２０の配置態様はこれに限られず、各バスバー２０を寝かせて配置する構成であってもよい。その際、バスバー間接続部３１は、寝かせた状態のバスバー２０を接続する構成となる。なお、バスバー２０を寝かせた状態とは、バスバー２０の板面が上下方向を向くように配された状態をいう。

　２．電気接続部材の適用例
　次に、図３から図９を参照して電気接続部材１０の適用例を説明する。以下の適用例では、電気接続部材１０が、２個の電池モジュール（７０Ａ、７０Ｂ）の正極端子７２Ａと負極端子７２Ｂとの間を接続する際に使用される例が示される。各電池モジュール（７０Ａ、７０Ｂ）は、正極端子７２Ａと負極端子７２Ｂを有する複数（図３では３個）の電池セル７１を含む。各電池セル７１は正極端子７２Ａと負極端子７２Ｂの位置が反対になるように配置されている。そして、外部接続される端子（正極端子７２Ａ及び負極端子７２Ｂ）以外の、隣接する電池セル７１の隣接する端子は、図示されない導電部材によって接続されている。すなわち、各電池セル７１は、電気的に直列接続されている。

　なお、電気接続部材１０の適用例はこれに限られず、電気接続部材１０は、例えば、電池モジュール７０Ａの外部出力正極端子７２Ａ（ＯＵＴ）と外部機器の端子との接続や、電池モジュール７０Ｂの外部出力負極端子７２Ｂ（ＯＵＴ）と外部機器の端子との接続に用いられてもよい。あるいは、電気接続部材１０は、電池モジュール７０に係る端子の接続以外に使用されてもよい。

　２－１．適用例１
　適用例１では、図３に示されるように、電気接続部材１０の一端は、端子接続部５０を介して電池モジュール７０Ａの負極端子７２Ｂに接続されている。また、電気接続部材１０の他端は、端子接続部５０を介して電池モジュール７０Ｂの正極端子７２Ａに接続されている。

　端子接続部５０は、図４に示されるように、接続本体部５１とカバー部５２とを含む。カバー部５２は、貫通孔ＴＨを除き接続本体部５１を覆う。カバー部５２には、電気接続部材１０の各バスバー２０の接合部（２１Ａ、２１Ｂ）を挿入して接続本体部５１に結合させるための切り欠き部５２Ａが形成されている。

　接続本体部５１は、図５に示されるように、平板部５１Ａと平板部５１Ａの両サイドに形成された壁部５１Ｂとを含む。平板部５１Ａには端子接続部５０を電池モジュール７０の正極端子７２Ａ又は負極端子７２Ｂと結合させるための貫通孔ＴＨ、および電気接続部材１０の各バスバー２０の接合部（２１Ａ、２１Ｂ）を係止して平板部５１Ａに電気的に接続するための係止接続部５１Ｃが形成されている。各壁部５１Ｂには、電気接続部材１０の接合部（２１Ａ、２１Ｂ）を係止接続部５１Ｃに係止させるためのスリットＳＬが設けられている。

　すなわち、適用例１では、電気接続部材１０を、電池モジュール７０の正極端子７２Ａ及び負極端子７２Ｂに接続する際、電気接続部材１０の各バスバー２０の接合部（２１Ａ、２１Ｂ）を、端子接続部５０のカバー部５２の切り欠き部５２Ａを介して、平板部５１Ａの係止接続部５１Ｃに挟持させて結合させることによって行われる。

　２－２．適用例２
　適用例２は、適用例１とは端子接続部の構成が異なる。すなわち、適用例２の端子接続部６０は、図６に示されるように、端子接続部５０と同様に、接続本体部６１とカバー部６２とを含むが、それらの構成が異なる。また、適用例２では、電気接続部材１０Ａの端子接続部６０への結合態様が適用例１と異なっている。

　すなわち、接続本体部６１は、図６に示されるように、平板部６１Ａと平板部６１Ａから鉛直方向に立設された板状接続部６１Ｂによって構成されている。平板部６１Ａには、平板部５１Ａと同様に、端子接続部６０を電池モジュール７０の正極端子７２Ａと負極端子７２Ｂに結合させるための貫通孔ＴＨが形成されている。

　一方、カバー部６２には、図８に示されるように、端子接続部５０の平板部５１Ａに設けられていたような、係止接続部６２Ｃが設けられている。この係止接続部６２Ｃには、カバー部６２を接続本体部６１に取付けた際（図９参照）に、接続本体部６１に設けられた板状接続部６１Ｂが係止される。

　また、カバー部６２の壁部６２Ｂには、図７および図８に示されるように、電気接続部材１０Ａの各バスバー２０の係止部２３が、例えば、溶接によって結合されている。なお、適用例２では、図７に示されるように、適用例１の電気接続部材１０とは上下方向（図１の矢印Ｚ方向）を逆にして、電気接続部材１０Ａの各バスバー２０の係止部２３がカバー部６２の壁部６２Ｂに結合されている。

　すなわち、適用例２では、各バスバー２０の係止部２３が適用例１における接合部（２１Ａ、２１Ｂ）の、電気接続部材１０Ａを端子接続部に接合させる機能を果たしている。また、構成的には、端子接続部６０の板状接続部６１Ｂが適用例１における接合部（２１Ａ、２１Ｂ）に相当する。

　このように、適用例２では、電気接続部材１０Ａを、電池モジュール７０の正極端子７２Ａ及び負極端子７２Ｂに接続する際、電気接続部材１０Ａの各バスバー２０の係止部２３を端子接続部６０のカバー部６２の壁部６２Ｂに接合する。次いで、電気接続部材１０Ａが接合された端子接続部６０のカバー部６２を、正極端子７２Ａ又は負極端子７２Ｂにナットによって接続された接続本体部６１に取付けることによって行われる。その際、接続本体部６１の板状接続部６１Ｂがカバー部６２の係止接続部６２Ｃに挟持されて結合される。

　３．実施形態の効果
　可撓部２２を含む４個（複数）のバスバー２０を電気的に接続するバスバー間接続部３１が一対の接合部（２１Ａ、２１Ｂ）の間に設けられている。そのため、各バスバー２０が、一対の接合部（２１Ａ、２１Ｂ）の間において電気的に接続されている。
　通常、電気的に接続可能な材料、すなわち導電材料は熱伝導率も良く、熱拡散や放熱の機能を有する。そのため、バスバー２０内の抵抗値の分布に起因して、言い換えれば、バスバー２０の製造公差（許容公差）に起因して、バスバー間において様々な電流値の差が生じ、それによってバスバー間において発熱量の差が生じることがあっても、熱伝導率の良いバスバー間接続部３１によって、各バスバー２０で発生した熱がバスバー間で分散される。それによって、バスバー間における熱分布のばらつきを低減できる。
　すなわち、可撓部２２を形成するために複数のバスバー２０からなる電気接続部材１０の構成において、バスバー２０の製造公差による抵抗値の差に起因するバスバー間の温度差を低減できる。

　＜他の実施形態＞
　本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

　（１）上記実施形態においては、バスバー間接続部３１が、各バスバー２０において、各バスバーの一対の接合部（２１Ａ、２１Ｂ）間において、一対の接合部（２１Ａ、２１Ｂ）間の長さの中央地点となる箇所に設けられている例を示したが、バスバー間接続部３１の設置箇所はこれに限られない。例えば、バスバー２０としての中央部に設けられてもよいし、図１に示されるように可撓部２２に隣接した場所に設けられてもよい。また、バスバー間接続部３１は、各バスバー２０に対して、一箇所に限られず、複数箇所、例えば３箇所に設けられてもよい。さらに、設置箇所は、各バスバー間接続部３１において、バスバー２０の長手方向（図１の矢印Ｘ方向）の同一位置でなくてもよい。

　（２）上記実施形態においては、バスバー間接続部３１を、隣接する一対のバスバー間を接続する複数（上記実施形態では３個）の隣接バスバー間接続部（３１Ａ、３１Ｂ）によって構成されている例を示したが、バスバー間接続部３１の構成は、これに限られない。例えば、バスバー間接続部３１は、複数のバスバーを、その上端部あるいは下端部において、同時に接続する１枚の導電性金属板によって構成されてもよい。また、そのような導電性金属板を複数のバスバーの上端部および下端部に設けるようにしてもよい。また、バスバー間接続部３１の形状は平板状に限定されない。例えば、一部が屈曲した形状のものであってもよい。

１０、１０Ａ：電気接続部材
２０：バスバー
２１Ａ、２１Ｂ：一対の接合部
２２：屈曲部（可撓部）
２３：係止部（接合部）
２４Ａ：幅方向の上端部
２４Ｂ：幅方向の下端部
３１：バスバー間接続部
３１Ａ：上部隣接バスバー間接続部（バスバー間接続部）
３１Ｂ：下部隣接バスバー間接続部（バスバー間接続部）
５０、６０：端子接続部

Claims

　端子接続部を介して端子間を電気的に接続する電気接続部材であって、
　両端部に形成され前記端子接続部に電気的に接合する一対の接合部と、前記一対の接合部間に設けられた可撓部とを含む複数のバスバーと、
　前記一対の接合部の間に設けられ、前記複数のバスバーを電気的に接続するバスバー間接続部と、を備えた電気接続部材。
　請求項１に記載の電気接続部材において、
　前記バスバー間接続部は、前記複数のバスバーの各バスバーが有する前記一対の接合部の間の長さの中央地点となる箇所に設けられている、電気接続部材。
　請求項１または請求項２に記載の電気接続部材において、
　前記バスバー間接続部は、前記複数のバスバーの各バスバーの幅方向が鉛直方向となるように前記複数のバスバーを立てた状態において、前記複数のバスバーを接続する、電気接続部材。
　請求項３に記載の電気接続部材において、
　前記バスバー間接続部は、前記複数のバスバーの幅方向の上端部および下端部の少なくとも一方の端部において、前記複数のバスバーを接続する、電気接続部材。
　請求項４に記載の電気接続部材において、
　前記複数のバスバーは、少なくとも三個のバスバーを含み、
　前記バスバー間接続部は、隣接する一対のバスバー間を接続する複数の隣接バスバー間接続部によって構成され、
　前記複数の隣接バスバー間接続部は、隣接する一対のバスバーの幅方向の上端部間を接続する上部隣接バスバー間接続部と、隣接する一対のバスバーの幅方向の下端部間を接続する下部隣接バスバー間接続部と、を含み、
　前記上部隣接バスバー間接続部と下部隣接バスバー間接続部とは交互に設けられている、電気接続部材。
　請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の電気接続部材において、
　前記可撓部は、前記複数のバスバーの各バスバーの一部を蛇腹状に屈曲させた屈曲部によって構成される、電気接続部材。