WO2023047980A1 - バスバー及び蓄電モジュール - Google Patents
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Definitions
- the present disclosure relates to busbars and power storage modules.
- a power storage module such as an electric vehicle or a hybrid vehicle includes a large number of stacked power storage elements, and the plurality of power storage elements are electrically connected in series or in parallel by bus bars.
- a laminated bus bar disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2021-26946 (Patent Document 1 below) is conventionally known.
- This laminated bus bar includes a conductive plate-shaped first base material having a plurality of first through holes arranged in a row at equal intervals, and a plurality of first through holes arranged in a row at equal intervals. a second substrate having two through holes. The first base material and the second base material are laminated and fixed.
- Each first through-hole and each second through-hole are arranged to face each other in the stacking direction of the first base material and the second base material.
- a hole edge portion of the second through hole is provided with a thin portion to be welded to the electrode terminal of the storage element.
- a laminated bus bar has a bent portion between adjacent thin portions. The bent portion is elastically deformable in the direction in which the first through holes are arranged.
- the laminated bus bar is deformed in a direction perpendicular to both the lamination direction of the first base material and the second base material and the arrangement direction of the first through-holes (short side direction of the laminated bus bar). Hateful. Therefore, if the storage element is displaced in the short side direction of the laminated bus bar after the laminated bus bar is welded to the electric storage element, stress is applied to the welded portion between the laminated bus bar and the electrode terminal, thereby connecting the laminated bus bar and the electrode terminal. It is conceivable that reliability may be impaired.
- a bus bar of the present disclosure is a plate-shaped bus bar that connects a plurality of storage elements, and includes a plurality of connection portions that are connected to electrode terminals of the plurality of storage elements, and one or more that connect the adjacent connection portions. and an intermediate portion of the connecting portion is arranged to face the electrode terminal and includes an electrode welding portion welded to the electrode terminal, and the intermediate portion is provided with one or more slits.
- the slit has a shape elongated in the direction in which the connection portions are arranged, and has a predetermined dimension in a width direction perpendicular to both the direction of arrangement and the direction in which the electrode welding portion and the electrode terminal face each other.
- FIG. 1 is a perspective view of a power storage module according to Embodiment 1.
- FIG. 2 is an enlarged plan view of the power storage module showing the periphery of the busbar.
- FIG. 3 is a plan view of a busbar.
- FIG. 4 is a perspective view of a busbar.
- FIG. 5 is a front view of a busbar.
- FIG. 6 is an enlarged front view of the busbar showing the vicinity of the chevron portion.
- FIG. 7 is an exploded perspective view of the busbar.
- FIG. 8 is a perspective view of one base material.
- FIG. 9 is a plan view schematically showing deformation of the bus bar.
- FIG. 1 is a perspective view of a power storage module according to Embodiment 1.
- FIG. 2 is an enlarged plan view of the power storage module showing the periphery of the busbar.
- FIG. 3 is a plan view of a busbar.
- FIG. 4 is a perspective view of a busbar
- FIG. 10 is a plan view schematically showing deformation of a busbar that is not included in the scope of the present disclosure and has no slits.
- 11 is a plan view of a bus bar according to a second embodiment;
- FIG. 12 is a perspective view of a busbar.
- 13 is a front view of a busbar according to a third embodiment;
- FIG. 14 is a plan view of a bus bar according to a fourth embodiment;
- FIG. 15 is a plan view of a busbar according to a fifth embodiment;
- a bus bar of the present disclosure is a plate-shaped bus bar that connects a plurality of storage elements, and connects a plurality of connection portions connected to electrode terminals of the plurality of storage elements and the adjacent connection portions. and one or more intermediate portions, wherein the connection portion includes an electrode welding portion arranged to face the electrode terminal and welded to the electrode terminal, and one or more slits in the intermediate portion. is provided, and the slit has a shape elongated in the direction in which the connecting portions are arranged, and has a predetermined width in a width direction perpendicular to both the direction of arrangement and the direction in which the electrode welding portion and the electrode terminal face each other.
- a busbar having dimensions.
- the "predetermined dimension” is a dimension that cannot be recognized as substantially zero, for example, a dimension that allows recognition that the hole edges of the slit are spaced apart in the width direction. .
- the provision of the slits facilitates deformation of the busbar in the width direction. Therefore, when the electric storage element is displaced in the width direction, the stress applied to the electrode welded portion welded to the electrode terminal can be reduced. Therefore, the electrical connection between the busbar and the electrode terminals is less likely to be damaged.
- the increased number of slits makes it easier for the busbar to deform in the width direction.
- the intermediate portion is a mountain-shaped portion protruding from the connection portion in a direction away from the electrode terminal.
- the chevron portion includes a ceiling portion parallel to the connection portion and a connection portion connecting the ceiling portion and the connection portion, and the connection portion extends from the connection portion side to the ceiling portion side. It is preferable that the ceiling portion protrudes in a direction from the ceiling portion toward the connection portion in the alignment direction as the direction of the line extends toward the end.
- "parallel” shall also include an arrangement recognized as being substantially parallel.
- the bus bar is configured by including a plurality of plate-shaped base materials laminated in the facing direction.
- the volume of the busbar can be easily increased, so even if the voltage of the storage element is increased, the heat generation of the busbar can be suppressed.
- the above-described bus bar is configured by including a plurality of plate-shaped base materials laminated in the facing direction, each of the base materials having a convex portion forming the mountain-shaped portion, and adjacent to the convex portion. A clearance is preferably provided between the parts.
- each protrusion can be easily deformed independently. Therefore, the busbar is easily deformed in the width direction.
- a power storage module of the present disclosure is a power storage module including a plurality of power storage elements and the above-described busbars connected to electrode terminals of the plurality of power storage elements.
- the power storage module 10 of this embodiment includes a plurality of power storage elements 11 and bus bars 20 that electrically connect adjacent power storage elements 11 .
- the power storage module 10 is mounted on a vehicle as a power source for driving the vehicle, such as an electric vehicle or a hybrid vehicle.
- the direction indicated by arrow Z is upward
- the direction indicated by arrow X is forward
- the direction indicated by arrow Y is leftward.
- a plurality of identical members only some members may be given reference numerals, and the reference numerals of other members may be omitted.
- the power storage element 11 has a flat rectangular parallelepiped shape, and a power storage element (not shown) is accommodated therein. Electrode terminals 12A and 12B are provided on the upper surface of the storage element 11 . One of the electrode terminals 12A and 12B is a positive electrode and the other is a negative electrode.
- the storage element 11 is not particularly limited, and may be a secondary battery or a capacitor.
- the storage element 11 according to this embodiment is a secondary battery.
- a plurality of storage elements 11 (six in this embodiment) are stacked in the horizontal direction, and spacers (not shown) are arranged between adjacent storage elements 11 . In this embodiment, the storage elements 11 are arranged such that the electrode terminals 12A and the electrode terminals 12B are alternately connected in the stacking direction of the storage elements 11 .
- the bus bar 20 is made of a conductive metal plate. Specifically, as will be described later, the bus bar 20 is configured by vertically stacking a plurality of plate-shaped base materials 30 . Metals forming the bus bar 20 include copper, copper alloys, aluminum, aluminum alloys, stainless steel (SUS), and the like. As shown in FIGS. 1 and 2, the bus bar 20 is attached to the upper surfaces of the adjacent storage elements 11 to electrically connect the electrode terminals 12A and 12B (that is, the positive and negative electrodes) of the adjacent storage elements 11. It's like
- the busbar 20 has two connection portions 21 and an intermediate portion 22 connecting the two connection portions 21 .
- the connecting portion 21 is flat and is a portion that overlaps the electrode terminals 12A and 12B.
- Electrode welding portions 23 are provided on the lower surfaces of the left and right connecting portions 21 so as to face the upper surfaces of the electrode terminals 12A and 12B.
- the electrode welded portion 23 is electrically and physically connected to the upper surfaces of the electrode terminals 12A and 12B by welding.
- the direction in which the connecting portions 21 are arranged is the horizontal direction
- the facing direction in which the electrode welding portions 23 and the electrode terminals 12A and 12B face each other is the vertical direction.
- the busbar 20 has a slit 24 vertically penetrating the intermediate portion 22 .
- the slit 24 is arranged at the central position of the busbar 20 in the front-rear direction.
- the slit 24 is elongated in the left-right direction and has a predetermined dimension in the width direction.
- the width direction of the slit 24 of this embodiment is the front-rear direction.
- the predetermined dimension is a dimension that cannot be recognized as substantially zero. Dimensions.
- the dimension LW of the slit 24 in the width direction front-back direction, short side direction
- the intermediate portion 22 of the present embodiment is a chevron portion 25 that protrudes upward from the connection portion 21 in the direction away from the electrode terminals 12A and 12B.
- the chevron portion 25 has an angular inverted U shape when viewed from the front.
- the chevron portion 25 includes a ceiling portion 26 parallel to the connecting portion 21 and two connecting portions 27 connecting the ceiling portion 26 and the connecting portion 21 .
- the left connecting portion 27 connects the right end portion of the left connecting portion 21 and the left end portion of the ceiling portion 26
- the right connecting portion 27 connects the left end portion of the right connecting portion 21 and the ceiling portion 26 . connected to the right end of the
- the connecting portion 27 is provided perpendicular to the connecting portion 21 . It should be noted that, in the present disclosure, parallel and perpendicular include substantially parallel and perpendicular orientations.
- the chevron portion 25 absorbs tolerances in the left-right direction and the up-down direction by elastically deforming.
- the bus bar 20 disposed between the two electrode weld portions 23 is arranged between the two electrode weld portions 23 more than the case where the mountain-shaped portion 25 is not provided (see the flat plate-shaped bus bar 320 shown in FIG. 14). length can be increased. That is, since the ridged portions 25 are provided with extra lengths of the busbars 20, the busbars 20 can be easily deformed even when the left and right connecting portions 21 are displaced in the longitudinal direction (details will be described later). .
- the slit 24 penetrates the chevron portion 25 in the vertical direction.
- the lateral dimension LL of the slit 24 is larger than the lateral dimension of the chevron portion 25 , and the right and left ends of the slit 24 are arranged at positions near the chevron portion 25 of the connecting portion 21 . That is, the chevron portion 25 is divided in the front-rear direction by the slits 24 .
- the portion of the chevron portion 25 arranged on the front side of the slit 24 is a first chevron portion 25A.
- a portion of the chevron portion 25 arranged on the rear side of the slit 24 is a second chevron portion 25B.
- the first chevron portion 25A includes a first ceiling portion 26A that is the front portion of the ceiling portion 26 and two first connecting portions 27A that are the front portions of the connecting portion 27 .
- the second chevron portion 25B includes a second ceiling portion 26B that is the rear portion of the ceiling portion 26 and two second connecting portions 27B that are the rear portions of the connecting portion 27 .
- the bus bar 20 is composed of a plurality of (eight in the present embodiment) plate-like base materials 30 stacked in the vertical direction.
- each base material 30 includes two plate portions 31 and an intermediate plate portion 32 connecting the two plate portions 31 .
- the intermediate plate portion 32 is a convex portion 35 projecting upward from the plate portion 31 .
- the convex portion 35 includes a protruding plate portion 36 parallel to the plate portion 31 and two side plate portions 37 connecting the plate portion 31 and the protruding plate portion 36 .
- the left side plate portion 37 connects the right end portion of the left plate portion 31 and the left end portion of the projecting plate portion 36
- the right side plate portion 37 connects the left end portion of the right plate portion 31 and the projecting plate portion.
- the right end of the portion 36 is connected.
- the side plate portion 37 is provided perpendicular to the plate portion 31 .
- the planar view shapes of the plurality of base materials 30 are provided to have substantially the same shape and size.
- the base material 30 has a long hole portion 34 that penetrates the intermediate plate portion 32 in the vertical direction.
- the long hole portion 34 is arranged at the center position of the base material 30 in the front-rear direction.
- the elongated hole portion 34 is elongated in the left-right direction and has a predetermined dimension in the front-rear direction.
- the elongated holes 34 of the plurality of substrates 30 are formed to have substantially the same shape and size in plan view.
- the elongated hole portion 34 penetrates the convex portion 35 in the vertical direction. Specifically, the dimension of the long hole 34 in the left-right direction is smaller than the dimension of the projection 35 in the left-right direction, and the right and left ends of the long hole 34 are arranged at positions near the projection 35 of the plate portion 31 . ing. That is, the convex portion 35 is divided in the front-rear direction by the elongated hole portion 34 .
- the bus bar 20 is manufactured by vertically stacking a plurality of base materials 30 and fixing the plate portions 31 to each other by crimping or the like (see FIGS. 5 to 7). As shown in FIG. 6 , the connecting portion 21 , the intermediate portion 22 , the chevron portion 25 , the ceiling portion 26 , and the connecting portion 27 of the busbar 20 are connected to the plate portions 31 , intermediate plate portions 32 , and 32 of the plurality of laminated base materials 30 . Each of the projections 35, the protruding plate portion 36, and the side plate portion 37 is configured. As shown in FIG. 4 , the slits 24 of the busbar 20 are provided by connecting the long hole portions 34 of the plurality of base materials 30 in the vertical direction.
- a clearance CL is provided between adjacent projections 35.
- a vertical clearance CL1 is provided between adjacent projecting plate portions 36 .
- a left-right clearance CL2 is provided between the adjacent side plate portions 37 .
- the protrusions 35 are less likely to interfere with each other, and the protrusions 35 are more likely to deform independently. Therefore, deformation of the chevron portion 25 is facilitated. In addition, since no frictional force or the like acts between the convex portions 35, the deformation resistance of the mountain-shaped portion 25 is reduced. Therefore, the busbar 20 is more likely to deform in the front-rear direction than one in which the clearance CL is not provided between the adjacent protrusions 35 . Furthermore, by providing the clearance CL, it becomes easier to stack the plurality of base materials 30 .
- the busbar 20 of the present embodiment has the configuration described above, and modifications of the busbar 20 will be described below.
- the horizontal direction is the direction in which the plurality of storage elements 11 are stacked (see FIGS. 1 and 2).
- the vertical direction is the direction in which the electrode terminals 12A and 12B face the electrode welding portions 23 of the busbars 20, and is the direction in which the busbars 20 are assembled to the electrode terminals 12A and 12B. Therefore, in the horizontal direction and the vertical direction, for example, tolerance due to expansion and contraction of the storage element 11, manufacturing tolerance of the storage element 11, assembly tolerance between the storage element 11 and the bus bar 20, and the like occur.
- the busbar 20 includes a chevron portion 25 formed in a substantially inverted U shape when viewed from the front (see FIGS. 4 and 5).
- the chevron portion 25 is elastically deformable in the left-right direction and the up-down direction. Therefore, the bus bar 20 can be deformed in the left-right direction and the up-down direction to absorb tolerances in the left-right direction and the up-down direction.
- the front-rear direction is a direction orthogonal to both the stacking direction of the plurality of storage elements 11 and the direction in which the busbars 20 are assembled to the electrode terminals 12A and 12B (see FIGS. 1 and 2).
- the power storage elements 11 adjacent to each other in the left-right direction may be displaced from each other in the front-rear direction. For example, as shown in FIG.
- the chevron portion 25 is divided into a first chevron portion 25A and a second chevron portion 25B by a slit 24 having a predetermined dimension in the width direction.
- a slit 24 having a predetermined dimension in the width direction.
- Busbar 720 is configured in the same manner as busbar 20 of the present embodiment, except that slit 24 is not provided.
- busbar 720 the same members as busbar 20 are denoted by the same reference numerals as those of busbar 20 .
- the busbar 720 includes two connection portions 21 and a chevron portion 725 connecting the two connection portions 21 .
- An electrode welding portion 23 is provided on the lower surface of the connecting portion 21 .
- the chevron portion 725 includes a ceiling portion 726 parallel to the connecting portion 21 and two connecting portions 727 connecting the ceiling portion 726 and the connecting portion 21 .
- busbar 20 can disperse stress more than bus bar 720 .
- the longitudinal dimension of the first chevron portion 25A and the second chevron portion 25B is smaller than the longitudinal dimension of the chevron portion 725 . Therefore, in FIGS. 9 and 10, if the torsion angles of the torsional deformations are the same, the front and rear ends of the first connecting portion 27A and the front and rear ends of the second connecting portion 27B are connected. Compared to the front end and rear end of the portion 727, the deformation is smaller, and the reaction force associated with torsional deformation is smaller. Therefore, the first connecting portion 27A and the second connecting portion 27B are more likely to be twisted and deformed than the connecting portion 727 is.
- the busbar 20 is provided with the slits 24, the stress applied to the electrode welded portions 23 can be reduced when the left and right connecting portions 21 are displaced in the front-rear direction. Therefore, it is possible to suppress breakage of the welded portions between the electrode welded portion 23 and the electrode terminals 12A and 12B, and it is easy to maintain the reliability of the electrical connection between the busbar 20 and the electrode terminals 12A and 12B.
- a bus bar 20 according to the first embodiment is a plate-shaped bus bar 20 that connects a plurality of storage elements 11, and has a plurality of connecting portions 21 connected to electrode terminals 12A and 12B of the plurality of storage elements 11 and adjacent to each other. and one or more intermediate portions 22 connecting the connection portions 21, and the connection portions 21 are arranged to face the electrode terminals 12A and 12B and have electrode welding portions 23 welded to the electrode terminals 12A and 12B.
- One or more slits 24 are provided in the intermediate portion 22, and the slits 24 are elongated in the direction in which the connection portions 21 are arranged (horizontal direction).
- 12B have a predetermined dimension in the width direction (front-rear direction) orthogonal to both of the facing directions (up-down direction) in which they face each other.
- the provision of the slits 24 facilitates deformation of the busbar 20 in the width direction. Therefore, when the electric storage element 11 is displaced in the width direction, the stress applied to the electrode welded portions 23 welded to the electrode terminals 12A and 12B can be reduced. Therefore, the electrical connection between the bus bar 20 and the electrode terminals 12A, 12B is less likely to be damaged.
- the intermediate portion 22 is a chevron portion 25 that protrudes from the connection portion 21 in a direction away from the electrode terminals 12A and 12B.
- the bus bar 20 is configured with a plurality of plate-like base materials 30 laminated in opposite directions.
- the volume of the busbar 20 can be easily increased, so even if the voltage of the electric storage element 11 is increased, the heat generation of the busbar 20 can be suppressed.
- each base member 30 has a convex portion 35 that constitutes the chevron portion 25, and a clearance CL is provided between the adjacent convex portions 35.
- each convex portion 35 can be easily deformed independently. Therefore, the busbar 20 is easily deformed in the width direction.
- a power storage module 10 includes a plurality of power storage elements 11 and a bus bar 20 connected to electrode terminals 12A and 12B of the plurality of power storage elements 11 .
- FIG. A busbar 120 according to the second embodiment is configured in the same manner as the busbar 20 according to the first embodiment, except that it has a plurality of slits 124 .
- members that are the same as those of the first embodiment are assigned the same reference numerals as those of the first embodiment, and descriptions of the same configurations and effects as those of the first embodiment are omitted.
- the busbar 120 has a plurality of (three in this embodiment) slits 124 vertically penetrating the intermediate portion 22 .
- the three slits 124 are arranged in the front-rear direction in the intermediate portion 22 .
- the chevron portion 125 of the busbar 120 is divided into a first chevron portion 125A, a second chevron portion 125B, a third chevron portion 125C, and a fourth chevron portion 125D from the front side. split.
- the first chevron portion 125A, the second chevron portion 125B, the third chevron portion 125C, and the fourth chevron portion 125D are shorter in the front-rear direction than the first chevron portion 25A and the second chevron portion 25B of the first embodiment. there is Therefore, as described above regarding the deformation of the busbar 20 in the front-rear direction, when the left and right connection portions 21 are displaced in the front-rear direction, these chevron portions 125A to 125D are more likely to be deformed than the first chevron portion 25A and the second chevron portion 25B. Therefore, it is difficult to receive excessive stress and is easy to deform.
- Embodiment 2 According to the second embodiment, the following actions and effects are obtained.
- a plurality of slits 124 are provided for each intermediate portion 22 and arranged in the width direction.
- the bus bar 120 is more easily deformed in the width direction by increasing the number of the slits 124 .
- a busbar 220 according to the third embodiment is configured in the same manner as the busbar 20 according to the first embodiment, except for connecting portions 227 .
- members that are the same as those of the first embodiment are assigned the same reference numerals as those of the first embodiment, and descriptions of the same configurations and effects as those of the first embodiment are omitted.
- the connecting portion 227 forms an acute angle with respect to the ceiling portion 26 and the connecting portion 21 and is not arranged vertically. Specifically, the left connecting portion 227 is located on the left side as it goes upward. The right connecting portion 227 is located on the right side as it goes upward. That is, the connecting portion 227 protrudes in the direction from the ceiling portion 26 toward the connecting portion 21 in the alignment direction (horizontal direction) as it goes from the connecting portion 21 side toward the ceiling portion 26 side.
- the connecting portion 227 of the bus bar 220 protrudes toward the connecting portion 21 side, compared to the case where the connecting portion 27, the ceiling portion 26, and the connecting portion 21 are vertically arranged as in the first embodiment (see FIG. 5), , the length of the bus bar 220 included in the chevron portion 225 can be increased. That is, the surplus length of bus bar 220 that can be deformed when bus bar 220 is deformed in the longitudinal direction can be set long. Therefore, when the left and right connecting portions 21 are displaced in the front-rear direction, the busbars 220 are more easily deformed than the busbars 20 .
- the chevron portion 225 includes the ceiling portion 26 parallel to the connecting portion 21 and the connecting portion 227 connecting the ceiling portion 26 and the connecting portion 21, and the connecting portion 227 extends from the connecting portion 21 side. As it goes to the ceiling part 26 side, it protrudes in the direction from the ceiling part 26 to the connection part 21 in the alignment direction.
- the coupling portion 227 protrudes toward the connection portion 21, the length of the busbar 220 disposed between the adjacent connection portions 21 is increased, so that the busbar 220 is further extended in the width direction. Easier to transform.
- a bus bar 320 according to the fourth embodiment does not include the chevron portion 25 of the first embodiment.
- members that are the same as those of the first embodiment are assigned the same reference numerals as those of the first embodiment, and descriptions of the same configurations and effects as those of the first embodiment are omitted.
- the bus bar 320 has a flat plate shape and includes two connecting portions 21 and one intermediate portion 322 connecting the two connecting portions 21 . That is, in bus bar 320, connection portion 21 and intermediate portion 322 are configured to be flush with each other.
- the busbar 320 has a slit 24 vertically passing through the intermediate portion 322 .
- the intermediate portion 322 When the left and right connecting portions 21 are displaced in the front-rear direction, the intermediate portion 322 is mainly deformed.
- the intermediate portion 322 is not elastically deformable, and the deformation mode is also different from that of the chevron portion 25 of the first embodiment.
- the provision of the slit 24 is expected to have the effect of facilitating deformation of the intermediate portion 322 as in the first embodiment. That is, by dividing the intermediate portion 322 by the slits 24, the stress applied to the intermediate portion 322 can be dispersed and the reaction force due to the deformation of the intermediate portion 322 can be reduced compared to the case where the slits 24 are not provided. Conceivable.
- a busbar 420 according to the fifth embodiment is configured in the same manner as the busbar 20 according to the first embodiment, and further has a positioning hole 428 penetrating through the connecting portion 21 .
- the plurality of base materials 30 forming the busbars 420 further have circular through holes forming the positioning holes 428 .
- members that are the same as those of the first embodiment are assigned the same reference numerals as those of the first embodiment, and descriptions of the same configurations and effects as those of the first embodiment are omitted.
- the positioning hole 428 is provided substantially in the central portion of the connecting portion 21 .
- the storage element 11 may be provided with a cylindrical protrusion (not shown) that protrudes upward from the upper surfaces of the electrode terminals 12A and 12B.
- the bus bar 420 can be positioned with respect to the electrode terminals 12A and 12B by engaging the inner wall of the positioning hole 428 with the protrusion.
- the plurality of base materials 30 can be easily positioned by inserting pins or the like into the through-holes of the plurality of base materials 30.
- the bus bar 20 has two connection portions 21 and one intermediate portion 22, and is configured to connect the electrode terminals 12A and 12B of the adjacent storage elements 11, but is limited to this. never.
- the bus bar may have three or more connection portions and an intermediate portion that is one less than the connection portions, and may be configured to connect the same number of power storage elements as the connection portions.
- the polarities of the plurality of electrode terminals connected to the busbar may be the same, or may be partially different.
- the busbar 20 is configured by laminating a plurality of base materials 30, but the present invention is not limited to this, and the busbar may be configured from a single base material.
- the clearance CL is provided between the adjacent projections 35, but the present invention is not limited to this, and the adjacent projections may be stacked without gaps.
- the chevron portion 25 has an angular inverted U shape when viewed from the front.
- the bus bar 20 is configured by stacking a plurality of substrates 30 preliminarily formed by punching or bending metal plates and fixing them to each other.
- the order of the steps of laminating, fixing, and molding a plurality of substrates can be changed arbitrarily.
- a plurality of base materials may be preformed by stamping metal plates, laminated, fixed, and then bent.
- a plurality of preformed base materials may be folded, laminated and welded, and then the ends of the base materials may be trimmed.
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Abstract
バスバー20は、複数の蓄電素子11を接続する板状のバスバー20であって、複数の蓄電素子11の電極端子12A,12Bに接続される複数の接続部21と、隣り合う接続部21を連結する1つ以上の中間部22と、を備え、接続部21は、電極端子12A,12Bに対向するように配され、電極端子12A,12Bに溶接される電極溶接部23を備え、中間部22には1つ以上のスリット24が設けられ、スリット24は、接続部21が並ぶ並び方向に長い形状をなし、並び方向、及び電極溶接部23と電極端子12A,12Bとが対向する対向方向の双方に直交する幅方向について所定の寸法を有する。
Description
本開示は、バスバー及び蓄電モジュールに関する。
電気自動車やハイブリッド自動車等の蓄電モジュールは、積層された多数の蓄電素子を備え、複数の蓄電素子はバスバーによって直列あるいは並列に電気的に接続されている。このようなバスバーとして、従来、特開2021-26946号公報(下記特許文献1)に記載の積層バスバーが知られている。この積層バスバーは、同等の間隔を空けて一列に配列された複数の第1貫通孔を有する導電性の板状の第1基材と、同等の間隔を空けて一列に配列された複数の第2貫通孔を有する第2基材と、を備える。第1基材と第2基材とは、積層固定されている。各第1貫通孔と各第2貫通孔とは、第1基材及び第2基材の積層方向に対向配置されている。第2貫通孔の孔縁部には、蓄電素子の電極端子と溶接される薄肉部が設けられている。積層バスバーは、隣り合う薄肉部の間に曲げ部を有する。曲げ部は、第1貫通孔の配列方向に弾性変形可能とされている。
しかしながら、上記の構成では、第1基材及び第2基材の積層方向、及び第1貫通孔の配列方向の双方に直交する方向(積層バスバーの短辺方向)については、積層バスバーが変形しにくい。よって、上記の積層バスバーを蓄電素子に溶接した後、蓄電素子が積層バスバーの短辺方向について位置ずれすると、積層バスバーと電極端子との溶接部分に応力がかかり、積層バスバーと電極端子との接続信頼性が損なわれる場合が考えられる。
本開示のバスバーは、複数の蓄電素子を接続する板状のバスバーであって、前記複数の蓄電素子の電極端子に接続される複数の接続部と、隣り合う前記接続部を連結する1つ以上の中間部と、を備え、前記接続部は、前記電極端子に対向するように配され、前記電極端子に溶接される電極溶接部を備え、前記中間部には1つ以上のスリットが設けられ、前記スリットは、前記接続部が並ぶ並び方向に長い形状をなし、前記並び方向、及び前記電極溶接部と前記電極端子とが対向する対向方向の双方に直交する幅方向について所定の寸法を有する、バスバーである。
本開示によれば、電極端子との電気的接続が損なわれにくいバスバーを提供することができる。
[本開示の実施形態の説明]
最初に本開示の実施態様を列挙して説明する。
最初に本開示の実施態様を列挙して説明する。
(1)本開示のバスバーは、複数の蓄電素子を接続する板状のバスバーであって、前記複数の蓄電素子の電極端子に接続される複数の接続部と、隣り合う前記接続部を連結する1つ以上の中間部と、を備え、前記接続部は、前記電極端子に対向するように配され、前記電極端子に溶接される電極溶接部を備え、前記中間部には1つ以上のスリットが設けられ、前記スリットは、前記接続部が並ぶ並び方向に長い形状をなし、前記並び方向、及び前記電極溶接部と前記電極端子とが対向する対向方向の双方に直交する幅方向について所定の寸法を有する、バスバーである。
ここで、「所定の寸法」とは、実質的にゼロと認識されない大きさの寸法であって、例えば、スリットの孔縁部が幅方向に離間していることが認識できる程度の寸法である。
ここで、「所定の寸法」とは、実質的にゼロと認識されない大きさの寸法であって、例えば、スリットの孔縁部が幅方向に離間していることが認識できる程度の寸法である。
このような構成によると、スリットが設けられることにより、幅方向にバスバーが変形しやすくなる。よって、この幅方向に蓄電素子が位置ずれした場合に、電極端子に溶接された電極溶接部にかかる応力を低減することができる。したがって、バスバーと電極端子との電気的接続が損なわれにくくなる。
(2)前記スリットは、1つの前記中間部につき複数設けられ、前記幅方向に並んでいることが好ましい。
このような構成によると、スリットの数が増えることで、幅方向にバスバーが一層変形しやすくなる。
(3)前記中間部は、前記接続部から前記電極端子と離間する方向に突出する山形部とされていることが好ましい。
このような構成によると、山形部を設けることにより、並び方向における公差を吸収できる。また、隣り合う接続部の間に配されるバスバーの長さが大きくなるため、幅方向にバスバーが一層変形しやすくなる。
(4)前記山形部は、前記接続部に平行な天井部と、前記天井部と前記接続部とを連結する連結部と、を備え、前記連結部は、前記接続部側から前記天井部側に向かうにつれて前記並び方向について前記天井部から前記接続部に向かう方向にせり出していることが好ましい。
ここで、「平行」とは、実質的に平行と認識される配置も含むものとする。
ここで、「平行」とは、実質的に平行と認識される配置も含むものとする。
このような構成によると、連結部が接続部側にせり出していることにより、隣り合う接続部の間に配されるバスバーの長さが大きくなるため、幅方向にバスバーが一層変形しやすくなる。
(5)上記のバスバーは、前記対向方向に積層された板状の複数の基材を備えて構成されていることが好ましい。
このような構成によると、バスバーの体積を容易に増加させることができるから、蓄電素子が高圧化してもバスバーの発熱を抑制することができる。
(6)上記のバスバーは、前記対向方向に積層された板状の複数の基材を備えて構成され、各前記基材は、前記山形部を構成する凸部を有し、隣接する前記凸部の間には、クリアランスが設けられていることが好ましい。
このような構成によると、隣接する凸部の間には、クリアランスが設けられているから、各凸部が独立して変形しやすい。よって、幅方向にバスバーが変形しやすくなる。
(7)本開示の蓄電モジュールは、複数の蓄電素子と、前記複数の蓄電素子の電極端子に接続される上記のバスバーと、を備える、蓄電モジュールである。
このような構成によると、バスバーと電極端子との電気的接続が損なわれにくい蓄電モジュールを提供することができる。
[本開示の実施形態の詳細]
以下に、本開示の実施形態について説明する。本開示はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
以下に、本開示の実施形態について説明する。本開示はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
<実施形態1>
本開示の実施形態1について、図1から図9を参照しつつ説明する。図1に示すように、本実施形態の蓄電モジュール10は、複数の蓄電素子11と、隣り合う蓄電素子11の間を電気的に接続するバスバー20と、を備えて構成されている。蓄電モジュール10は、例えば、電気自動車またはハイブリッド自動車等の車両を駆動するための電源として車両に搭載されるものである。以下の説明においては、矢線Zの示す方向を上方、矢線Xの示す方向を前方、矢線Yの示す方向を左方として説明する。なお、複数の同一部材については、一部の部材にのみ符号を付し、他の部材の符号を省略する場合がある。
本開示の実施形態1について、図1から図9を参照しつつ説明する。図1に示すように、本実施形態の蓄電モジュール10は、複数の蓄電素子11と、隣り合う蓄電素子11の間を電気的に接続するバスバー20と、を備えて構成されている。蓄電モジュール10は、例えば、電気自動車またはハイブリッド自動車等の車両を駆動するための電源として車両に搭載されるものである。以下の説明においては、矢線Zの示す方向を上方、矢線Xの示す方向を前方、矢線Yの示す方向を左方として説明する。なお、複数の同一部材については、一部の部材にのみ符号を付し、他の部材の符号を省略する場合がある。
[蓄電素子、電極端子]
蓄電素子11は扁平な直方体状をなし、内部に図示しない蓄電要素が収容されている。蓄電素子11の上面には、電極端子12A,12Bが設けられている。電極端子12A,12Bの一方は正極であり、他方は負極である。蓄電素子11は特に限定されず、二次電池でもよく、またキャパシタでもよい。本実施形態にかかる蓄電素子11は二次電池とされる。蓄電素子11は左右方向に複数個(本実施形態では6個)積層されており、隣り合う蓄電素子11の間には、図示しないスペーサが配されている。本実施形態では、蓄電素子11は、蓄電素子11の積層方向について電極端子12Aと電極端子12Bとが交互に連なるように配されている。
蓄電素子11は扁平な直方体状をなし、内部に図示しない蓄電要素が収容されている。蓄電素子11の上面には、電極端子12A,12Bが設けられている。電極端子12A,12Bの一方は正極であり、他方は負極である。蓄電素子11は特に限定されず、二次電池でもよく、またキャパシタでもよい。本実施形態にかかる蓄電素子11は二次電池とされる。蓄電素子11は左右方向に複数個(本実施形態では6個)積層されており、隣り合う蓄電素子11の間には、図示しないスペーサが配されている。本実施形態では、蓄電素子11は、蓄電素子11の積層方向について電極端子12Aと電極端子12Bとが交互に連なるように配されている。
[バスバー]
図4に示すように、バスバー20は、導電性を有する金属の板材から構成されている。詳細には、後述するように、バスバー20は、板状をなす複数の基材30を上下方向に積層することにより構成されている。バスバー20を構成する金属としては、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼(SUS)等が挙げられる。図1及び図2に示すように、バスバー20は、隣り合う蓄電素子11の上面に取り付けられて、隣り合う蓄電素子11の電極端子12A,12B(すなわち、正極と負極)を電気的に接続するようになっている。
図4に示すように、バスバー20は、導電性を有する金属の板材から構成されている。詳細には、後述するように、バスバー20は、板状をなす複数の基材30を上下方向に積層することにより構成されている。バスバー20を構成する金属としては、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼(SUS)等が挙げられる。図1及び図2に示すように、バスバー20は、隣り合う蓄電素子11の上面に取り付けられて、隣り合う蓄電素子11の電極端子12A,12B(すなわち、正極と負極)を電気的に接続するようになっている。
[接続部、中間部、電極溶接部]
図2に示すように、バスバー20は、2つの接続部21と、2つの接続部21を連結する中間部22と、を有する。接続部21は平板状であり、電極端子12A,12Bに重ねられる部分である。左右の接続部21の下面には、電極端子12A,12Bの上面に対向するように配される電極溶接部23が設けられている。電極溶接部23は、溶接によって電極端子12A,12Bの上面と電気的かつ物理的に接続されるようになっている。本実施形態では、接続部21が並ぶ並び方向は左右方向、電極溶接部23と電極端子12A,12Bとが対向する対向方向は上下方向となっている。
図2に示すように、バスバー20は、2つの接続部21と、2つの接続部21を連結する中間部22と、を有する。接続部21は平板状であり、電極端子12A,12Bに重ねられる部分である。左右の接続部21の下面には、電極端子12A,12Bの上面に対向するように配される電極溶接部23が設けられている。電極溶接部23は、溶接によって電極端子12A,12Bの上面と電気的かつ物理的に接続されるようになっている。本実施形態では、接続部21が並ぶ並び方向は左右方向、電極溶接部23と電極端子12A,12Bとが対向する対向方向は上下方向となっている。
[スリット]
図2に示すように、バスバー20は、中間部22を上下方向に貫通するスリット24を有する。スリット24は、バスバー20の前後方向中央位置に配されている。図3に示すように、スリット24は、左右方向に長い形状をなし、幅方向に所定の寸法を有して形成されている。本実施形態のスリット24の幅方向は前後方向である。ここで、所定の寸法とは、実質的にゼロと認識されない大きさの寸法であって、例えば、スリット24の孔縁部が幅方向(前後方向)に離間していることが認識できる程度の寸法である。本実施形態では、スリット24の幅方向(前後方向、短辺方向)における寸法LWは、スリット24の長辺方向(左右方向)における寸法LLの8%程度である。
図2に示すように、バスバー20は、中間部22を上下方向に貫通するスリット24を有する。スリット24は、バスバー20の前後方向中央位置に配されている。図3に示すように、スリット24は、左右方向に長い形状をなし、幅方向に所定の寸法を有して形成されている。本実施形態のスリット24の幅方向は前後方向である。ここで、所定の寸法とは、実質的にゼロと認識されない大きさの寸法であって、例えば、スリット24の孔縁部が幅方向(前後方向)に離間していることが認識できる程度の寸法である。本実施形態では、スリット24の幅方向(前後方向、短辺方向)における寸法LWは、スリット24の長辺方向(左右方向)における寸法LLの8%程度である。
[山形部]
図4に示すように、本実施形態の中間部22は、接続部21から電極端子12A,12Bと離間する方向、すなわち上方に突出する山形部25とされている。図5に示すように、山形部25は、正面視において角張った逆U字形状をなしている。山形部25は、接続部21に平行な天井部26と、天井部26と接続部21とを連結する2つの連結部27と、を備える。詳細には、左側の連結部27は、左側の接続部21の右端部と天井部26の左端部とを接続し、右側の連結部27は、右側の接続部21の左端部と天井部26の右端部とを接続している。連結部27は、接続部21に対して垂直に設けられている。なお、本開示において、平行、及び垂直とは、実質的に平行、及び垂直と認識される配置を含む。
図4に示すように、本実施形態の中間部22は、接続部21から電極端子12A,12Bと離間する方向、すなわち上方に突出する山形部25とされている。図5に示すように、山形部25は、正面視において角張った逆U字形状をなしている。山形部25は、接続部21に平行な天井部26と、天井部26と接続部21とを連結する2つの連結部27と、を備える。詳細には、左側の連結部27は、左側の接続部21の右端部と天井部26の左端部とを接続し、右側の連結部27は、右側の接続部21の左端部と天井部26の右端部とを接続している。連結部27は、接続部21に対して垂直に設けられている。なお、本開示において、平行、及び垂直とは、実質的に平行、及び垂直と認識される配置を含む。
山形部25は、弾性変形することで、左右方向及び上下方向の公差を吸収する。また、山形部25が設けられることにより、山形部25が設けられない場合(図14に示す平板状のバスバー320を参照)に比べて、2つの電極溶接部23の間に配されるバスバー20の長さを大きくすることができる。すなわち、山形部25にバスバー20の余長が設けられているから、左右の接続部21が前後方向に位置ずれした場合においても、バスバー20の変形が容易になっている(詳細は後述する)。
図3に示すように、スリット24は、山形部25を上下方向に貫通している。詳細には、スリット24の左右方向における寸法LLは山形部25の左右方向における寸法よりも大きく、スリット24の右端部及び左端部は接続部21の山形部25寄りの位置に配されている。すなわち、山形部25は、スリット24によって前後方向に分割されている。スリット24より前側に配されている山形部25の部分は、第1山形部25Aとされている。スリット24より後側に配されている山形部25の部分は、第2山形部25Bとされている。第1山形部25Aは、天井部26の前側部分である第1天井部26Aと、連結部27の前側部分である2つの第1連結部27Aと、を備える。第2山形部25Bは、天井部26の後側部分である第2天井部26Bと、連結部27の後側部分である2つの第2連結部27Bと、を備える。
[基材、凸部]
図7に示すように、バスバー20は、上下方向に積層された板状の複数(本実施形態では8枚)の基材30から構成されている。図8に示すように、各基材30は、2つの板部31と、2つの板部31を連結する中間板部32と、を備える。本実施形態では、中間板部32は、板部31から上方に突出する凸部35とされている。凸部35は、板部31に平行な突出板部36と、板部31と突出板部36とを連結する2つの側板部37と、を備える。詳細には、左側の側板部37は、左側の板部31の右端部と突出板部36の左端部とを接続し、右側の側板部37は、右側の板部31の左端部と突出板部36の右端部とを接続している。側板部37は、板部31に対して垂直に設けられている。複数の基材30の平面視形状は、互いに略同形同大に設けられている。
図7に示すように、バスバー20は、上下方向に積層された板状の複数(本実施形態では8枚)の基材30から構成されている。図8に示すように、各基材30は、2つの板部31と、2つの板部31を連結する中間板部32と、を備える。本実施形態では、中間板部32は、板部31から上方に突出する凸部35とされている。凸部35は、板部31に平行な突出板部36と、板部31と突出板部36とを連結する2つの側板部37と、を備える。詳細には、左側の側板部37は、左側の板部31の右端部と突出板部36の左端部とを接続し、右側の側板部37は、右側の板部31の左端部と突出板部36の右端部とを接続している。側板部37は、板部31に対して垂直に設けられている。複数の基材30の平面視形状は、互いに略同形同大に設けられている。
図8に示すように、基材30は、中間板部32を上下方向に貫通する長孔部34を有する。長孔部34は、基材30の前後方向中央位置に配されている。長孔部34は、左右方向に長い形状をなし、前後方向に所定の寸法を有して形成されている。複数の基材30の長孔部34は、平面視において互いに略同形同大に形成されている。
長孔部34は、凸部35を上下方向に貫通している。詳細には、長孔部34の左右方向における寸法は凸部35の左右方向における寸法よりも小さく、長孔部34の右端部及び左端部は板部31の凸部35寄りの位置に配されている。すなわち、凸部35は、長孔部34によって前後方向に分割されている。
バスバー20は、複数の基材30を上下方向に積層し、板部31同士を圧着等により固定することにより、製造される(図5から図7参照)。図6に示すように、バスバー20の接続部21、中間部22、山形部25、天井部26、及び連結部27は、積層された複数の基材30の板部31、中間板部32、凸部35、突出板部36、及び側板部37から、それぞれ構成されている。図4に示すように、バスバー20のスリット24は、複数の基材30の長孔部34を上下方向に連通することで設けられている。
[クリアランス]
図6に示すように、バスバー20において、隣接する凸部35の間には、クリアランスCLが設けられている。より詳細には、隣接する突出板部36の間には上下方向のクリアランスCL1が設けられている。隣接する側板部37の間には左右方向のクリアランスCL2が設けられている。
図6に示すように、バスバー20において、隣接する凸部35の間には、クリアランスCLが設けられている。より詳細には、隣接する突出板部36の間には上下方向のクリアランスCL1が設けられている。隣接する側板部37の間には左右方向のクリアランスCL2が設けられている。
このようにクリアランスCLが設けられることにより、各凸部35が干渉しにくくなり、各凸部35は独立に変形しやすくなる。よって、山形部25の変形が容易になる。また、凸部35間に摩擦力等が働かないから、山形部25の変形にかかる抵抗が小さくなる。したがって、バスバー20は、隣接する凸部35の間にクリアランスCLが設けられないものに比べて、前後方向に変形しやすい。
さらに、クリアランスCLを設けることで、複数の基材30の積層が行いやすくなる。
さらに、クリアランスCLを設けることで、複数の基材30の積層が行いやすくなる。
本実施形態のバスバー20は以上のような構成であって、以下、バスバー20の変形について説明する。
[左右方向及び上下方向におけるバスバーの変形]
本実施形態では、左右方向は複数の蓄電素子11が積層される方向である(図1及び図2参照)。上下方向は電極端子12A,12Bとバスバー20の電極溶接部23とが対向する方向であって、電極端子12A,12Bにバスバー20が組み付けられる方向である。よって、左右方向及び上下方向には、例えば、蓄電素子11の膨張収縮による公差、蓄電素子11の製造公差、蓄電素子11とバスバー20との組み付け公差等が生じる。バスバー20は、正面視で略逆U字形状に形成される山形部25を備える(図4及び図5参照)。山形部25は左右方向及び上下方向に弾性変形可能である。したがって、バスバー20は、左右方向及び上下方向に変形して、左右方向及び上下方向の公差を吸収することができる。
本実施形態では、左右方向は複数の蓄電素子11が積層される方向である(図1及び図2参照)。上下方向は電極端子12A,12Bとバスバー20の電極溶接部23とが対向する方向であって、電極端子12A,12Bにバスバー20が組み付けられる方向である。よって、左右方向及び上下方向には、例えば、蓄電素子11の膨張収縮による公差、蓄電素子11の製造公差、蓄電素子11とバスバー20との組み付け公差等が生じる。バスバー20は、正面視で略逆U字形状に形成される山形部25を備える(図4及び図5参照)。山形部25は左右方向及び上下方向に弾性変形可能である。したがって、バスバー20は、左右方向及び上下方向に変形して、左右方向及び上下方向の公差を吸収することができる。
[前後方向におけるバスバーの変形]
本実施形態では、前後方向は、複数の蓄電素子11の積層方向、及び電極端子12A,12Bにバスバー20が組み付けられる方向の双方に直交する方向である(図1及び図2参照)。蓄電モジュール10の配設される場所や、複数の蓄電素子11の間に配されるスペーサの態様等によっては、左右方向に隣り合う蓄電素子11が互いに前後方向にずれる場合がありうる。例えば、図9に示すように、左側の接続部21に対して右側の接続部21が前方にdXだけずれた場合、左右の接続部21の間に配された山形部25は大きく変形する。なお、図9においては、蓄電素子11を図示せず、位置ずれ量dX、及びバスバー20の変形の程度を誇張して図示している(図10も同様)。
本実施形態では、前後方向は、複数の蓄電素子11の積層方向、及び電極端子12A,12Bにバスバー20が組み付けられる方向の双方に直交する方向である(図1及び図2参照)。蓄電モジュール10の配設される場所や、複数の蓄電素子11の間に配されるスペーサの態様等によっては、左右方向に隣り合う蓄電素子11が互いに前後方向にずれる場合がありうる。例えば、図9に示すように、左側の接続部21に対して右側の接続部21が前方にdXだけずれた場合、左右の接続部21の間に配された山形部25は大きく変形する。なお、図9においては、蓄電素子11を図示せず、位置ずれ量dX、及びバスバー20の変形の程度を誇張して図示している(図10も同様)。
山形部25は、幅方向について所定の寸法を有するスリット24によって、第1山形部25Aと第2山形部25Bとに分割されている。これにより、第1山形部25A及び第2山形部25Bは、互いに干渉することなく、独立して変形できるようになっている。
まず、第1山形部25Aの変形について考える。左側の接続部21に対して右側の接続部21が前方にdXだけずれた場合、第1天井部26Aは主として反時計回りに回転し、第1連結部27Aは主として反時計回りにねじれるように変形する。これにより、特に変形が大きくなっている第1連結部27Aの前端部及び後端部の周辺に応力が集中する。
第2山形部25Bについても、第1山形部25Aと同様に、第2連結部27Bの前端部及び後端部の周辺に応力が集中する。
第2山形部25Bについても、第1山形部25Aと同様に、第2連結部27Bの前端部及び後端部の周辺に応力が集中する。
次に、本実施形態とは異なり、スリット24を有さないバスバー720の変形について、図10を参照しつつ説明する。スリット24が設けられていない点を除いて、バスバー720は、本実施形態のバスバー20と同様に構成されている。バスバー720において、バスバー20と同一の部材にはバスバー20に付された符号を付すこととする。
バスバー720は、2つの接続部21と、2つの接続部21を連結する山形部725と、を備える。接続部21の下面には電極溶接部23が設けられている。山形部725は、接続部21に平行な天井部726と、天井部726と接続部21とを連結する2つの連結部727と、を備える。左側の接続部21に対して右側の接続部21が前方にdXだけずれた場合、天井部726は主として反時計回りに回転し、連結部727は主として反時計回りにねじれるように変形する。これにより、連結部727の前端部及び後端部の周辺に応力が集中する。
ここで、バスバー20及びバスバー720の変形について比較する(図9及び図10参照)。バスバー20では、第1連結部27Aの前端部及び後端部の周辺、及び第2連結部27Bの前端部及び後端部の周辺に応力が集中する。一方、バスバー720では、連結部727の前端部及び後端部の周辺に応力が集中する。よって、バスバー20では、バスバー720に比べて、応力を分散することができる。
また、第1山形部25A及び第2山形部25Bの前後方向の寸法は、山形部725の前後方向の寸法よりも小さい。よって、図9と図10において、ねじれ変形のねじれ角度が同じであるとすると、第1連結部27Aの前端部及び後端部、及び第2連結部27Bの前端部及び後端部は、連結部727の前端部及び後端部に比べて変形が小さくなり、ねじれ変形に伴う反力が小さくなる。したがって、第1連結部27A及び第2連結部27Bは、連結部727よりもねじれ変形しやすくなっている。
以上のように、バスバー20にはスリット24が設けられているから、左右の接続部21が前後方向に位置ずれした場合に、電極溶接部23にかかる応力を低減することができる。したがって、電極溶接部23と電極端子12A,12Bとの溶接部分の破損を抑制することができ、バスバー20と電極端子12A,12Bとの電気的接続の信頼性が維持しやすくなっている。
[実施形態1の作用効果]
実施形態1によれば、以下の作用、効果を奏する。
実施形態1にかかるバスバー20は、複数の蓄電素子11を接続する板状のバスバー20であって、複数の蓄電素子11の電極端子12A,12Bに接続される複数の接続部21と、隣り合う接続部21を連結する1つ以上の中間部22と、を備え、接続部21は、電極端子12A,12Bに対向するように配され、電極端子12A,12Bに溶接される電極溶接部23を備え、中間部22には1つ以上のスリット24が設けられ、スリット24は、接続部21が並ぶ並び方向(左右方向)に長い形状をなし、並び方向、及び電極溶接部23と電極端子12A,12Bとが対向する対向方向(上下方向)の双方に直交する幅方向(前後方向)について所定の寸法を有する。
実施形態1によれば、以下の作用、効果を奏する。
実施形態1にかかるバスバー20は、複数の蓄電素子11を接続する板状のバスバー20であって、複数の蓄電素子11の電極端子12A,12Bに接続される複数の接続部21と、隣り合う接続部21を連結する1つ以上の中間部22と、を備え、接続部21は、電極端子12A,12Bに対向するように配され、電極端子12A,12Bに溶接される電極溶接部23を備え、中間部22には1つ以上のスリット24が設けられ、スリット24は、接続部21が並ぶ並び方向(左右方向)に長い形状をなし、並び方向、及び電極溶接部23と電極端子12A,12Bとが対向する対向方向(上下方向)の双方に直交する幅方向(前後方向)について所定の寸法を有する。
このような構成によると、スリット24が設けられることにより、幅方向にバスバー20が変形しやすくなる。よって、この幅方向に蓄電素子11が位置ずれした場合に、電極端子12A,12Bに溶接された電極溶接部23にかかる応力を低減することができる。したがって、バスバー20と電極端子12A,12Bとの電気的接続が損なわれにくくなる。
実施形態1では、中間部22は、接続部21から電極端子12A,12Bと離間する方向に突出する山形部25とされている。
このような構成によると、山形部25を設けることにより、並び方向における公差を吸収できる。また、隣り合う接続部21の間に配されるバスバー20の長さが大きくなるため、幅方向にバスバー20が一層変形しやすくなる。
実施形態1にかかるバスバー20は、対向方向に積層された板状の複数の基材30を備えて構成されている。
このような構成によると、バスバー20の体積を容易に増加させることができるから、蓄電素子11が高圧化してもバスバー20の発熱を抑制することができる。
実施形態1では、各基材30は、山形部25を構成する凸部35を有し、隣接する凸部35の間には、クリアランスCLが設けられている。
このような構成によると、隣接する凸部35の間には、クリアランスCLが設けられているから、各凸部35が独立して変形しやすい。よって、幅方向にバスバー20が変形しやすくなる。
実施形態1にかかる蓄電モジュール10は、複数の蓄電素子11と、複数の蓄電素子11の電極端子12A,12Bに接続されるバスバー20と、を備える。
このような構成によると、バスバー20と電極端子12A,12Bとの電気的接続が損なわれにくい蓄電モジュール10を提供することができる。
<実施形態2>
本開示の実施形態2について、図11及び図12を参照しつつ説明する。実施形態2にかかるバスバー120は、スリット124を複数有する点を除いて、実施形態1のバスバー20と同様に構成されている。以下、実施形態1と同一の部材には実施形態1で用いた符号を付し、実施形態1と同一の構成、作用効果については説明を省略する。
本開示の実施形態2について、図11及び図12を参照しつつ説明する。実施形態2にかかるバスバー120は、スリット124を複数有する点を除いて、実施形態1のバスバー20と同様に構成されている。以下、実施形態1と同一の部材には実施形態1で用いた符号を付し、実施形態1と同一の構成、作用効果については説明を省略する。
図11及び図12に示すように、バスバー120は、中間部22を上下方向に貫通する複数(本実施形態では、3つ)のスリット124を有する。3つのスリット124は、中間部22において前後方向に並んでいる。3つのスリット124が設けられることにより、バスバー120の山形部125は、前側から、第1山形部125Aと、第2山形部125Bと、第3山形部125Cと、第4山形部125Dと、に分割されている。
第1山形部125A、第2山形部125B、第3山形部125C、及び第4山形部125Dは、実施形態1の第1山形部25A及び第2山形部25Bに比べて前後方向に短くなっている。したがって、前後方向におけるバスバー20の変形について前述したように、左右の接続部21が前後方向に位置ずれした場合、これら山形部125A~125Dは、第1山形部25A及び第2山形部25Bに比べて、過大な応力を受けにくくなっており、かつ変形しやすくなっている。
[実施形態2の作用効果]
実施形態2によれば、以下の作用、効果を奏する。
実施形態2では、スリット124は、1つの中間部22につき複数設けられ、幅方向に並んでいる。
実施形態2によれば、以下の作用、効果を奏する。
実施形態2では、スリット124は、1つの中間部22につき複数設けられ、幅方向に並んでいる。
このような構成によると、スリット124の数が増えることで、幅方向にバスバー120が一層変形しやすくなる。
<実施形態3>
本開示の実施形態3について、図13を参照しつつ説明する。実施形態3にかかるバスバー220は、連結部227を除いて、実施形態1のバスバー20と同様に構成されている。以下、実施形態1と同一の部材には実施形態1で用いた符号を付し、実施形態1と同一の構成、作用効果については説明を省略する。
本開示の実施形態3について、図13を参照しつつ説明する。実施形態3にかかるバスバー220は、連結部227を除いて、実施形態1のバスバー20と同様に構成されている。以下、実施形態1と同一の部材には実施形態1で用いた符号を付し、実施形態1と同一の構成、作用効果については説明を省略する。
バスバー220の山形部225において、連結部227は、天井部26及び接続部21に対して鋭角をなし、垂直に配されていない。詳細には、左側の連結部227は、上方に向かうほど左側に位置している。右側の連結部227は、上方に向かうほど右側に位置している。すなわち、連結部227は、接続部21側から天井部26側に向かうにつれて並び方向(左右方向)について天井部26から接続部21に向かう方向にせり出している。
バスバー220の連結部227は接続部21側にせり出しているから、実施形態1のように連結部27と、天井部26及び接続部21とが垂直に配される場合(図5参照)に比べ、山形部225に含まれるバスバー220の長さを大きくすることができる。すなわち、バスバー220が前後方向に変形する際に変形可能とされるバスバー220の余長を長く設定することができる。したがって、左右の接続部21が前後方向に位置ずれした場合、バスバー220は、バスバー20よりも変形しやすい。
[実施形態3の作用効果]
実施形態3によれば、以下の作用、効果を奏する。
実施形態3では、山形部225は、接続部21に平行な天井部26と、天井部26と接続部21とを連結する連結部227と、を備え、連結部227は、接続部21側から天井部26側に向かうにつれて並び方向について天井部26から接続部21に向かう方向にせり出している。
実施形態3によれば、以下の作用、効果を奏する。
実施形態3では、山形部225は、接続部21に平行な天井部26と、天井部26と接続部21とを連結する連結部227と、を備え、連結部227は、接続部21側から天井部26側に向かうにつれて並び方向について天井部26から接続部21に向かう方向にせり出している。
このような構成によると、連結部227が接続部21側にせり出していることにより、隣り合う接続部21の間に配されるバスバー220の長さが大きくなるため、幅方向にバスバー220が一層変形しやすくなる。
<実施形態4>
本開示の実施形態4について、図14を参照しつつ説明する。実施形態4にかかるバスバー320は、実施形態1の山形部25を備えない。以下、実施形態1と同一の部材には実施形態1で用いた符号を付し、実施形態1と同一の構成、作用効果については説明を省略する。
本開示の実施形態4について、図14を参照しつつ説明する。実施形態4にかかるバスバー320は、実施形態1の山形部25を備えない。以下、実施形態1と同一の部材には実施形態1で用いた符号を付し、実施形態1と同一の構成、作用効果については説明を省略する。
バスバー320は、平板状であって、2つの接続部21と、2つの接続部21を連結する1つの中間部322と、を備える。すなわち、バスバー320においては、接続部21と中間部322とが面一に構成されている。バスバー320は、中間部322を上下方向に貫通するスリット24を有する。
左右の接続部21が前後方向に位置ずれした場合には、中間部322が主に変形する。中間部322は、弾性変形可能な態様ではなく、変形のモードも実施形態1の山形部25と異なる。しかしながら、スリット24が設けられることで、実施形態1と同様に、中間部322が変形しやすくなる効果が期待される。すなわち、中間部322がスリット24により分割されることにより、スリット24が設けられない場合に比べ、中間部322にかかる応力を分散させ、中間部322の変形による反力を小さくすることができると考えられる。
<実施形態5>
本開示の実施形態5について、図15を参照しつつ説明する。実施形態5にかかるバスバー420は、実施形態1のバスバー20と同様に構成され、さらに接続部21を貫通する位置決め孔428を有する。図示しないが、バスバー420を構成する複数の基材30は、位置決め孔428を構成する円形の貫通孔をさらに有する。以下、実施形態1と同一の部材には実施形態1で用いた符号を付し、実施形態1と同一の構成、作用効果については説明を省略する。
本開示の実施形態5について、図15を参照しつつ説明する。実施形態5にかかるバスバー420は、実施形態1のバスバー20と同様に構成され、さらに接続部21を貫通する位置決め孔428を有する。図示しないが、バスバー420を構成する複数の基材30は、位置決め孔428を構成する円形の貫通孔をさらに有する。以下、実施形態1と同一の部材には実施形態1で用いた符号を付し、実施形態1と同一の構成、作用効果については説明を省略する。
位置決め孔428は、接続部21の略中央部に設けられている。図示しないが、蓄電素子11には、電極端子12A,12Bの上面から上方に突出して円柱状の突起部(図示せず)が設けられている場合がある。このような場合、位置決め孔428の内壁と突起部とを係合させることで、電極端子12A,12Bに対してバスバー420を位置決めすることができる。
また、バスバー420の製造工程において複数の基材30を積層する際、複数の基材30の貫通孔にピン等を挿通することで、複数の基材30同士を容易に位置決めすることができる。
<他の実施形態>
(1)実施形態1では、バスバー20は2つの接続部21と1つの中間部22とを備え、隣り合う蓄電素子11の電極端子12A,12Bを接続する構成であったが、これに限られることはない。バスバーは3つ以上の接続部と、接続部よりも1つ少ない中間部とを備え、接続部と同数の蓄電素子を接続する構成であってもよい。また、バスバーに接続される複数の電極端子の極性は同じでもよいし、一部異なっていてもよい。
(2)実施形態1では、バスバー20は複数の基材30を積層して構成されたが、これに限られることはなく、バスバーは単一の基材から構成されてもよい。
(3)実施形態1では、隣接する凸部35の間にクリアランスCLが設けられていたが、これに限られることはなく、隣接する凸部は隙間なく積層されてもよい。
(1)実施形態1では、バスバー20は2つの接続部21と1つの中間部22とを備え、隣り合う蓄電素子11の電極端子12A,12Bを接続する構成であったが、これに限られることはない。バスバーは3つ以上の接続部と、接続部よりも1つ少ない中間部とを備え、接続部と同数の蓄電素子を接続する構成であってもよい。また、バスバーに接続される複数の電極端子の極性は同じでもよいし、一部異なっていてもよい。
(2)実施形態1では、バスバー20は複数の基材30を積層して構成されたが、これに限られることはなく、バスバーは単一の基材から構成されてもよい。
(3)実施形態1では、隣接する凸部35の間にクリアランスCLが設けられていたが、これに限られることはなく、隣接する凸部は隙間なく積層されてもよい。
(4)実施形態1では、山形部25は正面視において角張った逆U字形状であったが、これに限られることはなく、山形部は正面視において丸みを帯びた逆U字形状であってもよい。
(5)実施形態1では、金属板材の打ち抜き加工や折り曲げ加工により予め成形された複数の基材30が積層され、互いに固定されることによりバスバー20が構成されたが、これに限られることはなく、複数の基材の積層、固定、及び成形の工程の順序は、任意に変更可能である。例えば、複数の基材は、金属板材の打ち抜き加工により予備成形され、積層、固定された後で、折り曲げ加工されてもよい。また、予備成形された複数の基材を折り曲げてから、積層、溶接した後、基材の端部を切り揃えてもよい。
(5)実施形態1では、金属板材の打ち抜き加工や折り曲げ加工により予め成形された複数の基材30が積層され、互いに固定されることによりバスバー20が構成されたが、これに限られることはなく、複数の基材の積層、固定、及び成形の工程の順序は、任意に変更可能である。例えば、複数の基材は、金属板材の打ち抜き加工により予備成形され、積層、固定された後で、折り曲げ加工されてもよい。また、予備成形された複数の基材を折り曲げてから、積層、溶接した後、基材の端部を切り揃えてもよい。
10: 蓄電モジュール
11: 蓄電素子
12A,12B: 電極端子
20: バスバー
21: 接続部
22: 中間部
23: 電極溶接部
24: スリット
25: 山形部
25A: 第1山形部
25B: 第2山形部
26: 天井部
26A: 第1天井部
26B: 第2天井部
27: 連結部
27A: 第1連結部
27B: 第2連結部
30: 基材
31: 板部
32: 中間板部
34: 長孔部
35: 凸部
36: 突出板部
37: 側板部
120: バスバー
124: スリット
125: 山形部
125A: 第1山形部
125B: 第2山形部
125C: 第3山形部
125D: 第4山形部
220: バスバー
225: 山形部
227: 連結部
320: バスバー
322: 中間部
420: バスバー
428: 位置決め孔
720: バスバー
725: 山形部
726: 天井部
727: 連結部
CL: クリアランス
CL1: 上下方向のクリアランス
CL2: 左右方向のクリアランス
LL: スリットの長辺方向における寸法
LW: スリットの幅方向における寸法
dX: 左右の接続部の前後方向における位置ずれ量
11: 蓄電素子
12A,12B: 電極端子
20: バスバー
21: 接続部
22: 中間部
23: 電極溶接部
24: スリット
25: 山形部
25A: 第1山形部
25B: 第2山形部
26: 天井部
26A: 第1天井部
26B: 第2天井部
27: 連結部
27A: 第1連結部
27B: 第2連結部
30: 基材
31: 板部
32: 中間板部
34: 長孔部
35: 凸部
36: 突出板部
37: 側板部
120: バスバー
124: スリット
125: 山形部
125A: 第1山形部
125B: 第2山形部
125C: 第3山形部
125D: 第4山形部
220: バスバー
225: 山形部
227: 連結部
320: バスバー
322: 中間部
420: バスバー
428: 位置決め孔
720: バスバー
725: 山形部
726: 天井部
727: 連結部
CL: クリアランス
CL1: 上下方向のクリアランス
CL2: 左右方向のクリアランス
LL: スリットの長辺方向における寸法
LW: スリットの幅方向における寸法
dX: 左右の接続部の前後方向における位置ずれ量
Claims (7)
- 複数の蓄電素子を接続する板状のバスバーであって、
前記複数の蓄電素子の電極端子に接続される複数の接続部と、
隣り合う前記接続部を連結する1つ以上の中間部と、を備え、
前記接続部は、前記電極端子に対向するように配され、前記電極端子に溶接される電極溶接部を備え、
前記中間部には1つ以上のスリットが設けられ、
前記スリットは、前記接続部が並ぶ並び方向に長い形状をなし、前記並び方向、及び前記電極溶接部と前記電極端子とが対向する対向方向の双方に直交する幅方向について所定の寸法を有する、バスバー。 - 前記スリットは、1つの前記中間部につき複数設けられ、前記幅方向に並んでいる、請求項1に記載のバスバー。
- 前記中間部は、前記接続部から前記電極端子と離間する方向に突出する山形部とされている、請求項1または請求項2に記載のバスバー。
- 前記山形部は、前記接続部に平行な天井部と、前記天井部と前記接続部とを連結する連結部と、を備え、
前記連結部は、前記接続部側から前記天井部側に向かうにつれて前記並び方向について前記天井部から前記接続部に向かう方向にせり出している、請求項3に記載のバスバー。 - 前記対向方向に積層された板状の複数の基材を備えて構成されている、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のバスバー。
- 前記対向方向に積層された板状の複数の基材を備えて構成され、
各前記基材は、前記山形部を構成する凸部を有し、
隣接する前記凸部の間には、クリアランスが設けられている、請求項3または請求項4に記載のバスバー。 - 複数の蓄電素子と、前記複数の蓄電素子の電極端子に接続される請求項1から請求項6のいずれか一項に記載のバスバーと、を備える、蓄電モジュール。
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2022
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- 2022-09-09 WO PCT/JP2022/033869 patent/WO2023047980A1/ja unknown
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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