(57)【要約】【課題】バスバーに印加される応力を分散させることができる組電池を提供する。【解決手段】組電池１は、配列方向に並んで配置された複数の単電池１０と、互いに隣り合う単電池のうち一方の単電池１０が有する第１の電極端子３および他方の単電池１０が有する第２の電極端子４を、電気的に接続するバスバー２とを、備える。バスバー２は、配列方向に平行となる長さ方向に直交する幅方向において、バスバー２の両端となる第１端部２ａおよび第２端部２ｂを含む。第１端部２ａは、第１の電極端子３に接合された第１接合部２ａ１と、第２の電極端子４に接合された第２接合部２ａ２と、第１接合部２ａ１および第２接合部２ａ２を接続する接続部２ａ３とを有する。接続部２ａ３は、長さ方向Ｌおよび幅方向Ｗに直交する方向から平面視した場合に、第２端部２ｂ側に向けて窪むように湾曲する湾曲部２ａ３を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配列方向に並んで配置された複数の単電池と、
互いに隣り合う単電池のうち一方の前記単電池が有する第１の電極端子および前記互いに隣り合う単電池のうち他方の単電池が有する第２の電極端子を、電気的に接続するバスバーとを、備え、
前記バスバーは、前記配列方向に平行となる長さ方向に直交する幅方向において、前記バスバーの両端となる第１端部および第２端部を含み、
前記第１端部は、前記第１の電極端子に接合された第１接合部と、前記第２の電極端子に接合された第２接合部と、前記第１接合部および前記第２接合部を接続する接続部とを有し、
前記接続部は、前記長さ方向および前記幅方向に直交する方向から平面視した場合に、前記第２端部側に向けて窪むように湾曲する湾曲部を有する、組電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、組電池に関し、特に、車両に搭載される組電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
組電池は、複数の単電池を並べて配置することにより形成されており、互いに隣り合う単電池の電極端子同士は、バスバーによって連結されている。大電流による充放電に伴って単電池が膨張又は収縮した場合には、電極端子間の距離が変動する。
【０００３】
特開２０１５−１３８６２０号公報（特許文献１）には、電極端子間の距離が変動した場合にバスバーに印加される応力を緩和するために、バスバーが、単電池から離間する方向に膨出するように設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１３８６２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示のバスバーにあっては、電極端子に接合される接合部は、電極端子を覆うように設けられている。電極端子の設置位置の如何によっては、バスバーと電極端子とが重なる領域が小さくなり、バスバーの一部しか電極端子に接合できない場合が起こり得る。このように接合面積が小さくなった場合においては、特許文献１に開示のバスバーでは、応力を十分に分散できなくなることが懸念される。
【０００６】
本開示は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本開示の目的は、バスバーに印加される応力を分散させることができる組電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示に基づく組電池は、配列方向に並んで配置された複数の単電池と、互いに隣り合う単電池のうち一方の上記単電池が有する第１の電極端子および上記互いに隣り合う単電池のうち他方の単電池が有する第２の電極端子を、電気的に接続するバスバーとを、備える。上記バスバーは、上記配列方向に平行となる長さ方向に直交する幅方向において、上記バスバーの両端となる第１端部および第２端部を含む。上記第１端部は、上記第１の電極端子に接合された第１接合部と、上記第２の電極端子に接合された第２接合部と、上記第１接合部および上記第２接合部を接続する接続部とを有する。上記接続部は、上記長さ方向および上記幅方向に直交する方向から平面視した場合に、上記第２端部側に向けて窪むように湾曲する湾曲部を有する。
【０００８】
上記構成において、たとえば、互いに隣り合う単電池の距離が広がるような場合には、バスバーには、上記長さ方向に沿って力が印加される。この際、上記第１端部において、接続部が平面視した場合に第２端部側に向けて窪むように湾曲する湾曲部を有することにより、長さ方向に沿って印加される力が、幅方向に分散される。これにより、第１端部側が第１および第２の電極端子に接続された場合であっても、第１端部側に応力が集中することを抑制することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、バスバーに印加される応力を緩和させることができる組電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１に係る組電池の平面図である。
【図２】図１に示すバスバーの周辺を拡大して示す平面図である。
【図３】図１に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図４】比較例における組電池に具備されるバスバーの周辺を拡大して示す平面図である。
【図５】比較例における組電池において、互いに隣り合う単電池間の距離が広がった場合に、バスバーに印加される応力の分布を示す図である。
【図６】実施の形態１に係る組電池において、互いに隣り合う単電池間の距離が広がった場合に、バスバーに印加される応力の分布を示す図である。
【図７】実施の形態２に係る組電池に具備されるバスバーの周辺を拡大して示す平面図である。
【図８】実施の形態３に係る組電池に具備されるバスバーの周辺を拡大して示す平面図である。
【図９】実施の形態４に係る組電池に具備されるバスバーの周辺を拡大して示す平面図である。
【図１０】実施の形態５に係る組電池の断面図である。
【図１１】実施の形態６に係る組電池の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本開示の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態においては、同一のまたは共通する部分について図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。
【００１２】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る組電池の平面図である。図１を参照して、実施の形態１に係る組電池１について説明する。
【００１３】
組電池１は、ハイブリッド車両、および電気自動車等の車両に搭載される。図１に示すように、組電池１は、複数の充放電可能な単電池１０が直列に接続されて構成されている。組電池１では、同形状の複数の単電池１０が直列に接続されて、組電池１を構成している。なお、組電池１を構成する単電池１０の数は特に限定されない。
【００１４】
各々の単電池１０は、互いに距離を隔てて所定の配列方向（図１中矢印ＡＲ方向）に配列されている。各々の単電池１０の最も面積の大きい側面同士が互いに対向するように、複数の単電池１０が配列されている。互いに隣り合う２つの単電池１０間の隙間には、図示しない冷却板または緩衝板などが配置されている。
【００１５】
単電池１０は、正極用の端子（電極端子）３と負極用の端子（電極端子）４とを有する。複数の単電池１０は、各々の端子３と端子４とが交互に配置されるように、一つずつ反転させて配置されている。隣り合う２つの単電池１０のうちの一方の単電池１０が有する端子３と、他方の単電池１０が有する端子４とが近接するように、複数の単電池１０が配置されている。
【００１６】
単電池１０は、たとえば、ニッケル水素電池、またはリチウムイオン電池等の二次電池である。単電池は、たとえば角型形状を有する。なお、単電池は、角型形状に限定されず、円筒型形状であってもよい。二次電池は、液状の電解質を用いるものであってもよいし、固体状の電解質を用いるものであってもよい。
【００１７】
組電池１は、隣り合う単電池１０を互いに接続するバスバー２を備えている。バスバー２は、隣り合う２つの単電池１０のうちの一方の単電池１０が有する端子３（第１の端子）と、隣り合う２つの単電池１０のうち他方の単電池１０が有する端子４（第２の端子）とを連結する。バスバー２は、一方の単電池１０が有する端子３と他方の単電池１０が有する端子４とを電気的に接続する。これにより複数の単電池１０が直列に接続されて、所望の電圧を有する組電池１が構築されている。
【００１８】
図２は、図１に示すバスバーの周辺を拡大して示す平面図である。図３は、図１に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。図２および図３を参照して、実施の形態に係るバスバー２について説明する。
【００１９】
図２および図３に示すように、バスバー２は、板状形状を有する。バスバー２は、互いに相対する第１端部２ａおよび第２端部２ｂを有する。第１端部２ａおよび第２端部２ｂは、単電池１０の配列方向（図１中矢印ＡＲ１方向）に平行となる長さ方向Ｌに直交する幅方向Ｗにおいて、当該バスバー２の両端となる。
【００２０】
バスバー２は、上記第１端部２ａ側において、端子３および端子４に接合されている。バスバー２は、上記第２端部２ｂ側においては、端子３および端子４に接合されていない。バスバー２は、上記幅方向Ｗにおいて、大部分が上記端子３および端子４に重ならない位置に位置する。
【００２１】
第１端部２ａは、端子３に溶接等によって接合された第１接合部２ａ１、端子４に溶接等に接合された第２接合部２ａ２、および、当該第１接合部２ａ１および当該第２接合部２ａ２を接続する接続部２ａ３を含む。
【００２２】
第１接合部２ａ１および第２接合部２ａ２は、たとえば、上記長さ方向Ｌに平行な方向に延在する。接続部２ａ３は、長さ方向Ｌおよび幅方向Ｗに直交する上下方向（図３中ＤＲ１方向）から平面視した場合に、第２端部２ｂ側に向けて窪むように湾曲する湾曲部を有する。
【００２３】
第２端部２ｂは、長さ方向Ｌおよび幅方向Ｗに直交する上下方向から平面視した場合に、第１端部２ａから遠ざかるように湾曲するように設けられている。
【００２４】
図４は、比較例における組電池に具備されるバスバーの周辺を拡大して示す平面図である。図４を参照して、比較例における組電池１Ｘについて説明する。
【００２５】
図４に示すように、比較例における組電池１Ｘは、実施の形態１に係る組電池１と比較した場合に、バスバー２Ｘの形状が相違する。その他の構成については、ほぼ同様である。
【００２６】
バスバー２Ｘは、上記上下方向から見た場合に、矩形形状を有する。バスバー２の第１端部２ａおよび第２端部２ｂは、長さ方向Ｌに平行であり、直線状に設けられている。バスバー２は、第１端部２ａ側において、端子３および端子４に接合されており、上記第２端部２ｂ側においては、端子３および端子４に接合されていない。
【００２７】
図４中において単電池１０が膨張した場合には、主として矢印ＡＲ２方向に単電池１０間の距離が広がる。
【００２８】
図５は、比較例における組電池において、互いに隣り合う単電池間の距離が広がった場合に、バスバーに印加される応力の分布を示す図である。
【００２９】
図５に示すように、バスバー２Ｘに印加される応力分布においては、第１端部２ａ側において応力が集中し、第１端部２ａ側に応力の高い領域Ｒ１が形成される。当該領域Ｒ１に隣接して、応力のやや高い領域Ｒ２が形成される。第２端部２ｂ側においては、幅方向における半分以上における大部分において応力が小さい領域Ｒ３が形成される。すなわち、比較例におけるバスバー２Ｘでは、印加される応力を幅方向Ｗに分散しにくい。
【００３０】
上記のような分布で応力が印加されることにより、バスバー２Ｘは、第１端部２ａ側が長さ方向Ｌに沿って広がるように大きく塑性変形してしまう。
【００３１】
図６は、実施の形態１に係る組電池において、互いに隣り合う単電池間の距離が広がった場合に、バスバーに印加される応力の分布を示す図である。
【００３２】
実施の形態１においては、図６に示すように、バスバー２に印加される応力分布において、第１接合部２ａ１および第２接合部２ａ２において応力がやや大きく、第１端部２ａ側から第２端部２ｂ側に向かうにつれて、すなわち、領域Ｒ５から領域Ｒ１０に向かうにつれて、応力が小さくなっている。
【００３３】
このように、実施の形態１に係るバスバー２においては、第１端部２ａにおいて、２ａ３が、平面視した場合に第２端部側に向けて窪むように湾曲する湾曲部を有することにより、長さ方向Ｌに沿って印加される力が、幅方向Ｗにも分散されている。これにより、第１端部２ａ側が端子３および端子４に接続された場合であっても、第１端部２ａ側に応力が集中することを抑制することができる。
【００３４】
（実施の形態２）
図７は、実施の形態２に係る組電池に具備されるバスバーの周辺を拡大して示す平面図である。図７を参照して、実施の形態２に係る組電池１Ａについて説明する。
【００３５】
図７に示すように、実施の形態２に係る組電池１Ａは、実施の形態１に係る１Ａと比較した場合に、バスバー２に開口部２１が設けられている点において相違する。その他の構成については、ほぼ同様である。
【００３６】
開口部２１は、バスバー２の厚さ方向に貫通するように設けられている。開口部２１は、長さ方向Ｌの略中央部に設けられている。開口部２１は、第２端部２ｂ側から第１端部２ａ側に向かうにつれて開口幅が小さくなるように設けられている。なお、開口部２１は、単数設けられていてもよいし、複数設けられていてもよい。
【００３７】
このように構成される場合であっても、実施の形態２に係る組電池１Ａは、実施の形態１とほぼ同様の効果が得られる。
【００３８】
加えて、上記のように開口部２１が設けられたことにより、バスバー２の剛性を低下させることができる。これにより、互いに隣り合う単電池間の距離の変位に追従するように、バスバー２が変形しやすくなる。
【００３９】
（実施の形態３）
図８は、実施の形態３に係る組電池に具備されるバスバーの周辺を拡大して示す平面図である。図８を参照して、実施の形態３に係る組電池１Ｂについて説明する。
【００４０】
図８に示すように、実施の形態３に係る組電池１Ｂは、実施の形態１に係る組電池１と比較した場合に、バスバー２Ｂの形状が相違する。その他の構成については、ほぼ同様である。
【００４１】
バスバー２Ｂは、実施の形態１に係るバスバー２と比較して、第２端部２ｂが、長さ方向Ｌと平行となるように直線状に設けられている。
【００４２】
このように構成される場合であっても、実施の形態３に係る組電池１Ｂは、実施の形態１とほぼ同様の効果が得られる。
【００４３】
（実施の形態４）
図９は、実施の形態４に係る組電池に具備されるバスバーの周辺を拡大して示す平面図である。図９を参照して、実施の形態４に係る組電池１Ｃについて説明する。
【００４４】
図９に示すように、実施の形態４に係る組電池１Ｃは、実施の形態１に係る組電池１と比較した場合に、バスバー２Ｃの形状が相違する。その他の構成については、ほぼ同様である。
【００４５】
バスバー２Ｃは、実施の形態１に係るバスバー２と比較して、第２端部２ｂが、長さ方向Ｌと平行となるように直線状に設けられている。また、バスバー２Ｃには、２つの開口部２１が設けられている。２つの開口部２１は、第２端部２ｂ側において、長さ方向Ｌにおける両端側に設けられている。なお、開口部２１の個数は、２つに限定されず、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。また、開口部２１の位置は、個数に応じて適宜変更することができる。
【００４６】
このように構成される場合であっても、実施の形態４に係る組電池１Ｃは、実施の形態１に係る組電池１とほぼ同様の効果が得られる。加えて、上記のように開口部２１が設けられたことにより、バスバー２の剛性を低下させることができる。これにより、互いに隣り合う単電池間の距離の変位に追従するように、バスバー２が変形しやすくなる。
【００４７】
（実施の形態５）
図１０は、実施の形態５に係る組電池の断面図である。なお、図１０は、図３に対応する部分における断面図である。図１０を参照して、実施の形態５に係る組電池１Ｄについて説明する。
【００４８】
図１０に示すように、実施の形態５に係る組電池１Ｄは、実施の形態１に係る組電池１と比較して、バスバー２Ｄの形状が相違する。その他の構成については、ほぼ同様である。
【００４９】
バスバー２Ｄの外形は、実施の形態１に係るバスバー２の外形とほぼ同様である。バスバー２Ｄは、長さ方向Ｌにおける中央部が下方に向けて窪むように設けられている。
【００５０】
このように構成される場合であっても、実施の形態５に係る組電池１Ｄは、実施の形態１に係る組電池１とほぼ同様の効果が得られる。
【００５１】
（実施の形態６）
図１１は、実施の形態６に係る組電池の断面図である。図１１を参照して、実施の形態６に係る組電池１Ｅについて説明する。
【００５２】
図１１に示すように、実施の形態６に係る組電池１Ｅは、実施の形態１に係る組電池１と比較した場合に、バスバー２Ｅの外形は、実施の形態１に係るバスバー２の外形とほぼ同様である。バスバー２Ｅは、第２端部２ｂ側が、第１端部２ａ側よりも低い位置となっている。すなわち、バスバー２Ｅには、第２端部２ｂ側に向かうにつれて単電池１０に近づくように傾斜する傾斜部２ｃが設けられている。
【００５３】
このように構成される場合であっても、実施の形態６に係る組電池１Ｅは、実施の形態１に係る組電池１とほぼ同様の効果が得られる。
【００５４】
なお、上述した実施の形態においては、バスバーによって単電池１０が電気的に直列に接続される場合を例示して説明したが、これに限定されず、バスバーによって単電池１０が電気的に並列に接続されてもよい。
【００５５】
以上、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は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すべての変更が含まれる。
【符号の説明】
【００５６】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｘ  組電池、２，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ，２Ｘ  バスバー、２ａ  第１端部、２ａ１  第１接合部、２ａ２  第２接合部、２ａ３  接続部、２ｂ  第２端部、２ｃ  傾斜部、３，４  端子、１０  単電池、２１  開口部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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