(57)【要約】      （修正有）【課題】部品点数の低減を図り、振動印加時においても接続片および配線基板の接続部位に大きな荷重が加えられることを抑制できる蓄電装置の提供。【解決手段】蓄電モジュールと、蓄電モジュールの側方に配置された配線基板と、第１蓄電セルに設けられた第１外部端子と、第２蓄電セルに設けられると共に第１外部端子に対して配列方向に隣り合う第２外部端子と、第１外部端子および第２外部端子を接続するバスバと、バスバおよび配線基板を接続する接続片とを備え、接続片はバスバから蓄電モジュールの側方に向けて延び出る第１延出片４０と、第１延出片４０に接続されると共に第１延出片４０と重なり合うように曲げられており、第１延出片４０が延びる方向と異なる方向に延びる第２延出片４１と、第２延出片４１に接続されると共に、第２延出片４１の先端部から第２延出片４１に対して立上るように曲げることで形成された第３延出片４２とを含む。【選択図】図４
2020004565.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配列方向に配列する第１蓄電セルおよび第２蓄電セルを含む蓄電モジュールと、
配線基板と、
前記第１蓄電セルに設けられた第１外部端子と、
前記第２蓄電セルに設けられると共に、前記第１外部端子に対して前記配列方向に隣り合う第２外部端子と、
前記第１外部端子および前記第２外部端子を接続するバスバと、
前記バスバおよび前記配線基板を接続する接続片と、
を備え、
前記接続片は、
前記バスバから前記蓄電モジュールの幅方向に向けて延び出る第１延出片と、
前記第１延出片に接続されると共に前記第１延出片と重なり合うように曲げられており、前記第１延出片が延びる方向と異なる方向に延びる第２延出片と、
前記第２延出片に接続されると共に、前記第２延出片の先端部から前記第２延出片に対して立ち上がるように曲げることで形成された第３延出片とを含む、蓄電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、蓄電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から各種の蓄電装置が提案されている。たとえば、特開２０１７−９２０３０号公報に記載された蓄電装置は、一方向に配列する複数の単位電池と、隣り合う単位電池を電気的に直列に接続するバスバとを含む。各バスバには各バスバおよび電圧検出配線を接続する接続片が設けられており、各電圧検出配線は電圧検知装置に接続されている。各電圧検出配線は、導体配線と、この導体配線の表面を被覆する外被とを含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−９２０３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の蓄電装置においては、各バスバに電圧検出配線が接続されている。一般に、蓄電装置は、複数の蓄電セルを含み、隣り合う蓄電セルを電気的に接続するバスバも複数設けられている。
【０００５】
そのため、各バスバに電圧検出配線を接続しようとすると、複数の電圧検知配線を準備する必要が生じ、部品点数の増加を招く。
【０００６】
そこで、複数の電圧検知配線に替えて、複数の配線が形成された配線基板を蓄電装置に設け、この配線基板に各バスバを電気的に接続することが考えられる。
【０００７】
ここで、特開２０１７−９２０３０号公報に記載された蓄電装置においては、蓄電装置に振動などが加えられたとしても、電圧検出配線が変形することで、電圧検出配線および接続片の接続部位に大きな荷重が加えられることが抑制されている。
【０００８】
仮に、上記のように、複数の電圧検出配線に替えて配線基板を用いた場合には、配線基板は、電圧検出配線よりも変形し難いため、蓄電装置に振動が加えられた際に、配線基板および接続片の接続部位で過大な応力が加えられるおそれがある。
【０００９】
本開示は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、部品点数の低減を図ることができると共に、蓄電装置に振動が加えられた際においても接続片および配線基板の接続部位に大きな荷重が加えられることを抑制することができる蓄電装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本開示に係る蓄電装置は、配列方向に配列する第１蓄電セルおよび第２蓄電セルを含む蓄電モジュールと、配線基板と、第１蓄電セルに設けられた第１外部端子と、第２蓄電セルに設けられると共に、第１外部端子に対して配列方向に隣り合う第２外部端子と、第１外部端子および第２外部端子を接続するバスバと、バスバおよび配線基板を接続する接続片とを備える。上記接続片は、バスバから蓄電モジュールの幅方向に向けて延び出る第１延出片と、第１延出片に接続されると共に第１延出片と重なり合うように曲げられており、第１延出片が延びる方向と異なる方向に延びる第２延出片と、第２延出片に接続されると共に、第２延出片の先端部から第２延出片に対して立上るように曲げることで形成された第３延出片とを含む。
【００１１】
上記の蓄電装置によれば、配線基板などが各種方向に振動したとしても、第２延出片などが適宜変形することで、配線基板および接続片との接続部位に過大な荷重が加えられることを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本開示に係る蓄電装置によれば、部品点数の低減を図ることができると共に、蓄電装置に振動が加えられた際においても接続片および配線基板の接続部位に大きな荷重が加えられることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】蓄電装置１を模式的に示す平面図である。
【図２】蓄電セル２を示す斜視図である。
【図３】配線基板５と、複数のバスバ３と、複数の接続片７とを示す斜視図である。
【図４】接続片７を示す斜視図である。
【図５】接続片７を広げた状態における斜視図である。
【図６】曲げ部４３において金属板４５を曲げた状態における斜視図である。
【図７】図６に示す状態から曲げ部４４において金属板４５を曲げた状態を示す斜視図である。
【図８】接続片７に外力を加えた状態を示す斜視図である。
【図９】第１比較例に係る接続片７０および配線基板７１を示す分解斜視図である。
【図１０】接続片８０を示す斜視図である。
【図１１】接続片９０を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１から図１１を用いて、本実施の形態に係る蓄電装置について説明する。図１から図１１に示す構成のうち、同一または実質的に同一の構成については、同一の符号を付して重複した説明を省略する。なお、実施の形態に示す構成において、請求項に記載された構成に対応する構成には、括弧書きで請求項の構成を併記する場合がある。
【００１５】
図１は、蓄電装置１を模式的に示す平面図である。
蓄電装置１は、配列方向Ｄに配列する複数の蓄電セル２を含む蓄電モジュール９と、複数のバスバ３，４と、配線基板５，６、複数の接続片７，８とを備える。
【００１６】
図２は、蓄電セル２を示す斜視図である。蓄電セル２は、収容ケース１０と、正極外部端子１１と、負極外部端子１２とを含む。収容ケース１０内には、図示されていない電極体が収容されている。収容ケース１０は、主面１３，１４と、上面１５と、下面１６と、側面１７，１８とを含む。
【００１７】
主面１３および主面１４は、配列方向Ｄに配列している。側面１７および側面１８は、蓄電セル２の幅方向Ｗに配列している。
【００１８】
正極外部端子１１および負極外部端子１２は上面１５に設けられており、正極外部端子１１および負極外部端子１２は、幅方向Ｗに間隔をあけて配置されている。
【００１９】
図１において、複数の蓄電セル２は、正極外部端子１１および負極外部端子１２が交互に配列方向Ｄに並ぶように配置されている。具体的には、蓄電セル（第１蓄電セル）２Ａと、蓄電セル（第２蓄電セル）２Ｂと、蓄電セル２Ｃとは、順次、配列方向Ｄに配列しており、蓄電セル２Ａの正極外部端子（第１外部端子）１１と、蓄電セル２Ｂの負極外部端子（第２外部端子）１２とは配列方向Ｄに配列している。同様に、蓄電セル２Ｂの正極外部端子１１と、蓄電セル２Ｃの負極外部端子１２も配列方向Ｄに配列している。
【００２０】
そして、複数のバスバ３，４は、配列方向Ｄに配列する複数の蓄電セル２を電気的に直列に接続している。
【００２１】
複数のバスバ３は、蓄電モジュール９の一方の側面側に設けられており、配列方向Ｄに間隔をあけて配置されている。そして、バスバ３は、配列方向Ｄに隣り合う正極外部端子１１および負極外部端子１２を接続している。たとえば、バスバ３Ａは、蓄電セル２Ａの正極外部端子１１と、蓄電セル２Ｂの負極外部端子１２とを電気的に接続している。
【００２２】
同様に、バスバ４は、蓄電モジュール９の他方の側面側に設けられており、配列方向Ｄに間隔をあけて配置されている。各バスバ４は、配列方向Ｄに隣り合う正極外部端子１１および負極外部端子１２を接続している。たとえば、バスバ４Ａは、蓄電セル２Ｂの正極外部端子１１負極外部端子１２と、蓄電セル２Ｃの負極外部端子１２とを電気的に接続している。
【００２３】
配線基板５は、蓄電モジュール９の一方の側面側に設けられており、配列方向Ｄに延びるように形成されている。配線基板５は、各蓄電セル２よりも上方に配置されている。
【００２４】
配線基板６は、蓄電モジュール９の他方の側面側に設けられており、配列方向Ｄに延びるように形成されている。配線基板６は、各蓄電セル２よりも上方に配置されている。
【００２５】
そして、各バスバ３には接続片７が接続されており、各接続片７は、バスバ３および配線基板５を電気的に接続している。各バスバ４には、接続片８が接続されており、各接続片８はバスバ４および配線基板６を電気的に接続している。
【００２６】
接続片７および接続片８は、いずれも、バスバ３およびバスバ４と同じ金属材料によって形成されている。
【００２７】
ここで、バスバ３は、バスバ４と同様に形成されており、配線基板５は、配線基板６と同様に形成されている。さらに、接続片７は、接続片８と同様に形成されている。そこで、バスバ４と、配線基板６と、接続片８とについて詳細に説明する。
【００２８】
図３は、配線基板６と、複数のバスバ４と、複数の接続片７とを示す斜視図である。
配線基板６は、基板２０と、基板２０の上面に形成された複数の電圧線２１とを含む。基板２０は、絶縁材料によって形成されており、板状に形成されている。基板２０は、配列方向Ｄに延びる側辺２３，２４を含み、側辺２３および側辺２４は幅方向Ｗに配列している。側辺２３は、蓄電セル２側に配置されている。
【００２９】
側辺２３には、間隔をあけて複数の切欠部２５が形成されており、各切欠部２５には、電圧線２１の一端が配置されている。各電圧線２１の他端は、図示されていない電圧検知装置に接続されている。
【００３０】
バスバ４は、アルミニウムや銅などの導電性の金属材料によって形成されており、バスバ４は、板状に形成されている。
【００３１】
各接続片８は、バスバ４に接続された端部３０と、配線基板６側に位置する端部３１とを含む。そして、端部３１側において、接続片８は、配線基板６の切欠部２５内に挿入されており、溶接部３２によって、配線基板６に溶接されている。これにより、各接続片８は、各電圧線２１に接続されている。
【００３２】
各接続片８は、長方形形状の金属板を折り曲げることで形成されている。そして、図４は、接続片８を示す斜視図であり、図５は、接続片８を広げた状態における斜視図である。
【００３３】
接続片８は、延出片（第１延出片）４０と、延出片（第２延出片）４１と、延出片（第３延出片）４２とを含む。延出片４０は、バスバ４から図１に示す蓄電モジュール９の側方に延び出ており、具体的には、バスバ４から幅方向Ｗに延び出るように形成されている。延出片４１は、延出片４０の先端部に接続されており、曲げ部４３において、延出片４０と重なり合うように曲げられている。この図４などに示す例においては、上記の延出片４１は、延出片４０の上面側に折り曲げられている。このように、延出片４１は曲げられているので、延出片４１は、延出片４０が延びる幅方向Ｗとは異なる配列方向Ｄに延びている。
【００３４】
延出片４２は、延出片４１の先端部に形成されており、曲げ部４４において、延出片４１の端部から立ち上がるように曲げられている。この図４などに示す例においては、延出片４１の端部から上方に延びるように曲げられている。そして、図３に示すように接続片８の延出片４２が切欠部２５内に挿入されている。
【００３５】
図５などを用いて、接続片８の形成過程について説明する。図５において、接続片８は、金属板４５を曲げ部４３および曲げ部４４において曲げることで形成されている。金属板４５は長方形形状に形成されており、金属板４５は、長辺４６，４７と、端辺４８とを含む。
【００３６】
長辺４６および長辺４７は、金属板４５の短手方向Ｌ２に配列しており、各長辺４６，４７は、金属板４５の長手方向Ｌ１に延びている。
【００３７】
曲げ部４３は、長手方向Ｌ１において、金属板４５の中央付近に形成されている。なお、曲げ部４３は、長辺４６側から長辺４７側に向かうにつれて、端辺４８に近づくように傾斜している。なお、角度θ１は、長辺４６と曲げ部４３とのなす角度を示しており、この図５に示す例においては、角度θ１は、４５°である。
【００３８】
曲げ部４４は、端辺４８側に位置する曲げ部４３の先端部に接続されており、短手方向Ｌ２に延びるように形成されている。
【００３９】
角度θ２は、曲げ部４４および長辺４７とのなす角度を示しており、この図５に示す例においては、角度θ２は、９０°である。
【００４０】
図６は、曲げ部４３において金属板４５を曲げた状態における斜視図である。曲げ部４３において金属板４５を曲げることで、バスバ４側の端部から曲げ部４３までの間に位置する延出片４０が形成され、曲げ部４３から端辺４８に位置し、配列方向Ｄに延びる延出片４９が形成される。
【００４１】
上記のように曲げられることで、曲げ部４３において、曲げ稜線５５が形成される。曲げ部４３における曲げ半径は、０ｍｍよりも大きく２．０ｍｍよりも小さい。
【００４２】
長辺４６が曲げられることで辺部５０と辺部５１とが形成される。辺部５０は、バスバ４から曲げ稜線５５の間に位置しており、辺部５１は曲げ稜線５５から端辺４８までの間に位置している。
【００４３】
長辺４７が曲げられることで、辺部５２および辺部５３が形成される。辺部５２は、バスバ４側の端部から曲げ稜線５５の間に位置しており、辺部５３は、曲げ稜線５５から端辺４８の間に位置している。そして、曲げ部４４となる部分は、辺部５２と重なり合う。
【００４４】
図７は、図６に示す状態から曲げ部４４において延出片４９を曲げた状態を示す斜視図である。曲げ部４４の曲げ半径は、たとえば、０ｍｍよりも大きく、２．０ｍｍよりも小さい。
【００４５】
曲げ部４４において、延出片４９を曲げることで、曲げ部４３および曲げ部４４の間に位置する延出片４１が形成される。さらに、曲げ部４４および端辺４８の間に位置する延出片４２が形成される。このようにして、接続片８が形成される。
【００４６】
この際、辺部５１も、曲げ部４４において曲げられることで、辺部５７および辺部５８が形成される。辺部５７は、延出片４０の上面上に位置しており、辺部５８は上方に向けて延びる。
【００４７】
図８は、接続片８に外力を加えた状態を示す斜視図である。外力Ｆ１は、幅方向Ｗにおいて、延出片４２の上端をバスバ４に近づけるように押圧する外力である。
【００４８】
外力Ｆ１が、延出片４２の上端に加えられると、幅方向Ｗに延出片４２がバスバ４に近づくように、延出片４０が辺部５７を中心として湾曲する。具体的には、辺部５７および辺部５８の角部の剛性は高く、さらに、曲げ部４４および辺部５７の角部の剛性が高く、当該各角部が延出片４０を押圧することで、延出片４０が辺部５７を中心として湾曲する。
【００４９】
外力Ｆ２は、幅方向Ｗにおいて、外力Ｆ１と反対方向の外力である。外力Ｆ２が、延出片４２の上端に加えられると、延出片４１が浮き上がるように変位する。このため、図３において、配線基板６が幅方向Ｗに振動したとしても、上記のように延出片４０，４１が変形することで、溶接部３２、接続片８および配線基板６に大きな荷重が加えられることを抑制することができ、溶接部３２などに亀裂などが生じることを抑制することができる。
【００５０】
図８において、外力Ｆ３，Ｆ４は、配列方向Ｄに延出片４２の上端に加えられる外力である。延出片４２の上端に、外力Ｆ３，Ｆ４が加えられると、曲げ部４４を中心として、延出片４２が回転する。このため、図３において、配線基板６が配列方向Ｄに振動したとしても、接続片８が上記のように変形することで、溶接部３２、接続片８および配線基板６に過大な荷重が加えられることを抑制することができ、溶接部３２に亀裂などが生じることを抑制することができる。
【００５１】
図８において、外力Ｆ５は、高さ方向Ｈの上方に向けて、延出片４２の上端に加えられる外力である。外力Ｆ５が延出片４２の上端に加えられると、曲げ部４３を中心として、延出片４１が延出片４０から離れるように回転することで、延出片４２の上端が上方に移動する。
【００５２】
外力Ｆ６は、延出片４２の上端を高さ方向Ｈの下方に向けて、延出片４２の上端に加えられる外力である。外力Ｆ６が延出片４２の上端に加えられると、延出片４２が下方に向かうように、延出片４０が撓む。
【００５３】
このため、図３において、配線基板６が高さ方向Ｈに振動したとしても、上記のように、接続片８が変形することで、溶接部３２、接続片８および配線基板６に亀裂などが生じることを抑制することができる。
【００５４】
なお、接続片８の構成について詳細に説明したが、接続片７も同様に構成されており、配線基板５が配列方向Ｄ、幅方向Ｗおよび上下方向に振動したとしても、接続片７および配線基板５の接続部分に過大な荷重が加えられることを抑制することができる。図９は、第１比較例に係る接続片７０および配線基板７１を示す分解斜視図である。接続片７０は、バスバ３から幅方向Ｗに延び出る板状の延出片７５と、延出片７５の先端部から上方に向けて延びる板状の延出片７６とを含む。延出片７６は、曲げ部７７において、延出片７５から折り曲げられている。
【００５５】
曲げ部７７が配列方向Ｄに延びているため、延出片７６は曲げ部７７を中心に回転可能とされており、延出片７６の上端は幅方向Ｗに移動可能となっている。
【００５６】
その一方で、延出片７６の上端を配列方向Ｄに移動させようとすると、延出片７５が捻じれるように変形することになり、延出片７６の上端は配列方向Ｄに移動し難くなっている。
【００５７】
配線基板７１は、基板７２と、基板７２の上面に形成された電圧線７３とを含む。基板７２の側辺側には、挿入孔７４が形成されており、挿入孔７４の開口縁部に電圧線７３の一端が位置している。そして、延出片７６が挿入孔７４に挿入されており、電圧線７３の一端と、延出片７６とが溶接部によって接続されている。
【００５８】
このように構成された蓄電装置において、配線基板７１が配列方向Ｄに振動する場合がある。この際、接続片７０の延出片７６の上端は、配列方向Ｄに移動し難いため、延出片７６および配線基板７１の接続部分に大きな荷重が生じる場合がある。
【００５９】
その一方で、本実施の形態に係る蓄電装置１においては、配線基板５，６が各種方向に振動しても、接続片７，８と、配線基板５，６との接続部分に大きな荷重が加えられることを抑制することができる。
【００６０】
なお、図３において、接続片７は切欠部２５の側辺２３側の開口から接続片７を挿入することができる。そのため、幅方向Ｗにおける切欠部２５の深さを正確に形成しなくても、接続片７を切欠部２５に挿入することができる。
【００６１】
その一方で、図９に示す例においては、挿入孔７４の配列方向Ｄの長さが、延出片７６の配列方向Ｄの幅よりも小さいときには、延出片７６を挿入することができなくなる。そのため、延出片７６に求められる寸法精度は、切欠部２５に求められる寸法精度よりも高くなり、結果として、配線基板７１の製造コストが高くなる。換言すれば、本実施の形態に係る蓄電装置１においては、製造コストの低減を図ることができる。
（実施例）
下記の表１は、各種の接続片を準備し、各接続片を配線基板に溶接した状態で、配線基板に振動を加えたときに、接続片および配線基板の溶接部分に亀裂が生じるか否かを観察した結果を示す。
【００６２】
【表１】
2020004565.tif 000003
【００６３】
具体的には、「従来法」は、図９に示す接続片７０を用いた場合における結果を示す。「検討１」は、図４などに示す接続片８を用いた場合における結果を示す。「検討２」は、図１０に示す接続片８０を用いた場合における結果を示す。「検討３」は、図１１に示す接続片９０を用いた場合における結果を示す。
【００６４】
図１０は、接続片８０を示す斜視図である。接続片８０は、幅方向Ｗに延びる延出片８１と、上方に向けて延びる延出片８２とを含む。延出片８２は、曲げ部８３において、延出片８１の先端部から上方に向かうように折り曲げることで形成されている。
【００６５】
図１１は、接続片９０を示す斜視図である。接続片９０は、幅方向Ｗに延びる延出片９１と、延出片９１の先端付近から上方に向けて延びる延出片９２とを含む。
【００６６】
なお、接続片９０は、接続片８０と同一形状であるが、接続片９０は、延出片９２を延出片９１に対して折り曲げて形成して折り曲げて形成したものではなく、Ｌ字形状の金属部材の一部を加工することで形成されている。
【００６７】
上記のように形成された各接続片７０，８，８０，９０をそれぞれ５０個準備し、各接続片を配線基板に接続して、下記の試験条件をした結果が上記表１に示されている。
【００６８】
試験条件には、振動サイクルと、振動方向と、振動加速度とが含まれる。
振動サイクルは、１５分間であり、この１５分間に７Ｈｚから２００Ｈｚに上げ、さらに、２００Ｈｚから７Ｈｚに下げる。
【００６９】
振動方向は、上下方向（高さ方向Ｈ）、左右方向（幅方向Ｗ）、前後方向（配列方向Ｄ）である。そして、上下方向（高さ方向Ｈ）に３時間、上記の１５分の振動サイクルを１２回繰り返す。左右方向（配列方向Ｄ）に３時間、上記の１５分の振動サイクルを１２回繰り返す。前後方向（幅方向Ｗ）に３時間、上記の１５分の振動サイクルを１２回繰り返す。振動加速度は、８Ｇである。
【００７０】
表１に示すように、接続片７０，８０，９０を用いたサンプル（「従来法」、「検討２」、「検討３」）においては、何れかの振動方向において、溶接部分に亀裂が発生した。
【００７１】
その一方で、接続片８および配線基板を接続した５０個のサンプル（検討１）においては、接続片８および配線基板との溶接部分に亀裂は生じないことが分かった。
【００７２】
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と考えられるべきである。本発明の範囲は請求の範囲によって示され、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ことが意図される。
【符号の説明】
【００７３】
１  蓄電装置、２  蓄電セル、３，４  バスバ、５，６，７１  配線基板、７，８，７０，８０，９０  接続片、９  蓄電モジュール、１０  収容ケース、１１  正極外部端子、１２  負極外部端子、１３，１４  主面、１５  上面、１６  下面、１７，１８  側面、２０，７２  基板、２１，７３  電圧線、２３，２４  側辺、２５  切欠部、３０，３１  端部、３２  溶接部、４０，４１，４２，４９，７５，７６，８１，８２，９１，９２  延出片、４３，４４，７７，８３  曲げ部、４５  金属板、４６，４７  長辺、４８  端辺、５０，５１，５２，５３，５７，５８  辺部、５５  稜線、７４  挿入孔、Ｄ  配列方向、Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４，Ｆ５，Ｆ６  外力、Ｈ  高さ方向、Ｌ１  長手方向、Ｌ２  短手方向、Ｗ  幅方向。
【図１】
2020004565.tif 000004
【図２】
2020004565.tif 000005
【図３】
2020004565.tif 000006
【図４】
2020004565.tif 000007
【図５】
2020004565.tif 000008
【図６】
2020004565.tif 000009
【図７】
2020004565.tif 000010
【図８】
2020004565.tif 000011
【図９】
2020004565.tif 000012
【図１０】
2020004565.tif 000013
【図１１】
2020004565.tif 000014