(57)【要約】【課題】外部からの衝撃によりセルユニットが圧壊した場合や、金属部品がセルユニットに接触した場合でも、正極側バスバーと負極側バスバーとが短絡し難くなるバッテリモジュールを提供する。【解決手段】正極側バスバー５１は、セルユニット２の第１側面２ａと異なる第２側面２ｂに延在する。負極側バスバー５２は、セルユニット２の第１側面２ａおよび第２側面２ｂと異なる第１端面２ｅに延在する。【選択図】図４
2014203744.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１方向に配列された複数のバッテリセルを含むセルユニットと、
上記複数のバッテリセルの正極側に正極側バスバーを介して電気的に接続される正極外部端子と、
上記複数のバッテリセルの負極側に負極側バスバーを介して電気的に接続される負極外部端子と
を備え、
上記セルユニットは、複数の面を有し、
上記正極側バスバーは、上記セルユニットの複数の面のうちの第１面に延在し、
上記負極側バスバーは、上記セルユニットの複数の面のうちの上記第１面と異なる第２面に延在することを特徴とするバッテリモジュール。
【請求項２】
請求項１に記載のバッテリモジュールにおいて、
上記第１面と上記第２面とは、交差することを特徴とするバッテリモジュール。
【請求項３】
請求項１または２に記載のバッテリモジュールにおいて、
上記正極外部端子および上記負極外部端子は、上記第１面または上記第２面に、位置することを特徴とするバッテリモジュール。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一つに記載のバッテリモジュールにおいて、
上記正極側バスバーは、上記第１面上に、少なくとも一つのコーナー部を有することを特徴とするバッテリモジュール。
【請求項５】
請求項１から４の何れか一つに記載のバッテリモジュールにおいて、
上記負極側バスバーは、上記第２面上に、少なくとも一つのコーナー部を有することを特徴とするバッテリモジュール。
【請求項６】
請求項１から５の何れか一つに記載のバッテリモジュールにおいて、
上記正極側バスバーまたは上記負極側バスバーの少なくとも一方を嵌め込む溝部を有することを特徴とするバッテリモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、バッテリモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、バッテリモジュールとしては、特開２０１０−９７７２２号公報（特許文献１）に記載されたものがある。このバッテリモジュールは、第１方向に配列された複数のバッテリセルを含むセルユニットと、複数のバッテリセルの正極側に正極側バスバーを介して電気的に接続される正極外部端子と、複数のバッテリセルの負極側に負極側バスバーを介して電気的に接続される負極外部端子とを備えている。
【０００３】
上記セルユニットは、各バッテリセルの端子が位置するセル端子面を有する。このセル端子面上で、正極側バスバーは、正極外部端子に接続され、負極側バスバーは、負極外部端子に接続される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−９７７２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記従来のバッテリモジュールでは、上記正極側バスバーと上記負極側バスバーとは、セルユニットの同一のセル端子面に位置している。このため、外部からの衝撃によるセルユニットの圧壊や、セルユニット周囲の金属部品が正極側バスバーと負極側バスバーとに跨って接触することによって正極側バスバーと負極側バスバーとが短絡する問題があった。
【０００６】
そこで、この発明の課題は、正極側バスバーと負極側バスバーとが短絡し難くなるバッテリモジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、この発明のバッテリモジュールは、
第１方向に配列された複数のバッテリセルを含むセルユニットと、
上記複数のバッテリセルの正極側に正極側バスバーを介して電気的に接続される正極外部端子と、
上記複数のバッテリセルの負極側に負極側バスバーを介して電気的に接続される負極外部端子と
を備え、
上記セルユニットは、複数の面を有し、
上記正極側バスバーは、上記セルユニットの複数の面のうちの第１面に延在し、
上記負極側バスバーは、上記セルユニットの複数の面のうちの上記第１面と異なる第２面に延在することを特徴としている。
【０００８】
この発明のバッテリモジュールによれば、上記正極側バスバーは、セルユニットの複数の面のうちの第１面に延在する。上記負極側バスバーは、セルユニットの複数の面のうちの第１面と異なる第２面に延在する。
【０００９】
このように、上記正極側バスバーと上記負極側バスバーとは、異なる面に延在しているため、上記セルユニットが、外部からの衝撃により圧壊した場合や、金属部品がセルユニットに接触した場合でも、正極側バスバーと負極側バスバーとは、短絡し難くなる。
【００１０】
また、一実施形態のバッテリモジュールでは、上記第１面と上記第２面とは、交差する。
【００１１】
この実施形態のバッテリモジュールによれば、上記第１面と上記第２面とは、交差するので、正極側バスバーと負極側バスバーとは、交差する方向にあって、短絡し難い。
【００１２】
また、一実施形態のバッテリモジュールでは、上記正極外部端子および上記負極外部端子は、上記第１面または上記第２面に、位置する。
【００１３】
この実施形態のバッテリモジュールによれば、上記正極外部端子および上記負極外部端子は、上記第１面または上記第２面に、位置するので、正極側バスバーまたは負極側バスバーの長さを短くできる。
【００１４】
また、一実施形態のバッテリモジュールでは、上記正極側バスバーは、上記第１面上に、少なくとも一つのコーナー部を有する。
【００１５】
この実施形態のバッテリモジュールによれば、上記正極側バスバーは、上記第１面上に、少なくとも一つのコーナー部を有するので、第１面上のスペースを効率よく利用することができる。また、第１面上での部材の配置の自由度が向上する。また、正極側バスバーを、例えば負極側バスバーから逃がす構造とでき、正極側バスバーと負極側バスバーとの短絡を一層回避し易くできる。
【００１６】
また、一実施形態のバッテリモジュールでは、上記負極側バスバーは、上記第２面上に、少なくとも一つのコーナー部を有する。
【００１７】
この実施形態のバッテリモジュールによれば、上記負極側バスバーは、上記第２面上に、少なくとも一つのコーナー部を有するので、第２面上のスペースを効率よく利用することができる。また、第２面上での部材の配置の自由度が向上する。また、負極側バスバーを、例えば正極側バスバーから逃がす構造とでき、正極側バスバーと負極側バスバーとの短絡を一層回避し易くできる。
【００１８】
また、一実施形態のバッテリモジュールでは、上記正極側バスバーまたは上記負極側バスバーの少なくとも一方を嵌め込む溝部を有する。
【００１９】
この実施形態のバッテリモジュールによれば、上記正極側バスバーまたは上記負極側バスバーの少なくとも一方を嵌め込む溝部を有する。これにより、組立の際に正極側バスバーを第１面に容易に案内でき、または、組立の際に負極側バスバーを第２面に容易に案内できる。
【発明の効果】
【００２０】
この発明のバッテリモジュールによれば、上記正極側バスバーは、セルユニットの第１面に延在し、上記負極側バスバーは、セルユニットの第１面と異なる第２面に延在する。これにより、正極側バスバーと負極側バスバーとが短絡し難くなる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態のバッテリモジュールを示す斜視図である。
【図２】セルユニットおよびバッテリ監視要素の分解斜視図である。
【図３】セルユニットの分解斜視図である。
【図４】セルユニットの組立斜視図である。
【図５】バッテリモジュールの拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００２３】
図１は、この発明の一実施形態のバッテリモジュールを示す斜視図である。図１に示すように、このバッテリモジュールは、ケース１と、このケース１内に収容されるセルユニット２と、このケース１内に収容されるバッテリ監視要素４とを備える。
【００２４】
上記ケース１は、開口部を有する本体１０と、この開口部を閉じるように本体１０に取り付けられる蓋体１１とを有する。ケース１の外部には、正極外部端子５と負極外部端子６とが配置されている。正極外部端子５と負極外部端子６は、蓋体１１を貫通して、セルユニット２に電気的に接続される。上記バッテリ監視要素４は、セルユニット２に取り付けられる。バッテリ監視要素４は、カバー４０により覆われている。
【００２５】
図２と図３に示すように、上記セルユニット２は、第１方向（Ｚ方向）に配列された８つのバッテリセル２０を有する。隣接するバッテリセル２０，２０の間には、スペーサ２６が配置されている。
【００２６】
上記バッテリセル２０は、例えば、非水電解質二次電池である。バッテリセル２０は、密閉容器２４と、この密閉容器２４内に収容されている発電要素とを有する。発電要素は、正極板と、負極板と、正極板と負極板との間に介在されたセパレータとを有する。密閉容器２４の蓋体には、正極端子２１と負極端子２２とが外部に露出するように設けられている。正極端子２１と正極板、および、負極端子２２と負極板は、それぞれ、密閉容器２４内に配置された集電体により、電気的に接続される。
【００２７】
上記密閉容器２４の蓋体には、正極端子２１と負極端子２２との間に、安全弁２３が設けられている。安全弁２３は、密閉容器２４内で発生する気体の圧力が所定値以上になったときに、この気体を密閉容器２４外へ放出する。各バッテリセル２０の安全弁２３は、第１方向に延在する排気管８によって、覆われている。
【００２８】
第１から第８のバッテリセル２０は、第１方向の一方側（図中の上側）から他方側（図中の下側）へ順に、配列されている。第１と第２のバッテリセル２０は、それぞれの正極端子２１が図中右側に揃うように、配置され、第３と第４のバッテリセル２０は、それぞれの正極端子２１が図中左側に揃うように、配置され、第５と第６のバッテリセル２０は、それぞれの正極端子２１が図中右側に揃うように、配置され、第７と第８のバッテリセル２０は、それぞれの正極端子２１が図中左側に揃うように、配置されている。
【００２９】
第１と第２のバッテリセル２０と、第３と第４のバッテリセル２０と、第５と第６のバッテリセル２０と、第７と第８のバッテリセル２０とは、バスバー２５を介して、電気的に直列に接続されている。そして、直列に接続された複数のバッテリセル２０の正極側は、正極側バスバー５１（図４参照）を介して、正極外部端子５に電気的に接続される一方、この複数のバッテリセル２０の負極側は、負極側バスバー５２（図４参照）を介して、負極外部端子６に電気的に接続される。
【００３０】
上記セルユニット２は、第１エンドプレート３１と第２エンドプレート３２とを有する。第１エンドプレート３１は、複数のバッテリセル２０の第１方向の一方側に位置する。第２エンドプレート３２は、複数のバッテリセル２０の第１方向の他方側に位置する。複数のバッテリセル２０は、第１、第２エンドプレート３１，３２により、挟持されている。
【００３１】
上記セルユニット２は、第１方向を中心とした周方向に、４つの側面を有する。この４つの側面は、周方向に順に、第１側面２ａ、第２側面２ｂ、第３側面２ｃおよび第４側面２ｄである。第１側面２ａは、各バッテリセル２０の安全弁２３および端子２１，２２が位置する面である。
【００３２】
上記複数のバッテリセル２０と上記第１、上記第２エンドプレート３１，３２とは、４つの金属製の拘束バンド７により、一体に拘束されている。拘束バンド７は、第１方向に沿って延在し、第１エンドプレート３１と第２エンドプレート３２に連結されている。第２側面２ｂと第４側面２ｄには、それぞれ、１つの拘束バンド７が位置し、第３側面２ｃには、２つの拘束バンド７が位置する。
【００３３】
上記バッテリ監視要素４は、各バッテリセル２０の状態を監視する。バッテリ監視要素４は、樹脂からなる基台４１と、この基台４１の一面に配置された制御基板４２、遮断器４３およびコネクタ４４とを有する。制御基板４２は、バッテリセル２０の入出力電流等を制御する。遮断器４３は、バッテリセル２０から大電流が流れることを防止する。コネクタ４４は、例えば車両などの外部端子と電気的に接続される。基台４１は、セルユニット２の第２側面２ｂに取り付けられる。
【００３４】
図４に示すように、上記セルユニット２は、第１方向の両端に、第１端面２ｅと第２端面２ｆとを有する。第１端面２ｅは、第１エンドプレート３１の端面であり、第２端面２ｆは、第２エンドプレート３２の端面である。第１端面２ｅは、正極外部端子５および負極外部端子６が位置する面である。
【００３５】
上記正極側バスバー５１は、セルユニット２の第２側面２ｂに配置される。上記負極側バスバー５２は、セルユニット２の第１端面２ｅに配置される。
【００３６】
上記正極側バスバー５１は、第１部分５１ａと第２部分５１ｂと第３部分５１ｃとを有する。第１部分５１ａは、第１側面２ａに位置する。第２部分５１ｂは、第１部分５１ａから折れ曲がって第２側面２ｂに位置する。第３部分５１ｃは、第２部分５１ｂから、第２側面２ｂに直交する方向を中心とした周方向に曲がっている。つまり、正極側バスバー５１は、第２側面２ｂ上において、第２側面２ｂに直交する方向からみて、第２部分５１ｂと第３部分５１ｃの接続部分の１つのコーナー部を有する。
【００３７】
上記第１部分５１ａは、バスバー２５を介して、複数のバッテリセル２０の正極側に接続される。上記第３部分５１ｃは、正極外部端子５に接続される。第１部分５１ａ、第２部分５１ｂおよび第３部分５１ｃは、一体であってもよく、または、別体であって溶接やボルトなどで相互に固定されるようにしてもよい。なお、第３部分５１ｃは、断面Ｌ字状のバスバーで、セルユニット２の角部に沿って配置されたようなものでもよい。
【００３８】
上記負極側バスバー５２は、第１部分５２ａと第２部分５２ｂと第３部分５２ｃとを有する。第１部分５２ａは、第１側面２ａに位置する。第２部分５２ｂは、第１部分５２ａから折れ曲がって第１端面２ｅに位置する。第３部分５２ｃは、第２部分５２ｂから、第１端面２ｅに直交する方向を中心とした周方向に曲がっている。つまり、負極側バスバー５２は、第１端面２ｅ上において、第１端面２ｅに直交する方向からみて、第２部分５２ｂと第３部分５２ｃの接続部分の１つのコーナー部を有する。
【００３９】
上記第１部分５２ａは、バスバー２５を介して、複数のバッテリセル２０の負極側に接続される。上記第３部分５２ｃは、負極外部端子６に接続される。第１部分５２ａ、第２部分５２ｂおよび第３部分５２ｃは、一体であってもよく、または、別体であって溶接やボルトなどで相互に固定されるようにしてもよい。なお、第３部分５２ｃは、断面Ｌ字状のバスバーで、セルユニット２の角部に沿って配置されたようなものでもよい。
【００４０】
図５に示すように、上記バッテリ監視要素４の基台４１には、溝部４１ａが設けられており、この溝部４１ａに、正極側バスバー５１が嵌め込まれている。つまり、正極側バスバー５１の第１部分５１ａは、バスバー２５とともに、基台４１の溝部４１ａに嵌め込まれている。
【００４１】
上記構成のバッテリモジュールによれば、上記正極側バスバー５１は、セルユニット２の第１側面２ａと異なる第２側面２ｂに延在する。上記負極側バスバー５２は、セルユニット２の第１側面２ａおよび第２側面２ｂと異なる第１端面２ｅに延在する。
【００４２】
このように、上記正極側バスバー５１と上記負極側バスバー５２とは、異なる面に延在しているため、上記セルユニット２が、外部からの衝撃により圧壊した場合や、金属部品がセルユニットに接触した場合でも、正極側バスバー５１と負極側バスバー５２とは、短絡し難くなる。
【００４３】
また、上記第２側面２ｂと上記第１端面２ｅとは交差するので、正極側バスバー５１と負極側バスバー５２とは、交差する方向にあって、短絡し難い。
【００４４】
また、上記正極外部端子５および上記負極外部端子６は、上記第１端面２ｅに位置するので、負極側バスバー５２の長さを短くできる。なお、正極外部端子５および負極外部端子６を、上記第２側面２ｂに、配置してもよく、正極側バスバー５１の長さを短くできる。
【００４５】
また、上記正極側バスバー５１は、上記第２側面２ｂ上に、少なくとも一つのコーナー部を有するので、第２側面２ｂ上のスペースを効率よく利用することができる。また、第２側面２ｂ上での部材の配置の自由度が向上する。また、正極側バスバー５１を負極側バスバー５２から逃がす構造とでき、正極側バスバー５１と負極側バスバー５２との短絡を一層回避し易くできる。
【００４６】
また、上記負極側バスバー５２は、上記第１端面２ｅ上に、少なくとも一つのコーナー部を有するので、第１端面２ｅ上のスペースを効率よく利用することができる。また、第１端面２ｅ上での部材の配置の自由度が向上する。また、負極側バスバー５２を正極側バスバー５１から逃がす構造とでき、正極側バスバー５１と負極側バスバー５２の短絡を一層回避し易くできる。
【００４７】
また、上記正極側バスバー５１を嵌め込む溝部４１ａを有するので、組立の際に正極側バスバー５１を第２側面２ｂに容易に案内できる。
【００４８】
なお、この発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、バッテリセルの数量の増減は、自由である。
【００４９】
上記実施形態では、上記正極側バスバーを第２側面に延在し、上記負極側バスバーを第１端面に延在したが、正極側バスバーと負極側バスバーとの位置を逆にしてもよい。また、正極側バスバーを第１側面と異なる第１面に延在し、負極側バスバーを第１側面および第１面と異なる第２面に延在するようにしてもよい。また、正極外部端子と負極外部端子との位置を逆にしてもよい。また、正極側バスバーまたは負極側バスバーを第１側面に延在するようにしてもよい。
【００５０】
上記正極側バスバーに、第２側面上に、少なくとも一つのコーナー部を設けるようにしてもよく、上記負極側バスバーに、第１端面上に、少なくとも一つのコーナー部を設けるようにしてもよい。また、正極側バスバーまたは負極側バスバーの一方のみにコーナー部を設けるようにしてもよい。
【００５１】
上記実施形態では、上記正極側バスバーを嵌め込む溝部を設けたが、上記負極側バスバーを嵌め込む溝部を設けるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１  ケース
２  セルユニット
２ａ  第１側面
２ｂ  第２側面（第１面）
２ｃ  第３側面
２ｄ  第４側面
２ｅ  第１端面（第２面）
２ｆ  第２端面
４  バッテリ監視要素
５  正極外部端子
６  負極外部端子
７  拘束バンド
８  排気管
１０  本体
１１  蓋体
２０  バッテリセル
２１  正極端子
２２  負極端子
２３  安全弁
２５  バスバー
２６  スペーサ
３１  第１エンドプレート
３２  第２エンドプレート
４１  基台
４１ａ  溝部
５１  正極側バスバー
５２  負極側バスバー
【図１】
2014203744.tif 000003
【図２】
2014203744.tif 000004
【図３】
2014203744.tif 000005
【図４】
2014203744.tif 000006
【図５】
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