(57)【要約】【課題】本発明は、隣り合う電極端子間のピッチのずれを容易に調整可能な電池接続アセンブリを提供する。【解決手段】電池接続アセンブリ１４は、隣り合う単電池１２の電極端子１１間を接続する接続部材１７を有する複数の接続ユニット１５を備え、各接続ユニット１５Ａ，１５Ｂは、接続ユニット１５の並び方向に向けて突出するスライド棒部３０と、隣り合う接続ユニット１５におけるスライド棒部３０の外周面に嵌着されてスライド棒部３０が並び方向にスライド可能に収容される溝部３２と、を有し、複数の接続ユニット１５はスライド棒部３０に溝部３２が嵌着されることによって連結されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極及び負極の電極端子を有する単電池を複数個並べた単電池群を有する電池モジュールにおいて前記単電池群を接続するための電池接続アセンブリであって、
隣り合う前記単電池の電極端子間を接続する接続部材を有する複数の接続ユニットを備え、
前記各接続ユニットは、前記接続ユニットの並び方向に向けて突出するスライド棒部と、隣り合う前記接続ユニットにおける前記スライド棒部の外周面に嵌着されて前記スライド棒部が前記並び方向にスライド可能に収容される溝部と、を有し、前記複数の接続ユニットは前記スライド棒部に前記溝部が嵌着されることによって連結されていることを特徴とする電池接続アセンブリ。
【請求項２】
前記スライド棒部及び前記溝部の一方には、他方側に向けて突出するストッパが設けられており、前記スライド棒部及び前記溝部の他方には、前記ストッパと前記並び方向から当接することにより前記スライド棒部が前記並び方向について前記溝部から抜けるのを規制する規制部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電池接続アセンブリ。
【請求項３】
前記スライド棒部の断面形状は円形状をなしており、前記溝部の断面形状は、中心角が１８０°より大きく３６０°より小さな扇形をなしていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電池接続アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池接続アセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車やハイブリッド車には、正極及び負極の電極端子を有する複数の単電池を並べて、隣り合う単電池の電極端子間を接続部材で接続してなる電池モジュールが搭載されている。これにより複数の単電池が直列や並列に接続される（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−６７１８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように複数の単電池の電極端子間を接続する場合、接続作業を簡略化するために、接続する電極端子間の数に応じて、インサート成形等により金型内に配置した複数の接続部材を樹脂内に一体成形した電池接続プレートが用いられることが考えられる。
【０００５】
しかしながら、並べられた複数の単電池間には、組み付け公差が設定されている。このため、複数の単電池が並べられた電池モジュールにおいては、隣り合う単電池に形成された電極端子間のピッチがずれる。すると、上記した電池接続プレートを電極端子に接続する際に、電極端子と、電池接続プレートの接続部材との間に位置ずれが生じるため、電池接続プレートの接続作業の効率が低下することが懸念される。
【０００６】
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、隣り合う電極端子間のピッチのずれを容易に調整可能な電池接続アセンブリを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、正極及び負極の電極端子を有する単電池を複数個並べた単電池群を有する電池モジュールにおいて前記単電池群を接続するための電池接続アセンブリであって、隣り合う前記単電池の電極端子間を接続する接続部材を有する複数の接続ユニットを備え、前記各接続ユニットは、前記接続ユニットの並び方向に向けて突出するスライド棒部と、隣り合う前記接続ユニットにおける前記スライド棒部の外周面に嵌着されて前記スライド棒部が前記並び方向にスライド可能に収容される溝部と、を有し、前記複数の接続ユニットは前記スライド棒部に前記溝部が嵌着されることによって連結されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、スライド棒部が溝部内を接続ユニットの並び方向にスライドすることにより、電極端子間のピッチのずれを調整できる。
【０００９】
本発明の実施態様としては以下の態様が好ましい。
前記スライド棒部及び前記溝部の一方には、他方側に向けて突出するストッパが設けられており、前記スライド棒部及び前記溝部の他方には、前記ストッパと前記並び方向から当接することにより前記スライド棒部が前記並び方向について前記溝部から抜けるのを規制する規制部が設けられていることが好ましい。
【００１０】
本態様によれば、規制部がストッパと当接することによりスライド棒部が溝部から抜けることが規制されるので、電池接続アセンブリを単電池群に組み付ける作業の効率を向上させることができる。
【００１１】
前記スライド棒部の断面形状は円形状をなしており、前記溝部の断面形状は、中心角が１８０°より大きく３６０°より小さな扇形をなしていることが好ましい。
【００１２】
本態様によれば、スライド棒部が容易に溝部内に嵌着されやすくなると共に、スライド棒部が溝部内で容易にスライド可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、電池モジュールにおいて隣り合う電極端子間のピッチのずれを容易に調整できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本実施形態に係る電池モジュールを示す平面図である。
【図２】図２は、電池モジュールを示す斜視図である。
【図３】図３は、単電池群を示す斜視図である。
【図４】図４は、主接続ユニットを示す斜視図である。
【図５】図５は、主接続ユニットを示す側面図である。
【図６】図６は、副接続ユニットを示す平面である。
【図７】図７は、副接続ユニットを示す斜視図である。
【図８】図８は、単電池同士が接近した状態を示す要部拡大平面図である。
【図９】図９は、単電池同士が離間した状態を示す要部拡大平面図である。
【図１０】図１０は、他の実施形態に係る電池モジュールを示す要部拡大平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の一実施形態を図１ないし図９を参照しつつ説明する。本実施形態に係る電池モジュール１０は、例えば電気自動車、又はハイブリッド車等の電力源として使用される。電池モジュール１０は、正極及び負極の電極端子１１を有する単電池１２を複数個並べた単電池群１３を有する。単電池群１３は電池接続アセンブリ１４によって接続されている。なお、以下の説明では、図２における上方とし、下方を下方として説明する。
【００１６】
（単電池１２）
単電池１２の内部には図示しない発電要素が収容されている。図１に示すように、単電池１２の端縁からは、発電要素と電気的に接続された一対の電極端子１１，１１が、図１における上下方向に並ぶと共に、紙面を貫通する方向手前側に突出して形成されている。電極端子１１の極性は、図１における下側と、上側とで逆になっている。電極端子１１は概ね円柱形状をなしており、その外周面にはねじ山が形成されている。
【００１７】
また、各単電池１２は、隣り合う単電池１２から突出する電極端子１１の極性が逆向きになるように配置されている。このため、図３に示すように、電極端子１１を構成する正極端子と負極端子とは、隣り合うように配されている。単電池群１３を構成する単電池１２は、図示しない固定部材によって固定されている。
【００１８】
（電池接続アセンブリ１４）
図１に示すように、隣り合う単電池１２の電極端子１１間は、単電池群１３に電池接続アセンブリ１４を取り付けることによって直列に接続されている。電池接続アセンブリ１４は、複数の接続ユニット１５を備える。
【００１９】
接続ユニット１５は、主接続ユニット１５Ａと、図１における上側に位置すると共に左右両端部に配された副接続ユニット１５Ｂとからなる。主接続ユニット１５Ａ同士は同形、同大に形成されている。また、副接続ユニット１５Ｂ同士も同形、同大に形成されている。
【００２０】
（主接続ユニット１５Ａ）
図２に示すように、主接続ユニット１５Ａは合成樹脂製であって、図２における上方に開口する箱状をなしている。主接続ユニット１５Ａの接続部材収容部１６には金属板材を所定形状にプレス成形してなる接続部材１７が収容される。接続部材１７は、銅、銅合金、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等、必要に応じて任意の金属材料により形成することができる。また、接続部材１７の表面にはスズメッキ、ニッケルメッキ等、必要に応じて任意の金属メッキを形成することができる。
【００２１】
接続部材１７は四隅が丸く切欠された概ね長方形状をなしている。図１に示すように、接続部材１７の、図１における左右方向の長さ寸法は、単電池１２を２つ並べた状態における幅寸法（図１における左右方向の長さ寸法）よりも小さく設定されている。接続部材１７には、電極端子１１が挿通される一対の端子挿通孔（図示せず）が、図１における左右方向について並んで形成されている。
【００２２】
接続部材１７の端子挿通孔内に電極端子１１が挿通されて、電極端子１１にナット１８が螺合されることにより、隣り合う電極端子１１が接続部材１７により電気的に接続される。
【００２３】
図４に示すように、主接続ユニット１５Ａの接続部材収容部１６は上方に開口する箱状をなしている。接続部材収容部１６の底部には２つの開口部１９が形成されており、電極端子１１がそれぞれ挿通可能になっている。接続部材収容部１６の内側壁には、内方に突出すると共に、接続部材１７に上方から当接することにより接続部材１７が上方に外れることを規制する複数の押さえ爪２０Ａが形成されている。
【００２４】
主接続ユニット１５Ａには、接続部材収容部１６から、電極端子１１の並ぶ方向と交差する方向に延びて形成されると共に、単電池１２の電圧を測定するための電圧検知線２１を収容可能な電圧検知線収容部２２が設けられている。電圧検知線収容部２２は上方に開口する箱状をなしており、電圧検知線収容部２２内には、複数の電圧検知線２１が並んで収容されるようになっている。
【００２５】
図５に示すように、電圧検知線収容部２２の側壁の上端縁には、電圧検知線収容部２２の底壁に重なるようにして突出すると共に、電圧検知線２１が外部にはみ出さないように保持する保持部２３が形成されている。
【００２６】
図１に示すように、接続部材１７によって接続された電極端子１１には、電圧検知端子２４が接続されている。この電圧検知端子２４は金属板状の先端部を貫通する端子貫通孔（図示せず）が形成されており、この端子貫通孔内に電極端子１１が挿通された状態で、上述したナット１８によって、電極端子１１及び接続部材１７に対して共締めされる。これにより、電圧検知端子２４と電極端子１１とが電気的に接続される。
【００２７】
電圧検知端子２４は電圧検知線２１と電気的に接続されている。電圧検知端子２４と電圧検知線２１との接続には圧着、圧接、半田付け、溶接等、必要に応じて任意の手法を用いることができる。本実施形態においては、電圧検知端子２４に設けられたバレル２５Ａが電圧検知線２１に圧着されている。
【００２８】
電圧検知端子２４は、接続部材収容部１６に形成された押さえ爪２０Ａに上方から当接されることにより、上方へ外れることが規制されるようになっている。
【００２９】
（副接続ユニット１５Ｂ）
図７に示すように、副接続ユニット１５Ｂは合成樹脂製であって、電極端子１１に接続される電力端子金具２６が収容される電力端子収容部２７と、この電力端子収容部２７に連なると共に電圧検知線２１が収容される電圧検知線収容部２２と、を備える。
【００３０】
電力端子金具２６はバレル２５Ｂを有し、このバレル２５Ｂが圧着されることにより電力線２８と電力端子金具２６とが接続される。
【００３１】
電力端子収容部２７の内側壁には、内方に突出すると共に、電力端子金具２６に上方から当接することにより電力端子金具２６が上方に外れることを規制する複数の押さえ爪２０Ｂが形成されている。
【００３２】
上記以外の構成については主接続ユニット１５Ａと略同様なので、重複する説明を省略する。
【００３３】
（接続ユニット１５の組み付け構造）
図１に示すように、各接続ユニット１５Ａ，１５Ｂを構成する側壁のうち、接続ユニット１５の並び方向（図１における矢線Ａで示す方向）に沿う方向に延びる一対の側壁には、上記の並び方向について一の端部寄りの位置に、この側壁の肉厚方向外方（図１における上下方向）に突出する基部２９が設けられている。この基部２９には、接続ユニット１５の並び方向について突出するスライド棒部３０が形成されている。
【００３４】
スライド棒部３０の断面形状は円形状をなしている。スライド棒部３０の長さ寸法は、隣り合う単電池１２間の製造公差、及び組み付け公差の和と同じか、それ以上に設定されている。
【００３５】
各接続ユニット１５Ａ，１５Ｂを構成する側壁のうち、接続ユニット１５の並び方向（図１における矢線Ａで示す方向）に沿う方向に延びる一対の側壁には、接続ユニット１５同士が並べられた状態で、ストッパ３３部に対応する位置に、この側壁の肉厚方向外方（図１における上下方向）に突出する突出部３１が設けられている。
【００３６】
突出部３１の上面には、スライド棒部３０が接続ユニット１５の並び方向にスライド可能に収容される溝部３２が形成されている。図５に示すように、溝部３２の断面形状は、中心角が１８０°より大きく３６０°より小さな扇形をしており、スライド棒部３０の外周面に嵌着可能に形成されている。
【００３７】
溝部３２の内周面の内径寸法は、スライド棒部３０の外径寸法よりもやや大きく設定されている。これにより、溝部３２内においてスライド棒部３０が容易にスライドできるようになっている。
【００３８】
図１に示すように、スライド棒部３０に先端には、スライド棒部３０に嵌着された溝部３２側に突出するストッパ３３が設けられている。本実施形態においては、ストッパ３３は、スライド棒部３０の径寸法よりも大きく形成されると共に、円板状に形成されている。溝部３２の端縁３４は、ストッパ３３と、接続ユニット１５の並び方向から当接することにより、スライド棒部３０が上記の並び方向について溝部３２から抜けることを規制するようになっている（図９参照）。本実施形態においては、突出部３１に形成された溝部３２の端縁３４が、特許請求の範囲に記載の規制部に相当する。
【００３９】
続いて、本実施形態の作用、効果について説明する。まず、本実施形態に電池モジュール１０の組み付け工程の一例について説明する。本実施形態では、図１に示すように、１０個の単電池１２が直列に接続されて単電池群１３が構成される。この単電池群１３には、図１における下側には、５個の主接続ユニット１５Ａからなる電池接続アセンブリ１４が取り付けられ，上側には、４つの主接続ユニット１５Ａと２つの副接続ユニット１５Ｂからなる電池接続アセンブリ１４が取り付けられる。
【００４０】
接続ユニット１５の突出部３１に形成された溝部３２内に、上方からスライド棒部３０を嵌入させる。これにより、各接続ユニット１５Ａ，１５Ｂを連結する。
【００４１】
続いて、主接続ユニット１５Ａの接続部材収容部１６内に接続部材１７を差し込み、押さえ爪２０Ａで上方から押さえることにより接続部材収容部１６内に収容する。その後、電圧検知線２１に接続された状態の電圧検知端子２４を接続部材収容部１６内に差し込み、押さえ爪２０Ａで上方から押さえることにより接続部材収容部１６内に収容する。
【００４２】
また、副接続ユニット１５Ｂの電力端子収容部２７内に、電力線２８に接続された状態の電力端子金具２６を差し込み、押さえ爪２０Ｂで上方から押さえることにより、電力端子金具２６を電力端子収容部２７内に収容する。
【００４３】
続いて、連結された接続ユニット１５の両端部を持ち、並んで配された単電池群１３の上方から、電池接続アセンブリ１４を組み付ける。
【００４４】
さて、各単電池１２には、製造公差が設定されている。また、隣り合う単電池１２同士の間には、組み付け交差が設定されている。このため、隣り合う電極端子１１同士のピッチ間隔は、製造公差、及び組み付け交差の範囲内でずれる可能性がある。
【００４５】
まず作業者は、単電池１２から上方に突出する電極端子１１の位置と、接続ユニット１５の開口部１９の位置とを、概ね整合させた状態で、上方から電池接続アセンブリ１４を、単電池群１３に載置する。このとき、電極端子１１と整合する位置に配された接続部材１７の電極端子挿通孔内には、電極端子１１が挿通される。
【００４６】
一方、電極端子１１と、接続部材１７の電極端子挿通孔とが整合しない位置に配されている場合には、電極端子１１の上端は、下方から接続部材１７に当接し、電極端子挿通孔内には挿通されない。
【００４７】
続いて、作業者は、各接続ユニット１５Ａ，１５Ｂを、その並び方向についてスライドさせる。上述したように、本実施形態においては、スライド棒部３０は、溝部３２内において、単電池１２の並び方向についてスライド可能になっている。このため、各接続ユニット１５Ａ，１５Ｂは、スライド棒部３０の長さ寸法の範囲内でスライド可能になっている（図８及び図９参照）。そして、スライド棒部３０の長さ寸法は、単電池１２の製造公差、及び組み付け公差の和と同じか、それ以上に設定されているので、各接続ユニット１５Ａ，１５Ｂをスライドさせることにより、製造公差、及び組み付け公差に起因する電極端子１１のピッチ間隔の位置ずれを吸収することができる。
【００４８】
この結果、電極端子１１の位置と、電極端子挿通孔との位置とを容易に整合させることができる。これにより、全ての電極端子１１を電極端子挿通孔に挿通させることができる。
【００４９】
その後、ナット１８を電極端子１１に螺合することにより、電極端子１１と、電圧検知端子２４とが共締めされて、電極端子１１と電圧検知端子２４とが電気的に接続される。また、電極端子１１と、電力端子金具２６とが電気的に接続される。これにより電池モジュール１０が完成する。
【００５０】
本実施形態によれば、作業者は、電池接続アセンブリ１４を単電池群１３に組み付ける際に、電極端子１１と、電極端子挿通孔との位置を概ね整合させた状態で上方から組み付け、その後、各接続ユニット１５Ａ，１５Ｂを、その並び方向にスライドさせることにより、容易に、電極端子１１のピッチ間隔のずれを調整できる。
【００５１】
本実施形態では、溝部３２内をスライド棒部３０がスライド可能になっているので、各接続ユニット１５Ａ，１５Ｂを、その並び方向に変位させる際に、比較的に小さな力を加えるだけでよい。このため、電池接続アセンブリ１４の組み付け作業の効率を向上させることができる。
【００５２】
さらに、例えばリチウムイオン電池のように、単電池群１３を構成する単電池１２として、充放電を繰り返す際に、比較的に体積変化が大きなものが使用される場合がある。すると、電池接続アセンブリ１４を組み付けた後でも、充放電を繰り返す際に、隣り合う単電池１２同士の間隔が広くなったり狭くなったりすることが懸念される。本実施形態では、この場合でも、スライド棒部３０が溝部３２内でスライドすることにより、単電池１２同士の間隔の変化を収集することができる。
【００５３】
詳細には、図８に示すように、単電池１２同士が接触している状態において、スライド棒部３０がスライドして、隣り合う接続ユニット１５同士が接近する方向に変位する。これにより、単電池１２同士の間隔が狭くなる方向の変位を吸収できる。
【００５４】
一方、図９に示すように、単電池１２同士が離間する状態において、スライド部材がスライドして、隣り合う接続ユニット１５同士が離間する方向に変位する。これにより、単電池１２同士の間隔が広くなる方向の変位を吸収できる。
【００５５】
また、本実施形態では、スライド棒部３０の先端に設けられたストッパ３３が、突出部３１に設けられた溝部３２の端縁と３４当接することにより、スライド棒部３０が溝部３２から抜けることが規制される。このため、作業者にとっては、スライド棒部３０が溝部３２から抜け落ちることにより各接続ユニット１５Ａ，１５Ｂがばらばらになってしまうことについて、注意を払う必要性が小さくなる。この結果、作業者の負担が軽減されるので、電池接続アセンブリ１４の組み付け作業の効率が向上する。
【００５６】
また、本実施形態では、スライド棒部３０の断面形状は円形状をなしており、溝部３２の断面形状は、中心角が１８０°より大きく３６０°より小さな扇形をなしている。これにより、スライド棒部３０が容易に溝部３２内に嵌着されやすくなると共に、スライド棒部３０が溝部３２内で容易にスライド可能となる。
【００５７】
＜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）本実施形態においては、接続ユニット１５の一方の端部に一対のスライド棒部３０が形成されており、他方の端部に一対の突出部３１が形成される構成としたが、これに限られず、図１０に示すように、接続ユニット１５の一方の端部に、スライド棒部３０と突出部３１とが形成されており、他方の端部の対応する位置にそれぞれ、突出部３１とスライド棒部３０が形成される構成としてもよい。
（２）各接続ユニット１５Ａ，１５Ｂに設けられるスライド棒部３０は１つでもよく、また、３つ以上の複数でもよい。各接続ユニット１５Ａ，１５Ｂには、スライド棒部３０と整合する位置に、スライド棒部３０と同数の溝部３２が設けられる。
（３）スライド棒部３０の断面形状は円形状に限られず、長円形状、楕円形状でもよく、また、三角形状、矩形状等の多角形状でもよく、必要に応じて任意の形状を採用しうる。また、溝部３２の断面形状は、スライド棒部３０の断面形状に対応して、必要に応じて任意の形状とすることができる。
（４）本実施形態においては、ストッパ３３はスライド棒部３０の先端においてスライド棒部３０の径寸法よりも大きな円板状に形成し、規制部は突出部３１の端縁としたが、これに限られず、例えば、スライド棒部３０の外面から径方向外方に突出する突起（ストッパに相当）を形成し、溝部３２の内周面に凹部（規制部に相当）を形成し、この凹部の内壁面と突起とが並び方向について当接する構成としてもよく、また、溝部３２の内周面から内方に突出する突起（ストッパに相当）を形成し、スライド棒部３０の外周面に凹部（規制部に相当）を形成し、この凹部の内壁面と突起とが並び方向について当接する構成としてもよく、ストッパ及び規制部は、必要に応じて任意の形状を採用しうる。
（５）本実施形態では、接続部材１７は、異極の電極端子１１を接続（単電池１２を直列接続）するものとしたが、これに限られず、同極の電極端子１１を接続（単電池１２を並列接続）するものとしてもよい。
（６）単電池１２の個数は、２〜９個、又は１０個以上でもよく、必要に応じて任意に設定できる。
【符号の説明】
【００５８】
１０…電池モジュール
１１…電極端子
１２…単電池
１３…単電池群
１４…電池接続アセンブリ
１５Ａ…主接続ユニット（接続ユニット１５）
１５Ｂ…副接続ユニット（接続ユニット１５）
１７…接続部材
３０…スライド棒部
３２…溝部
３３…ストッパ
３４…端縁（規制部）
【図１】
2011091003.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2011091003.tif 000007
【図６】
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【図７】
2011091003.tif 000009
【図８】
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【図９】
2011091003.tif 000011
【図１０】
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