(57)【要約】【課題】複数の電池セルとこれらの電池セルに接続される回路基板とを備える電池装置において、組立作業の簡素化を図る。【解決手段】複数の電池セル２と、電池セル２に電気的に接続される回路基板と、電池セル２と回路基板とを接続する接続端子３とを備える電池装置であって、接続端子３は、回路基板に圧入固定される圧入部３ｂ２を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池セルと、前記電池セルに電気的に接続される回路基板と、前記電池セルと前記回路基板とを接続する接続端子とを備える電池装置であって、
前記接続端子は、前記回路基板に圧入固定される圧入部を有することを特徴とする電池装置。
【請求項２】
前記接続端子は、
根元部が前記電池セルに固定されたベース部と、
前記ベース部の途中部位に設けられると共に前記ベース部の先端部を前記根元部に対して変位可能とする可撓部と、
前記ベース部の先端部に立設される軸部と、
前記軸部の途中部位に設けられる前記圧入部と
を有することを特徴とする請求項１記載の電池装置。
【請求項３】
前記可撓部は、前記ベース部から前記回路基板に向かう方向に突出するブリッジ状に形状設定され、
前記軸部に沿った方向から見て、前記可撓部が前記回路基板を避けた位置に配置されている
ことを特徴とする請求項２記載の電池装置。
【請求項４】
前記ベース部及び前記可撓部と、前記軸部及び前記圧入部とが異なる金属材料によって形成されていることを特徴とする請求項２または３記載の電池装置。
【請求項５】
前記圧入部は、前記軸部から前記軸部の径方向外側に膨出すると共に、外壁面に前記軸部に沿った方向に平行な平面部を有することを特徴とする請求項２〜４いずれか一項に記載の電池装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１に示すように、車両に対して搭載される電池装置は、複数の電池セルと、電池セルの電圧を検出する電圧検出回路等が形成された回路基板とを備えている。従来、複数の電池セルと回路基板とは、はんだ付けやねじ止めによって固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−５６０３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、現在、車両に要求される電池容量を実現するためには、多数の電池セルを搭載する必要がある。このため、全ての電池セルと回路基板とを、はんだ付けやねじ止めによって接続する場合には、電池装置の組立作業が煩雑となる。
【０００５】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、複数の電池セルとこれらの電池セルに接続される回路基板とを備える電池装置において、組立作業の簡素化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。
【０００７】
第１の発明は、複数の電池セルと、上記電池セルに電気的に接続される回路基板と、上記電池セルと上記回路基板とを接続する接続端子とを備える電池装置であって、上記接続端子は、上記回路基板に圧入固定される圧入部を有するという構成を採用する。
【０００８】
第２の発明は、上記第１の発明において、上記接続端子が、根元部が上記電池セルに固定されたベース部と、上記ベース部の途中部位に設けられると共に上記ベース部の先端部を上記根元部に対して変位可能とする可撓部と、上記ベース部の先端部に立設される軸部と、上記軸部の途中部位に設けられる上記圧入部とを有するという構成を採用する。
【０００９】
第３の発明は、上記第２の発明において、上記可撓部が、上記ベース部から上記回路基板に向かう方向に突出するブリッジ状に形状設定され、上記軸部に沿った方向から見て、上記可撓部が上記回路基板を避けた位置に配置されているという構成を採用する。
【００１０】
第４の発明は、上記第２または第３の発明において、上記ベース部及び上記可撓部と、上記軸部及び上記圧入部とが異なる金属材料によって形成されているという構成を採用する。
【００１１】
第５の発明は、上記第２〜第４いずれかの発明において、上記圧入部が、上記軸部から上記軸部の径方向外側に膨出すると共に、外壁面に上記軸部に沿った方向に平行な平面部を有するという構成を採用する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、電池セルと回路基板とを接続する接続端子が、回路基板に圧入固定される圧入部を有している。このため、接続端子と回路基板とをはんだ付けやねじ止めをすることなく、電池セルと回路基板とを電気的に接続することができる。このため、本発明によれば、電池セルと回路基板とを電気的に接続するために、はんだ付けやねじ止めの作業を行う必要がなくなる。したがって、本発明によれば、複数の電池セルとこれらの電池セルに接続される回路基板とを備える電池装置において、組立作業の簡素化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態における電池装置の概略構成を示す分解斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態における電池装置が備える接続端子を含む拡大断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態における電池装置が備える接続端子の分解断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態における電池装置が備える接続端子のピン部の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明に係る電池装置の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１５】
（第１実施形態）
図１は、本第１実施形態の電池装置１の概略構成を示す分解斜視図である。本実施形態の電池装置１は、車両に搭載されてＥＣＵ（Engine Control Unit）の制御の下でモータ等に電力の供給を行うものであり、図１に示すように、セルユニット１０と、回路基板２０とを備えている。
【００１６】
セルユニット１０は、複数の電池セル２と、複数の接続端子３とを備えている。なお、図１においては、セルユニット１０が４つの電池セル２を有する構成を示している。しかしながら、図１は、説明のために簡素化した図面である。このため、実際のセルユニット１０は、さらに多数の電池セル２を備えている。
【００１７】
電池セル２は、不図示の発電機で生成された電力を蓄電可能な二次電池であり、例えばニッケル水素蓄電池やリチウムイオン電池からなる。この電池セル２は、図１に示すように、扁平な略直方体形状とされており、表裏面を一定の隙間を空けるようにして隣接する電池セル２に対向配置されている。つまり、セルユニット１０においては、複数の電池セル２が、互いの表裏面を一定の隙間を空けて対向配置されるように配列されている。
【００１８】
なお、本実施形態の電池装置１の設置姿勢は特に限定されるものではない。ただし、以下の説明においては、説明の便宜上、図１に示すように、電池セル２に対して接続端子３が配置される側を上側、その反対側を下側とする。また、上下方向と直交する電池セル２の長手方向を左右方向、上下方向と直交する電池セル２の短手方向を前後方向とする。つまり、本実施形態の電池装置１においては、複数の電池セル２が前後方向に配列されている。
【００１９】
各々の電池セル２の上面には、２つの出力端子２ａが設けられている。接続端子３は、各々の出力端子２ａに対して設けられている。つまり、本実施形態においては、４つの電池セル２が設けられ、合計で８つの出力端子２ａが存在するため、接続端子３は合計で８つ設けられている。図２は、１つの接続端子３の概略構成を示す断面図である。この図に示すように、接続端子３は、バー部３ａと、ピン部３ｂとを有している。
【００２０】
バー部３ａは、左右方向に延びる略帯状とされた部位であり、ベース部３ａ１と、可撓部３ａ２とを有している。ベース部３ａ１は、電池セル２の上面に沿って表裏面を上下方向に向けた平板とされた部位であり、左右方向に略直線状に延在している。このベース部３ａ１は、根元側に電池セル２の出力端子２ａが挿入される接続孔３ａ３を有している。ベース部３ａ１は、接続孔３ａ３に出力端子２ａが挿入された状態で溶接等によって電池セル２と接続されている。なお、ベース部３ａ１は、接続孔３ａ３が形成された根元部のみで、電池セル２に固定されている。つまり、ベース部３ａ１は、ピン部３ｂが設けられた先端部の下面が図２において電池セル２の上面に当接されているが、先端部においては電池セル２の上面と固定されていない。
【００２１】
可撓部３ａ２は、ベース部３ａ１の左右方向における略中央部に配置されている。つまり、可撓部３ａ２は、ベース部３ａ１の途中部位に設けられている。この可撓部３ａ２は、図１及び図２に示すように、中央部が上方に向けて突出するように湾曲しかつ弾性変形可能とされたブリッジ状に形状設定された部位であり、ベース部３ａ１の先端部を根元部に対して変位可能としている。なお、可撓部３ａ２は、左右方向の一方側に位置するベース部３ａ１の根元部と、左右方向の他方側に位置するベース部３ａ１の先端部と接続し、かつ、中央部が上方に突出するように湾曲した形状とされている。このため、可撓部３ａ２は、ベース部３ａ１の先端部を根元部に対して左右方向に容易に移動可能な形状となっている。ただし、可撓部３ａ２は、ベース部３ａ１の先端部を根元部に対して前後方向に変位させることも可能である。
【００２２】
また、可撓部３ａ２は、上方（後述の軸部３ｂ１に沿った方向）から見て、回路基板２０を避けた位置に配置されている。つまり、本実施形態においては、上方から見て、回路基板２０の縁よりも外側に接続端子３の可撓部３ａ２が配置されている。
【００２３】
このようなベース部３ａ１及び可撓部３ａ２を有するバー部３ａは、可撓部３ａ２における弾性変形量を確保しかつ電池セル２と回路基板２０との電気的な接続が可能なように、例えばアルミニウムによって形成されている。
【００２４】
ピン部３ｂは、バー部３ａの先端部から上方に向かって立設された部位であり、軸部３ｂ１と、圧入部３ｂ２とを有している。軸部３ｂ１は、バー部３ａのベース部３ａ１の先端部から上方に向けて延びる棒状の部位である。つまり、軸部３ｂ１は、軸芯が向かう方向を上下方向とされた状態で、ベース部３ａ１の先端部に立設されている。この軸部３ｂ１は、例えば溶接によってベース部３ａ１と接続されている。
【００２５】
図３は、バー部３ａとピン部３ｂと接続する際の様子の一例を示す分解断面図である。この図に示すように、軸部３ｂ１の下端に、軸部３ｂ１に沿った方向（上下方向）に表裏面を向けた平板状の取付部３ｂ３を設けておく。ピン部３ｂをバー部３ａに接続する場合には、取付部３ｂ３をバー部３ａに対して溶接する。これによって、溶接作業を容易に行うことができる。
【００２６】
圧入部３ｂ２は、軸部３ｂ１の上下方向における略中央部に配置されている。つまり、圧入部３ｂ２は、軸部３ｂ１の途中部位に設けられている。この圧入部３ｂ２は、軸部３ｂ１から軸部３ｂ１の径方向外側に膨出するようにして設けられた部位であり、軸部３ｂ１の径方向内側には空洞部が設けられている。この圧入部３ｂ２の左右方向における最大幅は、回路基板２０のスルーホール２１の内径と同一か僅かに大きく設定されている。このような圧入部３ｂ２は、回路基板２０のスルーホール２１に圧入され、これによって回路基板２０に対して圧入固定される。このような圧入部３ｂ２の上下方向の寸法は、回路基板２０のスルーホール２１の深さ寸法（上下方向の寸法）よりも大きく設定することが好ましい。
【００２７】
このような軸部３ｂ１及び圧入部３ｂ２を有するピン部３ｂは、圧入部３ｂ２を回路基板２０に挿入する際に塑性変形することを抑止するため、バー部３ａよりも剛性が高くなるように、例えば銅によって形成されている。
【００２８】
回路基板２０は、電池セル２の端子間電圧を検出する電圧検出回路等が形成された電子基板であり、不図示の配線パターンや素子を有している。この回路基板２０は、図１に示すように、セルユニット１０の接続端子３が圧入される複数のスルーホール２１を有している。これらのスルーホール２１の内壁面には、金属配線の一部を形成するめっき層が形成されている。このため、接続端子３の圧入部３ｂ２がスルーホール２１に圧入され、圧入部３ｂ２の外壁面とスルーホール２１の内壁面とが圧接されることによって、電池セル２と回路基板２０とが電気的に接続される。
【００２９】
このような電池装置１を組み立てる場合には、例えば、接続端子３を電池セル２に固定するよりも先に回路基板２０に対して圧入する。このときには、接続端子３のピン部３ｂを回路基板２０のスルーホール２１に差し込み、圧入部３ｂ２がスルーホール２１の内部に位置するまで、ピン部３ｂをスルーホール２１に圧入する。
【００３０】
ピン部３ｂがスルーホール２１に圧入されて固定された後に、接続端子３を電池セル２に対して固定する。ここでは、ベース部３ａ１の根元部に設けられた接続孔３ａ３に電池セル２の出力端子２ａを差し込み、出力端子２ａとベース部３ａ１の根元部とを溶接により接合する。ここで、本実施形態においては、接続端子３が可撓部３ａ２を有しているため、接続孔３ａ３と出力端子２ａとの位置精度が誤差を含んでいても、容易に接続孔３ａ３に出力端子２ａを挿入することができる。
【００３１】
以上のような本実施形態の電池装置１によれば、電池セル２と回路基板２０とを接続する接続端子３が、回路基板２０に圧入固定される圧入部３ｂ２を有している。このため、接続端子３と回路基板２０とをはんだ付けやねじ止めをすることなく、電池セル２と回路基板２０とを電気的に接続することができる。このため、本実施形態の電池装置１によれば、電池セル２と回路基板２０とを電気的に接続するために、はんだ付けやねじ止めの作業を行う必要がなくなり、組立作業の簡素化を図ることが可能となる。
【００３２】
また、本実施形態の電池装置１においては、接続端子３が、根元部が電池セル２に固定されたベース部３ａ１と、ベース部３ａ１の途中部位に設けられると共にベース部３ａ１の先端部を根元部に対して変位可能とする可撓部３ａ２と、ベース部３ａ１の先端部に立設される軸部３ｂ１と、軸部３ｂ１の途中部位に設けられる圧入部３ｂ２とを有する。このため、簡易な構造の接続端子３によって、電池セル２と回路基板２０とを接続することができる。
【００３３】
また、本実施形態の電池装置１においては、接続端子３がベース部３ａ１の途中部位に設けられる可撓部３ａ２を有しているため、熱変形や車両の振動によって、電池セル２と回路基板２０との相対位置が変化しても、可撓部３ａ２の弾性変形によって当該相対位置の変化を吸収することができる。このため、接続端子３そのものや、接続端子３と電池セル２や回路基板２０との接続箇所に、局所的に大きな応力が作用することを防止することができる。
【００３４】
また、本実施形態の電池装置１においては、軸部３ｂ１がベース部３ａ１の先端部に立設されている。このため、ピン部２ｂを回路基板２０に圧入する際に、ピン部２ｂが受ける軸力を、ベース部３ａ１の広い面で受けることができる。このため、圧入時に可撓部３ａ２に大きな応力が作用することを防止し、可撓部３ａ２が圧入時に塑性変形することを防止することができる。
【００３５】
また、本実施形態の電池装置１においては、可撓部３ａ２が、ベース部３ａ１から回路基板２０に向かう方向に突出するブリッジ状に形状設定されている。このため、図２に示すように、電池セル２に干渉することなく、可撓部３ａ２を設けることができる。さらに、前後左右平面において湾曲する可撓部を設けるよりも、上下方向に表裏面を向ける帯状のバー部３ａに対して容易に可撓部３ａ２を形成することができる。
【００３６】
さらに、本実施形態の電池装置１においては、軸部３ｂ１に沿った方向から見て、可撓部３ａ２が回路基板２０を避けた位置に配置されている。このため、接続端子３を回路基板２０に圧入する場合、また接続端子３を回路基板２０に圧入した後において、回路基板２０が可撓部３ａ２に干渉することを防止することができる。
【００３７】
また、本実施形態の電池装置１においては、ベース部３ａ１及び可撓部３ａ２を有するバー部３ａと、軸部３ｂ１及び圧入部３ｂ２とを有するピン部３ｂとが異なる金属材料によって形成されている。バー部３ａとピン部３ｂとでは要求される機能が異なるため、異なる金属材料でバー部３ａとピン部３ｂと形成することによって、部位ごとに要求される機能を高めることができる。例えば、本実施形態の電池装置１は車両に搭載されるものであることから、バー部３ａをアルミニウムによって形成することによって、バー部３ａに車両の振動に対して柔軟に弾性変形可能な機能を付与することができる。また、ピン部３ｂを銅によって形成することによって、回路基板２０への圧入時にピン部３ｂが座屈等することを防止することができる。
【００３８】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、本第２実施形態の説明において、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
【００３９】
図４は、本実施形態の電池装置が備える接続端子のピン部３ｃの概略構成を示す拡大断面図である。ピン部３ｃは、上記第１実施形態のピン部３ｂと同様に、バー部３ａの先端部から上方に向かって立設された部位であり、図４に示すように、軸部３ｃ１と、圧入部３ｃ２とを備えている。
【００４０】
軸部３ｃ１は、バー部３ａのベース部３ａ１の先端部から上方に向けて延びる棒状の部位である。つまり、軸部３ｃ１は、軸芯が向かう方向を上下方向とされた状態で、ベース部３ａ１の先端部に立設されている。この軸部３ｃ１は、例えば溶接によってベース部３ａ１と接続されている。
【００４１】
圧入部３ｃ２は、軸部３ｃ１の上下方向における略中央部に配置されている。つまり、圧入部３ｃ２は、軸部３ｃ１の途中部位に設けられている。この圧入部３ｂ２は、軸部３ｃ１から軸部３ｃ１の径方向外側に膨出するようにして設けられた部位であり、軸部３ｃ１の径方向内側には空洞部が設けられている。この圧入部３ｃ２の左右方向における最大幅は、回路基板２０のスルーホール２１の内径と同一か僅かに大きく設定されている。
【００４２】
さらに、本実施形態においては、図４に示す領域Ｒにて、圧入部３ｃ２の外壁面が軸部３ｃ１に沿った方向に平行な平面部とされている。このような平面部を有する圧入部３ｃ２によれば、上下方向に長い距離に亘ってスルーホール２１の内壁面に対して圧接される。このため、本実施形態の電池装置によれば、各端子３と各スルーホール２１とのそれぞれの圧入量のばらつきを吸収し、より確実に電池セル２と回路基板２０とを電気的に接続することができる。
【００４３】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００４４】
例えば、上記実施形態においては、ベース部３ａ１の途中部位に１つの可撓部３ａ２を設ける構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。例えばベース部３ａ１の途中部位に複数の可撓部を設置するようにしても良い。この場合、１つのベース部３ａ１に設置される複数の可撓部が同一形状である必要はない。例えば、ベース部３ａ１の先端部を根元部に対して主として左右方向に変位可能とする可撓部と、ベース部３ａ１の先端部を根元部に対して主として前後方向に変位可能とする可撓部とを設置しても良い。
【００４５】
また、上記実施形態において、ベース部３ａ１の途中部位に、ベース部３ａ１の先端部を根元部に対して主として左右方向に変位可能とする可撓部３ａ２を設ける構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、上方から見て渦巻き状に巻回された可撓部を設ける構成を採用することも可能である。このような場合には、ベース部３ａ１の先端部を根元部に対して前後左右方向に変位可能とすることが可能となる。
【符号の説明】
【００４６】
１……電池装置、２……電池セル、２ａ……出力端子、２ｂ……ピン部、３……接続端子、３ａ……バー部、３ａ１……ベース部、３ａ２……可撓部、３ａ３……接続孔、３ｂ……ピン部、３ｂ１……軸部、３ｂ２……圧入部、３ｂ３……取付部、３ｃ……ピン部、３ｃ１……軸部、３ｃ２……圧入部、１０……セルユニット、２０……回路基板、２１……スルーホール
【図１】
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【図２】
2019046611.tif 000004
【図３】
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【図４】
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