(57)【要約】【課題】電池モジュールから集電部材に至るまでの経路の電気抵抗のばらつきを抑制可能な電池ユニットを提供する。【解決手段】電池ユニット１は、複数の電池モジュール１０を備える電池ユニットであって、電池モジュール１０を互いに並列に接続するためのバスバー３１と、電池モジュール１０のそれぞれとバスバー３１とを電気的に接続する複数のハーネス４０と、複数のハーネス４０のうちの最も短いハーネス４０とバスバー３１との間に介在させられた導電性のワッシャ５０と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池モジュールを備える電池ユニットであって、
前記電池モジュールを互いに並列に接続するための集電部材と、
前記電池モジュールのそれぞれと前記集電部材とを電気的に接続する複数の電力線と、
前記複数の電力線のうちの最も短い前記電力線と前記集電部材との間に介在させられた導電性の抵抗部材と、
を備えることを特徴とする電池ユニット。
【請求項２】
前記電力線のそれぞれは、締結部材を用いて前記集電部材に締結されており、
前記抵抗部材は、前記電力線と前記集電部材との間において前記締結部材を用いて前記集電部材に締結されたワッシャである、
ことを特徴とする請求項１に記載の電池ユニット。
【請求項３】
前記抵抗部材は、前記複数の電力線のうちの相対的に短い２つ以上の前記電力線と前記集電部材との間にそれぞれ介在させられており、
前記電力線と前記集電部材との間の前記抵抗部材の数は、対応する前記電力線が短いほど多くされている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電池ユニット。
【請求項４】
前記抵抗部材は、前記複数の電力線のうちの相対的に短い２つ以上の前記電力線と前記集電部材との間にそれぞれ介在させられており、
前記抵抗部材の厚さは、対応する前記電力線が短いほど厚くされている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電池ユニット。
【請求項５】
前記抵抗部材は、前記複数の電力線のうちの相対的に短い２つ以上の前記電力線と前記集電部材との間にそれぞれ介在させられており、
前記抵抗部材の材料は、対応する前記電力線が短いほど高抵抗の材料とされている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電池ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電池モジュールを備える電池ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、バッテリ組立体が記載されている。このバッテリ組立体は、所定の方向に配列された複数の単バッテリと、所定の方向の両側から複数の単バッテリを挟むように配置された一対の保持プレートと、一方の保持プレートから他方の保持プレートに至るように延在する複数のロッドと、を備えている。このバッテリ組立体は、ロッドを介して一対の保持プレートを互いに締結して複数の単バッテリを挟持することにより、モジュール化されている。また、このバッテリ組立体においては、複数の単バッテリは、全体として直列に接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１４８１８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述したバッテリ組立体のような電池モジュールを複数用意し、互いに並列に接続して電池ユニットを構成する場合がある。そのような場合には、例えば、それぞれの電池モジュールの同極性の電極を電力線によって集電部材に電気的に接続する。このとき、例えば各電池モジュールと集電部材との位置関係に応じて、電力線の長さにばらつきが生じる場合がある。その場合には、電池モジュールから集電部材に至るまでの経路間において電気抵抗にばらつきが生じる。
【０００５】
本発明は、そのような事情に鑑みてなされたものであり、電池モジュールから集電部材に至るまでの経路の電気抵抗のばらつきを抑制可能な電池ユニット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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る電池ユニットは、複数の電池モジュールを備える電池ユニットであって、電池モジュールを互いに並列に接続するための集電部材と、電池モジュールのそれぞれと集電部材とを電気的に接続する複数の電力線と、複数の電力線のうちの最も短い電力線と集電部材との間に介在させられた導電性の抵抗部材と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
この電池ユニットは、複数の電池モジュールを備えている。複数の電池モジュールは、電力線によって集電部材に電気的に接続され、互いに並列に接続されている。したがって、例えば電池モジュールと集電部材との位置関係に応じて、複数の電力線の長さにばらつきが生じ得る。これに対して、この電池ユニットにおいては、最も短い電力線と集電部材との間に導電性の抵抗部材が介在させられている。このため、最も短い電力線によって集電部材に接続された電池モジュールの集電部材に至るまでの経路の電気抵抗が増加する。その結果、電池モジュールの集電部材に至るまでの経路間において電気抵抗のばらつきが抑制される。
【０００８】
本発明に係る電池ユニットにおいては、電力線のそれぞれは、締結部材を用いて集電部材に締結されており、抵抗部材は、電力線と集電部材との間において締結部材を用いて集電部材に締結されたワッシャであってもよい。この場合、簡単な構成によって電気抵抗のばらつきを抑制可能である。
【０００９】
本発明に係る電池ユニットにおいては、抵抗部材は、複数の電力線のうちの相対的に短い２つ以上の電力線と集電部材との間にそれぞれ介在させられており、電力線と集電部材との間の抵抗部材の数は、対応する電力線が短いほど多くされていてもよい。
【００１０】
或いは、本発明に係る電池ユニットにおいては、抵抗部材は、複数の電力線のうちの相対的に短い２つ以上の電力線と集電部材との間にそれぞれ介在させられており、抵抗部材の厚さは、対応する電力線が短いほど厚くされていてもよい。
【００１１】
さらには、本発明に係る電池ユニットにおいては、抵抗部材は、複数の電力線のうちの相対的に短い２つ以上の電力線と集電部材との間にそれぞれ介在させられており、抵抗部材の材料は、対応する電力線が短いほど高抵抗の材料とされていてもよい。
【００１２】
これらの場合、相対的に短い電力線によって集電部材に接続されている電池モジュールほど、集電部材に至るまでの経路の電気抵抗が高くされるので、電気抵抗のばらつきを確実に抑制することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、電池モジュールから集電部材に至るまでの経路の電気抵抗のばらつきを抑制可能な電池ユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態に係る電池ユニットの模式的な平面図である。
【図２】図１に示された電池ユニットの部分拡大図である。
【図３】図１に示された端子台の部分的な模式図である。
【図４】図１に示された端子台の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る電池ユニットの一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一の要素同士、或いは相当する要素同士には、互いに同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１６】
図１は、本実施形態に係る電池ユニットの模式的な平面図である。図２は、図１に示された電池ユニットの部分拡大図である。特に、図２の（ａ）は、図１のII−II線に沿っての部分断面図であり、図２の（ｂ）は図１に示された端子台の平面図である。また、図３の（ａ）は、図１に示された端子台の部分的な分解斜視図である。図１〜３に示されるように、電池ユニット１は、複数（ここでは５つ）の電池モジュール１０（電池モジュール１０Ａ〜１０Ｅ）と、筐体２０と、端子台３０と、複数（ここでは５つ）のハーネス４０（ハーネス４０Ａ〜４０Ｅ：電力線）と、を備えている。
【００１７】
電池モジュール１０は、筐体２０内に配置され、筐体２０の底壁部２１に固定されている。電池モジュール１０は、複数（ここでは７つ）の電池セル１１を一体化することにより構成されている。電池セル１１は、例えば、所定の方向に配列された状態において、その所定の方向の両側に配置されたエンドプレート（不図示）により互いに固定されて一体化されている。電池セル１１の正極は、電池セル１１の配列方向の一方の側に隣接する別の電池セル１１の負極に電気的に接続され、電池セル１１の負極は、電池セル１１の配列方向の他方の側に隣接する別の電池セル１１の正極に電気的に接続される。これにより、複数の電池セル１１は、全体として直列に接続されている。なお、各電池セル１１は、例えば、リチウム二次電池等の非水電解質二次電池である。
【００１８】
端子台３０は、筐体２０内に配置され、筐体２０の底壁部２１に固定されている。端子台３０は、電池モジュール１０を互いに並列に接続するためのバスバー（集電部材）３１を有している。具体的には、端子台３０は、複数の電池モジュール１０を並列に接続するために、複数の電池モジュール１０の正極（例えば正極１２）に接続された複数のハーネス４０の端部（後述する他端部４２）が接続される正極バスバー３１と、複数の電池モジュール１０の負極に接続された複数のハーネスの端部が接続される負極バスバーとを有している。なお、図１〜４においては、正極バスバー３１（以下、単に「バスバー３１」という）のみを図示している。
【００１９】
バスバー３１は、一例として長方形板状を呈している。バスバー３１は、その長手方向の両端部に設けられた一対の支持部材３２によって、筐体２０の底壁部２１から離間した状態で底壁部２１に支持固定されている。バスバー３１には、ボルト（締結部材）３３を挿通するための複数（ここでは５つ）の貫通孔３１ｈが形成されている。貫通孔３１ｈは、バスバー３１の長手方向に沿って配列されている。ボルト３３は、例えば、貫通孔３１ｈのそれぞれに挿通された状態において、バスバー３１に溶接されている。
【００２０】
ハーネス４０は、一端部４１が電池モジュール１０の電極（例えば正極１２）に接続されており、他端部４２が端子台３０のバスバー３１に接続されている。電池モジュール１０の各々には、ハーネス（ハーネス４０）が２本ずつ接続されている。具体的には、各電池モジュール１０において電池セル１１の配列方向両端に位置する電池セル１１を第１電池セル及び第２電池セルとした場合、第１電池セルの正極端子（例えば正極１２）及び第２電池セルの負極端子にそれぞれ１本のハーネスの一端部が接続されている。図１〜３においては、複数の電池モジュール１０の正極１２に接続されるハーネス４０のみを図示している。
【００２１】
ハーネス４０の他端部４２は、例えば、ボルト３３を挿通するための挿通口４２ｈが形成された丸端子とされている。ハーネス４０は、他端部４２の挿通口４２ｈにボルト３３を挿通した状態において、ボルト３３に螺合されるナット３４によってバスバー３１に締結される。つまり、ハーネス４０のそれぞれは、ボルト３３を用いてバスバー３１に締結されている。これにより、ハーネス４０は、複数の電池モジュール１０の正極１２（又は負極）とバスバー３１とを電気的に接続する。
【００２２】
ここで、電池モジュール１０に接続されるハーネス４０は、例えば、電池モジュール１０とバスバー３１との位置関係に応じて長さが異なる。例えば、複数のハーネス４０のうち、電池モジュール１０Ａに接続されるハーネス４０Ａが最も短く、電池モジュール１０Ｅに接続されるハーネス４０Ｅが最も長い。
【００２３】
したがって、電池ユニット１においては、ハーネス４０の長短に起因して、電池モジュール１０からバスバー３１に至るまでの経路間において電気抵抗のばらつきが生じるおそれがある。これに対して、電池ユニット１は、そのような電気抵抗のばらつきを抑制するために、複数のワッシャ（抵抗部材）５０をさらに備えている。ワッシャ５０は、例えば、銅や鉄やアルミニウムといった導電性の材料から構成されている。
【００２４】
ワッシャ５０は、ハーネス４０とバスバー３１との間に介在させられている。より具体的には、ワッシャ５０は、ハーネス４０の他端部４２とバスバー３１との間に配置された状態において、その挿通口５０ｈにボルト３３が挿通される。そして、ボルト３３に螺合されるナット３４によってハーネス４０と共にバスバー３１に締結される。つまり、ワッシャ５０は、ハーネス４０とバスバー３１との間においてボルト３３を用いてバスバー３１に締結されている。
【００２５】
これにより、ワッシャ５０は、ハーネス４０とバスバー３１とに電気的に接続される。この結果、ワッシャ５０自身の電気抵抗及びワッシャ５０を介在することによる接触抵抗の増加等によって、電池モジュール１０のバスバー３１に至るまでのハーネス４０を介した経路の電気抵抗が増加させられる。
【００２６】
特に、ワッシャ５０は、相対的に短いハーネス４０とバスバー３１との間に相対的に多く介在させられている（電気的に接続されている）。より具体的には、例えば、最も短いハーネス４０Ａとバスバー３１との間には、３つのワッシャ５０が介在させられており、２番目に短いハーネス４０Ｂとバスバー３１との間には、２つのワッシャ５０が介在させられている。
【００２７】
また、例えば、３番目に短いハーネス４０Ｃ，４０Ｄとバスバー３１との間には、１つのワッシャ５０が介在させられている。一方、最も長いハーネス４０Ｅとバスバー３１との間には、ワッシャ５０が介在させられていない。つまり、電池ユニット１においては、対応するハーネス４０が短いほど、そのハーネス４０とバスバー３１との間に介在させるワッシャ５０の数を多くしている。
【００２８】
以上説明したように、本実施形態に係る電池ユニット１は、複数の電池モジュール１０を備えている。複数の電池モジュール１０は、ハーネス４０によってバスバー３１に電気的に接続され、互いに並列に接続されている。したがって、上述したように、例えば電池モジュール１０とバスバー３１との位置関係に応じて、ハーネス４０の長さにばらつきが生じ得る。
【００２９】
これに対して、この電池ユニット１においては、短いハーネス４０とバスバー３１との間に導電性のワッシャ５０が介在させられている。このため、短いハーネス４０によってバスバー３１に接続された電池モジュール１０のバスバー３１に至るまで経路の電気抵抗が増加する。その結果、電池モジュール１０からバスバー３１に至るまで経路間において電気抵抗のばらつきが抑制される。
【００３０】
特に、本実施形態に係る電池ユニット１においては、ワッシャ５０が、相対的に短いハーネス４０とバスバー３１との間に相対的に多く介在させられている。つまり、ハーネス４０とバスバー３１との間に介在させるワッシャ５０の数をハーネス４０の長さに応じて変更することにより、電池モジュール１０からバスバー３１に至る経路の電気抵抗を調整している。このため、電池モジュール１０の経路間の電気抵抗のばらつきが確実に抑制される。
【００３１】
また、本実施形態に係る電池ユニット１においては、ハーネス４０のそれぞれがボルト３３を用いてバスバー３１に締結されており、電気抵抗の調整のための部材として、ハーネス４０とバスバー３１との間にボルト３３を用いて締結されたワッシャ５０を用いている。このため、簡単な構成によって電気抵抗のばらつきを抑制可能である。
【００３２】
以上の実施形態は、本発明に係る電池ユニットの一実施形態を説明したものである。したがって、本発明に係る電池ユニットは、上述した電池ユニット１に限定されない。本発明に係る電池ユニットは、各請求項の要旨を変更しない範囲において、上述した電池ユニット１を変形したものとすることができる。
【００３３】
例えば、上記実施形態においては、電池モジュール１０のバスバー３１に至るまでの経路間における電気抵抗のばらつきの抑制に際して、ハーネス４０の長さに応じてハーネス４０とバスバー３１との間に介在させるワッシャ５０の数を調整した。しかしながら、ワッシャ５０の数の調整に代えて、ワッシャ５０の厚さを調整してもよいし、ワッシャ５０の材料を調整してもよいし、ワッシャ５０とバスバー３１との接触面積を調整してもよい。
【００３４】
すなわち、電池ユニット１においては、ワッシャ５０の厚さを、対応するハーネス４０が短いほど厚くするように調整することによって、電気抵抗のばらつきを抑制してもよい。また、電池ユニット１においては、ワッシャ５０の材料を、対応するハーネス４０が短いほど高抵抗の材料とするように調整することによって、電気抵抗のばらつきを抑制してもよい。さらに、電池ユニット１においては、ワッシャ５０の形状を、対応するハーネス４０が短いほどワッシャ５０とバスバー３１との接触面積が小さくなるように調整することによって、電気抵抗のばらつきを抑制してもよい。
【００３５】
さらに、電池ユニット１においては、電池モジュール１０のバスバー３１に至るまでの経路間における電気抵抗のばらつきの抑制に際して、ワッシャ５０の数、ワッシャ５０の厚さ、ワッシャ５０の材料、及びワッシャ５０とバスバー３１との接触面積の少なくとも２つを組み合わせて調整してもよい。つまり、電池ユニット１においては、電池モジュール１０のバスバー３１に至るまでの経路の電気抵抗が、対応するハーネス４０が短いほど高くなるようにワッシャ５０が介在させられていればよく、そのために上述したワッシャ５０の調整を任意に組み合わせて採用することができる。
【００３６】
また、電池ユニット１においては、ワッシャ５０は、少なくとも、複数のハーネス４０のうちの最も短いハーネス４０（例えばハーネス４０Ａ）とバスバー３１との間に介在させられていればよい。ただし、上述したようにワッシャ５０の数や厚さや材料や接触面積を調整する場合には、複数のハーネス４０のうちの相対的に短い２つ以上のハーネス４０（例えばハーネス４０Ａ〜４０Ｄ）とバスバー３１との間にそれぞれワッシャ５０を介在させることができる。
【００３７】
また、電池ユニット１においては、ワッシャ５０の形状は円環状に限らず、図３の（ｂ）に示されるように、Ｕ字状としてもよい。この場合にも、ワッシャ５０には挿通口５０ｈが形成されているので、ハーネス４０とバスバー３１との間においてボルト３３を用いてワッシャ５０をバスバー３１に締結することができる。
【００３８】
また、電池ユニット１においては、ハーネス４０とバスバー３１との間に介在させる部材は、ワッシャに限定されず、電池モジュール１０のバスバー３１に至るまでの経路の電気抵抗を増加させ得る任意の導電性の抵抗部材とすることができる。
【００３９】
さらに、上記実施形態においては、電池モジュール１０の正極及び負極のうちの一方の電極（例えば正極１２）、その電極に接続されたハーネス４０、及びそのハーネス４０が接続されるバスバー３１のみを図示し、相対的に短いハーネス４０とバスバー３１との間にワッシャ５０を介在させる構造について説明した。しかしながら、電池ユニット１においては、電池モジュール１０の正極及び負極のうちの他方の電極（及び対応するハーネス、バスバー）について、同様の構造を採用することができる。
【００４０】
ここで、図４の（ａ）に示されるように、端子台３０は、ベース６０をさらに備えるこができる。ベース６０は、例えば、鉄等の材料により長方形板状に形成されている。ベース６０は、その長手方向の両端部に設けられた一対の支持部材３２によって、筐体２０の底壁部２１から離間した状態で底壁部２１に支持固定されている。バスバー３１は、このベース６０上に配置され、筐体２０に支持されている。ベース６０には、ボルト３３を挿通するための複数の貫通孔が形成されている。ベース６０の貫通孔のそれぞれは、バスバー３１の貫通孔３１ｈのそれぞれと連通するように形成されている。この場合には、ボルト３３は、例えば、ベース６０の貫通孔及びバスバーの貫通孔３１ｈのそれぞれに挿通された状態において、ベース６０に溶接される。
【００４１】
さらに、バスバー３１は、長方形板状に限らず任意の形状とすることができるが、一例として、図４の（ｂ）に示されるような形状であってもよい。この場合、バスバー３１は、長方形板状の本体部３１ｂと、本体部３１ｂの短手方向の一方の縁部から当該短手方向に突出する突出部３１ｃとからなる。突出部３１ｃは、例えば長方形板状（ここでは正方形板状）に形成されている。これにより、バスバー３１は、全体としてＬ字板状に形成されている。貫通孔３１ｈは、一例として、本体部３１ｂに複数（ここでは４つ）形成されており、突出部３１ｃに１つ形成されている。
【００４２】
なお、以上の実施形態においては、ボルト３３は、バスバー３１又はベース６０に溶接されるものとしたが、必ずしも溶接されているものに限らず、バスバー３１の貫通孔３１ｈやベース６０の貫通孔に圧入されて固定されるものでもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１…電池ユニット、１０…電池モジュール、３１…バスバー（集電部材）、３３…ボルト（締結部材）、４０…ハーネス（電力線）、５０…ワッシャ（抵抗部材）。
【図１】
2015170413.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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