(57)【要約】【課題】電池スタックを構成する電池セルの電圧を精度よく検出すること。【解決手段】複数の電池セルが積層された電池スタックと、電池スタックの上面に配置された基板と、基板に搭載され、電池セルの状態を監視する電池監視手段と、金属線材を加工して形成され、電池セルの電極と基板とを接続するバスバーとを備え、バスバーは、電池スタックの積層方向を長辺又は長径とする長穴形状を有し、電極が挿通される挿通孔を含むバスバー部と、バスバー部と基板とを接続する引出部とを備え、引出部は、電極とバスバー部とを締結する締結部に接触することを特徴とする、電池モジュールが提供される。【選択図】図２
2015204281.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池セルが積層された電池スタックと、
前記電池スタックの上面に配置された基板と、
前記基板に搭載され、前記電池セルの状態を監視する電池監視手段と、
金属線材を加工して形成され、前記電池セルの電極と前記基板とを接続するバスバーと
を備え、
前記バスバーは、
前記電池スタックの積層方向を長辺又は長径とする長穴形状を有し、前記電極が挿通される挿通孔を含むバスバー部と、
前記バスバー部と前記基板とを接続する引出部と
を備え、
前記引出部は、前記電極と前記バスバー部とを締結する締結部に接触することを特徴とする、
電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の電池セルがバスバーを介して直列に接続される電池スタックにおいて、バスバーに検出線を配置し、検出線に接続された電池監視手段を用いて各々の電池セルの状態を監視する構成が知られている。
【０００３】
また、電池セルの電極端子と接続されるバスバーにおいて、電極端子が挿通される挿通孔の形状を長孔や長溝にする技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１２８１１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の技術においては、電極端子とバスバーとの締結部分と、検出線との間の位置関係については記載されていない。また、電極端子が挿通される挿通孔の形状を長孔や長溝にすると、電極端子と検出線との間の抵抗が各々の電池セルによって大きく異なることがある。その結果、電池スタックを構成する電池セルの電圧を精度よく検出できないことがある。
【０００６】
そこで、本発明の一つの案では、電池スタックを構成する電池セルの電圧を精度よく検出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一つの案では、複数の電池セルが積層された電池スタックと、前記電池スタックの上面に配置された基板と、前記基板に搭載され、前記電池セルの状態を監視する電池監視手段と、金属線材を加工して形成され、前記電池セルの電極と前記基板とを接続するバスバーとを備え、前記バスバーは、前記電池スタックの積層方向を長辺又は長径とする長穴形状を有し、前記電極が挿通される挿通孔を含むバスバー部と、前記バスバー部と前記基板とを接続する引出部とを備え、前記引出部は、前記電極と前記バスバー部とを締結する締結部に接触することを特徴とする、電池モジュールが提供される。
【発明の効果】
【０００８】
一態様によれば、電池スタックを構成する電池セルの電圧を精度よく検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係る電池モジュールの一例の概略構成図。
【図２】本実施形態に係るバスバーの一例を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。
【００１１】
まず、本実施形態に係る電池モジュール１の一例の概略構成について説明する。図１は、本実施形態に係る電池モジュール１の一例の概略構成図である。図２は、本実施形態に係るバスバー２０の一例を説明するための図である。より詳しくは、図２（ａ）は、バスバー２０として加工される前の金属線材２０ｒであり、図２（ｂ）及び（ｃ）は、金属線材２０ｒを加工して形成されたバスバー２０である。
【００１２】
図１に示すように、電池モジュール１は、電池スタック１０、バスバー２０、排煙ダクト４０、基板５０、電池監視手段６０等を備える。
【００１３】
電池スタック１０は、例えば複数の電池セル１１がセパレータ１４を介して、図１のＸ方向に沿って一方向に配列（積層）された組電池である。
【００１４】
電池セル１１は、例えば図１のＹ方向を長手方向とする直方体形状を有する。電池セル１１の上面の長手方向の両端部近傍には、一対の電極としての電極端子１２が突出するように設けられている。一対の電極端子１２は、例えば電池セル１１の正電極端子及び負電極端子である。また、電池スタック１０を構成する隣接する電池セル１１は、例えば正電極端子と負電極端子の位置が逆向きとなるように配置されている。電池セル１１の種類としては、例えばニッケル水素電池、リチウムイオン電池等が挙げられるが、本発明はこの点において限定されるものではない。
【００１５】
セパレータ１４は、互いに隣接する電池セル１１の間に配置されて、隣接する電池セル１１を一定の間隔に保持する。また、セパレータ１４と電池セル１１との間には、空間が形成されている。そして、空間には、例えば空気等の冷却媒体が送風されることにより、電池セル１１が冷却される。セパレータ１４としては、例えばプラスチック等の絶縁部材を成形したもの等が挙げられるが、本発明はこの点において限定されるものではない。
【００１６】
バスバー２０は、図２（ａ）に示すベースの線材としての金属線材２０ｒを加工することにより形成され、電極端子１２と基板５０とを接続する。
【００１７】
金属線材２０ｒとしては、電池セル１１の形状、電極端子１２の形状等に応じて自在に曲げ加工が可能である部材が好ましく、例えば導電性が高い銅、アルミニウム等の導電性金属を好適に用いることができる。これにより、電池セル１１の形状、電極端子１２の形状等が変更となった場合においても、金属線材２０ｒを変更することなくバスバー２０を形成することができる。結果として、部品管理が容易になり、部品コストを低減することができる。
【００１８】
また、バスバー２０は、図２（ｂ）及び（ｃ）に示すように、バスバー部２０ａと、引出部２０ｂと、締結部２０ｃとを有する。
【００１９】
バスバー部２０ａは、電池スタック１０における電池セル１１の積層方向を長辺又は長径とする長穴形状の挿通孔２０ｈを有する。そして、バスバー部２０ａに形成された挿通孔２０ｈに電極端子１２が挿通され、例えば締付けナット、溶接等で固定することにより、バスバー部２０ａは電極端子１２と締結され、接続可能になっている。挿通孔２０ｈの形状としては、電極端子１２が挿通可能であり、電池スタック１０における電池セル１１の積層方向を長辺又は長径とする長穴形状であれば特に限定されず、例えば長方形、角丸長方形、楕円形等の長穴形状が挙げられる。
【００２０】
引出部２０ｂは、バスバー部２０ａから延在し、バスバー部２０ａと基板５０とを接続する。すなわち、引出部２０ｂの一端は、後述する締結部２０ｃに接触するようにバスバー部２０ａと接続されている。また、引出部２０ｂの他端は、後述する基板５０に形成された配線パターン（図示せず）を介して電池監視手段６０と接続されている。また、引出部２０ｂを含むバスバー２０は、金属線材２０ｒを加工して形成されているため、挿通孔２０ｈに挿通される電極端子１２の位置に応じて、引出部２０ｂの位置を変化させることができる。
【００２１】
締結部２０ｃは、図２（ｂ）及び（ｃ）に示すように、電極端子１２とバスバー部２０ａとが接触又は近接する部分である。
【００２２】
排煙ダクト４０は、電池スタック１０の上面に配置され、電池スタック１０における電池セル１１の積層方向に延在するように配置されている。排煙ダクト４０には、例えば図示しない送風手段によって、冷却媒体が強制送風される。このため、排煙ダクト４０中を流れる冷却媒体によって電池セル１１が冷却される。
【００２３】
基板５０は、電池スタック１０の上面に排煙ダクト４０を介して配置される。基板５０には、前述したようにバスバー２０の引出部２０ｂが接続されている。また、基板５０には、電池監視手段６０等の電子部品が搭載されている。そして、バスバー２０の引出部２０ｂと電池監視手段６０とは、基板５０上において、例えば配線パターンを介して電気的に接続されている。基板５０としては、例えば配線パターンが設けられた樹脂基板等が挙げられるが、本発明はこの点において限定されるものではない。
【００２４】
電池監視手段６０は、前述したように基板５０に搭載され、基板５０に形成された配線パターンを介してバスバー２０の引出部２０ｂと接続されている。そして、電池監視手段６０は、バスバー２０のバスバー部２０ａ及び引出部２０ｂを介して検出される電池セル１１の電極端子１２の電位に基づいて、電池セル１１の電圧を算出する。電圧の算出方法としては、例えば検出された電池セル１１の正電極端子の電位から負電極端子の電位を減算することにより、電池セル１１の電圧を算出する方法等が挙げられるが、本発明はこの点において限定されるものではない。電池監視手段６０としては、例えば監視ＥＣＵ（Electronic Control Unit）等が挙げられるが、本発明はこの点において限定されるものではない。
【００２５】
次に、本実施形態に係る電池モジュール１の作用について説明する。
【００２６】
本実施形態に係る電池モジュール１においては、電極端子１２をバスバー部２０ａの長穴形状を有する挿通孔２０ｈに挿通させ、例えば締付けナット、溶接等で固定することにより、バスバー部２０ａは電極端子１２と接続可能になっている。このため、電池スタック１０を構成する各々の電池セル１１の膨張、複数の電池セル１１を積層する積層工程（組立工程）でのばらつき等によって、電極端子１２の位置にずれが生じた場合においても、容易に電極端子１２にバスバー２０を接続することができる。
【００２７】
ところで、バスバー部２０ａの挿通孔２０ｈが長穴形状である場合、電極端子１２と締結部２０ｃとの位置関係によって、電極端子１２とバスバー２０との間の抵抗にばらつきが生じ、電池セル１１の電圧を精度よく検出できないことがある。
【００２８】
しかし、本実施形態に係る電池モジュール１においては、引出部２０ｂの一端が締結部２０ｃに接触するようにバスバー部２０ａと接続されている。すなわち、図２（ｂ）に示すように、電極端子１２が挿通孔２０ｈの中央部近傍に配置される場合には、引出部２０ｂの一端が締結部２０ｃ近傍（挿通孔２０ｈの中央部近傍）に位置するように金属線材２０ｒを屈曲させて、バスバー２０を形成する。また、図２（ｃ）に示すように、電極端子１２が挿通孔２０ｈの端部近傍に配置される場合には、引出部２０ｂが締結部２０ｃ近傍（挿通孔２０ｈの端部近傍）に位置するように金属線材２０ｒを屈曲させて、バスバー２０を形成する。このため、各々の電池セル１１において、電極端子１２と締結部２０ｃとの間の位置関係が異なっていても、電極端子１２と引出部２０ｂとの間の位置関係は同一又は略同一となる。結果として、各々の電池セル１１において、電極端子１２とバスバー２０との間の抵抗のばらつきを抑制することができ、電池スタック１０を構成する電池セル１１の電圧を精度よく検出することができる。
【００２９】
なお、前述の例では、バスバー部２０ａに一つの挿通孔２０ｈを形成する場合について説明したが、本発明はこの点において限定されるものではない。例えば、一つのバスバー２０に複数の挿通孔２０ｈを形成し、複数の電池セル１１の電極端子１２を互いに電気的に接続するように構成することもできる。この場合には、例えばバスバー２０に電池セル１１の数に対応した数の挿通孔２０ｈを形成し、複数の引出部２０ｂを各々の締結部２０ｃに接触するように形成する構成とすることができる。また、例えばバスバー２０に電池セル１１の数に対応した数の挿通孔２０ｈを形成し、一つの引出部２０ｂを各々の締結部２０ｃのうちの一つの締結部２０ｃに接触するように形成する構成とすることもできる。
【００３０】
また、本実施形態に係る電池モジュール１によれば、バスバー２０が金属線材２０ｒを加工することによって形成されている。このため、電池セル１１の形状、電極端子１２の形状等が変更となった場合においても、金属線材２０ｒを変更することなくバスバー２０を形成することができる。結果として、部品管理が容易になり、部品コストを低減することができる。
【００３１】
以上に説明したように、本実施形態に係る電池モジュール１は、複数の電池セル１１が積層された電池スタック１０と、電池スタック１０の上面に配置された基板５０と、基板５０に搭載され、電池セル１１の状態を監視する電池監視手段６０と、金属線材２０ｒを加工して形成され、電池セル１１の電極と基板５０とを接続するバスバー２０とを備える。また、バスバー２０は、電池スタック１０の積層方向を長辺又は長径とする長穴形状を有し、電極が挿通される挿通孔２０ｈを含むバスバー部２０ａと、バスバー部２０ａと基板５０とを接続する引出部２０ｂとを備える。そして、引出部２０ｂは、電極とバスバー部２０ａとを締結する締結部２０ｃに接触する。これにより、電池スタック１０を構成する電池セル１１の電圧を精度よく検出することができる。
【００３２】
以上、電池モジュール１を実施形態により説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１  電池モジュール
１０  電池スタック
１１  電池セル
１２  電極端子
２０  バスバー
２０ａ  バスバー部
２０ｂ  引出部
２０ｃ  締結部
２０ｈ  挿通孔
２０ｒ  金属線材
５０  基板
６０  電池監視手段
【図１】
2015204281.tif 000003
【図２】
2015204281.tif 000004