(57)【要約】      （修正有）【課題】複数の単電池を接続するバスバーの温度上昇が抑制された組電池を提供する。【解決手段】組電池１０において，複数の単電池２０がバスバー（正極バスバー３０、負極バスバー４０）により並列に接続されている。バスバーは，複数の単電池が接続されている接続面（上面３２、下面４２）を有するとともに，接続面の反対側の面に冷却フィン３３、４３を有する。さらに正極連結部３５の正極連結面３７と負極連結部４５の負極連結面４７を溶接などにより直列に接続することもできる。【選択図】図１
2016091959.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の単電池をバスバーにより接続してなる組電池において，
前記バスバーは，複数の前記単電池が接続されている接続面を有するとともに，前記接続面の反対側の面に冷却フィンを有するものであることを特徴とする組電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，組電池に関する。さらに詳細には，複数の単電池をバスバーにより接続してなる組電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
電池は，一般的に，様々な用途の電力源として利用される際には，その用途に応じた出力を得るため，複数の単電池を組み合わせた組電池として用いられる。例えば車両用などの用途に用いられる組電池は，多数の単電池がバスバーにより接続されて構成される。そして，組電池においては，その回路に流れる電流の電流値が高い場合に，発熱量が大きくなってしまうことがある。このため，大電流が流れる組電池においては，温度が上昇し過ぎないように考慮されていることが重要である。
【０００３】
例えば，特許文献１には，複数の円筒形状の単電池を１つのケースに収容してなる組電池において，冷却部を有するものが開示されている。冷却部は，組電池におけるケース内の各単電池をそれぞれ冷却するための冷媒を流すことができるものとされている。そして，冷却部により各単電池の温度をほぼ同じ温度に保つことができるため，単電池の電池特性のばらつきを抑制することができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２３８３９３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，組電池では，その充放電時に，複数の単電池を接続しているバスバーにおいても発熱する。また，大電流で充放電することのできる組電池においては，バスバーにおける発熱量も多くなってしまう。しかしながら，上記の従来技術では，組電池における単電池については冷却することができるものの，バスバーについての発熱については共慮されていない。よって，バスバーの温度が上昇し過ぎてしまうおそれがあった。
【０００６】
本発明は，前記した従来の技術が有する問題点の解決を目的としてなされたものである。すなわちその課題とするところは，複数の単電池を接続するバスバーの温度上昇が抑制された組電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題の解決を目的としてなされた本発明の組電池は，複数の単電池をバスバーにより接続してなる組電池であって，バスバーは，複数の単電池が接続されている接続面を有するとともに，接続面の反対側の面に冷却フィンを有するものであることを特徴とする組電池である。
【０００８】
本発明の組電池では，バスバーが，接続面とは反対側の面に冷却フィンを有している。よって，冷却フィンにより，バスバーの温度上昇は抑制される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば，複数の単電池を接続するバスバーの温度上昇が抑制された組電池が提供されている。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本形態に係る組電池の斜視図である。
【図２】本形態に係る組電池の正面図である。
【図３】本形態に係る組電池の側面図である。
【図４】バスバーの断面図である。
【図５】複数の組電池をさらに直列に接続してなる組電池の斜視図である。
【図６】バスバーの端子部を示す詳細図である。
【図７】バスバーの端子部同士の接続状態を示す図である。
【図８】図６とは異なるバスバーの端子部を示す詳細図である。
【図９】図８の端子部同士の接続状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下，本発明を具体化した最良の形態について，図面を参照しつつ詳細に説明する。なお，説明に用いている図面には，理解のしやすさのため，厚さや形状が実際よりも誇張して描かれている部分が含まれている。
【００１２】
図１に，本形態に係る組電池１０の斜視図を示す。本形態の組電池１０は，複数の単電池２０を，バスバー３０，４０により接続してなるものである。具体的には，組電池１０は，単電池２０を８個，接続してなるものである。バスバー３０，４０には，導電性の金属を用いることができる。
【００１３】
図２は，組電池１０の正面図である。また，図３は組電池１０の側面図である。図２および図３に示すように，本形態の単電池２０は，円筒型のものである。また，本形態の単電池２０は充電および放電を行うことのできる二次電池である。このため，単電池２０としては，リチウムイオン二次電池やニッケル水素充電池などを用いることができる。本形態の組電池１０において，複数の単電池２０はいずれも，正極端子２１を上側に，負極端子２２を下側に向けて組み付けられている。
【００１４】
バスバー３０は，図２に示すように，平板部３１を有している。また，バスバー３０は，図２に示すように，平板部３１の下面３２において，複数の単電池２０の正極端子２１に接続されている。このため，バスバー３０を，以下，正極バスバー３０とする。また，正極バスバー３０の下面３２は，複数の単電池２０が接続されている接続面である。
【００１５】
バスバー４０についても，図２に示すように，平板部４１を有している。また，バスバー４０は，図２に示すように，平板部４１の上面４２において，複数の単電池２０の負極端子２２に接続されている。このため，バスバー４０を，以下，負極バスバー４０とする。また，負極バスバー４０の上面４２は，複数の単電池２０が接続されている接続面である。
【００１６】
また，正極バスバー３０は，図１から図３に示すように，その外縁に，平板部３１より下向きに延びる正極端子部３４を有している。正極端子部３４は，図３に示すように，正極連結部３５と，正極連結部３５から平板部３１までを接続している接続部３６とを有している。正極連結部３５は，接続部３６から組電池１０の外側に向けて突出している部分であり，接続部３６とは反対側に正極連結面３７を有している。
【００１７】
負極バスバー４０は，図１から図３に示すように，その外縁に，平板部４１より上向きに延びる負極端子部４４を有している。負極端子部４４は，図３に示すように，負極連結部４５と，負極連結部４５から平板部４１までを接続している接続部４６とを有している。負極連結部４５は，接続部４６から組電池１０の外側に向けて突出している部分であり，接続部４６とは反対側に負極連結面４７を有している。
【００１８】
そして，図１から図３に示すように，組電池１０において，複数の単電池２０は，正極バスバー３０および負極バスバー４０により並列に接続されている。組電池１０は，正極バスバー３０の正極端子部３４および負極バスバー４０の負極端子部４４を介して，各単電池２０において充放電を行うことのできるものである。
【００１９】
さらに，図１から図３に示すように，正極バスバー３０は，平板部３１の単電池２０が接続されている下面３２とは反対側の面に，複数の凸部よりなる冷却フィン３３を有している。負極バスバー４０についても同様，平板部４１の単電池２０が接続されている上面４２とは反対側の面に，複数の凸部よりなる冷却フィン４３を有している。つまり，冷却フィン３３および冷却フィン４３はともに，平面よりも表面積が大きく，放熱性の高い形状をしている。
【００２０】
ここで，組電池１０では，充放電がなされた際に，正極バスバー３０および負極バスバー４０において発熱する。このため，組電池１０では，正極バスバー３０および負極バスバー４０における温度の上昇が，できるだけ低減されていることが好ましい。正極バスバー３０および負極バスバー４０における抵抗値が上昇してしまうことなどにより，組電池１０の電池性能が低下してしまうからである。
【００２１】
そこで，本形態の組電池１０においては，上記のように正極バスバー３０および負極バスバー４０にそれぞれ，放熱性の高い冷却フィン３３および冷却フィン４３が設けられている。このため，正極バスバー３０および負極バスバー４０は，充電時においてもそれほど温度が上昇せず，組電池１０の電池性能の低下が抑制されている。
【００２２】
図４は，正極バスバー３０の断面図である。図４には，平板部３１の厚みをＡにより示している。平板部３１の厚みＡは，０．４ｍｍ以上であることが好ましい。平板部３１の厚みＡが０．４ｍｍ以上であれば，正極バスバー３０の平板部３１の抵抗値それほど高いものとはならないからである。
【００２３】
また，図４には，冷却フィン３３における凸部の高さをＢにより，冷却フィン３３における凸部の幅をＣによりそれぞれ示している。さらに，図４には，冷却フィン３３における隣り合う凸部同士の間隔をＤにより示している。本形態において，冷却フィン３３の高さＢは，０．４ｍｍ以上，０．８ｍｍ以下の範囲内であることが好ましい。また，冷却フィン３３について，幅Ｃおよび間隔Ｄはともに，５ｍｍ以上，１５０ｍｍ以下の範囲内であることが好ましい。幅Ｃおよび間隔Ｄの好ましい範囲は，冷却フィン３３の凸部の図４における奥行き方向についても同様である。
【００２４】
そして，冷却フィン３３における高さＢ，幅Ｃ，間隔Ｄを上記の範囲内とすることにより，正極バスバー３０における放熱を良好に行わせることができる。具体的には，冷却フィン３３の形状を上記の範囲内のものとすることにより，冷却フィン３３が設けられていない平板部３１のみのものと比較して，充放電時の正極バスバー３０の温度を１０℃程度，低くすることができる。なお，図４は正極バスバー３０について示したものであるが，負極バスバー４０についても同様の形状にすることができる。
【００２５】
また，本形態の組電池１０は，これをさらに複数接続して組電池を構成することもできる。図５は，３つの組電池１０を接続してなる組電池９０の斜視図である。組電池９０において，隣り合う組電池１０同士は，それぞれの正極端子部３４と負極端子部４４とにより直列に接続されている。よって，組電池９０は，図５において左端の組電池１０の正極端子部３４と，右端の組電池１０の負極端子部４４とを介して，充放電を行うことができる。
【００２６】
図６は，本形態の正極端子部３４の詳細図である。本形態の正極端子部３４は，図６に示すように，板金の曲げ加工により形成されたものである。すなわち，本形態の正極端子部３４において，正極連結部３５は，図６に示すように，接続部３６の先端を曲げることにより形成されている。図６には，曲げ加工により形成されている正極連結部３５の正極連結面３７の面積を，Ｅにより示している。
【００２７】
また，本形態の正極端子部３４において，接続部３６は，図６に示すように，接続部３６の幅Ｆよりも幅広に形成された部分３８を，接続部３６の幅方向の内側へ向けて曲げることにより形成されている。これにより，本形態の正極端子部３４は，接続部３６の幅Ｆが小さいものとされている。さらには，幅広の部分３８を曲げることにより形成されている接続部３６は，その厚みが，１枚分の厚みよりも厚いものとされている。なお，図６は正極端子部３４について示したものであるが，負極端子部４４についても同様の形状にされている。
【００２８】
図７は，本形態における正極端子部３４と負極端子部４４との接続状態を示す図である。正極端子部３４と負極端子部４４とは，正極連結面３７と負極連結面４７とを合わせた状態で，溶接により接合されている。
【００２９】
そして，本形態では，正極端子部３４と負極端子部４４との溶接時において，正極連結面３７と負極連結面４７とを合わせた状態で，正極連結面３７と負極連結面４７とをその厚さ方向に，溶接加工を行うための加工治具により容易に挟み込むことができる。本形態においては，前述したように，正極連結部３５および負極連結部４５はともに，組電池１０の外側に向けて突出するように形成されている。このため，正極連結部３５および負極連結部４５の周辺には，溶接加工のための加工治具を接近させるためのスペースが十分に確保されているからである。
【００３０】
また，本形態では，正極端子部３４と負極端子部４４との溶接を，超音波溶接により行っている。超音波溶接では，抵抗溶接よりも，板厚の厚いものを接合することができる。このため，正極端子部３４および負極端子部４４として，板厚の厚いものを用いることができる。そして，本形態では，正極端子部３４および負極端子部４４に板厚の厚いものを用いることにより，断面積が大きくされている。これにより，充放電時の正極端子部３４および負極端子部４４における抵抗値が低減されている。
【００３１】
さらに，本形態の正極端子部３４においては，図６で説明したように，接続部３６の幅広の部分３８を内側に曲げる加工を施している。この点，負極端子部４４についても同様である。このため，正極端子部３４および負極端子部４４はともに，接続部３６，４６の幅を小さく抑えつつ，接続部３６，４６における断面積が大きくされている。よって，接続部３６，４６の幅を小さく抑えるとともに，充放電時の正極端子部３４および負極端子部４４における抵抗値が低減されている。
【００３２】
よって，各組電池１０を接続している正極端子部３４および負極端子部４４の抵抗値が低いことにより，組電池９０は良好な充放電性能を有している。すなわち，組電池９０は品質の高いものである。さらに，正極端子部３４は，抵抗値が低減されていることにより，発熱が抑制されている。このため，正極バスバー３０は，その正極端子部３４における温度の上昇についても抑制されている。また，負極端子部４４についても同様，抵抗値が低減されていることにより，発熱が抑制されている。このため，負極バスバー４０についても同様に，その負極端子部４４における温度の上昇についても抑制されている。
【００３３】
また，正極端子部３４と負極端子部４４との接合箇所では，その接合面積が十分に大きいことが好ましい。接合箇所の面積が小さい場合には，その箇所での抵抗値が高くなってしまうからである。本形態の正極端子部３４においては，図６で説明したように，正極連結部３５を曲げ加工により形成している。このため，正極連結部３５の正極連結面３７の面積Ｅを十分にとることができる。この点，負極端子部４４についても同様である。
【００３４】
よって，本形態の正極端子部３４と負極端子部４４との接合箇所では，正極連結面３７および負極連結面４７の面積が十分な大きさとすることができ，その接合箇所での抵抗値を低減することができる。このため，正極端子部３４と負極端子部４４との接合箇所においても，温度の上昇が抑制されている。また，正極連結面３７および負極連結面４７の面積を大きくすることにより，接合強度についても十分なものとされている。
【００３５】
なお，正極バスバー３０は，平板部３１，冷却フィン３３，正極端子部３４を，板金加工により一体のものとして製造することができる。すなわち，冷却フィン３３は，正極バスバー３０の下面３２とは反対側の面に，凹凸を有する金型を押し付けるプレス加工により形成することができる。また，負極バスバー４０についても同様に，平板部４１，冷却フィン４３，負極端子部４４を，板金加工により一体のものとして製造することができる。そして，正極バスバー３０および負極バスバー４０を板金加工により製造する場合には，板金の曲げ加工などに必要な逃げ加工を適所に施しておくことが好ましい。
【００３６】
また，組電池１０がＰＨＶなどの車載用のものであり，正極バスバー３０および負極バスバー４０を板金加工により製造する場合には，使用する金属板の板厚は，少なくとも０．４ｍｍ以上のものを用いることが好ましい。なお，車載用よりも低電流である民生用の組電池１０においては，金属板として板厚が０．１５ｍｍのものや０．２ｍｍのものを用いることもできる。さらに，コストを考慮する場合，金属板として板厚が０．８ｍｍ以下のものを用いることが好ましい。なお，組電池１０が車載用のものであり，高電流が流れるものである場合には，平板部３１の厚みＡを厚くとりつつ抵抗値の低減を図るため，金属板として，板厚が１．２ｍｍのものや２ｍｍのものを用いることが考えられる。
【００３７】
また，図８に，本形態の変形例である正極端子部１３４を示している。正極端子部１３４についても，上記の正極端子部３４と同様，板金の曲げ加工により形成することができる。また，正極端子部１３４は，先端に位置する正極連結部１３５を有している。正極端子部１３４においても，接続部１３６の正極連結部１３５とは反対側は，正極バスバーの平板部に繋がっている。さらに，正極連結部１３５は，組電池とは反対側に突出するように形成されている部分である。
【００３８】
図８に示す正極端子部１３４においても，正極連結部１３５における１つの面を正極連結面１３７としている。図８には，正極連結面１３７の面積を，Ｇにより示している。また，接続部１３６についても，その幅Ｈよりも幅広に形成した金属板を曲げることにより形成されている。このため，接続部１３６においても，幅Ｈを小さく抑えつつ，断面積が大きくされている。よって，図８に示す正極端子部１３４を用いることによっても，抵抗値を低いものとすることができるため，正極端子部１３４における発熱を抑制することができる。
【００３９】
図９は，図８に示す正極端子部１３４の，負極端子部１４４との接続状態を示す図である。図９に示す負極端子部１４４についても，正極端子部１３４と同様の曲げ加工により形成されたものである。これにより，負極端子部１４４は，負極連結面１４７が，正極端子部１３４の正極連結面１３７と合わさるような形状に形成されている。
【００４０】
そして，図９に示す正極端子部１３４と負極端子部１４４との溶接は，溶接加工のための加工治具によって正極連結部１３５と負極連結部１４５とをこれらの厚さ方向より挟み込みつつ行うことができる。その挟み込みについても，容易に行うことができる。正極連結部１３５および負極連結部１４５はともに，組電池の外側に向けて突出するように形成されている。このため，正極連結部１３５および負極連結部１４５の周辺には，溶接加工のための加工治具を接近させるためのスペースが十分に確保されているからである。
【００４１】
また，正極端子部１３４および負極端子部１４４の接続部１３６，１４６はともに，図９に示すように曲げ加工により形成されている。このため，接続部１３６，１４６はともに，幅を小さく抑えつつ，接続部１３６，１４６における断面積が大きくされている。よって，接続部１３６，１４６の幅を小さく抑えるとともに，充放電時の正極端子部１３４および負極端子部１４４における抵抗値が低減されている。よって，正極端子部１３４および負極端子部１４４についても，温度の上昇が抑制されている。
【００４２】
さらに，曲げ加工により形成される正極連結部１３５の正極連結面１３７の面積Ｇは，十分な大きさとすることが可能である。負極連結部１４５の負極連結面１４７についても同様である。よって，正極端子部１３４と負極端子部１４４との接合箇所においても，その面積を十分な大きさとすることができるため，温度の上昇を抑制するとともに，十分な接合強度を得ることができる。また，正極端子部１３４と負極端子部１４４との溶接についても，超音波溶接により行うことで，板厚の厚い材料を用いることができるため，より温度上昇を抑制することができる。
【００４３】
以上詳細に説明したように，本形態に係る組電池１０は，複数の単電池２０を正極バスバー３０および負極バスバー４０により並列に接続してなるものである。正極バスバー３０は，単電池２０が接続されている下面３２とは反対側の面に，冷却フィン３３を有している。負極バスバー４０は，単電池２０が接続されている上面４２とは反対側の面に，冷却フィン４３を有している。よって，複数の単電池を接続するバスバーの温度上昇が抑制された組電池が実現されている。
【００４４】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。従って本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲で種々の改良，変形が可能である。例えば，上記の実施形態では，正極バスバー３０および負極バスバー４０を，板金加工により，それぞれ一体のものとして製造することとして説明した。しかし，例えば，正極バスバー３０は，平板部３１と正極端子部３４とが，板金加工により一体のものとして製造されたものであってもよい。つまり，冷却フィン３３については，平板部３１の下面３２の反対側の面に，溶接などによって接合されたものであってもよい。負極バスバー４０についても同様である。
【００４５】
また例えば，単電池２０は円筒型のものに限らず，矩形型のものであってもよい。また例えば，上記の組電池１０における単電池２０の個数は単なる１例である。つまり，組電池１０における単電池２０の個数は，用途に応じた出力を得ることができる個数であればよく，７個以下であっても，９個以上であってもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１０  組電池
２０  単電池
３０  正極バスバー
３１  平板部
３２  下面
３３  冷却フィン
３４  正極端子部
４０  負極バスバー
４１  平板部
４２  上面
４３  冷却フィン
４４  負極端子部
【図１】
2016091959.tif 000003
【図２】
2016091959.tif 000004
【図３】
2016091959.tif 000005
【図４】
2016091959.tif 000006
【図５】
2016091959.tif 000007
【図６】
2016091959.tif 000008
【図７】
2016091959.tif 000009
【図８】
2016091959.tif 000010
【図９】
2016091959.tif 000011