(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】電池スタックを構成する電池セルの電極と、電池スタックの上面に配置される基板と、をバスバーを介して接続することにより、基板に搭載された電池監視手段を用いて電池セルの電圧を検出する電池モジュールであって、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の挿通孔が形成された環状のバスバー部を備え、挿通孔の中央部分に電極が挿通される場合には、バスバー部の一部に隙間が設けられている、又はバスバー部の一部に隙間が設けられ、隙間にバスバー部を構成する材料よりも導電性の低い材料が挿入されており、挿通孔の端部分に電極が挿通される場合には、バスバー部が隙間なく形成されている、又はバスバー部の一部に隙間が設けられ、隙間にバスバー部を構成する材料よりも導電性の高い材料が挿入されてい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
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池スタックを構成する電池セルの電極と、前記電池スタックの上面に配置される基板と、をバスバーを介して接続することにより、前記基板に搭載された電池監視手段を用いて前記電池セルの電圧を検出する電池モジュールであって、
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の挿通孔が形成された環状のバスバー部を備え、
前記挿通孔の中央部分に前記電極が挿通される場合には、前記バスバー部の一部に隙間が設けられている、又は前記バスバー部の一部に隙間が設けられ、当該隙間に前記バスバー部を構成する材料よりも導電性の低い材料が挿入されており、
前記挿通孔の端部分に前記電極が挿通される場合には、前記バスバー部が隙間なく形成されている、又は前記バスバー部の一部に隙間が設けられ、当該隙間に前記バスバー部を構成する材料よりも導電性の高い材料が挿入されてい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、電池スタックの上面に基板を配置し、電池スタックを構成する各電池セルの電極端子に締結されたバスバーのリード部を介して基板に電位を伝えることで、各電池セルの状態を監視する電池モジュールが知られている。
【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に記載の技術では、バスバーに形成された長穴形状の挿通孔に対する電極端子の締結位置によって、電極端子とバスバーとの間の抵抗にばらつきが生じる。その結果、電池スタックを構成する各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各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、電池スタックを構成する電池セルの電極と、前記電池スタックの上面に配置される基板と、をバスバーを介して接続することにより、前記基板に搭載された電池監視手段を用いて前記電池セルの電圧を検出する電池モジュールであって、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の挿通孔が形成された環状のバスバー部を備え、前記挿通孔の中央部分に前記電極が挿通される場合には、前記バスバー部の一部に隙間が設けられている、又は前記バスバー部の一部に隙間が設けられ、当該隙間に前記バスバー部を構成する材料よりも導電性の低い材料が挿入されており、前記挿通孔の端部分に前記電極が挿通される場合には、前記バスバー部が隙間なく形成されている、又は前記バスバー部の一部に隙間が設けられ、当該隙間に前記バスバー部を構成する材料よりも導電性の高い材料が挿入されてい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各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】本発明の一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】本発明の一実施形態に係る電池モジュールのバスバーを説明するための図。
【図３】組み付け公差により電池セルの電極端子とバスバーの挿通孔との位置関係にずれが生じたときの状態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、本発明の一実施形態に係る電池モジュールの概略構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る電池モジュールの一例の概略構成図である。
【００１２】
電池モジュールは、図１に示すように、電池スタック１０、バスバー２０、ダクト３０、基板４０及び電池監視手段５０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１２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１３が突出するように設けられている。一対の電極端子１３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１２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、電池セル１１とセパレータ１２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１２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、電池セル１１の電極端子１３と基板４０とを接続する。なお、バスバー２０については後述する。
【００１７】
ダクト３０は、電池スタック１０の上面に配置され、電池スタック１０を構成する各電池セル１１の積層方向に延在するように配置されている。ダクト３０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、ダクト３０中を流れる冷却媒体によって電池セル１１が冷却される。
【００１８】
基板４０は、電池スタック１０の上面にダクト３０を介して配置される。基板４０には、バスバー２０が接続される貫通孔４１が形成されている。また、基板４０には、電池監視手段５０等の電子部品が搭載されている。そして、バスバー２０と電池監視手段５０とは、基板４０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４０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。
【００１９】
電池監視手段５０は、基板４０に搭載され、基板４０に形成された配線パターンを介してバスバー２０と接続されている。そして、電池監視手段５０は、バスバー２０を介して検出される電池セル１１の電極端子１３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５０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。
【００２０】
次に、本発明の一実施形態に係る電池モジュールのバスバー２０の構成の詳細について、図２を参照しながら説明する。図２は、本発明の一実施形態に係る電池モジュールのバスバーを説明するための図である。より具体的には、図２（ａ）は、バスバーとして加工される前の金属線材を示す図であり、図２（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）は、金属線材を加工して形成されたバスバーを示す図である。
【００２１】
バスバー２０は、基材としての金属線材２０ｒ（図２（ａ）参照）を加工する（屈曲させる）ことにより形成されている。
【００２２】
金属線材２０ｒの材料としては、電池セル１１の形状、電極端子１３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、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。金属線材２０ｒの材料として、自在に曲げ加工が可能である部材を用いることにより、電池セル１１の形状、電極端子１３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同一の金属線材２０ｒを用いてバスバー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。
【００２３】
金属線材２０ｒを加工することにより形成されたバスバー２０は、図２（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）に示すように、バスバー部２０ａと、引出部２０ｂとを有する。
【００２４】
バスバー部２０ａは、電池スタック１０を構成する各電池セル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を有する環状の部分である。そして、挿通孔２０ｈに電極端子１３が挿通され、例えば締付けナット、溶接等で固定されることにより、バスバー部２０ａは電極端子１３と締結される。これにより、バスバー部２０ａは、電極端子１３と同電位又は略同電位となる。挿通孔２０ｈの形状としては、電極端子１３が挿通可能であり、電池スタック１０を構成する各電池セル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。なお、長穴形状の短辺又は短径の長さとしては、特に限定されるものではないが、電極端子１３を容易に挿通することができるように、電極端子１３の直径よりもやや長い長さとすることができる。
【００２５】
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４０とを接続する部分である。すなわち、引出部２０ｂの一端はバスバー部２０ａと接続されており、他端は基板４０に設けられた貫通孔４１に挿通され、基板４０と接合されている。
【００２６】
バスバー２０の構成としては、挿通孔２０ｈの中央部分に電極端子１３が挿通される場合には、図２（ｂ）に示すように、バスバー部２０ａの一部に隙間が設けられた形状とすることができる。また、図２（ｄ）に示すように、バスバー部２０ａの一部に設けられた隙間にバスバー部２０ａを構成する材料と導電性の異なる材料からなる線材２１が挿入された構成とすることができる。この場合、線材２１の材料としては、バスバー部２０ａを構成する材料よりも導電性の低い材料が用いられる。なお、挿通孔２０ｈの中央部分とは、長穴形状の長辺又は長径方向における中央部又は略中央部を表す。
【００２７】
また、バスバー２０の構成としては、挿通孔２０ｈの端部分に電極端子１３が挿通される場合には、図２（ｃ）に示すように、バスバー部２０ａが隙間なく形成されている形状とすることができる。また、図２（ｄ）に示すように、バスバー部２０ａの一部に隙間が設けられ、隙間にバスバー部２０ａを構成する材料と導電性の異なる材料からなる線材２１が挿入された構成とすることができる。この場合、線材２１の材料としては、バスバー部２０ａを構成する材料よりも導電性の高い材料が用いられる。なお、挿通孔２０ｈの端部分とは、長穴形状の長辺又は長径方向における端部又は略端部を表す。
【００２８】
次に、本発明の一実施形態に係る電池モジュールの作用・効果について、図２及び図３を参照しながら説明する。図３は、組み付け公差により電池セルの電極端子とバスバーの挿通孔との位置関係にずれが生じたときの状態の一例を説明するための図である。
【００２９】
まず、基板４０が電池スタック１０の上面に配置されたときの各電池セル１１の電極端子１３とバスバー２０の挿通孔２０ｈとの位置関係について説明する。
【００３０】
図１に示す電池モジュールにおいて、基板４０を電池スタック１０の上面に配置する場合、電池スタック１０を構成する各電池セル１１の電極端子１３と基板４０に接合されたバスバー２０の挿通孔２０ｈとの位置合わせを行った後、バスバー２０を電極端子１３に締結する。このとき、例えば電池セル１１の組み付け公差により、電極端子１３と挿通孔２０ｈとの間の位置がずれることがある。すなわち、電池スタック１０を構成する各電池セル１１の積層方向のある位置においては、図３（ａ）に示すように、電極端子１３が挿通孔２０ｈの中央部分で締結されるが、他の位置においては、図３（ｂ）に示すように、電極端子１３が挿通孔２０ｈの端部分で締結されることがある。
【００３１】
この場合、例えば電池スタック１０を構成する各電池セル１１の積層方向の一端又は中央部を位置合わせの基準として電極端子１３とバスバー２０の位置合わせを行うことで、電池スタック１０の上面に基板４０を配置することが多い。
【００３２】
電池スタック１０を構成する各電池セル１１の積層方向の一端を基準として、基板４０を電池スタック１０の上面に配置する場合、一端における電極端子１３は挿通孔２０ｈの中央部分でバスバー２０と締結される。一方、中央部及び他端における電極端子１３は挿通孔２０ｈの中央部分からずれた位置でバスバー２０と締結される。このため、同一構成のバスバー２０を用いて電極端子１３とバスバー２０とを接合させると、電池スタック１０を構成する各電池セル１１の積層方向の一端と中央部と他端とでは、電極端子１３とバスバー２０との間の抵抗にばらつきが生じる。その結果、電池スタック１０を構成する各電池セル１１の電圧を精度よく検出できないことがある。
【００３３】
しかしながら、本発明の一実施形態に係る電池モジュールによれば、挿通孔２０ｈの中央部分に電極端子１３が挿通される場合には、図２（ｂ）に示すようにバスバー部２０ａの一部に隙間が設けられている、又はバスバー部２０ａの一部に設けられた隙間にバスバー部２０ａを構成する材料よりも導電性の低い材料からなる線材２１が挿入されている。これにより、バスバー部２０ａの一部に隙間が設けられていない場合と比較して、電極端子１３とバスバー２０との間の抵抗を大きくすることができる。
【００３４】
また、挿通孔２０ｈの端部分に電極端子１３が挿通される場合には、図２（ｃ）に示すようにバスバー部２０ａが隙間なく形成されている、又はバスバー部２０ａの一部に隙間が設けられ、隙間にバスバー部２０ａを構成する材料よりも導電性の高い材料からなる線材２１が挿入されている。これにより、バスバー部２０ａの一部に隙間を設ける場合と比較して、電極端子１３とバスバー２０との間の抵抗を小さくすることができる。
【００３５】
このため、電池スタック１０を構成する各電池セル１１の積層方向の位置の違いにより生じる電極端子とバスバー２０との間の抵抗のばらつきを低減することができる。結果として、電池スタック１０を構成する各電池セルの電圧を精度よく検出することができる。
【００３６】
以上に説明したように、本発明の一実施形態に係る電池モジュールによれば、バスバーが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の挿通孔が形成された環状のバスバー部を備える。そして、挿通孔の中央部分に電極が挿通される場合には、バスバー部の一部に隙間が設けられている、又はバスバー部の一部に隙間が設けられ、隙間にバスバー部を構成する材料よりも導電性の低い材料が挿入されている。また、挿通孔の端部分に電極が挿通される場合には、バスバー部が隙間なく形成されている、又はバスバー部の一部に隙間が設けられ、隙間にバスバー部を構成する材料よりも導電性の高い材料が挿入されている。これにより、電池スタックを構成する各電池セルの電圧を精度よく検出することができる。
【００３７】
以上、電池モジュール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】
【００３８】
１０    電池スタック
１１    電池セル
１３    電極端子
２０    バスバー
２０ａ  バスバー部
２０ｈ  挿通孔
４０    基板
５０    電池監視手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
2016066476.tif 000005