(57)【要約】【課題】蓄電素子の並び方向の電極ピッチの公差に追従でき、かつ蓄電素子群への取付けの信頼性を維持できる接続モジュールを提供すること。【解決手段】接続モジュール２０Ａは、隣接する蓄電素子の電極端子を接続する複数のバスバー２１と、各バスバー２１を保持するシート部材２５とを備える。各バスバー２１は、電極端子に接続される板状部２２と、板状部の幅方向（矢印Ｙ方向）の一端縁から突出する突出部２３Ｐを含み、突出部２３Ｐにおいてシート部材２５に保持される被保持部２３とを有する。シート部材２５は、少なくとも、蓄電素子の並び方向の長さに、隣接する蓄電素子の並び方向の電極ピッチの公差の合計値である最大公差Ｌ３を加えた長さを有し、シート部材の長手方向（矢印Ｘ方向）に、最大公差Ｌ３の距離をスライド可能に、被保持部２３を保持する保持部２６を有する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極及び負極の電極端子を有する複数の蓄電素子が並べられてなる蓄電素子群に取り付けられる接続モジュールであって、
前記複数の蓄電素子の隣接する蓄電素子の正極及び負極の電極端子を接続する複数のバスバーと、
各バスバーを保持するシート部材と、を備え、
前記各バスバーは、
前記正極及び負極の電極端子に接続される板状部と、
前記板状部の幅方向の一端縁から突出する突出部を含み、前記突出部において前記シート部材に保持される被保持部を有し、
前記シート部材は、
少なくとも、前記蓄電素子群の前記蓄電素子の並び方向の長さに、前記隣接する蓄電素子の並び方向の電極ピッチの公差の合計値である最大公差を加えた長さを有し、
当該シート部材の長手方向に、前記最大公差の距離をスライド可能に、前記被保持部を保持する保持部を、各被保持部に対応して有する、接続モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の接続モジュールにおいて、
各保持部は、前記シート部材の幅方向の両端部に形成された凹部によって構成されている、接続モジュール。
【請求項３】
請求項１に記載の接続モジュールにおいて、
各保持部は、前記シート部材の幅方向の両端部に形成された二個の凸部によって構成されている、接続モジュール。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の接続モジュールにおいて、
前記被保持部は、前記バスバーの並び方向の両側縁に形成されており、
隣接する前記保持部の間には、隣接する前記被保持部の当接を防止する当接防止部が設けられている、接続モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接続モジュールに関し、詳しくは、蓄電モジュールに使用される接続モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車やハイブリッド車等の車両用の蓄電モジュールは、正極及び負極の電極端子を有する蓄電素子が複数個並んで配列されており、隣り合う蓄電素子の電極端子間がバスバーで接続されることにより、複数の蓄電素子が直列や並列に接続されるようになっている。
【０００３】
蓄電モジュールにおいて、各バスバーを電極端子に取り付ける際の作業の利便性から、接続モジュールを構成するシート状の絶縁フィルムに各バスバーを保持させる技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１７５２９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載のバスバーモジュール（接続モジュール）を構成するシート状の絶縁フィルム（以下、「シート部材」という）は、伸縮性を有する合成樹脂で構成されたものである。シート部材を、伸縮性を有する合成樹脂によって構成することによって、隣接する蓄電素子の電極の間隔（電極ピッチ）にばらつきが生じても、シート部材の伸縮性によってそのばらつきに追従させようとするものである。しかしながら、伸縮性を有する、すなわち、柔らかいシート部材の伸縮時において、シート部材に接着された各バスバーの挙動は個々にバラバラに動き、予測できない。蓄電モジュールの電極ピッチ公差に追従できるバスバー位置の管理が必要であるが、バスバー位置の管理ができないため、シート部材を含む接続モジュールの蓄電素子群への搭載性に不都合が生じる虞がある。
【０００６】
また、特許文献１に記載の接続モジュールでは、接続モジュールの蓄電素子群への搭載時に、電池の電極（ボルト）は、ナットと共にシート部材によって締付けられる。そのため、締付後のシート部材の応力緩和によってシート部材による締付力が弱まり、振動によるボルト緩みが懸念される。ボルト緩みが発生すると、接続モジュールの蓄電素子群への取付けの信頼性が低下することとなる。
【０００７】
そこで、本明細書では、簡易な構造によって、蓄電素子群における蓄電素子の並び方向の電極ピッチの公差に追従でき、かつ蓄電素子群への取付けの信頼性を維持できる接続モジュールを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本明細書によって開示される接続モジュールは、正極及び負極の電極端子を有する複数の蓄電素子が並べられてなる蓄電素子群に取り付けられる接続モジュールであって、前記複数の蓄電素子の隣接する蓄電素子の正極及び負極の電極端子を接続する複数のバスバーと、各バスバーを保持するシート部材と、を備え、前記各バスバーは、前記正極及び負極の電極端子に接続される板状部と、前記板状部の幅方向の一端縁から突出する突出部を含み、前記突出部において前記シート部材に保持される被保持部を有し、少なくとも、前記シート部材は、前記蓄電素子群の前記蓄電素子の並び方向の長さに、前記隣接する蓄電素子の並び方向の電極ピッチの公差の合計値である最大公差を加えた長さを有し、当該シート部材の長手方向に、前記最大公差の距離をスライド可能に、前記被保持部を保持する保持部を、各被保持部に対応して有する。
【０００９】
本構成によれば、シート部材の保持部は、シート部材の長手方向に、隣接する蓄電素子の並び方向の電極ピッチの公差の合計値である最大公差の距離をスライド可能に、バスバーの被保持部を保持する。そのため、接続モジュールを蓄電素子群に取付ける際、蓄電素子群の電極ピッチ公差に追従して取付けることができ、取付け作業が容易となる。
また、バスバーの被保持部は、板状部の幅方向の一端縁から突出する突出する突出部を含み、突出部においてシート部材に保持される。そのため、バスバーのシート部材からに脱落を防止できる。また、接続モジュールの蓄電素子群への搭載時に、蓄電素子の電極（ボルト）は、ナットと共にシート部材によって締付けられることもない。そのため、蓄電素子群への取付けの信頼性を維持できる。すなわち、本構成によれば、簡易な構造によって、蓄電素子群における蓄電素子の並び方向の電極ピッチの公差に追従でき、かつ蓄電素子群への取付けの信頼性を維持できる。
【００１０】
上記接続モジュールにおいて、各保持部は、前記シート部材の幅方向の両端部に形成された凹部によって構成されているようにしてもよい。
本構成によれば、保持部を、凹部という簡易な構造によって実現できる。
【００１１】
また、接続モジュールにおいて、各保持部は、前記シート部材の幅方向の両端部に形成された二個の凸部によって構成されているようにしてもよい。
本構成によれば、保持部を、二個の凸部によっても簡易な構造によって実現できる。
【００１２】
また、接続モジュールにおいて、前記被保持部は、前記バスバーの並び方向の両側縁に形成されており、隣接する前記保持部の間には、隣接する前記被保持部の当接を防止する当接防止部が設けられているようにしてもよい。
本構成によれば、当接防止部によって、隣接する被保持部が、例えば傾斜等した場合であっても、その当接を防止して、隣接する被保持部間、すなわち、隣接するバスバー間の絶縁を維持できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の接続モジュールによれば、簡易な構造によって、蓄電素子群における蓄電素子の並び方向の電極ピッチの公差に追従でき、かつ蓄電素子群への取付けの信頼性を維持できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】一実施形態に係る接続モジュールを備えた蓄電モジュールを示す斜視図
【図２】蓄電モジュールの平面図
【図３】一実施形態に係る接続モジュールを示す斜視図
【図４Ａ】バスバーの斜視図
【図４Ｂ】バスバーの平面図
【図４Ｃ】バスバーの側面図
【図５Ａ】外部接続電極用バスバーの斜視図
【図５Ｂ】外部接続電極用バスバーの平面図
【図５Ｃ】外部接続電極用バスバーの側面図
【図６】接続モジュールのシート部材を示す斜視図
【図７】接続モジュールを示す部分拡大平面図
【図８】接続モジュールの別の例を示す部分拡大平面図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜実施形態＞
本発明の一実施形態を図１ないし図７によって説明する。
【００１６】
図１に示されるように蓄電モジュールＭ１は、本実施形態の接続モジュール２０と、複数の蓄電素子１１を並べてなる蓄電素子群１０と、を備える。
【００１７】
蓄電モジュールＭ１は、例えば、電気自動車またはハイブリッド自動車等の車両の駆動源として使用される。
【００１８】
また、以下の説明において、複数の同一部材については、一の部材に符号を付し、他の部材については符号および説明を省略することがある。
【００１９】
１．蓄電素子群
本実施形態の接続モジュール２０が取り付けられる蓄電素子群１０は、図１および図２に示すように、複数個（本実施形態では２４個）の蓄電素子１１を並べて構成される。
【００２０】
蓄電素子１１は、内部に図示しない蓄電要素が収容された扁平な直方体状の本体部１２の上面から垂直に突出する正極の電極端子部１３Ａおよび負極の電極端子部１３Ｂを有する。
【００２１】
各電極端子部１３（１３Ａ，１３Ｂ）は、円盤状の端子台１５と、端子台１５から上方へ突出する円筒状の電極端子１４（１４Ａ、１４Ｂ）とを備える。各電極端子１４にはバスバー２１の端子挿通孔２４（図３参照）が挿通されるようになっている。電極端子１４の側壁部分には、ナット（図示せず）が螺合されるねじ山（図示せず）が形成されている。
【００２２】
電極端子１４に挿通されたバスバー２１と、端子台１５とが接触することにより、バスバー２１と電極端子１４とが電気的に接続されるようになっている。複数の蓄電素子１１は、図２における左右方向（矢印Ｘ方向）について隣り合う電極端子１４の極性が反対になるように配置されている。
【００２３】
また、隣り合う蓄電素子１１の間には、セパレータ１６が設けられている。各セパレータ１６には、電隣り合う蓄電素子１１の電極端子１４間を絶縁する絶縁リブ１７が設けられている。
【００２４】
２．接続モジュール
接続モジュール２０は、図１および図２に示すように、蓄電素子１１の並び方向（矢印Ｘ方向）に沿って蓄電素子群１０に取り付けられ、複数の蓄電素子１１を電気的に接続する機能を有する。接続モジュール２０は、図３に示されるように、バスバー２１、およびシート部材２５を含む。接続モジュール２０は、図２に示されるように、蓄電素子群１０の図２における上側に取付けられる第１接続モジュール２０Ａと、同下側に取付けられる第２接続モジュール２０Ｂとを含む。以下、特に区別する必要がない場合、両接続モジュール２０Ａ，２０Ｂを、「接続モジュール２０」と記載する。
【００２５】
２−１．バスバー
バスバー２１は、銅、銅合金、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、アルミニウム等の金属からなり、隣り合う電極端子１４Ａ，１４Ｂ間の寸法（電極ピッチ）に応じた長さの板状部２２を含む。第２接続モジュール２０Ｂの両端部の外部接続電極用バスバー２１Ａ以外のバスバー２１の板状部２２には、図４Ａに示されるように、電極端子１４が挿通される一対の端子挿通孔２４，２４が、貫通形成されている。なお、外部接続電極用バスバー２１Ａの板状部２２Ａには、図５Ａに示されるように、端子挿通孔２４が１つだけ貫通形成されている。端子挿通孔２４の形状は、蓄電素子１１の並び方向（図１の矢印Ｘ方向）に長い長円形状をなす。
【００２６】
また、バスバー２１の、蓄電素子１１の並び方向、言い換えれば、バスバー２１の並び方向（図２の矢印Ｘ方向）の両側縁には、図４Ａに示すように、バスバー２１をシート部材２５に保持させるためのフック部２３が設けられている。また、フック部２３は、図４Ｃに示されるように、板状部２２の幅方向（図７の矢印Ｙ方向）の一端縁から突出する突出する突出部２３Ｐを含み、突出部２３Ｐにおいて、シート部材２５の凹部２６に保持される。詳しくは、フック部２３の突出部２３Ｐのみが直接、シート部材２５に保持されることによって、バスバー２１の全体が、シート部材２５に保持されている。すなわち、バスバー２１の端子挿通孔２４，２４が形成されている板状部２２は、シート部材２５に直接、保持されていない。なお、フック部２３は、被保持部の一例であり、被保持部は、図４Ｃに示されるような形状のフック部に限られない。被保持部は、シート部材２５の凹部２６にスライド可能に保持される構成であればよく、例えば、凹部２６をその両面側から挟み込む構成であってもよい。
【００２７】
また、フック部２３は、図４Ｃに示されるように、釣り針状の突起部２３Ｆを含んでもよい。突起部２３Ｆによって形成される開口部２３Ｓにシート部材２５を挟み込むことによって、フック部２３が、言い換えれば、バスバー２１がシート部材２５に保持される。それによって、バスバー２１のシート部材２５からの落下が防止される。また、図５に示すように、バスバー２１Ａに関しても、同様に、バスバー２１の並び方向の両側縁には、フック部２３が形成されている。なお、本実施形態では、フック部２３は、板状部２２と一体形成されている。
【００２８】
２−２．シート部材
シート部材２５は、図６に示されるように、平面視で、細長い、ほぼ長方形に形成され、バスバー２１を保持する。また、シート部材２５は、剛性があり、かつ伸縮性を有さない、電気絶縁性の材料から構成される。シート部材２５の材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアミド（ＰＡ）等の絶縁材料が挙げられる。本実施形態において、シート部材２５は、例えばポリカーボネート製シートなどの硬質合成樹脂製のシートである。言い換えれば、シート部材２５は、ゴム弾性のない合成樹脂によって構成されている。なお、シート部材２５の平面形状は、図６に示されるものに限られない。
【００２９】
シート部材２５は、本実施形態では、蓄電素子群の蓄電素子１１の並び方向の長さＬ２（図２参照）に、隣接する蓄電素子の並び方向の電極ピッチＰの公差の合計値である最大公差Ｌ３を加えた長さＬ１を有する。なお、本実施形態では、各蓄電素子１１間にセパレータ１６が設けられているため、図２に示されるように、蓄電素子１１並び方向の長さＬ２は、各セパレータ１６を含む長さとなっており、また、電極ピッチＰもセパレータ１６を含む長さとなっている。
ここで電極ピッチＰの公差を、例えば、０．３ｍｍ（ミリメートル）とし、蓄電素子１１の並び数を２４個とすると、公差の合計値（最大公差）Ｌ３は、ほぼ７．０ｍｍとなる。このとき、シート部材２５の長さＬ１は、
Ｌ１＝Ｌ２＋Ｌ３＝Ｌ２＋７．０ｍｍ
となる。
なお、シート部材２５の長さＬ１は、Ｌ２＋Ｌ３より大きくてもよい。すなわち、シート部材２５の長さＬ１は、少なくともＬ２＋Ｌ３の長さを有すればよい。
【００３０】
また、シート部材２５は、シート部材２５の長手方向（図６の矢印Ｘ方向）に、最大公差Ｌ３の距離をスライド可能に、バスバー２１のフック部２３を保持する保持部２６を、各フック部２３に対応して有する。保持部２６は、本実施形態では、図６に示されるように、シート部材２５の幅方向（図６の矢印Ｙ方向）の両端部に形成された凹部２６によって構成されている。凹部２６は、「保持部」の一例である。
【００３１】
また、図７に示されるように、隣接する凹部２６の間には、隣接するフック部２３の当接を防止する当接防止部２７が設けられている。本実施形態では、隣接する凹部２６を形成する際に、両凹部２６の間に残存するシート部材２５が当接防止部２７を構成する。
【００３２】
３．接続モジュールの作製方法
硬質樹脂製シートを図６に示す形状に、例えば、抜き加工によって一括カットしてシート部材２５を製造する。その際、隣り合うバスバー２１の間の位置に両凹部２６を形成することによって当接防止部２７を形成する。
【００３３】
次に、バスバー２１のフック部２３にシート部材２５の凹部２６を挟み込んで、シート部材２５の凹部２６にバスバー２１のフック部２３を取付ける。これによって、バスバー２１のフック部２３は、シート部材２５の長手方向（図６の矢印Ｘ方向）に、最大公差Ｌ３の距離をスライド可能に、シート部材２５の凹部２６に保持される。これによって、図３に示すような接続モジュール２０が得られる。
【００３４】
４．接続モジュールの組み付け方法
次に、接続モジュール２０の蓄電素子群１０への組み付け方法について説明する。複数の蓄電素子１１を、隣り合う電極端子１４が逆極性となるように並べておく。次いで、蓄電素子１１を挟むようにして、絶縁リブ１７が設けられたセパレータ１６と蓄電素子１１とを交互に配置する。
【００３５】
次いで、電極端子１４が形成された面に接続モジュール２０を載置する。接続モジュール２０を取り付けて、蓄電素子群１０の各電極端子１４をバスバー２１の端子挿通孔２４に挿通さると、図１に示すような蓄電モジュールＭ１が得られる。その際、本実施形態の接続モジュール２０では、バスバー２１のフック部２３、言い換えれば、バスバー２１が、最大公差Ｌ３の距離をスライド可能に、シート部材２５の凹部２６に保持されている。そのため、接続モジュール２０の蓄電素子群１０への組み付けが容易となる。
【００３６】
５．本実施形態の効果
シート部材２５の凹部（保持部）２６は、シート部材２５の長手方向（図７の矢印Ｘ方向）に、隣接する蓄電素子の並び方向の電極ピッチＰの公差の合計値である最大公差Ｌ３の距離をスライド可能に、バスバー２１のフック部２３を保持する。そのため、接続モジュール２０を蓄電素子群１０に取付ける際、蓄電素子群１０の電極ピッチ公差に追従して取付けることができ、取付け作業が容易となる。
【００３７】
また、バスバー２１のフック部２３は、板状部２２の幅方向（図７の矢印Ｙ方向）の一端縁から突出する突出する突出部２３Ｐを含み、突出部２３Ｐにおいて、シート部材２５の凹部２６に保持される。すなわち、バスバー２１の端子挿通孔２４，２４が形成されている板状部２２は、シート部材２５に直接、保持されていない。言い換えれば、シート部材２５は板状部２２の下側には存在しない。
【００３８】
この構成により、バスバー２１のシート部材２５からに脱落が防止される。また、接続モジュール２０の蓄電素子群１０への搭載時に、蓄電素子の電極端子（ボルト）１４は、ナットと共にシート部材２５によって締付けられることもない。そのため、接続モジュール２０の蓄電素子群１０への取付けの信頼性を維持できる。すなわち、本実施形態によれば、簡易な構造によって、蓄電素子群１０における蓄電素子１１の並び方向の電極ピッチＰの公差に追従でき、かつ接続モジュール２０の蓄電素子群１０への取付けの信頼性を維持できる。
【００３９】
また、バスバー２１のフック部２３を保持する保持部が、シート部材２５を形成する際に形成される凹部２６によって構成される。そのため、凹部２６の形成をシート部材２５の形成と同時に行え、保持部を簡易な構成によって実現できる。
【００４０】
また、隣接する凹部２６の間には、隣接するフック部２３の当接を防止する当接防止部２７が設けられている。そのため、当接防止部２７によって、隣接するフック部２３が、例えば傾斜等した場合であっても、その当接を防止して、隣接するフック部２３間、すなわち、隣接するバスバー２１間の絶縁を維持できる。また、隣接する凹部２６を形成する際に、両凹部２６の間に残存するシート部材２５が当接防止部２７を構成する。そのため、当接防止部２７の形成をシート部材２５の形成と同時に行え、当接防止部２７を簡易に形成できる。
【００４１】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００４２】
（１）上記実施形態では、保持部を、図７等に示されるように、凹部２６によって構成する例を示したが、保持部の形態は、これに限られない。例えば、保持部は、図８に示すように、シート部材２５の幅方向（図８の矢印Ｙ方向）の両端部に形成された二個の凸部２６Ａによって構成されているようにしてもよい。この場合、詳しくは、保持部は、二個の凸部２６Ａと、二個の凸部２６Ａ間のシート部材２５とによって構成されている。この場合であっても、保持部を、二個の凸部２６Ａによって簡易な構造によって実現できる。この場合、二個の凸部の間にフック部２３が位置するようにし、二個の凸部２６Ａの間隔を最大公差Ｌ３の二倍とすればよい。なお、図８には、保持部として、二個の凸部２６Ａのうち一方が共用され、共用された凸部２６Ａが当接防止部２７を兼ねている例が示されるが、これに限られない。
【００４３】
（２）上記実施形態では、図７等に示されるように、フック部２３が、バスバー２１の並び方向（図７の矢印Ｘ方向）の両側縁に形成される例を示したが、これに限られない。例えば、フック部２３は、バスバー２１の板状部２２の幅方向（図７の矢印Ｙ方向）の一側縁の中央部に一個、設けられるようにしてもよいし、板状部２２の幅方向の一側縁に二個、設けられるようにしてもよい。
また、バスバー２１の板状部２２には、必ずしも端子挿通孔２４，２４が設けられていなくてもよい。
【００４４】
（３）上記実施形態では、当接防止部２７を隣接する凹部２６の間のシート部材２５によって形成する例を示したが、これに限られない。例えば、当接防止部２７をシート部材２５とは異なる他の絶縁部材で構成してもよい。また、当接防止部２７は省略されてもよい。その際、保持部が凹部２６で形成される場合、隣接する凹部２６は、一方の境界がなくなり連続することになる。
【符号の説明】
【００４５】
１０…蓄電素子群
１１…蓄電素子
１４…電極端子
２０Ａ…第１接続モジュール（接続モジュール）
２０Ｂ…第２接続モジュール（接続モジュール）
２１…バスバー
２２…板状部
２３…フック部（被保持部）
２３Ｐ…突出部
２５…シート部材
２６…凹部（保持部）
２７…当接防止部
Ｍ１…蓄電モジュール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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