(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
並設されたセルの電極間を接続するべく、前記各セルの電極に溶接により取り付けられるバスバーにおいて、
前記バスバーは、４つの面を有する断面矩形状の中空管を用いて所定長さに形成され、
前記中空管の一面である底面の、前記バスバーの長さ方向における両端部にそれぞれ位置する部分には、前記各セルの電極にそれぞれ当接して溶接される当接部が設けられており、
前記長さ方向における前記バスバーの両端部には、前記中空管の前記底面に対向する対向面のうち、前記各当接部にそれぞれ対向する対向面部分を切除した切除部がそれぞれ形成されており、
前記各当接部が、該各当接部にそれぞれ対向する前記各切除部を介して、前記中空管の外方にそれぞれ露出している、
ことを特徴とするバスバー。
【請求項２】
並設されたセルの電極間が、前記各セルの電極に溶接により取り付けられるバスバーを介して接続されるようになった電池において、
前記バスバーは、４つの面を有する断面矩形状の中空管を用いて所定長さに形成され、
前記中空管の一面である底面の、前記バスバーの長さ方向における両端部にそれぞれ位置する部分には、前記各セルの電極にそれぞれ当接して溶接される当接部が設けられており、
前記長さ方向における前記バスバーの両端部には、前記中空管の前記底面に対向する対向面のうち、前記各当接部にそれぞれ対向する対向面部分を切除した切除部がそれぞれ形成されており、
前記各当接部が、該各当接部にそれぞれ対向する前記各切除部を介して、前記中空管の外方にそれぞれ露出している、
ことを特徴とするバスバーを用いた電池。
【請求項３】
前記セルを収納するケースに冷却風の取入口および排出口を設けて、このケース内に冷却風を流通するとともに、このケース内には、流通する冷却風を前記バスバーの中空部に積極的に通過させる仕切り板を設けたことを特徴とする請求項２に記載のバスバーを用いた電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のセルをバスバーを介して接続して、大容量化するようにしたバスバーおよびバスバーを用いた電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電気自動車やハイブリッド車などに搭載される電池としては、複数のセルを接続して大容量化した組電池が用いられる。この場合、各セル間をバスバーを介して接続したものが、例えば特開２０００−１８２５９５号公報に開示される。
【０００３】
即ち、従来の組電池の構成単位となるセル１は、図７に示すように、セパレータを挟んで正極材および負極材を積層した電極積層体２と、この電極積層体２を収納する外装缶３と、負極材が接続されるとともに外装缶３に固着される集電体４とを備えて構成される。そして、前記セル１を図外の他のセルと接続するためにバスバー５が用いられるが、この場合、板状のバスバー５を前記外装缶３の底部３ａにシリーズスポット溶接するようになっており、このバスバー５を介して電流が流れることで、電池の充放電が行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年の組電池では低コストを目的として、組電池のセル数を少なくするという要求があり、また、一方では出力を大きくするという要求がある。このため、これら相反する要求を両立するためには、大電流を流すことが必要となるが、従来の板状のバスバー５で大電流を流そうとすると、大電流による発熱が問題となる。これを解決するために、バスバー５の断面積を大きくすることが考えられるが、断面積の大きいバスバー５は重量が重くなるとともに、外装缶３への溶接を行うことが難しくなるといった課題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、かかる従来の課題に鑑みて成されたもので、大電流に対応しつつバスバーの軽量化を達成し、かつ、セルの電極への接続を容易に行うことができるバスバーおよびバスバーを用いた電池を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明にあっては、並設されたセルの電極間を接続するべく、前記各セルの電極に溶接により取り付けられるバスバーにおいて、前記バスバーは、４つの面を有する断面矩形状の中空管を用いて所定長さに形成されていることを特徴としている。
【０００７】
また、請求項１の発明にあっては、前記中空管の一面である底面の、前記バスバーの長さ方向における両端部にそれぞれ位置する部分には、前記各セルの電極にそれぞれ当接して溶接される当接部が設けられており、前記長さ方向における前記バスバーの両端部には、前記中空管の前記底面に対向する対向面のうち、前記各当接部にそれぞれ対向する対向面部分を切除した切除部がそれぞれ形成されており、前記各当接部が、該各当接部にそれぞれ対向する前記各切除部を介して、前記中空管の外方にそれぞれ露出していることを特徴としている。
【０００８】
請求項２の発明にあっては、並設されたセルの電極間が、前記各セルの電極に溶接により取り付けられるバスバーを介して接続されるようになった電池において、前記バスバーは、４つの面を有する断面矩形状の中空管を用いて所定長さに形成され、前記中空管の一面である底面の、前記バスバーの長さ方向における両端部にそれぞれ位置する部分には、前記各セルの電極にそれぞれ当接して溶接される当接部が設けられており、前記長さ方向における前記バスバーの両端部には、前記中空管の前記底面に対向する対向面のうち、前記各当接部にそれぞれ対向する対向面部分を切除した切除部がそれぞれ形成されており、前記各当接部が、該各当接部にそれぞれ対向する前記各切除部を介して、前記中空管の外方にそれぞれ露出していることを特徴としている。
【０００９】
請求項３の発明にあっては、請求項２に記載のバスバーを用いた電池において、前記セルを収納するケースに冷却風の取入口および排出口を設けて、このケース内に冷却風を流通するとともに、このケース内には、流通する冷却風を前記バスバーの中空部に積極的に通過させる仕切り板を設けたことを特徴としている。
【００１０】
【発明の効果】
請求項１、および請求項２に記載の発明によれば、バスバーの中央部分に長さ方向に連続した中空部が形成されているため、バスバー自体の軽量化を図りつつ、中空形状によって単に中実形状で大きくした場合と同じ大電流を流すことができる。また、バスバーは中空部により表面積が増大するため発熱の冷却効果を向上して、より大きな電流の通過を許容することができる。更に、切除部からスポット溶接の電極を前記当接部に押し当てることができるので、この当接部と電極とのスポット溶接を可能とし、電極とバスバーとの接続を容易に行うことができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、請求項２の発明の効果に加えて、前記セルを収納するケースに流通させた冷却風を、仕切り板によりバスバーの中空部に積極的に通過させるようにしたので、バスバーの冷却効果を更に向上し、バスバーを流れる大電流の許容量を増すことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。図１から図６は本発明にかかるバスバーおよび電池を示し、図１は電池全体のケース中身を示す平面図、図２は図１中Ａ方向から見た正面図、図３は図１中Ｂ方向から見た背面図、図４はセル同士を接続するバスバーの斜視図、図５は同バスバーを平面図（ａ），正面図（ｂ），右側面図（ｃ）で示す説明図、図６はセルとバスバーとの接続工程を示す説明図である。
【００１３】
本実施形態の電池１０は、図１に示すように、複数のセル１１，１１…を接続した組電池として構成され、これらセル１１，１１…は、複数が直列配置されたセル直列組１２が、図２，図３に示すように２段構造をもって整然と並列配置されてケース１３内に収納されるようになっている。そして、ケース１３内に収納されたセル１１，１１…は、バルクヘッド１４によって保持される。
【００１４】
このとき、図６に概略的に示すように、セル１１のセル直列組１２は隣接されるもの同士の正極１１ａと負極１１ｂとが交互に逆配置され、これら隣接されるセル直列組１２の一端側の正極１１ａと負極１１ｂがバスバー２０を介して接続されるとともに、他端側は隣接される異なるセル直列組１２の負極１１ｂと正極１１ａとが別のバスバー２０を介して順次接続される。
【００１５】
つまり、図２に示すように、前記電池１０を図１中Ａ方向から見た状態では、上下方向に対向するセル直列組１２同士がそれぞれバスバー２０，２０…を介して接続され、かつ、図３に示すように、図１中Ｂ方向から見た状態では、上段の左端のセル直列組１２ａと下段の右端のセル直列組１２ｂとを除くセル直列組１２，１２…は、それぞれ１つ置きに左右に隣接されるもの同士がバスバー２０，２０…を介して接続される。
【００１６】
従って、この状態でケース１３内に収納された複数のセル１１，１１…は、前記上段左端のセル直列組１２ａと前記下段右端のセル直列組１２ｂとの間で全てが直列配置されて、それらセル直列組１２ａとセル直列組１２ｂとの間で大電流が取り出されるようになっている。
【００１７】
ここで、前記バスバー２０は、図４，図５に示すように、４つの面を有する断面矩形状の中空管を用いて所定長さに形成され、中央部分にバスバー２０の長さ方向に連続した中空部２０ａが形成されるとともに、両端部にはセル１１に当接する底面２０ｂを除いた隣接する２面を切除した切除部２０ｃ，２０ｄが形成される。
【００１８】
このとき、両端部の切除部２０ｃ，２０ｄは、それぞれ底面２０ｂに対する対向面が切除されており、図６に示すように、この対向面の切除部分から溶接電極３０，３０ａが挿入されるようになっている。また、前記切除部２０ｃ，２０ｄは、隣接する２面が切除された場合に、残される側面２０ｅ，２０ｆは互いに対向する関係となっている。
【００１９】
ところで、図６に示すように、前記溶接電極３０，３０ａを用いてバスバー２０をセル１１に接続する際、まず、切除部２０ｃ，２０ｄの底面２０ｂの外側面を隣接するセル１１の正，負極１１ａ，１１ｂに当接した後、前記溶接電極３０，３０ａをその底面２０ｂの内側面に圧接する。そして、溶接電極３０，３０ａ間に電流を流すことにより、底面２０ｂと電極１１ａ，１１ｂとの各接触面が、図６中×印で示すように、前記溶接電極３０，３０ａに対応した２箇所でシリーズスポット溶接（符号Ｐにて示す）される。
【００２０】
セル１１，１１…を収納した前記ケース１３には、セル直列組１２の並列配置方向（図１中左右方向）の片側に冷却風Ｗの取入口１３ａが形成されるとともに、他側に冷却風Ｗの排出口１３ｂが形成される。そして、取入口１３ａから冷却風Ｗをケース１３内に取り入れた後、排出口１３ｂから外方に排出することにより、冷却風Ｗがケース１３内を流通するようになっている。
【００２１】
このとき、冷却風Ｗは各セル１１，１１…を保持する１対のバルクヘッド１４間を流通するようになっており、セル１１，１１…の直列配置方向（図１中上下方向）の端部に配置されるバルクヘッド１４には、取入口１３ａに通ずる第１開口部１４ａと排出口１３ｂに通ずる第２開口部１４ｂが形成される。そして、第１開口部１４ａから導入された冷却風Ｗは、矢印で示すように、バスバー２０の配置部分を流通した後、第２開口部１４ｂから排出されるようになっている。
【００２２】
そして、図２に示すように、上下方向に対向するセル直列組１２同士がバスバー２０，２０…で接続された側には、各バスバー２０，２０…の端部間を遮断するように仕切り板２１が取付けられ、第１開口部１４ａから導入された冷却風Ｗがバスバー２０，２０…の中空部を積極的に通過させるようになっている。
【００２３】
また、図３に示すように、１つ置きに左右に隣接されるもの同士がバスバー２０，２０…で接続された側には、上下のバスバー２０，２０…間およびそれらバスバー２０，２０…とケース１３との間を遮断するように仕切り板２１を設けて、第１開口部１４ａから導入された冷却風Ｗがバスバー２０，２０…の中空部を積極的に通過させるようになっている。
【００２４】
以上の構成により本実施形態の電池１０にあっては、複数のセル１１，１１…が直列配置されたセル直列組１２が並列配置されてケース１３内に収納され、そして、並列配置されたセル直列組１２はそれぞれバスバー２０，２０…を介して直列接続されることにより、大電流が発生されるようになっている。
【００２５】
このとき、バスバー２０は、その中央部分に長さ方向に連続した中空部２０ａが形成されているため、バスバー２０自体の軽量化を図りつつ、中空形状によって単に中実形状で大きくした場合と同じ大電流を流すことができ、本実施形態の電池１０に十分に対応できるようになっている。また、バスバー２０は中空部２０ａにより表面積が増大するため、発熱の冷却効果が向上され、より大きな電流の通過を許容することができる。
【００２６】
ところで、前記バスバー２０は、その両端部がセル１１の正，負極１１ａ，１１ｂに当接して接続されるが、本実施形態ではバスバー２０が正，負極１１ａ，１１ｂに溶接される当接面（底面２０ｂ、請求項中の当接部に相当）は、その対向面を切除した切除部２０ｃ，２０ｄが形成されているので、この切除部２０ｃ，２０ｄからシリーズスポット溶接Ｐの溶接電極３０，３０ａを前記底面２０ｂに押し当てることができる。従って、前記底面２０ｂと正，負極１１ａ，１１ｂとのシリーズスポット溶接Ｐを可能とし、これら正，負極１１ａ，１１ｂとバスバー２０との接続を容易に行うことができる。
【００２７】
更に、本実施形態ではセル１１，１１…を収納するケース１３に冷却風Ｗの取入口１３ａおよび排出口１３ｂを形成して冷却風Ｗをケース１３内に流通させるとともに、ケース１３に仕切り板２１を設けて、冷却風Ｗをバスバー２０の中空部２０ａに積極的に通過させるようにしたので、バスバー２０の冷却効果を更に向上し、このバスバー２０を流れる大電流の許容量を増すことができる。
【００２８】
ところで、本発明の電池は前記実施形態に限ることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で各種実施形態をとることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態において電池全体のケース中身を示す平面図である。
【図２】本発明の一実施形態において図１中Ａ方向から見た正面図である。
【図３】本発明の一実施形態において図１中Ｂ方向から見た背面図である。
【図４】本発明の一実施形態においてセル同士を接続するバスバーの斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態においてバスバーを平面図（ａ），正面図（ｂ），右側面図（ｃ）で示す説明図である。
【図６】本発明の一実施形態においてセルとバスバーとの接続工程を示す説明図である。
【図７】従来の電池のバスバー接続部を示す要部断面図である。
【符号の説明】
１０  電池
１１  セル
１１ａ，１１ｂ  電極
１２  セル直列組
１３  ケース
１３ａ  取入口
１３ｂ  排出口
２０  バスバー
２０ａ  中空部
２０ｂ  底面（当接面）
２０ｃ，２０ｄ  切除部
２１  仕切り板
３０，３０ａ  溶接電極
【図１】
0004029585.tif 000002
【図２】
0004029585.tif 000003
【図３】
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【図４】
0004029585.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
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