JP2017142923A - バスバー及びバスバーの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】バスバーの板厚を薄くした場合であっても大型化を抑制する。
【解決手段】バスバー２０は、正極及び負極の電極端子１３Ａ，１３Ｂを有する複数の蓄電素子１１の電極端子１３Ａ，１３Ｂに接続されて導電路を構成する一定の厚み寸法のバスバー２０であって、平坦な板面を有する平板部２１と、導電路の経路と交差する方向について平板部２１の板面に対して曲がった形状で、導電路の経路に沿う方向に延びる曲げ部２６と、を備える。
【選択図】図１

Description

本明細書では、バスバーに関する技術を開示する。

電気自動車やハイブリッド自動車等の蓄電モジュールは、正極及び負極の電極端子を有する複数の蓄電素子の隣り合う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ている。

下記特許文献１では、複数の角型バッテリからなるバッテリ集合体に装着されたバッテリ接続プレートに複数のバスバーが埋設されており、各バスバーが電極にボルト等によりねじ締め固定されることにより、複数の角型バッテリの隣り合う電極間がバスバーで接続されている。

特開２０００−１４９９０９号公報

ところで、バスバーの形状は、断面積が一定である場合、板厚を薄くし、電極間の接続方向に対して直交する方向である幅方向の寸法を大きくすればバスバーの表面積が大きくなるため、放熱性の観点から好ましい。しかしながら、バスバーの幅方向の寸法を大きくすると、バスバーを配置するスペースが大きくなり、バスバーが装着される蓄電モジュール等の部材の小型化の要請に反するという問題がある。

本明細書に記載された技術は、上記のような事情に基づいて完成されたものであって、板厚を薄くした場合であっても大型化を抑制することが可能なバスバーを提供することを目的とする。

本明細書に記載されたバスバーは、正極及び負極の電極端子を有する複数の蓄電素子の前記電極端子に接続されて導電路を構成する一定の厚み寸法のバスバーであって、平坦な板面を有する平板部と、前記導電路の経路と交差する方向について前記平板部の板面に対して曲がった形状で、前記導電路の経路に沿う方向に延びる曲げ部と、を備える。

本明細書に記載されたバスバーの製造方法は、正極及び負極の電極端子を有する複数の蓄電素子の前記電極端子に接続されて導電路を構成する一定の厚み寸法のバスバーの製造方法であって、平坦な板面を有する平板状の金属板材に対して、前記導電路の経路と交差する方向について前記板面に対して曲がった形状で、前記導電路の経路に沿う方向に延びる曲げ部を形成する。

本構成によれば、導電路の経路と交差する方向について曲げ部の曲がった形状により、導電路の経路方向に対する幅方向の寸法の増加を抑制しつつバスバーの表面積を大きくすることができる。これにより、バスバーの板厚を薄くして表面積を大きくしても幅方向の寸法を抑制できるため、大型化を抑制することが可能となる。
なお、「一定の厚み寸法」には、厚み寸法がわずかに変化する構成が含まれる。例えば、一定の厚みの金属板材をプレス機の金型による曲げ加工で曲げ部を形成した際に生じる曲げ部と平板部との厚み寸法の大きさのずれは、一定の厚み寸法の範囲に含まれるものとすることができる。

本明細書に記載された技術の実施態様としては以下の態様が好ましい。
前記曲げ部は、山部と谷部とからなる波形に曲がった形状とされている。
このようにすれば、バスバーの表面積を大きくすることができる。

前記平板部は、一対の前記電極端子に接続される一対の接続部を備え、前記一対の接続部を結ぶ方向に対して前記導電路が迂回するように前記一対の接続部を連結する連結部を有し、当該連結部に前記曲げ部が形成されている。
このようにすれば、連結部により導電路が迂回する長さに応じてバスバーの表面積を増やすことができる。

本明細書に記載された技術によれば、バスバーの板厚を薄くした場合であっても大型化を抑制することが可能となる。

実施形態１の蓄電モジュールを示す平面図 バスバーを示す平面図 バスバーを示す右側面図 実施形態２の蓄電モジュールを示す平面図 バスバーを示す平面図 バスバーを示す右側面図 他の実施形態のバスバーを示す平面図 他の実施形態のバスバーを示す平面図

＜実施形態１＞
実施形態１について、図１〜図３を参照しつつ説明する。
本実施形態のバスバー２０は、蓄電モジュール１０に装着される。蓄電モジュール１０は、例えば電気自動車又はハイブリッド自動車等の車両に搭載されて、車両を駆動するための電源として使用される。以下では、Ｘ方向を前方、Ｙ方向を左方、Ｚ方向を上方として説明する。

（蓄電モジュール１０）
蓄電モジュール１０は、図１に示すように、左右に並んだ複数（本実施形態では２個）の蓄電素子１１と、複数の蓄電素子１１に取付けられるバスバー２０とを備える。各蓄電素子１１は、扁平な直方体状のケースの内部に蓄電要素（図示しない）が収容された箱形の本体部１２と、本体部１２の上面から垂直に突出するボルト状の電極端子１３Ａ，１３Ｂ（正極を１３Ａ，負極を１３Ｂとして図示）とを備える。電極端子１３Ａ，１３Ｂは、バスバー２０の板面が載置される平坦な長方形状の台座部を有する。なお、電極端子１３Ａ，１３Ｂは、例えばナット状としてボルトで締結するようにしてもよい。

複数の蓄電素子１１の極性（正負）の向きは、互いに隣り合う蓄電素子１１が逆向きになるように配置されており、これにより、互いに異極の電極端子１３Ａ，１３Ｂが隣り合うように構成されている。直列接続の端部に位置する前側の電極端子１３Ａ，１３Ｂは、図示しない電線を介して外部のインバータ等の機器に接続される。

（バスバー２０）
バスバー２０は、例えば銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の一定の厚み寸法の金属板材からなり、図２，図３に示すように、略Ｕ字状の導電路を形成しており、一対の電極端子１３Ａ，１３Ｂに接続される一対の接続部２２と、一対の接続部２２（及び一対の電極端子１３Ａ，１３Ｂ）を直線的に結ぶ方向（左右方向）に対して導電路が迂回するように連結する連結部２５を有する。

接続部２２には、ボルト状の電極端子１３Ａ，１３Ｂを挿通可能な円形状の通し孔２３が貫通形成されている。電極端子１３Ａ，１３を通し孔２３に通し、ナットで締結することで、電極端子１３Ａ，１３Ｂと接続部２２とが接続される。

また、上記したバスバー２０は、平坦な板面を有し、接続部２２の全体及び連結部２５の一部を含む平板部２１と、連結部２５に形成され、導電路の経路（連結部２５において左右方向に延びる経路）と直交する方向（前後方向。「導電路の経路と交差する方向」の一例）について平板部２１の面に対して曲がった形状の曲げ部２６と、を備える。

曲げ部２６は、連結部２５の左右方向の全長に亘って左右方向（導電路の経路に沿う方向）に延びており、上方に突出する１つの山部２７Ａと、山部２７Ａの両脇で下方に窪んだ複数の谷部２７Ｂとを有し、山部２７Ａと谷部２７Ｂが交互に連なることで波形の形状とされている。

このバスバー２０の製造方法は、プレス機の金型に金属板材を載置し、この金属板材に金型で打ち抜き加工及び曲げ加工を施して製造することができる。

上記実施形態の構成によれば、以下の作用・効果を奏する。
バスバー２０は、正極及び負極の電極端子１３Ａ，１３Ｂを有する複数の蓄電素子１１の電極端子１３Ａ，１３Ｂに接続されて導電路を構成する一定の厚み寸法のバスバー２０であって、平坦な板面を有する平板部２１と、前後方向（導電路の経路と交差する方向）について平板部２１の板面に対して曲がった形状で、左右方向（導電路の経路に沿う方向）に延びる曲げ部２６と、を備える。

本実施形態によれば、前後方向について曲げ部２６の曲がった形状により、導電路の経路方向に対する幅方向（前後方向）の寸法の増加を抑制しつつバスバー２０の表面積を大きくすることができる。これにより、バスバー２０の板厚を薄くして表面積を大きくしても導電路の経路方向に対する幅方向の寸法を抑制できるため、大型化を抑制することが可能となる。
なお、「一定の厚み寸法」には、厚み寸法がわずかに変化する構成が含まれる。例えば、一定の厚みの金属板材をプレス機の金型による曲げ加工で曲げ部２６を形成した際に生じる曲げ部２６と接続部２２（及び平板部２１）との厚み寸法の大きさのずれは、一定の厚み寸法の範囲に含まれるものとすることができる。

また、曲げ部２６は、山部２７Ａと谷部２７Ｂとからなる波形に曲がった形状とされている。
このようにすれば、例えば、山部２７Ａや谷部２７Ｂの一方のみから曲げ部を形成する構成と比較して、バスバー２０の表面積を大きくすることができる。

また、平板部２１は、一対の電極端子１３Ａ，１３Ｂに接続される一対の接続部２２を備え、一対の接続部２２の通し孔２３を短い経路で結ぶ方向に対して導電路が迂回するように一対の接続部２２を連結する連結部２５を有し、当該連結部２５に曲げ部２６が形成されている。

このようにすれば、連結部２５により導電路が迂回する長さに応じてバスバー２０の表面積を増やすことができる。

＜実施形態２＞
実施形態２について、図４〜図６を参照しつつ説明する。実施形態２の蓄電モジュール３０は、クランク状の導電路を構成するバスバー３１を用いたものである。以下では実施形態１と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。

図４に示すように、蓄電モジュール３０における隣り合う蓄電素子１１の向きは、実施形態１とは異なり、互いに同じ向きとされており、隣り合う電極端子１３Ａ，１３Ａ（１３Ｂ，１３Ｂ）は同一の極性とされている。

バスバー３１は、図５，図６に示すように、平坦な板面を有する平板状の平板部３７と、曲げ部２６と、を備える。また、バスバー３１は、一対の電極端子１３Ａ，１３Ｂに接続される一対の接続部３２と、一対の接続部３２を結ぶ方向（斜めの方向）に対して導電路が迂回するように一対の接続部３２をクランク状に連結する連結部３５を有する。

連結部３５には、左右方向（当該連結部が連結する方向に沿う方向）に延びる曲げ部２６が形成されている。接続部３２は、平板部３７に形成されており、ボルト状の電極端子１３Ａ，１３Ｂを挿通可能な円形状の通し孔３３が貫通形成されている。
実施形態２によれば、隣り合う蓄電素子１１間の組付精度の誤差（前後方向の誤差）に応じて曲げ部２６が組付公差の方向（前後方向）に伸縮して誤差を吸収することが可能になるため、隣り合う蓄電素子１１間の組付精度の誤差に起因したバスバー３１の電極端子１３Ａ，１３Ｂへの組付けの不具合を抑制することができる。

＜他の実施形態＞
本明細書に記載された技術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細書に記載された技術に含まれる。
（１）曲げ部２６の形状は、上記実施形態の形状に限られない。例えば、複数の山部２７Ａを有していてもよい。また、谷部２７Ｂは１つであってもよい。また、曲げ部は、山部２７Ａと谷部２７Ｂの一方のみを有していてもよい。

（２）上記実施形態では、電極端子１３Ａ，１３Ｂにバスバー２０，３１をボルト締結する構成としたが、これに限られない。例えば、電極端子１３Ａ，１３Ｂに対してバスバー４０，５０をレーザー溶接により接続してもよい。例えば、図７のバスバー４０のように、実施形態１のバスバー２０の通し孔２３をなくしてレーザー溶接する接続部４２としたり、図８のバスバー５０のように、実施形態２のバスバー３１の通し孔３３をなくしてレーザー溶接する接続部２２としてもよい。レーザー溶接により接続する場合には、バスバー２０，３１を電極端子１３Ａ，１３Ｂに対してボルト締結する構成と比較して、板厚が薄い方が溶接性が良くなるため好ましい。また、レーザー溶接に限られず、例えば超音波溶接や抵抗溶接等の他の接続手段を用いてもよい。

（３）上記実施形態では、蓄電素子１１の電極端子１３Ａ，１３Ｂ間を接続するバスバー２０，３１，４０，５０としたが、これに限られない。例えば、直列接続してなる複数の蓄電素子１１における直列接続の端部の電極端子１３Ａ，１３Ｂと外部の機器や他の蓄電モジュール等との間を接続するバスバーとしてもよい。

（４）蓄電モジュール１０を構成する蓄電素子１１の数については、上記実施形態の個数に限られない。また、蓄電素子１１は電池としたが、これに限られず、例えばキャパシタとしてもよい。

（５）バスバー２０，３１，４０，５０を絶縁性の合成樹脂からなる絶縁プロテクタに保持するようにしてもよい。

１０，３０： 蓄電モジュール
１１： 蓄電素子
１２： 本体部
１３Ａ，１３Ｂ： 電極端子
２０，３１，４０，５０：バスバー
２１，３７： 平板部
２２，３２，４２： 接続部
２５，３５： 連結部
２６： 曲げ部

Claims (4)

1. 正極及び負極の電極端子を有する複数の蓄電素子の前記電極端子に接続されて導電路を構成する一定の厚み寸法のバスバーであって、
   平坦な板面を有する平板部と、
   前記導電路の経路と交差する方向について前記平板部の板面に対して曲がった形状で、前記導電路の経路に沿う方向に延びる曲げ部と、を備える、バスバー。
2. 前記曲げ部は、山部と谷部とからなる波形に曲がった形状とされている請求項１に記載のバスバー。
3. 前記平板部は、一対の前記電極端子に接続される一対の接続部を備え、
   前記一対の接続部を結ぶ方向に対して前記導電路が迂回するように前記一対の接続部を連結する連結部を有し、当該連結部に前記曲げ部が形成されている請求項１又は請求項２に記載のバスバー。
4. 正極及び負極の電極端子を有する複数の蓄電素子の前記電極端子に接続されて導電路を構成する一定の厚み寸法のバスバーの製造方法であって、
   平坦な板面を有する平板状の金属板材に対して、前記導電路の経路と交差する方向について前記板面に対して曲がった形状で、前記導電路の経路に沿う方向に延びる曲げ部を形成するバスバーの製造方法。

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