JP6007159B2 - 電池モジュール、及び電池パック - Google Patents

Description

この発明は、例えば複数の電池セルを導電性のバスバーなどで直列接続した電池モジュール、及び電池パックに関する。

昨今、内燃機関と駆動用モーターとを動力源とするハイブリッド自動車、あるいは駆動用モーターを動力源とする電気自動車が増加している。この駆動用モーターの電源として、例えば、複数の電池モジュールを電気的に接続した電池パックがある。

この電池モジュールは、最小単位である電池セルを、正極ポストと負極ポストとが交互に配置されるように並置して構成している。そして、正極ポストと隣接する負極ポストとに対してバスバーなどの電極接続体を挿入するとともに、ナットで締結することで、隣接する電池セル同士を電気的に接続している。

しかしながら、電池セルの数が多いため、電池モジュールは、ナット締結などの組付け工数が増大するとともに、部品点数が多くなるという問題があった。そこで、部品点数を削減するとともに、電池セルを接続する際の組付け工数を低減する様々な技術が提案されている。

例えば、特許文献１に記載の組電池（電池パックに相当）における電池モジュールは、平板状の金属板における両端を下方に折り返して形成したリードピン一体型バスバーによって隣接する電池セルを弾性接続している。

より詳しくは、特許文献１に記載の組電池は、リードピン一体型バスバーの両端が開口部から露出するように装着した樹脂ボードを、電池収容箱の仕切り板に嵌合することで、隣接する電池セルの電極に対して、リードピン一体型バスバーの両端をそれぞれ弾性接触させている。これにより、ナットなどを不要にすることができるため、特許文献１に記載の組電池は、部品点数の削減と組付け工数の低減ができるとされている。

しかしながら、路面の凹凸など上下振動の多い自動車において、特許文献１に記載の組電池では、振動に追従してリードピン一体型バスバーが揺れ動き易く、かつ振動や経年劣化によってリードピン一体型バスバーの弾性力が低下して、電極に対して圧接不足となるおそれがある。このため、特許文献１に記載の組電池では、リードピン一体型バスバーと電池セルの電極との接触抵抗が大きくなり、通電時における発熱量が増加する、あるいは電極とリードピン一体型バスバーとの接触状態が安定しないという問題があった。

特開２００９−２８９４２８号公報

本発明は、上述の問題に鑑み、組付け性を損なうことなく、隣接する電池セル同士の接続状態を安定して確保することができる電池モジュール、及び電池パックを提供することを目的とする。

この発明は、所定の方向に立設した柱状の正極ポスト及び負極ポストを有する複数の電池セルと、前記正極ポスト及び隣接する前記電池セルの前記負極ポストを接続する導電性のバスバーとが備えられ、並置した前記電池セルを前記バスバーで直列接続した電池モジュールであって、前記バスバーは、前記正極ポスト及び前記負極ポストよりも剛性が低い所定の厚みを有する平板状であるとともに、前記正極ポスト及び前記負極ポストの挿入する開口部が備えられ、前記正極ポスト及び前記負極ポストの外周面に、外方に向けて突出する、断面がくさび状且つ上下方向に延びる線条溝で構成する外面突部が周方向に沿って複数設けられ、前記正極ポスト及び前記負極ポストの直径より小さく、かつ前記外面突部の谷部を結ぶ仮想円の直径より大きい直径で開口形成された前記開口部が圧入嵌合された前記正極ポスト及び前記負極ポストの前記外面突部によって変形されたことを特徴とする。

上記所定の方向は、略鉛直方向、あるいは略水平方向とすることができる。
上記開口部を変形させるとは、バスバーを塑性変形させることで開口部の形状を変形させる、あるいはバスバーを弾性変形させることで開口部の形状を変形させることを含むことができる。

この発明により、組付け性を損なうことなく、隣接する電池セル同士の接続状態を安定して確保することができる。
具体的には、例えば、正極ポストに対応する開口と負極ポストに対応する開口とがそれぞれ独立するとともに、前記正極ポスト及び前記負極ポストの直径より小さく、かつ前記外面突部の谷部を結ぶ仮想円の直径より大きい直径で開口形成された開口部を有するため、正極ポスト及び負極ポストとバスバーとが圧入嵌合することで正極ポスト及び負極ポストが、挿入圧力によってバスバーを塑性変形させることができる。つまり、正極ポスト及び負極ポストに備えた外面突部がバスバーを変形させる変形手段として機能することができる。

この際、正極ポストに対応する開口と負極ポストに対応する開口に対して略同時に挿入することで、変形手段として機能する正極ポスト及び負極ポストの外面突部は、開口部における正極ポスト側の開口及び負極ポスト側の開口を略同時に変形させることができる。

このように外面突部で開口部を直交方向に変形させることで、バスバーは、正極ポスト及び負極ポストに対して確実に圧接することができる。このため、電池モジュールは、正極ポスト及び負極ポストとバスバーとの摩擦抵抗などによって、振動などが作用しても正極ポスト及び負極ポストとバスバーとの相対移動を防止することができる。

これにより、電池モジュールは、正極ポスト及び負極ポストへのバスバーの装着、並びに正極ポスト及び負極ポストとバスバーとの電気的接続を略同時工程で行うことができる。
さらに、開口部における正極ポスト及び負極ポストと対向する部分を直交方向へ略同時に変形させる外面突部により、電池モジュールは、正極ポストとバスバーとの電気的接続、及び負極ポストとバスバーとの電気的接続とを略同時工程で行うことができる。

つまり、正極ポスト及び負極ポストに、直交方向に向けて、開口部における正極ポスト及び負極ポストと対向する部分を変形させる変形手段として機能する外面突部を備えたことにより、電池モジュールは、組付け作業性を損なうことなく、正極ポスト及び負極ポストとバスバーとの電気的接続を安定した状態で確保することができる。
従って、電池モジュールは、変形手段として機能する外面突部によって、組付け性を損なうことなく、隣接する電池セル同士の接続状態を安定して確保することができる。

また、前記外面突部を、前記開口部に対して圧入嵌合する前記正極ポスト及び前記負極ポストに備えているため、正極ポスト及び負極ポストがバスバーを塑性変形させることで開口部が変形するため、正極ポスト及び負極ポストとバスバーとの摩擦抵抗がより大きい圧接状態を確保することができる。このため、電池モジュールは、正極ポスト及び負極ポストとバスバーとの接続状態をより長期間に渡って維持することができる。

さらに、正極ポスト及び負極ポストへのバスバーの挿入に追従して、開口部における正極ポスト及び負極ポストと対向する部分が変形するため、電池モジュールは、正極ポスト及び負極ポストへのバスバーの装着と、正極ポスト及び負極ポストとバスバーとの電気的接続とを略同時工程で行うことができる。

これにより、電池モジュールは、正極ポスト及び負極ポストとバスバーとを接続固定するナットなどを不要にすることができる。このため、電池モジュールは、隣接する電池セルの接続に要する部品点数及び組付け工数を削減することができる。

従って、電池モジュールは、開口部に対して圧入嵌合する正極ポスト及び負極ポストにより、隣接する電池セル同士の接続状態をより長期的に安定して確保できるとともに、組付け工数及び部品点数を削減することができる。

また、前記正極ポスト及び前記負極ポストの外周面に、外方に向けて突出する、断面がくさび状且つ上下方向に延びる線条溝で構成する外面突部が周方向に沿って複数設けられ、前記正極ポスト及び前記負極ポストの直径より小さく、かつ前記外面突部の谷部を結ぶ仮想円の直径より大きい直径で開口形成された前記開口部が圧入嵌合された前記正極ポスト及び前記負極ポストの前記外面突部によって変形されるため、バスバーの開口部は、正極ポストまたは／および負極ポストの外面突部に応じて変形することができる。このため、バスバーは、正極ポストまたは／および負極ポストとの接触面積をより確実に確保することができる。

さらに、例えば、所定の方向における断面がくさび状の外面突部であるため、外面突部の段差に塑性変形したバスバーが入り込むため、電池モジュールは、振動などによって、正極ポストまたは／および負極ポストからバスバーが容易に離脱することを防止できる。これにより、電池モジュールは、正極ポストまたは／および負極ポストとバスバーとの相対移動をより確実に防止するとともに、接触抵抗の増加を抑制することができる。

加えて、例えば、バスバーにおける開口部の大きさにバラツキがある場合であっても、正極ポスト及び負極ポストは、外面突部によってバスバーを塑性変形させることで、バスバーとの接続状態のバラツキを抑制することができる。
従って、電池モジュールは、外面突部によって、隣接する電池セル同士の接続状態をより安定して長期的に確保することができる。

また、この発明は、上述した１つの電池モジュール、または直列接続した複数の電池モジュールを、電池収容箱に収容した電池パックであることを特徴とする。
この発明により、組付け性を損なうことなく、隣接する電池セル同士の接続状態を安定して確保した電池モジュールによって、良好な接続状態の電池パックを構成することができる。

本発明により、組付け性を損なうことなく、隣接する電池セル同士の接続状態を安定して確保できる電池モジュール、及び電池パックを提供することができる。

電池パックにおける外観を示す外観斜視図。 電池モジュールにおける外観を示す外観斜視図。 正極ポスト及び負極ポスト、並びにバスバーの外観を示す外観斜視図。 正極ポスト及び負極ポスト、並びにバスバーを説明する説明図。 正極ポスト及び負極ポストに対してバスバーを嵌合する過程を説明する説明図。 別の正極ポスト及び負極ポスト、並びにバスバーの外観を示す外観斜視図。 実施例２における正極ポスト及び負極ポスト、並びにバスバーの外観を示す外観斜視図。 別の正極ポスト及び負極ポスト、並びにバスバーの外観を示す外観斜視図。 正極ポスト及び負極ポストに対してバスバーを嵌合する過程を説明する説明図。 正極ポスト及び負極ポストに対してバスバーを嵌合した状態を説明する説明図。 実施例３における正極ポストと負極ポストとの接続状態の外観を示す外観斜視図。 実施例３における正極ポスト及び負極ポスト、並びに環状線状体の外観を示す外観斜視図。 実施例４における正極ポストと負極ポストとの接続状態の外観を示す外観斜視図。 実施例４における正極ポスト及び負極ポスト、並びにボックス体の外観を示す外観斜視図。 別の正極ポスト及び負極ポスト、並びにボックス体の外観を示す外観斜視図。

この発明の一実施形態を以下図面と共に説明する。

電気自動車やハイブリッド自動車における駆動用モーターの電源として用いられる電池パック１、及び電池モジュール３について図１から図５を用いて説明する。

なお、図１は電池パック１における外観斜視図を示し、図２は電池モジュール３における外観斜視図を示し、図３は正極ポスト１２及び負極ポスト１３、並びにバスバー３０の外観斜視図を示し、図４は正極ポスト１２及び負極ポスト１３、並びにバスバー３０を説明する説明図を示し、図５は正極ポスト１２及び負極ポスト１３に対してバスバー３０を嵌合する過程を説明する説明図を示している。

また、図１中において、矢印Ｘは前後方向を示し（以下「前後方向Ｘ」とする）、矢印Ｙは幅方向を示している（以下、「幅方向Ｙ」とする）。さらに、図１中の上側を上方とし、図１中の下側を下方とする。

本実施例における電池パック１は、電気自動車やハイブリッド自動車に単独、あるいは複数搭載されるとともに、例えば駆動用モーター（図示省略）に接続される。電池パック１は、駆動用モーターを回生ブレーキとして使用した際の電力を蓄電する蓄電機能と、駆動用モーターへ電力を供給する放電機能とを有している。なお、蓄電機能及び放電機能は、電池パック１に接続されたＥＣＵ（図示省略）などの適宜の制御装置の指示によって制御される。

この電池パック１は、図１に示すように、絶縁性の合成樹脂製の電池収容箱２、複数の電池モジュール３、及び電池パック１の状態を監視する電池マネジメント装置（Battery Management Unit 図示省略）などで構成している。このような電池パック１は、電池収容箱２の内部において、複数の電池モジュール３を直列接続することで、一つの二次電池として機能する。

電池収容箱２は、前後方向Ｘに長い平面視略矩形で、上方が開口した略箱状に形成している。さらに、電池収容箱２は、電池パック１を個別に収容可能に区画分けする仕切り壁２ａを、その内部空間に形成している。

電池モジュール３は、電力を蓄電する蓄電機能と、外部への電力を供給する放電機能とを有する電池セル１０を複数並置するとともに、直列に接続して構成している。
より詳しくは、電池モジュール３は、図２に示すように、複数の電池セル１０と、他の電池モジュール３などの接続を許容する導電性のバスバー２０と、電池セル１０同士を電気的に接続する導電性のバスバー３０と、バスバー３０と電気的に接続された電池セル監視装置４０とで構成している。

電池セル１０は、幅方向Ｙの長さに対して前後方向Ｘの長さが短い平面視略矩形のセル本体１１と、セル本体１１の上面に正極ポスト１２及び負極ポスト１３を１つずつ備えている。
正極ポスト１２及び負極ポスト１３は、上下方向の長さが略同等の略円柱状体であって、電池セル１０の上面における幅方向Ｙの両端近傍から上方に向けて立設している。

この電池セル１０は、幅方向Ｙに正極ポスト１２及び負極ポスト１３が位置するようにして、前後方向Ｘに沿って複数並置されている。この際、隣接する正極ポスト１２と負極ポスト１３とが前後方向Ｘに交互に配置されるようにして電池セル１０を並置している。

そして、前後方向Ｘに隣接する正極ポスト１２と負極ポスト１３とを後述するバスバー３０で接続することで、複数の電池セル１０を直列接続するとともに、１つの蓄電池を構成している。なお、隣接する電池セル１０と接続されない正極ポスト１２及び負極ポスト１３は、電池モジュール３における正極ポスト３ａ、及び負極ポスト３ｂとして機能する。

バスバー２０は、平板状の本体部２１と、本体部２１に圧入嵌合した１つの接続ポスト２２とで構成している。
本体部２１は、正極ポスト１２及び負極ポスト１３よりも剛性が低い平面視略矩形の平板であって、幅方向Ｙにおける両端近傍に正極ポスト３ａあるいは負極ポスト３ｂ、並びに接続ポスト２２の圧入嵌合を許容する２つの開口部（図示省略）を形成している。
接続ポスト２２は、正極ポスト１２及び負極ポスト１３と略同径の略円柱状に形成している。

バスバー３０は、図３に示すように、正極ポスト１２及び負極ポスト１３よりも剛性が低い平面視略矩形の平板であって、幅方向Ｙにおける両端近傍に正極ポスト１２の挿入を許容する開口、及び負極ポスト１３の挿入を許容する開口が独立した開口部３１を形成している。なお、開口部３１における正極ポスト１２側を正極側開口部３１ａとし、開口部３１における負極ポスト１３側を負極側開口部３１ｂとする。

この開口部３１は、図４に示すように、正極ポスト１２及び負極ポスト１３の直径より小さい直径で形成した開口に対して、セレーション部３２を形成している。
より詳しくは、セレーション部３２は、正極ポスト１２及び負極ポスト１３の直径より小さい直径で形成した略円形の開口に対して、上下方向に延びる線条溝を周方向に沿って複数配置することで形成している。なお、セレーション部３２は、線条溝によって形成された谷部（図示省略）を結ぶ仮想円の直径が、正極ポスト１２及び負極ポスト１３の直径より大きくなるように形成している。

このため、隣接する正極ポスト１２及び負極ポスト１３に対して、正極側開口部３１ａ及び負極側開口部３１ｂが略同時に挿入されるように上方からバスバー３０を装着すると、図５に示すように、正極ポスト１２及び負極ポスト１３が、開口部３１の径方向外側にセレーション部３２の先端を押し潰すように塑性変形させることで、開口部３１の形状を変形させる。つまり、正極ポスト１２及び負極ポスト１３に対して圧入嵌合することで、バスバー３０は、隣接する電池セル１０同士を電気的に接続する。

電池セル監視装置４０は、図２に示すように、バスバー３０と状態監視線４１を介して接続され、隣接する電池セル１０の間における電圧、及び温度など電池セル１０の状態を一括して監視する機能を有している。この電池セル監視装置４０は、さらに上位の電池マネジメント装置にハーネス４２を介して接続されている。

なお、状態監視線４１は、導電性の導線を絶縁性の絶縁被覆で被覆した被覆電線であって、抵抗溶接、ファイバーレーザー溶接、あるいは超音波溶接などによって、バスバー３０に溶着固定している。

以上のような構成を実現する電池パック１、及び電池モジュール３は、組付け性を損なうことなく、隣接する電池セル１０同士の接続状態を安定して確保できる。
具体的には、正極ポスト１２及び負極ポスト１３と開口部３１とを圧入嵌合する構成としたことにより、正極ポスト１２及び負極ポスト１３が、挿入圧力によってバスバー３０を塑性変形させることで、開口部３１の形状を変形させることができる。

このように正極ポスト１２及び負極ポスト１３で開口部３１を変形させることで、バスバー３０は、正極ポスト１２及び負極ポスト１３に対して確実に圧接することができる。このため、電池モジュール３は、正極ポスト１２及び負極ポスト１３とバスバー３０との摩擦抵抗などによって、振動などが作用しても正極ポスト１２及び負極ポスト１３とバスバー３０との相対移動を防止することができる。

これにより、電池モジュール３は、正極ポスト１２及び負極ポスト１３へのバスバー３０の装着、並びに正極ポスト１２及び負極ポスト１３とバスバー３０との電気的接続を略同時工程で行うことができる。
このため、電池モジュール３は、正極ポスト１２及び負極ポスト１３とバスバー３０とを接続固定するナットなどを不要にすることができる。このため、電池モジュール３は、隣接する電池セル１０の接続に要する部品点数及び組付け工数を削減することができる。

さらに、圧入嵌合としたことにより、電池モジュール３は、正極ポスト１２及び負極ポスト１３とバスバー３０との摩擦抵抗がより大きい圧接状態を確保することができ、正極ポスト１２及び負極ポスト１３とバスバー３０との接続状態をより長期間に渡って維持することができる。

加えて、正極側開口部３１ａ及び負極側開口部３１ｂに対して略同時に挿入することで、正極ポスト１２及び負極ポスト１３は、正極側開口部３１ａ及び負極側開口部３１ｂを略同時に変形させることができる。これにより、電池モジュール３は、正極ポスト１２とバスバー３０との電気的接続、及び負極ポスト１３とバスバー３０との電気的接続とを略同時工程で行うことができる。

つまり、セレーション部３２を有する開口部３１を、正極ポスト１２及び負極ポスト１３によって略同時に変形させることにより、電池モジュール３は、組付け作業性を損なうことなく、正極ポスト１２及び負極ポスト１３とバスバー３０との電気的接続を安定した状態で確保することができる。
従って、電池モジュール３は、正極ポスト１２及び負極ポスト１３によって、組付け性を損なうことなく、隣接する電池セル１０同士の接続状態を安定して確保することができる。

また、開口部３１に正極ポスト１２及び負極ポスト１３によって変形させられるセレーション部３２を備えたことにより、正極ポスト１２及び負極ポスト１３とバスバー３０とをより確実に圧入嵌合することができる。

より詳しくは、正極ポスト１２及び負極ポスト１３にバスバー３０を挿入すると、正極ポスト１２及び負極ポスト１３が、挿入圧力によってセレーション部３２を塑性変形させることができる。つまり、バスバー３０の開口部３１は、セレーション部３２の塑性変形によって変形することとなる。この際、セレーション部３２は、塑性変形しながら、正極ポスト１２及び負極ポスト１３との接触面積を増大することができる。

さらに、セレーション部３２が正極ポスト１２及び負極ポスト１３の大きさに応じて塑性変形するため、バスバー３０は、正極ポスト１２及び負極ポスト１３との接触面積をより確実に確保することができる。
これにより、電池モジュール３は、正極ポスト１２及び負極ポスト１３とバスバー３０との相対移動をより確実に防止するとともに、接触抵抗の増加を抑制することができる。

加えて、例えば、正極ポスト１２及び負極ポスト１３の大きさにバラツキがある場合であっても、バスバー３０は、セレーション部３２が塑性変形することで、正極ポスト１２及び負極ポスト１３との接続状態のバラツキを抑制することができる。
従って、電池モジュール３は、開口部３１における周面のセレーション部３２によって、隣接する電池セル１０同士の接続状態をより安定して長期的に確保することができる。

また、直列接続した複数の電池モジュール３を、電池収容箱２に収容した電池パック１としたことにより、組付け性を損なうことなく、隣接する電池セル１０同士の接続状態を安定して確保した電池モジュール３によって、良好な接続状態の電池パック１を構成することができる。

なお、上述の実施例１において、正極ポスト１２及び負極ポスト１３に対して、正極側開口部３１ａ及び負極側開口部３１ｂを略同時に挿入したが、これに限定せず、異なるタイミングで行うようにしてもよい。
また、正極ポスト１２及び負極ポスト１３の上下方向の長さを略同等としたが、これに限定せず、正極ポスト１２及び負極ポスト１３の上下方向の長さを異ならせてもよい。

また、略円柱状の正極ポスト１２及び負極ポスト１３としたが、これに限定せず、正極ポスト及び負極ポストとバスバーとが圧入嵌合可能であれば、適宜の形状としてもよい。例えば、別の正極ポスト１４及び負極ポスト１５、並びにバスバー３５の外観斜視図を示す図６のように、正極ポスト１４及び負極ポスト１５を、セル本体１１の上面から上方に向けて立設するとともに、上下方向の長さが略同等の略四角柱状体で構成してもよい。

この場合、バスバー３５には、正極ポスト１４の挿入を許容する開口と負極ポスト１５の挿入を許容する開口とが独立した開口部３６を形成している。この開口部３６は、例えば、幅方向Ｙにおいて、正極ポスト１４及び負極ポスト１５における幅方向Ｙの長さより小さい幅方向Ｙの長さの平面視略矩形で開口するとともに、幅方向Ｙで対向する部分にセレーション部３７を形成している。

これにより、前後方向Ｘに隣接する正極ポスト１４及び負極ポスト１５に対して、バスバー３５を装着すると、正極ポスト１４及び負極ポスト１５が、セレーション部３７の先端を押し潰すように塑性変形させることで、開口部３６の形状を変形させる。このため、正極ポスト１４及び負極ポスト１５とバスバー３５とを圧入嵌合することができる。
また、詳細な説明を省略したが、例えば、電池モジュール３の正極ポスト３ａあるいは負極ポスト３ｂに対応するバスバー２０の開口部に、セレーション部３２を形成してもよい。

次に、上述の実施例１と同様に圧入嵌合する構成であるが、実施例１に対して正極ポスト及び負極ポスト、並びにバスバーの構成が異なる実施例について、図７を用いて詳しく説明する。
なお、図７は実施例２における正極ポスト１６及び負極ポスト１７、並びにバスバー５０の外観斜視図を示している。
また、上述の実施例１と同じ構成については、同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。

実施例２における正極ポスト１６及び負極ポスト１７は、図７に示すように、電池セル１０の上面から上方に向けて立設するとともに、上下方向の長さが略同等の略円柱状に形成している。さらに、この正極ポスト１６及び負極ポスト１７の外周面には、上下方向に延びる線条溝を周方向に沿って複数形成したセレーション部１６ａ，１７ａを形成している。

バスバー５０は、図７に示すように、正極ポスト１２及び負極ポスト１３よりも剛性が低い平面視略矩形の平板であって、幅方向Ｙの両端近傍に正極ポスト１６の挿入を許容する開口及び負極ポスト１７の挿入を許容する開口が独立した開口部５１を形成している。

この開口部５１は、正極ポスト１６及び負極ポスト１７の直径より小さく、かつセレーション部１６ａ，１７ａの谷部を結ぶ仮想円の直径より大きい直径で平面視略円形状に開口形成している。なお、開口部５１における正極ポスト１６側を正極側開口部５１ａとし、開口部５１における負極ポスト１７側を負極側開口部５１ｂとする。

このため、前後方向Ｘに隣接する正極ポスト１６及び負極ポスト１７に対して、正極側開口部５１ａ及び負極側開口部５１ｂが略同時に挿入されるように上方からバスバー５０を装着すると、正極ポスト１６のセレーション部１６ａ及び負極ポスト１７のセレーション部１７ａが、開口部５１の径方向外側に向けてバスバー５０を塑性変形させることで、開口部５１の形状を変形させる。これにより、正極ポスト１６及び負極ポスト１７とバスバー５０とを圧入嵌合して、隣接する電池セル１０同士を電気的に接続している。

以上のような構成を実現する電池パック１、及び電池モジュール３は、開口部５１に対して正極ポスト１６及び負極ポスト１７をより確実に圧入嵌合することができる。
より詳しくは、正極ポスト１６及び負極ポスト１７にバスバー５０を挿入すると、正極ポスト１６及び負極ポスト１７のセレーション部１６ａ，１７ａが、バスバー５０を塑性変形させることで、開口部５１における正極側開口部５１ａ及び負極側開口部５１ｂの形状を略同時に変形させることができる。

この際、バスバー５０の開口部５１は、正極ポスト１６及び負極ポスト１７のセレーション部１６ａ，１７ａに応じて変形することができる。このため、バスバー５０は、正極ポスト１６及び負極ポスト１７との接触面積をより確実に確保することができる。

加えて、例えば、バスバー５０における開口部５１の大きさにバラツキがある場合であっても、正極ポスト１６及び負極ポスト１７は、セレーション部１６ａ，１７ａによってバスバー５０を塑性変形させることで、バスバー５０との接続状態のバラツキを抑制することができる。
従って、電池モジュール３は、セレーション部１６ａ，１７ａによって、隣接する電池セル１０同士の接続状態をより安定して長期的に確保することができる。

なお、上述の実施例２において、詳細な説明を省略したが、バスバー５０に対して、実施例１に記載の状態監視線４１を溶着してもよい。そして、状態監視線４１と電池セル監視装置４０とを接続してもよい。
また、正極ポスト１６及び負極ポスト１７に対して、正極側開口部５１ａ及び負極側開口部５１ｂを略同時に挿入したが、これに限定せず、異なるタイミングで行うようにしてもよい。

また、正極ポスト１６及び負極ポスト１７の上下方向の長さを略同等としたが、これに限定せず、正極ポスト１２及び負極ポスト１３の上下方向の長さを異ならせてもよい。
また、正極ポスト１６及び負極ポスト１７にセレーション部１６ａ，１７ａを形成したが、これに限定せず、開口部５１に圧入嵌合可能であれば、ネジ山状の複数の突起、螺旋状溝によって形成された突起、あるいは略柱状の複数の突起などの適宜の形状としてもよい。

例えば、図８から図１０に示すよう、正極ポスト１８及び負極ポスト１９を、上下方向の長さが略同等の側面視ツリー状に形成してもよい。
なお、図８は別の正極ポスト１８及び負極ポスト１９、並びにバスバー５５の外観斜視図を示し、図９は正極ポスト１８及び負極ポスト１９に対してバスバー５５を嵌合する過程を説明する説明図を示し、図１０は正極ポスト１８及び負極ポスト１９に対してバスバー５５を嵌合した状態を説明する説明図を示している。

より詳しくは、正極ポスト１８及び負極ポスト１９は、図８及び図９（ａ）に示すように、下方側が大径の略円錐台形を３つ積層して一体形成した形状に形成している。なお、正極ポスト１８及び負極ポスト１９における３つの略円錐台形は、上層に位置する略円錐台形における大径側の直径に対して、下層に位置する略円錐台形における大径側の直径が大きくなるようにそれぞれ形成している。

そして、正極ポスト１８及び負極ポスト１９は、大きさの異なる略円錐台形の積層による段差によって径方向外側に突出した外面突部１８ａ，１９ａを構成している。
一方、バスバー５５には、正極ポスト１８の挿入を許容する開口と負極ポスト１９の挿入を許容する開口とが独立した開口部５６を形成している。この開口部５６は、最上層に位置する略円錐台形の小径側の直径より大きく、かつ最下層に位置する略円錐台形の大径側の直径より小さい直径で開口形成している。

このような正極ポスト１８及び負極ポスト１９に対して、上方からバスバー５５を挿入すると、図９（ｂ）に示すように、正極ポスト１８及び負極ポスト１９の外面突部１８ａ，１９ａが、開口部５６の径方向外側に向けてバスバー５５を塑性変形させることで、開口部５６の形状を変形させる。この際、バスバー５５は、図１０に示すように、略円錐台形の積層によって形成された外面突部１８ａの段差、及び外面突部１９ａの段差に入り込むように塑性変形する。

このため、隣接する電池セル１０同士をより確実に電気的に接続することができる。より詳しくは、外面突部１８ａの段差、及び外面突部１９ａの段差に塑性変形したバスバー５５が入り込むため、電池モジュール３は、振動などによって、正極ポスト１８及び負極ポスト１９からバスバー５５が容易に離脱することを防止できる。これにより、電池モジュール３は、正極ポスト１８及び負極ポスト１９とバスバー５５との相対移動をより確実に防止するとともに、接触抵抗の増加を抑制することができる。

また、上述の実施例１においてバスバー側にセレーション部３２を形成し、上述の実施例２において正極ポスト及び負極ポスト側にセレーション部１６ａ，１７ａを形成したが、これに限定せず、これらを適宜、組み合わせた構成としてもよい。

例えば、開口部にセレーション部３２を有するバスバーと、セレーション部１６ａ，１７ａを有する正極ポスト及び負極ポストとを圧入嵌合する構成としてもよい。これにより、正極ポスト及び負極ポストとバスバーとをより確実に接続することができる。

あるいは、正極ポストにセレーション部１６ａを形成し、略円柱状の負極ポストに対応するバスバーの開口部にセレーション部３２を形成してもよい。これにより、電池セル１０における正極ポストと負極ポストとの目視での識別を容易にして誤組付けを防止することができる。

上述の実施例１に対して正極ポストと負極ポストとを接続する構成が異なる実施例について、図１１及び図１２を用いて詳しく説明する。
なお、図１１は実施例３における正極ポスト１２と負極ポスト１３との接続状態の外観斜視図を示し、図１２は実施例３における正極ポスト１２及び負極ポスト１３、並びに環状線状体６１の外観斜視図を示している。
また、上述の実施例１と同じ構成については、同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。

実施例３における正極ポスト１２及び負極ポスト１３は、図１１に示すように、電極接続体６０によって電気的に接続されている。
具体的には、電極接続体６０は、図１１に示すように、導電性を有する単線の導線を巻き回した環状線状体６１と、環状線状体６１を幅方向Ｙで挟み込むクリップ６２とで構成している。

環状線状体６１は、図１１及び図１２に示すように、幅方向Ｙにおいて、正極ポスト１２及び負極ポスト１３の直径より僅かに大きい間隔を隔てて、正極ポスト１２と負極ポスト１３とに架け渡し可能に導線を巻き回すとともに、上下方向に多層巻して平面視略長楕円形状に形成している。なお、環状線状体６１は、例えば、巻き回した導線における前後方向Ｘの両側面部分を、ファイバーレーザー溶接などで一体的に溶着固定している。

そして、環状線状体６１は、巻き回した導線によって包囲された空間によって開口部６３を形成している。この開口部６３は、正極ポスト１２の挿入を許容する開口と、負極ポスト１３の挿入を許容する開口とを一体にした開口部となる。

さらに、環状線状体６１には、巻き回した導線の一端を延設した延設導線６４を備えている。この延設導線６４は、その外周面を絶縁性の絶縁被覆６５で被覆するとともに、環状線状体６１とは逆側の端部を電池セル監視装置４０に接続している。つまり、導線は、その一部が環状線状体６１を構成する構成部材であるとともに、環状線状体６１と電池セル監視装置４０とを接続する状態監視線としての役割を有している。

クリップ６２は、弾性を有する弾性部材であって、環状線状体６１の外周面を幅方向Ｙに挟持可能な２つの平面部分６２ａと、平面部分６２ａの上端を連結して弾性支持する弾性連結部６２ｂとを一体で構成している。なお、クリップ６２は、弾性を有する導電性の金属、あるいは絶縁性の合成樹脂で形成している。

この環状線状体６１とクリップ６２とで構成した電極接続体６０を、正極ポスト１２及び負極ポスト１３に装着することで、前後方向Ｘに隣接する正極ポスト１２と負極ポスト１３とを電気的に接続する。
より詳しくは、まず、正極ポスト１２及び負極ポスト１３に対して、上方から環状線状体６１の開口部６３を挿入する。

そして、環状線状体６１における前後方向Ｘの略中央部分を、幅方向Ｙに密着するように引き寄せるとともに、上方からクリップ６２の平面部分６２ａで挟み込むことで、開口部６３の形状を変形させる。この際、環状線状体６１における正極ポスト１２及び負極ポスト１３と対向する部分が、クリップ６２で挟持された部分に引っ張られることで、略同時に変形して正極ポスト１２及び負極ポスト１３に圧接する。これにより、電極接続体６０は、隣接する電池セル１０同士を電気的に接続する。

以上のような構成を実現する電池パック１、及び電池モジュール３は、組付け性を損なうことなく、隣接する電池セル１０同士の接続状態を安定して確保できる。
具体的には、導線を多層巻きすることで、環状線状体６１は、導線で包囲された開口部６３を形成することができる。さらに、環状線状体６１は、導線を巻き回して構成しているため、変形に対する自由度が高くなる。

このため、電極接続体６０のクリップ６２は、環状線状体６１を締め付けることで開口部６３を容易に変形させることができる。この際、クリップ６２に向けて引っ張られるような張力が環状線状体６１に作用する。

これにより、電極接続体６０は、開口部６３における正極ポスト１２及び負極ポスト１３と対向する部分を略同時に変形させることができる。そして、正極ポスト１２と負極ポスト１３との対向方向、及びクリップ６２の締め付け方向に作用する張力によって、環状線状体６１は、正極ポスト１２及び負極ポスト１３に圧接することができる。

これにより、正極ポスト１２及び負極ポスト１３と環状線状体６１との間に摩擦抵抗が生じるため、電極接続体６０は、正極ポスト１２及び負極ポスト１３に対して環状線状体６１が容易に相対移動することを防止できる。
従って、電池モジュール３は、環状線状体６１とクリップ６２とで電極接続体６０を構成することにより、組付け性を損なうことなく、隣接する電池セル１０同士の接続状態を安定して確保することができる。

また、環状線状体６１から延設した延設導線６４を、電池セル監視装置４０への接続を許容する状態監視線としたことにより、隣接する電池セル１０同士の接続、及び電池セル監視装置４０との接続を１つの導線で実現することができる。

このため、例えば、正極ポスト１２と負極ポスト１３とを接続するバスバーに溶着した被覆電線を介して電池セル監視装置４０を接続した場合に比べて、電池モジュール３は、組付け工数及び部品点数を削減することができる。
従って、電池モジュール３は、導線を状態監視線とすることにより、電池セル監視装置４０との接続による組付け工数及び部品点数を削減することができる。

なお、上述した実施例３において、延設導線６４を絶縁被覆６５で被覆したが、絶縁被覆６５で被覆していなくともよい。
また、環状線条体６１から延設した延設導線６４を状態監視線としたが、これに限定せず、環状線条体６１に対して別体で構成した状態監視線を溶着してもよい。

また、環状線状体６１を略長楕円形状に巻き回したが、これに限定せず、例えば、略ひょうたん形状、あるいは略８の字形状に巻き回してもよい。
もしくは、略長楕円形状、略ひょうたん形状、あるいは略８の字形状に線状体を巻き回した層を適宜組み合わせて多層巻きした環状線状体としてもよい。例えば、略長楕円形状に線状体を巻き回した層と、略８の字形状に線状体を巻き回した層とを交互に配置するように多層巻きした環状線状体としてもよい。

クリップ６２で環状線状体６１を締め付けたが、これに限定せず、環状線状体６１を挟んで配置した２枚の板材をボルトで連結することで、環状線状体６１を挟持するようにしてもよい。

上述の実施例１に対して正極ポストと負極ポストとを接続する構成が異なる実施例について、図１３及び図１４を用いて詳しく説明する。
なお、図１３は実施例４における正極ポスト１２と負極ポスト１３との接続状態の外観斜視図を示し、図１４は実施例４における正極ポスト１２及び負極ポスト１３、並びにボックス体７０の外観斜視図を示している。
また、上述の実施例１と同じ構成については、同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。

実施例４における正極ポスト１２及び負極ポスト１３は、図１３に示すように、導電性を有するボックス体７０によって電気的に接続されている。
具体的には、ボックス体７０は、図１４に示すように、平面視略矩形のボックス本体７１と、ボックス本体７１に装着固定された２枚の弾性接触板７２とで構成し、正極ポスト１２及び負極ポスト１３に対して弾性接触するように構成している。

ボックス本体７１は、略帯状の金属製薄板を正極ポスト１２及び負極ポスト１３に架け渡すとともに、包囲するように折り曲げ加工して、上下方向が開口した平面視略矩形の立体形状に形成している。なお、正極ポスト１２及び負極ポスト１３に装着した際、ボックス体７０は、前面部分７１ａと背面部分７１ｂとが、正極ポスト１２及び負極ポスト１３と弾性接触するように形成している。

弾性接触板７２は、弾性を有する金属製薄板を平面視略Ｌ字状に折り曲げ加工して形成するとともに、ボックス本体７１の一方の側面部分７１ｃに溶着している。この弾性接触板７２は、ボックス本体７１の前面部分７１ａとの間隔、及び背面部分７１ｂとの間隔が、正極ポスト１２及び負極ポスト１３の直径より僅かに小さくなる位置に溶着している。

そして、ボックス体７０は、ボックス本体７１と弾性接触板７２とで囲われた空間によって、正極ポスト１２の挿入を許容する開口及び負極ポスト１３の挿入を許容する開口が独立した開口部７３を形成している。

このようなボックス体７０の開口部７３を、正極ポスト１２及び負極ポスト１３に略同時に挿入すると、正極ポスト１２及び負極ポスト１３が、前面部分７１ａ、背面部分７１ｂ、及び２つ弾性接触板７２を前後方向に弾性変形させることで、開口部７３の形状を変形させる。これにより、ボックス体７０は、弾性接触によって隣接する電池セル１０同士を電気的に接続する。

以上のような構成を実現する電池パック１、及び電池モジュール３は、組付け性を損なうことなく、隣接する電池セル１０同士の接続状態を安定して確保できる。

具体的には、正極ポスト１２及び負極ポスト１３に対してボックス体７０を挿入すると、正極ポスト１２及び負極ポスト１３が、前面部分７１ａ、背面部分７１ｂ、及び２つ弾性接触板７２を弾性変形させることで、開口部７３における正極側の開口及び負極側の開口を略同時に変形させることができる。さらに、前面部分７１ａ、背面部分７１ｂ、及び２つ弾性接触板７２は、所定の方向において、正極ポスト１２及び負極ポスト１３との接触長さ、あるいは接触面積を確保することができる。

このため、正極ポスト１２及び負極ポスト１３に挿入した状態において、ボックス体７０は、前面部分７１ａ、背面部分７１ｂ、及び２つ弾性接触板７２の弾性力によって正極ポスト１２及び負極ポスト１３に圧接するとともに、正極ポスト１２及び負極ポスト１３との摩擦抵抗を確保することができる。これにより、電池モジュール３は、振動などの外的要因によって、正極ポスト１２及び負極ポスト１３からボックス体７０が容易に離脱することを防止できる。

加えて、電池モジュール３は、正極ポスト１２と負極ポスト１３との間隔のバラツキ、及び直交方向における電池セル１０同士の相対移動をボックス体７０の前面部分７１ａ、背面部分７１ｂ、及び２つ弾性接触板７２で吸収することができるため、正極ポスト１２及び負極ポスト１３との接続状態を安定して、かつ継続的に確保することができる。
従って、電池モジュール３は、前面部分７１ａ、背面部分７１ｂ、及び２つ弾性接触板７２によって開口部７３を形成したことにより、隣接する電池セル１０同士の接続状態をより安定して長期的に確保することができる。

なお、上述の実施例４において、詳細な説明を省略したが、ボックス体７０に対して、実施例１に記載の状態監視線４１を溶着してもよい。そして、状態監視線４１と電池セル監視装置４０とを接続してもよい。
また、正極ポスト１２及び負極ポスト１３に対して、正極ポスト１２の挿入を許容する開口及び負極ポスト１３の挿入を許容する開口を略同時に挿入したが、これに限定せず、異なるタイミングで挿入してもよい。

また、平面視略矩形のボックス体７０としたが、これに限定せず、金属製薄板を立体的に折り曲げ加工したボックス体であれば、適宜の形状としてもよい。
例えば、別の正極ポスト１２及び負極ポスト１３、並びにボックス体８０の外観斜視図を示す図１５のように、正極ポスト１２及び負極ポスト１７の挿入をそれぞれ許容する２つの弾性接触部８１と、弾性接触部８１を前後方向Ｘに連結する連結部８２とを一体にしたボックス体８０であってもよい。

このボックス体８０は、展開形状に打ち抜いた金属製薄板を立体的に折り曲げ加工して、弾性接触部８１と連結部８２とを一体形成している。
弾性接触部８１は、上下方向が開口した平面視略凹形状であって、前後方向Ｘにおいて、正極ポスト１２及び負極ポスト１３に対して弾性接触可能に形成している。そして、ボックス体８０は、２つの弾性接触部８１の開口によって、正極ポスト１２の挿入を許容する開口及び負極ポスト１３の挿入を許容する開口が独立した開口部８３を形成している。

このため、正極ポスト１２及び負極ポスト１３に対して、ボックス体８０の開口部８３を挿入すると、正極ポスト１２及び負極ポスト１３が、ボックス体８０の弾性接触部８１を弾性変形させることで、開口部８３の形状を変形させる。これにより、ボックス体８０は、弾性接触によって隣接する電池セル１０同士を電気的に接続している。

なお、上述の実施例１から実施例４において、正極ポスト１２，１４，１６，１８及び負極ポスト１３，１５，１７，１９を、セル本体１１の上面から上方に向けて立設したが、これに限定せず、セル本体１１に対して略水平方向に立設してもよい。

この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
この発明の所定の方向は、実施形態の上下方向における上方に対応し、
以下同様に、
電極接続体は、バスバー３０，３５，５０，５５、電極接続体６０、及びボックス体７０，８０に対応し、
直交方向は、径方向、及び幅方向Ｙに対応し、
変形手段は、正極ポスト１２，１４，１６，１８、負極ポスト１３，１５，１７，１９、及びクリップ６２に対応し、
外面突部は、セレーション部１６ａ，１７ａ、及び外面突部１８ａ，１９ａに対応し、
線状体は、導線に対応し、
締め付け部材は、クリップ６２に対応し、
電池監視手段は、電池セル監視装置４０に対応し、
状態監視線は、状態監視線４１、及び延設導線６４に対応し、
弾性接触板は、前面部分７１ａ、背面部分７１ｂ、弾性接触板７２、及び弾性接触部８１に対応するが、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。

１…電池パック
２…電池収容箱
３…電池モジュール
１０…電池セル
１２…正極ポスト
１３…負極ポスト
１４…正極ポスト
１５…負極ポスト
１６…正極ポスト
１６ａ…セレーション部
１７…負極ポスト
１７ａ…セレーション部
１８…正極ポスト
１８ａ…外面突部
１９…負極ポスト
１９ａ…外面突部
３０…バスバー
３１…開口部
３２…セレーション部
３５…バスバー
３６…開口部
３７…セレーション部
４０…電池セル監視装置
４１…状態監視線
５０…バスバー
５１…開口部
５５…バスバー
５６…開口部
６０…電極接続体
６１…環状線状体
６２…クリップ
６３…開口部
６４…延設導線
７０…ボックス体
７１ａ…前面部分７１ａ
７１ｂ…背面部分７１ｂ
７２…弾性接触板
７３…開口部
８０…ボックス体
８１…弾性接触部
８３…開口部
Ｙ…幅方向

Claims (3)

1. 所定の方向に立設した柱状の正極ポスト及び負極ポストを有する複数の電池セルと、
   前記正極ポスト及び隣接する前記電池セルの前記負極ポストを接続する導電性のバスバーとが備えられ、
   並置した前記電池セルを前記バスバーで直列接続した電池モジュールであって、
   前記バスバーは、
   前記正極ポスト及び前記負極ポストよりも剛性が低い所定の厚みを有する平板状であるとともに、前記正極ポスト及び前記負極ポストの挿入する開口部が備えられ、
   前記正極ポスト及び前記負極ポストの外周面に、
   外方に向けて突出する、断面がくさび状且つ上下方向に延びる線条溝で構成する外面突部が周方向に沿って複数設けられ、
   前記正極ポスト及び前記負極ポストの直径より小さく、かつ前記外面突部の谷部を結ぶ仮想円の直径より大きい直径で開口形成された前記開口部が、
   圧入嵌合された前記正極ポスト及び前記負極ポストの前記外面突部によって変形された
   電池モジュール。
2. 前記正極ポスト及び前記負極ポストの上下方向の長さが異なる
   請求項１に記載の電池モジュール。
3. 請求項１または請求項２に記載の１つの電池モジュール、または直列接続した複数個の電池モジュールを、電池収容箱に収容した
   電池パック。

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