JP7634344B2 - Busbars and battery packs - Google Patents
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Description
本開示は、組電池に用いられるバスバーおよび組電池に関する。 This disclosure relates to bus bars used in battery packs and battery packs.
従来から、二次電池の高出力化を図ることを目的として、複数の電池を並列または直列に接続した組電池が用いられている。特許文献1には、このような組電池において、複数の電池を並列に接続するバスバーの構成が開示されている。 Conventionally, in order to increase the output of secondary batteries, battery packs in which multiple batteries are connected in parallel or series have been used. Patent Document 1 discloses the configuration of bus bars that connect multiple batteries in parallel in such battery packs.
一般に、バスバーは、自身が有する電気抵抗によって通電の際に発熱し温度が上昇する。電気自動車等の電源に用いられる組電池のように、大電流が流れるバスバーにおいては、発熱量が特に大きいので、バスバーの過度な温度上昇が懸念される。したがって、特許文献1の技術によれば、バスバー自身の劣化はもちろん、接続される電池の劣化や、ひいては電池からの発火等の事故を引き起こすおそれがある。このため、バスバーの温度上昇を抑制可能な技術が望まれていた。 Generally, busbars generate heat when electricity is passed through them due to their own electrical resistance, causing the temperature to rise. Busbars through which large currents flow, such as battery packs used as power sources for electric vehicles, generate a particularly large amount of heat, raising concerns about excessive temperature rise in the busbar. Therefore, the technology of Patent Document 1 may not only deteriorate the busbar itself, but also deteriorate the connected battery, and may even cause accidents such as battery fire. For this reason, technology capable of suppressing temperature rise in the busbar has been desired.
本開示は、以下の形態として実現することができる。 This disclosure can be realized in the following forms:
(1)本開示の一形態によれば、バスバーが提供される。このバスバーは、同一平面上に正極端子と負極端子とを有する角形の電池が、第一の方向に沿って複数配列されており、前記正極端子と前記負極端子とがそれぞれ千鳥配列された組電池において、複数の前記電池の同極の端子を互いに接続するバスバーであって、複数の前記同極の端子にそれぞれ接続される複数の端子接続部と、複数の前記端子接続部にそれぞれ連なり、前記第一の方向に延びて互いに平行に形成された一対の本体部と、前記一対の本体部を互いに導通させる導通部と、を備え、前記バスバーは、熱容量を増大させる熱容量増大部をさらに備えることを特徴とする。この形態のバスバーは、熱容量を増大させる熱容量増大部をさらに備えるので、バスバーの熱容量が増大する。また、バスバーの表面積が増大することによって放熱性の向上も相乗的に作用する。これにより、熱容量増大部を備えない従来構成と比較して、同程度の電流を通電させた際の発熱量を低減させることができ、バスバーの温度上昇を緩やかにしたり、その最高温度を低下させたりすることができる。したがって、通電の際にバスバーの温度が過度に上昇することを抑制できる。 (1) According to one embodiment of the present disclosure, a busbar is provided. In a battery pack in which a plurality of rectangular batteries having positive and negative terminals on the same plane are arranged along a first direction, and the positive and negative terminals are arranged in a staggered manner, the busbar is a busbar that connects terminals of the same polarity of the plurality of batteries to each other, and includes a plurality of terminal connection parts that are respectively connected to the plurality of terminals of the same polarity, a pair of main body parts that are respectively connected to the plurality of terminal connection parts and extend in the first direction and are formed in parallel to each other, and a conductive part that conducts the pair of main body parts to each other, and the busbar is characterized in that it further includes a heat capacity increasing part that increases the heat capacity. Since the busbar of this embodiment further includes a heat capacity increasing part that increases the heat capacity, the heat capacity of the busbar is increased. In addition, the increase in the surface area of the busbar also acts synergistically to improve heat dissipation. This reduces the amount of heat generated when the same amount of current is passed through it compared to a conventional configuration that does not have a heat capacity increasing section, making it possible to slow down the temperature rise of the busbar and lower its maximum temperature. Therefore, it is possible to prevent the temperature of the busbar from rising excessively when current is passed through it.
(2)上記形態のバスバーにおいて、前記熱容量増大部は、前記バスバーの通電経路に垂直な断面における断面積が、前記バスバーのうち前記熱容量増大部を除く他の部分の前記断面における断面積よりも大きくてもよい。この形態のバスバーによれば、バスバーの通電経路に垂直な断面において、熱容量増大部の断面積が、バスバーのうち熱容量増大部を除く他の部分の断面積よりも大きいので、バスバーの熱容量が増大する。したがって、通電の際のバスバーの温度上昇を抑制できる。 (2) In the busbar of the above embodiment, the heat capacity increasing portion may have a cross-sectional area in a cross section perpendicular to the current path of the busbar that is larger than the cross-sectional area of the other portions of the busbar excluding the heat capacity increasing portion. According to the busbar of this embodiment, the cross-sectional area of the heat capacity increasing portion in a cross section perpendicular to the current path of the busbar is larger than the cross-sectional area of the other portions of the busbar excluding the heat capacity increasing portion, so that the heat capacity of the busbar is increased. Therefore, the temperature rise of the busbar when current is passed through it can be suppressed.
(3)上記形態のバスバーにおいて、前記熱容量増大部は、第一熱容量増大部を有し、前記第一熱容量増大部は、前記導通部と並列に形成され、前記一対の本体部を互いに連結してもよい。この形態のバスバーによれば、熱容量増大部が、導通部と並列に形成されて一対の本体部を互いに連結する第一熱容量増大部を有するので、バスバーの機械的強度を増大できる結果、バスバーの耐振動性を向上できる。 (3) In the busbar of the above embodiment, the heat capacity increasing portion may have a first heat capacity increasing portion that is formed in parallel with the conductive portion and connects the pair of body portions to each other. According to this embodiment of the busbar, the heat capacity increasing portion has a first heat capacity increasing portion that is formed in parallel with the conductive portion and connects the pair of body portions to each other, so that the mechanical strength of the busbar can be increased, and as a result, the vibration resistance of the busbar can be improved.
(4)上記形態のバスバーにおいて、前記熱容量増大部は、第二熱容量増大部を有し、前記第二熱容量増大部は、前記一対の本体部のうちの少なくとも一方の本体部の前記第一の方向の端部において、前記端部に最も近い前記端子接続部が前記本体部に連なる位置から前記第一の方向に延伸して形成されていてもよい。この形態のバスバーによれば、熱容量増大部が、一対の本体部のうちの少なくとも一方の本体部の第一の方向の端部において第一の方向に延伸して形成された第二熱容量増大部を有するので、バスバーの熱容量が増大する。したがって、通電の際のバスバーの温度上昇を抑制できる。 (4) In the busbar of the above embodiment, the heat capacity increasing portion may have a second heat capacity increasing portion, and the second heat capacity increasing portion may be formed at an end portion in the first direction of at least one of the pair of body portions, extending in the first direction from a position where the terminal connection portion closest to the end portion is connected to the body portion. According to this embodiment of the busbar, the heat capacity increasing portion has a second heat capacity increasing portion formed at an end portion in the first direction of at least one of the pair of body portions, extending in the first direction, so that the heat capacity of the busbar is increased. Therefore, it is possible to suppress a temperature rise of the busbar when current is applied.
(5)上記形態のバスバーにおいて、前記熱容量増大部は、第三熱容量増大部をさらに有し、前記第三熱容量増大部は、前記導通部と並列に形成され、前記一対の本体部のうちの他方の本体部と前記第二熱容量増大部とを互いに連結してもよい。この形態のバスバーによれば、熱容量増大部が、導通部と並列に形成されて一対の本体部のうちの他方の本体部と第二熱容量増大部とを互いに連結する第三熱容量増大部をさらに有するので、熱容量をさらに増大できる。したがって、通電の際のバスバーの温度上昇をさらに抑制できる。 (5) In the busbar of the above embodiment, the heat capacity increasing portion may further include a third heat capacity increasing portion, which is formed in parallel with the conductive portion and connects the other of the pair of body portions to the second heat capacity increasing portion. According to this embodiment of the busbar, the heat capacity increasing portion further includes a third heat capacity increasing portion which is formed in parallel with the conductive portion and connects the other of the pair of body portions to the second heat capacity increasing portion, thereby further increasing the heat capacity. Therefore, the temperature rise of the busbar when current is applied can be further suppressed.
(6)上記形態のバスバーにおいて、前記熱容量増大部は、前記熱容量増大部を除く他の部分と同一の材料により形成されていてもよい。この形態のバスバーによれば、熱容量増大部が、熱容量増大部を除く他の部分と同一の材料により形成されているので、バスバーの通電経路を増やすことができる結果、バスバーの電流密度を低下させることができる。したがって、通電の際のバスバーの温度上昇をより抑制できる。 (6) In the busbar of the above embodiment, the heat capacity increase portion may be formed from the same material as the other portions except for the heat capacity increase portion. According to the busbar of this embodiment, since the heat capacity increase portion is formed from the same material as the other portions except for the heat capacity increase portion, the current flow paths of the busbar can be increased, and as a result, the current density of the busbar can be reduced. Therefore, the temperature rise of the busbar when current is passed through it can be further suppressed.
(7)本開示の他の形態によれば、組電池が提供される。この組電池は、上記形態のバスバーと、前記複数の電池と、を備えることを特徴とする。この形態の組電池によれば、熱容量を増大させる熱容量増大部を有するバスバーを備えるので、バスバーの熱容量が増大する。したがって、通電の際のバスバーの温度上昇を抑制できる。 (7) According to another aspect of the present disclosure, a battery pack is provided. The battery pack is characterized by including the bus bar of the above aspect and the plurality of batteries. According to this aspect of the battery pack, the bus bar has a heat capacity increasing portion that increases the heat capacity, and therefore the heat capacity of the bus bar is increased. Therefore, the temperature rise of the bus bar when current is applied can be suppressed.
(8)上記形態の組電池において、前記バスバーは、複数の前記電池の前記正極端子を互いに接続し、前記熱容量増大部は、第四熱容量増大部を有し、前記第四熱容量増大部は、前記複数の端子接続部のうち前記バスバーの通電経路において最も下流側に位置する下流端子接続部の一部として形成され、前記下流端子接続部の前記第一の方向に沿った寸法は、前記下流端子接続部が連なる前記本体部の短手方向に沿った寸法よりも大きくてもよい。この形態の組電池によれば、複数の電池の正極端子を互いに接続するバスバーにおいて、第四熱容量増大部が、複数の端子接続部のうちバスバーの通電経路において最も下流側に位置する下流端子接続部の一部として形成されている。したがって、通電の際のバスバーの温度上昇を効果的に抑制できる。 (8) In the battery pack of the above embodiment, the busbar connects the positive terminals of the batteries to each other, and the heat capacity increasing portion has a fourth heat capacity increasing portion, and the fourth heat capacity increasing portion is formed as a part of the downstream terminal connection portion that is located most downstream in the current path of the busbar among the multiple terminal connection portions, and the dimension of the downstream terminal connection portion along the first direction may be larger than the dimension along the short side direction of the main body portion to which the downstream terminal connection portions are connected. According to the battery pack of this embodiment, in the busbar that connects the positive terminals of the batteries to each other, the fourth heat capacity increasing portion is formed as a part of the downstream terminal connection portion that is located most downstream in the current path of the busbar among the multiple terminal connection portions. Therefore, the temperature rise of the busbar during current flow can be effectively suppressed.
(9)上記形態の組電池において、前記バスバーは、複数の前記電池の前記負極端子を互いに接続し、前記熱容量増大部は、第四熱容量増大部を有し、前記第四熱容量増大部は、前記複数の端子接続部のうち前記バスバーの通電経路において最も上流側に位置する上流端子接続部の一部として形成され、前記上流端子接続部の前記第一の方向に沿った寸法は、前記上流端子接続部が連なる前記本体部の短手方向に沿った寸法よりも大きくてもよい。この形態の組電池によれば、複数の電池の負極端子を互いに接続するバスバーにおいて、第四熱容量増大部が、複数の端子接続部のうちバスバーの通電経路において最も上流側に位置する上流端子接続部の一部として形成されている。したがって、通電の際のバスバーの温度上昇を効果的に抑制できる。 (9) In the battery pack of the above embodiment, the busbar connects the negative terminals of the batteries to each other, and the heat capacity increasing portion has a fourth heat capacity increasing portion, and the fourth heat capacity increasing portion is formed as a part of an upstream terminal connection portion that is located most upstream in the current path of the busbar among the multiple terminal connection portions, and the dimension of the upstream terminal connection portion along the first direction may be larger than the dimension along the short side direction of the main body portion to which the upstream terminal connection portions are connected. According to the battery pack of this embodiment, in the busbar that connects the negative terminals of the batteries to each other, the fourth heat capacity increasing portion is formed as a part of an upstream terminal connection portion that is located most upstream in the current path of the busbar among the multiple terminal connection portions. Therefore, the temperature rise of the busbar during current flow can be effectively suppressed.
なお、本開示は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、組電池が搭載された二次電池装置、バスバーの製造方法、組電池の製造方法等の形態で実現することができる。 The present disclosure can be realized in various forms, such as a secondary battery device equipped with a battery pack, a method for manufacturing a bus bar, a method for manufacturing a battery pack, etc.
A.第1実施形態:
図1は、本開示の一実施形態としてのバスバー20を備える組電池100の概略構成を示す斜視図である。図2は、組電池100の概略構成を示す上面図である。組電池100は、後述するように複数並んでモジュール化され、図示しない二次電池装置の一部を構成している。本実施形態において、かかる二次電池装置は、図示しない電気自動車に搭載されているが、電気自動車に限らず、電気を動力源とする任意の移動体や定置型の電源として搭載されてもよい。組電池100は、複数の角形の電池10と、2つのバスバー20と、を備える。なお、図1および図2では、組電池100とともに、後述する2つの導電部材90を図示している。
A. First embodiment:
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a
図3は、電池10の概略構成を示す斜視図である。本実施形態の電池10は、リチウムイオン電池を含んで構成されているが、リチウムイオン電池に限らず、ニッケル水素電池等、任意の種類の二次電池を含んで構成されていてもよい。電池10は、電池本体部12と、2つの負極端子14と、2つの正極端子16と、を有する。すなわち、本実施形態における電池10は、1つの負極端子14と1つの正極端子16とを有する単位電池を2つ連接させたものである。
Figure 3 is a perspective view showing the schematic configuration of
電池本体部12は、扁平な略直方体の外観形状を有する。負極端子14および正極端子16は、それぞれ電池本体部12の上面13において上方向に向かって突出して形成されている。つまり、負極端子14および正極端子16は、同一平面上に配置されている。負極端子14および正極端子16には、それぞれ図示しない雌ネジが形成されている。以降の説明では、電池本体部12の上面13に平行な平面において、電池10の短手方向を第一の方向D1とも呼び、電池10の長手方向、すなわち第一の方向D1と直交する方向を第二の方向D2とも呼ぶ。電池10を構成する2つの単位電池は、負極端子14および正極端子16の第二の方向D2における配列を入れ替えて連接されている。よって、電池10には、負極端子14と正極端子16とが第二の方向D2に沿って並んで形成されるとともに、負極端子14と正極端子16とが第一の方向D1に沿って並んで形成されている。電池本体部12の上面13には、さらに、第二の方向D2に沿って並んで形成された負極端子14と正極端子16との間に、測定用端子18がそれぞれ形成されている。各測定用端子18は、中間電位を測定する際に用いられる。
The
図1および図2に示すように、本実施形態の組電池100は、3つの電池10が第一の方向D1に沿って配列されており、負極端子14と正極端子16とがそれぞれ千鳥配列されている。このため、組電池100では、第一の方向D1に沿って負極端子14と正極端子16とが交互に並んでいる。千鳥配列について詳述すると、第二の方向D2の一端側(図2の下方側)では、第一の方向D1の最も一端側(図2の左側)に正極端子16が配置され、第一の方向D1の他端側(図2の右側)に向かって正極端子16と負極端子14とが交互に配置されている。一方で、第二の方向D2の他端側(図2の上方側)では、第一の方向D1の最も一端側(図2の左側)に負極端子14が配置され、第一の方向D1の他端側(図2の右側)に向かって正極端子16と負極端子14とが交互に配置されている。なお、組電池100が備える電池10の数は、3つに限らず2つや4つ等、任意の数であってもよい。組電池100は、第一の方向D1に沿って複数配列されることにより、モジュール化されている。なお、図1および図2では、図示の便宜上、1つの組電池100のみを示している。
1 and 2, in the
導電部材90は、第一の方向D1を長手方向とする平面視略長方形の板状の外観形状を有し、第一の方向D1に互いに隣り合う組電池100を電気的に直列に接続する。より具体的には、導電部材90は、或る組電池100の負極端子14と、かかる組電池100に隣り合う組電池100の正極端子16とを互いに接続する。導電部材90には、それぞれ板厚方向に貫通する2つの貫通孔92が第一の方向D1に沿って並んで形成されている。各貫通孔92は、後述するように、導電部材90と負極端子14および正極端子16との接続に用いられる。
The
2つのバスバー20は、それぞれ、略板状の外観形状を有し、組電池100が備える3つの電池10を電気的に並列に接続する。2つのバスバー20のうちの一方は、複数の電池10の負極端子14同士を互いに接続し、2つのバスバー20のうちの他方は、複数の電池10の正極端子16同士を互いに接続する。すなわち、各バスバー20は、複数の電池10の同極の端子を互いに接続する。後述するように、各バスバー20は、複数の電池10の負極端子14または正極端子16の上に組付けられる。電池10の負極端子14を互いに接続するバスバー20(以下、負極用バスバー24とも呼ぶ)と、正極端子16を互いに接続するバスバー20(以下、正極用バスバー26とも呼ぶ)とは、同一の構成を有し、板厚方向に互いに反転した状態で互いに対向して組付けられる。以下の説明では、バスバー20が正極用バスバー26である場合について、代表して説明する。
Each of the two
図4は、バスバー20の詳細構成を示す斜視図である。図5は、バスバー20の詳細構成を示す上面図である。図6は、図5のA矢視図である。バスバー20は、複数の端子接続部40と、一対の本体部50と、導通部60と、熱容量増大部70と、を有する。
Figure 4 is a perspective view showing the detailed configuration of the
複数の端子接続部40は、電池10の正極端子16にそれぞれ接続される。上述のように、本実施形態の組電池100が備える電池10の数が3であり、各電池10が正極端子16を2つずつ有するため、本実施形態のバスバー20は、端子接続部40を6つ有している。換言すると、本実施形態のバスバー20において、第一の方向D1に沿って並ぶ端子接続部40の数は3であり、バスバー20は3つの電池10を接続する。各端子接続部40は、第一の方向D1と第二の方向D2とに沿った平面、すなわち電池10の上面13と平行な面に沿って形成されている。
The multiple
一対の本体部50は、第一の方向D1に延びて互いに平行に形成されている。以下の説明では、一対の本体部50のうちの一方を、第一本体部51とも呼び、一対の本体部50のうちの他方を、第二本体部52とも呼ぶ。すなわち、第一本体部51と第二本体部52とは、第一の方向D1に沿って並ぶ3つの端子接続部40にそれぞれ連なっている。換言すると、第一本体部51と第二本体部52とは、それぞれ、第一の方向D1に沿って並ぶ3つの端子接続部40のうち、最も離れた端子接続部40同士を接続する直線状に形成されている。本実施形態において、第一本体部51および第二本体部52における第一の方向D1に沿った寸法は、互いに等しい。
The pair of
端子接続部40は、一対の本体部50のいずれか一方から、第二の方向D2に沿って一対の本体部50の他方から離れる方向へとそれぞれ突出して形成されている。より具体的には、第一本体部51に連なる3つの端子接続部40は、第二の方向D2に沿って第二本体部52から離れる方向へとそれぞれ突出して形成され、第二本体部52に連なる3つの端子接続部40は、第二の方向D2に沿って第一本体部51から離れる方向へとそれぞれ突出して形成されている。各端子接続部40には、板厚方向に貫通する貫通孔42が形成されている。各貫通孔42は、後述するように、バスバー20と正極端子16との接続に用いられる。以下の説明では、バスバー20が有する複数の端子接続部40のうち、正極用バスバー26としてのバスバー20の通電経路において最も下流側に位置する端子接続部40を、下流端子接続部44とも呼ぶ。
The
負極用バスバー24においては、電流の流れる向きが逆になる。このため、負極用バスバー24では、正極用バスバー26において下流端子接続部44として機能していた端子接続部40が、バスバー20の通電経路において最も上流側に位置する上流端子接続部45として機能する。正極用バスバー26の下流端子接続部44と負極用バスバー24の上流端子接続部45とが、導電部材90によって互いに接続されることにより、第一の方向D1に隣り合う組電池100は、電気的に直列に接続される。
In the negative busbar 24, the direction of current flow is reversed. Therefore, in the negative busbar 24, the
以下の説明では、下流端子接続部44に対して点対称の位置にある端子接続部40を、対称端子接続部48とも呼ぶ。本実施形態において、「点対称の位置」とは、第一の方向D1および第二の方向D2に沿った平面において、バスバー20の重心を中心点とする点対称の位置を意味している。
In the following description, the
一対の本体部50は、端子接続部40の形成面と平行な面に沿って形成されている。一対の本体部50と各端子接続部40とは、屈折部46を介して連なっている。屈折部46は、第一の方向D1と第二の方向D2とにそれぞれ略直交する方向に沿って形成されている。本実施形態において、屈折部46の第一の方向D1に沿った寸法は、端子接続部40の第一の方向D1に沿った寸法と略等しい。
The pair of
導通部60は、一対の本体部50を互いに導通させる。導通部60は、一対の本体部50と同一平面上において、第二の方向D2に沿って形成されている。
The
熱容量増大部70は、バスバー20の熱容量を増大させる機能を有する。本実施形態の熱容量増大部70は、一対の本体部50と同一平面上において、導通部60と並列に形成されて一対の本体部50を互いに連結している。また、本実施形態の熱容量増大部70は、導通部60と平行に形成されている。熱容量増大部70は、バスバー20の体積を増加させることによって熱容量を増大させることにより、通電の際のバスバー20の温度上昇を抑制する。また、熱容量増大部は、バスバー20の表面積を増加させることにより、通電の際のバスバー20の放熱を促進し、バスバー20の温度上昇を抑制する。ここで、一対の本体部50は、これらを接続する架橋部が少なくとも1つ存在すれば導通する。よって、架橋部が2つ以上存在する場合は、n本の架橋部のうち(nー1)本が熱容量増大部70に該当する。
The heat
本実施形態のバスバー20および導電部材90は、銅板を材料として、打ち抜き加工と曲げ加工とによって成形されている。このため、熱容量増大部70は、バスバー20のうち熱容量増大部70を除く他の部分と同一の材料によって一体に成形されている。したがって、本実施形態の熱容量増大部70は、導通部60と同様に、一対の本体部50を互いに導通させる。このため、熱容量増大部70は、導通部としての機能を兼用する。したがって、熱容量増大部70は、バスバー20の通電経路を増加させるので、通電の際のバスバー20の一対の本体部50間を通る電流を分散し、導通部60および熱容量増大部70における電流密度を低下させる。本実施形態において、熱容量増大部70の第一の方向D1に沿った寸法は、導通部60の第一の方向D1に沿った寸法および本体部50の第二の方向D2に沿った寸法とそれぞれ略同じである。また、本実施形態のバスバー20は、略一定の厚みに形成されている。
The
図1および図2に示す負極用バスバー24と正極用バスバー26とは、上述のように同一の構成を有し、板厚方向に互いに反転した状態で互いに対向して組付けられる。負極用バスバー24の端子接続部40と、正極用バスバー26の端子接続部40とは、同一平面上に位置して組付けられる。このため、負極用バスバー24の本体部50は、端子接続部40よりも下方向に位置し、正極用バスバー26の本体部50は、端子接続部40よりも上方向に位置している。このような構成により、負極用バスバー24と正極用バスバー26とは、互いに接触せずに絶縁されている。また、上面視したときに、各本体部50の少なくとも一部が重ね合わされている。
The negative busbar 24 and the positive busbar 26 shown in Figs. 1 and 2 have the same configuration as described above, and are assembled facing each other with the plates inverted in the plate thickness direction. The
組電池100を組み立てる際には、3つの電池10が有する負極端子14の上に負極用バスバー24が載せられ、正極端子16の上に正極用バスバー26が載せられる。そして、正極用バスバー26の通電経路において最も下流側に位置する下流端子接続部44の上と、負極用バスバー24の通電経路において最も上流側に位置する上流端子接続部45の上とにまたがって、導電部材90が載せられる。このとき、各バスバー20と導電部材90とは、各バスバー20に形成された貫通孔42および導電部材90に形成された貫通孔92とが、それぞれ負極端子14および正極端子16に形成された雌ネジと対応する位置に載せられる。その後、図示しないボルトが貫通孔42、92に挿入され、かかるボルトの雄ネジと各端子14、16の雌ネジとが螺合されて締結されることにより、各バスバー20と導電部材90とが各端子14、16に固定されて電気的に接続される。なお、各バスバー20と導電部材90とは、ボルトによる締結に限らず、溶接等の任意の方法によって各端子14、16と電気的に接続されてもよい。
When assembling the
本実施形態では、上下方向から見て、負極用バスバー24の導通部60と正極用バスバー26の熱容量増大部70とが互いに重ね合わされ、負極用バスバー24の熱容量増大部70と正極用バスバー26の導通部60とが互いに重ね合わされて組付けられている。各導通部60と各熱容量増大部70とはいずれも、第一の方向D1において、第一の方向D1に沿って互いに隣り合う負極端子14と正極端子16との間に位置している。なお、各導通部60と各熱容量増大部70とは、第一の方向D1において、第一の方向D1に沿って互いに隣り合う負極端子14と正極端子16との間に位置していなくてもよい。また、各本体部50は、第二の方向D2において、各電池10に形成された端子14、16と測定用端子18との間に位置している。
In this embodiment, when viewed from the top and bottom, the
本実施形態において、熱容量増大部70は、本開示における熱容量増大部および第一熱容量増大部に相当する。
In this embodiment, the heat
以上説明した第1実施形態のバスバー20によれば、熱容量を増大させる熱容量増大部70を備えるので、バスバー20の熱容量が増大する。また、バスバー20の表面積が増大することによって放熱性の向上も相乗的に作用する。これにより、熱容量増大部70を備えない従来構成と比較して、同程度の電流を通電させた際の発熱量を低減させることができ、バスバー20の温度上昇を緩やかにしたり、その最高温度を低下させたりすることができる。したがって、通電の際にバスバー20の温度が上昇することを抑制できる。ひいては、バスバー20の温度上昇に起因するバスバー20や電池10の劣化を抑制できる。
According to the
また、熱容量増大部70は、導通部60と並列に形成されて一対の本体部50を互いに連結しているので、バスバー20の機械的強度を増大できる結果、耐振動性を向上できる。
In addition, the heat
また、熱容量増大部70は、導電性材料により形成されて一対の本体部50を互いに連結しているので、バスバー20の通電経路を増やすことができる結果、バスバー20の電流密度を低下させることができる。このため、通電の際の温度上昇をより抑制できる。
In addition, the heat
また、一対の本体部50と各端子接続部40とは、第二の方向D2と第一の方向D1とにそれぞれ略直交する方向に沿って形成された屈折部46を介して連なっている。このため、負極用バスバー24と正極用バスバー26とが板厚方向に反転させて電池10に組付けられた際に、負極用バスバー24と正極用バスバー26とが互いに接触することを抑制できるので、短絡の発生を抑制できる。
The pair of
また、一対の本体部50は、それぞれ3つの端子接続部40に連なっている。すなわち、バスバー20には第一の方向D1に沿って3つの端子接続部40が並んで形成されており、バスバー20は3つの電池10を並列接続する。このため、本実施形態のバスバー20は、2つの電池10を並列接続するバスバー、すなわち一対の本体部50がそれぞれ2つの端子接続部40に連なっている構成と比較して、大電流が流れて温度上昇しやすい傾向にある。しかしながら、本実施形態のバスバー20によれば、熱容量増大部70を備えるので、通電の際の電気抵抗によってバスバー20の温度が過度に上昇することを抑制できる。
The pair of
B.第2実施形態:
図7は、第2実施形態のバスバー20aの詳細構成を示す斜視図である。第2実施形態のバスバー20aは、熱容量増大部70に代えて、熱容量増大部70aを有する点において、第1実施形態のバスバー20と異なる。その他の構成は第1実施形態のバスバー20と同じであるので、同一の構成には同一の符号を付し、それらの詳細な説明を省略する。
B. Second embodiment:
7 is a perspective view showing a detailed configuration of a
熱容量増大部70aは、第1実施形態の熱容量増大部70と比較して、厚肉に形成されている。このため、バスバー20aの通電経路に垂直な断面において、より具体的には、熱容量増大部70aの延伸方向に垂直な断面において、熱容量増大部70aの断面積は、導通部60の断面積および本体部50の断面積よりも大きい。すなわち、熱容量増大部70aは、バスバー20aの通電経路に垂直な断面における断面積が、バスバー20aのうち熱容量増大部70aを除く他の部分の断面積よりも大きい。なお、熱容量増大部70aは、第1実施形態の熱容量増大部70aと比較して、厚肉に形成されることに代えて、または厚肉に形成されることに加えて、第一の方向D1に沿った寸法が大きく形成されていてもよい。
The heat
以上説明した第2実施形態のバスバー20aによれば、第1実施形態と同様な効果を奏する。加えて、熱容量増大部70aは、バスバー20aの通電経路に垂直な断面における断面積が、バスバー20aのうち熱容量増大部70aを除く他の部分の断面積よりも大きいので、熱容量をさらに増大させることができる結果、通電の際のバスバー20aの温度上昇をさらに抑制できる。
The
C.第3実施形態:
図8は、第3実施形態のバスバー20bの詳細構成を示す斜視図である。図9は、第3実施形態のバスバー20bの詳細構成を示す上面図である。第3実施形態のバスバー20bは、熱容量増大部70に加えて、2つの熱容量増大部70bをさらに有する点において、第1実施形態のバスバー20と異なる。その他の構成は第1実施形態のバスバー20と同じであるので、同一の構成には同一の符号を付し、それらの詳細な説明を省略する。なお、以下の説明では、第1実施形態の熱容量増大部70を、第一熱容量増大部71とも呼ぶ。説明の便宜上、本実施形態のバスバー20bは、正極用バスバー26とする。しかしながら、負極用バスバー24とすることも当然可能である。負極用バスバー24とする場合は、電流の流れる向きが逆になるので、下流端子接続部44は上流端子接続部45として機能する。
C. Third embodiment:
FIG. 8 is a perspective view showing a detailed configuration of the
2つの熱容量増大部70bは、バスバー20bにおいて、第一の方向D1の両端部にそれぞれ形成されている。各熱容量増大部70bは、第二熱容量増大部72bと、第三熱容量増大部73bとをそれぞれ有する。
Two heat
第二熱容量増大部72bは、それぞれ、一対の本体部50の第一の方向D1の端部において、かかる端部に最も近い端子接続部40が本体部50に連なる位置から第一の方向D1に延伸して形成されている。第一本体部51に連なる第二熱容量増大部72bは、第一の方向D1において、第二本体部52の端部の位置まで延伸して形成されている。第二本体部52に連なる第二熱容量増大部72bは、第一の方向D1において、第一本体部51の端部の位置まで延伸して形成されている。このため、第二の方向D2から見て、第一本体部51と、第二本体部52に連なる第二熱容量増大部72bとは、互いに重なっており、第二本体部52と、第一本体部51に連なる第二熱容量増大部72bとは、互いに重なっている。本実施形態において、第一本体部51に連なる第二熱容量増大部72bと第二本体部52に連なる第二熱容量増大部72bとにおける第一の方向D1に沿った寸法は、互いに等しい。
The second heat
第三熱容量増大部73bは、一対の本体部50の第一の方向D1の端部のうち、第二熱容量増大部72bが形成されている側とは反対側の端部において、それぞれ、導通部60と並列に形成されている。第三熱容量増大部73bのうちの一方は、第一本体部51と、第二本体部52に連なる第二熱容量増大部72bの端部とを連結し、第三熱容量増大部73bのうちの他方は、第二本体部52と、第一本体部51に連なる第二熱容量増大部72bの端部とを連結している。すなわち、第三熱容量増大部73bは、一対の本体部50のうちの一方に形成された第二熱容量増大部72bと、一対の本体部50のうちの他方の本体部50とを互いに連結している。本実施形態において、第二熱容量増大部72bと第三熱容量増大部73bとは、R形状を介して互いに連結されている。
The third heat
本実施形態において、正極用バスバー26としてのバスバー20bの通電経路において最も下流側に位置する下流端子接続部44と、第三熱容量増大部73bとは、第一の方向D1において、互いに重なっている。すなわち、下流端子接続部44と第三熱容量増大部73bとは、第二の方向D2に沿って同一直線上に形成されている。
In this embodiment, the downstream terminal connection portion 44, which is located most downstream in the current path of the
本実施形態において、本体部50の第二の方向D2に沿った寸法L1と、導通部60の第一の方向D1に沿った寸法L2と、第一熱容量増大部71の第一の方向D1に沿った寸法L3と、第二熱容量増大部72bの第二の方向D2に沿った寸法L4と、第三熱容量増大部73bの第一の方向D1に沿った寸法L5とは、いずれも略同じである。また、本実施形態の熱容量増大部70bは、導電性材料により形成されているので、導通部としての機能を兼用する。
In this embodiment, the dimension L1 of the
本実施形態において、バスバー20bは点対称な形状である。バスバー20bにおいて、下流端子接続部44に接続する第三熱容量部73bおよび第二熱容量部72bと、対称端子接続部48に接続する第三熱容量部73bおよび第二熱容量部72bとは、点対称の位置にある。なお、本実施形態において、「点対称の位置」とは、第一の方向D1および第二の方向D2に沿った平面において、バスバー20bの重心を中心点とする点対称の位置を意味している。
In this embodiment, the
以上説明した第3実施形態のバスバー20bによれば、第1実施形態と同様な効果を奏する。加えて、第二熱容量増大部72bおよび第三熱容量増大部73bを有する熱容量増大部70bを備えるので、熱容量をさらに増大させることができる。したがって、通電の際のバスバー20bの温度上昇をさらに抑制できる。
The
また、第二熱容量増大部72bおよび第三熱容量増大部73bは、いずれも導電性材料により形成されているので、導通部としての機能を兼用する。このため、バスバー20bの通電経路をさらに増やすことができるので、バスバー20bの電流密度をさらに減少させることができる。したがって、通電の際のバスバー20bの温度上昇をさらに抑制できる。
The second heat
また、下流端子接続部44と第三熱容量増大部73bとは、第二の方向D2に沿って同一直線上に形成されている。このため、本体部50と第三熱容量増大部73bとが第一の方向D1において下流端子接続部44から離間した位置で接続する構成に比べて、本体部50を通って下流端子接続部44へと流れ込む電流と、第三熱容量増大部73bを通って下流端子接続部44へと流れ込む電流との、足し合わされた電流が流れる距離を短くできる。このように、大電流が流れる距離を短くできるので、通電の際の発熱量を抑制できる。
The downstream terminal connection portion 44 and the third heat
また、下流端子接続部44、下流端子接続部44に接続する第三熱容量部73bおよび第二熱容量部72bと、対称端子接続部48、対称端子接続部48に接続する第三熱容量部73bおよび第二熱容量部72bとは、点対称の位置にある。ここで、負極用バスバー24と正極用バスバー26とは、板厚方向に反転させて使用される。このため、バスバー20bは、表裏の向きを反転させるだけで負極用バスバー24とすることができる。負極用バスバー24において、下流端子接続部44は、バスバー20bの通電経路において最も上流側に位置する上流端子接続部45として機能する。したがって、負極用バスバー24と正極用バスバー26とを同一の構成としつつ、負極用バスバー24においては、バスバー20bの通電経路の上流側において大電流が流れる距離を短くでき、正極用バスバー26においては、バスバー20bの通電経路の下流側において大電流が流れる距離を短くできる。
In addition, the downstream terminal connection portion 44, the third
D.第4実施形態:
図10は、第4実施形態のバスバー20cの詳細構成を示す斜視図である。図11は、第4実施形態のバスバー20cの詳細構成を示す上面図である。第4実施形態のバスバー20cは、第四熱容量増大部74cをさらに有する点において、第3実施形態のバスバー20bと異なる。その他の構成は第3実施形態のバスバー20bと同じであるので、同一の構成には同一の符号を付し、それらの詳細な説明を省略する。説明の便宜上、本実施形態のバスバー20cは、正極用バスバー26とする。しかしながら、負極用バスバー24とすることも当然可能である。負極用バスバー24とする場合は、電流の流れる向きが逆になるので、下流端子接続部44は上流端子接続部45として機能する。
D. Fourth embodiment:
FIG. 10 is a perspective view showing a detailed configuration of the
第四熱容量増大部74cは、複数の端子接続部40のうち、バスバー20cの通電経路において最も下流側に位置する下流端子接続部44と、かかる下流端子接続部44に対して点対称の位置にある対称端子接続部48とにおいて、下流端子接続部44の一部として、または対称端子接続部48の一部としてそれぞれ形成されている。これにより、下流端子接続部44の第一の方向D1に沿った長さは、下流端子接続部44が連なる本体部50の短手方向の長さよりも長い。さらに、対称端子接続部48の第一の方向D1に沿った長さは、対称端子接続部48が連なる本体部50の短手方向の長さよりも長い。なお、本実施形態において、「点対称の位置」とは、第一の方向D1および第二の方向D2に沿った平面において、バスバー20cの重心を中心点とする点対称の位置を意味している。また、図10および図11では、説明の便宜上、第四熱容量増大部74cの形成位置をハッチングで示している。
The fourth heat
正極用バスバー26において、通電の際にバスバー20cを流れる電流は、各端子接続部40から一対の本体部50および導通部60を介して下流端子接続部44へと流れ込む。本実施形態において、かかる電流は、導通部60に加えて、第一熱容量増大部71、第二熱容量増大部72bおよび第三熱容量増大部73bを介して、下流端子接続部44へと流れ込む。このため、正極用バスバー26としてのバスバー20cは、通電の際に下流側に向かうにつれて温度が上昇しやすく、下流端子接続部44において最も温度が上昇しやすい傾向にある。しかしながら、本実施形態のバスバー20cは、熱容量を増大させる第四熱容量増大部74cが下流端子接続部44の一部として形成されているので、バスバー20cの温度上昇を効果的に抑制することができる。
In the positive busbar 26, the current flowing through the
第四熱容量増大部74cは、下流端子接続部44および対称端子接続部48において、いずれも第一の方向D1に隣り合う端子接続部40に近づく側に形成されている。第四熱容量増大部74cが形成されていることにより、下流端子接続部44および対称端子接続部48の第一の方向D1に沿った寸法は、いずれも、下流端子接続部44および対称端子接続部48を除く他の端子接続部40の第一の方向D1に沿った寸法よりも大きい。また、下流端子接続部44および対称端子接続部48の第一の方向D1に沿った寸法は、いずれも本体部50の第二の方向D2(短手方向)に沿った寸法よりも大きい。
The fourth heat
本実施形態のバスバー20cを備える組電池100には、組電池100を直列接続するための導電部材90に代えて、図11において破線で示すように、第一の方向D1において第四熱容量増大部74cを含む下流端子接続部44の全体を覆う導電部材90cが接続されてもよい。導電部材90cは、第1実施形態の組電池100に接続される導電部材90と比較して、第一の方向D1に沿った寸法が大きい。第一の方向D1において第四熱容量増大部74cを含む下流端子接続部44の全体を覆う導電部材90cが接続されることにより、下流端子接続部44と導電部材90cとの接触面積をより増大させることができる。このため、バスバー20cの電流をより分散させることができるので、バスバー20cの温度上昇をより抑制できる。
Instead of the
以上説明した第4実施形態のバスバー20cによれば、第3実施形態と同様な効果を奏する。加えて、熱容量を増大させる第四熱容量増大部74cが、複数の端子接続部40のうちバスバー20cの通電経路において最も下流側に位置する下流端子接続部44に形成されているので、バスバー20cの温度上昇を効果的に抑制できる。
The
また、第四熱容量増大部74cは、下流端子接続部44と、下流端子接続部44に対して点対称の位置にある対称端子接続部48とにそれぞれ形成されている。ここで、負極用バスバー24と正極用バスバー26とは板厚方向に反転させて使用される。このため、バスバー20cは、表裏の向きを反転させるだけで負極用バスバー24とすることができる。負極用バスバー24において、下流端子接続部44は、バスバー20cの通電経路において最も上流側に位置する上流端子接続部45として機能する。したがって、負極用バスバー24と正極用バスバー26とを同一の構成としつつ、負極用バスバー24においてはバスバー20cの通電経路において最も上流側に第四熱容量増大部74cを位置させることができ、正極用バスバー26においては、バスバー20cの通電経路において最も下流側に第四熱容量増大部74cを位置させることができる。換言すると、バスバー20cの通電経路において最も上流側と最も下流側とに第四熱容量増大部74cが形成されたバスバー20cを、負極用バスバー24と正極用バスバー26として兼用して使用できる。
The fourth heat
また、第一の方向D1において第四熱容量増大部74cを含む下流端子接続部44の全体を覆う導電部材90cが接続される態様によれば、バスバー20cの電流をより分散させることができるので、バスバー20cの温度上昇をより抑制できる。
In addition, according to the embodiment in which the
E.第5実施形態:
図12は、第5実施形態のバスバー20dの詳細構成を示す斜視図である。図13は、第5実施形態のバスバー20dの詳細構成を示す上面図である。第5実施形態のバスバー20dは、2つの熱容量増大部70bに代えて、2つの熱容量増大部70dを有する点において、第3実施形態のバスバー20bと異なる。その他の構成は第3実施形態のバスバー20bと同じであるので、同一の構成には同一の符号を付し、それらの詳細な説明を省略する。また、バスバー20dが正極用バスバー26である場合について、代表して説明する。
E. Fifth embodiment:
Fig. 12 is a perspective view showing a detailed configuration of a
2つの熱容量増大部70dは、第二熱容量増大部72dと、第三熱容量増大部73dとをそれぞれ有する。
The two heat
第二熱容量増大部72dは、それぞれ、一対の本体部50の第一の方向D1の端部において、第一の方向D1に延伸して形成されている。第5実施形態における第二熱容量増大部72dの第一の方向D1に沿った寸法は、第3実施形態における第二熱容量増大部72bの第一の方向D1に沿った寸法よりも小さい。
The second heat
第三熱容量増大部73dは、一対の本体部50の第一の方向D1の端部のうち、第二熱容量増大部72dが形成されている側とは反対側の端部の近傍において、それぞれ、導通部60と並列に形成されている。第三熱容量増大部73dのうちの一方は、第一本体部51と、第二本体部52に連なる第二熱容量増大部72dの端部とを連結し、第三熱容量増大部73dのうちの他方は、第二本体部52と、第一本体部51に連なる第二熱容量増大部72dの端部とを連結している。本実施形態において、第二熱容量増大部72dと第三熱容量増大部73dとは、R形状を介して互いに連結されている。
The third heat
本実施形態において、正極用バスバー26としてのバスバー20dの通電経路において最も下流側に位置する下流端子接続部44と、第三熱容量増大部73dとは、第二の方向D2から見て一部において互いに重なっている。
In this embodiment, the downstream terminal connection portion 44, which is located most downstream in the current path of the
以上説明した第5実施形態のバスバー20dによれば、第3実施形態と同様な効果を奏する。加えて、第二熱容量増大部72dの第一の方向D1に沿った寸法が比較的小さく形成されているので、バスバー20dの通電経路が過度に長くなることを抑制できる結果、バスバー20dの温度上昇をさらに抑制できる。
The fifth embodiment of the
F.実験:
F-1.実験1
第1、3~5実施形態のバスバー20、20b~20dについて、最高温度および温度分布のシミュレーション実験を行なった。シミュレーションは、バスバー20、20b~20dを組付けた組電池100に対し、20℃の無風状態の大気下の環境において、各電池10から出力される電流の総計が200[A]となる境界条件の下で行なった。なお、最高温度とは、バスバー20、20b~20dのそれぞれにおいて、電流を流していない状態を基準とした温度変化の最高値を意味している。また、シミュレーションに用いたバスバー20、20b~20dは、いずれも正極用バスバー26である。
F. Experiments:
F-1. Experiment 1
A simulation experiment was conducted on the maximum temperature and temperature distribution for the bus bars 20, 20b to 20d of the first and third to fifth embodiments. The simulation was conducted under boundary conditions where the total current output from each
<試料>
試料1:第1実施形態のバスバー20
試料2:第3実施形態のバスバー20b
試料3、5:第4実施形態のバスバー20c
試料4:第5実施形態のバスバー20d
<Sample>
Sample 1:
Sample 2:
Samples 3 and 5:
Sample 4:
試料5は、導電部材90に代えて、導電部材90cを組み付けた試料である。なお、試料1~4では、いずれも第1実施形態と同様の導電部材90が組付けられている。
<最高温度のシミュレーション結果>
図14は、最高温度のシミュレーションを示す説明図である。図14において、縦軸は、電流を流していない状態を基準とした温度変化(ΔT(℃))を示している。図14では、試料2~5において、放熱向上に起因して抑制された分の温度と、発熱抑制に起因して抑制された分の温度とを、それぞれ試料1を基準として示している。なお、試料の放熱性は、試料の表面積と相関がある。
<Maximum temperature simulation results>
Fig. 14 is an explanatory diagram showing a simulation of the maximum temperature. In Fig. 14, the vertical axis shows the temperature change (ΔT (°C)) with respect to a state where no current is flowing as a reference. In Fig. 14, the temperature suppressed due to improved heat dissipation and the temperature suppressed due to suppressed heat generation are shown for Samples 2 to 5, respectively, with Sample 1 as a reference. The heat dissipation property of a sample is correlated with the surface area of the sample.
例えば試料1と試料2とを比較すると、試料1は20.2℃の温度変化が見積もられたが、試料2は11.3℃の温度変化が見積もられた。試料1と比較して、試料2は表面積が増えることによる放熱性の向上により4.0℃の温度変化が抑制され、発熱量の抑制により4.9℃の温度変化が抑制された。このように、試料2は、試料1と比較して温度上昇がより抑制されている。同様に、試料3~5も、試料1と比較して温度上昇がより抑制されている。この理由としては、試料2~5が、試料1が有する熱容量増大部70(第一熱容量増大部70)に加えて他の熱容量増大部70b~70dをさらに有することが挙げられる。また、第四熱容量増大部74cを有する試料3、5は、第四熱容量増大部74cを有さない試料2、4と比較して、温度上昇がさらに抑制されている。この理由としては、通電の際に最も温度が上昇しやすい下流端子接続部44に第四熱容量増大部74cが形成されていることが挙げられる。また、試料3と試料5との比較から、下流端子接続部44と導電部材90cとの接触面積を増大させることにより、温度上昇をより抑制できることがわかる。
For example, when comparing sample 1 and sample 2, the temperature change of sample 1 was estimated to be 20.2°C, while the temperature change of sample 2 was estimated to be 11.3°C. Compared to sample 1, the temperature change of sample 2 was suppressed by 4.0°C due to improved heat dissipation caused by an increased surface area, and the temperature change was suppressed by 4.9°C due to the suppression of the amount of heat generated. Thus, the temperature rise of sample 2 is more suppressed than that of sample 1. Similarly, the temperature rise of samples 3 to 5 is more suppressed than that of sample 1. The reason for this is that samples 2 to 5 further have other heat
<温度分布のシミュレーション結果>
図15~図18は、それぞれ試料1~4の温度分布のシミュレーションを示す説明図である。図15~図18では、温度の違いをハッチングで示している。図15~図18に示す結果から、いずれの試料においても、通電経路の下流側に向かうにつれて温度が上昇する傾向にあることがわかる。また、試料2~4では、いずれも試料1と比較して温度上昇が抑制されている。
<Temperature distribution simulation results>
15 to 18 are explanatory diagrams showing simulations of temperature distributions in samples 1 to 4, respectively. In Fig. 15 to 18, differences in temperature are indicated by hatching. From the results shown in Fig. 15 to 18, it can be seen that in all samples, the temperature tends to increase toward the downstream side of the current path. Furthermore, in samples 2 to 4, the temperature increase is suppressed compared to sample 1.
F-2.実験2
実験1と同様の試料2、3、5について、電流密度分布のシミュレーション実験を行なった。シミュレーションは、バスバー20b、20cを組付けた組電池100に対し、20℃の無風状態の大気下の環境において、各電池10から出力される電流の総計が200[A]となる境界条件の下で行なった。
F-2. Experiment 2
A simulation experiment of the current density distribution was carried out for the
<電流密度分布のシミュレーション結果>
図19は、試料2の電流密度分布のシミュレーションを示す説明図である。図19では、電流密度の違いをハッチングで示している。図19では、試料2を表裏の2方向から見たときの電流密度をそれぞれ示している。図19において、表側から見たバスバー20bとは、図1に示す組電池100を上方側から見たバスバー20bを示しており、裏側から見たバスバー20bとは、図1に示す組電池100の電池10側から見たバスバー20bを示している。図19に示す結果から、通電経路の下流側に向かうにつれて本体部50の電流密度が増大する傾向にあることがわかる。また、本体部50と下流端子接続部44とを接続する屈折部46の周辺において、電流密度が特に増大する傾向にあることがわかる。
<Simulation results of current density distribution>
FIG. 19 is an explanatory diagram showing a simulation of the current density distribution of the sample 2. In FIG. 19, the difference in current density is indicated by hatching. In FIG. 19, the current density when the sample 2 is viewed from two directions, the front and back, is shown. In FIG. 19, the
図20は、下流端子接続部44の周辺における電流密度分布のシミュレーションを示す説明図である。図20では、電流密度の違いをハッチングで示している。図20では、試料2、3、5に対するシミュレーションにおいて、下流端子接続部44の周辺を拡大して示している。試料3、5は、試料2と比較して、下流端子接続部44に第四熱容量増大部74cが形成されている。このため、試料3、5では、本体部50を通って下流端子接続部44または第四熱容量増大部74cへと流れ込む電流と、第三熱容量増大部73bを通って下流端子接続部44または第四熱容量増大部74cへと流れ込む電流とが足し合わされることが抑制されている。また、試料3、5では、電流が足し合わされた場合においても、かかる電流が流れる距離が短いため、電流密度の増加が抑制されている。また、試料5は、試料3と比較して、第四熱容量増大部74cの電流密度が減少している。この理由としては、第四熱容量増大部74cと導電部材90cとの接触面積がより大きいので、バスバー20cの電流をより分散できることが挙げられる。
Figure 20 is an explanatory diagram showing a simulation of the current density distribution around the downstream terminal connection portion 44. In Figure 20, the difference in current density is shown by hatching. In Figure 20, the periphery of the downstream terminal connection portion 44 is shown enlarged in the simulation for
G.他の実施形態:
G-1.他の実施形態1:
上記実施形態において、導電部材90、90cおよびバスバー20、20a~20dは、銅により形成されていたが、銅に限らず、アルミニウムや銀等の任意の導電材料により形成されていてもよい。また、熱容量増大部70、70a~70dは、バスバー20、20a~20dのうち熱容量増大部70、70a~70dを除く他の部分と同一の材料により形成されていてもよく、異なる導電材料により形成されていてもよく、非導電材料により形成されていてもよい。例えば、バスバー20、20a~20dのうち熱容量増大部70、70a~70dを除く他の部分が銅により形成されて、熱容量増大部70、70a~70dがアルミニウムや、セラミック、樹脂等により形成されていてもよい。かかる構成によっても、バスバー20、20a~20dの熱容量を増大させることができるので、通電の際のバスバー20、20a~20dの温度上昇を抑制できる。
G. Other embodiments:
G-1. Other embodiment 1:
In the above embodiment, the
G-2.他の実施形態2:
上記各実施形態におけるバスバー20、20a~20dの構成は、あくまで一例であり、種々変更可能である。例えば、第2実施形態のバスバー20aにおいて、熱容量増大部70aが導通部としての機能を兼用することにより、導通部60が省略される態様であってもよい。すなわち、一対の本体部50を接続する架橋部が1つであったとしても、架橋部が、一対の本体部50を構成する第一本体部51や第二本体部52よりも大きな断面積を有していれば、架橋部が熱量量増大部70aに相当する。かかる態様において、熱容量増大部70aは、本開示における熱容量増大部および導通部に相当する。また、例えば、第4実施形態のバスバー20cにおいて、対称端子接続部48に形成されていた第四熱容量増大部74cが省略されていてもよい。また、例えば、第3、5実施形態のバスバー20b、20dにおいて、2つの熱容量増大部70b、70dのうちのいずれか一方が省略されていてもよく、第三熱容量増大部73b、73dが省略されていてもよい。すなわち一般には、第二熱容量増大部72dは、一対の本体部50のうちの少なくとも一方の本体部50の第一の方向D1の端部において、第一の方向D1に延伸して形成されていてもよい。また、例えば、第5実施形態のバスバー20dに、第4実施形態と同様な第四熱容量増大部74cがさらに形成されていてもよい。このような構成によっても、上記各実施形態と同様な効果を奏する。
G-2. Other embodiment 2:
The configurations of the
G-3.他の実施形態3:
上記実施形態において、バスバー20、20a、20dは、バスバー20b、20c、と同様に点対称な形状であることが好ましい。バスバー20、20a~20dは、点対称な形状であることにより、反転させるだけで正極用バスバー26としても負極用バスバー24としても使用できる。また、バスバー20、20a~20dは、点対称な形状でなくてもよく、端子接続部40が偶数個形成され、対となる端子接続部40同士が点対称の位置に配置されていてもよい。
G-3. Other embodiment 3:
In the above embodiment,
本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する各実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部または全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部または全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。 The present disclosure is not limited to the above-described embodiments, and can be realized in various configurations without departing from the spirit of the present disclosure. For example, the technical features in each embodiment corresponding to the technical features in each form described in the Summary of the Invention column can be replaced or combined as appropriate to solve some or all of the above-described problems or to achieve some or all of the above-described effects. Furthermore, if a technical feature is not described as essential in this specification, it can be deleted as appropriate.
10…電池、12…電池本体部、13…上面、14…負極端子、16…正極端子、18…測定用端子、20、20a~20d…バスバー、24…負極用バスバー、26…正極用バスバー、40…端子接続部、42…貫通孔、44…下流端子接続部、45…上流端子接続部、46…屈折部、48…対称端子接続部、50…本体部、51…第一本体部、52…第二本体部、60…導通部、70、70a、70b、70d…熱容量増大部、71…第一熱容量増大部、72b、72d…第二熱容量増大部、73b、73d…第三熱容量増大部、74c…第四熱容量増大部、90、90c…導電部材、92…貫通孔、100…組電池、D1…第一の方向、D2…第二の方向、L1~L5…寸法 10...battery, 12...battery body, 13...upper surface, 14...negative electrode terminal, 16...positive electrode terminal, 18...measurement terminal, 20, 20a-20d...busbars, 24...negative electrode busbar, 26...positive electrode busbar, 40...terminal connection portion, 42...through hole, 44...downstream terminal connection portion, 45...upstream terminal connection portion, 46...bent portion, 48...symmetrical terminal connection portion, 50...main body, 51...first portion Body part, 52... second body part, 60... conductive part, 70, 70a, 70b, 70d... heat capacity increasing part, 71... first heat capacity increasing part, 72b, 72d... second heat capacity increasing part, 73b, 73d... third heat capacity increasing part, 74c... fourth heat capacity increasing part, 90, 90c... conductive member, 92... through hole, 100... battery pack, D1... first direction, D2... second direction, L1 to L5... dimensions
Claims (7)
複数の前記同極の端子にそれぞれ接続される複数の端子接続部と、
複数の前記端子接続部にそれぞれ連なり、前記第一の方向に延びて互いに平行に形成された一対の本体部と、
前記一対の本体部を互いに導通させる導通部と、
を備え、
前記バスバーは、熱容量を増大させる熱容量増大部をさらに備え、
前記熱容量増大部は、前記本体部又は前記端子接続部と同じ板厚であり、前記本体部又は前記端子接続部から延伸して形成されている前記バスバーと、
前記複数の電池と、を備える組電池において、
前記バスバーは、複数の前記電池の前記正極端子を互いに接続し、
前記熱容量増大部は、第四熱容量増大部を有し、
前記第四熱容量増大部は、前記複数の端子接続部のうち前記バスバーの通電経路において最も下流側に位置する下流端子接続部の一部として形成され、
前記下流端子接続部の前記第一の方向に沿った寸法は、前記下流端子接続部が連なる前記本体部の短手方向に沿った寸法よりも大きいことを特徴とする、
組電池。 A bus bar is provided for connecting terminals of the same polarity of a plurality of rectangular batteries having positive and negative terminals on the same plane in a first direction, the positive and negative terminals being arranged in a staggered manner in a battery pack, the bus bar comprising:
A plurality of terminal connection parts respectively connected to the plurality of terminals of the same polarity;
a pair of main body portions each connected to the terminal connection portions and extending in the first direction and parallel to each other;
a conductive portion that electrically connects the pair of main body portions to each other;
Equipped with
The bus bar further includes a heat capacity increasing portion that increases a heat capacity,
the heat capacity increasing portion has the same plate thickness as the main body portion or the terminal connection portion, and the bus bar is formed by extending from the main body portion or the terminal connection portion;
In a battery pack including the plurality of batteries,
the bus bar connects the positive terminals of the plurality of batteries to each other;
The heat capacity increasing portion has a fourth heat capacity increasing portion,
the fourth heat capacity increasing portion is formed as a part of a downstream terminal connection portion that is located most downstream in a current path of the bus bar among the plurality of terminal connection portions,
a dimension of the downstream terminal connection portion along the first direction is larger than a dimension of the downstream terminal connection portion along a short side direction of the main body portion to which the downstream terminal connection portion is connected,
Battery pack.
前記熱容量増大部は、前記バスバーの通電経路に垂直な断面における断面積が、前記バスバーのうち前記熱容量増大部を除く他の部分の前記断面における断面積よりも大きいことを特徴とする、
組電池。 2. The battery pack according to claim 1,
a cross-sectional area of the increased heat capacity portion in a cross section perpendicular to a current path of the bus bar is larger than a cross-sectional area of a portion of the bus bar excluding the increased heat capacity portion in the cross section.
Battery pack .
前記熱容量増大部は、第一熱容量増大部を有し、
前記第一熱容量増大部は、前記導通部と並列に形成され、前記一対の本体部を互いに連結することを特徴とする、
組電池。 The battery pack according to claim 1 or 2,
The heat capacity increasing portion includes a first heat capacity increasing portion,
The first heat capacity increasing portion is formed in parallel with the conductive portion and connects the pair of main body portions to each other.
Battery pack .
前記熱容量増大部は、第二熱容量増大部を有し、
前記第二熱容量増大部は、前記一対の本体部のうちの少なくとも一方の本体部の前記第一の方向の端部において、前記端部に最も近い前記端子接続部が前記本体部に連なる位置から前記第一の方向に延伸して形成されていることを特徴とする、
組電池。 The battery pack according to any one of claims 1 to 3,
The heat capacity increasing portion has a second heat capacity increasing portion,
The second heat capacity increasing portion is formed at an end portion in the first direction of at least one of the pair of body portions, and extends in the first direction from a position where the terminal connection portion closest to the end portion is connected to the body portion.
Battery pack .
前記熱容量増大部は、第三熱容量増大部をさらに有し、
前記第三熱容量増大部は、前記導通部と並列に形成され、前記一対の本体部のうちの他方の本体部と前記第二熱容量増大部とを互いに連結することを特徴とする、
組電池。 The battery pack according to claim 4,
The heat capacity increasing section further includes a third heat capacity increasing section,
The third heat capacity increasing portion is formed in parallel with the conductive portion and connects the other of the pair of body portions and the second heat capacity increasing portion to each other.
Battery pack .
前記熱容量増大部は、前記熱容量増大部を除く他の部分と同一の材料により形成されていることを特徴とする、
組電池。 The battery pack according to any one of claims 1 to 5,
The heat capacity increasing portion is formed of the same material as other portions except the heat capacity increasing portion.
Battery pack .
複数の前記同極の端子にそれぞれ接続される複数の端子接続部と、
複数の前記端子接続部にそれぞれ連なり、前記第一の方向に延びて互いに平行に形成された一対の本体部と、
前記一対の本体部を互いに導通させる導通部と、
を備え、
前記バスバーは、熱容量を増大させる熱容量増大部をさらに備え、
前記熱容量増大部は、前記本体部又は前記端子接続部と同じ板厚であり、前記本体部又は前記端子接続部から延伸して形成されている前記バスバーと、
前記複数の電池と、を備える組電池において、
前記バスバーは、複数の前記電池の前記負極端子を互いに接続し、
前記熱容量増大部は、第四熱容量増大部を有し、
前記第四熱容量増大部は、前記複数の端子接続部のうち前記バスバーの通電経路において最も上流側に位置する上流端子接続部の一部として形成され、
前記上流端子接続部の前記第一の方向に沿った寸法は、前記上流端子接続部が連なる前記本体部の短手方向に沿った寸法よりも大きいことを特徴とする、
組電池。 A bus bar is provided for connecting terminals of the same polarity of a plurality of rectangular batteries having positive and negative terminals on the same plane in a first direction, the positive and negative terminals being arranged in a staggered manner in a battery pack, the bus bar comprising:
A plurality of terminal connection parts respectively connected to the plurality of terminals of the same polarity;
a pair of main body portions each connected to the terminal connection portions and extending in the first direction and parallel to each other;
a conductive portion that electrically connects the pair of main body portions to each other;
Equipped with
The bus bar further includes a heat capacity increasing portion that increases a heat capacity,
the heat capacity increasing portion has the same plate thickness as the main body portion or the terminal connection portion, and the bus bar is formed by extending from the main body portion or the terminal connection portion;
In a battery pack including the plurality of batteries,
the bus bar connects the negative terminals of the plurality of batteries to each other;
The heat capacity increasing portion has a fourth heat capacity increasing portion,
the fourth heat capacity increasing portion is formed as a part of an upstream terminal connection portion that is located most upstream in a current path of the bus bar among the plurality of terminal connection portions,
A dimension of the upstream terminal connection portion along the first direction is larger than a dimension of the upstream terminal connection portion along a short side direction of the main body portion to which the upstream terminal connection portion is connected.
Battery pack.
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