本申請(qǐng)基于2015年5月21日提出的日本專利申請(qǐng)第2015-103590號(hào)主張優(yōu)先權(quán)，這里引用其全部?jī)?nèi)容。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實(shí)施方式涉及將電池的端子間電連接的匯流條(bus bar)及電池模塊(battery module)。

背景技術(shù)：

匯流條例如將二次電池的電池模塊的電極的端子間電連接。

將較大的電流流過的電極的端子間連接的匯流條，為了使電阻變低而需要規(guī)定的厚度。另一方面，匯流條為了對(duì)應(yīng)于由來自外部的沖擊或熱、電池的膨脹帶來的應(yīng)變，還需要用于保持與連接的端子的位置精度的柔性(flexibility)。

通常使用的匯流條在具備能夠抑制電阻的板厚的板材上設(shè)有兩個(gè)端子連接部，在該兩個(gè)端子連接部之間設(shè)有拱狀(arcuate)的彈簧狀部分。由此，通常使用的匯流條將電阻保持得較低，并且具備某種程度的柔性。

上述匯流條對(duì)于連結(jié)兩個(gè)端子連接部之間的方向的1方向的沖擊，能夠通過拱狀的彈簧狀部分的變形吸收沖擊。但是，上述匯流條對(duì)于來自其他方向的沖擊的柔性較低。此外，上述匯流條通過將板厚形成得較薄而能夠使柔性提高，但相反難以將電阻保持得較低。

所以，本發(fā)明實(shí)施方式所要解決的課題在于提供一種將電阻保持得較低(低電阻)并且具備充分的柔性的匯流條及電池模塊。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的一方式，提供一種匯流條，將連結(jié)多個(gè)具備正極部和負(fù) 極部的端子的電池單元而形成的電池模塊的各自的上述電池單元的上述端子電連接，該匯流條包括：第1端子連接部，由與第1電池單元的上述端子抵接的導(dǎo)電性的大致圓錐形狀的彈性體構(gòu)成；第2端子連接部，由與不同于上述第1電池單元的第2電池單元的上述端子抵接的導(dǎo)電性的大致圓錐形狀的彈性體構(gòu)成；以及導(dǎo)電性的板狀部件，將上述第1端子連接部及上述第2端子連接部匹配于上述端子之間的距離而離開地配置。

此外，本發(fā)明的上述匯流條中，上述第1端子連接部及上述第2端子連接部是具備形成為錐狀的周壁的凹部。

此外，本發(fā)明的上述匯流條中，上述第1端子連接部及上述第2端子連接部是具備由同軸配置且縮徑的多個(gè)臺(tái)階部形成的周壁的凹部。

此外，本發(fā)明的上述匯流條中，沿著設(shè)在上述板狀部件上的上述第1端子連接部及上述第2端子連接部的周緣部形成有環(huán)狀的突起。

此外，本發(fā)明的上述匯流條中，沿著設(shè)在上述板狀部件上的上述第1端子連接部及上述第2端子連接部的排列方向具有至少1個(gè)凸條。

本發(fā)明一實(shí)施方式的電池模塊，將多個(gè)具備正極部和負(fù)極部的端子的電池單元使用匯流條連結(jié)而形成，該匯流條包括：第1端子連接部，由與第1電池單元的上述端子抵接的導(dǎo)電性的大致圓錐形狀的彈性體構(gòu)成；第2端子連接部，由與不同于上述第1電池單元的第2電池單元的上述端子抵接的導(dǎo)電性的大致圓錐形狀的彈性體構(gòu)成；以及導(dǎo)電性的板狀部件，將上述第1端子連接部及上述第2端子連接部匹配于上述端子之間的距離而離開地形成。

附圖說明

圖1是有關(guān)本實(shí)施方式的電池模塊的分解立體圖。

圖2是表示在圖1的電池模塊中使用的匯流條的立體圖。

圖3是表示將圖2的匯流條在F3－F3切斷的狀態(tài)的剖視圖。

圖4是將圖2的匯流條安裝在端子上的狀態(tài)的部分說明圖。

圖5是表示匯流條的第2實(shí)施方式的主要部剖視圖。

圖6是表示匯流條的第3實(shí)施方式的平面圖。

具體實(shí)施方式

有關(guān)一實(shí)施方式的匯流條，將連結(jié)多個(gè)具備正極部和負(fù)極部的端子的電池單元而形成的電池模塊的各自的電池單元的端子電連接。該匯流條具備：第1端子連接部，由與第1電池單元的端子抵接的導(dǎo)電性的大致圓錐形狀的彈性體構(gòu)成；第2端子連接部，由與不同于電池單元的第2電池單元的端子抵接的導(dǎo)電性的大致圓錐形狀的彈性體構(gòu)成；以及導(dǎo)電性的板狀部件，將第1端子連接部及第2端子連接部匹配于端子之間的距離而離開配置。

(第1實(shí)施方式)

以下，使用附圖對(duì)有關(guān)第1實(shí)施方式的匯流條10進(jìn)行說明。

首先，使用圖1對(duì)安裝有匯流條10的電池模塊1進(jìn)行說明。

電池模塊1具有多個(gè)單元(cell)30、配置在相鄰的單元30之間的分離器(separator)50、將多個(gè)單元30電連接的匯流條10、和將多個(gè)單元30圍著固定為一個(gè)組件(unit)的殼體70。

單元30具有矩形箱狀的盒體(casing)31。盒體31具備對(duì)置配置的大致方形的第1面35和第2面37。此外，盒體31在第1面35與第2面37之間具備4個(gè)側(cè)面32。

在4個(gè)側(cè)面32中的一個(gè)端子面39上，設(shè)有兩個(gè)電極的端子33。端子33以一方為正極，以另一方為負(fù)極。在盒體31的內(nèi)部填充有電池材料，作為電池發(fā)揮功能。例如，單元30是二次電池。

在本實(shí)施方式中，單元30使設(shè)有端子33的端子面39對(duì)齊，并且以相鄰的單元30的正極側(cè)和負(fù)極側(cè)的各端子33交替地排列的方式配置。換言之，單元30在使端子面39對(duì)齊的狀態(tài)下以使相鄰的單元30的各自的第1面35或第2面37分別對(duì)置的方式反轉(zhuǎn)180度并重復(fù)配置。

分離器50是配置在相鄰的兩個(gè)單元30之間的絕緣性的矩形框狀的框架。

分離器50如圖1所示，是在兩面具有比單元30的第1面35稍大的方形的內(nèi)周的框體。分離器50在其兩側(cè)將相鄰的單元30嵌入固定。例如使用具有絕緣性的樹脂材料作為分離器50的材料。

殼體70是以將多個(gè)單元30及多個(gè)分離器50包圍的方式配置的框體。 具體而言，在本實(shí)施方式中，殼體70具有上表面框架(an upper-surface frame)71、下表面框架(a lower-surface frame)75、端子面框架80和端面罩90。殼體70是將11個(gè)單元30和嵌在其之間的10個(gè)分離器50的排列設(shè)置體包圍、將單元30固定的結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施方式中，殼體70使用金屬性的材料制作而成。另外，只要具有需要的強(qiáng)度，殼體70的材料并不限于金屬，也可以使用樹脂等。

上表面框架71是具有比排列設(shè)置的多個(gè)單元30的上表面41大的外周的方形的框體。此外，上表面框架71具備在其側(cè)面72上排列設(shè)置的多個(gè)孔73?？?3與設(shè)在分離器50的角部51上的突起52嵌合，將上表面框架71固定于上表面41。

同樣，下表面框架75是具有比排列設(shè)置的多個(gè)單元30的下表面稍大的外周的方形的框體。此外，下表面框架75具備在其側(cè)面74上排列設(shè)置的多個(gè)孔77?？?7與設(shè)在分離器50的角部51上的突起52嵌合而固定。

即，將排列設(shè)置的多個(gè)單元30使用上表面框架71和下表面框架75從上下夾持固定。

此外，端子面框架80是與單元30的端子面39對(duì)置配置的框體。端子面框架80具備形成方形的多個(gè)孔的孔部81。匯流條10被分別固定于各孔部81。

匯流條10如圖1所示，是將相鄰的單元30的相鄰的端子33(例如正極和負(fù)極)電連接的板狀的部件。即，匯流條10作為用來將各單元30彼此連接的電路的一部分發(fā)揮功能。另外，匯流條10配置在端子面框架80的孔部81中，與端子33固定，并且使用螺釘83與端子面框架80螺合。

匯流條10具體而言具有圖2及圖3所示那樣的構(gòu)造。圖2是有關(guān)第1實(shí)施方式的匯流條10的立體圖，圖3是將圖2的匯流條10在F3－F3切斷后得到的截面立體圖。

匯流條10如圖2所示，例如通過沖壓(press)加工將方形的板狀部件100加工而形成。即，匯流條10在板狀部件100的表面110的一部分上設(shè)有被加工為低一級(jí)的方形的區(qū)域130。并且，匯流條10在該方形的區(qū)域130的一部分中具有由大致圓錐形狀的彈性體150構(gòu)成的第1端子連接部及第2端子連接部(以下，簡(jiǎn)單記作彈性體150)。

另外，在本實(shí)施方式中，板狀部件100及彈性體150通過導(dǎo)電性的材料一體地形成。此外，在本實(shí)施方式中，記載了匯流條10通過沖壓加工一體成型，但匯流條10的形成方法并不限定于此。例如，匯流條10也可以將板狀部件100和彈性體150分別地形成并通過熔接來接合。

此外，在本實(shí)施方式中，兩個(gè)彈性體150被沿著區(qū)域130的長(zhǎng)度方向配置，但關(guān)于板狀部件100上的兩個(gè)彈性體150的配置，并不限定于該配置。即，兩個(gè)彈性體150的配置對(duì)應(yīng)于安裝匯流條10的兩個(gè)單元30的端子33之間的距離及端子33設(shè)置的位置而形成。

彈性體150如圖2及圖3所示，具有凸部170和凹部190。

凸部170是設(shè)在區(qū)域130中的圓環(huán)狀的突起部分。凹部190是設(shè)在凸部170的內(nèi)周側(cè)的凹陷部分。

凹部190是具有底部191及周壁193的大致圓錐形狀的凹陷部分。具體而言，周壁193具有直徑不同的3個(gè)臺(tái)階部(第1臺(tái)階部194、第2臺(tái)階部195、底部191)。并且，在凸部170與第1臺(tái)階部194之間形成有第1周壁196。在第1臺(tái)階部194與第2臺(tái)階部195之間形成有第2周壁197。進(jìn)而，在第2臺(tái)階部195與底部191之間具備第3周壁198。底部191在大致中央部具備孔部192(圖3)。

此外，如圖3所示，凹部190的板厚形成得比其周圍的凸部170及區(qū)域130薄。另外，凹部190的板厚沒有被特別限定。這里，隨著使凹部190的板厚變薄，柔性增加，電阻也增加。另一方面，如果使板厚變厚，則柔性下降，電阻也下降。即，凹部190的板厚可以考慮流到匯流條10中的電流的量及加工性而適當(dāng)設(shè)計(jì)。

第1臺(tái)階部194是具備與圓環(huán)狀的凸部170的內(nèi)周同徑的外周、在與凸部170同軸上形成的圓環(huán)狀的部分。凸部170和第1臺(tái)階部194通過第1周壁196連結(jié)。

第2臺(tái)階部195是具備與圓環(huán)狀的第1臺(tái)階部194的內(nèi)周同徑的外周、在與第1臺(tái)階部194同軸上形成的圓環(huán)狀的部分。第1臺(tái)階部194和第2臺(tái)階部195通過第2周壁197連結(jié)。

底部191是具備與圓環(huán)狀的第2臺(tái)階部195的內(nèi)周同徑的外周、在與第2臺(tái)階部195同軸上形成的圓環(huán)狀的部分。第2臺(tái)階部195和底部191 通過第3周壁198連結(jié)。并且，底部191在其中央具備孔部192。

接著，使用圖1及圖4對(duì)匯流條10與單元30的端子33的連接構(gòu)造進(jìn)行說明。圖4是表示將圖2的匯流條10安裝在端子33上的狀況的說明圖。

匯流條10如圖1所示，配置在端子面框架80的孔部81中。配置在端子面框架80上的匯流條10與設(shè)在端子面39上的單元30的端子33抵接。

具體而言，如圖4所示，將單元30側(cè)的端子33嵌入到匯流條10的彈性體150的底部191的孔部192中。將在圖4中沒有表示、但實(shí)際上向孔部192嵌入的端子33在抵接在底部191上的狀態(tài)下例如使用釬焊固定。

將具備這樣的結(jié)構(gòu)的匯流條10與端子33可靠地固定。并且，匯流條10例如在電池模塊1上被施加來自外部的沖擊的情況下，兩個(gè)彈性體150也能夠分別對(duì)應(yīng)于沖擊而彈性變形，將沖擊吸收。此外，彈性體150由于具有大致圓錐形狀，所以如圖2所示，對(duì)于來自X方向或Z方向的哪個(gè)的沖擊都具備沖擊的吸收作用。進(jìn)而，彈性體150通過具有具備多個(gè)臺(tái)階部的凹部190，能夠?qū)碜訷方向的沖擊也吸收。

即，由第1臺(tái)階部194、第2臺(tái)階部195等形成的凹部190的周壁193能夠?qū)?yīng)于外力將撓曲沖擊吸收。另外，在本實(shí)施方式中，由3個(gè)臺(tái)階部(第1臺(tái)階部194、第2臺(tái)階部195、底部191、第1周壁196、第2周壁197、第3周壁198)形成周壁193，但周壁193的臺(tái)階數(shù)沒有被特別限定。臺(tái)階數(shù)根據(jù)在匯流條10中使用的材料及使用環(huán)境、加工成本等適當(dāng)決定。

此外，本實(shí)施方式的匯流條10與以往的通常的匯流條不同，在與端子33連接的位置分別配置有彈性體150。因此，能夠?qū)⒆饔迷陔姵啬K1上的沖擊用與各端子33對(duì)應(yīng)的彈性體150分別吸收。

此外，本實(shí)施方式的彈性體150在凹部190的周圍具備環(huán)狀的凸部170。因此，例如即使在將從100安培(amperes)到幾百安培的大量的電流持續(xù)數(shù)十秒通電的情況下，通過板厚形成得較薄的凹部190的較高的電阻而產(chǎn)生的熱能夠被形成為確保了周邊的熱容的壁厚的凸部170吸熱。因此，匯流條10能夠防止彈性體150的急劇的溫度上升。

進(jìn)而，本實(shí)施方式的匯流條10在區(qū)域130的周邊具備臺(tái)階部120。因此，匯流條10能夠?qū)⑼ㄟ^被供給大量的電流而產(chǎn)生的熱不僅用凸部170而且還用臺(tái)階部120吸熱。

此外，臺(tái)階部120提高匯流條10的剛性，防止通過對(duì)電池模塊1施加的沖擊等而使匯流條10變形。

此外，在上述通常的匯流條中，在組裝時(shí)，通過拱狀的彈簧狀部分的應(yīng)力，有可能在兩個(gè)端子與兩個(gè)端子連接部之間發(fā)生間隙。并且，將該間隙消除而將端子與端子連接部熔接的作業(yè)必須熟練。

相對(duì)于此，本實(shí)施方式的匯流條10通過做成在板狀部件100的內(nèi)側(cè)設(shè)有兩個(gè)彈性體150的構(gòu)造，在端子33與彈性體150之間不會(huì)發(fā)生上述那樣的間隙。即，本實(shí)施方式的匯流條10其組裝作業(yè)較容易。此外，即使在熔接作業(yè)中，由于做成了在凹部190的底部191將端子33熔接的結(jié)構(gòu)，所以能夠提高熔接的位置精度。

具體而言，本實(shí)施方式的匯流條10如圖4所示，可以在將各端子33與分別對(duì)應(yīng)的彈性體150的底部191的孔部192嵌合后熔接而固定。此外，彈性體150按每個(gè)端子33設(shè)置。因此，匯流條10在將一方的彈性體150推壓時(shí)，不會(huì)有另一方的彈性體150浮起而產(chǎn)生間隙的情況。因此，匯流條10做成了在凹部190的底部191將端子33熔接的結(jié)構(gòu)，所以在熔接作業(yè)中也不易發(fā)生熔接的位置偏差。即，匯流條10能夠以較高的位置精度容易地與端子33進(jìn)行熔接。

(第2實(shí)施方式)

接著，對(duì)圖5所示的第2實(shí)施方式的匯流條10a進(jìn)行說明。另外，關(guān)于第2實(shí)施方式的匯流條10a的與第1實(shí)施方式的匯流條10相同的部件賦予相同的標(biāo)號(hào)，其詳細(xì)的說明省略。

圖5是有關(guān)第2實(shí)施方式的匯流條10a的剖視圖。

有關(guān)第1實(shí)施方式的匯流條10與本實(shí)施方式的匯流條10a的差異點(diǎn)在于，彈性體150a的凹部190a由錐狀的周壁193a形成。

具有這樣的構(gòu)造的匯流條10a被與端子33可靠地固定。此外，匯流條10a在對(duì)電池模塊1施加了外力的情況下，形成為錐狀的彈性體150a的凹部190a也彈性變形而能夠?qū)_擊吸收。

即，凹部190a的周壁193a能夠?qū)?yīng)于外力將撓曲沖擊吸收。

此外，本實(shí)施方式的匯流條10a在凹部190a的周圍具備環(huán)狀的凸部170。因此，匯流條10a例如即使在持續(xù)幾十秒間通電了從100A到幾百安 培的大量的電流的情況下，也能夠?qū)a(chǎn)生的熱用凸部170吸熱。

此外，本實(shí)施方式的匯流條10a與圖2所示的第1實(shí)施方式的匯流條10同樣，在區(qū)域130的周圍具備厚度不同的臺(tái)階部120。由此，匯流條10a能夠?qū)a(chǎn)生的熱也用該臺(tái)階部120吸熱。

此外，臺(tái)階部120能夠提高匯流條10a的剛性，防止通過施加在電池模塊1上的外力使匯流條10a變形。

此外，本實(shí)施方式的匯流條10a可以將各端子33與分別對(duì)應(yīng)的彈性體150a的底部191的孔部192嵌合后熔接而固定。此外，彈性體150a由于按每個(gè)端子33設(shè)置，所以當(dāng)將一方推壓時(shí)，不會(huì)有另一方的彈性體150浮起而產(chǎn)生間隙那樣的情況。因此，匯流條10a，即使在熔接作業(yè)中，由于做成了在凹部190a的底部191將端子33熔接的結(jié)構(gòu)，所以不易發(fā)生熔接的位置偏差。即，匯流條10a能夠以較高的位置精度容易地與端子33熔接。

此外，本實(shí)施方式的匯流條10a由于在周壁193上沒有設(shè)置臺(tái)階部，所以能夠通過沖壓加工等簡(jiǎn)單地形成。

(第3實(shí)施方式)

接著，對(duì)圖6所示的第3實(shí)施方式的匯流條10b進(jìn)行說明。另外，關(guān)于第3實(shí)施方式的匯流條10b的與第1實(shí)施方式的匯流條10相同的部件賦予相同的標(biāo)號(hào)，其詳細(xì)的說明省略。

有關(guān)第1實(shí)施方式的匯流條10和本實(shí)施方式的匯流條10b的不同點(diǎn)在于，代替臺(tái)階部120而隔著彈性體150沿著彈性體150的配置方向形成有兩個(gè)凸條200。另外，在本實(shí)施方式中做成了凸條，但只要能夠提高剛性，并不限于該形狀。例如凸條也可以相反為凹條。此外，也可以不是直線而形成為曲線或波線。

這樣的第3實(shí)施方式所示的匯流條10b具備與第1實(shí)施方式的匯流條10相同的效果。

此外，第3實(shí)施方式的匯流條通過具備兩個(gè)凸條200，能夠提高匯流條10b的剛性。此外，該凸條200與第1實(shí)施方式的臺(tái)階部120同樣，能夠?qū)a(chǎn)生的熱用該凸條200吸熱。

以上說明了一些實(shí)施方式，但這些是只是例示，并不是要限定本發(fā)明的范圍。事實(shí)上，這里給出的實(shí)施方式能夠以其他各種形式實(shí)施，而且在 不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)能夠?qū)@里給出的實(shí)施方式的形式進(jìn)行各種省略、替換和變更。這些實(shí)施方式或其變形都包含在發(fā)明保護(hù)范圍或主旨內(nèi)，且包含在與權(quán)利要求記載的發(fā)明等同的范圍。

例如，匯流條10的彈性體150并不限于上述構(gòu)造。即，凹部190也可以通過所謂的筍形彈簧(volute spring)形成。通過在凹部190中使用筍形彈簧，能夠進(jìn)一步提高對(duì)于凹部190的軸向的沖擊的緩沖性能。另外，所謂筍形彈簧，是將長(zhǎng)方形的板卷繞為圓錐狀的彈簧。