特開 2015-185373 電池スタック用配線部材

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2015-185373(P2015-185373A)

(43)【公開日】2015年10月22日

(54)【発明の名称】電池スタック用配線部材

(51)【国際特許分類】

   H01M 2/20 20060101AFI20150925BHJP

【ＦＩ】

   H01M2/20 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2014-60847(P2014-60847)

(22)【出願日】2014年3月24日

(71)【出願人】

【識別番号】395011665

【氏名又は名称】株式会社オートネットワーク技術研究所

(71)【出願人】

【識別番号】000183406

【氏名又は名称】住友電装株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000002130

【氏名又は名称】住友電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100095669

【弁理士】

【氏名又は名称】上野 登

(72)【発明者】

【氏名】松本 真

(72)【発明者】

【氏名】角田 達哉

(72)【発明者】

【氏名】藤本 剛

(72)【発明者】

【氏名】萩原 剛志

(72)【発明者】

【氏名】松本 敏寿

【テーマコード（参考）】

5H043

【Ｆターム（参考）】

5H043AA20

5H043BA11

5H043CA05

5H043FA04

5H043FA22

5H043FA36

5H043FA37

5H043FA40

(57)【要約】

【課題】電池セル同士を電気的に接続する作業を簡略化できる電池スタック用配線部材を提供すること。
【解決手段】プラス端子２１１とマイナス端子２１２が交互に並ぶように設けられた複数の電池セル２１を含む電池スタック２０と、複数の電池セル２１それぞれの端子間電圧を測定する電圧測定手段３０と、を繋ぐ配線部材であって、プラス端子２１１とそれに隣接するマイナス端子２１２の両方に接続され、両端子を電気的に接続する電池側端子部１１を有する電池スタック用配線部材１とする。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

プラス端子とマイナス端子が交互に並ぶように設けられた複数の電池セルを含む電池スタックと、前記複数の電池セルそれぞれの端子間電圧を測定する電圧測定手段と、を繋ぐ配線部材であって、
前記プラス端子とそれに隣接する前記マイナス端子の両方に接続され、両端子を電気的に接続する電池側端子部を有することを特徴とする電池スタック用配線部材。

【請求項2】

前記電圧測定手段に接続される測定手段側端子部、および前記電池側端子部と前記測定手段側端子部の間に介在される中継部を有し、
当該中継部は、三次元的に変位可能な変位吸収部を含むことを特徴とする請求項１に記載の電池スタック用配線部材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数の電池セルから構成される電池スタック用の配線部材に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば下記特許文献１に記載されるように、電池スタックを構成する複数の電池セルは、バスバーなどと称される接続部品により互いに電気的に接続される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３−２３５７５４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記特許文献１に記載されるように、バスバー等によって電池セル同士を電気的に接続する作業は煩雑であり、製造コストが嵩む。

【0005】

本発明が解決しようとする課題は、電池セル同士を電気的に接続する作業を簡略化できる電池スタック用の配線部材を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために本発明にかかる電池スタック用配線部材は、プラス端子とマイナス端子が交互に並ぶように設けられた複数の電池セルを含む電池スタックと、前記複数の電池セルそれぞれの端子間電圧を測定する電圧測定手段と、を繋ぐ配線部材であって、前記プラス端子とそれに隣接する前記マイナス端子の両方に接続され、両端子を電気的に接続する電池側端子部を有することを特徴とする。

【0007】

前記電圧測定手段に接続される測定手段側端子部、および前記電池側端子部と前記測定手段側端子部の間に介在される中継部を有し、当該中継部は、三次元的に変位可能な変位吸収部を含むとよい。

【発明の効果】

【0008】

本発明にかかる電池スタック用配線部材の電池側端子部は、電池スタックにおけるプラス端子とそれに隣接するマイナス端子の両方に接続される。つまり、電池スタック用配線部材は、電池セルの端子間電圧を測定するために各電池セルと電圧測定手段とを電気的に接続する役割だけでなく、隣接する電池セル同士を電気的に接続する接続部品（バスバー）を兼ねる。そのため、電池セル同士を電気的に接続するためだけの作業が不要になる。また、電池セル同士を電気的に接続するためだけに用いられる接続部品が不要になる。

【0009】

電池スタック用配線部材の電池側端子部は二つの端子に接続されるものであるため、電池セル同士の相対的な位置（プラス端子とマイナス端子の相対的な位置）がずれていると、電池側端子部を二つの端子に接続する作業が困難になるおそれがある。これに対し、電池スタック用配線部材が三次元的に変位可能な変位吸収部を有する構成であれば、多少の位置ずれが生じていたとしても、変位吸収部を変位させることにより、電池側端子部を二つの端子に接続可能な位置に位置させることができるから、電池側端子部と二つの端子を接続する作業が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態にかかる電池スタック用配線部材の外観図である。

【図2】図１に示した電池スタック用配線部材が用いられた電池ユニット（電池スタック用配線部材によって電池スタックと電圧測定手段が接続されたもの）の平面図である。

【図3】図１に示した電池スタック用配線部材が用いられた電池ユニット（電池スタック用配線部材によって電池スタックと電圧測定手段が接続されたもの）の断面を模式的に示した図である。

【図4】別の実施形態にかかる電池スタック用配線部材の外観図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の説明における上下方向とは図３における上下方向をいい、幅方向（左右方向）とは図３における左右方向をいい、長手方向とは上下方向および幅方向に直交する方向をいうものとする。なお、これらの方向は、電池スタック２０の設置方向を限定するものではない。図１に示す本発明の一実施形態にかかる電池スタック用配線部材１は、電池スタック２０と電圧測定手段３０とを電気的に接続するための部材である。

【0012】

図２および図３に示す電池スタック２０は、上面に端子２１０が設けられた複数の電池セル２１が並べられて構成される。具体的には、電池スタック２０の幅方向一方側および他方側において、プラス端子２１１とマイナス端子２１２が交互に並ぶように電池セル２１が並べられる。本実施形態における各端子２１０は、電池の上面から突出した軸状の部分であって、その周囲には雄ねじが形成されている。

【0013】

各電池セル２１（端子２１０を除く）は、直方体形状を有する。電池スタック２０は、複数の電池セル２１が略直方体形状を構築するように並べられている。電池スタック２０における端子２１０が位置する面（上面）は、略矩形状であり、その幅方向一方側および他方側に端子２１０が位置する。電池スタック２０の平面視は（電池スタック２０を上方から見ると）、上記略矩形状の端子２１０が位置する面（上面）の中心（対角線を結んだ交点）に関して点対称となるように、幅方向一方側および他方側にプラス端子とマイナス端子が交互に並べられている。

【0014】

図２および図３に示す電圧測定手段３０は、複数の電池セル２１それぞれの端子間電圧を測定するものである。本実施形態における電圧測定手段３０は、基板に構築された回路である。基板には、回路を構成する導電パターンの一部であるランド部３１が形成されている（図２においてランド部３１以外は図示略）。かかるランド部３１に、電池スタック用配線部材１を含む複数の配線部材の一端（後述する測定手段側端子部１２）が接続される。ランド部３１は、基板の幅方向両側に、長手方向（電池セル２１の並列方向）に沿って複数並ぶように形成されている。なお、かかる電圧測定手段３０（基板）の固定構造は特定の構造に限定されるものではないから詳細な説明を省略する。図３等に示されるように、電池スタック２０に電圧測定手段３０が固定される構造（電池スタック２０に固定された支持部２２に電圧測定手段３０が固定される構造）としてもよいし、図示されない別の部材（筐体等）に電圧測定手段３０が固定される構造としてもよい。

【0015】

配線部材は、電圧測定手段３０と電池スタック２０を構成する電池セル２１の端子２１０を繋ぐための部材である。つまり、各電池セル２１の端子間電圧が測定可能となるように複数の配線部材が用いられる。複数の配線部材のうち、電池スタック２０の一方側端部に位置する電池セル２１のプラス端子２１１と電圧測定手段３０を接続する配線部材と、他方側端部に位置する電池セル２１のマイナス端子２１２と電圧測定手段３０を接続する配線部材を除き、次のような形状を有する（以下で説明する配線部材が本発明の一実施形態にかかる電池スタック用配線部材１に相当する）。

【0016】

電池スタック用配線部材１は、中継部１０とその両端に設けられた電池側端子部１１および測定手段側端子部１２を有する。つまり、両端子部が中継部１０を介して接続された構造を有する。電池側端子部１１は、硬質の導電性材料で形成された板状の部材であって、電池スタック２０を構成する一の電池セル２１のプラス端子２１１と、当該一の電池セル２１に隣接する電池セル２１のマイナス端子２１２の両方に接続することができる端子である。本実施形態では、プラス端子２１１とそれに隣接するマイナス端子２１２の両方に接続可能となるよう、電池側端子部１１には両端子２１０の距離に応じた二つの貫通孔１１１が形成されている。具体的には、二つの貫通孔１１１の中心間の距離が両端子２１０の中心軸間の距離と一致するように形成されている。また、各貫通孔１１１は、各端子２１０が挿通可能な大きさである。本実施形態では、端子２１０が各貫通孔１１１に挿通された上で、端子２１０に形成された雄ねじにナットを螺合させることにより、電池側端子部１１が二つの端子２１０に接続される。

【0017】

かかる電池側端子部１１は、中継部１０の一端に設けられている。本実施形態における中継部１０は電線であり、当該電線（電線の芯線）の一端に電池側端子部１１が固定されている。中継部１０の他端には、測定手段側端子部１２が設けられている。測定手段側端子部１２は、電圧測定手段３０（基板に形成された各ランド部３１）に接続される端子である。その形状はどのようなものであってもよい。電線の芯線が測定手段側端子部１２となる（電線の芯線が直接電圧測定手段３０に接続される）構成としてもよい。

【0018】

本実施形態における中継部１０は電線であるため、それ自体は容易に変位する（変形する）ことが可能である。つまり、電池セル２１の各端子２１０と電圧測定手段３０（基板に形成された各ランド部３１）間の距離に対して余裕をもたせた長さの電線を中継部１０とすれば、電線はあらゆる方向に一定量変位可能となる（三次元的に変位可能となる）。

【0019】

このような電池スタック用配線部材１を用いて、電池スタック２０と電圧測定手段３０とを接続する。具体的には、電池スタック用配線部材１の電池側端子部１１が、あるプラス端子２１１とそれに隣接するマイナス端子２１２の両方に接続される。長手方向で見ると、幅方向一方側と他方側において各電池スタック用配線部材１の電池側端子部１１が交互に位置するように接続される。つまり、ある電池セル２１のプラス端子２１１とそれに隣接する別の電池セル２１のマイナス端子２１２がある電池スタック用配線部材１の電池側端子部１１に接続され、当該別の電池セル２１のプラス端子２１１とそれに隣接するさらに別の電池セル２１のマイナス端子２１２が別の電池スタック用配線部材１の電池側端子部１１に接続される。

【0020】

このように電池スタック用配線部材１が接続されることで、各電池セル２１が直列に接続される。つまり、各電池スタック用配線部材１の電池側端子部１１により、各電池セル２１同士が電気的に接続される。このように、電池側端子部１１は、各電池セル２１の端子の電位を検出するためだけでなく、いわゆるバスバーとして機能する。

【0021】

以上説明したように、本実施形態では、電池スタック２０を構成する各電池セル２１の端子間電圧を測定するために用いられる電池スタック用配線部材１を、各電池セル２１を直列に接続するための部材としても利用している。なお、あるプラス端子２１１とそれに隣接するマイナス端子２１２の電位は同じであるため、電池側端子部１１を当該プラス端子２１１とそれに隣接するマイナス端子２１２の両方に接続される構造としても、端子間電圧の測定に問題は生じない。

【0022】

電池スタック２０の一方側端部に位置する電池セル２１のプラス端子２１１と、他方側端部に位置する電池セル２１のマイナス端子２１２は、直列に接続された電池セル２１（電池スタック２０）の両端の端子２１０であるから、本実施形態にかかる電池スタック用配線部材１を用いる必要がない。つまり、電池セル２１の端子２１０と電圧測定手段３０（対応する基板のランド部３１）を接続する単純な配線部材を用いればよい。このようにして、電池スタック２０と電圧測定手段３０が電池スタック用配線部材１で接続された電池ユニット１ｕが得られる。

【0023】

以上説明したように、本実施形態にかかる電池スタック用配線部材１によれば、その電池側端子部１１が、電池スタック２０におけるプラス端子２１１とそれに隣接するマイナス端子２１２の両方に接続される。つまり、電池スタック用配線部材１は、電池セル２１の端子間電圧を測定するために各電池セル２１と電圧測定手段３０とを電気的に接続する役割だけでなく、隣接する電池セル２１同士を電気的に接続する接続部品（バスバー）を兼ねる。そのため、電池セル２１同士を電気的に接続するためだけの作業が不要になる。また、電池セル２１同士を電気的に接続するためだけに用いられる接続部品（バスバー機能のみを有するもの）が不要になる。

【0024】

また、電池スタック用配線部材１の電池側端子部１１は二つの端子２１０に接続されるものであるため、電池セル２１同士の相対的な位置（プラス端子２１１とマイナス端子２１２の相対的な位置）がずれていると、電池側端子部１１を二つの端子２１０に接続する作業が困難になるおそれがある。これに対し、本実施形態にかかる電池スタック用配線部材１は、電線によって構成される中継部１０が三次元的に変位可能な構成である（電線によって構成される中継部１０自体が変位吸収部１０１となる）ため、多少の位置ずれが生じていたとしても、電線によって構成される変位吸収部１０１を変位させることにより、電池側端子部１１を二つの端子２１０に接続可能な位置に位置させることができるから、電池側端子部１１と二つの端子２１０を接続する作業が容易になる。

【0025】

上記実施形態にかかる電池スタック用配線部材１の中継部１０（変位吸収部１０１）とは異なる中継部（変位吸収部）の構成としては、以下のような構成が例示できる。図４に示す電池スタック用配線部材１ａは、中継部１０ａが線状の導電性材料で形成されており、中継部１０ａの一部がコイルばねとなっているものである。かかるコイルばね部分が変位吸収部１０１ａとなる。つまり、コイルばね部分は、伸縮することにより、上下方向に変位することが可能である。また、コイルばね部分は、上下方向に交差する方向に変位することも可能である。このように、変位吸収部１０１ａであるコイルばね部分は、三次元的に変位することが可能である。

【0026】

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。

【符号の説明】

【0027】

１（１ａ） 電池スタック用配線部材
１０（１０ａ） 中継部
１０１（１０１ａ） 変位吸収部
１１ 電池側端子部
１２ 測定手段側端子部
２０ 電池スタック
２１ 電池セル
２１０ 端子
２１１ プラス端子
２１２ マイナス端子
３０ 電圧測定手段（基板）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】