特開 2023-129900 バスバーの接続構造

(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】P2023129900

(43)【公開日】2023-09-20

(54)【発明の名称】バスバーの接続構造

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/516 20210101AFI20230912BHJP

   H01M 50/505 20210101ALI20230912BHJP

   H01M 50/503 20210101ALI20230912BHJP

【ＦＩ】

H01M50/516

H01M50/505

H01M50/503

【審査請求】有

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022034237

(22)【出願日】2022-03-07

(71)【出願人】

【識別番号】520184767

【氏名又は名称】プライムプラネットエナジー＆ソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】吉田 直剛

(72)【発明者】

【氏名】稲村 卓思

【テーマコード（参考）】

5H043

【Ｆターム（参考）】

5H043AA01

5H043AA13

5H043BA19

5H043CA04

5H043CA22

5H043FA04

5H043FA22

5H043FA23

5H043FA24

5H043FA26

5H043FA37

5H043HA11D

5H043HA11F

5H043HA17D

5H043HA17F

5H043JA01F

5H043JA02F

5H043JA12F

5H043JA13F

5H043KA09F

5H043LA02F

5H043LA21F

5H043LA22F

5H043LA24F

5H043LA25F

(57)【要約】

【課題】バスバーおよび端子部の間の接続強度を高めることが可能なバスバーの接続構造、を提供する。
【解決手段】バスバーの接続構造は、第１対向面６１を有する端子部１８と、所定方向において第１対向面６１と隙間５２を設けて対向する第２対向面６２を有し、端子部１８に対して重ね合わされるバスバー３１と、端子部１８およびバスバー３１を接続する溶接部５１とを備える。溶接部５１は、バスバ３１ーに設けられる第１溶接層５６と、端子部１８に設けられる第２溶接層５７と、隙間５２に配置され、第１溶接層５６および第２溶接層５７を接続する中間溶接層５８とを有する。溶接部５１は、所定方向に平行な平面により切断された場合に、所定方向に直交する方向における中間溶接層５８の最小幅Ｌａが、所定方向に直交する方向における第１溶接層５６の最小幅Ｌｂよりも大きくなる断面形状を有する。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１対向面を有する端子部と、
所定方向において前記第１対向面と隙間を設けて対向する第２対向面を有し、前記端子部に対して重ね合わされるバスバーと、
前記端子部および前記バスバーを接続する溶接部とを備え、
前記溶接部は、
前記バスバーに設けられ、前記所定方向において前記バスバーを貫き、前記第２対向面まで延びる第１溶接層と、
前記端子部に設けられ、前記第１対向面から前記所定方向に延びる第２溶接層と、
前記隙間に配置され、前記第１溶接層および前記第２溶接層を接続する中間溶接層とを有し、
前記溶接部は、前記所定方向に平行な平面により切断された場合に、前記所定方向に直交する方向における前記中間溶接層の最小幅が、前記所定方向に直交する方向における前記第１溶接層の最小幅よりも大きくなる断面形状を有する、バスバーの接続構造。

【請求項2】

前記バスバーには、前記所定方向において前記第１対向面から遠ざかる方向に凹む形状を有する凹部が設けられ、
前記第２対向面は、前記凹部の底面からなる、請求項１に記載のバスバーの接続構造。

【請求項3】

前記隙間は、外部開放された空間からなる、請求項１または２に記載のバスバーの接続構造。

【請求項4】

前記所定方向に見た場合に、前記溶接部は、環状に延び、
前記バスバーには、前記所定方向において前記バスバーを貫通し、環状に延びる前記溶接部の内側で前記第２対向面に開口する貫通孔が設けられる、請求項３に記載のバスバーの接続構造。

【請求項5】

前記所定方向に見た場合に、前記溶接部は、円形のリング形状を有し、
前記貫通孔は、前記円形のリング形状の中心軸上で延びる、請求項４に記載のバスバーの接続構造。

【請求項6】

前記溶接部は、前記所定方向に平行な平面により切断された場合に、前記所定方向に直交する方向における前記溶接部の幅が、前記第１溶接層および前記中間溶接層の境界の位置で最大となる断面形状を有する、請求項１から５のいずれか１項に記載のバスバーの接続構造。

【請求項7】

前記所定方向における前記隙間の大きさは、０．０１ｍｍ以上である、請求項１から６のいずれか１項に記載のバスバーの接続構造。

【請求項8】

前記所定方向における前記隙間の大きさは、前記所定方向における前記バスバーの厚み以下である、請求項１から７のいずれか１項に記載のバスバーの接続構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、バスバーの接続構造に関する。

【背景技術】

【0002】

たとえば、特開２０１５－１１７８５号公報（特許文献１）には、複数の電池セルと、複数の電池セル間を電気的に接続するための複数のバスバーとを備える電池モジュールが開示されている。バスバーは、１０μｍ以上５０μｍ未満の大きさの隙間を設けて、電池セルの外部端子に重ね合わされている。電池モジュールには、レーザ溶接により、外部端子およびバスバーを接続する溶接部が設けられている。溶接部の断面形状は、逆三角形状または逆台形形状である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５－１１７８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

外部端子に対してバスバーを接続するための溶接部に過大な外力が加わった場合に、溶接部が破損し、バスバーおよび外部端子間の接続状態が損なわれる可能性がある。このため、このようなバスバーの接続構造にはさらなる改良が求められている。

【0005】

そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、バスバーおよび端子部の間の接続強度を高めることが可能なバスバーの接続構造を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この発明に従ったバスバーの接続構造は、第１対向面を有する端子部と、所定方向において第１対向面と隙間を設けて対向する第２対向面を有し、端子部に対して重ね合わされるバスバーと、端子部およびバスバーを接続する溶接部とを備える。溶接部は、バスバーに設けられ、所定方向においてバスバーを貫き、第２対向面まで延びる第１溶接層と、端子部に設けられ、第１対向面から所定方向に延びる第２溶接層と、隙間に配置され、第１溶接層および第２溶接層を接続する中間溶接層とを有する。溶接部は、所定方向に平行な平面により切断された場合に、所定方向に直交する方向における中間溶接層の最小幅が、所定方向に直交する方向における第１溶接層の最小幅よりも大きくなる断面形状を有する。

【0007】

このように構成されたバスバーの接続構造によれば、溶接部は、中間溶接層の最小幅が、第１溶接層の最小幅よりも大きくなる断面形状を有するため、隙間に配置される中間溶接層の強度を十分に確保することができる。これにより、バスバーおよび端子部の間の接続強度を高めることができる。

【0008】

また好ましくは、バスバーには、所定方向において第１対向面から遠ざかる方向に凹む形状を有する凹部が設けられる。第２対向面は、凹部の底面からなる。

【0009】

また好ましくは、隙間は、外部開放された空間からなる。このように構成されたバスバーの接続構造によれば、バスバーおよび端子部の溶接時、バスバーの溶融金属が隙間に進入する場合に、空気を隙間から外部に逃がすことができる。これにより、中間溶接層の最小幅が第１溶接層の最小幅よりも大きくなる断面形状を有する溶接部を容易に得ることができる。

【0010】

また好ましくは、所定方向に見た場合に、溶接部は、環状に延びる。バスバーには、所定方向においてバスバーを貫通し、環状に延びる溶接部の内側で第２対向面に開口する貫通孔が設けられる。

【0011】

このように構成されたバスバーの接続構造によれば、貫通孔を、バスバーおよび端子部の溶接時に隙間から逃げる空気の通路とすることができる。

【0012】

また好ましくは、所定方向に見た場合に、溶接部は、円形のリング形状を有する。貫通孔は、円形のリング形状の中心軸上で延びる。

【0013】

このように構成されたバスバーの接続構造によれば、貫通孔に対する溶接部の各部位の位置関係が、円形のリング形状を有する溶接部の周方向において均一となる。これにより、溶接部の周方向においてばらつきのない中間溶接層の断面形状を得ることができる。

【0014】

一方で、所定方向に見た場合に、溶接部は、環状の一部が途切れた形状（たとえば、Ｃ字形状、または、Ｕ字形状）を有してもよいし、直線形状または曲線形状を有してもよい。溶接部の形状を適宜、選択することによって、溶接可能な領域の面積に対応した溶接が可能となる。

【0015】

また好ましくは、溶接部は、所定方向に平行な平面により切断された場合に、所定方向に直交する方向における溶接部の幅が、第１溶接層および中間溶接層の境界の位置で最大となる断面形状を有する。

【0016】

このように構成されたバスバーの接続構造によれば、第１溶接層および中間溶接層の境界における溶接部の強度を十分に確保することにより、バスバーおよび端子部の間の接続強度をさらに高めることができる。

【0017】

また好ましくは、所定方向における隙間の大きさは、０．０１ｍｍ以上である。このように構成されたバスバーの接続構造によれば、バスバーおよび端子部の溶接時、バスバーの溶融金属が隙間に進入するスペースを十分に確保することができる。これにより、中間溶接層の最小幅が第１溶接層の最小幅よりも大きくなる断面形状を有する溶接部を容易に得ることができる。

【0018】

また好ましくは、所定方向における隙間の大きさは、所定方向におけるバスバーの厚み以下である。

【0019】

このように構成されたバスバーの接続構造によれば、バスバーおよび端子部の溶接時、隙間に進入したバスバーの溶融金属が第１対向面および第２対向面の間に渡って保持されないことに起因して、中間溶接層による第１溶接層および第２溶接層の間の接続が得られない現象を抑制することができる。

【発明の効果】

【0020】

以上に説明したように、この発明に従えば、バスバーおよび端子部の間の接続強度を高めることが可能なバスバーの接続構造を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】この発明の実施の形態におけるバスバーの接続構造が適用された電池パックを示す分解組み立て図である。

【図2】図１中の電池パックを構成する電池セルを示す斜視図である。

【図3】バスバーを示す斜視図である。

【図4】バスバーを示す別の斜視図である。

【図5】バスバーの接続構造を示す上面図である。

【図6】図５中のＶＩ－ＶＩ線上の矢視方向に見たバスバーの接続構造を示す断面図である。

【図7】図６中の２点鎖線ＶＩＩで囲まれた範囲のバスバーの接続構造を示す断面図である。

【図8】実施例において、端子部に対してバスバーを溶接する工程を示す断面図である。

【図9】実施例における溶接部の断面形状を示す概略図である。

【図10】比較例における溶接部の断面形状を示す概略図である。

【図11】比較例における溶接部の断面形状を示す別の概略図である。

【図12】図６中のバスバーの接続構造の第１変形例を示す断面図である。

【図13】図６中のバスバーの接続構造の第２変形例を示す断面図である。

【図14】図３および図４中のバスバーの第１変形例を示す斜視図である。

【図15】図３および図４中のバスバーの第２変形例を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。

【0023】

図１は、この発明の実施の形態におけるバスバーの接続構造が適用された電池パックを示す分解組み立て図である。図２は、図１中の電池パックを構成する電池セルを示す斜視図である。

【0024】

図１および図２を参照して、電池パック１００は、ハイブリッド車（ＨＥＶ：Hybrid Electric Vehicle）、プラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ：Plug-in Hybrid Electric Vehicle）または電気自動車（ＢＥＶ：Battery Electric Vehicle）などの車両の駆動用電源として用いられる。

【0025】

本明細書においては、電池パック１００の構造を説明する便宜上、後述する複数の電池セル１１の積層方向、かつ、水平方向に延びる軸を「Ｙ軸」といい、Ｙ軸に直交する方向、かつ、水平方向に延びる軸を「Ｘ軸」といい、上下方向に延びる軸を「Ｚ軸」という。

【0026】

まず、電池パック１００の全体構造について説明する。電池パック１００は、複数の電池セル１１と、ケース体２１とを有する。複数の電池セル１１は、Ｙ軸方向に積層されている。ケース体２１は、複数の電池セル１１を収容している。ケース体２１は、ケース本体２３と、ケース頂部２４とを有する。ケース本体２３は、直方体形状の外観を有し、上方を向いて開口される箱体からなる。ケース頂部２４は、ケース本体２３の開口部に対して着脱可能に取り付けられる蓋体からなる。

【0027】

図２に示されるように、電池セル１１は、リチウムイオン電池である。電池セル１１は、角形であり、直方体の薄板形状を有する。複数の電池セル１１は、Ｙ軸方向が電池セル１１の厚み方向となるように積層されている。

【0028】

電池セル１１は、外装体１２を有する。外装体１２は、直方体形状の筐体からなり、電池セル１１の外観をなしている。外装体１２には、電極体および電解液が収容されている。

【0029】

外装体１２は、第１側面１３と、第２側面１４と、頂面１５と、底面１６とを有する。第１側面１３および第２側面１４の各側面は、Ｙ軸に直交する平面からなる。第１側面１３および第２側面１４は、Ｙ軸方向において、互いに反対側を向いている。第１側面１３および第２側面１４の各側面は、外装体１２が有する複数の側面のうちで最も大きい面積を有する。

【0030】

頂面１５および底面１６の各面は、Ｚ軸に直交する平面からなる。頂面１５は、上方を向いている。底面１６は、下方を向いている。底面１６は、接着剤２０を用いて、ケース体２１（ケース本体２３）の内底面に固定されている。頂面１５には、外装体１２の内部で発生したガスにより外装体１２の内圧が所定値以上となった場合に、そのガスを外装体１２の外部に排出するためのガス排出弁１７が設けられている。

【0031】

電池セル１１は、正極端子１８Ｐおよび負極端子１８Ｎが対となった端子部１８をさらに有する。端子部１８は、金属からなる。端子部１８は、頂面１５に設けられている。正極端子１８Ｐおよび負極端子１８Ｎは、Ｘ軸方向において、互いに離れて設けられている。正極端子１８Ｐおよび負極端子１８Ｎは、Ｘ軸方向におけるガス排出弁１７の両側にそれぞれ設けられている。

【0032】

複数の電池セル１１は、Ｙ軸方向に隣り合う電池セル１１，１１の間において、第１側面１３同士が向かい合わせとなり、第２側面１４同士が向かい合わせとなるように積層されている。これにより、複数の電池セル１１が積層されるＹ軸方向において、正極端子１８Ｐと負極端子１８Ｎとが、交互に並んでいる。

【0033】

図３および図４は、バスバーを示す斜視図である。図１から図４を参照して、電池パック１００は、複数のバスバー３１をさらに有する。バスバー３１は、金属からなる。Ｙ軸方向に隣り合う電池セル１１，１１の間において、Ｙ軸方向に並ぶ正極端子１８Ｐと負極端子１８Ｎとが、バスバー３１により、互いに接続されている。これにより、複数の電池セル１１は、互いに電気的に直列に接続されている。なお、複数の電池セル１１は、互いに電気的に、並列、または、直列および並列の組み合わせで接続されてもよい。

【0034】

バスバー３１は、第１主面３２と、第２主面３３とを有する板材からなる。第１主面３２および第２主面３３の各面は、Ｚ軸に平行な平面からなる。第２主面３３は、第１主面３２の裏側に配置されている。

【0035】

バスバー３１には、貫通孔４１と、凹部４６とが設けられている。貫通孔４１は、Ｚ軸方向において、バスバー３１を貫通している。貫通孔４１は、Ｚ軸方向に平行な中心軸１１０の軸上で延びている。貫通孔４１は、中心軸１１０を中心とする円形状の開口をなしている。凹部４６は、第２主面３３からＺ軸方向に凹む凹形状をなしている。凹部４６は、中心軸１１０の軸上に設けられている。凹部４６は、中心軸１１０を中心とする円形状を有し、貫通孔４１よりも大きい直径を有する開口を第２主面３３になしている。

【0036】

バスバー３１は、第２対向面６２を有する。第２対向面６２は、Ｚ軸に直交する平面からなる。本実施の形態では、第２対向面６２が、凹部４６の底面からなる。第２対向面６２は、中心軸１１０を中心とする円形のリング形状を有する。貫通孔４１は、リング形状を有する第２対向面６２の内側で開口している。

【0037】

バスバー３１には、Ｙ軸方向に隣り合う電池セル１１，１１の端子部１８に接続される２箇所に、上記の貫通孔４１および凹部４６が一組になって設けられている。

【0038】

続いて、端子部１８に対するバスバー３１の接続構造について説明する。図５は、バスバーの接続構造を示す上面図である。図６は、図５中のＶＩ－ＶＩ線上の矢視方向に見たバスバーの接続構造を示す断面図である。図７は、図６中の２点鎖線ＶＩＩで囲まれた範囲のバスバーの接続構造を示す断面図である。

【0039】

図５から図７を参照して、バスバー３１は、端子部１８に対してＺ軸方向に重ね合わされている。端子部１８は、頂面１９を有する。頂面１９は、Ｚ軸方向に直交する平面からなる。頂面１９は、バスバー３１の第２主面３３と面接触している。

【0040】

端子部１８は、第１対向面６１を有する。第１対向面６１は、Ｚ軸方向に直交する平面からなる。本実施の形態では、第１対向面６１が、頂面１９の一部である。バスバー３１の第２対向面６２は、Ｚ軸方向において、第１対向面６１と隙間５２を設けて対向している。本実施の形態では、第１対向面６１および第２対向面６２の対向方向であるＺ軸方向が、本発明における「所定方向」に対応している。

【0041】

Ｚ軸方向における隙間５２の大きさｔは、０．０１ｍｍ以上であることが好ましい（０．０１ｍｍ≦ｔ）。Ｚ軸方向における隙間５２の大きさｔは、０．０５ｍｍ以上であってもよいし（０．０５ｍｍ≦ｔ）、０．１ｍｍ以上であってもよいし（０．１ｍｍ≦ｔ）、０．３ｍｍ以上であってもよい（０．３ｍｍ≦ｔ）。Ｚ軸方向における隙間５２の大きさｔは、後出の溶接部５１が設けられる位置のＺ軸方向におけるバスバー３１の厚みＴ以下であることが好ましい（ｔ≦Ｔ）。

【0042】

隙間５２は、外部開放された空間からなる。隙間５２は、貫通孔４１を通じて、端子部１８およびバスバー３１の周りの空間（図１中のケース体２１内の空間）に開放されている。凹部４６が、Ｚ軸方向において、第２主面３３から第１対向面６１から遠ざかる方向に凹むことによって、第１対向面６１および第２対向面６２の間に隙間５２が形成されている。

【0043】

電池パック１００は、溶接部５１をさらに有する。溶接部５１は、端子部１８およびバスバー３１を接続する。溶接部５１は、レーザ溶接などの溶接を用いて、端子部１８およびバスバー３１を接続するように構成されている。溶接部５１は、溶接時に、バスバー３１および端子部１８が挙げた順に溶融し、そのあと、バスバー３１および端子部１８の溶融金属が凝固することによって、互いに一体化されている部分である。

【0044】

溶接部５１は、Ｚ軸方向に見た場合に、隙間５２と重なる位置に設けられている。溶接部５１は、第１主面３２に露出し、第１主面３２から、第１主面３２より遠ざかるＺ軸方向に延びている。溶接部５１は、Ｚ軸方向において、バスバー３１を貫き、隙間５２を通じて端子部１８に進入し、端子部１８の内部に先端部５１ｐを有する。Ｚ軸方向は、溶接部５１の深さ方向に対応している。Ｚ軸方向に見た場合に、溶接部５１は、環状に延びている。溶接部５１は、中心軸１１０を中心とする円形のリング形状を有する。貫通孔４１は、環状に延びる溶接部５１の内側で第２対向面６２に開口している。

【0045】

図７に示されるように、溶接部５１は、第１溶接層５６と、第２溶接層５７と、中間溶接層５８とを有する。第１溶接層５６、第２溶接層５７および中間溶接層５８は、Ｚ軸方向に連なって溶接部５１を構成している。

【0046】

第１溶接層５６は、バスバー３１に設けられている。第１溶接層５６は、Ｚ軸方向において、第１主面３２から第２対向面６２に向けてＺ軸方向に延びている。第１溶接層５６は、Ｚ軸方向においてバスバー３１を貫き、第２対向面６２まで延びている。第２溶接層５７は、端子部１８に設けられている。第２溶接層５７は、第１対向面６１からＺ軸方向に延びている。第２溶接層５７は、端子部１８の内部に溶接部５１の先端部５１ｐをなしている。中間溶接層５８は、隙間５２に配置されている。中間溶接層５８は、第２対向面６２から第１対向面６１に向けてＺ軸方向に延びている。中間溶接層５８は、第１溶接層５６および第２溶接層５７を接続している。

【0047】

溶接部５１は、Ｚ軸方向に平行な平面２１０により切断された場合に、Ｚ軸方向に直交する方向における中間溶接層５８の最小幅Ｌａが、Ｚ軸方向に直交する方向における第１溶接層５６の最小幅Ｌｂよりも大きくなる断面形状を有する（Ｌａ＞Ｌｂ）。

【0048】

平面２１０は、リング形状をなす溶接部５１の中心軸１１０を含み、中心軸１１０からその半径方向外側に向けて延びる平面である。平面２１０は、Ｚ軸方向に見て溶接部５１が延びる方向（中心軸１１０を中心とする円の接線方向）に直交する平面である。平面２１０は、後述するレーザヘッド７１の走査方向に直交する平面である。図５中には、代表的に、平面２１０がＹ軸－Ｚ軸平面である場合が示されている。なお、レーザヘッド７１によるレーザ加工がバスバー３１の表面上のスポット（定点）に対して行なわれる場合、平面２１０を、Ｚ軸方向に延びる溶接部５１の中心軸を含む平面とすればよい。

【0049】

図７中には、Ｚ軸方向において、第１主面３２および第２対向面６２の間に位置する第１深さ位置１２０Ｂと、Ｚ軸方向において、第２対向面６２（第１溶接層５６および中間溶接層５８の境界）に位置する第２深さ位置１２０Ｃと、Ｚ軸方向において、第２対向面６２および第１対向面６１の間に位置する第３深さ位置１２０Ａと、Ｚ軸方向において、第１対向面６１（中間溶接層５８および第２溶接層５７の境界）に位置する第４深さ位置１２０Ｄとが示されている。

【0050】

Ｚ軸方向に直交する方向（Ｙ軸方向）における溶接部５１（第１溶接層５６，中間溶接層５８，第２溶接層５７）の幅Ｌは、Ｚ軸方向における位置によって変化する。概ね、第１溶接層５６の幅Ｌは、第１主面３２から第１深さ位置１２０Ｂに近づくに従って小さくなり、第１深さ位置１２０Ｂで最小幅Ｌｂとなる。第１溶接層５６の幅Ｌは、第１深さ位置１２０Ｂから第２深さ位置１２０Ｃに近づくに従って大きくなり、第２深さ位置１２０Ｃで最大幅Ｌｃとなる。中間溶接層５８の幅Ｌは、第２深さ位置１２０Ｃで最大幅Ｌｃとなり、第２深さ位置１２０Ｃから第３深さ位置１２０Ａに近づくに従って小さくなり、第３深さ位置１２０Ａで最小幅Ｌａとなる。中間溶接層５８の幅Ｌは、第３深さ位置１２０Ｃから第４深さ位置１２０Ｄに近づくに従って大きくなり、第４深さ位置１２０Ｄで、最小幅Ｌａよりも大きく、最大幅Ｌｃよりも小さい幅Ｌｄとなる。第２溶接層５７の幅Ｌは、第４深さ位置１２０Ｄで最大幅Ｌｄとなり、第４深さ位置１２０Ｄから先端部５１ｐに近づくほど小さくなる。

【0051】

溶接部５１は、Ｚ軸方向に平行な平面２１０により切断された場合に、Ｚ軸方向に直交する方向における溶接部５１の幅Ｌが、第１溶接層５６および中間溶接層５８の境界の位置で最大となる断面形状を有する。すなわち、第２深さ位置１２０Ｃにおける溶接部５１の幅Ｌｃが、溶接部５１の幅Ｌのうちで最大である。

【0052】

本実施の形態では、中間溶接層５８の最小幅Ｌａが、第１溶接層５６の最小幅Ｌｂよりも大きいため、隙間５２に配置される中間溶接層５８の強度を十分に確保することができる。また、溶接部５１の幅が、第１溶接層５６および中間溶接層５８の境界の位置で最大となるため、第１溶接層５６および中間溶接層５８の境界の位置で溶接部５１が破断することを効果的に防ぐことができる。これにより、バスバー３１および端子部１８の間の接続強度を高めることができる。

【0053】

図８は、実施例において、端子部に対してバスバーを溶接する工程を示す断面図である。図９は、実施例における溶接部の断面形状を示す概略図である。図８および図９を参照して、本実施例では、０．８ｍｍの厚みを有するアルミニウム製のバスバー３１と、１．８ｍｍの厚みを有するアルミニウム製の端子部１８とを用い、Ｚ軸方向における隙間５２の大きさを０．３ｍｍとした。この際、貫通孔４１を通じて、Ｚ軸方向における隙間５２の大きさを測定した。

【0054】

ファイバーレーザ溶接機を用いて、端子部１８に対してバスバー３１を溶接した。より具体的には、ファイバーレーザ溶接機のレーザヘッド７１をバスバー３１と対向させ、レーザ光Ｌを第１主面３２に向けて照射しながら、レーザヘッド７１を中心軸１１０を中心にその周方向に走査した。レーザ光Ｌの出力を１０００～２０００Ｗとし、レーザ光Ｌのスポット径を０．１５ｍｍとし、レーザヘッド７１の走査速度を１００～５００ｍｍ／ｓとした。この結果、図７を参照しながら説明した断面形状を有する溶接部５１を得ることができた。

【0055】

図１０および図１１は、比較例における溶接部の断面形状を示す概略図である。図１０および図１１を参照して、これら比較例では、バスバー３１および端子部１８の間に隙間５２を設けることなく、端子部１８およびバスバー３１を重ね合わせ、上記の実施例と同様に、端子部１８に対してバスバー３１を溶接した。その結果、端子部１８およびバスバー３１の境界において、図１０に示されるように、溶接部５１に微小クラックが生じたり、図１１に示されるように、ガスが抜けきらず、ブローホールが発生したりした。

【0056】

図５から図７を参照して、本実施の形態では、端子部１８の第１対向面６１と、バスバー３１の第２対向面６２との間に隙間５２を設けることによって、隙間５２に配置される中間溶接層５８の最小幅Ｌａが、バスバー３１に設けられる第１溶接層５６の最小幅Ｌｂよりも大きい断面形状を有する溶接部５１を設ける。この場合に、隙間５２の大きさｔを０．０１ｍｍ以上とすることによって、バスバー３１および端子部１８の溶接時にバスバー３１の溶融金属が隙間５２に進入するスペースを十分に確保することができる。また、隙間５２が貫通孔４１を通じて外部に開放されているため、バスバー３１および端子部１８の溶接時に貫通孔４１が空気の通路となって、バスバー３１の溶融金属が隙間５２に進入し易くなる。これらによって、中間溶接層５８の最小幅Ｌａが、第１溶接層５６の最小幅Ｌｂよりも大きい断面形状を有する溶接部５１を容易に得ることができる。

【0057】

また、貫通孔４１は、Ｚ軸方向に見て円形のリング形状をなす溶接部５１の中心軸１１０上で延びるため、貫通孔４１に対する溶接部５１の各部位の位置関係が、中心軸１１０の周方向において均一となる。これにより、中心軸１１０の周方向においてばらつきのない中間溶接層５８の断面形状を得ることができる。

【0058】

また、隙間５２が大きすぎる場合、隙間５２に進入したバスバー３１の溶融金属が第１対向面６１上に落ち込むことで、溶接部５１がバスバー３１および端子部１８の間で縁切れする現象が起こり得る。これに対して、隙間５２の大きさをバスバー３１の厚み以下とすることによって、このような現象を効果的に防ぐことができる。

【0059】

また、バスバー３１には、隙間５２を設けるための凹部４６が設けられている。バスバー３１は、凹部４６が設けられた位置で薄肉となるため、バスバー３１および端子部１８の溶接時に、レーザ光Ｌの出力をより小さくしてバスバー３１を溶融させることが可能となる。これにより、端子部１８に対して高出力のレーザ光Ｌが照射されることを回避して、端子部１８を適切に保護することができる。

【0060】

図１２および図１３は、図６中のバスバーの接続構造の変形例を示す断面図である。図１２を参照して、本変形例では、隙間５２を設けるための凹部４６が端子部１８に設けられている。凹部４６は、頂面１９から凹む凹形状をなしている。第２対向面６２は、第２主面３３の一部であり、第１対向面６１は、凹部４６の底面からなる。バスバー３１には、第１主面３２から凹む凹形状をなす凹部４７が設けられている。なお、バスバー３１に凹部４６が設けられる場合、端子部１８に凹部４６が設けられる場合と比較して、凹部４６を設けるための加工が容易である。

【0061】

図１３を参照して、本変形例では、隙間５２を設けるための凹部４６として、バスバー３１に第１凹部４６Ａが設けられ、端子部１８に第２凹部４６Ｂが設けられている。第１凹部４６Ａは、第２主面３３から凹む凹形状をなしている。第２凹部４６Ｂは、頂面１９から凹む凹形状をなしている。第２対向面６２は、第１凹部４６Ａの底面からなり、第１対向面６１は、第２凹部４６Ｂの底面からなる。

【0062】

図１４および図１５は、図３および図４中のバスバーの変形例を示す斜視図である。図１４を参照して、本変形例では、バスバー３１に、凹部４６に替わって、隙間５２を設けるための複数の突出部８１が設けられている。突出部８１は、第２主面３３から突出している。複数の突出部８１は、互いに間隔を開けて、貫通孔４１の周りに設けられている。図１５を参照して、本変形例では、バスバー３１に、凹部４６に替わって、隙間５２を設けるための突条部８６が設けられている。突条部８６は、第２主面３３から突出している。突条部８６は、貫通孔４１の周りで環状に延びている。

【0063】

これら変形例においては、突出部８１または突条部８６の先端部が端子部１８の頂面１９に当接することによって、バスバー３１および端子部１８の間に隙間５２が設けられる。

【0064】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0065】

１１ 電池セル、１２ 外装体、１３ 第１側面、１４ 第２側面、１５，１９ 頂面、１６ 底面、１７ ガス排出弁、１８ 端子部、１８Ｎ 負極端子、１８Ｐ 正極端子、２０ 接着剤、２１ ケース体、２３ ケース本体、２４ ケース頂部、３１ バスバー、３２ 第１主面、３３ 第２主面、４１ 貫通孔、４６，４７ 凹部、４６Ａ 第１凹部、４６Ｂ 第２凹部、５１ 溶接部、５１ｐ 先端部、５２ 隙間、５６ 第１溶接層、５７ 第２溶接層、５８ 中間溶接層、６１ 第１対向面、６２ 第２対向面、７１ レーザヘッド、８１ 突出部、８６ 突条部、１００ 電池パック、１１０ 中心軸、１２０Ａ 第３深さ位置、１２０Ｂ 第１深さ位置、１２０Ｃ 第２深さ位置、１２０Ｄ 第４深さ位置、２１０ 平面。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】