端子接続部材及び組電池

【課題】充放電時に電極端子との間における温度上昇を抑えて接触抵抗の増加を好適に抑えることができる端子接続部材及び組電池を提供すること。
【解決手段】組電池１は、突出した複数の電極端子２を有する複数の単電池３と、これら単電池３が収納される電池収納容器６と、単電池３間の電極端子２同士を接続する導電性のブスバー（端子接続部材）７と、を備えている。このブスバー７は、電極端子２と接触される一対の接触部と、一対の接触部間を接続する部材本体と、を備え、部材本体の少なくとも一部に放熱部が配されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、端子接続部材及び組電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウム二次電池には、正極端子及び負極端子といった電極端子が突出して配されている。この二次電池の一つ一つを単電池として複数備えた組電池には、単電池に配された電極端子同士を接続するブスバー（端子接続部材）が配されている（例えば、特許文献１参照。）。このようなブスバーは、円柱・円筒形又は四角柱・四角筒形に形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−８６０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の端子接続部材では、組電池の充放電時に比較的高い発熱を生じてしまい、電極端子との間の接触抵抗も大きくなってしまう。また、電池の内部温度の上昇に伴い、寿命を縮めて電池性能を劣化、又は破壊させてしまう可能性がある。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、充放電時に電極端子との間における温度上昇を抑えて接触抵抗の増加を好適に抑えることができる端子接続部材及び組電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
本発明に係る端子接続部材は、複数の単電池間の電極端子同士を接続する導電性の端子接続部材であって、各前記電極端子と接触される一対の接触部と、該一対の接触部間を接続する部材本体と、を備え、該部材本体の少なくとも一部に放熱部が配されていることを特徴とする。
【０００７】
この発明は、端子接続部材の部材本体に放熱部が配されているので、通電された際、接触部と電極端子との間の接触抵抗の大きさに応じて部材本体の温度が上昇しても、放熱部からの放熱によって、接触部の温度上昇を好適に抑えることができる。
【０００８】
また、本発明に係る端子接続部材は、前記端子接続部材であって、前記部材本体が長手方向を有して板状に形成され、前記長手方向に対して蛇腹折りされて前記放熱部が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
この発明は、部材本体の全長を変えずに放熱部の放熱面積を確保することができる。さらに、プレス加工等によって放熱部を容易に作成することができる。
【００１０】
また、本発明に係
る端子接続部材は、前記端子接続部材であって、前記放熱部が、前記部材本体の外周面から突出して、又は前記外周面に凹んで配されていることを特徴とする。
この発明は、放熱部によって部材本体の表面積を増やして放熱面積を確保することができる。
【００１１】
また、本発明に係る端子接続部材は、前記端子接続部材であって、前記部材本体及び前記放熱部が、銅若しくは銅合金、又はアルミニウム若しくはアルミニウム合金からなることを特徴とする。
この発明は、放熱部の熱伝導率が大きいので、接触部の温度上昇にすばやく対応して放熱させることができる。
【００１２】
また、本発明に係る端子接続部材は、前記端子接続部材であって、前記部材本体又は前記放熱部の外周面の少なくとも一部に配された電気的な絶縁層を備えていることを特徴とする。
この発明は、人が最も接触しやすい外周面に絶縁層が配されているので、安全性を高めることができると同時に、それ以外の表面から好適に放熱させることができる。
【００１３】
本発明に係る組電池は、突出した複数の電極端子を有する複数の単電池と、これら単電池が収納される電池収納容器と、前記単電池間の前記電極端子同士を接続する本発明に係る端子接続部材と、を備えていることを特徴とする。
【００１４】
この発明は、本発明に係る端子接続部材を備えているので、通電された際、接触部と電極端子との間の接触抵抗の大きさに応じて部材本体の温度が上昇しても、放熱部からの放熱によって、接触部の温度上昇を好適に抑えることができる。
【００１５】
また、本発明に係る組電池は、前記組電池であって、前記電池収納容器における、前記放熱部が配される位置に、通風孔が配されていることを特徴とする。
この発明は、温度上昇する放熱部と通風孔を通過する空気との間で好適に熱交換させてより容易に排熱させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、充放電時に電極端子と端子接続部材との間における温度上昇を抑えて接触抵抗の増加を好適に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る組電池を示す側断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る組電池の内部構成を示す上面視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る組電池の内部構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る組電池の電池収納容器を示す上面視図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係るブスバーを示す平面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係るブスバーを示す側面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る組電池の電池収納容器における他の形態を示す上面視図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係るブスバーを示す平面図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係るブスバーを示す側面図である。
【図１０】図８のＡ−Ａ断面図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係るブスバーを示す平面図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態に係るブスバーを示す側面図である。
【図１３】図１１のＢ−Ｂ断面図である。
【図１４】本発明の第４の実施形態に係るブスバーを示す平面図である。
【図１５】本発明の第４の実施形態に係るブスバーを示す側面図である。
【図１６】図１４のＤ−Ｄ断面図である。
【図１７】本発明の第５の実施形態に係るブスバーを示す平面図である。
【図１８】本発明の第５の実施形態に係るブスバーを示す側面図である。
【図１９】図１７のＥ−Ｅ断面図である。
【図２０】本発明の第６の実施形態に係るブスバーを示す平面図である。
【図２１】本発明の第６の実施形態に係るブスバーを示す側面図である。
【図２２】図２０のＦ−Ｆ断面図である。
【図２３】本発明の第１の実施形態に係るブスバーの変形例を示す平面図である。
【図２４】本発明の第１の実施形態に係るブスバーの変形例を示す側面図である。
【図２５】本発明の第６の実施形態に係るブスバーの変形例を示す平面図である。
【図２６】本発明の第６の実施形態に係るブスバーの変形例を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第１の実施形態）
本発明に係る第１の実施形態について、図１から図７を参照して説明する。
本実施形態に係る組電池１は、図１から図３に示すように、突出した複数の電極端子２を有する複数の単電池３と、単電池３を制御する制御部５と、単電池３及び制御部５が収納される電池収納容器６と、単電池３間の電極端子２同士を接続するブスバー（端子接続部材）７と、を備えている。
【００１９】
単電池３は、略立方体形状に形成された、例えば、リチウムイオン二次電池である。電極端子２は、単電池３の端面から円柱状に突出して配されている。電極端子２の端面には、制御部５と電気的に接続される略円環状の圧着端子８が、ネジ等の固定部材１０によって取り付けられている。なお、図１及び図２では、説明を容易にするため、圧着端子８を１つだけ図示し、残りの圧着端子は図示を省略している。
【００２０】
単電池３は、組電池１内に４個配され、ブスバー７によってこれらの単電池３が直列に接続されている。なお、単電池３の数は４個未満でも４個を超える数でも構わない。また、単電池３が並列に接続されていても構わない。
【００２１】
制御部５は図示しない基板上に形成された制御回路であって、組電池１の充放電時に各単電池３の電圧や温度を監視するとともに、電圧等を制御する。電池収納容器６は、内部に単電池３が収納され、組電池１の外形を構成している。電池収納容器６には、図４に示すように、電極端子２が露出する開口部１１と、制御部５と外部とを連通させる通風孔１２と、が配されている。
【００２２】
ブスバー７は、図５に示すように、電極端子２と接触される一対の接触部１３Ａ，１３Ｂと、一対の接触部１３Ａ，１３Ｂ間を接続する部材本体１５と、を備えている。一対の接触部１３Ａ，１３Ｂは平板状に形成され、電極端子２が貫通される貫通孔１３ａがそれぞれ配されている。ブスバー７は、銅又は銅合金から形成される。なお、アルミニウム又はアルミニウム合金などであっても構わない。
【００２３】
部材本体１５は、長手方向を有して断面矩形の平板状に形成され、電池収納容器６内に単電池３が配された際の隣接する単電池３の電極端子２間の距離に応じて所定の長さとなっている。部材本体１５の中央には放熱部１６が配されている。この放熱部１６は、図６に示すように、部材本体１５が長手方向に複数回蛇腹折りされて形成されている。各折り目部分には、部材本体１５と略平行に端面１６ａが形成されている。また、端面を有することに限定するものではない。
【００２４】
次に本実施形態に係る組電池１の作用について説明する。
組電池１の充放電時には、各ブスバー７に通電される。この際、ブスバー７と電極端子２との間の接触抵抗は、他の電気的抵抗に比して大きいので、この部分で発熱した熱が部材本体１５に熱伝導によって伝えられる。このとき、電池収納容器６内の空気と放熱部１６の表面との間で熱交換が行われ、放熱部１６から放熱される。放熱された熱は、通風孔１２等によって容器外部へ排熱される。なお、図７に示すように、各ブスバー７の放熱部１６が配される位置に通風孔１７が配された電池収納容器６でもよい。この場合には、放熱部１６近傍の高温空気をより好適に容器外に排出することができる。
【００２５】
この組電池１及びブスバー７によれば、部材本体１５に放熱部１６が配されているので、通電の際、部材本体１５の温度が上昇しても放熱部１６からの放熱によって、一対の接触部１３Ａ，１３Ｂの温度上昇を抑えることができる。したがって、充放電時においても電極端子２とブスバー７との間の接触抵抗の増加を好適に抑えることができ、電池性能を維持して安定した電力供給を行うことができる。
【００２６】
特に、ブスバー７の部材本体１５が長手方向を有して板状に形成され、長手方向に対して蛇腹折りされて放熱部１６が形成されているので、部材本体の全長を変えずに放熱面積を確保することができる。また、プレス加工等によって放熱部１６を容易に作成することができる。また、ブスバー７が熱伝導率の高い銅若しくは銅合金からなるので、一対の接触部１３Ａ，１３Ｂの温度上昇にすばやく対応して放熱させることができる。
【００２７】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について図８から図１０を参照して説明する。
なお、上述した第１の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。
第２の実施形態と第１の実施形態との異なる点は、本実施形態に係るブスバー２０は、部材本体２１が断面矩形の棒状とされ、放熱部２２が部材本体２１の外周面に溝状に配されているとした点である。放熱部２２は、部材本体２１の中心軸線Ｃに沿って部材本体２１中央の周方向に複数配されている。放熱部２２の溝幅及び溝深さは何れも略一定となっている。このようなブスバー２０は、例えば、部材本体２１を構成する板材に、放熱部２２を構成する溝部を機械加工等することにより形成することができ、あるいは、材質がアルミニウムなどの場合には押し出し加工によっても製造することができる。
【００２８】
このブスバー２０によれば、第１の実施形態と同様に、通電の際、部材本体２１の温度が上昇しても放熱部２２からの放熱によって、一対の接触部１３Ａ，１３Ｂの温度上昇を抑えることができる。この際、放熱部２２の表面の分、放熱面積を確保することができる。また、第１の実施形態よりも部材本体２１の断面積を大きく確保することができ、大きな電流を流すことができる。
【００２９】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について図１１から図１３を参照して説明する。
なお、上述した他の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。
第３の実施形態と第２の実施形態との異なる点は、本実施形態に係るブスバー３０の放熱部３１が、部材本体３２の外周面から突出して立設されているとした点である。放熱部３１は、断面略矩形状のフィンとして、略一定の幅及び高さに形成されている。そして、部材本体３２の中心軸線Ｃに沿って部材本体３２中央の周方向に複数配されている。また、このようなブスバー３０については、放熱部３１を構成するフィン材を溶接などにより接合することによって製造することができ、あるいは、材質がアルミニウムなどの場合には押し出し加工によっても製造することができる。
【００３０】
このブスバー３０によれば、放熱部３１の表面積分の放熱面積を確保でき、第２の実施形態と同様の作用・効果を奏することができる。また、放熱部３１を単に突出させた形状とする分、第２の実施形態に係るブスバー２０よりも容易に製造することができる。
【００３１】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について図１４から図１６を参照して説明する。
なお、上述した他の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。
第４の実施形態と第２の実施形態との異なる点は、本実施形態に係るブスバー４０の部材本体４１が、断面略円形となっている点である。
【００３２】
放熱部４２は、第２の実施形態と同様に、部材本体４１の中心軸線Ｃに沿って部材本体４１中央の周方向に溝状に複数配されている。
このようなブスバー４０では、円柱状の部材を機械加工することにより溝を形成して部材本体４１及び放熱部４２を構成することも可能である。
そして、このブスバー４０によれば、第２の実施形態と同様の作用・効果を奏することができる。
【００３３】
（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態について図１７から図１９を参照して説明する。
なお、上述した他の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。
第５の実施形態と第４の実施形態との異なる点は、本実施形態に係るブスバー５０の放熱部５１が、部材本体５２の外周面から突出して立設されているとした点である。
【００３４】
放熱部５１は、第３の実施形態と同様に、断面略矩形状のフィンとして形成されている。このブスバー５０によれば、第３の実施形態と同様の作用・効果を奏することができる。
【００３５】
（第６の実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態について図２０から図２２を参照して説明する。
なお、上述した他の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。
第６の実施形態と第５の実施形態との異なる点は、本実施形態に係るブスバー６０の部材本体６１が中空に形成され、放熱部６２が、部材本体６１の外周面に略一定の厚さ及び突出高さで鍔状に形成されて配されているとした点である。
【００３６】
放熱部６２は、部材本体６１中央の中心軸線Ｃ方向に略一定の間隔を有して複数配されている。一対の接触部１３Ａ，１３Ｂは、中空状の部材本体６１の両端が平板状につぶされて形成されている。
このブスバー６０によれば、部材本体６１が中空状なので、他の実施形態よりもブスバー重量を削減することができる。また、本実施形態では、部材本体６１に外部と内部空間とを連通する貫通孔を設けても良い。このようにすることで、部材本体６１の内部空間と外部との間で空気を流通させて冷却を促進させることができる。
【００３７】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、図２３及び図２４に示すように、電気的な絶縁層７０を備えたブスバー７１であってもよい。このブスバー７１の放熱部７２は、第１の実施形態と同様に部材本体７３が蛇腹折りされて形成されている。
【００３８】
この場合、人が最も接触しやすい放熱部７２の端面に絶縁層７０が配されることになるので、接触しても感電することなく安全性を高めることができる。また、端面以外の放熱部７２の表面には絶縁層７０がないので、これらの面からは好適に放熱させることができる。同様に、図２５及び図２６に示すように、第６の実施形態と同様に、部材本体７８に鍔状の放熱部７５が配され、この放熱部７５の先端面及びその近傍の側面に絶縁層７６が配されたブスバー７７であってもよい。また、他の実施形態にも絶縁層を適用することでも、同様の効果を得ることができる。
【００３９】
また、放熱部の表面にさらに凹凸状の模様が配されたものでも構わない。これによって、放熱部の放熱面積をさらに増やすことができる。さらに、放熱部の向きは、上記実施形態のものに限らず、空気の流れに沿った方向でも構わない。また、放熱部の周辺で乱流を積極的に発生させるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１組電池
２電極端子
３単電池
６電池収納容器
７，２０，３０，４０，５０，６０，７１，７７ブスバー（端子接続部材）
１３Ａ，１３Ｂ，６３Ａ，６３Ｂ接触部
１５，２１，３２，４１，５２，６１，７３，７８部材本体
１６，２２，３１，４２，５１，６２，７２，７５放熱部
１７通風孔
７０，７６絶縁層

【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の単電池間の電極端子同士を接続する導電性の端子接続部材であって、
各前記電極端子と接触される一対の接触部と、
該一対の接触部間を接続する部材本体と、
を備え、
該部材本体の少なくとも一部に放熱部が配されていることを特徴とする端子接続部材。
【請求項２】
前記部材本体が長手方向を有して板状に形成され、前記長手方向に対して蛇腹折りされて前記放熱部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の端子接続部材。
【請求項３】
前記放熱部が、前記部材本体の外周面から突出して、又は前記外周面に凹んで配されていることを特徴とする請求項１に記載の端子接続部材。
【請求項４】
前記部材本体及び前記放熱部が、銅若しくは銅合金、又はアルミニウム若しくはアルミニウム合金からなることを特徴とする請求項１から３の何れか一つに記載の端子接続部材。
【請求項５】
前記部材本体又は前記放熱部の外周面の少なくとも一部に配された電気的な絶縁層を備えていることを特徴とする請求項２から４の何れか一つに記載の端子接続部材。
【請求項６】
突出した複数の電極端子を有する複数の単電池と、
これら単電池が収納される電池収納容器と、
前記単電池間の前記電極端子同士を接続する請求項１から５の何れか一つに記載の端子接続部材と、
を備えていることを特徴とする組電池。
【請求項７】
前記電池収納容器における、前記放熱部が配される位置に、通風孔が配されていることを特徴とする請求項６に記載の組電池。

【図１】