電池モジュール
【課題】電圧の検出精度を高めることが可能な電池モジュールを提供する。
【解決手段】正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂが突設された電池セルを複数集合させ、隣り合う前記電池セルの正極端子１０Ａと負極端子１０Ｂとをジョイント端子２０により接続することで、前記複数の電池セルを直列に接続してなる電池モジュールであって、隣り合う前記電池セルの正極端子１０Ａと負極端子１０Ｂとのうち少なくとも一方には球面が形成され、前記ジョイント端子２０には、前記正極端子１０Ａまたは負極端子１０Ｂに形成された球面に弾性的に接触する電圧検出部２５が一体に形成されるとともに、電圧測定回路の電圧測定線３０が接続されている。
【解決手段】正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂが突設された電池セルを複数集合させ、隣り合う前記電池セルの正極端子１０Ａと負極端子１０Ｂとをジョイント端子２０により接続することで、前記複数の電池セルを直列に接続してなる電池モジュールであって、隣り合う前記電池セルの正極端子１０Ａと負極端子１０Ｂとのうち少なくとも一方には球面が形成され、前記ジョイント端子２０には、前記正極端子１０Ａまたは負極端子１０Ｂに形成された球面に弾性的に接触する電圧検出部２５が一体に形成されるとともに、電圧測定回路の電圧測定線３０が接続されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電池セルが直列に接続されてなる電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電池モジュールの一例として、隣り合う２つの電池セル間を電気的に接続するバスバーと、隣り合う２つの電池セル毎に電圧を検知する電圧検出端子とを備えてなる電池モジュールが知られている（例えば特許文献１）。この電池モジュールを構成する各電池セルの正極および負極には、雄ネジ型をなす端子部が突出して設けられ、バスバーおよび電圧検出端子には、電池セルの端子部を挿通可能な挿通孔がそれぞれ形成されている。
【０００３】
そして、隣り合う２つの電池セルの端子部に挿通孔をそれぞれ挿通させてバスバーを正極および負極に面接触させ、また隣り合う端子部のうち一方の端子部に挿通孔を挿通させて電圧検出端子をバスバーに面接触させ、端子部にナットを締め付けることでバスバーと電圧検出端子とを固定している。
【特許文献１】特開２０００−３３３３４３公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のような電池モジュールにおいては、電池セルの電圧を検出して電圧が均一になるように制御している。しかしながら、電圧のバラツキをより小さくするために、電圧の検出精度をさらに高めたいという要望があった。
【０００５】
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、電圧の検出精度を高めることが可能な電池モジュール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】
本発明の電池モジュールは、正極端子および負極端子が突設された電池セルを複数集合させ、隣り合う前記電池セルの正極端子と負極端子とをジョイント端子により接続することで、前記複数の電池セルを直列に接続してなる電池モジュールであって、隣り合う前記電池セルの正極端子と負極端子とのうち少なくとも一方には球面が形成され、前記ジョイント端子には、前記正極端子または負極端子に形成された球面に弾性的に接触する電圧検出部が一体に形成されるとともに、電圧測定回路の電圧測定線が接続されている。
【０００７】
このような構成によれば、電圧検出部が正極端子または負極端子に直接接触した状態になるから、電圧の検出精度を高めることができる。また、電池セルの正極と負極とを接続する端子と、電圧検出用の端子とを別体に設ける場合に比べて部品点数を減らすことができる。
【０００８】
また、隣り合う前記電池セルの正極端子と負極端子との両方に前記球面が形成され、前記ジョイント端子は、前記電池セルの正極端子と負極端子とに形成された前記球面にそれぞれ接触する一対の前記電圧検出部を有し、前記電圧測定線は、前記電圧検出部のそれぞれに接続されているものとしてもよい。このような構成によれば、各電池セル毎に電圧を検出することができるから、２つの電池セル毎に電圧を検出する場合に比べて電圧の検出精度を高めることができる。
【０００９】
また、前記電圧検出部は、片持ち状をなして前記球面に弾性的に接触するものとしてもよい。
また、前記電圧測定線は、前記電圧検出部のうち前記球面に接触する接点部に接続されているものとしてもよい。
また、前記ジョイント端子は、前記電圧測定線を保持する保持部を有しているものとしてもよい。
【００１０】
また、前記ジョイント端子は、隣り合う前記電池セルの正極端子と負極端子とを弾性的に挟み込む一対の接続片を有するものとしてもよい。このような構成によれば、ボルト締め等することなく、隣り合う電池セルの正極端子と負極端子とにジョイント端子を固定することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、電圧の検出精度を高めることが可能な電池モジュールを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
＜実施形態１＞
以下、本発明を具体化した実施形態１について、図１〜図４を参照しつつ詳細に説明する。
本実施形態における電池モジュールは、正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂが突設された電池セルを複数集合させ、隣り合う電池セルの正極端子１０Ａと負極端子１０Ｂとをジョイント端子２０により接続することで、複数の電池セルを直列に接続してなるものである。以下、各構成部材において、図１の上側を上方、下側を下方として説明する。
【００１３】
電池セルは、電気自動車またはハイブリッド自動車等の駆動源として使用される周知の構成のものであり、全体として円柱状に形成された本体部(図示せず）と、この本体部における軸方向の一方の端面および他方の端面に垂直に突出して設けられた正負の電極端子（正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂ）とを備えている。複数の電池セルは、互いに隣り合う電池セルが軸方向に逆向きになるよう（正極端子１０Ａと負極端子１０Ｂとが隣り合って配置されるよう）にして並べられ、図示しない保持部材により一体に保持されている。なお、電池モジュールには、セル電圧・電流・温度等の検出、各電池セルの充放電コントロール等を行うための機能を有する周知の電池制御部（図示せず）が備えられている。
【００１４】
正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂは、金属製（銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等）であって、切削加工、鋳造、または鍛造等、公知の手法により形成されている。正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂは略同形・同大に形成され、それぞれ球形状をなす接続部１１を有している。なお、接続部１１の外周面が、本発明における球面に該当する。
【００１５】
ジョイント端子２０は、例えば、銅、銅合金、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属製の板材を、所定の形状にプレス加工することにより形成されている。
ジョイント端子２０は、隣り合う電池セルの正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂを弾性的に挟み込む一対の接続片２１を有している。一対の接続片２１は、それぞれ左右方向（正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂの並列方向）に長い略長方形の板状をなし、その上縁は連結部２２に連結されている。連結部２２と一対の接続片２１とは側方から見ると略Ｕ字形状をなし、各接続片２１は、連結部２２からそれぞれ片持ち状をなして下方に延出している（図４参照）。
【００１６】
一対の接続片２１は、互いに接近・離間方向（対向方向）に弾性変位可能とされ、自然状態における一対の接続片２１の間の間隔は、正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂの接続部１１の最大幅寸法よりも小さく設定されている。なお、一対の接続片２１の下端部は、下方に向かって少しずつ互いの間隔が大きくなる向きに屈曲されており、その最下端における間隔は、接続部１１の最大径寸法と同等の寸法となっている。
【００１７】
一対の接続片２１のうち長手方向の両端部は、正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂが接続する部分とされ、この部分には、正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂの接続部１１が嵌合可能な孔部２３が設けられている。孔部２３は一対の接続片２１の両方に設けられ、各接続片２１を壁厚方向に打ち抜いて形成されている。各接続片２１に設けられた孔部２３は、すべて略円形状をなしている。
【００１８】
また、各接続片２１の長手方向の両端部には、下縁（正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂに対する接続方向前側の縁）から孔部２３にかけて接続部１１を案内する案内溝２４が形成されている。案内溝２４は、接続片２１を壁厚方向に打ち抜いて形成されている。
連結部２２は、正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂの並列方向に長い略長方形の板状をなし、その長手方向寸法は、接続片２１の長手方向寸法と同等の寸法とされている。
【００１９】
さて、ジョイント端子２０には、正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂの接続部１１にそれぞれ接触する一対の電圧検出部２５が一体に形成されている。
電圧検出部２５は、連結部２２の長手方向の両端縁からそれぞれ片持ち状をなして下方に延出している（図３参照）。一対の電圧検出部２５は、互いに接近・離間方向（連結部２２の長手方向）に弾性変位可能とされ、自然状態における一対の電圧検出部２５の間の間隔は、隣り合う正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂの接続部１１の間隔（２つの接続部１１の並列方向における最外端同士の間隔）よりも若干小さく設定されている。そして、一対の電圧検出部２５は、正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂの接続部１１の外周面、詳しくは、接続部１１の外周面のうち２つの接続部１１の並列方向における最外端にそれぞれ弾性的に接触している。なお、一対の電圧検出部２５の下端部は外側に屈曲され、下端部の内側面は弧状をなしている。
【００２０】
連結部２２の長手方向の両端部（電圧検出部２５の根元部分）には、電線３０（本発明の電圧測定線に該当する）が１本ずつ接続されている。なお、連結部２２の両端部を電線接続部２６と称する。
電線３０は、電線３０の端末部のうち絶縁被覆３１の端部から突出する芯線３２が、溶接により電線接続部２６に接続されている。芯線３２の露出部分は、連結部２２を短手方向に横切る長さ寸法を有し、一対の電線３０は、各電線接続部２６から連結部２２の長手方向に対して直交方向に延びている（図２参照）。なお、各電線３０は、電池制御部に接続されている。
なお、正極端子１０Ａ、負極端子１０Ｂ、ジョイント端子２０は、合成樹脂製のカバー（図示せず）により覆われている。
【００２１】
次に、隣り合う正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂにジョイント端子２０を接続する作業について説明する。
まず、複数の電池セルを、正極端子１０Ａと負極端子１０Ｂとが隣り合うように並べる。
【００２２】
次いで、正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂにジョイント端子２０を接続する。
ジョイント端子２０を、一対の電圧検出部２５が下方に延出する向きにして、各電圧検出部２５がそれぞれ正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂの接続部１１の上方に配されるよう位置合わせし、ジョイント端子２０を下側（電池セル側）に移動させる。すると、各案内溝２４の入り口に正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂの接続部１１が入り込み、やがて、一対の接続片２１は、その間に接続部１１が差し入れられることで互いに離間方向へ弾性変位し始める。また、一対の電圧検出部２５が接続部１１の外周面にそれぞれ接触し、接続部１１との接触により外側へ弾性変位し始める。そして、接続部１１はそれぞれ孔部２３に嵌合し、同時に、一対の接続片２１は互いに接近方向へ弾性復帰して、孔部２３の孔縁が接続部１１の外周面に押し付けられた状態になる。また、一対の電圧検出部２５は、接続部１１の外周面にそれぞれ押し付けられた状態になる。
【００２３】
こうして、正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂにジョイント端子２０が接続され、同時に、一対の電圧検出部２５が正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂの接続部１１にそれぞれ弾性的に接触した状態になる。なお、上記のような接続作業を、さらに隣接する電池セルにおける正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂに対して行い、これを順次繰り返すことにより、複数の電池セルは、全体として直列に接続されるとともに各正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂにそれぞれ電圧検出部２５が接触した状態になる。
【００２４】
上記のように構成された実施形態１によれば、以下の効果を奏する。
本実施形態の電池モジュールは、隣り合う電池セルの正極端子１０Ａと負極端子１０Ｂとには球形状の接続部１１が設けられ、ジョイント端子２０には、正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂの接続部１１の外周面に弾性的に接触する電圧検出部２５が一体に形成されるとともに、電圧測定回路の電線３０が接続されている。これにより、電圧検出部２５は、正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂに直接接触した状態になるから、例えば従来のように正極または負極との間にバスバー等が介在する場合に比べて、電圧の検出精度を高めることができる。また、電圧検出用の端子と、電池セルの正極と負極とを接続するための端子とを別体に設ける場合に比べて、部品点数を減らすことができる。
【００２５】
また、隣り合う電池セルの正極端子１０Ａと負極端子１０Ｂとの両方に球形状の接続部１１が設けられ、ジョイント端子２０は、電池セルの正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂの接続部１１の外周面にそれぞれ接触する一対の電圧検出部２５を有し、電線３０は、一対の電圧検出部２５のそれぞれに接続されている。これにより、各電池セル毎に電圧を検出することができるから、例えば従来のように２つの電池セル毎に電圧を検出する場合に比べて、電圧の検出精度を高めることができる。
【００２６】
また、ジョイント端子２０は、隣り合う電池セルの正極端子１０Ａと負極端子１０Ｂとを弾性的に挟み込む一対の接続片２１を有するものである。これにより、ジョイント端子２０を接続部１１側に押し込むだけで接続部１１に固定することができるから、例えば従来のように正極と負極とを接続するための端子をボルト締め等する必要がなく、もって接続作業を容易に行うことができる。
【００２７】
＜実施形態２＞
次に、本発明を具体化した実施形態２に係る電池モジュールを図５〜図１０によって説明する。
本実施形態の電池モジュールは、電線３０が、電圧検出部４０のうち接続部１１の外周面に接触する接点部４１に接続されている点で、実施形態１とは相違する。なお、実施形態１と同様の構成には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００２８】
本実施形態に係る電池モジュールは、実施形態１と同様に、正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂが突設された電池セルを複数集合させ、隣り合う電池セルの正極端子１０Ａと負極端子１０Ｂとをジョイント端子４２により接続することで、複数の電池セルを直列に接続してなるものである。正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂは、実施形態１と同様、略同形・同大に形成され、ともに球形状をなす接続部１１を有している。
【００２９】
ジョイント端子４２は、実施形態１と同様、例えば、銅、銅合金、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属製の板材を、所定の形状にプレス加工することにより形成されている。
ジョイント端子４２は、隣り合う電池セルの正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂのそれぞれを弾性的に挟み込む一対の接続片４３を２組有している。各接続片４３は、それぞれ左右方向（正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂの並列方向）に長い略長方形の板状をなし、左右方向における両端のうち一方が互いに連結されている。一対の接続片４３は、互いの連結部分（以後、屈曲部４４と称する）から、互いに対向して片持ち状に延出しており、一対の接続片４３および屈曲部４４を上下方向から見ると略Ｕ字形状をなしている（図９参照）。一対の接続片４３は、互いに接近・離間方向（対向方向）に弾性変位可能とされ、自然状態における一対の接続片４３の間の間隔は、正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂの接続部１１の最大幅寸法よりも小さく設定されている。なお、一対の接続片４３のうち屈曲部４４とは反対側の端部が、正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂに接続する端子接続部４５とされている。
【００３０】
２組の接続片４３は、左右方向に逆向きの姿勢、言い換えると、屈曲部４４がジョイント端子４２の中央部に配置され、端子接続部４５がジョイント端子４２の右端または左端に配置される姿勢で、連結部４６を介して互いに連結されている。
【００３１】
連結部４６は、左右方向に長い略長方形の板状をなし、その長手方向寸法は、接続片４３の長手方向寸法と略同等の寸法とされている。２組の接続片４３は、各組の接続片４３の端子接続部４５がそれぞれ連結部４６から右方および左方に突出するようにして、連結部４６の右側寄り位置と左側寄り位置とにそれぞれ連結されている。連結部４６の周縁のうち長手方向に延びる両縁には、一対の接続片４３のうち一方の接続片４３がそれぞれ連結しており、屈曲部４４および他方の接続片４３は連結部４６には連結されておらず、フリーな状態になっている。
【００３２】
ジョイント端子４２には、実施形態１と同様、正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂの接続部１１にそれぞれ接触する一対の電圧検出部４０が一体に形成されており、一対の電圧検出部４０は、連結部４６の長手方向の両端縁からそれぞれ片持ち状をなして下側方に延出している。各電圧検出部４０は、連結部４６の両端縁のうち短手方向の一端寄りの位置、言い換えると、一対の接続片４３の間の位置から延出している。
【００３３】
各電圧検出部４０は、連結部４６からその長手方向の側方に向かって少しずつ下方に下がる傾斜をなす傾斜部４７と、傾斜部４７の下端から連結部４６と略平行をなして側方に延出する接点部４１とを有している。各電圧検出部４０は上下方向に弾性変位可能とされ、各電圧検出部４０の接点部４１が正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂの接続部１１の外周面、詳しくは、接続部１１の外周面のうち最上端にそれぞれ弾性的に接触している。
【００３４】
電圧検出部４０の接点部４１には、電線３０が１本ずつ接続されている。電線３０は、接点部４１の周縁のうち電圧検出部４０の延出方向に延びる縁に接続されている。電線３０は、電線３０の端末部のうち絶縁被覆３１の端部から突出する芯線３２が、溶接により接点部４１の側縁の略全長にわたり接続されている。電圧検出部４０に接続された電線３０の芯線３２は、接点部４１の側縁と接続片４３の内面との間に挟まれている（図７参照）。
【００３５】
ジョイント端子４２には、各電線３０を保持する一対の保持部４８が設けられている。保持部４８は、連結部４６のうち長手方向の両端部に設けられている。各保持部４８は、連結部４６の周縁のうち長手方向に延びる側縁から連結部４６の下側へ折り返されてなり、左右方向から見るとＵ字形状をなしている（図７参照）。各保持部４８の内側には、連結部４６の長手方向に沿って電線３０を挿通可能な挿通孔４９が形成されている。挿通孔４９は、外側が保持部４８により閉じられ、内側が開放された状態になっている。電線３０は、芯線３２の先端が電圧検出部４０の接点部４１に固定され、それよりも後側の部分が連結部４６の側縁に沿って延び、屈曲部４４の上方を通って保持部４８内を挿通し、電圧検出部４０とは反対側へ延出している。
【００３６】
隣り合う正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂにジョイント端子４２を接続するには、実施形態１と同様、ジョイント端子４２を、一対の電圧検出部４０が下方に延出する向きにして、下側（電池セル側）に移動させる。すると、一対の接続片４３の端子接続部４５に正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂの接続部１１が入り込んで、一対の接続片４３は互いに離間方向へ弾性変位し、また、一対の電圧検出部４０の接点部４１は接続部１１の外周面にそれぞれ接触し、接続部１１との接触により上側へ弾性変位する。そして、一対の接続片４３は、各接続部１１をそれぞれ弾性的に挟持した状態になり、また一対の電圧検出部４０の接点部４１は、接続部１１の外周面にそれぞれ押し付けられた状態になる。こうして、正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂにジョイント端子４２が接続され、同時に、一対の電圧検出部４０が正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂの接続部１１にそれぞれ弾性的に接触した状態になる。
【００３７】
以上のように本実施形態においては、実施形態１と同様、隣り合う電池セルの正極端子１０Ａと負極端子１０Ｂとには球形状の接続部１１が設けられ、ジョイント端子４２には、正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂの接続部１１の外周面に弾性的に接触する電圧検出部４０が一体に形成されるとともに、電圧測定回路の電線３０が接続されている。したがって、電圧検出部４０は、正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂに直接接触した状態になるから、実施形態１と同様、電圧の検出精度を高める効果を得ることができる。
【００３８】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００３９】
（１）上記実施形態では、接続部１１は球形状をなしているが、接続部は、球面を有していればどのような形状をなしていてもよく、例えば軸方向の両端に球面を有する円筒状等であってもよい。
【００４０】
（２）上記実施形態では、ジョイント端子２０（４２）は、正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂに接触する一対の電圧検出部２５（４０）を有しているが、いずれか一方に接触する電圧検出部のみを有するものとしてもよい。
【００４１】
（３）実施形態１では、電線３０は溶接により電線接続部２６に接続されているが、これに限らず、例えば各電線接続部にバレル部を一体に設け、バレル部に電線を圧着することで、電線を電線接続部に接続するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】実施形態１にかかるジョイント端子が正極端子および負極端子に接続した状態を表す外観斜視図
【図２】同上面図
【図３】同正面図
【図４】同側面図
【図５】実施形態２にかかるジョイント端子が正極端子および負極端子に接続した状態を表す外観斜視図
【図６】同正面図
【図７】同側面図
【図８】同上面図
【図９】同下面図
【図１０】図８のＡ−Ａ断面図
【符号の説明】
【００４３】
１０Ａ…正極端子
１０Ｂ…負極端子
２０，４２…ジョイント端子
２１，４３…接続片
２５，４０…電圧検出部
３０…電線（電圧測定線）
４１…接点部
４８…保持部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電池セルが直列に接続されてなる電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電池モジュールの一例として、隣り合う２つの電池セル間を電気的に接続するバスバーと、隣り合う２つの電池セル毎に電圧を検知する電圧検出端子とを備えてなる電池モジュールが知られている（例えば特許文献１）。この電池モジュールを構成する各電池セルの正極および負極には、雄ネジ型をなす端子部が突出して設けられ、バスバーおよび電圧検出端子には、電池セルの端子部を挿通可能な挿通孔がそれぞれ形成されている。
【０００３】
そして、隣り合う２つの電池セルの端子部に挿通孔をそれぞれ挿通させてバスバーを正極および負極に面接触させ、また隣り合う端子部のうち一方の端子部に挿通孔を挿通させて電圧検出端子をバスバーに面接触させ、端子部にナットを締め付けることでバスバーと電圧検出端子とを固定している。
【特許文献１】特開２０００−３３３３４３公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のような電池モジュールにおいては、電池セルの電圧を検出して電圧が均一になるように制御している。しかしながら、電圧のバラツキをより小さくするために、電圧の検出精度をさらに高めたいという要望があった。
【０００５】
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、電圧の検出精度を高めることが可能な電池モジュール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】
本発明の電池モジュールは、正極端子および負極端子が突設された電池セルを複数集合させ、隣り合う前記電池セルの正極端子と負極端子とをジョイント端子により接続することで、前記複数の電池セルを直列に接続してなる電池モジュールであって、隣り合う前記電池セルの正極端子と負極端子とのうち少なくとも一方には球面が形成され、前記ジョイント端子には、前記正極端子または負極端子に形成された球面に弾性的に接触する電圧検出部が一体に形成されるとともに、電圧測定回路の電圧測定線が接続されている。
【０００７】
このような構成によれば、電圧検出部が正極端子または負極端子に直接接触した状態になるから、電圧の検出精度を高めることができる。また、電池セルの正極と負極とを接続する端子と、電圧検出用の端子とを別体に設ける場合に比べて部品点数を減らすことができる。
【０００８】
また、隣り合う前記電池セルの正極端子と負極端子との両方に前記球面が形成され、前記ジョイント端子は、前記電池セルの正極端子と負極端子とに形成された前記球面にそれぞれ接触する一対の前記電圧検出部を有し、前記電圧測定線は、前記電圧検出部のそれぞれに接続されているものとしてもよい。このような構成によれば、各電池セル毎に電圧を検出することができるから、２つの電池セル毎に電圧を検出する場合に比べて電圧の検出精度を高めることができる。
【０００９】
また、前記電圧検出部は、片持ち状をなして前記球面に弾性的に接触するものとしてもよい。
また、前記電圧測定線は、前記電圧検出部のうち前記球面に接触する接点部に接続されているものとしてもよい。
また、前記ジョイント端子は、前記電圧測定線を保持する保持部を有しているものとしてもよい。
【００１０】
また、前記ジョイント端子は、隣り合う前記電池セルの正極端子と負極端子とを弾性的に挟み込む一対の接続片を有するものとしてもよい。このような構成によれば、ボルト締め等することなく、隣り合う電池セルの正極端子と負極端子とにジョイント端子を固定することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、電圧の検出精度を高めることが可能な電池モジュールを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
＜実施形態１＞
以下、本発明を具体化した実施形態１について、図１〜図４を参照しつつ詳細に説明する。
本実施形態における電池モジュールは、正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂが突設された電池セルを複数集合させ、隣り合う電池セルの正極端子１０Ａと負極端子１０Ｂとをジョイント端子２０により接続することで、複数の電池セルを直列に接続してなるものである。以下、各構成部材において、図１の上側を上方、下側を下方として説明する。
【００１３】
電池セルは、電気自動車またはハイブリッド自動車等の駆動源として使用される周知の構成のものであり、全体として円柱状に形成された本体部(図示せず）と、この本体部における軸方向の一方の端面および他方の端面に垂直に突出して設けられた正負の電極端子（正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂ）とを備えている。複数の電池セルは、互いに隣り合う電池セルが軸方向に逆向きになるよう（正極端子１０Ａと負極端子１０Ｂとが隣り合って配置されるよう）にして並べられ、図示しない保持部材により一体に保持されている。なお、電池モジュールには、セル電圧・電流・温度等の検出、各電池セルの充放電コントロール等を行うための機能を有する周知の電池制御部（図示せず）が備えられている。
【００１４】
正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂは、金属製（銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等）であって、切削加工、鋳造、または鍛造等、公知の手法により形成されている。正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂは略同形・同大に形成され、それぞれ球形状をなす接続部１１を有している。なお、接続部１１の外周面が、本発明における球面に該当する。
【００１５】
ジョイント端子２０は、例えば、銅、銅合金、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属製の板材を、所定の形状にプレス加工することにより形成されている。
ジョイント端子２０は、隣り合う電池セルの正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂを弾性的に挟み込む一対の接続片２１を有している。一対の接続片２１は、それぞれ左右方向（正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂの並列方向）に長い略長方形の板状をなし、その上縁は連結部２２に連結されている。連結部２２と一対の接続片２１とは側方から見ると略Ｕ字形状をなし、各接続片２１は、連結部２２からそれぞれ片持ち状をなして下方に延出している（図４参照）。
【００１６】
一対の接続片２１は、互いに接近・離間方向（対向方向）に弾性変位可能とされ、自然状態における一対の接続片２１の間の間隔は、正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂの接続部１１の最大幅寸法よりも小さく設定されている。なお、一対の接続片２１の下端部は、下方に向かって少しずつ互いの間隔が大きくなる向きに屈曲されており、その最下端における間隔は、接続部１１の最大径寸法と同等の寸法となっている。
【００１７】
一対の接続片２１のうち長手方向の両端部は、正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂが接続する部分とされ、この部分には、正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂの接続部１１が嵌合可能な孔部２３が設けられている。孔部２３は一対の接続片２１の両方に設けられ、各接続片２１を壁厚方向に打ち抜いて形成されている。各接続片２１に設けられた孔部２３は、すべて略円形状をなしている。
【００１８】
また、各接続片２１の長手方向の両端部には、下縁（正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂに対する接続方向前側の縁）から孔部２３にかけて接続部１１を案内する案内溝２４が形成されている。案内溝２４は、接続片２１を壁厚方向に打ち抜いて形成されている。
連結部２２は、正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂの並列方向に長い略長方形の板状をなし、その長手方向寸法は、接続片２１の長手方向寸法と同等の寸法とされている。
【００１９】
さて、ジョイント端子２０には、正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂの接続部１１にそれぞれ接触する一対の電圧検出部２５が一体に形成されている。
電圧検出部２５は、連結部２２の長手方向の両端縁からそれぞれ片持ち状をなして下方に延出している（図３参照）。一対の電圧検出部２５は、互いに接近・離間方向（連結部２２の長手方向）に弾性変位可能とされ、自然状態における一対の電圧検出部２５の間の間隔は、隣り合う正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂの接続部１１の間隔（２つの接続部１１の並列方向における最外端同士の間隔）よりも若干小さく設定されている。そして、一対の電圧検出部２５は、正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂの接続部１１の外周面、詳しくは、接続部１１の外周面のうち２つの接続部１１の並列方向における最外端にそれぞれ弾性的に接触している。なお、一対の電圧検出部２５の下端部は外側に屈曲され、下端部の内側面は弧状をなしている。
【００２０】
連結部２２の長手方向の両端部（電圧検出部２５の根元部分）には、電線３０（本発明の電圧測定線に該当する）が１本ずつ接続されている。なお、連結部２２の両端部を電線接続部２６と称する。
電線３０は、電線３０の端末部のうち絶縁被覆３１の端部から突出する芯線３２が、溶接により電線接続部２６に接続されている。芯線３２の露出部分は、連結部２２を短手方向に横切る長さ寸法を有し、一対の電線３０は、各電線接続部２６から連結部２２の長手方向に対して直交方向に延びている（図２参照）。なお、各電線３０は、電池制御部に接続されている。
なお、正極端子１０Ａ、負極端子１０Ｂ、ジョイント端子２０は、合成樹脂製のカバー（図示せず）により覆われている。
【００２１】
次に、隣り合う正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂにジョイント端子２０を接続する作業について説明する。
まず、複数の電池セルを、正極端子１０Ａと負極端子１０Ｂとが隣り合うように並べる。
【００２２】
次いで、正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂにジョイント端子２０を接続する。
ジョイント端子２０を、一対の電圧検出部２５が下方に延出する向きにして、各電圧検出部２５がそれぞれ正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂの接続部１１の上方に配されるよう位置合わせし、ジョイント端子２０を下側（電池セル側）に移動させる。すると、各案内溝２４の入り口に正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂの接続部１１が入り込み、やがて、一対の接続片２１は、その間に接続部１１が差し入れられることで互いに離間方向へ弾性変位し始める。また、一対の電圧検出部２５が接続部１１の外周面にそれぞれ接触し、接続部１１との接触により外側へ弾性変位し始める。そして、接続部１１はそれぞれ孔部２３に嵌合し、同時に、一対の接続片２１は互いに接近方向へ弾性復帰して、孔部２３の孔縁が接続部１１の外周面に押し付けられた状態になる。また、一対の電圧検出部２５は、接続部１１の外周面にそれぞれ押し付けられた状態になる。
【００２３】
こうして、正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂにジョイント端子２０が接続され、同時に、一対の電圧検出部２５が正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂの接続部１１にそれぞれ弾性的に接触した状態になる。なお、上記のような接続作業を、さらに隣接する電池セルにおける正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂに対して行い、これを順次繰り返すことにより、複数の電池セルは、全体として直列に接続されるとともに各正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂにそれぞれ電圧検出部２５が接触した状態になる。
【００２４】
上記のように構成された実施形態１によれば、以下の効果を奏する。
本実施形態の電池モジュールは、隣り合う電池セルの正極端子１０Ａと負極端子１０Ｂとには球形状の接続部１１が設けられ、ジョイント端子２０には、正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂの接続部１１の外周面に弾性的に接触する電圧検出部２５が一体に形成されるとともに、電圧測定回路の電線３０が接続されている。これにより、電圧検出部２５は、正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂに直接接触した状態になるから、例えば従来のように正極または負極との間にバスバー等が介在する場合に比べて、電圧の検出精度を高めることができる。また、電圧検出用の端子と、電池セルの正極と負極とを接続するための端子とを別体に設ける場合に比べて、部品点数を減らすことができる。
【００２５】
また、隣り合う電池セルの正極端子１０Ａと負極端子１０Ｂとの両方に球形状の接続部１１が設けられ、ジョイント端子２０は、電池セルの正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂの接続部１１の外周面にそれぞれ接触する一対の電圧検出部２５を有し、電線３０は、一対の電圧検出部２５のそれぞれに接続されている。これにより、各電池セル毎に電圧を検出することができるから、例えば従来のように２つの電池セル毎に電圧を検出する場合に比べて、電圧の検出精度を高めることができる。
【００２６】
また、ジョイント端子２０は、隣り合う電池セルの正極端子１０Ａと負極端子１０Ｂとを弾性的に挟み込む一対の接続片２１を有するものである。これにより、ジョイント端子２０を接続部１１側に押し込むだけで接続部１１に固定することができるから、例えば従来のように正極と負極とを接続するための端子をボルト締め等する必要がなく、もって接続作業を容易に行うことができる。
【００２７】
＜実施形態２＞
次に、本発明を具体化した実施形態２に係る電池モジュールを図５〜図１０によって説明する。
本実施形態の電池モジュールは、電線３０が、電圧検出部４０のうち接続部１１の外周面に接触する接点部４１に接続されている点で、実施形態１とは相違する。なお、実施形態１と同様の構成には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００２８】
本実施形態に係る電池モジュールは、実施形態１と同様に、正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂが突設された電池セルを複数集合させ、隣り合う電池セルの正極端子１０Ａと負極端子１０Ｂとをジョイント端子４２により接続することで、複数の電池セルを直列に接続してなるものである。正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂは、実施形態１と同様、略同形・同大に形成され、ともに球形状をなす接続部１１を有している。
【００２９】
ジョイント端子４２は、実施形態１と同様、例えば、銅、銅合金、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属製の板材を、所定の形状にプレス加工することにより形成されている。
ジョイント端子４２は、隣り合う電池セルの正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂのそれぞれを弾性的に挟み込む一対の接続片４３を２組有している。各接続片４３は、それぞれ左右方向（正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂの並列方向）に長い略長方形の板状をなし、左右方向における両端のうち一方が互いに連結されている。一対の接続片４３は、互いの連結部分（以後、屈曲部４４と称する）から、互いに対向して片持ち状に延出しており、一対の接続片４３および屈曲部４４を上下方向から見ると略Ｕ字形状をなしている（図９参照）。一対の接続片４３は、互いに接近・離間方向（対向方向）に弾性変位可能とされ、自然状態における一対の接続片４３の間の間隔は、正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂの接続部１１の最大幅寸法よりも小さく設定されている。なお、一対の接続片４３のうち屈曲部４４とは反対側の端部が、正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂに接続する端子接続部４５とされている。
【００３０】
２組の接続片４３は、左右方向に逆向きの姿勢、言い換えると、屈曲部４４がジョイント端子４２の中央部に配置され、端子接続部４５がジョイント端子４２の右端または左端に配置される姿勢で、連結部４６を介して互いに連結されている。
【００３１】
連結部４６は、左右方向に長い略長方形の板状をなし、その長手方向寸法は、接続片４３の長手方向寸法と略同等の寸法とされている。２組の接続片４３は、各組の接続片４３の端子接続部４５がそれぞれ連結部４６から右方および左方に突出するようにして、連結部４６の右側寄り位置と左側寄り位置とにそれぞれ連結されている。連結部４６の周縁のうち長手方向に延びる両縁には、一対の接続片４３のうち一方の接続片４３がそれぞれ連結しており、屈曲部４４および他方の接続片４３は連結部４６には連結されておらず、フリーな状態になっている。
【００３２】
ジョイント端子４２には、実施形態１と同様、正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂの接続部１１にそれぞれ接触する一対の電圧検出部４０が一体に形成されており、一対の電圧検出部４０は、連結部４６の長手方向の両端縁からそれぞれ片持ち状をなして下側方に延出している。各電圧検出部４０は、連結部４６の両端縁のうち短手方向の一端寄りの位置、言い換えると、一対の接続片４３の間の位置から延出している。
【００３３】
各電圧検出部４０は、連結部４６からその長手方向の側方に向かって少しずつ下方に下がる傾斜をなす傾斜部４７と、傾斜部４７の下端から連結部４６と略平行をなして側方に延出する接点部４１とを有している。各電圧検出部４０は上下方向に弾性変位可能とされ、各電圧検出部４０の接点部４１が正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂの接続部１１の外周面、詳しくは、接続部１１の外周面のうち最上端にそれぞれ弾性的に接触している。
【００３４】
電圧検出部４０の接点部４１には、電線３０が１本ずつ接続されている。電線３０は、接点部４１の周縁のうち電圧検出部４０の延出方向に延びる縁に接続されている。電線３０は、電線３０の端末部のうち絶縁被覆３１の端部から突出する芯線３２が、溶接により接点部４１の側縁の略全長にわたり接続されている。電圧検出部４０に接続された電線３０の芯線３２は、接点部４１の側縁と接続片４３の内面との間に挟まれている（図７参照）。
【００３５】
ジョイント端子４２には、各電線３０を保持する一対の保持部４８が設けられている。保持部４８は、連結部４６のうち長手方向の両端部に設けられている。各保持部４８は、連結部４６の周縁のうち長手方向に延びる側縁から連結部４６の下側へ折り返されてなり、左右方向から見るとＵ字形状をなしている（図７参照）。各保持部４８の内側には、連結部４６の長手方向に沿って電線３０を挿通可能な挿通孔４９が形成されている。挿通孔４９は、外側が保持部４８により閉じられ、内側が開放された状態になっている。電線３０は、芯線３２の先端が電圧検出部４０の接点部４１に固定され、それよりも後側の部分が連結部４６の側縁に沿って延び、屈曲部４４の上方を通って保持部４８内を挿通し、電圧検出部４０とは反対側へ延出している。
【００３６】
隣り合う正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂにジョイント端子４２を接続するには、実施形態１と同様、ジョイント端子４２を、一対の電圧検出部４０が下方に延出する向きにして、下側（電池セル側）に移動させる。すると、一対の接続片４３の端子接続部４５に正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂの接続部１１が入り込んで、一対の接続片４３は互いに離間方向へ弾性変位し、また、一対の電圧検出部４０の接点部４１は接続部１１の外周面にそれぞれ接触し、接続部１１との接触により上側へ弾性変位する。そして、一対の接続片４３は、各接続部１１をそれぞれ弾性的に挟持した状態になり、また一対の電圧検出部４０の接点部４１は、接続部１１の外周面にそれぞれ押し付けられた状態になる。こうして、正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂにジョイント端子４２が接続され、同時に、一対の電圧検出部４０が正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂの接続部１１にそれぞれ弾性的に接触した状態になる。
【００３７】
以上のように本実施形態においては、実施形態１と同様、隣り合う電池セルの正極端子１０Ａと負極端子１０Ｂとには球形状の接続部１１が設けられ、ジョイント端子４２には、正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂの接続部１１の外周面に弾性的に接触する電圧検出部４０が一体に形成されるとともに、電圧測定回路の電線３０が接続されている。したがって、電圧検出部４０は、正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂに直接接触した状態になるから、実施形態１と同様、電圧の検出精度を高める効果を得ることができる。
【００３８】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００３９】
（１）上記実施形態では、接続部１１は球形状をなしているが、接続部は、球面を有していればどのような形状をなしていてもよく、例えば軸方向の両端に球面を有する円筒状等であってもよい。
【００４０】
（２）上記実施形態では、ジョイント端子２０（４２）は、正極端子１０Ａおよび負極端子１０Ｂに接触する一対の電圧検出部２５（４０）を有しているが、いずれか一方に接触する電圧検出部のみを有するものとしてもよい。
【００４１】
（３）実施形態１では、電線３０は溶接により電線接続部２６に接続されているが、これに限らず、例えば各電線接続部にバレル部を一体に設け、バレル部に電線を圧着することで、電線を電線接続部に接続するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】実施形態１にかかるジョイント端子が正極端子および負極端子に接続した状態を表す外観斜視図
【図２】同上面図
【図３】同正面図
【図４】同側面図
【図５】実施形態２にかかるジョイント端子が正極端子および負極端子に接続した状態を表す外観斜視図
【図６】同正面図
【図７】同側面図
【図８】同上面図
【図９】同下面図
【図１０】図８のＡ−Ａ断面図
【符号の説明】
【００４３】
１０Ａ…正極端子
１０Ｂ…負極端子
２０，４２…ジョイント端子
２１，４３…接続片
２５，４０…電圧検出部
３０…電線（電圧測定線）
４１…接点部
４８…保持部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極端子および負極端子が突設された電池セルを複数集合させ、隣り合う前記電池セルの正極端子と負極端子とをジョイント端子により接続することで、前記複数の電池セルを直列に接続してなる電池モジュールであって、
隣り合う前記電池セルの正極端子と負極端子とのうち少なくとも一方には球面が形成され、
前記ジョイント端子には、前記正極端子または負極端子に形成された球面に弾性的に接触する電圧検出部が一体に形成されるとともに、電圧測定回路の電圧測定線が接続されている電池モジュール。
【請求項２】
隣り合う前記電池セルの正極端子と負極端子との両方に前記球面が形成され、
前記ジョイント端子は、前記電池セルの正極端子と負極端子とに形成された前記球面にそれぞれ接触する一対の前記電圧検出部を有し、
前記電圧測定線は、前記電圧検出部のそれぞれに接続されている請求項１に記載の電池モジュール。
【請求項３】
前記電圧検出部は、片持ち状をなして前記球面に弾性的に接触するものである請求項１または請求項２に記載の電池モジュール。
【請求項４】
前記電圧測定線は、前記電圧検出部のうち前記球面に接触する接点部に接続されている請求項３に記載の電池モジュール。
【請求項５】
前記ジョイント端子は、前記電圧測定線を保持する保持部を有している請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の電池モジュール。
【請求項６】
前記ジョイント端子は、隣り合う前記電池セルの正極端子と負極端子とを弾性的に挟み込む一対の接続片を有するものである請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の電池モジュール。
【請求項１】
正極端子および負極端子が突設された電池セルを複数集合させ、隣り合う前記電池セルの正極端子と負極端子とをジョイント端子により接続することで、前記複数の電池セルを直列に接続してなる電池モジュールであって、
隣り合う前記電池セルの正極端子と負極端子とのうち少なくとも一方には球面が形成され、
前記ジョイント端子には、前記正極端子または負極端子に形成された球面に弾性的に接触する電圧検出部が一体に形成されるとともに、電圧測定回路の電圧測定線が接続されている電池モジュール。
【請求項２】
隣り合う前記電池セルの正極端子と負極端子との両方に前記球面が形成され、
前記ジョイント端子は、前記電池セルの正極端子と負極端子とに形成された前記球面にそれぞれ接触する一対の前記電圧検出部を有し、
前記電圧測定線は、前記電圧検出部のそれぞれに接続されている請求項１に記載の電池モジュール。
【請求項３】
前記電圧検出部は、片持ち状をなして前記球面に弾性的に接触するものである請求項１または請求項２に記載の電池モジュール。
【請求項４】
前記電圧測定線は、前記電圧検出部のうち前記球面に接触する接点部に接続されている請求項３に記載の電池モジュール。
【請求項５】
前記ジョイント端子は、前記電圧測定線を保持する保持部を有している請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の電池モジュール。
【請求項６】
前記ジョイント端子は、隣り合う前記電池セルの正極端子と負極端子とを弾性的に挟み込む一対の接続片を有するものである請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の電池モジュール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−２２５３８３（Ｐ２０１０−２２５３８３Ａ）
【公開日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−７０４４７（Ｐ２００９−７０４４７）
【出願日】平成２１年３月２３日（２００９．３．２３）
【出願人】（３９５０１１６６５）株式会社オートネットワーク技術研究所 (2,668)
【出願人】（０００１８３４０６）住友電装株式会社 (6,135)
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２３日（２００９．３．２３）
【出願人】（３９５０１１６６５）株式会社オートネットワーク技術研究所 (2,668)
【出願人】（０００１８３４０６）住友電装株式会社 (6,135)
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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