電池接続ユニット及び電源装置
【課題】２つ以上の検出線を含むフレキシブル配線材に接続されるバスバー同士の短絡を防止する。
【解決手段】本発明の電池接続ユニットは、所定の方向に並んで配置される単電池間の各電極端子を電気的に接続する端子間接続部材と、隣り合う端子間接続部材それぞれと接続される少なくとも２つ以上の検出線を含むフレキシブル配線材と、端子間接続部材及び検出線を接続し、端子間接続部材が隣り合う方向に離間してフレキシブル配線材上に配置される接合部とを含み、フレキシブル配線材が各接合部の間に対応する領域に曲げ部を有する。
【解決手段】本発明の電池接続ユニットは、所定の方向に並んで配置される単電池間の各電極端子を電気的に接続する端子間接続部材と、隣り合う端子間接続部材それぞれと接続される少なくとも２つ以上の検出線を含むフレキシブル配線材と、端子間接続部材及び検出線を接続し、端子間接続部材が隣り合う方向に離間してフレキシブル配線材上に配置される接合部とを含み、フレキシブル配線材が各接合部の間に対応する領域に曲げ部を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組電池を構成する複数の単電池間を接続する電池接続ユニット及び電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
２次電池等の組電池は、単電池を一方向に複数並べて構成することができ、単電池間がバスバー（端子間接続部材）によって電気的に接続される。
【０００３】
組電池の個々の単電池の電圧、複数の単電池を複数のブロック（例えば、２つ以上の単電池のブロック）に分けたときの電圧、又は／及び組電池全体の電圧を検出するために、バスバーには電圧検出線に接続される。電圧検出線は、例えば、ＦＦＣ（フレキシブルフラットケーブル）やＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）のフレキシブル配線材を用いることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−０１８４７３号公報
【特許文献２】特開２０１０−２５７７６２号公報
【特許文献３】特開２００６−３３１９５７号公報
【特許文献４】特開２０００−３３３３４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
バスバーとフレキシブル配線材とは溶接等により電気的に接続される。２つ以上の複数の電圧検出線を含む１つのフレキシブル配線材と対応する各バスバーとを接続する場合、電圧検出線に接続されるバスバーとの接合部それぞれが、フレキシブル配線材上に配置されるので、結露が発生すると、フレキシブル配線材上の接合部同士、すなわち、隣り合うバスバー同士が短絡することがある。
【０００６】
本発明は、２つ以上の検出線を含むフレキシブル配線材に接続される端子間接続部材同士の短絡を防止する電池接続ユニット及び電源装置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】
【０００７】
本発明は、複数の単電池が所定の方向に並んで配置される組電池の単電池間を接続する電池接続ユニットであり、前記単電池間の各電極端子を電気的に接続する端子間接続部材と、前記所定の方向に隣り合う前記端子間接続部材それぞれと接続される少なくとも２つ以上の検出線を含むフレキシブル配線材と、前記端子間接続部材及び前記検出線を接続し、前記端子間接続部材が隣り合う方向に離間して前記フレキシブル配線材上に配置される接合部と、を含み、前記フレキシブル配線材が、前記フレキシブル配線材上に配置された各接合部の間に対応する領域に、曲げ部を有することを特徴とする。
【０００８】
また、前記所定の方向に隣り合う前記端子間接続部材それぞれを保持する保持部を複数備え、前記保持部間に所定の間隙を形成する間隙形成部によって各保持部が連結された保持部材をさらに含むことができ、前記曲げ部は、前記フレキシブル配線材の前記間隙に対応する領域に設けるように構成することができる。
【０００９】
また、前記曲げ部は、前記フレキシブル配線材上の前記接合部が位置する面から前記フレキシブル配線材の下方に凹状に形成することができる。また、前記曲げ部は、前記フレキシブル配線材の幅方向に傾斜するように構成することができる。
【００１０】
また、前記フレキシブル配線材は、前記フレキシブル配線材上に配置された各接合部の間に対応する領域以外の領域を平面状に形成することができる。さらに、前記フレキシブル配線材を、複数の前記フレキシブル配線材を積層して構成することができ、第１フレキシブル配線材に設けられる第１の前記曲げ部の曲げ深さが、前記第１フレキシブル配線材上に積層される第２フレキシブル配線材に設けられる第２の前記曲げ部の曲げ深さよりも大きく構成することができる。
【００１１】
さらに、本発明の電源装置は、複数の単電池が所定の方向に並んで配置され、隣り合う２つの単電池の間に絶縁材料で形成された仕切り部材を有する組電池と、前記組電池の単電池間を接続する電池接続ユニットと、を含み、前記電池接続ユニットが、前記単電池間の各電極端子を電気的に接続する端子間接続部材と、前記所定の方向に隣り合う前記端子間接続部材それぞれと接続される複数の検出線を含むフレキシブル配線材と、前記端子間接続部材及び前記検出線を接続し、前記端子間接続部材が隣り合う方向に離間して前記フレキシブル配線材上に配置される接合部と、前記フレキシブル配線材に形成され、前記フレキシブル配線材上に配置された各接合部の間に対応する領域に形成される曲げ部と、を有する。そして、前記仕切り部材が、前記曲げ部から流れ出る結露水が導かれる流入孔と、前記仕切り部材の外部に前記結露水を排出させるための排出孔と、を有することを特徴とする。
【００１２】
上記電源装置の前記曲げ部は、前記仕切り部材に対応する領域に設けられるように構成できる。また、前記電池接続ユニットは、前記所定の方向に隣り合う前記端子間接続部材それぞれを保持する保持部を複数備え、前記保持部間に所定の間隙を形成する間隙形成部によって各保持部が連結された保持部材をさらに含むことができ、前記流入孔が、前記フレキシブル配線材が設置される前記仕切り部材上部であって、前記間隙に対応する位置に形成されるように構成することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、フレキシブル配線材上に配置される端子間接続部材と検出線とを接続する各接合部の間に対応する領域に曲げ部を有するので、結露による短絡を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例１の電池接続ユニットの平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面におけるフレキシブル配線材の断面図である。
【図３】実施例１の組電池と電池接続ユニットの外観図である。
【図４】実施例１の電池接続ユニットが設置された組電池の平面図である。
【図５】単電池間に配置される仕切り部材の正面図である。
【図６】実施例１の電池システムの一部の構成を示す図である。
【図７】実施例２の電池接続ユニットのフレキシブル配線材の一例である。
【図８】実施例３の電池接続ユニットのフレキシブル配線材の一例である。
【図９】実施例３の電池接続ユニットのフレキシブル配線材の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施例について説明する。
【００１６】
（実施例１）
図１から図６は、実施例１を示す図である。図１は、本実施例の電池接続ユニット１０の平面図である。
【００１７】
電池接続ユニット１０は、複数の単電池２０が一定の方向に積層されて並んで構成される組電池３０に設けられ、単電池２０間を直列に接続する複数のバスバー１１と、各バスバー１１を保持する保持部材１２と、少なくとも２つ以上の電圧検出線１３ａが配列されたフレキシブル配線材１３とを含んで構成される。
【００１８】
バスバー１１は、Ｘ方向に並んで配置された隣り合う単電池２０間の正極端子と負極端子とを電気的に接続する導電性の端子間接続部材であり、組電池３０を構成する複数の単電池２０の個数に応じて複数配置される。
【００１９】
１つのバスバー１１は、一方の単電池２０の電極端子２１（正極又は負極）が挿通する挿通孔１１ａ及び他方の単電池２０の電極端子２２（負極又は正極）が挿通する挿通孔１１ｂが形成される基部１１ｄと、基部１１ｄから延設され、フレキシブル配線材１３に接続される接合部１１ｃとを含んで構成される。挿通孔１１ａと挿通孔１１ｂとは、接続する単電池２０間の各電極端子が配置される間隔に応じて離間している。
【００２０】
接合部１１ｃは、バスバー１１の基部１１ｄから所定の方向、例えば、バスバー１１に対してフレキシブル配線材１３が配置される方向（Ｙ方向）に延びる細長い板状の導電性部材である。なお、基部１１ｄと接合部１１ｃとを一体的に形成したり、接合部１１ｃを別部材で構成することができる。接合部１１ｃは、バスバー１１とフレキシブル配線材１３の電圧検出線１３ａとを電気的に接続する電気接合部である。
【００２１】
図１の例では、複数のバスバー１１が、挿通孔１１ａ、１１ｂに挿通される各単電池２０の電極端子が並んで配置されるＸ方向に、複数並んで配置される。フレキシブル配線材１３は、バスバー１１の基部１１ｄからＸ方向に直交するＹ方向にずれた位置で、複数のバスバー１１が並んで配置される方向に平行に配置される。
【００２２】
つまり、フレキシブル配線材１３は、隣り合って配置される複数のバスバー１１の配列方向（Ｘ方向）に対して略平行に配置され、後述する保持部材１２とフレキシブル配線材１３とが、略平行して配置される。
【００２３】
また、フレキシブル配線材１３は、組電池３０に電池接続ユニット１０が接続された状態において、組電池３０の周方向外側に向かう方向、すなわち、組電池３０のバスバー１１の取り付け位置よりも組電池３０の縁部方向外側に配置される。接合部１１ｃは、基部１１ｄからＹ方向に突出し、Ｘ方向に延びるフレキシブル配線材１３に対して直交するように、フレキシブル配線材１３上に配置される。
【００２４】
保持部材１２は、単電池２０が並んで配置される方向に配置される複数のバスバー１１それぞれを保持する樹脂等の絶縁材で形成されたホルダーである。保持部材１２は、バスバー１１の基部１１ｄを収容する保持部１２ａを含み、隣り合う保持部１２ａが間隙形成部１２ｂによって連結されている。間隙形成部１２ｂは、バスバー１１が隣り合う方向に所定長さの隙間Ｓを保持部１２ａ間に形成するアーチ状の部材であり、間隙形成部１２ｂによって、Ｘ方向に隣り合う保持部１２ａそれぞれが、間隙Ｓを介して連結している。
【００２５】
間隙形成部１２ｂは、組電池３０に接続される電池接続ユニット１０の公差吸収部としての機能を担う。組電池３０は、単電池２０の積層方向の厚みの各寸法公差などによって積層方向の長さ、すまわち、隣り合うバスバー１１間の距離が変動する。間隙形成部１２ｂは、複数の単電池２０が一定の方向に並んで配置される組電池３０に対する各バスバー１１の位置変動を吸収する公差吸収部として機能し、アーチ状の間隙形成部１２ｂによって形成された間隙Ｓが、隣り合うバスバー１１同士の距離に応じて狭くなったり、広くなったりすることで、組電池３０に対する適切な電池接続ユニット１０の接続を提供する。
【００２６】
フレキシブル配線材１３は、少なくとも２つ以上の電圧検出線１３ａを含んで構成される。例えば、所定の長さ方向に延びる複数の銅線（電圧検出線）を平行に配置し、塩化ビニルなどの絶縁材で被覆したＦＦＣ（フレキシブルフラットケーブル）や、フレキシブル基板上に電圧検出線１３ａをエッチングで形成したＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）を用いることができる。本実施例では、電圧検出線１３ａが所定の長さ方向に複数平行に設けられるＦＦＣを一例に説明する。
【００２７】
フレキシブル配線材１３は、複数のバスバー１１が隣り合って配置される方向（Ｘ方向）に長尺状に形成され、複数の各電圧検出線１３ａが、フレキシブル配線材１３の幅方向（Ｙ方向）に所定の間隔で配置される。電圧検出線１３ａは、Ｘ方向に延び、後述するフレキシブル配線材１３のＸ方向終端に設けられる接続アダプタ１３ｆを介して所定の機器に接続される。なお、所定の間隔で配置される電圧検出線１３ａそれぞれは、樹脂等の絶縁部材で被覆されており、電圧検出線１３ａは互いに絶縁されている。
【００２８】
電圧検出線１３ａは、バスバー１１と接続する接合部１１ｃと溶接等によって電気的に接続される。バスバー１１の接合部１１ｃは、Ｘ方向に延びる電圧検出線１３ａに対して直交するようにフレキシブル配線材１３上に配置される。図１の例では、接合部１１ｃが、電圧検出線１３ａが複数平行に配置されるフレキシブル配線材の幅方向（Ｙ方向）に横たわるように位置し、接合部１１ｃと対応する電圧検出線とが溶接（例えば、抵抗溶接など）されて、バスバー１１とフレキシブル配線材１３とが接続される。
【００２９】
フレキシブル配線材１３は、接合部１１ｃが配置されるフレキシブル配線材１３の表面１３ｂから厚さ方向（Ｚ方向）に凹状に形成された曲げ部１３ｄが設けられている。曲げ部１３ｄは、隣り合うバスバー１１同士の間、つまり、フレキシブル配線材１３の表面１３ｂ上に配置される接合部１１ｃ間に相当する領域に形成される屈曲部である。
【００３０】
曲げ部１３ｄは、フレキシブル配線材１３の幅方向（Ｙ方向）に曲げ幅Ｄで当該幅方向全体に形成されている。曲げ部１３ｄの底部１３ｅは、幅方向にわたって少なくともフレキシブル配線材１３上に配置される接合部１１ｃが位置する表面１３ｂよりも下方に位置している。このため、フレキシブル配線材１３の表面１３ｂ上に発生した結露水は、表面１３ｂから曲げ部１３ｄに導かれてフレキシブル配線１３上からＺ方向に流れ落ち、フレキシブル配線材１３上に配置される接合部１１ｃ同士、すなわち、隣り合うバスバー１１同士が結露水によって短絡することを防止することができる。
【００３１】
また、図１に示すように、曲げ部１３ｄは、フレキシブル配線材１３とバスバー１１とが接続された状態において、保持部材１２の間隙Ｓが設けられる位置と同じ位置に形成することができる。つまり、間隙Ｓと曲げ部１３ｄとが、Ｙ方向において同軸方向付近に位置するように、曲げ部１３ｄをフレキシブル配線材１３の間隙Ｓに対応する領域に設けることで、曲げ部１３ｄのバスバー１１側に流れる水滴を、保持部材１２に遮られることなく間隙Ｓからフレキシブル配線材１３の下方に逃がすことができる。
【００３２】
曲げ部１３ｄは、成形性を有する樹脂材料で電圧検出線１３ａを被覆したフレキシブル配線材１３を、例えば、プレス加工することによって形成したり、曲げ部１３ｄが設けられるフレキシブル配線材１３の領域に、フレキシブル配線材１３の裏面１３ｃ（接合部１１ｃが載設される表面１３ｂの逆の面）から凹状のガイド部材を当てて、ガイド部材の凹面にフレキシブル配線材１３を接着することにより、曲げ部１３ｄを形成することができる。
【００３３】
図２は、図１のフレキシブル配線材１３のＡ−Ａ断面図である。図２に示すように、フレキシブル配線材１３の表面１３ｂ上に接合部１１ｃが所定の間隔（バスバー１１が組電池３０の積層方向に配置される間隔に応じた距離）で配置され、電圧検出線１３ａそれぞれと接続される。
【００３４】
曲げ部１３ｄは、フレキシブル配線材１３の接合部１１ｃが配置される表面１３ｂ上から逆側の裏面１３ｃに向かって凹状に形成されており、隣り合う接合部１１ｃの間の領域に位置している。曲げ部１３ｄは、接合部１１ｃが配置される表面１３ｂ上から厚み方向に窪んだ屈曲部であることから、表面１３ｂ上に発生した結露水は、表面張力によって曲げ部１３ｄに導かれ、曲げ部１３ｄのフレキシブル配線材１３における幅方向端部から下方に流れ落ちる。
【００３５】
また、曲げ部１３ｄの曲げ幅Ｄがフレキシブル配線材１３のＸ方向（長尺方向）において変動可能であるため、隣り合うバスバー１１同士の距離に応じて曲げ幅ＤがＸ方向に狭くなったり、広くなったりすることで、上述した公差吸収部として機能する。
【００３６】
図３は、所定の方向に複数の単電池２０が積層された組電池３０と電池接続ユニット１０との接続関係を示す斜視図である。図３では、説明の便宜上、保持部材１２を省略している。
【００３７】
組電池３０は、電池接続ユニット１０によって電気的に直列に接続された複数の単電池２０で構成される。組電池３０を構成する単電池２０の数は、組電池３０の要求出力等に基づいて、適宜設定することができる。単電池（蓄電素子）２０としては、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池を用いることができる。また、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタ（コンデンサ）を用いることができる。
【００３８】
図３の例の組電池３０は、複数の単電池２０がＸ方向に並んで配置され、隣り合う２つの単電池２０の間に絶縁材で形成された仕切り部材４０を有する。各単電池２０の上面には、２つの電極端子（正極、負極）がＹ方向の各端部付近に離間して設けられている。複数の単電池２０がＸ方向に積層されることで、単電池２０の一方の電極端子が、図３の例のようにＸ方向に一列に並んで配置される。Ｘ方向に隣り合う電極端子は、互いに異なる極（正極又は負極）を有し、正極端子及び負極端子がＸ方向に交互に配置される。
【００３９】
電池接続ユニット１０は、組電池３０の積層方向（Ｘ方向）にバスバー１１が複数隣り合って配置されるとともに、バスバー１１が隣り合って配置される方向に長尺状に延びるフレキシブル配線材１３が、略平行に配置される。
【００４０】
バスバー１１の挿通孔１１ａ、１１ｂには、積層方向に隣り合う単電池２０間の電極端子２１、２２が挿通され、挿通孔１１ａ、１１ｂに挿通された電極端子２１、２２をバスバー１１の基部１１ｄに締結部材で締結してバスバー１１と単電池２０とを電気的に接続することができる。なお、電極端子２１、２２には、ねじ部が設けられており、ねじ部に対応した導電性を有するナット等の締結部材で、バスバー１１と単電池２０とを電気的に接続することができる。
【００４１】
バスバー１１の接合部１１ｃは、Ｘ方向に延びるフレキシブル配線材１３上に所定の間隔で位置し、フレキシブル配線材１３の電圧検出線１３ａに溶接される。電圧検出線１３ａと接続された隣り合う接合部１１ｃの間の領域には、曲げ部１３ｄが形成されている。なお、図３の例では、電圧検出線１３ａと接続される接合部１１ｃが、フレキシブル配線材１３の幅方向全体に横たわっているが、接合部１１ｃに対応する電圧検出線１３ａの幅方向における位置に応じて、幅方向よりも短い長さの接合部１１ｃの一部がフレキシブル配線材１３の幅方向に位置するように構成することも可能である。
【００４２】
フレキシブル配線材１３のＸ方向終端には、接続アダプタ１３ｆが設けられる。接続アダプタ１３ｆは、各電圧検出線１３ａを所定の機器に接続するためのアダプタである。
【００４３】
図４は、本実施例の電池接続ユニット１０が取り付けられた組電池３０の平面図である。
【００４４】
図４の例では、電池接続ユニット１０のフレキシブル配線材１３の少なくとも一部が、組電池３０の上面３１に位置する。例えば、組電池３０の上面３１に、フレキシブル配線材１３が載設されるように、電池接続ユニット１０を組電池１３に取り付けることができる。
【００４５】
図４に示すように、電池接続ユニット１０のバスバー１１は、Ｘ方向に単電池２０及び仕切り部材４０が交互に配置された単電池２０間の各電極端子２１、２２の位置に、挿通孔１１ａ、１１ｂが位置するように配置される。このとき、フレキシブル配線材１３上に配置される接合部１１ｃの間の曲げ部１３ｄは、バスバー１１を保持する保持部１２間に形成される間隙ＳとＹ方向において同軸付近に位置するとともに、単電池２０間に設けられる仕切り部材４０の上方に位置する。
【００４６】
曲げ部１３ｄのＹ方向におけるバスバー１１側の端部は、仕切り部材４０の上面部４４に形成された孔４２の開口領域に位置し、曲げ部１３ｄのバスバー１１側の端部から流れ出る結露水が、孔４２に導かれるようになっている。孔４２は、曲げ部１３ｄから組電池３０に流れる結露水を、仕切り部材４０の内部に誘い込む誘い込み口であり、孔４２を通じて仕切り部材４０内部を流れた結露水は、仕切り部材４０の下方に設けられた排出孔４３から組電池３０の外部に排出される。
【００４７】
曲げ部１３ｄのバスバー１１側に流れる水滴は、組電池３０の上面に流れ落ちても、仕切り部材４０の上部に設けられた孔４２に導かれ、排出孔４３から組電池３０の外部に排出されるので、フレキシブル配線材１３の曲げ部１３ｄから組電池３０の上面に流れ落ちた水滴によって単電池２０間の短絡を抑制することができる。
【００４８】
また、図４に示すように、孔４２が、隣接する単電池２０の電極端子２１（２２）よりもＹ方向外側に形成されることで、フレキシブル配線材１３の曲げ部１３ｄから組電池３０の上面に流れ落ちる水滴が、電極端子２１（２２）に導かれることを防止できる。
【００４９】
図５は、Ｘ方向から見た仕切り部材４０の正面図であり、図４のＢ−Ｂ断面におけるフレキシブル配線材１３の曲げ部１３ｄと仕切り部材４０の上面部４４に形成された孔４２との位置関係を示している。
【００５０】
仕切り部材４０は、第１リブ４１ａおよび第２リブ４１ｂを有する。第１リブ４１ａは、Ｚ方向に延び、複数の第１リブ４１ａがＹ方向に並んでいる。Ｚ方向における第１リブ４１ａの両端は、仕切り部材４０の外縁まで延びていない。
【００５１】
第２リブ４１ｂは、Ｘ方向に突出しており、Ｘ方向における第２リブ４１ｂの先端は、単電池２０と接触する。第２リブ４１ｂは、仕切り部材４０の上部および下部まで延びており、仕切り部材４０を３つの領域に区画している。第１領域Ｒ１は、２つの第２リブ４１ｂによって挟まれた領域であり、例えば、温度調節用の空気が移動するスペースとなる。
【００５２】
第２領域Ｒ２は、第２リブ４１ｂと仕切り部材４０の外縁とによって囲まれた領域であり、第２領域Ｒ２には、温度調節用の空気が進入しないようになっており、第２領域Ｒ２に相当するスペースは、仕切り部材４０および単電池１０によって囲まれている。また、第２領域Ｒ２において、仕切り部材４０の上部（上面部４４）には、外部と連通する孔４２が形成され、仕切り部材４０の下部には、排出孔４３が形成されている。孔４２は、上述した誘い込み口である。排出孔４３は、結露水等の水滴を組電池３０の外部に排出させるために用いられる。
【００５３】
このように、フレキシブル配線材１３上に配置される接合部１１ｃの間の曲げ部１３ｄは、組電池３０の仕切り部材４０に対応する領域に設けられ、仕切り部材４０の上部に形成される孔４２は、バスバー１１を保持する保持部１２間に形成された間隙Ｓに対応する領域に形成されている。曲げ部１３ｄのバスバー１１側に流れる水滴を、間隙Ｓを介して確実にフレキシブル配線材１３の下方に導くことができ、かつ組電池３０の上面に水滴が流れ落ちても、仕切り部材４０の上部に設けられた孔４２に導かれて、排出孔４３から組電池３０の外部に排出されるので、バスバー１１間の短絡及び単電池２０間の短絡を抑制することができる。
【００５４】
図６は、本実施例の電池接続ユニット１０が取り付けられた組電池３０（電源装置）の電池システムの一部の構成を示す図である。
【００５５】
図６に示すように、各単電池２０には、電圧監視ＩＣ（電圧センサ）５０が電気的に並列に接続されており、接合部１１ｃを介してバスバー１１と接続する電圧検出線１３ａが電圧監視ＩＣ５０に接続される。電圧監視ＩＣ５０は、単電池２０の電圧を検出し、検出結果をコントローラ６０に出力する。電圧監視ＩＣ５０は、対応する単電池２０からの電力を受けて動作することができる。
【００５６】
図３に示すように、フレキシブル配線材１３の各電圧検出線１３ａは、フレキシブル配線材１３の端部に設けられた接続アダプタ１３ｆを介して電圧監視ＩＣ５０と接続することができる。コントローラ６０は、電圧監視ＩＣ５０の出力に基づいて、組電池３０の充放電制御等の各種制御を遂行する制御部である。
【００５７】
なお、図６に示すように、組電池３０には、直列に接続された複数の単電池２０の充放電時に流れる電流の電力線が設けられる。電力線には、昇圧回路や電流センサ５１等が接続される。
【００５８】
図７は、本実施例の曲げ部１３ｄの変形例を示す図である。図７（ａ）に示すように、曲げ部１３ｄのフレキシブル配線材１３のＸ方向における曲げ幅が、バスバー１１側の縁部１３ｇから縁部１３ｇの反対側の縁部１３ｈに向かって狭く（小さく）形成されている（バスバー１１側の縁部１３ｇの曲げ幅Ｄ１＞縁部１３ｈの曲げ幅Ｄ２）。
【００５９】
図７（ｂ）は、図７（ａ）のＣ−Ｃ断面における曲げ部１３ｄの断面図である。図７（ｂ）に示すように、バスバー１１側の縁部１３ｇのＺ方向における曲げ深さＨ１が縁部１３ｇの反対側の縁部１３ｈのＺ方向における曲げ深Ｈ２よりも浅く形成され（Ｈ１＜Ｈ２）、バスバー１１側の縁部１３ｇから縁部１３ｈに向かって（Ｙ方向）に底部１３ｅが傾斜している。
【００６０】
図７に示した曲げ部１３ｄは、バスバー１１側の縁部１３ｇから縁部１３ｈに向かって（Ｙ方向に）底部１３ｅがＺ方向下方に傾斜しているので、バスバー１１側と反対側の縁部１３ｈの曲げ部１３ｄの端部から結露水が流れ易くなり、かつ曲げ部１３ｄから結露水がバスバー１１から遠い位置の反対側の縁部１３ｈの曲げ部１３ｄの端部から流れ出ることにより、単電池２０の電極端子に曲げ部１３ｄから結露水が導かれることを防止でき、結露による短絡を抑制することが可能となる。
【００６１】
なお、縁部１３ｈからバスバー１１側の縁部１３ｇに向かって底部１３ｅがＺ方向下方に傾斜するように構成してもよく、この場合、バスバー１１側の縁部１３ｇの曲げ部１３ｄの端部から結露水が流れ易くなり、かつ仕切り部材４０の上部に設けられた孔４２を通じて排出孔４３から組電池３０の外部に適切に排出することができる。
【００６２】
（実施例２）
図８、図９は、実施例２を示す図である。本実施例は、実施例１のフレキシブル配線材１３が複数枚積層されて構成されたフレキシブル配線材１３０について説明する。なお、図８、図９の例では、２つのフレキシブル配線材１３がＺ方向に積層された一例を示しているが、３つ以上のフレキシブル配線材１３がＺ方向に積層されてもよい。
【００６３】
フレキシブル配線材１３に配置される電圧検出線１３ａと対応するバスバー１１を接続する場合、バスバー１１の数に対応して所定数の電圧検出線１３ａが設けられた１つのフレキシブル配線材１３を複数枚使用する場合がある。
【００６４】
特に、組電池３０を構成する単電池２０の数は、組電池３０の要求出力に応じて異なるが、要求出力を大きくなると単電池２０の数が増加し、バスバー１１の数も増加するので、所定数の電圧検出線１３ａが設けられたＸ方向に延びる複数のフレキシブル配線材１３をＺ方向に積層して使用する。
【００６５】
実施例１のフレキシブル配線材１３をＺ方向に複数積層して使用する場合、上層のフレキシブル配線材１３の曲げ部１３ｄと、下層のフレキシブル配線材１３の曲げ部１３ｄがＸ方向において同じ個所に位置し、凹状の各曲げ部１３ｄが同じＺ方向下方に向いて配置されると、上層のフレキシブル配線材１３の下面１３ｃと下層のフレキシブル配線１３の表面１３ｂとの間のスペースが、曲げ部１３ｄを含めてＸ方向に一定の高さとなってしまう。
【００６６】
このため、結露水の表面張力により、上層のフレキシブル配線材１３の下面１３ｃと下層のフレキシブル配線１３の表面１３ｂとの間のスペースに発生した結露水が表面張力によって曲げ部１３ｄから流れ出ずに滞留してしまい、上層のフレキシブル配線材１３の下面１３ｃと下層のフレキシブル配線材１３の表面１３ｂとの間のスペースに配置される接合部間が短絡してしまう。
【００６７】
図８は、上層に位置するフレキシブル配線材１３の表面１３ｂ上に配置された各接合部１３ｄの間に対応する領域以外の領域（接合部１３ｄが配置されない領域）Ｒ３を、曲げ部１３ｄが設けられないフラットな平面状に形成したＺ方向に複数積層されるフレキシブル配線材１３０の正面図である。
【００６８】
図８に示すように、少なくとも上層に位置するフレキシブル配線材１３において、接合部１３ｄが配置されない領域Ｒ３を、曲げ部１３ｄが設けられないフラットな平面状に形成することで、平面状の上層のフレキシブル配線材１３の下面１３ｃと下層のフレキシブル配線１３の曲げ部１３ｄとの間のスペース（高さ）が、上層のフレキシブル配線材１３の下面１３ｃと下層のフレキシブル配線材１３の表面１３ｂとの間に配置される接合部が位置するスペースの高さよりも大きくなり、上層のフレキシブル配線材１３の下面１３ｃと下層のフレキシブル配線１３の表面１３ｂとの間のスペースに発生した結露水が、下層の曲げ部１３ｄによって適切に流れ出る。
【００６９】
図９（ａ）は、下層のフレキシブル配線材１３の曲げ部１３ｄの曲げ深さＨ４が、上層のフレキシブル配線材１３の曲げ部１３ｄの曲げ深さＨ３よりも深く形成されたＺ方向に複数積層されたフレキシブル配線材１３０の正面図である。
【００７０】
下層のフレキシブル配線材１３の曲げ部１３ｄの曲げ深さＨ４が、上層のフレキシブル配線材１３の曲げ部１３ｄの曲げ深さＨ３よりも深く形成されることで、上層のフレキシブル配線材１３の曲げ部１３ｄと、下層のフレキシブル配線材１３の曲げ部１３ｄとがＸ方向において同じ個所に位置し、凹状の各曲げ部１３ｄが同じＺ方向下方に向いて配置されても、上層のフレキシブル配線材１３の曲げ部１３ｄと下層のフレキシブル配線１３の曲げ部１３ｄとの間のスペースの高さが、上層のフレキシブル配線材１３の下面１３ｃと下層のフレキシブル配線材１３の表面１３ｂとの間に配置される接合部が位置するスペースの高さよりも大きくなり、上層のフレキシブル配線材１３の下面１３ｃと下層のフレキシブル配線１３の表面１３ｂとの間のスペースに発生した結露水が、下層の曲げ部１３ｄによって適切に流れ出る。
【００７１】
図９（ｂ）は、図９（ａ）の一点鎖線で囲まれた領域Ｘの拡大図である。Ｘ方向において下層のフレキシブル配線材１３の曲げ部１３ｄの曲げ幅Ｄ４が、上層の曲げ部１３ｄのフレキシブル配線材１３の曲げ幅Ｄ３よりも大きく形成され（Ｄ４＞Ｄ３）、かつ下層のフレキシブル配線材１３の曲げ部１３ｄの曲げ深さＨ４が、上層のフレキシブル配線材１３の曲げ部１３ｄの曲げ深さＨ３よりも大きく形成される。
【符号の説明】
【００７２】
１０ 電池接続ユニット
１１ バスバー（端子間接続部材）
１１ａ、１１ｂ 挿通孔
１１ｃ 接合部
１２ 保持部材
１２ａ 保持部
１２ｂ 間隙形成部
１３ フレキシブル配線材
１３ａ 電圧検出線
１３ｄ 曲げ部
２０ 単電池
２１、２２ 電極端子
３０ 組電池
４０ 仕切り部材
４２ 孔（流入孔）
４３ 排出孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組電池を構成する複数の単電池間を接続する電池接続ユニット及び電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
２次電池等の組電池は、単電池を一方向に複数並べて構成することができ、単電池間がバスバー（端子間接続部材）によって電気的に接続される。
【０００３】
組電池の個々の単電池の電圧、複数の単電池を複数のブロック（例えば、２つ以上の単電池のブロック）に分けたときの電圧、又は／及び組電池全体の電圧を検出するために、バスバーには電圧検出線に接続される。電圧検出線は、例えば、ＦＦＣ（フレキシブルフラットケーブル）やＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）のフレキシブル配線材を用いることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−０１８４７３号公報
【特許文献２】特開２０１０−２５７７６２号公報
【特許文献３】特開２００６−３３１９５７号公報
【特許文献４】特開２０００−３３３３４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
バスバーとフレキシブル配線材とは溶接等により電気的に接続される。２つ以上の複数の電圧検出線を含む１つのフレキシブル配線材と対応する各バスバーとを接続する場合、電圧検出線に接続されるバスバーとの接合部それぞれが、フレキシブル配線材上に配置されるので、結露が発生すると、フレキシブル配線材上の接合部同士、すなわち、隣り合うバスバー同士が短絡することがある。
【０００６】
本発明は、２つ以上の検出線を含むフレキシブル配線材に接続される端子間接続部材同士の短絡を防止する電池接続ユニット及び電源装置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】
【０００７】
本発明は、複数の単電池が所定の方向に並んで配置される組電池の単電池間を接続する電池接続ユニットであり、前記単電池間の各電極端子を電気的に接続する端子間接続部材と、前記所定の方向に隣り合う前記端子間接続部材それぞれと接続される少なくとも２つ以上の検出線を含むフレキシブル配線材と、前記端子間接続部材及び前記検出線を接続し、前記端子間接続部材が隣り合う方向に離間して前記フレキシブル配線材上に配置される接合部と、を含み、前記フレキシブル配線材が、前記フレキシブル配線材上に配置された各接合部の間に対応する領域に、曲げ部を有することを特徴とする。
【０００８】
また、前記所定の方向に隣り合う前記端子間接続部材それぞれを保持する保持部を複数備え、前記保持部間に所定の間隙を形成する間隙形成部によって各保持部が連結された保持部材をさらに含むことができ、前記曲げ部は、前記フレキシブル配線材の前記間隙に対応する領域に設けるように構成することができる。
【０００９】
また、前記曲げ部は、前記フレキシブル配線材上の前記接合部が位置する面から前記フレキシブル配線材の下方に凹状に形成することができる。また、前記曲げ部は、前記フレキシブル配線材の幅方向に傾斜するように構成することができる。
【００１０】
また、前記フレキシブル配線材は、前記フレキシブル配線材上に配置された各接合部の間に対応する領域以外の領域を平面状に形成することができる。さらに、前記フレキシブル配線材を、複数の前記フレキシブル配線材を積層して構成することができ、第１フレキシブル配線材に設けられる第１の前記曲げ部の曲げ深さが、前記第１フレキシブル配線材上に積層される第２フレキシブル配線材に設けられる第２の前記曲げ部の曲げ深さよりも大きく構成することができる。
【００１１】
さらに、本発明の電源装置は、複数の単電池が所定の方向に並んで配置され、隣り合う２つの単電池の間に絶縁材料で形成された仕切り部材を有する組電池と、前記組電池の単電池間を接続する電池接続ユニットと、を含み、前記電池接続ユニットが、前記単電池間の各電極端子を電気的に接続する端子間接続部材と、前記所定の方向に隣り合う前記端子間接続部材それぞれと接続される複数の検出線を含むフレキシブル配線材と、前記端子間接続部材及び前記検出線を接続し、前記端子間接続部材が隣り合う方向に離間して前記フレキシブル配線材上に配置される接合部と、前記フレキシブル配線材に形成され、前記フレキシブル配線材上に配置された各接合部の間に対応する領域に形成される曲げ部と、を有する。そして、前記仕切り部材が、前記曲げ部から流れ出る結露水が導かれる流入孔と、前記仕切り部材の外部に前記結露水を排出させるための排出孔と、を有することを特徴とする。
【００１２】
上記電源装置の前記曲げ部は、前記仕切り部材に対応する領域に設けられるように構成できる。また、前記電池接続ユニットは、前記所定の方向に隣り合う前記端子間接続部材それぞれを保持する保持部を複数備え、前記保持部間に所定の間隙を形成する間隙形成部によって各保持部が連結された保持部材をさらに含むことができ、前記流入孔が、前記フレキシブル配線材が設置される前記仕切り部材上部であって、前記間隙に対応する位置に形成されるように構成することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、フレキシブル配線材上に配置される端子間接続部材と検出線とを接続する各接合部の間に対応する領域に曲げ部を有するので、結露による短絡を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例１の電池接続ユニットの平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面におけるフレキシブル配線材の断面図である。
【図３】実施例１の組電池と電池接続ユニットの外観図である。
【図４】実施例１の電池接続ユニットが設置された組電池の平面図である。
【図５】単電池間に配置される仕切り部材の正面図である。
【図６】実施例１の電池システムの一部の構成を示す図である。
【図７】実施例２の電池接続ユニットのフレキシブル配線材の一例である。
【図８】実施例３の電池接続ユニットのフレキシブル配線材の一例である。
【図９】実施例３の電池接続ユニットのフレキシブル配線材の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施例について説明する。
【００１６】
（実施例１）
図１から図６は、実施例１を示す図である。図１は、本実施例の電池接続ユニット１０の平面図である。
【００１７】
電池接続ユニット１０は、複数の単電池２０が一定の方向に積層されて並んで構成される組電池３０に設けられ、単電池２０間を直列に接続する複数のバスバー１１と、各バスバー１１を保持する保持部材１２と、少なくとも２つ以上の電圧検出線１３ａが配列されたフレキシブル配線材１３とを含んで構成される。
【００１８】
バスバー１１は、Ｘ方向に並んで配置された隣り合う単電池２０間の正極端子と負極端子とを電気的に接続する導電性の端子間接続部材であり、組電池３０を構成する複数の単電池２０の個数に応じて複数配置される。
【００１９】
１つのバスバー１１は、一方の単電池２０の電極端子２１（正極又は負極）が挿通する挿通孔１１ａ及び他方の単電池２０の電極端子２２（負極又は正極）が挿通する挿通孔１１ｂが形成される基部１１ｄと、基部１１ｄから延設され、フレキシブル配線材１３に接続される接合部１１ｃとを含んで構成される。挿通孔１１ａと挿通孔１１ｂとは、接続する単電池２０間の各電極端子が配置される間隔に応じて離間している。
【００２０】
接合部１１ｃは、バスバー１１の基部１１ｄから所定の方向、例えば、バスバー１１に対してフレキシブル配線材１３が配置される方向（Ｙ方向）に延びる細長い板状の導電性部材である。なお、基部１１ｄと接合部１１ｃとを一体的に形成したり、接合部１１ｃを別部材で構成することができる。接合部１１ｃは、バスバー１１とフレキシブル配線材１３の電圧検出線１３ａとを電気的に接続する電気接合部である。
【００２１】
図１の例では、複数のバスバー１１が、挿通孔１１ａ、１１ｂに挿通される各単電池２０の電極端子が並んで配置されるＸ方向に、複数並んで配置される。フレキシブル配線材１３は、バスバー１１の基部１１ｄからＸ方向に直交するＹ方向にずれた位置で、複数のバスバー１１が並んで配置される方向に平行に配置される。
【００２２】
つまり、フレキシブル配線材１３は、隣り合って配置される複数のバスバー１１の配列方向（Ｘ方向）に対して略平行に配置され、後述する保持部材１２とフレキシブル配線材１３とが、略平行して配置される。
【００２３】
また、フレキシブル配線材１３は、組電池３０に電池接続ユニット１０が接続された状態において、組電池３０の周方向外側に向かう方向、すなわち、組電池３０のバスバー１１の取り付け位置よりも組電池３０の縁部方向外側に配置される。接合部１１ｃは、基部１１ｄからＹ方向に突出し、Ｘ方向に延びるフレキシブル配線材１３に対して直交するように、フレキシブル配線材１３上に配置される。
【００２４】
保持部材１２は、単電池２０が並んで配置される方向に配置される複数のバスバー１１それぞれを保持する樹脂等の絶縁材で形成されたホルダーである。保持部材１２は、バスバー１１の基部１１ｄを収容する保持部１２ａを含み、隣り合う保持部１２ａが間隙形成部１２ｂによって連結されている。間隙形成部１２ｂは、バスバー１１が隣り合う方向に所定長さの隙間Ｓを保持部１２ａ間に形成するアーチ状の部材であり、間隙形成部１２ｂによって、Ｘ方向に隣り合う保持部１２ａそれぞれが、間隙Ｓを介して連結している。
【００２５】
間隙形成部１２ｂは、組電池３０に接続される電池接続ユニット１０の公差吸収部としての機能を担う。組電池３０は、単電池２０の積層方向の厚みの各寸法公差などによって積層方向の長さ、すまわち、隣り合うバスバー１１間の距離が変動する。間隙形成部１２ｂは、複数の単電池２０が一定の方向に並んで配置される組電池３０に対する各バスバー１１の位置変動を吸収する公差吸収部として機能し、アーチ状の間隙形成部１２ｂによって形成された間隙Ｓが、隣り合うバスバー１１同士の距離に応じて狭くなったり、広くなったりすることで、組電池３０に対する適切な電池接続ユニット１０の接続を提供する。
【００２６】
フレキシブル配線材１３は、少なくとも２つ以上の電圧検出線１３ａを含んで構成される。例えば、所定の長さ方向に延びる複数の銅線（電圧検出線）を平行に配置し、塩化ビニルなどの絶縁材で被覆したＦＦＣ（フレキシブルフラットケーブル）や、フレキシブル基板上に電圧検出線１３ａをエッチングで形成したＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）を用いることができる。本実施例では、電圧検出線１３ａが所定の長さ方向に複数平行に設けられるＦＦＣを一例に説明する。
【００２７】
フレキシブル配線材１３は、複数のバスバー１１が隣り合って配置される方向（Ｘ方向）に長尺状に形成され、複数の各電圧検出線１３ａが、フレキシブル配線材１３の幅方向（Ｙ方向）に所定の間隔で配置される。電圧検出線１３ａは、Ｘ方向に延び、後述するフレキシブル配線材１３のＸ方向終端に設けられる接続アダプタ１３ｆを介して所定の機器に接続される。なお、所定の間隔で配置される電圧検出線１３ａそれぞれは、樹脂等の絶縁部材で被覆されており、電圧検出線１３ａは互いに絶縁されている。
【００２８】
電圧検出線１３ａは、バスバー１１と接続する接合部１１ｃと溶接等によって電気的に接続される。バスバー１１の接合部１１ｃは、Ｘ方向に延びる電圧検出線１３ａに対して直交するようにフレキシブル配線材１３上に配置される。図１の例では、接合部１１ｃが、電圧検出線１３ａが複数平行に配置されるフレキシブル配線材の幅方向（Ｙ方向）に横たわるように位置し、接合部１１ｃと対応する電圧検出線とが溶接（例えば、抵抗溶接など）されて、バスバー１１とフレキシブル配線材１３とが接続される。
【００２９】
フレキシブル配線材１３は、接合部１１ｃが配置されるフレキシブル配線材１３の表面１３ｂから厚さ方向（Ｚ方向）に凹状に形成された曲げ部１３ｄが設けられている。曲げ部１３ｄは、隣り合うバスバー１１同士の間、つまり、フレキシブル配線材１３の表面１３ｂ上に配置される接合部１１ｃ間に相当する領域に形成される屈曲部である。
【００３０】
曲げ部１３ｄは、フレキシブル配線材１３の幅方向（Ｙ方向）に曲げ幅Ｄで当該幅方向全体に形成されている。曲げ部１３ｄの底部１３ｅは、幅方向にわたって少なくともフレキシブル配線材１３上に配置される接合部１１ｃが位置する表面１３ｂよりも下方に位置している。このため、フレキシブル配線材１３の表面１３ｂ上に発生した結露水は、表面１３ｂから曲げ部１３ｄに導かれてフレキシブル配線１３上からＺ方向に流れ落ち、フレキシブル配線材１３上に配置される接合部１１ｃ同士、すなわち、隣り合うバスバー１１同士が結露水によって短絡することを防止することができる。
【００３１】
また、図１に示すように、曲げ部１３ｄは、フレキシブル配線材１３とバスバー１１とが接続された状態において、保持部材１２の間隙Ｓが設けられる位置と同じ位置に形成することができる。つまり、間隙Ｓと曲げ部１３ｄとが、Ｙ方向において同軸方向付近に位置するように、曲げ部１３ｄをフレキシブル配線材１３の間隙Ｓに対応する領域に設けることで、曲げ部１３ｄのバスバー１１側に流れる水滴を、保持部材１２に遮られることなく間隙Ｓからフレキシブル配線材１３の下方に逃がすことができる。
【００３２】
曲げ部１３ｄは、成形性を有する樹脂材料で電圧検出線１３ａを被覆したフレキシブル配線材１３を、例えば、プレス加工することによって形成したり、曲げ部１３ｄが設けられるフレキシブル配線材１３の領域に、フレキシブル配線材１３の裏面１３ｃ（接合部１１ｃが載設される表面１３ｂの逆の面）から凹状のガイド部材を当てて、ガイド部材の凹面にフレキシブル配線材１３を接着することにより、曲げ部１３ｄを形成することができる。
【００３３】
図２は、図１のフレキシブル配線材１３のＡ−Ａ断面図である。図２に示すように、フレキシブル配線材１３の表面１３ｂ上に接合部１１ｃが所定の間隔（バスバー１１が組電池３０の積層方向に配置される間隔に応じた距離）で配置され、電圧検出線１３ａそれぞれと接続される。
【００３４】
曲げ部１３ｄは、フレキシブル配線材１３の接合部１１ｃが配置される表面１３ｂ上から逆側の裏面１３ｃに向かって凹状に形成されており、隣り合う接合部１１ｃの間の領域に位置している。曲げ部１３ｄは、接合部１１ｃが配置される表面１３ｂ上から厚み方向に窪んだ屈曲部であることから、表面１３ｂ上に発生した結露水は、表面張力によって曲げ部１３ｄに導かれ、曲げ部１３ｄのフレキシブル配線材１３における幅方向端部から下方に流れ落ちる。
【００３５】
また、曲げ部１３ｄの曲げ幅Ｄがフレキシブル配線材１３のＸ方向（長尺方向）において変動可能であるため、隣り合うバスバー１１同士の距離に応じて曲げ幅ＤがＸ方向に狭くなったり、広くなったりすることで、上述した公差吸収部として機能する。
【００３６】
図３は、所定の方向に複数の単電池２０が積層された組電池３０と電池接続ユニット１０との接続関係を示す斜視図である。図３では、説明の便宜上、保持部材１２を省略している。
【００３７】
組電池３０は、電池接続ユニット１０によって電気的に直列に接続された複数の単電池２０で構成される。組電池３０を構成する単電池２０の数は、組電池３０の要求出力等に基づいて、適宜設定することができる。単電池（蓄電素子）２０としては、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池を用いることができる。また、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタ（コンデンサ）を用いることができる。
【００３８】
図３の例の組電池３０は、複数の単電池２０がＸ方向に並んで配置され、隣り合う２つの単電池２０の間に絶縁材で形成された仕切り部材４０を有する。各単電池２０の上面には、２つの電極端子（正極、負極）がＹ方向の各端部付近に離間して設けられている。複数の単電池２０がＸ方向に積層されることで、単電池２０の一方の電極端子が、図３の例のようにＸ方向に一列に並んで配置される。Ｘ方向に隣り合う電極端子は、互いに異なる極（正極又は負極）を有し、正極端子及び負極端子がＸ方向に交互に配置される。
【００３９】
電池接続ユニット１０は、組電池３０の積層方向（Ｘ方向）にバスバー１１が複数隣り合って配置されるとともに、バスバー１１が隣り合って配置される方向に長尺状に延びるフレキシブル配線材１３が、略平行に配置される。
【００４０】
バスバー１１の挿通孔１１ａ、１１ｂには、積層方向に隣り合う単電池２０間の電極端子２１、２２が挿通され、挿通孔１１ａ、１１ｂに挿通された電極端子２１、２２をバスバー１１の基部１１ｄに締結部材で締結してバスバー１１と単電池２０とを電気的に接続することができる。なお、電極端子２１、２２には、ねじ部が設けられており、ねじ部に対応した導電性を有するナット等の締結部材で、バスバー１１と単電池２０とを電気的に接続することができる。
【００４１】
バスバー１１の接合部１１ｃは、Ｘ方向に延びるフレキシブル配線材１３上に所定の間隔で位置し、フレキシブル配線材１３の電圧検出線１３ａに溶接される。電圧検出線１３ａと接続された隣り合う接合部１１ｃの間の領域には、曲げ部１３ｄが形成されている。なお、図３の例では、電圧検出線１３ａと接続される接合部１１ｃが、フレキシブル配線材１３の幅方向全体に横たわっているが、接合部１１ｃに対応する電圧検出線１３ａの幅方向における位置に応じて、幅方向よりも短い長さの接合部１１ｃの一部がフレキシブル配線材１３の幅方向に位置するように構成することも可能である。
【００４２】
フレキシブル配線材１３のＸ方向終端には、接続アダプタ１３ｆが設けられる。接続アダプタ１３ｆは、各電圧検出線１３ａを所定の機器に接続するためのアダプタである。
【００４３】
図４は、本実施例の電池接続ユニット１０が取り付けられた組電池３０の平面図である。
【００４４】
図４の例では、電池接続ユニット１０のフレキシブル配線材１３の少なくとも一部が、組電池３０の上面３１に位置する。例えば、組電池３０の上面３１に、フレキシブル配線材１３が載設されるように、電池接続ユニット１０を組電池１３に取り付けることができる。
【００４５】
図４に示すように、電池接続ユニット１０のバスバー１１は、Ｘ方向に単電池２０及び仕切り部材４０が交互に配置された単電池２０間の各電極端子２１、２２の位置に、挿通孔１１ａ、１１ｂが位置するように配置される。このとき、フレキシブル配線材１３上に配置される接合部１１ｃの間の曲げ部１３ｄは、バスバー１１を保持する保持部１２間に形成される間隙ＳとＹ方向において同軸付近に位置するとともに、単電池２０間に設けられる仕切り部材４０の上方に位置する。
【００４６】
曲げ部１３ｄのＹ方向におけるバスバー１１側の端部は、仕切り部材４０の上面部４４に形成された孔４２の開口領域に位置し、曲げ部１３ｄのバスバー１１側の端部から流れ出る結露水が、孔４２に導かれるようになっている。孔４２は、曲げ部１３ｄから組電池３０に流れる結露水を、仕切り部材４０の内部に誘い込む誘い込み口であり、孔４２を通じて仕切り部材４０内部を流れた結露水は、仕切り部材４０の下方に設けられた排出孔４３から組電池３０の外部に排出される。
【００４７】
曲げ部１３ｄのバスバー１１側に流れる水滴は、組電池３０の上面に流れ落ちても、仕切り部材４０の上部に設けられた孔４２に導かれ、排出孔４３から組電池３０の外部に排出されるので、フレキシブル配線材１３の曲げ部１３ｄから組電池３０の上面に流れ落ちた水滴によって単電池２０間の短絡を抑制することができる。
【００４８】
また、図４に示すように、孔４２が、隣接する単電池２０の電極端子２１（２２）よりもＹ方向外側に形成されることで、フレキシブル配線材１３の曲げ部１３ｄから組電池３０の上面に流れ落ちる水滴が、電極端子２１（２２）に導かれることを防止できる。
【００４９】
図５は、Ｘ方向から見た仕切り部材４０の正面図であり、図４のＢ−Ｂ断面におけるフレキシブル配線材１３の曲げ部１３ｄと仕切り部材４０の上面部４４に形成された孔４２との位置関係を示している。
【００５０】
仕切り部材４０は、第１リブ４１ａおよび第２リブ４１ｂを有する。第１リブ４１ａは、Ｚ方向に延び、複数の第１リブ４１ａがＹ方向に並んでいる。Ｚ方向における第１リブ４１ａの両端は、仕切り部材４０の外縁まで延びていない。
【００５１】
第２リブ４１ｂは、Ｘ方向に突出しており、Ｘ方向における第２リブ４１ｂの先端は、単電池２０と接触する。第２リブ４１ｂは、仕切り部材４０の上部および下部まで延びており、仕切り部材４０を３つの領域に区画している。第１領域Ｒ１は、２つの第２リブ４１ｂによって挟まれた領域であり、例えば、温度調節用の空気が移動するスペースとなる。
【００５２】
第２領域Ｒ２は、第２リブ４１ｂと仕切り部材４０の外縁とによって囲まれた領域であり、第２領域Ｒ２には、温度調節用の空気が進入しないようになっており、第２領域Ｒ２に相当するスペースは、仕切り部材４０および単電池１０によって囲まれている。また、第２領域Ｒ２において、仕切り部材４０の上部（上面部４４）には、外部と連通する孔４２が形成され、仕切り部材４０の下部には、排出孔４３が形成されている。孔４２は、上述した誘い込み口である。排出孔４３は、結露水等の水滴を組電池３０の外部に排出させるために用いられる。
【００５３】
このように、フレキシブル配線材１３上に配置される接合部１１ｃの間の曲げ部１３ｄは、組電池３０の仕切り部材４０に対応する領域に設けられ、仕切り部材４０の上部に形成される孔４２は、バスバー１１を保持する保持部１２間に形成された間隙Ｓに対応する領域に形成されている。曲げ部１３ｄのバスバー１１側に流れる水滴を、間隙Ｓを介して確実にフレキシブル配線材１３の下方に導くことができ、かつ組電池３０の上面に水滴が流れ落ちても、仕切り部材４０の上部に設けられた孔４２に導かれて、排出孔４３から組電池３０の外部に排出されるので、バスバー１１間の短絡及び単電池２０間の短絡を抑制することができる。
【００５４】
図６は、本実施例の電池接続ユニット１０が取り付けられた組電池３０（電源装置）の電池システムの一部の構成を示す図である。
【００５５】
図６に示すように、各単電池２０には、電圧監視ＩＣ（電圧センサ）５０が電気的に並列に接続されており、接合部１１ｃを介してバスバー１１と接続する電圧検出線１３ａが電圧監視ＩＣ５０に接続される。電圧監視ＩＣ５０は、単電池２０の電圧を検出し、検出結果をコントローラ６０に出力する。電圧監視ＩＣ５０は、対応する単電池２０からの電力を受けて動作することができる。
【００５６】
図３に示すように、フレキシブル配線材１３の各電圧検出線１３ａは、フレキシブル配線材１３の端部に設けられた接続アダプタ１３ｆを介して電圧監視ＩＣ５０と接続することができる。コントローラ６０は、電圧監視ＩＣ５０の出力に基づいて、組電池３０の充放電制御等の各種制御を遂行する制御部である。
【００５７】
なお、図６に示すように、組電池３０には、直列に接続された複数の単電池２０の充放電時に流れる電流の電力線が設けられる。電力線には、昇圧回路や電流センサ５１等が接続される。
【００５８】
図７は、本実施例の曲げ部１３ｄの変形例を示す図である。図７（ａ）に示すように、曲げ部１３ｄのフレキシブル配線材１３のＸ方向における曲げ幅が、バスバー１１側の縁部１３ｇから縁部１３ｇの反対側の縁部１３ｈに向かって狭く（小さく）形成されている（バスバー１１側の縁部１３ｇの曲げ幅Ｄ１＞縁部１３ｈの曲げ幅Ｄ２）。
【００５９】
図７（ｂ）は、図７（ａ）のＣ−Ｃ断面における曲げ部１３ｄの断面図である。図７（ｂ）に示すように、バスバー１１側の縁部１３ｇのＺ方向における曲げ深さＨ１が縁部１３ｇの反対側の縁部１３ｈのＺ方向における曲げ深Ｈ２よりも浅く形成され（Ｈ１＜Ｈ２）、バスバー１１側の縁部１３ｇから縁部１３ｈに向かって（Ｙ方向）に底部１３ｅが傾斜している。
【００６０】
図７に示した曲げ部１３ｄは、バスバー１１側の縁部１３ｇから縁部１３ｈに向かって（Ｙ方向に）底部１３ｅがＺ方向下方に傾斜しているので、バスバー１１側と反対側の縁部１３ｈの曲げ部１３ｄの端部から結露水が流れ易くなり、かつ曲げ部１３ｄから結露水がバスバー１１から遠い位置の反対側の縁部１３ｈの曲げ部１３ｄの端部から流れ出ることにより、単電池２０の電極端子に曲げ部１３ｄから結露水が導かれることを防止でき、結露による短絡を抑制することが可能となる。
【００６１】
なお、縁部１３ｈからバスバー１１側の縁部１３ｇに向かって底部１３ｅがＺ方向下方に傾斜するように構成してもよく、この場合、バスバー１１側の縁部１３ｇの曲げ部１３ｄの端部から結露水が流れ易くなり、かつ仕切り部材４０の上部に設けられた孔４２を通じて排出孔４３から組電池３０の外部に適切に排出することができる。
【００６２】
（実施例２）
図８、図９は、実施例２を示す図である。本実施例は、実施例１のフレキシブル配線材１３が複数枚積層されて構成されたフレキシブル配線材１３０について説明する。なお、図８、図９の例では、２つのフレキシブル配線材１３がＺ方向に積層された一例を示しているが、３つ以上のフレキシブル配線材１３がＺ方向に積層されてもよい。
【００６３】
フレキシブル配線材１３に配置される電圧検出線１３ａと対応するバスバー１１を接続する場合、バスバー１１の数に対応して所定数の電圧検出線１３ａが設けられた１つのフレキシブル配線材１３を複数枚使用する場合がある。
【００６４】
特に、組電池３０を構成する単電池２０の数は、組電池３０の要求出力に応じて異なるが、要求出力を大きくなると単電池２０の数が増加し、バスバー１１の数も増加するので、所定数の電圧検出線１３ａが設けられたＸ方向に延びる複数のフレキシブル配線材１３をＺ方向に積層して使用する。
【００６５】
実施例１のフレキシブル配線材１３をＺ方向に複数積層して使用する場合、上層のフレキシブル配線材１３の曲げ部１３ｄと、下層のフレキシブル配線材１３の曲げ部１３ｄがＸ方向において同じ個所に位置し、凹状の各曲げ部１３ｄが同じＺ方向下方に向いて配置されると、上層のフレキシブル配線材１３の下面１３ｃと下層のフレキシブル配線１３の表面１３ｂとの間のスペースが、曲げ部１３ｄを含めてＸ方向に一定の高さとなってしまう。
【００６６】
このため、結露水の表面張力により、上層のフレキシブル配線材１３の下面１３ｃと下層のフレキシブル配線１３の表面１３ｂとの間のスペースに発生した結露水が表面張力によって曲げ部１３ｄから流れ出ずに滞留してしまい、上層のフレキシブル配線材１３の下面１３ｃと下層のフレキシブル配線材１３の表面１３ｂとの間のスペースに配置される接合部間が短絡してしまう。
【００６７】
図８は、上層に位置するフレキシブル配線材１３の表面１３ｂ上に配置された各接合部１３ｄの間に対応する領域以外の領域（接合部１３ｄが配置されない領域）Ｒ３を、曲げ部１３ｄが設けられないフラットな平面状に形成したＺ方向に複数積層されるフレキシブル配線材１３０の正面図である。
【００６８】
図８に示すように、少なくとも上層に位置するフレキシブル配線材１３において、接合部１３ｄが配置されない領域Ｒ３を、曲げ部１３ｄが設けられないフラットな平面状に形成することで、平面状の上層のフレキシブル配線材１３の下面１３ｃと下層のフレキシブル配線１３の曲げ部１３ｄとの間のスペース（高さ）が、上層のフレキシブル配線材１３の下面１３ｃと下層のフレキシブル配線材１３の表面１３ｂとの間に配置される接合部が位置するスペースの高さよりも大きくなり、上層のフレキシブル配線材１３の下面１３ｃと下層のフレキシブル配線１３の表面１３ｂとの間のスペースに発生した結露水が、下層の曲げ部１３ｄによって適切に流れ出る。
【００６９】
図９（ａ）は、下層のフレキシブル配線材１３の曲げ部１３ｄの曲げ深さＨ４が、上層のフレキシブル配線材１３の曲げ部１３ｄの曲げ深さＨ３よりも深く形成されたＺ方向に複数積層されたフレキシブル配線材１３０の正面図である。
【００７０】
下層のフレキシブル配線材１３の曲げ部１３ｄの曲げ深さＨ４が、上層のフレキシブル配線材１３の曲げ部１３ｄの曲げ深さＨ３よりも深く形成されることで、上層のフレキシブル配線材１３の曲げ部１３ｄと、下層のフレキシブル配線材１３の曲げ部１３ｄとがＸ方向において同じ個所に位置し、凹状の各曲げ部１３ｄが同じＺ方向下方に向いて配置されても、上層のフレキシブル配線材１３の曲げ部１３ｄと下層のフレキシブル配線１３の曲げ部１３ｄとの間のスペースの高さが、上層のフレキシブル配線材１３の下面１３ｃと下層のフレキシブル配線材１３の表面１３ｂとの間に配置される接合部が位置するスペースの高さよりも大きくなり、上層のフレキシブル配線材１３の下面１３ｃと下層のフレキシブル配線１３の表面１３ｂとの間のスペースに発生した結露水が、下層の曲げ部１３ｄによって適切に流れ出る。
【００７１】
図９（ｂ）は、図９（ａ）の一点鎖線で囲まれた領域Ｘの拡大図である。Ｘ方向において下層のフレキシブル配線材１３の曲げ部１３ｄの曲げ幅Ｄ４が、上層の曲げ部１３ｄのフレキシブル配線材１３の曲げ幅Ｄ３よりも大きく形成され（Ｄ４＞Ｄ３）、かつ下層のフレキシブル配線材１３の曲げ部１３ｄの曲げ深さＨ４が、上層のフレキシブル配線材１３の曲げ部１３ｄの曲げ深さＨ３よりも大きく形成される。
【符号の説明】
【００７２】
１０ 電池接続ユニット
１１ バスバー（端子間接続部材）
１１ａ、１１ｂ 挿通孔
１１ｃ 接合部
１２ 保持部材
１２ａ 保持部
１２ｂ 間隙形成部
１３ フレキシブル配線材
１３ａ 電圧検出線
１３ｄ 曲げ部
２０ 単電池
２１、２２ 電極端子
３０ 組電池
４０ 仕切り部材
４２ 孔（流入孔）
４３ 排出孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の単電池が所定の方向に並んで配置される組電池の前記単電池間を接続する電池接続ユニットであって、
前記単電池間の各電極端子を電気的に接続する端子間接続部材と、
前記所定の方向に隣り合う前記端子間接続部材それぞれと接続される少なくとも２つ以上の検出線を含むフレキシブル配線材と、
前記端子間接続部材及び前記検出線を接続し、前記端子間接続部材が隣り合う方向に離間して前記フレキシブル配線材上に配置される接合部と、を含み、
前記フレキシブル配線材は、前記フレキシブル配線材上に配置された各接合部の間に対応する領域に、曲げ部を有することを特徴とする電池接続ユニット。
【請求項２】
前記所定の方向に隣り合う前記端子間接続部材それぞれを保持する保持部を複数備え、前記保持部間に所定の間隙を形成する間隙形成部によって各保持部が連結された保持部材をさらに含み、
前記曲げ部は、前記間隙に対応する領域に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電池接続ユニット。
【請求項３】
前記曲げ部は、前記フレキシブル配線材上に配置される前記接合部が位置する面から前記フレキシブル配線材の下方に凹状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電池接続ユニット。
【請求項４】
前記曲げ部は、前記フレキシブル配線材の幅方向に傾斜していることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の電池接続ユニット。
【請求項５】
前記フレキシブル配線材は、前記フレキシブル配線材上に配置された各接合部の間に対応する領域以外の領域が、平面状に形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の電池接続ユニット。
【請求項６】
前記フレキシブル配線材は、複数の前記フレキシブル配線材が積層されて構成され、
第１フレキシブル配線材に設けられる第１の前記曲げ部の曲げ深さが、前記第１フレキシブル配線材上に積層される第２フレキシブル配線材に設けられる第２の前記曲げ部の曲げ深さよりも大きいことを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の電池接続ユニット。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１つに記載された電池接続ユニットを備える電源装置。
【請求項８】
複数の単電池が所定の方向に並んで配置され、隣り合う２つの単電池の間に絶縁材料で形成された仕切り部材を有する組電池と、
前記組電池の単電池間を接続する電池接続ユニットと、を含み、
前記電池接続ユニットは、
前記単電池間の各電極端子を電気的に接続する端子間接続部材と、
前記所定の方向に隣り合う前記端子間接続部材それぞれと接続される複数の検出線を含むフレキシブル配線材と、
前記端子間接続部材及び前記検出線を接続し、前記端子間接続部材が隣り合う方向に離間して前記フレキシブル配線材上に配置される接合部と、
前記フレキシブル配線材に形成され、前記フレキシブル配線上に配置された各接合部の間に対応する領域に形成される曲げ部と、を有し、
前記仕切り部材は、前記曲げ部から流れ出る結露水が導かれる流入孔と、前記仕切り部材の外部に前記結露水を排出させるための排出孔と、を有することを特徴とする電源装置。
【請求項９】
前記曲げ部は、前記仕切り部材に対応する領域に設けられていることを特徴とする請求項８に記載の電源装置。
【請求項１０】
前記電池接続ユニットは、前記所定の方向に隣り合う前記端子間接続部材それぞれを保持する保持部を複数備え、前記保持部間に所定の間隙を形成する間隙形成部によって各保持部が連結された保持部材をさらに含み、
前記流入孔は、前記フレキシブル配線材が設置される前記仕切り部材上部であって、前記間隙に対応する位置に形成されていることを特徴とする請求項８又は９に記載の電源装置。
【請求項１】
複数の単電池が所定の方向に並んで配置される組電池の前記単電池間を接続する電池接続ユニットであって、
前記単電池間の各電極端子を電気的に接続する端子間接続部材と、
前記所定の方向に隣り合う前記端子間接続部材それぞれと接続される少なくとも２つ以上の検出線を含むフレキシブル配線材と、
前記端子間接続部材及び前記検出線を接続し、前記端子間接続部材が隣り合う方向に離間して前記フレキシブル配線材上に配置される接合部と、を含み、
前記フレキシブル配線材は、前記フレキシブル配線材上に配置された各接合部の間に対応する領域に、曲げ部を有することを特徴とする電池接続ユニット。
【請求項２】
前記所定の方向に隣り合う前記端子間接続部材それぞれを保持する保持部を複数備え、前記保持部間に所定の間隙を形成する間隙形成部によって各保持部が連結された保持部材をさらに含み、
前記曲げ部は、前記間隙に対応する領域に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電池接続ユニット。
【請求項３】
前記曲げ部は、前記フレキシブル配線材上に配置される前記接合部が位置する面から前記フレキシブル配線材の下方に凹状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電池接続ユニット。
【請求項４】
前記曲げ部は、前記フレキシブル配線材の幅方向に傾斜していることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の電池接続ユニット。
【請求項５】
前記フレキシブル配線材は、前記フレキシブル配線材上に配置された各接合部の間に対応する領域以外の領域が、平面状に形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の電池接続ユニット。
【請求項６】
前記フレキシブル配線材は、複数の前記フレキシブル配線材が積層されて構成され、
第１フレキシブル配線材に設けられる第１の前記曲げ部の曲げ深さが、前記第１フレキシブル配線材上に積層される第２フレキシブル配線材に設けられる第２の前記曲げ部の曲げ深さよりも大きいことを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の電池接続ユニット。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１つに記載された電池接続ユニットを備える電源装置。
【請求項８】
複数の単電池が所定の方向に並んで配置され、隣り合う２つの単電池の間に絶縁材料で形成された仕切り部材を有する組電池と、
前記組電池の単電池間を接続する電池接続ユニットと、を含み、
前記電池接続ユニットは、
前記単電池間の各電極端子を電気的に接続する端子間接続部材と、
前記所定の方向に隣り合う前記端子間接続部材それぞれと接続される複数の検出線を含むフレキシブル配線材と、
前記端子間接続部材及び前記検出線を接続し、前記端子間接続部材が隣り合う方向に離間して前記フレキシブル配線材上に配置される接合部と、
前記フレキシブル配線材に形成され、前記フレキシブル配線上に配置された各接合部の間に対応する領域に形成される曲げ部と、を有し、
前記仕切り部材は、前記曲げ部から流れ出る結露水が導かれる流入孔と、前記仕切り部材の外部に前記結露水を排出させるための排出孔と、を有することを特徴とする電源装置。
【請求項９】
前記曲げ部は、前記仕切り部材に対応する領域に設けられていることを特徴とする請求項８に記載の電源装置。
【請求項１０】
前記電池接続ユニットは、前記所定の方向に隣り合う前記端子間接続部材それぞれを保持する保持部を複数備え、前記保持部間に所定の間隙を形成する間隙形成部によって各保持部が連結された保持部材をさらに含み、
前記流入孔は、前記フレキシブル配線材が設置される前記仕切り部材上部であって、前記間隙に対応する位置に形成されていることを特徴とする請求項８又は９に記載の電源装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−５４９４０（Ｐ２０１３−５４９４０Ａ）
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９２７０９（Ｐ２０１１−１９２７０９）
【出願日】平成２３年９月５日（２０１１．９．５）
【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２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月５日（２０１１．９．５）
【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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