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WO2020090492A1 - 電池モジュール - Google Patents

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WO2020090492A1
WO2020090492A1 PCT/JP2019/040849 JP2019040849W WO2020090492A1 WO 2020090492 A1 WO2020090492 A1 WO 2020090492A1 JP 2019040849 W JP2019040849 W JP 2019040849W WO 2020090492 A1 WO2020090492 A1 WO 2020090492A1
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WO
WIPO (PCT)
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copper
aluminum
flat plate
battery module
bus bar
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2019/040849
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
和昭 浦野
洋昭 増田
龍彦 川崎
修 久保田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vehicle Energy Japan Inc
Original Assignee
Vehicle Energy Japan Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to EP19879488.5A priority Critical patent/EP3876305B1/en
Priority to CN201980067711.1A priority patent/CN112889180B/zh
Priority to JP2020553771A priority patent/JP7114731B2/ja
Priority to US17/287,029 priority patent/US12021266B2/en
Publication of WO2020090492A1 publication Critical patent/WO2020090492A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Priority to JP2022119261A priority patent/JP7324349B2/ja
Priority to US18/660,664 priority patent/US20240291116A1/en
Ceased legal-status Critical Current

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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery module including a plurality of batteries.
  • bus bars The terminals of multiple batteries that make up a battery module are connected by connecting conductors called bus bars.
  • this bus bar for example, the technique disclosed in Patent Document 1 can be cited.
  • One of the typical problems of the present application is to secure high joint strength at the joint between the dissimilar metals of the bus bar.
  • One of the representative inventions of the present application for solving the above problems has a plurality of batteries having terminals, and a bus bar connecting terminals of several batteries, and the bus bar has a plurality of terminals connected to the terminals of the battery.
  • the joint portion between the copper portion and the aluminum portion is a battery module formed on the connection surface portion connected to the terminal of the battery.
  • the connection surface part where the joint part of the copper part and the aluminum part is formed is connected to the terminal of the battery which is the strength member. This increases the rigidity of the joint between the copper portion and the aluminum portion and increases the natural frequency, so that the stress acting on the joint between the copper portion and the aluminum portion is reduced. Therefore, high joint strength can be secured in the joint portion between the copper portion and the aluminum portion.
  • Another one of the representative inventions of the present application for solving the above-mentioned problems is that a joint portion of a copper portion and an aluminum portion is formed in a rising portion rising from a connection surface portion, and one of the copper portions forming the rising portion is formed.
  • the battery module is characterized in that the surface of the portion and a part of the surface of the aluminum portion are bent in a hook shape and the inner surface sides of them are mutually joined.
  • a part of the surface of the copper part and the part of the surface of the aluminum part that form the rising part are bent like a hook and their inner surface sides are joined to each other, they act on the joint part of the copper part and the aluminum part.
  • the representative invention of the present application it is possible to secure a high bonding strength in the bonding portion between the dissimilar metal composed of the copper portion and the aluminum portion, so that it is possible to improve the resistance of the battery module against vibration and the like, It is possible to provide an excellent and highly reliable battery module.
  • FIG. 1 is an external perspective view of a battery module according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the disassembled perspective view of the battery module shown in FIG. Sectional drawing which expands and shows the cross section of the principal part of the battery module shown in FIG.
  • the perspective view of the bus bar shown in FIG. The top view of the bus bar shown in FIG.
  • FIG. 3 is an enlarged perspective view of a module terminal of the battery module shown in FIG. 1.
  • FIG. 7 is an enlarged sectional view of the module terminal taken along the line VII-VII of FIG. 6.
  • FIG. 6 is a perspective view of a bus bar that connects between the unit cells of the battery module according to the second embodiment of the present invention.
  • the side view of the bus bar shown in FIG. FIG. 6 is a perspective view of a bus bar that connects between the unit cells of the battery module according to the third embodiment of the present invention.
  • the top view of the bus bar shown in FIG. The side view of the bus bar shown in FIG.
  • FIG. 4 is a perspective view of a bus bar having a structure in which a voltage detection line joint portion is provided on a copper portion that constitutes a connection surface portion.
  • FIG. 3 is a perspective view of a bus bar having a structure in which a voltage detection line joint portion is provided on an aluminum portion that constitutes a connection surface portion.
  • FIGS. 1 to 9 are diagrams showing a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is an external perspective view of the battery module 100
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the battery module 100.
  • the battery module 100 mainly electrically and mechanically connects the module terminals 101P and 101N, which are external terminals, the battery group 10 including the plurality of unit cells 1, and the plurality of unit cells 1 of the battery group 10. At the same time, the battery group 10 and the bus bar 2 that electrically and mechanically connects the module terminals 101P and 101N are provided. Although the detailed configuration will be described later, in the present embodiment, the bus bar 2 that electrically and mechanically connects the plurality of unit cells 1 has the greatest feature. Further, the battery module 100 includes a housing 20, an electronic circuit board (not shown), and the like, in addition to the above-described components.
  • the battery group 10 is obtained by stacking flat rectangular unit cells 1, that is, thin hexahedral or rectangular unit cells 1 whose thickness dimension is smaller than the width dimension and height dimension, in the thickness direction (x-axis direction). It is configured.
  • the unit cell 1 is a prismatic lithium ion secondary battery, and has a flat prismatic battery container 1a, an electrode group and an electrolytic solution (not shown) housed inside the battery container 1a, and a battery connected to the electrode group.
  • the container 1a includes a pair of cell terminals 1p and 1n arranged on the upper end surface in the height direction.
  • the cell terminal 1p is a positive terminal and the cell terminal 1n is a negative terminal.
  • the cell terminals 1p and 1n of the unit cell 1 have a generally three-dimensional shape of a rectangular parallelepiped projecting in the height direction from the upper end surface of the battery container 1a.
  • the cell terminals 1p and 1n and the battery case 1a are electrically insulated from each other, and the battery case 1a and the electrode group are electrically insulated from each other by an insulating member made of resin.
  • the positive cell terminal 1p of one unit cell 1 and the negative cell terminal 1n of the other unit cell 1 adjacent to each other are stacked in the stacking direction (x-axis direction). Are alternately inverted 180 degrees so as to be adjacent to each other.
  • the housing 20 has a substantially rectangular parallelepiped shape whose dimensions in the length direction (x-axis direction) are larger than those in the width direction (y-axis direction) and the height direction (z-axis direction). It holds a plurality of constituent cells 1. More specifically, the housing 20 includes a plurality of cell holders 21, a pair of end plates 22, a pair of side plates 23, an insulation cover 24, and a module cover 25.
  • the cell holder 21 is made of a resin material, for example, polybutylene terephthalate (PBT).
  • PBT polybutylene terephthalate
  • the cell holder 21 is interposed between the unit cells 1 adjacent to each other of the plurality of unit cells 1 stacked in the thickness direction (x-axis direction), and the individual cell 1 is placed on both sides in the thickness direction (x-axis direction). It is held so as to be sandwiched from the inside.
  • the module terminals 101P and 101N which are external terminals of the battery module 100, are provided in the pair of cell holders 21 arranged on both sides of the battery group 10. It is provided.
  • the module terminal 101P is a positive terminal and the module terminal 101N is a negative terminal.
  • the pair of end plates 22 are metal plate-shaped members.
  • the pair of end plates 22 are provided on both sides of the battery group 10 via the pair of cell holders 21 arranged on both sides of the battery group 10 in the stacking direction (x-axis direction) of the plurality of unit cells 1 constituting the battery group 10. It is located in.
  • the pair of end plates 22 face each other so that one surface sandwiches the plurality of unit cells 1 held by the cell holder 21, and a fixing portion 22a is provided on the other surface facing away from the battery group 10. There is.
  • the fixing portions 22a provided on the pair of end plates 22 are formed in a generally cylindrical shape, and a part of the cylindrical surface projects outward from the outer surface of the end plates 22.
  • the cylindrical fixing portion 22a has a bolt hole formed along a central axis parallel to the height direction (z-axis direction) of the end plate 22.
  • the fixing portion 22a of the end plate 22 is a portion for fixing the battery module 100 to an external mechanism such as a vehicle or another machine.
  • the lower end surface of the fixed portion 22a of the end plate 22 is the support surface 20a of the housing 20 supported by the external mechanism as described above.
  • the support surface 20a of the housing 20, which is the bottom surface of the fixed portion 22a of the end plate 22, is supported by the external mechanism, and the bolt inserted into the bolt hole of the fixed portion 22a is inserted into the female screw or the nut of the external mechanism. It can be fixed to an external mechanism by being screwed and fastened to.
  • the support surface 20a of the housing 20, which is the lower end surface of the fixing portion 22a of the end plate 22, is supported by the external mechanism.
  • the external mechanism to which the battery module 100 is fixed is the vehicle body of these vehicles.
  • the vehicle to which the battery module 100 is fixed is placed on a horizontal road surface
  • the length direction (x axis direction) and width direction (y axis direction) of the housing 20 of the battery module 100. are substantially parallel to the horizontal direction
  • the height direction (z-axis direction) of the housing 20 of the battery module 100 is substantially parallel to the vertical direction.
  • the support surface 20a of the housing 20 is substantially parallel to the horizontal plane.
  • the pair of side plates 23 are arranged via the cell holders 21 on both sides in the width direction (y-axis direction) of the plurality of unit cells 1 forming the battery group 10.
  • the pair of side plates 23 are generally rectangular plate-shaped members made of metal, and are arranged on both sides of the housing 20 in the width direction (y-axis direction) so as to face each other.
  • the pair of side plates 23 has a substantially rectangular shape, and the stacking direction (x-axis direction) of the plurality of unit cells 1 forming the battery group 10 is the long side direction, that is, the longitudinal direction.
  • the height direction (z-axis direction) of the battery 1 is the short side direction, that is, the short side direction.
  • Both ends in the longitudinal direction of the pair of side plates 23 are fastened to the pair of end plates 22 by fastening members such as rivets and bolts. Both ends in the lateral direction of the pair of side plates 23 are engaged with concave groove portions provided in the cell holder 21, respectively.
  • the insulation cover 24 is a resin-made plate-like member having electrical insulation such as PBT, and is arranged so as to face the upper end surface of the battery container 1a in which the cell terminals 1p and 1n of the unit cell 1 are provided. There is.
  • the insulation cover 24 is provided between the openings that expose the upper end surfaces of the cell terminals 1p and 1n of the plurality of unit cells 1 and between the cell terminals 1p and 1n of the unit cells 1 that are adjacent to each other and between the bus bars 2 that are adjacent to each other. It has a partition for insulating.
  • the partition wall of the insulation cover 24 is provided so as to surround the cell terminals 1p and 1n of the unit cell 1 and the bus bar 2. Further, various electrical wirings connected to the battery group 10 and the electronic circuit board are arranged on the insulation cover 24.
  • the electronic circuit board (not shown) is arranged between the insulation cover 24 and the module cover 25, that is, on the side opposite to the battery group 10 of the insulation cover 24 in the height direction of the housing 20, and has a lead wire or a printed wiring. It is electrically connected to a plurality of bus bars 2 and temperature sensors (thermistors) for detecting the temperature of the unit cell 1 via connecting conductors such as.
  • the bus bar 2 is a connection conductor that electrically and mechanically connects the plurality of unit cells 1 of the battery group 10 and electrically and mechanically connects the battery group 10 and the module terminals 101P and 101N.
  • the busbars 2 that electrically and mechanically connect the plurality of unit cells 1 of the battery group 10 are the plurality of busbars 2A that electrically and mechanically connect the unit cells 1 to each other and are exposed at the opening of the insulation cover 24.
  • the cell terminals 1p and 1n of the plurality of cells 1 of the battery group 10 are joined by welding. By electrically connecting the cell terminal 1p of one unit cell 1 and the cell terminal 1n of the other unit cell 1 among the pair of unit cells 1 adjacent to each other in the stacking direction by the bus bar 2A, all the unit cells 1 are connected.
  • a battery group 10 in which the batteries 1 are electrically connected in series can be configured.
  • the busbars 2 that connect the battery group 10 to the module terminals 101P and 101N are a pair of busbars 2B arranged at both ends of the battery group 10 in the cell stacking direction.
  • One of the pair of bus bars 2B is electrically and mechanically connected to the cell terminal 1p of one unit cell 1 of the pair of unit cells 1 arranged at both ends of the plurality of unit cells 1 in the stacking direction.
  • the other of the pair of bus bars 2B is electrically and mechanically connected to the cell terminal 1n of the other unit cell 1 of the pair of unit cells 1 arranged at both ends of the plurality of unit cells 1 in the stacking direction. ..
  • One end of the pair of bus bars 2B is joined to the upper end surface of the cell terminal 1p of the unit cell 1 by welding, and the other end is riveted to the module terminal 101P arranged on one side of the battery group 10 in the unit cell stacking direction. It is fastened by fastening members such as bolts.
  • the other end of the pair of bus bars 2B is welded to the upper end surface of the cell terminal 1n of the unit cell 1, and the other end is riveted to the module terminal 101N arranged on the other side of the battery group 10 in the unit cell stacking direction. It is fastened by fastening members such as bolts.
  • the module cover 25 is a resin-made plate member having electrical insulation such as PBT, and is provided on the upper end of the housing 20 on the side opposite to the battery group 10 in the height direction (z-axis direction) of the housing 20. , And is arranged so as to cover the insulation cover 24 and the electronic circuit board.
  • a terminal cover 25a is provided at a position of the module cover 25 corresponding to the module terminals 101P and 101N so as to cover the upper portions of the module terminals 101P and 101N.
  • the module cover 25 is fixed to the upper portion of the insulation cover 24 by engaging the engaging claws 24b provided on the frame portion 24a of the insulation cover 24 with the side edges.
  • the module terminals 101P and 101N are electrically connected to an external generator or electric motor via an inverter device which is a power conversion device, and thus via the inverter device. Electric power can be exchanged with an external generator or electric motor.
  • FIG. 3 is an enlarged sectional view of the battery module 100
  • FIG. 4 is a perspective view of the bus bar 2A
  • FIG. 5 is a plan view of the bus bar 2A.
  • the battery module 100 of this embodiment has the greatest feature in the structure of the bus bar 2A.
  • the bus bar 2A is a connecting conductor that electrically and mechanically connects one cell terminal 1p and the other cell terminal 1n of the unit cells 1 that are adjacent to each other in the unit cell stacking direction, and is made of copper. It is a dissimilar metal joining structure formed by joining a copper portion 2e containing aluminum and an aluminum portion 2f containing aluminum.
  • the bus bar 2A has a pair of connection surface portions 2c1 and 2c2 and a bridge portion 2d that connects the pair of connection surface portions 2c1 and 2c2.
  • connection surface portion 2c1 joined to the cell terminal 1p is a flat plate rectangular portion formed only by the aluminum portion 2f, and is disposed on the top surface of the cell terminal 1p and laser welded. Are joined by.
  • the laser of the connecting surface portion 2c1 is moved so as to move circularly along the positioning hole 2z (see FIGS. 4 and 5) of the connecting surface portion 2c1 with the cell terminal 1p.
  • the cell terminal 1p and the connection surface portion 2c1 are bonded to each other by being applied to the surface.
  • the connecting surface portion 2c2 joined to the negative cell terminal 1n is a substantially flat plate rectangular portion formed by overlapping the copper portion 2e and the aluminum portion 2f in the overlapping direction (z-axis direction) with the cell terminal 1n.
  • the copper portion 2e is joined to the cell terminal 1n by laser welding.
  • the copper part 2e comprises the flat plate part of a flat plate rectangular shape, and the pair of arm parts 2f1 which make a pair and protrude in parallel mutually from the flat plate part 2g which is a rising part are overlap
  • the connecting surface portion 2c2 is joined to the flat plate rectangular portion made of the copper portion 2e (on the side opposite to the cell terminal 1n side), that is, the flat portion, and the pair of arm portions 2f1 made of the aluminum portion 2f are overlapped and joined. It is a dissimilar metal bonding site.
  • the pair of arm portions 2f1 are formed by notching the central portion in the lateral direction (y-axis direction) of the aluminum portion 2f protruding from the bridge portion 2d toward the connecting surface portion 2c2 side from the protruding end portion toward the bridge portion 2d side. Has been formed. Between the pair of arm portions 2f1, a hollow portion 2f2, which is a flat plate concave portion that is hollow toward the bridge portion 2d, is formed so as to expose the copper portion 2e including the alignment hole 2z.
  • the aluminum portion 2f of the connecting surface portion 2c2 is a flat plate concave shaped body in which a rectangular flat plate is depressed toward the bridge portion 2d, and both end portions in the lateral direction (y-axis direction) of the flat plate rectangular copper portion 2e. And a portion of the flat plate rectangular copper portion 2e on the bridge portion 2d side overlaps the copper portion 2e, and the other copper portion 2e is exposed. Therefore, the copper portion 2e of the connection surface portion 2c2 can be joined to the cell terminal 1n by laser welding. In laser welding, the laser is moved so as to move circularly along the alignment hole 2z (see FIGS. 4 and 5) with the cell terminal 1n in the copper portion 2e of the connection surface portion 2c2 (see FIGS. 4 and 5). The cell terminal 1n and the copper portion 2e of the connection surface portion 2c2 are bonded to each other by being applied to the surface of the copper portion 2e of the connection surface portion 2c2.
  • Ultrasonic joining is used for joining the copper portion 2e and the aluminum portion 2f in the connecting surface portion 2c2, that is, joining the flat plate portion of the copper portion 2e and the pair of arm portions 2f1 of the aluminum portion 2f.
  • the overlapping portions with the aluminum portions 2f at both ends in the lateral direction (y-axis direction) of the flat plate rectangular copper portion 2e are the joining portions 2x formed by ultrasonic joining.
  • the side of the copper portion 2e opposite to the aluminum portion 2f side is arranged on the anvil, and a horn is applied to the surface of the aluminum portion 2f opposite to the copper portion 2e side to apply ultrasonic vibration to the copper portion 2e.
  • the joint 2x between the copper portion 2e and the aluminum portion 2f is formed on the connection surface portion 2c2. Since the cell terminal 1n is a strength member, forming the joint 2x between the copper portion 2e and the aluminum portion 2f on the connecting surface portion 2c2 means increasing the rigidity of the joint 2x between the copper portion 2e and the aluminum portion 2f. This means that the natural frequency can be increased. Therefore, in the present embodiment, it is possible to reduce the stress acting on the joint portion 2x between the copper portion 2e and the aluminum portion 2f due to the vibration of the battery module 100 or the like, and at the joint portion 2x between the copper portion 2e and the aluminum portion 2f. High bonding strength can be secured. As a result, in the present embodiment, the resistance of the battery module 100 to vibration and the like can be improved, and the battery module 100 having high reliability can be provided.
  • the bridge portion 2d is an inverted U-shaped portion formed only by the aluminum portion 2f, and is perpendicular or steep angle upward from the end portion on the bridge portion 2d side of the aluminum portion 2f forming each of the connection surface portions 2c1 and 2c2. It has a pair of flat plate portions 2g (also referred to as a rising portion) that rises in 1. and a folded portion 2h (also referred to as a connecting portion) that connects between the pair of flat plate portions 2g.
  • the folded-back portion 2h is curved in an arch shape.
  • the end portion of the flat plate rectangular copper portion 2e protruding toward the side opposite to the bridge portion 2d side detects voltage.
  • a lead wire (not shown) for voltage detection is provided as a voltage detection line joining portion 2y joined by brazing, ultrasonic welding, or the like.
  • the voltage detection line joint portion 2y may be provided on the aluminum portion 2f that constitutes the connection surface portion 2c1.
  • a voltage detection line joining terminal is formed as a voltage detection line joining portion 2y from an aluminum portion 2f forming the connection surface portion 2c1 or a copper portion 2e forming the connection surface portion 2c2.
  • a lead wire for voltage detection (not shown) may be joined to the lead-out terminal by brazing or ultrasonic welding. Further, the lead-out terminal and the lead wiring may be connected by using a terminal that is brought into pressure contact with an elastic member.
  • FIG. 6 is an enlarged perspective view of the battery module 100 shown in FIG. 1
  • FIG. 7 is an enlarged sectional view taken along the line VII-VII shown in FIG. 6, and
  • FIG. 8 is connected to the module terminal 101N shown in FIG.
  • FIG. 9 is a perspective view of the formed bus bar 2B
  • FIG. 9 is a perspective view of the bus bar 2B connected to the module terminal 101P. Note that FIG. 6 shows a state in which the terminal cover, which is a part of the module cover 25, is removed.
  • the bus bar 2B connected to the module terminal 101N is provided with the fuse part 2a which is the smallest volume part in the current path, and the fused fuse 2a is dropped below the fuse part 2a of the bus bar 2B. It is characterized by having a void S for Here, the lower side means the lower side in the vertical direction when the battery module 100 is installed such that the support surface 20a of the housing 20 is horizontal.
  • the fuse portion 2a may be provided on the bus bar 2B connected to the module terminal 101P.
  • the bus bar 2B1 has a pair of connecting surface portions 2c1 and 2c2 arranged in parallel in the x-axis direction and a bridge portion 2d that connects the pair of connecting surface portions 2c1 and 2c2 in a detour in the y-axis direction. ..
  • connection surface portions 2c1 and 2c2 are flat plate rectangular portions.
  • the heights of the connection surface portion 2c1 connected to the module terminal 101N and the connection surface portion 2c2 connected to the cell terminal 1n are different in the z-axis direction.
  • the connection surface portion 2c1 is higher than the connection surface portion 2c2. It is located in a position.
  • the height positions of the connection surface portion 2c1 and the connection surface portion 2c2 may be the same, or may be opposite height positions.
  • the bridge portion 2d is a portion bent in a direction (y-axis direction) intersecting the connecting surface portions 2c1 and 2c2. More specifically, the bridge portion 2d includes a U-shaped first bridge portion 2d1 and a U-shaped second bridge portion 2d2 that is juxtaposed in the x-axis direction with respect to the first bridge portion 2d1. Is connected in the x-axis direction with a fuse portion 2a. The first bridge portion 2d1 and the second bridge portion 2d2 have the same height position in the height direction (z-axis direction) of the unit cell 1.
  • the first bridge portion 2d1 has a pair of flat plate portions 2g1 horizontally arranged with respect to the z-axis direction, and a folded portion 2h1 (also referred to as a connection portion) that connects the pair of flat plate portions 2g1.
  • a folded portion 2h1 also referred to as a connection portion
  • the folded portion 2h1 is curved in an arch shape.
  • the flat plate portion 2g1 connected to the connection surface portion 2c1 and the flat plate portion 2g1 connected to the fuse portion 2a are opposed to each other in the Z-axis direction, and are connected by the folded portion 2h1 at the end opposite to the connection surface portion 2c1 side. ing.
  • connection surface portion 2c1 and connection surface portion 2c1 side end portion of the flat plate portion 2g1 located on the lower side in the z axis direction of the pair of flat plate portions 2g1 extend in the z axis direction (raised). They are connected by a flat plate-shaped bridge portion 2w (sometimes called a rising portion).
  • the second bridge portion 2d2 includes a pair of flat plate portions 2g2 horizontally arranged in the z-axis direction and a folded portion 2h2 (also referred to as a connecting portion) that connects the pair of flat plate portions 2g2.
  • a folded portion 2h2 also referred to as a connecting portion
  • the folded portion 2h2 is curved in an arch shape.
  • the flat plate portion 2g2 connected to the connection surface portion 2c2 and the flat plate portion 2g2 connected to the fuse portion 2a are opposed to each other in the z-axis direction, and are connected by the folded portion 2h2 at the end opposite to the connection surface portion 2c2 side. ing.
  • connection surface portion 2c2 side end of the flat plate portion 2g2 located on the lower side in the z-axis direction extends horizontally in the y axis direction toward the connecting surface portion 2c2.
  • connection surface portion 2c2 is connected to the end portion on the bridge portion 2d side.
  • the end portion on the 2a side is connected by the fuse portion 2a.
  • the current path between the first bridge portion 2d1 and the second bridge portion 2d2 is constituted only by the fuse portion 2a having a conduction area smaller than the conduction areas of the first bridge portion 2d1 and the second bridge portion 2d2, The current path has the smallest volume in the bus bar 2B1.
  • the bus bar 2B1 is a dissimilar metal joint structure formed by joining a copper portion 2e containing copper and an aluminum portion 2f containing aluminum. Since the clad junction is used for joining dissimilar metals, the bus bar 2B1 may be referred to as a clad bus bar.
  • the connecting surface portions 2c1 and 2c2 and the bridge portion 2w are copper portions 2e
  • the bridge portion 2d is an aluminum portion 2f.
  • a part of the bridge portion 2d for example, the flat plate portion 2g1 located on the upper side in the z-axis direction of the pair of flat plate portions 2g1, the flat plate portion 2g2 located on the upper side of the pair of flat plate portions 2g2 in the z-axis direction, and the fuse portion. 2a may be the aluminum portion 2f, and the remaining portion may be the copper portion 2e.
  • the folded-back portion 2h is provided because of the busbar storage space of the insulation cover 24, but the folded-back portion 2h may be omitted if the busbar storage space is large. Further, when the module terminal 101N and the cell terminal 1n are designed to have the same height position, the bridge portion 2w can be omitted.
  • the space S for dropping the melted fuse portion 2 a is defined by the unit cell 1 and the housing 20.
  • the space S below the fuse portion 2a is a space inside the housing 20 defined by the cell terminals 1p and 1n of the unit cell 1 and the battery container 1a and the cell holder 21 of the housing 20.
  • the fuse portion 2a Facing the lower surface of the bus bar 2B1 facing the unit cell 1 and having a depth equal to or higher than the height of the cell terminal 1n in the direction perpendicular to the supporting surface 20a of the housing 20 (z-axis direction), the fuse portion 2a It has a volume sufficiently larger than the volume.
  • the position of the fuse portion 2a can be arranged at a position distant from the cell terminal 1n, so that the positive electrode cell terminal 1p and the negative electrode of the unit cell 1 can be formed by the molten metal material. It is possible to more reliably prevent a new current path from being formed between the cell terminal 1n and the cell terminal 1n, and further improve the safety of the battery module 100.
  • the bus bar 2B2 has a pair of connecting surface portions 2c1 and 2c2 arranged side by side in the x-axis direction and a bridge portion 2d that connects the pair of connecting surface portions 2c1 and 2c2.
  • connection surface portions 2c1 and 2c2 are flat plate rectangular portions.
  • the height positions of the connection surface portion 2c1 connected to the module terminal 101P and the connection surface portion 2c2 connected to the cell terminal 1p are different in the z-axis direction, and in the present embodiment, the connection surface portion 2c1 is higher than the connection surface portion 2c2. It is located in a position.
  • the height positions of the connection surface portion 2c1 and the connection surface portion 2c2 may be the same, or may be opposite height positions.
  • the bridge portion 2d is a flat plate rectangular portion that is bent (raised) in a direction (z-axis direction) that intersects the connecting surface portions 2c1 and 2c2, and may also be called a rising portion.
  • the bus bar 2B2 is a dissimilar metal joint structure formed by joining a copper portion 2e containing copper and an aluminum portion 2f having aluminum. Since the clad junction is used for joining dissimilar metals, the bus bar 2B2 may be referred to as a clad bus bar.
  • the copper portion 2e extends from the connecting surface portion 2c1 to the middle of the bridge portion 2d
  • the aluminum portion 2f extends from the connecting surface portion 2c2 to the middle of the bridge portion 2d.
  • FIG. 10 to 12 are views showing a second embodiment of the present invention. Similar to the first embodiment, the present embodiment is to secure high joint strength at the joint portion 2x between the copper portion 2e and the aluminum portion 2f of the bus bar 2A, but the structure is different from that of the first embodiment. ing.
  • FIG. 10 is a perspective view of the bus bar 2A
  • FIG. 11 is a plan view of the bus bar 2A
  • FIG. 12 is a side view of the bus bar 2A.
  • the configuration of the battery module other than the bus bar 2A is the same as that of the first embodiment, and therefore only the parts different from the first embodiment will be described below.
  • the bus bar 2A is a connection conductor that electrically and mechanically connects one cell terminal 1p and the other cell terminal 1n of the unit cells 1 adjacent to each other in the cell stacking direction, and also includes a copper portion 2e containing copper and aluminum. It is a dissimilar metal joining structure formed by joining the aluminum part 2f having the.
  • the bus bar 2A has a pair of connecting surface portions 2c1 and 2c2 and a bridge portion 2d that connects the pair of connecting surface portions 2c1 and 2c2.
  • connection surface portion 2c1 joined to the cell terminal 1p is a flat plate rectangular portion formed only by the aluminum portion 2f, and is disposed on the top surface of the cell terminal 1p and laser welded. Joined by.
  • the laser of the connecting surface portion 2c1 is moved so as to move circularly along the positioning hole 2z (see FIGS. 10 and 11) with the cell terminal 1p of the connecting surface portion 2c1 outside the solid portion of the positioning hole 2z.
  • the cell terminal 1p and the connection surface portion 2c1 are bonded to each other by being applied to the surface.
  • connection surface portion 2c2 joined to the negative cell terminal 1n is a flat plate rectangular portion formed only by the copper portion 2e, and is arranged on the top surface of the cell terminal 1n and joined by laser welding.
  • the laser of the connecting surface portion 2c2 is moved so as to circulate along a positioning hole 2z (see FIGS. 10 and 11) with the cell terminal 1n of the connecting surface portion 2c2, and to move around a solid portion outside the positioning hole 2z.
  • the cell terminal 1n and the connection surface portion 2c2 are bonded to each other by being applied to the surface.
  • the bridge portion 2d is an inverted U-shaped portion formed by the copper portion 2e and the aluminum portion 2f, and is a vertical or steep angle upward from the end portion of the aluminum portion 2f forming the connecting surface portion 2c1 on the bridge portion 2d side.
  • the flat plate portion 2g that rises up in step (sometimes referred to as a rising portion), the flat plate portion 2v that faces the flat plate portion 2g in the x-axis direction, and the folded portion 2h that connects the flat plate portion 2g and the flat plate portion 2v (referred to as a connecting portion). In some cases) and.
  • the folded part 2h is arched.
  • the flat plate portion 2g and the folded back portion 2h are formed by the aluminum portion 2f, and the flat plate portion 2v is formed by joining the copper portion 2e and the aluminum portion 2f.
  • the flat plate portion 2v is a dissimilar metal joint portion in which the copper portion 2e and the aluminum portion 2f overlap and are joined.
  • the flat plate portion 2v of this embodiment corresponds to one rising portion described in the claims, and the flat plate portion 2g corresponds to the other rising portion described in the claims.
  • the flat plate portion 2g has a shape in which a rectangular flat plate is cut out in the central portion in the y-axis direction, and is divided into two forks from the bridge portion 2d side end portion of the connection surface portion 2c1 to the y-axis direction end portions in the z-axis direction. Extends upwards.
  • the central portion in the y-axis direction is cut out, and both ends in the y-axis direction extend toward the flat plate portion 2v.
  • the inside of the bridge portion 2d particularly the inside of the central portion in the y-axis direction, is exposed. That is, the flat plate portion 2g and the folded portion 2h are provided with cutout portions that expose the flat plate rectangular portion 2e1.
  • the flat plate portion 2v includes a flat plate rectangular portion 2e1 (first flat plate rectangular portion) that rises vertically or at a steep angle upward from an end of the bridge portion 2d side of the copper portion 2e that forms the connection surface portion 2c2, and a folded portion.
  • the inner surfaces of the flat plate rectangular portion 2f3 (second flat plate rectangular portion) extending downward from 2h in the z-axis direction are overlapped in the x-axis direction. That is, it is a portion where the inner surfaces of two members bent like a hook overlap each other.
  • the flat plate rectangular portion 2f3 is formed continuously with the folded portion 2h, and the side surface facing the flat plate portion 2g overlaps and is joined to the side surface of the flat plate rectangular portion 2e1 on the side of the connecting surface portion 2c2.
  • the flat plate rectangular portion 2f3 goes over the upper end of the flat plate rectangular portion 2e1 and falls, so that they overlap in the x-axis direction.
  • This configuration may be provided on the flat plate portion 2g side.
  • the flat plate rectangular portion on the copper portion 2e side is different from the rising flat plate rectangular portion on the aluminum portion 2f side.
  • the shape is such that it goes over the upper end of the and falls, and overlaps in the x-axis direction.
  • Ultrasonic bonding is used to bond the copper part 2e and the aluminum part 2f, as in the first embodiment.
  • the central portion in the y-axis direction of the overlapping portion of the flat plate rectangular portion 2e1 and the flat plate rectangular portion 2f3 is the joining portion 2x of the copper portion 2e and the aluminum portion 2f.
  • the copper part 2e and the aluminum part by applying an ultrasonic wave to the overlapping part of the flat plate rectangular portion 2e1 and the flat plate rectangular portion 2f3 by applying an anvil to one surface of the 2f can be joined.
  • the surfaces of the copper portion 2e and the aluminum portion 2f to be ultrasonically bonded or both of them are subjected to a coating treatment such as tin plating or nickel plating.
  • the joint portion 2x between the copper portion 2e and the aluminum portion 2f is formed in the bridge portion 2d.
  • the flat plate rectangular portion 2e1 and the flat plate rectangular portion 2f3 are bent in a hook shape, and inner surfaces thereof are joined to each other.
  • the joint portion 2x becomes the direction in which the joints are pressed and the bending elasticity of the bent portions of the components is increased.
  • the force can be applied to the joint portion 2x between the copper portion 2e and the aluminum portion 2f as a reaction force in the direction opposite to the direction of the stress acting on the joint portion 2x between the copper portion 2e and the aluminum portion 2f, The stress acting on the joint portion 2x between the copper portion 2e and the aluminum portion 2f is reduced.
  • the flat plate rectangular portion 2e1 of the copper portion 2e and the flat plate rectangular portion 2f3 of the aluminum portion 2f are pressed against each other.
  • the force of can be applied. Therefore, high joint strength can be secured at the joint portion 2x between the copper portion 2e and the aluminum portion 2f.
  • the resistance of the battery module to vibrations and the like can be improved, and a highly reliable battery module can be provided.
  • the voltage detection line joining portion may be provided on either surface of the connecting surface portions 2c1 and 2c2.
  • a voltage detection line joining terminal may be drawn out from either of the connection surface portions 2c1 and 2c2, and a lead wire (not shown) for voltage detection may be joined to the drawn terminal by brazing or ultrasonic welding.
  • the lead-out terminal and the lead wiring may be connected by using a terminal that is brought into pressure contact with an elastic member.
  • FIG. 13 to 16 are diagrams showing a third embodiment of the present invention. Similar to the first embodiment, the present embodiment is to secure high joint strength at the joint portion 2x between the copper portion 2e and the aluminum portion 2f of the bus bar 2A, but the structure is different from that of the first embodiment. ing.
  • FIG. 13 is a perspective view of the bus bar 2A
  • FIG. 14 is a plan view of the bus bar 2A
  • FIG. 15 is a side view of the bus bar 2A
  • FIG. 16 is a perspective view of 2A installed on the cell terminal. Since the configurations of the battery modules other than the bus bar 2A are the same as those in the first embodiment, only the parts different from the first embodiment will be described below.
  • the bus bar 2A is a connection conductor that electrically and mechanically connects one cell terminal 1p and the other cell terminal 1n of the unit cells 1 that are adjacent to each other in the cell stacking direction, and is made of copper. It is a dissimilar metal joining structure formed by joining a copper portion 2e containing aluminum and an aluminum portion 2f containing aluminum.
  • the bus bar 2A has a pair of connecting surface portions 2c1 and 2c2 and a bridge portion 2d that connects the pair of connecting surface portions 2c1 and 2c2.
  • connection surface portion 2c1 joined to the cell terminal 1p is a flat plate rectangular portion formed only by the aluminum portion 2f, and is disposed on the top surface of the cell terminal 1p and laser welded. Joined by.
  • the laser of the connecting surface portion 2c1 is moved so as to move circularly along the alignment hole 2z (see FIGS. 13 and 14) with the cell terminal 1p of the connecting surface portion 2c1 outside the solid portion of the positioning hole 2z.
  • the cell terminal 1p and the connection surface portion 2c1 are bonded to each other by being applied to the surface.
  • connection surface portion 2c2 joined to the cell terminal 1n of the negative electrode a part of both ends in the longitudinal direction (x-axis direction) of the copper portion 2e is formed in a U shape, and the aluminum portion 2f is a copper portion.
  • 2e is a substantially flat plate rectangular portion formed so as to be sandwiched in a U shape and further overlapped with the cell terminal 1n in the overlapping direction (z-axis direction), and the copper portion 2e is formed on the cell terminal 1n by the laser. It is joined by welding.
  • the connecting surface portion 2c2 is a dissimilar metal in which a flat plate-shaped rectangular portion formed of the copper portion 2e (a side opposite to the cell terminal 1n side) and a flat plate concave portion recessed on the bridge portion 2d side of the aluminum portion 2f are overlapped. It is a joining site.
  • the aluminum portion 2f of the connecting surface portion 2c2 has a pair of arm portions 2f1.
  • the pair of arm portions 2f1 are formed by notching the central portion in the lateral direction (y-axis direction) of the aluminum portion 2f protruding from the bridge portion 2d toward the connecting surface portion 2c2 side from the protruding end portion toward the bridge portion 2d side. Has been formed.
  • a hollow portion 2f2 which is a flat plate concave portion that is hollow toward the bridge portion 2d, is formed so as to expose the copper portion 2e including the alignment hole 2z.
  • the copper portion 2e of the connection surface portion 2c2 has a base portion 2e3 and a claw portion 2e2 that face each other on one side and the other side in the overlapping direction with respect to the pair of arm portions 2f1.
  • the base portions 2e3 of the copper portion 2e are provided at the ends on both sides in the longitudinal direction at positions spaced apart from each other in the lateral direction and forming a pair.
  • the claw portions 2e2 of the copper portion 2e are arranged at positions where the center portions in the lateral direction at the ends on both sides in the longitudinal direction are lifted to the side separated from the cell terminal 1n which is one side in the overlapping direction with respect to the base portion 2e3. It is formed so that the arm portion 2f1 can be inserted between it and 2e3.
  • the aluminum portion 2f of the connecting surface portion 2c2 is a flat plate concave shaped body in which a rectangular flat plate is depressed toward the bridge portion 2d, and both end portions in the lateral direction (y-axis direction) of the flat plate rectangular copper portion 2e. And a portion of the flat plate rectangular copper portion 2e on the bridge portion 2d side overlaps the copper portion 2e, and the other copper portion 2e is exposed. Therefore, the copper portion 2e of the connection surface portion 2c2 can be joined to the cell terminal 1n by laser welding. In the laser welding, the laser is moved so as to orbit the solid portion outside the alignment hole 2z along the alignment hole 2z (see FIGS. 13 and 14) with the cell terminal 1n in the copper portion 2e of the connection surface portion 2c2. The cell terminal 1n and the copper portion 2e of the connection surface portion 2c2 are bonded to each other by being applied to the surface of the copper portion 2e of the connection surface portion 2c2.
  • Ultrasonic joining is used for joining the copper portion 2e and the aluminum portion 2f (the pair of arm portions 2f1) in the connecting surface portion 2c2.
  • An overlapping portion of 2e with the claw portion 2e2 is a joining portion 2x formed by ultrasonic joining.
  • the aluminum part 2f side of the copper part 2e is arranged on the anvil, and a horn is applied to the surface of the aluminum part 2f opposite to the copper part 2e side to apply ultrasonic vibration to the copper part 2e and the aluminum part 2f.
  • the copper portion 2e and the aluminum portion 2f can be joined to each other by adding the copper portion 2e and the aluminum portion 2f.
  • the surfaces of the copper portion 2e and the aluminum portion 2f to be ultrasonically bonded or both of them are subjected to a coating treatment such as tin plating or nickel plating.
  • a part of the copper portion 2e is formed in a U shape, and the aluminum portions 2f are overlapped with each other so as to sandwich the upper and lower portions, and the joint portion 2x is formed between the arm portion 2f1 and the claw portion 2e2. is doing.
  • the copper portion 2e is joined to the cell terminal 1n made of the same copper material by a laser, but since the copper portions are joined to each other, strong joining is possible. Therefore, the joint portion 2x becomes stronger when the aluminum portion 2f is subjected to an upward external pressure, and is supported by the cell terminal 1n below the aluminum portion 2f when the aluminum portion 2f is subjected to a downward external pressure. Therefore, the joint portion 2x does not bend downward.

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Abstract

本発明の課題は、バスバーの異材金属間の接合部において高い接合強度を確保することができる電池モジュールを得ることである。本発明の電池モジュール１００は、セル端子１ｐ，１ｎを有する複数の単電池１と、いくつかの単電池１の端子同士を繋ぐバスバー２Ａとを有し、バスバー２Ａが、単電池１のセル端子１ｐ，１ｎ端子に接続された複数の接続面部２ｃ１，２ｃ２と、この複数の接続面部２ｃ１，２ｃ２から立ち上がった複数の立ち上がり部と、この複数の立ち上がり部の間を接続した接続部とを有すると共に、銅を含む銅部分２ｅとアルミニウムを有するアルミニウム部分２ｆから構成されており、銅部分２ｅとアルミニウム部分２ｆとの接合部が接続面部２ｃ１，２ｃ２に形成されている。

Description

電池モジュール
　本発明は、複数の電池を備えた電池モジュールに関する。
　電池モジュールを構成する複数の電池は、バスバーと呼ばれる接続導体によって端子同士が繋がれている。このバスバーに関する背景技術としては、例えば特許文献１に開示された技術が挙げられる。特許文献１には、銅材料で製作され、負極群に対してレーザ溶接される銅部分（７０１）と、アルミニウム材料で製作され、セル正極群に対してレーザ溶接されるアルミニウム部分（７０２）とを有し、この２種類の金属で成る２つの部分同士を、超音波ローラ・シーム溶接法を採用して線形溶接（７０５）するバスバーが記載されている（段落００６４、００６７、図１５参照）。
特表２０１２－５１５４１８号公報
　複数の電池の端子同士を繋ぐバスバーには、電池モジュールに加わる振動や電池の充放電による膨れなどによって応力が作用する。このため、特許文献１の技術のように、異材金属を接合したバスバーでは、異材金属間の接合部に応力が作用しても、異材金属間の接合部が剥がれないように、高い接合強度を確保する必要がある。
　本願の代表的な課題の一つは、バスバーの異材金属間の接合部において高い接合強度を確保することにある。
　上記課題を解決する本願の代表的な発明の一つは、端子を有する複数の電池と、いくつかの電池の端子同士を繋ぐバスバーとを有し、バスバーが、電池の端子に接続された複数の接続面部と、この複数の接続面部のそれぞれから立ち上がった複数の立ち上がり部と、この複数の立ち上がり部の間を接続する接続部とを有すると共に、銅を含む銅部分とアルミニウムを有するアルミニウム部分とから構成されており、銅部分とアルミニウム部分との接合部が、電池の端子に接続された接続面部に形成された電池モジュールであることを特徴とする。銅部分とアルミニウム部分との接合部が形成された接続面部は、強度部材である電池の端子に接続されている。これにより、銅部分とアルミニウム部分との接合部の剛性が上がって固有振動数が高くなるので、銅部分とアルミニウム部分との接合部に作用する応力が低減する。従って、銅部分とアルミニウム部分との接合部において高い接合強度を確保することができる。
　上記課題を解決する本願の代表的な発明の他の一つは、銅部分とアルミニウム部分との接合部が、接続面部から立ち上がった立ち上がり部に形成され、かつ立ち上がり部を形成する銅部分の一部の面とアルミニウム部分の一部の面とが、鉤状に折れ曲がって互いの内面側が相対して接合された電池モジュールであることを特徴とする。立ち上がり部を形成する銅部分の一部の面とアルミニウム部分の一部分の面とが、鉤状に折れ曲がって互いの内面側が相対して接合されると、銅部分とアルミニウム部分との接合部に作用する応力の方向とは反対の方向の反力を銅部分とアルミニウム部分との接合部に作用させるので、銅部分とアルミニウム部分との接合部に作用する応力が低減する。従って、銅部分とアルミニウム部分との接合部において高い接合強度を確保することができる。
　本願の代表的な発明によれば、銅部分とアルミニウム部分からなる異材金属間の接合部において高い接合強度を確保することができるので、振動などに対する電池モジュールの耐性を向上させることができ、耐性に優れた信頼性の高い電池モジュールを提供することができる。
　本発明に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。また、上記した以外の、課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
本発明の実施形態１に係る電池モジュールの外観斜視図。 図１に示す電池モジュールの分解斜視図。 図１に示す電池モジュールの要部の断面を拡大して示す断面図。 図３に示すバスバーの斜視図。 図３に示すバスバーの平面図。 図１に示す電池モジュールのモジュール端子の拡大斜視図。 図６のＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿うモジュール端子の拡大断面図。 図６に示すモジュール端子の一方に接続されたヒューズ付きバスバーの斜視図。 図６に示すモジュール端子とは異なる他方のモジュール端子に接続されたバスバーの斜視図。 本発明の実施形態２に係る電池モジュールの単電池間を接続するバスバーの斜視図。 図１０に示すバスバーの平面図。 図１０に示すバスバーの側面図。 本発明の実施形態３に係る電池モジュールの単電池間を接続するバスバーの斜視図。 図１３に示すバスバーの平面図。 図１３に示すバスバーの側面図。 セル端子上に設置されたバスバーの斜視図。 接続面部を構成する銅部分に電圧検出線接合部が設けられた構造を有するバスバーの斜視図。 接続面部を構成するアルミニウム部分に電圧検出線接合部が設けられた構造を有するバスバーの斜視図。
　以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。
　各図面を用いて電池モジュールの各部の構成を説明する場合、図示のｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の直交座標系を用いたり、上下左右前後の各方向を用いたりするが、これらの軸や方向は、図示された状態を説明する上で便宜的に使用するものであって、電池モジュールの姿勢や配置を限定するものではない。
［実施形態１］
　図１から図９は、本発明の実施形態１を示す図である。
　まず、図１および２を用いて電池モジュール１００の構成を説明する。ここで、図１は電池モジュール１００の外観斜視図、図２は、電池モジュール１００の分解斜視図である。
　電池モジュール１００は、主に、外部端子であるモジュール端子１０１Ｐ，１０１Ｎと、複数の単電池１を含む電池群１０と、この電池群１０の複数の単電池１を電気的かつ機械的に接続すると共に、電池群１０とモジュール端子１０１Ｐ，１０１Ｎとを電気的かつ機械的に接続するバスバー２とを備えている。詳細な構成は後述するが、本実施形態では、複数の単電池１を電気的かつ機械的に接続するバスバー２に最大の特徴がある。さらに、電池モジュール１００は、前述の構成要素に加えて、筐体２０や、図示省略した電子回路基板などを備えている。
　電池群１０は、扁平角形の単電池１、すなわち厚さ寸法が幅寸法と高さ寸法よりも小さい薄型の六面体または直方体形状の単電池１を、厚さ方向（ｘ軸方向）に積層させて構成されている。単電池１は、角形リチウムイオン二次電池であり、扁平角形の電池容器１ａと、この電池容器１ａの内部に収容された図示省略する電極群および電解液と、この電極群に接続されて電池容器１ａの高さ方向の上端面に配置された一対のセル端子１ｐ，１ｎとを備えている。ここで、セル端子１ｐは正極の端子であり、セル端子１ｎは負極の端子である。
　単電池１のセル端子１ｐ，１ｎは、電池容器１ａの上端面から高さ方向に突出したおおむね直方体の立体的な形状を有している。セル端子１ｐ，１ｎと電池容器１ａとの間、および、電池容器１ａと電極群との間は、それぞれ、樹脂製の絶縁部材によって電気的に絶縁されている。電池群１０を構成する複数の単電池１は、互いに隣接する一方の単電池１の正極のセル端子１ｐと、他方の単電池１の負極のセル端子１ｎとが、積層方向（ｘ軸方向）に隣り合うように交互に１８０°反転させて積層されている。
　筐体２０は、長さ方向（ｘ軸方向）の寸法が、幅方向（ｙ軸方向）および高さ方向（ｚ軸方向）の寸法よりも大きいおおむね直方体の形状を有し、電池群１０を構成する複数の単電池１を保持している。より具体的には、筐体２０は、複数のセルホルダ２１と、一対のエンドプレート２２と、一対のサイドプレート２３と、インシュレーションカバー２４と、モジュールカバー２５とを有している。
　セルホルダ２１は、樹脂材料、例えばポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ：Polybutylene terephthalate）によって構成されている。セルホルダ２１は、厚さ方向（ｘ軸方向）に積層された複数の単電池１の互いに隣接する単電池１の間に介在され、個々の単電池１を厚さ方向（ｘ軸方向）の両側から挟み込むように保持している。電池群１０を構成する複数の単電池１の積層方向（ｘ軸方向）において、電池群１０の両側に配置された一対のセルホルダ２１に、電池モジュール１００の外部端子であるモジュール端子１０１Ｐ，１０１Ｎが設けられている。ここで、モジュール端子１０１Ｐは正極の端子であり、モジュール端子１０１Ｎは負極の端子である。
　一対のエンドプレート２２は金属製の板状の部材である。一対のエンドプレート２２は、電池群１０を構成する複数の単電池１の積層方向（ｘ軸方向）において、電池群１０の両側に配置された一対のセルホルダ２１を介して、電池群１０の両側に配置されている。一対のエンドプレート２２は、一方の面がセルホルダ２１に保持された複数の単電池１を挟み込むように対向し、電池群１０と反対側の外側を向く他方の面に固定部２２ａが設けられている。
　一対のエンドプレート２２に設けられた固定部２２ａは、おおむね円筒状に形成され、円筒面の一部がエンドプレート２２の外側の面から、外側へ向けて突出している。円筒状の固定部２２ａは、エンドプレート２２の高さ方向（ｚ軸方向）に平行な中心軸に沿って穿孔されたボルト孔を有している。このエンドプレート２２の固定部２２ａは、車両やその他の機械などの外部機構に対して、電池モジュール１００を固定するための部分である。このエンドプレート２２の固定部２２ａの下端面は、上記のような外部機構によって支持される筐体２０の支持面２０ａである。
　すなわち電池モジュール１００は、エンドプレート２２の固定部２２ａの底面である筐体２０の支持面２０ａを外部機構によって支持し、固定部２２ａのボルト孔に挿通させたボルトを、外部機構の雌ねじまたはナットに螺合させて締結することで、外部機構に固定することができる。換言すると、電池モジュール１００は、ボルトによって外部機構に固定された状態で、エンドプレート２２の固定部２２ａの下端面である筐体２０の支持面２０ａが、外部機構に支持された状態になる。
　電池モジュール１００が電気自動車やハイブリッド自動車などの車両に搭載される場合、電池モジュール１００が固定される外部機構は、これらの車両の車体である。特に限定はされないが、電池モジュール１００が固定される車両が水平な路面上に置かれた状態で、電池モジュール１００の筐体２０の長さ方向（ｘ軸方向）および幅方向（ｙ軸方向）は、水平方向におおむね平行であり、電池モジュール１００の筐体２０の高さ方向（ｚ軸方向）は、鉛直方向におおむね平行である。また、この状態で、筐体２０の支持面２０ａは、おおむね水平面と平行になる。
　一対のサイドプレート２３は、電池群１０を構成する複数の単電池１の幅方向（ｙ軸方向）の両側にセルホルダ２１を介して配置されている。一対のサイドプレート２３は、おおむね矩形板状の金属製の部材であり、筐体２０の幅方向（ｙ軸方向）の両側に互いに対向するように配置されている。一対のサイドプレート２３は、おおむね長方形であり、電池群１０を構成する複数の単電池１の積層方向（ｘ軸方向）が長辺方向すなわち長手方向とされ、電池群１０を構成する複数の単電池１の高さ方向（ｚ軸方向）が短辺方向すなわち短手方向とされている。一対のサイドプレート２３の長手方向の両端部は、リベットやボルトなどの締結部材によって一対のエンドプレート２２に締結されている。一対のサイドプレート２３の短手方向の両端部はそれぞれ、セルホルダ２１に設けられた凹状の溝部に係合している。
　インシュレーションカバー２４は、ＰＢＴ等の電気絶縁性を有する樹脂製の板状の部材であり、単電池１のセル端子１ｐ，１ｎが設けられた電池容器１ａの上端面に対向して配置されている。インシュレーションカバー２４は、複数の単電池１のセル端子１ｐ，１ｎの上端面を露出させる開口部と、互いに隣接する単電池１のセル端子１ｐ，１ｎの間および互いに隣接するバスバー２の間を絶縁する隔壁とを有している。インシュレーションカバー２４の隔壁は、単電池１のセル端子１ｐ，１ｎおよびバスバー２の周囲を囲むように設けられている。また、インシュレーションカバー２４には、電池群１０および電子回路基板に接続される各種の電気配線が配置される。
　図示省略した電子回路基板は、インシュレーションカバー２４とモジュールカバー２５との間、すなわち筐体２０の高さ方向において、インシュレーションカバー２４の電池群１０と反対側に配置され、リード線やプリント配線などの接続導体を介して複数のバスバー２や、単電池１の温度を検出するための温度センサ（サーミスタ）と電気的に接続されている。
　バスバー２は、電池群１０の複数の単電池１を電気的かつ機械的に接続すると共に、電池群１０とモジュール端子１０１Ｐ，１０１Ｎとを電気的かつ機械的に接続する接続導体である。
　電池群１０の複数の単電池１を電気的かつ機械的に接続するバスバー２は、単電池１間を電気的かつ機械的に接続する複数のバスバー２Ａであり、インシュレーションカバー２４の開口に露出した電池群１０の複数の単電池１のセル端子１ｐ，１ｎの上端面に溶接により接合されている。積層方向に互いに隣接する一対の単電池１のうち、一方の単電池１のセル端子１ｐと、他方の単電池１のセル端子１ｎとをバスバー２Ａによって電気的に接続することにより、すべての単電池１が電気的に直列に接続された電池群１０を構成することができる。
　電池群１０をモジュール端子１０１Ｐ，１０１Ｎに接続するバスバー２は、電池群１０の単電池積層方向の両端に配置された一対のバスバー２Ｂである。一対のバスバー２Ｂの一方は、複数の単電池１の積層方向の両端に配置された一対の単電池１のうち、一方の単電池１のセル端子１ｐに電気的かつ機械的に接続されている。一対のバスバー２Ｂの他方は、複数の単電池１の積層方向の両端に配置された一対の単電池１のうち、他方の単電池１のセル端子１ｎに電気的かつ機械的に接続されている。
　一対のバスバー２Ｂの一方の一端は単電池１のセル端子１ｐの上端面に溶接により接合され、他端は、電池群１０の単電池積層方向の一方側に配置されたモジュール端子１０１Ｐにリベットやボルトなどの締結部材によって締結されている。一対のバスバー２Ｂの他方の一端は単電池１のセル端子１ｎの上端面に溶接により接合され、他端は、電池群１０の単電池積層方向の他方側に配置されたモジュール端子１０１Ｎにリベットやボルトなどの締結部材によって締結されている。
　モジュールカバー２５は、ＰＢＴ等の電気絶縁性を有する樹脂製の板状の部材であり、筐体２０の高さ方向（ｚ軸方向）において、電池群１０と反対側の筐体２０の上端に、インシュレーションカバー２４および電子回路基板を覆うように配置されている。モジュールカバー２５のモジュール端子１０１Ｐ，１０１Ｎに対応する位置には、モジュール端子１０１Ｐ，１０１Ｎの上部を覆うように、端子カバー２５ａを設けている。モジュールカバー２５は、インシュレーションカバー２４の枠部２４ａに設けられた係合爪２４ｂを側縁に係合させることによって、インシュレーションカバー２４の上部に固定されている。
　以上のように構成された電池モジュール１００は、モジュール端子１０１Ｐ，１０１Ｎが、電力変換装置であるインバータ装置を介して外部の発電機や電動機に電気的に接続されることにより、インバータ装置を介して外部の発電機や電動機との間で電力の授受を行うことができる。
　次に、バスバー２の構成について詳細に説明する。
　まず、図３乃至５を用いてバスバー２Ａの構成を詳細に説明する。ここで、図３は電池モジュール１００の拡大断面図、図４はバスバー２Ａの斜視図、図５はバスバー２Ａの平面図である。前述のように、本実施形態の電池モジュール１００では、バスバー２Ａの構造に最大の特徴がある。
　図３に示すように、バスバー２Ａは、単電池積層方向に隣接する単電池１の一方のセル端子１ｐと他方のセル端子１ｎとを電気的かつ機械的に接続する接続導体であると共に、銅を含む銅部分２ｅとアルミニウムを有するアルミニウム部分２ｆとを接合して形成した異種金属接合構造体である。
　バスバー２Ａは、一対の接続面部２ｃ１，２ｃ２と、この一対の接続面部２ｃ１，２ｃ２の間を繋ぐブリッジ部２ｄとを有してなる。
　一対の接続面部２ｃ１，２ｃ２のうち、セル端子１ｐと接合された接続面部２ｃ１は、アルミニウム部分２ｆのみによって形成された平板矩形状の部位であり、セル端子１ｐの頂部表面に配置されてレーザ溶接により接合されている。レーザ溶接では、接続面部２ｃ１のセル端子１ｐとの位置合わせ孔２ｚ（図４及び５を参照）に沿って位置合わせ孔２ｚの外側の中実部分を周回移動するようにレーザを接続面部２ｃ１の表面に当ててセル端子１ｐと接続面部２ｃ１とを接合する。
　一方、負極のセル端子１ｎと接合された接続面部２ｃ２は、銅部分２ｅとアルミニウム部分２ｆとがセル端子１ｎとの重なり方向（ｚ軸方向）に重なり合って形成されたほぼ平板矩形状の部位であり、セル端子１ｎに銅部分２ｅがレーザ溶接により接合されている。そして、銅部分２ｅは、平板矩形状の平板部を構成しており、立ち上がり部である平板部２ｇから対をなして互いに平行に突出する一対の腕部２ｆ１が、平板部に重なって接合されている。接続面部２ｃ２は、銅部分２ｅからなる平板矩形状の部位上（セル端子１ｎ側とは反対側）、つまり平板部の上に、アルミニウム部分２ｆからなる一対の腕部２ｆ１が重なって接合された異種金属接合部位である。
　一対の腕部２ｆ１は、ブリッジ部２ｄから接続面部２ｃ２側に向かって突出するアルミニウム部分２ｆの短手方向（ｙ軸方向）中央部分を突出端部からブリッジ部２ｄ側に向かって切り欠くことによって形成されている。一対の腕部２ｆ１の間には、位置合わせ孔２ｚを含む銅部分２ｅを露出させるように、ブリッジ部２ｄ側に窪んだ平板凹形状の部位である窪み部２ｆ２が形成されている。
　ここで、接続面部２ｃ２のアルミニウム部分２ｆは、矩形平板がブリッジ部２ｄ側に窪んだ平板凹形状の成形体であり、平板矩形状の銅部分２ｅの短手方向（ｙ軸方向）の両端部の一部及び平板矩形状の銅部分２ｅのブリッジ部２ｄ側端部のみが銅部分２ｅと重なり、他の銅部分２ｅを露出させている。このため、接続面部２ｃ２の銅部分２ｅをセル端子１ｎにレーザ溶接により接合することが可能となる。レーザ溶接では、接続面部２ｃ２の銅部分２ｅにおけるセル端子１ｎとの位置合わせ孔２ｚ（図４及び５を参照）に沿って位置合わせ孔２ｚの外側の中実部分を周回移動するようにレーザを接続面部２ｃ２の銅部分２ｅの表面に当ててセル端子１ｎと接続面部２ｃ２の銅部分２ｅとを接合する。
　接続面部２ｃ２における銅部分２ｅとアルミニウム部分２ｆとの接合、つまり、銅部分２ｅの平板部とアルミニウム部分２ｆの一対の腕部２ｆ１との接合には、超音波接合を用いている。本実施形態では、平板矩形状の銅部分２ｅの短手方向（ｙ軸方向）の両端部におけるアルミニウム部分２ｆとの重なり部分を超音波接合による接合部２ｘとしている。超音波接合では、銅部分２ｅのアルミニウム部分２ｆ側とは反対側をアンビル上に配置し、アルミニウム部分２ｆの銅部分２ｅ側とは反対側の表面にホーンを当てて超音波振動を銅部分２ｅとアルミニウム部分２ｆとの重なり部分に加えることにより銅部分２ｅとアルミニウム部分２ｆとを接合することができる。超音波接合される銅部分２ｅ或いはアルミニウム部分２ｆ又はその両方の表面には錫メッキ或いはニッケルメッキなどの被膜処理を施している。
　このように本実施形態では、接続面部２ｃ２に、銅部分２ｅとアルミニウム部分２ｆとの接合部２ｘを形成している。セル端子１ｎは強度部材であるので、銅部分２ｅとアルミニウム部分２ｆとの接合部２ｘを接続面部２ｃ２に形成するということは、銅部分２ｅとアルミニウム部分２ｆとの接合部２ｘの剛性を上げて固有振動数を高くできるということである。従って、本実施形態では、電池モジュール１００の振動などによって銅部分２ｅとアルミニウム部分２ｆとの接合部２ｘに作用する応力を低減することができ、銅部分２ｅとアルミニウム部分２ｆとの接合部２ｘにおいて高い接合強度を確保することができる。これにより、本実施形態では、振動などに対する電池モジュール１００の耐性を向上させることができ、信頼性の高い電池モジュール１００を提供できる。
　ブリッジ部２ｄは、アルミニウム部分２ｆのみによって形成された逆Ｕ字形状の部位であり、接続面部２ｃ１，２ｃ２のそれぞれを構成するアルミニウム部分２ｆのブリッジ部２ｄ側端部から上方に垂直或いは急峻な角度で立ち上がった一対の平板部２ｇ（立ち上がり部という場合もある）と、この一対の平板部２ｇの間を繋ぐ折り返し部２ｈ（接続部という場合もある）とを有してなる。折り返し部２ｈはアーチ状に湾曲している。
　接続面部２ｃ２を構成する銅部分２ｅのアルミニウム部分２ｆから露出した部分のうち、平板矩形状の銅部分２ｅのブリッジ部２ｄ側とは反対側に向かって突出する端部は、電圧を検出するための検出導体を構成するものであり、電圧検出用のリード配線（図示省略）がろう付や超音波溶接などにより接合される電圧検出線接合部２ｙとして設けられている。なお、電圧検出線接合部２ｙは、接続面部２ｃ１を構成するアルミニウム部分２ｆに設けてもよい。
　また、例えば図１７及び図１８に示すように、接続面部２ｃ１を構成するアルミニウム部分２ｆ、又は、接続面部２ｃ２を構成する銅部分２ｅから、電圧検出線接合部２ｙとして電圧検出線接合用端子を引き出し、この引き出し端子に電圧検出用のリード配線（図示省略）をろう付や超音波溶接などにより接合してもよい。さらには、引き出し端子とリード配線とを弾性部材により圧接する端子を用いて接続してもよい。
　次に、図６乃至９を用いてバスバー２Ｂの構成を詳細に説明する。ここで、図６は、図１に示す電池モジュール１００の拡大斜視図、図７は、図６に示すVII－VII線に沿う拡大断面図、図８は、図６に示すモジュール端子１０１Ｎに接続されたバスバー２Ｂの斜視図、図９はモジュール端子１０１Ｐに接続されたバスバー２Ｂの斜視図である。なお、図６では、モジュールカバー２５の一部である端子カバーを切除した状態を示す。本実施形態では、モジュール端子１０１Ｎに接続されたバスバー２Ｂに、電流経路における体積の最小の部分であるヒューズ部２ａを設け、このバスバー２Ｂのヒューズ部２ａの下方に、溶融したヒューズ２ａを落下させるための空隙Ｓを有することに特徴がある。ここで、下方とは、筐体２０の支持面２０ａが水平になるように電池モジュール１００を設置したときの鉛直方向の下方を意味する。なお、ヒューズ部２ａは、モジュール端子１０１Ｐに接続されたバスバー２Ｂに設けてもよい。
　まず、図６乃至８を用いて、モジュール端子１０１Ｎに接続されたバスバー２Ｂ１の構成を詳細に説明する。
　バスバー２Ｂ１は、ｘ軸方向に並置された一対の接続面部２ｃ１，２ｃ２と、この一対の接続面部２ｃ１，２ｃ２の間をｙ軸方向に迂回するような形で繋ぐブリッジ部２ｄを有してなる。
　接続面部２ｃ１，２ｃ２は平板矩形状の部位である。モジュール端子１０１Ｎに接続された接続面部２ｃ１と、セル端子１ｎに接続された接続面部２ｃ２はｚ軸方向において高さ位置が異なっており、本実施形態では、接続面部２ｃ１が接続面部２ｃ２よりも高い位置に配置されている。なお、接続面部２ｃ１と接続面部２ｃ２との高さ位置は同じでもよく、或いは、逆の高さ位置の関係にあってもよい。
　ブリッジ部２ｄは、接続面部２ｃ１，２ｃ２に交差する方向（ｙ軸方向）に屈曲した部位である。より詳細には、ブリッジ部２ｄは、Ｕ字形状の第１ブリッジ部２ｄ１と、第１ブリッジ部２ｄ１に対してｘ軸方向に並置されたＵ字形状の第２ブリッジ部２ｄ２と、これらの間をｘ軸方向において接続するヒューズ部２ａとを有してなる。第１ブリッジ部２ｄ１と第２ブリッジ部２ｄ２は単電池１の高さ方向（ｚ軸方向）において高さ位置が同じである。
　第１ブリッジ部２ｄ１は、ｚ軸方向に対して水平配置された一対の平板部２ｇ１と、この一対の平板部２ｇ１の間を繋ぐ折り返し部２ｈ１（接続部という場合もある）とを有してなる。折り返し部２ｈ１はアーチ状に湾曲している。接続面部２ｃ１に接続された平板部２ｇ１と、ヒューズ部２ａに接続された平板部２ｇ１はＺ軸方向に対向しており、接続面部２ｃ１側とは反対側の端部において折り返し部２ｈ１により接続されている。接続面部２ｃ１のブリッジ部２ｄ側端部と、一対の平板部２ｇ１のうち、ｚ軸方向において下側に位置する平板部２ｇ１の接続面部２ｃ１側端部は、ｚ軸方向に延びる（立ち上がった）平板状のブリッジ部２ｗ（立ち上がり部という場合もある）によって接続されている。
　第２ブリッジ部２ｄ２は、ｚ軸方向に対して水平配置された一対の平板部２ｇ２と、この一対の平板部２ｇ２の間を繋ぐ折り返し部２ｈ２（接続部という場合もある）とを有してなる。折り返し部２ｈ２はアーチ状に湾曲している。接続面部２ｃ２に接続された平板部２ｇ２と、ヒューズ部２ａに接続された平板部２ｇ２はｚ軸方向に対向しており、接続面部２ｃ２側とは反対側の端部において折り返し部２ｈ２により接続されている。一対の平板部２ｇ２のうち、ｚ軸方向において下側に位置する平板部２ｇ２の接続面部２ｃ２側端部は、接続面部２ｃ２側端部がｙ軸方向を接続面部２ｃ２に向かって水平に延伸するような形で、接続面部２ｃ２のブリッジ部２ｄ側端部に接続されている。
　一対の平板部２ｇ１のうち、ｚ軸方向において上側に位置する平板部２ｇ１のヒューズ部２ａ側端部と、一対の平板部２ｇ２のうち、ｚ軸方向において上側に位置する平板部２ｇ２のヒューズ部２ａ側端部はヒューズ部２ａによって接続されている。第１ブリッジ部２ｄ１と第２ブリッジ部２ｄ２との間の電流経路は、第１ブリッジ部２ｄ１および第２ブリッジ部２ｄ２の通電面積よりも小さい通電面積を有するヒューズ部２ａによってのみ構成されており、バスバー２Ｂ１の中で最小体積の電流経路になっている。このため、バスバー２Ｂ１に過大な電流が流れると、ヒューズ部２ａにおける電流密度及び発熱による温度がバスバー２Ｂ１の中で最大となる。そして、発熱による温度がヒューズ部２ａの材質の融点温度を超えると、ヒューズ部２ａがバスバー２Ｂ１の中で最も早く溶断する。これにより、バスバー２Ｂ１の電流経路を遮断することができる。
　バスバー２Ｂ１は、銅を含む銅部分２ｅとアルミニウムを有するアルミニウム部分２ｆとを接合して形成した異種金属接合構造体である。異種金属の接合にはクラッド接合を用いていることから、バスバー２Ｂ１をクラッドバスバーと呼ぶ場合もある。本実施形態では、接続面部２ｃ１，２ｃ２と、ブリッジ部２ｗとが銅部分２ｅであり、ブリッジ部２ｄがアルミニウム部分２ｆである。ブリッジ部２ｄの一部、例えば一対の平板部２ｇ１のうち、ｚ軸方向において上側に位置する平板部２ｇ１、一対の平板部２ｇ２のうち、ｚ軸方向において上側に位置する平板部２ｇ２およびヒューズ部２ａをアルミニウム部分２ｆとし、残りの部分を銅部分２ｅとしてもよい。
　なお、本実施形態では、インシュレーションカバー２４のバスバー収納スペースの関係で折り返し部２ｈを設けているが、バスバー収納スペースが大きくとれる場合には、折り返し部２ｈは省略してもよい。
　また、モジュール端子１０１Ｎとセル端子１ｎとの高さ位置が同じになるように設計される場合には、ブリッジ部２ｗも省略できる。
　溶融したヒューズ部２ａを落下させるための空隙Ｓは、単電池１と筐体２０によって画定されている。具体的には、ヒューズ部２ａの下方の空隙Ｓは、単電池１のセル端子１ｐ，１ｎおよび電池容器１ａと、筐体２０のセルホルダ２１とによって画定された筐体２０の内部の空間であり、単電池１に対向するバスバー２Ｂ１の下面に臨み、筐体２０の支持面２０ａに垂直な方向（ｚ軸方向）において、セル端子１ｎの高さ以上の深さを有し、ヒューズ部２ａの体積よりも十分に大きい容積を有する。バスバー２Ｂ１に過大な電流が流れて、ヒューズ部２ａを構成する金属材料が溶融すると、ヒューズ部２ａが重力の作用によって、溶融した金属材料がヒューズ部２ａの下方の空隙Ｓに落下する。これにより、溶融した金属材料によって単電池１の正極のセル端子１ｐと負極のセル端子１ｎとの間に新たな電流経路が形成されるのを防止でき、電池モジュール１００の安全性を向上させることができる。
　また、本実施形態のバスバー２Ｂ１の構成によれば、ヒューズ部２ａの位置をセル端子１ｎから遠い位置に配置することができるので、溶融した金属材料によって単電池１の正極のセル端子１ｐと負極のセル端子１ｎとの間に新たな電流経路が形成されるのをより確実に防止でき、電池モジュール１００の安全性をさらに向上させることができる。
　次に、図９を用いて、モジュール端子１０１Ｐに接続されたバスバー２Ｂ２の構成を詳細に説明する。
　バスバー２Ｂ２は、ｘ軸方向に並置された一対の接続面部２ｃ１，２ｃ２と、この一対の接続面部２ｃ１，２ｃ２の間を繋ぐブリッジ部２ｄを有してなる。
　接続面部２ｃ１，２ｃ２は平板矩形状の部位である。モジュール端子１０１Ｐに接続された接続面部２ｃ１と、セル端子１ｐに接続された接続面部２ｃ２はｚ軸方向において高さ位置が異なっており、本実施形態では、接続面部２ｃ１が接続面部２ｃ２よりも高い位置に配置されている。なお、接続面部２ｃ１と接続面部２ｃ２との高さ位置は同じでもよく、或いは、逆の高さ位置の関係にあってもよい。
　ブリッジ部２ｄは、接続面部２ｃ１，２ｃ２に交差する方向（ｚ軸方向）に屈曲した（立ち上がった）平板矩形状の部位であり、立ち上がり部と呼ぶ場合もある。
　バスバー２Ｂ２は、銅を含む銅部分２ｅとアルミニウムを有するアルミニウム部分２ｆとを接合して形成した異種金属接合構造体である。異種金属の接合にはクラッド接合を用いていることから、バスバー２Ｂ２をクラッドバスバーと呼ぶ場合もある。本実施形態では、接続面部２ｃ１からブリッジ部２ｄの途中に至るまでが銅部分２ｅであり、接続面部２ｃ２からブリッジ部２ｄの途中に至るまでがアルミニウム部分２ｆである。
［実施形態２］
　図１０乃至１２は本発明の実施形態２を示す図である。
　本実施形態は、実施形態１と同様に、バスバー２Ａの銅部分２ｅとアルミニウム部分２ｆとの接合部２ｘにおいて高い接合強度を確保するためのものであるが、実施形態１とはその構造が異なっている。ここで、図１０はバスバー２Ａの斜視図、図１１はバスバー２Ａの平面図、図１２はバスバー２Ａの側面図である。なお、バスバー２Ａ以外の電池モジュールの構成は実施形態１と同じであるので、以下では、実施形態１と異なる部分のみ説明する。
　バスバー２Ａは、単電池積層方向に隣接する単電池１の一方のセル端子１ｐと他方のセル端子１ｎとを電気的かつ機械的に接続する接続導体であると共に、銅を含む銅部分２ｅとアルミニウムを有するアルミニウム部分２ｆとを接合して形成した異種金属接合構造体である。
　バスバー２Ａは、図１０に示すように、一対の接続面部２ｃ１，２ｃ２と、この一対の接続面部２ｃ１，２ｃ２の間を繋ぐブリッジ部２ｄとを有してなる。
　一対の接続面部２ｃ１，２ｃ２のうち、セル端子１ｐと接合される接続面部２ｃ１は、アルミニウム部分２ｆのみによって形成された平板矩形状の部位であり、セル端子１ｐの頂部表面に配置されてレーザ溶接により接合される。レーザ溶接では、接続面部２ｃ１のセル端子１ｐとの位置合わせ孔２ｚ（図１０及び１１を参照）に沿って位置合わせ孔２ｚの外側の中実部分を周回移動するようにレーザを接続面部２ｃ１の表面に当ててセル端子１ｐと接続面部２ｃ１とを接合する。
　一方、負極のセル端子１ｎと接合される接続面部２ｃ２は、銅部分２ｅのみによって形成された平板矩形状の部位であり、セル端子１ｎの頂部表面に配置されてレーザ溶接により接合されている。レーザ溶接では、接続面部２ｃ２のセル端子１ｎとの位置合わせ孔２ｚ（図１０及び１１を参照）に沿って位置合わせ孔２ｚの外側の中実部分を周回移動するようにレーザを接続面部２ｃ２の表面に当ててセル端子１ｎと接続面部２ｃ２とを接合する。
　ブリッジ部２ｄは、銅部分２ｅとアルミニウム部分２ｆとによって形成された逆Ｕ字形状の部位であり、接続面部２ｃ１を構成するアルミニウム部分２ｆのブリッジ部２ｄ側端部から上方に垂直或いは急峻な角度で立ち上がった平板部２ｇ（立ち上がり部という場合もある）と、ｘ軸方向において平板部２ｇと対向する平板部２ｖと、平板部２ｇと平板部２ｖとの間を繋ぐ折り返し部２ｈ（接続部という場合もある）とを有してなる。
　折り返し部２ｈはアーチ状に湾曲している。平板部２ｇ及び折り返し部２ｈはアルミニウム部分２ｆによって構成され、平板部２ｖは銅部分２ｅとアルミニウム部分２ｆとの接合によって構成されている。平板部２ｖは、銅部分２ｅとアルミニウム部分２ｆとが重なって接合された異種金属接合部位である。なお、本実施形態の平板部２ｖは特許請求の範囲に記載された一方の立ち上がり部に相当し、平板部２ｇは特許請求の範囲に記載された他方の立ち上がり部に相当する。
　平板部２ｇは、矩形平板をｙ軸方向の中央部において切り欠いた形状になっており、接続面部２ｃ１のブリッジ部２ｄ側端部から、ｙ軸方向の両端部に二股に分かれてｚ軸方向を上方に延びている。折り返し部２ｈも同様に、ｙ軸方向の中央部が切り欠かれ、ｙ軸方向の両端部が平板部２ｖに向かって延びている。これにより、ブリッジ部２ｄの内側、特にｙ軸方向の中央部の内側が露出する。つまり、平板部２ｇと折返し部２ｈには、平板矩形状部位２ｅ１を露出させる切り欠き部が設けられている。
　平板部２ｖは、接続面部２ｃ２を構成する銅部分２ｅのブリッジ部２ｄ側端部から上方に垂直或いは急峻な角度で立ち上がった平板矩形状部位２ｅ１（第１の平板矩形状部位）と、折り返し部２ｈからｚ軸方向を下方に向かって延びた平板矩形状部位２ｆ３（第２の平板矩形状部位）との内面同士がｘ軸方向に重なり合った部位である。すなわち鉤状に屈曲した２つの部材の内面同士が重なり合った部位である。平板矩形状部位２ｆ３は、折返し部２ｈに連続して形成されており、平板部２ｇと対向する側面が、平板矩形状部位２ｅ１の接続面部２ｃ２側の側面に重なって接合される。
　本実施形態では、立ち上がった平板矩形状部位２ｅ１に対して、平板矩形状部位２ｆ３が平板矩形状部位２ｅ１の上端を乗り越えて立ち下がり、ｘ軸方向に重なり合うようにしている。この構成は、平板部２ｇ側に設けてもよく、この場合、アルミニウム部分２ｆ側の立ち上がった平板矩形状部位に対して、銅部分２ｅ側の平板矩形状部位が、アルミニウム部分の平板矩形状部位の上端を乗り越えて立ち下がり、ｘ軸方向に重なり合うような形状となる。
　銅部分２ｅとアルミニウム部分２ｆとの接合には、実施形態１と同様に、超音波接合を用いている。本実施形態では、平板矩形状部位２ｅ１と平板矩形状部位２ｆ３との重なり部分のｙ軸方向中央部を銅部分２ｅとアルミニウム部分２ｆとの接合部２ｘとしている。超音波接合では、平板矩形状部位２ｅ１の平板矩形状部位２ｆ３側とは反対側のｙ軸方向中央部、平板矩形状部位２ｆ３の平板矩形状部位２ｅ１側とは反対側のｙ軸方向中央部のうち、その一方の表面にアンビルを当て、他方の表面にホーンを当てて、超音波振動を平板矩形状部位２ｅ１と平板矩形状部位２ｆ３との重なり部分に加えることにより銅部分２ｅとアルミニウム部分２ｆとを接合することができる。超音波接合される銅部分２ｅ或いはアルミニウム部分２ｆ又はその両方の表面には錫メッキ或いはニッケルメッキなどの被膜処理を施している。
　このように本実施形態では、銅部分２ｅとアルミニウム部分２ｆとの接合部２ｘをブリッジ部２ｄに形成している。ブリッジ部２ｄでは、平板矩形状部位２ｅ１と平板矩形状部位２ｆ３とが鉤状に屈曲し、お互いの内面同士が相対して接合されている。このような接合構造によれば、銅部分２ｅとアルミニウム部分２ｆとを引き剥がす方向に応力が働いた場合に、接合部２ｘは接合が圧接する方向になると共にお互いの部品の屈曲部分の曲げ弾性力を、銅部分２ｅとアルミニウム部分２ｆとの接合部２ｘに作用する応力の方向とは反対の方向の反力として銅部分２ｅとアルミニウム部分２ｆとの接合部２ｘに作用させることができるので、銅部分２ｅとアルミニウム部分２ｆとの接合部２ｘに作用する応力が低減する。
　従って、例えば、接続面部２ｃ１と２ｃ２をｘ軸方向に離間させる方向に応力が作用した場合に、銅部分２ｅの平板矩形状部位２ｅ１とアルミニウム部分２ｆの平板矩形状部位２ｆ３とを互いに圧接させる方向の力を作用させることができる。従って、銅部分２ｅとアルミニウム部分２ｆとの接合部２ｘにおいて高い接合強度を確保することができる。これにより、本実施形態では、実施形態１と同様に、振動などに対する電池モジュールの耐性を向上させることができ、信頼性の高い電池モジュールを提供できる。
　電圧検出線接合部は、接続面部２ｃ１，２ｃ２のいずれかの表面に設けてもよい。また、接続面部２ｃ１，２ｃ２のいずれかから、電圧検出線接合用端子を引き出し、この引き出し端子に電圧検出用のリード配線（図示省略）をろう付や超音波溶接などにより接合してもよい。さらには、引き出し端子とリード配線とを弾性部材により圧接する端子を用いて接続してもよい。
 [実施形態３]
　図１３乃至１６は、本発明の実施形態３を示す図である。
　本実施形態は、実施形態１と同様に、バスバー２Ａの銅部分２ｅとアルミニウム部分２ｆとの接合部２ｘにおいて高い接合強度を確保するためのものであるが、実施形態１とはその構造が異なっている。ここで、図１３はバスバー２Ａの斜視図、図１４はバスバー２Ａの平面図、図１５はバスバー２Ａの側面図であり、図１６はセル端子上に設置された２Ａの斜視図である。なお、バスバー２Ａ以外の電池モジュールの構成は実施形態１と同じであるので、以下では、実施形態１と異なる部分のみ説明する。
　バスバー２Ａは、図１６に示すように、単電池積層方向に隣接する単電池１の一方のセル端子１ｐと他方のセル端子１ｎとを電気的かつ機械的に接続する接続導体であると共に、銅を含む銅部分２ｅとアルミニウムを有するアルミニウム部分２ｆとを接合して形成した異種金属接合構造体である。
　バスバー２Ａは、図１３に示すように、一対の接続面部２ｃ１，２ｃ２と、この一対の接続面部２ｃ１，２ｃ２の間を繋ぐブリッジ部２ｄとを有してなる。
　一対の接続面部２ｃ１，２ｃ２のうち、セル端子１ｐと接合される接続面部２ｃ１は、アルミニウム部分２ｆのみによって形成された平板矩形状の部位であり、セル端子１ｐの頂部表面に配置されてレーザ溶接により接合される。レーザ溶接では、接続面部２ｃ１のセル端子１ｐとの位置合わせ孔２ｚ（図１３及び１４を参照）に沿って位置合わせ孔２ｚの外側の中実部分を周回移動するようにレーザを接続面部２ｃ１の表面に当ててセル端子１ｐと接続面部２ｃ１とを接合する。
　一方、負極のセル端子１ｎと接合される接続面部２ｃ２は、銅部分２ｅの長手方向（ｘ軸方向）の両端部の一部がコの字状に形成されており、アルミニウム部分２ｆが銅部分２ｅのコの字状に挟まるように重ねられ、さらにセル端子１ｎとの重なり方向（ｚ軸方向）に重なり合って形成されたほぼ平板矩形状の部位であり、セル端子１ｎに銅部分２ｅがレーザ溶接により接合されている。すなわち接続面部２ｃ２は、銅部分２ｅからなる平板矩形状の部位上（セル端子１ｎ側とは反対側）に、アルミニウム部分２ｆのブリッジ部２ｄ側に窪んだ平板凹形状の部位が重なった異種金属接合部位である。
　接続面部２ｃ２のアルミニウム部分２ｆは、一対の腕部２ｆ１を有している。一対の腕部２ｆ１は、ブリッジ部２ｄから接続面部２ｃ２側に向かって突出するアルミニウム部分２ｆの短手方向（ｙ軸方向）中央部分を突出端部からブリッジ部２ｄ側に向かって切り欠くことによって形成されている。一対の腕部２ｆ１の間には、位置合わせ孔２ｚを含む銅部分２ｅを露出させるように、ブリッジ部２ｄ側に窪んだ平板凹形状の部位である窪み部２ｆ２が形成されている。
　接続面部２ｃ２の銅部分２ｅは、一対の腕部２ｆ１に対して重なり方向一方側と他方側においてそれぞれ対向する基部２ｅ３と爪部２ｅ２を有している。銅部分２ｅの基部２ｅ３は、長手方向両側の端部において短手方向に互いに離間して対をなす位置に設けられている。そして、銅部分２ｅの爪部２ｅ２は、長手方向両側の端部において短手方向中央部分を基部２ｅ３よりも重なり方向一方側であるセル端子１ｎから離間する側に持ち上がる位置に配置して、基部２ｅ３との間に腕部２ｆ１を差し込み可能な間隔を有するように形成されている。
　ここで、接続面部２ｃ２のアルミニウム部分２ｆは、矩形平板がブリッジ部２ｄ側に窪んだ平板凹形状の成形体であり、平板矩形状の銅部分２ｅの短手方向（ｙ軸方向）の両端部の一部及び平板矩形状の銅部分２ｅのブリッジ部２ｄ側端部のみが銅部分２ｅと重なり、他の銅部分２ｅを露出させている。このため、接続面部２ｃ２の銅部分２ｅをセル端子１ｎにレーザ溶接により接合することが可能となる。レーザ溶接では、接続面部２ｃ２の銅部分２ｅにおけるセル端子１ｎとの位置合わせ孔２ｚ（図１３及び１４を参照）に沿って位置合わせ孔２ｚの外側の中実部分を周回移動するようにレーザを接続面部２ｃ２の銅部分２ｅの表面に当ててセル端子１ｎと接続面部２ｃ２の銅部分２ｅとを接合する。
　接続面部２ｃ２における銅部分２ｅとアルミニウム部分２ｆ（一対の腕部２ｆ１）との接合には超音波接合を用いている。本実施形態では、平板矩形状の銅部分２ｅの短手方向（ｙ軸方向）の両端コの字状平板部におけるアルミニウム部分２ｆとの重なり部分、つまり、アルミニウム部分２ｆの腕部２ｆ１と銅部分２ｅの爪部２ｅ２との重なり部分を超音波接合による接合部２ｘとしている。超音波接合では、銅部分２ｅのアルミニウム部分２ｆ側をアンビル上に配置し、アルミニウム部分２ｆの銅部分２ｅ側とは反対側の表面にホーンを当てて超音波振動を銅部分２ｅとアルミニウム部分２ｆとの重なり部分に加えることにより銅部分２ｅとアルミニウム部分２ｆとを接合することができる。超音波接合される銅部分２ｅ或いはアルミニウム部分２ｆ又はその両方の表面には錫メッキ或いはニッケルメッキなどの被膜処理を施している。
　このように本実施形態では、銅部分２ｅの一部をコの字に形成してアルミニウム部分２ｆを上下に挟み込むように重ね合い、腕部２ｆ１と爪部２ｅ２との間に接合部２ｘを形成している。銅部分２ｅは同じ銅材であるセル端子１ｎとレーザにて接合されるが、銅同士の接合であることから強固な接合が可能である。よって、接合部２ｘはアルミニウム部分２ｆに上方向の外圧が掛かった時には接合がより強固になる方向となり、アルミニウム部分２ｆに下方向の外圧が掛かった時にはアルミニウム部分２ｆの下のセル端子１ｎが支えになることから接合部２ｘは下方向に撓むことはない。従って、銅部分２ｅとアルミニウム部分２ｆとの接合部２ｘにおいて高い接合強度を確保することができる。これにより、本実施形態では、実施形態１と同様に、振動などに対する電池モジュールの耐性を向上させることができ、信頼性の高い電池モジュールを提供できる。
　以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、前記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。さらに、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
１　　　　　　　単電池
１ｐ　　　　　　セル端子
１ｎ　　　　　　セル端子
２　　　　　　　バスバー
２Ａ　　　　　　バスバー
２Ｂ１（２Ｂ）　バスバー
２Ｂ２（２Ｂ）　バスバー
２ａ　　　　　　ヒューズ部
２ｃ１　　　　　接続面部
２ｃ２　　　　　接続面部
２ｄ　　　　　　ブリッジ部
２ｄ１　　　　　第１ブリッジ部
２ｄ２　　　　　第２ブリッジ部
２ｅ　　　　　　銅部分
２ｆ　　　　　　アルミニウム部分
２ｇ　　　　　　平板部
２ｈ　　　　　　折り返し部
２ｖ　　　　　　平板部
２ｗ　　　　　　ブリッジ部
２ｘ　　　　　　接合部
２ｙ　　　　　　電圧検出線接合部
２ｚ　　　　　　位置合わせ孔
１０　　　　　　電池群
１００　　　　　電池モジュール
２０　　　　　　筐体
２０ａ　　　　　支持面
１０１Ｐ　　　　モジュール端子
１０１Ｎ　　　　モジュール端子
Ｓ　　　　　　　空隙

Claims (13)

  1. 　端子を有する複数の電池と、
    　前記電池の端子同士を繋ぐバスバーと、を有し、
    　前記バスバーは、繋がれる前記端子のそれぞれに接続される複数の接続面部と、前記複数の接続面部のそれぞれから立ち上がった複数の立ち上がり部と、前記複数の立ち上がり部を接続する接続部とを有すると共に、銅を含む銅部分と、アルミニウムを有するアルミニウム部分とから構成されており、
    　前記銅部分と前記アルミニウム部分は接合されており、
    　前記銅部分と前記アルミニウム部分との接合部は、前記接続面部に形成されていることを特徴とする電池モジュール。
  2. 　前記バスバーは、
    　互いに隣接して平面状に並んで配置される一対の接続面部を有しており、
    　該一対の接続面部の一方の接続面部は、前記アルミニウム部分と前記銅部分が重なって接合された異種金属接合部位であることを特徴とする請求項１に記載の電池モジュール。
  3. 　前記一方の接続面部は、
    　前記銅部分と前記アルミニウム部分のいずれか一方からなり前記電池の端子に接合される平板部と、
    　前記銅部分と前記アルミニウム部分のいずれか他方からなり前記立ち上がり部から対をなして互いに平行に突出して前記平板部に重なって接合される一対の腕部を有することを特徴とする請求項２に記載の電池モジュール。
  4. 　前記平板部には、該平板部を前記電池の端子にレーザ溶接で接合するための位置合わせ孔が前記一対の腕部の間から露出する部分に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の電池モジュール。
  5. 　前記平板部は、前記腕部に対して重なり方向一方側と他方側においてそれぞれ対向する基部と爪部を有しており、
    　前記接合部は、前記腕部と前記平板部の爪部との重なり部分に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の電池モジュール。
  6. 　前記接合部は、前記接続面部のうち、前記バスバーと前記端子との接合部位を避けた部位に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電池モジュール。
  7. 　前記一方の接続面部は、電池の電圧を検出するための検出導体を有し
    　前記検出導体は、前記接続面部のうち、前記接合部、及び、前記バスバーと前記端子との接合部位を避けた部位に接続されていることを特徴とする請求項２に記載の電池モジュール。
  8. 　端子を有する複数の電池と、
    　前記電池の端子同士を繋ぐバスバーと、を有し、
    　前記バスバーは、繋がれる前記端子のそれぞれに接続される複数の接続面部と、前記複数の接続面部のそれぞれから立ち上がった複数の立ち上がり部と、前記複数の立ち上がり部を接続する接続部とを有すると共に、銅を含む銅部分と、アルミニウムを有するアルミニウム部分とから構成されており、
    　前記銅部分と前記アルミニウム部分は接合されており、
    　前記銅部分と前記アルミニウム部分との接合部は、前記立ち上がり部に形成されていると共に、前記銅部分の一部の面と前記アルミニウム部分との一部の面とが、鉤状に折れ曲がって互いの内面側が相対して接合されていることを特徴とする電池モジュール。
  9. 　前記バスバーは、
    　対峙する一対の立ち上がり部を有しており、
    　前記一対の立ち上がり部のうちの一方の立ち上がり部は、前記アルミニウム部分と前記銅部分が重なって接合された異種金属接合部位であることを特徴とする請求項８に記載の電池モジュール。
  10. 　前記一方の立ち上がり部は、
    　前記銅部分と前記アルミニウム部分のいずれか一方からなり前記接続面部に連続して形成される第１の平板矩形状部位と、
    　前記銅部分と前記アルミニウム部分のいずれか他方からなり前記接続部に連続して形成され、前記他方の立ち上がり部と対向する側面が、前記第１の平板矩形状部位の前記接続面部側の側面に重なって接合される第２の平板矩形状部位と、を有することを特徴とする請求項９に記載の電池モジュール。
  11. 　前記他方の立ち上がり部及び前記接続部には、前記第１の平板矩形状部位を露出させる切り欠き部が設けられていることを特徴とする請求項１０に記載の電池モジュール。
  12. 　前記接合部には錫メッキ又はニッケルメッキが施されていることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の電池モジュール。
  13. 　前記接合部は、前記アルミニウム部分と前記銅部分の一部が上下に重なり合って挟み込むように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電池モジュール。
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