JP2020113524A - バスバーおよびバスバーの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 軽量化が容易となる、バスバーを提供する。【解決手段】 バスバー1は、異なる金属から形成された第一金属板１０と第二金属板２０とを含み、電力供給装置の電極に接続される一方の接続部と他方の接続部を備えるバスバーであって、第一金属板１０は、第二金属板２０より導電率が高い金属から形成され、一方の接続部として第一接続部１２を備え、他方の接続部は、第一金属板１０と第二金属板２０を接合した第一接合部１１を第一接続部１２との間で挟む位置に配置され、第一接続部１２における第一金属板１０と第二金属板２０が並ぶ並び方向に直交する方向に沿った断面積は、第二金属板２０における並び方向に直交する方向に沿った断面積より小さくしたことにより、軽量化することができる。【選択図】図１

Description

本発明はバスバーおよびバスバーの製造方法に関するものである。

従来から、複数の電池セルの電極端子同士を接続するための部材など、電気回路において比較的大きい電流を流すための部材としてバスバーが利用されている。

例えば、特許文献１には、複数の電池セルの電極間を接続させるバスバーとして、電極端子と接続する部位が異種金属で形成されている構成が開示されている。電極端子と接続する部位は、電池セルの電極端子の材質と同種の材質で形成することが望ましい。これは、電極端子とバスバーの接続において、それぞれの材質が異種金属とした場合、電食が起きる可能性がある。そこで、電極端子とバスバーの接続を、同種の金属で接続することで、電池セル同士の安定した電気的な接続が可能となる。

特開２００５−１８７９０９

特許文献１に示される構造は、電池セル１００の正極端子１０２と負極端子１０３とが異なる金属から形成されている。また、複数の電池セル１００同士を、異なる材質の金属板１０４と金属板１０５からなるバスバー１０６により直列に電気的に接続され、電池パック１０１を形成している。

ここで、金属板１０４と金属板１０５は、異なる金属であるため材料の特性が異なるが、いずれの金属板もバスバーの延在方向に沿って同じ断面積のまま形成されている。このような形状は、バスバーに電流が流れることによる温度上昇を考えると最適な形状ではなく、一方の金属板を形成する金属材料を過剰に使用しているものであって、この結果、バスバーの軽量化が阻害されているとともに、使用されている金属材料の質量に応じてバスバーの価格が上がる原因となっている問題があった。

本発明は、このような課題を鑑みてなされるものであって、異種金属で形成されたバスバーの形状を適切にすることで、従来のバスバーに対して軽量化を図るとともに、それに伴って価格を下げることを目的とする。

上述の課題を解決するために、本発明のバスバーは、少なくとも第一金属板と第二金属板とを含み、電力供給装置の電極に接続される一方の接続部と他方の接続部を備えるバスバーであって、前記第一金属板と前記第二金属板は、異なる金属から形成され、相互の縁部同士を接合した第一接合部で一体化され、前記第一金属板は、前記第二金属板より導電率が高い金属から形成され、前記一方の接続部として第一接続部を備え、前記他方の接続部は、前記第一接続部との間で前記第一接合部を挟む位置に配置され、前記第一接続部における前記第一金属板と前記第二金属板が並ぶ並び方向に直交する方向に沿った断面積は、前記第二金属板における前記並び方向に沿った断面積より小さいことを特徴とする。

ここで、前記第一接続部は、前記第一金属板に対する前記第二金属板の導電率の割合を前記第二金属板の断面積に乗じた値以上の断面積を有することが好ましい。

また、前記第一接続部は、前記並び方向に直交し且つ前記第一金属板の表面に沿う方向の幅が前記第二金属板より小さくなるように形成することができる。
また、前記第一接続部は、前記並び方向に直交し且つ前記第一金属板の表面に直交する方向の厚みが前記第二金属板より小さくなるように形成することもできる。

また、前記第一金属板は、前記第一接続部に対して前記第二金属板側に隣接して配置されて、前記第二金属板と接合される縁部が形成された第一連結部を有し、前記第一連結部は、前記並び方向に直交する方向に沿った断面積が前記第一接続部から前記第二金属板に向かって徐々に大きくなるように形成することができる。

また、前記第一接合部は、前記第一金属板と前記第二金属板の縁部同士が同じ外形で且つ全面で接合された形状を有することが好ましい。

また、前記第一金属板と前記第二金属板からなり、前記第二金属板は、前記他方の接続部として第二接続部を配置することが好ましい。

また、前記第一金属板と同じ金属から形成され、前記第一金属板との間で前記第二金属板を挟むように配置されて前記第二金属板と縁部同士で接合されると共に前記他方の接続部として第三接続部が配置された第三金属板をさらに有し、前記第三接続部における前記並び方向に直交する方向に沿った断面積は、前記第二金属板における前記並び方向に直交する方向に沿った断面積より小さいことが好ましい。

上述の課題を解決するために、本発明のバスバーの製造方法は、少なくとも第一金属板と第二金属板とを含み、電力供給装置の電極に接続される一方の接続部と他方の接続部を備えるバスバーの製造方法であって、前記第一金属板と、前記第一金属板より導電率が低い金属から形成された前記第二金属板とを縁部で互いに当接させる工程と、前記第一金属板と前記第二金属板の縁部同士を摩擦撹拌接合により全面で接合する工程とを含み、前記一方の接続部が第一接続部として前記第一金属板に形成されると共に、前記他方の接続部が前記第一接続部との間で前記第一金属板と前記第二金属板の接合部分を挟む位置に形成され、前記第一接続部は、前記第一金属板と前記第二金属板が並ぶ並び方向に直交する方向に沿った断面積が前記第二金属板における前記並び方向に直交する方向に沿った断面積より小さくなるように形成されることを特徴とする。

本発明によれば、異なる金属の第一金属板と第二金属板とは、それぞれの金属板を形成する金属材料に応じて、バスバーが延在する方向に直交する断面の面積をそれぞれの金属板毎に必要となる最適な面積にすることによって、バスバーを軽量化することができる。

また、軽量化することは、バスバーに使用する金属材料を減らすことになり、バスバーの価格を下げることができる。

本発明の第１の実施例に係るバスバーの斜視図である。 本発明の第２の実施例に係るバスバーの平面側の斜視図である。 図２に示すバスバーの底面側の斜視図である。 本発明の第３の実施例に係るバスバーの平面側の斜視図である。 図４に示すバスバーの平面図である。 図４に示すバスバーの正面図である。 本発明の第４の実施例に係るバスバーの製造方法を示す図である。 特許文献１に記載の、バスバーを示す斜視図である。

本発明の第１の実施例に係るバスバー１について、図１を用いて説明する。図中のバスバー１が延在する方向をＸ方向、バスバーの板厚方向をＺ方向、バスバーの幅方向をＹ方向として説明する。

バスバー１は第一金属板１０と、第二金属板２０と、第三金属板３０とを縁部で順次接合して構成されている。

第一金属板１０は、銅または銅合金で形成され、第二金属板２０は、アルミニウムまたはアルミニウム合金で形成され、第三金属板３０は第一金属板１０と同じ銅または銅合金で形成されている。なお、以下、銅と銅合金とを総称して「銅」、また、アルミニウムとアルミニウム合金とを総称して「アルミニウム」と称することがある。第一金属板１０と第三金属板３０とが銅で形成されているのは、本実施例の接続対象の電池セルの電極端子が銅で形成されているためであり、銅同士とすることで電食の発生を防ぐことができる。また、第二金属板２０がアルミニウムで形成されているのは、材料価格を考慮して、より安価に第二金属板２０を形成するためである。

第一金属板１０は、図示しない電力供給装置の電極、例えば電池セルの電極端子と接続するための平板状の第一接続部１２を有し、その第一接続部１２に電極端子を挿入する孔部１４が形成されている。さらに、第一金属板１０は、第一接続部１２に対して第二金属板２０側に隣接して配置されて、第二金属板２０に接合される縁部が形成された第一連結部１３を有する。

第一接続部１２は、バスバー１が延在する方向（Ｘ方向）に延びるように形成され、一方の端部に第一連結部１３が接続されると共に他方の端部近傍に孔部１４が形成されている。このように、第一接続部１２は、第一金属板１０において第一連結部１３以外の部分からなり、電池セルの電極端子が接続される部分だけでなく、電極端子からの電流をＸ方向に導く伝導路も含まれるものである。
第一連結部１３は、第一金属板１０、第二金属板２０および第三金属板３０が並ぶ方向、すなわちバスバー１の延在する方向（Ｘ方向）に直交する断面(Ｙ−Ｚ面)の面積がバスバー１の延在する方向（Ｘ方向）の第二金属板２０に向かうにつれて徐々に大きくなるように形成されている。

第一金属板１０と第二金属板２０は、相互の縁部同士を接合した第一接合部１１で一体化されている。ここで、第一接合部１１は、第一金属板１０と第二金属板２０の縁部同士が同じ外形で且つ全面で接合された形状を有する。このように異種金属を接合する手段として、公知な摩擦撹拌接合法を好適に応用することができる。

第二金属板２０は、バスバー１が延在する方向（Ｘ方向）に延びる平板状であり、第一接続部１２の幅方向（Ｙ方向）において、第一接続部１２より幅が大きく形成され、第一接続部１２の厚さ方向(Ｚ方向)において、第一接続部１２と同一の厚さで形成されている。

第二金属板２０と第三金属板３０は、相互の縁部同士を接合した第三接合部３１で一体化されている。第三接合部３１は、第一接合部１１と同様に、第三金属板３０と第二金属板２０の縁部同士が同じ外形で且つ全面で接合された形状を有し、例えば摩擦撹拌接合により形成することができる。

第三金属板３０は、図示しない電池セルの電極端子と接続するための平板状の第三接続部３２を有し、その第三接続部３２に電極端子を挿入する孔部３４が形成されている。さらに、第三金属板３０は、第三接続部３２に対して第二金属板２０側に隣接して配置されて、第二金属板２０に接合される縁部が形成された第三連結部３３を有する。

第三接続部３２は、バスバー１が延在する方向（Ｘ方向）に延びるように形成され、一方の端部に第三連結部３３が接続されると共に他方の端部近傍に孔部３４が形成されている。このように、第三接続部３２は、電池セルの電極端子が接続される部分だけでなく、電極端子からの電流をＸ方向に導く伝導路も含まれるものである。
第三連結部３３は、第一金属板１０、第二金属板２０および第三金属板３０が並ぶ並び方向、すなわちバスバー１の延在する方向（Ｘ方向）に直交する断面(Ｙ−Ｚ面)の面積がバスバー１の延在する方向（Ｘ方向）の第二金属板２０に向かうにつれて徐々に大きくなるように形成されている。

第三接続部３２は、第二金属板２０の幅方向（Ｙ方向）において、第二金属板２０より幅が小さく形成されている。また、第三金属板３０は、第二金属板２０の厚さ方向(Ｚ方向)において、第二金属板２０と同一の厚さで形成されている。

第一接続部１２と第三接続部３２は、幅方向（Ｙ方向）において同一の幅で形成され、厚さ方向（Ｚ方向）においても同一の厚さで形成されている。

つまり、平板状のバスバー１は、厚さ方向(Ｚ方向)は変化せずに、幅方向（Ｙ方向）は銅製の第一金属板１０および第三金属板３０の第一接続部１２および第三接続部３２がアルミニウム製の第二金属板２０よりも小さくなる構成となっている。これにより、第一接続部１２は、並び方向（Ｘ方向）に直交する断面(Ｙ−Ｚ面)の面積が第二金属板２０より小さく形成されることになる。また、第三接続部３２は、並び方向（Ｘ方向）に直交する断面(Ｙ−Ｚ面)の面積が第二金属板２０より小さく形成されることになる。

ここで、銅とアルミニウムの導電率を比較することで、アルミニウム製の第二金属板２０の幅方向（Ｙ方向）の寸法を基準としたときに、銅製の第一接続部１２と第三接続部３２の幅方向（Ｙ方向）の寸法を何割程度小さくしても、無理なく電流を流すことが可能か算出することができる。

具体的には、アルミニウムの導電率は、銅の導電率の約０．６倍であることが知られている。一例として、アルミニウムの導電率は６２（１０^６Ｓ／ｍ）であるのに対し、銅の導電率は９７（１０^６Ｓ／ｍ）である。つまり、バスバーに一定の電流を流すにあたり、銅製の第一金属板１０の第一接続部１２の断面(Ｙ−Ｚ面)の面積は、アルミニウム製の第二金属板の約０．６倍であってもよい。ここでバスバー１において、厚さ方向（Ｚ方向）は同一であるため、第一接続部１２と第三接続部３２と幅方向（Ｙ方向）の寸法を０．６倍にすることができる。

このように、第一接続部１２の断面(Ｙ−Ｚ面)の面積は、第二金属板２０の断面(Ｙ−Ｚ面)の面積より小さく、且つ、第一金属板１０に対する第二金属板２０の導電率の割合である約０．６を第二金属板２０の断面の面積に乗じた値以上の範囲で設定することができる。このとき、第一接続部１２の断面(Ｙ−Ｚ面)の面積は、第一金属板１０に対する第二金属板２０の導電率の割合に応じて算出される値とほぼ同じ大きさとすることが好ましい。同様に、第三接続部３２の断面(Ｙ−Ｚ面)の面積についても、第二金属板２０の断面(Ｙ−Ｚ面)の面積より小さく、且つ、第三金属板３０に対する第二金属板２０の導電率の割合である約０．６を第二金属板２０の断面の面積に乗じた値以上の範囲で設定することができる。

上述した本実施例のように、金属材料の導電率の相違に基づいて、第一金属板１０と第三金属板３０の板幅を第二金属板２０の板幅に対して小さくすることで、電流を流すうえで無理なくバスバーを軽量化するとともに、使用する材料を減らしたことでバスバーの価格を下げることができる。

また、導電率の高い銅製の第一金属板１０に第一連結部１３を備えたことで、第一接合部１１の面積が増えて強度が高くなるとともに、導電率の低いアルミニウム製の第二金属板２０へ電流を流すにあたり第一接合部１１において電流を均一に分布させることで、接合部におけるジュール熱の発生を抑制しながら流せる電流量を維持することができる。具体的には、第一連結部１３は、断面(Ｙ−Ｚ面)の面積が第一接合部１１から第二金属板２０に向かって徐々に大きくなるように形成されているため、接合部分の強度を高めることができる。また、第一連結部１３と第二金属板２０の縁部同士が同じ外形で且つ全面で接合されているため、第一連結部１３と第二金属板２０の間で電流をスムーズに流すことができ、第一接合部１１におけるジュール熱の発生を抑制することができる。これは第三連結部３３についても同じ効果が得られる。

また、第一金属板１０と、第二金属板２０と、第三金属板３０にわたって板厚が同一であるため、電池セルの電極端子同士を接続する際に、電池セル側にバスバーを逃がす凹部を設ける必要がなく、容易に接続することができる。

本発明の第２の実施例に係るバスバー４について、図２および図３を用いて説明する。図中のバスバー４が延在する方向をＸ方向、バスバーの板厚方向をＺ方向、バスバーの幅方向をＹ方向として説明する。

主な構成は、第１の実施例と同様なため異なる構成について説明をする。

バスバー４は第一金属板４０と、第二金属板５０と、第三金属板６０とを縁部で順次接合して構成されている。

第一金属板４０は、銅または銅合金で形成され、第二金属板５０は、アルミニウムまたはアルミニウム合金で形成され、第三金属板６０は銅または銅合金で形成されている。

第一金属板１０は、図示しない電池セルの電極端子と接続するための平板状の第一接続部４２を有し、その第一接続部４２に電極端子を挿入する孔部４４が形成されている。さらに、第一金属板１０は、第一接続部４２に対して第二金属板５０側に隣接して配置されて、第二金属板５０に接合される縁部が形成された第一連結部４３を有する。

第一接続部４２は、互いに対向する一対の端部のうち一方の端部に第一連結部４３が接続され、その中央部近傍に孔部４４が形成されている。
第一連結部４３は、バスバー４の延在する方向（Ｘ方向）に直交する断面(Ｙ−Ｚ面)の面積がバスバー４の延在する方向（Ｘ方向）の第二金属板５０に向かうにつれて徐々に大きくなるように形成されている。

第一金属板４０と第二金属板５０は、相互の縁部同士を接合した第一接合部４１で一体化されている。ここで、第一接合部４１は、第一金属板４０と第二金属板５０の縁部同士が同じ外形で且つ全面で接合された形状を有し、例えば摩擦撹拌接合により形成することができる。

第二金属板５０は、バスバー１が延在する方向（Ｘ方向）に延びる平板状であり、第一接続部４２の幅方向（Ｙ方向）において、第一接続部４２と同一の幅で形成され、第一接続部４２の厚さ方向(Ｚ方向)において、第一接続部４２より厚さが大きく形成されている。

第二金属板５０と第三金属板６０は、相互の縁部同士を接合した第三接合部６１で一体化されている。第三接合部６１は、第一接合部４１と同様に、第三金属板６０と第二金属板５０の縁部同士が同じ外形で且つ全面で接合された形状を有し、例えば摩擦撹拌接合により形成することができる。

第三金属板６０は、図示しない電池セルの電極端子と接続するための平板状の第三接続部６２を有し、その第三接続部６２に電極端子を挿入する孔部６４が形成されている。さらに、第三金属板６０は、第三接続部６２に対して第二金属板５０側に隣接して配置されて、第二金属板５０に接合される縁部が形成された第三連結部６３を有する。

第三接続部６２は、互いに対向する一対の端部のうち一方の端部に第三連結部６３が接続され、その中央部近傍に孔部６４が形成されている。
第三連結部６３は、バスバー４の延在する方向（Ｘ方向）に直交する断面(Ｙ−Ｚ面)の面積がバスバー４の延在する方向（Ｘ方向）の第二金属板５０に向かうにつれて徐々に大きくなるように形成されている。

第三接続部６２は、第二金属板５０の幅方向（Ｙ方向）において、第二金属板５０と同一の幅で形成され、第二金属板５０の厚さ方向(Ｚ方向)において、第二金属板５０より厚さが大きく形成されている。

第一接続部４２と第三接続部６２は、幅方向（Ｙ方向）において同一の幅で形成され、厚さ方向（Ｚ方向）においても同一の厚さで形成されている。

つまり、平板状のバスバー４は、幅方向(Ｙ方向)は変化せずに、厚さ方向（Ｚ方向）は銅製の第一金属板４０および第三金属板６０の第一接続部４２および第三接続部６２がアルミニウム製の第二金属板５０よりも小さくなる構成となっている。これにより、第一接続部４２は、並び方向（Ｘ方向）に直交する断面(Ｙ−Ｚ面)の面積が第二金属板５０より小さく形成されることになる。また、第三接続部６２は、並び方向（Ｘ方向）に直交する断面(Ｙ−Ｚ面)の面積が第二金属板５０より小さく形成されることになる。

第１の実施例では板幅を小さくできる理由と説明したのと同様に、本実施例のように、金属材料の導電率の相違に基づいて、第一接続部４２と第三接続部６２の厚さを第二金属板５０の厚さに対し小さくすることで、電流を流すうえで無理なくバスバーを軽量化するとともに、使用する材料を減らしたことでバスバーの価格を下げることができる。

また、導電率の高い銅製の第一金属板４０に第一連結部４３を備えたことで、第一接合部４１の面積が増えて強度が高くなるとともに、導電率の低いアルミニウム製の第二金属板５０へ電流を流すにあたり第一接合部４１において電流を均一に分布させることで、接合部におけるジュール熱の発生を抑制しながら流せる電流量を維持することができる。これは第三連結部６３についても同じ効果が得られる。

また、第一金属板４０と、第二金属板５０と、第三金属板６０にわたって幅が同一であるため、電池セルの電極端子同士を接続する際に、電池セル側にバスバーを逃がす凹部を設ける必要がなく、容易に接続することができる。

本発明の第３の実施例に係るバスバー７について、図４ないし図６を用いて説明する。図中のバスバー７が延在する方向をＸ方向、バスバーの板厚方向をＺ方向、バスバーの幅方向をＹ方向として説明する。

主な構成は、第１の実施例と同様なため異なる構成について説明をする。

バスバー７は第一金属板７０と、第二金属板８０とを縁部で接合して構成されている。

第一金属板７０は、銅または銅合金で形成され、第二金属板８０は、アルミニウムまたはアルミニウム合金で形成されている。これは、本実施例の接続対象の電池セルの電極端子の一方は銅であり、他方はアルミニウムであるためである。

第一金属板７０は、図示しない電池セルの電極端子と接続するための平板状の第一接続部７２を有し、この第一接続部７２に電極端子を挿入する孔部７４と、曲面状に延びる曲げ部７５とが形成されている。さらに、第一金属板７０は、第一接続部７２に対して第二金属板８０側に隣接して配置されて、第二金属板８０に接合される縁部が形成された第一連結部７３を有する。

第一接続部７２は、バスバー１が延在する方向（Ｘ方向）に延びるように形成され、一方の端部に第一連結部７３が接続されると共に他方の端部近傍に孔部７４が形成されている。また、第一接続部７２は、Ｘ方向において第一連結部７３側の半部に曲げ部７５が配置されている。この曲げ部７５は、板厚方向（Ｚ方向）に凸状に湾曲するように形成されている。このように、第一接続部７２は、第一金属板７０において第一連結部７３以外の部分からなり、電池セルの電極端子が接続される部分だけでなく、電極端子からの電流をＸ方向に導く曲げ部７５などの伝導路も含まれるものである。
第一連結部７３は、バスバー７の延在する方向（Ｘ方向）に直交する断面(Ｙ−Ｚ面)の面積がバスバー７の延在する方向（Ｘ方向）の第二金属板８０に向かうにつれて徐々に大きくなるように形成されている。また、第一連結部７３は、曲げ部７５に連続して湾曲した形状を有する。

第一金属板７０と第二金属板８０は、相互の縁部同士を接合した第一接合部７１で一体化されている。ここで、第一接合部７１は、第一金属板７０と第二金属板８０の縁部同士が同じ外形で且つ全面で接合された形状を有し、例えば摩擦撹拌接合により形成することができる。

第二金属板８０は、図示しない電池セルの電極端子と接続するための平板状の第二接続部８２からなり、この第二接続部８２に電極端子を挿入する孔部８４と、曲面状に延びる曲げ部８５とが形成されている。

第二接続部８２は、バスバー１が延在する方向（Ｘ方向）に延びるように形成され、一方の縁部に第一金属板７０が接合されると共に他方の縁部近傍に孔部８４が形成されている。また、第二接続部８２は、Ｘ方向において第一金属板７０側の半部に曲げ部８５が配置されている。この曲げ部８５は、板厚方向（Ｚ方向）に凸状に湾曲するように形成されている。このように、第二接続部８２は、第二金属板８０全体から構成され、電池セルの電極端子が接続される部分だけでなく、電極端子からの電流をＸ方向に導く曲げ部８５などの伝導路も含まれるものである。

第二金属板８０は、第一金属板７０の幅方向（Ｙ方向）において、第一接続部７２より幅が大きく形成され、第一接続部７２の厚さ方向(Ｚ方向)において、第一接続部７２と同一の厚さで形成されている。

つまり、平板状のバスバー７は、厚さは変化せずに、幅方向（Ｙ方向）は銅製の第一金属板７０の第一接続部７２がアルミニウム製の第二金属板８０よりも小さくなる構成となっている。これにより、第一接続部７２は、並び方向（Ｘ方向）に直交する断面(Ｙ−Ｚ面)の面積が第二金属板８０より小さく形成されることになる。

本実施例のように、第１の実施例と同様に、金属材料の導電率の相違に基づいて、第一接続部７２の板幅を第二金属板８０の板幅に対し小さくすることで、電流を流すうえで無理なくバスバーを軽量化するとともに、使用する材料を減らしたことでバスバーの価格を下げることができる。

また、導電率の高い銅製の第一金属板７０に第一連結部７３を備えたことで、第一接合部７１の面積が増えて強度が高くなるとともに、導電率の低いアルミニウム製の第二金属板８０へ電流を流すにあたり第一接合部７１において電流を均一に分布させることで、接合部におけるジュール熱の発生を抑制しながら流せる電流量を維持することができる。

また、第一接続部７２と第二接続部８２との間に、曲面状の曲げ部７５、８５を有するため、電池セルの電極端子同士を接続する際に、電池セル側に凸形状があってもバスバー７に干渉せず、容易に接続することができる。

本発明の第４の実施例に係るバスバーの製造方法について説明する。
バスバーの製造方法の一例として、本発明の第２実施例に係るバスバー４の製造方法について説明する。

まず、図７（ａ）に示すように、第一金属板４０の縁部４５と第二金属板５０の縁部５１が対向すると共に第三金属板６０の縁部６５と第二金属板５０の縁部５２が対向するように、第一金属板４０、第二金属板５０および第三金属板６０が順次並べられる。このとき、第一金属板４０には、第一金属板４０、第二金属板５０および第三金属板６０が並ぶ並び方向に直交する方向に沿った断面積が第二金属板５０における並び方向に直交する方向に沿った断面積より小さくなるように表面を切削して、第一接続部４２が予め形成されている。また、第一金属板４０には、縁部４５に向かって断面積を徐々に大きくした第一連結部４３が予め形成されている。同様に、第三金属板６０には、第二金属板５０より断面積が小さくなるように表面を切削して第三接続部６２が予め形成されると共に、縁部６５に向かって断面積を徐々に大きくした第三連結部６３が予め形成されている。

ここで、第一金属板４０の縁部４５は第二金属板５０の縁部５１と同じ外形、すなわち同じ厚みおよび幅を有し、第三金属板６０の縁部６５は第二金属板５０の縁部５２と同じ外形を有するように形成されている。また、第一金属板４０および第三金属板６０は、銅または銅合金で形成され、第二金属板５０は、アルミニウムまたはアルミニウム合金で形成されている。すなわち、第一金属板４０および第三金属板６０は、第二金属板５０より導電率が高い金属から形成されている。
続いて、第一金属板４０の縁部４５を第二金属板５０の縁部５１に突き合わせて当接させ、第三金属板６０の縁部６５を第二金属板５０の縁部５２に突き合わせて当接させる。

そして、図７（ｂ）に示すように、第一金属板４０、第二金属板５０および第三金属板６０の裏面において当接部分に円柱状の回転装置９１を押し当てて、回転装置９１を回転しつつ当接部分に沿って移動させる。これにより、第一金属板４０、第二金属板５０および第三金属板６０の当接部分が、回転装置９１との摩擦により加熱されて、第一金属板４０、第二金属板５０および第三金属板６０を互いに接合することができる。

従来のように、例えば、第一金属板４０、第二金属板５０および第三金属板６０を溶接により接合した場合には、接合される縁部の形状が変化して縁部同士を全面で接合することが困難であった。本発明では、摩擦撹拌接合で接合することにより、互いに同じ外形を有する第一金属板４０の縁部４５と第二金属板５０の縁部５１を全面で接合させることができ、互いに同じ外形を有する第三金属板６０の縁部６５と第二金属板５０の縁部５２を全面で接合させることができる。これにより、第一金属板４０と第二金属板５０を接合した第一接合部４１が形成されると共に第三金属板６０と第二金属板５０を接合した第三接合部６１が形成される。そして、第一金属板４０に形成された第一接続部４２と第三金属板６０に形成された第三接続部６２とが、第一接合部４１および第三接合部６１を挟む位置に配置されることになる。このようにして、第一金属板４０、第二金属板５０および第三金属板６０が互いに接合された１枚の接合金属板を形成することができる。

続いて、図７（ｃ）に示すように、接合金属板は、第一接続部４２および第三接続部６２に孔部４４および孔部６４がそれぞれ形成されると共に、第一金属板４０、第二金属板５０および第三金属板６０が並ぶ並び方向に所定の幅で切断されることにより、バスバー４が作製される。ここで、例えば、本発明の実施の形態１に係るバスバー１を作成する場合には、接合金属板を切断した後に、第一金属板１０および第三金属板３０を所定の幅に削る必要がある。本発明の実施の形態２に係るバスバー４は、厚みの異なる金属板を接合して切断するだけでよく、バスバー４を容易に作製することができる。

上述した本実施例のように、第一金属板４０と第三金属板６０の断面積を第二金属板５０の断面積より小さく形成することで、電流を流すうえで無理なくバスバー４を軽量化するとともに、使用する材料を減らしたことでバスバー４の価格を下げることができる。
また、摩擦撹拌接合により、第一金属板４０と第二金属板５０の縁部同士が全面で接合されると共に第三金属板３０と第二金属板５０の縁部同士が全面で接合されるため、接合強度を向上させると共に、バスバー４に電流を流した際に接合部におけるジュール熱の発生を抑制することができる。

なお、本実施例では、第一金属板４０、第二金属板５０および第三金属板６０の裏面に回転装置９１を押し当てて摩擦撹拌接合したが、第一金属板４０、第二金属板５０および第三金属板６０の表面に回転装置９１を押し当てて摩擦撹拌接合することもできる。例えば、第一金属板４０、第二金属板５０および第三金属板６０の当接部分近傍に回転装置９１を押し当てることにより摩擦撹拌接合することができる。また、本発明の第１の実施例に係るバスバー１のように、第一金属板１０、第二金属板２０および第三金属板３０の断面積が同じ場合には、表面側についても当接部分に回転装置９１を押し当てて摩擦撹拌接合することができる。
また、本実施例では、第一金属板４０および第三金属板６０は、それぞれ第一連結部４３および第三連結部６３を形成した後に摩擦撹拌接合により接合されたが、これに限られるものではない。例えば、第一金属板４０および第三金属板６０は、表面側を摩擦撹拌接合しつつその撹拌力により第一連結部４３および第三連結部６３を形成することもできる。

なお、上述した実施例１〜４では、第一接続部および第三接続部の断面(Ｙ−Ｚ面)の面積は、バスバー１が延在する方向（Ｘ方向）の全体にわたって第二金属板の断面(Ｙ−Ｚ面)の面積より小さく形成されたが、その一部が第二金属板の断面(Ｙ−Ｚ面)の面積より小さく形成されていればよく、これに限られるものではない。例えば、第一接続部および第三接続部においてバスバー１が延在する方向（Ｘ方向）の半分以上を占める部分の断面(Ｙ−Ｚ面)の面積が、第二金属板においてバスバー１が延在する方向（Ｘ方向）の半分以上を占める部分の断面(Ｙ−Ｚ面)の面積より小さくなるように形成することが好ましい。これにより、バスバーに流れる電流を妨げることなく軽量化することができる。

また、上述した実施例１〜４では、第一金属板および第三金属板が銅または銅合金で形成されると共に第二金属板がアルミニウムまたはアルミニウム合金で形成されたが、第一金属板および第三金属板が第二金属板より導電率の高い金属から形成されていればよく、これに限られるものではない。

本発明は、例えば、複数の電池セルを配列し、電極端子同士を接続するバスバーおいて好適に利用することができる。

１、４、７ バスバー
１０、４０、７０ 第一金属板
１１、４１、７１ 第一接合部
１２、４２、７２ 第一接続部
１３、４３、７３ 第一連結部
１４、３４、４４、６４、７４、８４ 孔部
７５、８５ 曲げ部
２０、５０ 第二金属板
３０、６０ 第三金属板
３１、６１ 第三接合部
３２、６２ 第三接続部
３３、６３ 第三連結部
８０ 第二金属板
８１ 第二接合部
８２ 第二接続部
４５、５１、５２、６５ 縁部
９１ 回転装置
１００ 電池セル
１０１ 電池パック
１０２ 正極端子
１０３ 負極端子
１０４、１０５ 金属板
１０６ バスバー

Claims (9)

1. 少なくとも第一金属板と第二金属板とを含み、電力供給装置の電極に接続される一方の接続部と他方の接続部を備えるバスバーであって、
   前記第一金属板と前記第二金属板は、異なる金属から形成され、相互の縁部同士を接合した第一接合部で一体化され、
   前記第一金属板は、前記第二金属板より導電率が高い金属から形成され、前記一方の接続部として第一接続部を備え、
   前記他方の接続部は、前記第一接続部との間で前記第一接合部を挟む位置に配置され、
   前記第一接続部における前記第一金属板と前記第二金属板が並ぶ並び方向に直交する方向に沿った断面積は、前記第二金属板における前記並び方向に直交する方向に沿った断面積より小さい
   ことを特徴とするバスバー。
2. 前記第一接続部は、前記第一金属板に対する前記第二金属板の導電率の割合を前記第二金属板の断面積に乗じた値以上の断面積を有する請求項１に記載のバスバー。
3. 前記第一接続部は、前記並び方向に直交し且つ前記第一金属板の表面に沿う方向の幅が前記第二金属板より小さくなるように形成された請求項１または２に記載のバスバー。
4. 前記第一接続部は、前記並び方向に直交し且つ前記第一金属板の表面に直交する方向の厚みが前記第二金属板より小さくなるように形成された請求項１〜３のいずれか一項に記載のバスバー。
5. 前記第一金属板は、前記第一接続部に対して前記第二金属板側に隣接して配置されて、前記第二金属板と接合される縁部が形成された第一連結部を有し、
   前記第一連結部は、前記並び方向に直交する方向に沿った断面積が前記第一接続部から前記第二金属板に向かって徐々に大きくなるように形成された請求項１〜４のいずれか一項に記載のバスバー。
6. 前記第一接合部は、前記第一金属板と前記第二金属板の縁部同士が同じ外形で且つ全面で接合された形状を有する請求項１〜５のいずれか一項に記載のバスバー。
7. 前記第一金属板と前記第二金属板からなり、
   前記第二金属板は、前記他方の接続部として第二接続部が配置された請求項１〜６のいずれか一項に記載のバスバー。
8. 前記第一金属板と同じ金属から形成され、前記第一金属板との間で前記第二金属板を挟むように配置されて前記第二金属板と縁部同士で接合されると共に前記他方の接続部として第三接続部が配置された第三金属板をさらに有し、
   前記第三接続部における前記並び方向に直交する方向に沿った断面積は、前記第二金属板における前記並び方向に直交する方向に沿った断面積より小さい請求項１〜６のいずれか一項に記載のバスバー。
9. 少なくとも第一金属板と第二金属板とを含み、電力供給装置の電極に接続される一方の接続部と他方の接続部を備えるバスバーの製造方法であって、
   前記第一金属板と、前記第一金属板より導電率が低い金属から形成された前記第二金属板とを縁部で互いに当接させる工程と、
   前記第一金属板と前記第二金属板の縁部同士を摩擦撹拌接合により全面で接合する工程とを含み、
   前記一方の接続部が第一接続部として前記第一金属板に形成されると共に、前記他方の接続部が前記第一接続部との間で前記第一金属板と前記第二金属板の接合部分を挟む位置に形成され、
   前記第一接続部は、前記第一金属板と前記第二金属板が並ぶ並び方向に直交する方向に沿った断面積が前記第二金属板における前記並び方向に直交する方向に沿った断面積より小さくなるように形成されることを特徴とするバスバーの製造方法。