バッテリーパックのバスバー絶縁設計|方式の選び方と確認項目
バッテリーパック内のバスバー(ブスバー)は、電流を通すことと同じくらい「どうやって絶縁するか」で成否が決まります。結論として、絶縁設計は「絶縁方式(塗装・チューブ・樹脂)を形状に合わせて選ぶ」「厚みだけに頼らず空間距離と沿面距離も確保する」「絶縁しない範囲を図面で決める」の3点に集約されます。この記事では、2026年時点の高電圧化をふまえ、絶縁方式の比較、膜厚と耐電圧の考え方、加工形状が絶縁に効く理由、確認に使う試験、発注時に指定すべき項目を表と数値で整理します。
バッテリーパック
バスバー
絶縁
粉体塗装
熱収縮チューブ
沿面距離
耐電圧試験
800V
この記事の内容
バッテリーパックのバスバー絶縁とは何か
バッテリーパックのバスバー絶縁とは、パック内の充電部(通電している銅の面)が、隣の導体・筐体・作業者に触れないように、絶縁物と距離の両方で隔てる設計のことです。塗装やチューブで覆うことだけを指すのではなく、「覆えない場所をどれだけ離すか」までを含めて絶縁と呼びます。
求められる絶縁は次の3つに分かれ、どれか1つでも欠けると絶縁抵抗の低下や短絡につながります。
絶縁が担う3つの役割
- 対地絶縁 — 導体と金属筐体・冷却板の間を隔てる
- 相間・極間絶縁 — 正極側と負極側、隣り合う導体同士を隔てる
- 人体保護 — 整備・組立時に充電部へ直接触れられない状態にする
絶縁は「覆う」と「離す」の合わせ技
[ 筐体・冷却板 ]
↑ 空間距離(空気を隔てて離す)
─────────────────
▓▓▓ 絶縁層(塗装/チューブ/樹脂) ▓▓▓
███████ 銅バスバー(充電部) ███████
▓▓▓ 絶縁層 ▓▓▓ ←→ 沿面距離(絶縁物の表面を伝う距離)
─────────────────
↓
[ 隣の導体 ]
要点:絶縁層の厚みだけで守るのではなく、空間距離・沿面距離とセットで成立させる。
2026年時点で絶縁の要求はどう変わったか
2026年時点で、バッテリーパックの絶縁要求は「電圧が上がった分だけ距離と耐電圧の要求が上がり、同時にパックは小型化している」という、相反する方向に動いています。空いた空間で距離を稼ぐ余地が減るため、絶縁物側の性能と加工品質で成立させる比率が高まっています。
最新の状況(2026年時点)
乗用EVでは、充電時間の短縮と配線の細径化を狙って400V系から800V系への移行が進み、2026年時点では800V対応の高出力充電器も実用化されています。定置用蓄電システムやデータセンターの直流給電でも高圧化が同じ方向に進み、「同じ電流でも、より高い電圧に耐える絶縁」が共通の課題になっています。一方でパック内はセル・モジュールの高密度化が進み、導体まわりの隙間はむしろ狭くなっています。
400V系から800V系へ上がると、必要な空間距離・沿面距離が増え、耐電圧試験の印加電圧も上がります。加えて、部分放電(微小な放電)の影響を無視しにくくなり、被覆の傷1つが不合格に直結しやすくなります。
要点:高電圧化と小型化が同時に進むため、絶縁は距離頼みから「絶縁物+形状」の設計に移っている。
絶縁方式にはどんな種類があり、どう選ぶか
バスバーの絶縁方式は、実務上「絶縁粉体塗装」「熱収縮チューブ」「樹脂による成形・ケース」「絶縁シート・フィルムの挟み込み」の4系統に分かれます。選定の分かれ目は形状の複雑さで、曲げや分岐が多いものは塗装、直線的で数量が多いものはチューブが選ばれやすい傾向にあります。
絶縁方式の比較(バッテリーパック用途での傾向)
| 方式 | 向く形状 | 厚みの傾向 | 得意なこと | 弱点 |
|---|---|---|---|---|
| 絶縁粉体塗装(エポキシ等) | 三次元曲げ・分岐あり | 厚め | 複雑形状でも全周を比較的均一に覆える | 治具・マスキングの手間、焼付け熱の影響 |
| 熱収縮チューブ(PETなど) | 直線・単純な曲げ | 薄め | 薄肉で省スペース、少量から対応しやすい | 分岐・急な曲げでしわ・浮きが出る |
| 樹脂成形・樹脂ケース組込 | 複数本を束ねる部位 | 厚め | 位置決めと絶縁を同時に果たせる | 金型・部品費、設計変更に弱い |
| 絶縁シート・フィルム | 平行に重ねる部位 | ごく薄 | 導体間を薄く隔てられる | 位置ずれ・端部からの回り込みに注意 |
絶縁方式の比較(バッテリーパック用途での傾向)
絶縁粉体塗装(エポキシ等) / 三次元曲げ・分岐あり
複雑形状でも全周を比較的均一に覆える。厚めの絶縁層。治具・マスキングの手間と焼付け熱の影響に注意
熱収縮チューブ(PETなど) / 直線・単純な曲げ
薄肉で省スペース、少量から対応しやすい。分岐や急な曲げではしわ・浮きが出る
樹脂成形・樹脂ケース組込 / 複数本を束ねる部位
位置決めと絶縁を同時に果たせる。金型・部品費がかかり、設計変更に弱い
絶縁シート・フィルム / 平行に重ねる部位
導体間を薄く隔てられる。位置ずれと端部からの回り込みに注意
形状から方式を決める順番
絶縁方式を決めるときの手順
- 1. 絶縁しない面を先に決める — 締結面・溶接部・端子部。ここが決まらないと方式が選べない
- 2. 形状を見る — 三次元の曲げ・分岐があるなら塗装、直線主体ならチューブ
- 3. 隙間を測る — 隣接物とのすき間が小さいほど薄い方式(フィルム・薄膜塗装)に寄せる
- 4. 数量と変更の可能性を見る — 形状が動く試作段階では金型が要る方式を避ける
- 5. 使用温度を確認する — 連続使用温度と溶接時の熱を絶縁材の耐熱区分と突き合わせる
注意:絶縁したのに距離が要らなくなるわけではない
絶縁層で覆っても、その材料が規格上の「固体絶縁」として認められる条件(厚み・材料・試験)を満たしていなければ、必要な空間距離・沿面距離は残ります。距離の緩和を前提にするなら、絶縁材の仕様と試験結果をセットで用意してください。
要点:形状が複雑なら塗装、直線で数量が多いならチューブ。まず「絶縁しない面」を決めるのが先。
絶縁の厚み(膜厚)はどう決めるか
絶縁層の厚みは、「材料の絶縁破壊の強さ × 実際の最小厚み」が、要求される耐電圧に対して十分な余裕を持つかで決めます。カタログ値の平均膜厚ではなく、角部など最も薄くなる箇所の厚みで成立させるのが実務上の考え方です。
例えば絶縁破壊の強さが 20kV/mm 級の材料でも、角部の膜厚が 0.05mm しか乗っていなければ、その部位の耐圧はおよそ 1kV 相当まで落ちます。平均膜厚が 0.3mm あっても、最も薄い1点で決まる点が絶縁の難しさです。
膜厚と耐電圧のイメージ(絶縁破壊の強さ 20kV/mm と仮定した単純計算)
| その部位の最小膜厚 | 単純計算の耐圧 | 実務での位置づけ |
|---|---|---|
| 0.05mm(角部で薄くなった状態) | 約1kV | 800V系では余裕が乏しい |
| 0.15mm | 約3kV | 低圧側なら成立しうる |
| 0.30mm | 約6kV | 高電圧パックで狙われることが多い水準 |
| 0.50mm | 約10kV | 厚膜。すき間の余裕と要相談 |
膜厚と耐電圧のイメージ(絶縁破壊の強さ 20kV/mm と仮定した単純計算)
最小膜厚 0.05mm(角部で薄くなった状態)
単純計算の耐圧 約1kV / 800V系では余裕が乏しい
最小膜厚 0.15mm
単純計算の耐圧 約3kV / 低圧側なら成立しうる
最小膜厚 0.30mm
単純計算の耐圧 約6kV / 高電圧パックで狙われることが多い水準
最小膜厚 0.50mm
単純計算の耐圧 約10kV / 厚膜。すき間の余裕と要相談
この表の使い方
上の数値は「厚みが効く」ことを示す単純計算で、実際の耐電圧は材料・温度・湿度・電極形状・試験時間で変わります。設計値として使うのではなく、採用する絶縁仕様の試験成績(耐電圧値と膜厚範囲)を処理業者から取り寄せて確認するのが正しい進め方です。
同じ塗装でも部位によって膜厚は揃わない(傾向のイメージ)
要点:耐圧は平均膜厚ではなく「最も薄い1点」で決まる。角部の厚みを仕様で押さえる。
なぜ加工形状で絶縁性能が変わるのか
絶縁性能が加工形状で変わる理由は、角が尖っているほど塗膜が乗らず、しかも電界が集中するからです。同じ塗装仕様でも、端面を角のまま出すか、面取り・R付けをするかで、絶縁の合否が分かれます。
エッジと塗膜の関係
角のまま(R無し) 面取り・R付き ┌─────── ╭─────── │▓ 塗膜が逃げて薄い │▓▓ 塗膜が乗って均一 │███ 銅 │███ 銅 └─────── ╰─────── 電界が角に集中 電界がなだらか
絶縁のために加工側でできること
- 端面・穴縁のバリを確実に取る
- 角に面取りまたは小さなRを入れる
- 打痕・すり傷を作らない搬送・梱包にする
- 絶縁前に油分・切粉を残さない
- 曲げ外側に割れを出さない曲げRにする
絶縁を壊しやすい作業
- 絶縁処理後に修正加工をする
- 塗装品を金属治具で直接つかむ
- 締結時に工具が塗膜を削る
- 組付け時に無理な力で位置を合わせる
注意:工程の順番を間違えると絶縁はやり直しになる
切断 → 穴あけ → 曲げ → バリ取り・洗浄 → (必要なら)めっき → 絶縁処理、が基本の順番です。絶縁処理の後に穴を追加したり曲げ角度を直したりすると、その部位の絶縁は成立しません。切断から曲げ・穴あけまでの対応範囲は加工技術のページで紹介しています。
締結部を絶縁しないための「マスキング」
締結面・溶接面は通電させるため、絶縁しない範囲(マスキング)を図面で指定します。その境界は絶縁が切れる場所であると同時にボルト頭との沿面距離の起点にもなるため、寸法で明示します。
マスキング指定で決めておく項目
| 項目 | 指定の例 | 決めないと起きること |
|---|---|---|
| 非絶縁範囲の位置と寸法 | 端部から○mm、穴中心から半径○mm | 業者ごとに範囲が変わり、ロット差が出る |
| 表裏どちらを開けるか | 両面/片面のみ | 裏面が絶縁されて導通しない |
| 穴内面の扱い | 穴内面も非絶縁/絶縁可 | ボルトと導体の関係が設計と変わる |
| 境界のにじみ許容 | ±○mm まで可 | にじみで締結面が狭まり接触抵抗が上がる |
| 下地処理(めっきの有無) | 接触面のみすずめっき等 | 酸化して接触抵抗が経時で上がる |
マスキング指定で決めておく項目
非絶縁範囲の位置と寸法
例:端部から○mm、穴中心から半径○mm。決めないと業者ごとに範囲が変わりロット差が出る
表裏どちらを開けるか
例:両面/片面のみ。決めないと裏面が絶縁されて導通しない
穴内面の扱い
例:穴内面も非絶縁/絶縁可。決めないとボルトと導体の関係が設計と変わる
境界のにじみ許容
例:±○mm まで可。にじみで締結面が狭まり接触抵抗が上がる
下地処理(めっきの有無)
例:接触面のみすずめっき等。指定がないと酸化して接触抵抗が経時で上がる
コツ:接触面の表面処理と絶縁はセットで考える
絶縁で覆わない面は、銅が露出したまま酸化して接触抵抗が上がるため、締結面だけすずめっきやニッケルめっきを施す指定が有効です(種類ごとの目的は銅ブスバーへのめっきで整理しています)。「どこを絶縁し、どこにめっきを付けるか」を1枚の図面で表せると手配が早く進みます。
要点:絶縁は加工品質の延長線上にある。バリ・角・工程順・マスキングの4点を先に固める。
絶縁できているかを何で確認するか
絶縁の確認は、「絶縁抵抗の測定」「耐電圧(絶縁耐力)試験」「外観・膜厚の検査」の組み合わせで行います。抵抗測定は健全性の確認、耐電圧試験は規定電圧で破れないことの確認と、目的が違います。
確認方法と、それぞれで分かること
| 確認方法 | 何を見るか | 分かること | 分からないこと |
|---|---|---|---|
| 絶縁抵抗の測定 | 導体と筐体の間の抵抗 | 漏れ電流の経路があるか | 局所的に薄い箇所の余裕 |
| 耐電圧(絶縁耐力)試験 | 規定電圧を印加して破れないか | 最弱点が要求電圧に耐えるか | 寿命・繰り返しでの劣化 |
| 膜厚測定 | 塗膜・被覆の厚み | 仕様どおり乗っているか | ピンホールの有無 |
| 外観・ピンホール検査 | 傷・気泡・露出 | 目視で分かる欠陥 | 内部のボイド |
| 部分放電の測定 | 微小放電の発生電圧 | 高電圧での劣化リスク | 設備が必要で日常検査には不向き |
確認方法と、それぞれで分かること
絶縁抵抗の測定
導体と筐体の間の抵抗を見る。漏れ電流の経路があるかが分かるが、局所的に薄い箇所の余裕は分からない
耐電圧(絶縁耐力)試験
規定電圧を印加して破れないかを見る。最弱点が要求電圧に耐えるかが分かるが、寿命・繰り返し劣化は分からない
膜厚測定
塗膜・被覆の厚みを見る。仕様どおり乗っているかが分かるが、ピンホールの有無は分からない
外観・ピンホール検査
傷・気泡・露出を見る。目視で分かる欠陥は拾えるが、内部のボイドは分からない
部分放電の測定
微小放電の発生電圧を見る。高電圧での劣化リスクが分かるが、設備が必要で日常検査には不向き
参照する規格はどこか
車載のバッテリーパックであれば、感電保護と絶縁抵抗の要求はISO 6469-3(電気自動車の安全仕様 第3部:電気的安全性)が代表的な参照先です。同規格は、作動電圧が直流60V超・交流30V超の車両を対象に、絶縁抵抗、空間距離・沿面距離、直接接触/間接接触からの保護などを定めています。国内の車両では保安基準側の告示でも、作動電圧1Vあたり100Ωの抵抗器を用いる測定手順が示されています。
距離の決め方の参照先
空間距離・沿面距離の決め方は、JIS C 60664-1(IEC 60664-1:低圧系統内機器の絶縁協調)の考え方が基礎になります。要点は、使用電圧だけでなく汚損度(ほこり・結露の程度)と絶縁材料のグループで必要距離が変わることです。規格は版によって表の値が異なるため、設計に使うときは最新版の本文で確認してください。
注意:試験は「完成品の状態」で行う
バスバー単体で耐電圧に合格しても、組み込むと締結・押さえ・振動で被覆に力がかかり、結果が変わることがあります。特に金属エッジが被覆に当たる部分は単体試験では見つかりません。量産前に実装状態での試験を1回入れておくと安全側です(当社の検査の考え方は品質管理を参照)。
要点:絶縁抵抗・耐電圧・膜厚・外観は目的が違う。組み込んだ状態での確認を最後に1回入れる。
図面・発注時に指定しておく項目
絶縁付きバスバーを手配するときは、電気的な要求(電圧・絶縁抵抗)と物理的な指定(絶縁方式・膜厚・マスキング)の両方を図面に落とします。一方だけだと加工側が仕様を推測することになり、ロット差が出ます。
見積り・製作を依頼するときに伝える情報
- 作動電圧と要求耐電圧 — 例:直流800V系、耐電圧試験○kV/○秒
- 絶縁方式の指定または「相談したい」旨 — 方式が決まっていなければ形状と隙間から一緒に検討できます
- 膜厚(最小値) — 平均値ではなく最小膜厚で指定する
- 非絶縁範囲(マスキング)の寸法 — 締結面・溶接面・測定端子の位置
- 接触面の表面処理 — すず/ニッケル/銀めっきの有無と範囲
- 使用温度と環境 — 連続使用温度、結露・粉じんの有無
- 材質・板厚・質別 — C1100か C1020か、曲げがあるなら質別も
- 提出書類 — 検査成績書、膜厚記録、材料証明の要否
コツ:形状が固まる前に相談したほうが安く早い
絶縁方式は形状で決まるため、形状が確定してから絶縁方法を探すと選択肢が減ります。曲げの位置を数ミリ動かす、角にRを入れる、分岐を分割部品にする——といった小さな変更で、塗装が乗りやすくなり、コストも納期も下がることがあります。図面が固まる前の段階でも、手書きスケッチや3Dデータの断面図でご相談いただけます。
よくあるご質問
バッテリーパックのバスバー絶縁は、粉体塗装と熱収縮チューブのどちらがよいですか
三次元の曲げや分岐がある形状は絶縁粉体塗装、直線主体で数量が多い形状は熱収縮チューブが向きます。塗装は複雑形状でも全周を比較的均一に覆えるのが利点で、チューブは薄肉で省スペースかつ少量から対応しやすいのが利点です。急な曲げや分岐にチューブを使うと、しわや浮きが出て絶縁が薄くなる箇所が生じます。
絶縁塗装をしたバスバーでも、ボルトで締結できますか
締結面を絶縁しない範囲(マスキング)として図面で指定すれば締結できます。指定するのは、非絶縁範囲の位置と寸法、表裏どちらを開けるか、穴内面を絶縁するか、境界のにじみをどこまで許容するかの4点です。指定がないと加工側で範囲を推測することになり、ロットごとに締結面の広さが変わってしまいます。
バスバーの絶縁膜厚はどのくらい必要ですか
要求耐電圧を材料の絶縁破壊の強さで割った値が最低限の目安で、実際にはそこに余裕を見て決めます。重要なのは平均膜厚ではなく、角部など最も薄くなる箇所の膜厚で耐圧が決まる点です。絶縁破壊の強さが20kV/mm級の材料でも、角部が0.05mmしか乗っていなければその部位はおよそ1kV相当まで下がるため、最小膜厚で指定してください。
絶縁処理は曲げ加工の前と後、どちらで行いますか
絶縁処理は最後の工程で行います。切断・穴あけ・曲げ・バリ取り・洗浄・(必要なら)めっきを済ませてから絶縁処理をするのが基本の順番です。絶縁処理の後に穴を追加したり曲げを直したりすると、その部位の絶縁は成立せず、絶縁からやり直しになります。
絶縁被覆をすれば、導体間の距離は詰めてよいですか
被覆があるという理由だけで空間距離・沿面距離を詰めることはできません。距離を緩和するには、その絶縁材が規格上の固体絶縁として認められる条件(材料・厚み・試験)を満たしていることを示す必要があります。距離の決め方は JIS C 60664-1(IEC 60664-1)の考え方が基礎になり、使用電圧に加えて汚損度と絶縁材料のグループで必要な距離が変わります。
