CN109155378B - 蓄电模块和控制设备的连接结构 - Google Patents

蓄电模块和控制设备的连接结构 Download PDF

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Abstract

是在具备多个蓄电元件的蓄电元件组安装有布线模块的蓄电模块和检测所述蓄电元件的状态的控制设备的连接结构，所述蓄电模块具备检测所述蓄电元件的状态并且与所述控制设备连接的检测电线，与所述检测电线连接并且一体地设置于所述蓄电模块的模块侧连接器和一体地设置于所述控制设备的设备侧连接器嵌合。

Description

蓄电模块和控制设备的连接结构
技术领域
本说明书公开的技术涉及蓄电模块和控制设备的连接结构。
背景技术
例如电动汽车、混合动力汽车等车辆用的电池模块具有多个单电池，并具备多根电线，该多根电线与用于检测和控制这些单电池的充放电状态的ECU单元连接。这些电线例如从电池模块引出并捆扎成束，通过设置于顶端侧的电池侧连接器与设置于ECU单元侧的设备侧连接器嵌合，从而与ECU单元连接。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-91003号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，因为通过手持电池侧连接器贴在设备侧连接器的开口并将其压入，从而进行连接器的嵌合作业，所以从电池模块导出的电线的余长必须根据足够进行其引绕作业的长度而设置。但是，有如下问题：在进行连接器的嵌合后，需要对从电池模块导出的电线的余长部分进行布设的空间，占用地方。
本说明书公开的技术是基于如上述的情况完成的，目的在于提供不需要布设空间的蓄电模块和控制设备的连接结构。
用于解决课题的方案
本说明书公开的技术是在具备多个蓄电元件的蓄电元件组安装有布线模块的蓄电模块和检测所述蓄电元件的状态的控制设备的连接结构，所述蓄电模块具备检测所述蓄电元件的状态并且与所述控制设备连接的检测电线，与所述检测电线连接并且一体地设置于所述蓄电模块的模块侧连接器和一体地设置于所述控制设备的设备侧连接器嵌合。
根据上述结构，因为与检测电线连接的模块侧连接器一体地设置于蓄电模块，所以能在不将检测电线引出到蓄电模块的外部的情况下与控制设备(设备侧连接器)连接。即，在蓄电模块的外侧可以不需要检测电线的布设空间。
上述蓄电模块和控制设备的连接结构也可以具备以下结构。
也可以设为如下结构：模块侧连接器具有模块侧壳体，模块侧壳体收纳与检测电线的末端连接的端子，在模块侧壳体设置有具有凸轮槽的杆，杆能以支承轴为中心转动，设备侧连接器具有能与模块侧壳体嵌合的设备侧壳体，在设备侧壳体中的与杆对置的位置形成有与凸轮槽卡合的凸轮销，通过伴随由杆转动引起的凸轮槽和凸轮销的卡合的凸轮作用进行模块侧连接器和设备侧连接器的嵌合及脱离。
根据上述结构，即使在检测电线的数量成为多个的情况下，也能利用凸轮作用进行模块侧连接器和设备侧连接器的嵌合及脱离，所以能减小作业时所需的力。
也可以设为如下结构：布线模块具备保持检测电线的树脂保护器，设置于模块侧连接器的固定部固定到设置于树脂保护器的被固定部。
根据上述结构，只要在单独地制造树脂保护器和模块侧连接器后使其一体化即可，所以与一体地制造全部的情况比较，能将制造成本抑制得低。
也可以设为如下结构：模块侧连接器具有保持体，模块侧壳体能吸收公差地保持于保持体内，固定部设置于保持体。
根据上述结构，即使在产生制造公差、组装公差的情况下，也能吸收这些公差。
电池侧连接器和设备侧连接器的嵌合方向也可以按如下设定。
在控制设备与布线模块对置地配置的情况下，模块侧连接器和设备侧连接器的嵌合方向也可以设定为沿着蓄电元件排列的排列方向。
另外，在控制设备与布线模块对置地配置的情况下，模块侧连接器和设备侧连接器的嵌合方向也可以设定为与安装有布线模块的蓄电元件的安装面交叉的方向。
进一步地，在控制设备在蓄电元件排列的排列方向排列配置的情况下，模块侧连接器和设备侧连接器的嵌合方向也可以设定为沿着排列方向。
当设为这样的结构时，能使蓄电模块和控制设备紧凑地集中。
发明效果
根据本说明书公开的技术，能提供在蓄电模块的外侧不需要检测电线的布设空间的蓄电模块和控制设备的连接结构。
附图说明
图1是示出实施方式1的电池模块和ECU的连接结构的立体图(嵌合前)。
图2是示出电池模块和ECU的连接结构的俯视图(嵌合前)。
图3是示出电池模块和ECU的连接结构的右视图(嵌合前)。
图4是嵌合前的电池侧连接器和设备侧连接器的立体图。
图5是嵌合前的电池侧连接器和设备侧连接器的俯视图。
图6是嵌合中途的电池侧连接器和设备侧连接器的立体图。
图7是嵌合中途的电池侧连接器和设备侧连接器的俯视图。
图8是嵌合前的电池侧连接器和设备侧连接器的主视图。
图9是图8的A-A剖视图。
图10是图8的B-B剖视图。
图11是示出电池模块和ECU的连接结构的立体图(嵌合状态)。
图12是示出电池模块和ECU的连接结构的俯视图(嵌合状态)。
图13是示出电池模块和ECU的连接结构的右视图(嵌合状态)。
图14是嵌合状态的电池侧连接器和设备侧连接器的立体图。
图15是嵌合状态的电池侧连接器和设备侧连接器的俯视图。
图16是相当于图8的B-B截面的嵌合状态的剖视图。
图17是示出实施方式2的电池模块和ECU的连接结构的立体图(嵌合前)。
图18是示出电池模块和ECU的连接结构的立体图(嵌合状态)。
图19是示出实施方式3的电池模块和ECU的连接结构的立体图(嵌合前)。
图20是示出电池模块和ECU的连接结构的立体图(嵌合状态)。
具体实施方式
<实施方式1>
参照图1至图16对实施方式1进行说明。本实施方式的电池模块10(蓄电模块的一个例子)作为例如电动汽车或者混合动力汽车等的驱动源而使用。以下，关于上下方向，以图1为基准，关于前后方向，将与对方侧连接器嵌合的嵌合方向作为前方、将相反侧作为后方进行说明。
电池模块10具备多个单电池(蓄电元件的一个例子)排列配置而成的单电池组11(蓄电元件组的一个例子)。各单电池在上表面具备一对电极端子(未图示)，相邻的单电池的电极端子之间通过布线模块20电连接。单电池组11借助该布线模块20连接到ECU60(控制设备的一个例子)。
布线模块20具备：导电性连接部件，其架设在相邻的电极端子之间；检测电线，其连接到电极端子，检测单电池的状态；以及树脂保护器21，其收纳这些连接部件及检测电线。此外，在各图中，省略这些结构要素的详情，将布线模块20整体表示为矩形的箱状体。
在布线模块20中、单电池的排列方向X(图2的上下方向)上的一端侧突出地设置用于与外部设备连接的圆棒状的外部连接端子22。该外部连接端子22设置于靠近布线模块20的宽度方向(图2的左右方向)上的一端的位置。
另外，在布线模块20中、同样是单电池的排列方向X上的一端侧，与外部连接端子22相邻地一体设置有电池侧连接器30。
电池侧连接器30是用于将电池模块10的检测电线连接到ECU60的连接器，固定于从树脂保护器21朝向侧方突出并一体地形成的装配台23(参照图1及图3)。
如图4所示，电池侧连接器30具备：电池侧壳体31，其具有呈横向较长的扁平块状的端子收纳部32和将该端子收纳部32包围的方筒状的罩部40；和保持体50，其将电池侧壳体31包围，电池侧连接器30一体地装配到树脂保护器21(装配台23)。
在端子收纳部32形成有在前后方向贯穿的多个腔33，与检测电线的端部连接的阴端子从后方插入到各腔33内而被收纳、保持。
另外，在端子收纳部32中的上下两外表面、且在靠近左右方向的两端部的位置设置有在前后方向延伸的一对引导肋34。这些引导肋34形成于上下表面的不同位置，在与后述的设备侧连接器61嵌合时，以设备侧连接器61以正规的方向嵌合的方式进行限制。
另外，在端子收纳部32中的左右两外表面的高度方向的中央部设置有从前方侧朝向后方侧倾斜同时立起的引导突出部39。
进一步地，在端子收纳部32中的上下两外表面分别设置有位于一对引导肋34之间的杆35。这些杆35形成有朝向一端侧开口的预定的曲线状的凸轮槽36，以上下呈点对称的姿势能以设置于端子收纳部32的转动轴37为中心转动地被支承(参照图9)。另外，在另一端侧设置有连结销38，连结销38嵌入到设置于罩部40的连结槽中而进行连结。另外，在与设备侧连接器61嵌合前，两杆35的凸轮槽36的入口朝向前方开口。
如上所述，一方罩部40呈将端子收纳部32包围的方筒状，在靠近其后端的位置，在上下两表面各设置有一对、在左右侧面各设置有1个、总共设置有6个向外侧突出并将后述的保持体50卡止的卡止部41(参照图10)。
另外，在罩部40的左右侧壁的内侧设置有朝向前方呈悬臂状延伸的一对锁臂42(参照图10)。锁臂42的顶端侧能朝向外侧弹性变形，在设备侧连接器61嵌合时，通过设置于顶端侧的卡止爪42A卡止于设备侧壳体62的卡止突出部66，从而将两连接器30、61保持为嵌合状态。此外，锁臂42的宽度尺寸设定为大于引导突出部39的宽度尺寸。
在罩部40的外表面进一步设置有在前后方向延伸的多个限制肋43。这些限制肋43从比罩部40的前端缘稍靠近后方的位置向后方侧设置，整体配置于后述的保持体50内。这些限制肋43设定为在与保持体50的内壁之间具有间隙的高度尺寸。限制肋43以配置于卡止部41的两侧的方式在上下两表面各设置有两对，在左右侧面设置有各一对，总共设置有12个。
如图9及图10所示，上述的端子收纳部32以在罩部40的后方内侧余下空间S、且从罩部40的前端突出到前方的方式配置。在该空间S能收纳从腔33导出的检测电线。另外，锁臂42的顶端缘以抵接于端子收纳部32的引导突出部39的方式设定(参照图4)。
上述结构的电池侧壳体31保持于保持体50内，并一体地装配到树脂保护器21。
保持体50形成将电池侧壳体31的罩部40包围并在前后方向延伸的方筒状，在上下壁部具备各一对、另外在左右壁部具备各一个能弹性变形的卡止片51，卡止片51被朝向后方且内侧切割冲起。这些卡止片51通过卡止于罩部40的卡止部41，从而在其内侧保持电池侧壳体31。此外，电池侧壳体31(罩部40)的后端通过设置于保持体50的后端附近的防脱部55而形成为防止向后方侧脱离的状态(参照图9及图10)。
在电池侧壳体31保持于保持体50内的正规位置的状态下，罩部40的前方侧以从保持体50的前端稍微突出的方式设定。
另外，保持体50在左右方向上的两端部附近具备从其下表面朝向下方延伸的一对固定腿52(固定部的一个例子)。固定腿52形成将圆筒沿着其轴方向三等分的形态，能朝向径向内侧弹性变形，在其下端缘设置有朝向外侧伸出的凸缘部53。凸缘部53的下端的周缘部朝向顶端侧倾斜地被切去，从而形成为插入到后述的树脂保护器21的嵌合凹部(被固定部的一个例子)时的引导面。
另一方面，设备侧连接器61具有能插入到上述电池侧壳体31的端子收纳部32与罩部40之间的方筒状的设备侧壳体62。在设备侧壳体62中的上下两壁部、且在靠近左右方向的两端的位置形成有引导槽63，引导槽63在前后方向延伸，并能接纳上述的电池侧壳体31的引导肋34。
另外，在引导槽63的左右方向的外侧设置有在前后方向延伸的支承肋64。支承肋64沿着电池侧壳体31的罩部40的角部内侧嵌入，从而在罩部40的内侧支承设备侧壳体62。
另外，设备侧壳体62中的左右两壁部形成为朝向外侧伸出的伸出部65，并且伸出部65中的前方侧形成为从其端缘部朝向后方切成
Figure BDA0001785760810000071
字形状的切口部68，在该切口部68的上下端面设置有朝向相互对置的面突出的一对卡止突出部66。
当设备侧壳体62与电池侧壳体31嵌合时，通过锁臂42进入到切口部68内，并且锁臂42的顶端的卡止爪42A越过卡止突出部66并卡止，从而可保持两壳体31、62的嵌合状态。
此外，这一对卡止突出部66之间的距离设定为比端子收纳部32的引导突出部39的宽度尺寸稍大的尺寸，通过引导突出部39进入到一对卡止突出部66之间，从而设备侧壳体62相对于电池侧壳体31的插入姿势被引导为正规姿势。
在设备侧壳体62的上下两外表面进一步立设有能与上述杆35的凸轮槽36卡合的凸轮销67。
这样的设备侧连接器61在呈扁平箱形的ECU的一个侧壁设置有一对。即，如图1所示，在1个ECU60上连接有2个电池模块10。
另一方面，如上所述，树脂保护器21一体地设置有朝向侧方(单电池排列的排列方向X、图3的左侧)突出的装配台23。在装配台23的上表面设置有用于将保持体50的固定腿52嵌入的嵌合凹部。在保持体50内保持有电池侧壳体31的电池侧连接器30通过保持体50的固定腿52与装配台23的嵌合凹部嵌合，从而一体地、即直接地装配到电池模块10(树脂保护器21)。
电池侧连接器30以与设备侧连接器61嵌合的嵌合方向朝向成为沿着单电池排列的排列方向X的方向(图3的左右方向)、且设备侧连接器61从电池模块10侧嵌合的方向的方式装配。另外，与设备侧连接器61嵌合的嵌合方向上的背面侧被安装于装配台23的背面盖24覆盖。
本实施方式的电池模块10及ECU60按如下连接。首先，如图1至图3所示，将2个电池模块10隔开预定的间隔排列配置。在该状态下，各电池模块10的电池侧连接器30以突出到比布线模块20的上表面靠上方的方式装配，其嵌合面与布线模块20的上表面垂直。
另一方面，ECU60以与布线模块20对置的方式配置，设置于其一个侧面(图3的左侧的面)的一对设备侧连接器61朝向与电池侧连接器30对置的方向。
ECU60及电池侧连接器30以沿着单电池排列的排列方向X(图3的左右方向)嵌合的方式设定。
具体地讲，当使ECU60朝向电池侧连接器30靠近而使设备侧壳体62与电池侧壳体31嵌合时，首先，如图6至图10所示，设备侧连接器61的凸轮销67进入到设为预定朝向的杆35的凸轮槽36的开口。当进一步将ECU60(设备侧连接器61)压入到电池侧连接器30时，则杆35转动，同时在凸轮槽36与凸轮销67之间通过杠杆作用而将设备侧连接器61向电池侧连接器30侧拉入，从而两连接器30、61正规地嵌合(参照图11至图16)。
此外，此时，设置于端子收纳部32的引导肋34被引导到设备侧壳体62的引导槽63内，由此，端子收纳部32和设备侧壳体62以正规的姿势嵌合。另外，设置于设备侧壳体62的支承肋64嵌入到电池侧壳体31的罩部40的角部内侧，从而设备侧壳体62支承在罩部40内。
而且，通过设置于罩部40的锁臂42卡止于设备侧壳体62的卡止突出部66，从而可保持电池侧壳体31和设备侧壳体62的嵌合状态。此外，此时，端子收纳部32的引导突出部39进入到一对卡止突出部66之间，同时锁臂42弹性变形，所以，据此也能将电池侧壳体31和设备侧壳体62的嵌合姿势引导为正规姿势。
根据这样的本实施方式的电池模块10和ECU60的连接结构，电池模块10和ECU60通过使与各自一体地设置的电池侧连接器30和设备侧连接器61嵌合而连接，所以检测电线不会从电池模块10引出到外部而露出，从而在电池模块10的外侧不需要检测电线的布设空间。
另外，即使在检测电线的数量多、连接器的端子成为多个的情况下，因为设为电池侧连接器30和设备侧连接器61利用凸轮机构嵌合的结构，所以也能轻松地进行嵌合作业。
另外，因为电池侧连接器30设为将设置于保持体50的固定腿52固定到设置于树脂保护器21上的装配台23的嵌合凹部的结构，所以只要在单独地制造电池侧连接器30和树脂保护器21后使其一体化即可。即，与一体地制造全部的情况比较，能将制造成本抑制得低。
另外，因为电池侧壳体31设为能吸收公差地保持在保持体50内的结构，所以即使在产生制造公差、组装公差的情况下，也能吸收这些公差。
而且，因为将ECU60以与布线模块20对置的方式配置，电池侧连接器30和设备侧连接器61的嵌合方向以沿着单电池排列的排列方向X的方式设定，所以能使整体紧凑地集中。
<实施方式2>
接着，利用图17及图18说明实施方式2。此外，以下仅对与实施方式1不同的结构进行说明，对与实施方式1同样的结构使用添加60的附图标记，省略重复的说明。
关于本实施方式的电池模块70和ECU120的连接结构，电池侧连接器90及设备侧连接器121的嵌合方向与上述实施方式不同。
本实施方式的电池侧连接器90和设备侧连接器121在与安装有布线模块80的单电池组11的安装面交叉的方向Y、具体为图17的上下方向上嵌合。电池侧连接器90设为除固定腿112相对于保持体110的设置位置以外与实施方式1同样的结构。固定腿112以在沿着保持体110的方筒状壁部的方向延伸的方式设置。由此，电池侧连接器90在装配到布线模块80的装配台83上的状态下使嵌合面朝向上方。
另一方面，设置于ECU120的设备侧连接器121以使其嵌合面朝向布线模块80侧的方式设置于ECU120的下表面侧。
根据这样的本实施方式的电池模块70和ECU120，因为ECU120与布线模块80对置地配置，电池侧连接器90和设备侧连接器121的嵌合方向设定为与安装有布线模块80的单电池组11的安装面交叉的方向Y，所以根据这样的结构也能将整体紧凑地集中。
<实施方式3>
接着，利用图19及图20说明实施方式3。此外，以下也仅对与实施方式1不同的结构进行说明，对与实施方式1同样的结构使用添加120的附图标记，省略重复的说明。
在本实施方式中，与上述实施方式不同的是ECU180在单电池排列的排列方向X排列配置的地方。另外，ECU180的设备侧连接器181以使其嵌合面朝向电池模块130的侧面的方式设置。
另一方面，电池侧连接器150以使其嵌合面朝向与实施方式1相反的一侧、即侧方的方式一体地设置于布线模块140。
根据这样的本实施方式的电池模块130和ECU180，因为ECU180在单电池排列的排列方向X排列配置，电池侧连接器150和设备侧连接器181的嵌合方向设定为沿着该排列方向X，所以根据这样的结构，也能将整体紧凑地集中。
<其他实施方式>
本说明书公开的技术并不限定于通过上述记述及附图说明的实施方式，例如，下面的实施方式也包含于技术范围。
(1)在上述实施方式中，设为利用杆和凸轮销的凸轮作用使电池侧连接器和设备侧连接器嵌合及脱离的结构，但是杆、凸轮销也能省略。
(2)在上述实施方式中，设为将电池侧连接器一体地装配到树脂保护器的结构，但是，例如也可以设为设置用于将电池侧连接器固定的、例如固定用框架等其他的部件。
(3)在上述实施方式中，设为利用保持体将电池侧连接器装配于电池模块(树脂保护器)侧的结构，但是也可以不设置保持体，而设为在电池侧壳体直接设置固定部的结构。
(4)或者，也可以设为将电池侧连接器例如与树脂保护器预先一体成形的结构。
(5)单电池组(蓄电元件组)也可以包含与单电池(蓄电元件)不同的部件。
(6)电池侧连接器和设备侧连接器的结构并不限定于上述实施方式。
(7)在上述实施方式中，设为在1个ECU装配有2个电池模块的结构，但是ECU、电池模块的连接数量并不限定于上述实施方式。
附图标记说明
10、70、130：电池模块(蓄电模块)
11：单电池组(蓄电元件)
20、80、140：布线模块
21：树脂保护器
23、83：装配台(被固定部)
30、90、150：电池侧连接器(模块侧连接器)
31：电池侧壳体(模块侧壳体)
35：杆
36：凸轮槽
37：转动轴
50：保持体
52：固定腿(固定部)
60、120、180：ECU(控制设备)
61、121、181：设备侧连接器
62：设备侧壳体
67：凸轮销
X：排列方向
Y：交叉的方向

Claims (6)

1.一种蓄电模块和控制设备的连接结构，是在具备多个蓄电元件的蓄电元件组安装有布线模块的蓄电模块和控制设备的连接结构，所述布线模块具备保持检测所述蓄电元件的状态的检测电线的树脂保护器，所述控制设备与所述检测电线连接并检测所述蓄电元件的状态，
与所述检测电线连接并且一体地设置于所述蓄电模块的模块侧连接器和一体地设置于所述控制设备的设备侧连接器嵌合，所述模块侧连接器固定在所述蓄电模块，所述检测电线没有引出到所述蓄电模块的外部，
所述模块侧连接器具有模块侧壳体和保持体，所述模块侧壳体收纳与所述检测电线的末端连接的端子，所述模块侧壳体能吸收公差地保持于所述保持体内部，
设置于所述保持体的固定部固定到设置于所述树脂保护器的被固定部。
2.根据权利要求1所述的蓄电模块和控制设备的连接结构，其中，
所述模块侧连接器具有模块侧壳体，所述模块侧壳体收纳与所述检测电线的末端连接的端子，在所述模块侧壳体设置有具有凸轮槽的杆，所述杆能以支承轴为中心转动，
所述设备侧连接器具有能与所述模块侧壳体嵌合的设备侧壳体，在所述设备侧壳体中的与所述杆对置的位置形成有与所述凸轮槽卡合的凸轮销，
通过伴随由所述杆转动引起的所述凸轮槽和所述凸轮销的卡合的凸轮作用进行所述模块侧连接器和所述设备侧连接器的嵌合及脱离。
3.根据权利要求1所述的蓄电模块和控制设备的连接结构，其中，
在所述模块侧壳体设置有具有凸轮槽的杆，所述杆能以支承轴为中心转动，
所述设备侧连接器具有能与所述模块侧壳体嵌合的设备侧壳体，在所述设备侧壳体中的与所述杆对置的位置形成有与所述凸轮槽卡合的凸轮销，
通过伴随由所述杆转动引起的所述凸轮槽和所述凸轮销的卡合的凸轮作用进行所述模块侧连接器和所述设备侧连接器的嵌合及脱离。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的蓄电模块和控制设备的连接结构，其中，
所述控制设备与所述布线模块对置地配置，
所述模块侧连接器和所述设备侧连接器的嵌合方向设定为沿着所述蓄电元件排列的排列方向。
5.根据权利要求1或权利要求2所述的蓄电模块和控制设备的连接结构，其中，
所述控制设备与所述布线模块对置地配置，
所述模块侧连接器和所述设备侧连接器的嵌合方向设定为与安装有所述布线模块的所述蓄电元件的安装面交叉的方向。
6.根据权利要求1或权利要求2所述的蓄电模块和控制设备的连接结构，其中，
所述控制设备在所述蓄电元件排列的排列方向排列配置，
所述模块侧连接器和所述设备侧连接器的嵌合方向设定为沿着所述排列方向。
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