JP2004031049A - バッテリ接続プレート - Google Patents

Abstract

【課題】電気自動車やハイブリッドカーの電源用として多数束ねた電池パックを一括して直列接続するためのバッテリ接続プレートにあって、車種変更で電池パック数が異なる場合でも自在に対応可能な汎用型のバッテリ接続プレートを提供する。
【解決手段】１つのバスバー３３ｂが細長い平板である場合にその長手方向中央部に一段高く曲げ加工してバスバーブリッジ部３３ｃを設け、このバスバーブリッジ部３３ｃに貫通して電気絶縁材で成形された複数の絶縁リング３７を固定する。その絶縁リング３７に不用な接続単位の正極ポスト３と負極ポスト４を挿通させる。絶縁リング３７で電気的に絶縁状態とされたかかる不用な正極ポスト３と負極ポスト４の２つの電極ポストを飛び越して、図２でいう左端の正極ポスト３と右端の負極ポスト４をバスバー３３ｂを介して直結する。それにより、不用な２個の電池パック２を取り外す必要がなくなる。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数個の電池パックを束ねたバッテリ集合体において、正負の電極ポストを一括して直列に接続するためのバッテリ接続プレートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
大気汚染や騒音など環境に配慮した自動車として、近年、電源バッテリの電力でモータを駆動させて走行する電気自動車が普及し、またエンジンを作動させて発電した電力と電源バッテリの電力を併用してモータを可変速制御しながら走行するハイブリッドカーが普及している。
【０００３】
一般に、そうした電気自動車やハイブリッドカーに用いられる電源バッテリは、多数の平たい直方体の電池パックを横並びに重ねて束ね、接続端子である正極（＋）と負極（−）の電極ポストを互い違いに配列して直列に電気的接続されている。それら互い違いに配列されている正負の電極ポストを一括して直列に接続するためのバッテリ接続プレートについて、本願出願人をはじめとする多くの提案がなされている。
【０００４】
図５は、かかるバッテリ接続プレートの従来構造として、特開２００１−５７１９６号公報に記載されたバッテリ集合体（組電池）を示す斜視図である。このバッテリ集合体（組電池）１は電気自動車の駆動電源として使用され、平たい直方体のニッケル・水素二次電池方式によるこの場合２０個の電池パック２を、これらの接続端子である正負の電極ポスト３，４を互い違いに横並びに重ねて結束バンドで束ね、束ねた両側にサイドプレート５を取り付けて構成している。正極ポスト３と負極ポスト４はいずれも外周に雄ねじを形成したボルト状になっている。
【０００５】
ところで、車種変更に伴って要求される電源バッテリの電気容量によって電池パック２の個数が変更されることが多々ある。それに対応して、バッテリ接続プレート１０のプレート長さＬ（ｍｍ）も１個の電池パック２の厚さ寸法ｔを総計した組電池の全体横幅寸法に合わせて品番ごとに異なる。
【０００６】
バッテリ接続プレート１０は射出成形されたプラスチック製品であり、その細長いプレート本体１１の図でいう左端には１個の電池パック２の例えば正極ポスト３を隔絶するＵ字枠形の単極ポスト囲い壁１２が設けられている。また、隣り合う２個の電池パック２の一方側の正極ポスト３と他方側の負極ポスト４を接続の一単位にして隔絶する楕円形の両極ポスト囲い壁１３が横一列に等間隔で設けられている。
【０００７】
それら単極ポスト囲い壁１２と両極ポスト囲い壁１３にはそれぞれ内側にＣｕ（銅）などの導電性金属を平板加工したバスバー１５，１６が嵌め込み式か、あるいはプレート本体１１の射出成形時にインサート成形などして装着されている。バスバー１５，１６には正負の電極ポスト３，４が貫通する１個もしくは２個の貫通孔が設けてあり、両電極ポストを電気的に直結する。
【０００８】
ところで、この図５で例示されたバッテリ集合体１において、試作に使用したり車両に搭載して実機使用する段階で、車種変更により品番が異なると電源バッテリとして電気容量が過分の場合は例えば隣り合う２個分の電池パック２が不用となる場合がある。しかし、製造現場の現状として、車種変更ごとに不用な電池パック２を取り外したり逆に付加したりするのでは、作業が非常に煩わしく組立工数などが高騰する。さらには、そうした電池パック数に応じて長さＬがその都度異なる他種のバッテリ接続プレート１０を在庫することは、成形金型などに多大な設備コストがかかってしまう。そのため、そうした不用な電池パックをそのまま装着状態にして試作や実機搭載に備えることが多々ある。また、装着状態にしておくことの利点として、他の電池パック２に不良が発生した場合など代用電池パックとして即応できるということもある。
【０００９】
そこで、装着されたままの不用な電池パック２の正負極ポスト３，４を他の電池パック２の正負極ポスト３，４から電気的に隔絶して絶縁しておく必要がある。図６は、不用なこの場合隣り合う２個の電池パック２の正極ポスト３と負極ポスト４を二つ飛びにして、図でいう左端の正極ポスト３と右端の負極ポスト４をワイヤハーネス２０で電気的に接続する構造を示している。すなわち、ワイヤハーネス２０を両端に圧着したＬＡ端子２１を介して電池パック二つ飛びで隣り合う正極ポスト３と負極ポスト４に接続し、ナット１７を螺合させてポスト座金部３ａ，４ａとの間に結合した構造である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、その飛び越えた電極ポスト同士をワイヤハーネス２０で接続する作業はかなり手間を要し、製造ラインにおいて組立工程を１工程増すことになってコスト高を招く不都合がある。
【００１１】
以上から、本発明の目的は、電気自動車やハイブリッドカーの電源用として多数束ねた電池パックを一括して直列接続するためのバッテリ接続プレートにあって、車種変更で電池パック数が異なる場合でも組立工数を増やすことなく自在に対応可能な汎用型のバッテリ接続プレートを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明にかかる請求項１に記載のバッテリ接続プレート３０は、図２に示すように、重ねて束ねた複数個の電池パック２の接続端子である正極ポスト３と負極ポスト４を互い違いに配列し、隣り合う正極ポスト３と負極ポスト４をバスバー３３ｂで直結して接続単位を構成し、それら接続単位を一括して直列に接続するためのものであって、電気容量の品番変更によって接続単位の１つまたは複数が不用になる場合、前記バスバー３３ｂの１つが不用な接続単位を飛び越した両側に位置する正極ポスト３と負極ポスト４を橋渡しによって直結できるよう形成されていることを特徴とする。
【００１３】
以上から、この請求項１に記載のバッテリ接続プレートは、第１実施の形態として、１つのバスバー３３ｂに設けたバスバーブリッジ部３３ｃを不用な接続単位である正極ポスト３と負極ポスト４を例えば１個ずつ飛び越えさせることにより、その二つ飛びの両側に位置する他の正極ポスト３と負極ポスト４を橋渡しにして電気的に直結する。それにより、不用な例えば２個の電池パック２を取り外す手間を省き、そのままバッテリ集合体として装着状態にしておくことができる。
【００１４】
また、請求項２に記載のバッテリ接続プレートは、第２実施の形態として図２および図３に示すように、１つのバスバー３３ｂが細長い平板でその長手方向中央部に一段高く曲げ加工したバスバーブリッジ部３３ｃを有し、このバスバーブリッジ部３３ｃに貫通させて固定した電気絶縁性の複数の筒体（絶縁リング）３７に前記不用な接続単位の正極ポスト３と負極ポスト４を挿通させるようにしたことを特徴とする。
【００１５】
以上から、この第２実施の形態のバッテリ接続プレートにおいては、不用な接続単位である正極ポスト３と負極ポスト４の例えば１個ずつを絶縁リング３７を介してバスバーブリッジ部３３ｃに挿通させる。そのように絶縁リング３７で電気的に絶縁状態とされた不用な正極ポスト３と負極ポスト４の２個を飛び越し、その両側に位置する別の正極ポスト３と負極ポスト４をバスバーブリッジ部３３ｃで橋渡しにして電気的に直結する。したがって、この場合も不用な例えば２個の電池パック２を取り外す手間を省き、そのままバッテリ集合体として装着状態にしておくことができる。
【００１６】
また、請求項３に記載のバッテリ接続プレートは、第３実施の形態として図４に示すように、前記バスバー３３ｂの１つが長手方向中央部に一段高く曲げ加工してバスバーブリッジ部３３ｃを有し、このバスバーブリッジ部３３ｃの全長に亘って被覆して電気絶縁性の絶縁部材４０を設け、この絶縁部材４０で電気的接続を断って前記不用な接続単位の正極ポスト３と負極ポスト４のそれぞれ頭部が前記バスバーブリッジ３３ｃに非接触にしてなっていることを特徴とする。
【００１７】
以上から、この第３実施の形態のバッテリ接続プレートにおいては、不用な接続単位である正極ポスト３と負極ポスト４の例えば１個ずつを飛び越えるバスバーブリッジ部３３ｃには、その全長に電気絶縁性の絶縁部材４０を被せているので、不用な正極ポスト３と負極ポスト４の頭部がバスバーブリッジ部３３ｃに接触しないように電気的に非導通状態とすることができる。
絶縁部材４０としては、例えば電気絶縁材料による熱収縮チューブをバスバーブリッジ部３３ｃの表面を被って密着させる構造、あるいはバスバーブリッジ部３３ｃを溶解ゴム中に浸漬させてブリッジ部全長をゴム被覆した構造などが可能である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかるバッテリ接続プレートの実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、射出成形された樹脂成形品であるバッテリ接続プレート３０を示す正面図である。
【００１９】
横並びに重ねて束ねた複数個の電池パック２の個数に対応して細長くプレート本体３１が成形され、このプレート本体３１の図でいう左端には、ボルトや雄ねじ状に形成した正極ポスト３または負極ポスト４のいずれか一方を取り囲んで他電極と電気的な絶縁を図る単極ポスト囲い壁３２が設けられている。また、正極ポスト３と負極ポスト４の２つを接続単位にして取り囲み、隣り合う他の接続単位と互いに電気的な絶縁を図る両極ポスト囲い壁３３が横一列に等間隔に設けられている。
【００２０】
それら単極ポスト囲い壁３２と両極ポスト囲い壁３３にはそれぞれＣｕ（銅）板によるバスバー３２ｂ，３３ｂが嵌め込み式またはインサート成形によって装着されている。一方のバスバー３２ｂには正極ポスト３または負極ポスト４を挿通させるための貫通孔３２ａが設けられ、他方のバスバー３３ｂには正極ポスト３と負極ポスト４の２つの電極ポストを挿通させるための貫通孔３３ａが設けられている。
【００２１】
ところで、多数束ねられた電池パック２のうちの幾つかは、車種変更に伴って必要とされる電源バッテリの電気容量から不用となる場合がある。例えば、隣り合う２つの電池パック２の正極ポスト３の１個と負極ポスト４の１個からなる接続単位が不用である場合、バッテリ集合体からそれら不用な２個分の電池パック２を取り外す手間を省き、そのまま装着状態にしておくためには不用な接続単位の両側の他の接続単位と電気的に絶縁する必要がある。
【００２２】
図２を参照して、本発明の目的を達成するためには、前記バスバー３３ｂの１つに細長い平板状のものを用い、この長手方向の中央部を曲げ加工してバスバーブリッジ部３３ｃを設ける。このバスバーブリッジ部３３ｃを電気的に非導通状態で上記不用な２個の正極ポスト３と負極ポスト４を飛び越えさせ、図でいう左端の正極ポスト３と右端の負極ポスト４を直結すれば、第１実施の形態として所期の目的を達成できる。
【００２３】
つぎに、第２実施の形態について同じく図２と図３に示す。すなわち、バスバー３３ｂの１つはこの場合４個の電池パック２を重ねた横幅寸法にほぼ相当する長さを有し、上記第１実施の形態と同様、その長手方向の中央部を一段高く曲げ加工してバスバーブリッジ部３３ｃを設ける。バスバーブリッジ部３３ｃには不用な正極ポスト３と負極ポスト４に対応して２つの貫通孔３３ｅが設けられている。それら貫通孔３３ｅには本発明でいう電気絶縁性筒体である本例では合成樹脂成形品の絶縁リング３７が嵌合して固定されている。この絶縁リング３７に不用な正極ポスト３と負極ポスト４が余裕の隙間を設けて遊嵌状態で挿通している。それにより、不用な正極ポスト３と負極ポスト４はそれらに隣り合う他の電極ポストとは電気的に絶縁状態で隔絶される。
【００２４】
したがって、この第２実施の形態においては、バスバーブリッジ部３３ｃに絶縁リング３７を設けた分、第１実施の形態の場合よりも絶縁性をさらに確実なものとすることができる。このようにして、不用な正極ポスト３と負極ポスト４を他の電極ポストから絶縁することにより、不用な２個の電池パック２を取り外す手間を省き、バッテリ集合体として装着状態のままとされる。
【００２５】
なお、図２において、かかるブリッジ部付きのバスバー３３ｂの両端では、それぞれ設けた貫通孔３３ｄに橋渡し直結される他の正極ポスト３や負極ポスト４を挿通させる。それらにナット３ｂを螺合させてポスト座金部３ａ，４ａとの間に共締めすることで、不用な正極ポスト３と負極ポスト４を飛び越して直結される。
【００２６】
つぎに、第３実施の形態について図４に示す。この場合、上記図２と図３の第２実施の形態で示されたバスバーブリッジ部３３ｃの全長に亘ってその表面を電気絶縁材による絶縁部材４０で被った構造である。絶縁部材４０としては、例えば絶縁材料による熱収縮チューブを密着させることができる。または、バスバーブリッジ部３３ｃを溶解ゴム中に浸漬させることにより、ブリッジ部全長をゴム被覆した構造などが可能である。
【００２７】
したがって、この第３実施の形態は、第１実施の形態のバスバーブリッジ部３３ｃを基本にして、この全長を絶縁部材４０で被ったことが相違点である。すなわち、不用な接続単位である正極ポスト３と負極ポスト４の１個ずつを飛び越えさせるのであるが、かかる不用な正極ポスト３と負極ポスト４の頭部がバスバーブリッジ部３３ｃに接触して電気的導通しないように、絶縁部材４０で導通を断って非接触状態にするものである。この場合も絶縁部材４０を設けた分、バスバー３３ｂと不用電極ポストとの間の電気的絶縁性という点では第１実施の形態の場合よりも確実性が一層高められる。
【００２８】
以上、第１〜第３各実施の形態について示されたが、別な観点から言い換えると、搭載される電源バッテリの品番変更などの都合のために電池パック２の幾つかが不用となる場合でも、そのままバッテリ集合体として組み込んでおくようにすれば、長さの異なる他種のバッテリ接続プレート３０を準備する必要がないということである。すなわち、１つの品番のバッテリ接続プレート３０でもって他の品番に転用させて汎用性をもたせることにより、それだけ金型制作費を大幅に節減できる大きな利点が得られる。
【００２９】
さらには、不用電池パック２をそのまま装着しておけば、使用時に他の電池パック２に不良が発生した場合でも、それまで不用であった未使用状態の電池パック２を代替えして即応使用できるといった利点がある。代替え使用の際は、バスバーブリッジ部３３ｃを有する１つのバスバー３３ｂが取り外され、図１中円内に示す正規の矩形状平板のバスバー３３ｂが用いられる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかかる請求項１に記載のバッテリ接続プレートは、束ねられて隣り合う電池パックの例えば２個が自動車の車種変更などによる電気容量面で不用となるような場合、多数のバスバーのうちの１つに設けたバスバーブリッジ部を不用なそれら２個の電池パックの一方側の正極ポストと他方側の負極ポストを飛び越えさせ、その両側に位置する他の正極ポストと負極ポストに橋渡しによって電気的に直結するようにすれば、不用な２個の電池パックを取り外す手間が省ける。
【００３１】
また、請求項２に記載のバッテリ接続プレートは、バスバーブリッジ部に固定した絶縁リングに例えば不用な接続単位の正極ポストと負極ポストを挿通させて電気的に絶縁状態とすることにより、それら不用な電極ポストを飛び越して別の正極ポストと負極ポストをバスバーを介して直結できる。
【００３２】
また、請求項３に記載のバッテリ接続プレートは、絶縁性の絶縁部材で被ったバスバーブリッジ部で不用な接続単位の正極ポストと負極ポストを飛び越えさせることにより、不用な正極ポストと負極ポストの頭部をバスバーブリッジ部に対して電気的に非接触状態にして、バスバーブリッジ部を介して別の正極ポストと負極ポストを電気的に直結することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるバッテリ接続プレートを示す正面図である。
【図２】同バッテリ接続プレートに装着される第２実施の形態のブリッジ付きのバスバーを示す図１中Ａ−Ａ線からの組立断面図である。
【図３】同第２実施の形態のバスバーの装着前を示す分解斜視図である。
【図４】第３実施の形態のバスバーを示す部分断面による正面図である。
【図５】従来例として多数重ねた電池パックの電極を一括して直列接続させるバッテリ接続プレートを装着した状態のバッテリ集合体を示す斜視図である。
【図６】同バッテリ集合体において不用な電池パックを飛び越してワイヤハーネスで接続する態様を示す従来例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１　　　　　　　　バッテリ集合体
２　　　　　　　　電池パック
３　　　　　　　　正極ポスト
３ｂ　　　　　　　バスバー共締め用のナット
４　　　　　　　　負極ポスト
２０　　　　　　　ワイヤハーネス
３０　　　　　　　バッテリ接続プレート
３１　　　　　　　プレート本体
３２　　　　　　　単極ポスト囲い壁
３３　　　　　　　両極ポスト囲い壁
３３ｂ　　　　　　バスバー
３３ａ　　　　　　貫通孔
３３ｃ　　　　　　バスバーブリッジ部
３７　　　　　　　絶縁リング
４０　　　　　　　絶縁部材

Claims (3)

1. 重ねて束ねた複数個の電池パックの接続端子である正極ポストと負極ポストを互い違いに配列し、隣り合う正極ポストと負極ポストをバスバーで直結して接続単位を構成し、それら接続単位を一括して直列に接続するためのバッテリ接続プレートであって、
   電気容量の品番変更によって接続単位の１つまたは複数が不用になる場合、前記バスバーの１つが不用な接続単位を飛び越した両側に位置する正極ポストと負極ポストを橋渡しによって直結できるよう形成されていることを特徴とするバッテリ接続プレート。
2. 前記バスバーの１つが細長い平板の長手方向中央部に一段高く曲げ加工したバスバーブリッジ部を有し、このバスバーブリッジ部に貫通させて固定した電気絶縁性の複数の筒体に前記不用な接続単位の正極ポストと負極ポストを挿通させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のバッテリ接続プレート。
3. 前記バスバーの１つが長手方向中央部に一段高く曲げ加工してバスバーブリッジ部を有し、このバスバーブリッジ部の全長に亘って被覆して電気絶縁性の絶縁部材を設け、この絶縁部材で電気的接続を断って前記不用な接続単位の正極ポストと負極ポストのそれぞれ頭部が前記バスバーブリッジに非接触にしてなっていることを特徴とする請求項１に記載のバッテリ接続プレート。

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