JP2013054996A - 電池配線モジュール及び電池モジュール温度調整システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電池配線モジュール20は、正極及び負極の電極部(電極端子)12,13を有する複数の単電池11の隣り合う電極部12,13間を接続する複数のバスバー(接続部材)21と、複数のバスバー21を保持するものであって、複数の単電池11に対して対向状をなす形で組み付けられるプロテクタ30と、単電池11と対向状をなす第1の面36と、単電池11と対向状をなすとともに第1の面36よりも単電池11との間の距離が相対的に大きくなっていて且つ単電池11との間に通気空間S2を保有する第2の面37とを備える。
【選択図】図8
Description
複数の単電池を電気的に接続するために、例えば、特許文献1に記載されているような電池配線モジュールが用いられる。
(1)前記接続部材に重ねられ電線の端末部に接続された検知端子が備えられ、前記プロテクタには、前記接続部材を保持する接続部材保持部と、前記検知端子に接続された前記電線が通される電線通し部とが設けられており、前記第1の面は、前記電線通し部に形成されるのに対し、前記第2の面は、前記接続部材保持部に形成されている。このようにすれば、検知端子に接続された電線には、検知用の信号が伝送されるので、流される電流の電流値が接続部材に比べてごく小さなものとなっている。従って、上記電線からの発熱量も小さいことから、プロテクタのうち電線が通される電線通し部に第1の面を形成するのが好ましい。これに対して、プロテクタのうち接続部材を保持する接続部材保持部には、単電池との間に通気空間を保有する第2の面を形成することで、接続部材から生じる大きな発熱量の熱を効率的に放散させることができる。
(1)前記送風装置は、少なくとも冷気を送風可能とされる。このようにすれば、送風装置によって通気空間に冷気を送風することで、高い放熱性能が得られる。
本発明の実施形態1を図1から図12によって説明する。本実施形態の電池配線モジュール20は、図1に示すように、単電池11が複数個並べられた単電池群に取り付けられて電池モジュール10を構成するものであって、この電池モジュール10は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の車両の駆動源として使用される。なお、各図面の一部にはX軸、Y軸及びZ軸を示しており、各軸方向が各図面で示した方向となるように描かれている。また、上下の記載は、図7から図12を基準とする。
電池モジュール10は、図1に示すように、例えば横並びに配列された複数個の単電池11(単電池群)と、複数個の単電池11に取り付けられる電池配線モジュール20とを備えて構成されている。
単電池11は、図4に示すように、内部に図示しない発電要素が収容された直方体状の本体部11aと、本体部11aの所定の面(上面)から突出するとともにY軸方向に沿って前後に並んで配される正極または負極の電極部12,13と、同じく本体部上であって両電極部12,13の略中間位置に突出して設けられた電圧検知用の電極部14とを備えている。各電極部12,13,14は、角筒状のナット(四角ナット)からなり、中心にネジ孔が貫通形成され、その上下を除いた周縁は合成樹脂製の絶縁部材によって覆われた電極保持部12a,13a,14aとされている。
電池配線モジュール20は、図1及び図2に示すように、X軸方向について左右に隣り合う電極部12,13間を接続する複数のバスバー21(接続部材に相当する)と、各バスバー21に重ねられ単電池11の電圧を検知するための複数の電圧検知端子25と、電圧検知用の電極部14に重ねられ単電池11の電圧を検知するための複数の中間電圧検知端子26と、バスバー21及び各電圧検知端子25,26を収容する合成樹脂製のプロテクタ30とを備えている。
バスバー21は、銅、銅合金、ステンレス鋼(SUS)、アルミニウム等の金属からなり、図3に示すように、隣り合う電極部12,13間の寸法に応じた長さの板状をなし、電極部12,13のネジ孔に連通する通し孔22が一対貫通形成されている。この通し孔22の形状は、接続方向(X軸方向、図3の左右方向)を長手方向とする長円形状をなしている。そして、バスバー21の接続方向に沿う側縁であって、通し孔22の前後両側となる位置には、被係合凹部23が切り欠き形成されている。
各電圧検知端子25,26は、図1に示すように、一対の電圧検知端子25、または電圧検知端子25と中間電圧検知端子26により、それぞれ対応する電極部12,13,14に電気的に接続されることで、各単電池11における所望の電圧を検出する。まず、バスバー21上に重ね合わされる電圧検知端子25について説明すると、長方形状の平板部と、平板部から突出して設けられた圧着部を備え、圧着部には電圧検知用電線W1が圧着されている。平板部の中心部には、電極部12のネジ孔、及び通し孔22に連通する長円形状の挿通孔が貫通形成されている。
プロテクタ30は、図1に示すように、合成樹脂製とされる複数の連結ユニット31を相互に連結してなり、全体として単電池11の並び方向(X軸方向)に沿って細長い、長手状をなしている。プロテクタ30には、単電池11に接続されるバスバー21及び各電圧検知端子25,26に加えて電線W1,W2が保持されるようになっている。詳しくは、プロテクタ30を構成する各連結ユニット31には、バスバー21を保持するバスバー保持部32と、中間電圧検知端子26を保持する中間保持部33と、電線W1,W2を保持する電線通し部34とが設けられている。バスバー保持部32には、バスバー21に重なる形で配される電圧検知端子25がバスバー21と共に保持される。
バスバー保持部32は、図1に示すように、プロテクタ30において単電池11の並び方向(X軸方向)に沿って複数が並んで設けられていて1つの列をなしている。プロテクタ30には、このバスバー保持部32の列が一対、Y軸方向における外端位置にそれぞれ備えられている。言い換えると、プロテクタ30は、一対のバスバー保持部32の列の間に、中間保持部33及び電線通し部34がY軸方向について挟み込まれる配置構成となっている。X軸方向について隣り合うバスバー保持部32の間には、所定の連通空間S1が保有されており、この連通空間S1を横切る形で配される連結壁35によって隣り合うバスバー保持部32同士が連結されている。連結壁35は、隣り合うバスバー保持部32における側壁部32b同士を連結しており、Y軸方向について外端付近(電線通し部34側とは反対側の端部付近)に配されている。なお、上記連通空間S1は、X軸方向について隣り合うバスバー21間を絶縁する絶縁層として機能し得るものとされる。
中間保持部33は、図1に示すように、プロテクタ30において単電池11の並び方向(X軸方向)に沿って複数が並んで設けられていて1つの列をなしている。プロテクタ30には、この中間保持部33の列が1つ、Y軸方向における中央位置に備えられている。中間保持部33は、図5に示すように、各連結ユニット31において4つずつがX軸方向に沿って並んで配されている。中間保持部33は、中間電圧検知端子26の本体部を上方から嵌め込むことが可能な矩形状の開口を有する端子保持部33aと、圧着部を収容すると共にそれに圧着された電圧検知用電線W2を電線通し部34内に導出可能な電線通し溝33bとから構成されている。連結ユニット31が有する中間保持部33のうち、図5に示す右端のものからは、一対の嵌合凸部33cがX軸方向に沿って同図右方へ向けて突出して設けられている。これに対して、連結ユニット31が有する中間保持部33のうち、図5に示す左端のものにおける端子保持部33aを挟んだ前後に、嵌合凸部33cを嵌合可能な一対の嵌合凹部33dが同図左側に向けて開口して形成されている。複数の連結ユニット31を組み付ける際には、嵌合凸部33cが隣り合う連結ユニット31が有する嵌合凹部33dに嵌合されることで、Y軸方向についての位置決めなどが図られるものとされる。また、中間保持部33には、図6,図7及び図9に示すように、単電池11に対する電池配線モジュール20の組み付け方向(Z軸方向)に沿って単電池11側に向けて突出するとともに、電圧検知用の電極部14を上記組み付け方向と交差する方向(X軸方向及びY軸方向)について位置決め可能な位置決め部33eが設けられている。
電線通し部34は、図1に示すように、プロテクタ30において単電池11の並び方向(X軸方向)に沿って延在する溝形をなしており、その延在方向に沿って電線W1,W2を配索することが可能とされる。プロテクタ30には、この電線通し部34が一対、Y軸方向について中央側の中間保持部33の列と、両端側のバスバー保持部32の各列との間に挟み込まれる形でそれぞれ配されている。電線通し部34は、図5及び図7に示すように、電線W1,W2を受けるとともにX軸方向に沿って延在する底壁部34aと、底壁部34aにおけるY軸方向の両端部から立ち上がるとともにX軸方向に沿って延在する一対の側壁部34bとからなり、全体としてZ軸方向について単電池11側とは反対側に向けて開放される断面略チャンネル型をなしている。電線通し部34を構成する一対の側壁部34bのうち、バスバー保持部32寄り(外寄り)の側壁部34bは、その一部がバスバー保持部32(分割バスバー保持部32S)における電線通し部34寄りの側壁部32b(分割側壁部32bS)を兼用している。この電線通し部34における各側壁部34bには、バスバー保持部32のバレル保持部32eと中間保持部33の電線通し溝33bとがそれぞれ連なる形で形成されており、これらバレル保持部32e及び電線通し溝33bを通された各電線W1,W2が、電線通し部34内に収容されるようになっている。また、電線通し部34を構成する両側壁部34bにおける立ち上がり先端部からは、X軸方向について部分的に電線W1,W2を保持するための電線保持突部34cがY軸方向に沿って突出して形成されている。電線保持突部34cは、X軸方向について間欠的に配されており、その配列間隔が中間保持部33(端子保持部33a)の配列間隔とほぼ一致している。
本発明の実施形態2を図13から図15によって説明する。この実施形態2では、バスバー保持部132の側壁部132bに通気開口部40を設けるようにしたものを示す。なお、上記した実施形態1と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
本発明の実施形態3を図16によって説明する。この実施形態3では、電池配線モジュール220の構成部品として蓋体41を追加し、その蓋体41に整流板239を設けるようにしたものを示す。なお、上記した実施形態1と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
本発明の実施形態4を図17または図18によって説明する。この実施形態4では、車両に搭載されたエアコンを利用した電池モジュール温度調整システムBMASについて示す。なお、上記した実施形態1と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)上記した各実施形態では、電池配線モジュールにおいて、バスバーが単電池との間にプロテクタにおけるバスバー保持部の底壁部を介在させて配される構成のものを示したが、単電池とバスバー保持部の底壁部との間にバスバーが介在する配置(バスバーがバスバー保持部の底壁部における単電池側の面に配される配置)とすることも可能である。その場合は、バスバーにおける単電池との対向面が、電池配線モジュールにおける「第2の面」を構成することになる。
Claims (14)
- 正極及び負極の電極端子を有する複数の単電池の隣り合う電極端子間を接続する複数の接続部材と、
複数の前記接続部材を保持するものであって、複数の前記単電池に対して対向状をなす形で組み付けられるプロテクタと、
前記単電池と対向状をなす第1の面と、
前記単電池と対向状をなすとともに前記第1の面よりも前記単電池との間の距離が相対的に大きくなっていて且つ前記単電池との間に通気空間を保有する第2の面とを備える電池配線モジュール。 - 前記接続部材に重ねられ電線の端末部に接続された検知端子が備えられ、前記プロテクタには、前記接続部材を保持する接続部材保持部と、前記検知端子に接続された前記電線が通される電線通し部とが設けられており、
前記第1の面は、前記電線通し部に形成されるのに対し、前記第2の面は、前記接続部材保持部に形成されている請求項1記載の電池配線モジュール。 - 前記電線通し部における前記第1の面と前記接続部材保持部における前記第2の面とに連なるとともに、前記第1の面及び前記第2の面から前記単電池側に向けて突出する補強部が設けられており、
前記補強部は、前記第2の面に連なる部分が、前記第1の面に連なる部分よりも、前記単電池との間の距離が相対的に大きくなるよう形成されている請求項2記載の電池配線モジュール。 - 前記補強部は、前記電線通し部から前記接続部材保持部に近づく方向に向けて前記単電池との間の距離が大きくなるようテーパ状に形成されている請求項3記載の電池配線モジュール。
- 少なくとも前記第2の面よりも前記単電池側に突出するとともに前記電線通し部との間で前記通気空間を挟み込む整流板が備えられている請求項2から請求項4のいずれか1項に記載の電池配線モジュール。
- 前記整流板は、複数の前記接続部材の並び方向に沿って延在する形態とされている請求項5記載の電池配線モジュール。
- 前記整流板は、前記第1の面よりも前記単電池側に突出する形態とされる請求項5または請求項6記載の電池配線モジュール。
- 前記整流板は、前記プロテクタに一体形成されている請求項5から請求項7のいずれか1項に記載の電池配線モジュール。
- 前記プロテクタには、前記単電池側とは反対側から取り付けられることで、前記接続部材、前記検知端子及び前記電線を覆う蓋体が備えられており、
前記整流板は、前記蓋体に一体形成されている請求項5から請求項7のいずれか1項に記載の電池配線モジュール。 - 前記プロテクタには、前記接続部材を保持するものであって、前記単電池側とは反対側に向けて立ち上がる側壁部を有する接続部材保持部が複数、間に前記通気空間に連通する連通空間を保有する形で並んで配されており、
前記側壁部には、前記連通空間に開口する通気開口部が設けられている請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の電池配線モジュール。 - 前記プロテクタには、前記通気空間に連通されることで、送風装置からの送風を前記通気空間に導入可能な送風導入口が形成されている請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の電池配線モジュール。
- 請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の電池配線モジュールと、
複数の単電池と、
前記通気空間に送風可能な送風装置とを備える電池モジュール温度調整システム。 - 前記送風装置は、少なくとも冷気を送風可能とされる請求項12記載の電池モジュール温度調整システム。
- 前記送風装置は、冷気と暖気とを選択的に送風可能とされる請求項12または請求項13記載の電池モジュール温度調整システム。
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