JP2013168344A - 電池用配線モジュール及び電池モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】電池用配線モジュールの検知ハーネスの余長部分が自由に動いて種々のトラブルの原因となることを防止する。
【解決手段】複数個の単電池１１を集積してなる単電池群１０に連ねられる検知ハーネス４２と、その検知ハーネス４２の端部に設けられ単電池群１０の制御ユニット２０に設けられた機器側コネクタ２１に嵌合されるハーネスコネクタ４３とを備えた電池用配線モジュールにおいて、ハーネスコネクタ４３が機器側コネクタ２１に嵌合された状態において単電池群１０との間で検知ハーネス４２の一部に発生する余長部を収容する収容室５１を有するカバー部材５０を設ける。
【選択図】図１１

Description

本発明は、電池用配線モジュール及びそれを使用した電池モジュールに関する。

例えば車両用の電池モジュールは、多数の単電池を集積した単電池群と、各単電池の充放電状態を検出・制御するためのＥＣＵユニットとを有し、これらをベースプレートに固定して構成されている（例えば下記特許文献１）。単電池群とＥＣＵユニットとの間は、各単電池の電圧を検知するための多数本の電圧検知線や、温度センサに連なる温度検知線を束ねた検知ハーネスによって接続されるのであって、検知ハーネスに設けたハーネスコネクタをＥＣＵユニットに設けた機器側コネクタに嵌合して接続作業が行われる。

特開２００９−２７７４２０

ところで、コネクタの嵌合作業は、ハーネスコネクタを手に持って機器側コネクタの開口に宛がい、これを押し込むことで行うことになるから、機器側コネクタの開口周辺にはその嵌合作業のためのスペースが必要となる。このため、ＥＣＵユニットと単電池群とを予めベースプレートに固定した状態でコネクタの嵌合作業を行うこととすると、単電池群とＥＣＵユニットとの間には十分な間隔を空けておかねばならず、電池モジュール内に無駄なスペースができてしまい全体が大型化するという問題がある。

一方、ＥＣＵユニットはコネクタ嵌合作業を行った後にベースプレートに固定する構造とすると、ＥＣＵユニットを単電池群の近くに配置することができ、電池モジュール内を高密度化することができるから、電池モジュールの小型化が可能になる。

ところが、上記の構造とすると、今度は、コネクタ嵌合を行ってＥＣＵユニットをベースプレート上の単電池群の近くに固定した後では、単電池群から導出されている検知ハーネスが弛んで、その余長部分がふらつくことになる。その結果、車両の走行時の振動等によって検知ハーネスが動いて無用な応力が発生したり、周囲の部品に衝突して異音や摩耗損傷等のトラブルの原因となるという問題が生ずる。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、コネクタ嵌合の終了時に検知ハーネスの余長部分が発生しても、これが自由に動いて種々のトラブルの原因となることを防止することを目的とする。

本発明の電池配線用モジュールは、複数個の単電池を集積してなる単電池群に連ねられる検知ハーネスと、その検知ハーネスの端部に設けられ前記単電池群の制御ユニットに設けられた機器側コネクタに嵌合されるハーネスコネクタと、前記ハーネスコネクタが前記機器側コネクタに嵌合された状態において前記単電池群との間で前記検知ハーネスの一部に発生する余長部を収容する収容室を有するカバー部材とを備えるところに特徴を有する。

上記構成によると、ハーネスコネクタを機器側コネクタに嵌合した後に検知ハーネスに余長部が発生したとしても、その余長部はカバー部材の収容室内に納められる。このため、余長部、ひいては検知ハーネスがふらつくことを防止できる。

前記カバー部材には、さらに前記検知ハーネスの途中部分における変位を規制する拘束部を設けると、検知ハーネスのふらつき・振動を効果的に抑制できる。

この場合、拘束部を、検知ハーネスの一部を巻き付け状態にする軸部を備えて構成することができる。さらに、検知ハーネスを、軸部に対して上方から下方に回り込むように巻き付け、軸部の下方において検知ハーネスがＵ字状に回曲してハーネスコネクタ寄りの部分が下方から立ち上がった形状とすると、検知ハーネスの余長部がＵ字状の両側辺で吸収されることになるから、余長部の吸収（収納）をスペース効率よく行うことができる。

また、カバー部材に単電池群側に取り付けるための係合部材を設けるようにすると、カバー部材の固定も合理的に行うことができる。

本発明によれば、コネクタの嵌合作業後に検知ハーネスに余長部が発生しても、それをカバー部材の内部にすっきりと納めることができる。また、検知ハーネスが振動したり、ふらついたりすることがないので、電池用配線モジュールのトラブル防止に効果的である。

本発明の一実施形態に係る電池モジュールの内部構造を示す斜視図 電池用配線モジュールの斜視図 電池用配線モジュールの平面図 カバー部材の斜視図 カバー部材の正面図 カバー部材の右側面図 カバー部材の左側面図 電池用配線モジュールの正面図 電池用配線モジュールのカバー部材部分の縦断側面図 電池用配線モジュールを単電池群１０に取り付けた状態の斜視図 同状態における電池用配線モジュールのカバー部材部分の縦断側面図

本発明を車両用の電池モジュールに適用した一実施形態について図面を参照して説明する。

図１は完成形態の電池モジュールの内部構造を示しており、薄型箱状をなす複数個の単電池１１を厚さ方向に集積させて構成した単電池群１０と、その側方（単電池群１０の長手方向の側方）に配置された制御ユニット２０とをベースプレート３０に固定した構造である。単電池群１０は、その長手方向両側に配置したブラケット３１（制御ユニット２０側のみ図示する）を介してベースプレート３０に固定され、制御ユニット２０も図示しないブラケット等を介してベースプレート３０に固定されている。

単電池群１０と制御ユニット２０との間は、電池用配線モジュール４０を介して接続されている。図２に、電池用配線モジュール４０のみを示してあるが、これは単電池群１０の長手方向に沿って延びる一対の樹脂プロテクタ４１から、各単電池１０の電圧を検知するための検知ハーネス４２を引き出し、その端部に２つのハーネスコネクタ４３を設けた構成である。各ハーネスコネクタ４３は、制御ユニット２０に設けた機器側コネクタ２１(図１にのみ図示）に嵌合することで、制御ユニット２０内に収容した、単電池群１０の充放電状態を制御する制御回路（図示せず）に接続される。

樹脂プロテクタ４１には複数のバスバー収容室４４が設けられ、ここに隣接する単電池１１の正負の電極を接続することで各単電池１１を直列接続するためのバスバー４５が収容されている。なお、このバスバー４５は、隣接する単電池１１の各電極として機能する２本のスタッドボルト１２にそれぞれ図示しないナットを螺合することで、各電極間を直結するように固定されている。バスバー４５の固定の際、一方の電極にはバスバー４５の固定と同時に図示しない電圧検知端子が共締めされる。各電圧検知端子には、それぞれ周知の絶縁被覆電線からなる電圧検知線が接続されており、それらの電圧検知線を各樹脂プロテクタ４１毎に例えばテープ巻きによって束ねて２本の分岐ハーネス４７を構成し、更にその２本の分岐ハーネス４７を例えば熱収縮チューブ又はテープで１本に束ねて集合ハーネス４８を構成している。これらの分岐ハーネス４７及び集合ハーネス４８によって前述した検知ハーネス４２が構成されている。

さて、上記検知ハーネス４２のうち集合ハーネス４８の部分には、合成樹脂製のカバー部材５０が設けられている。このカバー部材５０は、全体として下方を開放した箱形をなして内部を収容室５１（図９参照）としており、基本的に左右に分割された２つの樹脂パーツ（左部品５０Ｌ，右部品５０Ｒ）を一体に組み合わせた構成である。図４及び図５に示すように、背壁部、上壁部及び前壁部にそれぞれ周知のロック機構５２が設けられており、左右の２部品５０Ｌ，５０Ｒを連結することができる。右部品５０Ｒの側壁部には上方から所定深さでＵ字状に切り欠いたＵ字切欠部５３が設けられ（図６参照）、左部品５０Ｌの側壁部には上部前半分が矩形状に切りかかれた矩形切欠部５４が形成されている（図７参照）。そして、図２及び図８に示すように検知ハーネス４２の右側（図２の手前側）の分岐ハーネス４７はカバー部材５０の右側のＵ字状切り欠き５３を通して、左側の分岐ハーネス４７は左側の矩形切欠部５４を通して、カバー部材５０の収容室５１内に導入されている。

図５に示されているように、収容室５１内には左右部品５０Ｌ，５０Ｒから突出して突き当たり状態に一体化された軸部５５が横向きに形成されている。この軸部５５には、図９に示すように、検知ハーネス４２の集合ハーネス４８部分が、軸部５５に対して前部（図９の左側）の上方から後部を通って下方に回り込むように巻き付けられており、図９の状態では集合ハーネス４８が軸部５４の下方で所定の曲率で屈曲してその先端側（ハーネスコネクタ４３側）が上向きに立ち上がるように延びている。上記のように集合ハーネス４８部分は軸部５５に上から下へと巻き付けられているから、集合ハーネス４８に下向きの力が作用しても、その集合ハーネス４８の根本部分（分岐ハーネス４７との連なり部分）は軸部５５に引っかかって下に動くことが拘束された状態にあり、この軸部５５が検知ハーネス４２の変位を規制する規制部として機能している。また、軸部５５の上方には上壁部５０Ａが存在しているから、集合ハーネス４８の上方への変位も拘束された状態にある。なお、カバー部材５０の左部品５０Ｌの前壁には、図５に示すように、上半分の領域を切り欠いたような開口部５６が矩形切欠部５４と連ねて形成されており、その開口部５６から収容室５１内の検知ハーネス４２を観察したり、手指を入れて触ることができるようになっている。

また、図４に示すように、カバー部材５０の左右の各側壁部には上下の全体領域に延びる押圧リブ５７と、上端部近傍のみに延びるガイドリブ５８とがそれぞれ突設されている。そして、この押圧リブ５７によって前記ブラケット３１の側壁間を押し広げるようにしてその側壁間に上から下に押し込み、最終的にカバー部材５０の左右の各側壁部に形成した爪状をなす係合部材５８をブラケット３１に形成した係合孔３１Ａに係合させることで、カバー部材５０がブラケット３１に固定されるようになっている。

さて、本実施形態の構成は以上の通りであって、次にその組立手順について説明する。単電池群１０はベースプレート３０上に横並びの集積状態で固定されているものとする。集積方向の左右両端部にはブラケット３１が設けられている（図１において左側のもののみを示す）。まず、検知ハーネス４２に一体化されているカバー部材５０をブラケット３１の側壁部間に前述のように押し込んで固定する。次に、電池用配線モジュール４０の２本の樹脂プロテクタ４１を単電池群１０の電極列に沿わせて各バスバー４５を電極にナット締めすることで単電池群１０に固定する。これにより、電池用配線モジュール４０の集合ハーネス４８部分以外の部分が単電池群１０側（ひいてはベースプレート３０側）に固定され、図９に示すように集合ハーネス４８がカバー部材５０の収容室５１内から上方に立ち上がるような形態となる。なお、集合ハーネス４８は細く柔軟な絶縁被覆電線（電圧検知線）を束ねたものであるから、この状態でも集合ハーネス４８部分を撓ませながら自由に動かすことができる。

そこで、未だ固定されていない制御ユニット２０を持って集合ハーネス４８のハーネスコネクタ４３を制御ユニット２０の機器側コネクタ２１に嵌合する。この嵌合作業は、集合ハーネス４８部分が立ち上がっているから、単電池群１０の上方の、余裕のある空間で行うことができ、嵌合作業上の不都合はない。そして、コネクタ嵌合後、制御ユニット２０を単電池群１０に近付けた所定の取付け場所にボルト止め等によってベースプレート３０に固定する。

制御ユニット２０をベースプレート３０に固定した状態では、上記のコネクタ嵌合作業を行った時よりも制御ユニット２０を下（ベースプレート３０寄り）側に配置することになるから、コネクタ嵌合作業時にはピンと張っていた集合ハーネス４８部分に余長部が生ずることになる。しかし、制御ユニット２０を下降させるに連れて集合ハーネス４８部分は、自ずとカバー部材５０の収容室５１内に押し込まれるようになる。集合ハーネス４８部分は収容室５１内では、図１１に示すように、軸部５５の下方においてＵ字状に回曲することになり、上記の余長部が収容室５１内に納められる。収容室５１内では集合ハーネス４８部分はＵ字状になっているから、発生する余長部の長さ寸法の半分に相当する上下方向寸法で、収容室５１内に納めることができる。また、この図１１に示した収容状態では、当初の図９に示した状態よりも集合ハーネス４８の軸部５５の下方における曲率半径が大きくなっているので、収容室５１内で集合ハーネス４８のＵ字状回曲部分が前後方向に広がるようになる。この結果、集合ハーネス４８がカバー部材５０の内壁に接触ないし近接することになり、集合ハーネス４８ひいては検知ハーネス４２の揺れ動きや振動を効果的に防止することができ、車両の走行時の振動等によって検知ハーネス４２やそれとハーネスコネクタ４３との接続部分に不用意な応力が作用することを効果的に防止することができる。

このように本実施形態によれば、制御ユニット２０を単電池群１０に近付けて配置することができるから、電池モジュール内部のスペース効率が良く小型化することができる。それでいながら、検知ハーネス４２のハーネスコネクタ４３を機器側コネクタ２１に嵌合する作業を広いスペースで行うことができ、組立の作業効率に優れる。そして、制御ユニット２０の固定後に検知ハーネス４２に余長部が生じても、これをカバー部材５０の収容室５１内にすっきりと納めることができるから、その後の作業において余長部が邪魔になることがない上に、その余長部が揺れ動いたり振動したりすることを確実に防止することができる。

＜他の実施形態＞
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）上記実施形態では検知ハーネス４２を２本の分岐ハーネス４７と、それらを１本に集合させた集合ハーネス４８とを有するように構成したが、これに限らず、単に複数本の電線群が１本に束ねられた非分岐形の検知ハーネスとしてもよい。

（２）上記実施形態では、検知ハーネス４２は複数本の絶縁被覆電線を束ねた構成としたが、これに限らず、柔軟な絶縁フィルムに平面的に多数の回路を並べた構成の例えばフレキシブルプリント基板等の平面回路群によって検知ハーネスを構成してもよい。

（３）検知ハーネスとしては、電圧検知線に限らず、先端に温度センサを接続した温度検知線から構成したもの、あるいはそれらを混在させたもの、他のセンサ信号線を含めたものであってもよい。

（４）検知ハーネスの途中部分をカバー部材内で拘束するに当たっては、必ずしも軸部に巻き付けるに限らず、他部材によって検知ハーネスを挟み付けることで変位を拘束するようにしてもよい。

１０…単位電池群
１１…単位電池
２０…制御ユニット
２１…機器側コネクタ
３０…ベースプレート
３１…ブラケット
４０…電池用配線モジュール
４２…検知ハーネス
４３…ハーネスコネクタ
４５…バスバー
５０…カバー部材
５１…収容室
５５…軸部

Claims (8)

1. 複数個の単電池を集積してなる単電池群に連ねられる検知ハーネスと、その検知ハーネスの端部に設けられ前記単電池群の制御ユニットに設けられた機器側コネクタに嵌合されるハーネスコネクタと、前記ハーネスコネクタが前記機器側コネクタに嵌合された状態において前記単電池群との間で前記検知ハーネスの一部に発生する余長部を収容する収容室を有するカバー部材とを備えた電池用配線モジュール。
2. 前記カバー部材には、さらに前記検知ハーネスの途中部分における変位を規制する拘束部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電池配線用モジュール。
3. 前記拘束部は、前記検知ハーネスの一部を巻き付け状態にする軸部を備えて構成されていることを特徴とする請求項２記載の電池配線用モジュール。
4. 前記検知ハーネスは、前記軸部に対して上方から下方に回り込むように巻き付けられると共に、前記軸部の下方において前記検知ハーネスがＵ字状に回曲して前記ハーネスコネクタ寄りの部分が下方から立ち上がった形状となっていることを特徴とする請求項３に記載の電池配線用モジュール。
5. 前記カバー部材には前記単電池群側に取り付けるための係合部材が設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の電池配線用モジュール。
6. 前記検知ハーネスは複数本の電圧検知線により構成され、各電圧検知線の先端には、前記各単電池を直列接続するためのバスバーに接触する電圧検知端子が接続されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の電池配線用モジュール。
7. 複数個の単電池からなってベースプレートに固定された単電池群と、前記単電池群の充放電状態を制御する制御回路及びそれに連なる機器側コネクタを有し前記単電池群の側方に位置して前記ベースプレートに固定された制御ユニットと、前記単電池群に連ねられた検知ハーネスと、その検知ハーネスの端部に設けられ前記機器側コネクタに嵌合されるハーネスコネクタと、前記ハーネスコネクタが前記機器側コネクタに嵌合された状態において前記単電池群との間で前記検知ハーネスの一部に発生する余長部を収容する収容室を有するカバー部材とを備えた電池モジュール。
8. 前記単電池群はその側方においてブラケットを介して前記ベースプレートに固定されるようになっており、前記カバー部材は前記ブラケットに着脱可能に取り付けられることを特徴とする請求項７記載の電池モジュール。

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