JP2014022070A - バッテリ接続体の端末バスバー回り止め構造 - Google Patents

Abstract

【課題】端末バスバーの一端部に固定されたボルトに締め付けトルクが加えられても、端末バスバーやケースが変形せず、端末バスバーの他端部に固定される電極の締結部に緩みが生じないバッテリ接続体の端末バスバー回り止め構造を提供する。
【解決手段】複数のバッテリ１５を並べたバッテリ集合体１７がパックケース１９に収容固定されたバッテリパック１３と、バッテリパック１３に装着されるバッテリ接続体１１に設けられ、一端部４３に固定された加締めボルト４５に外部の第１接続バスバー４７が締結されるとともに他端部４９に最端のバッテリ１５の電極が締結される第１端末バスバー３９と、ケース２７に形成され第１端末バスバー３９の一端部４３と他端部４９との間を挟持する第１対向壁部５３と、エンドプレート５７に形成され、第１対向壁部５３を外側から挟持する一対の第１突起５９と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、バッテリ接続体の端末バスバー回り止め構造に関する。

図８は、電気自動車（ハイブリッドカーを含む）のバッテリパック５０１にバッテリ接続体５０３を装着した状態を示すものである。バッテリパック５０１は、複数列の並列なバッテリ５０５からなるバッテリ集合体５０７と、バッテリ集合体５０７を収容固定するパックケース５０９とで構成される。バッテリ集合体５０７の前端部にバッテリ接続体５０３が縦置き（垂直）に配置されている。それぞれのバッテリ５０５は、図１０の如く円柱状のバッテリ５０５を水平に収容したものである。

バッテリ接続体５０３は、絶縁樹脂製のケース５１１と、絶縁樹脂製の主体部５１３及び副体部５１５からなるカバー５１７（図８参照）とで構成される。ケース５１１には、複数のバスバー収容部５１９が並列に設けられると共に、長手方向の左右両端である総プラスマイナス部５２１において、バッテリ集合体５０７の最端のバッテリ５０５の電極５２３を略Ｌ字状の端末バスバー５２５（図１０参照）に接続させる端末バスバー収容部５２７が設けられている。

端末バスバー５２５は端末バスバー収容部５２７から側方に突出し、ケース５１１に開閉自在に設けられた可動蓋５２９を開いて端末バスバー５２５の突出部分５３１の極柱（ボルト）５３３を露出可能としている。

極柱５３３は例えば平型の頭部を有するボルトであり、ボルトの軸部が突出部分５３１の孔を貫通し、平型の頭部が突出部分５３１の裏面に溶接や加締め等で固定されている。突出部分５３１は、中間の湾曲部を介して端末バスバー収容部５２７の一方の板部５３５に直交して続いている。

総プラスマイナス部５２１では、端末バスバー５２５によって、総プラスマイナスの取り出し方向を変えており、レイアウトに合わせて作業しやすい方向に電線配索路が取り出せるように構成されている。

特開２００６−２６９１０４号公報

しかしながら、図１１に示すように、極柱５３３の締め付けトルクＴに対する回り止めは、既に締結された電極５２３に荷重が加えられることによる反力によって行われている。そのため、電池の電極部分では、既に締結した端末バスバー５２５の板部５３５を引き剥がそうとする力ｆが働く。このような力ｆが働くことは、電極部分のナット５３７の緩みに繋がる可能性があり、好ましくない。また、締め付けトルクによる端末バスバー５２５の変形の可能性もある。

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、端末バスバーの一端部に固定されたボルトに締め付けトルクが加えられても、端末バスバーやケースが変形せず、端末バスバーの他端部に固定される電極の締結部に緩みが生じないバッテリ接続体の端末バスバー回り止め構造を提供することにある。

本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
（１） 複数のバッテリを並べたバッテリ集合体がパックケースに収容固定されたバッテリパックと、前記バッテリパックに装着されるバッテリ接続体と、前記バッテリ接続体に設けられ、一端部に固定されたボルトに外部の接続バスバーが締結されるとともに他端部に最端の前記バッテリの電極が締結される端末バスバーと、前記バッテリ接続体のケースに形成され、前記端末バスバーにおける一端部と他端部との間を挟持する対向壁部と、前記パックケースのエンドプレートに形成され、前記対向壁部を外側から挟持する一対の支持突起と、を備えることを特徴とするバッテリ接続体の端末バスバー回り止め構造。

上記（１）の構成のバッテリ接続体の端末バスバー回り止め構造によれば、端末バスバーの一端部に固定されたボルトに、外部の接続バスバーが締結され、その際の締め付けトルクがボルトに加わると、端末バスバーに締め付け方向のモーメントが生じる。端末バスバーは、このモーメントによる回転が対向壁部に当たることで阻止され、回転することによる変形が防止される。また、締め付けトルクによって端末バスバーが回転しないので、他端部に固定される電極の締結部に緩みが生じなくなる。更に、端末バスバーのモーメントが対向壁部に加わっても、対向壁部が外側から剛性の高いエンドプレートの支持突起に挟まれているので、ケースに変形を生じることがない。

（２） 上記（１）の構成のバッテリ接続体の端末バスバー回り止め構造であって、前記ボルトと前記電極とが、前記端末バスバーに対して平行に貫通されることを特徴とするバッテリ接続体の端末バスバー回り止め構造。

上記（２）の構成のバッテリ接続体の端末バスバー回り止め構造によれば、締め付けトルクがボルトに加わり、端末バスバーの他端部が一端部を中心に回転しようとしても、他端部を貫通する電極がボルトと平行なので、従来構造のように、ボルトに対する締め付けトルクが既に電極に締結した他端部を引き剥がす方向の力として作用しない。

（３） 上記（１）または（２）の構成のバッテリ接続体の端末バスバー回り止め構造であって、前記端末バスバーが、前記一端部と前記他端部との間に屈曲部を有し、前記対向壁部が、前記一端部と前記屈曲部との間を挟持することを特徴とするバッテリ接続体の端末バスバー回り止め構造。

上記（３）の構成のバッテリ接続体の端末バスバー回り止め構造によれば、端末バスバーの一端部に固定されたボルトに対して締め付けトルクが加えられると、端末バスバーが屈曲部の手前で対向壁部に当たって、回転が阻止される。これにより、屈曲部の変形が防止される。

本発明に係るバッテリ接続体の端末バスバー回り止め構造によれば、端末バスバーの一端部に固定されたボルトに締め付けトルクが加えられても、端末バスバーやケースが変形せず、端末バスバーの他端部に固定される電極の締結部に緩みが生じない。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

本発明の一実施形態に係る端末バスバー回り止め構造を備えたバッテリ接続体の平面図である。 図１に示した一方の総プラスマイナス部の拡大図である。 図２に示した総プラスマイナス部の斜視図である。 図２のＡ−Ａ矢視断面図である。 図１に示した他方の総プラスマイナス部の拡大図である。 図５に示した総プラスマイナス部の斜視図である。 図５のＢ−Ｂ矢視断面図である。 従来のバッテリ接続体を装着したバッテリパックの斜視図である。 図８に示したバッテリ接続体のケースの平面図である。 図９に示したケースに端末バスバーを装着したバッテリ接続体の要部斜視図である。 図１０に示した端末バスバーの正面図である。

以下、本発明に係る実施形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図７に示すように、本実施形態に係るバッテリ接続体１１の端末バスバー回り止め構造は、バッテリパック１３と、バッテリ接続体１１と、端末バスバーである第１及び第２端末バスバー３９，４１と、対向壁部である第１及び第２対向壁部５３，５５と、支持突起である第１及び第２突起５９，６１と、を主要な構成要素として備えている。

図３に示すように、バッテリパック１３は、複数のバッテリ１５を並べたバッテリ集合体１７をパックケース１９に収容して固定する。それぞれのバッテリ１５は、直方体状のバッテリ本体と、このバッテリ本体の上面の一端及び他端からそれぞれ突出した一対のプラス端子及びマイナス端子と、を有している。プラス端子とマイナス端子は、導電性の金属により雄ネジ状の電極２５として形成されている。バッテリ集合体１７は、複数のバッテリ１５が、プラス端子とマイナス端子が隣り合うように、交互に逆向きに重ね合わされている。バッテリ集合体１７には、バッテリ１５のプラス端子とマイナス端子とが交互に並んだ一対の平行な第１端子列２１及び第２端子列が構成される。なお、本実施形態では、第１端子列２１と第２端子列とが略反転形状であるので、第１端子列２１のみを図示し、第２端子列の図示は省略する。

バッテリ接続体１１は、バッテリパック１３のバッテリ集合体１７に取り付けられることで、電動モータを用いて走行する電気自動車や、エンジンと電動モータとを併用して走行するハイブリッド自動車などの電動モータに、バッテリ集合体１７からの電力を供給する。

第１端子列２１の隣接するプラス端子とマイナス端子は、一組ごとに複数のバスバー２３によって接続されている。バッテリ集合体１７は、プラス端子とマイナス端子をバスバー２３で連結することにより、バッテリ１５と隣接するバッテリ１５との直列接続回路が形成され、高圧直流電圧が得られる。バスバー２３は、導電性の金属板にプレス加工が施されて得られるものであり、板状の金属板に、互いに隣り合うバッテリ１５の互いに隣り合うプラス端子及びマイナス端子が通される一対のプラス端子孔とマイナス端子孔とが設けられている。バスバー２３は、これらプラス端子穴及びマイナス端子孔に通された電極２５（プラス端子及びマイナス端子）にナットが螺合されることでバッテリ１５に固定される。

これらの個々のバスバー２３は、バッテリ接続体１１のケース２７におけるバスバー収容室２９に収容されている。つまり、バスバー収容室２９は、内方に一組のプラス端子とマイナス端子とを貫通させるとともに、それらを接続するバスバー２３を収容している。ここで、ケース２７には、バスバー収容室列３１が形成される。バスバー収容室列３１は、それぞれにバスバー２３を収容するバスバー収容室２９が画成されて連なっている。バスバー収容室列３１は、全体的には、バスバー収容室２９の連続する方向に長い直方体状に形成されている。

本実施形態において、ケース２７のバスバー収容室列３１の列方向両端には、プラス端子のみ、又はマイナス端子のみを収容する一対の単体バスバー収容室３３が画成されている。これら一対の単体バスバー収容室３３に配置されるプラス端子とマイナス端子とが、バッテリ集合体１７における直列接続回路の両極となる。

バッテリ接続体１１には、バスバー収容室列３１の列方向両端に、総プラスマイナス部である第１総プラスマイナス部３５と、第２総プラスマイナス部３７とが設けられる。第１総プラスマイナス部３５は、第１端末バスバー（端末バスバー）３９を有する。第２総プラスマイナス部３７は、第２端末バスバー（端末バスバー）４１を有する。

図２に示すように、第１端末バスバー３９は、バッテリ接続体１１に設けられ、一端部４３に固定された加締めボルト（ボルト）４５に外部の第１接続バスバー（接続バスバー）４７が締結されるとともに他端部４９に一方側最端のバッテリ１５の電極２５が締結される。また、図５に示すように、第２端末バスバー４１は、バッテリ接続体１１に設けられ、一端部４３に固定された加締めボルト４５に外部の第２接続バスバー（接続バスバー）５１が締結されるとともに他端部４９に他方側最端のバッテリ１５の電極２５が締結される。

図３に示すように、ケース２７の第１総プラスマイナス部３５には、第１端末バスバー３９の一端部４３と他端部４９との間を挟持する対向壁部である第１対向壁部５３が形成されている。また、図６に示すように、ケース２７の第２総プラスマイナス部３７には、第２端末バスバー４１の一端部４３と他端部４９との間を挟持する対向壁部である第２対向壁部５５が形成されている。

更に、パックケース１９における一対のエンドプレート５７のそれぞれには、図４及び図７に示すように、第１対向壁部５３を外側から挟持する一対の支持突起である第１突起５９と、一対の支持突起である第２突起６１と、が形成されている。

バッテリ接続体１１は、第１総プラスマイナス部３５及び第２総プラスマイナス部３７において、加締めボルト４５と電極２５とが、第１端末バスバー３９及び第２端末バスバー４１に対して平行に貫通されている。

また、図５に示すように、第２端末バスバー４１は、一端部４３と他端部４９との間に屈曲部６３が形成されている。そして、第２端末バスバー４１は、第２対向壁部５５によって、一端部４３と屈曲部６３との間で挟持されている。

次に、上記構成を有するバッテリ接続体１１の端末バスバー回り止め構造の作用を説明する。
本実施形態に係るバッテリ接続体１１は、バスバー２３と、第１端末バスバー３９及び第２端末バスバー４１とが、ケース２７に装着される。バッテリ接続体１１は、図２及び図７に示すように、バッテリパック１３に装着する際、第１対向壁部５３及び第２対向壁部５５が、第１突起５９及び第２突起６１の間に収まるようにケース２７に取り付けられる。

バッテリパック１３に取り付けられたバッテリ接続体１１は、電極２５がナット締結される。第１総プラスマイナス部３５及び第２総プラスマイナス部３７では、第１端末バスバー３９及び第２端末バスバー４１の加締めボルト４５に、隣接モジュールまたは外部の第１接続バスバー４７及び第２接続バスバー５１がそれぞれ重ねられ、ナット締結される。

この際、本実施形態に係るバッテリ接続体１１の端末バスバー回り止め構造では、第１端末バスバー３９及び第２端末バスバー４１の一端部４３に固定された加締めボルト４５に、外部の第１接続バスバー４７及び第２接続バスバー５１が締結され、その際の締め付けトルクが加締めボルト４５に加わると、第１端末バスバー３９及び第２端末バスバー４１にそれぞれ締め付け方向のモーメントが生じる。第１端末バスバー３９及び第２端末バスバー４１は、このモーメントによる回転が第１対向壁部５３及び第２対向壁部５５にそれぞれ当たることで阻止され、回転することによる変形が防止される。

また、締め付けトルクによって第１端末バスバー３９及び第２端末バスバー４１が回転しないので、それぞれの他端部４９に固定される電極２５の締結部に緩みが生じない。更に、第１端末バスバー３９及び第２端末バスバー４１のモーメントが第１対向壁部５３及び第２対向壁部５５にそれぞれ加わっても、第１対向壁部５３及び第２対向壁部５５が外側から剛性の高いエンドプレート５７の第１突起５９及び第２突起６１に挟まれる二重の回り止め構造となっているので、ケース２７に変形を生じることがない。

また、本実施形態に係るバッテリ接続体１１の端末バスバー回り止め構造では、締め付けトルクが加締めボルト４５に加わり、第１端末バスバー３９及び第２端末バスバー４１のそれぞれの他端部４９が一端部４３を中心に回転しようとしても、他端部４９を貫通する電極２５が加締めボルト４５と平行なので、従来構造のように、加締めボルト４５に対する締め付けトルクが既に電極２５に締結した他端部４９を引き剥がす方向の力として作用しない。

更に、本実施形態に係るバッテリ接続体１１の端末バスバー回り止め構造では、第２端末バスバー４１の一端部４３に固定された加締めボルト４５に対して締め付けトルクが加えられると、第２端末バスバー４１が屈曲部６３の手前で第２対向壁部５５に当たって、回転が阻止される。これにより、屈曲部６３の変形が防止される。

従って、本実施形態に係るバッテリ接続体１１の端末バスバー回り止め構造によれば、第１端末バスバー３９及び第２端末バスバー４１の一端部４３にそれぞれ固定された加締めボルト４５に締め付けトルクが加えられても、第１端末バスバー３９及び第２端末バスバー４１やケース２７が変形せず、第１端末バスバー３９及び第２端末バスバー４１の他端部４９にそれぞれ固定される電極２５の締結部に緩みが生じない。
なお、本発明のバッテリ接続体の端末バスバー回り止め構造は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

１１…バッテリ接続体
１３…バッテリパック
１５…バッテリ
１７…バッテリ集合体
１９…パックケース
２５…電極
２７…ケース
３９…第１端末バスバー（端末バスバー）
４１…第２端末バスバー（端末バスバー）
４３…一端部
４５…加締めボルト（ボルト）
４７…第１接続バスバー（接続バスバー）
４９…他端部
５１…第２接続バスバー（接続バスバー）
５３…第１対向壁部（対向壁部）
５５…第２対向壁部（対向壁部）
５７…エンドプレート
５９…第１突起（支持突起）
６１…第２突起（支持突起）
６３…屈曲部

Claims (3)

1. 複数のバッテリを並べたバッテリ集合体がパックケースに収容固定されたバッテリパックと、
   前記バッテリパックに装着されるバッテリ接続体と、
   前記バッテリ接続体に設けられ、一端部に固定されたボルトに外部の接続バスバーが締結されるとともに他端部に最端の前記バッテリの電極が締結される端末バスバーと、
   前記バッテリ接続体のケースに形成され、前記端末バスバーにおける一端部と他端部との間を挟持する対向壁部と、
   前記パックケースのエンドプレートに形成され、前記対向壁部を外側から挟持する一対の支持突起と、
   を備えることを特徴とするバッテリ接続体の端末バスバー回り止め構造。
2. 前記ボルトと前記電極とが、前記端末バスバーに対して平行に貫通されることを特徴とする請求項１に記載のバッテリ接続体の端末バスバー回り止め構造。
3. 前記端末バスバーが、前記一端部と前記他端部との間に屈曲部を有し、
   前記対向壁部が、前記一端部と前記屈曲部との間を挟持することを特徴とする請求項１または２に記載のバッテリ接続体の端末バスバー回り止め構造。

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