JP2014532958A - バッテリコネクタシステム - Google Patents

Abstract

複数のバッテリセルからなるバッテリモジュール（１０２）に取り付けられるように構成されたトレイアセンブリ（１０４）を備えるバッテリコネクタシステム（１００）。トレイアセンブリ（１０４）は、ワイヤハーネスコネクタ又は回路基板コネクタと嵌合するように構成される。トレイアセンブリは、トレイ（１３４）と、複数のバスバー（１３５，１３６）とを備える。トレイは基部を有し、基部は基部を貫通するチャネル（１６２）を備える。チャネルは、対応するバッテリセルからのセルタブ（１２６）を受容する。トレイは、電気コネクタと嵌合するように構成されたトレイコネクタ（１３８）を有する。バスバーは、対応するチャネルと整列し、対応するセルタブに電気的に接続されるように構成される。バスバーは、トレイに結合され、電気コネクタと直接接続するためにトレイコネクタに配置されたピン（２１０）を有する。

Description

本発明は、一般にバッテリコネクタシステムに関する。

電気自動車又はハイブリッド自動車のバッテリ等のバッテリは、典型的に、バッテリモジュールとしてまとめられた複数のセルを含む。これらのモジュールは、共に接続されてバッテリパックを形成する。各セルは、電気的に一緒に接続された正極タブ及び負極タブを含む。典型的に、セルの電圧を検出するためにセルタブにはバスバーが溶接されている。バッテリセルを検出して管理するために、バスバーには集中型バッテリ管理システムが接続されている。

バッテリ管理システムのバスバーと他のコンポーネントとの接続には問題がある。例えば、典型的には、システムは多くの部品を有し、それらの部品が複雑に配置されている。システムによって、集中型管理を行うものもあれば、分散型管理を行うものもあり、集中型管理システムと分散型管理システムのコンポーネントは互換性がない。発熱に加えて湿気や振動等の環境条件によって故障が生じる場合もある。システムのバスバーとその他のコンポーネントのアラインメントは難しい。

上記課題の解決法は、本明細書に開示される、複数のバッテリセルからなるバッテリモジュールに取り付けられるように構成されたトレイアセンブリを有するバッテリコネクタシステムによって提供される。このトレイアセンブリは、トレイと、前記トレイに保持された複数のバスバーとを含む。前記トレイは基部を有し、前記基部は、前記基部を貫通するチャネルを備える。前記チャネルは、対応するバッテリセルからのセルタブを受容する。前記トレイは、電気コネクタと嵌合するように構成されたトレイコネクタを有する。前記バスバーは、対応するチャネルと整列し、対応するセルタブに電気的に接続されるように構成されている。前記バスバーは、前記トレイに結合されている。前記バスバーは、前記電気コネクタと直接接続するために前記トレイコネクタに配置されたピンを有する。任意で、前記バッテリコネクタシステムは、集中型バッテリ管理システムに配線されるように構成された対応するワイヤに対して終端接続された複数の端子を保持するハウジングを含む、前記トレイコネクタに結合されるように構成されたワイヤハーネスコネクタを含んでもよく、また前記バッテリコネクタシステムは、複数の端子が取り付けられた回路基板を保持するハウジングを有する、前記トレイコネクタに結合されるように構成された回路基板コネクタを含んでもよい。前記ワイヤハーネスコネクタ又は前記回路基板コネクタのいずれかが、夫々、集中型又は分散型バッテリ管理システムと定めるように前記トレイコネクタに選択的に結合される。

以下、一例として添付の図面を参照して本発明を記述する。

電気コネクタを備える例示的一実施形態に従って形成されたバッテリコネクタシステムを示す。

他の電気コネクタを備える図１に示すバッテリコネクタシステムを示す。

図１及び図２に示すバッテリコネクタシステムのバッテリモジュールへ取り付け可能な状態のトレイアセンブリを示すバッテリコネクタシステムの分解図である。

図１及び図２に示すバッテリコネクタシステム用バッテリモジュールの温度を監視するために使用されるサーミスタアセンブリを示す。

図３に示すトレイアセンブリのトレイを上方から見た斜視図である。

例示的一実施形態に従って形成されたバスバーを側方から見た斜視図である。

例示的一実施形態に従って形成されたバスバーを側方から見た斜視図である。

トレイアセンブリの一部の平面図である。

トレイアセンブリの一部の部分の断面図である。

バッテリモジュールに結合されたトレイアセンブリを示すバッテリコネクタシステムを示す。

図１に示すバッテリコネクタシステム用端子を示す。

図１に示すバッテリコネクタシステム用ワイヤハーネスコネクタを上方から見た斜視図である。

図１２に示すワイヤハーネスコネクタを下方から見た斜視図である。

図１２に示すワイヤハーネスコネクタの断面図である。

図２に示すバッテリコネクタシステム用回路基板コネクタ用端子を示す。

図２に示す回路基板コネクタの一部を上方から見た斜視図である。

図２に示す回路基板コネクタ用の回路基板及び端子を示す。

図２に示す回路基板コネクタのハウジングを上方から見た斜視図である。

図１８に示すハウジングを下方から見た斜視図である。

図２に示す回路基板コネクタの断面図である。

図１は、例示的一実施形態に従って形成されたバッテリコネクタシステム１００を示す。バッテリコネクタシステム１００は、１個以上のバッテリモジュール１０２、各バッテリモジュール１０２に結合されたトレイアセンブリ１０４、及び各トレイアセンブリ１０４に電気的に結合された電気コネクタ１０６を含む。電気コネクタ１０６はケーブルマウントタイプのコネクタであり、以下、ワイヤハーネスコネクタ１０６と呼ぶこともある。

バッテリコネクタシステム１００は、電源コネクタ１１０（図１に概略的に表す）に接続されるように構成された少なくとも１個の外部バッテリ接続部１０８を含む。電源コネクタ１１０は、バッテリコネクタシステム１００内の別のバッテリモジュール又は別の電源、又はコンポーネントに結合されてもよい。

電気コネクタ１０６は、バッテリコネクタシステム１００のコンポーネントの動作を監視や制御するバッテリ管理システム１１２（図１に概略的に表す）に接続される。電気コネクタ１０６は、１本以上のワイヤを有する１本以上のケーブルによってバッテリ管理システム１１２に接続されてもよい。例示的一実施形態では、バッテリ管理システム１１２は集中型システムであり、かかる中心位置から個々のバッテリモジュール１０２を管理する。

バッテリコネクタシステム１００は、バッテリを用いる任意の用途において使用してよい。例示的一実施形態では、バッテリコネクタシステム１００は、電気自動車又はハイブリッド自動車等の車両において使用される。

図２は、トレイアセンブリ１０４に結合された他の電気コネクタ１１６を備えるバッテリコネクタシステム１００を示す。図示の実施形態では、電気コネクタ１１６は、ワイヤハーネスコネクタ１０６（図１に示す）ではなく回路基板コネクタである。電気コネクタ１１６は、以下で回路基板コネクタ１１６と呼ぶこともある。電気コネクタ１１６は、バッテリ管理システム１１２によって実行される監視機能及び制御機能を有することとは対照的に、電気コネクタ１１６に内蔵された監視部材や制御部材を有することによって分散型制御を可能にする。例示的一実施形態では、電気コネクタ１１６は、電気コネクタ１１６に内蔵された監視機能や制御機能を可能にする一方で、バッテリコネクタシステム１００の全体的な健全性監視及や制御のためにバッテリ管理システム１１２に接続されてもよい。例えば、ケーブル実装プラグ（図示せず）が、電気コネクタ１１６の外部コネクタ１１８、及びバッテリ管理システム１１２に配線されたケーブルに結合されてもよい。

例示的一実施形態では、回路基板コネクタ１１６及びワイヤハーネスコネクタ１０６の両方が、同一のトレイアセンブリ１０４に結合されてもよい。トレイアセンブリブリ１０４は、異なる種類の電気コネクタ（例えば、回路基板コネクタ１１６、ワイヤハーネスコネクタ１０６、又はその他の種類の電気コネクタ）を選択的にトレイアセンブリ１０４に結合することを可能にする。トレイアセンブリ１０４によって、回路基板１１６による分散型制御を用いるシステムとワイヤハーネスコネクタ１０６による集中型制御を用いるシステムとの間で互換性が付与される。ワイヤハーネスコネクタ１０６を使用しているか回路基板コネクタ１１６を使用しているかに係わらず、バッテリモジュール１０２に同一のコンポーネントを用いることができる。トレイアセンブリ１０４を利用してワイヤハーネスコネクタ１０６と回路基板コネクタ１１６の両方と接続することによって、バッテリコネクタシステム１００のツーリングコストが減少する可能性がある。

バッテリコネクタシステム１００は、バッテリモジュール１０２のバッテリ健全性を測定してもよい。バッテリコネクタシステム１００は、バッテリモジュール１０２のバッテリ状態を測定してもよい。バッテリコネクタシステム１００は、バッテリモジュール１０２の過電圧や低電圧状態を監視してもよい。バッテリコネクタシステム１００は、バッテリモジュール１０２の温度を監視してもよい。バッテリコネクタシステム１００は、バッテリモジュール１０２に対して平衡機能を行ってもよい。バッテリコネクタシステム１００は、バッテリモジュール１０２の充電機能を管理してもよい。このような監視機能や制御機能は、バッテリ管理システム１１２や回路基板コネクタ１１６によって行われてもよい。

図３は、バッテリモジュール１０２へ取り付けることができる状態のトレイアセンブリ１０４を示すバッテリコネクタシステム１００の分解図である。バッテリモジュール１０２は、容器１２２内に収納された複数のバッテリセル１２０を含む。バッテリセル１２０は、任意の種類のバッテリセルである。例えば、バッテリセル１２０は、パウチバッテリセル又は角柱形バッテリセルである。他の実施形態では、その他の種類のバッテリセルが使用されてもよい。任意で、バッテリセル１２０は積層構成に配置された幅狭プレートでもよい。

バッテリモジュール１０２にはバッテリセル１２０がいくつ設けられてもよい。バッテリセル１２０は上部１２４を有する。各バッテリセル１２０は２つのセルタブ１２６を含む。セルタブ１２６は、バッテリセル１２０の上部１２４から延出している。一方のセルタブは正極タブとし、他方のセルタブ１２６は負極セルタブとする。任意で、バッテリセル１２０は、隣接するバッテリセル１２０の正極セルタブが互いに隣接や互いに係合するように、且つ隣接するバッテリセルの負極セルタブが互いに隣接や互いに係合するように配置されてもよい。例示的一実施形態では、全てのバッテリセルの正極タブ及び負極タブを前後に反転させ、１個の正極セルタブがその隣接する負極セルタブと整列するようにしている。バッテリセルは直列回路として構成されている。２つのセルタブ１２６群の間には間隙１２８が設けられている。第１のセルタブ１２６群は、間隙１２８とバッテリモジュール１０２の第１の側面１３０との間に設けられている。第２のセルタブ１２６群は、間隙１２８とバッテリモジュール１０２の第２の側面１３２との間に設けられている。

図示の実施形態では、セルタブ１２６は、上部１２４から延出している薄い矩形のタブである。セルタブ１２６は、他の実施形態では他の形状でもよい。セルタブ１２６は平面状だが、セルタブ１２６は他の実施形態では非平面状でもよい。

トレイアセンブリ１０４は、バッテリモジュール１０２の上部に取り付けられるように構成されている。トレイアセンブリ１０４は、セルタブ１２６の上方に取り付けられるように構成されている。セルタブ１２６は、トレイアセンブリ１０４を貫通して、トレイアセンブリ１０４のコンポーネントに電気的に接続されるように構成されている。

トレイアセンブリ１０４はトレイ１３４と、トレイ１３４によって保持された複数のバスバー１３５，１３６とを含む。バスバー１３５は外部バッテリ接続部１０８（図１に示す）としてのポストを有するポストバスバーを表すのに対し、バスバー１３６はポストバスバー間に配置された中間バスバーを表している。

トレイ１３４は、ワイヤハーネスコネクタ１０６（図１に示す）又は回路基板コネクタ１１６（図２に示す）と嵌合するように構成されたトレイコネクタ１３８を含む。バスバー１３５，１３６の一部は、ワイヤハーネスコネクタ１０６又は回路基板コネクタ１１６に直接的に電気的に接続するようにトレイコネクタ１３８内に位置するように構成されている。バスバー１３５，１３６の一部は、トレイコネクタ１３８の外部に配置され、対応するセルタブ１２６に電気的に接続されるように構成される。例えばバスバー１３５，１３６は、セルタブ１２６に溶接又は接合されてもよい。バスバー１３５，１３６は、バッテリセル１２０とワイヤハーネスコネクタ１０６又は回路基板コネクタ１１６との間に直接的な電気路を形成する。

図４は、バッテリモジュール１０２（図３に示す）の温度を監視するために使用されるサーミスタアセンブリ１４０を示す。サーミスタアセンブリ１４０は、１個以上のバッテリセル１２０（図３に示す）と係合して当該バッテリセル１２０の温度を監視するように構成されたサーミスタセンサ１４２を含む。サーミスタセンサ１４２は複数のバッテリセル１２０の上部１２４に跨設されてもよい。或いは、サーミスタセンサ１４２は、２個の隣接するバッテリセル１２０間に延設されてもよい。サーミスタセンサ１４２は、対応するバッテリセル１２０に沿って容易に設置することができるように薄く可撓性のあるものでもよい。

サーミスタアセンブリ１４０は、サーミスタセンサ１４２に電気的に接続されたサーミスタコンタクト１４４を含む。サーミスタコンタクト１４４は、ワイヤハーネスコネクタ１０６（図１に示す）又は回路基板コネクタ１１６（図２に示す）がトレイアセンブリ１０４に嵌合されたときワイヤハーネスコネクタ１０６又は回路基板コネクタ１１６に電気的に接続するためにトレイアセンブリ１０４に結合されるように構成されている。サーミスタコンタクト１４４は、任意の種類でもよく、電気コネクタ１０６，１１６と電気的に接続するように構成された任意の形状でもよい。

例示的一実施形態では、サーミスタコンタクト１４４は、サーミスタコンタクト１４４とサーミスタセンサ１４２の間に延在するワイヤ１４６によってサーミスタセンサ１４２に接続される。或いは、サーミスタコンタクト１４４は、直接的に電気的に接続する等、その他の手段によってサーミスタセンサ１４２に結合されてもよい。任意で、サーミスタコンタクト１４４は、サーミスタセンサ１４２と一体的なものでもよい。サーミスタコンタクト１４４は、サーミスタセンサ１４２に対して幾つ接続されてもよい。サーミスタアセンブリ１４０は、サーミスタセンサ１４２を幾つ含んでもよい。

図５は、トレイアセンブリ１０４（図３に示す）のトレイ１３４を上方から見た斜視図である。トレイ１３４は、トレイ１３４の第１の側面１５２と第２の側面１５４との間に延在する基部１５０を含む。基部１５０は、プラスチック材料等の誘電材料から製造される。基部１５０は、トレイ１３４の第１及び第２の縁１５６，１５８間に延在している。図示の実施形態では、基部１５０は略矩形状であるが、他の実施形態では他の形状を有してもよい。第１及び第２の側面１５２，１５４は互いに略平行に延在しているが、他の実施形態では非平行でもよい。第１及び第２の縁１５６，１５８は互いに平行に延在しているが、他の実施形態では非平行でもよい。

基部１５０は、第１及び第２の縁１５６，１５８に平行な長手軸１６０に沿って延在している。例示的一実施形態では、トレイコネクタ１３８は、長手軸１６０に沿って第１の側面１５２と第２の１５４との間の略中心に位置している。任意で、トレイコネクタ１３８は、第１の縁１５６と第２の縁１５８との間で基部１５０を完全に横断するように延在していてもよい。トレイコネクタ１３８は、他の実施形態では基部１５０の他の部分に沿って配置されていてもよい。

例示的一実施形態では、複数のチャネル１６２が基部１５０を貫通している。チャネル１６２は長手軸１６０の方向に細長い。チャネル１６２は基部１５０を完全に貫通している。チャネル１６２は、トレイ１３４がバッテリモジュール１０２に取り付けられた時にセルタブ１２６（図３に示す）を受容するように構成されている。任意で、チャネル１６２はバスバー１３５，１３６（図３に示す）の一部を受容してもよい。例示的一実施形態では、チャネル１６２は、トレイコネクタ１３８と第１の側面１５２との間及びトレイコネクタ１３８と第２の側面１５４の間等、トレイコネクタ１３８の両側に設けられている。チャネル１６２は、セルタブ１２６やバスバー１３５，１３６を受容するような大きさ及び形状に設定されている。

トレイ１３４は、第２の側面１５４に近接する取付プラットフォーム１６４を有する。任意で、トレイ１３４は、第２の側面１５４側の取付プラットフォーム１６４に加えて、又は第２の側面１５４側の取付プラットフォーム１６４の代わりに、第１の側面１５２に近接する取付プラットフォーム１６４を含んでもよい。取付プラットフォーム１６４は略平面状である。取付プラットフォーム１６４に沿って１個以上のシュラウド壁１６６が延在している。例示的一実施形態では、隣接する取付プラットフォーム１６４間に１個以上のシュラウド壁１６６が設けられる。図示の実施形態では、取付プラットフォーム１６４とチャネル１６２の間にシュラウド壁１６６が設けられている。

トレイコネクタ１３８は、基部１５０から上方に延出するシュラウド壁１６８を含む。シュラウド壁１６８は複数の室１７０を画定する。室１７０はワイヤハーネスコネクタ１０６又は回路基板コネクタ１１６を受容するように構成された開口上部１７２を有する。シュラウド壁１６８は、外側シュラウド壁１７４と内側シュラウド壁１７６の両方を含む。内側シュラウド壁１７６は外側シュラウド壁１７４間に延在する。例示的一実施形態では、各室１７０は、少なくとも１枚の外側シュラウド壁１７４及び少なくとも１枚の内側シュラウド壁１７６によって画定される。

例示的一実施形態では、室１７０は断面が矩形であるが、他の実施形態では室１７０は異なる形状でもよい。シュラウド壁１６８は、上部１７２が先細りして室１７０への引込部となるようにしてもよい。例示的一実施形態では、室１７０は複数の列に並べられている。図示の実施形態では、室１７０は、第１及び第２の側面１５２，１５４に平行に延びる２列に並べられている。

外側シュラウド壁１７４は、外側シュラウド壁１７４を貫通するスロット１７８を含む。例示的一実施形態では、各室１７０は、各室１７０に対して開口した対応するスロット１７８を有する。スロット１７８は、第１の側面１５２及び第２の側面１５４に対向する外部シュラウド壁１７４に設けられている。スロット１７８は、バスバー１３５，１３６（図３に示す）を受容するように構成され、バスバー１３５，１３６がトレイコネクタ１３８の内側及びトレイコネクタ１３８の外側の両方に配置されることができるようにする。任意で、スロット１７８は、対応するチャネル１６２と整列し、且つ対応するチャネル１６２に対して開口していてもよい。バスバー１３５，１３６は、スロット１７８を通ってチャネル１６２から対応する室１７０内に延出してもよい。

図６は、中間バスバー１３６を側方から見た斜視図である。バスバー１３６は、第１の端部２０２と第２の端部２０４との間に延在する本体２００を含む。バスバー１３６は、第１の側面２０６及び第２の側面２０８を有する。任意で、第１及び第２の側面２０６，２０８は略平面状でもよい。第１及び第２の側面２０６，２０８は互いに略平行でもよい。任意で、バスバー１３６は、打ち抜き工程と曲げ工程によって形成されてもよい。バスバー１３６は本体２００によって画定されるピン２１０を含む。図示の実施形態では、ピン２１０は第１の端部２０２に設けられる。他の実施形態では、ピン２１０は第１の端部２０２から離れた位置にあってもよい。バスバー１３６は、本体２００によって画定されたプレート２１２を含む。任意で、プレート２１２は第２の端部２０４に設けられてもよい。開口２１４によってピン２１０がプレート２１２から離間している。

ピン２１０は、幅２１６及び厚さ２１８によって画定された矩形の横断面を有する。幅２１６は厚さ２１８にほぼ等しくてもよい。任意で、幅２１６は厚さ２１８よりも僅かに大きくてもよい。プレート２１２は、幅２２０及び厚さ２２２によって画定される矩形の横断面を有する。任意で、厚さ２２２は厚さ２１８とほぼ等しくてもよい。例示的一実施形態では、幅２２０は厚み２２２よりも大幅に大きい。

ピン２１０は、トレイコネクタ１３８（図５に示す）に受容されるように構成され、ワイヤハーネスコネクタ１０６又は回路基板コネクタ１１６（夫々図１及び図２に示す）に直接電気的に接続されるように構成されている。プレート２１２は、セルタブ１２６（図３に示す）に直接電気的に接続されるように構成されている。

バスバー１３６は、複数のピン位置決め機能部２２４を含む。位置決め機能部２２４は、トレイ１３４（図３に示す）に対してバスバー１３６を位置決めするように構成されている。図示の実施形態では、ピン位置決め機能部２２４の一つがプレート２１２を貫く開口である。バスバー１３６は１個以上のプレート位置決め機能部２２６を含む。位置決め機能部２２４，２２６を使用してトレイ１３４に対するバスバー１３６の垂直姿勢や水平姿勢を保持するようにしてもよい。

例示的一実施形態では、バスバー１３６は、ピン２１０に近接する頸状部２２８を含む。頸状部２２８はピン２１０よりも薄い。頸状部２２８により、バスバー１３６は、頸状部２２８の領域において、バスバー１３６の他の部分よりも高い可撓性を有することができる。頸状部２２８により、例えばワイヤハーネスコネクタ１０６又は回路基板コネクタ１１６と嵌合するようにピン２１０を位置決めするため、ピン２１０が横方向に動くことができるようになる。

図７は、ポストバスバー１３５を側方から見た斜視図である。バスバー１３５は、バッテリコネクタシステム１００の外部バッテリ接続部１０８（図１に示す）となる。バスバー１３５は、第１の端部２４２と第２の端部２４４との間に延在する本体２４０を含む。

任意で、本体２４０は、２個以上の部品によって画定されてもよい。例えば、本体２４０は、ポストセクション２４６及びピンセクション２４８によって画定されてもよい。ポストセクション２４６は第２の端部２４４に設けられている。ピンセクション２４８は第１の端部２４２に設けられている。ポストセクション２４６は外部バッテリ接続部１０８となる。ピンセクション２４８は、バスバー１３５のワイヤハーネスコネクタ１０６（図１に示す）又は回路基板コネクタ１１６（図２に示す）との嵌合部となる。

ピンセクション２４８は、例えばピンセクション２４８をポストセクション２４６に溶接するなどして、ポストセクション２４６に結合してもよい。他の実施形態では、他の手段によって、例えばピンセクション２４８をポストセクション２４６にリベット締め又は加締めをするなどして、ピンセクション２４８をポストセクション２４６に接続してもよい。

ピンセクション２４８は、ピン２５０及びプレート２５２を含む。ピン２５０とプレート２５２との間には開口２５４が設けられている。ピンセクション２４８はバスバー１３６（図６に示す）と類似のものでもよい。ピンセクション２４８は、トレイ１３４（図３に示す）に対してバスバー１３５を位置決めするために使用されるピン位置決め機能部２５６を含む。図示の実施形態では、ピン位置決め機能部２５６は、プレート２５２から延出する一対のタブを含み、この一対のタブ間には間隙が設けられている。この間隙は、シュラウド壁１６８（図５に示す）を受容してトレイ１３４に対してバスバー１３５を位置決めするように構成されている。

ポストセクション２４６は、アーム２６０と、アーム２６０から延出する取付基部２６２とを含む。アーム２６０は、プレート２６４及びプレート２６４と取付基部２６２の間に延在する接続壁２６６によって画定された少なくとも２つのセクションを有する。任意で、プレート２６４は接続壁２６６に対して略垂直でもよい。取付基部２６２は接続壁２６６に対して略垂直でもよい。任意で、取付基部２６２、プレート２６４、及び接続壁２６６は、取付基部２６２と接続壁２６６の間で曲げられ、且つプレート２６４と接続壁２６６との間で曲げられた１個のワークピースから打ち抜き工程と曲げ工程によって形成されてもよい。他の実施形態では、アーム２６０は、他の屈曲部又は他の部分を有してもよい。ピンセクション２４８は、取付基部２６２とは反対側のアーム２６０の先端に結合されている。取付基部２６２は、取付プラットフォーム１６４（図５に示す）に取り付けられるように構成されている。任意で、取付プラットフォーム２６２は略水平に延在してもよい。

取付基部２６２は、取付基部２６２から上方に延出するポスト２６８を含む。ポスト２６８は、バッテリコネクタシステム１００の外部バッテリ接続部１０８となる。ポスト２６８は、本体２４０に電気的に接続され、ポスト２６８とピン２５０の間に電気路を形成する。取付基部２６２は、取付基部２６２から延出した取付タブ２７０を含む。取付タブ２７０は、取付基部２６２を取付プラットフォーム１６４に固定するために使用される。

プレート２６６は、本体２４０をセルタブ１２６（図３に示す）の一つに溶接又は電気的に接続するための表面となる。プレート２６６は、トレイ１３４に対してバスバー１３５を位置決めするためのプレート位置決め機能部２７２を有する。図示の実施形態では、プレート位置決め機能部２７２は、プレート２６６を貫通する開口である。他の実施形態では、その他の種類の位置決め機能部が使用されてもよい。

図８は、トレイ１３４に結合された中間バスバー１３６を示すトレイアセンブリ１０４の一部の平面図である。バスバー１３６は、対応するチャネル１６２に受容される。バスバー１３６は、ピン２１０が対応する室１７０に位置するように、シュラウド壁１６８に挿通される。ピン位置決め機能部２２４は、シュラウド壁１６８と係合し、室１７０内にピン２１０を位置決めする。図示の実施形態では、ピン位置決め機能部２２４は一対のタブ２８０を含む。タブ２８０は、タブ２８０間にシュラウド壁１６８を捕捉する。

バスバー１３６は、バスバー１３６の一部が室１７０内に位置し、バスバー１３６の一部がトレイコネクタ１３８の外側に位置するように、対応するスロット１７８に挿通される。トレイコネクタ１３８の外側に位置するバスバー１３６の一部は、セルタブ１２６（図３に示す）に電気的に接続されるように構成されている。

頸状部２２８はピン２１０に隣接している。頸状部２２８はピン２１０よりも薄い。ピン２１０は、頸状部２２８によって頸状部２２８の領域においてより高い可撓性を有し、室１７０内で曲がったり動いたりすることが可能になる。例えば、ピン２１０を横方向、例えば矢印Ａの方向に動かし、ワイヤハーネスコネクタ１０６（図１に示す）又は回路基板コネクタ１１６（図１に示す）と嵌合するためにピン２１０を配置するようにしてもよい。

図９は、トレイアセンブリ１０４の一部を示す部分の断面図である。図９は、トレイ１３４に結合されたバスバー１３５，１３６を示す。バスバー１３５，１３６の一部は、シュラウド壁１６８の対応するスロット１７８に挿通する。トレイ１３４は、プレート位置決め機能部２２６，２７２と相互作用してバスバー１３５，１３６を夫々トレイ１３４内に固定する固定機能部２８２を含む。固定機能部２８２は、図示の実施形態では、プレートラッチ固定機能部２２６，２７２となる開口内に延出するラッチ又はタブを構成している。固定機能部２８２は、例えば矢印Ｂの方向への、トレイ１３４に対するバスバー１３５，１３６の動きに抵抗する。例示的一実施形態では、トレイのチャネル１６２とバスバー１３６又は１３５との間には間隙２８３が設けられ、バスバー１３５又は１３６が水平方向に動けるようになり、その結果、バスバー１３５又は１３６の位置が水平方向に調整可能である。

図１０は、バッテリモジュール１０２に結合されたトレイアセンブリ１０４を示すバッテリコネクタシステム１００を示す。任意で、バスバー１３５，１３６は、トレイアセンブリ１０４がバッテリモジュール１０２に結合される前にトレイ１３４に結合される。バスバー１３５，１３６は、位置決め機能部２２４，２２６，２５６，２７２（図６及び図７に示す）を用いて、トレイ１３４上にスナップ結合されてもよい。バスバー１３５，１３６は、チャネル１６２内に位置され、例えばトレイ１３４に対してバスバー１３５，１３６の水平姿勢を調整するために、バスバー１３５，１３６をトレイ１３４に対して僅かに動かすことができるようにトレイ１３４に保持される。トレイアセンブリ１０４は、セルタブ１２６が対応するチャネル１６２に挿通するようにバッテリモジュール１０２の上部に結合される。バスバー１３５，１３６は、対応するセルタブ１２６に沿って延在し、対応するセルタブ１２６に係合する。バスバー１３５，１３６は、対応するセルタブ１２６に電気的に接続される。例えば、バスバー１３５，１３６は、セルタブ１２６に溶接されてもよい。任意で、バスバー１３５，１３６は、セルタブ１２６に超音波溶接されてもよい。他の実施形態では、バスバー１３５，１３６は、他の手段又は処理によって、例えば、可撓性スプリングビームによる機械的干渉を使用することによって、リベット締め又は加締めによって、又はその他の処理によって、セルタブ１２６に電気的に接続されてもよい。バスバー１３５，１３６がトレイ１３４によって保持されて予め配置されることによって、セルタブに対するバスバー１３５，１３６の振動の影響が減少され、バスバー１３５，１３６とセルタブ１２６の間の接続状態を長持ちさせることができる。

トレイアセンブリ１０４が組み付けられる際、バスバー１３５，１３６がトレイ１３４に結合される。ポストバスバー１３５は、取付基部２６２が取り付けプラットフォーム１６４上に配置されるように第１及び第２の端部１５６，１５８に沿って延在する。アーム２６０は、取付基部２６２からトレイコネクタ１３８に向かって延出する。アーム２６０のプレート２６４が対応するセルタブ１２６に沿って延在し、かかるセルタブ１２６はプレート２６４に直接電気的に接続される。ピンセクション２４８は、ピン２５０が対応する室１７０に受容されるように、アーム２６０から前方に延出する。ポスト２６８は、取付プラットフォーム１６４の上方で延出し、バッテリモジュール１０２の外部バッテリ接続部１０８となる。例示的一実施形態では、一方のポスト２６８が正極のバッテリ接続部となり、他方のポスト２６８が負極のバッテリ接続部となる。ポスト２６８間にはシュラウド壁１６６が延在する。シュラウド壁１６６は、ポスト２６８とセルタブ１２６との間にも延在する。

図１１は、ワイヤハーネスコネクタ１０６（図１に示す）用の端子３００を示す。端子３００は、嵌合端部３０４及び終端接続部３０６を有する本体３０２を含む。嵌合端部３０４は、対応するピン２１０又は２５０（夫々図６及び図７に示す）と嵌合するように構成されている。終端接続部３０６は、ワイヤ３０８に対して終端接続するように構成される。例えば、終端接続部３０６はワイヤ３０８に圧着されてもよい。他の実施形態では、終端接続部３０６は、他の手段又は処理によって、例えば、半田付け、圧接等によって、ワイヤ３０８に対して終端接続されてもよい。端子３００は、ワイヤ３０８に対して圧着するために終端接続部３０６にクリンプバレル３１０を含む。任意で、本体３０２は２つの部品からなる本体でもよい。

端子３００は、端壁３１２，３１４と、端壁３１２，３１４間に延在する側壁３１６を含む。任意で、端子３００は、側壁３１６の反対側にもう１個の側壁を含んでもよい。端子３００は、クリンプバレル３１０を有する本体の部分からほぼ端壁３１２，３１４に沿って延出するビーム３１８を含む。ビーム３１６は、ピン２１０，２５０と係合するように構成された嵌合面を有する。ビーム３１８同士は互いに対向し、可撓性を有する。

例示的一実施形態では、端子３００はビーム３１８の外側に配置された補強部３２０を含む。補強部３２０は、ビーム３１８と係合し、ビーム３１８に対して内向きの法線力を与え、ビーム３１８同士を互いに向かって押進させる。ピン２１０又は２５０が端子３００と嵌合する際、補強部３２０は、対応するピン２１０又は２５０に対してビーム３１８を押し付ける。

例示的一実施形態では、嵌合端部３０４は側面が開口し、ビーム３１８間に開口側面３２２，３２４を有する。開口側面３２２，３２４により、ピン２１０又は２５０が開口側面３２２や３２４を通って外側に延出することができる。

端子３００は、端壁３１２，３１４から延出する返し３２６を含む。返し３２６を使用して端子３００がワイヤハーネスコネクタ１０６に保持される。返し３２６は可撓性を有する。他の実施形態では、その他の種類の保持機能部を使用して端子３００をワイヤハーネスコネクタ１０６に保持してもよい。

図１２は、ワイヤハーネスコネクタ１０６を上方から見た斜視図である。図１３は、ワイヤハーネスコネクタ１０６を下方から見た斜視図である。ワイヤハーネスコネクタ１０６は、トレイコネクタ１３８（図１０に示す）に結合されるように構成されている。ワイヤハーネスコネクタ１０６は、嵌合端部３３２とワイヤ端部３３４との間に延在するハウジング３３０を含む。嵌合端部３３２は、トレイコネクタ１３８に嵌合されるように構成される。ワイヤ３０８はワイヤ端部３３４から延出する。ハウジング３３０は、嵌合端部３３２とワイヤ端部３３４との間にハウジング３３０を貫通する複数の開口３３６を有する。開口３３６は端子３００（図１１に示す）を受容する。例示的一実施形態では、端子３００がワイヤ端部３３４を通って開口３３６に装着される。

ハウジング３３０は複数のタワー３３８を含む。タワー３３８同士は空間３４０によって離間されている。各タワー３３８は対応する開口３３６を有する。端子３００は対応するタワー３３８に受容される。タワー３３８の端部は、傾斜し且つその端部においてタワー３３８の大きさが減少した引込面３４２を有する。引込面３４２は、タワー３３８をトレイコネクタ１３８の対応する室１７０（図１０に示す）内に案内する。空間３４０は、タワー３３８が室１７０に受容されると対応するシュラウド壁１６８（図１０に示す）を受容するような大きさに設定されて位置決めされている。図示の実施形態では、ワイヤハーネスコネクタ１０６は２列のタワー３３８を含む。他の実施形態では、タワー３３８は何列設けられてもよい。ハウジング３３０は、ワイヤ端部３３４に近接するハウジング３３０から外方に延出した縁３４４を含む。縁３４４を使用してワイヤハーネスコネクタ１０６をバッテリモジュール１０２に固定する。

図１に戻ると、バッテリコネクタシステム１００は、バッテリモジュール１０２及びトレイアセンブリ１０４に結合されるカバー３５０を含む。カバー３５０は、トレイアセンブリ１０４の上方に延在する。カバー３５０はワイヤハーネスコネクタ１０６をトレイアセンブリ１０４に固定するために使用される取付機能部３５２を含む。図示の実施形態では、取付機能部３５２は、ハウジング３３０上の縁３４４に係合するラッチを構成している。他の実施形態では、他の種類の他の種類の取付機能部が使用されてもよい。取付機能部３５２は、トレイアセンブリ１０４との嵌合時にワイヤハーネスコネクタ１０６を案内するためのガイド壁又はその他の位置決め機能部を含んでもよい。

例示的一実施形態では、カバー３５０は、各ポスト２６８周囲に延在するポストシュラウド３５４を含む。ポストシュラウド３５２は、ポスト２６８が不用意に接触することを防止する。電源コネクタ１１０は、ポスト２６８に取り付けるためにポストシュラウド３５４によって画定された領域内に嵌入する。

図１４は、トレイアセンブリ１０４に結合されたワイヤハーネスコネクタ１０６の横断面図である。図１４は、対応するピン２１０に嵌合した端子３００を示す。端子３００とピン２１０の接点により、バスバー１３６又は１３５とワイヤハーネスコネクタ１０６の端子３００が直接係合することができる。ビーム３１８はピン２１０の両側に係合する。補強部３２０は、ビーム３１８をピン２１０に対して押圧する。端子３００は、ひとつのタワー３３８の開口３３６内に示されている。タワー３３８は室１７０内に装着される。シュラウド壁１６８は空間３４０に受容される。タワー３３８の引込面３４２は、シュラウド壁１６８の面取り端部と共に、タワー３３８が室１７０に案内されるように補助する。

ピン２１０は、シュラウド壁１６８から離間し、端子３００のための空間を持たせている。開口３３６は、嵌合端部３３２において、ピン２１０を開口３３６内に案内する案内機能部３６０を含む。ピン２１０は、開口３３６と整列するように僅かに動くことができるようになっている。図示の実施形態では、案内機能部３６０は、端子３００と嵌合するために開口３３６の中心に向かってピン２１０を案内する傾斜面である。任意で、ワイヤハーネスコネクタ１０６とトレイアセンブリ１０４の接点には防湿シールが設けられてもよい。

図１５は、回路基板コネクタ１１６（図２に示す）用の端子４００を示す。端子４００は端子３００（図１１に示す）と類似していてもよいが、端子４００は終端接続部３０６（図１１に示す）とは異なる終端接続部４０６を有してもよい。端子４００は、ワイヤではなく回路基板に対して終端接続するように構成されている。

端子４００は、嵌合端部４０４及び終端接続部４０６を有する本体４０２を含む。嵌合端部４０４は、対応するピン２１０又は２５０（夫々図５及び図７に示す）と嵌合するように構成される。終端接続部４０６は、回路基板に対して終端接続するように構成される。例えば、終端接続部４０６は、回路基板のめっきバイアに受容されるコンプライアント部を有してもよい。図示の実施形態では、終端接続部４０６は折り畳まれて、回路基板のめっきバイアと確実に電気接触するようにめっきバイアに対して付勢される両側スプリングアームとなる。他の実施形態では、終端接続部は、回路基板に半田付けするための半田テールを有してもよい。他の実施形態では、終端接続部４０６は、その他の手段又は処理によって回路基板に対して終端接続されてもよい。

端子４００は、端壁４１２，４１４と、端壁４１２，４１４間に延在する側壁４１６を含む。任意で、端子４００は、側壁４１６の反対側に他の側壁を含んでもよい。端子４００は、半田テールから延出するビーム４１８を含む。ビーム４１８は、端壁４１２，４１４と整列する。ビーム４１８は、ピン２１０，２５０に係合するように構成された嵌合接点を有する。ビーム４１８同士は互いに対向し、可撓性を有する。

例示的一実施形態では、端子４００は、端壁４１２，４１４から延出する補強部４２０を含む。補強部４２０はビーム４１８の外側に配置されている。補強部４２０は、ビーム４１８と係合し、対応するピン２１０，２５０に対してビーム４１８を押圧する。例示的一実施形態では、嵌合端部４０４は側面が開口し、ビーム４１８間に開口側面４２２，４２４を有する。開口側面４２２，４２４により、ピン２１０，２５０が開口側面４２２や４２４を通って外方に延出することができる。

端子４００は、端壁４１２，４１４から延出する返し４２６を含む。返し４２６を使用して回路基板コネクタ１１６に端子４００が保持される。返し４２６は可撓性を有する。他の実施形態では、その他の種類の保持機能部を使用して回路基板コネクタ１１６に端子４００を保持してもよい。

図１６は、回路基板コネクタ１１６を上方から見た斜視図である。回路基板コネクタ１１６は、トレイコネクタ１３８（図１０に示す）に結合されるように構成される。回路基板コネクタ１１６は、ワイヤハーネスコネクタ１０６及びカバー３５０（両方とも図１に示す）と交換可能としてもよい。

回路基板コネクタ１１６は、ハウジング４３０内に受容される回路基板４２８を含む。ハウジング４３０は、嵌合端部４３２と外側端部４３４との間に延在する。嵌合端部４３２は、トレイコネクタ１３８と嵌合するように構成されている。端子４００は、回路基板４２８に結合され、ハウジング４３０によって保持される。回路基板４２８は、外側端部４３４を通ってハウジング４３０に受容される。任意で、外側端部４３４に蓋を被せてもよい。

ハウジング４３０は、図２に示すように、バッテリモジュール１０２とトレイアセンブリ１０４に結合されるように構成される。ハウジング４３０はトレイアセンブリ１０４の上方に延在する。例示的一実施形態では、ハウジング４３０は、各ポスト２６８の周囲に延在するポストシュラウド４５４を含む。ポストシュラウド４５４は、ポスト２６８が不用意に接触することを防止する。電源コネクタ１１０（図１に示す）は、ポスト２６８に取り付けるためにポストシュラウド４５４によって画定された領域に嵌入するように構成されている。

図１７は、回路基板４２８と、回路基板４２８に取り付けられた端子４００とを示す。回路基板４２８には、バッテリモジュール１０２（図２に示す）を監視や制御するために使用される各種の電気部品が結合されてもよい。かかる電気部品は、１個以上の端子４００に電気的に接続されてもよい。かかる電気部品や端子４００は、回路基板４２８に取り付けられる外部のコネクタ１１８に電気的に接続されてもよい。

図１８は、ハウジング４３０を上方から見た斜視図である。図１９は、ハウジング４３０を下方から見た斜視図である。ハウジング４３０は、嵌合端部４３２と外側端部４３４との間にはハウジング４３０を貫通する複数の開口４３６を有する。開口４３６は、回路基板４２８（図１７に示す）がハウジング４３０に装着される際に端子４００（図１７に示す）を受容する。

ハウジング４３０は複数のタワー４３８を含む。タワー４３８同士は空間４４０によって離間されている。各タワー４３８は対応する開口４３６を有する。端子４００は対応するタワー４３８に受容される。タワー４３８の端部は、傾斜し且つその端部においてタワー４３８の大きさが減少した引込面４４２を有する。引込面４４２は、タワー４３８をトレイコネクタ１３８の対応する室１７０（図１０に示す）内に案内する。空間４４０は、タワー４３８は室１７０に受容されると対応するシュラウド壁１６８（図１０に示す）を受容するような大きさに設定されて位置決めされている。図示の実施形態では、回路基板コネクタ１１６は２列のタワー４３８を含む。他の実施形態では、タワー４３８は何列設けられてもよい。タワー４３８の大きさ、形状、及び配置は、タワー３３８（図１３に示す）の大きさ、形状、及び配置に実質的に類似しており、回路基板コネクタ１１６とワイヤハーネスコネクタ１０６の両方がトレイコネクタ１３８（図３に示す）に対して交換可能に且つ選択的に結合されるようにしている。図１９は、ハウジング４３０に結合された蓋４４４を示す。

図２０は、トレイアセンブリ１０４に結合された回路基板コネクタ１１６の横断面図である。図２０は、対応するピン２１０と嵌合した端子４００の一つを示す。ビーム４１８はピン２１０の両側に係合する。補強部４２０は、ビーム４１８をピン２１０に対して押圧する。

端子４００は、ひとつのタワー４３８の開口４３６内に示されている。タワー４３８は室１７０内に装着される。シュラウド壁１６８は空間４４０に受容される。タワー４３８の引込面４４２は、シュラウド壁１６８の面取り端部と共に、タワー４３８が室１７０に案内されるように補助する。開口４３６は、嵌合端部４３２において、ピン２１０を開口４３６内に案内する案内機能部４６０を含む。図示の実施形態では、案内機能部４６０は、端子４００と嵌合するために開口４３６の中心に向かってピン２１０を案内する傾斜面である。

例示的一実施形態では、トレイアセンブリ１０４が、室１７０の底面に防湿シール４７０を含む。シール４７０は、回路基板コネクタ１１６とトレイアセンブリ１０４の接点を封止する。シール４７０は、ガスケット、フォームインサート、エポキシ充填剤、又はその他の種類のシールでもよい。シール４７０はピン２１０の周囲を封止する。タワー４３８は、シール４７０への当接やシール４７０の圧縮を行い、シール４７０と確実に封止係合する。シール４７０によって回路基板４２８及び対応するコンポーネントに防湿性が付与される。

Claims (10)

1. バッテリコネクタシステム（１００）であって、
   複数のバッテリセル（１２０）からなるバッテリモジュール（１０２）に取り付けられるように構成されたトレイアセンブリ（１０４）を備え、
   前記トレイアセンブリが、トレイ（１３４）と、前記トレイによって保持される複数のバスバー（１３５，１３６）を備え、
   前記トレイが基部（１５０）を有し、
   前記基部は、前記基部を貫通するチャネル（１６２）を備え、
   前記チャネルが、対応するバッテリセルからのセルタブ（１２６）を受容し、
   前記トレイが電気コネクタ（１０６，１１６）と嵌合するように構成されたトレイコネクタ（１３８）を有し、
   前記バスバーが、対応するチャネルと整列し、対応するセルタブに電気的に接続されるように構成され、
   前記バスバーが前記トレイに結合され、
   前記バスバーが、前記電気コネクタと直接接続するために前記トレイコネクタに配置されたピン（２１０）を有するバッテリコネクタシステム（１００）。
2. 前記バスバー（１３６）がプレート（２１２）を含み、
   前記プレートが対応するセルタブ（１２６）に直接電気的に接続されるように構成され、
   前記ピン（２１０）が前記プレートから延出し、
   前記プレートが前記トレイコネクタ（１３８）の外側に配置され、
   前記ピンが前記トレイコネクタの内側に配置される請求項１に記載のバッテリコネクタシステム（１００）。
3. 前記バスバー（１３６）がプレート（２１２）を含み、
   前記プレートが前記チャネル（１６２）に受容され、
   前記プレートが前記セルタブ（１２６）に溶接されている請求項１に記載のバッテリコネクタシステム。
4. 前記トレイコネクタ（１３８）が、室（１７０）を画定するシュラウド壁（１６８）を含み、
   前記室が前記電気コネクタ（１０６，１１６）を受容するように構成された開口上部（１７２）を有し、
   前記シュラウド壁は、前記シュラウド壁を貫通するスロット（１７８）を有し、
   前記バスバー（１３６）が、対応する室に前記ピン（２１０）を配置するように対応するスロットに挿通されている請求項１に記載のバッテリコネクタシステム（１００）。
5. 前記トレイ（１３４）は、第１の側面（１３０）及び第２の側面（１３２）を有し、
   前記トレイコネクタ（１３８）は、前記第１及び第２の側面間に配置され、
   前記バスバー（１３６）は、前記バスバーの幾つかが前記トレイコネクタと前記第１の側面との間に配置され、前記バスバーの幾つかが前記トレイコネクタと前記第２の側面との間に配置されるように、前記トレイコネクタの両側から延出する請求項１に記載のバッテリコネクタシステム（１００）。
6. 前記トレイコネクタ（１３８）は、前記第１及び第２の側面（１３０，１３２）間のほぼ中央に位置する請求項１に記載のバッテリコネクタシステム（１００）。
7. 前記トレイ（１３４）は取付プラットフォーム（１６４）を有し、
   少なくとも１個のバスバー（１３５）が、前記取付プラットフォームに着座した取付基部（２６２）を含み、
   前記取付基部が、前記取付基部から延出し、バッテリコネクタシステム（１００）の外部バッテリ接続部（１０８）となるポスト（２６８）を有する請求項１に記載のバッテリコネクタシステム（１００）。
8. 少なくとも１個のバッテリセル（１２０）の温度を測定するためのサーミスタセンサ（１４２）を有するサーミスタアセンブリ（１４０）を更に備え、
   前記サーミスタアセンブリが、前記サーミスタセンサに結合され、前記電気コネクタ（１０６）に電気的に接続するために前記トレイコネクタ（１３８）内に延出しているサーミスタコンタクト（１４４）を含む請求項１に記載のバッテリコネクタシステム（１００）。
9. 前記バスバー（１３５，１３６）が、前記トレイ（１３４）に対して前記バスバーを位置決めするために少なくとも１個の位置決め機能部（２５６，２２４）を含む請求項１に記載のバッテリコネクタシステム。
10. 前記トレイコネクタ（１３８）に結合されるように構成されワイヤハーネスコネクタ（１０６）であって、
    集中型バッテリ管理システム（１１２）に配線されるように構成された対応するワイヤ（３０８）に対して終端接続させた複数の端子（３００）を保持するハウジング（３３０）を有するワイヤハーネスコネクタ（１０６）と、
    前記トレイコネクタに結合されるように構成された回路基板コネクタ（１１６）であって、複数の端子（４００）が取り付けられた回路基板（４２８）を保持するハウジング（４２０）を有する回路基板コネクタ（１１６）と
    を更に備え、
    前記ワイヤハーネスコネクタ又は前記回路基板コネクタのいずれかが、夫々、集中型又は分散型バッテリ管理システムと定めるように前記トレイコネクタに選択的に結合されている請求項１に記載のバッテリコネクタシステム（１００）。

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