JP2015207393A

JP2015207393A - 電池接続体、及び、それを備えたバッテリパック

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Publication number: JP2015207393A
Application number: JP2014086164A
Authority: JP
Inventors: 禎章庄村; Sadaaki Shomura; 隆雄庄子; Takao Shoji
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2014-04-18
Filing date: 2014-04-18
Publication date: 2015-11-19
Anticipated expiration: 2034-04-18
Also published as: JP6370586B2

Abstract

【課題】電池集合体と監視ユニットとの間の過電流遮断機能を備えたバッテリパックを小型化・簡素化することができる構造を提供する。【解決手段】バッテリパック１０は、複数の電池セルの集合体である電池集合体１１と、電池集合体１１の状態を監視する監視ユニット１２と、電池集合体１１の各電池セルを直列接続するとともに電池集合体１１と監視ユニット１２とを接続した電池接続体１と、これらを収容する筐体と、を備えている。電池接続体１は、電池集合体１１の各電池セルを直列接続する複数の接続導体と、前記各接続導体を監視ユニット１２と接続するための複数の電線９ｂと、前記各接続導体と各電線９ｂとの間に介在するヒューズ８と、を備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、電池集合体を構成する各電池セルを電気的に接続する電池接続体、及び、該電池接続体を備えたバッテリパックに関するものである。

図６は、従来の電池接続体及びバッテリパックの概略図である。図６において、符号３１１は、複数の電池セルの集合体である電池集合体である。符号３１２は、各電池セルの電圧や温度等、電池集合体３１１の状態を監視する監視ユニットである。符号３０１は、電池集合体３１１の各電池セルを直列接続するとともに電池集合体３１１と監視ユニット３１２とを接続した電池接続体である。

電池接続体３０１は、隣り合う電池セルの電極同士を接続した複数の接続導体、各接続導体に重ねられた端子（例えば各電池セルの電圧を検出するための端子である。）、前記各端子を監視ユニット３１２と接続するための複数の電線、これら部品が取り付けられた合成樹脂製のケースなどを備えている。

また、図６中の符号３１３は、電池接続体３０１から監視ユニット３１２までの回路の途中に設けられたヒューズボックスである。ヒューズボックス３１３は、電池接続体３０１から監視ユニット３１２までの回路（例えば各電池セルの電圧検出回路）に過電流が流れた際に当該回路の電流を遮断するヒューズと、複数のヒューズを保持したケースと、を備えている。

上述した電池集合体３１１、電池接続体３０１、監視ユニット３１２、ヒューズボックス３１３は、不図示の筺体に収容されるなどしてバッテリパック３１０を構成する。このバッテリパック３１０は自動車などに搭載される（例えば特許文献１を参照。）。

特開２０１１−６０６７５号公報

上述したヒューズボックス３１３を備えたバッテリパック３１０においては、以下に示す複数の問題があった。例えば、バッテリパック３１０は、電池接続体３０１から監視ユニット３１２までの回路の途中にヒューズボックス３１３を設けた構造であるがゆえに、配線が多く複雑になってしまうという問題があった。また、バッテリパック３１０の筺体内でヒューズボックス３１３が大きなスペースを取るため、設計自由度が小さくなってしまうという問題があった。さらに、ヒューズボックス３１３を前記筺体に固定するための構造（貫通孔等）を設けなければならず、筺体の形状が複雑になってしまうという問題があった。

したがって、本発明は、電池集合体と監視ユニットとの間の過電流遮断機能を備えたバッテリパックを小型化・簡素化することができる構造を提供することを目的とする。

請求項１に記載された発明は、電池集合体を構成する各電池セルを電気的に接続する複数の接続導体と、前記各接続導体を前記電池集合体を監視する監視ユニットと接続するための複数の電線と、を備えた電池接続体であって、前記各接続導体と前記各電線との間に介在するヒューズを備えたことを特徴とする電池接続体である。

請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記複数の接続導体が装着されるケースと、該ケースに取り付けられるカバーと、を備え、前記カバーに前記ヒューズの装着部が設けられていることを特徴とするものである。

請求項３に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記複数の接続導体が装着されるケースを備え、前記ケースに前記ヒューズの装着部が設けられていることを特徴とするものである。

請求項４に記載された発明は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載された発明において、前記接続導体に重ねられる端子を備え、前記端子に、前記ヒューズと直接又は中継端子を介して接続されるヒューズ接続部が設けられていることを特徴とするものである。

請求項５に記載された発明は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載された発明において、前記接続導体に、前記ヒューズと直接又は中継端子を介して接続されるヒューズ接続部が設けられていることを特徴とするものである。

請求項６に記載された発明は、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の電池接続体と、該電池接続体により各電池セルが電気的に接続された電池集合体と、前記電池接続体により前記電池集合体と接続された監視ユニットと、を備えたことを特徴とするバッテリパックである。

請求項１に記載された発明によれば、電池接続体が各接続導体と各電線との間に介在するヒューズを備えているので、各接続導体から監視ユニットまでの回路に過電流が流れた際に、ヒューズにより当該回路の電流を遮断することができる。このような電池接続体を用いてバッテリパックを構成することにより、ヒューズボックスを用いる必要がなく、バッテリパックを小型化・簡素化することができる。

請求項２に記載された発明によれば、前記複数の接続導体が装着されるケースと、該ケースに取り付けられるカバーと、を備え、前記カバーに前記ヒューズの装着部が設けられているので、少ない部品点数で電池接続体を構成することができる。

請求項３に記載された発明によれば、前記複数の接続導体が装着されるケースを備え、前記ケースに前記ヒューズの装着部が設けられているので、少ない部品点数で電池接続体を構成することができる。

請求項４に記載された発明によれば、前記接続導体に重ねられる端子を備え、前記端子に、前記ヒューズと直接又は中継端子を介して接続されるヒューズ接続部が設けられているので、接続導体とヒューズを接続する構造を単純化でき、電池接続体の配線を簡素化することができる。

請求項５に記載された発明によれば、前記接続導体に、前記ヒューズと直接又は中継端子を介して接続されるヒューズ接続部が設けられているので、接続導体とヒューズを接続する構造を単純化でき、電池接続体の配線を簡素化することができる。

請求項６に記載された発明によれば、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の電池接続体と、該電池接続体により各電池セルが電気的に接続された電池集合体と、前記電池接続体により前記電池集合体と接続された監視ユニットと、を備えているので、各接続導体から監視ユニットまでの回路を遮断するのにヒューズボックスを用いる必要がなく、小型化・簡素化が可能なバッテリパックを提供することができる。

本発明の第１の実施形態にかかる電池接続体及びバッテリパックの概略図である。図１に示された電池接続体の分解図である。図２に示された電池接続体の主要部品の平面図である。本発明の第２の実施形態にかかる電池接続体の分解図である。図４に示された電池接続体の主要部品の平面図である。従来の電池接続体及びバッテリパックの概略図である。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態にかかる「電池接続体」及び「バッテリパック」を図１〜３を参照して説明する。

図１に示すバッテリパック１０は、自動車に搭載されるものであり、複数の電池セルの集合体である電池集合体１１と、電池集合体１１の状態を監視する監視ユニット１２と、電池集合体１１の各電池セルを電気的に接続するとともに電池集合体１１と監視ユニット１２とを接続した電池接続体１と、これらを収容する不図示の筐体と、を備えている。

図１において、電池集合体１１は、複数の電池セルが矢印Ｘ方向に並んでいる。各電池セルは、矢印Ｚ方向に棒状に延びた一対の電極を有している。電池集合体１１は、隣り合う電池セルの正極と負極とが後述する接続導体４によって接続されることにより、複数の電池セルが直列接続される。

電池接続体１は、図１における電池集合体１１の正面側と背面側とに一つずつ設けられている。電池接続体１は、図２，３に示すように、電池集合体１１の各電池セルを直列接続する複数の接続導体４と、各接続導体４に重ねられる端子６ｂと、各接続導体４を監視ユニット１２と接続するための複数の電線９ｂと、各電線９ｂの端部に取り付けられた端子７ｂと、各接続導体４と各電線９ｂとの間に介在するヒューズ８と、各端子６ｂと各ヒューズ８とを接続する中継端子７ａと、ケース２と、ケース２に取り付けられるカバー３と、を備えている。

この他にも、電池接続体１は、電池集合体１１の端に位置する電池セルに接続される電源端子５及び電線（電源線）９ａと、電源端子５に重ねられる端子６ａと、電源端子５を監視ユニット１２と接続するための電線９ｂと、前記電線９ａ，９ｂの端部に取り付けられた端子７ｂと、電源端子５と電線９ａとの間、電源端子５と電線９ｂとの間、にそれぞれ介在するヒューズ８と、電源端子５とヒューズ８を接続する中継端子７ａと、端子６ａとヒューズ８を接続する中継端子７ａと、を備えている。

電源端子５は、金属板にプレス加工が施されて得られるものであり、平らに形成され、電極挿通孔５１が一つ設けられた本体部５０と、本体部５０の外縁部から板状に立設し、中継端子７ａと嵌合するヒューズ接続部５２と、が一体に設けられている。

接続導体４は、金属板にプレス加工が施されて得られるものであり、平面視が略長方形の平らな板状に形成され、一対の電極挿通孔４１が設けられている。

端子６ａは、金属板にプレス加工が施されて得られるものであり、電源端子５に重なる平らな重なり部６０と、重なり部６０の外縁部から板状に立設し、中継端子７ａと嵌合するヒューズ接続部６２と、が一体に設けられている。重なり部６０には、電源端子５の電極挿通孔５１に重なる電極挿通孔６１が設けられている。

端子６ｂは、金属板にプレス加工が施されて得られるものであり、接続導体４に重なる平らな重なり部６０と、重なり部６０の外縁部から板状に立設し、中継端子７ａと嵌合するヒューズ接続部６２と、が一体に設けられている。重なり部６０には、接続導体４の一方の電極挿通孔４１に重なる電極挿通孔６１が設けられている。

ヒューズ８は、ハウジング８０と、ハウジング８０から突出した一対の端子部８１と、ハウジング８０内に位置し、一対の端子部８１を連結した可溶体と、を備えた周知のものである。

中継端子７ａは、外形が筒状に形成され、その内側に付勢ばねが設けられた周知の雌−雌端子である。図２の右端に位置する中継端子７ａは、電源端子５のヒューズ接続部５２とヒューズ８の一方の端子部８１とを接続する。図２の中央に位置する中継端子７ａは、電源端子５に重ねられた端子６ａのヒューズ接続部６２とヒューズ８の一方の端子部８１とを接続する。図２の左端に位置する中継端子７ａは、接続導体４に重ねられた端子６ｂのヒューズ接続部６２とヒューズ８の一方の端子部８１とを接続する。

端子７ｂは、電線９ａ，９ｂの芯線を圧着する圧着部と、ヒューズ８の他方の端子部８１と嵌合する雌型の嵌合部と、を備えている。

ケース２は、絶縁性の合成樹脂で構成されている。ケース２は、接続導体４及び端子６ｂが装着される箱状の第１装着部２１と、第１装着部２１と連通するとともにヒューズ接続部６２及び中継端子７ａが位置付けられる樋状の収容部２２と、が電池集合体１１の電池セルの並び方向に沿って複数設けられている。また、ケース２の一端には、電源端子５及び端子６ａが装着されるとともにヒューズ接続部５２，６２及び中継端子７ａが位置付けられる第２装着部２０が設けられている。第１装着部２１、第２装着部２０の底壁には、上述した電極挿通孔４１，５１，６１に重なる電極挿通孔が設けられている。また、隣り合う第１装着部２１は薄肉ヒンジ２３によって連結され、隣り合う収容部２２は薄肉ヒンジ２４によって連結されている。

カバー３は、絶縁性の合成樹脂で構成されている。カバー３は、箱状に形成されたカバー本体部３０と、複数のヒューズ装着部３１と、が一体に設けられている。複数のヒューズ装着部３１は、本体部３０の外面側に設けられている。また、本体部３０の内面側には、複数の電線９ａ，９ｂを保持する保持部が設けられている。

続いて、上記電池接続体１の組立手順を説明する。まず、電源端子５のヒューズ接続部５２、端子６ａ，６ｂのヒューズ接続部６２にそれぞれ中継端子７ａを嵌合させ、これら電源端子５、端子６ａ，６ｂ及び接続導体４をケース２に装着する。次に、端部に端子７ｂが取り付けられた状態の電線９ａ，９ｂをカバー３に取り付けるとともに端子７ｂをヒューズ装着部３１内に係止させる。そして、前述した部品が装着されたケース２と電池集合体１１とを近付けて、各電池セルの電極をケース２の電極挿通孔及び他の電極挿通孔４１，５１，６１に挿通し、当該電極にナットを螺合させてケース２を電池集合体１１に固定する。その後ケース２にカバー３を取り付け、ヒューズ８をヒューズ装着部３１に装着する。このような手順を経て電池接続体１が組み立てられる。

上記構成の電池接続体１は、各接続導体４又は電源端子５から監視ユニット１２までの各回路（電線９ｂを含む回路）、電源端子５及び電線９ａを含む電源回路に過電流が流れた際に、ヒューズ８が溶断することにより当該回路の電流を遮断することができる。

このように、従来のバッテリパックに用いられていたヒューズボックス（図６を参照。）の機能を電池接続体１が有しているので、当該電池接続体１を備えたバッテリパック１０は、ヒューズボックスを廃止でき、そのために、配線の簡素化、小型化、設計自由度の向上、筐体形状の簡素化、部品点数の削減、等を図ることができる。

また、上記電池接続体１においては、カバー３にヒューズ装着部３１が一体成形されているので、部品点数を少なくすることができる。また、このカバー３はケース２と別体で設けられているが、当該カバー３は、薄肉ヒンジでケース２に連結されるなどして、ケース２と一体で設けられていてもよい。

また、上記電池接続体１においては、接続導体４に重ねられる端子６ｂに、ヒューズ８と中継端子７ａを介して接続されるヒューズ接続部６２が設けられているので、接続導体４とヒューズ８を接続する構造を単純化でき、電池接続体１の配線を簡素化することができる。また、この端子６ｂには、中継端子７ａに嵌合する板状のヒューズ接続部６２が設けられているが、当該ヒューズ接続部６２をヒューズ８の端子部８１と直接嵌合する雌型形状に変更して中継端子７ａを廃止してもよい。このことは、端子６ａのヒューズ接続部６２及び電源端子５のヒューズ接続部５２についても同様である。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態にかかる「電池接続体」及び「バッテリパック」を図４〜５を参照して説明する。また、図４〜５において、前述した第１の実施形態と同一構成部分には同一符号を付して説明を省略する。

本実施形態のバッテリパックは、第１の実施形態で説明した電池接続体１の代わりに、図４，５に示す電池接続体１０１を備えている。この電池接続体１０１は、電池集合体１１（図１を参照。）の各電池セルを直列接続する複数の接続導体１０４と、各接続導体１０４を監視ユニット１２（図１を参照。）と接続するための複数の電線９ｂと、各電線９ｂの端部に取り付けられた端子７ｂと、各接続導体１０４と各電線９ｂとの間に介在するヒューズ８と、各接続導体１０４と各ヒューズ８とを接続する中継端子７ａと、ケース１０２と、を備えている。

この他にも、電池接続体１０１は、第１の実施形態と同様に、電池集合体１１の端に位置する電池セルに接続される電源端子５や電線（電源線）９ａ等を備えているが、詳細な説明は省略する。

本実施形態の接続導体１０４には、ヒューズ８と中継端子７ａを介して接続されるヒューズ接続部４２が一体で設けられている。

中継端子７ａは、接続導体１０４に設けられたヒューズ接続部４２とヒューズ８の一方の端子部８１とを接続する。

端子７ｂは、電線９ｂの芯線を圧着する圧着部と、ヒューズ８の他方の端子部８１と嵌合する雌型の嵌合部と、を備えている。

ケース１０２は、絶縁性の合成樹脂で構成されている。ケース１０２は、接続導体１０４が装着される枠状の装着部１２１が、電池集合体１１（図１を参照。）の電池セルの並び方向に沿って複数設けられている。装着部１２１の四隅には、接続導体１０４に係止する係止部１２２が設けられている。また、装着部１２１には底壁が設けられておらず、接続導体１０４は、図４中の下方から装着部１２１に装着される。また、装着部１２１の内側にはヒューズ装着部３１が一体成形されている。また、隣り合う装着部１２１は薄肉ヒンジ１２３によって連結されている。

続いて、上記電池接続体１０１の組立手順を説明する。まず、端部に端子７ｂが取り付けられた状態の電線９ｂをケース１０２に取り付けるとともに端子７ｂをヒューズ装着部３１内に係止させる。次に、接続導体１０４のヒューズ接続部４２に中継端子７ａを嵌合させ、当該接続導体１０４を装着部１２１に装着するとともに中継端子７ａをヒューズ装着部３１内に係止させる。そして、ヒューズ８をヒューズ装着部３１に装着する。このような手順を経て電池接続体１０１が組み立てられる。また、この電池接続体１０１は、電池集合体１１（図１を参照。）の各電池セルの電極が接続導体１０４の電極挿通孔４１に挿通され、当該電極にナットが螺合されることにより電池集合体１１に固定される。

上記構成の電池接続体１０１は、各接続導体１０４から監視ユニット１２（図１を参照。）までの各回路（電線９ｂを含む回路）に過電流が流れた際に、ヒューズ８が溶断することにより当該回路の電流を遮断することができる。当該電池接続体１０１を備えたバッテリパックは、ヒューズボックスを廃止でき、そのために、配線の簡素化、小型化、設計自由度の向上、筐体形状の簡素化、部品点数の削減、等を図ることができる。

また、上記電池接続体１０１においては、ケース１０２にヒューズ装着部３１が一体成形されているので、部品点数を少なくすることができる。

また、上記電池接続体１０１においては、第１の実施形態で説明した端子６ｂが廃止され、接続導体１０４にヒューズ８と中継端子７ａを介して接続されるヒューズ接続部４２が設けられているので、接続導体１０４とヒューズ８を接続する構造を単純化でき、電池接続体１０１の配線を簡素化することができる。また、この接続導体１０４には、中継端子７ａに嵌合する板状のヒューズ接続部４２が設けられているが、当該ヒューズ接続部４２をヒューズ８の端子部８１と直接嵌合する雌型形状に変更して中継端子７ａを廃止してもよい。

また、第１の実施形態の接続導体４及び第２の実施形態の接続導体１０４は、電池集合体１１の各電池セルをすべて直列接続する構成であったが、本発明の接続導体は、各電池セルを並列接続する構成を含むものであってもよい。

なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１，１０１電池接続体
２，１０２ケース
３カバー
４，１０４接続導体
８ヒューズ
９ａ，９ｂ電線
１０バッテリパック
１１電池集合体
１２監視ユニット
３１ヒューズ装着部

Claims

電池集合体を構成する各電池セルを電気的に接続する複数の接続導体と、前記各接続導体を前記電池集合体を監視する監視ユニットと接続するための複数の電線と、を備えた電池接続体であって、
前記各接続導体と前記各電線との間に介在するヒューズを備えた
ことを特徴とする電池接続体。
前記複数の接続導体が装着されるケースと、該ケースに取り付けられるカバーと、を備え、
前記カバーに前記ヒューズの装着部が設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の電池接続体。
前記複数の接続導体が装着されるケースを備え、
前記ケースに前記ヒューズの装着部が設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の電池接続体。
前記接続導体に重ねられる端子を備え、
前記端子に、前記ヒューズと直接又は中継端子を介して接続されるヒューズ接続部が設けられている
ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の電池接続体。
前記接続導体に、前記ヒューズと直接又は中継端子を介して接続されるヒューズ接続部が設けられている
ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の電池接続体。
請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の電池接続体と、該電池接続体により各電池セルが電気的に接続された電池集合体と、前記電池接続体により前記電池集合体と接続された監視ユニットと、を備えた
ことを特徴とするバッテリパック。