JP2016143554A

JP2016143554A - 蓄電モジュール

Info

Publication number: JP2016143554A
Application number: JP2015018374A
Authority: JP
Inventors: 櫻井　敦; Atsushi Sakurai; 敦櫻井
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2015-02-02
Filing date: 2015-02-02
Publication date: 2016-08-08
Anticipated expiration: 2035-02-02
Also published as: JP6442305B2

Abstract

【課題】簡単な構成で、外部接続端子部を有効に保護するとともに、操作性に優れる保護構造を構成することを可能にする。【解決手段】蓄電モジュール１０は、外部接続端子部４２ａを外部に対して開閉自在な開閉蓋４６と、前記開閉蓋４６を回動自在に支持する軸受け部材４４とを備える。開閉蓋４６は、平坦面４８ａ、４８ｂが形成された回動軸４８を設ける一方、軸受け部材４４は、前記回動軸４８が回動自在に配置される軸受け用孔部５６を有する。軸受け用孔部５６は、平坦面４８ａ、４８ｂ間の距離以上の開口幅に設定される軸着脱用スリット５８を設けたＣ字状内周面５６ａにより構成される。【選択図】図３

Description

本発明は、複数の蓄電池が積層される蓄電池群を備え、積層方向に互いに隣接する前記蓄電池の電極端子同士を電気的に接続させるとともに、外部機器と電気的に接続される外部接続端子部を設ける蓄電モジュールに関する。

一般的に、複数の蓄電池（バッテリセル）が積層された蓄電池群（バッテリモジュール）を備える蓄電モジュールが知られている。この蓄電モジュールは、例えば、ハイブリッド車両やＥＶ等の電動車両に搭載されるため、多数の蓄電池を積層することにより、出力電圧を高く設定している。

蓄電モジュールでは、互いに隣接する一方の蓄電池に設けられるマイナスの電極端子と他方の蓄電池のプラスの電極端子とを、バスバーにより電気的に直列に接続している。この種の技術として、例えば、特許文献１に開示されている蓄電装置が知られている。

この蓄電装置は、各々が複数の蓄電セルからなる少なくとも第１〜第３の蓄電モジュールを並置し、相互に隣接する前記蓄電モジュールの蓄電モジュール端子同士を蓄電モジュールバスバーで電気的に接続している。蓄電モジュールバスバーは、蓄電モジュールの一端側に設けられるロング蓄電モジュールバスバーと、前記蓄電モジュールの他端側に設けられるショート蓄電モジュールバスバーとからなっている。

特開２０１４−９３２７６号公報

ところで、蓄電モジュールの蓄電モジュール端子（外部接続端子部）が蓄電モジュールバスバーにより接続される前では、前記蓄電モジュール端子が外部に露呈している。このため、蓄電モジュール端子は、他の部材に当接して損傷する等の懸念があり、前記蓄電モジュール端子を有効に保護することが望まれている。

本発明は、この種の問題を解決するものであり、簡単な構成で、外部接続端子部を有効に保護するとともに、操作性に優れる保護構造を構成することが可能な蓄電モジュールを提供することを目的とする。

本発明は、複数の蓄電池が積層される蓄電池群を備え、積層方向に互いに隣接する前記蓄電池の電極端子同士を電気的に接続させるとともに、外部機器と電気的に接続される外部接続端子部を設ける蓄電モジュールに関するものである。この蓄電モジュールは、外部接続端子部を外部に対して開閉自在な開閉蓋と、前記開閉蓋を回動自在に支持する軸受け部材と、を備えている。

開閉蓋は、互いに平行する２つの平坦面が形成された回動軸を設ける一方、軸受け部材は、前記回動軸が回動自在に配置される軸受け用孔部を有している。そして、軸受け用孔部は、２つの平坦面間の距離以上の開口幅に設定される軸着脱用スリットを設けたＣ字状内周面により構成されている。

また、この蓄電モジュールでは、開閉蓋を軸受け部材に対して所定の開角度に保持する保持機構を備えることが好ましい。その際、保持機構は、開閉蓋に回動軸に近接して設けられる回動側凸部と、軸受け部材に設けられ、前記回動側凸部が乗り越えるようにして係合する固定側凸部と、を備えることが好ましい。

さらに、この蓄電モジュールでは、軸受け部材には、開閉蓋を前記軸受け部材に対して前記開角度よりも大きな開角度に保持する着脱用凸部が設けられることが好ましい。そして、回動側凸部が着脱用凸部を乗り越えて前記着脱用凸部に係合する際、回動軸の２つの平坦面は、Ｃ字状内周面の軸着脱用スリットを通過自在な姿勢に保持されることが好ましい。

さらにまた、この蓄電モジュールでは、回動側凸部が着脱用凸部を乗り越えて前記着脱用凸部に係合する際、開閉蓋の回動軸から蓋本体に連なる延出部は、Ｃ字状内周面の軸着脱用スリットに平行な姿勢に保持されることが好ましい。

本発明によれば、開閉蓋を閉じた状態では、外部から外部接続端子部に接触することがなく、前記外部接続端子部を良好に保護することができる。一方、開閉蓋を開いた状態では、外部接続端子部への接続作業等が容易に遂行される。

さらに、回動軸の２つの平坦面をＣ字状内周面の軸着脱用スリットに対応する角度に配置するだけで、前記回動軸は、前記軸着脱用スリットを通過することができる。従って、開閉蓋は、軸受け部材から容易に離脱することが可能になる。

これにより、簡単な構成で、外部接続端子部を有効に保護するとともに、操作性に優れる保護構造を構成することが可能になる。

本発明の実施形態に係る蓄電モジュールの概略斜視説明図である。前記蓄電モジュールの要部分解斜視説明図である。前記蓄電モジュールを構成するバスバーユニットの要部分解斜視説明図である。開閉蓋が閉状態である際の側面説明図である。前記開閉蓋が作業用開状態である際の側面説明図である。前記開閉蓋が離脱可能状態である際の側面説明図である。

図１及び図２に示すように、本発明の実施形態に係る蓄電モジュール１０は、例えば、２組以上組み付けられて図示しないハイブリッド自動車又はＥＶ等の電動車両に搭載される。

蓄電モジュール１０は、複数の蓄電池（バッテリセル）１２が水平方向（矢印Ａ方向）に積層される蓄電池群（バッテリモジュール）１２Ｍを備える。蓄電池１２は、矩形状を有するとともに、立位姿勢に配置された状態で、絶縁性を有するセパレータ（ホルダ）１４と交互に矢印Ａ方向に積層される。

蓄電池群１２Ｍの積層方向両端には、断熱機能及び絶縁機能を有するインシュレータプレート（又はセパレータ１４でもよい）１６ａ、１６ｂを介装して長方形状（又は正方形状）のエンドプレート１８ａ、１８ｂが配置される。エンドプレート１８ａ、１８ｂ同士は、矢印Ｂ方向両端に配置されて矢印Ａ方向に延在する、例えば、一対の連結バンド２０ａ、２０ｂにより連結され、蓄電池群１２Ｍを一体に保持する。

蓄電池１２は、例えば、リチウムイオンバッテリからなり、長方形（又は正方形）を有する。各蓄電池１２の上面には、プラス極（又はマイナス極）の電極端子２２ａとマイナス極（又はプラス極）の電極端子２２ｂとが設けられる。

図２に示すように、インシュレータプレート１６ａ、１６ｂは、略平板状（又はセパレータ１４と同様でもよい）に構成される。エンドプレート１８ａ、１８ｂは、略平板状に構成されるとともに、前記エンドプレート１８ａ、１８ｂの矢印Ｂ方向両端縁部には、それぞれ複数のねじ孔２４が上下に形成される。

連結バンド２０ａは、横長形状を有する板金（金属プレート）により形成され、必要に応じて、例えば、軽量化や蓄電池１２の冷却用に冷媒を導入するために開口部２６ａが形成される。連結バンド２０ａは、蓄電池群１２Ｍの積層方向（矢印Ａ方向）一端から見た正面視で、断面形状コ字状を有する。連結バンド２０ａの長手方向（長辺方向）の各端部２８ａ、２８ａは、矢印Ｂ方向に屈曲することによりエンドプレート１８ａ、１８ｂの短辺を覆ってプレート面（主面）に配置される。

各端部２８ａには、複数の孔部３０ａが上下に形成される。各孔部３０ａは、エンドプレート１８ａ、１８ｂの各ねじ孔２４と同軸上に配置される。ねじ３２ａは、孔部３０ａに挿入されてねじ孔２４に螺合することにより、連結バンド２０ａの各端部２８ａとエンドプレート１８ａ、１８ｂとが固定される。

連結バンド２０ａの上下両端には、鉛直方向から水平方向内方に屈曲する上方の折り曲げ部３４ａ及び下方の折り曲げ部３６ａが設けられる。折り曲げ部３４ａは、蓄電池群１２Ｍの一方の上側角度を覆い、前記折り曲げ部３６ａが前記蓄電池群１２Ｍの一方の下側角部を保持する。

連結バンド２０ｂは、上記の連結バンド２０ａと同様に構成されており、同一の構成要素には、同一の参照数字に符号ａに代えて符号ｂを付し、その詳細な説明は省略する。

蓄電池群１２Ｍの上面には、略Ｕ字状のバスバーユニット３６が装着される。バスバーユニット３６は、互いに隣接する一方の蓄電池１２の電極端子２２ａと他方の蓄電池１２の電極端子２２ｂとを電気的に接続する複数個のバスバー３８を備え、前記バスバー３８は、絶縁性カバー４０に覆われている。複数の蓄電池１２は、バスバーユニット３６を介して電気的に直列に接続される。

バスバーユニット３６には、蓄電池群１２Ｍの積層方向両端に位置して一対の外部接続端子部４２ａ、４２ｂが設けられる。外部接続端子部４２ａ、４２ｂは、一方がプラス極で、他方がマイナス極であり、それぞれ積層方向外方に向かって軸方向が延在する。

図３に示すように、絶縁性カバー４０の一方の端部には、ケース部４０ａが形成され、前記ケース部４０ａ内に外部接続端子部４２ａが収容される。ケース部４０ａの上部には、一対の軸受け部材４４が一体に設けられるとともに、前記軸受け部材４４には、開閉蓋４６が回動自在に支持される。開閉蓋４６は、外部接続端子部４２ａを外部に対して開閉自在である。

図３及び図４に示すように、開閉蓋４６は、回動軸４８、延出部５０及び蓋本体５２から一体成形される。回動軸４８は、両端部にそれぞれ互いに平行する２つの平坦面４８ａ、４８ｂを設け、延出部５０は、前記平坦面４８ａ、４８ｂと平行に延在するとともに、蓋本体５２は、前記延出部５０の端部から略９０゜屈曲して設けられる。蓋本体５２は、平板状を有し、ケース部４０ａの端面に当接して外部接続端子部４２ａを保護する。蓋本体５２の内面側には、回動軸４８に近接して回動側凸部５４が膨出形成される。

各軸受け部材４４は、回動軸４８が回動自在に配置される軸受け用孔部５６を有する。軸受け用孔部５６は、２つの平坦面４８ａ、４８ｂ間の距離Ｓ１以上の開口幅Ｓ２（Ｓ１≦Ｓ２）に設定される軸着脱用スリット５８を設けたＣ字状内周面５６ａにより構成される。

軸受け部材４４には、回動側凸部５４が乗り越えるようにして係合する固定側凸部６０が膨出形成される。回動側凸部５４及び固定側凸部６０により保持機構６２が構成され、開閉蓋４６は、前記保持機構６２により略水平姿勢（開角度９０゜）に保持される（図５参照）。この保持姿勢は、外部接続端子部４２ａの配線作業等を行う際に好適である。なお、作業性の観点から、開閉蓋４６の保持角度を変更することも可能である。

図３及び図６に示すように、軸受け部材４４には、開閉蓋４６を前記軸受け部材４４に対して開角度９０゜よりも大きな開角度、例えば、開角度１２０゜に保持する着脱用凸部６４が設けられる。図６に示すように、回動側凸部５４が着脱用凸部６４を乗り越えて前記着脱用凸部６４に係合した状態で、回動軸４８の２つの平坦面４８ａ、４８ｂは、Ｃ字状内周面５６ａの軸着脱用スリット５８を通過自在な姿勢に保持される。回動側凸部５４が着脱用凸部６４に係合した状態で、延出部５０は、Ｃ字状内周面５６ａの軸着脱用スリット５８に平行な姿勢に保持される。

なお、外部接続端子部４２ｂ側は、上記の外部接続端子部４２ａと同様に構成されており、その詳細な説明は省略する。

次に、このように構成される蓄電モジュール１０の動作について、以下に説明する。

図４に示すように、開閉蓋４６は、蓋本体５２がケース部４０ａの端面に当接することにより、外部接続端子部４２ａを覆って前記外部接続端子部４２ａを保護している。そして、外部接続端子部４２ａの配線作業等を行う際には、蓋本体５２が上方に揺動されることにより、回動軸４８が軸受け用孔部５６内で開方向に回転される。

このため、蓋本体５２と一体に上方に揺動する回動側凸部５４は、固定側凸部６０に一旦当接する。さらに、蓋本体５２が開方向に揺動されると、回動側凸部５４は、固定側凸部６０を乗り越えて前記固定側凸部６０に係合する（図５参照）。従って、開閉蓋４６は、保持機構６２により略水平姿勢に保持されている。この状態で、外部接続端子部４２ａの配線作業等が行われる。

配線作業等が終了した後、開閉蓋４６は、上方に揺動される。これにより、回動側凸部５４は、着脱用凸部６４を乗り越えて前記着脱用凸部６４に係合する（図６参照）。このため、開閉蓋４６は、略水平姿勢よりも大きな開角度（例えば、１２０゜）に保持されている。その際、回動軸４８の２つの平坦面４８ａ、４８ｂは、Ｃ字状内周面５６ａの軸着脱用スリット５８を通過自在な姿勢に保持されている。従って、回動軸４８は、軸受け用孔部５６から離脱される。

この場合、本実施形態では、図４に示すように、開閉蓋４６が閉じられた状態では、外部から外部接続端子部４２ａに接触することがなく、前記外部接続端子部４２ａを良好に保護することができる。一方、図５に示すように、開閉蓋４６を開いた状態では、外部接続端子部４２ａへの接続作業が遂行されている。

さらに、回動軸４８の２つの平坦面４８ａ、４８ｂが、Ｃ字状内周面５６ａの軸着脱用スリット５８に対応する角度に配置されると、前記回動軸４８は、前記軸着脱用スリット５８を通過することができる。これにより、開閉蓋４６は、軸受け部材４４から容易に離脱することが可能になる。

また、回動側凸部５４は、固定側凸部６０を乗り越えて前記固定側凸部６０に係合するため、操作者は、開閉蓋４６が配線作業位置に配置されたことを、抵抗感（クリック感）により検知することができる。同様に、回動側凸部５４は、着脱用凸部６４を乗り越えて前記着脱用凸部６４に係合するため、操作者は、開閉蓋４６が離脱可能な位置に配置されたことを検知することが可能になる。

このため、開閉蓋４６は、閉状態、作業用開状態及び着脱可能状態に保持されるとともに、操作者は、前記開閉蓋４６の各状態を容易に知ることができる。従って、開閉蓋４６の操作性が良好に向上する。

さらにまた、回動側凸部５４が着脱用凸部６４に係合した状態で、延出部５０は、Ｃ字状内周面５６ａの軸着脱用スリット５８に平行な姿勢に保持されている。この状態で、操作者が開閉蓋４６を閉じる方向に回転させようとすると、回動軸４８に過大な応力が発生する前に、前記回動軸４８が軸着脱用スリット５８から離脱することが可能になる。これにより、開閉蓋４６の破損が確実に抑制されるという利点がある。

このため、蓄電モジュール１０では、簡単な構成で、外部接続端子部４２ａを有効に保護するとともに、操作性に優れる保護構造を構成することが可能になるという効果が得られる。

１０…蓄電モジュール１２…蓄電池
１２Ｍ…蓄電池群１４…セパレータ
１８ａ、１８ｂ…エンドプレート２０ａ、２０ｂ…連結バンド
２２ａ、２２ｂ…電極端子３６…バスバーユニット
３８…バスバー４０…絶縁性カバー
４２ａ、４２ｂ…外部接続端子部４４…軸受け部材
４６…開閉蓋４８…回動軸
５０…延出部５２…蓋本体
５４…回動側凸部５６…軸受け用孔部
５８…軸着脱用スリット６０…固定側凸部
６２…保持機構６４…着脱用凸部

Claims

複数の蓄電池が積層される蓄電池群を備え、積層方向に互いに隣接する前記蓄電池の電極端子同士を電気的に接続させるとともに、外部機器と電気的に接続される外部接続端子部を設ける蓄電モジュールであって、
前記外部接続端子部を外部に対して開閉自在な開閉蓋と、
前記開閉蓋を回動自在に支持する軸受け部材と、
を備え、
前記開閉蓋は、互いに平行する２つの平坦面が形成された回動軸を設ける一方、
前記軸受け部材は、前記回動軸が回動自在に配置される軸受け用孔部を有し、
前記軸受け用孔部は、前記２つの平坦面間の距離以上の開口幅に設定される軸着脱用スリットを設けたＣ字状内周面により構成されることを特徴とする蓄電モジュール。
請求項１記載の蓄電モジュールにおいて、前記開閉蓋を前記軸受け部材に対して所定の開角度に保持する保持機構を備え、
前記保持機構は、前記開閉蓋に前記回動軸に近接して設けられる回動側凸部と、
前記軸受け部材に設けられ、前記回動側凸部が乗り越えるようにして係合する固定側凸部と、
を備えることを特徴とする蓄電モジュール。
請求項２記載の蓄電モジュールにおいて、前記軸受け部材には、前記開閉蓋を前記軸受け部材に対して前記開角度よりも大きな開角度に保持する着脱用凸部が設けられ、
前記回動側凸部が前記着脱用凸部を乗り越えて該着脱用凸部に係合する際、前記回動軸の前記２つの平坦面は、前記Ｃ字状内周面の前記軸着脱用スリットを通過自在な姿勢に保持されることを特徴とする蓄電モジュール。
請求項３記載の蓄電モジュールにおいて、前記回動側凸部が前記着脱用凸部を乗り越えて該着脱用凸部に係合する際、前記開閉蓋の前記回動軸から蓋本体に連なる延出部は、前記Ｃ字状内周面の前記軸着脱用スリットに平行な姿勢に保持されることを特徴とする蓄電モジュール。