JP2016183906A - Clip and structure for attaching temperature sensor to storage battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蓄電池の充電や放電に伴う温度変化を検出する温度センサの取付構造に関するものであって、特に、蓄電池に温度センサを装着する際の便宜並びに蓄電池の内部温度の変化に対する応答の早さ及び検出精度の向上に資する構造に関するものである。 The present invention relates to a temperature sensor mounting structure for detecting a temperature change associated with charging or discharging of a storage battery, and in particular, for convenience when the temperature sensor is attached to the storage battery and a quick response to changes in the internal temperature of the storage battery. The present invention relates to a structure that contributes to improving the accuracy and detection accuracy.
従来、蓄電池の温度変化を検出する温度センサは、蓄電池のセルを構成するケースやカバーの表面に接するように一定の金具等で固定する形又はセルに埋設する形で取り付けられている(例えば下記特許文献1参照)。
一方、蓄電池の温度変化を検出するには、温度センサが電極に直接接する取付構造を選択することが望ましいとされてもいる。
Conventionally, a temperature sensor that detects a change in temperature of a storage battery is attached in a form that is fixed with a fixed metal fitting or the like so as to be in contact with the surface of a case or cover that constitutes a cell of the storage battery (for example, the following) Patent Document 1).
On the other hand, in order to detect a temperature change of the storage battery, it is desirable to select an attachment structure in which the temperature sensor is in direct contact with the electrode.
しかし、例えば下記特許文献2にあっては、温度センサを固定するために、電極又はその周辺構造として特殊な構造を採用する必要があり、例えば下記特許文献3にあっては、温度センサの検出部を蓄電池の端子に電流取出し用リード線の端子と共に強固にネジ止めする際、温度センサの破損を防止するために、温度センサの一部に特殊な構造を採用する必要があった。
However, for example, in
そこで、複数の蓄電池を直列に接続するバスバーを連結してモジュール化したバスバーモジュールに温度検出モジュールを組み付ける手法も紹介されているが(例えば下記特許文献4参照)、これも、電池の筐体上部に直接的又は間接的に接して温度を検出するに留まっている。 Then, although the method of assembling a temperature detection module to the bus bar module which connected the bus bar which connects a some storage battery in series and was modularized is also introduced (for example, refer to the following patent documents 4), this is also the upper part of the battery housing | casing. The temperature is detected only directly or indirectly in contact with.
この様に、従来の蓄電池に対する温度センサ取付構造は、蓄電池や温度センサの形状や取付条件が制限されるものが多い他、その制限等が原因で温度検出精度の向上や熱応答性の向上を妨げる原因となり、また、温度センサ取付構造の構築に要するコストを高める原因ともなっていた。 As described above, in many conventional temperature sensor mounting structures for storage batteries, the shape and mounting conditions of the storage battery and the temperature sensor are limited, and the temperature detection accuracy and thermal responsiveness are improved due to such limitations. It has become a cause of obstructing, and has also become a cause of increasing the cost required to construct the temperature sensor mounting structure.
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、蓄電池への装着性と、蓄電池の温度又は温度変化を検出する際の正確性及び優れた応答性を実現する蓄電池に対する温度センサ取付クリップ及び蓄電池に対する温度センサ取付構造の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a temperature sensor mounting clip for a storage battery that realizes mounting accuracy to the storage battery, accuracy in detecting the temperature or temperature change of the storage battery, and excellent responsiveness. And a temperature sensor mounting structure for a storage battery.
上記課題を解決するためになされた本発明による蓄電池に対する温度センサ取付クリップは、列になって配置された複数の蓄電池間を導通させるバスバーに弾性的に定着し温度センサの検出部を前記バスバーに向けて弾性的に加圧する板バネ構造を有し且つ熱伝導性を有するクリップであって、前記バスバーの側部等を挟み且つ当該バスバーの脱離を規制する把持部と、前記温度センサの検出部を定位置に留める保持部を備えることを特徴とする。 A temperature sensor mounting clip for a storage battery according to the present invention made to solve the above problems is elastically fixed to a bus bar that conducts between a plurality of storage batteries arranged in a row, and a detection part of the temperature sensor is attached to the bus bar. A clip having a leaf spring structure that is elastically pressurized toward the surface and having heat conductivity, sandwiching a side portion of the bus bar and the like and restricting the detachment of the bus bar, and detection of the temperature sensor It is characterized by comprising a holding part that holds the part in place.
前記温度センサは、前記温度センサ取付クリップの内側又は外側のいずれに保持されてもよく、前記温度センサの前記バスバーへの圧着は、前記温度センサ取付クリップの一部やその他の部材や素材を介して前記バスバーへ圧着される場合もある。
また、前記温度センサ取付クリップは、例えば、一枚の薄板を曲げ成形するなど、単一部材で形作られることが望ましいが、複数部材を組み合わせて構成されていてもよい。
尚、前記温度センサは、その前記検出部に、前記バスバーに接する検出面を備え、当該検出面の反対側に前記温度センサ取付クリップからの加圧を受ける受圧面を備えることが望ましい。
The temperature sensor may be held on either the inside or the outside of the temperature sensor mounting clip, and the crimping of the temperature sensor to the bus bar is performed through a part of the temperature sensor mounting clip or other members or materials. In some cases, it is crimped to the bus bar.
The temperature sensor mounting clip is preferably formed by a single member, for example, by bending a single thin plate, but may be configured by combining a plurality of members.
The temperature sensor preferably includes a detection surface in contact with the bus bar, and a pressure receiving surface that receives pressure from the temperature sensor mounting clip on the opposite side of the detection surface.
前記蓄電池に対する温度センサ取付クリップの具体的な構成として、例えば、前記保持部に、当該保持部の一部を曲げ成形若しくは切り開くなどして、温度センサ取付クリップの内側若しくは外側に突設した保持片、凸状若しくは凹状等に屈曲した保持壁又は山状等に屈曲した保持斜面を備える構成が挙げられる。
また、面接触による熱伝導効率や近傍雰囲気の保温効率の向上を図るには、前記温度センサの検出部に密着する保持面若しくは前記温度センサの検出部を覆う囲い面を有する前記保持片又は保持壁を備える構成が挙げられる。
As a specific configuration of the temperature sensor mounting clip with respect to the storage battery, for example, a holding piece that protrudes from the inside or outside of the temperature sensor mounting clip by bending or cutting a part of the holding unit to the holding unit. And a configuration including a holding wall bent into a convex shape or a concave shape or a holding slope bent into a mountain shape or the like.
Further, in order to improve the heat conduction efficiency by surface contact and the heat retention efficiency of the surrounding atmosphere, the holding piece or the holding member having a holding surface that is in close contact with the detection unit of the temperature sensor or an enclosure surface that covers the detection unit of the temperature sensor. A configuration including a wall may be mentioned.
更に、形態面の具体的な構成として、前記温度センサ取付クリップが、左右脚部と当該脚部の間に没して介在する保持部からなるM字状を呈する板バネ構造を備えた構成が挙げられる。
この様な形状を採用することによって、温度センサ取付クリップが各振幅と周期の変化はあるものの山と谷を交互に形作る波状となり、全体として弾性を奏し易くなる。
尚、前記M字状は、前記保持部の全部又は一部が前記左右脚部の間に没することにより大きく全体としてM字状を呈していれば良く、各辺にそれぞれ微細な屈曲部を有していても良い。特に、前記保持部が全体としてU字状又はV字状を呈していれば温度センサ取付クリップ全体としての弾性発現が顕著となる場合が多い。
Further, as a specific configuration of the form, the temperature sensor mounting clip includes a leaf spring structure having an M-shape composed of a holding portion interposed between the left and right leg portions and the leg portions. Can be mentioned.
By adopting such a shape, the temperature sensor mounting clip has a wave shape that alternately forms peaks and valleys although there are changes in amplitude and period, and it becomes easy to achieve elasticity as a whole.
The M-shape may be large as a whole when the whole or a part of the holding portion is submerged between the left and right leg portions, and a fine bent portion is provided on each side. You may have. In particular, if the holding part has a U-shape or a V-shape as a whole, the elastic development of the temperature sensor mounting clip as a whole often becomes remarkable.
上記課題を解決するためになされた本発明による蓄電池に対する温度センサ取付構造は、列になって配置された複数の蓄電池間を導通させるバスバーと、前記バスバーに弾性的に定着する前記いずれかの構成を備える温度センサ取付クリップと、前記温度センサ取付クリップに保持され前記バスバーに当該温度センサ取付クリップの弾力で圧着される温度センサを備えることを特徴とする。 A temperature sensor mounting structure for a storage battery according to the present invention made to solve the above-described problem is a bus bar that conducts between a plurality of storage batteries arranged in a row, and any one of the above configurations that elastically fixes to the bus bar And a temperature sensor that is held by the temperature sensor mounting clip and is crimped to the bus bar by the elasticity of the temperature sensor mounting clip.
本発明による蓄電池に対する温度センサ取付構造によれば、バスバーへの定着及び検出部の前記バスバーへの加圧の際に弾性を及ぼす板バネ構造を採用することから、蓄電池の端子を避けさえすれば、略場所を選ぶことなく温度センサの固定を達成することができ、しかも、その固定は前記温度センサを保持した温度センサ取付クリップの把持部がバスバーの側部等を弾性的に把持するだけで達成されるため、前記バスバーの形態が多少異なっていてもその着脱が比較的容易に行えることとなる。
また、前記温度センサ取付クリップは、熱伝導性を備えていることから前記バスバーの温度変化が前記温度センサの検出部へ速やかに伝わることとなる。
According to the temperature sensor mounting structure for a storage battery according to the present invention, a leaf spring structure is used which exerts elasticity when fixing to the bus bar and pressurizing the bus bar to the detection unit. The temperature sensor can be fixed without choosing the approximate location, and the temperature sensor mounting clip holding the temperature sensor can be fixed simply by elastically holding the side of the bus bar, etc. Therefore, even if the form of the bus bar is slightly different, it can be attached and detached relatively easily.
Further, since the temperature sensor mounting clip has thermal conductivity, the temperature change of the bus bar is quickly transmitted to the detection part of the temperature sensor.
更に、前記保持片又は凸状、凹状又は山状に屈曲した保持壁を備え、前記温度センサの検出部に密着する保持面若しくは前記温度センサの検出部を覆う囲い面を適宜設けることによって、前記温度センサの検出部の表面をできる限り広く前記温度センサ取付クリップに接触させ若しくは近接させることによって、当該温度センサ取付クリップの良好な熱伝導性と前記バスバーや前記温度センサ取付クリップから放散された熱の適度な滞留や雰囲気保温の効果とが相俟って、前記検出部の比較的広い表面に対して均一な温度又は温度変化が伝わり、従来よりも高い精度と良好な熱応答性を得ることができる。 Furthermore, the holding piece or a holding wall bent in a convex shape, a concave shape, or a mountain shape, and by appropriately providing a holding surface that is in close contact with the detection portion of the temperature sensor or an enclosure surface that covers the detection portion of the temperature sensor, By making the surface of the detection part of the temperature sensor as wide as possible in contact with or in proximity to the temperature sensor mounting clip, good thermal conductivity of the temperature sensor mounting clip and heat dissipated from the bus bar or the temperature sensor mounting clip Combined with the effects of moderate retention and atmospheric heat retention, a uniform temperature or temperature change is transmitted to a relatively wide surface of the detection unit, and higher accuracy and better thermal response than before are obtained. Can do.
以下、本発明による蓄電池に対する温度センサ取付構造の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
以下に示す実施の形態は、奥行きが比較的狭い直方体状のセル1を備え、その上面に一対の正負電極2,2を略左右対称に備えた蓄電池を使用するものである(図8乃至図11参照)。
この蓄電池の各電極2,2は、正負電極2,2それぞれのベース3,3の中央から起立する円柱状の導電棒であって、その側面にナット4,4が螺合するネジ山が切られたものである。
前記バスバー5や他の電気回路の端子は、それらが備える端子孔6に前記電極2,2が挿通され且つ前記ベース3とナット4で挟持されることにより、複数の蓄電池を含む電源回路を連結し保持する。
Embodiments of a temperature sensor mounting structure for a storage battery according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
In the embodiment described below, a storage battery having a rectangular
Each
The terminals of the
図1及び図2に示す蓄電池に対する温度センサ取付構造の例は、列になって配置された複数の蓄電池間を導通させる平板状のバスバー5と、前記バスバー5の両側部に弾性的に嵌着する温度センサ取付クリップ(以下「クリップ7」と記す)と、前記クリップ7の内側又は外側に保持されて前記バスバー5に当該クリップ7の弾性で圧着される温度センサ8とで構成されるものである。
The example of the temperature sensor mounting structure for the storage battery shown in FIG. 1 and FIG. 2 is a
[クリップ]
図1及び図2並びに図7(A)(B)(E)に示す例のクリップ7は、弾性を有する長方形状の熱伝導性が良好な金属板又はカーボン若しくはカーボン繊維を含有する樹脂板などをM字状に成形することによって、左右脚部7b,7bを対称的に備えると共に、前記左右脚部7b,7bの間に介在する保持部7aを備え、当該クリップ7全体で前記把持部を構成する。
[clip]
The
図2に示す例の前記保持部7aは、前記バスバー5の幅に略等しく且つ中間部が凹んだ長方形状の板バネとして機能し、その中央部を加圧領域として残しその左右を内側へ切り開いてなる保持片7c,7cを前記温度センサ8の検出部8aの幅を隔てて備える。
The holding
この例の前記脚部7b,7bは、前記クリップ7の内側に保持される前記温度センサ8の検出部8aを、当該クリップ7全体の弾性で前記バスバー5に圧着させるに適当な長さを備え、前記保持部7aの左右の端部からそれぞれ同じ方向へ直角より僅かに小さい鋭角に屈曲する形で左右対称に存在する。
両脚部7b,7bは、その端部を、例えば、前記保持部7aの最寄りの端に向かってコの字状となる切り込み7d,7dを対称的に備えると共に、当該切り込み7dに囲まれた領域を当該クリップ7のM字状の内側へ向けて両脚部7b,7bの端縁を連動させつつ折り込むことによって、前記切り込み7dに囲まれた領域が内側へ突出するように成形された係止片7eと、前記端縁が前記保持部7aから見て末広がりとなる受入片7fからなる把持部を備える。
The
The both
上記構造により、前記クリップ7は、全体として、前記バスバー5の両側縁部を弾性的に挟み且つ当該バスバー5からの脱離を制する把持部と、前記温度センサ8の検出部8aを内面の定位置に保持し前記バスバー5に向けて加圧する保持部7aを備えることとなる。
Due to the above structure, the
[バスバー]
図1乃至図6並びに図8乃至図11に示す例のバスバー5は、長方形状の導電性金属片である。
前記バスバー5は、隣接する蓄電池の電極2を一本ずつ挿し入れるための端子孔6を備え得る幅を有し、当該バスバー5で連結する蓄電池間に所定の間隔を設け得る長さを有し、当該バスバー5をその素材の下、電流がその目的に適した抵抗で流通でき且つ前記ベース3とナット4で好適に挟持し得る厚みを有する。
[Bus bar]
The
The
これらの例のバスバー5は、エポキシ系材料をはじめとした絶縁板からなる絶縁基板9で複数連結され、各バスバー5で連結された各蓄電池は、相互に平行を保ち且つ一定の間隔に配置される。
この例のバスバー5は、平板状であるが、前記バスバー5としての機能が妨げられない限り、その形態及び素材は適宜変更可能であって、前記絶縁基板9の形態にあっても、前記バスバー5の形態に応じて適宜変更可能である。
The bus bars 5 in these examples are connected by a plurality of insulating
The
[温度センサ]
前記温度センサ8は、サーミスタなどのセンサ素子を備える検出部8aと、当該検出部8aから当該検出部8aが置かれた環境の温度又はその変化に即したセンサ素子の出力を取り出すケーブル8bを備える。
この例の前記検出部8aは、前記センサ素子が直方体状に成形されたセラミックの内部に封入され、前記バスバー5の表面に密着する平面状の検出面を備えると共に、前記検出面の反対側に前記クリップ7からの加圧を受ける平面状の受圧面を備える。
前記検出面や前記受圧面の形状は、前記クリップ7やバスバー5の構造に応じて効率的な熱伝導がなされるように適宜設定する。
前記センサ素子の被覆素材にあっても、前記セラミックに限るものではなく、銅、ステンレス、アルミ若しくは樹脂など熱伝導性を有する材料から適宜選択可能である。絶縁性を有することが望ましい場合もある。
[Temperature sensor]
The
The
The shapes of the detection surface and the pressure receiving surface are appropriately set so that efficient heat conduction is performed according to the structure of the
The covering material of the sensor element is not limited to the ceramic, but can be appropriately selected from materials having thermal conductivity such as copper, stainless steel, aluminum, or resin. It may be desirable to have insulation.
以上の如く構成された蓄電池に対する温度センサ取付構造は、前記クリップ7の内側に突出する一対の保持片7c,7cの間に、当該クリップ7の弾性を利用しつつ前記検出部8aを挟むことによって、前記温度センサ8を定位置に保持する(図7(A)参照)。
前記バスバー5への前記温度センサ8の装着は、前記温度センサ8を保持した前記クリップ7の脚部7b,7bの下端部を、その前記係止片7e,7eが前記バスバー5の裏面に係りスナップ音が生じる程に至るまで前記バスバー5の左右側部に押し付けるだけで達成される。
In the temperature sensor mounting structure for the storage battery configured as described above, the
When the
その際、左右の脚部7b,7bは、先窄まりの状態から前記バスバー5に押し開かれ、当該バスバー5への定着が完了すると略平行となる。
前記クリップ7の脚部7b,7bの端部に備える前記係止片7e,7eに連続する前記受入片7f,7fのスロープは、前記押し付け動作に応じて、前記バスバー5を前記クリップ7の内側へ誘導し、当該バスバー5を当該クリップ7から脱離しないように装着する助けとなる。
At that time, the left and
The slopes of the receiving
前記クリップ7の前記温度センサ8の検出部8aを保持する構造は、前記構成以外にも、前記バスバー5の幅よりも僅かに広い幅を持つ板バネとして機能する前記保持部7aを、左右一対の脚部7b,7bの間に介在し、当該保持部7aの中央部を左右に切り開いてなる保持片7c,7cを前記温度センサ8の検出部8aの幅を隔てて内側へ突出する形で設けることによって、左右に切り開かれた前記中央部の前後に、前記検出部8aを前記バスバーに向けて加圧する加圧領域を備える構造とすることができる(例えば図5参照)。
In addition to the above-described structure, the
前記クリップ7の前記温度センサ8の検出部8aを保持する構造は、前記一対の保持片7c,7cを設けた構造以外を採用してもよい。
The structure of holding the
例えば、前記クリップ7を凸状に曲げ成形し、前記保持部7aの中央部に、突出した部分の内側に前記検出部8aを挟むことによって、当該検出部8aを定位置で支える保持壁7gを当該クリップ7の内側に形成してもよい(例えば図3参照)。
逆に、前記クリップ7を凹状に成形し、中間部が凹んだ長方形状の加圧領域を設け、前記保持部7aの中央部の凹みに前記検出部8aを挟むことによって、当該検出部8aを定位置で支える保持壁7gを当該クリップ7の外側に形成してもよい(例えば図6参照)。
この様な構成を採ることによって、前記バスバー5の温度や温度変化を前記検出部8aが間接的に受ける場合に、保持面をより広くとる事ができることによって接触面が増加し効率良く温度変化に応答することができる。
For example, the holding
Conversely, by forming the
By adopting such a configuration, when the
例えば、前記クリップ7の保持部7aを山状に曲げ成形することによって、前記検出部8aを挟む保持斜面7h,7hで前記検出部8aを定位置に誘導して支える構成としてもよい(例えば図4参照)。
この様な構成を採ることによって、前記バスバー5の温度や温度変化を前記検出部8aが間接的に受ける場合に、前記保持斜面7h,7hが前記囲い面となり近傍雰囲気の滞留効果によって効率良く温度変化に応答することができる。
For example, the holding
By adopting such a configuration, when the
上記例において、前記クリップ7の全体として板バネ構造の作用を効率的に取り出すには、当該クリップ7の脚部7bと保持部7aとが成す角度を直角に近い(45度よりも大きい)鋭角とし、前記把持部が前記バスバー5に定着した際に略直角となるように成形することが望ましい。
また、前記一対の保持片7c,7c又は前記保持壁7gを開口部に向けて先窄まりとなるように成形し、前記検出部8aがそれらに保持された際に先窄まりが僅かに緩和されるように成形することが望ましい(例えば図7(A)(B)(D)(E)参照)。
In the above example, in order to efficiently extract the action of the leaf spring structure as a whole of the
Further, the pair of holding
例えば図4のように、更には、図2又は図7(B)(E)の様に、前記温度センサ8の検出部8aに密着する保持面若しくは前記検出部8aに密着はせずとも前記温度センサ8の検出部8aを覆う囲い面の表面をできる限り広く前記クリップ7に接触させることによって、当該クリップ7の良好な熱伝導性と相俟って、前記バスバー5の温度変化が前記温度センサ8の検出部8aへ速やかに伝わり且つ前記検出部8aの比較的広い表面に対して均一な温度又は温度変化が伝わることとなる。
For example, as shown in FIG. 4, as shown in FIG. 2 or FIGS. 7B and 7E, the holding surface that is in close contact with the
この様に、前記保持部7aや脚部7b,7bの形態及び前記係止片7eの形態や位置や数は、前記温度センサ8の検出部8aや前記バスバー5の形態等に応じて適宜変更することができる。
また、前記バスバー5への装着の便宜のために、前記保持片7c、保持壁7g又は保持斜面7hと前記温度センサ8の検出部8a間に、例えば、熱伝導性の良好なグリースや接着剤を充填してもよいし、両面テープを介在してもよい。(図2参照)。
Thus, the form of the holding
For the convenience of mounting on the
1 セル,2 電極,3 ベース,4 ナット,5 バスバー,6 端子孔,
7 クリップ,7a 保持部,7b 脚部,7c 保持片,7d 切り込み,
7e 係止片,7f 受入片,7g 保持壁,7h 保持斜面,
8 温度センサ,8a 検出部,8b ケーブル,
9 絶縁基板,
1 cell, 2 electrodes, 3 base, 4 nut, 5 bus bar, 6 terminal hole,
7 clip, 7a holding part, 7b leg part, 7c holding piece, 7d cut,
7e locking piece, 7f receiving piece, 7g holding wall, 7h holding slope,
8 Temperature sensor, 8a detector, 8b cable,
9 Insulating substrate,
Claims (5)
前記バスバーを挟み且つ当該バスバーの脱離を規制する把持部と、前記温度センサの検出部を定位置に留める保持部を備えることを特徴とする蓄電池に対する温度センサ取付クリップ。 A clip having a leaf spring structure that elastically fixes to a bus bar that conducts between a plurality of storage batteries arranged in a row and elastically presses a detection portion of a temperature sensor toward the bus bar, and has thermal conductivity Because
A temperature sensor mounting clip for a storage battery, comprising: a gripping part that sandwiches the bus bar and restricts detachment of the bus bar; and a holding part that holds the detection part of the temperature sensor in place.
A bus bar for conducting electricity between a plurality of storage batteries arranged in a row, the temperature sensor mounting clip according to any one of claims 1 to 4, wherein the temperature sensor mounting clip is elastically fixed to the bus bar, and the temperature sensor mounting clip. A temperature sensor mounting structure for a storage battery, comprising a temperature sensor held on the bus bar and pressed against the bus bar by the elasticity of the temperature sensor mounting clip.
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