JP2017098171A

JP2017098171A - 車載バッテリの電池セル用温度センサの取り付けユニット

Info

Publication number: JP2017098171A
Application number: JP2015231461A
Authority: JP
Inventors: 智紀山西; Tomoki Yamanishi
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-11-27
Filing date: 2015-11-27
Publication date: 2017-06-01
Anticipated expiration: 2035-11-27
Also published as: JP6384459B2

Abstract

【課題】電池セルの被検査面に対して温度センサの検知面を正対させた状態で当該検知面を被検査面に押し付けることの可能な、温度センサの取り付けユニットを提供する。【解決手段】アーム部材１８、中継部材２０及びセンサホルダー２２を組み立てた取り付けユニット１０であって、センサホルダー２２に温度センサ１５を保持させて当該温度センサ１５の検知面１７を電池セル１２Ａの被検知面２４に当接させ、さらにアーム部材１８をバスバー１４に固定させた際に、温度センサ１５、センサホルダー２２及び中継部材２０がアーム部材１８を押し上げて撓ませ、その反発力によって第１及び第２の自在継手３４、４２を介して温度センサ１５を電池セル１２Ａの被検知面２４に押し付ける。【選択図】図１

Description

本発明は、車載バッテリの電池セルに温度センサを取り付ける取り付けユニットに関する。

車載バッテリは複数の電池セル（単電池）の積層体を含んで構成される。例えば隣り合う電池セルの正極と負極とがバスバーで接続されることで、複数の電池セルが直列接続される。

電池セルの温度管理のため、各電池セルには温度センサが取り付けられる。例えば特許文献１では、バスバーモジュールに温度検出モジュールを組み付けている。バスバーモジュールは複数のバスバーを収容するケースを備えており、このケースに温度検出モジュールが取り付けられる。温度検出モジュールは、アッパーカバーおよびロアカバーを備え、ロアカバーには複数の開口が設けられる。この各開口に温度センサが収容される。アッパーカバーは樹脂性であり、その弾性力によって温度センサが電池セルの被検知面に押し付けられる。

特開２００９−２７７４２０号公報

ところで、温度センサを電池セルの被検知面に押し付ける際に、その押し付け方によっては、電池セルの被検知面に対して温度センサの検知面が傾く、つまり検知面の一部が被検知面から浮いた状態になる場合がある。このような状態では正確な温度検出が困難となる。そこで本発明は、電池セルの被検査面に対して温度センサの検知面を正対させた状態で当該検知面を被検査面に押し付けることの可能な、車載バッテリの電池セル用温度センサの取り付けユニットを提供することを目的とする。

本発明は、車載バッテリの電池セル用温度センサの取り付けユニットに関する。当該取り付けユニットは、隣り合う前記電池セルの電極同士を接続するバスバーに嵌め合わせられる固定爪を一端に備え、他端に第１の自在継手における回転軸ピン及びこれに回動可能に連結される軸受部の一方を備えるアーム部材を備える。また、前記第１の自在継手における回転軸ピン及び軸受部の他方と、前記第１の自在継手の回転軸ピンに直交する第２の自在継手における回転軸ピン及びこれに回動可能に連結される軸受部の一方とを備える中継部材を備える。さらに、前記第２の自在継手における回転軸ピン及び軸受部の他方と、温度センサを保持する保持面とを備えたセンサホルダーを備える。前記アーム部材、中継部材、及びセンサホルダーを組み立てて取り付けユニットとし、前記センサホルダーに前記温度センサを保持させて当該温度センサの検知面を前記電池セルの被検知面に当接させ、さらに前記アーム部材を前記バスバーに固定させた際に、前記温度センサ、センサホルダー、及び中継部材が前記アーム部材を押し上げて撓ませ、その反発力によって前記第１及び第２の自在継手を介して前記温度センサが前記電池セルの被検知面に押し付けられる。

本発明によれば、電池セルの被検査面に対して温度センサの検知面を正対させた状態で当該検知面を被検査面に押し付けることが可能となる。

本実施形態に係る取り付けユニットとその周辺構成を例示する分解斜視図である。本実施形態に係る取り付けユニットの組立時の様子を例示する斜視図である。本実施形態に係る取り付けユニットをバスバー及び電池セルに取り付けた様子を例示する斜視図である。

図１に、本実施形態に係る取り付けユニット１０と、その周辺構成として、車載バッテリの電池セル１２Ａ，１２Ｂ、バスバー１４、及び温度センサ１５を例示する。また、図２に、取り付けユニット１０を組み立てたときの例が示されている。さらに図３に、取り付けユニット１０を電池セル１２Ａ及びバスバー１４に取り付けたときの様子が例示されている。

図１に示す電池セル１２Ａ，１２Ｂはいわゆる角型電池であり、隣り合う電池セル１２Ａ，１２Ｂ間で正極と負極とが互い違いとなるように配列される。バスバー１４は電池セル１２Ａ，１２Ｂの隣り合う電極ピン１６Ａ，１６Ｂ同士を接続する金属部材である。なお、車載バッテリは電池セル１２Ａ，１２Ｂの他にも複数の電池セルが積層されるが、図１では図示を省略している。

電池セル１２Ａ，１２Ｂは温度検知のための被検知面２４が設けられる。本実施形態に係る電池セル１２Ａ，１２Ｂでは、電極ピン１６Ａ，１６Ｂが設けられた電極面２６のうち、安全弁３０及び電極ピン１６Ａの間に被検知面２４が設けられている。

温度センサ１５は例えばＰＴＣサーミスタであり、平板形状のセンサである。図１では、温度センサ１５の検知面１７は電池セル１２Ａの被検知面２４に対向するように示されている。検知面１７は電池セル１２Ａの被検知面２４の形状に倣うように形成され、例えば平面から構成される。

取り付けユニット１０は、アーム部材１８、中継部材２０、及びセンサホルダー２２を含んで構成される。

アーム部材１８は略長尺の板部材である。例えば図１に示すように、アーム部材１８は略Ｌ字形状の一辺をＵ字状に折り返してばね構造を持たせている。

アーム部材１８の長手方向の一端には固定爪３２Ａ，３２Ｂが形成される。固定爪３２Ａ，３２Ｂはバスバー１４にアーム部材１８を固定させるために設けられており、図１ではバスバー１４の図示裏面から装着するように構成される。固定爪３２Ａ，３２Ｂの間隔ｄ０はバスバー１４の幅ｄ１に等しくなるように形成される。

アーム部材１８の長手方向他端には、第１の自在継手３４の回転軸ピン３６及び軸受部３８（第１の回転軸ピン及び第１の軸受部）の一方が形成される。図１に示す例では第１の軸受部３８がアーム部材１８に形成されている。第１の軸受部３８は例えば第１の回転軸ピン３６を狭持する二又のフォーク部材であって、その先端内側に抜け止めの係止爪４０が形成されている。

また、アーム部材１８は、その端部に形成された第１の軸受部３８の鉛直下方に組み付けられる、中継部材２０、センサホルダー２２及び温度センサ１５の、水平方向（図１のＸ軸及びＹ軸方向）の位置決め手段の機能を備えている。例えば固定爪３２Ａ，３２Ｂによりアーム部材１８をバスバー１４に固定させたときに、アーム部材１８の他端（第１の軸受部３８）が、電池セル１２Ａの被検知面２４と鉛直方向同一線上に位置するように、アーム部材１８が形成される。

中継部材２０は、第１の自在継手３４の回転軸ピン３６及び軸受部３８の他方が形成される。図１に示す例では回転軸ピン３６が中継部材２０に形成されている。図２に示すように、第１の回転軸ピン３６と第１の軸受部３８とが連結されることで、図示回転軸Ｒ１廻りに第１の軸受部３８と第１の回転軸ピン３６とが相対的に回動可能となる。なお、図２では回転軸Ｒ１をＸ軸方向に平行に向けている。

また、中継部材２０は、第２の自在継手４２の回転軸ピン４４及び軸受部４６（第２の回転軸ピン及び第２の軸受部）の一方が形成される。第２の回転軸ピン４４は、第１及び第２の自在継手３４，４２が組み立てられた状態で、第１の回転軸ピン３６に対して直交するように構成されている。図２では回転軸Ｒ２をＹ軸方向に向けている。

図１、図２に示す例では、中継部材２０には第２の軸受部４６が形成されている。第２の軸受部４６は例えば第２の回転軸ピン４４を狭持する二又のフォーク部材であって、その先端内側に抜け止めの係止爪４７が形成されている。

例えば中継部材２０は、板状のベースプレート４８（図１参照）に第１の回転軸ピン３６及び第２の軸受部４６が形成される。第１の軸受部３８であるフォーク部材が第１の回転軸ピン３６を狭持できるように、第１の回転軸ピン３６の両脇には挿入口４９が形成される。

センサホルダー２２は、第２の自在継手４２の回転軸ピン４４及び軸受部４６の他方が形成される。図１に示す例では第２の回転軸ピン４４が形成されている。図２に示すように、第２の回転軸ピン４４と第２の軸受部４６とが連結されることで、図示回転軸Ｒ２廻りに第２の軸受部４６と第２の回転軸ピン４４とが相対的に回動可能となる。

センサホルダー２２には、温度センサ１５を保持する保持面５０が形成されている。保持面５０は、取り付けユニット１０が組み立てられたときに電池セル１２Ａの被検知面２４に対向する面に形成される。

図３に、取り付けユニット１０をバスバー１４及び電池セル１２Ａに取り付けた状態の斜視図を例示する。取り付けユニット１０のセンサホルダー２２はその保持面５０に温度センサ１５を保持している。アーム部材１８の固定爪３２Ａ，３２Ｂをバスバー１４に嵌め合わせてアーム部材１８をバスバー１４に固定させる。バスバー１４の開口５４Ａ，５４Ｂをそれぞれ電極ピン１６Ａ，１６Ｂに挿通させて、その後に図示しないボルト等の締結部材で電極ピン１６Ａ，１６Ｂにバスバー１４を固定させる。

上述したように、アーム部材１８は、温度センサ１５の水平方向の位置決め手段としての機能を有しており、アーム部材１８をバスバー１４に固定させると、温度センサ１５の検知面１７は電池セル１２Ａの被検知面２４と対向する。

加えて本実施形態では、取り付けユニット１０をバスバー１４及び電池セル１２Ａに取り付けた際に、温度センサ１５、センサホルダー２２及び中継部材２０によってアーム部材１８が押し上げられて鉛直方向上側に撓むような構成を備えている。この撓みの反発力により、温度センサ１５、センサホルダー２２、及び中継部材２０が鉛直方向下側に付勢される。

例えば本実施形態に係る取り付けユニット１０では、アーム部材１８、中継部材２０、及びセンサホルダー２２を鉛直方向に沿って組み立てて取り付けユニット１０とする。さらにセンサホルダー２２に温度センサ１５を保持させ、電池セル１２Ａの被検知面２４に温度センサ１５の検知面１７を当接させる。加えて固定爪３２Ａ，３２Ｂを用いてアーム部材１８をバスバー１４に固定する。

このとき、温度センサ１５の検知面１７から中継部材２０がアーム部材１８に当接する上端部までの高さｈ１が、電池セル１２Ａの被検知面２４からアーム部材１８が中継部材２０に当接する下端部までの高さｈ２よりも高くなるように各部材が構成される。この構成により、温度センサ１５、センサホルダー２２及び中継部材２０によってアーム部材１８が押し上げられて鉛直上側方向に撓む。これにより鉛直下方向に付勢する反発力（押し付け圧）が生じる。

アーム部材１８による押し付け圧は、第１の自在継手３４及び第２の自在継手４２を介して温度センサ１５に加えられる。第１の自在継手３４は水平面上の任意軸（図１〜図３ではＸ軸）廻りに回動し、第２の自在継手４２はこれとは直交する水平面上の軸（図１〜図３ではＹ軸）廻りに回動する。これらの回動により、温度センサ１５の検知面１７の、電池セル１２Ａの被検知面２４に対する傾きや押し付け力の面内の偏りが解消され、検知面１７は被検知面２４に正対した状態で均一な押し付け圧にて被検知面２４を押圧する。

このように、本実施形態に係る取り付けユニット１０では、第１及び第２の自在継手３４，４２を介して検知面１７に押し付け圧が加えられるので、検知面１７は被検知面２４に偏りなく押し付けられる。その結果、電池セル１２Ａの正確な温度検知が可能となる。

１０取り付けユニット、１２Ａ，１２Ｂ電池セル、１４バスバー、１５温度センサ、１６Ａ，１６Ｂ電池セルの電極ピン、１７温度センサの検知面、１８アーム部材、２０中継部材、２２センサホルダー、２４電池セルの被検知面、３２Ａ，３２Ｂアーム部材の固定爪、３４第１の自在継手、３６第１の回転軸ピン、３８第１の軸受部、４２第２の自在継手、４４第２の回転軸ピン、４６第２の軸受部、５０センサホルダーの保持面、Ｒ１第１の自在継手の回転軸、Ｒ２第２の自在継手の回転軸。

Claims

車載バッテリの電池セル用温度センサの取り付けユニットであって、
隣り合う前記電池セルの電極同士を接続するバスバーに嵌め合わせられる固定爪を一端に備え、他端に第１の自在継手における回転軸ピン及びこれに回動可能に連結される軸受部の一方を備えるアーム部材と、
前記第１の自在継手における回転軸ピン及び軸受部の他方と、前記第１の自在継手の回転軸ピンに直交する第２の自在継手における回転軸ピン及びこれに回動可能に連結される軸受部の一方とを備える中継部材と、
前記第２の自在継手における回転軸ピン及び軸受部の他方と、温度センサを保持する保持面とを備えたセンサホルダーと、
を備え、
前記アーム部材、中継部材、及びセンサホルダーを組み立てて取り付けユニットとし、前記センサホルダーに前記温度センサを保持させて当該温度センサの検知面を前記電池セルの被検知面に当接させ、さらに前記アーム部材を前記バスバーに固定させた際に、前記温度センサ、センサホルダー、及び中継部材が前記アーム部材を押し上げて撓ませ、その反発力によって前記第１及び第２の自在継手を介して前記温度センサが前記電池セルの被検知面に押し付けられることを特徴とする、車載バッテリの電池セル用温度センサの取り付けユニット。