JP2018085191A - 車両用電源装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】プロテクタ20は、複数の検知用ハーネス18を収容し保護すると共に、複数の検知用ハーネス18のそれぞれをそれらの長さ方向の移動を許容した状態で個別に引き回す複数のハーネス経路38を備えている。複数のハーネス経路38は、プロテクタ20の長さ方向の一端2002において、プロテクタ20の幅W1方向の一端2004側から幅W1方向に並べられ、かつ、プロテクタ20の幅W1方向の一端2004側から幅W1方向に離れるハーネス経路38毎に、プロテクタ20の長さ方向の一端2002から次第に離れる電池モジュール24の順に検知用ハーネス18を導くように構成されている。
【選択図】図2
Description
車両用電源装置は、高圧の直流電力をモータに供給することから複数の電池セルを直列に接続した電池モジュールを複数個に接続して構成された組電池を備えている。
組電池は、複数の電池モジュールが一方向に並べられた複数の電池モジュール列で構成されている(特許文献1参照)。
また、車両用電源装置は、各電池モジュールの電圧(充電状態)などの電池モジュールの状態を検出しその検出結果を上位のECUに伝達する電池管理装置を備えている(特許文献2参照)。
ところで、電池管理装置と各電池モジュールとは、複数の検知用ハーネスを介して接続されており、検知用ハーネスは、プロテクタに収容され保護されている。
従来、プロテクタおよび検知用ハーネスは以下のように構成されている。
プロテクタは、電池モジュール列にまたは各電池モジュール列毎に設けられ電池モジュール列の長さ方向に延在する長さと、この長さと直交する方向の幅とを有している。
複数の検知用ハーネスは、プロテクタの長さ方向の一端から引き回されそれらの先端に電池モジュール列を構成する各電池モジュールと接続されるハーネス側コネクタを有している。
各ハーネス側コネクタは、電池モジュール列を構成する各電池モジュールに対応した箇所でプロテクタの幅方向の一端側に配置されている。
そのため、各検知用ハーネスの長さを最短にし難く、各検知用ハーネスの長さが余分に必要となり、複数の検知用ハーネスの長さの総和が大きなものとなることから、検知用ハーネスのコストを抑制し、車両用電源装置のコストダウンを図る上で改善の余地がある。
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、検知用ハーネスの短縮化を図りコストダウンを図る上で有利な車両用電源装置を提供することにある。
請求項2記載の発明は、前記複数の検知用ハーネスは、それらのハーネス側コネクタが接続される前記電池モジュールに対応する前記プロテクタの箇所において固定されていることを特徴とする。
請求項3記載の発明は、前記プロテクタは、前記電池モジュール列を構成する電池モジュール毎に設けられた複数のプロテクタ分割体が前記電池モジュール列の長さ方向に並べられることで構成され、前記各プロテクタ分割体は、前記プロテクタ分割体が配置される前記電池モジュールの箇所に対応した前記ハーネス経路の部分を構成する複数のハーネス分割経路を有していることを特徴とする。
請求項4記載の発明は、前記各プロテクタ分割体は、前記プロテクタの長さよりも小さい寸法の長さと、前記プロテクタの幅と等しい幅とを有し、前記プロテクタ分割体の幅方向の一端側から前記幅方向に離れる前記ハーネス分割経路の順に、3以上の整数であるNを1から順に増やして前記複数のハーネス分割経路を第Nハーネス分割経路と表し、前記プロテクタ分割体の長さ方向で前記プロテクタの長さ方向の前記一端側に位置する前記プロテクタ分割体の端部を分割体一端とし、その反対に位置する前記プロテクタ分割体の端部を分割体他端とした場合、前記プロテクタ分割体の幅方向の一端側に配置される第1ハーネス分割経路は、前記プロテクタ分割体が配置された前記電池モジュールに接続用のハーネス側コネクタが設けられる検知用ハーネス引き回し用で前記分割体一端側が経路入口となっており、前記第1ハーネス分割経路を除いた残りの第(N−1)ハーネス分割経路は、前記分割体一端側が経路入口で、前記分割体他端側が経路出口となっており、第(N−1)分割経路の経路出口は、第(N−2)分割経路の経路入口と、前記プロテクタ分割体の幅方向において同一の位置に位置していることを特徴とする。
請求項5記載の発明は、前記プロテクタ分割体がそれぞれ有する前記複数のハーネス分割経路は同一の構造で形成されている。
請求項2記載の発明によれば、車両衝突により引張力が検知用ハーネスに作用した場合、検知用ハーネスの移動がそれぞれ個別に許容され、引張力が作用した検知用ハーネスに加わる荷重を軽減でき、検知用ハーネス、ハーネス側コネクタ、モジュール側コネクタの損傷を抑制する上で有利となる。
請求項3記載の発明によれば、電池モジュール列を構成する電池モジュールの数が増減し、検知用ハーネスの数が増減した場合、プロテクタ分割体を増減することでプロテクタを簡単に構成することができるため、車両用電源装置の仕様変更に柔軟に対応する上で有利となり、かつ、プロテクタを設計し直す必要がないためコストの抑制を図る上でも有利となる。
請求項4記載の発明によれば、経路入口と経路出口とが所定の位置関係を満たすプロテクタ分割体の複数によりプロテクタを簡単に構成でき、プロテクタの部品コストを低減する上で有利となる。
請求項5記載の発明によれば、プロテクタ分割体の幅方向における経路入口や経路出口の位置を含み、他の箇所の構成も同一の構造で形成すると、同一のプロテクタ分割体を並べるだけでプロテクタを構成できるため、複数種類のプロテクタ分割体でプロテクタを構成する場合に比較してプロテクタの部品コストを低減する上で有利となる。
本実施の形態の車両用電源装置は、モータのみを駆動源とする電気自動車、あるいは、ハイブリッド車、あるいは、プラグインハイブリッド車などのモータを駆動源とした電動車に搭載されるものである。
図1、図2に示すように、車両用電源装置10は、ケース12と、組電池14と、電池管理装置16と、検知用ハーネス18と、プロテクタ20とを含んで構成されている。
ケース12は、トレー12Aと、トレー12Aに係脱可能に被せられる蓋体12Bとを含んで構成されている。
組電池14と、電池管理装置16と、検知用ハーネス18と、プロテクタ20と、カバー22とは、ケース12に収容されている。
組電池14は、複数の電池モジュール24が一方向に並べられた電池モジュール列26の1つ以上で構成されており、本実施の形態では、5つの電池モジュール24からなる電池モジュール列26が2つ平行して設けられることで組電池14が構成されている。
したがって、各電池モジュール列26は、第1電池モジュール24A、第2電池モジュール24B、第3電池モジュール24C、第4電池モジュール24D、第5電池モジュール24Eの5つの電池モジュール24で構成されている。
モジュールケース28は、ハウジング2802と、ハウジング2802に係脱可能に被せられる蓋体2804とを含んで構成されている。
ハウジング2802は、上部および側方が開放された直方体状を呈している。
電池セル30は、長方形板状を呈し、正極端子および負極端子からなる一対の電極端子が突設された端子面3002を有している。
複数の電池セル30は、端子面3002を上方に向け、厚さ方向を水平方向に向けて並べられた状態でハウジング2802に収容され、複数の電池セル30は、隣接する電池セル30の電極端子3004を接続するバスバーなどの配線部材(不図示)を介して直列に接続されている。
したがって、電池モジュール24の上面および電池モジュール列26の上面は、複数の電池セル30の端子面3002で構成されている。
モジュール側コネクタ32は、検知用ハーネス18のハーネス側コネクタ34に接続されることで電池モジュール24の電圧を検知用ハーネス18を介して電池管理装置16に伝達するためのものである。
モジュール側コネクタ32は、複数の電池セル30のうちそれら電池セル30が並べられた方向の中間に位置する電池セル30の端子面3002に配置されている。
蓋体2804は、ハウジング2802の上部の開口を閉塞するものであり、蓋体2804には、各電池セル30の一対の電極端子3004を収容する上方に凸状の凸部2806が、電極端子3004毎に形成され、また、モジュール側コネクタ32を露出させる開口部2808が形成されている。
プロテクタ20は、電池モジュール列26の上面において、電池モジュール列26を構成する電池モジュール24が並べられた方向に延在する長さと幅W1を有している。
複数の検知用ハーネス18は、各電池モジュール列26毎に設けられ、電池モジュール列26を構成する電池モジュール24の数に対応して設けられている。
本実施の形態では、電池モジュール列26を構成する電池モジュール24は、5つ設けられることから、検知用ハーネス18は、第1検知用ハーネス18A、第2検知用ハーネス18B、第3検知用ハーネス18C、第4検知用ハーネス18D、第5検知用ハーネス18Eの5つで構成されている。
複数の検知用ハーネス18は、各電池モジュール列26毎に、プロテクタ20の長さ方向の一端2002から引き回されそれらの先端にハーネス側コネクタ34を有している。
複数の検知用ハーネス18のハーネス側コネクタ34は、電池モジュール列26を構成する各電池モジュール24のモジュール側コネクタ32に接続される。
複数の検知用ハーネス18のハーネス側コネクタ34は、プロテクタ20の幅方向の一端2004側に配置されている。
また、複数の検知用ハーネス18は、ハーネス側コネクタ34と反対側の各検知用ハーネス18の端部に、電池管理装置16と接続される電池管理装置用コネクタ36を有している。
複数のハーネス経路38は、プロテクタ20の長さ方向の一端2002において、プロテクタ20の幅W1方向の一端2004側から幅W1方向に並べられ、かつ、プロテクタ20の幅W1方向の一端2004側から幅W1方向に離れるハーネス経路38毎に、プロテクタ20の長さ方向の一端2002から次第に離れる電池モジュール24の順に検知用ハーネス18を導くように構成されている。ここで、プロテクタ20の幅W1方向の一端2004側とは、プロテクタ20の幅W1方向の一端2004を含むことは無論のこと、プロテクタ20の幅W1方向の一端2004寄りの箇所を含む意味である。
本体板部2010には、4つの係合孔2014と、2つの取り付け用孔2016とが貫通形成されている。
4つの係合孔2014は、電池モジュール24の蓋部に形成された4つの凸部2806に係合可能に形成され、それら4つの係合孔2014が4つの凸部2806に係合されることでプロテクタ20の電池モジュール24の位置決めがなされる。
また、2つの取り付け用孔2016は、電池モジュール24の蓋体2804に設けられた2つのクリップ(不図示)に係脱可能に設けられ、それら2つの取り付け用孔2016が2つのクリップに係合することで、プロテクタ20の電池モジュール24に対する取り付けがなされる。
複数のハーネス経路38は、本体板部2010上で互いに対向する一対のリブ2012の間で形成されている。
第1ハーネス経路38A、第2ハーネス経路38B、第3ハーネス経路38C、第4ハーネス経路38D、第5ハーネス経路38Eは、プロテクタ20の長さ方向の一端2002において、幅W1方向の一端2004側から幅W1方向に並べられている。
また、第1ハーネス経路38A、第2ハーネス経路38B、第3ハーネス経路38C、第4ハーネス経路38D、第5ハーネス経路38Eは、プロテクタ20の長さ方向の一端2002において幅W1方向の一端2004側から幅W1方向に離れる第1ハーネス経路38A、第2ハーネス経路38B、第3ハーネス経路38C、第4ハーネス経路38D、第5ハーネス経路38E毎に、プロテクタ20の長さ方向の一端2002から次第に離れる電池モジュール24の順に検知用ハーネス18を導くように構成されている。
したがって、プロテクタ20の長さ方向の一端2002において幅W1方向の一端2004側から幅W1方向に離れる第1ハーネス経路38A、第2ハーネス経路38B、第3ハーネス経路38C、第4ハーネス経路38D、第5ハーネス経路38Eに収容される第1検知用ハーネス18A、第2検知用ハーネス18B、第3検知用ハーネス18C、第4検知用ハーネス18D、第5検知用ハーネス18E毎に、プロテクタ20の長さ方向の一端2002から次第に離れる電池モジュール24の順にハーネス側コネクタ34がモジュール側コネクタ32に接続される。
また、複数のハーネス経路38に配置される複数の検知用ハーネス18は、それらのハーネス側コネクタ34が接続される電池モジュール24に対応するプロテクタ20の箇所において固定具40(図4〜図8参照)を用いて固定されている。
各プロテクタ分割体21は、プロテクタ20の長さよりも小さい寸法の長さと、プロテクタ20と等しい幅W1を有している。
各プロテクタ分割体21は、プロテクタ分割体21が配置される電池モジュール24の箇所に対応したハーネス経路38の部分を構成する複数のハーネス分割経路42を有している。
複数のハーネス分割経路42は、検知用ハーネス18が5本設けられることから、ハーネス分割経路42は、第1ハーネス分割経路42A、第2ハーネス分割経路42B、第3ハーネス分割経路42C、第4ハーネス分割経路42D、第5ハーネス分割経路42Eの5つで構成されている。
なお、各プロテクタ分割体21は、互いに切り離されていてもよく、あるいは、隣り合うプロテクタ分割体21同士が係脱可能に結合されるものであってもよい。
図3に示すように、プロテクタ分割体21の長さ方向の一端2102側に位置する第1〜第5ハーネス分割経路42A〜42Eの箇所が、プロテクタ分割体21の幅W1方向の一端2104側から離れる順に第1経路入口44A、第2経路入口44B、第3経路入口44C、第4経路入口44D、第5経路入口44Eとなっている。
また、プロテクタ分割体21の長さ方向の他端2103側に位置する第2から第5ハーネス分割経路42B〜42Eの箇所が、プロテクタ分割体21の幅W1方向の一端2104から離れる順に第2経路出口46B、第3経路出口46C、第4経路出口46D、第5経路出口46Eとなっている。
そして、プロテクタ分割体21の幅W1方向において、第2経路出口46Bは第1経路入口44Aと、第3経路出口46Cは第2経路入口44Bと、第4経路出口46Dは第3経路入口44Cと、第5経路出口46Eは第4経路入口44Dと同じ位置に設けられている。
図3に示すように、プロテクタ分割体21の長さ方向でプロテクタ20の長さ方向の一端2102側に位置するプロテクタ分割体21の端部を分割体一端2110とする。その反対に位置するプロテクタ分割体21の端部を分割体他端2112とする。
この場合、プロテクタ分割体21の幅W1方向の一端に配置される第1ハーネス分割経路は、プロテクタ分割体21が配置された電池モジュール24に接続用のハーネス側コネクタ34が設けられる検知用ハーネス引き回し用で分割体一端2110側が経路入口となっている。
第1ハーネス分割経路を除いた残りの第(N−1)ハーネス分割経路は、分割体一端2110側が経路入口で、分割体他端2112側が経路出口となっている。
第(N−1)分割経路の経路出口は、第(N−2)分割経路の経路入口と、プロテクタ分割体21の幅方向において同一の位置に位置している。
すなわち、第1ハーネス分割経路42A、第2ハーネス分割経路42B、第3ハーネス分割経路42C、第4ハーネス分割経路42D、第5ハーネス分割経路42Eは、プロテクタ分割体21の幅方向における経路入口や経路出口の位置を含み、他の箇所の構成も同一の構造で形成されている。
なお、図4から図8において符号2202はカバー22の一部をなすカバー部分を示し、このカバー部分2202により各検知用ハーネス18のうちハーネス側コネクタ34に接続される部分が覆われている。
なお、本実施の形態では、互いに対向するリブ2012によりハーネス経路38が形成されている場合について説明したが、ハーネス経路38の形状は任意であり、従来公知の様々なプロテクタ20の構造が採用可能であり、また、カバー22が用いられるか否かは任意である。
複数のハーネス経路38は、プロテクタ20の長さ方向の一端2002においてプロテクタ20の幅W1方向の一端2004側から幅W1方向に並べられ、かつ、プロテクタ20の長さ方向の一端2002において、プロテクタ20の幅W1方向の一端2004側から幅W1の他端方向に離れるハーネス経路38毎に、プロテクタ20の長さ方向の一端2002から次第に離れる電池モジュール24の順に検知用ハーネス18を導くように構成されている。
また、プロテクタ20の幅W1方向の一端2004には、第1〜第5検知用ハーネス18A〜18Eのハーネス側コネクタ34が配置されている。
したがって、各ハーネス経路38毎に沿って検知用ハーネス18を1つずつ引き回すことで無駄な余長が必要無くなる。そのため、第1〜第5検知用ハーネス18A〜18Eが単一のハーネス経路に沿って配置され、この単一のハーネス経路から各電池モジュール24毎に枝分かれして電池モジュール24に引き回される場合に比べて第1〜第5検知用ハーネス18A〜18Eの長さを短縮でき、第1〜第5検知用ハーネス18A〜18Eの長さの総和を短縮化する上で有利となり、車両用電源装置10のコストダウンを図る上で有利となる。
また、各検知用ハーネス18が1つずつハーネス経路38に沿って引き回されていることから、各検知用ハーネス18はその長さ方向の動きがある程度規制されている。したがって、検知用ハーネス18の位置ずれ防止用の固定具40の設置数を最小限に抑えることができるので、衝撃入力時に固定具40が取り付けられている検知用ハーネス18の部分で電線破断が生じることを抑制する上で有利となる。
したがって、車両衝突時などのように電池モジュール24に荷重が加わり、電池モジュール24が移動した場合、移動した電池モジュール24のプロテクタ20も移動する。そして、移動したプロテクタ20に固定された検知用ハーネス18に引張力が作用すると、その引張力が作用した検知用ハーネス18は、その検知用ハーネス18が収容されたハーネス経路38に沿って移動しようとする。
この場合、予め、複数の検知用ハーネス18がプロテクタ20に導入される手前の箇所において、複数の検知用ハーネス18の全てについてたるませ、余長を確保しておけば、引張力が作用した検知用ハーネス18の移動がそれぞれ個別に許容され、引張力が作用した検知用ハーネス18に加わる荷重を軽減でき、検知用ハーネス18、ハーネス側コネクタ34、モジュール側コネクタ32の損傷を抑制する上で有利となる。
例えば、第3プロテクタ分割体21Cでは、第1プロテクタ分割体21Aおよび第2プロテクタ分割体21Bに引き回された第3検知用ハーネス18Cの部分と、第1プロテクタ分割体21Aの第3経路入口44Cから外側の第3検知用ハーネス18Cの部分とにより余長を大きく確保でき、これにより引張力が作用した第3検知用ハーネス18Cに加わる荷重を軽減でき、第3検知用ハーネス18C、ハーネス側コネクタ34、モジュール側コネクタ32の損傷を抑制する上で有利となる。
したがって、電池モジュール列26を構成する電池モジュール24の数が増減し、検知用ハーネス18の数が増減した場合、プロテクタ分割体21を増減することでプロテクタ20を簡単に構成することができるため、車両用電源装置10の仕様変更に柔軟に対応する上で有利となり、かつ、プロテクタ20を設計し直す必要がないためコストの抑制を図る上でも有利となる。
そのため、経路入口と経路出口とを以上のような位置関係を満たすプロテクタ分割体21の複数によりプロテクタ20を簡単に構成でき、プロテクタ20の部品コストを低減する上で有利となる。
また、プロテクタ分割体21に設けるハーネス分割経路の数を多めに形成しておくと、電池モジュール列26を構成する電池モジュール24の数が増減し、検知用ハーネス18の数が増減した場合など、プロテクタ分割体21を増減することで車両用電源装置10の仕様変更に柔軟に対応する上で有利となり、かつ、プロテクタ分割体21を設計し直す必要がないためコストの抑制を図る上でも有利となる。
14 組電池
16 電池管理装置
18 検知用ハーネス
20 プロテクタ
2002 プロテクタの長さ方向の一端
2004 プロテクタの幅方向の一端
21 分割体
21A〜21E 第1〜第5プロテクタ分割体
24 電池モジュール
24A〜24E 第1〜第5電池モジュール
26 電池モジュール列
32 モジュールコネクタ
34 ハーネス側コネクタ
38 ハーネス経路
38A〜38E 第1〜第5ハーネス経路
40 固定具
42A〜42E 第1〜第5ハーネス分割経路
44A〜44E 第1〜第5経路入口
46A〜46E 第1〜第5経路出口
W1 幅
Claims (5)
- 複数の電池モジュールが一方向に並べられた電池モジュール列の1つまたは複数と、
前記電池モジュール列にまたは前記各電池モジュール列毎に設けられ前記電池モジュール列の長さ方向に延在する長さと、この長さと直交する方向の幅とを有するプロテクタと、
前記プロテクタの長さ方向の一端から引き回されそれらの先端に前記電池モジュール列を構成する前記各電池モジュールと接続されるハーネス側コネクタを有する複数の検知用ハーネスとを備え、
前記各ハーネス側コネクタは、前記電池モジュール列を構成する前記各電池モジュールに対応した箇所で前記プロテクタの幅方向の一端側に配置される車両用電源装置であって、
前記プロテクタは、前記複数の検知用ハーネスのそれぞれをそれらの長さ方向の移動を許容した状態で個別に引き回す複数のハーネス経路を備え、
前記複数のハーネス経路は、前記プロテクタの長さ方向の前記一端において前記プロテクタの幅方向の前記一端側から前記幅方向に並べられ、かつ、前記プロテクタの幅方向の前記一端側から前記幅方向に離れる前記ハーネス経路毎に、前記プロテクタの長さ方向の前記一端から次第に離れる前記電池モジュールの順に前記検知用ハーネスを導くように構成されている、
ことを特徴とする車両用電源装置。 - 前記複数の検知用ハーネスは、それらのハーネス側コネクタが接続される前記電池モジュールに対応する前記プロテクタの箇所において固定されている、
ことを特徴とする請求項1記載の車両用電源装置。 - 前記プロテクタは、前記電池モジュール列を構成する電池モジュール毎に設けられた複数のプロテクタ分割体が前記電池モジュール列の長さ方向に並べられることで構成され、
前記各プロテクタ分割体は、前記プロテクタ分割体が配置される前記電池モジュールの箇所に対応した前記ハーネス経路の部分を構成する複数のハーネス分割経路を有している、
ことを特徴とする請求項1または2記載の車両用電源装置。 - 前記各プロテクタ分割体は、前記プロテクタの長さよりも小さい寸法の長さと、前記プロテクタの幅と等しい幅とを有し、
前記プロテクタ分割体の幅方向の一端側から前記幅方向に離れる前記ハーネス分割経路の順に、3以上の整数であるNを1から順に増やして前記複数のハーネス分割経路を第Nハーネス分割経路と表し、前記プロテクタ分割体の長さ方向で前記プロテクタの長さ方向の前記一端側に位置する前記プロテクタ分割体の端部を分割体一端とし、その反対に位置する前記プロテクタ分割体の端部を分割体他端とした場合、
前記プロテクタ分割体の幅方向の一端側に配置される第1ハーネス分割経路は、前記プロテクタ分割体が配置された前記電池モジュールに接続用のハーネス側コネクタが設けられる検知用ハーネス引き回し用で前記分割体一端側が経路入口となっており、
前記第1ハーネス分割経路を除いた残りの第(N−1)ハーネス分割経路は、前記分割体一端側が経路入口で、前記分割体他端側が経路出口となっており、
第(N−1)分割経路の経路出口は、第(N−2)分割経路の経路入口と、前記プロテクタ分割体の幅方向において同一の位置に位置している、
ことを特徴とする請求項3記載の車両用電源装置。 - 前記プロテクタ分割体がそれぞれ有する前記複数のハーネス分割経路は同一の構造で形成されている、
ことを特徴とする請求項4記載の車両用電源装置。
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