JP2018098150A - Vehicle battery system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、二次電池を内蔵するバッテリシステムであって、車両に搭載されて電装用バッテリと並列に接続されて電装品に電力を供給し、あるいは多数の二次電池が直列に接続されて出力電圧を高くしてなる走行モータに電力を供給する車両用のバッテリシステムに関する。 The present invention is a battery system including a secondary battery, which is mounted on a vehicle and connected in parallel to an electrical battery to supply power to electrical components, or a large number of secondary batteries are connected in series. The present invention relates to a battery system for a vehicle that supplies power to a traveling motor having a high output voltage.
車両に搭載されるバッテリシステムは、複数の二次電池と、二次電池や回路基板に接続しているワイヤーハーネスを外装ケース内に設けた配線スペースに配置している。(特許文献1参照)
車両に搭載されるバッテリシステムは、振動や衝撃を受け、さらに三次元な方向に加速度を受けることから、可撓性があって自由に変形するワイヤーハーネスを、外装ケース内に設けた配線スペースに配置している。さらに、振動や衝撃に対して充分な強度を実現し、また内部の発熱素子が発生する熱エネルギーを効率よく外部に放熱するために、金属製の外装ケースが使用される。
In a battery system mounted on a vehicle, a plurality of secondary batteries and a wire harness connected to the secondary battery and the circuit board are arranged in a wiring space provided in the outer case. (See Patent Document 1)
Battery systems mounted on vehicles receive vibrations and shocks and receive acceleration in a three-dimensional direction, so flexible and freely deformable wire harnesses are installed in the wiring space provided in the exterior case. It is arranged. Furthermore, a metal outer case is used in order to realize sufficient strength against vibration and impact and to efficiently dissipate the heat energy generated by the internal heating element to the outside.
車両用のバッテリシステムは、スペース効率などの制約から、ワイヤーハーネスを金属外装ケース内面、すなわち外装ケースの金属露出面に接近して配線することがある。ワイヤーハーネスは、表面を絶縁被覆で被覆しているので、屋内での使用環境のように、振動を受けない使用環境においては金属外装ケースに接触する障害が発生しない。しかしながら、車両用のバッテリシステムは、走行時における路面の凹凸で、さらに往復運動するエンジンで常に振動する環境で使用され、相当に長い期間に渡って振動や衝撃を受ける環境で使用される。加えて、車両用のバッテリシステムは、外装ケース内の発熱素子で加熱され、またエンジンや外部からも加熱される厳しい外的環境下で使用される。金属露出面に接近して配線されるワイヤーハーネスは、金属露出面と擦れ合って絶縁被覆が破損すると、ワイヤーハーネスの芯線が金属露出面に接触して、ショート、漏電、発火、電子部品等の故障の原因となるので、いかなる使用環境においてもワイヤーハーネスと金属露出面との接触を防止することが大切である。 In a battery system for a vehicle, the wire harness may be wired close to the inner surface of the metal outer case, that is, the exposed metal surface of the outer case, due to restrictions such as space efficiency. Since the surface of the wire harness is covered with an insulating coating, there is no failure to contact the metal outer case in a use environment that is not subject to vibration, such as an indoor use environment. However, a vehicle battery system is used in an environment in which road surface irregularities during traveling are constantly vibrated by an engine that reciprocates, and is used in an environment that is subject to vibrations and impacts over a considerably long period of time. In addition, the battery system for vehicles is used in a severe external environment that is heated by a heat generating element in the outer case and also heated from the engine and the outside. When the wiring harness that is routed close to the exposed metal surface rubs against the exposed metal surface and breaks the insulation coating, the core wire of the wiring harness comes into contact with the exposed metal surface, causing short circuits, electrical leakage, ignition, electronic components, etc. Since it causes a failure, it is important to prevent contact between the wire harness and the exposed metal surface in any operating environment.
本発明は、従来の車両用のバッテリシステムの欠点を解消することを目的として開発されたもので、本発明の大切な目的は、外装ケースの金属露出面に接近してワイヤーハーネスを配置することでスペース効率を向上させることができるとともに、振動や衝撃を受け、さらに高温に加熱される車両の厳しい使用環境においても、ワイヤーハーネスの芯線が金属露出面に接触するのを確実に阻止し、長期間に渡って高い安全性と信頼性とを実現できる車両用のバッテリシステムを提供することにある。 The present invention was developed for the purpose of eliminating the drawbacks of conventional battery systems for vehicles, and an important object of the present invention is to place the wire harness close to the exposed metal surface of the outer case. In addition to improving space efficiency, the wire harness core wire can be reliably prevented from coming into contact with the exposed metal surface even in harsh vehicle environments that are subject to vibrations and shocks and heated to high temperatures. An object of the present invention is to provide a vehicle battery system capable of realizing high safety and reliability over a period of time.
本発明の車両用のバッテリシステムは、内側に金属露出面のある外装ケースに、ワイヤーハーネスと二次電池とを収納している。外装ケースは、金属露出面の内側にワイヤーハーネスの配線スペースを設けて、ワイヤーハーネスを金属露出面に接近して配置している。表面を絶縁被覆で絶縁しているワイヤーハーネスは配線スペースに配線されるが、配線スペースには、ワイヤーハーネスと金属露出面との間には絶縁壁を設けて、絶縁壁を介して金属露出面から絶縁してワイヤーハーネスを配線スペースに配置している。以上のワイヤーハーネスは、芯線の表面の絶縁被覆で絶縁し、さらに、金属露出面との間を絶縁壁で絶縁して、絶縁被覆と絶縁壁とで二重絶縁してワイヤーハーネスの芯線を配線スペースに配置している。 The battery system for vehicles of this invention has accommodated the wire harness and the secondary battery in the exterior case which has a metal exposed surface inside. The exterior case is provided with a wiring space for the wire harness inside the exposed metal surface, and the wire harness is disposed close to the exposed metal surface. A wire harness whose surface is insulated with an insulation coating is routed in the wiring space. In the wiring space, an insulating wall is provided between the wire harness and the exposed metal surface, and the exposed metal surface through the insulating wall. Wire harness is placed in the wiring space. The above wire harness is insulated with the insulation coating on the surface of the core wire, further insulated from the exposed metal surface with an insulation wall, and double insulated with the insulation coating and the insulation wall to wire the core wire of the wire harness Arranged in space.
本発明の車両用のバッテリシステムは、ワイヤーハーネスが湾曲部を有し、湾曲部の復元力によって、ワイヤーハーネスが金属露出面に向かって付勢される構造とすることができ、また、湾曲部を配線スペースの外側に配置することができる。また、以上の構造は、ワイヤーハーネスの端部を、接続端子又はコネクタの連結具を介して外装ケース内の所定の位置に固定し、連結具でもってワイヤーハーネスを湾曲して配線スペースに配置することができる。 The battery system for a vehicle according to the present invention can have a structure in which the wire harness has a curved portion, and the wire harness is biased toward the metal exposed surface by the restoring force of the curved portion. Can be arranged outside the wiring space. Moreover, the above structure fixes the edge part of a wire harness to the predetermined position in an exterior case via the connection tool of a connection terminal or a connector, curves a wire harness with a connection tool, and arrange | positions it in wiring space. be able to.
本発明の車両用のバッテリシステムは、外装ケース内に、二次電池を定位置に配置するプラスチック製の電池ホルダーを設けて、絶縁壁を電池ホルダーに一体的に成形して設けることができる。 The battery system for a vehicle of the present invention can be provided by providing a plastic battery holder in which a secondary battery is disposed at a fixed position in an exterior case and integrally forming an insulating wall on the battery holder.
本発明の車両用のバッテリシステムは、周壁内面に金属露出面を設けて、周壁との対向位置に、周壁と平行姿勢に絶縁壁を設けて、周壁の金属露出面と絶縁壁との間にワイヤーハーネスが配置することができる。 The battery system for a vehicle according to the present invention includes a metal exposed surface on the inner surface of the peripheral wall, an insulating wall in a posture parallel to the peripheral wall at a position facing the peripheral wall, and between the metal exposed surface of the peripheral wall and the insulating wall. A wire harness can be placed.
本発明の車両用のバッテリシステムは、外装ケース内に発熱素子を配置して、内面を金属露出面としてなる金属外装ケースを外装ケースに使用し、金属外装ケースに発熱素子を熱結合して、発熱素子の熱エネルギーを金属外装ケースに熱伝導して外部に放熱する構造とすることができる。 The battery system for a vehicle according to the present invention includes a heat generating element disposed in an outer case, a metal outer case whose inner surface is a metal exposed surface is used for the outer case, and the heat generating element is thermally coupled to the metal outer case. A structure in which the heat energy of the heat generating element is thermally conducted to the metal outer case and radiated to the outside can be obtained.
本発明の車両用のバッテリシステムは、絶縁壁と金属露出面との間に空気層を設けて、絶縁壁と金属露出面とを熱結合しない状態とすることができる。 In the vehicle battery system of the present invention, an air layer is provided between the insulating wall and the exposed metal surface, so that the insulating wall and the exposed metal surface are not thermally coupled.
以上の車両用のバッテリシステムは、外装ケースの金属露出面に接近して配置されるワイヤーハーネスが、振動や衝撃を受け、さらに高温に晒される車両の厳しい使用環境においても、芯線が金属露出面に接触することがなく、長期間に渡って高い安全性と信頼性とを実現できる特徴がある。それは、以上のバッテリシステムが、外装ケースの金属露出面内側の配線スペースにワイヤーハーネスを配線しながら、このワイヤーハーネスと金属露出面との間には絶縁壁を設けて、ワイヤーハーネスの芯線と金属露出面とを、ワイヤーハーネスの絶縁被覆と絶縁壁の両方で二重絶縁しているからである。さらに以上のバッテリシステムは、絶縁壁には絶縁被覆のように可撓性が要求されず、絶縁被覆よりも強靭な硬質プラスチック等で成形でき、しかも厚く成形してワイヤーハーネスと金属露出面とを理想的な状態で絶縁できる特徴がある。 In the above battery system for vehicles, the wire harness placed close to the exposed metal surface of the outer case is subjected to vibrations and shocks and exposed to high temperatures. There is a feature that high safety and reliability can be realized over a long period of time without touching. This is because the above battery system wires the wiring harness in the wiring space inside the exposed metal surface of the outer case, and an insulating wall is provided between the wiring harness and the exposed metal surface. This is because the exposed surface is double-insulated by both the insulating coating of the wire harness and the insulating wall. Further, in the battery system described above, the insulating wall is not required to be flexible like the insulating coating, and can be formed of hard plastic that is tougher than the insulating coating, and is formed thick to form the wire harness and the exposed metal surface. There is a feature that can be insulated in an ideal state.
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための車両用のバッテリシステムを例示するものであって、本発明は車両用のバッテリシステムを以下の構造や材質ものに特定しない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the embodiments shown below exemplify a vehicle battery system for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention specifies the vehicle battery system as the following structure and material. do not do.
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。 Further, in this specification, in order to facilitate understanding of the scope of claims, numbers corresponding to the members shown in the examples are indicated in the “claims” and “means for solving problems” sections. It is added to the members. However, the members shown in the claims are not limited to the members in the embodiments.
本発明の車両用のバッテリシステムは、車両に搭載している電装用バッテリと並列に接続され、または車両に搭載されて走行モータに電力を供給する電源として使用される。以下の実施例のバッテリシステムは、出力電圧を電装用バッテリの電圧、たとえば12Vとして、電装用バッテリと並列に接続して使用される。走行モータに電力を供給するバッテリシステムは、多数の二次電池を直列に接続して、例えば出力電圧を100V〜400Vとする。 The battery system for vehicles of the present invention is connected in parallel with an electrical equipment battery mounted on the vehicle, or is mounted on the vehicle and used as a power source for supplying electric power to the travel motor. The battery system of the following embodiment is used by connecting the output voltage in parallel with the battery for electrical equipment, with the output voltage being, for example, 12V. A battery system that supplies electric power to a travel motor has a large number of secondary batteries connected in series, for example, an output voltage of 100V to 400V.
図1の上から見た分解斜視図と、図2の蓋外装ケースを除いた平面図と、図3と図4に示す一部拡大斜視図と、図5の概略断面図と、図6の下から見た分解斜視図に示すバッテリシステムは、外装ケース6と、二次電池4と、二次電池4を定位置に配置する電池ホルダー7と、二次電池4の保護回路等を実現する電子部品を実装する回路基板5と、回路基板5や二次電池4やリード板9などに、直接に又は間接に接続されるワイヤーハーネス1とを備える。ワイヤーハーネス1は、複数のリード線1Aを束ねたものである。
The exploded perspective view seen from the top of FIG. 1, the top view except the lid outer case of FIG. 2, the partially enlarged perspective view shown in FIGS. 3 and 4, the schematic cross-sectional view of FIG. The battery system shown in the exploded perspective view seen from below realizes an
二次電池4はニッケル水素電池である。ただし、二次電池は、リチウムイオン二次電池等の現在使用されている二次電池や、これから開発される他の全ての二次電池であってもよい。図は、鉛バッテリと並列に接続して使用されるバッテリシステムを詳述するので、二次電池4をニッケル水素電池として、10個の二次電池4を電池ホルダー7で定位置に配置している。10個の二次電池4は直列に接続されて定格電圧を鉛バッテリの12Vとしている。
The
外装ケース6は、図1と図6において上下に分割している第1ケース6A及び第2ケース6Bとからなる。図において第1ケース6Aは底ケースで、第2ケース6Bは第1ケース6Aの開口部を閉塞する蓋ケースである。図1の外装ケース6は、第1ケース6Aを底ケースとして、第2ケース6Bを蓋ケースとするが、第1ケース6Aを蓋ケースとして、第2ケース6Bを底ケースとすることもできる。
The
第1ケース6Aは、回路基板5の表面に実装している発熱素子2を効率よく放熱する金属製である。第2ケース6Bはプラスチック製として外装ケースを軽量化している。第1ケース6Aは金属製で、表面プレート部6Dの周囲に周壁6Cを設けて、表面プレート部6Dと、周壁6Cの内面を金属露出面6Eとしている。表面プレート部6Dの金属露出面6Eは、発熱素子2を実装する回路基板5に熱結合されて、発熱素子2の熱エネルギーーを金属製の第1ケース6Aに伝導する。金属製の第1ケース6Aは、伝導される熱エネルギーーを表面から外部に放熱する。第1ケース6Aは、表面プレート部6Dと周壁6Cとを一体構造とするアルミダイキャスト製で、表面プレート部6Dには、発熱素子2を熱結合する放熱プレート部6Fと、電池ホルダー7を定位置に嵌合する嵌合部とを設けている。
The
図1の分解斜視図と図5の概略断面図に示すように、放熱プレート部6Fは、回路基板5の発熱素子実装部との対向位置に配置される。さらに、放熱プレート部6Fは回路基板5の発熱素子実装部との間に熱伝導スペースを設けている。熱伝導スペースには熱伝導絶縁ゲル3が充填される。熱伝導絶縁ゲル3は、酸化アルミや酸化亜鉛などの熱伝導粉末をバインダーの油に分散させたものである。熱伝導絶縁ゲル3は、回路基板5の発熱素子実装部と放熱プレート部6Fとを熱結合して、発熱素子2の熱エネルギーーを放熱プレート部6Fに伝導する。回路基板5は、表面に発熱素子2を固定して、裏面を放熱プレート部6Fに熱結合するので、発熱素子2の熱エネルギーーは、回路基板5から熱伝導絶縁ゲル3に、熱伝導絶縁ゲル3から放熱プレート部6Fに伝導される。
As shown in the exploded perspective view of FIG. 1 and the schematic sectional view of FIG. 5, the heat radiating
熱伝導絶縁ゲル3は、回路基板5と放熱プレート部6Fとを絶縁しながら、回路基板5に実装する発熱素子2の熱エネルギーを放熱プレート部6Fに伝導する。ゲル状の熱伝導絶縁ゲル3は自由に変形して回路基板5の裏面と放熱プレート部6Fの表面に隙間なく密着する。したがって、熱伝導絶縁ゲル3は、放熱プレート部6Fの表面に所定の厚さで塗布され、この状態で回路基板5が押し付けられて回路基板5の裏面と放熱プレート部6Fの表面に密着する。
The heat conductive insulating
熱伝導絶縁ゲル3は、回路基板5と放熱プレート部6Fとを絶縁状態としながら熱伝導するので、回路基板5の裏面と放熱プレート部6Fの表面を絶縁処理することなく、放熱プレート部6Fの表面に直接に塗布し、その上に裏面を絶縁していない回路基板5を押し付けて、回路基板5と放熱プレート部6Fの両面に密着して、回路基板5から放熱プレート部6Fに効率よく熱伝導する。ただ、回路基板5の裏面に絶縁皮膜を塗布して、熱伝導絶縁ゲル3に密着することもできる。熱伝導絶縁ゲル3は回路基板5を絶縁して放熱プレート部6Fに熱結合するので、回路基板5裏面の絶縁皮膜が破損しても、回路基板5と放熱プレート部6Fとを絶縁状態として熱伝導できる。
Since the heat conductive insulating
金属製の第1ケース6Aは、放熱プレート部6Fの外側に放熱フィン6Gを設けている。放熱フィン6Gは、放熱プレート部6Fの全体に設けられて、回路基板5から熱伝導絶縁ゲル3を介して熱伝導される熱エネルギーを効率よく外装ケース6の外部に放熱する。図3の分解斜視図に示す第1ケース6Aは、放熱プレート部6Fを外装ケース6の内側に突出する形状として、放熱フィン6Gの先端を放熱プレート部6Fの周囲の底面と同一平面としている。この構造は、放熱プレート部6Fを外装ケース6の表面から突出させることなく、発熱素子2の熱エネルギーーを効率よく外部に放熱できる。
The metal
さらに、金属製の第1ケース6Aは、表面プレート部6Dの周囲に沿って周壁6Cを設けている。周壁6Cは内面を絶縁することなく金属露出面6Eとしている。第2ケース6Bは、第1ケース6Aの周壁6Cに嵌合する周壁6Cを有し、第2ケース6Bが第1ケース6Aに固定されて、外装ケース6は内部を閉鎖構造として、二次電池4と回路基板5とワイヤーハーネス1を収納する。
Furthermore, the metal
図1と図2に示すバッテリシステムは、第1の回路基板5Aと第2の回路基板5Bからなる2枚の回路基板5を備える。第1の回路基板5Aは電池ホルダー7の表面に固定され、第2の回路基板5Bは外装ケース6に固定される。第1の回路基板5Aは、二次電池4の電圧、電流、残容量などを演算する回路を実装し、第2の回路基板5Bは、二次電池4の出力側に接続されて、充放電の電流をオンオフするパワーMOSFET等の半導体パワースイッチを実装している。半導体パワースイッチは大電流をオンオフする発熱素子2である。図2に示す第2の回路基板5Bは6個の発熱素子2を実装する。発熱素子2は外装ケース6に固定される第2の回路基板5Bに実装される。発熱素子2が固定される第2の回路基板5Bは、熱伝導絶縁ゲル3を介して発熱素子実装部を第1ケース6Aの放熱プレート部6Fに熱結合させるように、第1ケース6Aに固定される。
The battery system shown in FIGS. 1 and 2 includes two
第1の回路基板5Aと第2の回路基板5Bはワイヤーハーネス1で接続される。ワイヤーハーネス1は、両端にコネクタ11を連結しており、このコネクタ11を介して第1の回路基板5Aと第2の回路基板5Bとに脱着自在に接続される。ワイヤーハーネス1は、第1の回路基板5Aから第2の回路基板5Bに電池情報を示す信号を第2の回路基板5Bに伝送する。第2の回路基板5Bは、第1の回路基板5Aから伝送される電池情報でもって、半導体パワースイッチをオンオフに制御して、二次電池4を保護しながら充放電する。
The
たとえば、放電している二次電池4の残容量が放電を停止する設定容量よりも小さくなると、ワイヤーハーネス1を介して放電を停止する信号が第1の回路基板5Aから第2の回路基板5Bに伝送されて、第2の回路基板5Bの半導体パワースイッチがオフ状態に切り換えられて、二次電池4の過放電を防止する。また、充電している二次電池4の残容量が充電を停止する設定容量よりも大きくなると、ワイヤーハーネス1を介して充電を停止する信号が第1の回路基板5Aから第2の回路基板5Bに伝送され、第2の回路基板5Bの半導体パワースイッチがオフ状態に切り換えられて、二次電池4の過充電を防止する。
For example, when the remaining capacity of the discharged
第1の回路基板5Aと第2の回路基板5Bとを接続するワイヤーハーネス1は、配線スペース8に配線されて、第1の回路基板5Aから第2の回路基板5Bに電池情報を伝送する。図2の平面図に示すバッテリシステムは、周壁6C内面の金属露出面6Eに沿って配線スペース8を設けて、この配線スペース8を周壁6Cに接近する位置に配置している。ここに案内されたワイヤーハーネス1は、周壁6C内面の金属露出面6Eに接近する。ワイヤーハーネス1は表面を絶縁被覆で絶縁しているが、接近する金属露出面6Eとで擦れ合って表面の絶縁被覆が破損すると、芯線が金属露出面6Eに接触してショートし、あるいは部品が故障し、あるいは又芯線が断線するなど故障の原因となる。
The
車両用のバッテリシステムは、振動や衝撃を受ける状態で使用され、さらに相当に高温に晒されるなど極めて厳しい外的環境で使用されることから、絶縁被覆の損傷を皆無にはできない。さらにこのことに加えて、車両用のバッテリシステムは、10年以上と極めて長期間に渡って使用されることから、有機物である絶縁被覆が劣化し、さらに劣化する状態で振動や衝撃を受けることから、劣化した絶縁被覆が損傷されて、金属露出面6Eに接触する弊害を解消できない。
Since the battery system for a vehicle is used in a very severe external environment such as being subjected to vibration or impact and being exposed to a considerably high temperature, the insulation coating cannot be completely damaged. In addition to this, the battery system for vehicles is used for an extremely long period of more than 10 years, so that the insulating coating which is an organic material deteriorates and is subject to vibration and impact in a deteriorated state. Thus, the deteriorated insulation coating is damaged and the adverse effect of contacting the metal exposed
以上のバッテリシステムは、長期間に渡って、ワイヤーハーネス1が金属露出面6Eに接触する故障を阻止するために、金属露出面6Eの内側に配置している配線スペース8に配置するワイヤーハーネス1と、金属露出面6Eとの間に絶縁壁12を設けている。絶縁壁12は、電池ホルダー7に一体的に成形されたプラスチック製である。図2〜図4のバッテリシステムは、配線スペース8に、絶縁壁12を一方の側壁とする配線ガイド13を設けている。配線ガイド13は、細長い底面の両側に、第1の側壁と第2の側壁からなる一対の側壁を互いに対向する垂直姿勢で変形な姿勢で配置して、金属露出面6E側との間に配置している第1の側壁を絶縁壁12としている。
In the battery system described above, the
第2の側壁14は、上縁には、ワイヤーハーネス1の先端に連結している接続端子10を特定の姿勢で案内する嵌合凹部14Aを設けている。さらに、配線ガイド13は、周壁6Cの金属露出面6Eに沿って延びる姿勢で外装ケース6内に配置され、かつ図3と図4において上方を開口すると共に、先端部(図3と図4において右下端)も開口して、ワイヤーハーネス1を端部の開口部から内部に案内している。
On the upper edge of the
第1の側壁である絶縁壁12は、周壁6Cの金属露出面6Eに接触することなく、周壁6C内面の金属露出面6Eと間に空気層を設けており、さらに、配線ガイド13の底面も金属製の表面プレート部6D内面の金属露出面6Eに接触することなく、表面プレート部6Dとの間に空気層を設けている。この配線ガイド13は、金属製の外装ケース6の金属露出面6Eに接触することなく、空気層を介して配置される。空気層は、金属製の外装ケース6と配線ガイド13とを熱伝導を遮断する。したがって、発熱素子2の熱エネルギーーが伝導されて温度上昇する外装ケース6で配線ガイド13が加熱されず、ここに配置するワイヤーハーネス1の熱に起因する弊害を解消して、ワイヤーハーネス1の劣化をより効果的に防止できる。
The insulating
第2の側壁14は、ワイヤーハーネス1に連結している接続端子10の嵌合凹部14Aを設けている。接続端子10は、回路基板5に固定しているリード板9にネジ止めされて、ワイヤーハーネス1をリード板9に接続する。このワイヤーハーネス1の他端は、コネクタ11を介して第1の回路基板5Aに接続される。嵌合凹部14Aは、ワイヤーハーネス1の先端部を圧着して連結している圧着アーム部を挿入する溝形で、接続端子10をリード板9にネジ止めするときに、圧着アーム部を非回転状態に保持する。この構造は、接続端子10をリード板9にネジ止めする時に接続端子10が回転しないので、接続端子10を簡単で確実にリード板9に固定できる。さらに、接続端子10がリード板9に固定される状態で圧着アーム部の方向を特定して、ワイヤーハーネス1の延長方向も特定して、ワイヤーハーネス1を絶縁壁12のある配線スペース8に理想的な姿勢で案内できる特徴も実現する。図3と図4の嵌合凹部14Aは、圧着アーム部を第2の側壁14に対して傾斜する姿勢であって、ワイヤーハーネス1を引き出し方向に延長する姿勢で案内する。図の嵌合凹部14Aは、圧着アーム部を第2の側壁14に対して約45度の傾斜角(α)で案内するが、傾斜角(α)は30度〜60度として、ワイヤーハーネス1を配線スペース8に案内できる。
The
圧着アーム部を嵌合凹部14Aに挿入して配線スペース8に案内されるワイヤーハーネス1は、傾斜角(α)によらず、配線スペース8で湾曲して配線スペース8に案内される。このワイヤーハーネス1は、湾曲部の復元力がワイヤーハーネス1を周壁6C内面の金属露出面6Eに向かって付勢する方向に作用するが、配線スペース8は、金属露出面6Eとの間に絶縁壁12を設けているので、絶縁壁12によってワイヤーハーネス1の芯線が金属露出面6Eに直接に接触してショートする等の弊害を防止できる。絶縁壁12がなく、ワイヤーハーネス1が周壁6C内面の金属露出面6Eに直接に接触して押圧されて振動や衝撃を受けて絶縁被覆が損傷すると、芯線が金属露出面6Eに接触してショートする等の故障の原因となる。とくに、絶縁被覆が劣化して脆くなるとさらにショート等の弊害を起こしやすくなるが、絶縁壁12はこの障害を確実に阻止する。
The
図2に示す配線スペース8は、接続端子10に連結しているワイヤーハーネス1に加えて、コネクタ11に連結しているワイヤーハーネス1も絶縁壁12のある配線スペース8に案内している。配線スペース8は、絶縁壁12の内側に、コネクタ11に連結しているワイヤーハーネス1の上に接続端子10のワイヤーハーネス1を配置する。嵌合凹部14Aが第2の側壁14の上縁分に位置するからである。嵌合凹部14Aに案内される接続端子10は、連結しているワイヤーハーネス1を、配線スペース8の上部であって、コネクタ11に連結しているワイヤーハーネス1の上方に配置する。第1の側壁は、コネクタ11に連結するワイヤーハーネス1と接続端子10に連結するワイヤーハーネス1の両方を配線スペース8内に案内するために、接続端子10に連結しているワイヤーハーネス1の案内部分を高くしている。
In addition to the
図2ないし図5に示すように、端部をコネクタ11に連結しているワイヤーハーネス1は、湾曲して配線スペース8に案内される。とくに、コネクタ11に連結しているワイヤーハーネス1は約90度も湾曲して配線スペース8に案内されるので、湾曲部1Bの復元力が強く作用して、ワイヤーハーネス1を周壁6C内面の金属露出面6Eに向かって付勢する方向に働くが、配線スペース8には金属露出面6Eと間に絶縁壁12を配置しているので、復元力によってワイヤーハーネス1が金属露出面6Eに直接に接触されることなく、絶縁壁12に接触する。絶縁壁12を介することなく、ワイヤーハーネス1が周壁6C内面の金属露出面6Eに直接に強く押圧されて振動や衝撃を受けると、絶縁被覆が損傷して芯線が金属露出面6Eに接触して故障の原因となるが、絶縁壁12がワイヤーハーネス1を金属露出面6Eから絶縁する構造によってこの弊害は確実に阻止される。とくに、絶縁壁12は絶縁被覆の可撓性が要求されず、耐摩耗性に優れた硬質のプラスチックで成形できるので、振動や衝撃によっても損傷せず、ワイヤーハーネス1を長期間に渡って確実に絶縁して、ショート等の弊害を阻止して高い安全性を実現する。
As shown in FIGS. 2 to 5, the
配線スペース8にあって、ワイヤーハーネス1を金属露出面6Eから絶縁する絶縁壁12は、電池ホルダー7に一体的に成形されたプラスチック製である。図3〜図5の電池ホルダー7は、ワイヤーハーネス1を案内する配線ガイド13を一体的に成形して絶縁壁12を設けている。配線ガイド13は、ワイヤーハーネス1の長手方向に延びる細長い底面の両側に、第1の側壁と第2の側壁14からなる一対の側壁を互いに対向するように、垂直姿勢で平行に配置している。
The insulating
図1の電池ホルダー7は、下ホルダー7Aと上ホルダー7Bとからなり、下ホルダーに配線ガイド13を設けている。下ホルダーと上ホルダーは互いに連結されて、複数の二次電池4を水平面内に配置している。下ホルダーと上ホルダーは、互いに嵌合構造で定位置に連結される。電池ホルダー7は、振動を受ける車両に搭載されて充分な強度を実現するために、ガラス繊維等の補強繊維を埋設している硬質プラスチックで成形される。硬質プラスチックは、ポリエステル系のエンジニアリングプラスチックであるポリブチレンテレフタレート樹脂(PBT)等の熱可塑性樹脂である。ラスチックで成形される。電池ホルダー7は、二次電池4を下ホルダー7Aと上ホルダー7Bで挟んで、定位置に配置する。
The
下ホルダー7Aは、絶縁壁12を備える配線ガイド13を一体的に成形して設けている。電池ホルダー7に一体成形される配線ガイド13は、強靭なプラスチックで成形されて電池ホルダー7と同じ強度となる。また、配線ガイド13を電池ホルダー7と一体構造とし、配線ガイド13に案内するワイヤーハーネス1を電池ホルダー7に固定する回路基板5に連結する構造は、ワイヤーハーネス1と、ワイヤーハーネス1を連結する回路基板5とが相対運動することなく、振動や衝撃によるワイヤーハーネス1の変形や移動を阻止して、これ等に起因する故障を防止できる。
The
図3と図4の下ホルダー7Aは、複数の電池を水平に並べて配置する電池保持部(図において左上部)から突出して配線ガイド13を設けている。電池保持部は、複数本の円筒電池を定位置にセットする5列の溝形に成形して、二次電池4である2本の円筒電池を直線状に並べて定位置に配置している。また、電池保持部の底面には、開口部15が形成されており、この開口部15を二次電池4を冷却するための通気穴としている。なお、開口部15に熱伝導部材15を配置し、二次電池4と第1ケース6Aとの間に熱伝導部材16を介在させる構成としてもよい。この構成によると、熱伝導部材16を介して、二次電池4から金属製の第1ケース6Aに伝熱させることで、二次電池4を冷却することができる。
The
さらに、図1の下ホルダー7Aは、電池保持部の横に(図1において右下)に、第2の回路基板5Bを配置する基板スペースを設けている。第2の回路基板5Bは底ケースに固定されて基板スペースに配置される。配線ガイド13は、基板スペースに隣接し、電池保持部から突出して、周壁6C内側の配線スペース8に配置され位置に設けられる。下ホルダー7Aは、図2の平面図に示すように、絶縁壁12である第1の側壁を電池保持部の側面と同一平面に配置するように配線ガイド13を一体構造に設けている。基板スペースに隣接して配置される配線ガイド13は、基板スペースに固定される第2の回路基板5Bに、接続端子10とコネクタ11を介して連結してなるワイヤーハーネス1を案内する。
Further, the
上ホルダー7Bは、下面に5列の溝を設けて、各列に2本の二次電池4を直線状に並べて定位置に配置している。この上ホルダー7Bも二次電池4を冷却するために複数の通気穴を設けている。さらに上ホルダー7Bは、上面に回路基板5を固定するボスを設けている。ボスは回路基板5の四隅に配置されて、回路基板5の4隅を上ホルダー7Bにネジ止めして固定している。さらにまた、上ホルダー7Bはリード板99を固定するためのボスも設けて、ここに厚い金属板のリード板9を固定している。
The
上ホルダー7Bは、出力用のリード板9と第1の回路基板5Aとを接続するサブワイヤーハーネス21を金属露出面から離してケースの内部に配置している。
In the
以上のバッテリシステムは、以下の工程で組み立てられる。
1.複数の二次電池4を定位置に配置している電池ホルダー7を下側の外装ケース6にネジ止めして固定し、第1の回路基板5Aを電池ホルダー7に、第2の回路基板5Bを外装ケース6にネジ止めして固定し、さらにリード板9もネジ止めして固定する。
2.ワイヤーハーネス1とサブワイヤーハーネス21をコネクタ11や接続端子10を介して回路基板5とリード板9に接続する。
3.ワイヤーハーネス1を配線スペース8の配線ガイド13に案内して、ワイヤーハーネス1と周壁6C内面の金属露出面6Eとの間に絶縁壁12を配置する。さらに、サブワイヤーハーネス21をケースの内部に配置する。
4.最後に、第1ケースに第2ケースを連結して、外装ケース6を密閉する。
The above battery system is assembled in the following steps.
1. A
2. The
3. The
4). Finally, the
本発明は、外装ケースにワイヤーハーネスを内蔵する車両用のバッテリシステムに有効に使用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be effectively used for a vehicle battery system in which a wire harness is built in an exterior case.
1…ワイヤーハーネス
1A…リード線
1B…湾曲部
2…発熱素子
3…熱伝導絶縁ゲル
4…二次電池
5…回路基板
5A…第1の回路基板
5B…第2の回路基板
6…外装ケース
6A…第1ケース(底ケース)
6B…第2ケース(蓋ケース)
6C…周壁
6D…表面プレート部
6E…金属露出面
6F…放熱プレート部
6G…放熱フィン
7…電池ホルダー
7A…下ホルダー
7B…上ホルダー
8…配線スペース
9…リード板
10…接続端子
11…コネクタ
12…絶縁壁(第1の側壁)
13…配線ガイド
14…第2の側壁
14A…嵌合凹部
15…開口部
16…熱伝導部材
21…サブワイヤーハーネス
DESCRIPTION OF
6B ... 2nd case (lid case)
6C ...
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記外装ケースは、前記金属露出面の内側に前記ワイヤーハーネスの配線スペースを設けており、
前記配線スペースに、表面を絶縁被覆で絶縁してなる前記ワイヤーハーネスが配線されると共に、前記配線スペースの前記ワイヤーハーネスと前記金属露出面との間には絶縁壁が設けられて、前記ワイヤーハーネスが前記絶縁壁を介して前記金属露出面から絶縁して配線スペースに配置され、
前記ワイヤーハーネスが、表面の前記絶縁被覆と前記絶縁壁とで二重絶縁して前記配線スペースに配置されてなることを特徴とする車両用のバッテリシステム。 A battery system for a vehicle in which a wire harness and a secondary battery are housed in an exterior case having a metal exposed surface inside,
The outer case has a wiring space for the wire harness inside the exposed metal surface,
In the wiring space, the wire harness formed by insulating the surface with an insulating coating is wired, and an insulating wall is provided between the wire harness and the metal exposed surface of the wiring space, and the wire harness Is insulated from the exposed metal surface through the insulating wall and arranged in the wiring space,
The battery system for vehicles, wherein the wire harness is double-insulated with the insulating coating on the surface and the insulating wall and disposed in the wiring space.
前記ワイヤーハーネスが湾曲部を有し、
前記湾曲部の復元力によって、前記ワイヤーハーネスが前記金属露出面に向かって付勢されてなることを特徴とする車両用のバッテリシステム。 A vehicle battery system according to claim 1,
The wire harness has a curved portion;
The battery system for vehicles, wherein the wire harness is biased toward the exposed metal surface by the restoring force of the bending portion.
前記湾曲部が前記配線スペースの外側に配置されてなることを特徴とする車両用のバッテリシステム。 A battery system for a vehicle according to claim 2,
The battery system for vehicles, wherein the curved portion is arranged outside the wiring space.
前記ワイヤーハーネスの端部が、接続端子又はコネクタからなる連結具を介して前記外装ケース内の所定の位置に固定され、前記連結具が前記ワイヤーハーネスを湾曲して前記配線スペースに配置してなることを特徴とする車両用のバッテリシステム。 A battery system for a vehicle according to claim 2 or 3,
An end portion of the wire harness is fixed to a predetermined position in the exterior case via a connection tool including a connection terminal or a connector, and the connection tool curves the wire harness and is disposed in the wiring space. A battery system for a vehicle.
前記外装ケースが前記二次電池を定位置に配置するプラスチック製の電池ホルダーを備え、
前記絶縁壁が前記電池ホルダーに一体的に成形して設けられてなることを特徴とする車両用のバッテリシステム。 A battery system for a vehicle according to claim 1, wherein
The outer case includes a plastic battery holder that places the secondary battery in place,
A battery system for a vehicle, wherein the insulating wall is formed integrally with the battery holder.
前記金属露出面が前記外装ケースの周壁で、前記絶縁壁が前記周壁との対向位置にあって前記周壁と平行姿勢に配置され、前記周壁の前記金属露出面と前記絶縁壁との間にワイヤーハーネスが配置されてなることを特徴とする車両用のバッテリシステム。 A vehicle battery system according to any one of claims 1 to 5,
The metal exposed surface is a peripheral wall of the exterior case, the insulating wall is located in a position opposite to the peripheral wall and arranged in parallel with the peripheral wall, and a wire is provided between the metal exposed surface of the peripheral wall and the insulating wall. A battery system for vehicles, comprising a harness.
前記外装ケース内に発熱素子を有し、
前記外装ケースは、内面を金属露出面としてなる金属外装ケースを有し、
前記金属外装ケースに前記発熱素子が熱結合されて、前記発熱素子の熱エネルギーが前記金属外装ケースに熱伝導されて外部に放熱されることを特徴とする車両用のバッテリシステム。 A battery system for a vehicle according to any one of claims 1 to 6,
A heating element in the outer case;
The outer case has a metal outer case whose inner surface is a metal exposed surface,
The battery system for vehicles, wherein the heat generating element is thermally coupled to the metal outer case, and heat energy of the heat generating element is thermally conducted to the metal outer case and radiated to the outside.
前記絶縁壁と前記金属露出面との間に空気層を設けてなることを特徴とする車両用のバッテリシステム。 A vehicle battery system according to any one of claims 1 to 7,
A battery system for a vehicle, wherein an air layer is provided between the insulating wall and the exposed metal surface.
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