JP2020035611A - 電池配線モジュール - Google Patents

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Abstract

【課題】二次電池との接続まで、バスバーを保持できる電池配線モジュールを提供する。【解決手段】バスバーＢは、複数の電池セルの電池端子同士を接続するものであり、電池セルとハウジングとの積層方向であるＺ方向に窪んだ凹部Ｂ２を有する。凹部Ｂ２に挿通されるとともに、電池セルの並ぶ方向であるＸ方向においてバスバーＢと係合して前記バスバーＢを保持するバスバー保持部４０を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、電池配線モジュールに関する。
例えば特許文献１に開示されるように、電気自動車やハイブリッド自動車などの車両において、走行駆動用の電源として搭載される高圧の二次電池には、電池配線モジュールが装着されている。電池配線モジュールでは、モジュール側端子が二次電池を構成する複数の電池セル同士を接続するバスバー（特許文献１では接続部材）と接続されている。
特開２０１３−３７９８８号公報
ところで、上記のような電池配線モジュールでは、例えばハウジング内にバスバー及びモジュール側端子を収容した状態で二次電池と接続するか、ハウジング内にモジュール側端子を収容した状態で、二次電池に接続されたバスバーとモジュール側端子を接続することが考えられる。しかしながら、例えばモジュール側端子をハウジング内に収容した状態で後からバスバーをハウジングに後付けで組み付ける場合は考慮されていない。この場合、例えば二次電池との接続まで、バスバーを保持する必要があるが、そのような電池配線モジュールは開発されていない。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、二次電池との接続まで、バスバーを保持できる電池配線モジュールを提供することにある。
上記課題を解決する電池配線モジュールは、複数の電池セルの各電池端子同士を接続するバスバーに対して電気的に接続されるモジュール側端子と、一端側に前記モジュール側端子が接続される電線と、前記電線及びモジュール側端子を収容するハウジングと、を有する電池配線モジュールであって、前記バスバーは、複数の電池セルの電池端子同士を接続するものであり、前記電池セルと前記ハウジングとの積層方向に窪んだ凹部を有するものであり、前記凹部に挿通されるとともに、前記電池セルの並ぶ方向において前記バスバーと係合して前記バスバーを保持するバスバー保持部を有する。
上記態様によれば、凹部に挿通されるとともに、電池セルの並ぶ方向において前記バスバーと係合して前記バスバーを保持するバスバー保持部を有することで、二次電池との接続まで、バスバーを保持できる。
上記電池配線モジュールにおいて、前記バスバー保持部は、前記電池セルの並ぶ方向に弾性力を付与する弾性片を有することが好ましい。
上記態様によれば、バスバー保持部は、前記電池セルの並ぶ方向に弾性力を付与する弾性片を有することで、電池セルの膨張・収縮に伴ってバスバーが動く場合であっても弾性片が撓んでバスバーの移動を許容することができる。
上記電池配線モジュールにおいて、前記弾性片は、前記電池セルの並ぶ方向の両側に設けられることが好ましい。
上記態様によれば、電池セルの並ぶ方向の両側に弾性片が設けられることで、電池セルの膨張・収縮に伴ってバスバーが動く場合であっても両側に設けられた弾性片が撓んでバスバーの移動を許容することができる。
上記電池配線モジュールにおいて、前記ハウジングには、前記バスバーの前記積層方向への移動を前記バスバー保持部とともに規制する移動規制リブが設けられることが好ましい。
上記態様によれば、ハウジングにはバスバーの積層方向への移動をバスバー保持部とともに規制する移動規制リブが設けられることで、バスバーの積層方向への移動を規制することができる。
本発明の電池配線モジュールによれば、二次電池との接続まで、バスバーを保持できる。
一実施形態における電池配線モジュールの斜視図。 同実施形態における電池配線モジュールの一部を示す斜視図。 同実施形態における電池配線モジュールにおいてバスバー及びモジュール側端子を省略した状態を示す斜視図。 同実施形態における電池配線モジュールにおいてバスバーを省略した状態を示す上面図。
以下、電池配線モジュールの一実施形態について説明する。なお、図面では、説明の便宜上、構成の一部を誇張又は簡略化して示す場合がある。また、各部分の寸法比率についても、実際と異なる場合がある。
図１に示すように、電池配線モジュール１０は、略直方体状の二次電池ＢＴの上面に装着されている。なお、二次電池ＢＴは、電気自動車やハイブリッド自動車等に搭載されるものであり、車両の走行用モータに電力を供給する。また、二次電池ＢＴは、充電状態や車両の運転状態に応じて、走行用モータや発電用モータからの電力の供給を受ける。ここで、以降の説明では、図１中の互いに直交する３つの方向Ｘ、Ｙ、Ｚのうち、Ｘ方向を電池セルの並ぶ方向、Ｙ方向を電池配線モジュールの幅方向、Ｚ方向を上下方向として説明する。
二次電池ＢＴは、複数の電池セルＣを備え、各電池セルＣの図示しない正極端子と負極端子とが電池配線モジュール１０側（上側）に面している。
各電池セルＣは、Ｘ方向に複数並んで配置される。このとき、各電池セルＣの並び方向、すなわちＸ方向において、電池端子としての正極端子と負極端子とが交互に入れ替わるように電池セルＣが並べられている。各端子には、隣り合う端子同士、すなわち正極端子と負極端子同士を接続するバスバーＢが設けられる。つまり、各電池セルＣは、バスバーＢによって直列接続される。本例のバスバーＢは、例えば各電池セルＣの正極端子及び負極端子と溶接によって接続される。
図１に示すように、電池配線モジュール１０は、ハウジング１１と、複数のモジュール側端子１２と、複数の電線１３（図４参照）とを有する。
ハウジング１１は、例えば、電池セルＣの並び方向であるＸ方向の寸法が、幅方向であるＹ方向の寸法よりも長い形状をなしている。ハウジング１１は、その上側が開口された形状をなしており、図示しないカバーによってその開口が閉塞されるようになっている。
ハウジング１１は、例えば樹脂部材で構成される。ハウジング１１は、電線を収容する電線収容部２０と、モジュール側端子１２を収容する端子収容部３０とを有する。
図４に示すようにモジュール側端子１２は、平板状の端子本体１２ａと、端子本体１２ａから連続するバレル部１２ｂとを有する。バレル部１２ｂは、電線１３の芯線と電気的に接続される。
図１〜図４に示すように、ハウジング１１の電線収容部２０は、底部２１と、底部２１の外縁部から延出する側壁２２とでハウジング１１内において区画されている。電線収容部２０は、複数の電池セルＣの並ぶ方向と直交する方向であって電池セルＣに対するハウジング１１の積層方向と直交する方向、すなわち幅方向Ｙに窪んだ凹部２３，２４を、複数の電池セルＣの並ぶ方向に複数有する。各凹部２３には、１つの端子収容部３０が設けられる。凹部２４には、２つの端子収容部３０が設けられる。
図１〜図４に示すように、ハウジング１１の端子収容部３０は、底部３１と、底部３１の外縁部から延出する側壁３２とでハウジング１１内において区画されている。端子収容部３０はＸ方向に長い略直方体形状をなすように構成される。端子収容部３０と電線収容部２０の凹部２３とは、端子収容部３０のＸ方向両側及びＹ方向一方側において隙間Ｓ１が設けられる。また、端子収容部３０の側壁３２は、Ｘ方向に開口した開口部３３と、該Ｘ方向に直交するＹ方向に開口した開口部３４とを備える。
図２及び図３に示すように、端子収容部３０のＸ方向に開口した開口部３３は、電線収容部２０の側壁２２に開口するように形成された開口部２２ａとＸ方向に対向する。このため、端子収容部３０の開口部３３及び電線収容部２０の開口部２２ａを用いて、端子収容部３０に収容されたモジュール側端子１２と接続された電線１３を電線収容部２０内に導入可能となっている。つまり、端子収容部３０の開口部３３及び電線収容部２０の開口部２２ａは、電線１３導入（挿通）用の開口として機能する。
図２及び図３に示すように、開口部３４は、Ｙ方向において外側（反電線収容部２０側）に開口されている。開口部３４は、端子収容部３０に収容されたモジュール側端子１２の端子本体１２ａの一部をＹ方向外側に露出可能となっている。開口部３４から一部露出された端子本体１２ａは、その露出した部位がバスバーＢと電気的に接続される。
図１及び図２に示すように、本実施形態で用いられる各バスバーＢは、導電性を有した板材で構成される。各バスバーＢは、隣接する電池セルＣの正極端子及び負極端子に接続される２つの接続板Ｂ１を有する。また、本例のバスバーＢは、各接続板Ｂ１間に接続板Ｂ１の板厚方向（Ｚ方向）に窪んだ凹部Ｂ２を有する。凹部Ｂ２は、Ｚ方向において二次電池ＢＴから離間する方向（上方）に窪んだ形状である。
図１〜図４に示すように、ハウジング１１には、その幅方向両側（Ｙ方向両側）の側壁２２，３２から幅方向外側に延出するようにバスバー保持部４０が設けられる。
図２〜図４に示すように、バスバー保持部４０は、Ｘ方向両側に２つの弾性片４１が設けられる。各弾性片４１は、Ｘ方向に面する板状をなしてＸ方向に対して撓みやすくなっている。各弾性片４１のＸ方向における距離は、バスバーＢの凹部Ｂ２のＸ方向長さと略同じに設定されている。これにより、バスバー保持部４０にバスバーＢ（凹部Ｂ２）を挿入した状態で
２つの弾性片４１の先端部にはＸ方向外側に突出する突起４２が形成される。突起４２は、バスバーＢがバスバー保持部４０に取り付けられた状態でバスバーＢとＹ方向に係合（当接）可能となっている。これにより、バスバーＢがバスバー保持部４０からＹ方向に抜けることが抑えられている。
また、ハウジング１１には、バスバー保持部４０を基準として、Ｘ方向において各モジュール側端子１２とは反対側に、幅方向に延出する規制リブ５０が設けられる。規制リブ５０は、バスバー保持部４０に対してバスバーＢを取り付けた際に、バスバー保持部４０とでバスバーＢを上下方向に挟持している。より具体的には、規制リブ５０は上下方向であるＺ方向においてバスバーＢの上方に位置し、バスバー保持部４０は上下方向であるＺ方向においてバスバーＢの上方に位置する。これにより、バスバーＢのＺ方向への移動が規制されている。ここで、例えば、モジュール側端子１２の端子収容部３０によってＺ方向への移動を規制することで、モジュール側端子１２によってバスバーＢのＺ方向への移動を規制することが可能となる。
本実施形態の作用を説明する。
本実施形態の電池配線モジュール１０は、複数の電池セルＣを有する二次電池ＢＴ上に配置される。電池配線モジュール１０のモジュール側端子１２は、Ｘ方向に並ぶ電池セルＣの正極端子・負極端子同士を接続するバスバーＢと接続される。モジュール側端子１２には電線１３の一端が接続され、電線１３の他端は図示しない電池監視ＥＣＵと接続される。電池監視ＥＣＵは、電池セルＣの電圧監視が可能となっている。
本実施形態の電池配線モジュール１０では、バスバー保持部４０によってバスバーＢが二次電池ＢＴと接続（例えば溶接）されるまでの間、保持されている。このとき、バスバー保持部４０は、バスバーＢの凹部Ｂ２に挿通された状態で弾性片４１によってＸ方向において係合するようになっている。
本実施形態の効果を記載する。
（１）凹部Ｂ２に挿通されるとともに、電池セルＣの並ぶ方向においてバスバーＢと係合してバスバーＢを保持するバスバー保持部４０を有することで、二次電池ＢＴとの接続まで、バスバーＢを保持できる。
（２）バスバー保持部４０は、電池セルＣの並ぶ方向に弾性力を付与する弾性片４１を有することで、電池セルＣの膨張・収縮に伴ってバスバーＢが動く場合であっても弾性片が撓んでバスバーＢの移動を許容することができる。
（３）電池セルＣの並ぶ方向の両側に弾性片４１が設けられることで、電池セルＣの膨張・収縮に伴ってバスバーＢが動く場合であっても両側に設けられた弾性片４１が撓んでバスバーＢの移動を許容することができる。
（４）ハウジング１１にはバスバーＢの積層方向への移動をバスバー保持部４０とともに規制する規制リブ５０が設けられることで、バスバーＢの積層方向への移動を規制することができる。
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態では、規制リブ５０を備える構成としたが、規制リブ５０を省略した構成を採用してもよい。また規制リブ５０の形状は、開示した内容に限らず、上下方向（Ｚ方向）においてバスバーＢをバスバー保持部４０とともに挟むような構成であれば、その形状は適宜変更可能である。
・上記実施形態では、左右方向両側に弾性片４１を設ける構成を採用したが、左右方向一方のみに弾性片４１を設ける構成を採用してもよい。また、弾性片４１を省略した構成を採用してもよい。
１０…電池配線モジュール
１１…ハウジング
１２…モジュール側端子
１３…電線
４０…バスバー保持部
４１…弾性片
５０…規制リブ
Ｂ…バスバー
Ｂ２…凹部
Ｃ…電池セル。

Claims (4)

  1. 複数の電池セルの各電池端子同士を接続するバスバーに対して電気的に接続されるモジュール側端子と、
    一端側に前記モジュール側端子が接続される電線と、
    前記電線及びモジュール側端子を収容するハウジングと、
    を有する電池配線モジュールであって、
    前記バスバーは、複数の電池セルの電池端子同士を接続するものであり、前記電池セルと前記ハウジングとの積層方向に窪んだ凹部を有するものであり、
    前記凹部に挿通されるとともに、前記電池セルの並ぶ方向において前記バスバーと係合して前記バスバーを保持するバスバー保持部を有することを特徴とする電池配線モジュール。
  2. 前記バスバー保持部は、前記電池セルの並ぶ方向に弾性力を付与する弾性片を有する請求項１に記載の電池配線モジュール。
  3. 前記弾性片は、前記電池セルの並ぶ方向の両側に設けられる請求項２に記載の電池配線モジュール。
  4. 前記ハウジングには、前記バスバーの前記積層方向への移動を前記バスバー保持部とともに規制する移動規制リブが設けられる請求項１〜３の何れか１項に記載の電池配線モジュール。
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