JP2020035615A - 電池配線モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】短絡を抑制できる電池配線モジュールを提供する。【解決手段】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１４と、一端側に前記モジュール側端子１４が接続される電線と、電線及びモジュール側端子１４を収容するハウジング１１とを有する。ハウジング１１は、モジュール側端子１４を収容する端子収容部４０と、端子収容部４０において外部に連通する孔部４５と、を有する。孔部４５を閉塞するとともに絶縁性を有するカバー部５０を備える。【選択図】図４

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、電池配線モジュールでは、モジュール側端子を収容する収容部において成形型の影響などにより孔部や切り欠き等の連通部が形成されることが考えられる。この場合に、前記連通部が電池セル側やバスバー側に開口していると、モジュール側端子と接続されるバスバー（電池セル）とは異なるバスバー（電池セル）と、前記モジュール側端子との間で意図しない短絡が発生してしまう虞がある。

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、短絡を抑制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、前記ハウジングは、前記モジュール側端子を収容する端子収容部と、該端子収容部の底部に設けられて前記端子収容部の内部と外部を連通する連通部と、を有し、前記連通部を閉塞するとともに絶縁性を有するカバー部を備える。

上記態様によれば、連通部が絶縁性を有するカバー部によって閉塞されることで、連通部を介しての短絡を抑制できる。
上記電池配線モジュールにおいて、前記ハウジングは、前記端子収容部内において前記モジュール側端子の移動を規制するロック部と、該ロック部と対応する位置に形成された前記連通部とを有するものであることが好ましい。

上記態様によれば、ロック部の対応する位置に形成された連通部、すなわち射出成形等によって発生する孔部等の連通部を有する場合であっても、カバー部によって連通部が閉塞されるため、意図しない短絡を抑制できる。

上記電池配線モジュールにおいて、前記ロック部及び前記連通部は、前記ハウジングと前記電池セルとの積層方向において、前記ロック部により移動が規制される前記モジュール側端子とバスバーを介して接続される前記電池セルの隣の電池セルと重なる位置に配置されていることが好ましい。

上記態様によれば、モジュール側端子が隣の電池セルと重なる位置に配置される場合であっても上述したようにカバー部によって連通部が閉塞されるため、連通部を介してモジュール側端子隣の電池セル（又は隣の電池セルと接続されるバスバー）との間での短絡を抑えることができる。

上記電池配線モジュールにおいて、前記カバー部は、前記ハウジングと一体構成であることが好ましい。
上記態様によれば、カバー部とハウジングとが一体構成であるため、部品点数の増加が抑えられる。

上記電池配線モジュールにおいて、前記カバー部は、ヒンジ部によって前記ハウジングと一体構成であることが好ましい。
上記態様によれば、ヒンジ部によってハウジングとカバー部とが一体構成とされるため、前記連通部を閉塞するようにカバー部を取り付けることができる。

上記電池配線モジュールにおいて、前記カバー部は、前記連通部を閉塞した状態に維持する係止部を備えることが好ましい。
上記態様によれば、カバー部の係止部により連通部を閉塞した状態に維持することができるため、短絡をより抑制できる。

本発明の電池配線モジュールによれば、短絡を抑制できる。

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の下面側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の下面側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の一部を示す平面図。

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Ｂ１，Ｂ２が設けられる。つまり、各電池セルＣは、バスバーＢ１，Ｂ２によって直列接続される。本例のバスバーＢ１，Ｂ２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。

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Ｂ１，Ｂ２が設けられる。つまり、各電池セルＣは、バスバーＢ１，Ｂ２によって直列接続される。本例のバスバーＢ１，Ｂ２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。

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１３を収容する電線収容部２０と、モジュール側端子１２，１４を収容する端子収容部３０，４０とを有する。

図１及び図２に示すようにモジュール側端子１２，１４は、平板状の端子本体１２ａ，１４ａと、端子本体１２ａ，１４ａから連続する略筒状のバレル部１２ｂ，１４ｂとを有する。バレル部１２ｂ，１４ｂは、電線１３の芯線と電気的に接続される。また、本例のモジュール側端子１２は、略筒状のバレル部１２ｂの長手方向であるＸ方向に対して、端子本体１２ａがＹ方向に迫り出して略Ｌ字状をなすように構成される。一方、モジュール側端子１４は、Ｘ方向端部に設けられ、端子本体１４ａとバレル部１４ｂとがバレル部１４ｂの長手方向であるＸ方向に連続する、ストレート形状となっている。このモジュール側端子１４は、Ｘ方向両端に設けられた電源取出用のバスバーＢ２の内の一方と接続される。電源取出用のバスバーＢ２は、複数の電池セルＣの内でＸ方向両端部に位置する電池セルＣの正極端子又は負極端子と接続されている。つまり、Ｘ方向一方側のバスバーＢ２が該バスバーＢ２寄りに設けられる電池セルＣの正極端子と接続され、Ｘ方向他方側のバスバーＢ２が該バスバーＢ２寄りに設けられる電池セルＣの負極端子と接続される。なお、各バスバーＢ２は、Ｚ方向視で略Ｌ字状をなすように構成され、バスバーＢ２の一方の端部がＸ方向に引き出されている。

図１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に示すように、凹部２３，２４に収容されたハウジング１１の端子収容部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。
図１〜図５に示すように、Ｘ方向端部に位置するモジュール側端子１４を収容する端子収容部４０は、端子収容部３０と同様に、底部４１と、底部４１の外縁部から延出する側壁４２とを有する。

側壁４２は、第１壁部４２ａと、第２壁部４２ｂと、第３壁部４２ｃとを有する。
第１壁部４２ａ及び第２壁部４２ｂは、Ｙ方向において対向する。第３壁部４２ｃは、Ｘ方向に面し、第１壁部４２ａと第２壁部４２ｂとを接続する。第３壁部４２ｃと、底部４１との間には開口部４３が形成され、この開口部４３からモジュール側端子１４の端子本体１４ａの一部がハウジング１１の外部に露出している。

Ｘ方向端部に位置するモジュール側端子１４を収容する端子収容部４０には、モジュール側端子１４のＺ方向への移動を規制するロック部４４を有する。ロック部４４は、Ｚ方向においてモジュール側端子１４と当接可能に構成され、モジュール側端子１４の移動を規制している。ここで、前記端子収容部４０を有するハウジング１１は、例えば射出成形により形成される。このため、前記ロック部４４を形成する場合、型開き工程時における金型の抜き方向を考慮してロック部４４と対応する位置に抜き孔としての孔部４５が形成されることとなる。本例では、連通部としての孔部４５は、端子収容部４０の底部４１においてロック部４４とＺ方向において対向する位置に形成される。孔部４５により端子収容部４０の内部と外部とが連通された状態となる。

ロック部４４は、端子収容部４０内において隣接セルのバスバーからＹ方向に離間するように設定し、孔部４５が隣接の電池セルＣのバスバーＢ１と離間されている。
底部４１には、前記孔部４５を覆うカバー部５０を有する。

カバー部５０は、略四角形板状のカバー本体部５１と、係止部５２とを有する。カバー部５０は、端子収容部４０と一体形成、すなわちハウジング１１と一体構成である。カバー部５０は、端子収容部４０の第１壁部４２ａの底部４１寄りに設けられたヒンジ部５３により端子収容部４０の底部４１下面４１ａ側を覆うことが可能に構成される。なお、ヒンジ部５３は、端子収容部４０及びカバー部５０とそれぞれ一体をなすように形成されるとともに、端子収容部４０の第１壁部４２ａ及びカバー本体部５１の板厚よりも薄肉に形成された可撓性を有する部位である。カバー部５０は、ヒンジ部５３（Ｘ方向に沿った回動軸）を中心として、図４に示す開位置と、孔部４５を覆う閉位置との間を回動可能となっている。

図３及び図４に示すように、係止部５２は、カバー本体部５１の先端縁（ヒンジ部５３とは反対側の縁）に設けられている。係止部５２は、略Ｕ字の枠状をなしてその中央に係合孔５２ａを有し、第２壁部４２ｂの底部４１寄りに形成された突起４６と係合可能となっている。これにより、カバー部５０は、閉状態、すなわち孔部４５を閉塞した状態で維持可能となっている。

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１２，１４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Ｂ１，Ｂ２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。

また、電池配線モジュール１０のハウジング１１には、端子収容部４０の底部４１に形成された孔部４５を閉塞するカバー部５０を有する。ここで本例の端子収容部４０は前記孔部４５を含む一部が端子収容部４０に収容されたモジュール側端子１４が接続される電池セルＣとは異なる隣接の電池セルＣとＺ方向において重なるように配置されている。このため、例えば端子収容部４０（底部４１）にモジュール側端子１４を配置した場合、モジュール側端子１４が前記孔部４５を介して隣接の電池セルＣと対向することとなる。ここで、例えばモジュール側端子１４が正規の電池セルＣの正極端子に接続される場合、正規の電池セルＣの正極端子と極性の異なる隣接の電池セルＣの負極端子がモジュール側端子１４と比較的近い位置となる。これにより、自ずと、隣接の電池セルＣの端子に接続されたバスバーＢ１とモジュール側端子１４とが比較的近い位置となる。つまり、孔部４５を開放した状態では孔部４５を介してモジュール側端子１４と隣接の電池セルＣ（バスバーＢ１）との間で短絡する可能性がある。そこで前述したように絶縁性を有するカバー部５０によって孔部４５を閉塞することで、端子収容部４０に収容されたモジュール側端子１４と隣接の電池セルＣ（バスバーＢ１）との間での短絡が抑制されている。

本実施形態の効果を記載する。
（１）連通部としての孔部４５が絶縁性を有するカバー部５０によって閉塞されることで、孔部４５を介しての短絡を抑制できる。

（２）ロック部４４の対応する位置に形成された孔部４５、すなわち射出成形等によって発生する孔部４５を有する場合であっても、カバー部５０によって孔部４５が閉塞されるため、意図しない短絡を抑制できる。

（３）モジュール側端子１４が隣の電池セルＣと重なる位置に配置される場合であっても上述したようにカバー部５０によって孔部４５が閉塞されるため、孔部４５を介してモジュール側端子１４と隣の電池セルＣ（又は隣の電池セルＣと接続されるバスバーＢ１）との間での短絡を抑えることができる。

（４）カバー部５０とハウジング１１とが一体構成であるため、部品点数の増加が抑えられる。
（５）ヒンジ部５３によってハウジング１１とカバー部５０とが一体構成とされるため、孔部４５を閉塞するようにカバー部５０を取り付けることができる。

（６）カバー部５０の係止部５２により孔部４５を閉塞した状態に維持することができるため、短絡をより抑制できる。
（７）ロック部４４及び孔部４５は、端子収容部４０内においてＹ方向において隣接の電池セルＣ並びに該隣接の電池セルＣに接続されるバスバーＢ１と離間される位置に形成されるため、短絡をより抑制できる。

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、端子収容部４０内においてＹ方向において隣接の電池セルＣ並びに該隣接の電池セルＣに接続されるバスバーＢ１と離間される位置にロック部４４及び孔部４５を形成したが、その位置は端子収容部４０内において適宜変更してもよい。

・上記実施形態では、カバー部５０の係止部５２を略Ｕ字枠状とし、係止部５２の係合孔５２ａに突起４６を係合させる構成としたが、これに限らない。カバー部５０によって孔部４５を閉塞した状態を維持できれば適宜変更してもよい。

・上記実施形態では、カバー部５０をヒンジ部５３によってハウジング１１と一体構成としたが、これに限らず、カバー部とハウジングとを別体で構成してもよい。
・上記実施形態では、ロック部４４と対応する孔部４５について言及したが、その他の孔部であっても同様にカバー部によって閉塞するようにしてもよい。また、連通部として孔部以外に切り欠き等であってもよい。

１０…電池配線モジュール
１１…ハウジング
１２，１４…モジュール側端子
１３…電線
４０…端子収容部
４４…ロック部
４５…孔部（連通部）
５０…カバー部
５２…係止部
５３…ヒンジ部
Ｂ１，Ｂ２…バスバー
Ｃ…電池セル。

Claims (6)

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、
   前記ハウジングは、前記モジュール側端子を収容する端子収容部と、該端子収容部の底部に設けられて前記端子収容部の内部と外部を連通する連通部と、を有し、
   前記連通部を閉塞するとともに絶縁性を有するカバー部を備える、電池配線モジュール。
2. 前記ハウジングは、前記端子収容部内において前記モジュール側端子の移動を規制するロック部と、該ロック部と対応する位置に形成された前記連通部とを有するものである、請求項１に記載の電池配線モジュール。
3. 前記ロック部及び前記連通部は、前記ハウジングと前記電池セルとの積層方向において、前記ロック部により移動が規制される前記モジュール側端子とバスバーを介して接続される前記電池セルの隣の電池セルと重なる位置に配置されている、請求項２に記載の電池配線モジュール。
4. 前記カバー部は、前記ハウジングと一体構成である、請求項１〜３の何れか１項に記載の電池配線モジュール。
5. 前記カバー部は、ヒンジ部によって前記ハウジングと一体構成である、請求項４に記載の電池配線モジュール。
6. 前記カバー部は、前記連通部を閉塞した状態に維持する係止部を備える、請求項１〜５の何れか１項に記載の電池配線モジュール。