JP2021111484A - 電池配線モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】端子の位置決めをしつつ、端子の変位に追従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、相手側部品としてのバスバーＢと接続される端子本体部１３ａを有するモジュール側端子１３と、モジュール側端子１３を収容するハウジング本体２１を有するハウジング１１と、を備える。モジュール側端子１３を仮固定させつつ、モジュール側端子１３とハウジング本体２１との間においてモジュール側端子１３の変位に伴い弾性変形可能な弾性片１３ｂを有する。【選択図】図３

Description

本開示は、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、複数の電池セルで構成される二次電池には、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と接続されている。

特開２０１８−１０１４８８号公報

ところで、上記のような電池配線モジュールでは、ハウジング本体の所定位置にモジュール側端子が収容された状態でモジュール側端子がバスバーと接続されている。バスバーは、電池セルの電池端子と接続されている。ここで、例えば電池セルは充放電時に膨張・収縮するため、この膨張・収縮に伴ってモジュール側端子が変位する。一方でモジュール側端子とバスバーとを接続する際には、相対的な位置ずれを抑えることが好ましいため、モジュール側端子をハウジング本体の所定位置に位置決めすることが望まれる。

本開示の目的は、端子の位置決めをしつつ、端子の変位に追従できる電池配線モジュールを提供することにある。

本開示の電池配線モジュールは、相手側部品と接続される端子本体部を有するモジュール側端子と、前記モジュール側端子を収容するハウジング本体を有するハウジングと、を備えた電池配線モジュールであって、前記モジュール側端子を仮固定させつつ、前記モジュール側端子と前記ハウジング本体との間において前記モジュール側端子の変位に伴い弾性変形可能な弾性片を有する。

本開示の電池配線モジュールによれば、端子の位置決めをしつつ、端子の変位に追従できる。

図１は、一実施形態の電池配線モジュールの斜視図である。 図２は、同実施形態の電池配線モジュールのモジュール側端子の周辺構造を説明するための説明図である。 図３は、同実施形態の電池配線モジュールのモジュール側端子の周辺構造を説明するための説明図である。 図４は、変更例の電池配線モジュールのモジュール側端子の周辺構造を説明するための説明図である。 図５は、変更例の電池配線モジュールのモジュール側端子の周辺構造を説明するための説明図である。

［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施形態を列挙して説明する。
本開示の電池配線モジュールは、
［１］相手側部品と接続される端子本体部を有するモジュール側端子と、前記モジュール側端子を収容するハウジング本体を有するハウジングと、を備えた電池配線モジュールであって、前記モジュール側端子を仮固定させつつ、前記モジュール側端子と前記ハウジング本体との間において前記モジュール側端子の変位に伴い弾性変形可能な弾性片を有する。

この構成によれば、弾性片によってモジュール側端子を仮固定させつつ、モジュール側端子とハウジング本体との間においてモジュール側端子の変位に伴い弾性変形可能である。このため、モジュール側端子の位置決めをしつつ、モジュール側端子の変位に追従できる。

［２］モジュール側端子の前記端子本体部は、前記ハウジング本体に設けられた引出口から引き出されて、その引き出された部位が前記相手側部品と接続されるものであり、
前記弾性片は、前記引出口と対向する位置に設けられていることが好ましい。

この構成によれば、ハウジング本体の引出口と対向する位置に弾性片が設けられることで、弾性片によってモジュール側端子を引出口付近で仮固定することができる。このため、相手側部品と接続される部位の比較的近傍において仮固定でき、位置決め精度を高めることができる。

［３］前記弾性片は、１つの前記モジュール側端子の前記端子本体部を挟むように複数設けられていることが好ましい。
この構成によれば、端子本体部を挟むように弾性片を複数設けることで、モジュール側端子の変位を端子本体部の両側の弾性片により双方向に追従できる。

［４］前記弾性片は、前記モジュール側端子の一体成形品として設けられていることが好ましい。
この構成によれば、モジュール側端子の一体成形品として弾性片を設けることで部品点数の増加を抑えることができる。

［５］前記ハウジングは、前記ハウジング本体の開口部の少なくとも一部を覆うカバーを有し、前記弾性片は、前記カバーの一体成形品として設けられていることが好ましい。
この構成によれば、カバーの一体成形品として弾性片を設けることで部品点数の増加を抑えることができる。

［本開示の実施形態の詳細］
本開示の電池配線モジュールの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。各図面では、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は各図面で異なる場合がある。本明細書における「平行」や「直交」は、厳密に平行や直交の場合のみでなく、本実施形態における作用効果を奏する範囲内で概ね平行や直交の場合も含まれる。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

図１に示すように、本実施形態の電池配線モジュール１０は、直方体状の二次電池ＢＴに装着される。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る。二次電池ＢＴは、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。

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。複数の電池セルＣは、一方向に複数並んで配置される。以降の説明では、図１中の互いに直交する３つの方向であるＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向のうち、電池セルＣの並ぶ方向をＸ方向とし、Ｘ方向と直交する方向の内で電池配線モジュール１０と二次電池ＢＴの装着方向（積層方向）である上下方向をＺ方向とし、Ｘ方向及びＺ方向と直交する方向をＹ方向として説明する。また、二次電池ＢＴに対して電池配線モジュール１０が装着される側を上方とする。すなわち、電池配線モジュール１０は、二次電池ＢＴの上方に装着される。

各電池セルＣは、例えば直方体状であって、電池配線モジュール１０側である上面に例えば２つの電池端子が設けられる。各電池セルＣのそれぞれに設けられる２つの電池端子は、その一方が正極端子であり、その他方が負極端子である。正極端子と負極端子とは電池セルＣの上面においてＹ方向に互いに離れて配置される。このとき、各電池セルＣは、その並び方向、すなわちＸ方向において、正極端子と負極端子とが交互に並ぶように、電池セルＣの向きが交互に反転されて並べられている。これにより、正極端子と負極端子とがＸ方向に交互に並んだ列が２列形成されることとなる。

各電池端子には、隣り合う端子同士、すなわち正極端子と負極端子とを接続する相手側部品としてのバスバーＢ（図３参照）が設けられる。バスバーＢは、Ｘ方向において隣り合う電池端子同士、すなわちＸ方向において隣り合う正極端子と負極端子とを接続する。これにより、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。

（電池配線モジュール１０の構成）
図１に示すように、本実施形態の電池配線モジュール１０は、ハウジング１１と、電線１２と、モジュール側端子１３とを有する。

（電線１２の構成）
電線１２は、導電部材で構成される芯線と、芯線を覆って絶縁部材で構成される被覆部とを有する。

（モジュール側端子１３の構成）
モジュール側端子１３は、端子本体部１３ａと、端子本体部１３ａから延出する図示しない電線接続部とを有する。端子本体部１３ａは、導電性を有する板状部材で構成することができる。端子本体部１３ａは、バスバーＢと電気的に接続される。電線接続部は、電線１２が接続される。すなわち、モジュール側端子１３は、バスバーＢと電気的に接続されることで電線１２と電池セルＣとを電気的に接続するようになっている。

板状の端子本体部１３ａは、そのＹ方向両側端部に端子本体部１３ａの板面と直交する方向に延出する一対の弾性片１３ｂを有する。一対の弾性片１３ｂは、端子本体部１３ａを間に挟むように設けられる。すなわち、端子本体部１３ａのＸ方向両側に一対の弾性片１３ｂが形成される。

各弾性片１３ｂは、板状をなすように構成され、その板面がＸ方向を向いている。このため、弾性片１３ｂに対してＸ方向に力が作用するとＸ方向に撓みやすくなっている。特に、弾性片１３ｂは、電池配線モジュール１０において相対的に厚さが薄いため、より撓みやすくなっている。弾性片１３ｂは、金属板材を例えば折り曲げることで形成することができる。

（ハウジング１１の構成）
図１に示すように、ハウジング１１は、ハウジング本体２１と、ハウジング本体２１に装着されるカバー２２とを有する。

（ハウジング本体２１の構成）
ハウジング本体２１は、例えば、電池セルＣの並ぶ方向である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。ハウジング本体２１は、その上側が開口された開口部２１ａを有する。ハウジング本体２１は、例えば絶縁性樹脂部材で構成される。

ハウジング本体２１は、電線１２及びモジュール側端子１３を収容する収容部２３を有する。
収容部２３は、ハウジング本体２１のＹ方向両端部にそれぞれ設けられる。収容部２３は、Ｘ方向に延びるように設けられる。

収容部２３は、底面部２４と、底面部２４から面直交方向に延出する周壁部２５とを有する。
図２及び図３に示すように、周壁部２５は、Ｙ方向外側に向けて開口された引出口２５ａが形成されている。引出口２５ａは、モジュール側端子１３を構成する端子本体部１３ａの一部が外部に引き出されている。

引出口２５ａは、モジュール側端子１３の弾性片１３ｂの先端部に対応する位置に弾性片１３ｂ側に突出する一対の突部２５ｂを有する。一対の突部２５ｂは、引出口２５ａにおいて最も弾性片１３ｂに近接する部位である。このため、モジュール側端子１３の端子本体部１３ａの一部を引出口２５ａから引き出した状態で配置することで、一対の弾性片１３ｂと突部２５ｂとの間が接する又は僅かに離れた状態となるため、仮固定状態とすることができる。なお、引出口２５ａにおいて一対の突部２５ｂ以外の部位は、一対の突部２５ｂと比較して弾性片１３ｂ及びモジュール側端子１３からＸ方向に離れている。

収容部２３は、底面部２４から上方に延出する位置決めピン２４ａが形成されている。位置決めピン２４ａには、モジュール側端子１３の端子本体部１３ａが位置決めされている。

（カバー２２の構成）
カバー２２は、ハウジング本体２１の開口部２１ａの少なくとも一部を覆って電線１２が外部に露出することを抑えるためのものである。

カバー２２は、板状の天板部２２ａと、天板部２２ａから下方に延出して位置決めピン２４ａと嵌合する嵌合壁部２２ｂを有する。嵌合壁部２２ｂは、カバー２２をハウジング本体２１に取り付けた状態で、位置決めピン２４ａに嵌合され、位置決めピン２４ａからモジュール側端子１３が抜けることを規制している。

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１３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１３には電線１２の一端が接続され、電線１２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。

ここで、本実施形態の電池配線モジュール１０では、モジュール側端子１３の端子本体部１３ａに一対の弾性片１３ｂが設けられる。このとき、弾性片１３ｂは、引出口２５ａの突部２５ｂとの間が接する又は僅かに離れた状態となる。これにより、モジュール側端子１３を仮固定状態となっている。また、例えば電池セルＣが充放電されることで膨張・収縮すると、モジュール側端子１３がハウジング本体２１及びカバー２２に対して相対的にＸ方向に変位する。このとき、弾性片１３ｂは、突部２５ｂと接触するとともに、モジュール側端子１３の変位に伴ってＸ方向に弾性変形し、モジュール側端子１３の変位に追従することとなる。

本実施形態の効果を記載する。
（１）弾性片１３ｂによってモジュール側端子１３を仮固定させつつ、モジュール側端子１３とハウジング本体２１との間においてモジュール側端子１３の変位に伴い弾性変形可能である。このため、モジュール側端子１３の位置決めをしつつ、モジュール側端子１３の変位に追従できる。

（２）ハウジング本体２１の引出口２５ａと対向する位置に弾性片１３ｂが設けられることで、弾性片１３ｂによってモジュール側端子１３を引出口２５ａ付近で仮固定することができる。このため、相手側部品としてのバスバーＢと接続される部位の比較的近傍において仮固定でき、位置決め精度を高めることができる。

（３）端子本体部１３ａを挟むように弾性片１３ｂを複数設けることで、モジュール側端子１３の変位を端子本体部１３ａの両側の弾性片１３ｂにより双方向に追従できる。
（４）モジュール側端子１３の一体成形品として弾性片１３ｂを設けることで部品点数の増加を抑えることができる。

（５）突部２５ｂは、弾性片１３ｂの先端部と対向する位置に設けることで、モジュール側端子１３が変位する際に弾性片１３ｂと突部２５ｂとの間で生じる負荷を抑えつつ弾性片１３ｂを撓ませることができる。

（他の実施形態）
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、弾性片１３ｂを、引出口２５ａと対向する位置に設ける構成としたが、これに限らない。弾性片１３ｂは、モジュール側端子１３（端子本体部１３ａ）の変位に追従可能、且つ、モジュール側端子１３の仮固定を可能な位置であれば適宜変更可能である。

・上記実施形態では、モジュール側端子１３に弾性片１３ｂを有する構成を採用したが、これに限らない。
図４及び図５に示すように、カバー２２に上記実施形態の弾性片１３ｂと同様に弾性変形可能な弾性片３１を有する構成を採用してもよい。弾性片３１は、端子本体部１３ａを挟むように一対設けられる。弾性片３１は、引出口２５ａとＸ方向において対向する位置に設けられている。弾性片３１は、その先端部が端子本体部１３ａとＸ方向に対向している。このような構成であっても、上記実施形態の（１）〜（３）と同様の効果を奏する。また、弾性片３１をカバー２２と一体構成品として設けてもよい。このような構成とすることで、部品点数の増加を抑えることができる。

ここで、ハウジング本体２１を絶縁性樹脂部材の内で相対的に硬い部材（例えばポリブチレンテレフタレート）で構成し、カバー２２を絶縁性樹脂部材の内で相対的に軟らかい部材（例えばポリプロピレン）で構成した場合、カバー２２に一体構成品として設けた弾性片３１は、例えばハウジング本体２１側に同様の弾性片を設けた場合と比較してモジュール側端子１３の変位に追従しやすい。

・上記実施形態では、ハウジング本体２１に対して別体のカバー２２を装着する構成を採用したが、これに限らない。ハウジング本体２１とカバー２２とをヒンジ等により一体化した構成を採用してもよい。また、カバー２２を省略した構成を採用してもよい。

・上記実施形態では、バスバーＢによって電池セルＣを直列接続する構成としたが、これに限らず、電池セルＣを並列接続する構成を採用してもよい。
・上記実施形態で開示した電池セルＣの個数は、一例であって適宜変更してもよい。また、電池セルの個数によってモジュール側端子や電線の数を適宜変更してもよい。

・上記実施形態では、電池配線モジュールを車両に搭載される二次電池ＢＴに装着されるものとしたが、車両以外の装置に搭載された電池に装着するような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 電線
１３ モジュール側端子
１３ａ 端子本体部
１３ｂ 弾性片
２１ ハウジング本体
２１ａ 開口部
２２ カバー
２３ 収容部
２４ 底面部
２５ 周壁部
２５ａ 引出口
２５ｂ 突部
３１ 弾性片
Ｂ バスバー（相手側部品）

Claims (5)

1. 相手側部品と接続される端子本体部を有するモジュール側端子と、
   前記モジュール側端子を収容するハウジング本体を有するハウジングと、を備えた電池配線モジュールであって、
   前記モジュール側端子を仮固定させつつ、前記モジュール側端子と前記ハウジング本体との間において前記モジュール側端子の変位に伴い弾性変形可能な弾性片を有する、電池配線モジュール。
2. 前記モジュール側端子の前記端子本体部は、前記ハウジング本体に設けられた引出口から引き出されて、その引き出された部位が前記相手側部品と接続されるものであり、
   前記弾性片は、前記引出口と対向する位置に設けられている、請求項１に記載の電池配線モジュール。
3. 前記弾性片は、１つの前記モジュール側端子の前記端子本体部を挟むように複数設けられている、請求項１又は請求項２に記載の電池配線モジュール。
4. 前記弾性片は、前記モジュール側端子の一体成形品として設けられている、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電池配線モジュール。
5. 前記ハウジングは、前記ハウジング本体の開口部の少なくとも一部を覆うカバーを有し、
   前記弾性片は、前記カバーの一体成形品として設けられている、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電池配線モジュール。

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