JP2021136163A - バスバーモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】省スペース化を図りつつ、端子を円滑にバスバーに重ねて組付けることが可能なバスバーモジュールを提供すること。【解決手段】バスバーモジュールは、複数の単電池で構成された電池集合体に組付けられるケース２０と、ケース２０に設けられたバスバー収容部２１に収容され、電池集合体の単電池の電極に電気的に接続されるバスバー５０と、バスバー５０に重ね合わされてバスバー収容部２１に組付けられ、バスバー５０とともに電極に接続される板状の接続端子６２と、接続端子６２に接続されてケース２０に配索される電線と、を備える。バスバー収容部２１は、周壁４０によって囲われた底部のない枠状に形成され、接続端子６２は、電線との接続側と反対側の先端側の少なくとも一部に、バスバー５０との重ね合わせ側と反対側へ屈曲された立上げ部６７を有する。【選択図】図４

Description

本発明は、バスバーモジュールに関する。

電動モータを用いて走行する電気自動車や、エンジンと電動モータとを併用して走行するハイブリッド自動車等の各種車両に搭載される電源装置は、複数の単電池からなる電池集合体の上部にバスバーモジュールが組付けられている。このバスバーモジュールは、複数の単電池の電極に電気的に接続される複数のバスバーを有している。これらのバスバーは、電池集合体の上部に取り付けられる樹脂製のケースに収容されて保持される（例えば、特許文献１参照）。

このバスバーモジュールは、単電池の電圧を検出するための電圧検出線が配索される。この電圧検出線は、その端部に板状の電圧検出端子が接続されており、この電圧検出端子は、ケースのバスバー収容部に収容されたバスバーに重ねて組付けられる。これにより、電圧検出線がバスバーに電気的に接続される。

特開２０１２−１６４５９１号公報

ところで、バスバーモジュールでは、バスバーを梁状の支持部で支持することにより、バスバー収容部の底部を省略し、省スペース化を図ることが可能である。しかしながら、バスバー収容部の底部を省略すると、バスバー収容部に収容されたバスバーに電圧検出端子を重ねて取り付ける組付け作業時において、斜めに挿し込まれた電圧検出端子の先端がバスバー収容部の側壁とバスバーとの隙間に入り込んでしまう可能性がある。そして、この隙間に一部が入り込んだ電圧検出端子を無理にバスバーに重ね合わせようとすると、電圧検出端子の変形やケースの損傷を生じるおそれがある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、省スペース化を図りつつ、端子を円滑にバスバーに重ねて組付けることが可能なバスバーモジュールを提供することにある。

（１） 複数の単電池で構成された電池集合体に組付けられるケースと、前記ケースに設けられたバスバー収容部に収容され、前記電池集合体の前記単電池の電極に電気的に接続されるバスバーと、前記バスバーに重ね合わされて前記バスバー収容部に組付けられ、前記バスバーとともに前記電極に接続される板状の端子と、前記端子に接続されて前記ケースに配索される電線と、を備えたバスバーモジュールであって、
前記バスバー収容部は、周壁によって囲われた底部のない枠状に形成され、
前記端子は、前記電線との接続側と反対側の先端側の少なくとも一部に、前記バスバーとの重ね合わせ側と反対側へ屈曲された立上げ部を有する、ことを特徴とするバスバーモジュール。

上記（１）の構成のバスバーモジュールによれば、バスバーが収容されたバスバー収容部へ端子を組付ける際に、端子の立上げ部がバスバー収容部の周壁に当接する。したがって、バスバー収容部の周壁とバスバーとの隙間への端子の先端側の入り込みを回避させることができ、端子の組付けを円滑に行うことができる。これにより、バスバーの底部をなくすことによる省スペース化を図りつつ、組付け作業性を向上させることができる。また、バスバー収容部の周壁とバスバーとの隙間へ先端側が入り込んだ端子を無理にバスバーに重ね合わせることによる端子及びケースの変形や損傷を防止できる。

（２） 前記バスバー収容部は、前記周壁の内面に、前記バスバーに重ね合わされた前記端子の対角位置をそれぞれ係止する係止爪を有する、ことを特徴とする上記（１）に記載のバスバーモジュール。

上記（２）の構成のバスバーモジュールによれば、バスバー収容部に端子を組付けてバスバーに重ね合わせることにより、端子の対角位置が係止爪によって係止される。これにより、端子を無理なく安定的にバスバー収容部に保持させることができる。

（３） 前記端子は、前記電線に圧着される電線圧着部を有し、
前記立上げ部の高さ寸法は、前記電線に圧着される前の前記電線圧着部における圧着片の高さ寸法以下である、ことを特徴とする上記（１）または（２）に記載のバスバーモジュール。

上記（３）の構成のバスバーモジュールによれば、立上げ部の高さ寸法が、電線に圧着される前の圧着部における圧着片の高さ寸法以下であるので、立上げ部を設けることによる端子の高さの嵩張りを抑えることができ、保管や梱包時における占有スペースを抑えることができる。

（４） 前記端子は、前記電線圧着部の側部及び前記立上げ部の側部に、前記電線の外径よりも大きな幅寸法のスリットを有する、ことを特徴とする上記（３）に記載のバスバーモジュール。

上記（４）の構成のバスバーモジュールによれば、端子は、電線圧着部の側部にスリットを有するので、電線に圧着される電線圧着部の両側における応力集中を抑えることができる。また、端子は、立上げ部の側部にスリットを有するので、立上げ部を曲げ加工によって無理なく形成することができる。しかも、これらのスリットが、電線の外径よりも大きな幅寸法を有しているので、例えば、電線に接続された端子の梱包時や輸送時等におけるスリットへの電線の噛み込みを防止できる。

本発明によれば、省スペース化を図りつつ、端子を円滑にバスバーに重ねて組付けることが可能なバスバーモジュールを提供できる。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

本発明の一実施形態に係るバスバーモジュール及び電池集合体の斜視図である。 本実施形態に係るバスバーモジュールの分解斜視図である。 本実施形態に係るバスバーモジュールの一部の平面図である。 バスバーモジュールの構造を説明する図であって、（ａ）は接続端子を組付けた状態での図３におけるＡ−Ａ断面図、（ｂ）は接続端子の組付け途中の状態での図３におけるＢ−Ｂ断面図である。 接続端子を示す図であって、（ａ）は後端側からの斜視図、（ｂ）は先端側からの斜視図である。 （ａ）は接続端子の平面図、（ｂ）は接続端子の側面図である。 立上げ部のない接続端子のバスバー収容部への組付け途中の状態での図３におけるＢ−Ｂ断面図に相当する図である。

以下、本発明に係る実施の形態の例を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るバスバーモジュール１０及び電池集合体１の斜視図である。

図１に示すように、本実施形態に係るバスバーモジュール１０は、電池集合体１の上部に組付けられて電源装置２を構成する。電源装置２は、電動モータを用いて走行する電気自動車や、エンジンと電動モータを併用して走行するハイブリッド自動車等の各種車両に搭載されて用いられ、電動モータに動力を供給するものである。

電池集合体１は、一方向に沿って一列に配列された複数の単電池３で構成されている。各単電池３は、直方体状に形成され、上面の一端寄り及び他端寄りからそれぞれ突出して設けられた一対の電極５を備えている。一対の電極５のうち一方は正極であり、他方は負極である。

電池集合体１は、互いに隣り合う複数個（本例では４個）の単電池３が１セットとされて電極５の極が揃えられており、バスバーモジュール１０は、後述するバスバー５０によって単電池３の各セットを直列に接続する。

図２は、本実施形態に係るバスバーモジュール１０の分解斜視図である。
図２に示すように、バスバーモジュール１０は、ケース２０と、バスバー５０と、複数の電線６１からなるワイヤハーネス６０と、を備えている。

ケース２０は、例えば、電気絶縁性の合成樹脂等によって成形されており、複数のバスバー収容部２１を有している。
バスバー収容部２１は、複数の単電池３の配列方向に沿って二列に並べられている。バスバー収容部２１は、枠状に形成されており、このバスバー収容部２１内にバスバー５０が収容される。

二列のバスバー収容部２１の間には、第１電線配索溝部３１Ａ及び第２電線配索溝部３１Ｂが設けられている。これらの第１電線配索溝部３１Ａ及び第２電線配索溝部３１Ｂは、それぞれバスバー収容部２１の列に沿ってケース２０の長手方向にわたって形成されている。また、第１電線配索溝部３１Ａと第２電線配索溝部３１Ｂとの間には、第１電線渡し部３３Ａ、第２電線渡し部３３Ｂ及び第３電線渡し部３３Ｃが設けられている。

第１電線渡し部３３Ａは、ケース２０における一端２０Ａ近傍に設けられ、第２電線渡し部３３Ｂは、ケース２０における中間に設けられ、第３電線渡し部３３Ｃは、ケース２０における他端２０Ｂ近傍に設けられている。図１に示すように、ケース２０には、その上方からカバー２５が装着される。そして、このカバー２５をケース２０に装着することにより、第１電線配索溝部３１Ａ、第２電線配索溝部３１Ｂ、第１電線渡し部３３Ａ、第２電線渡し部３３Ｂ及び第３電線渡し部３３Ｃがカバー２５によって覆われる。

また、ケース２０は、電線取出部３５を有している。この電線取出部３５は、第１電線配索溝部３１Ａにおける第１電線渡し部３３Ａと第２電線渡し部３３Ｂとの間に設けられている。この電線取出部３５には、その上方から電線押えカバー３６が装着可能とされている。

ワイヤハーネス６０を構成する複数の電線６１は、端部に接続端子（端子）６２が接続された電圧検出用の電線や、端部にサーミスタ６４が接続された温度測定用の電線である。接続端子６２は、各バスバー５０とともに単電池３の電極５に共締めされ、バスバー５０に電気的に接続される。また、サーミスタ６４は、電池集合体１の特定の単電池３に接触されて単電池３の温度を測定する。このワイヤハーネス６０は、各電線６１が電圧監視回路及び温度監視回路を備えた制御回路基板（図示略）に接続される。

ワイヤハーネス６０の電線６１は、第１電線配索溝部３１Ａ、第２電線配索溝部３１Ｂ、第１電線渡し部３３Ａ、第２電線渡し部３３Ｂ及び第３電線渡し部３３Ｃに収容されて配索される。そして、それぞれの電線６１は、第１電線配索溝部３１Ａに設けられた電線取出部３５から外部に引き出される。

バスバーモジュール１０を構成するケース２０は、長手方向の略中間部で分割されている。これにより、ケース２０は、長手方向に分割された二つの分割ケース２２，２３から構成されている。これらの分割ケース２２，２３は、互いに連結されてケース２０を構成する。

図３は、本実施形態に係るバスバーモジュール１０の一部の平面図である。図４は、バスバーモジュール１０の構造を説明する図であって、図４の（ａ）は接続端子６２を組付けた状態での図３におけるＡ−Ａ断面図、図４の（ｂ）は接続端子６２の組付け途中の状態での図３におけるＢ−Ｂ断面図である。

図３、図４の（ａ）及び図４の（ｂ）に示すように、ケース２０のバスバー収容部２１に収容されるバスバー５０は、長尺に形成されている。バスバー５０は、導電性金属板に対して打抜き加工及び曲げ加工を行うことで形成されている。バスバー５０は、複数の締結孔５１を有している。これらの締結孔５１は、電池集合体１の単電池３の配列方向に沿う電極５のピッチと同一ピッチで形成されており、これらの締結孔５１には、電極５が挿通される。このバスバー５０の締結孔５１に通された電極５には、ナット（図示略）が螺合されて締め付けられる。これにより、バスバー５０が電極５に締結され、バスバー５０と電極５とが電気的に接続される。また、バスバー５０は、隣接する締結孔５１の間に凸型部５２を有している。

バスバー５０を収容するバスバー収容部２１は、底部のない枠状に形成されている。このバスバー収容部２１は、一対の長辺部４１と、一対の短辺部４２とからなる周壁４０から構成されており、短辺部４２が、長辺部４１の両端に連設されている。このバスバー収容部２１は、複数の支持部４３を有している。これらの支持部４３は、長辺部４１に架け渡される梁状に一体に形成されており、バスバー収容部２１の長手方向に間隔をあけて配置されている。

この支持部４３は、バスバー収容部２１に対して上方側からバスバー５０を収容させた状態で、バスバー５０の凸型部５２の内側に配置される。そして、支持部４３は、凸型部５２の裏面に当接してバスバー５０を支持する。

また、バスバー収容部２１は、長辺部４１に複数の係止爪４６を有しており、バスバー収容部２１に対して上方側からバスバー５０を収容した際に、バスバー５０の周縁が係止爪４６で係止される。これにより、バスバー５０は、その凸型部５２が支持部４３によって支持された状態でバスバー収容部２１に対して抜け止めされる。

各バスバー収容部２１は、端子組付け部７０を有しており、この端子組付け部７０に接続端子６２が組付けられる。端子組付け部７０には、第１電線配索溝部３１Ａまたは第２電線配索溝部３１Ｂに繋がる連結路７１が形成されている。また、この端子組付け部７０には、長辺部４１に形成された係止爪４６が対角位置に設けられている。

図５は、接続端子６２を示す図であって、図５の（ａ）は後端側からの斜視図、図５の（ｂ）は先端側からの斜視図である。図６の（ａ）及び（ｂ）は、接続端子６２の平面図及び側面図である。

図５の（ａ），（ｂ）及び図６の（ａ），（ｂ）に示すように、接続端子６２は、例えば、銅または銅合金等の導電性金属材料からなるもので、略中央に挿通孔６３を有する矩形状の板状に形成されている。この接続端子６２は、四辺のうちの一つの辺６２ａに、電線圧着部６５を有しており、この電線圧着部６５が電線６１に圧着されている。これにより、電線６１は、接続端子６２と電気的に接続されている。

電線圧着部６５は、前側に一対の導体圧着片６５ａを有し、後ろ側に一対の被覆圧着片６５ｂを有している。一対の導体圧着片６５ａは、電線６１の端部で露出された導体に対して両側からかしめられ、一対の被覆圧着片６５ｂは、電線６１の端部における被覆の部分（被覆部分）に両側からかしめられる。これにより、接続端子６２は、電線６１に対して圧着されて電気的に接続される。
この電線圧着部６５は、接続端子６２の幅方向の略中央に形成されており、その両側には、スリット６６が形成されている。これらのスリット６６を形成することにより、電線圧着部６５の両側における応力集中が抑えられる。

接続端子６２は、四辺のうちの電線圧着部６５が形成された辺６２ａと対向する先端側の辺６２ｂに、上方へ屈曲させることにより形成された立上げ部６７を有している。この立上げ部６７は、辺６２ｂにおける一部を除いた部分に形成されている。この立上げ部６７の高さ寸法Ｈ１は、図６の（ｂ）に示すように、電線６１へ加締める前の電線圧着部６５における被覆圧着片（圧着片）６５ｂの高さ寸法Ｈ２以下とされている。この立上げ部６７の側部には、接続端子６２に対して曲げ加工を施して立上げ部６７を形成する際の逃げとなるスリット６８が形成されている。図６の（ａ）に示すように、接続端子６２は、そのスリット６６，６８の幅寸法Ｗ１，Ｗ２が、それぞれ電線６１の径よりも大きくされている。

次に、接続端子６２をバスバー５０が収容されたバスバー収容部２１の端子組付け部７０へ組付ける場合について説明する。
図４の（ｂ）に示すように、接続端子６２をバスバー５０が収容されたバスバー収容部２１の端子組付け部７０へ組付ける際に、接続端子６２は、その先端を下方に向けた状態で斜めに挿し込まれる。すると、接続端子６２の立上げ部６７がバスバー収容部２１の周壁４０を構成する長辺部４１に当接し、接続端子６２の先端側の辺６２ｂがバスバー５０の上面に接触する。その後、接続端子６２の後端側の電線圧着部６５を下げていくと、立上げ部６７が周壁４０の長辺部４１の内面に摺接する。これにより、接続端子６２は、バスバー５０の上面に沿うように案内されてバスバー５０に重ね合わされ、バスバー５０が収容されたバスバー収容部２１の端子組付け部７０へ嵌め込まれる（図４の（ａ）参照）。

接続端子６２を端子組付け部７０に嵌め込むと、接続端子６２は、バスバー収容部２１の長辺部４１に形成された係止爪４６によって対角位置で係止されて抜け止めされる。また、接続端子６２は、電線６１が接続された電線圧着部６５が連結路７１に通され、第１電線配索溝部３１Ａまたは第２電線配索溝部３１Ｂへ電線６１が配索される。

バスバー収容部２１に組付けられた接続端子６２は、その挿通孔６３がバスバー５０の締結孔５１と連通され、電池集合体１にバスバーモジュール１０を組付けることにより、単電池３の電極５が通される。そして、この電極５にナットを螺合させて締め付けることにより、バスバー５０と接続端子６２が電極５に共締めされ、電極５に電気的に接続される。

図７は、立上げ部のない接続端子６２Ａのバスバー収容部２１への組付け途中の状態での図３におけるＢ−Ｂ断面図に相当する図である。
図７に示すように、立上げ部６７がない接続端子６２Ａでは、接続端子６２の先端を下方に向けた状態でバスバー収容部２１へ斜めに挿し込まれると、先端がバスバー収容部２１の周壁４０を構成する長辺部４１とバスバー５０との隙間に入り込んでしまう可能性がある。この場合、先端が長辺部４１とバスバー５０との隙間に入り込んだ接続端子６２Ａを一旦抜き取り、組付け作業を再度行わなければならず、作業性の低下を招いてしまう。また、長辺部４１とバスバー５０との隙間に先端が入り込んだ状態で接続端子６２Ａの後端側を無理に下げてバスバー５０に重ね合わせようとすると、接続端子６２及びケース２０に変形や損傷が生じるおそれがある。

以上、説明したように、本実施形態に係るバスバーモジュール１０によれば、バスバー５０が収容されたバスバー収容部２１へ接続端子６２を組付ける際に、接続端子６２の立上げ部６７がバスバー収容部２１の周壁４０に当接する。したがって、バスバー収容部２１の周壁４０とバスバー５０との隙間への接続端子６２の先端側の入り込みを回避させることができ、接続端子６２の組付けを円滑に行うことができる。これにより、バスバー５０の底部をなくすことによる省スペース化を図りつつ、組付け作業性を向上させることができる。また、バスバー収容部２１の周壁４０とバスバー５０との隙間へ先端側が入り込んだ接続端子６２を無理にバスバー５０に重ね合わせることによる接続端子６２及びケース２０の変形や損傷を防止できる。

また、本実施形態のバスバーモジュール１０では、バスバー収容部２１の周壁４０の内面に、バスバー５０に重ね合わされた接続端子６２の対角位置をそれぞれ係止する係止爪４６を有している。したがって、バスバー収容部２１に接続端子６２を組付けてバスバー５０に重ね合わせることにより、接続端子６２の対角位置が係止爪４６によって係止される。これにより、接続端子６２を無理なく安定的にバスバー収容部２１に保持させることができる。

しかも、本実施形態に係る接続端子６２の立上げ部６７は、その高さ寸法Ｈ１が、電線６１を加締める前の電線圧着部６５における被覆圧着片６５ｂの高さ寸法Ｈ２以下である、そこで、立上げ部６７を設けることによる接続端子６２の高さの嵩張りを抑えることができ、保管や梱包時における占有スペースを抑えることができる。

また、接続端子６２は、電線圧着部６５の側部にスリット６６，６８を有するので、電線６１に圧着される電線圧着部６５の両側における応力集中を抑えることができる。また、接続端子６２は、立上げ部６７の側部にスリット６６，６８を有するので、立上げ部６７を曲げ加工によって無理なく形成することができる。しかも、これらのスリット６６，６８が、電線６１の外径よりも大きな幅寸法Ｗ１，Ｗ２を有しているので、例えば、電線６１に接続された接続端子６２の梱包時や輸送時等におけるスリット６６，６８への電線６１の噛み込みを防止できる。

尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

ここで、上述した本発明に係るバスバーモジュールの実施形態の特徴をそれぞれ以下［１］〜［４］に簡潔に纏めて列記する。
［１］ 複数の単電池（３）で構成された電池集合体（１）に組付けられるケース（２０）と、前記ケース（２０）に設けられたバスバー収容部（２１）に収容され、前記電池集合体（１）の前記単電池（３）の電極（５）に電気的に接続されるバスバー（５０）と、前記バスバー（５０）に重ね合わされて前記バスバー収容部（２１）に組付けられ、前記バスバー（５０）とともに前記電極（５）に接続される板状の端子（接続端子６２）と、前記端子（接続端子６２）に接続されて前記ケース（２０）に配索される電線（６１）と、を備えたバスバーモジュール（１０）であって、
前記バスバー収容部（２１）は、周壁（４０）によって囲われた底部のない枠状に形成され、
前記端子（接続端子６２）は、前記電線（６１）との接続側と反対側の先端側の少なくとも一部に、前記バスバー（５０）との重ね合わせ側と反対側へ屈曲された立上げ部（６７）を有する、ことを特徴とするバスバーモジュール。
［２］ 前記バスバー収容部（２１）は、前記周壁（４０）の内面に、前記バスバー（５０）に重ね合わされた前記端子（接続端子６２）の対角位置をそれぞれ係止する係止爪（４６）を有する、ことを特徴とする上記［１］に記載のバスバーモジュール。
［３］ 前記端子（接続端子６２）は、前記電線（６１）に圧着される電線圧着部（６５）を有し、
前記立上げ部（６７）の高さ寸法（Ｈ１）は、前記電線（６１）を加締める前の前記電線圧着部（６５）における圧着片（被覆圧着片６５ｂ）の高さ寸法（Ｈ２）以下である、ことを特徴とする上記［１］または［２］に記載のバスバーモジュール。
［４］ 前記端子（接続端子６２）は、前記電線圧着部（６５）の側部及び前記立上げ部（６７）の側部に、前記電線（６１）の外径よりも大きな幅寸法（Ｗ１，Ｗ２）のスリット（６６，６８）を有する、ことを特徴とする上記［３］に記載のバスバーモジュール。

１…電池集合体
３…単電池
５…電極
１０…バスバーモジュール
２０…ケース
２１…バスバー収容部
４０…周壁
４６…係止爪
５０…バスバー
６１…電線
６２…接続端子（端子）
６５…電線圧着部
６６，６８…スリット
６７…立上げ部
Ｗ１，Ｗ２…幅寸法

Claims (4)

1. 複数の単電池で構成された電池集合体に組付けられるケースと、前記ケースに設けられたバスバー収容部に収容され、前記電池集合体の前記単電池の電極に電気的に接続されるバスバーと、前記バスバーに重ね合わされて前記バスバー収容部に組付けられ、前記バスバーとともに前記電極に接続される板状の端子と、前記端子に接続されて前記ケースに配索される電線と、を備えたバスバーモジュールであって、
   前記バスバー収容部は、周壁によって囲われた底部のない枠状に形成され、
   前記端子は、前記電線との接続側と反対側の先端側の少なくとも一部に、前記バスバーとの重ね合わせ側と反対側へ屈曲された立上げ部を有する、
   ことを特徴とするバスバーモジュール。
2. 前記バスバー収容部は、前記周壁の内面に、前記バスバーに重ね合わされた前記端子の対角位置をそれぞれ係止する係止爪を有する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のバスバーモジュール。
3. 前記端子は、前記電線に圧着される電線圧着部を有し、
   前記立上げ部の高さ寸法は、前記電線に圧着される前の前記電線圧着部における圧着片の高さ寸法以下である、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のバスバーモジュール。
4. 前記端子は、前記電線圧着部の側部及び前記立上げ部の側部に、前記電線の外径よりも大きな幅寸法のスリットを有する、
   ことを特徴とする請求項３に記載のバスバーモジュール。

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