JP2023156920A - 電圧検知ユニット - Google Patents

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怜史 森岡
Reishi Morioka
素宜 奥村
Motoyoshi Okumura
浩生 植田
Hiromi Ueda
直人 守作
Naoto Morisaku
裕太郎 岡▲崎▼
Yutaro Okazaki
拓人 後藤
Takuto Goto
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【課題】検知対象との導電接続における作業性に優れた電圧検知ユニットの提供である。【解決手段】電圧検知ユニット5は、検知対象4に導通接続される電圧検知端子10と、電圧検知端子10に導通接続される電線20と、板状のハウジング40と、電圧検知端子10を覆うようにハウジング40に装着されるカバー30と、を備える。ハウジング40は、電圧検知端子10が収容される端子収容凹部42と、温度検知センサ60を収容可能なセンサ収容凹部52と、電線20を収容し且つセンサ収容凹部52を避けて電線20を外部に向けて案内する電線収容凹部46と、を有する。ハウジング40は、ハウジング40の第1板端面40cに、電線20を外部に向けて延ばすための第1開口部51と、温度検知センサ60に繋がる電線70を外部に向けて延ばすための第2開口部52aと、の双方を有する。【選択図】図5

Description

本発明は、検知対象に導通接続されることになる電圧検知端子が板状のハウジングに収容されるように構成される電圧検知ユニットに関する。
従来から、充放電可能な薄板状の蓄電モジュールと導電板とを交互に並べて繰り返し積層することで、複数の蓄電モジュールを導電板を介して直列接続するように構成された、積層型の蓄電装置が提案されている。この種の蓄電装置に用いられる蓄電モジュールは、一般に、その内部に複数の電池セルが内蔵された構造を有し、充放電可能な一つの電池として機能する。従来の蓄電装置の一つでは、個々の蓄電モジュールの出力状態(即ち、基準となるゼロ電位に対する個々の蓄電モジュールの出力面の電位。以下、単に「蓄電モジュールの電圧」ともいう。)を監視するべく、個々の蓄電モジュールの出力面に接触している導電板にバスバ等の検知用端子を接続し、この検知用端子を介して個々の蓄電モジュールの電圧を検知するようになっている(例えば、特許文献1を参照)。
特開2020-161340号公報
ところで、上述したような構造を有する蓄電装置内の導電板に実際にバスバ等を接続するにあたっては、蓄電モジュールや導電板が薄板状の形状を有することから接続用の他の部品(例えば、ボルト締結用のボルト等)を設置するスペースを確保することが難しい。そこで、上述した従来の蓄電装置では、導電板の側縁部に検知用端子を挿し込むための挿入穴を設け、蓄電モジュールと導電板を積層した積層体の側方から個々の導電板の挿入穴に検知用端子を挿し込むことで、導電板と検知用端子とを接続するようになっている。しかし、この従来の接続法では、検知用端子の挿し込みにあたって導電板の挿入穴と検知用端子との位置合わせが煩雑であることから、接続作業の作業性を向上させ難い。
本発明の目的の一つは、検知対象との導電接続における作業性に優れた電圧検知ユニットの提供である。
前述した目的を達成するために、本発明に係る電圧検知ユニットは、以下を特徴としている。
検知対象に導通接続されることになる電圧検知端子と、
前記電圧検知端子に導通接続される電線と、
前記電圧検知端子が収容される端子収容凹部と、外部の温度を検知するための温度検知センサを収容可能なセンサ収容凹部と、前記電線を収容するとともに前記センサ収容凹部を避けて前記電線を外部に向けて案内する電線収容凹部と、を有する板状のハウジングと、
前記端子収容凹部に収容されている前記電圧検知端子を覆うように前記ハウジングに装着されるカバーと、を備え、
前記ハウジングは、
当該ハウジングの周縁の板端面の一部である第1板端面に、前記電圧検知端子に繋がる前記電線を外部に向けて延ばすための第1開口部と、前記センサ収容凹部に前記温度検知センサが収容される場合に前記温度検知センサに繋がる電線を外部に向けて延ばすための第2開口部と、の双方を有する、
電圧検知ユニットであること。
本発明の電圧検知ユニットによれば、電圧検出用の電線が接続された電圧検知端子を板状のハウジングの端子収容凹部に収容し、電圧検知端子及び電線をカバーで覆った上で、電圧検知端子から延びる電線を電線収容凹部を通じてハウジングの外部に引き出すことができる。これにより、電圧検知ユニットを薄型化(即ち、板状の外形に)しながら、その内部に電圧検知端子及び電線を格納することができる。更に、電圧検知ユニットを検知対象(例えば、積層型の蓄電装置に用いられる導電板等)に電気的に接続する際、例えば、電圧検知ユニットを検知対象に組み付けた上で、電圧検知端子が露出するようにカバーの位置を適宜調整すれば、露出している電圧検知端子と検知対象とを超音波接合や溶接等の手法を用いて固定することができる。これにより、典型的なボルト締結等に比べ、接続用の他の部品を要することなく、且つ、上述した従来の接続法に比べ、両者の位置合わせが容易であり且つ接点での接触抵抗を低減させることができる。したがって、本構成の電圧検知ユニットは、検知対象との導電接続における作業性に優れる。
更に、上記構成の電圧検知ユニットによれば、端子収容凹部に加えてセンサ収容凹部をハウジングに設け、電圧検知ユニットの仕様等を踏まえて必要に応じてセンサ収容凹部に温度検知センサを収容すれば、外部の温度(例えば、積層型の蓄電装置に用いられる蓄電モジュールの温度)を検知する機能を電圧検知ユニットに追加することができる。加えて、電圧検出用の電線を外部に向けて延ばすための第1開口部と、温度検出用の電線を外部に向けて延ばすための第2開口部と、をハウジングの同じ板端面(即ち、第1板端面)に設けることで、温度検知センサをハウジングに収容する場合であっても、それら電線をハウジングから同じ向きに容易に引き出すことができる。これにより、電圧検知の機能及び温度検知の機能を電圧検知ユニットに集約することができるとともに、電圧検知用の電線及び温度検知用の電線の配索を容易に行うことができる。即ち、電圧検知ユニットの多機能化を図ることができる。更に、温度検知センサを電圧検知ユニットとは別体として設ける場合に比べ、温度検知センサを保持するための専用部品等を要さない分、電圧検知ユニット及び温度検知センサを用いる装置(例えば、積層型の蓄電装置)の製造コストを低減することができる。なお、上述した説明から理解されるように、センサ収容凹部に温度検知センサを収容するか否かにかかわらず、本構成の電圧検知ユニットは、検知対象との導電接続における作業性に優れる。
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。
図1は、本発明の実施形態に係る電圧検知ユニットを含む積層型の蓄電装置を、その一部を分解して示す斜視図である。 図2(a)は、図1に示す蓄電装置を構成する蓄電モジュールと導電モジュール3とが交互に積層された状態における図1のA-A断面に相当する図であり、図2(b)は、図2(a)のB部の拡大図である。 図3は、図1に示す導電モジュールを分解して示す斜視図である。 図4は、図1に示す本発明の実施形態に係る電圧検知ユニットの分解斜視図である。 図5は、電圧検知端子、電圧用電線及び温度検知センサが収容されたハウジングと、カバーと、を示す上面図である。 図6は、電圧検知端子、電圧用電線及び温度検知センサが収容されたハウジングと、カバーと、を示す下面図である。 図7は、カバーが仮係止位置にてハウジングに係止された状態を示す上面図である。 図8は、図7のC-C断面図である。 図9は、カバーが本係止位置にてハウジングに係止された状態を示す上面図である。 図10は、図9のD-D断面図である。 図11は、図9のE-E断面図である。
<実施形態>
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る電圧検知ユニット5について説明する。以下、説明の便宜上、図1等に示すように、「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、及び「下」を定義する。「前後方向」、「左右方向」及び「上下方向」は、互いに直交している。
電圧検知ユニット5は、典型的には、図1に示す積層型の蓄電装置1に使用される。蓄電装置1は、矩形薄板状の充放電可能な蓄電モジュール2と、隣接する蓄電モジュール2の間を電気的に接続可能な矩形薄板状の導電モジュール3と、を上下方向に交互に積層して構成される。蓄電装置1では、複数の蓄電モジュール2が導電モジュール3を介して電気的に直列に接続されている。蓄電モジュール2は、内部に複数の電池セル(図示省略)が内蔵された構造を有し、蓄電モジュール2全体として、充放電可能な一つの電池として機能する。
導電モジュール3は、図1に示すように、矩形薄板状の導電板4(なお、導電板4は、後述するように、ヒートシンクとしての機能も有する。)と、導電板4の右側に連結された矩形薄板状の電圧検知ユニット5と、導電板4の左側に連結された矩形薄板状の対向ユニット6とで、全体として矩形薄板状の形状を有するように構成される。図1~図3(特に、図2(a))参照)に示すように、導電板4と電圧検知ユニット5とは、導電板4の右側端面に設けられた前後方向に延びるフランジ部4aと、電圧検知ユニット5の左側端面に設けられた前後方向に延びる凹部5aとが嵌合することで、互いに連結される。導電板4と対向ユニット6とは、導電板4の左側端面に設けられた前後方向に延びるフランジ部4bと、対向ユニット6の右側端面に設けられた前後方向に延びる凹部6aとが嵌合することで、互いに連結されている。なお、凹部5aは、本発明の「検知対象収容凹部」に相当する。
上下に隣接する蓄電モジュール2の間に位置する個々の導電モジュール3において、導電板4は、図2(a)に示すように、上下の蓄電モジュール2と直接接触している。このため、導電板4は、上側の蓄電モジュール2の下面と下側の蓄電モジュール2の上面とを導通する機能、並びに、上下の蓄電モジュール2から発生する熱を外部に放出するヒートシンクとしての機能を果たす。
上下に隣接する蓄電モジュール2の間に位置する個々の導電モジュール3において、電圧検知ユニット5は、導電板4に接触する後述する電圧検知端子10(図2等参照)を備える。電圧検知ユニット5は、この電圧検知端子10に接続された電圧用電線20(図1等参照)を介して、上下の蓄電モジュール2の間の電圧(具体的には、基準となるゼロ電位に対する、下側の蓄電モジュール2の上面(出力面)の電位)を示す信号を出力する機能を果たす。更に、電圧検知ユニット5は、上下に隣接する蓄電モジュール2に接触する温度検知センサ60(サーミスタ、図1等参照)を備える。電圧検知ユニット5は、この温度検知センサ60に接続された温度用電線70(図1等参照)を介して、上下の蓄電モジュール2の温度を示す信号を出力する機能を果たす。電圧用電線20は本発明の「電線」に対応する。
なお、蓄電装置1が複数の電圧検知ユニット5を有する場合、必ずしも全ての電圧検知ユニット5に温度検知センサ60を設けなくてもよい。例えば、蓄電装置1の仕様等に応じ、一部の電圧検知ユニット5には図1に示すように温度検知センサ60を設け、他の電圧検知ユニット5では温度検知センサ60を設けずに温度検知センサ60の装着箇所(後述するセンサ収容凹部52)をブランクのままにしてもよい。更に、図1~図3では電圧検知ユニット5が導電板4の右側に配置されているが、電圧検知ユニット5と同じ機能を有する電圧検知ユニットが、導電板4の左側に配置されてもよい。この場合、電圧検知ユニット5と同じ機能を有する電圧検知ユニットとして、電圧検知ユニット5の全体構成を左右逆にして得られる電圧検知ユニット(即ち、電圧検知ユニット5のミラー品)が使用される。
上下に隣接する蓄電モジュール2の間に位置する個々の導電モジュール3において、対向ユニット6としては、蓄電装置1の仕様に応じて、電圧検知ユニット、ダミーユニット、及び、温度検知ユニットのうち、何れか一つが適用される。
対向ユニット6が電圧検知ユニットである場合、対向ユニット6として、電圧検知ユニット5の全体構成を左右逆にして得られる電圧検知ユニット(即ち、上述した電圧検知ユニット5のミラー品)が使用される。この場合、電圧検知ユニット5が導電板4の右側に配置され、且つ、電圧検知ユニット5のミラー品が導電板4の左側に配置される。対向ユニット6(電圧検知ユニット5のミラー品)は、電圧検知ユニット5と同じ機能を果たす。
対向ユニット6がダミーユニットである場合、対向ユニット6として、図3に示すように、前後方向に延びる凹部6aを有する単なる樹脂板が使用される。この場合、対向ユニット6は、上下の蓄電モジュール2の間の隙間を埋める機能のみを果たす。
なお、図1に示すように、蓄電装置1には、上述した電圧検知ユニット5とは別に、電圧検知ユニット5から温度検知センサ60の装着部位を除いた構造を有する電圧検知ユニット7を併用してもよい。更に、このような電圧検知ユニット7を併用する場合、対向ユニット6として、ダミーユニットとして使用される樹脂板に温度検知センサ60(サーミスタ)が組み込まれた構造のものが使用されてもよい。この場合、対向ユニット6は、温度検知センサ60に接続された温度用電線70(図1参照)を介して、上下の蓄電モジュール2の温度を示す信号を出力する機能を果たす。
以下、本発明の実施形態に係る電圧検知ユニット5の具体的な構成について、図4~図11を参照しながら説明する。電圧検知ユニット5は、図4に示すように、ハウジング40と、ハウジング40に収容される電圧検知端子10と、電圧検知端子10に接続され且つハウジング40に収容される電圧用電線20と、ハウジング40に装着されるカバー30と、ハウジング40に収容される温度検知センサ60と、温度検知センサ60に接続される温度用電線70と、を備える。
電圧検知端子10は、ハウジング40に形成された後述する端子収容凹部42(図4参照)に収容され、電圧用電線20は、ハウジング40に形成された後述する電線収容凹部46(図4参照)に収容され、カバー30は、ハウジング40に形成された後述するカバー装着凹部41(図4参照)に装着され、温度検知センサ60は、ハウジング40に形成された後述するセンサ収容凹部52(図4参照)に収容される。以下、電圧検知ユニット5を構成する各部材について順に説明する。
まず、電圧検知端子10について説明する。金属製の電圧検知端子10は、1枚の金属板に対してプレス加工等の加工を施すことで形成される。電圧検知端子10は、上方から、ハウジング40の端子収容凹部42に収容される。電圧検知端子10は、図4に示すように、前後方向に延びる矩形平板状の第1部分11と、第1部分11の前端部から左方に延びる矩形平板状の第2部分12と、を有し、全体として上下方向からみて略L字状の形状を有する平板状の形状を有している。
第1部分11の先端部11a(即ち、後端側の端部)の下面には、電圧用電線20の一端部が電気的に接続されるように固定される(図6も参照)。電圧用電線20の他端部は、蓄電装置1の外部において、電圧計測装置(図示省略)に接続されることになる。第2部分12の先端部12a(即ち、左端側の端部)の下面には、導電板4のフランジ部4aの一部が、超音波接合や溶接等の手法によって固定されることになる(図2(b)参照)。
第2部分12の前端縁には、前方に突出する突起部13が形成されている。電圧検知端子10のハウジング40への収容時、突起部13は、ハウジング40に形成された係止溝45(図4参照)に係止されることになる。
次いで、カバー30について説明する。カバー30は、樹脂成形品であり、右方から、ハウジング40のカバー装着凹部41に装着される。カバー30は、対向部31と、対向部31から後方に延びる延出部32と、で構成される。対向部31は、主として電圧検知端子10を覆って保護する機能を果たし、延出部32は、主として電圧用電線20を覆って保護する機能を果たす。
対向部31は、上下方向に間隔を空けて互いに対向する一対の同形の平板部33と、一対の平板部33の前後方向に延びる右端縁同士を前後方向全域に亘って上下方向に連結する連結部34と、で構成される。対向部31は、前後方向からみて、左方に開口する略U字状の形状を有する。各平板部33は、連結部34から繋がる略正方形の平板状の基部33aと、基部33aの前端部から左方に延びる矩形平板状の延出部33bと、から構成され、全体として上下方向からみて略L字状の形状を有している。延出部32は、対向部31を構成する一対の平板部33のうち上側の平板部33(より具体的には、上側の基部33a)の後端縁から面一で連続して後方に延びており、略矩形平板状の形状を有している。
対向部31を構成する一対の平板部33のうち下側の平板部33(より具体的には、下側の基部33a)の所定箇所には、上側の平板部33に向けて上方に突出する係止部36が形成されている(図8及び図11参照)。係止部36は、ハウジング40に設けられた後述する仮被係止部55及び本被係止部56との協働により、カバー30を、仮係止位置(図7参照)と、本係止位置(図9参照)と、に係止する機能を果たす。
次いで、ハウジング40について説明する。ハウジング40は、樹脂成形品であり、図1及び図3等に示すように、前後方向に延びる略矩形薄板状の形状を有する。ハウジング40の左側端面40a(図4参照)には、右方に窪み且つ前後方向に延びる凹部5aが形成されている。凹部5aには、導電板4のフランジ部4aが嵌合されることになる(図2等参照)。なお、左側端面40aは、本発明の「第3板端面」に相当する。
ハウジング40の上下面におけるカバー30が装着される箇所には、カバー30の全体形状に対応する形状を有して窪むカバー装着凹部41が形成されている(図4参照)。カバー装着凹部41の窪み深さ(上下方向の深さ)は、カバー30(対向部31+延出部32)を構成する樹脂材料の板厚と等しい。よって、カバー30のハウジング40への装着時、ハウジング40の表面とカバー30の表面とは、面一になる(図1及び図11参照)。
ハウジング40の上面側のカバー装着凹部41の底面41aにおける電圧検知端子10が収容される箇所には、電圧検知端子10の全体形状に対応する形状を有して更に窪む端子収容凹部42が形成されている(図4参照)。端子収容凹部42の窪み深さ(上下方向の深さ)は、電圧検知端子10の板厚と等しい。よって、電圧検知端子10のハウジング40への装着時、電圧検知端子10の上面と、カバー装着凹部41の底面41aとは、面一になる(図8及び図11参照)。
ハウジング40の左側端面40aにおける、電圧検知端子10の先端部12aが配置される前後方向位置には、右方に向けて上下方向からみて略矩形状に窪む切欠き43が形成されている。ハウジング40の左側端面40aにて前後方向に延びる凹部5aは、切欠き43によって分断されている。電圧検知端子10のハウジング40への収容時、電圧検知端子10の先端部12aの上下面が、切欠き43によって露出することになる(図8参照)。
端子収容凹部42における電圧検知端子10の先端部11aが配置される箇所には、前後方向に延び且つ上下方向に貫通する貫通孔44が形成されている。電圧検知端子10のハウジング40への収容時、貫通孔44には、電圧検知端子10に接続された電圧用電線20の一端部(接点)が進入する(図6参照)。換言すれば、貫通孔44は、端子収容凹部42の底面42aと電圧用電線20の一端部との干渉を避けるための逃げ部として機能する。
端子収容凹部42における、電圧検知端子10の突起部13(図4参照)が配置される箇所の内壁面には、突起部13に対応して、前方へ窪み且つ凹部5aと連通する係止溝45が形成されている(図4参照)。
ハウジング40の上面及び右側端面40b(図4参照)における電圧用電線20が収容される箇所には、電圧用電線20の配索形態に対応する形状を有して窪む電線収容凹部46が形成されている(図4参照)。電線収容凹部46は、上面側のカバー装着凹部41の底面41aにて下方に窪み且つ端子収容凹部42の後端縁から後方に向けて延びる第1凹部47と、上面側のカバー装着凹部41の底面41aにて下方に窪み且つ第1凹部47の後端から右方に向けてハウジング40の右側端面40bまで延びる第2凹部48と、ハウジング40の周縁の板端面の一部である右側端面40bにて左方に窪み且つ第2凹部48の右端から後方に向けてハウジング40の他の板端面である後側端面40c(図4参照)まで延びる第3凹部49と、で構成される、一連の溝部である。第3凹部49の後端は、ハウジング40の後側端面40cから電圧用電線20を後方に向けて延出する第1開口部51を構成している。第3凹部49の窪み幅(上下方向の間隔)は、電圧用電線20の外径より僅かに小さい(図10参照)。このため、電圧用電線20が第3凹部49に収容される際、電圧用電線20は第3凹部49に圧入されることになる。なお、右側端面40bは本発明の「第2板端面」に相当し、後側端面40cは本発明の「第1板端面」に相当する。
ハウジング40の後側端面40cの左右方向中央部には、温度検知センサ60の筐体の全体形状に対応して、前後方向に延びる直方体状に前方に向けて窪む、センサ収容凹部52が形成されている(図4参照)。センサ収容凹部52は、上下方向に貫通している。したがって、センサ収容凹部52は、後方に向けて開口する第2開口部52aと、上下両方向に向けて開口する第3開口部52bとを有している(図4参照)。
センサ収容凹部52の前後方向に延びる一対の内壁面には、左右方向内側(互いに近づく側)に突出し且つ前後方向に延びる一対の突条部53が形成されている(図4及び図10参照)。一対の突条部53は、温度検知センサ60の後述する一対の溝部61(図4及び図10参照)に挿入されることになる。
センサ収容凹部52は、ハウジング40の右側端面40b(即ち、電線収容凹部46の第3凹部49)から左方に離れた位置に配置され、且つ、電線収容凹部46の第1凹部47及び第2凹部48から後方に離れた位置に配置されている。換言すれば、電線収容凹部46は、図5及び図6に示すように、センサ収容凹部52を避けて迂回するように2箇所で屈曲しながら、電圧用電線20を外部に向けて案内するように延びている。このような屈曲形状を有する電線収容凹部46に電圧用電線20が収容されることで、ハウジング40から引き出された電圧用電線20に意図しない外力が及んだとき、電線収容凹部46の溝内壁と電圧用電線20との摩擦によってその外力に抗することで、電圧検知端子10と電圧用電線20との接点にその外力が直接的に及び難い。即ち、電圧検知端子10と電圧用電線20との接点を外力から保護することで、その接点における電気的接続の信頼性を向上することができる。
ハウジング40の下面側のカバー装着凹部41の底面41aにおける、カバー30の係止部36(図8等参照)が配置される箇所と同じ前後方向位置には、図6に示すように、上方に向けて窪む凹部である、当接部54、仮被係止部55、及び本被係止部56が、この順に、右から左に間隔を空けて並ぶように形成されている。図6、図8及び図11(特に、図8及び図11参照)に示すように、当接部54は、ハウジング40の右端縁から連続する凹部である。図8及び図11に示すように、当接部54の側面は、傾斜面で構成され、仮被係止部55の側面も、傾斜面で構成され、本被係止部56の側面は、垂直面で構成されている。
次いで、温度検知センサ60について説明する。温度検知センサ60は、典型的には、サーミスタである。温度検知センサ60は、前後方向に延びる直方体状の筐体を有しており、その筐体の後端から後方に向けて温度用電線70が延びている。温度検知センサ60は、後方から、ハウジング40のセンサ収容凹部52に収容される。温度用電線70の延出端部は、蓄電装置1の外部において、温度計測装置(図示省略)に接続されることになる。温度検知センサ60の筐体の前後方向に延びる一対の左右側端面には、センサ収容凹部52の一対の突条部53に対応して、前後方向に貫通する一対の溝部61が形成されている(図4及び図10参照)。
温度検知センサ60の筐体の上下方向の厚さは、略矩形薄板状のハウジング40の板厚と等しい。よって、温度検知センサ60のハウジング40への装着時、ハウジング40の表面と温度検知センサ60の表面とは、面一になる(図10参照)。以上、電圧検知ユニット5を構成する各部材について説明した。
次いで、電圧検知端子10、カバー30、及び温度検知センサ60をハウジング40へ組み付ける際の手順について説明する。まず、電圧用電線20があらかじめ超音波接合や溶接等の手法で接続された電圧検知端子10を、ハウジング40の端子収容凹部42に収容する。このため、突起部13が係止溝45に進入し且つ電圧用電線20の一端部(接点)が貫通孔44に進入するように、電圧検知端子10が、上方から、ハウジング40の端子収容凹部42に嵌め込まれる(図5参照)。電圧検知端子10のハウジング40への収容が完了した状態では、電圧検知端子10の先端部12aの上下面が、切欠き43によって露出している(図8参照)。
次いで、ハウジング40に収容された電圧検知端子10から延びる電圧用電線20を、ハウジング40の電線収容凹部46に収容する。このため、電圧用電線20が、第1凹部47及び第2凹部48には、上方から収容され、第3凹部49には、右方から押し込まれることで圧入される(図5参照)。このように、ハウジング40の第3凹部49(即ち、右側端面40b)に電圧用電線20を圧入することで、電圧用電線20を電線収容凹部46(第3凹部49)の中に保持することができる。電圧用電線20のハウジング40への収容が完了した状態では、電圧用電線20は、第1開口部51から後方へ向けてハウジング40の外部に延出している。
次いで、カバー30をハウジング40に装着する。このため、カバー30の対向部31がハウジング40の上下面のカバー装着凹部41を上下に挟むように、且つ、カバー30の延出部32がハウジング40の上面側のカバー装着凹部41を覆うように、カバー30が、右方から、ハウジング40のカバー装着凹部41に装着される。
カバー30がハウジング40に装着される過程において、カバー30の係止部36は、まず、ハウジング40の当接部54の傾斜面に接触し、当該傾斜面上を摺動しながら当接部54を乗り越え、その後、仮被係止部55の内部に進入して仮被係止部55と係合すると共に仮被係止部55の左側の傾斜面に押し当てられる(図8参照)。これにより、カバー30が仮係止位置にてハウジング40に係止されて、カバー30のハウジング40への装着が完了し(図7参照)、電圧検知ユニット5(図3参照)が得られる。なお、後述するように、カバー30のハウジング40への装着が完了して(カバー30が仮係止位置で係止された状態で)得られた電圧検知ユニット5は、導電モジュール3(図1参照)の組み立てに供されることになる。
カバー30が仮係止位置に係止された状態では、図7に示すように、カバー30の対向部31(より具体的には、上下一対の延出部33b)が、電圧検知端子10の先端部12aを覆っていない。このため、電圧検知端子10の先端部12aの上下面が、なおも切欠き43によって露出している(図8参照)。
カバー30が仮係止位置に係止された状態にて、ハウジング40に対してカバー30を更に左方に押し込むと、カバー30の係止部36が、仮被係止部55を乗り越え、その後、本被係止部56の内部に進入して本被係止部56と係合する(図11参照)。これにより、カバー30が本係止位置にてハウジング40に係止される(図9参照)。
カバー30が本係止位置に係止された状態では、図9に示すように、カバー装着凹部41の全域がカバー30によって覆われることで、電線収容凹部46のうち第1凹部47及び第2凹部48がカバー30の延出部32によって覆われている。これにより、電線収容凹部46から電圧用電線20が抜け出すことが抑制される。更に、図9に示すように、カバー30の対向部31(より具体的には、上下一対の延出部33b)が、電圧検知端子10の先端部12aの上下面を覆っている。これにより、電圧検知端子10の全体がカバー30の対向部31によって覆われるので、電圧検知端子10が確実に保護され得る。
次いで、温度検知センサ60をハウジング40に装着する。このため、温度検知センサ60の筐体に設けられた一対の溝部61にセンサ収容凹部52に設けられた一対の突条部53が挿入されるように、温度検知センサ60が、後方から、ハウジング40のセンサ収容凹部52に装着される。温度検知センサ60のハウジング40への装着が完了した状態では、温度用電線70は、センサ収容凹部52の第2開口部52a(図4参照)から後方へ向けて、電圧用電線20と同じ向きに、ハウジング40の外部に延出している(図5参照)。温度検知センサ60の筐体の上下面(平面)は、センサ収容凹部52の上下の第3開口部52b(図4参照)から外部に露出している(図5及び図6参照)。
上述したように、電圧検知端子10、カバー30、及び温度検知センサ60のハウジング40への装着が完了して(カバー30が仮係止位置で係止された状態で)得られた電圧検知ユニット5は、導電モジュール3(図1参照)の組み立てに供される。具体的には、まず、図3に示すように、導電板4のフランジ部4aと電圧検知ユニット5の凹部5aとが嵌合されることで、導電板4の右側に電圧検知ユニット5が連結される。
この状態では、図8から理解できるように、導電板4のフランジ部4aの一部が電圧検知端子10の先端部12aの下側に重なるように配置されており(図2(b)も参照)、ハウジング40の切欠き43の存在に起因して、電圧検知端子10の先端部12aの上面が上方に露出し、且つ、導電板4のフランジ部4aの一部の下面が下方に露出している。
次いで、上方に露出する電圧検知端子10の先端部12aの上面と、下方に露出する導電板4のフランジ部4aの一部の下面とを利用して、電圧検知端子10の先端部12aと導電板4のフランジ部4aの一部とが、超音波接合や溶接等の手法によって固定される。その後、カバー30が仮係止位置から本係止位置に移動されて、電圧検知ユニット5と導電板4との組み付けが完了する。
次いで、導電板4のフランジ部4bと対向ユニット6の凹部6aとが嵌合されることで、電圧検知ユニット5が組み付けられた導電板4の左側に対向ユニット6が連結される(図2等参照)。これにより、導電モジュール3の組み立てが完了する。
このようにして得られた導電モジュール3は、図1に示す蓄電装置1の組み立てに供される。具体的には、蓄電モジュール2と導電モジュール3とが上下方向に交互に積層されて、これらの積層体を所定の金具等で固定することで、蓄電装置1が得られる。
<作用・効果>
以上、本実施形態に係る電圧検知ユニット5によれば、電圧用電線20が接続された電圧検知端子10を板状のハウジング40の端子収容凹部42に収容し、電圧検知端子10及び電圧用電線20をカバー30で覆った上で、電圧検知端子10から延びる電圧用電線20を電線収容凹部46を通じてハウジング40の外部に引き出すことができる。これにより、電圧検知ユニット5を薄型化(即ち、板状の外形に)しながら、その内部に電圧検知端子10及び電圧用電線20を格納することができる。更に、電圧検知ユニット5を積層型の蓄電装置1に用いられる導電板4に電気的に接続する際、電圧検知ユニット5を導電板4に組み付けた上で、電圧検知端子10が露出するようにカバー30の位置を適宜調整すれば、露出している電圧検知端子10と導電板4とを超音波接合や溶接等の手法を用いて固定することができる。これにより、典型的なボルト締結等に比べ、接続用の他の部品を要することなく、且つ、上述した従来の接続法に比べ、両者の位置合わせが容易であり且つ接点での接触抵抗を低減させることができる。したがって、本実施形態に係る電圧検知ユニット5は、導電板4との導電接続における作業性に優れる。
更に、ハウジング40に更にセンサ収容凹部52を設け、そのセンサ収容凹部52に温度検知センサ60を収容することで、外部の温度を検知する機能を電圧検知ユニット5に追加することができる。加えて、電圧用電線20を外部に向けて延ばすための第1開口部51と、温度用電線70を外部に向けて延ばすための第2開口部52aと、をハウジング40の後側端面40cに設けることで、電圧用電線20と温度用電線70をハウジング40から同じ向きに容易に引き出すことができる。これにより、電圧検知及び温度検知の機能を電圧検知ユニット5に集約し且つ各々の機能のための電線の配索を容易にすることができ、電圧検知ユニット5の多機能化を図るとともに、温度検知センサ60を電圧検知ユニット5とは別体として設ける場合に比べ、蓄電装置1全体の小型化や製造コストの低減を図ることができる。
更に、ハウジング40の右側端面40bに電線収容凹部46の第3凹部49が設けられ、この右側端面40bから板面方向に離れた位置にセンサ収容凹部52が配置される。これにより、センサ収容凹部52を避けて迂回するように電圧用電線20を案内することができる。更に、板端面(右側端面40b)を利用して電圧用電線20を案内することで、電圧検知ユニット5の更なる小型化を図ることができる。
更に、ハウジング40の第3凹部49に電圧用電線20を圧入することで、電圧用電線20を電線収容凹部46の中に保持することができる。よって、電圧用電線20を保持するための部材等を別途設ける場合に比べ、電圧検知ユニット5の小型化を図ることができる。
更に、ハウジング40の左側端面40aに凹部5aを設け、電圧検知端子10の先端部12aを凹部5aに露出させる。更に、センサ収容凹部52に収容した温度検知センサ60が、ハウジング40の板厚方向に開口した第3開口部52bから、外部に露出する。このような電圧検知ユニット5を用いることで、例えば、検知対象としての導電板4の縁部を凹部5aに嵌め合わせて電圧検知端子10を接続し、そのように電圧検知ユニット5が取り付けられた導電板4を板状の電池(蓄電モジュール2)に積層して温度検知センサを電池(蓄電モジュール2)に隣接させることで、積層型の蓄電装置1を実現することができる。
<他の態様>
なお、本発明は上記各実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用できる。例えば、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。
上記実施形態では、第1~第3凹部47~49から構成される電線収容凹部46は、センサ収容凹部52を避けるように2箇所で屈曲しながら、電圧用電線20を外部に向けて案内するように延びている(図4等参照)。これに対し、電圧検知端子10及び端子収容凹部42を、ハウジング40の右側端面40b(図4参照)まで右方に延長すると共に、電線収容凹部46を、ハウジング40の右側端面40bにて左方に窪み且つ端子収容凹部42の右端から後方に向けてハウジング40の後側端面40c(図4参照)まで延びる凹部(上記実施形態の第3凹部49に相当する直線状の凹部)のみで構成してもよい。これによっても、電線収容凹部46を、センサ収容凹部52を避けるように電圧用電線20を外部に向けて案内するように延ばすことができる。
ここで、上述した本発明に係る電圧検知ユニット5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]
検知対象(4)に導通接続されることになる電圧検知端子(10)と、
前記電圧検知端子(10)に導通接続される電線(20)と、
前記電圧検知端子(10)が収容される端子収容凹部(42)と、外部の温度を検知するための前記温度検知センサ(60)を収容可能なセンサ収容凹部(52)と、前記電線(20)を収容するとともに前記センサ収容凹部(52)を避けて前記電線(20)を外部に向けて案内する電線収容凹部(46)と、を有する板状のハウジング(40)と、
前記端子収容凹部(42)に収容されている前記電圧検知端子(10)を覆うように前記ハウジング(40)に装着されるカバー(30)と、を備え、
前記ハウジング(40)は、
当該ハウジング(40)の周縁の板端面の一部である第1板端面(40c)に、前記電圧検知端子(10)に繋がる前記電線(20)を外部に向けて延ばすための第1開口部(51)と、前記センサ収容凹部(52)に前記温度検知センサ(60)が収容される場合に前記温度検知センサ(60)に繋がる電線(70)を外部に向けて延ばすための第2開口部(52a)と、の双方を有する、
電圧検知ユニット(5)。
上記[1]の構成の電圧検知ユニットによれば、電圧検出用の電線が接続された電圧検知端子を板状のハウジングの端子収容凹部に収容し、電圧検知端子及び電線をカバーで覆った上で、電圧検知端子から延びる電線を電線収容凹部を通じてハウジングの外部に引き出すことができる。これにより、電圧検知ユニットを薄型化(即ち、板状の外形に)しながら、その内部に電圧検知端子及び電線を格納することができる。更に、電圧検知ユニットを検知対象(例えば、積層型の蓄電装置に用いられる導電板等)に電気的に接続する際、例えば、電圧検知ユニットを検知対象に組み付けた上で、電圧検知端子が露出するようにカバーの位置を適宜調整すれば、露出している電圧検知端子と検知対象とを超音波接合や溶接等の手法を用いて固定することができる。これにより、典型的なボルト締結等に比べ、接続用の他の部品を要することなく、且つ、上述した従来の接続法に比べ、両者の位置合わせが容易であり且つ接点での接触抵抗を低減させることができる。したがって、本構成の電圧検知ユニットは、検知対象との導電接続における作業性に優れる。
更に、上記構成の電圧検知ユニットによれば、端子収容凹部に加えてセンサ収容凹部をハウジングに設け、電圧検知ユニットの仕様等を踏まえて必要に応じてセンサ収容凹部に温度検知センサを収容すれば、外部の温度(例えば、積層型の蓄電装置に用いられる蓄電モジュールの温度)を検知する機能を電圧検知ユニットに追加することができる。加えて、電圧検出用の電線を外部に向けて延ばすための第1開口部と、温度検出用の電線を外部に向けて延ばすための第2開口部と、をハウジングの同じ板端面(即ち、第1板端面)に設けることで、温度検知センサをハウジングに収容する場合であっても、それら電線をハウジングから同じ向きに容易に引き出すことができる。これにより、電圧検知の機能及び温度検知の機能を電圧検知ユニットに集約することができるとともに、電圧検知用の電線及び温度検知用の電線の配索を容易に行うことができる。即ち、電圧検知ユニットの多機能化を図ることができる。更に、温度検知センサを電圧検知ユニットとは別体として設ける場合に比べ、温度検知センサを保持するための専用部品等を要さない分、電圧検知ユニット及び温度検知センサを用いる装置(例えば、積層型の蓄電装置)の製造コストを低減することができる。
[2]
上記[1]に記載の電圧検知ユニット(5)において、
前記電線収容凹部(46)は、
当該電線収容凹部(46)の少なくとも一部(49)が、前記ハウジング(40)の周縁の板端面の他の一部である第2板端面(40b)に設けられるように、構成され、
前記センサ収容凹部(52)は、
前記第2板端面(40b)から前記ハウジング(40)の板面方向に離れた位置に配置される、
電圧検知ユニット(5)。
上記[2]の構成の電圧検知ユニットによれば、ハウジングの第2板端面に電線収容凹部の少なくとも一部が設けられ、この第2板端面から板面方向に離れた位置にセンサ収容凹部が配置される。これにより、センサ収容凹部を避けて迂回するように電線を案内することができる。更に、板端面(第2板端面)を利用して電線を案内することで、電圧検知ユニットの更なる小型化を図ることができる。加えて、このように屈曲した形状の電線収容凹部に電線が収容されることで、ハウジングから引き出された電線に意図しない外力が及んだとき、電線収容凹部の溝内壁と電線の摩擦によってその外力に抗することで、電圧検知端子と電線との接点にその外力が直接的に及び難い。即ち、電圧検知端子と電線との接点を外力から保護することで、その接点における電気的接続の信頼性を向上することができる。
[3]
上記[2]に記載の電圧検知ユニット(5)において、
前記電圧検知端子(10)に繋がる前記電線(20)は、
前記第2板端面(40b)において前記電線収容凹部(46)に圧入される、
電圧検知ユニット(5)。
上記[3]の構成の電圧検知ユニットによれば、ハウジングの第2板端面に電線を圧入することで、電線を電線収容凹部の中に保持することができる。よって、電線を保持するための部材等を別途設ける場合に比べ、電圧検知ユニットの小型化を図ることができる。
[4]
上記[1]~上記[3]の何れか一つに記載の電圧検知ユニット(5)において、
前記ハウジング(40)は、
前記ハウジング(40)の周縁の板端面の他の一部である第3板端面(40a)に、前記検知対象(4)の少なくとも一部を収容可能であるように窪んだ溝状の検知対象収容凹部(5a)を、更に有し、
前記電圧検知端子(10)の少なくとも一部(12a)は、
前記検知対象収容凹部(5a)に露出し、
前記センサ収容凹部(52)は、
前記ハウジング(40)の板厚方向に開口した第3開口部(52b)を有する、
電圧検知ユニット(5)。
上記[4]の構成の電圧検知ユニットよれば、ハウジングの第3板端面に検知対象収容凹部を設け、電圧検知端子の少なくとも一部を検知対象収容凹部に露出させる。更に、センサ収容凹部に収容した温度検知センサが、ハウジングの板厚方向に開口した第3開口部から、外部に露出する。このような電圧検知ユニットを用いることで、例えば、検知対象としての導電板の縁部を検知対象収容凹部に嵌め合わせて電圧検知端子を接続し、そのように電圧検知ユニットが取り付けられた導電板を板状の電池等に積層して温度検知センサをその電池等に隣接させれば、積層型の蓄電装置を実現することができる。
4 導電板(検知対象)
5 電圧検知ユニット
5a 凹部(検知対象収容凹部)
10 電圧検知端子
12a 先端部(電圧検出端子の一部)
20 電圧用電線(電線)
30 カバー
40 ハウジング
40a 左側端面(第3板端面)
40b 右側端面(第2板端面)
40c 後側端面(第1板端面)
42 端子収容凹部
46 電線収容凹部
49 第3凹部(電線収容凹部の一部)
51 第1開口部
52 センサ収容凹部
52a 第2開口部
52b 第3開口部
60 温度検知センサ
70 温度用電線(第2電線)

Claims (4)

  1. 検知対象に導通接続されることになる電圧検知端子と、
    前記電圧検知端子に導通接続される電線と、
    前記電圧検知端子が収容される端子収容凹部と、外部の温度を検知するための温度検知センサを収容可能なセンサ収容凹部と、前記電線を収容するとともに前記センサ収容凹部を避けて前記電線を外部に向けて案内する電線収容凹部と、を有する板状のハウジングと、
    前記端子収容凹部に収容されている前記電圧検知端子を覆うように前記ハウジングに装着されるカバーと、を備え、
    前記ハウジングは、
    当該ハウジングの周縁の板端面の一部である第1板端面に、前記電圧検知端子に繋がる前記電線を外部に向けて延ばすための第1開口部と、前記センサ収容凹部に前記温度検知センサが収容される場合に前記温度検知センサに繋がる電線を外部に向けて延ばすための第2開口部と、の双方を有する、
    電圧検知ユニット。
  2. 請求項1に記載の電圧検知ユニットにおいて、
    前記電線収容凹部は、
    当該電線収容凹部の少なくとも一部が、前記ハウジングの周縁の板端面の他の一部である第2板端面に設けられるように、構成され、
    前記センサ収容凹部は、
    前記第2板端面から前記ハウジングの板面方向に離れた位置に配置される、
    電圧検知ユニット。
  3. 請求項2に記載の電圧検知ユニットにおいて、
    前記電圧検知端子に繋がる前記電線は、
    前記第2板端面において前記電線収容凹部に圧入される、
    電圧検知ユニット。
  4. 請求項1~請求項3の何れか一項に記載の電圧検知ユニットにおいて、
    前記ハウジングは、
    前記ハウジングの周縁の板端面の他の一部である第3板端面に、前記検知対象の少なくとも一部を収容可能であるように窪んだ溝状の検知対象収容凹部を、更に有し、
    前記電圧検知端子の少なくとも一部は、
    前記検知対象収容凹部に露出し、
    前記センサ収容凹部は、
    前記ハウジングの板厚方向に開口した第3開口部を有する、
    電圧検知ユニット。
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