JP4629405B2 - バッテリ用樹脂カバーの組付構造及び組付方法 - Google Patents

Description

本発明は、電気自動車（ハイブリッドカーを含む）に搭載されるバッテリに上方から垂直下向きに組み付けるバッテリ用樹脂カバーの組付構造及び組付方法に関するものである。

図６は、電気自動車用（ハイブリッドカーを含む）のバッテリに対する従来のバッテリ接続プレートの組付構造の一形態を示すものである（特許文献１参照）。

このバッテリ接続プレート５１は複数のバッテリ５２を直列に接続するためのものであり、並列に配置された複数のバッテリ５２の前後の電極側に二枚縦置きに配設される。

各バッテリ接続プレート５１は絶縁樹脂製のプレート本体（樹脂カバー）５３の複数の開口５４内に導電金属製の長方形のバスバー５５を有し、各バスバー５５は二つの孔部５６を有し、隣接する二つのバッテリ５２の雄ねじ型の＋極と−極の各電極５７，５８を孔部５６に挿通してナットで締め付けてバスバー５５に接続させる。

図７に示す如く、各バスバー５５毎に一つの電圧検出端子５９がナットで共締めされ、二つのバッテリ５２（図６）ごとの電圧が検出される。電圧検出端子５９には電線６４が圧着接続され、電線６４は電圧検出装置（図示せず）に接続される。各電線６４はバッテリ接続プレート５１に沿って配索される。

電圧検出端子５９は矩形状の一方の電気接触部６０と中間の抵抗接続部６１と他方の電線接続部６２とを有し、中間の抵抗接続部６１に抵抗６３の両端子が接続された後、両端子の間で抵抗接続部６１が切断され、バッテリ５２の電圧が抵抗６３で減圧されて電線６４を経て電圧検出装置（図示せず）に送られる。
特開２０００−３３３３４３号公報（第２〜３頁、図１１〜図１４）

しかしながら、上記従来のバッテリ接続プレートの組付構造にあっては、バッテリの端部において横方向に突出した各電極に対してバッテリ接続プレート５１を横方向から組み付けなければならないために、組付作業性が悪いという問題があった。

例えば、雄ねじ型の電極にバッテリ接続プレート内のバスバーの孔を横方向から挿通させたり、電極をナットでバスバーに締め付けるまでの間はバッテリ接続プレートを電極から外れないように手で押さえておかなければならないといった面倒な作業を必要とした。また、車両のバッテリ搭載部の狭い空間においてバッテリ接続プレートを横方向からバッテリに組み付ける場合には、組付作業性が悪いと同時に、バッテリ接続プレートを組み付けるためのスペースを必要とし、バッテリ搭載部が肥大化するという懸念もあった。

本発明は、上記した点に鑑み、バッテリに対する樹脂カバーの組付を作業性良く容易にしかも少ないスペースで確実に行うことのできるバッテリ用樹脂カバーの組付構造及び組付方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係るバッテリ用樹脂カバーの組付構造は、並列な複数のバッテリの側部電極が垂直な接続板で直列に接続され、端末のバッテリに総出力用の垂直なバスバーが接続され、該バスバーの水平な板部に電極が垂直に設けられ、該複数のバッテリに対して上方から略板状の樹脂カバーが垂直方向に組み付けられ、該樹脂カバーの内側に該接続板と該バスバーとが位置し、該樹脂カバーの外側に該電極が位置することを特徴とする。

上記構成により、樹脂カバーとは無関係に各バッテリが予め接続板を介して溶接等で相互に接続され、樹脂カバーとは無関係に総出力用のバスバーが端末のバッテリに溶接等で接続され、バスバーの電極（ボルトやピン等で構成される電極）がバッテリからやや離間して上向きに位置し、樹脂カバーが上方からバッテリの側部の接続板やバスバーに沿って近接して平行に組み付けられる。電極はバスバーの水平な板部と共に樹脂カバーの外側に位置し、樹脂カバーは電極とバスバーとの間に位置する。電極には出力用の電線付き端子が接続される。樹脂カバーには予め電線付きの電圧検出端子を装着し、樹脂カバーをバッテリに組み付けた後、電圧検出端子を溶接等で接続板に接続することができる。

請求項２に係るバッテリ用樹脂カバーの組付構造は、請求項１記載のバッテリ用樹脂カバーの組付構造において、前記バッテリの上下にバッテリカバーが設けられ、上側のバッテリカバーと前記樹脂カバーの上部とに係止手段が設けられ、下側のバッテリカバーと該樹脂カバーの下部とに位置決め保持手段が設けられたことを特徴とする。

上記構成により、樹脂カバーをバッテリ上のバッテリカバーに向けて上方から垂直下向きに組み付けると同時に、樹脂カバーの上部が係止手段で上側のバッテリカバーに係止固定され、樹脂カバーの下部が下側のバッテリカバーに位置決め保持される。樹脂カバーの上下両側ではなく上部側のみを係止させることで、例えば寸法誤差等の影響なく樹脂カバーをバッテリ側に固定することができ、樹脂カバーの下部側は下側のバッテリカバーに保持されるから、バッテリからの樹脂カバーの浮き上がりが防止され、且つ下側のバッテリカバーに正確に位置決めされて、上部の係止が位置ずれなくスムーズ且つ確実に行われる。樹脂カバーの上部には例えば電圧検出端子の電線を挿通させる電線ガイド壁を設けておくことができる。

請求項３に係るバッテリ用樹脂カバーの組付構造は、請求項１又は２記載のバッテリ用樹脂カバーの組付構造において、前記電極に対して車両ボディ側に絶縁性のケースが設けられ、該ケースの側壁の切欠部から該ケース内に該電極が収容されることを特徴とする。

上記構成により、例えば予め車両ボディ側にケースを固定し、バスバーを接続したバッテリを車両ボディ側に搭載すると同時に、バスバーの水平な板部と垂直な電極とが切欠部からケース内に収容される。その後、樹脂カバーがバッテリに組み付けられる。ケース内の電極には電線付きの端子が例えばナットで締付接続される。ケースとバッテリと樹脂カバーと端子とは全て上方から車両ボディに向けて垂直下向きに組み付けられる。

請求項４に係るバッテリ用樹脂カバーの組付方法は、並列な複数のバッテリの側部電極を垂直な接続板で直列に接続し、端末のバッテリに総出力用の垂直なバスバーを接続し、該バスバーの水平な板部には電極を垂直に設け、該複数のバッテリに対して上方から略板状の樹脂カバーを垂直方向に組み付けて、該樹脂カバーの内側に該接続板と該バスバーとを位置させ、該樹脂カバーの外側に該電極を位置させることを特徴とする。

上記構成により、樹脂カバーとは無関係に各バッテリが予め接続板を介して溶接等で相互に接続され、樹脂カバーとは無関係に総出力用のバスバーが端末のバッテリに溶接等で接続され、バスバーの電極（ボルトやピン等で構成される電極）がバッテリからやや離間して上向きに位置し、樹脂カバーが上方からバッテリの側部の接続板やバスバーに沿って近接して平行に組み付けられる。電極はバスバーの水平な板部と共に樹脂カバーの外側に位置し、樹脂カバーは電極とバスバーとの間に位置する。電極には出力用の電線付き端子が接続される。樹脂カバーには予め電線付きの電圧検出端子を装着し、樹脂カバーをバッテリに組み付けた後、電圧検出端子を溶接等で接続板に接続することができる。

請求項１記載の発明によれば、バッテリに対して上方から垂直下向きに樹脂カバーを組み付けることができ、これにより、例えば従来のバッテリ接続プレートのバスバーの孔をバッテリのボルト電極に挿通させる面倒な作業や、従来のバッテリ接続プレートを手で押さえながらボルト電極をバスバーにナットで締め付ける面倒な作業が不要となり、樹脂カバーの組付作業性が向上する。また、樹脂カバーをバッテリの側端に近接させつつ上方から垂直下向きに組み付けることができるから、樹脂カバーの組付を少ないスペースで確実に行うことができ、バッテリパック（バッテリにバスバーや樹脂カバー等を組み付けた構造体）のコンパクト化が可能となる。

請求項２記載の発明によれば、樹脂カバーの上部のみを係止させることで、樹脂カバーを寸法誤差等の影響なく確実にバッテリ側に固定することができ、樹脂カバーの下部はバッテリ側に位置決め保持されるから、樹脂カバーの組付作業性と固定性が高まり、これらにより、樹脂カバーを簡単確実にバッテリ側に組み付けることができる。

請求項３記載の発明によれば、垂直上向きの電極をケース内に簡単に収容することができ、しかもケースとケース内への電極と樹脂カバーと電極への端子との組付を全て同方向（上方から垂直下向き）に行うことができるから、バッテリパックの組立作業性が向上する。

請求項４記載の発明によれば、バッテリに対して上方から垂直下向きに樹脂カバーを組み付けることができ、これにより、例えば従来のバッテリ接続プレートのバスバーの孔をバッテリのボルト電極に挿通させる面倒な作業や、従来のバッテリ接続プレートを手で押さえながらボルト電極をバスバーにナットで締め付ける面倒な作業が不要となり、樹脂カバーの組付作業性が向上する。また、樹脂カバーをバッテリの側端に近接させつつ上方から垂直下向きに組み付けることができるから、樹脂カバーの組付を少ないスペースで確実に行うことができ、バッテリパックのコンパクト化が可能となる。

図１は、本発明のバッテリ用樹脂カバー（以下樹脂カバーと言う）を組み付けたバッテリパックの一形態、図２は樹脂カバーを組み付ける前のバッテリパック、図３は樹脂カバーの内面（裏面）側に電線付きの電圧検出端子を装着した状態、図４は本発明のバッテリ用樹脂カバーの組付構造及び組付方法の一実施形態、図５はバッテリパックの総出力部の一形態をそれぞれ示すものである。

図１の如く、バッテリパック１は、並列に配置された複数のバッテリ２（図２）と、複数のバッテリ２の上下を覆うバッテリカバー３と、複数のバッテリ２の前後の電極側に装着される二枚の樹脂カバー４とで構成されている。上下のバッテリカバー３は複数本のバンド５でバッテリ２に締付固定されている。

樹脂カバー４（図１）はバスバーカバーとも呼称され、内面側で、各バッテリ２を接続する導電金属製の接続板６（図２）を覆ったり、両端末の各バッテリ６に接続される総出力用の垂直な−極と＋極の各バスバー７，７’（図１，図２）を覆ったりする。

右端のバスバー７は右端のバッテリ２の平坦な−電極１０に溶接等で接続され、左端のバスバー７’は左端のバッテリ２の環状の＋電極９に溶接等で接続される。図２で右端のバッテリ２と右から二番目のバッテリ２とは後端側の＋と−の各電極同士（図示せず）で接続されている。

各バスバー７，７’は下端側において略Ｌ字状に屈曲し、下端の水平な鍔状の板部７ａが樹脂カバー４の下端側を通過して前方に突出し、板部７ａに雄ねじ型の電極（ボルト）３７の鍔部３７ａ（図２）が溶接されて、電極３７が上向きに垂直に立設されている。図１でバスバー７，７’は樹脂カバー４の開口１３’から露出され、外部からレーザ等で各バッテリ２（図２）の電極（側部電極）９，１０に溶接されている。バスバー７，７’の溶接部分７ｂ（図２）は薄肉に形成されている。開口１３’は小カバー１５で覆われる。

樹脂カバー４の垂直な基板部１１の内面側に電圧検出端子８（図１，図３）が固定され、樹脂カバー４の内面側で電圧検出端子８がバッテリ２（図２）の接続板６にレーザ等で溶接される。複数のバッテリ２の集合体は組バッテリ（組電池）と呼称される。

図２の如く、バッテリカバー３はバッテリ２の上下に設けられ、上側のバッテリカバー３の端部において水平な上壁３ａと垂直な鍔壁３ｂとに、樹脂カバー４に対する複数の係止突起１６が並列に設けられている。係止突起１６はバッテリ毎に配置されている。

下側のバッテリカバー３の端部には垂直な壁部３ｃに、樹脂カバー４に対する位置決め用の断面略Ｔ字状の複数の保持突部２２が並列に設けられている。保持突部２２は壁部３ｃから突出した支持片２２ａと、支持片に直交する板片２２ｂとで構成されている。係止突起１６の下方に保持突部２２が配置されている。

図３の如く、電圧検出端子８は、基板部１１に突設されたピン部２３と可撓性の爪部２５と端子先端側の囲い凹部３４（図４）とで樹脂カバー４に固定されている。ピン部２３は端子８の孔部３０に係合し、爪部２５は端子８の電線圧着部３１を保持し、端子先端（下端）の幅狭な突部（図示せず）が囲い凹部３４に進入係合している。

爪部２５は基板部１１の幅狭な開口２１の両側に配置され、開口２１は上側（電線ガイド壁１２側）の幅広の開口２０に続くと共に、ピン部２３を有する幅狭の連結壁２６を介して下側の幅広の開口１３に続いている。樹脂カバー４の上端部に断面略コの字状の電線ガイド壁１２が一体に設けられ、電線ガイド壁１２の水平な下壁１２ａから基板部１１の上端部にかけて開口２０が設けられている。

電圧検出端子８は開口２０から下向きに挿通され、爪部２５とピン部２３等で固定され、端子８の平板状の電気接触部３２が幅広の開口１３に沿って位置している。電線１９は、電線ガイド壁１２側の開口２０から電線ガイド壁１２の内面に沿って水平方向に挿通されて、図１の如く電線ガイド壁１２の端末の側部開口２８ａから外部に導出されている。樹脂カバー４と電線付きの電圧検出端子８とで樹脂カバー組立体が構成される。樹脂カバー４に電圧検出端子８が固定された状態で、電圧検出端子８の電気接触部３２が幅広の開口１３の表側からレーザ溶接等で裏側の接続板６（図２）に接続固定される。

図４の如く、樹脂カバー４は、垂直な基板部１１と、基板部１１の上部に一体に形成された断面略コの字状の電線ガイド壁１２と、基板部１１に設けられた電圧検出端子接続（溶接）用の略長方形の開口１３と、バッテリ冷却用の長形の送風孔１４と、開口１３を覆って基板部１１に係止される開閉自在な小カバー１５と、電線ガイド壁１２の電線挿通開口２８を覆って電線１９（図１）の飛び出しを防止する開閉自在な小カバー２４と、基板部の下端側に垂直に突出形成された複数の並列な突板３３とを備えている。

小カバー１５は基板部１１の孔３５に対する係止爪３６を有し、小カバー２４は電線ガイド壁１２の下部に係合する爪部（図示せず）を有している。電圧検出端子８（図３）に対する接続（溶接）用の開口１３はバッテリ二つに対して一つの割合で配置され、送風孔１４は各バッテリ２の隙間ごとに配置されている。突板３３はバッテリ２ごとに設けられ、各突板３３の間には垂直方向の切欠部（位置決め保持手段）１８が形成され、切欠部１８は両側にテーパ状のガイド面１８ａを有している。

図４の如く、樹脂カバー４は垂直に立てた状態で図４の矢印Ａの如く上方から下向きにバッテリに組み付けられる。樹脂カバー４はバッテリ２（図２）の電極側の端部に沿ってスライド式に組み付けられる。バッテリ２に従来のような水平方向に突出した電極がなく、各バッテリ２のフラット状の電極９，１０が薄板の接続板６で接続されているから、従来のバッテリ接続プレートと異なり、樹脂カバー４を上方から垂直にバッテリ２に沿って近接して組み付けることができる。

樹脂カバー４の上端の電線ガイド壁１２が上側のバッテリカバー３の上壁に当接し、電線ガイド壁１２と基板部１１の上部とでバッテリカバー３に係止される。すなわち、図２の上側のバッテリカバー３の各係止突起（係止手段）１６に電線ガイド壁１２や基板部１１の各係合孔（係止手段）が係合する。それと同時に、樹脂カバー４の下端側の突板３３の間の切欠部１８が下側のバッテリカバー３の保持突部（位置決め保持手段）２２にスライド係合して正確に位置決めされる。樹脂カバー４は上端側でバッテリカバー３に係止され、下端側で位置決め保持される。

左右端のバッテリ２（図２）に接続した総出力用の−極と＋極の各バスバー７，７’は下端側の水平な板部７ａに垂直な上向きの電極３７を有しており、電極３７とバスバー７，７’の主体部（垂直部）との間に樹脂カバー４の基板部１１が下降して位置し、基板部１１がバスバー主体部を覆って外部から絶縁する。垂直な電極３７は樹脂カバー４の外側で上向きに突出して位置する。

電極３７が従来のバッテリにおけるように水平に突出しておらず、バッテリ２（図２）にバスバー７，７’を介してバッテリ２からやや離間した位置で垂直に立ち上げられているから、バッテリ２の電極９，１０の接続板６の構成と相俟って、樹脂カバー４をバッテリ２に上方から垂直に下向きに組み付けることができる。

図５の如く、バスバー７，７’の電極３７の下側には予め絶縁樹脂製のケース３８が配設されており、電極３７はバスバー７，７’の水平な板部７ａと共にケース３８の側壁４６の切欠部３４を貫通してケース内に収容される。ケース３８は樹脂カバー４の組付方向と同じ方向すなわち上方から下向きに車両ボディに組み付けられ、底壁の係止クリップ（図示せず）で車両ボディ側に固定されている。

図５で一方の電極３７に並列に隣接する他方の電極３７’は、隣接のバッテリパック（図示せず）のバスバー７”の電極であり、ケース３８は二本の電極３７，３７’を同時に収容する。各電極３７，３７’はケース３８の中央の隔壁４０で絶縁され、隔壁４０は凹溝４０ａを有し、ケース３８にヒンジで開閉自在に設けられた絶縁樹脂製の蓋３９に、凹溝４０ａに進入係合する仕切板４１が設けられて絶縁の沿面距離を増大させている。蓋３９は係止手段４２でケース３８に係止される。

電極３７，３７’には電線付きの板端子４３が組み付けられてナット（図示せず）で締付接続される。電線４４は環状シール４７を介してケース３８と蓋３９との端部に密着する。電線４４は制御部を介してモータ等（図示せず）に接続される。電線付きの端子４３は上方からケース内に組み付けられる。端子４３の組付方向は樹脂カバー４やケース３８の組付方向と同じであり、一連の組付作業を同方向から効率良く行うことができる。

本発明のバッテリ用樹脂カバーの組付構造を備えるバッテリパックの一形態を示す斜視図である。 樹脂カバーを組み付ける前のバッテリパックを部分的に示す斜視図である。 樹脂カバーの内面側に電圧検出端子を装着した状態をやや斜め下側から見た正面図である。 樹脂カバーの組付構造及び組付方法の一実施形態を示す斜視図である。 樹脂カバーの外側でバスバーの電極に電線を接続する状態を示す斜視図である。 従来のバッテリ接続プレートの組付構造の一形態を示す分解斜視図である。 従来の電圧検出端子の一形態を示す分解斜視図である。

符号の説明

２ バッテリ
３ バッテリカバー
４ 樹脂カバー
６ 接続板
７，７’ バスバー
７ａ 板部
９，１０ 側部電極
１６ 係止突起（係止手段）
１８ 切欠部（位置決め保持手段）
２２ 保持突部（位置決め保持手段）
３７ 電極
３８ ケース
４５ 切欠部

Claims (4)

1. 並列な複数のバッテリの側部電極が垂直な接続板で直列に接続され、端末のバッテリに総出力用の垂直なバスバーが接続され、該バスバーの水平な板部に電極が垂直に設けられ、該複数のバッテリに対して上方から略板状の樹脂カバーが垂直方向に組み付けられ、該樹脂カバーの内側に該接続板と該バスバーとが位置し、該樹脂カバーの外側に該電極が位置することを特徴とするバッテリ用樹脂カバーの組付構造。
2. 前記バッテリの上下にバッテリカバーが設けられ、上側のバッテリカバーと前記樹脂カバーの上部とに係止手段が設けられ、下側のバッテリカバーと該樹脂カバーの下部とに位置決め保持手段が設けられたことを特徴とする請求項１記載のバッテリ用樹脂カバーの組付構造。
3. 前記電極に対して車両ボディ側に絶縁性のケースが設けられ、該ケースの側壁の切欠部から該ケース内に該電極が収容されることを特徴とする請求項１又は２記載のバッテリ用樹脂カバーの組付構造。
4. 並列な複数のバッテリの側部電極を垂直な接続板で直列に接続し、端末のバッテリに総出力用の垂直なバスバーを接続し、該バスバーの水平な板部には電極を垂直に設け、該複数のバッテリに対して上方から略板状の樹脂カバーを垂直方向に組み付けて、該樹脂カバーの内側に該接続板と該バスバーとを位置させ、該樹脂カバーの外側に該電極を位置させることを特徴とするバッテリ用樹脂カバーの組付方法。

Images