JP5360951B2 - 温度センサ取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、バッテリーセルの温度を測定する温度センサの取付構造に関する。

例えばハイブリッド自動車や電気自動車などに搭載されるバッテリーは、複数のバッテリーセルを備えている。これらのバッテリーセルは、例えばバッテリーの出力電圧を高めるためにバスバーで電気的に直列に接続される。そして、これらのバッテリーセルの過充電、過放電を防止するために、バッテリーには、バッテリーセルの温度を測定するための温度センサが取り付けられている。

従来の温度センサ取付構造としては、例えば、熱結合部材を用いて温度センサをバッテリーセルに熱結合させた取付構造が知られている（特許文献１参照）。

また、複数のバッテリーセルを収容するバッテリーケースの上蓋に温度センサを取り付けた取付構造も知られている（特許文献２参照）。図５に示すように、バッテリーケースの上蓋１０１には、温度センサ１０２を収容するための筒状の収容部１０３が設けられ、収容部１０３の開口の周囲に止め具１０４が設けられている。また、温度センサ１０２には、止め具１０４に係合するクランプ１０５が設けられている。温度センサ１０２は、収容部１０３に挿入され、そして、クランプ１０５を止め具１０３に係合させて上蓋１０１に保持されている。収容部１０３の底は、バッテリーセル１０６に接触もしくは接近して配置されており、温度センサ１０２は、この収容部１０３の底の温度を測定する。

また、バッテリーには、複数のバッテリーセルを相互に電気的に接続するためのバスバーが設けられ、このバスバーを保持するモジュール部品にＰＴＣサーミスタを取り付けた取付構造も知られている（特許文献３参照）。尚、この取付構造において、ＰＴＣサーミスタは、バッテリーセルの温度を測定するための温度測定素子としてではなく、過電流制限素子ないし回路保護素子として用いられている。そのため、ＰＴＣサーミスタは、バッテリーセルには接触せず、接続回路上の端子に半田付けされている。
特開２００６−７３３６２号公報 特開２００５−１８９０８０号公報 特開２００４−９５３８１号公報

上記特許文献１に開示された温度センサ取付構造では、熱結合部材を用いて温度センサをバッテリーセルに個々に取り付けている。そのため、複数の温度センサを取り付ける場合に、その取り付け作業に手間がかかる。また、熱結合部材とバッテリーセルまたは温度センサとの接合状態により温度センサ毎の測定精度にばらつきが生じる虞がある。

上記特許文献２に開示された温度センサ取付構造では、バッテリーケースの上蓋に止め具を形成する必要があり、コストがかかる。また、止め具とクランプとの係合部が露呈しており、係合部に外力が作用し易い。そのため、温度センサが外れてしまう虞がある。また、バッテリーケース内を水密に保つため、上蓋の収容部の底を貫通させて温度センサをバッテリーセルに直接接触させることができない。そのため、温度センサの測定精度の低下が懸念される。

上記特許文献３に開示された温度センサ取付構造では、ＰＴＣサーミスタを接続回路上の端子に半田付けしている。そのため、複数のＰＴＣサーミスタを取り付ける場合に、その取り付け作業に手間がかかる。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、バッテリーセルの温度を測定するための温度センサを容易且つ確実に取り付けることができ、加えてコストの低減を図ることができる温度センサ取付構造を提供することを目的とする。

上記目的は、下記（１）〜（３）の温度センサ取付構造により達成される。
（１）配列された複数のバッテリーセルに跨って装着されるモジュール部品を備える温度センサ取付構造であって、
前記モジュール部品が、モジュール本体と、前記複数のバッテリーセルを相互に電気的に接続または所定の回路に電気的に接続するために前記モジュール本体に設けられたバスバーと、前記複数のバッテリーセルのうちの所定のバッテリーセルの温度を測定するために前記モジュール本体に係止された温度センサと、を有し、
前記モジュール部品には、前記温度センサを挿通および係止するための貫通孔が、前記モジュール本体における前記所定のバッテリーセルに対応した位置に形成されており、
前記温度センサが、測温素子と、前記測温素子を覆う本体部と、前記本体部側から前記本体部の後方（反挿入方向）に向けて延び、装着状態で前記貫通孔の縁部に係合可能な係止部と、前記本体部側から前記本体部の後方に向けて前記係止部よりも長く延びて前記本体部および前記係止部とを前記貫通孔に挿通する際に保持操作される取り付け部と、から構成され、
前記取り付け部を保持操作して前記本体部および前記係止部を押し下げて、前記貫通孔に押し込み、そして、前記モジュール部品が前記複数のバッテリーセルに装着されたとき、前記温度センサが前記所定のバッテリーセルに接触することを特徴とする温度センサ取付構造。
（２）前記モジュール部品が前記複数のバッテリーセルに装着されたとき、前記温度センサが前記所定のバッテリーセルに接触し、そして
前記温度センサがこの接触により前記モジュール本体に向けて押圧され、これにより、前記貫通孔を通過している状態の前記係止部が前記所定のバッテリーセル側から前記貫通孔の縁部に係合することを特徴とする（１）に記載の温度センサ取付構造。
（３）前記係止部が、前記複数のバッテリーセルへの前記モジュール部品の装着方向に弾性変形可能であることを特徴とする（１）又は（２）に記載の温度センサ取付構造。

本発明によれば、温度センサに設けられた取り付け部の操作受部を保持し押し下げて、モジュール部品のモジュール本体に形成された貫通孔に押し込み、これにより貫通孔に温度センサを係止する。そして、この状態で、このモジュール部品を複数のバッテリーセルに装着することにより、温度センサを所定のバッテリーセルに接触させている。それにより、複数の温度センサを取り付ける場合にも、押し込み作業で済むので、熱結合部材や半田を用いて温度センサを個々に取り付ける場合に比べて、その取り付け作業を簡略化することができ、作業効率を高めることができる。また、従来バッテリーセルに設けられていた止め具を不要とし、コストの低減を図ることができる。
そして、モジュール本体と温度センサとの係合箇所がバッテリーセルとモジュール本体との間に収められる。それにより、係合箇所に外力が作用することを防止でき、温度センサが不用意に外れてしまうことを防止することができる。
そして、温度センサは、モジュール本体とバッテリーセルとの間に挟まれる。それにより、温度センサをバッテリーセルに直接に且つ確実に接触させることができ、温度センサの測定精度の低下を回避することができる。
また、係止部の弾性変形によりモジュール部品の装着時の誤差等が吸収され、そして、係止部の弾性復元力は温度センサをバッテリーセルに押し付けるように温度センサに作用する。それにより、温度センサとバッテリーセルとを一層確実に接触させることができる。

以下、本発明の温度センサ取付構造の好適な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は本発明の温度センサ取付構造の概略構成を示す斜視図、図２は温度センサの斜視図、図３はモジュール部品の断面図、図４は複数のバッテリーセルに装着された状態を示すモジュール部品の断面図である。

図１に示すように、本実施形態の温度センサ取付構造は、配列された複数のバッテリーセル２に跨って装着されるモジュール部品３を備えている。

複数のバッテリーセル２は、バッテリーケース１に保持されている。バッテリーケース１は、基台１０と、基台１０に立設された一組の側板１１とを有している。一組の側板１１は、間隔をおいて互いに対向している。複数のバッテリーセル２は、一組の側板１１の間で、側板１１と平行に且つ互いに所定の間隔をおいて１列に並んで基台１０上に配置されている。

各バッテリーセル２は、その上面に正端子２０ａおよび負端子２０ｂで構成される一対の端子２０を有している。配列された複数のバッテリーセル２それぞれの一対の端子２０は２列に並び、そして、各端子列において正端子２０ａと負端子２０ｂとが交互に配置されるように複数のバッテリーセル２は配列されている。

バッテリーケース１は、一組の側板１１に架け渡される２本のフレーム１２を有している。２本のフレーム１２は、配列された複数のバッテリーセル２それぞれの上面に接触し、基台１０との間でこれらのバッテリーセル２を挟んでいる。複数のバッテリーセル２は、基台１０と２本のフレーム１２との間に挟まれてバッテリーケース１に保持されている。

尚、バッテリーケース１は、複数のバッテリーセル２およびこれらのバッテリーセル２に跨って装着されたモジュール部品３を覆う上蓋（不図示）を有している。

モジュール部品３は、配列された複数のバッテリーセル２の上部に装着される板状のモジュール本体３０と、モジュール本体３０に設けられたバスバー３１と、モジュール本体３０に係止された温度センサ４とを有している。

バスバー３１は、各端子列において隣接する正端子２０ａと負端子２０ｂとを接続し、複数のバッテリーセル２を電気的に直列に接続する。さらに、バスバー３１は、複数のバッテリーセル２で構成される直列回路の両端に位置する正端子２０ａおよび負端子２０ｂと所定の回路との接続を提供する。

温度センサ４は、複数のバッテリーセル２のうち所定のバッテリーセル２に接触して、このバッテリーセル２の温度を測定する。図１に示す例では、２つの温度センサ４が用いられており、これら２つの温度センサ４は、複数のバッテリーセル２の並び方向の両端に配置されたバッテリーセル２にそれぞれ接触する。モジュール本体３０における所定のバッテリーセル２に対応した位置には貫通孔３２が形成されている。温度センサ４は、貫通孔３２に挿通され、貫通孔３２の縁部に係止される。

図２および図３に示すように、温度センサ４は、例えばサーミスタなどの測温素子４０を合成樹脂で覆った本体部４１と、貫通孔３２の縁部に係合可能な係止部４２と、挿通時に操作されるための平坦面（操作受部）４６ａ、４６ｂを有すると共に貫通孔３２を通過しないように形成された取り付け部４３とを有している。

係止部４２は、本体部４１の両側縁部から本体部４１の後方に向けて延びる一組の係止片４２ａ、４２ｂにより構成されている。一組の係止片４２ａ、４２ｂは、それらの先端部に向かうに従って互いに離反するように傾斜しており、それらの先端部の間隔が貫通孔３２の幅よりも大きくなるように形成されている。そして、一組の係止片４２ａ、４２ｂは、それらの先端部の間隔を狭め、若しくは広げる向きに弾性変形可能である。

取り付け部４３は、本体部４１の両側縁部から本体部４１の後方に向けて延びる一組の取り付け片４３ａ、４３ｂにより構成されている。一組の取り付け片４３ａ、４３ｂは、一組の係止片４２ａ、４２ｂの間にあって、これら一組の係止片４２ａ、４２ｂよりもさらに後方に延びている。一組の取り付け片４３ａ、４３ｂは、それらの先端部に向かうに従って互いに離反するように傾斜しており、それらの先端部の間隔が貫通孔３２の幅よりも大きくなるように形成されている。そして、一組の取り付け片４３ａ、４３ｂにはそれぞれリブ４４が形成されており、一組の取り付け片４３ａ、４３ｂは、それらの先端部の間隔を狭める向きに変形しにくくされている。

本体部４１の測温素子４０に接続している一組の電線４５ａ、４５ｂは、本体部４１の上面の中央部から一組の取り付け片４３ａ、４３ｂの間を通って本体部４１の後方に引き出されている。

温度センサ４は、本体部４１を先にして、複数のバッテリーセル２とは反対側からモジュール本体３０の貫通孔３２に挿通される。一対の取り付け片４３ａ、４３ｂの両先端部には、本体部４１の挿通時に操作されるための平坦面４６ａ、４６ｂが形成されており、これらの平坦面４６ａ、４６ｂが押し下げられて、温度センサ４は貫通孔３２に押し込まれる。ここで、電線４５ａ、４５ｂは、一対の取り付け片４３ａ、４３ｂの間にあって、挿通時に屈曲しないよう保護されている。

温度センンサ４が貫通孔３２に挿通されるのに伴って、一対の係止片４２ａ、４２ｂは、貫通孔３２の縁部との摺接により両先端部の間隔を狭めるように弾性変形して貫通孔３２を通過する。そして、貫通孔３２を通過した一対の係止片４２ａ、４２ｂは、弾性変形から復元してバッテリーセル２側から貫通孔３２の縁部に係合する。一対の取り付け片４３ａ、４３ｂは、先端部の間隔を狭めるような変形が規制されていることにより、貫通孔３２を通過することなく、バッテリーセル２とは反対側から貫通孔３２の縁部に係合する。

貫通孔３２に挿通された温度センサ４は、一対の係止片４２ａ、４２ｂおよび一対の取り付け片４３ａ、４３ｂとの間に貫通孔３２の縁部を挟み込み、貫通孔３２の縁部に係止される。尚、図３に示すように、一対の係止片４２ａ、４２ｂまたは一対の取り付け片４３ａ、４３ｂと貫通孔３２の縁部との間に多少の隙間Ｇが生じていてもよい。

図４に示すように、モジュール部品３が複数のバッテリーセル２に跨って装着されたとき、温度センサ４は、その本体部４１の突端の測定面を所定のバッテリーセル２に接触させる。そして、温度センサ４は、この接触によりモジュール本体３０に向けて押圧され、貫通孔３２を通過している一対の係止片４２ａ、４２ｂをバッテリーセル２側から貫通孔３２の縁部に係合させる。モジュール本体３０と温度センサ４との係合箇所である貫通孔３２の縁部と温度センサ４の一対の係止片４２ａ、４２ｂとは、所定のバッテリーセル２とモジュール本体３０との間に収められる。そして、温度センサ４の本体部４１は、一対の係止片４２ａ、４２ｂを係合させたモジュール本体３０とバッテリーセル２との間に挟まれて固定される。それにより、温度センサ４の本体部４１は、所定のバッテリーセル２と接触した状態に保たれる。

さらに、本実施形態の温度センサ取付構造では、一対の係止片４２ａ、４２ｂが、それらの先端部の間隔を狭め、若しくは広げる向きに弾性変形可能であり、温度センサ４がモジュール本体３０に向けて押圧されることにより、両先端部の間隔を広げるように弾性変形する。そして、一対の係止片４２ａ、４２ｂの弾性復元力は、本体部４１をバッテリーセル２に押しつけるように本体部４１に作用する。それにより、温度センサ４の本体部４１は、所定のバッテリーセル２と接触した状態に保たれる。

以上、説明したように、本実施形態の温度センサ取付構造によれば、温度センサ４に設けられた取り付け部４３の平坦面４６ａ、４６ｂを保持し押し下げて、モジュール部品３のモジュール本体３０に形成された貫通孔３２に押し込み、これにより貫通孔３２に温度センサ４を係止する。そして、この状態で、このモジュール部品３を複数のバッテリーセル２に装着することにより、温度センサ４を所定のバッテリーセル２に接触させている。それにより、複数の温度センサ４を取り付ける場合にも、押し込み作業で済むので、熱結合部材や半田を用いて温度センサを個々に取り付ける場合に比べて、その取り付け作業を簡略化することができ、取り付け作業効率を高めることができる。また、従来バッテリーセルに設けられていた止め具を不要とし、コストの低減を図ることができる。

そして、モジュール本体３０と温度センサ４との係合箇所がバッテリーセル２とモジュール本体３０との間に収められる。それにより、係合箇所に外力が作用することを防止でき、温度センサ４が不用意に外れてしまうことを防止することができる。

そして、温度センサ４は、モジュール本体３０とバッテリーセル２との間に挟まれる。それにより、温度センサ４をバッテリーセル２に直接に且つ確実に接触させることができ、温度センサ４の測定精度の低下を回避することができる。

また、係止部４２の弾性変形によりモジュール部品３の装着時の誤差等が吸収され、そして、係止部４２の弾性復元力は温度センサ４をバッテリーセル２に押し付けるように温度センサ４に作用する。それにより、温度センサ４とバッテリーセル２とを一層確実に接触させることができる。

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形状、寸法、数値、形態、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。
例えば、上述した実施形態では、操作受部が平坦面であるとして説明したが、この形態、形状に限らず、本発明の前述した目的を達成できれば、種々の形態、形状を採用することができる。

本発明の温度センサ取付構造の概略構成を示す斜視図である。 温度センサの斜視図である。 モジュール部品の断面図である。 複数のバッテリーセルに装着された状態を示すモジュール部品の断面図である。 従来の温度センサ取付構造の断面図である。

符号の説明

１ バッテリーケース
２ バッテリーセル
３ モジュール部品
４ 温度センサ
３０ モジュール本体
３１ バスバー
３２ 貫通孔
４０ 測温素子
４１ 本体部
４２ 係止部
４２ａ 係止片
４２ｂ 係止片
４３ 取り付け部
４３ａ 取り付け片
４３ｂ 取り付け片
４６ａ 平坦面（操作受部）
４６ｂ 平坦面（操作受部）

Claims (3)

1. 配列された複数のバッテリーセルに跨って装着されるモジュール部品を備える温度センサ取付構造であって、
   前記モジュール部品が、モジュール本体と、前記複数のバッテリーセルを相互に電気的に接続または所定の回路に電気的に接続するために前記モジュール本体に設けられたバスバーと、前記複数のバッテリーセルのうちの所定のバッテリーセルの温度を測定するために前記モジュール本体に係止された温度センサと、を有し、
   前記モジュール部品には、前記温度センサを挿通および係止するための貫通孔が、前記モジュール本体における前記所定のバッテリーセルに対応した位置に形成されており、
   前記温度センサが、測温素子と、前記測温素子を覆う本体部と、前記本体部側から前記本体部の後方（反挿入方向）に向けて延び、装着状態で前記貫通孔の縁部に係合可能な係止部と、前記本体部側から前記本体部の後方に向けて前記係止部よりも長く延びて前記本体部および前記係止部とを前記貫通孔に挿通する際に保持操作される取り付け部と、から構成され、
   前記取り付け部を保持操作して前記本体部および前記係止部を押し下げて、前記貫通孔に押し込み、そして、前記モジュール部品が前記複数のバッテリーセルに装着されたとき、前記温度センサが前記所定のバッテリーセルに接触することを特徴とする温度センサ取付構造。
2. 前記モジュール部品が前記複数のバッテリーセルに装着されたとき、前記温度センサが前記所定のバッテリーセルに接触し、そして
   前記温度センサがこの接触により前記モジュール本体に向けて押圧され、これにより、前記貫通孔を通過している状態の前記係止部が前記所定のバッテリーセル側から前記貫通孔の縁部に係合する
   ことを特徴とする請求項１に記載の温度センサ取付構造。
3. 前記係止部が、前記複数のバッテリーセルへの前記モジュール部品の装着方向に弾性変形可能である
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の温度センサ取付構造。

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