JP5736859B2 - バッテリパックのヒーターモジュール結線構造 - Google Patents
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Description
ところでバッテリパックは、全てのバッテリモジュールを共通な電源ケーブルに接続し、これを経てバッテリモジュールから各所への給電を行うため、上記した複数個のヒーターモジュールも当該共通な電源ケーブルに接続して、これから給電を受けるようにすることとなる。
この時ヒーターモジュールは、個々のリード線を共通な電源ケーブルに、カシメ結合などで圧着接続するのが普通である。
この「圧着接続外れ」は、ヒーターモジュールの作動時に正規の温度上昇があるか否かを、温度センサで検出した温度から判定し、この検出温度が正規値よりも低いときをもって、「圧着接続外れ」と判断可能である。
しかしこの場合、温度センサ設置箇所から遠いヒーターモジュールの「圧着接続外れ」を検出することができず、「圧着接続外れ」を生じたヒーターモジュールの特定が不可能であるという問題を生ずる。
先ず本発明の前提となるバッテリパックのヒーターモジュール結線構造を説明するに、これは、
バッテリパック内の複数箇所を温度調節用に加温可能な複数個のヒーターモジュールをそれぞれ、リード線を介して共通な電源ケーブル上に圧着接続し、
バッテリパック内の所定位置に配置した複数個の温度センサによる検出温度から、上記圧着接続の外れを検出するようにしたものである。
温度センサによる温度検出が不能なヒーターモジュールのリード線が共通な電源ケーブルからの「圧着接続外れ」を生じた場合、温度センサによる温度検出が可能なヒーターモジュールのリード線も共通な電源ケーブルからの「圧着接続外れ」を生じており、当該温度センサの検出温度が正規の温度上昇を示さない。
温度センサによる温度検出が不能なヒーターモジュールが共通な電源ケーブルからの「圧着接続外れ」を生じている場合も、これを容易に特定することができて、対処が容易である。
<実施例の構成>
図1,2はそれぞれ、本発明のヒーターモジュール結線構造を適用可能なバッテリパックを、車両フロアパネル直下のバッテリ収納空所内に取り付けた状態で示す、車両の側面図および平面図で、
図3は、図1,2に示すバッテリパックを車両のバッテリ収納空所から取り外した状態で示す、バッテリパックの全体平面図である。
図1,2において、1は車体、2は車室、3は走行用電動モータが搭載されたモータルーム、4は左右前輪、5は左右後輪、6は前席シート、7は後席シート、11は車両用バッテリパックである。
前方右側のバッテリモジュール13FRも同様に、4個のバッテリシェル12を横置き状態で上下方向に積層したバッテリモジュールを、2個一組として車両前後方向に並置したものとする。
中央右側のバッテリモジュール13CRも同様に、2個のバッテリシェル12を横置き状態で上下方向に積層したバッテリモジュールを、2個一組として車両前後方向に並置したものとする。
上記のバッテリパック11内におけるバッテリモジュール13FL,13FR,13CL,13CR,13Rを、不使用中の凍結防止用などのために加温するヒーターモジュールを、図2,3に基づき以下に説明する。
なお図2,3では、明瞭のため便宜上、ヒーターモジュールにハッチングを付して示した。
中央左右のバッテリモジュール13CL,13CRについては、その前方にヒーターモジュール22L,22Rを設けると共に、後方にもヒーターモジュール23L,23Rを設ける。
そのため後方のバッテリモジュール13Rについては、バッテリシェル12の積層方向両端上方のみにヒーターモジュール24L,24Rを設ける。
ヒーターモジュール23L,23Rはそれぞれ、中央左側バッテリモジュール13CLおよび中央右側バッテリモジュール13CRの後側に立てて近接配置し、バッテリパックケース14のバッテリモジュール載置面14aに取着する。
ヒーターモジュール21L,21R,22L,22R,23L,23R,24L,24Rの電源接続端子はそれぞれ、前方左右のバッテリモジュール13FL,13FR間における車幅方向中程スペース、および中央左右のバッテリモジュール13CL,13CR間における車幅方向中程スペースに近い側に設置するのが良い。
また中央左側バッテリモジュール13CLおよび中央右側バッテリモジュール13CRの後側に立てて近接配置するヒーターモジュール23L,23Rの電源接続端子もそれぞれ、これらヒーターモジュール23L,23Rの相互に近い端部に配置する。
またヒーターモジュール23L,23Rの電源接続端子を上記のように配置し得るのは、中央左側バッテリモジュール13CLおよび中央右側バッテリモジュール13CRの後方に、隣接するバッテリモジュールが存在しなくて、ヒーターモジュール23L,23Rの相互に近い端部周辺に、電源接続端子を設置するスペースを確保し得るためである。
中央左側バッテリモジュール13CLおよび中央右側バッテリモジュール13CRの前側に立てて近接配置するヒーターモジュール22L,22Rの相互に近い端部周辺に、これらヒーターモジュール22L,22Rの電源接続端子を設置するスペースを確保し得ない。
これら図4,5に示すように、ヒーターモジュール22Lは樹脂などの絶縁材で造った絶縁ホルダー31と、板状発熱体32および均熱板33の貼り合わせに成る板状ヒーター本体34とで構成する。
そして絶縁ホルダー31には、周縁部にスナップフィット型式を可とする複数個のヒーター本体係止部31aを設け、これら係止部31aにより板状ヒーター本体34を上記の配置で絶縁ホルダー31に係止し、この係止状態で、絶縁ホルダー31および板状発熱体32間に空気層が存在するようになす。
このとき図3に示すごとく、板状ヒーター本体34の均熱板33が中央左側バッテリモジュール13CLの前側面13CLaに近接して対向するような向きにして、ヒーターモジュール22Lの当該取着を行う。
これら中央左側バッテリモジュール13CLおよび中央右側バッテリモジュール13CRの載置領域の外には、車両の側面衝突時における安全対策のために余裕スペースを設定するのが普通であり、絶縁ホルダー屈曲端部31cの上記設置が可能である。
そして、この電源接続端子35から延在するヒーターハーネス36は、図5に示すごとく絶縁ホルダー31に設けたハーネス配索溝31dに収納して、図4に示すごとく絶縁ホルダー31の反対端まで延在させ、この延在端部を、絶縁ホルダー31の当該端部におけるリード線37に接続する。
この場合、ヒーターモジュール22Lが厚くなって、中央左側バッテリモジュール13CLと前方左側バッテリモジュール13FLとの間の限られたスペースに介挿し得なくなり、実現不可能である。
上記したヒーターモジュール21L,21R,22L,22R,23L,23R,24L,24Rの結線構造を図6に基づき以下に詳述する。
この図6は、図3のバッテリパック11を同図と同様に上方から見てその全体を、ヒーターモジュール結線構造と共に模式的に示す概略平面図である。
当該共通な電源ケーブル42に対しヒーターモジュール21L,21R,22L,22R,23L,23R,24L,24Rを以下のごとくに結線して電気接続する。
そのため本実施例においては、バッテリパック11内の所定位置に配して複数個(図6では4個)の温度センサ43F,43C,43RR,43RCを設け、これら温度センサによる検出温度が、ヒーターモジュール21L,21R,22L,22R,23L,23R,24L,24Rの作動中にもかかわらず、規定通りの上昇を示さないときをもって、上記の「接続外れ」が発生したと判定する。
つまり、電源ケーブル42に対するヒーターモジュール21L,21R,22L,22R,23L,23R,24L,24Rの上記「接続外れ」を最も効率的に検出し得る必要最小限のバッテリパック1内における温度検出箇所(例えば、上記「接続外れ」による温度低下を生じ易い上位4箇所)を実験などにより求め、これらの箇所のみに温度センサ43F,43C,43RR,43RCを設ける。
ヒーターモジュール23Lの車幅方向外端近くに配して温度センサ43Cを設け、
ヒーターモジュール24Rの車両前後方向直後に配して温度センサ43RRを設け、
ヒーターモジュール24L,24R間に配して温度センサ43RCを設ける。
それ以外のヒーターモジュール21L,21R,22L,23R,24Lは、温度センサ43F,43C,43RR,43RCの何れからも遠く離れていて、その検出温度がヒーターモジュール21L,21R,22L,23R,24Lの上記「接続外れ」によっても目立った低下を呈さないことから、これらヒーターモジュール21L,21R,22L,23R,24Lの上記「接続外れ」を検出することができず、「接続外れ」を生じたヒーターモジュールの特定が不可能である。
共通な電源ケーブル42に対するヒーターモジュール21L,21R,22L,22R,23L,23R,24L,24Rの結線構造を、図6に基づき以下に説明するようなものとする。
更に、温度検出が不能なヒーターモジュール21L,21R,22L,23R,24Lのうち、ヒーターモジュール23Rのリード線45Rは、電源41からのリード線47と共に、共通な電源ケーブル42の同一箇所へカシメなどにより同時圧着接続する。
また、温度センサ43Fによって温度検出が可能なヒーターモジュール22Rのリード線44Rは、単独で共通な電源ケーブル42へカシメなどにより圧着接続する。
この図7において、ハッチングを付した○印で示すヒーターモジュール22R,23L,24Rはそれぞれ、温度センサ43F,43C,43RRによって温度検出が可能なヒーターモジュールであり、
ハッチング無しの○印で示すヒーターモジュール21L,21R 22L,23R,24Lはそれぞれ、温度センサ43F,43C,43RR,43RCの何れからも遠くて、これらによる温度検出が不能なヒーターモジュールである。
上記した本実施例のヒーターモジュール結線構造による効果を以下に詳述する。
この説明に先立ち先ず、ヒーターモジュール21L,21R,22L,22R,23L,23R,24L,24Rを共通な電源ケーブル42に接続するに当たって、何らの考察もしないで当該接続を行う場合の結線構造、およびその問題点を解説する。
共通な電源ケーブル42に対するこれら21L,21R,22L,22R,23L,23R,24L,24Rの結線構造は、何らの考察もしない場合、図8に示すような回路構成、つまりヒーターモジュール21L,21R,22L,22R,23L,23R,24L,24Rを個々に共通な電源ケーブル42にカシメ結合し、ヒーターモジュール21L,21R,22L,22R,23L,23R,24L,24Rを電源ケーブル42に対し並列的に圧着接続することになる。
また何よりも、本実施例のようにコスト対策のため、必要最小限の4個の温度センサ43F,43C,43RR,43RCをバッテリパックケース14内の所定位置に設置するだけの場合は、これら温度センサ43F,43C,43RR,43RCから離れていて、これらによる温度検出が不能なヒーターモジュール21L,21R,22L,23R,24Lは、どれ一つとして電源ケーブル42からの「圧着接続外れ」を検出することができない。
温度センサ43F,43C,43RR,43RCの何れからも遠くて、これらによる温度検出が不能なヒーターモジュール21L,21R,22L,23R,24Lのうち、
ヒーターモジュール22Lのリード線44Lは、温度センサ43Cによって温度検出が可能なヒーターモジュール23Lのリード線45Lと共に、共通な電源ケーブル42へ同時圧着接続し、
また、ヒーターモジュール24Lのリード線46Lは、温度センサ43RRによって温度検出が可能なヒーターモジュール24Rのリード線46Rと共に、共通な電源ケーブル42の同一箇所へ同時圧着接続したため、
これら温度検出不能なヒーターモジュール22L,24Lのリード線44L, 46Rが共通な電源ケーブル42からの「圧着接続外れ」を生じた場合、温度センサ43C,43RRによる温度検出が可能なヒーターモジュール23L,24Rのリード線45L,46Rも共通な電源ケーブル42からの「圧着接続外れ」を生じており、当該温度センサ43C,43RRの検出温度が正規の温度上昇を示さない。
温度センサによる温度検出が不能なヒーターモジュール22L,24Lの場合も、これらが共通な電源ケーブル42から「圧着接続外れ」しているのを確実に検出することができ、対処が容易である。
この温度検出不能なヒーターモジュール23Rのリード線45Rが共通な電源ケーブル42からの「圧着接続外れ」を生じた場合、電源41からのリード線47も共通な電源ケーブル42からの「圧着接続外れ」を生じており、全ての温度センサ43F,43C,43RR,43RCの検出温度が正規の温度上昇を示さない。
温度センサによる温度検出が不能なヒーターモジュール23Rが共通な電源ケーブル42からの「圧着接続外れ」を生じている場合も、これを容易に特定することができて、対処が容易である。
これらヒーターモジュール21L,21Rは、温度検出不能であっても、電源ケーブル42に機械的に圧着接続されておらず、電源ケーブル42からの「圧着接続外れ」を生ずることがないため、問題になることがない。
このリード線44Rが電源ケーブル42から「圧着接続外れ」を生じた場合は、この現象を、温度センサ43Fの検出温度から直ちに検出することができて、即座に対処可能であり、何ら問題にならない。
2 車室
3 モータルーム
4 左右前輪
5 左右後輪
6 前席シート
7 後席シート
11 バッテリパック
12 バッテリシェル
13FL 前方左側バッテリモジュール
13FR 前方右側バッテリモジュール
13CL 中央左側バッテリモジュール
13CR 中央右側バッテリモジュール
13R 後方バッテリモジュール
14 バッテリパックケース
15 モータ給電線
22L,22R ヒーターモジュール
22L,22R ヒーターモジュール
23L,23R ヒーターモジュール
24L,24R ヒーターモジュール
31 絶縁ホルダー
32 板状発熱体
33 均熱板
34 板状ヒーター本体
35 ヒーター電源接続端子
36 ヒーターハーネス
38 コネクタ
41 電源
42 共通な電源ケーブル
43F,43C,43RR,43RC 温度センサ
44L,44R,45L,45R,46L,46R,47 リード線
Claims (4)
- バッテリパック内の複数箇所を温度調節用に加温可能な複数個のヒーターモジュールをそれぞれ、リード線を介して共通な電源ケーブル上に圧着接続し、
バッテリパック内の所定位置に配置した複数個の温度センサによる検出温度から、前記圧着接続の外れを検出するようにしたバッテリパックのヒーターモジュール結線構造において、
前記温度センサによる温度検出が不能なヒーターモジュールのリード線と、前記温度センサによる温度検出が可能なヒーターモジュールのリード線とを、前記共通な電源ケーブルの同一箇所に同時圧着接続したことを特徴とするバッテリパックのヒーターモジュール結線構造。 - 請求項1に記載のバッテリパックのヒーターモジュール結線構造において、
前記温度センサによる温度検出が不能なヒーターモジュールのリード線を、前記共通な電源ケーブルと前記バッテリパック内における電源との圧着接続箇所と同じ箇所において、該共通な電源ケーブルに同時圧着接続したことを特徴とするバッテリパックのヒーターモジュール結線構造。 - 請求項1または2に記載のバッテリパックのヒーターモジュール結線構造において、
前記温度センサによる温度検出が不能なヒーターモジュールを、前記圧着接続に代え、前記共通な電源ケーブルの経路中に挿入して直接接続したことを特徴とするバッテリパックのヒーターモジュール結線構造。 - 前記バッテリパックが、複数個のバッテリモジュールを並置して成るものである、請求項1〜3のいずれか1項に記載のバッテリパックのヒーターモジュール結線構造において、
前記ヒーターモジュールは、前記バッテリモジュールのうち、選択されたバッテリモジュールの任意面を加温するものであり、
前記温度センサは、バッテリパック内におけるバッテリモジュールのうち、前記圧着接続外れが生じたときに、比較的温度低下を生じ易い代表的なバッテリモジュールの箇所における温度を検出するものであることを特徴とするバッテリパックのヒーターモジュール結線構造。
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