JP5862200B2 - 車両用の電池モジュール - Google Patents

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Description

本発明は車両用の電池モジュールに関し、特に、電気自動車やハイブリッド自動車に搭載される電池パックを収容する金属製のシールドケース内に、該電池パック側電源と接続するリレー等を内蔵するジャンクションボックスを収容配置する電池モジュールにおいて、ジャンクションボックスの低背化を図るものである。
電気自動車やハイブリッド自動車においては、従来、特開２０１０−３６５９４号公報のハイブリッド自動車で図６に示すように、高電圧の電池パック１００を車室内のリヤ側等に配置し、該電池パック１００を高圧電源ケーブル１０１を介してエンジンルーム内に搭載した機器１０３と接続している。該機器１０３内でヒューズ１０４、高圧・低圧のジャンクションボックスと一体または近接配置したＤＣ−ＤＣモジュール１０５と接続している。
ジャンクションボックスにリレーを搭載する場合、通常、図７に示すように、発熱体となるリレー２０１はジャンクションボックス２００のアッパーケース２０２の上面に搭載し、ジャンクションボックス２００の内部で過熱を抑制している場合が多い。該ジャンクションボックス２００の上面に高さが大であるリレー２０１を搭載すると、ジャンクションボックス２００の高さＨ１にリレー２０１の高さＨ２が加わり、全体高さが大となる。
特開２０１０−３６５９４号公報
特許文献１に開示されたハイブリッド自動車等では、電池パックは車室側、該電池パックに接続されるヒューズ等を含むジャンクションボックスはエンジンルーム側と別位置に配置し、高圧電源ケーブル１０１を介して接続している。該構成とすると高圧電源ケーブルの配線長さが大きくなり、かつ、高圧電源ケーブル１０１と接続する機器１０３も金属製のシールドケースに収容し、該機器１０３内の高圧電線から生じるノイズを遮蔽する必要があり、機器や設備が大型化する問題がある。
よって、近時、電池パックを収容する金属製ケース（シールドケース）内にジャンクションボックスも収容し、該ジャンクションボックスに収容するリレーやヒューズを含む分岐接続回路の負荷側にシールド電線を接続し、該シールド電線をシールドケースより外方へ引き出す電池モジュールが開発されている。
しかしながら、図７に示すようにリレーを搭載して高さが大となるジャンクションボックスを電池パックを収容するシールドケース内に収容すると、シールドケースも高くする必要がある。よって、電池モジュールを設置するスペースに制約を受け、所望の位置に配置できなくなる恐れもある。
また、ジャンクションボックスに搭載する電気機器に高圧電線と低圧電線とを接続すると、高圧電線から発生するノイズを低圧電線が受けることとなり、負荷側に接続される低圧電線にノイズが発生しやすい問題がある。
本発明は前記問題に鑑みてなされたもので、電池パックを収容するシールドケース内にジャンクションボックスを収容する場合に、ジャンクションボックスの高さを抑制し、かつ、ジャンクションボックスに接続する低圧電線が高圧電線からノイズの影響を受けないようにすることを課題としている。
前記課題を解決するため、本発明は、電池パックを収容する金属製のシールドケースの内部にジャンクションボックスを収容しており、
前記ジャンクションボックスは、前記シールドケースの底壁または該底壁に固定する金属板の表面に高さが大であるリレーおよび電気部品の樹脂ケースを固定し、かつ、低圧電線を金属板上に配線し、
前記ジャンクションボックスの樹脂製のケースカバーを前記底壁または金属板上に固定した前記リレー、電気部品および低圧電線を覆う状態で被せ、該ケースカバーに設けた開口から前記リレーおよび電気部品の上面を露出させ、該上面に設けた前記リレーおよび電気部品の接点部を該ケースカバー上に配線する高圧電線およびバスバーと締結して電気接続すると共に、該ケースカバーを前記シールドケース上に固定し、
かつ、前記リレーおよび電気部品の低圧電線との接点部は該リレーおよび電気部品の側面に設け、前記ケースカバーの側壁に設けた挿通穴を通して配線する低圧電線と接続している車両用の電池モジュールを提供している。
前記のように、ジャンクションボックスに取り付ける電気機器のうちで高さが大であるリレーはジャンクションボックスを設置するシールドケースの底壁上または底壁に固定する金属板の上面に直接固定し、該リレーを覆うようにジャンクションボックスの樹脂製のケースカバーを被せることで、リレーによりジャンクションボックスの全体高さが大となることが抑制できる。また、ケースカバーの下方に低圧電線、上方に高圧電線を配線し、ケースカバーで低圧電線と高圧電線とを遮断することで、低圧電線が高圧電線から受けるノイズを低減できる。
前記のように、ケースカバーの下方に低圧電線を配線する一方、上方に高圧電線を配線し、下方に配置する前記リレーおよび電気部品の低圧電線との接点部は該リレーおよび電気部品の側面に設け、前記ケースカバーの側壁に設けた挿通穴を通して配線する低圧電線と接続する一方、
前記ケースカバー上に配置する高圧電線またはバスバーと接続する接点部は該リレーおよび電気部品の上面に設け、前記ケースカバー上に配置するバスバーおよび高圧電線と接続している。
このように、高圧電線をケースカバーの上方に配置すると、ケース外側にあるケースカバーにて電源を分配でき、かつ、ケース内部の機器へのノイズの影響を与えないようにすることができる利点がある。また、低圧電線をケースカバーの下方に配置すると、ケース外でノイズが発生しても、ケースで一定距離が確保され、ノイズ対策を実施しなくてよい利点がある。
また、前記のように、ケースカバー上に配置する高圧電線およびバスバーと前記ケースカバーの下方に固定するリレーおよび電気部品の接点部とを締結して前記ケースカバーを前記シールドケース上に固定している。
該構成とすると、ジャンクションボックスのケースカバーをシールドケースに固定する手段を不要とでき、ケースカバーを簡単にできると共にケースカバーをシールドケースに固定する作業が不要になる。
前記のように、電池パックを収容するシールドケース内にジャンクションボックスを収容する電池モジュールにおいて、高さが大であるリレーや電気部品をシールドケースの底壁または該底壁に固定する金属板上に固定し、バスバーを保持するジャンクションボックスのケースを前記リレーや電気部品を覆うケースカバーとしている。よって、ジャンクションボックスの全高さがジャンクションボックスのケース高さにリレーの高さを加えた高さにならず、ジャンクションボックスの大型化を抑制できる。
また、ジャンクションボックスのケースカバーで高圧電線と低圧電線を遮蔽しているため、低圧電線が高圧電線からノイズを受けることを抑制できる。
本発明の実施形態の電池モジュールを示す概略図である。 前記電池モジュールに蓋を被せて閉鎖していない状態の斜視図である。 前記電池モジュールに蓋を被せて閉鎖している状態の斜視図である。 電池モジュールのシールドケース内にリレー等を搭載している状態を示す斜視図である。 前記リレー等のジョンクションボックスのケースカバーを被せた状態を示す斜視図である。 従来例を示す図面である。 従来のリレーを搭載したジョンクションボックスの斜視図である。
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図５に本発明の実施形態を示す。
図１に電気自動車に搭載する電池モジュール１を示す。
電池モジュール１はアルミニウム合金等の金属製のシールドケース２内に電池パック３を収容している。シールドケース２の前壁２ａと右側壁２ｂに囲まれた部分にジャンクションボックスの収容領域Ｘを設け、該収容領域Ｘにジャンクションボックス５を配置している。前記電池パック３上にはＥＣＵ４を搭載している。
図４に示すように、前記ジャンクションボックス５の配置位置に長方形状の金属板６を敷設し、該金属板６をシールドケース２の底壁２ｒにボルト締めを固定している。該金属板６の上面に高さが大である複数のリレー１０（１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ）および、電気部品のスタート用のリレー１１（１１Ａ、１１Ｂ）を間隔をあけて配置し、これらリレー１０、電気部品１１の樹脂製のケースを金属板６にボルト固定している。
金属板６上に固定するリレー１０、電気部品１１と接続する低圧電線１２を金属板６の上に配線している。該低圧電線１２は前記電池パック３上に搭載したＥＣＵ４と接続した電線である。
図２および図５に示すように、前記金属板６上に固定した複数のリレー１０、電気部品１１および低圧電線１２を覆う状態で樹脂製のケースカバー２０を被せている。該ケースカバー２０がジャンクションボックス５のケース本体となるものである。該ケースカバー２０は上壁２０ａの周囲より側壁２０ｂが下向きに突出し、該側壁２０ｂの下端が金属板６の外形線に沿った位置に接するようにしている。また、図中、左側壁２０ｂの下端に低圧電線挿入用の開口（挿通穴）２０ｃを設けている。対向する右側壁２０ｄはシールドケース２の右側壁の内面側に位置し、該シールドケース２の右側壁に穿設する貫通穴２ｅから挿入する高圧シールド電線をケースカバー２０の上壁２０ａ上へと配線している。
前記ケースカバー２０の上壁２０ａにはバスバーおよび高圧電線のガイド壁２０ｇを突設している。かつ、該上壁２０ａにはリレー１０および電気部品１１と対応する位置にそれぞれ開口２０ｈを設け、前記リレー１０および電気部品１１の高圧電線と接続端子部１０ｔ、１１ｔは開口２０ｈを通して上向きに突設している。一方、図４に示すように、リレー１０、電気部品１１の低圧電線と接続する端子部１０ｓ、１１ｓはリレー１０および電気部品１１のケース側面に突設し、ケースカバー２０の下方に位置させている。
前記ガイド壁２０ｇで区画された通路にバスバー２２を嵌合固定し、該バスバー２２に設けたボルト穴に前記電気部品１１の高圧電線と接続する端子部１１ｔを通してナットで固定している。また、リレー１０の端子部１０ｔはケースカバー２０の上面側に配線する高圧電線３０の端末に接続したボルト止め端子２９を嵌合し、ナットで固定している。
前記バスバー２２を配置すると共に高圧電線３０を配線するケースカバー２０の上方には蓋を被せずに開口とし、シールドケース２の全体に被せる蓋３２で閉鎖している。該構成として、リレー１０、電気部品１１、バスバー２２、高圧電線３０から発生する熱がジャンクションボックス５の内部にこもって過熱するのを防止している。
前記構成の電池モジュール１の組み立ては、まず、図４に示すように、金属板６上にリレー１０、電気部品１１を搭載して、シールドケース２の底壁２ｒの上面に固定する。該金属板６の上面に電池パック３上のＥＣＵ４と接続する低圧電線１２を配線し、電気部品１１と接続する。
その後、図２および図５に示すように、バスバー２２を配置したケースカバー２０をリレー１０および電気部品１１に被せる状態で設置する。その際、ケースカバー２０の側壁に設けた開口２０ｃを前記低圧電線１２が挿通するようにセットする。
この状態でケースカバー２０の上壁２０ａの開口２０ｈにリレー１０、電気部品１１を位置し、その端子部１０ｔ、１１ｔをバスバー２２および高圧電線３０の端子部と締結する。この締結によりケースカバー２０は金属板６を介してシールドケース２の底壁２ｒに固定される。これによりケースカバー２０を金属板６またはシールドケース底壁２ｒに直接に固定する必要は無い。
最後にシールドケース２に蓋３２を被せ、図３に示す状態とする。
１ 電池モジュール
２ シールドケース
３ 電池パック
５ ジャンクションボックス
６ 金属板
１０ リレー
１０ｔ 端子部
１１ 電気部品
１１ｔ 端子部
１２ 低圧電線
２０ ケースカバー
２０ｇ ガイド壁
２０ｈ 開口
２２ バスバー
３０ 高圧電線

Claims (1)

  1. 電池パックを収容する金属製のシールドケースの内部にジャンクションボックスを収容しており、
    前記ジャンクションボックスは、前記シールドケースの底壁または該底壁に固定する金属板の表面に高さが大であるリレーおよび電気部品の樹脂ケースを固定し、かつ、低圧電線を金属板上に配線し、
    前記ジャンクションボックスの樹脂製のケースカバーを前記底壁または金属板上に固定した前記リレー、電気部品および低圧電線を覆う状態で被せ、該ケースカバーに設けた開口から前記リレーおよび電気部品の上面を露出させ、該上面に設けた前記リレーおよび電気部品の接点部を該ケースカバー上に配線する高圧電線およびバスバーと締結して電気接続すると共に、該ケースカバーを前記シールドケース上に固定し、
    かつ、前記リレーおよび電気部品の低圧電線との接点部は該リレーおよび電気部品の側面に設け、前記ケースカバーの側壁に設けた挿通穴を通して配線する低圧電線と接続している車両用の電池モジュール。
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