JP6085140B2 - バスバモジュールの電線配索構造 - Google Patents

Description

本発明は、バスバモジュールの電線配索構造に関する。

ハイブリッド自動車や電気自動車などの電動モータには、複数の電池を重ね合わせて構成される電源装置が搭載されている。この種の電源装置は、正極と負極の電極柱を交互に配列して集合させた複数の電池からなる電池集合体に、バスバモジュールが装着されて構成される。電池集合体は、バスバモジュールが装着されることにより、各電池が直列接続される。バスバモジュールは、隣り合う電池の電極間を接続する複数のバスバと、これらのバスバと電気的に接続される複数の電圧検出用端子と、各電池の温度を測定する複数のセンサと、これらを保持する樹脂製のプレートとを備えて構成される。

各バスバは、平板状の金属板材からなり、隣り合う電池の正極の電極柱と負極の電極柱がそれぞれ挿通される一対の挿入穴が設けられている。電圧検出用端子は、バスバと接触して電池の電圧を検出する平板状の電気接触部を有しており、この電気接触部にはバスバが接続される２つの電極柱の一方が挿通される挿入穴が設けられている。センサは、電極柱が設けられる電池の電極面と接触しながらプレートに支持されている。

プレート上には、バスバと電圧検出用端子とを収容するバスバ収容部が枠状の周壁に囲まれて形成される。バスバ収容部の外縁には、電圧検出用端子に接続される電圧検出線とセンサに接続されるリード線とが配索される電線配索路が設けられている。

図６に、特許文献１のバスバモジュールの電線配索構造を示す。この構造は、電池１０１に組み付けられたバスバモジュール１０３を斜め上から見たものである。電線配索路１０５は、プレート１０７上のバスバ収容部１０９の外縁の電極１１１ａ，１１１ｂ間方向に沿って溝状に設けられ、図示しないヒンジを介して開閉する蓋部１１３の下に電圧検出線（図示せず）等が収容されている。センサ１１５を保持するセンサ収容部１１７は、バスバ収容部１０９を挟んで電線配索路１０５と反対側に設けられている。

センサ１１５のリード線（図示せず）は、バスバ収容部１０９の周壁１１９に沿って形成されるリード線配索路１２１ａ、１２１ｂを介して電線配索路１０５に至り、電線配索路１０５に沿って電圧検出線とともにプレート１０７の端部まで配索されて外部へ導出されるようになっている。

特開２０１１−６０６７５号公報

しかしながら、特許文献１の電線配索構造は、バスバ収容部１０９を挟んでその両側にセンサ収容部１１７と電線配索路１０５が設けられている。そのため、リード線を電線配索路１０５に導いて配索するためには、センサ収容部１１７から電線配索路１０５に至るまで、バスバ収容部１０９を迂回させてリード線の配索路を設けなければならず、その結果、バスバモジュール１０３の構造が複雑になり、小型化が困難になるといった問題がある。また、これに伴ってリード線の配索長が長くなるといった問題がある。

本発明の課題は、バスバモジュールの小型化と構造の簡単化を図り、かつ、リード線の配索長を短くすることにある。

上記課題を解決するため、本発明は、複数の電池から構成される電池集合体の隣り合う電池の電極間を接続するバスバを収容する樹脂製のバスバ収容部に、電池の電極に接続される電圧検出用端子が収容され、この電圧検出用端子の電圧検出線と電池の温度を測定するセンサのリード線とが配索される電線配索路を備えたバスバモジュールの電線配索構造において、電線配索路は、バスバ収容部の外縁に沿って溝状に形成され、この電線配索路の溝状の底部は、電池と対向され、センサは、溝状の底部に形成された開口位置に対応させて設けられたセンサ収容部に収容されており、バスバ収容部は、枠状の周壁に囲まれて形成され、センサ収容部に収容されたセンサのリード線をバスバ収容部内へ引き出して、この引き出したリード線を周壁に形成されるスリットを通過させて電線配索路に配索させてなることを特徴とする。

これによれば、リード線をセンサ収容部から電線配索路まで導く際に、電線配索路の溝状の底部に形成された開口位置に対応させて設けられたセンサ収容部に収容されるセンサのリード線をバスバ収容部内へ引き出して、この引き出したリード線を周壁に形成されるスリットを通過させて電線配索路に配索させているので、リード線の配索長を格段に短くすることができ、しかも、リード線を配索するための専用の配索路を設ける必要がないから、バスバモジュールの小型化と構造の簡単化を図ることができる。

また、リード線をバスバ収容部に引き込んでから、電線配索路に引き出すことにより、リード線に所定の余長をもたせることができる。したがって、電線配索路に配索されるリード線やセンサに何らかの外力が作用してこれらの位置が動いたとしても、その動きをリード線の余長で吸収することができるから、リード線の断線を防ぐことができる。

また、スリットは、電圧検出線とリード線のいずれも圧入可能なスリット幅をなして形成されることが好ましい。

このようにスリット幅を設定することにより、電圧検出線とリード線をそれぞれスリット部分で保持することができるから、リード線は勿論、電圧検出線においても断線を防ぐこともできる。

本発明によれば、バスバモジュールの小型化と構造の簡単化を図ることができ、かつ、リード線の配索長を短くすることができる。

本発明が適用されるバスバモジュールが電池集合体に装着される際の電線配索構造を示す上面図である。 電池集合体に装着されたバスバモジュールの要部を拡大して示す斜視図である。 図２を矢視方向から見たときの断面図である。 図２にリード線を配索させた斜視図である。 センサの外観を示す斜視図である。 従来のバスバモジュールの要部を拡大して示す斜視図である。

以下、本発明を適用してなるバスバモジュールの電線配索構造の一実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態のバスバモジュールの電線配索構造は、例えば、電動モータの駆動力によって走行する電気自動車や、エンジンと電動モータとの双方の駆動力で走行するハイブリッド車などに搭載され、電動モータに電力を供給する電源装置に適用されるものである。

図１は、電池集合体１１（バッテリ）にバスバモジュール１３を装着して構成される電源装置１５の一部を示す。電池集合体１１は、直方体状に形成された複数の電池１７と、これらの電池１７を互いに重ね合わせて固定する図示しない固定部材とを備える。各電池１７の電極面１９の一端側と他端側には、一対の円柱状の電極柱が突出して設けられ、一方の電極柱が正極（以下、正極柱２１という。）、他方の電極柱が負極（以下、負極柱２３という。）となっている。複数の電池１７は、隣接する電池１７間で正極柱２１と負極柱２３が交互に並ぶように逆向きに重ね合わせて配列される。

電池集合体１１の電極面１９には、バスバモジュール１３が装着される。バスバモジュール１３は、全体として平板状をなしており、電池集合体１１の隣り合う電池１７の正極柱２１と負極柱２３との間を電気的に接続する複数のバスバ２５と、各電池１７の電圧を測定する複数の電圧検出用端子２７と、バスバ２５と電圧検出用端子２７を保持する樹脂製のプレート２９とを備える。

バスバ２５は、金属製の板材であり、隣り合う電池１７の正極柱２１と負極柱２３がそれぞれ挿通される一対の図示しない挿入孔が設けられる。電圧検出用端子２７は、電圧検出線（後述）が圧着される圧着部３１と、この圧着部３１から延設される平板状の電気接触部３３とを備えており、電気接触部３３には、隣り合う電池１７の正極柱２１と負極柱２３の一方が挿通される図示しない挿入孔が設けられる。

プレート２９は、その長手方向（図１の左右方向）に延在する第１プレート３５及び第２プレート３７と、これらを互いに接続する接続部３９とを備える。第１プレート３５と第２プレート３７は、互いに間隔をあけて平行に配列され、これらのプレートは、バスバ２５と電圧検出用端子２７を収容するバスバ収容部４１と、この隣接するバスバ収容部４１同士を連結する連結部４３と、電圧検出線（後述）を収容する溝状の電線配索路４５とが、それぞれ一体的に形成される。

図１に示すように、バスバ収容部４１は、各プレートの長手方向に沿ってそれぞれ複数配列される。第１プレート３５のバスバ収容部４１と第２プレート３７のバスバ収容部４１は、各プレートの長手方向に沿って、互いに千鳥状に配置される。バスバ収容部４１は、各プレートの底壁４７から枠状に立ち上がる略矩形の周壁４９に囲まれて形成され、このバスバ収容部４１の底壁４７には、正極柱２１と負極柱２３がそれぞれ通る図示しない一対の電極通し孔が設けられる。

電線配索路４５は、各バスバ収容部４１の外縁（周壁の外側）の各プレートの長手方向に沿って設けられる。各プレートに設けられる複数の電線配索路４５は、隣り合う電線配索路４５同士が間隔をあけて配置されるが、これらの電線配索路４５は、互いに同一直線に沿って配置される。

各電線配索路４５は、図示しない底部５１と一対の側壁５３ａ，５３ｂとの間に形成される。本実施形態では、バスバモジュール１３をできるだけコンパクトに設計するため、電線配索路４５をバスバ収容部４１の周壁４９に沿って設けている。すなわち、電線配索路４５を形成する一対の側壁５３のうち、一方の側壁５３ａは、バスバ収容部４１を形成する周壁４９ａであり、他方の側壁５３ｂは、プレート２９から一体的に立ち上げて設けられる。

バスバ収容部４１には、バスバ２５と電圧検出用端子２７とが互いに重なり合って保持される。すなわち、バスバ２５は、バスバ収容部４１の底壁４７の上に重ねられ、周壁４９から突出する爪部５７によって係止される。さらにバスバ２５の上には、電圧検出用端子２７の電気接触部３３が重ねられ、この電気接触部３３が周壁４９から突出する爪部５７によって係止される。

電圧検出用端子２７の圧着部３１は、バスバ収容部４１の一角に形成される圧着収容部５９に収容される。電圧検出用端子２７の圧着部３１には電圧検出線６１が圧着接続されている。この電圧検出線６１は、バスバ収容部４１から抜き出され（後述）、電線配索路４５に配索される。

次に、本実施形態の特徴構成となるバスバモジュールの電線配索構造について図２〜図４を参照して説明する。図２は、電池集合体に装着されたバスバモジュールの要部を示す斜視図、図３は、図２を矢視方向から見たときの断面図、図４は、図２にリード線を配索させた斜視図である。

本実施形態のバスバモジュール１３は、電池集合体１１の各電池１７の表面温度を計測するセンサ６３（例えば、サーミスタ）のリード線６５が配索される。このセンサ６３は、後述するが、電池１７の電極面１９と接触する状態で、電池１７とバスバモジュール１３（プレート）との間に保持される。

図２に示すように、バスバモジュール１３は、電線配索路４５の底部５１にその底部５１を貫通する開口部６７が設けられる。この開口部６７の中は、センサ６３を収容可能に形成されるセンサ収容部６９となっている。図３に示すように、センサ収容部６９は、基本的に電池１７の電極面１９と各プレート３５，３７の裏面、つまり、電線配索路４５の底部５１の裏面との隙間であるが、例えば開口部６７からセンサ６３の挿入方向に向かってセンサ６３を保持する筒状の部材が各プレート３５，３７から伸びて形成されていてもよい。また、センサ収容部６９は、開口部６７から挿入されるセンサ６３が電池１７の電極面１９に当接する状態で開口部６７からはみ出すことなく、姿勢を所定の範囲で保持するように形成される。

図３に示すように、開口部６７と連なる周壁４９には、開口部６７と連なり、矩形に切欠いて形成される窓部７１が設けられる。また、バスバ収容部４１の内側の底壁４７には、開口部６７と連なり、開口部６７に収容されるセンサ６３のリード線６５を引き出すための引出口７３が設けられる。なお、引出口７３は、説明の都合上、開口部６７と分けて説明するが、開口部６７をバスバ収容部４１の内側まで伸ばして形成される部分であり、開口部６７の一部をなしている。

バスバ収容部４１には、バスバ２５と電圧検出用端子２７を保持するための本来の空間以外に、リード線６５及び電圧検出線６１を配索するための配索用の空間７５が設けられる。この配索用の空間７５は、バスバ収容部４１の電線配索路４５寄りの周壁４９ａに沿って設けられ、この空間の底壁４７に引出口７３が設けられる。周壁４９ａの窓部７１と引出口７３は、バスバ収容部４１の長手方向（図１の左右方向）において、電圧検出用端子２７が設けられる位置と反対側のバスバ２５の電極柱の挿入孔の近傍に設けられる。

周壁４９ａは、図２に示すように、窓部７１よりバスバ収容部４１の長手方向にずらした位置に、周壁４９ａの高さ方向に伸びるスリット７７が設けられる。このスリット７７の上端を形成する一対の周壁４９ａの角部には、それぞれ面取り７８が施されている。スリット７７は、電圧検出線６１とリード線６５のいずれも圧入可能なスリット幅、つまり電圧検出線６１とリード線６５のいずれの外径よりも小さいスリット幅に設定される。

センサ６３は、図５に示すように、直方体状に形成されたセンサ本体部７９と、このセンサ本体部７９から斜め上向きに突出する左右一対の弾力性のある弾性アーム８１と、センサ本体部の弾性アーム８１が接続されていない側面から上向きに湾曲して突出する弾力性のある保持アーム８３とを備えて構成される。リード線６５は、保持アーム８３が接続されるセンサ本体部７９の側面に接続される。

電池集合体１１の電極面１９に、バスバ２５と電圧検出用端子２７がそれぞれ保持されたバスバモジュール１３が装着されると、各バスバ２５に形成される一対の挿入孔にそれぞれ正極柱２１と負極柱２３が挿通され、正極柱２１と負極柱２３の何れか一方が電圧検出用端子２７の挿入孔に挿通される。各電極柱には、ねじ溝が形成され、ナット８５を螺合させることにより、バスバ２５と電圧検出用端子２７はそれぞれ一対の電極柱と電気的に接続される。

図１に示すように、電圧検出用端子２７の圧着部３１に接続された電圧検出線６１は、バスバ収容部４１の配索用の空間７５を介してスリット７７に圧入され、この圧入された部分がスリット７７に保持される。スリット７７を出た電圧検出線６１は、その直前を横切る電線配索路４５に導入され、他のバスバ収容部４１から出た電圧検出線６１と合流しながら束になって配索される。各プレートの電線配索路４５を配索された電圧検出線６１の束は、接続部３９で合流した後、外部へ導出される。

一方、センサ６３（リード線を接続済）を組み付ける際にはセンサ６３を電線配索路４５の開口部６７に挿入する。このとき、バスバモジュール１３は、電池集合体１１の電極面１９と対向するプレート２９の裏面から突出する部分が電極面１９と当接する状態で電池集合体１１に装着されるため、電極面１９とプレート２９の裏面との間には所定の隙間が形成され、センサ収容部６９が確保されている。

センサ６３を開口部６７へ挿入すると、一対の弾性アーム８１が閉じる方向に弾性変形する。そして、図３に示すように、センサ本体部７９が電極面１９に当接すると、センサ６３の挿入方向の動きが阻止され、これと同時に、開口部６７の電極面１９と対向する周縁に形成される段付き部分８７に、弾性変形が復元された一対の弾性アーム８１の上端部８９がそれぞれ係止される。これにより、センサ本体部７９のＸ方向及びＺ方向（図５）の動きが抑制され、さらに、保持アーム８３と保持アーム８３が接続されるセンサ本体部７９の側面と反対側の側面とが、それぞれセンサ収容部６９に形成される壁部（図示せず）と当接することにより、センサ本体部７９のＹ方向（図５）の動きが抑制される。

こうしてセンサ収容部６９にセンサ６３が組み付けられると、センサ６３に接続されたリード線６５が引出口７３からバスバ収容部内に引き出される。引出口から引き出されたリード線６５は、図４に示すように、バスバ収容部４１の配索用の空間７５を介してスリット７７に圧入され、この圧入された部分がスリット７７に保持される。スリット７７を出たリード線６５は、その直前を横切る電線配索路４５に導かれ、他のバスバ収容部から出たリード線６５及び電圧検出線６１と合流しながら束になって配索される。各プレート３５，３７の電線配索路４５を配索されたこれらの電線の束は、接続部３９で合流した後、外部へ導出される。

以上述べたように、本実施形態では、電線配索路４５をバスバ収容部４１の外縁の電極間方向に沿って形成し、センサ収容部６９を電線配索路４５と重ねるように底部５１の下に設けているため、電線配索路４５の近傍からリード線６５を引き出して電線配索路４５に配索することができるから、リード線６５の配索長を短くすることができる。また、リード線６５を配索するための専用の配索路を設ける必要がないため、バスバモジュール１３の構造の小型化と簡単化を実現することができる。さらに本実施形態によれば、従来の電線配索路（図６の符号１０５）が不要になるから、図１に示すように、領域Ａをなくすことができ、バスバモジュール１３の小型化を図ることができる。

また、本実施形態では、リード線６５をバスバ収容部４１に引き込んでから、スリット７７を介して電線配索路４５に引き出しているため、リード線７７がバスバ収容部４１内の配索用の空間７５に配索される分の余長をもたせることができる。したがって、例えば、電線配索路４５に配索されるリード線６５やセンサ６３に何らかの外力が作用してこれらの位置が動いたとしても、その動きをリード線６５の余長で吸収することができるため、リード線６５の断線を防ぐことができる。

また、リード線６５と電圧検出線６１をそれぞれスリット７７で保持しているから、リード線６５の断線は勿論、電線配索路４５に配索される電圧検出線６１に何らかの外力が作用してその位置が動いたとしても、電線配索路４５と電圧検出線６１との接続部分は殆ど負荷がかからないため、電圧検出線６１の断線を防ぐことができる。

以上、本発明の実施形態を図面により詳述してきたが、上記実施形態は本発明の例示にしか過ぎないものであり、本発明は上記実施形態の構成にのみ限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、本発明に含まれることは勿論である。

例えば、本実施形態では、リード線６５を引き出す引出口７３をバスバ収容部８９内に設ける例を説明したが、電線配索路４５に配索されている他の電線との干渉の問題がなければ、引出口７３を電線配索路４５の中に設けることも可能である。

１１ 電池集合体
１３ バスバモジュール
１５ 電源装置
１７ 電池
１９ 電極面
２１ 正極柱
２３ 負極柱
２５ バスバ
２７ 電圧検出用端子
２９ プレート
３１ 圧着部
３３ 電気接触部
４１ バスバ収容部
４５ 電線配索路
４７ 底壁
４９ 周壁
５１ 底部
５３ａ，５３ｂ 側壁
６１ 電圧検出線
６３ センサ
６５ リード線
６７ 開口部
６９ センサ収容部
７１ 窓部
７３ 引出口
７５ 配索用の空間
７７ スリット
７９ センサ本体部
８１ 弾性アーム
８３ 保持アーム
８７ 段付き部分

Claims (2)

1. 複数の電池から構成される電池集合体の隣り合う電池の電極間を接続するバスバを収容する樹脂製のバスバ収容部に、前記電池の電極に接続される電圧検出用端子が収容され、この電圧検出用端子の電圧検出線と前記電池の温度を測定するセンサのリード線とが配索される電線配索路を備えたバスバモジュールの電線配索構造において、
   前記電線配索路は、前記バスバ収容部の外縁に沿って溝状に形成され、この電線配索路の溝状の底部は、前記電池と対向され、前記センサは、前記溝状の底部に形成された開口位置に対応させて設けられたセンサ収容部に収容されてなり、
   前記バスバ収容部は、枠状の周壁に囲まれて形成され、
   前記センサ収容部に収容された前記センサのリード線を前記バスバ収容部内へ引き出して、この引き出したリード線を前記周壁に形成されるスリットを通過させて前記電線配索路に配索させてなることを特徴とするバスバモジュールの電線配索構造。
2. 前記スリットは、前記電圧検出線と前記リード線のいずれも圧入可能なスリット幅をなして形成されることを特徴とする請求項１に記載のバスバモジュールの電線配索構造。

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