JP6210808B2 - Busbar module connection structure - Google Patents
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Description
本発明は、バスバーモジュールの連結構造に関する。 The present invention relates to a connection structure of bus bar modules.
電気自動車やハイブリッドカーなどの電動モータには、複数の電池を直列に接続して構成される電池パックが搭載されている。この種の電池パックは、複数の電池の正極と負極の電極端子(以下、正極、負極と略す。)を隣り合わせて交互に配列し、隣り合う電池の正極と負極間をそれぞれバスバと称される導体で直列に接続して束ねて電池モジュールを形成し、必要に応じて筺体に収容して用いられる。そして、電池モジュールの両端の電池の正極と負極が電池パックの直流出力となる。電池モジュールには、バスバを樹脂製のケースに保持したバスバーモジュールが取り付けられる。 An electric motor such as an electric car or a hybrid car is equipped with a battery pack configured by connecting a plurality of batteries in series. In this type of battery pack, positive and negative electrode terminals (hereinafter, abbreviated as positive and negative electrodes) of a plurality of batteries are alternately arranged adjacent to each other, and the positive and negative electrodes of adjacent batteries are referred to as bus bars, respectively. A battery module is formed by connecting in series with a conductor to form a battery module, and the battery module is housed and used as required. And the positive electrode and negative electrode of the battery of the both ends of a battery module become a DC output of a battery pack. A bus bar module holding a bus bar in a resin case is attached to the battery module.
この種の電池モジュールを正極と負極が1つの面から突出する複数の直方体状の電池を束ねて構成する場合、この電池モジュールには、正極と負極が交互に配列された2つの電極端子の列(以下、電極列という。)が形成される。そして、この電池モジュールには、各電極列にバスバーモジュールがそれぞれ装着される。 When this type of battery module is configured by bundling a plurality of rectangular parallelepiped batteries in which the positive electrode and the negative electrode protrude from one surface, the battery module includes a row of two electrode terminals in which the positive electrode and the negative electrode are alternately arranged. (Hereinafter referred to as an electrode array) is formed. In this battery module, a bus bar module is attached to each electrode row.
ここで、複数の電池を直列に接続するには、一方の電極列の隣り合う電池の電極端子間をそれぞれバスバで接続した後、他方の電極列には、一方の電極列でバスバが接続された隣り合う電池と電池1個分をずらした隣り合う電池の電極端子間をバスバで接続することになる。すなわち、一方のバスバーモジュールと他方のバスバーモジュールは、バスバを装着する位置が互いに電池1個分ずれている。したがって、各電極列にバスバーモジュールを取り付ける際には、取付位置の間違いが起こらないように注意する必要がある。 Here, in order to connect a plurality of batteries in series, the electrode terminals of adjacent batteries in one electrode row are connected by a bus bar, and then the bus bar is connected to the other electrode row by one electrode row. The adjacent battery and the electrode terminals of adjacent batteries shifted by one battery are connected by a bus bar. That is, one bus bar module and the other bus bar module are shifted from each other by one battery in the position where the bus bar is mounted. Therefore, when attaching the bus bar module to each electrode row, it is necessary to be careful not to make a mistake in the attachment position.
この点、特許文献1には、2つのバスバーモジュールを別部材の樹脂製の架橋部材で連結して一体化する構造が開示されている。このように2つのバスバーモジュールを連結することにより、バスバーモジュールを電池モジュールに取り付ける際の設置位置の間違えを防ぐことができ、作業効率を高めることができる。また、バスバーモジュールと架橋部材を別部材で形成することにより、金型の大型化などを防ぐことができる。 In this regard, Patent Document 1 discloses a structure in which two bus bar modules are connected and integrated by a separate resin-made bridging member. By connecting the two bus bar modules in this way, it is possible to prevent a mistake in the installation position when the bus bar module is attached to the battery module, and it is possible to improve work efficiency. Further, by forming the bus bar module and the bridging member as separate members, it is possible to prevent an increase in the size of the mold.
ところで、特許文献1の架橋部材は、長手方向の両端部に係止部を形成し、それぞれの係止部を各バスバーモジュールに形成された被係止部に挿入することで、2つのバスバーモジュールを連結するようになっている。しかしながら、この種の連結構造は、例えば、各バスバーモジュールの取り付け位置の微調整を行うために、被係止部と係止部との間に所定の調整代(隙間)が設定されている。すなわち、架橋部材とバスバーモジュールとの間には、ガタつきが生じることがある。この場合、車両の振動に伴って架橋部材が振動することにより、バスバーモジュールや電池モジュールに固定された固定部材に架橋部材が接触して異音を発生するおそれがある。 By the way, the bridging member of Patent Document 1 has two bus bar modules by forming locking portions at both ends in the longitudinal direction and inserting each locking portion into the locked portion formed in each bus bar module. Are to be connected. However, in this type of connecting structure, for example, a predetermined adjustment margin (gap) is set between the locked portion and the locking portion in order to finely adjust the mounting position of each bus bar module. That is, backlash may occur between the bridging member and the bus bar module. In this case, when the bridging member vibrates with the vibration of the vehicle, the bridging member may come into contact with the fixing member fixed to the bus bar module or the battery module and generate noise.
本発明の課題は、このような問題に鑑みてなされたものであり、架橋部材の振動に起因する異音の発生を抑制することにある。 The subject of this invention is made | formed in view of such a problem, and exists in suppressing generation | occurrence | production of the noise resulting from the vibration of a bridge | crosslinking member.
上記課題を解決するため、本発明に係るバスバーモジュールの連結構造は、複数の電池の正極と負極を交互に配列した電池モジュールに第1の電極列と第2の電極列を形成し、この第1の電極列の隣り合う正極と負極を接続するバスバを樹脂製の第1のケースに収容する第1のバスバーモジュールと、前記第2の電極列の隣り合う正極と負極を接続するバスバを樹脂製の第2のケースに収容する第2のバスバーモジュールと、前記第1のバスバーモジュールと前記第2のバスバーモジュールを連結する架橋部材とを備え、前記架橋部材は、前記第1のケースの第1の被係止部及び前記第2のケースの第2の被係止部とそれぞれ係止される第1の係止部及び第2の係止部と、前記電池モジュールを付勢する弾性部材を有してなることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, the bus bar module connection structure according to the present invention has a first electrode row and a second electrode row formed in a battery module in which positive and negative electrodes of a plurality of batteries are alternately arranged. A first bus bar module that houses a bus bar connecting adjacent positive and negative electrodes of one electrode row in a first case made of resin, and a bus bar connecting adjacent positive and negative electrodes of the second electrode row is made of resin A second bus bar module housed in a second case made of metal, and a bridging member that couples the first bus bar module and the second bus bar module, wherein the bridging member is the second bus bar module of the first case. 1 latching part and 2nd latching part of the 2nd case, and the elastic member which urges | biases the said battery module respectively It is characterized by having .
これによれば、例えば、第1の被係止部と第1の係止部との間、及び、第2の被係止部と第2の係止部との間にそれぞれガタつきが生じていても、弾性部材が電池モジュールを付勢しているから、架橋部材のガタ付きを抑制することができる。また、架橋部材と電池モジュールとの間に弾性部材を介在させることにより、弾性部材によって、架橋部材の振動を吸収することができる。したがって、架橋部材が固定部材やバスバーモジュールと接触することによる異音の発生を抑制することができる。 According to this, for example, rattling occurs between the first locked portion and the first locking portion and between the second locked portion and the second locking portion. Even if it is, since the elastic member is urging | biasing the battery module, the backlash of a bridge | crosslinking member can be suppressed. Moreover, the vibration of the bridging member can be absorbed by the elastic member by interposing the elastic member between the bridging member and the battery module. Therefore, generation | occurrence | production of the noise by a bridging member contacting a fixing member and a bus-bar module can be suppressed.
具体的に、弾性部材は、前記第1と第2のバスバーモジュールをそれぞれ前記第1と第2の電極列に取り付ける方向に沿って前記電池モジュールを付勢するものとする。 Specifically, the elastic member biases the battery module along a direction in which the first and second bus bar modules are attached to the first and second electrode rows, respectively.
また、前記架橋部材は、樹脂製の部材であり、前記第1の係止部と前記第2の係止部とを架け渡すように形成された長手部材を備え、前記第1の係止部と前記第2の係止部は、前記長手部材の両端部から垂下するとともに、前記第1の被係止部と前記第2の被係止部に収容可能に形成されてなり、前記弾性部材は、前記長手部材から片持ち状に突出して形成され、前記電池モジュールを下方へ付勢可能に形成されるものとする。 In addition, the bridging member is a resin member, and includes a longitudinal member formed so as to bridge the first locking portion and the second locking portion, and the first locking portion And the second locking part hangs down from both ends of the longitudinal member and is formed so as to be accommodated in the first locked part and the second locked part, and the elastic member Is formed so as to protrude from the longitudinal member in a cantilever manner, and is formed so as to be able to bias the battery module downward.
これらの場合において、前記弾性部材は、例えば、前記電池モジュールを構成する電池自体を付勢するように形成されていてもよいし、前記電池モジュールの構成部材として、前記電池に固定された固定部材や、前記複数の電池を挟むように該電池の配列方向の両端部にそれぞれ設けられる一対のエンドブレート、又はこれらのエンドプレートに固定された固定部材等を付勢するように形成されていてもよい。 In these cases, the elastic member may be formed, for example, so as to urge the battery itself constituting the battery module, or a fixing member fixed to the battery as a constituent member of the battery module. Or a pair of end braces provided at both ends of the battery in the arrangement direction so as to sandwich the plurality of batteries, or a fixing member fixed to these end plates, etc. Good.
本発明によれば、架橋部材の振動に起因する異音の発生を抑制することができる。 According to this invention, generation | occurrence | production of the abnormal noise resulting from the vibration of a bridge | crosslinking member can be suppressed.
以下、本発明に係るバスバーモジュールの連結構造の一実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態の連結構造は、例えば電気自動車の電動機を駆動する直流電源となる電池パックに用いられるものであり、図1に示すように、薄型に形成された直方体状の電池11を複数配列して束ねた電池モジュール12に適用される。
Hereinafter, an embodiment of a busbar module connection structure according to the present invention will be described with reference to the drawings. The connection structure of the present embodiment is used, for example, in a battery pack serving as a direct current power source for driving an electric motor of an electric vehicle. As shown in FIG. 1, a plurality of rectangular
複数の電池11は、正極と負極を隣り合わせて交互に配置し、隣り合う電池11の正極と負極間をそれぞれバスバと称される導体で直列接続される。電池モジュール12の電池11の直列数は、所望の直流電圧に応じて定まり、電池モジュール12の両端に位置される電池11の正極(総正極)と負極(総負極)が、電池モジュール12の直流出力となる。なお、図1において、矢印Xは、電池11の配列方向、つまり、電池モジュール12の長手方向を示す。本実施形態では、図1の右側を電池11の配列方向の奥側、左側を電池11の配列方向の手前側とする。また、矢印Yは、各電池11及び電池モジュール12の幅方向を示し、矢印Zは、各電池11及び電池モジュール12の高さ方向を示す。本実施形態では、図1の上方を電池モジュール12の上方とする。これらの矢印は、他の図面においても同様に適用されるものとする。
In the plurality of
各電池11の正極又は負極には、電池の側面(上面)から突出する柱状の正極端子13又は負極端子14が接続され、これらの電極端子の外面には、ネジが形成される。正極端子13と負極端子14は、各電池11の1つの面に配置される。これにより、電池モジュール12には、長手方向に沿って、正極端子13と負極端子14が交互に配列された2つの電極列、つまり、第1の電極列15と第2の電極列16が形成される。これらの電極列は、互いに離れて略平行に配置される。
The positive electrode or the negative electrode of each
各電極列15,16の隣り合う正極端子13と負極端子14との間を接続するバスバ17は、図2に示すように、樹脂製のケース18内に保持され、第1のバスバーモジュール19及び第2のバスバーモジュール20として形成される。第1のバスバーモジュール19は、第1の電極列15に対応させて電池モジュール12に取り付けられ、第2のバスバーモジュール20は、第2の電極列16に対応させて、電池モジュール12に取り付けられる。
As shown in FIG. 2, the
各バスバーモジュール19,20は、複数のバスバ17と、各バスバ17とそれぞれ重ね合わせて設けられる複数の端子21と、各バスバ17と各端子21を保持するケース18と、端子21に接続された電線を配索する電線配索路22などを備えている。各バスバ17には、隣り合う電池11の正極端子13と負極端子14の位置に合わせて一対の穴が穿設され、端子21には、正極端子13又は負極端子14の位置に合わせて1つの穴が穿設されている。これにより、バスバ17と端子21の穴にそれぞれ電極端子を挿入し、各電極端子のネジにナットを螺合することで、バスバ17を各電極端子に締結するようになっている。
Each
図3に示すように、ケース18は、底面から角筒状に立ち上がる複数の囲い壁23が設けられ、囲い壁23の内側には、収容室24が形成されている。各収容室24には、それぞれバスバ17と端子21が1枚ずつ重ねて収容される。囲い壁23は、電池モジュール12の長手方向に沿って配列され、それぞれの囲い壁23の近傍には、電池モジュール12の長手方向に沿って電線配索路22が設けられる。
As shown in FIG. 3, the
第1のバスバーモジュール19と第2のバスバーモジュール20は、樹脂製の架橋部材25を介して互いに連結される。すなわち、第1のバスバーモジュール19と第2のバスバーモジュール20は、架橋部材25を介して一体化された状態で、電池モジュール12に取り付けられる。架橋部材25の両端部は、例えばバスバーモジュールの長手方向の一端部にそれぞれ接続される。架橋部材25は、図3に示すように、長手部材26と、長手部材26の両端部から略直角に垂下する第1の係止部27及び第2の係止部28を備えている。長手部材26は、底板から多数のリブを格子状に立ち上げて形成され、第1の係止部27と第2の係止部28を架け渡すように形成される。なお、長手部材26は、直状やアーチ状など所望の形状に形成することができる。第1の係止部27と第2の係止部28は、枠体29の内側に開口30を有して形成される。
The first
第1のバスバーモジュール19には、囲い壁23の電線配索路22と反対側の外壁31から角筒状の第1の被係止部32が突出して設けられ、第2のバスバーモジュール20には、囲い壁23の電線配索路22と反対側の外壁31から角筒状の第2の被係止部33が突出して設けられる。第1の被係止部32と第2の被係止部33には、囲い壁23の外壁31と対向する面の略下半分に切欠き34が形成される。第1の被係止部32は、架橋部材25の第1の係止部27の一部が上方から挿入可能に形成され、第2の被係止部33は、架橋部材25の第2の係止部28の一部が上方から挿入可能に形成される。
The first
一方、図4に示すように、電池モジュール12は、配列された図示しない複数の電池11を束ねるための一対のエンドプレート35を有している。各エンドプレート35は、絶縁材料により直方体状に形成され、複数の電池11を挟む格好で、電池11の配列方向の両端部にそれぞれ設けられる。各エンドプレート35の電池11と反対側の側面には、例えば金属製の固定プレート36がそれぞれ取り付けられ、各固定プレート36からそれぞれ立ち上がる一対の金属製の固定部材37には、連結部材38を介して一対のエンドプレート35を互いに引っ張って固定する図示しないボルトなどが連結されている。すなわち、電池モジュール12は、複数の電池11と、エンドプレート35、固定プレート36及び固定部材37等を有して構成される。
On the other hand, as shown in FIG. 4, the
次に、本実施形態の特徴部である架橋部材25の連結構造と異音防止構造について説明する。本実施形態の架橋部材25は、図3に示すように、第1の係止部27と第2の係止部28において、それぞれ枠体29の下部から平板状の舌片部39が下方に延出し、他方の舌片部39と対向する面(内側の面)から、係止突起40が突出して設けられる(図3は一方のみ表示)。舌片部39の厚みは、枠体29の厚みよりも薄く設定されている。すなわち、第1の係止部27が第1の被係止部32に挿入されて係止突起40が第1の被係止部32の内面を押し付けたとき、及び、第2の係止部28が第2の被係止部33に挿入されて係止突起40が第2の被係止部33の内面を押し付けたときに、それぞれ、舌片部39は、枠体29の厚み方向(電池モジュール12の幅方向)に弾性変形するようになっている。なお、係止突起40は、図には表れていないが、上方に向かうに連れて舌片部39からの突出高さが高くなるテーパ面を有している。
Next, the connection structure of the bridging
また、本実施形態の架橋部材25は、一対の弾性部材41を有している。弾性部材41は、長手部材26の側面から電池モジュール12の長手方向(図2の右側)に片持ち状に下方に向かって延出して支持される。両バスバーモジュール19,20と接続された架橋部材25は、両バスバーモジュール19,20がそれぞれ電池モジュール12に取り付けられたとき、つまり、第1の電極列15と第2の電極列16に対応する位置にそれぞれ設置されたときに、弾性部材41が弾性変形して固定部材37を下方向に付勢するようになっている。
In addition, the bridging
このように構成される架橋部材25は、第1の係止部27が第1の被係止部32の設定位置まで挿入され、かつ、第2の係止部28が第2の被係止部33の設定位置まで挿入されたときに、それぞれ係止突起40が切欠き34から突出され、弾性変形していた舌片部39が弾性復帰するようになっている。これにより、第1の係止部27が、第1の被係止部32と係止され、第2の係止部28が、第2の被係止部33と係止されることで、架橋部材25と各バスバーモジュール19,20は、互いに連結(接続)状態となる。
In the bridging
こうして一体化されたバスバーモジュール19,20は、電池モジュール12の各電極列15,16から突出する正極端子13と負極端子14の位置に合わせて、電池モジュール12に装着され、バスバ17と端子21の穴を通されて突出した正極端子13と負極端子14のネジにナットを螺合することにより、バスバ17が各電極端子と締結され、両バスバーモジュール19,20が電池モジュール12に固定される。
The
一方、弾性部材41は、両バスバーモジュール19,20が、それぞれ電池モジュール12の第1の電極列15と第2の電極列16に取り付けられる際に、その取り付け方向に沿って、固定部材37の上面42を下方に付勢するようになっている。
On the other hand, the
上述したように、本実施形態によれば、第1のバスバーモジュール19及び第2のバスバーモジュール20とそれぞれ接続された架橋部材25は、各バスバーモジュール19,20とともに電池モジュール12に装着された状態で、弾性部材41が、電池モジュール12の固定部材37を付勢する。このため、第1の係止部27と第1の被係止部32との間及び第2の係止部28と第2の被係止部33との間にそれぞれ隙間(調整代)が設定される場合でも、架橋部材25のガタつきを抑制することができる。また、固定部材37と架橋部材25との間に弾性部材41が介在しているから、弾性部材41によって架橋部材25の振動を吸収することができる。その結果、架橋部材25が固定部材37やバスバーモジュールと干渉することによる異音の発生を抑制することができる。
As described above, according to the present embodiment, the bridging
また、弾性部材41は、エンドプレート35に支持された固定部材37を付勢するように形成されているが、固定部材37は、もともと電池モジュール12において所定位置に配置される部材であるため、このような既設の部材を付勢対象として採用することで、構造の複雑化を回避することができる。
Further, the
以上、本発明の実施形態を図面により詳述してきたが、上記の実施形態は本発明の例示にしか過ぎないものであり、本発明は上記の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などがあっても、本発明に含まれることは勿論である。 As mentioned above, although embodiment of this invention has been explained in full detail with drawing, said embodiment is only an illustration of this invention and this invention is not limited only to the structure of said embodiment. . Needless to say, even if there is a design change within a range not departing from the gist of the present invention, it is included in the present invention.
例えば、本実施形態では、第1のバスバーモジュール19と第2のバスバーモジュール20を1本の架橋部材25により連結する構造を説明したが、複数本の架橋部材25を用いて連結することもでき、また、架橋部材25の連結位置についても、本実施形態のように、バスバーモジュールの端部に限られるものではない。ここで、架橋部材25の設置位置によっては、本実施形態のように、弾性部材41が一対のエンドプレート35に支持された固定部材37を付勢できない場合も生じ得るが、弾性部材41は、電池モジュール12の構成品であれば、固定部材37以外を付勢するように形成することもできる。すなわち、弾性部材41は、例えば、架橋部材25が装着される電池11の側面(電極端子が設けられる面)を付勢するように形成することもできるし、電池11に固定された他の固定部材としてバスバーモジュール19,20のケース18等を付勢するように形成してもよい。
For example, in the present embodiment, the structure in which the first
11 電池
12 電池モジュール
13 正極端子
14 負極端子
15 第1の電極列
16 第2の電極列
17 バスバ
18 ケース
19 第1のバスバーモジュール
20 第2のバスバーモジュール
21 端子
22 電線配索路
25 架橋部材
26 長手部材
27 第1の係止部
28 第2の係止部
32 第1の被係止部
33 第2の被係止部
34 切欠き
35 エンドプレート
37 固定部材
40 係止突起
41 弾性部材
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記架橋部材は、前記第1のケースの第1の被係止部及び前記第2のケースの第2の被係止部とそれぞれ係止される第1の係止部及び第2の係止部と、前記電池モジュールを付勢する弾性部材を有してなるバスバーモジュールの連結構造。 A battery module in which positive and negative electrodes of a plurality of batteries are alternately arranged is formed with a first electrode row and a second electrode row, and a bus bar connecting the adjacent positive and negative electrodes of the first electrode row is made of resin. A first bus bar module housed in a first case; a second bus bar module housing a bus bar connecting adjacent positive and negative electrodes of the second electrode array in a second case made of resin; 1 busbar module and a bridging member for connecting the second busbar module;
The bridging member includes a first locking portion and a second locking that are respectively locked with the first locked portion of the first case and the second locked portion of the second case. And a bus bar module connection structure having an elastic member for urging the battery module.
前記弾性部材は、前記長手部材から片持ち状に突出して形成され、前記電池モジュールを下方へ付勢可能に形成される請求項1又は2に記載のバスバーモジュールの連結構造。 The bridging member is a resin member, and includes a longitudinal member formed to bridge the first locking portion and the second locking portion, and the first locking portion and the The second locking portion is formed so as to be able to be accommodated in the first locked portion and the second locked portion while hanging from both ends of the longitudinal member,
The bus bar module connection structure according to claim 1, wherein the elastic member is formed so as to protrude from the longitudinal member in a cantilevered manner so as to be able to bias the battery module downward.
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