JP6281946B2 - 電池接続体、及び、それを備えたバッテリパック - Google Patents

Description

本発明は、電池集合体を構成する各電池セルを電気的に接続する電池接続体、及び、該電池接続体を備えたバッテリパックに関するものである。

従来より、特許文献１に示すようなバッテリパックが搭載された自動車が知られている。このバッテリパックは、複数の電池セルの集合体である電池集合体と、電池集合体に取り付けられて各電池セルを電気的に接続する電池接続体と、を備えている。

上記電池接続体は、例えば、電池集合体の隣り合う電池セルの電極同士を接続した複数の接続導体、電池セルの電圧を検出する電圧検出線等の複数の第１電線、電池セルの温度を検出するサーミスタ線等の複数の第２電線、これら部品が取り付けられた合成樹脂製のケースなどを備えている。また、前記複数の第１電線及び第２電線は、ケースに設けられた樋状の電線収容部に収容される。

特開２０１４−２２２５６号公報

上述した電池接続体においては、複数の第１電線及び該第１電線よりも低い電圧が印加される複数の第２電線が同一の電線収容部に収容されていたことから、これら電線同士が密着して第２電線に第１電線からのノイズが乗り、影響が生じることがあるという問題があった。また、前記ノイズ伝搬の回避策として、樋状の電線収容部内に底壁から立設した仕切り壁を設け、第１電線を収容する空間と第２電線を収容する空間とを分けることが考えられるが、そのような構造を採用した場合、隣接した各空間が同方向に開口していることから、第１電線及び第２電線の配索作業が煩雑になってしまったり、これら電線を誤配索してしまうおそれがあった。

したがって、本発明は、第１電線から第２電線へのノイズ伝搬を起こり難くすることができ、かつ、これら第１電線及び第２電線の配索作業を容易に行うことができる電池接続体、及び、該電池接続体を備えたバッテリパックを提供することを目的とする。

請求項１に記載された発明は、電池集合体を構成する各電池セルを電気的に接続する複数の接続導体と、前記複数の接続導体が装着されるケースと、前記ケースに配索される複数の第１電線及び第２電線と、を備えた電池接続体において、前記ケースに、接続導体装着部と、第１電線収容部と、第２電線収容部と、が設けられ、前記接続導体が前記ケースの一方側から前記接続導体装着部に装着され、前記第１電線が前記ケースの一方側から前記第１電線収容部に収容され、前記第２電線が前記ケースの他方側から前記第２電線収容部に収容されることを特徴とする電池接続体である。

請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記ケースの一方側が前記ケースの裏側であり、前記ケースの他方側が前記ケースの表側であることを特徴とするものである。

請求項３に記載された発明は、請求項１又は請求項２に記載された発明において、前記第１電線収容部と前記第２電線収容部とが隣接して設けられているとともに前記ケースの一部により前記第１電線収容部と前記第２電線収容部とが区画されていることを特徴とするものである。

請求項４に記載された発明は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載された発明において、前記第１電線が前記接続導体に接続されていることを特徴とするものである。

請求項５に記載された発明は、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の電池接続体と、該電池接続体により各電池セルが電気的に接続された電池集合体と、を備えたことを特徴とするバッテリパックである。

請求項６に記載された発明は、請求項５に記載された発明において、前記第１電線収容部が、前記ケースの裏側に開口した開口部を有する樋状に形成され、当該開口部が前記電池集合体によって塞がれていることを特徴とするものである。

請求項１，５に記載された発明によれば、ケースに第１電線収容部と第２電線収容部とが設けられているので、第１電線と第２電線を離間させることができ、第１電線から第２電線へのノイズ伝搬を起こり難くすることができる。また、第１電線がケースの一方側から第１電線収容部に収容され、第２電線がケースの他方側から第２電線収容部に収容される構造であるので、これら電線をそれぞれの収容部に容易かつ確実に配索でき、誤配索を防止できる。

請求項２に記載された発明によれば、ケースの裏側から第１電線収容部に収容された第１電線は、ケースの表側に露出しないので、ケースの表側に第１電線を覆うカバー等を設ける必要がなく、電池接続体の構造を簡素化できる。

請求項３に記載された発明によれば、前記第１電線収容部と前記第２電線収容部とが隣接して設けられているとともに前記ケースの一部により前記第１電線収容部と前記第２電線収容部とが区画されているので、ケースの小型化・簡素化を図ることができる。

請求項４に記載された発明によれば、前記第１電線が前記接続導体に接続されており、前記接続導体及び前記第１電線が同一方向からケースに取り付けられる構造であるので、電池接続体の組立作業を容易に行うことができる。

請求項６に記載された発明によれば、前記第１電線収容部が、前記ケースの裏側に開口した開口部を有する樋状に形成され、当該開口部が前記電池集合体によって塞がれているので、ケースの表側にも裏側にも第１電線を覆うカバー等を設ける必要がなく、電池接続体の構造を簡素化できる。

本発明の一実施形態にかかる電池接続体及びバッテリパックの斜視図である。 図１に示された電池接続体のＡ−Ａ線に沿った断面斜視図である。 図１に示された電池接続体のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 図１に示された電池接続体を構成するサーミスタの斜視図である。 図１に示された電池接続体のサーミスタ装着部の斜視図である。 図４に示されたサーミスタが図５に示されたサーミスタ装着部に装着される際の様子を説明する説明図である。 図１に示された電池接続体の第１の変形例を示す説明図である。 図１に示された電池接続体の第２の変形例を示す説明図である。

本発明の一実施形態にかかる「電池接続体」及び「バッテリパック」を図１〜６を参照して説明する。

図１に示すバッテリパック１０は、自動車に搭載されるものであり、複数の電池セルの集合体である電池集合体１１と、電池集合体１１の状態を監視する不図示の監視ユニットと、電池集合体１１の各電池セルを電気的に接続するとともに電池集合体１１と監視ユニットとを接続した電池接続体１と、これらを収容する不図示の筐体と、を備えている。

図１において、電池集合体１１は、複数の電池セルが矢印Ｘ方向に並んでいる。各電池セルは、電池接続体１が取り付けられた側（矢印Ｙ方向上側）に一対の電極が設けられている。これら一対の電極は、正極及び負極であり、一方が矢印Ｚ方向の一端に、他方が矢印Ｚ方向の他端に設けられている。

電池集合体１１は、隣り合う電池セルの隣り合う電極が異なる極となるように、複数の電池セルが交互に逆向きに並べられている。この電池集合体１１は、隣り合う電池セルの正極と負極とが後述する接続導体１２によって接続されることにより、複数の電池セルが直列接続される。

電池接続体１は、電池集合体１１の各電池セルを直列接続する複数の接続導体１２と、各接続導体１２を監視ユニットと接続するための複数の電圧検出線４（請求項の「第１電線」に相当する。）と、所定の電池セルの温度を検出するための複数のサーミスタ６と、各サーミスタ６を監視ユニットと接続するための複数のサーミスタ線５（請求項の「第２電線」に相当する。）と、これらが取り付けられるケース３と、を備えている。

接続導体１２は、金属板にプレス加工等が施されて得られるものであり、板状に形成されている（図２を参照。）。この接続導体１２は、電池セルの電極に重ねられてレーザー溶着される。

電圧検出線４は、各電池セルの電圧を検出するための電線であり、各接続導体１２に直接又は端子等を介して接続されている。

サーミスタ６は、図４に示すように、サーミスタ素子が内蔵された本体部６１と、本体部６１の一側面に設けられた二つのガイドリブ６２と、本体部６１の外表面から互いに離れる側に延びた一対の弾性アーム６３と、を備えている。また、前記サーミスタ素子には２本のサーミスタ線５が接続されている。

サーミスタ線５は、上述したように、サーミスタ６に接続される電線である。サーミスタ線５には電圧検出線４の最大値よりも低い電圧が印加される。

ケース３は、絶縁性の合成樹脂で構成されている。ケース３には、接続導体１２が装着される接続導体装着部７と、電圧検出線４が収容される電圧検出線収容部８（請求項の「第１電線収容部」に相当する。）と、サーミスタ線５が収容されるサーミスタ線収容部９（請求項の「第２電線収容部」に相当する。）と、サーミスタ６が装着されるサーミスタ装着部２と、が設けられている。

接続導体装着部７は、一つの接続導体１２に対して一つ設けられている。接続導体装着部７は、板状に設けられ、貫通孔７１が形成されている。図２に示すように、接続導体１２は、接続導体装着部７の裏側に装着される。貫通孔７１は、接続導体装着部７の裏側に装着された接続導体１２に接続導体装着部７の表側からレーザー光を照射するための孔である。このような接続導体装着部７は、電池集合体１１の電池セルの並び方向に沿って複数設けられている。また、隣り合う接続導体装着部７は、薄肉ヒンジ７２によって連結されている。

電圧検出線収容部８は、図２，３に示すように、ケース３の裏側に開口した開口部８０を有する樋状に形成されており、電池集合体１１の電池セルの並び方向に沿って延びている。電圧検出線４は、開口部８０すなわちケース３の裏側から電圧検出線収容部８に収容される。また、電池接続体１が電池集合体１１に固定されることにより、電圧検出線収容部８の開口部８０が電池集合体１１によって塞がれる。前記「ケース３の裏側」とは、ケース３の電池集合体１１に重ねられる側を意味する。

サーミスタ線収容部９は、図２，３に示すように、ケース３の表側に開口した開口部９０を有する樋状に形成されており、電池集合体１１の電池セルの並び方向に沿って延びている。サーミスタ線５は、開口部９０すなわちケース３の表側からサーミスタ線収容部９に収容される。また、サーミスタ線収容部９には、サーミスタ線収容部９内に収容されたサーミスタ線５が開口部９０からサーミスタ線収容部９外に出ることを規制する可撓爪９１が設けられている。可撓爪９１は、一対ずつ、サーミスタ線収容部９長手方向の複数個所に設けられている。一対の可撓爪９１は、サーミスタ線収容部９の対向する一対の内側面から互いに近付く方向に延びている。サーミスタ線５をサーミスタ線収容部９内に配索する際は、一対の可撓爪９１間にサーミスタ線５を押し込むようにして当該一対の可撓爪９１を弾性変形させながら配索する。

上述した電圧検出線収容部８とサーミスタ線収容部９とは、隣接して設けられている。また、これら電圧検出線収容部８とサーミスタ線収容部９とは、ケース３の一部（図３中のＢ部）により区画されている。すなわち、電圧検出線収容部８を構成する壁の一部は、サーミスタ線収容部９を構成する壁の一部を成している。

サーミスタ装着部２は、サーミスタ線収容部９の底壁から凹状に設けられ、サーミスタ線収容部９長手方向の複数個所に設けられている。図５に示すように、サーミスタ装着部２は、サーミスタ線収容部９の底壁から凹に形成され、サーミスタ６を収容する凹部２１と、凹部２１の内面に形成された二つのガイド溝２２と、凹部２１にサーミスタ６が収容された状態で一対の弾性アーム６３を押さえる一対の保持爪２３と、を備えている。

サーミスタ６は、図６（ａ）に示すように、二つのガイドリブ６２が二つのガイド溝２２内に位置付けられて、サーミスタ装着部２に装着される。なお、従来品においてはサーミスタにガイドリブ６２が一つ、サーミスタ装着部にガイド溝２２が一つ設けられた構造であったため、サーミスタ挿入時にサーミスタに傾きが生じ、サーミスタ装着部に真っ直ぐに挿入されないことがあった。電池接続体１においては、サーミスタ６にガイドリブ６２が二つ、サーミスタ装着部２にガイド溝２２が二つ設けられた構造であるため、図６（ｂ）に示すように、サーミスタ６を、傾きを修正しながらサーミスタ装着部２に真っ直ぐに挿入することができる。

電池接続体１は、図１に示すように、矢印Ｘ方向に並んだ複数の接続導体装着部７が、２列設けられている。また、２列の接続導体装着部７の内側に、電圧検出線収容部８が２列設けられ、さらにその内側にサーミスタ線収容部９が２列設けられている。

続いて、上記電池接続体１の組立手順を説明する。まず、ケース３の裏側を上にして、接続導体１２をケース３の裏側から接続導体装着部７に装着する。次に、電圧検出線４をケース３の裏側から電圧検出線収容部８に配索するとともに当該電圧検出線４を接続導体１２に接続する。次に、ケース３の表側を上にして、サーミスタ線５をケース３の表側からサーミスタ線収容部９に配索するとともにサーミスタ６をサーミスタ装着部２に装着する。なお、ケース３の表側を上にすると、電圧検出線収容部８の開口部８０が作業台などによって塞がれ、作業者から開口部８０が見えないため、サーミスタ線５を電圧検出線収容部８に誤挿入するおそれがない。このような手順を経て電池接続体１が組み立てられる。前記手順で組み立てられた電池接続体１は、電池集合体１１に重ねられ、接続導体１２と電池セルの電極とがレーザー溶着により電気的に接続される。

上記電池接続体１を備えたバッテリパック１０は、ケース３に電圧検出線収容部８とサーミスタ線収容部９とが設けられているので、電圧検出線４とサーミスタ線５を離間させることができ、電圧検出線４からサーミスタ線５へのノイズ伝搬を起こり難くすることができる。また、電圧検出線収容部８とサーミスタ線収容部９とが隣接して設けられているとともにケース３の一部によりこれら収容部８，９が区画されているので、ケース３の小型化・簡素化を図ることができる。

また、電圧検出線収容部がケースの表側に開口した従来の電池接続体においては、電圧検出線収容部の開口部をカバー等で覆う必要があったが、上記電池接続体１を備えたバッテリパック１０は、電圧検出線収容部８内に収容された電圧検出線４が電圧検出線収容部８と電池集合体１１とによって遮蔽されているので、ケース３の表側にも裏側にも電圧検出線４を覆うカバーを設ける必要がない。また、ケース３の表側において接続導体装着部７やサーミスタ線収容部９の開口部をカバーで覆う必要がある場合でも、当該カバーは接続導体装着部７やサーミスタ線収容部９の開口部を部分的に覆う構造のものでよく、電圧検出線４を覆う部分は必要ない。すなわち、ケース３の表側全体を覆うカバーである必要はない。よって、電池接続体１の構造を簡素化できる。

また、電池接続体１は、電圧検出線４がケース３の裏側から電圧検出線収容部８に収容され、サーミスタ線５がケース３の表側からサーミスタ線収容部９に収容される構造であるので、これら電線４，５をそれぞれの収容部８，９に容易かつ確実に配索でき、誤配索を防止できる。さらに、電圧検出線４が接続導体１２に接続されており、接続導体１２及び電圧検出線４がともにケース３の裏側から当該ケース３に取り付けられる構造であるので、電池接続体１の組立作業を容易に行うことができる。

また、上述した接続導体１２は、電池集合体１１の各電池セルをすべて直列接続する構成であったが、本発明の接続導体は、各電池セルを並列接続する構成を含むものであってもよい。

（第１の変形例）
図７は、上述した電池接続体１の第１の変形例を示す説明図である。同図に示す電池接続体１０１のケース１０３には、上述したサーミスタ線収容部９の代わりに、サーミスタ線収容部１０９が設けられている。サーミスタ線収容部１０９は、電圧検出線収容部８の側方空間と、該空間にサーミスタ線５を保持するための保持爪１９１と、で構成されている。

（第２の変形例）
図８は、上述した電池接続体２の第２の変形例を示す説明図である。同図に示す電池接続体２０１のケース２０３には、上述したサーミスタ線収容部９の代わりに、サーミスタ線収容部２０９が設けられている。サーミスタ線収容部２０９は、電圧検出線収容部８に隣接し、樋状に形成されている。また、サーミスタ線収容部２０９には、上述した可撓爪９１の代わりに、サーミスタ線収容部２０９の開口部２９０の約半分を塞いだ壁２９１と、当該壁２９１の端部に連なり下方に延びた壁２９２と、が設けられている。サーミスタ線収容部２０９は、これら壁２９１，２９２によって迷路構造になっており、収容されたサーミスタ線５が外部に出難くなっている。

また、上述した実施形態においては、接続導体１２がケース３，１０３，２０３の裏側から接続導体装着部７に装着され、電圧検出線４がケース３，１０３，２０３の裏側から電圧検出線収容部８に収容され、サーミスタ線５がケース３，１０３，２０３の表側からサーミスタ線収容部９，１０９，２０９に収容される構造であったが、本発明においては、接続導体がケースの表側から接続導体装着部に装着され、電圧検出線がケースの表側から電圧検出線収容部に収容され、サーミスタ線がケースの裏側からサーミスタ線収容部に収容される構造であってもよい。

また、上述した実施形態においては、「第１電線」が電圧検出線４であり、「第２電線」がサーミスタ線５である場合を説明したが、「第１電線」及び「第２電線」は、これらの用途に限定されるものではない。すなわち、電池接続体は、用途が異なる「第１電線」及び「第２電線」を備え、「第２電線」には「第１電線」の最大値よりも低い電圧が印加される構成であればよい。

なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１，１０１，２０１ 電池接続体
３，１０３，２０３ ケース
４ 電圧検出線（第１電線）
５ サーミスタ線（第２電線）
７ 接続導体装着部
８ 電圧検出線収容部（第１電線収容部）
９，１０９，２０９ サーミスタ線収容部（第２電線収容部）
１０ バッテリパック
１１ 電池集合体
１２ 接続導体

Claims (6)

1. 電池集合体を構成する各電池セルを電気的に接続する複数の接続導体と、前記複数の接続導体が装着されるケースと、前記ケースに配索される複数の第１電線及び第２電線と、を備えた電池接続体において、
   前記ケースに、接続導体装着部と、第１電線収容部と、第２電線収容部と、が設けられ、
   前記接続導体が前記ケースの一方側から前記接続導体装着部に装着され、
   前記第１電線が前記ケースの一方側から前記第１電線収容部に収容され、
   前記第２電線が前記ケースの他方側から前記第２電線収容部に収容される
   ことを特徴とする電池接続体。
2. 前記ケースの一方側が前記ケースの裏側であり、前記ケースの他方側が前記ケースの表側である
   ことを特徴とする請求項１に記載の電池接続体。
3. 前記第１電線収容部と前記第２電線収容部とが隣接して設けられているとともに前記ケースの一部により前記第１電線収容部と前記第２電線収容部とが区画されている
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電池接続体。
4. 前記第１電線が前記接続導体に接続されている
   ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の電池接続体。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の電池接続体と、該電池接続体により各電池セルが電気的に接続された電池集合体と、を備えた
   ことを特徴とするバッテリパック。
6. 前記第１電線収容部が、前記ケースの裏側に開口した開口部を有する樋状に形成され、当該開口部が前記電池集合体によって塞がれている
   ことを特徴とする請求項５に記載のバッテリパック。

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