JP6293112B2 - バスバーモジュール及びその製造方法 - Google Patents
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Description
上記構成の電池モジュールを組み立てる際には、複数箇所の電極端子間をバスバーで接続する必要がある。そこで、接続する電極端子間の数に応じて、インサート成形等により金型内に配置した複数のバスバーを絶縁樹脂のバスバー収容部に一体成形したバスバーモジュールが用いられたり、バスバーを絶縁樹脂の電線配索体におけるバスバー収容部に収容したバスバーモジュールが用いられたりしている。
従来のバスバーモジュールにおいては、電圧検知線は、被覆電線の先端を皮剥ぎして心線(導体)に丸型端子を圧着し、その丸型端子を電池セルの電極端子に嵌合して、電極端子にバスバーと共にナットで共締めする構造が採用されていた。
しかしながら、上記高電圧検出モジュール装置510には、導体線とバスバー512を溶接するために必要な構成が開示されておらず、導体線とバスバー512を溶接した際の電気的接続の信頼性が低下したり、溶接の作業性が悪化したりする可能性があった。
(1) 複数の単電池で構成された電池集合体の各単電池を互いに電気的に接続する複数のバスバーと、前記複数のバスバーの表面にそれぞれ溶接接続される複数の電線と、前記バスバーが収容されて前記複数の単電池の並び方向に並んで設けられる複数のバスバー収容部を有する絶縁樹脂製の電線配索体と、を備えるバスバーモジュールであって、前記バスバー収容部は、前記電線の導体との接続部に対応する前記バスバーの裏面に対向して形成された開口部と、前記導体の溶接部近傍を保持するため前記開口部に隣接して設けられた電線先端保持部と、を有することを特徴とするバスバーモジュール。
更に、導体の溶接部近傍が電線先端保持部に保持されることで、治具等による溶接作業時の位置決めが不要になり、溶接接続前に電線の導体とバスバーをバスバー収容部に配索することができる。そこで、電線の導体をバスバーに溶接した後、バスバーをバスバー収容部に収容して電線を配索していた従来の電線配索時のように、配索作業時に発生する溶接部への負荷を考慮する必要なくなる。その結果、溶接部における電気的接続の信頼性に必要な強度のみを持たせるだけでよくなるため、製品構造の簡素化、コスト削減低減効果が見込める。
前記複数のバスバーの表面にそれぞれ溶接接続される前記電線の導体に当てた第1のワークと、前記バスバー収容部の開口部を貫通して前記バスバーの裏面に当てた第2のワークとで前記バスバーを挟持しながら前記導体との接続部を溶接接続する工程と、を備えることを特徴とするバスバーモジュールの製造方法。
本実施形態のバスバーモジュール1は、複数の単電池で構成された電池集合体(図示略)に取り付けられ、電動モータを用いて走行する電気自動車や、エンジンと電動モータとを併用して走行するハイブリッド自動車などの電動モータに、電池集合体からの電力を供給する。
バスバー本体部33の一対の端子孔31には、互いに隣り合う単電池の互いに隣り合うプラス端子及びマイナス端子がそれぞれ通される。バスバー3は、バスバー本体部33の一対の端子孔31にそれぞれ通されたプラス端子及びマイナス端子にナット(図示せず)が螺合されることで単電池に固定される。勿論、本発明に係るバスバーがプラス端子及びマイナス端子に溶接接続される場合には、バスバー本体部33には端子孔31が形成されることはない。
導体接続部35は、後述する電線先端保持部27との干渉を避けるための切欠き部37が形成されており、バスバー本体部33の一側縁部から略L字状に突出している。導体接続部35の略L字状に突出した先端部には、図2〜図5に示すように、電圧検出線5の溶接接続部51が溶接接続される。
各電線配索部4は、バスバー収容部26の並び方向に沿った一側縁に設けられ、各バスバー収容部26に接続されている。そこで、並んだ複数の電線配索部4は、各バスバー収容部26から導出される電圧検出線5を単電池の重なり方向に沿って配索する配索空間となる。
ここで、隣接するバスバー収容部26は、ヒンジ機能(収縮/拡張)を有する弾性連結部材であるヒンジ25で連結されている。ヒンジ25は、隣接するバスバー収容部26の間隔を調整することで、バッテリピッチの公差を吸収することができる。
なお、本発明に係る電線は、本実施形態の被覆電線に限らず、導体である単線を絶縁被覆で被覆したものや、フラットケーブルなど種々の電線を用いることができる。
また、本発明の電線先端保持部に保持される電線は、中剥ぎ部の心線52に限らず、電圧検出線5の先端の絶縁被覆53を皮剥きした部分の心線52でもよいことは云うまでもない。また、図8に示したように、先端の絶縁被覆53が皮剥きされて残った絶縁被覆53が電線先端保持部27Aに保持されてもよい。
(バスバーを収容する工程)
先ず、図5に示したように、絶縁樹脂によって複数のバスバー収容部26と電線配索部4とが一体成形された電線配索体2の各バスバー収容部26に、バスバー3が収容される。各バスバー収容部26に収容されたバスバー3は、周壁24に設けられた係止部29により電線配索体2に係止される。
次に、一端において、先端に絶縁被覆53を残して皮剥きされて中剥ぎ部の心線52が露出された複数の電圧検出線5が、電線配索部4に収容される。電線配索部4に収容された電圧検出線5は、電線抑え部48により浮き上りが抑えられる。
各電圧検出線5の先端が一対の挟持部28A,28Bの間に上方から圧入され、電線先端保持部27によって電圧検出線5に露出された心線52の溶接部近傍が保持される。
そして、バスバー収容部26の電線先端保持部27に先端が保持された電圧検出線5の先端部側から伸びる電圧検出線5の中間部分が、少なくとも1回屈曲した弛み状態で保持されるように、電線配索部4における電線保持部49と底壁41との間に電圧検出線5が押し込まれて挟持される。
なお、上述した「電線を収容する工程」と、「電線の溶接部近傍を保持する工程」とは、どちらを先に作業してもよい。
次に、バスバー3がバスバー収容部26に収容され、電圧検出線5が電線配索部4及びバスバー収容部26に配索された電線配索体2が、超音波接合装置にセットされる。
図7の(a)に示すように、バスバー3の裏面側に配置された超音波接合用のアンビル(第2のワーク)61の先端が、バスバー収容部26の下方から底壁23の開口部30を貫通してバスバー3における導体接続部35の裏面35aに当接される。
ここで、心線52とバスバー3の導体接続部35との接続部にホーン63を当てる際、アンビル61を導体接続部35の裏面35aに当ててバスバー3を直接挟み込むことができるので、心線52とバスバー3を安定的に溶接することができ、
この様に、複数のバスバー3を電線配索体2のバスバー収容部26にそれぞれ予め収容し、電圧検出線5の心線52をそれぞれバスバー3の導体接続部35にセットした状態で順次溶接を行うことができる。
例えば、第1のワークとしての抵抗溶接用の電極と、第2のワークとしての相手電極とを備えた抵抗溶接装置によって、バスバー3と電圧検出線5の心線52を溶接接続することもでき、上述した超音波接合装置によるバスバーモジュール1の製造方法と同様の作用効果を得ることができる。
[1] 複数の単電池で構成された電池集合体の各単電池を互いに電気的に接続する複数のバスバー(3)と、前記複数のバスバーの表面にそれぞれ溶接接続される複数の電線(電圧検出線5)と、前記バスバーが収容されて前記複数の単電池の並び方向に並んで設けられる複数のバスバー収容部(26)を有する絶縁樹脂製の電線配索体(2)と、を備えるバスバーモジュール(1)であって、
前記バスバー収容部は、
前記電線の導体(心線52)との接続部に対応する前記バスバーの裏面(導体接続部35の裏面35a)に対向して形成された開口部(30)と、
前記導体の溶接部近傍を保持するため前記開口部に隣接して設けられた電線先端保持部(27)と、
を有することを特徴とするバスバーモジュール(1)。
[2] 前記電線配索体は、前記複数の電線を前記複数の単電池の重なり方向に沿って収容する電線配索部(4)を有し、
前記電線配索部には、前記電線先端保持部に保持された前記導体の先端部側から伸びる前記電線を少なくとも1回屈曲させた状態で保持する電線保持部(49)が設けられていることを特徴とする上記[1]に記載のバスバーモジュール(1)。
[3] 複数の単電池で構成された電池集合体の各単電池を互いに電気的に接続する複数のバスバー(3)と、前記複数のバスバーの表面にそれぞれ溶接接続される複数の電線(電圧検出線5)と、前記複数の電線を前記複数の単電池の重なり方向に沿って収容する電線配索部(4)と、前記バスバーが収容されて前記複数の単電池の並び方向に並んで設けられる複数のバスバー収容部(26)とを有する電線配索体(2)と、を備えるバスバーモジュール(1)の製造方法であって、
前記バスバー収容部に前記バスバーを収容する工程と、
前記電線配索部に前記複数の電線を収容する工程と、
前記バスバー収容部の電線先端保持部(27)で前記電線の溶接部近傍を保持する工程と、
前記複数のバスバーの表面にそれぞれ溶接接続される前記電線の導体(心線52)に当てた第1のワーク(ホーン63)と、前記バスバー収容部の開口部(30)を貫通して前記バスバーの裏面(導体接続部35の裏面35a)に当てた第2のワーク(アンビル61)とで前記バスバーを挟持しながら前記導体との接続部を溶接接続する工程と、
を備えることを特徴とするバスバーモジュールの製造方法。
2…電線配索体
3…バスバー
4…電線配索部
5…電圧検出線(電線)
26…バスバー収容部
27…電線先端保持部
30…開口部
35…導体接続部
35a…裏面
52…導体(心線)
Claims (3)
- 複数の単電池で構成された電池集合体の各単電池を互いに電気的に接続する複数のバスバーと、前記複数のバスバーの表面にそれぞれ溶接接続される複数の電線と、前記バスバーが収容されて前記複数の単電池の並び方向に並んで設けられる複数のバスバー収容部を有する絶縁樹脂製の電線配索体と、を備えるバスバーモジュールであって、
前記バスバー収容部は、
前記電線の導体との接続部に対応する前記バスバーの裏面に対向して形成された開口部と、
前記導体の溶接部近傍を保持するため前記開口部に隣接して設けられた電線先端保持部と、
を有することを特徴とするバスバーモジュール。 - 前記電線配索体は、前記複数の電線を前記複数の単電池の重なり方向に沿って収容する電線配索部を有し、
前記電線配索部には、前記電線先端保持部に保持された前記導体の先端部側から伸びる前記電線を少なくとも1回屈曲させた状態で保持する電線保持部が設けられていることを特徴とする請求項1に記載のバスバーモジュール。 - 複数の単電池で構成された電池集合体の各単電池を互いに電気的に接続する複数のバスバーと、前記複数のバスバーの表面にそれぞれ溶接接続される複数の電線と、前記複数の電線を前記複数の単電池の重なり方向に沿って収容する電線配索部と、前記バスバーが収容されて前記複数の単電池の並び方向に並んで設けられる複数のバスバー収容部とを有する電線配索体と、を備えるバスバーモジュールの製造方法であって、
前記バスバー収容部に前記バスバーを収容する工程と、
前記電線配索部に前記複数の電線を収容する工程と、
前記バスバー収容部の電線先端保持部で前記電線の溶接部近傍を保持する工程と、
前記複数のバスバーの表面にそれぞれ溶接接続される前記電線の導体に当てた第1のワークと、前記バスバー収容部の開口部を貫通して前記バスバーの裏面に当てた第2のワークとで前記バスバーを挟持しながら前記導体との接続部を溶接接続する工程と、
を備えることを特徴とするバスバーモジュールの製造方法。
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