JP6351395B2

JP6351395B2 - バスバーモジュール

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Publication number: JP6351395B2
Application number: JP2014126838A
Authority: JP
Inventors: 茂之小笠原; 真一柳原
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2014-06-20
Filing date: 2014-06-20
Publication date: 2018-07-04
Anticipated expiration: 2034-06-20
Also published as: JP2016006724A

Description

本発明は、複数の電池からなる電池集合体の隣り合う電池を直列に接続するバスバーモジュールに関する。

図７において、引用符号１０１は電池集合体を示す（例えば下記特許文献１参照）。電池集合体１０１は、複数の電池１０２を並べて一つの集合体にしたものであって、ハイブリッド自動車や電気自動車に搭載される。各電池１０２には、プラス極及びマイナス極である一対の電極１０３が設けられる。電池集合体１０１は、電動モータに電力を供給するために車両所定位置に搭載される。

図７及び図８において、引用符号１０４は、電池集合体１０１の隣り合う電池１０２を直列に接続するため、電池集合体１０１に組み付けられるバスバーモジュールを示す。このバスバーモジュール１０４は、樹脂プレート１０５と、複数のバスバー１０６と、複数の端子１０７（一つのみ図示）と、端子１０７に接続される電線１０８と、図示しないサーミスタ（温度センサ）と、このサーミスタに接続される図示しない電線とを含んで構成される。

図８において、樹脂プレート１０５は、絶縁性を有する樹脂成形品であって、バスバー収容部１０９と、電線収容部１１０と、カバー１１１とをそれぞれ複数有する。バスバー収容部１０９は、電池並び方向に沿って並べられ、これによりバスバー収容部集合列部１１２が形成される。また、電線収容部１１０は、対応するバスバー収容部１０９の一方の側部１１３の近傍に配置される。電線収容部１１０は、電池並び方向に沿って並べられ、これにより電線収容部集合列部１１４が形成される。

尚、引用符号１１５は電線導出部を示す。この電線導出部１１５は、バスバー収容部１０９と電線収容部１１０とを連通するように形成される。具体的には、電池並び方向に直交する方向に形成される。

カバー１１１は、対応する電線収容部１１０の一方の側部１１６に連成される。カバー１１１は、対応する電線収容部１１０の開口を蓋する部分として形成される。カバー１１１は、電池並び方向に沿って並べられ、これによりカバー集合列部１１７が形成される。

バスバー収容部集合列部１１２におけるバスバー収容部１０９同士は、例えばＵ字状のヒンジ１１８で繋がれる。また、電線収容部集合列部１１４における電線収容部１１０同士も例えばＵ字状のヒンジ１１９で繋がれる。さらに、カバー集合列部１１７におけるカバー１１１同士も例えばＵ字状のヒンジ１２０で繋がれる。

バスバー１０６は、導電性を有する金属板を加工することにより形成される。バスバー１０６には、電極１０３（図７参照）を挿通する部分として一対の貫通孔１２１が形成される。バスバー１０６は、樹脂プレート１０５のバスバー収容部１０９に収容固定される。端子１０７は、例えば電圧を検出するためのものであって、バスバー１０６の一方の貫通孔１２１に合わせて重ねられる。端子１０７には、電線１０８が接続され、この電線１０８は電線導出部１１５及び電線収容部１１０を介して電線収容部集合列部１１４に収容される。

図示しないサーミスタは、所定位置のバスバー収容部１０９と電線収容部１１０との間に組み付けられる（組み付け部分としては図８の網掛け部分１２４参照）。サーミスタに接続される図示しない電線は、電線収容部集合列部１１４に収容される。電線収容部集合列部１１４には、電線１０８やサーミスタからの電線などの各種電線が束になった状態で収容される。

サーミスタ（温度センサ）に関しては、下記特許文献２に開示されたものが知られる。このサーミスタは、高さ方向（電極１０３の突出方向）の電池バラツキを吸収するためとして、バネ構造を有する。

特開２０１１−７７０３１号公報特開２０１１−１７６３８号公報

上記従来技術にあっては、高さ方向の電池バラツキを吸収する必要があることから、温度センサと、この温度センサの組み付け先である樹脂プレートとがそれぞれ複雑な構造になってしまうという問題点を有する。

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたもので、構造の簡素化を図ることが可能なバスバーモジュールを提供することを課題とする。

上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の本発明のバスバーモジュールは、複数の電池からなる電池集合体の隣り合う前記電池を直列に接続する複数のバスバーと、該複数のバスバーの組み付け先になる樹脂プレートと、該樹脂プレートに組み付けられて前記電池集合体の所定位置に接触する温度センサと、を含み、前記樹脂プレートは、前記複数のバスバーを個々に収容固定する複数のバスバー収容部と、該バスバー収容部の一方の側部近傍に配置されて前記バスバー収容部から引き出された電線を収容する複数の電線収容部と、を有するバスバーモジュールにおいて、前記樹脂プレートは、前記バスバー収容部の他方の側部から離れた位置に配置され、且つ、バネ構造を持たない前記温度センサを固定状態で組み付ける温度センサ組み付け部が形成されるとともに前記温度センサからのびる電線を収容する形状に形成される電線収容通路と、該電線収容通路及び前記他方の側部を繋ぐブリッジ状の橋渡し部と、を更に有し、該橋渡し部には、前記温度センサと前記電池集合体との接触が維持される方向に前記電線収容通路の位置を変位させる変位構造部を形成することを特徴とする。

また、請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載のバスバーモジュールにおいて、前記橋渡し部を略門形の形状に形成するとともに、前記変位構造部には薄肉部と厚肉部とを形成することを特徴とする。

請求項１に記載された本発明によれば、バスバーモジュールを構成する樹脂プレートに係り、バスバー収容部から離れた位置に橋渡し部を介して電線収容通路を配置する。そして、この電線収容通路の位置で温度センサを組み付けることができるように温度センサ組み付け部を形成する。さらには、橋渡し部に変位構造部を形成して、この変位構造部により電線収容通路の位置を変位させるようにする。つまり、温度センサや温度センサ組み付け部の構造によって電池バラツキを吸収するのではなく、橋渡し部にて電池バラツキを吸収する。従って、本発明によれば、温度センサに従来例のようなバネ構造を付加しなくてもよく、また、樹脂プレートには上記バネ構造を受ける部分を形成しなくてもよいことから、構造の簡素化を図ることができるという効果を奏する。

請求項２に記載された本発明によれば、変位構造部を有する橋渡し部を略門形の形状に形成し、また、薄肉部と厚肉部とを有するように変位構造部を形成することから、温度センサを組み付けた状態の電線収容通路を簡単な構造で変位させることができるという効果を奏する。

本発明のバスバーモジュールの組み付け先となる電池集合体の模式図である。本発明のバスバーモジュール及び樹脂プレートの平面図である。図２のバスバーモジュールにおける一つの分割樹脂プレートに係る拡大図である。図２のバスバーモジュール及び樹脂プレートの連結部兼公差吸収部の拡大図である。図２のバスバーモジュールを電池集合体に組み付けた時の状態を示す断面図である。図５の要部拡大図である。従来例の電池集合体及びバスバーモジュールの斜視図である。図７の従来例のバスバーモジュール及び樹脂プレートの平面図である。

バスバーモジュールは、樹脂プレートと、この樹脂プレートの複数のバスバー収容部に収容固定されるバスバーと、温度センサとを含んで構成され、樹脂プレートには、温度センサの組み付け先になる電線収容通路が形成される。また、樹脂プレートには、バスバー収容部と電線収容通路とを繋ぐ橋渡し部が形成される。橋渡し部には、温度センサと電池集合体との接触が維持される方向に電線収容通路の位置を変位させるような変位構造部が形成される。

以下、図面を参照しながら実施例を説明する。図１は本発明のバスバーモジュールの組み付け先となる電池集合体の模式図である。

図１において、電池集合体１は、複数の電池２を並べて一つの集合体にしたものであって、ハイブリッド自動車や電気自動車に搭載される。各電池２には、プラス極及びマイナス極である一対の電極３が設けられる。電池集合体１は、電動モータに電力を供給するために車両所定位置に搭載される。

図２は本発明のバスバーモジュール及び樹脂プレートの平面図である。また、図３は図２のバスバーモジュールにおける一つの分割樹脂プレートに係る拡大図、図４は図２のバスバーモジュール及び樹脂プレートの連結部兼公差吸収部の拡大図、図５は図２のバスバーモジュールを電池集合体に組み付けた時の状態を示す断面図、図６は図５の要部拡大図である。

図２において、バスバーモジュール４は、電池集合体１（図１参照）の隣り合う電池２（図１参照）を直列に接続するため、電池集合体１に従来同様の方法で組み付けられる。このバスバーモジュール４は、樹脂プレート５と、複数のバスバー６と、複数の端子７（一つのみ図示）と、端子７に接続される電線８と、サーミスタ９（温度センサ。一つのみ図示）と、このサーミスタ９からのびる電線１０（リード線）とを含んで構成される。

図２及び図３において、樹脂プレート５は、絶縁性を有する樹脂成形品であって、電池並び方向の中間所定位置で分割された分割樹脂プレート１１を連結することにより形成される（本実施例では、便宜上、複数の分割樹脂プレート１１を同じ形状のものとして説明をする）。尚、上記の分割は一例であり、本発明では樹脂プレート５を分割しない構造で対応してもよい。

分割樹脂プレート１１は、従来同様部分として、バスバー収容部１２と、電線収容部１３と、カバー１４とをそれぞれ複数有する。また、分割樹脂プレート１１は、新たな部分として、一又は複数の電線収容通路１５と、同じく一又は複数の通路カバー１６と、連結部１７（１７ａ、１７ｂ）と、連結部兼公差吸収部１８（１８ａ、１８ｂ）と、複数の橋渡し部１９とを有する。電線収容通路１５と橋渡し部１９は、本発明の特徴部分になる（後述する）。

バスバー収容部１２は、電池並び方向に沿って並べられ、これによりバスバー収容部集合列部２０が形成される。また、電線収容部１３は、対応するバスバー収容部１２の一方の側部２１の近傍に配置される。電線収容部１３は、電池並び方向に沿って並べられ、これにより電線収容部集合列部２２が形成される。

バスバー収容部１２と電線収容部１３は、この間が電線導出部２３にて連通される。電線導出部２３は、電池並び方向に直交する方向にバスバー収容部１２と電線収容部１３とを連通するように形成される。

カバー１４は、対応する電線収容部１３の一方の側部２４に連成される。カバー１４は、対応する電線収容部１３の開口を蓋する部分として形成される。カバー１４は、電池並び方向に沿って並べられ、これによりカバー集合列部２５が形成される。

バスバー収容部集合列部２０におけるバスバー収容部１２同士は、Ｕ字状のヒンジ２６で繋がれる。また、電線収容部集合列部２２における電線収容部１３同士もＵ字状のヒンジ２７で繋がれる。さらに、カバー集合列部２５におけるカバー１４同士もＵ字状のヒンジ２８で繋がれる。ヒンジ２６〜２８は、電池２（図１参照）のピッチのバラツキを吸収する部分として形成される。別な言い方をすれば、電池並び方向の寸法のバラツキを吸収する部分として形成される。

電線収容通路１５は、バスバー収容部１２の他方の側部２９から離れた位置に配置形成される。電線収容通路１５は、サーミスタ９からのびる電線１０を収容することができるように略樋形状に形成される。また、バスバー収容部１２や電線収容部１３よりも長く電池並び方向にのびる形状に形成される。電線収容通路１５は、上記の如く樋形状（断面略コ字状）で尚かつ長く形成されることから、バスバー収容部１２から離れた位置に配置される部分であっても、必要十分な強度を確保することができるのは勿論である。

このような電線収容通路１５の所定位置には、サーミスタ９の組み付け部分になるサーミスタ組み付け部３０が形成される。サーミスタ組み付け部３０は、電線収容通路１５の一方の側部３１側に配置形成される。また、電線収容通路１５の端部（分割樹脂プレート１１の端部位置に相当する部分）には、後述する連結部兼公差吸収部１８（１８ａ、１８ｂ）が形成される。

通路カバー１６は、電線収容通路１５の他方の側部３４に連成される。通路カバー１６は、電線収容通路１５の開口を蓋する部分として形成される。通路カバー１６は、上記カバー１４のようなＵ字状のヒンジ２８で繋がれない部分に形成される。

連結部１７は、隣り合う分割樹脂プレート１１を連結する部分として形成される。具体的には、一方の分割樹脂プレート１１の電線収容部１３に形成される連結部１７ａと、他方の分割樹脂プレート１１の電線収容部１３に形成される連結部１７ｂとで構成される。

連結部１７ａは、長方形状で電線収容部１３から突出する延長板部３５と、この延長板部３５の中央を矩形に開口して形成される嵌合凹部３６とを有する。また、連結部１７ｂは、電線収容部１３において延長板部３５を受ける受け部（符号省略）と、この受け部から突出して嵌合凹部３６に嵌合する嵌合凸部３７とを有する。嵌合凸部３７は、嵌合凹部３６の開口形状に合わせた、比較的大きな（後述するスライド凸部４１よりも大きな）突起に形成される。尚、隣り合う分割樹脂プレート１１を連結することができれば、図示形状に限定されないものとする。

図２ないし図４において、連結部兼公差吸収部１８は、隣り合う分割樹脂プレート１１を連結する部分として形成される。また、電池並び方向の公差を吸収する部分（別な言い方をすれば、電池ピッチのバラツキを吸収する部分）としても形成される。すなわち、隣り合う分割樹脂プレート１１との連結に係る連結機能、及び電池並び方向の公差を吸収する公差吸収機能を兼ね備えた部分として形成される。このような連結部兼公差吸収部１８は、一方の分割樹脂プレート１１の電線収容通路１５に形成される連結部兼公差吸収部１８ａと、他方の分割樹脂プレート１１の電線収容通路１５に形成される連結部兼公差吸収部１８ｂとで構成される。

連結部兼公差吸収部１８ａは、長方形状で電線収容通路１５から突出する延長板部３８と、この延長板部３８の中央を矩形に貫通して形成されるスライド凹部３９とを有する。また、連結部兼公差吸収部１８ｂは、電線収容通路１５において延長板部３８をスライド可能に受けるスライド受け部４０と、このスライド受け部４０から突出してスライド凹部３９にスライド自在に嵌合するスライド凸部４１と、電線収容通路１５の側壁内面から突出して延長板部３８をスライド自在に支持する一対のスライド支持部４２とを有する。

スライド凹部３９は、スライド凸部４１が嵌合した状態で、少なくとも電池ピッチ公差分の可動領域を確保できるような寸法Ｐが生じる形状に形成される。一対のスライド支持部４２は、スライド凸部４１の位置に合わせて配置形成される。

連結部兼公差吸収部１８（１８ａ、１８ｂ）を形成することで、電線収容通路１５の部分でＵ字状のヒンジを多数形成する必要がないのは勿論である。

図２及び図３において、橋渡し部１９は、バスバー収容部１２の他方の側部２９と、電線収容通路１５の一方の側部３１とを繋ぐ部分として形成される。橋渡し部１９は、ブリッジ状の形状（略門形の形状）に形成される。このような形状の橋渡し部１９は、本発明の特徴部分であって、変位構造部４４を有する。以下、変位構造部４４について図５及び図６を参照しながら説明をする。

図５及び図６において、橋渡し部１９は、図示の如くブリッジ状の形状（略門形の形状）に形成される。橋渡し部１９は、サーミスタ組み付け部３０の位置合わせて配置形成される。尚、図５及び図６は、便宜上、橋渡し部１９とサーミスタ組み付け部３０とが同じ位置にあるような断面図にしてある（図２及び図３に示すような、サーミスタ組み付け部３０の近傍に橋渡し部１９を配置形成してもよい）。

図５及び図６における引用符号１は電池集合体、２は電池、３は電極、４はバスバーモジュール、５は樹脂プレート、６はバスバー、８は電線、９はサーミスタ、１０は電線、１２はバスバー収容部、１３は電線収容部、１４はカバー、１５は電線収容通路、１６は通路カバー、３０はサーミスタ組み付け部をそれぞれ示す。

また、この他として、引用符号４５は電極３に挿通されたバスバー６に対する載置面、４６はバスバー６を締め付け固定するナット、４７は電池上面、４８はサーミスタ９の接触面、４９はサーミスタ組み付け部３０に形成されたサーミスタ突き当て部をそれぞれ示す。サーミスタ９は、サーミスタ組み付け部３０のサーミスタ突き当て部４９に突き当たった状態で、図示しない係止突起がサーミスタ組み付け部３０に係止され、これにより固定状態になる。すなわち、サーミスタ９は、従来例のようなバネ構造を持たないものが採用される。

尚、図５及び図６では、電極３の突出方向を垂直方向（図を見たときの上下方向）と定義する。また、これに直交する方向を水平方向と定義する。

橋渡し部１９は、バスバー収容部１２に連成される垂直方向の壁５０と、電線収容通路１５に連成される垂直方向の壁５１と、これら垂直方向の壁５０、５１の上端に連成される水平方向の壁５２と、変位構造部４４とを有して図示形状に形成される。変位構造部４４は、サーミスタ９と電池集合体１との接触（電池上面４７と接触面４８との接触）が維持される方向に、すなわち垂直方向（上下方向）に電線収容通路１５の位置を変位させることができるように構成される。本実施例においては、厚肉部５３と、この厚肉部５３の両側に連続する薄肉部５４、５４とで構成される。

厚肉部５３は、肉厚を厚くして剛性を持たせた部分であって、水平方向の壁５２の中央に配置形成される。薄肉部５４、５４は、厚肉部５３よりも肉厚を薄くして剛性を低下させた部分であって、厚肉部５３の両側から垂直方向の壁５０、５１の上端にかけて延在するように配置形成される。垂直方向の壁５０、５１の上端に位置する薄肉部５４、５４は、テーパ５５、５５の状態に形成される。厚肉部５３と薄肉部５４、５４は、垂直方向（上下方向）に電線収容通路１５の位置を変位させることができるように配置される。

厚肉部５３と薄肉部５４、５４とを含んで構成される変位構造部４４は、従来例のようなサーミスタのバネ構造等の部分と同じ機能を発揮できる部分として形成される。すなわち、高さ方向（垂直方向）の電池バラツキを吸収することができる部分として形成される。

ここで、上記電池バラツキの吸収に関連する各構造部分についてまとめてみると、樹脂プレート５では、バスバー収容部１２から離れた位置に橋渡し部１９を介して電線収容通路１５が配置される。そして、この電線収容通路１５の位置でサーミスタ９の組み付けができるようにサーミスタ組み付け部３０が形成される。さらに、橋渡し部１９には、変位構造部４４が形成される。この変位構造部４４は、電線収容通路１５の位置を変位させることができるように形成される。すなわち、高さ方向（垂直方向）の電池バラツキを吸収することができるように形成される。具体的には、電池バラツキがあった場合、図６の仮想線や矢印で示すように橋渡し部１９が変形し（誇張した変形で図示してある）、実質的に電線収容通路１５の位置が変位して、その結果、サーミスタ９と電池集合体１との接触（電池上面４７と接触面４８との接触）が維持される。従って、従来例のような温度センサや温度センサ組み付け部の構造によって電池バラツキを吸収するのではなく、橋渡し部１９にて電池バラツキが吸収される。本発明は、従来例のようなバネ構造をサーミスタ９に付加しなくてもよく、また、樹脂プレート５には上記バネ構造を受ける部分を形成しなくてもよいことが分かる。従って、本発明によれば、構造の簡素化を図ることができるという効果を奏する。

図２及び図３に戻り、バスバー６は、導電性を有する金属板を加工することにより形成される。バスバー６には、電極３（図１参照）を挿通する部分として一対の貫通孔４３が形成される。バスバー６は、樹脂プレート５のバスバー収容部１２に収容固定される。

端子７は、例えば電圧を検出するためのものであって、バスバー６の一方の貫通孔４３に合わせて重ねられる。端子７には、電線８が接続され、この電線８は電線導出部２３及び電線収容部１３を介して電線収容部集合列部２２に収容される。

サーミスタ９は、電線収容通路１５のサーミスタ組み付け部３０に組み付けられる。サーミスタ９に接続される電線１０は、電線収容通路１５に収容される。

本発明は本発明の主旨を変えない範囲で種々変更実施可能なことは勿論である。

１…電池集合体、２…電池、３…電極、４…バスバーモジュール、５…樹脂プレート、６…バスバー、７…端子、８…電線、９…サーミスタ（温度センサ）、１０…電線、１１…分割樹脂プレート、１２…バスバー収容部、１３…電線収容部、１４…カバー、１５…電線収容通路、１６…通路カバー、１７…連結部、１８…連結部兼公差吸収部、１９…橋渡し部、２０…バスバー収容部集合列部、２１…一方の側部、２２…電線収容部集合列部、２３…電線導出部、２４…一方の側部、２５…カバー集合列部、２６〜２８…ヒンジ、２９…他方の側部、３０…サーミスタ組み付け部（温度センサ組み付け部）、３１…一方の側部、３４…他方の側部、３５…延長板部、３６…嵌合凹部、３７…嵌合凸部、３８…延長板部、３９…スライド凹部、４０…スライド受け部、４１…スライド凸部、４２…スライド支持部、４３…貫通孔、４４…変位構造部、４５…載置面、４６…ナット、４７…電池上面、４８…接触面、４９…サーミスタ突き当て部、５０、５１…垂直方向の壁、５２…水平方向の壁、５３…厚肉部、５４…薄肉部、５５…テーパ

Claims

複数の電池からなる電池集合体の隣り合う前記電池を直列に接続する複数のバスバーと、
該複数のバスバーの組み付け先になる樹脂プレートと、
該樹脂プレートに組み付けられて前記電池集合体の所定位置に接触する温度センサと、
を含み、
前記樹脂プレートは、
前記複数のバスバーを個々に収容固定する複数のバスバー収容部と、
該バスバー収容部の一方の側部近傍に配置されて前記バスバー収容部から引き出された電線を収容する複数の電線収容部と、
を有する
バスバーモジュールにおいて、
前記樹脂プレートは、
前記バスバー収容部の他方の側部から離れた位置に配置され、且つ、バネ構造を持たない前記温度センサを固定状態で組み付ける温度センサ組み付け部が形成されるとともに前記温度センサからのびる電線を収容する形状に形成される電線収容通路と、
該電線収容通路及び前記他方の側部を繋ぐブリッジ状の橋渡し部と、
を更に有し、
該橋渡し部には、前記温度センサと前記電池集合体との接触が維持される方向に前記電線収容通路の位置を変位させる変位構造部を形成する
ことを特徴とするバスバーモジュール。
請求項１に記載のバスバーモジュールにおいて、
前記橋渡し部を略門形の形状に形成するとともに、前記変位構造部には薄肉部と厚肉部とを形成する
ことを特徴とするバスバーモジュール。