JP6384459B2 - 車載バッテリの電池セル用温度センサの取り付けユニット - Google Patents
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Description
本発明は、車載バッテリの電池セルに温度センサを取り付ける取り付けユニットに関する。
車載バッテリは複数の電池セル(単電池)の積層体を含んで構成される。例えば隣り合う電池セルの正極と負極とがバスバーで接続されることで、複数の電池セルが直列接続される。
電池セルの温度管理のため、各電池セルには温度センサが取り付けられる。例えば特許文献1では、バスバーモジュールに温度検出モジュールを組み付けている。バスバーモジュールは複数のバスバーを収容するケースを備えており、このケースに温度検出モジュールが取り付けられる。温度検出モジュールは、アッパーカバーおよびロアカバーを備え、ロアカバーには複数の開口が設けられる。この各開口に温度センサが収容される。アッパーカバーは樹脂性であり、その弾性力によって温度センサが電池セルの被検知面に押し付けられる。
ところで、温度センサを電池セルの被検知面に押し付ける際に、その押し付け方によっては、電池セルの被検知面に対して温度センサの検知面が傾く、つまり検知面の一部が被検知面から浮いた状態になる場合がある。このような状態では正確な温度検出が困難となる。そこで本発明は、電池セルの被検査面に対して温度センサの検知面を正対させた状態で当該検知面を被検査面に押し付けることの可能な、車載バッテリの電池セル用温度センサの取り付けユニットを提供することを目的とする。
本発明は、車載バッテリの電池セル用温度センサの取り付けユニットに関する。当該取り付けユニットは、隣り合う前記電池セルの電極同士を接続するバスバーに嵌め合わせられる固定爪を一端に備え、他端に第1の自在継手における回転軸ピン及びこれに回動可能に連結される軸受部の一方を備えるアーム部材を備える。また、前記第1の自在継手における回転軸ピン及び軸受部の他方と、前記第1の自在継手の回転軸ピンに直交する第2の自在継手における回転軸ピン及びこれに回動可能に連結される軸受部の一方とを備える中継部材を備える。さらに、前記第2の自在継手における回転軸ピン及び軸受部の他方と、温度センサを保持する保持面とを備えたセンサホルダーを備える。前記アーム部材、中継部材、及びセンサホルダーを組み立てて取り付けユニットとし、前記センサホルダーに前記温度センサを保持させて当該温度センサの検知面を前記電池セルの被検知面に当接させ、さらに前記アーム部材を前記バスバーに固定させた際に、前記温度センサ、センサホルダー、及び中継部材が前記アーム部材を押し上げて撓ませ、その反発力によって前記第1及び第2の自在継手を介して前記温度センサが前記電池セルの被検知面に押し付けられる。
本発明によれば、電池セルの被検査面に対して温度センサの検知面を正対させた状態で当該検知面を被検査面に押し付けることが可能となる。
図1に、本実施形態に係る取り付けユニット10と、その周辺構成として、車載バッテリの電池セル12A,12B、バスバー14、及び温度センサ15を例示する。また、図2に、取り付けユニット10を組み立てたときの例が示されている。さらに図3に、取り付けユニット10を電池セル12A及びバスバー14に取り付けたときの様子が例示されている。
図1に示す電池セル12A,12Bはいわゆる角型電池であり、隣り合う電池セル12A,12B間で正極と負極とが互い違いとなるように配列される。バスバー14は電池セル12A,12Bの隣り合う電極ピン16A,16B同士を接続する金属部材である。なお、車載バッテリは電池セル12A,12Bの他にも複数の電池セルが積層されるが、図1では図示を省略している。
電池セル12A,12Bは温度検知のための被検知面24が設けられる。本実施形態に係る電池セル12A,12Bでは、電極ピン16A,16Bが設けられた電極面26のうち、安全弁30及び電極ピン16Aの間に被検知面24が設けられている。
温度センサ15は例えばPTCサーミスタであり、平板形状のセンサである。図1では、温度センサ15の検知面17は電池セル12Aの被検知面24に対向するように示されている。検知面17は電池セル12Aの被検知面24の形状に倣うように形成され、例えば平面から構成される。
取り付けユニット10は、アーム部材18、中継部材20、及びセンサホルダー22を含んで構成される。
アーム部材18は略長尺の板部材である。例えば図1に示すように、アーム部材18は略L字形状の一辺をU字状に折り返してばね構造を持たせている。
アーム部材18の長手方向の一端には固定爪32A,32Bが形成される。固定爪32A,32Bはバスバー14にアーム部材18を固定させるために設けられており、図1ではバスバー14の図示裏面から装着するように構成される。固定爪32A,32Bの間隔d0はバスバー14の幅d1に等しくなるように形成される。
アーム部材18の長手方向他端には、第1の自在継手34の回転軸ピン36及び軸受部38(第1の回転軸ピン及び第1の軸受部)の一方が形成される。図1に示す例では第1の軸受部38がアーム部材18に形成されている。第1の軸受部38は例えば第1の回転軸ピン36を狭持する二又のフォーク部材であって、その先端内側に抜け止めの係止爪40が形成されている。
また、アーム部材18は、その端部に形成された第1の軸受部38の鉛直下方に組み付けられる、中継部材20、センサホルダー22及び温度センサ15の、水平方向(図1のX軸及びY軸方向)の位置決め手段の機能を備えている。例えば固定爪32A,32Bによりアーム部材18をバスバー14に固定させたときに、アーム部材18の他端(第1の軸受部38)が、電池セル12Aの被検知面24と鉛直方向同一線上に位置するように、アーム部材18が形成される。
中継部材20は、第1の自在継手34の回転軸ピン36及び軸受部38の他方が形成される。図1に示す例では回転軸ピン36が中継部材20に形成されている。図2に示すように、第1の回転軸ピン36と第1の軸受部38とが連結されることで、図示回転軸R1廻りに第1の軸受部38と第1の回転軸ピン36とが相対的に回動可能となる。なお、図2では回転軸R1をX軸方向に平行に向けている。
また、中継部材20は、第2の自在継手42の回転軸ピン44及び軸受部46(第2の回転軸ピン及び第2の軸受部)の一方が形成される。第2の回転軸ピン44は、第1及び第2の自在継手34,42が組み立てられた状態で、第1の回転軸ピン36に対して直交するように構成されている。図2では回転軸R2をY軸方向に向けている。
図1、図2に示す例では、中継部材20には第2の軸受部46が形成されている。第2の軸受部46は例えば第2の回転軸ピン44を狭持する二又のフォーク部材であって、その先端内側に抜け止めの係止爪47が形成されている。
例えば中継部材20は、板状のベースプレート48(図1参照)に第1の回転軸ピン36及び第2の軸受部46が形成される。第1の軸受部38であるフォーク部材が第1の回転軸ピン36を狭持できるように、第1の回転軸ピン36の両脇には挿入口49が形成される。
センサホルダー22は、第2の自在継手42の回転軸ピン44及び軸受部46の他方が形成される。図1に示す例では第2の回転軸ピン44が形成されている。図2に示すように、第2の回転軸ピン44と第2の軸受部46とが連結されることで、図示回転軸R2廻りに第2の軸受部46と第2の回転軸ピン44とが相対的に回動可能となる。
センサホルダー22には、温度センサ15を保持する保持面50が形成されている。保持面50は、取り付けユニット10が組み立てられたときに電池セル12Aの被検知面24に対向する面に形成される。
図3に、取り付けユニット10をバスバー14及び電池セル12Aに取り付けた状態の斜視図を例示する。取り付けユニット10のセンサホルダー22はその保持面50に温度センサ15を保持している。アーム部材18の固定爪32A,32Bをバスバー14に嵌め合わせてアーム部材18をバスバー14に固定させる。バスバー14の開口54A,54Bをそれぞれ電極ピン16A,16Bに挿通させて、その後に図示しないボルト等の締結部材で電極ピン16A,16Bにバスバー14を固定させる。
上述したように、アーム部材18は、温度センサ15の水平方向の位置決め手段としての機能を有しており、アーム部材18をバスバー14に固定させると、温度センサ15の検知面17は電池セル12Aの被検知面24と対向する。
加えて本実施形態では、取り付けユニット10をバスバー14及び電池セル12Aに取り付けた際に、温度センサ15、センサホルダー22及び中継部材20によってアーム部材18が押し上げられて鉛直方向上側に撓むような構成を備えている。この撓みの反発力により、温度センサ15、センサホルダー22、及び中継部材20が鉛直方向下側に付勢される。
例えば本実施形態に係る取り付けユニット10では、アーム部材18、中継部材20、及びセンサホルダー22を鉛直方向に沿って組み立てて取り付けユニット10とする。さらにセンサホルダー22に温度センサ15を保持させ、電池セル12Aの被検知面24に温度センサ15の検知面17を当接させる。加えて固定爪32A,32Bを用いてアーム部材18をバスバー14に固定する。
このとき、温度センサ15の検知面17から中継部材20がアーム部材18に当接する上端部までの高さh1が、電池セル12Aの被検知面24からアーム部材18が中継部材20に当接する下端部までの高さh2よりも高くなるように各部材が構成される。この構成により、温度センサ15、センサホルダー22及び中継部材20によってアーム部材18が押し上げられて鉛直上側方向に撓む。これにより鉛直下方向に付勢する反発力(押し付け圧)が生じる。
アーム部材18による押し付け圧は、第1の自在継手34及び第2の自在継手42を介して温度センサ15に加えられる。第1の自在継手34は水平面上の任意軸(図1〜図3ではX軸)廻りに回動し、第2の自在継手42はこれとは直交する水平面上の軸(図1〜図3ではY軸)廻りに回動する。これらの回動により、温度センサ15の検知面17の、電池セル12Aの被検知面24に対する傾きや押し付け力の面内の偏りが解消され、検知面17は被検知面24に正対した状態で均一な押し付け圧にて被検知面24を押圧する。
このように、本実施形態に係る取り付けユニット10では、第1及び第2の自在継手34,42を介して検知面17に押し付け圧が加えられるので、検知面17は被検知面24に偏りなく押し付けられる。その結果、電池セル12Aの正確な温度検知が可能となる。
10 取り付けユニット、12A,12B 電池セル、14 バスバー、15 温度センサ、16A,16B 電池セルの電極ピン、17 温度センサの検知面、18 アーム部材、20 中継部材、22 センサホルダー、24 電池セルの被検知面、32A,32B アーム部材の固定爪、34 第1の自在継手、36 第1の回転軸ピン、38 第1の軸受部、42 第2の自在継手、44 第2の回転軸ピン、46 第2の軸受部、50 センサホルダーの保持面、R1 第1の自在継手の回転軸、R2 第2の自在継手の回転軸。
Claims (1)
- 車載バッテリの電池セル用温度センサの取り付けユニットであって、
隣り合う前記電池セルの電極同士を接続するバスバーに嵌め合わせられる固定爪を一端に備え、他端に第1の自在継手における回転軸ピン及びこれに回動可能に連結される軸受部の一方を備えるアーム部材と、
前記第1の自在継手における回転軸ピン及び軸受部の他方と、前記第1の自在継手の回転軸ピンに直交する第2の自在継手における回転軸ピン及びこれに回動可能に連結される軸受部の一方とを備える中継部材と、
前記第2の自在継手における回転軸ピン及び軸受部の他方と、温度センサを保持する保持面とを備えたセンサホルダーと、
を備え、
前記アーム部材、中継部材、及びセンサホルダーを組み立てて取り付けユニットとし、前記センサホルダーに前記温度センサを保持させて当該温度センサの検知面を前記電池セルの被検知面に当接させ、さらに前記アーム部材を前記バスバーに固定させた際に、前記温度センサ、センサホルダー、及び中継部材が前記アーム部材を押し上げて撓ませ、その反発力によって前記第1及び第2の自在継手を介して前記温度センサが前記電池セルの被検知面に押し付けられることを特徴とする、車載バッテリの電池セル用温度センサの取り付けユニット。
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