JP6634604B2 - バスバーモジュール、バッテリ監視モジュールおよびバッテリモジュール - Google Patents

Description

本発明は、電気自動車等の電源として複数のバッテリを直列に接続するバスバーモジュール、およびそれを用いたバッテリ監視モジュールとバッテリモジュールに関する。

従来、電気自動車等では、直列接続された複数のバッテリが高電圧・高出力の電源として用いられている。各バッテリに組み付けられる合成樹脂製の接続プレート間には切り欠きや撓み部が設けられている。このようにして接続プレートに収縮性を持たせることで、接続プレートは製造公差によるバッテリの端子間の寸法ばらつきを吸収している（例えば、特許文献１、特許文献２を参照）。

特開２０００−１４９９０９号公報 特開２００２−１６４０３４号公報

本発明は、バッテリの監視ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）の破損の防止と、バッテリの端子間の寸法ばらつきの吸収とを両立することができるバスバーモジュールを提供する。

本発明のバスバーモジュールは、交互に逆向きの極性で列状に重ね合わせた複数のバッテリを電気的に直列に接続する。このバスバーモジュールは、複数のバスバーと、格納部とを有する。格納部は、複数のバスバーを３軸に移動可能にそれぞれ格納する複数の格納ユニットを含む。複数のバスバーのそれぞれは、複数のバッテリのうちの隣接する２つのバッテリの電極同士を接続するとともに、これらの電極を遊挿する二つの孔が設けられている。複数の格納ユニットのそれぞれは、複数のバスバーのそれぞれを複数の格納ユニットのそれぞれの中に保持する保持部を有する。

この構成によれば、バッテリの監視ＥＣＵの破損の防止と、バッテリの端子間の寸法ばらつきの吸収とを両立することができる。

本発明の実施の形態におけるバッテリ監視モジュールの全体斜視図 図１に示すバッテリ監視モジュールからカバーを取り除いた状態の全体斜視図 図１に示すバッテリ監視モジュールの上面図 図２に示すバッテリ監視モジュールの上面図 図３における点線領域５の拡大図 図４における点線領域６の拡大図 図５の線７−７に沿う断面でｙ軸の正方向の向きに見たときの断面図 図５の線８−８に沿う断面でｙ軸の正方向の向きに見たときの断面図 図６におけるフレキシブルケーブルが取り付けられた電圧検知端子とバスバーの分解斜視図 図９における電圧検知端子がバスバーに組み付けられた状態でｘ軸の負方向の向きに見たときの正面図

本発明の実施の形態の説明に先立ち、従来の接続プレートにおける問題点を簡単に説明する。一般に、接続プレートで組み合わされた複数のバッテリには、バッテリの状態監視と制御を行うＥＣＵが搭載される。そして、バッテリの数の増減に対してＥＣＵに汎用性を持たせるために、状態監視機能を搭載したプリント基板を合成樹脂製の接続プレート上に設けることがある。このような場合に、従来の接続プレートは全体として収縮性を有するため、プリント基板を接続プレート内に定置させることができない。一方、プリント基板に応力がかからないように接続プレートをリジッド構造にすると、バッテリの端子間の寸法ばらつきを吸収することができない。

以下、本発明の実施の形態に係るバスバーモジュールおよびおよびそれを用いたバッテリ監視モジュールとバッテリモジュールについて図面を参照しながら説明する。

図１は本実施の形態におけるバッテリモジュール１の全体斜視図である。図２は図１のバッテリモジュール１からカバー２５０を取り除いた状態の全体斜視図である。図３は図１の上面図である。図４は図２の上面図である。図５は図３の点線領域５の拡大図である。図６は図４の点線領域６の拡大図である。図７は図５の線７−７に沿う断面でｙ軸の正方向の向きに見たときの断面図である。図８は図５の線８−８に沿う断面でｙ軸の正方向の向きに見たときの断面図である。図９は図６におけるフレキシブルケーブル４００が取り付けられた電圧検知端子部２３０とバスバー２２０の分解斜視図である。図１０は図９における電圧検知端子部２３０がバスバー２２０に組み付けられた状態でｘ軸の負方向の向きに見たときの正面図である。

まず、本発明の実施の形態に係るバッテリモジュール１の全体構成について説明する。

図１、図２に示すように、バッテリモジュール１は、複数のバッテリ１０１が列状に並んだバッテリ集合体１００と、複数のバッテリ１０１を電気的に直列接続するバスバーモジュール２００とを有する。バッテリモジュール１は、例えば電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）等の駆動用の電源として用いられる。このため、バッテリモジュール１に用いられるバッテリ集合体１００は、高出力、高電圧に設定されている。

バッテリ集合体１００は、角型のｎ個のバッテリ１０１を有する。バッテリ集合体１００には高電圧を出力することが要求される。そのため、例えばバッテリ１０１は小型で高出力のリチウムイオン電池であり、バッテリ集合体１００には数十個程度のバッテリ１０１が用いられる。しかしながら、バッテリ集合体１００は、要求を満たす性能であれば上記の構成に限定されない。バッテリ１０１は列方向（ｙ方向）に並んでいる。バッテリ１０１は左右（ｘ方向）両端に、上方（ｚ方向）に突出した正極と負極であるスタッドボルト１１０を有する。スタッドボルト１１０もバッテリ１０１と同様にｙ方向に列状に並んでいる。隣り合うバッテリ１０１は、ｙ方向に並んでいるスタッドボルト１１０の極性が互い違いになるように配置されている。すなわち、バッテリ集合体１００では、複数のバッテリ１０１が交互に逆向きの極性で列状に並んでいる。

バスバーモジュール２００は、複数のバスバー２２０と、格納部２１０とを有する。バスバー２２０のそれぞれは、複数のバッテリ１０１のうちの隣接する２つにおけるスタッドボルト１１０同士を接続するとともに、スタッドボルト１１０を遊挿する二つの孔２２１、２２２が設けられている（図９参照）。格納部２１０は、後述するように、複数のバスバー２２０を３軸に移動可能にそれぞれ格納する複数の格納ユニット２０９を有する。格納部２１０は、バッテリ１０１の左右に列状に並んだスタッドボルト１１０も格納している。

バスバーモジュール２００は、さらに、複数の電圧検知端子部２３０と、フレキシブルケーブル４００と、カバー２５０と、ナット１２０とを有する。電圧検知端子部２３０は、それぞれ、バスバー２２０上に載置されてスタッドボルト１１０と電気的に接続され、バッテリ１０１の電圧を検知する。フレキシブルケーブル４００は、電圧検知端子部２３０に電気的に接続されている。カバー２５０は、図７、図８に示すように、フレキシブルケーブル４００を保護する保護部２５１を有し、フレキシブルケーブル４００を覆っている。ナット１２０は、それぞれ、スタッドボルト１１０にバスバー２２０のそれぞれを固定する固定部である。

以上のようなバスバーモジュール２００と、電圧監視用のプリント基板３００と、通信ケーブル５００とがバッテリ監視モジュールを構成している。プリント基板３００は、左右のスタッドボルト１１０の列の間のバスバーモジュール２００上に載置されている。プリント基板３００は、それぞれのバッテリ１０１の電圧を監視する監視モジュールとして機能する。通信ケーブル５００は、プリント基板３００の電圧監視結果（バッテリ１０１のそれぞれの情報）を外部の制御ＥＣＵに出力する。なお、フレキシブルケーブル４００は、プリント基板３００と電圧検知端子部２３０とを接続して各バッテリ１０１の電圧をプリント基板３００に出力する。カバー２５０は、バスバーモジュール２００の上部に組み付けられてプリント基板３００等の電気回路を保護する。

格納部２１０は、左右それぞれに列状に並んだ複数の格納ユニット２０９を有する。格納ユニット２０９の左右の列は中央部２０１でつながっている。格納ユニット２０９と中央部２０１とは、バスバー２２０を格納する合成樹脂製の１つのバスバーケースとして一体成型され格納部２１０を構成している。格納部２１０には、例えば、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタラート）樹脂が用いられるがこれに限定されない。なお、格納部２１０は、合成樹脂製以外の材料で構成されてもよい。但し、少なくともバッテリ集合体１００とプリント基板３００との間や各バッテリ１０１の間を絶縁する絶縁性と、プリント基板３００に加えられる応力を吸収できる剛性とを要する。

格納ユニット２０９は、図５、図６に示すように、内側側壁２１１と、外側側壁２１２と、絶縁壁２４０とを有する。絶縁壁２４０は、内側側壁２１１と外側側壁２１２と連結するように形成され、両側のバッテリ１０１を電気的に絶縁している。内側側壁２１１と外側側壁２１２と絶縁壁２４０とで囲まれる領域の下方には、バスバー２２０が載置された載置部（図示せず）が設けられている。また、内側側壁２１１は、内側側壁２１１から外部方向（ｘ軸正方向）に突出する弾性爪２１５を有する。弾性爪２１５は、バスバー２２０を格納ユニット２０９の内側へ押し付けている。これにより、格納ユニット２０９内からバスバー２２０や電圧検知端子部２３０が脱離することを防止している。外側側壁２１２は、格納部２１０の全体の外周を覆う側壁として成型されている。

図３、図４に示すように、格納ユニット２０９は、一方の列（ｘ方向正側の列）のｙ方向両端部については、１つのバッテリ１０１のスタッドボルト１１０を格納する構造であるが、その他については、２つのバッテリ１０１のスタッドボルト１１０を格納する。格納ユニット２０９内にはスタッドボルト１１０が挿通される。スタッドボルト１１０にはナット１２０がレンチ等の工具で螺合される。これによってバスバー２２０や電圧検知端子部２３０や格納ユニット２０９は対応するバッテリ１０１とナット１２０によって狭圧される。このようにして、バスバーモジュール２００はバッテリ集合体１００に固定される。

格納ユニット２０９内では、バスバー２２０によって、隣り合う２つのバッテリ１０１の正極と負極のスタッドボルト１１０が電気的に接続される。一方、絶縁壁２４０によって、格納ユニット２０９の外では、隣り合う２つのバッテリ１０１のスタッドボルト１１０間は絶縁されている。したがって、図３に示すように、複数のバスバー２２０と複数の絶縁壁２４０によって、複数のバッテリ１０１は直列接続されている。すなわち、負極のスタッドボルト１１０ａ２と正極のスタッドボルト１１０ｂ２とが接続され、負極のスタッドボルト１１０ｂ１と正極のスタッドボルト１１０ｃ１とが接続され、負極のスタッドボルト１１０ｃ２と正極のスタッドボルト１１０ｄ２とが接続されている。負極のスタッドボルト１１０ｄ１はさらにその隣のバッテリ１０１の正極のスタッドボルトに接続されている。これによって、バッテリ集合体１００が全体として１つの組電池を構成している。正極のスタッドボルト１１０ａ１は、この組電池の正極として機能する。

バスバー２２０と電圧検知端子部２３０とは、導電性の板金で構成されている。バスバー２２０は格納ユニット２０９の図示しない載置部に載置され、電圧検知端子部２３０はバスバー２２０上に載置される。バスバー２２０は、格納ユニット２０９内で２つのスタッドボルト１１０を挿通し、電圧検知端子部２３０は、格納ユニット２０９内のバッテリ１０１のうち１つのスタッドボルト１１０を挿通する。したがって、格納ユニット２０９が２つのバッテリ１０１のスタッドボルト１１０を格納する構造の場合、電圧検知端子部２３０は、一方のスタッドボルト１１０に対して設けられる。具体的には、バッテリ集合体１００の正極端部である最初のスタッドボルト１１０ａ１以外は、電圧検知端子部２３０は、負極のスタッドボルトに接続するように配置されている。

格納ユニット２０９の内側側壁２１１と外側側壁２１２と絶縁壁２４０とで囲まれる領域は、バスバー２２０に対して３軸方向に空間的な遊びを有している。このため、バスバー２２０は各バッテリ１０１の製造寸法公差を吸収することができる。また、電圧検知端子部２３０は、バスバー２２０に対して前後左右に（ｘｙ方向に）空間的な遊びを有し、格納ユニット２０９の内側側壁２１１と外側側壁２１２と絶縁壁２４０とで囲まれる領域に対して上下方向（ｚ方向）に空間的な遊びを有している。このため、電圧検知端子部２３０も各バッテリ１０１の製造寸法公差を吸収することができる。

カバー２５０は、格納部２１０と同様な合成樹脂で構成され、バスバーモジュール２００（あるいはバッテリ監視モジュール）の上部に設けられる。具体的には、カバー２５０は、中央部２０１のｙ方向両端部にロック爪で係合し、プリント基板３００やフレキシブルケーブル４００や通信ケーブル５００のコネクタを覆って、これらを外部から絶縁する。また、保護部２５１は、カバー２５０のｘ方向両端部から下方（ｚ軸負方向）に延出している。

図２に示すように、プリント基板３００は、バッテリ集合体１００の各バッテリ１０１の電圧状態を監視する監視ＩＣ３０１と、フレキシブルケーブル４００に接続されるコネクタ３０２とを有する。プリント基板３００はリジッドであり、中央部２０１の窪みに載置されて例えばビスやリベットでバスバーモジュール２００に固定されている。なお、監視ＩＣ３０１は、各バッテリ１０１の電圧状態を監視しているが、これに限定されず、他の状態を監視してもよい。例えば図示しない温度サーミスタによって各バッテリ１０１の温度状態を監視してもよい。あるいは、バッテリ集合体１００の１個所以上の温度を監視してもよい。

フレキシブルケーブル４００は、コネクタ３０２と接続する接続端子４０１と、電圧検知端子部２３０と接続する端子接続部４０３とを有する。フレキシブルケーブル４００の位置決め孔４０２（図６参照）には、中央部２０１のｘ方向両端部にｙ方向に沿って設けられた係止爪２０５が係止する。

通信ケーブル５００の第１端はプリント基板３００に接続され、第２端は外部装置に接続される。この外部装置は例えばバッテリ集合体１００を制御する制御ＩＣを搭載したＥＣＵである。ＥＣＵは、監視ＩＣが取得した各バッテリ１０１の電圧監視情報を取得してバッテリ集合体１００の充放電を制御する。

次に、格納ユニット２０９がバスバー２２０や電圧検知端子部２３０の脱離を防止する構造について詳細に説明する。

図６に示すように、格納ユニット２０９内にはバッテリ１０１の数に対応して、それぞれ、２つの弾性爪２１５と、外側側壁２１２から突出した２つのガイド爪２１６とが設けられている。ガイド爪２１６は、弾性爪２１５と対向している。図６ではガイド爪２１６は、載置部（図示せず）を挟んで弾性爪２１５に対して斜めの位置で対向しているが、正対向していてもよい。弾性爪２１５、あるいは、弾性爪２１５とガイド爪２１６は、バスバー２２０を格納ユニット２０９の中に保持する保持部を構成している。

弾性爪２１５とガイド爪２１６との端部間のｘ軸方向の長さはバスバー２２０や電圧検知端子部２３０のｘ軸方向の辺の長さよりも短く設定されていることが好ましい。すなわち、弾性爪２１５とガイド爪２１６との間隔は、バスバー２２０の孔２２１、２２２（図９参照）が並んだ方向に直交する方向の長さよりも小さい。

弾性爪２１５は、バスバー２２０の、孔２２１、２２２が並んだ方向に直交する方向に変形可能である。また図７、図８に示すように、ガイド爪２１６は内側に傾斜していることが好ましく、弾性爪２１５も内側に傾斜していることがさらに好ましい。これらの構成により、弾性爪２１５、ガイド爪２１６は、バスバー２２０や電圧検知端子部２３０を上方から押し込んで、これらを格納ユニット２０９内に載置する際にガイドすることができる。このとき、弾性爪２１５は、バスバー２２０や電圧検知端子部２３０によって内部方向（ｘ軸負方向）に押圧される。

図７、図８に示すように、格納ユニット２０９には、内側フランジ部２１３と外側フランジ部２１４とが設けられている。内側フランジ部２１３は内側側壁２１１の下方から格納ユニット２０９の内側に突出し、外側フランジ部２１４は外側側壁２１２の下方から格納ユニット２０９内側に突出している。バスバー２２０は、内側フランジ部２１３と外側フランジ部２１４とによって保持され、電圧検知端子部２３０はバスバー２２０上に保持される。図７や図８では、各バッテリ１０１のスタッドボルト１１０は載置部１１１から突出している。内側フランジ部２１３や外側フランジ部２１４を含む格納ユニット２０９やバスバー２２０は、載置部１１１上に載置されている。スタッドボルト１１０や載置部１１１とバスバー２２０とが当接することで、各バッテリ１０１とバスバー２２０、電圧検知端子部２３０とが電気的に接続されている。そして、ナット１２０が取付工具等によってスタッドボルト１１０に螺合され、格納ユニット２０９やバスバー２２０と載置部１１１とが固定されている。

図９に示すように、バスバー２２０には、２つのバッテリ１０１のスタッドボルト１１０を挿通する孔２２１、２２２が設けられている。孔２２１、２２２はそれぞれ、スタッドボルト１１０の直径に対してｙ軸方向に長い形状となっており、バッテリ１０１の列方向（ｙ軸方向）の製造公差を吸収することができる。

バスバー２２０の内側側壁２１１に沿った辺の中央には切欠部２２３が設けられている。図５に示すように、切欠部２２３に内側側壁２１１から突出する位置決めピン２１８が当接する。同様に、バスバー２２０の切欠部２２３と逆側の辺には、外側側壁２１２から突出する位置決めピン２１７が当接する。位置決めピン２１７、２１８によって、ナット１２０が螺合される前のバスバー２２０のｘ軸方向の移動は一定範囲内に制限される。

図６に示す、隣り合う絶縁壁２４０同士の間の長さＷ_Ｍは、図９に示すバスバー２２０のｙ軸方向の長さＷ_Ｂよりも大きい（Ｗ_Ｍ＞Ｗ_Ｂ）。これによって、図５や図６に示すように、格納ユニット２０９内には、ｙ軸方向についてバスバー２２０の両側に空隙２１９が形成されている。これによって、ナット１２０が螺合される前のバスバー２２０について、ｙ軸方向に一定範囲内の移動が許容される。

ｙ軸方向の空隙２１９は、バスバー２２０と位置決めピン２１７、２１８との間のｘ軸方向の空隙よりも長く設定されている。バッテリ集合体１００は、ｙ軸方向に列状に連なったバッテリ１０１で構成されている。したがって、バッテリ１０１のｙ軸方向の製造寸法公差は累積される。空隙２１９は、この累積する製造公差を吸収することができる。例えば、空隙２１９は１ｍｍ程度に設定され、バスバー２２０と位置決めピン２１７、２１８との間のｘ軸方向の空隙は０．１ｍｍ程度に設定される。

また、ｙ軸方向について、孔２２１、２２２のスタッドボルト１１０に対する遊びは、空隙２１９よりも長く設定されている。すなわち、バッテリ１０１が並べられた方向において、バッテリ１０１のそれぞれのスタッドボルト１１０とバスバー２２０の孔２２１、２２２との間の空隙は、バスバー２２０と格納ユニット２０９との間の空隙よりも長い。これによって、ｙ軸方向について、できるだけバスバー２２０がバッテリ１０１の製造寸法公差を吸収し、格納ユニット２０９の長さの増大による大型化を防ぐことができる。なお、バスバーモジュール２００の大型化が許容される場合、孔２２１、孔２２２のスタッドボルト１１０に対する遊びの間隔を、空隙２１９よりも短く設定してもよい。この場合、孔２２１、２２２の周辺において、ｘｙ平面上におけるバスバー２２０の長さが短くならない。したがって、バスバー２２０自身の強度低下や、バスバー２２０とバッテリ１０１との接触面積の低下を抑制することができる。例えば、空隙２１９は１ｍｍ程度に設定され、孔２２１、２２２のスタッドボルトに対する遊びの間隔は数ｍｍ程度に設定することができる。

また図９に示すように、電圧検知端子部２３０は、バッテリ１０１の負極のスタッドボルト１１０を挿通する孔２３１と、垂直に折曲げられてフレキシブルケーブル４００の端子接続部４０３と接続する接続部２３４とを有する。さらに、折曲部２３２、２３３の少なくともいずれか一方を有することが好ましい。折曲部２３２は、下方（ｚ軸負方向）に折曲げられてバスバー２２０の外側の隅に設けられた切欠部２２４に挿通される。折曲部２３３は、下方（ｚ軸負方向）に折曲げられて切欠部２２３に挿通される。折曲部２３２、２３３は、それぞれ電圧検知端子部２３０のｙ軸方向についての対辺に形成されている。これによって、電圧検知端子部２３０は、前後左右（ｘｙ軸方向）の移動を一定範囲内に制限される。また、孔２３１の形状は、孔２２１と同様な形状を有する。

また、図５〜図８に示すように、バスバー２２０と電圧検知端子部２３０が上方向に所定以上移動しようとすると、弾性爪２１５の先端がこれらに当接するように配置されている。この構成により、ナット１２０を取り付ける前に、バスバー２２０と電圧検知端子部２３０が上方向（ｚ軸正方向）に動いて格納ユニット２０９から脱離することを防ぐことができる。例えば、弾性爪２１５とガイド爪２１６とは、弾性爪２１５とガイド爪２１６とのｘ軸方向の間隔が、バスバー２２０や電圧検知端子部２３０の辺の長さよりも小さくなるように設けられている。なお、バスバー２２０や電圧検知端子部２３０の外側の辺が外側側壁２１２に最も近接しているとき（位置決めピン２１７に当接しているとき）には、その外側の辺を支点としてバスバー２２０や電圧検知端子部２３０が回動する可能性がある。このような場合でも、バスバー２２０や電圧検知端子部２３０の内側の辺が常に弾性爪２１５に当接するように弾性爪２１５が設けられていればよい。

以上のような格納ユニット２０９と、バスバー２２０および電圧検知端子部２３０との配置関係によって、バッテリ１０１のスタッドボルト１１０間のバラつきを吸収し、かつ、バスバー２２０や電圧検知端子部２３０を格納ユニット２０９から脱離させずに保持することができる。

また、本実施の形態では、フレキシブルケーブル４００と接続する電圧検知端子部２３０をバスバー２２０と別体にしている。そのため、フレキシブルケーブル４００の上下の移動に伴って端子接続部４０３にかかる張力を低減できる。ひいてはスタッドボルト１１０へのナット１２０の組み付け時に端子接続部４０３と接続部２３４とが切断されてバスバーモジュール２００全体が故障することを低減することができる。特に、図１０に示すように、電圧検知端子部２３０の厚みＤ２を、バスバー２２０の厚みＤ１よりも小さく設定することで、バスバー２２０と同じ投影面積で比較しても電圧検知端子部２３０を軽くすることができる。そのため、フレキシブルケーブル４００にかかる張力をさらに低減することができる。

また、電圧検知端子部２３０と弾性爪２１５とのｚ軸方向の空隙の長さｄ２は、切欠部２２４における折曲部２３２の長さｄ１よりも小さく設定されていることが好ましい。すなわち、電圧検知端子部２３０と弾性爪２１５との間の距離は、折曲部２３２における、切欠部２２４への進入長さよりも小さい。これによって、電圧検知端子部２３０をバスバー２２０から脱離させずに保持することができる。切欠部２２３と折曲部２３３に関しても同様に設定される。

また、本実施の形態では、カバー２５０のｘ軸方向両端に、フレキシブルケーブル４００の端子接続部４０３を保護する保護部２５１が設けられている。すなわち、カバー２５０は、フレキシブルケーブル４００を保護する保護部２５１を有し、フレキシブルケーブル４００を覆っている。これによって、フレキシブルケーブル４００が撓んだ場合の移動経路を矯正することができ、ナット１２０を組付ける工具との干渉を防ぐことができる。これについて、以下に詳細に説明する。

図７に示すように、ナット１２０を取り付ける場合には、レンチ等の工具の外径１０００だけナット１２０よりもｘ軸正負方向にスペースを要する。取付け作業に際しては、電圧検知端子部２３０が上下（ｚ方向）に動くことで、電圧検知端子部２３０に接続されているフレキシブルケーブル４００も上下に動く。詳細に説明すると、カバー２５０は裏面に当接ピン２５２を有して、当接ピン２５２とバスバーモジュール２００とでフレキシブルケーブル４００を挟んで保持している。そのため、主としてフレキシブルケーブル４００のうち、当接ピン２５２より外部方向（ｘ軸正方向）の部分が撓む。このとき、内側側壁２１１に沿う端子接続部４０３が外方向に撓むと、工具と接触し、フレキシブルケーブル４００が故障する虞がある。そこで、端子接続部４０３を外方向から覆う保護部２５１を設けることによって、端子接続部４０３が外部方向に突出することを防止することができる。すなわち、保護部２５１は、フレキシブルケーブル４００がスタッドボルト１１０の方に移動することを抑制する。

また、端子接続部４０３の上部に空間を設けることによって、保護部２５１は、端子接続部４０３が撓んだときに端子接続部４０３を上方向にガイドする。そのため、端子接続部４０３が外部方向に突出することをさらに防止しやすくすることができる。すなわち、保護部２５１とフレキシブルケーブル４００との間に、フレキシブルケーブル４００の撓んだ部分を収容する空間が設けられていることが好ましい。

一方、ナット１２０のスタッドボルト１１０への組付け易さを維持するために、図５、図７に示すように、保護部２５１の外縁は、ナット１２０を組み付ける工具の外径よりも内部方向（ｘ軸負方向）に設定されている。工具の外径は、ナット１２０の外径に所定値を加算した値である。この所定値は任意であるが、工具の各種規格（例えばＪＩＳ Ｂ ４６３６）を参照して、ナット１２０の外径に応じた値に定められてもよい。ナット１２０の外径によらずに対応可能な構造として設計を共通化させるために、例えば数ｍｍ程度の固定値に設定したり、各種規格で定められる最大値に設定したりしてもよい。

以上のように、バスバーモジュール２００は、バスバー２２０と、格納ユニット２０９を有する格納部２１０とを有する。バスバー２２０には、隣接するバッテリ１０１のスタッドボルト１１０を遊挿する二つの孔２２１、２２２が設けられている。格納ユニット２０９は、バスバー２２０を３軸に移動可能に格納する。格納ユニット２０９は、バスバー２２０を格納ユニット２０９の中に保持する保持部である弾性爪２１５を有する。これによって、バッテリ１０１の端子（スタッドボルト１１０）間のばらつきを吸収するとともに格納ユニット２０９からの脱離を防止することができる。そして、バスバー２２０の３軸方向への移動によってバッテリ１０１の製造寸法公差を吸収することができる。また、格納部２１０自体はバッテリ１０１の製造寸法公差を吸収するために撓まない。そのため、バスバーモジュール２００上にプリント基板３００を取り付けても、プリント基板３００に応力がかかることを防止することができる。このため、プリント基板３００や監視ＩＣ３０１の破損や故障の発生を低減することができる。

なお、本発明は、上述の構成に限定されることなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。また、上記実施の形態は、一例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。

例えば、スタッドボルト１１０の極性を逆にしてもよい。具体的には、本実施の形態では、電圧検知端子部２３０は各バッテリ１０１の負極側のスタッドボルト１１０に取り付けられたが、正極側のスタッドボルト１１０に取り付けられてもよい。少なくとも隣り合うスタッドボルト１１０の極性が逆になるように各バッテリ１０１が配置され、電圧検知端子部２３０と接続するスタッドボルト１１０の極性が各バッテリ１０１で正極か負極のいずれか一方で統一されていればよい。

本発明に係るバスバーモジュールは、電気自動車等の電源に用いられるバッテリを監視する監視ＥＣＵが搭載されるバスバーモジュールに有用である。

１ バッテリモジュール
５，６ 点線領域
１００ バッテリ集合体
１０１ バッテリ
１１０，１１０ａ１，１１０ａ２，１１０ｂ１，１１０ｂ２，１１０ｃ１，１１０ｃ２，１１０ｄ１，１１０ｄ２ スタッドボルト
１１１ 載置部
１２０ ナット
２００ バスバーモジュール
２０１ 中央部
２０５ 係止爪
２０９ 格納ユニット
２１０ 格納部
２１１ 内側側壁
２１２ 外側側壁
２１３ 内側フランジ部
２１４ 外側フランジ部
２１５ 弾性爪
２１６ ガイド爪
２１７，２１８ 位置決めピン
２１９ 空隙
２２０ バスバー
２２１，２２２ 孔
２２３，２２４ 切欠部
２３０ 電圧検知端子部
２３１ 孔
２３２，２３３ 折曲部
２３４ 接続部
２４０ 絶縁壁
２５０ カバー
２５１ 保護部
２５２ 当接ピン
３００ プリント基板
３０１ 監視ＩＣ
３０２ コネクタ
４００ フレキシブルケーブル
４０１ 接続端子
４０２ 位置決め孔
４０３ 端子接続部
５００ 通信ケーブル

Claims (16)

1. 交互に逆向きの極性で列状に重ね合わせた複数のバッテリを電気的に直列に接続するバスバーモジュールであって、
   複数のバスバーと、
   前記複数のバスバーを３軸に移動可能にそれぞれ格納する複数の格納ユニットを有する格納部と、を備え、
   前記複数のバスバーのそれぞれは、前記複数のバッテリのうちの隣接する２つのバッテリの電極同士を接続するとともに、前記電極を遊挿する二つの孔が設けられ、
   前記複数の格納ユニットのそれぞれは、前記複数のバスバーのそれぞれを前記複数の格納ユニットのそれぞれの中に保持する保持部を有し、
   前記格納部は、前記複数のバッテリの製造寸法公差を吸収するために撓まない、
   バスバーモジュール。
2. 前記保持部は、前記複数のバスバーのそれぞれの、前記二つの孔が並んだ方向に直交する方向に変形可能な弾性爪を有する、
   請求項１に記載のバスバーモジュール。
3. 前記保持部は、前記弾性爪と対向して、前記弾性爪とともに前記複数のバスバーのそれぞれを前記複数の格納ユニットのそれぞれへガイドするガイド爪をさらに有し、前記弾性爪と前記ガイド爪との間隔は、前記複数のバスバーのそれぞれの、前記二つの孔が並んだ方向に直交する方向の長さよりも小さい、
   請求項２に記載のバスバーモジュール。
4. 前記複数のバッテリが並べられた方向において、前記複数のバッテリのそれぞれの前記電極と前記複数のバスバーのそれぞれの孔との間の空隙は、前記複数のバスバーのそれぞれと前記複数の格納ユニットのそれぞれとの間の空隙よりも長い、
   請求項１から３のいずれか一項に記載のバスバーモジュール。
5. 前記複数のバスバーのそれぞれの上に載置されて前記複数のバッテリのそれぞれの電圧を検知する複数の電圧検知端子部と、
   前記複数の電圧検知端子部に電気的に接続されたフレキシブルケーブルと、をさらに備え、
   前記保持部は、前記複数の電圧検知端子部のそれぞれを前記格納ユニット内に保持する、請求項１から４のいずれか一項に記載のバスバーモジュール。
6. 前記複数のバスバーのそれぞれには切欠部が設けられ、前記電圧検知端子部は前記切欠部に挿入された折曲部を有し、
   前記折曲部は、前記電圧検知端子部が前記複数のバッテリが並べられた方向に移動する場合に、前記切欠部において前記複数のバスバーのそれぞれと当接して前記電圧検知端子部の移動を制限する、
   請求項５に記載のバスバーモジュール。
7. 前記複数のバスバーのそれぞれの上に載置されて前記複数のバッテリのそれぞれの電圧を検知する複数の電圧検知端子部と、
   前記複数の電圧検知端子部に電気的に接続されたフレキシブルケーブルと、をさらに備え、
   前記保持部は、前記複数の電圧検知端子部のそれぞれを前記格納ユニット内に保持し、
   前記複数のバスバーのそれぞれには切欠部が設けられ、前記電圧検知端子部は前記切欠部に挿入された折曲部を有し、
   前記折曲部は、前記電圧検知端子部が前記複数のバッテリが並べられた方向に移動する場合に、前記切欠部において前記複数のバスバーのそれぞれと当接して前記電圧検知端子部の移動を制限し、
   前記複数の電圧検知端子部のそれぞれと前記弾性爪との間の距離は、前記折曲部における、前記切欠部への進入長さよりも小さい、
   請求項２に記載のバスバーモジュール。
8. 前記フレキシブルケーブルを保護する保護部を有し、前記フレキシブルケーブルを覆うカバーをさらに備えた、
   請求項５から７のいずれか一項に記載のバスバーモジュール。
9. 前記保護部は、前記フレキシブルケーブルが前記複数のバッテリの電極の方に移動することを抑制する、
   請求項８に記載のバスバーモジュール。
10. 前記保護部と前記フレキシブルケーブルとの間に、前記フレキシブルケーブルの撓んだ部分を収容する空間が設けられた、
    請求項９に記載のバスバーモジュール。
11. 前記複数のバッテリのそれぞれの電極に前記複数のバスバーのそれぞれを固定する複数の固定部をさらに備え、
    前記保護部は、前記複数の固定部のそれぞれよりも、前記複数の格納ユニットのそれぞれの中心から離れている、
    請求項１０に記載のバスバーモジュール。
12. 請求項１に記載のバスバーモジュールと、
    前記複数のバッテリのそれぞれの電圧を監視する監視モジュールと、
    前記監視モジュールが監視する電圧の情報を外部に出力する通信ケーブルと、を備えた、バッテリ監視モジュール。
13. 前記バスバーモジュールは、
    前記複数のバスバーのそれぞれの上に載置されて前記複数のバッテリのそれぞれの電圧を検知する複数の電圧検知端子部と、
    前記複数の電圧検知端子部に電気的に接続され、前記複数のバッテリのそれぞれの情報を出力するフレキシブルケーブルと、をさらに備え、
    前記保持部は、前記複数の電圧検知端子部のそれぞれを前記格納ユニット内に保持する、請求項１２に記載のバッテリ監視モジュール。
14. 前記フレキシブルケーブルを保護する保護部を有し、前記フレキシブルケーブルと前記監視モジュールとを覆うカバーをさらに備えた、
    請求項１３に記載のバッテリ監視モジュール。
15. 請求項１から１１のいずれか一項に記載のバスバーモジュールと、
    前記バスバーモジュールで電気的に直列接続された複数のバッテリを含むバッテリ集合体と、を備えた、バッテリモジュール。
16. 前記複数のバッテリのそれぞれの電圧を監視する監視モジュールと、
    前記監視モジュールが監視する電圧の情報を外部に出力する通信ケーブルと、をさらに備えた、
    請求項１５に記載のバッテリモジュール。