JP6642323B2 - コネクタ装置 - Google Patents

Description

本発明は、コネクタ装置に関する。

従来、リチウムイオン二次電池等の複数の電池セルを一方向に配列してなる電池モジュールが知られている。このような電池モジュールを筐体（ケース）に固定してなる電池パックには、電池モジュールを充電装置等の外部装置に接続させるためのコネクタ装置が設けられている。例えば、特許文献１に記載の電池モジュールの筐体においては、正極側と負極側との各ブスバーに対して、接続部材を介して接続するコネクタが設けられている。

特開２０１３−１４０７６９号公報

上述したような電池パックに設けられるコネクタ装置には、外部装置に備えられる接続端子と接続する外部端子が設けられている。この外部端子は、上記接続端子の脱着に伴って摩耗することがある。また、当該外部端子には異物等が付着することがある。これらの場合、上記外部端子と外部装置との間の電気抵抗が上昇し、電池パックと外部装置との通電時に外部端子が発熱することがある。これによってコネクタ装置における外部端子の周辺部が変形し、外部装置の接続端子が外部端子に良好に接続しなくなるおそれがある。

本発明は、外部端子の周辺部の変形を抑制できるコネクタ装置を提供する。

本発明の一側面に係るコネクタ装置は、電池パックの筐体に設けられるコネクタ装置であって、表面、表面の反対側に位置する裏面、及び表面から裏面まで延在する貫通孔を有する本体部と、本体部の貫通孔に挿入される外部端子を有し、裏面側から本体部の外側に延在する外部接続部と、伝熱性を有し、本体部の外側に位置する外部接続部の一部に設けられるブラケットと、ブラケットに設けられる温度検知素子と、を備え、ブラケットは、外部接続部の一部の周面を覆うように巻きつけられるクランプ部と、外部接続部と離間するように前記クランプ部から延在し、温度検知素子が設置されるフランジ部と、を有する。

このコネクタ装置によれば、外部端子を有する外部接続部の温度は、伝熱性を有するブラケットを介して温度検知素子に検知される。これにより、例えばコネクタ装置の通電中における外部接続部の温度を検知できる。このため、例えば外部接続部の温度が所定の閾値よりも高くなった場合、コネクタ装置に対する通電停止等の対応を迅速に実行できる。したがって、外部端子の周辺に位置する本体部の変形を抑制できる。

また、外部接続部における一部の周面と、ブラケットとの間には、隙間が設けられており、ブラケットの熱膨張係数は、外部接続部の熱膨張係数よりも小さくてもよい。この場合、外部接続部の温度が上昇した際に発生する膨張力が上記隙間に集中しやすくなり、外部接続部の膨張に起因したクランプ部の変形が抑制される。加えて、ブラケットの熱膨張係数は、外部接続部の熱膨張係数よりも小さいことにより、昇温に伴ってクランプ部と外部接続部との密着性が向上する。これにより、外部接続部からブラケットへの伝熱性能が向上する。

また、ブラケットと外部接続部とは、互いに同一材料から構成されてもよい。この場合、ブラケットと外部接続部との熱膨張係数が等しくなる。このため、外部接続部の温度が変化した場合であっても、ブラケットと外部接続部とが同一の割合で熱膨張又は熱収縮するので、外部接続部に対してブラケットが緩むことを抑制できる。

また、上記コネクタ装置は、温度検知素子をフランジ部にねじ止めする締結部材をさらに備えてもよい。この場合、締結部材を用いて温度検知素子をフランジ部に強固に締結できる。

また、ブラケットと締結部材とは、互いに同一材料から構成されてもよい。ブラケットと締結部材との熱膨張係数が異なる場合、ブラケット及び締結部材が加熱されると、熱膨張係数の差に起因して発生する力を締結部材が受ける。これにより、締結部材が緩むようにトルクが発生することがある。このため、ブラケットを構成する材料と締結部材を構成する材料とを互いに同一とし、ブラケットと締結部材との熱膨張係数を等しくすることにより、上記トルクの発生を抑制でき、締結部材の締結力を維持できる。

本発明の他の一側面に係るコネクタ装置は、電池パックの筐体に設けられるコネクタ装置であって、表面、表面の反対側に位置する裏面、並びに、表面から裏面まで延在する第１貫通孔及び第２貫通孔を有する本体部と、本体部の第１貫通孔に挿入される充電用の第１外部端子を有し、裏面側から本体部の外側に延在する第１外部接続部と、本体部の第２貫通孔に挿入される放電用の第２外部端子を有し、裏面側から本体部の外側に延在する第２外部接続部と、第１外部接続部の温度を検知する温度検知素子と、を備える。

このコネクタ装置によれば、充電用の第１外部端子を有する第１外部接続部の温度は、温度検知素子によって検知される。これにより、例えばコネクタ装置の通電中（特に、電池パックの充電中）における第１外部接続部の温度を検知できる。特に、電池パックの充電中に大きな電流が流れやすい第１外部接続部の温度を確実に検知できる。このため、例えば第１外部接続部の温度が所定の閾値よりも高くなった場合、コネクタ装置に対する通電停止等の対応を迅速に実行できる。したがって、外部端子の周辺に位置する本体部の変形を抑制できる。

本発明によれば、外部端子の周辺部の変形を抑制できるコネクタ装置を提供できる。

図１は、本実施形態に係る電池パックの内部構造を示す図である。 図２（ａ）は、本体コネクタを裏面側から見た斜視図であり、図２（ｂ）は、本体コネクタの正面図である。 図３は、本体コネクタの側面図である。 図４は、本体コネクタの外部接続部の一部を示す図である。 図５は、図４のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。 図６は、配線に巻きつけられる前の板状部材を示す平面図である。 図７は、本体コネクタの周辺を模式的に示す構成図である。 図８は、本体コネクタと充電コネクタとの接続を説明するための模式図である。 図９は、本体コネクタとジャンパコネクタとの接続を説明するための模式図である。 図１０（ａ）は、本実施形態の変形例に係る本体コネクタを裏面側から見た斜視図であり、図１０（ｂ）は、当該本体コネクタの正面図である。 図１１は、変形例の本体コネクタと充電コネクタとの接続を説明するための模式図である。 図１２は、変形例の本体コネクタとジャンパコネクタとの接続を説明するための模式図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。

図１は、本実施形態に係る電池パックの内部構造を示す図である。図１に示される電池パック１は、例えばローリフトトラックといったフォークリフト等の車両（外部装置）のバッテリーとして用いられる装置であり、所定のバッテリー収容部に収容される。電池パック１は、筐体２と、複数の電池モジュール３と、本体コネクタ４と、出力端子５と、ジャンクションボックス６と、を備えている。

筐体２は、例えば金属によって構成されており、バッテリー収容部の形状に応じた有底の箱型形状をなしている。本実施形態における「金属」は、金属元素単体のみを示すのではなく、炭素鋼又はステンレス鋼等の種々の合金を示してもよい。すなわち、筐体２は、例えば金属又は合金によって構成されてもよい。

電池モジュール３は、ブラケットなどを介して筐体２の側板２ａに固定されている。電池モジュール３は、複数の電池セルを配列した配列体と、電池セルの配列方向に配列体に拘束荷重を付加する拘束部材とを含んで構成されている。電池セルは、例えばリチウムイオン電池等の二次電池である。配列体において隣り合う電池セルは、正極端子と負極端子とをバスバー部材等で接続することにより、電気的に直列に接続されている。複数の電池セルにおける直列接続の両端に位置する正極端子及び負極端子は、それぞれハーネスＨを介してジャンクションボックス６に接続されている。

本体コネクタ４は、電池パック１の充電を行うためのコネクタ装置であり、例えば筐体２における前板２ｂの上部の外側に設けられている。本体コネクタ４は、例えばボルト・ナット等の締結部材を用いて筐体２に締結されており、ジャンクションボックス６を介して出力端子５及び電池モジュール３に電気的に接続されている。本体コネクタ４の詳細な構成については後述する。

出力端子５は、各電池モジュール３に蓄積されている電力を車両に出力する端子である。出力端子５は、車両内の装置に接続される正極端子５ａと負極端子５ｂとを含む（図７を参照）。

ジャンクションボックス６は、電池パック１の充放電制御を行う装置であり、本体コネクタ４の位置に対応して前板２ｂの上部の内側に配置されている。ジャンクションボックス６の詳細、及びジャンクションボックス６の制御の詳細は、後述する。

次に、図２〜図５を用いながら本体コネクタの具体的な構成について説明する。図２（ａ）は、本体コネクタを裏面側から見た斜視図であり、図２（ｂ）は、本体コネクタの正面図である。図３は、本体コネクタの側面図である。図４は、本体コネクタの外部接続部の一部を示す図である。図５は、図４のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。

図２（ａ），（ｂ）及び図３に示されるように、本体コネクタ４は、本体部１１と、本体部１１に装着される３つの接続部材２１，３１，４１とを備えている。本体部１１は、接続部材２１，３１，４１を回転自在に支持する主部１２と、筐体２に装着される基部１３とが一体化されている樹脂製の部材である。本体部１１を構成する樹脂としては、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、又はポリアミド（ＰＡ）等が挙げられる。主部１２において最も基部１３から離れた面を本体部１１の表面１１ａとし、当該表面１１ａに最も離れて対向している基部１３の面を本体部１１の裏面１１ｂとする。この場合、本体部１１は、主部１２及び基部１３を貫通するように表面１１ａから裏面１１ｂまで延在する貫通孔１４〜１６を有する。貫通孔１４〜１６は、互いに離間しており、表面１１ａの異なる角部近傍にそれぞれ設けられている。貫通孔１４には接続部材２１が挿入され、貫通孔１５には接続部材３１が挿入され、貫通孔１６には接続部材４１が挿入されている。以下では、貫通孔１４〜１６が延在する方向（もしくは、接続部材２１，３１，４１が延在する方向）を、単に「延在方向」とする。

主部１２は、基部１３が筐体２に装着される際に当該筐体２の外側に位置する部分であり、基部１３から突出している。主部１２には、表面１１ａの中央領域から延在方向に沿って窪んでいる凹部１７が設けられている。凹部１７は、後述する充電器の充電コネクタＣ１（図８を参照）、及び後述するジャンパコネクタＣ２（図９を参照）に設けられる突起部（不図示）と嵌合する部分であり、延在方向に沿って見て円形状を有している。凹部１７と上記突起部とが嵌合することにより、本体コネクタ４と、充電コネクタＣ１又はジャンパコネクタＣ２との接続に際し、がたつき等が発生することを抑制できる。なお、凹部１７の縁には、上記突起部と位置合わせをするための一対の窪み１７ａ，１７ｂが設けられている。

基部１３は、延在方向に沿って見て矩形状を有しており、その各角部は、延在方向に沿って見て主部１２よりも外側に位置している。基部１３の各角部には、対応する孔（不図示）が延在方向に沿って設けられている。これらの図示しない孔には、本体コネクタ４を筐体２に装着するためのボルトが挿入される。また、基部１３は凸部１９を有している。この凸部１９は、円柱形状を有しており、基部１３の中央領域において裏面１１ｂから延在方向に沿って突出している。なお、基部１３は、主部１２としての機能を有してもよい。すなわち、基部１３は、接続部材２１，３１，４１を回転自在に支持してもよい。

図２，図３に加えて図４に示されるように、接続部材２１は、外部接続部２２と、外部接続部２２に設けられる圧着端子２３と、圧着端子２３と異なる位置にて外部接続部２２に設けられるブラケット２４と、ブラケット２４に設けられる温度検知素子２５と、温度検知素子２５及びジャンクションボックス６を接続するハーネス２６と、温度検知素子２５をブラケット２４に締結する締結部材２７とを備えている。

外部接続部２２は、充電器等の外部装置に直接接触する外部端子２２ａと、外部端子２２ａに接続される配線２２ｂとを有している。外部端子２２ａは、貫通孔１４に挿入されている筒状の雌端子である。外部端子２２ａの外周面は、貫通孔１４を構成する面に当接している。外部端子２２ａが高い導電性及び伝熱性を備える観点から、外部端子２２ａは、例えば銅によって構成されていることが好ましい。また、外部端子２２ａの裏面１１ｂ側の一部は、本体部１１から露出している。

外部接続部２２における配線２２ｂは、外部端子２２ａとジャンクションボックス６とを電気的に接続させるための配線であり、裏面１１ｂ側から本体部１１の外側に延在している。配線２２ｂの一端は、外部端子２２ａにおける裏面１１ｂ側の端部内に挿入されている。外部端子２２ａにおいて配線２２ｂが挿入されている端部がかしめられている。配線２２ｂと他の装置等との短絡を防止するために、配線２２ｂの少なくとも一部は絶縁性のチューブ２２ｃによって被覆されている。高い導電性及び伝熱性を備える観点から、配線２２ｂとして、例えば銅配線が用いられることが好ましい。

圧着端子２３は、チューブ２２ｃから露出した配線２２ｂの他端に圧着されている端子である。圧着端子２３は、例えばジャンクションボックス６の端子部等に取り付けられている。

ブラケット２４は、例えば金属製又は合金製の板から形成された部材である。ブラケット２４は、本体部１１の外側に位置する外部接続部２２に設けられる。具体的には、ブラケット２４は、外部端子２２ａと圧着端子２３との間に位置する配線２２ｂに設けられる部材である。本実施形態では、ブラケット２４は、裏面１１ｂ側における外部端子２２ａの近傍であって、チューブ２２ｃから露出した配線２２ｂの一部に設けられている。図２〜図５に示されるように、ブラケット２４は、配線２２ｂの上記一部の周面に巻き付けられているクランプ部２８と、外部接続部２２と離間するようにクランプ部２８から連続して延在するフランジ部２９とを有している。本実施形態では、フランジ部２９は、上記延在方向と直交する方向に延在している。

ここで、図６を用いながら接続部材２１の一部になる前のブラケット２４について説明する。図６は、配線２２ｂに巻きつけられる前の板状部材を示す平面図である。図６に示されるように、後にブラケット２４となる板状部材５１は、後にクランプ部２８となる長方形状の第１部分５２と、後にフランジ部２９となるＬ字板状の第２部分５３とを有している。

第１部分５２は、その長辺方向に沿って環状に丸められることによってクランプ部２８を形成する。このとき、第１部分５２において、第２部分５３側の端部５２ａと、上記長辺方向において端部５２ａの反対側に位置する端部５２ｂとが、互いに圧着されている。

第２部分５３は、長方形状の主部５４、及び主部５４と第１部分５２とをつなぐ接続部５５を有している。主部５４の長辺は、第１部分５２の長辺と直交するように延在している。接続部５５は、第１部分５２の端部５２ａから主部５４の第１部分５２側の端部５４ａに向かって延在している。

主部５４の端部５４ａには、孔５６が設けられている。クランプ部２８が形成される場合、第１部分５２は、孔５６に重ならないように丸められる。また、主部５４の長辺方向において端部５４ａの反対側に位置する端部５４ｂには、長方形状を有する板状の突出部５７が設けられている。突出部５７の一方の端部５７ａは固定端である一方で、突出部５７の他方の端部５７ｂは自由端になっている。このため、突出部５７は、端部５７ａを基点としてしなることができる。

図５に戻って、クランプ部２８は、上述したように配線２２ｂの一部の周面を覆うように巻きつけられており、当該一部に接触する部分である。このクランプ部２８は、外部接続部２２の中心軸を軸とし、図６に示される板状部材５１の第１部分５２を配線２２ｂの一部に巻きつけることによって形成されている。なお、第１部分５２においてクランプ部２８を構成する部分は、配線２２ｂの周面に沿って環状に丸められると共に、標準状態で延びている。これにより、クランプ部２８は、配線２２ｂの上記一部の周面を圧迫するように、配線２２ｂに対して強固に巻きつけられる。したがって、配線２２ｂに対するクランプ部２８の密着力が向上する。

フランジ部２９は、温度検知素子２５が設置されている部分であり、ブラケット２４を構成する板状部材５１において配線２２ｂに巻き付けられていない部分である。このため、フランジ部２９は、図６に示される板状部材５１の第２部分５３に相当し、Ｌ字形状を有している。上述したように、第１部分５２の端部５２ｂは孔５６に重なっていないので、フランジ部２９にて孔５６が露出している。また、ブラケット２４と、クランプ部２８が巻きつけられる配線２２ｂの上記一部の周面との間（具体的には、ブラケット２４のフランジ部２９と、配線２２ｂの上記周面との間）には、隙間Ｓが設けられている。この隙間Ｓは、例えば配線２２ｂが膨張した際に発生する力の逃げ部として機能する。

ブラケット２４を構成する材料は、配線２２ｂに対するクランプ部２８の緩み防止の観点から、配線２２ｂの熱膨張係数よりも小さい熱膨張係数を有する金属材料であることが好ましい。この場合、ブラケット２４を構成する材料は、クランプ部２８の加工容易性の観点から、鉄系材料（例えば、炭素工具鋼鋼材）であることがより好ましい。

温度検知素子２５は、配線２２ｂ及びブラケット２４を介して外部端子２２ａの温度を検知するための素子である。温度検知素子２５は、フランジ部２９の温度を検知する温度検知部２５ａと、温度検知部２５ａが取り付けられる端子部２５ｂとを有している。温度検知部２５ａとしては、例えばサーミスタが用いられる。端子部２５ｂは、例えばブラケット２４を構成する材料と同一の材料から構成されている。端子部２５ｂには、ブラケット２４の孔５６に重なる開口部が設けられている。この開口部の径は、ブラケット２４に設けられる孔５６の径と略同一である。

ハーネス２６は、温度検知部２５ａによる検知結果を当該ジャンクションボックス６に伝達する導線である。ハーネス２６の一端は温度検知部２５ａに接続されており、ハーネス２６の他端はジャンクションボックス６に接続されている。ハーネス２６は、ブラケット２４に設けられる突出部５７によってフランジ部２９に抑えつけられている。これにより、ハーネス２６の動きに伴う温度検知部２５ａの位置ずれを防止できる。

締結部材２７は、ブラケット２４に設けられる孔５６、及び温度検知素子２５の端子部２５ｂの開口部に挿入されるボルト２７ａと、ボルト２７ａのねじ頭と端子部２５ｂとの間に挟まれるワッシャー２７ｂと、ボルト２７ａの先端に取り付けられるナット２７ｃとを有している。ボルト２７ａがナット２７ｃに締結されることによって、温度検知素子２５がフランジ部２９にねじ止めされる。これにより、温度検知素子２５がフランジ部２９上に良好に固定される。締結部材２７の締結力を維持する観点から、締結部材２７を構成する材料は、ブラケット２４を構成する材料と同一であることが好ましい。

接続部材３１は、接続部材２１と同様の構成を有している。したがって、接続部材３１は、外部端子３２ａ及び配線３２ｂを有する外部接続部３２と、外部接続部３２に設けられる圧着端子３３と、圧着端子３３と異なる位置にて外部接続部３２に設けられるブラケット３４と、ブラケット３４に設けられる温度検知素子３５と、温度検知素子３５及びジャンクションボックス６を接続するハーネス３６と、温度検知素子３５をブラケット３４に締結する締結部材３７とを備えている。これに対して、接続部材４１は、接続部材２１，３１と異なり、ブラケット、温度検知素子、ハーネス、及び締結部材を備えていない。したがって、接続部材４１は、外部端子４２ａ及び配線４２ｂを有する外部接続部４２と、外部接続部４２に設けられる圧着端子４３とを備えている。なお、接続部材４１の配線４２ｂの長さは、配線２２ｂ，４２ｂよりも短くなっている。

次に、図７を用いながら、本体コネクタ４、出力端子５、及びジャンクションボックス６の接続態様について説明する。図７は、本体コネクタの周辺を模式的に示す構成図である。図７に示されるように、ジャンクションボックス６は、電池制御ＥＣＵ（Electronic Control Unit）６１、リレーＲ１及び配線Ｌ１〜Ｌ３等を収容する。電池制御ＥＣＵ６１は、電池パック１の制御を行う制御部である。電池制御ＥＣＵ６１は、本体コネクタ４に装着されているコネクタの種類に応じて、電池パック１の制御を行う。コネクタの種類に応じた制御の詳細は後述する。

配線Ｌ１は、各電池モジュール３の正極端子が接続されたバスバー（不図示）と、接続部材２１の外部端子２２ａとを電気的に接続している。配線Ｌ２は、各電池モジュール３の負極端子が接続されたバスバー（不図示）と外部端子３２ａとをリレーＲ１を介して電気的に接続している配線Ｌ２１と、配線Ｌ２１から分岐し、負極端子５ｂに接続される配線Ｌ２２と、を含む。配線Ｌ３は、外部端子４２ａと正極端子５ａとを電気的に接続している。なお、配線Ｌ１の少なくとも一部は、図２等に示される配線２２ｂである。同様に、配線Ｌ２の少なくとも一部は配線３２ｂであり、配線Ｌ３の少なくとも一部は配線４２ｂである。

リレーＲ１は、各電池モジュール３と本体コネクタ４とを電気的に接続するオン状態（導通状態）、及び各電池モジュール３と本体コネクタ４とを電気的に切り離すオフ状態（遮断状態）を切り替え可能である。リレーＲ１は、例えば、メカニカルリレーであり、電池制御ＥＣＵ６１からの制御信号によって、オン状態及びオフ状態の切替え動作を行う。

また、電池制御ＥＣＵ６１は、ハーネス２６を介して配線Ｌ１に設けられた温度検知素子２５に接続されていると共に、ハーネス３６を介して配線Ｌ２に設けられた温度検知素子３５に接続されている。このため、電池制御ＥＣＵ６１は、温度検知素子２５，３５の検知結果に基づいて、例えばリレーＲ１のオン状態及びオフ状態の切替え動作の制御信号、又は電池モジュール３同士の通電停止動作の制御信号を出力する。

次に、図８及び図９を参照して、コネクタの種類に応じた電池制御ＥＣＵ６１の処理について詳細に説明する。図８は、本体コネクタ４と充電コネクタＣ１との接続を説明するための模式図である。図８では、本体コネクタ４及び充電コネクタＣ１の端子の延在方向に沿った断面が示されている。図８に示される充電器１００は、電池パック１の各電池モジュール３を充電するための装置である。充電器１００は、充電コネクタＣ１を備えている。充電コネクタＣ１は、本体コネクタ４に嵌合可能な形状を呈しており、２つの端子１０１，１０２を有している。端子１０１，１０２は、いずれも雄端子である。端子１０１は、電池パック１に電力を供給するための正極端子である。端子１０２は、電池パック１に電力を供給するための負極端子である。

充電コネクタＣ１が本体コネクタ４に装着されることによって、端子１０１，１０２は外部端子２２ａ，３２ａにそれぞれ挿入されて電気的に接続される。なお、充電コネクタＣ１が本体コネクタ４に装着される場合、外部端子４２ａには何らの端子も挿入されていない。

続いて、充電コネクタＣ１の装着時の動作について説明する。電池制御ＥＣＵ６１は、本体コネクタ４にいずれのコネクタも装着されていない場合、リレーＲ１をオフ状態とするようにリレーＲ１に制御信号を出力している。電池制御ＥＣＵ６１は、充電コネクタＣ１が本体コネクタ４に装着されたことを検出すると、リレーＲ１をオン状態とするようにリレーＲ１に制御信号を出力する。これにより、電池パック１は、本体コネクタ４を介して充電可能な状態となる。

電池モジュール３の充電中、電池制御ＥＣＵ６１は、温度検知素子２５，３５によって検知される温度を監視する。温度検知素子２５，３５の少なくとも何れかによって検知される温度が所定の閾値（例えば１００℃〜２００℃の任意の温度）を超えていると判定された場合、電池制御ＥＣＵ６１は、電池モジュール３の充電が完了していなくてもリレーＲ１をオフ状態とするようにリレーＲ１に制御信号を直ちに出力する。あるいは、電池制御ＥＣＵ６１は、電池モジュール３同士の通電停止動作の制御信号を直ちに出力する。

また、充電コネクタＣ１が本体コネクタ４に装着されていることが認識された後、充電コネクタＣ１が本体コネクタ４から外されたことを検出した場合、電池制御ＥＣＵ６１は、リレーＲ１をオフ状態とするようにリレーＲ１に制御信号を出力する。

図９は、本体コネクタ４とジャンパコネクタＣ２との接続を説明するための模式図である。図９では、本体コネクタ４及びジャンパコネクタＣ２の端子の延在方向に沿った断面が示されている。図９に示されるジャンパコネクタＣ２は、正極端子５ａと各電池モジュール３の正極端子とを電気的に接続し、車両に電力を出力可能とするためのコネクタである。ジャンパコネクタＣ２は、本体コネクタ４に嵌合可能な形状を呈し、２つの端子１１１，１１２を有している。端子１１１，１１２は、いずれも雄端子である。端子１１１及び端子１１２は、互いに電気的に短絡されており、各電池モジュール３の正極端子と正極端子５ａとを電気的に接続するための端子である。

ジャンパコネクタＣ２が本体コネクタ４に装着されることによって、端子１１１，１１２は外部端子２２ａ，４２ａにそれぞれ挿入されて電気的に接続される。なお、ジャンパコネクタＣ２が本体コネクタ４に装着される場合、外部端子３２ａには何らの端子も挿入されていない。

上述のように、電池制御ＥＣＵ６１は、本体コネクタ４にいずれのコネクタも装着されていない場合、リレーＲ１をオフ状態とするようにリレーＲ１に制御信号を出力している。そして、ジャンパコネクタＣ２が本体コネクタ４に装着されたことを検出すると、電池制御ＥＣＵ６１は、リレーＲ１を引き続きオフ状態とする制御信号を出力する。これにより、電池パック１は、車両に電力を良好に出力可能な状態となる。なお、リレーＲ１をオン状態としても、電池パック１は車両に電力を出力可能な状態となるが、リレーＲ１をオフ状態とすることによって、不必要な個所に供給されることをより確実に防止している。

電池モジュール３の放電中、電池制御ＥＣＵ６１は、温度検知素子２５によって検知される温度を監視する。温度検知素子２５によって検知される温度が所定の閾値（例えば１００℃〜２００℃の任意の温度）を超えていると判定された場合、電池制御ＥＣＵ６１は、電池モジュール３同士の通電停止動作の制御信号を直ちに出力する。

以上に説明した本実施形態の本体コネクタ４によれば、外部端子２２ａを有する外部接続部２２の温度は、配線２２ｂ、及び伝熱性を有するブラケット２４を介して温度検知素子２５に検知される。また、外部端子３２ａを有する外部接続部３２の温度は、配線３２ｂ、及び伝熱性を有するブラケット３４を介して温度検知素子２５に検知される。これにより、本体コネクタ４の通電中における外部接続部２２，３２の温度をそれぞれ検知できる。このため、例えば外部接続部２２，３２のいずれかの温度が所定の閾値よりも高くなった場合、電池制御ＥＣＵ６１は、本体コネクタ４に対する通電停止等の対応を迅速に実行できる。この結果、外部接続部２２，３２のいずれかの周辺に位置する本体部１１の変形を抑制できる。

加えて、本実施形態では、ブラケット２４を用いて温度検知素子２５を外部接続部２２に取り付けることによって、温度検知素子２５を容易かつ場所の制限なく取り付けることができる。このため、本実施形態のように、外部端子２２ａの近傍における配線２２ｂにブラケット２４を設けることができる。これにより、例えば温度検知素子２５を圧着端子２３に設ける場合よりも、外部端子２２ａの温度を精度よく検知できる。同様にしてブラケット３４を用いることによって、例えば温度検知素子３５を圧着端子３３に設ける場合よりも、外部端子３２ａの温度を精度よく検知できる。

上述したような電池モジュール３を流れる電流は、当該電池モジュール３を放電するときよりも、当該電池モジュール３を充電するときの方が大きい傾向にある。特に、電池モジュール３を急速充電する際には、当該電池モジュール３には短時間で大きな電流が流れる。加えて、導電物に流れる電流の大きさと、当該導電物の温度の上昇度合とは比例関係にある。したがって、電池モジュール３を充電する場合（特に、急速充電する場合）、本体コネクタ４の本体部１１においては、電池モジュール３に対する充電用の外部端子２２ａ，３２ａの周囲が変形しやすい。このような本体コネクタ４において、上述したように外部接続部２２，３２に対してのみ温度検知素子２５，３５を取り付けることは、本体部１１の変形抑制の観点及びコストの観点から、特に有効である。

また、ブラケット２４と、外部接続部２２である配線２２ｂとの間には、隙間Ｓが設けられており、ブラケット２４の熱膨張係数は、外部接続部２２の熱膨張係数よりも小さいことが好ましい。この場合、外部接続部２２の温度が上昇した際に発生する膨張力が隙間Ｓに集中しやすくなり、外部接続部２２の膨張に起因したクランプ部２８の変形が抑制される。加えて、ブラケット２４の熱膨張係数は、外部接続部２２の熱膨張係数よりも小さいことにより、昇温に伴ってクランプ部２８と外部接続部２２との密着性が向上する。これにより、外部接続部２２からブラケット２４への伝熱性能が向上する。

また、ブラケット２４と外部接続部２２とは、互いに同一材料から構成されることが好ましい。この場合、ブラケット２４と外部接続部２２との熱膨張係数が等しくなる。このため、外部接続部２２の温度が変化した場合であっても、ブラケット２４と外部接続部２２とが同一の割合で熱膨張又は熱収縮するので、外部接続部２２に対してブラケット２４が緩むことを抑制できる。

また、本体コネクタ４は、温度検知素子２５をフランジ部２９にねじ止めする締結部材２７を備えている。このため、締結部材２７を用いて温度検知素子２５をフランジ部２９に強固に締結できる。

また、ブラケット２４と締結部材２７とは、互いに同一材料から構成されることが好ましい。ブラケット２４と締結部材２７との熱膨張係数が異なる場合、ブラケット２４及び締結部材２７が加熱されると、熱膨張係数の差に起因して発生する力を締結部材２７が受ける。これにより、締結部材２７が緩むようにトルクが発生することがある。このため、ブラケット２４を構成する材料と締結部材２７を構成する材料とを互いに同一とし、ブラケット２４と締結部材２７との熱膨張係数を等しくすることにより、上記トルクの発生を抑制でき、締結部材２７の締結力を維持できる。また、ブラケット２４に対する温度検知素子２５の着脱を容易に実施できる。

図１０（ａ）は、上記実施形態の変形例に係る本体コネクタを裏面側から見た斜視図であり、図１０（ｂ）は、当該本体コネクタの正面図である。図１０（ａ），（ｂ）に示されるように、変形例に係る本体コネクタ４Ａは、上記実施形態の本体コネクタ４と異なり、接続部材２１，３１，４１に加えて、接続部材７１を備えている。このため、本体コネクタ４Ａの本体部１１には、貫通孔１４〜１６と同様に表面１１ａから裏面１１ｂまで延在する貫通孔８１が設けられている。接続部材７１は、貫通孔８１に挿入されている。接続部材７１は、接続部材４１と同様の構成及び長さを有している。したがって、接続部材７１は、ブラケット、温度検知素子、ハーネス、及び締結部材を備えておらず、外部端子７２ａ及び配線７２ｂを有する外部接続部７２と、外部接続部７２に設けられる圧着端子７３とを備えている。接続部材７１は、負極端子５ｂに接続されている。

次に、図１１及び図１２を用いながら、本変形例の本体コネクタ４Ａ、出力端子５，及びジャンクションボックス６Ａの接続態様と、コネクタの種類に応じた接続態様について説明する。図１１は、本体コネクタ４Ａと充電コネクタＣ１との接続を説明するための模式図であり、図１２は、本体コネクタ４ＡとジャンパコネクタＣ３との接続を説明するための模式図である。

図１１及び図１２に示されるように、本変形例の本体コネクタ４Ａは、接続部材７１を有しており、当該接続部材７１は、ジャンクションボックス６Ａ内の配線Ｌ４を介して負極端子５ｂに接続されている。このため、ジャンクションボックス６Ａの配線Ｌ２Ａは、上記実施形態と異なり、配線Ｌ２２を有していない。したがって、配線Ｌ２Ａは、リレーＲ１を介してバスバーと外部端子３２ａとを電気的に接続する配線である。

図１１に示されるように、充電コネクタＣ１が本体コネクタ４Ａに装着された場合、端子１０１，１０２は外部端子２２ａ，３２ａにそれぞれ挿入されて電気的に接続される。一方、外部端子４２ａ，７２ａには、充電コネクタＣ１の端子は挿入されない。このため、貫通孔１４（第１貫通孔）に挿入される外部接続部２２（第１外部接続部）の外部端子２２ａ（第１外部端子）と、貫通孔１５に挿入される外部接続部３２の外部端子３２ａとは、充電用の外部端子として機能する。一方、貫通孔１６（第２貫通孔）に挿入される外部接続部４２（第２外部接続部）の外部端子４２ａ（第２外部端子）と、貫通孔８１に挿入される外部接続部７２の外部端子７２ａとは、充電用の外部端子として機能しない。

本変形例における充電コネクタＣ１の装着時の動作は、上記実施形態と同様である。したがって、電池制御ＥＣＵ６１は、充電コネクタＣ１が本体コネクタ４Ａに装着されたことを検出すると、リレーＲ１をオン状態とする制御信号を出力する。加えて、温度検知素子２５，３５の少なくとも何れかによって検知される温度が所定の閾値を超えていると判定された場合、又は充電コネクタＣ１が本体コネクタ４Ａから外されたことを検出した場合、電池制御ＥＣＵ６１は、リレーＲ１をオフ状態とする制御信号を出力する。

図１２に示されるジャンパコネクタＣ３は、端子１１１及び端子１１２に加えて、互いに電気的に短絡されている端子１１３，１１４を備えている。端子１１３，１１４は、各電池モジュール３の負極端子と負極端子５ｂとを電気的に接続するための端子である。ジャンパコネクタＣ３が本体コネクタ４Ａに装着された場合、端子１１１，１１２は、外部端子２２ａ，４２ａにそれぞれ挿入されて電気的に接続される。また、ジャンパコネクタＣ３の端子１１３，１１４は、外部端子３２ａ，７２ａにそれぞれ挿入されて電気的に接続される。このため、外部端子４２ａ，７２ａは、放電用の外部端子として機能する。加えて、外部端子２２ａ，３２ａは、充電用の外部端子及び放電用の外部端子を兼ねている。

本変形例では、電池制御ＥＣＵ６１は、ジャンパコネクタＣ３が本体コネクタ４Ａに装着されたことを検出すると、リレーＲ１をオン状態とする制御信号を出力する。これにより、電池パック１が車両に放電可能な状態となる。加えて、電池モジュール３の放電中、温度検知素子２５，３５の少なくとも何れかによって検知される温度が所定の閾値を超えていると判定された場合、又はジャンパコネクタＣ３が本体コネクタ４Ａから外されたことを検出した場合、電池制御ＥＣＵ６１は、リレーＲ１をオフ状態とする制御信号を出力する。

このような変形例に係る本体コネクタ４Ａは、上記実施形態の本体コネクタ４と同様に、温度検知素子２５，３５によって外部接続部２２，３２の温度をそれぞれ検知できる。このため、本体コネクタ４Ａを用いることによって、外部接続部２２，３２のいずれかの周辺に位置する本体部１１の変形を抑制できる。特に、電池パック１の充電時における本体部１１の変形を良好に抑制できる。

加えて、本体コネクタ４Ａでは、上記実施形態と同様に、充電用の外部接続部２２，３２に対してのみ温度検知素子２５，３５がそれぞれ取り付けられているので、コストアップを抑制しつつ、本体部１１の変形を良好に抑制できる。

なお、本発明に係るコネクタ装置は、上記実施形態及び変形例に限定されない。例えば、上記実施形態及び変形例では、ブラケット２４は外部接続部２２における配線２２ｂに設けられているが、これに限られない。例えば、ブラケット２４のクランプ部２８は、外部端子２２ａにおいて本体部１１から露出した部分の周面に巻きつけられてもよい。この場合、ブラケット２４が外部端子２２ａに直接接するので、温度検知素子２５は、精度よく外部端子２２ａの温度を検知できる。

また、上記実施形態及び変形例では、ブラケット２４の熱膨張係数は、外部接続部２２の熱膨張係数よりも小さくなっているが、これに限られない。換言すると、ブラケット２４の熱膨張係数は、外部接続部２２の熱膨張係数以上でもよい。この場合、低温時にブラケット２４のクランプ部２８の変形が抑制される。

また、上記実施形態及び変形例では、温度検知素子２５は、締結部材２７を介してフランジ部２９に締結されているが、これに限られない。例えば、温度検知素子２５は、はんだ等によってフランジ部２９上に固定されてもよい。この場合、フランジ部２９には孔５６が設けられなくてもよい。

また、上記実施形態及び変形例において、ブラケット２４を構成する材料は、配線２２ｂからの熱伝導性の観点から、配線２２ｂを構成する材料と同一材料であることが好ましい。この場合、外部端子２２ａを構成する材料と、配線２２ｂを構成する材料とが、互いに同一であることがより好ましい。なお、ブラケット２４を構成する材料と、温度検知素子２５の端子部２５ｂを構成する材料とは、互いに異なってもよい。例えば、ブラケット２４を構成する材料は鉄系材料であり、端子部２５ｂを構成する材料は銅であってもよい。

また、上記変形例において、ブラケット２４は外部接続部２２に設けられず、ブラケット３４は外部接続部３２に設けられなくてもよい。この場合、温度検知素子２５は、ブラケット２４上に設けられることなく、充電コネクタＣ１に接続されうる外部端子２２ａの温度を検知してもよい。同様に、温度検知素子３５は、ブラケット３４上に設けられることなく、充電コネクタＣ１に接続されうる外部端子３２ａの温度を検知してもよい。

１…電池パック、２…筐体、３…電池モジュール、４，４Ａ…本体コネクタ（コネクタ装置）、６，６Ａ…ジャンクションボックス、１１…本体部、１１ａ…表面、１１ｂ…裏面、１４〜１６，８１…貫通孔、２１，３１，４１，７１…接続部材、２２，３２，４２，７２…外部接続部、２２ａ，３２ａ，４２ａ，７２ａ…外部端子、２２ｂ，３２ｂ，４２ｂ…配線、２４，３４…ブラケット、２５，３５…温度検知素子、２６，３６…ハーネス、２７，３７…締結部材、２８…クランプ部、２９…フランジ部、６１…電池制御ＥＣＵ、Ｓ…隙間。

Claims (6)

1. 電池パックの筐体に設けられるコネクタ装置であって、
   表面、前記表面の反対側に位置する裏面、及び前記表面から前記裏面まで延在する貫通孔を有する本体部と、
   前記本体部の前記貫通孔に挿入される外部端子を有し、前記裏面側から前記本体部の外側に延在する外部接続部と、
   伝熱性を有し、前記本体部の外側に位置する前記外部接続部の一部に設けられるブラケットと、
   前記ブラケットに設けられる温度検知素子と、
   を備え、
   前記ブラケットは、
   前記一部の周面を覆うように巻きつけられるクランプ部と、
   前記外部接続部と離間するように前記クランプ部から延在し、前記温度検知素子が設置されるフランジ部と、を有する、
   コネクタ装置。
2. 前記外部接続部における前記一部の前記周面と、前記ブラケットとの間には、隙間が設けられており、
   前記ブラケットの熱膨張係数は、前記外部接続部の熱膨張係数よりも小さい、請求項１に記載のコネクタ装置。
3. 前記ブラケットと前記外部接続部とは、互いに同一材料から構成される、請求項１に記載のコネクタ装置。
4. 前記温度検知素子を前記フランジ部にねじ止めする締結部材をさらに備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載のコネクタ装置。
5. 前記ブラケットと前記締結部材とは、互いに同一材料から構成される、請求項４に記載のコネクタ装置。
6. 電池パックの筐体に設けられるコネクタ装置であって、
   表面、前記表面の反対側に位置する裏面、並びに、前記表面から前記裏面まで延在する第１貫通孔及び第２貫通孔を有する本体部と、
   前記本体部の前記第１貫通孔に挿入される充電用の第１外部端子を有し、前記裏面側から前記本体部の外側に延在する第１外部接続部と、
   前記本体部の前記第２貫通孔に挿入される放電用の第２外部端子を有し、前記裏面側から前記本体部の外側に延在する第２外部接続部と、
   前記第１外部接続部の温度を検知する温度検知素子と、
   を備えるコネクタ装置。

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