JP6794739B2 - Battery pack - Google Patents

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Description

本発明は、車両に搭載される電池パックに関し、特にワイヤハーネスを配索する構造に関する。 The present invention relates to a battery pack mounted on a vehicle, and more particularly to a structure for arranging a wire harness.

車両を駆動する原動機として電動機を備えた電気車両やハイブリッド車両が知られている。これらの車両には、電動機の電源として単電池を複数備えた電池パックが搭載されている。電池パック内には、各単電池、またはいくつかの単電池を組み合わせた電池モジュールに電気的に接続されるワイヤハーネスが配索されている。 Electric vehicles and hybrid vehicles equipped with electric motors are known as prime movers for driving vehicles. These vehicles are equipped with a battery pack equipped with a plurality of single batteries as a power source for the electric motor. Inside the battery pack, a wire harness that is electrically connected to each cell or a battery module in which several cell cells are combined is arranged.

下記特許文献１には、電池ケース（２１）のロアケース（２４）、アッパケース（２５）に結合されたリンフォース（３１）の内側に、リンフォース（３１）に沿うように配索されたハーネス（４１）が示されている。なお、（ ）内の符号は、下記特許文献１で用いられた符号であり、本願の実施形態の説明で用いられる符号とは関連しない。 In Patent Document 1 below, a harness arranged along the reinforcement (31) inside the reinforcement (31) coupled to the lower case (24) and the upper case (25) of the battery case (21). (41) is shown. The reference numerals in parentheses are the reference numerals used in Patent Document 1 below, and are not related to the reference numerals used in the description of the embodiments of the present application.

特開２００７−１３７３２９号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-137329

車両の衝突時においてワイヤハーネスを保護する必要がある。上記の特許文献１においては、リンフォースによりハーネスの保護を図っている。より確実な保護を図るためには、リンフォース自身、更にはリンフォースが結合されるケースを強化する必要があり、これは重量の増加や装置の大型化を招く。 It is necessary to protect the wire harness in the event of a vehicle collision. In the above-mentioned Patent Document 1, the harness is protected by the reinforcement. For more reliable protection, it is necessary to strengthen the reinforcement itself and even the case to which the reinforcement is combined, which leads to an increase in weight and an increase in size of the device.

本発明は、重量の増加や装置の大型化を抑えることができるワイヤハーネスの保護構造を有する電池パックを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a battery pack having a protective structure of a wire harness capable of suppressing an increase in weight and an increase in size of an apparatus.

本発明に係る電池パックは、車両に搭載される電池パックであって、積層された複数の電池モジュールと共に積層され、積層方向の端に位置するエンドプレートと、エンドプレート表面に沿って配索されるワイヤハーネスと、エンドプレート表面のワイヤハーネス近傍に立設された支持部品と、エンドプレートとの間の空間にワイヤハーネスおよび支持部品を収容するようエンドプレート表面を覆う端面カバーと、を有する。支持部品は、エンドプレート表面に直交する方向におけるエンドプレート表面から端面カバーに対向する支持面までの寸法がワイヤハーネスの直径よりも大きく、前記支持面がワイヤハーネスよりも端面カバー側にある。
The battery pack according to the present invention is a battery pack mounted on a vehicle, which is laminated together with a plurality of stacked battery modules, and is arranged along an end plate located at an end in the stacking direction and an end plate surface. It has a wire harness, a support component erected near the wire harness on the surface of the end plate, and an end face cover that covers the surface of the end plate so as to accommodate the wire harness and the support component in the space between the end plate. The size of the support component from the end plate surface in the direction orthogonal to the end plate surface to the support surface facing the end face cover is larger than the diameter of the wire harness, and the support surface is on the end face cover side of the wire harness.

車両の衝突時、端面カバーがエンドプレートに向けて移動する際、ワイヤハーネスに接触するよりも前に端面カバーが支持部品に接触し、支持部品が端面カバーを支える。支持部品が、エンドプレートと端面カバーの間の空間に収まるために、電池パック外形の増加が抑制される。また、支持部品に掛かる力をエンドプレートで受けるため、支持部品の増設以外の重量増を抑えることができる。 When the end face cover moves toward the end plate in the event of a vehicle collision, the end face cover contacts the support component before it contacts the wire harness, and the support component supports the end face cover. Since the support component fits in the space between the end plate and the end face cover, the increase in the outer shape of the battery pack is suppressed. Further, since the force applied to the support component is received by the end plate, it is possible to suppress the weight increase other than the addition of the support component.

支持部品を設けることにより、ワイヤハーネスの保護を図りつつ、重量の増加、装置の大型化を抑えることができる。 By providing the support component, it is possible to suppress the increase in weight and the increase in size of the device while protecting the wire harness.

電池パックの概略構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the schematic structure of the battery pack. 端面カバーを外した状態の電池パック端部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the end part of the battery pack with the end face cover removed. 端面カバーを外した状態の電池パック端部を、積層方向から見た図である。It is the figure which looked at the end part of the battery pack with the end face cover removed from the stacking direction. 端面カバーと支持部品を外した状態の電池パック端部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the end part of the battery pack with the end face cover and the support component removed. エンドプレート単体を示す図である。It is a figure which shows the end plate alone. 支持部品単体を示す図である。It is a figure which shows the support component alone. エンドプレートに支持部品を取り付けた状態を示す図である。It is a figure which shows the state which attached the support component to an end plate. エンドプレートに支持部品を取り付けた状態を示す、図３中のＡ−Ａ線による断面図である。It is sectional drawing which shows the state which attached the support component to the end plate, by line AA in FIG.

以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。図１は、電池パック１０の概略構成を示す模式図である。電池パック１０は、複数の電池モジュール１２が積層された電池ユニット１４を有し、電池ユニット１４は、電池ユニット１４の両端に配置されて電池モジュール１２と共に積層されるエンドプレート１６，１８で挟持されている。両端のエンドプレート１６，１８同士は、積層された電池モジュール１２に沿って延びる結合ロッド２０で結合されている。各電池モジュール１２は、複数の、例えば６個の単電池を含む。特に断らない限り、以下において、電池モジュール１２の積層方向、つまり図１の左右方向を「積層方向」と記す。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view showing a schematic configuration of the battery pack 10. The battery pack 10 has a battery unit 14 in which a plurality of battery modules 12 are laminated, and the battery unit 14 is sandwiched between end plates 16 and 18 arranged at both ends of the battery unit 14 and laminated together with the battery module 12. ing. The end plates 16 and 18 at both ends are connected to each other by a coupling rod 20 extending along the stacked battery modules 12. Each battery module 12 includes a plurality of, eg, 6 cell cells. Unless otherwise specified, in the following, the stacking direction of the battery modules 12, that is, the left-right direction in FIG. 1 will be referred to as a “stacking direction”.

電池ユニット１４およびエンドプレート１６，１８は、電池ケース２２に収容されている。電池ケース２２は、電池ユニット１４の、積層方向に対して側方を囲むケース本体２４と、積層方向において端面を覆う端面カバー２６，２８を有する。ケース本体２４は、複数の部品を結合して構成してもよい。エンドプレート１６，１８と端面カバー２６，２８の間の空間には、電池モジュール１２と接続されるワイヤハーネス３０，３２（図２−４参照）が配索され、また各種のリレー、電池ユニット１４の蓄電量や温度を監視する監視ユニットなどの電気機器、電子機器が配置される。 The battery unit 14 and the end plates 16 and 18 are housed in the battery case 22. The battery case 22 has a case main body 24 that surrounds the battery unit 14 sideways with respect to the stacking direction, and end face covers 26 and 28 that cover the end faces in the stacking direction. The case body 24 may be configured by combining a plurality of parts. In the space between the end plates 16 and 18 and the end face covers 26 and 28, wire harnesses 30 and 32 (see FIG. 2-4) connected to the battery module 12 are arranged, and various relays and battery units 14 are arranged. Electrical equipment and electronic equipment such as a monitoring unit that monitors the amount of electricity stored and the temperature of the battery are installed.

車両衝突時など、図１の左方から荷重が加わると、端面カバー２６はエンドプレート１６に向けて変形し、内部に収容されるワイヤハーネス３０，３２が損傷する場合がある。端面カバー２６の変形を抑制するために、エンドプレート１６の表面上に支持部品３４が立設されている。 When a load is applied from the left side of FIG. 1 such as during a vehicle collision, the end face cover 26 may be deformed toward the end plate 16 and the wire harnesses 30 and 32 housed therein may be damaged. A support component 34 is erected on the surface of the end plate 16 in order to suppress deformation of the end face cover 26.

図２〜４は、電池パック１０の積層方向端面を、端面カバー２６を外した状態で示す図である。図２が斜視図、図３が積層方向から見た状態を示す図である。図４は、端面カバー２６に加え、支持部品３４を取り外した状態を示す図である。 2 to 4 are views showing the end faces of the battery pack 10 in the stacking direction with the end face cover 26 removed. FIG. 2 is a perspective view, and FIG. 3 is a view showing a state seen from the stacking direction. FIG. 4 is a diagram showing a state in which the support component 34 is removed in addition to the end face cover 26.

ワイヤハーネス３０は、各電池モジュール１２にそれぞれ接続された検出線を束ねたものであり、カッターユニット３６を介して監視ユニット３８に接続されている。以下、ワイヤハーネス３０を検出ハーネス３０と記す。カッターユニット３６は、端面カバー２６がエンドプレート１６に向けて変形したときに、端面カバー２６に押されてカッターユニット３６内で検出ハーネス３０を切断する。これにより、検出ハーネス３０が不特定の位置で切断され、その検出線同士が接触して電池モジュール１２が短絡することを防止している。監視ユニット３８は、検出線を介して取得された各電池モジュールの入出力電流および電圧等に基づき電池ユニット１４の蓄電量（ＳＯＣ）の算出を行う。また、監視ユニット３８は、電池モジュール内に設けた温度センサに基づき各電池モジュール１２の温度の監視を行ってよい。 The wire harness 30 is a bundle of detection wires connected to each battery module 12, and is connected to the monitoring unit 38 via a cutter unit 36. Hereinafter, the wire harness 30 will be referred to as a detection harness 30. When the end face cover 26 is deformed toward the end plate 16, the cutter unit 36 is pushed by the end face cover 26 to cut the detection harness 30 in the cutter unit 36. As a result, the detection harness 30 is cut at an unspecified position, and the detection lines are prevented from coming into contact with each other to short-circuit the battery module 12. The monitoring unit 38 calculates the storage amount (SOC) of the battery unit 14 based on the input / output current and voltage of each battery module acquired via the detection line. Further, the monitoring unit 38 may monitor the temperature of each battery module 12 based on the temperature sensor provided in the battery module.

ワイヤハーネス３２は、電池ユニット１４の出力端子に接続され、電池ユニット１４からの電力を外部に送出し、また外部からの充電電力を電池ユニット１４に供給する。ワイヤハーネス３２を以降電力ハーネス３２と記す。電力ハーネス３２は、電池ユニット１４の出力端子に接続されている。電力ハーネス３２には、電池ユニット１４と外部を電気的に遮断するシステムメインリレー４０が設けられている。 The wire harness 32 is connected to the output terminal of the battery unit 14, sends out the electric power from the battery unit 14 to the outside, and supplies the charging electric power from the outside to the battery unit 14. The wire harness 32 will be referred to as a power harness 32 hereafter. The power harness 32 is connected to the output terminal of the battery unit 14. The power harness 32 is provided with a system main relay 40 that electrically shuts off the battery unit 14 and the outside.

検出ハーネス３０と電力ハーネス３２に隣接する位置に支持部品３４が設けられている。支持部品３４は、エンドプレート１６上にボルト等により固定される。また、支持部品３４は、検出ハーネス３０および電力ハーネス３２よりも背が高く、すなわち、エンドプレート１６の表面から遠い位置、つまり端面カバー２６に近い位置にある支持部４２を有する。この支持部品３４では、支持部４２は、エンドプレート１６とほぼ平行に配置された平面である。以降、支持部４２を支持面４２と記す。 A support component 34 is provided at a position adjacent to the detection harness 30 and the power harness 32. The support component 34 is fixed on the end plate 16 with bolts or the like. Further, the support component 34 has a support portion 42 that is taller than the detection harness 30 and the power harness 32, that is, a position far from the surface of the end plate 16, that is, a position close to the end face cover 26. In the support component 34, the support portion 42 is a flat surface arranged substantially parallel to the end plate 16. Hereinafter, the support portion 42 will be referred to as a support surface 42.

図５はエンドプレート１６を単独で示す斜視図である。エンドプレート１６は、樹脂製であり、平板の基板４４上に補強のための複数のリブ４６が設けられている。図５において、右上隅にあるボスに設けられたねじ穴４８には、支持部品３４を固定するボルトが結合される。リブ４６のうち、リブ４６ａ，４６ｂには、支持部品３４が当接する。また、リブ４６ａには枝分かれした分岐リブ４６ｃが設けられ、分岐リブ４６ｃにも支持部品３４が当接する。支持部品３４のエンドプレート１６への取り付けについては、後述する。 FIG. 5 is a perspective view showing the end plate 16 alone. The end plate 16 is made of resin, and a plurality of ribs 46 for reinforcement are provided on the flat plate substrate 44. In FIG. 5, a bolt for fixing the support component 34 is connected to the screw hole 48 provided in the boss in the upper right corner. Of the ribs 46, the support parts 34 come into contact with the ribs 46a and 46b. Further, the rib 46a is provided with a branched branch rib 46c, and the support component 34 also comes into contact with the branch rib 46c. The attachment of the support component 34 to the end plate 16 will be described later.

図６は、支持部品３４を単独で示す図であり、（ａ）が表側を示す斜視図、（ｂ）が裏側を示す斜視図、（ｃ）が側面図である。支持部品３４は、２本の脚部（第１脚部５０、第２脚部５２）と、これらの脚部に橋渡しされるように設けられた桁部５４を含み、全体として門形状を有する。桁部５４の表側の面が上述の支持面４２である。第１脚部５０には、貫通穴５６が設けられ、ここを通るボルトがエンドプレート１６のねじ穴４８にねじ結合される。第２脚部５２は、桁部５４に近い基部５８と、桁部５４から遠く基部５８より細い先端部６０を有し、基部５８と先端部６０の間には段差があり段差面６２が形成されている。段差面６２は、支持面４２とほぼ平行である。第１脚部５０と第２脚部５２の間に延びる桁部５４の裏側の側縁に沿って、突条６４，６６が設けられている。これらの突条６４，６６の一部には切り欠き６８，７０が設けられている。 6A and 6B are views showing the support component 34 alone, where FIG. 6A is a perspective view showing the front side, FIG. 6B is a perspective view showing the back side, and FIG. 6C is a side view. The support component 34 includes two legs (first leg 50, second leg 52) and a girder 54 provided so as to bridge the legs, and has a gate shape as a whole. .. The front surface of the girder portion 54 is the support surface 42 described above. A through hole 56 is provided in the first leg portion 50, and a bolt passing through the through hole 56 is screwed into the screw hole 48 of the end plate 16. The second leg portion 52 has a base portion 58 close to the girder portion 54 and a tip portion 60 farther from the girder portion 54 and thinner than the base portion 58, and there is a step between the base portion 58 and the tip portion 60 to form a stepped surface 62. Has been done. The step surface 62 is substantially parallel to the support surface 42. The ridges 64 and 66 are provided along the back side edge of the girder portion 54 extending between the first leg portion 50 and the second leg portion 52. Notches 68 and 70 are provided in a part of these ridges 64 and 66.

図７および図８は、支持部品３４がエンドプレート１６に取り付けられた状態を示す図である。図８は、図３中のＡ−Ａ線による断面図である。第２脚部５２の先端部６０が、エンドプレート１６のリブ４６ａと分岐リブ４６ｃで形成される角部に位置合わせされる。このとき、第２脚部５２の段差面６２が、リブ４６ａ，４６ｂ，４６ｃの上端面に当接する。第２脚部５２は、その先端部６０がリブ４６ａ，４６ｂ，４６ｃによって、図７において下向き、および左右方向の動きが規制され、これらの方向において支持部品３４が位置決めされる。一方、第１脚部５０の貫通穴５６がエンドプレート１６のねじ穴４８が位置合わせされる。貫通穴５６にボルト（不図示）を通し、ねじ穴４８にボルトをねじ結合することにより、支持部品３４がエンドプレート１６に固定される。 7 and 8 are views showing a state in which the support component 34 is attached to the end plate 16. FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. The tip 60 of the second leg 52 is aligned with the corner formed by the rib 46a and the branch rib 46c of the end plate 16. At this time, the stepped surface 62 of the second leg portion 52 comes into contact with the upper end surfaces of the ribs 46a, 46b, 46c. The tip 60 of the second leg 52 is restricted from moving downward and left and right in FIG. 7 by ribs 46a, 46b, 46c, and the support component 34 is positioned in these directions. On the other hand, the through hole 56 of the first leg portion 50 is aligned with the screw hole 48 of the end plate 16. The support component 34 is fixed to the end plate 16 by passing a bolt (not shown) through the through hole 56 and screwing the bolt into the screw hole 48.

図８によく示されるように、エンドプレート１６の表面、つまりリブ４６の上端面と支持面４２との距離Ｈ（支持部品３４の高さ）は、検出ハーネス３０および電力ハーネス３２の直径よりも大きい。また、支持面４２は、検出ハーネス３０および電力ハーネス３２よりも端面カバー２６側にある。このため、車両衝突時などにおいて、端面カバー２６は、検出ハーネス３０および電力ハーネス３２より前に支持面４２に当たる。これにより、検出ハーネス３０および電力ハーネス３２の損傷が抑制される。より大きな力が端面カバー２６に加わる場合、端面カバー２６の支持部品３４に受けられている部分以外の部分が変形するが、支持部品３４の近傍においては変形量は抑えられる。検出ハーネス３０および電力ハーネス３２は、支持部品３４の近傍にあるため、端面カバー２６が変形しても、端面カバー２６が接触しないか、または接触しても検出ハーネス３０および電力ハーネス３２に加わる力は抑えられる。これにより、検出ハーネス３０および電力ハーネス３２が、端面カバー２６とエンドプレート１６に挟まれ損傷することが抑制される。 As is well shown in FIG. 8, the surface of the end plate 16, that is, the distance H (height of the support component 34) between the upper end surface of the rib 46 and the support surface 42 is larger than the diameters of the detection harness 30 and the power harness 32. large. Further, the support surface 42 is closer to the end face cover 26 than the detection harness 30 and the power harness 32. Therefore, in the event of a vehicle collision or the like, the end face cover 26 hits the support surface 42 before the detection harness 30 and the power harness 32. As a result, damage to the detection harness 30 and the power harness 32 is suppressed. When a larger force is applied to the end face cover 26, the portion of the end face cover 26 other than the portion received by the support component 34 is deformed, but the amount of deformation is suppressed in the vicinity of the support component 34. Since the detection harness 30 and the power harness 32 are in the vicinity of the support component 34, even if the end face cover 26 is deformed, the end face cover 26 does not touch, or even if the end face cover 26 touches, a force applied to the detection harness 30 and the power harness 32. Is suppressed. As a result, the detection harness 30 and the power harness 32 are prevented from being sandwiched between the end face cover 26 and the end plate 16 and damaged.

支持部品３４の桁部５４には、図６に示される切り欠き６８，７０により脆弱な部分が形成される。支持部品３４が端面カバー２６から過大な力を受けると、この脆弱な部分によって、桁部５４は図６に示される破断線７２にて破断される。この破断線７２は、支持部品３４の第１脚部５０と第２脚部５２の間を通る電力ハーネス３２と、積層方向から見たとき重ならないように配置されている。もし、支持部品３４が破断しても、その破断面が電力ハーネス３２に当たらないようにしている。 A fragile portion is formed in the girder portion 54 of the support component 34 by the notches 68 and 70 shown in FIG. When the support component 34 receives an excessive force from the end face cover 26, the girder portion 54 is broken at the break line 72 shown in FIG. 6 by this fragile portion. The break line 72 is arranged so as not to overlap the power harness 32 passing between the first leg portion 50 and the second leg portion 52 of the support component 34 when viewed from the stacking direction. Even if the support component 34 breaks, the fracture surface does not hit the power harness 32.

支持部品３４は、検出ハーネス３０と電力ハーネス３２の一方のみの近傍に配置されてもよい。また、検出ハーネス３０、電力ハーネス３２以外のハーネスの近傍に配置されてもよい。 The support component 34 may be arranged in the vicinity of only one of the detection harness 30 and the power harness 32. Further, it may be arranged in the vicinity of a harness other than the detection harness 30 and the power harness 32.

１０ 電池パック、１２ 電池モジュール、１４ 電池ユニット、１６，１８ エンドプレート、２０ 結合ロッド、２２ 電池ケース、２４ ケース本体、２６，２８ 端面カバー、３０ 検出ハーネス（ワイヤハーネス）、３２ 電力ハーネス（ワイヤハーネス）、３４ 支持部品、３６ カッターユニット、３８ 監視ユニット、４０ システムメインリレー、４２ 支持面（支持部）、４４ 基板、４６ リブ、４８ ねじ穴、５０ 第１脚部、５２ 第２脚部、５４ 桁部、５６ 貫通穴、５８ 基部、６０ 先端部、６２ 段差面、６４，６６ 突条、６８，７０ 切り欠き、７２ 破断線。
10 Battery pack, 12 Battery module, 14 Battery unit, 16, 18 End plate, 20 Coupling rod, 22 Battery case, 24 Case body, 26, 28 End face cover, 30 Detection harness (wire harness), 32 Power harness (wire harness) ), 34 Support parts, 36 Cutter unit, 38 Monitoring unit, 40 System main relay, 42 Support surface (support part), 44 Board, 46 ribs, 48 Screw holes, 50 1st leg, 52 2nd leg, 54 Girder, 56 through holes, 58 bases, 60 tips, 62 stepped surfaces, 64,66 ridges, 68,70 notches, 72 break lines.

Claims (1)

車両に搭載される電池パックであって、
積層された複数の電池モジュールと共に積層され、積層方向の端に位置するエンドプレートと、
エンドプレート表面に沿って配索されるワイヤハーネスと、
エンドプレート表面のワイヤハーネス近傍に立設された支持部品と、
エンドプレートとの間の空間にワイヤハーネスおよび支持部品を収容するようエンドプレート表面を覆う端面カバーと、
を有し、
支持部品は、エンドプレート表面に直交する方向におけるエンドプレート表面から端面カバーに対向する支持面までの寸法がワイヤハーネスの直径よりも大きく、前記支持面がワイヤハーネスよりも端面カバー側にある、
電池パック。 A battery pack installed in a vehicle
An end plate that is stacked together with multiple stacked battery modules and is located at the end in the stacking direction,
Wire harnesses routed along the surface of the end plate,
And erected support part in the vicinity of the wire harness end plate surface,
And the end face covers for covering the end plate surface so as to accommodate the wire Jah harness and support part in a space between the end plates,
Have a,
The size of the support component from the end plate surface in the direction orthogonal to the end plate surface to the support surface facing the end face cover is larger than the diameter of the wire harness, and the support surface is on the end face cover side of the wire harness.
Battery pack.
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