JP6892507B2 - バッテリシステム用コネクタアセンブリ - Google Patents

Description

本明細書の主題は、一般に、バッテリコネクタシステムに関する。

電気車両またはハイブリッド車両用などのバッテリモジュールは、通常、まとめられてバッテリモジュールを形成する複数のセルを備える。バッテリモジュール同士を接続してバッテリパックを形成する。セルの各々が正極セル端子および負極セル端子を備え、これらの端子同士が電気的に接続される。正極セル端子および負極セル端子はバスバーを用いて接続される。一部のシステムは、電圧、温度などのバッテリセルの局面を監視するように設計される。そのようなシステムは、監視回路に接続されたセンサを提供する。通常、ラウンドワイヤが、センサと監視回路とを相互接続するワイヤハーネスの一部としてセンサに接続される。

ラウンドワイヤをセルまたはバスバーの各々と監視ユニットとの間に設けると、特にワイヤを積み重ねてシステムへ経路づけする場合にバッテリモジュールのかさが大きくなる。ワイヤハーネスはワイヤに損傷を与えるおそれがある。
一部のシステムは、フレキシブルプリント回路を使用して、バスバーに接続されたワイヤの厚さを低減させる。しかしながらフレキシブルプリント回路は高価であり、回路の再設計または再引回しが高価になり得る。
バッテリ監視システムの部品に終端するための低コストのフレキシブルフラットケーブルまたはワイヤを使用するバッテリモジュールが、依然として必要である。

課題に対する解決策は、本明細書に開示されるバッテリモジュールのバッテリセルを電圧監視するためのコネクタアセンブリによって提供される。コネクタアセンブリは、複数の端子を有するコネクタと、ワイヤ軸に沿ってコネクタから延びるワイヤアセンブリとを備えている。ワイヤアセンブリは、端子端部とバスバー端部との間で延びる複数のワイヤを有する。端子端部は対応する端子に終端する。バスバー端部は、バッテリモジュールの対応するバスバーに関連付けられた電圧センサに終端するように構成されている。バスバー端部は、バスバー端部がワイヤ軸に対して横断方向に向いてで延びるように折り曲げられている。バスバー端部は、コネクタから異なる奥行きでワイヤ軸に沿ってずらし配置されている。
以下で、添付図面を参照しながら、本発明について例として説明する。

例示的な実施形態により形成されたバッテリシステムの概略図である。 バッテリシステムのバッテリモジュールの上面斜視図である。 例示的な実施形態により形成されたバッテリモジュールのバッテリセルの上面斜視図である。 例示的な実施形態により形成されたバッテリモジュールのバスバーの上面図である。 例示的な実施形態によるケーブルの上面図である。 ケーブルの断面図である。 バッテリシステムのコネクタアセンブリの一部の斜視図である。 複数のコネクタアセンブリを備えるバッテリシステムのバッテリモジュールに取り付けられたキャリアアセンブリの正面斜視図である。 例示的な実施形態によるキャリアアセンブリの一部の拡大斜視図である。 複数のコネクタアセンブリを備えるバッテリシステムのバッテリモジュールに取り付けられたキャリアアセンブリの正面斜視図である。 複数のコネクタアセンブリを備えるバッテリシステムのバッテリモジュールに取り付けられたキャリアアセンブリの正面斜視図である。

図１は、例示的な実施形態により形成されたバッテリシステム１００の上面斜視図である。バッテリシステム１００は、１つまたは複数のバッテリモジュール１０２を備え、対応するキャリアアセンブリ１１０がバッテリモジュール１０２に取り付けられている。バッテリモジュール１０２をバッテリパックとして重ね合わせて、電気車両またはハイブリッド電気車両などの車両のバッテリシステムのようなバッテリシステム１００の一部として使用することができる。バッテリシステム１００を、代替実施形態において他の用途で使用してもよい。バッテリモジュール１０２はハウジング内に収容されていてもよい。

バッテリシステム１００はバッテリ制御モジュール１０４を備え、このバッテリ制御モジュール１０４をバッテリモジュール１０２の近くに取り付けることができる。バッテリ制御モジュール１０４は、バッテリモジュール１０２の動作を制御する。バッテリ制御モジュール１０４は、車両システムコントローラを備えるか、または車両システムコントローラと通信して、バッテリモジュール１０２がバッテリモジュール１０２の現在の状態について設定されたパラメータ内で動作していることを検証することができる。バッテリ制御モジュール１０４は、バッテリモジュール１０２のセルの電圧を監視することができる。バッテリ制御モジュール１０４は、バッテリモジュール１０２の温度を監視することができる。
バッテリ制御モジュール１０４は、故障コードを車両に提供することができる。バッテリ制御モジュール１０４を、バッテリモジュール１０２の上に取り付けても、他の場所に、例えばバッテリモジュール１０２の側面に沿って、またはバッテリモジュール１０２から離れたところに設けてもよい。

バッテリシステム１００は、バッテリ制御モジュール１０４、例えばバッテリ制御モジュール１０４の対応する制御モジュールコネクタ１０６に結合された１つまたは複数のコネクタアセンブリ１１４を備える。コネクタアセンブリ１１４は、バッテリモジュール１０２内の電圧センサ、温度センサなどに電気的に結合され、バッテリ制御モジュール１０４へ経路づけされる。

図２は、バッテリモジュール１０２の群の上面斜視図である。バッテリモジュール１０２は、プリズムバッテリセルなどの複数のバッテリセル１０８を備える。バッテリセル１０８は、積重ね構成に並んで配置されて、バッテリモジュール１０２を形成する。バッテリセル１０８は、セル積重ね方向１０９に積み重ねられる。場合により、バッテリモジュール１０２は、バッテリセル１０８を保持するケースまたはその他のハウジングを備えていてもよい。バッテリカバーをバッテリセル１０８の上に設けてもよい。バッテリカバーはバッテリセル１０８の各々を覆う。

各バッテリモジュール１０２は、正極バッテリ端子と負極バッテリ端子とを備える。バッテリ端子は、外部電力ケーブルに結合するように構成され、あるいは別のバッテリモジュール１０２のバッテリ端子にバス接続することができる。場合により、速結型コネクタを使用してバッテリ端子を接続してもよい。

キャリアアセンブリ１１０はバッテリモジュール１０２上に設けられる。キャリアアセンブリ１１０は１つまたは複数のコネクタアセンブリ１１４を保持する。キャリアアセンブリ１１０は、複数のバスバー１３０（図４に示す）を保持する１つまたは複数のトレイ１１２を備える。バスバー１３０は、バスバー１３０に関連付けられた電圧センサを有する。コネクタアセンブリ１１４は、バスバー１３０およびバッテリセル１０８の電圧を監視するための対応する電圧センサに電気的に接続される。

コネクタアセンブリ１１４は、コネクタ１１６と、コネクタ１１６に保持された対応する端子に終端するワイヤアセンブリ１１８とを備える。ワイヤアセンブリ１１８は、対応する端子に終端する複数のワイヤ１４０と、対応するバスバー１３０とを備える。コネクタ１１６は、バッテリ制御モジュール１０４（図１に示す）の対応する制御モジュールコネクタ１０６（図１に示す）に嵌合するように構成される。コネクタアセンブリ１１４は、バスバー１３０に電気的に接続されて、関連付けられたバッテリセル１０８間におけるバスバー１３０の電圧を測定することにより、バッテリモジュール１０２の対応するバッテリセル１０８の電圧を監視する。例えば、ワイヤアセンブリ１１８の複数のワイヤ１４０を、対応するバスバー１３０に電気的に接続することができる。ワイヤアセンブリ１１８はフラットフレキシブルケーブルであってよい。
ワイヤアセンブリ１１８はマルチワイヤ平面ケーブルであってもよい。ワイヤアセンブリ１１８は、ワイヤハーネスとして共に配置された複数の別々のワイヤを備えていてもよい。例えば、ワイヤを、ワイヤタイ、クリップ、またはワイヤを共に保持するための別のデバイスにより共に固定することができる。ワイヤアセンブリ１１８のワイヤ１４０の一部が、例えば端子またはバスバー１３０に終端するために、ワイヤ群から分離可能であってもよい。

図３は、例示的な実施形態により形成されたバッテリセル１０８の１つの上面斜視図である。バッテリセル１０８は、上壁１２２および側壁１２４を有するセルハウジング１２０を備える。図示した実施形態において、セルハウジング１２０は４つの側壁１２４を有する箱形である。

バッテリセル１０８は、正極セル端子１２６と負極セル端子１２８とを備える。図示した実施形態において、セル端子１２６、１２８はフラットパッドを備え、このフラットパッドの上面は、対応するバスバー１３０（図４に示す）に電気接続する接続インタフェースを画定する。

図４は、例示的な実施形態により形成されたバスバー１３０の１つの上面図である。バスバー１３０を使用して、隣接するバッテリセル１０８（図２に示す）の正極セル端子１２６または負極セル端子１２８（図３に示す）を電気的に接続する。

バスバー１３０は正極板１３２と負極板１３４とを備える。正極板１３２は、１つのバッテリセル１０８の対応する正極セル端子１２６に終端するように構成され、負極板１３４は、隣接するバッテリセル１０８の対応する負極セル端子１２８に終端するように構成される。場合により、正極板１３２と負極板１３４とは、異なる金属、例えばアルミニウムと銅から成っていてもよい。

バスバー１３０は、バスバー１３０に関連付けられた電圧センサ１３６を備える。例えば、電圧センサ１３６は、電圧監視のためにコネクタアセンブリ１１４に電気的に接続されるバスバー１３０の一体部分であってもよい。他の様々な実施形態において、電圧センサは、バスバー１３０に接続される別個の部品またはコネクタであってもよい。図示した実施形態において、電圧センサ１３６は、板の一方、例えば負極板１３４の表面のパッドにより画定され、このパッドを使用してワイヤを電圧センサ１３６にはんだ付けまたは溶接することができる。様々な他の実施形態において、電圧センサ１３６は、板の一方から、例えばバスバー１３０の縁部または側部から延びるタブまたは突起であってもよい。場合により、そのようなタブまたは突起をバスバー１３０と共に打ち抜いて形成してもよい。電圧板を折り曲げて、またはバレル状に形成して、ワイヤを受けるようにしてもよい。
代替実施形態において、電圧センサ１３６は、例えば、バスバー１３０にはんだ付け、溶接、締結、またはその他の方法で固定されることによりバスバー１３０に結合された別個の部品であってもよい。例示的な実施形態において、電圧センサ１３６は溶接タブを構成し、この溶接タブは、溶接タブに溶接されるコネクタアセンブリ１１４（図１に示す）のワイヤ１４０の１つを受けるように構成される。溶接により、正確で確実な感知のために、ワイヤ１４０との確実な接続をもたらす。代替実施形態において、圧着バレル、絶縁変位コンタクト、ばねコンタクト、ピン、ソケット、ポークインワイヤ接続などの、溶接タブ以外の他のタイプのコンタクトを設けて、電圧センサ１３６を画定し、コネクタアセンブリ１１４の対応する部品に接続してもよい。他の代替実施形態において、ワイヤ１４０を、圧着、溶接、はんだ付け、導電性接着剤の使用などにより、バスバー１３０に固着してもよい。

様々な実施形態において、バスバー１３０は、ワイヤ１４０をバスバー１３０に固定して、例えばワイヤ１４０と電圧センサ１３６との接続点で歪みを低減させる歪み緩和タブ１３８を備えることができる。例えば、歪み緩和タブ１３８は、ワイヤ１４０とバスバー１３０との溶接点で歪みを低減させることができる。図示した実施形態において、歪み緩和タブ１３８は、電圧センサ１３６の近くでワイヤ１４０の絶縁体を挟むように折り曲げて構成されたタブである。代替実施形態において、他のタイプの歪み緩和タブを設けてもよい。歪み緩和タブ１３８は、正極板１３２または負極板１３４の一方の内部から打ち抜いて折り曲げてもよい。あるいは、歪み緩和タブ１３８は、正極板１３２または負極板１３４の一方の縁部から延びていてもよい。歪み緩和タブ１３８を正極板１３２または負極板１３４に粘着剤または接着剤で結合して、ワイヤ１４０をバスバー１３０に固定してもよい。

図５は、例示的な実施形態によるワイヤアセンブリ１１８の上面図である。図６は、ワイヤアセンブリ１１８の断面図である。ワイヤアセンブリ１１８は、コネクタ端部１５０とセンサ端部１５２との間で延びる。ワイヤ１４０は各々、コネクタ端部１５０において、対応する端子に終端するように構成された端子端部１５１を有する。ワイヤ１４０は各々、センサ端部１５２において、対応するバスバー１３０（図４に示す）に終端するように構成されたバスバー端部１５３を有する。ワイヤ１４０は、コネクタ端部１５０において、コネクタ１１６（図２に示す）の対応する端子に終端するように構成される。ワイヤ１４０は、バスバー端部１５３において、対応する電圧センサ１３６（図４に示す）に終端するように構成される。

ワイヤアセンブリ１１８は複数のワイヤ１４０を有する。例示的な実施形態において、ワイヤアセンブリ１１８はマルチワイヤ平面ケーブルであり、複数のワイヤ１４０が複数のワイヤ１４０用の共通被覆１６０内に配置されている。ワイヤ１４０は金属導体であり、矩形断面を有するフラットワイヤであってもよい。図示した実施形態において、ワイヤアセンブリ１１８は平坦または平面である。ワイヤアセンブリ１１８はフレキシブルである。あるいは、ワイヤアセンブリ１１８は、クリップまたはタイなどで共に固定することのできる複数の別々のワイヤ１４０を有するワイヤハーネスであってもよい。

ワイヤアセンブリ１１８は、並んで積重ね配置されたワイヤ１４０を有する。このようにして、ワイヤアセンブリ１１８は、例えばキャリアアセンブリ１１０のトレイ１１２に配置されるように、低い外形を有することができる。場合により、各ワイヤ１４０は、共通被覆１６０によりユニットとして共に接続される。例示的な実施形態において、ワイヤアセンブリ１１８のセンサ端部１５２には段が付けられ、ワイヤ１４０の各々が異なる長さを有するようになっている。例えば、ワイヤ１４０は、ワイヤアセンブリ１１８の外側から徐々に短くまたは徐々に長くなっている。端子端部１５１とバスバー端部１５３との間のワイヤ１４０の長さは変化してもよい。例えば、各バスバー端部１５３は、コネクタ１１６から異なる奥行きにあってもよい。

ワイヤ１４０は、バスバー端部１５３に終端部１６２を有する。例示的な実施形態において、終端部１６２はバスバー端部１５３で露出して、例えばバスバー１３０に溶接することによりバスバー１３０に終端する。例えば、ワイヤ１４０の端部を囲む被覆材料の一部を除去して、ワイヤ１４０を露出させる。終端部１６２は、ワイヤアセンブリ１１８のワイヤ軸１６４に沿ってずらし配置（ｓｔａｇｇｅｒｅｄ）される。例えば、終端部１６２のずらし配置（ｓｔａｇｇｅｒｉｎｇ）は、段付センサ端部１５２を画定する。例示的な実施形態において、終端部１６２はワイヤ１４０の遠位端に設けられ、この遠位端は、コネクタ端部１５０およびコネクタ１１６から異なる距離に設けられる。

場合により、ワイヤ１４０を、コネクタ端部１５０および／またはセンサ端部１５２において、ある長さだけ互いに分離させることができる。例えば、各バスバー端部１５３を、他のワイヤ１４０および主被覆としての共通被覆１６０から分離させることができる。そのような分離部により、ワイヤ１４０を、例えばバスバー１３０に終端するために、他のワイヤ１４０に対して独立して可動にすることができる。例えば、分離部を引き裂くか、または切断して、ワイヤ１４０の一部を分離することができる。分離部をワイヤアセンブリ１１８の細ケーブル１６６と称することができる。例えば、各バスバー端部１５３は、ワイヤアセンブリ１１８の異なる細ケーブル１６６を画定することができる。ワイヤ１４０の一部を細ケーブル１６６の下流で除去して、ワイヤアセンブリ１１８のずらし配置されたセンサ端部１５２を画定することができる。
このようにして、細ケーブル１６６をワイヤ軸１６４に沿ってずらし配置することができる。各細ケーブル１６６は、ワイヤ１４０の１つであり、共通被覆１６０の材料の対応する部分を有する。細ケーブル１６６は、互いに対して独立して可動である。細ケーブル１６６は各々、終端部１６２を画定する、ワイヤ１４０の対応する露出部を備え、ワイヤ１４０の周りの絶縁スリーブを画定する被覆部の少なくとも一部を備えることができる。

例示的な実施形態において、ワイヤアセンブリ１１８は共通被覆１６０に溝１６８を備える。細ケーブル１６６を溝１６８で分離することができる。溝１６８を、隣接するワイヤ１４０間の中央に設けることができる。溝１６８はＶ字形であって、溝１６８のところで、例えば溝１６８の間の二等分線に沿って分離を生じさせるようになっていてもよい。溝１６８は、ワイヤ１４０間の境界線を画定し、溝１６８に沿って分離を生じさせる。溝がないと、引裂きまたは切断が１つのワイヤ１４０から離れて別のワイヤ１４０に向かって行われ、一部のワイヤ１４０がより多くの被覆材料を有し、他のワイヤ１４０がより少ない被覆材料を有することになるおそれがある。分離が制御されていないと、ワイヤ１４０の一部が引裂きまたは切断によって露出されるおそれがある。他の様々な実施形態において、ワイヤ１４０間に溝１６８を画定することなく、ワイヤアセンブリ１１８を設けてもよい。
そのような実施形態において、細ケーブル１６６を、刃物、レーザカッタ、またはその他のタイプのデバイスなどにより、機械的に分離することができる。

共通被覆１６０は絶縁性で、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリエチレン、熱可塑性エラストマー、ゴムなどの誘電材料から形成される。共通被覆１６０は、上面１７０と、上面１７０とは反対の下面１７２とを有する。上面１７０および下面１７２は概ね平面である。ワイヤアセンブリ１１８のケーブル面１７４（図６）は、上面１７０および下面１７２の間に画定される。共通被覆１６０は、上面１７０および下面１７２の間の厚さを有する。厚さは、ワイヤアセンブリ１１８の長さおよび幅と比べて比較的小さい。厚さを溝１６８で小さくしてもよい。例えば、厚さを溝１６８で約１０％、約３０％、約５０％以上小さくしてもよい。場合により、溝１６８を上面１７０および下面１７２の両方に設けてもよい。しかしながら、代替実施形態において、溝１６８を上面１７０または下面１７２のみに設けてもよい。例示的な実施形態において、溝１６８をワイヤアセンブリ１１８の横断方向において互いに位置合わせすることができる。

例示的な実施形態において、細ケーブル１６６はワイヤ１４０を囲む被覆部１８０を有し、この被覆部１８０は絶縁スリーブを画定し、以下で絶縁スリーブ１８０と称する場合がある。絶縁スリーブ１８０は、被覆部１８０が共通被覆１６０から分離する場所である分離点までの共通被覆１６０に沿ったワイヤ１４０の長さだけ延びる。ワイヤ１４０の終端部１６２は、ワイヤ１４０の遠位端で絶縁スリーブ１８０を越えて露出し、電圧センサ１３６に終端する。あるいは、絶縁スリーブ１８０を越えて終端部１６２を露出させるのではなく、終端部１６２を、例えば上面１７０および／または下面１７２からのように、絶縁スリーブ１８０を通して露出させてもよい。例えば、被覆部１８０の一部を除去して、ワイヤ１４０を露出させる窓を画定してもよい。
ワイヤ１４０の露出部を、端子または電圧センサ１３６に電気的に接続してもよい。他の様々な実施形態において、電圧センサ１３６が共通被覆１６０を穿孔することにより、ワイヤ１４０を電圧センサ１３６に電気的に接続してもよい。例えば、電圧センサ１３６を穿孔クリンプにより終端させてもよい。

ワイヤ１４０は、上平坦面１９０、下平坦面１９２、ならびに平坦面１９０、１９２間の対向する第１の縁部１９４および第２の縁部１９６を有する。例示的な実施形態において、絶縁スリーブ１８０は平坦面１９０、１９２および縁部１９４、１９６を囲んで、ワイヤ１４０のいずれの部分も確実に露出されないようにする。このような部分が露出されると、短絡またはアーク放電につながるおそれがある。

図７は、コネクタアセンブリ１１４の一部の斜視図である。コネクタアセンブリ１１４は、ワイヤアセンブリ１１８のコネクタ端部１５０に設けられたコネクタ１１６を備える。ワイヤアセンブリ１１８は複数のワイヤ１４０を備え、これらのワイヤ１４０は、対応する電圧センサ１３６（図４に示す）およびコネクタ１１６の対応する端子に接続される。

コネクタ１１６は、端子（図示せず）を保持するハウジング１４４を備える。ハウジング１４４は、前部１４６と後部１４８との間で延びる。前部１４６は、制御モジュールコネクタ１０６（図１に示す）に嵌合するように構成されたコネクタ１１６の嵌合端部を画定する。

図８は、バッテリモジュール１０２に取り付けられたキャリアアセンブリ１１０および複数のコネクタアセンブリ１１４の正面斜視図である。図９は、キャリアアセンブリ１１０の一部の拡大斜視図である。キャリアアセンブリ１１０は、バスバー１３０を保持するトレイ１１２を備える。トレイ１１２は上部２００および下部２０２を備える。下部２０２は、バッテリモジュール１０２に取り付けるように構成される。トレイ１１２は、前部２０４、後部２０６、およびそれらの間の側部２０８を備える。カバーを上部２００でトレイ１１２に結合して、ワイヤアセンブリ１１８を覆うことができる。

トレイ１１２は、対応するバスバー１３０を受けるポケット２１０を備える。場合により、ポケット２１０を、概ね前部２０４および後部２０６に沿って位置決めしてもよい。トレイ１１２は、様々なポケット２１０間で延びるチャネル２１２を備える。ワイヤアセンブリ１１８をチャネル２１２内で経路づけして、対応するバスバー１３０にインタフェース接続される。

例示的な実施形態において、ワイヤアセンブリ１１８のセンサ端部１５２に段を付けて、バスバー端部１５３と対応する終端部１６２とがずらし配置されるようにする。各バスバー端部１５３は、他の部分から分離されるワイヤ１４０の一部により画定される。バスバー端部１５３を共通被覆１６０から分離してバスバー１３０に終端させてもよい。バスバー端部１５３を適宜の長さに切り、分離し、または剥がしてから、トレイ１１２に位置決めしてバスバー１３０に終端させることができる。ワイヤ１４０は異なる長さを有し、終端部１６２がコネクタ１１６から異なる奥行きでずらし配置されて異なるバスバー１３０まで延び、異なる電圧センサ１３６に終端するようになっている。場合により、ワイヤアセンブリ１１８を反対方向など複数の方向に分岐させて、コネクタ１１６をバッテリモジュール１０２に対して略中央に設けてもよい。
これは、コネクタ１１６をバッテリモジュール１０２の端部に設ける場合とは対照的である。場合により、ワイヤアセンブリ１１８をトレイ１１２内でコネクタ１１６へ経路づけするときに、複数のワイヤアセンブリ１１８を互いに積み重ねるかまたは交差させてもよい。ワイヤアセンブリ１１８を折り曲げて、ワイヤアセンブリ１１８の経路づけ方向を変化させてもよい。例示的な実施形態において、バスバー端部１５３の各々を折り曲げて、ワイヤアセンブリ１１８の根元部から対応するバスバー１３０まで延びるようにする。例えば、バスバー端部１５３を上または下に曲げた後、対応するバスバー１３０に向かって傾斜させてもよい。バスバー端部１５３を、セル積重ね方向１０９に対して横断方向に折り曲げて経路づけしてもよい。バスバー端部１５３を、ワイヤ軸１６４に対して横断方向に折り曲げて経路づけしてもよい。
例えば、バスバー端部１５３を、ワイヤ軸１６４に非平行に傾斜させてもよい。バスバー端部１５３を、ワイヤ軸１６４に概ね垂直に傾斜させてもよい。バスバー端部１５３を、ワイヤ軸１６４に対して他の角度、例えば４５°の角度で傾斜させてもよい。場合により、ワイヤアセンブリ１１８の一部のワイヤ１４０を、電圧センサ以外のセンサ、例えば温度センサへ経路づけしてもよい。代替実施形態において、複数のコネクタアセンブリ１１４を有するのではなく、ワイヤ１４０をキャリアアセンブリ１１０の前部および後部の両方のバスバー１３０へ経路づけされた単一のコネクタアセンブリを使用してもよい。

例示的な実施形態において、ワイヤアセンブリ１１８は、セル積重ね方向１０９に対して位置合わせ角度２２０でトレイ１１２に配置される。例えば、ワイヤアセンブリ１１８は傾斜して、ワイヤ軸１６４がセル積重ね方向１０９に非平行であるようになっている。ワイヤアセンブリ１１８をワイヤ軸１６４に沿って傾斜させることにより、バスバー端部１５３を対応するバスバー１３０へ経路づけしやすくするように、バスバー端部１５３と終端部１６２とをバスバー１３０に対して位置決めする。例えば、センサ端部１５２に段が付けられ、バスバー端部１５３がワイヤアセンブリ１１８の長さに沿って（例えば、ワイヤ軸１６４に沿って）ずらし配置され、かつワイヤアセンブリ１１８の横断方向に（例えば、隣同士間で）ずらし配置されるため、ワイヤアセンブリ１１８は傾斜して、バスバー端部１５３と終端部１６２とを対応するバスバー１３０に連続して位置合わせする。
バスバー１３０は、積み重なったバッテリセル１０８に沿ってセル積重ね方向１０９に積み重ねられる。ワイヤアセンブリ１１８を、コネクタ１１６からバスバー１３０に向かって傾斜させても、コネクタ１１６から離れる方向に傾斜させて電圧センサ１３６に位置合わせしてもよい。例えば、（トレイ１１２の中央に対して）最内ワイヤ１４０を、コネクタ１１６から対応するバスバー１３０（例えば、コネクタ１１６から最も遠い、最端バスバー１３０）に傾斜させてもよい。最内ワイヤ１４０のすぐ内側のワイヤ１４０を、コネクタ１１６から対応するバスバー１３０（例えば、端から２番目のバスバー）に傾斜させてもよく、ワイヤ１４０およびバスバー１３０はそのように繰り返される。ワイヤアセンブリ１１８のワイヤ１４０は、バスバー１３０に対して傾斜している（例えば、バスバー１３０の縁部に対して傾斜している）。

位置合わせ角度２２０は、セル積重ね方向１０９に対して任意の非平行角度であってよい。位置合わせ角度２２０を、終端部１６２間のピッチ２２２（例えば、終端部１６２の溶接点間の距離）、あるいは、最長ワイヤ１４０の長さ（例えば、コネクタ１１６から最長ワイヤ１４０の溶接点までの距離）に基づいて決定することができる。位置合わせ角度２２０を、各細ケーブル１６６の幅２２４、あるいはワイヤアセンブリ１１８の幅である細ケーブル１６６の累積幅に基づいて決定してもよい。位置合わせ角度２２０を、ワイヤ終端プロセスなどの製造プロセスの便宜を図って選択してもよい。

代替実施形態において、ワイヤアセンブリ１１８を傾斜させるのではなく、ワイヤ軸１６４がセル積重ね方向１０９に平行であってもよく、バスバー端部１５３を曲げてまたは折り曲げて、終端部１６２を電圧センサ１３６に向けてもよい。バスバー端部１５３は、任意の角度で延びて、終端部１６２をバスバー１３０に対して位置決めすることができる。

例示的な実施形態において、バスバー１３０は互いに同一で、バッテリセル１０８に対して同じ位置（例えば、トレイ１１２の前部２０４から同じ距離、および／またはバッテリセル１０８の外縁部から同じ距離）に位置決めされる。コネクタ１１６は、トレイ１１２の中央寄りなどバスバー１３０の概ね横断方向内側に位置決めされる。このようにして、最内ワイヤ１４０は、バスバー１３０の最も近くに位置決めされた最外ワイヤ１４０よりも横断方向内側に位置決めされる。終端部１６２の各々を対応するバスバー１３０の同じ位置で終端させるために、ワイヤアセンブリ１１８は位置合わせ角度２２０で傾斜している。終端部１６２の各々を対応するバスバー１３０の同じ位置で終端させることにより、製造および組立が容易になる。
例えば、露出終端部１６２を電圧センサ１３６にレーザ溶接するのに使用するレーザ溶接工具を、終端部１６２に対して容易に位置決めすることができる。例えば、レーザ溶接工具は、セル積重ね方向１０９に沿った終端軸に沿って直線方向に動くだけでよく、横断方向にずれて終端部１６２に位置合わせする必要はない。電圧センサ１３６をすべて同じ位置に位置決めすることができ、横断方向にずらしてずらし配置された終端部と一列にする（これは、ワイヤアセンブリ１１８のワイヤ終端部１６２がセル積重ね方向１０９に平行な場合に当てはまる）必要はないため、バスバー１３０はすべて同一とすることができる。

例示的な実施形態において、コネクタアセンブリ１１４は、トレイ１１２の前部２０４および後部２０６の両方に沿って設けられる。第１のコネクタアセンブリ１１４および第２のコネクタアセンブリ１１４は、バッテリモジュール１０２の同じ側にコネクタ１１６を有し、ワイヤアセンブリ１１８がバッテリモジュール１０２の反対側に向かって延びている。第１のワイヤアセンブリ１１８は前部２０４でバスバー１３０に終端し、第２のワイヤアセンブリ１１８は後部２０６でバスバー１３０に終端する。ワイヤアセンブリ１１８は互いに離れるように傾斜している。例えば、前部２０４寄りのワイヤアセンブリ１１８は前部２０４側に傾斜し、後部２０６側のワイヤアセンブリ１１８は後部２０６側に傾斜している。ワイヤアセンブリ１１８の遠位端は、ワイヤアセンブリ１１８のコネクタ端部１５０よりもさらに離れている。

図９に示すような例示的な実施形態において、バスバー端部１５３は歪み緩和部２３０を備える。歪み緩和部２３０は、終端部１６２近くに設けられて、バスバー１３０において歪みを緩和する。場合により、各細ケーブル１６６は、歪み緩和部２３０の１つを備える。歪み緩和部２３０を対応するバスバー１３０に位置合わせすることができ、例えば、バスバー１３０に対する終端部１６２の終端点に近接して位置合わせすることができる。歪み緩和部２３０を、バスバー端部１５３の一部により画定することができる。歪み緩和部２３０を、バスバー１３０に沿って平坦に置き、歪み緩和タブ１３８により捕捉することができる。あるいは、歪み緩和部２３０を、バスバー端部１５３においてひだを寄せてたるみをもたせ、振動または相対運動に対応するようにしてもよい。例えば、歪み緩和部２３０により、終端部１６２がバスバー端部１５３の他の部分に対して動くことができる。
例えば、バッテリセル１０８および／またはバスバー１３０が膨張／収縮および／または振動を受けると、終端部１６２のたるみにより溶接点の応力を緩和する。歪み緩和部２３０は、バスバー端部１５３をワイヤアセンブリ１１８からの分離点２３２の下流に設けられる。場合により、歪み緩和部２３０を歪み緩和タブ１３８と分離点２３２との間に設けてもよい。歪み緩和タブ１３８は、例えばレーザ溶接により電圧センサ１３６に終端するなどのために、バスバー１３０に対して終端部１６２の位置を固定する。歪み緩和タブ１３８はバスバー端部１５３を保持し、振動、セルの膨張／収縮、組立、輸送、および取扱いによりバスバー１３０と終端部１６２との接合部に過度の応力が加わるのを避ける。接合部は、任意の溶接接合部もしくは機械接合部、またはバスバー１３０と終端部１６２とを電気接続する任意の接合部であってよい。

図１０は、バッテリモジュール１０２に取り付けられたキャリアアセンブリ１１０および複数のコネクタアセンブリ１１４の正面斜視図である。図１０が示すワイヤアセンブリ１１８は、図８に示す実施形態とはキャリアアセンブリ１１０に対する向きが異なる。例えば、図８は、セル積重ね方向１０９に対して横断方向に傾斜したワイヤアセンブリ１１８を示し、前部ワイヤアセンブリ１１８のワイヤ軸１６４はセル積重ね方向１０９に非平行に傾斜し、後部ワイヤアセンブリ１１８のワイヤ軸１６４はセル積重ね方向１０９に非平行に傾斜している。図８の実施形態において、ワイヤ軸１６４は互いに概ね平行であり、例えば、前部ワイヤアセンブリ１１８のワイヤ軸１６４はバスバー１３０から離れる方向に傾斜し、後部ワイヤアセンブリ１１８のワイヤ軸１６４はバスバー１３０に向かって傾斜している。しかしながら、代替実施形態において他の構成が可能である。例えば、図１０は、異なる向きのワイヤアセンブリ１１８を示す。

図１０に示す実施形態において、ワイヤアセンブリ１１８は、互いに対して異なる角度で傾斜している。例えば、前部ワイヤアセンブリ１１８のワイヤ軸１６４はセル積重ね方向１０９に平行であるが、後部ワイヤアセンブリ１１８のワイヤ軸１６４はセル積重ね方向１０９に非平行に傾斜している。後部ワイヤアセンブリ１１８のワイヤ軸１６４はバスバー１３０に向かって傾斜している。しかしながら、代替実施形態において他の構成が可能である。

図１０に示す実施形態において、前部ワイヤアセンブリ１１８の場合、バスバー１３０に最も近いワイヤ１４０が最長ワイヤである（コネクタ１１６から奥行きが最も遠い）。他のワイヤ１４０は順次に短くなり、最短ワイヤ１４０はバスバー１３０から最も遠いワイヤである。バスバー端部１５３を対応する電圧センサ１３６へ経路づけするときに、すべてまたは大部分のワイヤ１４０のバスバー端部１５３を少なくとも１つの他のワイヤ１４０上に折り曲げる。しかしながら、後部ワイヤアセンブリ１１８の場合、バスバー１３０に最も近いワイヤ１４０が最短ワイヤである。他のワイヤ１４０は順次に長くなり、最長ワイヤ１４０はバスバー１３０から最も遠いワイヤである。すべてのワイヤ１４０のバスバー端部１５３を対応するバスバー１３０に向かって折り曲げるが、いずれも他のワイヤ１４０上を通ることはない。

図１１は、バッテリモジュール１０２に取り付けられたキャリアアセンブリ１１０および複数のコネクタアセンブリ１１４の正面斜視図である。図１１が示すワイヤアセンブリ１１８は、図８および図１０に示す実施形態とはキャリアアセンブリ１１０に対する向きが異なる。例えば、図１１は、互いに平行かつセル積重ね方向１０９に平行に向いたワイヤアセンブリ１１８を示す。代替実施形態において他の向きが可能である。

図示した実施形態において、ワイヤアセンブリ１１８は、マルチワイヤ平面ケーブルではなく、ワイヤハーネスを形成する別々のワイヤを備える。別々のワイヤ１４０を、クリップ、ワイヤタイ、または別の固定機構などの固定機構２５０により共に保持してワイヤ１４０をまとめることができ、別々のワイヤ１４０を、概ね平行かつ同一平面上に配置して、ワイヤアセンブリ１１８の外形が低くなるようにすることができる。場合により、複数の固定機構２５０をコネクタ１１６から異なる奥行きで使用してもよい。ワイヤ１４０はラウンドワイヤであってもフラットワイヤであってもよい。ワイヤ１４０は、マルチワイヤ平面ケーブルと同様の方法でバスバー１３０に結合するように構成される。例えば、歪み緩和タブ１３８を使用してワイヤ１４０の端部をバスバー１３０に固定することができ、その後、ワイヤ１４０の露出端部を、溶接などにより電圧センサ１３６に終端させることができる。
マルチワイヤ平面ケーブルと同じバスバー１３０を、ワイヤハーネスの別々のワイヤ１４０と共に使用することができる。

上記説明は例示的なものであり、限定的なものではないことを理解されたい。例えば、上記実施形態（および／またはその態様）を互いに組み合わせて使用してもよい。加えて、本発明の範囲から逸脱することなく、特定の状況または材料を本発明の教示に適応させるための多くの修正を行うことができる。本明細書に記載された寸法、材料の種類、様々な部品の向き、様々な部品の数および位置は、ある実施形態のパラメータを定義するものであり、決して限定的なものではなく、例示的な実施形態にすぎない。上記の説明を検討すれば、特許請求の範囲の趣旨および範囲内の多くの他の実施形態および修正が当業者に明らかになろう。したがって、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲を参照することによって、決定されるべきである。

Claims (7)

1. バッテリモジュール（１０２）のバッテリセル（１０８）を電圧監視するためのコネクタアセンブリ（１１４）であって、
   複数の端子を有するコネクタ（１１６）と、
   ワイヤ軸（１６４）に沿って前記コネクタから延びるワイヤアセンブリ（１１８）とを備え、前記ワイヤアセンブリは、端子端部（１５１）とバスバー端部（１５３）との間で延びる複数のワイヤ（１４０）を有し、前記端子端部は対応する端子に終端し、前記バスバー端部は、前記バッテリモジュールの対応するバスバー（１３０）に関連付けられた電圧センサ（１３６）に終端するように構成され、前記バスバー端部は、前記バスバー端部が前記ワイヤ軸に対して横断方向に向いて延びるように折り曲げられ、前記バスバー端部は、前記コネクタから異なる奥行きで前記ワイヤ軸に沿ってずらし配置され、
   前記バスバー端部（１５３）は、前記電圧センサ（１３６）に終端するための露出導体と、前記露出導体に近接する歪み緩和部（２３０）とを有し、前記歪み緩和部（２３０）は、前記バスバー（１３０）の歪み緩和タブ（１３８）により前記バスバーに固定されて、前記電圧センサに終端するために前記露出導体を前記バスバーに対して保持するように構成され、
   前記ワイヤ（１４０）は、前記バスバー端部（１５３）を含めて、平面状に形成され、
   前記歪み緩和部（２３０）は、前記バスバー端部（１５３）において表面を重ね合わせるように前記横断方向に向けて折り曲げられてなる部位であり、
   前記バッテリセル（１０８）は、所定の方向に複数が積み重ねられて配置され、
   前記ワイヤアセンブリ（１１８）の前記ワイヤ軸（１６４）は、前記バッテリセル（１０８）のセル積重ね方向（１０９）に非平行に傾斜している、
   コネクタアセンブリ（１１４）。
2. バッテリモジュール（１０２）のバッテリセル（１０８）を電圧監視するためのコネクタアセンブリ（１１４）であって、
   複数の端子を有するコネクタ（１１６）と、
   ワイヤ軸（１６４）に沿って前記コネクタから延びるワイヤアセンブリ（１１８）とを備え、前記ワイヤアセンブリは、端子端部（１５１）とバスバー端部（１５３）との間で延びる複数のワイヤ（１４０）を有し、前記端子端部は対応する端子に終端し、前記バスバー端部は、前記バッテリモジュールの対応するバスバー（１３０）に関連付けられた電圧センサ（１３６）に終端するように構成され、前記バスバー端部は、前記バスバー端部が前記ワイヤ軸に対して横断方向に向いて延びるように折り曲げられ、前記バスバー端部は、前記コネクタから異なる奥行きで前記ワイヤ軸に沿ってずらし配置され、
   前記バッテリセル（１０８）は、所定の方向に複数が積み重ねられて配置され、
   前記ワイヤアセンブリ（１１８）の前記ワイヤ軸（１６４）は、前記バッテリセル（１０８）のセル積重ね方向（１０９）に非平行に傾斜している、
   コネクタアセンブリ（１１４）。
3. 前記複数のワイヤ（１４０）は、前記コネクタ（１１６）と前記対応するバスバー端部（１５３）との間で互いに異なる長さを有する、請求項１または２に記載のコネクタアセンブリ（１１４）。
4. 前記ワイヤアセンブリ（１１８）は、前記複数のワイヤ（１４０）を有するフラットフレキシブルケーブルであり、前記複数のワイヤのそれぞれは共通被覆（１６０）内のフラット導体であり、前記共通被覆は、前記バスバー端部（１５３）を前記電圧センサ（１３６）へ経路づけするために、前記フラット導体を互いに分離するように分離可能である、請求項１または２に記載のコネクタアセンブリ（１１４）。
5. 前記ワイヤアセンブリ（１１８）は、前記端子と前記対応する電圧センサ（１３６）との間に、ワイヤハーネスを形成する複数の別々の前記ワイヤ（１４０）を備えている、請求項１または２に記載のコネクタアセンブリ（１１４）。
6. 前記バスバー端部（１５３）を前記対応する電圧センサ（１３６）へ経路づけするときに、前記バスバー端部の大部分が少なくとも１つの他の前記ワイヤ（１４０）上に折り曲げられる、請求項１または２に記載のコネクタアセンブリ（１１４）。
7. 前記バスバー端部（１５３）を前記対応する電圧センサ（１３６）へ経路づけするときに、前記バスバー端部のいずれも他の前記ワイヤ（１４０）上を通らない、請求項１または２に記載のコネクタアセンブリ（１１４）。

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