JP6978228B2 - バスバーモジュール - Google Patents

Description

本発明は、複数の電線を保持する電線保持部が設けられたバスバーモジュールに関する。

従来、ハイブリッド自動車、あるいは、電気自動車の電源には複数の電池が直列に接続された電池モジュールが用いられる。
電池モジュールは、複数の電池を互いに接続する複数のバスバーと、各電池の電圧、あるいは、温度等の電池の状態検知情報を伝達する複数の電線を配索方向に沿って保持するとともにバスバーを覆う絶縁性のケースと、を有してなるバスバーモジュールを備えている。
例えば、特許文献１には、絶縁性のケースの溝内に複数の電線を保持するバスバーモジュールが記載されている。

特許第５９３４５２０号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたバスバーモジュールは、絶縁性のケースの溝内に複数の電線が重なりあって高さが増加された場合も溝から電線が飛び出すことなく溝内への電線のセットを行えるように溝を深めに設定している。このため、ケースの寸法が増大し、結果的に、バスバーモジュールの小型化を難しくしていた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、小型化することができるバスバーモジュールを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の請求項１に係るバスバーモジュールは、複数の電池が並んで接続された電池モジュールの前記電池の状態検知情報を伝達する複数の電線が１列に並べられた状態で載置される第一挟持部と、前記第一挟持部に対して重ね合される第二挟持部と、によって前記複数の電線を挟み込み保持することで平たい形状をなす電線保持部が設けられた絶縁性ケースを有し、前記第二挟持部は、該第二挟持部が前記第一挟持部に重ね合わされた状態で、前記電池モジュールのバスバーを覆い、かつ、前記バスバーに係止されるバスバーカバー部が一体的に設けられ、前記バスバーカバー部は、前記第二挟持部が前記第一挟持部に重ね合わされた状態で、前記バスバーに接続される前記電線の端末部を前記バスバー側に押圧するように前記端末部に当接される電線押圧部が設けられていることを特徴とする。

また、本発明の請求項２に係るバスバーモジュールは、上記の発明において、前記電線保持部は、前記電池モジュールの高さ方向に対して直交する方向に１列に前記複数の電線を並べた状態で挟み込むことを特徴とする。

また、本発明の請求項３に係るバスバーモジュールは、上記の発明において、前記第一挟持部が、１列に前記複数の電線を並べた状態で載置する断面円弧状の複数の第一円弧状溝が前記複数の電線に対応して形成されており、前記第二挟持部が、前記複数の第一円弧状溝のそれぞれと互いに溝開口が合わせされることによって、前記複数の第一円弧状溝と合わせて前記複数の電線を該電線の外周面に沿って挟み込む断面円弧状の複数の第二円弧状溝が形成されていることを特徴とする。

本発明の請求項１に係るバスバーモジュールは、前記絶縁性ケースの前記電線保持部が前記第一挟持部と前記第二挟持部とで複数の電線を１列に並べた状態で挟み込み保持することによって、平たい形状で複数の電線を保持することができるので、小型化することができる。
更に、本発明の請求項１に係るバスバーモジュールは、前記第二挟持部に該第二挟持部が前記第一挟持部に重ね合わされた状態で、前記電池モジュールのバスバーを覆い、かつ、前記バスバーに係止されるバスバーカバー部が一体的に設けられているので、前記複数の電線を保持するために前記第二挟持部を前記第一挟持部に重ね合わされると、前記バスバーが前記バスバーカバー部によって覆われるので、前記バスバーをカバーによって容易に覆うことができる。
更に、本発明の請求項１に係るバスバーモジュールは、前記バスバーに接続される前記電線の端末部が、前記バスバーに係止される前記バスバーカバー部に設けられた前記電線押圧部によって前記バスバー側に押圧されるので、前記電線に対して前記バスバーから引き剥がされる方向の外力が負荷されたとしても、前記電線押圧部によって前記電線が前記バスバーから引き剥がされることを阻止することができる。

本発明の請求項２に係るバスバーモジュールは、前記電線保持部が前記電池モジュールの高さ方向に対して直交する方向に１列に前記複数の電線を並べた状態で挟み込むので、電池モジュールを低背化することができる。

本発明の請求項３に係るバスバーモジュールは、前記第一挟持部と前記第二挟持部の断面円弧状の溝によって前記複数の電線を電線の外周面に沿って挟み込んでいるので、前記複数の電線を安定的に保持することができるとともに、前記電線保持部を前記電線の外径の幅に強度を保つだけの肉厚を加えるだけの厚さに設定することができるので、小型化することができる。

図１は、本発明の実施例に係るバスバーモジュールを組み込んだ電池モジュールの斜視図である。 図２は、第一挟持部に第二挟持部を重ね合わせる前の第一挟持部に複数の電線が載置された状態を示した電池モジュールの斜視図である。 図３は、複数の電線を挟み込んで保持した状態の電線保持部周辺の断面斜視図である。 図４は、図２の矢印方向から視た電線保持部周辺の拡大図である。 図５は、複数の電線を挟み込んで保持した状態の電線保持部周辺の断面図である。 図６は、係止部周辺の断面図である。 図７は、電線保持部の溝形状の変形例を説明するための図である。

以下、図面を参照して、本発明に係るバスバーモジュールの好適な実施例を詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例に係るバスバーモジュール１を組み込んだ電池モジュール１００の斜視図である。図２は、第一挟持部３１に第二挟持部３２を重ね合わせる前の第一挟持部３１に複数の電線６０が載置された状態を示した電池モジュール１００の斜視図である。図３は、複数の電線６０を挟み込んで保持した状態の電線保持部周辺の断面斜視図である。図４は、図２の矢印方向から視た電線保持部３０周辺の拡大図である。図５は、複数の電線６０を挟み込んで保持した状態の電線保持部３０周辺の断面図である。図６は、係止部４１ａ周辺の断面図である。図７は、電線保持部３０の溝形状の変形例を説明するための図である。
本発明の実施例に係るバスバーモジュール１は、ハイブリッド自動車、あるいは、電気自動車の電源となる複数の電池５０が直列に接続された電池モジュール１００に組み込まれる。

電池モジュール１００は、複数の電池５０と、複数の電池５０を直列に接続する複数のバスバー１０を含むバスバーモジュール１と、を有する。

電池５０は、例えば、薄板状のリチウム電池によって実現され、正極と負極とが隣り合わせになるように複数並んで配置されている。
なお、この実施例では、図２に示すように、電池５０の上面に電極端子５１が設けられている。

バスバーモジュール１は、隣り合う電池５０の正極端子と負極端子とを電気的に接続する複数のバスバー１０と、電池５０の電圧、あるいは、温度等の電池５０の状態検知情報を伝達する複数の電線６０を配索方向に沿って保持するとともにバスバー１０を覆う絶縁性ケース２０と、を有してなる。
なお、この実施例では、バスバーモジュール１は、図１に示すように、電池５０の上面両端に設けられた電極端子５１に対応して、各電池５０の上面の両端位置、かつ、複数の電池５０の並び方向に沿って２つ設けられている。

また、この実施例では、複数の電線６０は、電池５０の電圧を測定するための電圧情報を伝達するため、一端がバスバー１０に接続されている。

各バスバー１０は、平面板状の導電部材からなり、両端部周辺が隣り合う電池５０の電極端子５１にそれぞれ溶接によって接続されている。
より具体的には、バスバー１０は、図２および図３に示すように、両端部周辺が隣り合う電池５０の電極端子５１の上面に溶接され、中間部分が凹んだ凹部１１になっている。

凹部１１は、電池５０の電圧を測定するための電線６０の端末部６０ａが接合される部分になっている。
より具体的には、電線保持部３０によって保持された複数の電線６０から各バスバー１０に接続される電線６０がバスバー１０の凹部１１に引き出され、かつ、端末部６０ａが凹部１１の底面１１ａに接合されている。

このようなバスバー１０は、電池５０の上面両端に設けられた電極端子５１に溶接されているため、複数並んで配置された電池５０の側面寄りに並んで配置されている。

絶縁性ケース２０は、複数の電線６０を配索方向に沿って保持する部分となる電線保持部３０と、各バスバー１０を覆う部分となる複数のバスバーカバー部４０と、を有する。

電線保持部３０は、複数の電線６０の配索方向に沿って設けられている。
この電線保持部３０は、１列に並べた状態で複数の電線６０が載置される第一挟持部３１と、第一挟持部３１に対して重ね合わされる第二挟持部３２と、第二挟持部３２を第一挟持部３１に重ね合わせ可能に第一挟持部３１と第二挟持部３２とを連結するヒンジ部３３と、を有する。

第一挟持部３１は、複数の電線６０を１列に並べた状態で載置する断面円弧状の複数の第一円弧状溝３１ａが複数の電線６０に対応して形成されている。

第一円弧状溝３１ａは、電線６０の外周面が周方向で略半分嵌め込まれるような半円形状の溝になっている

また、第一挟持部３１は、図４および図５に示すように、バスバー１０上に載置されている。
より具体的には、第一挟持部３１は、電池５０の側面側のバスバー１０の端部とは逆側の端部周辺に載置され、不図示の係止部によってバスバー１０に係止されるようになっている。
このため、第一挟持部３１は、バスバー１０の一部をカバーするようになっている。

第二挟持部３２は、複数の第一円弧状溝３１ａのそれぞれと互いに溝開口３１ｂ、３２ｂが合わせされることによって、複数の第一円弧状溝３１ａと合わせて複数の電線６０を電線６０の外周面に沿って挟み込む複数の第二円弧状溝３２ａが形成されている。

第二円弧状溝３２ａは、電線６０の外周面が周方向で略半分嵌め込まれるような半円形状の溝になっている。
このため、第一挟持部３１に対して第二挟持部３２を重ね合わせると、第一円弧状溝３１ａと第二円弧状溝３２ａとが互いの溝開口３１ｂ、３２ｂを重ね合わせて電線６０の外径に略等しい内径の孔を形成するようになっている。
すなわち、電線保持部３０は、電線６０の外径に略等しい内径の孔によって複数の電線６０を１列に並べて保持するようになっている。

ヒンジ部３３は、薄肉帯状の可撓部分であり、電線保持部３０の長手方向に沿って複数箇所に設けられている。
このヒンジ部３３は、図４に示すように、第一挟持部３１に第二挟持部３２を重ね合わせる前の状態では、それぞれの溝開口３１ｂ、３２ｂを上側に向けた第一挟持部３１および第二挟持部３２の間を略真直ぐに伸びた状態で連結している。

また、ヒンジ部３３は、屈曲されることによって、第二挟持部３２が第一挟持部３１に対して複数の第二円弧状溝３２ａの溝開口３２ｂを第一挟持部３１の複数の第一円弧状溝３１ａの溝開口３１ｂのそれぞれに重ね合わさるように向きを反転させて第一挟持部３１に重ね合わされることを可能にしている。

バスバーカバー部４０は、第二挟持部３２に一体的に設けられ、バスバー１０の第一挟持部３１から露出された部分を覆うようになっている。

このバスバーカバー部４０は、第一挟持部３１に重ね合わされた第二挟持部３２の電池５０の側面側に向けられた端部に連接され、バスバー１０の露出された部分の端縁面を囲うバスバー縁面囲い壁４１と、バスバー１０の露出された部分の表面を覆うバスバー表面覆い壁４２と、を有する。

バスバー縁面囲い壁４１は、バスバー表面覆い壁４２の縁面に沿って立設された壁であり、第二挟持部３２が第一挟持部３１に重ね合わされると、バスバー１０の露出された部分の端縁面を囲うように配置される。
このバスバー縁権囲い壁４１は、第二挟持部３２が第一挟持部３１に重ね合わされると、バスバー１０に係止する２つの係止部４１ａが設けられている。

係止部４１ａは、バスバー縁権囲い壁４１の端縁面から切り込まれたスリットの間に形成された弾性片４１ｂと弾性片４１ｂの自由端側端部の内側に突設された係止突起４１ｃと、を有する。
このような係止部４１ａは、図６に示すように、第二挟持部３２が第一挟持部３１に重ね合わされると、バスバー１０の裏面に係止突起４１ｃが引っ掛かることによってバスバー１０に係止するようになっている。

バスバー表面覆い壁４２は、第二挟持部３２が第一挟持部３１に重ね合わされると、バスバー１０の露出された表面に対向配置される壁である。
このバスバー表面覆い壁４２は、図２、図３および図５に示すように、第二挟持部３２が第一挟持部３１に重ね合わされた状態で、バスバー１０に接合される電線６０の端末部６０ａをバスバー１０側に押圧するように端末部６０ａに当接される電線押圧部４２ａが設けられている。

なお、電線押圧部４２ａによってバスバー１０側に押圧される電線は、バスバー１０の凹部１１の底面１１ａに端末部６０ａが接続されている。

電線押圧部４２ａは、第二挟持部３２が第一挟持部３１に重ね合わされた状態で、バスバー１０の凹部１１の底面１１ａに接続された電線６０の端末部６０ａをバスバー１０側に押圧可能にバスバー表面覆い壁４２の内面の所定位置に突設された部分である。

このように、電線押圧部４２ａによって電線６０の端末部６０ａがバスバー１０に向けて押圧されることによって、電線６０に対してバスバー１０から引き剥がされる方向（図５中矢印Ｄ方向）の外力が負荷されたとしても、電線押圧部４２ａによって電線６０が引き剥がし方向に移動されることが阻止されるようになっている。
なお、電線押圧部４２ａは、係止部４１ａによってバスバー１０に係止されたバスバー表面覆い壁４１に設けられているので、電線６０がバスバー１０から引き剥がされる方向の外力に抗する力が得られるようになっている。

次に、電池モジュール１００にバスバーモジュール１を組み付ける手順について説明する。
まず、作業者は、絶縁性ケース２０に複数のバスバー１０を組み付ける。
この作業では、作業者は、不図示の係止部によって第一挟持部３１に複数のバスバー１０を係止する。

なお、この作業が完了されると、第一挟持部３１は、複数の第一円弧状溝３１ａの溝開口３１ｂを上側に向けた状態になっている。
また、第一挟持部３１が複数のバスバー１０に載置された状態となり、各バスバー１０は第一挟持部３１が載置された部分が絶縁材によって覆われた状態になる。

次に、作業者は、各バスバー１０に各電線６０の端末部６０ａを接合する。
この作業により、各電線６０の端末部６０ａが各バスバー１０の凹部１１の底面１１ａに溶接によって接合される。

次に、作業者は、複数の電線６０を第一挟持部３１の各第一円弧状溝３１ａにセットする。
この作業により、複数の電線６０は、複数の電池５０の上方位置で１列に並べられた状態で保持される。

次に、作業者は、複数並んで設けられた電池５０の各電極端子５１に各バスバー１０を溶接する。

最後に、作業者は、第二挟持部３２を第一挟持部３１に重ね合わせ、複数の電線６０を電線保持部３０によって挟み込み保持することによって、電池モジュール１００へのバスバーモジュール１の組み付け作業を完了させる。
この作業では、作業者は、第二挟持部３２を第一挟持部３１に重ね合わさる位置に反転させ、各バスバー縁面囲い壁４１に設けられた係止部４１ａを各バスバー１０に係止する。
また、第二挟持部３２を第一挟持部３１に重ね合わせることによって、バスバーカバー部４０によって、各バスバー１０の第一挟持部３１によってカバーされていない露出部分が覆われる。
また、第二挟持部３２を第一挟持部３１に重ね合わせることによって、バスバー表面覆い壁４２の内面に突設された電線押圧部４２ａが、バスバー１０に接続される電線６０の端末部６０ａをバスバー１０側に押圧するように当接される。

本発明の実施例に係るバスバーモジュール１は、絶縁性ケース２０の電線保持部３０が第一挟持部３１と第二挟持部３２とで複数の電線６０を１列に並べた状態で挟み込み保持することによって、平たい形状で複数の電線６０を保持することができるので、小型化することができる。

また、本発明の実施例に係るバスバーモジュール１は、電線保持部３０が電池モジュール１００の高さ方向に対して直交する方向に１列に複数の電線６０を並べた状態で挟み込むので、電池モジュール１００を低背化することができる。

また、本発明の実施例に係るバスバーモジュール１は、第一挟持部３１と第二挟持部３２の断面円弧状の溝によって複数の電線６０を電線６０の外周面に沿って挟み込んでいるので、複数の電線６０を安定的に保持することができるとともに、電線保持部３０を電線６０の外径の幅に強度を保つだけの肉厚を加えるだけの厚さに設定することができるので、小型化することができる。

また、本発明の実施例に係るバスバーモジュール１は、第二挟持部３２に第二挟持部３２が第一挟持部３１に重ね合わされた状態で、電池モジュール１００のバスバー１０を覆い、かつ、前記バスバー１０に係止されるバスバーカバー部４０が一体的に設けられているので、複数の電線６０を保持するために第二挟持部３２を第一挟持部３１に重ね合わされると、バスバー１０がバスバーカバー部４０によって覆われるので、バスバー１０をカバーによって容易に覆うことができる。

また、本発明の実施例に係るバスバーモジュール１は、バスバー１０に接続される電線６０の端末部６０ａが、バスバー１０に係止されるバスバーカバー部に設けられた電線押圧部４２ａによってバスバー１０側に押圧されるため、電線６０に対してバスバー１０から引き剥がされる方向の外力が負荷されたとしても、電線押圧部４２ａによって電線６０がバスバー１０から引き剥がされることを阻止することができる。

なお、本発明の実施例に係るバスバーモジュール１は、第一挟持部３１と第二挟持部３２のそれぞれに複数の円弧状の溝３１ａ、３２ａが形成され、互いの溝開口３１ｂ、３２ｂを重ね合わせて形成される電線６０の外径に略等しい内径の孔によって複数の電線６０を１列に並べて保持するものを例示したが、複数の電線６０を１列に並べて挟み込んで保持することができる形状になっていれば、第一挟持部３１と第二挟持部３２のそれぞれに形成される溝は、円弧状の溝でなく、その他の溝形状であっても構わない。例えば、第一挟持部３１と第二挟持部３２に、図７に示すような断面３角形状の溝を設けるようにしてもよい。

以上、本発明者によってなされた発明を、上述した発明の実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、上述した発明の実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。

１ バスバーモジュール
１０ バスバー
１１ 凹部
１１ａ 底面
２０ 絶縁性ケース
３０ 電線保持部
３１ 第一挟持部
３１ａ 第一円弧状溝
３１ｂ 溝開口
３２ 第二挟持部
３２ａ 第二円弧状溝
３２ｂ 溝開口
３３ ヒンジ部
４０ バスバーカバー部
４１ バスバー縁面囲い壁
４１ａ 係止部
４１ｂ 弾性片
４１ｃ 係止突起
４２ バスバー表面覆い壁
４２ａ 電線押圧部
５０ 電池
５１ 電極端子
６０ 電線
６０ａ 端末部
１００ 電池モジュール

Claims (3)

1. 複数の電池が並んで接続された電池モジュールの前記電池の状態検知情報を伝達する複数の電線が１列に並べられた状態で載置される第一挟持部と、前記第一挟持部に対して重ね合される第二挟持部と、によって前記複数の電線を挟み込み保持することで平たい形状をなす電線保持部が設けられた絶縁性ケースを有し、
   前記第二挟持部は、
   該第二挟持部が前記第一挟持部に重ね合わされた状態で、前記電池モジュールのバスバーを覆い、かつ、前記バスバーに係止されるバスバーカバー部が一体的に設けられ、
   前記バスバーカバー部は、
   前記第二挟持部が前記第一挟持部に重ね合わされた状態で、前記バスバーに接続される前記電線の端末部を前記バスバー側に押圧するように前記端末部に当接される電線押圧部が設けられている
   ことを特徴とするバスバーモジュール。
2. 前記電線保持部は、
   前記電池モジュールの高さ方向に対して直交する方向に１列に前記複数の電線を並べた状態で挟み込む
   ことを特徴とする請求項１に記載のバスバーモジュール。
3. 前記第一挟持部は、
   １列に前記複数の電線を並べた状態で載置する断面円弧状の複数の第一円弧状溝が前記複数の電線に対応して形成されており、
   前記第二挟持部は、
   前記複数の第一円弧状溝のそれぞれと互いに溝開口が合わせされることによって、前記複数の第一円弧状溝と合わせて前記複数の電線を該電線の外周面に沿って挟み込む断面円弧状の複数の第二円弧状溝が形成されている
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のバスバーモジュール。

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