JP7231005B2 - 電池配線モジュール - Google Patents

Description

本開示は、電池配線モジュールに関する。

例えば特許文献１に開示されるように、電気自動車やハイブリッド自動車などの車両において、走行駆動用の電源として搭載される高圧の二次電池には、電池配線モジュールが装着されている。電池配線モジュールでは、モジュール側端子が二次電池を構成する複数の電池セル同士を接続するバスバー（特許文献１では接続部材）と接続されている。

特開２０１３－３７９８８号公報

ところで、電池配線モジュールでは、ハウジング内におけるレイアウトの関係や、ハウジング自体の小型化のために、電線をモジュール側端子上に重なるように配置することが考えられる。しかしながら、電線をモジュール側端子上に重なるように配置する場合、モジュール側端子によって電線が損傷してしまう虞がある。

本開示の目的は、電線の損傷を抑制できる電池配線モジュールを提供することにある。

本開示の電池配線モジュールは、複数の電池セルの各電池端子同士を接続するバスバーに対して電気的に接続されるモジュール側端子と、一端側に前記モジュール側端子が接続される電線と、前記電線及び前記モジュール側端子を収容するハウジングと、を有する電池配線モジュールであって、前記ハウジングは、前記モジュール側端子を収容する端子収容部を有し、前記端子収容部の底部との間に前記モジュール側端子を介在させた状態で、前記モジュール側端子と前記電線との間を隔てる隔壁部を備える。

本開示の電池配線モジュールによれば、電線の損傷を抑制できる。

一実施形態における電池配線モジュールの斜視図。 同実施形態における電池配線モジュールの一部を示す斜視図。 同実施形態における電池配線モジュールのバスバーを取り外した状態を示す斜視図。 同実施形態における電池配線モジュールの一部を示す分解斜視図。 同実施形態における電池配線モジュールの一部を示す平面図。 図５における６－６線断面図。 図５における７－７線断面図。 カバー部の斜視図。 同実施形態における電池配線モジュールのカバー部を取り外した状態を示す平面図。

以下、電池配線モジュールの一実施形態について説明する。なお、図面では、説明の便宜上、構成の一部を誇張又は簡略化して示す場合がある。また、各部分の寸法比率についても、実際と異なる場合がある。

図１に示すように、電池配線モジュール１０は、略直方体状の二次電池ＢＴの上面に装着されている。なお、二次電池ＢＴは、電気自動車やハイブリッド自動車等に搭載されるものであり、車両の走行用モータに電力を供給する。また、二次電池ＢＴは、充電状態や車両の運転状態に応じて、走行用モータや発電用モータからの電力の供給を受ける。ここで、以降の説明では、図１中の互いに直交する３つの方向Ｘ、Ｙ、Ｚのうち、Ｘ方向を電池セルの並ぶ方向、Ｙ方向を電池配線モジュールの幅方向、Ｚ方向を上下方向として説明する。

二次電池ＢＴは、複数の電池セルＣを備え、各電池セルＣの図示しない正極端子と負極端子とが電池配線モジュール１０側（上側）に面している。
各電池セルＣは、Ｘ方向に複数並んで配置される。このとき、各電池セルＣの並び方向、すなわちＸ方向において、電池端子としての正極端子と負極端子とが交互に入れ替わるように電池セルＣが並べられている。各端子には、隣り合う端子同士、すなわち正極端子と負極端子とを接続するバスバーＢが設けられる。つまり、各電池セルＣは、バスバーＢによって直列接続される。本例のバスバーＢは、例えば各電池セルＣの正極端子及び負極端子と溶接によって接続される。

図１に示すように、電池配線モジュール１０は、ハウジング１１と、複数のモジュール側端子１２と、複数の電線１３（図２、図６及び図９参照）とを有する。
ハウジング１１は、例えば、電池セルＣの並び方向であるＸ方向の寸法が、幅方向であるＹ方向の寸法よりも長い形状をなしている。ハウジング１１は、その上側が開口された形状をなしており、図示しないカバーによってその開口が閉塞されるようになっている。

ハウジング１１は、例えば樹脂部材で構成される。ハウジング１１は、電線１３を収容する電線収容部２０と、モジュール側端子１２を収容する端子収容部３０，４０とを有する。

図４に示すようにモジュール側端子１２は、平板状の端子本体１２ａと、端子本体１２ａから連続するバレル部１２ｂとを有する。バレル部１２ｂは、電線１３の芯線と電気的に接続される。また、本例のモジュール側端子１２は、略筒状のバレル部１２ｂの長手方向であるＸ方向に対して、端子本体１２ａがＹ方向に迫り出して略Ｌ字状をなすように構成される。

図１に示すように、ハウジング１１の電線収容部２０は、底部２１と、底部２１の外縁部から延出する側壁２２とでハウジング１１内において区画されている。電線収容部２０は、複数の電池セルＣの並ぶ方向と直交する方向であって電池セルＣに対するハウジング１１の積層方向と直交する方向、すなわち幅方向Ｙに窪んだ凹部２３，２４を、複数の電池セルＣの並ぶ方向に複数有する。各凹部２３には、１つの端子収容部３０が設けられる。凹部２４には、２つの端子収容部３０が設けられる。

図１に示すように、凹部２３，２４に収容されたハウジング１１の端子収容部３０は、Ｘ方向に長い略直方体形状をなすように構成される。
図１及び図２に示すように、各モジュール側端子１２に接続された電線１３は、ハウジング１１のＸ方向両端部に設けられた引出口５０，５１から外部に引き出される。つまり、本例のハウジング１１には、Ｘ方向両端部のそれぞれに引出口５０，５１が１つ設けられる。各引出口５０，５１は、Ｘ方向に開口している。各モジュール側端子１２に接続された電線１３は、各引出口５０，５１から取り出され、図示しない電圧監視ＥＣＵに接続されている。

また、２つの引出口５０，５１の一方の引出口５１は、その近傍に端子収容部４０が設けられる。このとき、端子収容部４０は、引出口５１から引き出される電線１３とＺ方向において重なることとなる。

図４に示すように、端子収容部４０は、端子収容部３０と同様に、底部４１と、底部４１の外縁部から延出する側壁４２とを有する。
図４及び図９に示すように、側壁４２は、第１壁部４２ａと、第２壁部４２ｂと、第３壁部４２ｃと、第４壁部４２ｄとを有する。

第１壁部４２ａ及び第２壁部４２ｂは、Ｙ方向において対向する。第１壁部４２ａは、第２壁部４２ｂよりもＹ方向外側に位置する。第１壁部４２ａは、第２壁部４２ｂよりもＸ方向における長さが短くなっている。第３壁部４２ｃは、第２壁部４２ｂのＸ方向一方側の端部からＹ方向に延出してＸ方向に面している。第４壁部４２ｄは、第２壁部４２ｂのＸ方向他方側の端部に位置して、前記第３壁部４２ｃとＸ方向において対向している。なお、本例の第２壁部４２ｂ、第３壁部４２ｃ及び第４壁部４２ｄは、底部４１からのＺ方向における延出長さが第１壁部４２ａよりも短くなっている。つまり、第２壁部４２ｂ、第３壁部４２ｃ及び第４壁部４２ｄは、第１壁部４２ａと比較して高さが低い。本例の第２壁部４２ｂ、第３壁部４２ｃ及び第４壁部４２ｄの上端部は略面一となっている。このとき、第２壁部４２ｂ及び第３壁部４２ｃのＺ方向における延出長さ（高さ）は、モジュール側端子１２を端子収容部４０に載置（収容）した状態で、モジュール側端子１２とＸ方向又はＹ方向において当接可能な高さとなっている。

また、第１壁部４２ａと第３壁部４２ｃとの間には、開口部４３を有する。開口部４３は、Ｙ方向において開口し、モジュール側端子１２の端子本体１２ａの一部をＹ方向外側に露出可能となっている。また、第４壁部４２ｄには、Ｘ方向に開口した開口部４４を有する。開口部４４は、電線１３を電線収容部２０側に導出可能となっている。

図４～図６に示すように、第２壁部４２ｂと電線収容部２０の側壁２２との間にはＹ方向においてスペースＳ１を有する。
図１～図７に示すように、引出口５１側の端子収容部４０にはモジュール側端子１２を収容した状態で、その上方を覆うようにカバー部６０が設けられる。

カバー部６０は、隔壁部６１と、閉塞壁部６２とを有する。隔壁部６１と閉塞壁部６２とは、一体形成される。カバー部６０は例えば樹脂部材で構成される。つまり、カバー部６０の隔壁部６１と閉塞壁部６２とは、絶縁性を有している。

隔壁部６１は、略矩形板状をなすように構成される。本例の隔壁部６１は、平板部６１ａと、平板部６１ａよりもＺ方向に窪んだ凹部６１ｂと、該凹部６１ｂとＺ方向において対応する位置に凸部６１ｃとを有する。

図２及び図６に示すように隔壁部６１は、端子収容部４０に収容されたモジュール側端子１２を隠蔽するように設けられてモジュール側端子１２と該モジュール側端子１２上を通る電線１３とを隔てている。このとき、隔壁部６１は、端子収容部４０の底部４１との間にモジュール側端子１２を介在させた状態となっている。

図６及び図７に示すように、カバー部６０の隔壁部６１は、Ｚ方向においてモジュール側端子１２と対向する下面６１ｄが第２壁部４２ｂ及び第３壁部４２ｃの上端部４５と当接する。このとき、隔壁部６１は、Ｙ方向における長さ（幅）が端子収容部４０のＹ方向における長さよりも長い。つまり、隔壁部６１は、カバー部６０を端子収容部４０に取り付けた状態で第２壁部４２ｂよりもＹ方向に迫り出している。

図７に示すように、凹部６１ｂは、モジュール側端子１２のバレル部１２ｂに対応する位置に形成される。これにより、バレル部１２ｂとカバー部６０（隔壁部６１）との干渉が抑えられている。また、凹部６１ｂは、モジュール側端子１２のバレル部１２ｂに対応する位置にのみ設けることで、凸部６１ｃによる電線１３を引出口５１側に引き出すための収容スペースを狭めることが抑えられる。

図６～図８に示すように、隔壁部６１は、その下面６１ｄからＺ方向において下面６１ｄから離間する方向（下方向）に第１延出部６３及び第２延出部６４を有する。
第１延出部６３は、下面６１ｄからの延出長さが第２延出部６４の延出長さよりも長い。つまり、第１延出部６３の先端部は第２延出部６４の先端部よりも下方に位置する。

第１延出部６３は、Ｙ方向において前記第２壁部４２ｂよりも第２壁部４２ｂとＹ方向に対向する電線収容部２０の側壁２２側に設けられる。より詳しくは、第１延出部６３は隔壁部６１のＹ方向端部からＺ方向に延出する。このとき、第１延出部６３は、前記スペースＳ１に配置される。第１延出部６３は、Ｘ方向に延びる第１延出壁部６３ａと、第１延出壁部６３ａのＸ方向両側からそれぞれＹ方向に延びる一対の第２延出壁部６３ｂとを有する。第１延出壁部６３ａは、Ｙ方向一方側（内側）において電線収容部２０の側壁２２と当接可能となっている。第２延出壁部６３ｂは、Ｙ方向他方側（外側）において第２壁部４２ｂと当接可能となっている。つまり、第１延出壁部６３ａ及び第２延出壁部６３ｂは、それぞれがＹ方向に当接することでカバー部６０（隔壁部６１）のがたつきを抑制するガタ抑制部として機能する。

第２延出部６４は、Ｘ方向において第３壁部４２ｃ側に形成される。これにより、例えば、隔壁部６１がＺ方向においてモジュール側端子１２から離間する方向（上方向）に移動しようとした場合であっても第２延出部６４からモジュール側端子１２を外部から遮蔽することが可能となっている。

閉塞壁部６２は、隔壁部６１のＹ方向外側端部からＺ方向においてモジュール側端子１２から離間する方向（上方）に延出する。
閉塞壁部６２には、そのＹ方向外側の外側面６２ａに係止部６２ｂが形成される。係止部６２ｂは、略Ｕ字状の枠状をなしてその中央に係合孔６２ｃを有し、第１壁部４２ａの外側面４６に形成された突起４６ａと係合可能となっている。これにより、カバー部６０は、ハウジング１１（端子収容部４０）に固定される。このとき、閉塞壁部６２は、モジュール側端子１２の一部を露出する開口部４３の大半を塞いでいる。これにより、バスバーＢとモジュール側端子１２とを溶接する際に、スパッタが隔壁部６１上方の電線１３に飛散することが抑えられる。

本実施形態の作用を説明する。
本実施形態の電池配線モジュール１０は、複数の電池セルＣを有する二次電池ＢＴ上に配置される。電池配線モジュール１０のモジュール側端子１２は、Ｘ方向に並ぶ電池セルＣの正極端子・負極端子同士を接続するバスバーＢと接続される。モジュール側端子１２には電線１３の一端が接続され、電線１３の他端は図示しない電池監視ＥＣＵと接続される。電池監視ＥＣＵは、電池セルＣの電圧監視が可能となっている。

また、電池配線モジュール１０では、Ｘ方向一方側に位置する引出口５１側にカバー部６０の隔壁部６１が設けられることで、引出口５１から引き出される電線１３と、引出口５１側の端子収容部４０に収容されたモジュール側端子１２とが隔離されている。

本実施形態の効果を記載する。
（１）モジュール側端子１２と電線１３とを隔壁部６１によって隔てることができるため、モジュール側端子１２による電線１３の損傷を抑えることができる。

（２）モジュール側端子１２を外部に露出させる開口部４３の一部を塞ぐ閉塞壁部６２を有することで、バスバーＢとモジュール側端子１２とを例えば溶接により接続する際のスパッタを電線１３側に飛散させることが抑えられる。

（３）隔壁部６１と閉塞壁部６２とが一体構成であるため、部品点数の増加を抑えることができる。
（４）隔壁部６１が絶縁性を有することで、電線１３の芯線が露出する場合であっても芯線とモジュール側端子１２とが導通されることが抑えられる。

（５）隔壁部６１には、端子収容部４０の底部４１側である下面６１ｄ側にがたつきを抑えるガタ抑制部としての第１延出部６３を有するため、ガタを抑制しつつ、上面側に位置する電線１３の収容スペースを十分に確保することが可能となる。

（６）電線１３が外部に引き出される引出口５１、すなわち複数の電線１３が集まる引出口５１に隔壁部６１を設けて複数の電線１３がモジュール側端子１２によって損傷することが抑えられる。

なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

・上記実施形態では、閉塞壁部６２を備える構成としたが、閉塞壁部６２を省略した構成を採用してもよい。
・上記実施形態では、絶縁性を有する樹脂部材で隔壁部６１を構成したが、絶縁性を有しない構成を採用してもよい。

・上記実施形態では、第１延出部６３を隔壁部６１の下面６１ｄに設ける構成としたが、その位置は適宜変更してもよい。
・上記実施形態では、引出口５１に隔壁部６１を設ける構成としたが、その他の電線１３とモジュール側端子１２とが重なる（特に重力方向において重なる）箇所に隔壁部６１を設ける構成を採用してもよい。

・上記実施形態では、隔壁部６１と閉塞壁部６２とを一体としたが、隔壁部と閉塞壁部とを別体構成としてもよい。
・上記実施形態では、カバー部６０をハウジング１１（端子収容部４０）と別体としたが、カバー部とハウジングとを一体構成としてもよい。その一例として、カバー部とハウジングとをヒンジ部によって接続することが考えられる。

以下に技術的思想を記載する。
・電池配線モジュールは、複数の電池セルの各電池端子同士を接続するバスバーに対して電気的に接続されるモジュール側端子と、一端側に前記モジュール側端子が接続される電線と、前記電線及びモジュール側端子を収容するハウジングと、を有する電池配線モジュールであって、前記ハウジングは、前記モジュール側端子を収容する端子収容部を有し、前記端子収容部の底部との間に前記モジュール側端子を介在させた状態で、前記モジュール側端子と前記電線との間を隔てる隔壁部を備える。

上記態様によれば、モジュール側端子と電線とを隔壁部によって隔てることができるため、モジュール側端子による電線の損傷を抑えることができる。
・上記電池配線モジュールにおいて、前記端子収容部は、前記バスバー側に開口した開口部を備え、前記開口部の一部を塞ぐ閉塞壁部を有することが好ましい。

上記態様によれば、開口部の一部を塞ぐ閉塞壁部を有することで、バスバーとモジュール側端子とを例えば溶接により接続する際のスパッタを電線側に飛散させることが抑えられる。

・上記電池配線モジュールにおいて、前記隔壁部と前記閉塞壁部とは一体構成であることが好ましい。
上記態様によれば、隔壁部と閉塞壁部とが一体構成であるため、部品点数の増加を抑えることができる。

・上記電池配線モジュールにおいて、前記隔壁部は、絶縁性を有することが好ましい。
上記態様によれば、隔壁部が絶縁性を有することで、芯線が露出する場合であっても芯線とモジュール側端子とが導通されることが抑えられる。

・上記電池配線モジュールにおいて、前記隔壁部には、前記端子収容部の底部側である下面側にがたつきを抑えるガタ抑制部を有することが好ましい。
上記態様によれば、隔壁部には、前記端子収容部の底部側である下面側にがたつきを抑えるガタ抑制部を有するため、ガタを抑制しつつ、上面側に位置する電線の収容スペースを十分に確保することが可能となる。

・上記電池配線モジュールにおいて、前記隔壁部は、前記ハウジングの内で前記電線が外部に引き出される引出口に設けられることが好ましい。
上記態様によれば、電線が外部に引き出される引出口、すなわち複数の電線が集まる引出口に隔壁部を設けて複数の電線がモジュール側端子によって損傷することが抑えられる。

１０…電池配線モジュール
１１…ハウジング
１２…モジュール側端子
１３…電線
４０…端子収容部
４１…底部
４３…開口部
５０，５１…引出口
６０…カバー部
６１…隔壁部
６２…閉塞壁部
６３…第１延出部（ガタ抑制部）
Ｂ…バスバー
Ｃ…電池セル。

Claims (5)

1. 複数の電池セルの各電池端子同士を接続するバスバーに対して電気的に接続されるモジュール側端子と、
   一端側に前記モジュール側端子が接続される電線と、
   前記電線及び前記モジュール側端子を収容するハウジングと、
   を有する電池配線モジュールであって、
   前記ハウジングは、前記モジュール側端子を収容する端子収容部を有し、
   前記端子収容部の底部との間に前記モジュール側端子を介在させた状態で、前記モジュール側端子と前記電線との間を隔てる隔壁部を備える、電池配線モジュール。
2. 前記端子収容部には、前記モジュール側端子を収容した状態で、その上方を覆うようにカバー部が設けられ、
   前記カバー部は、前記隔壁部を有し、
   前記隔壁部は、前記端子収容部に収容された前記モジュール側端子と該モジュール側端子の上を通る前記電線との間を隔てている、請求項１に記載の電池配線モジュール。
3. 前記隔壁部は、絶縁性を有する、請求項１又は請求項２に記載の電池配線モジュール。
4. 前記隔壁部には、前記端子収容部の底部側である下面側にがたつきを抑えるガタ抑制部を有する、請求項１から請求項３の何れか１項に記載の電池配線モジュール。
5. 前記隔壁部は、前記ハウジングの内で前記電線を外部に引き出される引出口に設けられる請求項１から請求項４の何れか１項に記載の電池配線モジュール。

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