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

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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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