JP7338557B2 - 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ものである。
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電圧の二次電池には、電池配線モジュールが装着されている。同電池配線モジュールは、二次電池に接続される板状のバスバーと、バスバーを保持するケースとを備えている。
特開２０１５－２１６４号公報
本発明者らは、上記のような電池配線モジュールにおいて、前記バスバーを如何に安定してケースに保持させるかを検討していた。
そこで、バスバーをケースに対して安定して保持させることを可能とした電池配線モジュールを提供することを目的とする。
本開示の電池配線モジュールは、二次電池に接続される板状のバスバーと、前記バスバーを保持するケースと、を備えた電池配線モジュールであって、前記ケースは、前記バスバーを保持する保持部と、前記バスバーを板厚方向から見たときの前記保持部を支点とする前記バスバーの回動を規制する規制部と、を有している。
本開示によれば、バスバーをケースに対して安定して保持させることを可能とした電池配線モジュールを提供することが可能となる。
図１は、実施形態の電池配線モジュールの斜視図である。 図２は、同形態の電池配線モジュールにおいて、カバーを外した状態を示す平面図である。 図３は、同形態の電池配線モジュールの一部を拡大して示す分解斜視図である。 図４は、同形態の電池配線モジュールの一部を拡大して示す平面図である。
［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
本開示の電池配線モジュールは、
［１］二次電池に接続される板状のバスバーと、前記バスバーを保持するケースと、を備えた電池配線モジュールであって、前記ケースは、前記バスバーを保持する保持部と、前記バスバーを板厚方向から見たときの前記保持部を支点とする前記バスバーの回動を規制する規制部と、を有している。
この構成によれば、バスバーを板厚方向から見たときの、保持部を支点とするバスバーの回動をケースの規制部によって抑制でき、それにより、バスバーのガタつきを抑制できる。従って、バスバーを安定してケースに保持させることが可能となる。
［２］前記ケースは、前記バスバーが載置される座部を有し、前記規制部は、前記座部から延出しており、前記規制部は、前記バスバーの板面方向に沿う方向において前記バスバーに当接可能に構成されている。
この構成によれば、座部から延出する規制部が、バスバーの板面方向に沿う方向においてバスバーに当接することによって、保持部を支点とするバスバーの回動を規制することが可能となる。
［３］前記ケースは、前記バスバーに電気的に接続される電線が通される電線挿通部を有し、前記電線挿通部は、底壁部と、前記底壁部から延出し、前記電線挿通部の幅方向に互いに対向する第１側壁部及び第２側壁部と、を有し、前記座部は、前記第１側壁部の前記幅方向の外側に設けられ、前記座部には、前記座部に載置された前記バスバーを囲む壁が設けられていない。
この構成によれば、座部に載置されたバスバーを囲む壁が設けられていないことから、ケースの軽量化に有利である。また、座部に載置されたバスバーを囲む壁が設けなくても、ケースの保持部及び規制部によって、ガタつきなく安定してバスバーを保持することが可能である。
［４］前記二次電池は、一方向に並設された複数の電池セルを有し、前記バスバーは、前記座部に載置された載置部と、前記載置部から延びる第１延出部及び第２延出部と、を有し、前記第１延出部及び前記第２延出部は、前記電池セルの並設方向に沿って並設され、前記第１延出部は、互いに隣り合う前記電池セルの一方に接続される第１接続部を有し、前記第２延出部は、当該互いに隣り合う前記電池セルの他方に接続される第２接続部を有し、前記規制部は、前記第１延出部及び前記第２延出部の少なくとも一方に当接可能に構成されている。
この構成によれば、座部から延出する規制部が、第１延出部及び第２延出部の少なくとも一方に当接することによって、保持部を支点とするバスバーの回動を規制することが可能となる。
［５］前記規制部は、前記第１延出部と前記第２延出部との間に位置している。
この構成によれば、バスバーの第１延出部と第２延出部との間に位置する規制部が、第１延出部及び第２延出部の少なくとも一方に当接することによって、保持部を支点とするバスバーの回動を規制することが可能となる。
［６］前記第１側壁部は、前記電線を前記バスバー側に通すための開口部を有し、前記保持部は、前記電線挿通部の長さ方向において前記開口部に並ぶように前記第１側壁部に設けられ、前記第１延出部は、前記幅方向において前記開口部の外側に位置しており、前記第２延出部は、前記幅方向において前記保持部の外側に位置しており、前記規制部は、前記第１延出部に当接可能に構成されている。
この構成によれば、規制部が、保持部に対してより離れた位置にある第１延出部に当接するため、保持部を支点とするバスバーの回動方向のガタつきをより小さく抑えることが可能となる。
［本開示の実施形態の詳細］
本開示の電池配線モジュールの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。各図面では、説明の便宜上、構成の一部を誇張また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は各図面で異なる場合がある。また、本明細書における「直交」は、厳密に直交の場合のみでなく、本実施形態における作用ならびに効果を奏する範囲内で概ね直交の場合も含まれる。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
図１に示すように、本実施形態の電池配線モジュール１０は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車などに搭載される二次電池ＢＴに組み付けられるものである。二次電池ＢＴは、図示しない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。
二次電池ＢＴは、複数の電池セルＣを備える。二次電池ＢＴは、複数の電池セルＣが一方向に複数並んで配置されることにより、例えば略直方体状をなしている。電池配線モジュール１０は、二次電池ＢＴの一側面に装着される。なお、以下の説明では、二次電池ＢＴにおいて電池配線モジュール１０が装着される側の面を上面とし、二次電池ＢＴに対して電池配線モジュール１０側を上方として説明する。また、図面中の互いに直交するＸＹＺ軸におけるＸ軸は、電池配線モジュール１０のケース１２の長手方向Ｘの長手方向Ｘを表し、Ｙ軸はケース１２の幅方向Ｙを表し、Ｚ軸はケース１２の高さ方向Ｚを表している。各電池セルＣは、電池配線モジュール１０の長手方向Ｘに沿って並設されている。
図１及び図２に示すように、電池配線モジュール１０は、電池セルＣの図示しない電極端子に接続される板状のバスバー１１と、バスバー１１を保持するケース１２と、バスバー１１に電気的に接続された電線１３と、を備えている。なお、図１では、電線１３の図示を省略している。また、電池配線モジュール１０は、ケース１２が有する後述の電線挿通部２１の上方を覆うカバー１４を備えている。なお、図２及び図４は、カバー１４を外した状態の平面図である。
図２に示すように、バスバー１１は、例えば、ケース１２の幅方向Ｙの両側において、ケース１２の長手方向Ｘに沿って複数並んで配置されている。各バスバー１１は、各電池セルＣの上面に設けられた図示しない電極端子に接続される。
電線１３は、複数のバスバー１１にそれぞれ対応して複数設けられている。各電線１３は、各バスバー１１に電気的に接続されている。各電線１３は、ケース１２の内部を長手方向Ｘに沿って挿通されている。複数の電線１３のうちの一部は、ケース１２の長手方向Ｘの一端部に設けられた第１電線導出部１５からケース１２外に導出され、残りの複数の電線１３は、ケース１２の長手方向Ｘの他端部に設けられた第２電線導出部１６からケース１２外に導出されている。
（ケース１２）
図２に示すように、ケース１２は、電線１３が通される電線挿通部２１を有している。電線挿通部２１は、高さ方向Ｚの上方側に開口する溝状をなしている。また、電線挿通部２１は、ケース１２の長手方向Ｘに沿って延在している。なお、本実施形態のケース１２では、電線挿通部２１が、例えば幅方向Ｙに並んで２つ設けられている。また、ケース１２は、２つの電線挿通部２１を互いに連結する複数の連結部２２を有している。なお、ケース１２は、例えば合成樹脂材からなる射出成形品である。また、ケース１２は、例えば、長手方向Ｘにおいて複数分割された構成をなしている。
各電線挿通部２１は、底壁部２３と、底壁部２３から上方に延出する第１側壁部２４及び第２側壁部２５とを有している。各電線挿通部２１は、底壁部２３、第１側壁部２４及び第２側壁部２５によって、高さ方向Ｚの上方側に開口する溝状をなしている。第１側壁部２４及び第２側壁部２５は、ケース１２の幅方向Ｙに互いに対向している。なお、電線挿通部２１の幅方向は、第１側壁部２４と第２側壁部２５とが互いに対向する方向であり、本実施形態では、電線挿通部２１の幅方向は、ケース１２の幅方向Ｙと一致している。また、電線挿通部２１の長さ方向は、ケース１２の長手方向Ｘと一致している。
各電線挿通部２１において、第１側壁部２４は、第２側壁部２５に対して幅方向Ｙの外側に位置している。連結部２２は、各電線挿通部２１の第２側壁部２５同士を連結している。各電線挿通部２１において、第１側壁部２４及び第２側壁部２５の間には、電線挿通部２１の長さ方向に沿って電線１３が挿通される。
第１側壁部２４は、ケース１２の幅方向Ｙに開口する開口部２６を有している。開口部２６は、複数のバスバー１１にそれぞれ対応して複数設けられている。複数の開口部２６は、ケース１２の長手方向Ｘに沿って第１側壁部２４に点在している。電線挿通部２１を通る電線１３は、開口部２６を通じて電線挿通部２１の幅方向外側、すなわちバスバー１１側に通される。
（第１座部３１及び第２座部３２）
図３及び図４に示すように、ケース１２は、バスバー１１が載置される第１座部３１及び第２座部３２を有している。第１座部３１及び第２座部３２は、第１側壁部２４の幅方向Ｙの外側に設けられている。第１座部３１は、電線挿通部２１から幅方向Ｙの外側に延出している。第１座部３１は、幅方向Ｙにおける開口部２６の外側に位置している。第２座部３２は、第１側壁部２４から幅方向Ｙの外側に延出されている。第１座部３１と第２座部３２とは、ケース１２の長手方向Ｘにおいて間隔を開けて並設されている。
第１座部３１及び第２座部３２には、当該座部３１，３２に載置されたバスバー１１を囲む壁が設けられていない。すなわち、第１座部３１及び第２座部３２の長手方向Ｘの両側、及び、第１座部３１及び第２座部３２の幅方向Ｙの外側は開放されている。
ケース１２は、バスバー１１を保持する保持部３３を有している。保持部３３は、例えば、第１側壁部２４に一体に設けられている。また、保持部３３は、電線挿通部２１の長さ方向において開口部２６に並ぶように第１側壁部２４に設けられている。保持部３３は、例えば、第２座部３２の根元部分に設けられている。保持部３３は、例えば、高さ方向Ｚに沿って貫通する孔、または、高さ方向Ｚに窪む凹部である。保持部３３は、バスバー１１の後述する被保持部４６に対して高さ方向Ｚに係止する図示しない係止部を有している。
（バスバー１１）
各バスバー１１は、座部３１，３２に載置された載置部４０と、載置部４０から延びる第１延出部４１及び第２延出部４２と、を有している。載置部４０は、第１座部３１及び第２座部３２に跨がるように座部３１，３２に載置されている。なお、開口部２６を通じてバスバー１１側に引き出された電線１３は、バスバー１１の載置部４０において、第１座部３１に載置される部位に接続される。なお、バスバー１１は、例えば、バスバー１１の板厚方向が高さ方向Ｚに沿うように配置されている。換言すると、バスバー１１は、バスバー１１の板面方向、すなわちバスバー１１の表面に沿う方向が、高さ方向Ｚに直交するように配置されている。
第１延出部４１及び第２延出部４２は、載置部４０からケース１２の幅方向Ｙの外側に延出されている。第１延出部４１及び第２延出部４２は、各電池セルＣの並設方向、すなわちケース１２の長手方向Ｘに沿って並設されている。ケース１２の長手方向Ｘにおいて、第１延出部４１と第２延出部４２との間には、間隙Ｓが空いている。第１延出部４１は、電線挿通部２１の幅方向において開口部２６の外側に位置している。第２延出部４２は、電線挿通部２１の幅方向において保持部３３の外側に位置している。
第１延出部４１は、電池セルＣの図示しない電極端子に接続される第１接続部４３を有している。第２延出部４２は、電池セルＣの図示しない電極端子に接続される第２接続部４４を有している。第１接続部４３は、ケース１２の長手方向Ｘにおいて互いに隣り合う電池セルＣの一方に接続され、第２接続部４４は、当該互いに隣り合う電池セルＣの他方に接続される。なお、第１接続部４３及び第２接続部４４は、電池セルＣの電極端子に対して、例えば溶接などによって接続される。
第１延出部４１及び第２延出部４２は、高さ方向Ｚの下方に変位する段部４５をそれぞれ有している。第１接続部４３は、段部４５を経て載置部４０よりも下方に位置している。第２接続部４４は、段部４５を経て載置部４０よりも下方に位置している。
また、バスバー１１は、ケース１２の保持部３３に保持される被保持部４６を有している。被保持部４６は、載置部４０から高さ方向Ｚの下方に延出している。被保持部４６は、保持部３３に高さ方向Ｚに挿入されるとともに、保持部３３の前記係止部に対して高さ方向Ｚに係止されるようになっている。
（規制部３４）
ケース１２は、第１座部３１から延出する規制部３４を有している。規制部３４は、例えば、第１座部３１の幅方向Ｙの外側端部、すなわち、幅方向Ｙへの延出方向の先端部３１ａにおける、長手方向Ｘの一端に設けられている。規制部３４は、第１延出部４１と第２延出部４２との間の間隙Ｓに入り込んでいる。そして、規制部３４は、第１延出部４１の長手方向Ｘの一端部に当接している。すなわち、規制部３４は、バスバー１１の板面方向に沿う方向においてバスバー１１に当接している。また、規制部３４は、第１延出部４１における例えば段部４５に当接している。また、第１座部３１の幅方向Ｙの先端部３１ａは、第１延出部４１の段部４５に対して幅方向Ｙに当接している。
本実施形態の作用について説明する。
図４に示すように、規制部３４は、バスバー１１の第１延出部４１の内側端面に当接することで、バスバー１１を板面方向から見たときの、保持部３３を支点とするバスバー１１の矢印方向Ｄ１への回動を規制する。また、第１延出部４１の先端部３１ａは、バスバー１１の第１延出部４１の段部４５に当接することで、保持部３３を支点とする、矢印方向Ｄ１とは反対の矢印方向Ｄ２へのバスバー１１の回動を規制する。
本実施形態の効果について説明する。
（１）規制部３４は、バスバー１１を板厚方向から見たときの保持部３３を支点とするバスバー１１の回動を規制する。これにより、同回動方向におけるバスバー１１のガタつきを抑制できる。従って、バスバー１１を安定してケース１２に保持させることが可能となる。
（２）ケース１２は、バスバー１１が載置される第１座部３１を有している。規制部３４は、第１座部３１から延出するとともに、バスバー１１の板面方向に沿ってバスバー１１に当接可能に構成されている。この構成によれば、第１座部３１から延出する規制部３４が、バスバー１１の板面方向に沿う方向においてバスバー１１に当接することによって、保持部３３を支点とするバスバー１１の回動を規制することが可能となる。
（３）ケース１２は、バスバー１１に電気的に接続される電線１３が通される電線挿通部２１を有している。電線挿通部２１は、底壁部２３と、底壁部２３から延出し、電線挿通部２１の幅方向に互いに対向する第１側壁部２４及び第２側壁部２５と、を有している。そして、第１座部３１及び第２座部３２は、第１側壁部２４の幅方向の外側に設けられ、第１座部３１及び第２座部３２には、当該座部３１，３２に載置されたバスバー１１を囲む壁が設けられていない。この構成によれば、座部３１，３２に載置されたバスバー１１を囲む壁が設けられていないことから、ケース１２の軽量化に有利である。また、座部３１，３２に載置されたバスバー１１を囲む壁が設けなくても、ケース１２の保持部３３及び規制部３４によって、ガタつきなく安定してバスバー１１を保持することが可能である。
（４）二次電池ＢＴは、一方向に並設された複数の電池セルＣを有している。バスバー１１は、座部３１，３２に載置された載置部４０と、載置部４０から延びる第１延出部４１及び第２延出部４２と、を有している。第１延出部４１及び第２延出部４２は、電池セルＣの並設方向に沿って並設されている。第１延出部４１は、互いに隣り合う電池セルＣの一方に接続される第１接続部４３を有し、第２延出部４２は、当該互いに隣り合う電池セルＣの他方に接続される第２接続部４４を有している。そして、規制部３４は、第１延出部４１に当接可能に構成されている。この構成によれば、第１座部３１から延出する規制部３４が、バスバー１１の第１延出部４１に当接することによって、保持部３３を支点とするバスバー１１の回動を規制することが可能となる。
（５）規制部３４は、第１延出部４１と第２延出部４２との間に位置している。この構成によれば、バスバー１１の第１延出部４１と第２延出部４２との間に位置する規制部３４が、第１延出部４１に当接することによって、保持部３３を支点とするバスバー１１の回動を規制することが可能となる。
（６）第１側壁部２４は、電線１３をバスバー１１側に通すための開口部２６を有している。保持部３３は、電線挿通部２１の長さ方向に沿って開口部２６に並ぶように第１側壁部２４に設けられている。第１延出部４１は、電線挿通部２１の幅方向において開口部２６の外側に位置しており、第２延出部４２は、電線挿通部２１の幅方向において保持部３３の外側に位置している。この構成によれば、規制部３４が、保持部３３に対してより離れた位置にある第１延出部４１に当接する。規制部３４とバスバー１１との間に製造公差などによる隙間が存在すると、保持部３３を支点とする回動方向におけるバスバー１１のガタつきが生じうるが、規制部３４とバスバー１１との当接位置が保持部３３から離れているほど、バスバー１１の当該ガタつきが小さくなる。従って、規制部３４を、保持部３３に対してより離れた位置にある第１延出部４１に当接させることで、保持部３３を支点とするバスバー１１の回動方向のガタつきをより小さく抑えることが可能となる。
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本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。
・規制部３４が第２延出部４２に当接する構成としてもよい。また、規制部３４が第１延出部４１と第２延出部４２の両方に当接する構成としてもよい・
・上記実施形態では、規制部３４を第１座部３１に設けたが、これに限らず、規制部３４を第２座部３２に設けてもよい。
・上記実施形態では、ケース１２の長手方向Ｘにおいて、規制部３４が第１延出部４１の内側端面に当接するが、これに限らず、規制部３４が第１延出部４１の外側端面に当接する構成としてもよい。
・上記実施形態では、バスバー１１の載置部４０が載置される座部が、第１座部３１及び第２座部３２に分かれているが、これに限らず、１つの座部に載置部４０が載置される構成としてもよい。
・電線１３がバスバー１１に直接接続されてもよい。また、電線１３がバスバー１１に金属端子を介して接続されてもよい。
１０ 電池配線モジュール
１１ バスバー
１２ ケース
１３ 電線
１４ カバー
１５ 第１電線導出部
１６ 第２電線導出部
２１ 電線挿通部
２２ 連結部
２３ 底壁部
２４ 第１側壁部
２５ 第２側壁部
２６ 開口部
３１ 第１座部（座部）
３１ａ 先端部
３２ 第２座部（座部）
３３ 保持部
３４ 規制部
４０ 載置部
４１ 第１延出部
４２ 第２延出部
４３ 第１接続部
４４ 第２接続部
４５ 段部
４６ 被保持部
ＢＴ 二次電池
Ｃ 電池セル
Ｄ１ 矢印方向
Ｄ２ 矢印方向
Ｓ 間隙
Ｘ ケースの長手方向
Ｙ ケースの幅方向
Ｚ ケースの高さ方向

Claims (3)

  1. 二次電池に接続される板状のバスバーと、前記バスバーを保持するケースと、を備えた電池配線モジュールであって、
    前記ケースは、前記バスバーを保持する保持部と、前記バスバーを板厚方向から見たときの前記保持部を支点とする前記バスバーの回動を規制する規制部と、前記バスバーが載置される座部と、前記バスバーに電気的に接続される電線が通される電線挿通部と、を有し、
    前記規制部は、前記座部から延出しており、
    前記規制部は、前記バスバーの板面方向に沿う方向において前記バスバーに当接可能に構成されており、
    前記電線挿通部は、底壁部と、前記底壁部から延出し、前記電線挿通部の幅方向に互いに対向する第１側壁部及び第２側壁部と、を有し、
    前記座部は、前記第１側壁部の前記幅方向の外側に設けられ、
    前記座部には、前記座部に載置された前記バスバーを囲む壁が設けられておらず、
    前記二次電池は、一方向に並設された複数の電池セルを有し、
    前記バスバーは、前記座部に載置された載置部と、前記載置部から延びる第１延出部及び第２延出部と、を有し、
    前記第１延出部及び前記第２延出部は、前記電池セルの並設方向に沿って並設され、
    前記第１延出部は、互いに隣り合う前記電池セルの一方に接続される第１接続部を有し、
    前記第２延出部は、当該互いに隣り合う前記電池セルの他方に接続される第２接続部を有し、
    前記規制部は、前記第１延出部及び前記第２延出部の少なくとも一方に当接可能に構成されている、電池配線モジュール。
  2. 前記規制部は、前記第１延出部と前記第２延出部との間に位置している、請求項１に記載の電池配線モジュール。
  3. 前記第１側壁部は、前記電線を前記バスバー側に通すための開口部を有し、
    前記保持部は、前記電線挿通部の長さ方向において前記開口部に並ぶように前記第１側壁部に設けられ、
    前記第１延出部は、前記幅方向において前記開口部の外側に位置しており、
    前記第２延出部は、前記幅方向において前記保持部の外側に位置しており、
    前記規制部は、前記第１延出部に当接可能に構成されている、請求項１又は請求項２に記載の電池配線モジュール。
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