JP7548960B2 - 電源装置 - Google Patents

Description

本発明は、電源装置に関する。

従来、電源装置としては、複数の電池セルを有する電池集合体と、電池集合体に組付けられるバスバモジュールとを備えたものが知られている（特許文献１参照）。この電源装置では、バスバモジュールが、電池セルの電極に電気的に接続されるバスバと、バスバに電気的に接続された電線と、電池集合体に対して電池セルの電極側に配置される電線配索体とを有している。電線配索体は、バスバが収容されるバスバ収容部としての収容枠部と、一面側が閉塞され他面側が開口され電線が収容される電線配索部としての電線配索用通路部と、電線配索用通路部の開口を閉塞する蓋部としての電線用蓋部とを有している。

このような電源装置では、電線配索用通路部に、電線配索用通路部の開口を電線用蓋部で閉塞したときに、電線の噛み込みを防止するために複数のリブが設けられている。電線用蓋部には、電線配索用通路部の開口を電線用蓋部で閉塞したときに、複数のリブがそれぞれ収容される複数の貫通孔が設けられている。リブが貫通孔に収容された状態では、隙間が形成されるようにされている。隙間は、バスバモジュールを電池集合体に組付ける前の状態で、電線配索用通路部に対する電線の配索状況を視認するために利用される。

特開２０１７－２１６８０２号公報

ところで、上記特許文献１のような電源装置では、蓋部の隙間が小さく、電線配索部に対する電線の配索状況が視認し難い。このため、電線の配索状況を視認し易くするために、蓋部の隙間を大きくするような開口部を設けることが考えられる。しかしながら、蓋部に大きな開口部を設けると、電線が周辺部材と干渉する可能性が高くなってしまう。

本発明は、このような従来技術が有する課題に鑑みてなされたものである。そして本発明の目的は、電線配索部に対する電線の配索状況を視認でき、電線を保護することができる電源装置を提供することにある。

本実施形態に係る電源装置は、複数の電池セルを有する電池集合体と、前記電池集合体に組付けられるバスバモジュールとを備え、前記バスバモジュールは、バスバと、電線と、電線配索体とを有し、前記電線配索体は、前記バスバが収容されるバスバ収容部と、一面側が開口され他面側が閉塞され前記電線が収容される電線配索部と、前記電線配索部の開口に配置される蓋部とを有し、前記蓋部には、前記電線配索部に収容された前記電線を視認可能な開口部が形成され、前記バスバモジュールは、前記蓋部が前記電池集合体に面するように、前記電池集合体に組付けられている。

本発明によれば、電線配索部に対する電線の配索状況を視認でき、電線を保護することができる電源装置を提供することができる。

本実施形態に係る電源装置の斜視図である。 本実施形態に係る電源装置のバスバモジュールの下面図である。 本実施形態に係る電源装置のバスバモジュールの蓋部側を上方に配置したときの断面図である。 本実施形態に係る電源装置のバスバモジュールの蓋部側を下方に配置したときの断面図である。 本実施形態に係る電源装置の電線配索体の斜視図である。 本実施形態に係る電源装置の電線配索体を電線配索部の外側から見たときの側面図である。 本実施形態に係る電源装置の電線配索体をバスバ収容部の内側から見たときの側面図である。

以下、図面を用いて本実施形態に係る電源装置について詳細に説明する。なお、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率と異なる場合がある。

図１～図７に示すように、本実施形態に係る電源装置１は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車などの車両の電源として用いられる。電源装置１は、電池集合体３と、バスバモジュール５とを備え、電池集合体３とバスバモジュール５が組付けられた状態で、車両に搭載される。

電池集合体３は、例えば、充放電可能な二次電池からなる電池セル７を複数組み合わせることによって構成されている。電池セル７は、直方体状に形成された本体内に電極エレメント（不図示）が収容されている。電池セル７の高さ方向の一面側には、電極エレメントに電気的に接続された正負両極の電極９が外方に向けて突出して形成されている。電池セル７の電極９の外周は、ナット１１が締結可能なように、ネジ形状で形成されている。複数の電池セル７は、例えば、隣り合う電池セル７，７の正負両極の電極９，９が異なるように互い違いに配列されている。

バスバモジュール５は、例えば、電池集合体３におけるそれぞれの電池セル７の電圧の検出及び複数の電池セル７を電気的に接続するために、電池集合体３に組付けられる。バスバモジュール５は、バスバ１３と、電線１５と、電線配索体１７とを備えている。

バスバ１３は、導電性材料からなり、２つの電池セル７，７にまたがって配置可能なように長方形の板状に形成されている。バスバ１３は、複数の電池セル７に対して、２つの電池セル７にまたがってそれぞれ配置されるように、複数設けられている。バスバ１３には、電池セル７の電極９が挿通可能な挿通孔１９がバスバ１３を貫通して２つ形成されている。バスバ１３は、電池セル７の電極９上に配置され、挿通孔１９を挿通する電極９にナット１１を締結することにより、電池セル７と電気的に接続され、隣り合う電池セル７，７を電気的に接続する。

電線１５は、例えば、導電性材料からなる芯線の外周を絶縁被覆で被覆した被覆電線からなる。電線１５の一端は、例えば、電池セル７の電極９に電気的に接続された端子（不図示）に電気的に接続されている。端子は、電極９に締結されるナット１１によって、バスバ１３と電極９に共締めされる。このため、バスバ１３は、端子を介して電線１５に電気的に接続される。電線１５の他端は、例えば、電源装置１の外部に配置された電源装置１の作動を制御する制御部（不図示）に電気的に接続可能なコネクタ（不図示）に電気的に接続されている。電線１５は、電池セル７と電気的に接続されることにより、電池セル７の電圧を検出する。なお、電線１５の一端を、バスバ１３に直接接続することによって、バスバ１３と電線１５とを電気的に接続してもよい。

電線配索体１７は、例えば、合成樹脂などの絶縁性材料からなる。電線配索体１７は、バスバ収容部２１と、電線配索部２３と、蓋部２５とを備えている。

バスバ収容部２１は、１つのバスバ１３を収容可能なように筐体状に形成され、複数設けられている。隣り合うバスバ収容部２１，２１は、配列方向に弾性変形可能な連結部２７を介して連結されている。複数のバスバ収容部２１を弾性変形可能な連結部２７を介して連結することにより、複数の電池セル７の電極９に対する公差を吸収することができる。バスバ収容部２１は、高さ方向の両面側が開口されている。バスバ収容部２１は、電線配索体１７が電池集合体３上に配置された状態で、電池セル７の電極９が位置する部分に配置される。バスバ収容部２１の電線配索部２３と反対側の側壁２９には、他の部分より薄肉に形成された薄肉部３１が設けられ、側壁２９が弾性変形可能とされている。加えて、薄肉部３１を設けることにより、軽量化することができる。薄肉部３１が設けられた側壁２９の両側には、弾性変形可能な弾性片３３がそれぞれ設けられている。

このようなバスバ収容部２１には、バスバ１３を係止する係止部３５が設けられている。係止部３５は、係止突部３７と、挟持突部３９とを備えている。係止突部３７は、弾性片３３の自由端側と、弾性片３３と挿通孔１９の中心に対して点対称となる位置に配置された電線配索部２３側の側壁２９とに設けられ、バスバ収容部２１の内部に向けて突出されている。挟持突部３９は、係止突部３７と対応する位置に、係止突部３７からバスバ収容部２１の高さ方向に離間して設けられ、バスバ収容部２１の内部に向けて突出されている。係止突部３７と挟持突部３９との間は、バスバ１３の厚さと同等に設定されている。

このような係止部３５は、バスバ収容部２１に対して、バスバ１３を弾性片３３の自由端側から挿入することにより、弾性片３３が弾性変形される。バスバ１３が係止突部３７と挟持突部３９との間に位置すると、弾性片３３が弾性変形から復元し、バスバ１３が係止突部３７と挟持突部３９に挟み込まれるように係合される。係止突部３７と挟持突部３９がバスバ１３に係合することにより、係止部３５によってバスバ１３がバスバ収容部２１に係止される。このようなバスバ収容部２１に対するバスバ１３の収容作業は、電池集合体３に組付けられる前の電線配索体１７において、蓋部２５側の面を上方にした状態で行われる。

電線配索部２３は、バスバ収容部２１側の側壁４１がバスバ収容部２１と一体に設けられ、複数のバスバ収容部２１に対応するように、複数設けられている。電線配索部２３は、高さ方向の一面側に開口４３が設けられ、高さ方向の他面側に底壁４５が設けられて閉塞され、底壁４５の幅方向の両側から側壁４１，４１が開口４３側に向けて延出されるように、筐体状に形成されている。隣り合う電線配索部２３，２３には、区画壁が設けられておらず、連通されている。電線配索部２３のバスバ収容部２１側の側壁４１には、バスバ収容部２１に連通され、電池セル７に電気的に接続された端子の一部が配置される連通孔（不図示）が設けられている。電線配索部２３には、複数の電池セル７のそれぞれに一端が電気的に接続される複数の電線１５が収容される。

このような電線配索部２３には、開口４３からの電線１５の浮き上がりを防止する一対の抜止片４７，４７が設けられている。一対の抜止片４７，４７は、複数の電線配索部２３のうち少なくとも１つの電線配索部２３に設けられている。なお、複数の電線配索部２３のそれぞれに、一対の抜止片４７，４７を設けてもよい。一対の抜止片４７，４７は、電線配索部２３の側壁４１，４１から互いに近接する方向に延出されている。一対の抜止片４７，４７は、電線配索部２３の側壁４１，４１側を基端とし、互いに近接する先端４９，４９を自由端とするように、弾性変形可能に設けられている。一対の抜止片４７，４７の先端４９，４９は、電線配索部２３の開口４３の反対側である底壁４５側に向けて屈曲されている。

このような一対の抜止片４７，４７は、電線配索部２３に対して、電線１５を開口４３から挿入し、先端４９，４９の間を電線１５が通過するときに、弾性変形される。このとき、先端４９，４９は、底壁４５側に向けて屈曲されているので、先端４９，４９の間に電線１５を挿入し易くなっている。一対の抜止片４７，４７は、先端４９，４９の間を電線１５が通過すると、弾性変形から復元される。一対の抜止片４７，４７が復元した状態では、先端４９，４９が近接して配置され、一対の抜止片４７，４７によって、電線１５の電線配索部２３の開口４３側への移動を規制することができる。このため、一対の抜止片４７，４７によって、電線配索部２３の開口４３からの電線１５の浮き上がりを防止することができる。このとき、先端４９，４９は、底壁４５側に向けて屈曲されているので、先端４９，４９の間に電線１５が進入し難くなっており、電線１５が先端４９，４９の間から抜け出ることを抑制することができる。このような電線配索部２３に対する電線１５の配索作業は、電池集合体３に組付けられる前の電線配索体１７において、開口４３側の面を上方にした状態で行われる。

ここで、電線配索体１７は、電池集合体３に対して、電線配索部２３の開口４３側が面するように組付けられる。このため、電線配索部２３は、図４に示すように、底壁４５が電池集合体３と反対側に配置された状態となる。このとき、一対の抜止片４７，４７の先端４９，４９は、底壁４５側に向けて屈曲されているので、先端４９，４９の間に電線１５が到達し難くなっており、電線１５が先端４９，４９の間から抜け出ることを抑制することができる。

蓋部２５は、３つの電線配索部２３の開口４３を一括で閉塞可能なように、長方形の板状に形成されている。蓋部２５は、中央の電線配索部２３と連続する一部材で薄肉状に形成されたヒンジ５１を介して電線配索部２３の開口４３に対して開閉可能に設けられている。蓋部２５のヒンジ５１の両側には、２つの電線配索部２３に設けられた突部状の被係合部に係合可能な枠状の係合部５３がそれぞれ設けられている。係合部５３は、電線配索部２３の被係合部と係合することにより、蓋部２５がヒンジ５１側で開口４３から浮き上がることを防止する。蓋部２５の幅方向において、ヒンジ５１が位置する部分の反対側には、中央の電線配索部２３に設けられた突部状の被ロック部（不図示）に係合可能な枠状のロック部（不図示）が設けられている。ロック部は、電線配索部２３の被ロック部と係合することにより、蓋部２５が電線配索部２３の開口４３を閉塞した状態を保持する。

このような蓋部２５は、電池集合体３に組付けられる前の電線配索体１７において、上方に配置される。上方に配置された蓋部２５は、ヒンジ５１を介して開いた状態とされることにより、電線配索部２３の開口４３を開放させる。開口４３が開放された電線配索部２３には、複数の電線１５が配索される。複数の電線１５が配索された電線配索部２３に対して、ヒンジ５１を介して蓋部２５を閉じることにより、電線配索部２３の開口４３が閉塞される。

電線配索部２３の開口４３を閉塞する蓋部２５には、蓋部２５を貫通して形成された開口部５５が複数設けられている。複数の開口部５５は、複数の電線配索部２３の内部をそれぞれ視認可能なように配置されている。開口部５５は、電線配索部２３の幅より僅かに小さな長方形状に開口されている。蓋部２５に開口部５５を設けることにより、蓋部２５が電線配索部２３の開口４３を閉塞した状態であっても、電線配索部２３に対する電線１５の配索状況を視認することができる。加えて、複数の開口部５５を蓋部２５に設けることにより、軽量化することができる。

ここで、電池集合体３に対して、電線配索部２３の底壁４５側が面するように、バスバモジュール５を組付けてしまうと、開口部５５を有する蓋部２５が外部に露出した状態となる。このため、開口部５５を介して電線１５と周辺部材とが干渉してしまう可能性がある。

そこで、バスバモジュール５は、蓋部２５が電池集合体３に面するように、電池集合体３に組付けられる。バスバモジュール５が電池集合体３に組付けられた状態では、蓋部２５の開口部５５が電池集合体３によって閉塞され、電線配索部２３の底壁４５の外面が外部に露出した状態となる。このため、電源装置１では、電線１５を外部に露出させるような大きな開口がなく、電線１５と周辺部材との干渉を防止することができる。なお、バスバモジュール５の蓋部２５側を下側に向けても、一対の抜止片４７，４７と、複数の開口部５５を区画する部分とによって、電線配索部２３から複数の電線１５が脱落することがない。

ここで、電池集合体３に対するバスバモジュール５の固定は、バスバ１３の挿通孔１９を挿通する電池セル７の電極９にナット１１を締結することによって行われる。バスバ収容部２１に対してバスバ１３を係止する係止部３５は、バスバ収容部２１の高さ方向において、底壁４５よりも蓋部２５側に配置されている。言い換えれば、係止部３５は、バスバモジュール５を電池集合体３に組付けた状態において、電池集合体３に近い位置に配置されている。このため、バスバモジュール５が電池集合体３に組付けられた状態では、バスバ１３が電池集合体３に近い位置に配置されており、バスバモジュール５を電池集合体３に安定して固定することができる。加えて、バスバ１３と電池セル７の電極９を近接して配置することができ、電気的な接続信頼性を保持することができる。

さらには、係止部３５を蓋部２５側に配置することにより、係止部３５が電線配索部２３の開口４３側に配置されることになる。このため、バスバモジュール５が電池集合体３に組付けられる前の状態において、電線配索部２３に対する電線１５の配索作業と同様に、バスバ収容部２１に対するバスバ１３の収容作業を行い易い。従って、係止部３５を蓋部２５側に配置することにより、バスバモジュール５の組付性を向上することができる。

このような電源装置１では、複数の電池セル７を有する電池集合体３と、電池集合体３に組付けられるバスバモジュール５とを備えている。また、バスバモジュール５は、バスバ１３と、電線１５と、電線配索体１７とを有する。さらに、電線配索体１７は、バスバ１３が収容されるバスバ収容部２１と、一面側が開口され他面側が閉塞され電線１５が収容される電線配索部２３と、電線配索部２３の開口４３に配置される蓋部２５とを有する。また、蓋部２５には、電線配索部２３に収容された電線１５を視認可能な開口部５５が形成されている。そして、バスバモジュール５は、蓋部２５が電池集合体３に面するように、電池集合体３に組付けられている。

蓋部２５には、電線配索部２３に収容された電線１５を視認可能な開口部５５が形成されているので、蓋部２５が電線配索部２３の開口４３を閉塞していても、電線配索部２３に対する電線１５の配索状況を視認することができる。バスバモジュール５は、蓋部２５が電池集合体３に面するように、電池集合体３に組付けられているので、蓋部２５の開口部５５が外部に露出することがない。このため、バスバモジュール５が電池集合体３に組付けられた状態では、電線１５を外部に露出させるような大きな開口がなく、電線１５と周辺部材との干渉を防止することができる。

従って、このような電源装置１では、電線配索部２３に対する電線１５の配索状況を視認でき、電線１５を保護することができる。

また、バスバ収容部２１には、蓋部２５側にバスバ１３を係止する係止部３５が設けられている。このため、バスバモジュール５が電池集合体３に組付けられた状態では、バスバ１３と電池セル７の電極９を近接して配置することができ、電気的な接続信頼性を保持することができる。加えて、係止部３５を蓋部２５側に配置することにより、係止部３５が電線配索部２３の開口４３側に配置されることになる。このため、バスバモジュール５が電池集合体３に組付けられる前の状態において、電線配索部２３に対する電線１５の配索作業と同様に、バスバ収容部２１に対するバスバ１３の収容作業を行い易い。従って、電線配索体１７に対する電線１５とバスバ１３の組付作業を行い易く、バスバモジュール５の組付性を向上することができる。

さらに、電線配索部２３には、先端４９，４９が互いに近接して配置され、電線１５が電線配索部２３の開口４３側に移動することを規制する一対の抜止片４７，４７が弾性変形可能に設けられている。そして、一対の抜止片４７，４７の先端４９，４９は、電線配索部２３の開口４３の反対側に向けて屈曲されている。

このため、一対の抜止片４７，４７によって、電線１５が電線配索部２３の開口４３から離脱することを防止することができる。一対の抜止片４７，４７の先端４９，４９は、電線配索部２３の開口４３の反対側に向けて屈曲されているので、電線配索部２３に電線１５を配索するときに、先端４９，４９の間に電線１５を導くことができる。一方、電線配索部２３に電線１５が配索された状態では、先端４９，４９の間に電線１５が到達し難く、電線１５が先端４９，４９の間から抜け出ることを抑制することができる。

以上、本実施形態を説明したが、本実施形態はこれらに限定されるものではなく、本実施形態の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。

例えば、本実施形態においては、３つの電線配索部に対して、１つのヒンジを介して蓋部を連結しているが、これに限らず、全ての電線配索部に対して、ヒンジを介して蓋部を連結してもよい。加えて、蓋部は、ヒンジを介して電線配索部に連結させずに、電線配索部と別体で設けてもよい。また、蓋部は、１つの電線配索部に対して、１つ設けてもよい。

また、バスバ収容部と電線配索部とは、複数に分割されているが、これに限らず、バスバ収容部と電線配索部とを連続する一部材で形成してもよい。この場合には、例えば、バスバ収容部を、複数のバスバをそれぞれ収容できるように、区画壁などによって複数に区画すればよい。電線配索部では、電線の長さ方向に連通するように、樋状に形成すればよい。

１ 電源装置
３ 電池集合体
５ バスバモジュール
７ 電池セル
９ 電極
１３ バスバ
１５ 電線
１７ 電線配索体
２１ バスバ収容部
２３ 電線配索部
２５ 蓋部
３５ 係止部
４３ 開口
４７ 抜止片
４９ 先端
５５ 開口部

Claims (3)

1. 複数の電池セルを有する電池集合体と、
   前記電池集合体に組付けられるバスバモジュールと、
   を備え、
   前記バスバモジュールは、バスバと、電線と、電線配索体とを有し、
   前記電線配索体は、前記バスバが収容されるバスバ収容部と、一面側が開口され他面側が閉塞され前記電線が収容される電線配索部と、前記電線配索部の開口に配置される蓋部とを有し、
   前記蓋部には、前記電線配索部に収容された前記電線を視認可能な開口部が形成され、
   前記バスバモジュールは、前記蓋部が前記電池集合体に面するように、前記電池集合体に組付けられている電源装置。
2. 前記バスバ収容部には、前記蓋部側に前記バスバを係止する係止部が設けられている請求項１に記載の電源装置。
3. 前記電線配索部には、先端が互いに近接して配置され、前記電線が前記電線配索部の開口側に移動することを規制する一対の抜止片が弾性変形可能に設けられ、
   前記一対の抜止片の先端は、前記電線配索部の開口の反対側に向けて屈曲されている請求項１又は２に記載の電源装置。

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