JPWO2016031863A1 - 蓄電装置 - Google Patents
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Abstract
Description
蓄電モジュール同士は、外部端子に接続されるワイヤハーネスにより電気的に接続される。ワイヤハーネスには、蓄電装置の充・放電の際に大電流が流れるため、ワイヤハーネスは太さが大きく抵抗が小さい部材とされている。
本実施の形態に係る蓄電装置は、電動車両、例えば電気自動車の電動機駆動システムにおける車載電源装置に適用されるものである。この電気自動車の概念には、内燃機関であるエンジンと電動機とを車両の駆動源として備えたハイブリッド電気自動車、および電動機を車両の唯一の駆動源とする純正電気自動車等が含まれる。
図1は、本発明に係る蓄電装置の一実施の形態の外観斜視図であり、図2は、図1に図示された蓄電装置の分解斜視図である。蓄電装置1は、たとえば、リチウムイオンバッテリ装置であり、蓄電装置1の筐体である蓄電ケース2内に、リチウムイオン等の複数の二次電池セル(蓄電セル)101(図5参照)を備えた複数の蓄電モジュール40A〜40Cが複数収容されている。蓄電ケース2は、大きな直方体の前側に小さな直方体が連結された形状を有している。なお、以下の説明において、前後方向、左右方向、上下方向を図1、図2に図示する方向として説明する。図1、図2に図示する各方向は、蓄電装置1を搭載した車両における前後方向、左右方向、上下方向とそれぞれ一致している。
サイドカバー12は、メインケース11の右部壁11aに対向して配置される部材であり、左部壁を構成し、メインケース11の左部の開口を閉じる。サイドカバー12には、通しボルトである、後述するボルト81が挿通される貫通孔12aが設けられている。アンダーカバー13は、メインケース11の下部開口を閉じる部材であり、トップカバー14は、メインケース11の上部開口を閉じる部材である。サイドカバー12、アンダーカバー13、トップカバー14のそれぞれは、メインケース11にボルト等の締結部材により固定され、内部に電子部品を収容するための空間を形成する。
蓄電モジュール収容エリア2Aには、複数個(本実施形態では3個)の蓄電モジュール40A〜40Cが配置される。各蓄電モジュール40A〜40Cは、直方体のブロック形状を有している。本実施の形態では、各蓄電モジュール40A〜40Cは、それぞれ、メインケース11内でその長手方向を上下方向に延在し、互いに前後方向に隣接して並列に配置されて収容されている。各蓄電モジュール40A〜40Cは、制御ユニット収容エリア2Bから離反する方向、すなわち後方向に向かって蓄電モジュール40A、40B、40Cの順番に、所定間隔で直線状に配列されている。なお、以下において、適宜、蓄電モジュール40A、40B、40Cを代表して蓄電モジュール40として説明する。後述するように、蓄電モジュール40は、サイドカバー12とともにボルト81によってメインケース11に固定される。なお、メインケース11の右部壁11aの右側面には、ボルト81と締結される裏ナット82(図10(b)参照)が溶接されて固定されている。
図3は、図2に図示された蓄電モジュールの斜視図であり、図4は、図3に図示された蓄電モジュールの模式的外観斜視図である。また、図5(a)は、図3に図示された蓄電モジュールの構造を説明するための分解斜視図であり、図5(b)は、蓄電モジュールの模式的外観斜視図である。各蓄電モジュール40A〜40Cの左部には、冷媒導入口116が設けられている。また、各蓄電モジュール40A〜40Cの右部には、冷媒導出口118が設けられている。各蓄電モジュール40A〜40Cには、長手(上下)方向両側に分かれた部位に、図4の模式図に示すように、正極端子(外部端子)41A〜41Cと負極端子(外部端子)42A〜42Cが設けられている。各蓄電モジュール40A〜40Cは、直方体形状の保持ケース111を有し、保持ケース111の4つのコーナー部には、左右方向に延在される円筒型の筒状部111a(筒状突出部)が一体形成されている。各筒状部111aには、各筒状部111aを軸方向に貫通するモジュール固定用貫通孔(挿通部)43がそれぞれ設けられている。上述したボルト81は、サイドカバー12の貫通孔12aおよび蓄電モジュール40の筒状部111aのモジュール固定用貫通孔43を挿通されて、メインケース11の裏面に溶接された裏ナット82に螺合される。
図6(a)は各蓄電モジュールの電気的接続状態を説明するための斜視図であり、図6(b)は、図6(a)の下面図である。また、図7は、各蓄電モジュール40A〜40Cへの強電ハーネス61〜65の接続状態を説明するための模式的側面図である。
蓄電モジュール40Aの正極端子41Aから蓄電モジュール40Cの負極端子42Cの6つの外部端子には、強電ハーネス(ワイヤハーネス)61〜65が接続されており、これによって蓄電モジュール40A〜40Cは直列に接続されている。すなわち、ジャンクションボックス3のプラス端子3aと蓄電モジュール40Aの正極端子41Aとは、強電ハーネス61で接続されており、蓄電モジュール40Aの負極端子42Aと蓄電モジュール40Bの正極端子41Bとは、強電ハーネス62で接続されている。
また、蓄電モジュール40A〜40Cは、蓄電モジュール40A〜40Cの温度を検出する不図示の温度検出センサを有している。LBC4と各温度検出センサとは、温度センサ線87によって接続されている。
一方、図6(a)に図示されるように、強電ハーネス62、65は、蓄電モジュール40A〜40Cの下面側に配設される。強電ハーネス62は、蓄電モジュール40A〜40Cの配列方向(前後方向)に延在され、隣接する蓄電モジュール40Aの負極端子42Aと蓄電モジュール40Bの正極端子41Bとを接続する。強電ハーネス65は、蓄電モジュール40A〜40Cのうち、ジャンクションボックス3から前後方向に最も離れて配置された蓄電モジュール40Cとジャンクションボックス3とを接続する。このため、強電ハーネス65は、負極側の外部端子である負極端子42Cから、蓄電モジュール40Aのジャンクションボックス3側の側面まで蓄電モジュール40A〜40Cの下方に載置され、蓄電モジュール40A〜40C配列方向(前後方向)に延在されている。
図2において、アンダーカバー13と蓄電モジュール40A〜40Cとの空間領域2C(図11、12参照)には、ハーネスホルダ70A〜70Cおよび制振材83が配設されている。ハーネスホルダ70A〜70Cおよび制振材83は、強電ハーネス62、65による振動音の発生を抑制する充放電時のハーネス振動音防止構造を構成する。
以下、このことについて説明する。
図9は、ハーネスホルダによるハーネスの保持構造を示す拡大斜視図である。図10(a)は、各蓄電モジュールと、蓄電ケースのアンダーカバーおよびトップカバーとの位置関係を示す側面図であり、図10(b)は、図10(a)の下面図である。また、図11は、図10(b)のXI−XI線断面図であり、図12は、図10(b)のXII−XII線断面図である。
ハーネス振動音防止構造の組付け方法の一例を説明する。
強電ハーネス61〜65は、所定の接続端子と電気的に接合された状態とされているものとする。
強電ハーネス65を、蓄電モジュール40A〜40Cの保持ケース111の下面部113上に配設する。ハーネスホルダ70A〜70Cを、上述した手順により、それぞれ、蓄電モジュール40A〜40Cに取り付ける。ハーネスホルダ70A、70Bを取り付ける際には、強電ハーネス65が、ハーネスホルダ70A、70Bの規制壁76Ab、76Bbと突出片75A、75Bとの間に配置されるように、必要に応じて、強電ハーネス65を変位させる。制振材83は、予め、アンダーカバー13の内面に接着しておき、アンダーカバー13をメインケース11にボルト等の締結部材により固定する。
車両における有効スペースを広げるために、蓄電モジュールの設置空間も、近年、一層の縮小化が進められている。これに伴い、強電ハーネスが配設される空間も縮小されこのため、蓄電装置から耳障りな振動音が発生することが認識されることがある。
本発明者らが原因究明を行ったところ、蓄電モジュールを充放電する際の充放電電流のより、強電ハーネスが振動し、蓄電ケースに接触することに因るものであることが確認された。本発明は、このように、蓄電装置からの振動音の発生が、充放電時における強電ハーネスの振動に起因する騒音低減という、新規な課題を解決するものである。
(1)蓄電モジュール40A〜40Cと蓄電ケース2との間の空間領域2Cに配設される強電ハーネス62、65を、制振材83により蓄電モジュール40A〜40C側に向けて付勢する構成とした。このため、蓄電装置1を充放電する際に生じる強電ハーネス62、65の振動が軽減され、蓄電ケース2または蓄電モジュール40A〜40Cに接触することによる振動音の発生を抑制することができる。
蓄電ケース2の構造は、種々の形態を採用することができる。
日本国特許出願2014年第175588号(2014年8月29日出願)
2 蓄電ケース
2A 蓄電モジュール収納エリア
2B 制御ユニット収納エリア
2C 空間領域
3 ジャンクションボックス
3a プラス端子
3c マイナス端子
4 LBC
11 メインケース
11a 右部壁
11b 排気口
12 サイドカバー
12a 貫通孔
13 アンダーカバー
14 トップカバー
15 LBCカバー
40、40A〜40C 蓄電モジュール
41A〜41C 正極端子(外部端子)
42A〜42C 負極端子(外部端子)
43 モジュール固定用貫通孔(挿通部)
53 SDスイッチ
61〜65 強電ハーネス(ワイヤハーネス)
70A〜70C ハーネスホルダ
71A〜71C 取付用側部 72A、72B 支持部
73A、73B 連結部(押圧部)
74A〜74C 開口部(第1係合部)
75A〜75C 突出片(第2係合部)
76Aa、76Ba 段部(移動規制部)
76Ab、76Bb 規制壁(移動規制部)
77A〜77C 取付用下部
78A、78B ガイド部
79 ガイド部
80 仕切り部材
81 ボルト
82 裏ナット
83 制振材
86 電圧検出線
87 温度センサ線
101 二次電池セル(蓄電セル)
111 保持ケース(蓄電モジュールケース)
111a 筒状部(筒状突出部)
111b 突出部(第1係止部、円盤状突出部)
111c 突起部(第2係止部)
112 上面部
113 下面部
114 縦壁面部
115a 左端面部
115b 右端面部
116 冷媒導入口
118 冷媒導出口
201、202 電圧検出基板
201a、202a コネクタ接続部
Claims (8)
- 蓄電モジュールケースおよび前記蓄電モジュールケース内に収容された複数の蓄電セルを備え、それぞれ、正・負極の外部端子を有する複数の蓄電モジュールと、
複数の前記蓄電モジュールが配列されて収容される蓄電ケースと、
前記蓄電モジュールの前記正・負極の外部端子に接続される複数のワイヤハーネスと、
複数の前記ワイヤハーネスのうち、少なくとも前記蓄電モジュールの配列方向に延在される長さの最も長いワイヤハーネスと前記蓄電ケースの一面との間の空間領域に設けられた制振材とを備え、
前記蓄電モジュールの配列方向に延在される長さの最も長いワイヤハーネスが、前記蓄電ケースの前記一面により前記制振材を介在して前記蓄電モジュールケース側に向けて付勢されている、蓄電装置。 - 請求項1に記載の蓄電装置において、
前記制振材と前記ワイヤハーネスとの間には、少なくとも一部に、前記ワイヤハーネスの振動エネルギを拡散する、前記ワイヤハーネスの太さよりも幅広の振動エネルギ拡散部材が設けられている、蓄電装置。 - 請求項2に記載の蓄電装置において、
前記振動エネルギ拡散部材は、前記ワイヤハーネスを前記蓄電モジュールケース側に付勢する押圧部を有するハーネスホルダである、蓄電装置。 - 請求項3に記載の蓄電装置において、
前記ハーネスホルダには、前記ワイヤハーネスが、前記ワイヤハーネスの延在方向と直交する方向に移動するのを規制する移動規制部が設けられている、蓄電装置。 - 請求項4に記載の蓄電装置において、
前記移動規制部は、前記ワイヤハーネスの太さよりも大きい間隔で設けられた一対の突出部を備え、
前記ワイヤハーネスは、前記ワイヤハーネスの延在方向と直交する方向に変位可能である、蓄電装置。 - 請求項3に記載の蓄電装置において、
前記蓄電ケースの前記一面に対向する前記蓄電モジュールケースの一面には、前記ワイヤハーネスの延在方向とほぼ直交する方向に延在され、前記蓄電モジュールを前記蓄電ケースに固定するための締結部材が挿通される挿通部を有する筒状突出部が設けられている、蓄電装置。 - 請求項6に記載の蓄電装置において、
前記ハーネスホルダは、前記ワイヤハーネスを前記蓄電モジュールケースの前記一面側に付勢する前記押圧部を有し、前記押圧部は少なくとも1つの前記蓄電モジュールの前記筒状突出部間に配置されている、蓄電装置。 - 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の蓄電装置において、
前記蓄電ケースの前記一面と複数の前記蓄電モジュールケースとの間に、複数の前記ワイヤハーネスが配列され、前記制振材は、複数の前記ワイヤハーネスの各々の少なくとも一部を、少なくともいずれか1つの前記蓄電モジュールケース側に付勢している、蓄電装置。
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