WO2017065030A1 - 電池配線モジュール - Google Patents

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terminals
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battery wiring
power extraction
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知士 岩田
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住友電装株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a battery wiring module.
  • a battery wiring module has been proposed in which a plurality of unit cells are connected in series by bolting the electrode terminals of the unit cells via a bus bar.
  • Such conventional battery wiring modules are bolted with one nut per electrode terminal of a single cell, there is a problem that the number of man-hours increases as the number of connected single cells increases. .
  • a battery wiring module in which a set of bolts 48 and nuts 49 are used to bolt the two electrode terminals 44 of the unit cell 41.
  • the battery module provided with 40 is already known (for example, refer patent document 1).
  • the electrode terminals 44 of the unit cells 41A and 41B are bent at right angles to an L shape.
  • the unit cell 41 is classified into two types according to the L-shaped bending direction.
  • Each electrode terminal 44P, 44N has an insertion opening 47 through which a bolt 48 is inserted, so that the electrode terminals 44 of two adjacent unit cells 41 can be fastened together.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and can reduce the number of man-hours for connecting these unit cells in series without performing special processing on the electrode terminals of the unit cells.
  • An object is to provide a battery wiring module.
  • the battery wiring module according to the present invention includes a series of unit cells configured by arranging a plurality of unit cells so that two adjacent electrode terminals have different polarities between two adjacent unit cells.
  • a first plate made of resin and a second plate connected so as to bend and stretch in a bent state, and the two power extraction terminals are arranged on a side surface portion of the first plate.
  • the plurality of connecting members are connected to the corresponding electrode terminals and the two power extraction terminals are connected to the corresponding electrode terminals. It is comprised so that it may become.
  • the battery wiring module according to the present invention can reduce the number of man-hours when these unit cells are connected in series without performing special processing on the electrode terminals of the unit cells.
  • the unit cell group is configured by arranging an odd number of unit cells, and the two power extraction terminals are arranged at diagonal positions with respect to the two unit cells located on the outermost side.
  • the first plate and the second plate may be provided separately.
  • the battery wiring module according to the present invention can fix the battery wiring module so that the first plate and the second plate maintain a planar state.
  • the single cell group is configured by arranging even number of single cells, and the even number of single cells is divided into odd number of first group and second group, respectively.
  • the two power extraction terminals are provided on a side surface portion of the first plate, and in the second plate, two U-shaped terminals whose connection portions arranged adjacent to each other are U-shaped, and the 2 A bus bar for connecting two U-shaped terminals, wherein one of the two power extraction terminals and one of the two U-shaped terminals are connected in series with an odd number of unit cells of the first group,
  • the other of the two power extraction terminals and the other of the two U-shaped terminals may be configured to connect the odd number of unit cells of the second group in series.
  • the battery wiring module according to the present invention can fix the battery wiring module so that the first plate and the second plate maintain a planar state.
  • each connection member has a curved portion that is elastically deformed, and the first plate and the second plate are placed on the upper surface of the unit cell group in the planar state.
  • the bending portion may be configured to abut against the corresponding two electrode terminals to be elastically deformed and crimped.
  • the battery wiring module according to the present invention can bring the bending portion and the electrode terminal into close contact with each other by a reaction force due to elastic deformation.
  • each connection member includes an engagement portion having an elastically deformable locking claw
  • the first plate and the second plate are the engagement members of the plurality of connection members.
  • a plurality of insertion holes into which the joint portion is inserted, and an engagement receiving portion that locks the locking claw when the engagement portion is inserted to a predetermined position of the insertion hole. May be.
  • the battery wiring module according to the present invention can fix a plurality of connecting members to the side portions of the first plate and the second plate.
  • the present invention it is possible to provide a battery wiring module that can reduce the man-hours when these unit cells are connected in series without performing special processing on the electrode terminals of the unit cells.
  • FIG. 5 is a sectional view taken along line AA in FIG. 4.
  • FIG. 5 is a sectional view taken along line BB in FIG. It is sectional drawing which shows the electric wire holding part which hold
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. It is a perspective view which shows the process of assembling the battery wiring module which concerns on one embodiment of this invention to a cell group.
  • the battery wiring module shown as the present embodiment is applied to a battery module that is mounted on an electric vehicle or a hybrid vehicle and used as a drive source thereof.
  • the battery module 10 includes a single battery group 12 in which a plurality of single batteries 11 are arranged in parallel, and a battery wiring module 13 that electrically connects the single battery groups 12.
  • a power generation element is housed inside the cell 11. As shown in FIG. 2, a pair of electrode terminals 14 electrically connected to the power generation element are formed to protrude upward from positions near both ends on the upper surface of the unit cell 11. The polarity of the electrode terminal 14 in each unit cell 11 is reversed between the right side and the left side in FIG.
  • the electrode terminal 14 has a substantially cylindrical shape, and a thread is formed on the outer peripheral surface thereof.
  • a nut 34 as a fastening member, which will be described later, is screwed onto the thread.
  • each unit cell 11 is arranged so that the polarities of the adjacent electrode terminals 14 protruding from the adjacent unit cells 11 are different from each other. For this reason, as shown in FIG. 2, the positive electrode terminal 14P and the negative electrode terminal 14N which comprise the electrode terminal 14 are distribute
  • the several single battery 11 which comprises the single battery group 12 is being fixed in the state in which each single battery 11 was paralleled by arbitrary fixing members.
  • the electrode terminals 14 of adjacent unit cells 11 are connected in series by assembling a battery wiring module 13 to the unit cell group 12.
  • the battery wiring module 13 includes a plurality of connection members 15 that electrically connect two adjacent electrode terminals 14 between two adjacent unit cells 11.
  • the battery wiring module 13 is connected to each connection member 15 of the two unit cells 11 positioned on the outermost side of the unit cell group 12 as terminals for taking out power from the unit cell group 12.
  • Two power extraction terminals 16A and 16B that are in contact with the remaining electrode terminals 14P and 14N that are not connected are provided.
  • the battery wiring module 13 includes a first plate 13A that is crimped to a plurality of electrode terminals 14 that are located on the left side in FIG. 2, a second plate 13 ⁇ / b> B that is pressure-bonded to the plurality of electrode terminals 14 that are located on the right side in FIG.
  • the plurality of connecting members 15 are held on the side surfaces of the first plate 13A and the second plate 13B.
  • the first plate 13A and the second plate 13B include a plurality of insertion holes 17 into which the connection members 15 or the power extraction terminals 16 are inserted.
  • the two power extraction terminals 16 are distributed and provided on the side surfaces of the first plate 13A and the second plate 13B, and are held on the side surfaces.
  • the battery wiring module 13 includes a hinge 13C that connects the first plate 13A and the second plate 13B so as to be rotatable.
  • the first plate 13A, the second plate 13B, and the hinge 13C are made of resin, for example.
  • the first plate 13A and the second plate 13B are bent by the hinge 13C so that the first plate 13A and the second plate 13B form a predetermined angle of less than 180 ° on the lower side, that is, the lower side has an obtuse angle. It is possible to be in a state.
  • the battery wiring module 13 bent by the hinge 13 ⁇ / b> C can be placed between each pair of electrode terminals 14 of the plurality of unit cells 11 on the upper surface of the unit cell group 12.
  • first plate 13A and the second plate 13B can be opened 180 ° by the hinge 13C.
  • this state is referred to as a “planar state”. That is, the first plate 13A and the second plate 13B are connected by the hinge 13C so as to bend and extend in a planar state and a bent state.
  • the battery wiring module 13 is placed on the upper surface of the unit cell group 12 in a bent state and then brought into a planar state, thereby connecting the plurality of connecting members 15 to the corresponding electrode terminals 14 and taking out two electric powers.
  • the terminals 16A and 16B are connected to the corresponding electrode terminals 14.
  • a plurality of ribs 19 projecting downward are formed side by side on the back surfaces of the first plate 13A and the second plate 13B.
  • a voltage detection line 21 with an insulating coating is routed in the routing portion 20 defined by the adjacent ribs 19.
  • connection member 15 or the power extraction terminal 16 is press-contacted to the end of each voltage detection line 21 arranged in the routing unit 20.
  • the plurality of voltage detection lines 21 are combined into one to constitute a voltage detection harness 22.
  • the end of each voltage detection line 21 opposite to the end where the connecting member 15 or the power extraction terminal 16 is press-contacted is accommodated in a common connector 23, and the connector 23 has a function of calculating a detection signal. It is connected to the ECU.
  • the first plate 13A and the second plate 13B include an electric wire holding portion 24 that holds the voltage detection wire 21, an electric wire holding portion 25 that holds the voltage detection harness 22, have.
  • connection member 15 and the power extraction terminal 16 are formed by pressing a metal plate into a predetermined shape.
  • a metal plate material arbitrary metal materials, such as copper, a copper alloy, and stainless steel (SUS), can be used as needed. Further, an arbitrary metal plating layer such as tin plating or nickel plating can be formed on the surfaces of the connection member 15 and the power extraction terminal 16 as necessary.
  • the connecting member 15 includes a protruding portion 26 that is inserted into the insertion hole 17 and a curved portion 27 that is elastically deformed.
  • the bending portion 27 comes into contact with the corresponding two electrode terminals 14 to be elastically deformed and crimped. It is configured.
  • the protruding portion 26 has an engaging portion 29 having a locking claw 28 that can be elastically deformed, and a pressing portion 30 that presses against the voltage detection line 21.
  • the pressure contact portion 30 is caulked to the end portion of the voltage detection line 21.
  • the length dimension in the longitudinal direction (y-axis direction) of the curved portion 27 is set smaller than the width dimension of the two unit cells 11 arranged side by side.
  • the power extraction terminal 16 has the protrusion 31 inserted into the insertion hole 17, the first plate 13 ⁇ / b> A, and the second plate 13 ⁇ / b> B in a planar state, And a terminal portion 32 in contact with one electrode terminal 14.
  • the protrusion part 31 since it is the structure similar to the protrusion part 26 of the connection member 15, description is abbreviate
  • a U-shaped cut portion 33 is formed in the terminal portion 32.
  • the interval between the cut portions 33 in the y-axis direction is formed to be equal to or larger than the diameter of the electrode terminal 14.
  • the terminal portion 32 of the power extraction terminal 16 and the power extraction wiring 35 are fastened together by the nut 34, so that these The electrode terminals 14P and 14N and the power extraction wiring 35 are electrically connected.
  • the nut 34 includes the remaining electrode terminals 14P and 14N that are not connected to the connection members 15 of the two unit cells 11 located on the outermost side of the unit cell group 12, and the power that makes contact with the two electrode terminals.
  • a fastening member for fastening the extraction terminal 16 is configured.
  • the two power extraction terminals 16 are provided separately for the first plate 13A and the second plate 13B so as to be arranged at diagonal positions with respect to the two unit cells 11 located on the outermost side. Thereby, the battery wiring module 13 can be fixed so that the first plate 13A and the second plate 13B maintain a planar state.
  • the first plate 13 ⁇ / b> A and the second plate 13 ⁇ / b> B are provided with a plurality of T-shaped insertion holes 17 into which the plurality of connection members 15 and the protruding portions 26 and 31 of the power extraction terminal 16 are inserted. Have.
  • the first plate 13 ⁇ / b> A and the second plate 13 ⁇ / b> B are engaged with each other to lock the locking claw 28 when the protruding portions 26 and 31 are inserted up to a predetermined position of the insertion hole 17.
  • a receiving part 36 is provided.
  • the locking claw 28 When the engaging portion 29 is inserted into the upper portion 18 of the T-shaped insertion hole 17, the locking claw 28 is elastically deformed so as to be within the thickness (z-axis direction) of the upper portion 18, and the protruding portions 26 and 31. When is inserted to a predetermined position, it is engaged with the engagement receiving portion 36 and elastically returned. Here, the upper portion 18 of the insertion hole 17 restricts the vertical movement of the engaging portion 29 in the z-axis direction.
  • FIG. 9 shows a state in which the bending portion 27 is crimped to each electrode terminal 14 of each unit cell 11 by a reaction force due to elastic deformation when the first plate 13A and the second plate 13B are in a planar state. Yes.
  • a unit cell group 12 including a plurality of unit cells 11 arranged so that the polarities of adjacent electrode terminals 14 are reversed is prepared.
  • the unit cell group 12 is configured by arranging an odd number of unit cells.
  • the first plate 13A and the second plate 13B are bent by the hinge 13C so that the lower side of the battery wiring module 13 has an obtuse angle.
  • the battery wiring module 13 bent as described above is placed between each pair of electrode terminals 14 of the plurality of unit cells 11 on the upper surface of the unit cell group 12. At this time, the battery wiring module 13 is placed so that the position in the y-axis direction of the notch 33 of the power extraction terminal 16 and the position in the y-axis direction of the electrode terminal 14 of the outermost unit cell 11 coincide. .
  • the battery wiring module 13 placed on the upper surface of the unit cell group 12 is pressed from above to bring the first plate 13A and the second plate 13B into a planar state as shown in FIG. Accordingly, as shown in FIG. 4, all the unit cells constituting the unit cell group 12 are formed by electrically connecting the electrode terminals 14 having different polarities between two adjacent unit cells 11 via the connection member 15. 11 are connected in series.
  • the power extraction terminal 16 and the terminal of the wiring 35 are fastened together with a nut 34. Thereby, these electrode terminals 14P and 14N and the wiring 35 are electrically connected, and the assembly of the battery wiring module 13 is completed.
  • the plurality of connecting members 15 are crimped to the electrode terminals 14. Since the unit cell group 12 can be connected in series, the number of steps for connecting these unit cells 11 in series can be reduced without applying special processing to the electrode terminals 14 of the unit cells 11.
  • the battery wiring module 13 since the two power extraction terminals 16 are arranged at diagonal positions, the battery wiring is performed so that the first plate 13A and the second plate 13B maintain a planar state.
  • the module 13 can be fixed.
  • the number of nuts 34 used when assembling the battery wiring module 13 to the unit cell group 12 only needs to be two for fixing the power extraction terminals 16 arranged at diagonal positions, and the number of nuts is smaller than that of the conventional case. Since it can be completed, the number of assembly steps can be reduced.
  • the battery wiring module 13 can bring the bending portion 27 and the electrode terminal 14 into close contact with each other by a reaction force due to elastic deformation, because the connecting member 15 has the bending portion 27 that can be elastically deformed. .
  • connection member 15 includes the engagement portion 29, and the first plate 13 ⁇ / b> A and the second plate 13 ⁇ / b> B include the engagement receiving portion 36, thereby providing a plurality of connection members. 15 can be fixed to the side surfaces of the first plate 13A and the second plate 13B.
  • FIG. 11 is a perspective view showing a battery wiring module 50 according to the second embodiment.
  • the configuration of the battery wiring module 50 according to the second embodiment of the present invention is the same as the battery wiring module 13 according to the first embodiment described with reference to FIGS. 1 to 10 described above. Therefore, the same components as those of the battery wiring module 13 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted, and only the specific components are described. .
  • the battery wiring module 50 is applied when the unit cell group 12 is configured by arranging an even number of unit cells 11, and the unit cell group 12 includes an odd number of unit cells 11.
  • the configuration is such that two battery wiring modules 13 according to the first embodiment applied when arranged side by side are arranged in the y-axis direction.
  • the battery wiring module 50 includes two power extraction terminals 16 ⁇ / b> A and 16 ⁇ / b> B that are in contact with the electrode terminals 14 of the two unit cells 11 located on the outermost side of the unit cell group 12 on the side surface of the first plate 13 ⁇ / b> A. .
  • the battery wiring module 50 includes two U-shaped terminals 51A and 51B arranged adjacent to each other in the y-axis direction on the side surface of the second plate 13B.
  • the configuration of the U-shaped terminals 51A and 51B is the same as that of the power extraction terminals 16A and 16B, and the connection portion with the electrode terminal 14 is U-shaped.
  • all the electrode terminals 14 that do not contact any of the power extraction terminals 16A and 16B and the U-shaped terminals 51A and 51B are connected two by two by the connection member 15 as in the first embodiment.
  • the remaining odd number of unit cells 11 (second group single cells 11). Battery) are connected in series.
  • FIG. 12 shows a state in which the bus bar 52 is arranged on the U-shaped terminals 51A and 51B. Furthermore, as shown in FIG. 13, the U-shaped terminals 51A and 51B are electrically connected by being fastened together with the bus bar 52 by two nuts 34 at the corresponding electrode terminals 14P and 14N. .
  • the battery wiring module 50 can be fixed so that the first plate 13A and the second plate 13B maintain a planar state.
  • FIGS. 11 to 13 show a configuration in which the number of unit cells 11 constituting the unit cell group 12 is six, and one connection member 15 is arranged on both sides of the U-shaped terminals 51A and 51B. However, it goes without saying that the required number of connection members 15 changes according to the number of unit cells 11 constituting the unit cell group 12.
  • the two holes 53A, 53B are not connected in a state where the battery wiring module is bent as shown in FIG. 14A, but are connected in a planar state as shown in FIG.
  • the tapping screw is screwed into the through hole 53, whereby the hinge 13C can be fixed and the planar state can be maintained.
  • the battery wiring module according to the present embodiment includes the two power extraction terminals 16A and 16B on the first plate 13A side and the two adjacent U-shaped terminals 51A and 51B on the second plate 13B side. Therefore, the battery wiring module can be fixed so that the first plate 13A and the second plate 13B maintain a planar state.
  • the number of nuts used when assembling the battery wiring module to the unit cell group 12 is four, but the number of the unit cells 11 is an even number and the power extraction terminals 16 cannot be disposed at the diagonal positions.
  • the battery wiring module can be fixed so as to maintain the planar state.
  • the battery wiring module according to the present embodiment is not connected in a bent state, and is formed in at least one pair of two holes 53A and 53B that are connected in a planar state to form one through hole 53 in the hinge 13C.
  • the hinge 13C By screwing a tapping screw into the through hole 53, the hinge 13C can be fixed and the plane state can be maintained.
  • the battery wiring module according to the present invention has the effect of reducing the number of man-hours when these unit cells are connected in series without applying special processing to the electrode terminals of the unit cells. It is useful for battery wiring modules in general.
  • Electrode terminal 10 Battery module 11 Single battery 12 Single battery group 13 Battery wiring module 13A 1st plate 13B 2nd plate 13C Hinge 14, 14P, 14N Electrode terminal 15 Connection member 16 Power extraction terminal 17 Insertion hole 27 Bending part 28 Locking Claw 29 Engagement part 34 Nut (fastening member) 36 Engagement receiving part

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

隣り合う２つの電極端子（１４）を電気的に接続する複数の接続部材（１５）と、単電池群（１２）の最外側に位置する２つの単電池（１１）の、各接続部材（１５）と接続されない残りの電極端子（１４）にそれぞれ接触する２つの電力取出端子（１６）と、各電力取出端子（１６）とこれに接触する電極端子（１４）とを締結するナット（３４）と、平面状態と下側が鈍角となる折れ曲がった状態とに屈伸するように接続された樹脂製の第１プレート（１３Ａ）及び第２プレート（１３Ｂ）と、を備える電池配線モジュールであり、第１プレート（１３Ａ）と第２プレート（１３Ｂ）は、それぞれの側面部に接続部材（１５）と電力取出端子（１６）を保持する。

Description

電池配線モジュール
　本発明は、電池配線モジュールに関する。
　従来、単電池の電極端子をバスバーを介してボルト止めすることにより、複数の単電池を直列に接続する電池配線モジュールが提案されている。しかしながら、このような従来の電池配線モジュールは、単電池の電極端子１つにつき１個のナットでボルト止めを行っているため、接続する単電池の個数が増えると工数がかさむという問題があった。
　そこで、単電池を接続する際の工数を減らす構成として、図１５，１６に示すように、単電池４１の２つの電極端子４４につき１組のボルト４８とナット４９でボルト止めを行う電池配線モジュール４０を備えた電池モジュールが既に知られている（例えば、特許文献１参照）。
　図１６に示すように、単電池４１Ａ，４１Ｂの電極端子４４はＬ型に直角曲げされている。単電池４１は、このＬ型の曲げ方向により２種類に分類される。各電極端子４４Ｐ，４４Ｎには、ボルト４８が挿通する挿通口４７が開口されており、隣り合う２つの単電池４１の電極端子４４同士を共締めできるようになっている。
特開２０１３－３３６３５号公報
　しかしながら、特許文献１に開示されたような従来の電池モジュールにあっては、電極端子の曲げ方向が異なる単電池を２種類用意する必要があるため、単電池の製造や管理に手間がかかるという問題があった。
　本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、単電池の電極端子に特殊な加工を施すことなく、これらの単電池を直列接続する際の工数を削減することができる電池配線モジュールを提供することを目的とする。
　本発明に係る電池配線モジュールは、上記目的達成のため、隣り合う２つの単電池間で隣り合う２つの電極端子の極性が互いに異なるように複数の単電池を並べて構成される単電池群を直列接続するための電池配線モジュールであって、前記極性が互いに異なる隣り合う２つの電極端子を電気的に接続する複数の接続部材と、前記単電池群の最外側に位置する２つの単電池の、各前記接続部材と接続されない残りの前記電極端子にそれぞれ接触する２つの電力取出端子と、前記各電力取出端子とこれに接触する前記電極端子とを締結する締結部材と、平面状態と下側が鈍角となる折れ曲がった状態とに屈伸するように接続された樹脂製の第１プレート及び第２プレートと、を備え、前記２つの電力取出端子は、前記第１プレートの側面部に設けられるか、又は前記第１プレート及び前記第２プレートの側面部に分配して設けられ、前記第１プレートと前記第２プレートは、それぞれの側面部に前記接続部材を保持しており、前記単電池群の上面に前記平面状態に載置されたときに、前記複数の接続部材が対応する前記電極端子に接続状態になるとともに前記２つの電力取出端子が対応する前記電極端子に接続状態になるように構成されている。
　この構成により、本発明に係る電池配線モジュールは、単電池の電極端子に特殊な加工を施すことなく、これらの単電池を直列接続する際の工数を削減することができる。
　また、上記構成の電池配線モジュールにおいて、前記単電池群は、奇数個の単電池を並べて構成され、前記２つの電力取出端子は、前記最外側に位置する２つの単電池に関して対角位置に配置されるように、前記第１プレートと前記第２プレートとに分かれて設けられている構成であってもよい。
　この構成により、本発明に係る電池配線モジュールは、第１プレートと第２プレートとが平面状態を維持するように電池配線モジュールを固定することができる。
　また、上記構成の電池配線モジュールにおいて、前記単電池群は、偶数個の単電池を並べて構成され、かつ、当該偶数個の単電池はそれぞれ奇数個の第１グループと第２グループとに分けられ、前記２つの電力取出端子は、前記第１プレートの側面部に設けられ、前記第２プレートにおいて、互いに隣り合って配置される接続部がＵ字型である２つのＵ字端子と、前記２つのＵ字端子を接続するバスバーと、を更に備え、前記２つの電力取出端子の一方と前記２つのＵ字端子の一方とで、前記第１グループの奇数個の単電池を直列接続し、前記２つの電力取出端子の他方と前記２つのＵ字端子の他方とで、前記第２グループの奇数個の単電池を直列接続するように構成されていてもよい。
　この構成により、本発明に係る電池配線モジュールは、第１プレートと第２プレートとが平面状態を維持するように電池配線モジュールを固定することができる。
　また、上記構成の電池配線モジュールにおいて、各前記接続部材は、弾性変形する湾曲部を有し、前記第１プレートと前記第２プレートとが前記平面状態で前記単電池群の上面に載置されるときに、前記湾曲部が対応する２つの前記電極端子に当接して弾性変形し圧着するように構成されていてもよい。
　この構成により、本発明に係る電池配線モジュールは、弾性変形による反力で湾曲部と電極端子とを密着させることができる。
　また、上記構成の電池配線モジュールにおいて、各前記接続部材は、弾性変形可能な係止爪を有する係合部を備え、前記第１プレート及び前記第２プレートは、前記複数の接続部材の前記係合部が挿入される複数の挿入穴と、前記係合部が前記挿入穴の所定の位置まで挿入された場合に、前記係止爪を係止する係合受け部と、を備える構成であってもよい。
　この構成により、本発明に係る電池配線モジュールは、複数の接続部材を第１プレート及び第２プレートの側面部に固定することができる。
　本発明によれば、単電池の電極端子に特殊な加工を施すことなく、これらの単電池を直列接続する際の工数を削減することができる電池配線モジュールを提供することができる。
本発明の一実施の形態に係る電池配線モジュールが組み付けられた電池モジュールを示す斜視図である。 本発明の一実施の形態に係る電池配線モジュールが組み付けられる単電池群を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態に係る電池配線モジュールを示す斜視図である。 本発明の一実施の形態に係る電池配線モジュールを示す下面図である。 図４におけるＡ－Ａ線断面図である。 図４におけるＢ－Ｂ線断面図である。 本発明の一実施の形態に係る電池配線モジュールにおける電圧検知線を保持する電線保持部を示す断面図である。 本発明の一実施の形態に係る電池配線モジュールにおける電圧検知用ハーネスを保持する電線保持部を示す断面図である。 本発明の一実施の形態に係る電池配線モジュールにおける接続部材を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態に係る電池配線モジュールにおける電力取出端子を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態に係る電池配線モジュールにおける接続部材又は電力取出端子が挿入される挿入穴を示す側面図である。 図４におけるＢ－Ｂ線要部断面図である。 本発明の一実施の形態に係る電池配線モジュールを単電池群に組み付ける工程を示す斜視図である。 本発明の他の実施の形態に係る電池配線モジュールを示す斜視図である。 本発明の他の実施の形態に係る電池配線モジュールにおけるＵ字端子がバスバーで接続される様子を示す斜視図である。 本発明の他の実施の形態に係る電池配線モジュールが組み付けられた電池モジュールを示す斜視図である。 本発明の他の実施の形態に係る電池配線モジュールにおけるヒンジを示す断面図である。 本発明の他の実施の形態に係る電池配線モジュールにおけるヒンジを示す断面図である。 従来の電池モジュールを示す斜視図である。 従来の電池モジュールにおける単電池を示す斜視図である。
　次に、本発明に係る一実施の形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
　本実施の形態として示す電池配線モジュールは、電気自動車又はハイブリッド自動車等に搭載されて、これらの駆動源として使用される電池モジュールに適用するものである。
　図１に示すように、電池モジュール１０は、複数の単電池１１を並列した単電池群１２と、単電池群１２を電気的に接続する電池配線モジュール１３と、を備える。
　単電池１１の内部には発電要素が収容されている。図２に示すように、単電池１１の上面における両端部寄りの位置からは、発電要素と電気的に接続された一対の電極端子１４が上方に突出して形成されている。各単電池１１における電極端子１４の極性は、図２における右側と左側とで逆になっている。電極端子１４は概ね円柱形状をなしており、その外周面にはねじ山が形成されている。このねじ山には、後述する締結部材としてのナット３４が螺合されるようになっている。
　また、各単電池１１は、隣り合う単電池１１から突出する、隣り合う電極端子１４の極性が互いに異なるように配置されている。このため、図２に示すように、電極端子１４を構成する正極端子１４Ｐと負極端子１４Ｎとは、隣り合うように配されている。なお、単電池群１２を構成する複数の単電池１１は、任意の固定部材によって、各単電池１１が並列された状態で固定されている。
　図１に示すように、隣り合う単電池１１の電極端子１４間は単電池群１２に電池配線モジュール１３を組み付けることによって直列に接続されている。図３，４に示すように、電池配線モジュール１３は、隣り合う２つの単電池１１間で隣り合う２つの電極端子１４の間を電気的に接続する複数の接続部材１５を備える。
　また、図３に示すように、電池配線モジュール１３は、単電池群１２から電力を取り出すための端子として、単電池群１２の最外側に位置する２つの単電池１１の、各接続部材１５と接続されない残りの電極端子１４Ｐ，１４Ｎにそれぞれ接触する２つの電力取出端子１６Ａ，１６Ｂを備える。
　図１に示すように、電池配線モジュール１３は、図１における左側に位置して手前側から奥側に並ぶ複数の電極端子１４に、接続部材１５を介して圧着する第１プレート１３Ａと、図１における右側に位置して手前側から奥側に並ぶ複数の電極端子１４に、接続部材１５を介して圧着する第２プレート１３Ｂと、を備える。
　ここで、複数の接続部材１５は、第１プレート１３Ａと第２プレート１３Ｂのそれぞれの側面部に保持されている。また後述するように、第１プレート１３Ａ及び第２プレート１３Ｂは、接続部材１５又は電力取出端子１６が挿入される複数の挿入穴１７を備える。
　また、２つの電力取出端子１６は、第１プレート１３Ａ及び第２プレート１３Ｂのそれぞれの側面部に分配して設けられ、それぞれの側面部に保持されている。
　さらに、電池配線モジュール１３は、第１プレート１３Ａ及び第２プレート１３Ｂを互いに回動可能に接続するヒンジ１３Ｃを備える。第１プレート１３Ａ、第２プレート１３Ｂ、及びヒンジ１３Ｃは、例えば樹脂からなる。
　ヒンジ１３Ｃにより、第１プレート１３Ａと第２プレート１３Ｂとが下側で１８０°未満の所定角度を成すように、つまり、下側が鈍角となるように、第１プレート１３Ａと第２プレート１３Ｂを折れ曲がった状態にすることが可能である。ヒンジ１３Ｃによって折れ曲がった状態の電池配線モジュール１３は、単電池群１２の上面における複数の単電池１１の各一対の電極端子１４間に載置可能である。
　また、ヒンジ１３Ｃにより、第１プレート１３Ａと第２プレート１３Ｂとが１８０°開いた状態にすることも可能である。以下、この状態を「平面状態」という。つまり、第１プレート１３Ａと第２プレート１３Ｂは、平面状態と折れ曲がった状態とに屈伸するようにヒンジ１３Ｃによって接続されている。
　電池配線モジュール１３は、折れ曲がった状態で単電池群１２の上面に載置されてから平面状態にされることにより、複数の接続部材１５を対応する電極端子１４に接続させるとともに、２つの電力取出端子１６Ａ，１６Ｂを対応する電極端子１４に接続させるようになっている。
　図４に示すように、第１プレート１３Ａ及び第２プレート１３Ｂの裏面には、下方（ｚ軸負方向）に突出する複数のリブ１９が並んで形成されている。隣り合うリブ１９によって画成される配索部２０には、絶縁被覆が施された電圧検知線２１が配索されている。
　配索部２０に配されたそれぞれの電圧検知線２１の端部には、接続部材１５又は電力取出端子１６が圧接されている。
　複数の電圧検知線２１は、１つにまとめられて電圧検知用ハーネス２２を構成する。各電圧検知線２１の接続部材１５又は電力取出端子１６が圧接された端部とは反対側の端部は、共通のコネクタ２３に収容され、コネクタ２３が検知信号を演算処理する機能を備えたＥＣＵに接続されるようになっている。
　図４ないし図５Ａ－５Ｄに示すように、第１プレート１３Ａ及び第２プレート１３Ｂは、電圧検知線２１を保持する電線保持部２４と、電圧検知用ハーネス２２を保持する電線保持部２５と、を有している。
　図６，７に示すように、接続部材１５及び電力取出端子１６は金属板材を所定の形状にプレス加工することにより形成される。金属板材としては、銅、銅合金、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等、必要に応じて任意の金属材料を用いることができる。また、接続部材１５及び電力取出端子１６の表面には、スズメッキ、ニッケルメッキ等、必要に応じて任意の金属メッキ層を形成することができる。
　図６に示すように、接続部材１５は、挿入穴１７内に挿入される突出部２６と、弾性変形する湾曲部２７と、を有する。湾曲部２７は、第１プレート１３Ａと第２プレート１３Ｂとが平面状態で単電池群１２の上面に載置されるときに、対応する２つの電極端子１４に当接して弾性変形し圧着するように構成されている。
　突出部２６は、弾性変形可能な係止爪２８を有する係合部２９と、電圧検知線２１に圧接する圧接部３０と、を有する。圧接部３０は、電圧検知線２１の端部にかしめられている。この構成により、電池配線モジュール１３を単電池群１２に組み付ける際に、電圧検知線２１をボルト止めする必要がないため、複数の単電池１１を直列接続する際の工数を削減することができる。
　湾曲部２７の長手方向（ｙ軸方向）についての長さ寸法は、２つ並べた単電池１１の幅寸法よりも小さく設定されている。
　図７に示すように、電力取出端子１６は、挿入穴１７内に挿入される突出部３１と、第１プレート１３Ａと第２プレート１３Ｂとが平面状態のときに、最外側の単電池１１の１つの電極端子１４に接触する端子部３２と、を有する。なお、突出部３１の構成については、接続部材１５の突出部２６と同様の構成であるため、説明を省略する。
　端子部３２には、Ｕ字型の切り込み部３３が形成されている。切り込み部３３のｙ軸方向の間隔は、電極端子１４の直径以上になるように形成されている。第１プレート１３Ａと第２プレート１３Ｂとが平面状態のときには、この切り込み部３３内に最外側の単電池１１の電極端子１４が挟まれるようになっている。
　よって、図１に示すように、最外側の単電池１１の電極端子１４において、電力取出端子１６の端子部３２と電力取出用の配線３５とがナット３４により共締めされることにより、これらの電極端子１４Ｐ，１４Ｎと電力取出用の配線３５とが電気的に接続されるようになっている。
　ここで、ナット３４は、単電池群１２の最外側に位置する２つの単電池１１の、各接続部材１５と接続されない残りの電極端子１４Ｐ，１４Ｎと、これら２つの電極端子にそれぞれ接触する電力取出端子１６とを締結する締結部材を構成する。
　また、２つの電力取出端子１６は、最外側に位置する２つの単電池１１に関して対角位置に配置されるように、第１プレート１３Ａと第２プレート１３Ｂとに分かれて設けられている。これにより、第１プレート１３Ａと第２プレート１３Ｂとが平面状態を維持するように電池配線モジュール１３を固定することができる。
　図８に示すように、第１プレート１３Ａ及び第２プレート１３Ｂは、複数の接続部材１５及び電力取出端子１６の突出部２６，３１が挿入されるＴ字型の複数の挿入穴１７を側面に有する。
　さらに、図９に示すように、第１プレート１３Ａ及び第２プレート１３Ｂは、突出部２６，３１が挿入穴１７の所定の位置まで挿入された場合に、係止爪２８を係止する係合受け部３６を有する。
　係止爪２８は、係合部２９がＴ字型の挿入穴１７の上部１８に挿入される際に、上部１８の厚み（ｚ軸方向）に収まるように弾性変形し、突出部２６，３１が所定の位置まで挿入されたときに、係合受け部３６と係合されて弾性復帰するようになっている。ここで、挿入穴１７の上部１８は、係合部２９のｚ軸方向の上下動を規制するようになっている。
　また、図９は、第１プレート１３Ａと第２プレート１３Ｂとが平面状態のときに、湾曲部２７が弾性変形による反力で各単電池１１の各電極端子１４に圧着される様子を示している。
　次に、本実施の形態に係る電池配線モジュール１３を単電池群１２に組み付ける手順の一例を説明する。
　まず、図２に示すように、隣り合う電極端子１４の極性が逆向きになるように配置された複数の単電池１１からなる単電池群１２を準備する。ここで、単電池群１２は、奇数個の単電池を並べて構成されるものとする。
　次に、図１０に示すように、電池配線モジュール１３の下側が鈍角となるように、ヒンジ１３Ｃによって第１プレート１３Ａと第２プレート１３Ｂを折り曲げる。
　次に、上記のように折れ曲がった状態の電池配線モジュール１３を、単電池群１２の上面における複数の単電池１１の各一対の電極端子１４間に載置する。このとき、電池配線モジュール１３は、電力取出端子１６の切り込み部３３のｙ軸方向の位置と、最外側の単電池１１の電極端子１４のｙ軸方向の位置が一致するように載置される。
　次に、単電池群１２の上面に載置された電池配線モジュール１３を上側から押し付けて、図１に示すように、第１プレート１３Ａと第２プレート１３Ｂとを平面状態にする。これにより、図４に示すように、隣り合う２つの単電池１１の極性の異なる電極端子１４間が接続部材１５を介して電気的に接続されて、単電池群１２を構成する全ての単電池１１が直列に接続されることになる。
　次に、図１に示すように、最外側の２つの単電池１１の電極端子１４Ｐ，１４Ｎにおいて、電力取出端子１６と配線３５の端子とをナット３４により共締めする。これにより、これらの電極端子１４Ｐ，１４Ｎと配線３５とが電気的に接続されて、電池配線モジュール１３の組み付けが完了する。
　以上のように、本実施の形態に係る電池配線モジュール１３は、第１プレート１３Ａと第２プレート１３Ｂとが平面状態のときに、複数の接続部材１５が各電極端子１４に圧着されることにより、単電池群１２を直列接続できるため、単電池１１の電極端子１４に特殊な加工を施すことなく、これらの単電池１１を直列接続する際の工数を削減することができる。
　また、本実施の形態に係る電池配線モジュール１３は、２つの電力取出端子１６が対角位置に配置されるため、第１プレート１３Ａと第２プレート１３Ｂとが平面状態を維持するように電池配線モジュール１３を固定することができる。
　また、電池配線モジュール１３を単電池群１２に組み付ける際に用いるナット３４の個数は、対角位置に配置された電力取出端子１６を固定する２個あればよく、従来よりもナット数を少数で済ますことができるため、組み付けの工数を削減することができる。
　また、本実施の形態に係る電池配線モジュール１３は、接続部材１５が弾性変形可能な湾曲部２７を有することにより、弾性変形による反力で湾曲部２７と電極端子１４とを密着させることができる。
　また、本実施の形態に係る電池配線モジュール１３は、接続部材１５が係合部２９を備えるとともに、第１プレート１３Ａ及び第２プレート１３Ｂが係合受け部３６を備えることにより、複数の接続部材１５を第１プレート１３Ａ及び第２プレート１３Ｂの側面部に固定することができる。
　（第２の実施の形態）
　図１１は、第２の実施の形態に係る電池配線モジュール５０を示す斜視図である。
　図１１に示すように、本発明の第２の実施の形態に係る電池配線モジュール５０の構成は、上述した図１から図１０に基づいて説明した第１の実施の形態に係る電池配線モジュール１３の構成と略同一であるので、第１の実施の形態に係る電池配線モジュール１３の構成と同一の構成については、同一の符号を付してその説明は省略し、特有の構成のみを説明する。
　図１１から図１３に示すように、電池配線モジュール５０は、単電池群１２が偶数個の単電池１１を並べて構成されている場合に適用され、単電池群１２が奇数個の単電池１１を並べて構成されている場合に適用される第１の実施の形態に係る電池配線モジュール１３を、ｙ軸方向に２つ並べたような構成になっている。
　電池配線モジュール５０は、単電池群１２の最外側に位置する２つの単電池１１の電極端子１４にそれぞれ接触する２つの電力取出端子１６Ａ，１６Ｂを、第１プレート１３Ａの側面部に備えている。
　さらに、図１１に示すように、電池配線モジュール５０は、ｙ軸方向に互いに隣り合って配置される２つのＵ字端子５１Ａ，５１Ｂを第２プレート１３Ｂの側面部に備えている。Ｕ字端子５１Ａ，５１Ｂの構成は、電力取出端子１６Ａ，１６Ｂと同様であり、電極端子１４との接続部がＵ字型になっている。
　また、電力取出端子１６Ａ，１６Ｂ及びＵ字端子５１Ａ，５１Ｂのいずれにも接触しない全ての電極端子１４は、第１の実施の形態と同様に接続部材１５により２個ずつ接続される。
　すなわち、２つの電力取出端子の一方である電力取出端子１６Ａと、２つのＵ字端子の一方であるＵ字端子５１Ａとの間では、複数の単電池のうち奇数個の単電池１１（第１グループの単電池）が直列接続される。
　同様に、２つのＵ字端子の他方であるＵ字端子５１Ｂと、２つの電力取出端子の他方である電力取出端子１６Ｂとの間では、残りの奇数個の単電池１１（第２グループの単電池）が直列接続される。
　図１２は、Ｕ字端子５１Ａ，５１Ｂにバスバー５２が配置された状態を示している。さらに、図１３に示すようにＵ字端子５１Ａ，５１Ｂは、対応する電極端子１４Ｐ，１４Ｎにおいて、２つのナット３４によりバスバー５２と共締めされることにより電気的に接続されるようになっている。
　これにより、電力取出端子１６Ａと電力取出端子１６Ｂの間で、単電池群１２を構成する全ての単電池１１が直列接続される。さらに、第１プレート１３Ａと第２プレート１３Ｂとが平面状態を維持するように電池配線モジュール５０を固定することができる。
　図１１から図１３は、単電池群１２を構成する単電池１１の個数が６個、かつ、Ｕ字端子５１Ａ，５１Ｂの両隣りに接続部材１５が１個ずつ配置されている構成を示しているが、単電池群１２を構成する単電池１１の個数に応じて接続部材１５の必要個数が変化することは言うまでもない。
　また、電池配線モジュールの平面状態を維持するための別の構成としては、図１１に示したＵ字端子５１Ａ，５１Ｂを設ける代わりに、ヒンジ１３Ｃに図１４に示すような２個が１組となる穴５３Ａ，５３Ｂを少なくとも１組設けてもよい。
　２つの穴５３Ａ，５３Ｂは、図１４Ａに示すように電池配線モジュールが折れ曲がった状態ではつながらず、図１４Ｂに示すように平面状態でつながって１つの貫通穴５３となる。
　よって、電池配線モジュールを単電池群１２の上面に載置して平面状態にした後に、貫通穴５３にタッピングねじをねじ込むことにより、ヒンジ１３Ｃを固定して平面状態を維持することができる。
　以上のように、本実施の形態に係る電池配線モジュールは、２つの電力取出端子１６Ａ，１６Ｂを第１プレート１３Ａ側に備えるとともに、隣り合う２つのＵ字端子５１Ａ，５１Ｂを第２プレート１３Ｂ側に備えているため、第１プレート１３Ａと第２プレート１３Ｂとが平面状態を維持するように電池配線モジュールを固定することができる。
　上記の構成では、電池配線モジュールを単電池群１２に組み付ける際に用いるナットの個数は４つとなるものの、単電池１１の個数が偶数であって電力取出端子１６を対角位置に配置できない場合にも、平面状態を維持するように電池配線モジュールを固定することができる。
　また、本実施の形態に係る電池配線モジュールは、折れ曲がった状態ではつながらず、平面状態でつながって１つの貫通穴５３となる２つの穴５３Ａ，５３Ｂがヒンジ１３Ｃに少なくとも１組形成されているため、貫通穴５３にタッピングねじをねじ込むことにより、ヒンジ１３Ｃを固定して平面状態を維持することができる。
　以上説明したように、本発明に係る電池配線モジュールは、単電池の電極端子に特殊な加工を施すことなく、これらの単電池を直列接続する際の工数を削減することができるという効果を有し、電池配線モジュール全般に有用である。
　１　電極端子
　１０　電池モジュール
　１１　単電池
　１２　単電池群
　１３　電池配線モジュール
　１３Ａ　第１プレート
　１３Ｂ　第２プレート
　１３Ｃ　ヒンジ
　１４，１４Ｐ，１４Ｎ　電極端子
　１５　接続部材
　１６　電力取出端子
　１７　挿入穴
　２７　湾曲部
　２８　係止爪
　２９　係合部
　３４　ナット（締結部材）
　３６　係合受け部
 

Claims (5)

  1. 　隣り合う２つの単電池間で隣り合う２つの電極端子の極性が互いに異なるように複数の単電池を並べて構成される単電池群を直列接続するための電池配線モジュールであって、
    　前記極性が互いに異なる隣り合う２つの電極端子を電気的に接続する複数の接続部材と、
    　前記単電池群の最外側に位置する２つの単電池の、各前記接続部材と接続されない残りの前記電極端子にそれぞれ接触する２つの電力取出端子と、
    　前記各電力取出端子とこれに接触する前記電極端子とを締結する締結部材と、
    　平面状態と下側が鈍角となる折れ曲がった状態とに屈伸するように接続された樹脂製の第１プレート及び第２プレートと、を備え、
    　前記２つの電力取出端子は、前記第１プレートの側面部に設けられるか、又は前記第１プレート及び前記第２プレートの側面部に分配して設けられ、
    　前記第１プレートと前記第２プレートは、それぞれの側面部に前記接続部材を保持しており、前記単電池群の上面に前記平面状態に載置されたときに、前記複数の接続部材が対応する前記電極端子に接続状態になるとともに前記２つの電力取出端子が対応する前記電極端子に接続状態になることを特徴とする電池配線モジュール。
  2. 　前記単電池群は、奇数個の単電池を並べて構成され、
    　前記２つの電力取出端子は、前記最外側に位置する２つの単電池に関して対角位置に配置されるように、前記第１プレートと前記第２プレートとに分かれて設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電池配線モジュール。
  3. 　前記単電池群は、偶数個の単電池を並べて構成され、かつ、当該偶数個の単電池はそれぞれ奇数個の第１グループと第２グループとに分けられ、
    　前記２つの電力取出端子は、前記第１プレートの側面部に設けられ、
    　前記第２プレートにおいて、互いに隣り合って配置される接続部がＵ字型である２つのＵ字端子と、
    　前記２つのＵ字端子を接続するバスバーと、を更に備え、
    　前記２つの電力取出端子の一方と前記２つのＵ字端子の一方とで、前記第１グループの奇数個の単電池を直列接続し、
    　前記２つの電力取出端子の他方と前記２つのＵ字端子の他方とで、前記第２グループの奇数個の単電池を直列接続することを特徴とする請求項１に記載の電池配線モジュール。
  4. 　各前記接続部材は、弾性変形する湾曲部を有し、前記第１プレートと前記第２プレートとが前記平面状態で前記単電池群の上面に載置されるときに、前記湾曲部が対応する２つの前記電極端子に当接して弾性変形し圧着するように構成されたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電池配線モジュール。
  5. 　各前記接続部材は、弾性変形可能な係止爪を有する係合部を備え、
    　前記第１プレート及び前記第２プレートは、
    　前記複数の接続部材の前記係合部が挿入される複数の挿入穴と、
    　前記係合部が前記挿入穴の所定の位置まで挿入された場合に、前記係止爪を係止する係合受け部と、を備えることを特徴とする請求項４に記載の電池配線モジュール。
     
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