JP2014022169A - 電池用配線モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】部品を追加することなく、二種類の電線群を保持できる電池用配線モジュールを提供する。
【解決手段】正極及び負極の電極端子１２，１２を有する単電池１１を複数個並べてなる単電池群１０に取り付けられる電池用配線モジュール２０は、隣り合う電極端子１２，１２を接続する接続部材２１と、接続部材２１を保持する樹脂プロテクタ３０と、を有する。樹脂プロテクタ３０には、二種類の電線群Ｗ１，Ｗ２をそれぞれ保持可能な第１電線保持部４０と、第２電線保持部４４とが設けられている。第２電線保持部４４は、第１電線保持部４０に覆い被さるように配置可能とされる。
【選択図】図２

Description

本発明は、電池用配線モジュールに関する。

例えば電気自動車やハイブリッド車両に搭載される電池モジュールは、一般に、多数の単電池をバスバーを介して直列接続することにより構成されている。この種の電池モジュールでは、単電池群の状態（電圧や温度等）を検出するための電線を配索する必要がある。

このような電池モジュールの一例として、単電池を複数個並べてなる単電池群に、バスバーおよび電線群を備えた電池用配線モジュールを取り付けて、組み立てるものが知られている。例えば、下記特許文献１に記載された電池用配線モジュールは、樹脂プロテクタの所定の位置に保持された複数のバスバーと、複数の電線（電線群）を備え、電線群は樹脂プロテクタに設けられた電線収容溝にまとめて収容されている。

特開２０１１−８９５５号公報

ところで、電池モジュールは、複数まとめて配置されたり電気接続箱とともに配置されることがある。複数の電池モジュールを配置する場合には、電池モジュールを構成する単電池の状態を検出するための電線を保持する部材は各電池モジュールごとに配索される。

また、電池モジュールが電気接続箱とともに配置される場合、電池モジュールに配索される電線群を保持する部材と、電気接続箱とＥＣＵ等のコントローラを接続する電線群を保持する部材がそれぞれ必要である。

しかしながら、各電池モジュールごとに電線を収容し保持する部材を設けたり、電気接続箱と電池モジュールにおいて別々に電線を収容し保持する部材を設けると、部品点数が増えるうえに大型化の問題が生じる。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、部品を追加することなく、複数の電線群を保持できる電池用配線モジュールを提供することを目的とする。

上記課題を解決するものとして本発明は、正極及び負極の電極端子を有する単電池を複数個並べてなる単電池群に取り付けられる電池用配線モジュールであって、隣り合う前記前記電極端子を接続する接続部材と、前記接続部材を保持する樹脂プロテクタと、を有し、前記樹脂プロテクタには、二種類の電線群をそれぞれ保持可能な第１電線保持部と、第２電線保持部とが設けられ、前記第２電線保持部は、前記第１電線保持部に覆い被さるように配置可能とされる電池用配線モジュールである。

本発明において、電池用配線モジュールは、二種類の電線群を保持可能な第１電線保持部と、第２電線保持部とが設けられた樹脂プロテクタを有し、第２電線保持部は第１電線保持部に覆い被さるように配置可能とされる。

したがって、まず第１電線保持部に一方の電線群を保持させた後、第１電線保持部に第２電線保持部を覆い被せつけて、他方の電線群を第２電線保持部に保持させることができるので、別の電池モジュールや電気接続箱に接続されている電線群を１つの樹脂プロテクタに保持させることが可能である。その結果、本発明によれば、部品を追加することなく、二種類の電線群を保持できる電池用配線モジュールを提供することができる。

本発明は以下の構成としてもよい。
前記第１電線保持部と前記第２電線保持部はヒンジを介して一体的に形成されていてもよい。
このような構成とすると、ヒンジのところで折り曲げる等により、第１電線保持部に対して第２電線保持部を被せ付けることができるので作業性にも優れる。

前記第１電線保持部には、前記二種類の電線群のうち、先に配索される電線群が保持されていてもよい。
このような構成とすると、第１電線保持部に先に配索される電線群を保持させて、第２電線保持部を被せ付けておき、その後に配索される電線群を保持させることができるので、作業効率に優れる。

前記二種類の電線群のうち、一方は、前記単電池の状態を検出するための検知電線からなる構成としてもよい。
このような構成とすると第１電線保持部および第２電線保持部のいずれかに、電池モジュールを構成する単電池に配索される検知電線を収容できる。

本発明によれば、部品を追加することなく、二種類の電線群を保持できる電池用配線モジュールを提供することができる。

実施形態１の電池用配線モジュールを備えた電池モジュールの平面図 電池用配線モジュールの一部断面図 図２の一部拡大図 第１電線保持部および第２電線保持部に電線群を保持させる前の様子を示す電池モジュールの平面図 図４の状態の電池用配線モジュールの側面図 第１電線保持部に電線群を保持させた様子を示す電池モジュールの平面図 図６の状態の電池用配線モジュールの側面図

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図７によって説明する。
本実施形態の電池用配線モジュール２０を備える電池モジュールＭ１は、電気自動車又はハイブリッド自動車等の車両（図示せず）に搭載されて、車両を駆動するための電源として使用される。

電池モジュールＭ１は、正極および負極の電極端子１２，１２と、電圧検知用の接続端子（図示せず）とを備えた複数の単電池１１が並べて配された単電池群１０を有する。複数の電極端子１２，１２間は、電池用配線モジュール２０によって電気的に接続されている。電極端子１２にはボルト１３が取り付けられていて上面からは目視できないため、図１における左端の単電池においてのみ点線で示した。
以下の説明において、複数の同一部材については、一の部材に符号を付し、他の部材については符号を省略することがある。

（単電池１１）
単電池１１は扁平な略直方体形状をなし、その内部には図示しない発電要素が収容されている。単電池１１の上面１１Ａには、一対の電極端子１２，１２と、それらの間に設けられる電圧検知用の接続端子とが、長手方向に一列に並んで設けられている。単電池１１の上面１１Ａは電極面１１Ａとされる。

電極端子１２，１２の一方は正極端子であり、他方は負極端子である。正極端子を構成する電極端子１２と、負極端子を構成する電極端子１２とは同形、同大である。一対の電極端子１２，１２は、金属製の端子台（図示せず）の長手方向の両端部付近に、孔状をなして設けられており、バスバー２１と接続するためのボルト１３のねじ山と螺合可能なねじ部（図示せず）が孔内に形成されている。単電池１１は、隣り合う電極端子１２，１２が異なる極性となるように配置されている。複数の単電池１１は図１中、左右方向に並べられて単電池群１０を構成している。

（電池用配線モジュール２０）
電池用配線モジュール２０は、隣り合う単電池１１の正極および負極の電極端子１２，１２に接続される金属製の複数のバスバー２１（接続部材の一例）と、バスバー２１に重ねられて電気的に接続される第１電圧検知端子２３と、バスバー２１を保持するバスバー保持部３２を有する合成樹脂製の樹脂プロテクタ３０を備える。

（バスバー２１）
バスバー２１は、銅、銅合金、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、アルミニウム等からなる金属製の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、図１に示すように、全体として略長方形状をなしている。バスバー２１の表面には、スズ、ニッケル等の金属がメッキされていてもよい。バスバー２１には、電極端子１２，１２と接続するためのボルト１３が挿通される略円形状をなす一対の端子挿通孔が、バスバー２１を貫通して形成されている。この端子挿通孔は、電極端子１２，１２の孔径よりも若干大きく設定されている。なお、端子挿通孔にはボルトが挿通されているため図中には描かれていない

ボルト１３が端子挿通孔内に挿通されるとともにそのねじ山が電極端子１２，１２の孔内に螺合されて、ボルト１３の頭部と端子台との間にバスバー２１が挟まれることにより、電極端子１２とバスバー２１とが電気的に接続される。

（電圧検知端子２３）
バスバー２１に重ねられて配置される第１電圧検知端子２３は、略方形状をなしており、その角部のひとつがバスバー保持部３２（後述する）に設けられた貫通孔３３に差し込まれるとともに、ふたつの角部が凹部３４に嵌め込まれることにより、バスバー２１に対して位置決めされる。

また、その中央付近には電極端子１２と接続する際に接続用のボルト１３が挿通される挿通孔が形成されており、第１電圧検知端子２３がバスバー２１に対して位置決めされた際にはバスバー２１の端子挿通孔と重なるように設定されている。電圧検知端子２３にはボルトが取り付けられているため、挿通孔は図中には描かれていない。

第１電圧検知端子２３には、電圧検知線２６（後述する）の端部に接続されるバレル部２５が延出形成されており、バレル部２５が電圧検知線２６の芯線に巻き付くようにかしめられることにより、第１電圧検知端子２３と電圧検知線２６とが電気的に接続される。電圧検知線２６は、図示しないＥＣＵ等に接続される。このＥＣＵ等により、単電池１１の電極電圧が検知される。

第１電圧検知端子２３は、銅、銅合金、ステンレス鋼、アルミニウム等の金属板材を所定の形状にプレス加工してなる。第１電圧検知端子２３の表面は、スズ、ニッケル等の金属によってメッキされていてもよい。

（樹脂プロテクタ３０）
樹脂プロテクタ３０は、複数の連結ユニット３１を連結してなり、図１に示すように、単電池１１の並び方向（図１中左右方向）に細長い形状をなしている。樹脂プロテクタ３０には、上方に開口すると共に外部と仕切ってバスバー２１を保持可能な仕切壁を有する複数のバスバー保持部３２が、その長手方向に沿って２列に並んで設けられている。

各バスバー保持部３２には、第１電圧検知端子２３のひとつの角部を貫通させる貫通孔３３と、他の角部を嵌め入れる二つの凹部３４とが形成されているとともに、第１電圧検知端子２３のバレル部２５を保持する溝状のバレル保持部３２がバスバー保持部３２の長手方向に対して斜め方向に延出形成されている。これにより、第１電圧検知端子２３がバスバー２１の並び方向に対して斜めに設置可能とされている。

また、２列のバスバー保持部３２の間には、詳細は図示しないが、接続端子に接続される第２電圧検知端子を収容し保持する検知端子保持部３６が設けられており、この検知端子保持部３６には蓋３６Ａが取り付けられている。

検知端子保持部３６とその両側のバスバー保持部３２との間には、第１電圧検知端子２３および第２電圧検知端子に接続される電圧検知線２６を収容するための電線収容溝３７が、樹脂プロテクタ３０の長手方向に沿って検知端子保持部３６を挟んで一対設けられている。

電線収容溝３７は、図２に示すように、一対の溝壁部３７Ａ，３７Ｂおよびこれらをつなぐ底部３７Ｃを有しており、その内部に複数の電圧検知線２６を収容可能としている。一対の溝壁部３７Ａ，３７Ｂのうちバスバー保持部３２側の溝壁部３７Ａは、検知端子保持部３６側の溝壁部３７Ｂよりも底部３７Ｃからの立ち上がり高さが高くなるように構成されている。

また、このバスバー保持部３２側の溝壁部３７Ａには、バスバー保持部３２側から電圧検知線２６を電線収容溝３７内に導入するための第１の電線挿通部３７Ｄが設けられており、上述したバレル保持部３２がこの第１の電線挿通部３７Ｄと連なることにより、バスバー保持部３２と電線収容溝３７とが連結状態とされている。

一方、一対の溝壁部３７Ａ，３７Ｂのうち検知端子保持部３６側の溝壁部３７Ｂには、検知端子保持部３６側から電圧検知線２６を電線収容溝３７内に導入するための第２の電線挿通部（図示せず）が設けられている。

また、電線収容溝３７の一対の溝壁部３７Ａ，３７Ｂの各上端縁には、電線収容溝３７から電圧検知線２６のはみ出しを規制する一対の規制片３８，３８が、電線収容溝３７の長さ方向において同位置に、かつ、電線収容溝３７の深さ方向において異なる高さ位置に、互いに対向する溝壁部３７Ａ，３７Ｂに向けて突設されている。

さて、本実施形態において、樹脂プロテクタ３０には、二種類の電線群Ｗ１，Ｗ２をそれぞれ保持可能な第１電線保持部４０と、第２電線保持部４４とが設けられている。第１電線保持部４０は図１における手前側のバスバー保持部３２から連設されている。第１電線保持部４０は全体として溝状をなしており、図２および図３に示すように一対の保持壁部４１Ａ，４１Ｂと一対の保持壁部４１Ａ，４１Ｂをつなぐ底部４１Ｃを有しており、その内部に電線群Ｗ１が収容されている。第１電線保持部４０に収容保持されている電線群Ｗ１は、本実施形態の電池モジュールＭ１とは別の電池モジュール（図示せず、「他の電池モジュール」ともいう）において配索される電線群Ｗ１である。

第１電線保持部４０の底部４１Ｃは図５に示すように、バスバー保持部３２側において高さが低い段差状の形状をなしている。第１電線保持部４０の一対の保持壁部４１Ａ，４１Ｂのうち、バスバー保持部３２側の保持壁部４１Ａには、第２電線保持部４４に形成した係止突部４７を受け入れて係止する係止孔４２が形成されている（図３〜図５を参照）。

第１電線保持部４０の一対の保持壁部４１Ａ，４１Ｂのうち、バスバー保持部３２とは反対側の保持壁部４１Ｂの上端には、ヒンジ４３を介して第２電線保持部４４が連なっている。第２電線保持部４４は、図３に示すように、第１電線保持部４０に覆い被さるように配置可能とされる。

第２電線保持部４４には、第１電線保持部４０に保持される電線群Ｗ１とは別の電線群Ｗ２が保持されている。第２電線保持部４４に保持されている電線群Ｗ２は、本実施形態の電池モジュールＭ１を構成する単電池群１０の温度（状態）を検出するためのサーミスタ２７が接続された検知電線２８からなる。

第２電線保持部４４において、幅方向における略中央からヒンジ４３側の領域４４Ａと、幅方向における略中央からヒンジ４３と反対側の領域４４Ｂとでは、第２電線保持部４４を第１電線保持部４０に被せ付けた状態において、ヒンジ４３側の領域４４Ａの方が高さ寸法が小さく設定されている（図２および図３を参照）。電線群Ｗ２は、ヒンジ４３側の領域４４Ａに保持される。

第２電線保持部４４のヒンジ４３側の側縁にはＵ字状のスリット４５Ａに取り囲まれ、図２における上方に突出する突出片４５が形成されている。この突出片４５には、図２および図３に示すように、第２電線保持部４４を第１電線保持部４０に被せ付けたときに第１電線保持部４０側に配される方向に突出する突部が形成されている。この突部は第２電線保持部４４に収容された電線群Ｗ２を保持する機能を有する電線保持突部４５Ｂである。なお、図２において、電池用配線モジュール２０の第１電線保持部４０および第２電線保持部４４以外の部分は、その側面を描いたものであり、第１電線保持部４０および第２電線保持部４４は、図１に示すＡ線における断面を描いたものである。

第２電線保持部４４の突出片４５が形成されている部分を含む領域４４Ｃにおいては、ヒンジ４３と反対側の側縁に近づくに従い高さ寸法が大きくなる傾斜面４６が形成されている。電線群Ｗ２はこの傾斜面４６により突出片４５の下側に案内されるようになっている。

また、第２電線保持部４４のヒンジ４３とは反対側の側縁には、第１電線保持部４０の保持壁部４１Ａに形成した係止孔４２と対応する位置に係止突部４７が設けられている。
（電池用配線モジュール２０の組立方法）
上述した本実施形態の電池用配線モジュール２０を組み立てる際には、まず、バスバー２１を樹脂プロテクタ３０のバスバー保持部３２内に収容する。

次に、第１電圧検知端子２３を樹脂プロテクタ３０に取り付ける。具体的には、電圧検知端子のバレル部２５を電圧検知線２６にかしめ付けた状態とし、樹脂プロテクタ３０のバスバー保持部３２内の所定位置に第１電圧検知端子２３を上方から収容して、バスバー２１に重ね合わせる。そして、電圧検知端子のバレル部２５を樹脂プロテクタ３０のバレル保持部３２内に保持させ、電圧検知線２６を第１の電線挿通部３７Ｄから電線収容溝３７内に導入する。

次に、第２電圧検知端子を検知端子保持部３６に設置し、これに接続された電圧検知線２６を上記と同様に電線収容溝３７内に配設する。

このようにして組み立てられた本実施形態の電池用配線モジュール２０を、電極端子１２，１２および接続端子を上に向けた状態で並べられた単電池群１０の上面１１Ａ側に載置する。次に、接続用のボルト１３を第１電圧検知端子２３の挿通孔およびバスバー２１の端子挿通孔に挿通させるとともに、同じく接続用のボルト（図示せず）を第２電圧検知端子の挿通孔（図示せず）に挿通させて、隣り合う正極および負極の電極端子１２，１２、電極端子１２，１２と第１電圧検知端子２３、および、接続端子と第２電圧検知端子とを電気的に接続する。これにより、電池モジュールＭ１が完成する。そして、検知端子保持部３６の蓋３６Ａを閉めると図４に示すような状態となる。

（電線群Ｗ１，Ｗ２の保持方法）
次に、他の電池モジュールに配索される電線群Ｗ１を第１電線保持部４０に収容すると図６に示すような状態となる。なお、図７においては電線収容溝３７に収容された電圧検知線２６を省略しているが、第１電線保持部４０に電線群Ｗ１を収容した様子を示している。

次にヒンジ４３のところで第２電線保持部４４を折り曲げて第１電線保持部４０の上を覆うように被せ付け、第２電線保持部４４の係止突部４７を、第１電線保持部４０のバスバー保持部３２側の保持壁部４１Ａに形成した係止孔４２に嵌めこむと、係止突部４７が係止孔４２の孔縁によって係止される。

次に、予め検知電線２８に接続しておいたサーミスタ２７を電池配線用モジュールの所定位置に取り付ける。本実施形態では図１における手前側の複数のバスバー保持部３２のうち、左端のバスバー保持部３２と左から２番目のバスバー保持部３２との間にサーミスタ２７を配置する。次にサーミスタ２７が接続された検知電線２８を第２電線保持部４４に収容する。このとき、検知電線２８からなる電線群Ｗ２は、突出片４５が形成されている部分を含む領域４４Ｃにおいて、傾斜面４６により突出片４５の下側に案内される。このようにして検知電線２８からなる電線群Ｗ２を第２電線保持部４４に収容すると、図１に示すような状態、つまり、２種類の電線群Ｗ１，Ｗ２が第１電線保持部４０および第２電線保持部４４により保持された状態となる。

（本実施形態の作用、効果）
本実施形態において、電池用配線モジュール２０は、二種類の電線群Ｗ１，Ｗ２を保持可能な第１電線保持部４０と、第２電線保持部４４とが設けられた樹脂プロテクタ３０を有し、第２電線保持部４４は第１電線保持部４０に覆い被さるように配置可能とされる。

従って、本実施形態によれば、他の電池モジュールに接続されている電線群Ｗ１を１つの樹脂プロテクタ３０に保持させることが可能であるから、部品を追加することなく、二種類の電線群Ｗ１，Ｗ２を保持できる電池用配線モジュール２０を提供することができる。

また、本実施形態によれば、第１電線保持部４０と第２電線保持部４４はヒンジ４３を介して一体的に形成されているから、ヒンジ４３のところで折り曲げる等により、第１電線保持部４０に対して第２電線保持部４４を被せ付けることができ、作業性に優れる。

また、本実施形態によれば、第１電線保持部４０には、二種類の電線群Ｗ１，Ｗ２のうち、先に配索される電線群Ｗ１が保持されているから、第１電線保持部４０に先に配索される電線群Ｗ１を保持させて、第２電線保持部４４を被せ付けておき、その後に配索される電線群Ｗ２を保持させることができるので、作業効率に優れる。

また、本実施形態によれば、二種類の電線群Ｗ１，Ｗ２のうち、一方は、単電池１１の状態を検出するための検知電線２８からなるので、第２電線保持部４４に、電池モジュールＭ１を構成する単電池１１に配索される検知電線２８を収容できる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、第１電線保持部４０と第２電線保持部４４とがヒンジ４３を介して一体的に形成されているものを示したが、第２電線保持部は第１電線保持部と別体でもよい。
（２）上記実施形態では、第１電線保持部４０に他の電池モジュールに配索される電線群Ｗ１を保持・収容した例を示したが、これに限定されない。第１電線保持部には、電気接続箱に配索される電線群を保持させてもよいし、電池用配線モジュールが取り付けられる単電池群に接続される検知電線を保持させてもよい。
（３）上記実施形態では、第２電線保持部４４にサーミスタ２７に接続される検知電線２８からなる電線群Ｗ２を保持・収容した例を示したが、これに限定されない。第２電線保持部には、電圧を検知する電圧検知端子に接続される検知電線を保持させてもよいし、他の電池モジュールや電気接続箱に配索される電線群を保持させてもよい。

Ｍ１…電池モジュール
１０…単電池群
１１…単電池
１２…電極端子
２０…電池用配線モジュール
２１…バスバー（接続部材）
２７…サーミスタ
２８…検知電線
３０…樹脂プロテクタ
４０…第１電線保持部
４１Ａ，４１Ｂ…保持壁部
４１Ｃ…底部
４２…係止孔
４３…ヒンジ
４４…第２電線保持部
４４Ａ…幅方向における略中央からヒンジ側の領域
４４Ｂ…幅方向における略中央からヒンジと反対側の領域
４４Ｃ…突出片が形成されている部分を含む領域
４５…突出片
４５Ｂ…電線保持突部
４６…傾斜面
４７…係止突部
Ｗ１…（他の電池モジュールの）電線群
Ｗ２…（検知電線からなる）電線群

Claims (4)

1. 正極及び負極の電極端子を有する単電池を複数個並べてなる単電池群に取り付けられる電池用配線モジュールであって、
   隣り合う前記前記電極端子を接続する接続部材と、前記接続部材を保持する樹脂プロテクタと、を有し、
   前記樹脂プロテクタには、二種類の電線群をそれぞれ保持可能な第１電線保持部と、第２電線保持部とが設けられ、
   前記第２電線保持部は、前記第１電線保持部に覆い被さるように配置可能とされる電池用配線モジュール。
2. 前記第１電線保持部と前記第２電線保持部はヒンジを介して一体的に形成されている請求項１に記載の電池用配線モジュール。
3. 前記第１電線保持部には、前記二種類の電線群のうち、先に配索される電線群が保持されている請求項１または請求項２に記載の電池用配線モジュール。
4. 前記二種類の電線群のうち、一方は、前記単電池の状態を検出するための検知電線からなる請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の電池用配線モジュール。

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