JP2013196825A - 温度センサの取り付け構造 - Google Patents

Abstract

【課題】電池温度の検知精度を向上した温度センサの取り付け構造を提供する。
【解決手段】複数の単電池１２を並べてなる単電池群１１を有する電池モジュールＭに温度センサ１０を取り付ける温度センサ１０の取り付け構造であって、単電池１２は、電池要素を収容する電池本体１３と、電池本体１３に形成された正極および負極の電極端子１５と、を有し、温度センサ１０は、電極端子１５に取り付けられる取付部材３０と、取付部材３０に取り付けられて単電池１２の温度を検知する温度検知部材４０とを備え、温度検知部材４０は、単電池１２の温度検知対象となる検知対象面１４と接触する方向に付勢される付勢構造４４を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、温度センサの取り付け構造に関する。

従来、複数の単電池を並べてなる単電池群を備えた電池モジュールに、温度センサを取り付ける構造としては、例えば特許文献１に記載のものが知られている。特許文献１に記載の電池モジュールにおいては、隣り合う単電池の間に温度センサが配置されるようになっている。

特開２０１１−２５８４１３号公報

上記特許文献１に記載の温度センサは単電池の間に挟持されることにより取り付けられているため、単電池の間隔が大きく開くと温度センサが単電池と接触しなくなるため、電池温度の検知精度が低下することが懸念された。

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、電池温度の検知精度を向上した温度センサの取り付け構造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、複数の単電池を並べてなる単電池群を有する電池モジュールに温度センサを取り付ける温度センサの取り付け構造であって、前記単電池は、電池要素を収容する電池本体と、前記電池本体に形成された正極および負極の電極端子と、を有し、前記温度センサは、前記電極端子に取り付けられる取付部材と、前記取付部材に取り付けられて前記単電池の温度を検知する温度検知部材とを備え、前記温度検知部材は、前記単電池の温度検知対象となる検知対象面と接触する方向に付勢される付勢構造を有する温度センサの取り付け構造である。

本発明において、温度センサは、単電池の電極端子に取り付けられる取付部材と、温度検知部材と備え、温度検知部材は単電池の検知対象面に接触する方向に付勢される付勢構造を有する。つまり、本発明によれば、単電池に取り付けられた温度センサにおいて、温度検知部材が、単電池の検知対象面に接触する方向に付勢される付勢構造によって単電池と確実に接触するので、電池温度の検知精度を向上することができる。

本実施形態は、以下の構成であってもよい。
前記電極端子は前記電池本体から突出形成される一方、前記取付部材には、前記電極端子を挿通する端子挿通孔が設けられていてもよい。
このような構成とすると、電極端子を端子挿通孔に挿通させるだけで、温度センサを電極端子に取り付けることができ、温度センサの取付作業を簡易なものとすることができる。

前記温度検知部材の、前記検知対象面に対して付勢される付勢部には、外側方向に突出形成されている付勢突部が設けられていてもよい。
このような構成とすると付勢突部が検知対象面と接触しやすくなる。

前記温度検知部材には、前記取付部材に係止される係止突部が突出形成される一方、前記取付部材には、その孔縁において前記係止突部を係止しつつ、前記温度検知部材が前記検知対象面と接触する方向に付勢されるのを許容する付勢許容孔が形成されていてもよい。
このような構成とすると、温度検知部材は、取付部材の付勢許容孔の孔縁に、係止突部が係止されつつ、検知対象面と接触する方向に付勢されるので、取付部材に付勢許容孔を設けるだけで、つまり、簡易な構造で、温度検知部材の取付部材への取り付けおよび検知対象面への付勢が可能となる。

前記温度検知部材の前記付勢部には、前記取付部材を挟む挟持部が形成される一方、前記取付部材のうち前記挟持部に挟まれる被挟持部は、前記温度検知部材とともに前記検知対象面と接触する方向に付勢されるようになっていてもよい。
このような構成とすると、温度検知部材は、付勢部に形成された挟持部を介して取付部材に取り付けられるとともに、取付部材ごと検知対象面と接触する方向に付勢されるので、温度検知部材を取付部材に確実に取り付けた状態で付勢させることができる。

前記電極端子にはネジ部が形成される一方、前記端子挿通孔に挿通された前記電極端子のネジ部と螺合して、前記取付部材を前記電極端子に対して固定する固定部材を備え、前記固定部材を前記電極端子に螺合させることにより、前記温度検知部材が前記検知対象面に接触する方向に付勢されるようにしてもよい。
このような構成とすると、温度センサに設けた端子挿通孔に挿通させた電極端子に、固定部材を螺合させることにより、温度センサの温度検知部材が検知対象面に対して付勢されるので、温度センサの取付作業と単電池への付勢とを同時に行うことができ、作業効率に優れる。

前記取付部材には、前記単電池から発生する熱を放熱する放熱孔が形成されていてもよい。
このような構成とすると、単電池から発生する熱を効率よく放熱することができる。

本発明によれば、電池温度の検知精度を向上した温度センサの取り付け構造を提供することができる。

実施形態１の温度センサの取り付け構造を有する電池モジュールの平面図 図１のＡ−Ａ線における断面図 電池モジュールの長側面側の側面図 図３のＢ−Ｂ線における断面図 温度検知部材と取付部材とに分解状態の温度センサの斜視図 温度検知部材の正面図 温度検知部材の側面図 温度検知部材の側面図（図７とは反対側の側面から示した図）

＜実施形態１＞
本発明の一実施形態に係る温度センサ１０の取り付け構造を、図１ないし図８を参照しつつ説明する。本実施形態においては、温度センサ１０の取り付け構造を電池モジュールＭに適用している。電池モジュールＭは、図示しない電気自動車、又はハイブリッド車に搭載されて、これらの動力源とされる。本実施形態において図２および図３の上を上とし、下を下とする。

（単電池１２）
図１に示すように、電池モジュールＭは、複数の単電池１２を並べた単電池群１１を備える。単電池群１１を構成する単電池１２は、概ね扁平な直方体形状をなしている。単電池１２は、電池要素（図示せず）を収容する電池本体１３と、電池本体１３の上面１３Ａに突出形成された正極および負極の電極端子１５と、を有する。電極端子１５にはネジ部１５Ａが形成されている。

図２に示すように、各単電池１２は、合成樹脂製のセパレータ２１内に収容されている。このセパレータ２１により、各単電池１２は所定の間隔を空けて離間した状態で並べられている（図４を参照）。

本実施形態において、単電池１２の左側面１３Ｂ（図２における左側に配される短側面１３Ｂ）は、温度センサ１０の温度検知部材４０が配置される検知対象面１４である。

セパレータ２１の、単電池１２の左側面１３Ｂに対応する側壁の上端には、図２に示すように、その一部を切り欠くことにより、温度センサ１０が配置されるセンサ配置空間２２が設けられている。

（配線モジュール１６）
単電池群１１には、配線モジュール１６が取り付けられている。この配線モジュール１６により、隣り合う単電池１２の極性の相違する電極端子１５同士が接続されて、複数の単電池１２が直列に接続されている。

配線モジュール１６は、隣り合う単電池１２の電極端子１５を接続する複数のバスバー１９と、隣り合うバスバー１９同士を電気的に絶縁するとともに、バスバー１９を包囲する包囲壁１８を有する合成樹脂製の絶縁部材１７と、を備える。

単電池１２の並び方向に沿って配される一対の包囲壁１８のうち、外側に配される包囲壁１８の下端部には、図２に示すように、温度センサ１０の取付部材３０を挿入可能な挿入口１８Ａが形成されている。

バスバー１９に形成されている一対の貫通孔１９Ａに、隣り合う単電池１２の電極端子１５を挿通させ、電極端子１５の外面に形成されたネジ部１５Ａにナット２０を螺合させることにより、バスバー１９と電極端子１５とが接続される。

本実施形態では図１に示す左から２個めの単電池１２の電極端子１５のうち図示下側に示されている電極端子１５には、バスバー１９および温度センサ１０の取付部材３０がこの順で重ねられている。

（温度センサ１０）
本実施形態の温度センサ１０は、電極端子１５に取り付けられる合成樹脂製の取付部材３０と、取付部材３０に取り付けられて単電池１２の温度を検知する合成樹脂製の温度検知部材４０とを備える。

取付部材３０は図３に示すように側面視略Ｌ字状をなしており、単電池１２の上面１３Ａ（端子形成面１３Ａ）に配置される部分３１は、単電池１２に対して取り付けられる取付領域３１である。取付部材３０の取付領域３１には、図６および図８に示すように電極端子１５を挿通する端子挿通孔３２が設けられている。

取付部材３０の単電池１２の左側面１３Ｂ（検知対象面１４）に配される部分は、温度検知部材４０とともに付勢される付勢領域３４である。取付部材３０の取付領域３１から付勢領域３４に至る部分には図５に示すように略十字状の孔３３（十字孔３３）が形成されている。

十字孔３３のうち、取付領域３１に形成されている部分は、単電池１２から発生する熱を放熱する機能を有する（放熱孔の一例）。

十字孔３３の孔縁のうち、取付領域３１の幅方向に略平行に形成されている孔縁３５は、温度検知部材４０の係止突部４２を係止する被係止部３５として機能する（図５を参照）。

十字孔３３のうち、取付部材３０の付勢領域３４に形成されている部分は、温度検知部材４０の検知対象面１４への付勢を許容する機能を有する（付勢許容孔の一例）。

十字孔３３のうち、付勢領域３４において上下方向に形成されている一対の孔縁３６，３６は、温度検知部材４０の付勢部４４に形成された挟持部４３に挟持される被挟持部３６である（図５を参照）。

温度検知部材４０は、取付部材３０に取り付けられる取付部４１と、単電池１２の温度検知対象となる検知対象面１４と接触する方向に付勢される付勢部４４（付勢構造の一例）とを有する。

温度検知部材４０の取付部４１は、図７および図８に示すように、上端の屈曲部４１Ｃで折り返すことにより側面視Ｕ字状をなしている。対向する位置に配される一対の取付板部４１Ａ，４１Ｂは、上端において屈曲部４１Ｃにより連なっている。単電池１２の短側面１３Ｂ側に配される取付板部４１Ａの下端部には外側方向に突出する係止突部４２が形成されている。温度検知部材４０の係止突部４２は、十字孔３３の孔縁の一部（被係止部３５）により係止されるようになっている。

単電池１２側とは反対側に配される取付板部４１Ｂの下方には検知対象面１４に対して付勢される付勢部４４が連なっている。

温度検知部材４０の付勢部４４のうち、図７および図８に示すように、単電池１２の短側面１３Ｂ側に配される面には外側方向に突出形成されてた付勢突部４４Ａが設けられている。一方、付勢部４４のうち単電池１２側とは反対側には、取付部材３０の付勢領域３４を挟持する挟持部４３が形成されている。挟持部４３には、間に被挟持部３６を受け入れる溝部４３Ａが形成されている。

さらに、付勢部４４には図２に示すように温度検出素子４６が収容された素子収容部４５が設けられている。付勢部４４のうち、単電池１２側の面とは反対側に配される面からは、一対の電線４７が外側方向に導出されている。

温度検出素子４６は、例えば、サーミスタにより構成される。サーミスタとしては、ＰＴＣサーミスタ、又はＮＴＣサーミスタを適宜に選択できる。また、温度検出素子４６としては、サーミスタに限られず、温度を検出可能であれば任意の素子を適宜に選択できる。

一対の電線４７は、図示しない外部回路に接続されており、温度検出素子４６からの信号はこの電線４７を介して外部回路に送信されるようになっている。外部回路は、例えば図示しない電池ＥＣＵに配されて、温度検出素子４６からの信号によって単電池１２の温度を検知するようになっている。

（温度センサ１０の取り付け構造）
次に、温度センサ１０の取り付け構造について説明する。
まず、取付部材３０に温度検知部材４０を取り付ける。取付部材３０の十字型の孔のうち、孔径が最大になっている部分に上方から、付勢部４４を下側に配した温度検知部材４０を差し込むと、温度検知部材４０の挟持部４３間に形成した溝部４３Ａ内に、取付部材３０の被挟持部３６が受け入れられる。温度検知部材４０を下方に移動させて、取付部４１の係止突部４２が十字孔３３の孔縁に当接すると、一対の取付板部４１Ａ，４１Ｂの間隔が小さくなる方向に取付板部４１Ａが弾性変形し、取付部４１の係止突部４２が取付部材３０の下側に配されると、取付板部４１Ａが弾性復帰して係止突部４２が十字孔３３の被係止部３５（孔縁）に係止されて取付部材３０への温度検知部材４０の取り付けが完了し、温度センサ１０が得られる。

次に温度センサ１０を絶縁部材１７に取り付ける。絶縁部材１７の包囲壁１８内にバスバー１９を収容し、検知対象となる単電池１２の電極端子１５に接続されるバスバー１９の上に温度センサ１０の取付部材３０を重ねるように配置する。具体的には絶縁部材１７の挿入口１８Ａから温度センサ１０の取付部材３０の取付領域３１を差し込んで挿入し、取付領域３１の端子挿通孔３２とバスバー１９の貫通孔１９Ａが重なるように配置する。これにより配線モジュール１６が得られる。

次に、配線モジュール１６を、予めセパレータ２１内に並べて置いた単電池群１１に対して、端子形成面１３Ａの上から被せ付ける。具体的には、バスバー１９の貫通孔１９Ａ（および取付部材３０の端子挿通孔３２）にそれぞれ電極端子１５を挿通させるようにして配線モジュール１６を単電池群１１に取り付ける。

温度センサ１０の取り付けられる単電池１２においては、取付部材３０の端子挿通孔３２に、温度検出対象となる単電池１２の電極端子１５を挿通させて、取付部材３０を電池本体１３の端子形成面１３Ａと重なる位置まで移動させる。

取付部材３０、絶縁部材１７およびバスバー１９が端子形成面１３Ａの上に配されかつ、温度検知部材４０の付勢突部４４Ａが単電池１２の検知対象面１４と当接すると、取付部材３０の付勢領域３４と、温度検知部材４０の付勢部４４とが、ともに、外側方向（図2および図３における左側方向）に弾性変形する。

温度センサ１０および配線モジュール１６の、単電池１２（電池本体１３）への配置が完了すると、取付部材３０の付勢領域３４と温度検知部材４０の付勢部４４とがともに弾性復帰して、検知対象面１４と接触する方向に付勢される。

次に、各電極端子１５をナット２０締めして、バスバー１９と電極端子１５とを接続する。ここで温度センサ１０の取付部材３０が取り付けられている電極端子１５においてはナット２０を電極端子１５のネジ部１５Ａに螺合させ締め付けることにより、取付部材３０が下方に押さえつけられるとともに温度検知部材４０が検知対象面１４に接触する方向に付勢される。取付部材３０が取り付けられている電極端子１５へのナット２０の螺合が完了すると、電極端子１５とバスバー１９とが電気的に接続可能となるとともに、温度検知部材４０が検知対象面１４と接触する方向に付勢された状態で温度センサ１０が固定される。全ての電極端子１５にナット２０を螺合させると、温度センサ１０が取り付けられた電池モジュールＭが得られる。

（作用および効果）
次に本実施形態の作用および効果について説明する。
本実施形態において、温度センサ１０は、単電池１２の電極端子１５に取り付けられる取付部材３０と、温度検知部材４０と備え、温度検知部材４０は単電池１２の検知対象面１４に接触する方向に付勢される付勢構造を有する。つまり、本実施形態によれば、単電池１２に取り付けられた温度センサ１０において、温度検知部材４０が、単電池１２の検知対象面１４に接触する方向に付勢される付勢構造によって単電池１２と確実に接触するので、電池温度の検知精度を向上することができる。

また、本実施形態によれば、電極端子１５は電池本体１３から突出形成される一方、取付部材３０には、電極端子１５を挿通する端子挿通孔３２が設けられているから、電極端子１５を端子挿通孔３２に挿通させるだけで、温度センサ１０を電極端子１５に取り付けることができ、温度センサ１０の取付作業を簡易なものとすることができる。

また、本実施形態によれば、温度検知部材４０の、検知対象面１４に対して付勢される付勢部４４には、外側方向に突出形成されている付勢突部４４Ａが設けられているから、付勢突部４４Ａが検知対象面１４と接触しやすくなる。

また、本実施形態によれば、温度検知部材４０には、取付部材３０に係止される係止突部４２が突出形成される一方、取付部材３０には、その孔縁において係止突部４２を係止しつつ、温度検知部材４０が検知対象面１４と接触する方向に付勢されるのを許容する十字孔３３（付勢許容孔）が形成されているから、取付部材３０に、付勢許容孔を設けるというだけで（簡易な構造）で、温度検知部材４０の取付部材３０への取り付けおよび、検知対象面１４への付勢が可能となる。

また、本実施形態によれば、温度検知部材４０は、付勢部４４に形成された挟持部４３を介して取付部材３０に取り付けられるとともに、取付部材３０ごと検知対象面１４と接触する方向に付勢されるので、温度検知部材４０を取付部材３０に確実に取り付けた状態で付勢させることができる。

また、本実施形態によれば、温度センサ１０に設けた端子挿通孔３２に挿通させた電極端子１５に、ナット２０（固定部材）を螺合させることにより、温度センサ１０の温度検知部材４０が検知対象面１４に対して付勢されるので、温度センサ１０の取付作業と、温度センサ１０の単電池１２への付勢とを同時に行うことができ、作業効率に優れる。

さらに、本実施形態によれば、取付部材３０には、単電池１２から発生する熱を放熱する十字孔３３（放熱孔）が形成されているから、単電池１２から発生する熱を効率よく放熱することができる。

＜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）上記実施形態では電池本体１３から突出形成されている電極端子１５を備える単電池１２を示したが、凹状の電極端子を備える単電池であってもよい。
（２）上記実施形態では、端子挿通孔３２が設けられた取付部材３０を有する温度センサ１０を示したが、取付部材は電極端子に取付可能な構造であればよい。
（３）上記実施形態では、付勢部４４に付勢突部４４Ａを突出形成した温度検知部材４０を示したが、検知対象面と接触可能であれば、付勢突部がない付勢部であってもよい。
（４）上記実施形態では、温度検知部材４０に、取付部材３０に係止される係止突部４２が形成され、取付部材３０には、その孔縁において係止突部４２を係止する十字孔３３を形成した例を示したが、温度検知部材に係止孔を設けて、取付部材に温度検知部材の係止孔に係止される係止突部を形成してもよい。
（５）上記実施形態では、温度検知部材４０の付勢を許容しつつ温度検知部材４０を係止する機能を有し、かつ放熱機能をも兼ね備える十字孔３３を備える取付部材３０を示したが、例えば付勢許容孔、放熱孔、係止孔を別々に形成した取付部材であってもよい。また、放熱孔がない取付部材であってもよい。
（６）上記実施形態では、付勢部４４に取付部材３０を挟む挟持部４３を形成し、取付部材３０に被挟持部３６を形成して、温度検知部材４０とともに検知対象面１４と接触する方向に付勢されるような構造のものを示したが、温度検知部材の付勢部に被挟持部を形成し、取付部材に挟持部を形成してもよい。
（７）上記実施形態では、ネジ部１５Ａが形成された電極端子１５と、電極端子１５のネジ部１５Ａと螺合するナット２０を備える例を示したが、ナット状の電極端子とボルト状の固定部材を備える構成などであってもよい。
（８）上記実施形態では、絶縁部材１７の包囲壁１８に温度センサ１０を挿入する挿入口１８Ａを形成したものを示したが、温度センサを配置する部分に包囲壁を形成しない構成であってもよい。
（９）上記実施形態では検知対象面１４が短側面１３Ｂの例を示したが、取付部材が平板状で、検知対象面が単電池の端子形成面等であってもよい。
（１０）上記実施形態では合成樹脂製の取付部材３０を示したが、金属製であってもよい。

１０…温度センサ
１１…単電池群
１２…単電池
１３…電池本体
１３Ｂ…短側面
１４…検知対象面
１５…電極端子
１５Ａ…ネジ部
２０…ナット（固定部材）
３０…取付部材
３１…取付領域
３２…端子挿通孔
３３…十字孔（付勢許容孔、放熱孔）
３４…付勢領域
３５…被係止部
３６…被挟持部
４０…温度検知部材
４１…取付部
４１Ａ，４１Ｂ…取付板部
４２…係止突部
４３…挟持部
４４…付勢部（付勢構造）
４４Ａ…付勢突部
４６…温度検出素子

Claims (7)

1. 複数の単電池を並べてなる単電池群を有する電池モジュールに温度センサを取り付ける温度センサの取り付け構造であって、
   前記単電池は、電池要素を収容する電池本体と、前記電池本体に形成された正極および負極の電極端子と、を有し、
   前記温度センサは、前記電極端子に取り付けられる取付部材と、前記取付部材に取り付けられて前記単電池の温度を検知する温度検知部材とを備え、
   前記温度検知部材は、前記単電池の温度検知対象となる検知対象面と接触する方向に付勢される付勢構造を有する温度センサの取り付け構造。
2. 前記電極端子は前記電池本体から突出形成される一方、
   前記取付部材には、前記電極端子を挿通する端子挿通孔が設けられている請求項１に記載の温度センサの取り付け構造。
3. 前記温度検知部材の、前記検知対象面に対して付勢される付勢部には、外側方向に突出形成されている付勢突部が設けられている請求項１または請求項２に記載の温度センサの取り付け構造。
4. 前記温度検知部材には、前記取付部材に係止される係止突部が突出形成される一方、
   前記取付部材には、その孔縁において前記係止突部を係止しつつ、前記温度検知部材が前記検知対象面と接触する方向に付勢されるのを許容する付勢許容孔が形成されている請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の温度センサの取り付け構造。
5. 前記温度検知部材の前記付勢部には、前記取付部材を挟む挟持部が形成される一方、
   前記取付部材のうち前記挟持部に挟まれる被挟持部は、前記温度検知部材とともに前記検知対象面と接触する方向に付勢されるようになっている請求項３または請求項４に記載の温度センサの取り付け構造。
6. 前記電極端子にはネジ部が形成される一方、前記端子挿通孔に挿通された前記電極端子のネジ部と螺合して、前記取付部材を前記電極端子に対して固定する固定部材を備え、
   前記固定部材を前記電極端子に螺合させることにより、前記温度検知部材が前記検知対象面に接触する方向に付勢されるようにした請求項２ないし請求項５のいずれか一項に記載の温度センサの取り付け構造。
7. 前記取付部材には、前記単電池から発生する熱を放熱する放熱孔が形成されている請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の温度センサの取り付け構造。

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