JP2017216218A - Connector device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コネクタ装置に関する。 The present invention relates to a connector device.
従来、リチウムイオン二次電池等の複数の電池セルを一方向に配列してなる電池モジュールが知られている。このような電池モジュールを筐体(ケース)に固定してなる電池パックには、電池モジュールを充電装置等の外部装置に接続させるためのコネクタ装置が設けられている。例えば、特許文献1に記載の電池モジュールの筐体においては、正極側と負極側との各ブスバーに対して、接続部材を介して接続するコネクタが設けられている。
Conventionally, a battery module in which a plurality of battery cells such as lithium ion secondary batteries are arranged in one direction is known. A battery pack in which such a battery module is fixed to a casing (case) is provided with a connector device for connecting the battery module to an external device such as a charging device. For example, in the case of the battery module described in
上述したような電池パックに設けられるコネクタ装置には、外部装置に備えられる接続端子と接続する外部端子が設けられている。この外部端子は、上記接続端子の脱着に伴って摩耗することがある。また、当該外部端子には異物等が付着することがある。これらの場合、上記外部端子と外部装置との間の電気抵抗が上昇し、電池パックと外部装置との通電時に外部端子が発熱することがある。これによってコネクタ装置における外部端子の周辺部が変形し、外部装置の接続端子が外部端子に良好に接続しなくなるおそれがある。 In the connector device provided in the battery pack as described above, an external terminal connected to a connection terminal provided in the external device is provided. The external terminal may be worn as the connecting terminal is detached. Further, foreign matter or the like may adhere to the external terminal. In these cases, the electrical resistance between the external terminal and the external device increases, and the external terminal may generate heat when the battery pack and the external device are energized. As a result, the peripheral portion of the external terminal in the connector device is deformed, and the connection terminal of the external device may not be connected to the external terminal well.
本発明は、外部端子の周辺部の変形を抑制できるコネクタ装置を提供する。 The present invention provides a connector device that can suppress deformation of the peripheral portion of an external terminal.
本発明の一側面に係るコネクタ装置は、電池パックの筐体に設けられるコネクタ装置であって、表面、表面の反対側に位置する裏面、及び表面から裏面まで延在する貫通孔を有する本体部と、本体部の貫通孔に挿入される外部端子を有し、裏面側から本体部の外側に延在する外部接続部と、伝熱性を有し、本体部の外側に位置する外部接続部の一部に設けられるブラケットと、ブラケットに設けられる温度検知素子と、を備え、ブラケットは、外部接続部の一部の周面を覆うように巻きつけられるクランプ部と、外部接続部と離間するように前記クランプ部から延在し、温度検知素子が設置されるフランジ部と、を有する。 A connector device according to one aspect of the present invention is a connector device provided in a casing of a battery pack, and includes a front surface, a back surface located on the opposite side of the front surface, and a through hole extending from the front surface to the back surface. And an external terminal inserted into the through-hole of the main body, and an external connection extending from the back side to the outside of the main body, and an external connection having heat conductivity and located outside the main body. A bracket provided in part and a temperature detection element provided in the bracket, wherein the bracket is spaced apart from the external connection part and a clamp part wound so as to cover a part of the peripheral surface of the external connection part And a flange portion extending from the clamp portion and provided with a temperature detection element.
このコネクタ装置によれば、外部端子を有する外部接続部の温度は、伝熱性を有するブラケットを介して温度検知素子に検知される。これにより、例えばコネクタ装置の通電中における外部接続部の温度を検知できる。このため、例えば外部接続部の温度が所定の閾値よりも高くなった場合、コネクタ装置に対する通電停止等の対応を迅速に実行できる。したがって、外部端子の周辺に位置する本体部の変形を抑制できる。 According to this connector device, the temperature of the external connection portion having the external terminal is detected by the temperature detection element through the bracket having heat conductivity. Thereby, for example, the temperature of the external connection part during energization of the connector device can be detected. For this reason, for example, when the temperature of the external connection portion becomes higher than a predetermined threshold value, it is possible to quickly execute countermeasures such as stopping energization of the connector device. Therefore, deformation of the main body located around the external terminal can be suppressed.
また、外部接続部における一部の周面と、ブラケットとの間には、隙間が設けられており、ブラケットの熱膨張係数は、外部接続部の熱膨張係数よりも小さくてもよい。この場合、外部接続部の温度が上昇した際に発生する膨張力が上記隙間に集中しやすくなり、外部接続部の膨張に起因したクランプ部の変形が抑制される。加えて、ブラケットの熱膨張係数は、外部接続部の熱膨張係数よりも小さいことにより、昇温に伴ってクランプ部と外部接続部との密着性が向上する。これにより、外部接続部からブラケットへの伝熱性能が向上する。 Further, a gap is provided between a part of the peripheral surface of the external connection portion and the bracket, and the thermal expansion coefficient of the bracket may be smaller than the thermal expansion coefficient of the external connection portion. In this case, the expansion force generated when the temperature of the external connection portion increases tends to concentrate in the gap, and the deformation of the clamp portion due to the expansion of the external connection portion is suppressed. In addition, since the thermal expansion coefficient of the bracket is smaller than the thermal expansion coefficient of the external connection part, the adhesion between the clamp part and the external connection part is improved as the temperature rises. Thereby, the heat transfer performance from an external connection part to a bracket improves.
また、ブラケットと外部接続部とは、互いに同一材料から構成されてもよい。この場合、ブラケットと外部接続部との熱膨張係数が等しくなる。このため、外部接続部の温度が変化した場合であっても、ブラケットと外部接続部とが同一の割合で熱膨張又は熱収縮するので、外部接続部に対してブラケットが緩むことを抑制できる。 Further, the bracket and the external connection portion may be made of the same material. In this case, the thermal expansion coefficients of the bracket and the external connection portion are equal. For this reason, even when the temperature of the external connection portion is changed, the bracket and the external connection portion are thermally expanded or contracted at the same rate, so that the bracket can be prevented from being loosened with respect to the external connection portion.
また、上記コネクタ装置は、温度検知素子をフランジ部にねじ止めする締結部材をさらに備えてもよい。この場合、締結部材を用いて温度検知素子をフランジ部に強固に締結できる。 The connector device may further include a fastening member that screws the temperature detection element to the flange portion. In this case, the temperature detecting element can be firmly fastened to the flange portion using the fastening member.
また、ブラケットと締結部材とは、互いに同一材料から構成されてもよい。ブラケットと締結部材との熱膨張係数が異なる場合、ブラケット及び締結部材が加熱されると、熱膨張係数の差に起因して発生する力を締結部材が受ける。これにより、締結部材が緩むようにトルクが発生することがある。このため、ブラケットを構成する材料と締結部材を構成する材料とを互いに同一とし、ブラケットと締結部材との熱膨張係数を等しくすることにより、上記トルクの発生を抑制でき、締結部材の締結力を維持できる。 The bracket and the fastening member may be made of the same material. When the thermal expansion coefficients of the bracket and the fastening member are different, when the bracket and the fastening member are heated, the fastening member receives a force generated due to the difference in the thermal expansion coefficient. Thereby, torque may be generated so that the fastening member is loosened. Therefore, by making the material constituting the bracket and the material constituting the fastening member the same, and making the thermal expansion coefficients of the bracket and the fastening member equal, the generation of the torque can be suppressed, and the fastening force of the fastening member can be reduced. Can be maintained.
本発明の他の一側面に係るコネクタ装置は、電池パックの筐体に設けられるコネクタ装置であって、表面、表面の反対側に位置する裏面、並びに、表面から裏面まで延在する第1貫通孔及び第2貫通孔を有する本体部と、本体部の第1貫通孔に挿入される充電用の第1外部端子を有し、裏面側から本体部の外側に延在する第1外部接続部と、本体部の第2貫通孔に挿入される放電用の第2外部端子を有し、裏面側から本体部の外側に延在する第2外部接続部と、第1外部接続部の温度を検知する温度検知素子と、を備える。 A connector device according to another aspect of the present invention is a connector device provided in a casing of a battery pack, and includes a front surface, a back surface located on the opposite side of the front surface, and a first through extending from the front surface to the back surface. A first external connection portion having a main body portion having a hole and a second through hole, and a first external terminal for charging inserted into the first through hole of the main body portion, and extending from the back surface side to the outside of the main body portion And a second external terminal for discharge inserted into the second through hole of the main body, and the temperature of the second external connection extending from the back surface side to the outside of the main body, and the temperature of the first external connection A temperature sensing element for sensing.
このコネクタ装置によれば、充電用の第1外部端子を有する第1外部接続部の温度は、温度検知素子によって検知される。これにより、例えばコネクタ装置の通電中(特に、電池パックの充電中)における第1外部接続部の温度を検知できる。特に、電池パックの充電中に大きな電流が流れやすい第1外部接続部の温度を確実に検知できる。このため、例えば第1外部接続部の温度が所定の閾値よりも高くなった場合、コネクタ装置に対する通電停止等の対応を迅速に実行できる。したがって、外部端子の周辺に位置する本体部の変形を抑制できる。 According to this connector device, the temperature of the first external connection portion having the first external terminal for charging is detected by the temperature detection element. Thereby, for example, the temperature of the first external connection part during energization of the connector device (particularly during charging of the battery pack) can be detected. In particular, it is possible to reliably detect the temperature of the first external connection portion at which a large current easily flows during charging of the battery pack. For this reason, for example, when the temperature of the first external connection portion becomes higher than a predetermined threshold value, it is possible to quickly execute countermeasures such as stopping energization of the connector device. Therefore, deformation of the main body located around the external terminal can be suppressed.
本発明によれば、外部端子の周辺部の変形を抑制できるコネクタ装置を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the connector apparatus which can suppress a deformation | transformation of the peripheral part of an external terminal can be provided.
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same reference numerals are used for the same or equivalent elements, and redundant descriptions are omitted.
図1は、本実施形態に係る電池パックの内部構造を示す図である。図1に示される電池パック1は、例えばローリフトトラックといったフォークリフト等の車両(外部装置)のバッテリーとして用いられる装置であり、所定のバッテリー収容部に収容される。電池パック1は、筐体2と、複数の電池モジュール3と、本体コネクタ4と、出力端子5と、ジャンクションボックス6と、を備えている。
FIG. 1 is a diagram showing an internal structure of the battery pack according to the present embodiment. A
筐体2は、例えば金属によって構成されており、バッテリー収容部の形状に応じた有底の箱型形状をなしている。本実施形態における「金属」は、金属元素単体のみを示すのではなく、炭素鋼又はステンレス鋼等の種々の合金を示してもよい。すなわち、筐体2は、例えば金属又は合金によって構成されてもよい。
The
電池モジュール3は、ブラケットなどを介して筐体2の側板2aに固定されている。電池モジュール3は、複数の電池セルを配列した配列体と、電池セルの配列方向に配列体に拘束荷重を付加する拘束部材とを含んで構成されている。電池セルは、例えばリチウムイオン電池等の二次電池である。配列体において隣り合う電池セルは、正極端子と負極端子とをバスバー部材等で接続することにより、電気的に直列に接続されている。複数の電池セルにおける直列接続の両端に位置する正極端子及び負極端子は、それぞれハーネスHを介してジャンクションボックス6に接続されている。
The
本体コネクタ4は、電池パック1の充電を行うためのコネクタ装置であり、例えば筐体2における前板2bの上部の外側に設けられている。本体コネクタ4は、例えばボルト・ナット等の締結部材を用いて筐体2に締結されており、ジャンクションボックス6を介して出力端子5及び電池モジュール3に電気的に接続されている。本体コネクタ4の詳細な構成については後述する。
The
出力端子5は、各電池モジュール3に蓄積されている電力を車両に出力する端子である。出力端子5は、車両内の装置に接続される正極端子5aと負極端子5bとを含む(図7を参照)。
The
ジャンクションボックス6は、電池パック1の充放電制御を行う装置であり、本体コネクタ4の位置に対応して前板2bの上部の内側に配置されている。ジャンクションボックス6の詳細、及びジャンクションボックス6の制御の詳細は、後述する。
The
次に、図2〜図5を用いながら本体コネクタの具体的な構成について説明する。図2(a)は、本体コネクタを裏面側から見た斜視図であり、図2(b)は、本体コネクタの正面図である。図3は、本体コネクタの側面図である。図4は、本体コネクタの外部接続部の一部を示す図である。図5は、図4のV−V線に沿った断面図である。 Next, a specific configuration of the main body connector will be described with reference to FIGS. FIG. 2A is a perspective view of the main body connector as viewed from the back side, and FIG. 2B is a front view of the main body connector. FIG. 3 is a side view of the main body connector. FIG. 4 is a diagram illustrating a part of the external connection portion of the main body connector. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG.
図2(a),(b)及び図3に示されるように、本体コネクタ4は、本体部11と、本体部11に装着される3つの接続部材21,31,41とを備えている。本体部11は、接続部材21,31,41を回転自在に支持する主部12と、筐体2に装着される基部13とが一体化されている樹脂製の部材である。本体部11を構成する樹脂としては、例えば、ポリプロピレン(PP)、ポリアセタール(POM)、ポリカーボネート(PC)、又はポリアミド(PA)等が挙げられる。主部12において最も基部13から離れた面を本体部11の表面11aとし、当該表面11aに最も離れて対向している基部13の面を本体部11の裏面11bとする。この場合、本体部11は、主部12及び基部13を貫通するように表面11aから裏面11bまで延在する貫通孔14〜16を有する。貫通孔14〜16は、互いに離間しており、表面11aの異なる角部近傍にそれぞれ設けられている。貫通孔14には接続部材21が挿入され、貫通孔15には接続部材31が挿入され、貫通孔16には接続部材41が挿入されている。以下では、貫通孔14〜16が延在する方向(もしくは、接続部材21,31,41が延在する方向)を、単に「延在方向」とする。
As shown in FIGS. 2A, 2 </ b> B, and 3, the
主部12は、基部13が筐体2に装着される際に当該筐体2の外側に位置する部分であり、基部13から突出している。主部12には、表面11aの中央領域から延在方向に沿って窪んでいる凹部17が設けられている。凹部17は、後述する充電器の充電コネクタC1(図8を参照)、及び後述するジャンパコネクタC2(図9を参照)に設けられる突起部(不図示)と嵌合する部分であり、延在方向に沿って見て円形状を有している。凹部17と上記突起部とが嵌合することにより、本体コネクタ4と、充電コネクタC1又はジャンパコネクタC2との接続に際し、がたつき等が発生することを抑制できる。なお、凹部17の縁には、上記突起部と位置合わせをするための一対の窪み17a,17bが設けられている。
The
基部13は、延在方向に沿って見て矩形状を有しており、その各角部は、延在方向に沿って見て主部12よりも外側に位置している。基部13の各角部には、対応する孔(不図示)が延在方向に沿って設けられている。これらの図示しない孔には、本体コネクタ4を筐体2に装着するためのボルトが挿入される。また、基部13は凸部19を有している。この凸部19は、円柱形状を有しており、基部13の中央領域において裏面11bから延在方向に沿って突出している。なお、基部13は、主部12としての機能を有してもよい。すなわち、基部13は、接続部材21,31,41を回転自在に支持してもよい。
The
図2,図3に加えて図4に示されるように、接続部材21は、外部接続部22と、外部接続部22に設けられる圧着端子23と、圧着端子23と異なる位置にて外部接続部22に設けられるブラケット24と、ブラケット24に設けられる温度検知素子25と、温度検知素子25及びジャンクションボックス6を接続するハーネス26と、温度検知素子25をブラケット24に締結する締結部材27とを備えている。
As shown in FIG. 4 in addition to FIGS. 2 and 3, the
外部接続部22は、充電器等の外部装置に直接接触する外部端子22aと、外部端子22aに接続される配線22bとを有している。外部端子22aは、貫通孔14に挿入されている筒状の雌端子である。外部端子22aの外周面は、貫通孔14を構成する面に当接している。外部端子22aが高い導電性及び伝熱性を備える観点から、外部端子22aは、例えば銅によって構成されていることが好ましい。また、外部端子22aの裏面11b側の一部は、本体部11から露出している。
The
外部接続部22における配線22bは、外部端子22aとジャンクションボックス6とを電気的に接続させるための配線であり、裏面11b側から本体部11の外側に延在している。配線22bの一端は、外部端子22aにおける裏面11b側の端部内に挿入されている。外部端子22aにおいて配線22bが挿入されている端部がかしめられている。配線22bと他の装置等との短絡を防止するために、配線22bの少なくとも一部は絶縁性のチューブ22cによって被覆されている。高い導電性及び伝熱性を備える観点から、配線22bとして、例えば銅配線が用いられることが好ましい。
The
圧着端子23は、チューブ22cから露出した配線22bの他端に圧着されている端子である。圧着端子23は、例えばジャンクションボックス6の端子部等に取り付けられている。
The
ブラケット24は、例えば金属製又は合金製の板から形成された部材である。ブラケット24は、本体部11の外側に位置する外部接続部22に設けられる。具体的には、ブラケット24は、外部端子22aと圧着端子23との間に位置する配線22bに設けられる部材である。本実施形態では、ブラケット24は、裏面11b側における外部端子22aの近傍であって、チューブ22cから露出した配線22bの一部に設けられている。図2〜図5に示されるように、ブラケット24は、配線22bの上記一部の周面に巻き付けられているクランプ部28と、外部接続部22と離間するようにクランプ部28から連続して延在するフランジ部29とを有している。本実施形態では、フランジ部29は、上記延在方向と直交する方向に延在している。
The
ここで、図6を用いながら接続部材21の一部になる前のブラケット24について説明する。図6は、配線22bに巻きつけられる前の板状部材を示す平面図である。図6に示されるように、後にブラケット24となる板状部材51は、後にクランプ部28となる長方形状の第1部分52と、後にフランジ部29となるL字板状の第2部分53とを有している。
Here, the
第1部分52は、その長辺方向に沿って環状に丸められることによってクランプ部28を形成する。このとき、第1部分52において、第2部分53側の端部52aと、上記長辺方向において端部52aの反対側に位置する端部52bとが、互いに圧着されている。
The
第2部分53は、長方形状の主部54、及び主部54と第1部分52とをつなぐ接続部55を有している。主部54の長辺は、第1部分52の長辺と直交するように延在している。接続部55は、第1部分52の端部52aから主部54の第1部分52側の端部54aに向かって延在している。
The
主部54の端部54aには、孔56が設けられている。クランプ部28が形成される場合、第1部分52は、孔56に重ならないように丸められる。また、主部54の長辺方向において端部54aの反対側に位置する端部54bには、長方形状を有する板状の突出部57が設けられている。突出部57の一方の端部57aは固定端である一方で、突出部57の他方の端部57bは自由端になっている。このため、突出部57は、端部57aを基点としてしなることができる。
A
図5に戻って、クランプ部28は、上述したように配線22bの一部の周面を覆うように巻きつけられており、当該一部に接触する部分である。このクランプ部28は、外部接続部22の中心軸を軸とし、図6に示される板状部材51の第1部分52を配線22bの一部に巻きつけることによって形成されている。なお、第1部分52においてクランプ部28を構成する部分は、配線22bの周面に沿って環状に丸められると共に、標準状態で延びている。これにより、クランプ部28は、配線22bの上記一部の周面を圧迫するように、配線22bに対して強固に巻きつけられる。したがって、配線22bに対するクランプ部28の密着力が向上する。
Returning to FIG. 5, the
フランジ部29は、温度検知素子25が設置されている部分であり、ブラケット24を構成する板状部材51において配線22bに巻き付けられていない部分である。このため、フランジ部29は、図6に示される板状部材51の第2部分53に相当し、L字形状を有している。上述したように、第1部分52の端部52bは孔56に重なっていないので、フランジ部29にて孔56が露出している。また、ブラケット24と、クランプ部28が巻きつけられる配線22bの上記一部の周面との間(具体的には、ブラケット24のフランジ部29と、配線22bの上記周面との間)には、隙間Sが設けられている。この隙間Sは、例えば配線22bが膨張した際に発生する力の逃げ部として機能する。
The
ブラケット24を構成する材料は、配線22bに対するクランプ部28の緩み防止の観点から、配線22bの熱膨張係数よりも小さい熱膨張係数を有する金属材料であることが好ましい。この場合、ブラケット24を構成する材料は、クランプ部28の加工容易性の観点から、鉄系材料(例えば、炭素工具鋼鋼材)であることがより好ましい。
The material constituting the
温度検知素子25は、配線22b及びブラケット24を介して外部端子22aの温度を検知するための素子である。温度検知素子25は、フランジ部29の温度を検知する温度検知部25aと、温度検知部25aが取り付けられる端子部25bとを有している。温度検知部25aとしては、例えばサーミスタが用いられる。端子部25bは、例えばブラケット24を構成する材料と同一の材料から構成されている。端子部25bには、ブラケット24の孔56に重なる開口部が設けられている。この開口部の径は、ブラケット24に設けられる孔56の径と略同一である。
The
ハーネス26は、温度検知部25aによる検知結果を当該ジャンクションボックス6に伝達する導線である。ハーネス26の一端は温度検知部25aに接続されており、ハーネス26の他端はジャンクションボックス6に接続されている。ハーネス26は、ブラケット24に設けられる突出部57によってフランジ部29に抑えつけられている。これにより、ハーネス26の動きに伴う温度検知部25aの位置ずれを防止できる。
The
締結部材27は、ブラケット24に設けられる孔56、及び温度検知素子25の端子部25bの開口部に挿入されるボルト27aと、ボルト27aのねじ頭と端子部25bとの間に挟まれるワッシャー27bと、ボルト27aの先端に取り付けられるナット27cとを有している。ボルト27aがナット27cに締結されることによって、温度検知素子25がフランジ部29にねじ止めされる。これにより、温度検知素子25がフランジ部29上に良好に固定される。締結部材27の締結力を維持する観点から、締結部材27を構成する材料は、ブラケット24を構成する材料と同一であることが好ましい。
The
接続部材31は、接続部材21と同様の構成を有している。したがって、接続部材31は、外部端子32a及び配線32bを有する外部接続部32と、外部接続部32に設けられる圧着端子33と、圧着端子33と異なる位置にて外部接続部32に設けられるブラケット34と、ブラケット34に設けられる温度検知素子35と、温度検知素子35及びジャンクションボックス6を接続するハーネス36と、温度検知素子35をブラケット34に締結する締結部材37とを備えている。これに対して、接続部材41は、接続部材21,31と異なり、ブラケット、温度検知素子、ハーネス、及び締結部材を備えていない。したがって、接続部材41は、外部端子42a及び配線42bを有する外部接続部42と、外部接続部42に設けられる圧着端子43とを備えている。なお、接続部材41の配線42bの長さは、配線22b,42bよりも短くなっている。
The
次に、図7を用いながら、本体コネクタ4、出力端子5、及びジャンクションボックス6の接続態様について説明する。図7は、本体コネクタの周辺を模式的に示す構成図である。図7に示されるように、ジャンクションボックス6は、電池制御ECU(Electronic Control Unit)61、リレーR1及び配線L1〜L3等を収容する。電池制御ECU61は、電池パック1の制御を行う制御部である。電池制御ECU61は、本体コネクタ4に装着されているコネクタの種類に応じて、電池パック1の制御を行う。コネクタの種類に応じた制御の詳細は後述する。
Next, the connection aspect of the
配線L1は、各電池モジュール3の正極端子が接続されたバスバー(不図示)と、接続部材21の外部端子22aとを電気的に接続している。配線L2は、各電池モジュール3の負極端子が接続されたバスバー(不図示)と外部端子32aとをリレーR1を介して電気的に接続している配線L21と、配線L21から分岐し、負極端子5bに接続される配線L22と、を含む。配線L3は、外部端子42aと正極端子5aとを電気的に接続している。なお、配線L1の少なくとも一部は、図2等に示される配線22bである。同様に、配線L2の少なくとも一部は配線32bであり、配線L3の少なくとも一部は配線42bである。
The wiring L1 electrically connects a bus bar (not shown) to which the positive terminal of each
リレーR1は、各電池モジュール3と本体コネクタ4とを電気的に接続するオン状態(導通状態)、及び各電池モジュール3と本体コネクタ4とを電気的に切り離すオフ状態(遮断状態)を切り替え可能である。リレーR1は、例えば、メカニカルリレーであり、電池制御ECU61からの制御信号によって、オン状態及びオフ状態の切替え動作を行う。
The relay R1 can be switched between an on state (conduction state) in which each
また、電池制御ECU61は、ハーネス26を介して配線L1に設けられた温度検知素子25に接続されていると共に、ハーネス36を介して配線L2に設けられた温度検知素子35に接続されている。このため、電池制御ECU61は、温度検知素子25,35の検知結果に基づいて、例えばリレーR1のオン状態及びオフ状態の切替え動作の制御信号、又は電池モジュール3同士の通電停止動作の制御信号を出力する。
The
次に、図8及び図9を参照して、コネクタの種類に応じた電池制御ECU61の処理について詳細に説明する。図8は、本体コネクタ4と充電コネクタC1との接続を説明するための模式図である。図8では、本体コネクタ4及び充電コネクタC1の端子の延在方向に沿った断面が示されている。図8に示される充電器100は、電池パック1の各電池モジュール3を充電するための装置である。充電器100は、充電コネクタC1を備えている。充電コネクタC1は、本体コネクタ4に嵌合可能な形状を呈しており、2つの端子101,102を有している。端子101,102は、いずれも雄端子である。端子101は、電池パック1に電力を供給するための正極端子である。端子102は、電池パック1に電力を供給するための負極端子である。
Next, with reference to FIG. 8 and FIG. 9, the process of the
充電コネクタC1が本体コネクタ4に装着されることによって、端子101,102は外部端子22a,32aにそれぞれ挿入されて電気的に接続される。なお、充電コネクタC1が本体コネクタ4に装着される場合、外部端子42aには何らの端子も挿入されていない。
When the charging connector C1 is attached to the
続いて、充電コネクタC1の装着時の動作について説明する。電池制御ECU61は、本体コネクタ4にいずれのコネクタも装着されていない場合、リレーR1をオフ状態とするようにリレーR1に制御信号を出力している。電池制御ECU61は、充電コネクタC1が本体コネクタ4に装着されたことを検出すると、リレーR1をオン状態とするようにリレーR1に制御信号を出力する。これにより、電池パック1は、本体コネクタ4を介して充電可能な状態となる。
Next, the operation when the charging connector C1 is attached will be described. The
電池モジュール3の充電中、電池制御ECU61は、温度検知素子25,35によって検知される温度を監視する。温度検知素子25,35の少なくとも何れかによって検知される温度が所定の閾値(例えば100℃〜200℃の任意の温度)を超えていると判定された場合、電池制御ECU61は、電池モジュール3の充電が完了していなくてもリレーR1をオフ状態とするようにリレーR1に制御信号を直ちに出力する。あるいは、電池制御ECU61は、電池モジュール3同士の通電停止動作の制御信号を直ちに出力する。
During charging of the
また、充電コネクタC1が本体コネクタ4に装着されていることが認識された後、充電コネクタC1が本体コネクタ4から外されたことを検出した場合、電池制御ECU61は、リレーR1をオフ状態とするようにリレーR1に制御信号を出力する。
When it is detected that the charging connector C1 is attached to the
図9は、本体コネクタ4とジャンパコネクタC2との接続を説明するための模式図である。図9では、本体コネクタ4及びジャンパコネクタC2の端子の延在方向に沿った断面が示されている。図9に示されるジャンパコネクタC2は、正極端子5aと各電池モジュール3の正極端子とを電気的に接続し、車両に電力を出力可能とするためのコネクタである。ジャンパコネクタC2は、本体コネクタ4に嵌合可能な形状を呈し、2つの端子111,112を有している。端子111,112は、いずれも雄端子である。端子111及び端子112は、互いに電気的に短絡されており、各電池モジュール3の正極端子と正極端子5aとを電気的に接続するための端子である。
FIG. 9 is a schematic diagram for explaining the connection between the
ジャンパコネクタC2が本体コネクタ4に装着されることによって、端子111,112は外部端子22a,42aにそれぞれ挿入されて電気的に接続される。なお、ジャンパコネクタC2が本体コネクタ4に装着される場合、外部端子32aには何らの端子も挿入されていない。
When the jumper connector C2 is attached to the
上述のように、電池制御ECU61は、本体コネクタ4にいずれのコネクタも装着されていない場合、リレーR1をオフ状態とするようにリレーR1に制御信号を出力している。そして、ジャンパコネクタC2が本体コネクタ4に装着されたことを検出すると、電池制御ECU61は、リレーR1を引き続きオフ状態とする制御信号を出力する。これにより、電池パック1は、車両に電力を良好に出力可能な状態となる。なお、リレーR1をオン状態としても、電池パック1は車両に電力を出力可能な状態となるが、リレーR1をオフ状態とすることによって、不必要な個所に供給されることをより確実に防止している。
As described above, when no connector is attached to the
電池モジュール3の放電中、電池制御ECU61は、温度検知素子25によって検知される温度を監視する。温度検知素子25によって検知される温度が所定の閾値(例えば100℃〜200℃の任意の温度)を超えていると判定された場合、電池制御ECU61は、電池モジュール3同士の通電停止動作の制御信号を直ちに出力する。
During the discharge of the
以上に説明した本実施形態の本体コネクタ4によれば、外部端子22aを有する外部接続部22の温度は、配線22b、及び伝熱性を有するブラケット24を介して温度検知素子25に検知される。また、外部端子32aを有する外部接続部32の温度は、配線32b、及び伝熱性を有するブラケット34を介して温度検知素子25に検知される。これにより、本体コネクタ4の通電中における外部接続部22,32の温度をそれぞれ検知できる。このため、例えば外部接続部22,32のいずれかの温度が所定の閾値よりも高くなった場合、電池制御ECU61は、本体コネクタ4に対する通電停止等の対応を迅速に実行できる。この結果、外部接続部22,32のいずれかの周辺に位置する本体部11の変形を抑制できる。
According to the
加えて、本実施形態では、ブラケット24を用いて温度検知素子25を外部接続部22に取り付けることによって、温度検知素子25を容易かつ場所の制限なく取り付けることができる。このため、本実施形態のように、外部端子22aの近傍における配線22bにブラケット24を設けることができる。これにより、例えば温度検知素子25を圧着端子23に設ける場合よりも、外部端子22aの温度を精度よく検知できる。同様にしてブラケット34を用いることによって、例えば温度検知素子35を圧着端子33に設ける場合よりも、外部端子32aの温度を精度よく検知できる。
In addition, in this embodiment, by attaching the
上述したような電池モジュール3を流れる電流は、当該電池モジュール3を放電するときよりも、当該電池モジュール3を充電するときの方が大きい傾向にある。特に、電池モジュール3を急速充電する際には、当該電池モジュール3には短時間で大きな電流が流れる。加えて、導電物に流れる電流の大きさと、当該導電物の温度の上昇度合とは比例関係にある。したがって、電池モジュール3を充電する場合(特に、急速充電する場合)、本体コネクタ4の本体部11においては、電池モジュール3に対する充電用の外部端子22a,32aの周囲が変形しやすい。このような本体コネクタ4において、上述したように外部接続部22,32に対してのみ温度検知素子25,35を取り付けることは、本体部11の変形抑制の観点及びコストの観点から、特に有効である。
The current flowing through the
また、ブラケット24と、外部接続部22である配線22bとの間には、隙間Sが設けられており、ブラケット24の熱膨張係数は、外部接続部22の熱膨張係数よりも小さいことが好ましい。この場合、外部接続部22の温度が上昇した際に発生する膨張力が隙間Sに集中しやすくなり、外部接続部22の膨張に起因したクランプ部28の変形が抑制される。加えて、ブラケット24の熱膨張係数は、外部接続部22の熱膨張係数よりも小さいことにより、昇温に伴ってクランプ部28と外部接続部22との密着性が向上する。これにより、外部接続部22からブラケット24への伝熱性能が向上する。
Further, a gap S is provided between the
また、ブラケット24と外部接続部22とは、互いに同一材料から構成されることが好ましい。この場合、ブラケット24と外部接続部22との熱膨張係数が等しくなる。このため、外部接続部22の温度が変化した場合であっても、ブラケット24と外部接続部22とが同一の割合で熱膨張又は熱収縮するので、外部接続部22に対してブラケット24が緩むことを抑制できる。
Moreover, it is preferable that the
また、本体コネクタ4は、温度検知素子25をフランジ部29にねじ止めする締結部材27を備えている。このため、締結部材27を用いて温度検知素子25をフランジ部29に強固に締結できる。
Further, the
また、ブラケット24と締結部材27とは、互いに同一材料から構成されることが好ましい。ブラケット24と締結部材27との熱膨張係数が異なる場合、ブラケット24及び締結部材27が加熱されると、熱膨張係数の差に起因して発生する力を締結部材27が受ける。これにより、締結部材27が緩むようにトルクが発生することがある。このため、ブラケット24を構成する材料と締結部材27を構成する材料とを互いに同一とし、ブラケット24と締結部材27との熱膨張係数を等しくすることにより、上記トルクの発生を抑制でき、締結部材27の締結力を維持できる。また、ブラケット24に対する温度検知素子25の着脱を容易に実施できる。
The
図10(a)は、上記実施形態の変形例に係る本体コネクタを裏面側から見た斜視図であり、図10(b)は、当該本体コネクタの正面図である。図10(a),(b)に示されるように、変形例に係る本体コネクタ4Aは、上記実施形態の本体コネクタ4と異なり、接続部材21,31,41に加えて、接続部材71を備えている。このため、本体コネクタ4Aの本体部11には、貫通孔14〜16と同様に表面11aから裏面11bまで延在する貫通孔81が設けられている。接続部材71は、貫通孔81に挿入されている。接続部材71は、接続部材41と同様の構成及び長さを有している。したがって、接続部材71は、ブラケット、温度検知素子、ハーネス、及び締結部材を備えておらず、外部端子72a及び配線72bを有する外部接続部72と、外部接続部72に設けられる圧着端子73とを備えている。接続部材71は、負極端子5bに接続されている。
Fig.10 (a) is the perspective view which looked at the main body connector which concerns on the modification of the said embodiment from the back surface side, FIG.10 (b) is a front view of the said main body connector. As shown in FIGS. 10A and 10B, the
次に、図11及び図12を用いながら、本変形例の本体コネクタ4A、出力端子5,及びジャンクションボックス6Aの接続態様と、コネクタの種類に応じた接続態様について説明する。図11は、本体コネクタ4Aと充電コネクタC1との接続を説明するための模式図であり、図12は、本体コネクタ4AとジャンパコネクタC3との接続を説明するための模式図である。
Next, the connection mode of the
図11及び図12に示されるように、本変形例の本体コネクタ4Aは、接続部材71を有しており、当該接続部材71は、ジャンクションボックス6A内の配線L4を介して負極端子5bに接続されている。このため、ジャンクションボックス6Aの配線L2Aは、上記実施形態と異なり、配線L22を有していない。したがって、配線L2Aは、リレーR1を介してバスバーと外部端子32aとを電気的に接続する配線である。
As shown in FIGS. 11 and 12, the
図11に示されるように、充電コネクタC1が本体コネクタ4Aに装着された場合、端子101,102は外部端子22a,32aにそれぞれ挿入されて電気的に接続される。一方、外部端子42a,72aには、充電コネクタC1の端子は挿入されない。このため、貫通孔14(第1貫通孔)に挿入される外部接続部22(第1外部接続部)の外部端子22a(第1外部端子)と、貫通孔15に挿入される外部接続部32の外部端子32aとは、充電用の外部端子として機能する。一方、貫通孔16(第2貫通孔)に挿入される外部接続部42(第2外部接続部)の外部端子42a(第2外部端子)と、貫通孔81に挿入される外部接続部72の外部端子72aとは、充電用の外部端子として機能しない。
As shown in FIG. 11, when the charging connector C1 is attached to the
本変形例における充電コネクタC1の装着時の動作は、上記実施形態と同様である。したがって、電池制御ECU61は、充電コネクタC1が本体コネクタ4Aに装着されたことを検出すると、リレーR1をオン状態とする制御信号を出力する。加えて、温度検知素子25,35の少なくとも何れかによって検知される温度が所定の閾値を超えていると判定された場合、又は充電コネクタC1が本体コネクタ4Aから外されたことを検出した場合、電池制御ECU61は、リレーR1をオフ状態とする制御信号を出力する。
The operation at the time of mounting the charging connector C1 in this modification is the same as that in the above embodiment. Therefore, when the
図12に示されるジャンパコネクタC3は、端子111及び端子112に加えて、互いに電気的に短絡されている端子113,114を備えている。端子113,114は、各電池モジュール3の負極端子と負極端子5bとを電気的に接続するための端子である。ジャンパコネクタC3が本体コネクタ4Aに装着された場合、端子111,112は、外部端子22a,42aにそれぞれ挿入されて電気的に接続される。また、ジャンパコネクタC3の端子113,114は、外部端子32a,72aにそれぞれ挿入されて電気的に接続される。このため、外部端子42a,72aは、放電用の外部端子として機能する。加えて、外部端子22a,32aは、充電用の外部端子及び放電用の外部端子を兼ねている。
The jumper connector C3 shown in FIG. 12 includes
本変形例では、電池制御ECU61は、ジャンパコネクタC3が本体コネクタ4Aに装着されたことを検出すると、リレーR1をオン状態とする制御信号を出力する。これにより、電池パック1が車両に放電可能な状態となる。加えて、電池モジュール3の放電中、温度検知素子25,35の少なくとも何れかによって検知される温度が所定の閾値を超えていると判定された場合、又はジャンパコネクタC3が本体コネクタ4Aから外されたことを検出した場合、電池制御ECU61は、リレーR1をオフ状態とする制御信号を出力する。
In this modification, when the
このような変形例に係る本体コネクタ4Aは、上記実施形態の本体コネクタ4と同様に、温度検知素子25,35によって外部接続部22,32の温度をそれぞれ検知できる。このため、本体コネクタ4Aを用いることによって、外部接続部22,32のいずれかの周辺に位置する本体部11の変形を抑制できる。特に、電池パック1の充電時における本体部11の変形を良好に抑制できる。
The
加えて、本体コネクタ4Aでは、上記実施形態と同様に、充電用の外部接続部22,32に対してのみ温度検知素子25,35がそれぞれ取り付けられているので、コストアップを抑制しつつ、本体部11の変形を良好に抑制できる。
In addition, in the
なお、本発明に係るコネクタ装置は、上記実施形態及び変形例に限定されない。例えば、上記実施形態及び変形例では、ブラケット24は外部接続部22における配線22bに設けられているが、これに限られない。例えば、ブラケット24のクランプ部28は、外部端子22aにおいて本体部11から露出した部分の周面に巻きつけられてもよい。この場合、ブラケット24が外部端子22aに直接接するので、温度検知素子25は、精度よく外部端子22aの温度を検知できる。
In addition, the connector apparatus which concerns on this invention is not limited to the said embodiment and modification. For example, in the above-described embodiment and modification, the
また、上記実施形態及び変形例では、ブラケット24の熱膨張係数は、外部接続部22の熱膨張係数よりも小さくなっているが、これに限られない。換言すると、ブラケット24の熱膨張係数は、外部接続部22の熱膨張係数以上でもよい。この場合、低温時にブラケット24のクランプ部28の変形が抑制される。
Moreover, in the said embodiment and modification, although the thermal expansion coefficient of the
また、上記実施形態及び変形例では、温度検知素子25は、締結部材27を介してフランジ部29に締結されているが、これに限られない。例えば、温度検知素子25は、はんだ等によってフランジ部29上に固定されてもよい。この場合、フランジ部29には孔56が設けられなくてもよい。
Moreover, in the said embodiment and modification, although the
また、上記実施形態及び変形例において、ブラケット24を構成する材料は、配線22bからの熱伝導性の観点から、配線22bを構成する材料と同一材料であることが好ましい。この場合、外部端子22aを構成する材料と、配線22bを構成する材料とが、互いに同一であることがより好ましい。なお、ブラケット24を構成する材料と、温度検知素子25の端子部25bを構成する材料とは、互いに異なってもよい。例えば、ブラケット24を構成する材料は鉄系材料であり、端子部25bを構成する材料は銅であってもよい。
Moreover, in the said embodiment and modification, it is preferable that the material which comprises the
また、上記変形例において、ブラケット24は外部接続部22に設けられず、ブラケット34は外部接続部32に設けられなくてもよい。この場合、温度検知素子25は、ブラケット24上に設けられることなく、充電コネクタC1に接続されうる外部端子22aの温度を検知してもよい。同様に、温度検知素子35は、ブラケット34上に設けられることなく、充電コネクタC1に接続されうる外部端子32aの温度を検知してもよい。
In the above modification, the
1…電池パック、2…筐体、3…電池モジュール、4,4A…本体コネクタ(コネクタ装置)、6,6A…ジャンクションボックス、11…本体部、11a…表面、11b…裏面、14〜16,81…貫通孔、21,31,41,71…接続部材、22,32,42,72…外部接続部、22a,32a,42a,72a…外部端子、22b,32b,42b…配線、24,34…ブラケット、25,35…温度検知素子、26,36…ハーネス、27,37…締結部材、28…クランプ部、29…フランジ部、61…電池制御ECU、S…隙間。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
表面、前記表面の反対側に位置する裏面、及び前記表面から前記裏面まで延在する貫通孔を有する本体部と、
前記本体部の前記貫通孔に挿入される外部端子を有し、前記裏面側から前記本体部の外側に延在する外部接続部と、
伝熱性を有し、前記本体部の外側に位置する前記外部接続部の一部に設けられるブラケットと、
前記ブラケットに設けられる温度検知素子と、
を備え、
前記ブラケットは、
前記一部の周面を覆うように巻きつけられるクランプ部と、
前記外部接続部と離間するように前記クランプ部から延在し、前記温度検知素子が設置されるフランジ部と、を有する、
コネクタ装置。 A connector device provided in a casing of a battery pack,
A main body having a front surface, a back surface located opposite to the front surface, and a through hole extending from the front surface to the back surface;
An external terminal inserted into the through hole of the main body, and an external connection extending from the back side to the outside of the main body;
A bracket having heat conductivity and provided in a part of the external connection portion located outside the main body portion;
A temperature sensing element provided on the bracket;
With
The bracket is
A clamp part wound so as to cover the part of the peripheral surface;
A flange portion extending from the clamp portion so as to be separated from the external connection portion, and the temperature detecting element is installed.
Connector device.
前記ブラケットの熱膨張係数は、前記外部接続部の熱膨張係数よりも小さい、請求項1に記載のコネクタ装置。 A gap is provided between the part of the peripheral surface of the external connection portion and the bracket,
The connector device according to claim 1, wherein a thermal expansion coefficient of the bracket is smaller than a thermal expansion coefficient of the external connection portion.
表面、前記表面の反対側に位置する裏面、並びに、前記表面から前記裏面まで延在する第1貫通孔及び第2貫通孔を有する本体部と、
前記本体部の前記第1貫通孔に挿入される充電用の第1外部端子を有し、前記裏面側から前記本体部の外側に延在する第1外部接続部と、
前記本体部の前記第2貫通孔に挿入される放電用の第2外部端子を有し、前記裏面側から前記本体部の外側に延在する第2外部接続部と、
前記第1外部接続部の温度を検知する温度検知素子と、
を備えるコネクタ装置。 A connector device provided in a casing of a battery pack,
A main body having a front surface, a back surface located opposite to the front surface, and a first through hole and a second through hole extending from the front surface to the back surface;
A first external connection portion that has a first external terminal for charging inserted into the first through hole of the main body portion, and extends from the back surface side to the outside of the main body portion;
A second external connection portion having a second external terminal for discharge inserted into the second through hole of the main body portion, and extending from the back surface side to the outside of the main body portion;
A temperature detection element for detecting the temperature of the first external connection part;
A connector device comprising:
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