JP2020035614A - 電池配線モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】端子の位置ずれを抑制できる電池配線モジュールを提供する。【解決手段】ハウジング１１は、モジュール側端子１４を導入する開口を有して該モジュール側端子１４を収容する端子収容部４０を備える。端子収容部４０は、モジュール側端子１４の移動を規制する収容側規制部としての底部４１、第３壁部４２ｃを有する。端子収容部４０の開口を閉塞するカバー部６０は、底部４１、第３壁部４２ｃとは異なる位置においてモジュール側端子１４の移動を規制するカバー側規制部としての第１及び第２規制壁部６３，６４を有する。【選択図】図５

Description

本発明は、電池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自動車などの車両において、走行駆動用の電源として搭載される高圧の二次電池には、電池配線モジュールが装着されている。
電池配線モジュールは、二次電池を構成する複数の電池セル同士を接続するバスバーに対して電圧検出用のモジュール側端子が接続されている（例えば特許文献１参照）。電池配線モジュールでは、モジュール側端子を収容する端子収容部に設けた規制部（ロック部）によって固定している。

特開２０１４−１４６４８９号公報

しかしながら、端子収容部に設けた規制部だけでは端子の位置ずれが発生する虞がある。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、端子の位置ずれを抑制できる電池配線モジュールを提供することにある。

上記課題を解決する電池配線モジュールは、複数の電池セルの各電池端子同士を接続するバスバーに対して電気的に接続されるモジュール側端子と、一端側に前記モジュール側端子が接続される電線と、前記電線及びモジュール側端子を収容するハウジングと、を有する電池配線モジュールであって、前記ハウジングは、前記モジュール側端子を導入する開口を有して該モジュール側端子を収容する端子収容部を備え、前記端子収容部と前記端子収容部の開口を閉塞するカバー部との両方に前記モジュール側端子の移動を規制する規制部を有する。

上記態様によれば、カバー部と端子収容部との両方に規制部を有することで、端子の位置ずれを抑制できる。
上記電池配線モジュールにおいて、前記ハウジングは、前記モジュール側端子を収容する端子収容部を有し、前記端子収容部は、前記モジュール側端子の先端部を外部に露出可能な開口部と、前記開口部の開口方向において前記モジュール側端子と当接可能な前記収容側規制部とを有し、前記カバー部は、前記開口部の開口方向と交差する方向において前記モジュール側端子と当接可能な前記カバー側規制部を有することが好ましい。

上記態様によれば、開口部側の開口方向においてモジュール側端子と当接可能な収容側規制部と、開口部の開口方向と交差する方向において前記モジュール側端子と当接可能なカバー側規制部を有することで多方向からの規制が可能となり、端子の位置ずれを抑制できる。

上記電池配線モジュールにおいて、前記端子収容部はその底部から延出して前記モジュール側端子の孔部に挿通可能なピン形状の前記収容側規制部を有し、前記カバー部は、前記収容側規制部から前記モジュール側端子が抜けることを規制する前記カバー側規制部を有することが好ましい。

上記態様によれば、モジュール側端子の孔部に挿通されたピン形状の収容側規制部と、収容側規制部からモジュール側端子が抜けることを規制するカバー側規制部とにより、ピン形状の延出方向並びに延出方向と直交する方向へのモジュール側端子の位置ずれを抑制できる。

上記電池配線モジュールにおいて、前記規制カバー部は、前記ハウジングと一体構成であることが好ましい。
上記態様によれば、カバー部をハウジングと一体構成とすることで部品点数の増加を抑制できる。

本発明の電池配線モジュールによれば、端子の位置ずれを抑制できる。

一実施形態における電池配線モジュールの斜視図。 同実施形態における電池配線モジュールの一部を示す斜視図。 同実施形態における電池配線モジュールの一部を示す斜視図。 同実施形態における電池配線モジュールの一部を示す平面図。 図４における５−５線断面図。 図４における６−６線断面図。 変更例における電池配線モジュールの一部を示す斜視図。 同変更例における電池配線モジュールの一部を示す斜視図。 変更例における電池配線モジュールの一部を示す斜視図。

以下、電池配線モジュールの一実施形態について説明する。なお、図面では、説明の便宜上、構成の一部を誇張又は簡略化して示す場合がある。また、各部分の寸法比率についても、実際と異なる場合がある。

図１に示すように、電池配線モジュール１０は、略直方体状の二次電池ＢＴの上面に装着されている。なお、二次電池ＢＴは、電気自動車やハイブリッド自動車等に搭載されるものであり、車両の走行用モータに電力を供給する。また、二次電池ＢＴは、充電状態や車両の運転状態に応じて、走行用モータや発電用モータからの電力の供給を受ける。ここで、以降の説明では、図１中の互いに直交する３つの方向Ｘ、Ｙ、Ｚのうち、Ｘ方向を電池セルの並ぶ方向、Ｙ方向を電池配線モジュールの幅方向、Ｚ方向を上下方向として説明する。

二次電池ＢＴは、複数の電池セルＣを備え、各電池セルＣの図示しない正極端子と負極端子とが電池配線モジュール１０側（上側）に面している。
各電池セルＣは、Ｘ方向に複数並んで配置される。このとき、各電池セルＣの並び方向、すなわちＸ方向において、電池端子としての正極端子と負極端子とが交互に入れ替わるように電池セルＣが並べられている。各端子には、隣り合う端子同士、すなわち正極端子と負極端子同士を接続するバスバーＢ１，Ｂ２が設けられる。つまり、各電池セルＣは、バスバーＢ１，Ｂ２によって直列接続される。本例のバスバーＢ１，Ｂ２は、例えば各電池セルＣの正極端子及び負極端子と溶接によって接続される。

二次電池ＢＴは、複数の電池セルＣを備え、各電池セルＣの図示しない正極端子と負極端子とが電池配線モジュール１０側（上側）に面している。
各電池セルＣは、Ｘ方向に複数並んで配置される。このとき、各電池セルＣの並び方向、すなわちＸ方向において、電池端子としての正極端子と負極端子とが交互に入れ替わるように電池セルＣが並べられている。各端子には、隣り合う端子同士、すなわち正極端子と負極端子同士を接続するバスバーＢ１，Ｂ２が設けられる。つまり、各電池セルＣは、バスバーＢ１，Ｂ２によって直列接続される。本例のバスバーＢ１，Ｂ２は、例えば各電池セルＣの正極端子及び負極端子と溶接によって接続される。

ハウジング１１は、例えば樹脂部材で構成される。ハウジング１１は、電線１３を収容する電線収容部２０と、モジュール側端子１２，１４を収容する端子収容部３０，４０とを有する。

図１〜図６に示すようにモジュール側端子１２，１４は、平板状の端子本体１２ａ，１４ａと、端子本体１２ａ，１４ａから連続する略筒状のバレル部１２ｂ，１４ｂとを有する。バレル部１２ｂ，１４ｂは、電線１３の芯線と電気的に接続される。また、本例のモジュール側端子１２は、略筒状のバレル部１２ｂの長手方向であるＸ方向に対して、端子本体１２ａがＹ方向に迫り出して略Ｌ字状をなすように構成される。一方、モジュール側端子１４は、Ｘ方向端部に設けられ、端子本体１４ａとバレル部１４ｂとがバレル部１４ｂの長手方向であるＸ方向に連続する、ストレート形状となっている。このモジュール側端子１４は、Ｘ方向両端に設けられた電源取出用のバスバーＢ２の内の一方と接続される。電源取出用のバスバーＢ２は、複数の電池セルＣの内でＸ方向両端部に位置する電池セルＣの正極端子又は負極端子と接続されている。つまり、Ｘ方向一方側のバスバーＢ２が該バスバーＢ２寄りに設けられる電池セルＣの正極端子と接続され、Ｘ方向他方側のバスバーＢ２が該バスバーＢ２寄りに設けられる電池セルＣの負極端子と接続される。なお、各バスバーＢ２は、Ｚ方向視で略Ｌ字状をなすように構成され、バスバーＢ２の一方の端部がＸ方向に引き出されている。

図１に示すように、ハウジング１１の電線収容部２０は、底部２１と、底部２１の外縁部から延出する側壁２２とでハウジング１１内において区画されている。電線収容部２０は、複数の電池セルＣの並ぶ方向と直交する方向であって電池セルＣに対するハウジング１１の積層方向と直交する方向、すなわち幅方向Ｙに窪んだ凹部２３，２４を、複数の電池セルＣの並ぶ方向に複数有する。各凹部２３には、１つの端子収容部３０が設けられる。凹部２４には、２つの端子収容部３０が設けられる。

図１に示すように、凹部２３，２４に収容されたハウジング１１の端子収容部３０は、Ｘ方向に長い略直方体形状をなすように構成される。
図１〜図６に示すように、Ｘ方向端部に位置するモジュール側端子１４を収容する端子収容部４０は、端子収容部３０と同様に、底部４１と、底部４１の外縁部から延出する側壁４２とを有する。

側壁４２は、第１壁部４２ａと、第２壁部４２ｂと、第３壁部４２ｃとを有する。
第１壁部４２ａ及び第２壁部４２ｂは、Ｙ方向において対向する。第３壁部４２ｃは、Ｘ方向に面し、第１壁部４２ａと第２壁部４２ｂとを接続する。また、第３壁部４２ｃには、切り起こされた弾性片４２ｄを有する。第３壁部４２ｃと、底部４１との間には開口部４３が形成され、この開口部４３からモジュール側端子１４の端子本体１４ａの一部がハウジング１１の外部に露出している。

モジュール側端子１４の端子本体１４ａは、第１平板部５１と、先端部としての第２平板部５２と、段差を有して各平板部５１，５２同士を接続する段部５３とを有する。
第１平板部５１は、バレル部１４ｂから連続し、略四角形板状をなすように構成される。

第１平板部５１には、例えば曲げ加工によって第１平板部５１の面方向と略直交する方向（Ｚ方向）に突出する一対のフランジ部５１ａが形成される。各フランジ部５１ａは、Ｙ方向において互いに対向している。

段部５３は、例えば第１平板部５１と第２平板部５２との間にＺ方向における段差を有するように第１平板部５１の先端部と第２平板部５２の基端部との間を接続している。本例では、段部５３は、第１平板部５１及び第２平板部５２の面方向と略直交する方向に延びている。

第２平板部５２は、略平板状をなすように構成され、前記開口部４３から外部に露出している。第２平板部５２は、バスバーＢ１と例えば溶接によって接続される。ここで、モジュール側端子１４は、端子収容部４０に収容された状態で、段部５３が開口部４３の開口方向であるＸ方向において底部４１並びに第３壁部４２ｃ（弾性片４２ｄ）と当接可能となっている。また、モジュール側端子１４は、端子収容部４０に収容された状態で、第２平板部５２が開口方向と直交する方向であるＺ方向において第３壁部４２ｃ（弾性片４２ｄ）と当接可能となっている。そのため、モジュール側端子１４の位置ずれが抑制される。つまり、底部４１と第３壁部４２ｃとが収容側規制部として機能する。

上記のように構成された端子収容部４０には、その上方の開口４０ａを閉塞するカバー部６０を有する。
カバー部６０は、略四角形板状のカバー本体部６１と、係止部６２と、第１規制壁部６３と、第２規制壁部６４とを有する。

カバー部６０は、端子収容部４０と一体形成、すなわちハウジング１１と一体構成である。カバー部６０は、端子収容部４０の第１壁部４２ａの上端部（反底部４１）寄りに設けられたヒンジ部６５により端子収容部４０のＺ方向における上側（反底部４１側）を覆うことが可能に構成される。なお、ヒンジ部６５は、端子収容部４０及びカバー部６０とそれぞれ一体をなすように形成されるとともに、端子収容部４０の第１壁部４２ａ及びカバー本体部６１の板厚よりも薄肉に形成された可撓性を有する部位である。カバー部６０は、ヒンジ部６５（Ｘ方向に沿った回動軸）を中心として、図３に示す開位置と、図２に示す閉位置との間を回動可能となっている。

図２〜図４及び図６に示すように、係止部６２は、カバー本体部６１の先端縁（ヒンジ部６５とは反対側の縁）に設けられている。係止部６２は、略Ｕ字の枠状をなしてその中央に係合孔６２ａを有し、第２壁部４２ｂの反底部４１寄りに形成された突起４４と係合可能となっている。これにより、カバー部６０は、閉状態で維持可能となっている。

第１規制壁部６３は、Ｘ方向の縁部分からカバー本体部６１と略直交する方向に延出した略Ｕ字の枠状をなすように構成される。第１規制壁部６３は、カバー部６０を閉状態とした場合に、その先端部がＸ方向においてフランジ部５１ａと重なる位置まで延出するように形成される。これにより、第１規制壁部６３は、Ｘ方向においてフランジ部５１ａと当接可能となっており、モジュール側端子１４のＸ方向への位置ずれが抑制される。また、第１規制壁部６３は、第１平板部５１の近傍まで延出しているため、モジュール側端子１４の第１平板部５１とＺ方向において当接可能となっており、モジュール側端子１４のＺ方向への位置ずれが抑制される。

第２規制壁部６４は、前記係止部６２とＹ方向において対向する位置に形成される。第２規制壁部６４は、Ｙ方向において前記一対のフランジ部５１ａの一方と同じ位置に形成される。このため、第２規制壁部６４は、フランジ部５１ａとＺ方向において当接可能となっており、モジュール側端子１４のＺ方向への位置ずれが抑制される。これにより、モジュール側端子１４（第２平板部５２）が開口部４３から抜けることが抑えられる。

本実施形態の作用を説明する。
本実施形態の電池配線モジュール１０は、複数の電池セルＣを有する二次電池ＢＴ上に配置される。電池配線モジュール１０のモジュール側端子１２，１４は、Ｘ方向に並ぶ電池セルＣの正極端子・負極端子同士を接続するバスバーＢ１，Ｂ２と接続される。モジュール側端子１２，１４には電線１３の一端が接続され、電線１３の他端は図示しない電池監視ＥＣＵと接続される。電池監視ＥＣＵは、電池セルＣの電圧監視が可能となっている。

また、電池配線モジュール１０のハウジング１１には、端子収容部４０に収容されたモジュール側端子１４が端子収容部４０に設けられた底部４１及び第３壁部４２ｃと当接かＸ方向並びにＺ方向において当接可能とされてモジュール側端子１４の移動が規制される。同様に、モジュール側端子１４がカバー部６０の第１及び第２規制壁部６３，６４とＸ方向並びにＺ方向において当接可能とされてモジュール側端子１４の移動が規制される。

本実施形態の効果を記載する。
（１）端子収容部４０とカバー部６０との両方に規制部としての底部４１、第３壁部４２ｃ、第１及び第２規制壁部６３，６４を有することで、モジュール側端子１４の位置ずれを抑制できる。

（２）開口部４３側の開口方向においてモジュール側端子１４と当接可能な収容側規制部としての底部４１及び第３壁部４２ｃと、開口部４３の開口方向と交差（直交）する方向においてモジュール側端子１４と当接可能なカバー側規制部としての第１及び第２規制壁部６３，６４を有する。これにより、モジュール側端子１４を多方向からの規制が可能となり、モジュール側端子１４の位置ずれを抑制できる。

（３）カバー部６０をハウジング１１と一体構成とすることで部品点数の増加を抑制できる。
（４）また、カバー部６０と端子収容部４０とでモジュール側端子１４とを挟み込む構造であるため、モジュール側端子１４取り付け時のモジュール側端子１４に対する負荷が抑えられ、モジュール側端子１４の変形を抑制できる。これにより、ハウジング１１として硬質な樹脂材を用いることも可能となる。

なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

・上記実施形態では、収容側規制部として底部４１及び第３壁部４２ｃ、カバー側規制部としての第１及び第２規制壁部６３，６４を採用したが、これに限らない。図７及び図８に示すような構成を採用してもよい。

図７及び図８に示すモジュール側端子１４は、第１平板部５１に孔部７１を有する。
端子収容部４０の底部４１には孔部７１に挿通されてＺ方向上側に延出する端子側収容部としての円柱状のピン部７２を有する。ピン部７２がモジュール側端子１４の孔部７１に挿通されることでモジュール側端子１４のＸ方向並びにＹ方向への位置ずれが抑制される。

カバー部６０は、カバー本体部６１から延出してピン部７２を内側に挿通可能な延出筒部７３を有する。またカバー部６０は、２つの係止部７４，７５を有する。各係止部７４，７５は、上記実施形態の係止部６２と略同様の構成であり、略Ｕ字の枠状をなしてその中央に係合孔７４ａ，７５ａを有し、第２壁部４２ｂ及び第１壁部４２ａの反底部４１寄りに形成された突起４４と係合可能となっている。これにより、カバー部６０は、閉状態で維持可能となっている。本例では、カバー部６０を端子収容部４０とは別体で構成している。

カバー部６０の延出筒部７３は、カバー部６０を閉状態としたときに、カバー本体部６１からＺ方向下方側（モジュール側端子１４側）に延出し、その内側の挿通孔７３ａにピン部７２が挿通されている。このとき、延出筒部７３は、その延出方向先端部がモジュール側端子１４と当接可能となっている。すなわち、延出筒部７３によってモジュール側端子１４がピン部７２から抜けることが抑えられる。

上述したように、モジュール側端子１４の孔部７１に挿通されたピン形状の端子側収容部としてのピン部７２と、端子収容部４０からモジュール側端子１４が抜けることを規制するカバー側収容部としての延出筒部７３とにより、Ｚ方向、Ｘ方向及びＹ方向へのモジュール側端子１４の位置ずれを抑制できる。

上記例では、ピン部７２は、円柱状として図示しているが、多角柱状としてもよい。また、ピン部７２を１つ設けているが、複数設けてもよい。複数のピン部７２を設ける場合、１つの延出筒部７３内に複数のピン部７２を挿通する構成であってもよいし、各ピン部の数に応じて延出筒部７３を設ける構成としてもよい。また、ピン部７２の突出量は適宜変更してもよい。例えば、カバー本体部６１に前記挿通孔７３ａと連通する連通孔を設けて該連通孔からピン部が外部に突出（露出）するような構成を採用してもよい。

上記例では、端子収容部４０とカバー部６０とが別体構成としたが、図９に示すように、ヒンジ部６５によって端子収容部４０とカバー部６０とを一体構成としてもよい。
図９に示すように、カバー部６０は、カバー本体部６１に延出部７６を有する。延出部７６は、ヒンジ部６５側に開口した開口部７６ａを有して略Ｕ字状とした半筒状（ハーフパイプ状）をなすように構成される。開口部７６ａをヒンジ部６５側に開口させることで延出部７６がピン部７２と干渉することが抑えられる。

・上記実施形態では、Ｘ方向端部に位置する端子収容部４０にカバー部６０を設ける構成としたが、他の端子収容部３０にカバー部を設けて各モジュール側端子１２の位置ずれを抑制するようにしてもよい。

・上記実施形態では、一対のフランジ部５１ａの一方のみに対応するように第２規制壁部６４を設ける構成を採用したが、一対のフランジ部５１ａの両方に対応する位置に第２規制壁部６４をそれぞれ設けてもよい。また、このとき、第２規制壁部６４同士を該第２規制壁部６４と面一なる接続壁部にて接続するようにしてもよい。この接続壁部を設けることで、第２規制壁部６４とフランジ部５１ａとがＹ方向においてずれた場合であっても接続壁部によってフランジ部５１ａと当接可能となるため、モジュール側端子１４のＺ方向への位置ずれを抑制できる。

１０…電池配線モジュール
１１…ハウジング
１２，１４…モジュール側端子
１３…電線
４０…端子収容部
４０ａ…開口
４１…底部（収容側規制部）
４２ｃ…第３壁部（収容側規制部）
４３…開口部
５２…第２平板部（先端部）
６０…カバー部
６３…第１規制壁部（カバー側規制部）
６４…第２規制壁部（カバー側規制部）
７２…ピン部（収容側規制部）
７３…延出筒部（カバー側規制部）
７６…延出部（カバー側規制部）
Ｂ１，Ｂ２…バスバー
Ｃ…電池セル。

Claims (4)

1. 複数の電池セルの各電池端子同士を接続するバスバーに対して電気的に接続されるモジュール側端子と、
   一端側に前記モジュール側端子が接続される電線と、
   前記電線及びモジュール側端子を収容するハウジングと、
   を有する電池配線モジュールであって、
   前記ハウジングは、前記モジュール側端子を導入する開口を有して該モジュール側端子を収容する端子収容部を備え、
   前記端子収容部は、前記モジュール側端子の移動を規制する収容側規制部を有し、
   前記端子収容部の開口を閉塞するカバー部は、前記収容側規制部とは異なる位置で前記モジュール側端子の移動を規制するカバー側規制部を有する、電池配線モジュール。
2. 前記ハウジングは、前記モジュール側端子を収容する端子収容部を有し、
   前記端子収容部は、前記モジュール側端子の先端部を外部に露出可能な開口部と、前記開口部の開口方向において前記モジュール側端子と当接可能な前記収容側規制部とを有し、
   前記カバー部は、前記開口部の開口方向と交差する方向において前記モジュール側端子と当接可能な前記カバー側規制部を有する、請求項１に記載の電池配線モジュール。
3. 前記端子収容部はその底部から延出して前記モジュール側端子の孔部に挿通可能なピン形状の前記収容側規制部を有し、
   前記カバー部は、前記収容側規制部から前記モジュール側端子が抜けることを規制する前記カバー側規制部を有する、請求項１に記載の電池配線モジュール。
4. 前記カバー部は、前記ハウジングと一体構成である、請求項１〜３の何れか１項に記載の電池配線モジュール。