JP5846903B2 - 温度検出体の取付構造 - Google Patents

Description

本発明は温度検出体の取付構造に関し、車載バッテリモジュールのバッテリセルの温度検出等に用いて好適な温度検出体の取付構造に関する。

通常、ハイブリッド自動車や電気自動車などに搭載されるバッテリは、積層した複数のバッテリセルを直列に接続して、所定の出力電圧を得るように構成されている。そして、これらのバッテリセルの過充電、過放電を防止するために、温度センサやＰＣＴ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）サーミスタ等の温度検出体をバッテリセルに装着して、バッテリセルの温度を監視することが提案されている。

図６は従来の温度検出体の取付構造の一形態を示すものである（例えば、特許文献１参照）。
この温度検出体の取付構造は、ハイブリッドカーを含む電気自動車の高圧電池パック（バッテリ）５０１を構成する複数の電池（バッテリセル）５０３を直列に接続するバスバーモジュール５０５において、電池５０３の電極５０７に接続する電圧測定用の端子５０９の中間部に温度検出体としてのＰＴＣサーミスタ５１１のリード端子５１３をハンダ付けで連結させたものである。バスバーモジュール５０５は、絶縁樹脂製のプレート５１５に複数の導電金属板のバスバー５１７を固定したものである。本例のＰＴＣサーミスタ５１１は温度の上昇に伴って抵抗が増加する過電流防止用抵抗素子である。

図７（ａ），（ｂ）は、従来の温度検出体の取付構造の他の形態を示すものである（例えば、特許文献２参照）。
この温度検出体の取付構造は、温度検出体としてのサーミスタ５１９をバッテリ上面５２１に直接接触させるべく、サーミスタ５１９の外側に合成樹脂製の逆Ｖ字状の可撓性の一対のアーム５２３を設け、アーム５２３の先端のアーム爪部５２５を電池５０３の両側の樹脂板５２７の爪部５２９に係止させるものである。図７（ｂ）のように、サーミスタ５１９のリード線５３１はコネクタ端子５３３に接続され、コネクタ端子５３３を収容したコネクタ５３５を介して、ＥＣＵ（電子制御ユニット）５３７のＰＣＢコネクタ５３９に接続される。

ＥＣＵ５３７は、サーミスタ５１９からの信号に基づき電池５０３の表面温度を検出し、電池５０３の温度が設定値よりも高くなると、電池５０３の充放電電流を制限し、或いは遮断してバッテリ温度の上昇を防ぐ。

特開２００４−９５３８１号公報（図２） 特開２００８−２９８６６２号公報（図８）

しかしながら、上記した従来のＰＴＣサーミスタ５１１やサーミスタ５１９は、バッテリ上部に取付けられている。このため、バッテリ上部にこれらＰＴＣサーミスタ５１１やサーミスタ５１９の取付けスペースを確保する必要があった。また、バッテリ上面５２１には、電極５０７の上端部が突出している。このため、バッテリ上面５２１の取付けスペースは限定される。
また、サーミスタ５１９を一対のアーム５２３によって、電池５０３とは別体の樹脂板５２７に係止させる構造では、電池５０３と樹脂板５２７とに位置ズレが生じていると、バッテリ上面５２１に対する爪部５２９の位置が高さ方向にばらつく。その為、サーミスタ５１９の検知面５４１がバッテリ上面５２１から浮いたり片当たりして、温度検知が上手く行われなかったり、温度検知精度が低下しかねないという虞がある。

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、バッテリ上部のスペースを確保でき、検知部を確実に被測定部に密着させることができる温度検出体の取付構造を提供することにある。

本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
（１） 弾性片に添って温度検出体が組付けられたセンサホルダーと、前記温度検出体をバッテリ側面に対向させ、前記弾性片の弾性復元力により前記温度検出体の検知部をバッテリ側面の被測定部に密着させた状態で前記センサホルダーを保持し、前記バッテリ側面を含むバッテリ側部に取り付けられる取付けカバーと、を備え、
前記取付けカバーは、前記バッテリ側部に取り付けられた状態において、前記バッテリ側面と平行な本体板部と、前記本体板部における前記バッテリの前後方向の両側端から前記バッテリの前面及び後面に沿ってそれぞれ延びる一対の取付片と、を備え、前記一対の取付片は、前記バッテリ前面及びバッテリ後面に設けた被係合部に係合される係合部をそれぞれ備え、
前記取付けカバーが前記センサホルダーを保持した状態において、前記本体板部と前記温度検出体との間に前記弾性片が介在しており、
前記本体板部における前記弾性片に対応する位置には、前記弾性片を内方に進入可能とする開口部が形成されたことを特徴とする温度検出体の取付構造。

上記（１）の構成の温度検出体の取付構造によれば、温度検出体がバッテリ側部に取付けられるため、バッテリ上部のスペースを確保できる。センサホルダーや取付けカバーの寸法公差や組立誤差に関わらず、弾性片の弾性復元力によって温度検出体の検知部を確実にバッテリ側面の被測定部に密着させることができる。センサホルダーと取付けカバーを別体としたので、取付けカバーの取付構造を変更するだけで、種々のバッテリ(例えばバッテリ幅の異なるバッテリ)に同一のセンサホルダーで対応できる。

加えて、上記（１）の構成の温度検出体の取付構造によれば、取付けカバーの一対の取付片によって、検知部をバッテリ側面に確実に密着させた状態で、温度検出体をバッテリ側部に確実に取付けることができる。

加えて、上記（１）の構成の温度検出体の取付構造によれば、取付けカバーの本体板部に開口部が設けられているので、揺動変位する弾性片に対して本体板部が干渉しないようになる。

本発明に係る温度検出体の取付構造によれば、バッテリ上部のスペースを確保でき、検知部を確実に被測定部に密着させることができる。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

本発明の一実施形態に係る温度検出体の取付構造を備えたバッテリ測温用温度センサをバッテリと共に表した斜視図である。 （ａ）は図１に示したセンサホルダーの斜視図、（ｂ）は図１に示した取付けカバーの斜視図である。 接続端子にリードが固定されたサーミスタ素子の斜視図である。 接続端子とサーミスタ素子とが装備されたセンサホルダーの斜視図である。 図４に示したセンサホルダーに取付けカバーが取り付けられたバッテリ測温用温度センサを測温側から見た斜視図である。 従来の温度検出体の取付構造の一形態を示す断面図である。 （ａ），（ｂ）は、従来の温度検出体の取付構造の他の形態を示す断面図である。

以下、本発明に係る実施形態を図面を参照して説明する。
図１に示すように、本実施形態のバッテリ測温用温度センサ１１は、矩形板状に形成されたバッテリセル（以下、単に「バッテリ」と称す。）１５のバッテリ側部１３に取り付けられる。複数のバッテリ１５は、互いに平行な状態で、不図示の箱状のケース内に前後方向に積層した状態で収容される。バッテリ１５は、バッテリ上面１７に設けられる不図示の正の電極と負の電極とが互いに隣合う格好で、ケースに収容される。これらバッテリ１５は、一組の正の電極と負の電極とを除いて、隣り合う正の電極と負の電極とが電気的に接続されることで直列に接続される。

バッテリ測温用温度センサ１１は、合成樹脂材料等からなるセンサホルダー１９と、取付けカバー２１と、を有する。
図２（ａ）に示すように、センサホルダー１９は、板状の基台部２３の一方の面（カバー対向面２５）に、凹溝状となった一対の平行な端子収容部２７が形成される。センサホルダー１９は、基台部２３が鉛直面と平行に配置された姿勢で、端子収容部２７が上下方向に延在する。基台部２３のカバー対向面２５には、端子収容部２７の下方に、水平方向（鉛直方向に直交する方向）に延びる支持壁２９が基台部２３に対して垂直に起立している。

この支持壁２９の起立先端側の略中央部には、短冊状の弾性片３１の長手方向上端側が接続される。弾性片３１は、上下方向に延びて自由端となった下端側の押圧端部３３が基台部２３のカバー対向面側と他方の面（バッテリ対向面３５）側へ弾性変形により揺動変位可能となっている。

また、支持壁２９の略中央部には矩形状に開口するリード挿通穴３７が形成される。このリード挿通穴３７には、端子収容部２７に収容される後述の接続端子３９（図３参照）に固定されたリード４１が挿通される。端子収容部２７に収容された接続端子３９にリード４１が固定されたサーミスタ素子（温度検出体）４３は、チップ部（検知部）４５が弾性片３１に添うようにしてセンサホルダー１９に組付けられる（図５参照）。

端子収容部２７と支持壁２９との間の基台部両側面４７には、係止突起４９が突設される。係止突起４９は、支持壁２９の起立方向が斜面側となり、その反対側が基台部両側面４７に垂直な係止面側となる。この係止突起４９には、取付けカバー２１に設けられる後述の係止片５１が係止される。

図２（ｂ）に示すように、取付けカバー２１は、センサホルダー１９の基台部２３と平行な本体板部５３を有する。本体板部５３の上部両側には一方の面（ホルダ対向面５５）側に突出する一対の平行な係止片５１が形成されている。係止片５１には係止孔５７が形成され、係止孔５７は上述のセンサホルダー１９の係止突起４９に係止される。そこで、取付けカバー２１は、図１に示すように、ホルダ対向面５５を基台部２３のカバー対向面２５に対面させて、センサホルダー１９に固定される。

取付けカバー２１の本体板部５３には、弾性片３１に対応する位置に開口部５９が形成される。開口部５９は、弾性片３１を内方に進入可能とすることで、揺動変位する弾性片３１に対して本体板部５３が干渉しないようにしている。
更に、本体板部５３の両側には、係止片５１の下方に一対の平行な取付片６１がホルダ対向面側へ突出している。取付片６１は、図１に示すように、センサホルダー１９が取付けカバー２１に組み付けられた状態で、センサホルダー１９のバッテリ対向面３５から更に突出する挟持用の余長を有して形成される。

取付片６１は、バッテリ１５の被係合部６３に係合する係合部６５を有する。被係合部６３は、バッテリ側面６７の前端縁６９及び後端縁７１にそれぞれ直交するバッテリ前面７３及びバッテリ後面７５に設けられている（図１参照）。これら係合部６５と被係合部６３とは、いずれか一方を係止穴等の凹状、いずれか他方を係止突起等の凸状した凹凸嵌合構造とされる。これにより、センサホルダー１９と一体となった取付けカバー２１は、一対の取付片６１によってバッテリ１５を前後のバッテリ幅方向（図１中、矢印Ｘ方向）に挟持して、バッテリ側部１３に固定される。

なお、取付けカバー２１は、一対の取付片６１の離間寸法が異なるように取付片６１の形状を変えた複数種のものを形成して揃えておくことができる。離間寸法を変えるための取付片６１の形状は、例えば平面視でクランク形状に形成したもの等で実現できる。この取付片６１の形状違いは、種々のバッテリ１５の前後のバッテリ幅Ｗに対応して形成される。これら形状の異なる取付片６１を形成した複数種の取付けカバー２１は、取付片６１以外の部位は同一に形成される。すなわち、センサホルダー１９は、複数種のいずれの取付けカバー２１にも共通に組み付けることができる。これにより、センサホルダー１９は、バッテリ１５の前後のバッテリ幅Ｗに適応する取付けカバー２１と対を成すことで、任意のバッテリ幅Ｗのバッテリ１５に対して固定が可能となっている。

図３及び図４に示すように、サーミスタ素子４３は、略柱体状に形成されるチップ部４５から同一方向に一対のリード４１が導出される。サーミスタ素子４３は、このチップ部４５がバッテリ側面６７の被測定部７７（図１参照）に接する。一対のリード４１は、導出方向に向かって徐々に離間されてそれぞれが接続端子３９に導通して固定される。リード４１と接続端子３９との導通固定は、半田等によるロー付けや、溶接によって行われる。接続端子３９は、導電性金属を板金加工して形成され、リード固定片部７９に、断面Ｕ字状の一対の平行片部８１を連設してなる。接続端子３９の平行片部８１は、係止爪構造または圧入構造等によって、端子収容部２７に固定される。接続端子３９は、平行片部８１が端子収容部２７に固定されることで、リード固定片部７９に固定したサーミスタ素子４３をセンサホルダー１９に保持する。

図５は図４に示したセンサホルダー１９に取付けカバー２１が取り付けられたバッテリ測温用温度センサ１１を測温側から見た斜視図である。
センサホルダー１９に組み付けられたサーミスタ素子４３は、リード挿通穴３７（図２参照）を貫通して垂下したリード下端側のチップ部４５が弾性片３１に添って配設される。この状態でセンサホルダー１９には取付けカバー２１が組み付けられてバッテリ測温用温度センサ１１を構成する。

バッテリ測温用温度センサ１１は、取付片６１の係合部（本実施形態においては係止穴）６５と、バッテリ１５の被係合部（本実施形態においては係止突起）６３との係合位置が、被測定部７７にチップ部４５を干渉させる状態（当接させる状態）となるように設定されている（図１参照）。すなわち、バッテリ測温用温度センサ１１は、取付片６１を被係合部６３に係合してバッテリ１５のバッテリ側部１３に固定されると、チップ部４５が被測定部７７からの反力によって押圧付勢される。押圧付勢されたチップ部４５は、センサホルダー１９の弾性片３１を弾性変形させる。弾性片３１は、この弾性復元力によってチップ部４５を被測定部７７に密着させた状態とする。そこで、バッテリ１５のバッテリ側部１３に固定されたバッテリ測温用温度センサ１１は、チップ部４５が常に被測定部７７に密着した状態に取り付けられる。

次に、上記構成を有するバッテリ測温用温度センサ１１の作用を説明する。
本実施形態のバッテリ測温用温度センサ１１では、サーミスタ素子４３のリード４１が接続端子３９に導通固定される。サーミスタ素子４３を固定した接続端子３９は、センサホルダー１９の端子収容部２７に固定される。これにより、サーミスタ素子４３は、接続端子３９を介してセンサホルダー１９に保持される。

センサホルダー１９に保持されたサーミスタ素子４３は、チップ部４５がセンサホルダー１９の弾性片３１に添った状態で保持される。センサホルダー１９には、バッテリ１５の前後のバッテリ幅Ｗに応じた取付けカバー２１が組み付けられ、バッテリ測温用温度センサ１１が構成される。
そして、バッテリ測温用温度センサ１１は、チップ部４５をバッテリ側面６７に対向させるようにして取付けカバー２１がバッテリ側部１３に固定される。すると、チップ部４５は、弾性片３１の弾性復元力によりバッテリ側面６７の被測定部７７に密着した状態となる。

接続端子３９は、不図示のリード線を介してＥＣＵに接続される。サーミスタ素子４３の信号はＥＣＵに送られ、ＥＣＵがこの信号からバッテリ１５の温度を検出する。例えばバッテリ１５の温度が設定値よりも高くなると、バッテリ１５の充放電電流を制限し、或いは遮断してバッテリ温度の上昇が防止される。

このように、本実施形態に係る温度検出体の取付構造を備えたバッテリ測温用温度センサ１１によれば、サーミスタ素子４３がバッテリ側部１３に取付けられるため、バッテリ上面１７のスペースを確保できる。
また、センサホルダー１９や取付けカバー２１の寸法公差や組立誤差、或いは取付片６１の係合部６５とバッテリ１５の被係合部６３との位置きめ誤差などに関わらず、弾性片３１の弾性復元力によってサーミスタ素子４３のチップ部４５を確実にバッテリ側面６７の被測定部７７に密着させることができる。これにより、サーミスタ素子４３を被測定部７７に確実に密着させた状態で、バッテリ測温用温度センサ１１をバッテリ側部１３に確実に取付けることができ、バッテリ測温用温度センサ１１の温度検知精度が低下することはない。

更に、センサホルダー１９と取付けカバー２１とを別体としたので、取付けカバー２１の取付構造を変更するだけで、種々のバッテリ１５(例えばバッテリ幅の異なるバッテリ)に同一のセンサホルダー１９で対応できる。
従って、本実施形態に係るバッテリ測温用温度センサ１１によれば、バッテリ上部のスペースを確保でき、サーミスタ素子４３のチップ部４５を確実に被測定部７７に密着させることができる。

なお、本発明の温度検出体の取付構造は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
例えば、上記実施形態のバッテリ測温用温度センサ１１におけるサーミスタ素子４３は、温度検出体としてＮＴＣ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）サーミスタを用いたが、ＰＴＣサーミスタ等の他の温度検出体を用いることができることは勿論である。

１１…バッテリ測温用温度センサ
１３…バッテリ側部
１９…センサホルダー
２１…取付けカバー
３１…弾性片
４３…サーミスタ素子（温度検出体）
４５…チップ部（検知部）
６１…取付片
６３…被係合部
６５…係合部
６７…バッテリ側面
６９…前端縁
７１…後端縁
７３…バッテリ前面
７５…バッテリ後面
７７…被測定部

Claims (1)

1. 弾性片に添って温度検出体が組付けられたセンサホルダーと、
   前記温度検出体をバッテリ側面に対向させ、前記弾性片の弾性復元力により前記温度検出体の検知部をバッテリ側面の被測定部に密着させた状態で前記センサホルダーを保持し、前記バッテリ側面を含むバッテリ側部に取り付けられる取付けカバーと、を備え、
   前記取付けカバーは、前記バッテリ側部に取り付けられた状態において、前記バッテリ側面と平行な本体板部と、前記本体板部における前記バッテリの前後方向の両側端から前記バッテリの前面及び後面に沿ってそれぞれ延びる一対の取付片と、を備え、前記一対の取付片は、前記バッテリ前面及びバッテリ後面に設けた被係合部に係合される係合部をそれぞれ備え、
   前記取付けカバーが前記センサホルダーを保持した状態において、前記本体板部と前記温度検出体との間に前記弾性片が介在しており、
   前記本体板部における前記弾性片に対応する位置には、前記弾性片を内方に進入可能とする開口部が形成されたことを特徴とする温度検出体の取付構造。

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