JP6372417B2 - 電池配線モジュール - Google Patents

Description

本発明は、電池配線モジュールに関し、特に高電圧用の二次電池に装着される電池配線モジュールに関する。

電気自動車やハイブリッド自動車に搭載される高電圧用（高電圧系）の二次電池は、インバータ回路等を介して走行駆動用またはアシスト用のモータに電力を供給する一方、充電状態に応じ、モータや発電機からの発電電力により充電されるようになっている。

このような高電圧用の二次電池は、複数の板状電池をブロック状に積層しつつ直列に接続した電池モジュールで構成されており、隣り合う板状電池の逆極性の電極端子同士を複数のバスバーにより接続する構成となっている。

そして、この高電圧用の二次電池には、複数の板状電池の端子電圧を検知することで充電状態を監視できるように、それぞれ対応するバスバーに接触する複数の検知端子付きの検知電線群を樹脂製の保護カバーに収納した電池配線モジュールが装着されている。

この種の電池配線モジュールとしては、例えば複数のバスバー保持部と、複数の検知電線を収納する電線収納溝部と、バスバー保持部から電線収納溝部内に検知電線を導入するための複数の切欠部と、電線収納溝部の両側壁の上部に斜下方に向けて突設された複数の対の電線押え片とを有する樹脂製のカバーを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、電線収納溝部の片方の側壁の上部に側壁面に対し垂直に電線押え片を突設するとともに、電線収納溝部の側壁の上部背面側にヒンジ結合する蓋部を設け、その蓋部の下面側に電線押え片上から電線溝側に電線を押し出す傾斜面を有するリブを突設したものが知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０１３−１６１５６６号公報 特開２０１４−２３３１６０号公報

しかしながら、電線収納溝部の両側壁から溝内に突出する電線押え片を設けた従来の前者の電池配線モジュールにあっては、検知電線（以下、単に電線ともいう）のはみ出しを確実に規制すべく電線押え片の設置数を増やすと、電線収納溝部内に電線を収納する作業の作業性が悪くなるという問題があった。

また、蓋部の下面側に電線押え片上から電線を押し出すリブを突設した従来の後者の電池配線モジュールにあっては、電線収納溝部の側壁面に対し電線押え片が垂直に突出する構成であったため、電線収納溝部に収納する際に電線が電線押え片に引っ掛ったり電線収納溝部に入った電線の一部が電線押え片の下面から上方に外れたりし易かった。

そのため、電線が電線押え片の基端側やそこからさらに蓋部のヒンジ側へとはみ出す場合があり、その場合、電線押え片とリブおよび蓋部との間に電線を噛み込む可能性があった。そればかりか、そのような樹脂製保護カバー内での電線の噛み込みが発生しても、外部から容易に視認できないために放置されてしまい、電線にダメージを与える可能性が高くなるため、電池配線モジュールの信頼性が低下してしまうという問題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、検知電線の一部が電線押え片の基端側や蓋部のヒンジ側にはみ出し得る位置にあったとしても、それを外部から容易に視認したり電線収納溝部側に押しこんだりすることができ、電線が噛み込んだままになることを確実に防止することができる信頼性の高い電池配線モジュールを提供することを目的とする。

本発明に係る電池配線モジュールは、上記目的達成のため、複数の板状電池が積層配置されるとともに直列に接続された電池集合体に対して装着される電池配線モジュールであって、前記複数の板状電池の端子電圧をそれぞれ検出するよう前記複数の板状電池の積層方向に向けて配置された複数の検知電線と、前記複数の検知電線を収納しつつ前記電池集合体に支持される樹脂製保護カバーと、を備え、前記樹脂製保護カバーが、前記複数の検知電線を収納する電線収納溝部と、前記電線収納溝部の両側壁のうち一方の側壁にヒンジ結合し、前記電線収納溝部を閉塞する蓋部と、前記電線収納溝部の内底壁面から離れる前記一方の側壁の上部側に、前記電線収納溝部の内方に向って突出するように設けられた複数の電線押え片と、を有しており、前記蓋部に、前記電線収納溝部を閉塞するときに前記複数の電線押え片のいずれかを収容しつつ前記一方の側壁の上部側に露出させる切欠き穴が形成されていることを特徴とする。

この構成により、本発明の電池配線モジュールでは、検知電線の一部が電線押え片の基端側や蓋部のヒンジ側にはみ出し得る位置にあったとしても、それを切欠き穴を通して外部から容易に視認でき、切欠き穴を通して電線収納溝部側に押し込むこともできる。したがって、検知電線が噛み込んだままになることを確実に防止することができる電池配線モジュールとなる。

本発明の電池配線モジュールにおいては、前記切欠き穴が、前記複数の電線押え片のいずれかに対して少なくとも前記電線収納溝部の溝長さ方向に隙間を隔てる内周縁部を有しているのがよい。

この場合、電線収納溝部の溝長さ方向に隙間を適宜設定することで、検知電線の収納状態を容易に目視できるとともに、蓋部を閉じる際に電線押え片上に検知電線の一部がはみ出していたとしても、検知電線にダメージを与えることを確実に防止できる。

本発明の電池配線モジュールにおいては、前記複数の電線押え片の基端部が、前記蓋部のヒンジ結合位置より前記電線収納溝部の内底壁面から離れる上方側に位置するとともに、前記複数の電線押え片の突出端部が前記基端部より下方側に位置するように傾斜しているのがよい。

このようにすると、電線押え片が少なくとも突出端部側で斜下方に傾斜するので、検知電線を電線収納溝部の内方に誘い込み易くなり、かつ、電線収納溝部内に入った検知電線が外方に飛び出し難くなる。また、蓋部を閉じる際に電線押え片上に検知電線が出ていたとしても、その検知電線が蓋部の閉じ方向への回動に伴って電線収納溝部内に押し出され易くなる。

本発明の電池配線モジュールにおいては、前記電線収納溝部の内底壁面に近い前記複数の電線押え片の下面側で、前記切欠き穴の前記内周縁部と前記複数の電線押え片とが、同一高さの電線経路規制面を形成していてもよい。

この構成により、蓋部が閉じると、電線収納溝部内の複数の検知電線が電線押え片によって部分的に押圧されることがなく、検知電線にダメージを与え難くなるので、信頼性の高い電池配線モジュールとなる。

本発明によれば、検知電線の一部が電線押え片の基端側や蓋部のヒンジ側にはみ出し得る位置にあったとしても、それを外部から視認したり電線収納溝部側に押しこんだりすることができ、検知電線が噛み込んだままになることを確実に防止することができる信頼性の高い電池配線モジュールを提供することができる。

本発明の一実施の形態に係る電池配線モジュールの要部横断面図である。 本発明の一実施の形態に係る電池配線モジュールの開蓋状態を示す要部斜視図である。 本発明の一実施の形態に係る電池配線モジュールの閉蓋状態を示す要部上面図である。 本発明の一実施の形態に係る電池配線モジュールの開蓋状態で電線を収納するときの要部横断面図である。 本発明の一実施の形態に係る電池配線モジュールの開蓋状態を示す平面図である。 図５のＡ−Ａ矢視断面図である。 本発明の一実施の形態に係る電池配線モジュールの閉蓋状態を示す平面図である。 図７のＢ−Ｂ矢視断面図である。 本発明の一実施の形態に係る電池配線モジュールの開蓋状態を示す斜視図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。

図１ないし図９は、本発明に係る電池配線モジュールの一実施の形態を示している。

本実施の形態は、本発明を、図示しない電気自動車またはハイブリッド自動車等の車両に高電圧用の二次電池として搭載される電池集合体１０に対して着脱可能に装着される電池配線モジュール２０に適用したものである。なお、電池集合体１０に電池配線モジュール２０を装着した状態で、あるいは、複数の電池集合体１０にそれぞれ対応する電池配線モジュール２０を装着した状態で、車両に搭載される１つの電池パックが形成されるようになっている。

まず、本実施の形態の構成について説明する。

図１、図５、図６および図９に示すように、電池集合体１０は、それぞれ正極および負極の電極端子１１を有する複数の板状電池１２がセパレータ１３を間に挟んで板厚方向に重なるように積層配置されたものであり、隣り合う各一対の板状電池１２の間で近接する各一対の電極端子１１の極性が互いに逆極性となるように、複数の板状電池１２は交互に逆向きに反転して配置されている。

図９に示すように、各板状電池１２は、板状、すなわち、扁平な略直方体形状をなしており、単電位に充電可能な単一の二次電池セル（単電池）あるいは直列に接続するように一体化された複数の二次電池セル（組電池）で構成されている。また、図５および図６に示すように、各板状電池１２上面部の長手方向の両端側に正極および負極の電極端子１１がそれぞれ上方（外方）に突出するように設けられている。

複数の板状電池１２の複数対の電極端子１１は、詳細形状を図示しないが、正極および負極のいずれにおいても、ねじが形成された略円柱状の同一端子形状を有している。

複数対の電極端子１１は、例えば複数対の電極端子１１のうち互いに近接する逆極性の各一対の電極端子１１同士を相互に接続するように、導体金属板である複数のバスバーによって結合されている。そして、複数のバスバーを介して複数の板状電池１２が直列に接続されることで、電池集合体１０は、高電圧用の二次電池モジュールとして構成されている。

この電池集合体１０に装着される電池配線モジュール２０は、図５ないし図９に示すように、複数の板状電池１２の端子電圧をそれぞれ検出するよう複数の板状電池の積層方向に向けて配置された複数の検知電線２１、２２と、複数の検知電線２１、２２を収納しつつ電池集合体１０に支持される樹脂製保護カバー３０と、を備えている。

図５に示すように、各検知電線２１、２２の一端側には、対応する電極端子１１にねじ結合するナット１６によりバスバーと共に締結される検知端子２３が装着されている。

複数の検知電線２１、２２は、それぞれ絶縁被覆電線で構成されるとともに、複数の板状電池１２の積層方向に延在しており、対応する検知端子２３の配設位置や配索経路に応じて、互いに異なる長さを有している。また、複数の検知電線２１、２２の他端側は、それぞれ図示しないコネクタ端子を圧着された状態で、コネクタ２５に結合されている。

コネクタ２５は、車両に搭載された図示しない充電制御用のＥＣＵ（電子制御ユニット）に接続されている。これにより、電池集合体１０は、その充電状態であるＳＯＣ（State Of Charge）を監視され、その充電状態と車両の運転状態とに応じて、所定範囲内の充電状態に制御されるようになっている。

樹脂製保護カバー３０は、耐熱性や耐薬品性に優れた合成樹脂を用いて射出成形等により作製されており、詳細を図示しないが、電池集合体１０に対向する下面側に、複数のバスバーに嵌合して複数のバスバーを保持するバスバー保持部３１、３２を有している。

また、樹脂製保護カバー３０は、その上面側に、複数の検知電線２１、２２を収納する一対の電線収納溝部３３、３４と、電線収納溝部３３、３４を上方側から閉塞可能な一対の蓋部３５、３６とを有している。

図５にクロスハッチングで示すように、一対の電線収納溝部３３、３４は、同図中の上端側で互いに連結された溝形状をなしており、それによって複数の検知電線２１、２２がコネクタ２５側に方向付けられている。

一対の蓋部３５、３６は、電線収納溝部３３、３４の両側壁３３ａ、３３ｃ、３４ａ、３４ｃのうち外方側に位置する一方の側壁３３ａ、３４ａの上部にヒンジ結合している。

具体的には、一対の蓋部３５、３６は、それらのヒンジ結合部３５ａ、３６ａとなる薄肉部を介して電線収納溝部３３、３４の一方の側壁３３ａ、３４ａの上部に一体に成形されている。また、一対の蓋部３５、３６は、回動端側および長手方向の端部側に、複数のスナップフィットタイプの係止爪３５ｂ、３６ｂを有している。そして、これら係止爪３５ｂ、３６ｂが樹脂製保護カバー３０の短手方向の中央付近に配置された複数の係止凹部３９ａ、３９ｂにそれぞれ係止されて、一対の蓋部３５、３６が閉蓋状態でロックされるようになっている。

ここにいう電線収納溝部３３、３４の一方の側壁３３ａ、３４ａの上部とは、電線収納溝部３３、３４の内底壁面３３ｂ、３４ｂから離れる側の端部である。

図７および図８に示すように、これら一対の蓋部３５、３６は、電線収納溝部３３、３４を上方側から閉塞するとき、電線収納溝部３３、３４の一方の側壁３３ａ、３４ａ等と共に、電線収納溝部３３、３４を筒状に閉塞することができるようになっている。

図１および図２に示すように、複数の電線押え片３７、３８は、電線収納溝部３３、３４の一方の側壁３３ａ、３４ａの上部側に、電線収納溝部３３、３４の内方に向って突出するように設けられている。また、電線収納溝部３３、３４の内底壁面３３ｂ、３４ｂ側には、複数の電線押え片３７、３８を成形型により成形するための逃げ穴３３ｈ、３４ｈが形成されている。

図１、図２および図５に示すように、一対の蓋部３５、３６には、電線収納溝部３３、３４を筒状に閉塞するときに複数の電線押え片３７、３８のいずれかを収容しつつ一方の側壁３３ａ、３４ａの上部側に露出させる凹形状の切欠き穴４１、４２が形成されている。

図３に示すように、切欠き穴４１、４２は、複数の電線押え片３７、３８のいずれかに対して少なくとも電線収納溝部３３、３４の溝長さ方向に検知電線２１、２２の外径程度の隙間ｇ１、ｇ２を隔てる内周縁部４１ａ、４２ａを有している。

電線収納溝部３３、３４の溝幅方向における、切欠き穴４１、４２の内周縁部４１ａ、４２ａと複数の電線押え片３７、３８の突出端部３７ｂ、３８ｂの間の隙間ｇ３は、電線収納溝部３３、３４の溝長さ方向における隙間ｇ１、ｇ２よりわずかに小さくなっている。具体的には、この隙間ｇ３は、例えば、いずれか１つの電線押え片３７（または３８）の上に飛び出た１本の検知電線２１または２２を、その外皮の圧縮および電線押え片３７のわずかな撓みを生じさせながら内方に押し込むことができる一方、その電線が外方に戻ることができない程度に設定されている。

また、複数の電線押え片３７、３８の突出端部３７ｂ、３８ｂの先端平面形状が所定半径の半円形で、かつ、先端に近いほど薄くなるように上面側がＲ面取り形状をなしている。

切欠き穴４１、４２の内周縁部４１ａ、４２ａは、電線押え片３７、３８との間の隙間を基端部３７ａ、３８ａ側の隙間ｇ１、ｇ２から突出端部３７ｂ、３８ｂ側の隙間ｇ３へと漸減させるように、図３中の左右の湾曲形状を有している。

図１に示すように、複数の電線押え片３７、３８は、その基端部３７ａ、３８ａ側で、蓋部３５、３６のヒンジ結合部３５ａ、３６ａの形成位置より電線収納溝部３３、３４の内底壁面３３ｂ、３４ｂから離れる上方側に位置している。

また、複数の電線押え片３７、３８は、その突出端部３７ｂ、３８ｂ側が基端部３７ａ、３８ａ側よりも下方側に位置するように、電線収納溝部３３、３４の内方に向って斜下方に傾斜している。

そして、電線収納溝部３３、３４の内底壁面３３ｂ、３４ｂに近い複数の電線押え片３７、３８の下面側で、切欠き穴４１、４２の内周縁部４１ａ、４２ａと複数の電線押え片３７、３８とが、同一高さの電線経路規制面４３、４４（図１、図８参照）を形成している。

図４に示すように、各電線収納溝部３３、３４の溝幅方向における各電線押え片３７、３８の突出長さＷｈは、電線押え片３７、３８の近傍における電線収納溝部３３、３４の上部開口幅Ｗｇの半分程度である。ただし、各電線押え片３７、３８の突出長さＷｈは、各電線収納溝部３３、３４の溝幅からそこに挿入される複数の検知電線２１または２２の外径以上の挿入口幅を差し引いた長さ程度であればよい。

電線収納溝部３３、３４の溝幅や溝深さが長さ方向に位置によって異なり得ることはいうまでもない。

なお、図示はしないが、電池集合体１０には、複数の板状電池１２を直列に接続するよう、隣り合う各一対の板状電池１２の正極側の電極端子１１の間に介在するバスバーと、隣り合う各一対の板状電池１２の負極側の電極端子１１の間に介在するバスバーとが、それぞれ設けられている。また、電池集合体１０の積層方向の例えば両端側のバスバーが図示しないインバータ等を含む走行駆動制御装置に高圧電源を供給するように接続される。

次に作用について説明する。

上述のように構成された本実施形態においては、検知電線２１、２２の一部が電線押え片３７、３８の基端側や蓋部３５、３６のヒンジ結合部３５ａ、３６ａ側にはみ出し得る位置にあったとしても、それを切欠き穴４１、４２を通して外部から容易に視認できる。さらに、そのような検知電線２１、２２の一部を、切欠き穴４１、４２を通して電線収納溝部３３、３４側に押し込むこともできる。

したがって、検知電線２１、２２の一部が樹脂製保護カバー３０内で蓋部３５、３６と電線押え片３７、３８の間に噛み込んだままになるようなことを確実に防止できる。

また、本実施形態では、図３に示すように、切欠き穴４１、４２の内周縁部４１ａ、４２ａが、複数の電線押え片３７、３８のいずれかに対して、少なくとも電線収納溝部３３、３４の溝長さ方向において、隙間ｇ１、ｇ２を隔てている。したがって、電線収納溝部３３、３４の溝長さ方向に隙間ｇ１、ｇ２の大きさを適宜設定することで、検知電線２１、２２の収納状態を容易に目視できるとともに、蓋部３５、３６を閉じる際に電線押え片３７、３８上に検知電線２１、２２の一部がはみ出していたとしても、検知電線２１、２２にダメージを与えることを確実に防止することができる。

さらに、本実施形態では、複数の電線押え片３７、３８の基端部３７ａ、３８ａが、蓋部３５、３６のヒンジ結合部３５ａ、３６ａの高さ位置より電線収納溝部３３、３４の内底壁面３３ｂ、３４ｂから離れる上方側に位置するとともに、複数の電線押え片３７、３８の突出端部３７ｂ、３８ｂが基端部３７ａ、３８ａより下方側に位置するように傾斜している。したがって、電線押え片３７、３８が少なくとも突出端部側で斜下方に傾斜することになり、検知電線２１、２２を電線収納溝部３３、３４の内方に誘い込み易くなる。しかも、電線収納溝部３３、３４内に入った検知電線２１、２２が外方に飛び出し難くなる。また、蓋部３５、３６を閉じる際に、電線押え片３７、３８上に検知電線２１、２２の一部が出ていたとしても、その検知電線２１、２２が蓋部３５、３６の閉じ方向への回動に伴って電線収納溝部３３、３４内に押し出され易くなる。

加えて、本実施形態では、電線収納溝部３３、３４の内底壁面３３ｂ、３４ｂに近い複数の電線押え片３７、３８の下面側において、切欠き穴４１、４２の内周縁部４１ａ、４２ａと複数の電線押え片３７、３８とが、同一高さの電線経路規制面４３、４４を形成している。したがって、蓋部３５、３６が閉じると、電線収納溝部３３、３４内の複数の検知電線２１、２２が電線押え片３７、３８によって部分的に押圧されることがなく、検知電線２１、２２に対するダメージをより確実に防止でき、信頼性の高い電池配線モジュールとなる。

このように、本実施形態においては、検知電線２１、２２の一部が電線押え片３７、３８の基端側や蓋部３５、３６のヒンジ側にはみ出し得る位置にあったとしても、それを外部から視認したり電線収納溝部３３、３４側に押しこんだりすることができ、検知電線２１、２２が噛み込んだままになることを確実に防止することができる信頼性の高い電池配線モジュール２０を提供することができる。

なお、上述の一実施の形態では、蓋部３５、３６が電線収納溝部３３、３４の両側壁３３ａ、３３ｃ、３４ａ、３４ｃのうち外側の側壁３３ａ、３４ａにヒンジ結合されていたが、バスバー保持部３１、３２より内側で内側の側壁にヒンジ結合されてもよい。また、本実施形態では、板状電池１２の電極端子１１が同一面上に突出するものとしたが、例えば上面と側面に突出してもよい。

また、複数の電線押え片３７、３８のうち一部は電線収納溝部３３、３４の両側壁３３ａ、３３ｃ、３４ａ、３４ｃのうちいずれに突設してもよく、切欠き穴４１、４２は、切欠き凹形状に限らず、開口穴形状でもよい。

電線収納溝部３３、３４の溝長さ方向における複数の電線押え片３７、３８の設置間隔や切欠き穴４１、４２の形成間隔は、勿論任意であり、１つの切欠き穴４１または４２の内方に近接する複数の電線押え片３７または３８が収納されるようにすれば、これらの数が相違することも考えられる。

以上説明したように、本発明は、検知電線の一部が電線押え片の基端側や蓋部のヒンジ側にはみ出し得る位置にあったとしても、それを外部から視認したり電線収納溝部側に押しこんだりすることができ、検知電線が噛み込んだままになることを確実に防止することができる信頼性の高い電池配線モジュールを提供することができる。かかる本発明は、高電圧用の二次電池に装着される電池配線モジュール全般に有用である。

１０ 電池集合体（電池モジュール、高圧の二次電池）
１１ 電極端子（正極の電極端子、負極の電極端子）
１２ 板状電池
１６ ナット
２０ 電池配線モジュール
２１、２２ 検知電線
２３ 検知端子
２５ コネクタ
３０ 樹脂製保護カバー
３１、３２ バスバー保持部
３３、３４ 電線収納溝部
３３ａ、３４ａ 一方の側壁
３３ｂ、３４ｂ 内底壁面
３３ｃ、３４ｃ 他方の側壁
３５、３６ 蓋部
３５ａ、３６ａ ヒンジ結合部
３７、３８ 電線押え片
３７ａ、３８ａ 基端部
３７ｂ、３８ｂ 突出端部
４１、４２ 切欠き穴
４１ａ、４２ａ 内周縁部
４３、４４ 電線経路規制面
ｇ１、ｇ２、ｇ３ 隙間

Claims (4)

1. 複数の板状電池が積層配置されるとともに直列に接続された電池集合体に対して装着される電池配線モジュールであって、
   前記複数の板状電池の端子電圧をそれぞれ検出するよう前記複数の板状電池の積層方向に向けて配置された複数の検知電線と、前記複数の検知電線を収納しつつ前記電池集合体に支持される樹脂製保護カバーと、を備え、
   前記樹脂製保護カバーが、前記複数の検知電線を収納する電線収納溝部と、前記電線収納溝部の両側壁のうち一方の側壁にヒンジ結合し、前記電線収納溝部を閉塞する蓋部と、前記電線収納溝部の内底壁面から離れる前記一方の側壁の上部側に、前記電線収納溝部の内方に向って突出するように設けられた複数の電線押え片と、を有しており、
   前記蓋部に、前記電線収納溝部を閉塞するときに前記複数の電線押え片のいずれかを収容しつつ前記一方の側壁の上部側に露出させる切欠き穴が形成されていることを特徴とする電池配線モジュール。
2. 前記電線収納溝部の前記内底壁面に近い前記複数の電線押え片の下面側で、前記切欠き穴の内周縁部と前記複数の電線押え片とが、同一高さの電線経路規制面を形成していることを特徴とする請求項１に記載の電池配線モジュール。
3. 前記切欠き穴が、前記複数の電線押え片のいずれかに対して少なくとも前記電線収納溝部の溝長さ方向に隙間を隔てる内周縁部を有していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電池配線モジュール。
4. 前記複数の電線押え片の基端部が、前記蓋部のヒンジ結合位置より前記電線収納溝部の内底壁面から離れる上方側に位置するとともに、前記複数の電線押え片の突出端部が前記基端部より下方側に位置するように傾斜していることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の電池配線モジュール。

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