JP6579406B2 - 電池モジュールと電子機器の接続装置及び絶縁カバーの製造方法 - Google Patents
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Description
本明細書に開示される技術は上記のような事情に基づいて完成されたものである。
上記構成によれば、接続バスバーの下面に絶縁カバーが装着されることで絶縁され、接続バスバーの下方に導電部材が配された場合に同導電部材との間で短絡することが防止される。
前記絶縁カバーは、前記接続バスバーの下面に当接するカバー本体と、前記接続バスバーの側縁に弾性的に係止するべく前記カバー本体の側縁に設けられた係止部と、を備えている。
絶縁カバーのカバー本体を接続バスバーの下面に当てたところで、係止部が接続バスバーの側縁に弾性的に係止し、絶縁カバーが被着状態に保持される。絶縁カバーの着脱が容易に行える。
絶縁カバーは、合成樹脂材の押し出し成形により形成された押し出し成形材が所定の長さ寸法に切断されて形成され、そのため長さを異にする絶縁カバーを簡単に製造できる。
電池モジュールと電子機器の間隔が変更になると、それに応じて接続バスバーの長さも変更され、その結果長さを異にする複数種の絶縁カバーが必要となるが、上記のように押し出し成形材を切断するだけで、長さを異にする絶縁カバーを簡単に備えることができる。
絶縁カバーは、その両端を第1保持部材と第2保持部材の各受け部で受けられた形態において、接続バスバーの下面を被って装着される。
実施形態を図1ないし図16によって説明する。本実施形態では、図9に示すように、電気自動車またはハイブリッド車等の車両(図示せず)に搭載されて、車両を駆動するための動力源として使用される電池モジュール10と、同電池モジュール10の側方に配されたインバータ等の電子機器50と、を電気接続する部分に適用した場合を例示している。
図1に示すように、単電池群11を構成する各単電池12は扁平な直方体状をなし、その上面には、長さ方向の両端部寄りの位置に、一対の電極端子13が配置されている。電極端子13のうち一方は正極端子13Aであり、他方は負極端子13Bである。各電極端子13は金属製であって、図12に示すように、背の低い角筒状に突出して設けられており、上面の中央部には当接面14が一段高くなった形態で形成されている。
各単電池12の上面における一対の電極端子13の間には、後記する絶縁プロテクタ30の位置決め突部37を嵌合するための方形の位置決め凹部16が設けられている。
ここで、単電池群11における端部に配された単電池12の一方(図1の上側)の電極端子13が、電子機器50と接続される接続用電極13Cとされている。
バスバー25は金属板をプレス加工することで形成され、図3に示すように、平面視略長方形状をなしている。同バスバー25の長さ方向の中央部には拡幅部26が形成され、同拡幅部26上に電圧検知端子が重ねて固定されるようになっている。
絶縁プロテクタ30の全体構造としては、幅方向の両側縁(同図の上下の側縁)に沿って一対のバスバー保持部33が形成されているとともに、各バスバー保持部33の内側(幅方向の中心側)に、一対の電線収容溝34が形成されている。各バスバー保持部33は、バスバー25並びに隣り合う2個の電極端子13をそれぞれ上下から収容可能な角筒状の収容壁40が、長さ方向に4個並べて配された構造である。一対のバスバー保持部33は、電極端子13の1個分の寸法だけ長さ方向にずれて配されている。
これにより電池モジュール10の組み立てが完了し、同電池モジュール10は車両内の所定位置に設置される。
接続部53の図9の上下両側には、後記する第2保持部材110を位置決めするために機能する一対の位置決めピン56が立てられている。
ここで、図9に示すように、電池モジュール10の接続用電極13Cと、電子機器50の接続部53との間の水平面上で離間距離が「D」に設定されている(以下、電池モジュール10と電子機器50との離間距離Dという。)。
溶接板70は詳細には、図5に示すように、接続バスバー60の一端部61Aの裏面に当接される取付面71と、その先端縁から下向きに直角曲げされた垂下面72と、その下縁から前方(同図の右側)に向けて直角曲げされた溶接面73とを備えたクランク状(取付面71を除けばL字形)に形成されている。溶接板70は、上記したように、電子機器50の接続部53の締結面54と、単電池12の接続用電極13Cの当接面14との間に、高さ方向の寸法差があることに照らして、実質的にL字形に形成されており、そのため垂下面72の高さ寸法が、上記の高さ方向の寸法差に対応して設定されている。
また、絶縁カバー80は、図7に示すように、接続バスバー60の下面に対して全幅に亘って当接する底壁81と、同底壁81の両側縁から立ち上がった側壁82とを有する概ねチャンネル形に形成されている。各側壁82の立ち上がり端部の対向面には、接続バスバー60の上面における側縁に係止する爪部83が形成されている。爪部83は詳細には、その下端が切り立った係止面84であり、上部側がテーパ状のガイド面85となっている。ここで、絶縁カバー80における底壁81が「カバー本体」に相当し、爪部83を設けた側壁82が「係止部」に相当する。
絶縁カバー80は、接続バスバー60の下面に対し、両側壁82を弾性的に開脚変形させつつ嵌め込まれ、底壁81が接続バスバー60の下面に当たったところで、両側壁82が復元変形して爪部83が接続バスバー60の上面の側縁に係止し、これにより、絶縁カバー80が接続バスバー60の下面を被った状態に保持されるようになっている。
第1保持部材90は合成樹脂製であって、図8及び図12に示すように、上記した絶縁プロテクタ30の第1載置部47に載置される概ね上面開口の箱形に形成されている。第1保持部材90は詳細には、図12に示すように、本体箱部91と、同本体箱部91における電子機器50と対向する側の面の上部位置に張り出し形成された張出部92とから構成されており、図8に示すように、左右の側壁が内壁95Aと外壁95Bとからなる二重壁部94とされている。
また、図8に示すように、左右の二重壁部94の間隔は、前側張出部93Aにおいては、上記した絶縁カバー80の幅と同じであり、残りの後側張出部93Bと本体箱部91とでは、接続バスバー60の幅と同じとなっている。
本体箱部91の二重壁部94のうち、一方(図8の上側)の内壁95Aの上縁は、図12に示すように、後側張出部93Bの底面よりも少し下方位置に留まっており、他方(図8の下側)の内壁95Aの上縁は、溶接板70の溶接面73と干渉することを避けるために、さらに下方に下げられている。
本体箱部91の二重壁部94の内壁95Aにおける張出部92側に寄った位置には、上記した溶接板70の垂下面72の両側縁に張り出し形成されたガイド片76が上方から挿通可能なガイド溝99が形成されている。
左右の二重壁部114の間隔は、図11に示すように、張出部112においては絶縁カバー80の幅と同じであり、本体箱部111では接続バスバー60の幅と同じとなっている。
本体箱部111の二重壁部114の内壁115Aにおける張出部112側に寄った位置には、接続バスバー60の他端部61Bの両側縁に弾性的に係止して上方への抜け止めを図る一対の弾性係止片118が設けられている。
図9に示す状態から、接続バスバー60用の第1保持部材90を、配線モジュール20を構成する絶縁プロテクタ30の第1載置部47上に、また、第2保持部材110を電子機器50の第2載置部51にそれぞれ装着する。
第2保持部材110は、底面の位置決め孔117を位置決めピン56に合わせつつ、第2載置部51に当たるまで押し込まれ、第2載置部51上に正規に載せられたら、接続部53が、接続部挿通孔116を通して本体箱部111内に突出する。
溶接板70については、垂下面72の両側縁に張り出し形成されたガイド片76が、本体箱部91の対向した内壁95Aに形成されたガイド溝99に沿って下方に案内されつつ、溶接面73が一方の二重壁部94の内壁95Aと、他方の二重壁部94の外壁95Bとの間に挟まれるようにして収容される。
一方、接続バスバー60の一端部61Aに設けられた溶接板70側では、溶接面73に張り出し形成された押圧部74を治具で押さえて、溶接面73を接続用電極13Cの当接面14に密接させ、係る状態から、レーザー照射装置(図示せず)により溶接面73に向けてレーザーを照射することによって、溶接面73と当接面14とがレーザー溶接により溶接され(図11の溶接部分W参照)、ひいては接続バスバー60の一端部61Aに設けられた溶接板70と、接続用電極13Cとの間が溶接により固定される。
ここで、接続バスバー60の下面には絶縁カバー80が被着されており、詳細には図12に示すように、両保持部材90,110の間において本来は露出されるであろう接続バスバー60の長さ領域が、絶縁カバー80で被われて絶縁されているから、電池モジュール10と電子機器50との間のスペース、すなわち接続バスバー60の下方に、ワイヤハーネスや他の電子機器等の導電部材が配される場合において、同導電部材との間で短絡することが防がれる。
それとともに、上記の接続バスバー60Xにおける一端側と他端側の所定領域を除いた中央長さ領域を被うことができる別の長さ寸法Lxを有する絶縁カバー80Xが備えられる。同絶縁カバー80Xは、上記した合成樹脂材の押し出し成形により形成された長尺の押し出し成形材が、別の長さ寸法Lxに切断されることにより形成される。
同様に、接続バスバー60Xの下面には絶縁カバー80Xが被着されて絶縁されているから、接続バスバー60Xの下方に配された導電部材との間で短絡することが防がれる。
例えば、電池モジュール10と電子機器50の間隔が変更になると、それに応じて接続バスバー60の長さも変更され、その結果長さを異にする複数種の絶縁カバー80が必要となるが、上記のように押し出し成形材を切断するだけで、長さを異にする絶縁カバー80を簡単に備えることができる。
本明細書によって開示される技術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技術的範囲に含まれる。
(1)絶縁カバーは、接続バスバーの下面に貼り付ける等、他の装着手段を採ってもよい。
(2)絶縁カバーは、接続バスバーの上下両面を被う扁平な筒形(シース状)をなす形状のもの等、接続バスバーの少なくとも下面を被うことができる他の形状であってもよい。
(4)上記実施形態に例示した電池モジュールと電子機器の接続手順の例はあくまでも一例であって、その他、絶縁カバーや保持部材の構造等によっては、接続バスバーを電池モジュールと電子機器との間に渡して接続したのちに、接続バスバーに対して絶縁カバーに装着する等、適宜に変更可能である。
(6)接続バスバーの一端部を電池モジュールの接続用電極に接続する手段としては、上記実施形態に例示した溶接に限らず、締結等の他の接続手段を採ってもよい。
(7)電池モジュールの側方に配される電子機器は、インバータ以外の他の電子機器や、さらには別の電池モジュールであってもよい。
12…単電池
13C…接続用電極
50…電子機器
53…接続部
60,60X…接続バスバー
61B…(接続バスバー60の)他端部(第2被接続部)
70…溶接板(第1被接続部)
80,80X…絶縁カバー
81…底壁(カバー本体)
82…側壁(係止部)
83…爪部
87…切断部
90…第1保持部材(保持部材)
96…第1受け部(受け部)
100…電池モジュールと電子機器の接続装置
110…第2保持部材(保持部材)
113…第2受け部(受け部)
Claims (4)
- 複数の単電池が並べられた状態で接続された電池モジュールと、前記電池モジュールの側方に配された電子機器とを接続する、電池モジュールと電子機器の接続装置であって、
一端に前記電池モジュールの接続用電極に接続される第1被接続部が、他端に前記電子機器の接続部に接続される第2被接続部がそれぞれ設けられた接続バスバーと、
前記接続バスバーの下面に装着された合成樹脂製の絶縁カバーと、
前記接続バスバーの前記第1被接続部を保持した形態で前記電池モジュールにおける前記接続用電極の配設位置に装着される絶縁性の第1保持部材と、
前記接続バスバーの前記第2被接続部を保持した形態で前記電子機器における前記接続部の配設位置に装着される絶縁性の第2保持部材と、が具備されており、
前記第1保持部材と前記第2保持部材には、それぞれ前記絶縁カバーの一端と他端を受ける受け部が設けられている電池モジュールと電子機器の接続装置。 - 前記絶縁カバーは、前記接続バスバーの下面に当接するカバー本体と、前記接続バスバーの側縁に弾性的に係止するべく前記カバー本体の側縁に設けられた係止部と、を備えている請求項1に記載の電池モジュールと電子機器の接続装置。
- 前記絶縁カバーの両端には切断部がある請求項1または請求項2に記載の電池モジュールと電子機器の接続装置。
- 複数の単電池が並べられた状態で接続された電池モジュールと、前記電池モジュールの側方に配された電子機器とを接続し、一端に前記電池モジュールの接続用電極に接続される第1被接続部が、他端に前記電子機器の接続部に接続される第2被接続部がそれぞれ設けられた接続バスバーと、前記接続バスバーの下面に装着された合成樹脂製の絶縁カバーと、前記接続バスバーの前記第1被接続部を保持した形態で前記電池モジュールにおける前記接続用電極の配設位置に装着される絶縁性の第1保持部材と、前記接続バスバーの前記第2被接続部を保持した形態で前記電子機器における前記接続部の配設位置に装着される絶縁性の第2保持部材と、が具備されており、前記第1保持部材と前記第2保持部材には、それぞれ前記絶縁カバーの一端と他端を受ける受け部が設けられている電池モジュールと電子機器の接続装置における前記絶縁カバーの製造方法であって、
合成樹脂材の押し出し成形により形成された押し出し成形材を所定の長さ寸法に切断して前記絶縁カバーを形成する、絶縁カバーの製造方法。
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