JP7078664B2 - バスバーモジュール - Google Patents

Description

本発明は、バスバーモジュールに関する。

電動モータを用いて走行する電気自動車や、エンジンと電動モータとを併用して走行するハイブリッド自動車等の各種車両に搭載される電源装置は、複数の単電池の電極に接続される複数のバスバーを有するバスバーモジュールを備えている。

このようなバスバーモジュールは、単電池の電圧を検出するためにバスバーに電気的に接続される複数の電圧検出用の電線を備えており、これらの電線は、バスバーが収容される複数のバスバー収容部の配列に沿って側方に並設された電線配索溝部に収容されて配索されている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１におけるバスバーモジュール（導電モジュール）は、電線（線状導体）の接続端の収容箇所がバスバー収容部（収容空間部）と電線配索溝部（配線空間部）との間に設けられており、下流側の電線が上流側の電線の接続端に干渉しない配置とされている。

特開２０１８－９７９８７号公報

ところで、上記のバスバーモジュールでは、電圧検出用の電線を配索する際に、バスバーに繋がる電線を屈曲させて電線配索溝部内に導いて電線配索溝部に沿うように収容させるという煩雑な屈曲作業を要する。このため、電線の配索作業に手間及び時間がかかっていた。

また、上記のバスバーモジュールは、平面視において、電線の接続端の収容箇所がバスバー収容部と電線配索溝部との間に設けられて下流側の電線が上流側の電線の接続端に干渉しない配置とされているため、幅寸法が嵩張ってしまう。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、小型化を図りつつ、電線の配索作業性を向上させることが可能なバスバーモジュールを提供することにある。

本発明の上記目的は、下記構成により達成される。
（１） 複数の単電池で構成された電池集合体に組付けられるケースと、前記ケースに支持されて前記電池集合体における前記単電池の電極に接続される複数のバスバーと、前記バスバーに電気的に接続される複数の電線と、を備えたバスバーモジュールであって、
前記ケースは、
前記バスバーが収容される複数のバスバー収容部が一列に配列されたバスバー収容列部と、
前記バスバー収容列部に沿って設けられ、前記電線が収容されて前記ケースの一端側へ向かう電線配索方向へ配索される電線配索溝部と、
を有し、
前記電線配索溝部は、
前記バスバーと電気的に接続される前記電線のそれぞれの接続端を収容可能な凹状の接続端収容部と、
前記接続端収容部に開閉可能に設けられ、前記接続端収容部の上部を覆う収容部カバーと、
前記接続端収容部における前記電線配索方向側に設けられ、前記接続端収容部に前記接続端を収容された前記電線が引き出される電線導出部と、
を有し、
前記収容部カバーによって覆われた前記接続端収容部の上部が、前記電線配索方向と反対側の前記接続端収容部から引き出された前記電線が通される配索路とされる、ことを特徴とするバスバーモジュール。

上記（１）の構成のバスバーモジュールによれば、電線配索溝部に設けられた接続端収容部に電線の接続端が収容される。この接続端収容部は、収容部カバーによって覆われて封鎖された状態で、その上部が電線配索方向と反対側の接続端収容部から引き出された電線の配索路とされる。したがって、電線配索溝部では、電線配索方向側である上流側から順に、接続端収容部への電線の接続端の収容作業、収容部カバーによる接続端収容部の封鎖作業を行うことにより、電線の配索作業を容易に行うことができる。これにより、下流側の電線が上流側の電線の接続端に干渉しないように、電線配索溝部に対して接続端の収容箇所が平面視でずれた位置に配置された構造のバスバーモジュールと比較し、ケースの幅寸法を抑えて小型化を図りつつ、電線の屈曲作業を省略することができる。したがって、電線の配索作業にかかる手間を削減し、配索作業時間を短縮することができる。また、電線の屈曲作業を省略できるので、電線配索溝部への電線の配索作業を容易に自動化することができる。また、電線の接続端が収容部カバーによって覆われる接続端収容部に収容されるので、電線の接続端を保護することができ、また、接続端と他の電線との干渉を回避できる。

（２） 前記電線導出部は、前記接続端収容部から引き出された前記電線が前記電線配索方向側に隣接する前記接続端収容部の上部における前記配索路へ案内される勾配を有するガイド面を備える、ことを特徴とする上記（１）に記載のバスバーモジュール。

上記（２）の構成のバスバーモジュールによれば、接続端収容部に接続端を収容された電線が、勾配を有するガイド面に沿って引き出されて電線配索方向側に隣接する接続端収容部の上部の配索路へ容易に配索される。

（３） 前記バスバーは、
前記電線配索溝部の前記接続端収容部へ向かって延在し、端部に前記接続端が加締められて接続される接続片を有し、
前記接続片の端部が前記接続端収容部に収容される、ことを特徴とする上記（１）または（２）に記載のバスバーモジュール。

上記（３）の構成のバスバーモジュールによれば、ケースのバスバー収容部にバスバーを収容することにより、バスバーの接続片に加締められた電線の接続端を電線配索溝部の接続端収容部へ収容することができ、より配索作業性を向上させることができる。

本発明によれば、小型化を図りつつ、電線の配索作業性を向上させることが可能なバスバーモジュールを提供できる。

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バスバーモジュールの分解斜視図である。 本実施形態に係るバスバーモジュールの平面図である。 本実施形態に係るバスバーモジュールの拡大した平面図である。 図３におけるＡ－Ａ断面図である。 ケースのバスバー収容部に対するバスバーの組付け作業を説明する図であって、（ａ）はケースの平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ－Ｂ断面図である。 ケースのバスバー収容部に対するバスバーの組付け作業を説明する図であって、（ａ）はケースの平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＣ－Ｃ断面図である。 ケースのバスバー収容部に対するバスバーの組付け作業を説明する図であって、（ａ）はケースの平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＤ－Ｄ断面図である。

以下、本発明に係る実施の形態の例を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るバスバーモジュール１０の分解斜視図である。図２は、本実施形態に係るバスバーモジュール１０の平面図である。図３は、本実施形態に係るバスバーモジュール１０の拡大した平面図である。

図１～図３に示すように、本実施形態に係るバスバーモジュール１０は、ケース２０と、複数のバスバー５０と、を備えている。バスバーモジュール１０は、電池集合体１の上部に組付けられて電源装置を構成する。電源装置は、電動モータを用いて走行する電気自動車や、エンジンと電動モータを併用して走行するハイブリッド自動車等の各種車両に搭載されて用いられ、電動モータに動力を供給するものである。

電池集合体１は、一方向に沿って一列に配列された複数の単電池３で構成された組電池である。各単電池３は、直方体状に形成され、上面の一端寄り及び他端寄りからそれぞれ突出して設けられた一対の電極５を備えている。一対の電極５のうち一方は正極であり、他方は負極である。
電池集合体１は、互いに隣り合う単電池３の電極５の極が揃えられており、バスバーモジュール１０は、バスバー５０によって複数の単電池３を直列に接続する。

ケース２０は、例えば、絶縁性の合成樹脂等によって一体に成形されている。ケース２０は、二列のバスバー収容列部２１と、これらバスバー収容列部２１の間の電線配索路２２とを有している。バスバー収容列部２１は、複数の単電池３の配列方向に沿って二列に並べられている。二列のバスバー収容列部２１と電線配索路２２とは、連結部２３によって連結されて一体化されている。電線配索路２２には、例えば、単電池３の温度を検出するサーミスタ５３から延びる電線５８が収容される。

ケース２０は、電線配索溝部４０を有している。電線配索溝部４０は、それぞれバスバー収容列部２１に沿って設けられている。また、ケース２０には、収容列部カバー２５と、配索部カバー２６とを有している。収容列部カバー２５は、バスバー収容列部２１の上部に装着される。これにより、バスバー収容列部２１の上部が覆われる。配索部カバー２６は、電線配索溝部４０の上部に装着される。これにより、電線配索溝部４０の上部が覆われる。

バスバー収容列部２１は、一列に配列された複数のバスバー収容部３１を有している。これらのバスバー収容部３１は、枠状に形成されており、このバスバー収容部３１内にバスバー５０が収容される。

これらのバスバー収容部３１に収容されるバスバー５０は、銅または銅合金等の導電性金属材料を板状に形成したもので、貫通孔５１が形成された二つの接続板部５２を有している。これらの接続板部５２は、その貫通孔５１に挿し込まれた隣接する単電池３の電極５に固定されて電気的に接続される。接続板部５２は、例えば、ナットによる締結あるいは溶接等によって電極５に固定される。

このバスバー５０には、その側部に接続片５５が形成されている。この接続片５５は、バスバーの接続板部５２に対して上方へ延在し、さらに、接続板部５２から離れる方向へ屈曲されて延びている。この接続片５５には、その端部に端子部５６が形成されており、この端子部５６には、電線５７の接続端５７ａが接続されている。この電線５７は、接続端５７ａが端子部５６に加締められて圧着固定され、バスバー５０に対して電気的に接続されている。電線５７は、単電池３の電圧を検出するための電圧検出線であり、接続片５５の延在方向に対して直交する電線配索方向Ｘに引き出されている。

バスバー５０は、バスバー収容部３１に対して、その上方側から組付けられて収容される。すると、バスバー５０から延びる接続片５５がバスバー収容部３１と電線配索溝部４０とにわたって配設され、端子部５６が電線配索溝部４０側に配置される。そして、この端子部５６に接続された電線５７が電線配索溝部４０に配索される。

図４は、図３におけるＡ－Ａ断面図である。
図４に示すように、電線配索溝部４０は、各バスバー収容部３１の側方に、接続端収容部４１と、収容部カバー４２とを有している。接続端収容部４１は、下方へ凹む凹状に形成されており、この接続端収容部４１には、バスバー５０の接続片５５の端部の端子部５６に接続された電線５７の接続端５７ａが収容される。本実施形態の接続端５７ａは、電線５７の端末に露出した導体に圧着された中継端子により構成されている。収容部カバー４２は、接続端収容部４１を形成するバスバー収容部３１と反対側の側壁に回動可能に連結されており、この側壁との連結箇所で回動させることにより、接続端収容部４１の上部が収容部カバー４２によって開閉される。そして、この収容部カバー４２によって接続端収容部４１を封鎖することにより、電線５７の接続端５７ａが収容された接続端収容部４１の上部が覆われ、接続端収容部４１の上部に、収容部カバー４２を底面とした配索路４４が形成される。

接続端収容部４１は、電線５７の電線配索方向Ｘ側に、電線導出部４５が設けられており、接続端収容部４１内の端子部５６に接続された電線５７が電線導出部４５から導出される。この電線導出部４５から導出される電線５７は、電線配索方向Ｘ側の接続端収容部４１を塞ぐ収容部カバー４２の上面側の配索路４４に通される。つまり、収容部カバー４２によって覆われた接続端収容部４１は、その上部が、電線配索方向Xと反対側の接続端収容部４１から引き出された電線５７が通される配索路４４とされる。

接続端収容部４１の電線導出部４５は、ガイド面４７を有している。このガイド面４７は、電線５７の電線配索方向Ｘへ向かって次第に上方へ傾斜した勾配を有して形成されている。これにより、接続端収容部４１の電線導出部４５から引き出される電線５７は、ガイド面４７によって電線配索方向X側に隣接する接続端収容部４１の上部の配索路４４へ案内される。

次に、ケース２０のバスバー収容列部２１に対してバスバー５０を装着して電線５７を配索する組付け作業について説明する。
図５は、ケース２０のバスバー収容部３１に対するバスバー５０の組付け作業を説明する図であって、図５の（ａ）はケース２０の平面図、図５の（ｂ）は図５の（ａ）におけるＢ－Ｂ断面図である。図６は、ケース２０のバスバー収容部３１に対するバスバー５０の組付け作業を説明する図であって、図６の（ａ）はケース２０の平面図、図６の（ｂ）は図６の（ａ）におけるＣ－Ｃ断面図である。図７は、ケース２０のバスバー収容部３１に対するバスバー５０の組付け作業を説明する図であって、図７の（ａ）はケース２０の平面図、図７の（ｂ）は図７の（ａ）におけるＤ－Ｄ断面図である。

図５の（ａ）及び図５の（ｂ）に示すように、ケース２０にバスバー５０を装着する場合、各バスバー収容部３１に対して、バスバー収容列部２１における電線配索方向Ｘ側である上流側から順に組み付ける。収容部カバー４２を開いたバスバー収容部３１にバスバー５０を上方から組付けて収容すると、バスバー５０の接続片５５の端子部５６が電線配索溝部４０における接続端収容部４１に配置され、電線５７の接続端５７ａが接続端収容部４１に収容される。

図６の（ａ）及び図６の（ｂ）に示すように、バスバー５０をバスバー収容部３１に組付けたら、接続端５７ａが端子部５６に接続された電線５７を、電線配索溝部４０における電線配索方向Ｘ側の接続端収容部４１の上部に形成された配索路４４に収容させる。このとき、電線５７は、接続端収容部４１の電線導出部４５のガイド面４７に沿って電線配索方向Ｘ側の配索路４４へ円滑に導かれる。

図７の（ａ）及び図７の（ｂ）に示すように、収容部カバー４２を閉じて電線５７の接続端５７ａを収容した接続端収容部４１を閉鎖する。すると、接続端５７ａが収容部カバー４２で保護されるとともに、接続端収容部４１の上部に収容部カバー４２を底面とした配索路４４が形成される。

その後は、上記の作業を繰り返すことにより、バスバー収容列部２１の全てのバスバー収容部３１にバスバー５０が収容され、端子部５６に接続された電線５７が電線配索溝部４０に配索される。なお、電線配索方向Ｘと反対側の最下流のバスバー収容部３１では、その側方の接続端収容部４１の上部に形成される配索路４４に電線５７が配索されない状態となる。

以上、説明したように、本実施形態に係るバスバーモジュール１０によれば、電線配索溝部４０に設けられた接続端収容部４１に電線５７の接続端５７ａが収容される。この接続端収容部４１は、収容部カバー４２によって覆われて封鎖された状態で、その上部が電線配索方向Ｘと反対側の接続端収容部４１から引き出された電線５７の配索路４４とされる。したがって、電線配索溝部４０では、電線配索方向Ｘ側である上流側から順に、接続端収容部４１への電線５７の接続端５７ａの収容作業、収容部カバー４２による接続端収容部４１の封鎖作業を行うことにより、電線５７の配索作業を容易に行うことができる。これにより、電線配索溝部４０に対して接続端５７ａの収容箇所が平面視でずれた位置に配置された構造のバスバーモジュールと比較し、ケース２０の幅寸法を抑えて小型化を図りつつ、電線５７の屈曲作業を省略させることができる。したがって、電線５７の配索作業にかかる手間を削減し、配索作業時間を短縮させることができる。また、電線５７の屈曲作業を省略できるので、電線配索溝部４０への電線５７の配索作業を容易に自動化させることができる。また、電線５７の接続端５７ａが収容部カバー４２によって覆われる接続端収容部４１に収容されるので、電線５７の接続端５７ａを保護することができ、また、接続端５７ａと他の電線５７との干渉を回避できる。

また、本実施形態の電線導出部４５は、接続端収容部４１から引き出された電線５７が電線配索方向Ｘ側に隣接する接続端収容部４１の上部における配索路４４へ案内される勾配を有するガイド面４７を備える。したがって、接続端収容部４１に接続端５７ａを収容された電線５７が、勾配を有するガイド面４７に沿って引き出されて電線配索方向Ｘ側に隣接する接続端収容部４１の上部の配索路４４へ容易に配索される。

また、本実施形態のバスバー５０は、電線配索溝部４０の接続端収容部４１へ向かって延在し、端部に接続端５７ａが加締められて接続される接続片５５を有し、接続片５５の端部が接続端収容部４１に収容される。したがって、ケース２０のバスバー収容部３１にバスバー５０を収容することにより、バスバー５０の接続片５５に加締められた電線５７の接続端５７ａを電線配索溝部４０の接続端収容部４１へ収容することができ、より配索作業性を向上させることができる。

なお、上記実施形態では、二列のバスバー収容列部２１を連結部２３によって電線配索路２２に連結させて一体としたが、バスバー収容列部２１は、他のバスバー収容列部２１や電線配索路２２と別体であってもよい。

また、上記実施形態では、電圧検出線である電線５７は、バスバー５０に形成された接続片５５の端子部５６に中継端子である接続端５７ａを接続したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、電圧検出用の端子板の接続片に電線５７の接続端（露出した導体）を電気的に接続し、この端子板をバスバー５０に重ねて単電池３の電極５に導通させる構造としてもよい。

尚、本発明は、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。

ここで、上述した本発明に係るバスバーモジュールの実施形態の特徴をそれぞれ以下［１］～［３］に簡潔に纏めて列記する。
［１］ 複数の単電池（３）で構成された電池集合体（１）に組付けられるケース（２０）と、前記ケース（２０）に支持されて前記電池集合体（１）における前記単電池（３）の電極（５）に接続される複数のバスバー（５０）と、前記バスバー（５０）に電気的に接続される複数の電線（５７）と、を備えたバスバーモジュール（１０）であって、
前記ケース（２０）は、
前記バスバー（５０）が収容される複数のバスバー収容部（３１）が一列に配列されたバスバー収容列部（２１）と、
前記バスバー収容列部（２１）に沿って設けられ、前記電線（５７）が収容されて前記ケース（２０）の一端側へ向かう電線配索方向（Ｘ）へ配索される電線配索溝部（４０）と、
を有し、
前記電線配索溝部（４０）は、
前記バスバー（５０）と電気的に接続される前記電線（５７）のそれぞれの接続端（５７ａ）を収容可能な凹状の接続端収容部（４１）と、
前記接続端収容部（４１）に開閉可能に設けられ、前記接続端収容部（４１）の上部を覆う収容部カバー（４２）と、
前記接続端収容部（４１）における前記電線配索方向（Ｘ）側に設けられ、前記接続端収容部（４１）に前記接続端（５７ａ）を収容された前記電線（５７）が引き出される電線導出部（４５）と、
を有し、
前記収容部カバー（４２）によって覆われた前記接続端収容部（４１）の上部が、前記電線配索方向（Ｘ）と反対側の前記接続端収容部（４１）から引き出された前記電線（５７）が通される配索路（４４）とされる、ことを特徴とするバスバーモジュール。
［２］ 前記電線導出部（４５）は、前記接続端収容部（４１）から引き出された前記電線（５７）が前記電線配索方向（Ｘ）側に隣接する前記接続端収容部（４１）の上部における前記配索路（４４）へ案内される勾配を有するガイド面（４７）を備える、ことを特徴とする上記［１］に記載のバスバーモジュール。
［３］ 前記バスバー（５０）は、
前記電線配索溝部（４０）の前記接続端収容部（４１）へ向かって延在し、端部に前記接続端（５７ａ）が加締められて接続される接続片（５５）を有し、
前記接続片（５５）の端部が前記接続端収容部（４１）に収容される、ことを特徴とする上記［１］または［２］に記載のバスバーモジュール。

１…電池集合体
３…単電池
５…電極
１０…バスバーモジュール
２０…ケース
２１…バスバー収容列部
３１…バスバー収容部
４０…電線配索溝部
４１…接続端収容部
４２…収容部カバー
４４…配索路
４５…電線導出部
４７…ガイド面
５０…バスバー
５５…接続片
５７…電線
５７ａ…接続端
Ｘ…電線配索方向

Claims (3)

1. 複数の単電池で構成された電池集合体に組付けられるケースと、前記ケースに支持されて前記電池集合体における前記単電池の電極に接続される複数のバスバーと、前記バスバーに電気的に接続される複数の電線と、を備えたバスバーモジュールであって、
   前記ケースは、
   前記バスバーが収容される複数のバスバー収容部が一列に配列されたバスバー収容列部と、
   前記バスバー収容列部に沿って設けられ、前記電線が収容されて前記ケースの一端側へ向かう電線配索方向へ配索される電線配索溝部と、
   を有し、
   前記電線配索溝部は、
   前記バスバーと電気的に接続される前記電線のそれぞれの接続端を収容可能な凹状の接続端収容部と、
   前記接続端収容部に開閉可能に設けられ、前記接続端収容部の上部を覆う収容部カバーと、
   前記接続端収容部における前記電線配索方向側に設けられ、前記接続端収容部に前記接続端を収容された前記電線が引き出される電線導出部と、
   を有し、
   前記収容部カバーによって覆われた前記接続端収容部の上部が、前記電線配索方向と反対側の前記接続端収容部から引き出された前記電線が通される配索路とされる、
   ことを特徴とするバスバーモジュール。
2. 前記電線導出部は、前記接続端収容部から引き出された前記電線が前記電線配索方向側に隣接する前記接続端収容部の上部における前記配索路へ案内される勾配を有するガイド面を備える、
   ことを特徴とする請求項１に記載のバスバーモジュール。
3. 前記バスバーは、
   前記電線配索溝部の前記接続端収容部へ向かって延在し、端部に前記接続端が加締められて接続される接続片を有し、
   前記接続片の端部が前記接続端収容部に収容される、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のバスバーモジュール。

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