WO2020179260A1 - 配線モジュール及び蓄電モジュール - Google Patents

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WO2020179260A1
WO2020179260A1 PCT/JP2020/002179 JP2020002179W WO2020179260A1 WO 2020179260 A1 WO2020179260 A1 WO 2020179260A1 JP 2020002179 W JP2020002179 W JP 2020002179W WO 2020179260 A1 WO2020179260 A1 WO 2020179260A1
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storage element
bus bar
voltage detection
power storage
detection terminal
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PCT/JP2020/002179
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祐二 河島
慎一 高瀬
平光 宏臣
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株式会社オートネットワーク技術研究所
住友電装株式会社
住友電気工業株式会社
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    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/569Constructional details of current conducting connections for detecting conditions inside cells or batteries, e.g. details of voltage sensing terminals
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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    • H01M50/207Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
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    • H01M50/218Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material
    • H01M50/22Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material of the casings or racks
    • H01M50/227Organic material
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a wiring module and a power storage module.
  • a battery wiring module is mounted on a high-voltage battery pack that is mounted as a power source for running and driving.
  • the voltage detection terminal is connected to a bus bar that connects a plurality of battery cells forming the battery pack.
  • the stud bolt, the bus bar, and the voltage detection terminal are connected from the battery cell to the stud bolt as the battery terminal by screw parts such as bolts and nuts.
  • laser welding may be used instead of fastening with screw parts such as bolts and nuts in the connection between the storage element terminals such as battery terminals and the bus bar.
  • screw parts such as bolts and nuts
  • the screw component may interfere with a power storage element such as a battery cell.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a wiring module and a power storage module capable of connecting a bus bar and a voltage detection terminal while suppressing interference of a screw component with a power storage element. Especially.
  • the wiring module of the present disclosure includes a bus bar that connects terminals for each power storage element of a plurality of power storage elements, a voltage detection terminal that is fastened to the bus bar by a screw component and electrically connected to the bus bar, and one end side. It has an electric wire to which the voltage detection terminal is connected, a bus bar, a housing for accommodating the electric wire and the voltage detection terminal, and the bus bar has a main body to which the terminal for a power storage element is connected and the voltage. It has a detection terminal and a mounting piece to be fastened by the screw component, and the mounting piece is located in a direction away from the power storage element with respect to the main body and is fastened to the voltage detection terminal by the screw component.
  • the power storage module that solves the above problems includes a stacked power storage element including a plurality of power storage elements and a wiring module provided on the stacked power storage element, and the wiring module is a terminal for the power storage element of the plurality of power storage elements.
  • a bus bar that connects to each other, a voltage detection terminal that is fastened to the bus bar by a screw component and electrically connected to the bus bar, an electric wire to which the voltage detection terminal is connected to one end side, the bus bar, the electric wire, and the electric wire.
  • the bus bar has a housing for accommodating the voltage detection terminal, and the bus bar is fastened to the main body to which the power storage element terminal is connected, extending from the main body, and the voltage detection terminal and the screw component.
  • the mounting piece is located in a direction away from the power storage element with respect to the main body, and is fastened to the voltage detection terminal by the screw component.
  • the bus bar and the voltage detection terminal can be connected while suppressing the interference of the screw parts with the electricity storage element.
  • the perspective view of the power storage module in one Embodiment A partially enlarged perspective view of the wiring module in the same embodiment.
  • the wiring module of the present disclosure is [1] A bus bar that connects terminals for each power storage element of a plurality of power storage elements, a voltage detection terminal that is fastened to the bus bar by a screw component and electrically connected to the bus bar, and a voltage detection terminal on one end side.
  • the mounting piece is fastened with a screw part, and the mounting piece is located in a direction away from the power storage element with respect to the main body part, and is fastened with the voltage detection terminal by the screw part.
  • the mounting piece is located in a direction away from the power storage element with respect to the main body and is fastened with the voltage detection terminal and the screw component.
  • the bus bar and the voltage detection terminal can be connected while suppressing the interference between the component and the power storage element.
  • the electric wire is arranged between the mounting piece and the power storage element. According to this aspect, since the electric wire is routed between the mounting piece and the power storage element, it is possible to suppress the increase in size in the direction orthogonal to the direction connecting the mounting piece and the power storage element.
  • the housing preferably has a partition wall portion that separates the screw component and the electric wire. According to this aspect, the interference between the screw component and the electric wire can be suppressed, and the damage to the electric wire can be suppressed.
  • the partition wall portion By forming the partition wall portion with an insulating material such as resin, the insulating performance between the electric wire and the screw component can be maintained.
  • the housing has an inner side wall portion and an outer side wall portion that regulate the movement of the electric wire, and the partition wall portion is formed to extend from the inner side wall portion toward the outer side wall portion.
  • the portion preferably has a notch portion at a portion facing the partition wall portion. According to this aspect, since the cutout portion is provided, the electric wire can be easily routed from the outer side wall portion, which contributes to improvement in workability.
  • the power storage module of the present disclosure is [5] A stacked power storage element including a plurality of power storage elements, and a wiring module provided on the stacked power storage element, wherein the wiring module connects a power storage element terminal of the plurality of power storage elements to each other.
  • the bus bar includes a main body portion to which the power storage element terminal is connected, and a mounting piece extending from the main body portion and fastened with the voltage detection terminal and the screw component. The mounting piece is located in a direction away from the power storage element with respect to the main body, and is fastened to the voltage detection terminal by the screw component.
  • the mounting piece since the mounting piece is located in the direction away from the power storage element with respect to the main body and is fastened by the voltage detection terminal and the screw component, the mounting piece and the power storage element are sufficiently separated from each other by the screw.
  • the bus bar and the voltage detection terminal can be connected while suppressing the interference between the component and the storage element.
  • Examples of power storage elements include battery cells and capacitors.
  • An example of the power storage module is a battery pack assembly.
  • An example of a laminated power storage element is a battery pack.
  • An example of a wiring module is a battery wiring module.
  • the power storage module 10 includes a stacked power storage element 20 and a wiring module 30 stacked on the upper surface of the stacked power storage element 20.
  • the laminated storage element 20 is mounted on an electric vehicle, a hybrid vehicle, or the like, and supplies electric power to a vehicle driving motor.
  • the laminated power storage element 20 receives supply of electric power from the traveling motor and the power generation motor according to the charging state and the operating state of the vehicle.
  • the laminated power storage element 20 is provided with a plurality of substantially rectangular parallelepiped power storage elements 21 arranged side by side in one direction.
  • the direction in which the storage elements 21 are arranged will be described as the X-axis direction.
  • the vertical direction, which is the stacking direction of the laminated power storage device 20 and the wiring module 30, will be described as the Y-axis direction, and the direction orthogonal to the X-axis direction and the direction orthogonal to the Y-axis direction will be described as the Z-axis direction. ..
  • Each storage element 21 has a pair of storage element terminals 22 and 23 on the side surface facing in the direction orthogonal to the X axis.
  • the power storage element terminal 22 is a positive electrode terminal.
  • the power storage element terminal 23 is a negative electrode terminal.
  • the laminated storage element 20 of each embodiment is provided such that the storage element terminals 22 and 23 of the storage element 21 face the same direction (one side in the Y-axis direction).
  • the power storage element terminal 22 of one power storage element 21 and the power storage element terminal 23 of the other power storage element 21 are adjacent to each other. That is, the power storage elements 21 are arranged such that the power storage element terminals 22 and the power storage element terminals 23 are alternately replaced in the X-axis direction, which is the direction in which the power storage elements 21 are arranged.
  • the wiring module 30 has a housing 31, a plurality of voltage detection terminals 32, a plurality of electric wires 33, and a plurality of bus bars 34.
  • the housing 31 has, for example, a shape in which the dimension in the X-axis direction, which is the direction in which the power storage elements 21 are arranged, is longer than the dimension in the Z-axis direction.
  • the dimension of the housing 31 in the X-axis direction is about 360 mm.
  • the dimension of the housing 31 in the Z-axis direction is about 135 mm.
  • the dimension of the housing 31 in the Y-axis direction is about 30 mm. It should be noted that these dimensions can be appropriately changed according to the specifications of the power storage module 10 and the like.
  • the housing 31 has a shape in which the upper side thereof is opened, and the opening is closed by a cover (not shown).
  • the housing 31 is made of, for example, a resin member.
  • the housing 31 includes a busbar housing 41 that houses the main body 61 of the busbar 34, and a wire housing 51 that houses the electric wire 33.
  • a plurality of bus bar accommodating portions 41 (7 in this embodiment) are provided so as to be lined up in the X-axis direction.
  • a plurality of busbar housings 41 (14 in total) are provided on both sides of the housing 31 in the Y-axis direction.
  • the bus bar accommodating portion 41 has a bottom portion 42 and four wall portions 43, 44, 45, 46 covering the periphery of the bottom portion 42.
  • the bottom portion 42 of each bus bar accommodating portion 41 has two through holes 42 a into which the power storage element terminals 22 and 23 of the power storage element 21 can be inserted.
  • a power storage element terminal 22 is inserted into one of the two through holes 42a.
  • the power storage element terminal 23 of the power storage element 21 adjacent to the power storage element 21 having the power storage element terminal 22 in the X-axis direction is inserted into the other of the two through holes 42a.
  • the wall portion 43 is provided so as to extend in the Y-axis direction from the Z-axis direction central side (inside) of the housing 31 among the side edge portions of the bottom portion 42.
  • the wall portion 44 is provided so as to face the wall portion 44 in the Z-axis direction in the side edge portion of the bottom portion 42 and to extend in the Y-axis direction from the Z-axis direction outer side of the housing 31.
  • the wall portion 45 is provided so as to extend in the Y-axis direction from one side of the housing 31 in the X-axis direction within the side edge portion of the bottom portion 42.
  • the wall portion 46 is provided so as to face the wall portion 45 in the X-axis direction among the side edge portions of the bottom portion 42 and to extend in the Y-axis direction from the other side of the housing 31 in the X-axis direction.
  • Each bus bar accommodating portion 41 accommodates the main body portion 61 of the bus bar 34.
  • the bus bar 34 of the present embodiment includes a rectangular plate-shaped main body 61 that is long in the X-axis direction, a connecting piece 62 that is formed so as to extend from the main body 61, and a mounting piece 63 that is provided at the tip of the connecting piece 62. And.
  • the main body 61 has a shape smaller than the bottom 42 of the bus bar housing 41 when viewed in the Y-axis direction.
  • the main body 61 is connected to the power storage element terminals 22 and 23 of the two power storage elements 21 arranged in the X-axis direction by, for example, laser welding. That is, in the storage element 21, the positive electrode terminal and the negative electrode terminal arranged in the X-axis direction are connected in series by connecting the adjacent storage element terminals 22 and 23 by the bus bar 34.
  • the connecting piece 62 of the bus bar 34 extends from the side edge of the main body 61 to the outside in the Z-axis direction, and the direction in which the connecting piece 62 extends away from the power storage element 21 in the Y-axis direction from the tip of the first extending section 62a. It has the 2nd extension part 62b extended in the (upward direction).
  • a mounting piece 63 is provided at the tip of the second extending portion 62b.
  • the mounting piece 63 is provided so as to extend outward in the Z-axis direction from the tip of the second extending portion 62b.
  • the mounting piece 63 is provided at the tip of the second extending portion 62b extending in the direction away from the power storage element 21 in the Y-axis direction, the mounting piece 63 and the body portion 61 are displaced from each other in the Y-axis direction. Will be provided at the position. More specifically, the mounting piece 63 is located in the direction away from the power storage element 21 in the Y-axis direction with respect to the main body 61, and is sufficiently separated from the power storage element 21.
  • the electric wire housing portion 51 has a first electric wire housing portion 52 and a second electric wire housing portion 56 located at the outer edge portion of the housing 31.
  • the first electric wire accommodating portion 52 and the second electric wire accommodating portion 56 are adjacent to the bus bar accommodating portion 41.
  • the first electric wire accommodating portion 52 is formed in the housing 31 on one end side in the X-axis direction.
  • the first wire housing portion 52 has a bottom portion 53 extending in the Z-axis direction, and an inner wall portion 54 and an outer wall portion 55 extending upward from both end portions of the bottom portion 53 in the X-axis direction.
  • the inner wall portion 54 of the first electric wire housing portion 52 also serves as the wall portion 46 of the busbar housing portion 41 at one end of the plurality of busbar housing portions 41 on the one side in the X-axis direction.
  • the second electric wire accommodating portion 56 is formed at each end of the housing 31 in the Z-axis direction.
  • the second electric wire housing portion 56 has a bottom portion 57 that continuously extends in the X-axis direction from the bottom portion 53, and an inner side wall portion 58 and an outer side wall portion 59 that extend upward from both sides of the bottom portion 57 in the Z-axis direction.
  • the inner side wall portion 58 of the second electric wire accommodating portion 56 also serves as the wall portion 44 of the bus bar accommodating portion 41.
  • the bottom portion 57 of the second electric wire housing portion 56 of the present embodiment is located on the same plane as the bottom portion 42 of the bus bar housing portion 41 and the bottom portion 53 of the first electric wire housing portion 52.
  • the electric wires 33 are routed on the bottom portions 53 and 57 of the first electric wire housing portion 52 and the second electric wire housing portion 56, respectively.
  • the voltage detection terminal 32 is connected to the tip of the electric wire 33.
  • the voltage detection terminal 32 has a flat plate-shaped terminal body 32a and a barrel portion 32b continuous from the terminal body 32a.
  • the voltage detection terminal 32 has a long shape in the direction in which the terminal body 32a and the barrel portion 32b are lined up.
  • the barrel portion 32b is electrically connected to the core wire of the electric wire 33.
  • the base end side of the electric wire 33 is connected to a battery monitoring ECU (not shown) via a connector.
  • the terminal body 32a of the voltage detection terminal 32 is screwed to the mounting piece 63 with a bolt 71 and a nut 72. This allows the battery monitoring ECU to monitor the voltage of the storage element 21.
  • the longitudinal direction of the voltage detection terminal 32 in the state where the voltage detection terminal 32 is screwed to the attachment piece 63 is the longitudinal direction of the second wire accommodating portion 56 in which the electric wire 33 is arranged. It coincides with the direction (longitudinal direction of the wiring module 30). At this time, the voltage detection terminal 32 is located on the second electric wire accommodating portion 56 in the Y-axis direction. As a result, it is possible to prevent the voltage detection terminal 32 from increasing the size of the wiring module 30 in the Z-axis direction.
  • the housing 31 of the present embodiment has a partition wall portion 80 extending in the Z-axis direction from the inner wall portion 58 of the second electric wire housing portion 56 toward the outer wall portion 59 side.
  • the partition wall portion 80 is located between the electric wire 33 and the mounting piece 63 (bolt 71 and nut 72) in the Y-axis direction.
  • the housing 31 is made of a resin member as described above, the insulation of the electric wire 33 is ensured by the partition wall portion 80.
  • the partition wall portion 80 has a substantially plate shape and has a recess portion 81 at a position overlapping the bolt 71 and the nut 72 in the Y-axis direction.
  • the recessed portion 81 has a shape recessed in the direction away from the boss 71 and the nut 72 in the Y-axis direction than the side edge portions 82 on both sides of the recessed portion 81 in the X-axis direction.
  • the length (thickness) T1 of the recess 81 in the Y-axis direction is smaller than the length (thickness) T2 of the side edge portion 82 in the Y-axis direction.
  • the outer wall portion 59 constituting the housing 31 of the present embodiment has a cutout portion 85 at a position facing (corresponding to) the partition wall portion 80 in the Z-axis direction.
  • the notch portion 85 has a shape in which the outer wall portion 59 is notched toward the power storage element 21 side (downward) in the Y-axis direction.
  • the cutout portion 85 has a shape that is cut out downward in the Y-axis direction from the upper end portion in the Y-axis direction of the outer side wall portion 59 (the end portion on the side opposite to the storage element 21 ).
  • the inner wall portion 54 and the outer wall portion 55 that form the housing 31 of the present embodiment have notches 54a and 55a at positions where they overlap with each other in the X-axis direction.
  • the wiring module 30 of this embodiment is arranged on a laminated power storage element 20 having a plurality of power storage elements 21.
  • the voltage detection terminal 32 of the wiring module 30 is connected to the bus bar 34 that connects the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of the storage elements 21 arranged in the X direction.
  • One end of the electric wire 33 is connected to the voltage detection terminal 32, and the other end of the electric wire 33 is connected to a battery monitoring ECU (not shown).
  • the battery monitoring ECU can monitor the voltage of the storage element 21.
  • the mounting piece 63 Since the mounting piece 63 is located in the direction away from the power storage element 21 with respect to the main body 61 and is fastened by the voltage detection terminal 32 and the bolt 71 and the nut 72 as screw parts, the mounting piece 63 and the power storage element
  • the bus bar 34 and the voltage detection terminal 32 can be connected by sufficiently separating the bolt 71 and the nut 72 from the 21 and suppressing the interference between the power storage element 21 and the bolt 71.
  • the electric wire 33 can be easily routed from the outer wall portion 55, which can contribute to the improvement of workability.
  • the notch portion 85 is provided in the outer wall portion 59, but a configuration in which the notch portion 85 is omitted may be adopted. Further, instead of cutting out only a part like the cutout portion 85, the entire part may be cut out. That is, a configuration may be adopted in which substantially the entire outer wall portion 59 is lowered in the Y-axis direction.
  • the partition wall portion 80 is provided in the housing 31, but an omitted configuration may be adopted.
  • the electric wire 33 is arranged between the mounting piece 63 and the power storage element 21, but the arrangement position of the electric wire 33 may be changed as appropriate.
  • the longitudinal direction of the voltage detection terminal 32 is the same as the longitudinal direction of the second electric wire housing portion 56 (X axis direction), but the present invention is not limited to this and may be changed as appropriate.
  • a wiring module a plurality of storage elements (21) each having a storage element terminal (22), and at least two of the plurality of storage elements (21) being adjacent.
  • a bus bar (34) that connects terminals (22, 23) for the power storage element (21) to each other, and a bus bar (34) that is fastened to the bus bar (34) by screw parts (71, 72) to electrically connect to the bus bar (34).
  • a voltage detection terminal (32) connected to the wire, an electric wire (33) connected to the voltage detection terminal (32) and transmitting a detection voltage signal, the bus bar (34), the electric wire (33) and the voltage detection.
  • the bus bar (34) extends from the main body (61) to which the power storage element terminal is connected, the voltage detection terminal (32) and the screw parts (71, 72). It may be a one-piece piece made of metal having a mounting piece (63) that is fastened by and is electrically connected to the voltage detection terminal (32).
  • the main body portion (61) has a plate surface that expands to a first height
  • the attachment piece (63) is The bus bar (34) has a plate surface extending to a second height different from the first height, and the attachment piece (63) and the main body portion (61) do not overlap each other in a plan view of the bus bar (34). ..
  • the bus bar (34) includes a main body portion (61) having a flat connection surface to which the power storage element terminal (22) is connected, and the main body portion.
  • a rising plate (62) extending in a direction orthogonal to the flat connecting surface of (61), and a flat connecting surface of the main body portion (61) in a direction orthogonal to the rising plate (62). It may have a flat plate-shaped terminal fitting seat (63) extending in a direction parallel to and away from the main body (61).
  • the flat plate-shaped terminal fitting seat (63) is configured to be fastened to the terminal fitting (32) attached to the tip of the electric wire (33) by a bolt (71).
  • an inner wall portion (58) of the housing (31) forms a recess that loosely accommodates the riser plate (62) of the busbar (34). May have parts.
  • An electric wire accommodating groove (56) extending parallel to the body portion (61) of the bus bar (34) between the inner wall portion (58) and the outer wall portion (59) of the housing (31).
  • the partition wall portion (80) of the inner side wall portion (58) of the housing (31) and the notch portion (85) of the outer wall portion (59) of the housing (31) may be separated from each other. The minimum gap between them may be smaller than the width of the wire accommodating groove (56).
  • Storage module 20 Laminated storage element 21... Storage element 22, 23... Storage element terminal 30... Wiring module 31... Housing 32... Voltage detection terminal 33... Electric wire 34... Bus bar 58... Inner side wall 59... Outer side wall 61 ... Main body 63... Mounting piece 71... Bolt (screw part) 72 ... Nut (screw part) 80 ... partition wall 85 ... notch

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Abstract

配線モジュール30は、複数の蓄電素子の各蓄電素子用端子22,23同士を接続するバスバー34と、ボルト71及びナット72によりバスバー34と締結されてバスバー34と電気的に接続される電圧検知端子32と、一端側に電圧検知端子32が接続される電線33と、バスバー34、電線33及び電圧検知端子32を収容するハウジング31と、を有する。バスバー34は、蓄電素子用端子22,23が接続される本体部61と、電圧検知端子32とボルト71及びナット72により締結される取付片63を有する。取付片63は、本体部61に対して蓄電素子から離れる方向に位置して電圧検知端子32とボルト71及びナット72により締結される。

Description

配線モジュール及び蓄電モジュール
 本発明は、配線モジュール及び蓄電モジュールに関する。
 例えば特許文献1に開示されるように、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電池パックには、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では、電圧検知端子が電池パックを構成する複数の電池セル同士を接続するバスバーと接続されている。このような電池配線モジュールでは、電池セルから電池端子としてのスタッドボルトに対してボルトやナット等のねじ部品によってスタッドボルト、バスバー及び電圧検知端子を接続している。
特開2013-16382号公報
 ところで、電池配線モジュール等の配線モジュールでは、電池端子等の蓄電素子用端子とバスバーとの接続において、ボルトやナット等のねじ部品による締結に代えて、レーザ溶接することが考えられる。このような場合、電圧検知端子とバスバーとを別途ねじ部品によって締結する必要があるが、ねじ部品が電池セル等の蓄電素子と干渉する虞がある。
 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、ねじ部品による蓄電素子との干渉を抑えてバスバーと電圧検知端子とを接続できる配線モジュール及び蓄電モジュールを提供することにある。
 本開示の配線モジュールは、複数の蓄電素子の各蓄電素子用端子同士を接続するバスバーと、ねじ部品により前記バスバーと締結されて前記バスバーと電気的に接続される電圧検知端子と、一端側に前記電圧検知端子が接続される電線と、前記バスバー、前記電線及び前記電圧検知端子を収容するハウジングと、を有し、前記バスバーは、前記蓄電素子用端子が接続される本体部と、前記電圧検知端子と前記ねじ部品により締結される取付片を有し、前記取付片は、前記本体部に対して前記蓄電素子から離れる方向に位置して前記電圧検知端子と前記ねじ部品により締結される。
 上記課題を解決する蓄電モジュールは、複数の蓄電素子を含む積層蓄電素子と、該積層蓄電素子上に設けられる配線モジュールとを有し、前記配線モジュールは、前記複数の蓄電素子の蓄電素子用端子同士を接続するバスバーと、該バスバーとねじ部品により締結されて前記バスバーと電気的に接続される電圧検知端子と、一端側に前記電圧検知端子が接続される電線と、前記バスバー、前記電線及び前記電圧検知端子を収容するハウジングと、を有し、前記バスバーは、前記蓄電素子用端子が接続される本体部と、該本体部から延出するとともに前記電圧検知端子と前記ねじ部品により締結される取付片と、を有し、前記取付片は、前記本体部に対して前記蓄電素子から離れる方向に位置して前記電圧検知端子と前記ねじ部品により締結される。
 本発明の配線モジュール及び蓄電モジュールによれば、ねじ部品による蓄電素子との干渉を抑えてバスバーと電圧検知端子とを接続できる。
一実施形態における蓄電モジュールの斜視図。 同実施形態における配線モジュールの部分拡大斜視図。 同実施形態における配線モジュールの部分拡大斜視図。 同実施形態における配線モジュールの部分側面図。 同実施形態における配線モジュールの部分上面図。
 [本開示の実施形態の説明]
 最初に本開示の実施形態を列記して説明する。
 本開示の配線モジュールは、
 [1]複数の蓄電素子の各蓄電素子用端子同士を接続するバスバーと、ねじ部品により前記バスバーと締結されて前記バスバーと電気的に接続される電圧検知端子と、一端側に前記電圧検知端子が接続される電線と、前記バスバー、前記電線及び前記電圧検知端子を収容するハウジングと、を有し、前記バスバーは、前記蓄電素子用端子が接続される本体部と、前記電圧検知端子と前記ねじ部品により締結される取付片を有し、前記取付片は、前記本体部に対して前記蓄電素子から離れる方向に位置して前記電圧検知端子と前記ねじ部品により締結される。
 上記態様によれば、取付片は、本体部に対して蓄電素子から離れる方向に位置して電圧検知端子とねじ部品により締結されるため、取付片と蓄電素子との間を十分に離してねじ部品と蓄電素子との干渉を抑えてバスバーと電圧検知端子とを接続できる。
 [2]前記電線は、前記取付片と前記蓄電素子との間に配索されることが好ましい。この態様によれば、取付片と蓄電素子との間に電線が配索されるため、取付片と蓄電素子との間を結ぶ方向と直交する方向への大型化を抑えることができる。
 [3]前記ハウジングは、前記ねじ部品と前記電線との間を隔てる隔壁部を有することが好ましい。この態様によれば、ねじ部品と電線との干渉が抑えられ、電線の損傷を抑えることができる。隔壁部を樹脂等の絶縁材料で構成することで電線とねじ部品との間の絶縁性能を維持できる。
 [4]前記ハウジングは、前記電線の移動を規制する内側壁部と外側壁部とを有し、前記隔壁部は、前記内側壁部から前記外側壁部に向かって延出形成され、前記外壁部は、前記隔壁部と対向する部位に切欠き部を有することが好ましい。この態様によれば、切欠き部を有することで、外側壁部から電線を容易に配索することができ、作業性向上に寄与できる。
 また、本開示の蓄電モジュールは、
 [5]複数の蓄電素子を含む積層蓄電素子と、該積層蓄電素子上に設けられる配線モジュールとを有し、前記配線モジュールは、前記複数の蓄電素子の蓄電素子用端子同士を接続するバスバーと、該バスバーとねじ部品により締結されて前記バスバーと電気的に接続される電圧検知端子と、一端側に前記電圧検知端子が接続される電線と、前記バスバー、前記電線及び前記電圧検知端子を収容するハウジングと、を有し、前記バスバーは、前記蓄電素子用端子が接続される本体部と、該本体部から延出するとともに前記電圧検知端子と前記ねじ部品により締結される取付片と、を有し、前記取付片は、前記本体部に対して前記蓄電素子から離れる方向に位置して前記電圧検知端子と前記ねじ部品により締結される。
 上記態様によれば、取付片は、本体部に対して蓄電素子から離れる方向に位置して電圧検知端子とねじ部品により締結されるため、取付片と蓄電素子との間を十分に離してねじ部品と蓄電素子との干渉を抑えてバスバーと電圧検知端子とを接続できる。
 蓄電素子の例としては、電池セルやキャパシタが挙げられる。蓄電モジュールの例としては電池パックアッセンブリが挙げられる。積層蓄電素子の例としては電池パックが挙げられる。配線モジュールの例としては電池配線モジュールが挙げられる。
 [本開示の実施形態の詳細]
 以下、配線モジュール及び蓄電モジュールの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
 図1に示すように蓄電モジュール10は、積層蓄電素子20と、積層蓄電素子20の上面に積層される配線モジュール30とを有する。
 積層蓄電素子20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。積層蓄電素子20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。
 積層蓄電素子20は、略直方体状の複数の蓄電素子21が一方向に並んで設けられる。以下の説明において蓄電素子21が並ぶ方向をX軸方向として説明する。また、積層蓄電素子20と配線モジュール30との積層方向である上下方向をY軸方向として説明し、X軸方向と直交する方向、且つ、Y軸方向と直交する方向をZ軸方向として説明する。
 各蓄電素子21は、X軸と直交する方向に面する側面に一対の蓄電素子用端子22,23を有する。蓄電素子用端子22は正極端子である。蓄電素子用端子23は負極端子である。
 各本実施形態の積層蓄電素子20は、前記蓄電素子21の蓄電素子用端子22,23が同方向(Y軸方向の一方側)を向くように設けられる。このとき、X軸方向において隣接する蓄電素子21の内、一方の蓄電素子21の蓄電素子用端子22と他方の蓄電素子21の蓄電素子用端子23とが隣り合っている。すなわち、各蓄電素子21は、蓄電素子21の並ぶ方向であるX軸方向において、蓄電素子用端子22と蓄電素子用端子23とが交互に入れ替わるように並べられている。
 図1~図5に示すように、配線モジュール30は、ハウジング31と、複数の電圧検知端子32と、複数の電線33と、複数のバスバー34とを有する。
 ハウジング31は、例えば、蓄電素子21が並ぶ方向であるX軸方向の寸法が、Z軸方向の寸法よりも長い形状となっている。一例として、ハウジング31のX軸方向の寸法は360mm程度である。また、ハウジング31のZ軸方向の寸法は135mm程度である。また、ハウジング31のY軸方向の寸法は30mm程度である。なお、これらの寸法は蓄電モジュール10の仕様等に応じて適宜変更可能である。
 ハウジング31は、その上側が開口された形状をなし、図示しないカバーによってその開口が閉塞されるものである。ハウジング31は、例えば樹脂部材で構成される。
 図2~図5に示すように、ハウジング31は、バスバー34の本体部61を収容するバスバー収容部41と、電線33を収容する電線収容部51と、を有する。
 バスバー収容部41は、X軸方向に複数(本実施形態では7個)並ぶように設けられる。また、バスバー収容部41は、ハウジング31のY軸方向両側において、それぞれ複数(計14個)設けられる。
 バスバー収容部41は、底部42と、底部42の周囲を覆う4つの壁部43,44,45,46とを有する。各バスバー収容部41の底部42は、それぞれ蓄電素子21の蓄電素子用端子22,23を挿通可能な貫通孔42aを2つ有する。2つの貫通孔42aの内の一方には、蓄電素子用端子22が挿通される。2つの貫通孔42aの内の他方には、前記蓄電素子用端子22を有する蓄電素子21とX軸方向において隣り合う蓄電素子21の蓄電素子用端子23が挿通される。
 壁部43は、底部42の側縁部の内、ハウジング31におけるZ軸方向中央側(内側)からY軸方向に延出するように設けられる。
 壁部44は、底部42の側縁部の内、前記壁部44とZ軸方向において対向するとともにハウジング31におけるZ軸方向外側からY軸方向に延出するように設けられる。
 壁部45は、底部42の側縁部の内、ハウジング31におけるX軸方向の一方側からY軸方向に延出するように設けられる。
 壁部46は、底部42の側縁部の内、前記壁部45とX軸方向において対向するとともに、ハウジング31におけるX軸方向の他方側からY軸方向に延出するように設けられる。
 各バスバー収容部41には、バスバー34の本体部61が収容されている。
 本実施形態のバスバー34は、X軸方向に長い矩形板状の本体部61と、本体部61から延出するように形成された接続片62と、接続片62の先端に設けられる取付片63と、を有する。
 図5に示すように、本体部61は、Y軸方向視でバスバー収容部41の底部42よりも小さい形状である。本体部61は、X軸方向に並ぶ2つの蓄電素子21の蓄電素子用端子22,23に対して例えばレーザ溶接によって接続される。すなわち、蓄電素子21は、バスバー34によって隣り合う蓄電素子用端子22,23を接続することでX軸方向において並ぶ正極端子と負極端子とが直列接続される。
 バスバー34の接続片62は、本体部61の側縁からZ軸方向外側に延出する第1延出部62aと、第1延出部62aの先端からY軸方向において蓄電素子21から遠ざかる方向(上方向)に延出する第2延出部62bとを有する。第2延出部62bの先端には取付片63が設けられる。
 取付片63は、第2延出部62bの先端からZ軸方向外側に延出するように設けられる。ここで、取付片63は、Y軸方向において蓄電素子21から遠ざかる方向に延出する第2延出部62bの先端に設けられるため、取付片63と本体部61とはY軸方向においてずれた位置に設けられることとなる。より詳しくは、取付片63は、本体部61に対してY軸方向において蓄電素子21から遠ざかる方向に位置して蓄電素子21と十分に離れている。
 図2~図5に示すように、電線収容部51は、ハウジング31の外縁部分に位置する第1電線収容部52及び第2電線収容部56を有する。第1電線収容部52及び第2電線収容部56は、バスバー収容部41と隣接している。
 第1電線収容部52は、ハウジング31においてX軸方向一方の端部側に形成される。第1電線収容部52は、Z軸方向に延びる底部53と、底部53のX軸方向両側端部から上方に延出する内側壁部54及び外側壁部55とを有する。第1電線収容部52の内側壁部54は、複数のバスバー収容部41の内でX軸方向の一方側の端部のバスバー収容部41の壁部46を兼ねている。
 第2電線収容部56は、ハウジング31においてZ軸方向の端部のそれぞれに形成される。第2電線収容部56は、底部53から連続してX軸方向に延びる底部57と、底部57のZ軸方向両側から上方に延出する内側壁部58及び外側壁部59とを有する。第2電線収容部56の内側壁部58は、バスバー収容部41の壁部44を兼ねている。なお、本実施形態の第2電線収容部56の底部57は、バスバー収容部41の底部42並びに第1電線収容部52の底部53と同一平面上に位置している。
 第1電線収容部52並びに第2電線収容部56は、その底部53,57側に電線33が配索されている。電線33には、その先端に電圧検知端子32が接続される。
 図2~図5に示すように電圧検知端子32は、平板状の端子本体32aと、端子本体32aから連続するバレル部32bとを有する。電圧検知端子32は、端子本体32a及びバレル部32bが並ぶ方向において長い形状である。バレル部32bは、電線33の芯線と電気的に接続される。電線33の基端側には図示しない電池監視ECUとコネクタを介して接続される。
 電圧検知端子32の端子本体32aは、ボルト71及びナット72によって取付片63とねじ締結される。これにより、前記電池監視ECUは、蓄電素子21の電圧監視が可能となっている。
 図2~図5に示すように、電圧検知端子32は、取付片63にねじ締結された状態で電圧検知端子32の長手方向が電線33の配索方向である第2電線収容部56の長手方向(配線モジュール30の長手方向)と一致している。このとき、電圧検知端子32は、Y軸方向において第2電線収容部56上に位置する。これにより、電圧検知端子32による配線モジュール30のZ軸方向における大型化が抑えられる。
 また、本実施形態のハウジング31は、第2電線収容部56の内側壁部58から外側壁部59側に向かってZ軸方向に延出する隔壁部80を有する。隔壁部80は、Y軸方向において電線33と取付片63(ボルト71及びナット72)との間に位置する。ここで、前述したようにハウジング31は樹脂部材で構成されるため、隔壁部80によって電線33の絶縁性が確保されている。
 隔壁部80は、略板状をなし、ボルト71及びナット72とY軸方向において重なる位置に窪み部81を有する。窪み部81は、窪み部81のX軸方向両側の側縁部82よりもY軸方向においてボロと71及びナット72と離れる方向に窪んだ形状となっている。換言すると、窪み部81のY軸方向における長さ(厚さ)T1は、側縁部82のY軸方向における長さ(厚さ)T2よりも薄い。これにより、ボルト71と隔壁部80との干渉が抑えられている。
 また、本実施形態のハウジング31を構成する外側壁部59は、隔壁部80とZ軸方向において対向(対応)する位置に切欠き部85を有する。切欠き部85は、外側壁部59をY軸方向において蓄電素子21側(下方)に切り欠いた形状である。換言すると、切欠き部85は、外側壁部59のY軸方向上端部(反蓄電素子21側の端部)よりもY軸方向下側に切り欠かれた形状となっている。
 また、本実施形態のハウジング31を構成する内側壁部54と外側壁部55とは、X軸方向において重なる位置に切欠き部54a,55aを有する。切欠き部54a,55aを設けることで、電線33を第1電線収容部52に配索する際に、作業者の指等が接触することが抑えられ、作業性向上に寄与できる。
 本実施形態の作用を説明する。
 本実施形態の配線モジュール30は、複数の蓄電素子21を有する積層蓄電素子20上に配置される。配線モジュール30の電圧検知端子32は、X方向に並ぶ蓄電素子21の正極端子・負極端子同士を接続するバスバー34と接続される。電圧検知端子32には電線33の一端が接続され、電線33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、蓄電素子21の電圧監視が可能となっている。
 本実施形態の効果を記載する。
 (1)取付片63は、本体部61に対して蓄電素子21から離れる方向に位置して電圧検知端子32とねじ部品としてのボルト71及びナット72により締結されるため、取付片63と蓄電素子21との間を十分に離してボルト71及びナット72と蓄電素子21との干渉を抑えてバスバー34と電圧検知端子32とを接続できる。
 (2)取付片63と蓄電素子21との間に電線33が配索されるため、取付片63と蓄電素子21との間を結ぶ方向(Y軸方向)と直交する方向(Z軸方向)への大型化を抑えることができる。
 (3)隔壁部80によりボルト71及びナット72と電線33との干渉が抑えられ、電線33の損傷を抑えることができる。隔壁部80を樹脂等の絶縁材料で構成することで電線33とボルト71及びナット72との間の絶縁性能を維持できる。
 (4)切欠き部85を有することで、外側壁部55から電線33を容易に配索することができ、作業性向上に寄与できる。
 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、外側壁部59に切欠き部85を設ける構成としたが、切欠き部85を省略した構成を採用してもよい。また、切欠き部85のように一部のみを切り欠くのではなく、その全体を切り欠いてもよい。すなわち外側壁部59の略全体をY軸方向において低くした構成を採用してもよい。
 ・上記実施形態では、ハウジング31に隔壁部80を設ける構成としたが、省略した構成を採用してもよい。
 ・上記実施形態では、電線33を取付片63と蓄電素子21との間に配索したが、電線33の配索位置は適宜変更してもよい。
 ・上記実施形態では、電圧検知端子32の長手方向を第2電線収容部56の長手方向と同方向(X軸方向)としたが、これに限らず、適宜変更してもよい。
 以下の記述には、限定のためでなく理解の補助の目的で代表的な実施形態のいくつかの部材番号が付されている。
 ・いくつかの非限定的な実装例に従う配線モジュールは、各々が蓄電素子用端子(22)を有する複数の蓄電素子(21)と、前記複数の蓄電素子(21)のうち少なくとも2つの隣接する蓄電素子(21)の蓄電素子用端子(22,23)同士を接続するバスバー(34)と、ねじ部品(71,72)により前記バスバー(34)と締結されて前記バスバー(34)と電気的に接続される電圧検知端子(32)と、前記電圧検知端子(32)と接続されて検知電圧信号を伝送する電線(33)と、前記バスバー(34)、前記電線(33)及び前記電圧検知端子(32)を収容する合成樹脂製のハウジングと、を有することができる。前記バスバー(34)は、前記蓄電素子用端子が接続される本体部(61)と、該本体部(61)から延出するとともに前記電圧検知端子(32)と前記ねじ部品(71,72)により締結されて前記電圧検知端子(32)と電気的に接続される取付片(63)とを有する金属製ワンピース品であり得る。前記バスバー(34)の側面視において、前記本体部(61)は、第1の高さに広がる板面を有しており、前記バスバー(34)の側面視において、前記取付片(63)は前記第1の高さとは異なる第2の高さに広がる板面を有しており、前記バスバー(34)の平面視において前記取付片(63)と前記本体部(61)とは重なっていない。
 ・いくつかの非限定的な実装例に従う配線モジュールにおいて、前記バスバー(34)は、前記蓄電素子用端子(22)が接続される平らな接続面を有する本体部(61)と、前記本体部(61)の前記平らな接続面と直交する方向に延出する立ち上がり板(62)と、前記立ち上がり板(62)と直交する方向であって前記本体部(61)の前記平らな接続面と平行な方向に、かつ、前記本体部(61)から遠ざかる方向に延出する平板状の端子金具座(63)と、を有することができる。前記平板状の端子金具座(63)は、電線(33)の先端に取り付けられた端子金具(32)とボルト(71)によって締結されるように構成される。
 ・いくつかの非限定的な実装例に従う配線モジュールにおいて、前記ハウジング(31)の内側壁部(58)は、前記バスバー(34)の前記立ち上がり板(62)を緩く収容する凹部を形成する段差部を有してよい。
 ・いくつかの非限定的な実装例に従う配線モジュールにおいて、
前記ハウジング(31)の内側壁部(58)と外側壁部(59)とはそれらの間に、前記バスバー(34)の前記本体部(61)と平行に延在する電線収容溝(56)を形成するように離間してよく、前記ハウジング(31)の内側壁部(58)の隔壁部(80)と前記ハウジング(31)の外側壁部(59)の切欠き部(85)との間の最小隙間は、前記電線収容溝(56)の幅よりも小さくてよい。
 ・上記実施形態の全ての構成要素が本発明にとって必須ではなく、いくつかの構成要素は省略することができる。
 10…蓄電モジュール
 20…積層蓄電素子
 21…蓄電素子
 22,23…蓄電素子用端子
 30…配線モジュール
 31…ハウジング
 32…電圧検知端子
 33…電線
 34…バスバー
 58…内側壁部
 59…外側壁部
 61…本体部
 63…取付片
 71…ボルト(ねじ部品)
 72…ナット(ねじ部品)
 80…隔壁部
 85…切欠き部

Claims (7)

  1.  複数の蓄電素子の各蓄電素子用端子同士を接続するバスバーと、ねじ部品により前記バスバーと締結されて前記バスバーと電気的に接続される電圧検知端子と、一端側に前記電圧検知端子が接続される電線と、前記バスバー、前記電線及び前記電圧検知端子を収容するハウジングと、を有し、
     前記バスバーは、前記蓄電素子用端子が接続される本体部と、該本体部から延出するとともに前記電圧検知端子と前記ねじ部品により締結される取付片と、を有し、
     前記取付片は、前記本体部に対して前記蓄電素子から離れる方向に位置して前記電圧検知端子と前記ねじ部品により締結される、配線モジュール。
  2.  前記電線は、前記取付片と前記蓄電素子との間に配索されている、請求項1に記載の配線モジュール。
  3.  前記ハウジングは、前記ねじ部品と前記電線との間を隔てる隔壁部を有することを特徴とする請求項2に記載の配線モジュール。
  4.  前記ハウジングは、前記電線の移動を規制する内側壁部と外側壁部とを有し、
     前記隔壁部は、前記内側壁部から前記外側壁部に向かって延出形成され、
     前記外側壁部は、前記隔壁部と対向する部位に切欠き部を有する、請求項3に記載の配線モジュール。
  5.  前記蓄電素子は電池セルである、請求項1~4のいずれか一項に記載の配線モジュール。
  6.  複数の蓄電素子を含む積層蓄電素子と、該積層蓄電素子上に設けられる配線モジュールとを有し、
     前記配線モジュールは、前記複数の蓄電素子の蓄電素子用端子同士を接続するバスバーと、該バスバーとねじ部品により締結されて前記バスバーと電気的に接続される電圧検知端子と、一端側に前記電圧検知端子が接続される電線と、前記バスバー、前記電線及び前記電圧検知端子を収容するハウジングと、を有し、
     前記バスバーは、前記蓄電素子用端子が接続される本体部と、該本体部から延出するとともに前記電圧検知端子と前記ねじ部品により締結される取付片と、を有し、
     前記取付片は、前記本体部に対して前記蓄電素子から離れる方向に位置して前記電圧検知端子と前記ねじ部品により締結される、蓄電モジュール。
  7.  前記蓄電素子は電池セルであり、前記積層蓄電素子は電池パックであり、前記蓄電モジュールは電池パックアッセンブリである、請求項6に記載の蓄電モジュール。
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