JP5660390B2 - 電池モジュール - Google Patents
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Description
このものは、隣り合う単電池の電極端子同士の接続をバスバーを渡すことによって行うようになっており、それらのバスバーを取り付ける際の便宜のために、各バスバーを所定の配置で樹脂プロテクタに保持し、併せて電圧検知線を同樹脂プロテクタに収容することで、単電池群に一括して装着される電池配線モジュールを形成している。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、その目的は、電池モジュールの組み付けを容易にできるようにするところにある。
(1)前記単電池の前記電極端子は、当該単電池の上面から立ち上がったのち隣の単電池側に向けて屈曲されたL型板状に形成され、隣り合う電極端子の屈曲部同士が重ねられて同重なり合った部分が前記締結部材で締結されている。2つの単電池を並べると、一の単電池の電極端子の屈曲部と隣の単電池の電極端子の屈曲部とが向き合いながら上下に重ねられ、その重なり合った部分が締結部材で締結される。
2つの単電池を並べる場合、スタッドボルトが立てられた電極端子に対し挿通孔が形成された電極端子をスタッドボルトに通して重ねるようにして、一方の単電池を他方の単電池の側面に沿って下動させることにより、両単電池が密接して並べられる。スタッドボルトにナットを螺合して締め付けることで両電極端子が接続される。隣り合う単電池を接続する作業が容易に行える。
ヒンジ部が伸縮しつつ端子収容部すなわち電圧検知端子間のピッチが調整され、樹脂プロテクタと、単電池が複数並んだ単電池群との取付誤差が吸収される。樹脂プロテクタが一体物として形成されているから、樹脂プロテクタ自体の組付作業が不要にでき、電池モジュールの組付作業の迅速化にさらに寄与し得る。
本発明の一実施形態を図1ないし図8に基づいて説明する。
本実施形態に係る電池モジュールBMは、電気自動車またはハイブリッド自動車等の駆動源として使用される。電池モジュールBMは、図1に示すように、複数(本実施形態では10個)の単電池11が横並びに配置された単電池群10と、単電池群10に取り付けられて複数の単電池11を接続する2本の電池配線モジュール20とから構成されている。
単電池11は、図2に示すように2種類が備えられており、一方の単電池11A(以下、第1単電池11A)では、同図の手前側が正極の電極端子14P、奥側が負極の電極端子14Nであり、他方の単電池11B(以下、第2単電池11B)では逆に、手前側が負極の電極端子14N、奥側が正極の電極端子14Pとなっている。
負極の電極端子14Nは、同じくケース12の上面における中央幅位置から所定寸法立ち上がったのち(立ち上がり部15N)、先端部が右側に直角曲げされ(屈曲部16N)、同屈曲部16Nの先端が、単電池11のケース12の右側面から同寸法突出したL型に形成されている。
正極の電極端子14Pの屈曲部16Pと負極の電極端子14Nの屈曲部16Nには、幅方向の中央部において、それぞれボルト挿通孔17(以下、単に挿通孔17)が開口されている。より詳細には、正極の電極端子14Pの屈曲部16Pにおける挿通孔17は、その中心が単電池11の左側面の位置と対応し、負極の電極端子14Nの屈曲部16Nにおける挿通孔17は、その中心が単電池11の右側面の位置と対応する。
本実施形態では、各単電池11の正極の電極端子14Pについてスタッドボルト18が溶接により固定され、軸部18Bが屈曲部16Pの上面に突出している。なお、図1おける右奥に配される第1単電池11Aについては、負極の電極端子14Nについてもスタッドボルト18が固定されている。
スタッドボルト18の軸部18Bにはナット19(図6参照)が螺着されるようになっており、このスタッドボルト18とナット19により、本発明の締結部材が構成されている。
電圧検知用ハーネス21は、図4に示すように、端末に電圧検知端子23が接続された被覆電線22が複数本まとめられたものである。電圧検知端子23は、導電性に優れた金属板をプレス加工することで形成され、方形状をなす本体部24に中心孔25が開口され、同本体部24の後縁に設けられたバレル部26が被覆電線22の端末にかしめられて固定されている。
図1の手前側(図4の下側)の電池配線モジュール20Aに配される電圧検知用ハーネス21Aでは5本の被覆電線22が備えられ、図1の奥側(図4の上側)の電池配線モジュール20Bに配される電圧検知用ハーネス21Bでは6本の被覆電線22が備えられている。
図1の手前側(図4の下側)の樹脂プロテクタ30Aを例に採ると、電線収容部31はチャンネル状に形成されており、ただし同電線収容部31は、5個の同一長さの収容部ユニット32に分断され、所定間隔を開けて一列に並んで配されている。隣り合う収容部ユニット32における一方の側壁33の端縁同士の間には、余長吸収機能を果たすヒンジ部34が外方に向けて膨出形成されている。
本体部収容部36の底板には、図1に示すように、負極の電極端子14Nの屈曲部16Nを嵌めて逃がす逃がし溝38が形成されている。5個の端子収容部35は、後記するように、単電池11が横並びに組み付けられて単電池群10が形成された場合に、スタッドボルト18の配設ピッチと同じピッチを開けて形成されている。
まず、図1及び図3に示すように、2種類の単電池11A,11Bが5個ずつ交互に横方向に重ねて並べられる。例えば、図1の一番奥の第1単電池11Aが組付台上に設置されたら、次の第2単電池11Bは、その手前側の負極の電極端子14Nにおける屈曲部16Nの挿通孔17を、第1単電池11Aの手前側の正極の電極端子14Pに立てられたスタッドボルト18に挿通しつつ、同第1単電池11Aの左側面に沿って下動させて左側に密接して並べる。
それ以降、上記と同様にして、負極の電極端子14Nの屈曲部16Nの挿通孔17を、対応する正極の電極端子14Pの屈曲部16Pに立てられたスタッドボルト18に挿通しつつ、第2単電池11Bと第1単電池11Aとが交互に左側に並べられることで、単電池群10が形成される。
一方、奥側の端縁に沿った位置の中央の4箇所において、第2単電池11Bにおける正極の電極端子14Pの屈曲部16Pの上面に、第1単電池11Aにおける負極の電極端子14Nの屈曲部16Nが重ねられ、かつ負極の電極端子14Nの屈曲部16Nの上面からスタッドボルト18の軸部18Bが突出した形態となる。
なお、右端の第1単電池11Aの奥側の端部に設けられた負極の電極端子14Nは、正極の電極端子14Pと重なることなくその屈曲部16Nにスタッドボルト18が立てられ、また、左端の第2単電池11Bの奥側の端部に設けられた正極の電極端子14Pは、負極の電極端子14Nが重ねられることなく、単体でスタッドボルト18が立ち上げられた形態を採る。
以上のように形成された単電池群10は、詳しくは図示しないが、保持板等の公知の固定手段により固定される。
手前側の電池配線モジュール20Aでは、樹脂プロテクタ30Aにおける一番右の端子収容部35に対して対応する電圧検知端子23が収容されたのち、同電圧検知端子23を端末に接続した被覆電線22が、一番右の収容部ユニット32に引き出されたのち、同収容部ユニット32を通って同図の右側に引き出される。
以上により、樹脂プロテクタ30Aの5個の端子収容部35に対して電圧検知端子23が個別に収容され、それらから導出された5本の被覆電線22が、電線収容部31に並んで通されつつ引き出され、その引き出し端にコネクタが設けられてなる手前側の電池配線モジュール20Aの組み付けが完了する。
なお、図示はしないが、電線収容部31を構成する収容部ユニット32に、被覆電線22を軽く押さえて外れ止めする押さえ部を備えてもよい。
すなわち、樹脂プロテクタ30Bの6個の端子収容部35に対して電圧検知端子23が個別に収容され、それらから導出された6本の被覆電線22が、電線収容部31に並んで通されつつ引き出され、その引き出し端にコネクタが設けられてなる奥側の電池配線モジュール20Bの組み付けが完了する。
詳細には、手前側の電池配線モジュール20Aでは、樹脂プロテクタ30Aにおける5個の端子収容部35が、対応するスタッドボルト18に嵌められ、スタッドボルト18が電圧検知端子23の中心孔25に挿通され、また、重なった電極端子14P,14Nのうち負極の屈曲部16Nが、底板の逃がし溝38に嵌りつつ同屈曲部16N上に電圧検知端子23が載せられる。
なお、電池配線モジュール20A,20Bが被着された単電池群10の上面には、図示しないカバーが被せられて覆われる。
上記の電池配線モジュール20A,20Bを組み付ける際、被覆電線22が適宜に屈曲しながらヒンジ部34が伸縮して隣り合う収容部ユニット32の間隔が変化しつつ樹脂プロテクタ30A,30Bの長さが調整され、単電池群10との取付誤差が吸収される。
隣り合う単電池11の電極端子14同士を接続するのに、両電極端子14をスタッドボルト18とナット19で直接に締結するようにしたことで、電池接続部材としてのバスバーが不要にできる。そのため、単電池11を並べた単電池群10に後付けされる電池配線モジュール20としては、樹脂プロテクタ30に電圧検知用ハーネス21を保持したものに限ることができ、小型で軽量に抑えられる。そのため取り扱いやすく、ひいては電池モジュールBMの組み付け作業を容易に行うことができる。
また、電圧検知用ハーネス21を構成する電圧検知端子23が、隣り合う電極端子14同士を締結する際に共締めされることで電極端子14に接触されるようになっているから、電圧検知端子23を所定の電極端子14に接触させる作業も容易に行える。
本発明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本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)正負の電極端子の締結の態様としては、重ねられる下側の屈曲部の下面にナットを溶接等で固定し、上側の屈曲部に挿通したボルトをナットに螺合して締め付けるようにしてもよい。
(2)上記実施形態では、正負の電極端子を上下に重ねるようにしたが、縦向きの重ね合わせ部を備えて、同重ね合わせ部分を横向きにしたボルト・ナットで締結するようにしてもよい。
(4)上記実施形態では電池配線モジュールを2本備えたが、樹脂プロテクタの端部同士を連結する等により、電池配線モジュールを単一部材として備えるようにしてもよい。
10…単電池群
11,11A,11B…単電池
12…ケース(電池ケース)
14,14P,14N…電極端子
16P,16N…屈曲部
17…挿通孔
18…スタッドボルト(締結部材)
19…ナット(締結部材)
20,20A,20B…電池配線モジュール
21,21A,21B…電圧検知用ハーネス
22…被覆電線(電線)
23…電圧検知端子
30,30A,30B…樹脂プロテクタ
31…電線収容部
32…収容部ユニット(分断部分)
34…ヒンジ部(ピッチ調整手段)
35…端子収容部
Claims (3)
- 電池ケースの上面に一対の電極端子を設けてなる単電池を複数並べて構成される電池モジュールであって、
前記単電池の各電極端子を隣の単電池の電極端子とともに締結して前記複数の単電池を直列接続する複数のボルト・ナットと、
前記単電池の前記各電極端子に接触する電圧検知端子及びそれらの電圧検知端子から導出された複数の電線を備えた電圧検知用ハーネスと、
前記電圧検知用ハーネスを保持する樹脂プロテクタと、
前記樹脂プロテクタに設けられ前記電圧検知端子間のピッチを調整可能にするピッチ調整手段と、を備え、
前記電圧検知端子は、隣り合う前記電極端子同士を締結する際に共締めされることで前記電極端子に接触されるとともに、
前記樹脂プロテクタが、前記電圧検知用ハーネスを構成する複数の電線を収容する細長い電線収容部の一側縁に、前記電圧検知端子を個別に収容する端子収容部を所定間隔を開けて突出形成した形状になり、かつ前記電線収容部は前記端子収容部の間の位置ごとに分断されて各分断部分が伸縮可能なヒンジ部を介して接続されており、
さらに、前記端子収容部の底板には、前記電極端子を嵌めて逃がす逃がし溝が形成されていることを特徴とする電池モジュール。 - 前記単電池の前記電極端子は、当該単電池の上面から立ち上がったのち隣の単電池側に向けて屈曲されたL型板状に形成され、隣り合う電極端子の屈曲部同士が重ねられて同重なり合った部分が前記ボルト・ナットで締結されていることを特徴とする請求項1記載の電池モジュール。
- 重ねられる両電極端子の下側の屈曲部にはスタッドボルトが立てられる一方、上側の屈曲部には前記スタッドボルトの挿通孔が開口され、同挿通孔を貫通したスタッドボルトの突出端にナットが螺合される構成となっていることを特徴とする請求項2記載の電池モジュール。
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