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JP7842257B2 - 配線ユニット - Google Patents
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JP7842257B2 - 配線ユニット - Google Patents

配線ユニット

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Description

本開示は配線ユニットに関する。
電気自動車やハイブリッド自動車等に使用される高圧のバッテリーパックには、通常、複数のバッテリーセルが積層され、配線ユニットによって直列又は並列に電気接続されている。このような配線ユニットとして、従来、特表2020-527848号公報(下記特許文献1)に記載の配線ユニットが知られている。特許文献1に記載のバッテリーモジュールは、左右方向に複数個積層されたセルアセンブリであって、該セルアセンブリはその前端部と後端部に電極リードを備えるものと、上下左右4つの側壁によって構成される内部空間にセルアセンブリを収容するように構成されたモジュールハウジングと、セルアセンブリの前後に組み付けられ、セルアセンブリを外部デバイスに接続させるエンドフレームと、を備える。
特表2020-527848号公報
上記構成では、セルアセンブリは、隣り合うバッテリーセルの電極リードが互いに近づくように折り曲げられ、重ねられて電気的に接続される部分を有し、該部分を有するため、電極リード同士を接続するバスバーを設ける必要がなく、電極リードがエンドフレームに設けられるモジュール端子に電気的に接続されるようになる。但し、電極リードの折り曲げ加工や、電極リード同士の溶接のため、電極リード同士を接続する部分、特に前後方向に大きな製造公差が生じ易い。
上記構成において、レーザ溶接等により電極リードとモジュール端子を接続するとき、電極リードの前後方向の製造公差が大きいため、モジュール端子を電極リードに対して十分に接触させることができないことがある。このようにモジュール端子と電極リードが十分に接触していない状態では、電極リードとモジュール端子の電気的接続が不良になる可能性がある。
本開示の配線ユニットは電池積層体に取り付けられ、前記電池積層体は、電極リードを備えるラミネート型電池を複数個積層させて構成され、該電池積層体は、前記ラミネート型電池の前記電極リード同士を重ね合わせて接合した接合部を備えており、前記配線ユニットは、端子と、前記端子に接続される電線と、前記端子と前記電線とを保持するプロテクタと、を備え、前記端子は、本体部と、前記本体部から延設され、前記接合部を構成する前記電極リードと第1方向に対向して接続される接続部と、前記本体部から前記第1方向における前記ラミネート型電池側に延在する少なくとも1つの屈曲板部と、を備え、前記プロテクタは、プロテクタ本体と、前記プロテクタ本体に対して前記第1方向における前記ラミネート型電池側に凹み、前記屈曲板部を収容する少なくとも1つの凹部と、を有し、前記屈曲板部は前記凹部に挿入されて前記第1方向に移動可能であるため、前記接続部を前記電極リードに接触させることができる。
本開示によれば、端子と電極リードの電気的接続の信頼性に優れた配線ユニットを提供することができる。
図1は、実施形態1に係る蓄電モジュールの前部を示す斜視図である。 図2は、蓄電モジュールの正面図である。 図3は、図2における端子周辺を拡大して示す図である。 図4は、図2のA-A断面図である。 図5は、図3のB-B断面図である。 図6は、図3のB-B断面において端子の第1位置を示す図である。 図7は、図3のB-B断面において端子の第2位置を示す図である。 図8は、図3のB-B断面において端子を省略した図である。 図9は、図3のC-C断面図である。 図10は、図5のD-D断面図である。 図11は、蓄電モジュールにおいて端子収容部周辺を示す斜視図である。 図12は、図11において端子を省略した図である。 図13は、電池積層体の前部の斜視図である。 図14は、ラミネート型電池の要部を示す斜視図である。 図15は、電線に接続された端子の斜視図である。 図16は、実施形態2に係る端子の一例を示す斜視図である。 図17は、図16とは異なる実施形態2に係る端子の一例を示す斜視図である。 図18は、実施形態3に係る端子の斜視図である。 図19は、実施形態4に係る端子の斜視図である。 図20は、実施形態5に係る端子の斜視図である。 図21は、蓄電モジュールの断面図であって、実施形態1の図9に対応する断面を示す図である。 図22は、蓄電モジュールの断面図であって、実施形態1の図10に対応する断面を示す図である。 図23は、実施形態6に係る蓄電モジュールの前部の正面図である。 図24は、実施形態6に係る端子の斜視図である。 図25は、実施形態6、及び他の実施例における(6)~(7)のプロテクタ本体の斜視図である。 図26は、図25におけるD領域の拡大図である。 図27は、実施形態7に係る端子の斜視図である。
先ず、本開示の実施形態を列挙して説明する。
(1)本開示の配線ユニットは電池積層体に取り付けられ、前記電池積層体は、電極リードを備えたラミネート型電池を複数個積層させて構成され、前記ラミネート型電池の前記電極リード同士を重ね合わせて接合した接合部を備えており、前記配線ユニットは、端子と、前記端子に接続される電線と、前記端子と前記電線とを保持するプロテクタと、を備え、前記端子は、本体部と、前記本体部から延設され、前記接合部を構成する前記電極リードと第1方向に対向して接続される接続部と、前記本体部から前記第1方向における前記ラミネート型電池側に延在する少なくとも1つの屈曲板部と、を備え、前記プロテクタは、プロテクタ本体と、前記プロテクタ本体に対して前記第1方向における前記ラミネート型電池側に凹み、前記屈曲板部を収容する少なくとも1つの凹部と、を有し、前記屈曲板部は前記凹部に挿入されて前記第1方向に移動可能であるため、前記接続部が前記電極リードに接触することができる。
このような構成によると、屈曲板部を凹部に挿入しそれを第1方向に移動可能とすることで、接続部はプロテクタに対して第1方向に移動可能になり、したがって接続部が接合部を構成する電極リードに接続されるとき、電極リードの第1方向に製造公差が存在する場合であっても、接続部を電極リードに接触させることができる。これにより、接続部と電極リードの電気的接続の信頼性を向上させることができる。
(2)好適には、前記端子は、前記本体部の端縁と前記屈曲板部の端縁とを接続する曲げ部と、前記本体部、前記曲げ部及び前記屈曲板部に接続され、且つ前記本体部、前記曲げ部及び前記屈曲板部に重ねられる折返部と、を備える。
このような構成によると、折返部により曲げ部の強度を向上させることができる。
(3)好適には、前記端子は、前記本体部の端縁と前記屈曲板部の端縁とを接続する曲げ部を備え、前記曲げ部の板厚方向は、前記本体部から前記屈曲板部に向かうにつれて、前記第1方向から前記第1方向に直交する方向へと連続的に変化し、前記曲げ部は、前記曲げ部から前記曲げ部の板厚方向に突出する突出部を備える。
このような構成によると、突出部により曲げ部の強度を向上させることができる。
(4)好適には、前記屈曲板部は、前記第1方向に直交する方向に前記屈曲板部から前記凹部の内壁に向かって突出し、且つ前記第1方向に延在する突条部を備え、前記突条部と前記突出部は連続して形成される。
このような構成によると、突条部を形成することにより、屈曲板部と凹部の内壁が互いに接触する部分を減らすことができ、これにより屈曲板部と凹部の内壁が接触しても、屈曲板部は摺動し易くなる。また、突条部と突出部が連続して形成されるため、突条部と突出部を形成し易い。
(5)好適には、前記凹部の側壁には凸起部が突設され、前記凸起部は前記屈曲板部に当接する。
このような構成によると、凹部の側壁に凸起部が突設されることにより、凹部と屈曲板部の接触面が減り、屈曲板部の平面全体が凹部に接触する場合については、屈曲板部の凹部内における摺動が一層容易になる。
(6)好適には、前記端子は複数の前記屈曲板部を備える。
このような構成によると、複数の屈曲板部を形成することにより、端子の形態を制御し易い。
(7)好適には、前記プロテクタは、前記第1方向における前記ラミネート型電池側から前記端子に当接する当接部を備える。
このような構成によると、当接部によって、端子が第1方向におけるラミネート型電池側に移動することを規制できる。
(8)好適には、前記プロテクタは、前記第1方向において前記ラミネート型電池側とは反対の側から前記端子に係止する係止部を備える。
このような構成によると、係止部によって、端子が第1方向においてラミネート型電池側とは反対側に移動することを規制できる。
(9)好適には、前記プロテクタは、前記プロテクタ本体から延出し、前記第1方向に直交する方向に撓み変形可能な撓み片を備え、前記撓み片の先端部は、前記凹部内に配置される前記係止部を備え、前記屈曲板部には前記屈曲板部を貫通する開口部が形成され、前記開口部の口縁部は、前記係止部に係止される係止受け部を備える。
このような構成によると、係止部を備えた撓み片を設けることにより、屈曲板部の凹部への挿入及び端子のプロテクタに対する係止を円滑に行うことができる。
(10)好適には、前記プロテクタ本体には位置規制柱が設けられ、前記端子には通孔が開口され、前記位置規制柱は前記通孔内に挿設され、前記位置規制柱は、柱体と、前記柱体に接続される柱頭とを含み、前記柱体の高さ方向に沿って、前記柱頭の投影面積は前記通孔の投影面積より大きく、前記通孔の投影面積は前記柱体の投影面積より大きい。
このような構成によると、端子上の通孔に柱体を穿通させることができるだけでなく、端子は柱体の高さ方向に動作を行うことができ、位置規制柱とプロテクタ本体が共に端子の前後移動に対して位置規制を行う。
(11)好適には、前記端子は、前記本体部から延設され、前記電線に接続される電線接続部を備え、前記電線接続部は、基部と、前記基部から延出する圧着片と、を備え、前記電線は、前記基部に対して前記第1方向における前記ラミネート型電池側寄りに配置され、前記圧着片によって圧着される。
このような構成によると、電線が基部に対して第1方向におけるラミネート型電池側寄りに配置されるため、電線接続部の本体部から第1方向におけるラミネート型電池側の反対側に突出する寸法を小さくし易い。これにより、配線ユニットの第1方向における寸法を小さくすることができる。
(12)好適には、前記端子は延設される電線接続部を備え、前記プロテクタ本体には電線接続部収容部が設けられ、前記電線接続部は前記電線接続部収容部内に設置される。
このような構成によると、電線接続部と電線接続部収容部の組合せ設置によって、端子が電極リードに溶接される過程で、端子が回転しないようにすることができ、端子の安定性が向上し、溶接不良が回避される。
(13)好適には、接続部に弧状接続部が設けられ、前記弧状接続部にはいくつかの長尺状孔が開口され、前記弧状接続部は前記電極リードの膨張量を吸収するように配置される。
このような構成によると、端子の接続部に弧状接続部を設置することにより、セル膨張時に生じる電極リードの変位を弧状接続部が吸収できるようになり、セルに膨張変形が発生した際、端子が引張られて出現する端子の構造不安定、脱落ひいては破断のリスクが回避される。
[本開示の実施形態の詳細な説明]
以下、本開示の実施形態について説明する。本開示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保護範囲内の全ての変更を含むことが意図される。
<実施形態1>
図1~図15を参照し本開示の実施形態1について説明する。本実施形態の配線ユニット20を備えた蓄電モジュール10は、例えば電気自動車やハイブリッド自動車等の車両に搭載され、車両の駆動源として用いられる。下記説明において、複数の同じ部材に対しては、一部の部材についてのみ符号を付し、他の部材の符号は省略することがある。以下、矢線Xで示される方向を前方、矢線Yで示される方向を左方、矢線Zで示される方向を上方として説明する。本実施形態では、前後方向は第1方向の一例である。
[電池積層体]
蓄電モジュール10は、図13に示す電池積層体11Lと、図1に示すように電池積層体11Lに取り付けられた配線ユニット20と、を備える。図1に示すように、本実施形態の蓄電モジュール10は、上下左右の四方から電池積層体11Lを覆うケース15をさらに備える。ケース15は、電池積層体11Lの下面側に配置される底部15Aと、電池積層体11Lの上面側に配置される天井部15Bと、底部15Aと天井部15Bとを左右両側において接続する一対の側部15Cとから構成される。
[ラミネート型電池、電極リード]
図13に示すように、電池積層体11Lは、左右方向にラミネート型電池11を複数個(本実施形態では18個)積層することにより構成される。なお、図13では、電池積層体11Lの前側部分のみを示している。図14に示すように、ラミネート型電池11は、前後方向に長く左右方向に扁平な形状に形成される。ラミネート型電池11の内部には蓄電素子(図示せず)が収容されている。ラミネート型電池11の前後方向の両側には一対の電極リード12が配置されて、互いに反対方向を向くようにして突出している。一対の電極リード12は板状をなし、互いに反対の極性を有している。
[接合部]
図4及び図13に示すように、電池積層体11Lには、左右方向に連続して配列されたラミネート型電池11の4つの電極リード12を電気的に接続する接合部13が設けられている。即ち、4つの電極リード12が略直角に左又は右に折り曲げられ、重ねられ、レーザ溶接により接合されることにより、接合部13が構成される。接合部13を構成する電極リード12は接続電極リード12Aである。4つの接続電極リード12Aのうち、右側に配置される2つの接続電極リード12A及び左側に配置される2つの接続電極リード12Aは反対の極性を有する。例えば、右側の2つの接続電極リード12Aが正極であり、左側の2つの接続電極リード12Aが負極である。したがって、電池積層体11Lにおいて、接合部13は、並列接続された2つのラミネート型電池11を直列接続している。図13に示すように、電池積層体11Lは、前部に4つの接合部13を備える。なお、図示しないが、電池積層体11Lは後部にも4つの接合部13を備える。
接合部13の形成工程には、電極リード12の折り曲げ加工や、レーザ溶接等が含まれるため、特に接合部13(及び接続電極リード12A)は前後方向における公差が大きくなり易い。例えば、本実施形態では、接合部13(及び接続電極リード12A)の前後方向における公差は±数mm程度であり、電極リード12の厚みの5倍程度である。
図4及び図13に示すように、電池積層体11Lは前部の左端部に出力部14を備える。なお図示しないが、電池積層体11Lは後部の右端部にも出力部14を備える。出力部14は、電極リード12のうち、接合部13を構成しない2つの電極リード12を接合することにより構成される。出力部14を構成する電極リード12は、出力電極リード12Bとされる。1つの出力部14を構成する2つの出力電極リード12Bは、互いに同じ極性を有する。出力部14は、電池積層体11L全体の正極又は負極を構成する。即ち、例えば前部の出力部14が電池積層体11Lの総正極である場合、後部の出力部14は電池積層体11Lの総負極である。
[配線ユニット]
図1に示すように、本実施形態の配線ユニット20は、接続電極リード12Aに接続される端子30と、出力電極リード12Bに接続されるバスバー40と、端子30に接続される電線45と、端子30、バスバー40及び電線45を保持するプロテクタ50と、を備える。以下、蓄電モジュール10の前側に配置される配線ユニット20の構成について詳しく説明する。図示しないが、蓄電モジュール10の後側に配置される配線ユニット20は、蓄電モジュール10の前側に配置される配線ユニット20と同様に構成されている。
バスバー40は板状の形状をなし、導電性の金属板材を加工することにより形成される。図2に示すように、バスバー40は、上下方向に延在する第1部分40Aと、第1部分40Aの上端部に接続される第2部分40Bと、を備える。第1部分40Aは、前後方向に扁平をなす。第2部分40Bは、第1部分40Aの上端部から右へ延在し、上下方向に扁平をなす。バスバー40は、プロテクタ50のバスバー保持部53によって保持され、第1部分40Aの上下方向中央部において出力電極リード12Bに接続される。第2部分40Bの右端部にバスバー側接続部41が設けられている。
図1に示すように、バスバー側接続部41は、ボルトを挿通させる貫通孔41Aを有する。バスバー側接続部41には図示しない外部接続端子が重ねられ、ボルトによりバスバー側接続部41に締結される。これにより、バスバー側接続部41は外部接続端子に電気的に接続される。外部接続端子は、図示しない外部機器と蓄電モジュール10とを接続するために用いられる。
[電線]
図6及び図15に示すように、電線45は、芯線46と、芯線46を覆う絶縁被覆部材47とを有する。電線45の一方の端部は端子30に接続される。図1に示すように、電線45の他方の端部は一束にまとめられ、コネクタ48に接続される。電線45は、プロテクタ50の配線凹部50Aに配索され、且つ所定位置に配索される。
図2に示すように、コネクタ48は、絶縁性の合成樹脂製のハウジング48Aと、ハウジング48Aの内部に収容される雄端子48Bと、を備える。コネクタ48は雌端子を有する相手側コネクタ(図示せず)と嵌合する。相手側コネクタは、図示しない電線を介して外部のECU(Electronic Control Unit:電子制御ユニット)等に接続される。ECUは、マイクロコンピュータ、素子等が搭載された部材であり、各ラミネート型電池11の電圧、電流、温度等の検出、各ラミネート型電池11の充放電制御等を行うための機能を備えた公知の構成である。
[端子]
図15に示すように、端子30は、導電性の金属板材を加工して設けたものである。端子30は、本体部31と、本体部31から右に延設される接続部32と、本体部31の下部から後方に延設される屈曲板部33と、本体部31から上方に延在する電線接続部34と、を備える。図3に示すように、本体部31は、端子30の左側に配置され、正面視で矩形をなす。本体部31は、板厚方向が前後方向となるように端子収容部54に収容される。
[接続部]
図15に示すように、接続部32は、左右方向に長い矩形状をなし、本体部31と面一に形成される。接続部32は、上下方向に本体部31よりもさらに上方及び下方に突出している。図4に示すように、接続部32は、接合部13又は接合部13を構成する接続電極リード12Aの一部と面接触して接続されるように形成される。即ち、端子30は、隣り合う接続電極リード12Aの間を接続するための部材ではなく、予め接続された接続電極リード12A(接合部13)と電線45との間を接続するための部材である。したがって、接続部32の上下方向の寸法は、接続電極リード12Aの上下方向の寸法より小さくてもよい。
[屈曲板部、曲げ部]
図15に示すように、屈曲板部33は本体部31に対して略垂直に曲げられ、後方に延在して形成される。屈曲板部33は、板厚方向が上下方向となるように配置される。本体部31の下端部は、屈曲板部33の先端部と曲げ部35を介してつながっている。曲げ部35の板厚方向は、本体部31から屈曲板部33に向かうにつれて、前後方向から上下方向へと変化している。
[開口部、係止受け部]
屈曲板部33には上下方向に開口部36が貫通して形成されている。開口部36は、屈曲板部33の左右方向中央部に配置される。開口部36の口縁部のうち、後側の口縁部が係止受け部36Aとされる。図7に示すように、係止受け部36Aは後述の撓み片62の係止部65Aに係止可能である。図15に示すように、開口部36は、本体部31側まで広がる拡張開口部36Bを有する。拡張開口部36Bを形成することにより、端子30がプロテクタ50に対して前後方向に移動するとき、本体部31の下端部が撓み片62に干渉することがない(図6参照)。
[電線接続部]
図6及び図15に示すように、電線接続部34は、本体部31と面一である基部34Aと、基部34Aの左右方向の両端から延出する圧着片34Bと、を備える。圧着片34Bは、第1圧着片34Cと、上下方向に第1圧着片34Cと間隔をあけて配置される第2圧着片34Dと、を備える。第1圧着片34Cは、電線接続部34の本体部31側に配置され、電線45の芯線46に圧着される。第2圧着片34Dは、電線接続部34の上端部に配置され、電線45の絶縁被覆部材47に圧着される。なお、図5~図7及び図15を除き、電線接続部34は簡略化して図示されている。
図6に示すように、圧着片34Bは、基部34Aの後方において電線45を圧着している。本体部31の後方に配置される電線接続部34は、後述の電線接続部収容部57内に配置される。このような構成により、配線ユニット20の前後方向の寸法を小さくすることができる。
[プロテクタ]
図1に示すように、プロテクタ50は絶縁性の合成樹脂からなり、板状をなす。プロテクタ50は、ケース15(及び電池積層体11L)に対して位置決めされるプロテクタ本体51を備える。図2に示すように、プロテクタ本体51の上下方向の中央部には、電極収容凹部52が左右方向に並列して設けられる。電極収容凹部52は前後方向に貫通して形成され、上下に長い矩形状をなす。電極収容凹部52は接続電極収容凹部52Aと出力電極収容凹部52Bとからなり、前記接続電極収容凹部52Aは接合部13及び接続電極リード12Aを受け入れ、前記出力電極収容凹部52Bは出力電極リード12B及び出力部14を受け入れる。
図2に示すように、出力電極収容凹部52Bの上側及び下側には、バスバー40を保持するバスバー保持部53が設けられる。上側のバスバー保持部53の右側には、バスバー40をボルト締結するためのボルト締結部53Aが設けられている。接続電極収容凹部52Aの左斜め下側には、端子30の一部を収容する端子収容部54が設けられる。
[当接部]
図12に示すように、端子収容部54は、プロテクタ本体51から後方に凹んで形成される。端子収容部54は、本体部収容部55と、凹部56と、電線接続部収容部57と、を備える。本体部収容部55は、端子収容部54の下側部分に配置される。本体部収容部55は、底壁部55Aと、底壁部55Aの左端部から前方に延在する左壁部55Bと、右方に開口する連通孔55Cと、を有する。連通孔55Cは、接続電極収容凹部52Aに連通する。図11に示すように、本体部収容部55は、端子30の本体部31を収容する。図6に示すように、底壁部55Aの前面は、後方から端子30に当接する当接部58である。図11に示すように、連通孔55Cには本体部31の接続部32側の部分が配置され、接続電極収容凹部52Aの内側には接続部32が配置されている。
[凹部]
図8及び図12に示すように、本体部収容部55の下方には凹部56が形成されている。凹部56は、本体部収容部55よりもさらに後方に凹んでいる。凹部56は、前後方向にプロテクタ50を貫通して形成される。図10に示すように、凹部56を構成する内壁59は、上下方向に互いに対向する第1内壁59A及び第2内壁59Bと、左右方向に互いに対向する2つの側壁59Cと、を備える。第1内壁59Aは、第2内壁59Bの上方(本体部収容部55側)に配置される。第1内壁59Aと第2内壁59Bとの間の寸法は、屈曲板部33の板厚(上下方向の寸法)と同じか、これよりやや大きく設定される。2つの側壁59C間の寸法は、屈曲板部33の左右方向の寸法と同じか、これよりやや大きく設定される。凹部56の内部には屈曲板部33が収容されて、屈曲板部33と凹部56の内壁59とを摺接可能にする。屈曲板部33と凹部56の内壁59とが摺接することにより、図5~図7及び図9に示すように、端子30がプロテクタ本体51に対して前後方向に移動可能になる。
図5に示すように、底壁部55Aの下端部の前側にはガイド部60が形成されている。ガイド部60は、後方に向かうにつれて下側に傾斜している。屈曲板部33を凹部56内に挿通するとき、ガイド部60は、屈曲板部33の後端部が凹部56内へと導引されるようにガイドする。
図12に示すように、電線接続部収容部57は、本体部収容部55の上方に連なって配置される。図6に示すように、電線接続部収容部57は、底壁部55Aの後方に凹むように形成される。具体的には、端子収容部54内に配置された端子30の本体部31が、底壁部55Aの前面(当接部58)に当接した状態で、電線接続部収容部57の前面が、電線接続部34が当たらない位置に設定される。電線接続部収容部57の上部は、電線45が配索される配線凹部50Aとつながっている。
[撓み片]
図12に示すように、凹部56の下方には、撓み片収容凹部61がプロテクタ本体51から後方に凹んで形成される。凹部56と撓み片収容凹部61との間の第2内壁59Bには、第2内壁59Bの先端から後方に凹んだ進入口61Aが形成されている。凹部56と撓み片収容凹部61は、進入口61Aにより連通している。図8に示すように、撓み片62は、撓み片収容凹部61の下側の内壁から上方に延在している。図12に示すように、進入口61Aの内部に撓み片62の一部を配置することにより、撓み片62の先端部が凹部56内に進入する。
図8に示すように、撓み片62は、前後方向に長く、且つ上下方向に扁平な複数の板部63と、隣り合う2つの板部63を連結する連結部64と、を備える。本実施形態では、複数の板部63は、撓み片62の先端側(上側)に配置される先端側板部63Aと、撓み片62の基端側(下側)に配置される基端側板部63Bとから構成される。先端側板部63A及び基端側板部63Bは、上下方向に間隔をあけて重なるように配置される。先端側板部63Aの先端部と基端側板部63Bの先端部とは、アーチ状をなす連結部64により段差のない状態で平滑に連結される。基端側板部63Bの後端部は、撓み片収容凹部61の下側の内壁に接続される。撓み片62は上下方向に撓み変形可能である。
[係止部]
先端側板部63Aは、先端側板部63Aの上面から上方に突出する係止突起65を備える。係止突起65は先端側板部63Aの後端部に配置される。係止突起65の後端面は係止部65Aとされる。係止突起65の前側部分には傾斜部65Bが配置されている。傾斜部65Bは後方に向かうにつれて上側に傾斜している。係止部65A及び傾斜部65Bは、前後方向につながるように配置される。係止突起65は凹部56内の前側の空間に配置される。
屈曲板部33を凹部56に挿入するとき、屈曲板部33の後端部を係止突起65の傾斜部65Bに当接させながら後方へ移動させると、撓み片62は徐々に下方に撓む。係止突起65の後端面(係止部65A)が屈曲板部33の開口部36内に配置されるとき、撓み片62は弾性変形状態から自然状態に復帰し、係止部65Aと係止受け部36Aが前後方向に対向し且つ係止可能な状態となる(図7参照)。このように、傾斜部65Bを設けることにより、屈曲板部33の凹部56への挿入及び屈曲板部33と係止部65Aとの係止を円滑に行うことができる。
[プロテクタに対する端子の前後方向の移動]
端子30を収容するプロテクタ50の構成及び端子30の構成は上述したとおりであり、次にプロテクタ50に対する端子30の前後方向の移動について説明する。上述したとおり、接合部13(及び接続電極リード12A)の前後方向の公差が大きくなり易いため、端子30の接続部32も、接合部13の前後方向における位置に合わせて前後方向に移動可能である。したがって、端子30と接続電極リード12Aが接触する状態を確保することができ、これによりレーザ溶接を用いた端子30と接続電極リード12Aの電気的接続の信頼性を向上させることができる。
本実施形態では、端子30の屈曲板部33が端子収容部54の凹部56内に配置されるため、端子30はプロテクタ50に対して前後方向に移動可能になる。端子30は、プロテクタ本体51に対して第1位置(図6参照)と第2位置(図7参照)との間で前後方向に移動可能である。ここで、第1位置は端子30が移動可能な最後方の位置であり、また第2位置は端子30が移動可能な最前方の位置である。図6に示すように、端子30が第1位置に配置された状態では、本体部31の後面が当接部58に当接する。これにより、端子30の後方への移動が規制される。図7に示すように、端子30が第2位置に配置された状態では、端子30の係止受け部36Aと撓み片62の係止部65Aとが係止される。これにより、端子30の前方への移動が規制される。
第1位置と第2位置との間の前後方向における長さは、接続電極リード12Aの前後方向における公差を二倍に乗じた長さと同じか、これより大きく設定される。また、第1位置と第2位置との間の中間位置は、接続電極リード12Aの前後方向における平均位置である。第1位置と第2位置をこのように設定することにより、配線ユニット20のプロテクタ本体51を電池積層体11Lに対して固定した後、端子30が接続電極リード12Aに追従可能になる。詳細には、端子30と接続電極リード12Aにレーザ溶接を行うとき、治具等により接続電極リード12Aに対応させて端子30の接続部32を押し付ける。このとき、端子30と接続電極リード12Aが合わさって前後方向に移動する。これにより、接続部32と接続電極リード12Aとが密着した状態を確保することができ、接続部32と接続電極リード12Aとのレーザ溶接が良好に行われる。
[実施形態1の作用効果]
実施形態1によれば、以下の作用、効果が生じた。実施形態1に係る配線ユニット20は電池積層体11Lに取り付けられ、該電池積層体11Lは、電極リード12を備えたラミネート型電池11を複数個積層させて構成され、ラミネート型電池11の電極リード12同士を重ねて接合してなる接合部13を備えており、前記配線ユニット20は、端子30と、端子30に接続される電線45と、端子30と電線45とを保持するプロテクタ50と、を備え、端子30は、本体部31と、本体部31から延設され、接合部13を構成する電極リード12と第1方向(前後方向)に対向して接続される接続部32と、本体部31から第1方向におけるラミネート型電池11側(後側)に延在する少なくとも1つの屈曲板部33と、を備え、プロテクタ50は、プロテクタ本体51と、プロテクタ本体51に対して第1方向におけるラミネート型電池11側に凹んで、屈曲板部33を収容する少なくとも1つの凹部56と、を有し、屈曲板部33は凹部56に挿入されて第1方向に移動することができ、これにより、接続部32が電極リード12に接触可能になる。
このような構成によると、屈曲板部33を凹部56に挿入して第1方向に移動可能とすることで、接続部32はプロテクタ50に対して第1方向に移動可能になり、したがって接続部32が接合部13を構成する電極リード12に接続されるとき、電極リード12が第1方向に製造公差が存在する場合であっても、接続部32を電極リード12に接触させることができる。これにより、接続部32と電極リード12の電気的接続の信頼性を向上させることができる。
実施形態1において、プロテクタ50は、第1方向におけるラミネート型電池11側から端子30に当接する当接部58を備える。
このような構成によると、当接部58により、端子30が第1方向におけるラミネート型電池11側に移動することを規制できる。
実施形態1において、プロテクタ50は、第1方向におけるラミネート型電池11側の反対側(前側)から端子30に係止される係止部65Aを備える。
このような構成によると、係止部65Aにより、端子30が第1方向におけるラミネート型電池11側の反対側に移動することを規制できる。
実施形態1において、プロテクタ50は、プロテクタ本体51から延出し第1方向に直交する方向(上下方向)に撓み変形可能な撓み片62を備え、撓み片62の先端部は、凹部56内に配置される係止部65Aを備え、屈曲板部33には屈曲板部33を貫通する開口部36が形成されており、開口部36の口縁部は、係止部65Aに係止される係止受け部36Aを備える。
このような構成によると、係止部65Aを備えた撓み片62を設置することにより、屈曲板部33の凹部56への挿入及び端子30のプロテクタ50に対する係止を円滑に行うことができる。
実施形態1において、端子30は、本体部31から延設され電線45に接続される電線接続部34を備え、電線接続部34は、基部34Aと、基部34Aから延出する圧着片34Bと、を備え、電線45は、基部34Aよりもさらに第1方向におけるラミネート型電池11側の位置に配置され、圧着片34Bに圧着される。
このような構成によると、電線45が基部34Aよりもさらに第1方向におけるラミネート型電池11側に配置されるため、電線接続部34の本体部31から第1方向におけるラミネート型電池11側の反対側に突出する寸法を小さくし易い。これにより、配線ユニット20の第1方向における寸法を小さくすることができる。
<実施形態2>
図16及び図17を参照し本開示の実施形態2について説明する。実施形態1と同じ構成については、実施形態1と同じ符号を付し、説明を省略することがある。また、実施形態1と同じ作用効果については説明を省略する。実施形態2に係る端子130は、2つの屈曲板部33を備える。屈曲板部33の個数を実施形態1よりも多くすることで、プロテクタ50に対して移動する端子130の形態をより安定し易くする。
2つの屈曲板部33は、端子130の本体部31と同じ方向、即ち端子130が移動可能な前後方向に延在して配置される。例えば、図16に示すように、2つの屈曲板部33は本体部31の下側及び左側に配置してもよい。また、図17に示すように、2つの屈曲板部33は、互いに対向するように本体部31の下側及び上側に配置してもよい。図示しないが、プロテクタ50は2つの屈曲板部33に対応する位置に凹部56を有する。即ち、プロテクタ50には1つの端子130に対して2つの凹部56が形成されている。
[実施形態2の作用効果]
実施形態2によれば、以下の作用、効果が生じた。実施形態2において、端子130は複数(2つ)の屈曲板部33を備える。
このような構成によると、複数の屈曲板部33を形成することで、端子130の形態を制御し易くなる。
<実施形態3>
図18を参照し本開示の実施形態3を説明する。実施形態1と同じ構成については、実施形態1と同じ符号を付し、説明を省略する場合がある。また、実施形態1と同じ作用効果については説明を省略する。実施形態3に係る端子230は、端子230の左端部に折り返し状の折返部237を備える。折返部237は、本体部31の左端部、曲げ部35の左端部、及び屈曲板部33の左端部に重ねるように折り返される。
[実施形態3の作用効果]
実施形態3によれば、以下の作用、効果が生じた。実施形態3において、端子230は、本体部31の端縁と屈曲板部33の端縁とを接続する曲げ部35と、本体部31、曲げ部35及び屈曲板部33に接続され且つ本体部31、曲げ部35及び屈曲板部33に重ねられる折返部237と、を備える。
このような構成によると、折返部237により、曲げ部35の強度を向上させることができる。
<実施形態4>
図19を参照し本開示の実施形態4を説明する。実施形態1と同じ構造については、実施形態1と同じ符号を付し、説明を省略する場合がある。また、実施形態1と同じ作用効果については説明を省略する。実施形態4に係る端子330は、端子330の左端部に突出部337を備える。突出部337は、曲げ部35の外側の曲面から曲げ部35の板厚方向に突出する部分を少なくとも備えている。実施形態4の突出部337は、本体部31の前面から前方に突出する部分と、屈曲板部33の下面から下方に突出する部分とをさらに備えている。実施形態4の突出部337は叩き出し加工によって形成される。
[実施形態4の作用効果]
実施形態4によれば、以下の作用、効果が生じた。実施形態4において、端子330は、本体部31の端縁と屈曲板部33の端縁とを接続する曲げ部35を備え、曲げ部35の板厚方向は、本体部31から屈曲板部33に向かうにつれて第1方向(前後方向)から第1方向に直交する方向(上下方向)へと連続して変化し、曲げ部35は曲げ部35から曲げ部35の板厚方向に突出する突出部337を備えている。
このような構成によると、突出部337により、曲げ部35の強度を向上させることができる。
<実施形態5>
図20~図22を参照し本開示の実施形態5を説明する。実施形態1と同じ構成については実施形態1と同じ符号を付し、説明を省略する場合がある。また、実施形態1と同じ作用効果については説明を省略する。図20に示すように、実施形態5に係る端子430は、実施形態4の突出部337と同様に曲げ部35から突出する突出部437と、突出部437と連続して屈曲板部33に形成される突条部438とを備える。
実施形態5の突出部437は実施形態4の突出部337に比べて、左右方向の寸法が小さい。また、実施形態5の端子430は、左右方向に配列される2つの突出部437を備えている。2つの突出部437は、曲げ部35の左端部及び右端部に形成される。突出部437は、曲げ部35の外側の曲面から曲げ部35の板厚方向に突出する部分を少なくとも備える。実施形態5の突出部437は、本体部31の前面から前方に突出する部分をさらに備える。
実施形態5において、屈曲板部33の左端部及び右端部には2つの突条部438が形成されている。突条部438は前後方向に細長く形成され、屈曲板部33の下面から下方に突出している。突条部438の先端部と突出部437の下端部は連続している。実施形態5の突出部437及び突条部438は、補強加工により形成される。突出部437及び突条部438は、実施形態4の突出部337と同様に曲げ部35の強度向上に役立つ。
図21及び図22に示すように、実施形態5の蓄電モジュール410(配線ユニット420)において、突条部438はプロテクタ50の凹部56内に収容される。突条部438は、プロテクタ50の第2内壁59Bに対向し且つ摺接可能であるように配置される。実施形態1では、屈曲板部33の下面全体が第2内壁59Bに面接触して摺接するが、これに対して、実施形態5では、屈曲板部33における突条部438の下部が第2内壁59Bに面接触し、いわゆる線接触に類似する方式で摺接する。これにより、実施形態1に比べて、実施形態5では、端子430と凹部56の内壁59の摺接に係る摩擦抵抗が小さくなり、端子430はプロテクタ本体51に対して前後方向に移動し易くなる。
[実施形態5の作用効果]
実施形態5によれば、以下の作用、効果が生じた。実施形態5において、屈曲板部33は、第1方向に直交する方向(下方)に屈曲板部33から凹部56の内壁59(第2内壁59B)に突出し且つ第1方向に延在する突条部438を備え、突条部438と突出部437とは連続して形成される。
このような構成によると、突条部438を形成することにより、屈曲板部33と凹部56の内壁59が互いに接触する部分を小さくすることができ、したがって屈曲板部33と凹部56の内壁59が接触しても、屈曲板部33は摺動し易い。また、これにより突条部438と突出部437が連続して形成されるため、突条部438と突出部437を形成し易い。
<実施形態6>
図23~図26を参照し実施形態6を説明する。実施形態1と同じ構成については実施形態1と同じ符号を付し、説明を省略する場合がある。また、実施形態1と同じ作用効果については説明を省略する。図24及び図26に示すように、端子30には電線接続部34が延在しており、プロテクタ本体50には電線接続部収容部57が設けられ、電線接続部34は電線接続部収容部57内に設置される。
[実施形態6の作用効果]
このような構成によると、電線接続部34と電線接続部収容部57の組合せ設置によって、端子30が電極リード12に溶接される過程で、端子30が回転しないようにすることができ、端子30の安定性が向上し、溶接不良が回避される。
<実施形態7>
図27を参照し実施形態7を説明する。実施形態1と同じ構成については実施形態1と同じ符号を付し、説明を省略する場合がある。また、実施形態1と同じ作用効果については説明を省略する。接続部32には弧状接続部32Aが設けられており、弧状接続部32Aは、電極リード12の変位量を吸収するように配置される。さらには、弧状接続部32Aにいくつかの長尺状孔が開口されることで、弧状接続部32Aが櫛歯形状を形成するようにし、こうして電極リード12に変位が生じたときに弧状接続部32Aが変形し電極リード12の変位量を吸収することに寄与する。
[実施形態7の作用効果]
このような構成によると、電極リード12とラミネート型電池11の端部を接続することにより、ラミネート型電池11に膨張変形が発生したとき、電極リード12にもセルに伴って一定程度の変位が発生するが、本実施例では端子30の接続部32に弧状接続部32Aを設置することにより、こうして弧状接続部32Aが電極リード12の変位量を吸収できるようになり、電極リード12に変位が発生した際、端子30が引張られて端子30の構造不安定、脱落、ひいては破断のリスクが出現することが回避される。
<他の実施形態>
(1)上記実施形態において、接合部13は4つの電極リード12を接合して構成されるが、これに限定されるものではない。接合部は、複数の電極リードを接合して構成されていればよい。(2)実施形態1において、端子30は開口部36を有するように構成され、開口部36の口縁部は係止受け部36Aを備えるが、これに限定されるものではない。例えば、端子は開口部を有さないように構成して、屈曲板部から突出する方式の係止受け部を備えるようにしてもよい。(3)上記実施形態において、プロテクタ50は撓み片62を備え、該撓み片62は係止部65Aを備えるが、これに限定されるものではない。プロテクタは、撓み片とは異なる部材により前側から端子に係止してもよい。(4)実施形態1の電線接続部34は、本体部31から上方に延在するが、図23、図24のように、本体部31から下方に延在していてもよい。(5)実施形態1において、屈曲板部33は本体部31の下端に位置するが、図23、図24のように、本体部31の上方に位置してもよい。(6)実施形態5の別の代替案として、図25、26に示すように、本実施例において、凹部56の側壁に凸起部56Aが突設され、凸起部56Aは平板状の屈曲板部33に当接し、凹部56と屈曲板部33の接触面積を減らして、屈曲板部33が凹部56内で動き易いようにする。(7)実施形態1における係止部65Aの別の代替案として、図25、26に示すように、本実施形態において、プロテクタ本体50に位置規制柱66が設けられ、端子30には通孔37が開口され、位置規制柱66は通孔37内に挿設される。具体的には、位置規制柱66は、柱体66A、及び柱体66Aに接続される柱頭66Bを含み、柱体66Aの高さ方向に沿って、柱頭66Bの投影面積は通孔37の投影面積よりも大きく、通孔37の投影面積は柱体66Aの投影面積よりも大きく、こうして端子30上の通孔37に柱体66Aを穿通させることができるだけでなく、端子30は柱体66Aの高さの方向に動作を行うことができ、柱頭66Bとプロテクタ本体が共に端子30の前後移動に対して位置規制を行う。
10,410 蓄電モジュール
11 ラミネート型電池
11L 電池積層体
12 電極リード
12A 接続電極リード
12B 出力電極リード
13 接合部
14 出力部
15 ケース
15A 底部
15B 天井部
15C 側部
20,420 配線ユニット
30,130,230,330,430 端子
31 本体部
32 接続部
32A 弧状接続部
33 屈曲板部
34 電線接続部
34A 基部
34B 圧着片
34C 第1圧着片
34D 第2圧着片
35 曲げ部
36 開口部
37 通孔
36A 係止受け部
36B 拡張開口部
40 バスバー
40A 第1部分
40B 第2部分
41 バスバー側接続部
41A 貫通孔
45 電線
46 芯線
47 絶縁被覆部材
48 コネクタ
48A ケース
48B 雄端子
50 プロテクタ
50A 配線凹部
51 プロテクタ本体
52 電極収容凹部
52A 接続電極収容凹部
52B 出力電極収容凹部
53 バスバー保持部
53A ボルト締結部
54 端子収容部
55 本体部収容部
55A 底壁部
55B 左壁部
55C 連通孔
56 凹部
56A 凸起部
57 電線接続部収容部
58 当接部
59 内壁
59A 第1内壁
59B 第2内壁
59C 側壁
60 ガイド部
61 撓み片収容凹部
61A 進入口
62 撓み片
63 板部
63A 先端側板部
63B 基端側板部
64 連結部
65 係止突起
65A 係止部
65B 傾斜部
66 位置規制柱
66A 柱体
66B 柱頭
237 折返部
337,437 突出部
438 突条部

Claims (13)

  1. 電池積層体に取り付けられ、該電池積層体は電極リードを備えるラミネート型電池が複数個積層されて構成され、前記ラミネート型電池は前記ラミネート型電池の前記電極リード同士を重ねて接合した接合部を備える配線ユニットにおいて、
    端子と、
    前記端子に接続される電線と、
    前記端子と前記電線とを保持するプロテクタと、を備え、
    前記端子は、本体部と、前記本体部から延設され、前記接合部を構成する前記電極リードと第1方向に対向して接続される接続部と、前記本体部から前記第1方向における前記ラミネート型電池側に延在する少なくとも1つの屈曲板部と、を備え、
    前記プロテクタは、プロテクタ本体と、前記プロテクタ本体に対して前記第1方向における前記ラミネート型電池側へ凹み、前記屈曲板部を収容する少なくとも1つの凹部と、を有し、前記屈曲板部は前記凹部に挿入されて前記第1方向に移動可能となることで、前記接続部が前記電極リードに接触することができる
    ことを特徴とする配線ユニット。
  2. 前記端子は、前記本体部の端縁と前記屈曲板部の端縁とを接続する曲げ部と、前記本体部、前記曲げ部及び前記屈曲板部に接続し、且つ前記本体部、前記曲げ部及び前記屈曲板部に重ねられる折返部と、を備える
    ことを特徴とする請求項1に記載の配線ユニット。
  3. 前記端子は、前記本体部の端縁と前記屈曲板部の端縁とを接続する曲げ部を備え、前記曲げ部の板厚方向は、前記本体部から前記屈曲板部に向かうにつれて前記第1方向から前記第1方向に直交する方向へと連続して変化し、前記曲げ部は、前記曲げ部から前記曲げ部の板厚方向に突出する突出部を備える
    ことを特徴とする請求項1に記載の配線ユニット。
  4. 前記屈曲板部は、前記第1方向に直交する方向に前記屈曲板部から前記凹部の内壁に突出し、且つ前記第1方向に延在する突条部を備え、前記突条部は前記突出部と連続して形成される
    ことを特徴とする請求項3に記載の配線ユニット。
  5. 前記凹部の側壁には凸起部が突設され、前記凸起部は前記屈曲板部に当接可能である
    ことを特徴とする請求項1に記載の配線ユニット。
  6. 前記端子は複数の前記屈曲板部を備える
    ことを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載の配線ユニット。
  7. 前記プロテクタは、前記第1方向における前記ラミネート型電池側から前記端子に当接する当接部を備える
    ことを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載の配線ユニット。
  8. 前記プロテクタは、前記第1方向における前記ラミネート型電池側の反対側から前記端子に係止される係止部を備える
    ことを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載の配線ユニット。
  9. 前記プロテクタは、前記プロテクタ本体から延出し、前記第1方向に直交する方向に撓み変形可能である撓み片を備え、前記撓み片の先端部は、前記凹部内に配置される前記係止部を備え、前記屈曲板部には前記屈曲板部を貫通する開口部が形成されており、前記開口部の口縁部は前記係止部に係止される係止受け部を備える
    ことを特徴とする請求項8に記載の配線ユニット。
  10. 前記プロテクタ本体には位置規制柱が設けられ、前記端子には通孔が開口され、前記位置規制柱は前記通孔内に挿設され、
    前記位置規制柱は、柱体、及び前記柱体に接続される柱頭を含み、前記柱体の高さ方向に沿って、前記柱頭の投影面積は前記通孔の投影面積より大きく、前記通孔の投影面積は前記柱体の投影面積より大きい
    ことを特徴とする請求項1に記載の配線ユニット。
  11. 前記端子は、前記本体部から延設され、前記電線に接続される電線接続部を備え、前記電線接続部は、基部と、前記基部から延出する圧着片と、を備え、前記電線は、前記基部よりさらに前記第1方向における前記ラミネート型電池側に配置され、前記圧着片によって圧着される
    ことを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載の配線ユニット。
  12. 前記端子には電線接続部が延在し、前記プロテクタ本体には電線接続部収容部が設けられ、前記電線接続部は前記電線接続部収容部内に設置される
    ことを特徴とする請求項1に記載の配線ユニット。
  13. 前記接続部には弧状接続部が設けられ、前記弧状接続部にはいくつかの孔が開口され、前記弧状接続部は、前記電極リードの変位量を吸収するように配置される
    ことを特徴とする請求項1に記載の配線ユニット。
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