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JP6158635B2 - バスバモジュール - Google Patents

バスバモジュール Download PDF

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JP6158635B2 JP2013165414A JP2013165414A JP6158635B2 JP 6158635 B2 JP6158635 B2 JP 6158635B2 JP 2013165414 A JP2013165414 A JP 2013165414A JP 2013165414 A JP2013165414 A JP 2013165414A JP 6158635 B2 JP6158635 B2 JP 6158635B2
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Description

本発明は、バスバモジュールに係り、特に、バスバモジュールに収容される電線の防水性を向上させる技術に関する。
たとえば、特許文献1には、複数の電池を重ね合わせて直列に接続した電池集合体を電気自動車やハイブリッドカーなどの電源として用いる技術が開示されている。この種の電池集合体には、図5に示すように、隣り合う電池(図示せず)の正極と負極を接続する複数のバスバ101と、各バスバ101とそれぞれ重ねられる複数の電圧検出用端子103と、各電圧検出用端子103とそれぞれ接続される複数の電線105を、それぞれ樹脂製のケース107に収容して構成されるバスバモジュール109が取り付けられている。
ケース107は、各バスバ101とこれに重なる電圧検出用端子103をそれぞれ収容する収容室111と、電圧検出用端子103の圧着部(図示せず)とこの圧着部に圧着された電線105を収容する電線収容室113と、電線収容室113から抜き出された複数の電線105を配索する電線配索路115が設けられている。
収容室111は、ケース107の底板から筒状に立ち上がる囲い壁117の内側に形成され、各バスバ101とこれに重なる電圧検出用端子103は、囲い壁117の内側に嵌め込まれて保持されている。また、囲い壁117の内側の底板には、正極柱と負極柱が通される開口が設けられている。電線収容室113は、収容室111及び電線配索路115とそれぞれ連通され、ケース107の底板から立ち上がる一対の側壁119間に形成されている。電線配索路115は、ケース107の長手方向に沿って設けられている。
一方、この種のバスバモジュール109は、たとえば、結露等により生じた液滴(水滴など)が毛細管現象により電線105を伝って電線収容室113内に移動することがある。ところが、電線収容室113は、狭い空間に電圧検出用端子103の圧着部や電線105が密に収容されていることから、液滴が溜まり易く、電圧検出用端子103の圧着部や電線105の芯線が長時間液に曝されるおそれがある。
これに対し、特許文献2では、図6に示す電圧検出用端子が開示されている。この電圧検出用端子121は、バスバ101と重ねられるバスバ接触部123と、電線105の芯線と接続される電線接続部125と、これらをつなぐ一対の連結部127を有して形成される。電線接続部125は、2対の圧接片129a,129bが起立して設けられ、これらの間に電線105が圧入されると、各圧接片127a,127bがそれぞれ電線105の絶縁被覆を突き破って芯線と電気的に接続されるようになっている。
図6の電圧検出用端子121は、たとえば、図5に示すように、バスバ接触部123がバスバ101と重ねられた状態でケース107の収容室111に収容される。圧接片129に圧接された電線105は、収容室111の囲い壁117に沿って配索された後、電線配索路115に引き出される。これによれば、電線105の芯線と電線接続部125との接続部分の空間密度を小さくすることができ、しかも、芯線の露出面積を少なくできるから、電線105の芯線が液に曝されるのを抑制することができる。
特開2013−4501号公報 国際公開第2011/043261号
しかしながら、特許文献2の場合、電圧検出用端子121と接続された電線105の先端面は、図6に示すように、電圧検出用端子121の端子縁の内側、すなわち、連結部127と電線接続部125とが接続される近傍に配置されている。このため、たとえば、連結部127の側面とケース107の囲い壁117との隙間に溜まった液滴が毛細管現象により電線105の先端面まで移動した場合、電線105の先端面に液が接触し、毛細管現象によって電線105の先端面から芯線と絶縁被覆との隙間に液が浸入するおそれがある。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、電線の先端面から電線内に液が浸入するのを防ぐことを課題とする。
上記課題を解決するため、本発明に係るバスバモジュールは、正極と負極が交互に配列された複数の電池の隣り合う正極と負極を接続してこれらの電池を直列に接続する複数のバスバと、これらのバスバとそれぞれ重ねられる複数の端子と、これらの端子にそれぞれ接続される複数の電線と、前記複数のバスバと前記複数の端子と前記複数の電線とを収容する樹脂製のケースとを有し、前記端子は、前記バスバと重ねられるバスバ接触部と、前記電線の導体と電気的に接続される接続片が設けられた電線接続部を備える。そして、前記ケースは、前記各バスバと該バスバと重なる前記各端子とが収容される収容空間と、この収容空間と連なり、前記電線接続部に接続されて端子縁から突出する電線の先端部を退避させる退避部とを備え、前記電線の先端面と対向する前記退避部の対向面を前記先端面から離間させて設けることを特徴とする。
これによれば、電線の先端側の端部を端子縁から離れた位置に配置することができるから、収容空間において結露等により生じた液が端子を伝って電線の先端部と接触するのを防ぐことができる。また、退避部の対向面を電線の先端面と離間させて配置しているから、退避部で結露により生じた液が対向面から先端部に伝わるのを防ぐことができる。これにより、電線の先端面から導体と絶縁被覆との隙間を伝って電線内に液が浸入するのを防ぐことができる。
この場合において、退避部は、前記電線の先端部を非接触に収容可能に形成されるものとする。これによれば、ケースの内面を伝って退避部に液が浸入したとしても、電線の先端部に液が接触するのを回避できるから、電線の先端面から液が浸入するのを防ぐことができる。この場合、たとえば、退避部に凹みや窪みを設けることにより、電線の先端部を退避部に非接触で収容することができる。
また、ケースは、前記電線接続部から離れた位置の底面から突出され、前記電線の先端部を前記退避部に案内する凸部が設けられてなるものとする。これによれば、電線の先端部をケースの底面から浮かせることができるから、電線の先端面から電線内に液が浸入するのをより確実に防ぐことができる。また、凸部は、前記電線を挟持可能に形成されることが好ましい。これによれば、電線の先端部の位置ずれを防ぐことができるから、電線の先端部を常に非接触の状態に維持することができる。
また、凸部は、前記収容空間と前記退避部とを仕切るように延在して設けられるものとする。これによれば、ケースの底面を伝って退避部に液が浸入するのを防ぐことができる。
また、前記端子は、前記バスバの前記電池の配列方向のいずれか一方の側に重ねて設けられ、前記退避部は、前記電線接続部に対して前記電池の配列方向の他方の側に配置されるものとする。これによれば、退避部を設けたことにより、ケースが電池の配列方向に長尺化するのを防ぐことができるから、バスバモジュールの大型化を防ぐことができる。
本発明によれば、電線の先端面から電線内に液が浸入するのを防ぐことができる。
本発明のバスバモジュールを電池集合体に取り付ける組み立て図である。 本発明のバスバモジュールの収容室を拡大して示す平面図である。 電圧検出用端子に電線を接続した状態を示す斜視図である。 図3の電圧検出用端子をバスバに重ね合わせた状態を示す斜視図である。 従来のバスバモジュールの斜視図である。 従来の電圧検出用端子に電線を接続した状態を示す斜視図である。
以下、本発明が適用されるバスバモジュールについて、図面を参照して説明する。本実施形態のバスバモジュールは、たとえば、電動モータの駆動力によって走行する電気自動車や、エンジンと電動モータとの双方の駆動力で走行するハイブリッド車などに搭載され、電動モータに電力を供給する電源装置に適用されるものである。
図1に示すように、本実施形態のバスバモジュール11が取り付けられる電池集合体13は、複数の電池15をその配列方向に重ね合わせて直列に接続して構成される。図1において、矢印Xは、複数の電池15の配列方向、つまり、電池集合体13の長手方向を示す。本実施形態では、図1の右側を電池15の配列方向の奥側、左側を電池15の配列方向の手前側とする。また、矢印Yは、各電池15及び電池集合体13の高さ方向を示す。本実施形態では、高さ方向が重力方向と平行になるように配置され、図1の矢印Yの下側を重力方向とする。また、矢印Zは、各電池15の幅方向、つまり、電池集合体13の幅方向を示す。
各電池15は、それぞれ直方体状に形成され、互いに反対側に位置する面(電極面)のうち一方の面から正極17が突出し、他方の面から負極19が突出している。各電極は、導電性の金属により円柱状に形成され、電極面から垂直に突出している。また、各電極には、それぞれねじ溝が形成される。
電池集合体13は、隣り合う電池15の正極17と負極19が交互に直線状に配列される。この電池集合体13は、たとえば、直列に接続された偶数個の電池15の両端に位置する電池15のうち、一方の電池15の正極が総正極となり、他方の電池15の負極が総負極となる。なお、本実施形態では、正極17と負極19が各電池15の互いに反対側の面に設けられる例を説明するが、これに限られるものではなく、たとえば、正極17及び負極19が各電池15の1つの面(電極面)に設けられていてもよい。
バスバモジュール11は、複数のバスバ21と、各バスバ21とそれぞれ重ねられる複数の端子である電圧検出用端子23と、これらの電圧検出用端子23にそれぞれ接続される複数の電線25と、この複数のバスバ21と複数の電圧検出用端子23と複数の電線25をそれぞれ収容するケース27を有して構成される。
ケース27は、合成樹脂等の成形により形成され、各バスバ21とこのバスバ21と重なる各電圧検出用端子23とを収容する収容空間を形成する複数の収容室29が設けられている。各収容室29は、ケース27の底板71から筒状に立ち上がる囲い壁31の内側に形成されている。隣り合う収容室29は、互いに連結され、電池15の配列方向に並んで配置されている。収容室29の底板71には、隣り合う電池15の正極17と負極19が通される図示しない電極穴が設けられている。各収容室29の下側には、電池15の配列方向に延びる電線配索路33が、各収容室29と隣接して設けられている。電線配索路33は、矩形状の底板35と、底板35の側縁から互いに略平行に立ち上がる一対の側板37により形成される。
バスバ21は、金属板にプレス加工を施して形成され、隣り合う電池15の正極17と負極19を接続することにより、複数の電池15を直列に接続するものである。このバスバ21は、図2に示すように、金属板に隣り合う正極17と負極19が通される一対のバスバ穴39a,39bが形成される。バスバ21は、収容室29の爪部41a〜41dに係止されて嵌め込まれ、底板71のバスバ穴を通された正極17と負極19がそれぞれ一対のバスバ穴39a,39bに通され、この正極17と負極19にそれぞれナット43(図1)が螺合されることで、電池集合体13に固定される。
電圧検出用端子23は、金属板にプレス加工を施して形成され、図3に示すように、バスバ21と重ねられて接続されるバスバ接触部45と、電線25と電気的に接続される電線接続部49と、バスバ接触部45と電線接続部49を連ねる一対の連結部51a,51bとが一体的に形成されている。図4に示すように、この電圧検出用端子23は、バスバ21の電池15の配列方向の奥側に重ねて設けられる。
バスバ接触部45は、板状に形成され、正極17又は負極19のいずれか一方が通される端子穴53と、回り止め用の開口部55が形成されている。なお、開口部55は、ケース27側から突出する図示しない突起を嵌合させることにより、ナット43を締め付けるときの電圧検出用端子23の回転を規制するためのものであるが、図2に示すように、複数の爪部41で電圧検出用端子23を係止することにより、省略することもできる。
電線接続部49は、底板50の幅方向の両端部からそれぞれ立設して、互いの間に電線25を位置付ける1対の側板57と、1対の側板57から内側に突出して、電線25の芯線(導体)と電気的に接続される2対の接続片59a,59bと、底板50の幅方向の両端部からそれぞれ立設して、電線25の絶縁被覆をかしめて電線25を固定する1対のかしめ片61とが一体的に形成されている。底板50の一部は、ケース27に当接支持され、その他の部分は、ケース27の底板71に形成される開口47を臨むように位置づけられている。
連結部51a,51bは、バスバ接触部45の互いに反対側の側面(電池15の配列方向の両側面)からそれぞれ略垂直に立ち上がり、電線接続部49の互いに反対側の側面(電池15の配索方向の両端面)と連なって形成される。連結部51a,51bの一部は、それぞれ開口47を臨むように位置づけられている。
ケース27は、図2に示すように、それぞれの囲い壁31に沿って電線25を配索する電線配索部63が設けられている。この電線配索部63は、電池15の配列方向の奥側(図2の右側)の囲い壁31とこの囲い壁31の外側に対向して立ち上がる外壁65との間に形成されている。
次に、本実施形態の特徴技術について説明する。本実施形態のケース27は、収容室29と隣接して退避部67が設けられている。退避部67は、囲い壁31を介して配置され、収容室29に収容されるバスバ21よりも上側に配置され、かつ、電圧検出用端子23の電線接続部49よりも電池15の配列方向の手前側に配置されている。退避部67は、収容室29の電線接続部49と凸部69により仕切られている。
凸部69は、電線接続部49から離れた位置にケース27の底板71から立ち上げられ、電池集合体13の高さ方向に延びて形成される。凸部69の高さ方向に延びる両端部は、電池集合体13の長手方向に延びる囲い壁31と連なって形成されている。すなわち、退避部67は、囲い壁31と凸部69により収容室29と完全に仕切られている。凸部69の上面には、電線接続部49を通って端子縁から突出する電線25の先端側を収容し、その先端部を退避部67に案内する案内部73が形成されている。また、退避部67の電線25の先端面と対向する対向面は、電線25の先端面と離間させて設けられている。
案内部73には、電線25を上下方向から押し付けて挟持する1対の挟持部75が設けられている。1対の挟持部75は、電線25の先端部77が、退避部67の底板71aを含むケース27のすべての面と離れた位置に非接触で配置されるように所定の位置に設けられている。
次に、バスバ21と電圧検出用端子23が収容されたケース27に電線25を配索する手順を説明する。まず、電線25を電圧検出用端子23の電線接続部49、具体的には、1対の接続片59a間と1対の接続片59b間の真上にそれぞれ配置し、その電線25の先端側を凸部69の案内部71の真上に配置する。そして、図示しない圧接用の工具を下降させ、電線25を1対の接続片59a間と1対の接続片59b間に圧入する。これにより、各接続片59は、電線25の絶縁被覆を突き破って電線25の芯線に接続される。1対の側板57間に収容された電線25は、側板57間の底板50と密着された状態となる(図3)。そして、1対のかしめ片61をかしめて電線25を固定した後、電線25の基端側を略直角に折り曲げて電線配索部63に収容し、この電線配索部63から抜き出した電線25を電線配索路33に配索する。
一方、電線25は、先端側を1対の挟持部75間に押し込むことにより、1対の挟持部75間に挟持される。これにより、電線25の先端部77は、退避部67内に非接触で収容される。
以上述べたように、本実施形態では、電線接続部49から突出する電線25の先端部77を退避部67内に退避させ、その電線25の先端面を退避部67の対向面と離間させて設けるようにしているから、結露等によってバスバ21と電圧検出用端子23との隙間や、バスバ21とケース27の底板71との隙間等に生じた液が、電圧検出用端子23やケース27の底板71を伝って電線25の先端部77に接触するのを防ぐことができ、しかも、退避部67内で結露によって生じた液が、電線25の先端部に接触するのを防ぐことができる。これにより、電線25の先端面から芯線と絶縁被覆との隙間を伝って液が浸入するのを防ぐことができるから、電線25の腐食などを防ぐことができる。
また、本実施形態では、電線25の先端部77を退避部67内に非接触で配置しているため、退避部67の壁面が結露したとしても、電線25の先端部77に液が接触するのを防ぐことができる。
また、本実施形態では、電線25の先端側を、凸部69の案内部73で挟持しているから、電線25の先端部77の位置ずれを防ぐことができ、先端部77を常に非接触の状態で維持することができる。また、電線25の組み付け作業の作業効率を向上させることができる。なお、案内部73は、電線25を挟持する構成でなくてもよく、溝を形成するだけの簡単な構成とすることもできる。
また、本実施形態では、収容室29において、電圧検出用端子23を電池15の配列方向の一方の側(奥側)に配置し、退避部67を電圧検出用端子23の電線接続部49に対して電池15の配列方向の他方の側(手前側)に配置しているから、退避部67を電池15の配列方向に突出させて設けることなく、収容室29の上方に配置することができる。これにより、電池15の配列方向にケース27が長尺化するのを防ぐことができるから、バスバモジュール11の大型化を防ぐことができる。
以上、本発明の実施形態を図面により詳述してきたが、上記の実施形態は本発明の例示にしか過ぎないものであり、本発明は上記の実施形態の構成にのみ限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更などがあっても、本発明に含まれることは勿論である。
たとえば、本実施形態では、電線25の先端側を凸部69で支持することにより、電線25の先端部77を退避部67内で浮かせ、非接触で収容するようにしているが、凸部69の代わりに、退避部67に凹み(窪み)を設けることで、電線25の先端部77を浮かせて非接触に保持することができる。また、本実施形態の凸部69は、収容室29と退避部67を仕切るように延ばして形成されるが、要は、電線接続部49から離れており、電線25の先端部77を退避部67内に収容可能な位置に設けられていれば、この構成に限られるものではない。
また、本実施形態において、電線25は、隣り合う電池15間の電圧を検出する電圧検出用端子23と接続される例を説明したが、本発明は、その他の目的の端子を用いる場合にも適用することができる。また、電圧検出用端子23は、少なくとも、バスバ21と重なるバスバ接触部45と、電線25の芯線と電気的に接続される接続片59を備えていれば、本実施形態の構成に限られるものではない。
11 バスバモジュール
13 電池集合体
15 電池
17 正極
19 負極
21 バスバ
23 電圧検出用端子
25 電線
27 ケース
29 収容室
31 囲い壁
45 バスバ接触部
49 電線接続部
59 接続片
67 退避部
69 凸部
73 案内部
75 挟持部
77 先端部

Claims (6)

  1. 正極と負極が交互に配列された複数の電池の隣り合う正極と負極を接続してこれらの電池を直列に接続する複数のバスバと、これらのバスバとそれぞれ重ねられる複数の端子と、これらの端子にそれぞれ接続される複数の電線と、前記複数のバスバと前記複数の端子と前記複数の電線とを収容する樹脂製のケースとを有し、前記端子は、前記バスバと重ねられるバスバ接触部と、前記電線の導体と電気的に接続される接続片が設けられた電線接続部を備えるバスバモジュールにおいて、
    前記ケースは、前記各バスバと該バスバと重なる前記各端子とが収容される収容空間と、この収容空間と連なり、前記電線接続部に接続されて端子縁から突出する電線の先端部を退避させる退避部とを備え、前記電線の先端面と対向する前記退避部の対向面を前記先端面から離間させて設けることを特徴とするバスバモジュール。
  2. 前記退避部は、前記電線の先端部を非接触に収容可能に形成されることを特徴とする請求項1に記載のバスバモジュール。
  3. 前記ケースは、前記電線接続部から離れた位置の底面から突出され、前記電線の先端部を前記退避部に案内する凸部が設けられてなることを特徴とする請求項1又は2に記載のバスバモジュール。
  4. 前記凸部は、前記電線を挟持可能に形成されることを特徴とする請求項3に記載のバスバモジュール。
  5. 前記凸部は、前記収容空間と前記退避部とを仕切るように延在して設けられることを特徴とする請求項3又は4に記載のバスバモジュール。
  6. 前記端子は、前記バスバの前記電池の配列方向のいずれか一方の側に重ねて設けられ、
    前記退避部は、前記電線接続部に対して前記電池の配列方向の他方の側に配置されることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のバスバモジュール。
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