JP7544102B2 - 電池配線モジュール - Google Patents

Description

本開示は、電池配線モジュールに関するものである。

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電圧の電池には、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は、電池に電気的に接続される電線と、その電線を収容するケースとを備えている。電池配線モジュールのケースは、電池を構成する複数の電池セルの並設方向に並ぶ複数の分割ケースを有している。このような構成によれば、各分割ケースを並設方向において変位可能とすることで、電池の熱膨張による変形や部品の製造公差を吸収することが可能となる。このため、電池と電池配線モジュールとの間の接続信頼性が向上される。

ところで、各分割ケースは、隣接する分割ケース同士を連結するための連結部を有している。特許文献１の電池配線モジュールにおいて、連結部同士の連結方向は、分割ケースの並設方向に沿っている。すなわち、一方の連結部が他方の連結部に対して分割ケースの並設方向に沿って嵌合されることにより、分割ケース同士が連結される。

特開２０１５－２１６４号公報

本発明者らは、上記のような電池配線モジュールにおいて、複数の分割ケースを含むケースにおける電池に対する組付性を如何に向上させるかを検討していた。
本開示の目的は、ケースの組付性を向上可能にした電池配線モジュールを提供することにある。

本開示の電池配線モジュールは、電池に取り付けられる電池配線モジュールであって、前記電池に電気的に接続される電線と、前記電線を収容するケースと、を備え、前記ケースは、並設された複数の分割ケースを有し、隣接する一対の前記分割ケースの一方は第１連結部を有し、当該一対の分割ケースの他方は、前記第１連結部に連結される第２連結部を有し、前記第１連結部と前記第２連結部との連結方向は、前記電池に対する前記分割ケースの組付方向に沿った方向である。

本開示の電池配線モジュールは、ケースの組付性を向上させる効果を発揮する。

図１は、実施形態の電池配線モジュールの模式平面図である。 図２は、同形態の電池配線モジュールの模式側面図である。 図３は、同形態の電池配線モジュールにおけるケースの一部を示す斜視図である。 図４は、同形態の電池配線モジュールにおけるケースの一部を示す分解斜視図である。

［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
本開示の電池配線モジュールは、
［１］電池に取り付けられる電池配線モジュールであって、前記電池に電気的に接続される電線と、前記電線を収容するケースと、を備え、前記ケースは、並設された複数の分割ケースを有し、前記複数の分割ケースのうち、隣接する一対の分割ケースの一方は第１連結部を有し、当該一対の分割ケースの他方は、前記第１連結部に連結される第２連結部を有し、前記第１連結部と前記第２連結部との連結方向は、前記電池に対する前記ケースの組付方向に沿った方向である。

この構成によれば、第１連結部と第２連結部とを連結させる作業と同時に、ケースのうちの対象となる分割ケースを電池に組み付ける作業を完了させることが可能となる。したがって、電池に対するケースの組付性を向上させることが可能となる。

［２］上記［１］において、前記連結方向は、前記複数の分割ケースの並設方向に対して交差する方向であってもよい。
この構成によれば、複数の分割ケースの並設方向に対して交差する方向に沿って第１連結部と第２連結部とを連結させる作業と同時に、ケースのうちの対象となる分割ケースを電池に組み付ける作業を完了させることが可能となる。

［３］上記［１］または［２］において、前記電池は、前記複数の分割ケースの並設方向に沿って並設された複数の電池セルを含んでいてもよい。
この構成によれば、電池を電池セルの並設方向に長尺化させることが可能である。そして、電池の熱膨張による寸法変化は、長尺化した電池セルの並設方向において大きくなる傾向がある。したがって、複数の分割ケースが電池セルの並設方向に沿って並設される構成によれば、各分割ケースが並設方向に沿って、互いの隙間を埋めるように、いわば積極的に変位する。これにより、電池の熱膨張による変形をより効果的に吸収することが可能となる。

［４］上記［１］から［３］のいずれかにおいて、前記第１連結部は、孔状をなし、前記第２連結部は、前記第１連結部に対し前記連結方向に沿って挿入される延出部であってもよい。

この構成によれば、孔状をなす第１連結部に第２連結部を挿入してそれらを連結させる作業と同時に、ケースのうちの対象となる分割ケースを電池に組み付ける作業を完了させることが可能となる。その結果、分割ケースの組付性を好適に向上させることが可能となる。

［５］上記［１］から［４］のいずれかにおいて、前記第１連結部と前記第２連結部との間には、前記複数の分割ケースの並設方向における前記第１連結部に対する前記第２連結部の相対変位を許容する変位許容部が設けられていてもよい。

この構成によれば、変位許容部によって、分割ケースの並設方向における第１連結部に対する第２連結部の相対変位が許容される。したがって、各分割ケースを並設方向に沿って積極的に変位させることが可能となる。

［６］上記［１］から［５］のいずれかにおいて、前記複数の分割ケースの各々は、前記電線と共に導電路を形成するバスバを保持するバスバ保持部を有し、前記複数の分割ケースの並設方向において、前記第１連結部及び前記第２連結部の一方と前記バスバ保持部とは、互いに同じ位置に設けられていてもよい。

この構成によれば、第１連結部または第２連結部とバスバ保持部とが分割ケースの並設方向において別の位置とならない。このため、分割ケースの並設方向におけるケースの小型化に寄与できる。

［本開示の実施形態の詳細］
本開示の電池配線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。各図面では、説明の便宜上、構成の一部を誇張または簡略化して示す場合がある。また、各部分の寸法比率については各図面で異なる場合がある。なお、本明細書における「対向」とは、面同士又は部材同士が互いに正面の位置にあることを指し、互いが完全に正面の位置にある場合だけでなく、互いが部分的に正面の位置にある場合を含む。また、本明細書における「対向」とは、２つの部分の間に、２つの部分とは別の部材が介在している場合と、２つの部分の間に何も介在していない場合の両方を含む。

図１に示すように、本実施形態の電池配線モジュール１０は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等に搭載される電池１１に装着されるものである。電池１１は例えば二次電池である。電池１１は、図示しない車両の走行用モータに電力を供給する。また、電池１１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。

電池１１は、複数の電池セル１２を備える。電池１１は、複数の電池セル１２が一方向に複数並んで配置されることにより、例えば略直方体状をなしている。以降の説明では、電池セル１２の並ぶ方向をＸ方向、Ｘ方向に直交する方向をＹ方向として説明する。また、Ｘ方向及びＹ方向に直交するＺ方向を上下方向とし、電池１１に対して電池配線モジュール１０が装着される側を上方とする。すなわち、電池１１は、上方側の側面において、電池配線モジュール１０が装着されるモジュール装着面１３を有している。

各電池セル１２は、２つの電池端子１４を有している。２つの電池端子１４は、一方が正極側で、他方が負極側の端子である。各電池セル１２がＸ方向に並べられたとき、２つの電池端子１４は、電池セル１２の上面にＹ方向に沿って並ぶ。

（電池配線モジュール１０の構成）
電池配線モジュール１０は、電池１１に電気的に接続される複数の電線２１と、各電線２１を収容するケース２２と、を備えている。また、電池配線モジュール１０は、例えば、ケース２２に支持された複数のバスバ２３を備える。各バスバ２３は、例えば、ケース２２のＹ方向の両側において、Ｘ方向に沿って複数並んで配置されている。各バスバ２３は、Ｘ方向に隣り合う電池端子１４同士を接続する。バスバ２３は、電池端子１４と例えば溶接によって接続される。各バスバ２３は、それぞれ対応する電線２１に電気的に接続されている。バスバ２３は、電線２１と共に導電路を形成する。電線２１は、例えばバスバ２３の電圧を検出するための検圧用の電線である。各電線２１は、図示しない検圧用装置に接続するためのコネクタ２４に接続されている。

（ケース２２の構成）
ケース２２は、第１分割ケース３１と、第２分割ケース３２と、第３分割ケース３３と、カバー３４とを備えている。第１分割ケース３１、第２分割ケース３２、第３分割ケース３３及びカバー３４は、合成樹脂などの絶縁体にて形成されている。第１分割ケース３１、第２分割ケース３２及び第３分割ケース３３は、Ｘ方向に並設されている。第２分割ケース３２は、Ｘ方向において第１分割ケース３１と第３分割ケース３３との間に配置されている。なお、カバー３４は、第１分割ケース３１、第２分割ケース３２及び第３分割ケース３３の各々に対応して分割されている。図２に示すように、第１分割ケース３１、第２分割ケース３２及び第３分割ケース３３の各々は、電池１１のモジュール装着面１３に対し、上方からＺ方向に沿った組付方向Ｄに組み付けられる。

図１に示すように、ケース２２は、第１バスバ保持部３５と、第２バスバ保持部３６とを有している。第１バスバ保持部３５と第２バスバ保持部３６とは、互いに形状が異なる。第１バスバ保持部３５と第２バスバ保持部３６とは、Ｘ方向において交互に複数並んでいる。第１バスバ保持部３５と第２バスバ保持部３６とがなす列は、Ｘ方向に並ぶバスバ２３の２列にそれぞれ対応して２列設けられている。Ｘ方向に隣り合う一対の第１バスバ保持部３５と第２バスバ保持部３６とは、１つのバスバ２３を保持する。各バスバ２３は、Ｘ方向に隣り合う第１バスバ保持部３５と第２バスバ保持部３６とに跨がる態様で設けられている。

図３及び図４は、ケース２２において、第１分割ケース３１と第２分割ケース３２との連結部分を含む箇所を示している。図３及び図４に示すように、第１分割ケース３１は、Ｘ方向に延在する一対の第１電線収容部４１を有している。一対の第１電線収容部４１は、Ｙ方向において互いに間隔を空けて並んでいる。また、第１分割ケース３１は、Ｙ方向に並ぶ一対の第１電線収容部４１を連結する第１架橋部４２を有している。

各第１電線収容部４１は、底壁４３と、Ｙ方向に対向する一対の側壁４４とを有している。底壁４３の下面は、前記モジュール装着面１３にＺ方向に対向する。各側壁４４は、底壁４３から上方に延びている。電線２１は、一対の側壁４４のＹ方向の間に収容される。

第２分割ケース３２は、Ｘ方向に延在する一対の第２電線収容部５１を有している。一対の第２電線収容部５１は、Ｙ方向において互いに間隔を空けて並んでいる。第１分割ケース３１と第２分割ケース３２とが互いに組み付けられた状態において、第１電線収容部４１と第２電線収容部５１とは、Ｘ方向に沿って直線状に並んでいる。第２分割ケース３２は、Ｙ方向に並ぶ一対の第２電線収容部５１を連結する第２架橋部５２を有している。

各第２電線収容部５１は、底壁５３と、Ｙ方向に対向する一対の側壁５４とを有している。底壁５３の下面は、前記モジュール装着面１３にＺ方向に対向する。各側壁５４は、底壁５３から上方に延びている。前記電線２１は、一対の側壁５４のＹ方向の間に収容される。

第１バスバ保持部３５及び第２バスバ保持部３６は、第１電線収容部４１及び第２電線収容部５１の各々からＹ方向の外側に延出している。第１電線収容部４１の側壁４４において、第２バスバ保持部３６に対応する位置には、開口部４５が設けられている。電線２１は、第１電線収容部４１の内部から開口部４５を通じてＹ方向の外側に引き出される。

また、第２電線収容部５１の側壁５４において、第２バスバ保持部３６に対応する位置には、開口部５５が設けられている。電線２１は、第２電線収容部５１の内部から開口部５５を通じてＹ方向の外側に引き出される。第１電線収容部４１及び第２電線収容部５１は、開口する上方側が前記カバー３４にて覆われる。

なお、一対の第１電線収容部４１及び一対の第２電線収容部５１がＹ方向に離間して設けられるのは、例えば、Ｙ方向における電池１１の中央部に別部材を設けたり、別部材との間にクリアランスを設けたりするための空間を設けるためである。別部材の一例は、防爆弁である。

（第１連結部６０及び第２連結部７０の構成）
第１分割ケース３１は、第１連結部６０を有している。第２分割ケース３２は、第１連結部６０に連結される第２連結部７０を有している。例えば、図４に示すように、第１連結部６０は孔状をなし、第２連結部７０は、第１連結部６０に挿入される延出部である。

第１連結部６０は、例えば、第１電線収容部４１のＸ方向の端部４１ａに設けられている。第１電線収容部４１は、端部４１ａにおいては各側壁４４を有していない。第１連結部６０は、端部４１ａにおける底壁４３に繋がっている。また、第１連結部６０は、端部４１ａにおける底壁４３と第１バスバ保持部３５との間に設けられている。

第１連結部６０は、Ｙ方向に互いに対向する一対の第１壁部６１と、一対の第１壁部６１を連結する一対の第２壁部６２とを有している。一対の第２壁部６２は、Ｘ方向に互いに対向する。第２連結部７０は、各第１壁部６１と各第２壁部６２とによって囲まれた部分に挿入される。第１バスバ保持部３５は、一対の第１壁部６１のうち、Ｙ方向外側の第１壁部６１から延出している。すなわち、第１連結部６０と第１バスバ保持部３５とは、Ｘ方向において互いに同じ位置に設けられる。

第２連結部７０は、第２電線収容部５１のＸ方向の一端部に設けられている。第２連結部７０は、例えば、第２電線収容部５１におけるＹ方向外側の側壁５４からＺ方向の下方に延出している。第２連結部７０の下端部には、係止部７１が設けられている。第２連結部７０は、第１連結部６０に対しＺ方向に沿って挿入される。係止部７１は、第１連結部６０の一方の第１壁部６１に対して、Ｚ方向において引っ掛かる。すなわち、第１連結部６０と第２連結部７０との連結方向は、電池１１に対する第２分割ケース３２の組付方向Ｄに沿ったＺ方向である。そして、第２連結部７０の係止部７１が第１連結部６０の第１壁部６１に係止されることにより、第２分割ケース３２が第１分割ケース３１に組み付けられる。なお、第１連結部６０と第２連結部７０とが連結された状態において、第１電線収容部４１の端部４１ａにおける底壁４３と第２電線収容部５１の底壁５３とは、Ｚ方向に重なっている。

第２連結部７０のＸ方向の寸法は、第１連結部６０のＸ方向における孔寸法よりも小さく設定されている。これにより、図３に示すように、第１連結部６０と第２連結部７０とが連結された状態で、Ｘ方向における第１連結部６０と第２連結部７０との間には隙間が設けられる。すなわち、第１連結部６０と第２連結部７０との間には、Ｘ方向における第１連結部６０に対する第２連結部７０の相対変位を許容する変位許容部Ｓが設けられている。

なお、第３分割ケース３３は、第１分割ケース３１や第２分割ケース３２と略同様の構成を有している。詳しくは、第３分割ケース３３は、第１電線収容部４１や第２電線収容部５１と同様の一対の電線収容部（図示略）を有する。そして、当該電線収容部は、第１電線収容部４１及び第２電線収容部５１とＸ方向に沿って直線状に並んでいる。

また、第２分割ケース３２と第３分割ケース３３との連結構造は、上記した第１分割ケース３１と第２分割ケース３２との連結構造と同様である。すなわち、図２に示すように、第２分割ケース３２において、上記第２連結部７０が設けられた端部とは反対側の端部には、第１連結部６０が設けられている。そして、第２分割ケース３２の第１連結部６０には、第３分割ケース３３のＸ方向の端部に設けられた第２連結部７０がＺ方向に連結される。

本実施形態の作用について説明する。
第１分割ケース３１、第２分割ケース３２及び第３分割ケース３３は、それらの並設方向、すなわちＸ方向において変位可能に構成されている。これにより、各分割ケース３１，３２，３３のＸ方向の変位によって、電池１１の熱膨張による変形や部品の製造公差を吸収することが可能となっている。その結果、例えば電線２１とバスバ２３との間における接続信頼性が向上可能となる。

図２に示すように、電池１１のモジュール装着面１３にケース２２を組み付ける際には、まず、第１分割ケース３１をモジュール装着面１３に組み付ける。その後、第２分割ケース３２をモジュール装着面１３に対して上方からＺ方向に沿った組付方向Ｄに組み付ける。第１分割ケース３１の第１連結部６０と第２分割ケース３２の第２連結部７０との連結方向は、Ｚ方向に沿った方向である。このため、第２分割ケース３２をモジュール装着面１３に組み付ける作業と併せて、第２分割ケース３２の第２連結部７０を第１分割ケース３１の第１連結部６０に挿入して連結させることが可能である。

その後、第３分割ケース３３をモジュール装着面１３に対して上方からＺ方向に沿った組付方向Ｄに組み付ける。第２分割ケース３２の第１連結部６０と第３分割ケース３３の第２連結部７０との連結方向は、Ｚ方向に沿った方向である。このため、第３分割ケース３３をモジュール装着面１３に組み付ける作業と併せて、第３分割ケース３３の第２連結部７０を第２分割ケース３２の第１連結部６０に挿入して連結させることが可能である。

本実施形態の効果について説明する。
（１）第１連結部６０と第２連結部７０との連結方向は、電池１１に対する各分割ケース３１，３２，３３の組付方向Ｄに沿った方向である。この構成によれば、第１連結部６０と第２連結部７０とを連結させる作業と同時に、第２分割ケース３２及び第３分割ケース３３を電池１１に組み付ける作業を完了させることが可能となる。したがって、電池１１に対するケース２２の組付性を向上させることが可能となる。

（２）第１連結部６０と第２連結部７０との連結方向は、複数の分割ケース３１，３２，３３の並設方向に対して交差するＺ方向に沿っている。この構成によれば、各分割ケース３１，３２，３３の並設方向に対して交差するＺ方向に第１連結部６０と第２連結部７０とを連結させる作業と同時に、第２分割ケース３２及び第３分割ケース３３を電池１１に組み付ける作業を完了させることが可能となる。

（３）電池１１は、複数の分割ケース３１，３２，３３の並設方向に沿って並設された複数の電池セル１２を含んでいる。この構成によれば、電池１１を電池セル１２の並設方向に長尺化させることが可能である。そして、電池１１の熱膨張による寸法変化は、長尺化した電池セル１２の並設方向において大きくなる傾向がある。したがって、複数の分割ケース３１，３２，３３が電池セル１２の並設方向に沿って並設される構成によれば、各分割ケース３１，３２，３３の並設方向の変位によって、電池１１の熱膨張による変形をより効果的に吸収することが可能となる。

（４）第１連結部６０は孔状をなし、第２連結部７０は、第１連結部６０に対し前記連結方向であるＺ方向に沿って挿入される延出部である。この構成によれば、孔状をなす第１連結部６０に第２連結部７０を挿入して連結させる作業と同時に、第２分割ケース３２及び第３分割ケース３３を電池１１に組み付ける作業を完了させることが可能となる。その結果、ケース２２の組付性を好適に向上させることが可能となる。

（５）第１連結部６０と第２連結部７０との間には、各分割ケース３１，３２，３３の並設方向における第１連結部６０に対する第２連結部７０の相対変位を許容する変位許容部Ｓが設けられている。この構成によれば、変位許容部Ｓによって、各分割ケース３１，３２，３３の並設方向における第１連結部６０に対する第２連結部７０の相対変位が許容される。したがって、変位許容部Ｓによって、各分割ケース３１，３２，３３の並設方向における変位を許容させることが可能となる。

（６）各分割ケース３１，３２，３３は、電線２１と共に導電路を形成するバスバ２３を保持する第１バスバ保持部３５及び第２バスバ保持部３６を有する。そして、第１連結部６０と第１バスバ保持部３５とは、各分割ケース３１，３２，３３の並設方向において互いに同じ位置に設けられる。この構成によれば、第１連結部６０と第１バスバ保持部３５とが各分割ケース３１，３２，３３の並設方向において別の位置とならない。このため、各分割ケース３１，３２，３３の並設方向におけるケース２２の小型化に寄与できる。

（変更例）
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本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、第１連結部６０と第１バスバ保持部３５とがＸ方向において互いに同じ位置に設けられるが、これに特に限定されるものではない。例えば、第２分割ケース３２または第３分割ケース３３において、第２連結部７０と第１バスバ保持部３５とが、Ｘ方向において互いに同じ位置に設けられてもよい。この場合、第１分割ケース３１または第２分割ケース３２において、第１連結部６０とＸ方向において同位置に設けられる第１バスバ保持部３５を省略可能である。

・第１連結部６０と第２連結部７０との連結構造における凹凸関係を、上記実施形態とは反対にしてもよい。すなわち、第２連結部７０を孔状とし、第１連結部６０を上方に延びる延出部としてもよい。この構成によっても、各分割ケース３１，３２，３３を電池１１に組み付ける作業と併せて、第１連結部６０を第２連結部７０に挿入させて連結することが可能となる。

・分割ケース３１，３２，３３の並設方向と電池セル１２の並設方向とは、必ずしも一致していなくてもよい。
・分割ケース３１，３２，３３の組付方向Ｄは、上記実施形態の方向に限定されるものではなく、Ｚ方向に対して傾いた方向やＸ方向に沿った方向であってもよい。この場合、分割ケース３１，３２，３３の組付方向Ｄに合わせて、第１連結部６０と第２連結部７０との連結方向は適宜変更される。

・今回開示された実施形態及び変更例はすべての点で例示であって、本発明はこれらの例示に限定されるものではない。すなわち、本発明の範囲は、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。

１０ 電池配線モジュール
１１ 電池
１２ 電池セル
１３ モジュール装着面
１４ 電池端子
２１ 電線
２２ ケース
２３ バスバ
２４ コネクタ
３１ 第１分割ケース（分割ケース）
３２ 第２分割ケース（分割ケース）
３３ 第３分割ケース（分割ケース）
３４ カバー
３５ 第１バスバ保持部（バスバ保持部）
３６ 第２バスバ保持部（バスバ保持部）
４１ 第１電線収容部
４１ａ 端部
４２ 第１架橋部
４３ 底壁
４４ 側壁
４５ 開口部
５１ 第２電線収容部
５２ 第２架橋部
５３ 底壁
５４ 側壁
５５ 開口部
６０ 第１連結部
６１ 第１壁部
６２ 第２壁部
７０ 第２連結部（延出部）
７１ 係止部
Ｄ 組付方向
Ｓ 変位許容部

Claims (4)

1. 電池に取り付けられる電池配線モジュールであって、
   前記電池に電気的に接続される電線と、
   前記電線を収容するケースと、を備え、
   前記ケースは、並設された複数の分割ケースを有し、
   前記複数の分割ケースのうち、隣接する一対の分割ケースの一方は第１連結部を有し、当該一対の分割ケースの他方は、前記第１連結部に連結される第２連結部を有し、
   前記第１連結部と前記第２連結部との連結方向は、前記電池に対する前記ケースの組付方向に沿った方向であり、
   前記複数の分割ケースは各々、底壁と一対の側壁とによって形成される電線収容部と、前記電線と共に導電路を形成するバスバを保持するバスバ保持部を有し、
   前記第１連結部は、孔状をなし、一対の第１壁部と、前記一対の第１壁部を連結する一対の第２壁部とを有し、
   前記バスバ保持部は、前記第１連結部の前記一対の第１壁部の一つから延出しており、
   前記第２連結部は、前記電線収容部の前記一対の側壁の一方から前記連結方向に沿って延出する延出部である、
   電池配線モジュール。
2. 前記連結方向は、前記複数の分割ケースの並設方向に対して交差する方向である、
   請求項１に記載の電池配線モジュール。
3. 前記電池は、前記複数の分割ケースの並設方向に沿って並設された複数の電池セルを含む、
   請求項１に記載の電池配線モジュール。
4. 前記第１連結部と前記第２連結部との間には、前記複数の分割ケースの並設方向における前記第１連結部に対する前記第２連結部の相対変位を許容する変位許容部が設けられている、
   請求項１に記載の電池配線モジュール。

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