特開2016-225231(P2016-225231A)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2016-225231(P2016-225231A)
(43)【公開日】2016年12月28日
(54)【発明の名称】電池パック
(51)【国際特許分類】
   H01M 2/10 20060101AFI20161205BHJP
   H01M 10/48 20060101ALI20161205BHJP
【FI】
   H01M2/10 M
   H01M10/48 P
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】OL
【全頁数】15
(21)【出願番号】特願2015-112877(P2015-112877)
(22)【出願日】2015年6月3日
(71)【出願人】
【識別番号】000003218
【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機
(74)【代理人】
【識別番号】100088155
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 芳樹
(74)【代理人】
【識別番号】100113435
【弁理士】
【氏名又は名称】黒木 義樹
(74)【代理人】
【識別番号】100124062
【弁理士】
【氏名又は名称】三上 敬史
(74)【代理人】
【識別番号】100148013
【弁理士】
【氏名又は名称】中山 浩光
(72)【発明者】
【氏名】前田 和樹
(72)【発明者】
【氏名】加藤 崇行
(72)【発明者】
【氏名】植田 浩生
【テーマコード(参考)】
5H030
5H040
【Fターム(参考)】
5H030AS06
5H030FF43
5H030FF44
5H040AA03
5H040AA22
5H040AT02
5H040AT06
5H040AY08
5H040DD06
5H040DD08
5H040DD10
5H040DD26
5H040NN01
(57)【要約】
【課題】ワイヤハーネスに要するコストを抑制できかつワイヤハーネスの組み付け時の作業性を向上できる電池パックを提案することを課題とする。
【解決手段】複数の電池セル21を有する複数の電池モジュール20が筐体内に収容された電池パックであって、電池セル21の出力端子21a,21bに接続される複数の第1の電線40aが束ねられた第1のワイヤハーネス40と、複数の第1の電線40aに接続される複数の第2の電線41aが束ねられた第2のワイヤハーネス41と、ワイヤハーネス40,41によって伝えられた情報を用いて状態量を検出する状態量検出部とを備え、任意の第1のワイヤハーネス40の複数の第1の電線40aの各長さは他の第1のワイヤハーネス40の複数の第1の電線40aの各長さとそれぞれ略同じ長さであり、第2のワイヤハーネス41の長さは電池モジュール20の配置箇所に応じて調整されている。
【選択図】図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の電池セルを有する複数の電池モジュールが筐体内に収容された電池パックであって、
前記電池モジュール毎に設けられ、前記電池セルの状態量を検出するための複数の出力端子にそれぞれ接続される複数の第1の電線が束ねられた第1のワイヤハーネスと、
前記電池モジュール毎に設けられ、前記複数の第1の電線にそれぞれ接続される複数の第2の電線が束ねられた第2のワイヤハーネスと、
前記電池モジュール毎に設けられ、前記第1のワイヤハーネス及び前記第2のワイヤハーネスによって伝えられた情報を用いて前記状態量を検出する状態量検出部と、
を備え、
前記筐体内の1箇所以上に、2個以上の前記状態量検出部が纏めて配置され、
任意の前記第1のワイヤハーネスの前記複数の第1の電線の各長さは、前記任意の第1のワイヤハーネス以外の前記第1のワイヤハーネスの前記複数の第1の電線の各長さとそれぞれ略同じ長さであり、
前記第2のワイヤハーネスの長さは、前記電池モジュールが前記筐体内に配置される箇所に応じて調整されている、電池パック。
【請求項2】
前記第2のワイヤハーネスの長さは、前記状態量検出部が配置されている箇所と前記電池モジュールが配置されている箇所との位置関係に応じて調整されている、請求項1に記載の電池パック。
【請求項3】
前記筐体内の1箇所に、全ての前記状態量検出部が纏められて配置される、請求項1又は請求項2に記載の電池パック。
【請求項4】
前記第1の電線は、前記電池セルの電圧を検出するための電線であり、前記電池セルの電極端子に接続される、請求項1〜請求項3の何れか一項に記載の電池パック。
【請求項5】
2個以上の前記第2のワイヤハーネスの前記複数の第2の電線にそれぞれ接続される複数の第3の電線が束ねられた第3のワイヤハーネスを備え、
前記状態量検出部は、前記第1のワイヤハーネス、前記第2のワイヤハーネス及び前記第3のワイヤハーネスによって伝えられた情報を用いて前記状態量を検出する、請求項1〜請求項4の何れか一項に記載の電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電池パックに関する。
【背景技術】
【0002】
従来の電池パックとしては、例えば、特許文献1に記載されている電池パックが知られている。特許文献1に記載の電池パックは、複数の電池セルを有する複数の電池モジュールを備えており、電池モジュール毎にECU[Electronic Control Unit]が電池モジュールの載置板上に設けられている。このECUには、複数の電池セルの電圧、温度等が入力される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2014−123516号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来の電池パックでは電池モジュール毎にECUが設けられているが、複数の電池モジュールに対してECUを1個設けることが検討されている。1個のECUの場合、電池モジュールが配置される箇所に応じて、ECUと電池モジュールとの位置関係が変わる。そのため、各電池モジュールから複数の電池セルの電圧等を1個のECUにそれぞれ入力させるためには、長さが異なる電線が束ねられたワイヤハーネスが複数種類必要となる。これにより、ワイヤハーネスに要するコストが高くなり、また、ワイヤハーネスの組み付け時の作業性が低下する。
【0005】
そこで、本発明においては、ワイヤハーネスに要するコストを抑制できかつワイヤハーネスの組み付け時の作業性を向上できる電池パックを提案することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一側面に係る電池パックは、複数の電池セルを有する複数の電池モジュールが筐体内に収容された電池パックであって、電池モジュール毎に設けられ、電池セルの状態量を検出するための複数の出力端子にそれぞれ接続される複数の第1の電線が束ねられた第1のワイヤハーネスと、電池モジュール毎に設けられ、複数の第1の電線にそれぞれ接続される複数の第2の電線が束ねられた第2のワイヤハーネスと、電池モジュール毎に設けられ、第1のワイヤハーネス及び第2のワイヤハーネスによって伝えられた情報を用いて状態量を検出する状態量検出部とを備え、筐体内の1箇所以上に2個以上の状態量検出部が纏めて配置され、任意の第1のワイヤハーネスの複数の第1の電線の各長さは任意の第1のワイヤハーネス以外の第1のワイヤハーネスの複数の第1の電線の各長さとそれぞれ略同じ長さであり、第2のワイヤハーネスの長さは電池モジュールが筐体内に配置される箇所に応じて調整されている。
【0007】
この電池パックでは、電池モジュールの配置される箇所に応じて第2のワイヤハーネスの長さを調整することで、全ての第1のワイヤハーネスの複数の第1の電線の各長さを略同じ長さとしている。そのため、この電池パックでは、全ての電池モジュールで同じ構成で短い第1のワイヤハーネスを用いることができるので、コストを抑制できかつ組み付け時の作業性を向上できる。
【0008】
一実施形態の電池パックでは、第2のワイヤハーネスの長さは、状態量検出部が配置されている箇所と電池モジュールが配置されている箇所との位置関係に応じて調整されているとよい。
【0009】
一実施形態の電池パックでは、筐体内の1箇所に全ての状態量検出部が纏められて配置される構成としてもよい。
【0010】
一実施形態の電池パックでは、第1の電線が、電池セルの電圧を検出するための電線であり、電池セルの電極端子に接続される構成としてもよい。
【0011】
一実施形態の電池パックでは、2個以上の第2のワイヤハーネスの複数の第2の電線にそれぞれ接続される複数の第3の電線が束ねられた第3のワイヤハーネスを備え、状態量検出部は、第1のワイヤハーネス、第2のワイヤハーネス及び第3のワイヤハーネスによって伝えられた情報を用いて状態量を検出する構成としてもよい。この構成の場合、ワイヤハーネスの組み付け時の作業性を更に向上できる。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、ワイヤハーネスに要するコストを抑制できかつワイヤハーネスの組み付け時の作業性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
図1】一実施形態に係る電池パックの概略斜視図である。
図2】一実施形態に係る電池パックの電池モジュールの平面図である。
図3】一実施形態に係る電池パックの概略平断面図である。
図4】一実施形態に係る電池パックの概略側断面図である。
図5】他の実施形態に係る電池パックの第3のワイヤハーネスを模式的に示す図である。
図6】他の実施形態に係る電池パックの概略平断面図である。
図7】他の実施形態に係る電池パックの概略側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る電池パックを説明する。なお、各図において同一又は相当する要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【0015】
図1図4を参照して、一実施形態に係る電池パック1について説明する。図1は、電池パック1の概略斜視図である。図2は、電池パック1の電池モジュールの平面図である。図3は、電池パック1の概略平断面図である。図4は、電池パック1の概略側断面図である。
【0016】
電池パック1は、筐体10内に複数の電池モジュール20と1個のECU30が収容されている。この実施形態では、電池モジュール20の個数を7個とする。7個の電池モジュール20は、筐体10内の上下2段に分けて配置され、上段に3個、下段に4個配置されている。これは一例であり、電池モジュール20の個数については電池パックの仕様に応じて適宜決められ、電池モジュール20の配置箇所についても筐体10の形状などに応じて適宜決められる。ECU30は、筐体10内の上段に配置されている。
【0017】
筐体10について説明する。筐体10は、箱状であり、例えば、略直方体形状である。筐体10は、側板11,12,13,14、底板15、天板16からなる。側板11,12,13,14、底板15及び天板16は、所定の厚みを有する矩形の平板状である。側板11,12,13,14は、底板15の各縁部にそれぞれ立設されている。側板11と側板12とは、対向して配置されている。側板13と側板14とは、対向して配置されている。天板16の各縁部は、側板11〜14の各縁部にそれぞれ固定されている。底板15と天板16とは、対向して配置されている。筐体10を形成する材料としては、例えば、鉄などの金属材料である。筐体10内には、7個の電池モジュール20、ECU30などが収容されている。特に、筐体10の側板11に3個の電池モジュール20とECU30が固定され、側板12に4個の電池モジュール20が固定されている。筐体10は、内部から気体、液体が外部に漏れないように密閉されている。なお、図3は筐体10の天板16が取り除かれた状態の電池パック1の概略平断面図である。また、図4は筐体10の側板14が取り除かれた状態の電池パック1の概略側断面図である。
【0018】
電池モジュール20について説明する。電池モジュール20は、複数(図2に示す例では7個)の電池セル21と、複数の電池ホルダ22と、弾性部材23と、ミドルプレート24と、一対のブラケット25と、複数のボルト26と、複数のナット27と、を備えている。複数の電池セル21は、電池ホルダ22に保持された状態で一方向(配列方向D)に沿って配列され、配列体を形成している。弾性部材23及びミドルプレート24は、この配列体における配列方向Dの一方側に配置されている。一対のブラケット25は、配列方向Dの両側に配置されている。複数のボルト26及びナット27は、一対のブラケット25同士を連結する。
【0019】
電池セル21は、例えば、リチウムイオン二次電池などの非水電解質二次電池といった蓄電池、あるいは電気二重層キャパシタである。電池セル21は、箱状のケース内に電解液と電極組立体を収容してなる。電極組立体は、正極、負極及び正極と負極とを絶縁するセパレータを複数有している。この複数の正極、負極及びセパレータは、正極と負極との間にセパレータを挟んだ状態で積層されている。
【0020】
電池セル21は、電極端子である正極端子21aと負極端子21bを有している。複数の電池セル21は、極性が異なる電極端子21a,21bが隣り合うように配列されている。複数の電池セル21は、バスバー28によって電気的に直列に接続されている。隣り合う電池セル21同士は、伝熱プレート(図示せず)を介して密着している。
【0021】
電池ホルダ22は、例えば、樹脂により電池セル21を取り囲む形状に形成されている。電池ホルダ22には、配列方向Dに貫通する挿通孔(図示せず)が形成されている。この挿通孔には、ボルト26が挿通される。
【0022】
弾性部材23は、例えば、ゴムにより平板状に形成されている。弾性部材23は、配列方向Dの一方の端部に配置されるミドルプレート24とブラケット25との間に配置されている。弾性部材23の配列方向Dから見た平面形状は、例えば矩形状であり、ミドルプレート24の外形よりも小さくなっている。弾性部材23は、例えばミドルプレート24に対して係合手段(図示せず)によって組み付けられており、配列方向Dに直交する方向において複数の電池セル21からなる配列体に対して位置決めされている。
【0023】
ミドルプレート24は、弾性部材23から複数の電池セル21にかかる荷重のばらつきを抑制するための部材である。ミドルプレート24は、例えば、金属材料により平板状に形成されている。ミドルプレート24は、複数の電池セル21からなる配列体と弾性部材23との間に配置されている。ミドルプレート24の配列方向Dから見た平面形状は、例えば矩形状であり、弾性部材23の外形よりも大きくなっている。ミドルプレート24には、挿通孔(図示せず)が形成されている。この挿通孔には、ボルト26が挿通される。
【0024】
一対のブラケット25は、複数の電池セル21及び弾性部材23に拘束荷重を付加すると共に、筐体10に対して電池モジュール20を固定するための部材である。ブラケット25は、例えば、金属材料からなる板状部材が折り曲げられて形成されている。ブラケット25は、折曲部25aを挟んで挟持部25bと固定部25cとが形成されている。挟持部25bは、弾性部材23及びミドルプレート24を介して複数の電池セル21を挟み込む部分である。挟持部25bには、挿通孔(図示せず)が形成されている。この挿通孔には、ボルト26が挿通される。固定部25cは、筐体10に固定される部分である。固定部25cには、挿通孔(図示せず)が形成されている。この挿通孔には、筐体10に固定するためのボルト(図示せず)が挿通される。
【0025】
ボルト26は、例えば、金属材料により形成されている。ボルト26は、一対のブラケット25の挟持部25b間よりも長い長尺のボルトである。ボルト26は、複数(例えば、4本)設けられ、配列方向Dに延在して一対のブラケット25同士を連結している。複数のボルト26は、一対のブラケット25の挿入孔、ミドルプレート24の挿通孔及び電池ホルダ22の挿通孔にそれぞれ挿通されている。複数のボルト26は、配列方向Dの一端側のブラケット25の挟持部25bの外側でナット27によりそれぞれ締結されている。この締結により、複数の電池セル21及び弾性部材23には拘束荷重が付加されている。
【0026】
電池モジュール20には、サーミスタ29が設けられている。サーミスタ29は、電池セル21の温度を検出する温度センサである。図2に示す例では、サーミスタ29の個数は2個であり、サーミスタ29が複数の電池セル21からなる配列体における中央付近に配置される2個の電池セル21に対してそれぞれ設けられている。これは一例であり、サーミスタ29の個数は適宜の個数としてよい。サーミスタ29は、2個の出力端子(図示せず)を有している。
【0027】
7個の電池モジュール20は、ブラケット25の固定部25cとボルト(図示せず)により、筐体10の対向する2枚の側板11,12に固定されている。側板11には、上段側に1個の電池モジュール20が固定され、下段側に2個の電池モジュール20が並べられて固定されている。側板12には、上段側に2個の電池モジュール20が並べられて固定され、下段側に2個の電池モジュール20が並べられて固定されている。側板11,12には、ブラケット25の固定部25cの挿通孔が配置される位置に対応して、各非貫通のネジ溝付きのネジ孔がそれぞれ形成されている。
【0028】
ECU30について説明する。ECU30は、電池パック1に備えられる7個の電池モジュール20の電池セル21の状態量を検出すると共に監視する装置である。電池セル21の状態量としては、例えば、電圧、温度である。電池セル21に対する監視は、例えば、各状態量が異常値か否かを判定し、異常値の場合には電池セル21の充放電の停止などの異常時の処置を行う。ECU30は、筐体10の側板11の上段側に電池モジュール20と並べて固定されている。ECU30は、例えば、電池モジュール20と同様に、一対のブラケットとボルトを用いて側板11に固定される。
【0029】
ECU30は、筐体30a内に状態量検出用基板30b、監視用基板30cなどが収容されている。筐体30aは、箱状であり、例えば、略直方体形状である。各基板30b,30cは、電子回路基板であり、例えば、ガラスエポキシ樹脂によって形成されている。状態量検出用基板30bには、7個の電池モジュール20の状態量検出部が搭載されている。状態量検出用基板30bは、例えば、電池モジュール20毎に、電池モジュール20に備えられる複数の電池セル21の電圧をそれぞれ検出する各検出回路と、2個の電池セル21の温度をそれぞれ検出する各検出回路とからなる状態量検出部を有している。電池セル21の電圧検出は、例えば、正極端子21aの電位と負極端子21bの電位との電位差から検出される。電池セル21の温度検出は、例えば、サーミスタ29の2個の出力端子間に流れる電流値から検出される。監視用基板30cは、7個の電池モジュール20の監視部が搭載されている。監視用基板30cは、例えば、電池モジュール20毎に、状態量検出用基板30bの各状態量検出部で検出された電池セル21の電圧を監視するための各監視回路と、電池セル21の温度を監視する各監視回路と、異常時の処置を行うための処理回路とからなる監視部を有している。
【0030】
ECU30の筐体30aには、7個の電池モジュール20にそれぞれ対応して、7個のコネクタ30dが設けられる。図3等で示す例では、筐体30aの一面(筐体10の側板11に固定される面に対向する面)の上側に3個のコネクタ30dが設けられ、下側に4個のコネクタ30dが設けられている。コネクタ30dには、後述する第2のワイヤハーネス41のコネクタ41dが接続される。コネクタ30dは、ハウジン内に後述する第2のワイヤハーネス41の第2の電線41aの本数と同じ数の接続端子が設けられている。このコネクタ30dの各接続端子は、状態量検出用基板30bの対応する電池モジュール20の状態量検出部に配線されている。なお、7個のコネクタ30dは、筐体30aの複数の面に分けて設けられてもよい。
【0031】
電池パック1は、7個の電池モジュール20とECU30との間をそれぞれ電気的に接続するためにワイヤハーネスを備えている。このワイヤハーネスは、電池モジュール20毎に、第1のワイヤハーネス40と第2のワイヤハーネス41とからなる。第1のワイヤハーネス40は、電池モジュール20の電池セル21の状態量を検出するための各出力端子に接続される状態量検出用のワイヤハーネスである。第2のワイヤハーネス41は、第1のワイヤハーネス40に接続され、第1のワイヤハーネス40からECU30まで延びる延長用のワイヤハーネスである。
【0032】
第1のワイヤハーネス40について説明する。第1のワイヤハーネス40は、複数の第1の電線40aと、被覆部材40bと、コネクタ40cと、を有している。第1のワイヤハーネス40は、複数の第1の電線40aが束ねられ、この束ねられた部分が被覆部材40bに覆われている。また、第1のワイヤハーネス40は、束ねられた複数の第1の電線40aの一端部にコネクタ40cが取り付けられている。コネクタ40cは、電池モジュール20における配列方向Dの一端部(図2に示す例では弾性部材23が配置される側の端部)に配置される。
【0033】
複数の第1の電線40aは、電池セル21の一方の電極端子(正極端子21a、負極端子21b)の列と電池セル21の他方の電極端子の列にそれぞれ沿うように、配列方向Dに沿ってコネクタ40cまで延びている。第1の電線40aの一方の端部は、接続端子(例えば、電極端子21a,21bに接続される端部は丸型端子、サーミスタ29の出力端子に接続される端部は差込型端子)が設けられ、この接続端子が状態量を検出するための各出力端子に電気的に接続されている。この状態量を検出するための出力端子は、電池セル21の正極端子21aと負極端子21b、サーミスタ29の2個の出力端子である。隣り合う一方の電池セル21の正極端子21aと他方の電池セル21の負極端子21bとはバスバー28によって電気的に接続されて同電位なので、このバスバー28に接続される正極端子21aと負極端子21bの何れか一方の電極端子に第1の電線40aの接続端子が接続される。したがって、図2に示す例の7個の電池セル21と2個のサーミスタ29を有する電池モジュール20の場合、第1の電線40aの本数は、電圧検出用の8本と温度検出用の4本とからなる12本である。第1の電線40aの他方の端部は、コネクタ40cに接続されている。
【0034】
被覆部材40bは、束ねられた第1の電線40aを覆う部材であり、例えば、樹脂テープ、樹脂チューブである。コネクタ40cは、ハウジン内に第1の電線40aの本数と同じ数の接続端子が設けられている。コネクタ40cの各接続端子には、第1の電線40aの端部がそれぞれ結線されている。
【0035】
第1のワイヤハーネス40の複数の第1の電線40aの各長さは、状態量を検出するための出力端子の各位置に応じて適宜調整されている。例えば、弾性部材23から最も離れた箇所に配置された電池セル21の正極端子21aに接続される第1の電線40aの長さは、複数の第1の電線40aの中で最も長い長さとなっている。また、弾性部材23から最も近い箇所に配置された電池セル21の負極端子21bに接続される第1の電線40aの長さは、複数の第1の電線40aの中で最も短い長さとなっている。電池パック1に備えられる7個の電池モジュール20の第1のワイヤハーネス40は、この複数の第1の電線40aの各長さの構成が同じ構成である。言い換えれば、任意の電池モジュール20に設けられる第1のワイヤハーネス40の複数の第1の電線40aの各長さは、他の6個の電池モジュール20に設けられる第1のワイヤハーネス40の複数の第1の電線40aの各長さとそれぞれ略同じ長さである。
【0036】
第2のワイヤハーネス41について説明する。第2のワイヤハーネス41は、複数の第2の電線41aと、被覆部材41bと、2個のコネクタ41c,41dと、を有している。第2のワイヤハーネス41は、複数の第2の電線41aが束ねられ、この束ねられた部分が被覆部材41bに覆われている。また、第2のワイヤハーネス41は、束ねられた複数の第2の電線41aの両端部にコネクタ41c,41dが取り付けられている。
【0037】
第2の電線41aの一方の端部は、コネクタ41cに接続されている。第2の電線41aの他方の端部は、コネクタ41dに接続されている。第2の電線41aの本数は、第1のワイヤハーネス40の第1の電線40aの本数と同じ本数である。この本数の第2の電線41aは、コネクタ41cと第1のワイヤハーネス40のコネクタ40cを介して、第1のワイヤハーネス40の対応する各第1の電線40aにそれぞれ接続される。
【0038】
被覆部材41bは、束ねられた第2の電線41aを覆う部材であり、例えば、樹脂テープ、樹脂チューブである。コネクタ41c,41dは、ハウジン内に第2の電線41aの本数と同じ数の接続端子が設けられている。コネクタ41cの各接続端子には、第2の電線41aの一方の端部がそれぞれ結線されている。コネクタ41dの各接続端子には、第2の電線41aの他方の端部がそれぞれ結線されている。コネクタ41cは、第1のワイヤハーネス40のコネクタ40cに接続されるコネクタである。コネクタ41dは、ECU30のコネクタ30dに接続されるコネクタである。
【0039】
第2のワイヤハーネス41の長さは、電池モジュール20が配置される箇所に応じて適宜調整されている。つまり、ECU30の配置されている箇所(特に、コネクタ30dが配置されている箇所)と電池モジュール20が配置されている箇所(特に、第1のワイヤハーネス40のコネクタ40cが配置されている箇所)との位置関係に応じて、第2のワイヤハーネス41の長さが調整されている。例えば、ECU30のコネクタ30dの配置箇所と第1のワイヤハーネス40のコネクタ40cの配置箇所とが離れているほど、その電池モジュール20に設けられる第2のワイヤハーネス41の長さが長くなっている。この長さ調整では、全ての第2のワイヤハーネス41の長さがそれぞれ異なる長さとしてもよい。また、長さが異なる第2のワイヤハーネス41を複数種類(例えば、3種類、4種類)用意し、その複数種類の第2のワイヤハーネス41の中からECU30のコネクタ30dの配置箇所と第1のワイヤハーネス40のコネクタ40cの配置箇所との位置関係に応じて適した長さの第2のワイヤハーネス41を用いるようにしてもよい。
【0040】
この第1のワイヤハーネス40及び第2のワイヤハーネス41の組み付け時の作業について説明する。まず、電池モジュール20毎に、第1のワイヤハーネス40の各第1の電線40aの先端部(接続端子)が、電池モジュール20の電池セル21の電極端子21a,21b及びサーミスタ29の出力端子にそれぞれ取り付けられる。この際、第1のワイヤハーネス40の長さが短いので、作業し易い。また、全ての電池モジュール20に対して、同じ構成の第1のワイヤハーネス40が用いられる。第1のワイヤハーネス40のコネクタ40cは、電池モジュール20における配列方向Dの一端部に配置される。
【0041】
次に、電池モジュール20毎に、第2のワイヤハーネス41のコネクタ41cが、第1のワイヤハーネス40のコネクタ40cに接続される。そして、第2のワイヤハーネス41のコネクタ41dが、ECU30のコネクタ30dに接続される。この際、電池モジュール20毎に、電池モジュール20の配置される箇所に応じた長さの第2のワイヤハーネス41が用いられる。
【0042】
これにより、電池パック1では、電池モジュール20毎に、第1のワイヤハーネス40と第2のワイヤハーネス41を介して電池モジュール20とECU30とが電気的に接続されている。例えば、電池モジュール20の電池セル21の正極端子21aの電位が、第1のワイヤハーネス40の第1の電線40a及びコネクタ40cと、第2のワイヤハーネス41の第2の電線41a及びコネクタ41c,41dと、ECU30のコネクタ30dとを介して、ECU30の状態量検出用基板30b(特に、対応する電池モジュール20の状態量検出部)に伝えられる。
【0043】
この電池パック1では、電池モジュール20の配置される箇所に応じて第2のワイヤハーネス41の長さを調整することで、全ての第1のワイヤハーネス40の複数の第1の電線40aの各長さを略同じ長さとしている。そのため、この電池パック1では、全ての電池モジュール20で同じ構成の第1のワイヤハーネス40を用いることができるので、ワイヤハーネスに要するコストを抑制できる。また、この電池パック1では、第1のワイヤハーネス40が同じ構成でかつ長さが短いので、電池モジュール20の電池セル21の電極端子21a,21b及びサーミスタ29の出力端子に第1のワイヤハーネス40を組み付ける際の作業性が向上する。
【0044】
図5図7を参照して、他の実施形態に係る電池パック2について説明する。図5は、電池パック2の第3のワイヤハーネスを模式的に示す図である。図6は、電池パック2の概略平断面図である。図7は、電池パック2の概略側断面図である。なお、図6は、上段側の電池モジュール20と下段側の電池モジュール20との間で切断された概略平断面図であり、下段側の電池モジュール20等を示している。
【0045】
電池パック2は、上述した実施形態に係る電池パック1と比較すると、下段側の電池モジュール20のワイヤハーネスの構成(第1のワイヤハーネス40、第2のワイヤハーネス42及び第3のワイヤハーネス43)が異なる。電池パック2では、4個の電池モジュール20にそれぞれ設けられる4個の第2のワイヤハーネス42を1個の第3のワイヤハーネス43に接続し、第3のワイヤハーネス43がECU30に接続される。第2のワイヤハーネス42は、第1のワイヤハーネス40に接続され、第1のワイヤハーネス40から第3のワイヤハーネス43の一端部まで延びる延長用のワイヤハーネスである。第3のワイヤハーネス43は、第2のワイヤハーネス42に接続され、第2のワイヤハーネス42からECU50まで延びる延長用のワイヤハーネスである。第2のワイヤハーネス42と第3のワイヤハーネス43とが接続される箇所(中継箇所)は、この中継箇所は、例えば、図6、7に示すように、側板11に固定される電池モジュール20と側板12に固定される電池モジュール20との間におけるECU30側かつ下段側の所定の箇所である。なお、第1のワイヤハーネス40は電池パック1の第1のワイヤハーネス40と同様のものであるので、説明を省略する。
【0046】
第2のワイヤハーネス42は、電池パック1の第2のワイヤハーネス41と同様に、複数の第2の電線42aと、被覆部材42bと、2個のコネクタ42c,42dと、を有している。第2のワイヤハーネス42の長さは、下段側の電池モジュール20が配置される箇所に応じて適宜調整されている。より具体的には、第3のワイヤハーネス43の配置されている箇所(特に、後述するコネクタ43cが配置されている箇所)と電池モジュール20が配置されている箇所(特に、第1のワイヤハーネス40のコネクタ40cが配置されている箇所)との位置関係に応じて、第2のワイヤハーネス42の長さが調整されている。ちなみに、電池パック2の下段側の4個の電池モジュール20に設けられる第2のワイヤハーネス42の各長さは、電池パック1の下段側の4個の電池モジュール20に設けられる第2のワイヤハーネス42の各長さよりも短い。
【0047】
第3のワイヤハーネス43は、下段側の4個の電池モジュール20で共有されるワイヤハーネスである。第3のワイヤハーネス43は、複数の第3の電線43aと、被覆部材43bと、2個のコネクタ43c,43dと、を有している。第3のワイヤハーネス43は、複数の第3の電線43aが束ねられ、この束ねられた部分が被覆部材43bに覆われている。また、第3のワイヤハーネス43は、束ねられた複数の第3の電線43aの両端部にコネクタ43c,43dが取り付けられている。
【0048】
第3の電線43aの一方の端部は、コネクタ43cに接続されている。第3の電線43aの他方の端部は、コネクタ43dに接続されている。第3のワイヤハーネス43には4本の第2のワイヤハーネス42が接続されるので、第3の電線43aの本数は、第2のワイヤハーネス42の第2の電線42aの本数の4本分の本数である。この実施形態では、第2の電線42aの本数が12本であるので、第3の電線43aの本数は48本である。この本数の第3の電線43aは、コネクタ43cと第2のワイヤハーネス42のコネクタ42cを介して、第2のワイヤハーネス42の対応する各第2の電線42aにそれぞれ接続される。
【0049】
被覆部材43bは、束ねられた第3の電線43aを覆う部材である。コネクタ43c,43dは、ハウジン内に第3の電線43aの本数と同じ数の接続端子が設けられている。コネクタ43cの各接続端子には、第3の電線43aの一方の端部がそれぞれ結線されている。コネクタ43dの各接続端子には、第3の電線43aの他方の端部がそれぞれ結線されている。コネクタ43cは、4本の第2のワイヤハーネス42のコネクタ42cに接続されるコネクタである。コネクタ43dは、後述するECU50のコネクタ50eに接続されるコネクタである。
【0050】
第3のワイヤハーネス43の長さは、上述した第2のワイヤハーネス42と第3のワイヤハーネス43との中継箇所とECU50の配置されている箇所(特に、コネクタ50eが配置されている箇所)との位置関係に応じて調整されている。
【0051】
ECU50は、電池パック1のECU30と同様に、筐体50a内に状態量検出用基板50b、監視用基板50cなどが収容されている。ECU50の筐体50aには、ECU30と同様に、上段側の3個の電池モジュール20にそれぞれ対応して3個のコネクタ50dが設けられている。また、ECU50の筐体50aには、3個のコネクタ50dの下方に、1個のコネクタ50eが設けられている。コネクタ50eには、第3のワイヤハーネス43のコネクタ43dが接続される。コネクタ50eは、ハウジン内に第3のワイヤハーネス43の第3の電線43aの本数と同じ数の接続端子が設けられている。このコネクタ50eの各接続端子は、状態量検出用基板50bの対応する電池モジュール20の状態量検出部に配線されている。
【0052】
この第1のワイヤハーネス40、第2のワイヤハーネス42及び第3のワイヤハーネス43の組み付け時の作業について説明する。第1のワイヤハーネス40の組み付け作業は、上述した電池パック1での作業と同様の作業である。また、上段側の3個の電池モジュール20の第2のワイヤハーネス41の組み付け作業は、上述した電池パック1での作業と同様の作業である。
【0053】
下段側の4個の電池モジュール20については、電池モジュール20毎に、第2のワイヤハーネス42のコネクタ42cが第1のワイヤハーネス40のコネクタ40cに接続される。この際、第2のワイヤハーネス42の長さが比較的短いので、作業し易い。そして、4個の第2のワイヤハーネス42の各コネクタ42dが、第3のワイヤハーネス43のコネクタ43cに接続される。さらに、第3のワイヤハーネス43のコネクタ43dが、ECU50のコネクタ50eに接続される。
【0054】
これにより、電池パック2では、上段側の3個の電池モジュール20については第1のワイヤハーネス40と第2のワイヤハーネス41を介して電池モジュール20とECU50とが電気的に接続され、下段側の4個の電池モジュール20については第1のワイヤハーネス40と第2のワイヤハーネス42と第3のワイヤハーネス43を介して電池モジュール20とECU50とが電気的に接続されている。例えば、下段側の電池モジュール20の電池セル21の正極端子21aの電位が、第1のワイヤハーネス40の第1の電線40a及びコネクタ40cと、第2のワイヤハーネス42の第2の電線42a及びコネクタ42c,42dと、第3のワイヤハーネス43の第3の電線43a及びコネクタ43c,43dと、ECU50のコネクタ50eとを介して、ECU50の状態量検出用基板50bに伝えられる。
【0055】
この電池パック2では、上述した電池パック1と同様の効果を有する。特に、電池パック2では、下段側の4個の電池モジュール20については最終的に1個の第3のワイヤハーネス43でECU50に接続する構成としているので、ECU50に対する組み付け時の作業性が向上する。また、この電池パック2では、下段側の4個の電池モジュール20については第2のワイヤハーネス42の長さが短いので、第2のワイヤハーネス42の組み付け時の作業性が向上する。また、この電池パック2では、ECU50のコネクタの構成がシンプルになる。
【0056】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態に限定されることなく様々な形態で実施される。
【0057】
例えば、上記実施形態では電池パックの全ての電池モジュールの状態量検出部を搭載した状態量検出用基板を備えるECUを電池パックの筐体内に配置したが、電池モジュール毎に状態量検出部(例えば、ECU)をそれぞれ設け、この電池モジュール毎の状態量検出部を筐体内の1箇所に纏めて配置する構成としてもよい。
【0058】
また、上記実施形態では電池パックの全ての電池モジュールの状態量検出等を行うECUを1個設け、1個のECUを電池パックの筐体内の1箇所に配置したが、ECUを2個以上設け、各ECUを筐体内の各箇所にそれぞれ配置するようにしてもよい。例えば、筐体の上段側に配置される3個の電池モジュールにそれぞれ対応した3個の状態量検出部を搭載した状態量検出用基板を備える第1のECUを筐体内の上段側の所定の箇所に配置すると共に、筐体の下段側に配置される4個の電池モジュールにそれぞれ対応した4個の状態量検出部を搭載した状態量検出用基板を備える第2のECUを筐体内の下段側の所定の箇所に配置するようにしてもよい。
【0059】
また、上記実施形態では電池モジュールの電池セルの状態量の検出及び監視等を行うECUとしたが、状態量の検出だけを行うECU(状態量検出部)とし、このECUで検出した情報を他のECUに送信する構成としてもよい。また、上記実施形態では電池セルの状態量として電圧と温度を検出したが、電圧のみあるいは温度のみを検出してもよいし、電流等の電池セルの他の状態量を検出してもよい。この検出する状態量に応じて、各ワイヤハーネスの電線の本数が変わる。例えば、電圧のみを検出する場合、上記実施形態の例では第1のワイヤハーネスの第1の電線の本数及び第2のワイヤハーネスの第2の電線の本数は8本となり、第3のワイヤハーネスの第3の電線の本数は32本となる。
【0060】
また、上記実施形態では第1のワイヤハーネスのコネクタが電池モジュールにおける配列方向の一端部に配置される構成としたが、第1のワイヤハーネスのコネクタが電池モジュールにおける配列方向の中間部などに配置されてもよい。この第1のワイヤハーネスのコネクタが配置される位置に応じて、第1のワイヤハーネスの複数の第1の電線の各長さが変わる。
【0061】
また、上記実施形態では複数個の第2のワイヤハーネスを合流させる第3のワイヤハーネスを下段側の電池モジュールに対してのみ設けたが、第3のワイヤハーネスを上段側の電池モジュールに対しても設けてもよい。このような構成とすることにより、ECUへの組み付け時の作業性が更に向上し、ECUのコネクタの構成が更にシンプルになる。
【符号の説明】
【0062】
1,2…電池パック、10…筐体、11,12,13,14…側板、15…底板、16…天板、20…電池モジュール、21…電池セル、21a…正極端子、21b…負極端子、22…電池ホルダ、23…弾性部材、24…ミドルプレート、25…ブラケット、25a…折曲部、25b…挟持部、25c…固定部、26…ボルト、27…ナット、28…バスバー、29…サーミスタ、30,50…ECU、30a,50a…筐体、30b,50b…状態量検出用基板、30c,50c…監視用基板、30d,50d,50e…コネクタ、40…第1のワイヤハーネス、40a…第1の電線、40b…被覆部材、40c…コネクタ、41,42…第2のワイヤハーネス、41a,42a…第2の電線、41b、42b…被覆部材、41c,41d,42c,42d…コネクタ、43…第3のワイヤハーネス、43a…第3の電線、43b…被覆部材、43c,43d…コネクタ。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7