特許 7157039 バスバーモジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-10-11

(45)【発行日】2022-10-19

(54)【発明の名称】バスバーモジュール

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/569 20210101AFI20221012BHJP

   H01M 50/298 20210101ALI20221012BHJP

【ＦＩ】

H01M50/569

H01M50/298

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2019216702

(22)【出願日】2019-11-29

(65)【公開番号】P2021086795

(43)【公開日】2021-06-03

【審査請求日】2021-02-18

(73)【特許権者】

【識別番号】000006895

【氏名又は名称】矢崎総業株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002000

【氏名又は名称】特許業務法人栄光特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】岡▲崎▼ 裕太郎

(72)【発明者】

【氏名】松井 庸

(72)【発明者】

【氏名】羽子田 孝史

(72)【発明者】

【氏名】土屋 豪範

(72)【発明者】

【氏名】井上 重行

(72)【発明者】

【氏名】加藤 潤之

(72)【発明者】

【氏名】東 慎輔

【審査官】川口 陽己

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－１９４６７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－２０４５９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－２０５１８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－２１２４２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０１４２９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／００１７５１６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１４－２３２６５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－２０６６９９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ５０／５０－５０／５９８

Ｈ０１Ｍ ５０／２０－５０／２９８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の単電池で構成された電池集合体に組付けられるケースと、前記ケースに支持されて前記電池集合体の前記単電池の電極に電気的に接続されるバスバーと、前記ケースに配索される複数の電線と、を備えたバスバーモジュールであって、
前記ケースは、
一端から他端にわたって並列に設けられて前記電線が収容される第１電線配索溝部及び第２電線配索溝部と、
前記第１電線配索溝部と前記第２電線配索溝部とに架け渡されて前記電線が通される複数の電線渡し部と、
前記ケースの中間における前記第１電線配索溝部に設けられて前記電線が前記ケースの他端へ向かって引き出される電線取出部と、
を備え、
前記第２電線配索溝部に収容される前記電線の一部は、前記電線取出部よりも前記ケースの他端側から前記電線取出部よりも前記ケースの一端側の前記電線渡し部に通されてから前記第１電線配索溝部に導かれ、前記ケースの一端側から前記電線取出部に引き込まれて前記電線取出部から引き出され、
前記第２電線配索溝部に収容される前記電線の他の一部は、前記電線取出部よりも前記ケースの他端側から前記電線取出部よりも前記ケースの他端側の前記電線渡し部に通されてから前記第１電線配索溝部に導かれ、前記ケースの他端側から前記電線取出部に引き込まれてから前記ケースの他端側へ折り返されて前記電線取出部から引き出される、
ことを特徴とするバスバーモジュール。

【請求項2】

前記電線取出部には、前記電線を保持するとともに、前記ケースの他端側に開口されて前記電線が引き出される電線導出口を形成する電線押えカバーが装着される、
ことを特徴とする請求項１に記載のバスバーモジュール。

【請求項3】

前記電線押えカバーは、前記ケースの一端側から前記電線取出部に引き込まれる前記電線を前記電線導出口へ案内するガイド部を有する、
ことを特徴とする請求項２に記載のバスバーモジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バスバーモジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

電動モータを用いて走行する電気自動車や、エンジンと電動モータとを併用して走行するハイブリッド自動車等の各種車両に搭載される電源装置は、複数の単電池の電極に電気的に接続される複数のバスバーを収容するバスバーモジュールを備えている。

【0003】

バスバーモジュールは、各バスバーに接続される複数の電圧検出端子やサーミスタ等から延びる電線を収容して配索経路を規制する並列に形成された電線配索溝部を有するケースを備えている。一般的に、これらの電線配索溝部に収容された複数の電線は、バスバーモジュールの一端側から束ねて引き出されている（例えば、特許文献１，２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１２－１６４５９１号公報

【文献】国際公開第２０１４／１８９０２３号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、車両における電源装置の設置条件によっては、電線の引出位置をバスバーモジュールの長手方向の中間に設けることが要求される場合がある。

【0006】

この場合、図６に示すように、バスバーモジュールの両端側から引き込まれる複数の電線１００からなる電線群１００Ａ，１００Ｂは、バスバーモジュールの長手方向の中間に設けた電線取出部１０１で束ねられ、バスバーモジュールのいずれか一方の端部側へ倒されて引き出されることとなる。すると、電線取出部１０１では、引出側の電線群１００Ｂが折り返されるが、多数本の電線群１００Ｂは折り曲げ難く、電線１００の最小曲率半径以下に電線群１００Ｂが折り曲げられると損傷する可能性があるので、電線取出部１０１の高さが嵩張ってしまう。

【0007】

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、長手方向の中間で複数の電線をまとめて引き出す電線取出部における高さの嵩張りを抑えることができるバスバーモジュールを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の上記目的は、下記構成により達成される。
（１） 複数の単電池で構成された電池集合体に組付けられるケースと、前記ケースに支持されて前記電池集合体の前記単電池の電極に電気的に接続されるバスバーと、前記ケースに配索される複数の電線と、を備えたバスバーモジュールであって、
前記ケースは、
一端から他端にわたって並列に設けられて複数の前記電線が収容される第１電線配索溝部及び第２電線配索溝部と、
前記第１電線配索溝部と前記第２電線配索溝部とに架け渡されて前記電線が通される複数の電線渡し部と、
前記ケースの中間における前記第１電線配索溝部に設けられて前記電線が前記ケースの他端へ向かって引き出される電線取出部と、
を備え、
前記第２電線配索溝部に収容される前記電線の一部は、前記電線取出部よりも前記ケースの他端側から前記電線取出部よりも前記ケースの一端側の前記電線渡し部に通されてから前記第１電線配索溝部に導かれ、前記ケースの一端側から前記電線取出部に引き込まれて前記電線取出部から引き出され、
前記第２電線配索溝部に収容される前記電線の他の一部は、前記電線取出部よりも前記ケースの他端側から前記電線取出部よりも前記ケースの他端側の前記電線渡し部に通されてから前記第１電線配索溝部に導かれ、前記ケースの他端側から前記電線取出部に引き込まれてから前記ケースの他端側へ折り返されて前記電線取出部から引き出される、ことを特徴とするバスバーモジュール。

【0009】

上記（１）の構成のバスバーモジュールによれば、電線取出部よりもケースの他端側において第２電線配索溝部に配索される少なくとも一部の電線が、ケースの一端側の電線渡し部に通されてから第１電線配索溝部に導かれて電線取出部から引き出される。これにより、電線取出部において、ケースの他端側から引き込まれる電線の本数を削減できる。つまり、電線取出部では、ケースの他端側から引き込まれてケースの他端側へ折り返して引き出す電線の本数を削減できる。したがって、電線取出部における電線の嵩張りを抑えることができ、低背化を図ることができる。

【0010】

（２） 前記電線取出部には、前記電線を保持するとともに、前記ケースの他端側に開口されて前記電線が引き出される電線導出口を形成する電線押えカバーが装着される、ことを特徴とする（１）に記載のバスバーモジュール。

【0011】

上記（２）の構成のバスバーモジュールによれば、電線取出部に電線押えカバーを装着することにより、複数本の電線を電線取出部で保持し、これらの電線を電線導出口から円滑に導出させることができる。

【0012】

（３） 前記電線押えカバーは、前記ケースの一端側から前記電線取出部に引き込まれる前記電線を前記電線導出口へ案内するガイド部を有する、ことを特徴とする（２）に記載のバスバーモジュール。

【0013】

上記（３）の構成のバスバーモジュールによれば、電線取出部に電線押えカバーを装着することにより、第１電線配索溝部に収容されてケースの一端側から電線取出部へ引き込まれる電線をガイド部によって電線導出口へ案内し、電線導出口から円滑に導出させることができる。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、長手方向の中間で複数の電線をまとめて引き出す電線取出部における高さの嵩張りを抑えることができるバスバーモジュールを提供できる。

【0015】

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１は、本実施形態に係るバスバーモジュール及び電池集合体の斜視図である。

【図2】図２は、本実施形態に係るバスバーモジュールの平面図である。

【図3】図３は、本実施形態に係るバスバーモジュールの分解斜視図である。

【図4】図４は、ケースに設けられた電線取出部の斜視図である。

【図5】図５は、電線取出部を示す図であって、図５の（ａ）は平面図、図５の（ｂ）は、図５の（ａ）におけるＡ－Ａ断面図である。

【図6】図６は、バスバーモジュールの長手方向の中間部に設けた電線取出部の長手方向に沿う断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明に係る実施の形態の例を、図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係るバスバーモジュール及び電池集合体の斜視図である。

【0018】

図１に示すように、本実施形態に係るバスバーモジュール１０は、電池集合体１の上部に組付けられて電源装置２を構成する。電源装置２は、電動モータを用いて走行する電気自動車や、エンジンと電動モータを併用して走行するハイブリッド自動車等の各種車両に搭載されて用いられ、電動モータに動力を供給するものである。

【0019】

電池集合体１は、一方向に沿って一列に配列された複数の単電池３で構成されている。各単電池３は、直方体状に形成され、上面の一端寄り及び他端寄りからそれぞれ突出して設けられた一対の電極５を備えている。一対の電極５のうち一方は正極であり、他方は負極である。

【0020】

電池集合体１は、互いに隣り合う複数個（本例では４個）の単電池３が１セットとされて電極５の極が揃えられており、バスバーモジュール１０は、後述するバスバー５０によって単電池３の各セットを直列に接続する。

【0021】

図２は、本実施形態に係るバスバーモジュールの平面図である。図３は、本実施形態に係るバスバーモジュールの分解斜視図である。

【0022】

図２及び図３に示すように、バスバーモジュール１０は、ケース２０と、バスバー５０と、複数の電線６１からなるワイヤハーネス６０と、を備えている。

【0023】

ケース２０は、例えば、電気絶縁性の合成樹脂等によって一体に成形されており、複数のバスバー収容部２１を有している。

【0024】

バスバー収容部２１は、複数の単電池３の配列方向に沿って二列に並べられている。バスバー収容部２１は、枠状に形成されており、このバスバー収容部２１内にバスバー５０が収容される。

【0025】

二列のバスバー収容部２１の間には、第１電線配索溝部３１Ａ及び第２電線配索溝部３１Ｂが設けられている。これらの第１電線配索溝部３１Ａ及び第２電線配索溝部３１Ｂは、それぞれバスバー収容部２１の列に沿ってケース２０の長手方向にわたって形成されている。また、第１電線配索溝部３１Ａと第２電線配索溝部３１Ｂとの間には、第１電線渡し部３３Ａ、第２電線渡し部３３Ｂ及び第３電線渡し部３３Ｃが設けられている。

【0026】

第１電線渡し部３３Ａは、ケース２０における一端２０Ａ近傍に設けられ、第２電線渡し部３３Ｂは、ケース２０における中間に設けられ、第３電線渡し部３３Ｃは、ケース２０における他端２０Ｂ近傍に設けられている。図１に示すように、ケース２０には、その上方からカバー２５が装着される。そして、このカバー２５をケース２０に装着することにより、第１電線配索溝部３１Ａ、第２電線配索溝部３１Ｂ、第１電線渡し部３３Ａ、第２電線渡し部３３Ｂ及び第３電線渡し部３３Ｃがカバー２５によって覆われる。

【0027】

また、ケース２０は、電線取出部３５を有している。この電線取出部３５は、第１電線配索溝部３１Ａにおける第１電線渡し部３３Ａと第２電線渡し部３３Ｂとの間に設けられている。この電線取出部３５には、その上方から電線押えカバー３６が装着可能とされている。

【0028】

図３に示すように、ワイヤハーネス６０を構成する複数の電線６１は、端部に接続端子６２が接続された電圧検出用の電線や、端部にサーミスタ６３が接続された温度測定用の電線である。接続端子６２は、各バスバー５０とともに単電池３の電極５に共締めされ、バスバー５０に電気的に接続される。また、サーミスタ６３は、電池集合体１の特定の単電池３に接触されて単電池３の温度を測定する。このワイヤハーネス６０は、各電線６１が電圧監視回路及び温度監視回路を備えた制御回路基板（図示略）に接続される。

【0029】

ワイヤハーネス６０の電線６１は、第１電線配索溝部３１Ａ、第２電線配索溝部３１Ｂ、第１電線渡し部３３Ａ、第２電線渡し部３３Ｂ及び第３電線渡し部３３Ｃに収容されて配索される。そして、それぞれの電線６１は、第１電線配索溝部３１Ａに設けられた電線取出部３５から外部に引き出されて制御回路基板に接続される。

【0030】

本実施形態に係るワイヤハーネス６０の電線６１は、電線取出部３５に対して、ケース２０の一端２０Ａ側から引き込まれる電線群６１Ａと、ケース２０の他端２０Ｂ側から引き込まれる電線群６１Ｂとに分けられている。

【0031】

第１電線配索溝部３１Ａにおけるケース２０の一端２０Ａ側から電線取出部３５へ引き込まれる電線群６１Ａは、第２電線配索溝部３１Ｂに収容されて配索される一部が、電線取出部３５よりもケース２０の他端２０Ｂ側まで引き回されている。そして、電線群６１Ａは、第２電線配索溝部３１Ｂ及び第１電線渡し部３３Ａに通され、ケース２０の一端２０Ａ側から第１電線配索溝部３１Ａへ引き込まれて電線取出部３５へ導かれる。

【0032】

第１電線配索溝部３１Ａにおけるケース２０の他端２０Ｂ側から電線取出部３５へ引き込まれる電線群６１Ｂは、電線取出部３５よりもケース２０の他端２０Ｂ側まで引き回されている。また、第２電線配索溝部３１Ｂに収容されて配索される電線群６１Ｂの一部は、電線取出部３５よりもケース２０の他端側に設けられた第２電線渡し部３３Ｂ及び第３電線渡し部３３Ｃに通されてから第１電線配索溝部３１Ａへ引き込まれている。そして、電線群６１Ｂは、第１電線配索溝部３１Ａでまとめられて電線取出部３５へ導かれる。

【0033】

図４は、ケースに設けられた電線取出部の斜視図である。図５は、電線取出部を示す図であって、図５の（ａ）は平面図、図５の（ｂ）は、図５の（ａ）におけるＡ－Ａ断面図である。

【0034】

図４、図５の（Ａ）及び図５の（Ｂ）に示すように、電線取出部３５には、電線押えカバー３６が装着される。これにより、電線取出部３５は、その上部が電線押えカバー３６によって覆われる。そして、この電線押えカバー３６を電線取出部３５に装着すると、電線取出部３５には、ケース２０の他端２０Ｂ側に向かって開口する電線導出口３８が形成される。また、電線押えカバー３６は、電線導出口３８へ向かって次第に上方へ傾斜するガイド部３９を有している。

【0035】

この第１電線配索溝部３１Ａの電線取出部３５には、ケース２０の一端２０Ａ側から電線群６１Ａが引き込まれるとともに、ケース２０の他端２０Ｂ側から電線群６１Ｂが引き込まれる。

【0036】

そして、電線取出部３５では、ケース２０の他端２０Ｂ側からの電線群６１Ｂが折り返され、ケース２０の一端２０Ａ側からの電線群６１Ａが、折り返された電線群６１Ｂの折り返し部分に重ねられる。そして、これらの電線群６１Ａ，６１Ｂは、電線押えカバー３６を電線取出部３５に装着することで形成される電線導出口３８からまとめて引き出される（図５の（ｂ）参照）。

【0037】

ところで、電線取出部３５よりもケース２０の他端２０Ｂ側で第２電線配索溝部３１Ｂに配索される全ての電線６１を、電線取出部３５よりもケース２０の他端２０Ｂの第２電線渡し部３３Ｂ及び第３電線渡し部３３Ｃへ通して第１電線配索溝部３１Ａへ導くように配索することが考えられる。しかし、この場合、第１電線配索溝部３１Ａでは、ケース２０の他端２０Ｂ側から電線取出部３５へ引き込まれる電線６１の本数が多くなってしまう。つまり、電線取出部３５において、折り返して電線導出口３８からケース２０の他端２０Ｂ側へ引き出す電線６１の本数が多くなってしまう。すると、電線取出部３５では、上下に重ね合わされる電線６１が嵩張ってしまう。

【0038】

本実施形態に係るバスバーモジュール１０によれば、電線取出部３５よりもケース２０の他端２０Ｂ側において第２電線配索溝部３１Ｂに配索される電線群６１Ａが、ケース２０の一端２０Ａ側の第１電線渡し部３３Ａに通されてから第１電線配索溝部３１Ａに導かれて電線取出部３５から引き出される。これにより、電線取出部３５において、ケース２０の他端２０Ｂ側から引き込まれる電線群６１Ｂの本数を削減できる。つまり、電線取出部３５では、ケース２０の他端２０Ｂ側から引き込まれてケース２０の他端２０Ｂ側へ折り返して引き出す電線群６１Ｂの本数を削減できる。したがって、電線取出部３５における電線６１の嵩張りを抑えることができ、低背化を図ることができる。

【0039】

なお、ケース２０は、電線取出部３５よりも一端２０Ａ側に第１電線渡し部３３Ａだけを備えているので、電線群６１Ａの配索経路が限定されることとなる。したがって、ケース２０へのワイヤハーネス６０の配索作業を行う際に、電線群６１Ａの誤配索を抑えつつ、電線群６１Ａ，６１Ｂを円滑に配索することができる。

【0040】

また、本実施形態に係るバスバーモジュール１０によれば、電線取出部３５には、電線６１を保持するとともに、ケース２０の他端２０Ｂ側に開口されて電線６１が引き出される電線導出口３８を形成する電線押えカバー３６が装着される。したがって、電線取出部３５に電線押えカバー３６を装着することにより、複数本の電線６１を電線取出部３５で保持し、これらの電線６１を電線導出口３８から円滑に導出させることができる。

【0041】

しかも、電線押えカバー３６は、ケース２０の一端２０Ａ側から電線取出部３５に引き込まれる電線群６１Ａを電線導出口３８へ案内するガイド部３９を有している。これにより、電線取出部３５に電線押えカバー３６を装着することにより、第１電線配索溝部３１Ａに収容されてケース２０の一端２０Ａ側から電線取出部３５へ引き込まれる電線群６１Ａをガイド部３９によって電線導出口３８へ案内し、電線導出口３８から円滑に導出させることができる。

【0042】

尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

【0043】

ここで、上述した本発明に係るバスバーモジュールの実施形態の特徴をそれぞれ以下［１］～［３］に簡潔に纏めて列記する。
［１］ 複数の単電池（３）で構成された電池集合体（１）に組付けられるケース（２０）と、前記ケース（２０）に支持されて前記電池集合体（１）の前記単電池（３）の電極（５）に電気的に接続されるバスバー（５０）と、前記ケース（２０）に配索される複数の電線（６１）と、を備えたバスバーモジュール（１０）であって、
前記ケース（２０）は、
一端（２０Ａ）から他端（２０Ｂ）にわたって並列に設けられて前記電線（６１）が収容される第１電線配索溝部（３１Ａ）及び第２電線配索溝部（３１Ｂ）と、
前記第１電線配索溝部（３１Ａ）と前記第２電線配索溝部（３１Ｂ）とに架け渡されて前記電線（６１）が通される複数の電線渡し部（第１電線渡し部３３Ａ，第２電線渡し部３３Ｂ，第３電線渡し部３３Ｃ）と、
前記ケース（２０）の中間における前記第１電線配索溝部（３１Ａ）に設けられて前記電線（６１）が前記ケース（２０）の他端（２０Ｂ）へ向かって引き出される電線取出部（３５）と、
を備え、
前記第２電線配索溝部（３１Ｂ）に収容される前記電線（６１）の少なくとも一部（電線群６１Ａ）は、前記電線取出部（３５）よりも前記ケース（２０）の他端（２０Ｂ）側から前記電線取出部（３５）よりも前記ケース（２０）の一端（２０Ａ）側の前記電線渡し部（第１電線渡し部３３Ａ）に通されてから前記第１電線配索溝部（３１Ａ）に導かれて前記電線取出部（３５）から引き出される、ことを特徴とするバスバーモジュール。
［２］ 前記電線取出部（３５）には、前記電線（６１）を保持するとともに、前記ケース（２０）の他端（２０Ｂ）側に開口されて前記電線（６１）が引き出される電線導出口（３８）を形成する電線押えカバー（３６）が装着される、ことを特徴とする［１］に記載のバスバーモジュール。
［３］ 前記電線押えカバー（３６）は、前記ケース（２０）の一端（２０Ａ）側から前記電線取出部（３５）に引き込まれる前記電線（６１Ａ）を前記電線導出口（３８）へ案内するガイド部（３９）を有する、ことを特徴とする［２］に記載のバスバーモジュール。

【符号の説明】

【0044】

１：電池集合体
３：単電池
５：電極
１０：バスバーモジュール
２０：ケース
２０Ａ：一端
２０Ｂ：他端
３１Ａ：第１電線配索溝部
３１Ｂ：第２電線配索溝部
３３Ａ：第１電線渡し部（電線渡し部）
３３Ｂ：第２電線渡し部（電線渡し部）
３３Ｃ：第３電線渡し部（電線渡し部）
３５：電線取出部
３６：電線押えカバー
３８：電線導出口
３９：ガイド部
５０：バスバー
６０：ワイヤハーネス
６１：電線
６１Ａ：電線群
６１Ｂ：電線群

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】