JP5345913B2 - 電源装置のカバー構造 - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッドカーを含む電気自動車の電源装置に装着されるバスバーモジュールのカバーでサーミスタ等の部品を覆う電源装置のカバー構造に関するものである。

図５は、従来の電源装置のカバー構造の一形態を示すものである（特許文献１参照）。

この構造は、ハイブリッドカーを含む電気自動車のバッテリ７１の電極７２側に絶縁樹脂製のケース７３を装着し、ケース７３から電極７２を露出させ、ケース７３に絶縁樹脂製のカバー７４を装着して、カバー７４で電極７２を覆って保護するものである。

カバー７４は、電極７２に対向する横長の第一部分７５と、第一部分７５を薄肉の水平なヒンジ７６で開閉自在に連結した横長の第二部分７７と、第二部分７７の左右両側に薄肉の垂直なヒンジ７８で開閉自在に連結した矩形状の第三部分７９とで構成されている。第一部分７５と第二部分７７は枠片８０と突起といった係止手段でケースに係止される。第三部分７９はバッテリ７１の左右両側の総入力用と総出力用の電極７２を覆う。

バッテリ７１の前端のみならず後端にも同様（類似）のケース（７３）とカバー（７４）が装着される。バッテリ７１は複数の並列な電池８１で構成され、各電池８１はケース７３内の導電金属板状のバスバー（図示せず）に各電極７２をねじ締めして直列に接続される。バッテリ７１は上下前後の端部においてそれぞれ帯状のガイドバー８２で締付保持される（図５ではガイドバー８２を簡易的に図示している）。

図６（図５の矢視Ｂ図）の如く、バッテリ８１には所要な電池８１の端面に温度検出用のサーミスタ８３がそれぞれ装着される。各サーミスタ８３の導出電線８４はガイドバー８２に絶縁樹脂製のバンド８５で固定されて、バッテリ外側の箱状の電池パック（図示せず）等の板金と電線８４との干渉が防止される。電線８４は図示しないＥＣＵ（電子制御ユニット）に接続されて、電池８１の異常温度を検知した際に、サーミスタ８３からの信号で充電電流の抑制等を行わせる。図５のバッテリ７１とケース７３とカバー７４とサーミスタ８３等とで電源装置８５が構成される。

上記の電源装置のカバー構造以外の従来技術として、特許文献２（図示せず）には、電池パックの上部にバスバーモジュールが装着された構造や、電池の温度を検出するサーミスタを弾性のアームで電池側の樹脂板に係止させる構造等が記載されている。

また、特許文献３（図示せず）には、絶縁樹脂製の蓋体の内側に、湾曲状のばね片を有するサーミスタ温度計を装着し、サーミスタ温度計の導出電線を蓋体の内面側の一対の爪部の間に保持させ、次いで蓋体をバッテリの端部に装着係止させると同時に、サーミスタ温度計をバッテリの電池に接触させることや、バッテリの各電池の電極を金属板で溶接して接続すること等が記載されている。

特開２００１−３３２２３５号公報（図１） 特開２００８−２９８６６２号公報（図５，図８） 特開２００６−１８６０４５号公報（図１，図２）

上記図５，図６の従来の構造にあっては、各サーミスタ８３の電線８４を複数のバンド８５で固定するために、バンド８５の部品コストや組付コストがかかるという問題や、車両の振動等で図６の各バンド８５の間で電線８４が弛んで板金等に干渉し兼ねないという懸念があった。

特に、特許文献２，３等に記載された振動吸収用のアームやばね片を有するサーミスタを適用した場合に、サーミスタがバッテリ７１と一体に振動（移動）し、サーミスタの電線８４が引張力と圧縮力を受けて伸縮し、バンド８５による電線８４の固定が緩んだり、バンド８５との擦れを生じたりし兼ねないという懸念があった。

また、特許文献３の構造にあっては、サーミスタの電線を蓋体の一対の爪部の間に押し込んで保持させる等の手間がかかったり、メンテナンス等でサーミスタやその電線を確認する際に、バッテリから一々大きなカバーをサーミスタやその電線ごと取り外さなければならず、面倒であるという問題があった。

これらの問題等は、サーミスタ（温度センサ）８３に代えて例えば電池８１の表面の電流リークや液漏れ等を検出するセンサ（図示せず）といった部品を用いた場合においても、同様に生じ得るものである。

本発明は、上記した点に鑑み、サーミスタ等のセンサ部品の電線がバッテリ外側の板金等に干渉することを低コストで作業性良く、しかも確実に防ぐことができ、それに加えて、センサ部品やその電線の確認作業を容易に行うことのできる電源装置のカバー構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る電源装置のカバー構造は、バッテリに組み付けられるバスバーモジュールの絶縁性のケースにセンサ部品が該バッテリに接した状態で装着され、該センサ部品の電線が該ケースに沿って配索され、該ケースに、該バスバーと該センサ部品と該電線とを同時に覆う絶縁性のカバーが装着されたことを特徴とする。

上記構成により、バスバーモジュールのケースにセンサ部品を装着し、ケースに沿って電線を配索した状態で、カバーを装着することで、一つのカバーが、バッテリの各電池間を接続するバスバーと、センサ部品とその電線とを同時に覆って外部との干渉等から安全に保護する。カバーはケースと別体でもケースと一体に薄肉ヒンジで連結されたものでもよい。カバーはケースに係止手段で係止される。

請求項２に係る電源装置のカバー構造は、請求項１記載の電源装置のカバー構造において、前記ケースに設けられた一対のリブの間に前記電線が挿通され、該リブの上から前記カバーが該電線を覆うことを特徴とする。

上記構成により、センサ部品の電線がケースの一対のリブの間に挿通案内され、且つケースと一対のリブとカバーとで電線が四方を囲まれて、電線の飛び出し（はみ出し）が確実に防止される。一対のリブとカバーとは隙間なく接触することが好ましい。

請求項３に係る電源装置のカバー構造は、請求項１記載の電源装置のカバー構造において、前記カバーが、板部の両側に直交した一対の側壁を有することを特徴とする。

上記構成により、電線がカバーの一対の側壁の間に収容され、側壁から外側への電線の飛び出しが阻止される。ケースとカバーの板部と両側壁とで電線が四方を囲まれる。

請求項４に係る電源装置のカバー構造は、請求項３記載の電源装置のカバー構造において、請求項２記載の前記一対のリブの外側に前記一対の側壁が位置することを特徴とする。

上記構成により、ケースにカバーを閉止する際に、ケースの一対のリブに沿ってカバーの両側壁が並列に位置して、ケースに対してカバーが正確に位置決めされ、これにより、電線がカバーで位置ずれなく覆われる。また、万一、リブから電線が外側に飛び出した場合に、カバーの側壁の内側に電線が収容されて、側壁から外側への電線の飛び出しが阻止される。

請求項５に係る電源装置のカバー構造は、請求項１〜４の何れかに記載の電源装置のカバー構造において、前記センサ部品が弾性アームで前記ケースに支持されたことを特徴とする。

上記構成により、車両の振動等で固定側のケースに対して可動側のセンサ部品が弾性アームのストロークの範囲でバッテリと一体に振動（上下移動）して浮き沈みし、それと同時にセンサ部品の電線が長手方向に進退（伸縮）する。この際、電線の長手方向に沿って請求項１のカバーが位置することで、電線の移動に係わらず電線がカバーで確実に覆われて保護される。また、請求項２と請求項４の一対のリブに沿って電線が進退しつつリブとカバーとで確実に覆われて保護される。また、請求項３のカバーの一対の側壁に沿って電線が進退しつつカバーの板部と両側壁とで確実に覆われて保護される。

請求項６に係る電源装置のカバー構造は、請求項１〜５の何れかに記載の電源装置のカバー構造において、前記カバーが前記センサ部品ごとに開閉自在に前記ケースに配置されたことを特徴とする。

上記構成により、作業者は所要のセンサ部品や所要のバスバーに対応するカバーのみを開閉して所要のセンサ部品や所要のバスバーのメンテナンス等を行うことができる。

請求項１記載の発明によれば、バスバーモジュールのケースにカバーを装着することで、ケース側のバスバーとセンサ部品とその電線とを同時に覆って、バスバーの絶縁保護と、センサ部品の絶縁保護と、センサ部品の電線とバッテリ外部の例えば電池パックの板金との干渉防止とを同時に行わせることができる。電線を従来のようにバンドでバッテリ側に固定する必要がないから、低コストで電線の保護を行うことができると共に、上記のように三つの部品（バスバーとセンサ部品と電線）を一つのカバーで作業性良く効率的に保護することができ、しかもセンサ部品の細い電線を幅広のカバーで覆って確実に保護することができる。

請求項２記載の発明によれば、ケースの一対のリブとカバーとで電線を取り囲んで、電線の飛び出しとそれに伴う外部との干渉等を確実に防ぐことができる。

請求項３記載の発明によれば、カバーの基板部と両側壁との間に電線を収容して（ケースとカバーの板部とその両側壁とで電線を取り囲んで）、電線の飛び出しとそれに伴う外部との干渉等を確実に防ぐことができる。

請求項４記載の発明によれば、ケースの一対のリブとカバーの両側壁とでカバーの位置決めを行うことで、センサ部品の電線をカバーで位置ずれなく確実に覆って保護することができる。また、万一、リブから外側に電線が飛び出した場合でも、カバーの側壁で電線を覆って保護することができる。

請求項５記載の発明によれば、センサ部品が弾性アームの撓みでケースに対して浮き沈みするに伴って、電線が長手方向に進退した場合でも、カバーで電線を確実に覆うことができるから、電線と外部との干渉等を確実に防ぐことができる。

請求項６記載の発明によれば、所要のセンサ部品やその電線あるいはバスバーに対応するカバーのみを開閉して、センサ部品やその電線あるいはバスバーのメンテナンス等を作業性良く容易に行うことができる。

本発明に係る電源装置のカバー構造の一実施形態を示す全体斜視図である。 同じく電源装置のカバー構造の要部を示すケースからカバーを外した状態の平面図である。 サーミスタの取付構造の一形態を示す図２のＡ−Ａ断面図である。 図２のケースにカバーを閉止した状態を示す平面図である。 従来の電源装置のカバー構造の一形態を示す分解斜視図である。 従来のサーミスタの取付構造の一例を示す図５の矢視Ｂ背面図である。

図１〜図４は、本発明に係る電源装置のカバー構造の一実施形態を示すものである。

図１の如く、この電源装置１は、バッテリ２をなす複数の並列な板状の電池３と、バッテリ２の上部に装着されたバスバーモジュール４とで構成され、図２，図３の如く、バスバーモジュール４は、導電金属製のバスバー５と温度検出用のサーミスタ（センサ部品）６とを装着した絶縁樹脂製の下側のケース７と、ケース７の上側に装着された図４の絶縁樹脂製のカバー８とで構成されている。

図１において、各電池３は上端に＋極と−極の各電極（図示せず）を有している。各電極は、例えば図５の従来例のように、一つの電池３の前側に＋極、後側に−極が配置され、隣接の電池３の前側に−極、後側に＋極が配置されて、図２の長方形板状のバスバー５で一つの電池３の前側の＋極と隣接の電池３の前側の−極とが直列に接続されている。

図１の前側の電極とバスバー５とに対向して前側の略Ｌ字状ないし略コの字状の各カバー８が配置され、後側の電極とバスバー（図示せず）とに対向して後側の長方形状の各カバー９が配置されている。本発明は主に前側のカバー８についてのものであるので、後側のカバー９等については説明を省略する。なお、明細書で前後左右の方向性は説明の便宜上のものである。

各カバー８は独立して開閉自在であり、一つのカバー８ごとに一つのサーミスタ６とその導出電線１０（図２，図３）がケース７に配置されている。本例では概ね四つの電池３に一つの割合でサーミスタ６が配置され、各カバー８は各サーミスタ６（図２）とその電線１０と共に、四つの電極とそれに対応する二つのバスバー５（図２）とを同時に覆って保護する。

図１において各カバー８は例えば左右各一つの係止部１１（図４）でケース７の係合部１２（図４）に係止される。図１で符号１３は係止部１１に対する型抜き孔である。各カバー８は一つずつ分離されていてもよいが、好ましくは、例えば前端の帯状の垂直な壁部（図示せず）に薄肉ヒンジ（図示せず）を介して一体的に連結されていることが、ケース７へのカバー８の組付性を高める上で好ましい。何れの場合でも、各カバー８は独立して開閉自在であるので、所要な（確認したい部位の）サーミスタ６とその電線１０のメンテナンス等を作業性良く容易に行うことができる。

カバー８の前側には、バスバー５（図２）に接続された電圧検出用の端子１３に続く電線を収容する部分１４が横長樋状に設けられ、電圧検出用の各電線（図示せず）は温度検出用の各電線１０と共にケース７の左右の端部からまとめて外部に導出されている。

図２の如く、ケース７は、長方形枠状の複数のバスバー収容部１９と、バスバー収容部１６の前側に細い可撓性の壁部１７で連結された電圧検出用電線収容部１４と、バスバー収容部１６の後側に一体に続くサーミスタ収容部１８と、サーミスタ収容部１８の後側に一体に続く横長帯状のサーミスタ電線収容部１９とを備えている。

各バスバー収容部１６は、前後左右の枠状の垂直な周壁（符号１６で代用）と、電極挿通孔（図示せず）を有する水平な底壁１６ａとで構成され、一つのバスバー収容部１６の周壁の左端は隣接のバスバー収容部１６の周壁の右端に可撓性のヒンジ２０で連結されている。バスバー５は周壁内の爪１６ｂで係止され、バスバー５の右半の上面に電圧検出用の端子１３が接触して、同様の爪１６ｂで係止されている。係止でなくインサート成形でバスバー５や端子１３をバスバー収容部１６内に固定することも可能である。

右端の電極（図示せず）はバスバー５と端子１３との各孔部５ａ，１３ａを貫通して上向きにバスバー収容部１６内に突出し、ナット締めで相互に接続される。隣接の電極はバスバー５の左半の孔部を５ａ貫通して同様にナット締めで接続される。

例えば、バスバー収容部１６の周壁の前側に、カバー８に対する係合部としての突起１２が設けられ、図４の如く、カバー８の孔部１３の下側に、突起１２に係合する係止部としての可撓性の係止片１１が設けられている。この突起１２と係止片１１はあくまでも一例であり、これら係止手段は必要に応じて適宜設定可能である。

図２の如く、サーミスタ収容部１８は、所定のバスバー収容部１６と後側の電線収容部１９との間において、幅狭に（サーミスタ６の厚みの二倍程度の前後方向の幅で）、且つサーミスタ６の左右方向の全長よりも少し長い左右方向長さで、バスバー収容部１６の底部側と電線収容部１９の底部側とを連結して、バスバー収容部１６と電線収容部１９とよりも低く配設されている。

図３に図２のＡ−Ａ断面を示す如く、本例のサーミスタ６は、矩形立体状のサーミスタ主体部６ａと、サーミスタ主体部６ａから斜め上向きに角状に突出した左右一対の可撓性（弾性）の操作アーム６ｂと、各操作アーム６ｂの長手（高さ）方向中間部から外向きに略Ｖ字状に屈曲して突出した左右一対の弾性アーム６ｃとで構成されている。

サーミスタ主体部６ａの上端から二本の電線１０が並列に導出されている。サーミスタ主体部６ａは外側の絶縁樹脂部（符号６ａで代用）と内側のサーミスタ素子部（図示せず）とで成り、電線１０はサーミスタ素子部に接続されている。各アーム６ｂ，６ｃは絶縁樹脂部（６ａ）と一体に絶縁樹脂材で形成されている。弾性アーム６ｃは斜め下向きの内側部分６ｃ₁と斜め上向きの外側部分６ｃ₂とで成る。

サーミスタ収容部１８は、水平な基壁２１に設けられた上下に貫通した横長の開口２２と、開口２２の中央において基壁２１から下向きに短く続く垂下部２３と、垂下部２３の下端側に直交して設けられた環状の周壁２４と、周壁２４の内側で上下に貫通した矩形状のサーミスタ挿入用の孔部２４ａと、開口２２の左右端から上向きに延設された垂直な壁部２５と、壁部２５の上端側で内向きに突出し、サーミスタ６の弾性アーム６ｃを受ける一対の水平な鍔壁２６と、周壁２４の上方において基壁２１から上向きに鍔壁２６と同じ高さまで突出した壁部２７と、壁部２７から上向きに続き、サーミスタ６の二本の電線１０を収容案内する垂直な前向きの左右一対のリブ２８とを有している。

垂直な一対のリブ２８は平行に位置し、各リブ２８の突出方向は前向き（水平方向）である。鍔壁２６は先端上側に、弾性アーム６ｃに対する斜め下向きのガイド傾斜面２６ａを有している。

一対の垂直なリブ２８は後側の電線収容部１９の垂直な前壁２９に沿って一体に続き、図２の電線収容部１９の水平な壁部３０に沿って直交して水平な上向きの一対のリブ３１となって一体に続いている。水平な一対のリブ３１は平行に位置し、各リブ３１の突出方向は上向き（垂直方向）である。

水平なリブ３１は水平な壁部３０の幅方向中央で終端し、一方のリブ３１は直交方向に湾曲して、電線案内部３２となって水平な壁部３０の後半の電線保持用の前後一対の爪部３３に続いている。電線収容部１９の前後端にはバッテリ上部の突起（図示せず）に係合する可撓性の係止枠片（係止手段）３４が下向きに垂設されている。

図３の如く、サーミスタ収容部１８の孔部２４ａにサーミスタ主体部６ａが上から下向きに挿入され、左右の操作アーム６ｂの基端６ｂ₁が環状の周壁２４の上端に当接することで、それ以上の下向きの移動が阻止される。通常使用時には操作アーム６ｂの基端６ｂ₁は周壁２４に当接せず、周壁２４内にサーミスタ主体部６ａが上下方向スライド自在に支持される。弾性アーム６ｃの先端６ｃ₃は鍔壁２６の下面に弾性的に当接し、サーミスタ主体部６ａを下向きに押圧する。サーミスタ主体部６ａの下端面６ａ₁は電池３の上端面３ａに弾性的に当接（接触）する（図３ではサーミスタ主体部６ａの下死点位置を鎖線で示している）。

車両の振動で電池３がサーミスタ主体部６ａと一体的に矢印の如く上下に移動することで、サーミスタ主体部６ａは電線１０と共に固定側の不動なケース７に対して浮き沈みする（弾性アーム６ｃの撓みストロークの範囲で上下に移動する）。弾性アーム６ｃの撓みに伴って弾性アーム６ｃの先端６ｃ₃は鍔壁２６の下面に沿って水平に摺動可能である。操作アーム６ｂは作業者が先端部６ｂ₁を手で摘んで窄めることで、弾性アーム６ｃを小さな力でスムーズに鍔壁２６に乗り越し係合させることができる。

サーミスタ６の電線１０は垂直な左右のリブ２８の間を通って電線収容部１９の水平な左右のリブ３１の間に案内され、左右のリブ３１の終端から湾曲部３２に沿って図２で左側に屈曲案内されて、一対の爪部３３の間に保持されて、水平な壁部（基壁）３０に沿ってケース７の端部まで配索され、図１の如くケース７の端部から他の電圧検出用の電線と共に外部に導出される。

その状態で、図４の如く、カバー８がケース７上に装着されて、図２のバスバー５と電圧検出用端子１３とサーミスタ６とその電線１０とが覆われて外部との干渉等から安全に絶縁保護される。

図４のカバー８は、バスバー５を覆う左右方向の長辺側の部分（板部）８ａと、サーミスタ６とその電線１０を覆う前後方向の短辺側の部分（板部）８ｂとで略Ｌ字状に構成されている。図１の略コの字状のカバー８も同様に左右方向の部分（板部）８ａでバスバー５等を覆い、一方（図で右側）の幅広の前後方向の部分（板部）８ｂでサーミスタ６とその電線１０を覆う。

図１の如く、カバー８の前後方向の短辺側の部分８ｂは、水平な板部（符号８ｂで代用）の左右端に垂直な両側壁８ｃを有して、縦断面略逆凹字状（逆樋状）に形成されている。板部８ｂの裏面がケース７の水平な一対のリブ３１（図２）の上端に当接して、一対のリブ３１と板部８ｂとで隙間なく電線１０を覆う。

また、板部８ｂの両側壁８ｃが水平な一対のリブ３１の外側に係合して（両側壁８ｃとリブ３１との間に少し隙間はあってもよい）、カバー８を位置決めし、且つ水平なリブ３１と両側壁８ｃとの相乗作用でサーミスタ６の電線１０の水平部分（図示せず）を外部へのはみ出しなく安定に保持する。板部８ｂの先端（後端）は垂直な後壁を有さずに後方に開口しており、電線１０をスムーズに後方に（電線収容部１９に）挿通可能である。

車両の振動等でサーミスタ６が電池３（図３）と一体にケース７に対して浮き沈み方向に進退した際に、サーミスタ６の電線１０も同様に左右一対のリブ３１（図２）の間で電線長手方向に引っ掛かり等なくスムーズに進退する。

電線収容部１９の保持用の爪部３３はサーミスタ６から垂直なリブ２８（図３）と水平なリブ３１（図２）とを経て遠く離間しており、各リブ２８，３１の間の空間３５，３６が電線１０の撓み（弛み）空間として作用し、主にサーミスタ６から電線保持用の爪部３３までの範囲で電線１０が各リブ２８，３１の間で伸縮する。従って爪部３３が電線１０に引張等の悪影響を及ぼすことはない。

各爪部３３は水平な基板部（壁部）３０から縦断面略Ｌ字状に上向きに突出しており、上方から一対の爪部３３の内側の広いスペース３７に細い電線１０を押し込んで電線長手方向進退自在に挿通させることで、電線１０に引張等の力が作用する心配はない。

図４の如く、カバー８の閉止状態で、前後方向の板部８ｂの先端８ｂ₁は電線挿通部１９の幅（前後）方向中央に位置し、板部８ｂの左右端８ｂ₂すなわち垂直な両側壁８ｃ（図１）は図２の水平な一対のリブ３１の外側に大きく張り出して位置する。図２の鎖線で示す部分３８がカバー８の板部８ｂで覆われる範囲を示す。

両側壁８ｃは水平なリブ３１の外側でリブ３１と平行に位置し、万一リブ３１から電線１０が飛び出した場合でも、両側壁８ｃの内側に電線１０が収容されて、外部への電線１０の飛び出しが二重に防止される。

板部８ｂの前半は横長のサーミスタ６を弾性アーム６ｃの左右端の一部を除いて全面的に覆う。図３の如く、サーミスタ６はケース７の底部側に深く挿入されているので、たとえカバー８がなくとも十分に外部との干渉等から保護される。カバー８は主にサーミスタ６の電線１０の水平部分を覆って外部との干渉等から安全に保護する。

なお、上記実施形態においては、ケース７に一対のリブ３１を設けて電線１０を案内保護したが、例えばリブ３１を設けない場合は、カバー８の両側壁８ｃの間に電線１０を収容することで、電線１０を確実に保護することができる。

本発明に係る電源装置のカバー構造は、例えばハイブリッドカーを含む電気自動車のバッテリの温度検知用のサーミスタ等の部品の電線を外部との干渉等なく安全に保護するために利用することができる。

１ 電源装置
２ バッテリ
４ バスバーモジュール
５ バスバー
６ サーミスタ（センサ部品）
６ｃ 弾性アーム
７ ケース
８ カバー
８ｂ 板部
８ｃ 側壁
１０ 電線
３１ リブ

Claims (6)

1. バッテリに組み付けられるバスバーモジュールの絶縁性のケースにセンサ部品が該バッテリに接した状態で装着され、該センサ部品の電線が該ケースに沿って配索され、該ケースに、該バスバーと該センサ部品と該電線とを同時に覆う絶縁性のカバーが装着されたことを特徴とする電源装置のカバー構造。
2. 前記ケースに設けられた一対のリブの間に前記電線が挿通され、該リブの上から前記カバーが該電線を覆うことを特徴とする請求項１記載の電源装置のカバー構造。
3. 前記カバーが、板部の両側に直交した一対の側壁を有することを特徴とする請求項１記載の電源装置のカバー構造。
4. 請求項２記載の前記一対のリブの外側に前記一対の側壁が位置することを特徴とする請求項３記載の電源装置のカバー構造。
5. 前記センサ部品が弾性アームで前記ケースに支持されたことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の電源装置のカバー構造。
6. 前記カバーが前記センサ部品ごとに開閉自在に前記ケースに配置されたことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の電源装置のカバー構造。

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