(57)【要約】【課題】  ワイヤハーネス取り付け作業時における作業性の向上が図られた電池モジュールユニットを提供する。【解決手段】  電池モジュールユニット１は、ワイヤハーネス１５の一部を保持するクランプ部材３１を備えている。クランプ部材３１が、電池ユニット１４の樹脂ホルダ２８の上部に設けられた一対の壁部２９ｃ、２９ｄおよび第１ボルトガイド部２９ｅに係合することで、電池ユニット１４上においてワイヤハーネス１５が位置決めされる。そのため、電池ユニット１４上においてワイヤハーネス１５の位置が固定された状態で、ワイヤハーネス１５のコネクタ１５ａを端子２４に接続することができ、作業者が意図しない箇所にワイヤハーネス１５やそのコネクタ１５ａが位置したり、作業者が意図しない向きにワイヤハーネス１５が向いたりして、作業性が低下する事態が抑制されている。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上端面に一対の端子が設けられた電池セルと、前記一対の端子が露出するように該電池セルを保持するホルダとを有する電池ユニットが複数並設された電池モジュールと、
前記電池セルの前記端子に接続されるコネクタを有するワイヤハーネスと、
前記電池ユニットの前記ホルダの上部に設けられ、対面する一対の壁部を有する被係合部と、
前記ワイヤハーネスの一部を保持するとともに、前記被係合部と係合する係合部材と
を備える、電池モジュールユニット。
【請求項２】
前記被係合部は、前記電池モジュールの複数の前記電池ユニットを貫くボルトが挿通され、かつ、前記一対の壁部の間において該壁部に対して平行に延びる円管状のガイド部をさらに有し、
前記係合部材は、前記ガイド部を両側から把持する一対のアーム部を有する、請求項１に記載の電池モジュールユニット。
【請求項３】
前記係合部材が平坦な上端面を有する、請求項１または２に記載の電池モジュールユニット。
【請求項４】
前記ワイヤハーネスが前記係合部材に挿通された状態で固定されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電池モジュールユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池モジュールユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電気自動車又はフォークリフトなど、車両のバッテリとして使用される電池パックが知られている。このような電池パックは、電池セルの配列体を含む電池モジュールを筐体内に収容しており、電池モジュールには、各電池セルの充放電状態を検出したり制御したりするためのＥＣＵユニットがワイヤハーネスを介して接続される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１６８３４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ワイヤハーネスは、通常、ある程度の柔軟性を有しているため、その姿勢が定まりにくい。そのため、ワイヤハーネスを電池モジュールに取り付ける作業の際、作業者が意図しない箇所にワイヤハーネスが位置したり、作業者が意図しない向きにワイヤハーネスが向いたりして、作業性の低下を招くことがあり得る。
【０００５】
発明者らは、ワイヤハーネスを電池モジュールの所定位置に固定することで、ワイヤハーネスの位置決めをおこない、それによりワイヤハーネス取り付け作業時における作業性の向上を図る技術を新たに見出した。
【０００６】
本発明は、ワイヤハーネス取り付け作業時における作業性の向上が図られた電池モジュールユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一形態に係る電池モジュールユニットは、上端面に一対の端子が設けられた電池セルと、一対の端子が露出するように該電池セルを保持するホルダとを有する電池ユニットが複数並設された電池モジュールと、電池セルの端子に接続されるコネクタを有するワイヤハーネスと、電池ユニットのホルダの上部に設けられ、対面する一対の壁部を有する被係合部と、ワイヤハーネスの一部を保持するとともに、被係合部と係合する係合部材とを備える。
【０００８】
上記電池モジュールユニットは、ワイヤハーネスの一部を保持する係合部材を備えている。係合部材が、電池ユニットのホルダの上部に設けられた被係合部に係合することで、電池ユニット上においてワイヤハーネスが位置決めされる。したがって、上記電池モジュールユニットによれば、ワイヤハーネスを電池モジュールに取り付ける作業において、作業性の向上が図られる。
【０００９】
他の形態に係る電池モジュールユニットでは、被係合部は、電池モジュールの複数の電池ユニットを貫くボルトが挿通され、かつ、一対の壁部の間において該壁部に対して平行に延びる円管状のガイド部をさらに有し、係合部材は、ガイド部を両側から把持する一対のアーム部を有する。この場合、係合部材の一対のアーム部が、一対の壁部の間においてガイド部を把持することで、係合部材が被係合部に係合される。
【００１０】
他の形態に係る電池モジュールユニットでは、係合部材が平坦な上端面を有する。この場合、ロボットアーム等が係合部材を容易に吸着することができるため、ワイヤハーネス取り付け作業時の自動化が促進される。
【００１１】
他の形態に係る電池モジュールユニットでは、ワイヤハーネスが係合部材に挿通された状態で固定されている。この場合、ワイヤハーネスが係合部材に対して相対移動しないため、ワイヤハーネスの位置決めをより正確におこなうことができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ワイヤハーネス取り付け作業時における作業性の向上が図られた電池モジュールユニットが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、実施の一態様に係る電池モジュールユニットを示した概略斜視図である。
【図２】図２は、図１に示した電池モジュールユニットの平面図である。
【図３】図３は、図１に示した電池モジュールユニットの分解斜視図である。
【図４】図４は、図１に示した係合部材と被係合部との係合状態を示した断面図である。
【図５】図５は、取り付け作業前のワイヤハーネスの状態を示した図である。
【図６】図６は、取り付け作業時に係合部材を吸着する様子を示した図である。
【図７】図７は、図４とは異なる態様の係合部材と被係合部との係合状態を示した断面図である。
【図８】図８は、図４とは異なる態様の係合部材と被係合部との係合状態を示した断面図である。
【図９】図９は、図４とは異なる態様の係合部材と被係合部との係合状態を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、同一又は同等の要素については同一の符号を付し、説明が重複する場合にはその説明を省略する。
【００１５】
まず、図１、図２および図３を参照しつつ、電池モジュールユニット１について説明する。
【００１６】
図１に示すように、電池モジュールユニット１は、電池モジュール１０を備えている。この電池モジュール１０は、並設された複数（図では７つ）の電池ユニット１４により構成されている。
【００１７】
電源装置の電池モジュールユニット１は、さらに、電池モジュール１０の電池ユニット１４の並設方向両端に一対のエンドプレート１６を備えており、一対のエンドプレート１６により複数の電池ユニット１４が拘束されている。一対のエンドプレート１６は、たとえば、一方のエンドプレート１６に挿通されて他方のエンドプレート１６の向きに延びる４本のボルト１９Ａ〜１９Ｄが、各電池ユニット１４および他方のエンドプレート１６を挿通して、他方のエンドプレート１６側でナットに螺合されることで固定される。各エンドプレート１６には、固定部材１８が固定されている。各エンドプレート１６は、高い剛性が求められるため、鉄で構成されている。
【００１８】
電池モジュール１０は、図２に示すように、鉛直方向に延びる壁Ｗに固定部材１８を介して片持ち支持されるように固定される。
【００１９】
電池セル２０は、ケース２１と、ケース２１内に収容された図示しない電極組立体と、ケース２１に設けられた電極組立体に接合される一対の端子２４とを備えている。ケース２１は、導電材料（たとえば、アルミニウム）で構成されており、有底角筒状のケース本体部２２とケース本体部２２の開口を覆う蓋板２３とを有する。ケース本体部２２は、矩形平板状の底板２２ａと、底板２２ａの４つの辺から立設する４つの側面２２ｂ〜２２ｅとからなる。以下、説明の便宜上、４つの側面２２ｂ〜２２ｅのうち、電池ユニット１４の並設方向と交わる２つの側面を第１側面２２ｂ、第２側面２２ｃと称し、他の２つの側面を第３側面２２ｄ、第４側面２２ｅと称する。
【００２０】
一対の端子２４は、電池セル２０の電極組立体の電力を外部に取り出す端子であり、電池セル２０の上端面を構成する蓋板２３に設けられている。本実施の形態では、複数の電池セル２０は、図２に示すように、直列に接続されるよう隣り合う極性の異なる端子２４同士がバスバー２５を介して接続されている。
【００２１】
図３に示すように、樹脂ホルダ２８は、樹脂によって一体成型された枠体であって、蓋板２３上に配置される配線部２８ａと、ケース本体部２２の底板２２ａと対向する底面部２８ｂと、ケース本体部２２の第３側面２２ｄ、第４側面２２ｅと各々対向する一対の立設部２８ｃとを備える。
【００２２】
配線部２８ａは、電池セル２０の上端面の一対の端子２４を露出させる構成を有し、電池ユニット１４の並設方向において隣り合う端子２４同士を隔てる隔壁２９ａと、一対の立設部２８ｃから鉛直方向上方に延びる一対の外壁２９ｂと、各端子２４近傍において電池ユニット１４の並設方向に延在する一対の壁部２９ｃ、２９ｄと、一対の壁部２９ｃ、２９ｄそれぞれの間に設けられるとともに上述したボルト１９Ａ、１９Ｂを案内する第１ボルトガイド部２９ｅとを有する。
【００２３】
図３、４に示すように、一対の壁部２９ｃ、２９ｄそれぞれは、略長方形板状であり、その長辺方向が電池ユニット１４の並設方向に沿っている。また、一対の壁部２９ｃ、２９ｄは上方に延びるように立設されており、略同じ高さを有している。さらに、一対の壁部２９ｃ、２９ｄは互いに平行に配置されており、所定距離だけ離間された状態で対面している。
【００２４】
第１ボルトガイド部２９ｅは、上述したボルト１９Ａ、１９Ｂを案内するガイド孔２７Ａ、２７Ｂを有する円管状のガイド部であり、壁部２９ｃ、２９ｄに対して平行な方向（すなわち、電池ユニット１４の並設方向）に延びている。第１ボルトガイド部２９ｅは、図４に示すように、一対の壁部２９ｃ、２９ｄの中間に配置されており、第１ボルトガイド部２９ｅの外周面と壁部２９ｃ、２９ｄの内側面とは等距離だけ離間している。本実施形態では、一対の壁部２９ｃ、２９ｄと第１ボルトガイド部２９ｅとによって被係合部が構成されている。
【００２５】
図３に戻って、樹脂ホルダ２８には、さらに、上述したボルト１９Ｃ、１９Ｄを案内するガイド孔２７Ｃ、２７Ｄを有する一対の第２ボルトガイド部２８ｄが、底面部２８ｂと一対の立設部２８ｃ各々とで画成される角部に設けられている。
【００２６】
伝熱プレート３０は、ケース本体部２２の第１側面２２ｂおよび第３側面２２ｄを覆うように配置された、Ｌ字状の金属プレートであり、たとえばアルミニウムで構成されている。この伝熱プレート３０は、第１側面２２ｂを覆う部分において電池セル２０の熱を受け入れて、第３側面２２ｄを覆う部分から壁Ｗに放熱することができる。
【００２７】
上述した樹脂ホルダ２８は、ケース本体部２２の第１側面２２ｂおよび第２側面２２ｃを覆う部分を有していないため、伝熱プレート３０は、樹脂ホルダ２８に保持された電池セル２０の第１側面２２ｂと接する。
【００２８】
なお、電池セル２０の第１側面２２ｂおよび第２側面２２ｃには、必要に応じて、その外縁領域を除く全面に、両面接着テープが貼付されていてもよい。
【００２９】
電池モジュールユニット１は、図１に示すように、上述した電池モジュール１０に取り付けられるワイヤハーネス１５を備えている。ワイヤハーネス１５の一端は、図示しないＥＣＵユニットと接続するための接続端子１７となっている。ワイヤハーネス１５の他端は、適宜分岐されて複数の（図１では８つの）コネクタ１５ａが設けられている。ワイヤハーネス１５の各コネクタ１５ａを、電池モジュール１０の所定の端子２４に接続することで、ＥＣＵユニットが、たとえば各電池セル２０の充放電状態を検出したり制御したりする。
【００３０】
ワイヤハーネス１５には、複数の（図１では６つの）クランプ部材３１（係合部材）が取り付けられており、電池モジュールユニット１ではワイヤハーネス１５の取り付けにクランプ部材３１が用いられる。
【００３１】
以下、ワイヤハーネス１５を電池モジュール１０に取り付ける態様について、図４を参照しつつ説明する。
【００３２】
図４に示すように、クランプ部材３１は、最下部に位置する把持部３２と、把持部３２の上に位置するワイヤハーネス保持部３４と、ワイヤハーネス保持部３４の上であって最上部に位置する吸着部３６とを備えて構成されている。クランプ部材３１は、ある程度の弾性を備える材料で構成されており、たとえば樹脂で構成されている。
【００３３】
把持部３２は、一対のアーム部３３Ａ、３３Ｂを有しており、一対のアーム部３３Ａ、３３Ｂが第１ボルトガイド部２９ｅの外周面を両側から（図４の左右から）把持する。より具体的には、一対のアーム部３３Ａ、３３Ｂのそれぞれの先端部３３ａが、第１ボルトガイド部２９ｅの中心軸Ｏよりも下側まで挿し入れられており、第１ボルトガイド部２９ｅのくびれた部分において第１ボルトガイド部２９ｅを両側から把持している。
【００３４】
ワイヤハーネス保持部３４は、ワイヤハーネス１５を保持する部分である。具体的には、ワイヤハーネス１５は、第１ボルトガイド部２９ｅに平行な方向（すなわち、電池ユニット１４の並設方向）に沿うように保持される。本実施形態では、ワイヤハーネス保持部３４はワイヤハーネス１５が挿通可能な孔３５を有し、孔３５にワイヤハーネス１５を挿通させた状態で孔３５内に接着剤を充填することで、ワイヤハーネス１５を固定している。
【００３５】
吸着部３６は、ロボットアーム等でクランプ部材３１を取り扱う際の吸着に利用される部分であり、平坦な上端面３６ａを有する。クランプ部材３１をロボットアーム等で取り扱う場合には、ロボットアームと壁部２９ｃ、２９ｄとが接触しないように、吸着部３６の幅は壁部２９ｃ、２９ｄの離間距離より狭く設計することが好ましい。
【００３６】
続いて、ロボットアーム４４を用いて、ワイヤハーネス１５を電池モジュール１０に取り付ける作業について、図５、６を参照しつつ説明する。
【００３７】
ワイヤハーネス１５を電池モジュール１０に取り付ける作業では、ワイヤハーネス１５を所定形状に保持するために、図５に示すような治具４０が用いられる。治具４０には、ワイヤハーネス１５の各コネクタ１５ａを所定位置に配置するための突起４２が設けられている。ワイヤハーネス１５は、電池モジュール１０上に取り付けられたときと同じ姿勢で、治具４０上に配置される。また、ワイヤハーネス１５の各クランプ部材３１は、ロボットアーム４４が吸着しやすいように、吸着部３６の上端面３６ａが上側になるように、治具４０上に配置される。
【００３８】
ロボットアーム４４は、治具４０に配置されたクランプ部材３１に上方から接近して、クランプ部材３１の吸着部３６の上端面３６ａを吸着し、クランプ部材３１を取り上げる。このとき、全てのクランプ部材３１を同時に取り上げてワイヤハーネス１５全体を持ち上げるために、クランプ部材３１と同数のロボットアーム４４を用いてもよい。そして、ロボットアーム４４を電池モジュール１０の上方まで移動させて、クランプ部材３１を第１ボルトガイド部２９ｅに取り付けるとともにワイヤハーネス１５のコネクタ１５ａを所定の端子２４に接続する。
【００３９】
クランプ部材３１を第１ボルトガイド部２９ｅに取り付けるときには、ロボットアーム４４を下方に移動させて、第１ボルトガイド部２９ｅの外周面と壁部２９ｃ、２９ｄの内側面との間に各アーム部３３Ａ、３３Ｂを挿し入れて、さらに、各アーム部３３Ａ、３３Ｂの先端部３３ａが第１ボルトガイド部２９ｅのくびれた部分を把持するまでロボットアーム４４を下方に移動させる。それにより、クランプ部材３１が一対の壁部２９ｃ、２９ｄの間において第１ボルトガイド部２９ｅを把持し、一対の壁部２９ｃ、２９ｄからクランプ部材３１が容易に抜けないように係合される。なお、第１ボルトガイド部２９ｅの外周面と壁部２９ｃ、２９ｄの内側面との距離を狭く設計することで、クランプ部材３１が第１ボルトガイド部２９ｅの外周面を滑って中心軸Ｏ周りに回動する事態が抑制される。
【００４０】
ロボットアームによる吸着に代えて、図６に示すような一対のグリッパ４６を用いて、ワイヤハーネス１５を電池モジュール１０に取り付けることも可能である。この場合には、各グリッパ４６Ａ、４６Ｂの下端部に設けた段部４６ａにおいて、クランプ部材３１の吸着部３６を図６の左右方向から把持することで、ロボットアームによる吸着同様、クランプ部材３１を取り上げることができる。必要に応じて、図６に示したようなロボットアーム４４とグリッパ４６の両方を用いて、ワイヤハーネス１５を電池モジュール１０に取り付けてもよい。
【００４１】
以上において説明したとおり、電池モジュールユニット１は、上端面に一対の端子２４が設けられた電池セル２０と、一対の端子２４が露出するように該電池セル２０を保持する樹脂ホルダ２８とを有する電池ユニット１４が複数並設された電池モジュール１０と、電池セル２０の端子２４に接続されるコネクタ１５ａを有するワイヤハーネス１５と、電池ユニット１４の樹脂ホルダ２８の上部に設けられた一対の壁部２９ｃ、２９ｄおよび第１ボルトガイド部２９ｅで構成される被係合部と、ワイヤハーネス１５の一部を保持するとともに、被係合部と係合するクランプ部材３１とを備える。
【００４２】
上記電池モジュールユニット１は、ワイヤハーネス１５の一部を保持するクランプ部材３１を備えている。クランプ部材３１が、電池ユニット１４の樹脂ホルダ２８の上部に設けられた一対の壁部２９ｃ、２９ｄおよび第１ボルトガイド部２９ｅに係合することで、電池ユニット１４上においてワイヤハーネス１５が位置決めされる。そのため、たとえば、電池ユニット１４上においてワイヤハーネス１５の位置が固定された状態で、ワイヤハーネス１５のコネクタ１５ａを端子２４に接続することができ、作業者が意図しない箇所にワイヤハーネス１５やそのコネクタ１５ａが位置したり、作業者が意図しない向きにワイヤハーネス１５が向いたりして、作業性が低下する事態が抑制されている。したがって、電池モジュールユニット１によれば、ワイヤハーネス１５を電池モジュール１０に取り付ける作業において、作業性の向上が図られている。
【００４３】
特に、ワイヤハーネス１５がクランプ部材３１に挿通された状態で接着剤で固定されているため、ワイヤハーネス１５がクランプ部材３１に対して相対移動しない。そのため、ワイヤハーネス１５の位置決めをより正確におこなうことができる。たとえば、電池モジュール１０は温度が高くなると電池ユニット１４の並設方向に膨張して、電池ユニット１４の並設方向に並ぶ端子２４の端子間距離が長くなる。そのため、ワイヤハーネス１５は所定の余剰長さ（いわゆる、遊び）を確保した状態で、電池モジュール１０に取り付けることが好ましい。このような余剰長さを、ワイヤハーネス取り付け時に適切に調整する観点から、ワイヤハーネス１５の位置決めは正確におこなわれることが望ましい。ただし、ワイヤハーネス１５がクランプ部材３１に対して相対移動することが望まれる場合には、上記接着剤を用いることなく、ワイヤハーネス１５がクランプ部材３１に対して摺動等して移動できるようにしてもよい。
【００４４】
また、クランプ部材３１が平坦な上端面３６ａを有することで、ロボットアーム等がクランプ部材３１を容易に吸着することができるため、ワイヤハーネス取り付け作業時の自動化が促進される。
【００４５】
なお、上述したクランプ部材３１は、必ずしもロボットアーム４４やグリッパ４６等の自動機を用いて取り扱う必要はなく、作業者が指で摘み上げて、所定の被係合部に図４に示した態様となるように嵌め込んでもよい。
【００４６】
以上、一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００４７】
たとえば、被係合部および係合部材は、図４に示した態様に限らず、図７〜９に示した態様であってもよい。
【００４８】
図７に示した被係合部は、一対の壁部２９ｃ、２９ｄで構成されている。一対の壁部２９ｃ、２９ｄの上端部には楔部２９ｆがそれぞれ設けられており、楔部２９ｆにおいては下方に向かうに従って外側面の幅が漸次広くなっている。図７に示した係合部材３１Ａは、一対の壁部２９ｃ、２９ｄの外側に位置する一対の下垂部３３Ｃ、３３Ｄと、下垂部３３Ｃ、３３Ｄの間に架け渡された吸着部３６と、吸着部３６の下側に位置するワイヤハーネス保持部３４とを備えて構成されている。そして、係合部材３１Ａの各下垂部３３Ｃ、３３Ｄには、一対の壁部２９ｃ、２９ｄの楔部２９ｆに係合する孔３３ｂが設けられている。図７に示した被係合部および係合部材においても、図４に示した被係合部（壁部２９ｃ、２９ｄおよび第１ボルトガイド部２９ｅ）および係合部材（クランプ部材３１）と同様の作用や効果を奏する。
【００４９】
図８に示した被係合部は、一対の壁部２９ｃ、２９ｄで構成されており、一対の壁部２９ｃ、２９ｄの内側面にはそれぞれ窪み部２９ｇが設けられている。図８に示した係合部材３１Ｂは、最下部に位置するワイヤハーネス保持部３４と、最上部に位置する吸着部３６と、ワイヤハーネス保持部３４と吸着部３６とを接続する接続部３７とを備えて構成されている。そして、係合部材３１Ｂのワイヤハーネス保持部３４の幅は、上方に向かって漸次広くなっており、ワイヤハーネス保持部３４の一部分３４ａが壁部２９ｃ、２９ｄの内側面に設けられた窪み部２９ｇに入り込むことで、一対の壁部２９ｃ、２９ｄに係合部材３１Ｂが係合される。図８に示した被係合部および係合部材においても、図４に示した被係合部（壁部２９ｃ、２９ｄおよび第１ボルトガイド部２９ｅ）および係合部材（クランプ部材３１）と同様の作用や効果を奏する。
【００５０】
図９に示した被係合部は、一対の壁部２９ｃ、２９ｄで構成されており、一対の壁部２９ｃ、２９ｄの内側面にはそれぞれ窪み部２９ｇが設けられている。図９に示した係合部材３１Ｃは、最下部に位置する係止部３８と、最上部に位置する吸着部３６と、ワイヤハーネス保持部３４と吸着部３６との間に位置するワイヤハーネス保持部３４とを備えて構成されている。そして、係合部材３１Ｃの係止部３８の幅は下端に向かって漸次広くなっており、係止部３８の一部分３８ａが壁部２９ｃ、２９ｄの内側面に設けられた窪み部２９ｇに入り込むことで、一対の壁部２９ｃ、２９ｄに係合部材３１Ｃが係合される。図９に示した被係合部および係合部材においても、図４に示した被係合部（壁部２９ｃ、２９ｄおよび第１ボルトガイド部２９ｅ）および係合部材（クランプ部材３１）と同様の作用や効果を奏する。
【符号の説明】
【００５１】
１…電池モジュールユニット、１０…電池モジュール、１４…電池ユニット、１５…ワイヤハーネス、１５ａ…コネクタ、１９Ａ〜１９Ｄ…ボルト、２０…電池セル、２９ｃ、２９ｄ…壁部、２９ｅ…ガイド部、３１、３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ…係合部材、３３Ａ、３３Ｂ…アーム部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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