(57)【要約】      （修正有）【課題】電極と配線とを容易に接続することができ、配線を確実に固定するとともに、製造コストの低減を図ることのできる配線接続構造を提供する。【解決手段】電池セル２の電極ポスト３の外周面に溝２２を形成し、電圧監視線２３を、溝に挿入するとともに、電池セルの上面に配置させた状態で、電極ポストにナット１４を締め付けることで電圧監視線と電極ポストとを固定する。溝の深さは電極の基端部ほど浅くなるように形成されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極の外周面に溝を形成し、配線を前記溝に挿入するとともに、前記電極の設置面に配置させた状態で、前記電極にナットを締め付けることで、前記配線と前記電極とを固定することを特徴とする配線接続構造。
【請求項２】
前記溝は、その深さが前記電極の基端部ほど浅くなるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の配線接続構造。
【請求項３】
前記溝は、前記電極の外周面に螺旋状に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の配線接続構造。
【請求項４】
前記電極は電池セルの電極ポストであり、前記配線は前記電池セルの電圧値を監視するための電圧監視線であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の配線接続構造。
【請求項５】
前記溝は、前記電極ポストの互いに対向する側に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の配線接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線接続構造に係り、特に、複数の電池セルを重ね合わせて構成した電池モジュールの電圧監視用の配線などを接続するための配線接続構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気自動車やハイブリット自動車などの電気モータの駆動力を利用した自動車が注目されている。このような自動車の電気モータを駆動するための高電圧、高出力の電源として、複数の電池セルを組み合わせた電池モジュールが多く用いられている。
【０００３】
このような電池モジュールは、複数の電池セルの電極ポストをバスバーで接続することにより、各電池セルを直列に接続して使用するものであり、この場合に、各電池セルの電極ポスト間に電圧監視用配線を接続し、電池セルの各電極ポスト間の電圧値を監視することが行われている。
【０００４】
このような電池モジュールにおいて、電圧検知用の配線を接続する技術として、従来、各電池セルと電池ＥＣＵとを接続するＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）配線に接続片を突出して形成し、このＦＰＣ配線の接続片を電極部とバスバーとの間に挟み込んで、電極部に螺合されるナットを締め付けることにより、接続片を電極部に固定するようにした技術が開示されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００５】
また、電圧検知用の配線を接続するその他の技術として、従来、電線圧着部の長手外縁部の表面である圧着面上に沿って、導体部を先端とした被覆電線を配置した後、共圧着端子を用いて電線圧着部の長手外縁部と導体部を含む被覆電線とを圧着することにより、電線圧着部を介して被覆電線とバスバー本体とを電気的に接続するようにした技術が開示されている（例えば、特許文献２を参照）。
【０００６】
さらに、電圧検知用の電線を接続するその他の技術として、従来、バスバーの一部に、電圧検出用の電線の端部が嵌め込まれる溝が形成された電線接続部を設け、電線の芯線を溝の中に抵抗溶接によって溶接することにより、バスバーと電線とを電気的に接続するようにした技術が開示されている（例えば、特許文献３を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−００３４６６号公報
【特許文献２】特開２０１２−０５９６５８号公報
【特許文献３】特開２０１２−０８４３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記特許文献１に記載の発明においては、このＦＰＣ配線の接続片を電極部とバスバーとの間に挟み込むことにより、接続片を電極部に固定している。当該構成では、ＦＰＣ配線が比較的高価であるため、材料コストが高くなる。また、ＦＰＣ配線の接続片を電極部とバスバーとの間に挟み込むだけで固定するものであるため、電池モジュールが振動した際に配線が抜けやすく、信頼性に欠けるという問題を有している。
【０００９】
また、前記特許文献２に記載の発明においては、共圧着端子を用いて電線圧着部の長手外縁部と導体部を含む被覆電線とを圧着することにより、電線圧着部を介して被覆電線とバスバー本体とを電気的に接続するようにしているので、バスバーに特殊な加工が必要となり、しかも、共圧着端子などの部品も必要となり、材料コスト、製造コストの増大を招いてしまうという問題を有している。
【００１０】
さらに、前記特許文献３に記載の発明においては、電圧検知用の電線の芯線を溝の中に抵抗溶接によって溶接することにより、バスバーと電線とを電気的に接続するようにしているので、製造工数の増加を招き、また、電線を溶接などにより接続してしまうと、容易に取り外すことができない構造となってしまい、故障時の交換やメンテナンスが極めて困難になってしまうという問題を有している。
【００１１】
本発明は、前記した点に鑑みてなされたものであり、電極と配線とを容易に接続することができ、配線を確実に固定するとともに、製造コストの低減を図ることのできる配線接続構造を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成するために本発明に係る配線接続構造は、電極の外周面に溝を形成し、配線を前記溝に挿入するとともに、前記電極の設置面に配置させた状態で、前記電極にナットを締め付けることで、前記配線と前記電極とを固定することを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、配線を溝に挿入するとともに、電極の配置面に配置させた状態で、電極にナットを締め付けることにより、電極と配線とを固定するようにしているので、配線とナットとの接触面積を大きく確保して配線を強固に固定することができ、配線の抜けを確実に防止することができる。
【００１４】
また、本発明は、前記構成において、前記溝は、その深さが前記電極の基端部ほど浅くなるように形成されていることを特徴とする。この構成によれば、溝の深さを電極の基端部ほど浅くなるように形成しているので、電極の上部から溝に沿って配線を挿入した場合に、配線を電極の外周側から電極設置面に沿うように円滑に案内することができる。
【００１５】
また、本発明は、前記構成において、前記溝は、前記電極の外周面に螺旋状に形成されていることを特徴とする。この構成によれば、溝を電極の外周面に螺旋状に形成するようにしているので、配線とナットとの接触面積をさらに増大させることが可能となり、配線をより強固に固定することができる。
【００１６】
また、本発明は、前記構成において、前記電極は電池セルの電極ポストであり、前記配線は前記電池セルの電圧値を監視するための電圧監視線であることを特徴とする。この構成によれば、電圧監視線を溝に挿入するとともに、電池セルの上面に配置させた状態で、電極ポストにナットを締め付けることにより、電極ポストと電圧監視線とを固定するようにしているので、電圧監視線とナットとの接触面積を大きく確保して電圧監視線を強固に固定することができ、電圧監視線の抜けを確実に防止することができる。
【００１７】
また、本発明は、前記構成において、前記溝は、前記電極ポストの互いに対向する側に形成されていることを特徴とする。この構成によれば、溝を電極ポストの互いに対向する側に形成するようにしているので、各溝に挿入して固定された電圧監視線を各電極ポストの間に引き出すことが可能となり、各電極ポストと電圧監視ユニットとの間の電圧監視線の引き回しを効率よく行うことができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、配線を溝に挿入するとともに、電極の設置面に配置させた状態で、電極にナットを締め付けることで、配線と電極とを固定することにより、配線とナットとの接触面積を大きく確保して配線を強固に固定することができ、配線の抜けを確実に防止することができる。また、余計な部品が不要となり、電極に配線を溶接などにより接続する作業が不要となるので、部品点数の低減および組み付け工数の低減を図ることができ、しかも、配線の取り外しが容易なので、配線や電極のメンテナンスなどを容易に行うことができる。
【００１９】
また、溝の深さを電極の基端部ほど浅くなるように形成することにより、電極の上部から溝に沿って配線を挿入した場合に、配線を電極の外周側から電極の設置面に沿うように円滑に案内することができる。電極の基端部における溝の深さを浅く形成することにより、電極の軸方向に深い溝を形成する場合に比較して、電極の強度を確保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る配線接続構造を適用した電池モジュールの実施形態を示す概略斜視図である。
【図２】本発明に係る配線接続構造の実施形態を示す概略構成図である。
【図３】本発明に係る配線接続構造の実施形態における図２の縦断面図である。
【図４】本発明に係る配線接続構造の実施形態を示す概略平面図である。
【図５】本発明に係る配線接続構造の変形例を示す概略平面図である。
【図６】本発明に係る配線接続構造における溝の変形例を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る配線接続構造を適用した電池モジュールの実施形態を示したものであり、図１に示すように、電池モジュール１は、複数の電池セル２，２…を並べて配列することにより構成されている。
【００２２】
電池セル２は、図１に示すように、幅方向の厚さ寸法が小さく形成された直方体形状を有しており、電池セル２の上面両側には、棒状を有する電極としての電極ポスト３である正極ポスト３ａおよび負極ポスト３ｂがそれぞれ突出形成されている。そして、所定の個数の電池セル２を立設させた状態で並べて配置されており、電池セル２は、隣接する電池セル２の電極ポスト３が互いに正極ポスト３ａと負極ポスト３ｂとが交互に並ぶように、互い違いに向きを変えて配列するように構成されている。
【００２３】
次に、電池モジュール１の配線接続構造について説明する。
【００２４】
電池モジュール１の配線接続構造においては、図１から図３に示すように、隣接する電池セル２の正極ポスト３ａおよび負極ポスト３ｂの各電極ポスト３を挿入する貫通孔１１が形成された板状のバスバー１２が配置されている。また、各電極ポスト３の外周面には、雄ねじ１３が形成されており、各電極ポスト３にバスバー１２の貫通孔１１を挿入した状態で、電極ポスト３の雄ねじ１３にナット１４を締め付けることにより、電極ポスト３に対してバスバー１２を固定するように構成されている。この状態で、各電極ポスト３が電気的に接続されるとともに、各電池セル２が直列に接続されるように構成されている。また、電池モジュール１の一側には、電池セル２の電圧値を監視するための電圧監視ユニット２１が配置されている。
【００２５】
また、本実施形態においては、電極ポスト３の外周面には、電極ポスト３の軸方向に延在する溝２２が形成されている。この溝２２は、本実施形態においては、電極ポスト３の基端部すなわち電池セル２側の端部における溝２２の深さは、電極ポスト３の先端部における溝２２の深さより浅くなるように形成されている。そして、配線としての電圧監視線２３の先端部を溝２２に挿入し、この電圧監視線２３の先端部を、電極の設置面としての電池セル２の上面まで引き出して配置した状態で、バスバー１２とともにナット１４を締め付けることにより、電極ポスト３と電圧監視線２３とを電気的に接続するように構成されている。
【００２６】
各電圧監視線２３の一端は、それぞれ電圧監視ユニット２１に接続されており、この電圧監視ユニット２１により、電池セル２の過充電や過放電などを防止するために電圧値を監視するように構成されている。
【００２７】
この場合において、溝２２は、電極ポスト３の外周面であれば、いずれの位置に形成するようにしてもよいが、例えば、図４に示すように、電池モジュール１の一側に電圧測定ユニットを配置する場合には、電池セル２の各電極ポスト３の互いに対向する側に設けるようにすればよい。このように各電池セル２の内側に向けて溝２２を形成するようにすれば、各溝２２に挿入して固定された電圧監視線２３を各電極ポスト３の間に引き出すことが可能となり、各電極ポスト３と電圧監視ユニット２１との間の電圧監視線２３の引き回しを効率よく行うことができるものである。さらに、図５に示すように、電池モジュール１の一側に電圧測定ユニットを配置する場合には、電池セル２の各電極ポスト３の互いに対向する側から、電圧監視ユニット２１側に向けて溝２２を形成するようにしてもよい。このように溝２２を形成するようにすれば、各電極ポスト３と電圧監視ユニット２１との電圧監視線２３の引き回しをさらに効率よく行うことができるものである。
【００２８】
次に、本実施形態の作用について説明する。
本実施形態においては、まず、電池セル２を並べて配置した状態で、電極ポスト３にバスバー１２の貫通孔１１に電極ポスト３を挿入し、続いて、電圧監視線２３を溝２２に挿入し、この電圧監視線２３の先端部を電池セル２の上面まで引き出して配置させる。そして、電圧監視線２３を電池セル２の上面とバスバー１２との間に保持した状態で、電極ポスト３にナット１４を締め付けることにより、バスバー１２を固定するとともに、電極ポスト３と電圧監視線２３とを電気的に接続する。
【００２９】
この場合に、本実施形態においては、電極ポスト３の基端部における溝２２の深さが電極ポスト３の先端部における溝２２の深さより浅くなるように形成しているので、電極ポスト３の上部から溝２２に沿って電圧監視線２３を挿入した場合に、電圧監視線２３の先端部が電極ポスト３の基端部にいくにしたがって、徐々に電極ポスト３の外周側に案内されることになる。その結果、電圧監視線２３を溝２２に沿って挿入するだけで、電圧監視線２３を電極ポスト３の外周側に案内して電池セル２の上面に沿うように引き出されることになる。
【００３０】
そして、電圧監視線２３の一端を電圧監視ユニット２１に接続することにより、電池セル２の電圧値を監視することができるようになっている。
【００３１】
この場合に、本実施形態においては、電池セル２の上面まで引き出した状態で、ナット１４により締め付け固定するようにしているので、電圧監視線２３は、電極ポスト３の溝２２とナット１４の内周面との間で挟持されるとともに、バスバー１２の下面と電池セル２の上面との間で挟持されることになり、電圧監視線２３と、ナット１４および電池セル２の上面との接触面積を大きく確保することができ、電圧監視線２３を強固に固定することができる。また、電圧監視線２３が溝２２に挿入されていることから、ナット１４を締め付けた場合であっても、電圧監視線２３自体に無理な力が加わることがなく、電圧監視線２３の断線などを確実に防止することができるものである。
【００３２】
以上述べたように、本実施形態においては、電圧監視線２３を溝２２に挿入するとともに、この電圧監視線２３の先端部を電池セル２の上面まで引き出した状態で、電極ポスト３にナット１４を締め付けることにより、電極ポスト３と電圧監視線２３とを固定するようにしているので、電圧監視線２３と、ナット１４および電池セル２の上面との接触面積を大きく確保して電圧監視線２３を強固に固定することができ、電圧監視線２３の抜けを確実に防止することができる。また、余計な部品が不要となり、電極ポスト３に電圧監視線２３を溶接などにより接続する作業が不要となるので、部品点数の低減および組み付け工数の低減を図ることができ、しかも、電圧監視線２３の取り外しが容易なので、電圧監視線２３のメンテナンスなどを容易に行うことができる。
【００３３】
さらに、電極ポスト３の基端部における溝２２の深さが浅くなるように形成しているので、電極ポスト３の上部から溝２２に沿って電圧監視線２３を挿入した場合に、電圧監視線２３を電極ポスト３の外周側から電池セル２の上面に沿うように円滑に案内することができる。また、電極ポスト３の軸方向全体に深い溝２２を形成する場合に比較して、電極ポスト３の強度を確保することが可能となる。
【００３４】
なお、前記実施形態においては、溝２２を電極ポスト３の軸方向に延在する直線状に形成するようにしたが、溝２２を電極ポスト３の軸方向に対して傾斜して形成するようにしてもよい。さらに、図６に示すように、溝２２を電極ポスト３の外周面に、螺旋状に形成するようにしてもよい。このように螺旋状に溝２２を形成することにより、電圧監視線２３とナット１４との接触面積をさらに増大させることが可能となり、より強固に電圧監視線２３を固定することができるものである。
【００３５】
また、前記実施形態においては、電圧監視線２３を電極ポスト３の溝２２に対して電圧監視線２３を上方から挿入するようにしたが、電極ポスト３の溝２２に対して下方から挿入するようにしてもよい。このように構成しても、電圧監視線２３を、電極ポスト３の溝２２とナット１４の内周面との間で挟持させるとともに、バスバー１２の下面と電池セル２の上面との間で挟持させることができ、同様に、電圧監視線２３と、ナット１４および電池セル２の上面との接触面積を大きく確保することができる。
【００３６】
また、前記実施形態においては、電極として電池セル２の電極ポスト３を用いるとともに、配線として電圧監視線２３を用いて、電極ポスト３に電圧監視線２３を接続する場合について説明したが、その他、電極にナットを螺合させて配線を電気的に接続する構造であれば、いずれの装置にも適用することが可能である。
【００３７】
また、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１  電池モジュール
２  電池セル
３  電極ポスト
３ａ  正極ポスト
３ｂ  負極ポスト
１１  貫通孔
１２  バスバー
１３  雄ねじ
１４  ナット
２１  電圧監視ユニット
２２  溝
２３  電圧監視線
【図１】
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【図２】
2015156330.tif 000004
【図３】
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【図４】
2015156330.tif 000006
【図５】
2015156330.tif 000007
【図６】
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