(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の単電池を一列に電気的且つ機械的に接続してなる電池モジュールと、該電池モジュールを保持する電池ケースと、該電池ケースの両端部に配設して上記電池モジュールの両端に設けた端子を電気的に接続するエンドプレートとを有するバッテリ電源装置において、
上記電池モジュールの両端子を相似形状とし、
上記エンドプレートに上記両端子を受ける端子受け部を設け、
上記端子受け部の形状を上記両端子の大きい側に一致させたことを特徴とするバッテリ電源装置。
【請求項２】
前記端子受け部の挿入口に、前記電池モジュールの両端に設けた正極側端子と負極側端子との少なくとも一方をガイドするガイド面を形成したことを特徴とする請求項１記載のバッテリ電源装置。
【請求項３】
前記電池モジュールの両端に設けた端子の端面に異なる径のねじ孔を螺設し、
上記端子の端面が当接する前記端子受け部に上記ねじ孔に適合する挿通孔を穿設したことを特徴とする請求項１或いは２記載のバッテリ電源装置。
【請求項４】
前記電池モジュールの両端子が相似形に形成されており、
形状の小さい側の端子に大きな径のねじ孔を螺設し、
形状の大きい側の端子に小さな径のねじ孔を螺設したことを特徴とする請求項３記載のバッテリ電源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池モジュールを電池ケースに対して簡単に組み付けることの可能なバッテリ電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電気自動車、或いはハイブリッド車のモータ駆動電源等として用いられる電池電源装置として、複数個の単電池を一列に電気的且つ機械的に直列に接続してなる電池モジュールを多数本配設して電池ケースに保持させ、この各電池モジュールを電気的に直列接続して、必要電圧、電流を取り出すように構成したものが知られている。
【０００３】
この場合、例えば特開平１０−２７０００６号公報に開示されているように、電池モジュールの両端に設けた端子を異なる角数の多角形状とし、又、エンドプレート側には、上記端子が嵌合する同一形状の端子受け凹部を形成し、組立の際に正極側と負極側との誤装着を防止する技術が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記先行技術では、電池モジュールの正極側端子を正方形とし、負極側端子を正六角形としているため、一方の端子を、それに対応するエンドプレートの端子受け凹部に嵌合させた場合でも、他方の端子は、それに対応するエンドプレートの端子受け凹部に嵌合しない場合がある。
【０００５】
すなわち、正極側端子は正方形であるため、嵌合角度は９０°となり、一方負極側端子は六角形であるため、嵌合角度は６０°となる。従って、両端子を同時に嵌合させることのできる位置は１８０°毎に１回しかなく、組付けの際に両方の端子の回転角度を確認しながら嵌合させなければならず、組付け作業が煩雑で、作業効率が悪く、又、組み立て作業の自動化が困難である。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑み、電池モジュールの組付けを、誤装着することなく簡単に行うことができて組立工数の削減、及び組立作業の自動化が容易なバッテリ電源装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明による第１のバッテリ電源装置は、複数個の単電池を一列に電気的且つ機械的に接続してなる電池モジュールと、該電池モジュールを保持する電池ケースと、該電池ケースの両端部に配設して上記電池モジュールの両端に設けた端子を電気的に接続するエンドプレートとを有するバッテリ電源装置において、上記電池モジュールの両端子を相似形状とし、上記エンドプレートに上記両端子を受ける端子受け部を設け、上記端子受け部の形状を上記両端子の大きい側に一致させたことを特徴とする。
【００１１】
第２のバッテリ電源装置は、第１のバッテリ電源装置において、前記端子受け部の挿入口に、前記電池モジュールの両端に設けた正極側端子と負極側端子との少なくとも一方をガイドするガイド面を形成したことを特徴とする。
【００１２】
第３のバッテリ電源装置は、第１或いは第２のバッテリ電源装置において、前記電池モジュールの両端に設けた端子の端面に異なる径のねじ孔を螺設し、上記端子の端面が当接する前記端子受け部に上記ねじ孔に適合する挿通孔を穿設したことを特徴とする。
【００１３】
第４バッテリ電源装置は、第３のバッテリ電源装置において、前記電池モジュールの両端子が相似形に形成されており、形状の小さい側の端子に大きな径のねじ孔を螺設し、形状の大きい側の端子に小さな径のねじ孔を螺設したことを特徴とする。
【００１７】
すなわち、第１のバッテリ電源装置では、複数個の単電池を一列に接続してなる電池モジュールを電池ケースに組み付けるに際し、両端に設けた正極側、負極側の各端子を相似形状とし、エンドプレートに設けた端子受け部を両端子の大きい側の形状に一致させたので、電池モジュールに設けた大きい側の端子をエンドプレートに設けた端子受け部に嵌合させることで、位置合わせを行うことができるため、作業性がよい。
【００１８】
第２のバッテリ電源装置では、第１のバッテリ電源装置において、端子受け部の挿入口に、電池モジュールの両端に設けた正極側端子と負極側端子との少なくとも一方をガイドするガイド面を形成することで、組付けの際に、端子がガイド面にガイドされながら端子受け部へ導かれるため作業性がよい。
【００１９】
第３のバッテリ電源装置では、第１或いは第２のバッテリ電源装置において、電池モジュールの両端に設けた端子の端面に異なる径のねじ孔を螺設し、端子の端面が当接する端子受け部にねじ孔に適合する挿通孔を穿設したことで、電池モジュールに設けた端子とエンドプレートに設けた端子受け部との適合を的確に把握することができる。
【００２０】
第４のバッテリ電源装置では、第３のバッテリ電源装置において、両端子を相似形とし、形状の小さい側の端子に大きな径のねじ孔を螺設し、形状の大きい側の端子に小さな径のねじ孔を螺設することで、電池モジュールの端子の組付け方向を目視にて容易に判別することが可能となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の一実施の形態を説明する。図１〜図４に本発明の第１実施の形態を示す。
【００２２】
図１にバッテリ電源装置の斜視図を示す。同図に示すバッテリ電源装置Ａは電気自動車、ハイブリッド車などに搭載され、電池ケース１に電動モータを駆動する電力源が収納されている。
【００２３】
電力源としては、例えばニッケル水素電池等からなる二次電池を用い、この二次電池の単位電池となる単電池２を一列に電気的且つ機械的に直列接続して、１本の電池モジュール３が形成され、電池ケース１に対して電池モジュール３を複数個（本実施の形態では５×３本）並列配設した状態で収納されている。各電池モジュール３は直列に接続されており、電動モータに対して高電圧の電力供給が可能となっている。
【００２４】
電池モジュール３の外周は塩化ビニールなどの電気絶縁性及び熱シュリンク性を有する樹脂製の外装チューブ（図示せず）で被覆されており、その両端に正極側端子３ａと負極側端子３ｂとが突設されている。図３に示すように、この両端子３ａ，３ｂは同一径の円形状に形成されており、その中央にねじ孔３ｃ，３ｄがそれぞれが螺設されている。
【００２５】
又、電池ケース１は、上下面、及び長辺方向側面が開放されたケース本体５と、長辺方向側面に装着される左側エンドプレート６、右側エンドプレート７とを備え、ケース本体５内に仕切壁５ａが所定間隔毎に配設され、仕切壁５ａに、各電池モジュール３を並列状態で保持する挿通孔５ｂが所定に穿設されている。
【００２６】
又、図４に示すように、エンドプレート６（７）は、樹脂成型品であり、各電池モジュール３の端子３ａ（３ｂ）間を直列に接続するパスバー８がインサートされている。また、エンドプレート６（７）の内面の、各電池モジュール３の端子３ａ，３ｂに対応する位置に、この端子３ａ，３ｂを嵌合する円形状の端子受け凹部６ａ（７ａ）が形成されており、この端子受け凹部６ａ（７ａ）の外面の端子受け凹部６ａ（７ａ）に対応する部位に、ボルト９の頭部を収容するための締結凹部６ｂ（７ｂ）が穿設され、更に、両凹部６ａ（７ａ），６ｂ（７ｂ）間に配設されたパスバー８にボルト９を挿通する挿通孔８ａが穿設されている。
【００２７】
次に、上記構成による本実施の形態の作用について説明する。先ず、ケース本体５からエンドプレート６，７の一方を外して、ケース本体５の一側を開放し、この開放された側面から電池モジュール３をそれぞれ挿通し、仕切壁５ａに穿設されている挿通孔５ｂに挿通支持させると共に、先端に突設する端子３ａ或いは３ｂを、他方の側面に固設されているエンドプレート６或いは７に形成されている端子受け凹部６ａ或いは７ａに嵌合させる。
【００２８】
その後、ケース本体５の開放されている側面にエンドプレート７或いは６を装着固定し、電池モジュール３の後端側に突設されている端子３ｂ或いは３ａを、エンドプレート７或いは６に形成されている端子受け凹部７ａ或いは６ａに嵌合させる。
【００２９】
このとき、両端子３ａ，３ｂが同一径の円形に形成されているため、軸回転方向位置合わせが不要で、作業性がよい。
【００３０】
そして、図４に示すように、エンドプレート６，７にインサートされているパスバー８に穿設されている挿通孔８ａを介してボルト９を端子３ａ，３ｂに螺設されているねじ孔３ｃ，３ｄに螺入し、端子３ａ，３ｂをパスバー８に締結させる。
【００３１】
このように、本実施の形態では、電池モジュール３の両端に形成されている正極側端子３ａと負極側端子３ｂとを同一径の円形としため、この両端子３ａ，３ｂをエンドプレート６，７に嵌合する際に、軸回転方向の位置合わせが不要となるため、作業性がよく、組立工数の削減を図ることができる。その結果、事前の正確な軸回転方向の角度合わせが不要となり、組み立て作業の自動化が容易となり、自動化により組み立て工数の大幅な削減を図ることができる。
【００３２】
又、図５に本発明の第２実施の形態を示す。本実施の形態は第１実施の形態の変型例であり、両端子３ａ，３ｂを異なる径としたものである。
【００３３】
すなわち、両端子３ａ，３ｂの径が同一であると、組付け時に、正極側と負極側とを誤装着する可能性があるため、本実施の形態では、正極側端子３ａと負極側端子３ｂとを異なる径としたものである。
【００３４】
具体的には、負極側端子３ｂの径を正極側端子３ａの径よりも小さくすると共に、エンドプレート６，７に形成される端子受け凹部６ａ，７ａの径も対応する大きさとしたものである。その結果、正極側端子３ａを右側エンドプレート７に形成された端子受け凹部７ａに誤って嵌合させようとしても、端子受け凹部７ａの径が正極側端子３ａの径よりも小さいため嵌合させることができず、誤装着を防止することができる。
【００３５】
尚、両端子３ａ，３ｂの径は、一目で大小が判別できる程度の寸法に設定されている。
【００３６】
又、図６に本発明の第３実施の形態を示す。本実施の形態は、第１実施の形態の更に変形例であり、両端子３ａ，３ｂを八角形等、同一形状の正多角形とすると共に、両端子３ａ、３ｂが嵌合する端子受け凹部６ａ，７ａを対応する形状としたものである。
【００３７】
両端子３ａ，３ｂを正多角形とし、この両端子３ａ、３ｂが嵌合する端子受け凹部６ａ，７ａを対応する形状とすることで、電池モジュール３の軸回転方向の位置合わせが、正多角形の角数毎の回転角となり、又、端子３ａ，３ｂを端子受け凹部６ａ，７ａに嵌合後、ねじ止めする際の回転止めとなる。
【００３８】
又、図７に本発明の第４実施の形態を示す。尚、同図（ａ）は正極側端子３ａの正面図、同図（ｂ）は負極側端子３ｂの正面図である。
【００３９】
本実施の形態は、第３実施の形態の変形例であり、多角形状に形成した両端子３ａ，３ｂを相似形としたもので、本実施の形態では負極側端子３ｂが正極側端子３ａよりも小さい形状に形成されている。
【００４０】
両端子３ａ，３ｂを相似形とすることで、形状の大きい端子３ａが、形状の小さい端子受け凹部７ａに嵌合できなくなるため、誤装着を防止することができる。尚、両端子３ａ，３ｂの形状は一目で大小が判別できる寸法に形成されている。
【００４１】
又、図８に本発明の第５実施の形態を示す。尚、同図（ａ）は正極側端子３ａの正面図、同図（ｂ）は負極側端子３ｂの正面図である。
【００４２】
本実施の形態は、第４実施の形態の変形例であり、端子３ａ，３ｂに螺設するねじ孔３ｃ，３ｄの径を、端子の形状が大きい側のねじ孔を、端子の形状が小さい側のねじ孔よりも小さい寸法とし、更に、このねじ孔３ｃ，３ｄに対応する、バスパー８に穿設した挿通孔８ａを対応する寸法としたものである。
【００４３】
本実施の形態によれば、形状の小さい端子３ｂを誤って形状の大きい端子受け凹部６ａに装着した場合、ねじ孔３ｄの径が挿通孔８ａの径よりも大きくなるため誤装着を目視にて瞬時に判別することができる。
【００４４】
又、図９に本発明の第５実施の形態による端子受け凹部６ａ（７ａ）の斜視図を示す。本実施の形態は、第２〜第４実施の形態の変形例であり、端子受け凹部６ａ（７ａ）の開口端部に端子ガイド面１０を形成したものである。
【００４５】
尚、本実施の形態では、端子受け凹部６ａ（７ａ）を正方形としてるが、これに限らず正多角形であれば良い。
【００４６】
端子ガイド面１０は端子受け凹部６ａ（７ａ）の角部から拡開しながらスロープ状に上昇され、開口端部で隣の端子ガイド面１０との間で尾根線が形成されている。
【００４７】
本実施の形態では、電池モジュールの両端に形成した端子を端子受け凹部６ａ（７ａ）に近接させたとき、正方形に形成された端子の軸回転方向が端子受け凹部６ａ（７ａ）と一致していないとき、端子の角部が端子ガイド面１０に当接し、スロープに沿って回転しながら端子受け凹部６ａ（７ａ）に嵌合される。
【００４８】
その結果、電池モジュールの端子が端子受け凹部６ａ（７ａ）と軸回転方向で一致していない場合であっても、一々目視にて確認することなく、自動的に軸回転方向が一致されるため、組付け作業性がよい。
【００５２】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、電池モジュールの両端に設けた正極側、負極側の各端子を相似形状とし、エンドプレートに設けた端子受け部を両端子の大きい側の形状に一致させたので、電池モジュールに設けた大きい側の端子をエンドプレートに設けた端子受け部に嵌合させることで、位置合わせを行うことができるため、組付け作業性がよい。
【００５３】
この場合、請求項２に記載されているように、端子受け部の挿入口に、電池モジュールの両端に設けた正極側端子と負極側端子との少なくとも一方をガイドするガイド面を形成することで、組付けの際に、端子がガイド面にガイドされなから端子受け部へ導かれるため作業性がよい。
【００５４】
更に、請求項３記載の発明のように 電池モジュールの両端に設けた端子の端面に異なる径のねじ孔を螺設し、端子の端面が当接する端子受け部にねじ孔に適合する挿通孔を穿設したことで、電池モジュールに設けた端子とエンドプレートに設けた端子受け部との適合を一目で的確に把握することができる。
【００５５】
この場合、請求項４記載の発明のように、両端子を相似形とし、形状の小さい側の端子に大きな径のねじ孔を螺設し、形状の大きい側の端子に小さな径のねじ孔を螺設することで、電池モジュールの端子の組付け方向を目視にて容易に判別することが可能となり、組付け性がより一層向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施の形態による電池ケースの斜視図
【図２】同、電池モジュールの平面図
【図３】同、電池モジュールに設けた端子の側面図
【図４】同、電池モジュールをエンドプレートに固定した状態の一部断面平面図
【図５】第２実施の形態による電池モジュールに設けた端子の正面図
【図６】第３実施の形態による電池モジュールに設けた端子の正面図
【図７】第４実施の形態による電池モジュールに設けた端子の正面図
【図８】第５実施の形態による電池モジュールに設けた端子の正面図
【図９】第６実施の形態による端子受け凹部の斜視図
【符号の説明】
Ａ  バッテリ電源装置
１  電池ケース
２  単電池
３  電池モジュール
３ａ  正極側端子
３ｂ  負極側端子
６  正極側エンドプレート
６ａ，７ａ   端子受け部（端子受け凹部）
７  負極側エンドプレート
８ａ  挿通孔
１０  端子ガイド面
【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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