組電池装置
【課題】電圧検出用の配線を備えた組電池において、簡易な構造で端子とともに配線を確実に防水することができる組電池装置を提供する。
【解決手段】複数の電池１１Ａ，１１Ｂが並んでなる電池モジュール１０を複数備えた組電池と、電池モジュール１０の端子１５Ａ，１５Ｂが貫通する貫通孔６ｄを有するバスバープレート６と、一の電池モジュール１０の端子１５Ａと他の電池モジュールの端子とを接続するバスバー７と、バスバープレート６と電池モジュール１０との間に設けられ、電池モジュール１０の複数の端子をまとめて囲む環状の第１シール部４１と、電池モジュール１０の隣り合う電池１１Ａ，１１Ｂの間から引き出されるとともに、第１シール部４１の内側を挿通し、バスバープレート６を貫通するフレキシブル基板３０Ａ，３０Ｂと、を備えている。
【解決手段】複数の電池１１Ａ，１１Ｂが並んでなる電池モジュール１０を複数備えた組電池と、電池モジュール１０の端子１５Ａ，１５Ｂが貫通する貫通孔６ｄを有するバスバープレート６と、一の電池モジュール１０の端子１５Ａと他の電池モジュールの端子とを接続するバスバー７と、バスバープレート６と電池モジュール１０との間に設けられ、電池モジュール１０の複数の端子をまとめて囲む環状の第１シール部４１と、電池モジュール１０の隣り合う電池１１Ａ，１１Ｂの間から引き出されるとともに、第１シール部４１の内側を挿通し、バスバープレート６を貫通するフレキシブル基板３０Ａ，３０Ｂと、を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組電池装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池自動車などでは、燃料電池の電力を補助する電力源として、複数の電池を組み合わせて高電圧を得るように構成した組電池が種々提案されている。この種の組電池では、ボックス内に収容されており、過度に発熱するのを防止するためにボックス内に外気を導入して冷却することが行われている。このため、電池の内部に水が浸入しないようにするための防水構造が必要になる。例えば、組電池をボックス内に収容し、各端子を端子カバーで覆う技術が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−２１３９７６号公報（図４および図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、燃料電池自動車などに搭載される組電池では、組電池の残量を検出する必要があるため、電圧検出用の配線を引き出す必要がある。よって、このようなセンシング用の配線に対する防水構造も必要になる。
しかしながら、特許文献１に記載の構造では、端子カバーで端子全体を覆う構造であるため、電圧検出用の配線を引き出すことができないという問題があった。
【０００４】
本発明は、前記従来の課題を解決するものであり、電圧検出用の配線を備えた組電池において、簡易な構造で端子とともに配線を確実に防水することができる組電池装置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】
【０００５】
請求項１に係る発明は、複数の電池が並んでなる電池モジュールを複数備えた組電池と、前記組電池の一面側に設けられ、前記各電池モジュールの端子が貫通する貫通孔を有するバスバープレートと、一の前記電池モジュールの端子と他の前記電池モジュールの端子とを接続するバスバーと、前記バスバープレートと前記電池モジュールとの間に設けられ、前記電池モジュールの複数の端子をまとめて囲む環状の第１シール部と、前記各電池の電圧検出用として、前記電池モジュールの隣り合う前記電池の間から引き出されるとともに、前記第１シール部の内側を挿通し、前記バスバープレートを貫通するセンシングラインと、を備えたことを特徴とする。
【０００６】
これによれば、電池モジュールの各端子と、センシングラインとを第１シール部の内側に位置するように構成したので、端子とセンシングラインの双方に対して簡易な構造で防水することが可能になる。しかも、センシングラインを電池モジュールの隣り合う電池の間から引き出すようにしているので、バスバープレートに形成するセンシングライン用の孔の数を少なくすることができる。
【０００７】
請求項２に係る発明は、前記第１シール部と前記電池モジュールとの間に設けられ、前記電池モジュールと前記バスバープレートとを組み付ける際に生じる荷重を、前記第１シール部の全体に伝達する荷重伝達プレートを備えることを特徴とする。
【０００８】
これによれば、電池モジュールをバスバープレートに組み付けたときに、荷重伝達プレートが第１シール部の全体が押圧され、第１シール部を変形することができるので、第１シール部の全体をバスバープレートに密着させることができ、電池モジュールの隣り合う電池間の防水を確実にすることができる。
【０００９】
すなわち、電池モジュールの複数の端子をまとめて囲むと、隣り合う電池間には隙間が形成されることになるため、その隙間に対応する第１シール部とバスバープレートとの間のシール性が低下するおそれがある。これに対し、請求項２に係る発明によれば、荷重伝達プレートを介して、電池間に位置している第１シール部にも荷重が伝達されるようになるので、電池間の第１シール部をバスバープレートに対して一層強固に密着させることが可能になる。
【００１０】
請求項３に係る発明は、前記荷重伝達プレートの中心には、前記センシングラインを係止する係止部が形成されていることを特徴とする。
【００１１】
これによれば、バスバープレートに形成する貫通孔を小さくできる。しかも、複数のセンシングラインをひとつにまとめられるので、センシングラインをバスバープレートに挿通し易くなり、組み付け性が向上する。
【００１２】
請求項４に係る発明は、前記第１シール部と前記電池との間に設けられ、前記電池モジュールの複数の端子を個別に囲む環状の第２シール部を備えることを特徴とする。
【００１３】
これによれば、第２シール部により、端子を個別に囲むので、端子のシール性を向上できる。
【００１４】
請求項５に係る発明は、前記第２シール部と前記電池との間にリング状のプレートを備え、前記センシングラインは、前記電池と前記プレートとの間を通るとともに、前記プレートの内側を挿通するように構成したことを特徴とする。
【００１５】
これによれば、第２シール部が当接する面を平滑することができ、第２シール部と電池との間のシール性を向上できる。
【００１６】
請求項６に係る発明は、前記第２シール部と前記電池との間に、前記センシングラインを前記電池の内側に案内する案内溝が形成された案内部材を備えていることを特徴とする。
【００１７】
これによれば、案内溝にセンシングラインを通すことにより、第２シール部が当接する面を平滑にできるので、第２シール部と電池との間のシール性を向上できる。
【００１８】
請求項７に係る発明は、前記電池の外周面および端面の一部を覆うチューブを備えることを特徴とする。
【００１９】
これによれば、電池の端面の一部をチューブで覆うことで、チューブに第２シール部を当接させることが可能になり、電池の端面の表面からの水の浸入を確実に防止できる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、電圧検出用の配線を備えた組電池において、簡易な構造で端子とともに配線を確実に防水することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は本実施形態の組電池装置を備えた高圧バッテリを示す斜視図、図２は高圧バッテリを示す分解斜視図、図３はバスバープレートのバスバーの配置を示す平面図、図４は電池モジュールを示す分解斜視図、図５はセンシングラインを示す概略平面図、図６は案内部材を示す拡大斜視図、図７は電池モジュールの端子とは反対側の防水構造を示す断面図であり、（ａ）は防水加工前、（ｂ）は防水加工後、図８は組電池装置の組み付け前の状態を示す分解斜視図、図９はシール部材を示し、（ａ）はバスバープレート側から見たときの平面図、（ｂ）は電池モジュール側から見たときの平面図、（ｃ）は側面図、図１０は荷重伝達プレートを示し、（ａ）はバスバープレート側から見たときの平面図、（ｂ）は電池モジュール側から見たときの平面図、（ｃ）は側面図、図１１（ａ）は荷重伝達プレートを示す斜視図、（ｂ）はシール部材を示す斜視図、（ｃ）は荷重伝達プレートをシール部材に組み付けたときの斜視図、図１２は組電池装置の主要部を示す断面図である。
【００２２】
図１に示すように、高圧バッテリＳは、組電池装置１、ＥＣＵ２などで構成されている。組電池装置１は、ボックス３内に収納され、ボックス３が井桁状に形成されたフレーム４上に固定されている。また、ボックス３の上部には、ＥＣＵ２が固定されており、このＥＣＵ２が接続ケーブル２ａを介して組電池装置１と接続されている。なお、高圧バッテリＳが搭載されるフレーム４は、例えば、燃料電池自動車などの車体のフロアパネル（図示せず）の下側に取り付けられる。
【００２３】
図２に示すように、前記ボックス３は、上面を構成する上パネル３ａ、前面を構成する前パネル３ｂ、側面を構成する右パネル３ｃおよび左パネル３ｄ、後面を構成する後パネル３ｅなどで構成されている。右パネル３ｃおよび左パネル３ｄには、冷却風の導入口となる吸気口３ｃ１，３ｄ１が形成されている。なお、左パネル３ｄ側には、図示しないファンが設けられ、吸気口３ｃ１，３ｄ１から導入された空気を、ボックス３の下面側に形成された図示しない排気通路を介して外部に排出して、ボックス３内の組電池５を冷却できるようになっている。
【００２４】
前記組電池装置１は、組電池５、バスバープレート６、バスバー７、フレキシブル基板３０Ａ，３０Ｂ（図５参照）、シール部材４０（図４参照）、荷重伝達プレート５０（図４参照）などを備えて構成されている。
【００２５】
前記組電池５は、電池１１Ａと電池１１Ｂとが並んで配置された電池モジュール１０を複数備えて構成されている。
【００２６】
前記バスバープレート６は、組電池５を所定の位置に取り付けるためのベース部材であり、後面側が開放する２つに仕切られた凹部６ａ，６ｂを有している（図３参照）。なお、バスバープレート６は、後パネル３ｅによってシール部材（不図示）を介して塞がれることにより、バスバープレート６と後パネル３ｅとの間のシール性が確保されている。
【００２７】
前記バスバー７は、凹部６ａ，６ｂ内において突出した一の電池モジュール１０の端子１５Ａ（図３参照）と隣り合う他の電池モジュール１０の端子１５Ｂ（図３参照）とを電気的に接続する金属板である。
【００２８】
図３に示すように、各電池モジュール１０の端子１５Ａ，１５Ｂが凹部６ａ，６ｂ内に突出しており、一の電池モジュール１０の端子１５Ａ（１５Ｂ）と他の電池モジュール１０の端子１５Ｂ（１５Ａ）とがバスバー７を介して接続されている。これにより、バスバープレート６の凹部６ａ，６ｂのそれぞれの側において、各電池１１Ａ，１１Ｂがすべて直列に接続される。なお、凹部６ａ内の一方の端部の端子１５Ａは、外部に取り出されるプラス端子であり、他の端子１５Ｂは、凹部６ｂ内の一方の端子１５Ａと、図示しない導通部材を介して接続され、凹部６ｂ内の他方の端子１５Ｂは、外部に取り出されるマイナス端子である。これにより、各電池１１Ａ，１１Ｂのすべてが電気的に直列に接続され、高電圧が得られるようになっている。
【００２９】
図４に示すように、電池モジュール１０は、電池１１Ａ，１１Ｂ、端子ベース１４，１４、端子１５Ａ，１５Ｂ、案内部材１６，１６、プレート１７，１７、導通部材１８、キャップ１９、およびチューブ２０，２０（図７、図１２参照）などで構成されている。
【００３０】
前記電池１１Ａ，１１Ｂは、それぞれ２本の単電池１１ａ，１１ａが直列に接続されるとともに軸方向が一致するように配置されている。また、電池１１Ａと電池１１Ｂは並んで配置され、電池１１Ａの極と電池１１Ｂの極とが互いに逆向きとなるように配置されている。また、電池１１Ａ，１１Ｂは、単電池１１ａと単電池１１ａとの間を、金属製の連結部材（不図示）を溶接することによって連結固定されている。なお、それぞれの単電池１１ａは、いずれも円柱状の充放電可能なリチウムイオン二次電池から構成されているが、円柱状のものに限定されず、角型のものであってもよい。
【００３１】
図５に示すように、各単電池１１ａのプラス極側の端部には、合成樹脂製のタブカバー１３が取り付けられている。このタブカバー１３は舌部１３ａを有し、単電池１１ａに対して回動自在に取り付けられている。電池１１Ａ，１１Ｂには、電圧検出用のセンシングラインとして帯状のフレキシブル基板３０Ａ，３０Ｂが取り付けられている。このフレキシブル基板３０Ａ，３０Ｂは、電池１１Ａ，１１Ｂに沿って延び，舌部１３ａの位置において、それぞれ単電池１１ａのマイナス極と導通させるための金属タブ３１が設けられている。この金属タブ３１を溶接によって単電池１１ａのマイナス極に溶接した後に、タブカバー１３を回動させることによって、金属タブ３１が舌部１３ａによって覆われる。このように、金属タブ３１を舌部１３ａで覆うことにより、溶接部分によって後記するチューブが損傷するといったことを防止できる。
【００３２】
なお、図５では、説明の便宜上、フレキシブル基板３０Ａ，３０Ｂが見えるように図示しているが、実際には、電池１１Ａと電池１１Ｂとの間において、フレキシブル基板３０Ａとフレキシブル基板３０Ｂとが対向するように配設されている。
【００３３】
図４に戻って、前記端子ベース１４は、金属製のものであり、単電池１１ａの径より若干小径の円板部１４ａと、この円板部１４ａの周縁部に端子１５Ａ，１５Ｂ側に一体に折り曲げ形成された複数の爪部１４ｂとで構成されている。一方の端子ベース１４は、溶接によって電池１１Ａの単電池１１ａのプラス極側に接合され、他方の端子ベース１４は、溶接によって電池１１Ｂの単電池１１ａのマイナス極側に接合される。
【００３４】
前記端子１５Ａは、前記端子ベース１４と嵌合する円盤状の基部１５ａ１と、中心にねじ穴１５ａ２が形成された突起部１５ａ３とで構成されている。同様に、端子１５Ｂは、端子ベース１４と嵌合する円盤状の基部１５ｂ１と、中心にねじ穴１５ｂ２が形成された突起部１５ｂ３とで構成されている。
【００３５】
なお、突起部１５ａ３は、図３に示すように、電池モジュール１０における電池１１Ａ，１１Ｂの並び方向の面１５ａ４，１５ａ４が平面となり、前記面１５ａ４，１５ａ４を除く側の面１５ａ５，１５ａ５が曲面となっている。また、突起部１５ｂ３は、突起部１５ａ３とは逆に、電池１１Ａ，１１Ｂの並び方向の面１５ｂ４，１５ｂ４が曲面となり、前記面１５ｂ４，１５ｂ４を除く側の面１５ｂ５，１５ｂ５が平面となっている。
【００３６】
図６に示すように、前記案内部材１６は、合成樹脂で形成され、端子１５Ａ，１５Ｂの基部１５ａ１，１５ｂ１（図４参照）の周囲を覆う円筒部１６ａと、円筒部１６ａの上端部から径方向中心に向けて延びるリング部１６ｂとを有している。リング部１６ｂの中心は、端子１５Ａ，１５Ｂの突起部１５ａ３，１５ｂ３が挿通される孔部１６ｃとなっており、孔部１６ｃの開口縁部が、リング部１６ｂの外寄りの上面よりも一段突出した段差部１６ｄとなっている。なお、この孔部１６ｃの開口形状は、前記した端子１５Ａ，１５Ｂの突起部１５ａ３，１５ｂ３の周面に倣う形状を呈しており、対向する一方の面１６ｃ１，１６ｃ１が平面状に形成され、対向する他方の面１６ｃ２，１６ｃ２が曲面状に形成されている。
【００３７】
また、案内部材１６は、リング部１６ｂの上面に、フレキシブル基板３０Ａ，３０Ｂの幅に対応した案内溝１６ｂ１が径方向に向けて段差部１６ｄの途中まで延びて９０度間隔で形成されている。また、この案内溝１６ｂ１の深さは、フレキシブル基板３０Ａ，３０Ｂが載せられたときに、フレキシブル基板３０Ａ，３０Ｂがリング部１６ｂの表面から突出しない深さとなるように形成されている。なお、４箇所の案内溝１６ｂ１のうち、互いに対向する２つの案内溝１６ｂ１，１６ｂ１の段差部１６ｄに位置する部分に、案内部材１６の厚み方向に貫通する連通孔１６ｂ２が形成されている。
【００３８】
図４に戻って、前記プレート１７は、合成樹脂製でリング状に形成されている。また、プレート１７は、前記案内部材１６のリング部１６ｂの周方向に沿って形成される面の幅とほぼ同じに形成されている。また、プレート１７の厚みは、プレート１７をリング部１６ｂ上に載置したときに、プレート１７の表面が段差部１６ｄから突出しない厚みで形成されている。
【００３９】
図７に示すように、前記導通部材１８は、電池１１Ａと電池１１Ｂとを電気的に接続するための金属板であり、１枚の金属板で形成されたベース板１８ａと、ベース部１８ａよりも薄く形成された１枚の金属板で形成された溶接板１８ｂとが溶接によって張り合わされて構成されている。また、ベース板１８ａには、電池１１Ａ，１１Ｂに対応する位置に溶接板１８ｂの一部が露出する開口部１８ａ１，１８ａ１が形成されている。
【００４０】
前記キャップ１９は、合成樹脂で形成され、電池１１Ａ，１１Ｂ側が開放した凹部１９ａを有している。この凹部１９ａは、導通部材１８の周面に倣う形状であり（図４参照）、導通部材１８の周面よりも若干余裕を持って大きく形成されている。また、凹部１９ａの深さは、導通部材１８とともに電池１１Ａ，１１Ｂの端部が収まる深さで形成されている。
【００４１】
図８に示すように、電池１１Ａ，１１Ｂにフレキシブル基板３０Ａ，３０Ｂを取り付けた状態において（図５参照）、フレキシブル基板３０Ａ，３０Ｂを案内部材１６Ａ，１６Ｂの案内溝１６ｂ１，１６ｂ１に沿って外周から内周を通るように配設し、フレキシブル基板３０Ａ，３０Ｂの上からプレート１７，１７を被せて接着固定する。
【００４２】
このように、電池１１Ａ，１１Ｂに、端子ベース１４，１４、端子１５Ａ，１５Ｂ、案内部材１６，１６およびプレート１７，１７が取り付けられた状態において、熱収縮性のチューブ２０を電池１１Ａ，１１Ｂに被せて、所定温度の温風を当てることによって、チューブ２０を熱収縮させる。これにより、チューブ２０，２０が電池１１Ａ，１１Ｂの周面に密着した状態となる。
【００４３】
前記チューブ２０は、ポリオレフィン樹脂などで形成され、熱収縮したときに、電池１１Ａ，１１Ｂの外周面と、電池１１Ａ，１１Ｂの端面の一部を覆うことができる長さで形成されている。なお、ここでの端面とは、端子１５Ａ，１５Ｂ側においてはプレート１７の面を意味し、キャップ１９側においては、電池１１Ａの単電池１１ａの面および電池１１Ｂの単電池１１ａの面を意味している。
【００４４】
そして、チューブ２０で覆われた電池１１Ａ，１１Ｂには導通部材１８が当てられて、各開口部１８ａ１から溶接機器が挿入され、溶接板１８ｂを介して導通部材１８が電池１１Ａ，１１Ｂに接合される。電池１１Ａと電池１１Ｂとが導通部材１８を介して接続されることにより、電池モジュール１０のすべての単電池１１ａが電気的に直列に接続される。
【００４５】
さらに、キャップ１９の凹部１９ａに所定のポッティング材Ｐを所定量流し込み（図７（ａ）参照）、導通部材１８で接続された電池１１Ａ，１１Ｂを凹部１９ａ内に押圧挿入して硬化させることによって、導通部材１８と電池１１Ａ，１１Ｂとの境界を含む電池１１，１１Ｂの端部がポッティング材Ｐで封止される（図７（ｂ）参照）。これにより、キャップ１９が取り付けられた電池１１Ａ，１１Ｂ側からの水などの浸入が防止される。また、それぞれチューブ２０で覆われた電池１１Ａと電池１１Ｂは、軸方向の中央部において連結固定部材８を介して互いに固定される（図２参照）。
【００４６】
前記のようにして構成された電池モジュール１０は、荷重伝達プレート５０がはめ込まれたシール部材４０を介してバスバープレート６に取り付けられる（図８参照）。
【００４７】
図９（ａ）および図１１（ｂ）に示すように、前記シール部材４０は、ゴムなどの弾性部材で形成され、電池１１Ａ，１１Ｂの端面を含む形状に沿って略８の字状に形成されている。また、シール部材４０には、電池１１Ａ，１１Ｂに対向する位置に、略円形の挿通孔４０ａ，４０ｂが形成されている。
【００４８】
また、シール部材４０のバスバープレート６側の面４０ｓには、周縁部に沿って延びる第１シール部４１が環状に形成されている。すなわち、第１シール部４１は、挿通孔４０ａと挿通孔４０ｂとがバスバープレート６に対して第１シール部４１の内側において繋がるように構成されている。
【００４９】
また、図９（ｂ）に示すように、シール部材４０の電池モジュール１０側の面４０ｔには、挿通孔４０ａ，４０ｂの開口縁部に沿って略円形の第２シール部４２Ａ，４２Ｂがそれぞれ環状に形成されている。なお、電池モジュール１０側の面４０ｔは、挿通孔４０ａと挿通孔４０ｂとが繋がる結合面４０ｔ１を有している。
【００５０】
また、図９（ｃ）に示すように、シール部材４０のバスバープレート６側の面４０ｓと電池モジュール１０側の面４０ｔとの間には、荷重伝達プレート５０の周縁部５０ｖが嵌め込まれる周溝４３が形成されている。
【００５１】
図１０（ａ）および図１１（ａ）に示すように、荷重伝達プレート５０は、合成樹脂や金属などの剛性を有する部材で形成され、外周縁部が前記シール部材４０の形状に倣い、かつ、シール部材４０よりも若干小さ目に形成されている。また、荷重伝達プレート５０には、端子１５Ａ，１５Ｂが挿通される挿通孔５０ａ，５０ｂが形成されるとともに、挿通孔５０ａと挿通孔５０ｂとの間に、四角形状の小孔５０ｃ，５０ｄが挿通孔５０ａ，５０ｂ寄りに形成されている。
【００５２】
また、荷重伝達プレート５０のバスバープレート６側の面５０ｓには、フレキシブル基板３０Ａ，３０Ｂが係止（仮止め）される２つの係止部５１が形成されている。この係止部５１は、側面視でＬ字型に形成された係止片５１ａ，５１ｂからなり、係止片５１ａ，５１ｂの裏側にフレキシブル基板３０Ａ，３０Ｂを通すことができるようになっている。また、係止片５１ａと係止片５１ｂとの間は、フレキシブル基板３０Ａ，３０Ｂを共に引き出すことができる隙間が形成されている。また、荷重伝達プレート５０の面５０ｓには、係止部５１の近傍に、荷重伝達プレート５０とバスバープレート６との相対位置を決める位置決めピン５４が形成されている（図１０（ｃ）参照）。
【００５３】
また、図１０（ｂ）に示すように、荷重伝達プレート５０の電池モジュール１０側の面５０ｔには、３本の鉤状の係合部５２，５２、５３が電池モジュール１０側に突出して形成されている。なお、一対の係合部５２，５２は、挿通孔５０ａを挟んで両側に位置し、係合部５３は、挿通孔５０ｂを挟んで小孔５０ｄの反対側に位置している。
【００５４】
図１１（ｃ）に示すように、荷重伝達プレート５０の周縁部５０ｖを、シール部材４０の周溝４３に挿入することによって、挿通孔５０ａ，５０ｂ、小孔５０ｃ，５０ｄ、係止部５１、位置決めピン５４、係合部５３（係合部５２は不図示）が、シール部材４０の内側から露出した状態で組み付けられる。また、荷重伝達プレート５０の形状（大きさ）は、図１１（ｃ）を平面視したときに、第１シール部４１および第２シール部４２Ａ，４２Ｂよりも外側に大きくなるように形成されている。
【００５５】
図８および図１２に示すように、電池モジュール１０の端子１５Ａを挿通孔５０ａに挿通し、端子１５Ｂを挿通孔５０ｂに挿通する。またこのとき、電池モジュール１０から延びるフレキシブル基板３０Ａを小孔５０ｃに挿通し、係止片５１ａの下側を通して、係止片５１ａと係止片５１ｂとの間から引き出す。また、フレキシブル基板３０Ｂを小孔５０ｄに挿通し、係止片５１ｂの下側を通して、係止片５１ａと係止片５１ｂとの間から引き出す。さらに、フレキシブル基板３０Ａ，３０Ｂを纏めた状態において、バスバープレート６に形成された孔６ｃに挿通される。なお、孔６ｃの大きさは、フレキシブル基板３０Ａ，３０Ｂの先端に形成されたコネクタＣ，Ｃ（図８参照）が挿通可能な大きさとする。なお、コネクタＣ，Ｃは、バスバープレート６内に設けられた基板と接続されている。
【００５６】
そして、端子１５Ａ，１５Ｂが挿通孔５０ａ，５０ｂに挿通され、バスバープレート６に形成された貫通孔６ｄ，６ｄに挿入される。このとき、シール部材４０の第１シール部４１がバスバープレート６の下面６ｅに当接し（図１２参照）、シール部材４０の第２シール部４２Ａ，４２Ｂ（図９（ｂ）参照）がプレート１７，１７上に覆われたチューブ２０の表面に当接する（図１２参照）。そして、バスバー７に形成されたねじ挿通孔７ａ，７ａにボルト９，９を挿通し、端子１５Ａと、この端子１５Ａと隣り合う別の電池モジュール１０の端子１５Ｂにボルト９，９を螺着する。これにより、電池モジュール１０は、バスバープレート６に対して片持ち状態で固定される。
【００５７】
なお、電池モジュール１０と荷重伝達プレート５０の左右の向きを逆向きにした場合には、係合部５２，５２，５３が案内部材１６の連通孔１６ｂ２が形成されていない案内溝１６ｂ１に当接して、係合部５２，５２，５３が電池モジュール１０に取り付けられないようになっている。これにより、電池モジュール１０と荷重伝達プレート５０との互いの向きが保障される。
【００５８】
また、孔６ｃには、その一の角部に位置決めピン５４が挿入される切欠部６ｃ１が形成されている（図８参照）。これにより、荷重伝達プレート５０をバスバープレート６に取り付ける祭、バスバープレート６と荷重伝達プレート５０との互いの向きが保障される。
【００５９】
以上説明したように、本実施形態の組電池装置１によれば、端子１５Ａ，１５Ｂおよびフレキシブル基板３０Ａ，３０Ｂが第１シール部４１の内側に位置しているので、電圧検出用のフレキシブル基板３０Ａ，３０Ｂが設けられた組電池装置１であっても、電池モジュール１０の防水とともに、センシングラインの主導通部以外のサブ導通部の防水が可能になる。しかも、フレキシブル基板３０Ａ，３０Ｂを電池モジュール１０の隣り合う電池１１Ａ，１１Ｂの間から引き出すようにしているので、バスバープレート６に形成する孔６ｃの数を少なくすることができる。
【００６０】
また、本実施形態によれば、第１シール部４１の全体が荷重伝達プレート５０上に設けられているので、電池１１Ａと電池１１Ｂとの間の荷重が作用し難い領域Ｑ（図１２参照）にも十分な荷重を与えることができるようになり、シール性をさらに向上できる。
【００６１】
また、本実施形態によれば、荷重伝達プレート５０にフレキシブル基板３０Ａ，３０Ｂを係止する係止部５１が設けられているので、バスバープレート６に形成される孔６ｃを小さくできる。しかも、フレキシブル基板３０Ａ，３０Ｂを１箇所に集めることにより、フレキシブル基板３０Ａ，３０Ｂを孔６ｃに通す作業が簡単になり、組み付け性が向上する。
【００６２】
また、本実施形態によれば、電池モジュール１０の複数の端子１５Ａ，１５Ｂを個別に囲む環状の第２シール部４２Ａ，４２Ｂが設けられているので、電池モジュール１０の端子１５Ａ，１５Ｂにおけるシール性を向上できる。シール性が向上することにより、防水だけではなく、埃などの浸入を効果的に防止できる。
【００６３】
また、本実施形態によれば、リング状のプレート１７を設けることにより、第２シール部４２Ａ，４２Ｂが当接する面を平滑することができる。これにより、第２シール部４２Ａ，４２Ｂとチューブ２０とのシール性を高めることができる。
【００６４】
また、本実施形態によれば、案内部材１６にフレキシブル基板３０Ａ，３０Ｂが案内される案内溝１６ｂ１が形成されているので、第２シール部４２Ａ，４２Ｂが当接する面をさらに平滑にでき、電池１１Ａ，１１Ｂの端面（プレート１７を覆うチューブ２０の表面）におけるシール性を向上できる。
【００６５】
なお、プレート１７と案内溝１６ｂ１とを組み合わせることにより、電池１１Ａ，１１Ｂの端面におけるシール性をさらに向上できる。
【００６６】
また、本実施形態によれば、チューブ２０によって電池１１Ａ，１１Ｂの外周面だけではなく端面の一部が覆われるので、電池１１Ａ，１１Ｂを容易に防水することができる。さらに、チューブ２０の表面に第２シール部が当接するので、電池モジュール１０との境界面におけるシール性を向上できる。
【００６７】
また、本実施形態では、キャップ１９にポッティング材Ｐを流し込んで硬化させているので、Ｕ字型の電池モジュール１０の長さ寸法の精度に関係なく、容易に防水することが可能になる。また、ポッティング材Ｐの量を常に最小にでき、装置の重量を低減することが可能になる。
【００６８】
また、本実施形態では、電池１１Ａ，１１Ｂを覆うチューブ２０，２０の端面部にのみポッティングや第２シール部４２Ａ，４２Ｂを用いているので、部品形状を小さくすることができ、高い信頼性を得ることが可能になる。また、電池モジュール１０の片側に締め付け部を集めて、電池１１Ａ，１１Ｂの軸ずれに影響されない面シールを施すことにより、簡単な構造で防水を確保できる。また、電池モジュール１０単位で防水されているので、電池モジュール１０の周囲に防水構造が不要となり、コストダウンおよび軽量化が可能であるとともに、電池本数の変更などの仕様変更にも対応可能となる
【００６９】
なお、本実施形態では、２本の単電池１１ａからなる電池１１Ａ，１１Ｂを組み合わせた電池モジュール１０を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、１本または３本以上の単電池１１ａからなる電池を複数組み合わせた電池モジュールとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】図１は本実施形態の組電池装置を備えた高圧バッテリを示す斜視図である。
【図２】高圧バッテリを示す分解斜視図である。
【図３】バスバープレートのバスバーの配置を示す平面図である。
【図４】電池モジュールを示す分解斜視図である。
【図５】センシングラインを示す概略平面図である。
【図６】案内部材を示す拡大斜視図である。
【図７】電池モジュールの端子とは反対側の防水構造を示す断面図であり、（ａ）は防水加工前、（ｂ）は防水加工後である。
【図８】組電池装置の組み付け前の状態を示す分解斜視図である。
【図９】シール部材を示し、（ａ）はバスバープレート側から見たときの平面図、（ｂ）は電池モジュール側から見たときの平面図、（ｃ）は側面図である。
【図１０】荷重伝達プレートを示し、（ａ）はバスバープレート側から見たときの平面図、（ｂ）は電池モジュール側から見たときの平面図、（ｃ）は側面図である。
【図１１】（ａ）は荷重伝達プレートを示す斜視図、（ｂ）はシール部材を示す斜視図、（ｃ）は荷重伝達プレートをシール部材に組み付けたときの斜視図である。
【図１２】組電池装置の主要部を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７１】
１ 組電池装置
２ ＥＣＵ
５ 組電池
６ バスバープレート
７ バスバー
１０ 電池モジュール
１１ａ 単電池
１１Ａ，１１Ｂ 電池
１３ タブカバー
１５Ａ，１５Ｂ 端子
１６ 案内部材
１６ｂ１ 案内溝
１７ プレート
１８ 導通部材
１９ キャップ
２０ チューブ
３０Ａ，３０Ｂ フレキシブル基板（センシングライン）
３１ 金属タブ
４１ 第１シール部
４２Ａ，４２Ｂ 第２シール部
５０ 荷重伝達プレート
５１ 係止部
Ｓ 高圧バッテリ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組電池装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池自動車などでは、燃料電池の電力を補助する電力源として、複数の電池を組み合わせて高電圧を得るように構成した組電池が種々提案されている。この種の組電池では、ボックス内に収容されており、過度に発熱するのを防止するためにボックス内に外気を導入して冷却することが行われている。このため、電池の内部に水が浸入しないようにするための防水構造が必要になる。例えば、組電池をボックス内に収容し、各端子を端子カバーで覆う技術が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−２１３９７６号公報（図４および図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、燃料電池自動車などに搭載される組電池では、組電池の残量を検出する必要があるため、電圧検出用の配線を引き出す必要がある。よって、このようなセンシング用の配線に対する防水構造も必要になる。
しかしながら、特許文献１に記載の構造では、端子カバーで端子全体を覆う構造であるため、電圧検出用の配線を引き出すことができないという問題があった。
【０００４】
本発明は、前記従来の課題を解決するものであり、電圧検出用の配線を備えた組電池において、簡易な構造で端子とともに配線を確実に防水することができる組電池装置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】
【０００５】
請求項１に係る発明は、複数の電池が並んでなる電池モジュールを複数備えた組電池と、前記組電池の一面側に設けられ、前記各電池モジュールの端子が貫通する貫通孔を有するバスバープレートと、一の前記電池モジュールの端子と他の前記電池モジュールの端子とを接続するバスバーと、前記バスバープレートと前記電池モジュールとの間に設けられ、前記電池モジュールの複数の端子をまとめて囲む環状の第１シール部と、前記各電池の電圧検出用として、前記電池モジュールの隣り合う前記電池の間から引き出されるとともに、前記第１シール部の内側を挿通し、前記バスバープレートを貫通するセンシングラインと、を備えたことを特徴とする。
【０００６】
これによれば、電池モジュールの各端子と、センシングラインとを第１シール部の内側に位置するように構成したので、端子とセンシングラインの双方に対して簡易な構造で防水することが可能になる。しかも、センシングラインを電池モジュールの隣り合う電池の間から引き出すようにしているので、バスバープレートに形成するセンシングライン用の孔の数を少なくすることができる。
【０００７】
請求項２に係る発明は、前記第１シール部と前記電池モジュールとの間に設けられ、前記電池モジュールと前記バスバープレートとを組み付ける際に生じる荷重を、前記第１シール部の全体に伝達する荷重伝達プレートを備えることを特徴とする。
【０００８】
これによれば、電池モジュールをバスバープレートに組み付けたときに、荷重伝達プレートが第１シール部の全体が押圧され、第１シール部を変形することができるので、第１シール部の全体をバスバープレートに密着させることができ、電池モジュールの隣り合う電池間の防水を確実にすることができる。
【０００９】
すなわち、電池モジュールの複数の端子をまとめて囲むと、隣り合う電池間には隙間が形成されることになるため、その隙間に対応する第１シール部とバスバープレートとの間のシール性が低下するおそれがある。これに対し、請求項２に係る発明によれば、荷重伝達プレートを介して、電池間に位置している第１シール部にも荷重が伝達されるようになるので、電池間の第１シール部をバスバープレートに対して一層強固に密着させることが可能になる。
【００１０】
請求項３に係る発明は、前記荷重伝達プレートの中心には、前記センシングラインを係止する係止部が形成されていることを特徴とする。
【００１１】
これによれば、バスバープレートに形成する貫通孔を小さくできる。しかも、複数のセンシングラインをひとつにまとめられるので、センシングラインをバスバープレートに挿通し易くなり、組み付け性が向上する。
【００１２】
請求項４に係る発明は、前記第１シール部と前記電池との間に設けられ、前記電池モジュールの複数の端子を個別に囲む環状の第２シール部を備えることを特徴とする。
【００１３】
これによれば、第２シール部により、端子を個別に囲むので、端子のシール性を向上できる。
【００１４】
請求項５に係る発明は、前記第２シール部と前記電池との間にリング状のプレートを備え、前記センシングラインは、前記電池と前記プレートとの間を通るとともに、前記プレートの内側を挿通するように構成したことを特徴とする。
【００１５】
これによれば、第２シール部が当接する面を平滑することができ、第２シール部と電池との間のシール性を向上できる。
【００１６】
請求項６に係る発明は、前記第２シール部と前記電池との間に、前記センシングラインを前記電池の内側に案内する案内溝が形成された案内部材を備えていることを特徴とする。
【００１７】
これによれば、案内溝にセンシングラインを通すことにより、第２シール部が当接する面を平滑にできるので、第２シール部と電池との間のシール性を向上できる。
【００１８】
請求項７に係る発明は、前記電池の外周面および端面の一部を覆うチューブを備えることを特徴とする。
【００１９】
これによれば、電池の端面の一部をチューブで覆うことで、チューブに第２シール部を当接させることが可能になり、電池の端面の表面からの水の浸入を確実に防止できる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、電圧検出用の配線を備えた組電池において、簡易な構造で端子とともに配線を確実に防水することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は本実施形態の組電池装置を備えた高圧バッテリを示す斜視図、図２は高圧バッテリを示す分解斜視図、図３はバスバープレートのバスバーの配置を示す平面図、図４は電池モジュールを示す分解斜視図、図５はセンシングラインを示す概略平面図、図６は案内部材を示す拡大斜視図、図７は電池モジュールの端子とは反対側の防水構造を示す断面図であり、（ａ）は防水加工前、（ｂ）は防水加工後、図８は組電池装置の組み付け前の状態を示す分解斜視図、図９はシール部材を示し、（ａ）はバスバープレート側から見たときの平面図、（ｂ）は電池モジュール側から見たときの平面図、（ｃ）は側面図、図１０は荷重伝達プレートを示し、（ａ）はバスバープレート側から見たときの平面図、（ｂ）は電池モジュール側から見たときの平面図、（ｃ）は側面図、図１１（ａ）は荷重伝達プレートを示す斜視図、（ｂ）はシール部材を示す斜視図、（ｃ）は荷重伝達プレートをシール部材に組み付けたときの斜視図、図１２は組電池装置の主要部を示す断面図である。
【００２２】
図１に示すように、高圧バッテリＳは、組電池装置１、ＥＣＵ２などで構成されている。組電池装置１は、ボックス３内に収納され、ボックス３が井桁状に形成されたフレーム４上に固定されている。また、ボックス３の上部には、ＥＣＵ２が固定されており、このＥＣＵ２が接続ケーブル２ａを介して組電池装置１と接続されている。なお、高圧バッテリＳが搭載されるフレーム４は、例えば、燃料電池自動車などの車体のフロアパネル（図示せず）の下側に取り付けられる。
【００２３】
図２に示すように、前記ボックス３は、上面を構成する上パネル３ａ、前面を構成する前パネル３ｂ、側面を構成する右パネル３ｃおよび左パネル３ｄ、後面を構成する後パネル３ｅなどで構成されている。右パネル３ｃおよび左パネル３ｄには、冷却風の導入口となる吸気口３ｃ１，３ｄ１が形成されている。なお、左パネル３ｄ側には、図示しないファンが設けられ、吸気口３ｃ１，３ｄ１から導入された空気を、ボックス３の下面側に形成された図示しない排気通路を介して外部に排出して、ボックス３内の組電池５を冷却できるようになっている。
【００２４】
前記組電池装置１は、組電池５、バスバープレート６、バスバー７、フレキシブル基板３０Ａ，３０Ｂ（図５参照）、シール部材４０（図４参照）、荷重伝達プレート５０（図４参照）などを備えて構成されている。
【００２５】
前記組電池５は、電池１１Ａと電池１１Ｂとが並んで配置された電池モジュール１０を複数備えて構成されている。
【００２６】
前記バスバープレート６は、組電池５を所定の位置に取り付けるためのベース部材であり、後面側が開放する２つに仕切られた凹部６ａ，６ｂを有している（図３参照）。なお、バスバープレート６は、後パネル３ｅによってシール部材（不図示）を介して塞がれることにより、バスバープレート６と後パネル３ｅとの間のシール性が確保されている。
【００２７】
前記バスバー７は、凹部６ａ，６ｂ内において突出した一の電池モジュール１０の端子１５Ａ（図３参照）と隣り合う他の電池モジュール１０の端子１５Ｂ（図３参照）とを電気的に接続する金属板である。
【００２８】
図３に示すように、各電池モジュール１０の端子１５Ａ，１５Ｂが凹部６ａ，６ｂ内に突出しており、一の電池モジュール１０の端子１５Ａ（１５Ｂ）と他の電池モジュール１０の端子１５Ｂ（１５Ａ）とがバスバー７を介して接続されている。これにより、バスバープレート６の凹部６ａ，６ｂのそれぞれの側において、各電池１１Ａ，１１Ｂがすべて直列に接続される。なお、凹部６ａ内の一方の端部の端子１５Ａは、外部に取り出されるプラス端子であり、他の端子１５Ｂは、凹部６ｂ内の一方の端子１５Ａと、図示しない導通部材を介して接続され、凹部６ｂ内の他方の端子１５Ｂは、外部に取り出されるマイナス端子である。これにより、各電池１１Ａ，１１Ｂのすべてが電気的に直列に接続され、高電圧が得られるようになっている。
【００２９】
図４に示すように、電池モジュール１０は、電池１１Ａ，１１Ｂ、端子ベース１４，１４、端子１５Ａ，１５Ｂ、案内部材１６，１６、プレート１７，１７、導通部材１８、キャップ１９、およびチューブ２０，２０（図７、図１２参照）などで構成されている。
【００３０】
前記電池１１Ａ，１１Ｂは、それぞれ２本の単電池１１ａ，１１ａが直列に接続されるとともに軸方向が一致するように配置されている。また、電池１１Ａと電池１１Ｂは並んで配置され、電池１１Ａの極と電池１１Ｂの極とが互いに逆向きとなるように配置されている。また、電池１１Ａ，１１Ｂは、単電池１１ａと単電池１１ａとの間を、金属製の連結部材（不図示）を溶接することによって連結固定されている。なお、それぞれの単電池１１ａは、いずれも円柱状の充放電可能なリチウムイオン二次電池から構成されているが、円柱状のものに限定されず、角型のものであってもよい。
【００３１】
図５に示すように、各単電池１１ａのプラス極側の端部には、合成樹脂製のタブカバー１３が取り付けられている。このタブカバー１３は舌部１３ａを有し、単電池１１ａに対して回動自在に取り付けられている。電池１１Ａ，１１Ｂには、電圧検出用のセンシングラインとして帯状のフレキシブル基板３０Ａ，３０Ｂが取り付けられている。このフレキシブル基板３０Ａ，３０Ｂは、電池１１Ａ，１１Ｂに沿って延び，舌部１３ａの位置において、それぞれ単電池１１ａのマイナス極と導通させるための金属タブ３１が設けられている。この金属タブ３１を溶接によって単電池１１ａのマイナス極に溶接した後に、タブカバー１３を回動させることによって、金属タブ３１が舌部１３ａによって覆われる。このように、金属タブ３１を舌部１３ａで覆うことにより、溶接部分によって後記するチューブが損傷するといったことを防止できる。
【００３２】
なお、図５では、説明の便宜上、フレキシブル基板３０Ａ，３０Ｂが見えるように図示しているが、実際には、電池１１Ａと電池１１Ｂとの間において、フレキシブル基板３０Ａとフレキシブル基板３０Ｂとが対向するように配設されている。
【００３３】
図４に戻って、前記端子ベース１４は、金属製のものであり、単電池１１ａの径より若干小径の円板部１４ａと、この円板部１４ａの周縁部に端子１５Ａ，１５Ｂ側に一体に折り曲げ形成された複数の爪部１４ｂとで構成されている。一方の端子ベース１４は、溶接によって電池１１Ａの単電池１１ａのプラス極側に接合され、他方の端子ベース１４は、溶接によって電池１１Ｂの単電池１１ａのマイナス極側に接合される。
【００３４】
前記端子１５Ａは、前記端子ベース１４と嵌合する円盤状の基部１５ａ１と、中心にねじ穴１５ａ２が形成された突起部１５ａ３とで構成されている。同様に、端子１５Ｂは、端子ベース１４と嵌合する円盤状の基部１５ｂ１と、中心にねじ穴１５ｂ２が形成された突起部１５ｂ３とで構成されている。
【００３５】
なお、突起部１５ａ３は、図３に示すように、電池モジュール１０における電池１１Ａ，１１Ｂの並び方向の面１５ａ４，１５ａ４が平面となり、前記面１５ａ４，１５ａ４を除く側の面１５ａ５，１５ａ５が曲面となっている。また、突起部１５ｂ３は、突起部１５ａ３とは逆に、電池１１Ａ，１１Ｂの並び方向の面１５ｂ４，１５ｂ４が曲面となり、前記面１５ｂ４，１５ｂ４を除く側の面１５ｂ５，１５ｂ５が平面となっている。
【００３６】
図６に示すように、前記案内部材１６は、合成樹脂で形成され、端子１５Ａ，１５Ｂの基部１５ａ１，１５ｂ１（図４参照）の周囲を覆う円筒部１６ａと、円筒部１６ａの上端部から径方向中心に向けて延びるリング部１６ｂとを有している。リング部１６ｂの中心は、端子１５Ａ，１５Ｂの突起部１５ａ３，１５ｂ３が挿通される孔部１６ｃとなっており、孔部１６ｃの開口縁部が、リング部１６ｂの外寄りの上面よりも一段突出した段差部１６ｄとなっている。なお、この孔部１６ｃの開口形状は、前記した端子１５Ａ，１５Ｂの突起部１５ａ３，１５ｂ３の周面に倣う形状を呈しており、対向する一方の面１６ｃ１，１６ｃ１が平面状に形成され、対向する他方の面１６ｃ２，１６ｃ２が曲面状に形成されている。
【００３７】
また、案内部材１６は、リング部１６ｂの上面に、フレキシブル基板３０Ａ，３０Ｂの幅に対応した案内溝１６ｂ１が径方向に向けて段差部１６ｄの途中まで延びて９０度間隔で形成されている。また、この案内溝１６ｂ１の深さは、フレキシブル基板３０Ａ，３０Ｂが載せられたときに、フレキシブル基板３０Ａ，３０Ｂがリング部１６ｂの表面から突出しない深さとなるように形成されている。なお、４箇所の案内溝１６ｂ１のうち、互いに対向する２つの案内溝１６ｂ１，１６ｂ１の段差部１６ｄに位置する部分に、案内部材１６の厚み方向に貫通する連通孔１６ｂ２が形成されている。
【００３８】
図４に戻って、前記プレート１７は、合成樹脂製でリング状に形成されている。また、プレート１７は、前記案内部材１６のリング部１６ｂの周方向に沿って形成される面の幅とほぼ同じに形成されている。また、プレート１７の厚みは、プレート１７をリング部１６ｂ上に載置したときに、プレート１７の表面が段差部１６ｄから突出しない厚みで形成されている。
【００３９】
図７に示すように、前記導通部材１８は、電池１１Ａと電池１１Ｂとを電気的に接続するための金属板であり、１枚の金属板で形成されたベース板１８ａと、ベース部１８ａよりも薄く形成された１枚の金属板で形成された溶接板１８ｂとが溶接によって張り合わされて構成されている。また、ベース板１８ａには、電池１１Ａ，１１Ｂに対応する位置に溶接板１８ｂの一部が露出する開口部１８ａ１，１８ａ１が形成されている。
【００４０】
前記キャップ１９は、合成樹脂で形成され、電池１１Ａ，１１Ｂ側が開放した凹部１９ａを有している。この凹部１９ａは、導通部材１８の周面に倣う形状であり（図４参照）、導通部材１８の周面よりも若干余裕を持って大きく形成されている。また、凹部１９ａの深さは、導通部材１８とともに電池１１Ａ，１１Ｂの端部が収まる深さで形成されている。
【００４１】
図８に示すように、電池１１Ａ，１１Ｂにフレキシブル基板３０Ａ，３０Ｂを取り付けた状態において（図５参照）、フレキシブル基板３０Ａ，３０Ｂを案内部材１６Ａ，１６Ｂの案内溝１６ｂ１，１６ｂ１に沿って外周から内周を通るように配設し、フレキシブル基板３０Ａ，３０Ｂの上からプレート１７，１７を被せて接着固定する。
【００４２】
このように、電池１１Ａ，１１Ｂに、端子ベース１４，１４、端子１５Ａ，１５Ｂ、案内部材１６，１６およびプレート１７，１７が取り付けられた状態において、熱収縮性のチューブ２０を電池１１Ａ，１１Ｂに被せて、所定温度の温風を当てることによって、チューブ２０を熱収縮させる。これにより、チューブ２０，２０が電池１１Ａ，１１Ｂの周面に密着した状態となる。
【００４３】
前記チューブ２０は、ポリオレフィン樹脂などで形成され、熱収縮したときに、電池１１Ａ，１１Ｂの外周面と、電池１１Ａ，１１Ｂの端面の一部を覆うことができる長さで形成されている。なお、ここでの端面とは、端子１５Ａ，１５Ｂ側においてはプレート１７の面を意味し、キャップ１９側においては、電池１１Ａの単電池１１ａの面および電池１１Ｂの単電池１１ａの面を意味している。
【００４４】
そして、チューブ２０で覆われた電池１１Ａ，１１Ｂには導通部材１８が当てられて、各開口部１８ａ１から溶接機器が挿入され、溶接板１８ｂを介して導通部材１８が電池１１Ａ，１１Ｂに接合される。電池１１Ａと電池１１Ｂとが導通部材１８を介して接続されることにより、電池モジュール１０のすべての単電池１１ａが電気的に直列に接続される。
【００４５】
さらに、キャップ１９の凹部１９ａに所定のポッティング材Ｐを所定量流し込み（図７（ａ）参照）、導通部材１８で接続された電池１１Ａ，１１Ｂを凹部１９ａ内に押圧挿入して硬化させることによって、導通部材１８と電池１１Ａ，１１Ｂとの境界を含む電池１１，１１Ｂの端部がポッティング材Ｐで封止される（図７（ｂ）参照）。これにより、キャップ１９が取り付けられた電池１１Ａ，１１Ｂ側からの水などの浸入が防止される。また、それぞれチューブ２０で覆われた電池１１Ａと電池１１Ｂは、軸方向の中央部において連結固定部材８を介して互いに固定される（図２参照）。
【００４６】
前記のようにして構成された電池モジュール１０は、荷重伝達プレート５０がはめ込まれたシール部材４０を介してバスバープレート６に取り付けられる（図８参照）。
【００４７】
図９（ａ）および図１１（ｂ）に示すように、前記シール部材４０は、ゴムなどの弾性部材で形成され、電池１１Ａ，１１Ｂの端面を含む形状に沿って略８の字状に形成されている。また、シール部材４０には、電池１１Ａ，１１Ｂに対向する位置に、略円形の挿通孔４０ａ，４０ｂが形成されている。
【００４８】
また、シール部材４０のバスバープレート６側の面４０ｓには、周縁部に沿って延びる第１シール部４１が環状に形成されている。すなわち、第１シール部４１は、挿通孔４０ａと挿通孔４０ｂとがバスバープレート６に対して第１シール部４１の内側において繋がるように構成されている。
【００４９】
また、図９（ｂ）に示すように、シール部材４０の電池モジュール１０側の面４０ｔには、挿通孔４０ａ，４０ｂの開口縁部に沿って略円形の第２シール部４２Ａ，４２Ｂがそれぞれ環状に形成されている。なお、電池モジュール１０側の面４０ｔは、挿通孔４０ａと挿通孔４０ｂとが繋がる結合面４０ｔ１を有している。
【００５０】
また、図９（ｃ）に示すように、シール部材４０のバスバープレート６側の面４０ｓと電池モジュール１０側の面４０ｔとの間には、荷重伝達プレート５０の周縁部５０ｖが嵌め込まれる周溝４３が形成されている。
【００５１】
図１０（ａ）および図１１（ａ）に示すように、荷重伝達プレート５０は、合成樹脂や金属などの剛性を有する部材で形成され、外周縁部が前記シール部材４０の形状に倣い、かつ、シール部材４０よりも若干小さ目に形成されている。また、荷重伝達プレート５０には、端子１５Ａ，１５Ｂが挿通される挿通孔５０ａ，５０ｂが形成されるとともに、挿通孔５０ａと挿通孔５０ｂとの間に、四角形状の小孔５０ｃ，５０ｄが挿通孔５０ａ，５０ｂ寄りに形成されている。
【００５２】
また、荷重伝達プレート５０のバスバープレート６側の面５０ｓには、フレキシブル基板３０Ａ，３０Ｂが係止（仮止め）される２つの係止部５１が形成されている。この係止部５１は、側面視でＬ字型に形成された係止片５１ａ，５１ｂからなり、係止片５１ａ，５１ｂの裏側にフレキシブル基板３０Ａ，３０Ｂを通すことができるようになっている。また、係止片５１ａと係止片５１ｂとの間は、フレキシブル基板３０Ａ，３０Ｂを共に引き出すことができる隙間が形成されている。また、荷重伝達プレート５０の面５０ｓには、係止部５１の近傍に、荷重伝達プレート５０とバスバープレート６との相対位置を決める位置決めピン５４が形成されている（図１０（ｃ）参照）。
【００５３】
また、図１０（ｂ）に示すように、荷重伝達プレート５０の電池モジュール１０側の面５０ｔには、３本の鉤状の係合部５２，５２、５３が電池モジュール１０側に突出して形成されている。なお、一対の係合部５２，５２は、挿通孔５０ａを挟んで両側に位置し、係合部５３は、挿通孔５０ｂを挟んで小孔５０ｄの反対側に位置している。
【００５４】
図１１（ｃ）に示すように、荷重伝達プレート５０の周縁部５０ｖを、シール部材４０の周溝４３に挿入することによって、挿通孔５０ａ，５０ｂ、小孔５０ｃ，５０ｄ、係止部５１、位置決めピン５４、係合部５３（係合部５２は不図示）が、シール部材４０の内側から露出した状態で組み付けられる。また、荷重伝達プレート５０の形状（大きさ）は、図１１（ｃ）を平面視したときに、第１シール部４１および第２シール部４２Ａ，４２Ｂよりも外側に大きくなるように形成されている。
【００５５】
図８および図１２に示すように、電池モジュール１０の端子１５Ａを挿通孔５０ａに挿通し、端子１５Ｂを挿通孔５０ｂに挿通する。またこのとき、電池モジュール１０から延びるフレキシブル基板３０Ａを小孔５０ｃに挿通し、係止片５１ａの下側を通して、係止片５１ａと係止片５１ｂとの間から引き出す。また、フレキシブル基板３０Ｂを小孔５０ｄに挿通し、係止片５１ｂの下側を通して、係止片５１ａと係止片５１ｂとの間から引き出す。さらに、フレキシブル基板３０Ａ，３０Ｂを纏めた状態において、バスバープレート６に形成された孔６ｃに挿通される。なお、孔６ｃの大きさは、フレキシブル基板３０Ａ，３０Ｂの先端に形成されたコネクタＣ，Ｃ（図８参照）が挿通可能な大きさとする。なお、コネクタＣ，Ｃは、バスバープレート６内に設けられた基板と接続されている。
【００５６】
そして、端子１５Ａ，１５Ｂが挿通孔５０ａ，５０ｂに挿通され、バスバープレート６に形成された貫通孔６ｄ，６ｄに挿入される。このとき、シール部材４０の第１シール部４１がバスバープレート６の下面６ｅに当接し（図１２参照）、シール部材４０の第２シール部４２Ａ，４２Ｂ（図９（ｂ）参照）がプレート１７，１７上に覆われたチューブ２０の表面に当接する（図１２参照）。そして、バスバー７に形成されたねじ挿通孔７ａ，７ａにボルト９，９を挿通し、端子１５Ａと、この端子１５Ａと隣り合う別の電池モジュール１０の端子１５Ｂにボルト９，９を螺着する。これにより、電池モジュール１０は、バスバープレート６に対して片持ち状態で固定される。
【００５７】
なお、電池モジュール１０と荷重伝達プレート５０の左右の向きを逆向きにした場合には、係合部５２，５２，５３が案内部材１６の連通孔１６ｂ２が形成されていない案内溝１６ｂ１に当接して、係合部５２，５２，５３が電池モジュール１０に取り付けられないようになっている。これにより、電池モジュール１０と荷重伝達プレート５０との互いの向きが保障される。
【００５８】
また、孔６ｃには、その一の角部に位置決めピン５４が挿入される切欠部６ｃ１が形成されている（図８参照）。これにより、荷重伝達プレート５０をバスバープレート６に取り付ける祭、バスバープレート６と荷重伝達プレート５０との互いの向きが保障される。
【００５９】
以上説明したように、本実施形態の組電池装置１によれば、端子１５Ａ，１５Ｂおよびフレキシブル基板３０Ａ，３０Ｂが第１シール部４１の内側に位置しているので、電圧検出用のフレキシブル基板３０Ａ，３０Ｂが設けられた組電池装置１であっても、電池モジュール１０の防水とともに、センシングラインの主導通部以外のサブ導通部の防水が可能になる。しかも、フレキシブル基板３０Ａ，３０Ｂを電池モジュール１０の隣り合う電池１１Ａ，１１Ｂの間から引き出すようにしているので、バスバープレート６に形成する孔６ｃの数を少なくすることができる。
【００６０】
また、本実施形態によれば、第１シール部４１の全体が荷重伝達プレート５０上に設けられているので、電池１１Ａと電池１１Ｂとの間の荷重が作用し難い領域Ｑ（図１２参照）にも十分な荷重を与えることができるようになり、シール性をさらに向上できる。
【００６１】
また、本実施形態によれば、荷重伝達プレート５０にフレキシブル基板３０Ａ，３０Ｂを係止する係止部５１が設けられているので、バスバープレート６に形成される孔６ｃを小さくできる。しかも、フレキシブル基板３０Ａ，３０Ｂを１箇所に集めることにより、フレキシブル基板３０Ａ，３０Ｂを孔６ｃに通す作業が簡単になり、組み付け性が向上する。
【００６２】
また、本実施形態によれば、電池モジュール１０の複数の端子１５Ａ，１５Ｂを個別に囲む環状の第２シール部４２Ａ，４２Ｂが設けられているので、電池モジュール１０の端子１５Ａ，１５Ｂにおけるシール性を向上できる。シール性が向上することにより、防水だけではなく、埃などの浸入を効果的に防止できる。
【００６３】
また、本実施形態によれば、リング状のプレート１７を設けることにより、第２シール部４２Ａ，４２Ｂが当接する面を平滑することができる。これにより、第２シール部４２Ａ，４２Ｂとチューブ２０とのシール性を高めることができる。
【００６４】
また、本実施形態によれば、案内部材１６にフレキシブル基板３０Ａ，３０Ｂが案内される案内溝１６ｂ１が形成されているので、第２シール部４２Ａ，４２Ｂが当接する面をさらに平滑にでき、電池１１Ａ，１１Ｂの端面（プレート１７を覆うチューブ２０の表面）におけるシール性を向上できる。
【００６５】
なお、プレート１７と案内溝１６ｂ１とを組み合わせることにより、電池１１Ａ，１１Ｂの端面におけるシール性をさらに向上できる。
【００６６】
また、本実施形態によれば、チューブ２０によって電池１１Ａ，１１Ｂの外周面だけではなく端面の一部が覆われるので、電池１１Ａ，１１Ｂを容易に防水することができる。さらに、チューブ２０の表面に第２シール部が当接するので、電池モジュール１０との境界面におけるシール性を向上できる。
【００６７】
また、本実施形態では、キャップ１９にポッティング材Ｐを流し込んで硬化させているので、Ｕ字型の電池モジュール１０の長さ寸法の精度に関係なく、容易に防水することが可能になる。また、ポッティング材Ｐの量を常に最小にでき、装置の重量を低減することが可能になる。
【００６８】
また、本実施形態では、電池１１Ａ，１１Ｂを覆うチューブ２０，２０の端面部にのみポッティングや第２シール部４２Ａ，４２Ｂを用いているので、部品形状を小さくすることができ、高い信頼性を得ることが可能になる。また、電池モジュール１０の片側に締め付け部を集めて、電池１１Ａ，１１Ｂの軸ずれに影響されない面シールを施すことにより、簡単な構造で防水を確保できる。また、電池モジュール１０単位で防水されているので、電池モジュール１０の周囲に防水構造が不要となり、コストダウンおよび軽量化が可能であるとともに、電池本数の変更などの仕様変更にも対応可能となる
【００６９】
なお、本実施形態では、２本の単電池１１ａからなる電池１１Ａ，１１Ｂを組み合わせた電池モジュール１０を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、１本または３本以上の単電池１１ａからなる電池を複数組み合わせた電池モジュールとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】図１は本実施形態の組電池装置を備えた高圧バッテリを示す斜視図である。
【図２】高圧バッテリを示す分解斜視図である。
【図３】バスバープレートのバスバーの配置を示す平面図である。
【図４】電池モジュールを示す分解斜視図である。
【図５】センシングラインを示す概略平面図である。
【図６】案内部材を示す拡大斜視図である。
【図７】電池モジュールの端子とは反対側の防水構造を示す断面図であり、（ａ）は防水加工前、（ｂ）は防水加工後である。
【図８】組電池装置の組み付け前の状態を示す分解斜視図である。
【図９】シール部材を示し、（ａ）はバスバープレート側から見たときの平面図、（ｂ）は電池モジュール側から見たときの平面図、（ｃ）は側面図である。
【図１０】荷重伝達プレートを示し、（ａ）はバスバープレート側から見たときの平面図、（ｂ）は電池モジュール側から見たときの平面図、（ｃ）は側面図である。
【図１１】（ａ）は荷重伝達プレートを示す斜視図、（ｂ）はシール部材を示す斜視図、（ｃ）は荷重伝達プレートをシール部材に組み付けたときの斜視図である。
【図１２】組電池装置の主要部を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７１】
１ 組電池装置
２ ＥＣＵ
５ 組電池
６ バスバープレート
７ バスバー
１０ 電池モジュール
１１ａ 単電池
１１Ａ，１１Ｂ 電池
１３ タブカバー
１５Ａ，１５Ｂ 端子
１６ 案内部材
１６ｂ１ 案内溝
１７ プレート
１８ 導通部材
１９ キャップ
２０ チューブ
３０Ａ，３０Ｂ フレキシブル基板（センシングライン）
３１ 金属タブ
４１ 第１シール部
４２Ａ，４２Ｂ 第２シール部
５０ 荷重伝達プレート
５１ 係止部
Ｓ 高圧バッテリ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池が並んでなる電池モジュールを複数備えた組電池と、
前記組電池の一面側に設けられ、前記各電池モジュールの端子が貫通する貫通孔を有するバスバープレートと、
一の前記電池モジュールの端子と他の前記電池モジュールの端子とを接続するバスバーと、
前記バスバープレートと前記電池モジュールとの間に設けられ、前記電池モジュールの複数の端子をまとめて囲む環状の第１シール部と、
前記各電池の電圧検出用として、前記電池モジュールの隣り合う前記電池の間から引き出されるとともに、前記第１シール部の内側を挿通し、前記バスバープレートを貫通するセンシングラインと、
を備えたことを特徴とする組電池装置。
【請求項２】
前記第１シール部と前記電池モジュールとの間に設けられ、前記電池モジュールと前記バスバープレートとを組み付ける際に生じる荷重を、前記第１シール部の全体に伝達する荷重伝達プレートを備えることを特徴とする請求項１に記載の組電池装置。
【請求項３】
前記荷重伝達プレートの中心には、前記センシングラインを係止する係止部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の組電池装置。
【請求項４】
前記第１シール部と前記電池との間に設けられ、前記電池モジュールの複数の端子を個別に囲む環状の第２シール部を備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の組電池装置。
【請求項５】
前記第２シール部と前記電池との間にリング状のプレートを備え、
前記センシングラインは、前記電池と前記プレートとの間を通るとともに、前記プレートの内側を挿通するように構成したことを特徴とする請求項４に記載の組電池装置。
【請求項６】
前記第２シール部と前記電池との間に、前記センシングラインを前記電池の内側に案内する案内溝が形成された案内部材を備えていることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の組電池装置。
【請求項７】
前記電池の外周面および端面の一部を覆うチューブを備えることを特徴とする請求項４から請求項６のいずれか１項に記載の組電池装置。
【請求項１】
複数の電池が並んでなる電池モジュールを複数備えた組電池と、
前記組電池の一面側に設けられ、前記各電池モジュールの端子が貫通する貫通孔を有するバスバープレートと、
一の前記電池モジュールの端子と他の前記電池モジュールの端子とを接続するバスバーと、
前記バスバープレートと前記電池モジュールとの間に設けられ、前記電池モジュールの複数の端子をまとめて囲む環状の第１シール部と、
前記各電池の電圧検出用として、前記電池モジュールの隣り合う前記電池の間から引き出されるとともに、前記第１シール部の内側を挿通し、前記バスバープレートを貫通するセンシングラインと、
を備えたことを特徴とする組電池装置。
【請求項２】
前記第１シール部と前記電池モジュールとの間に設けられ、前記電池モジュールと前記バスバープレートとを組み付ける際に生じる荷重を、前記第１シール部の全体に伝達する荷重伝達プレートを備えることを特徴とする請求項１に記載の組電池装置。
【請求項３】
前記荷重伝達プレートの中心には、前記センシングラインを係止する係止部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の組電池装置。
【請求項４】
前記第１シール部と前記電池との間に設けられ、前記電池モジュールの複数の端子を個別に囲む環状の第２シール部を備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の組電池装置。
【請求項５】
前記第２シール部と前記電池との間にリング状のプレートを備え、
前記センシングラインは、前記電池と前記プレートとの間を通るとともに、前記プレートの内側を挿通するように構成したことを特徴とする請求項４に記載の組電池装置。
【請求項６】
前記第２シール部と前記電池との間に、前記センシングラインを前記電池の内側に案内する案内溝が形成された案内部材を備えていることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の組電池装置。
【請求項７】
前記電池の外周面および端面の一部を覆うチューブを備えることを特徴とする請求項４から請求項６のいずれか１項に記載の組電池装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−１５９０６（Ｐ２０１０−１５９０６Ａ）
【公開日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１７６１８３（Ｐ２００８−１７６１８３）
【出願日】平成２０年７月４日（２００８．７．４）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月４日（２００８．７．４）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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