電圧検知端子の接続構造
【課題】簡易な方法により接続可能な電圧検知端子の接続構造を提供する。
【解決手段】電極端子２０に接続されて単電池１１の電圧を検知する電圧検知端子の接続構造において、単電池群１０には、単電池１１の並び方向に沿って配置されるとともに、単電池１１の並び方向に延びて配される導電路３２Ｂが形成された本体部３１を有するＦＰＣ３０が配される。ＦＰＣ３０には、電圧検知端子３８と、導電路３２Ｂの一方の端末から連なり電圧検知端子３８に接続される検知用導電路３４とを有するとともに、本体部３１から一体的に延出された延出片３６が設けられている。延出片３６は、単電池１１の並び方向に延びる形状をなすとともに、電圧検知端子３８が電極端子２０と電気的に接続されている。
【解決手段】電極端子２０に接続されて単電池１１の電圧を検知する電圧検知端子の接続構造において、単電池群１０には、単電池１１の並び方向に沿って配置されるとともに、単電池１１の並び方向に延びて配される導電路３２Ｂが形成された本体部３１を有するＦＰＣ３０が配される。ＦＰＣ３０には、電圧検知端子３８と、導電路３２Ｂの一方の端末から連なり電圧検知端子３８に接続される検知用導電路３４とを有するとともに、本体部３１から一体的に延出された延出片３６が設けられている。延出片３６は、単電池１１の並び方向に延びる形状をなすとともに、電圧検知端子３８が電極端子２０と電気的に接続されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電圧検知端子の接続構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車やハイブリッド車用の電池モジュールでは、出力を大きくするために多数の単電池が横並びに接続されている。隣り合う単電池の電極端子間はバスバーなどの接続部材で接続することにより複数の単電池が直列や並列に接続されるようになっている。ここで、複数の単電池を直列や並列に接続する場合、単電池間において電池電圧などの電池特性が不均一であると、電池の劣化や破損を招くという問題がある。
【０００３】
そこで、一般的な電池モジュールは、各単電池間の電圧に異常が生じる前に充電、放電を中止することができるように、単電池の電圧を検知するための構造（電圧検知構造）を備えている。電圧検知構造は、例えば、単電池の電極端子に接続される電圧検知端子と、電池ＥＣＵと、電圧検知端子とＥＣＵとを接続する電圧検知線などから構成される。各単電池の電圧は、ＥＣＵにより検知され、過放電、過充電状態になる前に充電、放電を中止するようにしている。
【０００４】
このような電圧検知構造を備える電池モジュールとしては、例えば、特許文献１に記載のものなどが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１２４１７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１には、電圧検知線の端末の露出導体を圧着により接続した電圧検知端子を単電池の電極端子に挿通させて、電極端子に接続部材とともにナットで共締めする構成が提案されている（特許文献１の図１を参照）。
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に記載の電池モジュールにおいては、接続部材や電圧検知端子を接続ユニットに配置する作業、接続部材や電圧検知端子を配置した接続ユニットを複数連結する作業、ならびに、電圧検知端子を接続部材とともに電極端子にナット締めなどにより取り付ける作業を行う必要があり、電圧検知端子の接続作業に手間がかかるという問題があった。
【０００８】
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、簡易な方法により接続可能な電圧検知端子の接続構造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】
【０００９】
上記課題を解決すべく、１つのフレキシブルプリント基板（以下、ＦＰＣともいう）に、複数の電圧検知用の導電路を形成して、単電池群を構成する単電池に接続することを検討した。
しかしながら、単電池群は多数の単電池を並べて構成され、単電池の電極端子間には製造公差等が設定されているため、複数の単電池を並べてなる電池モジュールにおいては隣り合う単電池に形成された電極端子間のピッチがずれる場合がある。また、充放電による単電池の膨張収縮によって単電池の厚みがばらついて電極端子間のピッチがずれる場合もある。このように電極端子間のピッチのずれが生じると、電圧検知のための部材と単電池との電気的な接続に支障が生じて電圧検知ができなくなることが懸念される。
【００１０】
そこで、さらなる検討の結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、正極および負極の電極端子を有する複数の単電池を並べて接続してなる単電池群の、前記電極端子に接続されて前記単電池の電圧を検知する電圧検知端子の接続構造であって、前記単電池群には、前記単電池の並び方向に沿って配置されるとともに、前記単電池の並び方向に延びて配される導電路が形成された本体部を有するフレキシブルプリント基板が配され、前記フレキシブルプリント基板には、前記電圧検知端子と、前記導電路の一方の端末から連なり前記電圧検知端子に接続される検知用導電路とを有するとともに、前記本体部から一体的に延出された延出片が設けられ、前記延出片は、前記単電池の並び方向に延びる形状をなすとともに、前記電圧検知端子が前記電極端子と電気的に接続されているところに特徴を有する。
【００１１】
本発明においては、導電路を形成した本体部と、導電路の一方の端末から連なる検知用導電路および電圧検知端子とを有する延出片と、を一体的に設けたフレキシブルプリント基板を、単電池群に配置して、延出片を単電池の電極端子に接続するだけで、単電池群に電圧検知端子を接続することができる。したがって、本発明によれば、簡易な方法により接続可能な電圧検知端子の接続構造を提供することができる。
【００１２】
また、本発明では、延出片が単電池の並び方向に延びる形状をなしているので、電極端子間のピッチのずれが生じたとしても、延出片によりずれを吸収することができるので、電圧検知端子と単電池との電気的な接続を確実なものとすることができる。
【００１３】
本発明は、以下の構成であってもよい。
前記単電池には、前記フレキシブルプリント基板の前記延出片を載置する延出片載置部が設けられていてもよい。
延出片は単電池の並び方向に延びる形状をなしているので、途中で折れ曲がることがあり、このような場合には電極端子との接続に支障を生じることが懸念される。そこで、上記のような構成とすると、フレキシブルプリント基板の延出片を延出片載置部に載置することができるので、折れ曲るのを防止することができる。また、上記のような構成とすると、延出片を所定位置に載置することができるので、延出片の位置決めが容易となる。
【００１４】
前記正極および負極の電極端子は、電池本体から突出形成されるとともに、前記単電池の並び方向に撓み変形可能な金属板材から形成され、一方の極性の前記電極端子の先端には、隣り合う前記単電池の他方の極性の前記電極端子に接触可能な接続片部が設けられる一方、前記他方の極性の電極端子には前記接続片部を受け入れて挟みつけるとともに、前記フレキシブルプリント基板の前記延出片を受け入れて挟みつけるバネ部材が設けられ、前記フレキシブルプリント基板の前記延出片を前記バネ部材に挟持させることで、前記電圧検知端子が前記電極端子と接続される構成としてもよい。
このような構成とすると単電池間の接続にバスバーなどの接続部材が不要となり、そのうえ、フレキシブルプリント基板の延出片を電極端子に設けたバネ部材に挟持させるだけで、電圧検知端子と電極端子とが接続されるので、部品点数を減らすことができるとともに作業効率に優れる。
【００１５】
前記バネ部材には、前記接続片部を挟持する挟持バネ部と、前記延出片を挟持する補助バネ部とが一体的に設けられていてもよい。このような構成とすると、さらに部品点数を減らすことができる。
【００１６】
前記補助バネ部には、前記延出片を前記単電池の並び方向に沿って挿入可能な延出片挿入口が形成されていてもよい。このような構成とすると延出片を延出片挿入口に挿入して補助バネ部に挟持させるだけで、電圧検知端子と電極端子とを接続することができるので、作業効率が向上する。
【００１７】
前記フレキシブルプリント基板には、隣り合う前記単電池の間に導入される導入片が前記本体部と一体的に設けられるとともに、前記本体部には、前記検知用導電路に接続される導電路以外の第２導電路が前記単電池の並び方向に延びて形成され、前記導入片には、前記第２導電路の一方の端末から連なる導入線部と、前記導入線部に実装されたサーミスタとが設けられ、前記導入片を隣り合う前記単電池の間に挿入することにより、前記サーミスタが前記単電池群に取り付けられるようになっていてもよい。
このような構成とすると、１つのフレキシブルプリント基板を単電池群に取り付けるだけで、電圧検知回路と温度制御用の回路の双方を接続することができるので、接続作業を簡素化できるうえに、部品点数を少なくすることもできる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、簡易な方法により接続可能な電圧検知端子の接続構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態１の電池モジュールの斜視図
【図２】電池モジュールの平面図
【図３】隣り合う単電池の電極端子の接続状態を示す一部断面図
【図４】図２のＡ−Ａ線における一部断面図
【図５】図４の一部拡大断面図
【図６】電池モジュールの一部平面図
【図７】図２のＢ−Ｂ線における一部断面図
【図８】単電池の正極端子の正面図
【図９】単電池群にフレキシブルプリント基板を取り付ける様子を説明する斜視図
【図１０】フレキシブルプリント基板の一部拡大平面図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
＜実施形態＞
本発明の一実施形態を、図１ないし図１０を参照しつつ説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る電池モジュールＭの斜視図である。本実施形態の電池モジュールＭは、電気自動車又はハイブリッド自動車等に搭載され、駆動用の電源として使用される。図１に示されるように、電池モジュールＭは、単電池群１０と、フレキシブルプリント基板３０（以下ＦＰＣ３０ともいう）とを備える。以下では、図７の上方を上方、下方を下方として説明する。
【００２１】
本実施形態において、単電池群１０は、複数個（本実施形態では２４個）の単電池１１を一列に並べて直列に接続したものである。詳しくは、単電池群１０を構成する単電池１１は、電極端子２０の延出方向が互いに異なっている２種類の単電池１１Ａ，１１Ｂからなり、これら二種類の単電池１１Ａ，１１Ｂを交互に配置して接続することにより単電池群１０が構成される。
【００２２】
単電池１１Ａは、扁平な直方体状の電池本体１２と、この電池本体１２の上面から上方に向けて突出した正負一対の電極端子２０（２０Ａ，２０Ｂ）とを備える。
【００２３】
電池本体１２内には、例えば周知のリチウムイオン電池を構成する電池要素（図示せず）が収容されており、その電池要素の正極側が電極端子２０Ａ，負極側が電極端子２０Ｂに連なっている。
【００２４】
単電池１１Ａ（図１の左端から２番目の単電池１１Ａを参照）の一対の電極端子２０のうち、図１の手前側にある一方の電極端子２０Ａが正極側の電極端子２０Ａ（正極端子２０Ａ）であり、奥側にある他方の電極端子２０Ｂが負極側の電極端子２０Ｂ（負極端子２０Ｂ)である。
【００２５】
正極端子２０Ａと、負極端子２０Ｂとは、共に単電池１１の並び方向に撓み変形可能な薄板状の金属板材料から形成されている。正極端子２０Ａは、図１および図３に示すように、電池本体１２の上面から上方に突出する立ち上がり部２１Ａと、立ち上がり部２１Ａの上端からＬ字状に折れ曲がって手前側（図示左側）に向かう平坦面部２２Ａと、平端部２２Ａの先端で先上がりに傾斜する操作部２３とを備える。
【００２６】
負極端子２０Ｂは、図１および図３に示すように、単電池１１の電池本体１２の上面から上方に突出する立ち上がり部２１Ｂと、立ち上がり部の上端からＬ字状に折れ曲がって奥側（図示右側）に向かう平坦面部２２Ｂとを備える。負極端子２０Ｂの平坦面部２２Ｂは、隣り合う単電池１１の正極端子２０Ａと電気的に接続される部分である（接続片部の一例）。
【００２７】
負極端子２０Ｂにおいては、平坦面部２２Ｂが、図３に示すように、正極端子２０Ａの平坦面部２２Ａの下側に配されるように、折り曲げ位置が設定されている。
【００２８】
電池本体１２の上面の負極端子２０Ｂと隣り合う位置には、図１に示すように、絶縁隔壁１５が立設されている。この絶縁隔壁１５は、負極端子２０Ｂの横幅よりも広く設定され、隣り合う単電池１１の異極性の電極端子２０Ａ，２０Ｂ間に導電製材料からなる工具や部材等が落ち込むことによる短絡の発生を防止している。
【００２９】
正極端子２０Ａにおける平坦面部２２Ａには、バネ部材２４が取り付けられている。バネ部材２４は、図８に示すように、負極端子２０Ｂの平坦面部２２Ｂを受け入れて挟み付ける挟持バネ部２５と、ＦＰＣ３０の延出片３６（詳細は後述する）を受け入れて挟みつける補助バネ部２６と、が一体に設けられた部材である。バネ部材２４は、正極端子２０Ａとは別体の例えばステンレス鋼等のばね性に優れた金属板材をプレス加工することにより形成されている。
【００３０】
挟持バネ部２５は、金属板材の一端部に板幅方向に延びるスリット２５Ａを形成して、当該金属板材の他端部がスリット２５Ａ側に向かうように回曲させて形成したものである。挟持バネ部２５のスリット２５Ａには、正極端子２０Ａの操作部２３が貫通されており、正極端子２０Ａの平坦面部２２Ａと挟持バネ部２５のスリット２５Ａの下側の内周縁との間に、単電池１１の並び方向に沿って負極端子２０Ｂの平坦面部２２Ｂを受け入れる挿入口２５Ｂが形成されている。挿入口２５Ｂに負極端子２０Ｂの平坦面部２２Ｂが挿入されると、挟持バネ部２５の弾発力により、正極端子２０Ａの平坦面部２２Ａが電池本体１２側（下側）に押さえつけられ、負極端子２０Ｂの平坦面部２２Ｂの上面に圧接される。
【００３１】
補助バネ部２６は、図６に示すように、挟持バネ部２５の構成を幅方向に小さくしたような構成をなし、具体的には、正極端子２０Ａの操作部２３と並んで設けられた補助操作部２７を、補助バネ部２６に設けた補助スリット２６Ａに貫通させてなる。補助バネ部２６には、正極端子２０Ａの補助操作部２７と補助スリット２６Ａの下側の内周縁との間に、ＦＰＣ３０の延出片３６を受け入れる延出片挿入口２６Ｂが形成されている。
挟持バネ部２５と補助バネ部２６とは、延出片挿入口２６Ｂが開くのに連動して挿入口２５Ｂが開くことがないよう、また、逆に挿入口２５Ｂが開くのに連動して延出片挿入口２６Ｂが開くことがないよう、スリット２５Ａと補助スリット２６Ａとの間を切り欠くこと（切欠部２８）により隔てられている。
【００３２】
正負一対の電極端子２０の間には、ＦＰＣ３０を載置する合成樹脂製の基板載置部１６が上方に突出して設けられている。基板載置部１６はＦＰＣ３０の本体部３１が載置される本体載置部１６Ａと、ＦＰＣ３０の延出片３６が載置される延出片載置部１６Ｂとからなる。本体載置部１６Ａおよび延出片載置部１６Ｂの高さは、補助バネ部２６の延出片挿入口２６Ｂの高さと概ね同じ高さとなるように設定されており、ＦＰＣ３０の延出片３６を屈曲させずに延出片挿入口２６Ｂに挿入することができるようになっている（図４、図５および図７を参照）。
【００３３】
単電池１１Ｂの基本的な構成は、上述した単電池１１Ａと同様であり、電池本体１２と、正負一対の電極端子２０Ａ，２０Ｂとを備える。ただし、単電池１１Ｂと、単電池１１Ａとでは、各電極端子２０Ａ、２０Ｂの平坦面部２２Ａ，２２ＢのＬ字状に折れ曲がる向きが、逆になっている。
【００３４】
隣り合う単電池１１Ａと単電池１１Ｂの間には、絶縁樹脂製のセパレータ１７が配置されている。セパレータ１７の略中央部には、図７に示すように、ＦＰＣ３０の導入片３３を挿入可能な導入片受入孔１８が設けられている。
【００３５】
単電池群１０に取り付けられているＦＰＣ３０は、詳細は図示しないが、例えばポリイミドフィルムや液晶状フィルム等からなる絶縁性のベースフィルムの片面または両面にプリント配線技術により複数の導電路３２を形成し（図６、図９および図１０を参照）、その導電路３２の表面を保護フィルム（例えば、ポリイミド製フィルム）で覆った構造とされる。なお、図６及び図１０では電圧検知回路を構成する導電路３２Ｂ（第１導電路ともいう）のみを示しており、図９では温度制御回路を構成する導電路３２Ａ（第２導電路の一例）のみを示し、その他の図では導電路３２の図示を省略している。
【００３６】
ＦＰＣ３０は帯状（長尺状）の本体部３１（ＦＰＣ本体部３１という）と、ＦＰＣ本体部３１の幅方向の端部から延出されている複数の延出片３６と、ＦＰＣ本体部３１の略中央に設けられている２本の導入片３３とを備える。
【００３７】
ＦＰＣ本体部３１は、図２に示すように、基板載置部１６の本体載置部１６Ａの上に載置され、単電池１１の並び方向に沿って配置されている。ＦＰＣ本体部３１には、複数の電圧検知回路用の導電路３２Ｂと、２本の温度制御回路用の導電路３２Ａとが、単電池１１の並び方向に延びて形成されている（図６、図９および図１０を参照）。
【００３８】
導入片３３は、ＦＰＣ本体部３１の幅方向の略中央部に方形状の切り込みを形成することにより設けられており、長方形状をなしている。２本の導入片３３には、それぞれ、第２導電路３２Ａの一方の端末から連なる導入線部３４が設けられている。各導入線部３４にはチップタイプのＮＴＣサーミスタ３５が実装されている。各導入片３３は隣り合う単電池１１Ａ，１１Ｂ間に挿入されるようになっており、本実施形態では８個の単電池１１ごとに１本の導入片３３が挿入されている。単電池１１間に挿入された導入片３３はセパレータ１７に設けた導入片受入孔１８に受け入れられて収容されている（図７を参照）。
【００３９】
第２導電路３２Ａの他方の端末は、図示しないＥＣＵに接続されている。サーミスタ３５で得られた温度に関する情報は、導入線部３４及び第２導電路３２Ａを通じてＥＣＵに取り込まれ、各単電池１１の温度が検知されるようになっている。
【００４０】
ここで、ＥＣＵは、マイクロコンピュータ、素子等が搭載されたものであって、単電池１１の電圧・電流・温度等の検知、各単電池１１の充放電コントロール等を行うための機能を備えた周知の構成のものである。
【００４１】
さて、延出片３６はＦＰＣ本体部３１の長手方向に沿って延出されており、導入片３３よりも短い長方形状をなしている（単電池の並び方向に延びる形状の一例）。延出片３６はＦＰＣ本体部３１の幅方向の２つの端部から、交互に、長手方向においてずらした位置に延出されている。これにより、延出片を１つの端縁から延出する構成とするよりも、材料採りを向上させることができる。延出片３６は基板載置部１６の延出片載置部１６Ｂに載置される。
【００４２】
延出片３６には、図１０に示すように、第１導電路３２Ｂの一方の端末から連なって延出片３６の端部に延びる検知用導電路３７が形成されており、延出片３６における検知用導電路３７の端部においては、検知用導電路３７を覆うフィルムの除去により、検知用導電路３７が露出している。この検知用導電路３７の端部の露出部分が電圧検知端子３８として機能する。
【００４３】
延出片３６の電圧検知端子３８は、正極端子２０Ａに取り付けられている補助バネ部２６に挟みつけられることにより、電気的に接続されている。第１導電路３２Ｂの他方の端末には、例えばＥＣＵなどが接続されている。電圧検知端子３８で得られた電圧に関する情報は、検知用導電路３７及び第１導電路３２Ｂを通じて図示しないＥＣＵなどに取り込まれ、各単電池１１の電圧が検知されるようになっている。
【００４４】
次に、電池モジュールＭの組み付け方法について説明する。
まず、単電池群１０とＦＰＣ３０をそれぞれ作製する。導電路３２（第１導電路３２Ｂ、第２導電路３２Ａ）、検知用導電路３７、電圧検知端子３８、導入線部３４、を形成するとともに、複数の延出片３６および導入片３３を形成した所定形状のＦＰＣ３０に、サーミスタ３５、電子部品などを実装・接続し、本実施形態のＦＰＣ３０を作製する。
【００４５】
次に、単電池群１０の組み付け方法について説明する。単電池群１０は、２種類の単電池１１（１１Ａ，１１Ｂ）を合計２４個用いて、電極端子２０Ａ，２０Ｂの極性を交互に逆にした状態で同一平面上に横並びにする。このとき、単電池１１Ａの電極端子２０Ａと、単電池１１Ｂの電極端子２０Ｂとが対向する状態となるようにし隣り合う単電池１１Ａ，１１Ｂの間にセパレータ１７を配置する。
【００４６】
次に、単電池１１Ａと単電池１１Ｂとを単電池１１の並び方向に近づけると、負極端子２０Ｂの平坦面部２２Ｂと正極端子２０Ａの挿入口２５Ｂとが対向する位置に配されて、平坦面部２２Ｂは電極端子２０Ａの操作部２３にガイドされて挿入口２５Ｂに誘い込まれる。
【００４７】
さらに、単電池１１Ａと単電池１１Ｂとを近づけて、平坦面部２２Ｂを挿入口３２に挿入すると、バネ部材２４が弾性復帰し、負極端子２０Ｂの平坦面部２２Ｂと正極端子２０Ａの平坦面部２２Ａとがバネ部材２４の弾発力により圧接される（図３を参照）。これにより、正極端子２０Ａに設けられた挟持バネ部に負極端子２０Ｂの平坦面部２２Ｂが挟み付けられた状態となり、一対の単電池１１Ａ，１１Ｂの組み付けが完了する。このような作業を繰り返し、２４個の単電池１１（１１Ａ，１１Ｂ）を順次組み付けると、単電池群１０の組み付けが完了し、各単電池１１が導通可能に接続される。
【００４８】
次に、単電池群１０の上面に、ＦＰＣ３０を上方から組み付ける（図９を参照）。詳細には、図９における左から８個目の単電池１１Ａと左から９個目の単電池１１Ｂとの間および、図９における右から８個目の単電池１１Ｂと右から９個目の単電池１１Ａとの間に導入片３３を導入すると、導入片３３はセパレータ１７に形成された導入片受入孔１８に受け入れられ、これにより、サーミスタ３５の取り付けが完了する。
【００４９】
次に、ＦＰＣ３０の各延出片３６を、それぞれ、補助バネ部２６の延出片挿入口２６Ｂに差し込むと、補助バネ部２６が弾性変形して、延出片挿入口２６Ｂが開き、ＦＰＣ３０の延出片３６を受け入れ可能となる。さらに、ＦＰＣ３０の延出片３６を延出片挿入口２６Ｂに挿入すると、補助バネ部２６が弾性復帰し、ＦＰＣ３０の延出片３６と正極端子２０Ａの平坦面部２２Ａとがバネ部材２４の弾発力により圧接される（図５を参照）。これにより、正極端子２０Ａに設けられた補助バネ部２６にＦＰＣ３０が挟み付けられた状態となり、延出片３６に設けた電圧検知端子３８と単電池１１とが電気的に接続可能となる。ＦＰＣ３０の延出片３６を全て補助バネ部２６に挟みつけた状態とすると、電池モジュールＭが完成する。
【００５０】
本実施形態の作用および効果について説明する。
本実施形態においては、導電路３２を形成したＦＰＣ本体部３１と、導電路３２Ｂの一方の端末から連なる検知用導電路３４および電圧検知端子３８を有する延出片３６と、を一体的に設けたＦＰＣ３０を、単電池群１０に配置して、延出片３６を単電池１１の電極端子に接続するだけで、単電池群１０に電圧検知端子３８を接続することができる。したがって、実施形態によれば、簡易な方法により接続可能な電圧検知端子３８の接続構造を提供することができる。
【００５１】
ところで、複数の単電池１１を並べてなる電池モジュールＭにおいては、単電池１１に設定されている製造公差や、充放電による単電池１１の膨張収縮によって単電池１１の厚みがばらついて電極端子２０間のピッチのずれが発生する場合がある。しかしながら、本実施形態によれば、延出片３６が単電池１１の並び方向に延びる形状をなしているので、電極端子２０間のピッチのずれが生じたとしても、延出片３６によりずれを吸収することができ、電圧検知端子３８と単電池１１との電気的な接続を確実なものとすることができる。
【００５２】
また、本実施形態によれば、単電池１１には、ＦＰＣ３０の延出片３６を載置する延出片載置部１６Ｂが設けられているから、延出片３６を延出片載置部１６Ｂに載置することができるので、折れ曲りを防止することができるうえに、延出片３６を所定位置に載置することができるので、延出片３６の位置決めが容易となる。
【００５３】
また、本実施形態において、正極端子２０Ａおよび負極端子２０Ｂは、電池本体１２から突出形成されるとともに、単電池１１の並び方向に撓み変形可能な金属板材から形成され、負極端子２０Ｂの先端には、隣り合う単電池１１の正極端子２０Ａに接触可能な平坦面部２２Ｂ（接続片部）が設けられる一方、正極端子２０Ａには平坦面部２２Ｂを受け入れて挟みつけるとともに、ＦＰＣ３０の延出片３６を受け入れて挟みつけるバネ部材２４が設けられ、延出片３６をバネ部材２４に挟持させることで、電圧検知端子３８が電極端子２０と接続される構成となっている。その結果、本実施形態によれば、単電池１１間の接続にバスバーなどの接続部材が不要となり、そのうえ、ＦＰＣ３０の延出片３６を、正極端子２０Ａに設けたバネ部材２４に挟持させるだけで、電圧検知端子３８と電極端子２０とが接続されるので、部品点数を減らすことができるとともに作業効率に優れる。
【００５４】
特に、本実施形態では、バネ部材２４には、平坦面部２２Ｂを挟持する挟持バネ部２５と、延出片３６を挟持する補助バネ部２６とが一体的に設けられているから、さらに部品点数を減らすことができる。
【００５５】
さらに、本実施形態によれば、補助バネ部２６には、延出片３６を単電池１１の並び方向に沿って挿入可能な延出片挿入口２６Ｂが形成されているから、延出片３６を延出片挿入口２６Ｂに挿入して補助バネ部２６に挟持させるだけで、電圧検知端子３８と電極端子２０とを接続することができるので、作業効率が向上する。
【００５６】
加えて、本実施形態においては、ＦＰＣ３０には、隣り合う単電池１１の間に導入される導入片３３がＦＰＣ本体部３１と一体的に設けられるとともに、ＦＰＣ本体部３１には、第１導電路３２Ｂ以外の第２導電路３２Ａが形成され、導入片３３には、第２導電路３２Ａの一方の端末から連なる導入線部３４と、導入線部３４に実装されたサーミスタ３５とが設けられ、導入片３３を隣り合う単電池１１の間に挿入することにより、サーミスタ３５が単電池群１０に取り付けられるようになっている。その結果、本実施形態によれば、１つのＦＰＣ３０を単電池群１０に取り付けるだけで、電圧検知回路と温度制御用の回路の双方を接続することができるので、接続作業を簡素化できるうえに、部品点数を少なくすることもできる。
【００５７】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、延出片載置部１６Ｂを備える単電池１１を示したが、延出片載置部１６Ｂを備えないものであってもよい。
（２）上記実施形態では、バスバーなどの接続部材を用いずに電極端子２０同士を直接接続するタイプの単電池１１を示したが、本発明は、これに限定されない。例えばボルト状の電極端子を有する単電池の電極端子に、ＦＰＣの延出片に設けた電圧検知端子を挿通させて、接続してもよい。
（３）上記実施形態では、挟持バネ部２５と補助バネ部２６とが一体になったバネ部材２４を備えるものを示したが、挟持バネ部と補助バネ部とは別体であってもよい。
（４）上記実施形態では、補助バネ部２６に延出片挿入口２６Ｂが形成されているものを示したが、挟持バネ部に延出片と接続片部とをともに挿通可能な挿通口を設けてもよい。
（５）上記実施形態では単電池１１間にセパレータ１７が配される構成のものを示したが、セパレータを備えないものであってもよい。
（６）上記実施形態では、電圧検知回路と温度制御回路とを備えるＦＰＣ３０を示したが、電圧検知回路のみを備えるＦＰＣであってもよい。
（７）上記実施形態では、電圧検知端子を検知用導電路３７の端部において、検知用導電路３７を露出させることにより設けたが、検知用導電路の端部に導電性の金具を接続して電圧検知端子を構成してもよい。
【符号の説明】
【００５８】
Ｍ…電池モジュール
１０…単電池群
１１…単電池
１１Ａ…単電池
１１Ｂ…単電池
１２…電池本体
１６…基板載置部
１６Ａ…本体載置部
１６Ｂ…延出片載置部
２０…電極端子
２０Ａ…正極の電極端子（正極端子）
２０Ｂ…負極の電極端子（負極端子）
２２Ａ…（正極端子側の）平坦面部
２２Ｂ…（負極端子側の）平坦面部（接続片部）
２４…バネ部材
２５…挟持バネ部
２５Ｂ…挿入口
２６…補助バネ部
２６Ｂ…延出片挿入口
３０…ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）
３１…ＦＰＣ本体部（本体部）
３２…導電路
３２Ａ…温度制御回路用の導電路（第２導電路）
３２Ｂ…（電圧検知回路用の）導電路（第１導電路）
３３…導入片
３４…導入線部
３５…サーミスタ
３６…延出片
３７…検知用導電路
３８…電圧検知端子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電圧検知端子の接続構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車やハイブリッド車用の電池モジュールでは、出力を大きくするために多数の単電池が横並びに接続されている。隣り合う単電池の電極端子間はバスバーなどの接続部材で接続することにより複数の単電池が直列や並列に接続されるようになっている。ここで、複数の単電池を直列や並列に接続する場合、単電池間において電池電圧などの電池特性が不均一であると、電池の劣化や破損を招くという問題がある。
【０００３】
そこで、一般的な電池モジュールは、各単電池間の電圧に異常が生じる前に充電、放電を中止することができるように、単電池の電圧を検知するための構造（電圧検知構造）を備えている。電圧検知構造は、例えば、単電池の電極端子に接続される電圧検知端子と、電池ＥＣＵと、電圧検知端子とＥＣＵとを接続する電圧検知線などから構成される。各単電池の電圧は、ＥＣＵにより検知され、過放電、過充電状態になる前に充電、放電を中止するようにしている。
【０００４】
このような電圧検知構造を備える電池モジュールとしては、例えば、特許文献１に記載のものなどが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１２４１７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１には、電圧検知線の端末の露出導体を圧着により接続した電圧検知端子を単電池の電極端子に挿通させて、電極端子に接続部材とともにナットで共締めする構成が提案されている（特許文献１の図１を参照）。
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に記載の電池モジュールにおいては、接続部材や電圧検知端子を接続ユニットに配置する作業、接続部材や電圧検知端子を配置した接続ユニットを複数連結する作業、ならびに、電圧検知端子を接続部材とともに電極端子にナット締めなどにより取り付ける作業を行う必要があり、電圧検知端子の接続作業に手間がかかるという問題があった。
【０００８】
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、簡易な方法により接続可能な電圧検知端子の接続構造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】
【０００９】
上記課題を解決すべく、１つのフレキシブルプリント基板（以下、ＦＰＣともいう）に、複数の電圧検知用の導電路を形成して、単電池群を構成する単電池に接続することを検討した。
しかしながら、単電池群は多数の単電池を並べて構成され、単電池の電極端子間には製造公差等が設定されているため、複数の単電池を並べてなる電池モジュールにおいては隣り合う単電池に形成された電極端子間のピッチがずれる場合がある。また、充放電による単電池の膨張収縮によって単電池の厚みがばらついて電極端子間のピッチがずれる場合もある。このように電極端子間のピッチのずれが生じると、電圧検知のための部材と単電池との電気的な接続に支障が生じて電圧検知ができなくなることが懸念される。
【００１０】
そこで、さらなる検討の結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、正極および負極の電極端子を有する複数の単電池を並べて接続してなる単電池群の、前記電極端子に接続されて前記単電池の電圧を検知する電圧検知端子の接続構造であって、前記単電池群には、前記単電池の並び方向に沿って配置されるとともに、前記単電池の並び方向に延びて配される導電路が形成された本体部を有するフレキシブルプリント基板が配され、前記フレキシブルプリント基板には、前記電圧検知端子と、前記導電路の一方の端末から連なり前記電圧検知端子に接続される検知用導電路とを有するとともに、前記本体部から一体的に延出された延出片が設けられ、前記延出片は、前記単電池の並び方向に延びる形状をなすとともに、前記電圧検知端子が前記電極端子と電気的に接続されているところに特徴を有する。
【００１１】
本発明においては、導電路を形成した本体部と、導電路の一方の端末から連なる検知用導電路および電圧検知端子とを有する延出片と、を一体的に設けたフレキシブルプリント基板を、単電池群に配置して、延出片を単電池の電極端子に接続するだけで、単電池群に電圧検知端子を接続することができる。したがって、本発明によれば、簡易な方法により接続可能な電圧検知端子の接続構造を提供することができる。
【００１２】
また、本発明では、延出片が単電池の並び方向に延びる形状をなしているので、電極端子間のピッチのずれが生じたとしても、延出片によりずれを吸収することができるので、電圧検知端子と単電池との電気的な接続を確実なものとすることができる。
【００１３】
本発明は、以下の構成であってもよい。
前記単電池には、前記フレキシブルプリント基板の前記延出片を載置する延出片載置部が設けられていてもよい。
延出片は単電池の並び方向に延びる形状をなしているので、途中で折れ曲がることがあり、このような場合には電極端子との接続に支障を生じることが懸念される。そこで、上記のような構成とすると、フレキシブルプリント基板の延出片を延出片載置部に載置することができるので、折れ曲るのを防止することができる。また、上記のような構成とすると、延出片を所定位置に載置することができるので、延出片の位置決めが容易となる。
【００１４】
前記正極および負極の電極端子は、電池本体から突出形成されるとともに、前記単電池の並び方向に撓み変形可能な金属板材から形成され、一方の極性の前記電極端子の先端には、隣り合う前記単電池の他方の極性の前記電極端子に接触可能な接続片部が設けられる一方、前記他方の極性の電極端子には前記接続片部を受け入れて挟みつけるとともに、前記フレキシブルプリント基板の前記延出片を受け入れて挟みつけるバネ部材が設けられ、前記フレキシブルプリント基板の前記延出片を前記バネ部材に挟持させることで、前記電圧検知端子が前記電極端子と接続される構成としてもよい。
このような構成とすると単電池間の接続にバスバーなどの接続部材が不要となり、そのうえ、フレキシブルプリント基板の延出片を電極端子に設けたバネ部材に挟持させるだけで、電圧検知端子と電極端子とが接続されるので、部品点数を減らすことができるとともに作業効率に優れる。
【００１５】
前記バネ部材には、前記接続片部を挟持する挟持バネ部と、前記延出片を挟持する補助バネ部とが一体的に設けられていてもよい。このような構成とすると、さらに部品点数を減らすことができる。
【００１６】
前記補助バネ部には、前記延出片を前記単電池の並び方向に沿って挿入可能な延出片挿入口が形成されていてもよい。このような構成とすると延出片を延出片挿入口に挿入して補助バネ部に挟持させるだけで、電圧検知端子と電極端子とを接続することができるので、作業効率が向上する。
【００１７】
前記フレキシブルプリント基板には、隣り合う前記単電池の間に導入される導入片が前記本体部と一体的に設けられるとともに、前記本体部には、前記検知用導電路に接続される導電路以外の第２導電路が前記単電池の並び方向に延びて形成され、前記導入片には、前記第２導電路の一方の端末から連なる導入線部と、前記導入線部に実装されたサーミスタとが設けられ、前記導入片を隣り合う前記単電池の間に挿入することにより、前記サーミスタが前記単電池群に取り付けられるようになっていてもよい。
このような構成とすると、１つのフレキシブルプリント基板を単電池群に取り付けるだけで、電圧検知回路と温度制御用の回路の双方を接続することができるので、接続作業を簡素化できるうえに、部品点数を少なくすることもできる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、簡易な方法により接続可能な電圧検知端子の接続構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態１の電池モジュールの斜視図
【図２】電池モジュールの平面図
【図３】隣り合う単電池の電極端子の接続状態を示す一部断面図
【図４】図２のＡ−Ａ線における一部断面図
【図５】図４の一部拡大断面図
【図６】電池モジュールの一部平面図
【図７】図２のＢ−Ｂ線における一部断面図
【図８】単電池の正極端子の正面図
【図９】単電池群にフレキシブルプリント基板を取り付ける様子を説明する斜視図
【図１０】フレキシブルプリント基板の一部拡大平面図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
＜実施形態＞
本発明の一実施形態を、図１ないし図１０を参照しつつ説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る電池モジュールＭの斜視図である。本実施形態の電池モジュールＭは、電気自動車又はハイブリッド自動車等に搭載され、駆動用の電源として使用される。図１に示されるように、電池モジュールＭは、単電池群１０と、フレキシブルプリント基板３０（以下ＦＰＣ３０ともいう）とを備える。以下では、図７の上方を上方、下方を下方として説明する。
【００２１】
本実施形態において、単電池群１０は、複数個（本実施形態では２４個）の単電池１１を一列に並べて直列に接続したものである。詳しくは、単電池群１０を構成する単電池１１は、電極端子２０の延出方向が互いに異なっている２種類の単電池１１Ａ，１１Ｂからなり、これら二種類の単電池１１Ａ，１１Ｂを交互に配置して接続することにより単電池群１０が構成される。
【００２２】
単電池１１Ａは、扁平な直方体状の電池本体１２と、この電池本体１２の上面から上方に向けて突出した正負一対の電極端子２０（２０Ａ，２０Ｂ）とを備える。
【００２３】
電池本体１２内には、例えば周知のリチウムイオン電池を構成する電池要素（図示せず）が収容されており、その電池要素の正極側が電極端子２０Ａ，負極側が電極端子２０Ｂに連なっている。
【００２４】
単電池１１Ａ（図１の左端から２番目の単電池１１Ａを参照）の一対の電極端子２０のうち、図１の手前側にある一方の電極端子２０Ａが正極側の電極端子２０Ａ（正極端子２０Ａ）であり、奥側にある他方の電極端子２０Ｂが負極側の電極端子２０Ｂ（負極端子２０Ｂ)である。
【００２５】
正極端子２０Ａと、負極端子２０Ｂとは、共に単電池１１の並び方向に撓み変形可能な薄板状の金属板材料から形成されている。正極端子２０Ａは、図１および図３に示すように、電池本体１２の上面から上方に突出する立ち上がり部２１Ａと、立ち上がり部２１Ａの上端からＬ字状に折れ曲がって手前側（図示左側）に向かう平坦面部２２Ａと、平端部２２Ａの先端で先上がりに傾斜する操作部２３とを備える。
【００２６】
負極端子２０Ｂは、図１および図３に示すように、単電池１１の電池本体１２の上面から上方に突出する立ち上がり部２１Ｂと、立ち上がり部の上端からＬ字状に折れ曲がって奥側（図示右側）に向かう平坦面部２２Ｂとを備える。負極端子２０Ｂの平坦面部２２Ｂは、隣り合う単電池１１の正極端子２０Ａと電気的に接続される部分である（接続片部の一例）。
【００２７】
負極端子２０Ｂにおいては、平坦面部２２Ｂが、図３に示すように、正極端子２０Ａの平坦面部２２Ａの下側に配されるように、折り曲げ位置が設定されている。
【００２８】
電池本体１２の上面の負極端子２０Ｂと隣り合う位置には、図１に示すように、絶縁隔壁１５が立設されている。この絶縁隔壁１５は、負極端子２０Ｂの横幅よりも広く設定され、隣り合う単電池１１の異極性の電極端子２０Ａ，２０Ｂ間に導電製材料からなる工具や部材等が落ち込むことによる短絡の発生を防止している。
【００２９】
正極端子２０Ａにおける平坦面部２２Ａには、バネ部材２４が取り付けられている。バネ部材２４は、図８に示すように、負極端子２０Ｂの平坦面部２２Ｂを受け入れて挟み付ける挟持バネ部２５と、ＦＰＣ３０の延出片３６（詳細は後述する）を受け入れて挟みつける補助バネ部２６と、が一体に設けられた部材である。バネ部材２４は、正極端子２０Ａとは別体の例えばステンレス鋼等のばね性に優れた金属板材をプレス加工することにより形成されている。
【００３０】
挟持バネ部２５は、金属板材の一端部に板幅方向に延びるスリット２５Ａを形成して、当該金属板材の他端部がスリット２５Ａ側に向かうように回曲させて形成したものである。挟持バネ部２５のスリット２５Ａには、正極端子２０Ａの操作部２３が貫通されており、正極端子２０Ａの平坦面部２２Ａと挟持バネ部２５のスリット２５Ａの下側の内周縁との間に、単電池１１の並び方向に沿って負極端子２０Ｂの平坦面部２２Ｂを受け入れる挿入口２５Ｂが形成されている。挿入口２５Ｂに負極端子２０Ｂの平坦面部２２Ｂが挿入されると、挟持バネ部２５の弾発力により、正極端子２０Ａの平坦面部２２Ａが電池本体１２側（下側）に押さえつけられ、負極端子２０Ｂの平坦面部２２Ｂの上面に圧接される。
【００３１】
補助バネ部２６は、図６に示すように、挟持バネ部２５の構成を幅方向に小さくしたような構成をなし、具体的には、正極端子２０Ａの操作部２３と並んで設けられた補助操作部２７を、補助バネ部２６に設けた補助スリット２６Ａに貫通させてなる。補助バネ部２６には、正極端子２０Ａの補助操作部２７と補助スリット２６Ａの下側の内周縁との間に、ＦＰＣ３０の延出片３６を受け入れる延出片挿入口２６Ｂが形成されている。
挟持バネ部２５と補助バネ部２６とは、延出片挿入口２６Ｂが開くのに連動して挿入口２５Ｂが開くことがないよう、また、逆に挿入口２５Ｂが開くのに連動して延出片挿入口２６Ｂが開くことがないよう、スリット２５Ａと補助スリット２６Ａとの間を切り欠くこと（切欠部２８）により隔てられている。
【００３２】
正負一対の電極端子２０の間には、ＦＰＣ３０を載置する合成樹脂製の基板載置部１６が上方に突出して設けられている。基板載置部１６はＦＰＣ３０の本体部３１が載置される本体載置部１６Ａと、ＦＰＣ３０の延出片３６が載置される延出片載置部１６Ｂとからなる。本体載置部１６Ａおよび延出片載置部１６Ｂの高さは、補助バネ部２６の延出片挿入口２６Ｂの高さと概ね同じ高さとなるように設定されており、ＦＰＣ３０の延出片３６を屈曲させずに延出片挿入口２６Ｂに挿入することができるようになっている（図４、図５および図７を参照）。
【００３３】
単電池１１Ｂの基本的な構成は、上述した単電池１１Ａと同様であり、電池本体１２と、正負一対の電極端子２０Ａ，２０Ｂとを備える。ただし、単電池１１Ｂと、単電池１１Ａとでは、各電極端子２０Ａ、２０Ｂの平坦面部２２Ａ，２２ＢのＬ字状に折れ曲がる向きが、逆になっている。
【００３４】
隣り合う単電池１１Ａと単電池１１Ｂの間には、絶縁樹脂製のセパレータ１７が配置されている。セパレータ１７の略中央部には、図７に示すように、ＦＰＣ３０の導入片３３を挿入可能な導入片受入孔１８が設けられている。
【００３５】
単電池群１０に取り付けられているＦＰＣ３０は、詳細は図示しないが、例えばポリイミドフィルムや液晶状フィルム等からなる絶縁性のベースフィルムの片面または両面にプリント配線技術により複数の導電路３２を形成し（図６、図９および図１０を参照）、その導電路３２の表面を保護フィルム（例えば、ポリイミド製フィルム）で覆った構造とされる。なお、図６及び図１０では電圧検知回路を構成する導電路３２Ｂ（第１導電路ともいう）のみを示しており、図９では温度制御回路を構成する導電路３２Ａ（第２導電路の一例）のみを示し、その他の図では導電路３２の図示を省略している。
【００３６】
ＦＰＣ３０は帯状（長尺状）の本体部３１（ＦＰＣ本体部３１という）と、ＦＰＣ本体部３１の幅方向の端部から延出されている複数の延出片３６と、ＦＰＣ本体部３１の略中央に設けられている２本の導入片３３とを備える。
【００３７】
ＦＰＣ本体部３１は、図２に示すように、基板載置部１６の本体載置部１６Ａの上に載置され、単電池１１の並び方向に沿って配置されている。ＦＰＣ本体部３１には、複数の電圧検知回路用の導電路３２Ｂと、２本の温度制御回路用の導電路３２Ａとが、単電池１１の並び方向に延びて形成されている（図６、図９および図１０を参照）。
【００３８】
導入片３３は、ＦＰＣ本体部３１の幅方向の略中央部に方形状の切り込みを形成することにより設けられており、長方形状をなしている。２本の導入片３３には、それぞれ、第２導電路３２Ａの一方の端末から連なる導入線部３４が設けられている。各導入線部３４にはチップタイプのＮＴＣサーミスタ３５が実装されている。各導入片３３は隣り合う単電池１１Ａ，１１Ｂ間に挿入されるようになっており、本実施形態では８個の単電池１１ごとに１本の導入片３３が挿入されている。単電池１１間に挿入された導入片３３はセパレータ１７に設けた導入片受入孔１８に受け入れられて収容されている（図７を参照）。
【００３９】
第２導電路３２Ａの他方の端末は、図示しないＥＣＵに接続されている。サーミスタ３５で得られた温度に関する情報は、導入線部３４及び第２導電路３２Ａを通じてＥＣＵに取り込まれ、各単電池１１の温度が検知されるようになっている。
【００４０】
ここで、ＥＣＵは、マイクロコンピュータ、素子等が搭載されたものであって、単電池１１の電圧・電流・温度等の検知、各単電池１１の充放電コントロール等を行うための機能を備えた周知の構成のものである。
【００４１】
さて、延出片３６はＦＰＣ本体部３１の長手方向に沿って延出されており、導入片３３よりも短い長方形状をなしている（単電池の並び方向に延びる形状の一例）。延出片３６はＦＰＣ本体部３１の幅方向の２つの端部から、交互に、長手方向においてずらした位置に延出されている。これにより、延出片を１つの端縁から延出する構成とするよりも、材料採りを向上させることができる。延出片３６は基板載置部１６の延出片載置部１６Ｂに載置される。
【００４２】
延出片３６には、図１０に示すように、第１導電路３２Ｂの一方の端末から連なって延出片３６の端部に延びる検知用導電路３７が形成されており、延出片３６における検知用導電路３７の端部においては、検知用導電路３７を覆うフィルムの除去により、検知用導電路３７が露出している。この検知用導電路３７の端部の露出部分が電圧検知端子３８として機能する。
【００４３】
延出片３６の電圧検知端子３８は、正極端子２０Ａに取り付けられている補助バネ部２６に挟みつけられることにより、電気的に接続されている。第１導電路３２Ｂの他方の端末には、例えばＥＣＵなどが接続されている。電圧検知端子３８で得られた電圧に関する情報は、検知用導電路３７及び第１導電路３２Ｂを通じて図示しないＥＣＵなどに取り込まれ、各単電池１１の電圧が検知されるようになっている。
【００４４】
次に、電池モジュールＭの組み付け方法について説明する。
まず、単電池群１０とＦＰＣ３０をそれぞれ作製する。導電路３２（第１導電路３２Ｂ、第２導電路３２Ａ）、検知用導電路３７、電圧検知端子３８、導入線部３４、を形成するとともに、複数の延出片３６および導入片３３を形成した所定形状のＦＰＣ３０に、サーミスタ３５、電子部品などを実装・接続し、本実施形態のＦＰＣ３０を作製する。
【００４５】
次に、単電池群１０の組み付け方法について説明する。単電池群１０は、２種類の単電池１１（１１Ａ，１１Ｂ）を合計２４個用いて、電極端子２０Ａ，２０Ｂの極性を交互に逆にした状態で同一平面上に横並びにする。このとき、単電池１１Ａの電極端子２０Ａと、単電池１１Ｂの電極端子２０Ｂとが対向する状態となるようにし隣り合う単電池１１Ａ，１１Ｂの間にセパレータ１７を配置する。
【００４６】
次に、単電池１１Ａと単電池１１Ｂとを単電池１１の並び方向に近づけると、負極端子２０Ｂの平坦面部２２Ｂと正極端子２０Ａの挿入口２５Ｂとが対向する位置に配されて、平坦面部２２Ｂは電極端子２０Ａの操作部２３にガイドされて挿入口２５Ｂに誘い込まれる。
【００４７】
さらに、単電池１１Ａと単電池１１Ｂとを近づけて、平坦面部２２Ｂを挿入口３２に挿入すると、バネ部材２４が弾性復帰し、負極端子２０Ｂの平坦面部２２Ｂと正極端子２０Ａの平坦面部２２Ａとがバネ部材２４の弾発力により圧接される（図３を参照）。これにより、正極端子２０Ａに設けられた挟持バネ部に負極端子２０Ｂの平坦面部２２Ｂが挟み付けられた状態となり、一対の単電池１１Ａ，１１Ｂの組み付けが完了する。このような作業を繰り返し、２４個の単電池１１（１１Ａ，１１Ｂ）を順次組み付けると、単電池群１０の組み付けが完了し、各単電池１１が導通可能に接続される。
【００４８】
次に、単電池群１０の上面に、ＦＰＣ３０を上方から組み付ける（図９を参照）。詳細には、図９における左から８個目の単電池１１Ａと左から９個目の単電池１１Ｂとの間および、図９における右から８個目の単電池１１Ｂと右から９個目の単電池１１Ａとの間に導入片３３を導入すると、導入片３３はセパレータ１７に形成された導入片受入孔１８に受け入れられ、これにより、サーミスタ３５の取り付けが完了する。
【００４９】
次に、ＦＰＣ３０の各延出片３６を、それぞれ、補助バネ部２６の延出片挿入口２６Ｂに差し込むと、補助バネ部２６が弾性変形して、延出片挿入口２６Ｂが開き、ＦＰＣ３０の延出片３６を受け入れ可能となる。さらに、ＦＰＣ３０の延出片３６を延出片挿入口２６Ｂに挿入すると、補助バネ部２６が弾性復帰し、ＦＰＣ３０の延出片３６と正極端子２０Ａの平坦面部２２Ａとがバネ部材２４の弾発力により圧接される（図５を参照）。これにより、正極端子２０Ａに設けられた補助バネ部２６にＦＰＣ３０が挟み付けられた状態となり、延出片３６に設けた電圧検知端子３８と単電池１１とが電気的に接続可能となる。ＦＰＣ３０の延出片３６を全て補助バネ部２６に挟みつけた状態とすると、電池モジュールＭが完成する。
【００５０】
本実施形態の作用および効果について説明する。
本実施形態においては、導電路３２を形成したＦＰＣ本体部３１と、導電路３２Ｂの一方の端末から連なる検知用導電路３４および電圧検知端子３８を有する延出片３６と、を一体的に設けたＦＰＣ３０を、単電池群１０に配置して、延出片３６を単電池１１の電極端子に接続するだけで、単電池群１０に電圧検知端子３８を接続することができる。したがって、実施形態によれば、簡易な方法により接続可能な電圧検知端子３８の接続構造を提供することができる。
【００５１】
ところで、複数の単電池１１を並べてなる電池モジュールＭにおいては、単電池１１に設定されている製造公差や、充放電による単電池１１の膨張収縮によって単電池１１の厚みがばらついて電極端子２０間のピッチのずれが発生する場合がある。しかしながら、本実施形態によれば、延出片３６が単電池１１の並び方向に延びる形状をなしているので、電極端子２０間のピッチのずれが生じたとしても、延出片３６によりずれを吸収することができ、電圧検知端子３８と単電池１１との電気的な接続を確実なものとすることができる。
【００５２】
また、本実施形態によれば、単電池１１には、ＦＰＣ３０の延出片３６を載置する延出片載置部１６Ｂが設けられているから、延出片３６を延出片載置部１６Ｂに載置することができるので、折れ曲りを防止することができるうえに、延出片３６を所定位置に載置することができるので、延出片３６の位置決めが容易となる。
【００５３】
また、本実施形態において、正極端子２０Ａおよび負極端子２０Ｂは、電池本体１２から突出形成されるとともに、単電池１１の並び方向に撓み変形可能な金属板材から形成され、負極端子２０Ｂの先端には、隣り合う単電池１１の正極端子２０Ａに接触可能な平坦面部２２Ｂ（接続片部）が設けられる一方、正極端子２０Ａには平坦面部２２Ｂを受け入れて挟みつけるとともに、ＦＰＣ３０の延出片３６を受け入れて挟みつけるバネ部材２４が設けられ、延出片３６をバネ部材２４に挟持させることで、電圧検知端子３８が電極端子２０と接続される構成となっている。その結果、本実施形態によれば、単電池１１間の接続にバスバーなどの接続部材が不要となり、そのうえ、ＦＰＣ３０の延出片３６を、正極端子２０Ａに設けたバネ部材２４に挟持させるだけで、電圧検知端子３８と電極端子２０とが接続されるので、部品点数を減らすことができるとともに作業効率に優れる。
【００５４】
特に、本実施形態では、バネ部材２４には、平坦面部２２Ｂを挟持する挟持バネ部２５と、延出片３６を挟持する補助バネ部２６とが一体的に設けられているから、さらに部品点数を減らすことができる。
【００５５】
さらに、本実施形態によれば、補助バネ部２６には、延出片３６を単電池１１の並び方向に沿って挿入可能な延出片挿入口２６Ｂが形成されているから、延出片３６を延出片挿入口２６Ｂに挿入して補助バネ部２６に挟持させるだけで、電圧検知端子３８と電極端子２０とを接続することができるので、作業効率が向上する。
【００５６】
加えて、本実施形態においては、ＦＰＣ３０には、隣り合う単電池１１の間に導入される導入片３３がＦＰＣ本体部３１と一体的に設けられるとともに、ＦＰＣ本体部３１には、第１導電路３２Ｂ以外の第２導電路３２Ａが形成され、導入片３３には、第２導電路３２Ａの一方の端末から連なる導入線部３４と、導入線部３４に実装されたサーミスタ３５とが設けられ、導入片３３を隣り合う単電池１１の間に挿入することにより、サーミスタ３５が単電池群１０に取り付けられるようになっている。その結果、本実施形態によれば、１つのＦＰＣ３０を単電池群１０に取り付けるだけで、電圧検知回路と温度制御用の回路の双方を接続することができるので、接続作業を簡素化できるうえに、部品点数を少なくすることもできる。
【００５７】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、延出片載置部１６Ｂを備える単電池１１を示したが、延出片載置部１６Ｂを備えないものであってもよい。
（２）上記実施形態では、バスバーなどの接続部材を用いずに電極端子２０同士を直接接続するタイプの単電池１１を示したが、本発明は、これに限定されない。例えばボルト状の電極端子を有する単電池の電極端子に、ＦＰＣの延出片に設けた電圧検知端子を挿通させて、接続してもよい。
（３）上記実施形態では、挟持バネ部２５と補助バネ部２６とが一体になったバネ部材２４を備えるものを示したが、挟持バネ部と補助バネ部とは別体であってもよい。
（４）上記実施形態では、補助バネ部２６に延出片挿入口２６Ｂが形成されているものを示したが、挟持バネ部に延出片と接続片部とをともに挿通可能な挿通口を設けてもよい。
（５）上記実施形態では単電池１１間にセパレータ１７が配される構成のものを示したが、セパレータを備えないものであってもよい。
（６）上記実施形態では、電圧検知回路と温度制御回路とを備えるＦＰＣ３０を示したが、電圧検知回路のみを備えるＦＰＣであってもよい。
（７）上記実施形態では、電圧検知端子を検知用導電路３７の端部において、検知用導電路３７を露出させることにより設けたが、検知用導電路の端部に導電性の金具を接続して電圧検知端子を構成してもよい。
【符号の説明】
【００５８】
Ｍ…電池モジュール
１０…単電池群
１１…単電池
１１Ａ…単電池
１１Ｂ…単電池
１２…電池本体
１６…基板載置部
１６Ａ…本体載置部
１６Ｂ…延出片載置部
２０…電極端子
２０Ａ…正極の電極端子（正極端子）
２０Ｂ…負極の電極端子（負極端子）
２２Ａ…（正極端子側の）平坦面部
２２Ｂ…（負極端子側の）平坦面部（接続片部）
２４…バネ部材
２５…挟持バネ部
２５Ｂ…挿入口
２６…補助バネ部
２６Ｂ…延出片挿入口
３０…ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）
３１…ＦＰＣ本体部（本体部）
３２…導電路
３２Ａ…温度制御回路用の導電路（第２導電路）
３２Ｂ…（電圧検知回路用の）導電路（第１導電路）
３３…導入片
３４…導入線部
３５…サーミスタ
３６…延出片
３７…検知用導電路
３８…電圧検知端子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極および負極の電極端子を有する複数の単電池を並べて接続してなる単電池群の、前記電極端子に接続されて前記単電池の電圧を検知する電圧検知端子の接続構造であって、
前記単電池群には、前記単電池の並び方向に沿って配置されるとともに、前記単電池の並び方向に延びて配される導電路が形成された本体部を有するフレキシブルプリント基板が配され、
前記フレキシブルプリント基板には、前記電圧検知端子と、前記導電路の一方の端末から連なり前記電圧検知端子に接続される検知用導電路とを有するとともに、前記本体部から一体的に延出された延出片が設けられ、
前記延出片は、前記単電池の並び方向に延びる形状をなすとともに、前記電圧検知端子が前記電極端子と電気的に接続されていることを特徴とする電圧検知端子の接続構造。
【請求項２】
前記単電池には、前記フレキシブルプリント基板の前記延出片を載置する延出片載置部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電圧検知端子の取付構造。
【請求項３】
前記正極および負極の電極端子は、電池本体から突出形成されるとともに、前記単電池の並び方向に撓み変形可能な金属板材から形成され、
一方の極性の前記電極端子の先端には、隣り合う前記単電池の他方の極性の前記電極端子に接触可能な接続片部が設けられる一方、前記他方の極性の電極端子には前記接続片部を受け入れて挟みつけるとともに、前記フレキシブルプリント基板の前記延出片を受け入れて挟みつけるバネ部材が設けられ、
前記フレキシブルプリント基板の前記延出片を前記バネ部材に挟持させることで、前記電圧検知端子が前記電極端子と接続されることを特徴とする請求項１に記載の電圧検知端子の接続構造。
【請求項４】
前記バネ部材には、前記接続片部を挟持する挟持バネ部と、前記延出片を挟持する補助バネ部とが一体的に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の電圧検知端子の接続構造。
【請求項５】
前記補助バネ部には、前記延出片を前記単電池の並び方向に沿って挿入可能な延出片挿入口が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の電圧検知端子の接続構造。
【請求項６】
前記フレキシブルプリント基板には、隣り合う前記単電池の間に導入される導入片が前記本体部と一体的に設けられるとともに、前記本体部には、前記検知用導電路に接続される導電路以外の第２導電路が前記単電池の並び方向に延びて形成され、
前記導入片には、前記第２導電路の一方の端末から連なる導入線部と、前記導入線部に実装されたサーミスタとが設けられ、前記導入片を隣り合う前記単電池の間に挿入することにより、前記サーミスタが前記単電池群に取り付けられるようになっていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の電圧検知端子の接続構造。
【請求項１】
正極および負極の電極端子を有する複数の単電池を並べて接続してなる単電池群の、前記電極端子に接続されて前記単電池の電圧を検知する電圧検知端子の接続構造であって、
前記単電池群には、前記単電池の並び方向に沿って配置されるとともに、前記単電池の並び方向に延びて配される導電路が形成された本体部を有するフレキシブルプリント基板が配され、
前記フレキシブルプリント基板には、前記電圧検知端子と、前記導電路の一方の端末から連なり前記電圧検知端子に接続される検知用導電路とを有するとともに、前記本体部から一体的に延出された延出片が設けられ、
前記延出片は、前記単電池の並び方向に延びる形状をなすとともに、前記電圧検知端子が前記電極端子と電気的に接続されていることを特徴とする電圧検知端子の接続構造。
【請求項２】
前記単電池には、前記フレキシブルプリント基板の前記延出片を載置する延出片載置部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電圧検知端子の取付構造。
【請求項３】
前記正極および負極の電極端子は、電池本体から突出形成されるとともに、前記単電池の並び方向に撓み変形可能な金属板材から形成され、
一方の極性の前記電極端子の先端には、隣り合う前記単電池の他方の極性の前記電極端子に接触可能な接続片部が設けられる一方、前記他方の極性の電極端子には前記接続片部を受け入れて挟みつけるとともに、前記フレキシブルプリント基板の前記延出片を受け入れて挟みつけるバネ部材が設けられ、
前記フレキシブルプリント基板の前記延出片を前記バネ部材に挟持させることで、前記電圧検知端子が前記電極端子と接続されることを特徴とする請求項１に記載の電圧検知端子の接続構造。
【請求項４】
前記バネ部材には、前記接続片部を挟持する挟持バネ部と、前記延出片を挟持する補助バネ部とが一体的に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の電圧検知端子の接続構造。
【請求項５】
前記補助バネ部には、前記延出片を前記単電池の並び方向に沿って挿入可能な延出片挿入口が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の電圧検知端子の接続構造。
【請求項６】
前記フレキシブルプリント基板には、隣り合う前記単電池の間に導入される導入片が前記本体部と一体的に設けられるとともに、前記本体部には、前記検知用導電路に接続される導電路以外の第２導電路が前記単電池の並び方向に延びて形成され、
前記導入片には、前記第２導電路の一方の端末から連なる導入線部と、前記導入線部に実装されたサーミスタとが設けられ、前記導入片を隣り合う前記単電池の間に挿入することにより、前記サーミスタが前記単電池群に取り付けられるようになっていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の電圧検知端子の接続構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−９８０３２（Ｐ２０１３−９８０３２Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４０１９８（Ｐ２０１１−２４０１９８）
【出願日】平成２３年１１月１日（２０１１．１１．１）
【出願人】（３９５０１１６６５）株式会社オートネットワーク技術研究所 (2,668)
【出願人】（０００１８３４０６）住友電装株式会社 (6,135)
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１日（２０１１．１１．１）
【出願人】（３９５０１１６６５）株式会社オートネットワーク技術研究所 (2,668)
【出願人】（０００１８３４０６）住友電装株式会社 (6,135)
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]