説明

電池用配線モジュール

【課題】積層型の単電池群を使用した電池モジュールでありながら、各単電池の電圧検知を確実に行うことができる電池用配線モジュールを提供する。
【解決手段】表裏に正極および負極の電極端子面23Cが設けられた張出端子23A及び平坦端子23Bを有する複数の単電池21を積層して配置することで、隣り合う単電池21の張出端子23Aの電極端子面23Cと平坦端子23Bとを接触させて単電池21を直列接続した単電池群20に取り付けられる電池用配線モジュール40であって、単電池21の積層方向に延びて形成され、一方の端末に単電池21間の端子収容部26に導入される導入線部45を有する複数本の導電路42が形成されたFPC41と、FPC41を保持する樹脂プロテクタ60と、導入線部45に設けられ単電池21の平坦端子23Bに接続状態となる金属端子46とを備えるところに特徴を有する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電池用配線モジュールに関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、電気自動車やハイブリッド車などの車両に搭載される電池モジュールとして、特許文献1に記載のものが知られている。このものは、上部に正極および負極の電極端子を有する複数の単電池を横並びに配置した単電池群と、単電池群に取り付けられる電池配線モジュールとを有している。
【0003】
電池配線モジュールは、隣り合う単電池における正極の電極端子と負極の電極端子とを接続することで単電池を直列接続するバスバーと、ナットを電極端子に螺合させることでバスバーと共に共締めされる電圧検知端子と、バスバーおよび電圧検知端子を内部に収容する絶縁性の樹脂プロテクタとを備えて構成されている。電圧検知端子は、電圧検知線によって例えばECUに接続されており、ECUによって各単電池の電圧が検知されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2011−91003号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、近年、電池モジュールの小型化や軽量化を目的として、表裏に正極および負極の電極端子面を有する複数の単電池を積層して配置することで、隣り合う単電池の電極端子面同士を接触させて単電池を直列接続した積層型の単電池群を電池モジュールに用いることが検討されている。このような構成によると、単電池の上端に電極端子を設ける必要がないなど、従来の電池モジュールに比べて、電池モジュールの構造を小型化及び軽量化することができる。
ところが、このような構成によると、各単電池の電極端子面が外部に露出しないことになるから、各単電池の電圧を検知するための構成に苦慮することになる。
【0006】
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、積層型の単電池群を使用した電池モジュールでありながら、各単電池の電圧検知を確実に行うことができる電池用配線モジュール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】
上記の目的を達成するための手段として本発明は、表裏に正極および負極の電極端子面を有する複数の単電池を積層して配置することで、隣り合う前記単電池の前記電極端子面同士を接触させて前記単電池を直列接続した単電池群に取り付けられる電池用配線モジュールであって、前記単電池の積層方向に延びて形成された複数本の導電路を集合させてなる集合導電線路と、前記導電路の一方の端末に設けられ、前記単電池における所定個数毎の前記単電池間の隙間に導入される導入線部と、前記集合導電線路を保持する絶縁支持部材と、前記導入線部に設けられ前記単電池の前記電極端子面に接続状態となる電圧検知端子部とを備えるところに特徴を有する。
【0008】
このような構成の電池用配線モジュールによると、隣り合う単電池間の隙間に導入線部を導入して電圧検知端子部を電極端子面に接触させることで、電圧検知端子部と電極端子面とを確実に接続することができる。ひいては、各単電池の電圧検知を確実に行うことができる。
また、単電池間の隙間に導入線部を導入して電圧検知端子部と電極端子面とを接続することができるので、ナットを電極端子に締め付けることで電圧検知端子を電極端子に接続する従来の電池配線モジュールに比べて、電圧検知端子部と電極端子面との接続作業を容易に行うことができる。
さらには、電極端子を接続するバスバーを備えた従来の電池配線モジュールに比べて、電池用配線モジュールの部品点数を低減させることができるので、電池用配線モジュールの製造コストを低減できると共に、電池用配線モジュールを軽量化することができる。
【0009】
本発明の実施の態様として、以下の構成が好ましい。
前記集合導電線路はフレキシブルプリント基板により形成され、前記導入線部は前記フレキシブルプリント基板の前記導電路から一体に延出されている構成としてもよい。
このような構成によると、電線を束ねたワイヤーハーネスによって形成された集合導電線路に比べて、電線を束ねる作業工程が不要となるとともに、電池用配線モジュールを軽量化することができる。
【0010】
前記電圧検知端子部は、隣り合う前記単電池の前記電極端子面によって前記単電池の積層方向に挟持されている構成としてもよい。
このような構成によると、隣り合う前記単電池の前記電極端子面で電圧検知端子部を挟持することで、電圧検知端子部と電極端子面とを接触させることができるので、電極端子面に電圧検知端子部を付勢する付勢部材などを設ける場合に比べて、部品点数を増やすことなく、電圧検知端子部と電極端子面とを接続することができる。
【0011】
前記電圧検知端子部は、前記単電池の前記電極端子面の縁部に形成された凹部に挿入される金属端子によって形成されている構成としてもよい。
金属端子によって形成された電圧検知端子部を隣り合う単電池の電極端子面によって挟みこむと、電圧検知端子部を挟んでいない電極端子面同士の間に隙間が生じ、電極端子間の接続状態が不安定になる虞がある。その点、上記のような構成によると、電圧検知端子部が電極端子に形成された凹部に挿入される金属端子によって形成されているので、電極端子面間に隙間ができることを抑制することができる。これにより、電極端子面間の接続状態を良好にすることができる。
【0012】
前記金属端子は、前記単電池の積層方向に弾性変形可能に形成されている構成としてもよい。
このような構成によると、熱などにより単電池が積層方向に膨張することで、電極端子面間のピッチが狭くなる場合においても、金属端子が単電池の積層方向に弾性変形することでピッチのずれを吸収することができる。これにより、金属端子と電極端子面との接続を良好に維持することができる。
【0013】
前記導入線部は、前記集合導電線路の長辺方向両側において前記集合導電線路が延びる方向に千鳥配置されている構成としてもよい。
このような構成によると、例えば導入線部を長く形成する場合など、集合導電線路の延びる方向に導入線部を直線的に形成する場合に比べて、材料取りを向上させることができる。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、積層型の単電池群を使用した電池モジュールでありながら、各単電池の電圧検知を確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】実施形態1に係る電池モジュールの斜視図
【図2】実施形態1に係る電池モジュールの一部拡大平面図
【図3】実施形態1に係る電池モジュールの正面図
【図4】実施形態1に係る単電池群に電池用配線モジュールが装着された状態を示す要部拡大正面図
【図5】実施形態1に係る単電池群に電池用配線モジュールが装着された状態であって、金属端子と平坦端子とが接続された状態を示す要部拡大断面図
【図6】実施形態1に係る単電池群に電池用配線モジュールが装着される前の状態であって、電圧検知端子と平坦端子の後面とが接続される前の状態を示す要部拡大断面図
【図7】実施形態1に係る電池用配線モジュールの斜視図
【図8】実施形態1に係る電池用配線モジュールの一部拡大平面図
【図9】実施形態1に係る電池用配線モジュールの正面図
【図10】実施形態1に係る電池用配線モジュールの一部拡大側面図
【図11】実施形態1に係る電池用配線モジュールの一部拡大底面図
【図12】図8のXII−XII線断面図
【図13】実施形態1に係る樹脂プロテクタにFPCを装着する前の状態を示す一部拡大斜視図
【図14】実施形態1に係る樹脂プロテクタの載置部にFPCを載置した状態を示す一部拡大斜視図
【図15】実施形態1に係る単電池群の一部拡大斜視図
【図16】実施形態1に係る単電池群の一部拡大平面図
【図17】実施形態1に係るフレキシブルプリント基板の一部拡大斜視図
【図18】実施形態2に係る電池モジュールの斜視図
【図19】実施形態2に係る電池モジュールの一部拡大平面図
【図20】実施形態2に係る電池モジュールの正面図
【図21】実施形態2に係る単電池群に電池用配線モジュールが装着された状態であって、電圧検知端子と張出端子及び平坦端子とが接続された状態を示す要部拡大断面図
【図22】実施形態2に係る電池用配線モジュールの一部拡大平面図
【図23】実施形態2に係る電池用配線モジュールの正面図
【図24】実施形態2に係る電池用配線モジュールの一部拡大側面図
【図25】実施形態2に係る金属端子の斜視図
【図26】実施形態2に係る単電池群の一部拡大斜視図
【図27】実施形態2に係る単電池群の一部拡大平面図
【発明を実施するための形態】
【0016】
<実施形態1>
本発明の実施形態1について、図1乃至図17を参照して説明する。
本実施形態に係る電池モジュール10は、例えば、電気自動車またはハイブリッド自動車等の車両を駆動するための電源として使用される。電池モジュール10は、図1に示すように、複数(本実施形態では38個)の単電池21が横並びに配置された単電池群20と、単電池群20に取り付けられる電池用配線モジュール40とを備えて構成されている。なお、以下の説明において、上下方向とは図3における上下方向を基準とし、左右方向とは図3における左右方向を基準とし、前後方向とは図2における左右方向を基準とする。
【0017】
単電池21は、図1及び図2に示すように、扁平な略直方体形状をなし、その内部には発電要素(図示省略)が収容されている。単電池21の上下左右の側面は、合成樹脂製の絶縁樹脂部22によって覆われており、単電池21の前後両側(表裏の両側)の面には、内部の発電要素と導通可能に接続された一対の電極端子23が設けられている。
【0018】
一対の電極端子23は金属製であって、図3に示すように、単電池21の外周形状よりも一回り小さい正面視略矩形状をなし、各電極端子23は、図5に示すように、隣り合う単電池21の電極端子23と前後方向に接触する電極端子面23Cを有している。一対の電極端子23は、一方が正極の電極端子23とされ、他方が負極の電極端子23とされている。また、図5及び図6に示すように、電極端子23のうち、前側に位置する電極端子23が絶縁樹脂部22の先端面よりも僅かに前方に張り出した張出端子23Aとされ、後側に位置する電極端子23が絶縁樹脂部22の後端面と面一状に形成された平坦端子23Bとされている。そして、張出端子23Aと平坦端子23Bとが隣り合うように複数の単電池21を前後方向に積層して配置して、張出端子23Aの前面(電極端子面23C)と平坦端子23Bの後面(電極端子面23C)とを接触させることで、複数の単電池21を電気的に直列接続した単電池群20が構成されている。
【0019】
また、単電池群20における前後方向両端には、図2に示すように、例えば前面もしくは後面が絶縁性樹脂部22に覆われた電極板24が取り付けられており、張出端子23Aおよび平坦端子23Bが前後方向に露出しないようになっている。また、単電池群20は、図示しない保持板などの固定手段によって、隣り合う単電池21の張出端子23Aと平坦端子23Bとが非接触状態とならないように固定されている。
【0020】
単電池21の上面には、上方に立ち上がる一対の係合片25が形成されている。一対の係合片25は、左右方向に弾性変形可能に形成されており、係合片25の先端部が互いに対向するように内側に突出した形態とされている。
【0021】
単電池群20の上面には、図1及び図3に示すように、前後方向に延びる電池用配線モジュール40が取り付けられている。
電池用配線モジュール40は、フレキシブルプリント基板41(本発明の「集合導電線路」の一例)と、このフレキシブルプリント基板41を全周に亘って包囲する樹脂プロテクタ60(本発明の「絶縁支持部材」の一例)とを備えて構成されている。
【0022】
フレキシブルプリント基板(以下、単に「FPC」ともいう)41は、図17に示すように、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42を形成し、その導電路42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ている。なお、図13及び図14では、導電路42を図示省略している。
FPC41は、単電池21の積層方向である前後方向に延びるFPC本体部43と、FPC本体部43に一体に形成された複数の導入片44とを備えて構成されている。
【0023】
FPC本体部43の前後方向の長さ寸法は、単電池群20の前後方向の長さ寸法よりも長めに設定されており、FPC本体部43には、前後方向に延びる複数の導電路42が集合した形態に形成されている。また、FPC本体部43における導電路42の後側の端末には、後述する導入片44の導入線部45が形成されており、導電路42の前側の端末には、例えば図示しないECUなどが接続されるようになっている。
【0024】
各導入片44は、FPC本体部43の左右方向両側の端部に、FPC本体部43から離れる方向に突出して、その前端縁から下方に延びた短冊状に形成されている。また、各導入片44は、FPC41の左右方向両側の端部からFPC本体部43に向かって切り込みを形成し、その切り込みの奥端部から後方に向かって更に切り込みを形成して、これらの切り込みによって囲まれた部分を下方に折り曲げることで形成されている。
【0025】
導入片44は、FPC本体部43の左右方向両側に単電池21間毎に形成されており、各導入片44は、FPC本体部43を中心に左右方向両側において、単電池21の厚さ寸法分だけ前後方向にずれた千鳥状に配されている。これにより、前後方向に導入線部が形成された導入片44を直線的に形成する場合に比べて、導入片44の材料取りを向上させることができる。
【0026】
各導入片44には、導入線部45が形成されている。導入線部45は、FPC本体部43の導電路42における後側の端末から延出されて一体に形成されている。また、導入線部45は、FPC本体部43における導電路42の後端部から導入片44の左右方向に突出した部分向かって左右方向に延びて、その側端部から導入片44における下方に延びた部分の左右方向略中央部に配されるように下側に延びて形成されている。また、導入片44の前面における導入線部45の下端部には、図示しない電極パッドが設けられており、この電極パッドには、図9に示すように、正面視略方形状の金属端子46がリフロー半田付け等の公知の手法により接続されている。
【0027】
金属端子46は、単電池21の電極端子23に導通可能に接続されることで、単電池21の電圧に関する情報を取り込む検知端子であって、図5及び図6に示すように、導入片44から前方に張り出した形態をなし、金属端子46の前面は前後方向に弾性変形可能に形成されている。なお、金属端子46で得られた電圧に関する情報は、導入線部45及び導電路42を通じて図示しないECUなどに取り込み、各単電池21の電圧が検知されるようになっている。
【0028】
また、金属端子46の内部は、金属端子46の前面が後方に弾性変形する際の撓み空間46Aとされている。一方、単電池21の張出端子23Aには、図5、図6及び図16に示すように、単電池群20の上面に電池用配線モジュール40が装着される際に、導入片44の金属端子46を内部に収容する端子収容部26(本発明の「凹部」の一例)が形成されている。
【0029】
端子収容部26は、張出端子23Aの前面から後方に僅かに凹んだ形態で張出端子23Aの上縁部分に形成されており、上方及び前方に開口している。また、端子収容部26の前後方向の深さ寸法は、金属端子46の張出寸法と導入片44の厚さ寸法とを合わせた寸法とほぼ同一に設定されている。ここで、ほぼ同一とは、端子収容部26の前後方向の深さ寸法が金属端子46の張出寸法と導入片44の厚さ寸法とを合わせた寸法と同じ場合と、端子収容部26の前後方向の深さ寸法が金属端子46の張出寸法と導入片44の厚さ寸法とを合わせた寸法よりも僅かに小さい場合とを含む。
【0030】
すなわち、単電池群20に電池用配線モジュール40が装着され、端子収容部26に金属端子46が収容されると、図5に示すように、導入片44に設けられた金属端子46が、隣り合う単電池21の平坦端子23Bの後面(電極端子面23C)と端子収容部26における後側の内面とによって挟持され、単電池21の平坦端子23Bの後面(電極端子面23C)と金属端子46の前面とが前後方向に接触することで、平坦端子23Bの後面(電極端子面23C)と金属端子46とが導通可能に接続されるようになっている。ひいては、各単電池21の電圧検知を確実に行うことができる。なお、端子収容部26の前後方向の深さ寸法が金属端子46の張出寸法と導入片44の厚さ寸法とを合わせた寸法よりも僅かに小さい場合には、金属端子46の前面が撓み空間46A側に僅かに弾性変形して、平坦端子23Bと金属端子46とが導通可能に接続される。これにより、隣り合う単電池21の張出端子23Aと平坦端子23Bとの間に隙間が生じることなく、隣り合う単電池21の張出端子23Aと平坦端子23Bとを確実に接続することができる。
【0031】
樹脂プロテクタ60は、絶縁性樹脂からなる連結ユニット61を前後方向に複数(本実施形態では4つ)並べて構成されている。また、隣り合う連結ユニット61は、FPC41が取り付けられることでFPC41を保持しつつ、FPC41によって連結されている。
【0032】
連結ユニット61は、図7及び図10に示すように、FPC41が載置される載置部62と、載置部62と一体に形成されたカバー63とを備えて構成されている。また、連結ユニット61の幅寸法は、図4に示すように、単電池21における一対の係合片25間の長さ寸法とほぼ同一に設定されている。
【0033】
載置部62は、前後方向に複数(本実施形態では10個)に分割された分割載置部64からなり、隣り合う分割載置部64は、分割載置部64間の隙間間隔を調整するための隙間間隔調整手段65によって連結されている。
【0034】
隙間間隔調整手段65は、隣り合う分割載置部64における互いに対向する両側縁間を前後方向に連結する前後方向に弾性変形可能な一対の弾性部66からなり、一対の弾性部66は、左右方向に並んで、かつ、分割載置部64の下面から下向きに膨出した側面視略U字状に形成されている。したがって、弾性部66が前後方向に弾性変形することで、分割載置部64が前後方向に変位し、分割載置部64間の前後方向の隙間間隔を、広くしたり狭くしたりできるようになっている。
【0035】
分割載置部64における左右方向略中央部には、FPC本体部43が載置されるようになっており、分割載置部64における左右方向両端部には、FPC41の導入片44が載置されるようになっている。また、分割載置部64における導入片44が載置される部分には、上下方向に分割載置部64を貫通する導入片挿通孔67が形成されている。この導入片挿通孔67は、導入片44を挿通可能に形成されており、導入片挿通孔67における左右方向両端部には、分割載置部64の下面から下方に突出する一対の支持部68が形成されている。
【0036】
両支持部68は、図9乃至図11に示すように、それぞれが断面凹状に形成されており、両支持部68は、導入片挿通孔67の周縁部に沿うように凹状の開口を互いに向かい合わせにして配されている。両支持部68における凹状の内側には、導入片44における下方に延びる部分の左右方向両端部が配され、導入片44が両支持部68によって前後左右方向に支持されている。
【0037】
また、支持部68の前後方向の厚さ寸法は、単電池21の張出端子23Aの張り出し寸法よりもやや小さく設定されており、各支持部68は、単電池群20の上面に電池用配線モジュール40が装着された際に、隣り合う単電池21の絶縁樹脂部22間に収容されるようになっている。
【0038】
カバー63は、図12に示すように、載置部62の左側縁に可撓性のヒンジ69を介して一体に形成されている。カバー63の右側縁には、載置部62の右側縁に形成された被係止部70に係止する係止部71が形成されている。カバー63は、ヒンジ69を屈曲させて、係止部71と被係止部70とを上下方向に係止させることにより、図8及び図10に示すように、載置部62に載置されたFPC41の上面を覆った状態で、載置部62に固定されるようになっている。すなわち、カバー63が載置部62に固定されることで、FPC41は連結ユニット61によって全周に亘って包囲される。
【0039】
また、カバー63の左右方向両側縁には、複数の被係合部72が形成されている。被係合部72は、図9に示すように、カバー63のヒンジ69及び係止部71よりも左右方向外方に突出して形成されており、図4に示すように、単電池21の係合片25と係合可能に形成されている。これにより、一対の係合片25は、単電池群20に対して連結ユニット61を左右方向に位置決めすると共に、係合片25と被係合部72とが上下方向に係合することで、連結ユニット61(樹脂プロテクタ60)が単電池群20に保持されるようになっている。なお、被係合部72は、各単電池21の係合片25間を前後方向にスライド可能とされており、単電池群20に対して電池用配線モジュール40が前後方向にスライド可能となっている。
【0040】
本実施形態の電池モジュール10は、上記のような構造であって、続いて電池モジュール10の組み立て手順の一例を簡単に説明する。
まず、図13に示すように、カバー63が開いた状態の連結ユニット61を前後方向に並べ、FPC本体部43の左右方向両側に導入片44が形成されたFPC41を用意する。そして、FPC41の導入片44を連結ユニット61の載置部62に形成された導入片挿通孔67に挿通させて、図14に示すように、載置部62の上面にFPC41を載置する。
【0041】
次に、連結ユニット61のヒンジ69を屈曲させて、載置部62に載置されたFPC41の上面を覆うようにカバー63を載置部62に覆い被せ、カバー63の係止部71を載置部62の被係止部70に係合させる。このようにして、連結ユニット61内に配されたFPC41は、図7及び図9に示すように、樹脂プロテクタ60によって全周に亘って包囲され、各連結ユニット61がFPC41によって連結されることで、電池用配線モジュール40が完成する。ここで、FPC41は、樹脂プロテクタ60によって、全周に亘って包囲されているので、FPC41が他の部材と接触することを防ぎ、FPC41が破損することを防止することができる。
【0042】
電池用配線モジュール40が完成したところで、図6に示すように、張出端子23Aが前側に配されるように各単電池21間の間隔を僅かに開けた状態で、各単電池21を前後方向に並べ、電池用配線モジュール40を上方から組み付ける。詳細には、各単電池21の間に電池用配線モジュール40の導入片44が配されるように弾性部66を弾性変形させて、張出端子23Aの端子収容部26に導入片44の金属端子46が挿入できるように前後方向の位置合わせを行い、単電池21の上面に電池用配線モジュール40を組み付けると同時に、各単電池21間の隙間を閉じる。このようにして、図5に示すように、隣り合う単電池21の張出端子23Aの前面と平坦端子23Bの後面とが導通可能に接続されると共に、金属端子46の前面と平坦端子23Bの後面とが接続されて電池モジュール10が完成する。なお、複数の単電池21を積層した状態に組み付けると、各単電池21の製造公差及び組み付け公差により、各単電池21間にずれが発生することになるが、本実施形態によると、隙間間隔調整手段65である弾性部66が単電池21の積層方向である前後方向に弾性変形することで、分割載置部64が前後方向に変位し、単電池21間における製造公差、及び組み付け公差を吸収することができるようになっている。
【0043】
以上のように、本実施形態によれば、隣り合う単電池21間に設けられた張出端子23Aの端子収容部26に導入片44を導入して、各単電池21を直列接続して、平坦端子23Bの後面と端子収容部26における後側の内面とによって金属端子46を挟持することで、金属端子46の前面と平坦端子23Bの後面と前後方向に接触させ、金属端子46と平坦端子23Bとを確実に接続することができる。したがって、金属端子46を電極端子23に付勢する付勢部材などを使用することなく、金属端子46と平坦端子23Bとを導通可能に接続する事ができるようになっている。これにより、各単電池21の電圧検知を確実に行うことができる。
【0044】
また、単電池21間の端子収容部26に導入片44を導入して金属端子46と平坦端子23Bとを接続することができるので、従来のように、ナットを電極端子に締め付けて電圧検知端子と電極端子とを接続する必要がなく、接続作業を容易に行うことができる。
また、電極端子を接続するバスバーを備えた従来の電池配線モジュールに比べて、電池用配線モジュール40の部品点数を低減させることができるので、電池用配線モジュール40の製造コストを低減できると共に、電池用配線モジュール40を軽量化することができる。
さらに、本実施形態によると、フレキシブルプリント基板41を用いることで、電線を束ねたワイヤーハーネスによって形成された集合導電線路に比べて、電線を束ねる作業工程が不要となるとともに、電池用配線モジュール40を更に軽量化することができる。
【0045】
また、本実施形態によると、端子収容部26の内部に金属端子46を収容して金属端子46と平坦端子23Bとを接続する構造となっているので、張出端子23Aの前面と平坦端子23Bの後面と間で電圧検知端子部を挟むことなく、張出端子23Aと平坦端子23Bとを接続することができる。これにより、張出端子23Aの前面と平坦端子23Bの後面と間に隙間が生じることを抑制し、電極端子23間の接続状態を良好にすることができる。
また、本実施形態によると、隙間間隔調整手段65である弾性部66が単電池21の積層方向である前後方向に弾性変形することで、分割載置部64が前後方向に変位可能となっているので、複数の単電池21間における製造公差及び組み付け公差を吸収することができる。
【0046】
ところで、直列接続された単電池21に大電流が流れて熱が発生すると、単電池21が前後方向に膨張することで、端子収容部26の内部空間における前後方向の隙間寸法(ピッチ)が狭くなる場合がある。この点、本実施形態によると、金属端子46の前面が撓み空間46Aに弾性変形することで、端子収容部26の内部空間における前後方向の隙間寸法のずれを吸収し、金属端子46の前面と平坦端子23Bの後面との接触状態を良好に維持することができる。これにより、張出端子23Aの前面と平坦端子23Bの後面と間に隙間ができることを確実に抑制し、電極端子23間の接続状態を良好にすることができる。
【0047】
<実施形態2>
次に、本発明の実施形態2について、図18乃至図27を参照して説明する。
本実施形態に係る電池モジュール110は、上記の実施形態1に係る単電池21の一対の係合片25および単電池21の端子収容部26の形状と、電池用配線モジュール40とを変更したものであって、上記実施形態と共通する構成、作用、および効果については重複するため、その説明を省略する。また、上記実施形態と同じ構成については同一の符号を用いるものとする。なお、以下の説明において、上下方向とは図20における上下方向を基準とし、左右方向とは図20における左右方向を基準とし、前後方向とは図19における左右方向を基準とする。
【0048】
実施形態2における単電池21の一対の係合片125は、図18乃至図20に示すように、係合片125の先端まで直線上に立ち上がった形態をなし、両係合片125間に実施形態2に係る電池用配線モジュール140が配されるようになっている。すなわち、一対の係合片125は、実施形態1と異なり、電池用配線モジュール140を保持することはなく、両係合片125の内面と電池用配線モジュール140の左右方向両端部とが左右方向に係合することで、単電池群20に対する電池用配線モジュール140の左右方向の位置決めを行っている。
【0049】
実施形態2に係る単電池21の端子収容部126は、図21及び図27に示すように、端子収容部126の後側内面の中央に前方に突出する係合突起126Aが形成されている。
【0050】
実施形態2に係る電池用配線モジュール140は、実施形態1の電池用配線モジュール40と同様に、図1及び図3に示すように、単電池群20の上面に取り付けられている。
電池用配線モジュール140は、FPC141(本発明の「集合導電線路」の一例)と、このFPC141におけるFPC本体部43の上下両面を包囲する電子部品保護フィルム160(本発明の「絶縁支持部材」の一例)とを備えて構成されている。なお、実施形態2における導電路42は、図示省略している。
【0051】
FPC本体部43に一体に接続された導入片144は、図22に示すように、FPC141におけるFPC本体部43の左右方向両側において、FPC41を上下方向に貫通する略U字状の切り込みを形成し、切り込みに囲まれた部分を下方に向かって折り曲げて形成されている。したがって、前後方向に一直線に並んだ導入片144の左右方向両端部が、前後方向に連結された状態となっている。これにより、導入片144は、導入片の左右方向両端部が前後方向に連結されていないものに比べて、導入片144におけるFPC本体部43とは反対側の端部がFPC本体部43側に向かうように導入片144が屈曲することを抑制することができるようになっている。
【0052】
また、導入片144は、図21、図23及び図24に示すように、皿状の金属端子146と、金属端子の上方に配された一対の接続検知端子147と、ブロック状の温度センサ148とを有している。
【0053】
金属端子146は、導入片144に形成された導入線部45の図示しない電極パッドに接続されている。金属端子146は、図21及び図25に示すように、金属端子146の外周縁部よりもやや内側の位置から後方に向かうほど内側に傾斜するように後方に突出した後方突出部146Bを有し、後方突出部146Bの後端部から前方に向かうほど更に内側に傾斜して外周縁部よりも前方に突出した前方突出部146Aを有した形態をなしている。
【0054】
また、前方突出部146Aの内側には、端子収容部126の係合突起126Aが収容可能とされており、図21に示すように、金属端子146の後方突出部と端子収容部126の係合突起126Aとが係合することで、端子収容部126内において金属端子146が位置ずれしないようになっている。
【0055】
また、前方突出部146Aには、図23及び図25に示すように、複数のスリット146Cが周方向に間隔を空けて形成されており、これらのスリット146Cの隙間間隔を狭くすることで、前方突出部146Aが後方側に弾性変形するようになっている。
【0056】
また、金属端子146における前方突出部146Aの前端部と後方突出部146Bの後端部との前後方向の距離は、端子収容部126の前後方向の深さ寸法とほぼ同一に設定されている。ここで、ほぼ同一とは、端子収容部126の前後方向の深さ寸法が金属端子146における前方突出部146Aの前端部と後方突出部146Bの後端部との前後方向の距離と同じ場合と、端子収容部126の前後方向の深さ寸法が金属端子146における前方突出部146Aの前端部と後方突出部146Bの後端部との前後方向の距離よりも僅かに小さい場合とを含む。
【0057】
すなわち、単電池群20に電池用配線モジュール140が装着され、端子収容部126に金属端子146が収容されると、図21に示すように、導入片144に設けられた金属端子146が、隣り合う単電池21の平坦端子23Bの後面と端子収容部126における後側の内面とによって挟持され、単電池21の平坦端子23Bの後面と金属端子146の前方突出部146Aとが前後方向に接触すると共に、張出端子23Aの前面と金属端子146の後方突出部146Bとが前後方向に接触して、金属端子146と平坦端子23B及び張出端子23Aとが導通可能に接続されるようになっている。
【0058】
また、端子収容部126の前後方向の深さ寸法が金属端子146における前方突出部146Aの前端部と後方突出部146Bの後端部との前後方向の距離よりも僅かに小さい場合には、金属端子146の前方突出部146Aが後方に弾性変形することで、張出端子23Aの前面と平坦端子23Bの後面との間に隙間が生じることなく、張出端子23Aの前面と平坦端子23Bの後面とが接続されるようになっている。
さらに、単電池21が熱などによって前後方向に膨張することで、端子収容部126の内部空間における前後方向の隙間寸法(ピッチ)が狭くなる場合においても、金属端子146の前方突出部146Aが後方に弾性変形することで、端子収容部126の内部空間における前後方向の隙間寸法のずれを吸収し、金属端子146と平坦端子23B及び張出端子23Aとの接触状態を良好に維持することができる。これにより、張出端子23Aの前面と平坦端子23Bの後面との間に隙間ができることを抑制し、電極端子23間の接続状態を良好にすることができるようになっている。
【0059】
一対の接続検知端子147は、導入片144の左右方向両端部に配されており、電圧検知用の導入線部45とは異なる接続検知用の導入線部45の端末に接続されている。両接続検知端子147は、図21に示すように、電池用配線モジュール140が単電池群20に装着された際に、端子収容部126内において、金属端子146と共に、平坦端子23Bの後面に接触し、両接続検知端子147が短絡するように設定されている。すなわち、両接続検知端子147が短絡することで、隣り合う単電池21間において金属端子146と平坦端子23Bとが導通可能に接続されたことを検知することができるようになっている。
【0060】
温度センサ148は、導入片144における金属端子146の上方で、かつ、両接続検知端子147間に配されており、電圧検知用及び接続検知用の導入線部45とは異なる温度センサ用の導入線部45に接続されている。また、温度センサ148は、FPC41における前端部と略中央部とに配された導入片144に設けられている。なお、温度センサ148は、導入片144に対して所定個数毎など、必要に応じて任意の導入片144に設けることができる。
【0061】
温度センサ148は、図21に示すように、電池用配線モジュール140が単電池群20に装着された際に、端子収容部126内において、両電極端子23とは非接触の状態に配されるようになっており、温度センサ148で得られた温度情報は、導入線部45及び導電路42を通じてECUに取り込まれ、ECUによって単電池群20の温度が検知されるようになっている。
【0062】
一方、電子部品保護フィルム160は、FPC141のFPC本体部43よりも前後方向に長い形態をなし、上下方向両側からFPC本体部43を挟み込むようにして形成されている。また、電子部品保護フィルム160は、FPC本体部43の前後両端部よりも外側の位置において上下方向に接着することで、FPC141を保持し、FPC本体部43の上下両面を保護している。なお、FPC本体部43の上面には、図示しない電子部品がリフロー半田付け等の公知の手法により接続されており、この電子部品は、電子部品保護フィルム160に設けられた電子部品保護部161によって上方から覆われている。これにより、他の部材が電子部品に接触して、電子部品が損傷したり、FPC本体部43から電子部品が剥離したりすることを防止することができる。
【0063】
以上のように、本実施形態の電池モジュール110によると、電池用配線モジュール140は、FPC141と、電子部品保護フィルム160によって構成されているので、FPCを合成樹脂製のプロテクタなどによって覆った電池用配線モジュールに比べて、電池用配線モジュール140をさらに軽量化することができる。
【0064】
<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、集合導電線路をフレキシブルプリント基板41,141によって構成したが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、例えば、電線を束ねたワイヤーハーネスによって構成してもよい。
(2)上記実施形態では、金属端子46,146が隣り合う張出端子23Aと平坦端子23Bとによって挟持されることで、金属端子46,146と平坦端子23Bとが導通可能に接続される構成としたが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、例えば、張出端子に付勢手段を設け、この付勢手段によって、金属端子46,146が平坦端子23Bと接続される構成としてもよい。
【0065】
(3)上記実施形態では、FPC本体部43の左右方向両側に導入片44,144が設けられた構成としたが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、例えば、FPC本体部の一方の側縁に導入片が設けられるように構成してもよい。
(4)上記実施形態では、電圧検知端子部を金属端子46,146によって構成としたが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、例えば、導入片44の保護フィルムを剥がして金属箔を露出させて電圧検知端子部を構成してもよい。
【符号の説明】
【0066】
20:単電池群
21:単電池
23C:電極端子面
26:端子収容部(隙間、凹部)
40,140:電池用配線モジュール
42:導電路
41,141:フレキシブルプリント基板(集合導電線路)
45:導入線部
46,146:金属端子(電圧検知端子部)
65:隙間間隔調整手段
60:樹脂プロテクタ(絶縁支持部材)
160:電子部品保護フィルム(絶縁支持部材)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
表裏に正極および負極の電極端子面を有する複数の単電池を積層して配置することで、隣り合う前記単電池の前記電極端子面同士を接触させて前記単電池を直列接続した単電池群に取り付けられる電池用配線モジュールであって、
前記単電池の積層方向に延びて形成された複数本の導電路を集合させてなる集合導電線路と、
前記導電路の一方の端末に設けられ、前記単電池における所定個数毎の前記単電池間の隙間に導入される導入線部と、
前記集合導電線路を保持する絶縁支持部材と、
前記導入線部に設けられ前記単電池の前記電極端子面に接続状態となる電圧検知端子部とを備える電池用配線モジュール。
【請求項2】
前記集合導電線路はフレキシブルプリント基板により形成され、前記導入線部は前記フレキシブルプリント基板の前記導電路から一体に延出されていることを特徴とする請求項1記載の電池用配線モジュール。
【請求項3】
前記電圧検知端子部は、隣り合う前記単電池の前記電極端子面によって前記単電池の積層方向に挟持されていることを特徴とする請求項1または請求項2記載の電池用配線モジュール。
【請求項4】
前記電圧検知端子部は、前記単電池の前記電極端子面の縁部に形成された凹部に挿入される金属端子によって形成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか一項に記載の電池用配線モジュール。
【請求項5】
前記金属端子は、前記単電池の積層方向に弾性変形可能に形成されていることを特徴とする請求項4記載の電池用配線モジュール。
【請求項6】
前記集合導電線路はフレキシブルプリント基板により形成され、
前記導入線部は前記フレキシブルプリント基板の前記導電路から一体に延出されており、
前記導入線部は、前記集合導電線路の長辺方向両側において前記集合導電線路が延びる方向に千鳥配置されていることを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れか一項に記載の電池用配線モジュール。
【請求項7】
前記絶縁支持部材には前記導入線部を支持する支持部が複数設けられると共に、各支持部を含む領域毎に隙間間隔調整手段が一体に設けられて、同領域相互が前記各単電池の積層方向に沿って変位可能とされている請求項1乃至請求項6の何れか一項に記載の電池用配線モジュール。


【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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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【図16】
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【図17】
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【図18】
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【図19】
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【図20】
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【図21】
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【図22】
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【図23】
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【図24】
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【図25】
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【図26】
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【図27】
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【公開番号】特開2013−80618(P2013−80618A)
【公開日】平成25年5月2日(2013.5.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−219981(P2011−219981)
【出願日】平成23年10月4日(2011.10.4)
【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)
【出願人】(000003207)トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Fターム(参考)】