CN103986038B - 汇流条模块和供电单元 - Google Patents

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Abstract

公开了能够降低其成本的一种汇流条模块和一种供电单元。一种汇流条模块（1），包括：多个汇流条（3），该多个汇流条（3）布置在一条线上从而串联地连接多个电池（3）；多个壳体（50），该多个壳体收纳各个汇流条（3）并且各自包括放置部（51）、从该放置部（51）竖立并且彼此相对的一对相对壁（52）、与该一对相对壁（52）相连续的连续壁（53）和定位成与该连续壁（53）相对的开口（54）；以及扁平电路板（4），该扁平电路板（4）连接到各个所述汇流条（3）并且布置在所述汇流条（3）的布置方向上，该扁平电路板（4）在其宽度方向沿着所述一对相对壁（52）的竖立方向的状态下被装接到所述壳体（50）从而覆盖所述开口（54）。

Description

汇流条模块和供电单元
相关申请的交叉引用
本申请是基于日本专利申请No.2013-015403，该日本专利申请的内容通过引用并入此处。
技术领域
本发明涉及一种汇流条模块和供电单元，具体地涉及串联地连接多个电池的汇流条模块和包括该汇流条模块的供电单元。
背景技术
例如，通过电动机运行的电动车辆或通过发动机和电动机一起运行的混合动力车辆具有上述供电单元，该供电单元安装至该电动车辆或混合动力车辆作为电动机的电源。该供电单元设置有如下文列出的PTL1中所述的汇流条模块。
如图5和图6中所示，汇流条模块装接到电池组件102，该电池组件102以如下形式形成：使得包括在一端处的正电极122和在另一端处的负电极123的电池120交替且相对地叠置，从而串联地连接相互叠置的电池；并且该汇流条模块设置有多个汇流条103、一对FFC(柔性扁平电缆)104和一对罩壳105，该多个汇流条103笔直地布置成两列从而串联地连接多个电池120，该一对FFC 104连接各个汇流条103并且沿着该多个汇流条103的布置方向(布设方向X)布设，该一对罩壳105收纳所述多个汇流条103和所述一对FFC 104。如图5中所示，这样的汇流条模块101叠置在电池组件102的顶部上，使其各个汇流条103由螺接到各个电池120的电极122、123中的螺母102A将相邻的电池120的电极122、123电连接，并且因此被设置到电池组件102中。
如图6中所示，FFC 104设置有相互分离的多个导体140(1401至140n)和使该多个导体1401至140n绝缘且覆盖该多个导体1401至140n的覆盖部141。FFC 104被布置成使得多个导体1401至140n布置在与竖立的(将在稍后描述)汇流条103的连接片131的方向Y相同的方向上。
如图6中所示，汇流条103各自设置有板状汇流条主体130、从该汇流条主体130竖立并且连接到FFC 104的一个导体140n的连接片131。
如图6中所示，罩壳105独立地设置有收纳多个汇流条103的汇流条壳151和FFC覆盖部152，该FFC覆盖部152装配在汇流条壳151中并且将FFC104夹住且保持在FFC覆盖部与汇流条壳151之间。汇流条壳151设置有：布置在布置方向X上并且收纳各个汇流条103的壳体153；和连结这些壳体153的连结部154。FFC覆盖部152被布置成遍及其全长并且在布置方向X上是连续的。
壳体153各自设置有用于放置各个汇流条103的矩形放置部153A和从该放置部153A竖立的四个间隔壁153B，并且形成为具有底部的框架形状。四个间隔壁153B中的定位成接近FFC覆盖部152的那一个间隔壁设置有供汇流条103的连接片131穿过的狭缝155。该狭缝155设置在该一个间隔壁153B的中部处。
上述传统汇流条模块101允许各个汇流条103被收纳在各个壳体153中，并且在从壳体153的狭缝155插入汇流条103的连接片131以向外部引出时，使用超声波将最末端的汇流条103(第一汇流条103)的连接片1311与FFC 104的最下方的导体1041接合，使用超声波将汇流条103的第二连接片1312与FFC 104的第二导体1042接合，使用超声波将汇流条103的第n个连接片131n与FFC 104的第n个导体104n接合，并且由此汇流条103各自与FFC 104的相互不同的导体1041至104n电连接。
在这样的汇流条模块101中，各个汇流条103通过由收纳汇流条103的壳体153的四个间隔壁153B所包围并且通过将FFC 104保持在汇流条壳151和FFC覆盖部152之间而与外部绝缘。
[引用列表]
专利文献
[PTL1]
日本专利申请特开公布No.2012-109196
发明内容
技术问题
不利地，在上述传统汇流条模块101中，由于各个汇流条103通过由收纳汇流条103的壳体153的四个间隔壁153B所包围并且通过提供FFC覆盖部152而与外部绝缘，所以用于使汇流条103与外部绝缘的合成树脂的使用量变大，并且由此制造成本不会降低。另外，由于将FFC 104保持在汇流条壳151与FFC覆盖部152之间的FFC覆盖部152独立于汇流条壳152而制成，所以部件的数量变得增加。
因此，本发明的目的是提供能够通过减少合成树脂的使用量来降低制造成本的汇流条模块和供电单元。
技术问题
根据第一方面的本发明涉及汇流条模块，该汇流条模块包括：多个汇流条，该多个汇流条布置在一条线上以串联地连接多个电池；多个壳体，该多个壳体各自收纳所述多个汇流条，并且包括：放置部，各个所述汇流条放置于该放置部上，一对相对壁，该一对相对壁从所述放置部竖立并且彼此相对，连续壁，该连续壁与所述一对相对壁相连续，和开口，该开口位于与所述连续壁相对的位置；以及扁平电路板，该扁平电路板连接到各个所述汇流条并且布置在所述汇流条的布置方向上，该扁平电路板在其宽度沿着所述一对相对壁的竖立方向的状态下被装接到所述壳体从而覆盖所述开口。
优选地，各个所述壳体在与所述连续壁所在的位置相对的位置处包括一对装接壁，所述扁平电路板被装接到所述一对装接壁，并且其中，所述一对装接壁以一定的空间彼此分离，所述开口由该空间限定。
优选地，各个所述壳体包括一对压片和一对铰链；该一对压片将所述扁平电路板夹在该一对压片与所述一对装接壁之间；该一对铰链可旋转地将所述一对压片与所述一对装接壁连结；其中，所述装接壁包括突起，该突起穿过所述扁平电路板和所述压片并且与所述压片相接合；并且其中，所述扁平电路板夹在所述装接壁与所述压片之间。
根据第二方面的本发明涉及供电单元，该供电单元包括：电池组件，该电池组件由多个电池形成，使得其正电极和负电极交替且相对地叠置；以及汇流条模块。
技术效果
根据与第一方面和第二方面相关的本发明，由于汇流条模块包括：多个汇流条，该多个汇流条布置在一条线上从而串联地连接多个电池；多个壳体，该多个壳体收纳各个汇流条并且各自包括放置部、从该放置部竖立并且彼此相对的一对相对壁、与该一对相对壁相连续的连续壁和定位成与该连续壁相对的开口；和扁平电路板，该扁平电路板连接到各个所述汇流条并且布置在所述汇流条的布置方向上，该扁平电路板在其宽度方向沿着所述一对相对壁的竖立方向的状态下被装接到所述壳体从而覆盖所述开口，所以尽管在传统上汇流条由构成壳体的间隔壁包围并且FFC覆盖部被布置成与外部绝缘，但是代替该间隔壁和FFC覆盖部由构成扁平电路板的绝缘体使汇流条与外部绝缘，由此使得能够在扁平电路体所在的位置处设置开口，减少了合成树脂的使用量并且因此降低了制造成本。
此外，即使多个壳体独立地形成并且相互相邻的壳体不连结，通过对扁平电路板进行布设，扁平电路板变得桥接在多个壳体之间横跨相互相邻的壳体，并且因此，扁平电路板能够将各壳体相互连结。即，无需形成用于将壳体相互连结的连结构件，扁平电路代替该连结构件来连结相互相邻的壳体，进一步减少了合成树脂的使用量并且因此降低制造成本。
由于各个壳体在与连续壁所在的位置相对的位置处包括一对用于装接扁平电路板的装接壁，并且其中，该一对装接壁彼此隔开一定的空间，开口由该空间构成，所以一对装接壁的设置使得可以将扁平电路板固定到壳体。
由于各个壳体包括一对压片和一对铰链，该一对压片将扁平电路板夹在该一对压片和一对装接壁之间，该一对铰链可旋转地将所述一对压片与所述一对装接壁连结，其中，所述装接壁包括突起，该突起穿过所述扁平电路板和所述压片并且与所述压片相接合，并且其中，扁平电路板夹在所述装接壁和所述压片之间，所以扁平板能够固定至壳体而不增加部件的数量。另外，即使当在各汇流条的电极形成位置处引发了在公差内的变化时，各汇流条也随着连接部向各汇流条的移动而移动，并且到各汇流条和扁平电路板的连接部由在其两端处的一对压片固定到装接壁，限制了各汇流条和扁平电路板的相对移动，消除了向各汇流条和扁平电路板的连接部施加应力的可能性，并且由此使得确定地维持各汇流条和扁平电路板的连接。
附图说明
图1是图示根据本发明的第一实施例的供电单元的透视图；
图2是图示图1中所示的供电单元的平面图；
图3是图示从不同的角度看到的图2中所示的供电单元的平面图；
图4A是图示在构成图1中所示的功率源的壳体的压片与突起相接合之前的状态的透视图；
图4B是图示图4中所示的压片与突起相接合的状态的透视图；
图5是图示传统供电单元的透视图；以及
图6是图示构成图5中所示的供电单元的汇流条模块的分解透视图。
[附图标记清单]
1 汇流条模块
2 电池组件
3 汇流条
4 FFC(扁平电路板)
10 供电单元
50 壳体
51 放置部
52 相对壁(对)
53 连续壁
54 开口
55A、55B 装接壁(对)
56A、56B 压片(对)
57A、57B 铰链(对)
58 突起
具体实施方式
现在参照图1至4，将论述根据本发明的一个实施例的汇流条模块。
如图1中所示，本发明的汇流条模块1安装在电池组件2的上面并且构成供电单元10。即，供电单元10由电池组件2和将要安装在该电池组件2上面的一对汇流条模块1所构成。供电单元10也被设计成将要安装在通过电动机运行的电动车辆或通过发动机和电动机一起运行的混合动力车辆上，并且对电动机供应电力。
如图1中所示，电池组件2设置有多个电池20、固定相互叠置的多个电池20的固定部分(未示出)。多个电池20以如下形式布置：使得正负电极沿着电池的叠置方向交替地布置在一条直线上。图1中的箭头X指示多个电池20的叠置方向、汇流条的布置方向、以及汇流条模块1的长度方向；箭头Z指示汇流条模块1的宽度方向；箭头Y指示各电池的高度方向，即，汇流条模块1的高度方向或上下方向。
各电池20设置有电池主体21，在该电池主体21中，电解质被填充在盒状容器中，正电极22(对应于权利要求中的“电极”)和负电极23(对应于权利要求中的“电极”)各自从电池主体21的上面的两端沿长度方向Z突出。这些正电极22和负电极23各自由导电金属形成并且形成为管状，在该管状的外周面上形成有与螺母2A螺接的螺纹槽。
各汇流条模块1被设计成串联地连接上述电池20，并且如图1中所示，各汇流条模块1设置有通过连接相互相邻的电池的正负电极而串联地连接多个电池20的多个汇流条3、电连接到各汇流条3的FFC(柔性扁平电缆)4、和收纳多个汇流条3和FFC4的罩壳5。
多个汇流条3通过压力加工金属板而形成，并且，如图2中所示，该多个汇流条以如下形式构造：使得一对电极插入孔3a形成在板状金属上，该一对电极插入孔3a用于使相互相邻的正负电极穿过。该汇流条3通过螺接在穿过电极插入孔3a的正电极22和负电极23中的螺母2A(图1中所示的)而固定并且电连接到该正电极22和该负电极23。
FFC 4设置有相互隔开的多个导体4A和覆盖所述导体4A的绝缘覆盖部4B。如图4A中所示，所述多个导体4A由导体41、42、43、44和4n构成，并且这些导体41、42、43、44和4n布置在箭头Y方向上，并且被装接到壳体50从而覆盖壳体50的开口54。在覆盖部4B中，供布置在壳体50中的突起58穿过的贯通孔4a沿着FFC4的长度方向(箭头X方向)复数地形成。这些贯通孔4a布置在FFC 4的上端上，并且形成在未设置导体4A的位置处。
这样的FFC 4具有例如与汇流条3的数量相同的导体4n数量，如图1中所示，位于FFC 4的最下面的导体41连接到图1中所示的最左边的汇流条31，位于FFC 4的第二最下面处的导体42连接到图1中所示的中间的汇流条32，位于FFC 4的第三最下面处的导体43连接到图1中所示的最右边的汇流条33。进一步图示，如图2中所示，导体41的端部形成为在汇流条31沿箭头X方向的中部处被切断，并且从覆盖部4B暴露于外部、电连接至汇流条31且通过钎焊保持接触状态。
罩壳5叠置在电池组件2的上面上，并且设置有各汇流条3、收纳FFC 4的多个壳体50、和连结相互相邻的壳体50的连结部分50A。
如图4A中所示，壳体50各自设置有：将汇流条3定位在表面上的矩形板状放置部51；从放置部51沿其长度方向(箭头X方向)的两端竖立并且彼此相对的一对相对壁52；从放置部51沿其宽度方向(箭头Z方向)的一端竖立且形成为与一对相对壁52相连续的连续壁53；和从放置部51沿其宽度方向的另一端竖立的一对装接壁55A、55B，该一对装接壁55A、55B彼此隔开并且形成为彼此不相连，FFC 4将装接到该一对装接壁55A、55B，并且该壳体50进一步包括在与连续壁53所在的位置的相对的位置处的开口54。该开口54由位于形成为不相连的所述一对装接壁55A、55B之间的空间而限定。放置部51形成有一对电极插入孔(未示出)，电池20的正负电极22、23穿过该一对电极插入孔。
如图3和图4A中所示，壳体50也各自设置有：一对压片56A、56B和和一对铰链57A、57B，该一对压片56A、56B将FFC 4夹在一对装接部55A、55B和该一对压片56A、56B之间；以及一对铰链57A、57B，其将所述一对压片56A、56B可旋转地连结至所述一对装接部55A、55B。压片56A、56B各自为板形状，其面的大小形成为大体与各个装接壁55A、55B的外面的大小相同。即，一对压片56A、56B形成为彼此隔开，并且具有形成在与一对装接壁55A、55B相同位置处的空间，并且该空间的长度与在所述一对装接壁55A、55B之间的长度相同。另外，压片56A、56B各自设置有用于供布置在装接壁55A、55B中的突起58穿过的插入孔5a。为了其易弯曲性，铰链57A、57B为细板形状，该铰链57A、57B在其长度方向(箭头Y方向)上的一端布置成与装接壁55A、55B的各下端相连续并且另一端布置成与各压片56A、56B相连续。铰链57A、57B各自布置成环绕箭头X方向可旋转180°。
如图4A中所示，突起58设置有板状突起本体58A和卡止部58B，该板状突起本体58A从各个装接壁55A、55B的外面突出，该卡止部58B布置成从突起本体58A朝X方向突出，并且与在压片56A、56B中形成的插入孔5a的周缘相接合。在各个压片56A、56B中形成的插入孔5a和在FFC 4中形成的插入孔4a形成为大体相同的形状，其中在其长度方向(箭头X方向)上的形状形成为与突起本体58A在箭头X方向上的尺寸大体相同的尺寸。
如图4A中所示，各壳体50各自设置有锁定部59，该锁定部59具有与壳体50相接合以被固定的汇流条3，该汇流条位于壳体50的放置部51上。锁定部59布置在相对壁52和连续壁53每一者的中部处。
现在参照图4A和图4B，论述将各汇流条3收纳到各壳体50中并且将FFC 4装接到壳体50的过程。首先，预先单独地制造汇流条3、FFC4、罩壳5等等。然后，将各汇流条3靠近罩壳5的各壳体50的放置部51且嵌合到该放置部51中，并且将各汇流条3与锁定部59相接合从而被收纳在各壳体50中。在FFC 4的宽度方向沿着箭头Y方向的状态下将该FFC 4的插入孔4a插入到各突起58中，使铰链57A、57B变形，将压片56A、56B旋转，将压片56A、56B的插入孔5a靠近突起58，并且将压片56A、56B的插入孔5a压入到突起58中。压片56A、56B的插入孔5a的弹性形变允许卡止部58B插入到插入孔5a中，卡止部58B在穿过插入孔5a之后，与插入孔5a的周缘相接合。因此，FFC 4被夹在一对装接壁55A、55B和一对压片56A、56B之间从而被装接到壳体50。
根据这样的汇流条模块1和供电单元10，提供了布置在一直线上从而串联地连接多个电池20的多个汇流条3、收纳各个汇流条3的多个壳体50，连接到各个汇流条3并且布置在汇流条3的布置方向X上的FFC(扁平电路板)4；各壳体50包括用于在上面放置各个汇流条3的放置部51、从放置部51竖立并且彼此相对的一对相对壁52、与一对相对壁52相连续的连续壁53、和定位成与连续壁53相对的开口54；并且扁平电路板4在其宽度方向沿着一对相对壁52的竖立方向的状态下被装接到壳体50从而覆盖开口54；构成FFC 4的绝缘体(覆盖部4B)使汇流条3与外部绝缘，并且由此能够在FFC 4所在的位置设置开口54，减少了合成树脂的使用量并且因此降低了制造成本。
注意，在上述实施例中，提供有罩壳5和多个收纳FFC 4的多个壳体50、连结相互相邻的壳体50的连结构件50A，但是能够省略该连结构件50A。即，代替连结构件50A，FFC 4变得桥接在相互相邻的壳体之间并且因此连结相互相邻的壳体50，因此省略该连结构件50A。
此外，虽然通过将FFC 4夹在一对装接壁55A、55B和一对压片56A、56B之间，使该FFC 4装接到壳体50，但是本发明并不限于该构造，代替地，该FFC 4可以使用胶带或双面带而被固定到一对相对壁52的端面。在这种情况下，可以省略一对装接壁55A、55B和一对压片56A、56B。
此外，在上述实施例中，虽然导体41是在其端部在汇流条31沿X方向的大致中部处被切断的状态下电连接到汇流条31并且使用已知技术被保持在连接状态中，但是本发明并不限于该构造，代替地，像传统上所示的汇流条那样，汇流条可以设置有连接片，使用超声波将该连接片和待连接的导体接合，并且由此汇流条和FFC电连接。
此外，在上述实施例中，虽然FFC 4作为扁平电路板包括多个导体4A，并且使用了覆盖导体4A的覆盖部4B，但是可以利用包括多个相互平行的芯线、覆盖芯线的覆盖部、连结相互相邻的覆盖部的连结构件或带状线而并没有将覆盖部相互相邻的连结构件的这种扁平电缆。此外，可以使用如权利要求FFC(柔性印刷电路)中的“扁平电路板”。
注意，上述实施例仅代表性地公开了本发明，并且并不旨在限制本发明。即，除非这样的改变和修改脱离本发明的范围，否则它们应被解释为被包括在本发明的范围内。

Claims (3)

1.一种汇流条模块，包括：
多个汇流条，该多个汇流条布置在一条线上以串联地连接多个电池；
多个壳体，每一个所述壳体收纳一个所述汇流条，并且每一个所述壳体包括：
矩形板状的放置部，各个所述汇流条放置于该放置部上，
一对相对壁，该一对相对壁从所述放置部的长度方向的两端竖立并且彼此相对，
连续壁，该连续壁从所述放置部的宽度方向的一端竖立并且与所述一对相对壁相连续，和
一对装接壁，该一对装接壁从所述放置部的宽度方向的另一端竖立并且以一定的空间彼此分离，
开口，该开口位于与所述连续壁相对的位置，所述开口由所述一对装接壁的所述空间限定；以及
扁平电路板，该扁平电路板连接到各个所述汇流条并且布置在所述汇流条的布置方向上，该扁平电路板在其宽度是沿着所述一对相对壁的竖立方向的状态下被装接到所述一对装接壁从而仅由该扁平电路板覆盖所述开口。
2.如权利要求1所述的汇流条模块，其中，各个所述壳体包括一对压片和一对铰链；该一对压片将所述扁平电路板夹在该一对压片与所述一对装接壁之间；该一对铰链可旋转地将所述一对压片与所述一对装接壁连结；其中，所述装接壁包括突起，该突起穿过所述扁平电路板和所述压片并且与所述压片相接合；并且其中，所述扁平电路板夹在所述装接壁与所述压片之间。
3.一种供电单元，包括：
电池组件，该电池组件由多个电池以如下的方式形成：使得该多个电池正电极和负电极交替且相对地叠置；以及
如权利要求1或2所述的汇流条模块。
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