CN107683540B - 布线模块及蓄电模块 - Google Patents

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Abstract

一种布线模块(1)，具备：板状的连接构件(40)，其在具有正极及负极的电极端子的多个蓄电元件的相邻的电极端子之间进行连接；保持部，其保持连接构件；以及检测端子(50)，其与连接构件重叠地配置，检测蓄电元件的状态，检测端子(50)能利用配置于与连接构件相反的一侧的焊接部焊接到连接构件(40)上，在保持部设置有焊接保护部(20)，在连接构件保持于该保持部内的状态下，焊接保护部(20)配置于连接构件(40)中与检测端子(50)重叠的区域的、与配置有检测端子(50)的面相反的一侧的面。

Description

布线模块及蓄电模块
技术领域
本说明书中公开的技术涉及布线模块及蓄电模块。
背景技术
在电动汽车、混合动力汽车等车辆上搭载有电池模块，该电池模块通过将多个电池单元串联、并联连接而构成。这种电池模块具备在相邻的电池单元的电极端子之间进行连接的布线模块。布线模块具备：金属制的汇流条，其在相邻的电极端子之间进行连接；以及绝缘性的汇流条保持构件，其保持该汇流条。另外，有时将用于检测电池单元的电压的电压检测线连接到电池单元的电极端子上。
作为将电压检测线连接到电极端子的结构，已知如下结构：例如在电压检测线的末端压接检测端子，将该检测端子与汇流条一起紧固于电极端子。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-16382号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是，近年来，在汇流条和电极端子的连接中，提出取代螺栓、螺母等的紧固而采用激光焊接的连接方法。但是，在采用这样的连接方法的情况下，为了将上述构成的检测端子固定于汇流条上，需要检测端子专用的紧固构件，从而部件个数增加，并且，还另外需要固定作业。
因此，关于检测端子和汇流条的连接也考虑到如下：取代螺栓、螺母等的紧固而利用例如激光焊接等焊接来进行。在利用例如激光焊接将汇流条和电极端子连接的情况下，能利用该激光焊接设备在一系列的作业工序内进行检测端子和汇流条的激光焊接，所以能简化连接作业。
但是，在利用焊接进行检测端子和汇流条的连接的情况下，有可能发生如下不良情况：影响涉及到汇流条的相反侧的面，使电池单元变形等。
本说明书中公开的技术是基于如上述的情况而完成的，其目的是提供如下布线模块：即使在利用焊接对检测端子和连接构件进行连接的情况下，也能抑制对蓄电元件带来不良影响。
用于解决课题的方案
作为解决上述课题的方案，本说明书中公开的技术是一种布线模块，其具备：板状的连接构件，其在具有正极及负极的电极端子的多个蓄电元件的相邻的所述电极端子之间进行连接；保持部，其保持所述连接构件；以及检测端子，其与所述连接构件重叠地配置，检测所述蓄电元件的状态，所述布线模块的特征在于，所述检测端子能利用配置于与所述连接构件的相反的一侧的焊接部焊接到所述连接构件上，在所述保持部设置有焊接保护部，在所述连接构件保持于该保持部内的状态下，该焊接保护部配置于所述连接构件中与所述检测端子重叠的区域的、与配置有所述检测端子的面相反的一侧的面上。
根据上述构成，在对检测端子和连接构件进行焊接时，即使该影响波及到连接构件的与配置有检测端子的面相反的一侧的面，也可利用焊接保护部抑制该影响波及到蓄电元件。
焊接保护部也可以与保持部一体成形。根据这样的结构，能简单地设置焊接保护部，并且与将焊接保护部与保持部分体设置的构成比较，能抑制制造成本。
检测端子也可以是对蓄电元件的电压进行检测的电压检测端子。
另外，本说明书中公开的技术是上述布线模块安装于多个蓄电元件上而成的蓄电模块。
发明效果
根据本说明书中公开的技术，能提供如下布线模块及蓄电模块：即使在利用焊接将检测端子连接到连接构件的情况下，也能抑制对蓄电元件带来不良影响。
附图说明
图1是一实施方式的蓄电元件组的俯视图。
图2是汇流条的俯视图。
图3是绝缘保护器的俯视图。
图4是图3的A-A剖视图。
图5是电压检测端子的俯视图。
图6是电压检测端子的侧视图。
图7是在绝缘保护器中收容有汇流条的状态的俯视图。
图8是图7的B-B剖视图。
图9是图7的C-C剖视图。
图10是在绝缘保护器上配置有电压检测端子的状态的俯视图。
图11是图10的D-D剖视图。
图12是图11的局部放大剖视图。
图13是图10的E-E剖视图。
图14是蓄电模块的剖视图。
具体实施方式
参照图1～图14对一实施方式进行说明。如图1所示，本实施方式的布线模块1装配到将多个蓄电元件61排列而构成的蓄电元件组60上，从而构成蓄电模块M。蓄电模块M搭载于电动汽车或者混合动力汽车等车辆(未图示)，作为用于驱动车辆的动力源使用。
此外，在以下说明中，将图4的上方作为上、将下方作为下、将图3的左侧作为左、将右侧作为右进行说明。另外，关于多个相同构件，有时对一个构件标注附图标记，而对其他构件省略附图标记。
(蓄电元件组60及蓄电元件61)
本实施方式的蓄电元件61是二次电池。如图1所示，多个蓄电元件61排成一列而构成蓄电元件组60。
各蓄电元件61形成外形扁平的长方体状，如图1所示，具有相对于与邻接的蓄电元件61相对的面垂直的电极配置面62。在电极配置面62上且靠近长度方向的两端部的位置配置有一对电极端子63。电极端子63中的一方是正极端子63A，另一方是负极端子63B。各电极端子63为金属制，从电极配置面62呈方筒状突出(参照图11)。
在一蓄电元件61的一对电极端子63之间设置有被卡止部66，被卡止部66用于将后述的绝缘保护器10的卡止片36卡止。被卡止部66形成在从电极配置面62呈凹状凹陷的凹部67的中央部设置有孔部68的形态(参照图1及图11)。
多个蓄电元件61以在相邻的两个蓄电元件61中不同极性的电极端子63彼此相邻的方式(也就是说，以一蓄电元件61的正极端子63A和与该一蓄电元件61邻接的其他的蓄电元件61的负极端子63B彼此相邻的方式)排列。
(布线模块1)
布线模块1是在蓄电元件组60中组装到由各蓄电元件61的电极配置面62构成的面上的构件。布线模块1具备：绝缘保护器10；汇流条40(连接构件的一例)，其保持于绝缘保护器10，将相邻的蓄电元件61的正极端子63A和负极端子63B连接；电压检测端子50，其与汇流条40重叠地配置并电连接；以及检测电线58，其连接到电压检测端子50。
(汇流条40)
汇流条40通过对金属板进行冲裁加工而形成，如图2所示，是四角被切成扁平的长方形的、整体上为大致长方形的板状构件。作为汇流条40的材质，可列举例如铜、铜合金、铝、铝合金、不锈钢(SUS)等。
在汇流条40中的长度方向(图2中的左右方向)的中央部、且比宽度方向凹(图2中的上下方向)的中央部稍微偏靠一端侧，以贯穿板面的方式形成有矩形的卡止孔41，卡止孔41用于将后述的电压检测端子50的插入部55卡止。
(绝缘保护器10)
本实施方式的绝缘保护器10通过将多个连结单元11连结而构成。在本实施方式中，三个连结单元11A、11B、11C沿着多个蓄电元件61的排列方向排列。在以下说明中，将配置于图3中的右端的连结单元11作为第一连结单元11A，将配置于其旁边(中央)的连结单元11作为第二连结单元11B，将配置于左端的连结单元11作为第三连结单元11C。另外，在不对第一连结单元11A、第二连结单元11B、第三连结单元11C进行区分的情况下，作为连结单元11进行说明。
如图4所示，一连结单元11具备：一对汇流条保持部12(保持部的一例)，其在上下方向开口并且收容保持汇流条40；以及一对电线收容槽30，其用于收容检测电线58，检测电线58连接到与汇流条40重叠配置的电压检测端子50。
汇流条保持部12具有方筒状的收容壁13，收容壁13在其内侧保持汇流条40并将其保持为与相邻的汇流条40绝缘的状态，该收容壁13由一对长壁14和对这一对长壁14进行连结的一对短壁构成。一对长壁14及短壁的尺寸设定为能在收容壁13的内侧收容相邻配置的一对电极端子63的尺寸。该收容壁13也作为邻接的电极端子63的保护壁发挥作用。
设置于一连结单元11的一对收容壁13以彼此的长壁14以平行的状态相对的方式、且以向长壁14的延伸方向(图3的左右方向)偏移一个电极端子63的尺寸的方式配置。以下，将一连结单元11的四个长壁14中位于外侧(图3的上侧及下侧)的一对长壁14作为外侧长壁14A，将位于内侧(一对外侧长壁14A之间)的一对长壁14作为内侧长壁14B。
在一对短壁中的高度方向上的大致中央部设置有载置部16，载置部16遍及短壁的宽度方向(图3的上下方向)的整个区域朝向收容壁13的内侧突出。这一对载置部16从下方支承收容于收容壁13内的汇流条40的长度方向的两端部(参照图9)。
另外，在外侧长壁14A的长度方向的中央部设置有第一防脱片17，第一防脱片17防止收容于收容壁13内的汇流条40从上方脱离。另一方面，在比内侧长壁14B的长度方向的中央部稍微偏靠两端部设置有一对第二防脱片18，一对第二防脱片18同样防止收容于收容壁13内的汇流条40从上方脱离。上述第一防脱片17及第二防脱片18分别形成从长壁14的上端部朝向收容壁13的内侧向斜下方延伸的板簧状，能向接近或者远离长壁14的方向弹性变形。
在内侧长壁14B中的一对第二防脱片18之间(长壁14的长度方向的中央)形成有电线导出口19，电线导出口19用于将连接到后述的电压检测端子50的检测电线58向电线收容槽30侧导出。该电线导出口19与槽状的筒保持槽34连接，筒保持槽34对汇流条保持部12和后述的电线收容槽30进行连结。
在本实施方式的汇流条保持部12设置有焊接保护部20。焊接保护部20以在长度方向(图3的左右方向)上的中央架设在外侧长壁14A及内侧长壁14B上的方式配置。
更详细地，如图9所示，焊接保护部20形成
Figure GDA0002518417850000061
字形状截面，具有：细长的带状的保护壁21，其以板面朝向上下方向的方式延伸；以及一对下垂壁25，其从保护壁21的两侧缘部朝向下方延伸。
保护壁21中的外侧长壁14A侧的端部形成为板宽度尺寸比其他部分的板宽度尺寸宽的大宽度部22。另外，保护壁21中同样是偏靠外侧长壁14A侧的端部的区域如图4所示，以遍及宽度方向的整个区域将上表面呈台阶状切掉的方式降低一级，该降低的部分形成为使后述的电压检测端子50的插入部55逃避的逃避凹部23。此外，上述的汇流条40的卡止孔41以至少其一部分配置于与逃避凹部23对应的位置的方式设定(参照图12)。
保护壁21中除大宽度部22以外的区域的宽度尺寸设定为比相邻的电极端子63之间的宽度尺寸小一些的尺寸。即，焊接保护部20(一对下垂壁25)设定为嵌入到相邻的电极端子63之间的尺寸。另外，如图9所示，保护壁21中除逃避凹部23以外的区域的上表面设定为与上述的载置部16的上表面相同的高度。而且，下垂壁25的下端面设定为与收容壁13的下端面相同的高度。
该焊接保护部20与绝缘保护器10(汇流条保持部12)一体成形。
另外，汇流条保持部12被焊接保护部20在上下方向上按功能分隔为两个部分。两个部分中的上方侧是收容汇流条40的汇流条收容部27，下方侧是收容电极端子63的一对电极收容部28(参照图8及图9)。
一对电线收容槽30分别具有一对槽壁部31及底部32，以在一连结单元11中的一对汇流条保持部12之间与各汇流条保持部12相邻的方式、且以沿着汇流条保持部12的长度方向(图3的左右方向)延伸的方式设置。在一对槽壁部31中的汇流条保持部12侧的槽壁部31A上形成有电线导入口33，电线导入口33与筒保持槽34连接，将从汇流条保持部12引出的检测电线58导入到电线收容槽30内。
设置于一连结单元11的一对电线收容槽30之间利用连结部35连结。连结部35是板状的构件，将一对电线收容槽30的槽壁部31B的下端缘彼此连结(参照图4)。如上所述，一对汇流条保持部12沿着其长度方向相互偏移一个电极端子63的尺寸而配置，因此从各个槽壁部31B延伸出的连结部35以向图3中的左右方向偏移一个电极端子63的尺寸的方式连结。由此，连结部35整体上在俯视时呈大致Z字形状。
在连结部35中的、在绝缘保护器10组装到蓄电元件组60上的状态下与蓄电元件61的被卡止部66对应的位置设置有朝向下方突出的一对卡止片36。在卡止片36的下端部设置有朝向外侧突出的卡止突部36A，通过这些卡止突部36A卡止于被卡止部66的孔部68的缘部，从而绝缘保护器10固定于蓄电元件组60上。
另外，在连结部35上设置有用于与相邻的连结单元11连结的单元卡合部37和/或单元卡合接受部38。
在此，当区分各连结单元11进行说明时，在第一连结单元11A上设置有一对板状的单元卡合部37，单元卡合部37从连结部35的一对侧缘中位于第二连结单元11B侧的侧缘朝向第二连结单元11B延伸。单元卡合部37没有详细图示，其在顶端部具有卡合爪。
另外，在第二连结单元11B的连结部35、且与第一连结单元11A的单元卡合部37对应的位置设置有板厚较厚的部分，在该部分设置有能接受第一连结单元11A的单元卡合部37的凹状的单元卡合接受部38。单元卡合接受部38没有详细图示，具备与邻接的连结单元11的卡合爪卡合的突片。
另外，在第二连结单元11B的连结部35的一对侧缘中位于第三连结单元11C侧的侧缘设置有一对与第一连结单元11A的单元卡合部37同样的单元卡合部37。
而且，在第三连结单元11C的连结部35的一对侧缘中位于第二连结单元11B侧的侧缘、且与第二连结单元11B的单元卡合部37对应的位置设置有一对与第二连结单元11B的单元卡合接受部38同样的单元卡合接受部38。
通过这些各连结单元11的单元卡合部37及单元卡合接受部38相互卡合，从而相邻的连结单元11彼此相互连结，构成绝缘保护器10。
(电压检测端子50)
电压检测端子50用于检测蓄电元件61的电压，通过汇流条40与蓄电元件61的电极端子63电连接。电压检测端子50通过将铜、铜合金、不锈钢、铝等金属板材冲压加工成规定形状而构成。也可以利用锡、镍等金属电镀电压检测端子50的表面。
如图5及图6所示，本实施方式的电压检测端子50具备：板状的端子主体部51，其呈细长的矩形；以及电线连接部52，其在该端子主体部51的长度方向上延设。端子主体部51的宽度尺寸设定为与保护壁21的宽度尺寸相等或者比相等稍小的尺寸。电线连接部52具备：线筒53，其与端子主体部51邻接地设置，紧固压接于检测电线58的露出的芯线；以及绝缘筒54，其与线筒53并排地设置，紧固压接于检测电线58的绝缘包覆层，电线连接部52分别以从端子主体部51的一个面侧朝向一方向(同向)上升的方式形成。
在端子主体部51中与电线连接部52相反的一侧的端缘部，以向电线连接部52的上升方向的相反侧突出的方式呈曲柄状延伸出插入部55，插入部55用于插入到上述的汇流条40的卡止孔41中而将电压检测端子50卡止。
通过电线连接部52的线筒53以缠绕到检测电线58的芯线上的方式紧固，从而电压检测端子50与检测电线58电连接。另外，电压检测端子50利用激光焊接与汇流条40接合。检测电线58的相反侧的端部连接到未图示的ECU等，利用该ECU等检测出蓄电元件61的电压。
(蓄电模块M的组装方法)
当组装上述本实施方式的蓄电模块M时，首先将多个连结单元11相互连结。具体地，使第二连结单元11B的一对单元卡合部37卡合到与其邻接的第三连结单元11C的一对单元卡合接受部38。由此，第二连结单元11B和第三连结单元11C连结。通过用同样的步骤将剩余的第一连结单元11A组装到第二连结单元11B上，从而组装成绝缘保护器10(参照图3)。
此外，在单元卡合部37的顶端与单元卡合接受部38的里端之间设定有余隙，相邻的连结单元11以相邻的连结单元11能向相互接近或者远离的方向移位该余隙的量的方式组装。由此，当将布线模块1(绝缘保护器10)组装到蓄电元件组60上时，能吸引由于各蓄电元件61的制造公差、排列的多个蓄电元件61的组装公差引起的相邻的电极端子63之间的间距的偏移。
接着，将汇流条40收容到绝缘保护器10的汇流条保持部12内。汇流条40被汇流条保持部12的收容壁13引导并且朝向下方压入，当抵接于第一防脱片17及第二防脱片18时，使这些防脱片17、18朝向下方弹性变形并且进一步向下方前进。然后，当压入到越过这些第一防脱片17及第二防脱片18的地方时，第一防脱片17及第二防脱片18弹性复原，由此保持为从上方侧按压的防脱状态(参照图7至图9)。
收容于汇流条保持部12内的汇流条40的长度方向的两端部载置于一对载置部16上而被从下方支承，并且长度方向的中央部被焊接保护部20(保护壁21)从下方支承。即，汇流条40形成为其背面(下表面)中的、载置部16与保护壁21之间的区域朝向下方侧露出的状态。
接着，将电压检测端子50装配到绝缘保护器10上。具体地，形成为将电压检测端子50的线筒53紧固于检测电线58的露出的芯线的端部并且将绝缘筒54紧固于绝缘包覆层的状态，使端子主体部51从上方收容于各汇流条保持部12的规定位置并与汇流条40重合(参照图10至图13)。
在进行该重合作业时，首先使电压检测端子50以插入部55侧朝下的方式相对于汇流条40倾斜一些并且靠近，在将该插入部55插入到汇流条40的卡止孔41内后，使电线连接部52侧重合。此时，在汇流条40的卡止孔41的下表面侧配置有保护壁21，但是因为在保护壁21上形成有逃避凹部23，所以可避免插入部55与保护壁21干扰。
另外，在使端子主体部51与汇流条40重合的同时，将电压检测端子50的电线连接部52收容于筒保持槽34内。并且，将从电线连接部52导出的检测电线58配设于电线收容槽30内。
在该状态下，电压检测端子50以定位于汇流条保持部12内的规定位置的状态被保持。
这样组装的本实施方式的布线模块1装配到蓄电元件组60的电极配置面62上。具体地，将绝缘保护器10的卡止片36插入到蓄电元件61的凹部67，使卡止突部36A卡止于孔部68的孔缘。于是，收容壁13将相邻的一对电极端子63包围，并且焊接保护部20的一对下垂壁25嵌入到相邻的电极端子63之间。即，电极端子63收容于汇流条保持部12的一对电极收容部28内。另外，电极端子63的顶端部(上面)与朝向下方露出的汇流条40的下表面抵接。在该状态下，利用配置于布线模块1的上方(电压检测端子50中的与汇流条40相反的一侧)的未图示的激光照射装置(焊接部的一例)照射激光，利用激光焊接对汇流条40和电极端子63进行焊接，并且利用激光焊接对电压检测端子50的端子主体部51和汇流条40进行焊接。这样，蓄电模块M完成(参照图14)。
(本实施方式的作用效果)
接着，对本实施方式的作用及效果进行说明。
在本实施方式中形成为如下构成：在汇流条40中与电压检测端子50激光焊接的区域的下表面侧(与配置有电压检测端子50的面相反的一侧的面)配置有焊接保护部20。因此，在进行激光焊接时即使激光的影响波及到汇流条40的背面，也可利用焊接保护部20抑制该影响波及到蓄电元件61，可避免蓄电元件61变形等不良情况发生。
另外，因为焊接保护部20与绝缘保护器10(汇流条保持部12)一体成形，所以能简单地设置焊接保护部20，并且与将焊接保护部20与绝缘保护器10分体地设置的构成比较，能抑制制造成本。
<其他实施方式>
本说明书中公开的技术并不限定于利用上述记述及附图说明的实施方式，例如下面的实施方式也包含于技术范围内。
(1)在上述实施方式中，示出了将汇流条40和电压检测端子50利用激光焊接的例子，但是在利用电弧焊接等其他的焊接方法进行焊接的情况下也能适用本说明书中公开的技术。
(2)在上述实施方式中，焊接保护部20构成为由保护壁21及一对下垂壁25构成，但是焊接保护部20并不限于上述构成。例如，也可以取代设置一对下垂壁25，而由板厚较厚的一片板状构件构成，或者也可以设为不具有一对下垂壁25的仅有保护壁21的构成。另外，焊接保护部20也可以不必架设在收容壁13(一对长壁14)上，而是一侧与长壁14不连结。总之，只要设置有对汇流条40中与对电压检测端子50重叠的区域的背面侧进行保护的部分即可。
(3)在上述实施方式中，示出了使焊接保护部20与绝缘保护器10(汇流条保持部12)一体成形的例子，但是也可以将焊接保护部20以分体构成。
(4)在上述实施方式中，在保护壁21的上表面设置有逃避凹部23，但是在电压检测端子50不具备插入部55的情况下不需要逃避凹部23。
(5)在上述实施方式中，示出了在汇流条40上焊接电压检测端子50的例子，但是也能适用于对电流检测端子、温度检测端子等其他的检测端子进行焊接的情况。
(6)在上述实施方式中，作为蓄电元件61示出了二次电池的例子，但是也能将本说明书中公开的技术适用于叠层型的蓄电元件组60。
(7)在上述实施方式中，绝缘保护器10具备三个连结单元11A、11B、11C，但是绝缘保护器10也可以是两个或者四个以上连结单元11连结而成的。另外，也可以在一连结单元11上设置有三个以上汇流条保持部12。或者，绝缘保护器10也可以由一个构件构成。
(8)在上述实施方式中，示出了对汇流条40和电极端子63进行激光焊接的例子，但是也能将本说明书中公开的技术适用于利用螺栓及螺母的紧固进行连接的构成的布线模块。
附图标记说明
1：布线模块
10：绝缘保护器
11：连结单元
12：汇流条保持部(保持部)
20：焊接保护部
21：保护壁
25：下垂壁
30：电线收容槽
40：汇流条(连接构件)
50：电压检测端子(检测端子)
58：检测电线
60：蓄电元件组
61：蓄电元件
63：电极端子
63A：正极端子
63B：负极端子
M：蓄电模块。

Claims (4)

1.一种布线模块，具备：
板状的连接构件，其在具有正极及负极的电极端子的多个蓄电元件的相邻的所述电极端子之间进行连接；
保持部，其在上下方向开口，并且在上方侧保持所述连接构件；以及
检测端子，其与所述连接构件重叠地配置，检测所述蓄电元件的状态，
所述检测端子与所述连接构件能利用配置于与所述连接构件相反的一侧的焊接部而分别焊接到所述连接构件与相邻的所述电极端子上，
在所述保持部设置有焊接保护部，在所述连接构件保持于该保持部内的状态下，该焊接保护部配置于所述连接构件中与所述检测端子重叠的区域的、与配置有所述检测端子的面相反的一侧的面上，
所述焊接保护部设定为嵌入到相邻的所述电极端子之间的尺寸，相邻的所述电极端子能从所述保持部的下方侧抵接于所述连接构件的与配置有所述检测端子的面相反的一侧的面上。
2.根据权利要求1所述的布线模块，其中，所述焊接保护部与所述保持部一体成形。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的布线模块，其中，所述检测端子是检测所述蓄电元件的电压的电压检测端子。
4.一种蓄电模块，其通过权利要求1至权利要求3中的任一项所述的布线模块安装到所述多个蓄电元件上而构成。
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