CN107851754B - 电池配线模块 - Google Patents

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Abstract

电池配线模块(20A)安装于由具有正极和负极的电极端子的多个单电池排列而成的单电池组。电池配线模块(20A)包括：多个连接构件(21)，将多个单电池中的相邻的单电池的正极和负极的电极端子连接；以及柔性印刷基板(25)，具有经由多个连接构件来检测多个单电池的电压的多个电压检测线(26)。在各电压检测线(26)的中途设置有限制过电流动到该电压检测线的电流限制元件(27)，电流限制元件(27)与电压检测线(26)的连接部由绝缘树脂(23)覆盖。

Description

电池配线模块
技术领域
本发明涉及一种电池配线模块，详细而言，涉及电池配线模块所包含的配线的短路保护。
背景技术
在电动汽车、混合动力汽车用的电池模块中，为了增大输出而将多个单电池横向排列地连接。通过利用母排等连接构件将相邻的单电池的电极端子之间连接而将多个单电池串联或并联地连接。在此，在将多个单电池串联或并联连接的情况下，如果单电池间的电池电压等电池特性不均匀，则存在导致电池的劣化、破损这样的问题。
因此，在车辆用的电池模块中，为了在各单电池间的电压发生异常之前中止充电、放电而在各连接构件安装有用于检测单电池的电压的电压检测线。由各连接构件和电压检测线(相当于配线)构成电池配线模块。
电压检测线通常连接于电池ECU等的外部电路，因此有可能由于部电路的不良情况而使两根电压检测线发生短路。当两根电压检测线发生短路时，使得单电池发生短路，过电流继续流向电压检测线。因此，公知在形成于FPC(柔性印刷基板)的电压检测线以串联连接的方式设置PTC(正温度系数)热敏电阻等电流限制元件(参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-257775号公报
发明内容
发明要解决的课题
在上述专利文献1中，通过将电流限制元件设置于电压检测线，能够防止由单电池的短路引起的电池模块的劣化。然而，在车辆被放置于高湿度的环境的情况等之下，构成电池配线模块且设置有电流限制元件的FPC可能会结露。
当FPC结露时，与各电压检测线对应地设置在FPC上的多个电流限制元件中的任意两个电流限制元件的单电池侧的电极有可能由于因结露形成的水滴等而发生短路。当两个电流限制元件的单电池侧的电极发生短路时，在电流限制元件的单电池侧两根电压检测线发生短路，短路的电压检测线的电流限制元件无法再发挥功能。因此，过电流从单电池继续流向短路的电压检测线，在这种情况下，无法保护电压检测线不受过电流的影响。
因此，在本说明书中，提供一种在设置于FPC的电压检测线的中途串联连接有电流限制元件的结构中能够保护电压检测线不受过电流的影响的电池配线模块。
用于解决课题的技术方案
通过本说明书公开一种电池配线模块，安装于由具有正极和负极的电极端子的多个单电池排列而成的单电池组，包括：多个连接构件，将所述多个单电池中的相邻的单电池的正极和负极的电极端子连接；以及柔性印刷基板，具有经由所述多个连接构件来检测所述多个单电池的电压的多个电压检测线，在各电压检测线的中途设置有限制过电流动到该电压检测线的电流限制元件，所述电流限制元件与所述电压检测线之间的连接部由绝缘树脂覆盖。
根据本结构，电流限制元件与电压检测线的连接部由绝缘树脂覆盖。因此，不会发生设置在FPC上的多个电流限制元件中的任意两个电流限制元件的单电池侧的电极由于因结露形成的水滴等而发生短路的情况。因此，即使在FPC结露的情况下，两个电流限制元件也能发挥功能，在设置于FPC的电压检测线的中途串联连接有电流限制元件的结构中，能够保护电压检测线不受过电流的影响。
在上述电池配线模块中，也可以是，在所述柔性印刷基板设置有将所述电压检测线与所述连接构件连接的连接焊盘，所述电流限制元件设置在所述连接焊盘的附近。
根据本结构，电流限制元件设置在连接焊盘的附近，即，设置在连接构件的附近。因此，能够缩短位于电流限制元件与连接构件之间的电压检测线的长度。由此，在电流限制元件与连接构件之间，能够缩短相邻的两根电压检测线发生短路的区间。其结果是，在电流限制元件与连接构件之间，能够降低相邻的两根电压检测线发生短路的可能性。
此外，在此，“连接焊盘的附近”是指例如连接构件的长度方向(单电池的排列方向)的两端之间等。
另外，在上述电池配线模块中，也可以是，各电压检测线以具有从其他电压检测线分离地配线的分离配线部的方式配线，所述电流限制元件设置于各电压检测线中的所述分离配线部。
根据本结构，通过设置分离配线部，能够容易地将电流限制元件设置于电压检测线，并且不易发生电流限制元件的设置部与其他电压检测线之间的短路。
另外，在上述电池配线模块中，也可以是，所述电流限制元件由正温度系数热敏电阻或芯片熔断器构成。
根据本结构，在过电流流动到电压检测线时，正温度系数热敏电阻的电阻增大或芯片熔断器发生熔断，由此能够保护电压检测线不受过电流的影响。
另外，在上述电池配线模块中，也可以具备与所述多个电压检测线连接并将检测到的单电池的电压向外部输出的连接器。
根据本结构，通过将连接器连接于电池ECU等的外部电路，能够容易地进行单电池的充放电控制等。
发明效果
根据本发明，在设置于FPC的电压检测线的中途串联连接有电流限制元件的结构中，能够保护电压检测线不受过电流的影响。
附图说明
图1是一个实施方式的电池模块的概略性的俯视图。
图2是表示电池配线模块的俯视图。
图3是表示电池配线模块的俯视图。
图4是表示电流限制元件的周围的局部放大俯视图。
图5是沿着图4的A-A线的剖视图。
图6是表示母排与电压检测线的连接形态的剖视图。
具体实施方式
<实施方式>
参照图1至图6来说明本发明的一个实施方式1。
1.电池模块的结构
本实施方式的电池模块10例如被用作电动汽车或混合动力汽车等的驱动源。电池模块10具备：单电池组11G，将具有正极的电极端子13A和负极的电极端子13B的多个(在本实施方式中为22个)单电池11排列配置而成；以及电池配线模块20，安装于该单电池组11G。以下，将图1所示的前方作为电池模块10的前方，将图1所示的后方作为电池模块10的后方。而且，将图1所示的左方作为电池模块10的左方，将图1所示的右方作为电池模块10的右方。
在相邻的两个单电池11、11之间配置有树脂制的隔板(未图示)。在隔板设置有突出形成的突出部15。各突出部15配置于在相邻的两个母排21、21之间形成的空间，具有防止由工具等引起的电极之间的短路的功能。
2.电池配线模块的结构
电池配线模块20包括图2所示的安装在电池模块10的前方的电池配线模块20A和图3所示的安装在电池模块10的后方的电池配线模块20B。另外，在以下的说明中，在不需要区分各电池配线模块20A、20B的情况下，记为电池配线模块20。
电池配线模块20包括多个母排(“连接构件”的一例)21和柔性印刷基板(以下，记为“FPC”)25。
各母排21将不同的单电池11的电极端子13A、13B彼此连接。因此，在各母排21形成有供不同的单电池11的电极端子13A、13B插入的两个端子插通孔22。另外，如图3所示，电池配线模块20B的两端的连接构件21A具有一个端子插通孔22，右端的连接构件21A与电极端子13A连接，各单电池11的电压相加而得到的正电压从该电极端子13A施加到负载。另一方面，左端的连接构件21A与电极端子13B连接，接地电位从该电极端子13B施加到负载。
FPC25包括与各母排21连接并经由母排21来检测各单电池11的电压的多个电压检测线26。如图2及图3所示，在各电压检测线26设置有保护各电压检测线26不受持续的过电流的影响的电流限制元件27。电流限制元件27是PTC(正温度系数)热敏电阻或芯片熔断器。
详细而言，对于形成在FPC25的基底层25A上的铜箔进行图案形成，形成图2及图3所示的电压检测线26。在进行图案形成时，如图5所示，将连接有电流限制元件27的部位的铜箔去除。即，电流限制元件27被串联连接在电压检测线26的中途。
另外，如图2及图3所示，各电压检测线26以具有从其他电压检测线26分离地配线的分离配线部26A的方式进行配线即进行图案形成。并且，电流限制元件27设置于各电压检测线26中的分离配线部26A。
另外，如图4及图5所示，在连接有电流限制元件27的部位的FPC25的覆盖层25B形成有矩形的开口部W。通过开口部W使连接有电流限制元件27的部位的电压检测线26露出。并且，电流限制元件27的电极(连接部)27A通过例如焊料SD而接合于露出的电压检测线26。
这样一来，在电压检测线26的中途串联连接电流限制元件27。由此，即使在由于连接有电池配线模块20的电池ECU等的外部电路的不良情况使两根电压检测线26发生短路而在电压检测线26产生了来自单电池11的过电流的情况下，也能够限制过电流从单电池11向电压检测线26的流动。
例如，在电流限制元件27为PTC热敏电阻的情况下，在过电流流动到电压检测线26时，伴随着电压检测线26的温度上升而使PTC热敏电阻的电阻增大，能够限制过电流的流动。而且，在电流限制元件27为芯片熔断器的情况下，在过电流流动到电压检测线26时，通过芯片熔断器的熔断，能够限制过电流的流动。
由此，即使在由于外部电路的不良情况而使设置于FPC25的电压检测线26产生了过电流的情况下，也能够保护电压检测线26。
进而，如图4及图5所示，连接有电流限制元件27的部位由绝缘树脂23覆盖，以遮掩开口部W。即，电流限制元件27与电压检测线26的连接部由绝缘树脂23覆盖。在此，连接部包括电流限制元件27的电极27A、焊料SD及电压检测线26露出的部分。
另外，在各电压检测线26的一端形成有与母排21电连接的连接焊盘28。电流限制元件27设置在连接焊盘28的附近。
详细而言，如图6所示，连接焊盘28由FPC25的基底层25A的凸部25C上的铜箔构成，电压检测线26与连接焊盘28连续。而且，在形成有连接焊盘28的区域(凸部25C)未形成覆盖层25B，连接焊盘28露出。连接焊盘28与母排21例如通过焊料SD而接合。这样一来，与将母排21在下侧连接于连接焊盘28的下表面的情况相比，在将母排21连接于连接焊盘28的上表面的情况下能够简化用于将母排21连接到连接焊盘28的作业。
即，在将母排21连接于连接焊盘28的上表面的情况下，针对用于将电流限制元件27连接于电压检测线26的铜箔的钎焊面处于同一侧。另一方面，在将母排21连接于连接焊盘28的下表面的情况下，将电流限制元件27连接于电压检测线26时与连接母排21时针对铜箔的钎焊面不同。因此，钎焊作业变得复杂。
另外，在将母排21连接于连接焊盘28的下表面的情况下，在使连接焊盘28露出时，需要从铜箔剥下基底层25A的作业，从而使连接焊盘28露出的作业花费劳力和时间。
另外，连接焊盘28与母排21的各连接部可以和电流限制元件27与电压检测线26的连接部同样地由绝缘树脂23覆盖。
另外，各电压检测线26的另一端与连接器29连接。连接器29与未图示的电池ECU连接。电池ECU搭载有微型计算机、电路元件等，是具备用于进行各单电池11的电压、电流、温度等的检测、各单电池11的充放电控制等的功能的周知的结构。
3.实施方式的效果
电流限制元件27与电压检测线26的连接部由绝缘树脂23覆盖。因此，不会发生如下情况：设置于FPC25的多个电流限制元件27中的任意两个电流限制元件27的单电池侧的电极27A由于因结露等形成的水滴而发生短路。因此，即使在FPC25结露的情况下，各电流限制元件27也正常地发挥功能，在设置于FPC25的电压检测线26的中途串联连接有电流限制元件27的结构中，能够保护电压检测线26不受过电流的影响。
另外，电流限制元件27设置在连接焊盘28的附近，即，设置在母排21的附近。因此，能够缩短位于电流限制元件27与母排21之间的电压检测线26的长度。由此，在电流限制元件27与母排21之间，能够缩短相邻的两根电压检测线26发生短路的区间。其结果是，在电流限制元件27与母排21之间，换言之，在电流限制元件27的单电池11侧，能够降低相邻的两根电压检测线26发生短路的可能性。
在此，“连接焊盘28的附近”是指例如母排21的长度方向(单电池11的排列方向，即，图1的左右方向)的两端之间，换言之，是指连接焊盘28与母排21的长度方向的一端之间。另外，这种情况下，并不限于全部的电流限制元件27设置于母排21的两端之间的情况。可以将全部的电流限制元件27中的例如50％以上、或75％以上、或90％以上的电流限制元件27设置在母排21的两端之间。
另外，各电压检测线26以具有从其他电压检测线26分离地配线的分离配线部26A的方式配线，电流限制元件27设置于各电压检测线26中的分离配线部26A。因此，能够容易地将电流限制元件27设置于电压检测线26，并且不易发生电流限制元件27与其他电压检测线26之间的短路。
<其他实施方式>
本发明未限定为通过上述记述及附图而说明的实施方式，例如以下的实施方式也包含在本发明的技术范围内。
(1)在本实施方式中，在FPC25与母排21的连接中，如图6等所示，示出了在FPC25的上侧连接母排21的结构，但是并不限于此。反之，也可以形成为在FPC25的下侧连接母排21的结构。此时，可以是以使FPC25的基底层25A成为上侧且覆盖层25B成为下侧的方式使FPC25上下翻转来连接母排21。
另外，FPC25与母排21的连接形态并不限于图6等所示的仅基于电气性的连接焊盘28的形态。除此之外，也可以在FPC25及母排21设置对于仅基于连接焊盘28的连接进行加强的机械连接部。
(2)在本实施方式中，如图1所示，示出了将电池配线模块分成前侧的电池配线模块20A和后侧的电池配线模块20B而构成的例子，但是并不限于此。即，也可以是不将电池配线模块分成电池配线模块20A和电池配线模块20B的结构。例如，也可以构成为，设置将电池配线模块20A与电池配线模块20B连接的连接部，并通过一个连接器将电池配线模块与电池ECU连接。
(3)在FPC25上，也可以是，在预定间隔的位置，例如，在各母排21之间的位置形成预定量的挠曲(单电池11的排列方向的余量)。在这种情况下，在将电池配线模块20搭载于单电池组11G时，能够应对单电池11的大小的公差。即，即使在单电池11的排列方向的大小存在差异的情况下，通过预定量的挠曲也能够吸收该差异。由此，能够简化将电池配线模块20搭载于单电池组11G时的作业。而且，能够吸收由于电池11的大小的公差而作用于FPC25的应力。即，能够提高电池配线模块20的可靠性。
标号说明
11…单电池
11G…单电池组
13A…正电极端子
13B…负电极端子
20、20A、20B…电池配线模块
21…母排(连接构件)
23…绝缘树脂
25…FPC(柔性印刷基板)
26…电压检测线
27…电流限制元件
27A…电流限制元件的电极
28…连接焊盘。

Claims (9)

1.一种电池配线模块，安装于由具有正极和负极的电极端子的多个单电池排列而成的单电池组，
所述电池配线模块的特征在于，包括：
多个连接构件，将所述多个单电池中的相邻的单电池的正极和负极的电极端子连接；以及
柔性印刷基板，具有经由所述多个连接构件来检测所述多个单电池的电压的多个电压检测线，
在各电压检测线的中途设置有限制过电流动到该电压检测线的电流限制元件，
在所述柔性印刷基板的覆盖层形成有开口部，所述电流限制元件配置于所述开口部，并且所述开口部使连接有所述电流限制元件的部位的所述电压检测线露出，
所述电流限制元件通过焊料而与所述电压检测线连接，
所述电流限制元件与所述电压检测线之间的连接部所包括的所述电流限制元件的电极、所述焊料及所述电压检测线露出的部分由绝缘树脂覆盖以遮掩所述开口部，
所述电压检测线通过对于形成在所述柔性印刷基板的基底层上的铜箔进行图案形成而形成。
2.根据权利要求1所述的电池配线模块，其中，
在所述柔性印刷基板设置有将所述电压检测线连接到所述连接构件的连接焊盘，
所述电流限制元件设置在所述连接焊盘的附近。
3.根据权利要求1或2所述的电池配线模块，其中，
各电压检测线以具有从其他电压检测线分离地配线的分离配线部的方式配线，
所述电流限制元件设置于各电压检测线中的所述分离配线部。
4.根据权利要求1或2所述的电池配线模块，其中，
所述电流限制元件是正温度系数热敏电阻或芯片熔断器。
5.根据权利要求3所述的电池配线模块，其中，
所述电流限制元件是正温度系数热敏电阻或芯片熔断器。
6.根据权利要求1或2所述的电池配线模块，其中，
所述电池配线模块具备与所述多个电压检测线连接并将检测到的单电池的电压向外部输出的连接器。
7.根据权利要求3所述的电池配线模块，其中，
所述电池配线模块具备与所述多个电压检测线连接并将检测到的单电池的电压向外部输出的连接器。
8.根据权利要求4所述的电池配线模块，其中，
所述电池配线模块具备与所述多个电压检测线连接并将检测到的单电池的电压向外部输出的连接器。
9.根据权利要求5所述的电池配线模块，其中，
所述电池配线模块具备与所述多个电压检测线连接并将检测到的单电池的电压向外部输出的连接器。
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