CN108496287B - 母线模块 - Google Patents

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Abstract

母线模块(10)具备：母线(20)，其由板状的金属构成；热传导片(24)，其与母线(20)的外周密合，并且具有延伸部(26)，延伸部(26)朝母线(20)的外侧延伸；以及绝缘性的壳体(30)，其将母线(20)以及热传导片(24)覆盖，在母线(20)与壳体(30)之间具有收纳空间(S)，在收纳空间(S)中延伸部(26)以在其与母线(20)之间隔着间隙的方式被收纳，在壳体(30)贯通形成有贯通孔(47A、47B)，贯通孔(47A、47B)将收纳空间(S)和外部的空间连通。

Description

母线模块
技术领域
在本说明书中公开一种涉及母线模块的技术。
背景技术
因为在被搭载于电动汽车、混合动力车等车辆的母线中会有比较大的电流流动，所以为了与外部进行绝缘而一般使用绝缘性的壳体包覆母线。在下述专利文献1中，金属母线贯通于绝缘性合成树脂制的保持件，并且将绝缘性浇灌剂注入到保持件内的间隙而进行固化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-280090号公报
发明内容
发明所需解决的课题
但是，在如专利文献1将浇灌剂注入到保持件内的间隙的构成中，不仅用于浇灌的材料、工序的成本高，而且母线模块制造后的分解也是不容易的。另一方面，若采用不注入浇灌剂的构成，则因为保持件与母线之间存在间隙，所以在母线通电时，母线的热传递到保持件与母线之间的间隙中的空气。于是，因为没有设置将保持件内的空气的热排出到外部的构成，所以存在如下问题：热充满于保持件内，散热性不良。
本说明书记载的技术基于如上述的实情而完成的，其目的在于提高母线模块的散热性。
用于解决课题的方案
在本说明书中记载的母线模块，具有：母线，其由板状的金属构成；热传导片，其与所述母线的外周密合，并且具有延伸部，该延伸部朝所述母线的外侧延伸；以及绝缘性的壳体，其将所述母线以及所述热传导片覆盖，在所述母线与所述壳体之间具有收纳空间，在收纳空间中所述延伸部以在其与所述母线之间隔着间隙的方式被收纳，在所述壳体贯通形成有贯通孔，该贯通孔将所述收纳空间和外部的空间连通。
根据该构成，在母线通电时产生的热传递到与母线的外周密合的热传导片。传到热传导片的热从延伸部传到收纳空间的空气而使收纳空间内的空气温度提高。收纳空间内的空气的热经由贯通孔而传到外部空间的空气，从而使收纳空间内的空气温度下降。由此，因为在不会使母线的热充满于壳体内，而且能将母线的热释放，所以能够使母线模块的散热性提高。
在本说明书中记载的技术的实施方式优选为以下方式。
所述壳体具备分隔部，该分隔部将所述母线与所述延伸部之间分隔。
如果这样的话，能够通过分隔部抑制母线错位。
所述贯通孔被设置于所述壳体中的将与所述延伸部覆盖的区域不同的区域。
如果这样的话，能够抑制作业者等从贯通孔接触到延伸部。
母线模块具备管道，在该管道形成有与所述贯通孔连通的通气孔，在所述母线贯通形成有插通孔，螺栓的轴部或者螺栓状的端子能插通于所述插通孔，所述管道以将所述螺栓或者所述端子覆盖的方式安装。
如果这样的话，利用用于散热的管道而能使作业者等不容易接触到对母线进行紧固的部分。
发明效果
根据本说明书记载的技术，能提高母线模块的散热性。
附图说明
图1是示出实施方式1的母线模块被安装于机器的状态的立体图。
图2是示出母线模块主体的立体图。
图3是图2的平面P的剖视图。
图4是示出一方的管道的立体图。
图5是示出另一方的管道的立体图。
图6是说明将已装配了热传导片的母线装配到壳体的步骤的立体图。
图7是图6的剖视图。
图8是示出将已装配了热传导片的母线载置于第1壳体的状态的立体图。
图9是图8的剖视图。
图10是示出从图8的状态使隔板转动而使卡止部与第1壳体的被卡止部卡止的状态的立体图。
图11是图10的剖视图。
图12是示出处于展开状态的壳体的俯视图。
图13是图12的A-A线剖视图。
图14是图12的B-B线剖视图。
图15是示出处于展开状态的壳体的主视图。
图16是示出处于展开状态的壳体的侧视图。
图17是示出处于展开状态的壳体的仰视图。
图18是说明母线模块主体向机器的装配的立体图。
图19是示出将母线模块主体装配到机器的状态的立体图。
图20是说明从图19的状态安装管道的立体图。
具体实施方式
<实施方式1>
参照图1-图20对实施方式1进行说明。
实施方式1的母线模块10例如能够被用于在电动汽车、混合动力汽车等车辆的电池等的电源与由车载电气元件、电动机等构成的负载之间的路径的导电电路的一部分，车载电气元件例如为灯、刮水器等。在本实施方式中，对适用于将机器11(图1中仅示出机器的一部分，其他部分省略)与电线W之间连接的母线模块10的例子进行说明。
作为机器11，例如能设为逆变器、DC-DC转换器等各种机器11，具有能与外部连接的端子12(参照图18)。端子12例如为螺栓状(圆柱状)，并通过用作为紧固部件的螺母56进行紧固，从而将母线20连接于端子12。电线W由导体部和绝缘包覆部构成，绝缘包覆部将该导体部的外周包围。导体部可以是将金属细线绞合而成的绞线，另外还可以是1根单芯线。被安装于电线W的末端部并与母线20连接的端子T能够使用各种端子，但是例如设为圆端子，并具有筒部和紧固部，筒部对导体部进行压接，紧固部通过在板状的金属贯穿形成螺栓孔而成，紧固部利用由螺栓和螺母构成的紧固部件而与母线20一起被紧固。
(母线模块10)
如图1所示，母线模块10具备母线模块主体10A和一对管道(duct)60A、60B。如图2、图3所示，母线模块主体10A具备：母线20；热传导片24，其与母线20的外周密合；以及绝缘性壳体30，其将母线20以及热传导片24覆盖。
(母线20)
如图6所示，母线20为大致长方形的板状(带状)，在长边方向的两个端部贯通形成有圆形状的插通孔21，在插通孔21插通端子12或者未图示的螺栓的轴部。母线20的相对于长边方向的左右侧缘部(侧面)中的一方的侧缘部形成有缺口部22，缺口部22形成为以将母线20的宽度尺寸变小的方式切削而成的形状。缺口部22设置于母线20的全长中的与装配热传导片24的位置相对应的中间部侧(除了两个端部侧以外的部分)的位置。母线20由铜、铜合金、铝、铝合金、铁、铁合金等任意金属构成。在母线20的表面形成有使用锡、镍等任意金属而形成的镀层，但是也可以在母线20不形成镀层。
(热传导片24)
热传导片24具有包围部25和延伸部26，包围部25以与母线20的外周密合的状态将母线20的外周包围，延伸部26朝母线20的外侧延伸。包围部25在母线20的长边方向上的中间部侧的预定的长度的区域将母线20的整个周向包围，并且母线20的热被直接传递。延伸部26在相对于母线20的长边方向的侧方侧以2张薄片重叠并贴合的状态延伸并在壳体30的内部向母线20侧折返的方式弯曲而配置。在延伸部26的角部贯通形成有一对圆形状的定位孔27。
热传导片24由热传导性高且厚度薄的长方形状的薄片构成，该薄片以将母线20包围的方式折弯而使端部侧重叠，在热传导片24的内表面侧形成有涂布有粘合剂的粘合层。粘合剂能够适当地选择例如由合成树脂构成的公知的粘合剂。热传导片24可以为碳材料制，另外还可以是金属制。作为碳材料，可以是包括石墨烯的石墨，还可以是包括与石墨烯不同的碳材料的石墨，也可以是与石墨不同的碳材料。
另外，在热传导片24为金属制的情况下，例如可以根据需要适当地选择铜、铜合金、铝、铝合金、铁、铁合金、银、银合金等任意的金属材料。热传导片24的热传导率优选为90W/m·K以上，更优选为230W/m·K以上，特别优选为420W/m·K以上。例如作为热传导片24，能够使用包括热传导率为90W/m·K-230W/m·K的氮化铝的散热片。另外，作为热传导片24，能够使用热传导率为230W/m·K-420W/m·K的金属制薄片。作为金属的热传导率能够例示铝(237W/m·K)、金(293W/m·K)、银(419W/m·K)、铜(398W/m·K)等的值。另外，作为热传导片24，能使用热传导率为700W/m·K-1600W/m·K的石墨片。
(壳体30)
壳体30为绝缘性的合成树脂制，具备：第1壳体31，在其上载置处于外周密合有热传导片24的包围部25的状态的母线20；隔板36(“分隔部”的一个例子)，其与第1壳体31的一方侧的侧壁33A连结；以及第2壳体42，其与第1壳体31的另一方侧的侧壁33B的连结。
(第1壳体31)
第1壳体31具备底板32和一对侧壁33A、33B，在底板32载置母线20，一对侧壁33A、33B从底板32的两侧缘立起。在一对侧壁33A、33B的外表面连接有带状铰接部50、51，铰接部50、51以可挠曲变形的厚度形成。铰接部50在侧壁33A与隔板36之间与侧壁33A以及隔板36形成为一体，铰接部51在侧壁33B与第2壳体42的侧壁49A之间与侧壁33B、侧壁49A形成为一体。
在一方的侧壁33B的外侧形成有被卡止部34，被卡止部34与隔板36的卡止部39卡止，在另一方的侧壁33A的外侧形成有被卡止部35，被卡止部35与第2壳体42的卡止部53卡止。在被卡止部34、35分别贯通形成有被卡止孔34A、35A。
(隔板36)
隔板36形成为具有与底板32对应的大小的长方形的板状，在隔板36的一方的侧缘连接有铰接部50，在另一方的侧缘，卡止部39在与隔板36的板面正交的方向上延伸。在卡止部39形成有卡爪，卡爪在可挠曲变形的挠曲片的前端部与被卡止孔34A的孔缘部进行卡止。如图10所示，在隔板36的一侧的面(在隔板36覆盖母线20的状态下成为母线20的相反侧的面)上突出设置有在长边方向(母线20的连接方向)延伸的多个(在本实施方式中为3条)保持肋37。在1个保持肋37的两个端部形成有定位凹部38，定位凹部38与定位销45嵌合，定位销45对延伸部26进行定位。隔板36的另一侧的面(在隔板36覆盖母线20的状态下与母线20相对的面)形成为平坦面。在隔板36装配到被载置于第1壳体31的母线20上时，通过母线20被夹于隔板36与第1壳体31之间，从而母线20的位置被保持。
(第2壳体42)
如图6所示，第2壳体42形成为与底板32以及隔板36的形状相对应的长方形状，并具备板状部43和一对侧壁49A、49B，板状部43将延伸部26以及隔板36覆盖，一对侧壁49A、49B从板状部43的两个侧缘立起。在板状部43的一侧的面(在装配到隔板36以及延伸部26上的状态下与隔板36以及延伸部26相对的面。图6的上表面侧)突出设置有多个(在本实施方式中为3条)保持肋44，保持肋44沿长边方向延伸。在1个保持肋44的两个端部突出有定位销45，定位销45插通于热传导片24的定位孔27。定位销45以将定位孔27贯通的状态与隔板36的定位凹部38嵌合。板状部43的另一侧的面(在装配到隔板36以及延伸部26上的状态下位于与隔板36以及延伸部26相对的面相反的一侧的面。图6的下表面侧)形成为大致平坦的形状。
在板状部43的长边方向的端部侧贯通形成有贯通孔47A、47B。贯通孔47A、47B形成为在板状部43的宽度方向上长的长方形状，并被设置于没有配置延伸部26的区域(第2壳体42的长边方向全长中的没有形成保持肋44的区域)。如图2所示，在板状部43的外表面(另一侧的面)，在与贯通孔47A、47B的外侧邻接的位置设置有长方形状的嵌合凸部48，嵌合凸部48与管道60A、60B嵌合。如图6所示，在第2壳体42的一方的侧壁49A连接有铰接部51，在另一方的侧壁49B，卡止部53在与隔板36的板面正交的方向上延伸。在卡止部53的能挠曲变形的挠曲片的前端部形成有卡爪，卡爪与被卡止孔35A的孔缘部卡止。
当第2壳体42对置配置于隔板36的上侧时，如图3所示，在隔板36与第2壳体42之间形成有用于收纳延伸部26的收纳空间S。延伸部26在收纳空间S内被夹于保持肋37、44之间而被保持为错位被限制的状态。另外，由于在收纳空间S内充满空气，所以延伸部26的热传到收纳空间S内的空气。
(管道60A、60B)
一对管道60A、60B例如为金属制或者合成树脂制，如图4、图5所示，具有与第2壳体42的嵌合凸部48嵌合的开口部61，并具有与贯通孔47A、47B连通的通气孔62。通气孔62以L字状的方式延伸，将从沿母线模块10的长边方向的方向(图1的箭头方向)送风的冷气经由贯通孔47B导入至壳体30内，并且经由贯通孔47A而排出到壳体30外。冷气例如由空气调节器、冷却风扇等进行送风。
一方的管道60A具有罩部63，罩部63被装配于母线20的端部侧。罩部63将从壳体30露出的母线20的端部侧覆盖，并形成为沿母线20的缘部的形状。罩部63的壳体30侧的端部63A以与壳体30的端面的缘部相对的方式配置而将壳体30的端面覆盖。
接着，对母线模块10的制造方法进行说明。
使用冲裁机对金属板材进行冲裁而形成母线20，在母线20的外周卷绕有一面涂布了粘合剂的热传导片24，使热传导片24的端部侧贴合而形成延伸部26(图6)。接着，壳体30的隔板36以及第2壳体42成为相对于第1壳体31展开的状态，将已装配了热传导片24的母线20装配到第1壳体31。另外，使第2壳体42的定位销45插通于延伸部26的定位孔27，并且将延伸部26载置于保持肋44上(图8)。
接着，使隔板36通过铰接部50向母线20侧旋转，从而使卡止部39与被卡止部34卡止(图10)。此时，热传导片24通过位于隔板36的一对卡止部39之间的被切削的缺口部40。接着，使第2壳体42通过铰接部51向隔板36侧旋转，从而使卡止部53与被卡止部35卡止，由此形成母线模块主体10A(图2)。如图18所示，该状态的母线模块主体10A的机器11的端子12穿过位于母线20的长边方向的一方的端部的插通孔21和垫圈55的插通孔，并且用螺母56进行紧固。另外，例如使用紧固部件而将另一方的母线20的端部紧固于电线W的末端部的端子T(图19)。然后，如图20所示，使用粘合剂等而将管道60A、60B安装于母线20以及壳体30，从而形成处于已与机器11的端子12连接的状态的母线模块10(图1)。
根据本实施方式可以获得以下作用、效果。
母线模块10具备：母线20，其由板状的金属构成；热传导片24，其与母线20的外周密合，并具有朝向母线20的外侧延伸的延伸部26；以及绝缘性壳体30，其将母线20以及热传导片24覆盖，母线模块10在母线20与壳体30之间具有收纳空间S，在收纳空间S中以延伸部26在母线20与壳体30之间隔着间隙的方式被收纳，在壳体30贯通形成有贯通孔47A、47B，贯通孔47A、47B将收纳空间S和外部空间连通。
根据本实施方式，母线20通电时的热传到与母线20的外周密合的热传导片24。传到热传导片24的热从延伸部26传到收纳空间S的空气而使收纳空间S内的空气温度提高。收纳空间S内的空气的热经由贯通孔47A、47B而传到外部空间的空气，从而使收纳空间S内的空气温度下降。由此，因为母线20的热不会充满于壳体30内而能将母线20的热释放，所以能够使母线模块10的散热性提高。
另外，壳体30具备隔板36(分隔部)，隔板36将母线20与延伸部26之间分隔。
如果这样的话，能够利用隔板36抑制母线20的错位。
另外，贯通孔47A、47B设置于壳体30中的与将延伸部26覆盖的区域不同的区域。
如果这样的话，能够抑制作业者等从贯通孔47A、47B接触到延伸部26。
另外，母线模块10具备管道60A、60B，管道60A、60B形成有与贯通孔47A、47B连通的通气孔62，在母线20贯通形成有插通孔21，螺栓(紧固部件)的轴部或者螺栓状的端子12能插通于插通孔21，管道60A以将螺栓或者端子12覆盖的方式安装。
如果这样的话，利用被用于散热的管道60A，能够使作业者等很难接触到将母线20紧固的部分。
<其他实施方式>
在本说明书记载的技术不限定为根据上述描述以及附图进行说明的实施方式，例如如下的实施方式也被包括在本说明书记载的技术的保护范围内。
(1)在上述实施方式中，热传导片24采用经由粘合层而与母线20密合的构成，但不限于此。例如，在热传导片24为金属制的情况下，也可以通过焊接而使热传导片24和母线20密合。另外，在热传导片24为合成树脂制的情况下，也可以通过热熔接而使热传导片24和母线20密合。
(2)母线模块10不限于如上述实施方式那样的电线W与机器11的连接，可以用于其它导电电路的连接。例如可以用于如下的连接等：电池等蓄电元件中的电极端子之间的连接；多个蓄电元件的串联连接的端部的电极端子与外部的连接；用于与由其他母线等构成的导电电路连接的中继端子的连接；机器11与机器11之间的连接；以及电线W与电线W之间的连接等。
(3)贯通孔47A、47B采用设置于壳体30中的与将延伸部26覆盖的区域不同的区域的构成，但限于此。也可以设置于壳体30中的将延伸部26覆盖的区域。
(4)贯通孔47A、47B的形状、数量不限定为上述实施方式的形状、数量，可以适当变更。
(5)隔板36的形状不限定为上述实施方式的形状，可以形成为各种形状，例如可以形成为板状以外的其他形状。另外，壳体30采用具备隔板36的构成，但是也可以不具备隔板36。
(6)在上述实施方式中，母线模块10采用具备管道60A、60B的构成，但不限定于此，也可以采用不具备管道60A、60B的母线模块。
附图标记说明
10：母线模块
20：母线
24：热传导片
25：包围部
26：延伸部
30：壳体
31：第1壳体
36：隔板(分隔部)
37，44：保持肋
42：第2壳体
47A，47B：贯通孔
60A，60B：管道
62：通气孔
S：收纳空间

Claims (3)

1.一种母线模块，其中，具有：
母线，其由板状的金属构成；
热传导片，其与所述母线的外周密合，并且具有延伸部，该延伸部朝所述母线的外侧延伸；以及
绝缘性的壳体，其将所述母线以及所述热传导片覆盖，
在所述母线与所述壳体之间具有收纳空间，在收纳空间中所述延伸部以在其与所述母线之间隔着间隙的方式被收纳，
在所述壳体贯通形成有贯通孔，该贯通孔将所述收纳空间和外部的空间连通，
所述壳体具备分隔部，该分隔部将所述母线与所述延伸部之间分隔。
2.根据权利要求1所述的母线模块，其中，
所述贯通孔被设置于所述壳体中的与将所述延伸部覆盖的区域不同的区域。
3.根据权利要求1或者2所述的母线模块，其中，
具备管道，在该管道形成有与所述贯通孔连通的通气孔，
在所述母线贯通形成有插通孔，螺栓的轴部或者螺栓状的端子能插通于所述插通孔，
所述管道以将所述螺栓或者所述端子覆盖的方式安装。
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