CN110718660B - 电路体和电池模块 - Google Patents

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Abstract

一种电路体，包括：多个导体和具有柔性并设置有导体的基板，其中基板包括电池布线部分以及一对连接器连接部分，该电池布线部分沿每行电极布线并且导体的一端分别连接到汇流条，设置在相应电池布线部分中的导体的另一端位于该对连接器连接部分中，该对连接器连接部分包括连接器安装部分，在该连接器安装部分处，该对连接器连接部分从相反方向被引导，并且在连接器安装部分中，该对连接器连接部分的导体的另一端交替布置，并且布置顺序对应于连接到导体的汇流条的电位顺序。

Description

电路体和电池模块
相关申请的交叉引用
本申请基于并要求2018年7月13日提交的日本专利申请No.2018-133503的优先权的权益，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明涉及电路体和电池模块。
背景技术
包括固定到每个电池单元的电极的汇流条的电池模块，从汇流条延伸的电压检测线，以及用于将电压检测线连接到ECU的连接器附接到安装在混合动力汽车或电动汽车中的电池。ECU监视通过电池模块的电压检测线检测到的每个电池单元的电压，并调节电池单元的充电量等。在这些电池模块中，有一个使用具有由导体图案制成的电压检测线的印刷电路体，以改善电压检测线到电池的复杂布线工作(例如，参见JP-A-2017-199804)。
发明内容
在电池单元串联连接的电池中(在每个电池单元中正电极和负电极分离)，固定到连接点的汇流条布置在交替分离的位置。在电池单元串联连接的电池中，汇流条的电压从电路的一侧顺序增加。因此，从汇流条延伸到连接器的电压检测线没有按电压顺序布置，这通过提供在ECU侧以电压顺序重新布置电压检测线的电路等而使电路复杂化。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够按电压顺序布置电压检测线的电路体和电池模块，以简化电路。
为了实现上述目的，本发明提供了一种电路体和电池模块，其具有以下以配置(1)至(5)的形式描述的特征：
(1)一种电路体，其附接到电池组件，其中多个电池单元的电极布置成两行，并且在每行中彼此相邻的两个或更多个电极通过导电构件连接，所述电路体包括：
多个导体和基板，所述基板具有柔性并设置有多个导体，其中
所述基板包括：
电池布线部分，其沿着每行电极布线，并且在该电池布线部分处，多个导体的一端分别连接到导电构件，以及
一对连接器连接部分，设置在相应电池布线部分中的导体的另一端分别位于其中，
该对连接器连接部分包括连接器安装部分，该连接器安装部分是连接器连接部分从相反方向被引导并连接、以及连接器所安装的位置，并且
在连接器安装部分中，该对连接器连接部分的导体的另一端交替布置，并且布置顺序对应于连接到导体的导电构件的电位顺序。
(2)根据上述(1)的电路体，其中，
基板由一片形成，并包括多个基板部分，所述多个基板部分具有电池布线部分和连接器连接部分。
(3)根据上述(1)的电路体，其中，
基板由两片形成，并且
连接器安装部分位于两片基板的连接器连接部分在彼此相反的方向上连接的位置。
(4)根据上述(3)的电路体，其中，
两片基板的连接器连接部分在连接器安装部分中重叠，并且
用于连接相对于连接器处于远侧的基板的导体和连接器的端子的通孔形成在相对于连接器处于近侧的基板中。
(5)一种电池模块，包括：
根据上述(1)至(4)中任一项所述的电路体，
连接到构成电路体的导体的一端的导电构件，以及
连接到导体的另一端的连接器。
根据上述(1)配置的电池模块，电路体的电池布线部分沿着电池单元的各行电极布线，并且导体连接到固定到电极的汇流条。此外，在安装在电路体的连接器安装部分上的连接器中，奇数端子从一端侧连接到一个电池布线部分的导体，并且偶数端子从一端侧连接到另一电池布线部分的导体。因此，导体可以连接到附接到连接器安装部分的连接器的端子，以处于电池组件的电压的顺序。因此，当将连接器连接到监视电池单元的电压并调节充电量等的ECU时，不需要提供在ECU侧上按照电压顺序重新布置电压检测线的电路等，因此可以简化电路。
根据上述(2)配置的电路体，由于电路体由包括多个基板部分的一个基板形成，所述多个基板部分具有沿着电池单元的各行电极布线的电池布线部分和连接器连接部分(具有连接器所附接到的连接器安装部分)，可以提高电池组件的组装效率。
根据上述(3)配置的电路体，两片基板的电池布线部分可以相对于电池组件的电极的行分开布置和安装。由此，两片基板可以容易地附接到电池组件，而不受电极的行的宽度等的影响。此外，与电路体由一个基板形成的情况相比，可以以高产量制造电路体。
根据上述(4)配置的电路体，在两片基板重叠的连接器安装部分中，连接器的端子可以牢固地连接到相对于连接器处于近侧的基板和处于远侧的基板的导体。
根据上述(5)配置的电池模块，在附接到连接器连接部分的连接器中，端子按照电池组件的电压顺序布置。因此，当将连接器连接到监视电池单元的电压并调节充电量等的ECU时，不需要提供在ECU侧上按照电压顺序重新布置电压检测线的电路等，因此可以简化电路。
根据本发明，可以提供能够按电压顺序布置电压检测线的电路体和电池模块，以简化电路。
在上文中，简要描述了本发明。此外，通过参考附图阅读用于执行下面描述的本发明的模式(下文中称为“实施例”)，将进一步阐明本发明的细节。
附图说明
图1是组装有根据实施例的电池模块的电池组件的透视图；
图2是从组装有根据实施例的电池模块的电池组件的后方观察的透视图；
图3是示出设置有电池模块的连接器的电路体的平面图；
图4A和4B是用于示出设置有电池模块的连接器的电路体的视图，其中图4A是图3中箭头A的视图，图4B是图3中箭头B的视图；
图5是电路体的连接器安装部分的示意性剖视图；
图6A至6C是示出电池模块的制造过程的视图，其中，图6A至6C是电路体的平面图；
图7是从组装有根据变形实施例的电池模块的电池组件的后方观察的透视图；以及
图8是电路体的连接器安装部分的示意性剖视图。
具体实施方式
下面参照附图描述本发明的特定实施例。
图1是组装有根据实施例的电池模块的电池组件的透视图。图2是从组装有根据实施例的电池模块的电池组件的后方观察的透视图。
如图1和2所示，根据第一实施例的电池模块10被组装到电池组件1。电池组件1例如用作电动汽车、混合动力汽车等的电源。电池组件1由电池单元2构成，电池单元2由多个次级电池组成。
电池单元2彼此堆叠以构成电池组件1。每个电池单元2在顶部具有一对电极3。一对电极3中的一个是正电极3A，另一个是负电极3B。正电极3A和负电极3B设置在每个电池单元2中的相互分离的位置处。电池单元2交替布置，使得正电极3A和负电极3B彼此相邻，即，相邻电池单元2的正电极侧和负电极侧在相反方向上。电池模块10组装在电池组件1顶部的电极3的阵列之间。
电池模块10包括汇流条20A和20B、电路体30和连接器40。
汇流条20A和20B通过将由诸如铜或铜合金的导电金属材料制成的板压制成矩形形状而形成，并且每个汇流条具有端子插入孔21。此外，汇流条20A和20B不限于铜或铜合金，只要它们是导电金属材料并且可以由例如铝或铝合金制成。汇流条20A具有两个端子插入孔21，正电极3A和负电极3B插入通过该端子插入孔21，并且汇流条20B具有一个端子插入孔21，正电极3A或负电极3B插入通过该端子插入孔21。
在汇流条20A中，两个电池单元2的相邻的正电极3A和负电极3B插入到端子插入孔21中。此外，汇流条20A通过拧入正电极3A和负电极3B的螺母(未示出)紧固到正电极3A和负电极3B。结果，两个电池单元2的相邻的正电极3A和负电极3B由汇流条20A引导。在汇流条20B中，设置在端部的两个电池单元2的正电极3A或负电极3B插入到端子插入孔21中。此外，汇流条20B通过拧入正电极3A或负电极3B的螺母(未示出)紧固到正电极3A或负电极3B。在电池组件1中，电池单元2通过汇流条20A串联连接，并且将汇流条20A和20B紧固到的部分作为从低电位侧起顺序的检测点P1至P7作为检测电压的点。
图3是用于示出设置有电池模块的连接器的电路体的平面图。图4A和4B是用于示出设置有电池模块的连接器的电路体的视图，其中图4A是图3中箭头A的视图，图4B是图3中箭头B的视图。
如图3和图4A至4B所示，电路体30具有第一基板部分31和第二基板部分32。电路体30是由具有基部35和导体36的柔性印刷电路(FPC)制成的单个基板。基部35由彼此结合的一对柔性膜构成，并且由导电金属箔制成的导体36设置在膜之间。
电路体30的第一基板部分31和第二基板部分32具有电池布线部分31a和32a，连接部分31b和32b，以及连接器连接部分31c和32c。在第一基板部分31和第二基板部分32中，电池布线部分31a和32a分别沿着电池组件1的上部中的两个电极3的阵列布线。
第一基板部分31和第二基板部分32的电池布线部分31a和32a具有从边缘部分突出的连接端口部分41，并且导体36的一端被引入到每个连接端口部分41中。在那些连接端口部分41中，在基部35的上侧没有膜，导体36的一端暴露在上表面上。汇流条20A和20B重叠并连结到那些连接端口部分41的上部。因此，汇流条20A和20B与导体36电连接。作为将汇流条20A和20B连结在连接端口部分41中的方法，例如，可以使用焊接、铆接、用螺钉紧固等。此外，作为连接端口部分41，导体36的一端可以暴露在下表面上。在这个情况下，汇流条20A和20B重叠并连结到连接端口部分41的下部。
在第一基板部分31和第二基板部分32中，连接部分31b和32b从电池布线部分31a和32a水平延伸，并且连接器连接部分31c和32c相对于连接部分31b和32b向上延伸。第二基板部分32的连接器连接部分32c向上延伸，进一步弯曲并指向下方，并连接到第一基板部分31的连接器连接部分31c。第二基板部分32的连接器连接部分32c从相对侧连接到第一基板部分31的连接器连接部分31c。然后，第一基板部分31的连接器连接部分31c和第二基板部分32的连接器连接部分32c之间的连接部分是连接器安装部分45，连接器40安装到连接器安装部分45。第二基板部分32的连接器连接部分32c在两个位置折叠。结果，第二基板部分32的电池布线部分32a和连接部分32b布置在远离第一基板部分31的电池布线部分31a和连接部分31b的位置处。当可以使第一基板部分31和第二基板部分32的电池布线部分31a和32a沿着电池单元2的电极3时，不一定必须提供第二基板部分32的连接器连接部分32c的折叠。
在第一基板部分31中，电池布线部分31a沿检测点P1，P3，P5和P7布线，并且相应导体36成为连接到检测点P1，P3，P5和P7的电压检测线L1，L3，L5和L7。此外，在第二基板部分32中，电池布线部分32a沿检测点P2，P4和P6布线，并且相应导体36成为连接到检测点P2，P4和P6的电压检测线L2，L4和L6。
在电路体30的连接器安装部分45中，第一基板部分31的导体36和第二基板部分32的导体36从彼此的相对侧引出。在这些导体36中，第二基板部分32的电压检测线L2，L4和L6布置在第一基板部分31的电压检测线L1，L3，L5和L7之间。因此，在电路体30的连接器安装部分45中，导体36从一侧按照电压检测线L1至L7的顺序布置。也就是说，在连接器安装部分45中，导体36的端部按照电压顺序布置。
图5是电路体的连接器安装部分的示意性剖视图。
如图5所示，在电路体30的连接器安装部分45中，通孔46形成在电压检测线L1至L7的导体36的位置处。连接器40具有与电压检测线L1至L7相同数量的端子T1至T7，并且那些端子T1至T7插入到通孔46中。然后，将那些端子T1至T7焊接到导体36并电连接。
连接器40中的奇数端子T1，T3，T5和T7经由第一基板部分31的电压检测线L1，L3，L5和L7的导体36连接到电池组件1的电极3的行的检测点P1，P3，P5和P7。连接器40中的偶数端子T2，T4和T6经由第二基板部分32的电压检测线L2，L4和L6的导体36连接到电池组件1的电极3的行的检测点P2，P4和P6。
连接器40连接到电子控制单元(ECU)5(见图1和2)。因此，可以通过ECU 5检测电路体30的电压检测线L1至L7的电压值。
接下来，将描述用于制造上述电池模块10的过程。图6A至6C是示出电池模块的制造过程的视图，并且图6A至6C是电路体的平面图。
如图6A所示，形成由具有第一基板部分31和第二基板部分32的柔性电路板形成的电路体30。在电路体30中，第二基板部分32的连接器连接部分32c形成为U形，并且第一基板部分31和第二基板部分32彼此平行布置。此外，在电路体30中，第二基板部分32形成为比第一基板部分31长。
在电路体30中，第一基板部分31和第二基板部分32的导体36的端部从连接器安装部分45中的相对侧引出并布置。电路体30的连接器安装部分45中的导体36按照电压顺序布置，即，电压检测线L1至L7按照按照电池单元的顺序。
如图6B所示，第二基板部分32的连接器连接部分32c在垂直方向上折叠并弯曲并且反转。此外，如图6C所示，第二基板部分32的连接器连接部分32c在垂直方向上折叠并弯曲并且反转。以这种方式，使第二基板部分32的长度与第一基板部分31基本相同，并且第一基板部分31和第二基板部分32彼此分开。
然后，汇流条20A和20B连结到电路体30的第一基板部分31和第二基板部分32的连接端口部分41，并且连接器40附接到连接器安装部分45。
在以这种方式制造的电池模块10中，汇流条20A和20B通过螺母紧固且固定到电池组件1的各个电池单元2的电极3，并且连接器40连结到ECU5。因此，ECU 5检测电池组件1的电池单元2的电压并监视每个电池单元2的电压以调节充电量等。
如上所述，根据本实施例的电池模块10，电路体30的电池布线部分31a和32a沿着电池单元2的各行电极3布线，并且导体36连接到固定到电极3的汇流条20A和20B。此外，在安装在电路体30的连接器安装部分45上的连接器40中，从一端侧的奇数端子T1，T3，T5和T7连接到一个电池布线部分31a的导体36，并且从一端侧的偶数端子T2，T4和T6连接到另一电池布线部分32a的导体36。因此，导体36可以连接到附接到连接器安装部分45的连接器40的端子T1到T7，以便处于电池组件1的电压的顺序。因此，当将连接器40连接到监视电池单元2的电压并调节充电量等的ECU 5时，不需要提供在ECU 5上按照电压顺序重新布置电压检测线L1至L7的电路等，因此可以简化电路。
具体地，由于电路体30由包括第一基板部分31和第二基板部分32的一个基板形成，第一基板部分31和第二基板部分32具有沿着电池单元2的各行电极3布线的电池布线部分31a和32a、连接器连接部分31c和32c(带有连接器40所附接到的连接器安装部分45)、以及连接部分31b和32b，因此可以提高电池组件1的组装效率。
本发明不限于上述实施例，并且可以进行适当的修改，改进等。另外，上述实施例中的每个部件的材料、形状、尺寸、数量、布置位置等是任意的，并且不受限制，只要可以实现本发明即可。
例如，尽管在上述实施例中举例说明了电路体30由柔性电路板制成的单个基板形成的情况，但是电路体30可以由多个基板形成。这里，将描述根据其中电路体30由两片基板构成的变形示例的电池模块。
图7是从组装有根据变形实施例的电池模块的电池组件的后方观察的透视图。图8是电路体的连接器安装部分的示意性剖视图。
如图7所示，在电池模块10A中，电路体30由具有电池布线部分31a、连接部分31b和连接器连接部分31c的第一基板31A，以及具有电池布线部分32a、连接部分32b和连接器连接部分32c的第二基板32A构成。在这些第一基板31A和第二基板32A中，连接器连接部分31c和32c在彼此相反的方向上连接，并且该连接点成为连接器安装部分45。在连接器安装部分45中，连接器连接部分31c和32c彼此重叠。连接器40从第一基板31A附接到连接器安装部分45。
如图8所示，在第一基板31A的连接器连接部分31c中，通孔50形成在导体36之间。在安装在连接器安装部分45上的连接器40中，奇数端子T1，T3，T5和T7连接到相对于连接器40处于近侧的第一基板31A的电压检测线L1，L3，L5和L7的导体36上。在连接器40中，偶数端子T2，T4和T6穿过相对于连接器40处于近侧的第一基板31A的通孔50，并且连接到相对于连接器40处于远侧的第二基板32A的电压检测线L2，L4和L6的导体36。
如上所述，根据包括由第一基板31A和第二基板32A构成的电路体30的电池模块10A，两片第一基板31A和第二基板32A的电池配线部分31a和32a可以相对于电池组件1的电极3的行分开布置和安装。由此，两片第一基板31A和第二基板32A可以容易地附接到电池组件1，而不受电极3的行的宽度等的影响。此外，与电路体30由一个基板形成的情况相比，可以以高产量制造电路体30。
此外，从连接器40的一端侧的奇数端子T1，T3，T5和T7连接到相对于连接器40处于近侧的第一基板31A的导体36，并且从一端侧的偶数端子T2，T4和T6穿过形成在相对于连接器40处于近侧的第一基板31A上的通孔50，并且连接到相对于连接器40处于远侧的第二基板32A的导体36。因此，在两片第一基板31A和第二基板32A的连接器连接部分31c和32c重叠的连接器安装部分45中，连接器40的端子T1至T7可以可靠地连接到相对于连接器40处于近侧的第一基板31A和处于远侧的第二基板32A的导体36。
在上述实施例中，电池布线部分31a和32a在电池单元2的各行电极3内布线。然而，电池布线部分31a和32a可以在电池单元2的各行电极3的外部布线。
用作构成电路体30的板的柔性电路板可以具有这样的结构，其中导体36设置在由具有柔性的膜制成的基部35的前表面和后表面中的至少一个中，并且该至少一个表面涂覆有绝缘树脂材料。
在上述实施例中，构成电池模块10的每个电池单元2不限于如图1等所示的矩形形状，并且可以是圆柱形。在这种情况下，由于正电极和负电极布置在每个电池单元2的圆柱轴向的两个端部处，例如，第一基板31和第二基板32沿着相应的端部布线。
在上述实施例中，作为示例描述了电池单元2的正电极3A和负电极3B在电池模块10中交替布置为彼此相邻的情况，但是本发明不限于此。电池模块10可以配置为使得多个电池单元2的多个相邻电池单元2的正电极3A和负电极3B彼此相邻，即，多个电池单元2并联连接。
这里，将在下面的[1]至[5]中简要总结和列出根据上述本发明实施例的电路体和电池模块的特征。
[1]一种电路体(30)，其附接到电池组件(1)，其中多个电池单元(2)的电极(3)布置成两行，并且在每行中彼此相邻的两个或更多个电极通过导电构件(多个汇流条20A，20B)连接，所述电路体(30)包括：
多个导体(36)和具有柔性并设置有多个导体的基板(第一基板部分31，第二基板部分32，第一基板31A，第二基板32A)，其中
基板(第一基板部分31，第二基板部分32，第一基板31A，第二基板32A)包括：
电池布线部分(31a，32a)，其沿着每行电极(3)布线，并且在该电池布线部分(31a，32a)处，多个导体(36)的一端分别连接到导电构件(多个汇流条20A，20B)，以及
一对连接器连接部分(31c，32c)，设置在相应电池布线部分(31a，32a)中的导体(36)的另一端分别位于该对连接器连接部分(31c，32c)中，
该对连接器连接部分(31c，32c)包括连接器安装部分(45)，该连接器安装部分(45)是连接器连接部分从相反方向被引导并连接、以及连接器(40)所安装的位置，并且
在连接器安装部分(45)中，该对连接器连接部分(31c，32c)的导体(36)的另一端交替布置，并且布置顺序对应于连接到导体(36)的导电构件(多个汇流条20A，20B)的电位顺序。
[2]根据[1]的电路体，其中，
基板(第一基板部分31，第二基板部分32)由一片形成，并包括多个基板部分，该多个基板部分具有电池布线部分(31a，32a)和连接器连接部分(31c，32c)。
[3]根据[1]的电路体，其中，
基板(第一基板31A，第二基板32A)由两片形成，并且
连接器安装部分(45)位于两片基板(基板31A，第二基板32A)的连接器连接部分(31c，32c)在彼此相反的方向上连接的位置。
[4]根据[3]的电路体，其中，
两片基板(第一基板31A，第二基板32A)的连接器连接部分(31c，32c)重叠在连接器安装部分(45)中，并且
用于连接相对于连接器(40)处于远侧的基板(第二基板32A)的导体(36)和连接器(40)的端子的通孔(50)形成在相对于连接器(40)处于近侧的基板(第一基板31A)中。
[5]一种电池模块(10,10A)，包括：
根据[1]至[4]中任一项所述的电路体(30)，
连接到构成电路体(30)的导体(36)的一端的导电构件(多个汇流条20A，20B)，以及
连接到导体的另一端的连接器(40)。

Claims (5)

1.一种电路体，其附接到电池组件，在所述电池组件中，多个电池单元的电极布置成两行，并且在每行中彼此相邻的两个或更多个电极通过导电构件连接，所述电路体包括：
基板和多个导体，所述基板具有柔性并设置有所述多个导体，其中
所述基板包括：
电池布线部分，其沿着每行所述电极布线，并且在所述电池布线部分处，所述多个导体的一端分别连接到所述导电构件，以及
一对连接器连接部分，设置在相应电池布线部分中的所述导体的另一端分别位于所述一对连接器连接部分中，
所述一对连接器连接部分包括连接器安装部分，所述连接器安装部分是所述连接器连接部分从相反方向被引导并连接的位置，所述连接器安装在所述连接器安装部分，并且
在所述连接器安装部分中，所述一对连接器连接部分的所述导体的另一端交替布置，并且布置顺序对应于连接到所述导体的所述导电构件的电位顺序。
2.根据权利要求1所述的电路体，其中，
所述基板由一片形成，并包括多个基板部分，所述基板部分具有所述电池布线部分和所述连接器连接部分。
3.根据权利要求1所述的电路体，其中，
所述基板由两片形成，并且
所述连接器安装部分位于两片所述基板的所述连接器连接部分在彼此相反的方向上连接的位置。
4.根据权利要求3所述的电路体，其中，
两片所述基板的所述连接器连接部分在所述连接器安装部分中重叠，并且
用于将相对于所述连接器处于远侧的所述基板的所述导体和所述连接器的端子连接的通孔形成在相对于所述连接器处于近侧的所述基板中。
5.一种电池模块，包括：
权利要求1至4中任一项所述的电路体，
连接到构成所述电路体的导体的一端的导电构件，以及
连接到所述导体的另一端的连接器。
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