CN110718661B - 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，以及第一和第二基板，其中第一和第二基板包括电池布线部分以及连接器连接部分，电池布线部分沿着每行电极布线并且导体的一端分别连接到汇流条，在连接器连接部分处，多个导体的另一端连接到连接器，并且第一基板和第二基板的一部分在连接器连接部分中重叠，从而导体的另一端的布置顺序对应于汇流条的电位顺序。

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.2018-133502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(4)的形式描述的特征：
(1)一种电路体，其组装到电池组件，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，并且其中
所述基板包括：
电池布线部分，其沿着每行电极布线，并且多个导体的一端分别连接到导电构件，以及
连接器连接部分，在连接器连接部分处，多个导体的另一端连接到连接器，并且
基板的一部分在连接器连接部分中重叠，从而导体的另一端的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，
所述基板包括：
第一基板，其沿着一行电极布线；以及
第二基板，其沿着另一行电极布线，并且
所述第二基板的一部分在连接器连接部分中折叠并且重叠在第一基板上，从而包括在所述第一基板和第二基板中的导体的另一端的布置顺序对应于连接到导体的导电构件的电位顺序。
(3)根据上述(1)的电路体，其中，
所述基板包括基部部分和相对于基部部分折叠的折叠部分，并且
所述折叠部分在连接器连接部分中折叠并且重叠在基部部分上，从而包括在基部部分和折叠部分中的导体的另一端的布置顺序对应于连接到导体的导电构件的电位顺序。
(4)一种电池模块，包括：
根据上述(1)至(3)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。
根据如上所述(1)配置的电路体，基板的一部分重叠在连接器连接部分中，并且导体的另一端(其一端连接到相应的汇流条)按照汇流条的电位顺序(即电池组件的电压顺序)布置在连接器连接部分中。因此，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。结果，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 5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。而且，无论电池单元的正电极和负电极之间的距离如何，连接器连接部分的宽度都可以适应连接器的宽度。
根据如上所述(2)配置的电路体，通过折叠第二基板的一部分并将其重叠在第一基板上，在连接器连接部分中，导体的另一端(其一端分别连接到相应的汇流条)可以按照电池组件的电压顺序布置。换句话说，利用简化的结构，可以在连接器连接部分中按照电压顺序布置导体。
根据如上所述(3)配置的电路体，通过折叠基板的折叠部分并将其重叠在基部部分上，可以按照电池组件的电压顺序布置导体的另一端(其一端连接到相应的汇流条)。
根据如上所述(4)配置的电池模块，在附接到连接器连接部分的连接器中，其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 5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是组装有根据第一实施例的电池模块的电池组件的透视图；
图2是组装有根据第一实施例的电池模块的电池组件的平面图；
图3是电池模块的连接器和电路体的平面图；
图4是构成电路体的第一基板和第二基板的平面图；
图5A至5C是示出电池模块的制造过程的视图，其中，图5A至5C分别是第一基板和第二基板的平面图；
图6是组装有根据第二实施例的电池模块的电池组件的透视图；
图7是电池模块的连接器和电路体的平面图；
图8是构成电路体的基板的连接器连接部分的平面图；
图9是构成电路体的基板的连接器和连接器连接部分的平面图；并且
图10A至10B是示出电池模块的制造过程的视图，其中，图10A和10B分别是基板的平面图。
具体实施方式
以下，将参照附图描述本发明的特定实施例。
第一实施例
首先，将描述根据第一实施例的电池模块。
图1是组装有根据第一实施例的电池模块的电池组件的透视图。图2是组装有根据第一实施例的电池模块的电池组件的平面图。
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、混合动力汽车等的动力源。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和负电极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是电池模块的连接器和电路体的平面图。图4是构成电路体的第一基板和第二基板的平面图。
如图3和4所示，电路体30由第一基板31和第二基板32构成。第一基板31和第二基板32是柔性印刷电路(FPC)，每个柔性印刷电路具有基部35和导体36。基板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。
第一基板31和第二基板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31和第二基板32中，电池布线部分31a和32a分别沿着电池组件1顶部的两排电极3的阵列布线。
第一基板31和第二基板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31中，电池布线部分31a、连接部分31b和连接器连接部分31c沿相同方向设置。第一基板31的导体36是连接到检测点P1，P3，P5和P7的电压检测线L1，L3，L5和L7。
在第二基板32中，连接部分32b垂直于电池布线部分32a并朝向第一基板31延伸，并且连接器连接部分32c垂直于连接部分32b并平行于第一基板31的延伸方向延伸。第二基板32的导体36是连接到检测点P2，P4和P6的电压检测线L2，L4和L6。
在第一基板31和第二基板32中，各个连接器连接部分31c和32c彼此重叠。此外，连接器连接部分31c和32c重叠的部分被设置为电路体30中的连接器连接端30a。通过重叠连接器连接部分31c和32c，就导体36而言，第二基板32的电压检测线L2，L4和L6布置在第一基板31的电压检测线L1，L3，L5和L7之间。因此，在电路体30的连接器连接端30a中，导体36从一侧以电压检测线L1至L7的顺序布置。即，在连接器连接端30a中，导体36按照要连接的电池单元2的布置顺序(即，电压的顺序)布置。
连接器40连接到电路体30的连接器连接端30a。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。
在连接器40中，例如，在顶部和底部设置诸如音叉状端子的具有压接叶片的七个端子(未示出)，并且那些端子通过咬入第一基板31和第二基板32中而电连接到电压检测线L1至L7的导体36。具体地，在连接器40中，设置在上侧的四个端子从上表面咬入第一基板31中，并且电连接到电压检测线L1，L3，L5和L7的导体36以及设置在下侧上的三个端子从下表面咬入第二基板32中，并且电连接到电压检测线L2，L4和L6的导体36。
连接器40可以设置有端子，所述端子从第一基板31和第二基板32的连接器连接部分31c和32c的叠加的内部咬入电压检测线L1，L3，L5和L7的导体36以及电压检测线L2，L4和L6的导体36中。
接下来，将描述用于制造上述电池模块10的过程。图5A至5C是示出电池模块的制造过程的视图，其中，图5A至5C分别是第一基板和第二基板的平面图。
如图5A所示，形成由柔性电路板形成的第一基板31和第二基板32。在这种情况下，第二基板32形成为L形，其中连接部分32b和连接器连接部分32c是线性的。
如图5B所示，第二基板32在连接部分32b和连接器连接部分32c之间的边界处折叠并且在垂直方向上弯曲以使连接器连接部分32c反转。
如图5C所示，第一基板31的连接器连接部分31c和第二基板32的连接器连接部分32c重叠。结果，电路体30的连接器连接端30a中的导体36按照电压检测线L1至L7的顺序布置，这是按电位的顺序。
然后，汇流条20A和20B连结到电路体30的第一基板31和第二基板32的连接端口部分41，并且连接器40附接到连接器连接端30a。
在以这种方式制造的电池模块10中，汇流条20A和20B通过用螺母紧固而固定到电池组件1的电池单元2的电极3，并且连接器40连结到ECU 5。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，根据第一实施例的电池模块10，通过折叠第二基板32的一部分并将其重叠在第一基板31上，在连接器连接部分31c和32c中，导体36的另一端(导体36的一端连接到相应的汇流条20A和20B)按照电池组件的电压顺序布置。因此，在附接到连接器连接部分31c和32c的连接器40中，其端子按照电池组件1的电压顺序布置。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。
此外，导体36的另一端可以通过折叠第二基板32的一部分并将其重叠在第一基板31上而在连接器连接部分31c和32c中以电池组件1的电压的顺序布置。也就是说，利用简单的结构，导体36可以在连接器连接部分31c和32c中按照电压的顺序布置。
此外，由于第二基板32朝向第一基板31折叠，所以连接器连接端30a的宽度应该适合于连接器40的宽度，而不管电池单元2的正电极3A和负电极3B之间的距离如何。
第二实施例
接下来，将描述根据第二实施例的电池模块。
与第一实施例的部件相同的部件被赋予相同的附图标记和字母，并且省略其描述。
图6是组装有根据第二实施例的电池模块的电池组件的透视图。图7是电池模块的连接器和电路体的平面图。
如图6和7所示，在根据第二实施例的电池模块10A中，电路体30由单个基板33形成。基板33是柔性印刷电路(FPC)，其具有基部35和导体36。
基板33具有电池布线部分33a、连接部分33b和连接器连接部分33c。电池布线部分33a和连接部分33b形成为具有基本相同的宽度，并且连接器连接部分33c形成为比电池布线部分33a和连接部分33b窄。在基板33中，电池布线部分33a沿着电池组件1的顶部处的电极3的布线。
基板33具有在电池布线部分33a的两个边缘处连接到汇流条20A和20B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。
基板33的导体36是连接到检测点P1，P3，P5和P7的电压检测线L1，L3，L5和L7以及连接到检测点P2，P4和P6的电压检测线L2，L4和L6。
图8是构成电路体的基板的连接器连接部分的平面图。图9是构成电路体的基板的连接器和连接器连接部分的平面图。
如图8所示，基板33的连接器连接部分33c具有基部部分34a和折叠部分34b。基部部分34a和折叠部分34b中的每一个的宽度尺寸约为连接部分33b的一半。基部部分34a连接到连接部分33b，折叠部分34b连接到基部部分34a的侧边缘部分。导体36的电压检测线L1，L3，L5和L7布置在基部部分34a中，并且导体36的电压检测线L2，L4和L6被引入并布置在折叠部分34b中。如图9所示，折叠部分34b折叠并重叠在基部部分34a上。此外，通过折叠折叠部分34b并将其重叠在基部部分34a上，折叠部分34b的电压检测线L2，L4和L6设置在基部部分34a的电压检测线L1，L3，L5和L7之间。因此，在电路体30的连接器连接端30a中，导体36从一侧以电压检测线L1至L7的顺序布置。也就是说，在连接器连接端30a中，导体36按照电压的顺序布置。
另外，分别具有方孔形状和圆孔形状的定位孔H1和H2形成在基部部分34a和折叠部分34b中，定位孔H1和定位孔H2分别通过在基部部分34a上折叠和重叠折叠部分34b而连通。
连接到连接器连接端30a的连接器40具有插入定位孔H1和H2中的定位销P1和P2。通过将定位销P1和P2插入电路体30的连接器连接端30a的定位孔H1和H2中，连接器40相对于连接器连接端30a以高精度定位。结果，连接器40的端子可靠地电连接到电路体30的电压检测线L1至L7的导体36。
接下来，将描述用于制造上述电池模块10A的过程。图10A至10B是示出电池模块的制造过程的视图，其中，图10A和10B分别是基板的平面图。
如图10A所示，形成由柔性电路基板制成的基板33。在这种情况下，折叠部分34b通过切掉基板33的一部分形成切口部分34c来形成。
如图10B所示，折叠部分34b折叠并重叠在基部部分34a上。结果，电路体30的连接器连接端30a中的导体36按照电压检测线L1至L7的顺序布置，这是按电位的顺序。
然后，汇流条20A和20B连结到电路体30的基板33的连接端口部分41，并且连接器40附接到连接器连接端30a。
在以这种方式制造的电池模块10A中，汇流条20A和20B通过用螺母紧固而固定到电池组件1的各个电池单元2的电极3，并且连接器40连结到ECU 5。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，根据第二实施例的电池模块10A，通过在基部部分34a上折叠和重叠基板33的折叠部分34b，导体36的另一端(其一端连接到相应的汇流条20A和20B)可以按照电池组件的电压顺序布置。也就是说，利用简单的结构，导体36可以按照连接器连接部分33c中的电压顺序布置。
本发明不限于上述实施例，并且可以适当地进行修改、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，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沿着各自的端部布线。
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[4]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)，其组装到电池组件(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(3)通过导电构件(汇流条20A，20B)连接，所述电路体(30)包括：
多个导体(36)和基板(第一基板31，第二基板32，基板33)，所述基板具有柔性并设置有多个导体(36)，并且其中
所述基板(第一基板31，第二基板32，基板33)包括：
电池布线部分(31a，32a，33a)，其沿着每行电极(3)布线，并且多个导体(36)的一端分别连接到导电构件(汇流条20A，20B)，以及连接器连接部分(31c，32c，33c)，在该连接器连接部分(31c，32c，33c)处，多个导体(36)的另一端连接到连接器，并且
基板(第一基板31，第二基板32，基板33)的一部分在连接器连接部分(31c，32c，33c)中重叠，从而导体(36)的另一端的布置顺序对应于连接到导体(36)的导电构件(汇流条20A，20B)的电位顺序。
[2]根据[1]的电路体，其中，
所述基板包括：
第一基板(31)，其沿着一行电极(3)布线；以及
第二基板(32)，其沿着另一行电极(3)布线，并且
所述第二基板(32)的一部分在连接器连接部分(31c，32c)中折叠并且重叠在第一基板(31)上，从而包括在所述第一基板(31)和第二基板(32)中的导体(36)的另一端的布置顺序对应于连接到导体(36)的导电构件(汇流条20A，20B)的电位顺序。
[3]根据[1]的电路体，其中，
所述基板(33)包括基部部分(34a)和相对于基部部分(34a)折叠的折叠部分(34b)，并且
所述折叠部分(34b)在连接器连接部分(33c)中折叠并重叠在基部部分(34a)上，从而包括在基部部分(34a)和折叠部分(34b)中的导体(36)的另一端的布置顺序对应于连接到导体(36)的导电构件(汇流条20A，20B)的电位顺序。
[4]电池模块(10,10A)，包括：
根据[1]至[3]中任一项所述的电路体(30)；
连接到构成电路体的导体(36)的一端的导电构件(汇流条20A，20B)；以及
连接到导体(36)的另一端的连接器(40)。

Claims (2)

1.一种电路体，其通过至少一个第一导电构件、第二导电构件和第三导电构件组装到电池组件，所述电池组件包括布置成两行的多个电池单元的电极，所述第一导电构件至少连接到一行电极的第一电极，所述第二导电构件连接到另一行电极的至少一个电极，所述第三导电构件连接到所述一行电极的第二电极，所述电路体包括：
第一导体、第二导体、第三导体、具有柔性且设置有所述第一导体和所述第三导体的第一基板、以及与所述第一基板分离的第二基板，所述第二基板具有柔性并设置有第二导体，
所述第一基板包括：
第一电池布线部分，其沿所述一行电极布线，并且所述第一导体和所述第三导体中的每一个的一端在所述第一电池布线部分处连接到导电构件中的所述第一导电构件和所述第三导电构件，以及
第一连接器连接部分，其中所述第一导体和所述第三导体的另一端在所述第一连接器连接部分处连接到连接器，
所述第二基板包括：
第二电池布线部分，其沿所述另一行电极布线，并且所述第二导体的一端在所述第二电池布线部分处连接到所述第二导电构件，以及
第二连接器连接部分，所述第二导体的另一端在所述第二连接器连接部分处连接到所述连接器，
所述第二基板的一部分在所述第二连接器连接部中折叠并重叠在所述第一基板上，并且所述第二导体的另一端布置在所述第一导体和所述第三导体的另一端之间，使得包括在所述第一基板中的所述第一导体和所述第三导体的另一端和包括在所述第二基板中的所述第二导体的另一端的布置顺序对应于所述第一导电构件、所述第二导电构件和所述第三导电构件的电位顺序。
2.一种电池模块，其组装到电池组件，其中多个电池单元的电极布置成两行，其包括：
电路体，其包括第一导体、第二导体、第三导体和基板；
第一导电构件，其连接到所述第一导体的一端；第二导电构件，其连接到所述第二导体的一端；第三导电构件，其连接到所述第三导体的一端；和
连接器，其连接到所述第一导体、所述第二导体和所述第三导体中的每一个的另一端，其中
所述第一导电构件连接到一行电极的第一电极，所述第二导电构件连接到另一行电极的至少一个电极，所述第三导电构件连接到所述一行电极的第二电极，
所述基板具有柔性并且设置有所述第一导体、所述第二导体和所述第三导体，并且所述基板包括沿着每行电极布线的基部部分，并且所述第一导体、所述第二导体和所述第三导体的一端在所述基部部分处分别连接到所述第一导电构件、所述第二导电构件和所述第三导电构件，以及
折叠部分，其相对于所述基部部分折叠，所述第二导体从所述基部部分延伸到所述折叠部分上，并且
所述折叠部分其设置有所述第二导体的另一端，并且
所述折叠部分在所述基部部分上重叠，并且所述第二导体的另一端布置在所述第一导体和所述第三导体的另一端之间，使得所述第一导体、所述第二导体和所述第三导体的另一端的布置顺序对应于所述第一导电构件、所述第二导电构件和所述第三导电构件的电位顺序。
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