CN111999670A - 电池系统用电压检测电路及其制造方法、以及电池系统 - Google Patents

电池系统用电压检测电路及其制造方法、以及电池系统 Download PDF

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Abstract

本发明的目的在于提供一种能够减少电压检测电路的部件件数,并且减轻安装作业负荷的电压检测电路以及安装有该电压检测电路的电池系统。所提供的电压检测电路以及安装有该电压检测电路的电池系统中,所述电压检测电路具有:电压检测线,分别连接到位于所述电池系统的两端的所述电池单元的电极端子以及位于中间的各电池单元之间的电极端子;以及电压检测部,获得施加在所述电压检测线上的电压,监视并检测各电池单元的剩余容量,并且具备柔性基板,所述柔性基板包括薄膜绝缘体的柔性基底膜、粘结层以及导体箔并依次层叠有所述电压检测线以及所述电压检测部。

Description

电池系统用电压检测电路及其制造方法、以及电池系统
技术领域
本发明涉及电池系统用电压检测电路以及电池系统。
背景技术
为了延长汽车的续航距离,需要使电池的输出变大。为了使电池的输出变大,使用串联连接有多个电池单元(battery cell)的电池系统。构成该该电池系统的多个电池单元即使相同,实质上各自的特性也不同,因此经反复充放电,各自的剩余容量、甚至电压变得不均衡。电压的不均衡迫使一部分的电池单元过度地充放电,电池单元之间的不均衡进一步恶化,导致整个电池系统都无法获得本来的输出。因此,以往,上述电池系统具备为了由电压的控制部(子计算机)控制充放电的电流而监视、检测各电池单元的电压的电压检测电路。
电压检测电路包括电压检测部、以及连接所述多个电池单元与所述电压检测部的电压检测线(线束)。该电压检测线通过手工作业,在电池系统的周围使用简单的捆扎件进行组装,但是电压检测线的大部分处在露出到外部的状态。
如上所述的电压检测线不仅有损于外观,而且由于所述组装为手工作业,因此存在作业效率差的问题。而且,为了不使所述电压检测线的捆露出在外部,即使使用遮蔽整捆的捆扎件,也会因为遮蔽与电池单元的个数相对应的电压检测线而导致所捆扎的捆的直径变大,当将其组装在电池系统的外部时,依然有损于外观,并且收纳性变差,有可能最终妨碍安装到车体内。特别是,往后,为了提高输出而增加电池单元的个数,随此电压检测线的个数也会增加,因此存在捆扎的捆的直径也变大的问题。
因此,以往,提出了将所述电压检测线安装在柔性基板上,并配置在多个电池单元的电极端子侧的面上的电池系统(例如,参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2014-024452号公报
发明内容
本发明所要解决的技术问题
然而,在上述现有技术中,包括修正电路、存储器、检测部的电压检测电路安装在刚性基板上,因此至少具有柔性基板与刚性基板这两个部件,存在会产生连接两者的作业负荷的问题。另外,由于部件件数多,且为刚性基板,因此存在有损于电池系统整体的轻量化的问题。
而且,连接相邻的电池单元的汇流条也与所述柔性基板独立配线,必须与柔性基板连接,产生进一步的部件件数的增加与作业负荷。
本说明书中公开的目的,是为了解决上述技术问题,其目的在于提供一种减少电压检测电路的部件件数,并且能够减轻安装作业负荷的电压检测电路以及安装有该该电压检测电路的电池系统。
用于解决技术问题的技术方案
为了达成上述目的,在本说明书中公开的电压检测电路的最主要的特征在于,在柔性基板上形成构成电压检测电路的电压检测线、以及监视各电池单元的剩余容量并检测电压的电压检测部。
即,一种电池系统用电压检测电路,其检测构成汽车用电池系统的多个电池单元的电压,其特征在于,至少具有:
电压检测线,分别连接到位于所述电池系统的两端的所述电池单元的电极端子以及位于中间的各电池单元之间的电极端子;以及
电压检测部,获得施加在所述电压检测线上的电压,检测并监视各所述电池单元的剩余容量,
并且具备柔性基板,所述柔性基板包括薄膜绝缘体的柔性基底膜、粘结层以及导体箔,并依次层叠有所述电压检测线以及电压检测部。
根据该结构,除了电压检测线外,还能够将构成电压检测部的各种电子部件全部安装于柔性基板。
所述柔性基板也可以为与串联连接所述多个电池单元的电极端子的排列侧的面的形状匹配的矩形状。另外,所述柔性基板也可以构成为具有固定部,所述固定部排列形成在所述矩形状的长度方向的相对置的边缘部,介于电串联连接相邻的所述电极端子的汇流条与所述电压检测线之间,连接所述电极端子与所述电压检测线,并固定于各所述电池单元。此外,在此所述的矩形不局限于各顶角为90度的四边形,角既可以具有R形状,也可以形成有锥形(tapered),还可以使其他不定形状设置于角或者各边。另外,所述柔性基板也可以构成为,在被排列形成有所述固定部的所述边缘部夹着的中间部安装所述电压检测线与电压检测部,能够沿着所述多个电池单元的电极端子的排列侧的面的形状安装。
根据该结构,连接所述电压检测线与所述汇流条的固定部也能够设置在所述柔性基板上并紧凑地搭载在多个电池单元上。
进一步,所述汇流条也可以由铝构成,并且接合于所述固定部,从而一体化所述柔性基板与所述汇流条。
根据该结构,也能够将汇流条本身设置在所述柔性基板上。
在本说明书中公开的电池系统用电压检测电路中,安装有所述电压检测线与所述电压检测部的所述柔性基板的除了所述电压检测部以及所述汇流条的通电部位之外的部位也可以利用外覆材料被施以防水覆盖。例如,所述外覆材料只要是通过真空层压来贴合的热塑性膜即可。进一步,在本说明书中公开的电池系统用电压检测电路也可以构成为具有树脂罩,所述树脂罩通过所述外覆材料的防水覆盖,以分别独立地包围所述汇流条的方式配置固定,以绝缘保护接合于所述固定部的所述汇流条。
根据该结构,能够与电池系统用电压检测电路的凹凸相应地进行防水。另外,也能够通过所述防水覆盖,进行所述树脂罩的配置固定。
为了达成上述目的,在本说明书中公开的汽车用电池系统包括多个电池单元彼此连接并且排列形成的电池块,其最主要的技术特征在于,
所述电池块形成为长方体,沿着所述多个电池单元的各电极端子的排列侧的面的形状安装所述电池系统用电压检测电路,
所述汽车用电池系统具有与所述电池系统用电压检测电路通过总线连接的控制各电池单元的充放电的子计算机。
根据该结构,将安装有所述电池系统用电压检测电路的柔性基板安装在所述电池单元上,连接构成所述电池系统的各电池单元与电压检测电路,另一方面,所述子计算机能够配置在远离所述电池块的位置。
另外,为了达成上述目的,在本说明书中公开的电池系统用电压检测电路的制造方法是检测构成汽车用电池系统的多个电池单元的电压的电池系统用电压检测电路的制造方法,其最主要的技术特征在于,包括:
层压导体层与柔性基底膜,形成矩形状片的柔性基板的工序;
在作为电压检测电路形成面的所述导体层侧的表面形成蚀刻抗蚀层的工序;
通过对形成有所述蚀刻抗蚀层的表面进行蚀刻来形成构成电压检测电路图案的电压检测线,并且,在所述矩形状片的长度方向的相对置的边缘部,形成连接所述电压检测线与电串联连接所述电池单元的各电极端子的汇流条并将所述汇流条固定于各所述电池单元的固定部,去除抗蚀层的工序;
为了保护所述电压检测线,除了所述固定部与连接构成电压检测部的电子部件的焊盘部之外的部位,印刷阻焊剂的工序;
为了连接到所述汇流条而冲型为规定的形状的工序;
以可电连接的方式将所述汇流条配置在被冲型的所述固定部的工序;
为了绝缘保护相邻的所述汇流条,将分别独立地包围所述汇流条的树脂罩临时固定在规定的位置的工序;
对所述焊盘部与被所述树脂罩包围的汇流条施加掩模的工序;
利用外覆材料对所述施加掩模的工序之后的柔性基板施以防水覆盖,并将所述树脂罩固定在所述柔性基板上的工序;以及
去除所述掩模的工序。
根据该结构,能够将所述电压检测线、电压检测部、汇流条以及树脂罩以能够搭载于电池系统的方式一体地制造出来。
发明的效果
根据在本说明书中公开的电池系统用电压检测电路以及电池系统用电压检测电路的制造方法,发挥如下效果:即,能够减少电压检测电路的部件件数,并且减轻安装作业负荷。另外,在本说明书中公开的、搭载有电池系统用电压检测电路的电池系统发挥如下效果:即,能够紧凑地将电池系统用电压检测电路搭载于电池块。
附图说明
图1是示例性地示出本说明书中公开的电池系统的概略电路图。
图2是在本说明书中公开的电池系统的立体图。
图3是示出在电池系统中安装柔性基板的状态的示意性侧视图。
图4是在本说明书中公开的、安装有电压检测部的柔性基板的顶视图。
图5是示出在电池系统中安装柔性基板的状态的示意性侧视图的变形例。
图6是示出在电池单元的电极端子安装柔性基板与汇流条的步骤的局部分解图。
图7是示出将汇流条一体地接合于柔性基板的实施方式的局部放大图。
图8是示出将汇流条一体地接合于柔性基板的实施方式的变形例的局部放大图。
图9是说明本说明书中公开的、基于真空层压的防水加工的示意图,(A)是将柔性基板设置在真空层压装置内的图,(B)是对真空层压装置内进行抽真空并加热的图,(C)是对膜进行气压成形的图,(D)是示出去除掩模的状态的图。
图10是示出树脂罩配置固定于汇流条的状态的局部立体图。
图11是在本说明书中公开的电池系统用电压检测电路的制造方法的处理流程图。
附图标记说明
1、11:电池系统
2、201:电池块
2A、2B、2C、2N:电池单元
3:汇流条
4:电压检测部
5:电压检测线
6、601:柔性基板
7:总线
8:子计算机
9:树脂罩
21、2011:电极端子
22:上边部
23:台阶部
24:螺纹件
51、511:固定部
52、521:固定部连接线
61:中间部
62、621:边缘部
63、631:间隙部
具体实施方式
以下,参照附图,对用于实施本公开的方式进行说明。在后续的实施方式具有与先说明的实施方式相对应的构成要素的情况下,赋予相同的附图标记并省略重复说明。另外,在各实施方式中仅对结构的一部分进行说明的情况下,对于该结构的其他部分,存在使用先说明的实施方式的参照附图标记的情况。即便是在各实施方式中未具体明示可组合的情况下,只要不特别阻碍这种组合,也能够部分地组合实施方式彼此。
图1是示例性地示出本说明书中公开的汽车用的电池系统1的实施方式的概略电路图。图1仅记载了本实施方式的说明中所需的结构,省略了各种电子部件等的记载。
电池系统1具有包括多个电池单元2A、2B、2C…2N的电池块2、以及电压检测电路。所述电压检测电路至少包括电压检测部4以及电压检测线5,所述电压检测线5的一端连接到所述各电池单元2A、2B、2C…2N的电极端子,另一端连接到所述电压检测部4。所述各电池单元2A、2B、2C…2N中彼此相邻的电池单元中,异极的电极端子21相对。即,当例示性地说明时,电池单元2A的负侧的电极端子21与电池单元2B的正侧的电极端子21相邻。而且,该相邻的异极的两个电极端子21通过汇流条3连接。电池单元2A以及电池单元2B以外的彼此相邻的电池单元也同样地连接,作为整个电池系统,各电池单元2A、2B、2C…2N串联连接。
电压检测部4通过总线7连接到子计算机8。就由电压检测部4检测的电池单元2A、2B、2C…2N的电压而言,通过子计算机8控制各电池单元2A、2B、2C…2N的充放电,来纠正各电池单元2A、2B、2C…2N的电压的不均衡。
电池系统1的所述电压检测电路在柔性基板6上安装有子计算机8以外的电压检测部4以及电压检测线5。
图2是在本说明书中公开的电池系统1的立体图,图3是电池系统1的示意性侧视图。如也在图1中说明的那样,电池单元2A、2B、2C…2N串联连接,不过,由电池单元2A、2B、2C…2N整体形成长方体的电池块2。
如图3所示,电池块2的上表面在短边侧侧视时在上边部分的两端形成有切口状的台阶部23,在两端的台阶部23之间形成有凸状的上边部22。在台阶部23配置有电池单元2A、2B、2C…2N的各电极端子21。即,电池单元2A、2B、2C…2N的各电极端子21分别沿着在电池块2的长度方向的两边连续形成的台阶部23排列成1列。此外,在将电池块2设置在汽车内的情况下,由上边部22的长度方向的两边与台阶部23形成空间区域。该空间区域在行驶时为通气空间,能够期待对在电池单元2A、2B、2C…2N工作时产生的热进行冷却并散热的效果。
柔性基板6沿着由电池块2的上边部22与台阶部23形成的上表面的形状、即、各电极端子21的排列侧的面的形状弯曲安装。
柔性基板6也形成为与电池块2的所述上表面的形状大致相同的长方形。以下,使用图4,对安装在柔性基板6上的电压检测电路进行说明。
在柔性基板6的长度方向相对置的边缘部62,在如上所述弯曲安装的情况下,安装在电极端子21上,被两个边缘部62夹着的中间部61安装在上边部22。在中间部61安装有电压检测部4以及电压检测线5。即,令安装电压检测部4以及电压检测线5的部位仅为中间部61。当在边缘部62的所述弯曲部位(L-L线)设置电压检测线5和电压检测部4时,通过弯曲来安装的电压检测部4以及电压检测线5有可能被剥离。因此,为了稳定地保持所安装的电压检测部4以及电压检测线5,令安装的区域为中间部61。
边缘部62沿着台阶部23的形状弯曲为L字状。在边缘部62隔开规定间隔排列形成有与边缘部62的长度方向正交地形成的多个固定部51。在本实施方式中,固定部51为使矩形状的突出部的中央开口为环状的形状。
此外,固定部51隔开所述规定间隔排列形成。当长时间使用电池单元2A、2B、2C…2N时,由于热膨胀,在电池单元2A、2B、2C…2N与固定部51之间在电极端子21的排列方向上产生偏移。当在一张柔性基板的片上对固定部51设置如上所述的环状开口时,有可能伴随所述偏移而扭曲、有时可能导致断裂。因此,为了吸收所述偏移,在相邻的固定部51之间设置规定的间隙部63。
固定部51的所述开口的周围由导体箔构成。固定部51的所述导体箔与连接到中间部61的电压检测线5的固定部连接线52连接。因此,从电极端子21经过汇流条3、固定部51以及固定部连接线52到电压检测线5被电连接,由此能够将电池单元2A、2B、2C…2N的电压送入电压检测部4。
柔性基板6只要采用薄膜绝缘体的柔性基底膜即可。此外,在安装电子部件时,使用高温软钎料的情况下,有可能对电子部件产生不良影响。因此,优选地通过低温软钎料来安装。作为所述柔性基底膜,只要是能够与利用低温软钎料的安装相对应的材料就不做限制,但特别优选聚对苯二甲酸乙二酯。
柔性基板6在所述薄膜绝缘体的柔性基底膜上具有粘结层,在该粘结层上作为电压检测线5形成导体箔。具体而言,所述导体箔使用铜箔、铝箔。不过,在实现轻量化的情况下,与铜箔相比优选铝箔。
图5是电池块的变形例,是与图3的电池块2相对应的变形例的示意性侧视图。构成电池系统11的电池块201与图3的电池块2同样地,在长度方向的两边配置电极端子2011,通过汇流条3来连接相邻的各电极端子2011。电池块201与图3的电池块2不同,不具有如台阶部23那样的空间区域,上边部2012平坦。因此,柔性基板601不像图3那样弯曲,能够保持平坦地安装在电池块201的上边部2012。
例如,在构成电池系统的电池单元为全固体电池的情况下,与锂离子电池相比,耐热且能够小型化,因此无需如台阶部23那样的形状,能够如上边部2012那样平坦地形成。另外,通过使上边部2012平坦,不必如上所述,能够弯曲安装柔性基板601,如图3所示将电压检测部以及电压检测线的安装区域限定在中间部(未图示)。
以下,使用图6,对在电极端子21安装柔性基板6以及汇流条3的步骤进行说明。此外,图6以电池单元2A的电极端子21A、电池单元2B的电极端子21B为例进行说明。
例如,令电池单元2A的电极端子21A为负电极时,电池单元2B的电极端子21B为正电极。相邻的电池单元2A的电极端子21A与电池单元2B的电极端子21B通过汇流条3电连接。即,电池单元2A与电池单元2B串联连接。汇流条3利用螺纹件24螺纹设置在电极端子21A以及电极端子21B。按照上述排列连续地实施这种连接,全部的电池单元2A、2B、2C…2N被串联连接。
固定部51介于电极端子21B与汇流条3之间,与所述环状的开口匹配地,与电极端子21B、汇流条3一起用螺纹件24来螺纹设置。通过对全部的电极端子21、汇流条3实施该螺纹设置,边缘部62被固定于电池块2。
图7是示出将汇流条3一体地接合于上述实施方式的柔性基板6的方式的图。在上述实施方式中,汇流条3与柔性基板6为独立部件,柔性基板6的边缘部62的安装反复进行如下工序:即,弯曲柔性基板6,对固定部51、电极端子21以及汇流条3进行对位的基础上,进行螺纹设置。在本实施方式中,能够通过一体地接合汇流条3与柔性基板6,更简化上述安装工序。
具体而言,除了通过熔焊、软钎焊等的接合方法接合汇流条3与固定部51进行一体化之外,也可以一体成形。在本实施方式中,为了取得较大的固定部51的接合面,设置有延伸部51A。
此外,如上述那样,为了柔性基板6的轻量化,优选汇流条3也由铝形成。例如,与铜制的汇流条3比较时,如果是相同体积,铝制的汇流条3能够实现1/3左右的轻量化,而相同电阻时,能够实现1/2左右的轻量化。然而,在利用软钎料来接合的情况下,如上所示,固定部51为铝箔,因此容易形成氧化覆膜,熔化的软钎料不被沾染,软钎料润湿性下降。因此,最好在铝箔的固定部51形成镍和金或者锡等的覆盖层。
除了基于软钎料的接合之外,也可以通过超声波焊接接合。如果是超声波焊接,则能够实现焊接时间短、低成本、高强度的接合。
图8是示出一体地接合图7的汇流条3的方式的变形例的图。图7是在固定部51之下配置汇流条3并与固定部51接合的方式,而图8是将汇流条3配置在固定部511之上进行接合的方式。即,在边缘部621经由固定部连接线521形成固定部511,在其上接合汇流条3。此外,在图7中,相邻的固定部511之间的间隙部63由柔性基板的基材形成,而在图8的实施方式中,形成狭缝状的间隙部631。
然而,由于安装在柔性基板6上的电压检测部4、即、电子部件等以露出的状态安装在电池块2之上,因此优选利用外覆材料对柔性基板6施以防水覆盖。
由于以往的电池系统的电压检测线与电压检测部未被一体化,因此通过线束、或者作为其替代品的柔性基板来连接两者。而且,在以这种方式连接的情况下,需要插入型连接器。然而,插入型连接器难以进行完全的防水加工。特别是,线的汇集是不可缺少的,因此在以高电压驱动的车载领域,存在很难从汇集高电位差的连接器排除水分的技术问题。在这种情况下,作为本领域技术人员可以考虑的应对方法,例如考虑通过熔断器,对电压设置限值的方法。当然,在极短时间产生高电压的情况下,或者熔断器本身被水分短路的情况下等,这些应对方法存在无法获得充分效果的技术问题。
在本说明书中公开的柔性基板1是搭载有一体化的电压检测线5以及电压检测部4的基板,因此即使利用外覆材料被施以防水覆盖,也不产生如上所述的技术问题。
此外,由于存在电压检测部4的外表面的凹凸,因此防水覆盖优选能够沿着形状覆盖的外覆材料。例如,虽然利用树脂涂层也能够施以防水覆盖,但是为了发挥一定的防水效果,需要厚涂树脂。如上所述,电压检测部4必须汇集安装于柔性基板6的中间部61,但是如果厚涂树脂,则有可能阻碍节省空间化的安装。进一步,在树脂涂层的情况下,在涂布树脂之后需要硬化、固化等的作业工序,有可能导致作业效率的下降。
以上,作为所述外覆材料,优选通过真空层压贴合的热塑性膜。基于热塑性膜的防水覆盖例如以图9所示的步骤进行即可。即,在真空层压装置V中设置柔性基板6,在上部将热塑性膜F的粘接面张开架设在与柔性基板6的防水覆盖面(上表面)相对置的位置(图9的(A))。接下来,从热塑性膜F的与所述粘接面相反侧的面,利用加热器H来加热,并且对设置有热塑性膜F与柔性基板6的真空层压装置V内进行抽真空,设定为真空气氛(图9的(B))。之后,利用压缩空气从外覆膜F的所述相反侧的面朝向柔性基板6的所述上表面施加压力P,用热塑性膜F覆盖柔性基板6的所述上表面整体(图9的(C))。此外,在防水覆盖之前,对柔性基板F的通电部位等、不进行防水覆盖的部分施加掩模,在图9的(C)的工序之后,去除所述掩模部位与在真空层压装置V中设置柔性基板6的部位的端部的膜(图9的(D))。根据以上的步骤,能够与柔性基板6的外表面的凹凸匹配地施以防水覆盖。此外,基于真空层压的防水覆盖优选地形成为使得柔性基板的一部分露出,以能够连接电压检测线5与电池的电极端子21。因此,在将固定部51、511排列形成在柔性基板6的情况下,也可以对固定部51、511施加所述掩模并施以所述防水覆盖。
进一步,如图10所示,以相邻的汇流条3的绝缘保护等为目的,配置单独地包围各汇流条3的树脂罩9的情况下,在固定设置在固定部511上的各汇流条3的周围临时固定树脂罩9。树脂罩9形成为包围固定在固定部511上的状态的汇流条3的周围的无底无盖的长方体。因此,当以所述临时固定的状态施以基于所述真空层压的防水覆盖时,堵塞树脂罩9的上表面开放部分(无盖的部分),有可能阻碍通电。因此,以对所述上表面开放部分施加掩模的状态施以所述防水覆盖,并在图9的(D)的工序中去除掩模即可。在所述防水覆盖之后,树脂罩9就被热塑性膜F固定在柔性基板6上。因此,也能够与防水覆盖同时进行树脂罩9的配置固定的作业。此外,虽然图10是在图8中说明的变形例中配置固定树脂罩9的图,但对于图7中说明的方式而言,树脂罩9的配置固定方法也是同样的(未图示)。
根据基于真空层压的防水覆盖,能够维持防水效果,并且与所述树脂涂层相比,能够利用薄膜进行覆盖,不会阻碍所述节省空间化。另外,通过抽真空来完成覆盖作业,因此不需要所述树脂的硬化、固化等的工序,提高了作业效率。进一步,能够通过抽真空,排除外覆材料(层压膜)与柔性基板6之间的空气(气泡),因此也难以发生由于温度变化等而发生结露从而对各种电子部件造成不良影响的缺陷。
如以上说明的那样,本说明书中公开的柔性基板1能够在将电压检测线5和电压检测部4一体化搭载的基板上施以基于真空成型的防水覆盖,因此能够实现可靠性极高的防水加工。
以下,使用图11对电池系统用电压检测电路的制造方法进行说明。
层压作为柔性基板的基材的导体层(例如,铝箔)与柔性基底膜(例如,聚对苯二甲酸乙二酯)(S1),为了在电池块的上表面搭载柔性基板,将所述层压的基材形成为所述上表面的形状,即矩形状(S2)。在形成为矩形状的所述基材上形成蚀刻抗蚀层(S3)。通过蚀刻(如在S1中说明的那样,在使用铝箔的情况下,铝蚀刻)以及抗蚀层的去除,形成电压检测线以及汇流条的固定部,即电路图案(S4、S5)。为了形成对形成有电路图案的柔性基板的表面进行保护的绝缘膜,印刷阻焊剂(S6)。
在通过所述铝蚀刻来形成的固定部中,如在图4中说明的那样,将矩形状的突出部的中央冲型加工为环状开口的形状(S7)。如在图6中说明的那样,该开口在使固定部介于汇流条与电池单元的电极端子之间进行螺纹设置时,能够作为固定部的定位部来使用。此外,在本实施方式中,所述固定部在进行镀镍金加工的基础上,进行所述冲型加工。
与所述冲型后的所述开口匹配地将汇流条接合配置于固定部(S8)。如在图7中说明的那样,所述汇流条与固定部的接合可以利用软钎料、超声波焊接等来进行。接下来,如在图10中说明的那样,将包围配置在固定部的各汇流条的树脂罩临时固定在柔性基板上(S9)。对将柔性基板搭载于所述电池块上表面并进行通电的部位,即被临时固定的树脂罩包围的汇流条的上表面开放部分以及所述电路图案的焊盘部施加掩模(S10),如在图9中说明的那样,利用外覆材料对柔性基板施以防水覆盖(S11)。在防水覆盖结束之后,去除所述掩模(S12)。通过以上的工序,能够制造将汇流条、树脂罩一体化的电池系统用柔性基板。
如以上那样,通过将安装有电压检测部4以及电压检测线5的柔性基板6安装在电池块2上,能够使整个电池系统1小型化。另外,通过由铝箔形成电压检测线5的图案,并且使汇流条3的材料也为铝,能够实现整个电池系统1的轻量化。
近年来,延长电动汽车的续航距离的呼声提高,预期进所连接的电池单元的个数进一步增加。随着电池单元的增加产生的辐射热使电池系统周边的温度上升,导致控制各电池单元的充放电的子计算机的误动作、功能停止。因此,子计算机(甚至,连接到子计算机的ECU)需要设置在尽量远离包括多个电池单元的电池块的位置。
另一方面,通常,电压检测电路与子计算机近距离地连接,控制电池单元的充放电,但是如上所述,在将子计算机设置于远离电池块的位置的情况下,在物理上增加电压检测电路的配线材料,因此组装作业变繁杂,并且有损于电池系统的外观。另外,随着电池单元的增加,电池块的全长延伸,从两端到电压检测部的距离的差异变显著,电路的电阻产生差异。
因此,如果能够在电池块上安装电压检测电路,就解决了如上所述的技术问题。
在本说明书中公开的电池系统1采用如下结构:将安装有电压检测部4以及电压检测线5的柔性基板6沿着多个电池单元2A、2B、2C…2N的各电极端子21的排列侧的面的形状安装,连接由所述安装的柔性基板6形成的电压检测电路、与电连接多个电池单元2A、2B、2C…2N中相邻的电池单元的各电极端子21的汇流条3,并且使根据从多个电池单元2A、2B、2C…2N由电压检测部4检测到的电压控制各电池单元的充放电的子计算机8借助总线7与电池块2隔开。因此,所述电压检测电路通过紧凑地安装于电池块2,即使电池单元增加,也能够抑制配线材料的数量,并且无损于外观,而且能够以最短距离对电压检测部4进行配线。另外,子计算机8远离了电池块2,因此也能够抑制由于电池单元的增加而产生的辐射热的影响。

Claims (12)

1.一种电池系统用电压检测电路,检测构成汽车用电池系统的多个电池单元的电压,其特征在于,至少具有:
电压检测线,分别连接到位于所述电池系统的两端的所述电池单元的电极端子以及位于中间的所述电池单元之间的电极端子;以及
电压检测部,获得施加在所述电压检测线上的电压,检测并监视各所述电池单元的剩余容量,
并且具备柔性基板,所述柔性基板包括薄膜绝缘体的柔性基底膜、粘结层以及导体箔,并依次层叠有所述电压检测线以及电压检测部。
2.根据权利要求1所述的电池系统用电压检测电路,其中,
所述柔性基板为与串联连接所述多个电池单元的所述电极端子的排列侧的面的形状匹配的矩形状。
3.根据权利要求2所述的电池系统用电压检测电路,其中,
所述柔性基板具有固定部,所述固定部排列形成在所述矩形状的长度方向的相对置的边缘部,介于电串联连接相邻的所述电极端子的汇流条与所述电压检测线之间,连接所述电极端子与所述电压检测线,并固定于各所述电池单元。
4.根据权利要求3所述的电池系统用电压检测电路,其中,
所述固定部在与相邻的固定部之间具有以规定间隔分离的间隙部。
5.根据权利要求4所述的电池系统用电压检测电路,其中,
所述柔性基板构成为,在被排列形成有所述固定部的所述边缘部夹着的中间部安装所述电压检测线与电压检测部,能够沿着所述多个电池单元的各电极端子的排列侧的面的形状安装。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的电池系统用电压检测电路,其中,
所述柔性基底膜由聚对苯二甲酸乙二酯构成,所述电压检测线由铝箔构成,所述固定部在铝箔上形成有镍和金或者锡的覆盖层,所述汇流条由铝构成,并且接合于所述固定部,从而一体化所述柔性基板与所述汇流条。
7.根据权利要求3至5中任一项所述的电池系统用电压检测电路,其中,
安装有所述电压检测线与所述电压检测部的所述柔性基板的除了所述电压检测部以及所述汇流条的通电部位之外的部位,利用外覆材料被施以防水覆盖。
8.根据权利要求6所述的电池系统用电压检测电路,其中,
安装有所述电压检测线与所述电压检测部的所述柔性基板的除了所述电压检测部以及所述汇流条的通电部位之外的部位,利用外覆材料被施以防水覆盖。
9.根据权利要求8所述的电池系统用电压检测电路,其中,
所述外覆材料由通过真空层压来贴合的热塑性膜构成。
10.根据权利要求9所述的电池系统用电压检测电路,其中,
具有树脂罩,所述树脂罩通过所述外覆材料的防水覆盖,以分别独立地包围所述汇流条的方式配置固定,以绝缘保护接合于所述固定部的所述汇流条。
11.一种汽车用的电池系统,包括多个电池单元彼此连接并且排列形成的电池块,其中,
所述电池块形成为长方体,沿着所述多个电池单元的各电极端子的排列面的形状,安装有权利要求1至10中任一项所述的电池系统用电压检测电路,
具有与所述电池系统用电压检测电路通过总线连接的控制各电池单元的充放电的子计算机。
12.一种电池系统用电压检测电路的制造方法,所述电池系统用电压检测电路检测构成汽车用电池系统的多个电池单元的电压,所述制造方法包括:
层压导体层与柔性基底膜,形成矩形状片的柔性基板的工序;
在作为电压检测电路形成面的所述导体层侧的表面形成蚀刻抗蚀层的工序;
通过对形成有所述蚀刻抗蚀层的表面进行蚀刻来形成构成电压检测电路图案的电压检测线,并且,在所述矩形状片的长度方向的相对置的边缘部,形成连接所述电压检测线与电串联连接所述电池单元的各电极端子的汇流条并将所述汇流条固定于各所述电池单元的固定部,去除抗蚀层的工序;
为了保护所述电压检测线,在除了所述固定部和连接构成电压检测部的电子部件的焊盘部之外的部位,印刷阻焊剂的工序;
为了连接到所述汇流条而冲型为规定的形状的工序;
以可电连接的方式将所述汇流条配置在被冲型的所述固定部的工序;
为了绝缘保护相邻的所述汇流条,将分别独立地包围所述汇流条的树脂罩临时固定在规定的位置的工序;
对所述焊盘部与被所述树脂罩包围的汇流条施加掩模的工序;
利用外覆材料对所述施加掩模的工序之后的柔性基板施以防水覆盖,并将所述树脂罩固定在所述柔性基板上的工序;以及
去除所述掩模的工序。
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