CN112997352A - 连接模块 - Google Patents

Abstract

连接模块(1)是安装于由具备电极端子(151A、151B)的多个蓄电元件(150)构成的蓄电元件组(150G)而将多个蓄电元件(150)连接的模块，具备：FPC(20)，具备多个配线部(23、24、25、26、27、28)；及多个母排(10)，与配线部(23、24、25、26、27、28)连接而将相邻的蓄电元件(150)的电极端子(151A、151B)彼此连接，通过将FPC(20)折叠，而将多个配线部(23、24、25)层叠而构成第一层叠部(31)，并将多个配线部(26、27、28)层叠而构成第二层叠部(32)。

Description

连接模块

技术领域

通过本说明书公开的技术涉及连接模块。

背景技术

电动汽车、混合动力车用的电池模块具备：由多个电池单元构成的电池块；及安装于该电池块而将多个单电池连接的连接模块。作为连接模块，已知有具备柔性印刷基板(FPC)和连接于该柔性印刷基板并将相邻的蓄电元件的电极端子彼此连接的多个母排的附带母排的柔性印刷配线板(参照专利文献1)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-86246号公报

发明内容

发明要解决的课题

在上述的结构中，对应于多个电池单元而需要多个母排，因此如果要在一张柔性印刷基板中包含与这些全部的母排对应的导电通路，则柔性印刷基板的宽度变大。由于电池块上的连接模块的配线空间是有限的，因此如果柔性印刷基板的宽度变得过大，则连接模块的组装可能会变得困难。

用于解决课题的方案

通过本说明书公开的连接模块安装于由具备电极端子的多个蓄电元件构成的蓄电元件组而将所述多个蓄电元件连接，其中，所述连接模块具备：柔性印刷基板，具备多个配线路径；及多个连接构件，与所述配线路径连接而将相邻的所述蓄电元件的所述电极端子彼此连接，通过将所述柔性印刷基板折叠，而将所述多个配线路径层叠而构成层叠部。

根据上述的结构，相比较于将与全部的连接构件对应的配线收纳于一层的配线路径的情况，能够减小配线路径的宽度，因此能够在蓄电元件组上的有限的配线空间内收纳配线路径。

在上述的结构中，连接模块也可以具备保持构件，该保持构件保持多个所述连接构件和所述层叠部。

根据这样的结构，将多个配线路径以层叠的状态与多个连接构件一起保持，能够一并安设于蓄电元件组上的规定位置。由此，能够提高连接模块向蓄电元件组的组装作业性。

发明效果

根据由本说明书公开的连接模块，能够在蓄电元件组上的有限的配线空间内收纳配线路径。

附图说明

图1是实施方式的蓄电模块的立体图。

图2是实施方式的蓄电模块的俯视图。

图3是图2的框R1内的局部放大图。

图4是图3的A-A线剖视图。

图5是实施方式的连接模块的立体图。

图6是图5的框R2内的局部放大图。

图7是实施方式的母排的立体图。

图8是实施方式的柔性印刷基板的俯视图。

图9是实施方式的柔性印刷基板的展开图。

图10是实施方式的树脂保护器的立体图。

图11是图10的框R3内的局部放大图。

图12是在树脂保护器中将第一连结部的周围放大表示的局部放大立体图。

图13是实施方式的树脂保护器的俯视图。

图14是图12的框R4内的局部放大图。

图15是表示对应于电极端子的位置偏离而将伸缩部伸长的情形的俯视图。

具体实施方式

参照图1～图15，说明实施方式。本实施方式的连接模块1构成作为电动汽车或混合动力汽车等车辆的驱动源使用的蓄电模块M。如图1所示，连接模块1安装于将多个蓄电元件150排成一列的蓄电元件组150G而将多个蓄电元件150串联连接。

[蓄电元件150及蓄电元件组150G]

蓄电元件150例如为二次电池。如图1所示，各蓄电元件150具有外形为扁平的长方体状并相对于与相邻的蓄电元件150相对的面而垂直的电极配置面150F(图1的上表面)。在电极配置面150F配置有电极端子151A、151B。电极端子151A、151B中的一方为正极端子151A，另一方为负极端子151B。各电极端子151A、151B为圆柱状，在外周面刻有螺纹牙，详情未图示。

如图1所示，多个蓄电元件150排成一列而构成蓄电元件组150G。多个蓄电元件150以在相邻的两个蓄电元件150中不同极性的电极端子151A、151B相互相邻的方式(即，以一个蓄电元件150的正极端子151A和与之相邻的另一个蓄电元件150的负极端子151B相互相邻的方式)排列。

[连接模块1]

连接模块1是在蓄电元件组150G中组装于由各蓄电元件150的电极配置面150F构成的面(图1的上表面)的模块。如图2所示，连接模块1具备：柔性印刷基板20(以下，记载为“FPC20”)；多个母排10(相当于连接构件)，与FPC20连接并将相邻的蓄电元件150的正极端子151A与负极端子151B连接；及树脂保护器50(相当于保持构件)，保持母排10和FPC20。

(母排10)

多个母排10分别为金属制，如图7所示，具备：电极连接部11，将相邻的蓄电元件150的正极端子151A与负极端子151B连接；FPC连接片15，从该电极连接部11相连并连接于FPC20；及卡定壁16，从FPC连接片15相连。

电极连接部11是整体为长方形的板状的部分，具有：能够供电极端子151A、151B插通的两个电极插通孔12；及用于与树脂保护器50卡合的两个卡合凹部13。电极插通孔12在与电极连接部11的一方的短边11S接近的位置配置一个，在与另一方的短边11S接近的位置配置一个。两个卡合凹部13中的一方是从电极连接部11的一方的短边11S凹陷的凹部，另一方是从另一方的短边11S凹陷的凹部。

电极连接部11具有从一对长边11LA、11LB中的一方的长边11LA凹陷的连接用凹部14。该连接用凹部14是通过与长边11LA平行的第一里缘14A和将该第一里缘14A的两端与长边11LA连结的一对第一侧缘14B定义的凹部。FPC连接片15是从第一里缘14A向与电极连接部11相同的平面内延伸的矩形的板片状的部分。卡定壁16是从FPC连接片15的前端垂直地延伸的短的板壁状的部分。

(FPC20)

FPC20是用于将多个母排10与ECU(电子控制单元：未图示)电连接的构件，具备由铜箔形成的多个导电通路和将导电通路的两面包覆的绝缘树脂膜，详情未图示。如图9所示，该FPC20具备FPC主体21和从FPC主体21相连并与多个母排10分别连接的多个第一可动部41。

如图9所示，FPC主体21具备：与ECU连接的外部连接部22；从该外部连接部22相连的六个配线部(第一配线部23、第二配线部24、第三配线部25、第四配线部26、第五配线部27及第六配线部28：都相当于配线路径)。

第一配线部23具备从外部连接部22延伸的第一伸缩部23A和从第一伸缩部23A的延出端相连的第一母排配置部23B，是整体细长的带状的部分。第一伸缩部23A通过沿着多个折线29轻轻地折弯而弯折成山状的部分与谷状的部分交替地排列的平缓的波形(一并参照图6)，通过折弯角度变化而能够伸缩。由此，允许第一母排配置部23B的相对于外部连接部22接近-分离的方向的位移。

同样，第二配线部24具备从外部连接部22延伸的第二伸缩部24A和从第二伸缩部24A的延出端相连的第二母排配置部24B。同样，第四配线部26具备从外部连接部22延伸的第四伸缩部26A和从第四伸缩部26A的延出端相连的第四母排配置部26B。同样，第五配线部27具备从外部连接部22延伸的第五伸缩部27A和从第五伸缩部27A的延出端相连的第五母排配置部27B。第二伸缩部24A、第四伸缩部26A及第五伸缩部27A的结构除了长度不同的点之外，与第一伸缩部23A同样。

第三配线部25及第六配线部28从外部连接部22延伸。该第三配线部25不具有伸缩部，在这一点上，与上述四个配线部23、24、26、27不同。

六个配线部23、24、25、26、27、28从外部连接部22向相同方向延伸，并列地配置。

如图3及图9所示，第一可动部41是从FPC主体21相连的S字的游丝状的部分。如图9所示，多个第一可动部41中的一部分从第三配线部25相连，另一部分从第六配线部28相连，其余多个的每一个从四个母排配置部23B、24B、26B、27B分别相连。第一可动部41的前端部成为使导电通路的一部分作为接合用焊盘(未图示)而露出的接合片，在此，FPC连接片15通过软钎焊连接。

FPC主体21的外部连接部22沿着图9的虚线所示的山折线及单点划线所示的谷折线折叠。由此，如图8所示，第一配线部23、第二配线部24及第三配线部25构成一组的层叠部(第一层叠部31)，第四配线部26、第五配线部27及第六配线部28构成另一组的层叠部(第二层叠部32)。

如图8所示，第一层叠部31成为在由第二配线部24和第三配线部25构成的第一层上重叠有由第一配线部23构成的第二层而成的双层结构。在第一层叠部31中，第三配线部25、第二母排配置部24B、第一母排配置部23B从接近外部连接部22的一方开始依次排成一列，与第三配线部25、第二母排配置部24B、第一母排配置部23B相连的多个第一可动部41也排成一列。

同样，第二层叠部32成为在由第五配线部27和第六配线部28构成的第一层上重叠有由第四配线部26构成的第二层而成的双层结构。在第二层叠部32中，第六配线部28、第五母排配置部27B、第四母排配置部26B从接近外部连接部22的一方开始依次排成一列，与第六配线部28、第五母排配置部27B、第四母排配置部26B相连的多个第一可动部41也排成一列。

通过第一伸缩部23A的伸缩而第一母排配置部23B被允许相对于相邻配置的第二母排配置部24B接近-分离的方向上的位移。而且，通过第二伸缩部24A的伸缩而第二母排配置部24B被允许相对于相邻配置的第一母排配置部23B及第三配线部25接近-分离的方向上的位移。同样，通过第四伸缩部26A的伸缩而第四母排配置部26B被允许相对于相邻配置的第五母排配置部27B接近-分离的方向上的位移。而且，通过第五伸缩部27A的伸缩而第五母排配置部27B被允许相对于相邻配置的第四母排配置部26B及第六配线部28接近-分离的方向上的位移。由此，能够应对以蓄电元件组150G的尺寸公差为起因的电极端子151A，151B的位置偏离。

(树脂保护器50)

树脂保护器50为合成树脂制，如图10所示，由对第一层叠部31进行保持的第一保护器50A和对第二层叠部32进行保持的第二保护器50B构成。第二保护器50B的结构除了对于第二层叠部32的卡定结构等的细微部之外，与第一保护器50A的结构大致同样，因此，以下，以第一保护器50A为例进行说明。

第一保护器50A是对第一层叠部31进行保持的构件，如图10所示，具备对FPC主体21进行保持的第一FPC保持部51和对母排10进行保持的多个母排保持部121、131。

如图10及图13所示，第一FPC保持部51具备三个保持单元(第一保持单元61、第二保持单元71、第三保持单元81)、将相邻的保持单元61、71、81之间连结的两个第一连结部91，整体呈与第一层叠部31大致相同的大小的细长的长方形的板状。第一保持单元61是对第三配线部25、第二伸缩部24A、第一伸缩部23A中的与第三配线部25重叠的部分进行保持的单元。第二保持单元71是对第二母排配置部24B、第一伸缩部23A中的与第二母排配置部24B重叠的部分进行保持的单元。第三保持单元81是对第一母排配置部23B进行保持的单元。

如图11及图13所示，第一保持单元61具备第一载置板62、从该第一载置板62立起的第一侧肋63、从该第一侧肋63相连的多个按压片64。

如图13所示，第一载置板62是整体呈长方形的板状的部分。如图11所示，第一侧肋63是从第一载置板62的一对长边62LA、62LB中的一方(图11的上方)的长边62LA突出的痕纹状的部分。如图11所示，多个按压片64分别是从第一侧肋63与第一载置板62平行地延伸的细长的板片状的部分，能够在与第一载置板62之间夹持并保持第一层叠部31。

同样，第二保持单元71具备第二载置板72、从该第二载置板72立起的第二侧肋73、及从该第二侧肋73相连的多个按压片64。而且，第三保持单元81具备第三载置板82、从该第三载置板82立起的第三侧肋83、及从该第三侧肋83相连的多个按压片84。

如图12所示，两个第一连结部91分别是弯折成W字形的板簧状的部分。如图11及图14所示，一方的第一连结部91是将第一载置板62与第二载置板72连结的部分，将W字的一端连接于第一载置板62的短边62S，将另一端连接于第二载置板72的短边72S。另一方的第一连结部91同样地将第二载置板72与第三载置板82连结。通过上述的第一连结部91，三个保持单元61、71、81能够沿相互接近-分离的方向位移。由此，追随上述的第一母排配置部23B-第二母排配置部24B-第三配线部25之间的位移，能够使三个保持单元61、71、81间的距离变动。

如图10所示，在多个母排保持部121、131中，在第一保持单元61中位于与第二保持单元71相反的一侧的端部的一个、在第三保持单元81中位于与第二保持单元71相反的一侧的端部的一个是固定母排保持部131，其他是经由第二可动部111与保持单元61、71、81连结的可动母排保持部121。以下，说明从第一保持单元61相连的第二可动部111、可动母排保持部121及固定母排保持部131，关于从第二保持单元71及第三保持单元81相连的第二可动部111及母排保持部121、131，对同样的结构标注同一标号而省略说明。

如图14所示，第一载置板62具有从一对长边62LA、62LB中的另一方(图11的下方)的长边62LB向内侧凹陷的多个弹簧用凹部101。各弹簧用凹部101是由与长边62LB平行的第二里缘101A和将该第二里缘101A的两端与长边62LB连结的一对第二侧缘101B定义的凹部。

如图11所示，第二可动部111是从第二里缘101A弯折并延伸的板簧状的部分，呈如下所述的S字状：相对于第一载置板62垂直地延伸之后，折回而以接近第一载置板62的方式延伸，再折回而以从第一载置板62分离的方式延伸。该第二可动部111的相邻的两个成对地连接于一个可动母排保持部121。

如图11及图14所示，可动母排保持部121具备从第二可动部111相连的背板部122、从背板部122相连的底板部123、从底板部123延伸的延长片125、第一母排卡定片126、及两个第二母排卡定片127。

如图11所示，背板部122是以相对于第一载置板62垂直的姿势配置的板状的部分，与一对第二可动部111的各自的前端部连接。

如图11及图14所示，底板部123是从背板部122向与第一载置板62相反的方向垂直地延伸的板状的部分，具有两个狭缝124。两个狭缝124分别从底板部123的延出端朝向背板部122延伸，通过这些狭缝124，底板部123被分割成两端的端板部123A和中央的中板部123B。如图14所示，延长片125是从中板部123B的延出端延伸到与底板部123相同的面上的板片状的部分。

如图11所示，第一母排卡定片126具备：第一挠曲片126A，从中板部123B延伸，相对于背板部122隔开间隙地配置；及第一卡定爪126B，从第一挠曲片126A的延出端向与背板部122相反的方向突出。第一挠曲片126A以越从中板部123B分离则越从背板部122分离的方式稍微倾斜。

如图11所示，两个第二母排卡定片127分别从两个端板部123A分别延伸。各第二母排卡定片127具备从两个端板部123A的延出端垂直地延伸的第二挠曲片、从第二挠曲片的前端朝向背板部122突出的第二卡定爪，详情未图示。

固定母排保持部131不具有第二可动部111，背板部从第一载置板62的长边62LB延伸，除了这一点之外，具有与可动母排保持部121同样的结构。在固定母排保持部131中，对于与可动母排保持部121的各部位同样的部位标注同一标号而省略说明。

如图10所示，多个母排保持部121、131排成一列，如图11所示，相邻的可动母排保持部121彼此由U字状的第二连结部141连结。同样，相邻的固定母排保持部131与可动母排保持部121也由第二连结部141连结。

[连接模块1的组装]

以下，说明将上述的结构的连接模块1组装的次序的一例。

首先，将多个母排10与FPC20连接。将各母排10的FPC连接片15重叠于FPC20的各接合片，通过回流焊进行接合。各母排10成为经由第一可动部41与FPC主体21连结的状态，通过第一可动部41的变形，各母排10相对于FPC主体21能够在一定程度上自由地位移。

接下来，将FPC20与多个母排10的接合体向树脂保护器50组装。

首先，将第一层叠部31向第一保护器50A组装。将第一层叠部31在载置板62、72、82上以插入于与按压片64、84的间隙的方式重叠，保持于第一FPC保持部51。按压片64的从第一载置板62起的高度比第一层叠部31的厚度大，如图4所示，第二伸缩部24A以被允许一定程度的弯折变形的状态，夹持并保持在按压片64与第一载置板62之间。同样，第一伸缩部23A也被保持为允许一定程度的弯折变形的状态。

将第二层叠部32也同样地组装于第二保护器50B。

接下来，将各母排10组装于各母排保持部121、131。使第一母排卡定片126和第二母排卡定片127挠曲，并将电极连接部11朝向底板部123压入。当电极连接部11与底板部123抵接时，如图6所示，第一母排卡定片126弹性复原，卡定壁16被夹在中板部123B与第一卡定爪126B之间。而且，将第二母排卡定片127插通于卡合凹部13，与电极连接部11卡合。这样，各母排10被固定于各母排保持部121、131。此时，母排10通过第一可动部41的变形而被允许相对于FPC主体21的一定程度自由的位移，因此能够容易地进行母排10的相对于母排保持部121、131的组装作业。而且，仅通过将母排10朝向底板部123压入，就能够容易地组装于母排保持部121、131。

[连接模块1的向蓄电元件组150G的组装]

以下，说明将上述的结构的连接模块1向蓄电元件组150G组装的次序的一例。

如图1所示，在蓄电元件组150G上的规定位置配置连接模块1，使电极端子151A、151B插通于各母排10的电极插通孔12。然后，通过将未图示的螺母向各电极端子151A、151B拧紧而将电极端子151A、151B与母排10连接。

如图1所示，第一保护器50A沿着电极端子151A、151B的两个列中的一方的列(图1的右下的列)组装，将与构成第一层叠部31的第一配线部23、第二配线部24及第三配线部25连接的母排10连接于成为一方的列的电极端子151A、151B。而且，第二保护器50B沿着电极端子151A、151B的另一方的列(图1的左上的列)组装，将与构成第二层叠部32的第四配线部26、第五配线部27及第六配线部28连接的母排10连接于成为另一方的列的电极端子151A、151B。

在此，向电极端子151A、151B的一方的列组装的第一层叠部31通过将多个配线部23、24、25层叠而构成。根据这样的结构，相比较于将与连接于电极端子151A、151B的一方的列的全部的母排10对应的导电通路收纳于一层的配线路径的情况，能够减小各配线部23、24、25的宽度、及由这些配线部23、24、25构成的第一层叠部31的宽度。关于第二层叠部32也同样。由此，能够在蓄电元件组150G上的有限的配线空间内收纳配线路径。

另外，连接模块1具备树脂保护器50，该树脂保护器50具备第一保护器50A和第二保护器50B。第一保护器50A保持第一层叠部31和与构成该第一层叠部31的配线部23、24、25连接的母排10。根据这样的结构，通过第一保护器50A，将多个配线部23、24、25以层叠的状态与多个母排10一起保持，能够一并安设于蓄电元件组150G上的规定位置。同样，通过第二保护器50B将多个配线部26、27、28以层叠的状态与多个母排10一起保持，能够一并安设于蓄电元件组150G上的规定位置。由此，能够提高连接模块1的向蓄电元件组150G的组装作业性。

另外，如上所述，在第一层叠部31中，允许第一母排配置部23B-第二母排配置部24B-第三配线部25间的位移。由此，能够应对以蓄电元件组150G的尺寸公差为起因的电极端子151A、151B的位置偏离。

例如，在电极端子151A、151B间的距离比设计尺寸小的情况下，如图2所示，使第一伸缩部23A弯折而缩短长度，能够减小第一母排配置部23B与第二母排配置部24B之间的距离。同样，使第二伸缩部24A弯折而缩短长度，能够减小第二母排配置部24B与第三配线部25之间的距离。另一方面，在电极端子151A，151B间的距离比设计尺寸大的情况下，如图15所示，使第一伸缩部23A伸长而能够增大第一母排配置部23B与第二母排配置部24B之间的距离。同样，使第二伸缩部24A伸长而能够增大第二母排配置部24B与第三配线部25之间的距离。关于第二层叠部32也同样。

另外，追随第一母排配置部23B-第二母排配置部24B-第三配线部25间的位移而在第一保护器50A中允许三个保持单元61、71、81间的距离的变动，因此不会由第一保护器50A妨碍第一母排配置部23B-第二母排配置部24B-第三配线部25间的位移。关于第二保护器50B也同样。

[总结]

如以上所述，根据本实施方式，连接模块1是安装于由具备电极端子151A、151B的多个蓄电元件150构成的蓄电元件组150G而将多个蓄电元件150连接的模块，具备：FPC20，具备多个配线部23、24、25、26、27、28；及多个母排10，与配线部23、24、25、26、27、28连接而将相邻的蓄电元件150的电极端子151A、151B彼此连接，通过FPC20折叠，将多个配线部23、24、25层叠而构成第一层叠部31，并将多个配线部26、27、28层叠而构成第二层叠部32。

根据上述的结构，相比较于将与全部的母排10对应的配线(导电通路)收纳于一层的配线路径的情况，能够减小配线部23、24、25、26、27、28的宽度，因此能够在蓄电元件组150G上的有限的配线空间内收纳配线路径。

另外，连接模块1具备对多个母排10和第一层叠部31、第二层叠部32进行保持的树脂保护器50。

根据这样的结构，将多个配线部23、24、25、26、27、28以层叠的状态与多个母排10一起保持，能够一并安设于蓄电元件组150G上的规定位置。由此，能够提高连接模块1的向蓄电元件组150G的组装作业性。

<其他实施方式>

通过本说明书公开的技术没有限定为通过上述记述及附图说明的实施方式，也包括例如下面那样的各种形态。

(1)在上述实施方式中，第一层叠部31由三个配线部23、24、25构成，但是层叠部也可以由两个或四个以上的配线路径构成。

(2)在上述实施方式中，第一层叠部31呈双层结构，但是层叠部也可以由三个以上的层构成。而且，在上述实施方式中，第一层由第二配线部24和第三配线部25构成，第二层由第一配线部23构成，但也可以是一个层由三个以上的配线路径构成。

(3)用于构成层叠部的柔性印刷基板的折叠方式并不局限于上述实施方式，例如，也可以将长条的柔性印刷基板沿着与侧缘垂直的折线折叠。

(4)在上述实施方式中，树脂保护器50具备按压片64、84，但是在保持构件中，保持柔性印刷基板的结构并不局限于上述实施方式，例如，可以是将设置于保持构件的销向设置于柔性印刷基板的销孔插通的结构，也可以是使柔性印刷基板与设置于保持构件的卡定片卡合的结构。

标号说明

1…连接模块10…母排(连接构件)

20…FPC(柔性印刷基板)

23…第一配线部(配线路径)24…第二配线部(配线路径)25…第三配线部(配线路径)26…第四配线部(配线路径)27…第五配线部(配线路径)28…第六配线部(配线路径)31…第一层叠部(层叠部)

32…第二层叠部(层叠部)

50…树脂保护器(保持构件)150…蓄电元件

150G…蓄电元件组151A…正极端子(电极端子)151B…负极端子(电极端子)。

Claims (2)

1.一种连接模块，安装于由具备电极端子的多个蓄电元件构成的蓄电元件组而将所述多个蓄电元件连接，其中，所述连接模块具备：

柔性印刷基板，具备多个配线路径；及

多个连接构件，与所述配线路径连接而将相邻的所述蓄电元件的所述电极端子彼此连接，

通过将所述柔性印刷基板折叠，而将所述多个配线路径层叠而构成层叠部。

2.根据权利要求1所述的连接模块，其中，

所述连接模块具备保持构件，该保持构件保持多个所述连接构件和所述层叠部。

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