DE102017221857A1 - Spannungsermittlungsstruktur und Spannungsermittlungsmodul - Google Patents

Spannungsermittlungsstruktur und Spannungsermittlungsmodul Download PDF

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Ryota KATAOKA
Shinichi Yanagihara
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Abstract

Ein Verbindungsleiter und ein Relaisanschluss sind direkt elektrisch miteinander verbunden, wobei der Verbindungsleiter elektrischen mit einem der zwei gegenüberliegenden Elektrodenanschlüsse einer Batteriezelle verbunden ist, der Relaisanschluss an einem äußeren Ende eines Spannungsermittlungsleiters angeordnet ist, der elektrisch mit einem Spannungsdetektor verbunden ist. Der Relaisanschluss weist einen schmelzbaren Teil auf, der in Funktion schmelzen und eine Unterbrechung erzeugen kann, wenn ein Überstrom durch den schmelzbaren Teil fließt, wobei eine Schnittfläche des schmelzbaren Teils lotrecht zu einer Richtung, in der sich der Spannungsermittlungsleiter erstreckt, kleiner als eine Schnittfläche eines anderen Teils des Relaisanschlusses lotrecht zu der Richtung ist.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spannungsermittlungsstruktur und ein Spannungsermittlungsmodul.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Konventionell ist ein Batteriepack, das aus einer Vielzahl von Batteriezellen und einer Überwachungseinheit besteht, die elektrisch mit den Batteriezellen über ein Sammelschienenmodul verbunden ist, in einem Elektrofahrzeug oder einem Hybridfahrzeug installiert, wobei die Batteriezellen als eine Batterie zum Speichern von elektrischem Strom dienen, und die Überwachungseinheit dazu konfiguriert ist, den jeweiligen Stromspeicherzustand der Batteriezellen zu überwachen. Die Batteriezellen sind durchgängig mit Elektrodenanschlüssen auf einer Seite in einer Reihe angeordnet und mit Elektrodenanschlüssen auf der anderen Seite in einer Reihe angeordnet. Elektrodenanschlüsse von jeweils zwei benachbarten Batteriezellen sind elektrisch mittels einer Sammelschiene des Sammelschienenmoduls miteinander verbunden, und ein Endabschnitt eines Spannungsermittlungskabels des Sammelschienenmoduls ist elektrisch mit jeder der Sammelschienen verbunden. Die Überwachungseinheit überwacht den Stromspeicherzustand der Batteriezellen basierend auf jeweiligen Spannungen von den Batteriezellen. Die Überwachungseinheit beinhaltet daher Spannungsdetektoren, die die jeweiligen Spannungen von den Batteriezellen ermitteln, Der andere Endabschnitt des Spannungsermittlungskabels ist elektrisch mit einem der Spannungsdetektoren verbunden. Diese Konfigurationen ermöglichen es, dass die Spannungsdetektoren jeweils Spannungen von den Batteriezellen ermitteln, und ermöglichen es, dass die Überwachungseinheit die Stromspeicherzustände der Batteriezellen überwacht.
  • Das heißt, das oben genannte Batteriepack weist die Sammelschienen und die Spannungsermittlungsleiter in dem Sammelschienenmodul auf, das eine Spannungsermittlungsstruktur bildet, so dass die Spannungsdetektoren die jeweiligen Spannungen von den Batteriezellen ermitteln können (Offenlegungsschrift der japanischen Patentanmeldung Nr. 2015-207393 ).
  • Die oben genannte Spannungsermittlungsstruktur und das Sammelschienenmodul sollen wünschenswerter Weise vereinfacht werden, da jeweils Sicherungen zwischen der entsprechenden Sammelschiene und dem Spannungsermittlungsleiter angeordnet sind, wobei die Sicherungen jeweils dazu dienen, einen Überstrom zu blockieren, der auftritt, wenn eine größere Spannung als die Nennspannung von der entsprechenden Batteriezelle erzeugt wird.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung zielt auf die oben genannte Vereinfachung ab und sieht die Bereitstellung einer Spannungsermittlungsstruktur sowie eines Spannungsermittlungsmoduls vor, die vereinfachte Strukturen aufweisen können und gleichzeitig dazu in der Lage sind, einen Überstrom zu blockieren, der zwischen einem Verbindungsleiter und einem entsprechenden Spannungsermittlungsleiter fließt.
  • Um das oben erwähnte Ziel zu erreichen, beinhaltet eine Spannungsermittlungsstruktur gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung einen Verbindungsleiter, der elektrisch mit einem Elektrodenanschluss zwischen beiden Elektrodenanschlüssen einer Batteriezelle verbunden ist; einen Spannungsermittlungsleiter, der elektrisch mit dem einen Elektrodenanschluss verbunden ist; einen Relaisanschluss, der an einem äußersten Ende des Spannungsermittlungsleiters angeordnet und dazu konfiguriert ist, den Spannungsermittlungsleiter und den Verbindungsleiter elektrisch miteinander zu verbinden; und ein Kunstharzformlement, das im Inneren einen Teil des Relaisanschlusses und einen Teil des Verbindungsleiters enthält und dazu konfiguriert ist, eine Bewegung des Relaisanschlusses relativ zu dem Verbindungsleiter einzuschränken, wobei der Relaisanschluss einen schmelzbaren Teil beinhaltet und elektrisch direkt mit dem Verbindungsleiter verbunden ist, wobei der schmelzbare Teil in Funktion schmelzen und eine Unterbrechung bewirken kann, wenn ein Überstrom durch den schmelzbaren Teil fließt, und eine Schnittfläche des schmelzbaren Teils lotrecht zu einer Richtung, in der sich der Spannungsermittlungsleiter erstreckt, kleiner als eine Schnittfläche eines anderen Teils des Relaisanschlusses lotrecht zu der Richtung ist.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der schmelzbare Teil In der Spannungsermittlungsstruktur so konfiguriert sein, dass er ein äußeres Ende des Relaisanschlusses ist und direkt elektrisch mit dem Verbindungsleiter verbunden ist.
  • Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Spannungsermittlungsstruktur so konfiguriert sein, dass das Kunstharzformlement im Inneren den schmelzbaren Teil enthält.
  • Um das oben erwähnte Ziel zu erreichen, beinhaltet ein Spannungsermittlungsmodul gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung einen Vielzahl von Verbindungsleitern, die elektrisch mit mindestens einem Elektrodenanschluss zwischen beiden Elektrodenanschlüssen einer Vielzahl von Batteriezellen auf einer selben Seite von Batteriezellen verbunden sind; eine Vielzahl von Spannungsermittlungsleitern entsprechend den jeweiligen Verbindungsleitern, die elektrisch mit dem einen Elektrodenanschluss verbunden sind; eine Vielzahl von Relaisanschlüssen, die an jeweiligen äußersten Enden der Spannungsermittlungsleiter angeordnet und dazu konfiguriert sind, die einzelnen Spannungsermittlungsleiter und den entsprechenden Verbindungsleiter elektrisch miteinander zu verbinden; und eine Vielzahl von Gehäusen, die im Inneren Teile der jeweiligen Relaisanschlüsse und Teile der entsprechenden Verbindungsleiter enthalten und dazu konfiguriert sind, die entsprechenden Verbindungsleiter aufzunehmen und gleichzeitig eine Bewegung der einzelnen Relaisanschlüsse relativ zu dem entsprechenden Verbindungsleiter einzuschränken, wobei der jeder der Relaisanschlüsse einen schmelzbaren Teil beinhaltet und elektrisch direkt mit dem entsprechenden Verbindungsleiter verbunden ist, wobei der schmelzbare Teil in Funktion schmelzen und eine Unterbrechung bewirken kann, wenn ein Überstrom durch den schmelzbaren Teil fließt, und eine Schnittfläche des schmelzbaren Teils lotrecht zu einer Richtung, in der sich der entsprechende Spannungsermittlungsleiter erstreckt, kleiner als eine Schnittfläche eines anderen Teils des Relaisanschlusses lotrecht zu der Richtung ist.
  • Die oben genannten und weitere Ziele, Merkmale, Vorteile sowie die technische und industrielle Bedeutung dieser Erfindung werden besser verständlich, wenn die folgende ausführliche Beschreibung der vorliegenden genannten Ausführungsbeispiele der Erfindung gelesen und in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen betrachtet wird.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine perspektivische Darstellung einer Spannungsermittlungsstruktur und eines Spannungsermittlungsmoduls gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
    • 2 ist eine perspektivische Darstellung der Spannungsermittlungsstruktur gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
    • 3 ist eine vergrößerte Darstellung der Spannungsermittlungsstruktur gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel; und
    • 4 ist eine Frontansicht einer Spannungsermittlungsstruktur gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
  • Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
  • Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele einer Spannungsermittlungsstruktur und eines Spannungsermittlungsmoduls gemäß der vorliegenden Erfindung ausführlich auf Basis der Zeichnungen beschrieben. Diese Ausführungsbeispiele sollen diese Erfindung jedoch nicht einschränken. Zu den in den folgenden Ausführungsbeispielen enthaltenen Komponenten zählt auch eine Komponente, die sich Fachleuten ohne weiteres erschließt, und können Komponenten enthalten sein, die im Wesentlichen identisch sind. Jede in den folgenden Ausführungsbeispielen enthaltene Komponente kann weggelassen, ersetzt oder modifiziert werden, ohne vom Geist der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
  • Erstes Ausführungsbeispiel
  • Zunächst werden eine Spannungsermittlungsstruktur und ein Spannungsermittlungsmodul gemäß einem Ausführungsbeispiel beschrieben. 1 ist eine perspektivische Darstellung einer Spannungsermittlungsstruktur und eines Spannungsermittlungsmoduls gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. 2 ist eine perspektivische Darstellung der Spannungsermittlungsstruktur gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. 3 ist eine vergrößerte Darstellung der Spannungsermittlungsstruktur gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Unter diesen Zeichnungen zeigt 3 einen Spannungsermittlungsleiter und einen Relaisanschluss in der Spannungsermittlungsstruktur gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Die X-Richtung in 1, 2 und 4 ist die Breitenrichtung der einzelnen Batteriezellen, das heißt, eine Richtung entlang deren kurzen Seiten. Die Y-Richtung ist die Tiefenrichtung der Batteriezelle, das heißt, eine Richtung entlang deren langen Seiten. Die Y-Richtung ist außerdem eine Richtung lotrecht zu der X-Richtung. Die Z-Richtung ist die Höhenrichtung der Batteriezelle, das heißt, die vertikale Richtung. Die Z-Richtung ist außerdem eine Richtung lotrecht zu der X- und Y-Richtung. Die Z1-Richtung ist die Richtung vertikal nach oben, und die Z2-Richtung ist die Richtung vertikal nach unten. Die E-Richtung in 2 bis 4 ist die Richtung der Ausdehnung des Spannungsermittlungsleiters.
  • Ein Batteriepack 100, das verschiedene bordeigene elektrische Teile, wie beispielsweise einen Verteilerkasten und einen Inverter mit Strom versorgt, ist in einem Elektrofahrzeug oder einem Hybridfahrzeug installiert. Wie in 1 dargestellt, beinhaltet das Batteriepack 100 ein Spannungsermittlungsmodul 1A, eine Vielzahl von Batteriezellen 2 und eine Überwachungseinheit (nicht dargestellt). Das Batteriepack 100 ist so aufgebaut, dass jede der Batteriezellen 2 und die Überwachungseinheit über das Spannungsermittlungsmodul 1A elektrisch miteinander verbunden sind. Die Überwachungseinheit überwacht den Stromspeicherzustand der Batteriezellen 2 basierend auf Spannungsinformationen über die Batteriezellen 2 und weist Spannungsdetektoren auf. Spannungsermittlungsleiter 4, die später beschrieben werden, sind elektrisch mit den Spannungsdetektoren verbunden, so dass die Spannungsdetektoren elektrisch mit den jeweiligen Batteriezellen 2 verbunden sind. Das Batteriepack 100 ist in einem Motorraum eines Fahrzeugs installiert, wobei das Spannungsermittlungsmodul 1A, die Batteriezellen 2 und die Überwachungseinheit in einem Gehäuse enthalten sind.
  • Wie in 1 dargestellt, ermöglicht es das Spannungsermittlungsmodul 1A, dass die Batteriezellen 2 elektrisch miteinander in Reihe geschaltet sind, und ermöglicht es, dass die jeweiligen Batteriezellen 2 elektrisch mit den Spannungsdetektoren verbunden sind. Das heißt, das Spannungsermittlungsmodul 1A fungiert zum Teil als Sammelschienenmodul. Das Spannungsermittlungsmodul 1A weist eine Vielzahl von Spannungsermittlungseinheiten 10 auf, die jeweils aus einer Sammelschiene 3, einem Spannungsermittlungsleiter 4, einem Relaisanschluss 5 und einem Kunstharzformlement 6 bestehen.
  • Dabei dienen die Batteriezellen 2 als eine Batterie, die elektrischen Strom speichert. Wie in 1 dargestellt, weist die Batteriezelle 2 einen Zellenkörper auf, der wie ein rechtwinkliges Parallelepiped geformt ist, und jeder Zellenkörper ist individuell in einem isolierenden Kunstharzgehäuse oder dergleichen angeordnet (nicht dargestellt). Die Batteriezelle 2 hat zwei Elektrodenanschlüsse 22 auf gegenüberliegenden Endabschnitten einer vorstehenden Elektrodenanschlussfläche 21 in der Richtung entlang der langen Seiten der Batteriezelle 2, wobei die vorstehende Elektrodenanschlussfläche 21 eine von sechs Flächen ist, die denselben Körper bilden. Der eine und der andere der zwei Elektrodenanschlüsse 22 dienen als positiver bzw. negativer Elektrodenanschluss 22. Die Batteriezellen 2 sind durchgehend angeordnet, so dass die Elektrodenanschlüsse 22 auf Jeder Seite der Batteriezellen 2 in einer Reihe in einer Richtung entlang der kurzen Seiten der Batteriezellen 2 angeordnet werden können. Die Batteriezellen 2 bilden eine erste Elektrodenanschlussgruppe 23, die aus den Elektrodenanschlüssen 22 auf einer Seite besteht, die in einer Reihe in einer Richtung der Anordnung der Batteriezellen 2 angeordnet sind, und eine zweite Elektrodenanschlussgruppe 24, die aus den Elektrodenanschlüssen 22 auf der anderen Seite besteht, die in einer Reihe in einer Richtung der Anordnung angeordnet sind. Damit sie elektrisch miteinander in Reihe geschaltet werden können, sind die Batteriezellen 2 in diesem Ausführungsbeispiel in einer Reihe angeordnet, so dass die positiven und die negativen Elektrodenanschlüsse 22 abwechselnd in den jeweiligen Elektrodenanschlussgruppen 23 und 24 angeordnet sind. In diesem Ausführungsbeispiel beinhaltet die Batteriezelle 2 als die Elektrodenanschlüsse 22 zwei Stehbolzen, die senkrecht auf zwei gegenüberliegenden Endabschnitten der vorstehenden Elektrodenanschlussfläche 21 in Richtung entlang der langen Seiten angeordnet sind. Die Batteriezellen 2 sind in einem Fahrzeug installiert, wobei die vorstehende Elektrodenanschlussfläche 21 so platziert ist, dass sie vertikal nach oben weist.
  • Jede der Sammelschienen 3 ist ein Verbindungsleiter 3 und ist elektrisch mit einem der zwei Elektrodenanschlüsse 22 von jeweils der entsprechenden Batteriezelle 2 verbunden. Jede der Sammelschienen 3 verbindet zwei benachbarte Elektrodenanschlüssen 22 in jeder der Elektrodenanschlussgruppen 23 und 24 elektrisch miteinander. Die Sammelschienen 3 sind in Reihen angeordnet und weisen jeweils zwei oder mehr Sammelschienen 3 in der Richtung der Anordnung der Batteriezellen 2 auf. Die Sammelschiene 3 besteht beispielsweise aus einem elektrisch leitfähigen Metall, wie beispielsweise reinem Kupfer, und ist in einer flachen, plattenähnlichen Form ausgebildet. Die Sammelschiene 3 ist so ausgebildet, dass sie vertikal von oben oder von unten betrachtet rechtwinklig ist. Zwei Durchgangslöcher 31, durch die jeweils einer der Elektrodenanschlüsse 22 verläuft, sind in einer Fläche der Sammelschiene 3 ausgebildet, wobei die eine Fläche vertikal von oben oder von unten betrachtet rechtwinklig ist. Die zwei Durchgangslöcher 31 sind nebeneinander in einer Richtung entlang der kurzen Seiten der Batteriezellen 2 angeordnet, d.h. in einer Richtung entlang der langen Seiten der Sammelschienen 3, und weisen jeweils einen Durchmesser auf, durch den einer der Elektrodenanschlüsse 22 verlaufen kann. Die Sammelschiene 3 ist durch Schweißen oder Schrauben elektrisch mit den entsprechenden Elektrodenanschlüssen 22 verbunden. Im Falle der Sammelschienen 3 in diesem Ausführungsbeispiel sind die Elektrodenanschlüsse 22 Stehbolzen und nachdem die Stehbolzen durch die Durchgangslöcher 31 geführt wurden, werden Muttern 200, die als Befestigungselemente dienen, um die jeweiligen Elektrodenanschlüsse 22 gesetzt und dann befestigt, so dass die einzelnen Sammelschienen 3 und jeder der entsprechenden Elektrodenanschlüsse 22 sicher aneinander fixiert und elektrisch verbunden sind.
  • Wie in 1 bis 3 dargestellt, leitet der Spannungsermittlungsleiter 4 einen Strom, der von der entsprechenden Batteriezelle 2 erzeugt wird, zu dem entsprechenden Spannungsdetektor. Der Spannungsermittlungsleiter 4 weist einen Endabschnitt auf, der elektrisch mit einer der Sammelschienen 3 verbunden ist, und einen anderen Endabschnitt, der elektrisch mit dem Spannungsdetektor verbunden ist. Die Spannungsermittlungsleiter 4 sind elektrisch mit den jeweiligen Sammelschienen 3 verbunden. Die Spannungsermittlungsleiter 4 sind elektrisch mit den jeweiligen Sammelschienen 3 verbunden und sind dadurch elektrisch mit den Elektrodenanschlüssen 22 durch die Sammelschienen 3 verbunden. Wie in 3 dargestellt, besteht der Spannungsermittlungsleiter 4 aus einem linearen Leiter 41 und einem Abdeckungselement 42, das den Außenumfang des Leiters 41 bedeckt. In den beiden Endabschnitten des Spannungsermittlungsleiters 4 liegt der Leiter 41 außen an dem Abdeckungselement 42 frei. Der Leiter 41 besteht aus einer Vielzahl von gebündelten Leitungsdrähten 41a, die aus einem elektrisch leitfähigen Metall wie beispielsweise Kupfer bestehen. Das Abdeckungselement 42 bedeckt den Außenumfang des Leiters 41 in der Ausdehnungsrichtung des Spannungsermittlungsleiters 4, das heißt der Ausdehnungsrichtung des Leiters 41. Das Abdeckungselement 42 besteht aus einem isolierenden Material wie beispielsweise Kunstharz und weist eine ausreichende Flexibilität auf, damit es einem Biegeprozess unterzogen werden kann.
  • Der Relaisanschluss 5 verbindet elektrisch den Spannungsermittlungsleiter 4 und die Sammelschiene miteinander und ist direkt elektrisch mit der Sammelschiene 3 verbunden. Der Relaisanschluss 5 ist an einem äußeren Ende des Spannungsermittlungsleiters 4 angeordnet. Der Relaisanschluss 5 besteht zum Beispiel aus einem elektrisch leitfähigen Metall, wie beispielsweise einer Kupferlegierung, und ist in einer flachen, plattenähnlichen Form ausgebildet. Zu Beispielen für eine Kupferlegierung zählt Messing. Um einen Überstrom durch das Schmelzen eines noch zu beschreibenden schmelzbaren Teils zu blockieren, besteht der Relaisanschluss 5 aus einem Metall mit einer niedrigeren Leitfähigkeit als die Sammelschiene 3. Um einen Überstrom durch das Schmelzen des schmelzbaren Teils 52 zu blockieren, weist der Relaisanschluss 5 eine geringere Dicke als die Sammelschiene 3 auf. Das heißt, das Metall, das die Relaisanschlüsse 5 bildet, weist einen Kennwert und eine Dicke auf, die sich von denjenigen des Metalls unterscheiden, aus dem die Sammelschienen 3 bestehen. Der Relaisanschluss 5 ist so ausgebildet, dass er vertikal von oben oder von unten betrachtet rechtwinklig ist. Der Relaisanschluss 5 beinhaltet einen Hauptkörperteil 51, einen schmelzbaren Teil 52 und einen druckgebondeten Teil 53.
  • Der Hauptkörperteil 51 leitet in Richtung des Spannungsermittlungsleiters 4 einen Strom, der von einer der Batteriezellen 2 eingespeist wurde. Der Hauptkörperteil 51 ist so ausgebildet, dass er vertikal von oben betrachtet rechtwinklig ist. Der Hauptkörperteil 51 ist elektrisch mit dem Leiter 41 des Spannungsermittlungsleiters 4 verbunden, indem ein extern freiliegender Teil des Leiters 41 in dem Spannungsermittlungsleiter 4 vertikal von oben betrachtet auf dem Hauptkörperteil 51 platziert ist.
  • In Reaktion auf einen Überstrom, der fließt, wenn eine von der Batteriezelle 2 erzeugte Spannung nicht niedriger als der Nennspannungswert ist, blockiert der schmelzbare Teil 52 den Überstrom zwischen der Sammelschiene 3 und dem Relaisanschluss 5 und fungiert damit als eine Sicherung. Mit Überstrom ist dabei ein Strom gemeint, dessen Wert nicht niedriger als ein vorgegebener Nennstromwert ist. Der schmelzbare Teil 52 ist an einem Endabschnitt 54 des Hauptkörperteils 51 ausgebildet, das heißt einem der gegenüberliegenden Endabschnitte in der Ausdehnungsrichtung des Spannungsermittlungsleiters 4, der nicht zu dem Spannungsermittlungsleiter 4 ausgerichtet ist. An dem Endabschnitt 54 des Hauptkörperteils 51 steht der schmelzbare Teil 52 von einer Endfläche lotrecht zu der Ausdehnungsrichtung des Spannungsermittlungsleiters 4 vor und erstreckt sich in der Ausdehnungsrichtung des Spannungsermittlungsleiters 4. Das heißt, der schmelzbare Teil 52 ist ein äußeres Ende des Relaisanschlusses 5. Ein Endabschnitt des schmelzbaren Teils 52 in der Ausdehnungsrichtung des Spannungsermittlungsleiters 4 ist durch Schweißen, Löten oder dergleichen an der Sammelschiene 3 fixiert. Der schmelzbare Teil 52 ist physisch direkt mit der Sammelschiene 3 verbunden und ist dadurch elektrisch leitfähig mit der Sammelschiene 3 verbunden. Die elektrische Verbindung des schmelzbaren Teils 52 mit der Sammelschiene 3 führt zu einer elektrischen Verbindung des Relaisanschlusses 5 mit der Sammelschiene 3. Eine Schnittfläche 52a des schmelzbaren Teils 52, die lotrecht zu der Ausdehnungsrichtung des Spannungsermittlungsleiters 4 verläuft, ist kleiner als eine Schnittfläche eines beliebigen Teils des Relaisanschlusses 5, der nicht der schmelzbare Teil 52 ist. So ist beispielsweise die Schnittfläche 52a kleiner als eine Schnittfläche 51a des Hauptkörperteils 51 lotrecht zu der Ausdehnungsrichtung des Spannungsermittlungsleiters 4 ausgebildet. Die Schnittfläche 52a des schmelzbaren Teils 52 ist so ausgebildet, dass, wenn ein Überstrom fließt, der schmelzbare Teil 52 schmelzen und eine Unterbrechung erzeugen kann, da in Abhängigkeit von der Leitfähigkeit des Metalls, aus dem der Relaisanschluss 5 besteht, Wärme entsteht, das heißt aufgrund des elektrischen Widerstands des Metalls, da der Strom durch das Metall fließt.
  • Der druckgebondete Teil 53 dient zum Fixieren des Leiters 41 an dem Hauptkörperteil 51, und dient außerdem zum Fixieren des Spannungsermittlungsleiters 4 an dem Relaisanschluss 5. Der druckgebondete Teil 53 ist an dem anderen der gegenüberliegenden Endabschnitte des Hauptkörperteils 51 in der Ausdehnungsrichtung des Spannungsermittlungsleiters 4 angeordnet. Das heißt, der druckgebondete Teil 53 ist gegenüber dem schmelzbaren Teil 52 auf der anderen Seite des Hauptkörperteils 51 ausgebildet. Der druckgebondete Teil 53 ist an einem Endabschnitt des Hauptkörperteils 51 gegenüber dem Endabschnitt 54 ausgebildet, so dass sie, vertikal von oben oder unten betrachtet, in zwei entgegengesetzte Richtungen vorstehen, die lotrecht zu der Ausdehnungsrichtung des Spannungsermittlungsleiters 4 verlaufen. Wenn der Leiter 41 an dem Hauptkörperteil 51 platziert ist, wird der druckgebondete Teil 53 in Richtung der Mitte des Spannungsermittlungsleiters 4 entlang dessen Ausdehnungsrichtung an den Hauptkörperteil 51 druckgebondet, während die Außenumfangsfläche des Leiters 41 umschlossen wird und der Leiter 41 innen eingerollt ist. Folglich ist der Leiter 41 an dem Hauptkörperteil 51 fixiert. Der druckgebondete Teil 53 steht vertikal über den Hauptkörperteil 51 vor. Somit sind der Leiter 41 und der druckgebondete Teil 53 elektrisch miteinander verbunden, das heißt, der Relaisanschluss 51 und der Spannungsermittlungsleiter 4 sind elektrisch miteinander verbunden.
  • Das Kunstharzformlement 6 dient zum Einschränken der Bewegung des Relaisanschlusses 5 relativ zu der Sammelschiene 3. Das Kunstharzformlement 6 besteht aus einem isolierenden Kunstharz oder dergleichen. Das Kunstharzformlement 6 weist eine im Wesentlichen rechtwinklige Parallelepiped-Form mit einer Fläche auf, die vertikal von oben betrachtet rechtwinklig ist. Das Kunstharzformlement 6 ist so ausgebildet, dass, vertikal von oben betrachtet, eine der langen Seiten der rechtwinkligen Fläche einer der langen Seiten der Sammelschiene 3 entsprechen kann. Das Kunstharzformlement 6 enthält im Inneren einen Teil des Relaisanschlusses 5 und einen Teil der Sammelschiene 3. Das Kunstharzformlement 6 enthält in diesem Ausführungsbeispiel im Inneren: den schmelzbaren Teil 52 und einen Teil des Hauptkörperteils 51 in dem Relaisanschluss 5; und einen Endabschnitt der Sammelschiene 3 entlang der langen Seite, wobei der Endabschnitt einen Abschnitt beinhaltet, der an dem schmelzbaren Teil 52 fixiert ist. Das Kunstharzformlement 6 wird durch Spritzgießen wie beispielsweise Umspritzen geformt, so dass es im Inneren die oben genannten Teile enthält. Eine Endfläche, die von dem Kunstharzelement 6 vertikal nach unten weist, ist so ausgebildet, dass sie im Inneren die Sammelschiene 3 enthält und im Wesentlichen fluchteben mit einer Endfläche ist, die vertikal von der Sammelschiene 3 nach unten weist. Das Kunstharzformlement 6 ist mit der Sammelschiene 3, dem Relaisanschluss 5 und dem Spannungsermittlungsleiter 4 integriert.
  • Auf die oben beschriebene Weise sind in dem Spannungsermittlungsmodul 1A folglich die einzelnen Sammelschienen 3 und der entsprechende Relaisanschluss 5 aneinander fixiert und durch den schmelzbaren Teil 52 direkt miteinander elektrisch verbunden, sind der Relaisanschluss 5 und der entsprechende Spannungsermittlungsleiter 4 elektrisch miteinander verbunden, und weist das Spannungsermittlungsmodul das Kunstharzformlement 6 auf, das im Inneren einen Teil des Relaisanschlusses 5 und einen Teil der Sammelschiene 3 enthält. Folglich werden Spannungsermittlungsstrukturen T gebildet, die Spannungen von den Batteriezellen 2 ermitteln.
  • Nachfolgend wird ein Beispiel des Verfahrens zum Verkabeln der Batteriezellen 2 mit dem Spannungsermittlungsmodul 1A unter Bezugnahme auf 1 bis 3 beschrieben. Zunächst entfernt ein Arbeiter das Abdeckungselement 42 in einem Endabschnitt des Spannungsermittlungsleiters 4, platziert einen somit extern freiliegenden Teil des Leiters 41 an dem Hauptkörperteil 51 des Relalsanschlusses 5, und bondet den Spannungsermittlungsleiter 4 mittels Druck mit dem druckgebondeten Teil 53 an den Relaisanschluss 5. Anschließend fixiert der Arbeiter die äußeren Enden des schmelzbaren Teils 52 an der Sammelschiene 3. Dann setzt der Arbeiter einen Teil des Relaisanschlusses 5 und einen Teil der Sammelschiene 3 in eine Form in einen Spritzgießer und führt das Spritzgießen durch. Folglich werden die Teile des Relaisanschlusses 5 und der Sammelschiene 3 in das Innere des Kunstharzformelements 6 Integriert. Auf die oben beschriebene Weise werden die Sammelschiene 3, der Spannungsermittlungsleiter 4, der Relaisanschluss 5 und das Kunstharzformlement 6 miteinander integriert, so dass die Spannungsermittlungsstruktur T entsteht. Das heißt, die Spannungsermittlungseinheit 10 wird gebildet.
  • Anschließend führt der Arbeiter die Elektrodenanschlüsse 22 der entsprechenden Batteriezellen 2 durch die Durchgangslöcher 31 der Sammelschiene 3. Die Elektrodenanschlüsse 22 werden so durchgeführt, dass eine Fläche, auf die der Leiter 41 des Relaisanschlusses 5 platziert wird, vertikal nach oben zeigt. Der Arbeiter führt die Elektrodenanschlüsse 22 durch die Sammelschiene 3 und verschiebt gleichzeitig die Sammelschienen 3 vertikal nach unten. Wenn die Sammelschiene 3 einen Punkt erreicht, an dem sie für das weitere Einsetzen der Elektrodenanschlüsse 22 nicht weiter vertikal nach unten bewegt werden kann, wobei die vertikal nach unten weisende Endfläche des entsprechenden Kunstharzformelements 6 mit den entsprechenden vorstehenden Elektrodenanschlussflächen 21 in Kontakt kommt, führt der Arbeiter die jeweiligen Elektrodenanschlüsse 22 durch die Muttern 200 und zieht die Muttern 200 an. Wenn der Arbeiter das Anziehen der Muttern 200 an den jeweiligen Elektrodenanschlüssen 22 abgeschlossen hat, ist die Sammelschiene 3 an den Elektrodenanschlüssen 22 fixiert, Indem sie vertikal zwischen den Muttern 200 und den vorstehenden Elektrodenanschlussflächen 21 eingeklemmt ist. Damit ist das Verkabeln der Batteriezellen 2 mit der Spannungsermittlungseinheit 10 abgeschlossen. Der Arbeiter verbindet des Weiteren die einzelnen Spannungsermittlungseinheiten 10 bezüglich der jeweils entsprechenden Elektrodenanschlüsse 22, so dass das Spannungsermittlungsmodul 1A entsteht und die Batteriezellen 2 mit dem Spannungsermittlungsmodul 1A verbunden werden.
  • Der Arbeiter verbindet elektrisch den anderen Endabschnitt der einzelnen Spannungsermittlungsleiter 4 mit dem Spannungsdetektor der Überwachungseinheit, so dass die Batteriezellen 2, das Spannungsermittlungsmodul 1A und die Überwachungseinheit elektrisch miteinander verbunden sind.
  • Nachfolgend werden die Folgen des Fließens eines Überstroms zwischen der Sammelschiene 3 und dem Relaisanschluss 5 beschrieben. Zunächst werden durch die Spannungsermittlungsstrukturen T entsprechende Spannungen von den Batteriezellen 2 in Form von Strömen von deren Elektrodenanschlüssen 22 an die Sammelschienen 3 übertragen, die elektrisch mit den jeweiligen Elektrodenanschlüssen 22 verbunden sind. Anschließend werden diese Spannungen von den jeweiligen Sammelschienen 3 an die entsprechenden Spannungsermittlungsleiter 4 über die schmelzbaren Teile 52, das heißt die Relaisanschlüsse 5, übertragen, so dass sie an die entsprechenden Spannungsdetektoren übermittelt werden. Wenn eine der Batteriezellen 2 eine Spannung erzeugt hat, die nicht niedriger als ein Nennspannungswert ist, fließt ein Strom, der nicht niedriger als der Nennstromwert ist, als ein Überstrom in die Sammelschiene 3 über deren Elektrodenanschluss 22. Der Überstrom, der in die Sammelschiene 3 fließt, fließt dann von der Sammelschiene 3 in den schmelzbaren Teil 52. In Reaktion auf das Fließen des Überstroms durch den schmelzbaren Teil 52 entsteht Wärme in Abhängigkeit von der Leitfähigkeit des Metalls, aus dem der schmelzbare Teil 52 besteht, an dem schmelzbaren Teil 52, so dass der schmelzbare Teil 52 schmilzt und eine Unterbrechung erzeugt. Auf die oben beschriebene Weise wird der Überstrom zwischen der Sammelschiene 3 und dem Spannungsermittlungsleiter 4 blockiert.
  • Wie oben beschrieben, beinhaltet die Spannungsermittlungsstruktur T gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel den Relaisanschluss 5, der direkt elektrisch mit der Sammelschiene 3 verbunden ist und den schmelzbaren Teil 52 aufweist, dessen Schnittfläche 52a einen geringeren Durchmesser als die Schnittfläche eines anderen Teils des Relaisanschlusses 5 aufweist, der schmilzt und eine Unterbrechung erzeugt, wenn ein Überstrom hindurchfließt. Daher kann die Struktur T einen Überstrom zwischen der Sammelschiene 3 und dem Spannungsermittlungsleiter 4 blockieren, der fließt, wenn die Batteriezelle 2 eine Spannung erzeugt hat, die nicht niedriger als der Nennspannungswert ist. Außerdem kann die Spannungsermittlungsstruktur T die Überwachungseinheit und Schaltungen für verschiedene andere bordeigene elektrische Komponenten vor Überströmen schützen, indem jeder Überstrom zwischen der Sammelschiene 3 und der Spannungsermittlungseinheit 4 blockiert wird. Selbst wenn einige der Spannungsermittlungsleiter 4 miteinander in Kontakt gebracht wurden, beispielsweise durch Einwirkung externer Stöße, und einen geschlossenen Stromkreis mit den entsprechenden Batteriezellen 2 gebildet haben, können die Spannungsermittlungsstrukturen T einen Überstrom daran hindern, durch den geschlossenen Stromkreis zu fließen und können dadurch die Batteriezellen 2 vor dem Überstrom schützen. Außerdem beinhaltet die Spannungsermittlungsstruktur T den schmelzbaren Teil 42, der als Teil des Relaisanschlusses 5 ausgebildet ist, so dass eine vereinfachte Struktur im Vergleich zu beispielsweise einer Struktur möglich wird, die eine Sicherung als separates Element aufweist, das zwischen der Sammelschiene 3 und dem entsprechenden Relaisanschluss 5 platziert wird.
  • Ferner beinhaltet die Spannungsermittlungsstruktur T gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel den Relaisanschluss 5, der den schmelzbaren Teil 52 aufweist, so dass eine reduzierte Anzahl an Komponenten für eine Spannungsermittlungsstruktur im Vergleich zu beispielsweise einer Struktur möglich wird, die eine Sicherung als separates Element aufweist, das zwischen der Sammelschiene 3 und dem entsprechenden Relaisanschluss 5 platziert wird. Ein Spannungswert, der von dem Spannungsdetektor als Spannungswert der Batteriezellen 2 ermittelt wird, spiegelt den Innenwiderstand der Komponenten wieder, wobei die Differenz zwischen dem Spannungswert, der von dem Spannungsdetektor ermittelt wird, und dem Spannungswert der Batteriezelle 2 größer ist, wenn die Anzahl der Komponenten, aus welchen die Spannungsermittlungsstruktur besteht, höher ist. Um diese Unannehmlichkeit zu beseitigen, beinhaltet die Spannungsermittlungsstruktur T gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel den schmelzbaren Teil 52, der als Teil des Relaisanschlusses 5 ausgebildet ist und somit eine reduzierte Anzahl an Komponenten für eine Spannungsermittlungsstruktur im Vergleich zu einer Struktur aufweist, bei der eine Sicherung als separates Element enthalten sein muss, so dass der Spannungsdetektor den Spannungswert der Batteriezelle 2 noch genauer ermitteln kann. Die Verringerung der Anzahl an Komponenten kann nicht nur die Kosten für die Komponenten senken, sondern auch die Montagearbeit für die Spannungsermittlungsstruktur T reduzieren, was zu einer Senkung der Gesamtkosten der Spannungsermittlungsstruktur T führt.
  • In der Spannungsermittlungsstruktur T gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel besteht die Sammelschiene 3 vorzugsweise aus einem Metall mit einem niedrigen spezifischen elektrischen Widerstand, um einen relativ niedrigen Innenwiderstand zu erzielen, und der Relaisanschluss 5 besteht vorzugsweise aus einem Metall mit einer hohen Leitfähigkeit und der Form einer dünnen Platte, da der Relaisanschluss 5 den schmelzbaren Teil 52 aufweist. So ist es beispielsweise bei einer Struktur, die erhalten wird, indem die einzelnen Sammelschienen 3 und die einzelnen Relaisanschlüsse 5 aus derselben Metallplatte geformt werden, schwierig, ein Metall auszuwählen, das eine Leitfähigkeit und eine Dicke aufweist, die für sowohl die Sammelschiene 3 als auch den Relaisanschluss 5 unter Berücksichtigung der Blechbearbeitung geeignet ist, die an der Sammelschiene 3 und dem Relaisanschluss 5 gemeinsam durchgeführt wird. Dagegen werden bei der Spannungsermittlungsstruktur T gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Relaisanschluss 5 und die Sammelschiene 3 direkt elektrisch miteinander verbunden, indem der Relaisanschluss 5 durch Schweißen oder Löten an der Sammelschiene 3 fixiert wird, so dass Metallarten gewählt werden können, die eine Leitfähigkeit und eine Dicke aufweisen, die sowohl für die Sammelschiene 3 als auch den Relaisanschluss 5 geeignet sind.
  • Die Spannungsermittlungsstruktur T gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel weist das Kunstharzformlement 6 auf, das so ausgebildet ist, dass es im Inneren einen Teil des Relaisanschlusses 5 und einen Teil der Sammelschiene 3 enthält und eine Bewegung des Relaisanschlusses 5 relativ zu der Sammelschiene 3 einschränkt. Somit ist die Spannungsermittlungsstruktur T dazu in der Lage, eine physische Loslösung und damit eine elektrische Trennung der Sammelschiene und des Relaisanschlusses 5 voneinander zu verhindern, beispielsweise aufgrund einer externen Kraft während der Montage oder während Wartungsarbeiten, und kann verhindern, dass der Relaisanschluss 5 relativ zu der Sammelschiene 3 verschoben wird. Wenn die Kunstharzformelemente 6 so geformt werden, dass die schmelzbaren Teile 52 extern freiliegen, kann der Arbeiter herausfinden, bei welcher der Spannungsermittlungseinheiten 10 in dem Spannungsermittlungsmodul 1Art der schmelzbare Teil 52 geschmolzen und eine Unterbrechung erzeugt hat, als ein Überstrom geflossen ist.
  • Der schmelzbare Teil 52 in der Spannungsermittlungsstruktur T gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist ein äußeres Ende des Relaisanschlusses 5 und ist durch Schweißen oder Löten elektrisch direkt mit der Sammelschiene 3 verbunden. Somit ist die Herstellung des schmelzbaren Teils 52 einfacher und auch dessen Fixierung an der Sammelschiene 3 ist einfacher als in einem Falle einer Struktur, bei der sich der schmelzbare Teil 52 zur Hälfte in dem Relaisanschluss 5 befindet, beispielsweise in einem mittleren Abschnitt des Hauptkörperteils 51.
  • In der Spannungsermittlungsstruktur T gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist das Kunstharzformlement 6 so ausgebildet, dass im Inneren der schmelzbare Teil 52 enthalten ist. Wie oben beschrieben, ist der schmelzbare Teil 52 direkt elektrisch mit der Sammelschiene 3 verbunden. Daher kann das Kunstharzformlement 6 eine Position schützen, an der die Sammelschiene 3 und der Relaisanschluss 5 miteinander verbunden sind, und kann direkt den schmelzbaren Teil 52, die jeweils eine geringe Steifigkeit aufweisen, da deren Schnittfläche 52a kleiner ausgebildet ist, gegen eine physische Last aufgrund einer externen Kraft oder dergleichen schützen, und kann verhindern, dass sich der Relaisanschluss 5 bewegt, das heißt relativ zu der Sammelschiene 3 verschoben wird. Da außerdem eine Last aufgrund von Schwingungen der Fahrzeugkarosserie, wenn das Fahrzeug fährt, auf das gesamte Kunstharzformlement 6 verteilt werden kann, kann eine Last, die auf den schmelzbaren Teil 52 wirkt, reduziert werden, das heißt die Position, an der die Sammelschiene 3 und der Relaisanschluss 5 miteinander verbunden sind, kann direkt vor der Last geschützt werden.
  • Das Spannungsermittlungsmodul 1A, das gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel konfiguriert ist, beinhaltet die Spannungsermittlungsstrukturen T gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Daher kann das Spannungsermittlungsmodul 1A nicht nur einen Überstrom zwischen den Sammelschienen 3 und dem entsprechenden Spannungsermittlungsleiter 4 blockieren, der fließt, wenn die entsprechende Batteriezelle 2 eine Spannung erzeugt hat, die nicht niedriger als der Nennspannungswert ist, sondern kann auch eine vereinfachte Struktur aufweisen. Da außerdem die Spannungsermittlungseinheiten 10, die jeweils die Spannungsermittlungsstruktur T aufweisen, modularisiert sind, kann die Effizienz dahingehend verbessert werden, dass, wenn einer der schmelzbaren Teile 52 geschmolzen und kaputt gegangen ist, nur das Spannungsermittlungsmodul 1A ausgetauscht wird.
  • Die Spannungsermittlungsstruktur T gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist dazu konfiguriert, dass die Spannungsermittlungseinheiten 10 direkt an den Batteriezellen 2 befestigt werden. Alternativ können die Spannungsermittlungseinheiten 10 in isolierenden Gehäusen untergebracht werden, die aus Kunstharz oder dergleichen bestehen, und die Gehäuse können an den Batteriezellen 2 befestigt werden.
  • Zweites Ausführungsbeispiel
  • Nachfolgend werden eine Spannungsermittlungsstruktur und ein Spannungsermittlungsmodul gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben. 4 ist eine Frontansicht einer Spannungsermittlungsstruktur gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, Der Unterschied der Spannungsermittlungsstruktur und des Spannungsermittlungsmoduls gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel gegenüber der Spannungsermittlungsstruktur und dem Spannungsermittlungsmodul gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel besteht in der Form des Kunstharzformelements 6. Auf sich wiederholende Beschreibungen von Konfigurationen, Vorgängen und Effekten, die mit denjenigen des oben beschriebenen, ersten Ausführungsbeispiels identisch sind, wird soweit wie möglich verzichtet.
  • Wie in 4 dargestellt, beinhaltet das Spannungsermittlungsmodul 1B Gehäuse 7, die im Inneren Teile der Relaisanschlüsse 5 und Teile der Sammelschienen 3 enthalten und dadurch eine Bewegung der Relaisanschlüsse 5 relativ zu den Sammelschienen 3 einschränken. Die jeweiligen Gehäuse 7 enthalten Sammelschienen 3, die in inneren Gehäuseräumen davon ausgebildet sind. Das heißt, die Kunstharzformelemente 6 in dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechen den Gehäusen 7 in dem zweiten Ausführungsbeispiel. Die Gehäuse 7 weisen jeweils eine rechtwinklige Öffnung 71 auf, durch die der interne Gehäuseraum und der externe Raum miteinander in Verbindung stehen. Die Öffnung 71 weist eine Größe auf, dank derer die Durchgangslöcher 31 der Sammelschienen, das heißt die Elektrodenanschlüsse 22 an der Außenseite des Gehäuses 7 freiliegen können.
  • In dem Spannungsermittlungsmodul 1B sind jeweils zwei benachbarte Gehäuse 7 durch ein Scharnier 8 miteinander verbunden. Das Scharnier 8 weist ein gewisses Maß an Beweglichkeit auf. Wenn sich beispielsweise eines der Gehäuse 7 aufgrund von Wärme ausgedehnt hat, die entsteht, wenn ein Strom durch das Spannungsermittlungsmodul 1B fließt, kann ein Unterschied der äußeren Größe des Gehäuses 7 aufgrund der Ausdehnung absorbiert werden, da das Scharnier 8 die Beweglichkeit aufweist.
  • Wie oben beschrieben, enthält das Spannungsermittlungsmodul 1B gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel die Gehäuse 7, die im Inneren Teile der Relaisanschlüsse 5 und der Sammelschienen 3 enthalten, und schränkt eine Bewegung der Relaisanschlüsse 5 relativ zu den Sammelschienen 3 ein, so dass es dadurch eine vereinfachte Struktur im Vergleich zu einem Gehäuse aufweisen kann, bei welchem die Kunstharzformelemente 6 und die entsprechenden Gehäuse 7 jeweils als separate Elemente ausgebildet sind.
  • Die Spannungsermittlungsmodule 1A und 1B in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind jeweils so konfiguriert, dass sie die Batteriezellen 2 elektrisch in Reihe verbinden, es besteht jedoch keine Beschränkung auf diese Konfiguration, und sie können auch so konfiguriert sein, dass die Batteriezellen 2 parallel geschaltet sind. In diesem Fall sind die Batteriezellen 2 in einer Reihe angeordnet, wobei die positiven Elektrodenanschlüsse 22 in einer Reihe angeordnet sind, und die negativen Elektrodenanschlüsse 22 in einer Reihe in den jeweiligen Elektrodenanschlussgruppen 23 und 24 angeordnet sind. So können beispielsweise bei jedem der Spannungsermittlungsmodule 1A und 1B die positiven Elektrodenanschlüsse in einer Reihe in der ersten Elektrodenanschlussgruppe 23, und die negativen Elektrodenanschlüsse 22 in einer Reihe in der zweiten Elektrodenanschlussgruppe 24 angeordnet sein.
  • Die schmelzbaren Teile 52 in den vorliegenden Ausführungsbeispielen sind jeweils so konfiguriert, dass sie äußere Enden der Relaisanschlüsse 5 sind, sind jedoch nicht auf diese Konfiguration beschränkt. So kann beispielsweise jeder der schmelzbaren Teile 52 in einem Teil des entsprechenden Relaisanschlusses 5 angeordnet sein, wie beispielsweise einem mittleren Abschnitt des Hauptkörperteils 51 in der Ausdehnungsrichtung des entsprechenden Spannungsermittlungsleiters 4.
  • Das Spannungsermittlungsmodul 1A in den vorliegenden Ausführungsbeispielen beinhaltet die Spannungsermittlungsleiter 4, die jeweils so betrieben werden, dass sie den Leiter 41 beinhalten, der aus den gebündelten Leitungsdrähten 41a besteht, d.h. der jeweils als ein sogenanntes Elektrokabel ausgebildet ist, es besteht jedoch keine Beschränkung auf diese Konfiguration. So kann das Spannungsermittlungsmodul 1A die Spannungsermittlungsleiter 4 beinhalten, die jeweils als ein flexibles Flachkabel (FFC) ausgebildet sind.
  • Die Sammelschienen 3 in den vorliegenden Ausführungsbeispielen sind so konfiguriert, dass sie Verbindungsleiter sind und direkt elektrisch mit den Elektrodenanschlüssen 23 verbunden sind, sind jedoch nicht auf diese Konfiguration beschränkt. So können beispielsweise Sammelschienen elektrisch direkt mit den Elektrodenanschlüssen 22 verbunden werden, und die Verbindungsleiter 3 können an den jeweiligen Sammelschienen zum Beispiel so platziert werden, dass jede der Sammelschienen und der entsprechende Verbindungsleiter 3 elektrisch miteinander verbunden werden können.
  • Die Spannungsermittlungsstruktur und das Spannungsermittlungsmodul weisen einen Relaisanschluss mit einem schmelzbaren Teil auf, dessen Querschnittsfläche lotrecht zu einer Richtung, in der sich der Spannungsermittlungsleiter erstreckt, kleiner als die Fläche eines anderen Teils als der Relaisanschluss lotrecht zu der Richtung ist, so dass ein Überstrom blockiert werden kann, der zwischen dem Verbindungsleiter und dem entsprechenden Spannungsermittlungsleiter fließt. Die Spannungsermittlungsstruktur und der Spannungsermittlungsleiter können vereinfachte Strukturen aufweisen, da der Relaisanschluss elektrisch direkt mit dem Verbindungsleiter verbunden werden kann.
  • Zwar wurde die Erfindung unter Bezug auf spezifische Ausführungsbeispiele für eine umfängliche und verständliche Offenlegung beschrieben, doch sind die angehängten Ansprüche nicht dadurch eingeschränkt und sind nicht als Ausführung sämtlicher Modifikationen und alternativer Konstruktionen aufzufassen, die sich Fachleuten erschließen können und die klar unter die hier dargelegten grundlegenden Lehren fallen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2015207393 [0003]

Claims (4)

  1. Spannungsermittlungsstruktur, umfassend: einen Verbindungsleiter, der elektrisch mit einem Elektrodenanschluss unter beiden Elektrodenanschlüssen einer Batteriezelle verbunden ist; einen Spannungsermittlungsleiter, der elektrisch mit dem einen Elektrodenanschluss verbunden ist; einen Relaisanschluss, der an einem äußeren Ende des Spannungsermittlungsleiters angeordnet und dazu konfiguriert ist, den Spannungsermittlungsleiter und den Verbindungsleiter elektrisch miteinander zu verbinden; und ein Kunstharzformlement, das im Inneren einen Teil des Relaisanschlusses und einen Teil des Verbindungsleiters enthält und dazu konfiguriert ist, eine Bewegung des Relaisanschlusses relativ zu dem Verbindungsleiter einzuschränken, wobei der Relaisanschluss einen schmelzbaren Teil enthält und elektrisch direkt mit dem Verbindungsleiter verbunden ist, wobei der schmelzbare Teil in Funktion schmelzen und eine Unterbrechung erzeugen kann, wenn ein Überstrom durch den schmelzbaren Teil fließt, und eine Schnittfläche des schmelzbaren Teils lotrecht zu einer Richtung, In der sich der Spannungsermittlungsleiter erstreckt, kleiner als eine Schnittfläche eines anderen Teils des Relaisanschlusses lotrecht zu der Richtung ist.
  2. Spannungsermittlungsstruktur nach Anspruch 1, wobei der schmelzbare Teil ein äußeres Ende des Relaisanschlusses ist und elektrisch direkt mit dem Verbindungsleiter verbunden ist.
  3. Spannungsermittlungsstruktur nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Kunstharzformlement im Inneren den schmelzbaren Teil enthält.
  4. Spannungsermittlungsmodul, umfassend: eine Vielzahl von Verbindungsleitern, die jeweils elektrisch mit mindestens einem Elektrodenanschluss aus beiden Elektrodenanschlüssen einer Vielzahl von Batteriezellen auf einer selben Seite der Batteriezellen verbunden sind; eine Vielzahl von Spannungsermittlungsleitern entsprechend den jeweiligen Verbindungsleitern, die elektrisch mit dem einen Elektrodenanschluss verbunden sind; eine Vielzahl von Relaisanschlüssen, die an jeweiligen äußeren Enden der Spannungsermittlungsleiter angeordnet und dazu konfiguriert sind, jeden der Spannungsermittlungsleiter und den entsprechenden Verbindungsleiter elektrisch miteinander zu verbinden; und eine Vielzahl von Gehäusen, die im Inneren Teile der jeweiligen Relaisanschlüsse und Teile der entsprechenden Verbindungsleiter enthalten und dazu konfiguriert sind, die entsprechenden Verbindungsleiter zu enthalten und gleichzeitig eine Bewegung der einzelnen Relaisanschlüsse relativ zu dem entsprechenden Verbindungsleiter einzuschränken, wobei jeder der Relaisanschlüsse einen schmelzbaren Teil enthält und elektrisch direkt mit dem entsprechenden Verbindungsleiter verbunden ist, wobei der schmelzbare Teil in Funktion schmelzen und eine Unterbrechung erzeugen kann, wenn ein Überstrom durch den schmelzbaren Teil fließt, und eine Schnittfläche des schmelzbaren Teils lotrecht zu einer Richtung, in der sich der entsprechende Spannungsermittlungsleiter erstreckt, kleiner als eine Schnittfläche eines anderen Teils des Relaisanschlusses lotrecht zu der Richtung ist.
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