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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Sammelschienenmodul.
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Stand der Technik
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Ein Batteriepack, das durch Verbinden einer Vielzahl von Batterien in Reihe gebildet wird, wird an einen Elektromotor in einem Elektrofahrzeug, einem Hybridfahrzeug und dergleichen montiert. Bei dieser Art von Batteriepacks, werden die Elektrodenanschlüsse der positiven Elektrode und der negativen Elektrode (im Nachfolgenden als positive Elektrodenanschlüsse und negative Elektrodenanschlüsse bezeichnet) einer Vielzahl von Batterien (Batteriezellen) benachbart zueinander und abwechselnd angeordnet, wobei die positiven Elektrodenanschlüsse und die negativen Elektrodenanschlüsse benachbarter Batterien durch die als Sammelschienen bezeichnete Leiter in Reihe miteinander verbunden sind, um eine Batterieanordnung zu bilden, und wobei die positiven Elektrodenanschlüsse und die negativen Elektrodenanschlüsse zur entsprechenden Verwendung in Gehäusen untergebracht sind. Die positiven Elektrodenanschlüsse und die negativen Elektrodenanschlüsse der Batterien werden an beiden Enden der Batterieanordnung zu einem Gleichstrom(DC)-Ausgang des Batteriepacks. An diese Batterieanordnung ist ein Sammelschienenmodul, das Sammelschienen in einem aus Harz gebildeten Halteelement hält, befestigt.
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Wird diese Batterieanordnungsart als rechteckiges Parallelepiped durch Bündeln einer Vielzahl von Batterien ausgebildet, werden beispielsweise zwei Reihen von Elektrodenanschlüssen (nachfolgend als Elektrodenreihen bezeichnet), bei denen positive Elektrodenanschlüsse und negative Elektrodenanschlüsse abwechselnd angeordnet sind, auf einer Oberfläche der Batterieanordnung gebildet.
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In der Batterieanordnung wird ein Sammelschienenmodul auf jeder der Elektrodenreihen angebracht und eine Leiterplatte zwischen einem Paar von Sammelschienenmodulen angeordnet. Auf dieser Leiterplatte ist eine Schaltung zur Überwachung von Temperatur, Spannung und dergleichen einer jeden Batterie montiert.
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Eine aufladbare Sekundärbatterie wird als Batterie zur Bildung eines Batteriepacks verwendet. Jedoch kann diese Art von Batterie beim Laden oder Entladen Wärme erzeugen. Erzeugt eine Batterie Wärme und weist eine hohe Temperatur auf, können sich die Schaltungselemente, die auf einer in der Nähe der Batterie angeordneten Leiterplatte montiert sind, erhitzen.
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Im Gegensatz dazu ist eine Struktur offenbart, bei der ein Kanal aus Metall zum Führen von Gas, das von einem Gasentlüftungsventil einer jeden Batterie an einer bestimmten Position abgegeben wird, entlang eines Halteelements einer Sammelschiene angeordnet und eine Leiterplatte an die obere Fläche des Kanals befestigt ist (siehe Patentliteratur 1). In dieser Struktur wird ein Kanal zwischen einer Leiterplatte und einer Batterie vorgesehen, wodurch verhindert wird, dass die Leiterplatte direkt durch die Wärme der Batterie erwärmt wird.
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Zitationsliste
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Patentliteratur
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- Die Patentliteratur 1: Japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 2013-114953
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Zusammenfassung
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Technisches Problem
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Jedoch wurde in der Patentliteratur 1 die von einer Batterie erzeugte Wärme nicht ausreichend untersucht, und zudem ist eine Leiterplatte, durch die Wärme leicht abgeführt wird, an der oberen Fläche eines Kanals aus Metall befestigt. Wenn somit eine Leitung aufgrund der Wärmeerzeugung einer Batterie allmählich eine hohe Temperatur erreicht, können die auf einer Leiterplatte montierten Schaltungselemente einer hohen Temperatur ausgesetzt sein.
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Somit ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Temperaturanstieg der Leiterplatte zu unterdrücken.
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Lösung des Problems
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Zur Lösung der oben genannte Aufgabe umfasst ein Sammelschienenmodul gemäß der vorliegenden Erfindung eine Vielzahl von ersten Sammelschienen, die ausgebildet ist, Elektrodenanschlüsse miteinander elektrisch zu verbinden, die in einer gleichen Richtung in einer ersten Elektrodenreihe angeordnet sind, die sich in einer Batterieanordnung, die aus eine Vielzahl von in der gleichen Richtung überlagerten Batterien gebildet ist, befindet, und die Elektrodenanschlüsse von zwei benachbarten Batterien in der einen Elektrodenreihe miteinander elektrisch zu verbinden; eine Vielzahl von zweiten Sammelschienen, die ausgebildet ist, Elektrodenanschlüsse miteinander elektrisch zu verbinden, die in der gleichen Richtung in einer weiteren Elektrodenreihe angeordnet sind, die sich in einer Batterieanordnung befindet, und die Elektrodenanschlüsse der zwei benachbarten Batterien in der weiteren Elektrodenreihe elektrisch miteinander zu verbinden; ein aus Harz gebildetes erstes Halteelement, das die ersten Sammelschienen hält; ein aus Harz gebildetes zweites Halteelement, das die zweiten Sammelschienen hält; und eine aus Harz gebildete Brücke, die das erste Halteelement und das zweite Halteelement überspannt, wobei die Brücke eine Leiterplatte, die in einem Abstand in Bezug auf die Batterieanordnung auf einer Seite angeordnet ist, auf der sich jede der Elektrodenreihen auf der Batterieanordnung befindet, und eine Wärmeschutzplatte, die in einem Abstand in Bezug auf die Leiterplatte zwischen der Leiterplatte und der Batterieanordnung angeordnet ist, hält.
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In diesem Fall ist es wünschenswert, dass die Wärmeschutzplatte derart angeordnet ist, dass sie von einer Oberfläche der Batterieanordnung, die sich gegenüber der Wärmeschutzplatte befindet, getrennt ist.
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Ferner ist es wünschenswert, dass die Brücke eine rahmenförmige Halteeinheit umfasst, die die Leiterplatte entlang eines Randabschnitts der Leiterplatte hält, und die Wärmeschutzplatte derart ausgebildet und gehalten ist, dass die Leiterplatte durch die Halteeinheit in die Form eines Rahmens gedrückt wird.
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Ferner ist es wünschenswert, dass die Wärmeschutzplatte eine Metallplatte ist.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Temperaturanstieg in einer Leiterplatte unterdrückt werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt eine Draufsicht, die eine Batterieanordnung mit einem daran befestigten Sammelschienenmodul gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
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2 zeigt eine perspektivische Ansicht, die, aus schräger Sicht auf die Batterieanordnung, die Batterieanordnung, an der das Sammelschienenmodul befestigt ist, mit einer Querschnittsfläche entlang der Pfeile A-A der 1 darstellt.
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3 zeigt eine perspektivische Teilansicht, die eine vergrößerte Ansicht einer Brücke des Sammelschienenmoduls gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
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4 zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Pfeile A-A der 1.
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Beschreibung der Ausführungsform
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Im Nachfolgenden wird eine Ausführungsform eines Sammelschienenmoduls gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Das Sammelschienenmodul gemäß der Ausführungsform wird für ein Batteriepack verwendet, das eine Gleichstrom(DC)-Energieversorgung für den Antrieb eines Elektromotors in beispielsweise einem Elektrofahrzeug bildet. 1 zeigt ein Batteriepack, an dem ein Sammelschienenmodul 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform angebracht ist. Das Batteriepack wird durch jedes Gehäuse als rechteckige Parallelepiped-Batterieanordnung 12 ausgebildet, in der eine Vielzahl von Batterien 11, wie beispielsweise Lithium-Batterien, als dünne rechteckige Parallelepipede in aus Harz gebildeten Formen untergebracht ist. Die Batterien 11 bilden die Batterieanordnung 12 und sind in der gleichen Richtung überlagert, wobei die Batterieanordnung eine Elektrodenreihe, in der ein Elektrodenanschluss in den Batterien 11 in der gleichen Richtung angeordnet ist, und eine weitere Elektrodenreihe, in der der andere Elektrodenanschluss in den Batterien 11 in der gleichen Richtung angeordnet ist, umfasst. Das Sammelschienenmodul 10 weist eine Vielzahl von Sammelschienen 17 (erste Sammelschienen) als Leiter, die in einer Elektrodenreihe Elektrodenanschlüsse elektrisch miteinander verbinden, und eine Vielzahl von Sammelschienen 17 (zweite Sammelschiene) als Leiter, die in der weiteren Elektrodenreihe Elektrodenanschlüsse elektrisch miteinander verbinden, auf. Die ersten Sammelschienen, die im Nachfolgenden als Beispiel darstellt sind, verbinden in der einen Elektrodenreihe die Elektrodenanschlüsse von zwei benachbarten Batterien 11 elektrisch miteinander. Die zweiten Stromschienen, die im Nachfolgenden als Beispiel darstellt sind, verbinden in der weiteren Elektrodenreihe die Elektrodenanschlüsse von zwei benachbarten Batterien 11 elektrisch miteinander. Die Elektrodenreihe kann zum Beispiel die positiven Elektrodenanschlüsse 13 und die negativen Elektrodenanschlüsse 14, die als Elektrodenanschlüsse dienen und abwechselnd angeordnet sind, umfassen, und kann beispielsweise eine positive Elektrodengruppe 13, die aus den in der gleichen Richtung angeordneten, positiven Elektrodenanschlüssen gebildet ist, und eine negative Elektrodengruppe 14, die aus den in der gleichen Richtung angeordneten, negativen Elektrodenanschlüssen 14 gebildet ist, umfassen, die abwechselnd angeordnet sind. Die Elektrodenreihe kann derart ausgebildet sein, dass nur Elektrodenanschlüsse mit der gleichen Polarität angeordnet sind. Insbesondere sind in den Batterien 11, die als Beispiel gezeigt sind, die positiven Elektrodenanschlüsse 13 und die negative Elektrodenanschlüsse 14 benachbart zueinander und abwechselnd angeordnet, und die positiven Elektrodenanschlüsse 13 und die negativen Elektrodenanschlüsse 14 der benachbarten Batterien 11 sind durch die Sammelschienen in Reihe miteinander verbunden.
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Die Anzahl der Reihenschaltungen der Batterien 11 in der Batterieanordnung 12 wird in Abhängigkeit von einer gewünschten Gleichspannung festgelegt. In dem Batteriepack entspricht der Gleichstromausgang der Batterieanordnung 12 dem positiven Elektrodenanschluss 13 (der gesamten positiven Elektrode) der einen Batterie 11 und dem negativen Elektrodenanschluss 14 (der gesamten negativen Elektrode) der weiteren Batterie 11, die an beiden Enden der Batterieanordnung 12 vorgesehen sind.
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2 ist eine Ansicht, die das Batteriepack mit einer Querschnittsfläche entlang der Pfeile A-A der 1 aus schräger Sicht zeigt und die Querschnittsfläche des Sammelschienenmoduls 10 darstellt. Ein Pfeil X gibt eine erste Richtung in Bezug auf die Batterien 11 und der Batterieanordnung 12 an und stellt eine Anordnungsrichtung der Batterien 11, d. h., eine Längsrichtung der Batterieanordnung 12, dar. In der Ausführungsform ist die rechte Seite in 1 als die Rückseite der Batterien 11 in der Anordnungsrichtung und die linke Seite als die Vorderseite der Batterien 11 in der Anordnungsrichtung definiert. Ein Pfeil Y gibt eine zweite Richtung in Bezug auf die Batterien 11 und der Batterieanordnung 12 an und stellt eine Zwischenanschlussabstandsrichtung zwischen den positiven Elektrodenanschlüsse 13 und den negativen Elektrodenanschlüssen 14 der Batterien 11 und einer Breitenrichtung der Batterieanordnung 12 dar. Ein Pfeil Z gibt eine dritte Richtung in Bezug auf die Batterien 11 und der Batterieanordnung 12 an und stellt eine Höhenrichtung jeder der Batterien 11 und der Batterieanordnung 12 dar. Die erste Richtung, die zweite Richtung und die dritte Richtung liegen orthogonal zueinander. Im Folgenden ist die obere Seite in 1 als die Oberseite der Batterieanordnung 12 definiert. Diese Richtungen werden zur Beschreibung aller Zeichnungen verwendet.
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Jede der Batterien 11 weist den darauf angeordneten säulenförmigen, positiven Elektrodenanschluss 13 und den negativen Elektrodenanschluss 14, der von einer Seitenfläche (obere Fläche) der Batterie 11 vorsteht, auf. An der Außenfläche dieser Elektrodenanschlüsse (der positiven Elektrodenanschlüsse 13 und der negativen Elektrodenanschlüsse 14) sind Schrauben vorgesehen. Die Batterieanordnung 12 weist zwei Elektrodenreihen, an denen die positiven Elektrodenanschlüsse 13 und die negativen Elektrodenanschlüsse 14 abwechselnd entlang der Anordnungsrichtung der Batterien 11 angeordnet sind, das heißt, eine darauf angeordnete erste Elektrodenreihe 15 und eine zweite Elektrodenreihe 16, auf. Diese Elektrodenreihen 15 und 16 sind in der Breitenrichtung der Batterieanordnung 12 getrennt und im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet.
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Das Sammelschienenmodul 10 der Ausführungsform umfasst ein aus Harz gebildetes Gehäuse 18 (erstes Halteelement), das darin die Sammelschienen 17 (erste Sammelschienen) hält, und ein aus Harz gebildetes Gehäuse 20 (zweites Halteelement), das darin die Sammelschienen 17 (zweite Sammelschienen) hält. Die in dem Gehäuse 18 gehaltenen Sammelschienen 17 verbinden die benachbarten positiven Elektrodenanschlüsse 13 und die negativen Elektrodenanschlüsse 14 in der ersten Elektrodenreihe 15 miteinander. Die in dem Gehäuse 20 gehaltenen Sammelschienen 17 verbinden die benachbarten positiven Elektrodenanschlüsse 13 und die negativen Elektrodenanschlüsse 14 in der zweiten Elektrodenreihe 16 miteinander. Das Gehäuse 18 ist entlang der ersten Elektrodenreihe 15 der Batterieanordnung 12 befestigt. Das Gehäuse 20 ist entlang der zweiten Elektrodenreihe 16 der Batterieanordnung 12 angebracht.
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Jedes Gehäuse 18 und 20 umfasst eine Vielzahl von umgebenden Wänden 22, die sich jeweils in zylindrischer Form von der Bodenfläche erheben (2 und 3). Diese umgebenden Wände 22 sind so angeordnet, dass sie entlang der Längsrichtung der Batterieanordnung 12 zueinander angeordnet sind. Eine Gehäusekammer 23 ist im Inneren jeder der umgebenden Wände 22 angeordnet. Die Sammelschienen 17 sind überlagert und werden der Reihe nach in jeder der Gehäusekammern 23 gehalten. In jede der Sammelschienen 17 ist gemäß der Position des positiven Elektrodenanschlusses 13 und des negativen Elektrodenanschlusses 14 der benachbarten Batterien 11 ein Paar von Löchern gestanzt. Bei der Befestigung des Sammelschienenmoduls 10 auf der Batterieanordnung 12 werden die Elektrodenanschlüsse in die Löcher der Sammelschiene 17, die in jedem der Gehäusekammern 23 gehalten werden, und in die Löcher der Anschlüsse eingesetzt, und eine Mutter auf jeden der Elektrodenanschlüsse geschraubt, um jede der Sammelschienen 17 an jeden der Elektrodenanschlüsse zu befestigen. Auf diese Weise wird das Sammelschienenmodul 10 an der Batterieanordnung 12 befestigt.
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Das Sammelschienenmodul 10 wird durch gegenseitiges Ausrichten jedes der Gehäuse 18 und 20 mithilfe einer Vielzahl von aus Harz gebildeten Brückengliedern 24 gebildet. Die Brückenglieder bzw. Brücken 24 halten eine Leiterplatte 25 und eine Wärmeschutzplatte 26. Die Leiterplatte 25 weist eine rechteckige Form auf, und es sind eine Vielzahl von Löchern, durch die Schrauben in die Leiterplatte 25 eingesetzt werden, vorgesehen. Diese Leiterplatte 25 weist Schaltungselemente und dergleichen zur Überwachung der Temperatur, der Spannung und ähnliches jeder der Batterien 11 und zur Erfassung von Unregelmäßigkeiten in den darauf angeordneten Batterien 11 auf. Die Schaltungselemente sind auf der oberen Fläche und/oder der unteren Fläche der Leiterplatte 25 vorgesehen. Die Wärmeschutzplatte 26 wird durch Pressbearbeitung und dergleichen eines metallischen Plattenmaterials gebildet. Die Wärmeschutzplatte 26 wird durch Hochziehen beider Ränder einer rechteckförmigen Bodenfläche in der Breitenrichtung gebildet, um eine Querschnittsfläche in Form einer Vertiefung zu bilden. Ein nicht dargestellter Flansch mit einer Vielzahl von Löchern für Schrauben ist auf dem oberen Endabschnitt der beiden hochgezogenen Ränder ausgebildet. Die Wärmeschutzplatte 26 weist eine derartige Größe auf, dass sie eine Projektionsfläche einer Montagefläche der Leiterplatte 25 auf der Seite der Batterien 11 umfasst, wenn diese von der Seite der Batterien 11 betrachtet wird. Die Wärmeschutzplatte 26 ist zwischen der Batterieanordnung 12 und der Leiterplatte 25 angeordnet. Die Wärmeschutzplatte 26 kann aus einer Platte aus Keramik, einer Metallplatte und dergleichen gebildet werden, wobei die Wärmeschutzplatte jedoch in Hinblick auf die ausgezeichnete Verarbeitbarkeit und eine Verringerung der Herstellungskosten vorzugsweise aus Metall gebildet wird.
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3 zeigt eine vollständige Abbildung des Sammelschienenmoduls 10, und 4 zeigt eine Querschnittsfläche des an die Batterieanordnung 12 befestigten Sammelschienenmoduls 10. Wie in 3 gezeigt, umfasst die Brücke 24 eine Halteeinheit 27, die als rechteckförmiger Rahmenkörper ausgebildet ist. Diese Halteeinheit 27 weist eine Verlängerungseinheit 28 auf, die in abgestufter Form in der Nähe einer Mitte in der Höhenrichtung nach innen vorsteht und deren Querschnittsfläche eine T-Form aufweist (2 und 4). Mit anderen Worten werden die Brücke 24, die Leiterplatte 25 und die Wärmeschutzplatte 26 sind im Inneren der Halteeinheit 27 untergebracht, um die Verlängerungseinheit 28 zwischen der Leiterplatte 25 und der Wärmeschutzplatte 26 sandwichartig anzuordnen. Somit werden die Leiterplatte 25 und die Wärmeschutzplatte 26 an der Halteeinheit 27 befestigt, indem eine Schraube 29 in ein Loch in der Leiterplatte 25 und ein Loch in dem Flansch der Wärmeschutzplatte 26 eingesetzt und dieser Schraube 29 festgezogen wird. Die Wärmeschutzplatte 26 wird gehalten, indem die Leiterplatte 25 entlang des Randabschnitts der Leiterplatte 25 in die Form eines Rahmens gedrückt wird.
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Ein aus Harz hergestellter Deckel 30 wird von der Oberseite an der Halteeinheit 27 befestigt. Dieser Deckel 30 wird durch vertikales Hochziehen beide Kanten einer rechteckförmigen Deckplatte in der horizontalen Richtung (eine zweite Richtung) gebildet, sodass deren Querschnittsfläche in Form einer Vertiefung ausgebildet ist. Der Deckel 30 wird durch die Halteeinheit 27 gehalten, indem eine Verriegelungseinheit, die von der unteren Seite vorsteht, in einen Verriegelungsvorsprung, der auf der Halteeinheit 27 vorgesehen ist, eingreift. Die Verriegelungseinheit und der Verriegelungsvorsprung sind nicht dargestellt. Auf diese Weise wird die Halteeinheit 27 mit dem Deckel 30 abgedeckt, um ein Anhaften von Fremdkörpern an der Leiterplatte 25 zu verhindern.
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Wie in 4 gezeigt, sind die Leiterplatte 25 und der Deckel 30 derart ausgebildet, dass deren einander zugewandten Flächen voneinander getrennt sind. Die Leiterplatte 25 und die Wärmeschutzplatte 26 sind derart ausgebildet, dass deren einander zugewandten Flächen voneinander getrennt sind. Mit anderen Worten ist die Leiterplatte 25 in einem rechteckigen parallelepipedförmigen Raum, der durch den Deckel 30, die Wärmeschutzplatte 26 und die Brücke 24 (Halteeinheit 27) gebildet wird, untergebracht. Es werden Räume mit jeweils einer rechteckförmigen Querschnittsfläche zwischen der Leiterplatte 25 und dem Deckel 30, und zwischen der Leiterplatte 25 und der Wärmeschutzplatte 26 gebildet. Die Größe dieser Räume wird als die Größe definiert, in der die Schaltungselemente, die von der Montagefläche der Leiterplatte 25 vorstehen, wenigstens ohne Kontakt angeordnet werden können.
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Wie in 3 gezeigt, wird die Brücke 24 gebildet, indem diese mit jedem der Gehäuse 18 und 20 unter Verwendung einer Vielzahl von Verbindungseinheiten 31, die sich von der Halteeinheit 27 erstrecken, angeordnet wird. Das heißt, die Brücke 24 ist mit jedem der Gehäuse 18 und 20 fest eingebaut (integral) ausgebildet und wird von beiden Seiten von jeweils dem Gehäuse 18 und 20 gehalten. Erste Verbindungseinheiten 31a, die aus einem Plattenelement gebildet sind, und zweite Verbindungseinheiten 31b, die mäanderförmig verlaufen und sich zum Beispiel in S-Form in der Anordnungsrichtung der Batterien 11 erstrecken, sind zwischen der Halteeinheit 27 und jedem der Gehäuse 18 und 20 vorgesehen. Die ersten Verbindungseinheiten 31a halten die Brücke 24 mit relativ hoher Kraft. Im Gegensatz dazu ist in den zweiten Verbindungseinheiten 31b ein sich in der Anordnungsrichtung der Batterien 11 mäanderförmig erstreckender Abschnitt in Anordnungsrichtung ausdehnbar und zusammenziehbar ausgebildet.
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Eine Vielzahl von elektrischen Leitungen, die mit Anschlüssen verbunden sind, die wiederum in den Gehäusekammern 23 in jedem der Gehäuse 18 und 20 gehalten werden, werden beispielsweise entlang elektrischer Drahtaufnahmenuten 33 der elektrischen Drahthalteelemente 32, die sich entlang der oberen Fläche der Batterieanordnung 12 von der Seitenfläche eines jeden Gehäuses 18 und 20 erstrecken, verdrahtet, und anschließend mit den Schaltungselementen der Leiterplatte 25 elektrisch verbunden. In jedem der elektrischen Drahthalteelemente 32 berührt eine Stützsäule 34, die von der Unterseite vorsteht, die obere Fläche der Batterieanordnung 12. Mit anderen Worten, wird jede der elektrischen Drahtaufnahmenuten 33 von der Stützsäule 34 gehalten.
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Das derart gebildete Sammelschienenmodul 10 gemäß der Ausführungsform wird an der Batterieanordnung 12 angebracht, indem die Leiterplatte 25, die Wärmeschutzplatte 26 und der Deckel 30 mit der Brücke 24 zusammengebaut werden. Wie in 4 gezeigt, wird die Brücke 24 derart angeordnet, dass sie von der oberen Fläche der Batterieanordnung 12, die der Wärmeschutzplatte 26 gegenüber liegt, getrennt ist.
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Wie zuvor beschrieben, ist in der vorliegenden Ausführungsform die Wärmeschutzplatte 26 zwischen der Leiterplatte 25 und der Seite der Batterien 11, die der Leiterplatte 25 zugewandt ist, vorgesehen. Die aus Harz gebildete Halteeinheit 27, die eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweist, ist zwischen der Leiterplatte 25 und der Wärmeschutzplatte 26 angeordnet. Darüber hinaus ist die Leiterplatte 25 von der Wärmeschutzplatte 26, der Halteeinheit 27 und dem Deckel 30 umgeben. Wenn somit die Batterien 11 Wärme in Form von Konvektion, Wärmeleitung und Wärmestrahlung erzeugen, kann verhindert werden, dass die Wärme der Batterien 11 an die Leiterplatte 25 abgegeben wird und die Schaltungselemente aufgrund der Erwärmung eine Funktionsverschlechterung erleideen. Wird beispielsweise Gas aus den Gasentlüftungsventilen 36 (1 und 2) der Batterie 11 abgegeben, ist davon auszugehen, dass die Wärmeschutzplatte 26, die den Ventilen 36 zugewandt angeordnet ist, einer hohen Temperatur ausgesetzt ist. Jedoch kann das Sammelschienenmodul 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen Temperaturanstieg in der Wärmeschutzplatte 26 unterdrücken und einen Temperaturanstieg in der Leiterplatte 25 verhindern, da ein Raum zwischen der Wärmeschutzplatte 26 und den Batterien 11 und ein Raum zwischen der Wärmeschutzplatte 26 und der Leiterplatte 25 ausgebildet ist.
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Da gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Wärmeschutzplatte 26 derart angeordnet ist, dass sie von der Seitenfläche der einander zugewandten Batterien 11 getrennt angeordnet ist (das heißt, die Oberfläche der Batterieanordnung 12 liegt der Wärmeschutzplatte 26 gegenüber), kann verhindert werden, dass Wärme direkt von der Oberfläche der Batterie 11 zu der Wärmeschutzplatte 26 übertragen wird. Darüber hinaus kann beispielsweise zwischen der Wärmeschutzplatte 26 und den Batterien 11 ein Strömungskanal ausgebildet werden, um Gas, das aus den Ventilen 36 abgegeben wird, an eine bestimmte Position zu leiten. Auf diese Weise kann ein Temperaturanstieg in der Wärmeschutzplatte 26 unterdrückt werden, und die Leiterplatte 25 den Wärmeeinfluss nicht nur auf einer Leiterplattenfläche auf der oberen Flächenseite, sondern auch auf einer Leiterplattenfläche auf der unteren Flächenseite (der Seite der Batterien 11) unterdrücken, um so eine Befestigung auf beiden Seiten der Leiterplatte 25 zu gewährleisten. Das Sammelschienenmodul 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann somit die Konstruktionsflexibilität einer Schaltung auf der Leiterplatte 25 erhöhen.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird die Wärmeschutzplatte 26 durch die Halteeinheit 27 gehalten, wobei der Randabschnitt der Plattenoberfläche der Leiterplatte 25 entlang des Randabschnitts in eine Rahmenform gedrückt wird. Somit kann eine Form der Leiterplatte 25 durch die Wärmeschutzplatte 26 mit hoher Steifigkeit gehalten werden. Auf diese Weise kann das Sammelschienenmodul 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Verformung der Leiterplatte 25, wie beispielsweise Knicke und Verkrümmungen, verhindern. In der Ausführungsform wird die Wärmeschutzplatte 26 aus Metall gebildet, um die Schaltungselemente der Leiterplatte 25 beispielsweise vor Rauschen, das von den Batterien 11, elektrischen Drähten und dergleichen erzeugt wird, zu schützen. Die Wärmeschutzplatte 26 kann auch aus einem anderen Material mit Wärmeschutzeffekt als Metall gebildet sein.
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In der vorliegenden Ausführungsform wird die Leiterplatte 25 auf dem Sammelschienenmodul 10 befestigt, um sie als eine Komponente zu behandeln. Somit kann die Betriebseffizienz verbessert werden, insbesondere wenn das Sammelschienenmodul 10 an der Batterieanordnung 12 befestigt ist.
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Die Ausdehnung und Kontraktion der Batterien 11 wiederholen sich aufgrund von Änderungen der Temperatur vor und nach der Wärmeentwicklung. Insbesondere in der Längsrichtung der Batterieanordnung 12 können relativ große Dimensionsänderungen auftreten. Da die benachbarten umgebenden Wände 22 in jedem der Gehäuse 18 und 20 über Gelenke 35 (2) miteinander verbunden sind, sind an diesem Punkt die Gehäuse 18 und 20 gemäß der vorliegenden Ausführungsform in Übereinstimmung mit der Ausdehnung und Kontraktion der Batterien 11 in Längsrichtung dehnbar und zusammenziehbar ausgebildet. Die Brückenglieder 24 werden gebildet, indem sie durch die ersten Verbindungseinheiten 31a und die zweiten Verbindungseinheiten 31b zwischen jedem der Gehäuse 18 und 20 angeordnet werden. Die zweiten Verbindungseinheiten 31b dehnen sich gemäß der Ausdehnung und Kontraktion der Gehäuse 18 und 20 aus und ziehen sich zusammen. Auf diese Weise kann das Sammelschienenmodul 10 gemäß der Ausführungsform selbst dann, wenn sich die Gehäuse 18 und 20 aufgrund der Ausdehnung und Kontraktion der Batterien 11 wiederholt ausdehnen und zusammenziehen, eine Form und eine Abmessung der Halteeinheit 27, die die Leiterplatte 25 hält, beibehalten. Somit können die Brückenglieder 24 vor einer Beschädigung geschützt und die Leiterplatte 25 zuverlässig gehalten werden. Darüber hinaus können selbst in den Fall, in dem Schwankungen in den Abständen zwischen den positiven Elektrodenanschlüssen 13 und den negativen Elektrodenanschlüssen 14 der Batterien 11 auftreten, die Schwankungen durch die Ausdehnungs- und Kontraktionswirkung der zweiten Verbindungseinheiten 31b absorbiert werden, sodass das Sammelschienenmodul 10 an den Batterien 11 befestigt werden kann, in denen Schwankungen auftreten. Auf diese Weise werden kann das Sammelschienenmodul 10 an der Batterieanordnung 12 angebracht werden, um die Durchführbarkeit hinsichtlich der Befestigung zu verbessern.
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Wie zuvor erwähnt, wurde die Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen detailliert beschrieben, wobei jedoch die Ausführungsform lediglich ein Beispiel der vorliegenden Erfindung bildet, und die vorliegende Erfindung nicht nur auf die Ausführungsform beschränkt ist. Werden hinsichtlich des Aufbaus Modifikationen und dergleichen durchgeführt, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen, sind jegliche Modifikationen und dergleichen selbstverständlich von der vorliegenden Erfindung umfasst.
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Beispielsweise sind die Brückenglieder 24 in der vorliegenden Ausführungsform mit jedem Gehäuse 18 und 20 einstückig ausgebildet, wobei sie jedoch in dem Fall, in dem die Brückenglieder 24 ausgebildet sind, um jedes der Gehäuse 18 und 20 zu überspannen, keine einstückige Form aufweisen müssen. Das heißt, die Brückenglieder 24 können beispielsweise als eine von den Gehäusen 18 und 20 getrennte Komponente ausgebildet und anschließend mit jedem der Gehäuse 18 und 20 verbunden werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Sammelschienenmodul
- 11
- Batterie
- 12
- Batterieanordnung
- 13
- positiver Elektrodenanschluss
- 14
- negativer Elektrodenanschluss
- 15
- erste Elektrodenreihe
- 16
- zweite Elektrodenreihe
- 17
- Sammelschiene (erste Sammelschiene, zweite Sammelschiene)
- 18
- Gehäuse (erstes Halteelement)
- 20
- Gehäuse (zweite Halteelement)
- 22
- umgebende Wand
- 23
- Gehäusekammer
- 24
- Brücke
- 25
- Leiterplatte
- 26
- Wärmeschutzplatte
- 27
- Halteeinheit
