JP2018014301A - Battery module - Google Patents

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浩生 植田
加藤 崇行
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崇行 加藤
英史 大石
Eiji Oishi
英史 大石
悟士 山本
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悟士 山本
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a battery module capable of suppressing an excessive current from flowing even when it is submerged.SOLUTION: A battery module 1 includes: battery cells 11 having a positive electrode terminal 11a and a negative electrode terminal 11b; a monitoring ECU5 for monitoring voltages of the battery cells 11; and an overcurrent interrupting portion 7 having a case 71 and fuses 73 accommodated in the case 71. The case 71 has a waterproof structure. The positive electrode terminals 11a and the negative electrode terminals 11b of the battery cells 11 are connected to the monitoring ECU5 via fuses 73, respectively.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、電池モジュールに関する。   The present invention relates to a battery module.

複数の電池セルを備える電池モジュールでは、各電池セルの電圧が検出され、各電池セルの状態が監視される。例えば、特許文献1に記載の電池スタックでは、各単電池の電極端子が検出ラインを介して監視IC(Integrated Circuit)に接続されており、監視ICが複数の単電池のそれぞれの電圧値を取得している。この電池スタックでは、監視ICは検出ラインが印刷された基板に実装されている。そして、単電池から監視ICに過大な電流が流れることを抑制するために、基板上の検出ラインにヒューズが設けられている。   In a battery module including a plurality of battery cells, the voltage of each battery cell is detected, and the state of each battery cell is monitored. For example, in the battery stack described in Patent Document 1, the electrode terminals of each unit cell are connected to a monitoring IC (Integrated Circuit) via a detection line, and the monitoring IC acquires the voltage values of each of the plurality of unit cells. doing. In this battery stack, the monitoring IC is mounted on a substrate on which a detection line is printed. In order to prevent an excessive current from flowing from the single cell to the monitoring IC, a fuse is provided on the detection line on the substrate.

特開2014−220157号公報JP, 2014-220157, A

監視IC等が実装された基板及び電池セルの配置の自由度を向上するために、基板と電池セルとの間が基板に設けられたコネクタを介して電線で接続されることがある。この構成では、例えば電池モジュールが水没すると、コネクタにおいて検出ライン間が短絡して短絡電流が流れるおそれがある。このような場合に、基板に実装されているヒューズでは短絡電流を防止できないので、過大な電流が流れることを抑制できないおそれがある。   In order to improve the degree of freedom of arrangement of the substrate and the battery cell on which the monitoring IC or the like is mounted, the substrate and the battery cell may be connected by an electric wire via a connector provided on the substrate. In this configuration, for example, when the battery module is submerged, there is a possibility that a short circuit current flows due to a short circuit between the detection lines in the connector. In such a case, since the short-circuit current cannot be prevented with the fuse mounted on the substrate, it may not be possible to suppress an excessive current flow.

本発明は、水没時においても過大な電流が流れることを抑制可能な電池モジュールを提供する。   The present invention provides a battery module capable of suppressing an excessive current from flowing even when submerged.

本発明の一側面に係る電池モジュールは、正極端子及び負極端子を有する電池セルと、電池セルの電圧を監視する制御装置と、ケース及びケースに収容された第1過電流遮断素子及び第2過電流遮断素子を有する過電流遮断部と、を備える。ケースは防水構造を有している。正極端子は、第1過電流遮断素子を介して制御装置に電気的に接続され、負極端子は、第2過電流遮断素子を介して制御装置に電気的に接続される。   A battery module according to an aspect of the present invention includes a battery cell having a positive electrode terminal and a negative electrode terminal, a control device that monitors the voltage of the battery cell, a first overcurrent interrupting element and a second overcurrent element housed in the case. An overcurrent cutoff unit having a current cutoff element. The case has a waterproof structure. The positive electrode terminal is electrically connected to the control device via the first overcurrent interruption element, and the negative electrode terminal is electrically connected to the control device via the second overcurrent interruption element.

この電池モジュールでは、電池セルの電極端子と制御装置との間に過電流遮断素子が設けられる。このため、制御装置において電池セルの電圧を監視するための検出ラインが水没によって短絡したとしても、短絡電流は過電流遮断素子を通過する。また、過電流遮断素子は、防水構造を有するケースに収容されているので、過電流遮断部において水没により短絡が生じることが抑制される。このように、検出ラインが水没によって短絡した場合には、短絡電流は過電流遮断素子を通過する。そして、この短絡電流が過大な電流であった場合には、過電流遮断素子によって検出ラインが遮断されるので、過大な電流が流れることを抑制することが可能となる。   In this battery module, an overcurrent interruption element is provided between the electrode terminal of the battery cell and the control device. For this reason, even if the detection line for monitoring the voltage of the battery cell in the control device is short-circuited due to submergence, the short-circuit current passes through the overcurrent cutoff element. Moreover, since the overcurrent interruption | blocking element is accommodated in the case which has a waterproof structure, it is suppressed that a short circuit arises by submergence in an overcurrent interruption | blocking part. Thus, when the detection line is short-circuited due to submergence, the short-circuit current passes through the overcurrent cutoff element. When the short-circuit current is excessive, the detection line is interrupted by the overcurrent interrupting element, so that it is possible to suppress the excessive current from flowing.

上記電池モジュールは、正極端子と第1過電流遮断素子とを電気的に接続するとともに、負極端子と第2過電流遮断素子とを電気的に接続する第1ハーネス部と、第1過電流遮断素子と制御装置とを接続するとともに第2過電流遮断素子と制御装置とを接続する第2ハーネス部と、を更に備えてもよい。この場合、電池セルの正極端子は、第1ハーネス部、第1過電流遮断素子、及び第2ハーネス部を経由して制御装置に接続される。また、電池セルの負極端子は、第1ハーネス部、第2過電流遮断素子、及び第2ハーネス部を経由して制御装置に接続される。このため、制御装置において電池セルの電圧を監視するための検出ラインが水没によって短絡したとしても、短絡電流は、第1過電流遮断素子又は第2過電流遮断素子を通過する。これにより、短絡電流が過大な電流であった場合には、第1過電流遮断素子又は第2過電流遮断素子によって検出ラインが遮断されるので、過大な電流が流れることを抑制することが可能となる。   The battery module electrically connects the positive electrode terminal and the first overcurrent interrupting element, electrically connects the negative electrode terminal and the second overcurrent interrupting element, and the first overcurrent interrupting element. You may further provide the 2nd harness part which connects a 2nd overcurrent interruption | blocking element and a control apparatus while connecting an element and a control apparatus. In this case, the positive electrode terminal of the battery cell is connected to the control device via the first harness part, the first overcurrent interrupting element, and the second harness part. The negative electrode terminal of the battery cell is connected to the control device via the first harness part, the second overcurrent interrupting element, and the second harness part. For this reason, even if the detection line for monitoring the voltage of the battery cell in the control device is short-circuited due to submergence, the short-circuit current passes through the first overcurrent cutoff element or the second overcurrent cutoff element. Accordingly, when the short-circuit current is excessive, the detection line is interrupted by the first overcurrent interrupting element or the second overcurrent interrupting element, so that it is possible to suppress the excessive current from flowing. It becomes.

過電流遮断部は、第1ハーネス部を接続するための第1コネクタと、第2ハーネス部を接続するための第2コネクタと、を更に有してもよい。第1コネクタ及び第2コネクタは、ケースの内部への水の浸入を防止する防水構造を有してもよい。この場合、第1コネクタ及び第2コネクタによって、第1ハーネス部及び第2ハーネス部を過電流遮断部に接続する作業性を向上させることが可能となる。また、第1コネクタ及び第2コネクタが防水構造を有しているので、第1コネクタ及び第2コネクタからケースの内部に水が浸入することを抑制できる。   The overcurrent interrupting unit may further include a first connector for connecting the first harness part and a second connector for connecting the second harness part. The first connector and the second connector may have a waterproof structure that prevents water from entering the case. In this case, the workability of connecting the first harness part and the second harness part to the overcurrent interrupting part can be improved by the first connector and the second connector. Moreover, since the 1st connector and the 2nd connector have a waterproof structure, it can suppress that water permeates into the inside of a case from the 1st connector and the 2nd connector.

過電流遮断部は、第1ハーネス部及び第2ハーネス部を接続するための第1コネクタを更に有してもよい。第1コネクタは、ケースの内部への水の浸入を防止する防水構造を有してもよい。この場合、過電流遮断部は、第1ハーネス部及び第2ハーネス部との接続のために1つのコネクタを有していればよいので、過電流遮断部を小型化することが可能となる。   The overcurrent interrupting part may further include a first connector for connecting the first harness part and the second harness part. The first connector may have a waterproof structure that prevents water from entering the case. In this case, since the overcurrent interrupting part only needs to have one connector for connection with the first harness part and the second harness part, the overcurrent interrupting part can be reduced in size.

過電流遮断部は、ケースに収容された基板を更に備えてもよい。第1過電流遮断素子及び第2過電流遮断素子は、基板に配置されてもよい。この場合、第1過電流遮断素子及び第2過電流遮断素子が基板に配置されることによって、第1過電流遮断素子及び第2過電流遮断素子を一体的に取り扱うことが可能となる。このため、過電流遮断部の組立性を向上させることが可能となる。   The overcurrent interruption unit may further include a substrate housed in the case. The first overcurrent cutoff element and the second overcurrent cutoff element may be disposed on the substrate. In this case, by arranging the first overcurrent cutoff element and the second overcurrent cutoff element on the substrate, it becomes possible to handle the first overcurrent cutoff element and the second overcurrent cutoff element integrally. For this reason, it becomes possible to improve the assembly property of an overcurrent interruption | blocking part.

本発明によれば、水没時においても過大な電流が流れることを抑制することができる。   According to the present invention, it is possible to suppress an excessive current from flowing even when submerged.

一実施形態に係る電池モジュールの斜視図である。It is a perspective view of the battery module which concerns on one Embodiment. 図1の電池モジュールの平面図である。It is a top view of the battery module of FIG. 監視ECUと電池セルとの接続関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the connection relationship between monitoring ECU and a battery cell. 過電流遮断部の内部構成を示す図である。It is a figure which shows the internal structure of an overcurrent interruption | blocking part. 図4のV−V線に沿っての断面図である。It is sectional drawing along the VV line of FIG. 過電流遮断部の別の構成を示す図である。It is a figure which shows another structure of an overcurrent interruption | blocking part.

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same reference numerals are used for the same or equivalent elements, and redundant descriptions are omitted.

図1は、一実施形態に係る電池モジュールの斜視図である。図2は、図1の電池モジュールの平面図である。図3は、監視ECUと電池セルとの接続関係を説明するための図である。図1〜図3に示されるように、電池モジュール1は、配列体2と、弾性部材3と、拘束部材4と、監視ECU(Electronic Control Unit)5と、ハーネス6と、過電流遮断部7と、カバー8と、を備えている。配列体2は、例えば7個の電池セル11によって構成されている。なお、図2では、図1の電池モジュールのうち、配列体2の上側にある監視ECU5及びカバー8等を省略して図示している。   FIG. 1 is a perspective view of a battery module according to an embodiment. FIG. 2 is a plan view of the battery module of FIG. FIG. 3 is a diagram for explaining a connection relationship between the monitoring ECU and the battery cell. As shown in FIGS. 1 to 3, the battery module 1 includes an array body 2, an elastic member 3, a restraining member 4, a monitoring ECU (Electronic Control Unit) 5, a harness 6, and an overcurrent blocking unit 7. And a cover 8. The array body 2 is composed of, for example, seven battery cells 11. In FIG. 2, the monitoring ECU 5 and the cover 8 on the upper side of the array 2 are omitted from the battery module of FIG.

電池セル11は、矩形箱状のケース内に電極組立体が収容されてなる電池である。電池セル11は、例えばリチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池である。複数の電池セル11は、配列方向Dに配列されている。各電池セル11は、樹脂製のセルホルダ12に保持されている。ケースの頂面には、正極端子11a及び負極端子11bが互いに離間して設けられている。正極端子11aは、電極組立体の正極に接続された電極端子であり、負極端子11bは、電極組立体の負極に接続された電極端子である。隣り合う電池セル11は、正極端子11aと負極端子11bとが互いに隣り合うように配列され、隣り合う正極端子11aと負極端子11bとがバスバー13によって互いに電気的に接続されている。これにより、隣り合う電池セル11が電気的に直列に接続されている。電池セル11には、電池セル11の温度調整のために伝熱プレートが設けられてもよい。セルホルダ12の上部には、電池セル11の正極端子11a及び負極端子11bと対向してカバー8が設けられている。   The battery cell 11 is a battery in which an electrode assembly is accommodated in a rectangular box-like case. The battery cell 11 is a nonaqueous electrolyte secondary battery such as a lithium ion secondary battery. The plurality of battery cells 11 are arranged in the arrangement direction D. Each battery cell 11 is held by a resin cell holder 12. On the top surface of the case, a positive electrode terminal 11a and a negative electrode terminal 11b are provided apart from each other. The positive electrode terminal 11a is an electrode terminal connected to the positive electrode of the electrode assembly, and the negative electrode terminal 11b is an electrode terminal connected to the negative electrode of the electrode assembly. The adjacent battery cells 11 are arranged so that the positive electrode terminal 11 a and the negative electrode terminal 11 b are adjacent to each other, and the adjacent positive electrode terminal 11 a and the negative electrode terminal 11 b are electrically connected to each other by the bus bar 13. Thereby, the adjacent battery cells 11 are electrically connected in series. The battery cell 11 may be provided with a heat transfer plate for adjusting the temperature of the battery cell 11. A cover 8 is provided on the upper portion of the cell holder 12 so as to face the positive electrode terminal 11 a and the negative electrode terminal 11 b of the battery cell 11.

弾性部材3は、電池セル11の配列方向Dにおいて、配列体2の一端に配置されている。弾性部材3は、拘束荷重による電池セル11の破損を防止する目的で用いられる部材であり、例えばウレタン製のゴムスポンジから構成されている。弾性部材3は、矩形の板状部材である。弾性部材3の材料としては、例えばエチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、クロロプレンゴム、及びシリコンゴム等が挙げられる。弾性部材3は、ゴムに限られず、バネ材等であってもよい。弾性部材3は、配列方向Dにおける配列体2の両端に配置されていてもよく、互いに隣り合う電池セル11,11間に配置されていてもよい。   The elastic member 3 is disposed at one end of the array body 2 in the array direction D of the battery cells 11. The elastic member 3 is a member used for the purpose of preventing the battery cell 11 from being damaged by a restraining load, and is made of, for example, a urethane rubber sponge. The elastic member 3 is a rectangular plate member. Examples of the material of the elastic member 3 include ethylene propylene diene rubber (EPDM), chloroprene rubber, and silicon rubber. The elastic member 3 is not limited to rubber, and may be a spring material or the like. The elastic member 3 may be disposed at both ends of the array 2 in the array direction D, or may be disposed between the battery cells 11 and 11 adjacent to each other.

拘束部材4は、配列体2に対して配列方向Dに拘束荷重を付加するための部材である。拘束部材4は、一対のエンドプレート41と、複数の連結部材42と、を備えている。一対のエンドプレート41は、配列体2を配列方向Dの両側から挟持するとともに、電池パックの筐体に対して電池モジュール1を固定するための部材である。エンドプレート41は、鉄等の金属材料からなる板状部材である。   The restraining member 4 is a member for applying a restraining load to the array body 2 in the array direction D. The restraining member 4 includes a pair of end plates 41 and a plurality of connecting members 42. The pair of end plates 41 is a member for clamping the array 2 from both sides in the array direction D and fixing the battery module 1 to the housing of the battery pack. The end plate 41 is a plate-like member made of a metal material such as iron.

連結部材42は、一対のエンドプレート41同士を連結する。連結部材42は、例えば鉄等の金属から構成されたボルト及びナットによって構成されている。各連結部材42のボルトは、一方のエンドプレート41の挿通孔(不図示)、各セルホルダ12の挿通孔12a、及び他方のエンドプレート41の挿通孔(不図示)に順次挿通され、他方のエンドプレート41の外側でナットにより締結されている。この締結によって配列体2に対して配列方向Dに拘束荷重が付加される。   The connecting member 42 connects the pair of end plates 41 to each other. The connecting member 42 is constituted by a bolt and a nut made of a metal such as iron. The bolts of the connecting members 42 are sequentially inserted into insertion holes (not shown) of one end plate 41, insertion holes 12a of the cell holders 12, and insertion holes (not shown) of the other end plate 41, and the other end. It is fastened with a nut outside the plate 41. By this fastening, a restraining load is applied to the array body 2 in the array direction D.

監視ECU5は、各電池セル11の電圧を監視する制御装置(コントローラ)である。監視ECU5は、カバー8上に載置されている。監視ECU5は、ハーネス6を介して各電池セル11の正極端子11a及び負極端子11bに電気的に接続されており、各電池セル11の正極端子11aと負極端子11bとの間の電圧を測定する。監視ECU5は、電池セル11の電圧に応じて、電池モジュール1を制御する。監視ECU5は、例えば、複数の電池セル11に直列に接続されているリレー(不図示)の開閉動作を制御する。   The monitoring ECU 5 is a control device (controller) that monitors the voltage of each battery cell 11. The monitoring ECU 5 is placed on the cover 8. The monitoring ECU 5 is electrically connected to the positive terminal 11a and the negative terminal 11b of each battery cell 11 via the harness 6, and measures the voltage between the positive terminal 11a and the negative terminal 11b of each battery cell 11. . The monitoring ECU 5 controls the battery module 1 according to the voltage of the battery cell 11. For example, the monitoring ECU 5 controls the opening / closing operation of a relay (not shown) connected in series to the plurality of battery cells 11.

監視ECU5は、基板51とコネクタ52とを備えている。基板51は、配線パターン51aが印刷されたプリント基板である。基板51には、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、及びROM(Read Only Memory)等の回路部品が実装されている。コネクタ52は、ハーネス6を接続するための部品であり、基板51の一端に設けられている。コネクタ52は、例えば雌型コネクタであり、後述する第2ハーネス部62に含まれる複数の電線の監視ECU5側の端部に設けられたコネクタが嵌合可能な形状を有している。コネクタ52は、第2ハーネス部62の複数の電線のそれぞれに対応した端子(不図示)を有している。基板51において、コネクタ52の各端子に配線パターン51aが接続されている。   The monitoring ECU 5 includes a substrate 51 and a connector 52. The board 51 is a printed board on which a wiring pattern 51a is printed. Circuit components such as a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), and a ROM (Read Only Memory) are mounted on the substrate 51. The connector 52 is a component for connecting the harness 6 and is provided at one end of the substrate 51. The connector 52 is, for example, a female connector, and has a shape in which a connector provided at an end portion on the monitoring ECU 5 side of a plurality of electric wires included in the second harness portion 62 described later can be fitted. The connector 52 has terminals (not shown) corresponding to the plurality of electric wires of the second harness portion 62. In the substrate 51, a wiring pattern 51 a is connected to each terminal of the connector 52.

ハーネス6は、電池セル11の電圧検出に用いられる。ハーネス6は、第1ハーネス部61と第2ハーネス部62とを備えている。第1ハーネス部61は、電池セル11の正極端子11a及び負極端子11bと過電流遮断部7とを接続する。具体的には、第1ハーネス部61は、複数の電線63を含む。各電線63は、電池セル11の正極端子11a及び負極端子11bのいずれかと過電流遮断部7のコネクタ74(図4参照、第1コネクタ)とを電気的に接続する。電線63は、各電池セル11の正極端子11a及び負極端子11bごとに接続される。本実施形態では、バスバー13によって互いに電気的に接続されている正極端子11a及び負極端子11bには、1本の電線63が接続される。また、配列体2の配列方向Dにおける両端に位置する電池セル11の電極端子のうち、バスバー13が接続されていない正極端子11a及び負極端子11bにはそれぞれ1本の電線63が接続される。複数の電線63は、被覆部材によって被覆されて纏められ、複数の電線63の過電流遮断部7側の端部には、コネクタ(不図示)が設けられる。つまり、第1ハーネス部61は、正極端子11aと後述するヒューズ73(図4参照、第1過電流遮断素子)とを電気的に接続するとともに、負極端子11bとヒューズ73(第2過電流遮断素子)とを電気的に接続する。   The harness 6 is used for voltage detection of the battery cell 11. The harness 6 includes a first harness part 61 and a second harness part 62. The first harness part 61 connects the positive electrode terminal 11 a and the negative electrode terminal 11 b of the battery cell 11 and the overcurrent blocking part 7. Specifically, the first harness portion 61 includes a plurality of electric wires 63. Each electric wire 63 electrically connects either the positive electrode terminal 11 a or the negative electrode terminal 11 b of the battery cell 11 to the connector 74 (see FIG. 4, first connector) of the overcurrent blocking unit 7. The electric wire 63 is connected to each of the positive electrode terminal 11 a and the negative electrode terminal 11 b of each battery cell 11. In the present embodiment, one electric wire 63 is connected to the positive terminal 11 a and the negative terminal 11 b that are electrically connected to each other by the bus bar 13. Moreover, one electric wire 63 is connected to the positive electrode terminal 11a and the negative electrode terminal 11b to which the bus bar 13 is not connected among the electrode terminals of the battery cell 11 located at both ends in the arrangement direction D of the array body 2. The plurality of electric wires 63 are covered and collected by a covering member, and a connector (not shown) is provided at an end portion of the plurality of electric wires 63 on the overcurrent blocking unit 7 side. That is, the first harness portion 61 electrically connects the positive electrode terminal 11a and a fuse 73 (see FIG. 4, first overcurrent interruption element) described later, and also connects the negative electrode terminal 11b and the fuse 73 (second overcurrent interruption). Device).

第2ハーネス部62は、過電流遮断部7と監視ECU5とを接続する。具体的には、第2ハーネス部62は、複数の電線(不図示)を含む。各電線は、過電流遮断部7のコネクタ75(図4参照、第2コネクタ)と監視ECU5のコネクタ52とを電気的に接続する。第2ハーネス部62の複数の電線は、被覆部材によって被覆されて纏められており、複数の電線の両端部には、コネクタ(不図示)が設けられる。つまり、第2ハーネス部62は、各ヒューズ73(図4参照)と監視ECU5とを電気的に接続する。第1ハーネス部61及び第2ハーネス部62は、例えば、電池セル11の配列方向Dに沿って配線される。   The second harness portion 62 connects the overcurrent cutoff portion 7 and the monitoring ECU 5. Specifically, the second harness portion 62 includes a plurality of electric wires (not shown). Each electric wire electrically connects the connector 75 (see FIG. 4, the second connector) of the overcurrent interrupting unit 7 and the connector 52 of the monitoring ECU 5. The plurality of electric wires of the second harness portion 62 are covered and collected by a covering member, and connectors (not shown) are provided at both ends of the plurality of electric wires. That is, the second harness portion 62 electrically connects each fuse 73 (see FIG. 4) and the monitoring ECU 5. The 1st harness part 61 and the 2nd harness part 62 are wired along the sequence direction D of the battery cell 11, for example.

過電流遮断部7は、ハーネス6に流れる過電流を遮断するための部分である。過電流遮断部7は、第1ハーネス部61と第2ハーネス部62との間に設けられる。過電流遮断部7の詳細構成について、図4及び図5を参照して説明する。   The overcurrent interruption unit 7 is a part for interrupting the overcurrent flowing through the harness 6. The overcurrent interrupting part 7 is provided between the first harness part 61 and the second harness part 62. A detailed configuration of the overcurrent cutoff unit 7 will be described with reference to FIGS. 4 and 5.

図4は、過電流遮断部の内部構成を示す図である。図5は、図4のV−V線に沿っての断面図である。なお、図4では、ケース71の上筐体81を取り除いた過電流遮断部7が示されている。図5は、上筐体81を含む過電流遮断部7の断面図である。図4及び図5に示されるように、過電流遮断部7は、ケース71と、基板72と、複数のヒューズ73と、コネクタ74と、コネクタ75と、を備えている。ケース71は、矩形箱状のケースであり、基板72、及び複数のヒューズ73を収容している。ケース71は、防水構造を有している。   FIG. 4 is a diagram illustrating an internal configuration of the overcurrent cutoff unit. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG. In FIG. 4, the overcurrent cutoff unit 7 from which the upper casing 81 of the case 71 is removed is shown. FIG. 5 is a cross-sectional view of the overcurrent blocking unit 7 including the upper housing 81. As shown in FIGS. 4 and 5, the overcurrent interrupting unit 7 includes a case 71, a substrate 72, a plurality of fuses 73, a connector 74, and a connector 75. The case 71 is a rectangular box-shaped case and accommodates the substrate 72 and a plurality of fuses 73. The case 71 has a waterproof structure.

具体的には、ケース71は、上筐体81と、下筐体82と、を備えている。上筐体81は、下側に開口を有する矩形箱状を呈している。上筐体81の互いに対向する一対の側壁81a,81bには、凹部81c,81dが設けられている。凹部81c,81dの開口縁に沿って溝部81e,81fが設けられている。下筐体82は、上側に開口を有する矩形箱状を呈している。下筐体82の開口は、上筐体81の開口と同じ大きさである。下筐体82の互いに対向する一対の側壁82a,82bには、凹部82c,82dが設けられている。凹部82c,82dの開口縁に沿って溝部82e,82fが設けられている。   Specifically, the case 71 includes an upper housing 81 and a lower housing 82. The upper housing 81 has a rectangular box shape having an opening on the lower side. Concave portions 81c and 81d are provided in a pair of side walls 81a and 81b facing each other of the upper casing 81. Grooves 81e and 81f are provided along the opening edges of the recesses 81c and 81d. The lower housing 82 has a rectangular box shape having an opening on the upper side. The opening of the lower housing 82 is the same size as the opening of the upper housing 81. The pair of side walls 82a and 82b facing each other of the lower housing 82 are provided with recesses 82c and 82d. Grooves 82e and 82f are provided along the opening edges of the recesses 82c and 82d.

ケース71では、上筐体81の開口と下筐体82の開口とが互いに重ね合わせられている。凹部82cは、凹部81cの下側に位置し、凹部81c及び凹部82cによって、コネクタ74の開口部をケース71から露出させるための開口を成している。同様に、凹部82dは、凹部81dの下側に位置し、凹部81d及び凹部82dによって、コネクタ75の開口部をケース71から露出させるための開口を成している。溝部81e及び溝部82eは、コネクタ74の突出片74bを嵌合して、コネクタ74を固定する。溝部81f及び溝部82fは、コネクタ75の突出片75bを嵌合して、コネクタ75を固定する。   In the case 71, the opening of the upper housing 81 and the opening of the lower housing 82 are overlapped with each other. The recess 82c is positioned below the recess 81c, and the recess 81c and the recess 82c form an opening for exposing the opening of the connector 74 from the case 71. Similarly, the recess 82d is located below the recess 81d, and the recess 81d and the recess 82d form an opening for exposing the opening of the connector 75 from the case 71. The groove part 81e and the groove part 82e fit the protruding piece 74b of the connector 74 to fix the connector 74. The groove part 81f and the groove part 82f fit the protruding piece 75b of the connector 75 to fix the connector 75.

基板72は、配線パターン72aが印刷されたプリント基板である。基板72の一方の面72bにはヒューズ73が設けられ、基板72の一端72cにはコネクタ74が設けられ、基板72の他端72dにはコネクタ75が設けられている。ヒューズ73は、過大な電流が流れることを防止する過電流遮断素子である。ヒューズ73は、ヒューズ73の定格以上の過大な電流が流れると溶断されるので、ヒューズ73を介した電流経路が遮断される。ヒューズ73は、例えば、表面実装型のヒューズである。複数のヒューズ73は、一端72cから他端72dに向かう方向とは交差する方向に沿って、略等間隔で配列されている。   The board 72 is a printed board on which a wiring pattern 72a is printed. A fuse 73 is provided on one surface 72 b of the substrate 72, a connector 74 is provided on one end 72 c of the substrate 72, and a connector 75 is provided on the other end 72 d of the substrate 72. The fuse 73 is an overcurrent cutoff element that prevents an excessive current from flowing. Since the fuse 73 is blown when an excessive current exceeding the rating of the fuse 73 flows, the current path through the fuse 73 is cut off. The fuse 73 is, for example, a surface mount type fuse. The plurality of fuses 73 are arranged at substantially equal intervals along the direction intersecting the direction from the one end 72c to the other end 72d.

コネクタ74は、第1ハーネス部61を接続するためのコネクタである。コネクタ74には、複数の電線63が接続される。コネクタ74は、例えば雌型コネクタであり、複数の電線63の過電流遮断部7側の端部に設けられたコネクタが嵌合可能な形状を有している。コネクタ74は、複数の電線63のそれぞれに対応した端子(不図示)を有している。コネクタ74は、ケース71の内部への水の浸入を防止する防水構造を有している。具体的に説明すると、コネクタ74は、本体部74aと、突出片74bと、を有している。本体部74aは、複数の電線63の過電流遮断部7側の端部に設けられたコネクタが嵌合可能な筒状の形状を有している。突出片74bは、本体部74aの外周面に立設された板状部材である。突出片74bは、本体部74aの軸周りに本体部74aを取り囲んでいる。   The connector 74 is a connector for connecting the first harness portion 61. A plurality of electric wires 63 are connected to the connector 74. The connector 74 is, for example, a female connector, and has a shape in which a connector provided at an end portion of the plurality of electric wires 63 on the overcurrent blocking portion 7 side can be fitted. The connector 74 has terminals (not shown) corresponding to the plurality of electric wires 63. The connector 74 has a waterproof structure that prevents water from entering the case 71. Specifically, the connector 74 has a main body portion 74a and a protruding piece 74b. The main body 74a has a cylindrical shape in which a connector provided at the end of the plurality of electric wires 63 on the overcurrent blocking unit 7 side can be fitted. The protruding piece 74b is a plate-like member erected on the outer peripheral surface of the main body 74a. The protruding piece 74b surrounds the main body 74a around the axis of the main body 74a.

コネクタ75は、第2ハーネス部62を接続するためのコネクタである。コネクタ75には、第2ハーネス部62の複数の電線が接続される。コネクタ75は、例えば雌型コネクタであり、第2ハーネス部62に含まれる複数の電線の過電流遮断部7側の端部に設けられたコネクタが嵌合可能な形状を有している。コネクタ75は、第2ハーネス部62に含まれる複数の電線のそれぞれに対応した端子(不図示)を有している。コネクタ75は、ケース71の内部への水の浸入を防止する防水構造を有している。具体的に説明すると、コネクタ75は、本体部75aと、突出片75bと、を有している。本体部75aは、第2ハーネス部62に含まれる複数の電線の過電流遮断部7側の端部に設けられたコネクタが嵌合可能な筒状の形状を有している。突出片75bは、本体部75aの外周面に立設された板状部材である。突出片75bは、本体部75aの軸周りに本体部75aを取り囲んでいる。コネクタ74の端子とコネクタ75の端子とは、ヒューズ73を介して配線パターン72aによって1対1で電気的に接続されている。   The connector 75 is a connector for connecting the second harness portion 62. A plurality of electric wires of the second harness portion 62 are connected to the connector 75. The connector 75 is, for example, a female connector, and has a shape in which a connector provided at an end portion of the plurality of electric wires included in the second harness portion 62 on the overcurrent blocking portion 7 side can be fitted. The connector 75 has terminals (not shown) corresponding to the plurality of electric wires included in the second harness portion 62. The connector 75 has a waterproof structure that prevents water from entering the case 71. Specifically, the connector 75 has a main body portion 75a and a protruding piece 75b. The main body 75a has a cylindrical shape in which a connector provided at an end of the plurality of electric wires included in the second harness portion 62 on the overcurrent blocking portion 7 side can be fitted. The protruding piece 75b is a plate-like member erected on the outer peripheral surface of the main body 75a. The protruding piece 75b surrounds the main body 75a around the axis of the main body 75a. The terminals of the connector 74 and the terminals of the connector 75 are electrically connected one-to-one by the wiring pattern 72 a through the fuse 73.

過電流遮断部7の組立手順について説明する。コネクタ74の開口部が、凹部81c及び凹部82cによって画定された開口部を介してケース71の外部に露出するとともに、コネクタ75の開口部が、凹部81d及び凹部82dによって画定された開口部を介してケース71の外部に露出するように基板72が上筐体81と下筐体82との間に配置される。このとき、コネクタ74の突出片74bが上筐体81の溝部81e及び下筐体82の溝部82eに嵌め合わされ、コネクタ75の突出片75bが上筐体81の溝部81f及び下筐体82の溝部82fに嵌め合わされる。この状態で、上筐体81と下筐体82とが接着材Bによって固定される。このとき、突出片74bと溝部81e及び溝部82eとが接着材Bによって固定され、突出片75bと溝部81f及び溝部82fとが接着材Bによって固定される。これにより、ケース71の密閉性が確保される。   A procedure for assembling the overcurrent interrupter 7 will be described. The opening of the connector 74 is exposed to the outside of the case 71 through the opening defined by the recess 81c and the recess 82c, and the opening of the connector 75 is passed through the opening defined by the recess 81d and the recess 82d. The substrate 72 is disposed between the upper housing 81 and the lower housing 82 so as to be exposed to the outside of the case 71. At this time, the protruding piece 74b of the connector 74 is fitted into the groove 81e of the upper casing 81 and the groove 82e of the lower casing 82, and the protruding piece 75b of the connector 75 is the groove 81f of the upper casing 81 and the groove of the lower casing 82. 82f. In this state, the upper casing 81 and the lower casing 82 are fixed by the adhesive material B. At this time, the protruding piece 74b, the groove 81e, and the groove 82e are fixed by the adhesive B, and the protruding piece 75b, the groove 81f, and the groove 82f are fixed by the adhesive B. Thereby, the airtightness of case 71 is ensured.

このように構成された電池モジュール1では、各電池セル11の正極端子11aは、ヒューズ73を介して監視ECU5に電気的に接続され、各電池セル11の負極端子11bは、別のヒューズ73を介して監視ECU5に電気的に接続される。つまり、各正極端子11a及び各負極端子11bに接続される電線63、コネクタ74、配線パターン72a、ヒューズ73、配線パターン72a、コネクタ75、第2ハーネス部62の電線、コネクタ52、及び配線パターン51aによって、当該正極端子11a及び負極端子11bの電圧の検出ラインが構成されている。この検出ラインは、電池セル11の電圧を監視するための電圧検出ラインである。   In the battery module 1 configured as described above, the positive terminal 11 a of each battery cell 11 is electrically connected to the monitoring ECU 5 via the fuse 73, and the negative terminal 11 b of each battery cell 11 is connected to another fuse 73. Via the monitoring ECU 5. That is, the electric wire 63, the connector 74, the wiring pattern 72a, the fuse 73, the wiring pattern 72a, the connector 75, the electric wire of the second harness portion 62, the connector 52, and the wiring pattern 51a connected to each positive electrode terminal 11a and each negative electrode terminal 11b. Thus, a voltage detection line of the positive terminal 11a and the negative terminal 11b is configured. This detection line is a voltage detection line for monitoring the voltage of the battery cell 11.

電池モジュール1が水没した場合、監視ECU5において検出ラインが短絡することがある。特に、コネクタ52の端子間距離が短いので、水没によって短絡すると、短絡電流として過電流が流れるおそれがある。この過電流を抑制するために、監視ECU5を防水構造を有するケースに収容し、コネクタ52を防水構造を有するコネクタとすることが考えられる。しかしながら、ケース及びコネクタ52が大型化し、監視ECU5の搭載性が低下する。   When the battery module 1 is submerged, the detection line may be short-circuited in the monitoring ECU 5. In particular, since the distance between the terminals of the connector 52 is short, if a short circuit occurs due to submersion, an overcurrent may flow as a short circuit current. In order to suppress this overcurrent, it is conceivable that the monitoring ECU 5 is housed in a case having a waterproof structure and the connector 52 is a connector having a waterproof structure. However, the case and the connector 52 are enlarged, and the mountability of the monitoring ECU 5 is reduced.

これに対して、電池モジュール1では、電池セル11の正極端子11a及び負極端子11bと監視ECU5との間にヒューズ73が設けられる。このため、監視ECU5において検出ラインが水没によって短絡したとしても、短絡電流はヒューズ73を通過する。また、ヒューズ73は、防水構造を有するケース71に収容されているので、過電流遮断部7が水没しても過電流遮断部7において短絡が生じることが抑制される。このように、検出ラインが水没によって短絡した場合には、短絡電流はヒューズ73を通過する。具体的には、各電池セル11の正極端子11a及び負極端子11bは、電線63、ヒューズ73、及び第2ハーネス部62の電線を経由して監視ECU5に接続される。このため、監視ECU5において電池セル11の電圧を監視するための検出ラインが水没によって短絡したとしても、短絡電流は電線63、ヒューズ73、及び第2ハーネス部62の電線を通過する。これにより、短絡電流が過大な電流であった場合には、ヒューズ73によって検出ラインが遮断されるので、過大な電流が流れることを抑制することが可能となる。電池モジュール1では、過電流遮断部7を防水構造とすればよく、監視ECU5を防水構造とする場合と比較して、電池モジュール1の小型化が可能となる。   On the other hand, in the battery module 1, the fuse 73 is provided between the positive terminal 11 a and the negative terminal 11 b of the battery cell 11 and the monitoring ECU 5. For this reason, even if the detection line in the monitoring ECU 5 is short-circuited due to submergence, the short-circuit current passes through the fuse 73. Moreover, since the fuse 73 is accommodated in the case 71 having a waterproof structure, even if the overcurrent interrupting part 7 is submerged, it is possible to prevent a short circuit from occurring in the overcurrent interrupting part 7. Thus, when the detection line is short-circuited due to submergence, the short-circuit current passes through the fuse 73. Specifically, the positive electrode terminal 11 a and the negative electrode terminal 11 b of each battery cell 11 are connected to the monitoring ECU 5 via the electric wire 63, the fuse 73, and the electric wire of the second harness part 62. For this reason, even if the detection line for monitoring the voltage of the battery cell 11 in the monitoring ECU 5 is short-circuited due to submergence, the short-circuit current passes through the electric wire 63, the fuse 73, and the electric wire of the second harness part 62. As a result, when the short circuit current is excessive, the detection line is interrupted by the fuse 73, so that it is possible to suppress the excessive current from flowing. In the battery module 1, the overcurrent blocking unit 7 may have a waterproof structure, and the battery module 1 can be downsized as compared with the case where the monitoring ECU 5 has a waterproof structure.

また、過電流遮断部7は、第1ハーネス部61を接続するためのコネクタ74と、第2ハーネス部62を接続するためのコネクタ75と、を有している。このため、コネクタ74及びコネクタ75によって、複数の電線63及び第2ハーネス部62の複数の電線と過電流遮断部7との接続の作業性を向上させることが可能となる。また、コネクタ74及びコネクタ75が防水構造を有しているので、コネクタ74及びコネクタ75からケース71の内部に水が浸入することを抑制できる。   Moreover, the overcurrent interrupting part 7 has a connector 74 for connecting the first harness part 61 and a connector 75 for connecting the second harness part 62. For this reason, the connector 74 and the connector 75 can improve the workability of the connection between the plurality of wires 63 and the plurality of wires of the second harness portion 62 and the overcurrent interrupting portion 7. Moreover, since the connector 74 and the connector 75 have a waterproof structure, it is possible to prevent water from entering the case 71 from the connector 74 and the connector 75.

また、複数のヒューズ73が基板72に配置されることによって、複数のヒューズ73を一体的に取り扱うことが可能となる。このため、過電流遮断部7の組立性を向上させることが可能となる。   In addition, since the plurality of fuses 73 are arranged on the substrate 72, the plurality of fuses 73 can be handled integrally. For this reason, it becomes possible to improve the assembly property of the overcurrent interruption | blocking part 7. FIG.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られない。例えば、電池モジュール1は、1以上の電池セル11と、監視ECU5と、過電流遮断部7と、を備えていればよい。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment. For example, the battery module 1 may include one or more battery cells 11, the monitoring ECU 5, and the overcurrent cutoff unit 7.

また、ヒューズ73に代えて、過電流を防止可能な素子が用いられてもよい。また、上記実施形態では、ヒューズ73は表面実装型であるが、リード端子を有するディスクリート実装型であってもよい。   Further, instead of the fuse 73, an element capable of preventing overcurrent may be used. In the above embodiment, the fuse 73 is a surface mounting type, but may be a discrete mounting type having lead terminals.

また、過電流遮断部7は、ヒューズ73ごとにケース71を備えていてもよい。つまり、各ヒューズ73は、互いに異なるケース71に収容されてもよい。   In addition, the overcurrent interrupting unit 7 may include a case 71 for each fuse 73. That is, each fuse 73 may be accommodated in different cases 71.

また、基板72は、多層基板であってもよい。この場合、基板72を小型化することができるので、過電流遮断部7の小型化が可能となる。   The substrate 72 may be a multilayer substrate. In this case, since the substrate 72 can be reduced in size, the overcurrent interrupting unit 7 can be reduced in size.

また、過電流遮断部7は、基板72を備えていなくてもよい。この場合、ヒューズ73とコネクタ74の端子とが電線によって接続され、ヒューズ73とコネクタ75の端子とが電線によって接続されてもよい。また、ヒューズ73と電線63とが直接接続されてもよく、ヒューズ73と第2ハーネス部62の電線とが直接接続されてもよい。   Further, the overcurrent cutoff unit 7 may not include the substrate 72. In this case, the fuse 73 and the terminal of the connector 74 may be connected by an electric wire, and the fuse 73 and the terminal of the connector 75 may be connected by an electric wire. Moreover, the fuse 73 and the electric wire 63 may be directly connected, and the fuse 73 and the electric wire of the 2nd harness part 62 may be directly connected.

また、図6に示されるように、過電流遮断部7は、第1ハーネス部61及び第2ハーネス部62を接続するためのコネクタ76(第1コネクタ)を備えていてもよい。コネクタ76は、例えば雌型コネクタであり、複数の電線63の過電流遮断部7側の端部に設けられたコネクタ、及び第2ハーネス部62の複数の電線の過電流遮断部7側の端部に設けられたコネクタが同時に嵌合可能な形状を有している。コネクタ76は、複数の電線63のそれぞれに対応した端子(不図示)と、第2ハーネス部62の複数の電線のそれぞれに対応した端子(不図示)と、を有している。電線63に対応した端子と第2ハーネス部62に含まれる電線に対応した端子とは、ヒューズ73を介して配線パターン72aによって1対1で電気的に接続されている。コネクタ76は、ケース71の内部への水の浸入を防止する防水構造を有している。具体的に説明すると、コネクタ76は、コネクタ74及びコネクタ75と同様に、本体部76aと、突出片76bと、を有している。本体部76aは、上述のコネクタが嵌合可能な筒状の形状を有している。突出片76bは、本体部76aの外周面に立設された板状部材である。突出片76bは、本体部76aの軸周りに本体部76aを取り囲んでいる。この場合、過電流遮断部7は、複数の電線63及び第2ハーネス部62の複数の電線との接続のために1つのコネクタ76を有していればよいので、過電流遮断部7の小型化が可能となる。   Further, as shown in FIG. 6, the overcurrent interruption unit 7 may include a connector 76 (first connector) for connecting the first harness unit 61 and the second harness unit 62. The connector 76 is, for example, a female connector, a connector provided at an end portion of the plurality of electric wires 63 on the overcurrent blocking portion 7 side, and an end of the second harness portion 62 on the overcurrent blocking portion 7 side of the plurality of electric wires. The connector provided in the part has a shape that can be fitted simultaneously. The connector 76 has terminals (not shown) corresponding to the plurality of electric wires 63 and terminals (not shown) corresponding to the plurality of electric wires of the second harness portion 62. The terminals corresponding to the electric wires 63 and the terminals corresponding to the electric wires included in the second harness portion 62 are electrically connected one-to-one by the wiring pattern 72 a via the fuse 73. The connector 76 has a waterproof structure that prevents water from entering the case 71. More specifically, the connector 76 has a main body 76a and a protruding piece 76b, like the connector 74 and the connector 75. The main body 76a has a cylindrical shape into which the above-described connector can be fitted. The protruding piece 76b is a plate-like member erected on the outer peripheral surface of the main body portion 76a. The protruding piece 76b surrounds the main body 76a around the axis of the main body 76a. In this case, the overcurrent cutoff unit 7 only needs to have one connector 76 for connection with the plurality of electric wires 63 and the plurality of electric wires of the second harness portion 62, so the overcurrent cutoff unit 7 can be reduced in size. Can be realized.

1…電池モジュール、5…監視ECU(制御装置)、7…過電流遮断部、11…電池セル、11a…正極端子、11b…負極端子、61…第1ハーネス部、62…第2ハーネス部、63…電線、71…ケース、72…基板、73…ヒューズ(第1過電流遮断素子、第2過電流遮断素子)、74…コネクタ(第1コネクタ)、75…コネクタ(第2コネクタ)、76…コネクタ(第1コネクタ)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Battery module, 5 ... Monitoring ECU (control apparatus), 7 ... Overcurrent interruption | blocking part, 11 ... Battery cell, 11a ... Positive electrode terminal, 11b ... Negative electrode terminal, 61 ... 1st harness part, 62 ... 2nd harness part, 63 ... Electric wire, 71 ... Case, 72 ... Substrate, 73 ... Fuse (first overcurrent interruption element, second overcurrent interruption element), 74 ... Connector (first connector), 75 ... Connector (second connector), 76 ... Connector (first connector).

Claims (5)

正極端子及び負極端子を有する電池セルと、
前記電池セルの電圧を監視する制御装置と、
ケース及び前記ケースに収容された第1過電流遮断素子及び第2過電流遮断素子を有する過電流遮断部と、
を備え、
前記ケースは防水構造を有しており、
前記正極端子は、前記第1過電流遮断素子を介して前記制御装置に電気的に接続され、
前記負極端子は、前記第2過電流遮断素子を介して前記制御装置に電気的に接続される、電池モジュール。
A battery cell having a positive terminal and a negative terminal;
A control device for monitoring the voltage of the battery cell;
An overcurrent cutoff unit having a case and a first overcurrent cutoff element and a second overcurrent cutoff element housed in the case;
With
The case has a waterproof structure,
The positive terminal is electrically connected to the control device via the first overcurrent interrupting element,
The negative electrode terminal is a battery module electrically connected to the control device via the second overcurrent interrupting element.
前記正極端子と前記第1過電流遮断素子とを電気的に接続するとともに、前記負極端子と前記第2過電流遮断素子とを電気的に接続する第1ハーネス部と、
前記第1過電流遮断素子と前記制御装置とを接続するとともに前記第2過電流遮断素子と前記制御装置とを接続する第2ハーネス部と、
を更に備える、請求項1に記載の電池モジュール。
A first harness part for electrically connecting the positive terminal and the first overcurrent interrupting element, and for electrically connecting the negative terminal and the second overcurrent interrupting element;
A second harness portion for connecting the first overcurrent cutoff element and the control device and for connecting the second overcurrent cutoff element and the control device;
The battery module according to claim 1, further comprising:
前記過電流遮断部は、前記第1ハーネス部を接続するための第1コネクタと、前記第2ハーネス部を接続するための第2コネクタと、を更に有し、
前記第1コネクタ及び前記第2コネクタは、前記ケースの内部への水の浸入を防止する防水構造を有する、請求項2に記載の電池モジュール。
The overcurrent interrupting part further includes a first connector for connecting the first harness part and a second connector for connecting the second harness part,
The battery module according to claim 2, wherein the first connector and the second connector have a waterproof structure that prevents water from entering the case.
前記過電流遮断部は、前記第1ハーネス部及び前記第2ハーネス部を接続するための第1コネクタを更に有し、
前記第1コネクタは、前記ケースの内部への水の浸入を防止する防水構造を有する、請求項2に記載の電池モジュール。
The overcurrent interruption part further includes a first connector for connecting the first harness part and the second harness part,
The battery module according to claim 2, wherein the first connector has a waterproof structure that prevents water from entering the case.
前記過電流遮断部は、前記ケースに収容された基板を更に備え、
前記第1過電流遮断素子及び前記第2過電流遮断素子は、前記基板に配置される、請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の電池モジュール。
The overcurrent interrupting unit further includes a substrate accommodated in the case,
The battery module according to any one of claims 1 to 4, wherein the first overcurrent cutoff element and the second overcurrent cutoff element are arranged on the substrate.
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