JP2019057498A

JP2019057498A - 電池接続モジュール

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Publication number: JP2019057498A
Application number: JP2018174383A
Authority: JP
Inventors: シオウフェンゴー; Siow-Pheng Goh; キアンヘンリム; Kian Heng Lim
Original assignee: Molex LLC
Current assignee: Molex LLC
Priority date: 2017-09-20
Filing date: 2018-09-19
Publication date: 2019-04-11
Anticipated expiration: 2038-09-19
Also published as: CN109524608B; JP2019057499A; CN109524608A; JP6657347B2; JP6768754B2; CN109524609B; CN109524609A

Abstract

【課題】コネクタの数を減少させた、簡略化された構造のＢＭＳを有する電池接続モジュールを提供する。【解決手段】電池接続モジュールは電池パックを接続するのに適し、搬送トレイと、搬送トレイ上に取り付けられ、電池パックの複数の電池を電気的に接続するのに適している複数のバスバーと、搬送トレイ上に取り付けられ、フレキシブル回路基板上に位置付けられ、かつコネクタを備える電池管理システム（ＢＭＳ）、並びに搬送トレイ上に取り付けられ、複数のバスバーへと機械的及び電気的に接続され、かつ本体部分及び延出するフレキシブル嵌合部を備えるフレキシブル回路基板と、を備え、フレキシブル嵌合部の遠位端がＢＭＳのコネクタに接続されている。ＢＭＳは搬送トレイに直接取り付けられかつ連結され、フレキシブル回路基板を介してバスバーと電気的に接続し、これにより、引き続く組立て及び使用を助長する統合モジュールへと、バスバーが統合される。【選択図】図１

Description

本開示は電池接続モジュールに関し、特に、充電式電池を直列にて接続し、高電力を出力するために使用される、電池接続モジュールに関する。

車両用電池などの、複数の電気化学充電式電池における電池システムは、通常並設されて電池パックを形成し、一般的に電池接続モジュールにより電池を直列にて接続して一対の出力電極を形成し、かつ電池接続モジュールは、電池管理システム（ＢＭＳとして省略される）を接続する制御回路をも備える。

電池モジュールは、中国特許出願公開第ＣＮ１０２７５１４６５Ｂ号（ＪＰ２０１２−２２６９６９Ａ号に対応）に開示されており、フレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）の遠位端にて、電気コネクタを介して、外部の電気処理装置の嵌合側面電気コネクタに接続されている。フレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）は、外部の電気処理装置（ＢＭＳと同等）に接続するために長距離で延出する必要があり、かつ互いに嵌合するこれら２つのコネクタにより接続を達成する必要がある。

中国特許出願公開第ＣＮ１０５１４４４６３Ａ号（ＵＳ２０１６／００４３４４６号、ＪＰ２０１２−２２６９６９Ａ号及びＷＯ２０１４／１７３６８４Ａ２号に対応）は電気化学装置用の電池接触システムを開示しており、監視ユニット（ＢＭＳと同等）が差込可能な接触コネクタを有し、信号伝送システムが１つ以上の信号線を含み、当該信号線が、各信号源を信号線コネクタに電気的に接続する。監視ユニットの差込可能な接触コネクタは、信号伝送システムの信号線コネクタと嵌合している。搬送組立体において監視ユニットが受容されるにもかかわらず、複数の信号線により信号伝送システムが信号線コネクタに接続され、かつ互いに嵌合する２つのコネクタにより、監視ユニットと接続される必要がある。

従って、本開示の目的の１つは、ＢＭＳを有する電池接続モジュールを提供することであり、かつコネクタの数を減少させることである。

従って、いくつかの実施形態では、本開示の電池接続モジュールは電池パックに接続するのに適し、電池接続モジュールは、搬送トレイ、複数のバスバー、電池管理システム（ＢＭＳ）及びフレキシブル回路基板を備える。複数のバスバーは搬送トレイ上に取り付けられ、かつ電池パックの複数の電池を電気的に接続するのに適している。ＢＭＳは、搬送トレイ上に取り付けられ、フレキシブル回路基板の上方に位置し、かつコネクタを備える。フレキシブル回路基板は搬送トレイ上に取り付けられ、複数のバスバーへと機械的及び電気的に接続され、かつ本体部分及び延出するフレキシブル嵌合部を備え、フレキシブル嵌合部の遠位端がＢＭＳのコネクタに接続されている。

いくつかの実施形態では、フレキシブル嵌合部は、本体部分を切断することにより形成される。

いくつかの実施形態では、フレキシブル嵌合部の３つの側面は本体部分と切り離され、これにより、フレキシブル嵌合部は細長い形状として形成され、かつフレキシブル嵌合部の一端が本体部分と接続するようになり、かつフレキシブル嵌合部のその他の末端が、ＢＭＳのコネクタと嵌合する露出した導電線を有する。

いくつかの実施形態では、フレキシブル嵌合部は、フレキシブル回路基板の本体部分の一端縁部から外向きに延出する。

いくつかの実施形態では、フレキシブル嵌合部は反転して屈曲し、また次にフレキシブル回路基板コネクタと嵌合する。

いくつかの実施形態では、コネクタはフレキシブル回路基板コネクタであり、フレキシブル嵌合部は、フレキシブル回路基板コネクタと嵌合するための露出した導電線を有する。

いくつかの実施形態では、フレキシブル嵌合部は、対応してＢＭＳのコネクタと嵌合するように、別のコネクタ上に取り付けられる。

いくつかの実施形態では、搬送トレイは、ＢＭＳがフレキシブル回路基板の上方に位置するようにＢＭＳが設けられた、取り付け位置を有する。

いくつかの実施形態では、搬送トレイは、取り付け位置の周囲側面に設けられた複数の第１取り付け構造を更に有し、かつＢＭＳは、複数の第１取り付け構造にそれぞれ対応してＢＭＳを取り付け位置上に固定する、複数の第２取り付け構造を有する。

いくつかの実施形態では、複数の第１取り付け構造は位置調節支柱及び／又はロック孔であり、複数の第２取り付け構造は位置調節支柱及び／又はロック孔に対応する貫通孔である。

いくつかの実施形態では、取り付け位置は４つの突出ブロックにより画定され、突出ブロックの位置はＢＭＳの四隅にそれぞれ対応し、複数の第１取り付け構造は突出ブロック上にそれぞれ設けられる。

いくつかの実施形態では、フレキシブル回路基板は、本体部分に接続され、かつ複数のバスバーにそれぞれ機械的及び電気的に接続される、複数の導電板を更に備える。

いくつかの実施形態では、フレキシブル回路基板は、本体部分に接続され、かつ複数のバスバーの上部にそれぞれ突出する、複数の上方位置制限板を更に備える。

いくつかの実施形態では、各上方位置制限板は固定孔を有し、搬送トレイは複数の固定孔をそれぞれ貫通する複数の固定支柱を有する。

いくつかの実施形態では、フレキシブル回路基板は複数の取り付け孔を有し、搬送トレイは複数の取り付け孔をそれぞれ貫通する複数の取り付け支柱を有する。

本開示は次の効果を有する。ＢＭＳは搬送トレイに直接取り付けられかつ連結され、フレキシブル回路基板を介してバスバーと電気的に接続し、これにより、引き続く組立て及び使用を助長する統合モジュールへと、バスバーが統合される。更に、ＢＭＳはフレキシブル回路基板と直接接続するために１つのフレキシブル回路基板コネクタを備えることのみを必要とし、構成要素数を削減させてコストを低減することができる。

なお、フレキシブル回路基板を構成する本体部分を切断することにより、ＢＭＳに接続されるフレキシブル嵌合部が形成され、空間を有効に利用することができ、ＢＭＳが搬送トレイに連結される位置との協働が容易であり、これにより、ＢＭＳが設けられる位置が変化適応性を有する。

本開示のその他の特徴及び効果は、図面に関して、実施形態により明らかとなるであろう。

本開示の電池接続モジュール及び電池パックの一実施形態の斜視図である。本実施形態及び電池パックの分解斜視図である。本実施形態の搬送トレイ及びバスバーの分解斜視図である。本実施形態の斜視図である。本実施形態の分解斜視図である。ＢＭＳが示されていない、本実施形態の分解斜視図である。本実施形態のフレキシブル回路基板の分解斜視図である。本開示の電池接続モジュールの別の実施形態の斜視図である。別の実施形態のフレキシブル嵌合部の詳細を示す斜視図である。

図中の参照番号は、以下のように表される。

１搬送トレイ
１１基底壁
１１１取り付け支柱
１１２固定支柱
１２構造壁
１３離間壁
１４位置制限壁
１５取り付け溝
１６上方位置制限ブロック
１７支持リブ
１８取り付け位置
１８１突出ブロック
１９第１取り付け構造
１９１位置調節支柱
１９２ロック孔
２バスバー
２’ 電極出力部品
２１電極接続部
２２緩衝隆起部
３，３’ ＢＭＳ
３１フレキシブル回路基板コネクタ
３１’ コネクタ
３２主回路コネクタ
３３第２取り付け構造
４，４’ フレキシブル回路基板
４１，４１’ 本体部分
４１１，４１１’ 取り付け孔
４１２貫通孔
４２，４２’ フレキシブル嵌合部
４２１導電線４２３’ 別のコネクタ４２３０’ 端子
４３導電板
４４上方位置制限板
４４１固定孔
４５温度センサ
５電池パック
５１電池
５２電極

図１〜図３を参照すると、本開示の電池接続モジュールの実施形態は、電池パック５を接続するのに適し、電池接続モジュールは、搬送トレイ１、複数のバスバー２、電池管理システム３（ＢＭＳとして省略される）及びフレキシブル回路基板４を備える。

複数のバスバー２は搬送トレイ１上に取り付けられ、かつ電池パック５の複数の電池５１を電気的に接続するのに適している。具体的には、搬送トレイ１は絶縁材料製であり、また基底壁１１、互いに向き合いかつ基底壁１１の２つの側面に接続する２つの構造壁１２、複数の離間壁１３及び複数の位置制限壁１４を有し、構造壁１２、離間壁１３及び位置制限壁１４は、複数の取り付け溝１５を協調的に画定して、それぞれ複数のバスバー２を収容する。搬送トレイ１は、複数の構造壁１２から突出する複数の上方位置制限ブロック１６を更に有し、複数の上方位置制限ブロック１６は、複数のバスバー２の上方にそれぞれ対応して位置し、複数のバスバー２の位置を制限する。複数のバスバー２のうちの２つは電極出力部品２’であり、各その他のバスバー２は、隣接する２つの電池５１の電極５２にそれぞれ接続する２つの電極接続部２１、及び２つの電極接続部２１との間で接続される緩衝隆起部２２を有し、複数の電池５１は複数のバスバー２を介して直列に接続されており、かつ２つの電極出力部品２’は、直列接続の両端にて電極５２にそれぞれ接続されている。搬送トレイ１は、複数の緩衝隆起部２２をそれぞれ対応して支持する、複数の支持リブ１７を更に有する。

図４〜図７を参照すると、ＢＭＳ３は搬送トレイ１上に取り付けられており、かつフレキシブル回路基板コネクタ３１及び主回路コネクタ３２を備える。主回路コネクタ３２は、電池パック５が取り付けられている装置（図示せず）の主回路系を接続するのに適している。搬送トレイ１は、ＢＭＳ３がフレキシブル回路基板４の上方に位置するようにＢＭＳ３が設けられた、取り付け位置１８を有する。搬送トレイ１は、取り付け位置１８の周囲側面に設けられた複数の第１取り付け構造１９を更に有し、かつＢＭＳ３は、複数の第１取り付け構造１９にそれぞれ対応してＢＭＳ３を取り付け位置１８上に固定する、複数の第２取り付け構造３３を有する。本実施形態では、基底壁１１から突出する４つの突出ブロック１８１により取り付け位置１８が画定され、複数の突出ブロック１８１の位置が、ＢＭＳ３の四隅にそれぞれ対応している。複数の第１取り付け構造１９は、突出ブロック１８１上にそれぞれ設けられる。複数の第１取り付け構造１９は、位置調節支柱１９１及びロック孔１９２とからなり、各突出ブロック１８１には、位置調節支柱１９１及びロック孔１９２が設けられている。複数の第２取り付け構造３３は貫通孔であり、また適切な位置にて位置調節支柱１９１に対応する貫通孔３３が、位置調節支柱１９１の貫通を可能にするために使用されて、位置調節支柱１９１が貫通孔３３を通過した後、位置調節支柱１９１を熱溶融処理してＢＭＳ３に固定することができ、かつ適切な位置にてロック孔１９２に対応する貫通孔３３が、ねじ（図示せず）などの締結具を許容し得、ロック孔１９２へとねじを締めるように貫通させて、ＢＭＳ３を固定する。本実施形態では、複数の第１取り付け構造１９は、ＢＭＳ３の固定を強化するための位置調節支柱１９１及びロック孔１９２であるが、変形実施形態では、複数の第１取り付け構造１９は、同様に固定効果を有し得る、位置調節支柱１９１単独又はロック孔１９２単独のどちらかであり得る。

フレキシブル回路基板４は搬送トレイ１に取り付けられ、複数のバスバー２と機械的及び電気的に接続され、かつフレキシブル嵌合部４２を備え、またフレキシブル回路基板コネクタ３１との電気的接続のために、フレキシブル嵌合部４２の遠位端がフレキシブル回路基板コネクタ３１に嵌合される。本実施形態では、フレキシブル回路基板４は本体部分４１を更に備え、フレキシブル嵌合部４２は本体部分４１を切断することにより形成され、フレキシブル嵌合部４２の３つの側面は本体部分４１と切り離され、これにより、フレキシブル嵌合部４２は細長い形状として形成され、かつフレキシブル嵌合部４２の一端が本体部分４１と接続するようになり、かつフレキシブル嵌合部４２のその他の末端が、フレキシブル回路基板コネクタ３１と嵌合させるための露出した導電線４２１を有する。更に、フレキシブル嵌合部４２が反転して屈曲し、また次にフレキシブル回路基板コネクタ３１と嵌合する。

本実施形態では、本体部分４１は複数の取り付け孔４１１を有し、搬送トレイ１は、複数の取り付け孔４１１をそれぞれ貫通する複数の取り付け支柱１１１を有し、複数の取り付け支柱１１１は基底壁１１から突出して、本体部分４１及び搬送トレイ１を互いに対して位置調節する。また、複数の取り付け支柱１１１を更に熱溶融させて、本体部分４１を固定させることができる。フレキシブル回路基板４は、本体部分４１に接続され、かつ複数のバスバー２にそれぞれ機械的及び電気的に接続される複数の導電板４３と、本体部分４１に接続され、かつ複数のバスバー２の上方でそれぞれ突出する複数の上方位置制限板４４とを更に備える。複数のバスバー２は、複数の導電板４３を介して本体部分４１と電気的に接続し、また次に本体部分４１の回路トレース（図示せず）がフレキシブル嵌合部４２の導電線４２１に接続され、かつ複数の導電線４２１がフレキシブル回路基板コネクタ３１に電気的に接続され、これにより、複数のバスバー２がＢＭＳ３と電気的に接続される。更に、本実施形態では、フレキシブル回路基板４は、本体部分４１上に設けられた複数の温度センサ４５を更に備え、複数の温度センサ４５はまた、本体部分４１の回路トレース及びフレキシブル嵌合部４２を介して、ＢＭＳ３と電気的に接続されている。各上方位置制限板４４は固定孔４４１を有し、搬送トレイ１は複数の固定孔４４１をそれぞれ貫通する複数の固定支柱１１２を有し、また本体部分４１は、適切な位置にて複数の固定孔４４１にそれぞれ対応して、複数の固定支柱１１２が貫通することをそれぞれ可能にする、複数の貫通孔４１２を更に有する。複数の固定支柱１１２を更に熱溶融させて、複数の上方位置制限板４４を固定してよい。複数の上方位置制限板４４及び複数の上方位置制限ブロック１６は、複数のバスバー２の位置を協働し対応して制限する。

結論として、ＢＭＳ３は搬送トレイ１に直接取り付けられかつ連結され、フレキシブル回路基板４を介してバスバー２と電気的に接続し、これにより、引き続く組立て及び使用を助長する統合モジュールへと、バスバーが統合される。また、ＢＭＳ３はフレキシブル回路基板４と直接接続するために１つのフレキシブル回路基板コネクタ３１を備えることのみを必要とし、構成要素数を削減させてコストを低減することができる。なお、フレキシブル回路基板４を構成する本体部分４１を切断することにより、ＢＭＳ３に接続されるフレキシブル嵌合部４２が形成され、空間を有効に利用することができ、ＢＭＳ３が搬送トレイ１に連結される位置との協働が容易であり、これにより、ＢＭＳ３が設けられる位置が変化適応性を有する。

本開示の第２の実施形態は、ここで図８及び図９に関して記載され、図８は本開示の電池接続モジュールの第２の実施形態の斜視図である。図９は、本実施形態のフレキシブル挿入部の詳細を示す斜視図である。簡略目的で、上述した実施形態と異なる部分のみを本明細書に記載し、かつ残る同一部分の記載に関しては、上記を参照することができる。

図８にて示すように、本実施形態では、フレキシブル回路基板４’のフレキシブル嵌合部４２’は、フレキシブル回路基板４’の一縁端部上に設けられる、即ち、フレキシブル嵌合部４２’は、フレキシブル回路基板４’の本体部分４１’の一端縁部（図に示す右端縁部）から外向きに延出し、かつ１８０度反転して屈曲し、コネクタ４２３’に接続し、図９を参照すると、コネクタ４２３’には端子４２３０’が設けられており、端子４２３０’はフレキシブル回路基板４’を貫通して、フレキシブル回路基板４’の導電線に電気的に接続する。コネクタ４２３’は、ＢＭＳ３’のコネクタ３１’と対応して嵌合し、これにより、フレキシブル回路基板４’を介して、複数のバスバー２とＢＭＳ３’と間の電気的接続を実現する。

本実施例では、ＢＭＳ３’上でコネクタ４２３’が対応してコネクタ３１’と嵌合することを実現するために、ＢＭＳ３’の長さが延長して、ＢＭＳ３’のコネクタ３１’がフレキシブル嵌合部４２’のコネクタ４２３’と対応して嵌合することを可能にする。当然ながら、ＢＭＳ３’の長さを変化させずに留めてもよく、またフレキシブル嵌合部４２’が反転して屈曲し、次にフレキシブル嵌合部４２’がＢＭＳ３’のコネクタ３１’と対応して嵌合できるまで延長し続ける。

更に、例えば、図にて示すように、フレキシブル回路基板４’の左側からフレキシブル嵌合部４２’を外向きに延出させて、１８０度に反転して屈曲させてコネクタ４２３’に対応して接続してもよく、図にて示すように、ＢＭＳ３’のコネクタ３１’もまたＢＭＳ３’の左側の端縁部上に対応して設けられ、これにより、フレキシブル嵌合部４２’のコネクタ４２３’と対応して嵌合する。この場合、もはやＢＭＳ３’の長さもまた延長させる必要がない。

上記の実施形態に基づいて、ＢＭＳ３’は、フレキシブル回路基板４’を介してバスバー２と電気的に接続することができ、これにより、引き続く組立て及び使用を助長する統合モジュールへと、バスバーが統合される。また、ＢＭＳ３’はフレキシブル回路基板４’と直接接続するために１つのコネクタ３１’を備えることのみを必要とし、構成要素数を削減させてコストを低減することができる。また、フレキシブル回路基板４’の一端縁部がフレキシブル嵌合部４２’から直接延出し、これにより、その構造及び製造工程がより簡略化される。

しかし、上記の記載は本開示の実施形態のためのみであり、また本開示の範囲はこれらに限定されるものではないが、本開示の特許出願及び特許明細書の範囲による全ての単純な同等の変化及び変更は、依然として本開示の特許の範囲内にある。

Claims

電池パックを接続するのに適合した電池接続モジュールであって、
搬送トレイと、
該搬送トレイ上に取り付けられ、かつ前記電池パックの複数の電池を電気的に接続するのに適合する複数のバスバーと、
前記搬送トレイ上に取り付けられ、フレキシブル回路基板の上方に位置付けられ、かつコネクタを備える電池管理システム（ＢＭＳ）と、
前記搬送トレイ上に取り付けられ、前記複数のバスバーへと機械的及び電気的に接続され、かつ本体部分及び延出するフレキシブル嵌合部を備え、該フレキシブル嵌合部の遠位端が前記ＢＭＳのコネクタに接続されている、フレキシブル回路基板と、を備える、電池接続モジュール。
前記本体部分を切断することにより前記フレキシブル嵌合部が形成される、請求項１に記載の電池接続モジュール。
前記フレキシブル嵌合部の３つの側面が前記本体部分と切り離され、これにより、前記フレキシブル嵌合部が細長い形状として形成され、かつ該フレキシブル嵌合部の一端が前記本体部分と接続するようになる、請求項２に記載の電池接続モジュール。
前記フレキシブル嵌合部が、前記フレキシブル回路基板の本体部分の一端縁部から外向きに延出する、請求項１に記載の電池接続モジュール。
前記コネクタがフレキシブル回路基板コネクタであり、前記フレキシブル嵌合部が、前記フレキシブル回路基板コネクタと嵌合するための露出した導電線を有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電池接続モジュール。
前記フレキシブル嵌合部が、前記ＢＭＳのコネクタと対応して嵌合するように、別のコネクタ上に取り付けられる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電池接続モジュール。
前記搬送トレイが、前記ＢＭＳが前記フレキシブル回路基板の上方に位置するように前記ＢＭＳが設けられた取り付け位置を有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電池接続モジュール。
前記搬送トレイが、前記取り付け位置の周囲側面に設けられた複数の第１取り付け構造を更に有し、かつ前記ＢＭＳが、前記複数の第１取り付け構造にそれぞれ対応して前記ＢＭＳを前記取り付け位置上に固定する、複数の第２取り付け構造を有する、請求項７に記載の電池接続モジュール。
前記複数の第１取り付け構造が位置調節支柱及び／又はロック孔であり、前記複数の第２取り付け構造が前記位置調節支柱及び／又はロック孔に対応する貫通孔である、請求項８に記載の電池接続モジュール。
前記取り付け位置が４つの突出ブロックにより画定され、該突出ブロックの位置が前記ＢＭＳの四隅にそれぞれ対応し、前記複数の第１取り付け構造が前記突出ブロック上にそれぞれ設けられる、請求項８に記載の電池接続モジュール。
前記複数の第１取り付け構造が位置調節支柱及び／又はロック孔であり、前記複数の第２取り付け構造が前記位置調節支柱及び／又はロック孔に対応する貫通孔である、請求項１０に記載の電池接続モジュール。
前記フレキシブル回路基板が、前記本体部分に接続され、かつ前記複数のバスバーにそれぞれ機械的及び電気的に接続される、複数の導電板を更に備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電池接続モジュール。
前記フレキシブル回路基板が、前記本体部分に接続され、かつ前記複数のバスバーの上部にそれぞれ突出する、複数の上方位置制限板を更に備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電池接続モジュール。
各上方位置制限板が固定孔を有し、前記搬送トレイが複数の固定孔をそれぞれ貫通する複数の固定支柱を有する、請求項１３に記載の電池接続モジュール。
前記フレキシブル回路基板が複数の取り付け孔を有し、前記搬送トレイが前記複数の取り付け孔をそれぞれ貫通する複数の取り付け支柱を有する、請求項１に記載の電池接続モジュール。