JP2021077568A - Laminated bus bar, method for designing laminated bus bar, and battery module - Google Patents

Laminated bus bar, method for designing laminated bus bar, and battery module Download PDF

Info

Publication number
JP2021077568A
JP2021077568A JP2019205002A JP2019205002A JP2021077568A JP 2021077568 A JP2021077568 A JP 2021077568A JP 2019205002 A JP2019205002 A JP 2019205002A JP 2019205002 A JP2019205002 A JP 2019205002A JP 2021077568 A JP2021077568 A JP 2021077568A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bus bar
metal
metal flat
organic resin
laminated bus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2019205002A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
キョンド キム
Kyong Do Kim
キョンド キム
ドンシク キム
Dong Sik Kim
ドンシク キム
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jin Young Global Co Ltd
Original Assignee
Jin Young Global Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jin Young Global Co Ltd filed Critical Jin Young Global Co Ltd
Priority to JP2019205002A priority Critical patent/JP2021077568A/en
Priority to KR1020200023105A priority patent/KR20210057637A/en
Priority to PCT/KR2020/015800 priority patent/WO2021096223A1/en
Publication of JP2021077568A publication Critical patent/JP2021077568A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02GINSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G5/00Installations of bus-bars
    • H02G5/005Laminated bus-bars
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B15/08Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/04Interconnection of layers
    • B32B7/12Interconnection of layers using interposed adhesives or interposed materials with bonding properties
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L67/00Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L67/02Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J167/00Adhesives based on polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B13/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/30Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
    • H01B3/42Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes polyesters; polyethers; polyacetals
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00Insulated conductors or cables characterised by their form
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/02Disposition of insulation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/04Flexible cables, conductors, or cords, e.g. trailing cables
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/08Flat or ribbon cables
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/08Flat or ribbon cables
    • H01B7/0846Parallel wires, fixed upon a support layer
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61Types of temperature control
    • H01M10/613Cooling or keeping cold
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625Vehicles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6553Terminals or leads
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R35/00Flexible or turnable line connectors, i.e. the rotation angle being limited
    • H01R35/02Flexible line connectors without frictional contact members
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02GINSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G5/00Installations of bus-bars
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/03Use of materials for the substrate
    • H05K1/05Insulated conductive substrates, e.g. insulated metal substrate
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/46Manufacturing multilayer circuits
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/20Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Insulated Conductors (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
  • Organic Insulating Materials (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Insulated Metal Substrates For Printed Circuits (AREA)
  • Structure Of Printed Boards (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

To provide a laminated bus bar having an FFC and having flexibility in which not only DC current but AC current can be allowed to flow through the bus bar, and has small heat generation and high heat radiation efficiency, a battery module to which the laminated bus bar is applied, and a method for designing a laminated bus bar which has small heat generation and through which large current can be allowed to flow.SOLUTION: A laminated bus bar in which a plurality of flexible flat cables (FFC) is laminated, in which each of the plurality of flexible flat cables (FFC) includes two organic resin films, a plurality of metal flat plates between the two organic resin films, and adhesive agent which adheres the two organic resin films and the plurality of metal flat plates, the adhesive agent is provided between adjacent metal flat plates, and thermal emissivity of each of the two organic resin films and the adhesive agent is higher than the thermal emissivity of the metal flat plates.SELECTED DRAWING: Figure 1A

Description

本発明は、有機樹脂膜上に金属平板が形成された、いわゆるFFC(Flexible Flat Cable)を積層した積層バスバー(Laminated Busbar)およびその設計方法に関する。 The present invention relates to a laminated busbar in which a so-called FFC (Flexible Flat Cable) in which a metal flat plate is formed on an organic resin film is laminated, and a design method thereof.

バスバーは、電源を各部分に接続するための部品である。近年のハイブリッド自動車または電気自動車などの次世代自動車の普及に伴い、高電圧・大電流に対応した車載用電子機器および電気機器の需要が増加することが期待されている。バスバーは、そのような次世代自動車向けの部品の1つとして重要な部品である。 The bus bar is a component for connecting the power supply to each part. With the spread of next-generation vehicles such as hybrid vehicles and electric vehicles in recent years, it is expected that the demand for in-vehicle electronic devices and electric devices compatible with high voltage and large current will increase. Busbars are important parts as one of the parts for such next-generation automobiles.

バスバーは、モータ、インバータ、または発電機のような電子部品、電子装置または電子機器を電気的に接続する、いわゆる配線部品として機能する。一般的に、車載用のバスバーには大電流が流れるが、電子部品、電子装置、電子機器、または電気機器によっては、バスバーに直流電流(DC)だけでなく、交流電流(AC)を流す場合もある。 Busbars function as so-called wiring components that electrically connect electronic components such as motors, inverters, or generators, electronic devices, or electronic devices. Generally, a large current flows through an in-vehicle bus bar, but depending on the electronic component, electronic device, electronic device, or electrical device, when not only direct current (DC) but also alternating current (AC) is passed through the bus bar. There is also.

バスバーに大電流を流す場合、バスバーの金属棒材の抵抗を小さくするために金属棒材の断面積を大きくする必要がある。しかしながら、交流電流の場合、バスバーの金属棒材の断面積を大きくしても、表皮効果により金属棒材表面近傍にしか電流が流れない。表皮効果を考慮した場合において、電流が流れる金属棒材の表面深さδは(式1)のように表される。 When a large current is passed through the bus bar, it is necessary to increase the cross-sectional area of the metal bar in order to reduce the resistance of the metal bar of the bus bar. However, in the case of alternating current, even if the cross-sectional area of the metal bar of the bus bar is increased, the current flows only in the vicinity of the surface of the metal bar due to the skin effect. When the skin effect is taken into consideration, the surface depth δ of the metal rod through which the current flows is expressed as (Equation 1).

Figure 2021077568
Figure 2021077568

ここで、ρは金属棒材の電気抵抗率、fは周波数、およびμは金属棒材の絶対透過率である。(式1)より、交流電流の周波数が高いほど、金属棒材の表面近傍にしか電流が流れないことになる。そのため、交流電流を必要とする電子部品、電子装置、電子機器、または電気機器では、金属棒材を平板状にしたバスバーが用いられている(例えば、特許文献1参照)。 Here, ρ is the electrical resistivity of the metal rod, f is the frequency, and μ is the absolute transmittance of the metal rod. From (Equation 1), the higher the frequency of the alternating current, the more the current flows only near the surface of the metal rod. Therefore, in electronic parts, electronic devices, electronic devices, or electric devices that require alternating current, a bus bar made of a metal rod in a flat plate shape is used (see, for example, Patent Document 1).

特開2006−310079号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-310079

しかしながら、バスバーの金属棒材を平板状にして断面積を小さくすると、金属棒材の抵抗が増加することになる。そのため、平板状の金属棒材を有するバスバーは、直流電流を流す場合に用いることは難しい。また、交流電流を流す場合においても、直流成分の抵抗が大きくなるため、結局のところ、バスバーの金属棒材の実効抵抗が大きくなってしまう。このようなバスバーの金属棒材の抵抗の増加は、バスバーを流れる電流を減少させるだけでなく、発熱によってバスバーの温度が上昇してしまうため、好ましくない。 However, if the metal bar of the bus bar is flattened to reduce the cross-sectional area, the resistance of the metal bar increases. Therefore, it is difficult to use a bus bar having a flat metal rod when passing a direct current. Further, even when an alternating current is passed, the resistance of the direct current component becomes large, so that the effective resistance of the metal rod of the bus bar becomes large after all. Such an increase in the resistance of the metal rod of the bus bar is not preferable because it not only reduces the current flowing through the bus bar but also raises the temperature of the bus bar due to heat generation.

本発明は、上記問題に鑑み、直流電流だけでなく、交流電流を流すことができ、発熱の小さく、放熱の効率が高いFFCおよび柔軟性を有する積層バスバーを提供することを課題の一つとする。また、積層バスバーを適用したバッテリーモジュールを提供することを課題の一つとする。さらに、発熱が小さく、大電流を流すことができる積層バスバーの設計方法を提供することを課題とする。 In view of the above problems, one of the problems of the present invention is to provide an FFC capable of passing not only a direct current but also an alternating current, generating a small amount of heat, and having high heat dissipation efficiency, and a flexible laminated bus bar. .. Another issue is to provide a battery module to which a laminated bus bar is applied. Another object of the present invention is to provide a method for designing a laminated bus bar that generates less heat and allows a large current to flow.

本発明の一実施形態に係る積層バスバーは、複数のフレキシブルフラットケーブル(FFC)が積層された積層バスバーであって、複数のフレキシブルフラットケーブル(FFC)の各々は、2つの有機樹脂膜と、2つの有機樹脂膜の間の複数の金属平板と、2つの有機樹脂膜と複数の金属平板とを接着する接着剤と、を含み、隣接する金属平板の間には接着剤が設けられ、2つの有機樹脂膜および接着剤の各々の熱放射率は、金属平板の熱放射率より高い。 The laminated bus bar according to the embodiment of the present invention is a laminated bus bar in which a plurality of flexible flat cables (FFCs) are laminated, and each of the plurality of flexible flat cables (FFCs) has two organic resin films and two. A plurality of metal flat plates between one organic resin film and an adhesive for adhering the two organic resin films and the plurality of metal flat plates are included, and an adhesive is provided between the adjacent metal flat plates, and two. The thermal radiation coefficient of each of the organic resin film and the adhesive is higher than the thermal radiation coefficient of the metal flat plate.

本発明の一実施形態に係る積層バスバーは、複数のフレキシブルフラットケーブル(FFC)が積層された積層バスバーであって、複数のフレキシブルフラットケーブル(FFC)の各々は、2つの有機樹脂膜と、2つの有機樹脂膜の間の複数の金属平板と、2つの有機樹脂膜と複数の金属平板とを接着する接着剤と、を含み、隣接する金属平板の間には接着剤が設けられ、複数のフレキシブルフラットケーブル(FFC)のうち隣接する2つのフレキシブルフラットケーブル(FFC)は、それぞれに含まれる複数の金属平板の数が異なり、2つの有機樹脂膜および接着剤の各々の熱放射率は、金属平板の熱放射率より高い。 The laminated bus bar according to an embodiment of the present invention is a laminated bus bar in which a plurality of flexible flat cables (FFCs) are laminated, and each of the plurality of flexible flat cables (FFCs) has two organic resin films and two. A plurality of metal flat plates between one organic resin film and an adhesive for adhering two organic resin films and a plurality of metal flat plates are included, and an adhesive is provided between adjacent metal flat plates, and a plurality of metal flat plates are provided. Of the flexible flat cables (FFC), two adjacent flexible flat cables (FFC) differ in the number of multiple metal flat plates contained in each, and the thermal radiation coefficient of each of the two organic resin films and the adhesive is metal. Higher than the heat radiation rate of the flat plate.

2つの有機樹脂膜の熱放射率は、0.8以上であってもよい。また、2つの有機樹脂膜の材料は、ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレート(PCT)であってもよい。 The thermal emissivity of the two organic resin films may be 0.8 or more. Further, the material of the two organic resin films may be polycyclohexanedimethylene terephthalate (PCT).

接着剤の材料は、ポリエステルであってもよい。 The material of the adhesive may be polyester.

金属平板は矩形であり、矩形の長辺の長さは、矩形の短辺の長さの5倍以上であってもよい。 The metal flat plate is a rectangle, and the length of the long side of the rectangle may be five times or more the length of the short side of the rectangle.

金属平板の材料を金属棒材として用いたリジッドバスバーの所定の条件において得られる金属棒材の物理量と、金属棒材の物理量に対応する金属平板の物理量と、を用いて得られた特定値以下となるように、金属平板の物理量をパラメータとして、金属平板の構造が決定されてもよい。 Less than or equal to the specific value obtained by using the physical quantity of the metal bar obtained under the predetermined conditions of the rigid bus bar using the material of the metal flat plate as the metal bar and the physical quantity of the metal flat plate corresponding to the physical quantity of the metal bar. The structure of the metal plate may be determined by using the physical quantity of the metal plate as a parameter.

本発明の一実施形態に係るバッテリーモジュールは、第1バッテリーセルと、第2バッテリーセルと、第1バッテリーの電極と第2バッテリーセルの電極とを電気的に接続し、複数のフレキシブルフラットケーブル(FFC)が積層された積層バスバーと、を含み、複数のフレキシブルフラットケーブル(FFC)の各々は、2つの有機樹脂膜と、2つの有機樹脂膜の間の複数の金属平板と、2つの有機樹脂膜と前記複数の金属平板とを接着する接着剤と、を含み、隣接する前記金属平板の間には接着剤が設けられ、2つの有機樹脂膜および接着剤の各々の熱放射率は、金属平板の熱放射率より高い。 The battery module according to the embodiment of the present invention electrically connects the first battery cell, the second battery cell, the electrode of the first battery and the electrode of the second battery cell, and a plurality of flexible flat cables ( Each of the plurality of flexible flat cables (FFC) includes a laminated bus bar in which FFC) is laminated, a plurality of metal flat plates between two organic resin films, and two organic resins. An adhesive for adhering the film and the plurality of metal flat plates is included, and an adhesive is provided between the adjacent metal flat plates, and the thermal radiation coefficient of each of the two organic resin films and the adhesive is a metal. Higher than the thermal radiation of the flat plate.

第1バッテリーセルは、第1バッテリーユニットに含まれ、第2バッテリーセルは、第1バッテリーユニットとは異なる第2バッテリーユニットに含まれていてもよい。 The first battery cell may be included in the first battery unit, and the second battery cell may be included in a second battery unit different from the first battery unit.

本発明の一実施形態に係るバスバーの設計方法は、2つの有機樹脂膜と、2つの有機樹脂膜の間の複数の金属平板と、2つの有機樹脂膜と複数の金属平板とを接着する接着剤と、を含むフレキシブルフラットケーブル(FFC)が複数積層された積層バスバーの設計方法であって、金属平板の材料を金属棒材として用いたリジッドバスバーの所定の条件における前記金属棒材の物理量を取得し、積層バスバーの前記所定の条件における前記金属平板の物理量を取得し、金属棒材の物理量と、金属平板の物理量と、を用いて特定値を算出し、特定値以下となるように、金属平板の物理量をパラメータとして、金属平板の構造を決定する。 The method for designing a bus bar according to an embodiment of the present invention is to bond two organic resin films, a plurality of metal flat plates between the two organic resin films, and two organic resin films and a plurality of metal flat plates. A method for designing a laminated bus bar in which a plurality of flexible flat cables (FFCs) containing an agent and a metal plate are laminated, and the physical amount of the metal bar material under a predetermined condition of a rigid bus bar using a metal flat plate material as a metal bar material is determined. Acquire, obtain the physical amount of the metal flat plate under the predetermined conditions of the laminated bus bar, calculate a specific value using the physical amount of the metal bar and the physical amount of the metal flat plate, and make it equal to or less than the specific value. The structure of the metal plate is determined by using the physical quantity of the metal plate as a parameter.

金属棒材の物理量は、金属棒材の断面積Aであり、金属平板の物理量は、積層された複数のフレキシブルフラットケーブル(FFC)に含まれる複数の金属平板の総断面積Aであり、複数の金属平板の総断面積Aは、以下の式を満たしてもよい。

Figure 2021077568
The physical quantity of the metal bar is the cross-sectional area A 1 of the metal bar, and the physical quantity of the metal flat plate is the total cross-sectional area A 2 of the plurality of metal flat plates included in the plurality of laminated flexible flat cables (FFC). , The total cross-sectional area A 2 of the plurality of metal flat plates may satisfy the following equation.
Figure 2021077568

金属棒材の断面積Aは90mmであってもよい。 The cross-sectional area A 1 of the metal rod may be 90 mm 2.

本発明の一実施形態に係る積層バスバーの斜視図である。It is a perspective view of the laminated bus bar which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る積層バスバーの模式的な側面図である。It is a schematic side view of the laminated bus bar which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る積層バスバーのフレキシブルフラットケーブルの長辺方向における断面図である。It is sectional drawing in the long side direction of the flexible flat cable of the laminated bus bar which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る積層バスバーのフレキシブルフラットケーブルの短辺方向における断面図である。It is sectional drawing in the short side direction of the flexible flat cable of the laminated bus bar which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る積層バスバーのシミュレーション用の構成を示す側面図である。It is a side view which shows the structure for simulation of the laminated bus bar which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る積層バスバーのシミュレーション用の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure for simulation of the laminated bus bar which concerns on one Embodiment of this invention. 比較例として、有機樹脂膜および接着剤を含まないバスバーのシミュレーション用の構成を示す側面図である。As a comparative example, it is a side view which shows the structure for simulation of the bus bar which does not contain an organic resin film and an adhesive. 比較例として、有機樹脂膜および接着剤を含まないバスバーのシミュレーション用の構成を示す断面図である。As a comparative example, it is sectional drawing which shows the structure for simulation of the bus bar which does not contain an organic resin film and an adhesive. 電力損失Plossに示す、パラメータxに対する電流の2乗I(x)および抵抗R(x)の各々のグラフである。It is a graph of each of the square I 2 (x) of the current and the resistance R (x) with respect to the parameter x shown in the power loss loss. 本発明の一実施形態に係る積層バスバーの模式的な側面図である。It is a schematic side view of the laminated bus bar which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るバッテリーモジュール20の模式的な斜視図である。It is a schematic perspective view of the battery module 20 which concerns on one Embodiment of this invention.

以下に、本発明の各実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、実施形態はあくまで一例にすぎず、当業者が、発明の主旨を保ちつつ適宜変更することによって容易に想到し得るものについても、当然に本発明の範囲に含有される。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合がある。しかし、図示された形状はあくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。 Hereinafter, each embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the embodiments are merely examples, and those which can be easily conceived by those skilled in the art by appropriately changing the invention while maintaining the gist of the invention are naturally included in the scope of the present invention. Further, in order to clarify the explanation, the drawings may be schematically represented by the width, thickness, shape, etc. of each part as compared with the actual aspect. However, the illustrated shape is merely an example and does not limit the interpretation of the present invention.

本明細書および図面において、同一又は類似する複数の構成を総じて表記する際には同一の符号を用いる。また、一つの構成のうちの複数の部分を区別して表記する際には、ハイフンと自然数を用いる場合がある。 In the present specification and drawings, the same reference numerals are used when referring to a plurality of identical or similar configurations as a whole. In addition, hyphens and natural numbers may be used when distinguishing a plurality of parts in one configuration.

<第1実施形態>
始めに、本発明の一実施形態に係る積層バスバーの構造および積層バスバーに関連する理論的メカニズムについて説明し、その後で、積層バスバーの設計方法について説明する。
<First Embodiment>
First, the structure of the laminated bus bar and the theoretical mechanism related to the laminated bus bar according to the embodiment of the present invention will be described, and then the design method of the laminated bus bar will be described.

[1.積層バスバーの構造]
図1Aおよび図1Bを用いて、本発明の一実施形態に係る積層バスバー10の構造について説明する。
[1. Structure of laminated bus bar]
The structure of the laminated bus bar 10 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1A and 1B.

図1Aは、本発明の一実施形態に係る積層バスバー10の斜視図である。積層バスバー10は、複数のフレキシブルフラットケーブル(FFC)100が積層された構造を有する。なお、以下では、FFC100の長辺方向をX方向、FFC100の短辺方向をY方向、およびFFC100の積層方向をZ方向として説明する。 FIG. 1A is a perspective view of a laminated bus bar 10 according to an embodiment of the present invention. The laminated bus bar 10 has a structure in which a plurality of flexible flat cables (FFC) 100 are laminated. In the following, the long side direction of the FFC 100 will be described as the X direction, the short side direction of the FFC 100 as the Y direction, and the stacking direction of the FFC 100 as the Z direction.

積層バスバー10は、本体部11および本体部11の両端に設けられた端子部12を含む。本体部11は絶縁体部分であり、端子部12は導体部分である。すなわち、積層バスバー10は、端子部12を用いて、他の電子部品、電子装置、電子機器、または電気機器とは、端子部12を用いて電気的に接続される。図示しないが、本体部11は、FFC100を保護するため、積層されたFFC110の外側に保護カバーを設けることができる。また、図示しないが、端子部12は、他の電子部品、電子装置、電子機器、または電気機器と連結するための連結具を設けることができる。 The laminated bus bar 10 includes a main body portion 11 and terminal portions 12 provided at both ends of the main body portion 11. The main body portion 11 is an insulator portion, and the terminal portion 12 is a conductor portion. That is, the laminated bus bar 10 is electrically connected to another electronic component, electronic device, electronic device, or electric device by using the terminal portion 12. Although not shown, the main body 11 can be provided with a protective cover on the outside of the laminated FFC 110 in order to protect the FFC 100. Further, although not shown, the terminal portion 12 may be provided with a connector for connecting with another electronic component, an electronic device, an electronic device, or an electric device.

図1Bは、積層バスバー10の模式的な側面図である。図1Bに示すように、積層バスバー10は、z方向に、複数のFFC100−1、100−2、・・・、100−nが積層されている。ここで、複数のFFCを特に区別しない場合は、便宜上、FFC100として説明する。すなわち、図1Bの積層バスバー10は、z方向に、n層のFFC100が積層されている。 FIG. 1B is a schematic side view of the laminated bus bar 10. As shown in FIG. 1B, in the laminated bus bar 10, a plurality of FFC100-1, 100-2, ..., 100-n are laminated in the z direction. Here, when a plurality of FFCs are not particularly distinguished, they will be described as FFC100 for convenience. That is, in the laminated bus bar 10 of FIG. 1B, n layers of FFC 100 are laminated in the z direction.

図1Bでは、説明の便宜上、積層バスバー10の隣接するFFC100が離間して図示されているが、隣接するFFC100は、離間して設けられなくてもよい。すなわち、隣接するFFC100は、その一部が接していてもよい。また、隣接するFFCが接着剤によって接着されていてもよい。 In FIG. 1B, for convenience of explanation, the adjacent FFCs 100 of the laminated bus bars 10 are shown at intervals, but the adjacent FFCs 100 may not be provided at intervals. That is, a part of the adjacent FFC 100 may be in contact with each other. Further, the adjacent FFCs may be adhered by an adhesive.

続いて、図2Aおよび図2Bを用いて、積層バスバー10を構成するFFC100の構造について説明する。 Subsequently, the structure of the FFC 100 constituting the laminated bus bar 10 will be described with reference to FIGS. 2A and 2B.

図2Aは、FFC100の長辺方向(X方向)における断面図であり、図2Bは、FFC100の短辺方向(Y方向)における断面図である。図2Aおよび図2Bに示すように、複数のFFC100の各々は、2つの有機樹脂膜110−1および110−2、複数の金属平板120−1、120−2、・・・、120−m、ならびに接着剤130を含む。ここで、複数の金属平板を特に区別しない場合は、便宜上、金属平板120として説明する。すなわち、図2Aおよび図2BのFFC100は、m個の金属平板120が、2つの有機樹脂膜110−1および110−2の間に、接着剤130で固定されている。また、2つの有機樹脂膜110−1および110−2の間に挟まれた領域においては、隣接する2個の金属平板120はお互い接しておらず、隣接する2個の金属平板120の間には接着剤130が存在している。 FIG. 2A is a cross-sectional view of the FFC 100 in the long side direction (X direction), and FIG. 2B is a cross-sectional view of the FFC 100 in the short side direction (Y direction). As shown in FIGS. 2A and 2B, each of the plurality of FFC 100s has two organic resin films 110-1 and 110-2, a plurality of metal flat plates 120-1, 120-2, ..., 120-m, respectively. Also included is adhesive 130. Here, when a plurality of metal flat plates are not particularly distinguished, the metal flat plate 120 will be described for convenience. That is, in the FFC 100 of FIGS. 2A and 2B, m metal flat plates 120 are fixed between the two organic resin films 110-1 and 110-2 with an adhesive 130. Further, in the region sandwiched between the two organic resin films 110-1 and 110-2, the two adjacent metal flat plates 120 are not in contact with each other, and are between the two adjacent metal flat plates 120. Adhesive 130 is present.

一方、X方向において、金属平板120は、2つの有機樹脂膜110−1および110−2から突出している金属クラッド部121を含む。すなわち、FFC100は、X方向の両端において、金属平板120のうちの金属クラッド部121が露出している。複数の金属平板120の金属クラッド部121は、お互いが接することができる。また、複数の金属平板120の金属クラッド部121は、1層のFFC100だけでなく、n層のFFC100においても、お互いが接することもできる。複数の金属平板120の金属クラッド部121は、直接接してもよく、接合されて接していてもよく、または導電性接着剤を用いて接着され、導電性接着剤を介して接していてもよい。すなわち、複数の金属平板120の金属クラッド部121は、お互いが電気的に接続され、積層バスバー10の端子部12を形成する。 On the other hand, in the X direction, the metal flat plate 120 includes a metal clad portion 121 projecting from the two organic resin films 110-1 and 110-2. That is, in the FFC 100, the metal clad portions 121 of the metal flat plate 120 are exposed at both ends in the X direction. The metal clad portions 121 of the plurality of metal flat plates 120 can be in contact with each other. Further, the metal clad portions 121 of the plurality of metal flat plates 120 can be in contact with each other not only in the one-layer FFC 100 but also in the n-layer FFC 100. The metal clad portions 121 of the plurality of metal flat plates 120 may be directly contacted, may be joined and contacted, or may be bonded using a conductive adhesive and may be contacted via the conductive adhesive. .. That is, the metal clad portions 121 of the plurality of metal flat plates 120 are electrically connected to each other to form the terminal portion 12 of the laminated bus bar 10.

また、上述したように、積層バスバー10の端子部12は連結具が設けられていてもよい。そのため、金属平板120の金属クラッド部121は、連結具に接合され、電気的に接続されていてもよい。連結具を設けることで、複数の金属平板120を1つにまとめることができる。 Further, as described above, the terminal portion 12 of the laminated bus bar 10 may be provided with a connecting tool. Therefore, the metal clad portion 121 of the metal flat plate 120 may be joined to the connector and electrically connected. By providing the connecting tool, the plurality of metal flat plates 120 can be combined into one.

FFC100において、金属平板120は接着剤130によって取り囲まれていることが好ましい。すなわち、図2Bに図示されるように、X方向において、FFC100の両端に接着剤130が設けられ、FFC100の端部は接着剤130によって接着されていることが好ましい。但し、X方向におけるFFC100の端部の構成は、これに限られない。X方向におけるFFC100の端部は、金属平板120の一部が有機樹脂膜110−1および110−2から露出していてもよい。 In the FFC 100, the metal flat plate 120 is preferably surrounded by the adhesive 130. That is, as shown in FIG. 2B, it is preferable that adhesives 130 are provided at both ends of the FFC 100 in the X direction, and the ends of the FFC 100 are adhered by the adhesive 130. However, the configuration of the end portion of the FFC 100 in the X direction is not limited to this. At the end of the FFC 100 in the X direction, a part of the metal flat plate 120 may be exposed from the organic resin films 110-1 and 110-2.

有機樹脂膜110−1および110−2、ならびに接着剤130の膜厚は、0.01mm以上0.05mm以下、好ましくは0.02mm以上0.05mm以下、特に好ましくは0.02mm以上0.04mm以下である。 The film thicknesses of the organic resin films 110-1 and 110-2 and the adhesive 130 are 0.01 mm or more and 0.05 mm or less, preferably 0.02 mm or more and 0.05 mm or less, and particularly preferably 0.02 mm or more and 0.04 mm. It is as follows.

金属平板120の断面形状は、具体的には、図2Bに示すような矩形である。金属平板120が矩形である場合、矩形の長辺を有機樹脂膜110−1および110−2に平行な方向(すなわち、X方向)とし、矩形の短辺を有機樹脂膜110−1および110−2に垂直な方向(すなわち、Z方向)となるようにする。金属平板120をこのような構成とすることで、金属平板120と有機樹脂膜110−1および110−2と重畳する面積が増加するため、後述するFFC100の熱損失および電流損失を低減することができる。なお、金属平板120の断面形状は矩形に限られない。金属平板120の断面形状は、例えば、楕円であってもよい。その場合、楕円の長軸をX方向とし、楕円の短軸をZ方向となるようにする。 Specifically, the cross-sectional shape of the metal flat plate 120 is a rectangle as shown in FIG. 2B. When the metal flat plate 120 is rectangular, the long sides of the rectangle are in the direction parallel to the organic resin films 110-1 and 110-2 (that is, the X direction), and the short sides of the rectangle are the organic resin films 110-1 and 110-. The direction is perpendicular to 2 (that is, the Z direction). By forming the metal flat plate 120 in such a configuration, the area where the metal flat plate 120 overlaps with the organic resin films 110-1 and 110-2 increases, so that the heat loss and current loss of the FFC 100, which will be described later, can be reduced. it can. The cross-sectional shape of the metal flat plate 120 is not limited to a rectangle. The cross-sectional shape of the metal flat plate 120 may be, for example, an ellipse. In that case, the major axis of the ellipse is in the X direction, and the minor axis of the ellipse is in the Z direction.

金属平板120が矩形である場合、矩形の短辺の長さに対する長辺の長さは、5倍以上、好ましくは10倍以上、特に好ましくは50倍以上である。矩形の短辺方向の長さと長辺方向の長さの差が大きくなることで、同じ大きさの断面積であっても、金属平板120と有機樹脂膜110−1および110−2と重畳する面積を増加させることができる。そのため、金属平板120の剛性を保持することができれば、短辺方向の長さに対する長辺方向の長さは、100倍以上であってもよい。 When the metal flat plate 120 is rectangular, the length of the long side with respect to the length of the short side of the rectangle is 5 times or more, preferably 10 times or more, and particularly preferably 50 times or more. By increasing the difference between the length in the short side direction and the length in the long side direction of the rectangle, the metal flat plate 120 and the organic resin films 110-1 and 110-2 are superimposed even if the cross-sectional areas are the same. The area can be increased. Therefore, as long as the rigidity of the metal flat plate 120 can be maintained, the length in the long side direction with respect to the length in the short side direction may be 100 times or more.

有機樹脂膜110−1および110−2の材料は、例えば、ポリエチレンテレフタラート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、またはポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレート(PCT)などを用いることができる。FFC100の有機樹脂膜110−1および110−2の材料としては、特に、PCTが好ましい。PCTは、PETまたはPENよりも化学的耐性が高く、加水分解安定性、電気的安定性、熱的安定性に優れている。 As the material of the organic resin films 110-1 and 110-2, for example, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyphenylene sulfide (PPS), polycyclohexanedimethylene terephthalate (PCT) or the like can be used. it can. PCT is particularly preferable as the material for the organic resin films 110-1 and 110-2 of FFC100. PCT has higher chemical resistance than PET or PEN, and is excellent in hydrolysis stability, electrical stability, and thermal stability.

また、有機樹脂膜110−1および110−2の熱放射率は、0.7以上1以下、好ましくは0.75以上1以下、特に好ましくは0.8以上1以下である。有機樹脂膜110−1および110−2はFFC100の最も外側に設けられるため、有機樹脂膜110−1および110−2の熱放射率は、金属平板120および接着剤130の熱放射率よりも大きいことが好ましい。特に、金属平板120、接着剤130、ならびに有機樹脂膜110−1および110−2の順に熱放射率が大きくなることが好ましい。FFC100の外側に向かって熱放射率が高くなることで放熱の効率が向上する。 The thermal emissivity of the organic resin films 110-1 and 110-2 is 0.7 or more and 1 or less, preferably 0.75 or more and 1 or less, and particularly preferably 0.8 or more and 1 or less. Since the organic resin films 110-1 and 110-2 are provided on the outermost side of the FFC 100, the thermal emissivity of the organic resin films 110-1 and 110-2 is larger than the thermal emissivity of the metal flat plate 120 and the adhesive 130. Is preferable. In particular, it is preferable that the heat emissivity increases in the order of the metal flat plate 120, the adhesive 130, and the organic resin films 110-1 and 110-2. The efficiency of heat dissipation is improved by increasing the heat emissivity toward the outside of the FFC 100.

金属平板120の材料は、例えば、銅(Cu)、銀(Ag)、金(Au)、アルミニウム(Al)、白金(Pt)、またはこれらの合金などを用いることができる。FFC100の金属平板120の材料としては、特に、Cuが好ましい。Cuは、電気伝導度が高く、安価であるため製造コストを抑制することができる。 As the material of the metal flat plate 120, for example, copper (Cu), silver (Ag), gold (Au), aluminum (Al), platinum (Pt), or an alloy thereof can be used. Cu is particularly preferable as the material of the metal flat plate 120 of the FFC 100. Since Cu has high electrical conductivity and is inexpensive, the manufacturing cost can be suppressed.

接着剤130の材料としては、例えば、ポリエステル、アクリル、またはエポキシなどを用いることができる。なお、有機樹脂膜110−1および110−2に接着剤130を設ける場合、有機樹脂膜110−1および110−2にプライマーを塗布しておいてもよい。プライマーを塗布しておくことで、有機樹脂膜110−1および110−2と、接着剤130との密着性が向上する。 As the material of the adhesive 130, for example, polyester, acrylic, epoxy, or the like can be used. When the adhesive 130 is provided on the organic resin films 110-1 and 110-2, a primer may be applied to the organic resin films 110-1 and 110-2. By applying the primer, the adhesion between the organic resin films 110-1 and 110-2 and the adhesive 130 is improved.

本発明の一実施形態に係る積層バスバー10は、通常のバルク金属からなるバスバー(以下、リジッドバスバーという。)と比較して、全体に占める金属の量を減らすことができる。そのため、積層バスバー10は、リジッドバスバーよりも軽量であり、コストを削減することができる。また、積層バスバー10は、リジッドバスバーと異なり、FFC100が積層された構造であるため、可撓性に優れる。従来のリジッドバスバーでは、折り曲げた部分があると、電力供給時に折り曲げた部分で相当量の熱が発生するため、リジッドバスバーを折り曲げていない状態よりもさらに多くの電力を損失する。一方、積層バスバーを折り曲げても、折り曲げたことに起因する電力損失はほとんどない。したがって、積層バスバー10は、リジッドバスバーと比較して多くのメリットを有する。 The laminated bus bar 10 according to an embodiment of the present invention can reduce the amount of metal in the whole as compared with a bus bar made of ordinary bulk metal (hereinafter, referred to as a rigid bus bar). Therefore, the laminated bus bar 10 is lighter than the rigid bus bar, and the cost can be reduced. Further, unlike the rigid bus bar, the laminated bus bar 10 has an excellent flexibility because it has a structure in which FFC 100 is laminated. In a conventional rigid bus bar, if there is a bent portion, a considerable amount of heat is generated at the bent portion when power is supplied, so that more power is lost than when the rigid bus bar is not bent. On the other hand, even if the laminated bus bar is bent, there is almost no power loss due to the bending. Therefore, the laminated bus bar 10 has many advantages as compared with the rigid bus bar.

さらに、積層バスバー10は、大電流を流した際の温度上昇を抑制することができる。これは、積層バスバー10がリジッドバスバーよりも熱損失および電流損失が小さいことにより説明することができる。そこで、以下では、積層バスバー10における熱損失および電流損失のメカニズムについて説明する。 Further, the laminated bus bar 10 can suppress a temperature rise when a large current is applied. This can be explained by the fact that the laminated bus bar 10 has a smaller heat loss and current loss than the rigid bus bar. Therefore, the mechanism of heat loss and current loss in the laminated bus bar 10 will be described below.

[2.熱損失]
熱力学第2法則は、エネルギーの移動方向とエネルギーの質に関する法則であり、また、エントロピーに関連した法則である。例えば、電熱線ヒータは、電気エネルギーを熱エネルギーに変換することができる。しかしながら、電熱線ヒータに熱エネルギーを与えても、電気エネルギーに変換することはできない。そのため、電気エネルギーと熱エネルギーとを比較すると、電気エネルギーは熱エネルギーよりも質の高いエネルギーであり、質の高い電気エネルギーから質の低い熱エネルギーへの変換(移動)のみが可能である。
[2. Heat loss]
The second law of thermodynamics is a law concerning the direction of energy transfer and the quality of energy, and is also a law related to entropy. For example, a heating wire heater can convert electrical energy into thermal energy. However, even if thermal energy is applied to the heating wire heater, it cannot be converted into electrical energy. Therefore, when comparing electric energy and thermal energy, electric energy is higher quality energy than thermal energy, and only conversion (transfer) from high quality electric energy to low quality thermal energy is possible.

また、熱エネルギーの移動においても、例えば、熱いコーヒーは冷めるが、冷たいコーヒーが熱くなる(コーヒーが置かれた空気の温度以上に熱くなる)ことはない。これは、熱いコーヒーが持つ熱が空気に伝達されることによるものであるが、熱エネルギーが空気中に拡散されることによってエントロピーが増大したということができる。すなわち、熱エネルギーは、エントロピーが増大する方向にのみ移動することが可能である。 Also, in the transfer of heat energy, for example, hot coffee cools, but cold coffee does not get hot (it gets hotter than the temperature of the air in which the coffee is placed). This is because the heat of hot coffee is transferred to the air, but it can be said that the entropy is increased by diffusing the heat energy into the air. That is, the thermal energy can move only in the direction in which the entropy increases.

バスバーの電力について考えてみると、バスバーに供給した電力Pappliの全てが電力Prealとして取り出されるわけではなく、必ず電気エネルギーの損失である電力損失Plossが生じる。これは、(式2)で表すことができる。 Considering the bus bar of the power, not all power P appli supplied to the bus bar is taken out as electric power P real, arises the power loss P loss is always a loss of electrical energy. This can be expressed by (Equation 2).

Figure 2021077568
Figure 2021077568

上述したように、熱力学第2法則により、質の高い電気エネルギーは質の低い熱エネルギーへと変換される。そのため、電力損失Plossは、質の高い電気エネルギーから質の低い熱エネルギーに変換されたということもできる。したがって、バスバーは、電力損失Ploss分の熱エネルギーを有することになる。この熱エネルギーは、熱の伝達、すなわち、熱伝導、対流、および熱放射によって、バスバーの外部に放出される。 As mentioned above, according to the second law of thermodynamics, high quality electrical energy is converted into low quality thermal energy. Therefore, it can be said that the power loss loss is converted from high-quality electric energy to low-quality thermal energy. Therefore, the bus bar will have the thermal energy corresponding to the power loss loss. This thermal energy is released to the outside of the bus bar by heat transfer, namely heat conduction, convection, and heat radiation.

熱伝導は、物質を通しての熱の伝達であり、物質の熱の伝わりやすさの基準として物質固有の熱伝導率がある。対流は、流体の流れによる熱の伝達である。熱放射は、電磁波による熱の伝達であり、物質の熱の放出のしやすさの基準として物質固有の熱放射率がある。ここでは、バスバーが置かれた環境における対流(例えば、空気の対流)の影響はないものとして考え、バスバーの熱の伝達においては、熱伝導および熱放射を考慮することとする。 Heat conduction is the transfer of heat through a substance, and there is a substance-specific thermal conductivity as a standard for the ease of heat transfer of a substance. Convection is the transfer of heat by the flow of fluid. Heat radiation is the transfer of heat by electromagnetic waves, and the heat emissivity peculiar to a substance is a standard for the ease of releasing heat of a substance. Here, it is considered that there is no influence of convection (for example, air convection) in the environment where the bus bar is placed, and heat conduction and heat radiation are considered in the heat transfer of the bus bar.

熱伝導は、フーリエの法則により、(式3)のように表される。 Heat conduction is expressed by Fourier's law as shown in (Equation 3).

Figure 2021077568
Figure 2021077568

ここで、Qは熱伝導による熱移動量、kは物質の熱伝導率、Aは物質の断面積、および∇Tは温度勾配である。 Here, Q F is the amount of heat transfer due to heat conduction, k is the thermal conductivity of the substance, A is the cross-sectional area of the substance, and ∇ T is the temperature gradient.

また、熱放射は、ステファン・ボルツマンの法則により、(式4)のように表される。 Further, heat radiation is expressed as (Equation 4) according to Stefan-Boltzmann's law.

Figure 2021077568
Figure 2021077568

ここで、QSBは熱放射による熱移動量、σはステファン・ボルツマン定数(=5.67×10−8(W/m・K))、およびTは物質1の温度である。実際の熱放射は、伝達される物質2の温度Tとの差になり、また、物質1は完全黒体でないため、物質1の輻射率ε(0<ε<1)に依存し、(式5)のように表される。 Here, Q SB is the amount of heat transfer due to heat radiation, σ is the Stefan-Boltzmann constant (= 5.67 × 10-8 (W / m 2 · K 4 )), and T 1 is the temperature of substance 1. The actual heat radiation is the difference from the temperature T 2 of the transferred substance 2, and since the substance 1 is not a complete blackbody, it depends on the emissivity ε (0 <ε <1) of the substance 1 and ( It is expressed as in equation 5).

Figure 2021077568
Figure 2021077568

(式3)および(式5)からわかるように、物質の熱伝導率が大きければ熱伝導が大きく、物質の熱輻射率が大きければ熱輻射が大きくなる。そのため、バスバーとしては、熱伝導率および熱輻射率が大きい導体を用いることが好ましい。 As can be seen from (Equation 3) and (Equation 5), if the thermal conductivity of the substance is large, the thermal conductivity is large, and if the thermal radiation conductivity of the substance is large, the thermal radiation is large. Therefore, it is preferable to use a conductor having a large thermal conductivity and thermal emissivity as the bus bar.

リジッドバスバーの場合、金属棒材にCuを用いる場合が多い。Cuの熱伝導率は約400(W/m・K)と高いが、Cuの熱放射率は約0.03と非常に低い。これは、Cu内部での熱の伝達は早いが、外部への熱の放出は極めて小さいことを意味する。そのため、Cuを用いたリジッドバスバーの場合、外部に熱が放出されず、内部に熱が蓄積されやすい。したがって、リジッドバスバーは、温度が上がりやすい。 In the case of a rigid bus bar, Cu is often used as the metal bar. The thermal conductivity of Cu is as high as about 400 (W / m · K), but the thermal emissivity of Cu is very low as about 0.03. This means that the heat transfer inside Cu is fast, but the heat release to the outside is extremely small. Therefore, in the case of a rigid bus bar using Cu, heat is not released to the outside and heat tends to be accumulated inside. Therefore, the temperature of the rigid bus bar tends to rise.

一方、積層バスバー10の場合、金属平板120にCuを用いた場合であっても、外部と接する材料は2つの有機樹脂膜110−1および110−2、ならびに接着剤130である。上述したように、有機樹脂膜110−1および110−2の材料は、PET、PEN、またはPCTなどの有機樹脂材料である。これら有機樹脂材料の熱伝導率は、0.2〜0.4(W/m・K)と非常に低い。その一方で、有機樹脂材料の熱放射率は、着色の有無にもよるが、0.84〜0.95と非常に高い。接着剤130も同様である。 On the other hand, in the case of the laminated bus bar 10, even when Cu is used for the metal flat plate 120, the materials in contact with the outside are the two organic resin films 110-1 and 110-2, and the adhesive 130. As described above, the materials of the organic resin films 110-1 and 110-2 are organic resin materials such as PET, PEN, or PCT. The thermal conductivity of these organic resin materials is as low as 0.2 to 0.4 (W / m · K). On the other hand, the thermal emissivity of the organic resin material is as high as 0.84 to 0.95, although it depends on the presence or absence of coloring. The same applies to the adhesive 130.

ここで、(式5)を用いて、Cuを用いたリジッドバスバーおよび金属平板120にCuを用いた積層バスバー10の各々について熱放射による熱移動量QSBを計算する。 Here, using (Equation 5), the heat transfer amount QSB due to heat radiation is calculated for each of the rigid bus bar using Cu and the laminated bus bar 10 using Cu on the metal flat plate 120.

許容電流が300Aである典型的なCuを用いたリジッドバスバーの断面積90mmである。また、Cuの熱放射率は0.03である。そのため、Cuを用いたリジッドバスバーの熱放射による熱移動量QSB(Rigid)は、次のように表される。 A rigid bus bar using a typical Cu having an allowable current of 300 A has a cross-sectional area of 90 mm 2 . The thermal emissivity of Cu is 0.03. Therefore, the amount of heat transfer QSB (Rigid) due to heat radiation of a rigid bus bar using Cu is expressed as follows.

Figure 2021077568
Figure 2021077568

一方、許容電流が300Aである積層バスバー10の断面積は38.4mmである。また、金属平板120はCu(熱放射率:0.03)、有機樹脂膜110−1および110−2はPCT(熱放射率:0.95)、接着剤130はエポキシ(熱放射率:0.84)を用い、それぞれが断面積に占める割合は、Cuが30%、PCTが50%、エポキシが20%である。そのため、積層バスバー10の熱放射による熱移動量QSB(Laminated)は、次のように表される。 On the other hand, the cross-sectional area of the laminated bus bar 10 having an allowable current of 300 A is 38.4 mm 2 . The metal flat plate 120 is Cu (heat emissivity: 0.03), the organic resin films 110-1 and 110-2 are PCT (heat emissivity: 0.95), and the adhesive 130 is epoxy (heat emissivity: 0). .84) is used, and the ratio of each to the cross-sectional area is 30% for Cu, 50% for PCT, and 20% for epoxy. Therefore, the amount of heat transfer QSB (Laminated) due to heat radiation of the laminated bus bar 10 is expressed as follows.

Figure 2021077568
Figure 2021077568

SB(Rigid)とQSB(Laminated)との比較からわかるように、積層バスバー10は、リジッドバスバーに比べて約10倍の熱移動量を有する。すなわち、積層バスバー10は、リジッドバスバーに比べて放熱の効果が非常に高いことがわかる。 As can be seen from the comparison between Q SB (Rigid) and Q SB (Laminated) , the laminated bus bar 10 has about 10 times the heat transfer amount as that of the rigid bus bar. That is, it can be seen that the laminated bus bar 10 has a much higher heat dissipation effect than the rigid bus bar.

また、積層バスバー10の場合、有機樹脂膜110−1および110−2、ならびに接着剤130の典型的な膜厚は0.02〜0.04mmと非常に小さい一方、1個の金属平板120の典型的な幅は1.6mmと非常に大きい。そのため、有機樹脂膜110−1および110−2は、たとえ熱伝導率が小さくても、一度金属平板120からの熱伝導が起きれば、熱放射率の高さにより、熱は有機樹脂膜110−1および110−2の内部に蓄積されるのではなく、外部に放出されることになる。したがって、積層バスバー10は、温度が上がりにくい。 Further, in the case of the laminated bus bar 10, the typical film thicknesses of the organic resin films 110-1 and 110-2 and the adhesive 130 are as small as 0.02 to 0.04 mm, while that of one metal flat plate 120. The typical width is as large as 1.6 mm. Therefore, even if the heat conductivity of the organic resin films 110-1 and 110-2 is small, once the heat conduction from the metal flat plate 120 occurs, the heat of the organic resin films 110-1 and 110-2 is increased due to the high thermal emissivity. Instead of accumulating inside 1 and 110-2, they will be released to the outside. Therefore, the temperature of the laminated bus bar 10 does not easily rise.

以上からわかるように、熱損失の観点において、本発明の一実施形態に係る積層バスバー10は、金属平板120の周囲を高い熱放射率の材料で取り囲む構造が重要である。金属平板120を有機樹脂膜110−1および110−2で挟み込むだけでは、それらの間に空気が侵入し、閉じ込められる。閉じ込められた空気は熱放射率が0.024と低いため、熱放射による外部への放熱の効率は低下する。したがって、積層バスバー10では、空気の侵入を防止するため、熱放射率の高い接着剤130を用いて金属平板120を取り囲むとともに、金属平板120と有機樹脂膜110−1および110−2とを接着剤130を介して接着する。 As can be seen from the above, from the viewpoint of heat loss, it is important that the laminated bus bar 10 according to the embodiment of the present invention has a structure in which the metal flat plate 120 is surrounded by a material having a high heat emissivity. Simply sandwiching the metal flat plate 120 between the organic resin films 110-1 and 110-2 causes air to enter and be trapped between them. Since the trapped air has a low heat emissivity of 0.024, the efficiency of heat dissipation to the outside by heat radiation is reduced. Therefore, in the laminated bus bar 10, in order to prevent the intrusion of air, the metal flat plate 120 is surrounded by the adhesive 130 having a high heat emissivity, and the metal flat plate 120 and the organic resin films 110-1 and 110-2 are adhered to each other. Adhere via agent 130.

ここで、積層バスバー10において、有機樹脂膜110−1および110−2、ならびに接着剤130の有無の効果について、シミュレーションを用いて検証した。 Here, in the laminated bus bar 10, the effects of the presence or absence of the organic resin films 110-1 and 110-2 and the adhesive 130 were verified by using a simulation.

図3Aおよび図3Bは、本発明の一実施形態に係る積層バスバー10のシミュレーション用の構成を示す側面図および断面図である。一方、図4Aおよび図4Bは、比較例として、有機樹脂膜110−1および110−2、ならびに接着剤130を含まないバスバーのシミュレーション用の構成を示す側面図および断面図である。 3A and 3B are side views and cross-sectional views showing a configuration for simulation of the laminated bus bar 10 according to the embodiment of the present invention. On the other hand, FIGS. 4A and 4B are side views and cross-sectional views showing a configuration for simulation of a bus bar that does not include the organic resin films 110-1 and 110-2 and the adhesive 130 as comparative examples.

なお、本シミュレーションにおいては、積層バスバー10の構造をより単純化し、有機樹脂膜110−1および110−2、ならびに接着剤130とを一体化したエンジニアリングプラスチック140として計算した。なお、エンジニアリングプラスチック140とは、耐熱性の高いプラスチックの一群をいう。 In this simulation, the structure of the laminated bus bar 10 was further simplified, and the calculation was made as an engineering plastic 140 in which the organic resin films 110-1 and 110-2 and the adhesive 130 were integrated. The engineering plastic 140 refers to a group of plastics having high heat resistance.

また、いずれの場合においても、金属平板120の材料としてCuを用い、金属平板120の幅wは1.6mm、厚さtは0.2mmとした。また、金属平板120間のピッチdは1mmとした。1つのFFC10の長さLは500mmとし、また、1つのFFC10内に含まれる金属平板120の個数はm=5とした。さらに、FFCの層数はn=40とした。その結果、金属平板120の総断面積は、64(=1.6×0.2×5×40)mmとなった。 Further, in each case, Cu was used as the material of the metal flat plate 120, and the width w of the metal flat plate 120 was 1.6 mm and the thickness t was 0.2 mm. The pitch d between the metal flat plates 120 was set to 1 mm. The length L of one FFC 10 was set to 500 mm, and the number of metal flat plates 120 contained in one FFC 10 was set to m = 5. Further, the number of FFC layers was set to n = 40. As a result, the total cross-sectional area of the metal flat plate 120 was 64 (= 1.6 × 0.2 × 5 × 40) mm 2 .

シミュレーションの条件は、測定開始温度は25度とし、印加電流300Aでの温度の上昇量を計算した。 The simulation conditions were that the measurement start temperature was 25 degrees and the amount of temperature rise at an applied current of 300 A was calculated.

シミュレーションの結果は表1のとおりである。図4Aおよび図4Bに示すバスバーよりも、図3Aおよび図3Bに示す積層バスバー10の方が温度の上昇量が小さかった。これは、積層バスバー10が放熱しやすい構造であることを示す。 The results of the simulation are shown in Table 1. The amount of temperature increase in the laminated bus bar 10 shown in FIGS. 3A and 3B was smaller than that in the bus bar shown in FIGS. 4A and 4B. This indicates that the laminated bus bar 10 has a structure that easily dissipates heat.

Figure 2021077568
Figure 2021077568

本発明の一実施形態に係る積層バスバー10は、シミュレーションにおいて、放熱しやすい構造であることを確認することができた。これは、金属平板120を取り囲んで接する接着剤130並びに有機樹脂膜110−1および110−2の熱放射率が高いことによるものである。金属平板120の温度が上昇すると、金属平板120の抵抗が高くなり、電流が流れにくくなる。その結果、さらに電流を流すことが必要となり、この電流によってさらに熱が発生することになる。積層バスバー10は、温度上昇を抑制する構成であるため、さらなる電流を必要としない。したがって、積層バスバー10は、熱損失を小さくすることができる構成であるということもできる。 It was confirmed in the simulation that the laminated bus bar 10 according to the embodiment of the present invention has a structure that easily dissipates heat. This is due to the high thermal emissivity of the adhesive 130 and the organic resin films 110-1 and 110-2 that surround and contact the metal flat plate 120. When the temperature of the metal flat plate 120 rises, the resistance of the metal flat plate 120 increases, and it becomes difficult for current to flow. As a result, it is necessary to pass an electric current, and this electric current generates more heat. The laminated bus bar 10 does not require an additional current because it has a configuration that suppresses a temperature rise. Therefore, it can be said that the laminated bus bar 10 has a configuration capable of reducing heat loss.

[3.電流損失]
次に、積層バスバー10の電流損失について検討する。積層バスバー10の電力は上述した(式1)で表されるが、電力損失Plossが印加電力Pappliの100×r%であると考えると、実効電力Prealは(式6)のように表すことができる。
[3. Current loss]
Next, the current loss of the laminated bus bar 10 will be examined. Although the power of the laminated bus bar 10 is represented by the above-described (Equation 1), considering that the power loss P loss is 100 × r% of the applied power P appli, the effective power P real as shown in Equation (6) Can be represented.

Figure 2021077568
Figure 2021077568

ここで、実効電力Prealは電流Iと抵抗Rを用いると、(式7)のように表すこともできる。 Here, the effective power Real can also be expressed as (Equation 7) by using the current I and the resistor R.

Figure 2021077568
Figure 2021077568

(式7)からわかるように、実効電力Prealは電流の2乗Iに比例し、また、抵抗Rに比例する。したがって、実効電力Prealを大きくするためには、電流Iを大きくすればよいことがわかる。 As can be seen from (Equation 7), the effective power Real is proportional to the square I 2 of the current and also proportional to the resistance R. Therefore, it can be seen that the current I should be increased in order to increase the effective power real.

一方、電力損失Plossは電流Iと抵抗Rを用いると、(式8)のように表される。 On the other hand, the power loss loss is expressed as (Equation 8) by using the current I and the resistor R.

Figure 2021077568
Figure 2021077568

電流Iが大きくなると実効電力Prealが大きくなるが、(式8)からわかるように、電力損失Plossも大きくなる。そのため、積層バスバー10においては、電力損失Plossを抑制した最大の電流Iを考える必要がある。これは、積層バスバー10の電流損失が低減された最大の電流Iを考えるということもできる。 As the current I increases, the effective power real increases, but as can be seen from (Equation 8), the power loss loss also increases. Therefore, in the laminated bus bar 10, it is necessary to consider the maximum current I in which the power loss loss is suppressed. It can also be said that the maximum current I in which the current loss of the laminated bus bar 10 is reduced is considered.

(式8)は、電流の2乗Iと抵抗Rとの積で表されるが、ここでは、電力損失Plossが、パラメータxを用いて、電流の2乗I成分と抵抗R成分とに分離できると仮定する。電流の2乗Iおよび抵抗Rは、それぞれ、パラメータxを用いて(式9)および(式10)のように表す。 (Equation 8) is expressed by the product of the square I 2 of the current and the resistance R. Here, the power loss loss is the square I 2 component of the current and the resistance R component using the parameter x. It is assumed that it can be separated into. The square I 2 of the current and the resistor R are expressed as (Equation 9) and (Equation 10) using the parameter x, respectively.

Figure 2021077568
Figure 2021077568

図5に、電力損失Plossを示す、パラメータxに対する電流の2乗I(x)および抵抗R(x)の各々のグラフを示す。パラメータxによって電流の2乗Iと抵抗Rが決定されるが、図5に示すグラフからわかるように、電流の2乗I(x)の曲線と抵抗R(x)の直線とが入れ替わるポイントAが存在する。ポイントAより小さい領域SおよびポイントAより大きい領域S’はともに電力損失Plossよりも実効電力Prealが大きい領域である。しかしながら、電流損失Plossの要因が異なる。領域Sでは、抵抗R(x)の方が電流の2乗I(x)よりも大きい。すなわち、領域Sでは、電力損失Plossにおいて抵抗成分が支配的であるといえる。一方、ポイントAより大きい領域S’では、電流の2乗I(x)の方が抵抗R(x)よりも大きい。すなわち、領域S’では、電力損失Plossにおいて電流成分が支配的であるといえる。言い換えると、ポイントAより大きい領域では、電流損失の大きい領域ということができる。そのため、積層バスバー10では、領域Sの電流Iの値を用いることで電流損失を低減することができる。 FIG. 5 shows a graph of the square I 2 (x) of the current and the resistance R (x) with respect to the parameter x, which show the power loss loss. The square I 2 of the current and the resistance R are determined by the parameter x, but as can be seen from the graph shown in FIG. 5, the curve of the square I 2 (x) of the current and the straight line of the resistance R (x) are interchanged. point a 0 is present. Point A 0 smaller area S and the point A 0 larger area S 'are both regions effective power P real is larger than the power loss P loss. However, the factors of current loss loss are different. In the region S, the resistor R (x) is larger than the current squared I 2 (x). That is, in the region S, it can be said that the resistance component is dominant in the power loss loss. On the other hand, in the region S'greater than the point A 0 , the square I 2 (x) of the current is larger than the resistor R (x). That is, in the region S', it can be said that the current component is dominant in the power loss loss. In other words, in the region larger than point A 0 , it can be said that the region has a large current loss. Therefore, in the laminated bus bar 10, the current loss can be reduced by using the value of the current I in the region S.

ポイントAのxの値は、次のようにして求めることができる。 The value of x points A 0 can be obtained as follows.

Figure 2021077568
Figure 2021077568

(式11)において、積層バスバー10に流す電流が直流電流が0の場合にはx=0であるが、交流電流の場合はx≠0である。そのため、交流電流の場合において、(式11)を満たす解は(式12)のようになる。 In (Equation 11), the current flowing through the laminated bus bar 10 is x = 0 when the DC current is 0, but x ≠ 0 when the DC current is AC current. Therefore, in the case of alternating current, the solution satisfying (Equation 11) is as shown in (Equation 12).

Figure 2021077568
Figure 2021077568

(式12)におけるcおよびcは定数であるため、(式8)の定数Cにおいて考慮することとする。そのため、ポイントAのxの値は(式13)で表される。 Since c 1 and c 2 in (Equation 12) are constants, they are considered in the constant C of (Equation 8). Therefore, the value of x 0 at point A 0 is represented by (Equation 13).

Figure 2021077568
Figure 2021077568

ここで、リジッドバスバーと積層バスバー10とで実験的な測定を行い、リジッドバスバーと積層バスバー10との特性の違いを物理量の違いとして表す。領域Sにおいて、Plossを削減するためには、抵抗成分を低下させればよい。抵抗の大きさは、断面積に反比例し、長さに比例する。そのため、xの物理量として、例えば、断面積または長さを用いることができる。ここでは、xの物理量として断面積を用いることとし、リジッドバスバーと積層バスバー10との特性の違いを、リジッドバスバーの金属棒材の断面積と積層バスバー10の金属平板120の総断面積とを用いて表すことができる。 Here, an experimental measurement is performed between the rigid bus bar and the laminated bus bar 10, and the difference in characteristics between the rigid bus bar and the laminated bus bar 10 is expressed as a difference in physical quantity. In the region S, in order to reduce the loss , the resistance component may be lowered. The magnitude of the resistance is inversely proportional to the cross-sectional area and proportional to the length. Therefore, as a physical quantity of x 0, for example, it can be used cross-sectional area or length. Here, it is possible to use the cross-sectional area as physical quantities x 0, the difference in characteristics between the laminated bus bar 10 and the rigid busbar, the total cross-sectional area of the flat metal plate 120 of the cross-sectional area as the stack bus bar 10 of metal rods rigid busbar Can be expressed using.

例えば、温度上昇量が特定の範囲内に収まり、300Aの電流を流すことができるリジッドバスバーの金属棒材の断面積が90mmである場合に、同様の条件における積層バスバー10の金属平板120の総断面積は38.4mmと実験的に測定された。 For example, when the amount of temperature rise is within a specific range and the cross-sectional area of the metal bar of the rigid bus bar capable of passing a current of 300 A is 90 mm 2 , the metal flat plate 120 of the laminated bus bar 10 under the same conditions. The total cross-sectional area was measured experimentally as 38.4 mm 2.

積層バスバー10の電流損失を低減する場合、(式13)のxよりも小さいパラメータxの値を選べばよい。そこで、(式13)において、a、b、およびbが変数であると考えると、(式9)よりaおよびbが電流の2乗I成分であり、(式10)よりbが抵抗R成分であることがわかる。交流電流の場合、積層バスバー10とリジッドバスバーとの差は、抵抗R成分よりも、電流の2乗I成分の方に顕著に表れる。そのため、ここでは、抵抗R成分は、リジッドバスバーと同等と考え、bはリジッドバスバーの物理量で代替する。そのため、(式13)に上述の測定値を代入し、ポイントAのxの値は次のように求めることができる。 In order to reduce the current loss of the laminated bus bar 10, the value of the parameter x smaller than x 0 of (Equation 13) may be selected. Therefore, considering that a 1 , b 1 , and b 2 are variables in (Equation 13), a 1 and b 1 are the squared I 2 components of the current from (Equation 9), and (Equation 10). It can be seen from this that b 2 is the resistance R component. In the case of alternating current, the difference between the laminated bus bar 10 and the rigid bus bar appears more prominently in the square I 2 component of the current than in the resistance R component. Therefore, here, the resistance R component is considered to be equivalent to the rigid bus bar, and b 2 is replaced by the physical quantity of the rigid bus bar. Therefore, the above-mentioned measured value can be substituted into (Equation 13), and the value of x 0 at point A 0 can be obtained as follows.

Figure 2021077568
Figure 2021077568

少なくとも上記条件の(温度上昇量が特定の範囲内に収まり、300Aの電流を流すことが可能な)積層バスバー10は、x≦1.34となるような金属平板120の総断面積とすれば、電流損失が低減された積層バスバー10とすることができる。 If the laminated bus bar 10 under the above conditions (the amount of temperature rise is within a specific range and a current of 300 A can be passed) is set to the total cross-sectional area of the metal flat plate 120 such that x ≦ 1.34. , The laminated bus bar 10 with reduced current loss can be obtained.

また、積層バスバー10に供給する電流の値が異なる場合は、1層あたりのFFC100が供給する電流の値を求め、設定した電流の値となるようにFFC100の層数nを調整すればよい。 When the value of the current supplied to the laminated bus bar 10 is different, the value of the current supplied by the FFC 100 per layer may be obtained, and the number of layers n of the FFC 100 may be adjusted so as to be the set current value.

[4.積層バスバーの設計方法]
上述したように、積層バスバー10は、熱損失を低減することができるとともに、電流損失を低減することができる。以下では、熱損失の低減および電流損失の低減が図られた積層バスバー10の設計方法について説明する。但し、積層バスバー10の設計方法は、以下の方法に限られるものではない。
[4. Laminated bus bar design method]
As described above, the laminated bus bar 10 can reduce heat loss and current loss. Hereinafter, a method for designing the laminated bus bar 10 in which the heat loss and the current loss are reduced will be described. However, the design method of the laminated bus bar 10 is not limited to the following method.

熱損失を低減する上では、積層バスバー10の構造の設計、有機樹脂膜110−1および110−2、ならびに接着剤130の材料の選定が重要である。具体的には、積層バスバー10は、n層のFFC100が積層される。FFC100は、熱放射率の高い有機樹脂膜110−1および110−2の間に、m個の金属平板120が配置される。金属平板120は、熱放射率の高い接着剤130を介して有機樹脂膜110−1および110−2に接着されるが、接着剤130は、金属平板120を取り囲むように配置される。また、金属平板120は、金属平板120の長辺が有機樹脂膜110−1および110−2に平行な方向となるように配置し、金属平板120と有機樹脂膜110−1および110−2とが重畳する面積が大きくなるようにする。積層バスバー10は、上述した構造および材料で設計することで、熱損失の低減を図ることができる。 In order to reduce heat loss, it is important to design the structure of the laminated bus bar 10, select the materials of the organic resin films 110-1 and 110-2, and the adhesive 130. Specifically, the laminated bus bar 10 is laminated with n layers of FFC 100. In the FFC 100, m metal flat plates 120 are arranged between the organic resin films 110-1 and 110-2 having high thermal emissivity. The metal flat plate 120 is adhered to the organic resin films 110-1 and 110-2 via an adhesive 130 having a high thermal emissivity, and the adhesive 130 is arranged so as to surround the metal flat plate 120. Further, the metal flat plate 120 is arranged so that the long side of the metal flat plate 120 is in a direction parallel to the organic resin films 110-1 and 110-2, and the metal flat plate 120 and the organic resin films 110-1 and 110-2 are arranged. Make sure that the area on which is superimposed is large. By designing the laminated bus bar 10 with the above-mentioned structure and material, heat loss can be reduced.

一方、電流損失を低減する上では、金属平板120の構造の設計および材料の選定が重要である。金属平板120は、抵抗を低くするため、導電性の高い金属平板120とする。また、金属平板120の構造の設計においては、実験的な測定により、特定の条件におけるリジッドバスバーの金属棒材の物理量に対応した金属平板120の物理量を取得する。特定の条件としては、電流値(例えば、300A)や温度上昇量(例えば、100)そして、リジッドバスバーの金属棒材の物理量と金属平板120の物理量とから、特定値(ポイントAの値)を求め、金属平板120の物理量を特定値以下となるように金属平板120の構造を設計する。物理量としては、例えば、断面積を用いることができる。積層バスバー10は、上述した金属平板120の構造および材料で設計することで、電流損失の低減を図ることができる。 On the other hand, in order to reduce the current loss, it is important to design the structure of the metal flat plate 120 and select the material. The metal flat plate 120 is a metal flat plate 120 having high conductivity in order to reduce the resistance. Further, in the design of the structure of the metal flat plate 120, the physical quantity of the metal flat plate 120 corresponding to the physical quantity of the metal bar of the rigid bus bar under a specific condition is acquired by experimental measurement. As specific conditions, a specific value (value at point A) is obtained from the current value (for example, 300 A), the amount of temperature rise (for example, 100), the physical quantity of the metal rod of the rigid bus bar, and the physical quantity of the metal flat plate 120. The structure of the metal flat plate 120 is designed so that the physical quantity of the metal flat plate 120 is equal to or less than a specific value. As the physical quantity, for example, a cross-sectional area can be used. By designing the laminated bus bar 10 with the structure and material of the metal flat plate 120 described above, it is possible to reduce the current loss.

以上説明したとおり、積層バスバー10は、有機樹脂膜110−1および110−2の間に複数の金属平板120が配置され、接着剤130によって固定されたFFC100が、複数積層された構造を有する。有機樹脂膜110−1および110−2、ならびに接着剤130の熱放射率が高いため、放熱しやすく、熱損失が低減される。また、積層バスバー10とリジッドバスバーとの物理量を比較することで、電流損失を低減したm個の金属平板120およびn層のFFC100を積層させた積層バスバー10を設計することができる。 As described above, the laminated bus bar 10 has a structure in which a plurality of metal flat plates 120 are arranged between the organic resin films 110-1 and 110-2, and a plurality of FFC 100s fixed by an adhesive 130 are laminated. Since the organic resin films 110-1 and 110-2 and the adhesive 130 have high heat emissivity, heat is easily dissipated and heat loss is reduced. Further, by comparing the physical quantities of the laminated bus bar 10 and the rigid bus bar, it is possible to design the laminated bus bar 10 in which m metal flat plates 120 having reduced current loss and n layers of FFC 100 are laminated.

<第2実施形態>
図6を用いて、第1実施形態に係る積層バスバー10と異なる積層バスバー10Aについて説明する。
<Second Embodiment>
A laminated bus bar 10A different from the laminated bus bar 10 according to the first embodiment will be described with reference to FIG.

図6は、本発明の一実施形態に係る積層バスバー10Aの模式的な側面図である。積層バスバー10Aは、2種類のFFC100aおよび100bを含む。また、2種類のFFC100aおよび100bは、図6に示すように、Z方向に、FFC100a−1、100b−1、100a−2、・・・、100a−n、100b−nと、交互に積層されている。すなわち、図6の積層バスバー10Aは、n層のFFC100aとn層のFFC100bとを含む。 FIG. 6 is a schematic side view of the laminated bus bar 10A according to the embodiment of the present invention. The laminated bus bar 10A includes two types of FFC 100a and 100b. Further, as shown in FIG. 6, the two types of FFC100a and 100b are alternately laminated in the Z direction with FFC100a-1, 100b-1, 100a-2, ..., 100an, 100bn. ing. That is, the laminated bus bar 10A of FIG. 6 includes an n-layer FFC100a and an n-layer FFC100b.

FFC100aは、2つの有機樹脂膜110−1および110−2の間に、複数の金属平板120aを含む。すなわち、FFC100aは、Y方向に、複数の金属平板120a−1、120a−2、・・・、120a−mと、m個の金属平板120aが配列されている。また、FFC100bは、2つの有機樹脂膜110−1および110−2の間に、複数の金属平板120bを含む。すなわち、FFC100bは、Y方向に、複数の金属平板120b−1、120b−2、・・・、120b−mと、m個の金属平板120aが配列されている。 The FFC 100a includes a plurality of metal flat plates 120a between the two organic resin films 110-1 and 110-2. That, FFC100a is the Y direction, a plurality of flat metal plate 120a-1,120a-2, ···, and 120a-m a, m a number of flat metal plate 120a is arranged. Further, the FFC 100b includes a plurality of metal flat plates 120b between the two organic resin films 110-1 and 110-2. That, FFC100b is the Y direction, a plurality of flat metal plate 120b-1,120b-2, ···, and 120b-m b, m b pieces of flat metal plate 120a is arranged.

図6に示す積層バスバー10Aは、Z方向において、FFC100aの金属平板120aとFFC100bの金属平板120bとが重畳しない。すなわち、1つのFFC100a内に含まれるm個の金属平板120aと、1つのFFC100b内に含まれるm個の金属平板120bとは、m=m+1の関係にある。但し、金属平板120aと金属平板120bとの個数はこれに限られない。金属平板120aと金属平板120bとの個数は、例えば、m=2m+1の関係であってもよい。これは、FFC100a内の隣接する金属平板120aの間の領域と重畳して、FFC100b内に2個の金属平板120bが設けられていることを意味する。 In the laminated bus bar 10A shown in FIG. 6, the metal flat plate 120a of the FFC100a and the metal flat plate 120b of the FFC100b do not overlap in the Z direction. That is, a m a number of flat metal plate 120a included in one FFC100a, the m b pieces of flat metal plate 120b contained in one FFC100b, a relationship of m a = m b +1. However, the number of the metal flat plate 120a and the metal flat plate 120b is not limited to this. The number of the metal flat plate 120a and the metal flat plate 120b may be, for example, the relationship m a = 2m b +1. This means that two metal flat plates 120b are provided in the FFC 100b so as to overlap with the region between the adjacent metal flat plates 120a in the FFC 100a.

また、積層バスバー10Aの変形例として、積層バスバー10Aは、Z方向において、FFC100aの金属平板120aとFFC100bの金属平板120bとが一部重畳することもできる。すなわち、金属平板120aの端部と金属平板120bの端部とが重畳していてもよい。 Further, as a modification of the laminated bus bar 10A, in the laminated bus bar 10A, the metal flat plate 120a of the FFC 100a and the metal flat plate 120b of the FFC 100b can be partially overlapped in the Z direction. That is, the end portion of the metal flat plate 120a and the end portion of the metal flat plate 120b may overlap.

さらに、積層バスバー10Aの別の変形例として、FFC100a内の隣接する金属平板120a間のピッチと、FFC100b内の隣接する金属平板120b間のピッチとが異なる構成も可能である。この場合、Z方向において、FFC100aの金属平板120aとFFC100bの金属平板120bとが完全に重畳せず、一部を重畳させることができる。また、FFC100a内の金属平板120aの幅とFFC100b内の金属平板120bの幅とが異なる構成も可能である。この場合においても、Z方向において、FFC100aの金属平板120aとFFC100bの金属平板120bとが完全に重畳せず、一部を重畳させることができる。 Further, as another modification of the laminated bus bar 10A, it is possible to configure the pitch between the adjacent metal flat plates 120a in the FFC 100a and the pitch between the adjacent metal flat plates 120b in the FFC 100b to be different. In this case, in the Z direction, the metal flat plate 120a of the FFC 100a and the metal flat plate 120b of the FFC 100b do not completely overlap, but a part of the metal flat plate 120b can be overlapped. Further, the width of the metal flat plate 120a in the FFC 100a and the width of the metal flat plate 120b in the FFC 100b may be different from each other. Also in this case, in the Z direction, the metal flat plate 120a of the FFC 100a and the metal flat plate 120b of the FFC 100b do not completely overlap, and a part of the metal flat plate 120b can be overlapped.

以上説明したとおり、積層バスバー10Aは、変形例を含め、金属平板の配列、ピッチ、または幅が異なるFFCが交互に積層された構造を有する。FFCの積層方向(Z方向)において、金属平板の重畳をずらすことで、金属平板間の影響を排除することができる。例えば、金属平板に高周波の交流電流を流す場合では、金属平板を流れる交流電流が磁場を形成し、その磁場によって渦電流が発生する。積層バスバー10Aは、金属平板の重畳がずらされているため、隣接する金属平板の一方で形成された磁場の影響を、他方が受けにくい。そのため、積層バスバー10Aでは金属平板の渦電流を減少させることができる。したがって、積層バスバー10Aは、熱損失が低減されるだけでなく、電流損失も低減される。 As described above, the laminated bus bar 10A has a structure in which FFCs having different arrangements, pitches, or widths of metal flat plates are alternately laminated, including a modification. By shifting the superposition of the metal flat plates in the FFC stacking direction (Z direction), the influence between the metal flat plates can be eliminated. For example, when a high-frequency alternating current is passed through a metal flat plate, the alternating current flowing through the metal flat plate forms a magnetic field, and the magnetic field generates an eddy current. In the laminated bus bar 10A, since the superposition of the metal flat plates is shifted, the other is less susceptible to the influence of the magnetic field formed on one of the adjacent metal flat plates. Therefore, in the laminated bus bar 10A, the eddy current of the metal flat plate can be reduced. Therefore, the laminated bus bar 10A not only reduces the heat loss, but also reduces the current loss.

<第3実施形態>
図7を用いて、第1実施形態に係る積層バスバー10を適用したバッテリーモジュール20について説明する。
<Third Embodiment>
The battery module 20 to which the laminated bus bar 10 according to the first embodiment is applied will be described with reference to FIG. 7.

図7は、本発明の一実施形態に係るバッテリーモジュール20の模式的な斜視図である。バッテリーモジュール20は、第1バッテリーユニット200−1、第2バッテリーユニット200−2、第3バッテリーユニット200−3、および第4バッテリーユニット200−4を含む。なお、以下では、第1バッテリーユニット200−1、第2バッテリーユニット200−2、第3バッテリーユニット200−3、および第4バッテリーユニット200−4を特に区別しない場合は、バッテリーユニット200と記載して説明する。 FIG. 7 is a schematic perspective view of the battery module 20 according to the embodiment of the present invention. The battery module 20 includes a first battery unit 200-1, a second battery unit 200-2, a third battery unit 200-3, and a fourth battery unit 200-4. In the following, unless the first battery unit 200-1, the second battery unit 200-2, the third battery unit 200-3, and the fourth battery unit 200-4 are particularly distinguished, they are described as the battery unit 200. I will explain.

バッテリーユニット200は、複数のバッテリーセル210を含む。また、複数のバッテリーセル210の各々は、+電極220−1および−電極220−2を含む。1つのバッテリーユニット200内の隣接する2つのバッテリーセル210は、第1積層バスバー10−1によって、+電極220−1と−電極220−2が電気的に接続するように、直列に連結されている。 The battery unit 200 includes a plurality of battery cells 210. Further, each of the plurality of battery cells 210 includes a + electrode 220-1 and a-electrode 220-2. Two adjacent battery cells 210 in one battery unit 200 are connected in series by the first laminated bus bar 10-1 so that the + electrode 220-1 and the-electrode 220-2 are electrically connected. There is.

また、第1バッテリーセル210−1と第2バッテリーセル210−2、および、第3バッテリーセル210−3と第4バッテリーセル210−4は、第2積層バスバー10−2によって電気的に接続されている。さらに、第2バッテリーセル210−2と第3バッテリーセル210−3は、第3積層バスバー10−3によって電気的に接続されている。 Further, the first battery cell 210-1 and the second battery cell 210-2, and the third battery cell 210-3 and the fourth battery cell 210-4 are electrically connected by the second laminated bus bar 10-2. ing. Further, the second battery cell 210-2 and the third battery cell 210-3 are electrically connected by the third laminated bus bar 10-3.

第1積層バスバー10−1、第2積層バスバー10−2、および第3積層バスバー10−3は、接続する位置によって長さを変えることができる。また、積層バスバー10に含まれるFFC100の積層数を変えてもよく、FFC100に含まれる金属平板120の数を変えることもできる。 The length of the first laminated bus bar 10-1, the second laminated bus bar 10-2, and the third laminated bus bar 10-3 can be changed depending on the connecting position. Further, the number of laminated FFC 100s included in the laminated bus bar 10 may be changed, and the number of metal flat plates 120 included in the FFC 100 may be changed.

また、図7に示す第1積層バスバー10−1、第2積層バスバー10−2、および第3積層バスバー10−3は便宜上直線的に描かれているが、積層バスバー10は柔軟性を有するため、曲線的に設けることができる。そのため、積層バスバー10をさまざまな形状に加工し、複数のバッテリーユニット200の間、または、複数のバッテリーセル210の間を電気的に接続することが可能である。したがって、バッテリーモジュール20を収容するバッテリーパック内の少ない空間を利用して、複数のバッテリーユニット200の間、または、複数のバッテリーセル210の間を電気的に接続することが可能である。 Further, the first laminated bus bar 10-1, the second laminated bus bar 10-2, and the third laminated bus bar 10-3 shown in FIG. 7 are drawn linearly for convenience, but the laminated bus bar 10 has flexibility. , Can be provided in a curved line. Therefore, it is possible to process the laminated bus bar 10 into various shapes and electrically connect between a plurality of battery units 200 or between a plurality of battery cells 210. Therefore, it is possible to electrically connect between a plurality of battery units 200 or between a plurality of battery cells 210 by utilizing a small space in the battery pack accommodating the battery module 20.

以上説明したとおり、バッテリーモジュール20において積層バスバー10を利用することで、たとえ狭い空間であっても電気的に接続することが可能になる。また、バッテリーユニット200またはバッテリーセル210の電気的な接続の自由度が増加することにより、バッテリーユニット200またはバッテリーセル210の配置の自由度も広がる。さらに、積層バスバー10は放熱の効果も高いため、バッテリーセル210で発生した熱を積層バスバー10を通じて放熱することもできる。 As described above, by using the laminated bus bar 10 in the battery module 20, it is possible to electrically connect even in a narrow space. Further, by increasing the degree of freedom of electrical connection of the battery unit 200 or the battery cell 210, the degree of freedom of arrangement of the battery unit 200 or the battery cell 210 is also increased. Further, since the laminated bus bar 10 has a high heat dissipation effect, the heat generated in the battery cell 210 can be dissipated through the laminated bus bar 10.

バッテリーモジュール20は、例えば、電気自動車(EV:Electrica Vehicle)、ハイブリッド自動車(HEV:Hybrid Electric Vehicle)、またはプラグインハイブリッド自動車(PHEV:Plug−in Hybrid Electric Vehicle)に用いることができる。バッテリーモジュール20の積層バスバー10は軽量であるため、バッテリーモジュール20を用いた電気自動車、ハイブリッド自動車、またはプラグインハイブリッド自動車は、航続距離が長くなる。 The battery module 20 can be used, for example, in an electric vehicle (EV: Electric Vehicle), a hybrid vehicle (HEV: Hybrid Electric Vehicle), or a plug-in hybrid vehicle (PHEV: Plug-in Hybrid Electric Vehicle). Since the laminated bus bar 10 of the battery module 20 is lightweight, the cruising range of the electric vehicle, the hybrid vehicle, or the plug-in hybrid vehicle using the battery module 20 becomes long.

本発明の各実施形態は、相互に矛盾しない限りにおいて、適宜組み合わせて実施することができる。また、各実施形態の積層バスバーを基にして、当業者が適宜構成要素を追加し、削除し、または修正したものも、本発明の要旨を具備する限り、本発明の範囲に含まれる。 Each embodiment of the present invention can be implemented in appropriate combinations as long as they do not contradict each other. Further, based on the laminated bus bar of each embodiment, those skilled in the art with appropriate additions, deletions, or modifications of components are also included in the scope of the present invention as long as the gist of the present invention is provided.

また、本発明の各実施形態によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、又は、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。 In addition, even if the action and effect are different from the action and effect brought about by each embodiment of the present invention, those that are clear from the description of the present specification or those that can be easily predicted by those skilled in the art are of course. Is understood to be brought about by the present invention.

10、10A:積層バスバー、 10−1:第1積層バスバー、 10−2:第2積層バスバー、 10−3:第3積層バスバー、 11:本体部、 12:端子部、 20:バッテリーモジュール、 100、100a、100b:フレキシブルフラットケーブル(FFC)、 110−1、110−2:有機樹脂膜、 120、120a、120b:金属平板、 121:金属クラッド部、 130:接着剤、 140:エンジニアリングプラスチック、200:バッテリーユニット、 200−1:第1バッテリーユニット、 200−2:第2バッテリーユニット、 200−3:第3バッテリーユニット、 210:バッテリーセル、 210−1:第1バッテリーセル、 210−2:第2バッテリーセル、 210−3:第3バッテリーセル、 210−4:第4バッテリーセル、 220−1:+電極、 220−2:−電極 10, 10A: Laminated bus bar, 10-1: 1st laminated bus bar, 10-2: 2nd laminated bus bar, 10-3: 3rd laminated bus bar, 11: Main body, 12: Terminal, 20: Battery module, 100 , 100a, 100b: Flexible flat cable (FFC), 110-1, 110-2: Organic resin film, 120, 120a, 120b: Metal flat plate, 121: Metal clad part, 130: Adhesive, 140: Engineering plastic, 200 : Battery unit, 200-1: 1st battery unit, 200-2: 2nd battery unit, 200-3: 3rd battery unit, 210: Battery cell, 210-1: 1st battery cell, 210-2: 1st 2 battery cells, 210-3: 3rd battery cell, 210-4: 4th battery cell, 220-1: + electrode, 220-2: -electrode

Claims (15)

複数のフレキシブルフラットケーブル(FFC)が積層された積層バスバーであって、
前記複数のフレキシブルフラットケーブル(FFC)の各々は、
2つの有機樹脂膜と、
前記2つの有機樹脂膜の間の複数の金属平板と、
前記2つの有機樹脂膜と前記複数の金属平板とを接着する接着剤と、を含み、
隣接する前記金属平板の間には前記接着剤が設けられ、
前記2つの有機樹脂膜および前記接着剤の各々の熱放射率は、前記金属平板の熱放射率より高い積層バスバー。
A laminated bus bar in which multiple flexible flat cables (FFCs) are laminated.
Each of the plurality of flexible flat cables (FFC)
Two organic resin films and
A plurality of metal flat plates between the two organic resin films and
Includes an adhesive that adheres the two organic resin films and the plurality of metal flat plates.
The adhesive is provided between the adjacent metal flat plates, and the adhesive is provided.
A laminated bus bar in which the thermal emissivity of each of the two organic resin films and the adhesive is higher than the thermal emissivity of the metal flat plate.
複数のフレキシブルフラットケーブル(FFC)が積層された積層バスバーであって、
前記複数のフレキシブルフラットケーブル(FFC)の各々は、
2つの有機樹脂膜と、
前記2つの有機樹脂膜の間の複数の金属平板と、
前記2つの有機樹脂膜と前記複数の金属平板とを接着する接着剤と、を含み、
隣接する前記金属平板の間には前記接着剤が設けられ、
前記複数のフレキシブルフラットケーブル(FFC)のうち隣接する2つのフレキシブルフラットケーブル(FFC)は、それぞれに含まれる前記複数の金属平板の数が異なり、
前記2つの有機樹脂膜および前記接着剤の各々の熱放射率は、前記金属平板の熱放射率より高い積層バスバー。
A laminated bus bar in which multiple flexible flat cables (FFCs) are laminated.
Each of the plurality of flexible flat cables (FFC)
Two organic resin films and
A plurality of metal flat plates between the two organic resin films and
Includes an adhesive that adheres the two organic resin films and the plurality of metal flat plates.
The adhesive is provided between the adjacent metal flat plates, and the adhesive is provided.
Of the plurality of flexible flat cables (FFCs), two adjacent flexible flat cables (FFCs) differ in the number of the plurality of metal flat plates contained therein.
A laminated bus bar in which the thermal emissivity of each of the two organic resin films and the adhesive is higher than the thermal emissivity of the metal flat plate.
前記2つの有機樹脂膜の熱放射率は、0.8以上である請求項1または請求項2に記載の積層バスバー。 The laminated bus bar according to claim 1 or 2, wherein the heat emissivity of the two organic resin films is 0.8 or more. 前記2つの有機樹脂膜の材料は、ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレート(PCT)である請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の積層バスバー。 The laminated bus bar according to any one of claims 1 to 3, wherein the material of the two organic resin films is polycyclohexanedimethylene terephthalate (PCT). 前記接着剤の材料は、ポリエステルである請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の積層バスバー。 The laminated bus bar according to any one of claims 1 to 4, wherein the material of the adhesive is polyester. 前記金属平板は矩形であり、
前記矩形の長辺の長さは、前記矩形の短辺の長さの5倍以上である請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の積層バスバー。
The metal flat plate is rectangular and has a rectangular shape.
The laminated bus bar according to any one of claims 1 to 5, wherein the length of the long side of the rectangle is five times or more the length of the short side of the rectangle.
前記金属平板の材料を金属棒材として用いたリジッドバスバーの所定の条件において得られる前記金属棒材の物理量と、前記金属棒材の物理量に対応する前記金属平板の物理量と、を用いて得られた特定値以下となるように、前記金属平板の物理量をパラメータとして、前記金属平板の構造が決定される請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の積層バスバー。 Obtained by using the physical quantity of the metal bar obtained under predetermined conditions of a rigid bus bar using the material of the metal flat plate as the metal bar, and the physical quantity of the metal flat plate corresponding to the physical quantity of the metal bar. The laminated bus bar according to any one of claims 1 to 6, wherein the structure of the metal flat plate is determined by using the physical quantity of the metal flat plate as a parameter so that the value is equal to or less than a specific value. 前記金属棒材の物理量は、前記金属棒材の断面積Aであり、
前記金属平板の物理量は、積層された前記複数のフレキシブルフラットケーブル(FFC)に含まれる前記複数の金属平板の総断面積Aであり、
前記複数の金属平板の総断面積Aは、以下の式を満たす請求項7に記載の積層バスバー。
Figure 2021077568
Physical quantity of said metallic bar is a cross-sectional area A 1 of the metal bar,
Physical quantity of the flat metal is the total cross-sectional area A 2 of said plurality of flat metal contained in the stacked plurality of flexible flat cable (FFC),
The laminated bus bar according to claim 7, wherein the total cross-sectional area A 2 of the plurality of metal flat plates satisfies the following formula.
Figure 2021077568
前記金属棒材の断面積Aは90mmである請求項8に記載の積層バスバー。 The laminated bus bar according to claim 8, wherein the cross-sectional area A 1 of the metal rod is 90 mm 2. 第1バッテリーセルと、
第2バッテリーセルと、
前記第1バッテリーセルの電極と前記第2バッテリーセルの電極とを電気的に接続し、複数のフレキシブルフラットケーブル(FFC)が積層された積層バスバーと、を含み、
前記複数のフレキシブルフラットケーブル(FFC)の各々は、
2つの有機樹脂膜と、
前記2つの有機樹脂膜の間の複数の金属平板と、
前記2つの有機樹脂膜と前記複数の金属平板とを接着する接着剤と、を含み、
隣接する前記金属平板の間には前記接着剤が設けられ、
前記2つの有機樹脂膜および前記接着剤の各々の熱放射率は、前記金属平板の熱放射率より高いバッテリーモジュール。
1st battery cell and
With the second battery cell
Includes a laminated bus bar in which the electrodes of the first battery cell and the electrodes of the second battery cell are electrically connected and a plurality of flexible flat cables (FFCs) are laminated.
Each of the plurality of flexible flat cables (FFC)
Two organic resin films and
A plurality of metal flat plates between the two organic resin films and
Includes an adhesive that adheres the two organic resin films and the plurality of metal flat plates.
The adhesive is provided between the adjacent metal flat plates, and the adhesive is provided.
A battery module in which the thermal emissivity of each of the two organic resin films and the adhesive is higher than the thermal emissivity of the metal flat plate.
前記第1バッテリーセルは、第1バッテリーユニットに含まれ、
前記第2バッテリーセルは、前記第1バッテリーユニットとは異なる第2バッテリーユニットに含まれる請求項10に記載のバッテリーモジュール。
The first battery cell is included in the first battery unit.
The battery module according to claim 10, wherein the second battery cell is included in a second battery unit different from the first battery unit.
電気自動車、ハイブリッド自動車、またはプラグインハイブリッド自動車に用いられる請求項10または請求項11に記載のバッテリーモジュール。 The battery module according to claim 10 or 11, which is used in an electric vehicle, a hybrid vehicle, or a plug-in hybrid vehicle. 2つの有機樹脂膜と、前記2つの有機樹脂膜の間の複数の金属平板と、前記2つの有機樹脂膜と前記複数の金属平板とを接着する接着剤と、を含むフレキシブルフラットケーブル(FFC)が複数積層された積層バスバーの設計方法であって、
前記金属平板の材料を金属棒材として用いたリジッドバスバーの所定の条件における前記金属棒材の物理量を取得し、
前記積層バスバーの前記所定の条件における前記金属平板の物理量を取得し、
前記金属棒材の物理量と、前記金属平板の物理量と、を用いて特定値を算出し、
前記特定値以下となるように、前記金属平板の物理量をパラメータとして、前記金属平板の構造を決定する積層バスバーの設計方法。
A flexible flat cable (FFC) including two organic resin films, a plurality of metal flat plates between the two organic resin films, and an adhesive for adhering the two organic resin films and the plurality of metal flat plates. Is a method of designing a laminated bus bar in which multiple layers are laminated.
Obtaining the physical quantity of the metal rod under predetermined conditions of a rigid bus bar using the material of the metal flat plate as the metal rod,
Obtaining the physical quantity of the metal flat plate under the predetermined conditions of the laminated bus bar,
A specific value is calculated using the physical quantity of the metal rod and the physical quantity of the metal flat plate.
A method for designing a laminated bus bar that determines the structure of the metal flat plate with the physical quantity of the metal flat plate as a parameter so as to be equal to or less than the specific value.
前記金属棒材の物理量は、前記金属棒材の断面積Aであり、
前記金属平板の物理量は、複数積層された前記フレキシブルフラットケーブル(FFC)に含まれる前記複数の金属平板の総断面積Aであり、
前記複数の金属平板の総断面積Aをパラメータとして以下の式を満たすように前記金属平板の構造を決定する請求項13に記載の積層バスバーの設計方法。
Figure 2021077568
Physical quantity of said metallic bar is a cross-sectional area A 1 of the metal bar,
The physical quantity of the metal flat plates is the total cross-sectional area A 2 of the plurality of metal plates included in the flexible flat cables (FFCs) laminated.
The method for designing a laminated bus bar according to claim 13, wherein the structure of the metal flat plate is determined so as to satisfy the following equation with the total cross-sectional area A 2 of the plurality of metal flat plates as a parameter.
Figure 2021077568
前記金属棒材の断面積Aは90mmである請求項14に記載の積層バスバーの設計方法。 The method for designing a laminated bus bar according to claim 14, wherein the cross-sectional area A 1 of the metal rod is 90 mm 2.
JP2019205002A 2019-11-12 2019-11-12 Laminated bus bar, method for designing laminated bus bar, and battery module Pending JP2021077568A (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019205002A JP2021077568A (en) 2019-11-12 2019-11-12 Laminated bus bar, method for designing laminated bus bar, and battery module
KR1020200023105A KR20210057637A (en) 2019-11-12 2020-02-25 Laminated bus bar, designing method of laminated bus bar, and battery module
PCT/KR2020/015800 WO2021096223A1 (en) 2019-11-12 2020-11-11 Laminated busbar, method for designing laminated busbar, and battery module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019205002A JP2021077568A (en) 2019-11-12 2019-11-12 Laminated bus bar, method for designing laminated bus bar, and battery module

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2021077568A true JP2021077568A (en) 2021-05-20

Family

ID=75899824

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019205002A Pending JP2021077568A (en) 2019-11-12 2019-11-12 Laminated bus bar, method for designing laminated bus bar, and battery module

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP2021077568A (en)
KR (1) KR20210057637A (en)
WO (1) WO2021096223A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220173484A1 (en) * 2020-11-30 2022-06-02 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery pack
JP2023528382A (en) * 2020-09-28 2023-07-04 エルジー エナジー ソリューション リミテッド FFC busbar
WO2023224233A1 (en) * 2022-05-19 2023-11-23 주식회사 엘지에너지솔루션 Flexible busbar having cover member capable of preventing corrosion and battery module including same

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7123514B2 (en) * 2020-06-17 2022-08-23 矢崎総業株式会社 conductive structure

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001286036A (en) * 2000-03-31 2001-10-12 Yazaki Corp Bus-bar wiring board of electrical connection box
JP2006310079A (en) 2005-04-28 2006-11-09 Nissan Motor Co Ltd Bus bar structure
JP2012195245A (en) * 2011-03-18 2012-10-11 Ricoh Co Ltd Electronic apparatus
KR101144935B1 (en) * 2011-11-11 2012-05-11 (주)미르솔라 Pcb type of bus bar for solar cell
KR102463629B1 (en) * 2017-11-30 2022-11-03 엘에스전선 주식회사 Busbar and busduct having the same
DE112018007326T5 (en) * 2018-03-22 2021-02-11 Autonetworks Technologies, Ltd. Structure for connecting flexible flat cables

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023528382A (en) * 2020-09-28 2023-07-04 エルジー エナジー ソリューション リミテッド FFC busbar
JP7529193B2 (en) 2020-09-28 2024-08-06 エルジー エナジー ソリューション リミテッド FFC busbar
US20220173484A1 (en) * 2020-11-30 2022-06-02 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery pack
US11811095B2 (en) * 2020-11-30 2023-11-07 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery pack including busbar assembly having flexible substrate and insulating film
WO2023224233A1 (en) * 2022-05-19 2023-11-23 주식회사 엘지에너지솔루션 Flexible busbar having cover member capable of preventing corrosion and battery module including same

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021096223A1 (en) 2021-05-20
KR20210057637A (en) 2021-05-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2021077568A (en) Laminated bus bar, method for designing laminated bus bar, and battery module
WO2011078234A1 (en) Wire harness
EP3357147B1 (en) Structures and methods for thermal management in printed circuit board stators
JP6075784B2 (en) Busbar, busbar module, and busbar manufacturing method
JP6439149B2 (en) Chip resistor
JP6306418B2 (en) Printed circuit board, circuit board assembly, and heat transfer management device
JP6008160B1 (en) Noise filter
JP2011146237A (en) Conductive path
CN109792097A (en) For connecting the plate and battery of cell negative terminal
JP2013526020A (en) Integrated planar transformer and busbar
JP6174246B2 (en) Thermoelectric conversion element, thermoelectric conversion module, and method of manufacturing thermoelectric conversion element
WO2019159776A1 (en) Cooling device
WO2016027362A1 (en) Transmission device and transmission circuit
WO2016027363A1 (en) Transmission cable
CN106031307B (en) Technique for producing power printed circuit and the power printed circuit obtained by this technique
EP3733527B1 (en) High-conductance thermal connector
JP6505585B2 (en) Thermoelectric conversion element
RU2467528C2 (en) Electronic board and aircraft with said electronic board
WO2017115627A1 (en) Inverter
CN104125707B (en) Printed wiring board, circuit board assembly, transfer pipes manage device
WO2017051699A1 (en) Thermoelectric conversion element
EP3992990A1 (en) Flexible flat cable and stack-type busbar including the same
KR102336649B1 (en) Thermoelectric module having single crystal thermoelectric material and fabrication method for thereof
JP2009283399A (en) Flat cable
CN114446522A (en) Flexible flat cable and laminated busbar comprising same