JP2021140865A - 導電モジュール - Google Patents

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Abstract

【課題】小型化された蓄電モジュールの提供。【解決手段】端子間接続部品群15,16と、端子間接続部品群毎のフレキシブル配線部品20と、を備え、フレキシブル配線部品は、端子間接続部品10を電極端子に接続させる際の仮搭載形状とその接続作業後の本搭載形状とに変形させる変形部を有し、電圧検出線路30は、セル配列方向に延在する延在部31a及び延在部に交差させた交差部31bを有する主導電部31と、交差部31bから延出し、一端を接続対象の端子間接続部品に電気接続させる副導電部32と、を有し、それぞれの主導電部とこれらを覆う絶縁部41は、接続対象の端子間接続部品群の少なくとも一部を本搭載形状のときに電極端子と共に覆うことが可能な大きさに形成され、変形部は、交差部における副導電部側の一部又は/及び副導電部に設け、その変形によって、主導電部側と副導電部側との間を仮搭載形状と本搭載形状との間で変位させる。【選択図】図1

Description

本発明は、導電モジュールに関する。
従来、回転機を駆動源とする車両(電気自動車やハイブリッド車等)には、その回転機に対して給電を行う電池モジュールと、この電池モジュールを成す複数の電池セルを電気接続対象物(例えば、電池セルの電池状態を監視するための電池監視ユニット)に電気接続させる導電モジュールと、が搭載されている。その電池モジュールは、正負それぞれの電極端子を有する複数の電池セルの配列体であり、複数の電極端子が直列配置された電極端子群を2列有している。導電モジュールは、例えば、それぞれの電極端子群の間に配置され、可撓性を持たせて平たく形成されたフレキシブル配線部品を備えている。そのフレキシブル配線部品は、可撓性を有し、かつ、2つの電極端子群のそれぞれの電極端子を電気接続対象物に電気接続させる複数の電圧検出線路と、可撓性を持たせて平たく形成され、かつ、それぞれの電圧検出線路を内包させる絶縁部材と、を有している。かかる構成の導電モジュールについては、例えば、下記の特許文献1に開示されている。
特開2018−18612号公報
ところで、この種の導電モジュールは、フレキシブル配線部品が電池モジュール上におけるそれぞれの電極端子群の間を覆うので、電池モジュール上での専有面積が大きなものとなる。そして、このようなフレキシブル配線部品においては、例えば、電池セルの容量増加等でそれぞれの電極端子群の間隔が拡がるほど、絶縁部材における無用な領域の拡大に繋がる。
そこで、本発明は、小型化された導電モジュールを提供することを、その目的とする。
上記目的を達成する為、本発明は、正負それぞれの電極端子を有する複数の電池セルの配列体であり且つ複数の前記電極端子が直列配置された電極端子群を2列有する電池モジュールに取り付けられ、前記電極端子間を電気接続させる端子間接続部品が前記電極端子群毎に複数組ずつ設けられた端子間接続部品群と、2つの前記端子間接続部品群毎に設け、前記電極端子間の端子間電位を測定する複数の電圧検出線路を並列に備えたフレキシブル配線部品と、を備え、次のことを特徴とする。前記フレキシブル配線部品は、接続対象の前記端子間接続部品を前記電極端子に対して物理的且つ電気的に接続させる際の仮搭載形状とその接続作業後の本搭載形状とに変形させることが可能な変形部を有している。前記電圧検出線路は、複数の前記電池セルの配列方向に延在し且つ一端を電気接続対象物に電気接続させる延在部及び前記延在部の他端から前記配列方向に対する交差方向に延びる交差部を有する主導電部と、前記交差部の延出方向における一端から延出し、一端を接続対象の前記端子間接続部品に電気接続させる副導電部と、を有している。前記フレキシブル配線部品におけるそれぞれの前記主導電部とこれらを覆う絶縁部は、接続対象の前記端子間接続部品群の少なくとも一部を前記本搭載形状のときに前記電極端子と共に覆うことが可能な大きさに形成されている。前記変形部は、前記交差部における前記副導電部側の一部又は/及び前記副導電部に設け、その変形によって、前記主導電部側と前記副導電部側との間を前記仮搭載形状と前記本搭載形状との間で変位させる。
また、上記目的を達成する為、本発明は、正負それぞれの電極端子を有する複数の電池セルの配列体であり且つ複数の前記電極端子が直列配置された電極端子群を2列有する電池モジュールの前記電極端子間を電気接続させる端子間接続部品が前記電極端子群毎に複数組ずつ設けられた端子間接続部品群毎に設け、前記電極端子間の端子間電位を測定する複数の電圧検出線路を並列に備えたフレキシブル配線部品を備え、次のことを特徴とする。前記フレキシブル配線部品は、接続対象の前記端子間接続部品を前記電極端子に対して物理的且つ電気的に接続させる際の仮搭載形状とその接続作業後の本搭載形状とに変形させることが可能な変形部を有している。前記電圧検出線路は、複数の前記電池セルの配列方向に延在し且つ一端を電気接続対象物に電気接続させる延在部及び前記延在部の他端から前記配列方向に対する交差方向に延びる交差部を有する主導電部と、前記交差部の延出方向における一端から延出し、一端を接続対象の前記端子間接続部品に電気接続させる副導電部と、を有している。前記フレキシブル配線部品におけるそれぞれの前記主導電部とこれらを覆う絶縁部は、接続対象の前記端子間接続部品群の少なくとも一部を前記本搭載形状のときに前記電極端子と共に覆うことが可能な大きさに形成されている。前記変形部は、前記交差部における前記副導電部側の一部又は/及び前記副導電部に設け、その変形によって、前記主導電部側と前記副導電部側との間を前記仮搭載形状と前記本搭載形状との間で変位させる。
ここで、前記変形部は、屈曲変形によって前記フレキシブル配線部品を前記仮搭載形状と前記本搭載形状とに変形させる屈曲変形部であることが望ましい。
また、前記フレキシブル配線部品は、フレキシブルプリント回路基板であることが望ましい。
また、2つの前記フレキシブル配線部品におけるそれぞれの前記延在部の一端と前記電気接続対象物との間に介在させ、2つの前記フレキシブル配線部品と前記電気接続対象物との間を電気接続させる連結用フレキシブル配線部品を備え、前記連結用フレキシブル配線部品は、前記延在部の一端を前記電気接続対象物に電気接続させる前記主導電部毎の連結用電圧検出線路と、全ての前記連結用電圧検出線路を内包させる連結用絶縁部材と、を備えると共に、前記フレキシブル配線部品を前記仮搭載形状と前記本搭載形状との間で変形させる際に追従変形可能な前記フレキシブル配線部品毎の追従変形部を有することが望ましい。
また、前記連結用電圧検出線路は、前記本搭載形状のときにそれぞれの前記フレキシブル配線部品の対向配置方向に延在させ、一端を前記延在部の一端に対して物理的且つ電気的に接続させる第1連結用導電部と、前記第1連結用導電部の他端から前記配列方向に延在させ、一端を前記電気接続対象物に電気接続させる第2連結用導電部と、を有し、前記追従変形部は、前記第1連結用導電部及び前記第1連結用導電部を覆う前記連結用絶縁部材の連結用絶縁部に設けることが望ましい。
また、前記電気接続対象物は、それぞれの前記電池セルの電池状態を監視する電池監視ユニットであり、前記連結用フレキシブル配線部品は、それぞれの前記連結用電圧検出線路が形成された2つの導体パターン層を有する両面のフレキシブルプリント回路基板であり、前記電池監視ユニットに繋ぐそれぞれの前記連結用電圧検出線路の回路を一方の前記導体パターン層側と他方の前記導体パターン層側とに交互に振り分ける絶縁層を有することが望ましい。
本発明に係る導電モジュールにおいては、それぞれのフレキシブル配線部品が本搭載形状となった際に、電池モジュール上で、それぞれのフレキシブル配線部品がそれぞれの電極端子群に重ねられた状態で配置される。このように、この導電モジュールは、電池モジュール上での専有面積を小さくすることが可能な小型化が図られている。
図1は、実施形態における仮搭載形状の導電モジュールを示す平面図である。 図2は、実施形態における仮搭載形状の導電モジュールを電池モジュールと共に示す平面図である。 図3は、実施形態における本搭載形状の導電モジュールを電池モジュールと共に示す平面図である。 図4は、図2の導電モジュールを電池モジュールと共に矢印Aの方向に見て要部を誇張した図である。 図5は、導電モジュールの変形途中の形状を示す断面図である。 図6は、図3の導電モジュールを電池モジュールと共に矢印Aの方向に見て要部を誇張した図である。
以下に、本発明に係る導電モジュールの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
[実施形態]
本発明に係る導電モジュールの実施形態の1つを図1から図6に基づいて説明する。
図1から図6の符号1は、本実施形態の導電モジュールを示す。導電モジュール1は、電池モジュールBMに組み付けることによって、この電池モジュールBMと共に電池パックBPを構成する(図2から図6)。電池パックBPとは、例えば、回転機を駆動源として備える車両(電気自動車やハイブリッド車等)に搭載されるものであり、その回転機に対する給電等に供される。
電池モジュールBMは、複数の電池セルBCを備える(図2及び図3)。その電池セルBCは、セル本体BC1と、2つの電極端子BC2と、を備える(図2及び図4から図6)。それぞれの電極端子BC2は、外方に露出させた状態でセル本体BC1の何れかの場所に各々設けたものであって、一方が正極となり、他方が負極となる。それぞれの電極端子BC2は、例えば、セル本体BC1の外壁面に設けた板状又は方体状のものであったり、セル本体BC1の外壁面から突出させた柱状の極柱であったりする。また、それぞれの電極端子BC2は、セル本体BC1が複数の外壁面を有する場合、その内の1つの外壁面に各々配置してもよく、それぞれ別の外壁面に配置してもよい。
電池モジュールBMは、その正負それぞれの電極端子BC2を有する複数の電池セルBCが一方向に配列された配列体である。この電池モジュールBMにおいては、それぞれの電池セルBCの一方の電極端子BC2と他方の電極端子BC2とが各々一列に並べられた状態で、それぞれの電池セルBCが配列されている。このため、この電池モジュールBMでは、図2に示すように、一列に並べられた複数の電極端子BC2から成る電極端子群が2箇所に設けられている(電極端子群BC5,BC6)。つまり、この電池モジュールBMは、複数の電極端子BC2が直列配置された電極端子群を2列有している(電極端子群BC5,BC6)。以下においては、特段の言及が無く「配列方向」と記した場合、その複数の電池セルBCの配列方向や電極端子群BC5,BC6毎の複数の電極端子BC2の配列方向のことを示すものとする。
例えば、本実施形態の電池セルBCは、セル本体BC1が方体を成している。故に、本実施形態の電池モジュールBMは、それぞれの電池セルBCによって仮想的に方体を成しており、複数の電池セルBCから成る集合体の6つの壁面を有している。また、本実施形態の電池セルBCは、そのセル本体BC1の1つの外壁面に2つの電極端子BC2を備えている(図2及び図4から図6)。故に、本実施形態の電池モジュールBMにおいては、方体を成す6つの壁面の内の1つに2つの電極端子群BC5,BC6が設けられている。例えば、この電池モジュールBMは、車両において、それぞれの電極端子BC2が車両上方を向くように搭載される。
導電モジュール1は、そのように構成されている電池モジュールBMに組み付けて、それぞれの電池セルBCに対して電気接続させる。この導電モジュール1は、その電池モジュールBMの隣り合う電極端子BC2間を電気接続させる複数の導電性の端子間接続部品10(図1から図6)を備える。この導電モジュール1においては、その端子間接続部品10が電極端子群BC5,BC6毎に複数組ずつ設けられている。つまり、この導電モジュール1は、一方の電極端子群(以下、必要に応じて「第1電極端子群」という。)BC5の隣り合う電極端子BC2間を電気接続させる複数の端子間接続部品10から成る一方の端子間接続部品群(以下、必要に応じて「第1端子間接続部品群」という。)15と、他方の電極端子群(以下、必要に応じて「第2電極端子群」という。)BC6の隣り合う電極端子BC2間を電気接続させる複数の端子間接続部品10から成る他方の端子間接続部品群(以下、必要に応じて「第2端子間接続部品群」という。)16と、を備えている。
尚、電極端子群BC5,BC6においては、それぞれに又は何れか一方に、所謂総正極となる電極端子BC2と所謂総負極となる電極端子BC2とが含まれている。そして、導電モジュール1においては、その1つの電極端子BC2に電気接続させる総正極用と総負極用の端子接続部品10Bが各々設けられている(図1から図3)。ここで示す導電モジュール1においては、その2つの端子接続部品10Bが第1端子間接続部品群15に設けられている。
ここで示す端子間接続部品10及び端子接続部品10Bは、板状の所謂バスバであり、金属板等の導電性材料で成形される。この端子間接続部品10及び端子接続部品10Bは、電極端子BC2に対して直接的に電気接続させるものであってもよく、電極端子BC2に対して間接的に電気接続させるものであってもよい。例えば、板状又は方体状の電極端子BC2の場合には、電極端子BC2と端子間接続部品10(又は端子接続部品10B)の平面同士を対向配置させ、その電極端子BC2に端子間接続部品10(又は端子接続部品10B)を溶接(レーザ溶接等)することによって、その間を直接的に電気接続させる。この場合、端子間接続部品10については、配列方向で隣り合う2つの電極端子BC2に対して溶接される。また、電極端子BC2が極柱の場合には、その極柱そのものが雄螺子部を有しており、かつ、その電極端子BC2を挿通させる貫通孔が端子間接続部品10及び端子接続部品10Bに形成されているので、その貫通孔に挿通させた電極端子BC2の雄螺子部に雌螺子部材を螺合させることによって、その電極端子BC2に端子間接続部品10(又は端子接続部品10B)を螺子止め固定する。この場合、端子間接続部品10には、配列方向で隣り合う2つの電極端子BC2に対応させた貫通孔が1つずつ形成されている。この端子間接続部品10については、その2つの電極端子BC2をそれぞれの貫通孔に挿通させ、それぞれの電極端子BC2の雄螺子部毎に雌螺子部材を螺合させることによって、それぞれの電極端子BC2に螺子止め固定される。この例示の端子間接続部品10及び端子接続部品10Bは、矩形の平板状に成形されており、電極端子BC2に対して溶接される。
更に、導電モジュール1は、2つの端子間接続部品群15,16毎に設けたフレキシブル配線部品20を備える(図1から図6)。そのフレキシブル配線部品20は、接続対象の端子間接続部品群15(16)の端子間接続部品10に電気接続させる。つまり、この導電モジュール1は、第1端子間接続部品群15の端子間接続部品10に電気接続させる一方のフレキシブル配線部品(以下、必要に応じて「第1フレキシブル配線部品」という。)20Aと、第2端子間接続部品群16の端子間接続部品10に電気接続させる他方のフレキシブル配線部品(以下、必要に応じて「第2フレキシブル配線部品」という。)20Bと、を備えている。
第1フレキシブル配線部品20Aは、第1端子間接続部品群15と電池セルBCの電気接続対象物(図示略)との間に介在させ、その第1端子間接続部品群15の端子間接続部品10と電気接続対象物との間を電気接続させるものとして構成する(図1)。一方、第2フレキシブル配線部品20Bは、第2端子間接続部品群16と電気接続対象物との間に介在させ、その第2端子間接続部品群16の端子間接続部品10と電気接続対象物との間を電気接続させるものとして構成する(図1)。その電気接続対象物としては、例えば、それぞれの電池セルBCの電池状態(電圧、電流、温度等)を監視するための電池監視ユニットが考えられる。
フレキシブル配線部品20(第1フレキシブル配線部品20A、第2フレキシブル配線部品20B)は、可撓性を有し且つ電極端子BC2間の端子間電位を測定する複数の電圧検出線路30を並列に備える。その電圧検出線路30は、接続対象の端子間接続部品群15(16)の端子間接続部品10毎に設け、この端子間接続部品10を電気接続対象物に電気接続させる。このフレキシブル配線部品20においては、それぞれの電圧検出線路30が互いに間隔を空けた状態で配置される。更に、このフレキシブル配線部品20は、可撓性を有し、かつ、その全ての電圧検出線路30を内包させる絶縁部材40を備える(図1)。尚、第1フレキシブル配線部品20Aは、導電モジュール1が自らの構成要素として電極端子群BC5を備える場合、その電極端子群BC5のそれぞれの端子接続部品10Bにも電圧検出線路30を繋いで、その電圧検出線路30の後述する副導電部32を絶縁部材40の後述する副絶縁部42で覆ってもよい。
ここで示すフレキシブル配線部品20(第1フレキシブル配線部品20A、第2フレキシブル配線部品20B)は、フレキシブルプリント回路基板(所謂FPC)であって、電圧検出線路30が導体パターンによって形成され、かつ、絶縁部材40が各種フィルムによって形成されている。例えば、それぞれのフレキシブル配線部品20(第1フレキシブル配線部品20A、第2フレキシブル配線部品20B)は、それぞれの電圧検出線路30が形成された1つの導体パターン層を有する片面のフレキシブルプリント回路基板として構成してもよく、それぞれの電圧検出線路30が形成された2つの導体パターン層を有する両面のフレキシブルプリント回路基板として構成してもよい。但し、フレキシブル配線部品20としては、可撓性(言うなれば柔軟性)を有するもので且つその主たる部分が平たく形成されたものであり、更に下記の変形部21を有するものであるならば、フレキシブルプリント回路基板以外のものを用いてもよい。例えば、このフレキシブル配線部品20としては、メンブレン配線板等の印刷回路体、フラットケーブル(所謂FC)やフレキシブルフラットケーブル(所謂FFC)等を用いてもよい。
電圧検出線路30は、主導電部31と副導電部32とを有する(図1)。主導電部31は、配列方向に延在し、一端を電気接続対象物に電気接続させる延在部31aと、この延在部31aの他端から配列方向に対する交差方向に延びる交差部31bと、を有する。副導電部32は、その交差部31bの延出方向における一端から延出し、一端を接続対象の端子間接続部品10に電気接続させる。この副導電部32は、一端を接続対象の端子間接続部品10に対して物理的且つ電気的に接続させる電気接続部32aと、この電気接続部32aの他端を交差部31bの一端に繋ぐ連結部32bと、を有する(図4)。
ここで示す電圧検出線路30においては、自身の一方の端部が主導電部31における延在部31aの一端となり、この延在部31aの一端を電気接続対象物に対して下記のように間接的に電気接続させる。フレキシブル配線部品20(第1フレキシブル配線部品20A、第2フレキシブル配線部品20B)においては、配列方向における一方側の端部(この例示では電気接続対象物が配置される側の端部)にそれぞれの主導電部31における延在部31aの一端が配置される。そのそれぞれの主導電部31は、電圧検出線路30の接続対象となる端子間接続部品10毎に延在部31aの長さが異なり、フレキシブル配線部品20における配列方向の一方側の端部の近くに配置される端子間接続部品10を接続対象とするものほど短くなっている。
ここで示すフレキシブル配線部品20(第1フレキシブル配線部品20A、第2フレキシブル配線部品20B)においては、全ての主導電部31の延在部31aがそれぞれの電極端子群BC5,BC6の対向配置方向に1本ずつ間隔を空けながら並べられている。以下においては、特段の言及が無く「対向配置方向」と記した場合、それぞれの電極端子群BC5,BC6の対向配置方向、それぞれの端子間接続部品群15,16の対向配置方向、それぞれのフレキシブル配線部品20の対向配置方向のことを示すものとする。
また、フレキシブル配線部品20(第1フレキシブル配線部品20A、第2フレキシブル配線部品20B)においては、主導電部31の交差部31bが配列方向に1本ずつ間隔を空けながら並べられている。ここで示すそれぞれの交差部31bは、その配列方向に対する直交方向で全て同じ向きに延出させる。この例示のそれぞれの交差部31bは、対向配置方向に延出させている。このフレキシブル配線部品20(第1フレキシブル配線部品20A、第2フレキシブル配線部品20B)においては、その交差部31bと副導電部32の組み合わせがその組み合わせ毎に配列方向に1本ずつ間隔を空けながら並べられている。
ここで示す電圧検出線路30においては、副導電部32における電気接続部32aの他端が自身の他方の端部であり、この電気接続部32aの他端を接続対象の端子間接続部品10に対して直接的に電気接続させる。例えば、電気接続部32aの他端は、接続対象の端子間接続部品10に半田付けされる。但し、電圧検出線路30は、電気接続部32aの他端と接続対象の端子間接続部品10との間に他の導電性部材(電線や端子金具等)を介在させるなどして、その間を間接的に電気接続させてもよい。
この例示の電圧検出線路30は、仮搭載形状であるか本搭載形状であるかに拘わらず、その主導電部31と副導電部32の電気接続部32aとを配列方向と対向配置方向とに対する直交方向で且つ対向配置方向にオフセットさせている。この例示の副導電部32には、その主導電部31における交差部31bの一端と電気接続部32aの他端との間に先の連結部32bを介在させている(図4)。ここで示す連結部32bは、配列方向と対向配置方向とに対する直交方向で、かつ、電池セルBC側に向けて延出させる。また、ここで示す電気接続部32aは、対向配置方向に延出させる。
絶縁部材40は、このフレキシブル配線部品20の接続対象の端子間接続部品群15(16)の少なくとも一部を本搭載形状のときに電極端子BC2と共に覆うことが可能な大きさで平たく形成され、かつ、内包対象の全ての電圧検出線路30の主導電部31を内包させる主絶縁部41と、内包対象の全ての電圧検出線路30の副導電部32毎に設けて当該副導電部32を内包させる副絶縁部42と、を有する(図1及び図2)。
フレキシブル配線部品20におけるそれぞれの主導電部31とこれらを覆う絶縁部(主絶縁部41)は、接続対象の端子間接続部品群15(16)の少なくとも一部を本搭載形状のときに電極端子BC2と共に覆うことが可能な大きさに形成される。よって、主絶縁部41は、そのような大きさで平たく形成されている。この例示の主絶縁部41は、矩形の平板状を成すものとして形成されている。更に、ここで示す主絶縁部41は、内包対象の全ての電圧検出線路30の主導電部31を当該主導電部31における延在部31aの一端及び下記の連結用導電部61の一端の物理的且つ電気的な接続が可能な状態で内包させる。例えば、主絶縁部41は、それぞれの延在部31aの一端を外方に露出させるものとして形成されている。
また、ここで示す副絶縁部42は、副導電部32を当該副導電部32における電気接続部32aの一端と接続対象の端子間接続部品10の物理的且つ電気的な接続が可能な状態で内包させる。例えば、副絶縁部42は、その電気接続部32aの一端を外方に露出させるものとして形成されている。尚、副絶縁部42は、電気接続部32aの一端と接続対象の端子間接続部品10との間に他の導電性部材(電線や端子金具等)を介在させる場合、その導電性部材に対して電気接続部32aの一端を物理的且つ電気的に接続させるべく、電気接続部32aの一端を外方に露出させる。
この例示の副絶縁部42は、電気接続部32aを内包させる第1絶縁部42aと、連結部32bを内包させる第2絶縁部42bと、を有する(図4)。
このような電圧検出線路30と絶縁部材40を備えるフレキシブル配線部品20(第1フレキシブル配線部品20A、第2フレキシブル配線部品20B)は、電池モジュールBMに搭載する場合、先ず、電圧検出線路30を介して連結されている端子間接続部品10(この例示の第1フレキシブル配線部品20Aについては端子間接続部品10と端子接続部品10B)を電極端子BC2に対して物理的且つ電気的に接続させるべく、その接続作業が可能な仮搭載形状にしておく。そして、このフレキシブル配線部品20(第1フレキシブル配線部品20A、第2フレキシブル配線部品20B)は、その接続作業を終えた後で、本搭載形状に変形させる。このため、このフレキシブル配線部品20(第1フレキシブル配線部品20A、第2フレキシブル配線部品20B)は、接続対象の端子間接続部品群15(16)の端子間接続部品10を電極端子BC2に対して物理的且つ電気的に接続させる際の仮搭載形状(図1、図2及び図4)とその接続作業後の本搭載形状(図3及び図6)とに変形させることが可能な変形部21を有している(図4から図6)。
その変形部21は、交差部31bにおける副導電部32側の一部(つまり、交差部31bの一端側)又は/及び副導電部32に設ける。この変形部21は、その交差部31bにおける副導電部32側の一部(つまり、交差部31bの一端側)又は/及び副導電部32の変形によって、主導電部31側と副導電部32側との間を仮搭載形状と本搭載形状との間で変位させるものとして形成される。つまり、変形部21は、主絶縁部41における副絶縁部42側の端部又は/及び副絶縁部42に設ける。副導電部32とこれを覆う副絶縁部42に変形部21を設ける場合には、例えば、連結部32bとこれを覆う第2絶縁部42bの全体を変形部21として利用してもよく、連結部32bとこれを覆う第2絶縁部42bにおける主導電部31側(主絶縁部41側)の一部を変形部21として利用してもよい。この例示では、主導電部31及び主絶縁部41の組み合わせにおける副導電部32側及び副絶縁部42側の端部と連結部32b及び第2絶縁部42bの組み合わせにおける主導電部31側及び主絶縁部41側の端部との境界部分を変形部21として利用している。
ここで示す変形部21は、屈曲変形によってフレキシブル配線部品20(第1フレキシブル配線部品20A、第2フレキシブル配線部品20B)を仮搭載形状と本搭載形状とに変形させる屈曲変形部である。
具体的に、仮搭載形状のフレキシブル配線部品20(第1フレキシブル配線部品20A、第2フレキシブル配線部品20B)は、接続対象の端子間接続部品群15(16)の全ての端子間接続部品10を電極端子BC2に対して物理的且つ電気的に接続させることが可能な形状にしておく(図2及び図4)。このために、電圧検出線路30の主導電部31が内包された主絶縁部41は、変形部21の変形に伴う仮搭載形状のときに、対向配置方向でその電圧検出線路30の接続対象の端子間接続部品群15(16)に隣設させる。この例示の主絶縁部41は、変形部21の変形に伴う仮搭載形状のときに、それぞれの端子間接続部品群15,16の間で、このフレキシブル配線部品20の接続対象の端子間接続部品群15(16)に隣設させている。
フレキシブル配線部品20(第1フレキシブル配線部品20A、第2フレキシブル配線部品20B)においては、その仮搭載形状から本搭載形状へと変形部21を変形させていくことによって(図5)、本搭載形状となったときに(図3及び図6)、間隔を空けて接続対象の端子間接続部品群15(16)における全ての端子間接続部品10及び端子接続部品10Bと電極端子BC2を覆う位置まで、主導電部31及び主絶縁部41の組み合わせが変位していく。
本実施形態の導電モジュール1は、2つのフレキシブル配線部品20(第1フレキシブル配線部品20A、第2フレキシブル配線部品20B)におけるそれぞれの延在部31aの一端と電気接続対象物との間に介在させ、その2つの2つのフレキシブル配線部品20と電気接続対象物との間を電気接続させる連結用フレキシブル配線部品50を備える(図1から図6)。
その連結用フレキシブル配線部品50は、可撓性を有し、かつ、延在部31aの一端を電気接続対象物に電気接続させる主導電部31毎の連結用電圧検出線路60と、可撓性を有し、かつ、その全ての連結用電圧検出線路60を内包させる連結用絶縁部材70と、を備える(図1)。この連結用フレキシブル配線部品50においては、それぞれの連結用電圧検出線路60が互いに間隔を空けた状態で配置される。ここで示す連結用電圧検出線路60は、L字状に形成されている。例えば、それぞれの連結用電圧検出線路60は、各々、配列方向と対向配置方向とに沿う平面の面方向で互いに間隔を空けて配置されている。
ここで示す連結用フレキシブル配線部品50は、フレキシブルプリント回路基板(所謂FPC)であって、連結用電圧検出線路60が導体パターンによって形成され、かつ、連結用絶縁部材70が各種フィルムによって形成されている。例えば、連結用フレキシブル配線部品50は、それぞれの連結用電圧検出線路60が形成された1つの導体パターン層を有する片面のフレキシブルプリント回路基板として構成してもよく、それぞれの連結用電圧検出線路60が形成された2つの導体パターン層を有する両面のフレキシブルプリント回路基板として構成してもよい。但し、連結用フレキシブル配線部品50としては、可撓性(言うなれば柔軟性)を有するもので且つ平たく形成されたものであり、更に下記の追従変形部51を有するものであるならば、先のフレキシブル配線部品20と同じように、フレキシブルプリント回路基板以外の印刷回路体等を用いてもよい。
連結用電圧検出線路60は、本搭載形状のときに対向配置方向に延在させ、一端を延在部31aの一端に対して物理的且つ電気的に接続させる第1連結用導電部61と、この第1連結用導電部61の他端から配列方向に延在させ、一端を電気接続対象物に電気接続させる第2連結用導電部62と、を有する(図1)。この連結用電圧検出線路60においては、自身の一方の端部が第1連結用導電部61の一端となり、自身の他方の端部が第2連結用導電部62の一端となる。
第1フレキシブル配線部品20A側の第1連結用導電部61は、本搭載形状のときに第2フレキシブル配線部品20B側から第1フレキシブル配線部品20A側に延出されており、その延出先の一端を第1フレキシブル配線部品20Aにおける延在部31aの一端に対して物理的且つ電気的に接続させる。これに対して、第2フレキシブル配線部品20B側の第1連結用導電部61は、本搭載形状のときに第1フレキシブル配線部品20A側から第2フレキシブル配線部品20B側に延出されており、その延出先の一端を第2フレキシブル配線部品20Bにおける延在部31aの一端に対して物理的且つ電気的に接続させる。
連結用フレキシブル配線部品50においては、対向配置方向における一方側の端部(第1フレキシブル配線部品20A側の端部)に第1フレキシブル配線部品20A側のそれぞれの第1連結用導電部61の一端が配置され、対向配置方向における他方側の端部(第2フレキシブル配線部品20B側の端部)に第2フレキシブル配線部品20B側のそれぞれの第1連結用導電部61の一端が配置される。
それぞれの第1連結用導電部61の一端は、接続対象のフレキシブル配線部品20(第1フレキシブル配線部品20A、第2フレキシブル配線部品20B)のそれぞれの主導電部31における延在部31aの一端の位置に合わせて配置される。対になる延在部31aの一端と第1連結用導電部61の一端同士は、例えば、半田付けやACF(Anisotropic Conductive Film)圧着等で直接的に電気接続させる。その接続部分に導体が露出している場合には、例えば、その接続部分を絶縁性部材で覆うなどして、導体の露出を防ぐ。
一方、この連結用電圧検出線路60においては、第2連結用導電部62の一端を電気接続対象物に対して直接的又は間接的に電気接続させる。連結用フレキシブル配線部品50においては、配列方向における電気接続対象物側の端部にそれぞれの連結用電圧検出線路60の第2連結用導電部62の一端が配置される。ここで示す導電モジュール1においては、それぞれの第2連結用導電部62の一端にコネクタ65が接続されており(図1から図3)、このコネクタ65を介してそれぞれの第2連結用導電部62の一端が電気接続対象物に電気接続される。
連結用絶縁部材70は、本搭載形状のときに平板状を成し、かつ、第1フレキシブル配線部品20A側と第2フレキシブル配線部品20B側の全ての第1連結用導電部61を内包させる第1連結用絶縁部71と、本搭載形状のときに平板状を成し、かつ、第1フレキシブル配線部品20A側と第2フレキシブル配線部品20B側の全ての第2連結用導電部62の内、第1連結用絶縁部71から突出した部分を内包させる第2連結用絶縁部72と、を有する(図1から図3)。
第1連結用絶縁部71は、第1連結用導電部61の一端と接続対象のフレキシブル配線部品20(第1フレキシブル配線部品20A、第2フレキシブル配線部品20B)の主導電部31における延在部31aの一端との物理的且つ電気的な接続を全ての第1連結用導電部61で行える状態にして、その全ての第1連結用導電部61を内包させる。例えば、第1連結用絶縁部71は、それぞれの第1連結用導電部61の一端を外方に露出させるものとして形成されている。
また、ここで示す第2連結用絶縁部72は、第1フレキシブル配線部品20A側と第2フレキシブル配線部品20B側の全ての第2連結用導電部62の一端とコネクタ65との物理的且つ電気的な接続が可能な状態で内包させる。例えば、第2連結用絶縁部72は、その全ての第2連結用導電部62の一端を外方に露出させるものとして形成されている。
この連結用フレキシブル配線部品50は、それぞれのフレキシブル配線部品20(第1フレキシブル配線部品20A、第2フレキシブル配線部品20B)の仮搭載形状と本搭載形状との間での変形に連動して変形させる。このために、この連結用フレキシブル配線部品50は、フレキシブル配線部品20を仮搭載形状と本搭載形状との間で変形させる際に追従変形可能なフレキシブル配線部品20(第1フレキシブル配線部品20A、第2フレキシブル配線部品20B)毎の追従変形部51を有する(図4から図6)。
追従変形部51は、第1連結用導電部61及び当該第1連結用導電部61を覆う連結用絶縁部(第1連結用絶縁部71)に設ける。ここで示す追従変形部51は、フレキシブル配線部品20を仮搭載形状と本搭載形状との間で変形させる際に屈曲変形させる屈曲変形部である。この連結用フレキシブル配線部品50においては、第1連結用導電部61及び第1連結用絶縁部71における第2連結用絶縁部72よりも対向配置方向でフレキシブル配線部品20側(第1フレキシブル配線部品20A側、第2フレキシブル配線部品20B側)に、追従変形部51を設ける。ここで示す連結用フレキシブル配線部品50においては、第1連結用導電部61及び第1連結用絶縁部71における第2連結用絶縁部72よりも対向配置方向でフレキシブル配線部品20側の一部又は全体を追従変形部51として利用する。この例示では、そのそれぞれのフレキシブル配線部品20側(第1フレキシブル配線部品20A側、第2フレキシブル配線部品20B側)の全体を追従変形部51として利用している。
この導電モジュール1においては、図示しないが、電極端子群BC5における全ての端子間接続部品10を保持する絶縁性の第1保持部材と、電極端子群BC6における全ての端子間接続部品10を保持する絶縁性の第2保持部材と、第1フレキシブル配線部品20Aを保持する絶縁性の第3保持部材と、第2フレキシブル配線部品20Bを保持する絶縁性の第4保持部材と、が設けられている。例えば、その第1保持部材と第3保持部材は、第1フレキシブル配線部品20Aを仮搭載形状に保つことが可能で、かつ、2者間を相対移動させることが可能な一体のものとして成形され、その間に設けたロック機構で第1フレキシブル配線部品20Aを本搭載形状のまま保持させる。第2保持部材と第4保持部材は、その第1保持部材及び第3保持部材と同じように成形され、第2フレキシブル配線部品20Bを仮搭載形状と本搭載形状とで各々保持させる。
ここで、本実施形態の導電モジュール1は、1つの電池モジュールBMの電池セルBCの数が多いほど、それぞれの電池セルBCと電気接続対象物との間の回路数が多くなる。このため、この導電モジュール1は、1つの電池モジュールBMの電池セルBCの数が多いほど、連結用フレキシブル配線部品50の第2連結用絶縁部72において、それぞれの第2連結用導電部62による回路密度が高くなる。
そこで、本実施形態の導電モジュール1は、その回路数が所定数以下ならば、それぞれのフレキシブル配線部品20(第1フレキシブル配線部品20A、第2フレキシブル配線部品20B)と連結用フレキシブル配線部品50を全て片面のフレキシブルプリント回路基板として構成することで、原価の低減を図ればよい。
また、本実施形態の導電モジュール1は、その回路数が所定数を超えるならば、それぞれのフレキシブル配線部品20(第1フレキシブル配線部品20A、第2フレキシブル配線部品20B)を片面のフレキシブルプリント回路基板として構成する一方で、連結用フレキシブル配線部品50を両面のフレキシブルプリント回路基板として構成すればよい。そして、その連結用フレキシブル配線部品50は、第2連結用絶縁部72にて、電気接続対象物に繋ぐそれぞれの連結用電圧検出線路60の回路(第2連結用導電部62)を一方の導体パターン層側と他方の導体パターン層側とに交互に振り分ければよい。つまり、この連結用フレキシブル配線部品50には、その回路を一方の導体パターン層側と他方の導体パターン層側とに交互に振り分ける絶縁層を設ければよい。例えば、この連結用フレキシブル配線部品50においては、第2連結用絶縁部72にて、それぞれの連結用電圧検出線路60を介して電気接続対象物(電池監視ユニット)が検知する電圧の昇順に応じて、その電気接続対象物に繋ぐそれぞれの連結用電圧検出線路60の回路を一方の導体パターン層側と他方の導体パターン層側とに交互に振り分ける。それぞれの連結用電圧検出線路60の回路は、例えば、その電圧の昇順に応じて、対向配置方向に沿って一端側から他端側へと一方の導体パターン層側と他方の導体パターン層側とに交互に振り分けていく。また、それぞれの連結用電圧検出線路60の回路は、例えば、一方の連結用電圧検出線路60の回路を電圧の昇順に応じて、対向配置方向に沿って一端側から他端側へと一方の導体パターン層側に配置し、他方の連結用電圧検出線路60の回路を電圧の昇順に応じて、対向配置方向に沿って他端側から一端側へと他方の導体パターン層側に配置する。
ところで、ここまでの説明では、それぞれの端子間接続部品群15,16(端子間接続部品10、端子接続部品10B)を導電モジュール1の構成要素の1つとしている。しかしながら、電池パックBPにおいては、端子間接続部品10と端子接続部品10Bが予め電池モジュールBMに組み付けられている場合も考えられ、このような電池モジュールBMに対して導電モジュール1が組み付けられることも有り得る。このため、本実施形態の導電モジュール1は、必ずしもそれぞれの端子間接続部品群15,16(端子間接続部品10、端子接続部品10B)を構成要素の1つとして備えていなくてもよい。但し、この場合には、仮搭載形状(接続対象の端子間接続部品群15(16)の端子間接続部品10や端子接続部品10Bに対して電圧検出線路30を先に示したが如く電気接続させる際の仮搭載形状)とその接続作業後の本搭載形状とに変形させることが可能なものとして、変形部21を設ける。
以上示した本実施形態の導電モジュール1においては、それぞれのフレキシブル配線部品20(第1フレキシブル配線部品20A、第2フレキシブル配線部品20B)が本搭載形状となった際に、電池モジュールBM上で、それぞれのフレキシブル配線部品20がそれぞれの電極端子群BC5,BC6に重ねられた状態で配置される。このように、この導電モジュール1は、電池モジュールBM上での専有面積を小さくすることが可能な小型化が図られている。
そして、この導電モジュール1は、そのような形での小型化によって、電池モジュールBM上でのそれぞれの電極端子群BC5,BC6の間を空けることができる。よって、この導電モジュール1は、その電池モジュールBM上の空いた空間に、別の部品(例えば、電池セルBCを固定するための部品、電池セルBCを放熱させるための部品、保安部品等)を配置するなど、その電池モジュールBM上の空間を有効利用させることができる。
更に、本実施形態の導電モジュール1は、先に示したように、本搭載形状でそれぞれのフレキシブル配線部品20がそれぞれの電極端子群BC5,BC6を覆う。このため、この導電モジュール1においては、それぞれの電極端子群BC5,BC6における全ての端子間接続部品10の全体を覆うものとして主絶縁部41を形成することによって、主導電部31が内包された主絶縁部41をそれぞれの電極端子群BC5,BC6の端子間接続部品10の絶縁カバーとして利用することができる。
また更に、本実施形態の導電モジュール1は、それぞれのフレキシブル配線部品20(第1フレキシブル配線部品20A、第2フレキシブル配線部品20B)において、主導電部31と当該主導電部31が内包された主絶縁部41を配列方向で撓ませたり、この主導電部31及び主絶縁部41を配列方向と対向配置方向とに対する直交方向で撓ませたりすることができる。そして、それぞれのフレキシブル配線部品20(第1フレキシブル配線部品20A、第2フレキシブル配線部品20B)においては、主導電部31と主絶縁部41の組み合わせに対して、副導電部32と副絶縁部42の組み合わせ配列方向に相対移動させることができる。このため、この導電モジュール1は、その撓みや相対移動によって、それぞれの電池セルBCの配列方向における位置ずれやそれぞれの電池セルBCの配列方向と対向配置方向とに対する直交方向の位置ずれを吸収することができるので、電池モジュールBMに対する組付け作業性を向上させることができる。
また、この導電モジュール1は、それぞれのフレキシブル配線部品20(第1フレキシブル配線部品20A、第2フレキシブル配線部品20B)の本搭載形状において、連結部32bと当該連結部32bが内包された第2絶縁部42bの撓みなどの変形によって、主導電部31と主絶縁部41の組み合わせに対して電気接続部32aと第1絶縁部42aの組み合わせを対向配置方向で相対移動させることができる。このため、この導電モジュール1は、本搭載形状のときに、その電気接続部32aと第1絶縁部42aの組み合わせの相対移動によって、それぞれの電池セルBCの対向配置方向における位置ずれを吸収することができるので、電池モジュールBMに対する組付け作業性を向上させることができる。
また、この導電モジュール1は、第1連結用導電部61及び第1連結用絶縁部71の組み合わせを対向配置方向で撓ませたり、その組み合わせを配列方向と対向配置方向とに対する直交方向で撓ませたりすることができる。このため、この導電モジュール1は、その撓みによって、電池モジュールBMへの組付けに伴うそれぞれのフレキシブル配線部品20(第1フレキシブル配線部品20A、第2フレキシブル配線部品20B)の間の位置ずれを吸収することができるので、電池モジュールBMに対する組付け作業性を向上させることができる。
また、この導電モジュール1は、第2連結用導電部62及び第2連結用絶縁部72の組み合わせを配列方向で撓ませたり、その組み合わせを配列方向と対向配置方向とに対する直交方向で撓ませたりすることができる。このため、この導電モジュール1は、その撓みによって、電池モジュールBMと電気接続対象物との間の位置ずれを吸収することができるので、電池モジュールBMに対する組付け作業性を向上させることができる。
1 導電モジュール
10 端子間接続部品
10B 端子接続部品
15 第1端子間接続部品群(一方の端子間接続部品群)
16 第2端子間接続部品群(他方の端子間接続部品群)
20 フレキシブル配線部品
20A 第1フレキシブル配線部品(一方のフレキシブル配線部品)
20B 第2フレキシブル配線部品(他方のフレキシブル配線部品)
21 変形部
30 電圧検出線路
31 主導電部
31a 延在部
31b 交差部
32 副導電部
40 絶縁部材
41 主絶縁部(絶縁部)
42 副絶縁部
50 連結用フレキシブル配線部品
51 追従変形部
60 連結用電圧検出線路
61 第1連結用導電部
62 第2連結用導電部
70 連結用絶縁部材
71 第1連結用絶縁部(連結用絶縁部)
72 第2連結用絶縁部
BC 電池セル
BC2 電極端子
BC5 一方の電極端子群(第1電極端子群)
BC6 他方の電極端子群(第2電極端子群)
BM 電池モジュール

Claims (7)

  1. 正負それぞれの電極端子を有する複数の電池セルの配列体であり且つ複数の前記電極端子が直列配置された電極端子群を2列有する電池モジュールに取り付けられ、前記電極端子間を電気接続させる端子間接続部品が前記電極端子群毎に複数組ずつ設けられた端子間接続部品群と、
    2つの前記端子間接続部品群毎に設け、前記電極端子間の端子間電位を測定する複数の電圧検出線路を並列に備えたフレキシブル配線部品と、
    を備え、
    前記フレキシブル配線部品は、接続対象の前記端子間接続部品を前記電極端子に対して物理的且つ電気的に接続させる際の仮搭載形状とその接続作業後の本搭載形状とに変形させることが可能な変形部を有し、
    前記電圧検出線路は、複数の前記電池セルの配列方向に延在し且つ一端を電気接続対象物に電気接続させる延在部及び前記延在部の他端から前記配列方向に対する交差方向に延びる交差部を有する主導電部と、前記交差部の延出方向における一端から延出し、一端を接続対象の前記端子間接続部品に電気接続させる副導電部と、を有し、
    前記フレキシブル配線部品におけるそれぞれの前記主導電部とこれらを覆う絶縁部は、接続対象の前記端子間接続部品群の少なくとも一部を前記本搭載形状のときに前記電極端子と共に覆うことが可能な大きさに形成され、
    前記変形部は、前記交差部における前記副導電部側の一部又は/及び前記副導電部に設け、その変形によって、前記主導電部側と前記副導電部側との間を前記仮搭載形状と前記本搭載形状との間で変位させることを特徴とした導電モジュール。
  2. 正負それぞれの電極端子を有する複数の電池セルの配列体であり且つ複数の前記電極端子が直列配置された電極端子群を2列有する電池モジュールの前記電極端子間を電気接続させる端子間接続部品が前記電極端子群毎に複数組ずつ設けられた端子間接続部品群毎に設け、前記電極端子間の端子間電位を測定する複数の電圧検出線路を並列に備えたフレキシブル配線部品を備え、
    前記フレキシブル配線部品は、接続対象の前記端子間接続部品を前記電極端子に対して物理的且つ電気的に接続させる際の仮搭載形状とその接続作業後の本搭載形状とに変形させることが可能な変形部を有し、
    前記電圧検出線路は、複数の前記電池セルの配列方向に延在し且つ一端を電気接続対象物に電気接続させる延在部及び前記延在部の他端から前記配列方向に対する交差方向に延びる交差部を有する主導電部と、前記交差部の延出方向における一端から延出し、一端を接続対象の前記端子間接続部品に電気接続させる副導電部と、を有し、
    前記フレキシブル配線部品におけるそれぞれの前記主導電部とこれらを覆う絶縁部は、接続対象の前記端子間接続部品群の少なくとも一部を前記本搭載形状のときに前記電極端子と共に覆うことが可能な大きさに形成され、
    前記変形部は、前記交差部における前記副導電部側の一部又は/及び前記副導電部に設け、その変形によって、前記主導電部側と前記副導電部側との間を前記仮搭載形状と前記本搭載形状との間で変位させることを特徴とした導電モジュール。
  3. 前記変形部は、屈曲変形によって前記フレキシブル配線部品を前記仮搭載形状と前記本搭載形状とに変形させる屈曲変形部であることを特徴とした請求項1又は2に記載の導電モジュール。
  4. 前記フレキシブル配線部品は、フレキシブルプリント回路基板であることを特徴とした請求項1,2又は3に記載の導電モジュール。
  5. 2つの前記フレキシブル配線部品におけるそれぞれの前記延在部の一端と前記電気接続対象物との間に介在させ、2つの前記フレキシブル配線部品と前記電気接続対象物との間を電気接続させる連結用フレキシブル配線部品を備え、
    前記連結用フレキシブル配線部品は、前記延在部の一端を前記電気接続対象物に電気接続させる前記主導電部毎の連結用電圧検出線路と、全ての前記連結用電圧検出線路を内包させる連結用絶縁部材と、を備えると共に、前記フレキシブル配線部品を前記仮搭載形状と前記本搭載形状との間で変形させる際に追従変形可能な前記フレキシブル配線部品毎の追従変形部を有することを特徴とした請求項1から4の内の何れか1つに記載の導電モジュール。
  6. 前記連結用電圧検出線路は、前記本搭載形状のときにそれぞれの前記フレキシブル配線部品の対向配置方向に延在させ、一端を前記延在部の一端に対して物理的且つ電気的に接続させる第1連結用導電部と、前記第1連結用導電部の他端から前記配列方向に延在させ、一端を前記電気接続対象物に電気接続させる第2連結用導電部と、を有し、
    前記追従変形部は、前記第1連結用導電部及び前記第1連結用導電部を覆う前記連結用絶縁部材の連結用絶縁部に設けることを特徴とした請求項5に記載の導電モジュール。
  7. 前記電気接続対象物は、それぞれの前記電池セルの電池状態を監視する電池監視ユニットであり、
    前記連結用フレキシブル配線部品は、それぞれの前記連結用電圧検出線路が形成された2つの導体パターン層を有する両面のフレキシブルプリント回路基板であり、前記電池監視ユニットに繋ぐそれぞれの前記連結用電圧検出線路の回路を一方の前記導体パターン層側と他方の前記導体パターン層側とに交互に振り分ける絶縁層を有することを特徴とした請求項6に記載の導電モジュール。
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