JP2022014957A - 電池配線モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】構成の簡素化及び省スペース化が可能な電池配線モジュールを提供する。【解決手段】電池配線モジュール１０は、電極リード２１を備えたバッテリーセル２０が複数積層されて構成されたバッテリーセル積層体２０Ｌに取り付けられて、複数のバッテリーセル２０を電気的に接続する電池配線モジュール１０であって、板状をなすバスバー３０と、基板側接続部５４を備えたフレキシブルプリント基板５０と、バスバー３０とフレキシブルプリント基板５０とを保持するプロテクタ７０と、を備え、バスバー３０は、電極リード２１に接続される本体部３１と、基板側接続部５４に接続されるバスバー側接続部３２と、を備え、プロテクタ７０において、バスバー３０の本体部３１とフレキシブルプリント基板５０とは、互いに垂直に配置されている。【選択図】図１

Description

本開示は、電池配線モジュールに関する。

電気自動車やハイブリッド自動車等に用いられる高圧のバッテリーパックは、通常、多数のバッテリーセルが積層され、電池配線モジュールによって直列あるいは並列に電気接続されている。このような電池配線モジュールとして、従来、特表２０１９－５００７３６号公報（下記特許文献１）に記載のバッテリーモジュールが知られている。特許文献１に記載のバッテリーモジュールは、少なくとも一側に電極リードが突出し、相互積層される複数のバッテリーセルからなるバッテリーセル積層体と、複数のバッテリーセルの電極リードをバスバーによって電気的に連結し、隣接する２つのバッテリーセルの電極リードを共に通過させる少なくとも１つのリードスロットを備えるバスバーアセンブリと、を含んで構成されている。電極リードは、バッテリーセル積層体の側面に直交する方向に突出している一方、バスバーは、バッテリーセル積層体の側面に平行に配置されている。

特表２０１９－５００７３６号公報

しかしながら、上記の構成では、バスバーと電極リードとを接続するために、隣り合う２つの電極リードをそれぞれバスバー側に折り曲げて重ね合わせる必要があり、バッテリーモジュールの構造が複雑になるおそれがある。また、バスバーがバッテリーセル積層体の側面に平行に配置されているため、バスバーの位置決め形状を設置するスペースを十分に確保できない。仮にバスバーの位置決め形状を設置しようとした場合、他の配線部分の縮小が必要になる等、省スペース化が困難になる。

本開示は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、構成の簡素化及び省スペース化が可能な電池配線モジュールを提供することを目的とする。

本開示の電池配線モジュールは、電極リードを備えたバッテリーセルが複数積層されて構成されたバッテリーセル積層体に取り付けられて、複数の前記バッテリーセルを電気的に接続する電池配線モジュールであって、板状をなすバスバーと、基板側接続部を備えた回路基板と、前記バスバーと前記回路基板とを保持するプロテクタと、を備え、前記バスバーは、前記電極リードに接続される本体部と、前記基板側接続部に接続されるバスバー側接続部と、を備え、前記プロテクタにおいて、前記バスバーの前記本体部と前記回路基板とは、互いに垂直に配置されている、電池配線モジュールである。

本開示によれば、構成の簡素化及び省スペース化が可能な電池配線モジュールを提供することができる。

図１は、実施形態１にかかる電池配線モジュールとバッテリーセル積層体を示す斜視図である。 図２は、前側電池配線モジュールの正面図である。 図３は、前側電池配線モジュールの斜視図である。 図４は、バッテリーセルの斜視図である。 図５は、図２のＡ－Ａ断面において、前側電池配線モジュールとバッテリーセル積層体との接合を示す図である。 図６は、図２のＢ－Ｂ断面図である。 図７は、電池配線モジュールのバスバー側接続部と接続孔の孔縁部の右側に設けられた基板側接続部との半田付けを示す拡大斜視図である。 図８は、電池配線モジュールのバスバー側接続部と接続孔の孔縁部の全周にわたって設けられた基板側接続部との半田付けを示す拡大斜視図である。 図９は、プロテクタに固定されたフレキシブルプリント基板の接続孔周辺を示す拡大斜視図である。 図１０は、プロテクタの位置決め孔を示す拡大斜視図である。 図１１は、中間バスバーの斜視図である。 図１２は、負極バスバーの斜視図である。 図１３は、正極バスバーの斜視図である。 図１４は、プロテクタの斜視図である。 図１５は、図２のＣ－Ｃ断面図である。 図１６は、図２のＤ－Ｄ断面図である。 図１７は、実施形態２にかかる電池配線モジュールのバスバー側接続部と基板側接続部の半田付けを示す拡大斜視図である。 図１８は、実施形態３にかかる前側電池配線モジュールの斜視図である。 図１９は、フレキシブルプリント基板の斜視図である。 図２０は、プロテクタに保持されたバスバーへのフレキシブルプリント基板の取り付けを示す斜視図である。 図２１は、バスバーの幅よりも狭い進入口に連続して設けられた接続孔の周辺を示す拡大斜視図である。

［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列挙して説明する。

（１）本開示の電池配線モジュールは、電極リードを備えたバッテリーセルが複数積層されて構成されたバッテリーセル積層体に取り付けられて、複数の前記バッテリーセルを電気的に接続する電池配線モジュールであって、板状をなすバスバーと、基板側接続部を備えた回路基板と、前記バスバーと前記回路基板とを保持するプロテクタと、を備え、前記バスバーは、前記電極リードに接続される本体部と、前記基板側接続部に接続されるバスバー側接続部と、を備え、前記プロテクタにおいて、前記バスバーの前記本体部と前記回路基板とは、互いに垂直に配置されている、電池配線モジュールである。本明細書において垂直とは、垂直である場合を含むとともに、垂直でない場合であっても、バスバーと回路基板のなす角度が８５°から９５°程度である実質的に垂直と認めうる場合も含まれるものとする。また、バスバーの本体部と回路基板とが互いに垂直に配置された状態とは、具体的には、本体部の板厚方向と回路基板の板厚方向とが互いに垂直である状態を示すものとする。

このような構成によると、プロテクタにおいて、バスバーの本体部と回路基板とを、互いに垂直に配置しているため、隣り合う２つの電極リードをそれぞれバスバーの本体部側に折り曲げて重ね合わせることなくバスバーの本体部を電極リードに直接接合することが可能となり、電池配線モジュールの構成を簡素化することができる。また、プロテクタにおけるバスバーの設置スペースが小さくなることでバスバーの位置決め形状を設置するスペースを確保しやすくなり、電池配線モジュールの省スペース化が可能となる。

（２）前記バスバーのうち隣り合う前記電極リードの間に配された前記バスバーは、異なる二種以上の金属を一体化させたクラッド材からなることが好ましい。

このような構成によると、電極リードとの接続強度が高い金属同士を接合してバスバーを構成できるため、隣り合う電極リードのそれぞれとバスバーとの接続強度を向上できる。

（３）前記バスバー側接続部は、前記基板側接続部に表面実装されていることが好ましい。

このような構成によると、回路基板に孔を形成することなく、リフローでバスバー側接続部と基板側接続部とを接続できる。これにより、例えば、バスバー側接続部と基板側接続部とを半田により接続する場合には、孔から半田が流れ落ちることがない。

（４）前記回路基板には、前記バスバー側接続部が挿通される接続孔が形成され、前記接続孔の孔縁部には、前記基板側接続部が設けられていることが好ましい。ここで、接続孔の孔縁部とは、接続孔の周囲の少なくとも一部である。

このような構成によると、バスバー側接続部を接続孔に挿通した状態で、バスバー側接続部と基板側接続部との接続を行うことができる。

（５）前記接続孔の孔縁部は、前記回路基板の外縁部に連なるように凹状に形成されていることが好ましい。

このような構成によると、バスバーがプロテクタに保持された後で、バスバー側接続部を接続孔に組み付けることができる。

（６）前記プロテクタには、前記接続孔に挿通された前記バスバー側接続部の先端を受け入れる位置決め孔が形成されていることが好ましい。

このような構成によると、プロテクタにおけるバスバーの設置スペースが位置決めスペースを兼ねることになり、バスバーに新たに部材を設けることなく、プロテクタに対してバスバーを位置決めできるため、電池配線モジュールの構成を省スペース化できる。

（７）前記基板側接続部は、半田付けによって、前記バスバー側接続部の１つの側面と接続されていることが好ましい。

このような構成によると、基板側接続部とバスバー側接続部を半田付けする作業効率が向上する。

（８）前記回路基板は、フレキシブルプリント基板であることが好ましい。

このような構成によると、フレキシブルプリント基板は軽量、柔軟であるため、電池配線モジュールの組み付けが容易になる。

［本開示の実施形態の詳細］
以下に、本開示の実施形態について説明する。本開示はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

＜実施形態１＞
本開示の実施形態１について、図１から図１６を参照しつつ説明する。本実施形態の電池配線モジュール１０を備えたバッテリーモジュール１は、例えば、電気自動車またはハイブリッド自動車などの車両を駆動するための電源として車両に搭載されるものである。以下の説明においては、矢線Ｚの示す方向を上方、矢線Ｘの示す方向を前方、矢線Ｙの示す方向を左方として説明する。なお、複数の同一部材については、一部の部材にのみ符号を付し、他の部材の符号を省略する場合がある。

［バッテリーモジュール、電池配線モジュール］
実施形態１のバッテリーモジュール１は、図１に示すように、バッテリーセル積層体２０Ｌと、バッテリーセル積層体２０Ｌに取り付けられる電池配線モジュール１０と、を備えている。電池配線モジュール１０は、板状をなすバスバー３０と、フレキシブルプリント基板（以下、ＦＰＣと略記する）５０と、バスバー３０とＦＰＣ５０とを保持するプロテクタ７０と、を備えている。本実施形態において、ＦＰＣ５０は回路基板の一例である。電池配線モジュール１０のうち、バッテリーセル積層体２０Ｌの前側に取り付けられる部材は前側電池配線モジュール１０Ａとされ、バッテリーセル積層体２０Ｌの後側に取り付けられる部材は後側電池配線モジュール（図示せず）とされている。

［バッテリーセル、電極リード、正極リード、負極リード］
バッテリーセル積層体２０Ｌは、複数のバッテリーセル２０を積層して構成されている。バッテリーセル２０は、図４に示すように、扁平な形状をなしている。バッテリーセル２０の内部には、蓄電要素（図示せず）が収容されている。バッテリーセル２０は、一対の電極リード２１を備えている。一対の電極リード２１はバッテリーセル２０の前後方向の両側にそれぞれ配置され、互いに反対方向を向くようにして突出している。一対の電極リード２１は、板状をなし、互いに反対の極性を有している。すなわち、バッテリーセル２０の長手方向の一方の側には、負極リード２１Ｎ（電極リードの一例）が突出して設けられ、バッテリーセル２０の長手方向の他方の側には、正極リード２１Ｐ（電極リードの一例）が突出して設けられている。以下、負極リード２１Ｎと正極リード２１Ｐとを区別しない場合には、単に電極リード２１として説明する。

本実施形態において、バッテリーセル２０は、例えば、リチウムイオン電池等の二次電池である。負極リード２１Ｎは銅からなり、正極リード２１Ｐはアルミニウムからなる。

バッテリーセル積層体２０Ｌは、各バッテリーセル２０の前方に突出する電極リード２１と、各バッテリーセル２０の後方に突出する電極リード２１と、を備えている。前方に突出する電極リード２１は、前側電池配線モジュール１０Ａによって、電気的に接続される。後方に突出する電極リード２１は、後側電池配線モジュールによって、電気的に接続される。

バッテリーセル積層体２０Ｌの前方に突出する電極リード２１は、前側電池配線モジュール１０Ａとの接続のために、適宜折り曲げられ、必要な長さに切断される。図１に示すように、バッテリーセル積層体２０Ｌの前方に突出する電極リード２１のうち左端に位置する電極リード２１は、負極リード２１Ｎであり、予め右方に折り曲げられている。左端の負極リード２１Ｎの突出端は突出方向（前方）に向かって延びる負極延出部２３Ｎとされ、後述する負極バスバー３０Ｎ（バスバーの一例）に接続される。バッテリーセル積層体２０Ｌの前方に突出する電極リード２１のうち右端に位置する電極リード２１は、正極リード２１Ｐであり、予め左方に折り曲げられている。右端の正極リード２１Ｐの突出端は突出方向（前方）に向かって延びる正極延出部２３Ｐとされ、後述する正極バスバー３０Ｐ（バスバーの一例）に接続される。このため、負極リード２１Ｎ及び正極リード２１Ｐは、負極バスバー３０Ｎ及び正極バスバー３０Ｐとの接続に際して負極バスバー３０Ｎ側及び正極バスバー３０Ｐ側に折り曲げる必要がない。

図５に示すように、バッテリーセル積層体２０Ｌの前方に突出する電極リード２１のうち中間部に位置する電極リード２１については、負極リード２１Ｎは左方に折り曲げられ、正極リード２１Ｐは右方に折り曲げられている。すなわち、隣り合う負極リード２１Ｎと正極リード２１Ｐとが互いに近づくように折り曲げられている。負極リード２１Ｎと正極リード２１Ｐの突出端は、突出方向（前方）に向かって平行に延びる中間延出部２２Ｎ，２２Ｐとされている。中間延出部２２Ｎ，２２Ｐは、後述する中間バスバー３０Ｍ（バスバーの一例）に接続される。このため、隣り合う負極リード２１Ｎと正極リード２１Ｐは、中間バスバー３０Ｍとの接続に際して中間バスバー３０Ｍ側に折り曲げる必要がない。図示しないが、バッテリーセル積層体２０Ｌの後方に突出する電極リード２１の構成は、バッテリーセル積層体２０Ｌの前方に突出する電極リード２１のうち中間部に位置する電極リード２１と同一の構成を有している。

［バスバー、中間バスバー、負極バスバー、正極バスバー］
図１に示すように、前側電池配線モジュール１０Ａは、バスバー３０として、左端に位置する負極バスバー３０Ｎと、右端に位置する正極バスバー３０Ｐと、中間部に位置する中間バスバー３０Ｍと、を有している。以下、中間バスバー３０Ｍ、負極バスバー３０Ｎ、及び正極バスバー３０Ｐを区別しない場合には、単にバスバー３０として説明する。一方、図示しない後側電池配線モジュールは、バスバー３０として中間バスバー３０Ｍのみを備えている。後側電池配線モジュールは、前側電池配線モジュール１０Ａと同様の構成を有しているため、以下では前側電池配線モジュール１０Ａの構成についてのみ詳細に説明する。

バスバー３０は、導電性を有する金属板材を加工することにより形成されている。本実施形態において、中間バスバー３０Ｍは、銅とアルミニウムとを板厚方向に接合したクラッド材からなる。負極バスバー３０Ｎは銅、正極バスバー３０Ｐはアルミニウムからなる。

［本体部、バスバー側接続部］
バスバー３０は、電極リード２１に接続される本体部３１と、後述するＦＰＣ５０に接続されるバスバー側接続部３２と、を備えている。この構成は、中間バスバー３０Ｍと負極バスバー３０Ｎと正極バスバー３０Ｐとに共通している。以下、中間バスバー３０Ｍ、負極バスバー３０Ｎ、正極バスバー３０Ｐの詳細な構成について説明する。

図１１に示すように、中間バスバー３０Ｍの中央部は本体部３１Ｍとされている。本体部３１Ｍの上下方向の長さは、負極リード２１Ｎ及び正極リード２１Ｐの上下方向の長さに比べて、大きく形成されている。図５に示すように、本体部３１Ｍの板厚は、バッテリーセル積層体２０Ｌにおいて隣り合う中間延出部２２Ｎ，２２Ｐの間隔と同じか小さく設定されている。本体部３１Ｍは、中間延出部２２Ｎに接続される負極接合部３３Ｎと、中間延出部２２Ｐに接続される正極接合部３３Ｐと、を備えている。負極接合部３３Ｎと中間延出部２２Ｎとの接合面と、正極接合部３３Ｐと中間延出部２２Ｐとの接合面とは、板厚方向において互いに反対側を向くように配されている。ここで、負極接合部３３Ｎ側は銅、正極接合部３３Ｐ側はアルミニウムとなっている。図１１に示すように、本体部３１Ｍの上側の背面には、前方に向かって凹んだ凹部３９が設けられている。本体部３１Ｍの下方には、連結部３４を介して、バスバー側接続部３２が後方に突出して設けられている。本体部３１Ｍは、中間バスバー３０Ｍの上端部３５Ｍ及び連結部３４に比べて前方に突出している。

図１２に示すように、負極バスバー３０Ｎは、本体部３１Ｎと、バスバー側接続部３２と、外部機器と接続される端子部３６Ｎと、を備えている。負極バスバー３０Ｎの中央部は本体部３１Ｎとされている。負極バスバー３０Ｎのバスバー側接続部３２は、中間バスバー３０Ｍのバスバー側接続部３２と同様の形状を有し、連結部３４を介して本体部３１Ｎと連続するように形成されている。端子部３６Ｎは、負極バスバー３０Ｎの上端部に設けられ、屈曲部３７Ｎを介して本体部３１Ｎの上端部と連続するように形成されている。負極バスバー３０Ｎは、屈曲部３７Ｎにおいて右方に折り曲げられており、本体部３１Ｎの板厚方向が左右方向であるのに対し、端子部３６Ｎの板厚方向は上下方向となっている。端子部３６Ｎには、円形の貫通孔３８Ｎが上下方向に貫通して形成されている。負極バスバー３０Ｎは左端の負極リード２１Ｎの負極延出部２３Ｎに接続され（図１参照）、端子部３６Ｎはバッテリーモジュール１の負極として機能する。

図１３に示すように、正極バスバー３０Ｐは、負極バスバー３０Ｎと同様に構成され、本体部３１Ｐと、バスバー側接続部３２と、連結部３４と、貫通孔３８Ｐを有する端子部３６Ｐと、屈曲部３７Ｐと、を備えている。正極バスバー３０Ｐは、全体として負極バスバー３０Ｎを左右反転させた形状を有している。正極バスバー３０Ｐは右端の正極リード２１Ｐの正極延出部２３Ｐに接続され（図１参照）、端子部３６Ｐはバッテリーモジュール１の正極として機能する。

［フレキシブルプリント基板］
図６に示すように、ＦＰＣ５０は、ベースフィルム５１Ａと、カバーレイフィルム５１Ｂと、複数の導電路５２と、を備えている（図６においては、説明のためにベースフィルム５１Ａ等の厚さは実際よりも大きく図示している。）。ベースフィルム５１Ａ及びカバーレイフィルム５１Ｂは、絶縁性と柔軟性を有するポリイミド等の合成樹脂からなる。導電路５２は、ベースフィルム５１Ａにより後方から、カバーレイフィルム５１Ｂにより前方から被覆されている。導電路５２は、銅や銅合金等の金属箔により形成されている。以下では、図示及び説明を省略するが、導電路５２には、抵抗、コンデンサ、トランジスタ等、任意の電子部品が接続されうる。ＦＰＣ５０は、図２及び図６に示すように、板厚方向が前後方向となるようにプロテクタ７０の前面に固定される。

［接続孔、基板側接続部］
図９に示すように、ＦＰＣ５０には、長方形状の接続孔５３が板厚方向に貫通形成されている。接続孔５３の上下方向及び左右方向の寸法は、バスバー側接続部３２の上下方向及び左右方向の寸法より大きく設定されている。接続孔５３は、後述するプロテクタ７０の位置決め孔７４（図１０参照）に連なるように配されている。接続孔５３の孔縁部には、導電路５２の端部に接続された基板側接続部５４が設けられている。ここで、基板側接続部５４は、接続孔５３の周囲の少なくとも一部に形成されればよい。図９においては、基板側接続部５４は、接続孔５３の孔縁を構成する方形の３辺に接するように接続孔５３の右側に設けられているが、例えば、接続孔５３の孔縁を構成する方形の右側の１辺のみに接するように設けられてもよい。基板側接続部５４は、導電路５２と同様の金属箔からなる。図６に示すように、カバーレイフィルム５１Ｂには予め開口が設けられ、基板側接続部５４は、前方に向かって露出している。図６及び図７に示すように、バスバー側接続部３２は接続孔５３に前方から挿通され、バスバー側接続部３２と基板側接続部５４とは半田Ｓによって電気的に接続される。なお、アルミニウムは銅に比べて半田に対する濡れ性がよくないが、アルミニウムの表面にスズめっきあるいはニッケルめっきを施すことで、半田に対する濡れ性を向上できることが知られている。よって、アルミニウムからなる正極バスバー３０Ｐ（及び中間バスバー３０Ｍの正極接合部３３Ｐ側）のバスバー側接続部３２と基板側接続部５４とは、アルミニウム表面にスズめっきまたはニッケルめっきを施すことで、半田Ｓにより接続することができる。各導電路５２における基板側接続部５４側とは反対側の端部は、図示はしないが、外部のＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）に電気的に接続される。ＥＣＵは、マイクロコンピュータ、素子等が搭載されたものであって、バッテリーセル２０の電圧、電流、温度等の検知、各バッテリーセル２０の充放電コントロール等を行うための機能を備えた周知の構成のものである。

図６及び図７に示された基板側接続部５４は、接続孔５３の孔縁部の右側に設けられ、バスバー側接続部３２の右側面と半田付けされている。このように、基板側接続部５４とバスバー側接続部３２の１つの側面が半田付けされる構成を採用することで、一般的な半田ごてを用いて効率的に半田付けの作業を行うことができる。

また、基板側接続部５４は、接続孔５３の孔縁部の左右両側や周縁部に設けられ、バスバー側接続部３２の複数の側面と半田付けされる形態としてもよい。例えば、図８に示すように、基板側接続部５４は接続孔５３の孔縁部の全周にわたって設けられ、バスバー側接続部３２と基板側接続部５４とは上下左右の四方において半田Ｓにより接続されるようにしてもよい。この場合、半田Ｓにより接続される部分を大きくとることで、ＦＰＣ５０に対してバスバー３０が安定する効果がある。半田付けするバスバー側接続部３２の側面が増えるため作業効率が問題となり得るが、例えば、バスバー側接続部３２の形状に合わせた特殊な半田ごてを用いれば、作業効率を向上させることができる。

［プロテクタ］
プロテクタ７０は、絶縁性の合成樹脂からなり、図１４に示すように、板状をなしている。図２及び図１４に示すように、プロテクタ７０の上下方向の中央部には、左右方向に並列して、複数の電極受け部７１が設けられている。複数の電極受け部７１は、前後方向に貫通形成され、上下に長い矩形状をなしている。複数の電極受け部７１には、左端に位置する負極受け部７１Ｎと、右端に位置する正極受け部７１Ｐと、それらの間に位置する中間電極受け部７１Ｍと、が含まれている。

［位置決め孔］
中間電極受け部７１Ｍは、図２及び図１４に示すように、左側中間電極受け部７１ＭＬと右側中間電極受け部７１ＭＲとに分けられている。左側中間電極受け部７１ＭＬ及び右側中間電極受け部７１ＭＲは、図５に示すように、バッテリーセル積層体２０Ｌの前方に突出し、中間バスバー３０Ｍに接続される正極リード２１Ｐ及び負極リード２１Ｎを受け入れるように設けられている。図１４に示すように、左側中間電極受け部７１ＭＬと右側中間電極受け部７１ＭＲとの間には、中間バスバー３０Ｍが前方から当接する当接部７２が設けられている。当接部７２の上側には、前方に緩やかに突出する凸部７２Ａが設けられている。当接部７２の上方には、前面視で門形をなす壁部がプロテクタ７０の前面から前方に突出して設けられることで下方と前方とに開口する溝部７３が設けられている。図１５に示すように、溝部７３は中間バスバー３０Ｍの上端部３５Ｍを受け入れ、保持するように形成されている。ここで、溝部７３に保持された中間バスバー３０Ｍの板厚方向は、左右方向に配される。図１４に示すように、当接部７２の下方には、位置決め孔７４が設けられている。図１０に示すように、位置決め孔７４は、長方形状をなし、プロテクタ７０の前面から後方に凹んで形成されている。位置決め孔７４の上下方向及び左右方向の寸法は、バスバー側接続部３２の上下方向及び左右方向の寸法より大きく設定されている。図６に示すように、位置決め孔７４は、ＦＰＣ５０の接続孔５３に挿通されたバスバー側接続部３２の先端を受け入れ、バスバー３０をプロテクタ７０に対して位置決めする。

負極受け部７１Ｎは、バッテリーセル積層体２０Ｌの前方に突出し、負極バスバー３０Ｎに接続される負極リード２１Ｎを受け入れるように設けられている。図１４に示すように、負極受け部７１Ｎの右側であって上側の孔縁部には、プロテクタ７０の前面から突出して保持部７５が設けられている。保持部７５は、図１６に示すように、負極バスバー３０Ｎの本体部３１Ｎの上端部を受け入れ、保持するようになっている。ここで、保持部７５に保持された本体部３１Ｎの板厚方向は左右方向となっている。図１４に示すように、負極受け部７１Ｎの右側であって下側の孔縁部には、図１０に示したものと同様の位置決め孔７４が形成されている。保持部７５の上方かつ右方には、プロテクタ７０の前面から前方に突出する端子台部７６が設けられている。端子台部７６は水平な上面を有している。図２及び図３に示すように、端子台部７６には、上方から負極バスバー３０Ｎの端子部３６Ｎが当接するようになっている。端子台部７６は図示しないボルト固定部を備えている。端子台部７６のボルト固定部により、端子台部７６に載置された端子部３６Ｎの貫通孔３８Ｎと図示しない外部機器の端子の貫通孔にボルトを挿通し、固定できるようになっている。

正極受け部７１Ｐは、バッテリーセル積層体２０Ｌの前方に突出し、正極バスバー３０Ｐに接続される正極リード２１Ｐを受け入れるように設けられている。図１４に示すように、正極受け部７１Ｐの周辺には、負極受け部７１Ｎの周辺と同様に、正極バスバー３０Ｐを保持する部材として、保持部７５、位置決め孔７４、端子台部７６が設けられている。

本実施形態は、以上のような構成であって、次に、電池配線モジュール１０の組み立て手順の一例を説明し、続けて、バッテリーモジュール１の組み立て手順の一例を説明する。

［電池配線モジュールの組み立て］
まず、プロテクタ７０の前面にＦＰＣ５０を載置する。ＦＰＣ５０は、図９に示すように、接続孔５３の後方にプロテクタ７０の位置決め孔７４が連なるように配置される。ＦＰＣ５０は、プロテクタ７０の前面に、接着、溶着等、公知の手法により取り付けられる。

次に、各バスバー３０をプロテクタ７０に取り付ける。図３及び図１５に示すように、中間バスバー３０Ｍの上端部３５Ｍは、溝部７３に嵌め込まれ、保持される。ここで、図３に示すように、中間バスバー３０Ｍの背面は、前方から当接部７２に当接し、凹部３９と凸部７２Ａが係合する。図６及び図７に示すように、中間バスバー３０Ｍのバスバー側接続部３２は接続孔５３に挿通され、バスバー側接続部３２の先端は位置決め孔７４に係合する。

図３及び図１６に示すように、負極バスバー３０Ｎの本体部３１Ｎの上端部は、保持部７５に嵌め込まれる。端子部３６Ｎは、端子台部７６の上面に当接する。また、バスバー側接続部３２は接続孔５３に挿通され、バスバー側接続部３２の先端は位置決め孔７４に係合する（図６及び図７参照）。正極バスバー３０Ｐも、負極バスバー３０Ｎと同様に、プロテクタ７０に取り付けられ、保持される。

図６及び図７に示すように、各バスバー３０のバスバー側接続部３２が、半田付けにより、ＦＰＣ５０の基板側接続部５４に電気的に接続される。これにより、電池配線モジュール１０が完成する。

［バッテリーモジュールの組み立て］
前側電池配線モジュール１０Ａを、バッテリーセル積層体２０Ｌの前側に取り付ける。図５に示すように、左側中間電極受け部７１ＭＬ及び右側中間電極受け部７１ＭＲは、予め互いに近づくように折り曲げられた正極リード２１Ｐ及び負極リード２１Ｎを受け入れる。負極受け部７１Ｎは、予め右方に折り曲げられた負極リード２１Ｎを受け入れ、正極受け部７１Ｐは、予め左方に折り曲げられた正極リード２１Ｐを受け入れる。中間バスバー３０Ｍの本体部３１Ｍは、隣り合う負極リード２１Ｎの中間延出部２２Ｎ及び正極リード２１Ｐの中間延出部２２Ｐの間に挿入される。負極バスバー３０Ｎの本体部３１Ｎの左側面は、負極リード２１Ｎの負極延出部２３Ｎに近接して対面する。正極バスバー３０Ｐの本体部３１Ｐの右側面は、正極リード２１Ｐの正極延出部２３Ｐに近接して対面する。

上記のように各バスバー３０と各電極リード２１が互いに近接している状態で、レーザーを照射することで、レーザー溶接がなされる。これにより、中間バスバー３０Ｍの負極接合部３３Ｎと中間延出部２２Ｎとが接合され、中間バスバー３０Ｍの正極接合部３３Ｐと中間延出部２２Ｐとが接合される。また、負極バスバー３０Ｎの左側面と負極延出部２３Ｎとが接合され、正極バスバー３０Ｐの右側面と正極延出部２３Ｐとが接合される。後側電池配線モジュールも、前側電池配線モジュール１０Ａと同じ要領でバッテリーセル積層体２０Ｌの後側に取り付けられ、バッテリーモジュール１が完成する。

［実施形態１の作用効果］
実施形態１によれば、以下の作用、効果を奏する。
実施形態１にかかる電池配線モジュール１０は、電極リード２１を備えたバッテリーセル２０が複数積層されて構成されたバッテリーセル積層体２０Ｌに取り付けられて、複数のバッテリーセル２０を電気的に接続する電池配線モジュール１０であって、板状をなすバスバー３０と、基板側接続部５４を備えたＦＰＣ５０と、バスバー３０とＦＰＣ５０とを保持するプロテクタ７０と、を備え、バスバー３０は、電極リード２１に接続される本体部３１と、基板側接続部５４に接続されるバスバー側接続部３２と、を備えている。プロテクタ７０において、バスバー３０の本体部３１の板厚方向は左右方向とされ、ＦＰＣ５０の板厚方向は前後方向とされている。すなわち、プロテクタ７０において、バスバー３０の本体部３１とＦＰＣ５０とは、互いに垂直に配置されている。

上記の構成によれば、プロテクタ７０において、バスバー３０の本体部３１とＦＰＣ５０とを、互いに垂直に配置しているため、隣り合う２つの電極リード２１をそれぞれバスバー３０の本体部３１側に折り曲げて重ね合わせることなくバスバー３０の本体部３１を電極リード２１に直接接合することが可能となり、電池配線モジュール１０の構成を簡素化することができる。また、プロテクタ７０におけるバスバー３０の設置スペースが小さくなることでバスバー３０の位置決め形状を設置するスペースを確保しやすくなり、電池配線モジュール１０の省スペース化が可能となる。

実施形態１では、バスバー３０のうち隣り合う負極リード２１Ｎと正極リード２１Ｐの間に配された中間バスバー３０Ｍは、銅とアルミニウムを一体化させたクラッド材からなる。

一般に、銅とアルミニウムとをレーザー溶接で接合した場合、接合部分に銅とアルミニウムの金属間化合物が生じて、接合強度が低下してしまう。このため、中間バスバー３０Ｍの材質を銅またはアルミニウムのいずれか一種に限ると、隣り合う負極リード２１Ｎと正極リード２１Ｐのうちいずれかの電極リード２１との接合部分で、接合強度が低下することとなり、好ましくない。しかし、上記の構成によれば、負極リード２１Ｎ及び正極リード２１Ｐとの接続強度が高い金属、すなわち銅及びアルミニウムを接合して中間バスバー３０Ｍを構成できるため、隣り合う負極リード２１Ｎと正極リード２１Ｐのそれぞれと中間バスバー３０Ｍとの接合強度を向上できる。

実施形態１では、ＦＰＣ５０には、バスバー側接続部３２が挿通される接続孔５３が形成され、接続孔５３の孔縁部には、基板側接続部５４が設けられている。

上記の構成によれば、バスバー側接続部３２を接続孔５３に挿通した状態で、バスバー側接続部３２と基板側接続部５４との接続を行うことができる。

実施形態１では、プロテクタ７０には、接続孔５３に挿通されたバスバー側接続部３２の先端を受け入れる位置決め孔７４が形成されている。

上記の構成によれば、プロテクタ７０におけるバスバー３０の設置スペースが位置決めスペースを兼ねることになり、バスバー３０に新たに部材を設けることなく、プロテクタ７０に対してバスバー３０を位置決めできるため、電池配線モジュール１０の構成を省スペース化できる。

実施形態１では、基板側接続部５４は、半田付けによって、バスバー側接続部３２の１つの側面と接続されている。

上記の構成によれば、基板側接続部５４とバスバー側接続部３２を半田付けする作業効率が向上する。

実施形態１では、回路基板は、ＦＰＣ５０である。

上記の構成によれば、フレキシブルプリント基板は軽量、柔軟であるため、電池配線モジュール１０の組み付けが容易になる。

＜実施形態２＞
本開示の実施形態２について、図１７を参照しつつ説明する。以下の説明においては、実施形態１と同一の部材、作用効果については、説明を省略する。なお、複数の同一部材については、一部の部材にのみ符号を付し、他の部材の符号を省略する場合がある。

実施形態２の電池配線モジュール１１０は、板状をなすバスバー１３０と、ＦＰＣ１５０と、バスバー１３０とＦＰＣ１５０とを保持するプロテクタ１７０と、を備えている。

図１７に示すように、ＦＰＣ１５０には、実施形態１における接続孔５３が設けられていない。ＦＰＣ１５０の基板側接続部１５４は長方形状をなしている。プロテクタ１７０には、実施形態１における位置決め孔７４が設けられていても、設けられていなくてもよい。バスバー１３０のバスバー側接続部１３２は、実施形態１のバスバー３０のバスバー側接続部３２よりも後方への突出寸法が小さく形成されている。これにより、バスバー１３０とＦＰＣ１５０がプロテクタ１７０に保持された状態で、バスバー側接続部１３２の後端の面は基板側接続部１５４に接するように配される。バスバー側接続部１３２と基板側接続部１５４とは半田Ｓにより電気的に接続される。

［実施形態２の作用効果］
実施形態２によれば、以下の作用、効果を奏する。
バスバー側接続部１３２は、基板側接続部１５４に表面実装されている。

上記の構成によれば、ＦＰＣ１５０に実施形態１の接続孔５３に相当する孔を形成することなく、リフローでバスバー側接続部１３２と基板側接続部１５４とを接続できる。これにより、例えば、バスバー側接続部１３２と基板側接続部１５４とを半田Ｓにより接続する場合には、孔から半田Ｓが流れ落ちることがない。

＜実施形態３＞
本開示の実施形態３について、図１８から図２１を参照しつつ説明する。以下の説明においては、実施形態１と同一の部材、作用効果については、説明を省略する。なお、複数の同一部材については、一部の部材にのみ符号を付し、他の部材の符号を省略する場合がある。

実施形態３の電池配線モジュール２１０は、板状をなすバスバー３０と、ＦＰＣ２５０と、バスバー３０とＦＰＣ２５０とを保持するプロテクタ２７０と、を備えている。図１８は、電池配線モジュール２１０のうち前側電池配線モジュール２１０Ａを示している。本実施形態においては、インサート成形によって、プロテクタ２７０はバスバー３０と一体に成形される。バスバー３０は固定部２７７により、プロテクタ２７０に保持されている。バスバー側接続部３２の先端はプロテクタ２７０と一体化している。

図１９に示すように、ＦＰＣ２５０には、接続孔２５３に連なって進入口２５５が設けられている。進入口２５５の口縁部は、ＦＰＣ２５０の外縁部２５０Ｅと接続孔２５３の孔縁部とに連なっている。すなわち、進入口２５５はＦＰＣ２５０の外縁部２５０Ｅを有しておらず、ＦＰＣ２５０の外縁部２５０Ｅの位置で上方に開口している。進入口２５５の左右方向の開口の幅は、接続孔２５３の左右方向の幅と同じであり、接続孔２５３の孔縁部は進入口２５５の口縁部を介して凹凸なく直線状に外縁部２５０Ｅにつながっている。ここで、接続孔２５３の左右方向の幅は、バスバー３０の左右方向の幅より大きく設定されているため、図２０に示すように、プロテクタ２７０に保持されたバスバー側接続部３２を進入口２５５に進入させつつＦＰＣ２５０を上方にスライドさせることで、バスバー側接続部３２を接続孔２５３に組み付けることができる。

また、電池配線モジュール２１０は、ＦＰＣ２５０の代わりに図２１に示すＦＰＣ３５０を備えてもよい。ＦＰＣ３５０には、接続孔３５３に連なって進入口３５５が設けられている。進入口３５５は、前記した進入口２５５と同様に、ＦＰＣ３５０の外縁部３５０Ｅの位置で上方に開口している。ＦＰＣ３５０は、ＦＰＣ２５０とは異なり、進入口３５５の左右方向の開口の幅が接続孔３５３の左右方向の幅よりも狭く形成されている。接続孔３５３の左右方向の幅はバスバー３０の左右方向の幅より大きく設定され、進入口３５５の左右方向の幅はバスバー３０の左右方向の幅よりも小さく設定されている。進入口３５５の左側には、係止片３５６が接続孔３５３の右側の孔縁部よりも右方に突出して設けられている。

［電池配線モジュールの組み立て］
以下、インサート成形を適用した電池配線モジュール２１０の組み立て手順の一例を説明する。
プロテクタ２７０を成形する金型（図示せず）にバスバー３０を予め配置しておき、金型内に絶縁性樹脂を熱溶解させて充填する。その後、金型内で絶縁性樹脂及びバスバー３０を冷却し、金型から取り出すことで、バスバー３０がインサート成形されたプロテクタ２７０が形成される。

図２０に示すように、プロテクタ２７０と一体になっているバスバー３０のバスバー側接続部３２を、ＦＰＣ２５０の進入口２５５に進入させつつＦＰＣ２５０を上方にスライドさせることで、バスバー側接続部３２を接続孔２５３に組み付ける。バスバー側接続部３２が接続孔２５３に組み付けられた状態で、ＦＰＣ２５０をプロテクタ２７０に固定し、バスバー側接続部３２と基板側接続部２５４とを半田付けにより電気的に接続する。これにより、電池配線モジュール２１０が完成する。

また、ＦＰＣ２５０の代わりにＦＰＣ３５０を用いた場合には、係止片３５６を撓ませて進入口３５５を左方に押し広げることで、バスバー側接続部３２を進入口３５５に進入させつつＦＰＣ３５０を上方へスライドさせることで、バスバー側接続部３２を接続孔３５３に組み付ける。その後、係止片３５６を自然状態に復帰させると、接続孔３５３に挿通されたバスバー側接続部３２は係止片３５６によって仮係止された状態となり、バスバー側接続部３２が接続孔３５３から外れにくくすることができる。よって、プロテクタ２７０に対するＦＰＣ３５０の固定や、バスバー側接続部３２と基板側接続部３５４の半田付けが容易になる。

［実施形態３の作用効果］
実施形態３によれば、以下の作用、効果を奏する。
接続孔２５３の孔縁部は、進入口２５５を介してＦＰＣ２５０の外縁部２５０Ｅに連なるように凹状に形成されている。

上記の構成によれば、バスバー３０がプロテクタ２７０に保持された後で、バスバー側接続部３２を接続孔２５３に組み付けることができる。このため、電池配線モジュール２１０の製造工程において、プロテクタ２７０をバスバー３０と一体に成形するインサート成形を適用することも可能となる。なお、上記の効果は、ＦＰＣ２５０の代わりにＦＰＣ３５０を用いても、得ることができる。

＜他の実施形態＞
（１）上記実施形態では、電池配線モジュール１０，１１０，２１０が取り付けられるバッテリーセル積層体２０Ｌの電極リード２１は、前方及び後方に突出していたが、これに限られることはなく、電池配線モジュールが取り付けられるバッテリーセル積層体の電極リードは、前後方向のいずれか一方にのみ突出していてもよい。
（２）上記実施形態では、バッテリーモジュール１の負極及び正極は、電池配線モジュール１０，１１０，２１０の前側に設けられる構成としたが、これに限られることはなく、例えば、バッテリーモジュールの負極は電池配線モジュールの前側に設けられ、バッテリーモジュールの正極は電池配線モジュールの後側に設けられる構成としてもよい。
（３）上記実施形態では、中間バスバー３０Ｍは二種の金属を一体化したクラッド材からなる構成としたが、これに限られることはなく、中間バスバーは一種の金属からなる構成としてもよいし、三種以上の金属を一体化したクラッド材からなる構成としてもよい。
（４）上記実施形態では、回路基板として、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ５０，１５０，２５０，３５０）を用いたが、ＰＣＢ、フレキシブルフラットケーブル、あるいはリジッドフレキシブル基板等を用いてもよい。実施形態３のＦＰＣ３５０のように、電池配線モジュールの組み付けの際、回路基板を撓み変形させる場合には、可撓性を有する回路基板を採用することが好ましい。
（５）実施形態３では、インサート成形によりプロテクタ２７０と一体化したバスバー３０に、進入口２５５，３５５が設けられたＦＰＣ２５０，３５０を組み付ける構成としたが、これに限られることはなく、バスバーとプロテクタは別体に設けられ、組み付けられた後、さらに進入口が設けられたＦＰＣを組み付ける構成としてもよい。

１： バッテリーモジュール
１０，１１０，２１０： 電池配線モジュール
１０Ａ，２１０Ａ： 前側電池配線モジュール
２０： バッテリーセル
２０Ｌ： バッテリーセル積層体
２１： 電極リード
２１Ｎ： 負極リード
２１Ｐ： 正極リード
２２Ｎ，２２Ｐ： 中間延出部
２３Ｎ： 負極延出部
２３Ｐ： 正極延出部
３０，１３０： バスバー
３０Ｍ： 中間バスバー
３０Ｎ： 負極バスバー
３０Ｐ： 正極バスバー
３１，３１Ｍ，３１Ｎ，３１Ｐ： 本体部
３２，１３２： バスバー側接続部
３３Ｎ： 負極接合部
３３Ｐ： 正極接合部
３４： 連結部
３５Ｍ： 上端部
３６Ｎ，３６Ｐ： 端子部
３７Ｎ，３７Ｐ： 屈曲部
３８Ｎ，３８Ｐ： 貫通孔
３９： 凹部
５０，１５０，２５０，３５０： ＦＰＣ
５１Ａ： ベースフィルム
５１Ｂ： カバーレイフィルム
５２： 導電路
５３，２５３，３５３： 接続孔
５４，１５４，２５４，３５４： 基板側接続部
７０，１７０，２７０： プロテクタ
７１： 電極受け部
７１Ｍ： 中間電極受け部
７１ＭＲ： 右側中間電極受け部
７１ＭＬ： 左側中間電極受け部
７１Ｎ： 負極受け部
７１Ｐ： 正極受け部
７２： 当接部
７３： 溝部
７４： 位置決め孔
７５： 保持部
７６： 端子台部
２５０Ｅ，３５０Ｅ： 外縁部
２５５，３５５： 進入口
２７７： 固定部
３５６： 係止片
Ｓ： 半田

Claims (8)

1. 電極リードを備えたバッテリーセルが複数積層されて構成されたバッテリーセル積層体に取り付けられて、複数の前記バッテリーセルを電気的に接続する電池配線モジュールであって、
   板状をなすバスバーと、基板側接続部を備えた回路基板と、前記バスバーと前記回路基板とを保持するプロテクタと、を備え、
   前記バスバーは、前記電極リードに接続される本体部と、前記基板側接続部に接続されるバスバー側接続部と、を備え、
   前記プロテクタにおいて、前記バスバーの前記本体部と前記回路基板とは、互いに垂直に配置されている、電池配線モジュール。
2. 前記バスバーのうち隣り合う前記電極リードの間に配された前記バスバーは、異なる二種以上の金属を一体化させたクラッド材からなる、請求項１に記載の電池配線モジュール。
3. 前記バスバー側接続部は、前記基板側接続部に表面実装されている、請求項１または請求項２に記載の電池配線モジュール。
4. 前記回路基板には、前記バスバー側接続部が挿通される接続孔が形成され、
   前記接続孔の孔縁部には、前記基板側接続部が設けられている、請求項１または請求項２に記載の電池配線モジュール。
5. 前記接続孔の孔縁部は、前記回路基板の外縁部に連なるように凹状に形成されている、請求項４に記載の電池配線モジュール。
6. 前記プロテクタには、前記接続孔に挿通された前記バスバー側接続部の先端を受け入れる位置決め孔が形成されている、請求項４または請求項５に記載の電池配線モジュール。
7. 前記基板側接続部は、半田付けによって、前記バスバー側接続部の１つの側面と接続されている、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の電池配線モジュール。
8. 前記回路基板は、フレキシブルプリント基板である、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の電池配線モジュール。

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