JP2022176478A - 配線モジュール、および蓄電モジュール - Google Patents

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Abstract

【課題】蓄電素子から発生した熱を、測温素子に確実に伝えることができる配線モジュールを提供することを目的とする。【解決手段】配線モジュール20は、実装部32と、実装部32に連なる中継部33とを備えるとともに、中継部33に配される接続ランド43Aを含む導電路42、43を備える可撓性基板30と、実装部32に実装される測温素子50と、実装部32および中継部33に沿って配されるとともに実装部32に固着される補強部材60と、導電性を有し、電極端子12、13に接続されるバスバー70と、導電性を有し、接続ランド43Aとバスバー70とを電気的に接続する中継部材80と、を備え、中継部材80が、バスバー70に接続される中継基部81と、中継基部81に連なり、中継部33に重ねられて接続ランド43Aと電気的に接続されるとともに、補強部材60を測温面11Fに向かって付勢する板ばね部82とを備える。【選択図】図3

Description

本明細書によって開示される技術は、配線モジュール、および蓄電モジュールに関する。
蓄電池と、この蓄電池の表面温度を検知するための温度センサと、温度センサを保持する保持装置とを備える蓄電装置が知られている。保持装置は、弾性体を備えており、この弾性体が、温度センサを蓄電池の表面に押し当てるように付勢している。これにより、蓄電池の表面温度を安定的に検知することができる。このような保持装置は、弾性体からの反力を受けるための構造を必要とするため、例えば蓄電池を収容する筐体や、配線部材を支持する支持基材などの、蓄電装置に備えられる何らかの構造物に支持されている(特許文献1参照)。
特開2013-206619号公報
上記の構成では、測温素子の取付構造が複雑となりがちである。軽量化、コスト削減等を目的として、より簡素な構成で精度の良い測温を可能とすることが求められている。
本明細書によって開示される配線モジュールは、電極端子を備えるとともに測温面を有する蓄電素子に取り付けられる配線モジュールであって、実装部と、前記実装部に連なる中継部とを備えるとともに、前記中継部に配される接続ランドを含む導電路を備える可撓性基板と、前記実装部に実装される測温素子と、前記実装部および前記中継部に沿って配されるとともに前記実装部に固着される補強部材と、導電性を有し、前記電極端子に接続される接続部材と、導電性を有し、前記接続ランドと前記接続部材とを電気的に接続する中継部材と、を備え、前記中継部材が、前記接続部材に接続される中継基部と、前記中継基部に連なり、前記中継部に重ねられて前記接続ランドと電気的に接続されるとともに、前記補強部材を前記測温面に向かって付勢する板ばね部とを備える。
また、本明細書によって開示される蓄電モジュールは、電極端子を備えるとともに測温面を有する蓄電素子と、前記蓄電素子に取り付けられる配線モジュールとを備え、前記配線モジュールが、実装部と、前記実装部に連なる中継部とを備えるとともに、前記中継部に配される接続ランドを含む導電路を備える可撓性基板と、前記実装部に実装される測温素子と、前記実装部および前記中継部に沿って配されるとともに前記実装部に固着される補強部材と、導電性を有し、前記電極端子に接続される接続部材と、導電性を有し、前記接続ランドと前記接続部材とを電気的に接続する中継部材と、を備え、前記中継部材が、前記接続部材に接続される中継基部と、前記中継基部に連なり、前記中継部に重ねられて前記接続ランドと電気的に接続されるとともに、前記補強部材を前記測温面に向かって付勢する板ばね部とを備える。
本明細書によって開示される配線モジュール、および蓄電モジュールによれば、蓄電素子から発生した熱が、補強部材および実装部を介して測温素子に確実に伝えられる。
図1は、実施形態の蓄電モジュールの全体斜視図である。 図2は、実施形態の蓄電モジュールの部分拡大平面図である。 図3は、図2のA-A線断面図である。 図4は、図3のB-B線断面図である。 図5は、図3のC-C線断面図である。 図6は、図2の枠F内の拡大図である。
[実施形態の概要]
本明細書によって開示される配線モジュールは、電極端子を備えるとともに測温面を有する蓄電素子に取り付けられる配線モジュールであって、実装部と、前記実装部に連なる中継部とを備えるとともに、前記中継部に配される接続ランドを含む導電路を備える可撓性基板と、前記実装部に実装される測温素子と、前記実装部および前記中継部に沿って配されるとともに前記実装部に固着される補強部材と、導電性を有し、前記電極端子に接続される接続部材と、導電性を有し、前記接続ランドと前記接続部材とを電気的に接続する中継部材と、を備え、前記中継部材が、前記接続部材に接続される中継基部と、前記中継基部に連なり、前記中継部に重ねられて前記接続ランドと電気的に接続されるとともに、前記補強部材を前記測温面に向かって付勢する板ばね部とを備える。
また、本明細書によって開示される蓄電モジュールは、電極端子を備えるとともに測温面を有する蓄電素子と、前記蓄電素子に取り付けられる配線モジュールとを備え、前記配線モジュールが、実装部と、前記実装部に連なる中継部とを備えるとともに、前記中継部に配される接続ランドを含む導電路を備える可撓性基板と、前記実装部に実装される測温素子と、前記実装部および前記中継部に沿って配されるとともに前記実装部に固着される補強部材と、導電性を有し、前記電極端子に接続される接続部材と、導電性を有し、前記接続ランドと前記接続部材とを電気的に接続する中継部材と、を備え、前記中継部材が、前記接続部材に接続される中継基部と、前記中継基部に連なり、前記中継部に重ねられて前記接続ランドと電気的に接続されるとともに、前記補強部材を前記測温面に向かって付勢する板ばね部とを備える。
上記の構成によれば、補強部材が測温面に確実に密着した状態に保たれ、蓄電素子から発生した熱が、補強部材および実装部を介して測温素子に確実に伝えられる。
[実施形態の詳細]
本明細書によって開示される技術の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明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すべての変更が含まれることが意図される。
<実施形態>
実施形態を、図1から図6を参照しつつ説明する。本実施形態の蓄電モジュール1は、電気自動車やハイブリット車用の駆動源として使用される電源装置であって、図1に示すように、複数の蓄電素子10と、この蓄電素子10に接続される配線モジュール20とを備えている。
[蓄電素子10]
蓄電素子10は、例えば、二次電池である。各蓄電素子10は、金属製のケース11を備えており、ケース11の内部には、発電要素が収容されている。ケース11の複数の外面のうち一面(図1の上面)は、測温面11Fとなっている。測温面11Fには、2つの電極端子12、13が配置されている。2つの電極端子12、13のうち一方は正極端子12であり、他方は負極端子13である。なお、図3および図4では、蓄電素子10の断面を詳細に示さず、全体を模式的に示している。
複数の蓄電素子10が有する複数の測温面11Fは、面一に配置されている。隣り合う2つの蓄電素子10は、異なる極性の電極端子12、13が互いに隣り合うように、つまり、一の蓄電素子10の正極端子12と、これと隣接する他の蓄電素子10の負極端子13とが互いに隣り合うように並べられている。
[配線モジュール20]
配線モジュール20は、図2に示すように、複数の蓄電素子10の測温面11Fに沿って配置される。この配線モジュール20は、可撓性基板30と、可撓性基板30に実装される複数の測温素子50と、可撓性基板30に重なって配置される補強部材60と、隣り合う電極端子12、13を接続する複数のバスバー70と、可撓性基板30とバスバー70とを接続する中継部材80と、を備える。
[測温素子50]
測温素子50は、例えば、公知のサーミスタ素子である。測温素子50は、2つのリード端子51を備えている。
[可撓性基板30]
可撓性基板30は、可撓性を有するプリント基板であって、図2および図3に示すように、帯状の基板本体31と、測温素子50が実装される複数の実装部32と、複数の実装部32のそれぞれに連なり、中継部材80が接続される複数の中継部33と、基板本体31と複数の実装部32のそれぞれとを繋ぐ複数の可動部34とを備えている。
可動部34は、図2に示すように、基板本体31と実装部32とを繋ぐ可動部本体34Aと、可動部本体34Aから延びる突出部34Bと、突出部34Bの先端に接続される円環状の円環部34Cとを備えている。可動部本体34Aと突出部34Bとは、円環部34Cから可動部本体34Aの側縁まで延びるスリットSを有している。このような形状を有していることにより、可動部34は、スリットSの両側の部分が互いに離間したり、同一平面上からずれるように変形したりすることが許容されている。これにより、実装部32と中継部33とは、基板本体31に対してある程度自由な変位が許容されている。
可撓性基板30は、図4、図5および図6に示すように、合成樹脂製の絶縁フィルムからなるベース層41と、このベース層41の一面にプリント配線技術により形成された導電路42、43と、合成樹脂製の絶縁フィルムからなり、導電路42、43を被覆するカバーレイ44とを備えている。導電路42、43は、例えば銅または銅合金などの金属からなり、導電性を有している。導電路42、43は、第1導電路42と第2導電路43とを含む。可撓性基板30は、ベース層41が配された面を測温面11Fに向けて、測温面11Fに沿って配置される。実装部32においてカバーレイ44が配されている面(図4の上面)は、測温素子50が実装される実装面32Fとなっている。
図4および図6に示すように、第1導電路42には、測温素子50が直列に接続されている。複数の実装部32のそれぞれに配される第1導電路42の一部は、2つの測温ランド42Aとなっている。カバーレイ44は、測温素子50が実装される箇所に、第1開口部44Aを有しており、この第1開口部44Aの内側に、2つの測温ランド42Aが、カバーレイ44から露出されている。測温素子50の2つのリード端子51のそれぞれが、2つの測温ランド42Aのそれぞれに接続されている。リード端子51と測温ランド42Aとは、例えば半田Hによって接続されている。測温素子50と測温ランド42Aとは、合成樹脂製のオーバーコートCによって覆われている。
第2導電路43は、蓄電素子10の電圧を検知するための電圧検知線となっている。図5および図6に示すように、複数の中継部33のそれぞれに配される第2導電路43の一部は、中継部材80を接続するための接続ランド43Aとなっている。カバーレイ44は、接続ランド43Aが配される箇所に、第2開口部44Bを有しており、この第2開口部44Bの内側において、接続ランド43Aの一部が、カバーレイ44から露出されている。
[補強部材60]
補強部材60は、可撓性を有しない硬い板状の部材であって、実装部32を補強する。補強部材60は、図3に示すように、実装部32および中継部33に沿って配され、実装部32において実装面32Fとは反対側の面(ベース層41が配されている面)に固着されている。補強部材60の一部は、実装部32に沿って配され、実装部32に固着される固着部60Aとなっており、残りの部分は、中継部33に沿って配されるが、中継部33に固着されない延設部60Bとなっている。本実施形態では、補強部材60は、実装部32に対して接着剤Aによって接着されている。
補強部材60は、図3に示すように、測温面11Fに当接して配置される。補強部材60は、熱伝導性に優れた金属材料からなることが好ましく、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金からなることが好ましい。蓄電素子10の熱を測温素子50に伝えやすいためである。
[バスバー70]
バスバー70は、導電性を有する金属板材からなる。バスバー70の材質としては、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼(SUS)等が挙げられる。本実施形態では、バスバー70は、アルミニウム製である。図1および図2に示すように、バスバー70は、隣り合う2つの電極端子12、13に重ねられ、例えばレーザ溶接により電極端子12、13に固着される。これにより、隣り合う一対の電極端子12、13が電気的に接続される。
[中継部材80]
中継部材80は、導電性を有する金属製の板材であって、第2導電路43とバスバー70とを電気的に接続する。中継部材80は、第2導電路43とバスバー70との双方に対して良好に接合可能な金属材料からなることが好ましい。本実施形態では、中継部材80は、ニッケル製である。
中継部材80は、図3に示すように、バスバー70に接続される板状の中継基部81と、中継基部81から斜めに延び、中継部33に接続される板状の板ばね部82とを備え、全体として、測温面11Fとは反対側に凸となるように屈曲された板状をなしている。板ばね部82は、貫通孔83を有している。貫通孔83は、図6に示すように、接続ランド43Aの外形よりも小さい孔縁形状を有する孔である。中継基部81は、バスバー70に重ねられて、例えばレーザ溶接によってバスバー70に電気的に接続されている。板ばね部82は、図5に示すように、中継部33においてカバーレイ44が配された面に重ねられて、カバーレイ44から露出された接続ランド43Aに電気的に接続されている。本実施形態では、板ばね部82は、半田Hによって接続ランド43Aに接続されている。
[配線モジュール20の蓄電素子10への取り付け]
配線モジュール20が蓄電素子10に取り付けられる際には、図1および図2に示すように、配線モジュール20が並列した複数の蓄電素子10の測温面11Fに沿って配され、各バスバー70が電極端子12、13にレーザ溶接により固着される。上記したように、可動部34はある程度の変形が許容されているから、実装部32、中継部33、中継部材80およびバスバー70は、基板本体31に対してある程度自由な変位が許容されている。これにより、配線モジュール20の蓄電素子10への取り付けを容易に行うことができる。
配線モジュール20が蓄電素子10に取り付けられた状態では、図3に示すように、補強部材60が測温面11Fに当接する。板ばね部82および中継部33は、中継基部81に近づくにつれて補強部材60から離れる方向に傾いた姿勢となる。補強部材60が測温面11Fから浮き上がる方向に変位しようとすると、板ばね部82が中継基部81に対して拡開する方向に変形しようとし、その弾性復元力によって、補強部材60を測温面11Fに向かって付勢する。これにより、補強部材60が測温面11Fに確実に密着した状態に保たれ、蓄電素子10から発生した熱は、補強部材60および実装部32を介して測温素子50に確実に伝えられる。
[作用効果]
以上のように本実施形態によれば、蓄電モジュール1は、電極端子12、13を備えるとともに測温面11Fを有する蓄電素子10と、蓄電素子10に取り付けられる配線モジュール20とを備え、配線モジュール20が、実装部32と、実装部32に連なる中継部33とを備えるとともに、中継部33に配される接続ランド43Aを含む導電路42、43を備える可撓性基板30と、実装部32に実装される測温素子50と、実装部32および中継部33に沿って配されるとともに実装部32に固着される補強部材60と、導電性を有し、電極端子12、13に接続されるバスバー70と、導電性を有し、接続ランド43Aとバスバー70とを電気的に接続する中継部材80と、を備え、中継部材80が、バスバー70に接続される中継基部81と、中継基部81に連なり、中継部33に重ねられて接続ランド43Aと電気的に接続されるとともに、補強部材60を測温面11Fに向かって付勢する板ばね部82とを備える。
上記の構成によれば、補強部材60が測温面11Fに確実に密着した状態に保たれ、蓄電素子10から発生した熱が、補強部材60および実装部32を介して測温素子50に確実に伝えられる。
<他の実施形態>
(1)上記実施形態では、中継部材80がバスバー70に対してレーザ溶接により固定されている例を示したが、中継部材とバスバーとの接続方法は上記実施形態の限りではなく、例えば、超音波溶接、半田付け、かしめ付けによる接続であっても構わない。
(2)上記実施形態では、補強部材60が金属材料により構成されている例を示したが、補強部材は金属以外の材料により構成されていてもよく、例えば樹脂製であっても構わない。
1:蓄電モジュール
10:蓄電素子
11:ケース
11F:測温面
12:正極端子(電極端子)
13:負極端子(電極端子)
20:配線モジュール
30:可撓性基板
31:基板本体
32:実装部
32F:実装面
33:中継部
34:可動部
34A:可動部本体
34B:突出部
34C:円環部
41:ベース層
42:第1導電路(導電路)
42A:測温ランド
43:第2導電路(導電路)
43A:接続ランド
44:カバーレイ
44A:第1開口部
44B:第2開口部
50:測温素子
51:リード端子
60:補強部材
60A:固着部
60B:延設部
70:バスバー
80:中継部材
81:中継基部
82:板ばね部
83:貫通孔
A:接着剤
C:オーバーコート
H:半田
S:スリット

Claims (2)

  1. 電極端子を備えるとともに測温面を有する蓄電素子に取り付けられる配線モジュールであって、
    実装部と、前記実装部に連なる中継部とを備えるとともに、前記中継部に配される接続ランドを含む導電路を備える可撓性基板と、
    前記実装部に実装される測温素子と、
    前記実装部および前記中継部に沿って配されるとともに前記実装部に固着される補強部材と、
    導電性を有し、前記電極端子に接続される接続部材と、
    導電性を有し、前記接続ランドと前記接続部材とを電気的に接続する中継部材と、を備え、
    前記中継部材が、
    前記接続部材に接続される中継基部と、
    前記中継基部に連なり、前記中継部に重ねられて前記接続ランドと電気的に接続されるとともに、前記補強部材を前記測温面に向かって付勢する板ばね部とを備える、配線モジュール。
  2. 電極端子を備えるとともに測温面を有する蓄電素子と、前記蓄電素子に取り付けられる配線モジュールとを備え、
    前記配線モジュールが、
    実装部と、前記実装部に連なる中継部とを備えるとともに、前記中継部に配される接続ランドを含む導電路を備える可撓性基板と、
    前記実装部に実装される測温素子と、
    前記実装部および前記中継部に沿って配されるとともに前記実装部に固着される補強部材と、
    導電性を有し、前記電極端子に接続される接続部材と、
    導電性を有し、前記接続ランドと前記接続部材とを電気的に接続する中継部材と、を備え、
    前記中継部材が、
    前記接続部材に接続される中継基部と、
    前記中継基部に連なり、前記中継部に重ねられて前記接続ランドと電気的に接続されるとともに、前記補強部材を前記測温面に向かって付勢する板ばね部とを備える、蓄電モジュール。
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