JP2023003755A - 電池接続モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数の削減を実現できる電池接続モジュールを提供する。【解決手段】電池接続モジュール１は、可撓性を有する板状の樹脂部２と、樹脂部２に形成されており、隣接する二つの電池セル１０１の電極１０２に固定されて二つの電池セル１０１の電極１０２を電気的に接続する導電層３と、樹脂部２に配索されており、導電層３に接続された電圧検出線４１と、を備える。電圧検出線は、金属箔または印刷回路であってもよい。この場合、導電層の厚さが電圧検出線の厚さよりも大きくされてもよい。【選択図】図７

Description

本発明は、電池接続モジュールに関する。

従来、バスバモジュールがある。特許文献１には、バッテリーセルに対し電気的に接続可能な板状本体部を有するバスバーと、板状本体部に形成した切起部からなるバレル部と、バレル部に固着された電線とを備えているバスバーモジュールが開示されている。

特開２０１９－８７４３４号公報

複数の電池セルを接続するモジュールにおいて、部品点数を削減できることが望ましい。例えば、従来のバスバモジュールのようにバスバが独立した部品である場合、セルの個数に応じたバスバが必要となり、部品点数が増加してしまう。

本発明の目的は、部品点数の削減を実現できる電池接続モジュールを提供することである。

本発明の電池接続モジュールは、可撓性を有する板状の樹脂部と、前記樹脂部に形成されており、隣接する二つの電池セルの電極に固定されて前記二つの電池セルの電極を電気的に接続する導電層と、前記樹脂部に配索されており、前記導電層に接続された電圧検出線と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る電池接続モジュールは、可撓性を有する板状の樹脂部と、樹脂部に形成されており、隣接する二つの電池セルの電極に固定されて二つの電池セルの電極を電気的に接続する導電層と、樹脂部に配索されており、導電層に接続された電圧検出線と、を有する。本発明に係る電池接続モジュールによれば、二つの電極を接続する導電層が板状の樹脂部に形成されていることで、部品点数の削減を実現できるという効果を奏する。

図１は、実施形態に係る電池接続モジュールの平面図である。 図２は、実施形態に係る電池接続モジュールの斜視図である。 図３は、実施形態に係る電池接続モジュールの拡大図である。 図４は、実施形態に係る電池接続モジュールの断面図である。 図５は、実施形態に係る電池接続モジュールの製造方法を説明する断面図である。 図６は、実施形態に係る電池接続モジュールの製造方法を説明する断面図である。 図７は、電極に対して固定された導電層を示す断面図である。 図８は、実施形態の第１変形例に係る電池接続モジュールの製造方法を説明する図である。 図９は、実施形態の第１変形例に係る電池接続モジュールの製造方法を説明する図である。 図１０は、実施形態の第２変形例に係る電池接続モジュールの製造方法を説明する図である。 図１１は、実施形態の第２変形例に係る電池接続モジュールの製造方法を説明する図である。

以下に、本発明の実施形態に係る電池接続モジュールにつき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、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。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。

［実施形態］
図１から図７を参照して、実施形態について説明する。本実施形態は、電池接続モジュールに関する。図１は、実施形態に係る電池接続モジュールの平面図、図２は、実施形態に係る電池接続モジュールの斜視図、図３は、実施形態に係る電池接続モジュールの拡大図、図４は、実施形態に係る電池接続モジュールの断面図、図５および図６は、実施形態に係る電池接続モジュールの製造方法を説明する断面図、図７は、電極に対して固定された導電層を示す断面図である。

図１に示すように、本実施形態に係る電池接続モジュール１は、樹脂部２と、導電層３と、検出線４と、コネクタ５と、サーミスタ６と、を有する。図２に示すように、電池接続モジュール１は、電池モジュール１００に対して組み付けられ、電池モジュール１００と共に電池パックを構成する。電池パックは、電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ）等の車両に電源として搭載される。

電池モジュール１００は、複数の電池セル１０１を有する。例示された電池セル１０１の形状は、直方体形状である。複数の電池セル１０１は、第一方向Ｘに沿って配列されている。電池モジュール１００を平面視した場合に第一方向Ｘと直交する方向を「第二方向Ｙ」と称する。第二方向Ｙは、電池セル１０１の幅方向である。また、第一方向Ｘおよび第二方向Ｙの何れとも直交する方向を「第三方向Ｚ」と称する。第三方向Ｚは、電池セル１０１の高さ方向である。電池セル１０１の第一面１０３には、二つの電極が配置されている。二つの電極は、第二方向Ｙに沿って並んでいる。電池接続モジュール１は、電池セル１０１の第一面１０３に載置されて電池モジュール１００に組み付けられる。

電池接続モジュール１のコネクタ５は、監視装置１０に接続される。監視装置１０は、電池セル１０１の電圧や温度に関する情報を電池接続モジュール１から取得する。監視装置１０は、取得した情報に基づいて電池モジュール１００を制御する。

図１に示すように、平面視における電池接続モジュール１の形状は、略長方形である。樹脂部２は、板状であり、かつ可撓性を有している。樹脂部２は、例えば、樹脂フィルムや塗布された樹脂層を含む。樹脂部２は、絶縁性の合成樹脂で形成されている。

電池接続モジュール１は、第一方向Ｘに沿って配列された複数の導電層３を有する。導電層３は、銅等の導電性の金属で形成されている。複数の導電層３は、第一群３Ａおよび第二群３Ｂを含む。第一群３Ａに属する複数の導電層３は、第一方向Ｘに沿って直線状に配列されている。第二群３Ｂに属する複数の導電層３は、第一方向Ｘに沿って直線状に配列されている。第一群３Ａは、樹脂部２における第二方向Ｙの一端に配置されている。第二群３Ｂは、樹脂部２における第二方向Ｙの他端に配置されている。導電層３は、外部空間に向けて露出した露出面３３を有する。

サーミスタ６は、電池セル１０１の温度を検出する素子である。例示された電池接続モジュール１は、二個のサーミスタ６を有する。一つのサーミスタ６は、樹脂部２における第一方向Ｘの一端に配置されており、他の一つのサーミスタ６は、第一方向Ｘの他端に配置されている。

検出線４は、第一方向Ｘに沿って樹脂部２の内部に配索されている。検出線４は、第一群３Ａと第二群３Ｂとの間に配置されている。図３に示すように、検出線４は、複数の電圧検出線４１および複数の温度検出線４２を有する。電圧検出線４１および温度検出線４２は、例えば、導電性の金属で形成された金属箔である。電圧検出線４１および温度検出線４２は、互いに間隔をあけて第二方向Ｙに並んでいる。

電圧検出線４１は、導電層３に対して接続されている。検出線４は、一つの導電層３に対して一本の電圧検出線４１を有する。温度検出線４２は、サーミスタ６に対して接続されている。検出線４は、一つのサーミスタ６に対して一本の温度検出線４２を有する。

コネクタ５は、樹脂部２における第一方向Ｘの端部に配置されている。コネクタ５は、複数の端子を有している。各電圧検出線４１および各温度検出線４２は、対応する端子に接続されている。

図４には、電池接続モジュール１の断面が示されている。本実施形態の樹脂部２は、ベースフィルム２０およびカバーレイ２１を有する。ベースフィルム２０およびカバーレイ２１は、例えば、ポリイミド等の樹脂で形成される。導電層３は、基層３０および付加層３１を有する。基層３０および検出線４は、ベースフィルム２０に積層された導電性の金属箔であり、典型的には銅箔である。付加層３１は、基層３０に対して積層された導電性の金属層である。付加層３１は、印刷やメッキ等により形成される。カバーレイ２１は、検出線４およびベースフィルム２０を覆い、ベースフィルム２０とカバーレイ２１との間に検出線４を挟み込む。例示された付加層３１は、カバーレイ２１の外側面２１ｂから突出している。

本実施形態に係る電池接続モジュール１の製造方法について説明する。図５には、ベースフィルム２０および金属箔の回路７が示されている。回路７は、例えば、フレキシブル銅張積層板（ＦＣＣＬ：Flexible Copper Clad Laminate）に対するエッチング処理により形成される。回路７は、基層３０および検出線４を有する。

次に、図６に示すように、ベースフィルム２０および検出線４に対してカバーレイ２１が貼付される。カバーレイ２１は、付加層３１に対応する開口２１ａを有している。つまり、カバーレイ２１は、基層３０を外部に向けて露出させるように構成されている。

次に、基層３０に対して図４に示す付加層３１が形成される。これにより、金属箔に印刷層が積層された導電層３、または金属箔にメッキ層が積層された導電層３が形成される。図４に示すように、導電層３の厚さｔ２は、電圧検出線４１の厚さｔ１よりも大きい。導電層３の厚さｔ２は、電圧検出線４１の厚さｔ１の二倍の値とされてもよく、厚さｔ１の二倍よりも大きな値とされてもよい。厚さｔ２は、露出面３３をカバーレイ２１の外側面２１ｂと同一面上に位置させる値であってもよい。厚さｔ２の値は、電池モジュール１００の定格電流に応じて予め設定されてもよい。

なお、ベースフィルム２０には、開口２０ａが形成される。開口２０ａは、基層３０の裏面３４を露出させる位置に設けられる。開口２０ａが形成されるタイミングは任意であり、付加層３１が形成された後であってもよく、付加層３１が形成される前であってもよい。

図７に示すように、導電層３は、隣接する二つの電池セル１０１ａ，１０１ｂの電極１０２に固定される。導電層３は、例えば、レーザ溶接等の溶接によって電極１０２に固定され、電極１０２に対して電気的に接続される。導電層３は、電池セル１０１ａの電極１０２と、電池セル１０１ｂの電極１０２とを電気的に接続する。電池接続モジュール１は、例えば、隣接する二つの電池セル１０１ａ，１０１ｂを直列に接続する。

以上説明したように、本実施形態の電池接続モジュール１は、可撓性を有する板状の樹脂部２と、導電層３と、電圧検出線４１と、を有する。導電層３は、樹脂部２に形成されており、隣接する二つの電池セル１０１の電極１０２に固定されて二つの電池セル１０１の電極１０２を電気的に接続する。電圧検出線４１は、樹脂部２に配索されており、導電層３に接続されている。本実施形態の電池接続モジュール１によれば、二つの電極１０２を接続する導電層３が板状の樹脂部２に形成されている。よって、電池接続モジュール１における部品点数の削減が実現される。

また、本実施形態の電池接続モジュール１は、バスバを独立した部品として含むバスバモジュールと比較して、接続箇所が削減される。接続箇所が少なくなることで、信頼性が向上する。また、本実施形態の電池接続モジュール１では、バスバを収容して保持するケースが不要である。よって、ケースを省略して電池接続モジュール１の低背化を図ることができる。

本実施形態の電圧検出線４１は、金属箔である。導電層３の厚さｔ２は、電圧検出線４１の厚さｔ１よりも大きい。これにより、導電層３において必要な電流値に応じた断面積を確保することができる。

なお、本実施形態の検出線４は、所謂ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）であるが、これに代えて、ＦＦＣ（Flexible Flat Cable）であってもよい。この場合、電圧検出線４１の端部に重ねるようにして印刷またはメッキによって導電層３が形成されてもよい。また、検出線４は、電線であってもよい。この場合、電線の端部に重ねるようにして印刷またはメッキによって導電層３が形成されてもよい。

導電層３の厚さｔ２と電圧検出線４１の厚さｔ１とが同じ値とされてもよい。この場合、導電層３において必要とされる断面積に応じて導電層３および電圧検出線４１の厚さが定められる。

なお、電池接続モジュール１がサーミスタ６を有する場合のサーミスタ６の個数および配置は、例示された個数および配置には限定されない。電池接続モジュール１は、サーミスタ６を有していなくてもよい。この場合、検出線４は、温度検出線４２を含まなくてもよい。

［実施形態の第１変形例］
実施形態の第１変形例について説明する。図８および図９は、実施形態の第１変形例に係る電池接続モジュールの製造方法を説明する図である。図８に示すように、第１変形例に係る製造方法では、ベースフィルム２０に対して検出線４および導電層３が形成される。検出線４および導電層３は、例えば、印刷により形成される。つまり、検出線４および導電層３は、ベースフィルム２０に形成された印刷回路である。導電層３の厚さｔ４は、電圧検出線４１の厚さｔ３よりも大きい。

その後、図９に示すように、検出線４を覆い、かつ導電層３を露出させる保護層２２が形成される。保護層２２は、例えば、検出線４およびベースフィルム２０を覆うように塗布されたレジストである。ただし、保護層２２は、レジストには限定されず、カバーレイが貼付されて形成されてもよい。

［実施形態の第２変形例］
実施形態の第２変形例について説明する。図１０および図１１は、実施形態の第２変形例に係る電池接続モジュールの製造方法を説明する図である。図１０および図１１に示すように、第２変形例に係る製造方法では、導電層３が形成された後に保護層２２が形成される。図１０に示すように、回路７の基層３０に対して付加層３１が形成される。このときに、保護層２２は形成されておらず、検出線４は露出している。

次に、図１１に示すように、保護層２２が形成される。保護層２２は、例えば、検出線４およびベースフィルム２０を覆うように塗布されたレジストである。ただし、保護層２２は、レジストには限定されず、カバーレイであってもよい。

上記の実施形態および変形例に開示された内容は、適宜組み合わせて実行することができる。

１ 電池接続モジュール
２ 樹脂部
３ 導電層
４ 検出線
５ コネクタ
６ サーミスタ
７ 回路
１０ 監視装置
２０：ベースフィルム、 ２０ａ：開口
２１：カバーレイ、 ２１ａ：開口、 ２１ｂ：外側面、 ２２：保護層
３０：基層、 ３１：付加層、 ３３：露出面
４１：電圧検出線、 ４２：温度検出線
１００：電池モジュール、 １０１：電池セル、 １０２：電極、 １０３：第一面
Ｘ：第一方向、 Ｙ：第二方向、 Ｚ：第三方向

Claims (2)

1. 可撓性を有する板状の樹脂部と、
   前記樹脂部に形成されており、隣接する二つの電池セルの電極に固定されて前記二つの電池セルの電極を電気的に接続する導電層と、
   前記樹脂部に配索されており、前記導電層に接続された電圧検出線と、
   を備えることを特徴とする電池接続モジュール。
2. 前記電圧検出線は、金属箔または印刷回路であり、
   前記導電層の厚さが前記電圧検出線の厚さよりも大きい
   請求項１に記載の電池接続モジュール。

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