JP2023012977A - バスバモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】バスバに対する追従性を向上可能なバスバモジュールを提供する。【解決手段】バスバモジュール１は、第一方向Ｘに沿って並んでおり、電池セルに対して接続される複数のバスバ２と、バスバに対して接続される複数の検出線７１を有しており、かつ可撓性を有する板状の回路体３と、を備え、回路体は、複数の検出線が配索されている幹線部３０と、幹線部から分岐しており、かつバスバに接続される検出線が配索されている枝部３１と、を有し、枝部は、第一方向に沿って伸縮可能な伸縮部３４を有し、伸縮部は、回路体を平面視した場合に第一方向と交差する方向に形成されたスリット３４ａ，３４ｂまたは切り欠きを有し、伸縮部の検出線は、スリットまたは切り欠きに沿って配索されている。【選択図】図５

Description

本発明は、バスバ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、本体と、該本体から延在する複数のＬ字型可撓性アームと、を含むフレキシブル回路基板を備えたバッテリ接続モジュールが開示されている。特許文献１のＬ字型可撓性アームは、本体から複数のバスバーに向かって外向きに延在する第１のセクションと、該第１のセクションと接続し、複数のバスバーと本体との間の方向に延在する、第２のセクションと、該第２のセクションの遠位端に位置付けられ、対応するバスバーと接続する、端部と、を含む。なお、特許文献２には、接続する電気機器等の位置にずれがあっても引張力を受けることがないフレキシブルプリント配線基板が開示されている。

特開２０１９－２３９９６号公報 特開平０６－１４０７２７号公報

バスバモジュールにおいて、バスバに対する追従性を向上できることが望まれている。例えば、回路体を伸縮可能に構成することができれば、バスバに対して回路体を接続するときの追従性が向上する。

本発明の目的は、バスバに対する追従性を向上可能なバスバモジュールを提供することである。

本発明のバスバモジュールは、第一方向に沿って並んでおり、電池セルに対して接続される複数のバスバと、前記バスバに対して接続される複数の検出線を有しており、かつ可撓性を有する板状の回路体と、を備え、前記回路体は、複数の前記検出線が配索されている幹線部と、前記幹線部から分岐しており、かつ前記バスバに接続される前記検出線が配索されている枝部と、を有し、前記枝部は、前記第一方向に沿って伸縮可能な伸縮部を有し、前記伸縮部は、前記回路体を平面視した場合に前記第一方向と交差する方向に形成されたスリットまたは切り欠きを有し、前記伸縮部の前記検出線は、前記スリットまたは前記切り欠きに沿って配索されていることを特徴とする。

本発明に係るバスバモジュールの伸縮部は、第一方向と交差する方向に形成されたスリットまたは切り欠きを有し、第一方向に沿って伸縮することができる。本発明に係るバスバモジュールは、バスバに対する追従性を向上できるという効果を奏する。

図１は、実施形態に係るバスバモジュールの平面図である。 図２は、実施形態に係るバスバモジュールの拡大図である。 図３は、実施形態に係るバスバモジュールの拡大図である。 図４は、枝部の構成例を示す平面図である。 図５は、枝部の構成例を示す平面図である。 図６は、枝部の構成例を示す平面図である。 図７は、枝部の構成例を示す平面図である。

以下に、本発明の実施形態に係るバスバ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、バスバモジュールに関する。図１は、実施形態に係るバスバモジュールの平面図、図２および図３は、実施形態に係るバスバモジュールの拡大図、図４から図７は、枝部の構成例を示す平面図である。

図１に示すように、実施形態のバスバモジュール１は、複数のバスバ２、回路体３、ケース４、サーミスタ５、およびコネクタ６を有する。バスバモジュール１は、電池モジュール１１０に対して組み付けられて電池パック１００を構成する。電池パック１００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。電池パック１００は、複数のバスバモジュール１および複数の電池モジュール１１０を有していてもよい。

電池モジュール１１０は、複数の電池セル１２０を有する。複数の電池セル１２０は、第一方向Ｘに沿って配列されている。バスバ２は、隣接する二つの電池セル１２０の電極を接続する。バスバモジュール１は、例えば、複数の電池セル１２０をバスバ２によって直列に接続する。

バスバ２は、銅やアルミニウム等の導電性の金属板から形成される。バスバ２は、接続部２０および端子部２１を有する。接続部２０は、電圧検出線に接続される部分である。端子部２１は、電池セル１２０の電極に接続される部分である。端子部２１は、例えば、レーザ溶接によって電極に対して固定される。

バスバモジュール１は、第一バスバ群２Ａおよび第二バスバ群２Ｂを有する。第一バスバ群２Ａおよび第二バスバ群２Ｂは、第一方向Ｘに沿って並ぶ複数のバスバ２を有する。第一バスバ群２Ａのバスバ２は、電池セル１２０が有する一つの電極に対して固定される。第二バスバ群２Ｂのバスバ２は、電池セル１２０が有する他の一つの電極に対して固定される。

以下の説明において、バスバモジュール１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、バスバモジュール１の幅方向である。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、バスバモジュール１の厚さ方向である。

回路体３は、板状の回路体であり、かつ可撓性を有している。本実施形態の回路体３は、フレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）である。回路体３は、幹線部３０および複数の枝部３１を有する。幹線部３０は、回路体３の主要部であり、平面視において長方形の形状を有している。

回路体３は、複数の検出線７と、検出線７を覆う被覆部８とを有する。被覆部８は、例えば、絶縁性を有する可撓性の樹脂で形成される。検出線７は、銅箔等の金属箔で形成される。複数の検出線７は、電圧検出線７１および温度検出線７２を含む。電圧検出線７１は、バスバ２に対して接続される検出線である。温度検出線７２は、サーミスタ５に対して接続される検出線である。複数の検出線７は、幹線部３０の内部を第一方向Ｘに沿って配索されている。

枝部３１は、幹線部３０から分岐してバスバ２に接続される部分である。枝部３１の内部には、バスバ２に対して接続される一本の電圧検出線７１が配索されている。

サーミスタ５は、電池セル１２０の温度を検出する検出素子である。例示されたバスバモジュール１では、第一方向Ｘの両端部にそれぞれサーミスタ５が配置されている。コネクタ６は、回路体３における第一方向Ｘの端部に配置されている。複数の検出線７は、コネクタ６の端子に対して接続されている。複数の検出線７は、コネクタ６を介して監視装置に対して接続される。監視装置は、電圧および温度の検出値に基づいて電池パック１００を制御する。

ケース４は、複数のバスバ２を収容して保持すると共に、回路体３を支持する。ケース４は、例えば、絶縁性の合成樹脂で成型される。平面視におけるケース４の形状は、例えば、長方形である。

図２および図３には、第一バスバ群２Ａの端部に位置するバスバ２Ｃと、このバスバ２Ｃに対応する枝部３１が示されている。本実施形態の枝部３１は、第一方向Ｘに沿って伸縮できるように構成されている。枝部３１は、第一方向Ｘに沿って伸縮可能な伸縮部３４を有する。例示された枝部３１では、枝部３１の全体が伸縮部３４となっている。枝部３１の内部には、バスバ２Ｃに対して接続される電圧検出線７１が配索されている。

枝部３１には、第二方向Ｙの一方側Ｙ１に向かう複数のスリット３１ａ、および第二方向Ｙの他方側Ｙ２に向かう複数のスリット３１ｂが形成されている。複数のスリット３１ａおよびスリット３１ｂは、それぞれ第一方向Ｘに沿って並んでいる。また、第一方向Ｘに沿ってスリット３１ａおよびスリット３１ｂが交互に配置されている。すなわち、枝部３１は、スリット３１ａ，３１ｂによって細長いジグザグ形状とされている。

電圧検出線７１は、スリット３１ａおよびスリット３１ｂに沿って配索されている。すなわち、電圧検出線７１は、枝部３１の内部においてジグザグ形状に配索されている。枝部３１は、電圧検出線７１が露出しないように電圧検出線７１を内部に収容している。

図３に示すように、枝部３１は、バスバ２Ｃに対して接続されるときに第一方向Ｘに沿って引き伸ばされる。電圧検出線７１は、枝部３１の変形と共に変形し、第一方向Ｘに沿って伸縮する。電圧検出線７１の先端部は、バスバ２Ｃの接続部２０に対して接続される。電圧検出線７１および接続部２０は、例えば、はんだによって互いに接続される。

枝部３１は、バスバ２Ｃに対して電圧検出線７１が接続された状態において、第一方向Ｘに沿って伸縮できるように構成されている。すなわち、枝部３１は、バスバ２Ｃが設計された通りの位置にある場合に、伸縮可能な状態でバスバ２Ｃに対して接続されるように形成されている。これにより、枝部３１は、第一方向Ｘにおける公差を吸収してバスバ２Ｃの位置ずれに追従することができる。また、複数のスリット３１ａ，３１ｂが形成された枝部３１は、第二方向Ｙおよび第三方向Ｚに沿って柔軟に変形することができる。つまり、枝部３１は、第二方向Ｙおよび第三方向Ｚにおける公差を吸収してバスバ２Ｃの位置ずれに追従する可撓性を有している。このように、本実施形態のバスバモジュール１は、バスバ２に対する追従性を向上させることができる。

なお、枝部３１は、第一方向Ｘに伸縮できる任意の形状を有することができる。図４および図５には、伸縮可能な枝部３１の一例が示されている。図４に示すように、枝部３１は、基部３２、先端部３３、および伸縮部３４を有する。平面視における枝部３１の形状は、略Ｌ字形状である。

基部３２は、幹線部３０につながっている部分であり、幹線部３０から第二方向Ｙに向けて突出している。平面視における基部３２の形状は、略Ｌ字形状である。先端部３３は、枝部３１の先端に位置する部分であり、バスバ２に対して接続される。伸縮部３４は、基部３２と先端部３３との間に位置しており、第一方向Ｘに沿って延在している。

図４に示すように、伸縮部３４は、第一の辺３４１、第二の辺３４２、複数の第一スリット３４ａ、複数の第二スリット３４ｂ、および複数の切り込み３４ｃを有する。第一スリット３４ａは、第一の辺３４１から第二方向Ｙの一方側Ｙ１に向かうスリットである。第二スリット３４ｂは、第二の辺３４２から第二方向Ｙの他方側Ｙ２に向かうスリットである。第一スリット３４ａと第二スリット３４ｂとは第二方向Ｙにおいて対向している。

切り込み３４ｃは、第一の辺３４１と第二の辺３４２との間の領域に形成されており、被覆部８を第三方向Ｚに沿って貫通している。切り込み３４ｃは、第二方向Ｙに沿って延在している。切り込み３４ｃは、一組のスリット３４ａ，３４ｂと、隣接する他の一組のスリット３４ａ，３４ｂとの間に位置している。電圧検出線７１は、第二スリット３４ｂおよび切り込み３４ｃに沿って配索されている。言い換えると、電圧検出線７１は、第二スリット３４ｂおよび切り込み３４ｃを迂回して配索されている。

先端部３３には、バスバ２と接続される導電性のプレート３３ａが配置されている。プレート３３ａは、被覆部８から露出している。電圧検出線７１は、プレート３３ａを介してバスバ２に接続される。

図５に示すように、伸縮部３４は、枝部３１がバスバ２に対して接続されるときに第一方向Ｘに沿って引き伸ばされる。伸縮部３４は、スリット３４ａ，３４ｂおよび切り込み３４ｃの幅を広げることにより第一方向Ｘに沿って伸びる。一方、伸縮部３４は、スリット３４ａ，３４ｂおよび切り込み３４ｃの幅を狭くしながら第一方向Ｘに沿って縮む。電圧検出線７１は、伸縮部３４の変形と共に変形し、第一方向Ｘに沿って伸縮する。先端部３３のプレート３３ａは、バスバ２の接続部２０に対して接続される。

伸縮部３４は、バスバ２に対して先端部３３が接続された状態において、第一方向Ｘに沿って伸縮できるように構成されている。すなわち、枝部３１は、バスバ２が設計された通りの位置にある場合に、伸縮部３４が伸縮可能な状態でバスバ２Ｃに対して接続されるように形成されている。また、伸縮部３４は、第二方向Ｙおよび第三方向Ｚにおける公差を吸収してバスバ２の位置ずれに追従する可撓性を有している。

図６には、伸縮可能な枝部３１の他の例が示されている。図６に示す枝部３１は、基部３２、先端部３３、および伸縮部３４を有する。平面視における伸縮部３４の形状は、蛇行形状である。伸縮部３４には、第二方向Ｙの一方側に向かう複数の切り欠き３４ｄ、および第二方向Ｙの他方側Ｙ２に向かう複数の切り欠き３４ｅが形成されている。

切り欠き３４ｄ，３４ｅによって円弧部３４ｆ，３４ｇが形成されている。平面視における円弧部３４ｆの形状は、第二方向Ｙの他方側Ｙ２に向かう円弧形状である。平面視における円弧部３４ｇの形状は、第二方向Ｙの一方側Ｙ１に向かう円弧形状である。伸縮部３４において、円弧部３４ｆと円弧部３４ｇとの間の部分は、第二方向Ｙに沿って延在している。伸縮部３４における線幅Ｗ１は、基部や先端部３３の幅Ｗ２よりも十分に小さい。

電圧検出線７１は、切り欠き３４ｄ，３４ｅに沿って配索されている。すなわち、電圧検出線７１は、伸縮部３４の形状と同様の蛇行形状を有している。蛇行形状を有する伸縮部３４および電圧検出線７１は、第一方向Ｘに沿って伸縮可能である。

図７には、伸縮可能な枝部３１の他の例が示されている。図７に示す枝部３１は、基部３２、先端部３３、および伸縮部３４を有する。平面視における伸縮部３４の形状は、略菱形である。伸縮部３４には、第二方向Ｙの一方側Ｙ１に向かう二つの切り欠き３４ｈ、第二方向Ｙの他方側Ｙ２に向かう二つの切り欠き３４ｉ、および切り抜き３４ｊが形成されている。平面視における切り抜き３４ｊの形状は、略菱形である。切り抜き３４ｊは、伸縮部３４の中央部を第三方向Ｚに沿って貫通している。

二つの切り欠き３４ｈおよび切り抜き３４ｊによって一対の斜辺部３４ｋ，３４ｋが形成されている。一対の斜辺部３４ｋ，３４ｋは、第一方向Ｘに対して傾斜しており、かつ互いにつながっている。一つの斜辺部３４ｋは、基部３２につながっており、他の一つの斜辺部３４ｋは、先端部３３につながっている。

二つの切り欠き３４ｉおよび切り抜き３４ｊによって一対の斜辺部３４ｍ，３４ｍが形成されている。一対の斜辺部３４ｍ，３４ｍは、第一方向Ｘに対して傾斜しており、かつ互いにつながっている。一つの斜辺部３４ｍは、基部３２につながっており、他の一つの斜辺部３４ｍは、先端部３３につながっている。

電圧検出線７１は、一対の斜辺部３４ｍ，３４ｍの内部に配索されている。すなわち、電圧検出線７１は、切り欠き３４ｉおよび切り抜き３４ｊに沿って配索されている。菱形形状を有する伸縮部３４は、第一方向Ｘに沿って伸縮可能である。また、一対の斜辺部３４ｍ，３４ｍに配索された電圧検出線７１は、第一方向Ｘに沿って伸縮可能である。

以上説明したように、本実施形態のバスバモジュール１は、複数のバスバ２と、可撓性を有する板状の回路体３と、を有する。複数のバスバ２は、第一方向Ｘに沿って並んでおり、電池セル１２０に対して接続される。回路体３は、バスバ２に対して接続される複数の検出線７を有している。回路体３は、複数の検出線７が配索されている幹線部３０と、幹線部３０から分岐している枝部３１と、を有する。枝部３１には、バスバ２に対して接続される検出線７が配索されている。

枝部３１は、第一方向Ｘに沿って伸縮可能な伸縮部３４を有する。伸縮部３４は、回路体３を平面視した場合に第一方向Ｘと交差する方向に形成されたスリットまたは切り欠きを有する。伸縮部３４の検出線７は、スリットまたは切り欠きに沿って配索されている。本実施形態のバスバモジュール１は、伸縮部３４によって第一方向Ｘの公差を吸収することができる。よって、本実施形態のバスバモジュール１は、バスバ２に対する追従性を向上させることができる。

なお、枝部３１は、回路体３が有する可撓性により、第二方向Ｙや第三方向Ｚの公差を吸収することができる。また、伸縮可能に形成された伸縮部３４は、第二方向Ｙや第三方向Ｚの公差を適切に吸収することが可能である。

伸縮部３４は、バスバモジュール１の低背化と、公差吸収機能とを両立させることができる。比較例として、枝部３１を第三方向Ｚに向けて撓ませることにより公差を吸収するバスバモジュールを検討する。比較例のバスバモジュールでは、枝部３１の撓み部を収容するために、第三方向Ｚの高さを有する収容スペースが必要となる。これに対して、本実施形態のバスバモジュール１では、枝部３１に撓み部を形成することなく第一方向Ｘの交差を吸収することができるため、バスバモジュール１の低背化が可能である。

本実施形態の図４および図５に示す伸縮部３４は、第二方向Ｙに延在する複数のスリット、および第二方向Ｙに延在する切り込み３４ｃを有する。複数のスリットは、第二方向Ｙの一方側Ｙ１に向かう複数の第一スリット３４ａ、および第二方向Ｙの他方側Ｙ２に向かう複数の第二スリット３４ｂを有する。第一スリット３４ａおよび第二スリット３４ｂは、第二方向Ｙにおいて対向している。切り込み３４ｃは、一組の第一スリット３４ａおよび第二スリット３４ｂと、隣接する一組の第一スリット３４ａおよび第二スリット３４ｂとの間に配置されている。

複数のスリット３４ａ，３４ｂおよび切り込み３４ｃによって形成される伸縮部３４によれば、フレキシブルプリント回路基板の使用面積を低減させることが可能となる。言い換えると、伸縮部３４が最も収縮した状態における回路体３の面積を最小化させることが可能となる。

本実施形態の枝部３１は、例えば、伸縮部３４を引き伸ばしながらバスバ２に対して接続されるように構成されている。一例として、図４に示す枝部３１は、伸縮部３４を第一方向Ｘに引き伸ばすことによってプレート３３ａをバスバ２の接続部２０と対向させることができるように構成される。これにより、枝部３１を撓ませることなく枝部３１をバスバ２に追従させることが容易となる。

なお、回路体３は、フレキシブルプリント回路基板には限定されない。回路体３は、可撓性を有する他の回路体で構成されてもよい。例えば、回路体３は、ＦＦＣ（Flexible Flat Cable）で構成されてもよい。回路体３において、検出線７は電線であってもよく、印刷によって形成されてもよい。

［実施形態の変形例］
第一方向Ｘの端部に位置する枝部３１と、他の枝部３１とで伸縮部３４の伸長可能な長さが異なっていてもよい。例えば、端部に位置する伸縮部３４は、他の伸縮部３４と比べて最大伸び量が大きく設定されてもよい。例えば、図１に示すバスバモジュール１において、バスバ２Ｃに対応する枝部３１の最大伸び量は、第一バスバ群２Ａの他のバスバ２に対応する枝部３１の最大伸び量よりも大きくされてもよい。これにより、回路体３が使用するフレキシブルプリント回路基板の使用面積の最小化を図ることができる。

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 バスバモジュール
２：バスバ、 ２Ａ：第一バスバ群、 ２Ｂ：第二バスバ群、 ２Ｃ：バスバ
３ 回路体
４ ケース
５ サーミスタ
６ コネクタ
７ 検出線
８ 被覆部
２０：接続部、 ２１：端子部
３０：幹線部、 ３１：枝部、 ３１ａ，３１ｂ：スリット
３２：基部、 ３３：先端部、 ３４：伸縮部、 ３４ａ：第一スリット
３４ｂ：第二スリット、 ３４ｃ：切り込み、 ３４ｄ，３４ｅ：切り欠き
３４ｆ，３４ｇ：円弧部、 ３４ｈ，３４ｉ：切り欠き、 ３４ｊ：切り抜き
３４ｋ，３４ｍ：斜辺部
７１：電圧検出線、 ７２：温度検出線
１００：電池パック、 １１０：電池モジュール、 １２０：電池セル
Ｘ：第一方向、 Ｙ：第二方向、 Ｚ：第三方向

Claims (3)

1. 第一方向に沿って並んでおり、電池セルに対して接続される複数のバスバと、
   前記バスバに対して接続される複数の検出線を有しており、かつ可撓性を有する板状の回路体と、
   を備え、
   前記回路体は、複数の前記検出線が配索されている幹線部と、前記幹線部から分岐しており、かつ前記バスバに接続される前記検出線が配索されている枝部と、を有し、
   前記枝部は、前記第一方向に沿って伸縮可能な伸縮部を有し、
   前記伸縮部は、前記回路体を平面視した場合に前記第一方向と交差する方向に形成されたスリットまたは切り欠きを有し、
   前記伸縮部の前記検出線は、前記スリットまたは前記切り欠きに沿って配索されている
   ことを特徴とするバスバモジュール。
2. 前記伸縮部は、前記回路体を平面視した場合に前記第一方向と直交する第二方向に延在する複数の前記スリット、および前記第二方向に延在する切り込みを有し、
   複数の前記スリットは、前記第二方向の一方側に向かう複数の第一スリット、および前記第二方向の他方側に向かう複数の第二スリットを有し、
   前記第一スリットおよび前記第二スリットは、前記第二方向において対向しており、
   前記切り込みは、一組の前記第一スリットおよび前記第二スリットと、隣接する他の一組の前記第一スリットおよび前記第二スリットとの間に配置されている
   請求項１に記載のバスバモジュール。
3. 前記枝部は、前記伸縮部を引き伸ばしながら前記バスバに接続されるように構成されている
   請求項１または２に記載のバスバモジュール。

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