JP2023161743A - 配線モジュール - Google Patents
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Abstract
【課題】ヒューズ機能の付与にかかる製造コストの増大を抑制するとともに、回路基板とバスバーとの電気的な接続を保持することができる配線モジュールを提供する。
【解決手段】配線モジュール20は、複数の蓄電素子11に取り付けられる配線モジュール20であって、複数の蓄電素子11の電極端子12A,12Bに接続されるバスバー21と、回路基板30と、バスバー21と回路基板30とを電気的に接続する第1電線22と、第2電線23と、を備え、回路基板30には、第1電線22と電気的に接続される第1ランド36と、第2電線23と接続される第2ランド37と、第1ランド36と第2ランド37との間に設けられるヒューズ部38と、を有する導電路34が形成されている。
【選択図】図3
【解決手段】配線モジュール20は、複数の蓄電素子11に取り付けられる配線モジュール20であって、複数の蓄電素子11の電極端子12A,12Bに接続されるバスバー21と、回路基板30と、バスバー21と回路基板30とを電気的に接続する第1電線22と、第2電線23と、を備え、回路基板30には、第1電線22と電気的に接続される第1ランド36と、第2電線23と接続される第2ランド37と、第1ランド36と第2ランド37との間に設けられるヒューズ部38と、を有する導電路34が形成されている。
【選択図】図3
Description
本開示は、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、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)に記載のバスバーアセンブリが知られている。特許文献1に記載のバスバーアセンブリは、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に取り付けられるバスバーアセンブリであって、電極リードを通過させるリードスロットを備えるバスバーフレームと、リードスロットを通過した電極リードを電気的に連結するバスバーと、を備えて構成されている。
上記の構成では、バスバーアセンブリはヒューズ機能を有していない。配線モジュールにヒューズ機能を付与するには、ヒューズを備えた回路基板を配線モジュールに組み込むことが考えられる。しかしながら、回路基板の使用により配線モジュールの製造コストが増大するおそれがある。
また、車両の使用に伴う温度変化により、バッテリーセルは膨張または収縮する。これにより、主としてバスバーと回路基板との接続部分において回路基板が損傷し、バスバーと回路基板との電気的な接続が損なわれる場合がある。
本開示の配線モジュールは、複数の蓄電素子に取り付けられる配線モジュールであって、前記複数の蓄電素子の電極端子に接続されるバスバーと、回路基板と、前記バスバーと前記回路基板とを電気的に接続する第1電線と、第2電線と、を備え、前記回路基板には、前記第1電線と電気的に接続される第1ランドと、前記第2電線と接続される第2ランドと、前記第1ランドと前記第2ランドとの間に設けられるヒューズ部と、を有する導電路が形成されている、配線モジュールである。
本開示によれば、ヒューズ機能の付与にかかる製造コストの増大を抑制するとともに、回路基板とバスバーとの電気的な接続を保持することができる配線モジュールを提供することができる。
[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。
最初に本開示の実施態様を列挙して説明する。
(1)本開示の配線モジュールは、複数の蓄電素子に取り付けられる配線モジュールであって、前記複数の蓄電素子の電極端子に接続されるバスバーと、回路基板と、前記バスバーと前記回路基板とを電気的に接続する第1電線と、第2電線と、を備え、前記回路基板には、前記第1電線と電気的に接続される第1ランドと、前記第2電線と接続される第2ランドと、前記第1ランドと前記第2ランドとの間に設けられるヒューズ部と、を有する導電路が形成されている、配線モジュール。
このような構成によると、配線モジュールには回路基板に加えて第1電線及び第2電線が設けられるため、第1電線及び第2電線が設けられない場合に比べて、回路基板の使用量を低減することができる。よって、配線モジュールの製造コストを削減することができる。
(2)前記第1電線は、前記バスバー側の端部と前記回路基板側の端部との間で湾曲した形状をなしていることが好ましい。
このような構成によると、回路基板とバスバーとを電気的に接続する第1電線は湾曲しているから、回路基板に対するバスバーの変位を許容することができる。よって、蓄電素子が温度変化に伴って膨張または収縮した場合や、配線モジュールに外力が加わりバスバーが変形した場合でも、回路基板が損傷しにくく、バスバーと回路基板との電気的な接続を維持することができる。
(3)上記の配線モジュールは、端子をさらに備え、前記端子は、前記第1電線の前記回路基板側の端部に圧着される圧着部と、前記第1ランドに接続される接続部と、を備えることが好ましい。
このような構成によると、端子を用いることで第1電線と第1ランドとの電気的な接続を行いやすい場合がある。
(4)前記端子は、前記接続部とは異なる圧入部を備え、前記回路基板は、前記圧入部が圧入される圧入孔を有することが好ましい。
このような構成によると、圧入部が圧入孔に圧入されることにより、端子を回路基板に対して固定することができる。
(5)少なくとも1つの前記回路基板には、前記導電路が複数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、配線モジュールに用いる回路基板の数を減らすことができるため、配線モジュールの組み付けの作業性を向上できる。
(6)前記回路基板はリジッド基板であることが好ましい。
このような構成によると、回路基板の強度を向上させやすい。また、回路基板としてフレキシブル基板を用いる場合に比べて、配線モジュールの製造コストを抑えることができる。
(7)前記ヒューズ部は、前記導電路に半田で接続されるチップヒューズで構成されていることが好ましい。
このような構成によると、導電路に過電流が流れた際に、チップヒューズが溶断することによって、導電路を過電流から保護することができる。
(8)前記回路基板はフレキシブル基板であることが好ましい。
このような構成によると、回路基板に柔軟性を持たせることができる。
(9)前記ヒューズ部はパターンヒューズで構成されていることが好ましい。
このような構成によると、フレキシブル基板の製造過程においてヒューズ部を構成できる。
(10)前記フレキシブル基板には補強板が貼り付けられていることが好ましい。
このような構成によると、フレキシブル基板の強度を向上させることができる。
(11)上記の配線モジュールは、車両に搭載される前記複数の蓄電素子に電気的に取り付けられる車両用の配線モジュールである。
[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。
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7を参照しつつ説明する。本実施形態の配線モジュール20を備えた蓄電モジュール10は、例えば、図1に示すように、車両1に搭載される蓄電パック2に適用される。蓄電パック2は、電気自動車またはハイブリッド自動車等の車両1に搭載されて、車両1の駆動源として用いられる。以下の説明においては、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。
本開示の実施形態1について、図1から図7を参照しつつ説明する。本実施形態の配線モジュール20を備えた蓄電モジュール10は、例えば、図1に示すように、車両1に搭載される蓄電パック2に適用される。蓄電パック2は、電気自動車またはハイブリッド自動車等の車両1に搭載されて、車両1の駆動源として用いられる。以下の説明においては、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。
図1に示すように、車両1の中央付近には蓄電パック2が配設されている。車両1の前部にはPCU3(Power Control Unit)が配設されている。蓄電パック2とPCU3とは、ワイヤーハーネス4によって接続されている。蓄電パック2とワイヤーハーネス4とは図示しないコネクタによって接続されている。蓄電パック2は複数の蓄電素子11を備えた蓄電モジュール10を有する。蓄電モジュール10(および配線モジュール20)は、任意の向きで搭載可能であるが、以下では、図1を除き、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。
[蓄電素子、電極端子]
蓄電モジュール10は、図2に示すように、左右方向に一列に並べられた複数の蓄電素子11と、複数の蓄電素子11の上面に装着される配線モジュール20とを備える(蓄電モジュール10の左側部分は図示省略)。蓄電素子11は、扁平な直方体状をなす。蓄電素子11の内部には、図示しない蓄電要素が収容されている。蓄電素子11は、上面に正極及び負極の電極端子12A,12Bを有する。蓄電素子11は特に限定されず、二次電池でもよく、またキャパシタでもよい。本実施形態にかかる蓄電素子11は二次電池とされる。
蓄電モジュール10は、図2に示すように、左右方向に一列に並べられた複数の蓄電素子11と、複数の蓄電素子11の上面に装着される配線モジュール20とを備える(蓄電モジュール10の左側部分は図示省略)。蓄電素子11は、扁平な直方体状をなす。蓄電素子11の内部には、図示しない蓄電要素が収容されている。蓄電素子11は、上面に正極及び負極の電極端子12A,12Bを有する。蓄電素子11は特に限定されず、二次電池でもよく、またキャパシタでもよい。本実施形態にかかる蓄電素子11は二次電池とされる。
[配線モジュール]
配線モジュール20は、電極端子12A,12Bに接続されるバスバー21と、回路基板30と、バスバー21と回路基板30とを電気的に接続する第1電線22と、回路基板30に接続される第2電線23と、バスバー21、回路基板30、及び第2電線23を保持するプロテクタ50と、を備える。配線モジュール20は、複数の蓄電素子11の前側及び後側に取り付けられるようになっている。以下では、後側に配される配線モジュール20の構成について詳細に説明する。なお、前側に配される配線モジュール20では、前後方向、左右方向の双方が反転するが、その他の点においては、前側に配される配線モジュール20の構成と後側に配される配線モジュール20の構成に差異はない。
配線モジュール20は、電極端子12A,12Bに接続されるバスバー21と、回路基板30と、バスバー21と回路基板30とを電気的に接続する第1電線22と、回路基板30に接続される第2電線23と、バスバー21、回路基板30、及び第2電線23を保持するプロテクタ50と、を備える。配線モジュール20は、複数の蓄電素子11の前側及び後側に取り付けられるようになっている。以下では、後側に配される配線モジュール20の構成について詳細に説明する。なお、前側に配される配線モジュール20では、前後方向、左右方向の双方が反転するが、その他の点においては、前側に配される配線モジュール20の構成と後側に配される配線モジュール20の構成に差異はない。
プロテクタ50は、絶縁性の合成樹脂製であって、板状をなしている。プロテクタ50は、バスバー21が収容されるバスバー収容部51と、回路基板30が保持される基板保持部52と、第2電線23が配索される電線配索部53と、を備える。バスバー収容部51は枠状をなしている。バスバー収容部51の下部には、電極端子12A,12Bとバスバー21とを接続するための接続孔51Aが形成されている。図3に示すように、バスバー収容部51の周壁には、バスバー収容部51内においてバスバー21を保持する係止部51Bが設けられている。図4に示すように、バスバー収容部51の側壁は、一部下方に凹んだ凹部51Cを備える。凹部51C内には、第1電線22が配置されている。
図4に示すように、電線配索部53は、左右方向に延びる溝状をなしている。バスバー収容部51と電線配索部53との間に基板保持部52が配されている。電線配索部53の基板保持部52側の溝壁には、電線挿通部53Aが凹状をなして形成されている。電線挿通部53Aに挿通された第2電線23は、回路基板30に接続されている。基板保持部52は、回路基板30の挿通孔31に挿通される突起部52Aを備える。突起部52Aは上下方向に延びる円柱状をなしている。
[バスバー]
バスバー21は、導電性を有する金属板材からなる。バスバー21を構成する金属としては、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。図2に示すように、バスバー21は、平面視で長方形状をなしている。バスバー21と電極端子12A,12Bとは溶接により電気的に接続される。バスバー21には、隣り合う蓄電素子11の電極端子12A,12Bを接続するバスバー21と、複数の蓄電素子11の総正極または総負極に接続されるバスバー21と、があるが、以下、特に区別しない。図4に示すように、バスバー21は第1電線22をかしめるかしめ部21Aを備える。かしめ部21Aは、バスバー21の側縁付近を切り起こして形成されている。バスバー21と第1電線22とは溶接により電気的に接続されている。
バスバー21は、導電性を有する金属板材からなる。バスバー21を構成する金属としては、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。図2に示すように、バスバー21は、平面視で長方形状をなしている。バスバー21と電極端子12A,12Bとは溶接により電気的に接続される。バスバー21には、隣り合う蓄電素子11の電極端子12A,12Bを接続するバスバー21と、複数の蓄電素子11の総正極または総負極に接続されるバスバー21と、があるが、以下、特に区別しない。図4に示すように、バスバー21は第1電線22をかしめるかしめ部21Aを備える。かしめ部21Aは、バスバー21の側縁付近を切り起こして形成されている。バスバー21と第1電線22とは溶接により電気的に接続されている。
[第1電線]
第1電線22は、芯線22Aと、芯線22Aを覆う絶縁被覆22Bと、を有している。第1電線22の一方の端部は、溶接によりバスバー21に接続されている。本実施形態では、第1電線22の芯線22Aはバスバー21と同種の金属から構成されている。これにより、第1電線22の芯線22Aとバスバー21との溶接部分の強度を向上させることができる。
第1電線22は、芯線22Aと、芯線22Aを覆う絶縁被覆22Bと、を有している。第1電線22の一方の端部は、溶接によりバスバー21に接続されている。本実施形態では、第1電線22の芯線22Aはバスバー21と同種の金属から構成されている。これにより、第1電線22の芯線22Aとバスバー21との溶接部分の強度を向上させることができる。
第1電線22の他方の端部は、端子60の圧着部62に圧着されることで、端子60と電気的に接続されている。端子60は、回路基板30に半田付けにより接続されている。第1電線22はバスバー21側の端部から回路基板30(端子60)側の端部に至るまで湾曲した形状をなしている。
第1電線22は、湾曲しつつバスバー21と回路基板30とを電気的に接続している。すなわち、第1電線22は、バスバー21と回路基板30との間の直線距離に対して余長を有する。第1電線22が変形することで、バスバー21は、バスバー21の並び方向(左右方向)、回路基板30に対して離間または接近する方向(前後方向)、及び回路基板30の厚さ方向(上下方向)のいずれにも、ある程度変位できるようになっている。このため、蓄電モジュール10が搭載される車両1の使用により温度が変化し、蓄電素子11(及びバスバー21)が膨張または収縮した場合や、配線モジュール20に外力が加わりバスバー21が変形した場合でも、第1電線22とバスバー21との接続部分、及び第1電線22と回路基板30との接続部分が破損しにくく、第1電線22を介したバスバー21と回路基板30との電気的な接続を維持しやすくなっている。
[端子]
端子60は、導電性を有する金属板を加工することで形成されている。端子60を構成する金属としては、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等が挙げられる。本実施形態の端子60は、銅合金から構成されている。図4に示すように、端子60は、回路基板30の第1ランド36と半田付けにより接続される。例えば、第1電線22の芯線22Aを構成する金属が溶融状態の半田に対して濡れ性が乏しい場合には、半田付けによって第1電線22と回路基板30とを直接接続することが困難である。本実施形態では、第1電線22と回路基板30との間に端子60を設けているから、第1電線22と回路基板30とを直接半田付けすることが困難な場合でも、第1電線22と回路基板30とを電気的に接続することができる。
端子60は、導電性を有する金属板を加工することで形成されている。端子60を構成する金属としては、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等が挙げられる。本実施形態の端子60は、銅合金から構成されている。図4に示すように、端子60は、回路基板30の第1ランド36と半田付けにより接続される。例えば、第1電線22の芯線22Aを構成する金属が溶融状態の半田に対して濡れ性が乏しい場合には、半田付けによって第1電線22と回路基板30とを直接接続することが困難である。本実施形態では、第1電線22と回路基板30との間に端子60を設けているから、第1電線22と回路基板30とを直接半田付けすることが困難な場合でも、第1電線22と回路基板30とを電気的に接続することができる。
端子60の表面にはめっき層が形成されていてもよい。めっき層を構成する金属としては、スズやニッケル等が挙げられる。本実施形態の端子60は、スズから構成されるめっき層を有する。このようなめっき層を形成することにより、溶融状態の半田に対する端子60の濡れ性を向上させることができる。よって、端子60と回路基板30の第1ランド36とを半田付けにより強固に接続することができる。
図7に示すように、端子60は、端子本体61と、端子本体61に連なる圧着部62と、端子本体61における圧着部62と反対側の端部に配される接続部63と、端子本体61から下方に延びる圧入部64と、を備える。なお、図7では図3の左側に配される端子60の姿勢に基づいて前後方向、左右方向、上下方向が規定されている。端子本体61は左右方向に長く、前後方向に扁平となっている。図4に示すように、圧着部62は、第1電線22の芯線22Aに圧着されるワイヤーバレル62Aと、第1電線22の絶縁被覆22Bに圧着されるインシュレーションバレル62Bと、を備える。接続部63は回路基板30の第1ランド36に半田付けにより接続されるようになっている。
図7に示すように、圧入部64は、接続部63と圧着部62の間に配されている。圧入部64は、端子本体61から下方に延びた後、上方に折り曲げられている。圧入部64は、端子本体61から下方に延びる基部64Aと、基部64Aと前後方向に対向する対向板部64Bと、基部64Aと対向板部64Bとを接続する折り曲げ部64Cと、を備える。圧入部64は、板ばね状をなしている。対向板部64Bは、上方へ向かうほど基部64Aから前後方向に離れて位置するように傾斜している。図4に示すように、圧入部64は、回路基板30の圧入孔32に圧入されるようになっている。
図7に示すように、端子60は、圧入部64の対向板部64Bの上端部から上方に延びる延出部65と、延出部65の上端部から前方に延びる押圧部66を備える。端子60は、端子本体61の上面から下方に凹む押圧受け部67を備える。押圧受け部67の内部には、押圧部66が配されるようになっている。押圧部66を押圧することで、圧入孔32内に圧入部64を圧入しやすくなっている(図4参照)。
図7に示すように、端子60は、端子本体61の圧着部62側に位置決め凸部68を備える。位置決め凸部68は、端子本体61から下方に延び、さらに圧入部64に近づくように延びている。位置決め凸部68は、圧入部64と左右方向に対向している。圧入孔32に圧入部64を圧入した後、位置決め凸部68を回路基板30の端面に当接させることで、回路基板30に対して端子60を位置決めすることができる(図4参照)。より詳細には、接続部63と第1ランド36との位置決めをすることができる。
[第2電線]
図4に示すように、第2電線23は、芯線23Aと、芯線23Aを覆う絶縁被覆23Bと、を有している。第2電線23の一端に露出された芯線23Aは、第2ランド37に半田付けにより接続される。第2電線23の一端の絶縁被覆23Bは、電線挿通部53Aに挿通され、固定される。図示しないが、第2電線23の他端は、コネクタを介して外部のECU(Electronic Control Unit)等に接続されている。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、各蓄電素子11の電圧、電流、温度等の検知や、各蓄電素子11の充放電制御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4に示すように、第2電線23は、芯線23Aと、芯線23Aを覆う絶縁被覆23Bと、を有している。第2電線23の一端に露出された芯線23Aは、第2ランド37に半田付けにより接続される。第2電線23の一端の絶縁被覆23Bは、電線挿通部53Aに挿通され、固定される。図示しないが、第2電線23の他端は、コネクタを介して外部のECU(Electronic Control Unit)等に接続されている。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、各蓄電素子11の電圧、電流、温度等の検知や、各蓄電素子11の充放電制御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。
[回路基板]
本実施形態の回路基板30は、可撓性を有しない硬質なリジッド基板とされている。図5に示すように、回路基板30は、平面視において左右方向に長い長方形状をなしている。回路基板30には、回路基板30を上下方向に貫通する挿通孔31と圧入孔32とが形成されている。挿通孔31は、回路基板30の左端部と右端部とに1つずつ設けられている。一方の挿通孔31は平面視において略円形状をなす第1挿通孔31Aとされている。他方の挿通孔31は平面視において左右方向に延びた長孔状をなす第2挿通孔31Bとされている。圧入孔32は、回路基板30の左端部と右端部とに1つずつ設けられている。圧入孔32は、左右方向について第1ランド36と隣り合う位置に配されている。圧入孔32は、平面視において左右方向に長い長孔状をなしている。
本実施形態の回路基板30は、可撓性を有しない硬質なリジッド基板とされている。図5に示すように、回路基板30は、平面視において左右方向に長い長方形状をなしている。回路基板30には、回路基板30を上下方向に貫通する挿通孔31と圧入孔32とが形成されている。挿通孔31は、回路基板30の左端部と右端部とに1つずつ設けられている。一方の挿通孔31は平面視において略円形状をなす第1挿通孔31Aとされている。他方の挿通孔31は平面視において左右方向に延びた長孔状をなす第2挿通孔31Bとされている。圧入孔32は、回路基板30の左端部と右端部とに1つずつ設けられている。圧入孔32は、左右方向について第1ランド36と隣り合う位置に配されている。圧入孔32は、平面視において左右方向に長い長孔状をなしている。
図3に示すように、挿通孔31にプロテクタ50の突起部52Aが挿通されることで、回路基板30のプロテクタ50に対する左右方向及び前後方向における移動が規制されている。第2挿通孔31Bは長孔状であるから、円柱状とされる突起部52Aに対して左右方向に大きい内部形状を有する。これにより、挿通孔31及び突起部52Aの左右方向の製造公差を吸収できるようになっている。
図4に示すように、圧入孔32には端子60の圧入部64が圧入されるようになっている。圧入孔32の左右方向における孔径は、圧入部64の左右方向の寸法よりも大きく設定されている。圧入孔32の前後方向の孔径は、圧入部64の自然状態における前後方向の寸法よりやや小さく設定されている。よって、圧入孔32内に配された圧入部64は、圧入孔32の内壁に接触して弾性変形した状態となる。これにより、圧入部64を圧入孔32内に抜け止めし、端子60を回路基板30に対して固定することができる。端子60を回路基板30に固定することで、端子60の接続部63と回路基板30との半田付けが行いやすくなる。
また、圧入部64は圧着部62と接続部63の間に配されているから、第1電線22に応力がかかっても、この応力を圧入部64と圧入孔32の内壁とによって受けることで、接続部63と回路基板30との接続部分に応力がかかることを抑制することができる。
[導電路]
図6に示すように、回路基板30は、絶縁性を有する絶縁板33と、この絶縁板33に配索された導電路34と、を備える。絶縁板33は、例えばガラス繊維布にエポキシ樹脂を含浸させて硬化させることにより形成される。導電路34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。他部材と半田付けされる部分を除いて導電路34は絶縁層35で被覆されている。絶縁層35は、ソルダーレジスト等から構成されている。図5に示すように、導電路34は、導電路34の一端に配される第1ランド36と、導電路34の他端に配される第2ランド37と、第1ランド36と第2ランド37の間に設けられるヒューズ部38と、を備える。
図6に示すように、回路基板30は、絶縁性を有する絶縁板33と、この絶縁板33に配索された導電路34と、を備える。絶縁板33は、例えばガラス繊維布にエポキシ樹脂を含浸させて硬化させることにより形成される。導電路34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。他部材と半田付けされる部分を除いて導電路34は絶縁層35で被覆されている。絶縁層35は、ソルダーレジスト等から構成されている。図5に示すように、導電路34は、導電路34の一端に配される第1ランド36と、導電路34の他端に配される第2ランド37と、第1ランド36と第2ランド37の間に設けられるヒューズ部38と、を備える。
[第1ランド、第2ランド]
第1ランド36は、回路基板30の右側と左側とに1つずつ配されている。第2ランド37は、回路基板30の左右中央寄りに2つ配されている。図3に示すように、第1ランド36は、端子60の接続部63に半田付けされている。第1ランド36は、端子60及び第1電線22を介してバスバー21と電気的に接続されている。第2ランド37は、第2電線23の芯線23Aと半田付けにより接続されている。
第1ランド36は、回路基板30の右側と左側とに1つずつ配されている。第2ランド37は、回路基板30の左右中央寄りに2つ配されている。図3に示すように、第1ランド36は、端子60の接続部63に半田付けされている。第1ランド36は、端子60及び第1電線22を介してバスバー21と電気的に接続されている。第2ランド37は、第2電線23の芯線23Aと半田付けにより接続されている。
[ヒューズ部]
図5に示すように、導電路34において、第1ランド36から第2ランド37に至る途中の部分には、ヒューズ部38が設けられている。図6に示すように、本実施形態のヒューズ部38は、チップヒューズ39を有しており、チップヒューズ39と導電路34とは半田S1により接続されている。詳細には、チップヒューズ39の一対の電極40のうち一方が第1ランド36側の導電路34Aに接続され、他方が第2ランド37側の導電路34Bに接続されている。
図5に示すように、導電路34において、第1ランド36から第2ランド37に至る途中の部分には、ヒューズ部38が設けられている。図6に示すように、本実施形態のヒューズ部38は、チップヒューズ39を有しており、チップヒューズ39と導電路34とは半田S1により接続されている。詳細には、チップヒューズ39の一対の電極40のうち一方が第1ランド36側の導電路34Aに接続され、他方が第2ランド37側の導電路34Bに接続されている。
ヒューズ部38が設けられることにより、蓄電モジュール10が接続される外部回路に不具合が生じて、導電路34同士が短絡し過電流が発生した場合であっても、チップヒューズ39が溶断することで、蓄電素子11から導電路34に過電流が流れることを制限することができる。
図6に示すように、本実施形態では、チップヒューズ39と導電路34との接続部分は、封止部41に覆われている。ここで、チップヒューズ39と導電路34との接続部分とは、少なくともチップヒューズ39全体と、半田S1と、チップヒューズ39の電極40に接続される導電路34の端部であって、絶縁層35に覆われていない部分と、を含むものとする。封止部41は、硬化性の絶縁性樹脂から構成されている。封止部41がチップヒューズ39と導電路34との接続部分を覆っているため、結露により水滴等が回路基板30上に生じた場合であっても、導電路34の短絡を抑制することができる。
本実施形態では、図3に示すように、第1ランド36と、ヒューズ部38と、第2ランド37と、を形成するために必要最小限の寸法で回路基板30が形成されている。また、回路基板30と図示しないECU側のコネクタとを接続する導体として安価な第2電線23が用いられている。したがって、ヒューズ機能の付与にかかる配線モジュール20の製造コストの増大を抑制することができる。
本実施形態の配線モジュール20は、2つの導電路34を備えて構成される回路基板30を備える。これにより、1つの回路基板30に1つの導電路34のみを形成する場合に比べて、配線モジュール20における回路基板30の数を減らすことができるから、回路基板30をプロテクタ50に配置する作業を効率化させることができる。
図3に示すように、回路基板30において、2つの第1ランド36は回路基板30の左右両側に配され、これらの左右方向における中間位置に2つの第2ランド37が配されている。このような構成によれば、隣接する2つのバスバー21の左右方向における中間位置に回路基板30を配置しやすい。また、左右方向におけるバスバー21の間隔に合わせて回路基板30を小型化しやすい。
[配線モジュールの製造方法]
配線モジュール20の構成は以上であって、以下、配線モジュール20の製造方法の一例を説明する。
まず、第1電線22に端子60の圧着部62を圧着する。この第1電線22の端子60と反対側の端部をバスバー21のかしめ部21Aにかしめ固定し、第1電線22の芯線22Aとバスバー21とを溶接する。
配線モジュール20の構成は以上であって、以下、配線モジュール20の製造方法の一例を説明する。
まず、第1電線22に端子60の圧着部62を圧着する。この第1電線22の端子60と反対側の端部をバスバー21のかしめ部21Aにかしめ固定し、第1電線22の芯線22Aとバスバー21とを溶接する。
回路基板30をプリント配線技術により製造する。回路基板30にチップヒューズ39を半田付けする。チップヒューズ39を封止する封止部41を形成する。硬化する前の液状の絶縁性樹脂が、ディスペンサ等によって、回路基板30上のチップヒューズ39と導電路34との接続部分に滴下され、ドーム状に塗布される。塗布された絶縁性樹脂を公知の手法により硬化させる。絶縁性樹脂を硬化させる手法としては、冷却、硬化剤の混合、光照射等、任意の手法を適宜に選択できる。
端子60の押圧部66を上方から押さえながら、回路基板30の圧入孔32に端子60の圧入部64を圧入する。圧入部64が圧入孔32内に配されることで、回路基板30に対して端子60が固定される。位置決め凸部68を回路基板30の端面に当接させることで、回路基板30に対して端子60を位置決めする。端子60の接続部63と回路基板30の第1ランド36とを半田付けにより接続する。
上記の一体化されたバスバー21、回路基板30、第1電線22をプロテクタ50に組み付ける。プロテクタ50のバスバー収容部51にバスバー21を収容する。バスバー21は係止部51Bによりバスバー収容部51内に保持される。プロテクタ50の基板保持部52に回路基板30を配置する。挿通孔31に突起部52Aを挿通する。
第2電線23を電線配索部53に配索し、芯線23Aが露出した第2電線23の端部を電線挿通部53A内に挿通する。半田付けにより第2電線23の芯線23Aを第2ランド37に接続する。以上により、配線モジュール20の製造が完了する。
なお、上記は配線モジュール20の製造方法の一例であって、各工程の順序を変更してもよい。例えば、回路基板30にチップヒューズ39等を半田付けする工程において第2電線23を半田付けしてもよい。また、バスバー21を電極端子12A,12Bに溶接した後で、バスバー21と第1電線22との溶接を行ってもよい。
[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の配線モジュール20は、複数の蓄電素子11に取り付けられる配線モジュール20であって、複数の蓄電素子11の電極端子12A,12Bに接続されるバスバー21と、回路基板30と、バスバー21と回路基板30とを電気的に接続する第1電線22と、第2電線23と、を備え、回路基板30には、第1電線22と電気的に接続される第1ランド36と、第2電線23と接続される第2ランド37と、第1ランド36と第2ランド37との間に設けられるヒューズ部38と、を有する導電路34が形成されている。
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の配線モジュール20は、複数の蓄電素子11に取り付けられる配線モジュール20であって、複数の蓄電素子11の電極端子12A,12Bに接続されるバスバー21と、回路基板30と、バスバー21と回路基板30とを電気的に接続する第1電線22と、第2電線23と、を備え、回路基板30には、第1電線22と電気的に接続される第1ランド36と、第2電線23と接続される第2ランド37と、第1ランド36と第2ランド37との間に設けられるヒューズ部38と、を有する導電路34が形成されている。
このような構成によると、配線モジュール20には回路基板30に加えて第1電線22及び第2電線23が設けられるため、第1電線22及び第2電線23が設けられない場合に比べて、回路基板30の使用量を低減することができる。よって、配線モジュール20の製造コストを削減することができる。
実施形態1では、第1電線22は、バスバー21側の端部と回路基板30側の端部との間で湾曲した形状をなしている。
このような構成によると、回路基板30とバスバー21とを電気的に接続する第1電線22は湾曲しているから、回路基板30に対するバスバー21の変位を許容することができる。よって、蓄電素子11が温度変化に伴って膨張または収縮した場合や、配線モジュール20に外力が加わりバスバー21が変形した場合でも、回路基板30が損傷しにくく、バスバー21と回路基板30との電気的な接続を維持することができる。
実施形態1の配線モジュール20は、端子60をさらに備え、端子60は、第1電線22の回路基板30側の端部に圧着される圧着部62と、第1ランド36に接続される接続部63と、を備える。
このような構成によると、端子60を用いることで第1電線22と第1ランド36との電気的な接続を行いやすい場合がある。
実施形態1では、端子60は、接続部63とは異なる圧入部64を備え、回路基板30は、圧入部64が圧入される圧入孔32を有する。
このような構成によると、圧入部64が圧入孔32に圧入されることにより、端子60を回路基板30に対して固定することができる。
実施形態1では、少なくとも1つの回路基板30には、導電路34が複数(2つ)形成されている。
このような構成によると、配線モジュール20に用いる回路基板30の数を減らすことができるため、配線モジュール20の組み付けの作業性を向上できる。
実施形態1では、回路基板30はリジッド基板である。
このような構成によると、回路基板30の強度を向上させやすい。また、回路基板30としてフレキシブル基板を用いる場合に比べて、配線モジュール20の製造コストを抑えることができる。
実施形態1では、ヒューズ部38は、導電路34に半田S1で接続されるチップヒューズ39で構成されている。
このような構成によると、導電路34に過電流が流れた際に、チップヒューズ39が溶断することによって、導電路34を過電流から保護することができる。
実施形態1の配線モジュール20は、車両1に搭載される複数の蓄電素子11に電気的に取り付けられる車両用の配線モジュール20である。
<実施形態2>
本開示の実施形態2について、図8を参照しつつ説明する。実施形態2の構成は、回路基板130が含まれる点を除いて、実施形態1の構成と同一とされている。以下、実施形態1と同一の部材には実施形態1で用いた符号を付し、実施形態1と同一の構成、作用効果については説明を省略する。
本開示の実施形態2について、図8を参照しつつ説明する。実施形態2の構成は、回路基板130が含まれる点を除いて、実施形態1の構成と同一とされている。以下、実施形態1と同一の部材には実施形態1で用いた符号を付し、実施形態1と同一の構成、作用効果については説明を省略する。
実施形態2にかかる配線モジュール120(蓄電モジュール110)は、回路基板130を備える。回路基板130には、導電路34が1つだけ形成されている。このような回路基板130を用いると、例えば、回路基板130が配線モジュール120の左右方向の端部に配置される場合等に、余分な導電路34を廃止し、回路基板130を小型化できる場合がある。その他の作用効果については、実施形態1と同様であるため、省略する。
<実施形態3>
本開示の実施形態3について、図9を参照しつつ説明する。実施形態3の構成は、回路基板230が含まれる点を除いて、実施形態1の構成と同一とされている。以下、実施形態1と同一の部材には実施形態1で用いた符号を付し、実施形態1と同一の構成、作用効果については説明を省略する。
本開示の実施形態3について、図9を参照しつつ説明する。実施形態3の構成は、回路基板230が含まれる点を除いて、実施形態1の構成と同一とされている。以下、実施形態1と同一の部材には実施形態1で用いた符号を付し、実施形態1と同一の構成、作用効果については説明を省略する。
実施形態3にかかる配線モジュール220(蓄電モジュール210)は、回路基板230を備える。回路基板230は、可撓性を有するフレキシブル基板とされている。本実施形態のフレキシブル基板は、フレキシブルプリント基板である。回路基板230は、ベースフィルム(図示せず)と、ベースフィルムの表面に配索された導電路234と、導電路234を被覆するカバーレイフィルム(図示せず)と、を備えている。ベースフィルム及びカバーレイフィルムは、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。カバーレイフィルムは、導電路234が他部材と半田付けされる部分を露出する開口を有する。
回路基板230の下面には、可撓性を有する回路基板230を補強するための補強板242が貼り付けられている。本実施形態では、補強板242は絶縁性の部材とされている。例えば、ガラス繊維布にエポキシ樹脂を含浸させて硬化させることにより補強板242が形成される。補強板242は、少なくとも第1ランド36、第2ランド37、及び圧入孔32の孔縁部を含む領域に貼り付けられている。本実施形態では、補強板242は回路基板230の略全体に貼り付けられている。補強板242は、回路基板230の挿通孔31及び圧入孔32に対応する位置にそれぞれ同形の挿通孔243及び圧入孔244を有する。また、補強板242には回路基板230のヒューズ部238に対応する位置に貫通孔245が形成されている。
回路基板230は、ヒューズ部238を備える。ヒューズ部238は、導電路234を細く形成することによって設けられるパターンヒューズ239で構成されている。回路基板230は、膜厚の薄いフレキシブル基板であり、膜厚の厚いリジッド基板等を用いる場合に比べて、回路基板230の膜厚方向に熱が逃げにくいようになっている。また、補強板242にはヒューズ部238に対応する位置に貫通孔245が配されているから、ヒューズ部238から補強板242へ熱が逃げることが抑制される。パターンヒューズ239は細く形成されているため、過電流が流れた際に発熱して溶断するようになっており、導電路234に過電流が流れることを制限することができる。
本実施形態では、通常の回路基板230の製造工程において、導電路234を形成する際にパターンヒューズ239(ヒューズ部238)を構成することができる。したがって、実施形態1におけるヒューズ部38を構成する工程、すなわちチップヒューズ39を導電路34の端部に接続する工程を省くことができる。
本実施形態では、補強板242をフレキシブル基板に貼り付け、圧入孔32に対応する位置に圧入孔244を設けている。これにより、回路基板230に対して端子60の圧入部64を圧入保持しやすくなっている。
[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。
実施形態3では、回路基板230はフレキシブル基板である。
実施形態3によれば、以下の作用、効果を奏する。
実施形態3では、回路基板230はフレキシブル基板である。
このような構成によると、回路基板230に柔軟性を持たせることができる。
実施形態3では、ヒューズ部238はパターンヒューズ239で構成されている。
このような構成によると、フレキシブル基板の製造過程においてヒューズ部238を構成できる。
実施形態3では、フレキシブル基板には補強板242が貼り付けられている。
このような構成によると、フレキシブル基板の強度を向上させることができる。
<他の実施形態>
(1)実施形態1及び実施形態3では1つの回路基板30,230は2つの導電路34を備え、実施形態2では1つの回路基板130は1つの導電路34を備えていたが、これに限られることはなく、1つの回路基板は3つ以上の導電路を備えてもよい。
(2)実施形態1及び実施形態2では、チップヒューズ39と導電路34との接続部分は、封止部41に封止されている構成としたが、これに限られることはなく、チップヒューズが封止部で封止されていない構成としてもよい。
(3)上記実施形態では、配線モジュール20,120,220はプロテクタ50を備えていたが、これに限られることはなく、配線モジュールはプロテクタを備えなくてもよい。
(4)上記実施形態では、配線モジュール20,120,220は端子60を備えていたが、これに限られることはなく、配線モジュールは端子を備えず、第1電線が直接回路基板に接続されていてもよい。
(5)実施形態3では、ヒューズ部238はパターンヒューズ239で構成されていたが、これに限られることはなく、ヒューズ部はチップヒューズで構成されていてもよい。
(1)実施形態1及び実施形態3では1つの回路基板30,230は2つの導電路34を備え、実施形態2では1つの回路基板130は1つの導電路34を備えていたが、これに限られることはなく、1つの回路基板は3つ以上の導電路を備えてもよい。
(2)実施形態1及び実施形態2では、チップヒューズ39と導電路34との接続部分は、封止部41に封止されている構成としたが、これに限られることはなく、チップヒューズが封止部で封止されていない構成としてもよい。
(3)上記実施形態では、配線モジュール20,120,220はプロテクタ50を備えていたが、これに限られることはなく、配線モジュールはプロテクタを備えなくてもよい。
(4)上記実施形態では、配線モジュール20,120,220は端子60を備えていたが、これに限られることはなく、配線モジュールは端子を備えず、第1電線が直接回路基板に接続されていてもよい。
(5)実施形態3では、ヒューズ部238はパターンヒューズ239で構成されていたが、これに限られることはなく、ヒューズ部はチップヒューズで構成されていてもよい。
1: 車両
2: 蓄電パック
3: PCU
4: ワイヤーハーネス
10,110,210: 蓄電モジュール
11: 蓄電素子
12A,12B: 電極端子
20,120,220: 配線モジュール
21: バスバー
21A: かしめ部
22: 第1電線
22A: 芯線
22B: 絶縁被覆
23: 第2電線
23A: 芯線
23B: 絶縁被覆
30,130,230: 回路基板
31: 挿通孔
31A: 第1挿通孔
31B: 第2挿通孔
32: 圧入孔
33: 絶縁板
34,234: 導電路
34A: 第1ランド側の導電路
34B: 第2ランド側の導電路
35: 絶縁層
36: 第1ランド
37: 第2ランド
38,238: ヒューズ部
39: チップヒューズ
40: 電極
41: 封止部
50: プロテクタ
51: バスバー収容部
51A: 接続孔
51B: 係止部
51C: 凹部
52: 基板保持部
52A: 突起部
53: 電線配索部
53A: 電線挿通部
60: 端子
61: 端子本体
62: 圧着部
62A: ワイヤーバレル
62B: インシュレーションバレル
63: 接続部
64: 圧入部
64A: 基部
64B: 対向板部
64C: 折り曲げ部
65: 延出部
66: 押圧部
67: 押圧受け部
68: 位置決め凸部
239: パターンヒューズ
242: 補強板
243: 挿通孔
244: 圧入孔
245: 貫通孔
S1: 半田
2: 蓄電パック
3: PCU
4: ワイヤーハーネス
10,110,210: 蓄電モジュール
11: 蓄電素子
12A,12B: 電極端子
20,120,220: 配線モジュール
21: バスバー
21A: かしめ部
22: 第1電線
22A: 芯線
22B: 絶縁被覆
23: 第2電線
23A: 芯線
23B: 絶縁被覆
30,130,230: 回路基板
31: 挿通孔
31A: 第1挿通孔
31B: 第2挿通孔
32: 圧入孔
33: 絶縁板
34,234: 導電路
34A: 第1ランド側の導電路
34B: 第2ランド側の導電路
35: 絶縁層
36: 第1ランド
37: 第2ランド
38,238: ヒューズ部
39: チップヒューズ
40: 電極
41: 封止部
50: プロテクタ
51: バスバー収容部
51A: 接続孔
51B: 係止部
51C: 凹部
52: 基板保持部
52A: 突起部
53: 電線配索部
53A: 電線挿通部
60: 端子
61: 端子本体
62: 圧着部
62A: ワイヤーバレル
62B: インシュレーションバレル
63: 接続部
64: 圧入部
64A: 基部
64B: 対向板部
64C: 折り曲げ部
65: 延出部
66: 押圧部
67: 押圧受け部
68: 位置決め凸部
239: パターンヒューズ
242: 補強板
243: 挿通孔
244: 圧入孔
245: 貫通孔
S1: 半田
Claims (11)
- 複数の蓄電素子に取り付けられる配線モジュールであって、
前記複数の蓄電素子の電極端子に接続されるバスバーと、
回路基板と、
前記バスバーと前記回路基板とを電気的に接続する第1電線と、
第2電線と、を備え、
前記回路基板には、前記第1電線と電気的に接続される第1ランドと、前記第2電線と接続される第2ランドと、前記第1ランドと前記第2ランドとの間に設けられるヒューズ部と、を有する導電路が形成されている、配線モジュール。 - 前記第1電線は、前記バスバー側の端部と前記回路基板側の端部との間で湾曲した形状をなしている、請求項1に記載の配線モジュール。
- 端子をさらに備え、
前記端子は、前記第1電線の前記回路基板側の端部に圧着される圧着部と、前記第1ランドに接続される接続部と、を備える、請求項1または請求項2に記載の配線モジュール。 - 前記端子は、前記接続部とは異なる圧入部を備え、
前記回路基板は、前記圧入部が圧入される圧入孔を有する、請求項3に記載の配線モジュール。 - 少なくとも1つの前記回路基板には、前記導電路が複数形成されている、請求項1または請求項2に記載の配線モジュール。
- 前記回路基板はリジッド基板である、請求項1または請求項2に記載の配線モジュール。
- 前記ヒューズ部は、前記導電路に半田で接続されるチップヒューズで構成されている、請求項1または請求項2に記載の配線モジュール。
- 前記回路基板はフレキシブル基板である、請求項1または請求項2に記載の配線モジュール。
- 前記ヒューズ部はパターンヒューズで構成されている、請求項8に記載の配線モジュール。
- 前記フレキシブル基板には補強板が貼り付けられている、請求項8に記載の配線モジュール。
- 車両に搭載される前記複数の蓄電素子に電気的に取り付けられる車両用の配線モジュールであって、請求項1または請求項2に記載の配線モジュール。
Priority Applications (2)
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---|---|---|---|
JP2022072267A JP2023161743A (ja) | 2022-04-26 | 2022-04-26 | 配線モジュール |
PCT/JP2023/014879 WO2023210373A1 (ja) | 2022-04-26 | 2023-04-12 | 配線モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022072267A JP2023161743A (ja) | 2022-04-26 | 2022-04-26 | 配線モジュール |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023161743A true JP2023161743A (ja) | 2023-11-08 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022072267A Pending JP2023161743A (ja) | 2022-04-26 | 2022-04-26 | 配線モジュール |
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---|---|
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WO (1) | WO2023210373A1 (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020013121A1 (ja) * | 2018-07-10 | 2020-01-16 | 三洋電機株式会社 | 保護素子実装フレキシブルフラットケーブル、電池モジュールおよび保護素子実装フレキシブルフラットケーブルの製造方法 |
US10784495B2 (en) * | 2018-09-19 | 2020-09-22 | Ford Global Technologies, Llc | Systems and methods for providing individual battery cell circuit protection |
WO2020194967A1 (ja) * | 2019-03-27 | 2020-10-01 | 三洋電機株式会社 | 過電流保護素子とバッテリーシステム |
-
2022
- 2022-04-26 JP JP2022072267A patent/JP2023161743A/ja active Pending
-
2023
- 2023-04-12 WO PCT/JP2023/014879 patent/WO2023210373A1/ja unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2023210373A1 (ja) | 2023-11-02 |
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