JP2024079380A - バスバモジュール - Google Patents

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Abstract

【課題】電池集合体への組み付け性および電池集合体の変形や製造ばらつきへの追従性に優れたバスバモジュールを提供すること。【解決手段】電池集合体1に取り付けられるバスバモジュール10は、第1配線パターン26を有する第1回路体20Aと、第2配線パターン26を有する第2回路体20Bと、第1・第2配線パターン26とバスバ40とを繋ぐように第1・第2支線部22に取り付けられる電子部品50と、を備える。第1・第2本線部21同士の重複部分23に、第1・第2配線パターン26同士が電気的に接続される。そして、バスバモジュール10は、重複部分23を水密にシールする防水部を更に備える。【選択図】図3

Description

本発明は、バスバモジュールに関する。
従来から、バスバモジュールは、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車などに搭載される駆動用電源としての電池集合体(即ち、複数の電池セルが積層配置された電池モジュール)に組み付けられるように用いられている(例えば、特許文献1を参照)。
特許文献1に記載のバスバモジュールは、積層されて隣接する電池セル間の正極と負極との間を接続する複数のバスバと、複数のバスバの各々に接続されて各電池セルを監視するための電圧検出線と、を備えている。この電圧検出線は、芯線が絶縁被覆に覆われた一般的な構造の複数の電線を束ねるように構成されている。
特開2014-220128号公報
ところで、一般に、電池集合体を構成する電池セルは、充放電に伴う作動熱や外部環境の温度などに起因して積層方向に膨張および収縮する。その結果、電池集合体(電池モジュール)も、電池セルの積層方向に膨張および収縮するように変形する。また、複数の電池セルを積層配置する際の組み付け公差に起因し、一般に、電池集合体の積層方向における大きさは、製造した電池集合体ごとに相違し得る(即ち、製造ばらつきが生じ得る)ことになる。そこで、一般に、バスバモジュールは、このような電池集合体の変形や製造ばらつきに対応するべく、電圧検出線の長さにある程度の余裕を持たせるように設計されている。
しかしながら、上述した従来のバスバモジュールにおいて、例えば、電池集合体の容量を高める等の目的から電池セルの積層数を増大させた場合、電圧検出線を構成する電線の本数も増大する。その結果、それら多数の電線を束ねて電圧検出線を構成すると、電圧検出線全体としての剛性(ひいてはバスバモジュールの剛性)が高まり、電池集合体にバスバモジュールを組み付ける作業性(組み付け性)を向上させ難くなる可能性がある。同様の理由により、電池集合体の変形や製造ばらつきに十分に対応できるようにバスバモジュールが伸縮し難くなる可能性もある。
本発明の目的の一つは、電池集合体への組み付け性および電池集合体の変形や製造ばらつきへの追従性に優れたバスバモジュールを提供することにある。
前述した目的を達成するために、本発明に係るバスバモジュールは、下記を特徴としている。
複数の単電池が積層された電池集合体に取り付けられるバスバモジュールであって、
第1配線パターンを有するフレキシブル基板から構成され、前記複数の単電池の積層方向に沿って延びるように配置されることになる第1本線部と、前記第1本線部から分岐するように延びる第1支線部と、を有する第1回路体と、
第2配線パターンを有するフレキシブル基板から構成され、前記積層方向に沿って延びるように配置されることになる第2本線部と、前記第2本線部から分岐するように延びる第2支線部と、を有する第2回路体と、
前記複数の前記単電池の各々の電極に接続されることになるバスバと、
前記第1配線パターン及び前記第2配線パターンと対応する前記バスバとを繋ぐように、前記第1支線部及び前記第2支線部に取り付けられる電子部品と、
前記積層方向に沿って伸縮可能であるとともに、前記第1回路体、前記第2回路体、及び、前記バスバを保持するホルダと、を備え、
前記第1配線パターンは、前記積層方向に並ぶ複数の第1接点部を有し、
前記第2配線パターンは、前記積層方向に並ぶ複数の第2接点部を有し、
前記第1本線部と前記第2本線部との重複部分において、前記複数の前記第1接点部と前記複数の前記第2接点部とがそれぞれ電気的に接続され、
前記重複部分を水密にシールする防水部を更に備える、
バスバモジュールであること。
本発明のバスバモジュールによれば、フレキシブル基板から構成された第1回路体及び第2回路体(以下「幹線」ともいう。)が、第1回路体の第1本線部と第2回路体の第2本線部との重複部分において第1配線パターンの第1接点部と第2配線パターンの第2接点部とが電気的に接続されることで、一体化される。換言すると、第1回路体と第2回路体とが電気的に接続される。更に、第1本線部及び第2本線部から第1支線部及び第2支線部(以下「枝線」ともいう。)が分岐するように延びる。このため、各単電池の熱変形に起因して電池集合体が積層方向に伸縮した際、枝線が屈曲等することで、各バスバが単電池の積層方向に移動可能となる。同様に、枝線が屈曲等することで、単電池の組み付け公差に起因する電池集合体の積層方向における大きさのばらつきを吸収できる。換言すると、本構成のバスバモジュールは、枝線が変形することで、電池集合体の伸縮や製造ばらつきに容易に対応できる。ここで、フレキシブル基板は、一般に、多数の回路構造を内包した場合であっても、上述した従来のバスバモジュールに用いられる電線に比べ、遥かに小さな力で柔軟に変形し易い。そのため、電池集合体への組み付け性が向上する。したがって、本構成のバスバモジュールは、上述した従来のバスバモジュールに比べ、電池集合体への組み付け性および電池集合体の変形や製造ばらつきへの追従性に優れる。
更に、上記構成のバスバモジュールによれば、第1回路体と第2回路体とが別体として準備された上で電気的に接続される。そのため、第1回路体と第2回路体とを一繋がりのフレキシブル基板で構成する場合に比べ、積層方向における第1回路体及び第2回路体の長さが短くなる。そのため、第1支線部及び第2支線部に電子部品を取り付ける(即ち、実装する)にあたり、専用の大型の実装装置を必要としない。換言すると、第1回路体と第2回路体とが接続された最終的な幹線の長さや大きさが一般的な(汎用の)実装装置に適さない場合であっても、第1回路体及び第2回路体の各々に一般的な(汎用の)実装装置を用いて支線回路体に電子部品を適正に実装した後に、第1回路体と第2回路体とを接続すればよいため、バスバモジュールの製造コストを低減することができる。
更に、上記構成のバスバモジュールによれば、第1回路体と第2回路体とが別体として準備された上で電気的に接続されため、バスバモジュールが被水した場合等に、第1回路体の第1本線部と第2回路体の第2本線部との重複部分(第1本線部と第2本線部との間)に、水等の液体が侵入するおそれがある。しかしながら、バスバモジュールが重複部分を水密にシールする防水部を備えることで、隣り合う接続箇所同士の間が液体で導通(短絡)される不具合が生じることを、抑制できる。
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態(以下、「実施形態」という。)を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
図1は、本発明の第1実施形態に係るバスバモジュールを示す斜視図である。 図2は、図1に示すバスバモジュールが組み付けられる電池集合体を示す斜視図である。 図3は、図1に示す回路体を構成する第1回路体及び第2回路体を接続してホルダに収容する際の手順を説明するための斜視図である。 図4は、図3に示す、第1回路体及び第2回路体が接続されてホルダに収容された状態を示す斜視図である。 図5は、図4に示す、第1回路体及び第2回路体の接続部同士が接続された箇所の、上面図である(ただし、ホルダの図示は省略)。 図6は、本発明の第1実施形態に係るバスバモジュールを示す斜視図である。 図7は、図6に示すバスバモジュールが組み付けられる電池集合体を示す斜視図である。 図8は、図6に示す回路体を構成する第1回路体及び第2回路体を接続してホルダに収容する際の手順を説明するための斜視図である。 図9は、図8に示す、第1回路体及び第2回路体が接続されてホルダに収容された状態を示す斜視図である。 図10は、図9に示す、第1回路体及び第2回路体の接続部同士が接続された箇所の、上面図である(ただし、ホルダの図示は省略)。
<第1実施形態>
以下、図面を参照しながら、本発明の第1実施形態に係るバスバモジュール10について説明する。本実施形態に係るバスバモジュール10は、例えば、電気自動車に搭載される駆動用電源としての長尺の電池集合体1(図2参照。複数の単電池が積層配置された電池モジュール)に組み付けられるように用いられる。
以下、説明の便宜上、図1等に示すように、「前」、「後」、「左」、「右」、「上」及び「下」を定義する。「前後方向」、「左右方向」及び「上下方向」は、互いに直交している。前後方向は、電池集合体1を構成する複数の単電池2の積層方向(図1及び図2参照)と一致している。なお、これら方向は、説明の便宜上定義されているものであり、バスバモジュール10の車両搭載時における車両の前後方向、左右方向及び上下方向に必ずしも対応する必要はない。
まず、バスバモジュール10を説明する準備として、図2を参照しながら、バスバモジュール10が取り付けられる電池集合体1について説明する。図2に示すように、電池集合体1は、上下方向及び左右方向に延びる矩形平板状の複数の単電池2を前後方向に積層して構成される。複数の単電池2の各々は、矩形平板状の電池本体3と、電池本体3の上面6の左右方向両端部から上方に突出する正極4及び負極5と、で構成されている。
電池集合体1では、前後方向に隣り合う単電池2の正極4及び負極5の左右方向の位置を互いに逆とすることで、電池集合体1の上面の左端部及び右端部の各々にて正極4及び負極5が前後方向に交互に並ぶように、複数の単電池2が積層されている。
以下、バスバモジュール10について説明する。バスバモジュール10は、図1、図3及び図4に示すように、前後方向に延びる長尺の回路体20(図1及び図3参照)と、回路体20が有する複数の支線部22(図3参照)にそれぞれ接続される複数のバスバ40(図1参照)と、複数の支線部22にそれぞれ実装される複数の電子部品50(図3参照)と、回路体20及びバスバ40を保持するホルダ60(図1及び図3参照)と、回路体20を覆うカバー70(図1参照)と、を備える。なお、回路体20が有する本線部21及び支線部22(図3参照)はそれぞれ、「幹線」及び「枝線」とも呼ばれる。
回路体20は、容易に屈曲可能なフレキシブル基板(FPC)から構成されており、図1及び図3から理解できるように、左右方向に間隔を空けて前後方向に延びる左右一対の第1回路体20Aと、左右一対の第1回路体20Aの後側にそれぞれ接続されて前後方向に延びる左右一対の第2回路体20Bと、を含む。左右一対の第1回路体20A、及び、左右一対の第2回路体20Bの何れか一方は、連結部28(図1参照)によって左右方向に連結されている。連結部28の下面には、外部の電圧検出装置(図示省略)等に電気的に接続されるコネクタ29(図1参照)が実装されている。
第1回路体20A及び第2回路体20Bの各々は、前後方向に延びる帯状の本線部21と、本線部21の前後方向の少なくとも1箇所(本例では、複数箇所)からそれぞれ左右方向外側に分岐するように延びる少なくとも1つの(本例では、複数の)支線部22と、を備える(図3参照)。本例では、各支線部22が、U字状の湾曲形状を有するように本線部21から延びている。支線部22がU字状の湾曲形状を有することで、支線部22の前後・左右・上下方向への柔軟性が高められている。各支線部22の先端部の上面には、金属製の接点部24が外部に露出するように設けられている(図3参照)。
第1回路体20Aの本線部21の後端部に設けられた回路接続部23と、第2回路体20Bの本線部21の前端部に設けられた回路接続部23とが接続されることで、第1回路体20A及び第2回路体20Bの本線部21同士が連続して前後方向に一列に延びる回路体20が構成される。図3~図5に示すように、第1回路体20Aの回路接続部23の幅方向(左右方向)の大きさは、第2回路体20Bの幅方向の大きさよりも大きく構成される。第1回路体20A及び第2回路体20Bの各々の回路接続部23の詳細な構造、及び、回路接続部23同士の接続手順については後述する。
第1回路体20A及び第2回路体20Bの各々は、その表面全体が、支線部22に設けられた接点部24が露出する箇所(図3参照)及び回路接続部23に設けられた後述する接点部25が露出する箇所(図3参照)を除いて、樹脂層で構成されており、且つ、複数の配線パターン26(図3参照)を内包している。各配線パターン26は、帯状に延びる銅製の導体であり、本線部21及び支線部22に沿って延びている。第1回路体20A及び第2回路体20Bの各々は、単一の配線層を有するいわゆる「片面フレキシブル基板(片面FPC)」であり、第1回路体20A及び第2回路体20Bの各々について、当該単一の配線層に複数の配線パターン26が配置されている。ただし、第1回路体20A及び第2回路体20Bの各々は、「両面FPC」であってもよい。
第1回路体20A及び第2回路体20Bの回路接続部23同士が接続された箇所では、第1回路体20Aに属する少なくとも1つの(本例では、6つの)配線パターン26と、第2回路体20Bに属する少なくとも1つの(本例では、6つの)配線パターン26とが、互いに独立して一対一に接続されている(図3参照。詳細は後述する)。
第1回路体20A及び第2回路体20Bに内包されている複数の配線パターン26はそれぞれ、個別に、対応する支線部22の接点部24から、対応する支線部22、本線部21、及び、連結部28のそれぞれの内部をこの順に経て、連結部28に実装されるコネクタ29に電気的に接続されている。これにより、第1回路体20A及び第2回路体20Bに属する各支線部22の接点部24が、個別に、連結部28に実装されるコネクタ29を介して外部の電圧検出装置に導通接続される。
各支線部22の先端部には、電子部品50が実装されると共に、バスバ40に接続される細長平板状の金属製の接続端子41が接続される(図3等参照)。接続端子41は、略矩形平板状の金属製のバスバ40(図1参照)の一部であってもよいし、バスバ40とは別部材であってバスバ40にハンダ付け等によって接合される部材であってもよい。電子部品50は、典型的にはチップヒューズである。電子部品50は、支線部22の接点部24と接続端子41とを繋ぐように、ハンダ付け等によって支線部22の先端部に実装される。これにより、各支線部22について、接点部24(即ち、接点部24から延びる配線パターン26)と、接続端子41(即ち、バスバ40)とが、電子部品50を介して電気的に接続される。
このような電子部品50の支線部22への実装は、第1回路体20A及び第2回路体20Bの回路接続部23同士が接続される前の状態(即ち、第1回路体20A及び第2回路体20Bの各々が単独の状態)にて、第1回路体20Aに属する支線部22、及び、第2回路体20Bに属する支線部22に対して、個別に行われる。よって、第1回路体20Aと第2回路体20Bとが共通の(単一の)フレキシブル基板で構成される場合に比べ、前後方向における第1回路体20A及び第2回路体20Bの各々の長さが短くなるため、大型の実装装置を要しない。換言すると、第1回路体20Aと第2回路体20Bとが別体であることで、第1回路体20A及び第2回路体20Bの回路接続部23同士が接続されて得られる長尺の回路体20の長さや大きさにかかわらず、各支線部22に電子部品50を適正に実装することができ、バスバモジュール10の製造コストを低減することができる。
以下、第1回路体20A及び第2回路体20Bの各々の回路接続部23の詳細な構造、及び、回路接続部23同士の接続手順について説明する。図3に示すように、第1回路体20Aの回路接続部23の上面には、複数(本例では、6つ)の金属製の接点部(パッド)25が、前後方向に間隔を空けて並ぶように且つ外部に露出するように、設けられている。各接点部25からは配線パターン26が個別に延びている。より具体的には、6つの接点部25のうち前側(回路接続部23の基端側)の3つの接点部25の各々については、配線パターン26は、接点部25から第1回路体20Aの本線部21の幅方向(左右方向)の一方側(左側)に延び、その後、前方へ向けて延びている。6つの接点部25のうち後側(回路接続部23の先端側)の3つの接点部25の各々については、配線パターン26は、接点部25から第1回路体20Aの本線部21の幅方向(左右方向)の他方側(右側)に延び、その後、前方へ向けて延びている。
このように、複数の接点部25から延びる複数の配線パターン26の延出部分を左右方向に分散配置することで、接点部25から延びる配線パターン26の延出部分のパターン設計の自由度の向上や、回路接続部23(即ち、第1回路体20A)の小型化等に貢献できる。第1回路体20Aの回路接続部23の上面には、接点部25及び配線パターン26に干渉しない一箇所に、金属製のダミー接点部(ランド)27が、外部に露出するように設けられている。ダミー接点部27は、配線パターン26(即ち、バスバ40)とは繋がっていない(電気的に接続されていない)。第1回路体20Aの回路接続部23には、接点部25、配線パターン26及びダミー接点部27に干渉しない複数箇所(本例では、2箇所)の各々に、回路接続部23の厚さ方向(上下方向)に貫通する孔部31が形成されている。
第2回路体20Bの回路接続部23の下面には、第1回路体20Aの複数の接点部25に対応して、複数(本例では、6つ)の金属製の接点部(パッド)25が、前後方向に間隔を空けて並ぶように且つ外部に露出するように、設けられている。各接点部25からは配線パターン26が個別に延びている。より具体的には、6つの接点部25のうち前側(回路接続部23の先端側)の3つの接点部25の各々については、配線パターン26は、接点部25から第2回路体20Bの本線部21の幅方向(左右方向)の他方側(右側)に延び、その後、後方へ向けて延びている。6つの接点部25のうち後側(回路接続部23の基端側)の3つの接点部25の各々については、配線パターン26は、接点部25から第2回路体20Bの本線部21の幅方向(左右方向)の一方側(左側)に延び、その後、後方へ向けて延びている。
このように、複数の接点部25から延びる複数の配線パターン26の延出部分を左右方向に分散配置することで、接点部25から延びる配線パターン26の延出部分のパターン設計の自由度の向上や、回路接続部23(即ち、第2回路体20B)の小型化等に貢献できる。第2回路体20Bの回路接続部23の下面には、第1回路体20Aのダミー接点部27に対応して、接点部25及び配線パターン26に干渉しない一箇所に、金属製のダミー接点部(ランド)27が、外部に露出するように設けられている。ダミー接点部27は、配線パターン26(即ち、バスバ40)とは繋がっていない(電気的に接続されていない)。第2回路体20Bの回路接続部23には、第1回路体20Aの複数の孔部31に対応して、接点部25、配線パターン26及びダミー接点部27に干渉しない複数箇所(本例では、2箇所)の各々に、回路接続部23の厚さ方向(上下方向)に貫通する孔部31が形成されている。
第1回路体20A及び第2回路体20Bの回路接続部23同士の接続作業は、第1回路体20A及び第2回路体20Bの複数の孔部31に対応して、ホルダ60の後述する回路体保持部61(図3参照)の底壁の複数箇所(本例では、2箇所)に設けられた複数(2本)の突起部61a(図3参照)を利用して、行われる。即ち、まず、第2回路体20Bの回路接続部23の下方に第1回路体20Aの回路接続部23を配置させた状態で、複数の突起部61aが、下方から、第1回路体20Aの複数の孔部31及び第2回路体20Bの複数の孔部31にこの順に挿通される(図4参照)。これにより、ホルダ60(回路体保持部61)に第1回路体20A及び第2回路体20Bが収容され、且つ、第1回路体20Aの複数の孔部31と第2回路体20Bの複数の孔部31とが上下方向に重なり合うように位置合わせされた状態が得られる。
次いで、第1回路体20Aの複数の接点部25と第2回路体20Bの複数の接点部25とが、互いに独立して一対一にハンダ付けされ、且つ、第1回路体20Aのダミー接点部27と第2回路体20Bのダミー接点部27とがハンダ付けされる。これらのハンダ付けは、典型的には、ペースト状のハンダを、上下方向に対向配置された接点部25同士及びダミー接点部27同士で挟んだ後、ハンダを溶融可能な温度に加熱可能なヒータチップをハンダ付け箇所に押し当てるとともにヒータチップを加熱し、ハンダ付けを行う方式(いわゆるパルスヒート方式)により行われ得る。なお、ハンダ付けは、加熱炉を用いたリフロー方式によって行うこともできる。更に、第1回路体20A及び第2回路体20Bの回路接続部23同士の電気的な接続は、上述したハンダ付けに代えて、導電性接着剤を用いて行われてもよい。
これにより、第1回路体20A及び第2回路体20Bの回路接続部23同士が接続された箇所では、第1回路体20Aに属する複数の配線パターン26と、第2回路体20Bに属する複数の配線パターン26とが、互いに独立して一対一に電気的に接続され、且つ、機械的にも一体化される。更に、第1回路体20Aのダミー接点部27と第2回路体20Bのダミー接点部27とが、ハンダや導電性接着剤等を用いて機械的に一体化される。これにより、第1回路体20Aと第2回路体20Bとをより強固に一体化することができる。
このように、第1回路体20Aの孔部31及び第2回路体20Bの孔部31と、ホルダ60の突起部61aとを用いることで、ホルダ60(回路体保持部61)に第1回路体20A及び第2回路体20Bを収容する作業と、突起部61aで双方の接点部25の位置ズレ等を抑制しながら双方の接点部25(配線パターン26)を電気的に接続する作業と、をひとまとめに行うことができる。更に、接続後の回路体20(より具体的には、第1回路体20A及び第2回路体20Bの本線部21)に意図しない外力が及んだとき、その外力を突起部61aで受け止めることで、双方の接点部25(配線パターン26)の接続部分にその外力が及ぶことを抑制できる。よって、第1回路体20Aと第2回路体20Bとの電気的接続の信頼性を向上できる。
第1回路体20A及び第2回路体20Bの回路接続部23同士の接続後、回路接続部23同士の縁部分23a(より具体気には、4返のうち3辺)には、第1回路体20A及び第2回路体20Bの回路接続部23同士の隙間を塞ぐように、略矩形U字状に塗布材32が塗布される(図4及び図5参照)。これにより、第1回路体20A及び第2回路体20Bの回路接続部23間への水等の液体の侵入が抑制できる。つまり、塗布材32によって、隣り合う接点部25同士の間が液体で導通(短絡)される不具合が生じることを、抑制できる。なお、塗布材32は、例えば、公知の防水材や防湿材等である。
縁部分23aへの塗布材32の塗布は、4辺全てに行われてもよいし、1辺にのみ行われてもよい。また、第1回路体20A及び第2回路体20Bのダミー接点部27同士の接続に代えて、塗布材32によって、第1回路体20Aと第2回路体20Bとを機械的に一体化してもよい。なお、縁部分23aに塗布材32を塗布する作業と、ホルダ60(回路体保持部61)に第1回路体20A及び第2回路体20Bを収容する作業と、の順番の前後は問わない。
次いで、ホルダ60について説明する。ホルダ60は、樹脂成形品であり、図1に示すように、左右方向に間隔を空けて前後方向に延びる左右一対の帯状の回路体保持部61と、左右一対の回路体保持部61を前後方向の複数箇所にて左右方向に連結する複数の連結部62と、を一体に備える。左右一対の回路体保持部61には、回路体20の左右一対の第1回路体20A(本線部21+支線部22)、及び、第2回路体20B(本線部21+支線部22)が載置される。
前後方向に延びる一対の回路体保持部61の各々は、具体的には、前後方向に並ぶように配置された複数の分割体(図示省略)と、前後方向に隣接する分割体同士を前後方向に連結する伸縮部(図示省略)と、で構成されている。各伸縮部は、弾性変形により前後方向に伸縮容易な形状を有している。このため、一対の回路体保持部61は、前後方向に沿って伸縮可能に構成されている。各回路体保持部61の底壁には、上述したように、複数(2本)の突起部61aが設けられている(図3参照)。
左右一対の回路体保持部61の各々について、前後方向に並ぶ複数の分割体の各々には、バスバ保持部64(図1参照)が左右方向外側に隣接するように一体で設けられている。即ち、左右一対の回路体保持部61の各々の左右方向外側にて、複数のバスバ保持部64が前後方向に並ぶように配置されている。各バスバ保持部64が対応する分割体に設けられているため、前後方向に隣り合うバスバ保持部64同士の前後方向の間隔が、伸縮部の機能により変動可能となっている。
各バスバ保持部64には、対応するバスバ40がそれぞれ収容される。ホルダ60の電池集合体1への取り付け時、各バスバ保持部64に収容されたバスバ40は、電池集合体1の上面における前後方向に隣り合う対応する正極4及び負極5と、導通接続される。
次いで、カバー70について説明する。樹脂成形品であるカバー70は、ホルダ60の前後方向に長尺の左右一対の回路体保持部61に載置された回路体20、即ち、第1回路体20A(本線部21+支線部22)、及び、第2回路体20B(本線部21+支線部22)、を覆う機能を果たす(図1参照)。このため、カバー70は、図1に示すように、前後方向に長尺に延びる帯状の形状を有している。
バスバモジュール10が電池集合体1に取り付けされた取付完了状態では、電池集合体1において、積層された複数の単電池2が複数のバスバ40を介して電気的に直列に接続される。更に、各バスバ40が、対応する支線部22に実装された電子部品50、対応する支線部22(接点部24)から延びる配線パターン26、連結部28に実装されるコネクタ29をこの順に介して、外部の電圧検出装置に導通接続される。これにより、各バスバ40の電圧(電位)が、個別に、外部の電圧検出装置によって検出可能となる。なお、何らかの理由により、電子部品50にて定格電流以上の過大電流が流れた場合には、電子部品50のヒューズ機能の発揮により、電子部品50によりバスバ40と配線パターン26との間の電気的接続が遮断される。これにより、電圧検出装置への過大電流の流入が防止されるので、電圧検出装置が保護され得る。
バスバモジュール10が取り付けられた電池集合体1の使用状態では、電池集合体1を構成する各単電池2は、充放電に伴う作動熱や外部環境の温度などに起因して積層方向(前後方向)に膨張および収縮する。その結果、電池集合体1も、積層方向(前後方向)に膨張および収縮するように変形する。また、複数の単電池2を積層配置する際の組み付け公差に起因し、一般に、電池集合体1の積層方向(前後方向)における大きさは、製造した電池集合体1ごとに相違し得る(製造ばらつきが生じ得る)ことになる。
この点、バスバモジュール10では、各単電池2の熱変形に起因する電池集合体1の積層方向(前後方向)への伸縮や電池集合体1の製造ばらつきが発生しても、ホルダ60が有する複数の伸縮部の各々が前後方向に伸縮すること、並びに、フレキシブル基板からなる各支線部22が容易に屈曲することで、電池集合体1の熱変形に起因する伸縮や製造ばらつきが容易に吸収され得る。
<作用・効果>
以上、本実施形態に係るバスバモジュール10によれば、フレキシブル基板から構成された第1回路体20A及び第2回路体20B(幹線)が、第1回路体20Aの本線部21と第2回路体20Bの本線部21との重複部分(回路接続部23同士)において第1回路体20A及び第2回路体20Bの配線パターン26同士が電気的に接続されて、一体化されている。換言すると、第1回路体20Aと第2回路体20Bとが電気的に接続される。更に、第1回路体20A及び第2回路体20Bの本線部21から支線部22(枝線)が分岐するように延びる。このため、各単電池2の熱変形に起因して電池集合体1が積層方向(前後方向)に伸縮した際、枝線が屈曲等することで、各バスバ40が単電池2の積層方向に移動可能となる。同様に、枝線が屈曲等することで、単電池2の組み付け公差に起因する電池集合体1の積層方向(前後方向)における大きさのばらつきを吸収できる。換言すると、本実施形態に係るバスバモジュール10は、枝線が変形することで、電池集合体1の伸縮や製造ばらつきに容易に対応できる。ここで、フレキシブル基板は、一般に、多数の回路構造を内包した場合であっても、上述した従来のバスバモジュールに用いられる電線に比べ、遥かに小さな力で柔軟に変形し易い。そのため、電池集合体1への組み付け性が向上する。したがって、本実施形態に係るバスバモジュール10は、上述した従来のバスバモジュールに比べ、電池集合体1への組み付け性および電池集合体1の変形や製造ばらつきへの追従性に優れる。
更に、第1回路体20Aと第2回路体20Bとが別体として準備された上で電気的に接続される。そのため、第1回路体20Aと第2回路体20Bとを一繋がりのフレキシブル基板で構成する場合に比べ、積層方向(前後方向)における第1回路体20A及び第2回路体20Bの長さが短くなる。そのため、各支線部22に電子部品50を取り付ける(即ち、実装する)にあたり、専用の大型の実装装置を必要としない。換言すると、第1回路体20Aと第2回路体20Bとが接続された最終的な幹線の長さや大きさが一般的な(汎用の)実装装置に適さない場合であっても、第1回路体20A及び第2回路体20Bの各々に一般的な(汎用の)実装装置を用いて支線部22に電子部品50を適正に実装した後に、第1回路体20Aと第2回路体20Bとを接続すればよいため、バスバモジュール10の製造コストを低減することができる。
更に、本実施形態に係るバスバモジュール10によれば、第1回路体20Aと第2回路体20Bとが別体として準備された上で電気的に接続されため、バスバモジュール10が被水した場合等に、第1回路体20A及び第2回路体の本線部21の重複部分23(第1回路体20A及び第2回路体の回路接続部23同士の隙間)に、水等の液体が侵入するおそれがある。しかしながら、第1回路体20A及び第2回路体20Bの回路接続部23同士の縁部分23aに、第1回路体20A及び第2回路体20Bの回路接続部23同士の隙間を塞ぐように塗布材32が塗布されることで、回路接続部23同士の隙間への液体の侵入を抑制できる。これにより、バスバモジュール10は、隣り合う接点部25同士の間が液体で導通(短絡)される不具合が生じることを、抑制できる。
<第2実施形態>
以下、図面を参照しながら、本発明の第2実施形態に係るバスバモジュール110について説明する。本実施形態に係るバスバモジュール110は、例えば、電気自動車に搭載される駆動用電源としての長尺の電池集合体101(図7参照。複数の単電池が積層配置された電池モジュール)に組み付けられるように用いられる。
以下、説明の便宜上、図6等に示すように、「前」、「後」、「左」、「右」、「上」及び「下」を定義する。「前後方向」、「左右方向」及び「上下方向」は、互いに直交している。前後方向は、電池集合体101を構成する複数の単電池102の積層方向(図6及び図7参照)と一致している。なお、これら方向は、説明の便宜上定義されているものであり、バスバモジュール110の車両搭載時における車両の前後方向、左右方向及び上下方向に必ずしも対応する必要はない。
まず、バスバモジュール110を説明する準備として、図7を参照しながら、バスバモジュール110が取り付けられる電池集合体101について説明する。図7に示すように、電池集合体101は、上下方向及び左右方向に延びる矩形平板状の複数の単電池102を前後方向に積層して構成される。複数の単電池102の各々は、矩形平板状の電池本体3と、電池本体103の上面106の左右方向両端部から上方に突出する正極104及び負極105と、で構成されている。
電池集合体101では、前後方向に隣り合う単電池102の正極104及び負極105の左右方向の位置を互いに逆とすることで、電池集合体101の上面の左端部及び右端部の各々にて正極104及び負極105が前後方向に交互に並ぶように、複数の単電池102が積層されている。
以下、バスバモジュール110について説明する。バスバモジュール110は、図6、図8及び図9に示すように、前後方向に延びる長尺の回路体120(図6及び図8参照)と、回路体120が有する複数の支線部122(図8参照)にそれぞれ接続される複数のバスバ140(図6参照)と、複数の支線部122にそれぞれ実装される複数の電子部品150(図8参照)と、回路体120及びバスバ140を保持するホルダ160(図6及び図8参照)と、回路体120を覆うカバー170(図6参照)と、を備える。なお、回路体120が有する本線部121及び支線部122(図8参照)はそれぞれ、「幹線」及び「枝線」とも呼ばれる。
回路体120は、容易に屈曲可能なフレキシブル基板(FPC)から構成されており、図6及び図8から理解できるように、左右方向に間隔を空けて前後方向に延びる左右一対の第1回路体120Aと、左右一対の第1回路体120Aの後側にそれぞれ接続されて前後方向に延びる左右一対の第2回路体120Bと、を含む。左右一対の第1回路体120A、及び、左右一対の第2回路体120Bの何れか一方は、連結部128(図6参照)によって左右方向に連結されている。連結部128の下面には、外部の電圧検出装置(図示省略)等に電気的に接続されるコネクタ129(図6参照)が実装されている。
第1回路体120A及び第2回路体120Bの各々は、前後方向に延びる帯状の本線部121と、本線部121の前後方向の少なくとも1箇所(本例では、複数箇所)からそれぞれ左右方向外側に分岐するように延びる少なくとも1つの(本例では、複数の)支線部122と、を備える(図8参照)。本例では、各支線部122が、U字状の湾曲形状を有するように本線部121から延びている。支線部122がU字状の湾曲形状を有することで、支線部122の前後・左右・上下方向への柔軟性が高められている。各支線部122の先端部の上面には、金属製の接点部124が外部に露出するように設けられている(図8参照)。
第1回路体120Aの本線部121の後端部に設けられた回路接続部123と、第2回路体120Bの本線部121の前端部に設けられた回路接続部123とが接続されることで、第1回路体120A及び第2回路体120Bの本線部121同士が連続して前後方向に一列に延びる回路体120が構成される。第1回路体120A及び第2回路体120Bの各々の回路接続部123の詳細な構造、及び、回路接続部123同士の接続手順については後述する。
第1回路体120A及び第2回路体120Bの各々は、その表面全体が、支線部122に設けられた接点部124が露出する箇所(図8参照)及び回路接続部123に設けられた後述する接点部125が露出する箇所(図8参照)を除いて、樹脂層で構成されており、且つ、複数の配線パターン126(図8参照)を内包している。各配線パターン126は、帯状に延びる銅製の導体であり、本線部121及び支線部122に沿って延びている。第1回路体120A及び第2回路体120Bの各々は、単一の配線層を有するいわゆる「片面フレキシブル基板(片面FPC)」であり、第1回路体120A及び第2回路体120Bの各々について、当該単一の配線層に複数の配線パターン126が配置されている。ただし、第1回路体120A及び第2回路体120Bの各々は、「両面FPC」であってもよい。
第1回路体120A及び第2回路体120Bの回路接続部123同士が接続された箇所では、第1回路体120Aに属する少なくとも1つの(本例では、6つの)配線パターン26と、第2回路体120Bに属する少なくとも1つの(本例では、6つの)配線パターン126とが、互いに独立して一対一に接続されている(図8参照。詳細は後述する)。
第1回路体120A及び第2回路体120Bに内包されている複数の配線パターン126はそれぞれ、個別に、対応する支線部122の接点部124から、対応する支線部122、本線部121、及び、連結部128のそれぞれの内部をこの順に経て、連結部128に実装されるコネクタ129に電気的に接続されている。これにより、第1回路体120A及び第2回路体120Bに属する各支線部122の接点部124が、個別に、連結部128に実装されるコネクタ129を介して外部の電圧検出装置に導通接続される。
各支線部122の先端部には、電子部品150が実装されると共に、バスバ140に接続される細長平板状の金属製の接続端子141が接続される(図8等参照)。接続端子141は、略矩形平板状の金属製のバスバ140(図6参照)の一部であってもよいし、バスバ140とは別部材であってバスバ140にハンダ付け等によって接合される部材であってもよい。電子部品150は、典型的にはチップヒューズである。電子部品150は、支線部122の接点部124と接続端子141とを繋ぐように、ハンダ付け等によって支線部122の先端部に実装される。これにより、各支線部122について、接点部124(即ち、接点部124から延びる配線パターン126)と、接続端子141(即ち、バスバ140)とが、電子部品150を介して電気的に接続される。
このような電子部品150の支線部122への実装は、第1回路体120A及び第2回路体120Bの回路接続部123同士が接続される前の状態(即ち、第1回路体120A及び第2回路体120Bの各々が単独の状態)にて、第1回路体120Aに属する支線部122、及び、第2回路体120Bに属する支線部122に対して、個別に行われる。よって、第1回路体120Aと第2回路体120Bとが共通の(単一の)フレキシブル基板で構成される場合に比べ、前後方向における第1回路体120A及び第2回路体120Bの各々の長さが短くなるため、大型の実装装置を要しない。換言すると、第1回路体120Aと第2回路体120Bとが別体であることで、第1回路体120A及び第2回路体120Bの回路接続部123同士が接続されて得られる長尺の回路体120の長さや大きさにかかわらず、各支線部122に電子部品150を適正に実装することができ、バスバモジュール110の製造コストを低減することができる。
以下、第1回路体120A及び第2回路体120Bの各々の回路接続部123の詳細な構造、及び、回路接続部123同士の接続手順について説明する。図8に示すように、第1回路体120Aの回路接続部123の上面には、複数(本例では、6つ)の金属製の接点部(パッド)125が、前後方向に間隔を空けて並ぶように且つ外部に露出するように、設けられている。各接点部125からは配線パターン126が個別に延びている。より具体的には、6つの接点部125のうち前側(回路接続部123の基端側)の3つの接点部125の各々については、配線パターン126は、接点部125から第1回路体120Aの本線部121の幅方向(左右方向)の一方側(左側)に延び、その後、前方へ向けて延びている。6つの接点部125のうち後側(回路接続部123の先端側)の3つの接点部125の各々については、配線パターン126は、接点部125から第1回路体120Aの本線部121の幅方向(左右方向)の他方側(右側)に延び、その後、前方へ向けて延びている。
このように、複数の接点部125から延びる複数の配線パターン126の延出部分を左右方向に分散配置することで、接点部125から延びる配線パターン126の延出部分のパターン設計の自由度の向上や、回路接続部123(即ち、第1回路体120A)の小型化等に貢献できる。第1回路体120Aの回路接続部123の上面には、接点部125及び配線パターン126に干渉しない一箇所に、金属製のダミー接点部(ランド)127が、外部に露出するように設けられている。ダミー接点部127は、配線パターン126(即ち、バスバ140)とは繋がっていない(電気的に接続されていない)。第1回路体120Aの回路接続部123には、接点部125、配線パターン126及びダミー接点部127に干渉しない複数箇所(本例では、2箇所)の各々に、回路接続部123の厚さ方向(上下方向)に貫通する孔部131が形成されている。
第2回路体120Bの回路接続部123の下面には、第1回路体120Aの複数の接点部125に対応して、複数(本例では、6つ)の金属製の接点部(パッド)125が、前後方向に間隔を空けて並ぶように且つ外部に露出するように、設けられている。各接点部125からは配線パターン126が個別に延びている。より具体的には、6つの接点部125のうち前側(回路接続部123の先端側)の3つの接点部125の各々については、配線パターン126は、接点部125から第2回路体120Bの本線部121の幅方向(左右方向)の他方側(右側)に延び、その後、後方へ向けて延びている。6つの接点部125のうち後側(回路接続部123の基端側)の3つの接点部125の各々については、配線パターン126は、接点部125から第2回路体120Bの本線部121の幅方向(左右方向)の一方側(左側)に延び、その後、後方へ向けて延びている。
このように、複数の接点部125から延びる複数の配線パターン126の延出部分を左右方向に分散配置することで、接点部125から延びる配線パターン126の延出部分のパターン設計の自由度の向上や、回路接続部123(即ち、第2回路体120B)の小型化等に貢献できる。第2回路体120Bの回路接続部123の下面には、第1回路体120Aのダミー接点部127に対応して、接点部125及び配線パターン126に干渉しない一箇所に、金属製のダミー接点部(ランド)127が、外部に露出するように設けられている。ダミー接点部127は、配線パターン126(即ち、バスバ140)とは繋がっていない(電気的に接続されていない)。第2回路体120Bの回路接続部123には、第1回路体120Aの複数の孔部131に対応して、接点部125、配線パターン126及びダミー接点部127に干渉しない複数箇所(本例では、2箇所)の各々に、回路接続部123の厚さ方向(上下方向)に貫通する孔部131が形成されている。
第1回路体120A及び第2回路体120Bの回路接続部123同士の接続作業は、まず、第2回路体120Bの回路接続部123の下方に第1回路体120Aの回路接続部123を配置させた状態で、第1回路体120Aの複数の接点部125と第2回路体120Bの複数の接点部125とが、互いに独立して一対一にハンダ付けされ、且つ、第1回路体120Aのダミー接点部127と第2回路体120Bのダミー接点部127とがハンダ付けされる。これらのハンダ付けは、典型的には、ペースト状のハンダを、上下方向に対向配置された接点部125同士及びダミー接点部127同士で挟んだ後、ハンダを溶融可能な温度に加熱可能なヒータチップをハンダ付け箇所に押し当てるとともにヒータチップを加熱し、ハンダ付けを行う方式(いわゆるパルスヒート方式)により行われ得る。なお、ハンダ付けは、加熱炉を用いたリフロー方式によって行うこともできる。更に、第1回路体120A及び第2回路体120Bの回路接続部123同士の電気的な接続は、上述したハンダ付けに代えて、導電性接着剤を用いて行われてもよい。
これにより、第1回路体120A及び第2回路体120Bの回路接続部123同士が接続された箇所では、第1回路体120Aに属する複数の配線パターン126と、第2回路体120Bに属する複数の配線パターン126とが、互いに独立して一対一に電気的に接続され、且つ、機械的にも一体化される。更に、第1回路体120Aのダミー接点部127と第2回路体120Bのダミー接点部127とが、ハンダや導電性接着剤等を用いて機械的に一体化される。これにより、第1回路体120Aと第2回路体120Bとをより強固に一体化することができる。
次いで、第1回路体120Aの下方及び第2回路体120Bの上方にテープ132をそれぞれ配置させ、第1回路体120A及び第2回路体120Bの回路接続部123同士の縁部分123aを覆うように上記回路接続部123同士の外面にテープ132を貼り付ける。これにより、第1回路体120A及び第2回路体120Bの回路接続部123同士の隙間がテープ132に覆われて、第1回路体120A及び第2回路体120Bの回路接続部123間への水等の液体の侵入が抑制できる。つまり、テープ132によって、隣り合う接点部125同士の間が液体で導通(短絡)される不具合が生じることを、抑制できる。なお、テープ132は、例えば、公知の防水テープや保護テープ等である。
次いで、複数の突起部161aに、上方から、下側のテープ132の複数の孔部132a、第1回路体120Aの複数の孔部131、第2回路体120Bの複数の孔部131、及び上側のテープ132の複数の孔部132aにこの順に挿通させる(図8参照)。これにより、第1回路体120A及び第2回路体120Bの回路接続部123同士が接続された状態で、ホルダ160(回路体保持部161)に第1回路体120A及び第2回路体120Bが収容される。なお、接続後の回路体120(より具体的には、第1回路体120A及び第2回路体120Bの本線部121)に意図しない外力が及んだとき、その外力を突起部161aで受け止めることで、双方の接点部125(配線パターン126)の接続部分にその外力が及ぶことを抑制できる。よって、第1回路体120Aと第2回路体120Bとの電気的接続の信頼性を向上できる。
次いで、ホルダ160について説明する。ホルダ160は、樹脂成形品であり、図6に示すように、左右方向に間隔を空けて前後方向に延びる左右一対の帯状の回路体保持部161と、左右一対の回路体保持部161を前後方向の複数箇所にて左右方向に連結する複数の連結部162と、を一体に備える。左右一対の回路体保持部161には、回路体120の左右一対の第1回路体120A(本線部121+支線部122)、及び、第2回路体120B(本線部121+支線部122)が載置される。
前後方向に延びる一対の回路体保持部161の各々は、具体的には、前後方向に並ぶように配置された複数の分割体(図示省略)と、前後方向に隣接する分割体同士を前後方向に連結する伸縮部(図示省略)と、で構成されている。各伸縮部は、弾性変形により前後方向に伸縮容易な形状を有している。このため、一対の回路体保持部161は、前後方向に沿って伸縮可能に構成されている。各回路体保持部161の底壁には、上述したように、複数(2本)の突起部161aが設けられている(図8参照)。
左右一対の回路体保持部161の各々について、前後方向に並ぶ複数の分割体の各々には、バスバ保持部164(図6参照)が左右方向外側に隣接するように一体で設けられている。即ち、左右一対の回路体保持部161の各々の左右方向外側にて、複数のバスバ保持部164が前後方向に並ぶように配置されている。各バスバ保持部164が対応する分割体に設けられているため、前後方向に隣り合うバスバ保持部164同士の前後方向の間隔が、伸縮部の機能により変動可能となっている。
各バスバ保持部164には、対応するバスバ140がそれぞれ収容される。ホルダ160の電池集合体101への取り付け時、各バスバ保持部164に収容されたバスバ140は、電池集合体101の上面における前後方向に隣り合う対応する正極104及び負極105と、導通接続される。
次いで、カバー170について説明する。樹脂成形品であるカバー170は、ホルダ160の前後方向に長尺の左右一対の回路体保持部161に載置された回路体120、即ち、第1回路体120A(本線部121+支線部122)、及び、第2回路体120B(本線部121+支線部122)、を覆う機能を果たす(図6参照)。このため、カバー170は、図6に示すように、前後方向に長尺に延びる帯状の形状を有している。
バスバモジュール110が電池集合体101に取り付けされた取付完了状態では、電池集合体101において、積層された複数の単電池102が複数のバスバ140を介して電気的に直列に接続される。更に、各バスバ140が、対応する支線部122に実装された電子部品150、対応する支線部122(接点部124)から延びる配線パターン126、連結部128に実装されるコネクタ129をこの順に介して、外部の電圧検出装置に導通接続される。これにより、各バスバ140の電圧(電位)が、個別に、外部の電圧検出装置によって検出可能となる。なお、何らかの理由により、電子部品150にて定格電流以上の過大電流が流れた場合には、電子部品150のヒューズ機能の発揮により、電子部品150によりバスバ140と配線パターン126との間の電気的接続が遮断される。これにより、電圧検出装置への過大電流の流入が防止されるので、電圧検出装置が保護され得る。
バスバモジュール110が取り付けられた電池集合体101の使用状態では、電池集合体101を構成する各単電池102は、充放電に伴う作動熱や外部環境の温度などに起因して積層方向(前後方向)に膨張および収縮する。その結果、電池集合体101も、積層方向(前後方向)に膨張および収縮するように変形する。また、複数の単電池102を積層配置する際の組み付け公差に起因し、一般に、電池集合体101の積層方向(前後方向)における大きさは、製造した電池集合体101ごとに相違し得る(製造ばらつきが生じ得る)ことになる。
この点、バスバモジュール110では、各単電池2の熱変形に起因する電池集合体101の積層方向(前後方向)への伸縮や電池集合体101の製造ばらつきが発生しても、ホルダ160が有する複数の伸縮部の各々が前後方向に伸縮すること、並びに、フレキシブル基板からなる各支線部122が容易に屈曲することで、電池集合体101の熱変形に起因する伸縮や製造ばらつきが容易に吸収され得る。
<作用・効果>
以上、本実施形態に係るバスバモジュール110によれば、フレキシブル基板から構成された第1回路体120A及び第2回路体120B(幹線)が、第1回路体120Aの本線部121と第2回路体120Bの本線部121との重複部分(回路接続部123同士)において第1回路体120A及び第2回路体120Bの配線パターン126同士が電気的に接続されて、一体化されている。換言すると、第1回路体120Aと第2回路体120Bとが電気的に接続される。更に、第1回路体120A及び第2回路体120Bの本線部121から支線部122(枝線)が分岐するように延びる。このため、各単電池102の熱変形に起因して電池集合体101が積層方向(前後方向)に伸縮した際、枝線が屈曲等することで、各バスバ140が単電池102の積層方向に移動可能となる。同様に、枝線が屈曲等することで、単電池102の組み付け公差に起因する電池集合体101の積層方向(前後方向)における大きさのばらつきを吸収できる。換言すると、本実施形態に係るバスバモジュール110は、枝線が変形することで、電池集合体101の伸縮や製造ばらつきに容易に対応できる。ここで、フレキシブル基板は、一般に、多数の回路構造を内包した場合であっても、上述した従来のバスバモジュールに用いられる電線に比べ、遥かに小さな力で柔軟に変形し易い。そのため、電池集合体101への組み付け性が向上する。したがって、本実施形態に係るバスバモジュール110は、上述した従来のバスバモジュールに比べ、電池集合体101への組み付け性および電池集合体101の変形や製造ばらつきへの追従性に優れる。
更に、第1回路体120Aと第2回路体120Bとが別体として準備された上で電気的に接続される。そのため、第1回路体120Aと第2回路体120Bとを一繋がりのフレキシブル基板で構成する場合に比べ、積層方向(前後方向)における第1回路体120A及び第2回路体120Bの長さが短くなる。そのため、各支線部122に電子部品150を取り付ける(即ち、実装する)にあたり、専用の大型の実装装置を必要としない。換言すると、第1回路体120Aと第2回路体120Bとが接続された最終的な幹線の長さや大きさが一般的な(汎用の)実装装置に適さない場合であっても、第1回路体120A及び第2回路体120Bの各々に一般的な(汎用の)実装装置を用いて支線部122に電子部品150を適正に実装した後に、第1回路体120Aと第2回路体120Bとを接続すればよいため、バスバモジュール110の製造コストを低減することができる。
更に、本実施形態に係るバスバモジュール110によれば、第1回路体120Aと第2回路体120Bとが別体として準備された上で電気的に接続されため、バスバモジュール110が被水した場合等に、第1回路体120A及び第2回路体の本線部121の重複部分123(第1回路体120A及び第2回路体120Bの回路接続部123同士の隙間)に、水等の液体が侵入するおそれがある。しかしながら、第1回路体120A及び第2回路体120Bの外面に、第1回路体120A及び第2回路体120Bの回路接続部123同士の縁部分123aを覆うようにテープ132が貼り付けられることで、回路接続部123同士の隙間への液体の侵入を抑制できる。これにより、バスバモジュール110は、隣り合う接点部125同士の間が液体で導通(短絡)される不具合が生じることを、抑制できる。
<他の形態>
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
ここで、上述した本発明に係るバスバモジュールの実施形態の特徴をそれぞれ以下[1]~[3]に簡潔に纏めて列記する。
[1]
複数の単電池(2)が積層された電池集合体(1,101)に取り付けられるバスバモジュール(10,110)であって、
第1配線パターン(26,126)を有するフレキシブル基板から構成され、前記複数の単電池(2,102)の積層方向に沿って延びるように配置されることになる第1本線部(21,121)と、前記第1本線部(21,121)から分岐するように延びる第1支線部(22,122)と、を有する第1回路体(20A,120A)と、
第2配線パターン(26,126)を有するフレキシブル基板から構成され、前記積層方向に沿って延びるように配置されることになる第2本線部(21,121)と、前記第2本線部(21,121)から分岐するように延びる第2支線部(22,122)と、を有する第2回路体(20B,120B)と、
前記複数の前記単電池(2,102)の各々の電極(4,5,104,105)に接続されることになるバスバ(40,140)と、
前記第1配線パターン(26,126)及び前記第2配線パターン(26,126)と対応する前記バスバ(40,140)とを繋ぐように、前記第1支線部(22,122)及び前記第2支線部(22,122)に取り付けられる電子部品(50,150)と、
前記積層方向に沿って伸縮可能であるとともに、前記第1回路体(20A,120A)、前記第2回路体(20B,120B)、及び、前記バスバ(40,140)を保持するホルダ(60,160)と、を備え、
前記第1配線パターン(26,126)は、前記積層方向に並ぶ複数の第1接点部(25,125)を有し、
前記第2配線パターン(26,126)は、前記積層方向に並ぶ複数の第2接点部(25,125)を有し、
前記第1本線部(21,121)と前記第2本線部(21、121)との重複部分(23,123)において、前記複数の前記第1接点部(25,125)と前記複数の前記第2接点部(25,125)とがそれぞれ電気的に接続され、
前記重複部分を水密にシールする防水部(塗布材32、テープ132)を更に備える、
バスバモジュール(110)。
上記[1]の構成のバスバモジュールによれば、フレキシブル基板から構成された第1回路体及び第2回路体(以下「幹線」ともいう。)が、第1回路体の第1本線部と第2回路体の第2本線部との重複部分において第1配線パターンの第1接点部と第2配線パターンの第2接点部とが電気的に接続されることで、一体化される。換言すると、第1回路体と第2回路体とが電気的に接続される。更に、第1本線部及び第2本線部から第1支線部及び第2支線部(以下「枝線」ともいう。)が分岐するように延びる。このため、各単電池の熱変形に起因して電池集合体が積層方向に伸縮した際、枝線が屈曲等することで、各バスバが単電池の積層方向に移動可能となる。同様に、枝線が屈曲等することで、単電池の組み付け公差に起因する電池集合体の積層方向における大きさのばらつきを吸収できる。換言すると、本構成のバスバモジュールは、枝線が変形することで、電池集合体の伸縮や製造ばらつきに容易に対応できる。ここで、フレキシブル基板は、一般に、多数の回路構造を内包した場合であっても、上述した従来のバスバモジュールに用いられる電線に比べ、遥かに小さな力で柔軟に変形し易い。そのため、電池集合体への組み付け性が向上する。したがって、本構成のバスバモジュールは、上述した従来のバスバモジュールに比べ、電池集合体への組み付け性および電池集合体の変形や製造ばらつきへの追従性に優れる。
更に、上記構成のバスバモジュールによれば、第1回路体と第2回路体とが別体として準備された上で電気的に接続される。そのため、第1回路体と第2回路体とを一繋がりのフレキシブル基板で構成する場合に比べ、積層方向における第1回路体及び第2回路体の長さが短くなる。そのため、第1支線部及び第2支線部に電子部品を取り付ける(即ち、実装する)にあたり、専用の大型の実装装置を必要としない。換言すると、第1回路体と第2回路体とが接続された最終的な幹線の長さや大きさが一般的な(汎用の)実装装置に適さない場合であっても、第1回路体及び第2回路体の各々に一般的な(汎用の)実装装置を用いて支線回路体に電子部品を適正に実装した後に、第1回路体と第2回路体とを接続すればよいため、バスバモジュールの製造コストを低減することができる。
更に、上記構成のバスバモジュールによれば、第1回路体と第2回路体とが別体として準備された上で電気的に接続されため、バスバモジュールが被水した場合等に、第1回路体の第1本線部と第2回路体の第2本線部との重複部分(第1本線部と第2本線部との間)に、水等の液体が侵入するおそれがある。しかしながら、バスバモジュールが重複部分を水密にシールする防水部を備えることで、隣り合う接続箇所同士の間が液体で導通(短絡)される不具合が生じることを、抑制できる。
[2]
上記[1]に記載のバスバモジュール(10)において、
前記防水部は、
前記重複部分の縁部分(23a)における隙間の少なくとも一部を塞ぐように塗布される塗布材(32)である、
バスバモジュール(10)。
上記[2]の構成のバスバモジュールによれば、第1回路体及び第2回路体の重複部分における縁部分における隙間の少なくとも一部を塞ぐように塗布材が塗布されることで、上記隙間への液体の侵入を抑制できる。
[3]
上記[1]に記載のバスバモジュール(110)において、
前記防水部は、
前記重複部分の縁部分(123a)を覆うように前記重複部分の外面に貼り付けられるテープ(132)である、
バスバモジュール(110)。
上記[3]の構成のバスバモジュールによれば、第1回路体及び第2回路体の重複部分における縁部分を覆うように、重複部分の外面にテープが貼り付けられることで、重複部分における隙間への液体の侵入を抑制できる。
1,101 電池集合体
2,102 単電池
4,104 正極(電極)
5,105 負極(電極)
10,110 バスバモジュール
20A,120A 第1回路体
20B,120B 第2回路体
21,121 本線部(第1本線部、第2本線部)
22,122 支線部(第1支線部、第2支線部)
23,123 回路接続部(重複部分)
23a,123a 縁部分
25,125 接点部(第1接点部、第2接点部)
26,126 配線パターン(第1配線パターン、第2配線パターン)
31,131 孔部(第1孔部、第2孔部)
32 塗布材(防水部)
132 テープ(防水部)
40,140 バスバ
50,150 電子部品
60,160 ホルダ
61a,161a 突起部

Claims (3)

  1. 複数の単電池が積層された電池集合体に取り付けられるバスバモジュールであって、
    第1配線パターンを有するフレキシブル基板から構成され、前記複数の単電池の積層方向に沿って延びるように配置されることになる第1本線部と、前記第1本線部から分岐するように延びる第1支線部と、を有する第1回路体と、
    第2配線パターンを有するフレキシブル基板から構成され、前記積層方向に沿って延びるように配置されることになる第2本線部と、前記第2本線部から分岐するように延びる第2支線部と、を有する第2回路体と、
    前記複数の前記単電池の各々の電極に接続されることになるバスバと、
    前記第1配線パターン及び前記第2配線パターンと対応する前記バスバとを繋ぐように、前記第1支線部及び前記第2支線部に取り付けられる電子部品と、
    前記積層方向に沿って伸縮可能であるとともに、前記第1回路体、前記第2回路体、及び、前記バスバを保持するホルダと、を備え、
    前記第1配線パターンは、前記積層方向に並ぶ複数の第1接点部を有し、
    前記第2配線パターンは、前記積層方向に並ぶ複数の第2接点部を有し、
    前記第1本線部と前記第2本線部との重複部分において、前記複数の前記第1接点部と前記複数の前記第2接点部とがそれぞれ電気的に接続され、
    前記重複部分を水密にシールする防水部を更に備える、
    バスバモジュール。
  2. 請求項1に記載のバスバモジュールにおいて、
    前記防水部は、
    前記重複部分の縁部分における隙間の少なくとも一部を塞ぐように塗布される塗布材である、
    バスバモジュール。
  3. 請求項1に記載のバスバモジュールにおいて、
    前記防水部は、
    前記重複部分の縁部分を覆うように前記重複部分の外面に貼り付けられるテープである、
    バスバモジュール。
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