JP5363150B2 - Battery pack bus bar built-in board, battery pack using the board, vehicle and equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は,例えば,複数の電池を互いに接続して電池パックとする際に用いられ,大電流を流すことのできる電池パック用バスバー内蔵基板に関する。さらに詳細には,電池パックにおいて電池間を接続するバスバーと,各電池の制御に使用される信号線とを,ともに基板内に形成した電池パック用バスバー内蔵基板とその基板を用いた電池パック,車両および機器に関するものである。 The present invention relates to a battery pack bus bar built-in substrate that can be used when, for example, a plurality of batteries are connected to each other to form a battery pack, and can flow a large current. More particularly, the bus bar connecting between the battery in the battery pack, and a signal line which is used to control the battery, the battery pack bus bars embedded substrate were both formed in the substrate and a battery pack using the substrate, It relates to vehicles and equipment.
従来より,複数の単電池を組み合わせて一体化し,大電流・大電圧を得られる電池パックとすることが行われている。また,電池パック内の各単電池の状態を検知するために,各単電池と制御装置等との間に信号線が接続されているものもある。このような電池パックを製造する際に,各単電池をそれぞれワイヤ等で接続していては,非常に手間が掛かる。そこで,例えば特許文献1には,複数の単電池を接続するバスバーやリード線等を埋め込んでモールド成型し,一体的な端子板を形成することが提案されている。 Conventionally, a plurality of unit cells are combined and integrated into a battery pack capable of obtaining a large current and a large voltage. In some cases, a signal line is connected between each unit cell and a control device in order to detect the state of each unit cell in the battery pack. When manufacturing such a battery pack, it is very troublesome to connect the individual cells with wires or the like. Thus, for example, Patent Document 1 proposes to embed bus bars and lead wires for connecting a plurality of single cells and mold them to form an integral terminal board.
また,特許文献2には,合成樹脂製コア部材の切欠部に金属回路を嵌入することにより,高電流・高電圧に対応できる金属回路基板が提案されている。さらに,金属回路の上下面を合成樹脂で被覆するとともに,めっきスルーホールを穿設して金属回路との導通をとるとされている。 Patent Document 2 proposes a metal circuit board that can cope with high current and high voltage by inserting a metal circuit into a notch portion of a synthetic resin core member. In addition, the upper and lower surfaces of the metal circuit are covered with a synthetic resin, and plated through holes are formed to establish electrical connection with the metal circuit.
しかしながら,前記した従来の技術には以下のような問題点があった。例えば,特許文献1には,モールド成型の方法やリード線の接続方法についての具体的な記載はない。そのため,この文献の内容のみに基づいて,電気的に信頼性の高いモールド成型品を製造することは困難である。 However, the conventional techniques described above have the following problems. For example, Patent Document 1 does not specifically describe a molding method or a lead wire connecting method. Therefore, it is difficult to manufacture an electrically reliable molded product based only on the contents of this document.
例えば,自動車用等の大パワーを利用する電池パックでは,大電流を流すことのできるバスバーが必要である。そのため,バスバーとして,ある程度大きい断面積のものを用いなければならない。さらに,電池パックの小型化のためには表面積を小さくすることが望まれ,従って,厚さの大きいバスバーを使用することが好ましい。ところが,厚さの大きいバスバーを単純にモールド成型しようとすると,樹脂流動に伴って,バスバーの位置ずれが発生するおそれがある。また,比較的繊細な信号線と厚いバスバーとを同時にモールド成型すれば,樹脂の充填圧等により,信号線やその接続箇所が破損するおそれがあるという問題点があった。 For example, in a battery pack using a large power for automobiles or the like, a bus bar capable of flowing a large current is required. Therefore, a bus bar with a somewhat large cross-sectional area must be used. Furthermore, in order to reduce the size of the battery pack, it is desired to reduce the surface area. Therefore, it is preferable to use a bus bar having a large thickness. However, if an attempt is made to simply mold a bus bar having a large thickness, the bus bar may be displaced as the resin flows. In addition, if a relatively delicate signal line and a thick bus bar are molded simultaneously, there is a problem that the signal line and its connection portion may be damaged due to a filling pressure of the resin.
また,特許文献2に記載の回路基板では,金属回路を安定して埋め込むために,その上下面に樹脂層が形成されている。そのため,電池パックを構成する基板として使用する場合には,安定した取付が困難である。例えば,自動車用等の単電池で,その端子部がネジ状となっているものがある。この単電池を基板に接続する際には,通常,基板に貫通穴を設けて端子部を貫通させ,他面側からナットで締め付けることによって行われている。特許文献2の回路基板に,このような単電池を取り付けると,樹脂層を挟んでネジ締めすることとなる。そのため,単電池の取り付け状態が不安定となるおそれがある。場合によっては,回路基板の表面に形成された信号回路の信頼性が損なわれるおそれがあるという問題点があった。 Moreover, in the circuit board described in Patent Document 2, resin layers are formed on the upper and lower surfaces in order to stably embed a metal circuit. For this reason, when used as a substrate constituting a battery pack, stable mounting is difficult. For example, there are battery cells for automobiles, etc., whose terminals are screw-shaped. When connecting the unit cell to the substrate, it is usually performed by providing a through hole in the substrate, penetrating the terminal portion, and tightening with a nut from the other side. When such a single cell is attached to the circuit board of Patent Document 2, the resin layer is sandwiched and screwed. For this reason, there is a possibility that the mounting state of the unit cell becomes unstable. In some cases, there is a problem that the reliability of the signal circuit formed on the surface of the circuit board may be impaired.
本発明は,前記した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは,電池パック用のバスバーを所望の位置に安定して保持できるとともに,単電池の端子を安定して取り付けることができ,信頼性の高い電池パック用バスバー内蔵基板とその基板を用いた電池パック,車両および機器を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art. That it is an object, along with a bus bar of the battery pack can be stably held in the desired position, the terminals of the cells can be attached stably, the bus bar-embedded substrate for reliable battery pack The object is to provide a battery pack, a vehicle, and a device using the substrate.
この課題の解決を目的としてなされた本発明の電池パック用バスバー内蔵基板は,絶縁性基材に,電池パックにおける電池の端子同士を接続するバスバーを内蔵してなる電池パック用バスバー内蔵基板であって,バスバーは,基板の表裏面に露出するとともに,厚さ方向に貫通する第1貫通穴が形成された,2以上の被締結部と,2以上の被締結部の間に設けられ,少なくとも片面が被締結部に比して凹部となっていることにより被締結部より薄肉である連結部とを有するものであり,絶縁性基材は,バスバーがはめ込まれる貫通穴が形成されているものであり,絶縁性基材の貫通穴にバスバーが,被締結部の表裏面が露出するようにはめ込まれており,バスバーにおける連結部の箇所を厚さ方向に貫通する第2貫通穴が形成されており,第2貫通穴を通してバスバーに導通する配線パターンを有するものである。 Bus bar-embedded substrate battery pack solving the present invention made for the purpose of this exercise is, the insulating substrate, a battery pack bus bars embedded substrate comprising an internal bus bar that connects the terminals of the battery in the battery pack The bus bar is provided between the two or more to-be-fastened portions and the two or more to-be-fastened portions that are exposed on the front and back surfaces of the substrate and have a first through hole penetrating in the thickness direction. It has a connecting part that is thinner than the fastened part because one side is a concave part compared to the fastened part, and the insulating base material has a through hole into which the bus bar is fitted , and the bus bar into the through hole of the insulating base, is fitted so as to expose the front and back surfaces of the fastening portion, the second through-hole through the箇plants of the connecting portion in the thickness direction of the bus bar is formed The second And it has a wiring pattern electrically connected to the bus bar through the through hole.
本発明の電池パック用バスバー内蔵基板によれば,バスバーのうち第1貫通穴が形成された被締結部は基板の表裏面に露出している。従って,この被締結部に単電池の端子を締結すれば,単電池を安定して取り付けることができる。さらに,被締結部を連結する連結部には,第2貫通穴が形成されている。配線パターンはその第2貫通穴を通してバスバーと導通されているので,単電池の配置に関わらず信頼性の高い配線が可能である。このバスバーを絶縁性基材に内蔵させることにより,信頼性の高い電池パック用バスバー内蔵基板となっている。 According to the battery pack bus bar built-in substrate of the present invention, the fastened portion of the bus bar in which the first through hole is formed is exposed on the front and back surfaces of the substrate. Therefore, the cell can be stably attached by fastening the cell terminal to the fastened portion. Furthermore, the 2nd through-hole is formed in the connection part which connects a to-be-fastened part. Since the wiring pattern is electrically connected to the bus bar through the second through hole, highly reliable wiring is possible regardless of the arrangement of the unit cells. By incorporating this bus bar in an insulating base material, it is a highly reliable substrate for bus bars for battery packs .
さらに本発明では,バスバーは,その一面では連結部が被締結部に比して凹部であるとともに,他面では連結部と被締結部とが平面となっている形状のものであり,配線パターンは,基板の表裏面のうち凹部のある側の面に設けられていることが望ましい。
このようなものであれば,配線パターンの配置が容易であるとともに製造や取扱が容易である。
Further, in the present invention, bus bars, together with the one side connecting portion is a recess relative to the fastened portion thereof state, and are not shape the other surface in the connecting portion and the fastening portion has a planar wiring It is desirable that the pattern be provided on the surface of the substrate where the concave portion is present.
With such a configuration, the wiring pattern can be easily arranged and manufactured and handled easily.
さらに本発明では,絶縁性基材として,コア層と外コア層とを有しており,コア層は,バスバーの外周側のみに設けられており,外コア層は,バスバーの外周側と凹部の内部とにわたって設けられており,第2貫通穴は,外コア層をも貫通して形成されており,第2貫通穴の壁面に,バスバーと配線パターンとを導通させるめっきが施されていることが望ましい。
このようなものであれば,バスバーの基板の面内での配置はコア層によって安定して保持できるとともに,基板の厚さ方向の配置は外コア層によって保持される。従って,バスバーを基板内の所望の位置に内蔵させることは容易である。
Furthermore, in the present invention, the insulating base material includes a core layer and an outer core layer, the core layer is provided only on the outer peripheral side of the bus bar , and the outer core layer includes the outer peripheral side of the bus bar and the concave portion. The second through hole is formed so as to penetrate the outer core layer, and the wall surface of the second through hole is plated to make the bus bar and the wiring pattern conductive . It is desirable.
In this case, the arrangement of the bus bars in the plane of the substrate can be stably held by the core layer, and the arrangement in the thickness direction of the substrate is held by the outer core layer. Therefore, it is easy to incorporate the bus bar at a desired position in the substrate.
さらに本発明では,外コア層よりさらに外層の回路層を有し,回路層における外コア層側の面に配線パターンが形成されており,回路層には,被締結部を露出させる穴が形成されていることが望ましい。
このようなものであれば,バスバーの配置による影響を受けることなく,配線パターンを配置することができる。必要であれば,さらに積層して複数の回路層を形成することも可能である。
Furthermore, in the present invention, the outer core layer further has an outer circuit layer, the wiring pattern is formed on the surface of the circuit layer on the outer core layer side, and the circuit layer has a hole for exposing the fastened portion. It is desirable that
If this is the case, the wiring pattern can be arranged without being affected by the arrangement of the bus bars . If necessary, a plurality of circuit layers can be formed by further stacking.
また本発明は,上記のいずれかの金属部材内蔵基板の第1貫通穴にそれぞれ単電池の端子を貫通させて,樹脂部材を挟み込むことなく被締結部に締結することにより,複数の単電池を接続してなる電池パックにも及ぶ。 Further, the present invention provides a plurality of single cells by inserting the terminals of the single cells through the first through holes of any of the above-described metal member built-in substrates and fastening them to the fastening portion without sandwiching the resin member. It extends to connected battery packs.
さらに本発明は,電力の供給を受けて車輪を回転駆動するモータと,モータに電力を供給する電源部とを有し,電源部に,上記の電池パックが含まれている車両にも及ぶ。
さらに本発明は,電力の供給を受けて動作する動作部と,動作部に電力を供給する電源部とを有し,電源部に,上記の電池パックが含まれている機器にも及ぶ。
Furthermore, the present invention extends to a vehicle that includes a motor that rotates the wheels by receiving power supply, and a power supply unit that supplies power to the motor, and the battery pack is included in the power supply unit.
Furthermore, the present invention extends to a device that includes an operation unit that operates by receiving power supply and a power supply unit that supplies power to the operation unit, and the battery pack is included in the power supply unit.
本発明の電池パック用バスバー内蔵基板とその基板を用いた電池パック,車両および機器によれば,電池パック用のバスバーを所望の位置に安定して保持できるとともに,単電池の端子を安定して取り付けることができ,信頼性の高いものとなっている。 Battery pack using the bus bar-embedded substrate and its substrate for a battery pack of the present invention, according to the vehicle and equipment, along with the bus bar of the battery pack can be stably held in the desired position, the terminals of the unit cells stably It can be installed and has high reliability.
以下,本発明を具体化した最良の形態について,添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は,複数の電池を互いに接続して電池パックとするための電源装置用基板に本発明を適用したものである。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the best mode for embodying the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present embodiment, the present invention is applied to a power supply substrate for connecting a plurality of batteries to form a battery pack.
本形態の電源装置用基板10は,図1〜図4に示すように,複数のバスバー20が埋め込まれている基板である。図1は電源装置用基板10のおもて面10F,図2は同じく裏面10Bを示している。さらに,図1の部分拡大図を図3に,図2の部分拡大図を図4にそれぞれ示す。なお,図1および図2では,電源装置用基板10のおもて面10Fに,電源ライン12とコネクタ13とが取り付けられている状態を示している。
As shown in FIGS. 1 to 4, the
図3に示すように,本形態の電源装置用基板10には,各バスバー20ごとに2つの大貫通穴21と1つの小貫通穴22とが形成されている。おもて面10Fから見ると,大貫通穴21の周囲に,円環状にバスバー20の一部である台座部23が見えている。また,小貫通穴22の周囲には,後述するように穴の壁面と接続されているランド24が設けられている。さらに,各バスバー20のランド24には,信号線25が接続されている。また,図4に示すように,裏面10Bには,各バスバー20の外形および,貫通穴21,22が見えている。
As shown in FIG. 3, two large through
次に,電源装置用基板10の断面図を図5に示す。この図は,図1のA−A断面図である。電源装置用基板10は,バスバー20とその周囲の多層の樹脂層(コア層41,接着層42,外コア層43,接着層44,絶縁シート層45)とを有している。さらに,接着層44と絶縁シート層45との間には,図1に示したランド24および信号線25を含む回路層が形成されている。
Next, a cross-sectional view of the
各樹脂層(コア層41,接着層42,外コア層43,接着層44,絶縁シート層45)の材質としては,その線膨張係数がバスバー20のものに近い材料を選択することが望ましい。このような選択を行うことにより,耐冷熱衝撃性に優れた電源装置用基板10とすることができる。さらに,各樹脂層として,熱伝導率の高いものを選択することが望ましい。このようにすれば,基板からの放熱性が良好なものとなる。そして,電池パックに用いた場合にも,電池の冷却性能を向上させる。このような性能を有する樹脂配合は,例えば,ガラス繊維やシリカ等の無機基材を多く配合することで得られる。このようにすると,機械的強度,耐熱性,寸法安定性等も向上させることができる。
As a material of each resin layer (
バスバー20は,図5に示すように,大貫通穴21が形成されている厚肉の被締結部35(厚さD1)とそれらの間の薄肉の連結部36(厚さD2)とを有するものである。そして,バスバー20は,電源装置用基板10の裏面10Bには,その全体が露出されている。おもて面10Fには,2つの貫通穴21とその周縁部分のみが露出されている。すなわち,被締結部35のおもて面のうち,周辺部には接着層44と絶縁シート層45とが覆い被さっている。そして,その残りの露出部分が台座部23となっている。
As shown in FIG. 5, the
このバスバー20は,電池の端子同士を互いに接続して,比較的大きい電流が流されるためのものである。そのため,銅等の良電導性の金属によって一体的に形成されているとともに,ある程度断面積の大きいものである。例えば本形態では,連結部36の断面は,厚さ(D2)1.5mm×幅20mm程度となっている。また,被締結部35の厚さD1は,2.0mm程度となっている。
The
なお,小貫通穴22は,バスバー20に各樹脂層41〜45を重ねて成型した後に開けられためっきスルーホールである。すなわち,小貫通穴22の壁面には,その全体に銅メッキが施されている。そして,その銅メッキによって,ランド24とバスバー20とが導通されている。従って本形態では,信号線25を介して,各バスバー20の状態値(電圧値,温度など)を取得することができる。
The small through
電源装置用基板10に組み込まれる前の各バスバー20は,図6に示すような,いずれも同じ形状のものである。このバスバー20は,平面視で外形が略長円形状の部材である。図中上面が,おもて面10F側に配置される。バスバー20の下面38は平面状である。この下面38は,図5に示すように,電源装置用基板10に組み込まれた状態でも,その全体が露出されている。なお,電源装置用基板10に組み込まれる前の各バスバー20には,小貫通穴22に相当する穴はない。
Each
次に,この電源装置用基板10の製造方法について,図7〜図11を使用して説明する。この製造方法は,順に
(1)検出回路形成工程,
(2)バスバー埋め込み工程,
(3)二次成型工程,
(4)スルーホール形成工程
の4工程を有している。ただし,(1)検出回路形成工程と(2)バスバー埋め込み工程との順序は逆順としてもよい。また,この各工程を示す各図では,図中上方に電源装置用基板10のおもて面10Fとなる側を,図中下方に裏面10Bとなる側を示している。
Next, a method for manufacturing the
(2) Bus bar embedding process,
(3) Secondary molding process,
(4) It has four steps of a through hole forming step. However, the order of (1) the detection circuit forming step and (2) the bus bar embedding step may be reversed. In each drawing showing these steps, the upper surface of the power
(1)検出回路形成工程は,図7と図8に示すように,フィルム状の絶縁部材51の片面に検出回路を形成することにより,回路層46が設けられた絶縁シート層45となる部材を形成する工程である。まず,図7の上段に示すように,シート状の絶縁部材51を用意し,その全体形状が電源装置用基板10の形状となるように打ち抜く。その結果,図中下段に示すような,所々に貫通穴が形成されたものとなる。このとき,バスバー20の被締結部35が配置される箇所にも,被締結部35と同心位置でやや小さい径の貫通穴52を形成しておく。また,後にランド24となる箇所にも,ランド24の露出径の貫通穴53を形成しておく。
(1) In the detection circuit forming step, as shown in FIGS. 7 and 8, the detection circuit is formed on one surface of the film-like insulating
続いて,図8の上段に示すように,成型プレスによって絶縁部材51の裏面に銅箔54を接合する。そして,接合後に,エッチングによって,銅箔54を検出回路の形状に加工する。その結果,図中下段に示すようになる。なお,この図では,銅箔54のうち,貫通穴53の下面部に残された部分のみが見えているが,後に信号線25となる回路部分も同時に形成されている。すなわち,この工程で残された銅箔54の部分が,後に回路層に相当するものとなる。
Subsequently, as shown in the upper part of FIG. 8, a
(2)バスバー埋め込み工程は,まず,電源装置用基板10の形状の硬化済み樹脂によるコア樹脂55を用意する。例えば,ガラス繊維を含有させたエポキシ樹脂が適している。また,バスバー20を必要個数用意する。図9に示すように,コア樹脂55の厚さD3は,バスバー20の連結部36の厚さD2とほぼ等しいものとする。さらに,コア樹脂55の必要箇所に,バスバー20の外形と同じかわずかに小さい程度の貫通穴56を形成する。そして,この貫通穴56に,バスバー20をはめ込む。バスバー20の下面38とコア樹脂55の図中下側の面57とが,同一平面上となるようにする。このコア樹脂55が,後に,コア層41となる。
(2) In the bus bar embedding step, first, a
(3)二次成型工程では,図10に示すように,外形が電源装置用基板10の形状で,バスバー20の被締結部35の配置および大きさ,形状の貫通穴が形成された外コア部材58を用意する。外コア部材58は,硬化済みのガラス繊維入りエポキシ樹脂である。この外コア部材58が,後に外コア層43となる。また,外コア部材58と同様の平面形状に形成したプリプレグ61と,被締結部35の箇所の貫通穴のみこれよりやや小さいプリプレグ62とを用意する。プリプレグ62の被締結部35の箇所の貫通穴は,絶縁部材51の貫通穴52と同じ大きさである。プリプレグ61,62は,ガラス繊維等にエポキシ樹脂等を含浸させた未硬化の樹脂部材である。
(3) In the secondary molding process, as shown in FIG. 10, the outer core is the shape of the power
そして,これらを図10に示すように,(2)バスバー埋め込み工程の終了したコア樹脂55のおもて面に下から順に,プリプレグ61,外コア部材58,プリプレグ62,絶縁部材51の順に重ねる。なお,プリプレグ61と外コア部材58とを合わせた厚さは,バスバー20の被締結部35の厚さD1と連結部36厚さD2との差にほぼ等しいものとしておく。従って,これらを重ねることにより,バスバー20の被締結部35と外コア部材58との上面がほぼ同一面となる。そして,絶縁部材51とプリプレグ62は,その面上に重ねられる。
Then, as shown in FIG. 10, (2) the
そして,これらを重ねて加熱するとともにプレスする。その結果,プリプレグ61,62が硬化し,図11に示すように,一体の基板となる。これにより,プリプレグ61,62は,その隣接する部材を接着する接着層42,44となった。また,コア樹脂55がコア層41に,絶縁部材51が絶縁シート層45に,外コア部材58が外コア層43に,それぞれなった。
Then, these are stacked and heated and pressed. As a result, the
また,銅箔54のうち(1)検出回路形成工程で残された回路部分は,貫通穴53からその一部が露出している。なお前述したように,絶縁シート層45に形成されている貫通穴52は,バスバー20の被締結部35の上面よりわずかに小さい。従って,図11に示すように,絶縁シート層45と接着層44とは,被締結部35と外コア層43との境目を覆って,被締結部35の上面の周囲に多少覆い被さる。そして,被締結部35の上面のうち,それらに覆われていない部分が露出し,台座部23となっている。
In addition, a part of the
(4)スルーホール形成工程では,図11において銅箔54が貫通穴53から露出している範囲内に,めっきスルーホールを形成する。すなわち,銅箔54からバスバー20の下面38までをすべて貫通して,貫通穴を形成し,その壁面に銅めっきを施す。このめっきスルーホールが,図5に示した小貫通穴22となる。さらに,貫通穴を形成した後も上面に残った銅箔54の部分がランド24となった。これにより,図5に示した電源装置用基板10が完成した。以上で,電源装置用基板10の製造方法の説明を終了する。
(4) In the through hole forming step, a plated through hole is formed in a range where the
本形態の電源装置用基板10は,図12に示すように,電池パック100を構成するために使用される部材である。この電池パック100は,複数個の円筒型電池110を互いに接続して,大パワーを利用するためのものである。この図は,組み付け前の状態を示している。電池パック100は,電池ホルダ81に収納された複数の円筒型電池110を,電源装置用基板10および背面用基板82に対して,それぞれナット83によって取り付けたものである。
The power
背面用基板82は,電源装置用基板10と比較して,小貫通穴22,ランド24や信号線25が設けられていないが,それ以外は基本的に同じ構成のものである。また,回路層46および絶縁シート層45も不要である。図12に示しているのは,背面用基板82の裏面であり,バスバー20の外形と大貫通穴21のみが見えている。なお,背面用基板82のバスバー20の配置は,電源装置用基板10とはやや異なる。また,背面用基板82には,電源ライン12,コネクタ13は取り付けられない。
Compared with the power
ここで使用している円筒型電池110は,図13に示すように,円筒状の本体部111の両端に,正負の電極112,113が突出して設けられているものである。各電極112,113には,いずれもその外周面にネジ山が形成されている。また,電池ホルダ81は,多数の円筒型電池110をできるだけ隙間なく収納するためのものである。収納された各円筒型電池110の各電極112,113は,電池ホルダ81の両側面から外側へ向かって突出された配置となっている。
As shown in FIG. 13, the
この電池パック100を製造する際には,まず,複数の円筒型電池110を電池ホルダ81に収納する。そして,その電池ホルダ81の両外側から電源装置用基板10と背面用基板82とを,各電極112,113が電源装置用基板10または背面用基板82の大貫通穴21を貫通して突出するように配置する。さらに,多数のナット83を用いて,各電極112,113を両外側から締めつける。これにより,円筒型電池110とナット83によって電源装置用基板10を挟み込んで固定することができる。
When manufacturing the
その結果,図14に示すように,バスバー20のみをはさんで,円筒型電池110とナット83とが締結される。従って,締結部分に樹脂が挟み込まれることはなく,安定して強力に締結することができる。また,バスバー20の断面積は大きいので,大電流を流すことができる。
As a result, as shown in FIG. 14, the
本形態の電池パック100では,電源装置用基板10に信号線25を設けているので,ランド24を介してバスバー20から信号を受けることができる。これにより,2つの円筒型電池110ごとの電池電圧の検出を行うことができる。さらに,背面用基板にも小貫通穴や信号線に相当するものを設けるようにすれば,1つずつの円筒型電池110について,電池電圧の検出を行うこともできる。電池パックのシステム構成に応じて,適切な背面用基板を選択するようにすればよい。
In the
この電池パック100は,例えば,図15に示すように,車両200に搭載して使用することができる。この車両200は,エンジン240,フロントモータ220及びリアモータ230を併用して駆動するハイブリッド自動車である。この車両200は,車体290,エンジン240,これに取り付けられたフロントモータ220,リアモータ230,ケーブル250,インバータ260及び複数の電池101を自身の内部に有する電池パック100を有している。
The
なお,車両としては,その動力源の全部あるいは一部に電池による電気エネルギを使用している車両であれば良く,例えば,電気自動車,ハイブリッド自動車,プラグインハイブリッド自動車,ハイブリッド鉄道車両,フォークリフト,電気車椅子,電動アシスト自転車,電動スクータ等が挙げられる。 The vehicle may be a vehicle that uses battery-generated electric energy for all or a part of its power source. For example, an electric vehicle, a hybrid vehicle, a plug-in hybrid vehicle, a hybrid railway vehicle, a forklift, an electric vehicle Wheelchairs, electric assist bicycles, electric scooters, etc. are listed.
電池パック100は,あるいは,図16に示すように,電池を搭載する機器に使用することもできる。この図に示すのは,本形態の電池101を含む電池パック100を搭載したハンマードリル300である。このハンマードリル300は,電池パック100,本体320を有する機器である。なお,電池パック100は,ハンマードリル300の本体320のうち底部321に着脱可能に収容されている。
Alternatively, as shown in FIG. 16, the
なお,電池を搭載する機器としては,電池を搭載しこれをエネルギー源の少なくとも1つとして利用する機器であれば良く,例えば,パーソナルコンピュータ,携帯電話,電池駆動の電動工具,無停電電源装置など,電池で駆動される各種の家電製品,オフィス機器,産業機器が挙げられる。 In addition, as a device equipped with a battery, any device equipped with a battery and using this as at least one energy source may be used. For example, a personal computer, a mobile phone, a battery-driven electric tool, an uninterruptible power supply, etc. , Various home appliances powered by batteries, office equipment, industrial equipment.
以上詳細に説明したように,本形態の電源装置用基板10によれば,厚い金属部材であるバスバー20がコア層41にはめ込まれ,大貫通穴21およびその周囲は露出されている。従って,例えば単電池をこの大貫通穴21を貫通してネジ止めした場合でも,安定して固定できる。さらに,バスバー20の連結部36とコア層41とは,接着層42,外コア層43,接着層44,絶縁シート層45で覆われている。絶縁シート層45の下面にはランド24を含む回路層が形成されている。従って,回路層は,外コア層43と絶縁シート層45とによって両面から保護されているとともに,単電池をネジ止めした場合にも変形することがないので,信頼性が高い。従って,バスバー等の厚さのある金属部材を所望の位置に安定して保持できるとともに,単電池の端子を安定して取り付けることができ,信頼性の高い基板となっている。
As described above in detail, according to the power
なお,本形態は単なる例示にすぎず,本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に,その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良,変形が可能である。
例えば,ランド24等を含む回路層のみでなく,さらなる多層化も可能である。また例えば,図17に示すように,バスバーの下面側にも上面側と同様の凹凸形状を形成するとともに,裏面側にも各樹脂層を形成し,その間にもさらに回路層を形成してもよい。また,図18に示すように,バスバーの形状はそのままで,下面側を単に樹脂層で覆うようにしてもよい。また,この下面側の層間に回路層を設けることもできる。また,図19に示すように,被締結部の上面と絶縁シート層45の上面とが同一面上となるようにしてもよい。
In addition, this form is only a mere illustration and does not limit this invention at all. Therefore, the present invention can naturally be improved and modified in various ways without departing from the gist thereof.
For example, not only a circuit layer including the
またあるいは,各樹脂層やバスバーの厚さの関係は,図示のものに限らない。大貫通穴21に代えて,バスバーにネジ穴を形成しておいてもよい。また例えば,対象とする電池は上記形態の円筒型電池に限らない。両端部に端子があるものにも限らない。片側のみに端子を有する電池であれば,背面用基板は不要である。そして,電池の形状や端子配列に応じて,バスバーの配列を適切に調整すればよい。
Alternatively, the relationship between the thicknesses of the resin layers and bus bars is not limited to that shown in the drawing. Instead of the large through
10 電源装置用基板
20 バスバー
21 大貫通穴
22 小貫通穴
25 信号線
35 被締結部
36 連結部
41 コア層
43 外コア層
54 銅箔
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記バスバーは,
基板の表裏面に露出するとともに,厚さ方向に貫通する第1貫通穴が形成された,2以上の被締結部と,
前記2以上の被締結部の間に設けられ,少なくとも片面が前記被締結部に比して凹部となっていることにより前記被締結部より薄肉である連結部とを有するものであり,
前記絶縁性基材は,前記バスバーがはめ込まれる貫通穴が形成されているものであり, 前記絶縁性基材の貫通穴に前記バスバーが,前記被締結部の表裏面が露出するようにはめ込まれており,
前記バスバーにおける前記連結部の箇所を厚さ方向に貫通する第2貫通穴が形成されており,
前記第2貫通穴を通して前記バスバーに導通する配線パターンを有することを特徴とする電池パック用バスバー内蔵基板。 In a battery pack bus bar built-in substrate in which a bus bar for connecting battery terminals in a battery pack is built in an insulating base material,
The bus bar
Two or more fastened portions that are exposed on the front and back surfaces of the substrate and have a first through hole penetrating in the thickness direction;
A connecting portion that is provided between the two or more fastened portions, and at least one surface of which is a concave portion compared to the fastened portion, and is thinner than the fastened portion;
The insulating base is formed with a through hole into which the bus bar is fitted, and the bus bar is fitted into the through hole of the insulating base so that the front and back surfaces of the fastened portion are exposed. And
It said and second through holes are formed to penetrate the箇plants of the connecting portion in the thickness direction of the bus bar,
A board with a built-in bus bar for a battery pack, comprising: a wiring pattern that conducts to the bus bar through the second through hole.
前記バスバーは,その一面では前記連結部が前記被締結部に比して凹部であるとともに,他面では前記連結部と前記被締結部とが平面となっている形状のものであり,
前記配線パターンは,基板の表裏面のうち前記凹部のある側の面に設けられていることを特徴とする電池パック用バスバー内蔵基板。 The battery pack bus bar built-in substrate according to claim 1,
The bus bar, along with the one side the connecting portion is a recess relative to the object to be fastened portion thereof, all SANYO shape and the connecting portion at the other surface and the object to be fastened portion has a planar,
The board with a built-in bus bar for a battery pack , wherein the wiring pattern is provided on a surface of the board on the side having the concave portion.
前記絶縁性基材として,コア層と外コア層とを有しており,
前記コア層は,前記バスバーの外周側のみに設けられており,
前記外コア層は,前記バスバーの外周側と前記凹部の内部とにわたって設けられており,
前記第2貫通穴は,前記外コア層をも貫通して形成されており,
前記第2貫通穴の壁面に,前記バスバーと前記配線パターンとを導通させるめっきが施されていることを特徴とする電池パック用バスバー内蔵基板。 The battery pack bus bar built-in substrate according to claim 1 or 2,
As the insulating substrate, it has a core layer and an outer core layer,
The core layer is provided only on the outer peripheral side of the bus bar ,
The outer core layer is provided across the outer peripheral side of the bus bar and the inside of the recess ,
The second through hole is formed so as to penetrate the outer core layer,
The battery pack bus bar built-in substrate , wherein the wall surface of the second through hole is plated to make the bus bar and the wiring pattern conductive .
前記外コア層よりさらに外層の回路層を有し,
前記回路層における前記外コア層側の面に前記配線パターンが形成されており,
前記回路層には,前記被締結部を露出させる穴が形成されていることを特徴とする電池パック用バスバー内蔵基板。 In the battery pack bus bar built-in substrate according to claim 3,
An outer circuit layer further than the outer core layer;
Wherein and the wiring pattern is formed on a surface of the outer core layer side definitive on the circuit layer,
A board with a built-in bus bar for a battery pack , wherein the circuit layer has a hole for exposing the fastened portion .
前記モータに電力を供給する電源部とを有し,
前記電源部に,請求項5に記載の電池パックが含まれていることを特徴とする車両。 A motor that rotates the wheel by receiving power,
A power supply for supplying power to the motor,
The vehicle according to claim 5, wherein the power supply unit includes the battery pack according to claim 5.
前記動作部に電力を供給する電源部とを有し,
前記電源部に,請求項5に記載の電池パックが含まれていることを特徴とする機器。 An operating unit that operates upon receiving power supply;
A power supply unit for supplying power to the operating unit,
A device comprising the battery pack according to claim 5 in the power supply unit.
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