JP6768754B2 - バッテリ接続モジュール - Google Patents

Description

本開示はバッテリ接続モジュールに関し、特に、高出力を得るために再充電可能バッテリを直列に接続するために使用されるバッテリ接続モジュールに関する。

車両用バッテリなど複数の再充電可能な電気化学的バッテリが横並びに配置されて、一般にバッテリパックを形成するバッテリシステムは、一般にバッテリ接続モジュールによってバッテリを直列に接続して一対の出力電極を形成し、バッテリ接続モジュールはまた、バッテリ管理システム（略してＢＭＳ）を接続するための制御回路を備える。

中国公告特許ＣＮ１０２７５１４６５Ｂ号（特開２０１２−２２６９６９Ａに対応）は、フレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）の遠位端にて、電気コネクタを介して、外部の電気的処理装置の接合側面電気コネクタに接続されているバッテリモジュールを公開する。フレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）は、外部の電気的処理装置（バッテリ管理システムと同等）に接続するために長距離で延出する必要があり、かつ互いに接合する２つのコネクタにより接続を達成する必要がある。

中国公開特許ＣＮ１０５１４４４６３Ａ号（米国特許出願公開第２０１６００４３４４６号、特開２０１２−２２６９６９号、国際公開第２０１４／１７３６８４（Ａ２）号に対応）は、電気化学的装置用のバッテリ接触システムを開示しており、監視ユニット（バッテリ管理システムと同等）がプラグ可能な接触コネクタを有し、信号伝送システムが１つ以上の信号線を含み、当該信号線が、各信号源を信号線コネクタに電気的に接続する。監視ユニットのプラグ可能な接触コネクタは、信号伝送システムの信号線コネクタと接合している。搬送組立体において監視ユニットが受容されるにもかかわらず、複数の信号線により信号伝送システムが信号線接続コネクタに接続され、かつ互いに接合する２つのコネクタにより、監視ユニットと接続される必要がある。

したがって、本開示の目的の１つは、バッテリ管理システムを有するバッテリ接続モジュールを提供することであり、かつコネクタの数を減少させることである。

したがって、いくつかの実施形態では、本開示のバッテリ接続モジュールはバッテリパックに接続するように構成され、バッテリ接続モジュールは、搬送トレイ、複数のバスバー、バッテリ管理システム及びフレキシブル回路基板を備える。複数のバスバーは搬送トレイ上に取り付けられ、かつバッテリパックの複数のバッテリを電気的に接続させるように構成される。フレキシブル回路基板は、搬送トレイ上に取り付けられ、また複数のバスバーに機械的かつ電気的に接続されており、フレキシブル回路基板は、開口部を備える枠形状部を有し、枠形状部の開口部には、フレキシブル接合部が、設けられている。バッテリ管理システムは、搬送トレイ上に取り付けられ、フレキシブル回路基板に位置付けられ、フレキシブル回路基板コネクタを含み、フレキシブル接合部は、開口部の中へ延在し、反転屈曲し、バッテリ管理システム上のフレキシブル回路基板コネクタと接合する。

いくつかの実施形態では、フレキシブル接合部は、フレキシブル回路基板コネクタと接合するための露出した導電線を有する。

いくつかの実施形態では、フレキシブル回路基板は、枠形状部に接続され、かつ複数のバスバーにそれぞれ機械的かつ電気的に接続される、複数の導電板を更に備える。

本開示は、バッテリ管理システムが搬送トレイに直接取り付けられかつ連結され、フレキシブル回路基板を介してバスバーと電気的に接続し、これにより、引き続く組立て及び使用を助長する統合モジュールへと、バスバーが統合されるという効果を有する。更に、バッテリ管理システムはフレキシブル回路基板と直接接続するために１つのフレキシブル回路基板コネクタを備えることのみを必要とし、構成要素数を削減させてコストを低減することができる。

なお、フレキシブル回路基板を構成する本体部分を切断することにより、バッテリ管理システムに接続されるフレキシブル接合部が形成され、空間を有効に利用することができ、バッテリ管理システムが搬送トレイに連結される位置との協働が容易であり、これにより、バッテリ管理システムが設けられる位置が変化適応性を有する。

本開示の他の特徴及び効果は、図面を参照しながら、実施形態を通じて明らかになるであろう。

本開示の実施形態におけるバッテリ接続モジュール及びバッテリパックの斜視図である。 本開示の実施形態及びバッテリパックの分解斜視図である。 本開示の実施形態における搬送トレイ及びバスバーの分解斜視図である。 本開示の実施形態における斜視図である。 本開示の実施形態における分解斜視図である。 バッテリ管理システムが示されていない、本開示の実施形態における分解斜視図である。 本開示の実施形態におけるフレキシブル回路基板の分解斜視図である。 本開示の別の実施形態におけるバッテリ接続モジュールの図である。

符号は、以下のように表されている。

１ 搬送トレイ
１１ 基底壁
１１１ 取り付け支柱
１１２ 固定支柱
１２ 構造壁
１３ 離間壁
１４ 位置制限壁
１５ 取り付け溝
１６ 上方位置制限ブロック
１７ 支持リブ
１８ 取り付け位置
１８１ 突出ブロック
１９ 第１取り付け構造
１９１ 位置調節支柱
１９２ ロック孔
２ バスバー
２’ 電極出力部片
２１ 電極接続部
２２ 緩衝隆起部
３ バッテリ管理システム
３１ フレキシブル回路基板コネクタ
３２ 主回路コネクタ
３３ 第２取り付け構造
４，４’’ フレキシブル回路基板
４１ 本体部分
４１１ 取り付け孔
４１２ 貫通孔
４１３’’ 開口部
４１４’’ 枠形状部
４２，４２’’ フレキシブル接合部
４２１ 導電線
４３ 導電板
４４ 上方位置制限板
４４１ 固定孔
４５ 温度センサ
５ バッテリパック
５１ バッテリ
５２ 電極

図１〜図３を参照すると、本開示のバッテリ接続モジュールの実施形態は、バッテリパック５を接続するように構成され、バッテリ接続モジュールは、搬送トレイ１、複数のバスバー２、バッテリ管理システム３（ＢＭＳとして省略される）及びフレキシブル回路基板４を含む。

複数のバスバー２は搬送トレイ１上に取り付けられ、かつバッテリパック５の複数のバッテリ５１を電気的に接続させるように構成される。具体的には、搬送トレイ１は絶縁材料製であり、また基底壁１１、互いに向き合いかつ基底壁１１の両側面に接続する２つの構造壁１２、複数の離間壁１３及び複数の位置制限壁１４を有し、構造壁１２、離間壁１３及び位置制限壁１４は、複数の取り付け溝１５を協調的に画定して、それぞれ複数のバスバー２を収容する。搬送トレイ１は、複数の構造壁１２から突出する複数の上方位置制限ブロック１６を更に有し、複数の上方位置制限ブロック１６は、複数のバスバー２の上方にそれぞれ対応的に位置し、複数のバスバー２を制限する。複数のバスバー２のうちの２つは電極出力部片２’であり、各その他のバスバー２は、隣接する２つのバッテリ５１の電極５２にそれぞれ接続する２つの電極接続部２１、及び２つの電極接続部２１との間で接続される緩衝隆起部２２を有し、複数のバッテリ５１は複数のバスバー２を介して直列に接続されており、かつ２つの電極出力部片２’は、直列接続の両端にて電極５２にそれぞれ接続されている。搬送トレイ１は、複数の緩衝隆起部２２をそれぞれ対応的に支持する、複数の支持リブ１７を更に有する。

図４〜図７を参照すると、バッテリ管理システム３は搬送トレイ１上に取り付けられており、かつフレキシブル回路基板３１及び主回路コネクタ３２を備える。主回路コネクタ３２は、バッテリパック５が取り付けられている装置（図示せず）の主回路系を接続するように構成される。搬送トレイ１は、バッテリ管理システム３がフレキシブル回路基板４の上方に位置するようにバッテリ管理システム３が設けられた、取り付け位置１８を有する。搬送トレイ１は、取り付け位置１８ａの周囲側面に設けられた複数の第１取り付け構造１９を更に有し、かつバッテリ管理システム３は、複数の第１取り付け構造１９にそれぞれ対応してバッテリ管理システム３を取り付け位置１８上に固定する、複数の第２取り付け構造３３を有する。本実施形態では、基底壁１１から突出する４つの突出ブロック１８１により取り付け位置１８が画定され、複数の突出ブロック１８１の位置は、バッテリ管理システム３の四隅にそれぞれ対応している。複数の第１取り付け構造１９は、複数の突出ブロック１８１上にそれぞれ設けられる。複数の第１取り付け構造１９は、位置調節支柱１９１及びロック孔１９２とからなり、各突出ブロック１８１には、位置調節支柱１９１及びロック孔１９２が設けられている。複数の第２取り付け構造３３は貫通孔であり、また適切な位置にて位置調節支柱１９１に対応する貫通孔３３が、位置調節支柱１９１の貫通を可能にするために使用されて、位置調節支柱１９１が貫通孔３３を通過した後、位置調節支柱１９１を熱溶融処理してバッテリ管理システム３に固定することができ、かつ適切な位置にてロック孔１９２に対応する貫通孔３３が、ねじ（図示せず）などの締結具を、ロック孔１９２へとねじを締めるように貫通させて、バッテリ管理システム３を固定する。本実施形態では、複数の第１取り付け構造１９は、バッテリ管理システム３の固定を強化するための位置調節支柱１９１及びロック孔１９２であるが、変形した実施形態では、複数の第１取り付け構造１９は、同様に固定効果を有し得る、位置調節支柱１９１単独又はロック孔１９２単独のどちらかであり得る。

フレキシブル回路基板４は搬送トレイ１に取り付けられ、複数のバスバー２と機械的かつ電気的に接続され、かつフレキシブル接合部４２を備え、またフレキシブル回路基板コネクタ３１と電気的に接続するために、フレキシブル接合部４２の遠位端がフレキシブル回路基板コネクタ３１に接合される。本実施形態では、フレキシブル回路基板４は本体部分４１を更に備え、フレキシブル接合部４２は本体部分４１を切断することにより形成され、フレキシブル接合部４２の３つの側面は、フレキシブル接合部４２が細長い形状として形成され、かつフレキシブル接合部４２の一端を本体部分４１と接続されるように形作られた本体部分４１と切り離され、またフレキシブル接合部４２のその他の末端は、フレキシブル回路基板コネクタ３１と接合させるための複数の露出した導電線４２１を有する。更に、フレキシブル接合部４２が反転屈曲し、また次にフレキシブル回路基板コネクタ３１と接合する。

本実施形態では、本体部分４１は複数の取り付け孔４１１を有し、搬送トレイ１は、複数の取り付け孔４１１をそれぞれ貫通する複数の取り付け支柱１１１を有し、複数の取り付け支柱１１１は基底壁１１から突出して、本体部分４１及び搬送トレイ１を互いに対して位置調節する。また、複数の取り付け支柱１１１を更に熱溶融させて、本体部分４１を固定させることができる。フレキシブル回路基板４は、本体部分４１に接続され、かつ複数のバスバー２にそれぞれ機械的及び電気的に接続される複数の導電板４３と、本体部分４１に接続され、かつ複数のバスバー２の上方でそれぞれ突出する複数の上方位置制限板４４とを更に備える。複数のバスバー２は、複数の導電板４３を介して本体部分４１と電気的に接続し、また次に本体部分４１の回路トレース（図示せず）がフレキシブル接合部４２の導電線４２１に接続され、かつ複数の導電線４２１がフレキシブル回路基板コネクタ３１に電気的に接続され、これにより、複数のバスバー２がバッテリ管理システム３と電気的に接続される。更に、本実施形態では、フレキシブル回路基板４は、本体部分４１上に設けられた複数の温度センサ４５を更に備え、複数の温度センサ４５はまた、本体部分４１の回路トレース及びフレキシブル接合部４２を介して、バッテリ管理システム３と電気的に接続されている。各上方位置制限板４４は固定孔４４１を有し、搬送トレイ１は複数の固定孔４４１をそれぞれ貫通する複数の固定支柱１１２を有し、また本体部分４１は、適切な位置にて複数の固定孔４４１にそれぞれ対応して、複数の固定支柱１１２が貫通することをそれぞれ可能にする、複数の貫通孔４１２を更に有する。複数の固定支柱１１２を更に熱溶融させて、複数の上方位置制限板４４を固定してよい。複数の上方位置制限板４４及び複数の上方位置制限ブロック１６は、複数のバスバー２の位置を協働して対応的に制限する。

結論として、バッテリ管理システム３は搬送トレイ１に直接取り付けられかつ連結され、フレキシブル回路基板４を介してバスバー２と電気的に接続し、これにより、後続の組立て及び使用を助長する統合モジュールへと、バスバーが統合される。また、バッテリ管理システム３はフレキシブル回路基板４と直接接続するために１つのフレキシブル回路基板コネクタ３１を備えることのみを必要とし、構成要素数を削減させてコストを低減することができる。更に、フレキシブル回路基板４を構成する本体部分４１を切断することにより、バッテリ管理システム３に接続されるフレキシブル接合部４２が形成され、空間を有効に利用することができ、バッテリ管理システム３が搬送トレイ１に連結される位置との協働が容易であり、これにより、バッテリ管理システム３が設けられる位置が変化適応性を有する。

本開示の第２の実施形態は、ここで図８に関して記載され、図８は本開示のバッテリ接続モジュールの第２の実施形態の斜視図である。簡略目的で、上述した実施形態と異なる部分のみを本明細書に記載し、かつ残る同一部分の記載に関しては、上記を参照することができる。

図８に示されるように、本実施形態において、フレキシブル回路基板４’’は、開口部４１３’’を備えることにより形成される枠形状部４１４’’を有し、フレキシブル接合部４２’’は、枠形状部４１４’’の開口部４１３’’の中に延在する。フレキシブル接合部４２’’は、露出した導電線を有し、バッテリ管理システム３上のフレキシブル回路基板コネクタ３１に対応して接合するように１８０度反転して屈曲する。したがって、バッテリ管理システム３は、フレキシブル回路基板４’’経由でバスバー２と電気的に接続されている。このようにして、引き続く組立て及び使用を助長する統合モジュールへと統合される。また、バッテリ管理システム３はフレキシブル回路基板４’’と直接接続するために１つのフレキシブル回路基板コネクタ３１を備えることのみを必要とし、構成要素数を削減させてコストを低減することができる。

しかしながら、上記の説明は本開示の実施形態についてのみであり、本開示の実施範囲はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲及び本開示の明細書による単純な、等価の変更又は修正は、それでも本開示の範囲内に含まれる。

Claims (3)

1. バッテリパックに接続するように構成されたバッテリ接続モジュールであって、
   搬送トレイと、
   該搬送トレイ上に取り付けられ、かつ前記バッテリパックの複数のバッテリを電気的に接続させるように構成された複数のバスバーと、
   前記搬送トレイ上に取付けられ、前記複数のバスバーと機械的かつ電気的に接続されたフレキシブル回路基板であって、該フレキシブル回路基板が、開口部を備える枠形状部を有し、該枠形状部の開口部にはフレキシブル接合部が設けられている、フレキシブル回路基板と、
   前記搬送トレイ上に直接取り付けられかつ連結され、前記フレキシブル回路基板の上方に位置付けられ、フレキシブル回路基板コネクタを備えるバッテリ管理システムと、を備え、
   前記フレキシブル接合部は、前記開口部の中へ延在し、反転屈曲し、前記バッテリ管理システム上のフレキシブル回路基板コネクタと接合する、バッテリ接続モジュール。
2. 前記フレキシブル接合部が、前記フレキシブル回路基板コネクタと接合するために露出された導電線を有する、請求項１に記載のバッテリ接続モジュール。
3. 前記フレキシブル回路基板が、前記枠形状部に接続され、前記複数のバスバーにそれぞれ機械的かつ電気的に接続されている複数の導電板も備える、請求項１に記載のバッテリ接続モジュール。

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