特開 2022-176478 配線モジュール、および蓄電モジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022176478

(43)【公開日】2022-11-30

(54)【発明の名称】配線モジュール、および蓄電モジュール

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/204 20210101AFI20221122BHJP

   H01M 50/569 20210101ALI20221122BHJP

   H01M 50/284 20210101ALI20221122BHJP

   H01M 50/249 20210101ALI20221122BHJP

   H01M 50/209 20210101ALI20221122BHJP

   H01M 50/507 20210101ALI20221122BHJP

【ＦＩ】

H01M50/204 401D

H01M50/569

H01M50/284

H01M50/249

H01M50/209

H01M50/507

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021082940

(22)【出願日】2021-05-17

(71)【出願人】

【識別番号】395011665

【氏名又は名称】株式会社オートネットワーク技術研究所

(71)【出願人】

【識別番号】000183406

【氏名又は名称】住友電装株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000002130

【氏名又は名称】住友電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001036

【氏名又は名称】弁理士法人暁合同特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山田 悠平

(72)【発明者】

【氏名】高橋 秀夫

【テーマコード（参考）】

5H040

5H043

【Ｆターム（参考）】

5H040AA03

5H040AS07

5H040AT02

5H040AT06

5H040AY06

5H040DD03

5H040DD08

5H040DD10

5H040DD26

5H040NN03

5H043AA19

5H043BA19

5H043CA04

5H043CA05

5H043FA04

5H043FA32

5H043JA09F

5H043KA41F

5H043LA41F

(57)【要約】

【課題】蓄電素子から発生した熱を、測温素子に確実に伝えることができる配線モジュールを提供することを目的とする。
【解決手段】配線モジュール２０は、実装部３２と、実装部３２に連なる中継部３３とを備えるとともに、中継部３３に配される接続ランド４３Ａを含む導電路４２、４３を備える可撓性基板３０と、実装部３２に実装される測温素子５０と、実装部３２および中継部３３に沿って配されるとともに実装部３２に固着される補強部材６０と、導電性を有し、電極端子１２、１３に接続されるバスバー７０と、導電性を有し、接続ランド４３Ａとバスバー７０とを電気的に接続する中継部材８０と、を備え、中継部材８０が、バスバー７０に接続される中継基部８１と、中継基部８１に連なり、中継部３３に重ねられて接続ランド４３Ａと電気的に接続されるとともに、補強部材６０を測温面１１Ｆに向かって付勢する板ばね部８２とを備える。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電極端子を備えるとともに測温面を有する蓄電素子に取り付けられる配線モジュールであって、
実装部と、前記実装部に連なる中継部とを備えるとともに、前記中継部に配される接続ランドを含む導電路を備える可撓性基板と、
前記実装部に実装される測温素子と、
前記実装部および前記中継部に沿って配されるとともに前記実装部に固着される補強部材と、
導電性を有し、前記電極端子に接続される接続部材と、
導電性を有し、前記接続ランドと前記接続部材とを電気的に接続する中継部材と、を備え、
前記中継部材が、
前記接続部材に接続される中継基部と、
前記中継基部に連なり、前記中継部に重ねられて前記接続ランドと電気的に接続されるとともに、前記補強部材を前記測温面に向かって付勢する板ばね部とを備える、配線モジュール。

【請求項2】

電極端子を備えるとともに測温面を有する蓄電素子と、前記蓄電素子に取り付けられる配線モジュールとを備え、
前記配線モジュールが、
実装部と、前記実装部に連なる中継部とを備えるとともに、前記中継部に配される接続ランドを含む導電路を備える可撓性基板と、
前記実装部に実装される測温素子と、
前記実装部および前記中継部に沿って配されるとともに前記実装部に固着される補強部材と、
導電性を有し、前記電極端子に接続される接続部材と、
導電性を有し、前記接続ランドと前記接続部材とを電気的に接続する中継部材と、を備え、
前記中継部材が、
前記接続部材に接続される中継基部と、
前記中継基部に連なり、前記中継部に重ねられて前記接続ランドと電気的に接続されるとともに、前記補強部材を前記測温面に向かって付勢する板ばね部とを備える、蓄電モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書によって開示される技術は、配線モジュール、および蓄電モジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

蓄電池と、この蓄電池の表面温度を検知するための温度センサと、温度センサを保持する保持装置とを備える蓄電装置が知られている。保持装置は、弾性体を備えており、この弾性体が、温度センサを蓄電池の表面に押し当てるように付勢している。これにより、蓄電池の表面温度を安定的に検知することができる。このような保持装置は、弾性体からの反力を受けるための構造を必要とするため、例えば蓄電池を収容する筐体や、配線部材を支持する支持基材などの、蓄電装置に備えられる何らかの構造物に支持されている（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３－２０６６１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記の構成では、測温素子の取付構造が複雑となりがちである。軽量化、コスト削減等を目的として、より簡素な構成で精度の良い測温を可能とすることが求められている。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本明細書によって開示される配線モジュールは、電極端子を備えるとともに測温面を有する蓄電素子に取り付けられる配線モジュールであって、実装部と、前記実装部に連なる中継部とを備えるとともに、前記中継部に配される接続ランドを含む導電路を備える可撓性基板と、前記実装部に実装される測温素子と、前記実装部および前記中継部に沿って配されるとともに前記実装部に固着される補強部材と、導電性を有し、前記電極端子に接続される接続部材と、導電性を有し、前記接続ランドと前記接続部材とを電気的に接続する中継部材と、を備え、前記中継部材が、前記接続部材に接続される中継基部と、前記中継基部に連なり、前記中継部に重ねられて前記接続ランドと電気的に接続されるとともに、前記補強部材を前記測温面に向かって付勢する板ばね部とを備える。

【0006】

また、本明細書によって開示される蓄電モジュールは、電極端子を備えるとともに測温面を有する蓄電素子と、前記蓄電素子に取り付けられる配線モジュールとを備え、前記配線モジュールが、実装部と、前記実装部に連なる中継部とを備えるとともに、前記中継部に配される接続ランドを含む導電路を備える可撓性基板と、前記実装部に実装される測温素子と、前記実装部および前記中継部に沿って配されるとともに前記実装部に固着される補強部材と、導電性を有し、前記電極端子に接続される接続部材と、導電性を有し、前記接続ランドと前記接続部材とを電気的に接続する中継部材と、を備え、前記中継部材が、前記接続部材に接続される中継基部と、前記中継基部に連なり、前記中継部に重ねられて前記接続ランドと電気的に接続されるとともに、前記補強部材を前記測温面に向かって付勢する板ばね部とを備える。

【発明の効果】

【0007】

本明細書によって開示される配線モジュール、および蓄電モジュールによれば、蓄電素子から発生した熱が、補強部材および実装部を介して測温素子に確実に伝えられる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、実施形態の蓄電モジュールの全体斜視図である。

【図2】図２は、実施形態の蓄電モジュールの部分拡大平面図である。

【図3】図３は、図２のＡ－Ａ線断面図である。

【図4】図４は、図３のＢ－Ｂ線断面図である。

【図5】図５は、図３のＣ－Ｃ線断面図である。

【図6】図６は、図２の枠Ｆ内の拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

［実施形態の概要］
本明細書によって開示される配線モジュールは、電極端子を備えるとともに測温面を有する蓄電素子に取り付けられる配線モジュールであって、実装部と、前記実装部に連なる中継部とを備えるとともに、前記中継部に配される接続ランドを含む導電路を備える可撓性基板と、前記実装部に実装される測温素子と、前記実装部および前記中継部に沿って配されるとともに前記実装部に固着される補強部材と、導電性を有し、前記電極端子に接続される接続部材と、導電性を有し、前記接続ランドと前記接続部材とを電気的に接続する中継部材と、を備え、前記中継部材が、前記接続部材に接続される中継基部と、前記中継基部に連なり、前記中継部に重ねられて前記接続ランドと電気的に接続されるとともに、前記補強部材を前記測温面に向かって付勢する板ばね部とを備える。

【0010】

また、本明細書によって開示される蓄電モジュールは、電極端子を備えるとともに測温面を有する蓄電素子と、前記蓄電素子に取り付けられる配線モジュールとを備え、前記配線モジュールが、実装部と、前記実装部に連なる中継部とを備えるとともに、前記中継部に配される接続ランドを含む導電路を備える可撓性基板と、前記実装部に実装される測温素子と、前記実装部および前記中継部に沿って配されるとともに前記実装部に固着される補強部材と、導電性を有し、前記電極端子に接続される接続部材と、導電性を有し、前記接続ランドと前記接続部材とを電気的に接続する中継部材と、を備え、前記中継部材が、前記接続部材に接続される中継基部と、前記中継基部に連なり、前記中継部に重ねられて前記接続ランドと電気的に接続されるとともに、前記補強部材を前記測温面に向かって付勢する板ばね部とを備える。

【0011】

上記の構成によれば、補強部材が測温面に確実に密着した状態に保たれ、蓄電素子から発生した熱が、補強部材および実装部を介して測温素子に確実に伝えられる。

【0012】

［実施形態の詳細］
本明細書によって開示される技術の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明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すべての変更が含まれることが意図される。

【0013】

＜実施形態＞
実施形態を、図１から図６を参照しつつ説明する。本実施形態の蓄電モジュール１は、電気自動車やハイブリット車用の駆動源として使用される電源装置であって、図１に示すように、複数の蓄電素子１０と、この蓄電素子１０に接続される配線モジュール２０とを備えている。

【0014】

［蓄電素子１０］
蓄電素子１０は、例えば、二次電池である。各蓄電素子１０は、金属製のケース１１を備えており、ケース１１の内部には、発電要素が収容されている。ケース１１の複数の外面のうち一面（図１の上面）は、測温面１１Ｆとなっている。測温面１１Ｆには、２つの電極端子１２、１３が配置されている。２つの電極端子１２、１３のうち一方は正極端子１２であり、他方は負極端子１３である。なお、図３および図４では、蓄電素子１０の断面を詳細に示さず、全体を模式的に示している。

【0015】

複数の蓄電素子１０が有する複数の測温面１１Ｆは、面一に配置されている。隣り合う２つの蓄電素子１０は、異なる極性の電極端子１２、１３が互いに隣り合うように、つまり、一の蓄電素子１０の正極端子１２と、これと隣接する他の蓄電素子１０の負極端子１３とが互いに隣り合うように並べられている。

【0016】

［配線モジュール２０］
配線モジュール２０は、図２に示すように、複数の蓄電素子１０の測温面１１Ｆに沿って配置される。この配線モジュール２０は、可撓性基板３０と、可撓性基板３０に実装される複数の測温素子５０と、可撓性基板３０に重なって配置される補強部材６０と、隣り合う電極端子１２、１３を接続する複数のバスバー７０と、可撓性基板３０とバスバー７０とを接続する中継部材８０と、を備える。

【0017】

［測温素子５０］
測温素子５０は、例えば、公知のサーミスタ素子である。測温素子５０は、２つのリード端子５１を備えている。

【0018】

［可撓性基板３０］
可撓性基板３０は、可撓性を有するプリント基板であって、図２および図３に示すように、帯状の基板本体３１と、測温素子５０が実装される複数の実装部３２と、複数の実装部３２のそれぞれに連なり、中継部材８０が接続される複数の中継部３３と、基板本体３１と複数の実装部３２のそれぞれとを繋ぐ複数の可動部３４とを備えている。

【0019】

可動部３４は、図２に示すように、基板本体３１と実装部３２とを繋ぐ可動部本体３４Ａと、可動部本体３４Ａから延びる突出部３４Ｂと、突出部３４Ｂの先端に接続される円環状の円環部３４Ｃとを備えている。可動部本体３４Ａと突出部３４Ｂとは、円環部３４Ｃから可動部本体３４Ａの側縁まで延びるスリットＳを有している。このような形状を有していることにより、可動部３４は、スリットＳの両側の部分が互いに離間したり、同一平面上からずれるように変形したりすることが許容されている。これにより、実装部３２と中継部３３とは、基板本体３１に対してある程度自由な変位が許容されている。

【0020】

可撓性基板３０は、図４、図５および図６に示すように、合成樹脂製の絶縁フィルムからなるベース層４１と、このベース層４１の一面にプリント配線技術により形成された導電路４２、４３と、合成樹脂製の絶縁フィルムからなり、導電路４２、４３を被覆するカバーレイ４４とを備えている。導電路４２、４３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。導電路４２、４３は、第１導電路４２と第２導電路４３とを含む。可撓性基板３０は、ベース層４１が配された面を測温面１１Ｆに向けて、測温面１１Ｆに沿って配置される。実装部３２においてカバーレイ４４が配されている面（図４の上面）は、測温素子５０が実装される実装面３２Ｆとなっている。

【0021】

図４および図６に示すように、第１導電路４２には、測温素子５０が直列に接続されている。複数の実装部３２のそれぞれに配される第１導電路４２の一部は、２つの測温ランド４２Ａとなっている。カバーレイ４４は、測温素子５０が実装される箇所に、第１開口部４４Ａを有しており、この第１開口部４４Ａの内側に、２つの測温ランド４２Ａが、カバーレイ４４から露出されている。測温素子５０の２つのリード端子５１のそれぞれが、２つの測温ランド４２Ａのそれぞれに接続されている。リード端子５１と測温ランド４２Ａとは、例えば半田Ｈによって接続されている。測温素子５０と測温ランド４２Ａとは、合成樹脂製のオーバーコートＣによって覆われている。

【0022】

第２導電路４３は、蓄電素子１０の電圧を検知するための電圧検知線となっている。図５および図６に示すように、複数の中継部３３のそれぞれに配される第２導電路４３の一部は、中継部材８０を接続するための接続ランド４３Ａとなっている。カバーレイ４４は、接続ランド４３Ａが配される箇所に、第２開口部４４Ｂを有しており、この第２開口部４４Ｂの内側において、接続ランド４３Ａの一部が、カバーレイ４４から露出されている。

【0023】

［補強部材６０］
補強部材６０は、可撓性を有しない硬い板状の部材であって、実装部３２を補強する。補強部材６０は、図３に示すように、実装部３２および中継部３３に沿って配され、実装部３２において実装面３２Ｆとは反対側の面（ベース層４１が配されている面）に固着されている。補強部材６０の一部は、実装部３２に沿って配され、実装部３２に固着される固着部６０Ａとなっており、残りの部分は、中継部３３に沿って配されるが、中継部３３に固着されない延設部６０Ｂとなっている。本実施形態では、補強部材６０は、実装部３２に対して接着剤Ａによって接着されている。

【0024】

補強部材６０は、図３に示すように、測温面１１Ｆに当接して配置される。補強部材６０は、熱伝導性に優れた金属材料からなることが好ましく、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金からなることが好ましい。蓄電素子１０の熱を測温素子５０に伝えやすいためである。

【0025】

［バスバー７０］
バスバー７０は、導電性を有する金属板材からなる。バスバー７０の材質としては、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。本実施形態では、バスバー７０は、アルミニウム製である。図１および図２に示すように、バスバー７０は、隣り合う２つの電極端子１２、１３に重ねられ、例えばレーザ溶接により電極端子１２、１３に固着される。これにより、隣り合う一対の電極端子１２、１３が電気的に接続される。

【0026】

［中継部材８０］
中継部材８０は、導電性を有する金属製の板材であって、第２導電路４３とバスバー７０とを電気的に接続する。中継部材８０は、第２導電路４３とバスバー７０との双方に対して良好に接合可能な金属材料からなることが好ましい。本実施形態では、中継部材８０は、ニッケル製である。

【0027】

中継部材８０は、図３に示すように、バスバー７０に接続される板状の中継基部８１と、中継基部８１から斜めに延び、中継部３３に接続される板状の板ばね部８２とを備え、全体として、測温面１１Ｆとは反対側に凸となるように屈曲された板状をなしている。板ばね部８２は、貫通孔８３を有している。貫通孔８３は、図６に示すように、接続ランド４３Ａの外形よりも小さい孔縁形状を有する孔である。中継基部８１は、バスバー７０に重ねられて、例えばレーザ溶接によってバスバー７０に電気的に接続されている。板ばね部８２は、図５に示すように、中継部３３においてカバーレイ４４が配された面に重ねられて、カバーレイ４４から露出された接続ランド４３Ａに電気的に接続されている。本実施形態では、板ばね部８２は、半田Ｈによって接続ランド４３Ａに接続されている。

【0028】

［配線モジュール２０の蓄電素子１０への取り付け］
配線モジュール２０が蓄電素子１０に取り付けられる際には、図１および図２に示すように、配線モジュール２０が並列した複数の蓄電素子１０の測温面１１Ｆに沿って配され、各バスバー７０が電極端子１２、１３にレーザ溶接により固着される。上記したように、可動部３４はある程度の変形が許容されているから、実装部３２、中継部３３、中継部材８０およびバスバー７０は、基板本体３１に対してある程度自由な変位が許容されている。これにより、配線モジュール２０の蓄電素子１０への取り付けを容易に行うことができる。

【0029】

配線モジュール２０が蓄電素子１０に取り付けられた状態では、図３に示すように、補強部材６０が測温面１１Ｆに当接する。板ばね部８２および中継部３３は、中継基部８１に近づくにつれて補強部材６０から離れる方向に傾いた姿勢となる。補強部材６０が測温面１１Ｆから浮き上がる方向に変位しようとすると、板ばね部８２が中継基部８１に対して拡開する方向に変形しようとし、その弾性復元力によって、補強部材６０を測温面１１Ｆに向かって付勢する。これにより、補強部材６０が測温面１１Ｆに確実に密着した状態に保たれ、蓄電素子１０から発生した熱は、補強部材６０および実装部３２を介して測温素子５０に確実に伝えられる。

【0030】

［作用効果］
以上のように本実施形態によれば、蓄電モジュール１は、電極端子１２、１３を備えるとともに測温面１１Ｆを有する蓄電素子１０と、蓄電素子１０に取り付けられる配線モジュール２０とを備え、配線モジュール２０が、実装部３２と、実装部３２に連なる中継部３３とを備えるとともに、中継部３３に配される接続ランド４３Ａを含む導電路４２、４３を備える可撓性基板３０と、実装部３２に実装される測温素子５０と、実装部３２および中継部３３に沿って配されるとともに実装部３２に固着される補強部材６０と、導電性を有し、電極端子１２、１３に接続されるバスバー７０と、導電性を有し、接続ランド４３Ａとバスバー７０とを電気的に接続する中継部材８０と、を備え、中継部材８０が、バスバー７０に接続される中継基部８１と、中継基部８１に連なり、中継部３３に重ねられて接続ランド４３Ａと電気的に接続されるとともに、補強部材６０を測温面１１Ｆに向かって付勢する板ばね部８２とを備える。

【0031】

上記の構成によれば、補強部材６０が測温面１１Ｆに確実に密着した状態に保たれ、蓄電素子１０から発生した熱が、補強部材６０および実装部３２を介して測温素子５０に確実に伝えられる。

【0032】

＜他の実施形態＞
（１）上記実施形態では、中継部材８０がバスバー７０に対してレーザ溶接により固定されている例を示したが、中継部材とバスバーとの接続方法は上記実施形態の限りではなく、例えば、超音波溶接、半田付け、かしめ付けによる接続であっても構わない。
（２）上記実施形態では、補強部材６０が金属材料により構成されている例を示したが、補強部材は金属以外の材料により構成されていてもよく、例えば樹脂製であっても構わない。

【符号の説明】

【0033】

１：蓄電モジュール
１０：蓄電素子
１１：ケース
１１Ｆ：測温面
１２：正極端子（電極端子）
１３：負極端子（電極端子）
２０：配線モジュール
３０：可撓性基板
３１：基板本体
３２：実装部
３２Ｆ：実装面
３３：中継部
３４：可動部
３４Ａ：可動部本体
３４Ｂ：突出部
３４Ｃ：円環部
４１：ベース層
４２：第１導電路（導電路）
４２Ａ：測温ランド
４３：第２導電路（導電路）
４３Ａ：接続ランド
４４：カバーレイ
４４Ａ：第１開口部
４４Ｂ：第２開口部
５０：測温素子
５１：リード端子
６０：補強部材
６０Ａ：固着部
６０Ｂ：延設部
７０：バスバー
８０：中継部材
８１：中継基部
８２：板ばね部
８３：貫通孔
Ａ：接着剤
Ｃ：オーバーコート
Ｈ：半田
Ｓ：スリット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】