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(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】P2024153263
(43)【公開日】2024-10-29
(54)【発明の名称】バスバモジュール
(51)【国際特許分類】
   H01M 50/507 20210101AFI20241022BHJP
   H01M 50/503 20210101ALI20241022BHJP
【FI】
H01M50/507
H01M50/503
【審査請求】有
【請求項の数】5
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023067045
(22)【出願日】2023-04-17
(71)【出願人】
【識別番号】000006895
【氏名又は名称】矢崎総業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100083806
【弁理士】
【氏名又は名称】三好 秀和
(74)【代理人】
【識別番号】100111235
【弁理士】
【氏名又は名称】原 裕子
(74)【代理人】
【識別番号】100170575
【弁理士】
【氏名又は名称】森 太士
(72)【発明者】
【氏名】雄鹿 達也
(72)【発明者】
【氏名】小池 弘訓
(72)【発明者】
【氏名】青嶋 良樹
(72)【発明者】
【氏名】牧野 公利
【テーマコード(参考)】
5H043
【Fターム(参考)】
5H043AA19
5H043FA04
5H043LA22F
(57)【要約】
【課題】バスバモジュールの低背化を図りながら、相手側接続機器の位置ばらつきを吸収することができるバスバモジュールを提供する。
【解決手段】バスバモジュール1Aは、回路配線(配線3A)が設けられた可撓基板から構成される回路体4Aを備える。回路体4Aは、所定方向に沿って延在する帯状の本体部11Aと、本体部11Aの延在方向Xに間隔をおいて配置される複数のバスバ部12Aと、を有する。バスバ部12Aの少なくとも一部(第2延在部22)が、本体部11Aと重なるように配置される。
【選択図】図3
【特許請求の範囲】
【請求項1】
回路配線が設けられた可撓基板から構成される回路体を備え、
前記回路体は、
所定方向に沿って延在する帯状の本体部と、
前記本体部の延在方向に間隔をおいて配置される複数のバスバ部と、を有し、
前記バスバ部の少なくとも一部が、前記本体部と重なるように配置される、
バスバモジュール。
【請求項2】
前記バスバ部の前記一部は、前記本体部に対して前記本体部の延在方向と交差する方向に跨がるように配置される、
請求項1に記載のバスバモジュール。
【請求項3】
前記バスバ部は、
前記本体部の幅方向の一端側から延出し、前記本体部から離れる方向へ延在する第1延在部と、
前記第1延在部に接続され、前記離れる方向から前記本体部へ向かう方向に折り返す折返部と、
前記折返部に接続され、前記本体部の幅方向の一端側から他端側へ跨るように延在する第2延在部と、
前記第2延在部に接続され、前記本体部の幅方向の他端側に配置された接続相手側機器の端子部に接続される接続部と、を有する、
請求項1又は2に記載のバスバモジュール。
【請求項4】
前記バスバ部は、前記本体部とは別体で形成されて、前記本体部に後付けで電気的に接続される、
請求項1又は2に記載のバスバモジュール。
【請求項5】
前記バスバ部は、
前記本体部に電気的に接続される回路分割体と、
前記回路分割体における前記本体部の幅方向の一端部から延出し、前記本体部の幅方向の一端側から他端側へ跨るように延在する延在部と、
前記延在部に接続され、前記本体部の幅方向の他端側に配置された接続相手側機器の端子部に接続される接続部と、を有する、
請求項4に記載のバスバモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、バスバモジュールに関する。
【背景技術】
【0002】
バスバモジュールは、例えば、電気自動車及びハイブリッド自動車等に搭載される駆動用電源としての電池モジュール(複数の単電池が積層された組電池)に組み付けられて用いられる(特許文献1参照)。
【0003】
一般的に、組電池を構成する単電池は、充電、放電に伴う作動熱及び外部環境の温度等に起因して単電池の積層方向に膨張及び収縮する。その結果、組電池(電池モジュール)も、単電池の積層方向に膨張及び収縮するように変形する。また、複数の単電池を積層する際の組み付け公差に起因し、一般的に、組電池の積層方向に対する大きさは、製造ばらつきが生じて、製造した組電池ごとに異なり得る。そこで、一般的に、バスバモジュールは、このような組電池の変形又は製造ばらつき等による位置ばらつきに対応するべく、各単電池に接続されるバスバ用支線(バスバー)の長さにある程度の余裕を持たせて設計される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2020-205175号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献1では、各単電池に接続されるバスバ用支線を上下方向にS字状に折り畳むことによって組電池の位置ばらつきを吸収するようにしており、高さを利用した吸収構造となっているため、バスバモジュールの低背化が困難であるという課題があった。
【0006】
本発明は、このような従来技術が有する課題に鑑みてなされたものである。そして本発明の目的は、バスバモジュールの低背化を図りながら、相手側接続機器の位置ばらつきを吸収することができるバスバモジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の態様に係るバスバモジュールは、回路配線が設けられた可撓基板から構成される回路体を備え、回路体は、所定方向に沿って延在する帯状の本体部と、本体部の延在方向に間隔をおいて配置される複数のバスバ部と、を有し、バスバ部の少なくとも一部が、本体部と重なるように配置される。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、バスバモジュールの低背化を図りながら、相手側接続機器の位置ばらつきを吸収することができるバスバモジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
図1】第1実施形態に係るバスバモジュールの一例を示す平面図である。
図2】バスバモジュールのバスバ部を拡大した平面図である。
図3】バスバ部を折返部において折り返した状態を示す要部拡大の斜視図である。
図4】バスバ部を折返部において折り返した状態を示す要部拡大の平面図である。
図5】第2実施形態に係るバスバモジュールの一例を示す平面図である。
図6】本体部とは別体で形成されたバスバ部の斜視図である。
図7】バスバ部を本体部に接続した状態を示す斜視図である。
図8】バスバモジュールの要部を拡大した平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、図面を用いて本実施形態に係るバスバモジュールについて詳細に説明する。なお、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率と異なる場合がある。
【0011】
[第1実施形態]
図1は、第1実施形態に係るバスバモジュール1Aの一例を示す平面図であり、図2は、バスバモジュール1Aのバスバ部12Aを拡大した平面図である。図3は、バスバ部12Aを折返部24において折り返した状態を示す要部拡大の斜視図であり、図4は、バスバ部12Aを折返部24において折り返した状態を示す要部拡大の平面図である。
【0012】
まず、第1実施形態に係るバスバモジュール1Aが取り付けられる相手側機器の一例である組電池(電池モジュール)について説明する。この組電池は、例えば、複数の単電池(電池セル)を直列に接続して構成される。これらの単電池はそれぞれ、直方体に形成される電池本体を有し、電池本体の上面(電極面)には、正極及び負極等の端子部2A(図3及び図4参照)が設けられる。
【0013】
図1から図4に示すように、バスバモジュール1Aは、回路配線(配線3A)が設けられた可撓基板(フレキシブル基板)から構成され、単電池の端子部2Aに接続されるバスバー(バスバ部12A)が設けられた回路体4Aを備える。
【0014】
回路体4Aは、単電池が並ぶ方向(単電池の積層方向)に沿って延在する帯状の本体部11Aと、本体部11Aの延在方向Xに間隔をおいて配置される複数のバスバ部12Aと、を有する。
【0015】
このバスバ部12Aは、本体部11Aから延在する腕形状の第1延在部21及び第2延在部22を有して構成されている。
【0016】
第1延在部21は、本体部11Aの幅方向Yの一端11a側から延出し、本体部11Aから離れる方向へ本体部11Aの幅方向Yに沿って延在している。すなわち、第1延在部21の基端21aは、本体部11Aの幅方向Yの一端11aに接続され、第1延在部21の先端21bは、第2延在部22の基端22aに接続されている(図2参照)。
【0017】
その一方、第2延在部22は、本体部11Aと本体部11Aの高さ方向Zに重なるように配置されている。具体的には、第2延在部22は、本体部11Aに対して本体部11Aの延在方向Xと交差(図示例では、直交)する方向に跨がるように配置されている。このため、第2延在部22は、本体部11Aの幅方向Yの一端11a側から他端11b側へ跨るように、本体部11Aの幅方向Yに沿って延在している。すなわち、第2延在部22の基端22aは、第1延在部21の先端21bに接続され、第2延在部22の先端22bは、接続部13Aに接続されている(図2参照)。
【0018】
そして、接続部13Aが、本体部11Aの幅方向Yの他端11b側に配置された、単電池の端子部2Aに接続されている(図3及び図4参照)。
【0019】
図2においては図示省略しているが、図2に示される回路体4Aの表面(上面)に、所定パターンによる電圧検知線等の配線3Aが設けられている。例えば、図2に破線23で示す箇所でバスバ部12Aの第2延在部22が折り曲げられる(折り返される)。そして、図3及び図4に示すように、バスバ部12Aの第2延在部22が折り曲げられた状態で、バスバ部12Aの接続部13Aが単電池の端子部2Aに半田付け等により電気的に接続されている。
【0020】
図3及び図4に示すように、バスバ部12Aの接続部13Aが単電池の端子部2Aに接続された状態においては、第1延在部21と第2延在部22との間には、本体部11Aから離れる方向から本体部11Aへ向かう方向に折り返す折返部24が形成されている。
【0021】
折返部24から接続部13Aまでの第2延在部22の長さは、本体部11Aの幅よりも長くなるように設定されている。このため、バスバ部12Aの接続部13Aが単電池の端子部2Aに接続された状態においては、第2延在部22は、本体部11Aの延在方向Xから見て上方へ凸となるアーチ形状(湾曲形状)となっている。
【0022】
図3及び図4に示すバスバ部12Aの接続部13Aが単電池の端子部2Aに接続された状態においては、本体部11Aから延在する腕形状の第1延在部21及び第2延在部22が初期状態から変形(変位)し得る。このため、バスバ部12Aにおいて吸収する単電池の位置ばらつきの方向が限定されず、全方向(本体部11Aの延在方向X、幅方向Y、高さ方向Z)に対する単電池の位置ばらつきを吸収することが可能となる。
【0023】
また、バスバ部12Aの第2延在部22が折り曲げられた状態で接続部13Aが単電池の端子部2Aに接続されるようにすることにより、高さを利用した吸収構造とすることなく、単電池の位置ばらつきを吸収することが可能となる。特に従来のバスバ用支線(バスバー)を上下方向にS字状に折り畳むものと比較して、バスバモジュール1Aの高さが高くなることを抑制することができる。バスバモジュール1Aの高さが高くなることを抑制して、バスバモジュール1Aの低背化を図ることにより、バスバモジュール1Aを狭いスペースへ配置することが可能となる。
【0024】
本実施形態では、バスバモジュール1Aの本体部11Aとバスバ部12Aとが一体で可撓基板に形成されているため、この可撓基板の歩留まりを向上させることができ、バスバモジュール1Aの製造コストの削減が可能となる。
【0025】
さらに、バスバモジュール1Aの全体を片面の可撓基板(片面基板)により構成することができる。このため、バスバモジュール1Aの全体を両面の可撓基板(両面基板)とする場合と比較して、バスバモジュール1Aの製造コストを削減することが可能となる。
【0026】
次に、バスバモジュール1Aの効果について説明する。
【0027】
このように、第1実施形態の態様に係るバスバモジュール1Aは、回路配線(配線3A)が設けられた可撓基板から構成される回路体4Aを備える。回路体4Aは、所定方向に沿って延在する帯状の本体部11Aと、本体部11Aの延在方向Xに間隔をおいて配置される複数のバスバ部12Aと、を有する。バスバ部12Aの少なくとも一部(第2延在部22)が、本体部11Aと重なるように配置される。
【0028】
バスバモジュール1Aによれば、本体部11Aと重なるように配置される第2延在部22の変形によって単電池の位置ばらつきを吸収でき、バスバ部12Aを上下方向にS字状に折り畳む場合と比較してバスバモジュール1Aの高さが高くなることを抑制できる。このため、バスバモジュール1Aの低背化を図ることにより、バスバモジュール1Aを狭いスペースへ配置することが可能となる。
【0029】
以上のように、第1実施形態によれば、バスバモジュール1Aの低背化を図りながら、相手側接続機器(単電池)の位置ばらつきを吸収することができるバスバモジュール1Aを提供することができる。
【0030】
第1実施形態の態様に係るバスバモジュール1Aにおいて、バスバ部12Aの一部(第2延在部22)は、本体部11Aに対して本体部11Aの延在方向Xと交差する方向に跨がるように配置されてもよい。
【0031】
このようにバスバ部12Aの第2延在部22を配置することにより、単電池が並ぶ方向(単電池の積層方向)と交差(図示例では、直交)する方向に対する単電池の位置ばらつきを吸収することが可能となる。
【0032】
また、バスバ部12Aは、本体部11Aの幅方向の一端側から延出し、本体部11Aから離れる方向へ延在する第1延在部21と、第1延在部21に接続され、本体部11Aから離れる方向から本体部11Aへ向かう方向に折り返す折返部24とを有してもよい。バスバ部12Aは、折返部24に接続され、本体部11Aの幅方向Yの一端11a側から他端11b側へ跨るように延在する第2延在部22を有してもよい。バスバ部12Aは、第2延在部22に接続され、本体部11Aの幅方向Yの他端11b側に配置された単電池の端子部2Aに接続される接続部13Aを有してもよい。
【0033】
バスバ部12Aの第2延在部22が本体部11Aを跨ぐことにより、単電池の位置ばらつきを吸収する方向の長さを第2延在部22の長さの分だけ確保することができ、また、単電池が並ぶ方向に対する位置ばらつきを吸収可能な距離を長く確保できる。また、折返部24の位置(図2の破線23参照)を適宜に設定することにより、単電池が並ぶ方向に対する単電池の位置ばらつきを吸収可能な距離を調整することができる。
【0034】
[第2実施形態]
図5は、第2実施形態に係るバスバモジュール1Bの一例を示す平面図であり、図6は、本体部11Bとは別体で形成されたバスバ部12Bの斜視図である。図7は、バスバ部12Bを本体部11Bに接続した状態を示す斜視図であり、図8は、バスバモジュール1Bの要部を拡大した平面図である。
【0035】
まず、第2実施形態に係るバスバモジュール1Bが取り付けられる相手側機器の一例である組電池(電池モジュール)について説明する。この組電池は、例えば、複数の単電池(電池セル)を直列に接続して構成される。これらの単電池はそれぞれ、直方体に形成される電池本体を有し、電池本体の上面(電極面)には、正極及び負極等の端子部2B(図7参照)が設けられる。
【0036】
図5から図8に示すように、バスバモジュール1Bは、回路配線(配線3B)が設けられた可撓基板(フレキシブル基板)から構成され、単電池の端子部2Bに接続されるバスバー(バスバ部12B)が設けられた回路体4Bを備える。
【0037】
回路体4Bは、単電池が並ぶ方向(単電池の積層方向)に沿って延在する帯状の本体部11Bと、本体部11Bの延在方向Xに間隔をおいて配置される複数のバスバ部12Bと、を有する。
【0038】
このバスバ部12Bは、本体部11Bとは別体で形成されており、本体部11Bに後付けで半田付け等により電気的に接続されている。また、バスバ部12Bは、本体部11Bの上に重ねられて、結合部34a,35a(図7参照)を介して半田付け等により本体部11Bに結合されている。
【0039】
また、バスバ部12Bは、回路分割体31と、この回路分割体31から延在する腕形状の延在部32と、を有して構成されている。
【0040】
回路分割体31は、本体部11Bに電気的接続部33(図7参照)を介して半田付け等により電気的に接続されている。この回路分割体31は、本体部11Bの幅方向Yの一端11a側の端部と結合される第1結合部34と、本体部11Bの幅方向Yの他端11b側の端部と結合される第2結合部35と、第1結合部34と第2結合部35との間に配置されたパッド36と、を有する。この実施形態では、本体部11Bの延在方向Xに対する第1結合部34の長さが、本体部11Bの延在方向Xに対する第2結合部35の長さよりも長くなっており、回路分割体31は、本体部11Bの高さ方向Zから見て略L字状に形成されている。
【0041】
その一方、延在部32は、本体部11Bと本体部11Bの高さ方向Zに重なるように配置されている。具体的には、延在部32は、本体部11Bに対して本体部11Bの延在方向Xと交差(図示例では、直交)する方向に跨がるように配置されている。このため、延在部32は、本体部11Bの幅方向Yの一端11a側から他端11b側へ跨るように、本体部11Bの幅方向Yに沿って延在している。すなわち、延在部32の基端32aは、回路分割体31の一端部(第1結合部34)に接続され、延在部32の先端32bは、接続部13Bに接続されている(図6参照)。
【0042】
そして、接続部13Bが、本体部11Bの幅方向Yの他端11b側に配置された、単電池の端子部2Bに接続されている(図7参照)。
【0043】
図7に示される本体部11Bの表面(上面)に、所定パターンによる電圧検知線等の配線3Bが設けられており、バスバ部12Bの裏面(下面)には、バスバ部12B側の配線が設けられている。これら本体部11B側の配線3Bとバスバ部12B側の配線とは、前述の電気的接続部33を介して半田付け等により接続されている。そして、図7に示すように、バスバ部12Bが本体部11Bの上に搭載された状態で、バスバ部12Bの接続部13Bが単電池の端子部2Bに半田付け等により電気的に接続されている。
【0044】
図7に示すように、バスバ部12Bの接続部13Bが単電池の端子部2Bに接続された状態においては、延在部32が、本体部11Bと本体部11Bの高さ方向Zに重なるように配置されている。また、バスバ部12Bの接続部13Bが単電池の端子部2Bに接続された状態においては、延在部32は、本体部11Bの延在方向Xから見て上方へ凸となるアーチ形状(湾曲形状)となっている。
【0045】
図7に示すバスバ部12Bの接続部13Bが単電池の端子部2Bに接続された状態においては、回路分割体31から延在する腕形状の延在部32が初期状態から変形(変位)し得る。このため、バスバ部12Bにおいて吸収する単電池の位置ばらつきの方向が限定されず、全方向(本体部11Bの延在方向X、幅方向Y、高さ方向Z)に対する単電池の位置ばらつきを吸収することが可能となる。
【0046】
また、バスバ部12Bの延在部32がアーチ形状となるように変形された状態で、接続部13Bが単電池の端子部2Bに接続されるようにすることにより、高さを利用した吸収構造とすることなく、単電池の位置ばらつきを吸収することが可能となる。特に従来のバスバ用支線(バスバー)を上下方向にS字状に折り畳むものと比較して、バスバモジュール1Bの高さが高くなることを抑制することができる。バスバモジュール1Bの高さが高くなることを抑制して、バスバモジュール1Bの低背化を図ることにより、バスバモジュール1Bを狭いスペースへ配置することが可能となる。
【0047】
さらに、バスバモジュール1Bの本体部11B及びバスバ部12Bをそれぞれ、片面の可撓基板(片面基板)により構成することができる。このため、バスバモジュール1Bの全体又は一部を両面の可撓基板(両面基板)とする場合と比較して、バスバモジュール1Bの製造コストを削減することが可能となる。
【0048】
次に、バスバモジュール1Bの効果について説明する。
【0049】
このように、第2実施形態の態様に係るバスバモジュール1Bは、回路配線(配線3B)が設けられた可撓基板から構成される回路体4Bを備える。回路体4Bは、所定方向に沿って延在する帯状の本体部11Bと、本体部11Bの延在方向Xに間隔をおいて配置される複数のバスバ部12Bと、を有する。バスバ部12Bの少なくとも一部(延在部32)が、本体部11Bと重なるように配置される。
【0050】
バスバモジュール1Bによれば、本体部11Bと重なるように配置される延在部32の変形によって単電池の位置ばらつきを吸収でき、バスバ部12Bを上下方向にS字状に折り畳む場合と比較してバスバモジュール1Bの高さが高くなることを抑制できる。このため、バスバモジュール1Bの低背化を図ることにより、バスバモジュール1Bを狭いスペースへ配置することが可能となる。
【0051】
以上のように、第2実施形態によれば、バスバモジュール1Bの低背化を図りながら、相手側接続機器(単電池)の位置ばらつきを吸収することができるバスバモジュール1Bを提供することができる。
【0052】
第2実施形態の態様に係るバスバモジュール1Bにおいて、バスバ部12Bの一部(延在部32)は、本体部11Bに対して本体部11Bの延在方向と交差する方向に跨がるように配置されてもよい。
【0053】
このようにバスバ部12Bの延在部32を配置することにより、単電池が並ぶ方向(単電池の積層方向)と交差(図示例では、直交)する方向に対する単電池の位置ばらつきを吸収することが可能となる。
【0054】
第2実施形態の態様に係るバスバモジュール1Bにおいて、バスバ部12Bは、本体部11Bとは別体で形成されて、本体部11Bに後付けで電気的に接続されてもよい。
【0055】
バスバ部12Bが本体部11Bとは別体で形成されるため、本体部11Bの回路配線の設計にとらわれず、バスバ部12Bの回路配線を設計することが可能となる。
【0056】
また、バスバ部12Bは、本体部11Bに電気的に接続される回路分割体31と、回路分割体31における本体部11Bの幅方向Yの一端部から延出し、本体部11Bの幅方向Yの一端11a側から他端11b側へ跨るように延在する延在部32と、を有してもよい。バスバ部12Bは、延在部32に接続され、本体部11Bの幅方向Yの他端11b側に配置された接続相手側機器(単電池)の端子部2Bに接続される接続部13Bを有してもよい。
【0057】
バスバ部12Bの延在部32が本体部11Bを跨ぐことにより、単電池の位置ばらつきを吸収する方向の長さを延在部32の長さの分だけ確保することができ、また、単電池が並ぶ方向に対する位置ばらつきを吸収可能な距離を長く確保できる。
【0058】
以上、本実施形態を説明したが、本実施形態はこれらに限定されるものではなく、本実施形態の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【0059】
1A,1B バスバモジュール
2A,2B 端子部
3A,3B 配線
4A,4B 回路体
11A,11B 本体部
12A,12B バスバ部
13A,13B 接続部
21 第1延在部
22 第2延在部
24 折返部
31 回路分割体
32 延在部
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8