JP2023009471A - Bus bar module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、バスバーモジュールに関する。 The present invention relates to busbar modules.
この種の従来の技術としては、特許文献１に開示されたものが提案されている。この特許文献１では、複数の電池セルを備える組電池に、複数のバスバーがケースに支持された状態で電気的に接続されている。さらに、この特許文献１では、複数のバスバーのうちの１つのバスバーを検出対象物とする電流センサを組電池に設けている。こうすることで、電流センサをジャンクションブロックに配置させる必要をなくし、ジャンクションブロックの小型化を実現できるようにしている。 As a conventional technique of this kind, the one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-300000 has been proposed. In Patent Literature 1, a plurality of bus bars are electrically connected to an assembled battery including a plurality of battery cells while being supported by a case. Furthermore, in Patent Literature 1, the assembled battery is provided with a current sensor that detects one of a plurality of busbars as a detection target. This eliminates the need to dispose the current sensor in the junction block, making it possible to reduce the size of the junction block.
しかしながら、上記従来の技術では、電流等の組電池の状態を示すデータが導線（通常の電線）によって外部の装置に出力されるようになっている。そして、通常の電線を使用した場合、電線経路を這うように電線を配置する必要があり、このときに、断線しない曲げＲを設けて電線を伸ばす必要があるため、電線経路用の空間を大きくする必要がある。 However, in the conventional technology described above, data indicating the state of the assembled battery, such as current, is output to an external device through a lead wire (ordinary wire). In the case of using a normal electric wire, it is necessary to arrange the electric wire so as to crawl along the electric wire route. There is a need to.
このように、上記従来の技術では、バスバーを支持するケースに導体を支持するためのスペースを設ける必要があり、バスバーモジュール自身の小型化を図ることが難しかった。 As described above, in the above conventional technology, it is necessary to provide a space for supporting the conductors in the case that supports the busbars, which makes it difficult to reduce the size of the busbar module itself.
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、ジャンクションブロックの小型化を図りつつ、自身の小型化を図ることも可能なバスバーモジュールを提供することにある。 The present invention has been made in view of the problems of the prior art. It is an object of the present invention to provide a busbar module that can be made smaller in size while achieving a smaller junction block.
本発明の態様に係るバスバーモジュールは、複数の単電池を有する電池集合体に組み付けられるケースと、前記ケースに支持されて前記電池集合体の前記単電池に電気的に接続されるバスバーと、前記ケースに載置されるフレキシブル薄板状の電線と、を備える本体部と、前記本体部に一体的に設けられ、前記電池集合体を流れる電流を検知する電流センサ部と、を備え、前記電流センサ部は、前記ケースに設けられる電流センサ用ケースと、前記電流センサ用ケースに支持され、前記単電池に電気的に接続される電流センサ用バスバーと、前記電流センサ用バスバーを流れる電流を検知する電流検出素子と、前記電流検出素子が実装される実装面を有する実装部と、前記実装部に接続されて、前記フレキシブル薄板状の電線に電流データを出力する電流出力線と、前記電流センサ用バスバーと前記実装部との間に配置される絶縁部と、前記実装面の法線方向への前記実装部の移動を規制する移動規制部と、外部の磁界を遮断するシールド部と、を備える。 A busbar module according to an aspect of the present invention comprises: a case assembled to a battery assembly having a plurality of cells; a busbar supported by the case and electrically connected to the cells of the battery assembly; a flexible thin plate-like electric wire placed on a case; and a current sensor unit provided integrally with the main body and detecting a current flowing through the battery assembly, wherein the current sensor The unit includes a current sensor case provided in the case, a current sensor busbar supported by the current sensor case and electrically connected to the cell, and a current flowing through the current sensor busbar. a current detection element; a mounting section having a mounting surface on which the current detection element is mounted; a current output line connected to the mounting section for outputting current data to the flexible thin plate-like electric wire; An insulating portion disposed between the busbar and the mounting portion, a movement restricting portion that restricts movement of the mounting portion in a direction normal to the mounting surface, and a shield portion that blocks an external magnetic field. .
本発明によれば、ジャンクションブロックの小型化を図りつつ、自身の小型化を図ることも可能なバスバーモジュールを提供することができる。 Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to provide a busbar module that can be miniaturized while miniaturizing the junction block.
以下、図面を用いて本実施形態に係るバスバーモジュールについて詳細に説明する。以下では、電動化車両（例えば、ＨＶ，ＰＨＶ，ＥＶ，ＦＣＶ等）に搭載される電池モジュールに組み付けられるバスバーモジュールを例示する。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。 Hereinafter, the busbar module according to this embodiment will be described in detail with reference to the drawings. Below, a bus bar module assembled to a battery module mounted on an electric vehicle (for example, HV, PHV, EV, FCV, etc.) will be exemplified. Note that the dimensional ratios in the drawings are exaggerated for convenience of explanation, and may differ from the actual ratios.
また、以下では、電池モジュールが下方に位置し、バスバーモジュールが上方に位置する状態で、バスバーモジュールの上下方向を規定して説明する。 Further, in the following description, the vertical direction of the busbar modules is defined and described with the battery modules positioned below and the busbar modules positioned above.
本実施形態に係るバスバーモジュール１０は、図１に示すように、電池モジュール（電池集合体）４０の上部に組み付けられて電源装置１を構成している。この電源装置１は、電動モータを用いて走行する電気自動車や、エンジンと電動モータを併用して走行するハイブリッド自動車等の各種の電動化車両に搭載されて用いられ、電動モータに動力を供給する装置である。
As shown in FIG. 1, the
本実施形態では、バスバーモジュール１０は本体部２０を備えており、本体部２０は、電池モジュール４０に組み付けられるケース２１と、ケース２１に支持されるバスバー２２と、を備えている。
In this embodiment, the
ケース２１は、例えば、合成樹脂等の絶縁性を有する材料を用いて形成することができ、水平方向に延在して、後述するフレキシブル薄板状の電線２３が載置される載置壁２１１と、載置壁２１１の周縁に連設されて上下方向に延在する周壁２１２と、を備えている。
The
一方、電池モジュール４０は、図１に示すように、複数の単電池４１を備えており、複数の単電池４１が一方向に沿って一列に配列されている。このような単電池４１としては、例えば、リチウム電池を用いることができる。そして、単電池４１を一方向に並べることで、電池モジュール４０が、単電池４１が一方向に並べられた１つの積層部４０Ａを有するようにしている。なお、電池モジュール４０が積層部４０Ａを複数有するようにしてもよい。
On the other hand, as shown in FIG. 1, the
そして、バスバー２２が、ケース２１に支持された状態で電池モジュール４０の単電池４１に電気的に接続されており、複数の単電池４１が直列または並列に接続されている。本実施形態では、本体部２０が複数のバスバー２２を備えており、各バスバー２２は、ケース２１に形成されたバスバー収容部２１４にそれぞれ収容されている。なお、バスバー収容部２１４は、ケース２１の幅方向（一方向および上下方向と直交する方向）の両側に、一方向に沿って複数形成されており、一方向で隣り合うバスバー収容部２１４の間には、絶縁壁２１３が形成されている。こうすることで、一方向で隣り合うバスバー２２同士が短絡してしまうことが抑制されるようにしている。
また、本実施形態では、各単電池４１は、直方体状に形成された電池本体４１０を備えており、電池本体４１０の上面の長辺同士を接触させるようにした状態で並べられている。この電池本体４１０の上面には、上方（ケース２１が組み付けられる側）に突出する正端子４１１および負端子４１２が設けられている。そして、この正端子４１１および負端子４１２をバスバー２２に形成された挿通孔２２ａに挿入させることで、バスバー２２を電池モジュール４０の単電池４１に電気的に接続させている。
In this embodiment, each
具体的には、複数の単電池４１は、正端子４１１と負端子４１２が一方向に沿って交互に並ぶように配置されている。すなわち、複数の単電池４１は、交互に反転させた状態で一方向に並ぶように配置されている。
Specifically, the plurality of
また、バスバー２２は、導電性を有する材料を用いて板状に形成されている。本実施形態では、このバスバー２２は、互いに隣り合う単電池４１を接続する複数の接続用バスバー２２１と、１つの単電池４１に接続されて、図示省略した電源等に電気的に接続される２つの引出用バスバー２２２と、を備えている。
Moreover, the
そして、図５に示すように、複数の接続用バスバー２２１のそれぞれには２つの挿通孔２２１ａが形成されており、各接続用バスバー２２１の２つの挿通孔２２１ａには、互いに隣り合う単電池４１の正端子４１１および負端子４１２が挿入されている。また、２つの引出用バスバー２２２にも、挿通孔２２２ａがそれぞれ形成されている。そして、一方向の一方側の端に配置される単電池４１の正端子４１１に１つの引出用バスバー２２２が接続されており、一方向の他方側の端に配置される単電池４１の負端子４１２に１つの引出用バスバー２２２が接続されている。
As shown in FIG. 5, two
こうすることで、複数の単電池４１がバスバー２２によって直列に接続されるようにしている。すなわち、正端子４１１および負端子４１２を有する複数の単電池４１を交互に逆向きの極性で列状に重ね合わせた状態で、隣り合う単電池４１をバスバー２２により電気的に接続することで、複数の単電池４１が直列に接続されるようにしている。なお、互いに隣り合う複数個（例えば、３～５個等）の単電池４１を端子の極が揃えられた状態で並べたセットとし、複数のセットを直列に接続させるようにすることも可能である。
By doing so, the plurality of
さらに、本実施形態では、本体部２０が、単電池４１の電圧を検知する電圧センサ２５と、単電池４１の温度を検知する温度センサ２６と、を備えており、この電圧センサ２５および温度センサ２６がケース２１に保持されている。そして、電圧センサ２５および温度センサ２６で検知された電圧データおよび温度データがＦＰＣ（フレキシブルプリント配線板：フレキシブル薄板状の電線）２３に出力されるようにしている。このように、本実施形態では、本体部２０が、電池モジュール４０の状態（電圧および温度）を出力するための電線としてのＦＰＣ（フレキシブルプリント配線板：フレキシブル薄板状の電線）２３を備えている。そして、ＦＰＣ（フレキシブルプリント配線板：フレキシブル薄板状の電線）２３を用いることで、電子部品の配置自由度を向上させつつ、電池モジュール４０に組み付けられるバスバーモジュール１０の低背化を図れるようにしている。
Furthermore, in the present embodiment, the
本実施形態では、ＦＰＣ２３は、図３に示すように、本体部２３１を備えている。また、ＦＰＣ２３は、電圧センサ２５で検知された単電池４１の電圧データを本体部２３１に出力する電圧出力線２３２と、温度センサ２６で検知した単電池４１の温度データを本体部２３１に出力する温度出力線２３３と、を備えている。本実施形態では、電圧出力線２３２および温度出力線２３３もフレキシブル薄板状の電線としている。そして、電圧出力線２３２の先端に電圧センサ２５が接続されており、温度出力線２３３の先端に温度センサ２６が接続されている。
In this embodiment, the
また、ＦＰＣ２３にはコネクタ２３ａが設けられている。そして、電圧センサ２５で検知された単電池４１の電圧データおよび温度センサ２６で検知した単電池４１の温度データは、ＦＰＣ２３からコネクタ２３ａを通ってＥＣＵ（Electrical Control Unit）に出力されるようになっている。
Further, the
また、本実施形態では、ケース２１には、図４に示すように、電圧センサ収容部２１５および温度センサ収容部２１６が形成されている。そして、電圧センサ２５を電圧センサ収容部２１５に収容し、温度センサ２６を温度センサ収容部２１６に収容することで、電圧センサ２５および温度センサ２６がケース２１に支持されるようにしている。
In addition, in the present embodiment, the
また、本実施形態では、本体部２０が蓋体２４を備えており、蓋体２４をケース２１に取り付けることで、ＦＰＣ２３が蓋体２４とケース２１の載置壁２１１とで保持されるようにしている。
Further, in this embodiment, the
具体的には、ケース２１の載置壁２１１には、係合突起２１１ａおよび位置決め突起２１１ｂが上方に突出するように形成されており、ＦＰＣ２３の本体部２３１には、係合突起２１１ａおよび位置決め突起２１１ｂが挿入される挿通孔２３１ａが形成されている。そして、挿通孔２３１ａに係合突起２１１ａおよび位置決め突起２１１ｂを挿入した状態で、載置壁２１１の上部にＦＰＣ２３が載置されるようにしている。
Specifically, an engaging
また、蓋体２４には、係合突起２１１ａが係合する係合孔２４ａおよび位置決め突起２１１ｂが挿入される挿通孔２４ｂが形成されている。そして、位置決め突起２１１ｂを挿通孔２４ｂに挿入した状態で、係合突起２１１ａを係合孔２４ａに係合させることで、蓋体２４がケース２１に取り付けられるようにしている。
Further, the
このように、本実施形態では、ケース２１の上方からＦＰＣ２３を載置し、上方から蓋体２４をケース２１に取り付けるだけで、ＦＰＣ２３がケース２１に保持されるようにしている。
Thus, in this embodiment, the
ここで、本実施形態では、バスバーモジュール１０が、本体部２０に一体的に設けられて電池モジュール４０を流れる電流を検知する電流センサ部３０を備えるようにすることで、ジャンクションブロックの小型化を図れるようにしている。
Here, in the present embodiment, the
この電流センサ部３０は、ケース２１に設けられる電流センサ用ケース３１と、電流センサ用ケース３１に支持され、単電池４１に電気的に接続される電流センサ用バスバー３２と、を備えている。
The
本実施形態では、電流センサ用ケース３１は、ケース２１の一方向の他端側に連設されており、電流センサ部３０を設けない場合にはケース２１のデッドスペースとなる部位を利用して形成されている。こうすることで、ケース２１が大型化してしまうことを抑制できるようにしている。
In this embodiment, the
また、本実施形態では、電流センサ用ケース３１は、底壁３１１と、底壁３１１の幅方向（一方向および上下方向と直交する方向）両側に連設される一対の側壁３１２と、を備えている。そして、底壁３１１と一対の側壁３１２とで囲われる空間内に電流センサ用バスバー３２が配置されるようにしている。また、一対の側壁３１２には、押さえ突起３１２ａがそれぞれ形成されており、この押さえ突起３１２ａによって電流センサ用バスバー３２の抜け止めがなされるようにしている。こうすることで、電流センサ用バスバー３２が電流センサ用ケース３１に、電流センサ用ケース３１からの抜けが抑制された状態で支持されるようにしている。
Further, in the present embodiment, the
また、側壁３１２には、係合孔３１２ｂが形成されており、この係合孔３１２ｂに後述する下側ケース３４の周壁３４２に形成された第２係合突起３４２ｂが係合されるようになっている。
Further, the
さらに、本実施形態では、側壁３１２には、シールド板挿通孔３１２１が形成されており、このシールド板挿通孔３１２１にシールド板３８が下側から挿入されて電流センサ用ケース３１に固定されるようにしている。
Furthermore, in this embodiment, the
本実施形態では、シールド板３８は、例えば、金属等の磁性材料で形成することができ、底壁３１１の下側に配置される底壁３８１と、底壁３８１の幅方向（一方向および上下方向と直交する方向）両側に連設される一対の側壁３８２と、を備えている。そして、一対の側壁３８２には、係合孔３８２ａがそれぞれ形成されており、この係合孔３８２ａに、側壁３１２に形成されて、シールド板挿通孔３１２１内に存在する係合突起３１２１ａが挿入されるようになっている。こうすることで、シールド板３８が電流センサ用ケース３１に固定されるようにしている。
In this embodiment, the
本実施形態では、このシールド板３８の一対の側壁３８２を、外部の磁界を遮断するシールド部３９３として機能させている。さらに、一対の側壁３８２を底壁３８１で連結することで、電流センサ用バスバー３２を流れる電流によって発生する磁界を増幅させて後述するホールＩＣ３７に伝える増幅部３９４としても機能するようにしている。
In this embodiment, the pair of
そして、電流センサ用バスバー３２が配置された電流センサ用ケース３１に電流センサモジュール３３が組付けられるようにしている。
The
本実施形態では、電流センサモジュール３３は、電流センサ用バスバー３２を流れる電流を検知するホールＩＣ（電流検出素子）３７と、ホールＩＣ（電流検出素子）３７が実装される実装面３６１ａを有する実装部３６１と、を備えている。本実施形態では、ホールＩＣ３７として、表面実装タイプのホールＩＣ３７を用いている。このホールＩＣ３７は、本体部３７１とリード線３７２とを備えており、リード線３７２を実装部３６１の実装面３６１ａに露出した導体に接続することで、ホールＩＣ３７を実装部３６１に実装させている。
In this embodiment, the
また、電流センサ部３０は、実装部３６１に接続されて、ＦＰＣ（フレキシブル薄板状の電線）２３に電流データを出力する電流出力線３６２を備えている。この電流出力線３６２は、接続コネクタ３６２ａを介してＦＰＣ（フレキシブル薄板状の電線）２３に接続されている（図３参照）。
The
ここで、本実施形態では、１枚のＦＰＣ（フレキシブル薄板状の電流センサ用電線）３６に実装部３６１と電流出力線３６２とが設けられるようにしている。すなわち、本実施形態では、実装部３６１および電流出力線３６２が可撓性を有するようにしている。そのため、本実施形態では、ホールＩＣ（電流検出素子）３７が実装された実装部３６１を、下側ケース（第１モジュールケース）３４と上側ケース（第２モジュールケース）３５とで挟持するようにしている。こうすることで、実装部３６１を電流センサ用ケース３１に配置する際に撓んでしまうことが抑制されるようにしている。
Here, in the present embodiment, the mounting
具体的には、下側ケース３４は、絶縁部３９１として機能する底壁３４１と、底壁３４１に連設される周壁３４２と、を備えており、底壁３４１の上面に上方に突出する位置決め突起３４１ａが２つ形成されている。一方、ＦＰＣ（フレキシブル薄板状の電流センサ用電線）３６の実装部３６１に、位置決め突起３４１ａがそれぞれ挿入される２つの挿通孔３６１ｂを形成している。そして、位置決め突起３４１ａを挿通孔３６１ｂに挿入させた状態で、ＦＰＣ（フレキシブル薄板状の電流センサ用電線）３６が下側ケース３４上に載置されるようにしている。こうすることで、実装部３６１が水平方向に位置ずれしてしまうことを抑制できるようにしている。なお、本実施形態では、位置決め突起３４１ａは、上方に向かうにつれて縮径するテーパ状に形成されており、挿通孔３６１ｂに挿入させやすいようにしている。
Specifically, the
そして、水平方向への位置ずれが抑制された状態で実装部３６１を載置した下側ケース３４に上側ケース３５を取り付けることで、実装面３６１ａの法線方向への実装部３６１の移動も規制されるようにしている。
By attaching the
具体的には、上側ケース３５は、天壁３５１と周壁３５２とを備えており、天壁３５１の下面に下方に突出して実装部３６１を押さえる押さえリブ３５１１が形成されている。この押さえリブ３５１１には、挿通孔３５１１ａが下方に開口するように形成されており、下側ケース３４に上側ケース３５を取り付ける際に、位置決め突起３４１ａが挿通孔３５１１ａに挿入されるようにしている。そして、位置決め突起３４１ａが挿通孔３５１１ａに挿入した状態で、押さえリブ３５１１の端面（押圧面）３５１１ｂが実装部３６１の実装面３６１ａに接触して、実装部３６１を下方に押圧するようにしている。こうすることで、実装面３６１ａの法線方向への実装部３６１の移動も規制されるようにしている。このように、本実施形態では、押さえリブ３５１１が、実装面３６１ａの法線方向への実装部３６１の移動を規制する移動規制部３９２としての機能を有している。
Specifically, the
なお、下側ケース３４の周壁３４２には第１係合突起３４２ａが形成されており、上側ケース３５の周壁３５２には係合孔３５２ａが形成されている。そして、下側ケース３４の周壁３４２に形成された第１係合突起３４２ａを上側ケース３５の周壁３５２に形成された係合孔３５２ａに係合させることで、下側ケース３４に上側ケース３５が組み付けられるようにしている。
The
このように、本実施形態では、電流センサ部３０が、電流センサ用バスバー３２と実装部３６１との間に配置される絶縁部３９１を備えている。また、電流センサ部３０は、実装面３６１ａの法線方向への実装部３６１の移動を規制する移動規制部３９２と、外部の磁界を遮断するシールド部３９３と、を備えている。さらに、電流センサ部３０は、電流センサ用バスバー３２を流れる電流によって発生する磁界を増幅させてホールＩＣ３７に伝える増幅部３９４を備えている。
Thus, in the present embodiment, the
また、本実施形態では、電流センサ部３０をバスバーモジュール１０の本体部２０に取り付けつつ、電流出力線３６２からＦＰＣ（フレキシブル薄板状の電線）２３に電流データが出力されるようにしている。こうすることで、電流センサ部３０で検知される電流データがＦＰＣ（フレキシブル薄板状の電線）２３に取り込まれるようにしている。こうすれば、ＦＰＣ（フレキシブル薄板状の電線）２３に電流センサ回路を集約させることができ、構成の簡素化を図ることができるようになる。
Further, in this embodiment, while the
また、本実施形態では、ＦＰＣ（フレキシブル薄板状の電線）２３を用いるようにしている。こうすれば、電池モジュール（電池集合体）４０の状態（電流、電圧、温度など）を示すデータが出力される回路をＦＰＣ（フレキシブル薄板状の電線）２３に一体化させることができるようになる。その結果、バスバーモジュール１０自体の軽量化を図ることが可能になる。
Further, in this embodiment, an FPC (flexible thin plate electric wire) 23 is used. In this way, a circuit that outputs data indicating the state (current, voltage, temperature, etc.) of the battery module (battery assembly) 40 can be integrated with the FPC (flexible thin plate-shaped electric wire) 23. . As a result, it is possible to reduce the weight of the
また、ＦＰＣ（フレキシブル薄板状の電線）２３を用いるようにすれば、電流データをＦＰＣ（フレキシブル薄板状の電線）２３から直接出力させることができるようになる。そのため、剛性を有する基板を使用した場合のように、コネクタ接続するためのスペースを設ける必要がなくなり、バスバーモジュール１０のより一層の小型化を図ることが可能になる。
Further, by using an FPC (flexible thin plate-like electric wire) 23, current data can be directly output from the FPC (flexible thin plate-like electric wire) 23. FIG. Therefore, there is no need to provide a space for connector connection as in the case of using a rigid substrate, and the
次に、図１２～図１５を用いて、電流センサ部３０の組み付け方法の一例を説明する。
Next, an example of a method for assembling the
まず、図１２に示すように、電流センサ用ケース３１の底壁３１１上に電流センサ用バスバー３２を配置する。具体的には、電流センサ用バスバー３２が延設された引出用バスバー２２２の負端子４１２に接続させる部位をケース２１のバスバー収容部２１４に収容させつつ、電流センサ用バスバー３２をケース２１に延設された電流センサ用ケース３１上に配置する。このとき、電流センサ用バスバー３２を押さえ突起３１２ａよりも下方（底壁３１１側）に位置するように押し込んで、押さえ突起３１２ａによって電流センサ用バスバー３２の抜け止めがなされるようにする。
First, as shown in FIG. 12, the current
次に、ＦＰＣ３６の実装部３６１にホールＩＣ３７を実装する。そして、図１３に示すように、ホールＩＣ３７を実装したＦＰＣ３６を下側ケース３４の底壁３４１上に載置する。このとき、ＦＰＣ３６の実装部３６１に形成された挿通孔３６１ｂに下側ケース３４の底壁３４１に形成された位置決め突起３４１ａを挿入して、位置決め突起３４１ａによって実装部３６１（ホールＩＣ３７）の位置決めがなされるようにする。
Next, the
次に、図１４に示すように、下側ケース３４に上側ケース３５を組み付けて電流センサモジュール３３を形成する。具体的には、下側ケース３４の周壁３４２に形成された第１係合突起３４２ａを上側ケース３５の周壁３５２に形成された係合孔３５２ａに係合させることで、下側ケース３４に上側ケース３５を組み付ける。このとき、上側ケース３５の天壁３５１に形成された押さえリブ３５１１の挿通孔３５１１ａに位置決め突起３４１ａを挿入し、押さえリブ３５１１の端面３５１１ｂが実装部３６１の実装面３６１ａを押圧するようにする。こうすることで、実装部３６１（ホールＩＣ３７）が上下方向（実装面３６１ａの法線方向）に移動してしまうことが規制されるようにしている。
Next, as shown in FIG. 14, the
次に、図１５に示すように、電流センサモジュール３３を、下側ケース３４の底壁３４１が下方に位置するようにした状態で、電流センサ用バスバー３２が配置された電流センサ用ケース３１に組み付ける。具体的には、下側ケース３４の周壁３４２に形成された第２係合突起３４２ｂを電流センサ用ケース３１の側壁３１２に形成された係合孔３１２ｂに係合させることで、電流センサモジュール３３を電流センサ用ケース３１に組み付ける。
Next, as shown in FIG. 15, the
最後に、電流センサ用ケース３１にシールド板３８を組み付ける。具体的には、シールド板３８の側壁３８２を電流センサ用ケース３１の側壁３１２に形成されたシールド板挿通孔３１２１に挿入することで、シールド板３８を電流センサ用ケース３１に組み付ける。このとき、電流センサ用ケース３１の側壁３１２におけるシールド板挿通孔３１２１内に形成された係合突起３１２１ａをシールド板３８の側壁３８２に形成された係合孔３８２ａに係合させるようにする。
Finally, the
こうすることで、図６に示すような電流センサ部３０が本体部２０に一体的に設けられる。なお、上記の方法は一例に過ぎず、電流センサ部３０は、様々な方法で組み付けることができる。例えば、電流センサ用ケース３１の底壁３１１上に電流センサ用バスバー３２を配置する工程を、電流センサモジュール３３を形成する工程の途中とすることも可能であるし、電流センサモジュール３３を形成する工程の後とすることも可能である。また、シールド板３８を電流センサ用ケース３１に組み付ける工程も最後にする必要はなく、電流センサモジュール３３を形成する工程の前や後、電流センサモジュール３３を形成する工程の途中とすることも可能である。
By doing so, the
また、本実施形態では、表面実装タイプのホールＩＣ３７をＦＰＣ３６に実装させたものを例示したが、図１６～図１８に示すように、スルーホール実装タイプのホールＩＣ３７をＦＰＣ３６に実装させるようにすることも可能である。
Further, in the present embodiment, the surface mount
なお、図１６～図１８に示す電流センサ部３０には、上記実施形態と同様の構成要素が含まれている。よって、以下では、それら同様の構成要素には共通の符号を付与するとともに、重複する説明を省略する。
It should be noted that the
図１６～図１８に示す電流センサ部３０では、電流検出素子として、本体部３７１と、本体部の下面から下方に突出し、剛性を有する基板に形成されたスルーホールに挿入されるリード線３７２と、を備えるホールＩＣ３７が用いられている。
In the
そして、図１７に示すように、スルーホール実装タイプのホールＩＣ３７を横向きにした状態（リード線３７２を水平に突出させた状態）で、ＦＰＣ３６の実装部３６１に実装させている。
Then, as shown in FIG. 17, the through-hole mounting
さらに、スルーホール実装タイプのホールＩＣ３７を実装部３６１に実装したＦＰＣ３６を下側ケース３４および上側ケース３５で保持することで電流センサモジュール３３を形成している。
Furthermore, the
ここで、図１６～図１８に示す電流センサ部３０では、スルーホール実装タイプのホールＩＣ３７を横向きにしているため、電流センサモジュール３３を９０度回転させた状態で、電流センサ用ケース３１に組み付けている。こうすることで、電流センサ用バスバー３２で生じる磁界をスルーホール実装タイプのホールＩＣ３７で検知することができるようにしている。
Here, in the
そのため、図１６～図１８に示す電流センサ部３０では、上側ケース３５の天壁３５１に係合突起３５１ａが形成されている。そして、この係合突起３５１ａを電流センサ用ケース３１の側壁３１２に形成された係合孔３１２ｂに係合させることで、電流センサモジュール３３を電流センサ用ケース３１に組み付けている。このとき、下側ケース３４の周壁３４２および上側ケース３５の周壁３５２のうち下方に位置する部位が、絶縁部３９１として機能することになる。
Therefore, in the
このような構成とすることでも、上記実施形態で示したバスバーモジュール１０と同様の作用、効果を奏することができる。すなわち、スルーホールが形成される基板に取り付けて使用するホールＩＣ３７をＦＰＣ３６のようにスルーホールを形成できない部材に取り付けた場合であっても、９０度回転させることで、同じような機能が得られるようにしている。
Even with such a configuration, it is possible to obtain the same functions and effects as those of the
［作用・効果］
以下では、上記実施形態およびその変形例で示したバスバーモジュールの特徴的構成及びそれにより得られる効果を説明する。
[Action/effect]
The characteristic configurations of the busbar modules shown in the above embodiments and their modifications and the effects obtained therefrom will be described below.
上記実施形態およびその変形例で示したバスバーモジュール１０は、本体部２０を備えている。この本体部２０は、複数の単電池４１を有する電池モジュール（電池集合体）４０に組み付けられるケース２１と、ケース２１に支持されて電池モジュール（電池集合体）４０の単電池４１に電気的に接続されるバスバー２２と、を備えている。さらに、本体部２０は、ケース２１に載置されるＦＰＣ（フレキシブル薄板状の電線）２３と、を備えている。
The
また、バスバーモジュール１０は、本体部２０に一体的に設けられ、電池モジュール（電池集合体）４０を流れる電流を検知する電流センサ部３０を備えている。
The
この電流センサ部３０は、ケース２１に設けられる電流センサ用ケース３１と、電流センサ用ケース３１に支持され、単電池４１に電気的に接続される電流センサ用バスバー３２と、を備えている。さらに、電流センサ部３０は、電流センサ用バスバー３２を流れる電流を検知するホールＩＣ（電流検出素子）３７と、ホールＩＣ（電流検出素子）３７が実装される実装面３６１ａを有する実装部３６１と、を備えている。また、電流センサ部３０は、実装部３６１に接続されて、ＦＰＣ（フレキシブル薄板状の電線）２３に電流データを出力する電流出力線３６２を備えている。
The
そして、電流センサ部３０は、電流センサ用バスバー３２と実装部３６１との間に配置される絶縁部３９１と、実装面３６１ａの法線方向への実装部３６１の移動を規制する移動規制部３９２と、外部の磁界を遮断するシールド部３９３と、を備えている。
The
このように、バスバーモジュール１０の本体部２０に電流センサ部３０を一体的に設けるようにすれば、電流センサをジャンクションブロックに配置させる必要がなくなるため、ジャンクションブロックの小型化を図ることができるようになる。
If the
さらに、ＦＰＣ（フレキシブル薄板状の電線）２３を用いることで、通常の電線を用いた際に生じる下記の課題を解決することが可能になる。 Furthermore, by using the FPC (flexible thin plate-shaped electric wire) 23, it becomes possible to solve the following problems that occur when using a normal electric wire.
まず、通常の電線を使用した場合、電線経路を這うように電線を配置する必要があり、このときに、断線しない曲げＲを設けて電線を伸ばす必要があるため、電線経路用の空間を大きくする必要があった。 First, when a normal electric wire is used, it is necessary to arrange the electric wire so as to crawl along the electric wire route. I had to.
また、電線が、他の部品と強干渉しても断線の懸念があるため、電線の余長が必要になって、バスバーモジュールがより大型化してしまうおそれがあった。 In addition, since there is a risk of disconnection even if the electric wire strongly interferes with other parts, the extra length of the electric wire is required, which may increase the size of the busbar module.
また、電線を用いたバスバーモジュールとすると、ケース２１を電池モジュール（電池集合体）４０に組み付けた後に、電線を電線経路用の空間に通す必要があり、組み付け作業時に手間がかかっていた。
In addition, if the busbar module uses electric wires, after the
これに対して、ＦＰＣ（フレキシブル薄板状の電線）２３の厚さは、通常の電線径の１／５程度であるため、ＦＰＣ（フレキシブル薄板状の電線）２３を用いると、電線経路用の空間をより小さくすることができるようになる。その結果、バスバーモジュール１０の低背化を図ることができるようになる。
On the other hand, since the thickness of the FPC (flexible thin plate-shaped electric wire) 23 is about 1/5 of the diameter of a normal electric wire, the use of the FPC (flexible thin plate-shaped electric wire) 23 reduces the space for the electric wire route. can be made smaller. As a result, the height of the
このように、上記実施形態およびその変形例で示したバスバーモジュール１０とすれば、ジャンクションブロックの小型化を図りつつ、バスバーモジュール１０自身の小型化を図ることも可能になる。
Thus, by using the
また、ケース２１の上部に載置するだけでＦＰＣ（フレキシブル薄板状の電線）２３をケース２１に組み付けることが可能になるため、組み付け作業性をより向上させることができるようになる。
In addition, since the FPC (flexible thin plate-like electric wire) 23 can be assembled to the
また、上記実施形態およびその変形例で示したバスバーモジュール１０では、電流センサ部３０をバスバーモジュール１０の本体部２０に取り付けつつ、電流出力線３６２からＦＰＣ（フレキシブル薄板状の電線）２３に電流データが出力されるようにしている。このように、電流センサ部３０で検知される電流データがＦＰＣ（フレキシブル薄板状の電線）２３に取り込まれるようにすれば、ＦＰＣ（フレキシブル薄板状の電線）２３に電流センサ回路を集約させることができ、構成の簡素化を図ることができるようになる。
Further, in the
また、ＦＰＣ（フレキシブル薄板状の電線）２３を用いるようにすれば、電池モジュール（電池集合体）４０の状態（電流、電圧、温度など）を示すデータが出力される回路をＦＰＣ（フレキシブル薄板状の電線）２３に一体化させることができるようになる。その結果、バスバーモジュール１０自体の軽量化を図ることが可能になる。
In addition, if an FPC (flexible thin plate electric wire) 23 is used, a circuit that outputs data indicating the state (current, voltage, temperature, etc.) of the battery module (battery assembly) 40 can be replaced by an FPC (flexible thin plate). electric wire) 23 can be integrated. As a result, it is possible to reduce the weight of the
また、ＦＰＣ（フレキシブル薄板状の電線）２３を用いるようにすれば、電流データをＦＰＣ（フレキシブル薄板状の電線）２３から直接出力させることができるようになる。そのため、剛性を有する基板を使用した場合のように、コネクタ接続するためのスペースを設ける必要がなくなり、バスバーモジュール１０のより一層の小型化を図ることが可能になる。
Further, by using an FPC (flexible thin plate-like electric wire) 23, current data can be directly output from the FPC (flexible thin plate-like electric wire) 23. FIG. Therefore, there is no need to provide a space for connector connection as in the case of using a rigid substrate, and the
また、上記実施形態およびその変形例で示したバスバーモジュール１０では、電流センサ用バスバー３２と実装部３６１との間に絶縁部３９１が配置されている。こうすれば、電流センサ用バスバー３２と実装部３６１とが短絡してしまうことをより確実に抑制することができるようになる。
In addition, in the
また、上記実施形態およびその変形例で示したバスバーモジュール１０では、電流センサ部３０が、実装面３６１ａの法線方向への実装部３６１の移動を規制する移動規制部３９２を備えている。こうすれば、実装部３６１の撓みや位置ずれをより確実に抑制することができるようになり、より容易にホールＩＣ（電流検出素子）３７を位置決めさせることができるようになる。
Further, in the
また、上記実施形態およびその変形例で示したバスバーモジュール１０では、電流センサ部３０が、外部の磁界を遮断するシールド部３９３を備えている。こうすれば、ホールＩＣ（電流検出素子）３７が外部の磁界の影響を受けてしまうことが抑制されて、電流の検知精度をより向上させることができるようになる。
In addition, in the
また、電池モジュール（電池集合体）４０が、単電池４１が一方向に並べられた積層部４０Ａを有しており、電流センサ用バスバー３２が、積層部４０Ａの一方向の端部に配置された単電池４１に電気的に接続されていてもよい。
In addition, the battery module (battery assembly) 40 has a
こうすれば、複数の単電池４１を隙間なく並べた場合であっても、電池モジュール（電池集合体）４０との干渉を避けるために電流センサ部３０を本体部２０の厚さ方向（電池モジュール４０と対向する方向）にずらして形成する必要がなくなる。その結果、出力を損なうことなく電池モジュール（電池集合体）４０の小型化を図ることが可能になる上、バスバーモジュール１０の低背化を図ることができるようになる。
In this way, even when a plurality of
このとき、本体部２０に形成されるデッドスペースを利用して電流センサ部３０を設けるようにすれば、バスバーモジュール１０のさらなる小型化を図ることもできるようになる。
At this time, if the dead space formed in the
また、電流センサ部３０が、ＦＰＣ（フレキシブル薄板状の電流センサ用電線）３６を備えており、このＦＰＣ（フレキシブル薄板状の電流センサ用電線）３６に実装部３６１および電流出力線３６２が設けられていてもよい。
In addition, the
こうすれば、剛性を有する基板を使用せずに電流センサ部３０を形成することができる上、基板に電線を接続するためのコネクタ端子を設ける必要もなくいなるため、電流センサ部３０の省スペース化、低背化を図ることが可能になる。
In this way, the
また、電流センサ部３０が、電流センサ用ケース３１に組み付けられる電流センサモジュール３３を備えていてもよい。また、この電流センサモジュール３３が、絶縁部３９１が設けられた下側ケース（第１モジュールケース）３４と、移動規制部３９２が設けられ、下側ケース３４に組み付けられる上側ケース（第２モジュールケース）３５と、を備えていてもよい。そして、ホールＩＣ（電流検出素子）３７と実装部３６１と電流出力線３６２とが、下側ケース（第１モジュールケース）３４および上側ケース（第２モジュールケース）３５に保持されるようにしてもよい。
Further, the
こうすれば、より容易に電流センサ部３０を組み付けることが可能になる。このとき、ＦＰＣ３６を用いて電流センサモジュール３３を形成した場合には、電流センサ用ケース３１に組み付ける際にＦＰＣ（フレキシブル薄板状の電流センサ用電線）３６が撓んでしまうことを抑制することができる。すなわち、電流センサモジュール３３を電流センサ用ケース３１に組み付ける際にホールＩＣ（電流検出素子）３７が位置ずれしてしまうことをより確実に抑制することができるようになる。
This makes it possible to assemble the
［その他］
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。
[others]
Although the present embodiment has been described above, the present embodiment is not limited to these, and various modifications are possible within the scope of the gist of the present embodiment.
例えば、上記実施形態およびその変形例では、電流センサ用バスバー３２が、積層部４０Ａの一方向の端部に配置された単電池４１に電気的に接続されたものを例示している。しかしながら、バスバーモジュール１０は、このような構成に限られるものではなく、例えば、積層部４０Ａの真ん中の単電池４１に電流センサ用バスバー３２を電気的に接続させるようにすることも可能である。この場合、電流センサ部３０が形成される部位に隙間ができるように単電池４１を並べるようにすれば、バスバーモジュール１０の低背化を図ることが可能になる。このような構成は、例えば、一方向に並んで配置されている単電池４１の１つを取り除き、そのスペースに電流センサ用バスバー３２を配置しつつ両隣の単電池４１に電気的に接続させ、その上に電流センサモジュール３３を配置することで得ることができる。
For example, in the above-described embodiment and its modification, the current
また、ケース２１の上方や下方に電流センサ部３０を設けるようにすることも可能である。すなわち、電流センサ部３０が形成される部位は、ケース２１の様々な部位とすることが可能である。
It is also possible to provide the
また、上記実施形態およびその変形例では、絶縁部３９１を電流センサ用ケース３１とは別体に設けたものを例示したが、電流センサ用ケース３１に絶縁部３９１が一体に形成されるようにしてもよい。このような構成は、例えば、電流センサ用ケース３１の互いに対向する側壁３１２に連設されるようにしつつ底壁３１１との間に空間（横孔）が形成されるように絶縁部３９１を形成することで得ることができる。この場合、電流センサ部３０を組み付ける際には、電流センサ用バスバー３２を空間（横孔）のスライドさせることになる。
In addition, in the above-described embodiment and its modification, the insulating
また、上記実施形態およびその変形例では、実装部３６１および電流出力線３６２が設けられたＦＰＣ（フレキシブル薄板状の電流センサ用電線）３６を用いたものを例示している。しかしながら、バスバーモジュール１０は、このような構成に限られるものではなく、例えば、多層回路基板等の剛性を有する基板を実装部３６１とした構成とすることも可能である。この場合、電流出力線３６２として通常の電線を用いることも可能であるし、フレキシブル薄板状の電線を用いることも可能である。
Further, in the above-described embodiment and its modified example, the FPC (flexible thin-plate-like electric wire for current sensor) 36 provided with the mounting
また、実装部３６１および電流出力線３６２が設けられたＦＰＣ（フレキシブル薄板状の電流センサ用電線）３６を用いつつ、実装部３６１を補強して剛性を持たせるようにすることも可能である。
It is also possible to reinforce the mounting
また、その他で説明した上記構成を適宜組み合わせたバスバーモジュールとすることも可能である。 Moreover, it is also possible to form a busbar module in which the above configurations described in other sections are appropriately combined.
また、本体部のケースやバスバー、その他細部のスペック（形状、大きさ、レイアウト等）も適宜に変更可能である。 In addition, the case and bus bars of the main body and other detailed specifications (shape, size, layout, etc.) can be changed as appropriate.
１０ バスバーモジュール
２０ 本体部
２１ ケース
２２ バスバー
２３ ＦＰＣ（フレキシブル薄板状の電線）
３０ 電流センサ部
３１ 電流センサ用ケース
３２ 電流センサ用バスバー
３３ 電流センサモジュール
３４ 下側ケース（第１モジュールケース）
３５ 上側ケース（第２モジュールケース）
３６ ＦＰＣ（フレキシブル薄板状の電流センサ用電線）
３６１ 実装部
３６１ａ 実装面
３６２ 電流出力線
３７ ホールＩＣ（電流検出素子）
３９１ 絶縁部
３９２ 移動規制部
３９３ シールド部
４０ 電池モジュール（電池集合体）
４０Ａ 積層部
４１ 単電池
REFERENCE SIGNS
30
35 upper case (second module case)
36 FPC (flexible thin plate electric wire for current sensor)
361
391 insulating
40A Laminated
Claims (4)
前記本体部に一体的に設けられ、前記電池集合体を流れる電流を検知する電流センサ部と、
を備え、
前記電流センサ部は、
前記ケースに設けられる電流センサ用ケースと、
前記電流センサ用ケースに支持され、前記単電池に電気的に接続される電流センサ用バスバーと、
前記電流センサ用バスバーを流れる電流を検知する電流検出素子と、
前記電流検出素子が実装される実装面を有する実装部と、
前記実装部に接続されて、前記フレキシブル薄板状の電線に電流データを出力する電流出力線と、
前記電流センサ用バスバーと前記実装部との間に配置される絶縁部と、
前記実装面の法線方向への前記実装部の移動を規制する移動規制部と、
外部の磁界を遮断するシールド部と、
を備える、
バスバーモジュール。 A case assembled to a battery assembly having a plurality of cells, a bus bar supported by the case and electrically connected to the cells of the battery assembly, and a flexible thin plate placed on the case. a main body comprising an electric wire; and
a current sensor unit that is integrally provided with the main body and detects a current flowing through the battery assembly;
with
The current sensor unit
a current sensor case provided in the case;
a current sensor bus bar supported by the current sensor case and electrically connected to the cell;
a current detection element for detecting a current flowing through the current sensor busbar;
a mounting portion having a mounting surface on which the current detection element is mounted;
a current output line that is connected to the mounting portion and outputs current data to the flexible thin plate-like electric wire;
an insulating portion disposed between the current sensor busbar and the mounting portion;
a movement restricting portion that restricts movement of the mounting portion in a direction normal to the mounting surface;
a shield that blocks an external magnetic field;
comprising a
busbar module.
前記電流センサ用バスバーは、前記積層部の前記一方向の端部に配置された前記単電池に電気的に接続されている、
請求項１に記載のバスバーモジュール。 The battery assembly has a laminate part in which the cells are arranged in one direction,
The current sensor busbar is electrically connected to the single cell arranged at the one-directional end of the stack,
The busbar module according to claim 1.
前記フレキシブル薄板状の電流センサ用電線に前記実装部および前記電流出力線が設けられている、
請求項１または請求項２に記載のバスバーモジュール。 The current sensor unit includes a flexible thin plate-shaped current sensor wire,
The flexible thin plate-shaped current sensor wire is provided with the mounting portion and the current output line,
The busbar module according to claim 1 or 2.
前記電流センサモジュールは、
前記絶縁部が設けられた第１モジュールケースと、
前記移動規制部が設けられ、前記第１モジュールケースに組み付けられる第２モジュールケースと、
前記第１モジュールケースおよび前記第２モジュールケースに保持される前記電流検出素子と前記実装部と前記電流出力線と、
を備える、
請求項１から３のいずれか１項に記載のバスバーモジュール。 The current sensor unit includes a current sensor module assembled to the current sensor case,
The current sensor module is
a first module case provided with the insulating portion;
a second module case provided with the movement restricting portion and assembled to the first module case;
the current detection element held by the first module case and the second module case, the mounting portion, and the current output line;
comprising a
The busbar module according to any one of claims 1 to 3.
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