JP7418375B2 - バスバモジュール - Google Patents

Description

本発明は、バスバモジュールに関する。

従来、電池モジュールの電池セルに対して固定される複数のバスバを有するバスバモジュールがある。バスバモジュールは、例えば、複数の接続導体を有する幹線部と、幹線部から分岐してバスバに接続される枝部と、を有する。幹線部は、限られたスペースに配置するために小型化を必要とする。

特許文献１には、可撓性を有する絶縁層を介して複数の導電層を備えた内層基板からなるケーブル部と、絶縁層及び導電層を有する外層基板が内層基板の表面に部分的に積層されてなる多層配線部とを備えたフレキシブル多層配線板が開示されている。

特開２００６－１９６７６２号公報

特許文献１のようなフレキシブル多層配線板は、構成が複雑化しやすい。簡素な構成で回路体の小型化を実現できることが望まれている。例えば、簡素な構成で接続導体を複層化できることが望ましい。また、回路体の枝部は、電池モジュールの公差を吸収しながらバスバを電池セルに対して固定できるように、柔軟性を有することが好ましい。

本発明の目的は、簡素な構成による接続導体の複層化と、枝部の柔軟性とを両立できるバスバモジュールを提供することである。

本発明のバスバモジュールは、複数の電池セルを有する電池モジュールの前記電池セルに対して固定される複数のバスバと、複数の前記バスバに対応する複数の接続導体を有し、可撓性を有する板状の回路体と、を備え、前記回路体は、複数の前記電池セルが配列される第一方向に沿って延在する幹線部と、前記幹線部から分岐して前記バスバに接続される複数の枝部と、を有し、前記回路体は、第一回路層および第二回路層を含み、前記第一回路層は、基層と、前記基層の第一面を覆う第一被覆層と、前記第一面と前記第一被覆層との間に配置された第一導体層と、で構成され、前記第二回路層は、前記基層と、前記基層の第二面を覆う第二被覆層と、前記第二面と前記第二被覆層との間に配置された第二導体層と、で構成され、前記枝部は、前記第一回路層および前記第二回路層の何れか一方で構成された薄肉部を有し、前記薄肉部を撓ませた状態で前記幹線部と前記バスバとを接続することを特徴とする。

本発明に係るバスバモジュールにおいて、枝部は、第一回路層および第二回路層の何れか一方で構成された薄肉部を有し、薄肉部を撓ませた状態で幹線部とバスバとを接続する。本発明に係るバスバモジュールによれば、簡素な構成による接続導体の複層化と、枝部の柔軟性とを両立できるという効果を奏する。

図１は、実施形態に係るバスバモジュールおよび電池モジュールの斜視図である。 図２は、実施形態に係るバスバモジュールの分解斜視図である。 図３は、実施形態に係る回路体およびバスバの平面図である。 図４は、実施形態に係るバスバの斜視図である。 図５は、実施形態に係る回路体の要部を示す斜視図である。 図６は、実施形態に係るケースの平面図である。 図７は、実施形態に係るケースの斜視図である。 図８は、実施形態に係るカバーの斜視図である。 図９は、実施形態に係る回路体の内部構成を説明する図である。 図１０は、実施形態に係る回路体の厚肉部の断面図である。 図１１は、実施形態に係る回路体の薄肉部の断面図である。 図１２は、実施形態に係る回路体の断面図である。 図１３は、実施形態に係る回路体の斜視図である。 図１４は、実施形態に係るケースの斜視図である。 図１５は、実施形態に係るケースの断面図である。 図１６は、実施形態に係るケースおよび回路体の側面図である。 図１７は、実施形態に係るケースおよび回路体の断面図である。 図１８は、実施形態に係るバスバモジュールの断面図である。 図１９は、実施形態に係る回路体およびバスバの断面図である。 図２０は、実施形態に係る回路体およびバスバの断面図である。 図２１は、実施形態に係るバスバの斜視図である。

以下に、本発明の実施形態に係るバスバモジュールにつき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。

［実施形態］
図１から図２１を参照して、実施形態について説明する。本実施形態は、バスバモジュールに関する。図１は、実施形態に係るバスバモジュールおよび電池モジュールの斜視図、図２は、実施形態に係るバスバモジュールの分解斜視図、図３は、実施形態に係る回路体およびバスバの平面図、図４は、実施形態に係るバスバの斜視図、図５は、実施形態に係る回路体の要部を示す斜視図、図６は、実施形態に係るケースの平面図、図７は、実施形態に係るケースの斜視図、図８は、実施形態に係るカバーの斜視図、図９は、実施形態に係る回路体の内部構成を説明する図である。

図１０は、実施形態に係る回路体の厚肉部の断面図、図１１は、実施形態に係る回路体の薄肉部の断面図、図１２は、実施形態に係る回路体の断面図、図１３は、実施形態に係る回路体の斜視図、図１４は、実施形態に係るケースの斜視図、図１５は、実施形態に係るケースの断面図、図１６は、実施形態に係るケースおよび回路体の側面図、図１７は、実施形態に係るケースおよび回路体の断面図、図１８は、実施形態に係るバスバモジュールの断面図、図１９および図２０は、実施形態に係る回路体およびバスバの断面図、図２１は、実施形態に係るバスバの斜視図である。図１２には、図３のXII－XII断面が示されている。図１５には、図６のXV－XV断面が示されている。図１７には、図１のXVII－XVII断面が示されている。図１８には、図１のXVIII－XVIII断面が示されている。図１９には、図３のXIX－XIX断面が示されている。図２０には、図１９のXX－XX断面が示されている。

図１に示すように、本実施形態の電池パック１００は、バスバモジュール１および電池モジュール１１０を有する。電池パック１００は、電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ）等の車両に電源として搭載される。電池パック１００は、複数のバスバモジュール１および複数の電池モジュール１１０を有していてもよい。

電池モジュール１１０は、複数の電池セル１２０を有する。例示された電池セル１２０の形状は、直方体形状である。電池セル１２０の第一面１２０ａには、二つの電極１２１が配置されている。第一面１２０ａの形状は、略長方形である。

複数の電池セル１２０は、第一方向Ｘに沿って配列されている。より詳しくは、複数の電池セル１２０は、第一面１２０ａの長辺が隣接する他の第一面１２０ａの長辺と第一方向Ｘにおいて対向するように配列されている。以下の説明では、第一面１２０ａにおいて第一方向Ｘと直交する方向を「第二方向Ｙ」と称する。第二方向Ｙは、第一面１２０ａの長手方向である。第一方向Ｘおよび第二方向Ｙの何れとも直交する方向を「第三方向Ｚ」と称する。第三方向Ｚは、電池セル１２０の高さ方向である。第一面１２０ａは、第三方向Ｚと直交している。電池パック１００は、例えば、第一面１２０ａが車両上下方向の上側を向くように車両に搭載される。

第一面１２０ａの二つの電極１２１は、第二方向Ｙにおいて並んでいる。第一面１２０ａの二つの電極１２１のうち、一方は正極であり、他方は負極である。第一面１２０ａにおける長手方向の一端に配置されている電極１２１の集合体を「第一電極群１２１ａ」と称する。また、第一面１２０ａにおける長手方向の他端に配置されている電極１２１の集合体を「第二電極群１２１ｂ」と称する。本実施形態の電池モジュール１１０では、第一電極群１２１ａにおいて、正極および負極が交互に並んでいる。また、第二電極群１２１ｂにおいて、正極および負極が交互に並んでいる。本実施形態のバスバモジュール１は、複数の電池セル１２０を直列に接続する。

バスバモジュール１は、複数のバスバ２、板状の回路体３、ケース４、およびカバー５を有する。バスバ２は、銅やアルミニウム等の導電性の金属板から形成される。図２および図３に示すように、バスバモジュール１は、第一バスバ群２Ａおよび第二バスバ群２Ｂを有する。第一バスバ群２Ａおよび第二バスバ群２Ｂは、第一方向Ｘに沿って並ぶ複数のバスバ２を有する。第一バスバ群２Ａのバスバ２は、電池モジュール１１０の第一電極群１２１ａに対して固定される。第二バスバ群２Ｂのバスバ２は、第二電極群１２１ｂに対して固定される。

図４に示すように、バスバ２は、本体２０および端子２１を有する。本体２０および端子２１は、例えば、溶接等により電気的に接続されている。本体２０は、第一方向Ｘにおいて互いに隣接する二つの電極１２１を電気的に接続する。本体２０は、基部２０ａ、第一接続部２０ｂ、および第二接続部２０ｃを有する。基部２０ａは、矩形の平板形状を有しており、第三方向Ｚと直交する。

第一接続部２０ｂおよび第二接続部２０ｃは、第一方向Ｘに沿って隙間をあけて並んでおり、かつ基部２０ａから第二方向Ｙに向けて突出している。第一接続部２０ｂおよび第二接続部２０ｃは、第三方向Ｚと直交する。第一接続部２０ｂは、隣接する二つの電極１２１のうちの一方の電極１２１に対して接続される。第二接続部２０ｃは、隣接する二つの電極１２１のうちの他方の電極１２１に対して接続される。第一接続部２０ｂおよび第二接続部２０ｃは、溶接によって電極１２１に接続されてもよく、締結部材によって電極１２１に接続されてもよく、その他の手段によって電極１２１に接続されてもよい。

端子２１は、平板形状を有しており、本体２０の基部２０ａに対して固定されている。端子２１は、基部２０ａに対して第一接続部２０ｂおよび第二接続部２０ｃの側とは反対側に向けて突出している。端子２１は、第一面２１ａおよび第二面２１ｂを有する。第一面２１ａは、端子２１が有する二つの主面の一方であり、第三方向Ｚにおいて基部２０ａと対向する。第二面２１ｂは、端子２１が有する二つの主面の他方である。

端子２１には、端子２１を板厚方向に沿って貫通する貫通孔２１ｃが形成されている。貫通孔２１ｃは、端子２１の先端部に配置されている。貫通孔２１ｃは、第一面２１ａおよび第二面２１ｂのそれぞれに開口している。

回路体３は、板状の回路体であり、かつ可撓性を有している。本実施形態の回路体３は、フレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）である。回路体３は、複数のバスバ２に対応する複数の接続導体６を有する。図２および図３に示すように、回路体３は、幹線部３０および複数の枝部３１を有する。幹線部３０および枝部３１は、一体に形成されている。

幹線部３０は、平板形状を有しており、第一方向Ｘに沿って延在している。図３に示すように、幹線部３０は、第一方向Ｘに沿う第一の辺３０ａおよび第二の辺３０ｂを有する。第一の辺３０ａは、幹線部３０における第二方向Ｙの一端の縁部である。第二の辺３０ｂは、幹線部３０における第二方向Ｙの他端の縁部である。枝部３１は、幹線部３０から分岐している。例示された回路体３は、第一の辺３０ａから分岐する複数の枝部３１、および第二の辺３０ｂから分岐する複数の枝部３１を有する。第一の辺３０ａにつながっている枝部３１は、第一バスバ群２Ａのバスバ２に対して接続される。第二の辺３０ｂにつながっている枝部３１は、第二バスバ群２Ｂのバスバ２に対して接続される。

幹線部３０は、第一端部３０ｃおよび第二端部３０ｄを有する。第一端部３０ｃは、幹線部３０における第一方向Ｘの一端部である。第二端部３０ｄは、幹線部３０における第一方向Ｘの他端部である。第一端部３０ｃには、コネクタ３ｃが接続されている。幹線部３０は、コネクタ３ｃを介して、電池モジュール１１０の状態を監視する監視装置に対して接続される。監視装置は、例えば、電池セル１２０の電圧や温度を監視する。

第一端部３０ｃには、第一貫通孔３０ｅが設けられている。第二端部３０ｄには、第二貫通孔３０ｆおよび第三貫通孔３０ｇが設けられている。第一貫通孔３０ｅ、第二貫通孔３０ｆ、および第三貫通孔３０ｇは、第三方向Ｚに沿って幹線部３０を貫通している。第一貫通孔３０ｅ、第二貫通孔３０ｆ、および第三貫通孔３０ｇは、例えば、幹線部３０における第二方向Ｙの中央部に配置される。例示された第一貫通孔３０ｅの形状は、径の大きさが一様な円形である。例示された第二貫通孔３０ｆおよび第三貫通孔３０ｇの形状は、第一方向Ｘに沿った長円形状である。第一方向Ｘにおいて、第三貫通孔３０ｇの長さは、第二貫通孔３０ｆの長さよりも大きい。

図５に示すように、枝部３１は、基部３２と、中間部３３と、固定部３４と、を有する。基部３２は、第二方向Ｙに向けて幹線部３０から突出している。固定部３４は、バスバ２に対して固定される部分であり、枝部３１の先端部に位置している。中間部３３は、基部３２から固定部３４に向けて第一方向Ｘに沿って延在している。

回路体３は、複数の接続導体６を有する。本実施形態の接続導体６は、導電性を有する金属箔であり、例えば、銅箔である。接続導体６は、幹線部３０に配索された第一部分６１と、枝部３１に配索された第二部分６２と、を有する。第一部分６１の端部は、コネクタ３ｃに接続される。第二部分６２の基端は、第一部分６１につながっている。第二部分６２の先端は、チップヒューズ３ｆに接続されている。

チップヒューズ３ｆは、固定部３４に配置されている。チップヒューズ３ｆは、第二部分６２とパッド３５との間に介在している。チップヒューズ３ｆは、パッド３５と接続導体６との間に過大な電流が流れた場合に両者の間を遮断するように構成されている。パッド３５は、固定部３４に形成された金属箔であり、外部空間に向けて露出している。バスバ２は、パッド３５に対してはんだ付けされる。パッド３５は、第一パッド３５ａおよび第二パッド３５ｂを有する。第一パッド３５ａおよび第二パッド３５ｂは、チップヒューズ３ｆを間に挟んで第二方向Ｙにおいて対向している。第一パッド３５ａおよび第二パッド３５ｂは、相互に電気的に接続されている。

本実施形態の回路体３は、枝部３１の中間部３３を湾曲させた状態でバスバ２に対して接続される。回路体３は、電池セル１２０の位置や高さ等における公差を枝部３１によって吸収する。本実施形態の枝部３１は、後述するように、肉厚が薄い薄肉部３ｂを有している。枝部３１は、薄肉部３ｂを湾曲させた状態で幹線部３０とバスバ２とを接続する。薄肉部３ｂが設けられた枝部３１は、柔軟性があり、高い追従性を有する。よって、本実施形態のバスバモジュール１は、電池モジュール１１０に対する組み付け作業の作業性を向上させることができる。また、本実施形態のバスバモジュール１は、湾曲部において発生する反力を低減させて回路体３の浮き上がり等を抑制することができる。

図６に示すように、ケース４は、複数のバスバ収容部４０、複数の橋部４１、および複数の連結部４２を有する。ケース４は、例えば、絶縁性の合成樹脂で成型される。バスバ収容部４０、橋部４１、および連結部４２は、一体に形成されている。ケース４の形状は、第一方向Ｘに沿って細長い矩形である。

バスバ収容部４０は、バスバ２を収容する部分であり、第三方向Ｚに沿った筒状の形状を有する。一つのバスバ収容部４０は、一つのバスバ２を収容する。複数のバスバ収容部４０は、第一方向Ｘに沿って並んでいる。ケース４は、第一方向Ｘに沿う第一の辺４ａおよび第二の辺４ｂを有する。第一の辺４ａは、ケース４における第二方向Ｙの一端の縁部である。第二の辺４ｂは、ケース４における第二方向Ｙの他端の縁部である。

ケース４は、第一の辺４ａに配置された複数のバスバ収容部４０、および第二の辺４ｂに配置された複数のバスバ収容部４０を有する。第一の辺４ａのバスバ収容部４０は、第一バスバ群２Ａのバスバ２を収容する。第二の辺４ｂのバスバ収容部４０は、第二バスバ群２Ｂのバスバ２を収容する。バスバ収容部４０は、仕切り壁４４を有する。仕切り壁４４は、バスバ２の第一接続部２０ｂと第二接続部２０ｃとの間を仕切る。バスバ収容部４０は、仕切り壁４４とつながっている対向面４５を有する。対向面４５は、第三方向Ｚにおいてバスバ２の基部２０ａおよび端子２１と対向する。

橋部４１は、第一の辺４ａに配置された一つのバスバ収容部４０と、第二の辺４ｂに配置された一つのバスバ収容部４０とをつないでいる。複数の橋部４１は、第一方向Ｘに沿って並んでいる。橋部４１は、回路体３の幹線部３０を支持する支持体として機能する。橋部４１は、第一の辺４ａの仕切り壁４４から、第二の辺４ｂの仕切り壁４４まで、第二方向Ｙに沿って延在している。ケース４は、第一橋部４１Ａおよび第二橋部４１Ｂを有する。第一橋部４１Ａおよび第二橋部４１Ｂは、複数の橋部４１のうち、第一方向Ｘの端部に位置している橋部４１である。第一橋部４１Ａは、回路体３の第一端部３０ｃを支持する。第二橋部４１Ｂは、回路体３の第二端部３０ｄを支持する。

連結部４２は、隣接する二つのバスバ収容部４０を連結する部分である。図７に示すように、連結部４２の形状は、アーチ形状である。連結部４２は、可撓性を有しており、隣接する二つのバスバ収容部４０の相対移動を許容する。より詳しくは、連結部４２は、少なくとも第一方向Ｘにおけるバスバ収容部４０の相対移動を許容するように形成されている。連結部４２は、第二方向Ｙおよび第三方向Ｚにおけるバスバ収容部４０の相対移動を許容してもよい。

ケース４は、複数の係合片４３を有する。係合片４３は、仕切り壁４４に対して第二方向Ｙの内側に配置されている。例示された係合片４３は、橋部４１の端部に設けられている。係合片４３は、第三方向Ｚに向けてアーム状に突出している。係合片４３の先端部には、爪部４３ａが形成されている。爪部４３ａは、第二方向Ｙに向けて隆起している。

図６に示すように、ケース４は、第一突部４６および第三突部４７を有する。第一突部４６は、回路体３の第一貫通孔３０ｅに対応する突部である。第一突部４６は、第一橋部４１Ａから第三方向Ｚに向けて突出している。第三突部４７は、回路体３の第三貫通孔３０ｇに対応する突部である。第三突部４７は、第二橋部４１Ｂから第三方向Ｚに向けて突出している。

カバー５は、回路体３を覆って回路体３を保護する部材である。カバー５は、ケース４と係合し、ケース４とカバー５との間に幹線部３０を収容する空間を形成する。カバー５は、例えば、絶縁性の合成樹脂によって成型される。図８に示すように、カバー５は、カバー本体５０、係合部５１、および第二突部５３を有する。カバー本体５０、係合部５１、および第二突部５３は、一体に形成されている。

カバー本体５０は、略矩形の平板形状を有する。カバー本体５０は、第一方向Ｘに沿う第一の辺５０ａおよび第二の辺５０ｂを有する。第一の辺５０ａは、カバー本体５０における第二方向Ｙの一端の縁部である。第二の辺５０ｂは、カバー本体５０における第二方向Ｙの他端の縁部である。図２に示すように、カバー本体５０の外側面５０ｄには、複数の補強用のリブ５４が設けられている。リブ５４は、第一方向Ｘおよび第二方向Ｙに沿って延在している。

図２および図８に示すように、カバー５は、複数の係合部５１を有する。係合部５１は、ケース４の係合片４３と係合し、カバー５をケース４に対して連結する。係合部５１は、第一の辺５０ａおよび第二の辺５０ｂに配置されている。図８に示すように、係合部５１の形状は、係合孔５２を有する角筒形状である。ケース４の係合片４３は、係合孔５２に挿入されて爪部４３ａを係合孔５２から突出させる。係合部５１は、係合片４３の爪部４３ａを係止してケース４とカバー５とを連結する。

第一方向Ｘに沿った係合孔５２の長さは、係合片４３の幅よりも十分に大きい。従って、係合部５１は、係合部５１に対して係合片４３が第一方向Ｘに相対移動することを許容する。つまり、カバー５は、カバー５とケース４とが連結した連結状態において、第一方向Ｘに沿ったケース４の伸縮を許容する。ケース４の伸縮は、主として連結部４２の弾性変形によって生じる。つまりカバー５は、連結状態において隣接する二つのバスバ収容部４０が第一方向Ｘに沿って相対移動することを許容する。

第二突部５３は、カバー本体５０の内側面５０ｃに対して突出している。第二突部５３は、回路体３の第二貫通孔３０ｆに対応する突部である。例示された第二突部５３の形状は、円柱形状である。

回路体３の詳細について説明する。図９は、回路体３の内部構成を説明する図である。図９には、バスバ２および電池モジュール１１０に対して取り付けられる前の枝部３１が示されている。なお、図９では接続導体６が実線で描かれているが、実際の回路体３では後述する被覆層１１，１２によって接続導体６が覆われており、接続導体６は露出していない。

本実施形態の回路体３は、図１０に示す厚肉部３ａと、図１１に示す薄肉部３ｂと、を有する。厚肉部３ａは、五層構造を有する。一方、薄肉部３ｂは、三層構造を有する。回路体３において、少なくとも幹線部３０は厚肉部３ａで構成されている。基層１０の両面に導体層１３，１４が配置されることで、幹線部３０の小型化と、複層化による多数の電圧検出回路の配索とが両立される。薄肉部３ｂは、枝部３１の中間部３３に設けられている。枝部３１は、薄肉部３ｂを撓み変形させた状態で幹線部３０とバスバ２とを接続する。高い可撓性を有する薄肉部３ｂが中間部３３に設けられていることで、電池モジュール１１０に対してバスバ２を組み付ける作業の作業性が向上する。

図１０に示すように、厚肉部３ａは、第一回路層７Ａおよび第二回路層７Ｂを有する五層構造である。厚肉部３ａは、基層１０、第一被覆層１１、第二被覆層１２、第一導体層１３、および第二導体層１４を有する。基層１０、第一被覆層１１、および第二被覆層１２は、何れも絶縁性の合成樹脂によって構成されている。基層１０、第一被覆層１１、および第二被覆層１２は、例えば、ポリイミド樹脂によって形成される。基層１０および被覆層１１，１２は、何れも可撓性を有するように形成される。

第一被覆層１１は、基層１０の第一面１０ａを覆う層である。第二被覆層１２は、基層１０の第二面１０ｂを覆う層である。第一導体層１３は、第一面１０ａと第一被覆層１１との間に配置された導体の層であり、可撓性を有する。例示された第一導体層１３は、第一面１０ａに形成された金属箔である。第一導体層１３は、典型的には接続導体６である。第一導体層１３の一部は、後述する補強層３６であってもよい。第一面１０ａに形成された金属箔に対するエッチングにより、接続導体６や補強層３６が形成される。第一面１０ａに接続導体６の回路パターン等が形成された後に、第一面１０ａおよび第一導体層１３に対して第一被覆層１１が貼り付けられる。

例示された第二導体層１４は、第二面１０ｂに形成された金属箔であり、可撓性を有する。第二導体層１４は、典型的には接続導体６である。第二導体層１４の一部は、補強層３６であってもよい。第二面１０ｂに形成された金属箔に対するエッチングにより、接続導体６や補強層３６が形成される。第二面１０ｂに接続導体６の回路パターン等が形成された後に、第二面１０ｂおよび第二導体層１４に対して第二被覆層１２が貼り付けられる。

図１１には、第一回路層７Ａによって構成された薄肉部３ｂが示されている。例示された薄肉部３ｂは、基層１０、第一被覆層１１、および第一導体層１３の三層構造である。この場合、基層１０の第二面１０ｂには、金属箔が形成されないか、または第二面１０ｂの金属箔がエッチングによって除去される。薄肉部３ｂは、厚肉部３ａと比較して肉厚が薄いため、厚肉部３ａよりも剛性が小さく、柔軟性を有する。なお、薄肉部３ｂは、第二回路層７Ｂによって構成されてもよい。

図９に示すように、薄肉部３ｂは枝部３１の中間部３３に設けられている。より詳しくは、中間部３３の略全体が薄肉部３ｂである。よって、例示された枝部３１は、中間部３３の全体を撓み変形させた状態で幹線部３０とバスバ２とを接続することができる。平面視における薄肉部３ｂの形状は、略矩形である。より詳しくは、例示された薄肉部３ｂは、矩形の端部を外側に向けて湾曲させた形状である。枝部３１において、薄肉部３ｂを除く部分は、厚肉部３ａで構成されている。つまり、回路体３において、幹線部３０、基部３２、および固定部３４は、厚肉部３ａで構成されている。

図９に示すように、本実施形態の回路体３は、補強層３６を有する。補強層３６は、薄肉部３ｂと隣接する部分の剛性を向上させる金属箔である。補強層３６および接続導体６は、例えば、同じ銅箔からエッチングにより分離される。なお、補強層３６は、接続導体６よりも厚い金属箔であってもよい。補強層３６は、例えば、対応する接続導体６に対して裏面側に配置される。例えば、図９に示す枝部３１の接続導体６が基層１０の第一面１０ａに配置されている場合、補強層３６は、第二面１０ｂに配置される。補強層３６の幅は、接続導体６の幅よりも広い。

補強層３６は、第一補強層３６ａおよび第二補強層３６ｂを有する。第一補強層３６ａは、幹線部３０および基部３２に配置されている。第二補強層３６ｂは、固定部３４に配置されている。第一補強層３６ａは、幹線部３０に配置された第一部分３６ｃ、および基部３２に配置された第二部分３６ｄを有する。第一部分３６ｃおよび第二部分３６ｄは、一体である。

第一部分３６ｃは、幹線部３０と枝部３１との接続部分３７から、第一方向Ｘの両側に向けて延在している。平面視における第一部分３６ｃの形状は、略矩形である。第一部分３６ｃの幅は、接続部分３７において最大となっている。

第二部分３６ｄは、基部３２の略全領域に設けられている。すなわち、第二部分３６ｄは、接続部分３７から、基部３２の先端まで、第二方向Ｙに沿って延在している。第二部分３６ｄの幅は、基部３２の幅よりわずかに小さい。

第一補強層３６ａは、接続部分３７の剛性を向上させ、接続部分３７の曲げや捩れを抑制する。また、第一補強層３６ａは、基部３２の剛性を向上させ、基部３２の曲げやねじれを抑制する。よって、第一補強層３６ａは、基部３２や接続部分３７の変形を抑制しつつ、中間部３３を所望の形状に撓み変形させることを可能とする。

第二補強層３６ｂは、固定部３４の略全領域に設けられている。例示された第二補強層３６ｂは、接続導体６の第二部分６２、第一パッド３５ａ、および第二パッド３５ｂのそれぞれと対向している。第二補強層３６ｂは、固定部３４の剛性を向上させ、固定部３４の曲げやねじれを抑制する。よって、第二補強層３６ｂは、固定部３４における電気的性能の信頼性を向上させることができる。

図１２に示すように、薄肉部３ｂの厚さｔ２は、厚肉部３ａの厚さｔ１よりも小さい。また、薄肉部３ｂは、中間部３３の一端から他端まで設けられている。よって、枝部３１は、中間部３３を所望の湾曲形状に撓み変形させながら幹線部３０とバスバ２とを接続することができる。例示された中間部３３の湾曲形状は、Ｓ字形状である。中間部３３は、第一湾曲部３３ａおよび第二湾曲部３３ｂを有するように折れ曲がる。第一湾曲部３３ａは、第一方向Ｘの一方側に向けて湾曲している。第二湾曲部３３ｂは、第一方向Ｘの他方側に向けて湾曲している。Ｓ字形状に湾曲している中間部３３は、第一方向Ｘ、第二方向Ｙ、および第三方向Ｚにおける公差を適切に吸収することができる。

また、中間部３３の厚さｔ２が小さいことで、中間部３３において発生する反力が低減される。例えば、中間部３３が厚肉部３ａで構成される場合と比較して、中間部３３において発生する反力が小さくなる。よって、本実施形態のバスバモジュール１は、バスバ２を電池セル１２０に対して固定する作業の作業性を向上させることができる。また、バスバモジュール１は、電池セル１２０に対してバスバ２が固定された後の回路体３の浮き上がりや変形を抑制することができる。

なお、回路体３の枝部３１は、チップヒューズ３ｆとは異なる電子部品や素子に対して接続されてもよい。例えば、本実施形態の回路体３は、図１３に示すように、サーミスタ３ｓに接続された枝部３１を有する。サーミスタ３ｓは、電池セル１２０に対して固定されており、電池セル１２０の温度を検出する。サーミスタ３ｓによる検出結果は、接続導体６を介して監視装置に出力される。

図１３に示す枝部３１は、サーミスタ３ｓに接続される延長部３８を有する。延長部３８は、固定部３４からサーミスタ３ｓまで第一方向Ｘに沿って延出している。枝部３１には、二本の接続導体６が配索されている。二本の接続導体６のうち一方は、チップヒューズ３ｆを介してバスバ２に接続される電圧検出線である。二本の接続導体６のうち他方は、固定部３４から延長部３８を介してサーミスタ３ｓに接続される温度検出線である。延長部３８は、撓み変形した状態で固定部３４とサーミスタ３ｓとを接続する。延長部３８には、薄肉部３ｂが設けられてもよい。例えば、延長部３８の全体が薄肉部３ｂであってもよい。

本実施形態のケース４は、以下に説明するように、中間部３３を撓み変形させた状態で回路体３を保持することができる。図１４および図１５に示すように、ケース４の第一突部４６は、軸部４６ａおよび庇部４６ｂを有する。軸部４６ａは、第一突部４６における基端部であり、第一橋部４１Ａとつながっている。軸部４６ａの形状は、第三方向Ｚに沿った円柱形状である。庇部４６ｂは、軸部４６ａの先端から突出している。庇部４６ｂの形状は、第三方向Ｚに沿った円柱形状である。庇部４６ｂの外径の値は、例えば、軸部４６ａの外径の値と同じである。庇部４６ｂは、軸部４６ａとは別軸上に位置しており、軸部４６ａに対して偏心している。例示された庇部４６ｂは、軸部４６ａに対して第一方向Ｘに向けてずれている。

図１６および図１７を参照して、ケース４に対する回路体３の取り付けについて説明する。図１６には、バスバ２がバスバ収容部４０に収容された状態が示されている。バスバ２は、事前に固定部３４に対して固定されている。作業者は、回路体３の幹線部３０をケース４の橋部４１に載置し、バスバ２を対応するバスバ収容部４０に収容する。バスバ収容部４０は、バスバ２を収容し、バスバ２および固定部３４を位置決めする。このときの枝部３１の中間部３３の形状は、Ｓ字形状に屈曲させる前の形状である。

作業者は、図１７に矢印Ａｒ１で示すように、幹線部３０を第一方向Ｘに沿って引っ張りながら第一突部４６を回路体３の第一貫通孔３０ｅに挿通させる。回路体３は、第一貫通孔３０ｅを第一突部４６に位置付けたときに中間部３３が所望のＳ字形状に湾曲するように構成されている。従って、作業者は、第一突部４６を第一貫通孔３０ｅに挿通させることにより、各中間部３３をＳ字形状に撓み変形させることができる。

作業者は、第一貫通孔３０ｅを第一突部４６の軸部４６ａに引っ掛ける。軸部４６ａの外径は、第一貫通孔３０ｅの内径と同等である。従って、軸部４６ａは、第一方向Ｘにおいて幹線部３０を予め定められた位置に位置付けることができる。庇部４６ｂは、枝部３１が発生させる反力Ｆ１の方向とは反対の方向に向けて突出している。よって、庇部４６ｂは、幹線部３０が第一突部４６から外れてしまうことを規制する。

第一突部４６は、第一貫通孔３０ｅに挿入された状態で、幹線部３０の第一端部３０ｃを係止する。第一突部４６は、反力Ｆ１に抗して第一端部３０ｃを係止し、第一端部３０ｃを予め定められた位置で保持する。これにより、第一突部４６は、回路体３の中間部３３を撓み変形させた状態で回路体３を保持することができる。

また、図１４および図１５に示すように、ケース４は、第一方向Ｘにおいてカバー５を位置決めする係合片４８を有する。係合片４８は、第一橋部４１Ａから第三方向Ｚに向けて突出している。係合片４８は、第一方向Ｘにおいて第一突部４６の近傍に配置されている。係合片４８の形状は、係合片４３の形状と同様である。図１５に示すように、係合片４８の爪部４８ａは、第一方向Ｘに向けて隆起している。カバー５は、図２に示すように、係合片４８に対応する係合部５５を有する。係合片４８は、係合部５５に対して係合し、第一橋部４１Ａに対するカバー５の相対移動を規制する。

本実施形態のバスバモジュール１は、カバー５の第二突部５３によって中間部３３の湾曲形状を維持することができる。図１８に示すように、第二突部５３は、回路体３の第二貫通孔３０ｆに挿入された状態でケース４に対して連結される。第二突部５３は、第一方向Ｘに沿った第二端部３０ｄの移動範囲を制限する。第二端部３０ｄの移動可能範囲は、第二貫通孔３０ｆの長さＬ１によって決められている。

例えば、第二端部３０ｄがカバー５に対して矢印Ｘ１の方向に相対移動した場合、第二突部５３は第二端部３０ｄを係止する。矢印Ｘ１の方向は、第二端部３０ｄが第一方向Ｘに沿って第一端部３０ｃへ近づく方向である。第二端部３０ｄが矢印Ｘ１の方向へ移動すると、幹線部３０に撓みが生じてしまう。これに対して、第二突部５３は、第二端部３０ｄの移動範囲を制限して幹線部３０の撓みを抑制する。また、第二突部５３は、第二端部３０ｄの移動を制限することで中間部３３の湾曲形状を所望の形状に維持させることができる。

上述したように、本実施形態のカバー５は、平板状のカバー本体５０を有している。カバー本体５０は、一枚の板状に形成されており、第一方向Ｘの力に対して高い剛性を有する。一方で、ケース４は、バスバ２を電池セル１２０に追従させることができるように第一方向Ｘに沿って伸縮可能である。本実施形態のカバー５は、以下に説明するように、ケース４が伸縮することに起因する幹線部３０の撓みを規制することができる。

カバー５は、係合部５５（図２参照）においてケース４の係合片４８と係合し、第一突部４６に対して位置決めされる。言い換えると、係合部５５は、係合片４８および第一突部４６を介して回路体３の第一貫通孔３０ｅに対して位置決めされている。更に、カバー５は、第二突部５３によって回路体３の第二貫通孔３０ｆを係止する。このように、カバー５が幹線部３０の一端に対して位置決めされ、かつ幹線部３０の他端を係止することで、適切に幹線部３０の撓みを抑制することができる。

図１９に示すように、枝部３１は、固定部３４を端子２１の第一面２１ａと対向させた状態で端子２１に対して固定される。つまり、枝部３１は、端子２１の下側を通って配索される。固定部３４は、チップヒューズ３ｆが実装されている面を端子２１の第一面２１ａと対向させる。バスバ２は、チップヒューズ３ｆを貫通孔２１ｃに露出させるように固定部３４に重ねられる。端子２１は、上述したように固定部３４のパッド３５に対してはんだ付けされて固定部３４に対して固定される。

端子２１の貫通孔２１ｃには、ポッティング剤８が充填される。充填されたポッティング剤８は、チップヒューズ３ｆを覆い、チップヒューズ３ｆを保護する。ポッティング剤８は、例えば、チップヒューズ３ｆの各側面および上面を覆うように充填される。ポッティング剤８は、パッド３５と端子２１との接続部を保護するように充填されてもよい。回路体３およびバスバ２は、枝部３１の中間部３３をＳ字形状に撓み変形させた状態でケース４に対して組み付けられる。バスバ２は、バスバ収容部４０に収容される。

図１９に示すように、枝部３１は、対向部３９を有する。対向部３９は、枝部３１のうち、端子２１の第一面２１ａと対向する部分である。本実施形態のバスバ２は、第一面２１ａに形成された溝状の凹部２２を有する。以下に説明するように、凹部２２を有するバスバ２は、接続導体６にダメージを与えてしまうことを抑制できる。

図１９および図２０に示すように、凹部２２は、枝部３１の接続導体６と対向する位置に配置されている。図２１に示すように、凹部２２は、端子２１の側面２１ｄから貫通孔２１ｃまで、第一方向Ｘに沿って延在している。第一方向Ｘに沿って見た場合の凹部２２の形状は、矩形または台形である。図２１に例示された端子２１は、二つの凹部２２を有する。二つの凹部２２は、貫通孔２１ｃに対して第一方向Ｘの両側に一つずつ配置されている。従って、端子２１は、接続導体６が貫通孔２１ｃに対して第一方向Ｘの何れの側に配索される場合であっても、凹部２２を接続導体６と対向させることが可能である。

上述したように、本実施形態の接続導体６は、銅箔等の金属箔である。図２０に示す枝部３１では、第一回路層７Ａの接続導体６がバスバ２に対して接続される。例示された接続導体６は、基層１０の第一面１０ａに形成されている。第一被覆層１１は、接続導体６が形成された基層１０に対して貼り付けられる。枝部３１は、第一被覆層１１を端子２１の第一面２１ａに対向させ、かつ接続導体６を凹部２２に対向させてバスバ２に固定される。

接続導体６に対して凹部２２が対向していることで、接続導体６がダメージを受けにくい。例えば、枝部３１が振動したり屈曲したりした場合に、接続導体６が端子２１からダメージを受けてしまうことが抑制される。

第一被覆層１１は、接続導体６に対応する隆起部１１ａを有していてもよい。凹部２２の幅は、接続導体６の幅および隆起部１１ａの幅よりも大きい。凹部２２の幅は、例えば、公差による接続導体６の位置ずれがあったとしても凹部２２を接続導体６と対向させることができるように定められる。凹部２２の深さは、例えば、接続導体６の厚さ以上である。凹部２２の深さは、設計上における隆起部１１ａの高さ以上とされてもよい。

本実施形態のバスバモジュール１は、バスバ２に凹部２２が設けられていることで、ポッティング剤８の漏れを抑制することができる。端子２１が凹部２２を有していない比較例について検討する。比較例の場合、隆起部１１ａが第一面１０ａに接触してしまい、固定部３４と第一面１０ａとの間に広い範囲で隙間が生じてしまう。その結果、隙間からポッティング剤８が漏れ出しやすくなる。これに対して、本実施形態のバスバモジュール１では、第一面１０ａにおける凹部２２を除く部分を固定部３４に接触させ、あるいは固定部３４に十分に近接させることができる。よって、貫通孔２１ｃに充填されたポッティング剤８の漏れが抑制される。

ポッティング剤８の漏れを抑制する観点からは、凹部２２の深さが大きすぎない方が好ましい。一方、接続導体６に対するダメージを抑制する観点からは、凹部２２の深さが小さすぎないことが好ましい。凹部２２の深さは、例えば、ポッティング剤８の粘度に応じてポッティング剤８の漏れを抑制できる範囲内で定められることが好ましい。一例として、凹部２２の深さは、ポッティング剤８の漏れを抑制できる最大値とされてもよい。

なお、回路体３の枝部３１は、図１３に示すように、サーミスタ３ｓに接続された枝部３１を有していてもよい。この場合、二本の接続導体６は、それぞれ端子２１の凹部２２と対向していることが好ましい。このような構成により、電圧検出線および温度検出線が端子２１からダメージを受けにくくなる。

以上説明したように、本実施形態のバスバモジュール１は、複数のバスバ２と、可撓性を有する板状の回路体３と、を有する。バスバ２は、電池モジュール１１０の電池セル１２０に対して固定される。回路体３は、複数のバスバ２に対応する複数の接続導体６を有する。回路体３は、幹線部３０と、複数の枝部３１と、を有する。幹線部３０は、複数の電池セル１２０が配列される第一方向Ｘに沿って延在する。複数の枝部３１は、幹線部３０から分岐してバスバ２に接続される。

回路体３は、第一回路層７Ａおよび第二回路層７Ｂを含む。第一回路層７Ａは、基層１０と、基層１０の第一面１０ａを覆う第一被覆層１１と、第一面１０ａと第一被覆層１１との間に配置された第一導体層１３と、で構成される。第二回路層７Ｂは、基層１０と、基層１０の第二面１０ｂを覆う第二被覆層１２と、第二面１０ｂと第二被覆層１２との間に配置された第二導体層１４と、で構成される。

枝部３１は、第一回路層７Ａおよび第二回路層７Ｂの何れか一方で構成された薄肉部３ｂを有する。枝部３１は、薄肉部３ｂを撓ませた状態で幹線部３０とバスバ２とを接続する。本実施形態のバスバモジュール１は、枝部３１に設けられた薄肉部３ｂを有する。よって、本実施形態のバスバモジュール１は、枝部３１を撓ませた状態でバスバ２を電池セル１２０に固定する組み付け工程の作業性を向上させることができる。

本実施形態の枝部３１は、基部３２と、固定部３４と、中間部３３と、を有する。基部３２は、第一方向Ｘと交差する方向に向けて幹線部３０から突出した部分である。固定部３４は、バスバ２に対して固定される部分である。中間部３３は、基部３２から固定部３４まで第一方向Ｘに沿って延在する部分である。薄肉部３ｂは、中間部３３に設けられている。本実施形態の枝部３１は、薄肉部３ｂを有する中間部３３によって適切に公差を吸収することができる。

本実施形態の基部３２は、第一回路層７Ａおよび第二回路層７Ｂの両方を有する。基部３２の剛性が向上することにより、中間部３３を所望の撓み形状に変形させることが容易となる。

本実施形態の接続導体６は、金属箔である。基部３２が有する第一導体層１３および第二導体層１４のうち一方の層は、接続導体６で構成されている。基部３２が有する第一導体層１３および第二導体層１４のうち他方の層は、金属箔で構成された補強層３６である。補強層３６は、接続導体６に対して絶縁されている。接続導体６および補強層３６が金属箔で構成されることで、基部３２の補強が低コストで実現される。

なお、回路体３は、フレキシブルプリント回路基板に限定されるものではなく、フラットケーブル（所謂ＦＣ）やフレキシブルフラットケーブル（所謂ＦＦＣ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｆｌａｔ Ｃａｂｌｅ）等であってもよい。

バスバ２が電池セル１２０に固定された状態における中間部３３の撓み形状は、例示されたＳ字形状には限定されない。中間部３３は、公差に起因する位置ずれを吸収できるように撓み変形していればよい。

［実施形態の変形例］
実施形態の変形例について説明する。第一被覆層１１や第二被覆層１２の厚さを小さくすることにより薄肉部３ｂにおける剛性の低下が図られてもよい。例えば、薄肉部３ｂが第一回路層７Ａで構成される場合、薄肉部３ｂにおける第一被覆層１１の厚さは、厚肉部３ａにおける第一被覆層１１の厚さよりも小さくされてもよい。

回路体３は、第一回路層７Ａおよび第二回路層７Ｂに加えて、他の回路層を有していてもよい。言い換えると、回路体３は、六層以上の多層構造を有していてもよい。例えば、厚肉部３ａは、第一回路層７Ａまたは第二回路層７Ｂに対して積層された第三回路層を有していてもよい。第三回路層は、例えば、第三導体層および第三被覆層を有する。この場合の厚肉部３ａは、七層構造となる。

ケース４における第一突部４６の配置および形状は、例示された配置および形状には限定されない。例えば、第一突部４６は、第二橋部４１Ｂに配置されてもよい。この場合、回路体３の第二端部３０ｄに第一貫通孔３０ｅが配置され、第一端部３０ｃに第二貫通孔３０ｆが配置される。カバー５の第二突部５３は、第二貫通孔３０ｆに対応する位置に配置される。

凹部２２の配置および形状は、例示された配置および形状には限定されない。例えば、凹部２２の断面形状は、円弧形状や三角形であってもよい。

枝部３１の金属箔が接続される接続対象は、電子部品や素子には限定されない。例えば、枝部３１の金属箔は、電子部品や素子を介さずにバスバ２の端子２１に対して接続されてもよい。

上記の実施形態および変形例に開示された内容は、適宜組み合わせて実行することができる。

１ バスバモジュール
２：バスバ、 ２Ａ：第一バスバ群、 ２Ｂ：第二バスバ群
３ 回路体
３ａ：厚肉部、 ３ｂ：薄肉部
３ｃ：コネクタ、 ３ｆ：チップヒューズ、 ３ｓ：サーミスタ
４：ケース、 ４ａ：第一の辺、 ４ｂ：第二の辺
５ カバー
６ 接続導体
７Ａ：第一回路層、 ７Ｂ：第二回路層
８ ポッティング剤
１０：基層、 １１：第一被覆層、 １１ａ：隆起部、 １２：第二被覆層
１３：第一導体層、 １４：第二導体層
２０：本体、 ２０ａ：基部、 ２０ｂ：第一接続部、 ２０ｃ：第二接続部
２１：端子、 ２１ａ：第一面、 ２１ｂ：第二面、 ２１ｃ：貫通孔
２１ｄ：側面、 ２２：凹部
３０：幹線部、 ３０ａ：第一の辺、 ３０ｂ：第二の辺
３０ｃ：第一端部、 ３０ｄ：第二端部
３０ｅ：第一貫通孔、 ３０ｆ：第二貫通孔、 ３０ｇ：第三貫通孔
３１：枝部、 ３２：基部、 ３３：中間部、 ３３ａ：第一湾曲部
３３ｂ：第二湾曲部、 ３４：固定部
３５：パッド、 ３５ａ：第一パッド、 ３５ｂ：第二パッド
３６：補強層、 ３６ａ：第一補強層、 ３６ｂ：第二補強層
３６ｃ：第一部分、 ３６ｄ：第二部分
３７：接続部分、 ３８：延長部、 ３９：対向部
４０：バスバ収容部、 ４１：橋部、 ４１Ａ：第一橋部、 ４１Ｂ：第二橋部
４２：連結部、 ４３：係合片、 ４３ａ：爪部、 ４４：仕切り壁、 ４５：対向面
４６：第一突部、 ４７：第三突部、 ４８：係合片
５０：カバー本体、 ５０ａ：第一の辺、 ５０ｂ：第二の辺、 ５０ｃ：内側面
５０ｄ：外側面
５１：係合部、 ５２：係合孔、 ５３：第二突部、 ５４：リブ
５５：係合部
６１：第一部分、 ６２：第二部分
１００：電池パック、 １１０：電池モジュール、 １２０：電池セル
１２１：電極、 １２１ａ：第一電極群、 １２１ｂ：第二電極群
Ｘ：第一方向、 Ｙ：第二方向、 Ｚ：第三方向

Claims (4)

1. 複数の電池セルを有する電池モジュールの前記電池セルに対して固定される複数のバスバと、
   複数の前記バスバに対応する複数の接続導体を有し、可撓性を有する板状の回路体と、
   を備え、
   前記回路体は、複数の前記電池セルが配列される第一方向に沿って延在する幹線部と、前記幹線部から分岐して前記バスバに接続される複数の枝部と、を有し、
   前記回路体は、第一回路層および第二回路層を含み、
   前記第一回路層は、基層と、前記基層の第一面を覆う第一被覆層と、前記第一面と前記第一被覆層との間に配置された第一導体層と、で構成され、
   前記第二回路層は、前記基層と、前記基層の第二面を覆う第二被覆層と、前記第二面と前記第二被覆層との間に配置された第二導体層と、で構成され、
   前記枝部は、前記第一回路層および前記第二回路層の何れか一方で構成された薄肉部を有し、前記薄肉部を撓ませた状態で前記幹線部と前記バスバとを接続し、
   前記薄肉部は、矩形の端部を外側に向けて湾曲させた形状を有する
   ことを特徴とするバスバモジュール。
2. 前記枝部は、前記第一方向と交差する方向に向けて前記幹線部から突出した基部と、前記バスバに対して固定される固定部と、前記基部から前記固定部まで前記第一方向に沿って延在する中間部と、を有し、
   前記薄肉部は、前記中間部に設けられている
   請求項１に記載のバスバモジュール。
3. 前記基部は、前記第一回路層および前記第二回路層の両方を有する
   請求項２に記載のバスバモジュール。
4. 前記接続導体は、金属箔であり、
   前記基部が有する前記第一導体層および前記第二導体層のうち一方の層は、前記接続導体で構成されており、
   前記基部が有する前記第一導体層および前記第二導体層のうち他方の層は、金属箔で構成された補強層であって、かつ前記補強層が前記接続導体に対して絶縁されている
   請求項３に記載のバスバモジュール。

Images