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JP2017123280A - Battery module - Google Patents

Battery module Download PDF

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JP2017123280A
JP2017123280A JP2016002052A JP2016002052A JP2017123280A JP 2017123280 A JP2017123280 A JP 2017123280A JP 2016002052 A JP2016002052 A JP 2016002052A JP 2016002052 A JP2016002052 A JP 2016002052A JP 2017123280 A JP2017123280 A JP 2017123280A
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JP
Japan
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fuse
wiring
wiring board
metal lead
battery
Prior art date
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Pending
Application number
JP2016002052A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
雅夫 大村
Masao Omura
雅夫 大村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

【課題】電池セル間の段差が発生して配線基板が歪んだ場合であっても、ヒューズが破断しない電池モジュールを提供する。【解決手段】隣接する複数電池セル11の端子間に固定される板状部21と立設部23とを備える金属リード20と、金属リード20の立設部23が差し込まれる差込穴から延在する配線パターンが設けられる配線基板50と、配線パターン上に設けられたヒューズ61とを有しており、金属リード20の立設部23には配線基板50の下面と接触して配線基板50を支持する補強部25が設けられ、金属リード20の補強部25が配線基板50を支持する位置の上方にヒューズ61の少なくとも一部が配置されている電池モジュール。【選択図】図6PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a battery module in which a fuse is not broken even when a step between battery cells is generated and a wiring substrate is distorted. SOLUTION: A metal lead 20 having a plate-like portion 21 fixed between terminals of a plurality of adjacent battery cells 11 and a standing portion 23, and extending from an insertion hole into which the standing portion 23 of the metal lead 20 is inserted. The wiring board 50 has an existing wiring pattern and a fuse 61 provided on the wiring pattern. The standing portion 23 of the metal lead 20 is in contact with the lower surface of the wiring board 50 and the wiring board 50. A battery module in which a reinforcing portion 25 for supporting the wiring is provided, and at least a part of the fuse 61 is arranged above the position where the reinforcing portion 25 of the metal lead 20 supports the wiring board 50. [Selection diagram] Fig. 6

Description

本発明は、ヒューズの破断を防ぎ、防水機能を有する電池モジュールに関する。   The present invention relates to a battery module that prevents a fuse from being broken and has a waterproof function.

電池モジュールの一例として、電池セルの正極と負極との間に基板を配置し、基板上に保護素子(ヒューズ、ダイオード)を配置することがある。例えば、特許文献1では、電池セル上に基板を配置し、電池監視回路やセルバランス回路をハーネスで接続する。この例では、ヒューズの電極部は金属が露出している。   As an example of a battery module, a substrate may be disposed between a positive electrode and a negative electrode of a battery cell, and a protective element (fuse, diode) may be disposed on the substrate. For example, in patent document 1, a board | substrate is arrange | positioned on a battery cell and a battery monitoring circuit and a cell balance circuit are connected with a harness. In this example, the metal is exposed at the electrode portion of the fuse.

しかし、上記構成では、ヒューズがむき出しのため、水没時および塩水没時に、ヒューズ端子間でリークの恐れがある。   However, in the above configuration, since the fuse is exposed, there is a risk of leakage between the fuse terminals during submergence and submergence.

上記のヒューズのむき出し状態を解消するため、ヒューズをモールド樹脂で被膜することが提案されている(特許文献2)。   In order to eliminate the above-described exposed state of the fuse, it has been proposed to coat the fuse with a mold resin (Patent Document 2).

また、ヒューズのリークを防止するため、ヒューズを電池端子近傍に配置することが提案されている(特許文献3)。   In order to prevent the leakage of the fuse, it has been proposed to arrange the fuse in the vicinity of the battery terminal (Patent Document 3).

特開2012−230963号公報JP 2012-230963 A 特開平06−314538号公報Japanese Patent Laid-Open No. 06-314538 特開2014−093864号公報JP 2014-093864 A

しかし、ヒューズを電池端子近傍に配置すると、電池セル間に段差が発生し、配線基板が歪んだ場合に、ヒューズが破断するおそれがあった。   However, when the fuse is disposed in the vicinity of the battery terminal, a step is generated between the battery cells, and the fuse may be broken when the wiring board is distorted.

そこで、本発明は上記事情に鑑み、上記課題を解決した、電池セル間の段差が発生して配線基板が歪んだ場合であっても、ヒューズが破断しない、電池モジュールの提供を目的とする。   In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a battery module in which the fuse is not broken even when a step between battery cells occurs and a wiring board is distorted.

上記課題を解決するため、本発明は以下のような手段を有する。   In order to solve the above problems, the present invention has the following means.

一つの案では、電池モジュールは、並設される複数の電池と、隣接する電池の端子間に固定される板状部と上下方向に立設する立設部とを備える金属リードと、前記金属リードの前記立設部が差し込まれる差込穴が形成され、前記差込穴から延在する配線パターンが設けられる配線基板と、前記配線パターン上に設けられたヒューズと、を有しており、
前記金属リードの前記立設部が、前記配線基板の前記差込穴に差込まれて固定されて、前記金属リードと前記配線基板とが電気的及び機械的に接続され、前記金属リードの前記立設部には、前記配線基板の下面と接触して前記配線基板を支持する補強部が設けられ、
前記金属リードの前記補強部が前記配線基板を支持する位置の上方に、前記ヒューズの少なくとも一部が配置されている。
In one plan, a battery module includes a plurality of batteries arranged side by side, a metal lead having a plate-like portion fixed between terminals of adjacent batteries, and a standing portion standing up and down, and the metal An insertion hole into which the standing part of the lead is inserted is formed, and a wiring board provided with a wiring pattern extending from the insertion hole, and a fuse provided on the wiring pattern,
The upright portion of the metal lead is inserted and fixed in the insertion hole of the wiring board, and the metal lead and the wiring board are electrically and mechanically connected, and the metal lead The standing portion is provided with a reinforcing portion that contacts the lower surface of the wiring board and supports the wiring board,
At least a part of the fuse is disposed above a position where the reinforcing portion of the metal lead supports the wiring board.

一態様によれば、電池モジュールにおいて、電池セル間の段差が発生して配線基板が歪んだ場合であっても、ヒューズが破断しない。   According to one aspect, in the battery module, even when the step between the battery cells occurs and the wiring board is distorted, the fuse does not break.

本発明の実施形態の電池モジュールの概略斜視図。The schematic perspective view of the battery module of embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態の電池モジュールの短手方向側面図。The short side view of the battery module according to the first embodiment of the present invention. 図1のB面で切断した配線基板などの断面上面図。FIG. 2 is a cross-sectional top view of a wiring board or the like cut along a B surface in FIG. 1. 本発明の第1の実施形態の電池モジュールの回路図。The circuit diagram of the battery module of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態のヒューズの拡大断面図。The expanded sectional view of the fuse of the 1st Embodiment of this invention. 図1の矢印Cから見たリード周辺の長手方向側面図。FIG. 2 is a longitudinal side view of a periphery of a lead viewed from an arrow C in FIG. 1. (A)は、本発明の第2の実施形態の配線基板などの断面上面図、(B)は(A)のD部分の拡大図。(A) is a cross-sectional top view of the wiring board etc. of the 2nd Embodiment of this invention, (B) is an enlarged view of D part of (A). 本発明の第3の実施形態のヒューズの拡大断面図。The expanded sectional view of the fuse of the 3rd Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, the duplicate description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.

本発明の実施形態である電池モジュール(蓄電モジュール)について説明する。本発明の複数の実施形態に係る電池モジュール1は、例えば、ハイブリッド自動車や電気自動車などの車両に搭載することができ、走行用モータに電力を供給する電源装置として使用される。   A battery module (storage module) that is an embodiment of the present invention will be described. The battery module 1 which concerns on several embodiment of this invention can be mounted in vehicles, such as a hybrid vehicle and an electric vehicle, for example, and is used as a power supply device which supplies electric power to a motor for driving | running | working.

まず、本発明に係る電池モジュール1の一例の概略構成について説明する。図1は、本発明の実施形態に係る電池モジュール1の一例の概略構成を示す斜視図である。図2は、本発明の第1の実施形態の電池モジュール1の短手方向(矢印A方向の)側面断面図である。   First, a schematic configuration of an example of the battery module 1 according to the present invention will be described. FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of an example of a battery module 1 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a side cross-sectional view of the battery module 1 according to the first embodiment of the present invention in the short-side direction (in the direction of arrow A).

図1〜図3及び図5〜図8において、X軸、Y軸およびZ軸は、互いに直交する軸である。本実施形態では、鉛直方向に相当する軸をZ軸としている。なお、X軸、Y軸およびZ軸の関係は、他の図面においても図1と同様である。   1 to 3 and 5 to 8, the X axis, the Y axis, and the Z axis are axes orthogonal to each other. In the present embodiment, the axis corresponding to the vertical direction is the Z axis. The relationship among the X axis, the Y axis, and the Z axis is the same as in FIG. 1 in the other drawings.

図1に示すように、電池モジュール1は、電池スタック10、金属リード20、リード締結部30、排煙ダクト40、配線基板50、保護素子部60、電圧監視回路(電池監視手段)70、基板間コネクタ80、及び支持体90を備える。   As shown in FIG. 1, the battery module 1 includes a battery stack 10, a metal lead 20, a lead fastening portion 30, a smoke exhaust duct 40, a wiring board 50, a protection element portion 60, a voltage monitoring circuit (battery monitoring means) 70, a substrate. An inter-connector 80 and a support 90 are provided.

図1を参照して、電池スタック10は、例えば複数の電池セル11がセパレータ14を介して、図1のY方向に沿って一方向に配列(積層)された組電池である。   Referring to FIG. 1, a battery stack 10 is an assembled battery in which, for example, a plurality of battery cells 11 are arranged (stacked) in one direction along the Y direction of FIG.

電池セル11は、例えば図1のX方向を長手方向とする直方体形状を有する。電池セル11の上面の長手方向(X軸方向)の両端部近傍には、一対の電極としての電極端子12,13が突出するように設けられている。一対の電極端子12,13は、例えば電池セル11の正極端子及び負極端子である。   The battery cell 11 has, for example, a rectangular parallelepiped shape whose longitudinal direction is the X direction in FIG. In the vicinity of both ends of the upper surface of the battery cell 11 in the longitudinal direction (X-axis direction), electrode terminals 12 and 13 as a pair of electrodes are provided so as to protrude. The pair of electrode terminals 12 and 13 are, for example, a positive electrode terminal and a negative electrode terminal of the battery cell 11.

また、電池スタック10において、隣接する電池セル11は、例えば正極端子12と負極端子13の位置が逆向きとなるように配置されている。電池セル11の種類としては、例えばニッケル水素電池、リチウムイオン電池等が挙げられるが、本発明はこの点において限定されるものではない。   Moreover, in the battery stack 10, the adjacent battery cells 11 are arrange | positioned so that the position of the positive electrode terminal 12 and the negative electrode terminal 13 may become reverse direction, for example. Examples of the type of the battery cell 11 include a nickel metal hydride battery and a lithium ion battery, but the present invention is not limited in this respect.

セパレータ14は、互いに隣接する電池セル11の間に配置されて、隣接する電池セル11を一定の間隔に保持する。セパレータ14としては、例えばプラスチック等の絶縁部材を成形したもの等が挙げられるが、本発明はこの点において限定されるものではない。   The separator 14 is arrange | positioned between the mutually adjacent battery cells 11, and hold | maintains the adjacent battery cells 11 at a fixed space | interval. Examples of the separator 14 include those formed by molding an insulating member such as plastic, but the present invention is not limited in this respect.

電池スタック10内に並んだ複数の電池セル11間を金属リード(バスバー)20が接続している。電池スタック10のY軸方向の両端には、支持体90が設けられている。   Metal leads (bus bars) 20 are connected between the plurality of battery cells 11 arranged in the battery stack 10. Supports 90 are provided at both ends of the battery stack 10 in the Y-axis direction.

電池モジュール1には、配線パターン51(図3参照)を夫々備える配線基板50が2つ設けられている。2つの配線基板50は、全ての電池セル11に共通であるため、電池セル11毎のハーネス等の接続が不要になり、組み付け、配索を簡素化することができ、配線基板の固定のためのスペースを最小限にすることができる。   The battery module 1 is provided with two wiring boards 50 each having a wiring pattern 51 (see FIG. 3). Since the two wiring boards 50 are common to all the battery cells 11, it is not necessary to connect a harness or the like for each battery cell 11, the assembly and wiring can be simplified, and the wiring boards are fixed. Space can be minimized.

図2を参照して、排煙ダクト40の上方には、基板間コネクタ80が設けられており、基板間コネクタ80は2つの配線基板50を接続する。基板間コネクタ80は、車両に設けられるECU(電気制御ユニット:Electrical control unit)基板と接続されてもよい。   Referring to FIG. 2, an inter-board connector 80 is provided above the smoke exhaust duct 40, and the inter-board connector 80 connects two wiring boards 50. The board-to-board connector 80 may be connected to an ECU (Electrical Control Unit) board provided in the vehicle.

配線基板50の配線パターン51上の端子と、セルバランスや過電流などの電池セル11の状態を監視するための電圧監視回路70とは、監視線(ハーネス)72を介して接続される。配線パターン51と電圧監視回路70とを接続するハーネス72を基板間コネクタ80に集めることで、配線基板50の脱着を、基板間コネクタ80と一括して行うことができる。   A terminal on the wiring pattern 51 of the wiring substrate 50 and a voltage monitoring circuit 70 for monitoring the state of the battery cell 11 such as cell balance and overcurrent are connected via a monitoring line (harness) 72. By gathering the harness 72 that connects the wiring pattern 51 and the voltage monitoring circuit 70 to the board-to-board connector 80, the wiring board 50 can be attached and detached together with the board-to-board connector 80.

したがって、配線に関わる部品点数を削減することができる。   Therefore, the number of parts related to wiring can be reduced.

図1及び図2を参照して、2つの配線基板50は、電池モジュール1の上部であって、電池モジュール1の短手方向(電池セル11の長手方向、X軸方向)両端部近傍に設けられている。すなわち、2つの配線基板50は、電池モジュール1の短手方向中央部を避けて配置されている。   1 and 2, the two wiring boards 50 are provided in the upper part of the battery module 1 and in the vicinity of both ends of the battery module 1 in the short direction (longitudinal direction of the battery cell 11, X-axis direction). It has been. That is, the two wiring boards 50 are arranged avoiding the central portion in the short direction of the battery module 1.

したがって、排煙ダクト40を、配線基板50と干渉させることなく、電池モジュール1の短手方向中央部に設けることができる。排煙ダクト40は、電池セル11内部の異常により発火や発煙が生じた場合に、発生したガスを回収して、電池モジュール1の外へ排気し、さらにはそのガスを電池モジュール1が搭載される車両の外へ排出させる機能を備える。   Therefore, the smoke exhaust duct 40 can be provided in the central portion in the short direction of the battery module 1 without causing interference with the wiring board 50. The smoke exhaust duct 40 collects the generated gas and exhausts it outside the battery module 1 when ignition or smoke occurs due to an abnormality inside the battery cell 11, and further the battery module 1 is mounted with the gas. It has a function to discharge outside the vehicle.

上述のように、電池モジュール1の中央部を避けて配線基板50が配置できるので、配線基板50と排煙ダクト40とが干渉しないという利点がある。   As described above, since the wiring board 50 can be arranged avoiding the central portion of the battery module 1, there is an advantage that the wiring board 50 and the smoke exhaust duct 40 do not interfere with each other.

ここで、電池セル11間に段差が発生して、配線基板50が歪むと、ヒューズに荷重がかかり、破断してしまうおそれがあった。   Here, when a step is generated between the battery cells 11 and the wiring substrate 50 is distorted, there is a possibility that a load is applied to the fuse and breaks.

そこで、上記問題を解決すべく、本発明の実施形態において、ヒューズ61及び金属リード20を下記のように配置する。   Therefore, in order to solve the above problem, in the embodiment of the present invention, the fuse 61 and the metal lead 20 are arranged as follows.

図3は、図1のB面で切断した配線基板50などの断面上面図であり、図4は本発明の実施形態の電池モジュール1の回路図である。   FIG. 3 is a cross-sectional top view of the wiring board 50 and the like cut along the plane B of FIG. 1, and FIG. 4 is a circuit diagram of the battery module 1 according to the embodiment of the present invention.

配線基板50は、一例として、ガラスエポキシ(ガラエポ)樹脂を母材として、銅などの金属層である配線パターン51が積層されることで構成されている。配線基板50には、金属リード20の一部が差し込まれる差込穴55が形成されている。配線基板50において、配線パターン51は差込穴55から延在している。   As an example, the wiring board 50 is configured by laminating a wiring pattern 51 that is a metal layer such as copper, using a glass epoxy (glass epoxy) resin as a base material. An insertion hole 55 into which a part of the metal lead 20 is inserted is formed in the wiring board 50. In the wiring board 50, the wiring pattern 51 extends from the insertion hole 55.

金属リード20は、電池セル11間を接続し、配線基板50内の配線パターン51へ接続される。配線パターン51の途中には、保護素子としてヒューズ61が直列で接続される。   The metal lead 20 connects the battery cells 11 and is connected to the wiring pattern 51 in the wiring substrate 50. In the middle of the wiring pattern 51, a fuse 61 is connected in series as a protective element.

電圧監視回路70は、端子部71、保護回路及びIC等を備えており、電池セル11又は/及び接続されるECUの電圧を監視する。   The voltage monitoring circuit 70 includes a terminal unit 71, a protection circuit, an IC, and the like, and monitors the voltage of the battery cell 11 and / or the connected ECU.

図3の上面図からわかるように、保護素子部60(ヒューズ61)は、差込穴55に嵌合された基板接合部(端子)24の近傍に配置される。よって、過電流が発生した場合であっても、電圧監視回路70や配線パターン51と電圧監視回路70とを接続するハーネスには過電流は流れない。   As can be seen from the top view of FIG. 3, the protection element portion 60 (fuse 61) is disposed in the vicinity of the substrate bonding portion (terminal) 24 fitted in the insertion hole 55. Therefore, even when an overcurrent occurs, the overcurrent does not flow through the harness that connects the voltage monitoring circuit 70 and the wiring pattern 51 to the voltage monitoring circuit 70.

図5は保護素子部60周辺の拡大断面図である。また、保護素子部60において、ヒューズ61、その電極(ヒューズ電極)62、及びヒューズ電極62と配線パターン51とを接続するはんだ65は水の進入を防ぐ封止樹脂66で覆われている。   FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view around the protection element portion 60. In the protection element portion 60, the fuse 61, its electrode (fuse electrode) 62, and the solder 65 that connects the fuse electrode 62 and the wiring pattern 51 are covered with a sealing resin 66 that prevents water from entering.

したがって、例えば本構成の電池モジュール1を車両へ搭載する場合、塩水没などで、電圧監視回路70や電圧監視回路70の端子部71や配線パターン51で端子間のリークが発生することがある。その場合、ECU内でリークが発生し、過電流が流れた際、ヒューズ61を切って絶縁状態にして電流を遮断することで延焼を防止する。   Therefore, for example, when the battery module 1 having this configuration is mounted on a vehicle, leakage between terminals may occur in the voltage monitoring circuit 70, the terminal portion 71 of the voltage monitoring circuit 70, or the wiring pattern 51 due to salt water immersion. In that case, when a leak occurs in the ECU and an overcurrent flows, the fuse 61 is cut off to make it in an insulating state, thereby preventing the spread of fire.

図5に示すように、本構成では、ヒューズ61及びヒューズ電極62は、樹脂66(エポキシ樹脂)で封止しているので、この部位に水が進入を防ぐことができる。さらに、ヒューズ電極62の間で塩水や金属異物が付着し、遮断した箇所が再導通することを防ぐことができる。   As shown in FIG. 5, in this configuration, the fuse 61 and the fuse electrode 62 are sealed with resin 66 (epoxy resin), so that water can be prevented from entering this portion. Furthermore, it is possible to prevent salt water or metal foreign matter from adhering between the fuse electrodes 62 and re-conducting the interrupted portion.

従って、簡易な構成で、電圧監視回路70の塩水没後の過電流保護が可能になる。   Therefore, it becomes possible to protect the overcurrent of the voltage monitoring circuit 70 after salt water immersion with a simple configuration.

図6は、第1の実施形態に係る金属リード20周辺の長手方向(矢印C方向)の側面図である。   FIG. 6 is a side view in the longitudinal direction (arrow C direction) around the metal lead 20 according to the first embodiment.

金属リード20は、電池セル11間を接続するとともに、配線基板50の配線パターン51へ接続される。金属リード20は、板状リード21、監視端子部22、立設部23、基板接合部(差込部、セル端子、電池端子)24、及び補強部25を備えている。   The metal lead 20 connects the battery cells 11 and is connected to the wiring pattern 51 of the wiring board 50. The metal lead 20 includes a plate-like lead 21, a monitoring terminal portion 22, an upright portion 23, a substrate joint portion (insertion portion, cell terminal, battery terminal) 24, and a reinforcing portion 25.

板状リード(板状部)21は、並設されている複数の電池セル11において、隣接する電池セル11の正極端子12と負極端子13とをそれぞれ接続して、固定するように設けられている。ここで、板状リード21が夫々の電池セル11に対してリード締結部30で締結される。   The plate-like lead (plate-like portion) 21 is provided so as to connect and fix the positive electrode terminal 12 and the negative electrode terminal 13 of the adjacent battery cells 11 in the plurality of battery cells 11 arranged in parallel. Yes. Here, the plate-like leads 21 are fastened to the respective battery cells 11 by the lead fastening portions 30.

監視端子部22は、板状リード21と一体になって設けられている。立設部23は監視端子部22から略垂直に折り曲げられ(接続され)、上下方向に立設して配線基板50を支持する支柱として機能する。   The monitoring terminal portion 22 is provided integrally with the plate-like lead 21. The standing portion 23 is bent (connected) substantially vertically from the monitoring terminal portion 22 and functions as a column supporting the wiring board 50 by standing up and down.

立設部23の上端部が、配線基板50と接続され、配線基板50の穴52に差し込まれる、基板接合部24として機能する。ここで、立設部23(基板接合部24)が、配線基板50の差込穴55に、差込まれて(嵌め込まれて)固定されることで、金属リード20と配線基板50とが電気的・機械的に接続される。   The upper end portion of the standing portion 23 is connected to the wiring substrate 50 and functions as the substrate bonding portion 24 that is inserted into the hole 52 of the wiring substrate 50. Here, the metal lead 20 and the wiring substrate 50 are electrically connected by the standing portion 23 (substrate bonding portion 24) being inserted into (inserted into) the insertion hole 55 of the wiring substrate 50 and fixed. Connected mechanically and mechanically.

本実施形態では、金属リード20の立設部23の、配線基板50と接続する部分の一部において、配線基板50の下面と接触するように、補強部25が設けられている。   In the present embodiment, the reinforcing portion 25 is provided so as to be in contact with the lower surface of the wiring substrate 50 at a part of the portion of the standing portion 23 of the metal lead 20 that is connected to the wiring substrate 50.

なお、補強部25をリード(立設部23)とは一体的に構成してもよいし、別に取り付けてもよい。   The reinforcing portion 25 may be configured integrally with the lead (standing portion 23) or may be attached separately.

本実施形態では、上述の図3の上面断面図を参照して保護素子部60は、監視端子部22と可能な限り近接して設けられている。したがって、図6を参照して、保護素子部60内のヒューズ61は配線基板50において、金属リード20の補強部25が配線基板50の下に配置されている位置の上面側に設けられる。   In the present embodiment, the protection element unit 60 is provided as close as possible to the monitoring terminal unit 22 with reference to the top sectional view of FIG. Therefore, referring to FIG. 6, the fuse 61 in the protection element portion 60 is provided on the upper surface side of the wiring board 50 where the reinforcing portion 25 of the metal lead 20 is disposed below the wiring board 50.

一般的に、ヒューズ61を構成するヒューズ基板部は、セラミックで構成されている場合が多く、圧縮応力には強いが、特に引っ張り応力に対して弱い特性があり、引っ張りにより割れが発生しやすい。   In general, the fuse substrate portion constituting the fuse 61 is often made of ceramics and is strong against compressive stress, but has a characteristic that it is particularly weak against tensile stress, and is easily cracked by tension.

上記のように、板状リード21は、電池セル11を2つずつ隣り合う端子12,13間を接続するように固定しているため、電池モジュール1に対して外部からの応力がかかると、板状リード21によって、対応するX方向の端部が固定されていない、隣り合う電池セル11間が垂直方向にずれて、隣りあう電池セル11に高さの違いが生じることがある。   As described above, since the plate-like lead 21 fixes the battery cells 11 so as to connect the terminals 12 and 13 adjacent to each other, when the external stress is applied to the battery module 1, Due to the plate-like leads 21, the corresponding end portions in the X direction are not fixed, and the adjacent battery cells 11 may shift in the vertical direction, resulting in a difference in height between the adjacent battery cells 11.

隣りあう電池セル11間で高さの違いがあると、この違いにより、配線基板50を電池セル11に接続するように金属リード20へ固定していると、配線基板50に歪みが発生する。   If there is a difference in height between the adjacent battery cells 11, due to this difference, if the wiring substrate 50 is fixed to the metal lead 20 so as to be connected to the battery cell 11, the wiring substrate 50 is distorted.

そこで、補強部25を金属リード20へ取り付ける又は一体形成することで、電池セル11間の高さ違いにより発生する、配線基板50の歪みによるヒューズ61、及び封止樹脂66への応力は、抑制できる(図6参照)。詳しくは、補強部25の上に少なくとも一部が配置された保護素子部60に対して、配線基板50における補強された部分の、圧縮応力は変わらず、引っ張り方向の応力が抑制されるため、ヒューズ61や封止樹脂66の破断を防ぐことができる。   Therefore, by attaching the reinforcing portion 25 to the metal lead 20 or integrally forming it, the stress on the fuse 61 and the sealing resin 66 caused by the distortion of the wiring board 50 caused by the difference in height between the battery cells 11 is suppressed. Yes (see FIG. 6). Specifically, since the compressive stress of the reinforced portion in the wiring board 50 is not changed and the stress in the tensile direction is suppressed with respect to the protective element portion 60 at least a part of which is disposed on the reinforcing portion 25, Breakage of the fuse 61 and the sealing resin 66 can be prevented.

<第2の実施形態>
図7の(A)は、本発明の第2の実施形態の配線基板50Aなどの断面上面図を示し、図7(B)は、図7(A)のD部分の拡大図を示す。
<Second Embodiment>
FIG. 7A shows a cross-sectional top view of the wiring board 50A and the like of the second embodiment of the present invention, and FIG. 7B shows an enlarged view of a portion D in FIG. 7A.

本実施形態では、配線基板50Aにおいて、保護素子部60の実装近傍の配線パターン51について、パターンの幅を広くする、幅広部52としている。   In the present embodiment, in the wiring substrate 50A, the wiring pattern 51 in the vicinity of the mounting of the protection element unit 60 is a wide part 52 that widens the width of the pattern.

この構成により、保護素子部60の実装近傍の配線幅が広い幅広部52が、剛性が強くなり、その他の部分(通常の配線パターン51)の配線幅が相対的に細く(狭く)なり、細い部分の剛性が相対的に弱くなる。   With this configuration, the wide portion 52 having a wide wiring width in the vicinity of the mounting of the protection element portion 60 has high rigidity, and the wiring width of the other portion (the normal wiring pattern 51) is relatively narrow (narrow), so that it is thin. The rigidity of the part becomes relatively weak.

ここで、外部からの応力がかかったときに、配線幅が細く、剛性が弱い部位(51)を積極的に歪ませることで、保護素子部60の実装近傍(幅広部52)にかかる引っ張り応力及び圧縮応力を抑制することができる。よって、保護素子部60の実装近傍の歪みが緩和でき、ヒューズ61及び封止樹脂66への応力を減らし、ヒューズ61や封止樹脂66の破断を防ぐことができる。   Here, when an external stress is applied, the tensile stress applied to the vicinity of the mounting of the protection element portion 60 (the wide portion 52) by positively distorting the portion (51) having a thin wiring width and weak rigidity. And compressive stress can be suppressed. Therefore, distortion in the vicinity of the mounting of the protection element portion 60 can be alleviated, stress on the fuse 61 and the sealing resin 66 can be reduced, and the fuse 61 and the sealing resin 66 can be prevented from being broken.

また、本実施形態においても、図6に示す第1実施形態のように、金属リード20に補強部25を設けて、ヒューズ61や封止樹脂66の破断をさらに防止することができる。   Also in this embodiment, as in the first embodiment shown in FIG. 6, the reinforcing portion 25 can be provided on the metal lead 20 to further prevent the fuse 61 and the sealing resin 66 from being broken.

<第3の実施形態>
図8は第3の実施形態の保護素子部60Bの拡大断面図を示す。
本実施形態において、保護素子部(ヒューズ部)60Bの下部の凹部に、ヒューズエレメント(ヒューズ)61Bを配置し、ガラエポ基板(ガラスエポキシ基板)である配線パターン51と、ヒューズエレメント61Bを覆うヒューズ筐体63によって壁を作る。
<Third Embodiment>
FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of the protection element portion 60B of the third embodiment.
In the present embodiment, a fuse element (fuse) 61B is arranged in a recess at the lower part of the protection element portion (fuse portion) 60B, and a fuse casing that covers the wiring pattern 51 that is a glass epoxy substrate (glass epoxy substrate) and the fuse element 61B. A wall is created by the body 63.

本構成では、封止樹脂66がヒューズエレメント61Bに直接付着しないので、冷熱サイクル時に発生する封止樹脂66からの熱応力がヒューズエレメント61Bに付与されず、ヒューズエレメント61Bの破断を抑制できる。   In this configuration, since the sealing resin 66 does not directly adhere to the fuse element 61B, the thermal stress from the sealing resin 66 generated during the cooling / heating cycle is not applied to the fuse element 61B, and the breakage of the fuse element 61B can be suppressed.

また、本実施形態においても、図6に示す第1実施形態のように、金属リード20に補強部25を設けて、ヒューズ61や封止樹脂66の破断をさらに防止することができる。   Also in this embodiment, as in the first embodiment shown in FIG. 6, the reinforcing portion 25 can be provided on the metal lead 20 to further prevent the fuse 61 and the sealing resin 66 from being broken.

しかし、万一、ヒューズエレメント61Bが溶断したとしても、その後の封止樹脂66の樹脂炭化による絶縁性低下を防ぐことができる。   However, even if the fuse element 61B is blown out, it is possible to prevent a decrease in insulation due to subsequent carbonization of the sealing resin 66.

以上、電池モジュールを複数の実施形態により説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。   Although the battery module has been described with a plurality of embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications and improvements can be made within the scope of the present invention.

1 電池モジュール
10 電池スタック
11 電池セル
12 正極端子
13 負極端子
14 セパレータ
20 金属リード(リード端子、導線)
21 板状部(板状リード)
22 監視端子部
23 立設部
24 基板接合部(電池端子)
25 連結部
30 リードネジ締結部
40 排煙ダクト
50,50A 配線基板
51 配線パターン
53 下部配線パターン
55 差込穴
60,60B 保護素子部
61,61B ヒューズ(ヒューズエレメント)
62 ヒューズ電極
63 ヒューズ保護体
65 はんだ
66 封止樹脂
70 電圧監視回路
80 基板間コネクタ
90 支持体(フレーム)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Battery module 10 Battery stack 11 Battery cell 12 Positive electrode terminal 13 Negative electrode terminal 14 Separator 20 Metal lead (lead terminal, conducting wire)
21 Plate-shaped part (plate-shaped lead)
22 Monitoring terminal part 23 Standing part 24 Board | substrate junction part (battery terminal)
25 connecting portion 30 lead screw fastening portion 40 smoke exhaust duct 50, 50A wiring board 51 wiring pattern 53 lower wiring pattern 55 insertion hole 60, 60B protection element portion 61, 61B fuse (fuse element)
62 Fuse electrode 63 Fuse protector 65 Solder 66 Sealing resin 70 Voltage monitoring circuit 80 Board-to-board connector 90 Support (frame)

Claims (1)

並設される複数の電池と、
隣接する電池の端子間に固定される板状部と上下方向に立設する立設部とを備える金属リードと、
前記金属リードの前記立設部が差し込まれる差込穴が形成され、前記差込穴から延在する配線パターンが設けられる配線基板と、
前記配線パターン上に設けられたヒューズと、を有しており、
前記金属リードの前記立設部が、前記配線基板の前記差込穴に差込まれて固定されて、前記金属リードと前記配線基板とが電気的及び機械的に接続され、
前記金属リードの前記立設部には、前記配線基板の下面と接触して前記配線基板を支持する補強部が設けられ、
前記金属リードの前記補強部が前記配線基板を支持する位置の上方に、前記ヒューズの少なくとも一部が配置されている、
電池モジュール。
A plurality of batteries arranged side by side;
A metal lead comprising a plate-like portion fixed between adjacent battery terminals and a standing portion standing up and down;
A wiring board in which an insertion hole into which the standing part of the metal lead is inserted is formed, and a wiring pattern extending from the insertion hole is provided, and
A fuse provided on the wiring pattern,
The standing portion of the metal lead is inserted and fixed in the insertion hole of the wiring board, and the metal lead and the wiring board are electrically and mechanically connected,
The standing part of the metal lead is provided with a reinforcing part that contacts the lower surface of the wiring board and supports the wiring board,
At least a part of the fuse is disposed above the position where the reinforcing portion of the metal lead supports the wiring board.
Battery module.
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