CN102110842A - 电池系统和具备该电池系统的电动车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种布线简单化同时能够小型化的电池系统以及具备该电池系统的电动车辆。电池系统(500)具备多个电池单元(10)和多个印刷电路基板(21A～21D)。在印刷电路基板(21A～21D)中分别安装具有检测多个电池单元(10)的电池特性的电池特性检测功能的电池特性检测电路(1)。另外，在印刷电路基板(21A)中安装有电池特性检测电路(1)的同时，还安装具有与各个电池单元(10)的电池特性检测功能不同功能的控制相关电路(2)。

Description

电池系统和具备该电池系统的电动车辆
技术领域
本发明涉及一种包含电池单元的电池系统和具备该电池系统的电动车辆。
背景技术
在作为电动汽车等移动体的驱动源而使用的电池系统中，为了获得规定的驱动力，设置有多个能够进行充放电的电池模块。各电池模块具有将多个电池(battery cell：电池单元)例如串联连接的结构。
专利文献1：日本特开平8-162171号公报
专利文献2：日本特开2009-168720号公报
专利文献1记载了搭载在电动汽车等移动体上的组电池的监视装置。组电池由多个模块构成。各个模块包含多个电池。监视装置具备分别与多个模块相连的多个电压计测单元和电子控制单元(ECU)。ECU与多个电压计测单元相连。由各个电压计测单元检测到的模块的电压被输出到ECU。
专利文献2记载了具备电容器、接触器和管理单元(MGU)的电池系统。电容器具备串联连接的多个电池和多个控制单元。各个控制单元具有检测各个电池的电压等的状态检测部。多个控制单元与MGU相连。
在专利文献1记载的组电池的监视装置中，ECU进行组电池的充电控制以及寿命判断等各种监视和控制。
另外，在专利文献2记载的电池系统中，MGU进行电容器的监视和控制。
然而，在使用专利文献1的组电池和监视装置的系统以及专利文献2的电池系统中，布线复杂化同时难以小型化。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够布线简单化、同时能够小型化的电池系统以及具备该电池系统的电动车辆。
(1)第一发明涉及的电池系统具备多个电池单元、一个或多个电路基板，所述一个或多个电路基板各自具有检测各个电池单元的第一参数的第一功能，至少一个电路基板还具有与所述第一功能不同的第二功能。
在该电池系统中，一个或多个电路基板各自具有检测各个电池单元的第一参数的第一功能。另外，至少一个电路基板还具有与第一功能不同的第二功能。
此时，实现第一功能的电路和实现第二功能的电路之间的布线形成在至少一个电路基板上。另外，电池系统无需另外设置具有第二功能的电路单元。由此，能够使电池系统的布线简单化，并能够使电池系统小型化。
(2)第二功能也可以包含检测多个电池单元的第二参数的功能。该情况下，由于通过第二功能检测多个电池单元的第二参数，因此无需在电池系统上另外设置用于检测多个电池单元的第二参数的检测单元。由此，能够使电池系统的布线简单化，并能够使电池系统小型化。
(3)第二功能也可以包含进行与多个电池单元相关的控制的功能。该情况下，由于通过第二功能能够进行与多个电池单元相关的控制，因此电池系统无需另外设置用于进行与多个电池单元相关的控制的控制单元。由此，能够使电池系统的布线简单化，并能够使电池系统小型化。
(4)第二功能也可以包含将电力供给到实现第一功能的一个或多个电路基板部分的功能。此时，由于通过第二功能将电力供给到实现第一功能的一个或多个电路基板部分，因此无需在一个或多个电路基板上均设置电力供给单元。由此，能够使电池系统的布线简单化，并能够使电池系统小型化。
(5)也可以设置多个电路基板，多个电路基板各自还包含使各个电池单元放电的放电电路。
该情况下，放电电路分散设置在多个电路基板上。由此，能够更有效地使各个电池单元放电时所产生的热量散热。其结果，能够防止设置在多个电路基板上的用于实现上述第一和第二功能的电路劣化。
(6)第二发明涉及的电动车辆具备：第一发明涉及的电池系统；由来自电池系统的多个电池单元的电力进行驱动的电机；和通过电机的旋转力进行旋转的驱动轮。
在该电动车辆中，通过来自多个电池单元的电力驱动电机。驱动轮通过该电机的旋转力旋转，电动车辆移动。
该电动车辆中由于使用了第一发明涉及的电池系统，因此，能够简化电动车辆中的布线，同时能够使电动车辆小型化。
根据本发明，能够使电池系统的布线简单化的同时能够使电池系统小型化。
附图说明
图1是表示第一实施方式涉及的电池系统的结构框图。
图2是表示印刷电路基板的结构框图。
图3是表示电池特性检测电路的结构框图。
图4是电池模块的外观立体图。
图5是电池模块的平面图。
图6是电池模块的端面图。
图7是母线的外观立体图。
图8是表示将多个母线和多个PTC元件安装在FPC基板上的状态的外观立体图。
图9是用于说明母线和电压检测电路之间的连接的示意平面图。
图10是表示印刷电路基板的一个结构例的示意平面图。
图11是表示印刷电路基板的一个结构例的示意平面图。
图12是表示电池模块的连接和布线的一个例子的示意平面图。
图13是表示第二实施方式涉及的电池系统的结构框图。
图14是表示第二实施方式中的印刷电路基板的结构框图。
图15是表示第三实施方式中的印刷电路基板的结构框图。
图16是表示第四实施方式中的印刷电路基板的结构框图。
图17是表示电池模块中的电压电流母线和FPC基板的放大平面图。
图18是表示第五实施方式中的印刷电路基板的结构框图。
图19是表示第六实施方式中的印刷电路基板的结构框图。
图20是表示第七实施方式中的印刷电路基板的结构框图。
图21是表示第八实施方式中的印刷电路基板的结构框图。
图22是表示第九实施方式涉及的电池系统内的电池模块的连接和布线的一个例子的示意平面图。
图23是表示具备电池系统的电动汽车的结构框图。
符号说明：
1电池特性检测电路
2控制相关电路
10电池单元
10a正电极
10b负电极
10G、12G安装区域
11热敏电阻
12非动力用电池
20电压检测电路
20a多路转换器
20b、202A/D转换器
20c差动放大器
21A～21D印刷电路基板
22连接端子
23、31连接器
24串行通信电路
25绝缘元件
26绝缘区域
40、40a、501a母线
40y电压电流母线
41、45基部
42、46安装片
43、47电极连接孔
51～56导线
60PTC元件
92端面框架
93上端框架
94下端框架
100、100A～100D电池模块
102接触器
104总线
201放大电路
203 CAN通信电路
210电流检测电路
213总电压检测电路
214漏电检测电路
215接触器控制电路
216送风机控制电路
217电力供给电路
218车辆起动检测电路
219运算电路
220看门狗电路
300主控制部
301起动信号产生部
500电池系统
501、502电源线
520HV连接器
530服务插头
550壳体
550a～550d侧壁
560线缆
581送风机
600电动汽车
601电力转换部
602电机
603驱动轮
604加速器装置
604a加速器踏板
604b加速器检测部
605制动器装置
605a制动器踏板
605b制动器检测部
606转速传感器
C通信端子
E1、E2端面
E3、E4侧面
GND1、GND2接地图案
H1、H2焊锡图案
IF外部接口
P1～P3通信线
R电阻
RS分流电阻
SW开关元件
V1～V4电压端子
具体实施方式
[1]第一实施方式
以下，参照附图说明第一实施方式涉及的电池系统。另外，本实施方式涉及的电池系统搭载在以电力为驱动源的电动车辆(例如电动汽车)上。
(1)电池系统的结构
图1是表示第一实施方式涉及的电池系统的结构框图。如图1所示，电池系统500包含：多个电池模块100、多个刚性印刷电路基板(以下简称为印刷电路基板)21A、21B、21C、21D和接触器102。多个印刷电路基板21A～21D设置成分别与多个电池模块100对应。在图1的示例中，4个印刷电路基板21A～21D与4个电池模块100对应地设置在电池系统500中。
多个电池模块100通过电源线501相互连接。各个电池模块100具有多个(本例中18个)电池单元10和多个(本例中5个)热敏电阻11。也就是说，图1的电池系统500具有共计72个电池单元10。
每个电池模块100中，多个电池单元10以相互邻接的方式配置为一体，并通过多个母线40串联连接。各个电池单元10例如是锂离子电池或镍氢电池等二次电池。
配置在两端部的电池单元10通过母线40a与电源线501相连。由此，在电池系统500内，多个电池模块100中的所有电池单元10均串联连接。从电池系统500引出的电源线501通过电压端子V1、V2与电动车辆的电机等负载相连。下文将详细介绍电池模块100。
图2是表示印刷电路基板21A～21D的结构框图。如图2所示，具有检测对应电池模块100的多个电池单元10的电压和温度等电池特性的电池特性检测功能的电池特性检测电路1安装在各个印刷电路基板21A～21D上。在图1的示例中，各个电池特性检测电路1能够检测对应的电池模块100的18个电池单元10的电池特性。
另外，具有与各个电池单元10的电池特性检测功能不同功能的控制相关电路2与电池特性检测电路1一起安装在印刷电路基板21A上。在本实施方式中，控制相关电路2包含CAN(Controller Area Network：控制器局域网)通信电路203。
CAN通信电路203包含例如CPU(中央运算处理装置)、存储器和接口电路。通过图中未示的直流-直流(DC-DC)转换器和电源线502，电动车辆的非动力用电池12与CAN通信电路203相连。非动力用电池12被用作CAN通信电路203的电源。另外，在本实施方式中，非动力用电池12是铅蓄电池。非动力用电池12不用作电动车辆的行驶用驱动源。
CAN通信电路203与印刷电路基板21A的电池特性检测电路1的串行通信电路24(参照图3)可相互通信地相连，同时，通过总线104与电动车辆的主控制部300相连。这样，在本实施方式中，控制相关电路2作为进行与多个电池单元10相关的控制的功能，具有与电动车辆的主控制部300进行CAN通信的CAN通信功能。
图3是表示电池特性检测电路1的结构框图。电池特性检测电路1包含电压检测电路20、串行通信电路24、绝缘元件25、多个电阻R和多个开关元件SW。另外，电压检测电路20包含多路转换器20a、A/D(模拟/数字)转换器20b和多个差动放大器20c。
电压检测电路20例如由ASIC(Application Specific Integrated Circuit：专用集成电路)构成，电池模块100的多个电池单元10作为电压检测电路20的电源使用。电压检测电路20的各个差动放大器20c具有两个输入端子和输出端子。各个差动放大器20c对输入至两个输入端子的电压进行差动放大，并从输出端子将放大后电压输出。
各个差动放大器20c的两个输入端子通过导线52和PTC(Positive Temperature Coefficient：正温度系数)元件60与毗邻的两个母线40、40a电相连。
在此，PTC元件60具有如果温度超过某个值则电阻值急剧增大的电阻温度特性。因而，在电压检测电路20和导线52等产生短路的情况下，当因流经该短路路径的电流PTC元件60的温度升高时，则PTC元件60的电阻值增大。由此，能够抑制大电流流过包含PTC元件60的短路路径。
串行通信电路24例如包含CPU、存储器和接口电路，并具有串联通信功能和运算功能。通过图中未示的DC-DC转换器和电源线502，电动车辆的非动力用电池12连接在串行通信电路24上。非动力用电池12被用作串行通信电路24的电源。
电阻R和开关元件SW的串联回路连接在各个毗邻的两个母线40、40a之间。开关元件SW的开启和关断由图1的主控制部300经由串行通信电路24控制。另外，在通常状态下，开关元件SW处于关断状态。
电压检测电路20和串行通信电路24通过绝缘元件25而能够相互电绝缘且能通信地相连。各个毗邻的两个母线40、40a的电压由各个差动放大器20c差动放大。各个差动放大器20c的输出电压相当于各个电池单元10的端子电压。从多个差动放大器20c输出的端子电压被输送给多路转换器20a。多路转换器20a将多个差动放大器20c输出的端子电压依次输出到A/D转换器20b。A/D转换器20b将多路转换器20a输出的端子电压转换为数字值并通过绝缘元件25输送给串行通信电路24。
另外，串行通信电路24与图1的多个热敏电阻11相连。由此，串行通信电路24根据热敏电阻11的输出信号获得电池模块100的温度。
图2的各个印刷电路基板21A～21D的串行通信电路24(参照图3)通过线缆(harness)560相互连接。由此，各个印刷电路基板21A～21D的串行通信电路24能够与其他印刷电路基板21A～21D的串行通信电路24进行串联通信。印刷电路基板21B～21D的串行通信电路24将各个电池单元10的电池特性供给至印刷电路基板21A的串行通信电路24。
图2的印刷电路基板21A的串行通信电路24(参照图3)与CAN通信电路203相连。印刷电路基板21A的串行通信电路24将多个电池模块100的电池特性供给至CAN通信电路203。CAN通信电路203利用CAN通信并经由图1的总线104将多个电池模块100的电池特性供给至主控制部300。
在本实施方式中，主控制部300能够检测在多个电池单元10中流动的电流。主控制部300根据电池模块100的电池特性和电流等电池信息，计算出各个电池单元10的充电量，并根据该充电量对各个电池模块100的充放电进行控制。
另外，主控制部300根据电池信息检测各个电池模块100的异常。所谓的电池模块100的异常是指例如电池单元10的过度放电、过度充电或者温度异常等。
接触器102安插在一端部与电池模块100相连的电源线501上。接触器102通过总线104与主控制部300相连。主控制部300在检测到电池模块100的异常时，关断接触器102。由此，在异常时，由于在各个电池模块100中没有流动流过，因此能够防止电池模块100的异常发热。
主控制部300根据各个电池模块100的充电量，控制电动车辆的动力(例如电机的转速)。另外，如果各个电池模块100的充电量较少，则主控制部300控制与电源线501相连的未图示的发电装置来对电池模块100进行充电。
另外，在本实施方式中，发电装置例如是与上述电源线501相连的电机。此时，电机在电动车辆加速时将从电池系统500供给的电力转换为用于驱动图中未示的驱动轮的动力。另外，电机在电动车辆减速时产生再生电力。通过该再生电力对各个电池模块100进行充电。
(2)电池模块的详细结构
以下将详细说明电池模块100。图4是电池模块100的外观立体图。图5是电池模块100的平面图。图6是电池模块100的端面图。
另外，在图4～图6以及后述的图8、图9和图17中，如箭头X、Y、Z所示，将相互正交的三个方向定义为X方向、Y方向和Z方向。另外，在本例中，X方向和Y方向是与水平面平行的方向，Z方向是与水平面垂直的方向。
如图4～图6所示，在电池模块100中，多个具有扁平的大致长方体形状的电池单元10在X方向上并排配置。在此状态下，多个电池单元10由一对端面框架92、一对上端框架93和一对下端框架94固定为一体。
一对端面框架92具有大致板状，与YZ平面平行地配置。一对上端框架93和一对下端框架94配置成在X方向延伸。
在一对端面框架92的四角形成有用于连接一对上端框架93和一对下端框架94的连接部。在多个电池单元10配置在一对端面框架92之间的状态下，一对上端框架93安装在一对端面框架92的上侧连接部上，而一对下端框架94安装在一对端面框架92的下侧连接部上。由此，多个电池单元10以在X方向并排配置的状态下固定为一体。
作为X方向的两端部的端面，电池模块100在一对端面框架92中分别具有端面E1、E2。另外，电池模块100具有沿Y方向的侧面E3、E4。
印刷电路基板21A安装在一个端面框架92的端面E1上。另外，印刷电路基板21B～21D分别安装在其他三个电池模块100(参照图1)的一个端面框架92上。
在此，多个电池单元10在Y方向的一端部侧和另一端部侧中任一个的上面部分具有正电极10a，在其相反侧的上面部分具有负电极10b。各个电极10a、10b以朝向上方突出的方式倾斜设置(参照图6)。
在以下说明中，将与未安装印刷电路基板21A的端面框架92毗邻的电池单元10至与安装有印刷电路基板21A的端面框架92毗邻的电池单元10称作第一至第十八电池单元10。
如图5所示，在电池模块100中，各个电池单元10被配置成在毗邻的电池单元10之间Y方向上的正电极10a和负电极10b的位置关系彼此相反。
由此，在毗邻的两个电池单元10之间，一个电池单元10的正电极10a和另一个电池单元10的负电极10b接近，而一个电池单元10的负电极10b和另一个电池单元10的正电极10a接近。在此状态下，母线40安装在接近的两个电极上。由此，多个电池单元10串联连接。
具体而言，通用的母线40安装在第一电池单元10的正电极10a和第二电池单元10的负电极10b上。另外，通用的母线40安装在第二电池单元10的正电极10a和第三电池单元10的负电极10b上。与此相同，将通用的母线40安装在各第奇数个电池单元10的正电极10a和与其邻接的第偶数个电池单元10的负电极10b上。将通用的母线40安装在各第偶数个电池单元10的正电极10a和与其邻接的第奇数个电池单元10的负电极10b上。
另外，用于从外部连接电源线501(参照图1)的母线40a分别安装在第一电池单元10的负电极10b和第十八电池单元10的正电极10a上。
在Y方向的多个电池单元10的一端部侧，沿X方向延伸的长尺状的柔性印刷电路基板(以下简称为FPC基板)50与多个母线40共同连接。同样地，在Y方向的多个电池单元10的另一端部侧，沿X方向延伸的长尺状的FPC基板50与多个母线40，40a共同连接。
FPC基板50主要具有在绝缘层上形成有多个导线51、52(参照后述的图9)的结构，并具有弯曲性和挠性。作为构成FPC基板50的绝缘层的材料例如使用聚酰亚胺，作为导线51、52(参照后述的图9)的材料例如使用铜。在FPC基板50上，各个PTC元件60被配置成与各个母线40、40a接近。
各个FPC基板50在端面框架92(安装有印刷电路基板21A的端面框架92)的上端部分向内侧呈直角折回，再向下方折回，并与印刷电路基板21A相连。
(3)母线和FPC基板的结构
下面，详细说明母线40、40a和FPC基板50的结构。以下，将用于连接毗邻的两个电池单元10的正电极10a和负电极10b的母线40称作两电极用母线40，将用于连接一个电池单元10的正电极10a或负电极10b和电源线501的母线40a称作一电极用母线40a。
图7(a)是两电极用母线40的外观立体图，图7(b)是一电极用母线40a的外观立体图。
如图7(a)所示，两电极用母线40具备呈大致长方形状的基部41和从该基部41的一边向其一面侧弯曲延伸的一对安装片42。基部41上形成有一对电极连接孔43。
如图7(b)所示，一电极用母线40a具备呈大致正方形状的基部45和从该基部45的一边向其一面侧弯曲延伸的安装片46。基部45上形成有电极连接孔47。
在本实施方式中，母线40、40a具有例如在韧铜(Tough Pitch Copper)的表面上实施了镀镍的结构。
图8是表示将多个母线40、40a和多个PTC元件60安装在FPC基板50上的状态的外观立体图。如图8所示，多个母线40、40a的安装片42、46沿X方向以规定的间距安装在两个FPC基板50上。另外，多个PTC元件60以与多个母线40、40a的间距相同的间距分别安装在两个FPC基板50上。
在制造电池模块100时，将上述那样安装有多个母线40、40a和多个PTC元件60的两个FPC基板50，安装在由端面框架92(参照图4)、上端框架93(参照图4)和下端框架94(参照图4)一体固定的多个电池单元10上。
在进行上述安装时，毗邻的电池单元10的正电极10a和负电极10b嵌入到形成在各个母线40、40a上的电极连接孔43、47中。在正电极10a和负电极10b上形成有外螺纹。在各个母线40、40a被毗邻的电池单元10的正电极10a和负电极10b嵌入的状态下，图中未示的螺母螺合在正电极10a和负电极10b的外螺纹上。
这样一来，多个母线40、40a安装在多个电池单元10上，同时通过多个母线40、40a，FPC基板50被保持为大致水平的姿态。
(4)母线和电压检测电路的连接
下面，说明母线40、40a和电压检测电路20的连接。图9是用于说明母线40、40a和电压检测电路20的连接的示意平面图。另外，虽然在此对印刷电路基板21A的电压检测电路20和母线40、40a的连接进行了说明，但图1的印刷电路基板21B～21D的电压检测电路20和母线40、40a的连接与印刷电路基板21A的电压检测电路20和母线40、40a的连接相同。
如图9所示，以与多个母线40、40a中的每一个对应的方式，在FPC基板50上设置多个导线51、52。各个导线51被设置成在母线40、40a的安装片42、46和配置在该母线40、40a附近的PTC元件60之间沿Y方向平行地延伸，而各导线52被设置成在PTC元件60和FPC基板50的一端部之间沿X方向平行地延伸。
各导线51的一端部设置成在FPC基板50的下面侧露出。在下面侧露出的各导线51的一端部例如通过锡焊或焊接与各个母线40、40a的安装片42、46电连接。由此，FPC基板50固定在各个母线40、40a上。
各导线51的另一端部和各导线52的一端部设置成在FPC基板50的上面侧露出。PTC元件60的一对端子(图中未示)例如通过锡焊与各个导线51的另一端部和各个导线52的一端部连接。
各PTC元件60优选在X方向上配置在相应的母线40、40a的两端之间的区域内。在应力施加在FPC基板50上时，虽然毗邻的母线40、40a之间的FPC基板50的区域容易弯曲，但由于各个母线40、40a的两端部之间的FPC基板50的区域固定在母线40、40a上，因此能够维持在比较平坦的状态。因而，通过将各个PTC元件60配置在各个母线40、40a的两端部之间的FPC基板50的区域内，能够充分确保PTC元件60和导线51、52的连接性。另外，能够抑制因FPC基板50的弯曲导致的对各个PTC元件60的影响(例如PTC60元件的电阻值的变化)。
与FPC基板50的多个导线52对应的多个连接端子22设置在印刷电路基板21A上。连接端子22与电压检测电路20电连接。FPC基板50的各导线52的另一端部例如通过锡焊或焊接与对应的连接端子22相连。另外，印刷电路基板21A与FPC基板50的连接并不局限于锡焊或焊接，也可以使用连接器进行连接。
这样一来，各母线40、40a经由PTC元件60与电压检测电路20电连接。由此，能够检测各个电池单元10的端子电压。
(5)印刷电路基板的一个构成例
下面，说明印刷电路基板21B～21D的一个构成例。图10是表示印刷电路基板21B的一个结构例的示意平面图。另外印刷电路基板21C、21D的结构与印刷电路基板21B的结构相同。
印刷电路基板21B呈大致矩形，具有一面和另一面。图10(a)和图10(b)分别表示印刷电路基板21B的一面和另一面。
如图10(a)所示，电压检测电路20、串行通信电路24和绝缘元件25安装在印刷电路基板21B的一面上。另外，在印刷电路基板21B的一面上形成有连接端子22和连接器23。另外，如图10(b)所示，多个电阻R和多个开关元件SW安装在印刷电路基板21B的另一面上。
另外，与对应于电压检测电路20的位置相比，印刷电路基板21B的另一面上的多个电阻R配置在更上方的位置。由此，能够更有效地使电阻R所产生的热量散热。另外，能够防止电阻R产生的热量传送到电压检测电路20。其结果，能够防止电压检测电路20因热量导致的误动作和劣化。
另外，连接端子22配置在印刷电路基板21B的上端附近。由此，能够缩短与连接端子22相连的FPC基板50(参照图9)。
印刷电路基板21B具有第一安装区域10G、第二安装区域12G以及带状的绝缘区域26。
第二安装区域12G形成在印刷电路基板21B的一个角部。绝缘区域26以沿着第二安装区域12G延伸的方式形成。第一安装区域10G形成在印刷电路基板21B的剩余部分上。第一安装区域10G和第二安装区域12G因绝缘区域26而比例分离。由此，第一安装区域10G和第二安装区域12G因绝缘区域26电绝缘。
在第一安装区域10G安装电压检测电路20，同时形成连接端子22，电压检测电路20和连接端子22在印刷电路基板21B上通过连接线电连接。另外，作为电压检测电路20的电源，电池模块100的多个电池单元10(参照图1)与电压检测电路20相连。除了电压检测电路20的安装区域、连接端子22的形成区域和连接线形成区域之外，在第一安装区域10G还形成接地图案GND1。接地图案GND1被保持在电池模块100的基准电位。
在第二安装区域12G安装串行通信电路24，同时形成有连接器23。串行通信电路24和连接器23在印刷电路基板21B上通过多根连接线电连接。图1的线缆560与连接器23相连。另外，作为串行通信电路24的电源，电动车辆配备的非动力用电池12(参照图1)与串行通信电路24相连。除了串行通信电路24的安装区域、连接器23的形成区域和多根连接线的形成区域之外，还在第二实装区域12G形成接地图案GND2。接地图案GND2保持在非动力用电池12的基准电位。
绝缘元件25以跨越绝缘区域26的方式安装。绝缘元件25使接地图案GND1和接地图案GND2彼此电绝缘并在电压检测电路20和串行通信电路24之间传送信号。作为绝缘元件25，例如能够使用数字式绝缘体(digital isolator)或光电耦合器等。在本实施方式中，作为绝缘元件25，使用数字式绝缘体。
这样，电压检测电路20和串行通信电路24通过绝缘体25电绝缘并能够通信地相连。由此，能够使用多个电池单元10作为电压检测电路20的电源，并能够使用非动力用电池12(参照图1)作为串行通信电路24的电源。其结果，能够分别独立并稳定地使电压检测电路20和串行通信电路24动作。
下面，说明印刷电路基板21A的一个构成例。另外，对于印刷电路基板21A，仅说明它和印刷电路基板21B～21D的不同之处。图11是表示印刷电路基板21A的一个结构例的示意平面图。印刷电路基板21A呈大致矩形形状，并具有一面和另一面。图11(a)和图11(b)分别表示印刷电路基板21A的一面和另一面。
如图11(a)所示，在第二安装区域12G除了串行通信电路24和连接器23之外，还形成CAN通信电路203和连接器31。CAN通信电路203和串行通信电路24在印刷电路基板21A上通过多根连接线电连接。另外，CAN通信电路203和连接器31在印刷电路基板21A上通过多根连接线电连接。连接器31与图1的总线104相连。
作为CAN通信电路203的电源，电动车辆配备的非动力用电池12(参照图1)与CAN通信电路203相连。除了串行通信电路24和CAN通信电路203的安装区域、以及连接器23、31的形成区域和多根连接线的形成区域之外，还在第二安装区域12G形成接地图案GND2。接地图案GND2保持在非动力用电池12的基准电位。
如图11(b)所示，印刷电路基板21A的另一面的结构与图10(b)的印刷电路基板21B的另一面的结构相同。
(6)电池电压的均等化
图1的主控制部300根据各个电池模块100的各个电池10的电池信息计算各个电池单元10的充电量。在此，主控制部300在检测出某个电池单元10的充电量比其他电池单元10的充电量大时，通过各个印刷电路基板21A～21D的串行通信电路24开启与充电量大的电池单元10相连的开关元件SW(参照图3)。
由此，该电池单元10中所充的电荷通过电阻R(参照图3)放电。当该电池单元10的充电量下降至与其他电池单元10的充电量大致相等时，则主控制部300断开与该电池单元10相连的开关元件SW。
这样一来，能够保证所有电池单元10的充电量大致均等。由此，能够防止一部分电池单元10的过度充电和过度放电。因而，能够防止电池单元10的劣化。
另外，多个电阻R分散设置在印刷电路基板21A～21D上。由此，能够使多个电池单元10放电时产生的热量有效地散发。其结果，能够防止印刷电路基板21A～21D的电池特性检测电路1和印刷电路基板21A的控制相关电路2劣化。
(7)电池模块的连接和布线
下面，说明电池模块100的连接和布线。图12是表示电池系统500内的电池模块100的连接和布线的一个例子的示意平面图。
如图12所示，为了将四个电池模块100相互区分开，将这些电池模块分别称作电池模块100A、100B、100C、100D。电池模块100A～100D上分别设置有印刷电路基板21A～21D。
壳体550具有侧壁550a、550b、550c和550d。侧壁550a和550c相互平行，侧壁550b和550d相互平行并相对于侧壁550a和550c垂直。四个电池模块100A～100D在壳体550内配置为两行和两列。
具体而言，电池模块100A的端面E2和电池模块100B的端面E1配置为彼此相对，电池模块100D的端面E1和电池模块100C的端面E2配置为彼此相对。另外，电池模块100A的侧面E4和电池模块100D的侧面E4配置为彼此相对，电池模块100B的侧面E4和电池模块100C的侧面E4配置为彼此相对。此外，电池模块100A的端面E1和电池模块100D的端面E2配置成朝向侧壁550d，电池模块100B的端面E2和电池模块100C的端面E1配置成朝向侧壁550b。包含通信端子C和电压端子V1～V4的外部接口IF设置在侧壁550d上。
各个印刷电路基板21A～21D的电池特性检测电路1的串行通信电路24(参照图3)分别通过线缆560相连。另外，电池模块100A的最低电位的负电极10b和电池模块100B的最高电位的正电极10a通过母线501a相连。电池模块100B的最低电位的负电极10b和电池模块100C的最高电位的正电极10a通过母线501a相连。电池模块100C的最低电位的负电极10b和电池模块100D的最高电位的正电极10a通过母线501a相连。
电池模块100A的最高电位的正电极10a通过电源线501与电压端子V1相连。另外，电池模块100D的最低电位的负电极10b通过电源线501与电压端子V2相连。此时，通过将电动车辆的电机等连接在电压端子V1、V2之间，能够将串联连接的电池模块100A～100D的电力供给到电机等。
印刷电路基板21A的控制相关电路2的CAN通信电路203(参照图2)经由通信端子C并通过总线104与图1的主控制部300相连。由此，印刷电路基板21A的CAN通信电路203和主控制部300能够通信。
另外，各个印刷电路基板21A～21D的图中未示的DC-DC转换器经由电压端子V3、V4并通过电源线502与图中未示的非动力用电池12相连。由此，能够将电力供给到各个印刷电路基板21A～21D的电池特性检测电路1和控制相关电路2。
(8)效果
在本实施方式涉及的电池系统500中，将具有对各个电池单元10的电池特性进行检测的电池特性检测功能的电池特性检测电路1安装在各个印刷电路基板21A～21D上。另外，在印刷电路基板21A，还与电池特性检测电路1一起安装了具有CAN通信功能的控制相关电路2。
此时，电池特性检测电路1和CAN通信电路203之间的布线形成在印刷电路基板21A上。另外，无需在电池系统500中另外设置具有CAN通信功能的控制单元。由此，能够使电池系统500的布线简单化，同时能够使电池系统500小型化。
[2]第二实施方式
对于第二实施方式涉及的电池系统，仅说明与第一实施方式涉及的电池系统500的不同之处。图13是表示第二实施方式涉及的电池系统500的结构框图。
如图13所示，第二实施方式涉及的电池系统500具有与电池模块100数量不同的印刷电路基板21A～21C。在图13的例子中，电池系统500中与四个电池模块100中的三个电池模块100对应地设置了三个印刷电路基板21A～21C。
在印刷电路基板21A、21B，分别安装具有检测相应的电池模块100的多个电池单元10的电池特性的电池特性检测功能的电池特性检测电路1。在图13的例子中，印刷电路基板21A、21B的各个电池特性检测电路1能够检测相应的电池模块100的18个电池单元10的电池特性。
另外，在印刷电路基板21C，安装具有检测相应的电池模块100的多个电池单元10以及毗邻的另一个电池模块100的多个电池单元10的电池特性的电池特性检测功能的电池特性检测电路1。在图13的例子中，印刷电路基板21C的电池特性检测电路1能够检测相应的电池模块100的18个电池单元10以及毗邻的电池模块100的18个电池单元10的电池特性。
图14是表示第二实施方式中的印刷电路基板21A～21C的结构框图。如图14所示，在印刷电路基板21A，和电池特性检测电路1一起安装具有与各个电池单元10的电池特性检测功能不同的功能的控制相关电路2。控制相关电路2包含CAN通信电路203。由此，在本实施方式中，控制相关电路2作为进行与多个电池单元10相关的控制的功能，具有与电动车辆的主控制部300进行CAN通信的CAN通信功能。
这样，在本实施方式涉及的电池系统500内，印刷电路基板21C被两个电池模块100共同使用。由此，印刷电路基板21A～21C的数量比电池模块100的数量少。其结果，能够使电池系统500进一步小型化。
[3]第三实施方式
对于第三实施方式涉及的电池系统，仅说明与第二实施方式涉及的电池系统500的不同之处。图15是表示第三实施方式中的印刷电路基板21A～21C的结构框图。
如图15所示，在本实施方式中，在印刷电路基板21B与电池特性检测电路1一起安装包含送风机控制电路216的控制相关电路2。另外，电池系统500还具备用于使电池模块100散热的送风机581。送风控制电路216与印刷电路基板21B的电池特性检测电路1相连，同时还与送风机581相连。
主控制部300通过印刷电路基板21A的CAN通信电路203以及印刷电路基板21A、21B的电池特性检测电路1的各串行通信电路24，将多个电池模块100的电池信息输送给送风机控制电路216。送风机控制电路216根据电池模块100的电池信息，控制送风机581开启和关断的切换以及送风机581的转速。
这样，在本实施方式中，印刷电路基板21B的控制相关电路2作为进行与多个电池单元10相关的控制的功能，具有控制送风机581的送风机控制功能。
这种情况下，电池特性检测电路1和送风机控制电路216之间的布线形成在印刷电路基板21B上。另外，由于通过送风机控制电路216的送风机控制功能控制送风机581，因此在电池系统500内无需另外设置用于控制送风机581的控制单元。由此，能够使电池系统500的布线进一步简单化，同时能够使电池系统500进一步小型化。
[4]第四实施方式
对于第四实施方式涉及的电池系统，仅说明与第二实施方式涉及的电池系统500的不同之处。图16是表示第四实施方式中的印刷电路基板21A～21C的结构框图。
如图16所示，在本实施方式中，电池特性检测电路1和包含电流检测电路210的控制相关电路2一起安装在印刷电路基板21B上。另外，电池特性检测电路1和包含运算电路219的控制相关电路2一起安装在印刷电路基板21C上。此外，在本实施方式涉及的电池系统500中，替代多个母线40中的一个，设置有后述的电压电流母线40y。电流检测电路210与印刷电路基板21B的电池特性检测电路1相连，同时与电压电流母线40y相连。另外，运算电路219与印刷电路基板21C的电池特性检测电路1相连。
图17是表示电池模块100中的电压电流母线40y和FPC基板50的放大平面图。如图17所示，印刷电路基板21B的电流检测电路210包含放大电路201和A/D转换器202。
一对焊锡图案H1、H2以一定间隔相互平行地形成在电压电流母线40y的基部41上。焊锡图案H1在两个电极连接孔43之间配置在一个电极连接孔43的附近，焊锡图案H2在两个电极连接孔43之间配置在另一个电极连接孔43的附近。将电压电流母线40y中的焊锡图案H1、H2之间所形成的电阻称作电流检测用的分流电阻RS。
电压电流母线40y的焊锡图案H1经由导线51、52以及连接端子22与电流检测电路210的放大电路201的一个输入端子相连。同样，电压电流母线40y的焊锡图案H2经由导线51、PTC元件60、导线52以及连接端子22与放大电路201的另一个输入端子相连。
由放大电路201放大后的焊锡图案H1、H2之间的电压由A/D转换器202转换为数字值，并通过印刷电路基板21B、21C的电池特性检测电路1的各个串行通信电路24(参照图16)输送给印刷电路基板21C的运算电路219(参照图16)。
运算电路219例如包含CPU和存储器，具有运算功能。预先将电压电流母线40y中的焊锡图案H1、H2之间的分流电阻RS的值储存在运算电路219所具备的存储器内。运算电路219的CPU根据从A/D转换器202输出的数字值检测焊锡图案H1、H2之间的电压。
另外，运算电路219通过用焊锡图案H1、H2之间的电压除以储存在存储器内的分流电阻RS的值，计算出流过电压电流母线40y的电流值。这样一来，就能够检测出流过多个电池单元10(参照图1)的电流值。
此外，运算电路219根据多个电池单元10的电压、温度以及多个电池单元10中流过的电流，计算各电池单元10的充电量。在此，在运算电路219检测出某个电池单元10的充电量比其他电池单元10的充电量大时，通过各个印刷电路基板21A～21C的串行通信电路24开启与充电量大的电池单元10相连的开关元件SW(参照图3)。
由此，该电池单元10中所充的电荷通过电阻R(参照图3)放电。当该电池单元10的充电量下降至与其他电池单元10的充电量大致相等时，则运算电路219断开与该电池单元10相连的开关元件SW。
这样一来，能够保证所有电池单元10的充电量大致均等。由此，能够防止一部分电池单元10的过度充电和过度放电。因而，能够防止电池10的劣化。
从而，在本实施方式中，印刷电路基板21B的控制相关电路2作为检测多个电池单元10的参数的功能，具有以电压方式检测流过多个电池单元10的电流的电流检测功能。另外，印刷电路基板21C的控制相关电路2作为进行与多个电池单元10相关的控制的功能，具有计算流过多个电池单元10的电流值并计算各个电池单元10的充电量的运算功能、以及使各个电池单元10的充电量均等化的均等化控制功能。
这种情况下，电池特性检测电路1和电流检测电路210之间的布线形成在印刷电路基板21B上，电池特性检测电路1和运算电路219之间的布线形成在印刷电路基板21C上。另外，由于通过电流检测电路210的电流检测功能来检测流过多个电池单元10的电流，因此，无需另外设置用于检测电流的检测单元。此外，由于通过运算电路219的运算功能来进行电流值的计算和充电量的计算，因此无需另外设置用于进行电流值计算和充电量计算的运算单元。此外，由于通过运算电路219的均等化控制功能来进行多个电池单元10的充电量的均等化控制，因此无需另外设置用于进行充电量的均等化控制的控制单元。由此，能够进一步简化电池系统500的布线，并使电池系统500进一步小型化。
[5]第五实施方式
对于第五实施方式涉及的电池系统，仅说明与第二实施方式涉及的电池系统500的不同之处。图18是表示第五实施方式中的印刷电路基板21A～21C的结构框图。
如图18所示，在本实施方式中，在印刷电路基板21A与电池特性检测电路1和包含CAN通信电路203的控制相关电路2一起安装包含看门狗(watchdog)电路220的控制相关电路2。看门狗电路220与CAN通信电路203相连，同时还与接触器102相连。
看门狗电路220例如监视CAN通信电路203等具有的CPU是否存在异常。在CPU正常工作时，某个一定周期的信号从CPU输送到看门狗电路220。另一方面，在CPU产生异常时，不向看门狗电路220输送信号。此时，看门狗电路220对CPU执行再起动控制。由此，CPU从异常恢复正常。
在CAN通信电路203的CPU产生异常情况下，各个电池模块100的电池特性不输送给电动车辆的主控制器300。因而，即使在电池模块100中产生异常的情况下，接触器102的开启和断开也不被控制。
因此，在CAN通信电路203的CPU产生异常情况下，看门狗电路220断开接触器102。由此，流过各个电池模块100的电流被切断，防止电池模块100的异常发热。
这样，在本实施方式中，印刷电路基板21A的控制相关电路2作为进行与多个电池单元10相关的控制的功能，例如具有控制CAN通信电路203的CPU再起动的看门狗功能、和控制接触器102的开启和断开的接触器控制功能。
该情况下，CAN通信电路203和看门狗电路220之间的布线形成在印刷电路基板21A上。另外，由于通过看门狗电路220的看门狗功能来控制CPU的再起动，因此，无需另外设置用于控制CPU的控制单元。由此，能够进一步简化电池系统500的布线，同时使电池系统500进一步小型化。
[6]第六实施方式
对于第六实施方式涉及的电池系统，仅说明与第二实施方式涉及的电池系统500的不同之处。图19是表示第六实施方式中的印刷电路基板21A～21C的结构框图。
如图19所示，在本实施方式中，在印刷电路基板21A除了安装包含CAN通信电路203的控制相关电路2之外，还安装了包含电力供给电路217的控制相关电路2和包含车辆起动检测电路218的控制相关电路2。另外，电动车辆具备在起动时产生起动信号的起动信号产生部301。
电力供给电路217与印刷电路基板21A的电池特性检测电路1相连，同时经由电源线502与非动力用电池12相连。另外，电力供给电路217经由导线56与印刷电路基板21B、21C相连。电力供给电路217包含DC-DC转换器，将来自非动力用电池12的电压转换为低电压。
车辆起动检测电路218与印刷电路基板21A的电力供给电路217相连，同时与起动信号发生部301相连。另外，起动信号发生部301也与主控制部300相连。
车辆起动检测电路218对起动信号发生部301产生的起动信号进行检测。在检测到起动信号时，车辆起动检测电路218起动电力供给电路217。起动后的电力供给电路217将通过DC-DC转换器获得的低电压作为电源供给至多个印刷电路基板21A～21C的各个电池特性检测电路1。由此，多个印刷电路基板21A～21C的各个电池特性检测电路1起动。
具体而言，印刷电路基板21A的电池特性检测电路1通过从位于同一个印刷电路基板21A上的电力供给电路217供给的低电压而起动。另外，印刷电路基板21B的电池特性检测电路1和印刷电路基板21C的电池特性检测电路1通过经由导线56从电力供给电路217供给的低电压起动。
通过各个印刷电路基板21A～21C的电池特性检测电路1起动，从而各个串行通信电路24起动。因而，能够在印刷电路基板21A～21C之间进行串行通信。
这样，在本实施方式中，印刷电路基板21A的控制相关电路2作为向多个印刷电路基板21A～21C供给电力的功能，具有向多个印刷电路基板21A～21C的电池特性检测电路1供给电力的电力供给功能。另外，印刷电路基板21A的控制相关电路2作为进行与多个电池单元10相关的控制的功能，具有对电动车辆的起动进行响应从而控制各个电池特性检测电路1的串行通信电路24的起动的起动控制功能。
该情况下，电池特性检测电路1和电力供给电路217之间的布线以及电力供给电路217和车辆起动检测电路218之间的布线形成在印刷电路基板21A上。另外，由于通过车辆起动检测电路218的起动控制功能来控制各个串行通信电路24的起动，因此无需另外设置用于控制串行通信电路24的起动的控制单元。此外，由于通过电力供给电路217的电力供给功能来供给电力，因此无需分别在多个印刷电路基板21A～21C上设置电力供给单元。由此，能够进一步简化电池系统500的布线，同时使电池系统500进一步小型化。
[7]第七实施方式
对于第七实施方式涉及的电池系统，仅说明与第二实施方式涉及的电池系统500的不同之处。图20是表示第七实施方式中的印刷电路基板21A～21C的结构框图。
如图20所示，在本实施方式中，电池特性检测电路1与包含总电压检测电路213的控制相关电路2和包含漏电检测电路214的控制相关电路2一起安装在印刷电路基板21B上。另外，包含接触器控制电路215的控制相关电路2安装在印刷电路基板21C上。
总电压检测电路213与印刷电路基板21B的电池特性检测电路1相连，并与漏电检测电路214相连。另外，总电压检测电路213经由导线53与电压端子V1、V2相连。漏电检测电路214与印刷电路基板21B的电池特性检测电路1相连，并与总电压检测电路213相连。接触器控制电路215与印刷电路基板21C的电池特性检测电路1相连，并与接触器102相连。
总电压检测电路213对电压端子V1的电压和电压端子V2的电压之间的差值(串联连接的多个电池单元10的最高电位的正电极和最低电位的负电极之间的电压差：以下称作“总电压”)进行检测。总电压的值被提供至漏电检测电路214，并通过印刷电路基板21A、21B的电池特性检测电路1的各个串行通信电路24以及印刷电路基板21A的CAN通信电路203，提供至主控制部300。
漏电检测电路214根据检测到的总电压值，检测多个电池单元10有无漏电。来自于漏电检测电路214的表示有无漏电的漏电检测信号通过印刷电路基板21B、21C的电池特性检测电路1的各个串行通信电路24供给至接触器控制电路215。
接触器控制电路215根据来自漏电检测电路214的漏电检测信号来控制接触器102的开启和断开。
这样，在本实施方式中，印刷电路基板21B的控制相关电路2作为检测多个电池单元10的参数的功能，具有检测多个电池单元10的总电压的总电压检测功能、和检测多个电池单元10有无漏电的漏电检测功能。另外，印刷电路基板21C的控制相关电路2作为进行与多个电池单元10相关的控制的功能，具有控制接触器102的开启和断开的接触器控制功能。
该情况下，电池特性检测电路1和总电压检测电路213以及漏电检测电路214之间的布线形成在印刷电路基板21B上，电池特性检测电路1和接触器控制电路215之间的布线形成在印刷电路基板21C上。另外，由于通过总电压检测电路213的总电压检测功能来检测多个电池单元10的总电压，因此无需另外设置用于检测总电压的检测单元。另外，由于通过漏电检测电路214的漏电检测功能来检测多个电池单元10的漏电，因此无需另外设置用于检测漏电的检测单元。此外，由于通过接触器控制电路215的接触器控制功能来控制接触器102，因此无需另外设置用于控制接触器102的控制单元。由此，能够进一步简化电池系统500的布线，同时使电池系统500进一步小型化。
[8]第八实施方式
对于第八实施方式涉及的电池系统，仅说明与第二实施方式涉及的电池系统500的不同之处。图21是表示第八实施方式中的印刷电路基板21A～21C的结构框图。
如图21所示，在本实施方式中，在印刷电路基板21A上与电池特性检测电路1一起安装与包含电流检测电路210的控制相关电路2、包含总电压检测电路213的控制相关电路2、包含漏电检测电路214的控制相关电路2、包含接触器控制电路215的控制相关电路2、包含送风机控制电路216的控制相关电路2、包含电力供给电路217的控制相关电路2、包含车辆起动检测电路218的控制相关电路2、包含运算电路219的控制相关电路2以及包含看门狗电路220的控制相关电路2。
本实施方式涉及的电池系统500还具备用于使电池模块100散热的送风机581。另外，在本实施方式涉及的电池系统500中，替代多个母线40中的一个，设置有图17的电压电流母线40y。此外，电动车辆具备在起动时产生起动信号的起动信号发生部301。
电流检测电路210与运算电路219相连，同时与电压电流母线40y相连。另外，运算电路219与印刷电路基板21A的电池特性检测电路1相连，同时与CAN通信电路203以及送风机控制电路216相连。
电流检测电路210以电压方式检测流过多个电池单元10的电流，并输送至运算电路219。运算电路219基于来自电流检测电路210的电压值计算电流值。另外，运算电路219根据电池信息计算各个电池单元10的充电量。在此，运算电路219在检测到某个电池单元10的充电量比其他电池单元10的充电量大时，通过各个印刷电路基板21A～21C的串行通信电路24开启与充电量大的电池单元10相连的开关元件SW(参照图3)。
由此，该电池单元10中所充的电荷通过电阻R(参照图3)放电。当该电池单元10的充电量下降至与其他电池单元10的充电量大致相等时，运算电路219断开与该电池单元10相连的开关元件SW。这样一来，能够保证所有电池单元10的充电量大致均等。
送风机控制电路216与运算电路219相连，同时与送风机581相连。运算电路219将多个电池模块100的电池信息输送给送风机控制电路216。送风机控制电路216根据电池模块100的电池信息，控制送风机581的开启和关断的切换以及送风机581的转速。
总电压检测电路213与CAN通信电路203相连，同时与漏电检测电路214相连。另外，总电压检测电路213经由导线53与电压端子V1、V2相连。漏电检测电路214与总电压检测电路213相连，同时与接触器控制电路215相连。接触器控制电路215与漏电检测电路214相连，同时与接触器102相连。
总电压检测电路213检测多个电池单元10的总电压。总电压值被输送给漏电检测电路214，同时经由CAN通信电路203输送给主控制部300。
漏电检测电路214基于检测到的总电压值，检测多个电池单元10有无漏电。来自漏电检测电路214的表示有无漏电的信号被输送给接触器控制电路215。
接触器控制电路215基于来自漏电检测电路214的漏电检测信号来控制接触器102的开启和断开。
电力供给电路217与印刷电路基板21A的电池特性检测电路1相连，同时通过电源线502与非动力用电池12相连。另外，电力供给电路217通过导线56与印刷电路基板21B、21C相连。电力供给电路217包含DC-DC转换器，将来自非动力用电池12的电压转换为低电压。
车辆起动检测电路218与印刷电路基板21A的电力供给电路217相连，同时与起动信号产生部301相连。另外，起动信号产生部301还与主控制部300相连。
车辆起动检测电路218对由起动信号产生部301产生的起动信号进行检测。在检测到起动信号的情况下，车辆起动检测电路218起动电力供给电路217。起动后的电力供给电路217将通过DC-DC转换器获得的低电压作为电源供给至多个印刷电路基板21A～21C的各个电池特性检测电路1。由此，起动多个印刷电路基板21A～21C的各个电池特性检测电路1。
通过各个印刷电路基板21A～21C的电池特性检测电路起动，从而各个串行通信电路24起动。其结果，能够在印刷电路基板21A～21C之间进行串行通信。
看门狗电路220与CAN通信电路203相连，同时与接触器102相连。看门狗电路220例如监视CAN通信电路203等具有的CPU是否存在异常。在CPU正常工作时，某个一定周期的信号从CPU输送到看门狗电路220。另一方面，在CPU产生异常时，不向看门狗电路220输送信号。此时，看门狗电路220对CPU进行再起动控制。从而，CPU从异常恢复正常。
这样，在本实施方式中，印刷电路基板21A的控制相关电路2作为检测多个电池单元10的参数的功能，具有以电压方式检测流过多个电池单元10的电流的电流检测功能、检测多个电池单元10的总电压的总电压检测功能和检测多个电池单元10有无漏电的漏电检测功能。
另外，印刷电路基板21A的控制相关电路2作为进行与多个电池单元10相关的控制的功能，具有与电动车辆的主控制部300进行CAN通信的CAN通信功能、控制接触器102的开启和断开的接触器控制功能、控制送风机581的送风机控制功能、对电动车辆的起动进行响应从而控制各个电池特性检测电路1的串行通信电路24的起动的起动控制功能、计算流过多个电池单元10的电流值并计算各个电池单元10的充电量的运算功能、使多个电池单元10的充电量均等化的均等化控制功能以及对CAN通信电路203的CPU的再起动进行控制的看门狗功能。
此外，印刷电路基板21A的控制相关电路2作为向多个印刷电路基板21A～21C供给电力的功能，具有向多个印刷电路基板21A～21C的电池特性检测电路1供给电力的电力供给功能。
这种情况下，电池特性检测电路1和多个控制相关电路2之间的布线形成在印刷电路基板21A上。
另外，无需另外设置用于检测电流的检测单元、用于检测总电压的检测单元和用于检测漏电的检测单元。
此外，无需另外设置具有CAN通信功能的控制单元、用于控制接触器102的控制单元、用于控制送风机581的控制单元和用于控制串行通信电路24的起动的控制单元。
另外，无需另外设置用于进行电流值计算和充电量计算的运算单元、用于进行充电量均等化控制的控制单元和用于控制CPU的控制单元。
此外，无需在多个印刷电路基板21A～21C上分别设置电力供给单元。
由此，能够进一步简化电池系统500的布线，同时使电池系统500进一步小型化。
[9]第九实施方式
以下，对于第九实施方式涉及的电池系统，仅说明与第一实施方式涉及的电池系统500的不同之处。
图22是表示第九实施方式涉及的电池系统500内的电池模块100A～100D的连接和布线的一个例子的示意平面图。本实施方式涉及的电池系统500具备电池模块100A～100D、印刷电路基板21A～21D、接触器102、HV(High Voltage；高压)连接器、服务插头(serves plug)530和送风机581。
如图22所示，在本实施方式中，电池模块100C的端面E2和电池模块100D的端面E1配置成彼此相对，电池模块100B的端面E1和电池模块100A的端面E2配置成彼此相对。另外，电池模块100C的侧面E4和电池模块100B的侧面E4配置成彼此相对，电池模块100D的侧面E4和电池模块100A的侧面E4配置成彼此相对。此外，电池模块100C的端面E1和电池模块100B的端面E2配置成面向侧壁550d，电池模块100D的端面E2和电池模块100A的端面E1配置成面向侧壁550b。
在电池模块100A、100B的侧面E3和侧壁550c之间的区域，服务插头530、HV连接器520和接触器102被配置成从侧壁550d至侧壁550b按照上述顺序排列。HV连接器520具有电压端子V1、V2。壳体550的侧壁550b上设置有电压端子V3、V4和通信端子C。侧壁550c上设置有HV连接器520的电压端子V1、V2。侧壁550d上设置有送风机端子F。通信端子C和电压端子V3、V4的连接和布线与第一实施方式相同。
印刷电路基板21A～21D以分别与电池模块100A～100D对应的方式设置。印刷电路基板21A～21D上分别安装有电池特性检测电路1，其具有对相应的电池模块100A～100D的多个电池单元10的电池特性进行检测的电池特性检测功能。另外，印刷电路基板21A、21C上安装有电池特性检测电路1的同时，还安装具有与各个电池单元10的电池特性检测功能不同的功能的控制相关电路2。印刷电路基板21A的控制相关电路2包含CAN通信电路203和接触器控制电路215。印刷电路基板21C的控制相关电路2包含送风机控制电路216。另外，印刷电路基板21A的CAN通信电路203的图示在图中省略。
电池模块100A的最低电位的负电极10b和电池模块100B的最高电位的正电极10a通过母线501a相连。电池模块100C的最低电位的负电极10b和电池模块100D的最高电位的正电极10a通过母线501a相连。电池模块100B的最低电位的负电极10b通过电源线501与服务插头530相连。同时电池模块100C的最高电位的正电极10a通过电源线501与服务插头530相连。
服务插头530例如在电池系统500的维修时由操作者关断。在服务插头530被关断的情况下，由电池模块100A、100B构成的串联电路与由电池模块100C、100D构成的串联电路被电分离。此时，四个电池模块100A～100D之间的电流路径被切断。由此，确保维修时的安全性。
在电池系统500的维修时，接触器102也与服务插头530一起被操作者关断。此时，四个电池模块100A～100D之间的电流路径被可靠地切断。由此，能够充分确保维修时的安全性。另外，在各个电池模块100A～100D的电压彼此相等时，由电池模块100A、100B构成的串联电路的总电压和由电池模块100C、100D构成的串联电路的总电压相同。因而，能够防止在维修时电池系统500内产生高电压。
电池模块100A的最高电位的正电极10a通过电源线501并经由接触器102与HV连接器520的电压端子V1相连。电池模块100D的最低电位的负电极10b通过电源线501并经由接触器102与HV连接器520的电压端子V2相连。此时，通过将电动车辆的电机等连接在电压端子V1、V2之间，能够将串联连接的电池模块100A～100D的电力供给到电机等。
印刷电路基板21A的电池特性检测电路1的串行通信电路24(参照图2)和印刷电路基板21B的电池特性检测电路1的串行通信电路24通过通信线P1相互连接。印刷电路基板21B的电池特性检测电路1的串行通信电路24和印刷电路基板21C的电池特性检测电路1的串行通信电路24通过通信线P2相互连接。印刷电路基板21C的电池特性检测电路1的串行通信电路24和印刷电路基板21D的电池特性检测电路1的串行通信电路24通过通信线P3相互连接。由通信线P1～P3构成总线。
在本实施方式中，印刷电路基板21A配置在通信端子C和接触器102的附近。印刷电路基板21A的CAN通信电路203通过导线与通信端子C相连。由此，控制相关电路2和主控制部300能够通信。另外，印刷电路基板21A的接触器控制电路215通过导线54与接触器控制电路215相连。由此，控制相关电路2能够控制接触器102的开启和断开。
印刷电路基板21C配置在送风机端子F附近。送风机581与送风机端子F相连。另外，印刷电路基板21C的送风机控制电路216通过导线55与送风机端子F相连。由此，控制相关电路2能够控制送风机581的开启和断开或送风机581的转速。
这样，在本实施方式涉及的电池系统500中，印刷电路基板21A包含控制相关电路2，而控制相关电路2包含CAN通信电路203和接触器控制电路215。由此，电池模块100A～100D的串行通信电路24和电动车辆的主控制部300之间能够通过CAN通信电路203进行通信。另外，接触器102的开启和断开能够被控制。
此外，印刷电路基板21C包含控制相关电路2，而控制相关电路2包含送风机控制电路216。由此，送风机581的开启和断开或送风机581的转速能够被控制。
因而，在电池系统500内无需另外设置送风机控制单元、CAN通信单元和接触器控制单元。由此，能够简化电池系统500的布线，同时能够使电池系统500小型化。另外，由于主控制部300也可以不具有送风机控制功能和接触器控制功能，因此能够减轻主控制部300的处理负担。
印刷电路基板21A配置在通信端子C和接触器102的附近。也就是说，具有CAN通信电路203和接触器控制电路215的印刷电路基板21A配置在比其他印刷电路基板21B～21C更靠近通信端子C和接触器102的位置。由此，能够缩短连接控制相关电路2和通信端子C的布线，同时也能够缩短连接控制相关电路2和接触器102的布线(导线)54。
另外，印刷电路基板21C配置在送风机端子F附近。也就是说，具有送风机控制电路216的印刷电路基板21C配置在比其他印刷电路基板21A、21B、21D更靠近送风机端子F的位置。由此，能够缩短连接控制相关电路2和送风机端子F的布线(导线55)。
[10]第十实施方式
以下，对第十实施方式涉及的电动车辆进行说明。本实施方式涉及的电动车辆具备第一～第九中任一种实施方式涉及的电池系统。另外，以下，作为电动车辆的一个例子，说明电动汽车。
图23是表示具备电池系统500的电动汽车的结构框图。如图23所示，本实施方式涉及的电动汽车600包含电池系统500、主控制部300和非动力用电池12、起动信号产生部301、电力转换部601、电机602、驱动轮603、加速器装置604、制动器装置605和转速传感器606。电机602是交流(AC)电机时，电力转换部601包含变换器电路。
在本实施方式中，如上所述，非动力用电池12和起动信号产生部301与电池系统500相连。另外，电池系统500经由电力转换部601与电机602相连，同时与主控制部300相连。如上所述，从电池系统500的印刷电路基板21A的CAN通信电路203(参照图2)将多个电池模块100(参照图1)的电池信息输送给主控制部300。另外，起动信号产生部301、加速器装置604、制动器装置605和转速传感器606与主控制部300相连。主控制部300例如由CPU和存储器或微型计算机构成。
加速器装置604包含电动汽车600所设有的加速器踏板604a、和对加速器踏板604a的操作量(踩踏量)进行检测的加速器检测部604b。一旦驾驶员操纵加速器踏板604a，则加速器检测部604b以驾驶员未操作的状态为基准对加速器踏板604a的操作量进行检测。所检测到的加速器踏板604a的操作量被输送给主控制部300。
起动信号产生部301在电动汽车600起动时产生起动信号。起动信号被输送给电池系统500和主控制部300。
制动器装置605包含电动汽车600所设有的制动器踏板605a、对由驾驶员进行的制动器踏板605a的操作量(踩踏量)进行检测的制动器检测部605b。一旦驾驶员操纵制动器踏板605a，则通过制动器检测部605b检测其操作量。检测到的制动器踏板605a的操作量被输送给主控制部300。
转速传感器606对电机602的转速进行检测。检测到的转速被输送给主控制部300。
在检测到来自起动信号产生部301的起动信号时，主控制部300起动。另外，如上所述，电池模块100的电池信息、加速器踏板604a的操作量、制动器踏板605a的操作量和电机602的转速被输送给主控制部300。主控制部300根据这些信息，进行电池模块100的充放电控制和电力转换部601的电力转换控制。
例如，根据加速器操作，在电动汽车600发动和加速时，从电池系统500将电池模块100的电力供给到电力转换部601。
此外，主控制部300根据被提供的加速器踏板604a的操作量，计算出应该输送到驱动轮603的旋转力(指令转矩)，并根据该指令转矩，将控制信号输出至电力转换部601。
接收到上述控制信号的电力转换部601将从电池系统500供给的电力转换为用于驱动驱动轮603所需的电力(驱动电力)。由此，由电力转换部601转换后的驱动电力被供给到电机602，并且基于该驱动电力的电机602的旋转力被传送给驱动轮603。
另一方面，在根据制动操作电动汽车600减速时，电机602作为发电装置发挥功能。此时，电力转换部601将由电机602产生的再生电力转换为适于对电池模块100进行充电的电力，并输送给电池模块100。由此，对电池模块100进行充电。
如上所述，本实施方式涉及的电动汽车600内设有第一～第九中任一种实施方式所涉及的电池系统。由此，能够简化电动汽车600中的布线，同时使电动汽车600小型化。
[11]其他实施方式
(1)尽管第一和第九实施方式涉及的电池系统500具有四个电池模块100和四个印刷电路基板21A～21D，第二～第八实施方式涉及的电池系统500具有四个电池模块100和三个印刷电路基板21A～21C，但并不局限于此。
电池系统500既可以具有三个以下的电池模块100，也可以具有五个以上的电池模块100。另外，电池系统500既可以具有两个以下的印刷电路基板，也可以具有五个以上的印刷电路基板。此外，在电池模块100包含多个电池单元10时，电池系统500也可以具有数量比电池模块100的数量多的印刷电路基板。
(2)在第一～第七以及第九实施方式涉及的电池系统500中，在一个印刷电路基板上安装有CAN通信功能、送风机控制功能、电流检测功能、运算功能、均等化控制功能、看门狗功能、起动控制功能、电力供给功能、总电压检测功能、漏电检测电路功能和接触器控制功能(以下称作“控制相关功能”)中的三种以下功能，但并不局限于此。也可以在1个印刷电路基板上安装4个以上的控制相关功能。
(3)在第八实施方式涉及的电池系统500中，在一个印刷电路基板上安装有所有控制相关功能，但并不局限于此。也可以将多个控制相关功能分散安装在多个印刷电路基板上。
(4)在第四实施方式涉及的电池系统500中，电流检测功能是以电压方式检测流过多个电池单元10的电流，运算功能根据来自电流检测功能的电压值，计算出电流值，但并不局限于此。
在电池系统500不具有电流检测功能时，电动车辆的主控制部300可以以电压方式检测流过多个电池单元10的电流，而运算功能可以根据来自电动车辆的主控制部300的电压值，计算出电流值。
同样，在电池系统500不具有运算功能时，电流检测功能中可以以电压方式检测流过多个电池单元10的电流，并且电动车辆的主控制部300根据来自电流检测功能的电压值，计算出电流值。
(5)在第五实施方式涉及的电池系统500中，看门狗功能是监视CAN通信电路203的CPU是否异常，但并不局限于此。看门狗功能例如也可以监视串行通信电路24、运算电路219或电动车辆的主控制部300等具有的CPU是否异常。
(6)在第七实施方式涉及的电池系统500中，总电压检测功能是检测多个电池单元10的总电压，漏电检测功能是根据来自总电压检测功能的总电压值检测多个电池单元10有无漏电，并且接触器控制功能根据漏电检测功能的漏电信号控制接触器102，但并不局限于此。
在电池系统500不具有总电压检测功能和漏电检测功能中至少一个时，电动车辆的主控制部300也可以检测多个电池单元10的总电压，同时根据总电压值检测多个电池单元10有无漏电，而接触器控制功能根据来自主控制部300的漏电检测信号对接触器102进行控制。
同样，在电池系统500不具有漏电检测功能和接触器控制功能中至少一个时，总电压检测功能中也可以检测多个电池单元10的总电压，电动车辆的主控制部300根据来自总电压检测功能的总电压值检测多个电池单元10有无漏电，并根据漏电检测信号对接触器102进行控制。
另外，在电池系统500不具有总电压检测功能和接触器控制功能中至少一个时，电动车辆的主控制部300也可以检测多个电池单元10的总电压，漏电检测功能根据来自电动车辆的主控制部300的总电压值检测多个电池单元10有无漏电，并且电动车辆的主控制部300根据来自漏电检测功能的漏电检测信号对接触器102进行控制。
(7)在第一～第九实施方式中，电池单元10呈大致长方体形状，但并不局限于此。电池单元10也可以呈圆筒形状。
(8)在第二实施方式中，印刷电路基板21A、21B的电池特性检测电路1检测对应的电池模块100的多个(在第二实施方式中18个)电池单元10的电池特性。另外，印刷电路基板21C的电池特性检测电路1检测对应的电池模块100和毗邻的另一个电池模块100的多个(在第二实施方式中36个)电池单元10的电池特性。
这样，与印刷电路基板21A、21B的电池特性检测电路1相比，印刷电路基板21C的电池特性检测电路1检测更多的电池单元10的电池特性。由此，在印刷电路基板21C的电池特性检测电路1比印刷电路基板21A、21B的电池特性检测电路1大型化的情况下，优选将控制相关电路2安装在印刷电路基板21A、21B(在第二实施方式的例子中为印刷电路基板21A)上。这种情况下，能够抑制印刷电路基板21C的大型化。另外，能够抑制印刷电路基板21C的消耗电力的增加。
(12)发明内容的各个结构要素与实施方式的各部的对应关系
以下，对发明内容的各个结构要素与实施方式的各部的对应例子进行说明，但本发明并不局限于此。
在上述各种实施方式中，电池单元10为电池单元的例子，印刷电路基板21A～21D为电路基板的例子，多个电池单元10的电压和温度(电池特性)为第一参数的例子，电池特性检测功能为第一功能的例子。
CAN通信功能、送风机控制功能、电流检测功能、运算功能、均等化控制功能、看门狗功能、起动控制功能、电力供给功能、总电压检测功能、漏电检测功能或接触器控制功能(控制相关功能)为第二功能的例子。
流过多个电池单元10的电流、多个电池单元10的总电压或多个电池单元10的漏电为第二参数的例子。电流检测功能、总电压检测功能或漏电检测功能为检测第二参数的功能的例子。CAN通信功能、送风机控制功能、运算功能、均等化控制功能、看门狗功能、起动控制功能或接触器控制功能是进行与电池单元相关的控制的功能的例子。电力供给功能是对电路基板部分供给电力的功能的例子。由电阻R和开关元件SW组成的串联电路是放电电路的例子，电池系统500为电池系统的例子。电机602为电机的例子，驱动轮603为驱动轮的例子，电动汽车600为电动车辆的例子。
作为发明内容的各个结构要素，也可以使用除了发明内容中记载的结构或功能以外的其他各种要素。
【产业上的可应用性】
本发明能够有效地应用在以电力为驱动源的各种移动体、电力的存储装置或移动设备等上。

Claims (6)

1.一种电池系统，其特征在于，
具备多个电池单元、一个或多个电路基板，
所述一个或多个电路基板各自具有检测各个电池单元的第一参数的第一功能，
至少一个电路基板还具有与所述第一功能不同的第二功能。
2.根据权利要求1所述的电池系统，其特征在于，
所述第二功能包含检测所述多个电池单元的第二参数的功能。
3.根据权利要求1或2所述的电池系统，其特征在于，
所述第二功能包含进行与所述多个电池单元相关的控制的功能。
4.根据权利要求1～3的任意一项权利要求所述的电池系统，其特征在于，
所述第二功能包含将电力供给到实现所述第一功能的所述一个或多个电路基板部分的功能。
5.根据权利要求1～4的任意一项权利要求所述的电池系统，其特征在于，
设置多个所述电路基板，所述多个电路基板各自还包含使各个电池单元放电的放电电路。
6.一种电动车辆，其特征在于具备：
权利要求1～5的任意一项权利要求记载的电池系统；
由来自所述电池系统的所述多个电池单元的电力进行驱动的电机；和
通过所述电机的旋转力进行旋转的驱动轮。
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PB01 Publication
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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