CN102171907A - 电池单元以及电池组用的监视装置 - Google Patents

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Abstract

一种电池单元，包括：发电元件；电极，其与所述发电元件连接，并且使所述发电元件电连接到外部；以及外部构件，其包裹所述发电元件。所述外部构件包括绝缘层和导电层，并且所述导电层包括电连接到外部的连接部。

Description

电池单元以及电池组用的监视装置
相关申请的交叉引用
本申请主张2008年10月3日提交的日本专利申请2008-258811和2009年6月30日提交的日本专利申请2009-154990的优先权，在此通过引用包含各申请的全部内容。
技术领域
本申请涉及具有彼此连接的多个电池单元的电池。
背景技术
已经存在通过检测具有串联和/或并联连接的多个电池单元的电池组(以下还简称为“电池”)中各电池单元的电压来监视该电池的剩余电池容量的装置(例如，参见日本特开平8-339829号公报)。
然而，由于这种监视装置是低压装置，因此这种监视装置经由电容器连接至高压电池。因此，在用于监视电池的电路中需要电容器，这妨碍了电池的小型化。
特别地，在电池组中，随着电池单元的数量增加需要大量的电容器，并且存在电池单元所占用的体积增大的担忧。
发明内容
本发明的实施例提供了用于电池组的、可以减少电容器数量的电池单元和监视装置。
可与位于电池单元外部的构件电连接的连接部设置在包括绝缘层和导电层的外部构件(exterior member)的导电层中。
结果，导电层可以用作电容器的一个端子，并且绝缘层可以用作电容器的电荷累积单元。因此，可以使用外部构件来构成电容器，这减少了构造电池单元所需的电容器的数量。
附图说明
参考附图来进行本文说明，其中，附图中相同的附图标记指代相同的部件，并且：
图1是示出根据本发明的实施例的用于驱动马达的系统的框图；
图2是示出图1所示的监视装置中的检测单元的电路图；
图3是解释图1所示的监视装置的通信系统的图；
图4是解释图1所示的监视装置的通信频带的图；
图5是解释图1所示的监视装置的通信系统的图；
图6是图1所示的电池组的截面图；
图7是图6所示的电池单元的平面图；
图8是图6中的VIII部的放大截面图；
图9是根据第二实施例的电池单元的放大截面图，其中，该图示出与图6中的VIII部相对应的一部分；
图10是根据第三实施例的电池单元的放大截面图，其中，该图示出与图6中的VIII部相对应的一部分；
图11A和图11B分别是根据本发明的示例的挠性布线基板的平面图和截面图；
图12是具有图11A和图11B所示的挠性布线基板的电池单元的平面图；
图13是沿着图12的线XIII-XIII所得的截面图；以及
图14的A～D是示出用于制造图11A和图11B所示的挠性布线基板的方法的截面图。
具体实施方式
以下将参考附图来说明本发明的实施例。
图1是示出根据本发明的实施例的用于驱动马达4的系统的框图，该系统包括电池组1和用于电池组1的监视装置5。电池组1包括串联连接的多个电池单元11，并且逆变器3通过供电线2连接至电池组1的两极。由可用作电力变换器的逆变器3将从电池组1提供的直流(DC)电流转换成交流(AC)电流，并且将该交流电流提供给马达(AC马达)4以驱动AC马达4。
图1所示的电池组1是例子。多个电池单元11可以彼此串联连接和/或并联连接以构成电池组1。此外，电池组1可以向DC马达提供电力。在这种情况下，可以省略逆变器3。还可以向马达4以外的负载提供电力。
用于电池组1的监视装置5包括电压检测电路6和控制电路7。电压检测电路6各自检测电池单元11之一的两端子间电压。控制电路7接收由电压检测电流6检测到的各个电池单元11的电压值以确定电池组1的电池容量，并且执行用于防止过充电或过放电的整体控制。本例子中的电压检测电路6对应于根据本发明的一个实施例的检测单元，并且本例子中的控制电路7对应于根据本发明的一个实施例的控制单元。
本例子中的电压检测电路6被配置成使用一个电压检测电路6来检测一个电池单元11的端子间电压。可选地，可以将几个电池单元11分成一组，并且检测这几个电池单元11的电压。
本例子中的各个电压检测电路6基于从控制电路7发送来的检测命令信号检测相应的一个电池单元11的端子间电压，并将与检测到的电压值相对应的通信信号发送至控制电路7。各个电压检测电路6还基于从控制电路7发送来的放电命令信号消耗相应的电池单元11的电力，以消除构成电池组1的电池单元11的容量变化。
在本例子中的监视装置5中，使用供电线2将在电压检测电路6和控制电路7之间交换的控制命令或与检测到的电压值相对应的通信信号发送至控制电路7，或者使用供电线2从控制电路7接收这些控制命令或通信信号。由于有DC电流在供电线2内流动，因此通信信号可以是AC信号，以将通信信号与DC电流区分开。图1所示的布线68a和68b表示用于检测电池单元11的端子间电压的布线，并且布线69和72表示用于在电压检测电路6和控制电路7之间发送和接收信号的通信连接部。
现在将针对电压检测电路6的具体结构来更详细地说明以上内容。图2是示出根据本实施例的电压检测电路6之一的电路图。
如图2所示，电压检测电路6具有分别与电池单元11的正极端子和负极端子连接的布线611和612。布线611连接至微处理器61(以下称为“MPU 61”)的电源输入端子Vcc，并且布线612连接至MPU 61的接地端子GND1。因而，向MPU 61提供驱动电力。
布线68a的一端连接至与电池单元11的正极端子相连接的布线611，以使得布线68a可以与布线611并联连接，并且布线68b的一端连接至与电池单元11的负极端子相连接的布线612，以使得布线68b可以与布线612并联连接。与电池单元11的正极端子连接的布线68a具有用于检测电池单元11的电压的电阻641和642，并且布线68a的另一端连接至MPU 61的电压检测端子VD1和VD2。与电池单元11的负极端子电连接的布线68b具有电容器643，并且布线68b的另一端连接至与电压检测端子VD1相连接的布线68a。两个电阻641和642以及电容器643用于检测电池单元11的端子间电压。
使用MPU 61的内部功能来将检测到的电池单元11的端子间电压值转换成特定频带的AC信号，并且将该AC信号从后面将说明的通信信号输出端子Out经由布线69a、69和611以及供电线2发送至控制电路7。为了确定AC通信信号的基准电位Va，布线69c连接至MPU 61的通信信号接地端子GND2。布线69c的另一端通过耦合电容器63与诸如用于容纳本例子中的电池组1的电池盒等的接地点连接。该接地点对各个电池单元11具有同一电位。因而，在电压检测电路6中，从通信信号输出端子Out发送至控制电路7的AC通信信号的基准电位Va彼此相等。下面将说明耦合电容器63的具体结构。
同时，布线69并联连接至与电池单元11的正极端子相连接的布线611，并且在布线69中设置有耦合电容器62。此外，与耦合电容器62的另一端连接的布线69被分成并联的两个分支布线69a和69b。布线69a连接至MPU 61的通信信号输出端子Out，并且布线69b连接至MPU 61的通信信号输入端子In。
这里，如图3所示，从MPU 61的通信信号输出端子Out输出的AC通信信号与具有根据电池单元11连接在电池组1中的布置位置所确定的电位Vd的DC电流混合，由此产生混合信号。具体地，参考图1，布置在接近电池组1的负极端子的位置处的电池单元11中的点P1处的电位，与布置在远离电池组1的负极端子的位置(接近电池组1的正极端子的位置)处的电池单元11中的点Pn处的电位相比，低了这两个点之间所连接的电池单元11的电压。这使得AC通信信号的基准电位根据电压检测电路6而不同，并且控制电路7难以识别AC通信信号。图3是解释本例子中(位于输出侧)的通信系统的图，并且包括解释耦合电容器62的功能的示意图。
在本例子中，设置在位于MPU 61的通信信号输出端子Out和供电线2之间的布线69上的耦合电容器62使得可以使用供电线2进行通信。也就是说，耦合电容器62(以及上述的耦合电容器63)具有阻断DC成分并且使得仅AC成分可以通过的功能。因而，如图3所示，当包含电位Vd的DC电流和AC通信信号的混合信号通过耦合电容器62时，DC成分被去除而仅获得上述基准电位Va的AC通信信号，并将该AC通信信号发送至供电线2。因此，无论电池单元11在电池组1中的布置位置如何，都从电池单元11的各自电压检测电路6发送具有同一电位的AC通信信号至供电线2，从而使得控制电路7可以识别这些通信信号。
返回参考图2，在与MPU 61的通信信号输入端子In连接的布线69b中设置有可以用作带通滤波器65的部件的电阻651和652以及电容器653。带通滤波器65是如下的滤波器电路：该滤波器电路既具有用于去除低频带的噪声以仅提取高频带的信号的高通滤波器功能，又具有用于去除高频带的噪声以仅提取低频带的信号的低通滤波器功能。在图2中，带通滤波器65还包括整流二极管654。
本例子中的带通滤波器65是用于从在供电线2内流动的各种信号(噪声)中提取用于与控制电路7进行通信的特定频带的信号的滤波器电路。
图4是解释根据本例子的监视装置5使用的通信频带的图。在本例子的通信系统中，由于AC通信信号在供电线内流动，因此可以使用的频率必须是使得该信号可以通过电池单元11的频率。频带根据电池单元11的结构而不同。在图4中，由附图标记C来表示频带。当有其它的AC信号在供电线2内流动时，频带C必须是不与这些AC信号的频带重叠的频带。
来自用于检测电池组1的接地状态的接地检测器8(参见图1，其具体结构示例参见例如日本特开2003-250201号公报)、逆变器3和(未示出的)DC/DC转换器的AC信号共同存在于供电线2中。图4示出了从各个装置产生的AC信号的频带。由于在用于接地检测器8的频带和用于逆变器3的频带之间提供的频带(图4中由阴影线所示)较宽，因此可以使用该频带作为电压检测电路6和控制电路7之间的通信信号的频带。
在本例子中，使用用于去除来自接地检测器8的噪声的高通滤波器HPF和用于去除来自逆变器3的噪声的低通滤波器LPF来从通过供电线2以及布线611、69和69b输入的信号中仅提取该频带的信号，并将提取出的信号输入至MPU 61的通信信号输入端子In。要从MPU 61的通信信号输出端子Out输出的AC通信信号被MPU 61生成为该频带的信号。
图5是解释本例子中(位于输入侧)的通信系统的图，并且示意性示出使用上述带通滤波器65来提取AC通信信号的处理。由耦合电容器62处理通过供电线2发送来的AC通信信号，以使得DC成分被阻断而获得具有基准电位Va的AC通信信号。由具有高通滤波器HPF和低通滤波器LPF的带通滤波器65处理由此产生的AC通信信号，以使得可以仅提取特定频带的AC通信信号。将MPU 61设计成基于连接至接地端子GND1的相应的电池单元11的DC电位来识别AC通信信号。因而，在将相应的电池单元11的DC电位添加至由带通滤波器65提取出的AC通信信号之后，将该AC通信信号发送至MPU 61的通信信号输入端子In。
在本例子中，使用位于用于接地检测器8的频带和用于逆变器33的频带之间的频带作为通信频带。然而，根据应用电池组1的系统，可以将信号能够通过电池单元11的任何其它频带设置为通信频带。
此外，在本例子中，为了与控制电路7进行信息通信，MPU61的通信信号输出端子Out和通信信号输入端子In连接至电池单元11的正极端子。通信信号输出端子Out和通信信号输入端子In还可以连接至电池单元11的负极端子，以使得可以将通信信号发送至负极端子或者从负极端子接收通信信号。
返回参考图2，布线66a通过容量调节电阻66并联连接至与电池单元11的正极端子相连接的布线611。布线66a的另一端连接至MPU 61的容量调节端子A。根据来自控制电路7的命令信号接通容量调节端子A和接地端子GND1预定时间段，由此使得来自电池单元11的电流可以流过电阻66。因此，可以将电池单元11的电池容量调节为预定量。
此外，各个电压检测电路6设置有可以由非易失性半导体存储器等构成的存储器67。存储器67存储要检测的电池单元11的特有标识符。当将检测到的电压值转换成AC信号并输出时，添加存储器67中存储的特有标识符作为该AC信号的头，然后将由此产生的信号发送至控制电路7。因此，控制电路7可以识别与所发送的电压值有关的信息与哪个电池单元11相关联。此外，从控制电路7发送的容量调节命令信号也具有要检测的电池单元11的特有标识符。电压检测电路6将容量调节命令信号中包含的特有标识符与存储器67中存储的特有标识符进行比较，以判断该命令是否是针对该电压检测电路6的。
返回参考图1，控制电路7包括：MPU 71；布线72，用于将MPU 71的通信信号输出端子和通信信号输入端子连接至供电线2；和布线74，用于将MPU 71的通信信号接地端子与诸如用于容纳本例子中的电池组1的电池盒等的接地点连接。在布线72中设置有耦合电容器73。
MPU 71接收上述由电压检测电路6检测到的各个电池单元11的端子间电压值，以确定电池组1的电池容量，并且执行用于防止过充电或过放电的整体控制。因而，MPU 71将用于检测电池单元11的电压的命令信号发送至电压检测电路6。如参考图4所述，该命令信号被生成为特定频带(图4所示的阴影线部分)的AC通信信号。然后，由设置在布线72中的耦合电容器73阻断DC成分，并将由此产生的信号作为具有与电压检测电路6的基准电位相同的基准电位Va的AC通信信号发送至供电线2。
代替输出用于检测电池单元11的电压的命令信号，各个电压检测电路6可以具有时钟功能，以使得可以按预定时间间隔将检测到的电压值从电压检测电路6自动发送至控制电路7。
MPU 71读取从各个电压检测电路6发送来的、与电池单元11的电压值相对应的AC通信信号，并且分析这些AC通信信号中包含的电压值以及电池单元11的特有标识符。如果电池容量之间的差等于或大于预定阈值，则MPU 71向目标电池单元11的相应的电压检测电路6发送命令信号。这使得在容量调节电阻66内有电流流动并持续预定时间段以进行控制，从而使得例如构成电池组1的电池单元11的容量可以均匀。此时输出的容量调节命令信号具有要进行容量调节的电池单元11的特有标识符。各个电压检测电路6将容量调节命令信号中包含的特有标识符与存储器67中存储的特有标识符进行比较，以判断该命令是否是针对该电压检测电路6的。
由于各个电压检测电路6具有耦合电容器62和63，因此可以省略控制电路7的耦合电容器73。
因此，根据本实施例的用于电池组1的监视装置5，在电压检测电路6和控制电路7之间通过供电线2交换信息。因而，不需要传统上必需的专用布线来进行信息通信，因此可以减少布线的成本、设置布线的组装工作和布线用的空间。
此外，即使从电压检测电路6发送的AC通信信号的DC电位彼此不同，耦合电容器63也提供相等的基准电位，并将该基准电位通过耦合电容器62发送至供电线2。因此，可以获得具有同一电位的AC通信信号。
此外，即使通过供电线2接收到的AC通信信号包含各种频带的信号，使用带通滤波器65仅提取特定频带的AC通信信号。这使得可以便于进行电压检测电路6和控制电路7之间的通信。
此外，当在电压检测电路6和控制电路7之间进行通信时，将电池单元11的特有标识符添加至AC通信信号。因此，可以从多个电压检测电路6中指定所期望的电池单元11的电压检测电路6。
为了减小电池组1的尺寸，可以将电池单元11配置成薄型电池单元等。在这种情况下，在各上述电压检测电路6中，可以将诸如MPU 61、存储器67、电容器62、63、643和653以及二极管654等的电路元件布置在堆叠的电池单元11之间的间隙中，从而节省空间。
可以将电容器62、63、643和653配置成陶瓷电容器等。通常，陶瓷电容器的大小约为2mm×1.25mm×0.6mm，并且这些陶瓷电容器的存在可能不利于节省空间。因此，在本实施例中，使用各个电池单元11的外部构件114和115作为电容器。
图6～图10所示的实施例涉及使用外部构件代替陶瓷电容器来实现上述电压检测电路6的耦合电容器63的例子。为了简便，在图6中没有示出图1所示的接地检测器8。
本例子中的电池单元11可以是扁平型锂二次电池单元。电池单元11包括发电元件111、用作正电极端子的正电极片112、用作负电极端子的负电极片113、上部外部构件114和下部外部构件115。
尽管没有详细示出，但将发电元件111配置成如下：连接至正电极片112且涂布有正极活性物质的正极板和连接至负电极片113且涂布有负极活性物质的负极板以绝缘隔离体置于这两者之间的方式交替层压。还可以使用双极型电池单元。
如图8所示，可以将上部外部构件114和下部外部构件115各自可以配置成如下：诸如铝箔等的金属箔的一个表面(电池单元11的内表面)层压有诸如聚乙烯、改性聚乙烯、聚丙烯、改性聚丙烯或离聚物等的树脂，而另一个表面(电池单元11的外表面)层压有聚酰胺树脂或聚酯树脂并且是挠性的。在图8和图9的例示中，上部外部构件114的金属箔用作导电层1141，上部外部构件114的电池单元外表面用作绝缘层1142，并且上部外部构件114的电池单元内表面用作绝缘层1143。下部外部构件115的金属箔用作导电层1151，下部外部构件115的电池单元外表面用作绝缘层1152，并且下部外部构件115的电池单元内表面用作绝缘层1153。
在本例子中，将上部外部构件114形成为具有与发电元件111的厚度相对应的深度的凹部，而将下部外部构件115形成为平板。可以将上部外部构件114和下部外部构件115这两者均形成为凹部。可选地，可以将上部外部构件114形成为平板，并且将下部外部构件形成为凹部。
然后，利用上部外部构件114和下部外部构件115包裹发电元件111、正电极片112的一部分和负电极片113的一部分。当将包含作为有机液态溶剂中的溶质的诸如高氯酸锂、氟硼酸锂或磷酸锂等的锂盐的液态电解质注入到由外部构件114和115限定的空间中时，该空间被真空密封。随后，利用热压对外部构件114和115的整个外周边缘进行热封并密封。在图7中，接合部116是利用热封将上部外部构件114和下部外部构件115接合到一起的部分。
如图7所示，上部外部构件114和下部外部构件115这两者均具有与发电元件111的平面的大小大致相等的面积。绝缘层1142、1143、1152和1153由聚乙烯、改性聚乙烯、聚丙烯、改性聚丙烯、离子键树脂、聚酰胺树脂或聚酯树脂等构成。特别地，聚丙烯电介质具有高的介电常数。此外，由于电池单元11是薄型电池单元，因此外部构件114和115之间的垂直距离短。
电容器的容量C与电介质的介电常数ε和电极的面积A成比例，并且与电极之间的距离d成反比例(C∝ε·A/d)。因此，使用电池单元11中外部构件114的导电层1141和外部构件115的导电层1151其中之一作为电容器的一个电极，并且将电容器的另一个电极设置在电池单元11外部，由此可以实现使用绝缘层作为电荷累积单元的大容量电容器。
在本例子中，如图7所示，构成耦合电容器63的一个电极的通信电极12布置在各电池单元11的上部外部构件114的外表面上。此外，如图8所示，MPU 61的通信信号接地端子GND2和上部外部构件114的导电层1141中的连接部1144通过布线69c相连接，以使得上部外部构件114的导电层1141可以用作耦合电容器63的另一个电极。
如导电层1141那样，通信电极12可以由诸如铝箔或铜箔等的金属箔构成。如图7的平面图所示，通信电极12被配置为具有与发电元件111的面积相等的面积。此外，使用粘合剂等将通信电极12粘合到上部外部构件114的外表面，以使得通信电极12从不引出电池单元11的电极片112和113的一侧(在图7所示的电池形状中为长边侧)突出。
将通信电极12粘合到各电池单元11的上部外部构件114的外表面。当电池单元11以图6所示的方式彼此叠置时，所有的通信电极12被设置成从同一侧突出。然后，通信电极12通过单个布线121相连接，并且电连接至电池盒13。因此，耦合电容器63的基准电位Va变成等于电池盒13的电位、即接地电位，并且可以减少组装工作量。
MPU 61的通信信号接地端子GND2与上部外部构件114的导电层1141中的连接部1144连接。通信电极112粘合到上部外部构件114的外表面，并且连接至电池盒13。利用这种结构，可以实现以下的耦合电容器63：在耦合电容器63中，上部外部构件114的绝缘层1142对应于电介质(电荷累积单元)，并且导电层1141和通信电极12对应于两个电极。
由于构成绝缘层1142的树脂的介电常数ε高、导电层1141和通信电极12之间的距离短以及导电层1141和通信电极12之间的相对面积大，因而可以获得大容量的耦合电容器63。另外，由于耦合电容器63由被形成为薄膜的上部外部构件114和通信电极112构成，因此可以减少耦合电容器63的布置空间。
在本例子中，通信电极12的连接部位可以无需是接地部位，而可以是具有稳定电位作为通信信号用的基准电位Va的部位。通信电极12还可以粘合至下部外部构件115的外表面，并且MPU 61的通信信号接地端子GND2可以与下部外部构件115的导电层1151连接。
在本实施例中，如前面所述，耦合电容器63的一端连接至MPU 61的通信信号接地端子GND2，并且耦合电容器63的另一端与诸如用于容纳电池组1的电池盒等的接地点连接。
根据本实施例，由于仅需要布置通信电极12，而无需直接在电池单元11上进行任何电布线操作，因此具有电池单元11的组装简单的优势。在这种情况下，还需要将通信电极12连接至电池盒。然而，如果在制造电池盒期间预先制备并连接了通信电极12，则至少在将电池单元11放置于电池盒中时，不需要将通信电极12电连接至电池单元11，从而简化了操作。
在图8所示的例子中，耦合电容器63由上部外部构件114的绝缘层1142和导电层1141以及通信电极12构成。由于电池单元11是薄型电池单元，因此可以由下部外部构件115的导电层1151来实现电池单元11的电极之一。图9是示出该变形的截面图，并且图9与图8的图相对应。
在图9所示的第二实施例中，MPU 61的通信信号接地端子GND2经由布线69c与下部外部构件115的导电层1151中的连接部1154连接。与图8所示的实施例相同，通信电极12粘合至上部外部构件114的外表面。
因此，在导电层1151和通信电极12之间构成串联连接的两个电容器。也就是说，这两个电容器中的一个电容器是上部外部构件114的绝缘层1142用作电介质(电荷累积单元)且通信电极12和上部外部构件114的导电层1141用作电极的电容器。另一个电容器是下部外部构件115的绝缘层1153用作电介质(电荷累积单元)且下部外部构件115的导电层1151和上部外部构件114的导电层1141用作电极的电容器。
在本例子中，导电层1141和通信电极12之间的距离比图8所示的例子中的长。然而，形成绝缘层1142的树脂的介电常数ε大，并且导电层1141与导电层1151以及导电层1141与通信电极12之间的相对面积大。因此，可以获得大容量的耦合电容器63。另外，由于耦合电容器63由被形成为薄膜的外部构件114和115以及通信电极12构成，因此可以大大减少耦合电容器63的布置空间。
注意，可以利用挠性布线基板600来形成图1和图2所示的电压检测电路6中除上述耦合电容器63以外的布线和电子组件。
图8和图9所示的实施例涉及在电池单元11的外部构件114和115中形成图2所示的电压检测电路6的耦合电容器63的例子。相反，图10所示的第三实施例涉及在电池单元11的外部构件114中形成图2所示的耦合电容器62的例子。
如图10所示，MPU 61的通信信号输出端子Out和上部外部构件114的导电层1141中的连接部1144经由布线69a相连接。
因而，实现了以下的耦合电容器62：在耦合电容器62中，上部外部构件114的绝缘层1143对应于电介质(电荷累积单元)，并且导电层1141和正电极片112对应于两个电极。
导电层1141和正电极片112之间的相对面积与图8所示的例子中的相比略小；然而，形成绝缘层1143的树脂的介电常数ε大，并且导电层1141和正电极片112之间的距离短。因此，可以获得大容量的耦合电容器62。另外，由于耦合电容器62由上部外部构件114和正电极片112构成，因此可以减少耦合电容器62的布置空间。
在图10中，代替将连接部1144放置在上部外部构件114的导电层1141中，可以将连接部1144放置在下部外部构件115的导电层1151中，并且MPU 61的通信信号输出端子Out和连接部1144可以通过布线69a相连接。在这种情况下，可以结合如图8所示的第一实施例的结构，以使得外部构件114和115可以具有电容器62和63的功能。
此外，代替使用电容器62和63，可以在外部构件114或115中形成其它电容器(例如，电容器643等)。
图11A和图11B是示出根据本实施例的挠性布线基板600的图。在图11A的平面图中，例示了尚未被切断的挠性布线基板600。图12是包括挠性布线基板600的电池单元11的平面图，并且图13是沿着图12的线XIII-XIII获得的截面图。
如图11B的截面图所示，本例子中的挠性布线基板600被配置成如下：利用诸如铜等的导电材料在诸如聚亚胺树脂基板等的绝缘片材601上形成包括电阻的布线图案602，并且在预定位置处安装除上述耦合电容器63以外的诸如集成电路(IC)、电容器和二极管等的其它电路元件(电子组件)603。此外，在这些组件的表面涂覆绝缘保护膜604，以维持布线图案602或电路元件603的绝缘性。
图11A是示意性示出布线图案602、电阻和电子组件603的图。实践中，根据图2所示的电压检测电路6的结构，按期望的布局布置图2所示的布线图案、电阻、构成MPU的IC、耦合电容器和二极管。
通过如下的措施来配置本例子中的挠性布线基板600：将整个基板形成为矩形形状，并且如图12所示将该基板的长边长度形成为等于电池单元11的正电极片112和负电极片113之间的距离。由于基板600被形成为矩形形状，因此如图11A所示，可以实现从原板制造的高产量。此外，由于基板600被形成为矩形形状，因此可以使用冲压装置容易地切割基板600。
此外，在本例子中的挠性布线基板600中，在基板600的一端形成与图2所示的正电极连接的布线611的布线图案(连接至正电极片112的连接部)，并且在基板600的另一端形成连接至负电极的布线612的布线图案(连接至负电极片113的连接部)。在这两个布线图案之间形成图2所示的布线图案。
因此，如图12和图13所示，将形成为矩形形状的挠性布线基板600叠置在电池单元11的上部外部构件114上，并且挠性布线基板600的两端与正电极片112和负电极片113电连接。因此，可以通过仅增大除电路元件603以外的挠性布线基板600的厚度来使电压检测电路6与电池单元11一体化。
另一方面，与基板600相比，图2所示的诸如MPU 61、存储器67、电容器62、643和653以及二极管654等的电路元件603的厚度较大。因此，如图13所示，可将具有大厚度的电路元件603设置在位于外部构件114和115之间的接合部116内的空间S中。
具体地，如图13所示，按如下的布局将电路元件603安装在挠性布线基板600上，即使安装在挠性布线基板600上的电路元件603在挠性布线基板600放置在电池单元11中时位于空间S中。由于形成MPU 61的IC芯片是电路元件603中的最大者，因此优先布置大的电路元件。
在图2所示的电路的例子中，包括MPU 61、存储器67、电容器62、643和653以及二极管654的这六个电路元件603(或者，如果还包括时钟电路的电容器，则为七个电路元件603)被放置在空间S中。
此外，对于这些电路元件603在基板600上的布局，可以考虑以下几点。
图2所示的电压检测电路6中的模拟电路易受噪声影响。因此，将构成用于去除噪声的带通滤波器65的电阻651和652、电容器653以及二极管654布置在电池单元11的用于发送和接收AC通信信号的正电极片112附近的位置处。在本例子中，通信信号的输入/输出端子连接至电池单元11的正电极。因而，将带通滤波器65设置在尽可能接近正电极片112的位置处，由此降低噪声的影响程度。
另一方面，根据需要，可以将诸如MPU 61和存储器97等的受噪声影响相对较小的组件设置在包括正电极侧的部位或负电极侧的部位的任何部位。在挠性布线基板600的版面上，如果正电极侧的布置空间因带通滤波器65设置在正电极侧而小，则可以将以上组件设置在负电极侧。特别地，为了通过将基板600形成为矩形形状来增大从原板制造的产量，优选地，如所期望的，将带通滤波器65中的两个电路元件653和654设置在正电极侧，并且将包括MPU 61的其余四个(或五个)电路元件配置在正电极侧和负电极侧。
为了制造本例子中的挠性布线基板600，首先，如图14的A所示，在聚亚胺树脂等的绝缘片材601的一个主要表面的整个表面上制备其上形成有诸如铜箔等的导电箔602a的原板。使用与所期望的布线图案相对应的掩模和蚀刻剂对原板上的铜箔进行蚀刻，以形成如图14的B所示包括用于在上面安装电阻和电子组件的连接盘(land)的布线图案602。在基板的两端上剩余有铜箔，从而接合至电池单元11的正电极片112和负电极片113。
然后，参考图14的C，通过焊接等将诸如IC芯片、电容器和二极管等的电路元件603安装在预定位置处所形成的连接盘上。然后，利用绝缘保护膜604覆盖布线图案602和电路元件603，以获得图14的D所示的结构，其中，绝缘保护膜604是利用热压等熔融并涂覆上的。此时，位于在基板600的两端处的正电极片112和负电极片113之间的接合部中的铜箔未被绝缘保护膜604所涂覆。
进行以上步骤，以使得如图11A所示，可以在单个原板上形成多个挠性布线基板600。因而，在下一步骤中，对原板进行切割以获得一个挠性布线基板600。
最后，利用超声熔接、激光熔接等将所获得的挠性布线基板600接合至上述电池单元11之一的正电极片112和负电极片113。仅需要将挠性布线基板600的两端接合至电池单元11的正电极片112和负电极片113，而两端之间的部位可以接合也可以不接合。特别地，在堆叠电池单元11以形成电池组1的情况下，即使挠性布线基板600的中间部位未接合到电池外壳，挠性布线基板600也可以因来自电池单元11的压力而固定。
因此，利用本实施例的挠性布线基板600，如图13所示，即使在堆叠电池单元11以形成电池组1的情况下，厚度也仅根据除电路元件603以外的基板600的厚度而增大。可以防止电池组1的厚度增大。然后，在挠性布线基板600上制造电压检测电路6，并且电压检测电路6一体化地连接到各个电池单元11。因此，电池盒中的可用空间足以设置监视装置5中剩余的控制电路7。也就是说，与现有技术不同，可以省略集中包括控制电路和电压检测电路的大控制基板，并且可以实现小型化的电池组。
此外，由于电路元件603布置在各个电池单元11的接合部116内的空间S中，因此可以防止电路元件603被施加额外的负荷。另外，各个电池单元11的外部构件114和115还可以防止电路元件603被损坏。
此外，由于将各个挠性布线基板600形成为矩形形状，因此可以实现原板材料的高产量，并且还可以期望降低成本。
此外，由于将构成带通滤波器65的电路元件603布置在各个电池单元11的用于发送和接收AC通信信号的正电极片112附近的位置处，因此可以减小噪声对模拟电路的影响。
描述上述实施例旨在使本发明易于理解，而无意限制本发明。相反，本发明涵盖包括在所附权利要求书的范围内的各种变形和等同配置。其中，所附权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含法律所许可的所有修改和等同结构。

Claims (17)

1.一种电池单元，包括：
发电元件；
导电构件，其与位于所述电池单元外部的构件连接；以及
外部构件，其被配置为包裹所述发电元件，所述外部构件包括绝缘层和导电层，所述绝缘构件布置在所述导电层和所述导电构件之间，并且所述导电层包括被配置为与位于所述电池单元外部的构件电连接的连接部。
2.根据权利要求1所述的电池单元，其特征在于，
所述导电构件是通信电极；
所述绝缘层位于所述通信电极和所述导电层之间，并且用作被配置为累积电荷的电容器的介电材料；以及
所述通信电极和导电电极用作所述电容器的端子。
3.根据权利要求2所述的电池单元，其特征在于，
所述外部构件进一步包括第一片状外部构件和第二片状外部构件，所述第一片状外部构件和所述第二片状外部构件的外周边缘接合到一起，以将所述发电元件装入所述第一片状外部构件和所述第二片状外部构件之间；
所述第一片状外部构件和所述第二片状外部构件各自具有以下的结构，该结构包括导电层和层压在该导电层的相对的面上的绝缘层；
所述连接部位于所述第一片状外部构件和所述第二片状外部构件之一的导电层中；以及
所述通信电极位于所述第一片状外部构件的外侧。
4.根据权利要求1所述的电池单元，其特征在于，
所述导电构件是与所述发电元件电连接的电极；
所述绝缘层位于该电极和所述导电层之间，并且用作被配置为累积电荷的电容器的介电材料；以及
所述电极和所述导电层用作所述电容器的端子。
5.根据权利要求4所述的电池单元，其特征在于，
所述外部构件进一步包括第一片状外部构件和第二片状外部构件，所述第一片状外部构件和所述第二片状外部构件的外周边缘接合到一起，以将所述发电元件装入所述第一片状外部构件和所述第二片状外部构件之间；
所述第一片状外部构件和所述第二片状外部构件各自具有以下的结构，该结构包括导电层和层压在该导电层的相对的面上的绝缘层；以及
所述连接部位于所述第一片状外部构件和所述第二片状外部构件至少之一的导电层中。
6.根据权利要求1所述的电池单元，其特征在于，
所述构件是微处理器和检测单元至少之一。
7.一种电池组装单元，包括：
电池组，其包括多个电池单元，各电池单元包括：
发电元件，
导电构件，其与位于该电池单元外部的构件连接，和
外部构件，其被配置为包裹所述发电元件，所述外部构件包括绝缘层和导电层，所述绝缘层布置在所述导电层和所述导电构件之间，并且所述导电层包括与位于该电池单元外部的构件电连接的连接部；以及
检测单元，其被配置为检测所述多个电池单元的电压，所述检测单元与至少一个电池单元的连接部电连接。
8.根据权利要求7所述的电池组装单元，其特征在于，
所述导电构件是通信电极；
所述绝缘层位于所述通信电极和所述导电层之间；
所述检测单元具有与所述导电层中的连接部连接的基准电位端于；以及
所述通信电极与用于确定交流通信信号的基准电位的构件连接。
9.根据权利要求8所述的电池组装单元，其特征在于，
所述外部构件进一步包括第一片状外部构件和第二片状外部构件，所述第一片状外部构件和所述第二片状外部构件的外周边缘接合到一起，以将所述发电元件装入所述第一片状外部构件和所述第二片状外部构件之间；
所述第一片状外部构件和所述第二片状外部构件各自具有以下的结构，该结构包括导电层和层压在该导电层的相对的面上的绝缘层；
所述连接部位于所述第一片状外部构件和所述第二片状外部构件之一的导电层中；以及
所述通信电极位于所述第一片状外部构件外部。
10.根据权利要求7所述的电池组装单元，其特征在于，
所述检测单元具有与所述第一片状外部构件和所述第二片状外部构件之一的导电层中的连接部连接的通信信号端子。
11.根据权利要求10所述的电池组装单元，其特征在于，
所述外部构件进一步包括第一片状外部构件和第二片状外部构件，所述第一片状外部构件和所述第二片状外部构件的外周边缘接合到一起，以将所述发电元件装入所述第一片状外部构件和所述第二片状外部构件之间；
所述第一片状外部构件和所述第二片状外部构件各自具有以下的结构，该结构包括导电层和层压在该导电层的相对的面上的绝缘层；以及
所述连接部位于所述第一片状外部构件和所述第二片状外部构件至少之一的导电层中。
12.根据权利要求7所述的电池组装单元，其特征在于，还包括：
供电线，其被配置为电连接所述多个电池单元；以及
控制单元，其被配置为调节所述多个电池单元的容量，其中
所述检测单元将检测到的电压转换成交流通信信号，并且将所述交流通信信号通过所述供电线发送至所述控制单元；以及
所述控制单元根据所检测到的电压来调节所述多个电池单元的容量。
13.根据权利要求12所述的电池组装单元，其特征在于，
所述控制单元将用于控制所述检测单元的交流通信信号通过所述供电线发送至所述检测单元。
14.根据权利要求13所述的电池组装单元，其特征在于，
所述检测单元包括用于调节所述多个电池单元的容量的电阻器。
15.根据权利要求7所述的电池组装单元，其特征在于，
所述电池组与电力变换器连接；以及
所述检测单元包括被配置为去除来自所述电力变换器的噪声的滤波器电路。
16.根据权利要求7所述的电池组装单元，其特征在于，
所述电池组与被配置为检测所述电池组的接地状态的接地检测器连接；以及
所述检测单元包括被配置为去除来自所述接地检测器的噪声的滤波器电路。
17.根据权利要求7所述的电池组装单元，其特征在于，
所述检测单元包括被配置为存储要检测的电池单元的特有标识符的存储单元。
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