CN111082164A - 电池监视用电路基板以及电池监视装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电池监视用电路基板以及电池监视装置。该电池监视用电路基板是安装有多个与多个电池单元电连接并且监视各所述电池单元的状态的电池监视用IC的电路基板，其具有安装能够与所述电池监视用IC电连接的电流消耗元件的第1安装区域，所述第1安装区域对于所述电池监视用IC的每一个而设置。

Description

电池监视用电路基板以及电池监视装置
技术领域
本发明涉及电池监视用电路基板以及电池监视装置。
本申请基于2018年10月19日在日本申请的特愿2018-197411号主张优先权，在此引用其内容。
背景技术
日本特开第2014-82152号公报公开了与多个电池单元电连接且具备多个用于监视各电池单元的状态的电池监视用IC的电池电压监视装置。
在上述的电池电压监视装置中，为了抑制电池监视用IC之间的消耗电流的偏差，在将下拉电阻连接于电池监视用IC来实现各电池监视用IC的消耗电流的均匀化。
然而，由于在混合动力汽车(混合动力电动汽车(HEV：Hybrid ElectricVehicle))或电动汽车(电动汽车(EV：Electric Vehicle))上搭载的电池单元的数目(以下称为“电池单元数目”。)受车身尺寸等影响，电池单元数目根据车辆而不同。因此，即使在安装有电池监视用IC的电路基板(电池监视用电路基板)中，被安装的该电池监视用IC的数目也根据车辆而不同。并且，若电池监视用IC的数目或连接到该电池监视用IC的单元数目根据车辆而不同，则显然各电池监视用IC中的消耗电流也根据各车辆而不同。因此，安装在电池监视用电路基板上的下拉电阻的数目也根据各车辆而不同，并且每次需要设计、制造该车辆专用的电池控制基板。因此，制造成本变高。
本发明是鉴于这样的情况而完成的，该目的是提供一种能够抑制电池监视用电路基板的制造成本的电池监视用电路基板以及电池监视装置。
用于解决课题的手段
本发明的一方式是一种电池监视用电路基板，其是安装有多个与多个电池单元电连接并且监视各所述电池单元的状态的电池监视用IC的电路基板，并且具有安装能够与所述电池监视用IC电连接的电流消耗元件的第1安装区域，所述第1安装区域对于所述电池监视用IC的每一个而设置。
本发明的一方式是上述的电池监视用电路基板，其具有接地图案，并且所述第1安装区域被分别设置在安装各所述电池监视用IC的第2安装区域与所述接地图案之间。
本发明的一方式是上述的电池监视用电路基板，所述第1安装区域被分别设置在各所述电池监视用IC的输入输出端口的焊盘图案与所述接地图案之间。
本发明的一方式是一种电池监视装置，其具备上述的电池监视用电路基板和被安装于所述电池监视用电路基板的多个电池监视用IC，所述多个电池监视用IC至少具有第1电池监视用IC以及第2电池监视用IC，所述第1电池监视用IC和所述第2电池监视用IC电连接的所述电池单元的数目互不相同，所述电流消耗元件与所述第1电池监视用IC以及所述第2电池监视用IC的至少一方连接而被安装，以使所述第1电池监视用IC的消耗电流和所述第2电池监视用IC的消耗电流成为大致相同。
本发明的一方式是上述的电池监视装置，与所述第2电池监视用IC相比，与所述第1电池监视用IC电连接的所述电池单元的数目更多，所述电流消耗元件仅与所述第2电池监视用IC连接而被安装。
发明效果
如以上说明的那样，根据本发明的各方式，能够抑制电池监视用电路基板的制造成本。
附图说明
图1是表示使用本发明的一实施方式涉及的电池监视用电路基板而构成的电池监视装置A的概要结构的一例的图。
图2是说明同一实施方式涉及的电流消耗元件2的图。
图3是同一实施方式涉及的电池监视用电路基板3的平面的示意图。
标号说明
A 电池监视装置
C 电池单元
1 电池监视用IC
2 电流消耗元件
3 电池监视用电路基板
4 第1安装区域
5 第2安装区域
11 焊盘图案
GB 接地图案
具体实施方式
以下使用附图说明本发明的一实施方式涉及的电池监视用电路基板。
图1是表示使用本发明的一实施方式涉及的电池监视用电路基板而构成的电池监视装置A的概要结构的一例的图。
如图1所示的那样，本发明的一实施方式涉及的电池监视装置A是检测电池组X(直流电池)的电压并监视该电压的装置。
电池组X例如是搭载于电动汽车或混合动力汽车等车辆上的电池，并且其是锂离子电池或镍氢电池等二次电池。
该电池组X具备串联连接的多个电池单元组G1～Gn(n为2以上的整数)。并且，多个电池单元C串联连接到各电池单元组G1～Gn。在此，由于各电池单元组G1～Gn的电池单元C的数目(以下也称为“电池单元数目”。)受搭载了电池组X的车辆的车体尺寸等影响，存在电池单元数目根据车辆而不同的情况。另外，在本实施方式中，虽然对电池单元组G1～Gn的数目为4个(n＝4)的情况进行说明，但电池单元组G1～Gn的数目不限于4个。存在电池单元组G1～Gn的数目(n)受搭载了电池组X的车辆的车体尺寸等影响并根据车辆而不同的情况。
在各电池单元组G1～G4中，位于最上位的电池单元(最上位单元)的正极端子是电池单元组10的正极端子(一个的输出端子)，此外位于最下位的电池单元(最下位单元)的负极端子是电池单元组10的负极端子(另一个的输出端子)。并且，各电池单元组G1～G4的正极端子以及负极端子分别连接到电池监视装置A。
电池监视装置A具备基于电池组X的输出电压来监视电池组X的电路。以下，对本实施方式涉及的电池监视装置A的概要结构进行说明。
如图1所示的那样，电池监视装置A具备多个电池监视用IC1(1-1～1-4)、电流消耗元件2、以及电池监视用电路基板3。
多个电池监视用IC1(1-1～1-4)是电连接到多个电池单元C并监视各电池单元C的状态的IC(集成电路(integrated circuit))。该电池监视用IC1与各电池单元组G1～G4对应而设置。
例如，电池监视用IC1-1与电池单元组G1对应而设置，并且其具备与电池单元组G1中的各电池单元C(以下称为“电池单元C1”)的输出端子(正端子和负端子)分别对应的多对输入端子。并且，各电池单元C1的输出端子(正端子和负端子)与电池监视用IC1-1的多对输入端子例如分别通过连接线而连接。由此，各电池单元C1的两端与电池监视用IC1-1电连接。并且，电池监视用IC1-1通过检测各电池单元C1的两端之间的电位差(以下称为“两端电压”)来监视各电池单元C1的状态。
另外，电池监视用IC1-1可以从各电池单元C1接受电源供给来进行工作。
例如，电池监视用IC1-2与电池单元组G2对应而设置，并且其具备与电池单元组G2的各电池单元C(以下称为“电池单元C2”)的输出端子(正端子和负端子)分别对应的多对输入端子。并且，各电池单元C2的输出端子(正端子和负端子)与电池监视用IC1-2的多对输入端子例如分别通过连接线而连接。由此，各电池单元C2的两端与电池监视用IC1-2电连接。并且，电池监视用IC1-2通过检测各电池单元C2的两端的电压来监视各电池单元C2的状态。
另外，电池监视用IC1-2可以从各电池单元C2接受电源供给来进行工作。
例如，电池监视用IC1-3与电池单元组G3对应而设置，并且其具备与电池单元组G3的各电池单元C(以下称为“电池单元C3”)的输出端子(正端子和负端子)分别对应的多对输入端子。并且，各电池单元C3的输出端子(正端子和负端子)与电池监视用IC1-3的多对输入端子例如分别通过连接线而连接。由此，各电池单元C3的两端与电池监视用IC1-3电连接。并且，电池监视用IC1-3通过检测各电池单元C3的两端的电压来监视各电池单元C3的状态。
另外，电池监视用IC1-3可以从各电池单元C3接受电源供给来进行工作。
例如，电池监视用IC1-4与电池单元组G4对应而设置，并且其具备与电池单元组G4的各电池单元C(以下称为“电池单元C4”)的输出端子(正端子和负端子)分别对应的多对输入端子。并且，各电池单元C4的输出端子(正端子和负端子)与电池监视用IC1-4的多对输入端子例如分别通过连接线而连接。由此，各电池单元C4的两端与电池监视用IC1-4电连接。并且，电池监视用IC1-4通过检测各电池单元C4的两端电压来监视各电池单元C4的状态。
另外，电池监视用IC1-4可以从各电池单元C4接受电源供给来进行工作。
电流消耗元件2是能够电连接到各电池监视用IC1(1-1～1-4)的元件，并且其是在各电池监视用IC1之间抑制消耗电流的偏差来实现各电池监视用IC1中的消耗电流的均匀化的元件。因此，电流消耗元件2可以连接到全部的电池监视用IC1-1～1-4，也可以连接到电池监视用IC1-1～1-4中的至少任意一个。此外，即使电流消耗元件2未连接到各电池监视用IC1-1～1-4，只要各电池监视用IC1-1～1-4的消耗电流均匀，电流消耗元件2也可以不与任何电池监视用IC1-1～1-4相连。然而，电池监视用电路基板3上设置有第1安装区域4，在该第1安装区域4中安装能够电连接到各电池监视用IC的电流消耗元件2。即，在电池监视用电路基板3上对于各电池监视用IC1-1～1-4的每一个而设置有用于安装电流消耗元件2的第1安装区域4，以使电流消耗元件2能够连接到全部的电池监视用IC1-1～1-4。
电流消耗元件2例如是电阻器，并且其电连接在电池监视用IC1的一个输入输出端口与接地(例如，形成在电池监视用电路基板3上的接地图案GP)之间。
另外，针对本实施方式而言，各电池监视用IC1-1～1-4的接地不是共通的，其各不相同。因此，在本实施方式中，电池监视用IC1-1的电流消耗元件2电连接在电池监视用IC1-1的一个输入输出端口与接地GND1(接地图案GP1)之间。电池监视用IC1-2的电流消耗元件2电连接在电池监视用IC1-2的一个输入输出端口与接地GND2(接地图案GP2)之间。电池监视用IC1-3的电流消耗元件2电连接在电池监视用IC1-3的一个输入输出端口与接地GND3(接地图案GP3)之间。电池监视用IC1-4的电流消耗元件2电连接在电池监视用IC1-4的一个输入输出端口与接地GND4(接地图案GP4)之间。
以下，使用图2说明本实施方式涉及的电流消耗元件2。例如，假设在电池单元组G1～G4中，电池单元组G1以及电池单元组G4的电池单元数目为18个，电池单元组G2以及电池单元组G3的电池单元数目为12个。在这种情况下，电池监视用IC1-1以及电池监视用IC1-4分别电连接到18个电池单元C。另一方面，电池监视用IC1-2以及电池监视用IC1-3分别电连接到12个电池单元C。
像这样，在图2所示的例子中，与电池监视用IC1-2以及电池监视用IC1-3相比，与电池监视用IC1-1以及电池监视用IC1-4电连接的电池单元数更多。另外，在以下的说明中，存在将电池监视用IC1-1以及电池监视用IC1-4的每一个称为“第1电池监视用IC”，将电池监视用IC1-2以及电池监视用IC1-3的每一个称为“第2电池监视用IC”的情况。
如图2所示的那样，在电池监视用IC1-1～1-4中具有所连接的电池单元数目不同的电池监视用IC1的情况下，即，在具有第1电池监视用IC以及第2电池监视用IC的情况下，电流消耗元件2仅与电池单元数目少的第2电池监视用IC连接，以使第1电池监视用IC的消耗电流与第2电池监视用IC的消耗电流成为大致相同。
更具体地，设与18个电池单元C连接的第1电池监视用IC的消耗电流Icc为20mA。另一方面，第2电池监视用IC与12个电池单元C连接，与第1电池监视用IC相比，其电连接的电池单元数目较少。因此，第2电池监视用IC的消耗电流Icc为14mA，少于第1电池监视用IC的消耗电流。
在这种情况下，在作为第2电池监视用IC的电池监视用IC1-2的一个输入输出端口和接地(GND2)之间设置流过6mA电流的电流消耗元件2。同样地，在作为第2电池监视用IC的电池监视用IC1-3的一个输入输出端口与接地(GND3)之间设置流过6mA电流的电流消耗元件2。
由此，以通过流向连接到第2电池监视用IC的各电流消耗元件2的消耗电流，针对各电池监视用IC1-1～1-4的消耗电流的偏差，能够与成为最大的消耗电流的第1电池监视用IC的消耗电流相匹配的方式，增加其它的电池监视IC(第2电池监视用IC)的消耗电流，并且不存在消耗电流的偏差而成为大致相同。像这样，根据与搭载在电池监视用电路基板3上的电池监视用IC1的每一个连接的电池单元数目来选择连接电流消耗元件2的电池监视用IC1，并且安装该电流消耗元件2以便将电流消耗元件2电连接到所选择的电池监视用IC1，从而能够抑制电池监视用IC1-1～1-4之间的消耗电流的偏差。
电池监视用电路基板3是安装电池监视用IC1-1～1-4以及电流消耗元件2的基板，其例如是印刷基板。另外，本发明的“电池监视用电路基板”可以是安装电池监视用IC1-1～1-4以及电流消耗元件2之前的基板(所谓的印刷线路板(PWB：Printed Wired Board))，也可以是安装(基板安装)了电池监视用IC1-1～1-4以及电流消耗元件2之后的基板(所谓的印刷电路板(PCB：Printed Circuit Board))。
以下，具体说明本实施方式涉及的电池监视用电路基板3。图3是本实施方式涉及的电池监视用电路基板3的平面的示意图。
电池监视用电路基板3具备第1安装区域4以及第2安装区域5。
第1安装区域4是用于将电流消耗元件2安装在电池监视用电路基板3上的区域，并且对于电池监视用IC1-1～1-4的每一个而设置。由此，即使在电池监视用IC1-1～1-4中改变了电流消耗元件2的连接目的地的电池监视用IC1的情况下，也能够不改变电池监视用电路基板3而将其电连接到作为改变后的连接目的地的电池监视用IC1。即，在一个电池监视用电路基板3中，能够任意选择将电流消耗元件2电连接到哪一个电池监视用IC1，并且将电流消耗元件2安装在所选择的电池监视用IC1上。另外，在本实施方式中，虽然对于电池监视用IC1-1～1-4的每一个而设置了一个第1安装区域4，但本发明不限于该结构，也可以对于电池监视用IC1-1～1-4的每一个而设置多个第1安装区域4。
第2安装区域5是用于将电池监视用IC1安装在电池监视用电路基板3上的区域，并且对于电池监视用IC1的每一个而设置。
例如，第2安装区域5具备用于将电池监视用IC1的多个端子分别焊接到电池监视用电路基板3的多个焊盘图案11。另外，在图3所示的例子中，虽然对电池监视用IC1具有16个端子的情况进行说明，但在本发明中不特别限定电池监视用IC1的端子数目。
接着，具体说明本实施方式涉及的第1安装区域4的一例。
第1安装区域4具备焊盘图案21以及布线图案22、23。
焊盘图案21是用于将电流消耗元件2安装在电池监视用电路基板3上的焊盘图案。在电流消耗元件2是电阻器的情况下，作为焊盘图案21，第1安装区域4具备用于将电流消耗元件2的一端安装在电池监视用电路基板3上的焊盘图案21-1和用于将电流消耗元件2的另一端安装在电池监视用电路基板3上的焊盘图案21-2。
布线图案22是用于将电流消耗元件2的一端电连接到电池监视用IC1的输入输出端口的图案。本实施方式的布线图案22的一端电连接到端子序号TN＝15的端子的焊盘图案11，另一端电连接到焊盘图案21-1。
布线图案23是用于将电流消耗元件2的另一端电连接到形成在电池监视用电路基板3上的接地图案GP的图案。具体地，布线图案23的一端电连接到焊盘图案21-2，另一端电连接到接地图案GP。另外，在本实施方式中，由于各电池监视用IC1-1～1-4的接地互不相同，如图3所示的那样，电池监视用IC1-1的布线图案23的另一端电连接到接地图案GP1，电池监视用IC1-2的布线图案23的另一端电连接到与接地图案GP1不同的接地图案GP2。
以上，如已说明的那样，本实施方式涉及的电池监视用电路基板3是安装有多个电连接到多个电池单元C并且监视各电池单元C的状态的电池监视用IC1的电路基板。该电池监视用电路基板3具有第1安装区域4，在该第1安装区域4上安装有能够电连接到电池监视用IC1的电流消耗元件2。并且，第1安装区域4对于电池监视用IC1的每一个而设置。
根据这样的结构，即使在能够安装用于抑制各电池监视用IC1中的消耗电流的偏差的电流消耗元件2且改变了电池监视用IC的数目或连接到电池监视用IC的电池单元数目的情况、或者改变了电池监视用IC的种类的情况下(上述消耗电流的偏差改变的情况下)，也能够使用相同的电池监视用电路基板3。即，即使在根据车辆的尺寸等而安装在电池监视用电路基板3上的电池监视用IC的数目或种类、连接到电池监视用IC的电池单元数目不同的情况下，也能够不进行电池监视用电路基板3的设计变更而根据连接到被安装的电池监视用IC1的电池单元数目来安装电流消耗元件2。因此，能够实现电池监视用电路基板3的共通化。因此，能够抑制电池监视用电路基板的制造成本。
此外，在上述实施方式中，电池监视用电路基板3也可以具有接地图案GP。并且，第1安装区域4也可以分别设置在安装各电池监视用IC1的第2安装区域5与接地图案GP之间。例如，第1安装区域4可以分别设置在各电池监视用IC1的输入输出端口的焊盘图案11与接地图案GP之间。
根据这样的结构，能够采用电阻器作为电流消耗元件2，并且能够实现通过该电阻器可在各电池监视用IC1之间抑制消耗电流的偏差的电池监视用电路基板3的共通化。
此外，上述实施方式的电池监视装置A具备电池监视用电路基板3、安装在电池监视用电路基板3上的多个电池监视用IC1。并且，多个电池监视用IC1至少具有第1电池监视用IC以及第2电池监视用IC。如上所述，该第1电池监视用IC和第2电池监视用IC所电连接的电池单元的数目互不相同。在这种情况下，电流消耗元件2连接到第1电池监视用IC以及第2电池监视用IC的至少任意一个而安装，以使第1电池监视用IC的消耗电流和第2电池监视用IC的消耗电流成为大致相同。
根据这样的结构，通过所连接的电池单元数目不同，即使在第1电池监视用IC和第2电池监视用IC之间产生消耗电流的偏差的情况下，也能够通过电流消耗元件2来抑制上述消耗电流的偏差。
此外，在上述实施方式的电池监视装置A中，在第1电池监视用IC所电连接的电池单元的数目大于第2电池监视用IC的情况下，电流消耗元件2也可以仅连接到第2电池监视用IC而安装。
根据这样的结构，以通过流向连接到第2电池监视用IC的各电流消耗元件2的消耗电流，针对各电池监视用IC1的消耗电流的偏差，能够与成为最大的消耗电流的第1电池监视用IC的消耗电流相匹配的方式，增加第2电池监视用IC的消耗电流，并且能够抑制上述消耗电流的偏差。
以上，参照附图对本发明的实施方式进行了详细说明，但具体的结构不仅限于该实施方式，也包含不脱离本发明的宗旨的范围的设计等。
工业上的可利用性
根据本发明，能够抑制电池监视用电路基板的制造成本。

Claims (5)

1.一种电池监视用电路基板，其是安装有多个与多个电池单元电连接并且监视各所述电池单元的状态的电池监视用IC的电路基板，其特征在于，具有：
第1安装区域，安装能够与所述电池监视用IC电连接的电流消耗元件，
所述第1安装区域对于所述电池监视用IC的每一个而设置。
2.如权利要求1所述的电池监视用电路基板，其特征在于，具有：
接地图案，
所述第1安装区域被分别设置在安装各所述电池监视用IC的第2安装区域与所述接地图案之间。
3.如权利要求2所述的电池监视用电路基板，其特征在于，
所述第1安装区域被分别设置在各所述电池监视用IC的输入输出端口的焊盘图案与所述接地图案之间。
4.一种电池监视装置，其特征在于，具备：
权利要求1至权利要求3的任一项记载的电池监视用电路基板；以及
被安装于所述电池监视用电路基板的多个电池监视用IC，
所述多个电池监视用IC具有第1电池监视用IC以及第2电池监视用IC，
所述第1电池监视用IC和所述第2电池监视用IC电连接的所述电池单元的数目互不相同，
所述电流消耗元件与所述第1电池监视用IC以及所述第2电池监视用IC的至少一方连接而被安装，以使所述第1电池监视用IC的消耗电流和所述第2电池监视用IC的消耗电流成为大致相同。
5.如权利要求4所述的电池监视装置，其特征在于，
与所述第2电池监视用IC相比，与所述第1电池监视用IC电连接的所述电池单元的数目更多，
所述电流消耗元件仅与所述第2电池监视用IC连接而被安装。
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