CN112366413A - 电池单元 - Google Patents

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Abstract

一种电池单元，包括电池、电路板、实现电池的充电或放电的开关装置以及由底部和周壁构成的壳体。电池配置在底部上。电路板布置成与电池相比更远离底部。开关装置位于比电路板更靠近底部的位置。在从电路板的外部向内面向壳体的内部观察时，开关装置具有视觉或光学感知的可视区域，并且包括数据保存区域，在该数据保存区域上例如以编码的形式提供关于开关装置的特性的数据。这种结构有助于将关于开关器件的特性的数据从数据保存区域中视觉或光学地读出，而无需增大电池单元的尺寸。

Description

电池单元
技术领域
本公开总体地涉及用于车辆、诸如汽车中的电池单元。
背景技术
已知将蓄电池和电路板以电池单元的形式安装在壳体中的技术。在电路板上安装有控制器。开关装置与电池单元中的电路板电连接，以实现在蓄电池与布置在电池单元外部的电气装置之间的电力输送。与开关装置布置在电路板的外部的情况相比，开关装置连接到电池单元中的电路板的布局使得电池单元的尺寸减小。
为了使由于开关装置之间的特性变化而引起的电池单元的充电/放电能力的劣化最小化，已知在安装在电路板上的控制器中存储关于开关装置的特性的数据的技术。例如，日本专利第一公开第2008-238946号教导将表示受控对象的特征的条形码附连到受控对象本身。条形码由例如条形码阅读器读取并写入电路板上的控制器中。与从安装在受控对象中的存储介质中读取有关特性的数据并写入控制器的情况相比，这有助于将有关特性的数据输入到控制器中的步骤。
为了释放由开关装置产生的热能，一些典型的电池单元设计成将开关装置直接地固定到布置在壳体中的散热器。当散热器配置在电池单元中的电路板的后部附近，并且开关装置布置在靠近散热器的电路板的后部上时，这会导致开关装置的可视性降低。这也会导致条形码的可视性降低。如果难以从附连到开关装置的条形码中读取数据，则需要在每个开关装置上安装存储介质，在该存储介质中保存关于开关装置的特性的数据，并且从该存储介质中读取数据。这会导致在控制器中将关于特性的数据写入的步骤的复杂性。替代地，当开关装置布置在电路板的外部而不与电路板物理地重叠时，可能会导致电池单元的尺寸增大。
发明内容
因此，本公开的一个目的是提供一种电池单元，该电池单元确保编码数据的可视性或光学感知的期望程度而无需增大其尺寸。
根据本公开的一个方面，提供一种电池单元，该电池单元包括：(a)电池；(b)存储壳体，上述存储壳体包括底部和周壁，底部和周壁限定供电池配置的内部空间；(c)电路板，上述电路板配置在存储壳体的内部，并且在该电路板上安装有控制器以对朝向电池的输入或来自电池的输出进行控制，电路板具有面向存储壳体的外部的外表面和面向存储壳体的底部的内表面；以及(d)开关装置，上述开关装置工作以响应从控制器输出的开关信号而打开或关闭通向电池的通电路径。电池配置在底部上。电路板布置成与电池相比更远离底部。在从电路板的外表面的外部面向存储壳体的内部观察时，开关装置在存储壳体内布置在电路板的后方。可视区域限定在存储壳体的内部。可视区域暴露在电路板的外部，以确保在从电路板的外表面的外部向内面向存储壳体的内部观察时的可视区域的可视性。可视区域包括数据保存区域，在该数据保存区域上提供有关于开关装置的特性的数据。
配备有对电能输入到电池或从电池输出进行控制的开关装置的电池单元设计成具有安装在电路板上的控制器，开关装置连接到该电路板以减小电池单元的尺寸。在从电路板的外部向内面向存储壳体的内部观察时，这种类型的电池单元可以具有布置在电池的上方的电路板，还可以具有设置在电路板的后方的开关装置。电池和电路板的布局导致从电池单元的外部对开关装置的可视性降低，但是需要确保对关于数据保存区域中提供的特性的数据的光学感知，以便于将数据写入或传递到控制器。
为了满足上述需求，如上所述，电池单元设计成具有位于可视区域内的数据保存区域，在该可视区域中，关于开关装置的特性的数据被视觉或光学感知、即能够从数据保存区域读取。可视区域中的数据保存区域的上述布局有助于将关于特性的数据写入或传递到控制器，而无需增大电池单元的尺寸。
在本公开的优选模式中，存储壳体的周壁包括在给定方向上隔着空间彼此相对的第一侧壁和第二侧壁。电路板位于比开关装置更靠近第一侧壁的位置，而开关装置位于比电路板更靠近第二侧壁的位置。
更靠近第一侧壁布置的电路板的上述布局使得电池单元的尺寸能够减小，并且还产生位于更靠近第二侧壁的位置并且未被电路板占据的空间。开关装置布置成更靠近第二侧壁，从而使得关于开关装置的特性的数据能够使用该空间被视觉或光学感知。
在本公开的第三优选模式中，开关装置具有：第一端，上述第一端更靠近存储壳体的周壁的第一侧壁；以及第二端，上述第二端更靠近存储壳体的周壁的第二侧壁。第一端上安装有与电路板连接的连接端子。数据保存区域在开关装置的选定表面上位于比第一端更靠近第二端的位置。
开关装置设计成使在第一端上的连接端子比在上述第二端上的连接端子更靠近上述周壁的第一侧壁。这有助于开关装置靠近第二侧壁的布置，并且还提高布置在第二侧壁附近的数据保存区域的可视性。
在本公开的第四优选模式中，开关装置具有在与电路板的主表面平行的方向上在电路板的外部突出的部分。第二侧壁的安装有开关装置的部分的距底部的高度比底部与电路板的下表面之间的距离小。
在从电池单元的外部观察时，如果开关装置被电路板完全地覆盖，则会导致数据保存区域的可视性的劣化。另外，如果第二侧壁的安装有开关装置的部分的距底部的高度比底部与电路板的下表面之间的距离大，则会使电路板降低数据保存区域的可视性。上述电池单元的结构消除了这些缺点。
在本公开的第五优选模式中，周壁具有释放由开关装置产生的热量的散热器。上述散热器具有散热表面，开关装置安装在上述散热表面上，并且上述散热表面位于比上述电路板的下表面更靠近底部的位置。
当存储壳体的周壁具有散热器，并且该散热器的散热表面位于比电路板的下表面更靠近底部的位置，则在从电池单元的上部的外部观察时，需要将开关装置放置在电路板的后方，以将开关装置安装在散热表面上。上述结构满足这种需要，而无需增大电池单元的尺寸。
附图说明
通过以下给出的详细描述和本发明的优选实施方式的附图将更全面地理解本发明，但是，详细描述和附图不应当被认为是将本发明限定于具体的实施方式，相反它们仅是用于说明和理解的目的。
在附图中：
图1是示出根据第一实施方式的电池单元的垂直剖视图；
图2是图1中的电池单元的俯视图；
图3是示出配备有图1中的电池单元的电源系统的电气结构的电路图；
图4是示出安装在图1中的电池单元中的第一开关的内部结构的电路图；
图5是示出安装在图1中的电池单元中的半导体功率装置的上表面的平面图；
图6(A)是表示关于半导体功率装置的特性的数据的图；
图6(B)是表示关于半导体功率装置的另一类型的特性的数据的图；
图7是示出扫描数据并将其传递到控制器的写入装置的示意图；
图8是示出根据第二实施方式的电池单元的垂直剖视图；
图9是示出在第二实施方式中扫描数据并将其传递到控制器的写入装置的示意图。
具体实施方式
第一实施方式
下面将参考附图描述第一实施方式，其中电池单元用于安装在车辆中的电源系统中。电源系统用于对电力存储系统的充电或放电进行控制，该电力存储系统向安装在车辆中的各种类型的电负载输送电力。车辆配备有：内燃机；车载ECU，上述车载ECU用于对发动机和其他装置的操作进行控制；旋转电机，上述旋转电机在发电机模式下由发动机或车轴的旋转来驱动以产生电力，并且也在电动机模式下工作以驱动发动机和车轴；电力存储系统，上述电力存储系统通过由旋转电机产生的电力被充电；以及各种类型的电负载。旋转电机设计成ISG(集成式起动发电机)。电力存储系统包括铅酸电池和锂离子电池。下面将详细描述由锂离子电池制成的锂电池单元10。
首先，使用图1和图2来讨论电池单元10的整体结构。为了简单起见，基于图1所示的电池单元10的水平方向来限定电池单元10的垂直方向(即，高度方向)。图1是电池10的垂直剖视图。图2是盖18从中移除的电池单元10的俯视图。图1是沿图2中的线I-I剖取的电池单元10的剖视图。
电池单元10包括：电池模块11，上述电池模块11由多个罐装(英文：can)单体电池11a构成；电路板12，上述电路板12工作以对电池模块11的充电或放电进行控制；端子单元14，通过上述端子单元14，电能被输入到电池单元10、或者从电池单元10输出；以及存储壳体16，在上述存储壳体16中配置有电池模块11。存储壳体16为长方体形状，并且包括：基部17，上述基部17固定到电池单元10的给定安装部；以及盖18，上述盖18布置在基部17上方。基部17和盖18中的每一个均由金属材料、诸如铝制成。在本实施方式中，电池模块11被设计为蓄电池。
电池模块11和电路板12在垂直方向上彼此重叠。电路板12位于电池模块11的上方。电池模块11和电路板12使用紧固件N、诸如钳子或螺栓固定到基部17。电池模块11成形为具有台阶状的上表面、即上表面和下表面，分离的板13a、13b固定到上表面和下表面。具体地，单体电池11a被分成两组：由三个单体电池11a组组成的三单体电池组；以及由剩余的两个单体电池11a组组成的双单体电池组。三单体电池组具有电池模块11的上表面，而双单体电池组具有电池模块11的下表面。板13a附连到三单体电池组的上表面。板13b附连到双单体电池组的下表面。基部17具有包围三单体电池组的保护壁35，并且具有与三单体电池组的高度大致相同的高度。
板13a、13b用作变形抑制件，以使电池模块11的不期望的变形最小化。板13a、13b分别由例如高刚性的金属板制成。电路板12布置在板13b的上方。板13a与电路板12在垂直于高度方向的方向上平齐。换言之，板13a和电路板12在垂直方向上位于相同的水平面。盖18从上方装配在基部17上，以使电池模块11和电路板12布置在存储壳体16的内部。端子单元14布置在基部17的外周上，并且用于将由单体电池11a产生的电力输送到诸如铅酸电池、旋转电机和电负载的、布置在电池单元10的外部的供电装置，并且也从上述供电装置接收电力。具体地，端子单元14配备有与供电装置连接的输出端子P。更具体地，如图3清楚地所示，端子单元14配备有第一输出端子P1和第二输出端子P2，上述第一输出端子P1与例如铅酸电池101及电负载104连接，上述第二输出端子P2与旋转电机103连接。端子单元14还配备有第三输出端子P3，上述第三输出端子P3与不允许电源故障的电负载15连接。输出端子P(即，P1到P3)安装在由绝缘材料制成的端子块上，并且接合到限定通电路径的各个母线24。
电池单元10的结构特征将在下面详细描述。首先对存储壳体16的基部17进行讨论。
基部17包括底部31和从底部31向上延伸的周壁32。底部31呈大致正方形。周壁32包围底部31的周缘。底部31和周壁32限定由它们包围的内部空间30(即，内腔室)。电池模块11配置在空间30的内部。空间30具有上开口。
具体地，电池模块11配置成面向底部31。换言之，电池模块11牢固地安装或固定在底部31上，并且由周壁32包围。电池模块11具有在底部31上彼此对齐地放置的单体电池11a。基部17(即，存储壳体16)成形为具有单体电池11a彼此对齐的纵向(即，纵向)方向。基部17也成形为具有垂直于其纵向方向的宽度方向。换言之，基部17具有长度和比长度短的宽度。基部17的宽度方向在下面也被称为给定方向。
基部17具有多个紧固部33，电池模块11、电路板12和板13(即，板13a、13b)固定到上述紧固部33。紧固部33以凸台的形式从底部31或周壁32突出，并且用作座部，在上述座部上，电池模块11、电路板12和板13在垂直方向上位于各自的给定水平面。每个紧固部33具有形成在其上端的螺纹孔。电池模块11、电路板12和板13放置在紧固部33的上端，并且使用紧固件N牢固地固定到该上端。
基部17的周壁32包括装置安装基部37，在上述装置安装基部37上安装有用于电力控制的半导体功率装置22。装置安装基部37具有平坦的上表面37a。半导体功率装置22通过绝缘片38由紧固件N牢固地安装在上表面37a上。装置安装基部37用作散热器，由半导体功率装置22产生的热能从上述散热器释放到外部。散热空间34在装置安装基部37的下方形成。由半导体功率装置22产生的热量首先被传递到装置安装基部37的上表面37a(即，散热表面)，然后通过散热空间34散发到电池单元10的外部。半导体功率装置22也将被称为开关装置。
接下来，将描述电路板12。电路板12由其上形成有电路的印刷电路板来实现。电路板12具有主板表面：供电子装置安装或接合的上表面(也称为外表面)12a和下表面(也称为内表面)12b。电子装置包括作为控制器的运算控制装置20，以执行电池模块11和开关装置M的充电或放电任务。运算控制装置20对开关装置M的接通/断开操作进行控制，以对电池模块11的充电或放电以及电路板12上的通电路径的导电状态进行控制。开关装置M可以由MOSFET来实现。
如图3中清楚地所示，安装于或接合到电路板12的开关装置M包括四个开关SW1到SW4。具体地，电池单元10配备有第一通电路径L1和第二通电路径L2。第一通电路径L1连接在第一输出端子P1与第二输出端子P2之间。第二通电路径L2连接在第一通电路径L1上的第一连接点N1与电池模块11之间。第一开关SW1布置在第一输出端子P1与第一通电路径L1上的第一连接点N1之间。第二开关SW2布置在第二通电路径L2上。
第三通电路径L1在其第一端处连接到第一输出端子P1与第一通电路径L1上的第一开关SW1之间的第二连接点N2。第四通电路径L4在其第一端处连接到电池模块11与第二通电路径L2上的第二开关SW2之间的第三连接点N3。第三通电路径L3和第四通电路径L4在其第二端处连接到第四连接点N4。第四连接点N4和第三输出端子P3通过第五通电路径L5连接在一起。第三开关SW3和第四开关SW4分别安装在第三通电路径L3和第四通电路径L4上。
第一开关SW1和第二开关SW2设计成建立或阻断较大量的电流的流动，并且由半导体功率装置22制成。半导体功率装置22包括开关装置M。因此，响应于从运算控制装置20输出的开关信号，半导体功率装置22工作以打开或关闭将第一输出端子P1及第二输出端子P2与电池模块11连接的第一通电路径L1和第二通电路径L2。
下面将参考图4描述开关SW1、SW2的结构。第一开关SW1由彼此并联连接的两个半导体功率装置22构成。每个半导体功率装置22具有彼此串联连接的开关装置M1、M2，其中寄生二极管DA沿相反的方向定向。
电阻器RA配置在开关装置M1、M2之间，以对流过开关装置M1、M2的电流进行测量。每个半导体功率装置22还具有分别对开关装置M1、M2的温度T进行测量的恒温二极管DB1、DB2。因此，每个半导体功率装置22具有连接到安装在半导体功率装置22中的装置的九个连接端子T1到T9。具体地，连接端子T1到T9与开关装置M1、M2的栅极、电阻器RA和恒温二极管DB1、DB2中的每一个的端部上的电极以及开关装置M1与开关装置M2之间的连接点NM连接。每个半导体功率装置22还具有两个通向第一通电路径L1的连接器端子T10、T11。
第二开关SW2具有与第一开关SW1大致相同的结构，并且在此省略对其的详细说明。第三开关SW3和第四开关SW4设计成建立或阻断较小量的电流的流动。如图2所示，第三开关SW3和第四开关SW4中的每一个由额定电流比半导体装置22低的功率控制半导体装置23构成。
第三开关SW3和第四开关SW4中的每一个具有与第一开关SW1大致相同的结构。半导体装置23中的每一个包括单个开关装置M。因此，第三开关SW3和第四开关SW4中的每一个都由四个半导体装置23组成。半导体装置23没有配备电阻器RA和恒温二极管DB1、DB2。因此，第三开关SW3和第四开关SW4分别具有类似于图4中的电路，并且该电路安装在电路板12上。
如图1中清楚地所示，运算控制装置20、半导体功率装置22和半导体装置23连接到电路板12。具体地，运算控制装置20和半导体装置23被固定到电路板12，换言之，安装在电路板12上。半导体功率装置22连接到电路板12，但是固定到装置安装基部37，而不是电路板12。换言之，半导体功率装置22不安装在电路板12上。
随后，下面将描述半导体功率装置22。每个半导体功率装置22均由集成电路制成，在该集成电路上制作开关装置M1、M2，并且在该集成电路中形成有用于将半导体功率装置22附连到装置安装基部37的附连孔41。当安装在装置安装基部37上时，每个半导体功率装置22具有在基部17的宽度方向上彼此相对的第一侧面41a和第二侧面42b(在下面也将被称为第一端和第二端)。第一侧面42a上布置有连接端子T1到T9。第二侧面42b上布置有连接器端子T10、T11。
当固定到装置安装基部37时，每个半导体功率装置22还具有面向上方的上表面40。上表面40具有数据保存区域44。每个数据保存区域44在其上打印或印刷有表示关于半导体功率装置22的特性的数据的二维码45、46中的一个。例如，二维码45保存关于安装在半导体功率装置22中的电阻器RA的温度特性的数据。二维码45保存关于半导体功率装置22的恒温二极管DB1、DB2的电压特性的数据。在本公开中，每个半导体功率装置22的上表面40也将被称为选定表面。
通常，半导体功率装置22在其制造期间被管理为具有均匀的特性，然而，这种特性可能会由于生产浮动性或公差而改变。例如，如图6(A)所示，电阻器RA在给定温度T下可以具有电阻值R的变化。如图6(B)所示，每个恒温二极管DB1、DB2可以具有当给定电流I流过时的端子间电压Vf的变化。当恒温二极管DB1、DB2具有在基准电压IK由于生产浮动性而流动时的电压范围ΔV内的彼此不同的端子间电压Vf时，这将导致无法使用恒温二极管DB1、DB2来精确地对开关装置M1、M2的温度T进行测量。
因此，当制造每个半导体功率装置22时，得到关于电阻器RA的温度特性和恒温二极管DB1、DB2的电压特性的数据。然后生成表示得到的数据的二维码45、46，并且打印在半导体功率装置22的上表面40上。在半导体功率装置22连接到电路板12，并且电池单元10被完全组装之后，读取存储在二维码45、46中的特性数据，然后保存在安装于运算控制装置20中的存储装置或存储器中。这使得能够使用半导体功率装置22上的特性数据来精确地对半导体功率装置22进行控制。
半导体功率装置22通过连接端子T1到T9连接到电路板12。由图1可见，半导体功率装置22被固定到基部17的装置安装基部37。装置安装基部37的固定有半导体功率装置22的上表面37a位于比电路板12的下表面12b更靠近底部31的位置、即布置在下表面12b的下方。换言之，在电池单元10内，在从电池单元10的上表面的上方观察(即，面向底部31向内观察)时，半导体功率装置22布置在基部17的远离底部31的部分上、即位于电路板12的后方。
如上所述，在从电池单元10的上方观察时，半导体功率装置22位于电路板12的后方，这通常会导致半导体功率装置22的可视性降低。此外，为了减小电池单元10的尺寸，电路板12和半导体功率装置22可以布置成在垂直方向上彼此重叠。半导体功率装置22可以连接到电路板12。这还会导致半导体功率装置22的可视性的更大劣化，从而引起难以视觉感知印刷在半导体功率装置22的上表面40上的二维码45、46，这会导致在半导体功率装置22上二维码45、46可能无法被读取的风险。因此，在组装电池单元10之后，不期望地，需要在半导体功率装置22中安装附加的存储器，以在其中保存特性数据和从该存储器中读取特性数据。替代地，当电路板12和半导体功率装置22布置成彼此不重叠时，换言之，当半导体功率装置22布置在电路板12的外部以确保二维码45、46的可视性时，这会导致电池单元10的总体尺寸增大。
为了消除上述缺点，本实施方式中的电池单元10设计成在从电路板12的外部面向存储壳体16的内部观察时，具有位于半导体功率装置22的上表面40上的区域中的数据保存区域44，上述数据保存区域44从电池单元10的上表面的上方被光学或视觉感知。换言之，如果第一假想平面被限定为大致平行于安装有半导体装置23的电路板12的主表面(即，安装表面)并从该主表面延伸，并且第二假想平面被限定为大致平行于存储壳体16的底部31的主表面并从该主表面延伸，则电路板12在大致横穿第一假想平面和第二假想平面的垂直方向上位于第一假想平面与第二假想平面之间。每个半导体功率装置22在平行于第一假想平面和第二假想平面延伸的方向上部分地在电路板12的外部突出，换言之，在垂直方向上与电路板12部分地重叠。如图5中清楚地所示，电路板12和半导体功率装置22的这种布局使得每个半导体功率装置22的上表面40能够具有区域NR，上述区域NR的侧边取决于电路板12的布局或结构，并且定位成与电路板12垂直地(即，沿高度方向)重叠。区域NR是从上方不可视的区域。换言之，如果在不可视区域NR内设置数据保存区域44，则难以视觉感知二维码45、46。因此，每个半导体功率装置20成形为在上表面40上具有除不可视区域NR之外的区域ER，并且具有在可视区域ER内限定的数据保存区域44。在图5所示的示例中，不可视区域NR位于比虚线DT更靠近半导体功率装置20的第一侧面42a的位置。可视区域ER位于比虚线DT更靠近第二侧面42b的位置。
每个半导体功率装置22设计成具有位于可视区域ER内的数据保存区域44，以确保二维码45、46的可视性。由此，在从电池单元10的上表面的上方观察时，换言之，在从电路板12的外部面向底部31向内观察时，在半导体功率装置22位于电路板12的后方的电池单元10的结构中，能够容易地从二维码45、46读出特性数据并传递到运算控制装置20，而无需使电池单元10大型化。
本实施方式设计成通过以下方式来确保可视区域ER。如图1清楚地所示，基部17的周壁32具有在电池单元10的宽度方向上隔着空间30彼此面对的第一侧壁32a和第二侧壁32b。电路板12具有在电池单元10的宽度方向上彼此面对的第一侧边缘120a(即，如图2所示的上侧边缘)和第二侧边缘120b(即，如图2所示的下侧边缘)。与第二侧边缘120b到基部17的第二侧壁32b的位置相比，电路板12的第一侧边缘120a位于更靠近基部17的第一侧壁32a的位置。换言之，电路板12作为整体布置在更靠近基部17的第一侧壁32a的位置。如图1所示，该布局在电路板12的第二侧边缘120b与基部17的第二侧壁32B在宽度方向上的最外边缘(即，如图1所示的最右边缘)之间形成未被电路板12占据的空置空间300，并且数据保存区域44通过该空置空间从上方是可视的。换言之，在从存储壳体16的上方观察、即面向底部31向内观察时，可视区域ER(即，数据保存区域44)暴露在电路板12的外部、即布置成不与电路板12重叠。
半导体功率装置22布置在壳体16内的空间300中。换言之，半导体功率装置22配置成靠近电路板12的第二侧壁32b。空间300形成每个半导体功率装置22的可视区域ER。
如图5所示，每个半导体功率装置22具有配置在第一侧壁32a的第一侧面42a上并且连接到电路板12的连接端子T1到T9。因此，没有配置连接端子T1到T9的每个半导体功率装置22的第二侧壁32b布置成在垂直方向上不与电路板12重叠。
每个半导体功率装置22具有与第一侧壁32a相比位于更靠近第二侧壁32b的位置的数据保存区域44。具体地，数据保存区域44布置成比等分线DP更靠近第二侧面42b(即，第二侧壁32b的最右边缘)，上述等分线DP垂直于在电池单元10的长度方向上彼此相对的半导体功率装置22的侧面42c、42d延伸。因此，数据保存区域44位于可视区域ER内。
下面将参考图7对如何在运算控制装置20中写入数据进行描述。在电池单元10在安装于车辆中之前被完全组装之后，使用写入装置50来实现数据的写入。写入装置50配备有二维码读取器51。二维码读取器51配置在电池单元10的上方，上述电池单元10是放置成面向写入装置50的扫描对象。从电池单元10移除盖18。二维码读取器51的扫描器(即，传感器)52放置成面向半导体功率装置22的上表面40的数据保存区域44。为了可视性起见，图7三维地示出打印或印刷在数据保存区域44上的二维码45、46。
如上所述，每个半导体功率装置22的上表面40的数据保存区域44布置成在电池单元10的垂直方向上不与电路板12对齐。二维码读取器51的扫描器52在垂直方向上位于二维码45、46的上方。
写入装置50使用二维码读取器51从数据保存区域44读取二维码45、46，并且通过使用存储在写入装置50的存储器53中的特性映射进行查找来导出包含在二维码45、46中的特性数据。特性映射列出与从二维码45、46读取的信息相关联的数据。
写入装置50通过安装在电路板12上的未示出的连接器连接到电路板12，并且将从二维码45、46得到的特性数据写入到安装在运算控制装置20中的存储器中。因此，将特性数据传递到运算控制装置20的存储器的传递操作需要将写入装置50电连接到电路板12，而对半导体功率装置22上的二维码45、46进行读取或扫描的读取操作不需要将写入装置50连接到半导体功率装置22，从而有助于在作为整体的运算控制装置20中读取和写入特性数据的写入操作。
本实施方式提供以下有益优点。
如上所述，为了减小电池单元10的尺寸，配备有对电池模块11的充电或放电进行控制的半导体功率装置22的电池单元10设计成具有安装在连接有半导体功率装置22的电路板12上的运算控制装置20。从基部17的上方沿电池单元10的垂直方向观察时，电池单元10具有布置在存储壳体16的基部17上方的电路板12，并且还具有布置在电路板12后方的半导体功率装置22。
基部17的周壁32包括用于将由半导体功率装置22产生的热量散发的装置安装基部37。装置安装基部37的上表面37a位于电路板12的下表面12b的下方。由此，当安装在装置安装基部37的上表面37a上的半导体功率装置22连接到电路板12时，在从电路板12的上方观察时，半导体功率装置22位于电路板12的后方。该布局使半导体功率装置22被电池模块11或电路板12视觉地阻挡，但是为了便于将二维码45、46中包含的特性数据写入或传递到运算控制装置20，需要确保设置在每个半导体功率装置22的上表面40上的二维码45、46的可视性。
为了满足上述需求，如上所述，电池单元10设计成具有数据保存区域44，在该数据保存区域44上打印或印刷二维码45、46，并且该数据保存区域位于每个半导体功率装置22的上表面40的可视区域ER内，在该可视区域ER内，二维码45、46被视觉或光学感知、即能够被二维码读取器51扫描。布置在电路板12后方的每个半导体功率装置22的数据保存区域33的上述布局有助于将二维码45、46中包含的特性数据写入或传递到运算控制装置20，而无需增大电池单元10的尺寸。
如上所述，为了固定可视区域ER，电路板12作为整体布置在靠近基部17的第一侧壁32a的位置。该布局在电路板12的第二侧边缘120b与基部17的第二侧壁32b在宽度方向上的最外边缘(即，如图1所示的最右边缘)之间形成未被电路板12占据的空置空间300，并且数据保存区域44通过该空置空间从上方是可视的。半导体功率装置22布置在壳体16内的空间300中。换言之，半导体功率装置22配置成靠近电路板12的第二侧壁32b。空间300形成每个半导体功率装置22的可视区域ER。
如图5所述，每个半导体功率装置22具有配置在第一侧壁32a的第一侧面42a上并且连接到电路板12的连接端子T1到T9。因此，没有配置连接端子T1到T9的每个半导体功率装置22的第二侧壁32b布置成在垂直方向上不与电路板12重叠。半导体功率装置22的上表面40的数据保存区域44布置成比第一侧面42a更靠近第二侧面42b，从而确保二维码45、46的可视性。
第二实施方式
下面，参考图8和图9，针对与第一实施方式中的结构元件不同的结构元件来描述第二实施方式。与图1和图7中所用的相同的附图标记将表示相同的部件，并且在此省略对其的详细说明。
如图8中清楚示出的，电路板12和基部17与第一实施方式中的电路板12和基部17在构造上不同。具体地，本实施方式中的电池单元10具有配备有延伸部12c的电路板12，上述延伸部12c布置成在垂直方向上与每个半导体功率装置22的上表面40的数据保存区域44重叠。
基部17的周壁32的第二侧壁32b配备有从装置安装基部37延伸并面向装置安装基部37的保护壁35。保护壁35由第二侧壁32b的一部分形成，并且在宽度方向上面向半导体功率装置22。保护壁35具有与由三个单体电池11a构成的三单体电池组的顶部齐平的水平放置的顶端。第二侧壁32b的保护壁35具有距底部31的高度XA。装置安装基部37具有距底部31的高度XB。高度XA大于高度XB。与第一实施方式相比，电路板12的延伸部12c和第二侧壁32b的保护壁35导致半导体功率装置22的可视性的更大劣化。
为了减轻上述缺点以确保在每个半导体功率装置22的上表面40上的二维码45、46的可视性，电路板12的延伸部12c和第二侧壁32b的保护壁35设计成具有以下结构。具体地，电路板12的延伸部12c没有完全地覆盖半导体功率装置22的上表面。换言之，在从电路板12的上方观察时、即面向底部31向内观察时，每个半导体功率装置22的一部分暴露在电路板12的外部。第二侧壁32b的保护壁35的高度XA(即，保护壁35的顶端与底部31之间的距离)比底部31与电路板12的下表面12b之间的距离XC小。
由图9可见，保护壁35和电路板12的上述布局使得每个半导体功率装置22的由二维码读取器51视觉或光学感知的可视区域ER对角地穿过电路板12的延伸部12c与第二侧壁32b的保护壁35之间的间隙。设置有二维码45、46的数据保存区域44位于可视区域ER内。这使得由二维码读取器51光学感知的二维码45、46能够穿过电路板12的延伸部12c与第二侧壁32b的保护壁35之间的间隙。
第二实施方式提供以下有益优点。
在从基部17的上开口的上方观察时，如果半导体功率装置22布置成在垂直方向上与电路板12完全地重叠，则将使电路板12光学地阻挡二维码45、46。如果第二侧壁32b的保护壁35的高度XA比电路板12下表面12b与底部31之间的距离XC大，则将使二维码45、46被保护壁35和电路板12视觉地阻挡，从而导致无法光学感知二维码45、46。
为了消除上述问题，第二实施方式中的电池单元10设计成具有在电路板12的外部突出的半导体功率装置22，并且还具有比底部31与电路板12之间的距离XC小的保护壁35的高度XA，从而从电路板12的上方确保二维码读取器51的光学可视性。
其他变形例
上述实施方式可以以如下方式变形。
除了或代替电阻器RA的温度特性或恒温二极管DB1、DB2的电压特性，如上所述的特性数据还可以包括开关装置M1、M2的导通电阻的温度特性。
特性数据可以替代地由条形码或字符串、诸如数字或字母字符来保存。
特性数据可以直接地打印或印刷在数据保存区域44上。替代地，打印或印刷有特性数据的标签可以粘附到每个数据保存区域44。
代替散热空间34，可以在周壁32上配置热沉。
在上述实施方式中，开关SW1到SW4中仅有两个、即用于建立或阻止大量的电流流过的第一开关SW1和第二开关SW2由半导体功率装置22制成并安装在装置安装基部37上，以释放由其产生的热量，但是，所有开关SW1到SW4可以由半导体功率装置22制成并布置在装置安装基部37上。
在上述实施方式中，如上所述，特性数据被打印在半导体功率装置22上，但是，关于每个半导体装置23的特性的数据可以设置在与半导体功率装置22一起安装于电路板12上的半导体装置23的上表面上。
每个单体电池11a由罐形单体电池制成，但是，可以替代地由层叠型单体电池实现。每个单体电池11a可以替代地由二次电池、诸如镍镉蓄电池或镍氢蓄电池构成。

Claims (5)

1.一种电池单元(10)，包括：
电池(11)；
存储壳体(16、17)，所述存储壳体包括底部(31)和周壁(32)，所述底部和所述周壁限定供所述电池配置的内部空间(30)；电路板(12)，所述电路板配置在所述存储壳体的内部，并且在所述电路板上安装有控制器(20)以对朝向所述电池的输入或来自所述电池的输出进行控制，所述电路板具有面向所述存储壳体的外部的外表面(12a)和面向所述存储壳体的所述底部的内表面(12b)；以及
开关装置(22)，所述开关装置工作以以响应从所述控制器输出的开关信号而打开或关闭通向所述电池的通电路径，
其中，所述电池配置在所述底部上，所述电路板布置成与所述电池相比更远离所述底部，
在从所述电路板的所述外表面的外部面向所述存储壳体的内部观察时，所述开关装置在所述存储壳体内布置在所述电路板的后方，
在从所述电路板的所述外表面面向所述存储壳体的内部观察时，可视区域(ER)限定在所述存储壳体的内部，所述可视区域暴露在所述电路板的外部以确保所述可视区域的可视性，所述可视区域包括数据保存区域，在所述数据保存区域上提供有关于开关装置的特性的数据。
2.如权利要求1所述的电池单元，其特征在于，所述存储壳体的所述周壁包括隔着所述空间在给定方向上彼此相对的第一侧壁(32a)和第二侧壁(32b)，并且其中，所述电路板比所述开关装置更靠近所述第一侧壁，而所述开关装置比所述电路板更靠近所述第二侧壁。
3.如权利要求2所述的电池单元，其特征在于，所述开关装置具有：第一端(42a)，所述第一端更靠近所述存储壳体的所述周壁的所述第一侧壁；以及第二端(42b)，所述第二端更靠近所述存储壳体的所述周壁的所述第二侧壁，其中，所述第一端上安装有与所述电路板连接的连接端子(T1到T9)，并且其中，所述数据保存区域在所述开关装置的选定表面(40)上位于与所述第一端相比更靠近所述第二端的位置。
4.如权利要求2或3所述的电池单元，其特征在于，所述开关装置具有在与所述电路板的主表面平行的方向上在所述电路板的外部突出的部分，并且其中，所述第二侧壁的安装有所述开关装置的部分的距所述底部的高度(XB)比所述底部与所述电路板的下表面之间的距离(XC)小。
5.如权利要求1至4中任一项所述的电池单元，其特征在于，所述周壁具有释放由所述开关装置产生的热量的散热器(37)，并且其中，所述散热器具有散热表面，所述开关装置安装在所述散热表面上，并且所述散热表面位于比所述电路板的下表面(12b)更靠近所述底部的位置。
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