JP2011119235A - Battery system and electric vehicle comprising same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数のバッテリモジュールを含むバッテリシステムおよびそれを備えた電動車両に関する。 The present invention relates to a battery system including a plurality of battery modules and an electric vehicle including the battery system.
電動自動車等の移動体の駆動源として用いられるバッテリシステムにおいては、所定の駆動力を得るために、充放電が可能な複数のバッテリモジュールが設けられる。各バッテリモジュールは、複数の電池（バッテリセル）が例えば直列に接続された構成を有する。 In a battery system used as a driving source for a moving body such as an electric automobile, a plurality of battery modules that can be charged and discharged are provided in order to obtain a predetermined driving force. Each battery module has a configuration in which a plurality of batteries (battery cells) are connected in series, for example.
特許文献１には、電気自動車等の移動体に搭載される組電池の監視装置が記載されている。組電池は複数のモジュールからなる。各モジュールは複数のセルを含む。監視装置は、複数のモジュールにそれぞれ接続された複数の電圧計測ユニット、および電子制御ユニット（ＥＣＵ）を備える。ＥＣＵは複数の電圧計測ユニットに接続される。各電圧計測ユニットにより検出されたモジュールの電圧は、ＥＣＵへ伝送される。
特許文献２には、蓄電器、コンタクタおよびマネジメントユニット（ＭＧＵ）を備える電池システムが記載されている。蓄電器は、直列接続された複数のセル、および複数の制御ユニットを備える。各制御ユニットは、各セルの電圧等を検出する状態検出部を有する。複数の制御ユニットは、ＭＧＵに接続される。
特許文献１に記載された組電池の監視装置では、ＥＣＵが組電池の充電制御および寿命判定等の種々の監視および制御を行う。
In the assembled battery monitoring device described in
また、特許文献２に記載された電池システムでは、ＭＧＵが蓄電器の監視および制御を行う。
Moreover, in the battery system described in
しかしながら、特許文献１の組電池および監視装置を用いたシステムならびに特許文献２の電池システムでは、配線が複雑化するとともに小型化が困難である。
However, in the system using the assembled battery and the monitoring device of
本発明の目的は、配線の単純化が可能であるとともに小型化が可能なバッテリシステムおよびそれを備えた電動車両を提供することである。 An object of the present invention is to provide a battery system that can be simplified in wiring and can be miniaturized, and an electric vehicle including the battery system.
（１）複数のバッテリセルを含む複数のバッテリモジュールを備え、複数のバッテリモジュールのうち少なくとも１つのバッテリモジュールは主回路基板をさらに含み、他のバッテリモジュールは副回路基板をさらに含み、主回路基板は、各バッテリセルの特性を検出する第１のセル特性検出回路と、複数のバッテリモジュールの制御に関連する機能を有する制御関連回路とを含み、副回路基板は、各バッテリセルの特性を検出する第２のセル特性検出回路を含み、複数のバッテリモジュールの制御に関連する機能を有する制御関連回路を含まないものである。 (1) Provided with a plurality of battery modules including a plurality of battery cells, at least one of the plurality of battery modules further includes a main circuit board, and the other battery modules further include a sub circuit board, Includes a first cell characteristic detection circuit for detecting characteristics of each battery cell and a control-related circuit having a function related to control of a plurality of battery modules, and the sub circuit board detects the characteristics of each battery cell. And a control-related circuit having a function related to the control of the plurality of battery modules.
第１の発明に係るバッテリシステムにおいては、複数のバッテリモジュールのうち少なくとも１つのバッテリモジュールは主回路基板を有する。また、他のバッテリモジュールは副回路基板を有する。主回路基板は、各バッテリセルの特性を検出する第１のセル特性検出回路と、複数のバッテリモジュールの制御に関連する機能を有する制御関連回路とを含む。一方、副回路基板は、各バッテリセルの特性を検出する第２のセル特性検出回路を含み、制御関連回路を含まない。 In the battery system according to the first aspect, at least one of the plurality of battery modules has a main circuit board. The other battery module has a sub circuit board. The main circuit board includes a first cell characteristic detection circuit that detects characteristics of each battery cell, and a control-related circuit having a function related to control of a plurality of battery modules. On the other hand, the sub circuit board includes a second cell characteristic detection circuit that detects the characteristic of each battery cell, and does not include a control-related circuit.
この場合、制御関連回路がバッテリモジュールに設けられるので、バッテリシステムに複数のバッテリモジュールの制御に関連する機能を有する制御ユニットを別途設ける必要がない。これにより、バッテリシステムの配線を単純化することができるとともに、バッテリシステムを小型化することができる。 In this case, since the control related circuit is provided in the battery module, it is not necessary to separately provide a control unit having a function related to the control of the plurality of battery modules in the battery system. Thereby, the wiring of the battery system can be simplified and the battery system can be miniaturized.
（２）主回路基板は、第１のセル特性検出回路および制御関連回路を含む共通の回路基板により構成されてもよい。 (2) The main circuit board may be configured by a common circuit board including the first cell characteristic detection circuit and the control-related circuit.
この場合、第１のセル特性検出回路と制御関連回路との間の配線を回路基板上に形成することができる。これにより、バッテリシステムの配線をより単純化することができるとともに、バッテリシステムをより小型化することができる。 In this case, the wiring between the first cell characteristic detection circuit and the control related circuit can be formed on the circuit board. Thereby, the wiring of the battery system can be further simplified, and the battery system can be further downsized.
（３）主回路基板は、第１のセル特性検出回路を含む第１の回路基板と、制御関連回路を含む第２の回路基板とにより構成されてもよい。 (3) The main circuit board may be constituted by a first circuit board including a first cell characteristic detection circuit and a second circuit board including a control related circuit.
この場合、制御関連回路が第１のセル特性検出回路を含む第１の回路基板とは別個の第２の回路基板に実装される。そのため、第２の回路基板により多数の制御に関連する機能を有する制御関連回路設けることができる。 In this case, the control-related circuit is mounted on a second circuit board that is separate from the first circuit board including the first cell characteristic detection circuit. Therefore, a control-related circuit having functions related to a large number of controls can be provided by the second circuit board.
（４）バッテリシステムは、所定のパラメータを検出する検出部をさらに備え、制御関連回路は、検出部において検出されるパラメータに基づいて複数のバッテリモジュールの制御のために用いられる情報を検出する検出機能を有し、主回路基板の制御関連回路は、副回路基板よりも検出部に近い位置に配置されてもよい。 (4) The battery system further includes a detection unit that detects a predetermined parameter, and the control-related circuit detects detection that detects information used for controlling the plurality of battery modules based on the parameter detected by the detection unit. The control-related circuit of the main circuit board may be disposed at a position closer to the detection unit than the sub circuit board.
この場合、検出部において検出されるパラメータに基づいて制御関連回路により複数のバッテリモジュールの制御のために用いられる情報が検出される。また、制御関連回路は、検出部により近い位置に配置される。これにより、制御関連回路と検出部とを接続する配線を短くすることができる。 In this case, information used for controlling the plurality of battery modules is detected by the control-related circuit based on the parameter detected by the detection unit. In addition, the control-related circuit is disposed at a position closer to the detection unit. Thereby, the wiring which connects a control related circuit and a detection part can be shortened.
（５）バッテリシステムは、複数のバッテリモジュールの制御に関連する制御対象をさらに備え、制御関連回路は、制御対象の動作を制御する制御機能を有し、主回路基板の制御関連回路は、副回路基板よりも制御対象に近い位置に配置されてもよい。 (5) The battery system further includes a control target related to the control of the plurality of battery modules, the control related circuit has a control function for controlling the operation of the control target, and the control related circuit of the main circuit board You may arrange | position in the position nearer to be controlled than a circuit board.
この場合、制御関連回路により制御対象の動作が制御される。また、制御関連回路は制御対象により近い位置に配置される。これにより、制御関連回路と制御対象とを接続する配線を短くすることができる。 In this case, the operation to be controlled is controlled by the control related circuit. Further, the control-related circuit is arranged at a position closer to the control target. Thereby, the wiring which connects a control related circuit and a control object can be shortened.
（６）主回路基板は、少なくとも１つのバッテリモジュールの各バッテリセルを放電させる第１の放電回路をさらに含み、副回路基板は、他のバッテリモジュールの各バッテリセルを放電させる第２の放電回路をさらに含んでもよい。 (6) The main circuit board further includes a first discharge circuit that discharges each battery cell of at least one battery module, and the sub circuit board includes a second discharge circuit that discharges each battery cell of the other battery module. May further be included.
この場合、第１の放電回路および第２の放電回路が、主回路基板および副回路基板にそれぞれ分散して設けられる。これにより、複数のバッテリモジュールの各バッテリセルを放電させる際に発生する熱を効率よく放散させることができる。その結果、第１および第２のセル特性検出回路ならびに制御関連回路の劣化を防止することができる。 In this case, the first discharge circuit and the second discharge circuit are separately provided on the main circuit board and the sub circuit board. Thereby, the heat which generate | occur | produces when discharging each battery cell of a some battery module can be dissipated efficiently. As a result, it is possible to prevent the first and second cell characteristic detection circuits and the control-related circuits from being deteriorated.
（７）第２の発明に係る電動車両は、第１の発明に係るバッテリシステムと、バッテリシステムの複数のバッテリモジュールからの電力により駆動されるモータと、モータの回転力により回転する駆動輪とを備えるものである。 (7) An electric vehicle according to a second aspect of the invention includes a battery system according to the first aspect of the invention, a motor driven by electric power from a plurality of battery modules of the battery system, and a drive wheel that rotates by the rotational force of the motor. Is provided.
第２の発明に係る電動車両においては、バッテリモジュールからの電力によりモータが駆動される。そのモータの回転力によって駆動輪が回転することにより、電動車両が移動する。 In the electric vehicle according to the second invention, the motor is driven by the electric power from the battery module. The drive wheel is rotated by the rotational force of the motor, so that the electric vehicle moves.
この電動車両には、第１の発明に係るバッテリシステムが用いられるので、電動車両における配線を単純化するとともに、電動車両を小型化することが可能になる。 Since this electric vehicle uses the battery system according to the first aspect of the invention, the wiring in the electric vehicle can be simplified and the electric vehicle can be miniaturized.
本発明によれば、バッテリシステムの配線を単純化することができるとともに、バッテリシステムを小型化することができる。 According to the present invention, the wiring of the battery system can be simplified and the battery system can be miniaturized.
［１］第１の実施の形態
以下、第１の実施の形態に係るバッテリシステムについて図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態に係るバッテリシステムは、電力を駆動源とする電動車両（例えば電動自動車）に搭載される。
[1] First Embodiment A battery system according to a first embodiment will be described below with reference to the drawings. The battery system according to the present embodiment is mounted on an electric vehicle (for example, an electric automobile) that uses electric power as a drive source.
（１）バッテリシステムの構成
図１は、第１の実施の形態に係るバッテリシステムの構成を示すブロック図である。また、図１に示すように、バッテリシステム５００は、複数のバッテリモジュール１００Ｍ，１００およびコンタクタ１０２を含む。本実施の形態では、バッテリシステム５００は１つのバッテリモジュール１００Ｍおよび３つのバッテリモジュール１００を含む。
(1) Configuration of Battery System FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the battery system according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the
バッテリシステム５００の複数のバッテリモジュール１００Ｍ，１００は、電源線５０１を通して互いに接続されている。各バッテリモジュール１００Ｍ，１００は、複数（本例では１８個）のバッテリセル１０および複数（本例では５個）のサーミスタ１１を有する。
The plurality of
バッテリモジュール１００Ｍは、リジッドプリント回路基板からなる主回路基板２１を有する。バッテリモジュール１００は、リジッドプリント回路基板からなる副回路基板２１ａを有する。
The
副回路基板２１ａには、各バッテリセル１０のセル特性を検出するセル特性検出回路１が実装される。また、主回路基板２１には、セル特性検出回路１とともに、複数のバッテリモジュール１００Ｍ，１００の制御に関連する機能を有する制御関連回路２が実装される。
A cell
各バッテリモジュール１００Ｍ，１００において、複数のバッテリセル１０は互いに隣接するように一体的に配置され、複数のバスバー４０により直列接続されている。各バッテリセル１０は、例えばリチウムイオン電池またはニッケル水素電池等の二次電池である。
In each
両端部に配置されるバッテリセル１０は、バスバー４０ａを介して電源線５０１に接続されている。これにより、バッテリシステム５００においては、複数のバッテリモジュール１００Ｍ，１００の全てのバッテリセル１０が直列接続されている。バッテリシステム５００から引き出される電源線５０１は、電圧端子Ｖ１，Ｖ２を介して電動車両のモータ等の負荷に接続される。バッテリモジュール１００Ｍ，１００の詳細は後述する。
The
制御関連回路２は、バス１０４を介して電動車両の主制御部３００に接続される。また、一端部のバッテリモジュール１００Ｍに接続された電源線５０１には、コンタクタ１０２が介挿されている。コンタクタ１０２はバス１０４を介して主制御部３００に接続されている。
The control related
図２は、図１の副回路基板２１ａの構成を示すブロック図である。副回路基板２１ａには、電圧検出回路２０、通信回路２４、絶縁素子２５、複数の抵抗Ｒおよび複数のスイッチング素子ＳＷを含む。また、電圧検出回路２０は、マルチプレクサ２０ａ、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器２０ｂおよび複数の差動増幅器２０ｃを含む。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the
電圧検出回路２０は、例えばＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit：特定用途向け集積回路）からなり、バッテリモジュール１００の複数のバッテリセル１０は電圧検出回路２０の電源として用いられる。電圧検出回路２０の各差動増幅器２０ｃは２つの入力端子および出力端子を有する。各差動増幅器２０ｃは、２つの入力端子に入力された電圧を差動増幅し、増幅された電圧を出力端子から出力する。
The
各差動増幅器２０ｃの２つの入力端子は、導体線５２およびＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient：正温度係数）素子６０を介して隣り合う２つのバスバー４０，４０ａに電気的に接続される。
Two input terminals of each
ここで、ＰＴＣ素子６０は、温度がある値を超えると抵抗値が急激に増加する抵抗温度特性を有する。そのため、電圧検出回路２０および導体線５２等で短絡が生じた場合に、その短絡経路を流れる電流によりＰＴＣ素子６０の温度が上昇すると、ＰＴＣ素子６０の抵抗値が大きくなる。これにより、ＰＴＣ素子６０を含む短絡経路に大電流が流れることが抑制される。
Here, the
通信回路２４は、例えばＣＰＵ（中央演算処理装置）、メモリおよびインタフェース回路を含み、通信機能を有するとともに演算機能を有する。通信回路２４には、図示しない直流−直流（ＤＣ−ＤＣ）コンバータおよび電源線５０２を介して電動車両の非動力用バッテリ１２が接続される。非動力用バッテリ１２は、通信回路２４の電源として用いられる。なお、本実施の形態において、非動力用バッテリ１２は鉛蓄電池である。非動力用バッテリ１２は電動車両の走行用駆動源としては用いられない。
The
隣り合う各２つのバスバー４０，４０ａ間には、抵抗Ｒおよびスイッチング素子ＳＷの直列回路が接続される。スイッチング素子ＳＷのオンおよびオフは、通信回路２４を介して図１の主制御部３００により制御される。なお、通常状態では、スイッチング素子ＳＷはオフになっている。
A series circuit of a resistor R and a switching element SW is connected between each two adjacent bus bars 40, 40a. The switching element SW is turned on and off by the
電圧検出回路２０と通信回路２４とが、絶縁素子２５により互いに電気的に絶縁されつつ通信可能に接続される。隣り合う２つのバスバー４０，４０ａの電圧が各差動増幅器２０ｃにより差動増幅される。各差動増幅器２０ｃの出力電圧は各バッテリセル１０の端子電圧に相当する。複数の差動増幅器２０ｃから出力される端子電圧はマルチプレクサ２０ａに与えられる。マルチプレクサ２０ａは、複数の差動増幅器２０ｃから与えられる端子電圧を順次Ａ／Ｄ変換器２０ｂに出力する。Ａ／Ｄ変換器２０ｂは、マルチプレクサ２０ａから出力される端子電圧をデジタル値に変換し、絶縁素子２５を介して通信回路２４に与える。
The
また、通信回路２４は図１の複数のサーミスタ１１に接続される。これにより、通信回路２４は、サーミスタ１１の出力信号に基づいてバッテリモジュール１００の温度を取得する。
The
図３は、図１の主回路基板２１の構成を示すブロック図である。主回路基板２１が副回路基板２１ａと異なるのは以下の点である。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the
主回路基板２１には、図２のセル特性検出回路１とともに、制御関連回路２が実装される。本実施の形態においては、制御関連回路２は、電流検出回路２１０、絶縁素子２５ｂおよびＣＡＮ（Controller Area Network）通信回路２０３を含む。電流検出回路２１０は、増幅回路２０１およびＡ／Ｄ変換器２０２を含む。
A control-related
電流検出回路２１０の増幅回路２０１は、バッテリモジュール１００Ｍの１つのバスバー４０（後述する電圧電流バスバー４０ｙ）から得られる２つの位置間の電圧を増幅する。Ａ／Ｄ変換器２０２は、増幅回路２０１の出力電圧をデジタル値に変換し、絶縁素子２５ｂを介してＣＡＮ通信回路２０３に与える。
The
ＣＡＮ通信回路２０３は、ＣＰＵ、メモリおよびインタフェース回路を含み、ＣＡＮ通信機能を有するとともに演算機能を有する。ＣＡＮ通信回路２０３には、図示しないＤＣ−ＤＣコンバータを介して電動車両の非動力用バッテリ１２が接続される。非動力用バッテリ１２は、ＣＡＮ通信回路２０３の電源として用いられる。
The
ＣＡＮ通信回路２０３は、Ａ／Ｄ変換器２０２から与えられるデジタル値および電圧電流バスバー４０ｙの２つの位置間の抵抗に基づいて複数のバッテリセル１０に流れる電流を算出する。この電流の算出の詳細は後述する。
The
セル特性検出回路１の通信回路２４と制御関連回路２のＣＡＮ通信回路２０３とは互いに通信可能に接続される。
The
本実施の形態において、制御関連回路２は、バッテリモジュール１００Ｍ，１００の制御に関連する機能として、複数のバッテリセル１０に流れる電流を検出する電流検出機能、およびＣＡＮ通信を行う通信機能を有する。
In the present embodiment, the control-related
図２および図３に示すように、副回路基板２１ａの通信回路２４および主回路基板２１の通信回路２４は、ハーネス５６０を介して接続される。これにより、各バッテリモジュール１００Ｍ，１００の通信回路２４は、他のバッテリモジュール１００Ｍ，１００の通信回路２４と通信を行うことができる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
各バッテリモジュール１００の通信回路２４は、各バッテリセル１０の端子電圧およびバッテリモジュール１００の温度を、バッテリモジュール１００Ｍの通信回路２４に与える。バッテリモジュール１００Ｍの通信回路２４は、複数のバッテリモジュール１００Ｍ，１００のセル特性をＣＡＮ通信回路２０３に与える。ＣＡＮ通信回路２０３は、複数のバッテリモジュール１００Ｍ，１００のセル特性および電流検出回路２１０から与えられる電流の値をＣＡＮ通信により図１のバス１０４を介して主制御部３００に与える。
The
以下、これらの端子電圧、温度および電流をセル情報と呼ぶ。 Hereinafter, the terminal voltage, temperature, and current are referred to as cell information.
また、ＣＡＮ通信回路２０３は、セル情報に基づいて各バッテリセル１０の充電量を算出し、その充電量に基づいて各バッテリモジュール１００Ｍ，１００の充放電制御を行う。
Moreover, the
主制御部３００は、セル情報に基づいて各バッテリモジュール１００Ｍ，１００の異常を検出する。バッテリモジュール１００Ｍ，１００の異常とは、例えば、バッテリセル１０の過放電、過充電または温度異常等である。
主制御部３００は、バッテリモジュール１００Ｍ，１００の異常を検出した場合、コンタクタ１０２をオフする。これにより、異常時には、各バッテリモジュール１００Ｍ，１００に電流が流れないので、バッテリモジュール１００Ｍ，１００の異常発熱が防止される。
When
主制御部３００は、各バッテリモジュール１００Ｍ，１００の充電量に基づいて電動車両の動力（例えばモータの回転速度）を制御する。また、各バッテリモジュール１００Ｍ，１００の充電量が少なくなると、主制御部３００は、電源線５０１に接続された図示しない発電装置を制御して各バッテリモジュール１００Ｍ，１００を充電する。
なお、本実施の形態において、発電装置は例えば上記の電源線５０１に接続されたモータである。この場合、モータは、電動車両の加速時にバッテリシステム５００から供給された電力を、図示しない駆動輪を駆動するための動力に変換する。また、モータは、電動車両の減速時に回生電力を発生する。この回生電力により各バッテリモジュール１００Ｍ，１００が充電される。
In the present embodiment, the power generation device is, for example, a motor connected to the
（２）バッテリモジュールの詳細
バッテリモジュール１００Ｍ，１００の詳細について説明する。図４はバッテリモジュール１００Ｍの外観斜視図であり、図５はバッテリモジュール１００Ｍの平面図であり、図６はバッテリモジュール１００Ｍの端面図である。なお、他のバッテリモジュール１００については、主回路基板２１の代わりに副回路基板２１ａが設けられている点、および電圧電流バスバー４０ｙの代わりにバスバー４０が設けられている点を除いて、バッテリモジュール１００Ｍと同様である。
(2) Details of Battery Module Details of the
なお、図４〜図６および後述する図８〜図１０においては、矢印Ｘ，Ｙ，Ｚで示すように、互いに直交する三方向をＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向と定義する。なお、本例では、Ｘ方向およびＹ方向が水平面に平行な方向であり、Ｚ方向が水平面に直交する方向である。また、上方向は矢印Ｚが向く方向である。 In FIGS. 4 to 6 and FIGS. 8 to 10 described later, three directions orthogonal to each other are defined as an X direction, a Y direction, and a Z direction, as indicated by arrows X, Y, and Z. In this example, the X direction and the Y direction are directions parallel to the horizontal plane, and the Z direction is a direction orthogonal to the horizontal plane. Further, the upward direction is the direction in which the arrow Z faces.
図４〜図６に示すように、バッテリモジュール１００Ｍにおいては、扁平な略直方体形状を有する複数のバッテリセル１０がＸ方向に並ぶように配置される。この状態で、複数のバッテリセル１０は、一対の端面枠９２、一対の上端枠９３および一対の下端枠９４により一体的に固定される。
As shown in FIGS. 4 to 6, in the
一対の端面枠９２は略板形状を有し、ＹＺ平面に平行に配置される。一対の上端枠９３および一対の下端枠９４は、Ｘ方向に延びるように配置される。 The pair of end face frames 92 have a substantially plate shape and are arranged in parallel to the YZ plane. The pair of upper end frames 93 and the pair of lower end frames 94 are arranged so as to extend in the X direction.
一対の端面枠９２の四隅には、一対の上端枠９３および一対の下端枠９４を接続するための接続部が形成される。一対の端面枠９２の間に複数のバッテリセル１０が配置された状態で、一対の端面枠９２の上側の接続部に一対の上端枠９３が取り付けられ、一対の端面枠９２の下側の接続部に一対の下端枠９４が取り付けられる。これにより、複数のバッテリセル１０が、Ｘ方向に並ぶように配置された状態で一体的に固定される。
Connection portions for connecting the pair of upper end frames 93 and the pair of lower end frames 94 are formed at the four corners of the pair of end surface frames 92. In a state where the plurality of
バッテリモジュール１００Ｍは、Ｘ方向における両端部の端面として一対の端面枠９２にそれぞれ端面Ｅ１，Ｅ２を有する。また、バッテリモジュール１００Ｍは、Ｙ方向に沿った側面Ｅ３，Ｅ４を有する。
The
一方の端面枠９２の端面Ｅ１には、主回路基板２１が取り付けられる。
The
ここで、複数のバッテリセル１０は、Ｙ方向に沿って並ぶように上面部分にプラス電極１０ａおよびマイナス電極１０ｂを有する。各電極１０ａ，１０ｂは、上方に向かって突出するように傾斜して設けられる（図６参照）。
Here, the plurality of
以下の説明においては、主回路基板２１が取り付けられない端面枠９２に隣接するバッテリセル１０から主回路基板２１が取り付けられる端面枠９２に隣接するバッテリセル１０までを１番目〜１８番目のバッテリセル１０と呼ぶ。
In the following description, the first to 18th battery cells from the
図５に示すように、バッテリモジュール１００Ｍにおいて、各バッテリセル１０は、隣接するバッテリセル１０間でＹ方向におけるプラス電極１０ａおよびマイナス電極１０ｂの位置関係が互いに逆になるように配置される。
As shown in FIG. 5, in the
それにより、隣接する２個のバッテリセル１０間では、一方のバッテリセル１０のプラス電極１０ａと他方のバッテリセル１０のマイナス電極１０ｂとが近接し、一方のバッテリセル１０のマイナス電極１０ｂと他方のバッテリセル１０のプラス電極１０ａとが近接する。この状態で、近接する２個の電極にバスバー４０が取り付けられる。これにより、複数のバッテリセル１０が直列接続される。
Thereby, between two
具体的には、１番目のバッテリセル１０のプラス電極１０ａと２番目のバッテリセル１０のマイナス電極１０ｂとに共通のバスバー４０が取り付けられる。また、２番目のバッテリセル１０のプラス電極１０ａと３番目のバッテリセル１０のマイナス電極１０ｂとに共通のバスバー４０が取り付けられる。同様にして、各奇数番目のバッテリセル１０のプラス電極１０ａとそれに隣接する偶数番目のバッテリセル１０のマイナス電極１０ｂとに共通のバスバー４０が取り付けられる。各偶数番目のバッテリセル１０のプラス電極１０ａとそれに隣接する奇数番目のバッテリセル１０のマイナス電極１０ｂとに共通のバスバー４０が取り付けられる。
Specifically, a
また、１番目のバッテリセル１０のマイナス電極１０ｂおよび１８番目のバッテリセル１０のプラス電極１０ａには、外部から電源線５０１（図１参照）を接続するためのバスバー４０ａがそれぞれ取り付けられる。
Further, a
Ｙ方向における複数のバッテリセル１０の一端部側には、Ｘ方向に延びる長尺状のフレキシブルプリント回路基板（以下、ＦＰＣ基板と略記する。）５０が複数のバスバー４０に共通して接続される。同様に、Ｙ方向における複数のバッテリセル１０の他端部側には、Ｘ方向に延びる長尺状のＦＰＣ基板５０が複数のバスバー４０，４０ａに共通して接続される。
A long flexible printed circuit board (hereinafter abbreviated as FPC board) 50 extending in the X direction is commonly connected to the plurality of bus bars 40 on one end side of the plurality of
ＦＰＣ基板５０は、主として絶縁層上に複数の導体線５１，５２（後述する図９参照）が形成された構成を有し、屈曲性および可撓性を有する。ＦＰＣ基板５０を構成する絶縁層の材料としては例えばポリイミドが用いられ、導体線５１，５２（後述する図９参照）の材料としては例えば銅が用いられる。ＦＰＣ基板５０上において、各バスバー４０，４０ａに近接するように各ＰＴＣ素子６０が配置される。
The
各ＦＰＣ基板５０は、端面枠９２（主回路基板２１が取り付けられる端面枠９２）の上端部分で内側に向かって直角に折り返され、さらに下方に向かって折り返され、主回路基板２１に接続される。
Each
（３）バスバーおよびＦＰＣ基板の構造
次に、バスバー４０，４０ａおよびＦＰＣ基板５０の構造の詳細を説明する。以下、隣接する２個のバッテリセル１０のプラス電極１０ａとマイナス電極１０ｂとを接続するためのバスバー４０を２電極用のバスバー４０と呼び、１個のバッテリセル１０のプラス電極１０ａまたはマイナス電極１０ｂと電源線５０１とを接続するためのバスバー４０ａを１電極用のバスバー４０ａと呼ぶ。
(3) Structure of Bus Bar and FPC Board Next, details of the structure of the bus bars 40 and 40a and the
図７（ａ）は２電極用のバスバー４０の外観斜視図であり、図７（ｂ）は１電極用のバスバー４０ａの外観斜視図である。
FIG. 7A is an external perspective view of the
図７（ａ）に示すように、２電極用のバスバー４０は、略長方形状を有するベース部４１およびそのベース部４１の一辺からその一面側に屈曲して延びる一対の取付片４２を備える。ベース部４１には、一対の電極接続孔４３が形成される。
As shown in FIG. 7A, the two-
図７（ｂ）に示すように、１電極用のバスバー４０ａは、略正方形状を有するベース部４５およびそのベース部４５の一辺からその一面側に屈曲して延びる取付片４６を備える。ベース部４５には、電極接続孔４７が形成される。
As shown in FIG. 7B, the one-
本実施の形態において、バスバー４０，４０ａは、例えばタフピッチ銅の表面にニッケルめっきが施された構成を有する。 In the present embodiment, the bus bars 40, 40a have a configuration in which, for example, nickel plating is applied to the surface of tough pitch copper.
図８は、ＦＰＣ基板５０に複数のバスバー４０，４０ａ、電圧電流バスバー４０ｙおよび複数のＰＴＣ素子６０が取り付けられた状態を示す外観斜視図である。図８に示すように、２枚のＦＰＣ基板５０には、Ｘ方向に沿って所定の間隔で複数のバスバー４０の取付片４２、電圧電流バスバー４０ｙの取付片４２およびバスバー４０ａの取付片４６が取り付けられる。また、複数のＰＴＣ素子６０は、複数のバスバー４０，４０ａおよび電圧電流バスバー４０ｙの間隔と同じ間隔で２枚のＦＰＣ基板５０にそれぞれ取り付けられる。
FIG. 8 is an external perspective view showing a state in which a plurality of bus bars 40, 40a, a voltage /
バッテリモジュール１００Ｍ，１００を作製する際には、端面枠９２（図４参照）、上端枠９３（図４参照）および下端枠９４（図４参照）により一体的に固定された複数のバッテリセル１０上に、上記のように複数のバスバー４０，４０ａ、電圧電流バスバー４０ｙおよび複数のＰＴＣ素子６０が取り付けられた２枚のＦＰＣ基板５０が取り付けられる。
When manufacturing the
この取り付け時においては、隣接するバッテリセル１０のプラス電極１０ａおよびマイナス電極１０ｂが各バスバー４０および電圧電流バスバー４０ｙに形成された電極接続孔４３に嵌め込まれる。プラス電極１０ａおよびマイナス電極１０ｂには雄ねじが形成される。各バスバー４０および電圧電流バスバー４０ｙが隣接するバッテリセル１０のプラス電極１０ａおよびマイナス電極１０ｂに嵌め込まれた状態で図示しないナットがプラス電極１０ａおよびマイナス電極１０ｂの雄ねじに螺合される。
At the time of attachment, the
同様に、１８番目のバッテリセル１０のプラス電極１０ａおよび１番目のバッテリセル１０のマイナス電極１０ｂがバスバー４０ａに形成された電極接続孔にそれぞれ嵌め込まれる。バスバー４０ａがプラス電極１０ａおよびマイナス電極１０ｂにそれぞれ嵌め込まれた状態で図示しないナットがプラス電極１０ａおよびマイナス電極１０ｂの雄ねじに螺合される。
Similarly, the
このようにして、複数のバッテリセル１０に複数のバスバー４０，４０ａおよび電圧電流バスバー４０ｙが取り付けられるとともに、複数のバスバー４０，４０ａおよび電圧電流バスバー４０ｙによりＦＰＣ基板５０が略水平姿勢で保持される。
In this way, the plurality of bus bars 40, 40a and the voltage /
（４）バスバーと電圧検出回路との接続
次に、バスバー４０，４０ａと電圧検出回路２０との接続について説明する。図９は、バスバー４０，４０ａと電圧検出回路２０との接続について説明するための模式的平面図である。本例では、バッテリモジュール１００Ｍにおけるバスバー４０，４０ａと主回路基板２１の電圧検出回路２０との接続について説明する。
(4) Connection between Bus Bar and Voltage Detection Circuit Next, connection between the bus bars 40 and 40a and the
図９に示すように、ＦＰＣ基板５０には、複数のバスバー４０，４０ａの各々に対応するように複数の導体線５１，５２が設けられる。各導体線５１は、バスバー４０，４０ａの取付片４２，４６とそのバスバー４０，４０ａの近傍に配置されたＰＴＣ素子６０との間でＹ方向に平行に延びるように設けられ、各導体線５２は、ＰＴＣ素子６０とＦＰＣ基板５０の一端部との間でＸ方向に平行に延びるように設けられる。
As shown in FIG. 9, the
各導体線５１の一端部は、ＦＰＣ基板５０の下面側に露出するように設けられる。下面側に露出する各導体線５１の一端部が、例えば半田付けまたは溶接により各バスバー４０，４０ａの取付片４２，４６に電気的に接続される。それにより、ＦＰＣ基板５０が各バスバー４０，４０ａに固定される。
One end of each
各導体線５１の他端部および各導体線５２の一端部は、ＦＰＣ基板５０の上面側に露出するように設けられる。ＰＴＣ素子６０の一対の端子（図示せず）が、例えば半田付けにより各導体線５１の他端部および各導体線５２の一端部に接続される。
The other end of each
各ＰＴＣ素子６０は、Ｘ方向において、対応するバスバー４０，４０ａの両端間の領域に配置されることが好ましい。ＦＰＣ基板５０に応力が加わった場合、隣接するバスバー４０，４０ａ間におけるＦＰＣ基板５０の領域は撓みやすいが、各バスバー４０，４０ａの両端部間におけるＦＰＣ基板５０の領域はバスバー４０，４０ａに固定されているため、比較的平坦に維持される。そのため、各ＰＴＣ素子６０が各バスバー４０，４０ａの両端部間におけるＦＰＣ基板５０の領域内に配置されることにより、ＰＴＣ素子６０と導体線５１，５２との接続性が十分に確保される。また、ＦＰＣ基板５０の撓みによる各ＰＴＣ素子６０への影響（例えば、ＰＴＣ素子６０の抵抗値の変化）が抑制される。
Each
主回路基板２１には、ＦＰＣ基板５０の複数の導体線５２に対応した複数の接続端子２２が設けられる。接続端子２２は電圧検出回路２０と電気的に接続されている。ＦＰＣ基板５０の各導体線５２の他端部は、例えば半田付けまたは溶接により対応する接続端子２２に接続される。なお、主回路基板２１とＦＰＣ基板５０との接続は、半田付けまたは溶接に限らずコネクタを用いて行われてもよい。
The
このようにして、各バスバー４０，４０ａがＰＴＣ素子６０を介して電圧検出回路２０に電気的に接続される。これにより、各バッテリセル１０の端子電圧が検出される。
In this way, each
なお、バッテリモジュール１００の副回路基板２１ａとＦＰＣ基板５０との接続においては、以下に示す電圧電流バスバー４０ｙと電圧検出回路２０との接続を有しない点を除いて、図９の主回路基板２１とＦＰＣ基板５０との接続と同様である。
9 is connected to the
図１０は、バッテリモジュール１００Ｍにおける電圧電流バスバー４０ｙおよびＦＰＣ基板５０を示す拡大平面図である。図１０に示すように、バッテリモジュール１００Ｍ（図３参照）において、主回路基板２１は制御関連回路２を含む。また、制御関連回路２は電流検出回路２１０を含み、電流検出回路２１０は増幅回路２０１およびＡ／Ｄ変換器２０２を含む。
FIG. 10 is an enlarged plan view showing the voltage /
電圧電流バスバー４０ｙのベース部４１上には、一対のはんだパターンＨ１，Ｈ２が一定間隔で互いに平行に形成されている。はんだパターンＨ１は２つの電極接続孔４３間で一方の電極接続孔４３の近傍に配置され、はんだパターンＨ２は電極接続孔４３間で他方の電極接続孔４３の近傍に配置される。電圧電流バスバー４０ｙにおけるはんだパターンＨ１，Ｈ２間に形成される抵抗を電流検出用のシャント抵抗ＲＳと呼ぶ。
On the
電圧電流バスバー４０ｙのはんだパターンＨ１は、導体線５１，５２および接続端子２２を介して電流検出回路２１０の増幅回路２０１の一方の入力端子に接続される。同様に、電圧電流バスバー４０ｙのはんだパターンＨ２は、導体線５１、ＰＴＣ素子６０、導体線５２および接続端子２２を介して増幅回路２０１の他方の入力端子に接続される。
The solder pattern H1 of the voltage /
本実施の形態において、ＣＡＮ通信回路２０３が備えるメモリには、予め電圧電流バスバー４０ｙにおけるはんだパターンＨ１，Ｈ２間のシャント抵抗ＲＳの値が記憶されている。ＣＡＮ通信回路２０３のＣＰＵは、Ａ／Ｄ変換器２０２から出力されるデジタル値に基づいてはんだパターンＨ１，Ｈ２間の電圧を検出する。
In the present embodiment, the value of the shunt resistor RS between the solder patterns H1 and H2 in the voltage /
また、ＣＡＮ通信回路２０３は、はんだパターンＨ１，Ｈ２間の電圧をメモリに記憶されたシャント抵抗ＲＳの値で除算することにより電圧電流バスバー４０ｙに流れる電流の値を算出する。このようにして、複数のバッテリセル１０（図１参照）に流れる電流の値が検出される。
The
（５）プリント回路基板の一構成例
次に、副回路基板２１ａの一構成例について説明する。図１１は、副回路基板２１ａの一構成例を示す模式的平面図である。副回路基板２１ａは略矩形状を有し、一面および他面を有する。図１１（ａ）および図１１（ｂ）は、それぞれ副回路基板２１ａの一面および他面を示す。
(5) One Configuration Example of Printed Circuit Board Next, one configuration example of the
図１１（ａ）に示すように、副回路基板２１ａの一面上には、電圧検出回路２０、通信回路２４および絶縁素子２５が実装される。また、副回路基板２１ａの一面上には、接続端子２２およびコネクタ２３が形成される。また、図１１（ｂ）に示すように、副回路基板２１ａの他面には、複数の抵抗Ｒおよび複数のスイッチング素子ＳＷが実装される。
As shown in FIG. 11A, the
また、副回路基板２１ａの他面の複数の抵抗Ｒは、電圧検出回路２０に対応する位置よりも上方の位置に配置される。これにより、抵抗Ｒから発生する熱を効率よく放散させることができる。また、抵抗Ｒから発生する熱が電圧検出回路２０に伝導することを防止することができる。その結果、電圧検出回路２０の熱による誤動作および劣化を防止することができる。
Further, the plurality of resistors R on the other surface of the
副回路基板２１ａは、第１の実装領域１０Ｇ、第２の実装領域１２Ｇおよび帯状の絶縁領域２６を有する。
The
第２の実装領域１２Ｇは、副回路基板２１ａの１つの角部に形成される。絶縁領域２６は、第２の実装領域１２Ｇに沿って延びるように形成される。第１の実装領域１０Ｇは、副回路基板２１ａの残りの部分に形成される。第１の実装領域１０Ｇと第２の実装領域１２Ｇとは絶縁領域２６により互いに分離される。それにより、第１の実装領域１０Ｇと第２の実装領域１２Ｇとは絶縁領域２６により電気的に絶縁される。
The
第１の実装領域１０Ｇには、電圧検出回路２０が実装されるとともに接続端子２２が形成され、電圧検出回路２０と接続端子２２とは副回路基板２１ａ上で接続線により電気的に接続される。また、電圧検出回路２０の電源として、バッテリモジュール１００の複数のバッテリセル１０（図１参照）が電圧検出回路２０に接続される。電圧検出回路２０の実装領域、接続端子２２の形成領域および接続線の形成領域を除いて、第１の実装領域１０ＧにグランドパターンＧＮＤ１が形成される。グランドパターンＧＮＤ１はバッテリモジュール１００の基準電位に保持される。
In the first mounting
第２の実装領域１２Ｇには、通信回路２４が実装されるとともにコネクタ２３が形成され、通信回路２４とコネクタ２３とは副回路基板２１ａ上で複数の接続線により電気的に接続される。コネクタ２３には、図１のハーネス５６０が接続される。また、通信回路２４の電源として、電動車両が備える非動力用バッテリ１２（図１参照）が通信回路２４に接続される。通信回路２４の実装領域、コネクタ２３の形成領域および複数の接続線の形成領域を除いて、第２の実装領域１２ＧにグランドパターンＧＮＤ２が形成される。グランドパターンＧＮＤ２は非動力用バッテリ１２の基準電位に保持される。
In the
絶縁素子２５は、絶縁領域２６をまたぐように実装される。絶縁素子２５は、グランドパターンＧＮＤ１とグランドパターンＧＮＤ２とを互いに電気的に絶縁しつつ電圧検出回路２０と通信回路２４との間で信号を伝送する。絶縁素子２５としては、例えばデジタルアイソレータまたはフォトカプラ等を用いることができる。本実施の形態においては、絶縁素子２５としてデジタルアイソレータを用いる。
The insulating
このように、電圧検出回路２０と通信回路２４とは、絶縁素子２５により電気的に絶縁されつつ通信可能に接続される。これにより、電圧検出回路２０の電源として複数のバッテリセル１０を用いることができ、通信回路２４の電源として非動力用バッテリ１２（図１参照）を用いることができる。その結果、電圧検出回路２０および通信回路２４をそれぞれ独立に安定して動作させることができる。
Thus, the
次に、主回路基板２１の一構成例について説明する。なお、主回路基板２１について、副回路基板２１ａと異なる点を説明する。図１２は、主回路基板２１の一構成例を示す模式的平面図である。主回路基板２１は略矩形状を有し、一面および他面を有する。図１２（ａ）および図１２（ｂ）は、それぞれ主回路基板２１の一面および他面を示す。
Next, a configuration example of the
図１２（ａ）に示すように、主回路基板２１の一面上には、電圧検出回路２０、通信回路２４、絶縁素子２５、電流検出回路２１０、絶縁素子２５ｂおよびＣＡＮ通信回路２０３が実装される。また、主回路基板２１の一面上には、接続端子２２およびコネクタ２３，３１が形成される。また、図１２（ｂ）に示すように、主回路基板２１の他面には、複数の抵抗Ｒおよび複数のスイッチング素子ＳＷが実装される。
As shown in FIG. 12A, the
副回路基板２１ａと同様に、主回路基板２１の他面の複数の抵抗Ｒは、電圧検出回路２０に対応する位置よりも上方の位置に配置される。これにより、抵抗Ｒから発生する熱を効率よく放散させることができる。また、抵抗Ｒから発生する熱が電圧検出回路２０に伝導することを防止することができる。その結果、電圧検出回路２０の熱による誤動作および劣化を防止することができる。
Similar to the
また、接続端子２２は、主回路基板２１の上端近傍に配置される。これにより、接続端子２２に接続されるＦＰＣ基板５０（図１０参照）を短くすることができる。
The
第１の実装領域１０Ｇには、電圧検出回路２０および接続端子２２に加えて電流検出回路２１０が形成され、電流検出回路２１０と接続端子２２とは主回路基板２１上で接続線により電気的に接続される。また、電流検出回路２１０の電源として、バッテリモジュール１００の複数のバッテリセル１０（図１参照）が電流検出回路２１０に接続される。電圧検出回路２０および電流検出回路２１０の実装領域ならびに接続端子２２の形成領域および接続線の形成領域を除いて、第１の実装領域１０ＧにグランドパターンＧＮＤ１が形成される。グランドパターンＧＮＤ１はバッテリモジュール１００の基準電位に保持される。
In the first mounting
第２の実装領域１２Ｇには、通信回路２４およびコネクタ２３に加えてＣＡＮ通信回路２０３およびコネクタ３１が形成され、ＣＡＮ通信回路２０３とコネクタ３１とは主回路基板２１上で複数の接続線により電気的に接続される。コネクタ３１は、図１のバス１０４に接続される。また、ＣＡＮ通信回路２０３の電源として、電動車両が備える非動力用バッテリ１２（図１参照）がＣＡＮ通信回路２０３に接続される。通信回路２４およびＣＡＮ通信回路２０３の実装領域ならびにコネクタ２３，３１の形成領域および複数の接続線の形成領域を除いて、第２の実装領域１２ＧにグランドパターンＧＮＤ２が形成される。グランドパターンＧＮＤ２は非動力用バッテリ１２の基準電位に保持される。
In the
絶縁素子２５ｂは、絶縁領域２６をまたぐように実装される。絶縁素子２５ｂは、グランドパターンＧＮＤ１とグランドパターンＧＮＤ２とを互いに電気的に絶縁しつつ電流検出回路２１０とＣＡＮ通信回路２０３との間で信号を伝送する。絶縁素子２５ｂとしては、例えばデジタルアイソレータまたはフォトカプラ等を用いることができる。本実施の形態においては、絶縁素子２５ｂとしてデジタルアイソレータを用いる。
The insulating
（６）バッテリセルの電圧の均等化
ＣＡＮ通信回路２０３は、各バッテリモジュール１００Ｍ，１００の各バッテリセル１０のセル情報から各バッテリセル１０の充電量を算出する。ここで、ＣＡＮ通信回路２０３は、あるバッテリセル１０の充電量が他のバッテリセル１０の充電量よりも大きいことを検出した場合、通信回路２４を通して充電量の大きいバッテリセル１０に接続されたスイッチング素子ＳＷ（図２および図３参照）をオンにする。
(6) Equalization of battery cell voltage The
これにより、そのバッテリセル１０に充電された電荷が抵抗Ｒ（図２および図３参照）を通して放電される。そのバッテリセル１０の充電量が他のバッテリセル１０の充電量と略等しくなるまで低下すると、ＣＡＮ通信回路２０３はそのバッテリセル１０に接続されたスイッチング素子ＳＷをオフにする。
Thereby, the electric charge charged in the
このようにして、全てのバッテリセル１０の充電量が略均等に保たれる。これにより、一部のバッテリセル１０の過充電および過放電を防止することができる。その結果、バッテリセル１０の劣化を防止することができる。
In this way, the charge amounts of all the
また、複数の抵抗Ｒが主回路基板２１および複数の副回路基板２１ａにそれぞれ分散して設けられる。これにより、複数のバッテリモジュール１００Ｍ，１００の各バッテリセル１０を放電させる際に発生する熱を効率よく放散させることができる。その結果、主回路基板２１のセル特性検出回路１および制御関連回路２ならびに副回路基板２１ａのセル特性検出回路１の劣化を防止することができる。
A plurality of resistors R are provided in a distributed manner on the
（７）バッテリモジュールの接続および配線
次に、バッテリモジュール１００Ｍ，１００の接続および配線について説明する。図１３は、バッテリモジュール１００Ｍ，１００の接続および配線の一例を示す模式的平面図である。
(7) Connection and Wiring of Battery Module Next, connection and wiring of the
図１３に示すように、３つのバッテリモジュール１００を互いに区別するためにそれぞれのバッテリモジュール１００をバッテリモジュール１００ａ，１００ｂ，１００ｃと呼ぶ。
As shown in FIG. 13, in order to distinguish the three
バッテリモジュール１００Ｍには主回路基板２１および電圧電流バスバー４０ｙが設けられる。また、バッテリモジュール１００ａ〜１００ｃには副回路基板２１ａが設けられる。
The
ケーシング５５０は、側壁５５０ａ，５５０ｂ，５５０ｃ，５５０ｄを有する。側壁５５０ａ，５５０ｃは互いに平行であり、側壁５５０ｂ，５５０ｄは互いに平行でありかつ側壁５５０ａ，５５０ｃに対して垂直である。ケーシング５５０内においては、４つのバッテリモジュール１００Ｍ，１００ａ〜１００ｃが、２行２列に配列されている。
The
具体的には、バッテリモジュール１００Ｍの端面Ｅ２とバッテリモジュール１００ａの端面Ｅ１とが向かい合うように配置され、バッテリモジュール１００ｃの端面Ｅ１とバッテリモジュール１００ｂの端面Ｅ２とが向かい合うように配置される。また、バッテリモジュール１００Ｍの側面Ｅ４とバッテリモジュール１００ｃの側面Ｅ４とが向かい合うように配置され、バッテリモジュール１００ａの側面Ｅ４とバッテリモジュール１００ｂの側面Ｅ４とが向かい合うように配置される。さらに、バッテリモジュール１００Ｍの端面Ｅ１およびバッテリモジュール１００ｃの端面Ｅ２が側壁５５０ｄを向くように配置され、バッテリモジュール１００ａの端面Ｅ２およびバッテリモジュール１００ｂの端面Ｅ１が側壁５５０ｂを向くように配置される。側壁５５０ｄには、通信端子Ｃおよび電圧端子Ｖ１〜Ｖ４を含む外部インタフェースＩＦが設けられる。
Specifically, the end surface E2 of the
主回路基板２１の通信回路２４（図３参照）および副回路基板２１ａの通信回路２４（図２参照）はそれぞれハーネス５６０により接続される。また、バッテリモジュール１００Ｍの最も低電位のマイナス電極１０ｂとバッテリモジュール１００ａの最も高電位のプラス電極１０ａとがバスバー５０１ａにより接続される。バッテリモジュール１００ａの最も低電位のマイナス電極１０ｂとバッテリモジュール１００ｂの最も高電位のプラス電極１０ａとがバスバー５０１ａにより接続される。バッテリモジュール１００ｂの最も低電位のマイナス電極１０ｂとバッテリモジュール１００ｃの最も高電位のプラス電極１０ａとがバスバー５０１ａにより接続される。
The communication circuit 24 (see FIG. 3) of the
バッテリモジュール１００Ｍの最も高電位のプラス電極１０ａが電源線５０１により電圧端子Ｖ１に接続される。また、バッテリモジュール１００ｃの最も低電位のマイナス電極１０ｂが電源線５０１により電圧端子Ｖ２に接続される。この場合、電動車両のモータ等を電圧端子Ｖ１，Ｖ２間に接続することにより、直列接続されたバッテリモジュール１００Ｍ，１００ａ〜１００ｃの電力をモータ等に供給することが可能になる。
The
主回路基板２１の制御関連回路２のＣＡＮ通信回路２０３が、通信端子Ｃを介してバス１０４により図１の主制御部３００に接続される。これにより、主回路基板２１のＣＡＮ通信回路２０３と主制御部３００とが通信可能になる。
The
また、主回路基板２１の図示しないＤＣ−ＤＣコンバータが、電圧端子Ｖ３，Ｖ４を介して電源線５０２により図１の非動力用バッテリ１２に接続される。これにより、主回路基板２１の通信回路２４およびＣＡＮ通信回路２０３（図３参照）に電力が供給される。
Further, a DC-DC converter (not shown) of the
さらに、副回路基板２１ａの図示しないＤＣ−ＤＣコンバータが、電圧端子Ｖ３，Ｖ４を介して電源線５０２により図１の非動力用バッテリ１２に接続される。これにより、副回路基板２１ａの通信回路（図２参照）に電力が供給される。
Further, a DC-DC converter (not shown) of the
（８）効果
本実施の形態に係るバッテリシステム５００においては、バッテリモジュール１００Ｍに設けられる主回路基板２１が制御関連回路２を含み、制御関連回路２が電流検出回路２１０を含む。それにより、制御関連回路２の電流検出回路２１０により検出された電流に基づいて、バッテリモジュール１００Ｍ，１００の充電および放電が制御される。
(8) Effects In the
したがって、複数のバッテリモジュール１００Ｍ，１００に流れる電流を検出するための電流検出ユニットをバッテリシステム５００に別途設ける必要がない。これにより、バッテリシステム５００の配線を単純化することができるとともに、バッテリシステム５００を小型化することができる。
Therefore, it is not necessary to separately provide the
また、主制御部３００が電流検出機能を有しなくてもよいので、主制御部３００の処理の負担が軽減される。
In addition, since the
さらに、制御関連回路２を含む主回路基板２１が電圧電流バスバー４０ｙを有するバッテリモジュール１００Ｍに設けられる。すなわち、電流検出回路２１０を有する主回路基板２１が副回路基板２１ａよりも電圧電流バスバー４０ｙに近い位置に配置される。これにより、制御関連回路２と電圧電流バスバー４０ｙとを接続する配線を短くすることができる。
Further, the
主回路基板２１は、セル特性検出回路１および制御関連回路２を含む共通のリジッドプリント回路基板により構成される。この場合、セル特性検出回路１と制御関連回路２との間の配線を主回路基板２１上に形成することができる。これにより、バッテリシステム５００の配線をより単純化することができるとともに、バッテリシステム５００をより小型化することができる。
The
［２］第２の実施の形態
第２の実施の形態に係るバッテリシステムについて、第１の実施の形態に係るバッテリシステム５００と異なる点を説明する。
[2] Second Embodiment A battery system according to the second embodiment will be described while referring to differences from the
（１）主回路基板の構成
図１４は、第２の実施の形態における主回路基板２１の構成を示すブロック図である。第１の実施の形態と同様に、主回路基板２１には、図２のセル特性検出回路１とともに、制御関連回路２が実装される。本実施の形態においては、制御関連回路２は、総電圧検出回路２１３、絶縁素子２５ｂおよびＣＡＮ通信回路２０３を含む。総電圧検出回路２１３は電圧検出回路２０４およびＡ／Ｄ変換器２０２を含み、ＣＡＮ通信回路２０３は漏電検出回路２１４を含む。
(1) Configuration of Main Circuit Board FIG. 14 is a block diagram showing the configuration of the
本実施の形態において、制御関連回路２は、バッテリモジュール１００Ｍ，１００の制御に関連する機能として、バッテリシステム５００の総電圧を検出する総電圧検出機能およびバッテリシステム５００の漏電の有無を検出する漏電検出機能を有する。
In the present embodiment, the control-related
総電圧検出回路２１３の電圧検出回路２０４は、分圧回路および増幅回路を含み、電圧端子Ｖ１の電圧と電圧端子Ｖ２の電圧との差（バッテリシステム５００の最も高電位のプラス電極と最も低電位のマイナス電極との間の電圧差；以下、総電圧と呼ぶ。）を分圧および増幅する。Ａ／Ｄ変換器２０２は、電圧検出回路２０４の出力電圧をデジタル値に変換し、絶縁素子２５ｂを介してＣＡＮ通信回路２０３に与える。
The
ＣＡＮ通信回路２０３は、Ａ／Ｄ変換器２０２から与えられるデジタル値に基づいてバッテリシステム５００の総電圧の値を算出する。漏電検出回路２１４は、算出された総電圧の値に基づいてバッテリシステム５００の漏電の有無を検出する。
The
ＣＡＮ通信回路２０３は、総電圧の値および漏電の有無を示す漏電検出信号をＣＡＮ通信により図１のバス１０４を介して主制御部３００に与える。
The
（２）主回路基板の一構成例
次に、主回路基板２１の一構成例について説明する。図１５は、第２の実施の形態における主回路基板２１の一構成例を示す模式的平面図である。図１５（ａ）および図１５（ｂ）は、それぞれ主回路基板２１の一面および他面を示す。
(2) Configuration Example of Main Circuit Board Next, a configuration example of the
図１５の主回路基板２１が図１２の主回路基板２１と異なるのは次の点である。
The
図１５（ａ）に示すように、主回路基板２１の一面上には、図１２（ａ）の電流検出回路２１０の代わりに総電圧検出回路２１３が実装され、図１２（ａ）のＣＡＮ通信回路２０３の代わりに漏電検出回路２１４を含むＣＡＮ通信回路２０３が実装される。また、主回路基板２１の一面上の実装領域１０Ｇには、コネクタ３２がさらに形成される。また、図１５（ｂ）に示すように、主回路基板２１の他面の構成は図１２（ｂ）の主回路基板２１の他面の構成と同様である。
As shown in FIG. 15A, a total
総電圧検出回路２１３とコネクタ３２とは主回路基板２１上で複数の接続線により電気的に接続される。コネクタ３２は、図１４の電圧端子Ｖ１，Ｖ２に接続される。また、総電圧検出回路２１３の電源として、バッテリモジュール１００の複数のバッテリセル１０（図１参照）が総電圧検出回路２１３に接続される。
The total
（３）バッテリモジュールの接続および配線
次に、バッテリモジュール１００Ｍ，１００の接続および配線について説明する。図１６は、第２の実施の形態におけるバッテリモジュール１００Ｍ，１００の接続および配線の一例を示す模式的平面図である。
(3) Connection and Wiring of Battery Module Next, connection and wiring of the
図１６に示すように、３つのバッテリモジュール１００を互いに区別するためにそれぞれのバッテリモジュール１００をバッテリモジュール１００ａ，１００ｂ，１００ｃと呼ぶ。ケーシング５５０内においては、４つのバッテリモジュール１００Ｍ，１００ａ〜１００ｃが、２行２列に配列されている。ケーシング５５０の側壁５５０ｄには、通信端子Ｃおよび電圧端子Ｖ１〜Ｖ４を含む外部インタフェースＩＦが設けられる。バッテリモジュール１００Ｍ，１００ａ〜１００ｃおよび電圧端子Ｖ１〜Ｖ４の接続および配線は第１の実施の形態と同様である。
As shown in FIG. 16, in order to distinguish the three
本実施の形態においては、総電圧検出回路２１３の電圧検出回路２０４（図１４参照）の一方の入力端子と電圧端子Ｖ１とが導体線５３により接続される。また、総電圧検出回路２１３の電圧検出回路２０４（図１４参照）の他方の入力端子と電圧端子Ｖ２とが導体線５３により接続される。さらに、漏電検出回路２１４を有するＣＡＮ通信回路２０３が通信端子Ｃを介してバス１０４により図１の主制御部３００に接続される。
In the present embodiment, one input terminal of the voltage detection circuit 204 (see FIG. 14) of the total
（４）効果
本実施の形態に係るバッテリシステム５００においては、バッテリモジュール１００Ｍに設けられる主回路基板２１が制御関連回路２を含み、制御関連回路２が総電圧検出回路２１３および漏電検出回路２１４を含む。それにより、制御関連回路２の総電圧検出回路２１３により検出された総電圧および漏電検出回路２１４により検出された漏電の有無に基づいて、コンタクタ１０２のオンおよびオフが制御される。
(4) Effect In the
したがって、総電圧を検出するための総電圧検出ユニットおよび漏電の有無を検出するための漏電検出ユニットをバッテリシステム５００に別途設ける必要がない。これにより、バッテリシステム５００の配線を単純化することができるとともに、バッテリシステム５００を小型化することができる。
Therefore, there is no need to separately provide the
また、主制御部３００が総電圧検出機能および漏電検出機能を有しなくてもよいので、主制御部３００の処理の負担が軽減される。
Moreover, since the
さらに、バッテリモジュール１００Ｍに設けられる主回路基板２１が電圧端子Ｖ１，Ｖ２および通信端子Ｃの近傍に配置される。すなわち、総電圧検出回路２１３および漏電検出回路２１４を有する主回路基板２１が副回路基板２１ａよりも電圧端子Ｖ１，Ｖ２および通信端子Ｃに近い位置に配置される。これにより、制御関連回路２と電圧端子Ｖ１，Ｖ２とを接続する配線（導体線５３）および制御関連回路２と通信端子Ｃとを接続する配線を短くすることができる。
Furthermore, the
［３］第３の実施の形態
第３の実施の形態に係るバッテリシステムについて、第１の実施の形態に係るバッテリシステム５００と異なる点を説明する。
[3] Third Embodiment A battery system according to a third embodiment will be described while referring to differences from the
（１）主回路基板の構成
図１７は、第３の実施の形態における主回路基板２１の構成を示すブロック図である。第１の実施の形態と同様に、主回路基板２１には、図２のセル特性検出回路１とともに、制御関連回路２が実装される。本実施の形態においては、制御関連回路２はコンタクタ制御回路２１５およびＣＡＮ通信回路２０３を含む。
(1) Configuration of Main Circuit Board FIG. 17 is a block diagram showing a configuration of the
本実施の形態において、制御関連回路２は、バッテリモジュール１００Ｍ，１００の制御に関連する機能として、コンタクタ１０２のオンおよびオフを制御するコンタクタ制御機能を有する。
In the present embodiment, the control-related
主制御部３００は、ＣＡＮ通信回路２０３を通して複数のバッテリモジュール１００Ｍ，１００のセル情報をコンタクタ制御回路２１５に与える。コンタクタ制御回路２１５は、バッテリモジュール１００Ｍ，１００のセル情報に基づいてコンタクタ１０２のオンおよびオフを制御する。
The
（２）主回路基板の一構成例
次に、主回路基板２１の一構成例について説明する。図１８は、第３の実施の形態における主回路基板２１の一構成例を示す模式的平面図である。図１８（ａ）および図１８（ｂ）は、それぞれ主回路基板２１の一面および他面を示す。
(2) Configuration Example of Main Circuit Board Next, a configuration example of the
図１８の主回路基板２１が図１２の主回路基板２１と異なるのは次の点である。
The
図１８（ａ）に示すように、主回路基板２１の一面上に図１２（ａ）の電流検出回路２１０および絶縁素子２５ｂは実装されず、主回路基板２１の一面上の第２の実装領域１２Ｇには、コンタクタ制御回路２１５がさらに実装される。また、主回路基板２１の一面上の第２の実装領域１２Ｇには、コネクタ３３がさらに形成される。また、図１８（ｂ）に示すように、主回路基板２１の他面の構成は図１２（ｂ）の主回路基板２１の他面の構成と同様である。
As shown in FIG. 18A, the
コンタクタ制御回路２１５とＣＡＮ通信回路２０３とは主回路基板２１上で複数の接続線により電気的に接続される。また、コンタクタ制御回路２１５とコネクタ３３とは主回路基板２１上で複数の接続線により電気的に接続される。コネクタ３３は、図１７のコンタクタ１０２に接続される。また、コンタクタ制御回路２１５の電源として、非動力用バッテリ１２（図１参照）がコンタクタ制御回路２１５に接続される。
（３）バッテリモジュールの接続および配線
次に、バッテリモジュール１００Ｍ，１００の接続および配線について説明する。図１９は、第３の実施の形態におけるバッテリモジュール１００Ｍ，１００の接続および配線の一例を示す模式的平面図である。
(3) Connection and Wiring of Battery Module Next, connection and wiring of the
図１９に示すように、３つのバッテリモジュール１００を互いに区別するためにそれぞれのバッテリモジュール１００をバッテリモジュール１００ａ，１００ｂ，１００ｃと呼ぶ。ケーシング５５０内においては、４つのバッテリモジュール１００Ｍ，１００ａ〜１００ｃが、２行２列に配列されている。ケーシング５５０の側壁５５０ｄには、通信端子Ｃおよび電圧端子Ｖ１〜Ｖ４を含む外部インタフェースＩＦが設けられる。
As shown in FIG. 19, in order to distinguish the three
バッテリモジュール１００Ｍの最も高電位のプラス電極１０ａと電圧端子Ｖ１との間にコンタクタ１０２が介挿されている点を除いて、バッテリモジュール１００Ｍ，１００ａ〜１００ｃ、通信端子Ｃおよび電圧端子Ｖ１〜Ｖ４の接続および配線は第１の実施の形態と同様である。
The
本実施の形態においては、コンタクタ制御回路２１５が導体線５４によりコンタクタ１０２に接続される。これにより、制御関連回路２は、コンタクタ１０２のオンおよびオフを制御することが可能になる。
In the present embodiment, the
（４）効果
本実施の形態に係るバッテリシステム５００においては、バッテリモジュール１００Ｍに設けられる主回路基板２１が制御関連回路２を含み、制御関連回路２がコンタクタ制御回路２１５を含む。それにより、コンタクタ１０２のオンおよびオフが制御される。
(4) Effects In the
したがって、コンタクタ制御ユニットをバッテリシステム５００に別途設ける必要がない。これにより、バッテリシステム５００の配線を単純化することができるとともに、バッテリシステム５００を小型化することができる。
Therefore, it is not necessary to separately provide the contactor control unit in the
また、主制御部３００がコンタクタ制御機能を有しなくてもよいので、主制御部３００の処理の負担が軽減される。
Moreover, since the
さらに、バッテリモジュール１００Ｍに設けられる主回路基板２１がコンタクタ１０２の近傍に配置される。すなわち、コンタクタ制御回路２１５を有する主回路基板２１が副回路基板２１ａよりもコンタクタ１０２に近い位置に配置される。これにより、制御関連回路２とコンタクタ１０２とを接続する配線（導体線５４）を短くすることができる。
Furthermore, the
［４］第４の実施の形態
第４の実施の形態に係るバッテリシステムについて、第１の実施の形態に係るバッテリシステム５００と異なる点を説明する。
[4] Fourth Embodiment A battery system according to a fourth embodiment will be described while referring to differences from the
（１）主回路基板の構成
図２０は、第４の実施の形態における主回路基板２１の構成を示すブロック図である。第１の実施の形態と同様に、主回路基板２１には、図２のセル特性検出回路１とともに、制御関連回路２が実装される。本実施の形態においては、制御関連回路２は送風機制御回路２１６およびＣＡＮ通信回路２０３を含む。
(1) Configuration of Main Circuit Board FIG. 20 is a block diagram showing the configuration of the
図２０に示すように、本実施の形態においては、バッテリシステム５００は、バッテリモジュール１００Ｍ，１００を放熱させるための送風機５８１をさらに備える。制御関連回路２は、バッテリモジュール１００Ｍ，１００の制御に関連する機能として、送風機５８１のオンおよびオフ、または送風機５８１の回転速度を制御する送風機制御機能を有する。
As shown in FIG. 20, in the present embodiment,
主制御部３００は、ＣＡＮ通信回路２０３を通して複数のバッテリモジュール１００Ｍ，１００のセル情報を送風機制御回路２１６に与える。送風機制御回路２１６は、バッテリモジュール１００Ｍ，１００のセル情報に基づいて、送風機５８１のオンおよびオフ、または送風機５８１の回転速度を制御する。
The
（２）主回路基板の一構成例
次に、主回路基板２１の一構成例について説明する。図２１は、第４の実施の形態における主回路基板２１の一構成例を示す模式的平面図である。図２１（ａ）および図２１（ｂ）は、それぞれ主回路基板２１の一面および他面を示す。
(2) Configuration Example of Main Circuit Board Next, a configuration example of the
図２１の主回路基板２１が図１２の主回路基板２１と異なるのは次の点である。
The
図２１（ａ）に示すように、主回路基板２１の一面上に図１２（ａ）の電流検出回路２１０および絶縁素子２５ｂは実装されず、主回路基板２１の一面上の第２の実装領域１２Ｇには、送風機制御回路２１６がさらに実装される。また、主回路基板２１の一面上の第２の実装領域１２Ｇには、コネクタ３４がさらに形成される。また、図２１（ｂ）に示すように、主回路基板２１の他面の構成は図１２（ｂ）の主回路基板２１の他面の構成と同様である。
As shown in FIG. 21A, the
送風機制御回路２１６とＣＡＮ通信回路２０３とは主回路基板２１上で複数の接続線により電気的に接続される。また、送風機制御回路２１６とコネクタ３４とは主回路基板２１上で複数の接続線により電気的に接続される。コネクタ３４は、図２０の送風機５８１に接続される。また、送風機制御回路２１６の電源として、非動力用バッテリ１２（図１参照）が送風機制御回路２１６に接続される。
The
（３）バッテリモジュールの接続および配線
次に、バッテリモジュール１００Ｍ，１００の接続および配線について説明する。図２２は、第４の実施の形態におけるバッテリモジュール１００Ｍ，１００の接続および配線の一例を示す模式的平面図である。
(3) Connection and Wiring of Battery Module Next, connection and wiring of the
図２２に示すように、３つのバッテリモジュール１００を互いに区別するためにそれぞれのバッテリモジュール１００をバッテリモジュール１００ａ，１００ｂ，１００ｃと呼ぶ。ケーシング５５０内においては、４つのバッテリモジュール１００Ｍ，１００ａ〜１００ｃが、２行２列に配列されている。ケーシング５５０の側壁５５０ｄには、通信端子Ｃおよび電圧端子Ｖ１〜Ｖ４を含む外部インタフェースＩＦが設けられる。バッテリモジュール１００Ｍ，１００ａ〜１００ｃ、通信端子Ｃおよび電圧端子Ｖ１〜Ｖ４の接続および配線は第１の実施の形態と同様である。
As shown in FIG. 22, in order to distinguish the three
本実施の形態においては、外部インタフェースＩＦに送風機端子Ｆがさらに設けられる。送風機５８１が送風機端子Ｆに接続される。また、送風機制御回路２１６が導体線５５により送風機端子Ｆに接続される。これにより、制御関連回路２は、送風機５８１のオンおよびオフ、または送風機５８１の回転速度を制御することが可能になる。
In the present embodiment, a blower terminal F is further provided on the external interface IF. A
（４）効果
本実施の形態に係るバッテリシステム５００においては、バッテリモジュール１００Ｍに設けられる主回路基板２１が制御関連回路２を含み、制御関連回路２が送風機制御回路２１６を含む。それにより、送風機５８１のオンおよびオフ、または送風機５８１の回転速度が制御される。
(4) Effects In the
したがって、送風機制御ユニットをバッテリシステム５００に別途設ける必要がない。これにより、バッテリシステム５００の配線を単純化することができるとともに、バッテリシステム５００を小型化することができる。
Therefore, it is not necessary to separately provide the blower control unit in the
また、主制御部３００が送風機制御機能を有しなくてもよいので、主制御部３００の処理の負担が軽減される。
Moreover, since the
さらに、バッテリモジュール１００Ｍに設けられる主回路基板２１が送風機端子Ｆの近傍に配置される。すなわち、送風機制御回路２１６を有する主回路基板２１が副回路基板２１ａよりも送風機端子Ｆに近い位置に配置される。これにより、制御関連回路２と送風機端子Ｆとを接続する配線（導体線５５）を短くすることができる。
Furthermore, the
［５］第５の実施の形態
第５の実施の形態に係るバッテリシステムについて、第１の実施の形態に係るバッテリシステム５００と異なる点を説明する。
[5] Fifth Embodiment A battery system according to the fifth embodiment will be described while referring to differences from the
（１）主回路基板の構成
図２３は、第５の実施の形態における主回路基板２１の構成を示すブロック図である。第１の実施の形態と同様に、主回路基板２１には、図２のセル特性検出回路１とともに、制御関連回路２が実装される。本実施の形態においては、制御関連回路２は電力供給回路２１７およびＣＡＮ通信回路２０３を含む。
(1) Configuration of Main Circuit Board FIG. 23 is a block diagram showing a configuration of the
本実施の形態においては、制御関連回路２は、バッテリモジュール１００Ｍ，１００の制御に関連する機能として、バッテリモジュール１００ＭのＣＡＮ通信回路２０３およびバッテリモジュール１００Ｍ，１００の通信回路２４に電力を供給する電力供給機能を有する。
In the present embodiment, the control-related
電力供給回路２１７は、ＤＣ−ＤＣコンバータを含み、非動力用バッテリ１２からの電圧を降圧する。降圧された電圧は、バッテリモジュール１００ＭのＣＡＮ通信回路２０３および通信回路２４ならびにバッテリモジュール１００の通信回路２４に与えられる。
The
（２）主回路基板の一構成例
次に、主回路基板２１の一構成例について説明する。図２４は、第５の実施の形態における主回路基板２１の一構成例を示す模式的平面図である。図２４（ａ）および図２４（ｂ）は、それぞれ主回路基板２１の一面および他面を示す。
(2) Configuration Example of Main Circuit Board Next, a configuration example of the
図２４の主回路基板２１が図１２の主回路基板２１と異なるのは次の点である。
The
図２４（ａ）に示すように、主回路基板２１の一面上に図１２（ａ）の電流検出回路２１０および絶縁素子２５ｂは実装されず、主回路基板２１の一面上の第２の実装領域１２Ｇには、電力供給回路２１７がさらに実装される。また、主回路基板２１の一面上の第２の実装領域１２Ｇには、コネクタ３５，３６がさらに形成される。また、図２４（ｂ）に示すように、主回路基板２１の他面の構成は図１２（ｂ）の主回路基板２１の他面の構成と同様である。
As shown in FIG. 24A, the
電力供給回路２１７とＣＡＮ通信回路２０３とは主回路基板２１上で複数の接続線により電気的に接続される。また、電力供給回路２１７と通信回路２４とは主回路基板２１上で複数の接続線により電気的に接続される。さらに、電力供給回路２１７とコネクタ３６とは主回路基板２１上で複数の接続線により電気的に接続される。コネクタ３５は、図２３の非動力用バッテリ１２に接続される。また、コネクタ３６は、図２３の各バッテリモジュール１００の副回路基板２１ａに接続される。
The
（３）バッテリモジュールの接続および配線
次に、バッテリモジュール１００Ｍ，１００の接続および配線について説明する。図２５は、第５の実施の形態におけるバッテリモジュール１００Ｍ，１００の接続および配線の一例を示す模式的平面図である。
(3) Connection and Wiring of Battery Module Next, connection and wiring of the
図２５に示すように、３つのバッテリモジュール１００を互いに区別するためにそれぞれのバッテリモジュール１００をバッテリモジュール１００ａ，１００ｂ，１００ｃと呼ぶ。ケーシング５５０内においては、４つのバッテリモジュール１００Ｍ，１００ａ〜１００ｃが、２行２列に配列されている。ケーシング５５０の側壁５５０ｄには、通信端子Ｃおよび電圧端子Ｖ１〜Ｖ４を含む外部インタフェースＩＦが設けられる。バッテリモジュール１００Ｍ，１００ａ〜１００ｃ、通信端子Ｃおよび電圧端子Ｖ１，Ｖ２の接続および配線は第１の実施の形態と同様である。
As shown in FIG. 25, in order to distinguish the three
本実施の形態においては、図２３の非動力用バッテリ１２が電圧端子Ｖ３，Ｖ４に接続される。また、電力供給回路２１７のコネクタ３５（図２４参照）が、電源線５０２により電圧端子Ｖ３，Ｖ４に接続される。さらに、電力供給回路２１７のコネクタ３６（図２４参照）が、導体線５６により各バッテリモジュール１００の副回路基板２１ａに接続される。これにより、電力供給回路２１７は、バッテリモジュール１００ＭのＣＡＮ通信回路２０３および通信回路２４ならびにバッテリモジュール１００の通信回路２４に電力を供給することが可能になる。
In the present embodiment,
（４）効果
本実施の形態に係るバッテリシステム５００においては、バッテリモジュール１００Ｍに設けられる主回路基板２１が制御関連回路２を含み、制御関連回路２が電力供給回路２１７を含む。それにより、バッテリモジュール１００ＭのＣＡＮ通信回路２０３およびバッテリモジュール１００Ｍ，１００の通信回路２４に電力が供給される。
(4) Effects In the
したがって、電力供給ユニットを各副回路基板２１ａに別途設ける必要がない。これにより、バッテリシステム５００の配線を単純化することができるとともに、バッテリシステム５００を小型化することができる。
Therefore, it is not necessary to separately provide a power supply unit on each
また、バッテリモジュール１００Ｍに設けられる主回路基板２１が電圧端子Ｖ３，Ｖ４の近傍に配置される。すなわち、電力供給回路２１７を有する主回路基板２１が副回路基板２１ａよりも電圧端子Ｖ３，Ｖ４に近い位置に配置される。これにより、制御関連回路２と電圧端子Ｖ３，Ｖ４とを接続する配線（電源線５０２）を短くすることができる。
The
［６］第６の実施の形態
第６の実施の形態に係るバッテリシステムについて、第１の実施の形態に係るバッテリシステム５００と異なる点を説明する。
[6] Sixth Embodiment A battery system according to a sixth embodiment will be described while referring to differences from the
（１）主回路基板の構成
図２６は、第６の実施の形態における主回路基板２１の構成を示すブロック図である。第１の実施の形態と同様に、主回路基板２１には、図２のセル特性検出回路１とともに、制御関連回路２が実装される。本実施の形態においては、制御関連回路２はＣＡＮ通信回路２０３を含む。ＣＡＮ通信回路２０３は車両起動検出回路２１８を含む。
(1) Configuration of Main Circuit Board FIG. 26 is a block diagram showing a configuration of the
図２６に示すように、電動車両は、起動の際に起動信号を発生する起動信号発生部３０１を備える。制御関連回路２は、バッテリモジュール１００Ｍ，１００の制御に関連する機能として、電動車両の起動を検出する車両起動検出機能を有する。
As shown in FIG. 26, the electric vehicle includes an activation
車両起動検出回路２１８は、起動信号発生部３０１が発生する起動信号を検出する。起動信号が検出された場合、ＣＡＮ通信回路２０３は、バッテリモジュール１００Ｍ，１００の通信回路２４を起動させる。
The vehicle
（２）主回路基板の一構成例
次に、主回路基板２１の一構成例について説明する。図２７は、第６の実施の形態における主回路基板２１の一構成例を示す模式的平面図である。図２７（ａ）および図２７（ｂ）は、それぞれ主回路基板２１の一面および他面を示す。
(2) Configuration Example of Main Circuit Board Next, a configuration example of the
図２７の主回路基板２１が図１２の主回路基板２１と異なるのは次の点である。
The
図２７（ａ）に示すように、主回路基板２１の一面上に図１２（ａ）の電流検出回路２１０および絶縁素子２５ｂは実装されず、主回路基板２１の一面上の第２の実装領域１２Ｇには、図３（ａ）のＣＡＮ通信回路２０３の代わりに車両起動検出回路２１８を含むＣＡＮ通信回路２０３が実装される。また、主回路基板２１の一面上の第２の実装領域１２Ｇには、コネクタ３７がさらに形成される。また、図２７（ｂ）に示すように、主回路基板２１の他面の構成は図１２（ｂ）の主回路基板２１の他面の構成と同様である。
As shown in FIG. 27A, the
ＣＡＮ通信回路２０３とコネクタ３７とは主回路基板２１上で複数の接続線により電気的に接続される。コネクタ３７は、図２６の起動信号発生部３０１に接続される。
The
（３）バッテリモジュールの接続および配線
次に、バッテリモジュール１００Ｍ，１００の接続および配線について説明する。図２８は、第６の実施の形態におけるバッテリモジュール１００Ｍ，１００の接続および配線の一例を示す模式的平面図である。
(3) Connection and Wiring of Battery Module Next, connection and wiring of the
図２８に示すように、３つのバッテリモジュール１００を互いに区別するためにそれぞれのバッテリモジュール１００をバッテリモジュール１００ａ，１００ｂ，１００ｃと呼ぶ。ケーシング５５０内においては、４つのバッテリモジュール１００Ｍ，１００ａ〜１００ｃが、２行２列に配列されている。ケーシング５５０の側壁５５０ｄには、通信端子Ｃおよび電圧端子Ｖ１〜Ｖ４を含む外部インタフェースＩＦが設けられる。バッテリモジュール１００Ｍ，１００ａ〜１００ｃ、通信端子Ｃおよび電圧端子Ｖ１〜Ｖ４の接続および配線は第１の実施の形態と同様である。
As shown in FIG. 28, in order to distinguish the three
本実施の形態においては、外部インタフェースＩＦに車両起動端子Ｇがさらに設けられる。図２６の起動信号発生部３０１が車両起動端子Ｇに接続される。また、車両起動検出回路２１８が、導体線５７により車両起動端子Ｇに接続される。これにより、車両起動検出回路２１８は、起動検出信号を検出することが可能になる。
In the present embodiment, a vehicle activation terminal G is further provided in the external interface IF. The
（４）効果
本実施の形態に係るバッテリシステム５００においては、バッテリモジュール１００Ｍに設けられる主回路基板２１が制御関連回路２を含み、制御関連回路２が車両起動検出回路２１８を含む。それにより、電動車両の起動が検出される。
(4) Effects In the
したがって、車両起動検出ユニットをバッテリシステム５００に別途設ける必要がない。これにより、バッテリシステム５００の配線を単純化することができるとともに、バッテリシステム５００を小型化することができる。
Therefore, it is not necessary to separately provide the vehicle activation detection unit in the
また、バッテリモジュール１００Ｍに設けられる主回路基板２１が車両起動端子Ｇの近傍に配置される。すなわち、車両起動検出回路２１８を有する主回路基板２１が副回路基板２１ａよりも車両起動端子Ｇに近い位置に配置される。これにより、制御関連回路２と車両起動端子Ｇとを接続する配線（導体線５７）を短くすることができる。
Further, the
［７］第７の実施の形態
第７の実施の形態に係るバッテリシステムについて、第１の実施の形態に係るバッテリシステム５００と異なる点を説明する。
[7] Seventh Embodiment A battery system according to a seventh embodiment will be described while referring to differences from the
（１）バッテリモジュールの接続および配線
図２９は、本実施の形態におけるバッテリモジュール１００Ｍ，１００の接続および配線の一例を示す模式的平面図である。第１の実施の形態と同様に、主回路基板２１には、図２のセル特性検出回路１とともに、制御関連回路２が実装される。本実施の形態においては、制御関連回路２はＣＡＮ通信回路２０３を含む。
(1) Connection and Wiring of Battery Module FIG. 29 is a schematic plan view showing an example of connection and wiring of the
図２９に示すように、３つのバッテリモジュール１００を互いに区別するためにそれぞれのバッテリモジュール１００をバッテリモジュール１００ａ，１００ｂ，１００ｃと呼ぶ。ケーシング５５０内においては、４つのバッテリモジュール１００Ｍ，１００ａ〜１００ｃが、２行２列に配列されている。
As shown in FIG. 29, in order to distinguish the three
ケーシング５５０の側壁５５０ｄには、通信端子Ｃが設けられる。また、側壁５５０ｂには、電圧端子Ｖ１〜Ｖ４が設けられる。通信端子Ｃおよび電圧端子Ｖ３，Ｖ４の接続および配線は第１の実施の形態と同様である。
A communication terminal C is provided on the
本実施の形態においては、バッテリモジュール１００ｂの最も低電位のマイナス電極１０ｂとバッテリモジュール１００ｃの最も高電位のプラス電極１０ａとがバスバー５０１ａにより接続される。バッテリモジュール１００ｃの最も低電位のマイナス電極１０ｂとバッテリモジュール１００Ｍの最も高電位のプラス電極１０ａとがバスバー５０１ａにより接続される。バッテリモジュール１００Ｍの最も低電位のマイナス電極１０ｂとバッテリモジュール１００ａの最も高電位のプラス電極１０ａとがバスバー５０１ａにより接続される。
In the present embodiment, the
バッテリモジュール１００ｂの最も高電位のプラス電極１０ａが電源線５０１により電圧端子Ｖ１に接続される。また、バッテリモジュール１００ａの最も低電位のマイナス電極１０ｂが電源線５０１により電圧端子Ｖ２に接続される。この場合、電動車両のモータ等を電圧端子Ｖ１，Ｖ２間に接続することにより、直列接続されたバッテリモジュール１００Ｍ，１００ａ〜１００ｃの電力をモータ等に供給することが可能になる。
The
（２）効果
本実施の形態に係るバッテリシステム５００においては、バッテリモジュール１００Ｍに設けられる主回路基板２１が制御関連回路２を含み、制御関連回路２がＣＡＮ通信回路２０３を含む。それにより、バッテリモジュール１００Ｍ，１００の通信回路２４と電動車両の主制御部３００との間でＣＡＮ通信回路２０３を介して通信を行うことができる。
(2) Effects In the
したがって、ＣＡＮ通信ユニットをバッテリシステム５００に別途設ける必要がない。これにより、バッテリシステム５００の配線を単純化することができるとともに、バッテリシステム５００を小型化することができる。
Therefore, it is not necessary to separately provide the CAN communication unit in the
また、バッテリモジュール１００Ｍに設けられる主回路基板２１が通信端子Ｃの近傍に配置される。すなわち、ＣＡＮ通信回路２０３を有する主回路基板２１が副回路基板２１ａよりも通信端子Ｃに近い位置に配置される。これにより、制御関連回路２と通信端子Ｃとを接続する配線を短くすることができる。
The
さらに、本実施の形態に係るバッテリシステム５００においては、主回路基板２１の制御関連回路２は、バッテリモジュール１００Ｍ，１００を充放電するための電圧端子Ｖ１，Ｖ２から離間して配置される。これにより、制御関連回路２の耐ノイズ性が向上する。
Furthermore, in
［８］第８の実施の形態
第１の実施形態に係るバッテリシステム５００は、１つのバッテリモジュール１００Ｍを有するが、これに限定されない。バッテリシステム５００が２つ以上のバッテリモジュール１００Ｍを有してもよい。
[8] Eighth Embodiment Although the
以下、第８の実施の形態に係るバッテリシステムについて、第１の実施の形態に係るバッテリシステム５００と異なる点を説明する。
Hereinafter, the battery system according to the eighth embodiment will be described while referring to differences from the
（１）バッテリモジュールの接続および配線
図３０は、第８の実施の形態におけるバッテリモジュール１００Ｍ，１００の接続および配線の一例を示す模式的平面図である。本実施の形態に係るバッテリシステムは、２つのバッテリモジュール１００Ｍ、２つのバッテリモジュール１００および送風機５８１を備える。
(1) Connection and Wiring of Battery Module FIG. 30 is a schematic plan view showing an example of connection and wiring of the
図３０に示すように、２つのバッテリモジュール１００Ｍを互いに区別するためにそれぞれのバッテリモジュール１００Ｍをバッテリモジュール１００Ｍａ，１００Ｍｂと呼ぶ。また、２つのバッテリモジュール１００を互いに区別するためにそれぞれのバッテリモジュール１００をバッテリモジュール１００ａ，１００ｂと呼ぶ。ケーシング５５０内においては、４つのバッテリモジュール１００Ｍａ，１００Ｍｂ，１００ａ，１００ｂが、２行２列に配列されている。
As shown in FIG. 30, in order to distinguish the two
バッテリモジュール１００Ｍａ，１００Ｍｂには主回路基板２１が設けられる。また、バッテリモジュール１００ａ，１００ｂには副回路基板２１ａが設けられる。主回路基板２１には、図２のセル特性検出回路１とともに、制御関連回路２が実装される。本実施の形態においては、バッテリモジュール１００Ｍａの主回路基板２１の制御関連回路２はＣＡＮ通信回路２０３を含む。また、バッテリモジュール１００Ｍｂの主回路基板２１の制御関連回路２は送風機制御回路２１６を含む。
A
ケーシング５５０の側壁５５０ｄには、通信端子Ｃが設けられる。また、側壁５５０ｂには、電圧端子Ｖ１〜Ｖ４および送風機端子Ｆが設けられる。通信端子Ｃおよび電圧端子Ｖ３，Ｖ４の接続および配線は第１の実施の形態と同様である。
A communication terminal C is provided on the
本実施の形態においては、バッテリモジュール１００Ｍｂの最も低電位のマイナス電極１０ｂとバッテリモジュール１００ｂの最も高電位のプラス電極１０ａとがバスバー５０１ａにより接続される。バッテリモジュール１００ｂの最も低電位のマイナス電極１０ｂとバッテリモジュール１００Ｍａの最も高電位のプラス電極１０ａとがバスバー５０１ａにより接続される。バッテリモジュール１００Ｍａの最も低電位のマイナス電極１０ｂとバッテリモジュール１００ａの最も高電位のプラス電極１０ａとがバスバー５０１ａにより接続される。
In the present embodiment, the
バッテリモジュール１００Ｍｂの最も高電位のプラス電極１０ａが電源線５０１により電圧端子Ｖ１に接続される。また、バッテリモジュール１００ａの最も低電位のマイナス電極１０ｂが電源線５０１により電圧端子Ｖ２に接続される。この場合、電動車両のモータ等を電圧端子Ｖ１，Ｖ２間に接続することにより、直列接続されたバッテリモジュール１００Ｍａ，１００Ｍｂ，１００ａ，１００ｂの電力をモータ等に供給することが可能になる。
The
また、送風機５８１が送風機端子Ｆに接続される。さらに、送風機制御回路２１６が、導体線５５により送風機端子Ｆに接続される。これにより、制御関連回路２は、送風機５８１のオンおよびオフ、または送風機５８１の回転速度を制御することが可能になる。
In addition, the
（２）効果
本実施の形態に係るバッテリシステム５００においては、バッテリモジュール１００Ｍａに設けられる主回路基板２１が制御関連回路２を含み、制御関連回路２がＣＡＮ通信回路２０３を含む。それにより、バッテリモジュール１００Ｍａ，１００Ｍｂ，１００ａ，１００ｂの通信回路２４と電動車両の主制御部３００との間でＣＡＮ通信回路２０３を介して通信を行うことができる。
(2) Effect In the
また、バッテリモジュール１００Ｍｂに設けられる主回路基板２１が制御関連回路２を含み、制御関連回路２が送風機制御回路２１６を含む。それにより、送風機５８１のオンおよびオフ、または送風機５８１の回転速度が制御される。
Further, the
したがって、ＣＡＮ通信ユニットおよび送風機制御ユニットをバッテリシステム５００に別途設ける必要がない。これにより、バッテリシステム５００の配線を単純化することができるとともに、バッテリシステム５００を小型化することができる。
Therefore, it is not necessary to separately provide the CAN communication unit and the blower control unit in the
また、主制御部３００が送風機制御機能を有しなくてもよいので、主制御部３００の処理の負担が軽減される。
Moreover, since the
さらに、バッテリモジュール１００Ｍａに設けられる主回路基板２１が通信端子Ｃの近傍に配置される。すなわち、ＣＡＮ通信回路２０３を有する主回路基板２１が副回路基板２１ａよりも通信端子Ｃに近い位置に配置される。これにより、制御関連回路２と通信端子Ｃとを接続する配線を短くすることができる。
Further, the
また、バッテリモジュール１００Ｍｂに設けられる主回路基板２１が送風機端子Ｆの近傍に配置される。すなわち、送風機制御回路２１６を有する主回路基板２１が副回路基板２１ａよりも送風機端子Ｆに近い位置に配置される。これにより、制御関連回路２と送風機端子Ｆとを接続する配線（導体線５５）を短くすることができる。
Further, the
さらに、本実施の形態に係るバッテリシステム５００においては、バッテリモジュール１００Ｍａが有する主回路基板２１の制御関連回路２は、バッテリモジュール１００Ｍａ，１００Ｍｂ，１００ａ，１００ｂを充放電するための電圧端子Ｖ１，Ｖ２から離間して配置される。これにより、ＣＡＮ通信回路２０３の耐ノイズ性が向上する。
Furthermore, in the
［９］第９の実施の形態
以下、第９の実施の形態に係るバッテリシステムについて、第８の実施の形態に係るバッテリシステム５００と異なる点を説明する。
[9] Ninth Embodiment Hereinafter, the difference of the battery system according to the ninth embodiment from the
図３１は、第９の実施の形態におけるバッテリモジュール１００Ｍ，１００の接続および配線の一例を示す模式的平面図である。本実施の形態に係るバッテリシステム５００は、４つのバッテリモジュール１００Ｍａ，１００Ｍｂ，１００ａ，１００ｂ、コンタクタ１０２、ＨＶ（High Voltage；高圧）コネクタ５２０、サービスプラグ５３０および送風機５８１を備える。
FIG. 31 is a schematic plan view illustrating an example of connection and wiring of the
本実施の形態においては、バッテリモジュール１００Ｍａの主回路基板２１の制御関連回路２は送風機制御回路２１６を含む。また、バッテリモジュール１００Ｍｂの主回路基板２１の制御関連回路２はＣＡＮ通信回路２０３およびコンタクタ制御回路２１５を含む。
In the present embodiment, the control-related
バッテリモジュール１００ｂ，１００Ｍｂの側面Ｅ３と側壁５５０ｃとの間の領域に、サービスプラグ５３０、ＨＶコネクタ５２０およびコンタクタ１０２がこの順で側壁５５０ｄから側壁５５０ｂへ並ぶように配置される。ＨＶコネクタ５２０は電圧端子Ｖ１，Ｖ２を有する。ケーシング５５０の側壁５５０ｂには、電圧端子Ｖ３，Ｖ４および通信端子Ｃが設けられる。側壁５５０ｃには、ＨＶコネクタ５２０の電圧端子Ｖ１，Ｖ２が設けられる。側壁５５０ｄには、送風機端子Ｆが設けられる。
バッテリモジュール１００Ｍｂの最も低電位のマイナス電極１０ｂとバッテリモジュール１００ｂの最も高電位のプラス電極１０ａとがバスバー５０１ａにより接続される。バッテリモジュール１００Ｍａの最も低電位のマイナス電極１０ｂとバッテリモジュール１００ａの最も高電位のプラス電極１０ａとがバスバー５０１ａにより接続される。バッテリモジュール１００ｂの最も低電位のマイナス電極１０ｂが電源線５０１によりサービスプラグ５３０に接続されるとともに、バッテリモジュール１００Ｍａの最も高電位のプラス電極１０ａが電源線５０１によりサービスプラグ５３０に接続される。
The lowest potential minus
サービスプラグ５３０は、例えばバッテリシステム５００のメンテナンス時に作業者によりオフされる。サービスプラグ５３０がオフされた場合には、バッテリモジュール１００Ｍｂ，１００ｂからなる直列回路とバッテリモジュール１００Ｍａ，１００ａからなる直列回路とが電気的に分離される。この場合、４つのバッテリモジュール１００Ｍａ，１００Ｍｂ，１００ａ，１００ｂ間の電流経路が遮断される。これにより、メンテナンス時の安全性が確保される。
The
バッテリシステム５００のメンテナンス時には、サービスプラグ５３０とともにコンタクタ１０２も作業者によりオフされる。この場合、４つのバッテリモジュール１００Ｍａ，１００Ｍｂ，１００ａ，１００ｂ間の電流経路が確実に遮断される。これにより、メンテナンス時の安全性が十分に確保される。また、各バッテリモジュール１００Ｍａ，１００Ｍｂ，１００ａ，１００ｂの電圧が互いに等しい場合には、バッテリモジュール１００Ｍｂ，１００ｂからなる直列回路の総電圧とバッテリモジュール１００Ｍａ，１００ａからなる直列回路の総電圧とが等しくなる。そのため、メンテナンス時にバッテリシステム５００内に高い電圧が発生することが防止される。
At the time of maintenance of the
バッテリモジュール１００Ｍｂの最も高電位のプラス電極１０ａは、電源線５０１によりコンタクタ１０２を介してＨＶコネクタ５２０の電圧端子Ｖ１に接続される。バッテリモジュール１００ａの最も低電位のマイナス電極１０ｂは、電源線５０１によりコンタクタ１０２を介してＨＶコネクタ５２０の電圧端子Ｖ２に接続される。この場合、電動車両のモータ等を電圧端子Ｖ１，Ｖ２間に接続することにより、直列接続されたバッテリモジュール１００Ｍａ，１００Ｍｂ，１００ａ，１００ｂの電力をモータ等に供給することが可能になる。
The
バッテリモジュール１００Ｍｂの主回路基板２１の通信回路２４（図３参照）とバッテリモジュール１００ｂの副回路基板２１ａの通信回路２４（図２参照）とは、通信線Ｐ１を介して互いに接続される。バッテリモジュール１００ｂの副回路基板２１ａの通信回路２４とバッテリモジュール１００Ｍａの主回路基板２１の通信回路２４とは、通信線Ｐ２を介して互いに接続される。バッテリモジュール１００Ｍａの主回路基板２１の通信回路２４とバッテリモジュール１００ａの副回路基板２１ａの通信回路２４とは、通信線Ｐ３を介して互いに接続される。通信線Ｐ１〜Ｐ３によりバスが構成される。
The communication circuit 24 (see FIG. 3) of the
バッテリモジュール１００Ｍｂに設けられる主回路基板２１が通信端子Ｃおよびコンタクタ１０２の近傍に配置される。バッテリモジュール１００Ｍｂの主回路基板２１のＣＡＮ通信回路２０３が、導体線により通信端子Ｃに接続される。これにより、制御関連回路２と主制御部３００とが通信可能になる。また、バッテリモジュール１００Ｍｂの主回路基板２１のコンタクタ制御回路２１５が、導体線５４によりコンタクタ１０２に接続される。これにより、制御関連回路２は、コンタクタ１０２のオンおよびオフを制御することが可能になる。
The
バッテリモジュール１００Ｍａに設けられる主回路基板２１が送風機端子Ｆの近傍に配置される。送風機５８１は送風機端子Ｆに接続される。また、バッテリモジュール１００Ｍａの主回路基板２１の送風機制御回路２１６が、導体線５５により送風機端子Ｆに接続される。これにより、制御関連回路２は、送風機５８１のオンおよびオフ、または送風機５８１の回転速度を制御することが可能になる。
The
本実施の形態に係るバッテリシステム５００においては、バッテリモジュール１００Ｍａに設けられる主回路基板２１が送風機端子Ｆの近傍に配置される。これにより、送風機制御回路２１６を有する主回路基板２１が副回路基板２１ａよりも送風機端子Ｆに近い位置に配置される。その結果、制御関連回路２と送風機端子Ｆとを接続する配線（導体線５５）を短くすることができる。
In the
また、バッテリモジュール１００Ｍｂに設けられる主回路基板２１が通信端子Ｃおよびコンタクタ１０２の近傍に配置される。これにより、ＣＡＮ通信回路２０３およびコンタクタ制御回路２１５を有する主回路基板２１が副回路基板２１ａよりも通信端子Ｃおよびコンタクタ１０２に近い位置に配置される。その結果、制御関連回路２と通信端子Ｃとを接続する配線を短くすることができるとともに、制御関連回路２とコンタクタ１０２とを接続する配線（導体線５４）を短くすることができる。
The
［１０］第１０の実施の形態
以下、第１０の実施の形態に係るバッテリシステムについて、第１の実施の形態に係るバッテリシステム５００と異なる点を説明する。図３２は、第１０の実施の形態におけるバッテリモジュール１００Ｍの端部の外観斜視図である。
[10] Tenth Embodiment Hereinafter, the battery system according to the tenth embodiment will be described while referring to differences from the
図３２（ａ）に示すように、バッテリモジュール１００Ｍの主回路基板２１は第１の主回路基板２１１および第２の主回路基板２１２からなる。第１の主回路基板２１１にはセル特性検出回路１が実装される。また、第２の主回路基板２１２には制御関連回路２が実装される。
As shown in FIG. 32A, the
図３２（ａ）に示すように、第１の主回路基板２１１はバッテリモジュール１００Ｍの端面Ｅ１に取り付けられる。また、第２の主回路基板２１２はホルダ２０Ｈにより保持される。
As shown in FIG. 32A, the first
図３２（ｂ）に示すように、ホルダ２０Ｈがバッテリモジュール１００Ｍの端面Ｅ１に取り付けられる。これにより、バッテリモジュール１００Ｍの端面Ｅ１に第１の主回路基板２１１および第２の主回路基板２１２を重なるように取り付けることができる。この場合、第２の主回路基板２１２に多くの機能を含む制御関連回路２を実装することができる。例えば、制御関連回路２が電流検出回路２１０、総電圧検出回路２１３、漏電検出回路２１４、コンタクタ制御回路２１５、送風機制御回路２１６、電力供給回路２１７および車両起動検出回路２１８のうち２以上または全てを含んでもよい。
As shown in FIG. 32B, the
［１１］第１１の実施の形態
第１１の実施の形態に係るバッテリシステムについて、第１０の実施の形態に係るバッテリシステム５００と異なる点を説明する。
[11] Eleventh Embodiment A battery system according to an eleventh embodiment will be described while referring to differences from the
図３３は、第１１の実施の形態におけるバッテリモジュール１００Ｍの平面図である。第１０の実施の形態と同様に、バッテリモジュール１００Ｍの主回路基板２１は第１の主回路基板２１１および第２の主回路基板２１２からなる。第１の主回路基板２１１にはセル特性検出回路１が実装される。また、第２の主回路基板２１２には制御関連回路２が実装される。
FIG. 33 is a plan view of the
第１の主回路基板２１１はバッテリモジュール１００Ｍの端面Ｅ１に取り付けられる。また、第２の主回路基板２１２はバッテリモジュール１００Ｍの端面Ｅ２に取り付けられる。この場合にも、第２の主回路基板２１２に多くの機能を含む制御関連回路２を実装することができる。例えば、制御関連回路２が電流検出回路２１０、総電圧検出回路２１３、漏電検出回路２１４、コンタクタ制御回路２１５、送風機制御回路２１６、電力供給回路２１７および車両起動検出回路２１８のうち２以上または全てを含んでもよい。
The first
［１２］第１２の実施の形態
以下、第１２の実施の形態に係る電動車両について説明する。本実施の形態に係る電動車両は、第１〜第１１のいずれかの実施の形態に係るバッテリシステムを備える。なお、以下では、電動車両の一例として電動自動車を説明する。
[12] Twelfth Embodiment Hereinafter, an electric vehicle according to a twelfth embodiment will be described. The electric vehicle according to the present embodiment includes the battery system according to any one of the first to eleventh embodiments. In the following, an electric vehicle will be described as an example of an electric vehicle.
図３４は、バッテリシステム５００を備える電動自動車の構成を示すブロック図である。図３４に示すように、本実施の形態に係る電動自動車６００は、バッテリシステム５００、主制御部３００および非動力用バッテリ１２、起動信号発生部３０１、電力変換部６０１、モータ６０２、駆動輪６０３、アクセル装置６０４、ブレーキ装置６０５、ならびに回転速度センサ６０６を含む。モータ６０２が交流（ＡＣ）モータである場合には、電力変換部６０１はインバータ回路を含む。
FIG. 34 is a block diagram illustrating a configuration of an electric vehicle including the
本実施の形態において、上記のように、バッテリシステム５００には、非動力用バッテリ１２および起動信号発生部３０１が接続される。また、バッテリシステム５００は、電力変換部６０１を介してモータ６０２に接続されるとともに、主制御部３００に接続される。上述のように、主制御部３００には、バッテリシステム５００の主回路基板２１の制御関連回路２から複数のバッテリモジュール１００Ｍ，１００（図１参照）のセル情報が与えられる。また、主制御部３００には、起動信号発生部３０１、アクセル装置６０４、ブレーキ装置６０５および回転速度センサ６０６が接続される。主制御部３００は、例えばＣＰＵおよびメモリ、またはマイクロコンピュータからなる。
In the present embodiment, as described above,
アクセル装置６０４は、電動自動車６００が備えるアクセルペダル６０４ａと、アクセルペダル６０４ａの操作量（踏み込み量）を検出するアクセル検出部６０４ｂとを含む。運転者によりアクセルペダル６０４ａが操作されると、アクセル検出部６０４ｂは、運転者により操作されていない状態を基準としてアクセルペダル６０４ａの操作量を検出する。検出されたアクセルペダル６０４ａの操作量が主制御部３００に与えられる。
The
起動信号発生部３０１は、電動自動車６００が起動する際に起動信号を発生する。起動信号は、バッテリシステム５００および主制御部３００に与えられる。
The
ブレーキ装置６０５は、電動自動車６００が備えるブレーキペダル６０５ａと、運転者によるブレーキペダル６０５ａの操作量（踏み込み量）を検出するブレーキ検出部６０５ｂとを含む。運転者によりブレーキペダル６０５ａが操作されると、ブレーキ検出部６０５ｂによりその操作量が検出される。検出されたブレーキペダル６０５ａの操作量が主制御部３００に与えられる。
The
回転速度センサ６０６は、モータ６０２の回転速度を検出する。検出された回転速度は、主制御部３００に与えられる。
The
主制御部３００は、起動信号発生部３０１からの起動信号を検出することにより起動する。また、上記のように、主制御部３００には、バッテリモジュール１００Ｍ，１００のセル情報、アクセルペダル６０４ａの操作量、ブレーキペダル６０５ａの操作量、およびモータ６０２の回転速度が与えられる。主制御部３００は、これらの情報に基づいて、バッテリモジュール１００Ｍ，１００の充放電制御および電力変換部６０１の電力変換制御を行う。
The
例えば、アクセル操作に基づく電動自動車６００の発進時および加速時には、バッテリシステム５００から電力変換部６０１にバッテリモジュール１００Ｍ，１００の電力が供給される。
For example, when the
さらに、主制御部３００は、与えられたアクセルペダル６０４ａの操作量に基づいて、駆動輪６０３に伝達すべき回転力（指令トルク）を算出し、その指令トルクに基づく制御信号を電力変換部６０１に与える。
Further, the
上記の制御信号を受けた電力変換部６０１は、バッテリシステム５００から供給された電力を、駆動輪６０３を駆動するために必要な電力（駆動電力）に変換する。これにより、電力変換部６０１により変換された駆動電力がモータ６０２に供給され、その駆動電力に基づくモータ６０２の回転力が駆動輪６０３に伝達される。
Upon receiving the control signal, the
一方、ブレーキ操作に基づく電動自動車６００の減速時には、モータ６０２は発電装置として機能する。この場合、電力変換部６０１は、モータ６０２により発生された回生電力をバッテリモジュール１００Ｍ，１００の充電に適した電力に変換し、バッテリモジュール１００Ｍ，１００に与える。それにより、バッテリモジュール１００Ｍ，１００が充電される。
On the other hand, when the
上記のように、本実施の形態に係る電動自動車６００には、第１〜第１１のいずれかの実施の形態に係るバッテリシステムが設けられる。これにより、電動自動車６００における配線を単純化するとともに、電動自動車６００を小型化することが可能になる。
As described above, the
［１３］他の実施の形態
（１）上記第１〜第１１の実施の形態に係るバッテリシステムにおいては、主回路基板２１の制御関連回路２が、電流検出回路２１０、総電圧検出回路２１３、漏電検出回路２１４、コンタクタ制御回路２１５、送風機制御回路２１６、電力供給回路２１７および車両起動検出回路２１８を含むが、本発明はこれに限定されない。制御関連回路２が、電流検出回路２１０、総電圧検出回路２１３、漏電検出回路２１４、コンタクタ制御回路２１５、送風機制御回路２１６、電力供給回路２１７および車両起動検出回路２１８のうちの２つ以上または全てを含んでもよい。あるいは、電流検出回路２１０、総電圧検出回路２１３、漏電検出回路２１４、コンタクタ制御回路２１５、送風機制御回路２１６、電力供給回路２１７および車両起動検出回路２１８が２つ以上の主回路基板２１に含まれてもよい。
[13] Other Embodiments (1) In the battery systems according to the first to eleventh embodiments, the control-related
（２）第１〜第１１の実施の形態において、バッテリセル１０は略直方体形状を有するが、これに限定されない。バッテリセル１０は円筒型形状を有してもよい。
(2) In the first to eleventh embodiments, the
［１４］請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応関係
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
[14] Correspondence relationship between each constituent element of claim and each part of embodiment The following describes an example of the correspondence between each constituent element of the claim and each part of the embodiment. It is not limited.
上記実施の形態においては、バッテリセル１０がバッテリセルの例であり、バッテリモジュール１００，１００ａ〜１００ｃ，１００Ｍ，１００Ｍａ，１００Ｍｂがバッテリモジュールの例であり、主回路基板２１が主回路基板および共通の回路基板の例であり、副回路基板２１ａが副回路基板の例である。バッテリモジュール１００Ｍ，１００Ｍａ，１００Ｍｂのセル特性検出回路１が第１のセル特性検出回路の例であり、バッテリモジュール１００，１００ａ〜１００ｃのセル特性検出回路１が第２のセル特性検出回路の例である。制御関連回路２が制御関連回路の例であり、主回路基板２１１が第１の回路基板の例であり、主回路基板２１２が第２の回路基板の例である。ＣＡＮ通信機能、電流検出機能、総電圧検出機能、漏電検出機能、コンタクタ制御機能、送風機制御機能、電力供給機能または車両起動検出機能がバッテリモジュールの制御に関連する機能の例であり、電圧電流バスバー４０ｙ、電圧端子Ｖ１，Ｖ２または車両起動端子Ｇが検出部の例である。電流検出機能、総電圧検出機能、漏電検出機能または車両起動検出機能が検出機能の例であり、コンタクタ１０２または送風機端子Ｆが制御対象の例であり、コンタクタ制御機能または送風機制御機能が制御機能の例であり、電圧電流バスバー４０ｙにより検出される電圧または電圧端子Ｖ１，Ｖ２により検出される電圧がパラメータの例である。複数のバッテリモジュール１００Ｍ，１００Ｍａ，１００Ｍｂ，１００，１００ａ〜１００ｃに流れる電流または漏電の有無が情報の例であり、主回路基板２１の抵抗Ｒおよびスイッチング素子ＳＷからなる直列回路が第１の放電回路の例であり、副回路基板２１ａの抵抗Ｒおよびスイッチング素子ＳＷからなる直列回路が第２の放電回路の例である。バッテリシステム５００がバッテリシステムの例であり、モータ６０２がモータの例であり、駆動輪６０３が駆動輪の例であり、電動自動車６００が電動車両の例である。
In the above embodiment, the
請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の要素を用いることもできる。 As each constituent element in the claims, various other elements having configurations or functions described in the claims can be used.
本発明は、電力を駆動源とする種々の移動体、電力の貯蔵装置またはモバイル機器等に有効に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be effectively used for various mobile objects that use electric power as a drive source, electric power storage devices, mobile devices, and the like.
１ セル特性検出回路
２ 制御関連回路
１０ バッテリセル
１０ａ プラス電極
１０ｂ マイナス電極
１０Ｇ，１２Ｇ 実装領域
１１ サーミスタ
１２ 非動力用バッテリ
２０，２０４ 電圧検出回路
２０ａ マルチプレクサ
２０ｂ，２０２ Ａ／Ｄ変換器
２０ｃ 差動増幅器
２０Ｈ ホルダ
２１，２１１，２１２ 主回路基板
２１ａ 副回路基板
２２ 接続端子
２３，３１〜３７ コネクタ
２４ 通信回路
２５，２５ｂ 絶縁素子
２６ 絶縁領域
４０，４０ａ，５０１ａ バスバー
４０ｙ 電圧電流バスバー
４１，４５ ベース部
４２，４６ 取付片
４３，４７ 電極接続孔
５０ ＦＰＣ基板
５１〜５７ 導体線
６０ ＰＴＣ素子
９２ 端面枠
９３ 上端枠
９４ 下端枠
１００，１００ａ〜１００ｃ，１００Ｍ，１００Ｍａ，１００Ｍｂ バッテリモジュール
１０２ コンタクタ
１０４ バス
２０１ 増幅回路
２０３ ＣＡＮ通信回路
２１０ 電流検出回路
２１３ 総電圧検出回路
２１４ 漏電検出回路
２１５ コンタクタ制御回路
２１６ 送風機制御回路
２１７ 電力供給回路
２１８ 車両起動検出回路
３００ 主制御部
３０１ 起動信号発生部
５００ バッテリシステム
５０１，５０２ 電源線
５２０ ＨＶコネクタ
５３０ サービスプラグ
５５０ ケーシング
５５０ａ〜５５０ｄ 側壁
５６０ ハーネス
５８１ 送風機
Ｃ 通信端子
Ｅ１，Ｅ２ 端面
Ｅ３，Ｅ４ 側面
Ｆ 送風機端子
Ｇ 車両起動端子
ＧＮＤ１，ＧＮＤ２ グランドパターン
Ｈ１，Ｈ２ はんだパターン
ＩＦ 外部インタフェース
Ｐ１〜Ｐ３ 通信線
Ｒ 抵抗
ＳＷ スイッチング素子
Ｖ１〜Ｖ４ 電圧端子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cell characteristic detection circuit 2 Control related circuit 10 Battery cell 10a Positive electrode 10b Negative electrode 10G, 12G Mounting area 11 Thermistor 12 Non-power battery 20, 204 Voltage detection circuit 20a Multiplexer 20b, 202 A / D converter 20c Differential amplifier 20H Holder 21, 211, 212 Main circuit board 21a Sub circuit board 22 Connection terminal 23, 31-37 Connector 24 Communication circuit 25, 25b Insulation element 26 Insulation area 40, 40a, 501a Bus bar 40y Voltage / current bus bar 41, 45 Base part 42 , 46 Mounting piece 43, 47 Electrode connection hole 50 FPC board 51-57 Conductor wire 60 PTC element 92 End face frame 93 Upper end frame 94 Lower end frame 100, 100a-100c, 100M, 100Ma, 100Mb Battery module 10 2 Contactor 104 Bus 201 Amplifier circuit 203 CAN communication circuit 210 Current detection circuit 213 Total voltage detection circuit 214 Leakage detection circuit 215 Contactor control circuit 216 Blower control circuit 217 Power supply circuit 218 Vehicle start detection circuit 300 Main control unit 301 Start signal generation unit 500 Battery System 501 502 Power Line 520 HV Connector 530 Service Plug 550 Casing 550a to 550d Side Wall 560 Harness 581 Blower C Communication Terminal E1, E2 End Face E3, E4 Side F F Blower Terminal G Vehicle Start Terminal GND1, GND2 Ground Pattern H1, H2 Solder pattern IF External interface P1 to P3 Communication line R Resistance SW Switching element V1 to V4 Voltage terminal
Claims (7)
前記複数のバッテリモジュールのうち少なくとも１つのバッテリモジュールは主回路基板を含み、
他のバッテリモジュールは副回路基板を含み、
前記主回路基板は、各バッテリセルの特性を検出する第１のセル特性検出回路と、前記複数のバッテリモジュールの制御に関連する機能を有する制御関連回路とを含み、
前記副回路基板は、各バッテリセルの特性を検出する第２のセル特性検出回路を含み、前記複数のバッテリモジュールの制御に関連する機能を有する制御関連回路を含まないことを特徴とするバッテリシステム。 A plurality of battery modules including a plurality of battery cells;
At least one battery module of the plurality of battery modules includes a main circuit board;
Other battery modules include sub circuit boards,
The main circuit board includes a first cell characteristic detection circuit that detects characteristics of each battery cell, and a control-related circuit having a function related to control of the plurality of battery modules,
The sub-circuit board includes a second cell characteristic detection circuit that detects characteristics of each battery cell, and does not include a control-related circuit having a function related to control of the plurality of battery modules. .
前記制御関連回路は、前記検出部において検出されるパラメータに基づいて前記複数のバッテリモジュールの制御のために用いられる情報を検出する検出機能を有し、
前記主回路基板の前記制御関連回路は、前記副回路基板よりも前記検出部に近い位置に配置されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のバッテリシステム。 It further comprises a detection unit for detecting a predetermined parameter,
The control related circuit has a detection function of detecting information used for controlling the plurality of battery modules based on a parameter detected by the detection unit;
The battery system according to claim 1, wherein the control-related circuit of the main circuit board is disposed at a position closer to the detection unit than the sub circuit board.
前記制御関連回路は、前記制御対象の動作を制御する制御機能を有し、
前記主回路基板の前記制御関連回路は、前記副回路基板よりも前記制御対象に近い位置に配置されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のバッテリシステム。 Further comprising a control object related to control of the plurality of battery modules,
The control-related circuit has a control function for controlling the operation of the control target,
5. The battery system according to claim 1, wherein the control-related circuit of the main circuit board is disposed at a position closer to the control object than the sub circuit board.
前記副回路基板は、前記他のバッテリモジュールの各バッテリセルを放電させる第２の放電回路をさらに含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のバッテリシステム。 The main circuit board further includes a first discharge circuit for discharging each battery cell of the at least one battery module;
The battery system according to claim 1, wherein the sub circuit board further includes a second discharge circuit that discharges each battery cell of the other battery module.
前記バッテリシステムの前記複数のバッテリモジュールからの電力により駆動されるモータと、
前記モータの回転力により回転する駆動輪とを備えることを特徴とする電動車両。 The battery system according to any one of claims 1 to 6,
A motor driven by electric power from the plurality of battery modules of the battery system;
An electric vehicle comprising drive wheels that rotate by the rotational force of the motor.
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