JP2014122855A - 電池状態監視装置及びこれを備えた電池モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】ガスによる他の電池等への影響を抑えつつ、ノイズを低減することができる電池状態監視装置及びこれを備えた電池モジュールを提供する。
【解決手段】電池状態監視装置３は、電池の安全弁と対向して配された貫通孔１１３が形成された基板１００と、正極端１５２Ａと負極端１５２Ｂとを有し、基板１００上に設けられている計測子１５１と、基板１００上において、計測子１５１の正極端１５２Ａに接続され、貫通孔１１３の周縁の一部を通過して配される第一配線１７１と、基板１００上において、計測子１５１の負極端１５２Ｂに接続され、貫通孔１１３の周縁の一部を通過して配される第二配線１７２とを備え、第一配線１７１及び第二配線１７２は、貫通孔１１３の周縁において互いに沿うように配されていることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、電池状態監視装置及びこれを備えた電池モジュールに関するものである。

リチウムイオン電池等の二次電池では、これを正常且つ安全に作動させるために、端子間電圧や電池温度等を計測する必要がある。そして、計測結果に基づいて、電池の充放電の制御や、電圧及び温度を正常な範囲に推移させる制御が行われている。

ここで、電池温度を測定する装置として、電池の安全弁の上方を塞ぐように配された基板と、基板に設けられ電池缶に接触配置されるサーミスタと、基板に設けられたコネクタとを備えるものが提案されている（下記特許文献１参照）。また、この装置の上面には、サーミスタとコネクタとを接続する配線が設けられている。

特開２０１２−１７７５８９号公報

電池が誤使用または制御回路故障等により過充電や過電流などの異常状態に晒されて、内部に蓄積した高温ガスにより最悪の事態で発火に至った場合は、その炎が電池蓋上部に設けられた安全弁から噴出される状態となる。万が一、電池がそのような状態に陥った場合、上記の特許文献１に記載の装置では、安全弁の上方が基板で遮られているため、高温ガスや炎が上方に向かって噴出されず、基板での吹き返しにより隣接する他の電池に悪影響を及ぼしていまう。
また、基板上の計測子からの信号に外部からの電磁ノイズができる限り重畳せず、安定して信号伝搬が行われることが望まれている。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、ガスによる他の電池等への影響を抑えつつ、外部からのノイズを低減することができる電池状態監視装置及びこれを備えた電池モジュールを提供するものである。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。
すなわち、本発明に係る電池状態監視装置は、電池の安全弁と対向して配された貫通孔が形成された基板と、正極端と負極端とを有し、前記基板上に設けられている計測子と、前記基板上において、前記計測子の正極端に接続され、前記貫通孔の周縁の一部を通過して配される第一配線と、前記基板上において前記計測子の負極端に接続され、前記貫通孔の周縁の前記一部を通過して配される第二配線とを備え、前記第一配線及び前記第二配線は、前記貫通孔の周縁において互いに沿うように配されていることを特徴とする。

このような電池状態監視装置では、安全弁と対向して基板には貫通孔が形成されている。よって、万が一、電池の安全弁から高温のガスや炎が噴出した場合には、ガスが貫通孔を通って電池と反対側に向かって上方に流れるため、隣接する他の電池等に悪影響を及ぼす虞がない。
また、計測子の正極端に接続された第一配線と計測子の負極端に接続された第二配線とは、貫通孔の周縁において互いに沿うように配される。これにより、第一配線を流れる電流の方向と第二配線を流れる電流の方向とは、互いに対向方向となる。よって、同一のノイズによって生じる第一配線における磁界の向きと第二配線おける磁界の向きとは、互いに反対方向となり互いに打ち消し合うため、ノイズを低減することができる。

また、本発明に係る電池状態監視装置は、前記第一配線、前記第二配線及び前記計測子は、前記基板の表裏面のうち前記電池側の面に設けられていることが好ましい。

このような電池状態監視装置では、基板における電池側と反対側からノイズの影響を最小限に抑えることができるため、ノイズを低減することができる。

また、本発明に係る電池状態監視装置は、前記基板において、前記貫通孔を挟んで前記計測子と反対側に設けられたコネクタを更に備え、前記第一配線は、一端が前記計測子の正極端に接続され、他端が前記コネクタに接続されており、前記第二配線は、一端が前記計測子の負極端に接続され、他端が前記コネクタに接続されていてもよい。

このような電池状態監視装置では、第一配線及び第二配線の大部分が、計測子からコネクタまで互いに並列して配されるため、配線上に生じるノイズの影響を最小限に抑えることができ、ノイズを低減することができる。

また、本発明に係る電池状態監視装置は、前記基板は、導電材で形成されたシールド層を有していてもよい。

このような電池状態監視装置では、基板が電磁界を遮蔽することができる導電材で形成されているため、外部からのノイズを低減することができる。

また、本発明に係る電池状態監視装置は、前記計測子は、温度に応じて抵抗値が変化する抵抗体を有するサーミスタであってもよい。

このような電池状態監視装置では、計測子のもつ抵抗値に基づいて温度が分かるため、温度を測定することができる。

また、本発明に係る電池状態監視装置は、前記基板は、前記貫通孔の周囲から対向する前記安全弁側に向かって延びる筒状部を有していてもよい。

このような電池状態監視装置では、万が一、電池の安全弁からガスが噴出した場合には、ガスが筒状部を通過して貫通孔から電池と反対側に向かって流れるため、隣接する他の電池等に悪影響を及ぼす虞がない。

また、本発明に係る電池状態監視装置は、前記基板には、前記電極端子が挿通される端子挿通孔が形成され、熱伝材で形成されて、前記端子挿通孔の周囲に設けられ、前記端子挿通孔に前記電極端子が挿通された状態で、前記電極端子に接して該電極端子と固定関係になる固定子を備え、前記計測子は、前記基板に固定され、前記固定子を介して前記電極端子の温度を計測してもよい。

このような電池状態監視装置では、電極端子を基板に形成された端子挿通孔に挿通すれば、固定子は電極端子に接触し固定関係になる。また、電極端子の温度を計測する温度計測子は、基板に固定されている。このため、電池に振動が生じても、固定子と電極端子とが安定接触した状態を維持することができる。よって、固定子は熱伝材で形成されているため、温度計測子は固定子を介して電極端子の温度、つまり電池の温度を安定して正確に測定することができる。

また、本発明に係る電池モジュールは、上記のうちいずれか一に記載の電池状態監視装置と、前記電池とを備えることを特徴とする。

このような電池状モジュールでは、計測子の正極端に接続された第一配線と計測子の負極端に接続された第二配線とは、貫通孔の周方向の一方側に沿うように配されるため、第一配線を流れる電流の方向と第二配線を流れる電流の方向とは、互いに対向方向となる。よって、ノイズによって生じる信号は、第一配線及び第二配線に生じるそれぞれの磁界に応じて互いに反対方向となって互いに打ち消し合うため、ノイズを低減することができる。

本発明に係る電池状態監視装置及びこれを備えた電池モジュールによれば、ガスによる他の電池等への影響を抑えつつ、ノイズを低減することができる。

本発明の一実施形態に係る電池モジュールの模式的な上面図である。 本発明の一実施形態に係る電池モジュールを構成する電池の要部切り欠き斜視図である。 本発明の一実施形態に係る電池モジュールを構成する電池状態監視装置の下面図である。 本発明の一実施形態に係る電池モジュールの要部の分解断面図である。 本発明の一実施形態に係る電池モジュールの要部の断面図である。 図３のＡ−Ａ断面図である。

以下、本発明の一実施形態に係る電池モジュールについて説明する。
図１に示すように、電池モジュール１は、複数の電池２と、電池２の温度等を測定する電池状態監視装置３と、複数の電池２を互いに電気的に連結するバスバー４とを備えている。なお、本実施形態において、電池２は、リチウムイオン二次電池を例にとって説明する。

まず、電池２について説明する。
図２に示すように、電池２は、複数の正極板１０と、複数の負極板２０と、負極板２０を覆うセパレータ３０と、電解液と、これらを収納する金属製の電池ケース６０とを有している。

各電極板１０，２０は、アルミニウム箔や銅箔等の矩形状の芯材に、活物質等が付着した極板本体１１，２１と、この極板本体１１，２１の芯材の縁から伸びているタブ１４，２４とを有している。負極板２０の極板本体２１は、セパレータ３０により完全に覆われ、負極板２０のタブ２４は、一部がセパレータ３０から露出している。

複数の正極板１０と、それぞれがセパレータ３０で覆われている複数の負極板２０とは、それぞれタブ１４，２４が同じ側へ突出するよう、交互に積層されて、電極積層体４０を形成している。

複数の正極板１０と複数の負極板２０とが積層されている状態では、正極タブ１４と負極タブ２４とは、この積層の方向に対して垂直な方向に並んでいる。

ここで、複数の正極板１０及び複数の負極板２０が積層されている積層方向をＺ方向、Ｚ方向に垂直な方向であって、正極タブ１４と負極タブ２４とが並んでいる方向をＸ方向、Ｚ方向及びＸ方向に垂直な方向をＹ方向とする。

電池ケース６０は、電極積層体４０が収納される直方体形状の収納凹部が形成されているケース本体６１と、このケース本体６１の矩形状の開口を塞ぐ蓋６５とを有している。

ケース本体６１は、矩形状を成し、互いに対向している一対の第一側板６３と、同じく矩形状を成し互いに対向する一対の第二側板６４と、矩形状の底板６２とを有し、これらの板６２，６３，６４で収納凹部を形成している。

ここで、一対の第一側板６３は、Ｚ方向において互いに対向し、一対の第二側板６４は、Ｘ方向において互いに対向している。
また、このケース本体６１の開口は、底板６２に対して（＋）Ｙ側に形成されている。

蓋６５は、ケース本体６１の矩形状の開口の形状に対応して矩形板状を成している。この蓋６５には、正極端子７０及び負極端子７５が絶縁材７９を介して固定されている。この正極端子７０及び負極端子７５には、それぞれ雌ねじ７０Ｘ，７５Ｘが形成されている。

さらに、蓋６５には、正極端子７０と負極端子７５との中間位置に、電池ケース６０内の圧力が所定以上になると作動する安全弁７８が設けられている。

ここで、正極端子７０と負極端子７５と安全弁７８とは、Ｘ方向に並んでいる。また、正極端子７０及び負極端子７５は、それぞれ蓋６５から（＋）Ｙ側に向かって突出している。

また、矩形板状の蓋６５の４角のうち、（＋）Ｚ側であって（−）Ｘ側の角の近傍には、ケース本体６１内に電解液を入れるための注入口６６が形成されている。但し、この注入口６６から電池ケース６０内に電解液が入れられた後、注入口６６の（＋）Ｙ側に口蓋６７が設けられ、口蓋６７にボルト６８が螺合されて、注入口６６は封印される。口蓋６７には、ボルト６８用の雌ねじ６８Ａが形成されている。

なお、本実施形態では、正極端子７０はアルミで形成され、負極端子７５は銅で形成されている。

次に、上記のように構成された電池２の温度等を測定する電池状態監視装置３について、詳細に説明する。

図２及び図３に示すように、電池状態監視装置３は、基板１００と、電池２の正極端子７０及び負極端子７５（電極端子）と固定関係になる正側固定子１４１Ａ及び負側固定子１４１Ｂ（固定子）と、負極端子７５の温度を計測する温度計測子１５１（計測子）と、基板１００に設けられたコネクタ１６１と、コネクタ１６１に接続された複数の配線１７０とを備えている。

基板１００は、略矩形状の板状部材であって、そのＸ方向の長さがケース本体６１のＸ方向の長さと略同一であり、そのＺ方向の長さがケース本体６１のＺ方向の長さと略同一に形成されている。なお、基板１００の形状は、正極端子７０及び負極端子７５と固定関係を有する形状であればよく、ケース本体６１の上記Ｘ方向及びＺ方向と略同一でなくてもよい。

この基板１００は、電池２の蓋６５に対して（＋）Ｙ側に対向配置されている。
ここで、基板１００は、その（＋）Ｙ側の面を表面、電池２が配される側であるその（−）Ｙ側の面を裏面とする。

図４に示すように、基板１００は、表面を形成する表層１０１と、裏面を形成する裏層１０２と、表層１０１と裏層１０２との間に積層されたシールド層１０３とを有している。
シールド層１０３は導電材で形成され、本実施形態では導電材の一例として銅により形成されている。

図２及び図３に示すように、基板１００には、正極端子７０が挿通される正側挿通孔１１１Ａ及び負極端子７５が挿通される負側挿通孔１１１Ｂ（端子挿通孔）が形成されている。また、基板１００には、電池２の安全弁７８に対向した位置に安全弁用孔１１３（貫通孔）が形成されている。この正側挿通孔１１１Ａ、負側挿通孔１１１Ｂ及び安全弁用孔１１３は、開口が略円形状の貫通孔である。

また、基板１００には、蓋６５に形成された注入口６６に対応した位置に注入用の貫通孔１１４が形成されている。この貫通孔１１４の縁に沿って、導体で形成された縁部材１１５が設けられている。この縁部材１１５には、雌ねじ１１５Ａが形成されている。

詳細については後述するが、電池状態監視装置３が電池２に取り付けられた状態で、この縁部材１１５の雌ねじ１１５Ａ及び注入口６６に設けられた口蓋６７のボルト６８の雌ねじ６８Ａに対してボルト（不図示）が螺合される。

さらに、図２及び図５に示すように、基板１００は、正側挿通孔１１１Ａ及び負側挿通孔１１１Ｂの周囲から基板１００の表側すなわち（＋）Ｙ側に向かって突出する正側絶縁突出部１２１Ａ及び負側絶縁突出部１２１Ｂと、安全弁用孔１１３の周囲から対向する安全弁側すなわち（−）Ｙ側に向かって延びる筒状部１２２とを有している。この筒状部１２２は、耐熱性の高い材料で形成されている。なお、本実施形態において、筒状部１２２を適宜省略してもよい。

負側絶縁突出部１２１Ｂは、絶縁材で形成され、本実施形態では樹脂により形成されている。この負側絶縁突出部１２１Ｂは、負側挿通孔１１１Ｂの周囲に配された壁部１３１と、壁部１３１の（＋）Ｙ側から負側挿通孔１１１Ｂの径方向外側に向かって広がる鍔部１３２と、鍔部１３２の径方向外側から（＋）Ｙ側に向かって立設され、その周囲の一部に切欠き部１３３Ａが形成された立設壁部１３３とを有している。立設壁部１３３は、ＸＺ平面の断面形状がＣ字状となる。

なお、本実施形態では、正側絶縁突出部１２１Ａは負側絶縁突出部１２１Ｂと同一の構成であるため、説明を省略する。

正側固定子１４１Ａは、正側挿通孔１１１Ａの周囲に設けられている。また、負側固定子１４１Ｂは、負側挿通孔１１１Ｂの周囲に設けられている。

負側固定子１４１Ｂは、熱伝材且つ導電材で形成され、本実施形態では銅等の金属で形成されている。これにより、負側固定子１４１Ｂは、負極端子７５の温度を計測するための温度計測用端子としての役目を担うとともに、負極端子７５の電位を計測するための端子電位計測用端子としての役目も担う。

また、正側固定子１４１Ａは、導電材で形成され、本実施形態では銅等の金属で形成されている。これにより、正側固定子１４１Ａは、正極端子７０の電位を計測するための端子電位計測用端子としての役目を担う。

図３及び図４に示すように、負側固定子１４１Ｂは、環状に形成されるとともに基板１００の裏面に設けられた負側環状部１４２Ｂと、負側環状部１４２Ｂから（＋）Ｙ側に向かって形成された３個の負側押圧部１４３Ｂとを有している。

負側環状部１４２Ｂには、熱伝材で形成され、負側挿通孔１１１Ｂの径方向外側に向かって延びる固定子接続端１４５が接続されている。この固定子接続端１４５は、負側固定子１４１Ｂと後述する温度計測子１５１とを熱的に接続している。

図５に示すように、負側押圧部１４３Ｂは、負側環状部１４２Ｂから負側挿通孔１１１Ｂの径方向内側に向かうにしたがって（＋）Ｙ側に向かうように形成されている。

負側挿通孔１１１Ｂに負極端子７５が挿通されると、３個の負側押圧部１４３Ｂは、負側挿通孔１１１Ｂの径方向外側に広がるように弾性変形して、負極端子７５の外周に沿って配置された状態となる。これにより、３個の負側押圧部１４３Ｂは、それぞれ負極端子７５と接して、負極端子７５を径方向内側に向かって押圧する。これにより、負側固定子１４１Ｂは、負極端子７５と固定関係になる。なお、負側押圧部１４３Ｂは、３個でなく、負極端子７５の大きさ及び形状を考慮して、負側固定子１４１Ｂが負極端子７５とより強固な固定関係となるようにその数を適宜決めることができる。

また、負側押圧部１４３Ｂの周方向両側には、負側挿通孔１１１Ｂの径方向外側に向かって凹む凹部１４６が形成されている。

正側固定子１４１Ａは負側固定子１４１Ｂと同様に、正側環状部１４２Ａと、正側押圧部１４３Ａとを有している。なお、本実施形態では、正側固定子１４１Ａには固定子接続端１４５が設けられていない点以外は、正側固定子１４１Ａは負側固定子１４１Ｂと同一の構成であるため、説明を省略する。

図３に示すように、温度計測子１５１（サーミスタ）は、基板１００の表裏面のうち電池２が配される面、すなわち裏面に固定されている。

図６に示すように、温度計測子１５１は、温度に応じて抵抗値体が変化する抵抗が内蔵された本体部１５３と、一端が本体部１５３に接続され他端が基板１００の裏面に固定された正極側端部１５２Ａ及び負極側端部１５２Ｂとを有している。

また、本体部１５３は、基板１００に設けられた固定子接続端１４５との間に間隙を介して配されている。この固定子接続端１４５及び温度計測子１５１は、共に絶縁材１５４により覆われている。本実施形態では、絶縁材の一例としてシリコンで覆われている。

この温度計測子１５１と負側固定子１４１Ｂとは、固定子接続端１４５により熱的に接続されている。そして、負側挿通孔１１１Ｂに負極端子７５が挿通された状態で、温度計測子１５１は負側固定子１４１Ｂに接続された固定子接続端１４５を介して、負極端子７５の温度を計測することができる。

なお、本実施形態では、負極端子７５を形成する銅が正極端子７０を形成するアルミニウムよりも熱伝導率が高いため、温度計測子１５１は負極端子７５側に設けられている。よって、正極端子７０を形成する材料の方が負極端子７５を形成する材料よりも熱伝導率が高い場合には、温度計測子１５１は正極端子７０側に設けることが望ましい。

図３に示すように、コネクタ１６１は、基板１００において、基板１００のスペースを考慮して、安全弁用孔１１３を挟んで温度計測子１５１と反対側に設けられている。本実施形態では、コネクタ１６１は、安全弁用孔１１３と正側挿通孔１１１Ａとの間に設けられている。

このように、温度計測子１５１、安全弁用孔１１３及びコネクタ１６１は、この順に（−）Ｘ方向に並んでいる。換言すると、温度計測子１５１からコネクタ１６１までの並び方向は、（−）Ｘ方向とされている。
また、コネクタ１６１は、配線（不図示）を介して制御装置（不図示）に接続可能とされている。

複数の配線１７０は、基板１００の表裏面のうち電池２側の面、すなわち裏面に設けられている。この複数の配線１７０は、温度計測子１５１の正極側端部１５２Ａに接続された第一配線１７１と、温度計測子１５１の負極側端部１５２Ｂに接続された第二配線１７２とを有している。

第一配線１７１は、基板１００上において、一端が温度計測子１５１の正極側端部１５２Ａに接続され、他端がコネクタ１６１に接続されて、安全弁用孔１１３の周縁の一部を通過して配されている。詳細には、第一配線１７１は、正極側端部１５２Ａから（−）Ｚ側に向かう配線部１７１Ａと、配線部１７１Ａの端部から屈曲して（−）Ｘ側に向かう略直線状の配線部１７１Ｂと、配線部１７１Ｂの端部から安全弁用孔１１３の円弧状に沿うように配される配線部１７１Ｃとを有している。

第二配線１７２は、基板１００上において、一端が温度計測子１５１の負極側端部１５２Ｂに接続され、他端がコネクタ１６１に接続されて、安全弁用孔１１３の周縁の一部を通過して配されている。詳細には、第二配線１７２は、負極側端部１５２Ｂから（＋）Ｚ側に向かう配線部１７２Ａと、配線部１７２Ａの端部から屈曲して（−）Ｘ側に向かう略直線状の配線部１７２Ｂと、配線部１７２Ｂの端部から安全弁用孔１１３の円弧状に沿うように配される配線部１７２Ｃとを有している。

このように、第一配線１７１及び第二配線１７２は、安全弁用孔１１３の周縁において互いに沿うように、すなわち、基板１００における安全弁用孔１１３の（−）Ｚ側に沿うように配されている。第一配線１７１及び第二配線１７２は、安全弁用孔１１３に対して並び方向と直交する方向のうち一方向側に沿うように配されている。なお、並び方向は、温度計測子１５１、安全弁用孔１１３及びコネクタ１６１の並ぶ方向である。

また、本実施形態において、第一配線１７１及び第二配線１７２が安全弁用孔１１３の周縁の一部を通過して配されるとは、第一配線１７１及び第二配線１７２が、基板１００の長手方向（Ｘ方向）に、温度計測子１５１が設けられた側から安全弁用孔１１３を境界とした反対側まで配設されるとともに、安全弁用孔１１３に対して一方向（（−）Ｚ方向）側に沿うように配されていることである。

また、第一配線１７１のうち配線部１７１Ｃと、第二配線１７２のうち配線部１７２Ｃとは互いに近接するとともに略平行に配されている。

また、第一配線１７１には、コネクタ１６１から正極側端部１５２Ａに向かって電流が流れる。第二配線１７２には、１５２Ｂからコネクタ１６１に向かって電流が流れる。よって、第一配線１７１に流れる電流の向きと、第二配線１７２に流れる電流の向きとは、互いに対向方向となっている。

さらに、配線１７０は、負側固定子１４１Ｂの負側環状部１４２Ｂに設けられた固定子接続端１４５に接続された負極配線１７３と、正側固定子１４１Ａの正側環状部１４２Ａに接続された正極配線１７４と、注入用の貫通孔１１４に設けられた縁部材１１５に接続された電池容器配線１７５と、縁部材１１５と正側環状部１４２Ａとを接続する配線１７６とを有している。この配線１７６には抵抗体１７６Ａが設けられている。

ここで、基板１００上に縁部材１１５と正側環状部１４２Ａとを接続する配線１７６を設けることで、正側固定子１４１Ａと接続された正極端子７０と電池ケース６０とを実質的に同電位にすることができ、電解液と接する電池ケース６０の内部表面を酸化性雰囲気とし、電池ケース６０の電位をリチウムイオンとのＬｉＡｌへの合金化を阻止できる電位域に保つことができる。

また、抵抗体１７６Ａを設けることで、例えば、負極端子７５と電池ケース６０とが短絡する等の異常が発生しても正極端子７０から電池ケース６０へ流れる電流を微小な電流、例えば、ｍＡオーダーに制限することができる。抵抗体１７６Ａ（プルアップ抵抗体）の抵抗値は、電池２に流れ得る電流値などを考慮して適宜自由に設定することができ、例えば、１ｋΩのものを用いることができる。

次に、バスバー４について説明する。
図１及び図５に示すように、バスバー４は、隣接する電池２の電極同士を互いに電気的に連結する部材である。このバスバー４には、ボルト４Ｘが貫通する貫通孔４Ａが形成され、電池２の正極端子７０、負極端子７５に対応する位置に貫通孔４Ａが形成されている。この貫通孔４Ａにボルト４Ｘと挿通させて、正極端子７０又は負極端子７５に形成された雌ねじ７０Ｘ，７５Ｘにボルト４Ｘを螺合させることで、バスバー４は電池２の電極に接続される。

次に、上記のように構成された電池モジュール１の組み立てについて説明する。

まず、電池２の正極端子７０に電池状態監視装置３に形成された正側挿通孔１１１Ａを対向させ、負極端子７５に負側挿通孔１１１Ｂを対向させ、電池２の安全弁７８に安全弁用孔１１３を対向させるようにして、電池２の（＋）Ｙ側に電池状態監視装置３を配置する。

この際、正側押圧部１４３Ａは、正側環状部１４２Ａから（＋）Ｙ側に向かって形成されているため、正側押圧部１４３Ａと正極端子７０とが対応し、負側押圧部１４３Ｂは、負側環状部１４２Ｂから（＋）Ｙ側に向かって形成されているため、負側押圧部１４３Ｂと負極端子７５とが対応することで、基板１００は電池２に対して位置決めされる。その結果、正側挿通孔１１１Ａに正極端子７０を確実且つ簡易に、及び負側挿通孔１１１Ｂに負極端子７５を確実且つ簡易に位置決めして挿通させやすくなる。

この状態で、正側挿通孔１１１Ａに正極端子７０を挿通させるとともに、負側挿通孔１１１Ｂに負極端子７５を挿通させる。このとき、負側固定子１４１Ｂの３個の負側押圧部１４３Ｂは、負側挿通孔１１１Ｂの径方向外側に広がるように弾性変形する。これにより、３個の負側押圧部１４３Ｂは、それぞれ負極端子７５と接して、負極端子７５を負側挿通孔１１１Ｂの径方向内側に向かって押圧する。よって、負側固定子１４１Ｂは、負極端子７５に対して固定関係になる。

ここで、負側挿通孔１１１Ｂに負極端子７５を挿通させる際に、負側固定子１４１Ｂの負側押圧部１４３Ｂが負極端子７５の外周面と接触しながら（−）Ｙ方向に移動する。このため、仮に、電池２の負極端子７５の外周面に異物等があったとしても、異物は負側押圧部１４３Ｂの接触移動にともなって、負極端子７５の外周面から取り除かれる。

同様に、正側固定子１４１Ａの正側押圧部１４３Ａも、正極端子７０を径方向内側に向かって押圧する。

また、基板１００に形成された注入用の貫通孔１１４に設けられた縁部材１１５の雌ねじ１５１Ａと電池ケース６０の注入口６６に螺合されたボルト６８の雌ねじ６８Ａとに、ボルト（不図示）を螺合させる。これにより、電池状態監視装置３が電池２に取り付けられる。

電池状態監視装置３が電池２に取り付けられた状態で、負極端子７５側では、熱伝材で形成された負側固定子１４１Ｂが、負極端子７５と固定関係になっている。また、負側固定子１４１Ｂの負側環状部１４２Ｂに接続され熱伝材で形成された固定子接続端１４５は、温度計測子１５１と負側固定子１４１Ｂとを熱的に接続している。よって、負極端子７５と温度計測子１５１とは、負側固定子１４１Ｂ及び固定子接続端１４５を介して、熱的に接続されている。

さらに、この負側固定子１４１Ｂが導電材で形成されている。よって、負極端子７５とコネクタ１６１とは、負側固定子１４１Ｂ及び負極配線１７３を介して、電気的に接続されている。

また、正極端子７０側では、導電材で形成された正側固定子１４１Ａが、正極端子７０と固定関係になっている。よって、正極端子７０とコネクタ１６１とは、正側固定子１４１Ａ及び正極配線１７４を介して、電気的に接続されている。

また、電池ケース６０では、注入口６６に螺合されたボルト６８、基板１００に設けられ導体で形成された縁部材１１５、ボルト６８の雌ねじ６８Ａと縁部材１１５の雌ねじ１１５Ａとに螺合されるボルト（不図示）及び配線１７０を介して、電池ケース６０とコネクタ１６１とは電気的に接続されている。

次に、電池２に取付られた電池状態監視装置３のコネクタ１６１と制御装置（不図示）とを、互いに配線で接続する。

そして、複数の電池２を配設し、バスバー４に形成された貫通孔４Ａにボルト４Ｘを挿通させて、電池２の正極端子７０、負極端子７５に形成された雌ねじ７０Ｘ，７５Ｘにボルト４Ｘを螺合させる。これにより、電池モジュール１が組み立てられる。

このように構成された電池モジュール１では、上記のとおり第一配線１７１に流れる電流の向きと、第二配線１７２に流れる電流の向きとは、互いに対向方向となっている。よって、同一のノイズによって生じる第一配線１７１における磁界の向きと第二配線１７２における磁界の向きとは、互いに反対方向となり互いに打ち消し合うため、ノイズを低減することができる。

また、第一配線１７１及び第二配線１７２は基板１００における電池２側の面に設けられている。よって、基板１００における電池２側と反対側（（−）Ｙ側）からノイズの影響を最小限に抑えることができる。

さらに、基板１００が電磁界を遮蔽することができる導電材であるシールド層１０３を含んで形成されているため、基板１００の下側（（−）Ｙ側）に設けられた第一配線１７１及び第二配線１７２は、上側（（＋）Ｙ側）からのノイズの影響をさらに抑えることができる。

また、万が一、電池２の安全弁７８からガスが噴出した場合には、ガスが安全弁７８に対向配置された筒状部１２２を通過して、安全弁用孔１１３から電池２と反対側（（＋）Ｙ側）に向かって流れる。ここで、筒状部１２２は耐熱性の高い材料で形成されているため、ガスを筒状部１２２の内部において下方から上方に向かって確実に誘導することができる。よって、ガスが隣接する他の電池２の方に向かって流れることがないため、他の電池２等へ悪影響を及ぼす虞がない。

また、負極端子７５を負側挿通孔１１１Ｂに挿通すれば、負極端子７５に負側固定子１４１Ｂが固定関係になる。しかも、負極端子７５と温度計測子１５１とは、熱的に接続されている。
また、負側固定子１４１Ｂの負側押圧部１４３Ｂが負極端子７５を負側挿通孔１１１Ｂの径方向内側に向かって押圧するため、負側押圧部１４３Ｂと負極端子７５との固定状態を維持することができるとともに、両者の接触性を高めることができる。
しかも、負側固定子１４１Ｂの３個の負側押圧部１４３Ｂは、負極端子７５の外周に沿って配置された状態となるため、周方向にわたって負極端子７５を確実に押圧する。
よって、例えば電池２に振動が生じても、負極端子７５、負側固定子１４１Ｂ及び温度計測子１５１の相対位置関係が変わらないため、負極端子７５しいては電池２の内部の温度を安定して正確に測定することができる。

また、正極端子７０及び負極端子７５とコネクタ１６１とが、正極端子７０、負極端子７５、正極配線１７４及び負極配線１７３を介して電気的に接続されているため、正極端子７０と負極端子７５との間の電圧を認識することができる。

また、電池ケース６０とコネクタ１６１とは、注入口６６に螺合されたボルト６８、基板１００に設けられ導体で形成された縁部材１１５、ボルト６８の雌ねじ６８Ａと縁部材１１５の雌ねじ１１５Ａとに螺合されるボルト（不図示）及び配線１７０を介して、電気的に接続されている。よって、電池ケース６０の電位を認識することができる。

また、負側固定子１４１Ｂは、負極端子７５の温度を計測するための温度計測用端子としての役目及び負極端子７５の電位を計測するための端子電位計測用端子としての役目を担っている。よって、温度計測用端子と端子電位計測用端子とを別々に設ける場合よりも、計測装置の部品点数を抑えることができる。

なお、上述した実施の形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、本実施形態では、電池２としてリチウム二次電池を例にとって説明したが、本発明はこれに限られず、電極端子が電池ケースの一つの面に配された電池であればよく、電池の種類・形状は適宜変更が可能である。

また、本実施形態では、基板１００条にコネクタ１６１を設けている場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限られず、第一配線１７１及び第二配線１７２を、安全弁用孔１１３の周縁の一部を通過して基板１００に配しつつ、例えば、他の正極配線１７４、負極配線１７５、電池容器配線１７６などの配線と一緒に基板１００の一箇所から取り出す構成としてもよい。

また、本実施形態では、基板１００に、正側固定子１４１Ａ及び負側固定子１４１Ｂを用いて端子電位を計測するために負極配線１７３及び正極配線１７４を設けているが、本発明はこれに限られず、これら配線を省略することもできる。電池容器配線１７５も同様に省略してもよい。

また、本実施形態では、第一配線１７１及び第二配線１７２が基板１００における電池２側（（−）Ｙ側）の面に設けられることで、基板１００における電池２側と反対側（（＋）Ｙ側）からのノイズの影響を最小限に抑えることができる。例えば、外部からのノイズの影響を受けにくい環境下では、第一配線１７１及び第二配線１７２は基板１００における電池２側と反対側（（＋）Ｙ側）の面に設けるようにしてもよい。

また、本実施形態では、基板１００が電磁界を遮蔽することができる導電材であるシールド層１０３を含んで形成されている場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限られずシールド層１０３を省略してもよい。

また、本実施形態では、計測子としてサーミスタを用いて説明したが、本発明はこれに限られず、例えば温度などの計測データを電気信号に変換して出力するものであればよい。

また、本実施形態では、基板１００に安全弁７５に対向配置された筒状部１２２を備える場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限られず、筒状部１２２を省略してもよい。

また、本実施形態では、基板１００上に負側挿通孔１１１Ｂが形成され、該負側挿通孔１１１Ｂに設けられた負側固定子１４１Ｂに計測子１５１を設ける場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限られず、電池ケース６０に直接接触配置されるように計測子１５１を基板１００に設けてもよい。

１…電池モジュール
２…電池
３…電池状態監視装置
７５…負極端子（電極端子）
１００…基板
１１１Ｂ…負側挿通孔（端子挿通孔）
１１３・・・安全弁用孔（貫通孔）
１４１Ｂ…負側固定子（固定子）
１４５…固定子接続端
１５１…温度計測子（計測子）
１５２Ａ…正極側端部（正極端）
１５２Ｂ…負極側端部（負極端）
１６１…コネクタ
１７１…第一配線
１７２…第二配線

Claims (8)

1. 電池の安全弁と対向して配された貫通孔が形成された基板と、
   正極端と負極端とを有し、前記基板上に設けられている計測子と、
   前記基板上において前記計測子の正極端に接続され、前記貫通孔の周縁の一部を通過して配される第一配線と、
   前記基板上において、前記計測子の負極端に接続され、前記貫通孔の周縁の前記一部を通過して配される第二配線とを備え、
   前記第一配線及び前記第二配線は、前記貫通孔の周縁において互いに沿うように配されていることを特徴とする電池状態監視装置。
2. 請求項１に記載の電池状態監視装置において、
   前記第一配線、前記第二配線及び前記計測子は、前記基板の表裏面のうち前記電池側の面に設けられていることを特徴とする電池状態監視装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の電池状態監視装置において、
   前記基板において、前記貫通孔を挟んで前記計測子と反対側に設けられたコネクタを更に備え、
   前記第一配線は、一端が前記計測子の正極端に接続され、他端が前記コネクタに接続されており、
   前記第二配線は、一端が前記計測子の負極端に接続され、他端が前記コネクタに接続されていることを特徴とする電池状態監視装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電池状態監視装置において、
   前記基板は、導電材で形成されたシールド層を有していることを特徴とする電池状態監視装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電池状態監視装置において、
   前記計測子は、温度に応じて抵抗値が変化する抵抗体を有するサーミスタであることを特徴とする電池状態監視装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の電池状態監視装置において、
   前記基板は、前記貫通孔の周囲から対向する前記安全弁側に向かって延びる筒状部を有することを特徴とする電池状態監視装置。
7. 請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の電池状態監視装置において、
   前記基板には、前記電極端子が挿通される端子挿通孔が形成され、
   熱伝材で形成されて、前記端子挿通孔の周囲に設けられ、前記端子挿通孔に前記電極端子が挿通された状態で、前記電極端子に接して該電極端子と固定関係になる固定子を備え、
   前記計測子は、前記基板に固定され、前記固定子を介して前記電極端子の温度を計測することを特徴とする電池状態監視装置。
8. 請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の電池状態監視装置と、
   電池とを備えることを特徴とする電池モジュール。

Images