JP2015028868A - 蓄電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アクティブ型セルバランス回路を備える基板に発生するノイズの影響を抑止する蓄電装置を提供する。【解決手段】複数の電池を有する組電池と、電池の電圧を均等にするアクティブ型セルバランス回路を有する基板と、電池の端子間に接続するとともに基板に接続される接続端子を有する導体と、を備え、その基板のレイアウトは、アクティブ型セルバランス回路の電圧を均等にする電池の対ごとに設けられるコンバータ回路に用いる部品を、コンバータ回路に対応する電池の接続端子の間に配置し、コンバータ回路のスイッチ素子とインダクタを接続する第１の配線パターンと、スイッチ素子と接続端子を接続する第２の配線パターンと、を対応する電池に接続する接続端子の近傍に沿うように形成する、蓄電装置である。【選択図】図２

Description

本発明は、アクティブ型セルバランス回路を備える蓄電装置に関する。

蓄電装置に設けられる組電池の複数の電池と、その蓄電装置に搭載されるアクティブ型セルバランス回路を有する基板との接続には、ハーネスを用いることが考えられる。ところが、ハーネスにアクティブ型セルバランス回路の回生電流が流れる配線（大電流が流れる配線）と、電池の電圧を計測する配線（小電流が流れる配線）と、が混載すると、共通インピーダンスが高い場合に、電圧を計測する配線にノイズが回り込むことがある。すなわち、回生電流が流れる配線に乗ったノイズが電池の電圧を計測する配線に回り込み、電圧測定精度が低下してしまうことがある。

関連する技術として、各々の電池セルと電池状態検出回路とを接続する線路のインピーダンスを低く、かつ均一化して、多数の電池セルの電圧を極めて高い精度で検出する技術が開示されている。例えば、特許文献１を参照。

また、関連する技術として、セル、ユニットパック、及びカートリッジを、接続及び分離が容易な機構物を用いて接続して、組立性及び生産性を大きく向上させる技術が開示されている。また、ユニットパックの中に入れるセルの個数、カートリッジに用いられるユニットパックの個数、蓄電装置に用いられるカートリッジの個数を調節及び変更して電流及び電圧容量を容易に変更可能にする技術が開示されている。例えば、特許文献２を参照。

特開２０１０−０５６０３５号公報 特表２０１２−５２９７２５号公報

本発明は、アクティブ型セルバランス回路を備える基板に発生するノイズの影響を抑止する蓄電装置を提供することを目的とする。

本発明の態様のひとつである蓄電装置は、複数の電池を有する組電池と、電池の電圧を均等にするアクティブ型セルバランス回路を有する基板と、電池の端子間に接続するとともに基板に接続される接続端子を有する導体と、を備えている。

その基板のレイアウトは、アクティブ型セルバランス回路の電圧を均等にする電池の対ごとに設けられるコンバータ回路に用いる部品を、コンバータ回路に対応する電池の接続端子の間に配置する。また、コンバータ回路のスイッチ素子とインダクタを接続する第１の配線パターンと、スイッチ素子と接続端子を接続する第２の配線パターンと、を対応する電池に接続する接続端子の近傍に沿うように形成する。

実施の形態によれば、アクティブ型セルバランス回路を備える基板に発生するノイズの影響を抑止できるという効果を奏する。

図１は、蓄電装置に備えられる組電池とアクティブ型セルバランス回路の一実施例を示す図である。 図２は、蓄電装置の一実施例を示す図である。 図３は、基板の配線パターンのレイアウトの一実施例を示す図である。 図４は、基板のレイアウトの一実施例を示す図である。 図５は、蓄電装置の一実施例を示す図である。 図６は、実施形態２の蓄電装置の一実施例を示す図である。 図７は、実施形態２の基板の配線パターンのレイアウトの一実施例を示す図である。 図８は、実施形態２の基板のレイアウトの一実施例を示す図である。 図９は、実施形態２の蓄電装置の一実施例を示す図である。

以下図面に基づいて、実施形態について詳細を説明する。
実施形態１について説明する。
図１は、蓄電装置に備えられる組電池とアクティブ型セルバランス回路の一実施例を示す図である。組電池３は複数の電池３ａ〜３ｄが直列に接続されている回路である。アクティブ型セルバランス回路は、制御回路１、複数の電圧計測部４ａ〜４ｄ、複数のコイル（インダクタ）Ｌ１〜Ｌ３、複数のスイッチ（スイッチ素子）ＳＷ１〜ＳＷ６を有している。

アクティブ型セルバランス回路のコンバータ回路は、複数のスイッチＳＷ１〜ＳＷ６と複数のコイルＬ１〜Ｌ３を有する回路である。
なお、アクティブ型セルバランス回路は図１には示していないが電池３ａ〜３ｄやコイルＬ１〜Ｌ３に流れる電流を計測する複数の電流計測部を備えていてもよい。例えば、電流計などが考えられる。また、電流計測部が計測したデータは制御回路１に出力される。

図１のレギュレータ回路２は、電池電圧を計測をする電池監視ＩＣ（Integrated Circuit）やマイコン等の制御回路に電力を供給する回路である。例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータや三端子レギュレータなどが考えられる。

また、本例では便宜上４つの電池３ａ〜３ｄと電池３ａ〜３ｄに関係する周辺回路を示して説明をしたが、４つの電池３ａ〜３ｄとその周辺回路に限定されるものではない。
制御回路１は、スイッチＳＷ１〜ＳＷ６をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御することにより、コイルＬ１〜Ｌ３を用いて電池３ａ〜３ｄの電圧を均等にする。また、制御回路１には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、マルチコアＣＰＵ、プログラマブルなデバイス（ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）など）を有していることが考えられる。

例えば、直接スイッチＳＷ１〜ＳＷ６を駆動できないＣＰＵやプログラマブルなデバイスを用いる場合には、専用の駆動ＩＣ（Integrated Circuit）を用いることが考えられる。その場合、ＣＰＵやプログラマブルなデバイスからスイッチＳＷ１〜ＳＷ６のオン／オフをＰＷＭ制御する信号を受信して、専用の駆動ＩＣがスイッチＳＷ１〜ＳＷ６を制御してもよい。なお、駆動ＩＣを用いた場合にはこの駆動ＩＣをコンバータ回路に含める。

電池３ａ〜３ｄは二次電池やキャパシタなどを用いることが考えられる。二次電池として、例えば、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素二次電池などが考えられる。
電圧計測部４ａ〜４ｄは、電池３ａ〜３ｄ各々の電圧を計測する。例えば、電池監視ＩＣなどが考えられる。また、電圧計測部４ａ〜４ｄが計測したデータは制御回路１に出力される。

コイルＬ１〜Ｌ３は、電池３ａ、３ｂの各組、電池３ｂ、３ｃの各組、電池３ｃ、３ｄの各組ごとに設けられ、各組の放電する電池から放電された電流によりコイルＬ１〜Ｌ３にエネルギーが蓄積され、その後コイルＬ１〜Ｌ３に蓄積されたエネルギーを充電する電池に供給して充電するために用いる。

スイッチＳＷ１〜ＳＷ６は、セルバランス処理を行うために用いられるスイッチである。スイッチＳＷ１〜ＳＷ６は、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）やリレーを用いる。

蓄電装置について説明する。
図２は、蓄電装置の一実施例を示す図である。図２の蓄電池装置は複数の一列に並設される電池３ａ〜３ｌ（１２個の電池）を有する組電池３と、アクティブ型セルバランス回路を有する基板２０と、電池３ａ〜３ｌの隣接する電池の端子間に接続するとともに基板２０に接続される接続端子を有する導体２１ａ〜２１ｋ、２２、２３と、を備えている。なお、導体２１ａ〜２１ｋ、２２、２３は、電池３ａ〜３ｌの正極端子および負極端子と接続されているが、電池３ａ〜３ｌのパッケージ（本体）とは絶縁されている。また、導体２１ａ〜２１ｋ、２２、２３は、例えば、バスバなどが考えられる。

電池３ａの正極端子［＋］には導体２２が接続され、導体２２に設けられた接続端子２４ａと、基板２０に設けられたアクティブ型セルバランス回路の配線パターンとを接続するためのランド２５ａと、が接続される。図３を参照。図３は、基板の配線パターンのレイアウトの一実施例を示す図である。

電池３ａの負極端子［−］と電池３ｂの正極端子［＋］には、導体２１ａが接続されている。導体２１ａに設けられた接続端子２４ｂ、２４ｃは、基板２０に設けられたアクティブ型セルバランス回路の配線パターンと接続するためのランド２５ｂ、２５ｃとそれぞれ接続される。図３を参照。

電池３ｂの負極端子［−］と電池３ｃの正極端子［＋］には、導体２１ｂが接続されている。導体２１ｂに設けられた接続端子２４ｄ、２４ｅは、基板２０に設けられたアクティブ型セルバランス回路の配線パターンと接続するためのランド２５ｄ、２５ｅとそれぞれ接続される。図３を参照。

電池３ｃの負極端子［−］から電池３ｌの正極端子［＋］までの端子を図２に示すように、導体２１ｃ〜２１ｋを用いて接続する。また、導体２１ｃ〜２１ｋそれぞれに設けられている接続端子２４ｆ〜２４ｗそれぞれと、基板２０に設けられたアクティブ型セルバランス回路の配線パターンと接続するためのランド２５ｆ〜２５ｗそれぞれとが接続される。図３を参照。

電池３ｌの負極端子［−］には導体２３が接続され、導体２３に設けられた接続端子２４ｘと、基板２０に設けられたアクティブ型セルバランス回路の配線パターンとを接続するためのランド２５ｘと、が接続される。図３を参照。

基板のレイアウトについて説明する。
アクティブ型セルバランス回路により電圧を均等にする電池３ａ〜３ｌのうち対となる電池ごとに設けられるコンバータ回路に用いる部品を、コンバータ回路に対応する電池の接続端子の間（直列に接続される２つの電池の第１の電池の正極端子に対応する接続端子と、第２の電池の負極端子に対応する接続端子との間）に配置する。また、コンバータ回路のスイッチ素子とインダクタを接続する第１の配線パターンと、スイッチ素子と接続端子を接続する第２の配線パターンと、を対応する電池に接続される接続端子の近傍に沿うように、望ましくは対応する電池の接続端子の間に形成する。

図３に示す回路の場合、例えば、対となる電池３ａ、３ｂに対応する接続端子２４ａ（ランド２５ａ）と接続端子２４ｄ（ランド２５ｄ）との間に、コンバータ回路に用いる部品であるスイッチＳＷ１、ＳＷ２とコイルＬ１を配置する。すなわち、図２に示す領域２６ａ（破線四角）の内側またはその近傍にコンバータ回路に用いる部品を配置する。

また、スイッチＳＷ１、ＳＷ２とコイルＬ１を接続する配線パターン３１ａ（第１の配線パターン）と、スイッチＳＷ１と接続端子２４ａを接続する配線パターン３２ａ（第２の配線パターン）と、スイッチＳＷ２と接続端子２４ｄを接続する配線パターン３３ａ（第２の配線パターン）と、を電池３ａ、３ｂに対応する接続端子２４ａ、２４ｄの近傍に沿うように形成する。

さらに、配線パターン３２ａは接続端子２４ａからランド２５ａを介してスイッチＳＷ１に直接接続するように形成する。配線パターン３３ａは接続端子２４ｄからランド２５ｄを介してスイッチＳＷ２に直接接続するように形成する。

次に、対となる電池３ｂ、３ｃに対応する接続端子２４ｃ（ランド２５ｃ）と接続端子２４ｆ（ランド２５ｆ）との間にコンバータ回路に用いる部品スイッチＳＷ３、ＳＷ４とコイルＬ２を配置する。すなわち、図２に示す領域２６ｂ（破線四角）の内側またはその近傍にコンバータ回路に用いる部品を配置する。

また、スイッチＳＷ３、ＳＷ４とコイルＬ２を接続する配線パターン３１ｂ（第１の配線パターン）と、スイッチＳＷ３と接続端子２４ｃを接続する配線パターン３２ｂ（第２の配線パターン）と、スイッチＳＷ４と接続端子２４ｆを接続する配線パターン３３ｂ（第２の配線パターン）と、を電池３ｂ、３ｃに対応する接続端子２４ｃ、２４ｆの近傍に沿うように形成する。

さらに、配線パターン３２ｂは接続端子２４ｃからランド２５ｃを介してスイッチＳＷ３に直接接続するように形成する。配線パターン３３ｂは接続端子２４ｆからランド２５ｆを介してスイッチＳＷ４に直接接続するように形成する。

次に、対となる電池３ｃ、３ｄに対応する接続端子２４ｅ（ランド２５ｅ）と接続端子２４ｈ（ランド２５ｈ）との間にコンバータ回路に用いる部品スイッチＳＷ５、ＳＷ６とコイルＬ３を配置する。すなわち、図２に示す領域２６ｃ（破線四角）の内側またはその近傍にコンバータ回路に用いる部品を配置する。

また、スイッチＳＷ５、ＳＷ６とコイルＬ３を接続する配線パターン３１ｃ（第１の配線パターン）と、スイッチＳＷ５と接続端子２４ｅを接続する配線パターン３２ｃ（第２の配線パターン）と、スイッチＳＷ６と接続端子２４ｈを接続する配線パターン３３ｃ（第２の配線パターン）と、を電池３ｂ、３ｃに対応する接続端子２４ｅ、２４ｈの近傍に沿うように形成する。

さらに、配線パターン３２ｃは接続端子２４ｅからランド２５ｅを介してスイッチＳＷ５に直接接続するように形成する。配線パターン３３ｃは接続端子２４ｈからランド２５ｈを介してスイッチＳＷ６に直接接続するように形成する。

なお、対となる電池３ｄ、３ｅと、電池３ｅ、３ｆと、電池３ｆ、３ｇと、電池３ｇ、３ｈと、電池３ｈ、３ｉと、電池３ｉ、３ｊと、電池３ｊ、３ｋと、電池３ｋ、３ｌと、の間に配置するコンバータ回路に用いる部品についても図２に示す領域２６ｄ〜２６ｋ（破線四角）の内側またはその近傍に配置する。また、配線パターン３１ｄ（不図示）〜３１ｋ（第１の配線パターン）と、配線パターン３２ｄ（不図示）、３３ｄ（不図示）〜３２ｋ、３３ｋ（第２の配線パターン）と、を電池に対応する接続端子の近傍に沿うように形成する。

さらに、配線パターン３２ｄ〜３２ｊ（不図示）、３２ｋ、３３ｄ〜３３ｊ（不図示）、３３ｋ（第２の配線パターン）それぞれは、対応する接続端子からランドを介してスイッチに直接接続するように形成する。

また、図３に示す電池３ａ〜３ｌの電圧を計測するために電圧計測部４ａ〜４ｌ（図３に不図示）から電池３ａ〜３ｌそれぞれに配線される電圧計測用の配線パターン（不図示）は、接続端子２４ａ〜２４ｘからランド２５ａ〜２５ｘを介して直接接続するように形成する。すなわち、電圧計測用の配線パターンは、アクティブ型セルバランス回路の第２の配線パターン３２ａ〜３２ｋ、３３ａ〜３３ｋとは分離して配線する。電圧計測用の配線パターンと第２の配線パターンパターン３２ａ〜３２ｋ、３３ａ〜３３ｋとをランド２５ａ〜２５ｘ、またはランド２５ａ〜２５ｘの近傍で分離するのが望ましい。

また、電池各々の電圧を監視する電池監視回路に用いる部品は、配線パターン３１ａ〜３１ｋ（第１の配線パターン）および配線パターン３２ａ〜３２ｋ、３３ａ〜３３ｋ（第２の配線パターン）より基板の内側に配置する。

また、実施形態１のようにすると、コイルＬ１〜Ｌ１１と電池３ａ〜３ｌとを接続する配線パターン３４ａ〜３４ｋは、コイルＬ１〜Ｌ１１それぞれのインダクタンスとコイルＬ１〜Ｌ１１と接続される配線パターン３４ａ〜３４ｋそれぞれのキャパシタンスによりローパスフィルタが形成されるため、高周波のノイズをカットすることができる。例えば、コイルＬ１と配線３４ａを用いてローパスフィルタを形成する場合であれば、配線パターン３４ａの長さを調整してカットオフ周波数を決める。なお、配線パターン３４ａ〜３４ｋの長さを、第１または第２の配線パターンの長さに比べ長くしてもよい。

実施形態１の効果について説明する。
コンバータ回路に用いる部品を図２に示した領域２６ａ〜２６ｋの内側または近傍に配置し、第１の配線パターンと第２の配線パターンを接続端子の近傍に沿うように形成する。

その結果、（１）図３に示す第１の配線パターン３１ａ〜３１ｋの長さを短くすることができる。それにより、コンバータ回路の損失を減らすことができる。また、基板に発生するノイズを減らすことができる。
（２）第２の配線パターン３２ａ〜３２ｋ、３３ａ〜３３ｋの配線パターンの長さを短くすることができる。それにより、コンバータ回路の損失を減らすことができる。また、基板に発生するノイズを減らすことができる。
（３）第２の配線パターン３２ａ〜３２ｋ、３３ａ〜３３ｋと、電圧計測用の配線パターンとを分離しているため、アクティブ型セルバランス回路用のパターンと、電圧計測用のパターンとの共通インピーダンスを小さくすることができる。
（４）接続端子を有する導体２１ａ〜２１ｋ、２２、２３により、電池と基板２０とを接続している。電池と基板２０との接続にハーネスを用いないため配線の長さが短くなり、アクティブ型セルバランス回路用の配線と、電圧計測用の配線との共通インピーダンスを小さくすることができる。また、配線の長さが短いので損失を減らすことができる。
（５）共通インピーダンスを小さくすることにより、スイッチＳＷ１〜ＳＷ２２をオン／オフしたときに発生するノイズなどが、電圧計測用の配線パターンへ回り込むことを抑止しできる。
（６）その結果、電池電圧を計測する精度を向上させることができるという効果を奏する。例えば、電圧計測用のＩＣの実力値まで精度を向上させることができる。

さらに、電池電圧を計測する精度を向上させるには、図４に示すように基板２０に回路をレイアウトする。
図４は、基板のレイアウトの一実施例を示す図である。図４に示すコンバータ回路の配置は基板２０のコンバータ回路配置領域４０１ａ、４０１ｂに設ける。上記実施形態では、一列に並設された電池の並び方向に沿うように、基板２０の両側にコンバータ回路配置領域４０１ａ、４０１ｂが設けられる。図１に示した複数の電圧計測部４ａ〜４ｄなどは、電池監視回路配置領域４０２に設けることが望ましい。また、図１に示したレギュレータ回路２は、レギュレータ回路配置領域４０４に設けることが望ましい。また、図１に示した制御回路１は、制御回路配置領域４０３に設けることが望ましい。実施形態１では、基板２０の両側に設けられるコンバータ回路配置領域４０１ａ、４０２ｂの間にレギュレータ回路配置領域４０４と制御回路配置領域４０３が設けられるのが望ましい。

また、基板２０は多層基板にして、大電流が流れる配線パターンと小電流が流れる配線パターンを別の層に形成してもよい。さらに、コンバータ回路に用いる部品とそれ以外の部品とを別の層に分けてもよい。

また、従来のようにハーネスを用いないため、組み立てコストを削減できるとともに組み付けをよくできる。
実施形態１の変形例について図５を用いて説明をする。

図５は、蓄電装置の一実施例を示す図である。図５に示す導体５１ａ〜５１ｋ、５２、５３と、図２に示した導体２１ａ〜２１ｋ、２２、２３との違いは、接続端子が電池３ａ〜３ｌの端子上に設けられていないことである。また、導体５１ａ〜５１ｋそれぞれは導体１つに対して１つの接続端子だけを設けるようにしている。すなわち、導体５１ａ〜５１ｋそれぞれには１つの対応する接続端子５４ｂ〜５４ｌが設けられている。ただし、電池の端子上に接続端子を設けてもよい。

導体５１ａ〜５１ｋ、５２、５３を用いる場合、導体５１ａ〜５１ｋ、５２、５３に設けられる接続端子５４ａ〜５４ｍの数を、図２に示した導体２１ａ〜２１ｋ、２２、２３を用いたときよりも、少なくできる。

また、コンバータ回路に用いる部品を配置する領域５６ａ〜５６ｋ、第１の配線パターン、第２の配線パターンを形成する領域を広く使用することができる。
実施形態２について説明する。

実施形態２の蓄電装置について説明する。
図６は、実施形態２の蓄電装置の一実施例を示す図である。図２の蓄電池装置は二列に併設される複数の電池３ａ〜３ｎ（１４個の電池）を有する組電池３と、アクティブ型セルバランス回路を有する基板６０と、電池３ａ〜３ｎの隣接する電池の端子間に接続するとともに基板６０に接続される接続端子を有する導体６１ａ〜６１ｏと、を備えている。なお、導体６１ａ〜６１ｏは、電池３ａ〜３ｎの正極端子および負極端子と接続されているが、電池３ａ〜３ｎのパッケージ（本体）とは絶縁されている。また、導体６１ａ〜６１ｏは、例えば、バスバなどが考えられる。

電池３ａの正極端子［＋］には導体６１ａが接続され、導体６１ａに設けられた接続端子６２ａと、基板６０に設けられたアクティブ型セルバランス回路の配線パターンとを接続するためのランド６３ａと、が接続される。図７を参照。図７は、実施形態２の基板の配線パターンのレイアウトの一実施例を示す図である。

電池３ａの負極端子［−］と電池３ｂの正極端子［＋］とには導体６１ｂが接続されている。導体６１ｂに設けられた接続端子６２ｂ、６２ｃは、基板６０に設けられたアクティブ型セルバランス回路の配線パターンと接続するためのランド６３ｂ、６３ｃとそれぞれ接続される。図７を参照。

電池３ｂの負極端子［−］と電池３ｃの正極端子［＋］とは導体６１ｃが接続されている。導体６１ｃに設けられた接続端子６２ｄ、６２ｅは、基板６０に設けられたアクティブ型セルバランス回路の配線パターンと接続するためのランド６３ｄ、６３ｅとそれぞれ接続される。図７を参照。

続いて、電池３ｃの負極端子［−］から電池３ｎの正極端子［＋］までの端子を図６に示すように、導体６１ｄ〜６１ｎを用いて接続する。また、導体６１ｄ〜６１ｎそれぞれに設けられている接続端子６２ｆ〜６２ｚ、６２ａａそれぞれと、基板６０に設けられたアクティブ型セルバランス回路の配線パターンと接続するためのランド６３ｆ〜６３ｚ、６３ａａそれぞれとが接続される。図７を参照。

電池３ｎの負極端子［−］には導体６１ｏが接続され、導体６１ｏに設けられた接続端子６２ａｂと、基板６０に設けられたアクティブ型セルバランス回路の配線パターンとを接続するためのランド６３ａｂと、が接続される。図７を参照。

基板のレイアウトについて説明する。
アクティブ型セルバランス回路により電圧を均等にする電池３ａ〜３ｎのうち対となる電池ごとに設けられるコンバータ回路に用いる部品を、コンバータ回路に対応する電池の接続端子の間（直列に接続される２つの電池の第１の電池の正極端子に対応する接続端子と、第２の電池の負極端子に対応する接続端子との間）に配置する。また、コンバータ回路のスイッチ素子とインダクタを接続する第１の配線パターンと、スイッチ素子と接続端子を接続する第２の配線パターンと、を対応する電池に接続される接続端子の近傍に沿うように形成する。

図７に示す回路の場合、例えば、対となる電池３ａ、３ｂに対応する接続端子６２ａ（ランド６３ａ）と接続端子６２ｄ（ランド６３ｄ）との間に、コンバータ回路に用いる部品であるスイッチＳＷ１、ＳＷ２とコイルＬ１を配置する。すなわち、図６に示す領域６４ａ〜６４ｃ（破線四角）の内側またはその近傍にコンバータ回路に用いる部品を配置する。

また、スイッチＳＷ１、ＳＷ２とコイルＬ１を接続する配線パターン７３ａ（第１の配線パターン）と、スイッチＳＷ１と接続端子６２ａを接続する配線パターン７１ａ（第２の配線パターン）と、スイッチＳＷ２と接続端子６２ｄを接続する配線パターン７１ｂ（第２の配線パターン）と、を電池３ａ、３ｂに対応する接続端子６２ａ〜６２ｄの近傍に沿うように形成する。

さらに、配線パターン７１ａは接続端子６２ａからランド６３ａを介してスイッチＳＷ１に直接接続するように形成する。配線パターン７１ｂは接続端子６２ｄからランド６３ｄを介してスイッチＳＷ２に直接接続するように形成する。

次に、対となる電池３ｂ、３ｃに対応する接続端子６２ｃ（ランド６３ｃ）と接続端子６２ｆ（ランド６３ｆ）との間にコンバータ回路に用いる部品スイッチＳＷ３、ＳＷ４とコイルＬ２を配置する。すなわち、図６に示す領域６４ｃ〜６４ｅ（破線四角）の内側またはその近傍にコンバータ回路に用いる部品を配置する。

また、スイッチＳＷ３、ＳＷ４とコイルＬ２を接続する配線パターン７３ｂ（第１の配線パターン）と、スイッチＳＷ３と接続端子６２ｃを接続する配線パターン７１ｃ（第２の配線パターン）と、スイッチＳＷ４と接続端子６２ｆを接続する配線パターン７１ｄ（第２の配線パターン）と、を電池３ｂ、３ｃに対応する接続端子６２ｃ〜６２ｆの近傍に沿うように形成する。

さらに、配線パターン７１ｃは接続端子６２ｃからランド６３ｃを介してスイッチＳＷ３に直接接続するように形成する。配線パターン７１ｄは接続端子６２ｆからランド６３ｆを介してスイッチＳＷ４に直接接続するように形成する。

なお、対となる電池３ｃ、３ｄと、電池３ｄ、３ｅと、電池３ｅ、３ｆと、電池３ｆ、３ｇと、電池３ｇ、３ｈと、電池３ｈ、３ｉと、電池３ｉ、３ｊと、電池３ｊ、３ｋと、電池３ｋ、３ｌと、電池３ｌ、３ｍと、電池３ｍ、３ｎとの間に配置するコンバータ回路に用いる部品についても図６に示す領域６４ｅ〜６４ａａ（破線四角）の内側またはその近傍に配置する。また、配線パターン７３ｃ（不図示）〜７３ｎ（第１の配線パターン）と、配線パターン７１ｅ（不図示）、７１ｆ（不図示）〜７１ａａ、７１ａｂ（第２の配線パターン）と、を対応する電池に対応する接続端子の近傍に沿うように形成する。

さらに、配線パターン７１ｅ（不図示）〜７１ａｂ（第２の配線パターン）それぞれは、対応する接続端子からランドを介してスイッチに直接接続するように形成する。
また、図７に示す電池３ａ〜３ｎの電圧を計測するために電圧計測部４ａ〜４ｎ（図７に不図示）から電池３ａ〜３ｎそれぞれに配線される電圧計測用の配線パターン（不図示）は、接続端子６２ａ〜６２ａｂからランド６３ａ〜６３ａｂを介して直接接続するように形成する。すなわち、電圧計測用の配線パターンは、アクティブ型セルバランス回路の第２の配線パターン７１ａ〜７１ａｂとは分離して配線する。電圧計測用の配線パターンと第２の配線パターン７１ａ〜７１ａｂとをランド６３ａ〜６３ａｂ、またはランド６３ａ〜６３ａｂの近傍で分離するのが望ましい。

また、電池各々の電圧を監視する電池監視回路に用いる部品は、配線パターン７３ａ〜７３ｎ（第１の配線パターン）および配線パターン７１ａ〜７１ａｂ（第２の配線パターン）より基板の内側に配置する。

また、実施形態２のようにすると、コイルＬ１〜Ｌ１４と電池３ａ〜３ｎとを接続する配線パターン７２ａ〜７２ｎの配線を短くすることができる。また、コイルＬ１〜Ｌ１４それぞれのインダクタンスとコイルＬ１〜Ｌ１４と接続される配線パターン７２ａ〜７２ｎそれぞれのキャパシタンスによりローパスフィルタが形成されるため、高周波のノイズをカットすることができる。例えば、コイルＬ１と配線７２ａを用いてローパスフィルタを形成する場合であれば、配線パターン７２ａの長さを調整してカットオフ周波数を決める。

実施形態２の効果について説明する。
コンバータ回路に用いる部品を図６に示した領域６４ａ〜６４ａａの内側または近傍に配置し、第１の配線パターンと第２の配線パターンを接続端子の近傍に沿うように形成する。

その結果、（１）図７に示す第１の配線パターン７３ａ〜７３ｎの長さを短くすることができる。それにより、コンバータ回路の損失を減らすことができる。また、基板に発生するノイズを減らすことができる。
（２）第２の配線パターン７１ａ〜７１ａｂの配線パターンの長さを短くすることができる。それにより、コンバータ回路の損失を減らすことができる。また、基板に発生するノイズを減らすことができる。
（３）第２の配線パターン７１ａ〜７１ａｂと、電圧計測用の配線パターンとを分離しているため、アクティブ型セルバランス回路用のパターンと、電圧計測用のパターンとの共通インピーダンスを小さくすることができる。
（４）導体２１ａ〜２１ｋ、２２、２３と、接続端子２４a〜２４ｘとにより、電池と基板２０とを接続している。電池と基板２０との接続にハーネスを用いないため配線の長さが短くなり、アクティブ型セルバランス回路用の配線と、電圧計測用の配線との共通インピーダンスを小さくすることができる。また、配線の長さが短いので損失を減らすことができる。
（５）共通インピーダンスを小さくすることにより、スイッチＳＷ１〜ＳＷ２８をオン／オフしたときに発生するノイズなどが、電圧計測用の配線パターンへ回り込むことを抑止しできる。
（６）その結果、電池電圧を計測する精度を向上させることができるという効果を奏する。例えば、電圧計測用のＩＣの実力値まで精度を向上させることができる。
（７）配線パターン７２ａ〜７２ｎの配線を短くすることができる。

さらに、電池電圧を計測する精度を向上させるには、図８に示すように基板６０に回路をレイアウトする。
図８は、実施形態２の基板のレイアウトの一実施例を示す図である。図８に示すコンバータ回路の配置は基板６０のコンバータ回路配置領域８０１ａ、８０１ｂ、８０１ｃに設ける。上記実施形態では、二列に並設された電池の並び方向に沿うように、基板６０の両側にコンバータ回路配置領域８０１ａ、８０１ｂが設けられる。図１に示した複数の電圧計測部４ａ〜４ｄなどは、電池監視回路配置領域８０２に設けることが望ましい。また、図１に示したレギュレータ回路２は、レギュレータ回路配置領域８０３に設けることが望ましい。また、図１に示した制御回路１は、制御回路配置領域８０４に設けることが望ましい。実施形態２では、基板６０の両側に設けられるコンバータ回路配置領域８０１ａ、８０２ｂの間にレギュレータ回路配置領域８０３と制御回路配置領域８０４が設けられるのが望ましい。特に実施形態２では、直列接続される電池が折り返して二列に並設されているため、直列接続される電池の一方の端子である＋極端子と、他方の端子である−極端子とが近接している。レギュレータ回路２の一方の端子は直列接続される電池の一端である＋極端子に接続され、レギュレータ回路２の他方の端子は直列接続される電池の他方の端子である−極端子に接続されるため、電池とレギュレータ回路２とを繋ぐ配線が短くなる。

図８に示すようにレイアウトすることで、制御回路配１へ電力を供給する配線パターンを最短で引けるため、レギュレータ回路２で発生するノイズや電圧ドロッップの影響を抑止することができる。

また、基板６０は多層基板にして、大電流が流れる配線パターンと小電流が流れる配線パターンを別の層に形成してもよい。さらに、コンバータ回路に用いる部品とそれ以外の部品とを別の層に分けてもよい。

また、従来のようにハーネスを用いないため、組み立てコストを削減できるとともに組み付けをよくできる。
実施形態２の変形例について図９を用いて説明をする。

図９は、実施形態２の蓄電装置の一実施例を示す図である。図９に示す導体９１ｂ〜９１ｎと、図６に示した導体６１ｂ〜６１ｎとの違いは、電池３ａの正極端子と電池３ｎの負極端子以外の端子上に接続端子が設けられていないことである。また、導体９１ａ〜９１ｏそれぞれは導体１つに対して１つの接続端子だけを設けるようにしている。すなわち、導体９１ｂ〜９１ｎそれぞれには１つの対応する接続端子９２ｂ〜９２ｏが設けられている。ただし、接続端子は電池の端子上に設けてもよい。

導体９１ａ〜９１ｏを用いる場合、導体９１ａ〜９１ｏに設けられる接続端子９２ａ〜９２ｐの数を、図６に示した導体６１ａ〜６１ｏを用いたときよりも、少なくできる。
また、コンバータ回路に用いる部品を配置する領域９４ａ〜９４ｏ、第１の配線パターン、第２の配線パターンを形成する領域を広く使用することができる。

また、本発明は、実施形態１、２に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。

１ 制御回路、
２ レギュレータ回路、
３ 組電池、
３ａ〜３ｎ 電池、
４、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ 電圧計測部、
２０、６０ 基板、
２１ａ〜２１ｋ、２２、２３ 導体、
２４ａ〜２４ｘ 接続端子、
２５ａ〜２５ｘ ランド、
２６ａ〜２６ｋ 領域、
３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ 配線パターン、
３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ 配線パターン、
３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３４ａ 配線パターン、
３４ａ 配線パターン、
５１ａ〜５１ｋ、５２、５３ 導体、
５４ａ〜５４ｍ 接続端子、
５６ａ〜５６ｋ 領域、
６１ａ〜６１ｏ 導体、
６２ａ〜６２ａｂ 接続端子、
６３ａ〜６３ａｂ ランド、
６４ａ、６４ｃ、６４ｅ 領域、
７１ａ〜７１ａｂ 配線パターン、
７２ａ〜７２ｎ 配線パターン、
７３ａ〜７３ｎ 配線パターン、
９１ａ〜９１ｏ 導体、
９２ａ〜９２ｐ 接続端子、
９４ａ〜９４ｏ 領域、
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３〜Ｌ１４ コイル、
４０１ａ、４０１ｂ コンバータ回路配置領域、
４０２、８０２ 電池監視回路配置領域、
４０３、８０４ 制御回路配置領域、
４０４、８０３ レギュレータ回路配置領域、
８０１ａ、８０２ｂ、８０３ｃ コンバータ回路配置領域、
ＳＷ１〜ＳＷ２８ スイッチ、

Claims (6)

1. 複数の電池を有する組電池と、
   前記電池の電圧を均等にするアクティブ型セルバランス回路を有する基板と、
   前記電池の端子間に接続するとともに前記基板に接続される接続端子を有する導体と、を備え、
   前記基板のレイアウトは、
   前記アクティブ型セルバランス回路の電圧を均等にする前記電池の対ごとに設けられるコンバータ回路に用いる部品を、前記コンバータ回路に対応する前記電池の前記接続端子の間に配置し、
   前記コンバータ回路のスイッチ素子とインダクタを接続する第１の配線パターンと、前記スイッチ素子と前記接続端子を接続する第２の配線パターンと、を対応する前記電池に接続する前記接続端子の近傍に沿うように形成する、
   ことを特徴とする蓄電装置。
2. 前記導体はバスバであることを特徴とする請求項１に記載の蓄電装置。
3. 前記第２の配線パターンと電池の電圧を計測するための配線パターンとを、前記基板のランド、または前記ランド近傍で分離することを特徴とする請求項１に記載の蓄電装置。
4. 前記基板の両側に前記コンバータ回路を配置する領域を設けることを特徴とする請求項１に記載の蓄電装置。
5. 前記電池各々の電圧を監視する電池監視回路を配置する領域を、前記第１の配線パターンおよび前記第２の配線パターンより前記基板の内側に設ける、
   ことを特徴とする請求項１に記載の蓄電装置。
6. 前記電池を二列に並設し、前記コンバータ回路を配置する領域の間にレギュレータ回路を配置する領域を設けることを特徴とする請求項４に記載の蓄電装置。