JP2015109236A

JP2015109236A - バッテリセンサ装置

Info

Publication number: JP2015109236A
Application number: JP2013252232A
Authority: JP
Inventors: 真也木村; Shinya Kimura; 田口　賢治; Kenji Taguchi; 賢治田口
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2013-12-05
Filing date: 2013-12-05
Publication date: 2015-06-11

Abstract

【課題】シャント抵抗の熱の影響を緩和し、バッテリの温度を正確に検出するバッテリセンサ装置を提供する。【解決手段】このバッテリセンサ装置は、バッテリの電流検出用の電極、前記電極に取り付けられたシャント抵抗、及び、前記電極から離間して設けられ、前記バッテリの温度を検出する温度検出部を有するセンサユニットと、前記バッテリのマイナス端子とケーブル端子とを締結する端子ユニットと、を具備し、前記温度検出部は、前記センサユニットと前記端子ユニットとが一体化した際、前記マイナス端子に近接する前記端子ユニットの一部に接触して、前記マイナス端子の温度を検出する構成を採る。【選択図】図５

Description

本発明は、バッテリの状態を検知するバッテリセンサ装置に関する。

車両に搭載するバッテリ（主に、鉛バッテリ）の状態を検知するため、電池容量（ＳＯＣ：State of Charge）または電池劣化状態（ＳＯＨ：State of Health）を推定する必要がある。ＳＯＣまたはＳＯＨを推定するためには、バッテリの電圧、電流及び温度を検出する必要があり、これらを検出するためのバッテリセンサ装置が、例えば、特許文献１及び特許文献２等に開示されている。

特許文献１には、バスバーに取り付けられたシャント抵抗を用いてバッテリの電流を検出する電流検出装置において、バッテリの温度を検出する温度センサをバスバーに設けたバッテリセンサ装置が開示されている。

特許文献２には、バッテリの電圧を検出する電圧検出部、バッテリの電流を検出する電流検出部、及び、バッテリの温度を検出する温度センサ等を収容する筐体をバッテリに組み付けたときに、バッテリの端子に直接または間接的に接触するように温度センサが筐体に取り付けられたバッテリセンサ装置が開示されている。

特開２００９−１７７９０３号公報特開２００６−０３２１８４号公報

しかしながら、上記特許文献１及び特許文献２に開示のバッテリセンサ装置では、電流が流れた際の発熱が大きいシャント抵抗と、温度センサとが近接しているため、温度センサはシャント抵抗の発熱の影響を受け、バッテリの温度を正確に検出することができないという問題がある。

本発明の目的は、シャント抵抗の熱の影響を緩和し、バッテリの温度を正確に検出するバッテリセンサ装置を提供することである。

本発明のバッテリセンサ装置は、バッテリの電流検出用の電極、前記電極に取り付けられたシャント抵抗、及び、前記電極から離間して設けられ、前記バッテリの温度を検出する温度検出部を有するセンサユニットと、前記バッテリのマイナス端子とケーブル端子とを締結する端子ユニットと、を具備し、前記温度検出部は、前記センサユニットと前記端子ユニットとが一体化した際、前記マイナス端子に近接する前記端子ユニットの一部に接触して、前記マイナス端子の温度を検出する構成を採る。

本発明によれば、シャント抵抗の熱の影響を緩和し、バッテリの温度を正確に検出することができる。

本発明の一実施の形態に係るバッテリセンサ装置及び車両側ケーブルがバッテリに接続された様子を示す図バッテリにバッテリセンサ装置及び車両側ケーブルを取り付ける様子を示す図上方から見たバッテリセンサ装置の構成を示す斜視図下方から見たバッテリセンサ装置の構成を示す斜視図上方から見たバッテリセンサ装置の分解斜視図下方から見たバッテリセンサ装置の分解斜視図上方から見たセンサユニットの分解斜視図下方から見たセンサユニットの分解斜視図バッテリセンサ装置の上面図図９のＡ−Ａ線断面図図１０のＢ−Ｂ線断面図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（一実施の形態）
図１は、本発明の一実施の形態に係るバッテリセンサ装置１００及び車両側ケーブル１３がバッテリ１０に接続された様子を示す図である。また、図２は、バッテリ１０にバッテリセンサ装置１００及び車両側ケーブル１３を取り付ける様子を示す図である。

図１及び図２において、バッテリ１０は、マイナス端子１１とプラス端子１２とを備える。バッテリセンサ装置１００は、その孔部１０１（図３参照）をバッテリ１０のマイナス端子１１に嵌合させ、バッテリセンサ装置１００をボルト１０３とナット１０４によってマイナス端子１１に対して横方向から締結する。また、バッテリセンサ装置１００に設けられたスタッドボルト１０５に車両側ケーブル１３先端の丸形端子１４を挿通させ、スタッドボルト１０５にナット１５を締めて車両側ケーブル１３を固定する。

図３は、上方から見たバッテリセンサ装置１００の構成を示す斜視図であり、図４は、下方から見たバッテリセンサ装置１００の構成を示す斜視図である。バッテリセンサ装置１００は、バッテリ１０のマイナス端子１１に締結する端子ユニットＵ１と、バッテリ１０の電圧、電流、温度等を検出するセンサ類を収容するセンサユニットＵ２とが一体化してなる。センサユニットＵ２は、各種センサ類によって検出されたバッテリ１０の電圧、電流、温度等からＳＯＣまたはＳＯＨ等を推定し、車両へ送信する。なお、参考のため、上方から見たバッテリセンサ装置１００の分解斜視図を図５に示し、下方から見たバッテリセンサ装置１００の分解斜視図を図６に示す。

次に、端子ユニットＵ１の構成について図５及び図６を用いて説明する。ターミナル１０６は、真鍮の金属部材で形成され、バッテリ１０のマイナス端子１１が嵌合する孔部１０１を有し、ボルト１０３とナット１０４で孔部１０１を狭めることによって孔部１０１がバッテリ１０のマイナス端子１１を狭持して締結する。また、ターミナル１０６には、スタッドボルト１０５が絶縁樹脂１０７を介して垂直に取り付けられる。また、ターミナル１０６には、バッテリ１０のマイナス端子１１と近接する位置にバッテリ１０の温度を検出するための温度検出面１０８が設けられている。なお、図５では、温度検出面１０８がターミナル１０６の水平面に設けられているが、温度検出面１０８を孔部１０１の外周（ターミナルの垂直面）に設けてもよい。さらに、ターミナル１０６の端部には、センサユニットＵ２とかしめて接続する接合部１０９が設けられている。

次に、センサユニットＵ２の構成について図７及び図８を用いて説明する。図７は、上方から見たセンサユニットＵ２の分解斜視図を示し、図８は、下方から見たセンサユニットＵ２の分解斜視図を示す。

バスバー１２１は、バッテリ１０の電流検出用の電極であり、シャント抵抗１２２が設けられている。また、バスバー１２１の先端には、リング状の接続部１２３が設けられており、センサユニットＵ２を端子ユニットＵ１と一体化させる際、接続部１２３のリングに端子ユニットＵ１のスタッドボルト１０５を挿通させる。また、バスバー１２１には、リング状の接続部１２３とは反対の端部に、端子ユニットＵ１とかしめて接続する接合部１２４が設けられている。さらに、バスバー１２１には、エポキシ樹脂からなるケース（図中、点線で示す）１２５が取り付けられており、ケース１２５は、サーミスタ（温度検出部に相当）１２６、樹脂ホルダ１２７、基板１２８を収容する。

サーミスタ１２６は、バスバー１２１から離間して基板１２８に実装され、また、センサユニットＵ２を端子ユニットＵ１と一体化した際、端子ユニットＵ１の温度検出面１０８に接触し、バッテリ１０のマイナス端子１１に近接する部分の温度を検出する。このように、サーミスタ１２６をバスバー１２１から離間することにより、サーミスタ１２６におけるシャント抵抗１２２の発熱の影響を緩和することができる。

上述したように、端子ユニットＵ１とセンサユニットＵ２とは、絶縁樹脂１０７及びサーミスタ１２６から距離的に離れた位置で接合しており、端子ユニットＵ１とセンサユニットＵ２との熱的な分離が図られている。また、バッテリセンサ装置１００は、端子ユニットＵ１とセンサユニットＵ２とを一体化して構成されるため、汎用性の高い端子ユニットＵ１と、車種毎に設定の必要なセンサユニットＵ２とを別々に製造できるため、バッテリセンサ装置１００の製造が容易になると共に、製造にかかるコストを低減することができる。

図９は、バッテリセンサ装置１００の上面図であり、図１０は、図９のＡ−Ａ線断面図であり、図１１は、図１０のＢ−Ｂ線断面図である。

特に図１１に示すように、バスバー１２１と基板１２８との間には空気層１２９が設けられている。これにより、空気層１２９が断熱層となり、バスバー１２１と基板１２８との間が断熱され、シャント抵抗１２２が取り付けられたバスバー１２１から基板１２８に実装されたサーミスタ１２６への熱伝導を緩和することができる。なお、本実施の形態では、バスバー１２１と基板１２８との間の断熱層として空気層１２９を設けたが、断熱材を設けてもよい。断熱材は、例えば、低熱伝導率の樹脂または液状ゲルを含む。断熱層を断熱材にすることによって、周囲のエポキシ樹脂に対して熱膨張係数の差が小さくなるので、空気層のときに比べて温度変化によるクラック発生の可能性をさらに低減することができる。

このように、本実施の形態のバッテリセンサ装置では、バッテリの電流検出用の電極であるバスバーと、バスバーに取り付けられたシャント抵抗と、バッテリの温度を検出するサーミスタとを有するセンサユニットと、バッテリのマイナス端子に締結する端子ユニットとを一体化して構成し、センサユニットには、バスバーから離間してサーミスタが基板に実装され、センサユニットと端子ユニットとを一体化した際、サーミスタをバッテリのマイナス端子に近接して位置する端子ユニットの温度検出面に接触させる。これにより、シャント抵抗が取り付けられたバスバーとサーミスタとが離れるため、シャント抵抗からの熱の影響を緩和し、サーミスタがバッテリの温度を正確に検出することができる。

本発明にかかるバッテリセンサ装置は、例えば、車両に搭載されるバッテリ等に適用できる。

１０バッテリ
１１マイナス端子
１２プラス端子
１３車両側ケーブル
１４丸形端子
１５、１０４ナット
１００バッテリセンサ装置
１０１孔部
１０３ボルト
１０５スタッドボルト
１０６ターミナル
１０７絶縁樹脂
１０８温度検出面
１０９接合部
１２１バスバー
１２２シャント抵抗
１２３接続部
１２４接合部
１２５ケース
１２６サーミスタ
１２７樹脂ホルダ
１２８基板
１２９空気層
Ｕ１端子ユニット
Ｕ２センサユニット

Claims

バッテリの電流検出用の電極、前記電極に取り付けられたシャント抵抗、及び、前記電極から離間して設けられ、前記バッテリの温度を検出する温度検出部を有するセンサユニットと、
前記バッテリのマイナス端子とケーブル端子とを締結する端子ユニットと、
を具備し、
前記温度検出部は、前記センサユニットと前記端子ユニットとが一体化した際、前記マイナス端子に近接する前記端子ユニットの一部に接触して、前記マイナス端子の温度を検出する、
バッテリセンサ装置。
前記センサユニットは、前記温度検出部を実装する基板と前記シャント抵抗との間に断熱層を有する、
請求項１に記載のバッテリセンサ装置。
前記断熱層は断熱材で構成されることを特徴とする請求項２に記載のバッテリセンサ装置。
前記断熱層は空気層で構成されることを特徴とする請求項２に記載のバッテリセンサ装置。