JP2018026285A - 電池監視ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】単電池の数が増減しても、容易に電圧検出基板を追加、削減して対応することができるとともに、各単電池間における電極のピッチ公差を吸収できる電池監視ユニットを提供する。【解決手段】電池監視ユニット１１０は、複数の単電池１１で構成された電池集合体４７における各単電池１１の正極端子１５及び負極端子１７と電気的に接続される電圧検出線と、電圧検出線に接続され、各単電池１１の電圧を検出するための電子回路と、電圧検出線及び電子回路が搭載され、単電池１１にそれぞれ取り付けられる複数の電圧検出基板２７と、複数の電圧検出基板２７と電池ＥＣＵ６７とを接続する通信線３１と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、電池監視ユニットに関する。

電池集合体である蓄電装置は、複数の単電池（電池セル）が横並びに接続されて構成されている。図２１に示す蓄電装置５０１は、隣り合う電池セル５０５の電極端子５０７間がバスバー５０３により接続され、これらバスバー５０３がフレキシブルフラットケーブル等の電圧検出線５０９で連結されている。電圧検出線５０９は、並設された電池セル５０５の電極端子５０７の両側からそれぞれ引き出され、別の箱に設けられた電池セル電圧検出回路を有する電池ＥＣＵ５１１に接続されている。このため、電圧検出線５０９は、長い配線が必要であった。

これを解決するための手段として、特許文献１、２のように、電圧検出回路を基板に実装し、電池ＥＣＵに接続される配線を蓄電装置の片側に寄せた構成が開示されている。例えば、特許文献２に開示された蓄電装置は、所定方向に並んで配置された複数の蓄電素子（電池セル）と、各蓄電素子の電極端子が貫通する基板（電圧検出基板）と、基板を貫通する電極端子と接続され、複数の蓄電素子を電気的に接続するバスバーと、を有する。基板には、電極端子と電気的に接続され、各蓄電素子の電圧を検出するための電圧検出線と、電圧検出線が接続される電子回路とが実装されている。この蓄電装置によれば、蓄電素子の電圧を検出する構成を簡素化でき、電子回路を電池ＥＣＵに接続するための配線（通信線）を蓄電装置の片側に寄せて配索することができる。

特開２０１５−４１５９５号公報 特許第５７８６８９１号

しかしながら、従来の蓄電装置における電池監視ユニットは、電極端子と電気的に接続され、各蓄電素子の電圧を検出するための電圧検出線と、ヒューズ、抵抗、コンデンサ、サーミスタ、電池監視ＩＣ等を有する電子回路とが基板に実装されて構成された電圧検出基板が一体となっている。そこで、構造が簡素であるが、蓄電装置における蓄電素子の数が変わると、電圧検出基板は同じ基板を使うことができないため、一体化された基板を新しく作る必要がある。
また、１枚で形成された基板は、各蓄電素子間における電極端子のピッチ公差（セルの個体差、膨張）を吸収できない不利がある。

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、単電池の数が増減しても、容易に電圧検出基板を追加、削減して対応することができるとともに、各単電池間における電極のピッチ公差を吸収できる電池監視ユニットを提供することにある。

本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
（１） 複数の単電池で構成された電池集合体における各単電池の電極と電気的に接続される電圧検出線と、前記電圧検出線に接続され、前記各単電池の電圧を検出するための電子回路と、前記電圧検出線及び前記電子回路が搭載され、前記単電池にそれぞれ取り付けられる複数の電圧検出基板と、前記複数の電圧検出基板と電池ＥＣＵとを接続する通信線と、を備えることを特徴とする電池監視ユニット。

上記（１）の構成の電池監視ユニットによれば、各単電池に取り付けられた複数の電圧検出基板と電池ＥＣＵとを通信線で接続することにより、電池監視ユニットが構成されている。そこで、単電池の数が増減しても、容易に電圧検出基板を追加、削減して対応することができる。また、電圧検出線を電圧検出基板に回路印刷したり、通信線を電池集合体の片側に寄せて配置したりすることも容易なので、配線を簡素化できる。更に、上記構成の電池監視ユニットは、各単電池に電圧検出基板が取り付けられる。これら電圧検出基板同士は、通信線により接続される。そこで、複数の電圧検出基板を繋ぐ通信線は、各単電池間におけるセルの個体差、膨張等による電極のピッチ公差を吸収することができる。

（２） 前記単電池が、内部で発生したガスを外部に排出させる弁を有しており、前記電圧検出基板には、前記電池集合体に取り付けられたダクトに前記弁から排出されたガスを通過させて導く開口部が形成され、前記ダクトが、複数の前記電圧検出基板と一体構造とされていることを特徴とする上記（１）に記載の電池監視ユニット。

上記（２）の構成の電池監視ユニットによれば、複数の電圧検出基板がダクトと一体構造とされることで、単電池の内部で発生したガスを外部に排出させる機能を阻害することなく、ダクト及び電圧検出基板を電池集合体に一括取付けできる。これにより、組立が容易となる。また、部品点数が減り、部品管理の簡素化が可能となる。

（３） 前記各単電池における前記電極を覆う一対の電極嵌合凹部と前記電圧検出基板とを一体に絶縁樹脂でモールドしたハウジングと、前記電極嵌合凹部内で前記電極と前記電圧検出線とを電気的に接続するばね端子と、を有する電池監視モジュールが、前記単電池にそれぞれ取り付けられていることを特徴とする上記（１）に記載の電池監視ユニット。

上記（３）の構成の電池監視ユニットによれば、ハウジングに一対の電極嵌合凹部を備えた電池監視モジュールが、それぞれの単電池に装着される。ハウジングの電極嵌合凹部には、ばね端子が収容される。電池監視モジュールは、それぞれの電極嵌合凹部に一対の電極を挿入して単電池に装着される。それぞれの電極嵌合凹部に挿入された一対の電極は、ばね端子により電圧検出線と電気的に接続される。従って、この電池監視ユニットによれば、電池監視モジュールにより単電池における一対の電極をワンタッチで一度に電圧検出線に接続でき、電圧検出基板の取付け作業が容易となる。

本発明に係る電池監視ユニットによれば、単電池の数が増減しても、容易に電圧検出基板を追加、削減して対応できるとともに、各単電池間における電極のピッチ公差も吸収できる。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

本発明の第１実施形態に係る電池監視ユニットを備えた蓄電装置の構成を概略的に示した斜視図である。 図１に示した蓄電装置の平面図である。 図２に示した電圧検出基板の平面図である。 単電池の電極と電圧検出基板との接続部分を示す断面図である。 電池監視ユニットの回路構成を示す説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は図１に示した電池監視ユニットを備えた蓄電装置の組立工程の説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は同組立工程の説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は図１に示した蓄電装置における電池監視ユニットの変形例１の組立工程の説明図である。 同組立工程の説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は図１に示した蓄電装置における電池監視ユニットの変形例２の組立工程の説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は同組立工程の説明図である。 （ａ），（ｂ）は同組立工程の説明図である。 図１に示した蓄電装置における電池監視ユニットの回路ブロックを表す説明図である。 本発明の第２実施形態に係る電池監視ユニットを備えた蓄電装置の斜視図である。 （ａ）は本発明の第３実施形態に係る電池監視ユニットの電池監視モジュールを示した斜視図、（ｂ）は（ａ）に示した電池監視モジュールの断面図である。 図１５の（ｂ）に示した電池監視モジュールの電圧検出線と通信線の接続部分の要部拡大断面図である。 （ａ），（ｂ）は図１５に示した電池監視ユニットを備えた蓄電装置の組立工程の説明図である。 （ａ），（ｂ）は同組立工程の説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は同組立工程の説明図である。 図１６に示した電池監視モジュールにおける接続部分の変形例を示す要部拡大断面図である。 電池セルの両側から電圧検出線が引き出される従来の蓄電装置の説明図である。

以下、本発明に係る実施形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の第１実施形態に係る電池監視ユニット１１０を備えた蓄電装置１００の構成を概略的に示した斜視図、図２は図１に示した蓄電装置１００の平面図である。なお、本実施形態において、上下前後左右の方向は、図１に示した矢印の方向に従う。

本実施形態に係る電池監視ユニット１１０を備えた蓄電装置１００は、車両に搭載することができ、車両を走行させるための動力源として用いることができる。すなわち、蓄電装置１００は、出力された電気エネルギをモータ・ジェネレータによって運動エネルギに変換することにより車両を走行させることができる。また、蓄電装置１００は、車両の制動時に発生する運動エネルギを、モータ・ジェネレータによって電気エネルギに変換すれば、この電気エネルギを回生電力として蓄えることができる。

蓄電装置１００は、図１及び図２に示すように、前後方向に並んで配置された複数の単電池１１を有する。単電池１１としては、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池を用いることができる。ここで、複数の単電池１１は、電気的に直列に接続されている。すなわち、単電池１１の上面には、バスバー１３が配置される。バスバー１３は、前後方向で隣り合う２つの単電池１１を電気的に直列に接続する。蓄電装置１００を構成する単電池１１の数は、要求出力等に基づいて、適宜設定することができる。

単電池１１は、直方体状の電池本体２１と、この電池本体２１の上面２３の一端及び他端からそれぞれ突出した電極である一対の正極端子１５及び負極端子１７が設けられる。正極端子１５は、電池本体２１内の発電要素の正極板（集電板）と電気的に接続される。負極端子１７は、電池本体２１内の発電要素の負極板（集電板）と電気的に接続される。また、電池本体２１の上面２３には、弁２５が設けられる（図６、参照）。弁２５は、左右方向において、正極端子１５及び負極端子１７の間に設けられる。弁２５は、電池本体２１の内部で発生したガスを電池本体２１の外部に排出するために用いられる。

例えば、単電池１１の過充電などが行われると、主に電解液からガスが発生するおそれがある。電池本体２１は、密閉状態となっているため、ガスの発生に伴って、電池本体２１の内圧が上昇する。電池本体２１の内圧が弁２５の作動圧に到達すると、弁２５は、閉じ状態から開き状態に変化することにより、電池本体２１の外部にガスを排出させることができる。

弁２５としては、いわゆる破壊型の弁や、いわゆる復帰型の弁を用いることができる。破壊型の弁では、弁２５が閉じ状態から開き状態に不可逆的に変化する。例えば、電池本体２１の上面２３に彫刻を施すことにより、破壊型の弁を形成することができる。一方、復帰型の弁では、電池本体２１の内圧に応じて、弁２５が閉じ状態及び開き状態の間で可逆的に変化する。例えば、ばねを用いることにより、復帰型の弁を構成することができる。

本実施形態に係る蓄電装置１００の電池監視ユニット１１０は、電圧検出基板２７と、電圧検出線２９と、電子回路と、通信線３１と、を有する。

図３は図２に示した電圧検出基板２７の平面図、図４は単電池１１の正極端子（電極）１５と電圧検出基板２７との接続部分を示す断面図、図５は電池監視ユニット１１０の回路構成を示す説明図である。
電圧検出基板２７は、それぞれの単電池１１に取り付けられる。電圧検出基板２７には、回路印刷された電圧検出線２９及び電子回路が搭載される（図５参照）。電圧検出基板２７の左右方向両端には、正極端子１５及び負極端子１７と接続される正極端子穴３３及び負極端子穴３５が設けられている。正極端子穴３３と負極端子穴３５との間には、電池排煙口３７が穿設される。電圧検出基板２７の電池排煙口３７は、電池本体２１の弁２５と接続される。電池排煙口３７と正極端子穴３３との間、及び電池排煙口３７と負極端子穴３５との間のそれぞれには、チップヒューズ３９、セル監視ＩＣ４９等の電子回路４８が実装されている。

電圧検出基板２７は、正極端子穴３３及び負極端子穴３５の内周に、導体を設けたスルーホール４１を有している。スルーホール４１の導体は、電圧検出基板２７に回路印刷された電圧検出線２９に接続される。例えば正極端子穴３３に正極端子１５が挿通された電圧検出基板２７は、図４に示すように、ナット４３が正極端子１５に螺合される。これにより、正極端子１５は、正極端子穴３３を介して電圧検出線２９に電気的に接続される。

本実施形態に係る電池監視ユニット１１０は、複数の電圧検出基板２７の上面に、電池集合体４７の前後方向に延びるダクト４５が配置される。ダクト４５の底面は、電圧検出基板２７の上面と接触している。ダクト４５は、単電池１１の弁２５から排出されたガスを、電池排煙口３７を介して流入させ、電池集合体４７から遠ざける方向に移動させる。例えば、電池監視ユニット１１０を備えた蓄電装置１００を車両に搭載したときには、ダクト４５を用いることにより、弁２５から排出されたガスを車両の外部に排出させることができる。

本実施形態に係る蓄電装置１００の電池監視ユニット１１０では、単電池１１ごとに電圧検出基板２７が搭載される。電圧検出基板２７には、電圧検出線２９が設けられている。従って、電圧検出線２９は、複数の単電池１１で構成された電池集合体４７における各単電池１１の正極端子１５及び負極端子１７と電気的に接続される。

図５に示すように、電圧検出基板２７に設けられたセル監視ＩＣ４９は、電圧検出線２９に接続される。各単電池１１の電圧を検出するための電子回路４８は、チップヒューズ３９、抵抗５１，５９、コンデンサ５３、セル監視ＩＣ４９等を含む。また、本実施形態の電子回路４８は、サーミスタも搭載することができる。

電池監視ユニット１１０では、１つのセル監視ＩＣ４９が、１つの単電池１１を監視している。各単電池１１の正極端子１５及び負極端子１７は、電圧検出線２９を介してセル監視ＩＣ４９と接続されている。各電圧検出線２９には、チップヒューズ３９が設けられており、チップヒューズ３９は、単電池１１からセル監視ＩＣ４９に対して過大な電流が流れることを抑制するために用いられる。すなわち、単電池１１からセル監視ＩＣ４９に過大な電流が流れようとするときには、チップヒューズ３９が溶断することにより、単電池１１及びセル監視ＩＣ４９の接続を遮断することができる。

電圧検出線２９には、抵抗５１が設けられており、抵抗５１は、チップヒューズ３９と電気的に直列に接続されている。抵抗５１は、コンデンサ５３とともにＲＣフィルタを構成し、単電池１１の高周波ノイズ成分を遮断する。なお、抵抗５１は省略することができる。

電子回路４８にはｎｐｎ型のトランジスタ５５が設けられる。トランジスタ５５は、ベースが放電抵抗５７を介してセル監視ＩＣ４９に接続される。トランジスタ５５のエミッタは、単電池１１の負極端子１７と接続された電圧検出線２９に抵抗５１を介して接続され、コレクタは単電池１１の正極端子１５に接続された電圧検出線２９に抵抗５９を介して接続されている。ベースと放電抵抗５７の間には抵抗６１の一端が接続され、抵抗６１の他端はセル監視ＩＣ４９に接続される電圧検出線２９に接続される。

各単電池１１には、電圧検出線２９を介して、２つのコンデンサ５３が電気的に並列に接続されている。一方のコンデンサ５３の一端は、単電池１１の正極端子１５と接続された電圧検出線２９に抵抗５９を介して接続され、他端は単電池１１の負極端子１７と接続された電圧検出線２９に接続される。また、他方のコンデンサ５３の一端は、単電池１１の正極端子１５と接続された電圧検出線２９に抵抗５１を介して接続され、他端は単電池１１の負極端子１７と接続された電圧検出線２９に抵抗５１を介して接続される。

コンデンサ５３には、単電池１１の電荷がチャージされる。これにより、２つのコンデンサ５３の電圧値は、単電池１１の電圧値と等しくなる。セル監視ＩＣ４９は、２つのコンデンサ５３の電圧値を検出することにより、単電池１１の電圧値を取得することができる。単電池１１の正極端子１５と接続されたセル監視ＩＣ４９には、放電抵抗５７の一端が接続されている。また、放電抵抗５７の他端は、トランジスタ５５に接続されている。

放電抵抗５７は、複数の単電池１１における電圧値又はＳＯＣ（State of Charge）を均等化させるために用いられる。セル監視ＩＣ４９は、複数の単電池１１のそれぞれにおける電圧値を取得することができる。ここで、複数の単電池１１における電圧値にバラツキが発生しているときには、均等化処理を行うことができる。複数の単電池１１における電圧値がばらついた状態において、電池集合体４７の充放電を継続させると、特定の単電池１１の電圧値だけが、上限電圧又は下限電圧に到達してしまうことがある。この場合には、特定の単電池１１を除く、他の単電池１１では、充電又は放電が制限されてしまい、効率良く充放電を行うことができなくなってしまう。

そこで、均等化処理によって、電圧値のバラツキを抑制すれば、すべての単電池１１を効率良く充放電させることができる。均等化処理では、例えば、最も高い電圧値を示す単電池１１を特定し、この単電池１１を放電させることにより、放電電流を放電抵抗５７に流すことができる。単電池１１を放電させれば、単電池１１の電圧値を低下させることができる。このように、最も高い電圧値を示す単電池１１を放電させることにより、複数の単電池１１における電圧値のバラツキを抑制することができる。

ここで、セル監視ＩＣ４９は、放電抵抗５７と電気的に直列に接続されたスイッチを有しており、このスイッチをオンにすることにより、単電池１１の放電電流を放電抵抗５７に流すことができる。セル監視ＩＣ４９には、２つの電力ライン６３が接続されている。一方の電力ライン６３は、一端が抵抗６５を介して正極端子１５に接続され、他端がセル監視ＩＣ４９のＶＣＣ端子と接続される。他方の電力ライン６３は、一端が負極端子１７に接続され、他端がセル監視ＩＣ４９のＧＮＤ端子と接続されている。

セル監視ＩＣ４９には、サーミスタを接続することができる。サーミスタは、単電池１１の温度を検出するために用いられる。ここで、サーミスタの一端は、セル監視ＩＣ４９に接続され、サーミスタの他端は、接地される。ＶＣＣ端子から入力される電源電圧から、セル監視ＩＣ４９の内部における基準電圧が生成され、標準抵抗及びサーミスタによって分圧され、分圧された電圧値がセル監視ＩＣ４９に入力される。単電池１１の温度に応じて、サーミスタの抵抗値が変化すれば、セル監視ＩＣ４９に入力される電圧値も変化する。このため、セル監視ＩＣ４９は、入力される電圧値を監視することにより、単電池１１の温度を取得することができる。

通信線３１は、それぞれの単電池１１に搭載した電圧検出基板２７同士の間を接続することにより、複数の電圧検出基板２７と電池ＥＣＵ６７とを接続する。なお、通信線３１は、各電圧検出基板２７を電池ＥＣＵ６７に複数でそれぞれ接続して通信してもよいし、一括接続して多重通信してもよい。通信線３１は、多重通信の場合、単線の被覆電線を用いることができる。また、各電圧検出基板２７を電池ＥＣＵ６７に複数でそれぞれ接続する場合には、フラットケーブル、ＦＰＣ、ＦＦＣ等を用いることができる。通信線３１は、電圧検出基板２７に対し、溶接、圧接等により電気的に接続することができる。

次に、上記構成を有する電池監視ユニット１１０を備えた蓄電装置１００の組立方法を説明する。
図６〜図７は図１に示した電池監視ユニット１１０を備えた蓄電装置１００の組立工程の説明図である。
電池監視ユニット１１０を組み立てるには、先ず、図６の（ａ），（ｂ）に示すように、単電池１１の数に対応した電圧検出基板２７と通信線３１とを接続する。

次いで、図６の（ｃ）に示すように、通信線３１により左側が一体に接続された複数の電圧検出基板２７を、電池集合体４７に組み付ける。電池集合体４７は、必要な数の単電池１１が、バスバー１３で接続されている。
図７の（ａ）に示すように、それぞれの電圧検出基板２７は、正極端子穴３３に正極端子１５が挿通され、負極端子穴３５に負極端子１７が挿通される。また、それぞれの電圧検出基板２７の電池排煙口３７は、単電池１１の弁２５に一致して配置される。そして、正極端子１５及び負極端子１７に螺合されたナット４３により、電圧検出基板２７が電池本体２１の上面２３に固定される。

次いで、図７の（ｂ）に示すように、複数の電圧検出基板２７の上面に、ダクト４５を組み付ける。ダクト４５は、電圧検出基板２７の電池排煙口３７と連通させて組み付ける。
最後に、図７の（ｃ）に示すように、電池集合体４７の前面に電池ＥＣＵ６７が組み付けられ、通信線３１が接続されて電池監視ユニット１１０を備えた蓄電装置１００の組み付けが完了する。

次に、図８〜図９に基づいて、蓄電装置１００における電池監視ユニット１１０の組立方法の変形例１を説明する。
この変形例１の組立方法では、先ず、図８の（ａ），（ｂ）に示すように、単電池１１の数に対応した電圧検出基板２７の左側に通信線３１が一体に接続され、且つ一体となった電圧検出基板２７にダクト４５が予め組み付けられる。

次いで、図８の（ｃ）に示すように、一体となった電圧検出基板２７、通信線３１及びダクト４５が、電池監視ユニット１１０として電池集合体４７に組み付けられる。電池集合体４７は、必要な数の単電池１１が、バスバー１３で接続されている。
そして、図９に示すように、正極端子１５及び負極端子１７に螺合されたナット４３により、一体となった電圧検出基板２７、通信線３１及びダクト４５が、電池監視ユニット１１０として電池集合体４７に固定される。
最後に、電池集合体４７の前面に電池ＥＣＵ６７が組み付けられ、通信線３１が接続されて電池監視ユニット１１０を備えた蓄電装置１００の組み付けが完了する。

次に、図１０〜図１２に基づいて、蓄電装置１００における電池監視ユニット１１０の組立方法の変形例２を説明する。
この変形例２の組立方法では、先ず、図１０の（ａ），（ｂ）に示すように、単電池１１の単体に、電圧検出基板２７をそれぞれ組み付ける。

次いで、図１０の（ｃ）に示すように、電圧検出基板２７を組み付けた単電池１１が、必要なセル分、組み合わせられる。
そして、図１１の（ａ），（ｂ）に示すように、バスバー１３が、複数の単電池１１における正極端子１５及び負極端子１７に組み付けられ、これら複数の単電池１１を電気的に接続する。

次いで、図１１の（ｃ）に示すように、電池集合体４７の左側に配設された通信線３１が、電池集合体４７に組み付けられた複数の電圧検出基板２７にそれぞれ接続される。

次いで、図１２の（ａ）に示すように、複数の電圧検出基板２７の上面に、ダクト４５が組み付けられる。ダクト４５は、電圧検出基板２７の電池排煙口３７と連通させて組み付ける。
最後に、図１２の（ｂ）に示すように、電池集合体４７の前面に電池ＥＣＵ６７が組み付けられ、通信線３１が接続されて電池監視ユニット１１０を備えた蓄電装置１００の組み付けが完了する。

次に、上記した構成の作用を説明する。
本実施形態に係る蓄電装置１００では、図１３に示すように、各単電池１１に取り付けられた複数の電圧検出基板２７と電池ＥＣＵ６７とを通信線３１で接続することにより、電池監視ユニット１１０が構成されている。そこで、単電池１１の数が増減しても、容易に電圧検出基板２７を追加、削減して対応することができる。また、電圧検出線２９を電圧検出基板２７に回路印刷したり、通信線３１を電池集合体４７の片側に寄せて配置したりすることも容易なので、配線を簡素化できる。

更に、電池監視ユニット１１０は、各単電池１１に電圧検出基板２７が取り付けられる。これら電圧検出基板２７同士は、通信線３１により接続される。そこで、複数の電圧検出基板２７を繋ぐ通信線３１は、各単電池１１間におけるセルの個体差、膨張等による正極端子１５と負極端子１７のピッチ公差を吸収することができる。

これに加え、電池監視ユニット１１０では、各単電池１１の電圧を検出するための電子回路４８が電圧検出基板２７に搭載されたので、その分だけ電池ＥＣＵ６７の小サイズ化が可能となる。これにより、部品小型化、軽量化、部品低背化が実現する。また、単電池１１ごとに、電圧検出基板２７を交換できるので、部品交換性が向上する。更に、電圧検出線２９のチップヒューズ３９が、単電池１１の直近の上流回路に設けられるので、高圧安全性を向上させることができる。

次に、本発明の第２実施形態に係る電池監視ユニットを備えた蓄電装置について説明する。
図１４は電圧検出基板２７とダクト４５を一体とした第２実施形態に係る電池監視ユニット１１０Ａを備えた蓄電装置１００Ａの斜視図である。本第２実施形態において、上記第１実施形態で説明した構成と同一の構成には同一の符号を付し重複する説明は省略する。
本第２実施形態に係る電池監視ユニット１１０Ａを備えた蓄電装置１００Ａは、上記第１実施形態の蓄電装置１００の構成と同様、単電池１１が、内部で発生したガスを外部に排出させる弁２５を有している。電圧検出基板２７には、電池集合体４７に取り付けられたダクト４５に弁２５から排出されたガスを通過させて導く電池排煙口３７が形成されている。一方、ダクト４５は、複数の電圧検出基板２７と一体構造とされている。そこで、このダクト４５には、それぞれの電圧検出基板２７と接続される通信線３１が一体に設けられている。

電圧検出基板２７とダクト４５は、予め一体にモールド成形されてもよく、それぞれ別体に形成された後に、機械的に結合されて一体構造とされてもよい。

本第２実施形態の電池監視ユニット１１０Ａでは、複数の電圧検出基板２７がダクト４５と一体構造とされることで、単電池１１の内部で発生したガスを外部に排出させる機能を阻害することなく、ダクト４５及び電圧検出基板２７を電池集合体４７に一括取付けできる。これにより、組立が容易となる。また、部品点数が減り、部品管理の簡素化が可能となる。

次に、本発明の第３実施形態に係る電池監視ユニット２１０を説明する。
図１５の（ａ）は本発明の第３実施形態に係る電池監視ユニット２１０の電池監視モジュール７５を示した斜視図、図１５の（ｂ）は図１５の（ａ）に示した電池監視モジュール７５の断面図、図１６は図１５の（ｂ）に示した電池監視モジュール７５の電圧検出線２９と通信線３１の接続部分の要部拡大断面図である。なお、本第３実施形態において、上記第１実施形態で説明した構成と同一の構成には同一の符号を付し重複する説明は省略する。
図１５及び図１６に示すように、本第３実施形態に係る電池監視ユニット２１０は、電池監視モジュール７５を有する。電池監視モジュール７５は、電圧検出基板８３と、ハウジング７７と、ばね端子７９と、を有する。

ハウジング７７は、各単電池１１における正極端子１５及び負極端子１７を覆う一対の電極嵌合凹部８１と電圧検出基板８３とを一体に絶縁樹脂でモールドして形成される。電圧検出基板８３は、ばね端子７９により正極端子１５及び負極端子１７と接触されるため、上記電圧検出基板２７に形成されたような正極端子穴３３及び負極端子穴３５は不要となる。また、電圧検出基板８３は、ハウジング７７に形成したダクト収容凹部８５の上面に設けられるため、上記電圧検出基板２７に形成されたような電池排煙口３７も不要となる。

電池監視モジュール７５に設けられた一対のばね端子７９は、それぞれの電極嵌合凹部８１内で正極端子１５と電圧検出線２９、負極端子１７と電圧検出線２９とを電気的に接続する。電池監視モジュール７５は、例えば電池本体２１の上面２３との間に設けた係止構造８４により単電池１１に固定することができる。この係止構造８４により単電池１１に固定された電池監視モジュール７５は、ばね端子７９の弾性復元力を利用してばね端子７９を正極端子１５及び負極端子１７にそれぞれ付勢して弾性接触させることができる。

電池監視モジュール７５は、電圧検出基板８３がハウジング７７にモールドにより埋入されており、通信線３１は、単電池１１と電池監視モジュール７５との間に配置されている。そして、電池監視モジュール７５は、下面に突出する圧接刃８７を有する。電池本体２１の上面２３には、例えば圧接刃回避凹部８９が形成される。
なお、ばね端子７９は、コイルばねに限らず、板ばねとすることもできる。

次に、本第３実施形態に係る電池監視ユニット２１０を備えた蓄電装置２００の組立方法を説明する。
電池監視ユニット２１０を備えた蓄電装置２００を組み立てるには、先ず、図１７の（ａ），（ｂ）に示すように、バスバー１３が複数の単電池１１における正極端子１５及び負極端子１７に組み付けられ、これら複数の単電池１１が電気的に接続された電池集合体４７に、ダクト４５が組み付けられる。ダクト４５は、電池本体２１の弁２５を覆うように配置される。

次いで、図１８の（ａ），（ｂ）に示すように、ダクト４５が組み付けられた電池集合体４７の左側に沿って、通信線３１が配置される。
そして、図１９の（ａ）に示すように、単電池１１の数に応じた電池監視モジュール７５を揃える。

次いで、図１９の（ｂ）に示すように、ハウジング７７に一対の電極嵌合凹部８１を備えた電池監視モジュール７５を順次、電池集合体４７の単電池１１へとそれぞれ組み付ける。
ハウジング７７の電極嵌合凹部８１には、ばね端子７９が収容されている。電池監視モジュール７５は、それぞれの電極嵌合凹部８１に正極端子１５と負極端子１７が挿入されるようにして単電池１１に装着される。それぞれの電極嵌合凹部８１に挿入された一対の正極端子１５及び負極端子１７は、ばね端子７９により電圧検出線２９と電気的に接続される。従って、この電池監視ユニット２１０では、電池監視モジュール７５により単電池１１における一対の正極端子１５及び負極端子１７をワンタッチで電圧検出線２９に接続でき、電圧検出基板８３の取付け作業が容易となる。

また、この電池監視ユニット２１０によれば、通信線３１が電池集合体４７における上面の所定位置に載置され、電池監視モジュール７５が係止構造８４により固定されることで、電圧検出基板８３と通信線３１とを圧接刃８７により容易に圧接接続することも可能となる。
最後に、図１９の（ｃ）に示すように、電池集合体４７の前面に電池ＥＣＵ６７が組み付けられ、通信線３１が接続されて電池監視ユニット２１０を備えた蓄電装置２００の組み付けが完了する。

図２０は図１６に示した電池監視モジュール７５における接続部分の変形例を示す要部拡大断面図である。
変形例に係る電池監視モジュール９１は、ハウジング９３の上面に、電圧検出基板９５が表出して一体に設けられている。電池監視モジュール９１のそれぞれの電圧検出基板９５には、通信線３１が溶接等により接続可能となっている。
この変形例に係る電池監視モジュール９１によれば、ハウジング９３の構造を簡素にできる。

以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば上記の構成例では、電極が極柱である場合を例に説明したが、電極は、平板電極であってもよい。従って、電圧検出線２９やバスバー１３と、電極との接続は、ネジ締結に限らず、溶接等であってもよい。また、電圧検出線２９は、基板上の回路印刷に限らず、通常の被覆電線やフラットケーブル、ＦＰＣ、ＦＦＣ等を含むものであってもよい。

従って、本実施形態に係る電池監視ユニット１１０、１１０Ａ、２１０によれば、単電池１１の数が増減しても、容易に電圧検出基板２７，８３を追加、削減して対応できるとともに、各単電池１１間における正極端子１５と負極端子１７のピッチ公差も吸収できる。

ここで、上述した本発明に係る電池監視ユニットの実施形態の特徴をそれぞれ以下に簡潔に纏めて列記する。
［１］ 複数の単電池（１１）で構成された電池集合体（４７）における各単電池の電極（正極端子１５及び負極端子１７）と電気的に接続される電圧検出線（２９）と、
前記電圧検出線に接続され、前記各単電池の電圧を検出するための電子回路（４８）と、
前記電圧検出線及び前記電子回路が搭載され、前記単電池にそれぞれ取り付けられる複数の電圧検出基板（２７，８３）と、
前記複数の電圧検出基板と電池ＥＣＵ（６７）とを接続する通信線（３１）と、
を備えることを特徴とする電池監視ユニット（１１０，１１０Ａ，２１０）。
［２］ 前記単電池が、内部で発生したガスを外部に排出させる弁（２５）を有しており、
前記電圧検出基板には、前記電池集合体に取り付けられたダクト（４５）に前記弁から排出されたガスを通過させて導く開口部（電池排煙口３７）が形成され、
前記ダクトが、複数の前記電圧検出基板と一体構造とされていることを特徴とする上記［１］に記載の電池監視ユニット（１１０，１１０Ａ）。
［３］ 前記各単電池における前記電極を覆う一対の電極嵌合凹部（８１）と前記電圧検出基板（８３）とを一体に絶縁樹脂でモールドしたハウジング（７７）と、前記電極嵌合凹部内で前記電極と前記電圧検出線とを電気的に接続するばね端子（７９）と、を有する電池監視モジュール（７５）が、
前記単電池にそれぞれ取り付けられていることを特徴とする上記［１］に記載の電池監視ユニット（２１０）。

１１…単電池
１５…正極端子（電極）
１７…負極端子（電極）
２５…弁
２７…電圧検出基板
２９…電圧検出線
３１…通信線
３７…電池排煙口（開口部）
４５…ダクト
４７…電池集合体
４８…電子回路
４９…セル監視ＩＣ
６７…電池ＥＣＵ
７５…電池監視モジュール
７７…ハウジング
７９…ばね端子
８１…電極嵌合凹部
１１０、１１０Ａ、２１０…電池監視ユニット

Claims (3)

1. 複数の単電池で構成された電池集合体における各単電池の電極と電気的に接続される電圧検出線と、
   前記電圧検出線に接続され、前記各単電池の電圧を検出するための電子回路と、
   前記電圧検出線及び前記電子回路が搭載され、前記単電池にそれぞれ取り付けられる複数の電圧検出基板と、
   前記複数の電圧検出基板と電池ＥＣＵとを接続する通信線と、
   を備えることを特徴とする電池監視ユニット。
2. 前記単電池が、内部で発生したガスを外部に排出させる弁を有しており、
   前記電圧検出基板には、前記電池集合体に取り付けられたダクトに前記弁から排出されたガスを通過させて導く開口部が形成され、
   前記ダクトが、複数の前記電圧検出基板と一体構造とされていることを特徴とする請求項１に記載の電池監視ユニット。
3. 前記各単電池における前記電極を覆う一対の電極嵌合凹部と前記電圧検出基板とを一体に絶縁樹脂でモールドしたハウジングと、前記電極嵌合凹部内で前記電極と前記電圧検出線とを電気的に接続するばね端子と、を有する電池監視モジュールが、
   前記単電池にそれぞれ取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の電池監視ユニット。

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