JP2020013653A - 監視装置 - Google Patents
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Abstract
Description
電池セルの電圧を監視する監視部(10)と、
連結端子と監視部とを接続する配線部(30)と、を有し、
配線部は、
複数の電池セルの形成面に対向する態様で、第1電極端子群と第2電極端子群との間に設けられる可撓基板(35)と、
可撓基板から延びた複数の突起部(36)と、
可撓基板と突起部それぞれに形成された配線パターン(34)と、を有し、
複数の突起部のうちの少なくとも1つが屈曲して所定方向と離間方向に延びることで、突起部に形成された配線パターンが連結端子に接続される。
図1〜図14に基づいて本実施形態に係る電池パックの監視装置を説明する。本実施形態では、電池パックがハイブリッド自動車に適用された例を説明する。
電池パック400はハイブリッド自動車の電気負荷に電力供給する機能を果たす。この電気負荷には、動力供給源および発電源としての機能を果たすモータジェネレータが含まれている。例えばこのモータジェネレータが力行する場合、電池パック400は放電してモータジェネレータに電力供給する。モータジェネレータが発電する場合、電池パック400は発電によって生じた発電電力を充電する。
上記したように電池モジュール200は電池スタック210を有する。また電池モジュール200は電池スタック210を収容する電池ケース(図示略)を有する。この電池ケースは筐体と蓋部を有する。筐体はアルミダイカストで製造される。また筐体は鉄やステンレスをプレス加工することで製造することもできる。蓋部は樹脂材料、若しくは、金属材料で形成される。
図1に示すように監視装置100は、複数の電池セル220それぞれの電圧を監視する監視部10、および、監視部10と複数の電池セル220それぞれとを電気的に接続する配線部30を有する。
上記したように電池スタック210は複数の電池セル220を有する。図2に示すように電池セル220は四角柱形状を成す。電池セル220は6面を有する。
次に、図1および図6に基づいて監視装置100の回路構成を説明する。
次に、電池セル220の電極端子に接続される直列端子223と出力端子224を詳説する。それに当たって、以下においては9個の電池セル220を直列接続する8個の直列端子223に、電位が高くなるにしたがって数の大きくなる番数を付与して、第1直列端子223a〜第8直列端子223hと示す。また、最低電位の負極端子222に接続される出力端子224を最低出力端子224aと示す。最高電位の正極端子221に接続される出力端子224を最高出力端子224bと示す。
次に図3〜図9に基づいて配線部30の構成を詳説する。上記したように配線部30は表配線部31と裏配線部32を有する。表配線部31と裏配線部32はそれぞれフレキシブル基板33と複数の配線パターン34を有する。表配線部31が第1配線部に相当する。裏配線部32が第2配線部に相当する。
上記にしたように表配線部31と裏配線部32は同一構成である。これら表配線部31と裏配線部32は横方向に離間して並んだ状態で配線基板11に接続される。そして表配線部31と裏配線部32は表裏反転して配線基板11に接続される。
上記にしたように表配線部31と裏配線部32は表裏反転して配線基板11に接続されている。そのために表配線部31と裏配線部32では電池スタック210への搭載態様が異なっている。
次に、図5〜図9に基づいて突起部36の構成を詳説する。
次に、監視装置100の作用効果を説明する。上記したように、配線パターン34の形成された突起部36が、屈曲することで縦方向と横方向に延びる構成となっている。そのため、電池スタック210の設計変更などによって直列端子223および出力端子224と突起部36との相対的な位置にズレが生じたとしても、突起部36に形成された配線パターン34を直列端子223と出力端子224に接続することができる。
本実施形態では、図4に示すよう裏配線部32は、出っ張り部37と母板35における出っ張り部37の連結部位側も表面11a上に位置する態様で、配線基板11に接続される例を示した。しかしながら図14に示すように、表配線部31と裏配線部32の先端を縦方向にセル幅ずらした状態で、裏配線部32の出っ張り部37だけが表面11a上に位置する態様で、裏配線部32を配線基板11に接続する構成を採用することもできる。図14では、裏配線部32を屈曲することで、図4において表面11a上に位置した母板35における出っ張り部37の連結部位側を、母板35における電池スタック210に設けられる部位に重ねて配置している。これによれば、配線基板11と配線部30の重なり領域の増大が抑制される。配線基板11における第1電子素子12の搭載領域の減少が抑制される。配線基板11の体格の増大が抑制される。
次に、第2実施形態を図15〜図19に基づいて説明する。以下に示す各実施形態に係る監視装置100は上記した実施形態によるものと共通点が多い。そのため以下においては共通部分の説明を省略し、異なる部分を重点的に説明する。また以下においては上記した実施形態で示した要素と同一の要素には同一の符号を付与する。
次に、第3実施形態を図20−図22に基づいて説明する。
本実施形態では、異なる構成の表配線部31と裏配線部32を有する例を示した。しかしながら係る構成の場合、図23に示すように表配線部31と裏配線部32とが一枚のフレキシブル基板33を共有する構成を採用することもできる。本実施形態で示したように、表配線部31と裏配線部32とに分かれた構成でなくともよい。
次に、第4実施形態を図24−図26に基づいて説明する。
係る構成において、第2の変形例と同様にして、図27に示すように表配線部31と裏配線部32とが一枚のフレキシブル基板33を共有する構成を採用することもできる。表配線部31と裏配線部32とに分かれた構成でなくともよい。
次に、第5実施形態を図28〜図32に基づいて説明する。
本実施形態ではフレキシブル基板33にヒューズ61とインダクタ62が設けられる例を示した。これに対して、ヒューズ61とインダクタ62の他に、例えばツェナーダイオード15、並列コンデンサ16、および、抵抗17がフレキシブル基板33に設けられる構成を採用することもできる。
本実施形態では配線パターン34が表面33aに形成される例を示した。しかしながら配線パターン34が裏面33bに形成された構成を採用することもできる。配線パターン34が表面33aと裏面33bの両方に形成された構成を採用することもできる。
各実施形態では電池モジュール200が1つの電池スタック210を有する例を示した。しかしながら電池モジュール200は複数の電池スタック210を有してもよい。この場合、電池モジュール200の筐体には各電池スタック210に対応する収容空間が構成される。これら複数の収容空間は横方向に並んで設けられる。
本実施形態では電池パック400をハイブリッド自動車に適用した例を示した。しかしながら電池パック400は例えばプラグインハイブリッド自動車や電気自動車に適用することもできる。
Claims (10)
- 正極端子(221)と負極端子(222)が離間する態様で形成面(220a)に形成された複数の電池セル(220)が、前記形成面に沿いなおかつ前記正極端子と前記負極端子の離間する離間方向に交差する所定方向に並ぶことで、前記正極端子と前記負極端子とが前記所定方向で交互に並ぶ第1電極端子群(211)と、前記第1電極端子群とは前記正極端子と前記負極端子の並びが逆の第2電極端子群(212)と、が構成され、前記正極端子と前記負極端子のうちの少なくとも一方に連結端子(223,223a〜223h,224,224a,224b)が連結された電池スタック(210)に接続される監視装置(100)であって、
前記電池セルの電圧を監視する監視部(10)と、
前記連結端子と前記監視部とを接続する配線部(30)と、を有し、
前記配線部は、
複数の前記電池セルの前記形成面に対向する態様で、前記第1電極端子群と前記第2電極端子群との間に設けられる可撓基板(35)と、
前記可撓基板から延びた複数の突起部(36)と、
前記可撓基板と前記突起部それぞれに形成された配線パターン(34)と、を有し、
複数の前記突起部のうちの少なくとも1つが屈曲して前記所定方向と前記離間方向に延びることで、前記突起部に形成された前記配線パターンが前記連結端子に接続される監視装置。 - 前記形成面に前記可撓基板が設けられた状態における、前記可撓基板と前記連結端子における前記配線パターンとの接続点との前記離間方向の距離をα、前記電池セルの前記所定方向の長さの半分をβとすると、前記突起部の前記可撓基板から延びた長さは、(α2+β2)0.5以上長い請求項1に記載の監視装置。
- 前記突起部には、前記突起部の前記可撓基板から延びる方向に対して交差する方向の幅を局所的に狭くする切欠き(36b)が形成されている請求項1または請求項2に記載の監視装置。
- 前記突起部には、前記突起部の前記可撓基板から延びる方向に対して交差する方向に並ぶ、複数の断続的な切れ目(36a)が形成されている請求項1〜3いずれか1項に記載の監視装置。
- 複数の断続的な前記切れ目は、前記突起部に形成された前記配線パターンを横断する態様で前記突起部に形成されており、
前記配線パターンにおける前記突起部に形成された部位の前記切れ目の形成方向の幅は、複数の断続的に並ぶ前記切れ目のうちの1つの前記切れ目よりも長い請求項4に記載の監視装置。 - 前記配線部として、前記可撓基板、前記突起部、および、前記配線パターンを備える、同一形状の第1配線部(31)と第2配線部(32)を有し、
前記第1配線部の前記可撓基板の表面(33a)の裏側の裏面(33b)が複数の前記電池セルの前記形成面に対向する態様で、前記第1配線部は前記第1電極端子群と前記第2電極端子群との間における前記第1電極端子群側に設けられ、
前記第2配線部の前記可撓基板の前記表面が複数の前記電池セルの前記形成面に対向する態様で、前記第2配線部は前記第1電極端子群と前記第2電極端子群との間における前記第2電極端子群側に設けられる請求項1〜5いずれか1項に記載の監視装置。 - 前記連結端子は、前記所定方向に隣接して並ぶ2つの前記電池セルのうちの一方の前記正極端子(221)と他方の前記負極端子(222)とを接続する直列端子(223,223a〜223h)を有し、
前記突起部に形成された前記配線パターンは、前記直列端子における前記正極端子との第1接続部位と前記負極端子との第2接続部位との間の中点(CP)に接続される請求項1〜6いずれか1項に記載の監視装置。 - 前記連結端子は、前記所定方向に隣接して並ぶ2つの前記電池セルのうちの一方の前記正極端子(221)と他方の前記負極端子(222)とを接続する直列端子(223,223a〜223h)を有し、
前記直列端子は、前記所定方向に延びて前記正極端子と前記負極端子とに接続される連結部(225)と、前記連結部における前記正極端子との第1接続部位と前記負極端子との第2接続部位との間の中点から延びた接続部(226)と、を有し、
前記突起部は前記接続部に接続される請求項1〜6いずれか1項に記載の監視装置。 - 前記接続部は、前記連結部の前記中点から前記離間方向に延びている請求項8に記載の監視装置。
- 前記監視部は,前記連結端子の電圧を検出する電圧検出回路(20)を有し、
前記電圧検出回路の入力端子に前記配線パターンが接続されており、
前記電圧検出回路の入力インピーダンスは出力インピーダンスよりもハイインピーダンスとなっている請求項1〜9いずれか1項に記載の監視装置。
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