JP2021064491A - 蓄電装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】回路基板を水没した状態から早期に回路動作の復帰をさせる。【解決手段】基板ケース50は、側面エンドプレート120に対向して搭載されるとともに、回路基板31を収容する内部空間を有する。基板ケース50は、内部空間と基板ケース50の外部とを連通させる第1連通孔54hを重力方向Zの下端に備える。【選択図】図2
Description
本発明は、蓄電装置に関する。
EV(Electric Vehicle)やPHV(Plug in Hybrid Vehicle)などの車両には、原動機となる電動機への供給電力を蓄える蓄電装置が搭載されている。蓄電装置は、電池ケース内に電極組立体が収容された二次電池と、二次電池の電圧や温度を監視するための回路基板と、を備える。
回路基板は、特許文献1に記載のジャンクションボックスの配置位置のように、電池ケースの重力方向の上端面より高い位置に配置することが考えられる。この場合、万一蓄電装置が水没しても回路基板にまで水が到達しにくくなるため、回路基板が水没しにくくなる。その一方で、蓄電装置の低背化を目的として、特許文献2に記載の蓄電装置のように、重力方向に沿って延びる電池ケースの側面に対向して回路基板を配置することも考えられる。この場合では、二次電池の上端面より高い位置に回路基板を配置する場合よりも、蓄電装置の水没時に回路基板が水没しやすくなる。
ところで、特許文献2に記載の回路基板は、異物の侵入防止や外部からの絶縁を目的として、基板ケースの内部に収容された状態で蓄電装置に搭載される。しかし、蓄電装置の水没時には、基板ケースの隙間を介して基板ケースの内部に水が侵入することで、基板ケース内に溜まった水によって回路基板が水没した状態となるおそれがある。そのため、回路基板が水没した状態から早期に水抜きされて短絡状態を回避後に回路動作の復帰ができることが望まれていた。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、回路基板が水没した状態から早期に回路動作の復帰ができる蓄電装置を提供することにある。
上記課題を解決する蓄電装置は、電池ケース内に電極組立体が収容されてなる二次電池と、前記電池ケースの重力方向に沿って延びる電池ケース側面に対向して搭載されるとともに回路基板を収容する内部空間を有する基板ケースと、を備える蓄電装置であって、前記基板ケースは、前記内部空間と前記基板ケースの外部とを連通させる連通孔を重力方向下端に備えることを特徴とする。
上記構成によれば、蓄電装置が水没から復旧したとき、基板ケース内に溜まった水が基板ケースの隙間のほか、連通孔からも排出される。連通孔は基板ケースの重力方向下端に位置しているため、基板ケース内に溜まった水の水位によらず、連通孔を介して基板ケース内から排水されやすい。したがって、基板ケースが連通孔を備えない場合と比較して、基板ケース内からの排水に要する時間が短くなることにより、回路基板が水没した状態から早期に回路動作の復帰ができる。
蓄電装置において、前記連通孔を第1連通孔とするとき、前記基板ケースは、前記基板ケースの重力方向上端よりも下側であって、且つ前記第1連通孔よりも重力方向上側に位置するとともに、前記内部空間と前記基板ケースの外部とを連通させる第2連通孔を備え、前記回路基板は、前記第2連通孔よりも重力方向上側に位置するとともに、前記二次電池の電圧を計測する制御部を備えることが好ましい。
上記構成によれば、基板ケース内に溜まった水が、第1連通孔及び第2連通孔から排出される。そのため、基板ケースが第2連通孔を備えない場合と比較して、基板ケース内からの排水に要する時間が短くなることにより、回路基板が水没した状態からより早期に回路動作の復帰ができる。また、基板ケース内からの排水が進むと、回路基板における第2連通孔よりも重力方向上側に位置する制御部が、そのほかの回路基板の部分よりも先に水没した状態から回路動作が復帰する。そのため、制御部による二次電池の電圧計測を早期に再開できる。
蓄電装置は、前記電池ケース側面に沿う方向のうち、前記重力方向と交差する方向が並設方向となるように複数並設されることが好ましい。蓄電装置において、前記第2連通孔は、前記基板ケースを前記並設方向に貫通し、前記第2連通孔には、前記制御部に接続されるコネクタが挿入され、前記コネクタは、前記コネクタから延びる配線を介して前記並設方向において隣り合う前記蓄電装置の前記制御部同士を接続することが好ましい。
仮に第2連通孔を基板ケースの重力方向下端に設ける場合、並設方向において隣り合う蓄電装置の制御部同士をコネクタ及び配線によって繋ぐには、コネクタから延びる配線を屈曲させる必要があり、配線に作用する応力が大きくなる。この点、上記構成によれば、第2連通孔に挿入されるコネクタの配線を並設方向に沿って延設できる。したがって、配線を屈曲させる必要がないため、配線に作用する応力を低減できる。
蓄電装置において、前記二次電池の電池温度に応じて抵抗値が変化するサーミスタを備え、前記制御部は、前記サーミスタと分圧抵抗とで分圧された電圧に基づいて前記電池温度を計測し、前記分圧抵抗は、前記回路基板に位置するとともに、前記第2連通孔よりも重力方向下側に位置することが好ましい。
回路基板が水没した際、第1連通孔及び第2連通孔から排水が進むと、第2連通孔よりも重力方向上側の制御部が水没から回路動作が復帰する。制御部が水没から回路動作が復帰したタイミングでは、第2連通孔よりも重力方向下側に位置する分圧抵抗がまだ水没から復帰しないため、制御部は分圧抵抗を用いた電池温度の計測が行えない。その一方で、制御部は水没から復帰しているため、二次電池の電圧の計測は行えるようになる。したがって、二次電池の電圧の計測を優先させて先に再開させることができる。
蓄電装置において、前記制御部から前記電池温度の計測値を受信するとともに、前記制御部から受信した前記電池温度が異常値であることに基づいて前記回路基板が水没していると判定する上位制御部を備えることが好ましい。
分圧抵抗が水没した状態では、制御部が分圧抵抗を用いた電池温度の計測が行えないことにより電池温度が異常値として計測される。上記構成によれば、上位制御部は制御部から受信した電池温度が異常値であることに基づいて回路基板が水没していることを判定できるため、簡易な構成によって回路基板が水没していることを判定できる。
蓄電装置において、前記二次電池を複数並べて備えるとともに、複数の前記二次電池のうちの2つ以上の前記二次電池に前記サーミスタがそれぞれ設けられ、前記回路基板は、前記分圧抵抗を複数備え、2つ以上の前記二次電池に設けられた前記サーミスタのうちの1つと複数の前記分圧抵抗のうちの1つとを組み合わせたものを計測組とするとき、前記制御部は、複数の前記計測組において分圧された電圧を計測することにより前記電池温度を複数計測し、前記上位制御部は、前記制御部から受信した複数の前記電池温度が全て異常値であることに基づいて前記回路基板が水没していると判定することが好ましい。
サーミスタが短絡した場合にも制御部によって電池温度が異常値として計測される。上記構成では、制御部によって複数計測された電池温度の全てが異常値であることに基づいて回路基板が水没していると判定している。2つ以上の二次電池に設けられたサーミスタのいずれかが短絡している場合には、異常値と正常値の両方の電池温度を上位制御部が受信するため、上位制御部は回路基板が水没していると判定しない。したがって、サーミスタの短絡と区別して回路基板が水没していることを判定できるため、回路基板の水没判定の精度を向上できる。
この発明によれば、回路基板が水没した状態から早期に回路動作の復帰ができる。
以下、蓄電装置を電池モジュールに具体化した一実施形態について、図1〜図8にしたがって説明する。
図1に示すように、電池モジュール10は、複数の二次電池11を備える。二次電池11は、リチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池である。二次電池11は、電池ケース12を備える。二次電池11の電池ケース12は、扁平な四角箱状である。電池モジュール10は、車両におけるEVやPHVの電源として搭載されている。
図1に示すように、電池モジュール10は、複数の二次電池11を備える。二次電池11は、リチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池である。二次電池11は、電池ケース12を備える。二次電池11の電池ケース12は、扁平な四角箱状である。電池モジュール10は、車両におけるEVやPHVの電源として搭載されている。
電池ケース12には電極組立体12aが収容されている。電極組立体12aは正極と負極を備えている。電池ケース12は、電極組立体12aを収容する有底箱状のケース本体13と、ケース本体13の開口部を閉塞する蓋14と、から構成されている。ケース本体13は、長方形状の底壁13aと、底壁13aの長縁部から立設する一対の長側壁13bと、底壁13aの短縁部から立設する一対の短側壁13cと、を有する。電池ケース12のうち、蓋14が重力方向Zにおける上側に位置するとともに、底壁13aが重力方向Zにおける下側に位置する。一対の長側壁13b及び一対の短側壁13cは、重力方向Zに沿う方向に底壁13aからそれぞれ立設している。なお、底壁13aの短縁部の延びる方向を第1方向Xという。底壁13aの長縁部の延びる方向を第2方向Yという。電池モジュール10においては、電池ケース12の第1方向Xに沿って複数の二次電池11が並んでいる。なお、複数の二次電池11における長側壁13bのうち、電池モジュール10における第1方向Xの一端に位置する長側壁13bを最外長側壁113bという。最外長側壁113bにおける電池ケース12の外側面を電池ケース側面113sという。電池ケース側面113sに沿う方向のうち、重力方向Zと直交する方向が第2方向Yとなる。本実施形態における電池モジュール10は、第2方向Yに電池ケース側面113sが並ぶように複数並設されている。すなわち、複数の電池モジュール10は、電池ケース側面113sに沿う方向のうち、重力方向Zと交差する方向が並設方向となるように並んでいる。
各電池モジュール10を構成する二次電池11は、蓋14から突出する正極電極端子15及び負極電極端子16を備える。複数の二次電池11は、第1方向Xに隣り合う一対の二次電池11同士を一組として正極電極端子15同士及び負極電極端子16同士が第1方向Xに隣り合うように配置されている。第1方向Xに隣り合う二次電池11の正極電極端子15同士と負極電極端子16同士はバスバー18によって並列接続されている。また、並列接続された一組の二次電池11は、他の一組の二次電池11と異なる極の電極端子とバスバー18によって直列接続されている。バスバー18は、正極電極端子15又は負極電極端子16が貫通する貫通孔18aを複数備える。複数の貫通孔18aは、第1方向Xへ等間隔おきに設けられている。複数の二次電池11は、直列接続されている。
複数の二次電池11は、2枚のエンドプレート20によって第1方向Xの両側から挟持されている。エンドプレート20は、それぞれ矩形板状である。一方のエンドプレート20の四隅に通されたプレートボルト21は、他方のエンドプレート20の四隅をそれぞれ貫通している。図1での図示は省略しているが、他方のエンドプレート20を貫通した各プレートボルト21にはナットが螺合されている。また、エンドプレート20は、電池モジュール10における第1方向Xの両端に位置するケース本体13の長側壁13bに沿っている。すなわち、電池モジュール10における第1方向Xの一端では、電池ケース側面113sに一方のエンドプレート20が沿っている。以下では、この一方のエンドプレート20を側面エンドプレート120という。複数の電池モジュール10は、側面エンドプレート120が第2方向Yに並ぶように並設されている。
電池モジュール10は、複数の二次電池11の蓋14に載置される絶縁部材40を備える。絶縁部材40は絶縁性を有する樹脂製である。絶縁部材40は、第1方向Xに長手が延びるとともに第2方向Yに短手が延びる板状である。絶縁部材40の重力方向Zの上部にはバスバー18が支持されている。図1において図示は省略しているが、絶縁部材40は、第1方向Xへ等間隔おきに設けられるとともに、バスバー18の貫通孔18aと連通する貫通孔を複数備える。バスバー18の貫通孔18a及び絶縁部材40の貫通孔を介して、正極電極端子15又は負極電極端子16が貫通している。
絶縁部材40には、フレキシブルプリント基板34が支持されている。フレキシブルプリント基板34は、第1方向Xに長手が延びる集約部34aと、集約部34aから枝分かれするとともに長手が第2方向Yに延びる複数の分岐部34bと、を有する。集約部34aは、複数の配線のうちで第1方向Xに延びる部分を可撓性樹脂によって保持した構成を有する。分岐部34bは、複数の配線のうちでバスバー18に接続される部分を可撓性樹脂によって保持した構成を有する。
図1及び図2に示すように、電池モジュール10は、側面エンドプレート120の外面に固定された基板ケース50を備える。基板ケース50は、側面エンドプレート120を介して電池ケース側面113sに対向して搭載されている。また、基板ケース50は、内部に回路基板31を収容する。回路基板31は側面エンドプレート120の外面に沿って設けられている。回路基板31の重力方向Zにおける上部には第1コネクタ33が設けられている。第1コネクタ33は、側面エンドプレート120に配置されるとともに、集約部34aを構成する配線と回路基板31とを接続している。また、回路基板31の重力方向Zにおける第1コネクタ33よりも下部には第2コネクタ35が設けられている。第2コネクタ35は、第2方向Yにおいて対をなすように、回路基板31の第2方向Yにおける両端部に設けられている。第2コネクタ35は、第2方向Yに延びる配線35aを有する。
回路基板31は、各二次電池11の端子間電圧や温度に異常が生じているか否かを監視する監視IC32を備える。監視IC32は、回路基板31のうち、重力方向Zの上部に実装されている。監視IC32は、各二次電池11の電圧や温度を計測するとともに、計測された電圧や温度に異常が生じているか否かを監視するための集積回路である。本実施形態の監視IC32は、二次電池11の電圧を計測する制御部として機能する。第2コネクタ35は、監視IC32に接続されている。第2コネクタ35から延びる配線35aを介して、第2方向Yにおいて隣り合う電池モジュール10の監視IC32同士を接続する。
図3に示すように、電池モジュール10は、二次電池11の電池温度に応じて抵抗値が変化するサーミスタ36を備える。サーミスタ36は、電池モジュール10を構成する複数の二次電池11のうち、第1方向Xにおける両端部に位置する2つの二次電池11と、第1方向Xの中間近傍に位置する1つの二次電池11と、の合計3つの二次電池11に接触するように配設されている。また、サーミスタ36は、フレキシブルプリント基板34を介して回路基板31に電気的に接続されている。これにより、サーミスタ36は、サーミスタ36が配設される3つの二次電池11のそれぞれについて、電池温度に対応する抵抗値を検出する。サーミスタ36から検出された各抵抗値は回路基板31に出力される。
図2又は図3に示すように、回路基板31には分圧抵抗37が実装されている。分圧抵抗37は、回路基板31のうち、監視IC32よりも重力方向Zの下側に位置している。サーミスタ36と分圧抵抗37との間の分圧点において分圧された電圧が、二次電池11の温度に応じて変化する。この分圧点の電圧が二次電池11の電池温度として監視IC32に入力される。なお、本実施形態では、3つの分圧抵抗37が回路基板31に実装されている。3つのサーミスタ36のうちの1つと3つの分圧抵抗37のうちの1つとが1つの計測組として組み合わせられている。監視IC32は、3つの計測組において分圧された電圧を計測することにより二次電池11の電池温度を複数計測する。
二次電池11の端子間電圧や電池温度の計測は、各電池モジュール10で行われる。各電池モジュール10で計測された端子間電圧や電池温度は、第2コネクタ35及び配線35aを介して隣の電池モジュール10の回路基板31へと入力される。そして、並設された複数の電池モジュール10の端に位置する電池モジュール10において、回路基板31の第2コネクタ35が配線35aを介してCPU38に接続される。これにより、各電池モジュール10における端子間電圧や電池温度の計測値が、監視IC32からCPU38に入力される。すなわち、各電池モジュール10は共通の上位制御部としてCPU38を備える。CPU38は、受信した端子間電圧や電池温度の計測値に基づいて各種制御を行う。例えば、受信した複数の電池温度が全て異常値であることに基づいて、回路基板31が水没していると判定する水没判定を行う。水没判定がなされた場合は、例えば車両の運転手へ警告の通知が行われる。
図4に示すように、基板ケース50は、矩形平板状の第1ケース部材51と、第2ケース部材52とを有する。第1ケース部材51は、側面エンドプレート120の外面に沿っている。また、第1ケース部材51は、四隅に第1ケース貫通孔51hを有する。第1方向Xから見た第2ケース部材52の外形は、第1ケース部材51と同形状となっている。第1ケース部材51の外縁部と第2ケース部材52の外縁部とが重なるように、第1ケース部材51と第2ケース部材52とが第1方向Xにおいて重なっている。
第2ケース部材52は、第1方向Xにおいて第1ケース部材51から離間した位置で第1ケース部材51に沿って延びる平板状のケース前壁53を有する。ケース前壁53は、図4に二点鎖線で囲んで図示した矩形状の第1前壁53aと、第1前壁53aから延びる矩形状の4つの第2前壁53bと、で構成されている。すなわち、ケース前壁53は矩形から四隅が切りかかれた形状を有している。第1前壁53aよりも重力方向Zの一方側に位置する第2前壁53bを下側前壁53cという。重力方向Zに第1前壁53aを挟んで下側前壁53cと反対側に位置する第2前壁53bを上側前壁53dという。第1前壁53aよりも第2方向Yの一方側及び他方側に位置する第2前壁53bを横側前壁53eという。
第2ケース部材52は、ケース前壁53の外縁を構成する第2前壁53bの縁部から第1ケース部材51に向けて延びるケース周壁54を有する。第2方向Yに沿って延びる下側前壁53cの長縁部から延びるケース周壁54を下側周壁54cという。第2方向Yに沿って延びる上側前壁53dの長縁部から延びるケース周壁54を上側周壁54dという。重力方向Zに沿って延びる各横側前壁53eの長縁部から延びるケース周壁54を横側周壁54eという。
第2ケース部材52において、第2前壁53b及びケース周壁54によって囲まれた第2ケース部材52の四隅部分をケース隅部55という。各ケース隅部55は、第2方向Yに直交して延びる矩形状の第1隅壁部55aと、重力方向Zに直交して延びる矩形状の第2隅壁部55bと、を有する。重力方向Zの一方側に位置する2つのケース隅部55においては、重力方向Zに沿って延びる下側前壁53cの短縁部と、第1方向Xに沿って延びる下側周壁54cの短縁部と、から第1隅壁部55aが延びている。その他の2つのケース隅部55においては、重力方向Zに沿って延びる上側前壁53dの短縁部と、第1方向Xに沿って延びる上側周壁54dの短縁部と、から第1隅壁部55aが延びている。さらに、各ケース隅部55は、第1方向Xに直交して延びる矩形状の第3隅壁部55cを有する。第3隅壁部55cは、第1方向Xにおいてケース前壁53から離間して位置する第1隅壁部55aの短縁部及び第2隅壁部55bの短縁部から延びている。また、各第3隅壁部55cは第2ケース貫通孔55hを有する。
各第2ケース貫通孔55hは、第1ケース部材51の第1ケース貫通孔51hにそれぞれ対向している。第2ケース貫通孔55h及び第1ケース貫通孔51hにはケースボルト56が挿通されている。このケースボルト56が側面エンドプレート120に固定されることにより、基板ケース50が側面エンドプレート120に固定されている。また、ケース前壁53、ケース周壁54、第1隅壁部55a、第2隅壁部55b、及び第1ケース部材51によって、基板ケース50の内部空間50aが区画形成されている。この内部空間50aに回路基板31が収容されている。
図5に示すように、上側周壁54dは、第1方向Xにおける第1ケース部材51側の一部が矩形状に切り欠かれている。この上側周壁54dの切り欠き部分と第1ケース部材51とで上側連通孔54fが区画形成されている。上側連通孔54fは、内部空間50aと基板ケース50の外部とを連通させる。上側連通孔54fには、第1コネクタ33が挿入されている。上側連通孔54fは、第1コネクタ33と上側周壁54dとの間に間隙が形成されるように、第1コネクタ33よりも若干大きく形成されている。
図6に示すように、横側周壁54eは、第1方向Xにおける第1ケース部材51側の一部が矩形状に切り欠かれている。この横側周壁54eの切り欠き部分と第1ケース部材51とで第2連通孔54gが区画形成されている。すなわち、基板ケース50は、内部空間50aと基板ケース50の外部とを連通させる第2連通孔54gを備える。第2連通孔54gは、横側周壁54eを第2方向Yに貫通するとともに、第2方向Yにおいて対をなすように各横側周壁54eに形成されている。第2連通孔54gには、第2コネクタ35が挿入されている。第2連通孔54gは、第2コネクタ35と横側周壁54eとの間に間隙が形成されるように、第2コネクタ35よりも若干大きく形成されている。なお、横側周壁54eは、基板ケース50の重力方向Zの上端に位置する上側周壁54dよりも重力方向Zの下側に位置するものである。そのため、横側周壁54eに形成される第2連通孔54gは、基板ケース50の重力方向Zの上端よりも下側に位置するものとなっている。また、監視IC32は、第2連通孔54gよりも重力方向Zの上側に位置する。
図7及び図8に示すように、下側周壁54cは、第1方向Xにおける第1ケース部材51側の一部が矩形状に切り欠かれている。この下側周壁54cの切り欠き部分と第1ケース部材51とで第1連通孔54hが区画形成されている。すなわち、基板ケース50は、内部空間50aと基板ケース50の外部とを連通させる連通孔として第1連通孔54hを備える。下側周壁54cは、第2方向Yに並んだ2つの第1連通孔54hを有する。各第1連通孔54hは、電池モジュール10への基板ケース50の取り付け時の作業者の安全確保のために、作業者の指が基板ケース50の内部に入らない大きさに設定されている。なお、下側周壁54cは基板ケース50の重力方向Zの下端に位置しているため、第1連通孔54hも基板ケース50の重力方向Zの下端に位置するものとなっている。また、横側周壁54eは下側周壁54cよりも重力方向Zの上側に位置するものであるため、横側周壁54eに形成される第2連通孔54gは第1連通孔54hよりも重力方向Zの上側に位置するものとなっている。
次に、本実施形態の作用について説明する。
電池モジュール10が水没すると、第1ケース部材51と第2ケース部材52との間隙のほか、第2コネクタ35と第2連通孔54gとの間隙や第1連通孔54hを介して、基板ケース50の内部に水が浸入するおそれがある。
電池モジュール10が水没すると、第1ケース部材51と第2ケース部材52との間隙のほか、第2コネクタ35と第2連通孔54gとの間隙や第1連通孔54hを介して、基板ケース50の内部に水が浸入するおそれがある。
基板ケース50の内部で3つの分圧抵抗37の全てが水没すると、監視IC32が3つの分圧抵抗37を用いた電池温度の計測が行えないことにより電池温度が異常値として計測される。CPU38は監視IC32によって複数計測された電池温度の全てが異常値であることに基づいて回路基板31が水没していることを判定する。
なお、サーミスタ36が短絡した場合にも監視IC32によって電池温度が異常値として計測される。しかしながら、3つのサーミスタ36のいずれかが短絡している場合には、監視IC32によって異常値と正常値の両方の電池温度が計測される。そして、異常値と正常値の両方の電池温度をCPU38が受信する。この場合、CPU38が異常値として受信する電池温度が複数の電池温度のうちの一部であるため、CPU38は回路基板31が水没していると判定しない。
電池モジュール10が水没から復旧したとき、基板ケース50の内部に溜まった水は、第1ケース部材51と第2ケース部材52との間隙のほか、第2コネクタ35と第2連通孔54gとの間隙や第1連通孔54hを介して、基板ケース50の外部に排出される。例えば、基板ケース50の内部に溜まった水の水位が第2連通孔54gよりも重力方向Zの上側まで至ると、回路基板31における監視IC32と分圧抵抗37の両方が水没した状態となる。この状態から基板ケース50の外部への排水が進むと、基板ケース50の内部に溜まった水の水位が下がるため、まず第2連通孔54gよりも重力方向Zの上側に位置する監視IC32が水没から回路動作が復帰する。監視IC32が水没から回路動作が復帰したタイミングでは、第2連通孔54gよりも重力方向Zの下側に位置する分圧抵抗37がまだ水没から復帰しないため、監視IC32は分圧抵抗37を用いた電池温度の計測が行えない。その一方で、監視IC32は水没から復帰しているため、二次電池11の電圧の計測は行えるようになる。
第1連通孔54hは基板ケース50の重力方向Zの下端に位置しているため、基板ケース50の内に溜まった水の水位によらず、第1連通孔54hを介して基板ケース50の内部から排水されやすい。基板ケース50の内部に溜まった水の水位が第2連通孔54gよりも重力方向Zの下側にあるときは、第1ケース部材51と第2ケース部材52との間隙と第1連通孔54hを介して排水が行われる。そして、基板ケース50の内部からの排水が進むことにより分圧抵抗37が水没から復帰すると、監視IC32が分圧抵抗37を用いた電池温度の計測が行えるようになる。
上記実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
(1)基板ケース50は、内部空間50aと基板ケース50の外部とを連通させる第1連通孔54hを重力方向Zの下端に備える。そのため、電池モジュール10が水没から復旧したとき、基板ケース50内に溜まった水の水位によらず、第1連通孔54hを介して基板ケース50内から排水されやすい。したがって、基板ケース50が第1連通孔54hを備えない場合と比較して、基板ケース50内からの排水に要する時間が短くなることにより、回路基板31が水没した状態から早期に回路動作の復帰ができる。
(1)基板ケース50は、内部空間50aと基板ケース50の外部とを連通させる第1連通孔54hを重力方向Zの下端に備える。そのため、電池モジュール10が水没から復旧したとき、基板ケース50内に溜まった水の水位によらず、第1連通孔54hを介して基板ケース50内から排水されやすい。したがって、基板ケース50が第1連通孔54hを備えない場合と比較して、基板ケース50内からの排水に要する時間が短くなることにより、回路基板31が水没した状態から早期に回路動作の復帰ができる。
(2)基板ケース50は、第1連通孔54hよりも重力方向Zの上側に位置する第2連通孔54gを備える。基板ケース50内に溜まった水は、第1連通孔54h及び第2連通孔54gから排出される。そのため、基板ケース50が第2連通孔54gを備えない場合と比較して、基板ケース50内からの排水に要する時間が短くなることにより、回路基板31が水没した状態からより早期に回路動作の復帰ができる。また、基板ケース50の内部からの排水が進むと、回路基板31における第2連通孔54gよりも重力方向Zの上側に位置する監視IC32が、そのほかの回路基板31の部分よりも先に水没した状態から回路動作が復帰する。そのため、監視IC32による二次電池11の電圧計測を早期に再開できる。
(3)第2連通孔54gは、基板ケース50を電池モジュール10の並設方向に貫通している。このため、第2連通孔54gに挿入される第2コネクタ35の配線35aを、電池モジュール10の並設方向である第2方向Yに沿って延設できる。したがって、配線35aを屈曲させる必要がないため、配線35aに作用する応力を低減できる。
(4)分圧抵抗37は、回路基板31における第2連通孔54gよりも重力方向Zの下側に位置する。監視IC32は、回路基板31における第2連通孔54gよりも重力方向Zの上側に位置する。そのため、回路基板31が水没した際、第1連通孔54h及び第2連通孔54gから排水が進むと、第2連通孔54gよりも重力方向Zの上側の監視IC32が分圧抵抗37よりも先に水没から回路動作が復帰する。したがって、監視IC32による二次電池11の電圧の計測をより早期に再開させることができる。
(5)分圧抵抗37が水没した状態では、監視IC32が分圧抵抗37を用いた電池温度の計測が行えないことにより電池温度が異常値として計測される。上記実施形態によれば、CPU38は監視IC32から受信した電池温度が異常値であることに基づいて回路基板31が水没していることを判定できるため、簡易な構成によって回路基板31が水没していることを判定できる。
(6)CPU38は、監視IC32から受信した3つの電池温度が全て異常値であることに基づいて回路基板31が水没していると判定する。一方で、3つのサーミスタ36のいずれかが短絡している場合には、異常値と正常値の両方の電池温度をCPU38が受信するため、CPU38は回路基板31が水没していると判定しない。したがって、サーミスタ36の短絡と区別して回路基板31が水没していることを判定できるため、回路基板31の水没判定の精度を向上できる。
(7)第1連通孔54hは、基板ケース50の重力方向下端に位置している。第1連通孔54hを介して基板ケース50の内部に異物が浸入するためには、異物が第1連通孔54hを重力方向Zに逆らって移動する必要があるため、第1連通孔54hを介して基板ケース50の内部へ異物が侵入しにくい。また、第2連通孔54gには第2コネクタ35が挿入されている。第2連通孔54gを介して基板ケース50の内部に異物が浸入するためには、第2連通孔54gと第2コネクタ35との隙間を異物が通る必要がある。そのため、第2連通孔54gにコネクタなどの挿入がない場合と比較して、第2連通孔54gを介した基板ケース50の内部への異物の侵入が生じにくい。したがって、第1連通孔54h及び第2連通孔54gを介した基板ケース50の内部への異物の侵入を抑制しつつ、水没状態からの回路基板31の早期復帰を図ることができる。
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
○ サーミスタ36が設置される二次電池11は、電池モジュール10における位置や数が変更可能である。サーミスタ36が設置される二次電池11の数を変更する場合、その数に応じて分圧抵抗37の数も変更する。
○ サーミスタ36が設けられる二次電池11は、電池モジュール10における位置や数が電池モジュール10毎で異なっていてもよい。
○ CPU38は、監視IC32から受信した電池温度のいずれか1つでも異常値である場合に回路基板31が水没していると判定するものであってもよい。
○ CPU38は、監視IC32から受信した電池温度のいずれか1つでも異常値である場合に回路基板31が水没していると判定するものであってもよい。
○ CPU38は、監視IC32から受信した電池温度に基づく回路基板31の水没判定を行わなくてもよい。
○ 分圧抵抗37の一部又は全てが、重力方向Zにおいて第2連通孔54gと同位置であってもよいし、第2連通孔54gよりも重力方向Zの上側にあってもよい。
○ 分圧抵抗37の一部又は全てが、重力方向Zにおいて第2連通孔54gと同位置であってもよいし、第2連通孔54gよりも重力方向Zの上側にあってもよい。
○ 監視IC32の一部又は全てが、重力方向Zにおいて第2連通孔54gと同位置であってもよいし、第2連通孔54gよりも重力方向Zの下側にあってもよい。
○ 第2連通孔54gに挿入されるコネクタは、第2コネクタ35のような電池モジュール10間で監視IC32を接続するコネクタ以外であってもよい。
○ 第2連通孔54gに挿入されるコネクタは、第2コネクタ35のような電池モジュール10間で監視IC32を接続するコネクタ以外であってもよい。
○ 第2連通孔54gは、第1連通孔54hよりも重力方向Zの上側に位置するものであれば、その数および形成位置を変更可能である。
○ 基板ケース50から第2連通孔54gを省略してもよい。
○ 基板ケース50から第2連通孔54gを省略してもよい。
○ 第1連通孔54hの数は1つであってもよいし、3つ以上であってもよい。
○ 基板ケース50は回路基板31を収容する内部空間50aを有するものであればよく、基板ケース50の形状は変更可能である。この場合も、第1連通孔54hを基板ケース50の重力方向Zの下端に形成したり、第2連通孔54gを第1連通孔54hよりも重力方向Zの上側に形成したりすれば、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
○ 基板ケース50は回路基板31を収容する内部空間50aを有するものであればよく、基板ケース50の形状は変更可能である。この場合も、第1連通孔54hを基板ケース50の重力方向Zの下端に形成したり、第2連通孔54gを第1連通孔54hよりも重力方向Zの上側に形成したりすれば、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
○ 電池モジュール10は、第2方向Y以外の方向に複数並設される構成であってもよい。例えば、電池モジュール10の並設方向は、第1方向Xであってもよい。
○ 電池モジュール10は、フレキシブルプリント基板34にかえて配線を束ねたハーネスを備えてもよい。
○ 電池モジュール10は、フレキシブルプリント基板34にかえて配線を束ねたハーネスを備えてもよい。
○ 上記実施形態では、本発明の蓄電装置を複数の二次電池11を備える電池モジュール10として具体化したが、1つの二次電池11を備える蓄電装置として具体化してもよい。この場合、蓄電装置はエンドプレート20を備えない構成となるため、基板ケース50はケース本体13の長側壁13bの外面に取り付けられる。
X…第1方向、Y…第2方向、Z…重力方向、10…電池モジュール、11…二次電池、12…電池ケース、12a…電極組立体、31…回路基板、32…監視IC、35…第2コネクタ、35a…配線、36…サーミスタ、37…分圧抵抗、38…CPU、50…基板ケース、50a…内部空間、54g…第2連通孔、54h…第1連通孔、113s…電池ケース側面。
Claims (6)
- 電池ケース内に電極組立体が収容されてなる二次電池と、前記電池ケースの重力方向に沿って延びる電池ケース側面に対向して搭載されるとともに回路基板を収容する内部空間を有する基板ケースと、を備える蓄電装置であって、
前記基板ケースは、前記内部空間と前記基板ケースの外部とを連通させる連通孔を重力方向下端に備えることを特徴とする蓄電装置。 - 前記連通孔を第1連通孔とするとき、
前記基板ケースは、前記基板ケースの重力方向上端よりも下側であって、且つ前記第1連通孔よりも重力方向上側に位置するとともに、前記内部空間と前記基板ケースの外部とを連通させる第2連通孔を備え、
前記回路基板は、前記第2連通孔よりも重力方向上側に位置するとともに、前記二次電池の電圧を計測する制御部を備える請求項1に記載の蓄電装置。 - 前記蓄電装置は、前記電池ケース側面に沿う方向のうち、前記重力方向と交差する方向が並設方向となるように複数並設され、
前記第2連通孔は、前記基板ケースを前記並設方向に貫通し、
前記第2連通孔には、前記制御部に接続されるコネクタが挿入され、
前記コネクタは、前記コネクタから延びる配線を介して前記並設方向において隣り合う前記蓄電装置の前記制御部同士を接続する請求項2に記載の蓄電装置。 - 前記二次電池の電池温度に応じて抵抗値が変化するサーミスタを備え、
前記制御部は、前記サーミスタと分圧抵抗とで分圧された電圧に基づいて前記電池温度を計測し、
前記分圧抵抗は、前記回路基板に位置するとともに、前記第2連通孔よりも重力方向下側に位置する請求項2又は請求項3に記載の蓄電装置。 - 前記制御部から前記電池温度の計測値を受信するとともに、前記制御部から受信した前記電池温度が異常値であることに基づいて前記回路基板が水没していると判定する上位制御部を備える請求項4に記載の蓄電装置。
- 前記二次電池を複数並べて備えるとともに、複数の前記二次電池のうちの2つ以上の前記二次電池に前記サーミスタがそれぞれ設けられ、
前記回路基板は、前記分圧抵抗を複数備え、
2つ以上の前記二次電池に設けられた前記サーミスタのうちの1つと複数の前記分圧抵抗のうちの1つとを組み合わせたものを計測組とするとき、
前記制御部は、複数の前記計測組において分圧された電圧を計測することにより前記電池温度を複数計測し、
前記上位制御部は、前記制御部から受信した複数の前記電池温度が全て異常値であることに基づいて前記回路基板が水没していると判定する請求項5に記載の蓄電装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019187700A JP2021064491A (ja) | 2019-10-11 | 2019-10-11 | 蓄電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2019187700A JP2021064491A (ja) | 2019-10-11 | 2019-10-11 | 蓄電装置 |
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JP2021064491A true JP2021064491A (ja) | 2021-04-22 |
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ID=75486433
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JP2019187700A Pending JP2021064491A (ja) | 2019-10-11 | 2019-10-11 | 蓄電装置 |
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JP (1) | JP2021064491A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP7451295B2 (ja) | 2020-05-18 | 2024-03-18 | 株式会社豊田自動織機 | 蓄電装置 |
-
2019
- 2019-10-11 JP JP2019187700A patent/JP2021064491A/ja active Pending
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