JP4001730B2 - 電源装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の電池が直列に接続されて得られかつ内燃機関と電動機との双方の動力で走行可能なハイブリット車や電気自動車などに搭載される電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関と電動機との双方の動力で走行可能なハイブリット車や電気自動車などには、例えば図４に示された電源装置１００が搭載される。図４に例示された電源装置１００は、複数の電池１０１と、内ケース１０２と、内ケース１０２内にセットされた複数のバスバ１０９と、電極カバー１０４と、を備えている。
【０００３】
電池１０１は、それぞれ一端に正の電極（以下正極と呼ぶ）１０５を設け、他端に負の電極（以下負極と呼ぶ）１０６を設けている。電池１０１は、前記正極１０５と負極１０６とが互いに隣り合う状態で重ねられている。互いに隣り合う電池１０１同士は、互いに正極１０５と負極１０６とが隣り合っている。即ち、複数の電池１０１は、正極１０５と、負極１０６とが交互に逆向きとなる状態で重ねられている。
【０００４】
内ケース１０２は、互いに重ねられた電池１０１の端部に取り付けられる。内ケース１０２は、複数の電圧検出用端子１０７を収容する。電圧検出用端子１０７には、電線１０８が接続されている。電圧検出用端子１０７は、前記電池１０１が並べられる方向に沿って一つおきの正極１０５または負極１０６に取り付けられる。内ケース１０２には、複数のバスバ１０９が取り付けられている。
【０００５】
バスバ１０９は、互いに隣り合う正極１０５と負極１０６とを接続して、電池１０１を互いに直列に接続する。電極カバー１０４は、絶縁性の合成樹脂からなりかつ内ケース１０２に取り付けられる。電極カバー１０４は、正極１０５、負極１０６及び前述したバスバ１０９などを覆う。前述した構成の電源装置１００は、電圧検出用端子１０７と該電圧検出用端子１０７に取り付けられた電線１０８とを介して、各電池１０１の正極１０５と負極１０６との電位差を測定する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述した従来の電源装置１００では、内ケース１０２と外ケース１０３との間などに、電圧検出用端子１０７を配しているとともに、該電圧検出用端子１０７に接続された電線１０８を配している。このため、従来の電源装置１００を組み立てる際に、電線１０８を内ケース１０２と電極カバー１０４との間などに配索する必要があった。
【０００７】
また、前記電圧検出用端子１０７を所望の正極１０５及び負極１０６に取り付ける必要があった。このため、組立にかかる工数が増大して、コストの高騰を招いていた。さらに、内ケース１０２と電極カバー１０４との間などに前述した電線１０８を配索するスペースを確保する必要があった。このため、電源装置１００自体が大型化する傾向であった。
【０００８】
したがって、本発明の目的は、小型化とコストの高騰を抑制できる電源装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
課題を解決し目的を達成するために、請求項１に記載の本発明の電源装置は、一端にねじ溝が外周面に形成された棒状の正の電極、他端にねじ溝が外周面に形成された棒状の負の電極を設けた電池を複数備えた電池集合体と、前記電池集合体を構成する各電池の前記正の電極と負の電極との電位差を測定するための測定手段と、を備えた電源装置において、前記測定手段は、導体層と該導体層の一方の表面に積層された第１の絶縁層と前記導体層の他方の表面に積層された第２の絶縁層とを有し、かつ、前記導体層と前記正の電極とが接続する正極接続部と、前記導体層と前記負の電極とが接続する負極接続部と、が設けられているとともに、前記正極接続部と前記負極接続部では前記電極を通す通し孔が設けられて前記導体層の両表面が露出したフラット回路体を備え、前記通し孔内に前記電極を通して前記電極の座に重なった前記フラット回路体の前記導体層に重ねられる導電性の接続部材と、前記電極のねじ溝にねじ込まれて前記接続部材と前記導体層と前記電極の座とを密着させるナットと、を更に備えたことを特徴としている。
【００１１】
請求項２に記載の本発明の電源装置は、請求項１に記載の電源装置において、前記電池はそれぞれ方体状の電池本体を備えており、前記正の電極と負の電極は互いに並行でかつ前記電池本体の一端面から同方向に突出しているとともに、前記フラット回路体は、前記一端面に重ねられて、前記正極接続部が前記正の電極に取り付けられかつ前記負極接続部が前記負の電極に取り付けられることを特徴としている。
【００１２】
請求項３に記載の本発明の電源装置は、請求項１又は請求項２に記載の電源装置において、前記電池は一方向に沿って並べられ、前記一方向の一端に位置する一つの電池の正の電極と、前記一方向の他端に位置する他の電池の負の電極とを除いて、互いに隣り合う正の電極と負の電極とが接続部材により接続されて、前記電池が互いに直列に接続されているとともに、前記正極接続部は、前記フラット回路体の一方の縁部に前記一方向に沿って並べられかつ前記一方の縁部に重なるすべての正の電極それぞれに対応して設けられているとともに、前記負極接続部は、前記フラット回路体の他方の縁部に前記一方向に沿って並べられかつ前記他方の縁部に重なるすべての負の電極それぞれに対応して設けられていることを特徴としている。
【００１３】
請求項１に記載された本発明によれば、各電池の正の電極と負の電極との電位差を測定するための測定手段がフラット回路体を備えている。そして、このフラット回路体は、正極接続部と、負極接続部とを備えている。正極接続部を正の電極に取り付け、負極接続部を負の電極に取り付けて、フラット回路体を電池集合体に取り付けることができる。
【００１４】
正極接続部と、負極接続部では、導体層の表面が露出している。このため、正極接続部では導体層を正の電極に確実に接続でき、負極接続部では導体層を負の電極に確実に接続できる。
【００１５】
請求項２に記載された本発明によれば、正の電極と負の電極は、電池本体から同方向に突出している。フラット回路体は、電池本体の一端面に重ねられて取り付けられる。このため、導体層が折り曲げられることなく、フラット回路体は電池集合体に取り付けられる。
【００１６】
請求項３に記載された本発明によれば、正極接続部は、フラット回路体の一方の縁部に設けられかつ該一方の縁部に重なるすべての正の電極に対応して設けられている。負極接続部は、フラット回路体の他方の縁部に設けられかつ該他方の縁部に重なるすべての負の電極に対応して設けられている。このため、電池が並べられる一方向に対し交差する方向に沿って相対する正極接続部と、負極接続部との電位差を測定することによって、各電池の正の電極と負の電極との電位差を確実に測定できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態にかかる電源装置を、図１ないし図３を参照して説明する。図１に示す電源装置１は、内燃機関と電動機との双方の駆動力で走行可能なハイブリッド車や、電動機の駆動力によって走行可能な電気自動車に搭載される。
【００１８】
電源装置１は、図１に示すように、電池集合体２と、後述する各電池４の正極６と負極７との電位差を測定するための測定手段としての測定部３と、を備えている。電池集合体２は、複数の電池４を備えている。電池４は、方体状の電池本体５と、正の電極（以下正極と呼ぶ）６と、負の電極（以下負極と呼ぶ）７と、を備えている。
【００１９】
正極６は、電池本体５の一端に設けられている。負極７は、電池本体５の他端に設けられている。正極６と負極７とは、棒状に形成されており、前記電池本体５の一つの端面（以下一端面と呼び、図３などに示す）８から同方向に突出している。正極６と負極７とは、互いに並行（平行）であるとともに、外周面にねじ溝が形成されている。
【００２０】
複数の電池４は、正極６と負極７とが互いに隣り合いかつ前記一端面８が互いに同一平面上に位置する状態で、一方向（図１中の矢印Ｈ）に沿って並べられている。互いに隣り合う電池４同士は、正極６と負極７とが互いに隣り合っている。即ち、複数の電池４は、正極６と負極７とが交互に逆向きとなる状態で重ねられている。
【００２１】
測定部３は、測定部本体９と、フラット回路体としてのフレキシブルプリントサーキット（Flexible Printed Circuit：以下ＦＰＣと呼ぶ）１０と、を備えている。なお、本明細書で示すフラット回路体とは、導体と、該導体を被覆する絶縁体と、を備えて、扁平なものを示している。測定部本体９は、絶縁性の合成樹脂からなりかつ板状に形成されている。測定部本体９には、前述したように並べられた各電池４の正極６と負極７とを通すことのできる電極通し孔１１（図３などに示す）が形成されている。
【００２２】
測定部本体９は、前記電極通し孔１１内に正極６及び負極７を通して、前記電池集合体２を構成する電池４の一端面８に重ねられる。測定部本体９は、前記一端面８に重ねられると、外側に露出する表面９ａに、バスバ収容室１２を複数設けている。バスバ収容室１２は、前記表面９ａから立設した複数の隔壁１３によって形成されている。バスバ収容室１２には、一つの正極６を通す電極通し孔１１と、一つの負極７を通す電極通し孔１１とが開口している。すなわち、バスバ収容室１２には、電極通し孔１１を通して、互いに隣り合う電池４の正極６と負極７とが侵入する。
【００２３】
バスバ収容室１２は、前記一方向Ｈに沿って並べられた複数の電池４のうち一端に位置する一つの電池４（以下符号４ａで示す）の正極６（以下符号６ａで示す）と重なる位置と、他端に位置する他の電池４（以下符号４ｂで示す）の負極７（以下符号７ａで示す）と重なる位置と、を除いた位置に配されている。
【００２４】
ＦＰＣ１０は、図３などに示すように、例えば銅などの導電性の金属からなる薄い導体層１４と、該導体層１４の一方の表面に積層された薄い第１の絶縁層１５と、前記導体層１４の他方の表面に積層された薄い第２の絶縁層１６とからなる。また、ＦＰＣ１０は、図１及び図２に示すように、平面形状が略矩形状の回路体本体１７と、正極接続部１８と、負極接続部１９とを備えている。回路体本体１７は、前記導体層１４と第１の絶縁層１５と第２の絶縁層１６とが互いに積層されて構成されている。
【００２５】
正極接続部１８は、回路体本体１７即ちＦＰＣ１０の図１中手前側に位置する一方の縁部１７ａに前記一方向Ｈに沿って並べられている。正極接続部１８は、図２などに示すように、前記回路体本体１７の前記一方の縁部１７ａから外方向に向かって突出している。正極接続部１８は、前記一方の縁部１７ａに重なる電池４のすべての正極６それぞれに重なる位置に配されている。正極接続部１８には、正極６を通すことのできる正極通し孔２０が開口している。該正極通し孔２０の全周に亘って該正極通し孔２０の周りから導体層１４が露出している。
【００２６】
正極接続部１８の電池４と相対する裏面側には、図２及び図３に示すように、第１の絶縁層１５に丸孔２１が形成されている。丸孔２１は、正極通し孔２０より大きい。丸孔２１内には、前記正極６の座（根本）２７が侵入する。正極６の座２７は導体層１４と接触する。正極接続部１８の表面側では、第２の絶縁層１６が除去されている。正極接続部１８に後述するバスバ２２が重なると、該バスバ２２が導体層１４と接触する。こうして、正極接続部１８では、導体層１４の両表面が露出している。
【００２７】
負極接続部１９は、回路体本体１７即ちＦＰＣ１０の図１中奥側に位置する他方の縁部１７ｂに前記一方向Ｈに沿って並べられている。負極接続部１９は、図２などに示すように、前記回路体本体１７の前記他方の縁部１７ｂから外方向に向かって突出している。負極接続部１９は、前記他方の縁部１７ｂに重なる電池４のすべての負極７それぞれに重なる位置に配されている。負極接続部１９には、負極７を通すことのできる負極通し孔２３が開口している。該負極通し孔２３の全周に亘って該負極通し孔２３の周りから導体層１４が露出している。
【００２８】
負極接続部１９の電池４と相対する裏面側には、図２及び図３に示すように、第１の絶縁層１５に丸孔２４が形成されている。丸孔２４は、負極通し孔２３より大きい。丸孔２４内には、前記負極７の座２７が侵入する。負極７の座２７は導体層１４と接触する。負極接続部１９の表面側では、第２の絶縁層１６が除去されている。負極接続部１９にバスバ２２が重なると、該バスバ２２が導体層１４と接触する。こうして、負極接続部１９では、導体層１４の両表面が露出している。
【００２９】
また、電源装置１は、接続部材としてのバスバ２２を備えている。バスバ２２は、導電性を有する金属からなり、帯板状に形成されている。バスバ２２は、バスバ収容室１２内に収容される。バスバ２２は、正極６と負極７とを通すことのできる孔２５を一対備えている。
【００３０】
正極６と負極７とが互いに隣り合う状態に、複数の電池４を重ねる。そして、前記正極６と負極７を電極通し孔１１内に挿入して測定部本体９を電池４の一端面８に重ねる。そして、正極接続部１８の正極通し孔２０内に正極６を通しかつ負極接続部１９内に負極７を通して、ＦＰＣ１０を測定部本体９に更に重ねる。こうして、ＦＰＣ１０は、測定部本体９を介して一端面８に重ねられる。
【００３１】
孔２５内に互いに隣り合う正極６と負極７とを通すとともにバスバ収容室１２内に収容する格好で、前記ＦＰＣ１０に更にバスバ２２を重ねる。即ち、ＦＰＣ１０を、座２７とバスバ２２との間に挟んでいる。ＦＰＣ１０はバスバ２２の図３中の下方に重ねられる。その後、各正極６と負極７の外周にナット２６などをねじ込んで、前記電池４、測定部本体９、ＦＰＣ１０とバスバ２２を固定して、前述した構成の電源装置１を組み立てる。
【００３２】
こうして、正極接続部１８と負極接続部１９が設けられた箇所では、図３に示すように、導体層１４にバスバ２２が重なる。このため、導体層１４とバスバ２２とが、互いに電気的に接続している。また、正極６に正極接続部１８の導体層１４が重なりかつ負極７に負極接続部１９の導体層１４が重なる。このため、正極６と負極７は、正極接続部１８と負極接続部１９が設けられた箇所では、導体層１４を介してバスバ２２と電気的に接続する。
【００３３】
さらに、正極接続部１８と負極接続部１９が設けられていない箇所では、正極６または負極７それぞれに直接、バスバ２２が重なる。このため、正極接続部１８と負極接続部１９が設けられていない箇所では、勿論、正極６と負極７は、バスバ２２と電気的に接続する。
【００３４】
したがって、前記一方向Ｈの一端に位置する一つの電池４ａの正極６ａと、前記一方向Ｈの他端に位置する他の電池４ｂの負極７ａと、を除いて、前記バスバ２２により互いに隣り合う正極６と負極７が電気的に接続する。そして、電池４が互いに直列に電気的に接続される。
【００３５】
また、図３に示すように、前記正極６に正極接続部１８の導体層１４が重なりかつ負極７に負極接続部１９の導体層１４が重なる。そして、ＦＰＣ１０の導体層１４が各正極６と負極７それぞれと電気的に接続する。また、ＦＰＣ１０の導体層１４は、図示しないＥＣＵ（Electronic Control Unit）と電気的に接続する。導体層１４によって、測定部３は、各電池４の正極６と負極７との電位差を測定できる。こうして、測定部３は、各電池４の残量などを測定できるようになる。
【００３６】
本実施形態によれば、正極接続部１８を正極６に接続しかつ負極接続部１９を負極７に接続して、ＦＰＣ１０を電池集合体２に取り付ける。前記正極接続部１８と負極接続部１９とが一体に形成されたＦＰＣ１０を電池集合体２に取り付けると、測定部３は、各電池４の正極６と負極７との電位差を測定できるようになる。
【００３７】
このため、前記各電池４の正極６と負極７との電位差を測定できるように、これらの正極６及び負極７と測定部３とを電気的に接続するためにかかる手間を抑制できる。したがって、電源装置１の組立にかかる工数を抑制でき、該電源装置１のコストの高騰を抑制できる。
【００３８】
また、測定部３は、ＦＰＣ１０を用いて、各正極６及び負極７と電気的に接続する。このため、測定部３の機械的な寸法を抑制できる。したがって、電源装置１の小型化を図ることができる。
【００３９】
正極接続部１８と負極接続部１９では、導体層１４の両表面が露出している。このため、正極接続部１８では、導体層１４を正極６と確実に電気的に接続できる。負極接続部１９では、導体層１４を負極７と確実に電気的に接続できる。したがって、ＦＰＣ１０を正極６と負極７との双方と確実に電気的に接続でき、測定部３は、各電池４の正極６と負極７との電位差を確実に測定できるようになる。
【００４０】
正極６と負極７とは、電池本体５の一端面８から突出している。ＦＰＣ１０が、一端面８に重ねられて、電池集合体２に取り付けられる。このため、導体層１４が折り曲げられることなく、ＦＰＣ１０は電池集合体２に取り付けられる。したがって、ＦＰＣ１０の導体層１４が断線することを防止でき、測定部３は、各電池４の正極６と負極７との電位差を確実に測定できる。
【００４１】
正極接続部１８は、ＦＰＣ１０の一方の縁部１７ａに設けられかつ該一方の縁部１７ａに重なるすべての正極６に対応して設けられている。負極接続部１９は、ＦＰＣ１０の他方の縁部１７ｂに設けられかつ該他方の縁部１７ｂに重なるすべての負極７に対応して設けられている。
【００４２】
このため、一方向Ｈに対し交差する方向に沿って相対する正極接続部１８と、負極接続部１９との電位差を測定することによって、各電池４の正極６と負極７との電位差を確実に測定できる。したがって、測定部３は、各電池４の正極６と負極７との電位差を確実に測定できる。
【００４３】
また、図３に示すように、正極接続部１８と負極接続部１９が設けられた箇所では、前記導体層１４にバスバ２２が重なりかつ該導体層１４が正極６または負極７に重なっている。このため、前記ナット２６と電池４の一端面８との間には、合成樹脂などからなる第１の絶縁層１５と第２の絶縁層１６との双方が挟まれない。したがって、ナット２６を正極６及び負極７にねじ込んでも、厚みが薄くなる方向に第１の絶縁層１５と第２の絶縁層１６との双方が変形しない。
【００４４】
したがって、前記第１の絶縁層１５と第２の絶縁層１６との厚みが薄くなる方向に変形するなどして、ナット２６によりバスバ２２と導体層１４と電池４の一端面８とが互いに近づけられる力が弱くなることを確実に防止できる。このため、導体層１４と正極６または負極７とを確実に電気的に接続できるとともに、バスバ２２と正極６または負極７とを確実に電気的に接続できる。
【００４５】
前述した実施形態では、フラット回路体としてＦＰＣ１０を用いている。しかしながら、本発明では、フラット回路体として、フレキシブルフラットケーブル（Flexible Flat Cable：ＦＦＣ）を用いても良いことは勿論である。
【００４６】
さらに、前記ＦＰＣ１０には、複数の電池４の電圧を均等に制御する制御ユニットなどを取り付けても良い。この場合、均等化された電圧が、前記ＥＣＵに向かって出力される。
【００４７】
また、本実施形態では、ＦＰＣ１０を座２７とバスバ２２との間に挟んでいる。即ち、ＦＰＣ１０をバスバ２２の図３中の下方に重ねている。しかしながら、本発明では、ＦＰＣ１０をナット２６とバスバ２２との間に挟んでも良い。即ち、ＦＰＣ１０をバスバ２２の図３中の上方に重ねる。勿論、この場合、ＦＰＣ１０の導体層１４と各電極６，７とが確実に電気的に接続する。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に記載の本発明は、各電池の正の電極と負の電極との電位差を測定するための測定手段がフラット回路体を備えている。そして、このフラット回路体は、正極接続部と、負極接続部とを備えている。正極接続部を正の電極に取り付け、負極接続部を負の電極に取り付けて、フラット回路体を電池集合体に取り付けることができる。
【００４９】
したがって、フラット回路体を取り付けると各電池の正の電極と負の電極との電位差を測定できるようになる。したがって、測定手段の取り付けにかかる工数を抑制でき、コストの高騰を抑制できる。また、フラット回路体を用いるので、測定手段の機械的な寸法を小さくできる。したがって、電源装置の小型化を図ることができる。
【００５０】
正極接続部と負極接続部では、導体層の両表面が露出している。このため、正極接続部では導体層を正の電極に確実に接続でき、負極接続部では導体層を負の電極に確実に接続できる。したがって、小型化とコストの高騰を抑制できることにくわえ、フラット回路体を正の電極と負の電極との双方と確実に接続でき、各電池の正の電極と負の電極との電位差を確実に測定できる。
【００５１】
請求項２に記載の本発明は、正の電極と負の電極は、電池本体から同方向に突出している。フラット回路体は、電池本体の一端面に重ねられる。このため、導体層が折り曲げられることなく、フラット回路体は、電池集合体に取り付けられる。したがって、小型化とコストの高騰を抑制できることにくわえ、フラット回路体の導体層が断線することを確実に防止でき、各電池の正の電極と負の電極との電位差を確実に測定できる。
【００５２】
請求項３に記載の本発明は、正極接続部は、フラット回路体の一方の縁部に設けられかつ該一方の縁部に重なるすべての正の電極に対応して設けられている。負極接続部は、フラット回路体の他方の縁部に設けられかつ該他方の縁部に重なるすべての負の電極に対応して設けられている。このため、電池が並べられる一方向に対し交差する方向に沿って相対する正極接続部と、負極接続部との電位差を測定することによって、各電池の正の電極と負の電極との電位差を確実に測定できる。したがって、小型化とコストの高騰を抑制できることにくわえ、各電池の正の電極と負の電極との電位差を確実に測定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる電源装置を分解して示す斜視図である。
【図２】図１に示された電源装置のＦＰＣの要部を示す平面図である。
【図３】図１に示された電源装置のＦＰＣと電極とバスバとの取り付け箇所の断面図である。
【図４】従来の電源装置を分解して示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 電源装置
２ 電池集合体
３ 測定部（測定手段）
４ 電池
４ａ 一つの電池
４ｂ 他の電池
５ 電池本体
６ 正極（正の電極）
７ 負極（負の電極）
８ 一端面
１０ ＦＰＣ（フラット回路体）
１４ 導体層
１５ 第１の絶縁層
１６ 第２の絶縁層
１７ａ 一方の縁部
１７ｂ 他方の縁部
１８ 正極接続部
１９ 負極接続部
２２ バスバ（接続部材）
Ｈ 一方向
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の電池が直列に接続されて得られかつ内燃機関と電動機との双方の動力で走行可能なハイブリット車や電気自動車などに搭載される電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関と電動機との双方の動力で走行可能なハイブリット車や電気自動車などには、例えば図４に示された電源装置１００が搭載される。図４に例示された電源装置１００は、複数の電池１０１と、内ケース１０２と、内ケース１０２内にセットされた複数のバスバ１０９と、電極カバー１０４と、を備えている。
【０００３】
電池１０１は、それぞれ一端に正の電極（以下正極と呼ぶ）１０５を設け、他端に負の電極（以下負極と呼ぶ）１０６を設けている。電池１０１は、前記正極１０５と負極１０６とが互いに隣り合う状態で重ねられている。互いに隣り合う電池１０１同士は、互いに正極１０５と負極１０６とが隣り合っている。即ち、複数の電池１０１は、正極１０５と、負極１０６とが交互に逆向きとなる状態で重ねられている。
【０００４】
内ケース１０２は、互いに重ねられた電池１０１の端部に取り付けられる。内ケース１０２は、複数の電圧検出用端子１０７を収容する。電圧検出用端子１０７には、電線１０８が接続されている。電圧検出用端子１０７は、前記電池１０１が並べられる方向に沿って一つおきの正極１０５または負極１０６に取り付けられる。内ケース１０２には、複数のバスバ１０９が取り付けられている。
【０００５】
バスバ１０９は、互いに隣り合う正極１０５と負極１０６とを接続して、電池１０１を互いに直列に接続する。電極カバー１０４は、絶縁性の合成樹脂からなりかつ内ケース１０２に取り付けられる。電極カバー１０４は、正極１０５、負極１０６及び前述したバスバ１０９などを覆う。前述した構成の電源装置１００は、電圧検出用端子１０７と該電圧検出用端子１０７に取り付けられた電線１０８とを介して、各電池１０１の正極１０５と負極１０６との電位差を測定する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述した従来の電源装置１００では、内ケース１０２と外ケース１０３との間などに、電圧検出用端子１０７を配しているとともに、該電圧検出用端子１０７に接続された電線１０８を配している。このため、従来の電源装置１００を組み立てる際に、電線１０８を内ケース１０２と電極カバー１０４との間などに配索する必要があった。
【０００７】
また、前記電圧検出用端子１０７を所望の正極１０５及び負極１０６に取り付ける必要があった。このため、組立にかかる工数が増大して、コストの高騰を招いていた。さらに、内ケース１０２と電極カバー１０４との間などに前述した電線１０８を配索するスペースを確保する必要があった。このため、電源装置１００自体が大型化する傾向であった。
【０００８】
したがって、本発明の目的は、小型化とコストの高騰を抑制できる電源装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
課題を解決し目的を達成するために、請求項１に記載の本発明の電源装置は、一端にねじ溝が外周面に形成された棒状の正の電極、他端にねじ溝が外周面に形成された棒状の負の電極を設けた電池を複数備えた電池集合体と、前記電池集合体を構成する各電池の前記正の電極と負の電極との電位差を測定するための測定手段と、を備えた電源装置において、前記測定手段は、導体層と該導体層の一方の表面に積層された第１の絶縁層と前記導体層の他方の表面に積層された第２の絶縁層とを有し、かつ、前記導体層と前記正の電極とが接続する正極接続部と、前記導体層と前記負の電極とが接続する負極接続部と、が設けられているとともに、前記正極接続部と前記負極接続部では前記電極を通す通し孔が設けられて前記導体層の両表面が露出したフラット回路体を備え、前記通し孔内に前記電極を通して前記電極の座に重なった前記フラット回路体の前記導体層に重ねられる導電性の接続部材と、前記電極のねじ溝にねじ込まれて前記接続部材と前記導体層と前記電極の座とを密着させるナットと、を更に備えたことを特徴としている。
【００１１】
請求項２に記載の本発明の電源装置は、請求項１に記載の電源装置において、前記電池はそれぞれ方体状の電池本体を備えており、前記正の電極と負の電極は互いに並行でかつ前記電池本体の一端面から同方向に突出しているとともに、前記フラット回路体は、前記一端面に重ねられて、前記正極接続部が前記正の電極に取り付けられかつ前記負極接続部が前記負の電極に取り付けられることを特徴としている。
【００１２】
請求項３に記載の本発明の電源装置は、請求項１又は請求項２に記載の電源装置において、前記電池は一方向に沿って並べられ、前記一方向の一端に位置する一つの電池の正の電極と、前記一方向の他端に位置する他の電池の負の電極とを除いて、互いに隣り合う正の電極と負の電極とが接続部材により接続されて、前記電池が互いに直列に接続されているとともに、前記正極接続部は、前記フラット回路体の一方の縁部に前記一方向に沿って並べられかつ前記一方の縁部に重なるすべての正の電極それぞれに対応して設けられているとともに、前記負極接続部は、前記フラット回路体の他方の縁部に前記一方向に沿って並べられかつ前記他方の縁部に重なるすべての負の電極それぞれに対応して設けられていることを特徴としている。
【００１３】
請求項１に記載された本発明によれば、各電池の正の電極と負の電極との電位差を測定するための測定手段がフラット回路体を備えている。そして、このフラット回路体は、正極接続部と、負極接続部とを備えている。正極接続部を正の電極に取り付け、負極接続部を負の電極に取り付けて、フラット回路体を電池集合体に取り付けることができる。
【００１４】
正極接続部と、負極接続部では、導体層の表面が露出している。このため、正極接続部では導体層を正の電極に確実に接続でき、負極接続部では導体層を負の電極に確実に接続できる。
【００１５】
請求項２に記載された本発明によれば、正の電極と負の電極は、電池本体から同方向に突出している。フラット回路体は、電池本体の一端面に重ねられて取り付けられる。このため、導体層が折り曲げられることなく、フラット回路体は電池集合体に取り付けられる。
【００１６】
請求項３に記載された本発明によれば、正極接続部は、フラット回路体の一方の縁部に設けられかつ該一方の縁部に重なるすべての正の電極に対応して設けられている。負極接続部は、フラット回路体の他方の縁部に設けられかつ該他方の縁部に重なるすべての負の電極に対応して設けられている。このため、電池が並べられる一方向に対し交差する方向に沿って相対する正極接続部と、負極接続部との電位差を測定することによって、各電池の正の電極と負の電極との電位差を確実に測定できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態にかかる電源装置を、図１ないし図３を参照して説明する。図１に示す電源装置１は、内燃機関と電動機との双方の駆動力で走行可能なハイブリッド車や、電動機の駆動力によって走行可能な電気自動車に搭載される。
【００１８】
電源装置１は、図１に示すように、電池集合体２と、後述する各電池４の正極６と負極７との電位差を測定するための測定手段としての測定部３と、を備えている。電池集合体２は、複数の電池４を備えている。電池４は、方体状の電池本体５と、正の電極（以下正極と呼ぶ）６と、負の電極（以下負極と呼ぶ）７と、を備えている。
【００１９】
正極６は、電池本体５の一端に設けられている。負極７は、電池本体５の他端に設けられている。正極６と負極７とは、棒状に形成されており、前記電池本体５の一つの端面（以下一端面と呼び、図３などに示す）８から同方向に突出している。正極６と負極７とは、互いに並行（平行）であるとともに、外周面にねじ溝が形成されている。
【００２０】
複数の電池４は、正極６と負極７とが互いに隣り合いかつ前記一端面８が互いに同一平面上に位置する状態で、一方向（図１中の矢印Ｈ）に沿って並べられている。互いに隣り合う電池４同士は、正極６と負極７とが互いに隣り合っている。即ち、複数の電池４は、正極６と負極７とが交互に逆向きとなる状態で重ねられている。
【００２１】
測定部３は、測定部本体９と、フラット回路体としてのフレキシブルプリントサーキット（Flexible Printed Circuit：以下ＦＰＣと呼ぶ）１０と、を備えている。なお、本明細書で示すフラット回路体とは、導体と、該導体を被覆する絶縁体と、を備えて、扁平なものを示している。測定部本体９は、絶縁性の合成樹脂からなりかつ板状に形成されている。測定部本体９には、前述したように並べられた各電池４の正極６と負極７とを通すことのできる電極通し孔１１（図３などに示す）が形成されている。
【００２２】
測定部本体９は、前記電極通し孔１１内に正極６及び負極７を通して、前記電池集合体２を構成する電池４の一端面８に重ねられる。測定部本体９は、前記一端面８に重ねられると、外側に露出する表面９ａに、バスバ収容室１２を複数設けている。バスバ収容室１２は、前記表面９ａから立設した複数の隔壁１３によって形成されている。バスバ収容室１２には、一つの正極６を通す電極通し孔１１と、一つの負極７を通す電極通し孔１１とが開口している。すなわち、バスバ収容室１２には、電極通し孔１１を通して、互いに隣り合う電池４の正極６と負極７とが侵入する。
【００２３】
バスバ収容室１２は、前記一方向Ｈに沿って並べられた複数の電池４のうち一端に位置する一つの電池４（以下符号４ａで示す）の正極６（以下符号６ａで示す）と重なる位置と、他端に位置する他の電池４（以下符号４ｂで示す）の負極７（以下符号７ａで示す）と重なる位置と、を除いた位置に配されている。
【００２４】
ＦＰＣ１０は、図３などに示すように、例えば銅などの導電性の金属からなる薄い導体層１４と、該導体層１４の一方の表面に積層された薄い第１の絶縁層１５と、前記導体層１４の他方の表面に積層された薄い第２の絶縁層１６とからなる。また、ＦＰＣ１０は、図１及び図２に示すように、平面形状が略矩形状の回路体本体１７と、正極接続部１８と、負極接続部１９とを備えている。回路体本体１７は、前記導体層１４と第１の絶縁層１５と第２の絶縁層１６とが互いに積層されて構成されている。
【００２５】
正極接続部１８は、回路体本体１７即ちＦＰＣ１０の図１中手前側に位置する一方の縁部１７ａに前記一方向Ｈに沿って並べられている。正極接続部１８は、図２などに示すように、前記回路体本体１７の前記一方の縁部１７ａから外方向に向かって突出している。正極接続部１８は、前記一方の縁部１７ａに重なる電池４のすべての正極６それぞれに重なる位置に配されている。正極接続部１８には、正極６を通すことのできる正極通し孔２０が開口している。該正極通し孔２０の全周に亘って該正極通し孔２０の周りから導体層１４が露出している。
【００２６】
正極接続部１８の電池４と相対する裏面側には、図２及び図３に示すように、第１の絶縁層１５に丸孔２１が形成されている。丸孔２１は、正極通し孔２０より大きい。丸孔２１内には、前記正極６の座（根本）２７が侵入する。正極６の座２７は導体層１４と接触する。正極接続部１８の表面側では、第２の絶縁層１６が除去されている。正極接続部１８に後述するバスバ２２が重なると、該バスバ２２が導体層１４と接触する。こうして、正極接続部１８では、導体層１４の両表面が露出している。
【００２７】
負極接続部１９は、回路体本体１７即ちＦＰＣ１０の図１中奥側に位置する他方の縁部１７ｂに前記一方向Ｈに沿って並べられている。負極接続部１９は、図２などに示すように、前記回路体本体１７の前記他方の縁部１７ｂから外方向に向かって突出している。負極接続部１９は、前記他方の縁部１７ｂに重なる電池４のすべての負極７それぞれに重なる位置に配されている。負極接続部１９には、負極７を通すことのできる負極通し孔２３が開口している。該負極通し孔２３の全周に亘って該負極通し孔２３の周りから導体層１４が露出している。
【００２８】
負極接続部１９の電池４と相対する裏面側には、図２及び図３に示すように、第１の絶縁層１５に丸孔２４が形成されている。丸孔２４は、負極通し孔２３より大きい。丸孔２４内には、前記負極７の座２７が侵入する。負極７の座２７は導体層１４と接触する。負極接続部１９の表面側では、第２の絶縁層１６が除去されている。負極接続部１９にバスバ２２が重なると、該バスバ２２が導体層１４と接触する。こうして、負極接続部１９では、導体層１４の両表面が露出している。
【００２９】
また、電源装置１は、接続部材としてのバスバ２２を備えている。バスバ２２は、導電性を有する金属からなり、帯板状に形成されている。バスバ２２は、バスバ収容室１２内に収容される。バスバ２２は、正極６と負極７とを通すことのできる孔２５を一対備えている。
【００３０】
正極６と負極７とが互いに隣り合う状態に、複数の電池４を重ねる。そして、前記正極６と負極７を電極通し孔１１内に挿入して測定部本体９を電池４の一端面８に重ねる。そして、正極接続部１８の正極通し孔２０内に正極６を通しかつ負極接続部１９内に負極７を通して、ＦＰＣ１０を測定部本体９に更に重ねる。こうして、ＦＰＣ１０は、測定部本体９を介して一端面８に重ねられる。
【００３１】
孔２５内に互いに隣り合う正極６と負極７とを通すとともにバスバ収容室１２内に収容する格好で、前記ＦＰＣ１０に更にバスバ２２を重ねる。即ち、ＦＰＣ１０を、座２７とバスバ２２との間に挟んでいる。ＦＰＣ１０はバスバ２２の図３中の下方に重ねられる。その後、各正極６と負極７の外周にナット２６などをねじ込んで、前記電池４、測定部本体９、ＦＰＣ１０とバスバ２２を固定して、前述した構成の電源装置１を組み立てる。
【００３２】
こうして、正極接続部１８と負極接続部１９が設けられた箇所では、図３に示すように、導体層１４にバスバ２２が重なる。このため、導体層１４とバスバ２２とが、互いに電気的に接続している。また、正極６に正極接続部１８の導体層１４が重なりかつ負極７に負極接続部１９の導体層１４が重なる。このため、正極６と負極７は、正極接続部１８と負極接続部１９が設けられた箇所では、導体層１４を介してバスバ２２と電気的に接続する。
【００３３】
さらに、正極接続部１８と負極接続部１９が設けられていない箇所では、正極６または負極７それぞれに直接、バスバ２２が重なる。このため、正極接続部１８と負極接続部１９が設けられていない箇所では、勿論、正極６と負極７は、バスバ２２と電気的に接続する。
【００３４】
したがって、前記一方向Ｈの一端に位置する一つの電池４ａの正極６ａと、前記一方向Ｈの他端に位置する他の電池４ｂの負極７ａと、を除いて、前記バスバ２２により互いに隣り合う正極６と負極７が電気的に接続する。そして、電池４が互いに直列に電気的に接続される。
【００３５】
また、図３に示すように、前記正極６に正極接続部１８の導体層１４が重なりかつ負極７に負極接続部１９の導体層１４が重なる。そして、ＦＰＣ１０の導体層１４が各正極６と負極７それぞれと電気的に接続する。また、ＦＰＣ１０の導体層１４は、図示しないＥＣＵ（Electronic Control Unit）と電気的に接続する。導体層１４によって、測定部３は、各電池４の正極６と負極７との電位差を測定できる。こうして、測定部３は、各電池４の残量などを測定できるようになる。
【００３６】
本実施形態によれば、正極接続部１８を正極６に接続しかつ負極接続部１９を負極７に接続して、ＦＰＣ１０を電池集合体２に取り付ける。前記正極接続部１８と負極接続部１９とが一体に形成されたＦＰＣ１０を電池集合体２に取り付けると、測定部３は、各電池４の正極６と負極７との電位差を測定できるようになる。
【００３７】
このため、前記各電池４の正極６と負極７との電位差を測定できるように、これらの正極６及び負極７と測定部３とを電気的に接続するためにかかる手間を抑制できる。したがって、電源装置１の組立にかかる工数を抑制でき、該電源装置１のコストの高騰を抑制できる。
【００３８】
また、測定部３は、ＦＰＣ１０を用いて、各正極６及び負極７と電気的に接続する。このため、測定部３の機械的な寸法を抑制できる。したがって、電源装置１の小型化を図ることができる。
【００３９】
正極接続部１８と負極接続部１９では、導体層１４の両表面が露出している。このため、正極接続部１８では、導体層１４を正極６と確実に電気的に接続できる。負極接続部１９では、導体層１４を負極７と確実に電気的に接続できる。したがって、ＦＰＣ１０を正極６と負極７との双方と確実に電気的に接続でき、測定部３は、各電池４の正極６と負極７との電位差を確実に測定できるようになる。
【００４０】
正極６と負極７とは、電池本体５の一端面８から突出している。ＦＰＣ１０が、一端面８に重ねられて、電池集合体２に取り付けられる。このため、導体層１４が折り曲げられることなく、ＦＰＣ１０は電池集合体２に取り付けられる。したがって、ＦＰＣ１０の導体層１４が断線することを防止でき、測定部３は、各電池４の正極６と負極７との電位差を確実に測定できる。
【００４１】
正極接続部１８は、ＦＰＣ１０の一方の縁部１７ａに設けられかつ該一方の縁部１７ａに重なるすべての正極６に対応して設けられている。負極接続部１９は、ＦＰＣ１０の他方の縁部１７ｂに設けられかつ該他方の縁部１７ｂに重なるすべての負極７に対応して設けられている。
【００４２】
このため、一方向Ｈに対し交差する方向に沿って相対する正極接続部１８と、負極接続部１９との電位差を測定することによって、各電池４の正極６と負極７との電位差を確実に測定できる。したがって、測定部３は、各電池４の正極６と負極７との電位差を確実に測定できる。
【００４３】
また、図３に示すように、正極接続部１８と負極接続部１９が設けられた箇所では、前記導体層１４にバスバ２２が重なりかつ該導体層１４が正極６または負極７に重なっている。このため、前記ナット２６と電池４の一端面８との間には、合成樹脂などからなる第１の絶縁層１５と第２の絶縁層１６との双方が挟まれない。したがって、ナット２６を正極６及び負極７にねじ込んでも、厚みが薄くなる方向に第１の絶縁層１５と第２の絶縁層１６との双方が変形しない。
【００４４】
したがって、前記第１の絶縁層１５と第２の絶縁層１６との厚みが薄くなる方向に変形するなどして、ナット２６によりバスバ２２と導体層１４と電池４の一端面８とが互いに近づけられる力が弱くなることを確実に防止できる。このため、導体層１４と正極６または負極７とを確実に電気的に接続できるとともに、バスバ２２と正極６または負極７とを確実に電気的に接続できる。
【００４５】
前述した実施形態では、フラット回路体としてＦＰＣ１０を用いている。しかしながら、本発明では、フラット回路体として、フレキシブルフラットケーブル（Flexible Flat Cable：ＦＦＣ）を用いても良いことは勿論である。
【００４６】
さらに、前記ＦＰＣ１０には、複数の電池４の電圧を均等に制御する制御ユニットなどを取り付けても良い。この場合、均等化された電圧が、前記ＥＣＵに向かって出力される。
【００４７】
また、本実施形態では、ＦＰＣ１０を座２７とバスバ２２との間に挟んでいる。即ち、ＦＰＣ１０をバスバ２２の図３中の下方に重ねている。しかしながら、本発明では、ＦＰＣ１０をナット２６とバスバ２２との間に挟んでも良い。即ち、ＦＰＣ１０をバスバ２２の図３中の上方に重ねる。勿論、この場合、ＦＰＣ１０の導体層１４と各電極６，７とが確実に電気的に接続する。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に記載の本発明は、各電池の正の電極と負の電極との電位差を測定するための測定手段がフラット回路体を備えている。そして、このフラット回路体は、正極接続部と、負極接続部とを備えている。正極接続部を正の電極に取り付け、負極接続部を負の電極に取り付けて、フラット回路体を電池集合体に取り付けることができる。
【００４９】
したがって、フラット回路体を取り付けると各電池の正の電極と負の電極との電位差を測定できるようになる。したがって、測定手段の取り付けにかかる工数を抑制でき、コストの高騰を抑制できる。また、フラット回路体を用いるので、測定手段の機械的な寸法を小さくできる。したがって、電源装置の小型化を図ることができる。
【００５０】
正極接続部と負極接続部では、導体層の両表面が露出している。このため、正極接続部では導体層を正の電極に確実に接続でき、負極接続部では導体層を負の電極に確実に接続できる。したがって、小型化とコストの高騰を抑制できることにくわえ、フラット回路体を正の電極と負の電極との双方と確実に接続でき、各電池の正の電極と負の電極との電位差を確実に測定できる。
【００５１】
請求項２に記載の本発明は、正の電極と負の電極は、電池本体から同方向に突出している。フラット回路体は、電池本体の一端面に重ねられる。このため、導体層が折り曲げられることなく、フラット回路体は、電池集合体に取り付けられる。したがって、小型化とコストの高騰を抑制できることにくわえ、フラット回路体の導体層が断線することを確実に防止でき、各電池の正の電極と負の電極との電位差を確実に測定できる。
【００５２】
請求項３に記載の本発明は、正極接続部は、フラット回路体の一方の縁部に設けられかつ該一方の縁部に重なるすべての正の電極に対応して設けられている。負極接続部は、フラット回路体の他方の縁部に設けられかつ該他方の縁部に重なるすべての負の電極に対応して設けられている。このため、電池が並べられる一方向に対し交差する方向に沿って相対する正極接続部と、負極接続部との電位差を測定することによって、各電池の正の電極と負の電極との電位差を確実に測定できる。したがって、小型化とコストの高騰を抑制できることにくわえ、各電池の正の電極と負の電極との電位差を確実に測定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる電源装置を分解して示す斜視図である。
【図２】図１に示された電源装置のＦＰＣの要部を示す平面図である。
【図３】図１に示された電源装置のＦＰＣと電極とバスバとの取り付け箇所の断面図である。
【図４】従来の電源装置を分解して示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 電源装置
２ 電池集合体
３ 測定部（測定手段）
４ 電池
４ａ 一つの電池
４ｂ 他の電池
５ 電池本体
６ 正極（正の電極）
７ 負極（負の電極）
８ 一端面
１０ ＦＰＣ（フラット回路体）
１４ 導体層
１５ 第１の絶縁層
１６ 第２の絶縁層
１７ａ 一方の縁部
１７ｂ 他方の縁部
１８ 正極接続部
１９ 負極接続部
２２ バスバ（接続部材）
Ｈ 一方向
Claims (3)
- 一端にねじ溝が外周面に形成された棒状の正の電極、他端にねじ溝が外周面に形成された棒状の負の電極を設けた電池を複数備えた電池集合体と、
前記電池集合体を構成する各電池の前記正の電極と負の電極との電位差を測定するための測定手段と、を備えた電源装置において、
前記測定手段は、導体層と該導体層の一方の表面に積層された第１の絶縁層と前記導体層の他方の表面に積層された第２の絶縁層とを有し、かつ、前記導体層と前記正の電極とが接続する正極接続部と、前記導体層と前記負の電極とが接続する負極接続部と、が設けられているとともに、前記正極接続部と前記負極接続部では前記電極を通す通し孔が設けられて前記導体層の両表面が露出したフラット回路体を備え、
前記通し孔内に前記電極を通して前記電極の座に重なった前記フラット回路体の前記導体層に重ねられる導電性の接続部材と、
前記電極のねじ溝にねじ込まれて前記接続部材と前記導体層と前記電極の座とを密着させるナットと、を更に備えたことを特徴とする電源装置。 - 前記電池はそれぞれ方体状の電池本体を備えており、前記正の電極と負の電極は互いに並行でかつ前記電池本体の一端面から同方向に突出しているとともに、
前記フラット回路体は、前記一端面に重ねられて、前記正極接続部が前記正の電極に取り付けられかつ前記負極接続部が前記負の電極に取り付けられることを特徴とする請求項１記載の電源装置。 - 前記電池は一方向に沿って並べられ、前記一方向の一端に位置する一つの電池の正の電極と、前記一方向の他端に位置する他の電池の負の電極とを除いて、互いに隣り合う正の電極と負の電極とが接続部材により接続されて、前記電池が互いに直列に接続されているとともに、
前記正極接続部は、前記フラット回路体の一方の縁部に前記一方向に沿って並べられかつ前記一方の縁部に重なるすべての正の電極それぞれに対応して設けられているとともに、
前記負極接続部は、前記フラット回路体の他方の縁部に前記一方向に沿って並べられかつ前記他方の縁部に重なるすべての負の電極それぞれに対応して設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電源装置。
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