JP6227569B2 - バッテリシステム - Google Patents

Description

本発明は、組電池と、組電池の温度を検出する温度センサを備えるバッテリシステムに関する。

複数の電池を直列に接続して出力電圧を高くしているバッテリシステムは、電動車両のモータやスタータ、カーナビゲーション、オーディオ等の電装品に電力を供給する用途などに使用されるが、電池の温度と電圧を監視することが、安全性を確保する上で重要である。電池の温度や電圧が、正常に使用可能な範囲から外れる状態では、正常な動作が確保されず、また寿命の悪化や場合によっては発煙や発火にいたる可能性もあるからである。また、バッテリシステムの安全監視においても、電池の温度が異常な状態となったことの検出は、即時の動作、たとえば、出力側に接続しているリレーをオープンに切り換える等の安全性を確保する動作を取る必要もあり極めて重要である。これらのことから、バッテリシステムは、電池の温度や電圧を速やかに検出することが求められる。

電池の温度を検出するために、温度センサで電池温度を検出するバッテリシステムは開発されている。（特許文献１参照）

特開２００９−８７５８３号公報

特許文献１のバッテリシステムは、角形電池の間にセパレータを挟むように配置して、セパレータに温度センサを連結している。このバッテリシステムは、温度センサを温度検出に最適な特定の位置に正確に配置するのに手間がかかる欠点がある。また、長期間にわたって位置ずれしないように温度センサを定位置に配置するのが難しい欠点もある。

本発明は、以上の欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、温度センサを簡単かつ容易に、しかも電池の温度検出に適した位置に確実に配置でき、さらに、長期間にわたって温度センサを最適位置から位置ずれしないように配置できるバッテリシステムを提供することにある。

本発明のある態様のバッテリシステムは、複数の電池１を直列に接続してなる組電池１０と、組電池１０を構成する電池１の電圧を検出するための電圧検出ライン４と、組電池１０を構成する電池１の温度を検出する温度センサ３と、を備えている。組電池１０は、電圧検出ライン４が検出する電池１の電圧が印加され、かつ、この電池１の電極端子と熱結合状態となる電圧検出位置を有している。電圧検出ライン４は、この電圧検出ライン４の先端に設けられ、電圧検出位置に固定される接続端子２を有している。温度センサ３は、接続端子２に設けられ、かつ、接続端子２に対して熱結合状態に固定される。

電池の電極端子付近は、電池から出力される電流の経路であり、電池内部の発熱が伝熱されるため、比較的温度が高くなりやすい。本発明のバッテリシステムは、電池の電極端子付近に設けられる電圧検出ラインの接続端子に温度センサを固定する構成となっているため、温度センサを簡単かつ容易に、しかも電池の温度検出に適した位置に確実に配置できる特徴がある。

本発明の一実施の形態にかかるバッテリシステムの概略構成図である。 図１に示すバッテリシステムの電池の接続状態を示す拡大斜視図である。 図２に示すバッテリシステムの電池の接続状態を示す分解斜視図である。 接続端子の一例を示す斜視図である。 図４に示す接続端子の分解斜視図である。 図４に示す接続端子の垂直縦断面図である。 図６に示す接続端子のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。 接続端子の他の一例を示す斜視図である。 図８に示す接続端子の分解斜視図である。 図８に示す接続端子の垂直縦断面図である。 接続端子の他の一例を示す斜視図である。 図１１に示す接続端子の分解斜視図である。 図１１に示す接続端子の垂直縦断面図である。 接続端子の他の一例を示す斜視図である。 図１４に示す接続端子の分解斜視図である。 図１４に示す接続端子の垂直縦断面図である。 接続端子の他の一例を示す斜視図である。 図１７に示す接続端子の分解斜視図である。 図１７に示す接続端子の垂直縦断面図である。 接続端子の他の一例を示す斜視図である。 図２０に示す接続端子の分解斜視図である。 図２０に示す接続端子の垂直縦断面図である。 接続端子の他の一例を示す斜視図である。 接続端子の他の一例を示す平面図である。 図２４に示す接続端子のＸＸＶ−ＸＸＶ線断面図である。 接続端子の他の一例を示す垂直縦断面図である。 図２６に示す接続端子の分解斜視図である。 接続端子の他の一例を示す斜視図である。 図２８に示す接続端子の垂直縦断面図である。 図２９に示す接続端子のＸＸＸ−ＸＸＸ線断面図である。 接続端子を成形する金属板の切断パターンの一例を示す平面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するためのバッテリシステムとこのバッテリシステムを備える電動車両並びに蓄電装置を例示するものであって、本発明はバッテリシステムとこのバッテリシステムを備える電動車両並びに蓄電装置を以下のものに特定しない。さらに、この明細書は、特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。

本発明のバッテリシステムは、複数の電池を直列に接続してなる組電池と、この組電池の電池温度を検出する温度センサと、電池の電圧検出位置に電気接続されている電圧検出ラインとを備えている。電池の電圧検出位置には接続端子を固定している。この接続端子には、温度センサが熱結合状態に固定されて、電圧検出ラインが電気接続される。接続端子は、温度センサを電池に熱結合状態に連結して、電圧検出ラインを電池の電圧検出位置に電気接続している。

温度センサは電池の温度を検出して、保護回路に入力する。したがって、温度センサは、リード線を介して保護回路に接続される。保護回路は、電池の温度があらかじめ設定している温度範囲を超える状態では、組電池の充放電の電流を制限し、あるいは遮断して組電池を保護する。

温度センサは、好ましくは、熱結合状態であって絶縁状態で接続端子に固定される。このバッテリシステムは、温度センサの一方の端子を電池の電極に電気接続しないので、温度センサに電池による直流バイアスが印加されない。したがって、温度センサを保護回路に接続する回路構成を簡単にできる。ただ、温度センサは、一方の端子を電極に電気接続することもできる。

接続端子は、電池の電圧検出位置に固定されている。電圧検出位置は、電池の電極端子と、この電極端子に固定してなるバスバーと、電極端子やバスバーに接続してなるリードのいずれかとすることができる。接続端子は、電池の電極端子に直接に接続され、あるいは、電池の電極端子に固定しているバスバーに接続されて、バスバーを介して電極端子に接続され、あるいはまた、電極端子やバスバーに接続してなるリードに接続されて、このリードを介して電極端子に接続される。電極端子に直接に接続される接続端子は、先端の端子部を丸端子として、ここに電極端子を挿入して接続される。この連結構造は、たとえば電極端子の表面に雄ねじを設けて、雄ねじにナットをねじ込んで丸端子を固定できる。また、電極端子の先端に雌ねじ孔を設け、この雌ねじ孔に丸端子に挿入される止ネジをねじ込んで接続端子を電極端子に接続する。バスバーに固定される接続端子は、止ネジを介して丸端子をバスバーに固定する。止ネジは、丸端子に挿入され、バスバーにネジ止めして接続端子をバスバーに固定する。

なお、本明細書において、電池の電極端子とは、電池の正負の電極に直接にあるいは間接的に接続される端子であって、電池の封口板を貫通している正負の電池端子や、電池の外部において、正負の電池端子に接続された外部端子を含む広い意味で使用する。

温度センサは、接着、圧着、係止構造の何れかで接続端子に固定することができる。接着して固定される温度センサは、接着剤を介して接続端子に好ましい熱結合状態で固定される。圧着あるいは係止構造による固定構造は、簡単かつ容易に、しかも確実に位置ずれしないように、接続端子に固定される。

接続端子は、好ましくは圧着端子である。圧着端子は、電圧検出ラインを圧着して固定できる金属板、すなわち圧着工具で圧着状態に変形されて、変形状態に保持される導電製の金属板で製作される。圧着端子は、電圧検出ラインを圧着して連結し、かつ温度センサを固定する連結部と、電極端子に接続される端子部とを有する。端子部は、好ましくは丸端子として、電極端子やバスバーに確実に固定できる構造とする。

連結部は、溝型に折曲加工された金属板で、電圧検出ラインを電気接続する接続部と、温度センサを固定する固定部とを有する。接続部は、両側の側壁を圧着工具で折曲加工して、電圧検出ラインを圧着して連結する。固定部は、溝内に温度センサを配置し、溝内に接着剤を充填して、温度センサを固定する。この接続構造は、電圧検出ラインを簡単かつ容易に、しかも確実に接続端子に接続しながら、温度センサを理想的な熱結合状態で接続端子に固定できる。

連結部は、電圧検出ラインを圧着して連結してなる接続部と、温度センサを溝内に配置して固定する固定部とを長手方向に配置することで、電圧検出ラインと温度センサの両方を理想的な状態で連結できる。とくに、この圧着端子は、電圧検出ラインを圧着して接続し、温度センサを溝内に配置して確実に固定できる。さらに、この連結部は、接続部と固定部を互いに表裏の反対側に配置し、あるいは同じ側に設けて、電圧検出ラインと温度センサとを固定できる。接続部と固定部とを表裏の反対側に配置する連結部は、温度センサを圧着時の変形力から保護しながら、電圧検出ラインを圧着して確実に連結できる。接続部と固定部とを表裏の同じ側に設ける連結部は、圧着端子の構造を簡単にして、圧着端子を安価に多量生産できる。

接続部と固定部とを長手方向に配置する圧着端子は、温度センサの固定部を、電圧検出ラインを圧着する接続部よりも端子部に接近するように配置して、温度センサでもって、電池の温度をより速やかに、しかも正確に検出できる。それは、温度センサが電極端子に、より接近して配置されるからである。

接続端子の圧着端子は、端子部を丸端子として、丸端子の外周に円周方向に離して、接続部と固定部とを連結することができる。この圧着端子は、好ましくは接続部と固定部とを丸端子の互いに反対側に、すなわち直線状に配置する。この圧着端子は、電圧検出ラインを圧着する変形力が温度センサに作用せず、電圧検出ラインと温度センサの両方を理想的な状態で固定できる。また、温度センサと電圧検出ラインの両方を電極端子に接近して配置でき、温度センサでもって、電池の温度を速やかに正確に検出できる。

接続端子の接続部は、電圧検出ラインを溶接して接続し、あるいはハンダ付けして接続することもできる。この接続端子は、金属板で製作されて、接続部と固定部とを端子部に連結する形状とする。温度センサは、固定部に係止構造で固定することもできる。この固定部は、温度センサを連結する連結穴を設け、この連結穴に挿入する連結ロッドを温度センサに設け、連結ロッドを連結穴に挿入して、温度センサを固定部に固定することができる。電圧検出ラインを溶接やハンダ付けする接続端子は、長期間にわたって安定して電圧検出ラインを接続できる。また、連結ロッドを固定部の連結穴に挿入して、温度センサを連結する構造は、極めて簡単に、温度センサを定位置に固定できる。

以上のバッテリシステムは、電動車両に搭載されて、車両を走行させるモータに電力を供給することができる。あるいは、車両に搭載されて、車両の電装用バッテリに並列に接続することができる。また、以上のバッテリシステムは、蓄電装置に設けられて、自然エネルギーや深夜電力を蓄電することができる。

以下、図面に基づいて、さらに具体的な実施例を詳述する。

図１のバッテリシステム１００は、電池１を角形電池として、複数の角形電池を長手方向に積層して組電池１０としている。電池１は、バスバー６を介して直列に接続している。電池１の電圧検出位置には、接続端子２を固定している。この接続端子２は、電圧検出ライン４の一端を接続している。電圧検出ライン４の他端は、電池１の電圧を検出する電圧検出回路７に接続されて、各電池１の電圧を電圧検出回路７に入力する。

電圧検出回路７は、各電池１の電圧を検出し、電池１の電圧があらかじめ設定している設定電圧よりも高く、あるいは低くなると、組電池１０の充放電の電流を制限し、あるいは遮断する。電圧検出回路７は、たとえば充電している電池１の電圧が最高電圧よりも高くなると、充電電流を小さく制限し、あるいは遮断し、また放電している電池１の電圧が最低電圧よりも低くなると、放電電流を制限し、あるいは遮断して電池１の過充電や過放電を防止する。

なお、電圧検出回路７は、必ずしもすべての電池１の電圧を検出する必要はなく、複数の電池１が直列に接続されてなるモジュールの電圧や組電池１０の電圧を検出するように構成することもできる。

さらに、図１のバッテリシステム１００は、電池１の温度を検出する温度センサ３を備える。温度センサ３は、接続端子２に熱結合状態に固定されて、電池１の温度を検出する。接続端子２は、電圧検出ライン４を電池１の電極端子１１に電気接続して、温度センサ３を電池１の電極端子１１に熱結合状態に連結する。接続端子２は金属板であって優れた導電性と熱伝導特性を有する。したがって、接続端子２は、電圧検出ライン４を電極端子１１に低抵抗な状態で電気接続して、温度センサ３を、電池温度を速やかに検出する状態で連結する。温度センサ３は、接続端子２を介して電池１の温度を検出する。

温度センサ３は、電池１の温度を検出して保護回路８に入力する。したがって、温度センサ３は、リード線５を介して保護回路８に接続される。保護回路８は、電池１の温度があらかじめ設定している温度範囲を超える状態では、組電池１０の充放電の電流を制限し、あるいは遮断して組電池１０を保護する。

図１のバッテリシステム１００は、図２と図３に示すように、電池１の電極端子１１に固定しているバスバー６を電池１の電圧検出位置としており、このバスバー６に接続端子２を固定している。したがって、温度センサ３は、接続端子２とバスバー６を介して電池１の温度を検出する。ただ、バッテリシステムは、電池１の電極端子１１を電圧検出位置として、すなわち、電極端子１１に直接に接続端子２を接続することもできる。さらに、バッテリシステムは、図示しないが、電極端子間に種々の電子部品、たとえば、電流検出用のシャント抵抗やヒューズ、遮断用のリレーなどを接続することもある。したがって、電極端子間にこれらの電子部品を接続するリード等を電圧検出位置として接続端子を接続することもできる。したがって、バッテリシステムは、電極端子やバスバーに接続してなるリードを電圧検出位置とすることもできる。

図に示すバッテリシステム１００は、電池１の電極端子１１を、電池１の封口板を貫通している電池端子としている。このため、電池内部の温度は、電極端子１１を介して好ましい状態で温度センサ３に伝導される。このため、温度センサ３は、接続端子２とバスバー６を介して、電池温度を速やかに検出する。ただ、電極端子は、必ずしも電池の封口板を貫通している電池端子とする必要はなく、図示しないが、電池の外部において、正負の電池端子に接続された外部端子とすることもできる。このような外部端子として、たとえば、封口板の表面において、封口板を貫通する電池端子にリード部材を介して連結されたロッドやボルトが使用される。このような外部端子からなる接続端子においても、電池内部の温度を、効率よく温度センサに熱伝導する。

接続端子２は、温度センサ３を熱結合状態であって絶縁して連結し、電圧検出ライン４を電気接続する状態で連結している。図４ないし図７に示す接続端子２Ａは圧着端子２０である。圧着端子２０は、電圧検出ライン４を圧着して固定できる金属板で製作される。これ等の図に示す圧着端子２０は、電極端子１１に固定される端子部２１に、電圧検出ライン４を接続し、温度センサ３を固定する連結部２２を設けている。端子部２１は金属板をリング状に裁断している丸端子２１Ａで、連結部２２は金属板を溝型に折曲加工している。この圧着端子２０は、金属板を、端子部２１と固定部２４の底面を同一平面に配置するように加工している。丸端子２１Ａは、図２と図３に示すように、止ネジ１２でバスバー６に固定される。止ネジ１２は丸端子２１Ａに挿入されて、バスバー６の雌ねじ孔６ａにねじ込まれて、端子部２１をバスバー６に固定する。ただ、バスバーは、必ずしも雌ねじ孔を設ける必要はなく、接続端子の固定位置に貫通孔を開口し、この貫通孔に挿通される止ネジの先端を、裏面側においてナットにねじ込んで、接続端子をネジ止めすることもできる。また、接続端子をバスバーに溶接することもできる。バスバーに接続端子を溶接する場合は、接続端子やバスバーに接続端子を固定するための孔を設ける必要はない。

連結部２２は、温度センサ３を固定する固定部２４と、電圧検出ライン４を接続する接続部２３とを、長手方向に配置して、固定部２４を端子部２１に近い側に配置している。固定部２４を端子部２１側に配置する接続端子２Ａは、温度センサ３を電極端子１１に接近して配置できるので、温度センサ３がより速やかに電池１の温度を検出する。

固定部２４は溝型で、溝２７内に温度センサ３を配置して接着剤１７を充填している。温度センサ３のリード線５は、固定部２４から外部に引き出される。接着剤１７は熱伝導特性と絶縁特性を有し、温度センサ３を熱結合状態であって、絶縁状態で固定部２４に固定する。このような接着剤として、たとえば、エポキシ樹脂等が使用できる。とくに、エポキシ樹脂である接着剤は、金属に対する接着力が強く、また硬化速度も速いため、作業効率を向上しながら確実に接着できる。ただ、接着剤には、エポキシ樹脂以外の接着剤を使用することもできる。さらに、接着剤は、熱伝導特性を向上させるために、好ましくは、熱伝導性の高い部材を混合させることができる。このような混合部材として、たとえばシリカやアルミナ等の粉末が使用できる。

さらに、図５と図６に示す固定部２４は、溝２７の底面３０であって、側壁２６の中央部の下端に位置して、空気抜き孔３１を開口している。この構造は、溝２７内に接着剤１７を流し込む際に、この空気抜き孔３１から空気を逃がしながらが、スムーズに流入できる。図に示す空気抜き孔３１は、溝２７の底面３０と側壁２６との境界部分であって中央部に開口しているが、空気抜き孔は、溝の底面や側壁の中央部分等に複数設けることもできる。これらの空気抜き孔３１は、充填する接着剤１７の粘度と硬化速度を考慮して、その開口面積と個数、及び開口位置等を決定する。ただ、空気抜き孔は必ずしも設ける必要はない。

接続部２３は、溝型の内側に電圧検出ライン４の芯線４Ａを配置する状態で、両側の側壁２５を折曲加工するように圧着して、電圧検出ライン４を電気接続する。以上の図に示す接続端子２Ａは、固定部２４と接続部２３を、連結部２２の表裏の反対側（図において上下の反対側）に配置する。図４ないし図７において、固定部２４は上側に、接続部２３は下側に配置している。この連結部２２は、固定部２４の側壁２６を上方に、接続部２３の側壁２５を底面の下側に配置する。この接続端子２Ａは、溝型を上方に開口する固定部２４の溝２７内に温度センサ３を配置し、ここに接着剤１７を充填し、接着剤１７を硬化して温度センサ３を固定する。さらに、接続端子２Ａは、溝型を下方に開口する接続部２３に電圧検出ライン４の芯線４Ａを配置し、両側の側壁２５を圧着工具（図示せず）で変形して、電圧検出ライン４を圧着して固定する。この圧着端子２０は、接続部２３の側壁２５と固定部２４の側壁２６を反対側に配置して切り離しているので、圧着工具で接続部２３の側壁２５を変形する電圧検出ライン４の接続工程で、温度センサ３に無理な応力を作用しない。このため、温度センサ３を保護しながら、固定部２４に固定できる。また、反対側に配置しているため、温度センサ３に繋がるリード線５と、接続部２３がお互いに干渉することがない。

さらに、接続部２３は、図５と図６の鎖線で示すように、側壁２５の外側に、電圧検出ライン４の絶縁被覆部４Ｂを圧着する第２の側壁３２を設けることができる。この接続部２３は、連結部２２の底面３０を電圧検出ライン４の引き出し方向に延長すると共に、この延長部の両側に第２の側壁３２を設けて溝形としている。この接続部２３は、側壁２５を変形して電圧検出ライン４の芯線４Ａを圧着して固定し、第２の側壁３２を変形して電圧検出ライン４の絶縁被覆部４Ｂを圧着して固定する。この構造は、電圧検出ライン４の絶縁被覆部４Ｂを接続部２３で保持することで、芯線４Ａに機械的な応力が加わるのを有効に阻止して、断線や接触不良を防止して、長期間にわたって安全に使用できる。

図８ないし図１０に示す圧着端子２０の接続端子２Ｂは、固定部２４と接続部２３の側壁２５を同じ側、図において上側に配置する。固定部２４の側壁２６と接続部２３の側壁２５は、その境界に切断ライン２８を設けて互いに分離している。この連結部２２は、接続部２３の側壁２５と固定部２４の側壁２６が切断ライン２８で分離されるので、接続部２３の側壁２５を圧着する状態で、固定部２４の側壁２６が変形されて温度センサ３に無理な力を作用させることがない。さらに、この接続端子も、図９と図１０の鎖線で示すように、側壁２５の外側に、電圧検出ライン４の絶縁被覆部４Ｂを圧着する第２の側壁３２を設けることができる。この接続部２３も、側壁２５を変形して電圧検出ライン４の芯線４Ａを圧着し、第２の側壁３２を変形して電圧検出ライン４の絶縁被覆部４Ｂを圧着して固定する。

ただ、接続端子２は、図１１ないし図１３に示すように、接続部２３の側壁２５と固定部２４の側壁２６を、切断ラインを設けることなく連続する形状とすることもできる。この接続端子２Ｃは、温度センサ３を固定部２４の溝２７内に配置した後、接続部２３の側壁２５を変形して電圧検出ライン４を電気接続する。この圧着端子２０は、接続部２３の側壁２５を圧着するように変形すると、これに連続する固定部２４の側壁２６が接続部２３との境界部分で変形される。変形される側壁２６は、溝型の開口部を狭くして、温度センサ３の位置ずれを防止する。また、この接続端子２Ｃは、電圧検出ライン４を固定する接続部２３の側壁２５で温度センサ３のリード線５を仮止めできる。接続部２３の側壁２５で仮止めされる温度センサ３は、表面を絶縁被覆で被覆しているリード線５を使用する。リード線５は、絶縁被覆で接続部２３から絶縁して外部に引き出される。この接続端子２Ｃは、温度センサ３のリード線５を接続部２３の側壁２５で仮止めする工程では、固定部２４の溝２７内に接着剤１７を充填せず、リード線５を仮止めした状態で、固定部２４の溝２７内に接着剤１７を充填して温度センサ３を固定できる。

図１４ないし図１６の接続端子２Ｄは圧着端子２０で、接続部２３を端子側に配置している。この接続端子２Ｄは、接続部２３と固定部２４とを同じ側、図において連結部２２の上側に配置する。同じ側に配置される接続部２３の側壁２５と固定部２４の側壁２６は、圧着工程で温度センサ３に無理な力が作用しないように、その境界に切断ライン２８を設けて分離している。この接続端子２Ｄは、電圧検出ライン４の芯線４Ａを接続部２３の側壁２５で圧着した後、固定部２４の溝２７内に温度センサ３を配置し、溝２７内に接着剤１７を充填して、温度センサ３を固定する。温度センサ３を埋設して固定する接着剤１７は、電圧検出ライン４も一緒に固定する。したがって、この接続端子２Ｄは、温度センサ３と電圧検出ライン４の両方を接着剤１７で確実に固定できる特徴がある。図の接続端子２Ｄは、接続部２３と固定部２４を同じ側（図において上側）に配置するが、接続端子は、図示しないが、接続部と固定部を反対側に配置することもできる。

さらに、図１７ないし図１９の接続端子２Ｅは、端子部２１を丸端子２１Ａとして、丸端子２１Ａの外周の対向する位置に互いに分離して、固定部２４と接続部２３とを連結している。この構造の接続端子２Ｅは、電圧検出ライン４と温度センサ３とを独立して別々に固定できる。電圧検出ライン４は、接続部２３の側壁２５に芯線４Ａを圧着して固定され、温度センサ３は固定部２４の側壁２６の間に充填される接着剤１７に埋設して固定される。丸端子２１Ａの外周に固定部２４と接続部２３とを設けている接続端子２は、固定部２４と接続部２３とを所定の角度に配置して、温度センサ３のリード線５と、電圧検出ライン４とを最適な方向に引き出しできる。さらに、接続部２３の側壁２５と固定部２４の側壁２６を互いに反対側に配置して、電圧検出ライン４と温度センサ３のリード線５とを上下に配置することもできる。図の接続端子２Ｅは、接続部２３と固定部２４を同じ側（図において上側）に配置するが、接続端子は、図示しないが、接続部と固定部を反対側に配置することもできる。

図２０ないし図２２の接続端子２Ｆは、電圧検出ライン４を圧着することなく、溶接又はハンダ付けして電気接続している。この接続端子２Ｆは、端子部２１に溝型の連結部２２を設けて、連結部２２の後端部に電圧検出ライン４の芯線４Ａを溶接又はハンダ付けして電気接続して、連結部２２の先端部、すなわち端子部２１側に温度センサ３を接着して固定している。この接続端子２Ｆは、電圧検出ライン４の芯線４Ａを連結部２２に溶接又はハンダ付けして電気接続した後、連結部２２の溝２７内に温度センサ３を配置し、接着剤１７を充填して温度センサ３を固定する。この接続端子２Ｆは、電圧検出ライン４を溶接又はハンダ付けして連結部２２に確実に安定して低抵抗な状態で電気接続でき、また、電圧検出ライン４の一部を、温度センサ３を埋設する接着剤１７で確実に固定できる。さらに、この構造の接続端子は、図２０と図２２の鎖線のクロスハッチングで示すように、連結部２２に充填する接着剤１７を電圧検出ライン４の絶縁被覆部４Ｂまで延長して、電圧検出ライン４の絶縁被覆部４Ｂと温度センサ３のリード線５とを一体的に接着剤に埋設することができる。この構造は、電圧検出ライン４の絶縁被覆部４Ｂと温度センサ３のリード線５とを接着剤１７で一体的に固定することにより、芯線４Ａに機械的な応力が加わるのを低減して、断線や接触不良を有効に防止できる。

電圧検出ライン４を溶接又はハンダ付けして連結部２２に電気接続する接続端子２は、図２３に示すように、丸端子２１Ａの外周に互いに分離して、接続部２３と固定部２４とを設ける構造とすることができる。この接続端子２Ｇは、電圧検出ライン４を溶接し、あるいはハンダ付けする接続部２３を、温度センサ３を固定する固定部２４から離して配置できる。このため、温度センサ３を固定した状態で、電圧検出ライン４を溶接し、あるいはハンダ付けして、溶接やハンダ付けの熱で温度センサ３が加熱されるのを防止できる。

さらに、図２４と図２５に示す接続端子２Ｈは、端子部２１と連結部２２とを平面状としている。平面状の連結部２２は、端子側に温度センサ３を固定して、後端部に電圧検出ライン４を電気接続している。温度センサ３は、平面状の底面を連結部２２の表面に密着して固定している。この温度センサ３は、外周部を止ネジ１３でネジ止めして連結部２２に固定され、あるいは接着して固定される。電圧検出ライン４は、芯線４Ａをハンダ付けや溶接して連結部２２に電気接続される。この接続端子２Ｈは、電圧検出ライン４を電気接続した後、温度センサ３を固定して、ハンダ付けや溶接の温度で温度センサ３が加熱されるのを防止する。

さらに、接続端子は、図示しないが、端子部と連結部の表面に絶縁層をペーストして、その上面に金属層をメッキなどにより作成した後、エッチングにて配線パターンを作成し、この配線パターンに表面実装型のサーミスタを接続して実装させることもできる。この接続端子は、サーミスタの接続部分から引き出された配線パターンにリード線がハンダ付けされて接続される。さらに、電圧検出ラインは、絶縁層で被覆されない連結部の表面にハンダ付けや溶接により接続される。

図２６と図２７に示す接続端子２Ｉは、温度センサ３を固定する固定部２４に連結穴２９を設けている。この固定部２４は、温度センサ３に設けたアンダーカット状の連結ロッド１９を連結穴２９に挿通して、温度センサ３を固定している。さらに、温度センサ３と固定部２４とが好ましい熱結合状態で固定されるように、固定部２４の温度センサ３に接する表面を平面状とし、かつ温度センサ３の固定部２４との対向面を平面状としている。連結ロッド１９は、対向面から垂直方向に突出している。この連結構造は、連結ロッド１９を連結穴２９に挿入して、温度センサ３を面接触状態で固定部２４に密着できる。さらに、これ等の図の接続端子２Ｉは、接続部２３に電圧検出ライン４の芯線４Ａを圧着して接続している。

さらに、図２８ないし図３０に示す接続端子２Ｊは、温度センサ３を圧着して固定部２４に固定している。この接続端子２Ｊは、連結部２２に固定部２４と接続部２３とを長手方向に配置して、固定部２４に温度センサ３を固定して、接続部２３には電圧検出ライン４を接続している。固定部２４と接続部２３は、互いに表裏の反対方向（図において上下の反対方向）に突出するように側壁２６、２５を設けている。図に示す連結部２２は、図において、固定部２４の側壁２６を上方に、接続部２３の側壁２５を下方に突出して設けている。固定部２４の側壁２６は、図３０の断面図に示すように、内側に折り返すように変形されて温度センサ３を圧着状態に固定する。接続部２３の側壁２５は、図３０の断面図に示すように、電圧検出ライン４の芯線４Ａを圧着して電気接続する。この接続端子２Ｊは、温度センサ３を長期間にわたって確実に熱結合状態に固定できる。さらに、この固定構造は、温度センサ３と固定部２４との間に熱伝導性の接着剤１７を充填することで、温度センサ３と固定部２４との熱結合状態をより改善できる。

なお、この構造で固定部に配置される温度センサには、リード線が接続されたサーミスタ素子を、溶融状態の樹脂に漬けた後、取り出して乾燥させたものを使用するのが好ましい。サーミスタ素子とリード線との接続部分が絶縁樹脂によって被覆されているからである。この温度センサは、サーミスタ素子とリード線との接続部分を外部に露出させることなく、外部に対して絶縁構造とすることで、電圧検出ラインとのショートを確実に防止しながら接続端子に配置できる。

以上の接続端子２は、たとえば、１枚の金属板を所定の形状に切断した後、折曲加工して固定部２４や接続部２３を成形することができる。このような金属板の切断パターン４０の一例を図３１に示す。この図に示す金属板の切断パターン４０は、連結部２２の底面３０となる長方形の一方の短辺に端子部２１を連結すると共に、長方形の両側の長辺に、側壁２６と側壁２５とを互いに対向して連結している。隣り合う側壁２６と側壁２５の間には、切断ライン２８を設けている。さらに、一対の側壁２６は、端子部２１側の一端に折曲片３３を連結して設けている。また、長方形の底面３０と側壁２６との境界部分の中央部には、空気抜き孔３１となる貫通孔を開口している。

以上の切断パターン４０は、以下のようにして接続端子２に成形される。
（１）長方形の底面３０と両側の側壁２６との境界部分を折曲ライン３４に沿って所定の方向に折曲（たとえば谷折り）し、対向する側壁２６の間に溝２７を形成する。
（２）長方形の底面３０と両側の側壁２５との境界部分を折曲ライン３５に沿って所定の方向に折曲する。このとき、側壁２５を側壁２６と同じ方向に折曲（谷折り）すると、固定部２４と接続部２３とを表裏の同じ側に形成することができ、側壁２５を側壁２６と反対方向に折曲（山折り）すると、固定部２４と接続部２３とを表裏の反対側に形成することができる。
（３）底面３０に対して折曲された側壁２６の折曲片３３を折曲ライン３６において内側に折曲（谷折り）し、固定部２４となる溝２７の開口部を閉塞する。この構造は、固定部２４の溝２７に充填される接着剤が流出するのを折曲片３３で有効に阻止できる。

なお、以上の切断パターン４０は、複数個が連続的に連結されたリール状の部材の状態で、折曲ライン３４、３６に沿って折り曲げる工程、及び折曲ライン３５に沿って折り曲げて側壁２５で電圧検出ライン４を圧着する工程を行うことが好ましい。さらにその後、固定部２４に温度センサ３を接着剤１７により固定した後、接続端子２をリール状の部材から切り離す、あるいは、接続端子２をリール状の部材から切り離した後、固定部２４に温度センサ３を接着剤１７により固定することが好ましい。このような製造方法であれば、製造工程を自動化でき、製造コストを低減できる。

以上のバッテリシステムは、車載用の電源として利用できる。バッテリシステムを搭載する車両としては、エンジンとモータの両方で走行するハイブリッド自動車やプラグインハイブリッド自動車、あるいはモータのみで走行する電気自動車などの電動車両が利用でき、これらの車両の電源として使用される。

本発明のバッテリシステムは、電気自動車やハイブリッド自動車等の電動車両、又は太陽電池発電装置や風力発電などの自然エネルギーを蓄電し、あるいは深夜電力の蓄電装置などに好適に利用できる。

１００…バッテリシステム
１…電池
２…接続端子
２Ａ…接続端子；２Ｂ…接続端子；２Ｃ…接続端子；２Ｄ…接続端子
２Ｅ…接続端子；２Ｆ…接続端子；２Ｇ…接続端子；２Ｈ…接続端子
２Ｉ…接続端子；２Ｊ…接続端子
３…温度センサ
４…電圧検出ライン
４Ａ…芯線
４Ｂ…絶縁被覆部
５…リード線
６…バスバー
６ａ…雌ねじ孔
７…電圧検出回路
８…保護回路
１０…組電池
１１…電極端子
１２…止ネジ
１３…止ネジ
１７…接着剤
１９…連結ロッド
２０…圧着端子
２１…端子部
２１Ａ…丸端子
２２…連結部
２３…接続部
２４…固定部
２５…側壁
２６…側壁
２７…溝
２８…切断ライン
２９…連結穴
３０…底面
３１…空気抜き孔
３２…側壁
３３…折曲片
３４…折曲ライン
３５…折曲ライン
３６…折曲ライン
４０…切断パターン

Claims (10)

1. 複数の電池を直列に接続してなる組電池と、
   前記組電池を構成する電池の電圧を検出するための電圧検出ラインと、
   前記組電池を構成する電池の温度を検出する温度センサと、を備え、
   前記組電池は、前記電圧検出ラインが検出する電池の電圧が印加され、かつ、該電池の電極端子と熱結合状態となる電圧検出位置を有し、
   前記電圧検出ラインは、該電圧検出ラインの先端に設けられ、前記電圧検出位置に固定される接続端子を有し、
   前記温度センサは、前記接続端子に設けられるとともに、該温度センサが固定される接続端子に対して、絶縁状態に固定され、かつ、該接続端子に対して熱結合状態に固定されることを特徴とするバッテリシステム。
2. 前記組電池は、該組電池を構成する複数の電池の電極端子を接続する複数のバスバーを有すると共に、前記電圧検出位置は、前記複数のバスバーのうち少なくとも一つのバスバーに設けられることを特徴とする請求項１に記載されるバッテリシステム。
3. 前記温度センサを、接着、圧着、係止構造の何れかで前記接続端子に固定してなる請求項１または２に記載されるバッテリシステム。
4. 前記接続端子が圧着端子で、この圧着端子は、前記電圧検出ラインを電気接続して温度センサを固定する連結部と、前記電極端子に接続される端子部とを有し、
   前記連結部は、溝型に折曲加工された金属板で、前記電圧検出ラインの接続部と、温度センサを固定する固定部とを有し、
   前記接続部は、両側の側壁を折曲加工して前記電圧検出ラインを圧着して連結しており、
   前記固定部は、前記温度センサを溝内に配置して、溝内に充填される接着剤で温度センサを固定してなる請求項１ないし３のいずれかに記載されるバッテリシステム。
5. 前記連結部に、前記電圧検出ラインを圧着して連結してなる接続部と、前記温度センサを溝内に配置して固定する固定部とを長手方向に配置している請求項４に記載されるバッ
   テリシステム。
6. 前記連結部が、前記接続部と前記固定部を互いに表裏の反対側、又は同じ側に設けてなる請求項５に記載されるバッテリシステム。
7. 前記固定部を前記接続部よりも端子部に接近して設けてなる請求項５又は６に記載されるバッテリシステム。
8. 前記端子部がリング状の丸端子である請求項４ないし７のいずれかに記載されるバッテリシステム。
9. 前記接続端子が、前記端子部を丸端子とする圧着端子で、丸端子の外周に円周方向に離して、前記接続部と、前記固定部とを連結してなる請求項４ないし８のいずれかに記載されるバッテリシステム。
10. 前記固定部に連結穴を設けて、前記温度センサには前記連結穴に挿入する連結ロッドを設けており、この連結ロッドが前記連結穴に挿入されて、前記温度センサが前記固定部に固定されてなる請求項４に記載されるバッテリシステム。

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