JP6874544B2 - 監視装置 - Google Patents

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Description

本発明は、電池セルの監視装置に関するものである。
特許文献1に示されるように、正極の電極端子と負極の電極端子を有する複数の単電池が並べて配された単電池群と、単電池群に取り付けられた電池配線モジュールと、を備える電池モジュールが知られている。
電池配線モジュールは、電池モジュールの前方に取付けられる電池配線モジュールと、電池モジュールの後方に取付けられる電池配線モジュールと、を含む。この2つの電池配線モジュールそれぞれは、複数のバスバーと、フレキシブルプリント基板と、を含む。以下においては2つの電池配線モジュールを区別するために、電池モジュールの前方に取付けられる電池配線モジュールを第1電池配線モジュールと示す。電池モジュールの後方に取付けられる電池配線モジュールを第2電池配線モジュールと示す。
第1電池配線モジュールと第2電池配線モジュールそれぞれのバスバーは、異なる単電池の正極の電極端子と負極の電極端子同士を接続する。そのために各バスバーには異なる単電池の正極の電極端子と負極の電極端子が挿入される2個の端子挿通孔が形成されている。
ただし、第2電池配線モジュールの両端の2つのバスバーには、1個の端子挿通孔が形成されている。両端の2つのバスバーのうちの一方は正極の電極端子に接続される。この正極の電極端子からは各単電池の電圧を合計した正電圧が出力される。また両端の2つのバスバーのうちの他方は負極の電極端子に接続される。この負極の電極端子はグランド電位である。
第1電池配線モジュールと第2電池配線モジュールそれぞれのフレキシブルプリント基板は、各単電池の電圧を検知する複数の電圧検知線を含んでいる。これら複数の電圧検知線はバスバーに接続されている。
特開2017−27831号公報
上記したように第1電池配線モジュールと第2電池配線モジュールとではバスバーの形状が異なる。それにともない第1電池配線モジュールと第2電池配線モジュールのフレキシブルプリント基板の電圧検知線は形状が異なっている。したがって第1電池配線モジュールを第2電池配線モジュールの代わりに用いることはできない。逆に言えば、第2電池配線モジュールを第1電池配線モジュールの代わりに用いることはできない。このように電池配線モジュール(配線部)は汎用性の低い構成となっている。
そこで本発明は、配線部の汎用性の高められた監視装置を提供することを目的とする。
開示された発明の1つは、電池セル(220)の電極端子(221,222)の形成された上端面(220a)を貫く高さ方向に直交する縦方向に複数の電池セルが電気的および機械的に直列接続された電池スタック(210,211,212)の有する複数の電池セルそれぞれの電圧を監視する監視部(10,11,12)と、
監視部と複数の電池セルとを電気的に接続する配線部(40,41,42)と、を有し、
電池セルは電極端子として高さ方向と縦方向に直交する横方向に並ぶ正極端子(221)と負極端子(222)を有し、
電池スタックでは複数の電池セルが縦方向に並ぶことで、縦方向に複数の正極端子と負極端子とが交互に並ぶ第1電極端子群(211a,212a)と、縦方向に複数の負極端子と正極端子とが交互に並ぶ第2電極端子群(211b,212b)と、が構成され、
第1電極端子群と第2電極端子群とが横方向に並んでおり、
配線部として第1配線部(43)と第2配線部(44)を有し、
第1配線部と第2配線部それぞれは、可撓性を有する可撓基板(45)と、可撓基板に形成された配線パターン(46)と、を有し、
第1配線部と第2配線部それぞれは、同一形状の可撓基板と同一形状の配線パターンを有し、
配線パターンは、縦方向に並ぶ複数の電池セルのうちの両端に位置する2つの電池セルの電極端子と電気的に接続される両端配線パターン(46a)と、両端に位置する2つの電池セルを除く、並び順において偶数番目に位置する電池セルの電極端子に電気的に接続される偶数配線パターン(46b)および並び順において奇数番目に位置する電池セルの電極端子に電気的に接続される奇数配線パターン(46c)の少なくとも一方と、を有し、
第1配線部および第2配線部の一方の配線パターンを介して第1電極端子群と監視部とが電気的に接続され、
第1配線部および第2配線部の他方の配線パターンを介して第2電極端子群と監視部とが電気的に接続されている。
このように第1電極端子群(211a,212a)と第2電極端子群(211b,212b)とは正極端子(221)と負極端子(222)の並びが異なる。しかしながら第1配線部(43)と第2配線部(44)それぞれは同一の配線パターン(46)を有する。この配線パターン(46)は、両端配線パターン(46a)と、偶数配線パターン(46b)および奇数配線パターン(46c)の少なくとも一方と、を有する。
偶数配線パターン(46b)によれば、偶数番目の電池セル(220)における、第1電極端子群(211a,212a)の正極端子(221)と負極端子(222)の一方を監視部(10,11,12)に電気的に接続することができる。同じく偶数番目の電池セル(220)における、第2電極端子群(211b,212b)の正極端子(221)と負極端子(222)の他方を監視部(10,11,12)に電気的に接続することができる。そして両端配線パターン(46a)により、第1電極端子群(211a,212a)と第2電極端子群(211b,212b)それぞれの両端の電池セル(220)の電極を監視部(10,11,12)に電気的に接続することができる。この結果、全ての電池セル(220)の電圧を検出することができる。
奇数配線パターン(46c)によれば、奇数番目の電池セル(220)における、第1電極端子群(211a,212a)の正極端子(221)と負極端子(222)の他方を監視部(10,11,12)に電気的に接続することができる。同じく奇数番目の電池セル(220)における、第2電極端子群(211b,212b)の正極端子(221)と負極端子(222)の一方を監視部(10,11,12)に電気的に接続することができる。そして両端配線パターン(46a)により、第1電極端子群(211a,212a)と第2電極端子群(211b,212b)それぞれの両端の電池セル(220)の電極を監視部(10,11,12)に電気的に接続することができる。この結果、全ての電池セル(220)の電圧を検出することができる。
第1配線部(43)と第2配線部(44)は同一形状の可撓基板(45)と配線パターン(46)を有する。そして、配線パターン(46)は、両端配線パターン(46a)と、偶数配線パターン(46b)および奇数配線パターン(46c)の少なくとも一方と、を有する。そのため、第1配線部(43)と第2配線部(44)の一方を介して第1電極端子群(211a,212a)と監視部(10,11,12)とを電気的に接続する。また第1配線部(43)と第2配線部(44)の他方を介して第2電極端子群(211b,212b)と監視部(10,11,12)とを電気的に接続する。こうすることで全ての電池セル(220)の電圧を検出することができる。
以上に示したように第1配線部(43)と第2配線部(44)のいずれによっても、第1電極端子群(211a,212a)と監視部(10,11,12)、若しくは、第2電極端子群(211b,212b)と監視部(10,11,12)を電気的に接続することができる。このように第1配線部(43)を第2配線部(44)の代わりに用いることができる。第2配線部(44)を第1配線部(43)の代わりに用いることができる。本発明は配線部(40)の汎用性の高い構成となっている。
電池スタック(210,211,212)は縦方向に複数の電池セル(220)が直列接続されて成るが、その並びは製造バラツキのために多少乱れる虞がある。その結果、第1電極端子群(211a,212a)と第2電極端子群(211b,212b)それぞれにおける正極端子(221)と負極端子(222)の並びも多少乱れる虞がある。これに対して、配線パターン(46)の形成される可撓基板(45)は可撓性を有する。そのために正極端子(221)と負極端子(222)の並びに乱れが生じたとしても、可撓基板(45)をそれに応じて変形させることで配線パターン(46)と電極端子(221,222)とを電気的に接続することができる。
なお、特許請求の範囲に記載の請求項、および、課題を解決するための手段それぞれに記載の要素に括弧付きで符号をつけている。この括弧付きの符号は実施形態に記載の各構成要素との対応関係を簡易的に示すためのものであり、実施形態に記載の要素そのものを必ずしも示しているわけではない。括弧付きの符号の記載は、いたずらに特許請求の範囲を狭めるものではない。
電池パックを説明するための概略図である。 電池パックの回路図である。 電池パックの部分斜視図である。 図1に示すIV−IV線に沿う断面図である。 配線パターンの端部を説明するための断面図である。 第1配線部の電位分布を説明するためのグラフ図である。 第2配線部の電位分布を説明するためのグラフ図である。 配線部の変形例を説明するための断面図である。 奇数配線パターンを説明するための上面図である。 電池パックの変形例を示す概略図である。 固定電極を説明するための上面図である。 電気的な接続に不要な接続配線の固定を示す上面図である。 配線部の変形例を説明するための上面図である。 監視部の変形例を説明するための回路図である。
以下、本発明をハイブリッド自動車に適用した場合の実施形態を図に基づいて説明する。
(第1実施形態)
図1〜図7に基づいて本実施形態にかかる電池パックを説明する。以下においては互いに直交の関係にある3方向を、横方向、縦方向、および、高さ方向と示す。本実施形態では横方向はハイブリッド自動車の進退方向に沿っている。縦方向はハイブリッド自動車の左右方向に沿っている。高さ方向はハイブリッド自動車の天地方向に沿っている。
(電池パックの概要)
電池パック400は、図1に示すハイブリッド自動車の電気負荷500に電力供給する機能を果たす。この電気負荷500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を行う。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。
電池パック400は電池ECU300を有する。この電池ECU300はハイブリッド自動車に搭載された各種ECU(車載ECU)と電気的に接続される。電池ECU300と車載ECUは相互に信号を送受信し、ハイブリッド自動車を協調制御する。
電池パック400は電池モジュール200を有する。電池モジュール200は複数の電池セル220が電気的に直列接続された電池スタック210を有する。
電池パック400は監視装置100を有する。監視装置100は電池スタック210を構成する各電池セル220の電圧を監視する。
以上に示すように電池パック400は、監視装置100、電池モジュール200、および、電池ECU300を有する。この他に電池パック400は電池モジュール200を冷却する送風ファンを有してもよい。この送風ファンの駆動は電池ECU300によって制御される。
電池パック400はハイブリッド自動車の例えば座席下の配置空間に設けられる。この配置空間は、前部座席下よりも後部座席下のほうが広い。本実施形態の電池パック400は後部座席下の配置空間に設けられる。以下、電池モジュール200と監視装置100を説明する。
(電池モジュールの概要)
図1および図2に示すように、電池モジュール200は電池スタック210として第1電池スタック211と第2電池スタック212を有する。また図示しないが電池モジュール200は第1電池スタック211と第2電池スタック212を収納する筐体を有する。この筐体はアルミダイカストで形成されている。筐体は高さ方向に開口するとともに底を有する箱形状を成している。筐体は横方向で2つに分けられる第1収納空間と第2収納空間とを有する。第1収納空間に第1電池スタック211が設けられる。第2収納空間に第2電池スタック212が設けられる。これにより第1電池スタック211と第2電池スタック212は横方向に並んでいる。なお筐体の開口は、蓋によって覆われる。筐体の内部には、風の流通する流通経路が構成されている。筐体と蓋の少なくとも一方には、外部雰囲気と連通経路とを連通するための連通孔が構成されている。
第1電池スタック211と第2電池スタック212それぞれは複数の電池セル220を有する。これら複数の電池セル220は縦方向に並んでいる。複数の電池セル220は電気的および機械的に直列接続されている。そして第1電池スタック211と第2電池スタック212は電気的に直列接続されている。そのため電池モジュール200の出力電圧は、第1電池スタック211と第2電池スタック212それぞれの有する複数の電池セル220の出力電圧を総和した電圧になっている。
(監視装置の概要)
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40を有する。監視部10と配線部40それぞれは電池モジュール200に設けられる。具体的に言えば、監視部10は電池スタック210の上方、若しくは、側方に設けられる。配線部40は電池スタック210の上方に設けられる。
監視装置100は監視部10として第1監視部11と第2監視部12を有する。第1監視部11は第1電池スタック211に対応している。第2監視部12は第2電池スタック212に対応している。
監視装置100は配線部40として第1配線部41と第2配線部42を有する。第1配線部41は第1電池スタック211に対応している。第2配線部42は第2電池スタック212に対応している。
第1配線部41は、第1電池スタック211の有する複数の電池セル220の正極端子221と負極端子222の少なくとも一方を第1監視部11に接続する。第2配線部42は、第2電池スタック212の有する複数の電池セル220の正極端子221と負極端子222の少なくとも一方を第2監視部12に接続する。
(電池スタックの構成)
次に、図1〜図3に基づいて第1電池スタック211と第2電池スタック212を詳説する。上記したように第1電池スタック211と第2電池スタック212それぞれは複数の電池セル220を有する。電池セル220は四角柱形状を成す。そのために電池セル220は6面を有する。
図3に示すように電池セル220は高さ方向に面する上端面220aと下端面220bを有する。電池セル220は横方向に面する第1側面220cと第2側面220dを有する。電池セル220は縦方向に面する第1主面220eと第2主面220fを有する。これら6面のうち第1主面220eと第2主面220fは他面よりも面積が大きくなっている。
電池セル220は二次電池である。具体的には電池セル220はリチウムイオン電池である。リチウムイオン電池は化学反応によって起電圧を生成する。起電圧の生成により電池セル220に電流が流れる。これにより電池セル220は発熱する。電池セル220は膨張する。
上記したように電池セル220の第1主面220eと第2主面220fは他面よりも面積が大きくなっている。そのために電池セル220では第1主面220eと第2主面220fとが膨張しやすくなっている。これにより電池セル220は縦方向に膨張する。すなわち電池セル220は複数の電池セル220の並ぶ方向に膨張する。
第1電池スタック211と第2電池スタック212それぞれは図示しない拘束具を有する。この拘束具により、複数の電池セル220は機械的に縦方向に直列接続されている。またこの拘束具により複数の電池セル220それぞれの膨張による第1電池スタック211と第2電池スタック212それぞれの体格の増大が抑制されている。なお、隣接する電池セル220の間には空隙が構成されている。この空隙を空気が通ることで各電池セル220の放熱が促される。
電池セル220の上端面220aに正極端子221と負極端子222が形成されている。正極端子221と負極端子222は横方向に並んでいる。正極端子221は第1側面220c側に位置する。負極端子222は第2側面220d側に位置する。正極端子221と負極端子222が電極端子に相当する。
次に、第1電池スタック211と第2電池スタック212それぞれの電池セル220の並びを詳説する。図1に示すように第1電池スタック211と第2電池スタック212それぞれは電池ECU300と縦方向に並んでいる。説明の都合上、以下においては複数の電池セル220それぞれに、縦方向において電池ECU300から離れるにしたがって数が大きくなる番号を付与する。もちろんではあるがこの番号に特別な意味はない。例えば縦方向において電池ECU300に近づくにしたがって数が大きくなる番号を複数の電池セル220それぞれに付与してもよい。
第1電池スタック211と第2電池スタック212は偶数個の電池セル220を同じ数だけ有する。すなわち、Nを1以上の自然数とすると、第1電池スタック211と第2電池スタック212は2N個の電池セル220を有する。第1番目の電池セル220が縦方向において最も電池ECU300の近くに位置している。第2N番目の電池セル220が縦方向において最も電池ECU300から離れている。
図1および図3に示すように、第1電池スタック211と第2電池スタック212それぞれの第1番目の電池セル220の第2主面220fは、電池ECU300側を向いている。そして第1電池スタック211の第1番目の電池セル220の第2側面220dは第2電池スタック212側を向いている。第2電池スタック212の第1番目の電池セル220の第1側面220cは第1電池スタック211側を向いている。
したがって第1電池スタック211の第1番目の電池セル220の負極端子222は第2電池スタック212側に位置している。第1電池スタック211の第1番目の電池セル220の正極端子221は第2電池スタック212から横方向に離れて位置している。第2電池スタック212の第1番目の電池セル220の正極端子221は第1電池スタック211側に位置している。第2電池スタック212の第1番目の電池セル220の負極端子222は第1電池スタック211から横方向に離れて位置している。
図3に示すように、第2番目の電池セル220の第1主面220eは、第1番目の電池セル220の第1主面220eと縦方向で対向している。このため、第1番目の電池セル220の正極端子221と第2番目の電池セル220の負極端子222とが縦方向に並んでいる。第1番目の電池セル220の負極端子222と第2番目の電池セル220の正極端子221とが縦方向に並んでいる。
以下、同様にして縦方向で隣接して並ぶ2つの電池セル220は互いに第1主面220e同士、第2主面220f同士で対向している。これにより隣接して並ぶ2つの電池セル220のうちの一方の正極端子221と他方の負極端子222とが縦方向に並んでいる。この結果、第1電池スタック211と第2電池スタック212それぞれでは、正極端子221と負極端子222とが縦方向で交互に並んでいる。
第1電池スタック211では、縦方向に2N個の正極端子221と負極端子222とが交互に並ぶ第1電極端子群211aが構成されている。縦方向に2N個の負極端子222と正極端子221とが交互に並ぶ第2電極端子群211bが構成されている。第1電極端子群211aと第2電極端子群211bとでは正極端子221と負極端子222の並びが反対である。この第1電極端子群211aと第2電極端子群211bとが横方向で並んでいる。
同様にして、第2電池スタック212では、縦方向に2N個の正極端子221と負極端子222とが交互に並ぶ第3電極端子群212aが構成されている。縦方向に2N個の負極端子222と正極端子221とが交互に並ぶ第4電極端子群212bが構成されている。第3電極端子群212aと第4電極端子群212bとでは正極端子221と負極端子222の並びが反対である。この第3電極端子群212aと第4電極端子群212bとが横方向で並んでいる。第1電極端子群211aと第3電極端子群212aが特許請求の範囲に記載の第1電極端子群に相当する。第2電極端子群211bと第4電極端子群212bが特許請求の範囲に記載の第2電極端子群に相当する。
上記した各電極端子群を構成する電極端子のうち、縦方向に並んで隣り合う1つの正極端子221と1つの負極端子222とが縦方向に延びる第1直列端子223を介して電気的に接続されている。これにより第1電池スタック211を構成する複数の電池セル220が電気的に直列接続されている。第2電池スタック212を構成する複数の電池セル220が電気的に直列接続されている。
ただし、第1電池スタック211と第2電池スタック212とでは接続関係が反対になっている。第1電池スタック211では、第1番目の電池セル220の正極端子221と第2番目の電池セル220の負極端子222とが第1直列端子223を介して電気的に接続されている。第2電池スタック212では、第1番目の電池セル220の負極端子222と第2番目の電池セル220の正極端子221とが第1直列端子223を介して電気的に接続されている。以下、第1直列端子223を介した第2番目以降の電池セル220同士の電気的な接続も第1電池スタック211と第2電池スタック212とでは反対になっている。
第1電池スタック211と第2電池スタック212それぞれの最も電池ECU300から離れた第2N番目の電池セル220の第1主面220eは、その前の第2N−1番目の電池セル220の第1主面220eと縦方向で対向している。これにより第1電池スタック211の第2N番目の電池セル220の正極端子221は第2電池スタック212側に位置している。第2電池スタック212の第2N番目の電池セル220の負極端子222は第1電池スタック211側に位置している。この第1電池スタック211の第2N番目の電池セル220の正極端子221と第2電池スタック212の第2N番目の電池セル220の負極端子222とが、横方向に延びる第2直列端子224を介して電気的に接続されている。これにより第1電池スタック211と第2電池スタック212とが電気的に直列接続されている。なお、第1電池スタック211の第2N番目の電池セル220の正極端子221と第2電池スタック212の第2N番目の電池セル220の負極端子222とは、第2直列端子224ではなくワイヤによって接続されてもよい。
上記したように第1電池スタック211の第1番目の電池セル220の負極端子222は第2電池スタック212側に位置している。第2電池スタック212の第1番目の電池セル220の正極端子221は第1電池スタック211側に位置している。この第1電池スタック211の第1番目の電池セル220の負極端子222がグランド電位(最低電位)になる。第2電池スタック212の第1番目の電池セル220の正極端子221が、各電池セル220の出力を総和した電位(最高電位)になる。この最低電位の負極端子222と最高電位の正極端子221がバスバー501を介して電気負荷500に接続される。この結果、最低電位と最高電位との電位差が、電池モジュール200の出力電圧として電気負荷500に出力される。なお、最低電位の負極端子222と最高電位の正極端子221は、ワイヤハーネスを介して電気負荷500と接続されてもよい。
(監視装置の構成)
次に、図1〜図7に基づいて監視装置100を詳説する。上記したように監視装置100は第1電池スタック211に対応する第1監視部11と第1配線部41を有する。監視装置100は第2電池スタック212に対応する第2監視部12と第2配線部42を有する。
図1に示すように第1監視部11と第2監視部12それぞれはプリント基板13、電子素子14、および、監視ICチップ15を有する。プリント基板13に電子素子14と監視ICチップ15が搭載されている。電子素子14と監視ICチップ15はプリント基板13の基板配線16を介して電気的に接続されている。
図1に示すように第1監視部11のプリント基板13に第1配線部41が接続される。第2監視部12のプリント基板13に第2配線部42が接続される。これにより、第1電池スタック211と第1監視部11とが第1配線部41を介して電気的に接続されている。第2電池スタック212と第2監視部12とが第2配線部42を介して電気的に接続されている。なお、第1監視部11と第2監視部12それぞれのプリント基板13には図示しないコネクタが設けられている。このコネクタにワイヤ301が接続される。このワイヤ301が電池ECU300と接続される。これにより第1監視部11と第2監視部12それぞれが電池ECU300と接続されている。
第1配線部41と第2配線部42それぞれは表配線部43と裏配線部44を有する。表配線部43と裏配線部44それぞれは、可撓性を有するフレキシブル基板45、および、フレキシブル基板45に形成された配線パターン46を有する。図4に示すように配線パターン46はフレキシブル基板45の表面45aに形成されている。そして配線パターン46は被覆樹脂47で覆われている。ただし、図5に示すように配線パターン46の端部はフレキシブル基板45および被覆樹脂47それぞれから外に突出して露出している。この配線パターン46の端部が対応する電池セル220の電極端子と溶接などによって機械的および電気的に接続される。フレキシブル基板45が可撓基板に相当する。
なお、配線パターン46の端部は対応する電極端子に直に接続されなくともよい。配線パターン46の端部は対応する電極端子と電気的に接続された第1直列端子223や第2直列端子224に直に接続されてもよい。これによっても配線パターン46は対応する電極端子と電気的に接続される。
表配線部43と裏配線部44とは同一形状である。したがって表配線部43の有するフレキシブル基板45と配線パターン46は、裏配線部44の有するフレキシブル基板45と配線パターン46と同一である。表配線部43と裏配線部44が特許請求の範囲に記載の第1配線部と第2配線部に相当する。
表配線部43と裏配線部44とは電池スタック210への搭載態様が異なる。表配線部43は、フレキシブル基板45の裏面45bが電池セル220の上端面220aに対向する態様で電池スタック210に搭載される。裏配線部44は、フレキシブル基板45の表面45aが上端面220aに対向する態様で電池スタック210に搭載される。このように表配線部43と裏配線部44とは電池スタック210への配置の表裏が互いに反転している。
上記したように配線パターン46の端部はフレキシブル基板45および被覆樹脂47それぞれから外に突出している。したがってフレキシブル基板45の表裏を反転させたとしても、配線パターン46の端部と電極端子との間にはフレキシブル基板45や被覆樹脂47が位置しなくなっている。
第1電池スタック211の上方において、第1配線部41の表配線部43と裏配線部44は第1電極端子群211aと第2電極端子群211bとの間に設けられる。表配線部43は第1電極端子群211a側に設けられる。裏配線部44は第2電極端子群211b側に設けられる。表配線部43が第1電極端子群211aと電気的に接続される。裏配線部44が第2電極端子群211bと電気的に接続される。
第2電池スタック212の上方において、第2配線部42の表配線部43と裏配線部44は第3電極端子群212aと第4電極端子群212bとの間に設けられる。表配線部43は第3電極端子群212a側に設けられる。裏配線部44は第4電極端子群212b側に設けられる。表配線部43が第3電極端子群212aと電気的に接続される。裏配線部44が第4電極端子群212bと電気的に接続される。
表配線部43と裏配線部44それぞれのフレキシブル基板45に形成された配線パターン46は、以下に示す配線を有する。すなわち配線パターン46は、縦方向に並ぶ2N個の電池セル220のうちの両端に位置する第1番目と第2N番目の電池セル220の電極端子と接続される両端配線パターン46aを有する。また配線パターン46は、両端に位置する2つの電池セル220を除く、並び順において偶数番目に位置する電池セル220の電極端子と接続される偶数配線パターン46bを有する。両端配線パターン46aと偶数配線パターン46bそれぞれの有する配線の合計はN+1本である。
上記したように第1電極端子群211aと第2電極端子群211bとでは正極端子221と負極端子222の並びが異なる。そのために表配線部43の両端配線パターン46aに接続される電極端子と、裏配線部44の両端配線パターン46aに接続される電極端子とは極性が互いに異なる。同様にして表配線部43の偶数配線パターン46bに接続される電極端子と、裏配線部44の偶数配線パターン46bに接続される電極端子とは極性が互いに異なる。
具体的に言えば、第1電極端子群211aに接続される表配線部43の両端配線パターン46aは、第1番目の電池セル220の正極端子221に接続され、第2N番目の電池セル220の負極端子222に接続される。これに対して、第2電極端子群211bに接続される裏配線部44の両端配線パターン46aは、第1番目の電池セル220の負極端子222に接続され、第2N番目の電池セル220の正極端子221に接続される。
第1電極端子群211aに接続される表配線部43の偶数配線パターン46bは、端を除く偶数番目に位置する電池セル220の負極端子222に接続される。これに対して、第2電極端子群211bに接続される裏配線部44の偶数配線パターン46bは、端を除く偶数番目に位置する電池セル220の正極端子221に接続される。
以上に示したように、第1配線部41の表配線部43と裏配線部44それぞれの配線パターン46は、縦方向に並ぶ2つの電池セル220の正極端子221と負極端子222の少なくとも一方と接続される。第1電池スタック211を構成する全ての電池セル220の電圧が第1配線部41によって検出可能となっている。
第2電池スタック212と第1電池スタック211とは構造が同一である。そして第2配線部42の第2電池スタック212への接続や配置は、第1配線部41の第1電池スタック211への接続や配置と同様である。そのため、第2電池スタック212を構成する全ての電池セル220の電圧が第2配線部42によって検出可能となっている。
本実施形態では、上記の自然数Nは5である。そのために第1電池スタック211と第2電池スタック212はそれぞれ10個の電池セル220を有する。両端配線パターン46aと偶数配線パターン46bそれぞれの有する配線の合計は6本である。この6本の配線は、図1および図4に示すように横方向に並んでいる。以下においてはこの6本の配線を、電極端子の形成された電池セル220の端からその中央に向かうにしたがって数の増大する番号を付して、第1配線51、第2配線52、第3配線53、第4配線54、第5配線55、および、第6配線56と示す。第1番目の第1配線51と最終番目の第6配線56が両端配線パターン46aに含まれる。残りの第2配線52、第3配線53、第4配線54、および、第5配線55が偶数配線パターン46bに含まれる。
この第1配線51、第2配線52、第3配線53、第4配線54、第5配線55、および、第6配線56それぞれは、縦方向に延びる連結配線60と、電池セル220の中央側から端側へと向かって横方向に延びる接続配線61と、を有する。連結配線60の一端は監視部10と電気的に接続される。連結配線60の他端に接続配線61の一端が一体的に連結されている。接続配線61の他端が対応する電極端子と電気的に接続される。図5に示すように接続配線61の他端はフレキシブル基板45と被覆樹脂47から外に飛び出している。この接続配線61の他端がフレキシブル基板45と被覆樹脂47から外へと突出した配線パターン46の端部に相当する。
図1に示すようにフレキシブル基板45は縦方向に長い矩形となっている。このフレキシブル基板45の縦方向に沿う辺から対応する電極端子群へと向かって、接続配線61の他端が延びている。複数の接続配線61の他端が縦方向に並んでいる。
接続配線61は横方向において連結配線60と対応する電極端子群との間に位置している。そして接続配線61の横方向の長さは、連結配線60における接続配線61との連結端(他端)と対応する電極端子群との横方向における離間距離よりも長くなっている。
次に、上記の6本の配線と対応する電極端子との接続を図1に基づいて説明する。
表配線部43では、第1配線51が第1番目の電池セル220の正極端子221と電気的に接続されている。第2配線52が第2番目の電池セル220の負極端子222と電気的に接続されている。第3配線53が第4番目の電池セル220の負極端子222と電気的に接続されている。第4配線54が第6番目の電池セル220の負極端子222と電気的に接続されている。第5配線55が第8番目の電池セル220の負極端子222と電気的に接続されている。第6配線56が第10番目の電池セル220の負極端子222と電気的に接続されている。
裏配線部44では、第1配線51が第1番目の電池セル220の負極端子222と電気的に接続されている。第2配線52が第2番目の電池セル220の正極端子221と電気的に接続されている。第3配線53が第4番目の電池セル220の正極端子221と電気的に接続されている。第4配線54が第6番目の電池セル220の正極端子221と電気的に接続されている。第5配線55が第8番目の電池セル220の正極端子221と電気的に接続されている。第6配線56が第10番目の電池セル220の正極端子221と電気的に接続されている。
なお、第1電池スタック211では、図1に示すように第1番目の電池セル220の正極端子221と第2番目の電池セル220の負極端子222とが直列接続されている。したがって、第1配線部41の表配線部43の第1配線51と第2配線52の一方は対応する電極と電気的に接続されていなくともよい。図2では、第1電池スタック211における第1番目の電池セル220の正極端子221と第2番目の電池セル220の負極端子222との間に接続される配線を1つだけ示している。後述するナンバーで表せば、No.1の電極とNo.2の電極との間に接続される配線を1つだけ示している。第1配線51と第2配線52のいずれを対応する電極に電気的に接続するのかは、第1電池スタック211の縦方向における電池セル220の並びの乱れなどによって決定することができる。電気的に不要となった第1配線51と第2配線52の一方は除去してもよい。
また、第2電池スタック212では、図1に示すように第1番目の電池セル220の負極端子222と第2番目の電池セル220の正極端子221とが直列接続されている。したがって、第1配線部41の裏配線部44の第1配線51と第2配線52の一方は対応する電極と電気的に接続されていなくともよい。図2では、第2電池スタック212における第1番目の電池セル220の正極端子221と第2番目の電池セル220の負極端子222との間に接続される配線を1つだけ示している。後述するナンバーで表せば、No.37の電極とNo.38の電極との間に接続される配線を1つだけ示している。第1配線51と第2配線52のいずれを対応する電極に電気的に接続するのかは、第2電池スタック212の縦方向における電池セル220の並びの乱れなどによって決定することができる。電気的に不要となった第1配線51と第2配線52の一方は除去してもよい。
上記したように第1電池スタック211と第2電池スタック212はそれぞれ10個の電池セル220を有し、これらが直列接続されている。このため、この20個の電池セル220の正極端子221と負極端子222の総数は40個となっている。図1および図2に示すように、これら40個の電極端子に、最低電位から最高電位に向かうにしたがって数が大きくなるナンバーを付与している。図に示すナンバー(No)の数が増大するにしたがって、その電極端子の電位(電圧)が高くなる。
第1配線部41の表配線部43では、第1配線51がNo.1の電極端子と電気的に接続されている。第2配線52がNo.2の電極端子と電気的に接続されている。第3配線53がNo.6の電極端子と電気的に接続されている。第4配線54がNo.10の電極端子と電気的に接続されている。第5配線55がNo.14の電極端子と電気的に接続されている。第6配線56がNo.18の電極端子と電気的に接続されている。上記したように第1配線部41の表配線部43では、第1配線51若しくは第2配線52は対応する電極と電気的に接続されていなくともよい。
第1配線部41の裏配線部44では、第1配線51がNo.0の電極端子と電気的に接続されている。第2配線52がNo.3の電極端子と電気的に接続されている。第3配線53がNo.7の電極端子と電気的に接続されている。第4配線54がNo.11の電極端子と電気的に接続されている。第5配線55がNo.15の電極端子と電気的に接続されている。第6配線56がNo.19の電極端子と電気的に接続されている。なお図2においては符号の重複によって表記が煩雑と成ることを避けるために、第1配線部41では一律にして符号41を付している。第2配線部42でも同様にして一律に符号42を付している。
以上に示したように、第1配線51、第2配線52、第3配線53、第4配線54、第5配線55、および、第6配線56は最低電位側の電極端子から最高電位側の電極端子へと向かって順に電気的に接続されている。この結果、第1配線部41の横方向に並ぶ接続配線61では図6に示すように電位分布が形成されている。隣り合う配線間の電位差は、1つの電池セル220の電圧をVとすると、1V若しくは2Vになっている。この電位分布は、縦方向に並ぶ連結配線60でも同様である。なお図6ではNo.0の電位をゼロとしている。
第2配線部42でも電極端子と同様に電気的に接続されている。なお、上記したように第2配線部42の裏配線部44では、第1配線51若しくは第2配線52は対応する電極と電気的に接続されていなくともよい。
第2配線部42では、第1配線部41とは異なり、第1配線51、第2配線52、第3配線53、第4配線54、第5配線55、および、第6配線56は最高電位側の電極端子から最低電位側の電極端子へと向かって順に電気的に接続されている。そのため、第2配線部42の横方向に並ぶ接続配線61では図7に示すように電位分布が形成されている。隣り合う配線間の電位差は、1V若しくは2Vになっている。この電位分布は、縦方向に並ぶ連結配線60でも同様である。なお図7ではNo.20の電位をゼロとしている。
次に、監視部10について説明する。図2に示すようにプリント基板13は、No.0〜No.39の電極に対応する基板配線16を有する。これら基板配線16は上記した各接続配線61の一端と電気的に接続される。また基板配線16は監視ICチップ15と電気的に接続されている。
なお、上記したように第1配線部41の表配線部43の第1配線51と第2配線52の一方を除去した場合、残った配線と対応する基板配線16とを電気的に接続する。第1配線部41の表配線部43の第1配線51と第2配線52を残した場合、これらと対応する基板配線16とを電気的に接続する。同様にして第2配線部42の裏配線部44の第1配線51と第2配線52の一方を除去した場合、残った配線と対応する基板配線16とを電気的に接続する。第2配線部42の裏配線部44の第1配線51と第2配線52を残した場合、これらと対応する基板配線16とを電気的に接続する。
監視部10は電子素子14としてツェナーダイオード17、並列コンデンサ18、および、抵抗19を有する。また、図2に示すように配線部40の配線にはヒューズ48とインダクタ49が設けられている。
以下においては、説明を簡便とするために、直列接続された隣接する電池セル220間を接続する配線パターン46と基板配線16とによって構成される配線を電圧検出配線と示す。この電圧検出配線は電極端子と同数形成されている。
この電圧検出線それぞれにヒューズ48、インダクタ49、および、抵抗19が設けられている。電池セル220から監視ICチップ15へと向かって、ヒューズ48、インダクタ49、および、抵抗19が順に直列接続されている。
ツェナーダイオード17と並列コンデンサ18それぞれは、隣り合う2つの電圧検出線の間で並列接続されている。詳しく言えば電圧検出線におけるインダクタ49と抵抗19との間に、ツェナーダイオード17と並列コンデンサ18が接続されている。ツェナーダイオード17のアノード電極は低電位側に接続されている。ツェナーダイオード17のカソード電極は高電位側に接続されている。ツェナーダイオード17と並列コンデンサ18はプリント基板13に搭載されている。
このツェナーダイオード17は、電池モジュール200から過電圧が印加された際に、短絡故障(ショート故障)する構造を有している。具体的に言えば、ツェナーダイオード17は一対のリードにてPN接合型のICチップが直接狭持された構造となっている。これにより、ICチップとリードとがワイヤを介して接続された構成とは異なり、過電圧の印加によってワイヤが破断し、それによってツェナーダイオード17がオープン故障することが避けられている。
ヒューズ48は、過電圧にてツェナーダイオード17が短絡故障した際に、電圧検出配線に流れる大電流によって破断するように構成されている。ヒューズ48の定格電流は、過電圧にてツェナーダイオード17が短絡故障した際の電圧検出配線に流れる大電流を基準に設定されている。
また上記の抵抗19と並列コンデンサ18とによってRC回路が構成されている。このRC回路とインダクタ49は、電圧検出の際にノイズを除去するフィルタとしての機能を奏する。またRC回路を構成する抵抗19は、後述する均等化処理の際に電流制限抵抗としての機能を奏する。
図示しないが、監視ICチップ15はマイコンと、複数の電池セル220それぞれに対応するスイッチと、を有する。このスイッチは2つの電圧検出線間の接続を制御する。そのため、このスイッチの開閉制御により、対応する電圧検出線に電気的に接続された電池セル220の充放電が制御される。
各電池セル220の性能と特性は製品バラツキのために互いに異なる。そのために充放電を繰り返すと、各電池セル220それぞれの充電状態(SOC)が異なってくる。SOCはstate of chargeの略である。このSOCは電池セル220の起電圧と相関関係を有する。
電池セル220は、性質上、過放電と過充電の発生を抑制しなくてはならない。過放電と過充電は、換言すれば、SOCの極端な低下と極端な上昇である。各電池セル220のSOCがバラツクということは、各電池セル220の過放電と過充電に至る度合いについてもバラツクということである。したがって、電池スタック210のSOCが過放電と過充電とにならないように精度良く制御するためには、電池スタック210を構成する複数の電池セル220のSOCを均等化する必要がある。換言すれば、複数の電池セル220それぞれのSOCを、これらの総和平均である、電池スタック210のSOCと一致させる必要がある。
このような要請があるため、監視ICチップ15のマイコンは複数の電池セル220それぞれの出力電圧(起電圧)を検出して監視する。この出力電圧が電池ECU300に入力される。
電池ECU300はSOCと起電圧の相関関係を記憶している。電池ECU300は入力された出力電圧(起電圧)と記憶している相関関係とに基づいて、複数の電池セル220それぞれのSOCを検出する。電池ECU300はこの検出したSOCに基づいて、複数の電池セル220のSOCの均等化処理を判断する。そして電池ECU300はその判断に基づく均等化処理の指示を監視ICチップ15のマイコンに出力する。マイコンは均等化処理の指示に基づいて複数の電池セル220それぞれに対応するスイッチを開閉制御する。これにより均等化処理が実施される。
なお、電池ECU300は入力された電圧などに基づいて電池スタック210の充電状態も検出する。電池ECU300は検出した電池スタック210の充電状態を車載ECUに出力する。車載ECUはこの充電状態、車両に搭載された各種センサから入力されるアクセルペダルの踏み込み量やスロットルバルブ開度などの車両情報、そしてイグニッションスイッチなどに基づいて、電池ECU300に指令信号を出力する。電池ECU300はこの指令信号に基づいて電池パック400と電気負荷500との接続を制御する。
(作用効果)
次に、電池パック400の監視装置100の作用効果を説明する。上記したように表配線部43と裏配線部44はフレキシブル基板45と配線パターン46を有する。そして、フレキシブル基板45には両端配線パターン46aと偶数配線パターン46bが形成されている。そのため、表配線部43を介して第1電極端子群211aと第1監視部11とを電気的に接続する。また裏配線部44を介して第2電極端子群211bと第1監視部11とを電気的に接続する。こうすることで第1電池スタック211の全ての電池セル220の電圧を検出することができる。説明を省略するが、第2電池スタック212の全ての電池セル220の電圧も同様にして検出することができる。
表配線部43と裏配線部44は同一のフレキシブル基板45と配線パターン46を有する。そのため、表配線部43を裏配線部44の代わりに用いることができる。裏配線部44を表配線部43の代わりに用いることができる。以上に示すように監視装置100は配線部40の汎用性の高い構成となっている。
電池スタック210は縦方向に複数の電池セル220が直列接続されて成るが、その並びは製造バラツキのために多少乱れる虞がある。その結果、第1電極端子群211aと第2電極端子群211bそれぞれにおける電極端子の並びも多少乱れる虞がある。これに対して、配線パターン46の形成されるフレキシブル基板45は可撓性を有する。そのために電極端子の並びに乱れが生じたとしても、フレキシブル基板45をそれに応じて変形させることで配線パターン46と電極端子とを電気的に接続することができる。
配線パターン46を構成する接続配線61の横方向の長さは、連結配線60における接続配線61との連結端と対応する電極端子群との横方向における離間距離よりも長くなっている。
これによれば、例え製造バラツキなどのために接続配線61の先端と対応する電極端子とが縦方向にズレたとしても、接続配線61を変形させることで、接続配線61を対応する電極端子に電気的に接続することができる。
上記したように配線パターン46を構成する接続配線61の他端はフレキシブル基板45および被覆樹脂47それぞれの外に飛び出している。そのためにフレキシブル基板45の表裏を反転させたとしても、配線パターン46の端部と電極端子との間にはフレキシブル基板45や被覆樹脂47が位置しなくなっている。これにより、接続配線61と電極端子との機械的および電気的な接続が困難となることが抑制される。
第1配線部41では、第1配線51、第2配線52、第3配線53、第4配線54、第5配線55、および、第6配線56が最低電位側の電極端子から最高電位側の電極端子へと向かって順に電気的に接続されている。第2配線部42では、第1配線51、第2配線52、第3配線53、第4配線54、第5配線55、および、第6配線56が最高電位側の電極端子から最低電位側の電極端子へと向かって順に電気的に接続されている。
そのため図6に示すように第1配線部41の横方向に並ぶ接続配線61では隣り合う配線間の電位差が1V若しくは2Vになっている。図7に示すように第2配線部42の横方向に並ぶ接続配線61では隣り合う配線間の電位差が1V若しくは2Vになっている。これにより横方向で隣り合う配線間の電位差の増大が抑制されている。そのため、電池スタック210を構成する電池セル220の数が増大した結果、配線数が増大して配線の離間距離が短くなったとしても、配線間で容量結合することが抑制される。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
(第1の変形例)
本実施形態ではフレキシブル基板45の表面45aに配線パターン46が形成される例を示した。しかしながら図8に示すようにフレキシブル基板45の表面45aと裏面45bそれぞれに配線パターン46が形成された構成を採用することもできる。なお図8では表面45aと裏面45bそれぞれに形成された配線パターン46が高さ方向においてフレキシブル基板45の厚さだけ離れて対向している。しかしながらフレキシブル基板45は非常に薄い。そのために表面45aと裏面45bそれぞれに形成された配線パターン46は高さ方向でなるべく対向しないように配置してもよい。これにより表面45aと裏面45bそれぞれに形成された配線パターン46の間で容量結合することが抑制される。
(第2の変形例)
本実施形態では配線パターン46が両端配線パターン46aと偶数配線パターン46bを有する例を示した。しかしながら配線パターン46は両端配線パターン46aと奇数配線パターン46cを有する構成を採用することもできる。この奇数配線パターン46cは、両端に位置する2つの電池セル220を除く、並び順において奇数番目に位置する電池セル220の電極端子と接続される。
図9に奇数配線パターン46cの一例を示す。表配線部43では、第1配線51が第1番目の電池セル220の正極端子221と電気的に接続されている。第2配線52が第3番目の電池セル220の正極端子221と電気的に接続されている。第3配線53が第5番目の電池セル220の正極端子221と電気的に接続されている。第4配線54が第7番目の電池セル220の正極端子221と電気的に接続されている。第5配線55が第9番目の電池セル220の正極端子221と電気的に接続されている。第6配線56が第10番目の電池セル220の負極端子222と電気的に接続されている。
裏配線部44では、第1配線51が第1番目の電池セル220の負極端子222と電気的に接続されている。第2配線52が第3番目の電池セル220の負極端子222と電気的に接続されている。第3配線53が第5番目の電池セル220の負極端子222と電気的に接続されている。第4配線54が第7番目の電池セル220の負極端子222と電気的に接続されている。第5配線55が第9番目の電池セル220の負極端子222と電気的に接続されている。第6配線56が第10番目の電池セル220の正極端子221と電気的に接続されている。
以上に示したように、両端配線パターン46aと奇数配線パターン46cによっても、全ての電池セル220の電圧を検出することができる。なお、図9に示す電池スタック210では、第9番目の電池セル220の正極端子221と第10番目の電池セル220の負極端子222とが直列接続されている。したがって、第1配線部41の表配線部43の第5配線55と第6配線56の一方は対応する電極と電気的に接続されていなくともよい。第5配線55と第6配線56のいずれを対応する電極に電気的に接続するのかは、電池スタック210の縦方向における電池セル220の並びの乱れなどによって決定することができる。電気的に不要となった配線は除去してもよい。なお、電池スタック210が奇数個の電池セル220を有する場合、このように電気的に不要となる配線はなくなる。電気的に不要となる配線は電池スタック210が偶数個の電池セル220を有する場合に生じる。
また、図示しないが、配線パターン46が両端配線パターン46a、偶数配線パターン46b、および、奇数配線パターン46cを有する構成を採用することもできる。
(第3の変形例)
本実施形態では、図1に示すように第3電極端子群212aに第2配線部42の表配線部43が接続され、第4電極端子群212bに第2配線部42の裏配線部44が接続される例を示した。しかしながら例えば図10に示すように、第2監視部12と第2配線部42の表裏が反転される。そして第3電極端子群212aに第2配線部42の裏配線部44が接続され、第4電極端子群212bに第2配線部42の表配線部43が接続される。このような構成を採用することもできる。この場合、第1監視部11と第1配線部41とが連結された第1監視装置と、第2監視部12と第2配線部42とが連結された第2監視装置とは、まったく同一の構成である。このように監視装置は汎用性の高い構成となっている。
(第4の変形例)
上記したように、偶数配線パターン46bを有する構成では、同電位となるために、第1配線51と第2配線52の一方が不要になり、奇数配線パターン46cを有する構成では、第5配線55と第6配線56の一方が不要になる例を示した。この電気的な接続に不要な配線の接続配線61は、カッターなどで除去してもよい。また、図11に示すように電気的な接続に不要な接続配線61をフレキシブル基板45に溶着固定するための金属製の固定電極70をフレキシブル基板45に形成してもよい。この場合、図12に示すように、電気的な接続に不要な接続配線61の先端を固定電極70へと向かって折り曲げて両者を接触させる。この接触状態において、接続配線61と固定電極70とを溶着する。これにより電気的な接続に不要な接続配線61によって電気的に接続されていない箇所が接続されることが抑制される。この不要な接続配線61の除去は、配線部40を電池スタック210に接続する際に行うことができる。
(第5の変形例)
図11および図12に示すように、接続配線61の先端がフレキシブル基板45に載っている構成を採用することもできる。この接続配線61の先端は被覆樹脂47によって覆われた構成を採用することもできる。
(第6の変形例)
配線パターン46は、図13に破線で示す、電極端子と電気的に接続するための予備接続配線71と、予備接続配線71と監視部10とを電気的に接続する予備連結配線72と、を有してもよい。予備接続配線71は接続配線61とともに縦方向に並んでいる。図13では予備接続配線71は横方向において複数の接続配線61の間に位置している。
電池スタック210を構成する電池セル220の数が増減したり、電池セル220の体格が変化したりすると、接続配線61と対応する電極端子との相対位置が縦方向でずれる。そのために接続配線61と対応する電極端子とを互いに電気的に接続することができなくなる虞がある。また、電池スタック210を構成する電池セル220の電気的な接続形態の変更によって、接続配線61と対応する電極端子とを互いに電気的に接続することができなくなる虞がある。しかしながら、この変形例の配線パターン46は接続配線61と縦方向に並ぶ予備接続配線71を有している。これによれば、接続が困難となった接続配線61の代わりに、予備接続配線71によって電池セル220の電極端子と監視部10とを電気的に接続することができる。
(第7の変形例)
本実施形態では監視装置100が第1電池スタック211に対応する第1監視部11と、第2電池スタック212に対応する第2監視部12と、を有する例を示した。しかしながら図14に示すように監視装置100が第1電池スタック211と第2電池スタック212それぞれに対応する監視部10を有してもよい。この監視部10も、プリント基板13、電子素子14、および、監視ICチップ15を有する。
(その他の変形例)
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。
本実施形態では電池モジュール200が第1電池スタック211と第2電池スタック212を有する例を示した。しかしながら電池モジュール200が他にも電池スタックを有する構成を採用することができる。例えば電池モジュール200が4つの電池スタックを有する構成を採用することもできる。若しくは、電池モジュール200は1つの電池スタックを有する構成を採用することもできる。
10…監視部、11…第1監視部、12…第2監視部、40…配線部、41…第1配線部、42…第2配線部、43…表配線部、44…裏配線部、45…フレキシブル基板、45a…表面、45b…裏面、46…配線パターン、46a…両端配線パターン、46b…偶数配線パターン、46c…奇数配線パターン、210…電池スタック、211…第1電池スタック、211a…第1電極端子群、211b…第2電極端子群、212…第2電池スタック、212a…第3電極端子群、212b…第4電極端子群、220…電池セル、220a…上端面、221…正極端子、222…負極端子

Claims (5)

  1. 電池セル(220)の電極端子(221,222)の形成された上端面(220a)を貫く高さ方向に直交する縦方向に複数の前記電池セルが電気的および機械的に直列接続された電池スタック(210,211,212)の有する複数の前記電池セルそれぞれの電圧を監視する監視部(10,11,12)と、
    前記監視部と複数の前記電池セルとを電気的に接続する配線部(40,41,42)と、を有し、
    前記電池セルは前記電極端子として前記高さ方向と前記縦方向に直交する横方向に並ぶ正極端子(221)と負極端子(222)を有し、
    前記電池スタックでは複数の前記電池セルが前記縦方向に並ぶことで、前記縦方向に複数の前記正極端子と前記負極端子とが交互に並ぶ第1電極端子群(211a,212a)と、前記縦方向に複数の前記負極端子と前記正極端子とが交互に並ぶ第2電極端子群(211b,212b)と、が構成され、
    前記第1電極端子群と前記第2電極端子群とが前記横方向に並んでおり、
    前記配線部として第1配線部(43)と第2配線部(44)を有し、
    前記第1配線部と前記第2配線部それぞれは、可撓性を有する可撓基板(45)と、前記可撓基板に形成された配線パターン(46)と、を有し、
    前記第1配線部と前記第2配線部それぞれは、同一形状の前記可撓基板と同一形状の前記配線パターンを有し、
    前記配線パターンは、前記縦方向に並ぶ複数の前記電池セルのうちの両端に位置する2つの前記電池セルの前記電極端子と電気的に接続される両端配線パターン(46a)と、両端に位置する2つの前記電池セルを除く、並び順において偶数番目に位置する前記電池セルの前記電極端子に電気的に接続される偶数配線パターン(46b)および並び順において奇数番目に位置する前記電池セルの前記電極端子に電気的に接続される奇数配線パターン(46c)の少なくとも一方と、を有し、
    前記第1配線部および前記第2配線部の一方の前記配線パターンを介して前記第1電極端子群と前記監視部とが電気的に接続され、
    前記第1配線部および前記第2配線部の他方の前記配線パターンを介して前記第2電極端子群と前記監視部とが電気的に接続されている監視装置。
  2. 前記第1配線部および前記第2配線部それぞれの前記配線パターンは、対応する前記電極端子と電気的に接続される複数の接続配線(61)と、複数の前記接続配線と前記監視部とを電気的に接続する複数の連結配線(60)と、を有し、
    前記第1配線部と前記第2配線部は、前記電池セルの前記上端面と前記高さ方向で対向し、前記第1電極端子群と前記第2電極端子群との間で前記横方向に並び、
    前記第1配線部および前記第2配線部の一方の前記配線パターンの前記接続配線は、前記横方向において前記第1配線部および前記第2配線部の一方の前記配線パターンの前記連結配線と前記第1電極端子群との間に位置し、
    前記第1配線部および前記第2配線部の他方の前記配線パターンの前記接続配線は、前記横方向において前記第1配線部および前記第2配線部の他方の前記配線パターンの前記連結配線と前記第2電極端子群との間に位置し、
    前記接続配線における前記連結配線との連結端と、前記連結端とは反対側の先端との間の長さは、前記横方向における前記連結端と対応する前記電極端子との離間距離よりも長い請求項1に記載の監視装置。
  3. 前記第1配線部および前記第2配線部の一方の前記可撓基板の裏面(45b)が前記電池セルの前記上端面と前記高さ方向で対向し、
    前記第1配線部および前記第2配線部の他方の前記可撓基板の表面(45a)が前記電池セルの前記上端面と前記高さ方向で対向しており、
    前記接続配線は前記可撓基板の外に突出している請求項2に記載の監視装置。
  4. 前記第1配線部および前記第2配線部それぞれの前記配線パターンは、前記電極端子と電気的に接続するための予備接続配線(71)と、前記予備接続配線と前記監視部とを電気的に接続する予備連結配線(72)と、を有し、
    前記予備接続配線は前記接続配線とともに前記縦方向に並んでいる請求項2または請求項3に記載の監視装置。
  5. 前記第1配線部と前記第2配線部それぞれの前記可撓基板の表面(45a)とその裏側の裏面(45b)それぞれに前記配線パターンが形成されている請求項1〜4いずれか1項に記載の監視装置。
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