JP6982728B2 - バッテリーセンサー装置 - Google Patents

Description

本開示は、バッテリーの状態を検知するバッテリーセンサー装置に関する。

従来、車両に搭載されるバッテリー（例えば、鉛バッテリー）に取り付けられ、バッテリーの充電／放電電流、電圧、温度を元に、電池容量（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）や電池劣化状態（残容量、ＳＯＨ：Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｈｅａｌｔｈ）を検知するバッテリーセンサー装置が知られている（例えば、特許文献１）。バッテリーセンサー装置から出力されるバッテリー情報（ＳＯＣ、ＳＯＨ等）は、車両において電源管理を行う上で、非常に有用である。

特許文献１に記載のバッテリーセンサー装置は、バッテリーのマイナス端子に電気的、機械的に接続されるバッテリー側端子ユニット（以下「ターミナル」と称する）と、負荷のマイナス端子（車両のフレームグランド）に電気的に接続される負荷側端子ユニット（以下「スタッドボルトユニット」と称する）と、ターミナルとスタッドボルトユニットの間に流れる電流に基づいてバッテリーの状態を検知するセンサーユニットと、を備える。特許文献１では、ターミナルとスタッドボルトユニットを有する端子ユニットと、センサーユニットとは別部品で構成されている。また、ターミナル、スタッドボルトユニット及びセンサーユニットが、それぞれ別部品で構成されているバッテリーセンサー装置もある。

このようなバッテリーセンサー装置において、例えば、バッテリーの車両搭載位置等の諸事情により出力端（バッテリー情報を出力する接続端子）の配置（向き）を柔軟に変更することが望まれる場合がある。

特開２０１５−１０９２３６号公報

本開示の一側面を反映したバッテリーセンサー装置は、負荷に対して給電を行うバッテリーの状態を検知するバッテリーセンサー装置であって、
抵抗を有し、バッテリーからの給電経路に配置される抵抗付きバスバーと、
抵抗に流れる電流を検出するセンサー基板と、
センサー基板によって検出された電流に基づく信号を外部に出力する出力端と、
抵抗付きバスバーとバッテリーを電気的に接続するためのバッテリー側端子ユニットと、を備え、
抵抗付きバスバー及び出力端を含むセンサーユニットは、バッテリー側端子ユニットとは別部品で構成され、平面内で反転させた関係にある２つの態様で、バッテリー側端子ユニットに固定可能な構造を有する。

本開示によれば、バッテリーに対してセンサーユニットを取り付ける際、バッテリー側端子ユニットの位置を固定したまま、センサーユニットの向きだけを反転させることができる。すなわち、出力端の配置が異なる２つの仕様に対して、共通のセンサーユニットを使用することができる。したがって、部品の共通化率が高まり、さらなる低コスト化を図ることができる。

図１Ａは、車両に搭載されるバッテリーの外観斜視図であり、バッテリーセンサー装置を取り付ける前の状態を示す。 図１Ｂは、車両に搭載されるバッテリーの外観斜視図であり、バッテリーセンサー装置を取り付けた後の状態を示す。 図２Ａは、バッテリーセンサー装置の取付態様を示す図であり、バッテリーセンサー装置の出力端がバッテリーの内側に向けて配置される第１の取付態様を示す。 図２Ｂは、バッテリーセンサー装置の取付態様を示す図であり、出力端がバッテリーの外側に向けて配置される第２の取付態様を示す。 図３Ａは、第１の取付態様におけるバッテリーセンサー装置の構成を示す上方斜視図である。 図３Ｂは、第１の取付態様におけるバッテリーセンサー装置の構成を示す下方斜視図である。 図４Ａは、第１の取付態様におけるバッテリーセンサー装置の構成を示す上方分解斜視図である。 図４Ｂは、第１の取付態様におけるバッテリーセンサー装置の構成を示す下方分解斜視図である。 図５Ａは、第２の取付態様におけるバッテリーセンサー装置の構成を示す上方斜視図である。 図５Ｂは、第２の取付態様におけるバッテリーセンサー装置の構成を示す下方斜視図である。 図６Ａは、第２の取付態様におけるバッテリーセンサー装置の構成を示す上方分解斜視図である。 図６Ｂは、第２の取付態様におけるバッテリーセンサー装置の構成を示す下分解斜視図である。 図７は、第１の取付態様におけるセンサーユニットの構成を示す分解斜視図である。 図８Ａは、第１の取付態様におけるセンサーユニットの構成を示す平面図である。 図８Ｂは、図８Ａのケーシング及びコネクタ外装を透過した状態を示す平面図である。 図９は、第２の取付態様におけるセンサーユニットの構成を示す分解斜視図である。 図１０Ａは、第２の取付態様におけるセンサーユニットの構成を示す平面図である。 図１０Ｂは、図１０Ａのケーシング及びコネクタ外装を透過した状態を示す平面図である。 図１１は、センサー基板を示す平面図である。 図１２は、クランプ部の軸方向にセンサーユニット取付部を形成した場合の第１の取付態様におけるバッテリーセンサー装置の構成を示す分解斜視図である。 図１３は、クランプ部の軸方向にセンサーユニット取付部を形成した場合の第２の取付態様におけるバッテリーセンサー装置の構成を示す分解斜視図である。

本開示の実施の形態の説明に先立ち、従来における問題点を簡単に説明する。出力端の配置変更に対応する場合、各配置に対応した部品（センサーユニット等）を準備することで対応することも可能である。しかしながら、配置毎に対応する部品を準備する場合、部品の共通化率が低く、コストが増大するという問題点がある。

本開示の目的は、部品の共通化率を高め、さらなる低コスト化を図ることができるバッテリーセンサー装置を提供することである。

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１Ａは、車両に搭載されるバッテリーＢを示す外観斜視図であり、本開示の実施形態に係るバッテリーセンサー装置１を取り付ける前の状態を示し、図１Ｂは、バッテリーセンサー装置１を取り付けた後の状態を示す。なお、図１Ｂでは、バッテリーＢに対してバッテリーセンサー装置１を第１の取付態様で取り付けた状態を示している。

図１Ａ、図１Ｂに示すように、バッテリーＢは、プラス端子Ｂ１とマイナス端子Ｂ２とを備える。マイナス端子Ｂ２の周囲の平坦部Ｐが、バッテリーセンサー装置１を取り付ける取付面となる（以下「取付面Ｐ」と称する）。

バッテリーセンサー装置１は、ターミナル２０（バッテリー側端子ユニット）のクランプ部２１（図４Ａ、図４Ｂ参照）にマイナス端子Ｂ２が挿通された後、ナット２３とボルト２４（図４Ａ、図４Ｂ参照）によってマイナス端子Ｂ２に締結される。バッテリーセンサー装置１は、バッテリーＢのプラス端子Ｂ１から負荷（図示略）を通ってマイナス端子Ｂ２に戻る電流を元に、電池容量（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）や電池劣化状態（残容量、ＳＯＨ：Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｈｅａｌｔｈ）を検知し、バッテリー情報として車両に搭載されたＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ、図示略）またはＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ、図示略）等に出力する。

図２Ａは、本開示の実施形態に係るバッテリーセンサー装置１の取付態様を示す図であり、バッテリーセンサー装置１の出力端１２がバッテリーＢの内側に向けて配置される第１の取付態様を示し、図２Ｂは、出力端１２がバッテリーＢの外側に向けて配置される第２の取付態様を示す。なお、図２Ａ、図２Ｂ及び後述する図３Ａ〜図１０Ｂでは、センサーユニット１０の向きを明示するため、出力端１２と並設されるバスバー（第１のバスバー１１１、図４Ａ、図４Ｂ参照）の表面に黒点を記してある（図５Ａ、図５Ｂ参照）。また、図１１では、センサー基板１３の向きを明示するため、矢印を記してある。

図２Ａ、図２Ｂに示すように、バッテリーセンサー装置１は、取付面Ｐ内でセンサーユニット１０を１８０°回転させた、異なる２つの取付態様でバッテリーＢに取り付けることができる。第１の取付態様及び第２の取付態様において、ターミナル２０とスタッドボルトユニット３０（負荷側端子ユニット）の配置は同じである。

図３Ａ、図３Ｂは、第１の取付態様におけるバッテリーセンサー装置１の構成を示す上方、下方斜視図である。図４Ａ、図４Ｂは、第１の取付態様におけるバッテリーセンサー装置１の構成を示す上方、下方分解斜視図である。図５Ａ、図５Ｂは、第２の取付態様におけるバッテリーセンサー装置１の構成を示す上方、下方斜視図である。図６Ａ、図６Ｂは、第２の取付態様におけるバッテリーセンサー装置１の構成を示す上方、下方分解斜視図である。

図３Ａ〜図６Ｂに示すように、バッテリーセンサー装置１は、センサーユニット１０、ターミナル２０、スタッドボルトユニット３０、及びセンサー基板１３を備える。センサーユニット１０、ターミナル２０及びスタッドボルトユニット３０は、それぞれ独立した部品で構成される。

ターミナル２０は、バッテリーＢのマイナス端子Ｂ２とセンサーユニット１０の抵抗付きバスバー１１を電気的に接続する。ターミナル２０は、例えば銅や真鍮などの金属材料で形成される。ターミナル２０は、クランプ部２１及びセンサーユニット取付部２２を有する。クランプ部２１には、バッテリーセンサー装置１をバッテリーＢに取り付ける際、バッテリーＢのマイナス端子Ｂ２が挿通される。ボルト２４とナット２３によりクランプ部２１を締め付けることによって、ターミナル２０はバッテリーＢのマイナス端子Ｂ２に固定される。

センサーユニット取付部２２は、クランプ部２１の下部周縁から平面状に突出して形成される。センサーユニット取付部２２は、センサーユニット１０を固定するための固定穴２２１、２２２を有する。センサーユニット取付部２２は、バスバー接続部２２３において、センサーユニット１０の抵抗付きバスバー１１と接続される。

スタッドボルトユニット３０は、負荷のマイナス端子（図示略）とセンサーユニット１０の抵抗付きバスバー１１を電気的に接続する。スタッドボルトユニット３０は、ターミナル２０と同様に、例えば銅や真鍮などの金属材料で形成される。スタッドボルトユニット３０は、バスバー接続部３１及びスタッドボルト３２を有する。スタッドボルト３２は、バスバー接続部３１に立設され、ワイヤーハーネス（図示略）を介して、車両のフレームグランド、すなわちバッテリーＢに接続された負荷のマイナス端子に電気的に接続される。バスバー接続部３１は、センサーユニット１０の抵抗付きバスバー１１と接続される。

センサーユニット１０は、抵抗付きバスバー１１及び出力端１２を有し、平面内で１８０°回転させた関係にある第１の取付態様及び第２の取付態様で、ターミナル２０及びスタッドボルトユニット３０に取り付け可能な構造を有する。

図７は、第１の取付態様におけるセンサーユニット１０の分解斜視図である。図８Ａ、図８Ｂは、第１の取付態様におけるセンサーユニット１０の平面図である。図９は、第２の取付態様におけるセンサーユニット１０の分解斜視図である。図１０Ａ、図１０Ｂは、第２の取付態様におけるセンサーユニット１０の平面図である。図１１は、センサー基板１３の平面図である。

なお、図８Ａ、図８Ｂ、図１０Ａ、図１０Ｂでは、センサー基板１３及びカバー１６を取り外した状態を示している。また、図８Ｂ、図１０Ｂでは、ケーシング１４及びコネクタ外装１２２を透過した状態を示している。

図７〜図１０Ｂに示すように、センサーユニット１０は、抵抗付きバスバー１１、出力端１２、ケーシング１４及びサーミスタ１５１、１５２等を有する。センサーユニット１０内にセンサー基板１３が配置される。

ケーシング１４は、側壁１４８ａ〜１４８ｄ及び底壁１４９を有する平面視で矩形状の箱体であり、凹室内にセンサー基板１３を収容する。以下において、側壁１４８ａを「第１の側壁１４８ａ」、第１の側壁１４８ａに対向する側壁１４８ｂを「第２の側壁１４８ｂ」、第１の側壁１４８ａ及び第２の側壁１４８ｂ以外の側壁１４８ｃ、１４８ｄを「第３の側壁１４８ｃ、１４８ｄ」と称する。

ケーシング１４は、底壁１４９ととともに抵抗付きバスバー１１を挟持する中間床１４１を有する。中間床１４１には、２つの位置決めピン１４７ａ、１４７ｂが配置される。位置決めピン１４７ａ、１４７ｂは、ケーシング１４の中心Ｏｃを対称点として、平面内で点対称な位置に配置される。位置決めピン１４７ａ、１４７ｂは、センサー基板１３の位置決め穴１３５、１３６に挿入される。

また、中間床１４１において、コネクタピン１２１の突出部位の近傍及びこれと対角をなす部位には、段部１４２、１４３が配置される。段部１４２、１４３には、センサー基板１３が載置される。センサー基板１３と中間床１４１との間には空間が形成されることとなる。ケーシング１４の凹室は、カバー１６によって密閉される。

ケーシング１４は、底面に、ターミナル２０に固定するための固定用ボス１４５ａ、１４５ｂ、１４６を有する（図４Ｂ、図６Ｂ参照）。固定用ボス１４６は、ケーシング１４の中心Ｏｃ（平面視におけるケーシング１４の対角線の交点）に配置される。固定用ボス１４５ａ、１４５ｂは、固定用ボス１４６を対称点として、点対称な位置に配置される。これにより、ターミナル２０の固定穴２２１、２２２に対して、第１の取付態様では固定用ボス１４５ａ、１４６を係合させることができ、第２の取付態様では固定用ボス１４５ｂ、１４６を係合させることができる。

なお、ケーシング１４は、固定用ボス１４６だけを有するようにしてもよいし、固定用ボス１４５ａ、１４５ｂだけを有するようにしてもよい。また、ターミナル２０は、固定用ボス１４５ａ、１４５ｂ、１４６が係合する３つの固定穴を有するようにしてもよい。すなわち、ターミナル２０の固定穴に係合する固定用ボスが、ケーシング１４の中心Ｏｃを対称点として、平面内で点対称な位置に配置されていればよい。

抵抗付きバスバー１１は、第１のバスバー１１１、シャント抵抗１１３及び第２のバスバー１１２を有する。第１のバスバー１１１及び第２のバスバー１１２は、例えば銅などの金属材料で形成される板状の部材である。抵抗付きバスバー１１は、バッテリーＢの給電経路に配置される。シャント抵抗１１３は、通電方向において、第１のバスバー１１１と第２のバスバー１１２の間に配置される。

抵抗付きバスバー１１は、全体として、平面内で点対称な形状を有する。なお、抵抗付きバスバー１１は、ケーシング１４から露出する部分が点対称となっていればよく、シャント抵抗１１３の配置など詳細な構造は非対称であってもよい。

第１のバスバー１１１において、シャント抵抗１１３の近傍には、第１の電流検出用ピン１１４（１１４ａ、１１４ｂ）が立設される。第２のバスバー１１２において、シャント抵抗１１３の近傍には、第２の電流検出用ピン１１５（１１５ａ、１１５ｂ）が立設される。第１の電流検出用ピン１１４と第２の電流検出用ピン１１５は、抵抗付きバスバー１１がケーシング１４に組み込まれた状態において、ケーシング１４の中心Ｏｃを対称点として、平面内で点対称な位置となるように配置される。

抵抗付きバスバー１１は、例えばインサート成形により、ケーシング１４と一体的に形成される。抵抗付きバスバー１１は、ケーシング１４の底壁１４９と中間床１４１の間に挟装され、中間床１４１の開口１４４から第１の電流検出用ピン１１４及び第２の電流検出用ピン１１５がセンサー基板１３側に突出する。また、第１のバスバー１１１は、ケーシング１４の第１の側壁１４８ａから突出し、第２のバスバー１１２は、ケーシング１４の第２の側壁１４８ｂから突出する。

抵抗付きバスバー１１は、第１のバスバー１１１のケーシング１４から突出する部分（以下「第１の端部」と称する）と、第２のバスバー１１２のケーシング１４から突出する部分（以下「第２の端部」と称する）が、ケーシング１４の中心Ｏｃを対称点として平面内で点対称となるように配置される。すなわち、抵抗付きバスバー１１の第１の端部と第２の端部は、ケーシング１４の中心Ｏｃを対称点として、平面内で点対称な位置関係にある。

出力端１２は、センサー基板１３で生成されたバッテリー情報を、車両に搭載されたＣＰＵ又はＥＣＵ（図示略）に出力するための接続端子である。出力端１２は、第１の取付態様及び第２の取付態様のそれぞれにおいて、ターミナル２０のクランプ部２１と干渉しない位置に配置される。ここでは、出力端１２は、ケーシング１４の第１の側壁１４８ａに、抵抗付きバスバー１１の第１の端部とともに配置されている。

出力端１２は、コネクタピン１２１とコネクタ外装１２２を有する。コネクタピン１２１は、例えばインサート成形により、ケーシング１４及びコネクタ外装１２２と一体的に形成される。コネクタ外装１２２は、ケーシング１４の第１の側壁１４８ａに連設される。ケーシング１４とコネクタ外装１２２は、例えば樹脂成形により一体的に形成される。

センサーユニット１０を平面内で１８０°回転させたとき、センサーユニット１０の出力端１２を除く部分は、第１の取付態様と第２の取付態様とで同じとなる。したがって、バッテリーセンサー装置１を第１の取付態様でバッテリーＢに取り付ける場合と、第２の取付態様でバッテリーＢに取り付ける場合とで、共通のセンサーユニット１０を用いることができる。

ここで、抵抗付きバスバー１１の第１の端部と第２の端部は、第３の側壁１４８ｃ、１４８ｄに平行でケーシング１４を二分割する中心線に関して異なる側に配置されるのが好ましい。また、出力端１２は、平面視で、抵抗付きバスバー１１の第１の端部と第２の端部を対角の頂点とする四角形内に配置されるのが好ましい。なお、出力端１２の全てが四角形内に配置される必要はなく、出力端１２の一部が四角形内に配置されればよい。

本実施の形態では、抵抗付きバスバー１１は、平面内で緩やかなクランク状に屈曲した構造を有しており、抵抗付きバスバー１１の第１の端部と第２の端部は前述の配置となっている。また、出力端１２は、抵抗付きバスバー１１の第１の端部とともに、ケーシング１４の第１の側壁１４ａに配置されており、前述の配置となっている。

これにより、ケーシング１４の中心線に沿って直線状の抵抗付きバスバー１１を配置する場合に比較して、ケーシング１４の第１の側壁１４８ａ及び第２の側壁１４８ｂの長さを短くすることができる。したがって、センサーユニット１０の小型化、ひいてはバッテリーセンサー装置１の小型化を図ることができる。

サーミスタ１５１、１５２は、抵抗付きバスバー１１の周囲の温度を検出する。サーミスタ１５１、１５２は、例えばインサート成形により、ケーシング１４と一体的に形成される。サーミスタ１５１、１５２は、ケーシング１４の中心Ｏｃを対称点として、平面内で点対称な位置に配置される。

センサー基板１３は、例えばシャント抵抗１１３に流れる電流、すなわちターミナル２０とスタッドボルトユニット３０の間に流れる電流を検出し、検出した電流とサーミスタ１５１、１５２からの温度情報に基づいて、バッテリー情報（ＳＯＣ、ＳＯＨ等）を生成する。なお、センサー基板１３は、電流値及び温度情報を、そのまま出力端１２を介して外部に出力するようにしてもよい。

センサー基板１３は、ケーシング１４よりも一回り小さい矩形状の基板であり、バッテリーの状態を検出するための回路を有する。センサー基板１３は、図１１に示すように、電流検出用接続穴１３１、１３２、コネクタ用接続穴１３３、１３４、位置決め穴１３５、１３６及びサーミスタ用接続穴１３７、１３８を有する。電流検出用接続穴１３１と１３２は、センサー基板１３の中心Ｏｓ（センサー基板１３をケーシング１４に収容したときケーシング１４の中心Ｏｃと一致する）を対称点として、平面内で点対称な位置に配置される。同様に、コネクタ用接続穴１３３と１３４も点対称、位置決め穴１３５と１３６も点対称、サーミスタ用接続穴１３７と１３８も点対称である。

センサー基板１３には、電流検出用接続穴１３１（１３１ａ、１３１ｂ）にて、シャント抵抗１１３に流れる電流を検出するために、負荷側の電流検出用ピン１１４（１１４ａ、１１４ｂ）又は１１５（１１５ａ、１１５ｂ）、すなわちスタッドボルトユニット３０に電気的に接続された電流検出用ピン１１４又は１１５が接続される。同様に、電流検出用接続穴１３２（１３２ａ、１３２ｂ）にて、シャント抵抗１１３に流れる電流を検出するために、バッテリー側の電流検出用ピン１１４（１１４ａ、１１４ｂ）又は１１５（１１５ａ、１１５ｂ）、すなわちターミナル２０に電気的に接続された電流検出用ピン１１４又は１１５が接続される。

センサー基板１３においては、電流検出用接続穴１３１ａ、１３２ａ間の電位差に基づいて、シャント抵抗１１３に流れる電流が検出される。電流検出用接続穴１３１ｂは、配線パターンには接続されていないダミーの穴である。また、電流検出用接続穴１３２ｂの導体は、回路の基準電位点に接続される。コネクタ用接続穴１３３、１３４の導体は導通しており、コネクタ用接続穴１３３、１３４のいずれかの導体にコネクタピン１２１が接続される。

位置決め穴１３５、１３６には、位置決めピン１４７ａ、１４７ｂが挿入される。具体的には、第１の取付態様では、位置決め穴１３５、１３６にそれぞれ位置決めピン１４７ａ、１４７ｂが挿入され、第２の取付態様では、位置決め穴１３５、１３６にそれぞれ位置決めピン１４７ｂ、１４７ａが挿入される。

図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ、図４Ｂに示すように、バッテリーＢに対して、バッテリーセンサー装置１を第１の取付態様で取り付ける場合、ケーシング１４の固定用ボス１４６がターミナル２０に固定穴２２１で係合し、固定用ボス１４５ａが固定穴２２２で係合する。固定用ボス１４６と固定穴２２１の部分及び固定用ボス１４５ａと固定穴２２２の部分は、それぞれ、例えば熱かしめにより固定される。また、第１の取付態様では、ターミナル２０のバスバー接続部２２３と抵抗付きバスバー１１の第１のバスバー１１１が例えば溶接により接合され、スタッドボルトユニット３０のバスバー接続部３１と抵抗付きバスバー１１の第２のバスバー１１２が例えば溶接により接合される。ターミナル２０のクランプ部２１は、センサーユニット１０のケーシング１４の第３の側壁１４８ｃに隣接する。

その後、ケーシング１４にセンサー基板１３が挿入され、電流検出用接続穴１３１ａ、１３１ｂでセンサー基板１３に第２の電流検出用ピン１１５ａ、１１５ｂが接続され、電流検出用接続穴１３２ａ、１３２ｂでセンサー基板１３に第１の電流検出用ピン１１４ａ、１１４ｂが接続される。センサー基板１３においては、電流検出用接続穴１３１ａ、１３２ａ間の電位差、すなわち、第２の電流検出用ピン１１５ａ、第１の電流検出用ピン１１４ａ間の電位差に基づいて、シャント抵抗１１３に流れる電流が検出される。この場合、電流検出用接続穴１３２ｂ（第１の電流検出用ピン１１４ｂ）は、回路の基準電位点に接続され、電流検出用接続穴１３１ｂ（第２の電流検出用ピン１１５ｂ）は、使用されない。センサー基板１３における検出結果は、コネクタ用接続穴１３４でセンサー基板１３に接続されたコネクタピン１２１を介して出力される。

図５Ａ、図５Ｂ、図６Ａ、図６Ｂに示すように、バッテリーＢに対して、バッテリーセンサー装置１を第２の取付態様で取り付ける場合、固定用ボス１４６がターミナル２０に固定穴２２１で係合し、固定用ボス１４５ｂが固定穴２２２で係合する。固定用ボス１４６がターミナル２０に固定穴２２１で係合し、固定用ボス１４５ｂが固定穴２２２で係合する。固定用ボス１４６と固定穴２２１の部分及び固定用ボス１４５ｂと固定穴２２２の部分は、それぞれ、例えば熱かしめにより固定される。また、第２の取付態様では、ターミナル２０のバスバー接続部２２３と抵抗付きバスバー１１の第２のバスバー１１２が例えば溶接により接合され、スタッドボルトユニット３０のバスバー接続部３１と抵抗付きバスバー１１の第１のバスバー１１１が例えば溶接により接合される。ターミナル２０のクランプ部２１は、センサーユニット１０のケーシング１４の第３の側壁１４８ｄに隣接する。

その後、ケーシング１４にセンサー基板１３が挿入され、電流検出用接続穴１３１ａ、１３１ｂに第１の電流検出用ピン１１４ａ、１１４ｂが接続され、電流検出用接続穴１３２ａ、１３２ｂに第２の電流検出用ピン１１５ａ、１１５ｂが接続される。センサー基板１３においては、電流検出用接続穴１３１ａ、１３２ａ間の電位差、すなわち、第２の電流検出用ピン１１４ａ、第１の電流検出用ピン１１５ａ間の電位差に基づいて、シャント抵抗１１３に流れる電流が検出される。この場合、電流検出用接続穴１３２ｂ（第１の電流検出用ピン１１５ｂ）は、回路の基準電位点に接続され、電流検出用接続穴１３１ｂ（第２の電流検出用ピン１１４ｂ）は、使用されない。センサー基板１３における検出結果は、センサー基板１３のコネクタ用接続穴１３３に接続されたコネクタピン１２１を介して出力される。

このように、バッテリーセンサー装置１は、シャント抵抗１１３を有し、バッテリーＢからの給電経路に配置される抵抗付きバスバー１１と、シャント抵抗１１３に流れる電流を検出するセンサー基板１３と、センサー基板１３によって検出された電流に基づく信号を外部に出力する出力端１２と、抵抗付きバスバー１１とバッテリーＢを電気的に接続するためのターミナル２０（バッテリー側端子ユニット）と、を備える。抵抗付きバスバー１１及び出力端１２を含むセンサーユニット１０は、ターミナル２０とは別部品で構成され、平面内で反転させた関係にある第１の取付態様及び第２の取付態様で、ターミナル２０に固定可能な構造を有する。

具体的には、抵抗付きバスバー１１の第１の端部と第２の端部は、対称点Ｏｃを中心として、平面内で点対称な位置関係にある。より具体的には、ターミナル２０は、バッテリーＢのマイナス端子Ｂ２に接続されるクランプ部２１及びクランプ部２１に連設されセンサーユニット１０に取り付けられるセンサーユニット取付部２２を有する。クランプ部２１は、センサーユニット１０に隣接して配置され、出力端１２は、第１の取付態様及び第２の取付態様のそれぞれにおいてクランプ部２１と干渉しない位置に配置される。

バッテリーセンサー装置１によれば、センサーユニット１０、ターミナル２０、及びスタッドボルトユニット３０の３部品がそれぞれ独立に構成され、センサーユニット１０を構成する抵抗付きバスバー１１が、ターミナル２０及びスタッドボルトユニット３０の双方に接続可能な構成を有しているので、センサーユニット１０の向きだけを反転させることができる。すなわち、出力端１２の配置が異なる２つの仕様に対して、共通のセンサーユニット１０を使用することができる。したがって、部品の共通化率が高まり、さらなる低コスト化を図ることができる。

また、抵抗付きバスバー１１の第１の端部及び第２の端部は、ケーシング１４の中心線に関して異なる側に配置されている、すなわち抵抗付きバスバー１１がケーシング１４の中心線に対して斜めに配置されているので、バッテリーセンサー装置１の小型化を図ることができる。

さらに、センサー基板１３は、センサー基板１３の中心Ｏｓを対称点として、平面内で点対称な構造を有する。一方、センサーユニット１０の構成要素のうち、センサー基板１３と接続される構成要素（コネクタピン１２１を除く）は、ケーシング１４の中心Ｏｃを対称点として、平面内で点対称な位置に配置される。すなわち電流検出用ピン１１４と１１５、位置決めピン１４７ａと１４７ｂ、サーミスタ１５１と１５２は、それぞれ点対称に配置される。これにより、第１の取付態様と第２の取付態様とで、共通のセンサー基板１３を用いることができるので、さらなる低コスト化を図ることができる。

以上、本開示を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本開示は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

実施の形態では、ターミナル２０及びスタッドボルトユニット３０の位置が固定されているので、第１の取付態様と第２の取付態様は平面内で１８０°回転させた位置関係となっている。スタッドボルトユニット３０の位置が可変である場合、第１の取付態様と第２の取付態様は、厳密に１８０°回転させた位置関係でなくてもよく、反転とみなせる範囲（例えば１８０°±１５°）で回転させた位置関係であってもよい。すなわち、センサーユニット１０は、平面内で反転させた関係にある第１の取付態様及び第２の取付態様で、ターミナル２０及びスタッドボルトユニット３０に取り付け可能な構造を有していればよい。

実施の形態では、センサー基板１３は、４つの電流検出用接続穴１３１ａ、１３１ｂ、１３２ａ、１３２ｂを有しているが、電流検出用接続穴１３１ａ、１３２ａの２つのみを有する構成であってもよい。

実施の形態では、第１の取付態様と第２の取付態様とで、共通のセンサー基板１３を用いることができるが、第１の取付態様と第２の取付態様とで、それぞれに対応するセンサー基板１３を適用してもよい。この場合、センサーユニット１０の内部構造（電流検出用ピンの位置など）は、ケーシング１４の中心Ｏｃを対称点として、平面内で点対称でなくてもよい。

また例えば、抵抗付きバスバー１１は、直線状の部材でもよい。この場合、抵抗付きバスバー１１は、ケーシング１４の中心Ｏｃを通るように配置される。しかし、クランク状の抵抗付きバスバー１１を適用する場合に比較して、センサーユニット１０が大きくなる虞がある。また、電流検出用ピン１１４、１１５は、それぞれ１本で形成するようにしてもよい。

また、上記実施の形態では、センサーユニット取付部２２は、クランプ部２１の下部周縁から平面状に突出して形成されている、言い換えると、クランプ部２１の軸方向に対して垂直方向にセンサーユニット取付部２２が形成されているが、クランプ部２１の軸方向に対して水平にセンサーユニット取付部２２が形成されても良い。

図１２は、クランプ部の軸方向にセンサーユニット取付部を形成した場合のバッテリーセンサー装置の構成を示す分解斜視図である。

図１２では、ターミナル２００の構成が上記実施の形態と異なり、クランプ部２０１の軸方向に対して水平にセンサーユニット取付部２０２（センサーユニット１０の取付け面）が形成されている。センサーユニット取付部２０２は、センサーユニット１０を固定するための固定穴２０２１、２０２２を有する。

センサーユニット１０は、上記実施の形態と同様にセンサーユニット取付部２０２に取り付けられる。すなわち、センサーユニット１０は、上記実施の形態と同様にセンサーユニット取付部２０２（センサーユニット１０の取付け面）内でセンサーユニット１０を１８０°回転させた、異なる２つの取付態様で取り付けることができる。

図１３は、図１２の第１の取付態様に対して、平面内で１８０°回転させた関係にある第２の取付態様のバッテリーセンサー装置の構成を示す分解斜視図である。

このように、センサーユニット取付部２０２（センサーユニット１０の取付け面）をクランプ部２０１の軸方向に対して水平に形成した場合でも、センサーユニット１０の向きだけを反転させることができ、上述の効果を奏することが可能である。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本開示に係るバッテリーセンサー装置は、例えば、車両に搭載されるバッテリー等に適用できる。

Ｂ バッテリー
Ｂ１ プラス端子
Ｂ２ マイナス端子
１ バッテリーセンサー装置
１０ センサーユニット
１１ 抵抗付きバスバー
１１１ 第１のバスバー
１１２ 第２のバスバー
１１３ シャント抵抗
１１４，１１５ 電流検出用ピン
１２ 出力端
１２１ コネクタピン
１２２ コネクタ外装
１３ センサー基板
１４ ケーシング
１５１，１５２ サーミスタ
２０ ターミナル
２１ クランプ部
２２ センサーユニット取付部
２３ ナット
２４ ボルト
３０ スタッドボルトユニット
３１ バスバー接続部
３２ スタッドボルト

Claims (14)

1. 負荷に対して給電を行うバッテリーの状態を検知するバッテリーセンサー装置であって、
   出力端と、抵抗を有し前記バッテリーからの給電経路に配置されたバスバーと、を含むセンサーユニットと、
   前記抵抗に流れる電流を検出するセンサー基板と、
   前記バスバーと前記バッテリーを電気的に接続するためのバッテリー側端子ユニットと、
   を備え、
   前記出力端は、前記センサー基板によって検出された電流に基づく信号を外部に出力し、
   前記センサーユニットは、前記バッテリー側端子ユニットとは別部品で構成され、平面内で１８０度回転させた関係にある第１の取付態様及び第２の取付態様で、前記バッテリー側端子ユニットに固定可能な構造を有する、
   バッテリーセンサー装置。
2. 前記バスバーは、対称点を中心として、前記平面内で点対称な第１の端部と第２の端部とを有する、
   請求項１に記載のバッテリーセンサー装置。
3. 前記バッテリー側端子ユニットは、前記バッテリーの端子に接続されるクランプ部及び前記クランプ部と一体に設けられ、前記センサーユニットに取り付けられたセンサーユニット取付部を有し、
   前記クランプ部は、前記センサーユニットに隣接して配置され、
   前記出力端は、前記第１の取付態様、前記第２の取付態様のそれぞれにおいて前記クランプ部と干渉しない位置に配置される、
   請求項１又は２に記載のバッテリーセンサー装置。
4. 前記センサーユニットは、平面視で矩形状の箱形状を有するケーシングを含み、前記ケーシングには、前記センサー基板を収容する凹室が設けられ、
   前記バスバーの前記第１の端部及び前記出力端は、前記ケーシングの第１の側壁から突出し、前記バスバーの前記第１の端部は長手方向の端部であり、
   前記バスバーの前記第２の端部は、前記ケーシングにおける前記第１の側壁の反対側の第２の側壁から突出し、前記バスバーの前記第２の端部は長手方向の他方の端部であり、
   前記第１の端部と前記第２の端部は、前記ケーシングにおける前記第１の側壁及び前記第２の側壁以外の第３の側壁に平行で、前記ケーシングを二分割する中心線に関して異なる側に配置される、
   請求項２に記載のバッテリーセンサー装置。
5. 前記出力端は、平面視で前記第１の端部と前記第２の端部を対角の頂点とする四角形内に配置される、
   請求項４に記載のバッテリーセンサー装置。
6. 前記バスバーは、直線形状を有する、
   請求項４又は５に記載のバッテリーセンサー装置。
7. 前記バスバーは、クランク形状を有する、
   請求項４又は５に記載のバッテリーセンサー装置。
8. 前記バッテリー側端子ユニットは、前記バッテリーの端子に接続されるクランプ部及び前記クランプ部と一体に設けられ、前記センサーユニットに取り付けられるセンサーユニット取付部を有し、
   前記クランプ部は、前記第３の側壁に隣接して配置され、
   前記センサーユニット取付部は、前記第１の側壁又は前記第２の側壁よりも外方に延出するＬ字形状を有し、前記第１の端部又は前記第２の端部と接合される、
   請求項４から７のいずれか一項に記載のバッテリーセンサー装置。
9. 前記センサーユニット取付部には、前記センサーユニットを固定するための複数の固定穴が設けられ、
   前記ケーシングは、前記複数の固定穴の各々において前記センサーユニット取付部に係合する複数の固定用ボスを有し、
   前記複数の固定穴及び前記複数の固定用ボスはそれぞれ、前記対称点を中心として、前記平面内で点対称な位置に配置される、
   請求項８に記載のバッテリーセンサー装置。
10. 前記センサーユニット取付部には、前記センサーユニットを固定するための前記対称点に位置する固定穴がさらに設けられ、
    前記ケーシングは、前記対称点に位置し、前記対称点に位置する前記固定穴において前記センサーユニット取付部に係合する固定用ボスをさらに有する、
    請求項９に記載のバッテリーセンサー装置。
11. 前記センサーユニット取付部には、前記センサーユニットを固定するための前記対称点に位置する固定穴が設けられ、
    前記ケーシングは、前記固定穴において前記センサーユニット取付部に係合する固定用ボスを有する、
    請求項８に記載のバッテリーセンサー装置。
12. 前記バスバーは、第１の電流検出用ピン及び第２の電流検出用ピンを有し、
    前記センサー基板は、前記第１の電流検出用ピン又は前記第２の電流検出用ピンと接続される第１の電流検出用入力部と、前記第２の電流検出用ピン又は前記第１の電流検出用ピンと接続される第２の電流検出用入力部と、前記出力端と接続される２つの外部出力部を有し、
    前記２つの外部出力部は、前記第１の電流検出用入力部及び前記第２の電流検出用入力部を結ぶ線分の中点を中心として、前記平面内で点対称な、
    請求項１から１１のいずれか一項に記載のバッテリーセンサー装置。
13. 前記センサーユニットは、前記バスバーの周囲の温度を検出するサーミスタを有する、
    請求項１から１２のいずれか一項に記載のバッテリーセンサー装置。
14. 前記センサーユニット及び前記バッテリー側端子ユニットとは別部品で構成され、前記バスバーと前記負荷とを電気的に接続するための負荷側端子ユニットをさらに備える、
    請求項１から１３のいずれか一項に記載のバッテリーセンサー装置。

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