JP7006105B2 - 監視装置 - Google Patents
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Description
配線パターンを介して入力される電池セルの電圧を監視する監視部(10)と、
可撓基板を複数の電池セルに固定する固定部(50)と、を有し、
電池セルの電極端子の形成面(220a)にガス抜き弁(224)が形成され、
ガス抜き弁が形成された形成面と離間して対向する態様で可撓基板が固定部によって複数の電池セルに固定されることで、対向する形成面と可撓基板との間に、ガス抜き弁から排出されたガスを複数の電池セルの並び方向に沿って流動させる排気通路(EP)が形成される。
図1~図9に基づいて本実施形態にかかる電池パックの監視装置を説明する。本実施形態の電池パックはハイブリッド自動車に適用されている。
電池パック400はハイブリッド自動車の電気負荷に電力供給する機能を果たす。この電気負荷には、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。
上記したように電池モジュール200は電池スタック210と電池ケース230を有する。電池ケース230は筐体231と蓋部232を有する。筐体231はアルミダイカストで製造される。また筐体231は鉄やステンレスをプレス加工したりすることで製造することもできる。
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30を有する。また監視装置100は図6に示す固定部50も有する。固定部50は配線部30を電池スタック210に固定する機能を果たす。
次に、図2および図3に基づいて電池スタック210を詳説する。上記したように電池スタック210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。
次に、図1および図4に基づいて監視装置100の回路構成を説明する。
次に図4~図9に基づいて監視装置100の構成を詳説する。図4に示すように配線部30はフレキシブル基板31と配線パターン32を有する。フレキシブル基板31はプリント基板11よりも厚みが薄く、撓みやすい樹脂材料から成る。そのためにフレキシブル基板31は湾曲可能になっている。すなわちフレキシブル基板31は弾性変形可能になっている。なお図示しないが、縦方向および横方向への大きな変形が可能なように、フレキシブル基板31の一部に切欠きが形成されていたり、その一部が蛇腹構造になっていたりしてもよい。また、電池ケース230によって構成される収容空間内の風の流動が妨げられるのを避けるために、縦方向に貫通する切欠きや孔がフレキシブル基板31に形成されていてもよい。これら切欠きや孔は後述のフレキシブル基板31の形成領域33に形成される。フレキシブル基板31が可撓基板に相当する。
次に、監視装置100の電池モジュール200への取り付け方法を説明する。先ず、筐体231に収納された電池スタック210を準備する。次いで、図7に示すように電池スタック210に固定部50を固定する。この際、固定部50の対向面50aと上端面220aとの間に隙間が構成されないようにしつつ、貫通孔50cを介してガス抜き弁224が外に露出されるように、固定部50を電池セル220の上端面220aに固定する。
次に、監視装置100の作用効果を説明する。上記したように、電池スタック210と監視部10とを電気的に接続する配線部30が排気通路EPの一部を区画(構成)している。これによれば、電池スタックと監視部とを接続する基板と、排気通路を区画する部材と、を別体で有する構成とは異なり、部品点数の増大が抑制される。また監視装置100の体格の増大が抑制される。
本実施形態では、図9に示すように非形成領域34が高さ方向において電池スタック210から離れる方向に凸と成るように湾曲している例を示した。しかしながら非形成領域34は電池セル220からのガスの排出に応じて高さ方向にわずかながらでも湾曲することで、排気管235にガスを排気可能であればよく、ガスの未発生時に湾曲していなくともよい。例えば図10に示すように非形成領域34は高さ方向に湾曲していなくともよい。
次に、第2実施形態を図11~図14に基づいて説明する。以下に示す各実施形態の監視装置は上記した実施形態によるものと共通点が多い。そのため以下においては共通部分の説明を省略し、異なる部分を重点的に説明する。また以下においては上記した実施形態で示した要素と同一の要素には同一の符号を付与する。
次に、第3実施形態を図15~図17に基づいて説明する。
第2実施形態と第3実施形態では、電池ケース230によって固定部50が電池スタック210に押圧されることで、配線部30が電池スタック210に押圧固定される例を示した。しかしながら例えば図18~図20に示す形態を採用することで、固定部50を電池スタック210に固定するとともに、配線部30を電池スタック210に押圧固定する構成を採用することもできる。
各実施形態では、例えば図9に示すように、高さ方向において形成領域33よりも電池セル220から離間した非形成領域34によって区画される排気通路EPの縦方向の断面形状が半円を成す例を示した。しかしながらこの断面形状としては上記例に限定されない。例えば図21の(a)欄に示すように非形成領域34によって区画される排気通路EPの断面形状は矩形でもよい。図21の(d)欄に示すように非形成領域34によって区画される排気通路EPの断面形状は三角形でもよい。
各実施形態では、排気通路EPは縦方向に開口する例を示した。しかしながら排気通路EPは横方向に開口してもよい。この変形例の場合、排気通路EPの開口側は、形成領域33によって形成される。
各実施形態では電池スタック210が9個の電池セル220を有する例を示した。しかしながら電池スタック210の有する電池セル220の数としては上記例に限定されず、複数であればよい。そして電池スタック210は偶数個の電池セル220を有してもよい。
各実施形態では非形成領域34によって排気通路EPが構成される例を示した。しかしながら排気通路EPは非形成領域34と形成領域33の少なくとも一方で構成することもできる。
各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。
Claims (12)
- 並んで直列接続された複数の電池セル(220)それぞれの電極端子(221,222)と電気的に接続される配線パターン(32)の形成された可撓基板(31)と、
前記配線パターンを介して入力される前記電池セルの電圧を監視する監視部(10)と、
前記可撓基板を複数の前記電池セルに固定する固定部(50)と、を有し、
前記電池セルの前記電極端子の形成面(220a)にガス抜き弁(224)が形成され、
前記ガス抜き弁が形成された形成面と離間して対向する態様で前記可撓基板が前記固定部によって複数の前記電池セルに固定されることで、対向する前記形成面と前記可撓基板との間に、ガス抜き弁から排出されたガスを複数の前記電池セルの並び方向に沿って流動させる排気通路(EP)が形成される監視装置。 - 複数の前記電池セルそれぞれの前記ガス抜き弁は、複数の前記電池セルの並ぶ並び方向に並んでおり、
前記固定部は、複数の前記電池セルそれぞれの前記形成面に対向配置されるように、前記並び方向に延びた形状を成し、
前記固定部には、前記形成面に対向する対向面(50a)と前記対向面とは反対側の裏面(50b)とを貫通する複数の貫通孔(50c)が、複数の前記電池セルそれぞれの前記ガス抜き弁に対応して前記固定部に形成されており、
前記可撓基板は、複数の前記貫通孔の並びの両側において、前記並び方向に沿って連続的に前記固定部に固定されている請求項1に記載の監視装置。 - 前記可撓基板は、前記並び方向における前記固定部の2つの端部のうちの一方に、前記並び方向と直交する方向に沿って連続的に固定されている請求項2に記載の監視装置。
- 複数の前記電池セルそれぞれの前記ガス抜き弁は、複数の前記電池セルの並ぶ並び方向に並んでおり、
前記固定部は、前記可撓基板を複数の前記電池セルそれぞれの前記形成面に押圧する押圧部(51~54)と、前記押圧部を支持する支持部(55~58,232)と、を有し、
前記押圧部は前記並び方向に延びた第1脚部(51)と第2脚部(52)を有し、
前記第1脚部と前記第2脚部との間に複数の前記ガス抜き弁それぞれが位置する態様で、前記可撓基板が前記押圧部によって複数の前記電池セルそれぞれの前記形成面に押圧固定され、
前記排気通路は、複数の前記電池セルの前記形成面における前記可撓基板と離間して対向する領域、および、前記可撓基板における前記形成面と離間して対向する内面(31a)それぞれによって区画されている請求項1に記載の監視装置。 - 前記並び方向に並んで隣り合う複数の前記電池セルの間に空隙が構成され、前記空隙は前記排気通路に開口しており、
前記排気通路の前記並び方向に直交する断面積は、前記空隙における前記排気通路に開口する面積よりも大きい請求項4に記載の監視装置。 - 複数の前記電池セルは電池ケース(230)の収容空間内に収容され、
前記排気通路は前記収容空間の外に連通している請求項4または請求項5に記載の監視装置。 - 前記押圧部は、前記第1脚部と前記第2脚部の他に、前記第1脚部と前記第2脚部を連結する連結脚部(53)を有し、
複数の前記ガス抜き弁のうち端に位置する2つのうちの一方と前記並び方向で前記連結脚部が並ぶ態様で、前記可撓基板が前記押圧部によって複数の前記電池セルそれぞれの前記形成面に押圧固定されている請求項4~6いずれか1項に記載の監視装置。 - 前記押圧部は、前記第1脚部と前記第2脚部の他に、前記可撓基板における前記ガス抜き弁と離間して対向する部位を支持する基板支持部(54)を有する請求項4~7いずれか1項に記載の監視装置。
- 前記可撓基板は、前記配線パターンの形成領域(33)と、前記配線パターンの非形成領域(34)と、を有し、
前記非形成領域により、前記排気通路の一部が区画されている請求項1~8いずれか1項に記載の監視装置。 - 前記非形成領域は、前記ガス抜き弁から離間するように湾曲している請求項9に記載の監視装置。
- 前記非形成領域には、前記可撓基板を構成する樹脂材料よりも融点および剛性それぞれの高い保持部材(36)が設けられている請求項9または請求項10に記載の監視装置。
- 前記保持部材によって、前記非形成領域の形状が規定されている請求項11に記載の監視装置。
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