JP7031509B2

JP7031509B2 - 監視装置

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Publication number: JP7031509B2
Application number: JP2018116745A
Authority: JP
Inventors: 真和幸田; 真介河本; 隼溝口
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2018-06-20
Filing date: 2018-06-20
Publication date: 2022-03-08
Anticipated expiration: 2038-06-20
Also published as: JP2019220341A

Description

本明細書の開示は、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、複数の電池セルと制御基板とを接続する配線材が知られている。

特開２０１５－１１８７３１号公報

特許文献１に記載の配線材は複数の電池セルの電極と接続される。そのために配線材は複数の電池セルの電極の形成された面（形成面）に設けられている。

配線材は電池セルの電極だけではなく制御基板とも接続される。この制御基板を配置するスペースが形成面にない場合、制御基板は電池セルにおける形成面とは異なる面に設けられる。

これに伴って、配線材の一部も形成面とは異なる面に設けられる。この結果、配線材は形成面と、形成面とは異なる面それぞれに設けられる。これを実現するために、例えば配線材の一部が屈曲した態様となる。また、形成面に配線材と制御基板とが重なる態様で設けられる構成を考えることもできる。これを実現する場合、やはり配線材の一部が屈曲した態様となる。

上記したように配線材が屈曲した態様になると、その屈曲した部位に応力集中が生じる。これによって配線材（配線部）の寿命が低下する虞がある。

そこで本明細書の開示物は、配線部の寿命の低下が抑制された監視装置を提供することを目的とする。

開示の１つは、直列接続された複数の電池セル（２２０）の電圧を監視する監視部（１０）と、
電池セル（２２０）の電極端子（２２１，２２２）と監視部とを電気的に接続する配線部（３０）と、を有し、
配線部は、可撓性を有するとともに、一体的に連結された第１可撓基板（３３）と第２可撓基板（３４）を有し、
第１可撓基板と第２可撓基板の連結部位は屈曲し、
第１可撓基板は電極端子と接続され、
第２可撓基板は監視部と接続され、
第１可撓基板と第２可撓基板の一方に突起したアーム（３７）が形成され、
第１可撓基板と第２可撓基板の他方にスリット（３６）が形成され、
アームがスリットに固定されることで連結部位が補強されている。

本開示では、アーム（３７）がスリット（３６）に固定されることで、屈曲状態の第１可撓基板（３３）と第２可撓基板（３４）の連結部位が補強されている。これによれば、例えば第１可撓基板（３３）と第２可撓基板（３４）の熱による伸縮によって連結部位に応力集中が発生したとしても、それによって連結部位に損傷が生じることが抑制される。この結果、配線部（３０）の寿命の低下が抑制される。

なお、上記の括弧内の参照番号は、後述の実施形態に記載の構成との対応関係を示すものに過ぎず、技術的範囲を何ら制限するものではない。

電池パックの回路図である。電池スタックを示す上面図である。監視装置が電池スタックに設けられた状態を示す上面図である。監視装置が電池スタックに設けられた状態を示す側面図である。第１実施形態に係る監視装置を示す上面図である。アームの屈曲された状態を示す上面図である。屈曲状態の配線部を示す上面図である。監視装置の変形例を説明するための側面図である。監視装置の変形例を説明するための側面図である。監視装置の変形例を示す上面図である。監視装置が電池スタックに設けられた状態を示す上面図である。監視装置が電池スタックに設けられた状態を示す側面図である。第２実施形態に係る監視装置を示す上面図である。アームの屈曲された状態を示す上面図である。配線部が１回屈曲された状態を示す側面図である。配線部が２回屈曲された状態を示す側面図である。

以下、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係る電池パックの監視装置を説明する。本実施形態では、電池パックがハイブリッド自動車に適用された例を説明する。

＜電池パックの概要＞
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。例えばこの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する。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。この協調制御により、電池パック４００の充電量に応じたモータジェネレータの発電と力行、および、内燃機関の出力などが制御される。

なお、ＥＣＵはelectronic control unitの略である。ＥＣＵは、少なくとも１つの演算処理装置（ＣＰＵ）と、プログラムおよびデータを記憶する記憶媒体としての少なくとも１つのメモリ装置（ＭＭＲ）と、を有する。ＥＣＵはコンピュータによって読み取り可能な記憶媒体を備えるマイクロコンピュータによって提供される。記憶媒体はコンピュータによって読み取り可能なプログラムを非一時的に格納する非遷移的実体的記憶媒体である。記憶媒体は半導体メモリまたは磁気ディスクなどによって提供され得る。

電池パック４００は電池モジュール２００を有する。図２に示すように電池モジュール２００は複数の電池セル２２０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の電圧を検出する。監視装置１００はその監視結果を電池ＥＣＵ３００に出力する。電池ＥＣＵ３００は監視装置１００の監視結果に基づいて複数の電池セル２２０それぞれのＳＯＣの均等化を判断する。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装置１００に出力する。監視装置１００は電池ＥＣＵ３００から入力された指示にしたがって、複数の電池セル２２０のＳＯＣを等しくする均等化処理を行う。ＳＯＣはstate of chargeの略である。

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。図示しないが、電池パック４００はこれらの他に電池モジュール２００を冷却する送風ファンを有する。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。概して後部座席下のほうが前部座席下よりも広い。そのために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。ただし電池パック４００の設置場所としてはこれに限定されない。例えば後部座席とトランクルームの間、運転席と助手席の間などに電池パック４００を設置することができる。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＞
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。

上記したように電池モジュール２００は電池スタック２１０を有する。また電池モジュール２００は電池スタック２１０を収容する電池ケース（図示略）を有する。この電池ケースは筐体と蓋部を有する。筐体はアルミダイカストで製造される。また筐体は鉄やステンレスをプレス加工することで製造することもできる。蓋部は樹脂材料、若しくは、金属材料で形成される。

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。筐体の開口は蓋部によって覆われている。筐体と蓋部とによって電池スタック２１０を収納する収納空間が構成されている。収納空間には風の流通する流通経路が構成されている。筐体と蓋部の少なくとも一方に、外部雰囲気と流通経路とを連通するための連通孔が構成されている。

電池スタック２１０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。そのために電池モジュール２００の出力電圧は複数の電池セル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３０を有する。

監視部１０は縦方向若しくは高さ方向で電池スタック２１０と並ぶ態様で電池モジュール２００に設けられる。配線部３０は高さ方向で電池スタック２１０と並ぶ態様で電池モジュール２００に設けられる。

＜電池スタックの構成＞
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。図２に示すように電池セル２２０は四角柱形状を成す。電池セル２２０は６面を有する。

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は他の４面よりも面積が大きくなっている。

電池セル２２０は縦方向の長さが高さ方向および横方向の長さよりも短くなっている。そのために電池セル２２０は縦方向の長さの短い扁平形状を成している。複数の電池セル２２０はこの縦方向に並んでいる。

電池セル２２０は二次電池である。具体的には電池セル２２０はリチウムイオン二次電池である。リチウムイオン二次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はガスを発生する。電池セル２２０は膨張する。なお電池セル２２０としてはリチウムイオン二次電池に限定されない。例えば電池セル２２０としては、ニッケル水素二次電池、有機ラジカル電池などを採用することができる。

上記したように電池セル２２０の第１主面２２０ｅと第２主面２２０ｆは他の４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。

電池スタック２１０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電池スタック２１０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。縦方向が所定方向に相当する。

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は横方向に離間して並んでいる。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。上端面２２０ａが形成面に相当する。

図２に示すように隣接して並ぶ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の上端面２２０ａが縦方向に並んでいる。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が縦方向に並んでいる。この結果、電池スタック２１０では正極端子２２１と負極端子２２２が縦方向に交互に並んでいる。

電池スタック２１０では、縦方向に負極端子２２２と正極端子２２１とが交互に並ぶ第１電極端子群２１１と、縦方向に正極端子２２１と負極端子２２２とが交互に並ぶ第２電極端子群２１２と、が構成されている。第１電極端子群２１１と第２電極端子群２１２とでは正極端子２２１と負極端子２２２の並びが反対である。第１電極端子群２１１と第２電極端子群２１２は横方向に離間して並んでいる。

上記した第１電極端子群２１１と第２電極端子群２１２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直列端子２２３を介して機械的および電気的に接続されている。これにより電池スタック２１０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。

本実施形態の電池スタック２１０は９個の電池セル２２０を有する。そのために正極端子２２１と負極端子２２２の総数は１８個になっている。図１～図４に示すように、これら１８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の大きくなる番数（Ｎｏ）を付与している。

図２に示すようにＮｏ．１の正極端子２２１とＮｏ．２の負極端子２２２は縦方向で隣接して並んでいる。これら縦方向で隣接して並ぶ正極端子２２１と負極端子２２２が直列端子２２３を介して接続される。

これと同様にして、第１電極端子群２１１では、Ｎｏ．１とＮｏ．２の電極端子、Ｎｏ．５とＮｏ．６の電極端子、Ｎｏ．９とＮｏ．１０の電極端子、Ｎｏ．１３とＮｏ．１４の電極端子が直列端子２２３を介して接続される。第２電極端子群２１２では、Ｎｏ．３とＮｏ．４の電極端子、Ｎｏ．７とＮｏ．８の電極端子、Ｎｏ．１１とＮｏ．１２の電極端子、Ｎｏ．１５とＮｏ．１６の電極端子が直列端子２２３を介して接続される。このように９個の電池セル２２０は計８個の直列端子２２３を介して直列接続されている。

以上に示した接続構成により、Ｎｏ．０の負極端子２２２は最低電位になる。Ｎｏ．０の負極端子２２２はグランド電位になる。Ｎｏ．１７の正極端子２２１は最高電位になる。Ｎｏ．１７の正極端子２２１は各電池セル２２０の出力を総和した電位になる。

この最低電位の負極端子２２２と最高電位の正極端子２２１に出力端子２２４が接続されている。これら２つの出力端子２２４が電気負荷と電気的に接続される。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に出力される。

＜監視装置の回路構成＞
次に、図１に基づいて監視装置１００の回路構成を説明する。

図１に示すように監視部１０は配線基板１１、第１電子素子１２、および、監視ＩＣチップ１３を有する。配線基板１１に第１電子素子１２と監視ＩＣチップ１３が搭載されている。第１電子素子１２と監視ＩＣチップ１３は配線基板１１の基板配線１４を介して電気的に接続されている。

配線基板１１に配線部３０が接続される。配線部３０は電池スタック２１０に接続される。これにより監視部１０は配線部３０を介して電池スタック２１０と電気的に接続されている。

配線基板１１には図示しないコネクタが設けられている。このコネクタに図１に示すワイヤ３０１が接続される。このワイヤ３０１を介して監視部１０と電池ＥＣＵ３００とが電気的に接続されている。

配線部３０は可撓性を有する可撓基板３１と、可撓基板３１に形成された複数の配線パターン３２と、を有する。

複数の配線パターン３２は直列端子２２３と出力端子２２４に接続される。これら複数の配線パターン３２それぞれに対応する複数の基板配線１４が配線基板１１に形成されている。これら複数の配線パターン３２と複数の基板配線１４とが電気的に接続されている。

以下においては、説明を簡便とするため、互いに電気的に接続された配線パターン３２と基板配線１４をまとめて電圧検出配線と示す。

図１に示すように可撓基板３１には第２電子素子６０が搭載されている。第２電子素子６０はヒューズ６１とインダクタ６２を有する。また監視部１０は第１電子素子１２としてツェナーダイオード１５、並列コンデンサ１６、および、抵抗１７を有する。これらツェナーダイオード１５、並列コンデンサ１６、および、抵抗１７それぞれは配線基板１１に搭載されている。

図１に示すように複数の電圧検出線それぞれにヒューズ６１、インダクタ６２、および、抵抗１７が設けられている。電池セル２２０から監視ＩＣチップ１３へと向かって、ヒューズ６１、インダクタ６２、および、抵抗１７が順に直列接続されている。

ツェナーダイオード１５と並列コンデンサ１６それぞれは、電位順に並ぶ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６２と抵抗１７との間にツェナーダイオード１５と並列コンデンサ１６が接続されている。ツェナーダイオード１５のアノード電極は隣り合う２つの電圧検出線のうちの低電位側に接続されている。ツェナーダイオード１５のカソード電極は隣り合う２つの電圧検出線のうちの高電位側に接続されている。

以上に示した接続構成により、抵抗１７と並列コンデンサ１６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６２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果たしている。

なおツェナーダイオード１５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）する構造となっている。具体的に言えば、ツェナーダイオード１５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、例えばＩＣチップとリードとがワイヤを介して間接的に接続された構成とは異なり、過電圧の印加によるワイヤの破断によってツェナーダイオード１５がオープン故障することが避けられている。

ヒューズ６１は、過電圧にてツェナーダイオード１５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６１の定格電流は、過電圧にてツェナーダイオード１５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。ヒューズ６１の破断により監視ＩＣチップ１３に大電流が流れることが抑制される。

図１に示すように監視ＩＣチップ１３は、増幅などの信号処理を行うドライバ１８と、複数の電池セル２２０それぞれに対応するスイッチ１９と、を有する。このスイッチ１９は電位順に並ぶ２つの電圧検出線間の電気的な接続を制御する。スイッチ１９の一端は電位順に並ぶ２つの電圧検出線の一方に接続された監視ＩＣチップ１３の配線に接続される。スイッチ１９の他端は電位順に並ぶ２つの電圧検出線の他方に接続された監視ＩＣチップ１３の配線に接続される。スイッチ１９の開閉制御により、このスイッチ１９の接続された２つの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。

図１に示すように監視ＩＣチップ１３と複数の電圧検出線それぞれとが電気的に接続されている。したがって監視ＩＣチップ１３には複数の電池セル２２０それぞれの出力電圧が入力される。監視ＩＣチップ１３は複数の電池セル２２０それぞれの出力電圧（起電圧）を電池ＥＣＵ３００に出力する。

電池セル２２０の充電状態（ＳＯＣ）と起電圧には相関関係がある。電池ＥＣＵ３００はこの相関関係を記憶している。電池ＥＣＵ３００は監視ＩＣチップ１３から入力された出力電圧（起電圧）と記憶している相関関係に基づいて、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１３のドライバ１８に出力する。ドライバ１８は均等化処理の指示にしたがって複数の電池セル２２０それぞれに対応するスイッチ１９を開閉制御する。これにより複数の電池セル２２０が充放電される。複数の電池セル２２０のＳＯＣが均等化される。

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スタック２１０と電気負荷との接続を制御する。

図示しないが、電池スタック２１０と電気負荷との間にはシステムメインリレーが設けられている。このシステムメインリレーは磁界の発生によって電池スタック２１０と電気負荷との電気的な接続を制御する。電池ＥＣＵ３００はこのシステムメインリレーの磁界の発生を制御することで、電池スタック２１０と電気負荷との接続を制御する。

＜監視部の構成＞
次に図３および図４に基づいて監視部１０の構成を説明する。なお表記が煩雑となることを避けるために、図３では電池スタック２１０の構成要素を示す符号の図示を省略している。図４では後述のスリット３６とアーム３７を明示するために、監視装置１００の断面形状を示している。これは、他の側面図においても同様である。

上記したように監視部１０は、配線基板１１、第１電子素子１２、および、監視ＩＣチップ１３を有する。監視ＩＣチップ１３は配線基板１１の表面１１ａに搭載されている。第１電子素子１２は配線基板１１の表面１１ａ、および、その裏側の裏面１１ｂの少なくとも一方に搭載されている。

監視部１０はこれら構成要素の他に樹脂部２０を有する。樹脂部２０は配線基板１１、および、配線基板１１に搭載された第１電子素子１２と監視ＩＣチップ１３を被覆保護する。また樹脂部２０は配線基板１１における配線部３０との接続部位を覆って保護する。

図３および図４に示すように樹脂部２０は直方体形状を成している。樹脂部２０は縦方向に面する搭載面２０ａを有する。図４に示すように本実施形態の監視部１０は、縦方向に並ぶ９個の電池セル２２０のうちの端に位置する電池セル２２０の第１主面２２０ｅに設けられる。この第１主面２２０ｅに樹脂部２０の搭載面２０ａが縦方向で対向している。

なお樹脂部２０は無くともよい。監視部１０が樹脂部２０を有さない場合、配線基板１１の裏面１１ｂが第１主面２２０ｅと縦方向で対向する。配線基板１１が第１主面２２０ｅに固定される。第１主面２２０ｅが側面に相当する。

＜配線部の構成＞
次に図３～図７に基づいて配線部３０の構成を説明する。上記したように配線部３０は可撓基板３１と配線パターン３２を有する。可撓基板３１は配線基板１１よりも厚みが薄く、撓みやすい樹脂材料から成る。そのために可撓基板３１は湾曲可能になっている。すなわち可撓基板３１は弾性変形可能になっている。

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、可撓基板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、切欠きや孔が可撓基板３１に形成されていてもよい。

配線パターン３２は可撓基板３１の表面３１ａに形成されている。そして配線パターン３２は被覆樹脂で覆われている。ただし、配線パターン３２の端側の先端は可撓基板３１および被覆樹脂それぞれの外に突出して露出している。この配線パターン３２の一端側の先端が直列端子２２３や出力端子２２４に溶接などによって機械的および電気的に接続される。配線パターン３２の他端側の先端が配線基板１１の基板配線１４にはんだなどによって機械的および電気的に接続される。

上記したように直列端子２２３および出力端子２２４は電池セル２２０の上端面２２０ａに設けられた正極端子２２１および負極端子２２２の少なくとも一方に接続されている。そして監視部１０は電池セル２２０の第１主面２２０ｅに設けられる。

配線部３０は上端面２２０ａに設けられた直列端子２２３および出力端子２２４と、第１主面２２０ｅに設けられた監視部１０とを接続する。そのために配線部３０の一部が上端面２２０ａ側に設けられている。配線部３０の残りが監視部１０側に設けられている。配線部３０は、上端面２２０ａ側に設けられた部位と、監視部１０側に設けられた部位との境で屈曲している。

以下においては説明を簡便とするために、配線部３０における屈曲した部位を境として上端面２２０ａ側に位置する部位を第１配線部３３、監視部１０側に位置する部位を第２配線部３４と示す。第１配線部３３が第１可撓基板に相当する。第２配線部３４が第２可撓基板に相当する。

なお、配線部３０における屈曲した部位の境は、理想的に直線で表されるわけではない。本来であれば、第１配線部３３と第２配線部３４の間には連続的に屈曲する屈曲部が多少なりとも存在する。しかしながら本実施形態では説明を簡便とするために、この第１配線部３３と第２配線部３４との境を、図６に示すように一点鎖線で簡易的に示す。

＜第１配線部＞
第１配線部３３は縦方向に延びた形状を成している。第１配線部３３の一部は、複数の電池セル２２０の上端面２２０ａにおける第１電極端子群２１１と第２電極端子群２１２の間に設けられる。第１配線部３３の残りは上端面２２０ａから飛び出して、監視部１０と高さ方向で離間して対向している。

第１配線部３３の可撓基板３１における第１電極端子群２１１と第２電極端子群２１２の間に設けられた部位には、電極端子群に向かって延びる複数の突起部３５が形成されている。これら複数の突起部３５は縦方向に離間して並んでいる。

複数の突起部３５に配線パターン３２の一端が設けられている。配線パターン３２の一端側の先端が、突起部３５を構成する可撓基板３１と被覆樹脂の外に露出している。この配線パターン３２の一端側の先端が、直列端子２２３や出力端子２２４に接続される。

第１配線部３３の可撓基板３１における監視部１０と離間して対向する部位には、可撓基板３１の表面３１ａとその裏側の裏面３１ｂとを貫通するスリット３６が形成されている。このスリット３６に、後述のアーム３７が挿入固定される。

本実施形態では２つのスリット３６が第１配線部３３に形成されている。２つのスリット３６は横方向に離間して並んでいる。スリット３６の開口は矩形を成している。この開口は横方向よりも縦方向の長さが長くなっている。なおもちろんではあるが、スリット３６の開口は、縦方向よりも横方向の長さが長い構成を採用することもできる。またスリット３６の数も２つに限定されない。

＜第２配線部＞
第２配線部３４は高さ方向に延びた形状を成している。第２配線部３４の一部は監視部１０に設けられる。第２配線部３４の残りは、監視部１０の設けられた第１主面２２０ｅと縦方向で離間する態様で並んでいる。

第２配線部３４は第１配線部３３よりも延長方向の長さが短くなっている。すなわち、第２配線部３４の高さ方向の長さは、第１配線部３３の縦方向の長さよりも短くなっている。換言すれば、第１配線部３３の縦方向の長さは、第２配線部３４の高さ方向の長さよりも長くなっている。

第２配線部３４の可撓基板３１における監視部１０に設けられた部位には、配線パターン３２の他端が設けられている。配線パターン３２の他端側の先端が可撓基板３１と被覆樹脂の外に露出されている。この配線パターン３２の他端側の先端が配線基板１１の表面１１ａに形成された基板配線１４と接続される。また可撓基板３１が配線基板１１の表面１１ａに連結される。なおもちろんではあるが、配線パターン３２の他端側の先端と可撓基板３１は配線基板１１の裏面１１ｂに連結されてもよい。

また、配線パターン３２の他端側の先端が可撓基板３１と被覆樹脂の外に露出されていない構成を採用することもできる。この場合、第２配線部３４の可撓基板３１における監視部１０に設けられた部位に、配線パターン３２の他端と基板配線１４とを電気的に接続するためのビアが形成される。このビアは可撓基板３１の表面３１ａと裏面３１ｂとを電気的に接続する機能を果たす。ビアが基板配線１４と接続されることで、ビアを介して配線パターン３２と基板配線１４とが電気的に接続される。

第２配線部３４の可撓基板３１における監視部１０の設けられた第１主面２２０ｅと縦方向で離間して対向する部位には、スリット３６に挿入固定されるアーム３７が形成されている。図５に明示するように、第２配線部３４は第１配線部３３よりも横方向の長さが短くなっている。第２配線部３４の縦方向に沿う２つの側辺は２つのスリット３６と縦方向で並んでいる。この第２配線部３４の２つの側辺からアーム３７が延びている。なおアーム３７の数としては２つに限定されない。

アーム３７は支持部３８と挿入部３９を有する。支持部３８は第２配線部３４の側辺から一体的に延びている。挿入部３９は支持部３８に一体的に連結されている。

図４に示すように支持部３８は直角三角形を成している。支持部３８の直角を成す２辺のうちの１つが第２配線部３４の可撓基板３１に一体的に連結されている。支持部３８の直角を成す２辺のうちの残りが第１配線部３３の可撓基板３１の裏面３１ｂに接触している。

挿入部３９は、支持部３８の第１配線部３３の可撓基板３１の裏面３１ｂに接触する辺から高さ方向に延びている。挿入部３９の一部がスリット３６に挿入される。そしてこの挿入部３９におけるスリット３６に挿入された部位が、接着剤、はんだ、溶接などによって第１配線部３３に固定される。なお、挿入部３９だけではなく、支持部３８も第１配線部３３に固定されてもよい。

以上に示したように、アーム３７の支持部３８の直角を成す２辺が第２配線部３４と第１配線部３３に連結される構成となっている。アーム３７とスリット３６は第１配線部３３と第２配線部３４との連結を補強するリブとしての機能を果たしている。

＜組み付け＞
次に、監視装置１００を電池スタック２１０に組み付ける工程を説明する。図５に、電池スタック２１０に組み付ける前の監視装置１００を示す。この時点で配線部３０は屈曲していない。配線部３０は縦方向に延びた形状を成している。アーム３７は可撓基板３１から離れる態様で横方向に延びている。

図５に示す一点鎖線を折り目として、２つのアーム３７それぞれを可撓基板３１の裏面３１ｂ側に向けて屈曲する。これにより２つのアーム３７は裏面３１ｂから高さ方向に沿って離れるように延びた態様となる。アーム３７の挿入部３９の横方向の位置と、スリット３６の横方向の位置が一致する。

次に、図６に示す一点鎖線を折り目として、第２配線部３４を、第１配線部３３の可撓基板３１の裏面３１ｂ側に向けて屈曲する。これにより、図４および図７に示すように第２配線部３４は高さ方向に延びた態様となる。図４に示すように配線部３０（監視装置１００）はＬ字形状に屈曲した形状となる。配線部３０は電池スタック２１０の外形形状に合わせて屈曲した形状となる。配線部３０は電池スタック２１０から離れるのではなく、近づく態様で屈曲した形状となる。

この際、アーム３７の挿入部３９をスリット３６に挿入する。そして挿入部３９を第１配線部３３に機械的に接続する。こうすることで第１配線部３３と第２配線部３４の屈曲状態を保持する。監視装置１００のＬ字形状の屈曲状態を保持する。

最後に、図３に示すように第１配線部３３を複数の電池セル２２０の上端面２２０ａに設ける。それとともに、図４に示すように樹脂部２０の搭載面２０ａを第１主面２２０ｅに設ける。そして配線パターン３２の一端を直列端子２２３と出力端子２２４に接続する。

以上により、監視装置１００が電池スタック２１０に組み付けられる。なお、配線パターン３２の一端を直列端子２２３と出力端子２２４に接続した後に、配線部３０を屈曲させてもよい。

＜作用効果＞
次に、監視装置１００の作用効果を説明する。上記したように、配線部３０は屈曲している。その屈曲部位で、配線部３０は第１配線部３３と第２配線部３４に区分けされている。第１配線部３３は縦方向に延びている。第２配線部３４は高さ方向に延びている。

複数の電池セル２２０は縦方向に並んでいる。電池セル２２０の縦方向に面する第１主面２２０ｅと第２主面２２０ｆが膨張しやすくなっている。このために複数の電池セル２２０は縦方向に膨張しやすくなっている。

複数の電池セル２２０の上端面２２０ａに第１配線部３３が設けられている。第１配線部３３は複数の電池セル２２０に接続された直列端子２２３と出力端子２２４それぞれと連結されている。そして第１配線部３３の縦方向の長さは、第２配線部３４の高さ方向の長さよりも長くなっている。

以上に示した構成のため、第１配線部３３は縦方向に伸縮しやすくなっている。この伸縮により、屈曲状態の第１配線部３３と第２配線部３４との連結部位に応力集中が起きやすくなっている。

これに対して監視装置１００では、第１配線部３３にスリット３６が形成されている。第２配線部３４にアーム３７が形成されている。スリット３６にアーム３７が機械的に連結されている。これにより屈曲状態の第１配線部３３と第２配線部３４の連結部位の強度が補強されている。

したがって、例えば上記の伸縮によって連結部位に応力集中が起きたとしても、連結部位に損傷が生じることが抑制される。連結部位を通る配線パターン３２に接触不良が生じることが抑制される。この結果、配線部３０の寿命の低下が抑制される。

また、上記したように配線部３０の屈曲部位の補強を、アーム３７とスリット３６を用いて行っている。すなわち、配線部３０の屈曲部位の補強を、配線部３０の構成材料の一部を用いて行っている。これによれば、配線部３０の屈曲部位の補強を、配線部３０とは全く異なる部材によって行う構成と比べて、部品点数の増大が抑制される。

縦方向に伸縮しやすい第１配線部３３にスリット３６が形成されている。そのためにアーム３７とスリット３６との固定部位が第１配線部３３になっている。

これにより、第１配線部３３の伸縮がアーム３７とスリット３６との固定部位を介して２つに分けられる。第１配線部３３の伸縮によって連結部位に作用する応力が小さくなる。これにより配線部３０の寿命の低下がより効果的に抑制される。

（第１の変形例）
本実施形態では、図４に示すように樹脂部２０の搭載面２０ａと配線基板１１の裏面１１ｂとの間の長さが、配線基板１１の表面１１ａと裏面１１ｂとの間の長さよりも長い例を示した。しかしながら図８に示すように、樹脂部２０の搭載面２０ａと裏面１１ｂとの間の長さが、配線基板１１の表面１１ａと裏面１１ｂとの間の長さよりも短い構成を採用することもできる。この場合、支持部３８の直角を成す２辺のうちの第２配線部３４の可撓基板３１に一体的に連結された辺よりも、第１配線部３３の可撓基板３１の裏面３１ｂに接触する辺のほうが、長さが短くなる。また監視装置１００の縦方向の体格の増大が抑制される。

（第２の変形例）
本実施形態では、第１配線部３３にスリット３６が形成され、第２配線部３４にアーム３７が形成された例を示した。しかしながら図９に示すように第１配線部３３にアーム３７が形成され、第２配線部３４にスリット３６が形成された構成を採用することもできる。

（第３の変形例）
本実施形態では配線部３０が１枚の可撓基板３１を有する例を示した。しかしながら図１０に示すように配線部３０が２枚の可撓基板３１を有する構成を採用することもできる。この変形例では、２枚の可撓基板３１が横方向で離間して並ぶ。２枚の可撓基板３１のうちの一方に、第１電極端子群２１１に対応する配線パターン３２が形成される。残りの他方の可撓基板３１に、第２電極端子群２１２に対応する配線パターン３２が形成される。

（第４の変形例）
また、図１０に示すように、アーム３７に、可撓基板３１の形成材料よりも剛性の高い補強部材４０が設けられた構成を採用することもできる。補強部材４０は例えば銅などを採用することができる。補強部材４０は配線パターン３２と同一の材料を採用することができる。

上記の補強部材４０により、アーム３７の強度が高まる。これにより、屈曲状態の第１配線部３３と第２配線部３４の連結部位の強度がより効果的に補強される。なお補強部材４０は少なくとも支持部３８に設けられていればよい。補強部材４０は挿入部３９に形成されていなくともよい。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態を図１１～図１６に基づいて説明する。以下に示す各実施形態に係る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。

第１実施形態では、監視部１０が第１主面２２０ｅに設けられる例を示した。これに対して本実施形態では、図１１および図１２に示すように監視部１０は上端面２２０ａに設けられる。

係る構成を採用するため、以下に示すように第１配線部３３と第２配線部３４との境だけではなく、第２配線部３４も屈曲される。そして本実施形態におけるアーム３７の支持部３８は第２配線部３４から離れる態様で延びる矩形を成す。挿入部３９は支持部３８よりも、支持部３８の延長方向に直交する方向の長さの長い矩形を成す。

図１３に、電池スタック２１０に組み付ける前の監視装置１００を示す。この状態において、支持部３８は横方向に延びている。挿入部３９は支持部３８の先端で縦方向に延びている。

図１３に矢印で示すように、２つのアーム３７それぞれを、可撓基板３１の表面３１ａと対向するように屈曲する。次いで、２つのアーム３７それぞれを表面３１ａから離間するように屈曲する。これによりアーム３７の支持部３８の先端側と挿入部３９は、表面３１ａから高さ方向に沿って離れるように延びた態様となる。挿入部３９の横方向の位置と、スリット３６の横方向の位置が一致する。

次に、図１４に示す一点鎖線を折り目として、第２配線部３４を、第１配線部３３の可撓基板３１の表面３１ａ側に向けて屈曲する。これにより、図１５に示すように第２配線部３４および監視部１０が高さ方向で第１配線部３３と対向する態様となる。

この際、挿入部３９をスリット３６に挿入する。挿入部３９を第１配線部３３に機械的に接続する。これにより第１配線部３３と第２配線部３４の屈曲状態が保持される。

次いで、図１４に示す二点鎖線を折り目として、第２配線部３４を、監視部１０が第２配線部３４の可撓基板３１の裏面３１ｂに向かうように屈曲する。これにより、図１６に示すように監視部１０が高さ方向で第２配線部３４と対向する態様となる。図１２に示すように複数の電池セル２２０の上端面２２０ａ上において、第１配線部３３、第２配線部３４、および、監視部１０が重なる態様となる。

本実施形態に係る監視装置１００には、第１実施形態に記載の監視装置１００と同等の構成要素が含まれている。そのため同等の作用効果を奏することは言うまでもない。

以上、本開示物の好ましい実施形態について説明したが、本開示物は上記した実施形態になんら制限されることなく、本開示物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５の変形例）
本実施形態では可撓基板３１にヒューズ６１とインダクタ６２が設けられる例を示した。これに対して、ヒューズ６１とインダクタ６２の他に、例えばツェナーダイオード１５、並列コンデンサ１６、および、抵抗１７が可撓基板３１に設けられる構成を採用することもできる。

（第６の変形例）
本実施形態では配線パターン３２が表面３１ａに形成される例を示した。しかしながら配線パターン３２が裏面３１ｂに形成された構成を採用することもできる。

（第７の変形例）
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。

各実施形態では電池モジュール２００が１つの電池スタック２１０を有する例を示した。しかしながら電池モジュール２００は複数の電池スタック２１０を有してもよい。この場合、電池モジュール２００の筐体には各電池スタック２１０に対応する収容空間が構成される。これら複数の収容空間は横方向に並んで設けられる。

例えば２つの電池スタック２１０の電池セル２２０が直列接続される場合、２つの電池スタック２１０は偶数個の電池セル２２０を同数有する。２つの電池スタック２１０それぞれの複数の電池セルは縦方向に並んでいる。２つの電池スタック２１０のうちの一方の縦方向において右端に位置する電池セル２２０の負極端子２２２と、２つの電池スタック２１０のうちの他方の右端に位置する電池セル２２０の正極端子２２１とが、ワイヤを介して電気的に接続される。これにより２つの電池スタック２１０のうちの一方の縦方向において左端に位置する電池セル２２０の負極端子２２２が最低電位、他方の左端に位置する電池セル２２０の正極端子２２１が最高電位になる。最高電位の正極端子２２１と最低電位の負極端子２２２は横方向に並んで配置される。これら２つの電池スタック２１０それぞれに配線部３０が設けられる。

（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。

１０…監視部、１１…配線基板、１３…監視ＩＣチップ、３０…配線部、３１…可撓基板、３２…配線パターン、３３…第１配線部、３４…第２配線部、３６…スリット、３７…アーム、４０…補強部材、１００…監視装置、２００…電池モジュール、２１０…電池スタック、２１１…第１電極端子群、２１２…第２電極端子群、２２０…電池セル、２２０ａ…上端面、２２０ｅ…第１主面、２２１…正極端子、２２２…負極端子、３００…電池ＥＣＵ、４００…電池パック

Claims

直列接続された複数の電池セル（２２０）の電圧を監視する監視部（１０）と、
前記電池セル（２２０）の電極端子（２２１，２２２）と前記監視部とを電気的に接続する配線部（３０）と、を有し、
前記配線部は、可撓性を有するとともに、一体的に連結された第１可撓基板（３３）と第２可撓基板（３４）を有し、
前記第１可撓基板と前記第２可撓基板の連結部位は屈曲し、
前記第１可撓基板は前記電極端子と接続され、
前記第２可撓基板は前記監視部と接続され、
前記第１可撓基板と前記第２可撓基板の一方に突起したアーム（３７）が形成され、
前記第１可撓基板と前記第２可撓基板の他方にスリット（３６）が形成され、
前記アームが前記スリットに固定されることで前記連結部位が補強されている監視装置。
前記第２可撓基板に前記アームが形成され、前記第１可撓基板に前記スリットが形成されている請求項１に記載の監視装置。
前記第１可撓基板と前記第２可撓基板は、可撓性を有する基板（３１）と、可撓性を有する前記基板に形成された配線パターン（３２）と、を有し、
前記アームには可撓性を有する前記基板の形成材料よりも剛性の高い補強部材（４０）が設けられている請求項１または請求項２に記載の監視装置。
複数の前記電池セルは所定方向に並び、
前記電極端子として、前記所定方向に交差する横方向に並ぶ正極端子（２２１）と負極端子（２２２）があり、
複数の前記電池セルそれぞれの前記正極端子と前記負極端子とが前記所定方向に交互に並ぶことで、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（２１１）、および、前記第１電極端子群とは前記正極端子と前記負極端子の並びが逆の第２電極端子群（２１２）が構成されており、
前記第１可撓基板は、複数の前記電池セルの前記電極端子の形成面（２２０ａ）に対向する態様で、前記第１電極端子群と前記第２電極端子群との間に設けられ、
前記第２可撓基板と前記監視部は、前記所定方向に並ぶ複数の前記電池セルのうちの端に位置する１つの前記電池セルの側面（２２０ｅ）に設けられている請求項１～３いずれか１項に記載の監視装置。
複数の前記電池セルは所定方向に並び、
前記電極端子として、前記所定方向に交差する横方向に並ぶ正極端子（２２１）と負極端子（２２２）があり、
複数の前記電池セルそれぞれの前記正極端子と前記負極端子とが前記所定方向に交互に並ぶことで、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（２１１）、および、前記第１電極端子群とは前記正極端子と前記負極端子の並びが逆の第２電極端子群（２１２）が構成されており、
前記第１可撓基板、前記第２可撓基板、および、前記監視部は、前記第２可撓基板が屈曲することで、複数の前記電池セルの前記電極端子の形成面（２２０ａ）における前記第１電極端子群と前記第２電極端子群との間に重なる態様で設けられている請求項１～３いずれか１項に記載の監視装置。
前記監視部は、前記第２可撓基板に連結される配線基板（１１）と、前記配線基板に設けられた監視ＩＣチップ（１３）と、を有する請求項１～５いずれか１項に記載の監視装置。