JP7215445B2 - 電池モジュール - Google Patents

Description

本明細書に記載の開示は、複数の組電池を備える電池モジュールに関するものである。

特許文献１に示されるように、バッテリとバッテリ監視システムとを備える電源システムが知られている。バッテリ監視システムは複数のバッテリ監視装置とバッテリＥＣＵとを備えている。これら複数のバッテリ監視装置とバッテリＥＣＵとは無線通信を行っている。

特開２０１８－６１３０３号公報

特許文献１に記載の電源システムにおいて、複数のバッテリ監視装置とバッテリＥＣＵとの無線通信が妨げられる虞がある。

そこで本明細書に記載の開示は、無線通信の妨げられることの抑制された電池モジュールを提供することを目的とする。

開示の１つは、金属ケースの電極形成面（５０ａ）に沿う横方向で離間して並ぶ負極端子（５１）と正極端子（５２）が電極形成面に形成された複数の電池セル（５０）、複数の電池セルが電極形成面に沿いなおかつ横方向に交差する縦方向に並ぶ態様で収納される電池ケース（６０）、複数の電池セルのうちの縦方向で隣り合って並ぶ２つの電池セルのうちの一方の負極端子と他方の正極端子とを電気的に接続する第１端子接続部（７０）、および、複数の電池セルのうちの縦方向で隣り合って並ぶ２つの電池セルのうちの一方の正極端子と他方の負極端子とを電気的に接続する、第１端子接続部と横方向で離間した第２端子接続部（７０）をそれぞれ備える複数の組電池（２０）と、
複数の組電池それぞれの物理量を個別に検出する複数の個別検出部（９０）と、
複数の個別検出部それぞれの検出結果を無線信号で出力する複数の個別通信部（１１０）と、
複数の個別通信部それぞれと無線通信する監視部（３０）と、
複数の組電池、複数の個別検出部、複数の個別通信部、および、監視部それぞれを収納空間に収納する電磁反射筐体（４０）と、を有し、
横方向において第１端子接続部と第２端子接続部との間で規定され、電極形成面に直交する高さ方向において電極形成面とこれに対向する電磁反射筐体の対向面（１３１ａ）との間で規定された導波経路（１６０）に個別通信部が設けられており、
導波経路の横方向および高さ方向の一方の最短長が無線信号の波長の半分よりも長くなおかつ波長の等倍よりも短く、導波経路の横方向および高さ方向の他方の最短長が導波経路の横方向および高さ方向の一方の最短長よりも短くなっている。

開示の１つは、複数の組電池（２０）と、
複数の組電池それぞれの物理量を個別に検出する複数の個別検出部（９０）と、
複数の個別検出部それぞれの検出結果を無線信号で出力する複数の個別通信部（１１０）と、
複数の個別通信部それぞれと無線通信する監視部（３０）と、
複数の組電池、複数の個別検出部、複数の個別通信部、および、監視部それぞれを収納空間に収納する電磁反射筐体（４０）と、
複数の個別通信部それぞれが内部の導波経路（１６０）に個別に収納される複数の個別導波管（１８０）と、を有し、
導波経路を区画する内壁面（１８０ａ）における、導波経路の延長方向に直交する第１方向での最短離間距離が無線信号の波長の半分よりも長くなおかつ波長の等倍よりも短く、延長方向と第１方向それぞれに直交する第２方向の最短離間距離が第１方向の最短長よりも短くなっている。

本開示によれば、個別通信部（１１０）と監視部（３０）との間で送受信される無線信号の備える周波数の整数倍の周波数を備える電磁波（高次の電磁波）の導波経路（１６０）への侵入が抑制される。また、導波経路（１６０）での高次の電磁波の発生が抑制される。

そのため、周波数の異なる複数の高次の電磁波の重ねあわされた定常波が導波経路（１６０）に発生することが抑制される。電磁波の強められやすくなる場所と弱められやすくなる場所とが導波経路（１６０）に発生することが抑制される。この結果、導波経路（１６０）に設けられた個別通信部（１１０）が監視部（３０）から出力された無線信号を受信しがたくなることが抑制される。これにより、無線通信が妨げられることが抑制される。

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。

電池モジュールと電池ＥＣＵを説明するための模式図である。 組電池を示す上面図である。 第１実施形態の導波経路を説明するための断面図である。 第２実施形態の導波経路を説明するための断面図である。 第３実施形態の導波経路を説明するための断面図である。 第３実施形態の導波経路を説明するための断面図である。 第４実施形態の導波経路を説明するための断面図である。 電池モジュールの変形例を説明するための断面図である。 電池モジュールの変形例を説明するための断面図である。

以下、本開示の実施形態と変形例を図に基づいて説明する。これら実施形態と変形例それぞれには共通要素が含まれている。この共通要素をある実施形態で説明した場合、その共通要素の説明を他の実施形態と変形例では省略する。この共通要素には複数の実施形態と変形例それぞれで同一の符号を付与する。

（第１実施形態）
図１～図３に基づいて本実施形態に係る電池モジュールを説明する。本実施形態の電池モジュールは電気自動車やプラグインハイブリッド自動車などの車両に適用される。

以下においては、互いに直交の関係にある３方向を、ｘ方向、ｙ方向、および、ｚ方向と示す。なお図面では「方向」の記載を省略している。ｘ方向が横方向に相当する。ｙ方向が縦方向に相当する。ｚ方向が高さ方向に相当する。

＜車載電池＞
図１に電池モジュール１０を示す。電池モジュール１０は車載電源を構成している。電池モジュール１０は車両の電気負荷に電力供給する機能を果たしている。なおもちろんではあるが、複数の電池モジュール１０が電気的に直列接続若しくは並列接続されることで車載電源が構成されてもよい。

電池モジュール１０は車両に搭載されたファンから供給される風によって温度調整される。若しくは、電池モジュール１０は車内を循環する冷却液体で温度調整される。これにより電池モジュール１０の過度な温度変化が抑制されている。

電池モジュール１０の配置場所としては、例えば車両の前部座席下の空間、後部座席下の空間、および、後部座席とトランクルームとの間の空間などを採用することができる。

＜電池モジュール＞
図１に示すように電池モジュール１０は複数の組電池２０、統合監視部３０、および、ケース４０を有する。複数の組電池２０と統合監視部３０はケース４０の収納空間に収納されている。

＜組電池＞
複数の組電池２０それぞれは複数の電池セル５０、電池ケース６０、バスバ７０、および、情報取得部８０を有する。電池ケース６０は複数の電池セル５０を収納している。バスバ７０は複数の電池セル５０を電気的に接続している。情報取得部８０は複数の電池セル５０の物理量を取得してそれを統合監視部３０に出力している。また情報取得部８０は後述の均等化処理を実施する。

電池セル５０は化学反応によって起電圧を生成する二次電池である。この二次電池としては、例えばリチウムイオン二次電池を採用することができる。

電池セル５０は、発電要素と、この発電要素を収納する金属ケースと、を有する。図２および図３に示すように金属ケースはｙ方向の厚さの薄い平板形状を成している。金属ケースはｚ方向に並ぶ第１端面５０ａと第２端面５０ｂ、ｙ方向に並ぶ第１主面５０ｃと第２主面５０ｄ、および、ｘ方向に並ぶ第１側面５０ｅと第２側面５０ｆを有する。これら金属ケースの備える６面のうち、第１主面５０ｃと第２主面５０ｄは他の４面と比べて面積が広くなっている。

金属ケースの第１端面５０ａに負極端子５１と正極端子５２が形成されている。これら負極端子５１と正極端子５２はｘ方向で離間して並んでいる。負極端子５１は第１側面５０ｅ側に位置している。正極端子５２は第２側面５０ｆ側に位置している。第１端面５０ａが電極形成面に相当する。

＜電池ケース＞
図２および図３に示すように電池ケース６０は支持壁６１と周壁６２を有する。支持壁６１と周壁６２は一体的に連結されている。支持壁６１と周壁６２それぞれは絶縁性の樹脂材料によって製造されている。なお、図３には、図２に示すIII-III線に沿う組電池２０の断面形状を示している。

支持壁６１はｚ方向の厚さの薄い扁平形状を成している。支持壁６１はｚ方向に離間して並ぶ内支持面６１ａとその裏側の外支持面６１ｂとを有する。

周壁６２は内支持面６１ａからｚ方向に起立している。周壁６２は内支持面６１ａの縁に沿って延び、ｚ方向まわりの周方向で環状を成している。

細分化して説明すると、周壁６２はｙ方向で離間して並ぶ第１端壁６３と第２端壁６４、および、ｘ方向で離間して並ぶ第１連結壁６５と第２連結壁６６を有する。ｚ方向まわりの周方向で第１端壁６３、第１連結壁６５、第２端壁６４、第２連結壁６６が順に連結されている。これにより周壁６２はｘ方向まわりの周方向で環状を成している。内支持面６１ａの上方の空間が周壁６２によって囲まれている。この収納空間に複数の電池セル５０が収納される。

複数の電池セル５０それぞれの第２端面５０ｂ側が電池ケース６０の収納空間に収納される。複数の電池セル５０それぞれの第１端面５０ａ側は電池ケース６０の収納空間の外側に位置している。そのために複数の電池セル５０それぞれの負極端子５１と正極端子５２が電池ケース６０の収納空間の外に位置している。

複数の電池セル５０は電池ケース６０の第１端壁６３と第２端壁６４との間でｙ方向に並んでいる。図示しないが、電池ケース６０はｙ方向で隣り合って並ぶ任意の２つの電池セル５０の間に設けられる隔壁を有する。この隔壁によってｙ方向で隣り合って並ぶ任意の２つの電池セル５０のｙ方向の離間間隔がｗ１になっている。この第１離間間隔ｗ１は電池セル５０のｙ方向の厚みよりも狭くなっている。

ｙ方向で隣接して並ぶ任意の２つの電池セル５０は、互いに第１主面５０ｃ同士、若しくは、第２主面５０ｄ同士で対向する態様で配置される。この対向配置により、ｙ方向で隣接して並ぶ２つの電池セル５０の一方の負極端子５１と他方の正極端子５２とがｙ方向で並んでいる。

このｙ方向で隣接して並ぶ任意の２つの電池セル５０の一方の負極端子５１と他方の正極端子５２のｙ方向の離間間隔がｗ２になっている。この第２離間間隔ｗ２は電池セル５０のｙ方向の厚み程度、若しくは、その厚みよりも短くなっている。

図２に示すように、電池ケース６０の第１連結壁６５側と第２連結壁６６側それぞれで、複数の負極端子５１と正極端子５２とが交互に列を成して並んでいる。以下においては表記を簡便とするために、第１連結壁６５側で列を成して並ぶ複数の負極端子５１と正極端子５２を含む電極端子群を第１電極端子群と示す。第２連結壁６６側で列を成して並ぶ複数の負極端子５１と正極端子５２を含む電極端子群を第２電極端子群と示す。

第１電極端子群および第２電極端子群に含まれる負極端子５１と正極端子５２は、図２および図３に示すバスバ７０によって電気的に接続される。この電気的な接続によって、複数の電池セル５０が電気的に直列接続され、１つの電池スタックが構成されている。

図示しないが、各組電池２０の備える電池スタックはワイヤなどによって電気的に直列接続されている。そして最高電位の組電池２０と最低電位の組電池２０それぞれに電力線が接続されている。なお、各組電池２０の備える電池スタックは電気的に並列接続されてもよい。

＜バスバ＞
バスバ７０は導電性を備える銅やアルミニウムなどの金属材料で製造されている。バスバ７０はｙ方向に並ぶ態様で一体的に連結された２つの端子導電部７１を備えている。端子導電部７１はｚ方向の厚さの薄い平板形状を成している。端子導電部７１の厚さは、端子導電部７１と電池セル５０の電極端子とのレーザ溶接時に、レーザによって電池セル５０の性能が変化するほどに昇温することが避けられるように決定されている。

バスバ７０の備える２つの端子導電部７１のうちの一方から導電延長部７２が延びている。導電延長部７２は２つの端子導電部７１のうちの一方の負極端子５１との連結部位と他方の正極端子５２との連結部位との間の電流経路から離間する態様で、端子導電部７１から延びている。そのために導電延長部７２に電流が流動しがたくなっている。この導電延長部７２に後述の電圧センサ９０ａが電気的に接続される。

図２に示すように複数のバスバ７０がｙ方向で離間して並んでいる。ｙ方向で隣り合って並ぶ２つのバスバ７０のｙ方向の離間間隔がｗ３になっている。この第３離間間隔ｗ３は上記の第２離間間隔ｗ２よりも短くなっている。

＜情報取得部＞
情報取得部８０は複数の電池セル５０それぞれの物理量を検出する複数のセンサ９０と、これら複数のセンサ９０の検出結果の入力される個別監視部１００と、無線信号を入出力する個別通信部１１０と、を有する。センサ９０は検出対象に設けられている。個別監視部１００と個別通信部１１０それぞれは配線基板８１に搭載されている。図２に示すようにこの配線基板８１は複数の電池セル５０の第１端面５０ａに設けられている。

複数のセンサ９０としては電圧センサ、温度センサ、電流センサがある。電圧センサは複数の電池セル５０それぞれの出力電圧を検出する。温度センサは複数の電池セル５０のうちの少なくとも１つの温度を検出する。電流センサは電気的に直列接続された複数の電池セル５０それぞれに共通して流れる電流を検出する。センサ９０が個別検出部に相当する。

図２と図３に、上記した異なる物理量を検出する複数種類のセンサのうち、電圧センサ９０ａのみを代表として図示する。電圧センサ９０ａは電圧検出配線９１、電圧検出端子９２、検出ねじ９３、および、ナット９４を有する。

電圧検出配線９１は導線が絶縁被膜によって覆われた絶縁電線である。電圧検出配線９１の一端に電圧検出端子９２が連結されている。電圧検出配線９１の他端は配線基板８１に搭載されたコネクタなどを介して個別監視部１００と電気的に接続されている。図２においては、表記が煩雑となることを避けるために、電圧検出配線９１の一端側のみを示している。

電圧検出端子９２と上記の導電延長部７２それぞれにはｚ方向に開口する貫通孔が形成されている。これら２つの貫通孔がｚ方向で連通する態様で、電圧検出端子９２と導電延長部７２とが対向配置される。これら２つの貫通孔に検出ねじ９３の軸部が通されるとともに、この軸部にナット９４が締結される。

検出ねじ９３の頭部の軸部側が電圧検出端子９２の上面と接触し、ナット９４が導電延長部７２の下面と接触する。電圧検出端子９２と導電延長部７２とが検出ねじ９３の頭部とナット９４との間で挟持される。これにより、複数の電圧検出端子９２それぞれと複数の導電延長部７２それぞれとが個別に電気的に接続されている。

個別監視部１００には複数のセンサ９０の検出結果が入力される。個別監視部１００はこれら複数のセンサ９０の検出結果とともに、複数の組電池２０のうちのどの組電池２０から出力された信号であるのかを識別するための識別コードの付与された監視信号を生成する。この監視信号が個別通信部１１０に入力される。

個別通信部１１０は入力された監視信号を無線信号に変換する。この無線信号が個別通信部１１０からケース４０の収納空間に出力される。この無線信号が統合監視部３０で受信される。個別通信部１１０と統合監視部３０とで無線通信が行われる。

個別通信部１１０と統合監視部３０それぞれから出力される無線信号としては周波数帯が３ｋＨｚ～３ＴＨｚの電波が採用される。特に、この無線信号としては周波数帯が３００ＭＨｚ～３ＧＨｚの極超短波を採用することができる。

個別通信部１１０と統合監視部３０それぞれから出力される無線信号の周波数と波長は一定になっている。無線信号の周波数（波長）は、採用される電池セル５０の形状などに応じて決定される。以下においては表記を簡便とするために、無線信号の周波数を基本周波数ｆと示す。無線信号の波長を基本波長λと示す。

＜統合監視部＞
統合監視部３０は複数の組電池２０それぞれから出力された無線信号を受信する。統合監視部３０はこの無線信号をデジタル信号に変換する。そして統合監視部３０はそのデジタル信号を電池ＥＣＵ２００に出力する。統合監視部３０が監視部に相当する。

電池ＥＣＵ２００は入力されたデジタル信号に基づいて電池モジュール１０のＳＯＣを算出する。ＳＯＣはstate of chargeの略である。そして電池ＥＣＵ２００は検出したＳＯＣと、他の車載ＥＣＵや車載センサなどから入力される車載情報とに基づいて電池モジュール１０の充放電を判定する。

また電池ＥＣＵ２００は複数の組電池２０それぞれに含まれる複数の電池セル５０それぞれのＳＯＣを算出する。そして電池ＥＣＵ２００は複数の電池セル５０それぞれのＳＯＣの均等化処理の実施を判断する。電池ＥＣＵ２００はその均等化処理の判断に基づく指示信号を統合監視部３０に出力する。

統合監視部３０は入力された指示信号を無線信号としてケース４０の収納空間に出力する。この指示信号には上記の識別コードが含まれている。そのために複数の個別監視部１００のうちの無線信号に含まれている識別コードに対応する個別監視部１００のみがこの無線信号を受信する。

個別監視部１００は複数の電池セル５０それぞれを個別に充放電するためのスイッチ素子を備えている。個別監視部１００は入力された指示信号に基づいてスイッチ素子を開閉制御する。これにより複数の電池セル５０のうちの特定の電池セル５０同士が電気的に接続される。

電気的に接続された複数の電池セル５０のうちの相対的にＳＯＣの高い電池セル５０からＳＯＣの低い電池セル５０へと電流が流れる。この結果、複数の電池セル５０それぞれのＳＯＣが均等化される。

なお、１つの組電池２０に含まれる複数の電池セル５０それぞれのＳＯＣがその組電池２０に含まれる個別監視部１００によって算出されてもよい。そしてその個別監視部１００が複数の電池セル５０それぞれのＳＯＣの均等化処理の実施の判断を行ってもよい。

＜ケース＞
ケース４０は開口を有する筐体１２０と、この開口を閉塞する態様で筐体１２０に固定される蓋体１３０と、を有する。

筐体１２０は底壁１２１と底壁１２１から環状に起立した側壁１２２と、を有する。底壁１２１はｚ方向の厚さの薄い扁平形状を成している。側壁１２２は底壁１２１の内底面１２１ａからｚ方向に起立している。側壁１２２はｚ方向まわりの周方向で環状を成している。側壁１２２の先端側で開口が区画されている。

蓋体１３０は天壁１３１と天壁１３１から環状に起立した縁壁１３２と、を有する。天壁１３１はｚ方向の厚さの薄い扁平形状を成している。縁壁１３２は天壁１３１の内天面１３１ａからｚ方向に起立している。

天壁１３１の内天面１３１ａと底壁１２１の内底面１２１ａとがｚ方向で離間しつつ並ぶ態様で、蓋体１３０は筐体１２０に設けられる。縁壁１３２の先端側と底壁１２１の先端側とが互いに連結される。これによってケース４０の収納空間が構成されている。

筐体１２０には、筐体１２０と蓋体１３０とによって構成される収納空間とその外の空間（外部空間）とを連通するための孔（図示略）が形成されている。この孔の用途としては、ケース４０の通気用、電力線の取り出し用、信号線の取り出し用などがある。

＜無線通信＞
上記したようにケース４０の収納空間において複数の組電池２０それぞれの情報取得部８０と１つの統合監視部３０との間で無線通信が行われる。電池モジュール１０が電磁ノイズ源となることを避けるために、この無線通信で用いられる無線信号がケース４０の収納空間の外に漏れることを抑制する必要がある。逆に、この無線通信が阻害されることを抑制するために、電磁ノイズがケース４０の収納空間に侵入することを抑制する必要がある。

係る課題を解決するため、筐体１２０と蓋体１３０それぞれは電磁波を反射する性能を備えている。筐体１２０と蓋体１３０を備えるケース４０が電磁反射筐体に相当する。このような電磁波を反射する性能を備えるために、筐体１２０と蓋体１３０とは以下に一例として示す材料を備えている。

例えば、筐体１２０と蓋体１３０とは金属などの導電材料を備えている。筐体１２０と蓋体１３０とは樹脂材料と、その表面を覆う導電材料と、を備えている。筐体１２０と蓋体１３０とは樹脂材料と、その内部に埋め込まれた導電材料と、を備えている。筐体１２０と蓋体１３０とはカーボン繊維を備えている。

＜定常波＞
このように電磁波を反射する性能を備えた筐体１２０と蓋体１３０とによって構成される収納空間に個別通信部１１０と統合監視部３０それぞれから無線信号が出力される。この無線信号は筐体１２０と蓋体１３０それぞれの収納空間を区画する内面で反射を繰り返す。

この反射の繰り返しによって、無線信号の周波数（基本周波数ｆ）の整数倍の周波数を備える高次の電磁波が収納空間に複数発生する。これら周波数の異なる複数の高次の電磁波が収納空間内で重ね合わされる。これにより、定常波が収納空間に発生する。電磁波の強められやすくなる場所と弱められやすくなる場所とが収納空間に発生する。この結果、収納空間で無線信号の受信が困難になる虞がある。なお、上記の整数倍とは、２倍以上を示している。

＜導波経路と導波管＞
係る課題を解決するため、ケース４０に収納された複数の組電池２０それぞれで導波経路１６０が構成されている。この導波経路１６０に個別通信部１１０が設けられている。そして電池モジュール１０は統合監視部３０を収納する導波管１７０を有している。図３に導波経路１６０を一点鎖線で示す。

＜導波経路＞
例えば図３に示すように、組電池２０は複数の電池セル５０それぞれの第１端面５０ａが蓋体１３０側に位置する態様でケース４０の収納空間に収納される。

係る配置構成のため、組電池２０の備える複数の電池セル５０それぞれの第１端面５０ａと蓋体１３０の天壁１３１の内天面１３１ａとがｚ方向で対向配置されている。それとともに、複数の電池セル５０それぞれの電極端子に連結されたバスバ７０や、このバスバ７０に連結された電圧センサ９０ａの検出ねじ９３の頭部が内天面１３１ａとｚ方向で対向配置されている。

上記したように、第１連結壁６５側で複数の負極端子５１と正極端子５２が列を成して並ぶことで第１電極端子群が構成されている。この第１電極端子群に含まれる負極端子５１と正極端子５２とにバスバ７０が連結されている。そしてこれら複数のバスバ７０それぞれに電圧センサ９０ａの導電部分が連結されている。また、図３では図示していないが、導線を含む電圧検出配線９１が複数のバスバ７０の上方に設けられている。第１電極端子群に含まれる負極端子５１と正極端子５２とを接続するバスバ７０が第１端子接続部に相当する。

同様にして、第２連結壁６６側で複数の負極端子５１と正極端子５２が列を成して並ぶことで第２電極端子群が構成されている。この第２電極端子群に含まれる負極端子５１と正極端子５２とにバスバ７０が連結されている。これら複数のバスバ７０それぞれに電圧センサ９０ａの導電部分が連結されている。図３では図示していないが、複数のバスバ７０の上方に、導線を含む電圧検出配線９１が設けられている。第２電極端子群に含まれる負極端子５１と正極端子５２とを接続するバスバ７０が第２端子接続部に相当する。

以上に示したように、組電池２０に含まれる複数の電池セル５０それぞれの第１端面５０ａ上の第１連結壁６５側と第２連結壁６６側それぞれに多くの金属部材が設けられている。以下においては、これら第１連結壁６５側に設けられた多くの金属部材によって疑似的に構成される壁を第１金属壁１４０、第２連結壁６６側に設けられた多くの金属部材によって疑似的に構成される壁を第２金属壁１５０と示す。図２においてはこれら第１金属壁１４０と第２金属壁１５０を破線で概略的に示している。

上記の導波経路１６０は、これらｘ方向で離間する第１金属壁１４０と第２金属壁１５０との間に構成されている。導波経路１６０の形状は、ｘ方向において第１金属壁１４０と第２金属壁１５０との間で規定され、ｚ方向において複数の電池セル５０それぞれの第１端面５０ａと天壁１３１の内天面１３１ａとの間で規定されている。内天面１３１ａにおける第１端面５０ａとの対向領域が対向面に相当する。

複数の電池セル５０は図２に示すようにｙ方向に並んでいる。そのために導波経路１６０はｙ方向に延びた形状を成している。そして導波経路１６０はｙ方向に直交する平面において、ｘ方向の長さがｚ方向の長さよりも長くなっている。

第１金属壁１４０に含まれるバスバ７０の端子導電部７１と第２金属壁１５０に含まれるバスバ７０の端子導電部７１のｘ方向の離間距離ａ１は基本波長λの半分よりも長く、なおかつ、基本波長λの等倍よりも短くなっている。また、第１金属壁１４０と第２金属壁１５０の一方に含まれるバスバ７０の端子導電部７１と他方に含まれるバスバ７０の導電延長部７２のｘ方向の離間距離ａ２は基本波長λの半分よりも長く、なおかつ、基本波長λの等倍よりも短くなっている。離間距離ａ２は導波経路１６０のｘ方向の最短長に相当する。図３に示すように、図２に示すIII-III線に沿う断面における導波経路１６０のｘ方向の長さはａ２となっている。

そして、第１端面５０ａと内天面１３１ａのｚ方向の離間距離ｂは、離間距離ａ１，ａ２それぞれよりも短くなっている。離間距離ｂは導波経路１６０のｚ方向の最短長に相当する。

係る構成のため、導波経路１６０には、基本周波数ｆの整数倍の周波数を備える高次の電磁波が侵入しがたくなっている。また導波経路１６０において、このような高次の電磁波が発生することが抑制されている。

なお、図２に示すように、ｙ方向で隣り合って並ぶ任意の２つの電池セル５０の間には第１離間間隔ｗ１の隙間がある。ｙ方向で隣り合って並ぶ任意の２つの電池セル５０の一方の負極端子５１と他方の正極端子５２の間に第２離間間隔ｗ２の隙間がある。ｙ方向で隣り合って並ぶ２つのバスバ７０の間に第３離間間隔ｗ３の隙間がある。

また、図３に示すように、電池セル５０の電極端子とバスバ７０との間に第４離間間隔ｗ４の隙間がある。第１金属壁１４０と第２金属壁１５０それぞれに含まれるバスバ７０と天壁１３１の内天面１３１ａとの間に第５離間間隔ｗ５の隙間がある。当然ではあるが、第１金属壁１４０と第２金属壁１５０それぞれに含まれる複数の導電部材間にも隙間がある。

以上に示した各種隙間は、導波経路１６０に形成された孔に相当する。これら各種隙間の最長長さは基本波長λの半分よりも短くなっている。なお、上記した各種隙間のうちバスバ７０と天壁１３１との間の隙間が他の隙間よりも大きくなっている。バスバ７０と天壁１３１との間の隙間の第５離間間隔ｗ５が第１最長離間距離と第２最長離間距離に相当する。

また、厳密に言えば、図２に示すようにｙ方向で隣り合って並ぶ２つのバスバ７０の間に隙間がある。この隙間のｚ方向の長さは電池セル５０の第１端面５０ａと天壁１３１の内天面１３１ａとの間の離間間隔になる。そのためにこの隙間のｚ方向の長さが他の隙間に比べて長くなっている。しかしながら２つのバスバ７０の間の上方に導線を含む電圧検出配線９１などが設けられる。これによりこの隙間はｚ方向で分断される。この分断された隙間のｚ方向の長さは基本波長λの半分よりも短くなっている。

＜導波管＞
図１に示すように導波管１７０の中空に統合監視部３０が収納されている。この中空を区画する区画面１７０ａは電磁波を反射する性質を備えている。導波管１７０の開口は、導波管１７０の中空に無線信号を侵入させるとともに、導波管１７０の中空からその外に無線信号を出力する機能を果たしている。導波管１７０の中空が共通導波経路に相当する。

この開口は略直方体形状を成している。そして開口の長手方向の長さは基本波長λの半分よりも長く、なおかつ、基本波長λの等倍よりも短くなっている。また、当然ながらにして開口の短手方向の長さは長手方向の長さよりも短くなっている。係る構成のため、上記した高次の電磁波が導波管１７０の内部に侵入することが抑制されている。

また、区画面１７０ａにおける、導波管１７０の開口を垂直に貫く開口方向に直交する開口平面に沿う第１平面方向での最短離間距離が基本波長λの半分よりも長く、なおかつ、基本波長λの等倍よりも短くなっている。区画面１７０ａにおける、開口平面に沿いなおかつ第１平面方向に直交する第２平面方向での最短離間距離が、第１平面方向の最短離間距離よりも短くなっている。係る構成のため、上記した高次の電磁波が導波管１７０の中空で発生することが抑制されている。開口方向が延びる方向に相当する。第１平面方向が第３方向に相当する。第２平面方向が第４方向に相当する。

＜作用効果＞
上記したように、ｘ方向の長さが基本波長λの半分よりも長く、なおかつ、基本波長λの等倍よりも短く、ｚ方向の長さがｘ方向の長さよりも短い導波経路１６０に個別通信部１１０が設けられている。

これにより、導波経路１６０に基本周波数ｆの整数倍の周波数を備える高次の電磁波が侵入することが抑制される。それとともに、このような高次の電磁波が導波経路１６０に発生することが抑制される。高次の電磁波が重なり合わさることで導波経路１６０に定常波の発生することが抑制される。導波経路１６０に電磁波の強められやすくなる場所と弱められやすくなる場所とが発生することが抑制される。そのため、個別通信部１１０が無線信号を受信しがたくなることが抑制される。無線通信が妨げられることが抑制される。

導波経路１６０は、ｘ方向で離間する第１金属壁１４０と第２金属壁１５０、および、ｚ方向で離間する複数の電池セル５０と天壁１３１によって構成されている。このように導波経路１６０は、複数の電池セル５０、複数の電池セル５０に電気的に接続される第１金属壁１４０と第２金属壁１５０、および、これらを収納するケース４０によって構成されている。そのために部品点数の増大が抑制される。

導波経路１６０に形成された孔（隙間）の最長長さは基本波長λの半分よりも短くなっている。そのため、隙間を介して高次の電磁波が導波経路１６０に侵入することが抑制されている。

長手方向の長さが基本波長λの半分よりも長く、なおかつ、基本波長λの等倍よりも短く、短手方向の長さが長手方向の長さよりも短い開口を備える導波管１７０の中空に統合監視部３０が収納されている。また、導波管１７０の中空における開口平面に沿う第１平面方向の長さが基本波長λの半分よりも長く、なおかつ、基本波長λの等倍よりも短くなっている。導波管１７０の中空における第２平面方向の長さが第１平面方向の長さよりも短くなっている。

これにより、導波管１７０に高次の電磁波が侵入することが抑制される。それとともに、高次の電磁波が導波管１７０の内部で発生することが抑制される。そのために統合監視部３０が無線信号を受信しがたくなることが抑制される。

以上に示したように、個別通信部１１０と統合監視部３０それぞれが無線信号を受信しがたくなることが抑制される。そのため、個別通信部１１０と統合監視部３０との無線通信が妨げられることが抑制される。

（第２実施形態）
第１実施形態では例えば図３に示すように天壁１３１の内天面１３１ａが平坦の例を示した。これに対して本実施形態では図４に示すように天壁１３１の内天面１３１ａの一部が電池セル５０側に向かって突起している。

より具体的に言えば、天壁１３１には、内天面１３１ａからｚ方向に局所的に突起した突起部１３３が形成されている。この突起部１３３はｙ方向に連続的に延びている。

天壁１３１には１つの組電池２０当たり２つの突起部１３３が形成されている。この２つの突起部１３３の一方はｚ方向において第１金属壁１４０と離間しつつ対向している。２つの突起部１３３の他方はｚ方向において第２金属壁１５０と離間しつつ対向している。

係る構成のため、天壁１３１と第１金属壁１４０との離間間隔、および、天壁１３１と第２金属壁１５０との離間間隔それぞれは、第５離間間隔ｗ５よりも短い第６離間間隔ｗ６になっている。この結果、導波経路１６０に形成された隙間が小さくなっている。これにより例えば振動などによって組電池２０と蓋体１３０とのｚ方向の離間距離が変動したとしても、導波経路１６０に形成された隙間の拡大によって、導波経路１６０に高次の電磁波の侵入することが抑制される。

また、本実施形態に係る電池モジュール１０および以下に示す各実施形態に係る電池モジュール１０それぞれは第１実施形態に記載の電池モジュール１０と同等の構成要素を備えている。そのために本実施形態と以下に示す各実施形態に係る電池モジュール１０は、第１実施形態に記載の電池モジュール１０と同等の作用効果を奏する。

（第３実施形態）
第１実施形態と第２実施形態それぞれでは導波経路１６０が複数の電池セル５０、複数の電池セル５０に電気的に接続される第１金属壁１４０と第２金属壁１５０、および、これらを収納するケース４０によって構成される例を示した。これに対して本実施形態では、例えば図５と図６に示すように、電池モジュール１０が個別通信部１１０を中空に収納する個別導波管１８０を有する構成を採用することもできる。

個別導波管１８０の中空を区画する内壁面１８０ａは電磁波を反射する性能を備えている。個別導波管１８０の中空が導波経路１６０としての機能を果たしている。

個別導波管１８０の延長方向に直交する平面に沿う第１方向の内壁面１８０ａ間の最短離間距離が基本波長λの半分よりも長く等倍よりも短くなっている。この平面に沿い第１方向に直交する第２方向の内壁面１８０ａ間の最短離間距離が、第１方向における内壁面１８０ａ間の最短長さよりも短くなっている。

個別導波管１８０は中空とその外とを連通する開口１８１を有している。図５に示す個別導波管１８０の開口１８１はｙ方向に開口している。図６に示す個別導波管１８０の開口１８１はｚ方向に開口している。

これら開口１８１の平面形状は直方形状を成している。開口１８１の長手方向の長さは基本波長λの半分よりも長く等倍よりも短くなっている。開口１８１の短手方向の長さは当然ながらにして長手方向の長さよりも短くなっている。

係る構成のため、組電池２０の備える電池セル５０やケース４０の形状、および、これらの配置などに応じて、無線信号の周波数帯を決定しなくともよくなる。逆に言えば、無線信号の周波数帯に応じて、電池セル５０やケース４０の形状、および、これらの配置などを決定しなくともよくなる。そのために組電池２０の設計が困難となることが抑制される。

なお、個別導波管１８０には中空とその外とを連通する孔が形成されていてもよい。その孔の最長長さは基本波長λの半分よりも短くなっていればよい。そのために個別導波管１８０としては、上記の条件を備える開口と孔とを備える金網などを採用することもできる。これにより軽量化を図ることができる。

（第４実施形態）
第３実施形態では個別導波管１８０の中空が導波経路１６０としての機能を果たす例を示した。これに対して本実施形態では、個別導波管１８０と配線基板８１の導電部材８２とが導波経路１６０としての機能を果たしている。

図７に示す個別導波管１８０は配線基板８１における個別通信部１１０の搭載面８１ａを覆う態様で配線基板８１に設けられる。この搭載面８１ａにおける個別導波管１８０とｚ方向で並ぶ領域に導電部材８２が設けられている。

係る構成により、個別導波管１８０の内部に個別通信部１１０が設けられる。それとともに個別導波管１８０のｚ方向の開口が配線基板８１によって閉塞される。この結果、個別導波管１８０と導電部材８２とによって導波経路１６０が構成される。

この導波経路１６０のｘ方向の長さは基本波長λの半分よりも長く等倍よりも短くなっている。導波経路１６０のｚ方向の長さはｘ方向の長さよりも短くなっている。

なお、配線基板８１の搭載面８１ａの裏面８１ｂに導電部材８２が設けられた構成を採用することもできる。また、配線基板８１に導電部材８２が設けられていない構成を採用することもできる。この変形例の場合、導波経路１６０は個別導波管１８０と複数の電池セル５０の備える金属ケースとによって構成される。

以上、本開示の好ましい実施形態について説明したが、本開示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）
各実施形態では、個別通信部１１０の搭載された配線基板８１が複数の電池セル５０の第１端面５０ａに設けられる例を示した。しかしながら例えば図８と図９に示すように、配線基板８１は天壁１３１の内天面１３１ａに設けられた構成を採用することもできる。特に図９に示すように、配線基板８１を囲む態様で、第４実施形態に記載の個別導波管１８０が天壁１３１に設けられた構成を採用することもできる。図示しないが、第３実施形態に記載の個別導波管１８０が天壁１３１に設けられた構成を採用することもできる。

（第２の変形例）
各実施形態では、個別通信部１１０の搭載された配線基板８１が導波経路１６０に設けられる例を示した。しかしながら、導波経路１６０に個別通信部１１０が設けられるのであれば、導波経路１６０に配線基板８１は設けられなくともよい。導波経路１６０に個別監視部１００が設けられなくともよい。

（第３の変形例）
第１実施形態では導波経路１６０のｘ方向の長さがｚ方向の長さよりも長い例を示した。しかしながら導波経路１６０のｘ方向の長さがｚ方向の長さよりも短い構成を採用することもできる。この導波経路１６０のｚ方向の長さは基本波長λの半分よりも長く等倍よりも短くなっている。係る変形例は、例えば、組電池２０の備える電池セル５０の形状や採用する無線信号の周波数帯などに応じて適宜採用することができる。

（第４の変形例）
各実施形態では、個別通信部１１０が複数の電池セル５０と天壁１３１との間に設けられる例を示した。しかしながら、これまでに説明した個別導波管１８０を電池モジュール１０が有し、個別導波管１８０の中空に個別通信部１１０が収納される場合、個別通信部１１０の配置場所としては特に限定されない。例えばこの個別通信部１１０を収納する個別導波管１８０が電池ケース６０に設けられた構成を採用することもできる。

１０…電池モジュール、２０…組電池、３０…統合監視部、４０…ケース、５０…電池セル、５０ａ…第１端面、５１…負極端子、５２…正極端子、６０…電池ケース、７０…バスバ、９０…センサ、９０ａ…電圧センサ、１１０…個別通信部、１２０…筐体、１３０…蓋体、１３１…天壁、１３１ａ…内天面、１３３…突起部、１４０…第１金属壁、１５０…第２金属壁、１６０…導波経路、１７０…導波管、１７０ａ…区画面、１８０…個別導波管、１８０ａ…内壁面、１８１…開口、２００…電池ＥＣＵ

Claims (11)

1. 金属ケースの電極形成面（５０ａ）に沿う横方向で離間して並ぶ負極端子（５１）と正極端子（５２）が前記電極形成面に形成された複数の電池セル（５０）、複数の前記電池セルが前記電極形成面に沿いなおかつ前記横方向に交差する縦方向に並ぶ態様で収納される電池ケース（６０）、複数の前記電池セルのうちの前記縦方向で隣り合って並ぶ２つの前記電池セルのうちの一方の前記負極端子と他方の前記正極端子とを電気的に接続する第１端子接続部（７０）、および、複数の前記電池セルのうちの前記縦方向で隣り合って並ぶ２つの前記電池セルのうちの一方の前記正極端子と他方の前記負極端子とを電気的に接続する、前記第１端子接続部と前記横方向で離間した第２端子接続部（７０）をそれぞれ備える複数の組電池（２０）と、
   複数の前記組電池それぞれの物理量を個別に検出する複数の個別検出部（９０）と、
   複数の前記個別検出部それぞれの検出結果を無線信号で出力する複数の個別通信部（１１０）と、
   複数の前記個別通信部それぞれと無線通信する監視部（３０）と、
   複数の前記組電池、複数の前記個別検出部、複数の前記個別通信部、および、前記監視部それぞれを収納空間に収納する電磁反射筐体（４０）と、を有し、
   前記横方向において前記第１端子接続部と前記第２端子接続部との間で規定され、前記電極形成面に直交する高さ方向において前記電極形成面とこれに対向する前記電磁反射筐体の対向面（１３１ａ）との間で規定された導波経路（１６０）に前記個別通信部が設けられており、
   前記導波経路の前記横方向および前記高さ方向の一方の最短長が前記無線信号の波長の半分よりも長くなおかつ前記波長の等倍よりも短く、前記導波経路の前記横方向および前記高さ方向の他方の最短長が前記導波経路の前記横方向および前記高さ方向の一方の最短長よりも短くなっている電池モジュール。
2. 前記導波経路の前記横方向の最短長が前記波長の半分よりも長くなおかつ前記波長の等倍よりも短く、前記導波経路の前記高さ方向の最短長が前記導波経路の前記横方向の最短長よりも短く、
   前記第１端子接続部と前記対向面との間の第１最長離間距離、および、前記第２端子接続部と前記対向面との間の第２最長離間距離それぞれが前記波長の半分よりも短くなっている請求項１に記載の電池モジュール。
3. 前記対向面における前記高さ方向で前記第１端子接続部および前記第２端子接続部と対向する部位（１３３）は、前記対向面の他の部位と比べて、前記高さ方向において前記電池セル側に位置している請求項２に記載の電池モジュール。
4. 前記個別通信部は、前記導波経路のうち、前記高さ方向において前記対向面側に設けられている請求項２に記載の電池モジュール。
5. 前記個別通信部の設けられた配線基板（８１）は、前記導波経路のうち、前記高さ方向において前記第１端子接続部および前記第２端子接続部と前記電極形成面との間に設けられている請求項２に記載の電池モジュール。
6. 前記監視部を収納する共通導波経路を備える導波管（１７０）を有し、
   前記共通導波経路を区画する区画面（１７０ａ）における、前記共通導波経路の延びる方向に直交する第３方向での最短離間距離が前記波長の半分よりも長くなおかつ前記波長の等倍よりも短く、前記延びる方向と前記第３方向それぞれに直交する第４方向の最短離間距離が前記第４方向の最短離間距離よりも短くなっている請求項１～５いずれか１項に記載の電池モジュール。
7. 前記導波管は、前記電磁反射筐体に当接するように配置されている請求項６に記載の電池モジュール。
8. 前記個別通信部と前記監視部とは、前記高さ方向において互いに異なる位置に配置されている請求項１～７いずれか１項に記載の電池モジュール。
9. 複数の前記個別通信部は、前記縦方向に並んでいる請求項１～８いずれか１項に記載の電池モジュール。
10. 前記個別通信部は、前記横方向において前記正極端子および前記負極端子とは異なる位置に配置されている請求項１～９いずれか１項に記載の電池モジュール。
11. 複数の組電池（２０）と、
    複数の前記組電池それぞれの物理量を個別に検出する複数の個別検出部（９０）と、
    複数の前記個別検出部それぞれの検出結果を無線信号で出力する複数の個別通信部（１１０）と、
    複数の前記個別通信部それぞれと無線通信する監視部（３０）と、
    複数の前記組電池、複数の前記個別検出部、複数の前記個別通信部、および、前記監視部それぞれを収納空間に収納する電磁反射筐体（４０）と、
    複数の前記個別通信部それぞれが内部の導波経路（１６０）に個別に収納される複数の個別導波管（１８０）と、を有し、
    前記導波経路を区画する内壁面（１８０ａ）における、前記導波経路の延長方向に直交する第１方向での最短離間距離が前記無線信号の波長の半分よりも長くなおかつ前記波長の等倍よりも短く、前記延長方向と前記第１方向それぞれに直交する第２方向の最短離間距離が前記第１方向の最短離間距離よりも短くなっている電池モジュール。

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