KR20110013324A - 배터리 시스템 및 이를 구비한 전동 차량 - Google Patents

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요시또모 니시하라
가즈미 오꾸라
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Abstract

본 발명의 배터리 시스템은, 하나 또는 복수의 배터리 셀을 각각 포함하는 복수 세트의 배터리 모듈과, 복수 세트의 배터리 모듈에 공통으로 사용되고, 각 배터리 셀의 단자 전압을 검출하는 검출 회로를 구비한다.

Description

배터리 시스템 및 이를 구비한 전동 차량{BATTERY SYSTEM AND MOTORIZED VEHICLE HAVING THE SAME}
본 발명은 배터리 모듈을 포함하는 배터리 시스템 및 전동 차량에 관한 것이다.
전동 자동차 등의 이동체의 구동원으로서, 충방전이 가능한 배터리 모듈이 사용된다. 이러한 배터리 모듈은 예를 들어, 복수의 전지(배터리 셀)가 직렬로 접속된 구성을 갖는다.
배터리 모듈을 구비하는 이동체의 사용자는 배터리 모듈의 잔량(충전량)을 파악할 필요가 있다. 또한, 배터리 모듈의 충방전시에는, 배터리 모듈을 구성하는 각 전지의 과충전 및 과방전을 방지할 필요가 있다. 따라서, 배터리 모듈의 상태를 감시하는 감시 장치가 제안되어 있다(예를 들어, 일본 특허 공개 평8-162171호 공보 참조).
일본 특허 공개 평8-162171호 공보에는, 직렬로 접속된 복수의 모듈을 갖는 조전지의 감시 장치가 기재되어 있다. 이 감시 장치에 있어서는, 복수의 배터리 모듈에 대응하여 복수의 전압 계측 유닛이 설치된다. 각 전압 계측 유닛은, 대응하는 배터리 모듈의 정극 단자 및 부극 단자에 접속된 전압 검출 회로를 포함한다. 이에 의해, 배터리 모듈의 양 단자 사이의 전압이 전압 검출 회로에 의해 검출된다.
이동체의 구동원으로서 사용되는 배터리 시스템에 있어서는, 소정의 구동력을 얻기 위해, 다수의 배터리 모듈이 설치된다.
이러한 시스템에 특허문헌 1의 감시 장치를 적용하는 경우, 다수의 배터리 모듈에 대응하여 다수의 전압 계측 유닛이 필요하게 된다. 이 경우, 배터리 시스템의 구성이 복잡화됨과 함께 비용이 상승한다.
본 발명의 목적은 구성의 복잡화 및 비용의 상승을 억제하면서 대용량화가 가능한 배터리 시스템 및 그것을 구비한 전동 차량을 제공하는 것이다.
이하에서는, 2세트의 배터리 모듈은 2개의 배터리 모듈로 이루어진다. 즉, 2세트의 배터리 모듈이라 함은, 2개의 배터리 모듈에 의해 세트가 형성되는 것을 나타낸다. 또한, 복수 세트의 배터리 모듈은 복수의 배터리 모듈로 이루어진다. 즉, 복수 세트의 배터리 모듈이라 함은, 복수의 배터리 모듈에 의해 세트가 형성되는 것을 나타낸다.
(1) 본 발명의 일 국면에 따른 배터리 시스템은, 복수의 배터리 셀을 각각 포함하는 복수 세트의 배터리 모듈과, 복수 세트의 배터리 모듈에 공통으로 사용되고, 각 배터리 셀의 단자 전압을 검출하는 전압 검출부를 구비하는 것이다.
본 발명의 일 국면에 따른 배터리 시스템에 있어서는, 복수 세트의 배터리 모듈에 공통으로 사용되는 전압 검출부에 의해 복수 세트의 배터리 모듈의 각 배터리 셀의 단자 전압이 검출된다. 그것에 의해, 배터리 모듈의 수에 비해 전압 검출부의 수가 적어진다. 그 결과, 배터리 시스템의 구성의 복잡화 및 비용의 상승을 억제하면서 대용량화가 가능해진다.
또한, 본 발명에 있어서, 각 세트의 배터리 모듈은 복수의 배터리 셀이 서로 일체적으로 고정된 구성을 갖는다.
(2) 전압 검출부는 복수 세트의 배터리 모듈 사이에서 보유 지지 부재에 의해 보유 지지되어도 된다.
이 경우, 복수 세트의 배터리 모듈과 전압 검출부 사이의 배선을 짧게 할 수 있다.
(3) 보유 지지 부재는 복수 세트의 배터리 모듈 중 어느 하나에 일체적으로 설치되어도 된다. 이 경우, 전압 검출부가 보유 지지 부재에 의해 어느 하나의 배터리 모듈에 일체적으로 장착된다. 그것에 의해, 전압 검출부를 배터리 모듈과 일체적으로 취급할 수 있기 때문에, 배터리 시스템의 조립을 용이하게 할 수 있다.
(4) 전압 검출부를 보유 지지하는 보유 지지 부재를 더 구비하고, 복수 세트의 배터리 모듈의 각각은 다른 배터리 모듈과 인접하도록 배치되고, 보유 지지 부재는 복수 세트의 배터리 모듈 중 서로 인접하는 배터리 모듈 사이를 제외한 위치에 설치되어도 된다.
배터리 모듈은, 충방전시에 발열한다. 그로 인해, 서로 인접하는 배터리 모듈 사이에 전압 검출부를 배치하면, 그 전압 검출부는 각 배터리 모듈에서 발생되는 열의 영향을 받기 쉽다. 또한, 전압 검출부의 방열성도 저하된다.
이에 반해, 복수 세트의 배터리 모듈 중 서로 인접하는 배터리 모듈 사이를 제외한 위치에 보유 지지 부재가 설치된다. 이 상태에서, 보유 지지 부재에 의해 전압 검출부가 보유 지지된다.
이에 의해, 각 배터리 모듈로부터 전압 검출부에 부여되는 열의 영향이 억제되고, 전압 검출부의 방열성도 향상된다.
(5) 보유 지지 부재는 복수 세트의 배터리 모듈 중 어느 하나에 일체적으로 설치되어도 된다. 이 경우, 전압 검출부가 보유 지지 부재에 의해 어느 하나의 배터리 모듈에 일체적으로 장착된다. 그것에 의해, 전압 검출부를 배터리 모듈과 일체적으로 취급할 수 있기 때문에, 배터리 시스템의 조립을 용이하게 할 수 있다.
(6) 각 세트의 배터리 모듈은, 인접하는 배터리 셀의 전극을 서로 접속하는 접속 부재와, 접속 부재에 장착되는 연성 부재와, 연성 부재에 설치되고, 전압 검출부와 접속 부재 사이에 접속되는 복수의 전압 검출선을 포함하여도 된다.
이 경우, 인접하는 배터리 셀의 전극이 서로 접속 부재에 의해 접속되고, 연성 부재에 설치된 복수의 전압 검출선이 전압 검출부와 접속 부재 사이에 접속된다. 이에 의해, 복수의 배터리 셀의 단자 전압이 각각 검출된다.
복수의 전압 검출선은 연성 부재에 설치되어 있기 때문에, 전압 검출선의 단락이 충분히 방지됨과 함께, 전압 검출선과 접속 부재가 확실히 접속된다.
(7) 복수 세트의 배터리 모듈을 각각 갖는 제1 제2 배터리 모듈군이 구성되고, 제1 및 제2 배터리 모듈군에는, 전압 검출부가 각각 제1 및 제2 전압 검출부로서 설치되고, 제1 전압 검출부는, 제1 배터리 모듈군의 복수 세트의 배터리 모듈에 공통으로 사용되고, 제2 전압 검출부는, 제2 배터리 모듈군의 복수 세트의 배터리 모듈에 공통으로 사용되고, 제1 배터리 모듈군의 복수 세트의 배터리 모듈은 각각 제1 방향을 따라 배열되고, 제2 배터리 모듈군의 복수 세트의 배터리 모듈은 각각 제1 방향을 따라 배열되고, 제1 및 제2 배터리 모듈군은, 제1 방향에 직교하는 제2 방향에 있어서 인접하도록 배치되고, 제1 및 제2 전압 검출부는, 제2 방향에 있어서 인접하도록 배치되고, 서로 통신선을 통해 통신 가능하게 접속되어도 된다.
이 경우, 제2 방향에서 인접하도록 제1 및 제2 배터리 모듈군이 배치된다. 제1 및 제2 배터리 모듈군에는, 각각 제1 및 제2 전압 검출부가 설치된다. 제1 및 제2 전압 검출부는, 제2 방향에 있어서 인접하도록 배치되므로, 제1 및 제2 전압 검출부 사이의 거리를 짧게 할 수 있다. 제1 전압 검출부와 제2 전압 검출부를 접속하는 통신선을 짧게 할 수 있다. 그 결과, 통신선의 단순화가 실현된다.
(8) 본 발명의 다른 국면에 따른 전동 차량은, 복수의 배터리 셀을 각각 포함하는 복수 세트의 배터리 모듈과, 복수 세트의 배터리 모듈에 공통으로 사용되고, 각 배터리 셀의 단자 전압을 검출하는 전압 검출부와, 복수 세트의 배터리 모듈로부터의 전력에 의해 구동되는 모터와, 모터의 회전력에 의해 회전하는 구동륜을 구비하는 것이다.
본 발명의 다른 국면에 따른 전동 차량에 있어서는, 복수 세트의 배터리 모듈로부터의 전력에 의해 모터가 구동된다. 그 모터의 회전력에 의해 구동륜이 회전함으로써, 전동 차량이 이동한다.
복수 세트의 배터리 모듈에 공통으로 사용되는 전압 검출부에 의해 복수 세트의 배터리 모듈의 각 배터리 셀의 단자 전압이 검출된다. 그것에 의해, 배터리 모듈의 수에 비해 전압 검출부의 수가 적어진다. 그 결과, 구성의 복잡화 및 비용의 상승을 억제하면서 대용량화가 가능해진다.
따라서, 전동 차량의 주행 시간을 증가시키는 것이 가능해짐과 함께, 전동 차량의 저비용화가 가능해진다. 또한, 각 세트의 배터리 모듈은 복수의 배터리 셀이 서로 일체적으로 고정된 구성을 갖는다.
도 1은 제1 실시 형태에 관한 배터리 시스템의 개략 구성을 도시하는 블록도.
도 2는 도 1의 모듈군의 구성을 도시하는 블록도.
도 3은 배터리 모듈의 외관 사시도.
도 4는 배터리 모듈의 평면도.
도 5는 배터리 모듈의 단부면도.
도 6은 버스 바의 외관 사시도.
도 7은 FPC 기판에 복수의 버스 바 및 복수의 PTC 소자가 장착된 상태를 도시하는 외관 사시도.
도 8은 버스 바와 검출 회로의 접속에 대하여 설명하기 위한 모식적 평면도.
도 9는 검출 회로의 일 구성예를 도시하는 블록도.
도 10의 (a)는 제1 실시 형태에 관한 배터리 시스템에 포함되는 모듈군의 배치를 도시하는 평면도.
도 10의 (b)는 한쪽의 배터리 모듈을 도 10의 (a)의 A-A선에서 본 단부면도.
도 11은 제2 실시 형태에 관한 배터리 시스템에 포함되는 모듈군의 배치를 도시하는 평면도.
도 12의 (a)는 제3 실시 형태에 관한 배터리 시스템에 있어서의 모듈군의 배치를 도시하는 평면도.
도 12의 (b)는 도 12의 (a)의 프린트 회로 기판의 일면을 도시하는 도면.
도 12의 (c)는 도 12의 (a)의 프린트 회로 기판의 다른 면을 도시하는 도면.
도 13의 (a)는 제4 실시 형태에 관한 배터리 시스템에 있어서의 모듈군의 배치를 도시하는 평면도.
도 13의 (b)는 한쪽의 배터리 모듈을 도 13의 (a)의 B-B선에서 본 단부면도.
도 14의 (a)는 제5 실시 형태에 관한 배터리 시스템에 있어서의 모듈군의 배치를 도시하는 평면도.
도 14의 (b)는 도 14의 (a)의 모듈군을 일단부면측에서 본 평면도.
도 15는 제6 실시 형태에 관한 배터리 시스템의 모식적 평면도.
도 16의 (a)는 도 15의 한쪽의 모듈군의 확대 평면도.
도 16의 (b)는 도 15의 다른 쪽의 모듈군의 확대 평면도.
도 17은 제7 실시 형태에 관한 배터리 시스템의 모식적 평면도.
도 18은 제7 실시 형태에 관한 배터리 시스템에 있어서의 통신선의 다른 접속예를 도시하는 모식적 평면도.
도 19는 제8 실시 형태에 관한 배터리 시스템의 모식적 평면도.
도 20은 제8 실시 형태에 관한 배터리 시스템에 사용되는 FPC 기판의 평면도.
도 21은 제9 실시 형태에 관한 배터리 시스템의 모식적 평면도.
도 22는 제9 실시 형태에 관한 배터리 시스템에 사용되는 FPC 기판의 평면도.
도 23은 제10 실시 형태에 관한 배터리 시스템에서 사용되는 한쪽의 배터리 모듈을 도시하는 외관 사시도.
도 24는 도 23의 배터리 모듈의 한쪽 측면도.
도 25는 도 23의 배터리 모듈의 다른 쪽 측면도.
도 26은 제10 실시 형태에 관한 배터리 시스템에서 사용되는 다른 쪽의 배터리 모듈을 도시하는 외관 사시도.
도 27은 제10 실시 형태에 관한 배터리 시스템에 포함되는 모듈군의 배치를 도시하는 외관 사시도.
도 28은 도 1의 배터리 시스템을 구비하는 전동 자동차의 구성을 도시하는 블록도.
[1] 제1 실시 형태
이하, 제1 실시 형태에 관한 배터리 시스템에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 본 실시 형태에 관한 배터리 시스템은 전력을 구동원으로 하는 전동 차량(예를 들어, 전동 자동차)에 탑재된다.
(1) 배터리 시스템의 구성
도 1은 제1 실시 형태에 관한 배터리 시스템의 개략 구성을 도시하는 블록도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 배터리 시스템(500)은, 주로 복수 세트의 배터리 모듈(100), 복수의 검출 회로(20), 배터리 ECU(Electronic Control Unit: 전자 제어 유닛)(101) 및 콘택터(102)를 포함하고, 버스(104)를 통해 전동 차량의 주 제어부(300)에 접속된다. 또한, 이 배터리 시스템(500)은, 도시하지 않은 케이싱을 갖는다. 배터리 시스템(500)의 각 구성 요소는 그 케이싱 내에 수용된다.
이하에서는, 2세트의 배터리 모듈(100)은 2개의 배터리 모듈(100)로 이루어진다. 즉, 2세트의 배터리 모듈(100)이라 함은, 2개의 배터리 모듈(100)에 의해 세트가 형성되는 것을 나타낸다. 또한, 복수 세트의 배터리 모듈(100)은 복수의 배터리 모듈(100)로 이루어진다. 즉, 복수 세트의 배터리 모듈(100)이라 함은, 복수의 배터리 모듈(100)에 의해 세트가 형성되는 것을 나타낸다.
배터리 시스템(500)의 복수 세트의 배터리 모듈(100)은 전원선(501)을 통해 서로 접속된다. 2세트의 배터리 모듈(100)에 공통으로 1개의 검출 회로(20)가 설치된다. 각 검출 회로(20)는 2세트의 배터리 모듈(100)에 공통으로 사용된다. 상세한 것은 후술한다.
이하의 설명에 있어서는, 주로 2세트의 배터리 모듈(100) 및 그들에 공통으로 사용되는 검출 회로(20)로 이루어지는 구성을 모듈군(100A)이라 부른다.
도 2는 도 1의 모듈군(100A)의 구성을 도시하는 블록도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 모듈군(100A)의 2세트의 배터리 모듈(100)은 전원선(501)을 통해 서로 접속되어 있다. 각 배터리 모듈(100)은 복수(본 예에서는 18개)의 배터리 셀(10) 및 복수(본 예에서는 5개)의 서미스터(11)를 갖는다.
각 배터리 모듈(100)에 있어서, 복수의 배터리 셀(10)은 서로 접속하도록 일체적으로 배치되고, 복수의 버스 바(40)에 의해 직렬 접속된다. 각 배터리 셀(10)은, 예를 들어 리튬 이온 전지 또는 니켈 수소 전지 등의 이차 전지이다.
양단부에 배치되는 배터리 셀(10)은 버스 바(40a)를 통해 전원선(501)에 접속된다. 이에 의해, 배터리 시스템(500)에 있어서는, 복수 세트의 배터리 모듈(100)의 모든 배터리 셀(10)이 직렬 접속된다. 배터리 시스템(500)으로부터 인출되는 전원선(501)은 전동 차량의 모터 등의 부하에 접속된다.
검출 회로(20)는, 모듈군(100A)의 2세트의 배터리 모듈(100) 중 한쪽의 배터리 모듈(100)(후술하는 도 3 참조)에 장착되어 있다.
검출 회로(20)는, 도체선(52) 및 PTC(Positive Temperature Coefficient: 정 온도 계수) 소자(60)를 통해 2세트의 배터리 모듈(100)의 모든 버스 바(40, 40a)에 전기적으로 접속된다. 또한, 검출 회로(20)는 2세트의 배터리 모듈(100)의 모든 서미스터(11)에 전기적으로 접속된다.
본 실시 형태에 있어서, 검출 회로(20)는, 복수의 배터리 셀(10) 사이를 접속하는 버스 바(40, 40a)의 전위차를 검출함으로써, 각 배터리 셀(10)의 단자간 전압을 검출한다. 이와 같이, 검출 회로(20)는 전압 검출부로서 기능한다. 상세한 것은 후술한다.
또한, 검출 회로(20)는, 복수의 서미스터(11)로부터 출력되는 신호에 기초하여, 각 배터리 모듈(100)에 있어서의 소정 개소의 온도를 검출한다. 이와 같이, 검출 회로(20)는 온도 검출부로서 기능한다.
또한, 본 실시 형태에 있어서는, 각 배터리 모듈(100)의 복수의 버스 바(40, 40a) 중 적어도 1개의 버스 바(40, 40a)가 전류 검출용의 션트 저항으로서 사용됨으로써, 검출 회로(20)는, 션트 저항으로서 사용되는 버스 바(40, 40a)의 양단부의 전압을 검출함으로써, 각 배터리 모듈(100)에 흐르는 전류를 검출한다. 이와 같이, 검출 회로(20)는 전류 검출부로서 기능한다.
여기서, PTC 소자(60)는 온도가 임의의 값을 초과하면 저항값이 급격히 증가하는 저항 온도 특성을 갖는다. 그로 인해, 검출 회로(20) 및 도체선(52) 등에서 단락이 발생한 경우에, 그 단락 경로를 흐르는 전류에 의해 PTC 소자(60)의 온도가 상승하면, PTC 소자(60)의 저항값이 커진다. 이에 의해, PTC 소자(60)를 포함하는 단락 경로에 대전류가 흐르는 것이 억제된다.
도 1로 복귀하여, 모듈군(100A)의 검출 회로(20)는 버스(103)를 통해 배터리 ECU(101)에 접속되어 있다. 이에 의해, 검출 회로(20)에 의해 검출된 전압, 전류 및 온도가 배터리 ECU(101)에 공급된다.
배터리 ECU(101)는, 예를 들어 각 검출 회로(20)로부터 공급된 전압, 전류 및 온도에 기초하여 각 배터리 셀(10)의 충전량을 산출하고, 그 충전량에 기초하여 각 배터리 모듈의 충방전 제어를 행한다. 또한, 배터리 ECU(101)는 각 검출 회로(20)로부터 공급된 전압, 전류 및 온도에 기초하여 각 배터리 모듈(100)의 이상을 검출한다. 배터리 모듈(100)의 이상이라 함은, 예를 들어, 배터리 셀(10)의 과방전, 과충전 또는 온도 이상 등이다.
또한, 본 실시 형태에서는, 배터리 ECU(101)가 상기의 각 배터리 셀(10)의 충전량의 산출 및 배터리 셀(10)의 과방전, 과충전 또는 온도 이상 등의 검출을 행하지만, 이것에 한정되지 않는다. 검출 회로(20)가 각 배터리 셀(10)의 충전량의 산출 및 각 배터리 셀(10)의 과방전, 과충전 또는 온도 이상 등의 검출을 행하여, 그 검출 결과를 배터리 ECU(101)에 제공하여도 된다.
일단부의 배터리 모듈(100)에 접속된 전원선(501)에는, 콘택터(102)가 개재 삽입되어 있다. 배터리 ECU(101)는, 배터리 모듈(100)의 이상을 검출한 경우, 콘택터(102)를 오프(OFF)한다. 이에 의해, 이상시에는, 각 배터리 모듈(100)에 전류가 흐르지 않으므로, 배터리 모듈(100)의 이상 발열이 방지된다.
배터리 ECU(101)는, 버스(104)를 통해 주 제어부(300)에 접속된다. 배터리 ECU(101)로부터 주 제어부(300)에 각 배터리 모듈(100)의 충전량[도 2의 배터리 셀(10)의 충전량]이 부여된다. 주 제어부(300)는, 그 충전량에 기초하여 전동 차량의 동력(예를 들어, 모터의 회전 속도)을 제어한다. 또한, 각 배터리 모듈(100)의 충전량이 적어지면, 주 제어부(300)는, 전원선(501)에 접속된 도시하지 않은 발전 장치를 제어하여 각 배터리 모듈(100)을 충전한다.
또한, 본 실시 형태에 있어서, 발전 장치는 예를 들어 상기의 전원선(501)에 접속된 모터이다. 이 경우, 모터는, 전동 차량의 가속시에 배터리 시스템(500)으로부터 공급된 전력을, 도시하지 않은 구동륜을 구동하기 위한 동력으로 변환한다. 또한, 모터는, 전동 차량의 감속시에 회생 전력을 발생한다. 이 회생 전력에 의해 각 배터리 모듈(100)이 충전된다.
(2) 배터리 모듈의 상세
배터리 모듈(100)의 상세에 대하여 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 배터리 모듈(100)에는 상술한 검출 회로(20)가 장착되어 있다.
도 3은 배터리 모듈(100)의 외관 사시도이며, 도 4는 배터리 모듈(100)의 평면도이며, 도 5는 배터리 모듈(100)의 단부면도이다.
또한, 도 3 내지 도 5 및 후술하는 도 7, 도 8, 도 10 내지 도 19, 도 21 및 도 23 내지 도 27에 있어서는, 화살표 X, Y, Z로 나타낸 바와 같이, 서로 직교하는 3방향을 X방향, Y방향 및 Z방향이라 정의한다. 또한, 본 예에서는, X방향 및 Y방향이 수평면에 평행한 방향이며, Z방향이 수평면에 직교하는 방향이다.
도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 배터리 모듈(100)에 있어서는, 편평한 대략 직육면체 형상을 갖는 복수의 배터리 셀(10)이 X방향으로 배열되도록 배치된다. 이 상태에서, 복수의 배터리 셀(10)은, 한 쌍의 단부면 프레임(92), 한 쌍의 상단부 프레임(93) 및 한 쌍의 하단부 프레임(94)에 의해 일체적으로 고정된다.
한 쌍의 단부면 프레임(92)은 대략 판 형상을 갖고, YZ평면에 평행하게 배치된다. 한 쌍의 상단부 프레임(93) 및 한 쌍의 하단부 프레임(94)은, X방향으로 연장되도록 배치된다.
한 쌍의 단부면 프레임(92)의 네 구석에는, 한 쌍의 상단부 프레임(93) 및 한 쌍의 하단부 프레임(94)을 접속하기 위한 접속부가 형성된다. 한 쌍의 단부면 프레임(92) 사이에 복수의 배터리 셀(10)이 배치된 상태에서, 한 쌍의 단부면 프레임(92)의 상측의 접속부에 한 쌍의 상단부 프레임(93)이 장착되고, 한 쌍의 단부면 프레임(92)의 하측의 접속부에 한 쌍의 하단부 프레임(94)이 장착된다. 이에 의해, 복수의 배터리 셀(10)이, X방향으로 배열되도록 배치된 상태에서 일체적으로 고정된다.
한쪽의 단부면 프레임(92)에는, 외측의 면에 간격을 두고 리지드 프린트 회로 기판(이하, 프린트 회로 기판이라 약기함)(21)이 장착된다. 프린트 회로 기판(21) 상에 검출 회로(20)가 설치된다.
여기서, 복수의 배터리 셀(10)은, Y방향에 있어서의 일단부측 및 타단부측 중 어느 하나의 상면 부분에 플러스 전극(10a)을 갖고, 그 반대측의 상면 부분에 마이너스 전극(10b)을 갖는다. 각 전극(10a, 10b)은, 상방을 향해 돌출되도록 경사져 설치된다(도 5 참조).
이하의 설명에 있어서는, 프린트 회로 기판(21)이 장착되지 않는 단부면 프레임(92)에 인접하는 배터리 셀(10)로부터 프린트 회로 기판(21)이 장착되는 단부면 프레임(92)에 인접하는 배터리 셀(10)까지를 1번째 내지 18번째의 배터리 셀(10)이라 부른다.
도 4에 도시한 바와 같이, 배터리 모듈(100)에 있어서, 각 배터리 셀(10)은, 인접하는 배터리 셀(10) 사이에서 Y방향에 있어서의 플러스 전극(10a) 및 마이너스 전극(10b)의 위치 관계가 서로 반대가 되도록 배치된다.
그것에 의해, 인접하는 2개의 배터리 셀(10) 사이에서는, 한쪽의 배터리 셀(10)의 플러스 전극(10a)과 다른 쪽의 배터리 셀(10)의 마이너스 전극(10b)이 근접하고, 한쪽의 배터리 셀(10)의 마이너스 전극(10b)과 다른 쪽의 배터리 셀(10)의 플러스 전극(10a)이 근접한다. 이 상태에서, 근접하는 2개의 전극에 버스 바(40)가 장착된다. 이에 의해, 복수의 배터리 셀(10)이 직렬 접속된다.
구체적으로는, 1번째의 배터리 셀(10)의 플러스 전극(10a)과 2번째의 배터리 셀(10)의 마이너스 전극(10b)에 공통의 버스 바(40)가 장착된다. 또한, 2번째의 배터리 셀(10)의 플러스 전극(10a)과 3번째의 배터리 셀(10)의 마이너스 전극(10b)에 공통의 버스 바(40)가 장착된다. 마찬가지로 하여, 각 홀수번째의 배터리 셀(10)의 플러스 전극(10a)과 그것에 인접하는 짝수번째의 배터리 셀(10)의 마이너스 전극(10b)에 공통의 버스 바(40)가 장착된다. 각 홀수번째의 배터리 셀(10)의 플러스 전극(10a)과 그것에 인접하는 홀수번째의 배터리 셀(10)의 마이너스 전극(10b)에 공통의 버스 바(40)가 장착된다.
또한, 1번째의 배터리 셀(10)의 마이너스 전극(10b) 및 18번째의 배터리 셀(10)의 플러스 전극(10a)에는, 외부로부터 전원선(501)을 접속하기 위한 버스 바(40a)가 각각 장착된다.
Y방향에 있어서의 복수의 배터리 셀(10)의 일단부측에는, X방향으로 연장되는 긴 형상의 플렉시블 프린트 회로 기판(이하, FPC 기판이라 약기함)(50)이 복수의 버스 바(40)에 공통으로 접속된다. 마찬가지로, Y방향에 있어서의 복수의 배터리 셀(10)의 타단부측에는, X방향으로 연장되는 긴 형상의 FPC 기판(50)이 복수의 버스 바(40, 40a)에 공통으로 접속된다.
FPC 기판(50)은, 주로 절연층 상에 복수의 도체선(배선 패턴)(51, 52)(후술하는 도 8 참조)이 형성된 구성을 갖고, 굴곡성 및 가요성을 갖는다. FPC 기판(50)을 구성하는 절연층의 재료로서는 예를 들어 폴리이미드가 사용되고, 도체선(51, 52)(후술하는 도 8 참조)의 재료로서는 예를 들어 구리가 사용된다. FPC 기판(50) 상에 있어서, 각 버스 바(40, 40a)에 근접하도록 각 PTC 소자(60)가 배치된다.
각 FPC 기판(50)은, 단부면 프레임(92)[프린트 회로 기판(21)이 장착되는 단부면 프레임(92)]의 상단부 부분에서 내측을 향해 직각으로 되접어지고, 또한 하방을 향해 되접어져, 프린트 회로 기판(21)에 접속된다.
또한, 검출 회로(20)가 장착되지 않는 배터리 모듈(100)의 2매의 FPC 기판(50)은, 동일한 모듈군(100A)의 다른 배터리 모듈(100)에 장착된 프린트 회로 기판(21)에 접속된다.
(3) 버스 바 및 FPC 기판의 구조
다음에, 버스 바(40, 40a) 및 FPC 기판(50)의 구조의 상세를 설명한다. 이하, 인접하는 2개의 배터리 셀(10)의 플러스 전극(10a)과 마이너스 전극(10b)을 접속하기 위한 버스 바(40)를 2 전극용의 버스 바(40)라 부르고, 1개의 배터리 셀(10)의 플러스 전극(10a) 또는 마이너스 전극(10b)과 전원선(501)을 접속하기 위한 버스 바(40a)를 전극용의 버스 바(40a)라 부른다.
도 6의 (a)는 2 전극용의 버스 바(40)의 외관 사시도이며, 도 6의 (b)는 1 전극용의 버스 바(40a)의 외관 사시도이다.
도 6의 (a)에 도시한 바와 같이, 2 전극용의 버스 바(40)는, 대략 직사각형 형상을 갖는 베이스부(41) 및 그 베이스부(41)의 한 변으로부터 그 일면측으로 굴곡하여 연장되는 한 쌍의 장착편(42)을 구비한다. 베이스부(41)에는, 한 쌍의 전극 접속 구멍(43)이 형성된다.
도 6의 (b)에 도시한 바와 같이, 1 전극용의 버스 바(40a)는, 대략 정사각형 형상을 갖는 베이스부(45) 및 그 베이스부(45)의 한 변으로부터 그 일면측으로 굴곡하여 연장되는 장착편(46)을 구비한다. 베이스부(45)에는, 전극 접속 구멍(47)이 형성된다.
본 실시 형태에 있어서, 버스 바(40, 40a)는, 예를 들어 인성 구리의 표면에 니켈 도금이 실시된 구성을 갖는다.
도 7은 FPC 기판(50)에 복수의 버스 바(40, 40a) 및 복수의 PTC 소자(60)가 장착된 상태를 도시하는 외관 사시도이다. 도 7에 도시한 바와 같이, 2매의 FPC 기판(50)에는, X방향을 따라 소정의 간격으로 복수의 버스 바(40, 40a)의 장착편(42, 46)이 장착된다. 또한, 복수의 PTC 기판(60)은, 복수의 버스 바(40, 40a)의 간격과 동일한 간격으로 2매의 FPC 기판(50)에 각각 장착된다.
배터리 모듈(100)을 제작할 때에는, 단부면 프레임(92)(도 3 참조), 상단부 프레임(93)(도 3 참조) 및 하단부 프레임(94)(도 3 참조)에 의해 일체적으로 고정된 복수의 배터리 셀(10) 상에, 상기와 같이 복수의 버스 바(40, 40a) 및 복수의 PTC 소자(60)가 장착된 2매의 FPC 기판(50)이 장착된다.
이 장착시에 있어서는, 인접하는 배터리 셀(10)의 플러스 전극(10a) 및 마이너스 전극(10b)이 각 버스 바(40, 40a)에 형성된 전극 접속 구멍(43, 47)에 끼워 넣어진다. 플러스 전극(10a) 및 마이너스 전극(10b)에는 볼트가 형성된다. 각 버스 바(40, 40a)가 인접하는 배터리 셀(10)의 플러스 전극(10a) 및 마이너스 전극(10b)에 끼워 넣어진 상태에서 도시하지 않은 너트가 플러스 전극(10a) 및 마이너스 전극(10b)의 볼트에 나사 결합된다.
이와 같이 하여, 복수의 배터리 셀(10)에 복수의 버스 바(40, 40a)가 장착됨과 함께, 복수의 버스 바(40, 40a)에 의해 FPC 기판(50)이 대략 수평 자세로 유지된다.
(4) 버스 바와 검출 회로의 접속
다음에, 버스 바(40, 40a)와 검출 회로(20)의 접속에 대하여 설명한다. 도 8은, 버스 바(40, 40a)와 검출 회로(20)의 접속에 대하여 설명하기 위한 모식적 평면도이다. 본 예에서는, 검출 회로(20)가 장착된 배터리 모듈(100)에 있어서의 버스 바(40, 40a)와 검출 회로(20)의 접속에 대하여 설명한다.
도 8에 도시한 바와 같이, FPC 기판(50)에는, 복수의 버스 바(40, 40a)의 각각에 대응하도록 복수의 도체선(51, 52)이 설치된다. 각 도체선(51)은, 버스 바(40, 40a)의 장착편(42, 46)과 그 버스 바(40)의 근방에 배치된 PTC 소자(60) 사이에서 Y방향에 평행하게 연장되도록 설치되고, 각 도체선(52)은, PTC 소자(60)와 FPC 기판(50)의 일단부 사이에서 X방향에 평행하게 연장되도록 설치된다.
각 도체선(51)의 일단부는, FPC 기판(50)의 하면측에 노출되도록 설치된다. 하면측에 노출되는 각 도체선(51)의 일단부가, 예를 들어 납땜 또는 용접에 의해 각 버스 바(40, 40a)의 장착편(42, 46)에 전기적으로 접속된다. 그것에 의해, FPC 기판(50)이 각 버스 바(40, 40a)에 고정된다.
각 도체선(51)의 타단부 및 각 도체선(52)의 일단부는, FPC 기판(50)의 상면측에 노출되도록 설치된다. PTC 소자(60)의 한 쌍의 단자(도시하지 않음)가, 예를 들어 납땜에 의해 각 도체선(51)의 타단부 및 각 도체선(52)의 일단부에 접속된다.
각 PTC 소자(60)는, X방향에 있어서, 대응하는 버스 바(40, 40a)의 양단부 사이의 영역에 배치되는 것이 바람직하다. FPC 기판(50)에 응력이 가해진 경우, 인접하는 버스 바(40, 40a) 사이에 있어서의 FPC 기판(50)의 영역은 휘기 쉽지만, 각 버스 바(40, 40a)의 양단부 사이에 있어서의 FPC 기판(50)의 영역은 버스 바(40, 40a)에 고정되어 있기 때문에, 비교적 평탄하게 유지된다. 그로 인해, 각 PTC 소자(60)가 각 버스 바(40, 40a)의 양단부 사이에 있어서의 FPC 기판(50)의 영역 내에 배치됨으로써, PTC 소자(60)와 도체선(51, 52)의 접속성이 충분히 확보된다. 또한, FPC 기판(50)의 휨에 의한 각 PTC 소자(60)에의 영향[예를 들어, PTC 소자(60)의 저항값의 변화]이 억제된다.
프린트 회로 기판(21)에는, FPC 기판(50)의 복수의 도체선(52)에 대응한 복수의 접속 단자(22)가 설치된다. FPC 기판(50)의 각 도체선(52)의 타단부는, 예를 들어 납땜 또는 용접에 의해 대응하는 접속 단자(22)에 접속된다. 또한, 프린트 회로 기판(21)과 FPC 기판(50)의 접속은, 납땜 또는 용접에 한정되지 않고 커넥터를 사용하여 행하여져도 된다.
이와 같이 하여, 각 버스 바(40, 40a)가 PTC 소자(60)를 통해 검출 회로(20)에 전기적으로 접속된다.
(5) 검출 회로의 일 구성예
도 9는, 검출 회로(20)의 일 구성예를 도시하는 블록도이다. 도 9에 도시한 검출 회로(20)는, 제1 및 제2 전압 검출 IC(집적 회로)(20a, 20b)를 포함한다. 본 예에서는, 모듈군(100A)(도 2 참조)의 한쪽의 배터리 모듈(100)에 대응하여 제1 전압 검출 IC(20a)가 설치되고, 다른 쪽의 배터리 모듈(100)에 대응하여 제2 전압 검출 IC(20b)가 설치된다. 또한, 제1 전압 검출 IC(20a) 및 제2 전압 검출 IC(20b)는 1개의 프린트 회로 기판(21)에 실장된다.
한쪽의 배터리 모듈(100)의 복수의 버스 바(40, 40a)(도 2 참조)와 제1 전압 검출 IC(20a)가 복수의 도체선(52)에 의해 접속된다. 또한, 다른 쪽의 배터리 모듈(100)의 복수의 버스 바(40, 40a)(도 2 참조)와 제2 전압 검출 IC(20b)가 복수의 도체선(52)에 의해 접속된다. 이에 의해, 2세트의 배터리 모듈(100)의 각 배터리 셀(10)(도 2 참조)의 단자 전압이 검출된다.
또한, 도 9에서는, 한쪽의 배터리 모듈(100)의 복수의 버스 바(40, 40a)와 제1 전압 검출 IC(20a)를 접속하는 복수의 도체선(52)을 1개의 선으로 도시하고 있다. 마찬가지로, 다른 쪽의 배터리 모듈(100)의 복수의 버스 바(40, 40a)와 제2 전압 검출 IC(20b)를 접속하는 복수의 도체선(52)을 1개의 선으로 도시하고 있다.
상기의 제1 및 제2 전압 검출 IC(20a, 20b) 대신에, 1세트의 배터리 모듈(100)에 대응하는 복수개(2개 또는 3개 등)의 전압 검출 IC를 1개의 프린트 회로 기판(21)에 실장하여도 된다. 이 경우, 각 전압 검출 IC는, 미리 대응시켜진 복수의 배터리 셀(10)의 각 단자 전압을 검출한다.
또한, 상기의 제1 및 제2 전압 검출 IC(20a, 20b) 대신에, 모듈군(100A)의 2세트의 배터리 모듈(100)에 대응하는 1개의 전압 검출 IC를 1개의 프린트 회로 기판(21)에 실장하여도 된다. 이 경우, 모듈군(100A)의 모든 배터리 셀(10)(도 2 참조)의 각 단자 전압이 1개의 전압 검출 IC에 의해 검출된다.
(6) 모듈군에 있어서의 각 구성 요소의 배치
상술한 바와 같이, 도 1의 모듈군(100A)은, 주로 2세트의 배터리 모듈(100) 및 그들에 공통으로 사용되는 검출 회로(20)로 이루어진다. 또한, 모듈군(100A)에 있어서는, 한쪽의 배터리 모듈(100)에 검출 회로(20)가 장착되어 있다(도 2, 도 3 및 도 5 참조). 각 구성 요소의 배치에 대하여 설명한다.
이하의 설명에서는, 2세트의 배터리 모듈(100)을 구별하기 위해, 한쪽의 배터리 모듈(100)을 배터리 모듈(100a)이라 부르고, 다른 쪽의 배터리 모듈(100)을 배터리 모듈(100b)이라 부른다. 또한, 배터리 모듈(100a)의 FPC 기판(50)을 FPC 기판(50a)이라 부르고, 배터리 모듈(100b)의 FPC 기판(50)을 FPC 기판(50b)이라 부른다. 또한, 이후에 설명하는 제2 내지 제10 실시 형태에 있어서도, 하나의 모듈군이 복수 세트의 배터리 모듈(100)을 포함하는 경우에는, 각 배터리 모듈(100) 및 각 FPC 기판(50)에 서로 다른 번호를 부여한다.
도 10의 (a)는 모듈군(100A)의 배치를 도시하는 평면도이다. 또한, 도 10의 (b)는, 한쪽의 배터리 모듈(100a)을 도 10의 (a)의 A-A선에서 본 단부면도이다. 도 10의 (a) 및 도 10의 (b)에 있어서는, 각 배터리 모듈(100a, 100b)의 FPC 기판(50a, 50b)을 각각 상이한 해칭으로 도시하고 있다.
도 10의 (a)에 도시한 바와 같이, 본 예에서는, 2세트의 배터리 모듈(100a, 100b)이 X방향[복수의 배터리 셀(10)이 배열되는 방향]을 따라 일렬로 배치되어 있다.
2세트의 배터리 모듈(100a, 100b) 사이에서는, 서로 근접하는 단부에 설치된 2개의 버스 바(40a)가 띠 형상의 버스 바(501a)를 통해 접속되어 있다. 이에 의해, 2세트의 배터리 모듈(100a, 100b)의 모든 배터리 셀(10)이 직렬 접속된다. 본 예에 있어서의 버스 바(501a)가 도 1 및 도 2의 전원선(501)에 상당한다. 또한, 도 10의 (b)에 있어서는, 버스 바(501a)의 도시는 생략한다.
도 10의 (a)에 도시한 바와 같이, 검출 회로(20)를 포함하는 프린트 회로 기판(21)이 2세트의 배터리 모듈(100a, 100b)의 서로 근접하는 단부면 사이에서 한쪽의 배터리 모듈(100a)의 단부면에 장착되어 있다. 또한, 본 예에서는, 프린트 회로 기판(21)은, 상술한 단부면 프레임(92)에 의해 고정되어 있다.
도 10의 (b)에 도시한 바와 같이, 본 예에서는, 한쪽의 배터리 모듈(100a)의 2매의 FPC 기판(50a)의 단부가 프린트 회로 기판(21)의 상단부 근방에 접속된다. 또한, 다른 쪽의 배터리 모듈(100b)의 2매의 FPC 기판(50b)의 단부가 프린트 회로 기판(21)의 대략 중앙에 접속된다.
이에 의해, 각 배터리 모듈(100a, 100b)의 2매의 FPC 기판(50a, 50b)이 공통의 프린트 회로 기판(21)에 접속되고, 2세트의 배터리 모듈(100a, 100b)의 복수의 버스 바(40, 40a)와 검출 회로(20)가 전기적으로 접속된다. 각 FPC 기판(50a, 50b)과 프린트 회로 기판(21)의 접속의 상세한 것은 상술한 바와 같다. 그것에 의해, 검출 회로(20)가 2세트의 배터리 모듈(100a, 100b)에 공통으로 사용된다.
그 결과, 검출 회로(20)를 배터리 모듈(100a, 100b)마다 설치할 필요가 없으므로, 도 1의 배터리 시스템(500)의 구성이 단순화되어, 저비용화가 실현된다.
또한, 도 1의 배터리 ECU(101)와 통신을 행하는 검출 회로(20)의 개수가 저감됨으로써, 통신을 위한 배선이 단순화된다. 이에 의해, 배터리 시스템(500) 전체의 저비용화, 조립의 용이화, 및 신뢰성의 향상이 실현된다.
상기와 같이, 본 실시 형태에 따르면, 2세트의 배터리 모듈(100a, 100b) 사이에 공통의 검출 회로(20)가 배치된다. 이에 의해, 검출 회로(20)를 2세트의 배터리 모듈(100a, 100b) 중 어느 한쪽의 외측의 단부면에 장착하는 경우에 비해, 각 배터리 모듈(100a, 100b)과 검출 회로(20)를 접속하는 FPC 기판(50a, 50b)[도체선(52)]의 길이를 짧게 할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 모듈군(100A)의 한쪽의 배터리 모듈(100a)에는, 검출 회로(20)를 포함하는 프린트 회로 기판(21)이 일체적으로 설치된다. 이에 의해, 배터리 시스템(500)의 조립이 용이해진다.
또한, 본 실시 형태에 있어서는, 2세트의 배터리 모듈(100a, 100b) 사이에 기체(예를 들어, 공기)의 통로로서 기능하는 간극을 형성하는 것이 바람직하다. 이 경우, 간극을 기체가 통과함으로써, 검출 회로(20)의 방열이 행하여진다.
(7) 배터리 시스템의 조립에 관하여
상술한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 배터리 시스템(500)은, 도시하지 않은 케이싱(이하, 시스템 케이싱이라 부름)을 갖는다. 배터리 시스템(500)의 조립시에는, 복수 세트의 배터리 모듈(100)이 각각 시스템 케이싱의 내부에 고정된다.
각 세트의 배터리 모듈(100)의 완성 후, 그들의 배터리 모듈(100)을 시스템 케이싱에 장착하여도 된다. 이 경우, 각 세트의 배터리 모듈(100)을 시스템 케이싱에 장착하는 시점에서, 복수의 배터리 셀(10) 상에는 2매의 FPC 기판(50)이 장착되어 있다.
이에 대해, 단부면 프레임(92)(도 3 참조), 상단부 프레임(93)(도 3 참조) 및 하단부 프레임(94)(도 3 참조)에 의해 일체적으로 고정된 복수의 배터리 셀(10)을 시스템 케이싱에 장착한 후, 복수의 배터리 셀(10) 상에 2매의 FPC 기판(50)을 장착함으로써, 시스템 케이싱 내에서 각 세트의 배터리 모듈(100)을 완성하여도 된다. 또한, 검출 회로(20)를 포함하는 프린트 회로 기판(21)이 배터리 모듈(100)의 단부면에 고정되는 경우, 그 배터리 모듈(100)에 관해서는 시스템 케이싱에의 장착 전에 2매의 FPC 기판(50)이 장착되어도 된다.
[2] 제2 실시 형태
제2 실시 형태에 관한 배터리 시스템에 대하여, 제1 실시 형태에 관한 배터리 시스템(500)과 상이한 점을 설명한다.
도 11은 제2 실시 형태에 관한 배터리 시스템에 포함되는 모듈군의 배치를 도시하는 평면도이다.
본 실시 형태에 관한 배터리 시스템에 있어서는, 도 11에 도시한 바와 같이, 모듈군(100B)이 3세트의 배터리 모듈(100a, 100b, 100c)을 포함한다. 3세트의 배터리 모듈(100a, 100b, 100c)에 공통으로 1개의 검출 회로(20)가 설치된다.
본 실시 형태에서는, 3세트의 배터리 모듈(100c, 100b, 100a)이 이 순서로 X방향[복수의 배터리 셀(10)이 배열되는 방향]을 따라 일렬로 배치되어 있다.
검출 회로(20)를 포함하는 프린트 회로 기판(21)이, 배터리 모듈(100a, 100b)의 서로 근접하는 단부면 사이에서 한쪽의 배터리 모듈(100a)의 단부면에 장착되어 있다. 본 예에 있어서도, 프린트 회로 기판(21)은, 상술한 단부면 프레임(92)에 의해 고정되어 있다.
이 상태에서, 한쪽의 배터리 모듈(100a)의 2매의 FPC 기판(50a)의 단부가 프린트 회로 기판(21)에 접속된다. 또한, 다른 쪽의 배터리 모듈(100b)의 2매의 FPC 기판(50b)의 단부가 프린트 회로 기판(21)에 접속된다.
배터리 모듈(100c)의 FPC 기판(50c)은, 다른 배터리 모듈(100a, 100b)의 FPC 기판(50a, 50b)의 길이의 약 2배의 길이를 갖는다. 배터리 모듈(100c)의 2매의 FPC 기판(50c)은, 배터리 모듈(100c)의 상면에서 X방향으로 연장되고, 또한 배터리 모듈(100b)의 상면에서 FPC 기판(50b) 상에 겹치도록 X방향으로 연장되어, 공통의 프린트 회로 기판(21)에 접속된다.
이와 같이 하여, 각 배터리 모듈(100a, 100b, 100c)의 2매의 FPC 기판(50a, 50b, 50c)이 공통의 프린트 회로 기판(21)에 접속된다. 그것에 의해, 검출 회로(20)가 3세트의 배터리 모듈(100a, 100b, 100c)에 공통으로 사용된다. 이에 의해, 제1 실시 형태에 관한 배터리 시스템(500)에 비해, 검출 회로(20)의 개수를 더 저감할 수 있다. 그 결과, 배터리 시스템의 구성이 더 단순화되어, 한층 더한 저비용화가 실현된다. 또한, 도 1의 배터리 ECU(101)와 통신을 행하는 검출 회로(20)의 개수가 저감됨으로써, 통신을 위한 배선이 단순화된다. 이에 의해, 배터리 시스템(500) 전체의 저비용화, 조립의 용이화, 및 신뢰성의 향상이 실현된다.
[3] 제3 실시 형태
제3 실시 형태에 관한 배터리 시스템에 대하여, 제1 실시 형태에 관한 배터리 시스템(500)과 상이한 점을 설명한다.
도 12의 (a)는 제3 실시 형태에 관한 배터리 시스템에 있어서의 모듈군의 배치를 도시하는 평면도이며, 도 12의 (b)는 도 12의 (a)의 프린트 회로 기판(21)의 일면을 도시하는 도면이며, 도 12의 (a)는 도 12의 (a)의 프린트 회로 기판(21)의 다른 면을 도시하는 도면이다.
본 실시 형태에 관한 배터리 시스템에 있어서는, 도 12의 (a)에 도시한 바와 같이, 모듈군(100C)이 2세트의 배터리 모듈(100a, 100b)을 포함한다. 제1 실시 형태에 관한 배터리 시스템(500)과 마찬가지로, 2세트의 배터리 모듈(100a, 100b)에 공통으로 1개의 검출 회로(20)가 설치된다.
도 12의 (a)에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 2세트의 배터리 모듈(100a, 100b)이 X방향[복수의 배터리 셀(10)이 배열되는 방향]을 따라 일렬로 배치되어 있다. 또한, 배터리 모듈(100a, 100b)의 근접하는 단부면 사이에서 검출 회로(20)를 포함하는 프린트 회로 기판(21)이 홀더(20H)에 의해 보유 지지된다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 홀더(20H)는 일면 및 다른 면이 외부에 노출되도록 프린트 회로 기판(21)을 보유 지지한다.
도 12의 (b)에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 배터리 모듈(100b)의 2매의 FPC 기판(50b)의 단부가, 프린트 회로 기판(21)의 일면의 상단부 근방에 접속된다. 또한, 도 12의 (c)에 도시한 바와 같이, 배터리 모듈(100a)의 2매의 FPC 기판(50a)의 단부가, 프린트 회로 기판(21)의 다른 면의 상단부 근방에 접속된다.
이와 같이 하여, 각 배터리 모듈(100a, 100b)의 2매의 FPC 기판(50a, 50b)이 공통의 프린트 회로 기판(21)에 접속된다. 그것에 의해, 검출 회로(20)가 2세트의 배터리 모듈(100a, 100b)에 공통으로 사용된다.
본 실시 형태에서는, 프린트 회로 기판(21)의 양면에 복수의 FPC 기판(50a, 50b)의 단부가 접속된다. 이에 의해, 프린트 회로 기판(21)에 있어서의 전자 부품의 실장 영역을 확대할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 프린트 회로 기판(21)의 양면에 복수의 FPC 기판(50a, 50b)의 단부가 접속되지만, 이것에 한정되지 않는다. 프린트 회로 기판(21)의 일면 및 다른 면 중 어느 한쪽에 복수의 FPC 기판(50a, 50b)의 단부가 접속되어도 된다.
이 경우, 단자부의 형성이 용이해져, 프린트 회로 기판(21)의 저비용화가 실현된다. 또한, 프린트 회로 기판(21)의 일면측 또는 다른 면측에서 복수의 FPC 기판(50a, 50b)을 접속할 수 있으므로, 납땜 또는 용접 등의 접속 작업이 용이해진다. 그 결과, 배터리 시스템의 제조 비용이 저감된다.
[4] 제4 실시 형태
제4 실시 형태에 관한 배터리 시스템에 대하여, 제1 실시 형태에 관한 배터리 시스템(500)과 상이한 점을 설명한다.
도 13의 (a)는 제4 실시 형태에 관한 배터리 시스템에 있어서의 모듈군의 배치를 도시하는 평면도이며, 도 13의 (b)는 한쪽의 배터리 모듈(100b)을 도 13의 (a)의 B-B선에서 본 단부면도이다.
도 13의 (a)에 도시한 바와 같이, 모듈군(100D)은 2세트의 배터리 모듈(100a, 100b)을 포함한다. 제1 실시 형태에 관한 배터리 시스템(500)과 마찬가지로, 2세트의 배터리 모듈(100a, 100b)이 X방향[복수의 배터리 셀(10)이 배열되는 방향]을 따라 일렬로 배치되어 있다. 2세트의 배터리 모듈(100a, 100b)에 공통으로 1개의 검출 회로(20)가 설치된다.
본 실시 형태에 관한 배터리 시스템에 있어서는, 검출 회로(20)를 포함하는 프린트 회로 기판(21)은, 배터리 모듈(100b)의 외측의 단부면에 장착되어 있다. 이 상태에서, 배터리 모듈(100b)의 2매의 FPC 기판(50b)의 단부가 프린트 회로 기판(21)에 접속된다. 본 예에 있어서도, 프린트 회로 기판(21)은, 상술한 단부면 프레임(92)에 의해 고정되어 있다.
배터리 모듈(100a)의 FPC 기판(50a)은, 배터리 모듈(100b)의 FPC 기판(50b)의 길이의 약 2배의 길이를 갖는다. 배터리 모듈(100a)의 2매의 FPC 기판(50a)은 배터리 모듈(100a)의 상면에서 X방향으로 연장되고, 또한 배터리 모듈(100b)의 상면에서 FPC 기판(50b) 상에 겹치도록 X방향으로 연장되어, 공통의 프린트 회로 기판(21)에 접속된다.
이와 같이 하여, 각 배터리 모듈(100a, 100b)의 2매의 FPC 기판(50a, 50b)이 공통의 프린트 회로 기판(21)에 접속된다. 그것에 의해, 검출 회로(20)가 2세트의 배터리 모듈(100a, 100b)에 공통으로 사용된다.
본 실시 형태에 관한 배터리 시스템에서는, 검출 회로(20)를 포함하는 프린트 회로 기판(21)이 모듈군(100D)의 배터리 모듈(100b)의 외측의 단부면에 장착된다. 이에 의해, 제1 실시 형태에 관한 배터리 시스템(500)에 비해, 검출 회로(20)의 방열성이 높아진다.
또한, 검출 회로(20)를 포함하는 프린트 회로 기판(21)을 제3 실시 형태에서 설명한 홀더(20H)를 사용하여 2세트의 배터리 모듈(100a, 100b) 중 어느 한쪽의 외측의 단부면에 장착하여도 된다. 이 경우에 있어서도, 상기와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
또한, 검출 회로(20)를 포함하는 프린트 회로 기판(21)을 배터리 모듈(100b)의 외측의 단부면에 장착하는 대신에, 배터리 모듈(100a)의 외측의 단부면에 장착하여도 되고, 배터리 모듈(100b)의 Y방향에 직교하는 한 쌍의 측면 중 어느 하나에 장착하여도 되고, 배터리 모듈(100a)의 Y방향에 직교한다. 한 쌍의 측면 중 어느 하나에 장착하여도 된다. 이들의 경우에 있어서도, 상기와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 이와 같이, 검출 회로(20)를 포함하는 프린트 회로 기판(21)은, 2세트의 배터리 모듈(100a, 100b)이 일체적으로 배치된 모듈군(100D)의 외주 측면에 설치되어 있으면 된다.
[5] 제5 실시 형태
제5 실시 형태에 관한 배터리 시스템에 대하여, 제1 실시의 형태에 관한 배터리 시스템(500)과 상이한 점을 설명한다.
도 14의 (a)는 제5 실시 형태에 관한 배터리 시스템에 있어서의 모듈군의 배치를 도시하는 평면도이며, 도 14의 (b)는 도 14의 (a)의 모듈군을 일단부면측에서 본 단부면도이다.
본 실시 형태에 관한 배터리 시스템에 있어서는, 도 14의 (a)에 도시한 바와 같이, 모듈군(100E)이 3세트의 배터리 모듈(100a, 100b, 100c)을 포함한다. 3세트의 배터리 모듈(100a, 100b, 100c)에 공통으로 1개의 검출 회로(20)가 설치된다.
본 실시 형태에서는, 3세트의 배터리 모듈(100c, 100b, 100a)이 X방향[복수의 배터리 셀(10)이 배열되는 방향]을 따른 상태에서 병렬로 배치된다. 3세트의 배터리 모듈(100a, 100b, 100c)은, 이 순서로 Y방향[복수의 배터리 셀(10)이 배열되는 방향에 직교하는 방향]으로 배열된다.
도 14의 (a) 및 도 14의 (b)에 도시한 바와 같이, 검출 회로(20)를 포함하는 프린트 회로 기판(21)이, 중앙의 배터리 모듈(100b)의 일단부면에 장착되어 있다. 이 상태에서, 배터리 모듈(100b)의 2매의 FPC 기판(50b)의 단부가, 프린트 회로 기판(21)에 접속된다. 본 예에 있어서도, 프린트 회로 기판(21)은, 상술한 단부면 프레임(92)에 의해 고정되어 있다.
또한, 배터리 모듈(100a)의 FPC 기판(50a)은, 배터리 모듈(100a)의 상면에서 X방향으로 연장되고, 또한 배터리 모듈(100a)의 일단부면을 따르도록 Y방향으로 연장되어, 공통의 프린트 회로 기판(21)의 Y방향에 있어서의 일단부에 접속된다.
또한, 배터리 모듈(100c)의 FPC 기판(50c)은, 배터리 모듈(100c)의 상면에서 X방향으로 연장되고, 또한 배터리 모듈(100c)의 일단부면을 따르도록 Y방향으로 연장되어, 공통의 프린트 회로 기판(21)의 Y방향에 있어서의 타단부에 접속된다.
이와 같이 하여, 각 배터리 모듈(100a, 100b, 100c)의 2매의 FPC 기판(50a, 50b, 50c)이 공통의 프린트 회로 기판(21)에 접속된다. 그것에 의해, 제2 실시 형태와 마찬가지로, 검출 회로(20)가 3세트의 배터리 모듈(100a, 100b, 100c)에 공통으로 사용된다. 이에 의해, 제1 실시 형태에 관한 배터리 시스템(500)에 비해, 검출 회로(20)의 개수를 더 저감할 수 있다. 그 결과, 배터리 시스템의 구성이 더 단순화되어, 한층 더한 저비용화가 실현된다. 또한, 도 1의 배터리 ECU(101)와 통신을 행하는 검출 회로(20)의 개수가 저감됨으로써, 통신을 위한 배선이 단순화된다. 이에 의해, 배터리 시스템(500) 전체의 저비용화, 조립의 용이화, 및 신뢰성의 향상이 실현된다.
[6] 제6 실시 형태
제6 실시 형태에 관한 배터리 시스템에 대하여, 제1 실시 형태에 관한 배터리 시스템(500)과 상이한 점을 설명한다.
(1) 배터리 시스템의 전체 구성
제6 배터리 시스템은, 2개의 모듈군을 포함하고, 각 모듈군은 2세트의 배터리 모듈을 구비한다. 본 실시 형태에서는, 2개의 모듈군을 구별하기 위해, 한쪽의 모듈군을 모듈군(110A)이라 부르고, 다른 쪽의 모듈군을 모듈군(110B)이라 부른다.
또한, 모듈군(110A)이 구비하는 한쪽의 배터리 모듈을 배터리 모듈(110a)이라 부르고, 다른 쪽의 배터리 모듈을 배터리 모듈(110b)이라 부른다. 모듈군(110B)이 구비하는 한쪽의 배터리 모듈을 배터리 모듈(110c)이라 부르고, 다른 쪽의 배터리 모듈을 배터리 모듈(110d)이라 부른다.
각 배터리 모듈(110a 내지 110d)의 구성은, 도 3의 배터리 모듈(100)의 구성과 대략 동등하다. 각 배터리 모듈(110a 내지 110d)의 상세한 것은 후술한다.
도 15는, 제6 실시 형태에 관한 배터리 시스템의 모식적 평면도이다. 도 15에 도시한 바와 같이, 제6 실시 형태에 관한 배터리 시스템(500A)은, 모듈군(110A, 110B), 배터리 ECU(101), 콘택터(102), HV(High Voltage; 고압) 커넥터(105) 및 서비스 플러그(106)를 구비한다. 상술한 바와 같이, 모듈군(110A)은 2세트의 배터리 모듈(110a, 110b)을 포함하고, 모듈군(110B)은 2세트의 배터리 모듈(110c, 110d)을 포함한다.
모듈군(110A, 110B), 배터리 ECU(101), 콘택터(102), HV 커넥터(105) 및 서비스 플러그(106)가 상자형의 케이싱(550) 내에 수용된다.
케이싱(550)은, 측면부(550a, 550b, 550c, 550d)를 갖는다. 측면부(550a, 550c)는 서로 평행하다. 측면부(550b, 550d)는 서로 평행하고 또한 측면부(550a, 550c)에 대하여 수직이다.
케이싱(550) 내에 있어서는, 모듈군(110A)의 2세트의 배터리 모듈(110b, 110a)이 측면부(550b)로부터 측면부(550d)를 향해 이 순서로 X방향[복수의 배터리 셀(10)이 배열되는 방향]으로 배열되도록 일렬로 배열되어 있다.
마찬가지로, 모듈군(110B)의 2세트의 배터리 모듈(110d, 110c)이 측면부(550b)로부터 측면부(550d)를 향해 이 순서로 X방향으로 배열되도록 일렬로 배열되어 있다.
Y방향[복수의 배터리 셀(10)이 배열되는 방향에 직교하는 방향]에 있어서, 모듈군(110A)은 측면부(550a) 측에 위치하고, 모듈군(110B)은 측면부(550c)측에 위치한다.
모듈군(110B)과 측면부(550c) 사이에는, 배터리 ECU(101), 콘택터(102), HV 커넥터(105) 및 서비스 플러그(106)가, 측면부(550b)로부터 측면부(550d)를 향해 이 순서로 X방향으로 배열되도록 일렬로 배열되어 있다.
도 16은, 도 15의 모듈군(110A, 110B)의 상세를 설명하기 위한 도면이다. 도 16의 (a)에 도 15의 모듈군(110A)의 확대 평면도가 도시되고, 도 16의 (b)에 도 15의 모듈군(110B)의 확대 평면도가 도시되어 있다.
이하의 설명에서는, 각 배터리 모듈(110a 내지 110d)에 있어서 가장 전위가 높은 플러스 전극(10a)을 고전위 전극(10A)이라 부르고, 각 배터리 모듈(110a 내지 110d)에 있어서 가장 전위가 낮은 마이너스 전극(10b)을 저전위 전극(10B)이라 부른다. 이 경우, 각 배터리 모듈(110a 내지 110d)에 있어서는, X방향[복수의 배터리 셀(10)이 배열되는 방향]에 있어서의 일단부에 고전위 전극(10A) 또는 저전위 전극(10B)이 배치되고, X방향에 있어서의 타단부에 일단부에 배치되는 전극과는 반대 극성의 저전위 전극(10B) 또는 고전위 전극(10A)이 배치된다.
각 배터리 모듈(110a 내지 110d)에 있어서 고전위 전극(10A)에 근접하여 설치되는 단부면 프레임(92)을 한쪽 단부면 프레임(92A)이라 부르고, 저전위 전극(10B)에 근접하여 설치되는 단부면 프레임(92)을 다른 쪽 단부면 프레임(92B)이라 부른다. 배터리 모듈(110a, 110b, 110c, 110d)의 FPC 기판(50)을 각각 FPC 기판(50a, 50b, 50c, 50d)이라 부른다.
도 16의 (a)에 도시한 바와 같이, 모듈군(110A)에 있어서는, 2세트의 배터리 모듈(110a, 110b)에 공통으로 1개의 검출 회로(20)가 설치된다. 검출 회로(20)를 포함하는 프린트 회로 기판(21)은, 측면부(550b)의 근방에서 배터리 모듈(110b)의 다른 쪽 단부면 프레임(92B)에 장착되어 있다. 이 상태에서, 배터리 모듈(110b)의 2매의 FPC 기판(50b)의 단부가 프린트 회로 기판(21)에 접속된다.
배터리 모듈(110a)의 FPC 기판(50a)은, 배터리 모듈(110b)의 FPC 기판(50b)의 길이의 약 2배의 길이를 갖는다. 배터리 모듈(110a)의 2매의 FPC 기판(50a)은, 배터리 모듈(110a)의 상면에서 X방향으로 연장되고, 또한 배터리 모듈(110b)의 상면에서 FPC 기판(50b) 상에 겹치도록 X방향으로 연장되어, 공통의 프린트 회로 기판(21)에 접속된다.
또한, 배터리 모듈(110a, 110b)에 있어서는, 고전위 전극(10A) 및 저전위 전극(10B)이 Y방향[복수의 배터리 셀(10)이 배열되는 방향에 직교하는 방향]에 있어서의 일단부측[도 15의 측면부(550c)측]에 위치한다.
이 경우, Y방향에 있어서의 일단부측에서 배터리 모듈(110a)의 저전위 전극(10B)과 배터리 모듈(110b)의 고전위 전극(10A)이 근접한다. 또한, 배터리 모듈(110a)의 고전위 전극(10A)이 측면부(550d)의 근방에 위치하고, 배터리 모듈(110b)의 저전위 전극(10B)이 측면부(550b)의 근방에 위치한다. 서로 근접하는 배터리 모듈(110a)의 저전위 전극(10B)과 배터리 모듈(110b)의 고전위 전극(10A)이 띠 형상의 버스 바(551)를 통해 접속된다.
도 16의 (b)에 도시한 바와 같이, 모듈군(110B)에 있어서도, 2세트의 배터리 모듈(110c, 110d)에 공통으로 1개의 검출 회로(20)가 설치된다. 검출 회로(20)를 포함하는 프린트 회로 기판(21)은, 측면부(550b)의 근방에서 배터리 모듈(110d)의 한쪽 단부면 프레임(92A)에 장착되어 있다. 이 상태에서, 배터리 모듈(110d)의 2매의 FPC 기판(50d)의 단부가 프린트 회로 기판(21)에 접속된다.
배터리 모듈(110c)의 FPC 기판(50c)은, 배터리 모듈(110d)의 FPC 기판(50d)의 길이의 약 2배의 길이를 갖는다. 배터리 모듈(110c)의 2매의 FPC 기판(50c)은, 배터리 모듈(110c)의 상면에서 X방향으로 연장되고, 또한 배터리 모듈(110d)의 상면에서 FPC 기판(50d) 상에 겹치도록 X방향으로 연장되어, 공통의 프린트 회로 기판(21)에 접속된다.
또한, 배터리 모듈(110c, 110d)에 있어서는, 고전위 전극(10A) 및 저전위 전극(10B)이 Y방향[복수의 배터리 셀(10)이 배열되는 방향에 직교하는 방향]에 있어서의 타단부측[도 15의 측면부(550a)측]에 위치한다.
이 경우, Y방향에 있어서의 타단부측에서 배터리 모듈(110c)의 고전위 전극(10A)과 배터리 모듈(110d)의 저전위 전극(10B)이 근접한다. 또한, 배터리 모듈(110c)의 저전위 전극(10B)이 측면부(550d)의 근방에 위치하고, 배터리 모듈(110d)의 고전위 전극(10A)이 측면부(550b)의 근방에 위치한다.
(2) 전원선의 접속
도 15로 복귀하여, 본 실시 형태에 관한 배터리 시스템(500A)에 있어서는, 배터리 모듈(110c)의 저전위 전극(10B)과 서비스 플러그(106)가 전원선(D2)를 통해 전기적으로 접속된다. 서비스 플러그(106)와 배터리 모듈(110a)의 고전위 전극(10A)이 전원선(D3)을 통해 전기적으로 접속된다. 이 경우, 배터리 모듈(110c)의 저전위 전극(10B), 서비스 플러그(106) 및 배터리 모듈(110a)의 고전위 전극(10A)은, 케이싱(550)의 측면부(550d)의 근방에 위치한다. 이에 의해, 전원선(D2, D3)의 길이를 짧게 할 수 있다. 그것에 의해, 배선이 단순화된다.
또한, 상술한 바와 같이, 배터리 모듈(110a)의 저전위 전극(10B)과 배터리 모듈(110b)의 고전위 전극(10A)이 버스 바(551)를 통해 전기적으로 접속된다. 이 경우, 배터리 모듈(110a)의 저전위 전극(10B)과 배터리 모듈(110b)의 고전위 전극(10A)이 서로 근접하고 있다. 그로 인해, 비교적 짧은 버스 바(551)를 사용할 수 있다.
또한, 배터리 모듈(110b)의 저전위 전극(10B)과 배터리 모듈(110d)의 고전위 전극(10A)이 전원선(D4)을 통해 전기적으로 접속된다. 이 경우, 배터리 모듈(110b)의 저전위 전극(10B) 및 배터리 모듈(110d)의 고전위 전극(10A)은 케이싱(550)의 측면부(550b)의 근방에 위치한다. 이에 의해, 전원선(D4)의 길이를 짧게 할 수 있다. 그것에 의해, 배선이 단순화된다.
또한, 콘택터(102)와 배터리 모듈(110c)의 고전위 전극(10A)이 전원선(D1)을 통해 전기적으로 접속된다. 콘택터(102)와 배터리 모듈(110d)의 저전위 전극(10B)이 전원선(D5)을 통해 전기적으로 접속된다.
X방향에 있어서, 콘택터(102)는 케이싱(550) 내의 대략 중앙부에 위치한다. 따라서, X방향에 있어서는, 배터리 모듈(110d)의 저전위 전극(10B), 콘택터(102) 및 배터리 모듈(110c)의 고전위 전극(10A)이, 케이싱(550) 내의 대략 중앙부에서 근접한다. 이에 의해, 전원선(D1, D5)의 길이를 짧게 할 수 있다. 그것에 의해, 배선이 단순화된다.
콘택터(102)는 전원선(D6, D7)을 통해 HV 커넥터(105)에 전기적으로 접속된다. HV 커넥터(105)는 전동 차량의 모터 등의 부하에 접속된다.
콘택터(102)가 온(ON)된 상태에서는, 배터리 모듈(110c)이 전원선(D1, D6)을 통해 HV 커넥터(105)에 접속됨과 함께, 배터리 모듈(110d)이 전원선(D5, D7)을 통해 HV 커넥터(105)에 접속된다. 즉, 배터리 모듈(110a 내지 110d)과 HV 커넥터(105)에 접속된 부하가 직렬 회로를 형성한다. 그것에 의해, 배터리 모듈(110a 내지 110d)로부터 부하에 전력이 공급된다.
콘택터(102)가 오프되면 배터리 모듈(110c)과 HV 커넥터(105)의 접속 및 배터리 모듈(110d)과 HV 커넥터(105)의 접속이 차단된다.
(3) 통신선의 접속
상술한 바와 같이, 모듈군(110A, 110B)에는, 각각 검출 회로(20)를 포함하는 1매의 프린트 회로 기판(21)이 설치된다.
배터리 ECU(101)가 통신선(P1)을 통해 모듈군(110A)의 프린트 회로 기판(21)에 전기적으로 접속된다. 모듈군(110A)의 프린트 회로 기판(21)이 통신선(P2)을 통해 모듈군(110B)의 프린트 회로 기판(21)에 전기적으로 접속된다. 모듈군(110B)의 프린트 회로 기판(21)이 통신선(P3)을 통해 배터리 ECU(101)에 전기적으로 접속된다. 통신선(P1 내지 P3)에 의해, 도 1의 버스(103)가 구성된다.
이하의 설명에서는, 검출 회로(20)에 의해 검출되는 복수의 배터리 셀(10)에 관한 정보(전압, 전류 및 온도)를 셀 정보라 부른다.
상기와 같이, 모듈군(110A, 110B) 및 배터리 ECU(101) 사이에서 통신선(P1 내지 P3)이 접속됨으로써, 배터리 ECU(101)로부터 통신선(P1)을 통해 모듈군(110A)의 검출 회로(20)에 소정의 제어 신호가 송신된다. 모듈군(110A)의 검출 회로(20)에 의해 검출된 셀 정보는, 통신선(P2, P3)을 통해 배터리 ECU(101)에 제공된다.
또한, 배터리 ECU(101)로부터 통신선(P1, P2)을 통해 모듈군(110B)의 검출 회로(20)에 소정의 제어 신호가 송신된다. 모듈군(110B)의 검출 회로(20)에 의해 검출된 셀 정보는, 통신선(P3)을 통해 배터리 ECU(101)에 제공된다.
(4) 제6 실시 형태의 효과
도 15, 도 16의 (a) 및 도 16의 (b)에 도시한 바와 같이, 모듈군(110A, 110B)의 프린트 회로 기판(21)은 케이싱(550)의 측면부(550b)의 근방에 배치된다. 즉, 모듈군(110A, 110B)의 검출 회로(20)가 Y방향에 있어서 인접하도록 배치된다. 또한, 배터리 ECU(101)도 케이싱(550)의 측면부(550b)의 근방에 배치된다. 이에 의해, 통신선(P1 내지 P3)의 길이를 짧게 할 수 있다. 그것에 의해, 배선이 단순화된다.
또한, 본 실시 형태에서는, 모듈군(110A)의 검출 회로(20)가 2세트의 배터리 모듈(110a, 110b)에 공통으로 사용되고, 모듈군(110B)의 검출 회로(20)가 2세트의 배터리 모듈(110c, 110d)에 공통으로 사용된다. 이에 의해, 배터리 ECU(101)와 통신을 행하는 검출 회로(20)의 개수가 저감됨으로써, 통신선(P1 내지 P3)의 수도 저감되어 있다. 따라서, 통신을 위한 배선이 더 단순화된다.
또한, 본 실시 형태에서는, 상술한 바와 같이 배터리 모듈(110c)의 저전위 전극(10B), 서비스 플러그(106) 및 배터리 모듈(110a)의 고전위 전극(10A)은, 케이싱(550)의 측면부(550d)의 근방에 위치한다. 이에 의해, 전원선(D2, D3)의 길이를 짧게 할 수 있다. 또한, 배터리 모듈(110b)의 저전위 전극(10B) 및 배터리 모듈(110d)의 고전위 전극(10A)은, 케이싱(550)의 측면부(550b)의 근방에 위치한다. 이것에 의해, 전원선(D4)의 길이를 짧게 할 수 있다. 또한, X방향에 있어서는, 배터리 모듈(110d)의 저전위 전극(10B), 콘택터(102) 및 배터리 모듈(110c)의 고전위 전극(10A)이 케이싱(550) 내의 대략 중앙부에서 근접한다. 이에 의해, 전원선(D1, D5)의 길이를 짧게 할 수 있다. 이와 같이, 전원선(D1 내지 D5)의 길이를 짧게 할 수 있다. 그것에 의해, 부하에 전력을 공급하기 위한 배선이 단순화된다.
이들의 결과, 배터리 시스템(500A) 전체의 저비용화, 조립의 용이화, 및 신뢰성의 향상이 실현된다.
또한, 본 실시 형태에 있어서는, 모듈군(110A, 110B)의 검출 회로(20)가, 각각 배터리 모듈(110b)의 다른 쪽 단부면 프레임(92B) 및 배터리 모듈(110d)의 한쪽 단부면 프레임(92A)에 설치되는 예를 설명하였다.
이에 한정되지 않고, 모듈군(110A, 110B)의 검출 회로(20)가 Y방향에 있어서 인접하도록 배치되는 것이면, 각 검출 회로(20)는 다른 부분에 설치되어도 된다.
예를 들어, 모듈군(110A)의 검출 회로(20)를 2세트의 배터리 모듈(110a, 110b) 사이에 배치함과 함께, 모듈군(110B)의 검출 회로(20)를 2세트의 배터리 모듈(110c, 110d) 사이에 배치한다. 이 경우에 있어서도, 모듈군(110A, 110B)의 검출 회로(20)가 Y방향에 있어서 인접하므로, 2개의 검출 회로(20) 사이의 통신선이 단순화된다.
또한, 모듈군(110A)의 검출 회로(20)를 배터리 모듈(110a)의 상면에 배치함과 함께, 모듈군(110B)의 검출 회로(20)를 배터리 모듈(110c)의 상면에 배치한다. 이 경우에 있어서도, 상기와 마찬가지로 통신선이 단순화된다.
[7] 제7 실시 형태
제7 실시 형태에 관한 배터리 시스템에 대하여, 제6 실시 형태에 관한 배터리 시스템(500A)과 상이한 점을 설명한다. 도 17은 제7 실시 형태에 관한 배터리 시스템의 모식적 평면도이다.
(1) 각 구성 요소의 배치
도 17에 도시한 바와 같이, 제7 실시 형태에 관한 배터리 시스템(500B)에 있어서는 모듈군(110A, 110B)의 검출 회로(20)가 각각 도 15의 배터리 시스템(500A)과는 상이한 위치에 배치된다.
구체적으로는, 모듈군(110A)에 있어서는, 검출 회로(20)를 포함하는 프린트 회로 기판(21)이, 배터리 모듈(110a)의 한쪽 단부면 프레임(92A)에 장착된다. 모듈군(110B)에 있어서는, 검출 회로(20)를 포함하는 프린트 회로 기판(21)이, 배터리 모듈(110c)의 다른 쪽 단부면 프레임(92B)에 장착된다.
모듈군(110B)과 측면부(550c) 사이에는, 콘택터(102), HV 커넥터(105), 서비스 플러그(106) 및 배터리 ECU(101)가, 측면부(550b)로부터 측면부(550d)를 향해 이 순서로 X방향으로 배열되도록 일렬로 배열되어 있다.
(2) 전원선의 접속
본 실시 형태에 관한 배터리 시스템(500B)에 있어서는, 배터리 모듈(110d)의 저전위 전극(10B)과 배터리 모듈(110c)의 고전위 전극(10A)이 띠 형상의 버스 바(551)를 통해 전기적으로 접속된다. 배터리 모듈(110c)의 저전위 전극(10B)과 서비스 플러그(106)가 전원선(D12)을 통해 전기적으로 접속된다. 서비스 플러그(106)와 배터리 모듈(110a)의 고전위 전극(10A)이 전원선(D13)을 통해 전기적으로 접속된다.
배터리 모듈(110a)의 저전위 전극(10B)과 배터리 모듈(110b)의 고전위 전극(10A)이 띠 형상의 버스 바(551)를 통해 전기적으로 접속된다. 배터리 모듈(110b)의 저전위 전극(10B)과 콘택터(102)가 전원선(D14)을 통해 전기적으로 접속된다. 콘택터(102)와 배터리 모듈(110d)의 고전위 전극(10A)이 전원선(D11)을 통해 전기적으로 접속된다.
콘택터(102)는 전원선(D6, D7)을 통해 HV 커넥터(105)에 전기적으로 접속된다. HV 커넥터(105)는 전동 차량의 모터 등의 부하에 접속된다.
콘택터(102)가 온된 상태에서는, 배터리 모듈(110d)이 전원선(D11, D6)을 통해 HV 커넥터(105)에 접속됨과 함께, 배터리 모듈(110b)이 전원선(D14, D7)을 통해 HV 커넥터(105)에 접속된다. 즉, 배터리 모듈(110a 내지 110d)과 HV 커넥터(105)에 접속된 부하가 직렬 회로를 형성한다. 그것에 의해, 배터리 모듈(110a 내지 110d)로부터 부하에 전력이 공급된다.
(3) 통신선의 접속
상술한 바와 같이, 모듈군(110A, 110B)에는, 각각 검출 회로(20)를 포함하는 1매의 프린트 회로 기판(21)이 설치된다.
배터리 ECU(101)가 통신선(P11)을 통해 모듈군(110A)의 프린트 회로 기판(21)에 전기적으로 접속된다. 모듈군(110A)의 프린트 회로 기판(21)이 통신선(P12)를 통해 모듈군(110B)의 프린트 회로 기판(21)에 전기적으로 접속된다. 모듈군(110B)의 프린트 회로 기판(21)이 통신선(P13)을 통해 배터리 ECU(101)에 전기적으로 접속된다. 통신선(P11 내지 P13)에 의해, 도 1의 버스(103)가 구성된다.
이 경우, 배터리 ECU(101)로부터 통신선(P11)을 통해 모듈군(110A)의 검출 회로(20)에 소정의 제어 신호가 송신된다. 모듈군(110A)의 검출 회로(20)에 의해 검출된 셀 정보는, 통신선(P12, P13)을 통해 배터리 ECU(101)에 제공된다.
또한, 배터리 ECU(101)로부터 통신선(P11, P12)을 통해 모듈군(110B)의 검출 회로(20)에 소정의 제어 신호가 송신된다. 모듈군(110B)의 검출 회로(20)에 의해 검출된 셀 정보는, 통신선(P13)을 통해 배터리 ECU(101)에 제공된다.
(4) 제7 실시 형태의 효과
본 실시 형태에서는, 모듈군(110A)의 2세트의 배터리 모듈(110a, 110b)로 이루어지는 직렬 회로와, 모듈군(110B)의 2세트의 배터리 모듈(110c, 110d)로 이루어지는 직렬 회로가 서비스 플러그(106)를 통해 접속된다.
서비스 플러그(106)는 예를 들어 배터리 시스템(500B)의 유지 보수시에 작업자에 의해 오프된다. 서비스 플러그(106)가 오프된 경우에는, 배터리 모듈(110a, 110b)로 이루어지는 직렬 회로와 배터리 모듈(110c, 110d)로 이루어지는 직렬 회로가 전기적으로 분리된다.
이 경우, 배터리 모듈(110a, 110b)로 이루어지는 직렬 회로의 총 전압과 배터리 모듈(110c, 110d)로 이루어지는 직렬 회로의 총 전압이 동등해진다. 이에 의해, 유지 보수시에 배터리 시스템(500B) 내에 높은 전압이 발생하는 것이 방지된다.
(5) 통신선의 다른 접속예
모듈군(110A, 110B)에 각각 설치되는 검출 회로(20)와 배터리 ECU(101) 사이의 접속은 이하와 같이 행하여져도 된다. 도 18은 제7 실시 형태에 관한 배터리 시스템(500B)에 있어서의 통신선의 다른 접속예를 도시하는 모식적 평면도이다.
도 18의 예에서는, 배터리 ECU(101)가 통신선(P21)을 통해 모듈군(110A)의 프린트 회로 기판(21)에 전기적으로 접속된다. 또한, 모듈군(110A)의 프린트 회로 기판(21)이 통신선(P22)을 통해 모듈군(110B)의 프린트 직로 기판(21)에 전기적으로 접속된다. 통신선(P21, P22)에 의해, 도 1의 버스(103)가 구성된다.
이 경우, 배터리 ECU(101)로부터 통신선(P21)을 통해 모듈군(110A)의 검출 회로(20)에 소정의 제어 신호가 송신된다. 모듈군(110A)의 검출 회로(20)에 의해 검출된 셀 정보는, 통신선(P21)을 통해 배터리 ECU(101)에 제공된다.
또한, 배터리 ECU(101)로부터 통신선(P21, P22)을 통해 모듈군(110B)의 검출 회로(20)에 소정의 제어 신호가 송신된다. 모듈군(110B)의 검출 회로(20)에 의해 검출된 셀 정보는, 통신선(P22, P21)을 통해 배터리 ECU(101)에 제공된다.
본 예에서는, 통신선의 수를 더 적게 할 수 있다. 그것에 의해, 통신을 위한 배선이 더 단순화된다.
[8] 제8 실시 형태
제8 실시 형태에 관한 배터리 시스템에 대하여, 제6 실시 형태에 관한 배터리 시스템(500A)과 상이한 점을 설명한다. 도 19는, 제8 실시 형태에 관한 배터리 시스템의 모식적 평면도이다.
(1) FPC 기판의 구성
도 19에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 배터리 시스템(500C)에 있어서는, 모듈군(110A)의 2세트의 배터리 모듈(110a, 110b)에 2매의 FPC 기판(50x)이 공통으로 사용된다. 마찬가지로, 모듈군(110B)의 2세트의 배터리 모듈(110c, 110d)에 2매의 FPC 기판(50x)이 공통으로 사용된다. FPC 기판(50x)의 상세를 설명한다.
도 20은, 제8 실시 형태에 관한 배터리 시스템(500C)에 사용되는 FPC 기판(50x)의 평면도이다.
도 20에 도시한 바와 같이, FPC 기판(50x)은 띠 형상의 제1 영역(R11), 띠 형상의 제2 영역(R12) 및 직사각형 형상의 접속 영역(R13)을 포함한다. 제1 영역(R11)은 복수의 버스 바(40, 40a)가 장착됨과 함께 복수의 도체선(52)이 설치되는 영역이다. 제2 영역(R12)은 복수의 도체선(52)이 설치되는 영역이다. 접속 영역(R13)은, 제1 및 제2 영역(R11, R12)에 설치된 도체선(52)을 프린트 회로 기판(21)(도 19)에 접속하기 위한 영역이다.
여기서, 제1 영역(R11)에 있어서 한쪽의 측변을 제1 측변(R11a)이라 부르고, 제1 측변(R11a)과 반대측인 다른 쪽의 측변을 제2 측변(R11b)이라 부른다. 또한, 제1 영역(R11)에 있어서 한쪽의 단부변을 제1 단부변(R11c)이라 부르고, 제1 단부변(R11c)과 반대측인 다른 쪽의 단부변을 제2 단부변(R11d)이라 부른다.
본 예에서는, 제1 영역(R11)의 길이(길이 방향에 있어서의 길이)는, 하나의 배터리 모듈의 X방향[복수의 배터리 셀(10)이 배열되는 방향]에 있어서의 길이의 약 2배이다. 한편, 제2 영역(R12)의 길이(길이 방향에 있어서의 길이)는, 하나의 배터리 모듈의 X방향[복수의 배터리 셀(10)이 배열되는 방향]에 있어서의 길이와 대략 동등하다. 이들로부터, 제2 영역(R12)의 길이(길이 방향에 있어서의 길이)는 제1 영역(R11)의 길이(길이 방향에 있어서의 길이)의 약 1/2이다.
이 FPC 형상판(50x)에 있어서는, 제2 영역(R12)은, 길이 방향에 있어서의 제1 영역(R11)의 대략 중앙부로부터 제1 단부변(R11c)의 근방에 걸쳐, 제1 영역(R11)의 제1 측변(R11a)을 따라 일체적으로 형성된다. 제1 영역(R11)과 제2 영역(R12)의 경계, 즉 제1 측변(R11a)의 일부의 영역이 후술하는 절곡선(B1)과 일치한다.
접속 영역(R13)은, 제1 영역(R11)의 제1 단부변(R11c)을 따라 일체적으로 형성된다. 접속 영역(R13)의 일부는 제1 영역(R11)의 측방으로 돌출된다.
제1 영역(R11)의 제2 측변(R11b)을 따라 복수의 버스 바(40, 40a)가 소정의 간격으로 배열되도록 제1 영역(R11)의 표면에 장착된다. 또한, 복수의 PTC 소자(60)는, 복수의 버스 바(40, 40a)의 간격과 동일한 간격으로 제1 영역(R11)의 표면에 각각 장착되어 있다. 이 상태에서, FPC 기판(50x)이 절곡선(B1)에 있어서 절곡된다(굵은 선 화살표 참조).
절곡선(B1)에서 FPC 기판(50x)이 골 접기됨으로써, 제1 영역(R11) 상에 제2 영역(R12)이 중첩된다.
이하, 제1 영역(R11)의 일부 및 제2 영역(R12)을 포함하는 FPC 기판(50x)의 일단부측의 영역을 일단부 영역(R21)으로 하고, 일단부 영역(R21) 및 접속 영역(R13)을 제외한 FPC 기판(50x)의 타단부측의 영역을 타단부 영역(R22)으로 한다. 후술하는 바와 같이, FPC 기판(50x)이 배터리 모듈(110a, 110b, 110c, 110d)에 설치되는 경우에는, 일단부 영역(R21) 및 타단부 영역(R22)은 이 순서로 프린트 회로 기판(21)으로부터 멀어지도록 배치된다.
여기서, 복수의 도체선(52)은 각각 복수의 PTC 소자(60)로부터 FPC 기판(50x)의 길이 방향을 따라 병렬로 연장된다. 그로 인해, 서로 병렬로 연장되는 도체선(52)의 수는, 접속 영역(R13)에 가까운 영역일수록 많아진다. 이에 의해, 타단부 영역(R22)에 설치되는 도체선(52)의 수는 일단부 영역(R21)에 설치되는 도체선(52)의 수보다도 적다.
따라서, FPC 기판(50x)에 있어서는, 타단부 영역(R22)의 폭(길이 방향에 수직인 방향에 있어서의 길이)이 일단부 영역(R21)의 폭(길이 방향에 수직인 방향에 있어서의 길이)보다도 작게 설정된다. 이에 의해, 복수의 도체선(52)의 폭 및 피치를 작게 할 필요가 없으므로, 도체선(52)의 단락 및 발열을 충분히 방지할 수 있다. 또한, 타단부 영역(R22)에 있어서의 공간의 낭비가 삭감된다.
도 19로 복귀하여, 2세트의 배터리 모듈(110a, 110b)에 공통으로 사용되는 FPC 기판(50x)은, 작은 폭의 타단부 영역(R22)이 배터리 모듈(110a)의 상면에서 X방향으로 연장되도록 또한 큰 폭의 일단부 영역(R21)이 검출 회로(20)를 포함하는 배터리 모듈(110b)의 상면에서 X방향으로 연장되도록 설치된다. 또한, 2세트의 배터리 모듈(110c, 110d)에 공통으로 사용되는 FPC 기판(50x)은, 작은 폭의 타단부 영역(R22)이 배터리 모듈(110c)의 상면에서 X방향으로 연장되도록 또한 큰 폭의 일단부 영역(R21)이 검출 회로(20)를 포함하는 배터리 모듈(110d)의 상면에서 X방향으로 연장되도록 설치된다.
또한, 본 예에서는 제2 영역(R12)의 길이가 배터리 모듈의 X방향[복수의 배터리 셀(10)이 배열되는 방향]에 있어서의 길이와 대략 동등하지만, 도체선(52)의 개수 및 배치에 따라서 제2 영역(R12)의 길이를 적절히 변경하여도 된다. 즉, 도체선(52)의 개수가 많아져 제1 영역(R11)만으로는 도체선(52)의 배치 공간이 부족한 개소로부터 접속 영역(R13)(도 20)의 근방에 걸쳐 제2 영역(R12)이 설치되어도 된다.
(2) 제8 실시 형태의 효과
상기와 같이, FPC 기판(50x)이 2세트의 배터리 모듈에 공통으로 사용됨으로써, 부품 개수의 증가가 방지되어, 구성이 단순화된다. 또한, 복수의 도체선(52)의 폭 및 피치를 작게 할 필요가 없으므로, 도체선(52)의 단락 및 발열을 충분히 방지할 수 있다. 이들의 결과, 배터리 시스템(500C) 전체의 저비용화, 조립의 용이화, 및 신뢰성의 향상이 실현된다.
[9] 제9 실시 형태
제9 실시 형태에 관한 배터리 시스템에 대하여, 제8 실시 형태에 관한 배터리 시스템(500C)과 상이한 점을 설명한다. 도 21은 제9 실시 형태에 관한 배터리 시스템의 모식적 평면도이다.
(1) FPC 기판의 구성
도 21에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 배터리 시스템(500D)에 있어서는, 모듈군(110A)의 2세트의 배터리 모듈(110a, 110b)에 2매의 FPC 기판(50y)이 공통으로 사용된다. 마찬가지로, 모듈군(110B)의 2세트의 배터리 모듈(110c, 110d)에 2매의 FPC 기판(50y)이 공통으로 사용된다. FPC 기판(50y)의 상세를 설명한다.
도 22는 제9 실시 형태에 관한 배터리 시스템(500D)에 사용되는 FPC 기판(50y)의 평면도이다. 도 22의 FPC 기판(50y)에 대하여, 도 20의 FPC 기판(50x)과 상이한 점을 설명한다.
이 FPC 기판(50y)에 있어서는, 제1 영역(R11)의 폭(길이 방향에 수직인 방향에 있어서의 길이)과 제2 영역(R12)의 폭(길이 방향에 수직인 방향에 있어서의 길이)이 대략 동등하다.
타단부 영역(R22)에 있어서는, 제1 영역(R11)의 제2 측변(R11b)을 따라 복수의 버스 바(40, 40a)가 소정의 간격으로 배열되도록 제1 영역(R11)의 표면에 장착된다. 복수의 PTC 소자(60)는, 복수의 버스 바(40, 40a)의 간격과 동일한 간격으로 제1 영역(R11)의 표면에 각각 장착되어 있다. 각 PTC 소자(60)에 접속된 도체선(52)은 제1 영역(R11)으로부터 제2 영역(R12)을 통과하지 않고 접속 영역(R13)으로 연장된다.
일단부 영역(R21)에 있어서는, 제2 영역(R12)의 한쪽의 측변[절곡선(B1)과 반대측의 측변]을 따라 복수의 버스 바(40, 40a)가 소정의 간격으로 배열되도록 제2 영역(R12)의 표면에 장착된다. 복수의 PTC 소자(60)는, 복수의 버스 바(40, 40a)의 간격과 동일한 간격으로 제2 영역(R12)의 표면에 각각 장착되어 있다. 각 PTC 소자(60)에 접속된 도체선(52)은 제2 영역(R12)으로부터 제1 영역(R11)을 통과하여 접속 영역(R13)으로 연장된다.
이 상태에서, FPC 기판(50y)이 절곡선(B1)에 있어서 절곡된다(굵은 선 화살표 참조). 이에 의해, 제1 영역(R11) 상에 제2 영역(R12)이 중첩된다. 상술한 바와 같이, 제1 영역(R11)의 폭과 제2 영역(R12)의 폭이 대략 동등하다. 따라서, 일단부 영역(R21)에 있어서는, 제2 영역(R12)에 장착된 복수의 버스 바(40, 40a)가 제1 영역(R11)의 제2 측변(R11b)을 따르도록 배치된다. 그것에 의해, 일단부 영역(R21) 및 타단부 영역(R22)에 걸쳐, 모든 40, 40a가 제1 영역(R11)의 제2 측변(R11b)을 따르도록 소정의 간격으로 배치된다(도 22의 점선부 40, 40a 참조).
도 21로 복귀하여, 2세트의 배터리 모듈(110a, 110b)에 공통으로 사용되는 FPC 기판(50y)은, 작은 폭의 타단부 영역(R22)이 배터리 모듈(110a)의 상면에서 X방향으로 연장되도록 또한 큰 폭의 일단부 영역(R21)이 검출 회로(20)를 포함하는 배터리 모듈(110b)의 상면에서 X방향으로 연장되도록 설치된다. 또한, 2세트의 배터리 모듈(110c, 110d)에 공통으로 사용되는 FPC 기판(50y)은, 작은 폭의 타단부 영역(R22)이 배터리 모듈(110c)의 상면에서 X방향으로 연장되도록 또한 큰 폭의 일단부 영역(R21)이 검출 회로(20)를 포함하는 배터리 모듈(110d)의 상면에서 X방향으로 연장되도록 설치된다.
또한, 본 예에 있어서도, 제2 영역(R12)의 길이가 배터리 모듈의 X방향[복수의 배터리 셀(10)이 배열되는 방향]에 있어서의 길이와 대략 동등하지만, 도체선(52)의 개수 및 배치에 따라서 제2 영역(R12)의 길이를 적절히 변경하여도 된다. 즉, 도체선(52)의 개수가 많아져 제1 영역(R11)만으로는 도체선(52)의 배치 공간이 부족한 개소로부터 접속 영역 R3(도 22)의 근방에 걸쳐 제2 영역(R12)이 설치되어도 된다.
(2) 제9 실시 형태의 효과
도 22의 FPC 기판(50y)에 있어서는, 도 20의 FPC 기판(50x)에 비해, 절곡선(B1)과 도체선(52)이 서로 교차하는 개소가 적다. 그것에 의해, FPC 기판(50y)의 절곡시에 도체선(52)에 왜곡이 발생하는 개소가 감소한다.
상기와 같이, FPC 기판(50y)이 2세트의 배터리 모듈에 공통으로 사용됨으로써, 부품 개수의 증가가 방지되어, 구성이 단순화된다. 또한, 복수의 도체선(52)의 폭 및 피치를 작게 할 필요가 없으므로, 도체선(52)의 단락 및 발열을 충분히 방지할 수 있다. 이들의 결과, 배터리 시스템(500D) 전체의 저비용화, 조립의 용이화, 및 신뢰성의 향상이 실현된다.
[10] 제10 실시 형태
제10 실시 형태에 관한 배터리 시스템에 대하여, 제1 실시 형태에 관한 배터리 시스템(500)과 상이한 점을 설명한다.
제10 실시 형태에 관한 배터리 시스템에 포함되는 모듈군은, 주로 2세트의 배터리 모듈로 이루어진다. 본 실시 형태에서 사용되는 2세트의 배터리 모듈은, 제1 실시 형태에서 사용되는 배터리 모듈(100)의 구성과는 상이한 구성을 갖는다.
(1) 한쪽의 배터리 모듈의 구성
우선, 2세트의 배터리 모듈 중 한쪽의 배터리 모듈의 구성에 대하여 설명한다. 도 23은 제10 실시 형태에 관한 배터리 시스템에서 사용되는 한쪽의 배터리 모듈을 도시하는 외관 사시도이며, 도 24는 도 23의 배터리 모듈(120a)의 한쪽 측면도이며, 도 25는 도 23의 배터리 모듈(120a)의 다른 쪽 측면도이다.
도 23 내지 도 25에 도시한 바와 같이, 배터리 모듈(120a)은, 배터리 블록(BB), 프린트 회로 기판(21) 및 FPC 기판(50a)을 갖는다. 프린트 회로 기판(21)에는 검출 회로(20)가 설치되어 있다.
전지 블록(BB)은, 주로 복수의 원통형의 배터리 셀(1), 및 복수의 배터리 셀(1)을 보유 지지하는 한 쌍의 배터리 홀더(90)에 의해 구성된다. 각 배터리 셀(1)은 대향하는 단부면을 갖는 원통형의 외형(소위 원기둥 형상)을 갖는다. 배터리 셀(1)의 한쪽의 단부면에는 플러스 전극이 형성된다. 또한, 배터리 셀(1)의 다른 쪽의 단부면에는 마이너스 전극이 형성된다.
복수의 배터리 셀(1)은 각각의 축심이 서로 평행해지도록 병렬로 배열된다. 도 23 내지 도 25의 예에서는, 각 배터리 셀(1)의 축심이 Y방향에 평행하게 되어 있다. 복수의 배터리 셀(1) 중, 절반 수(본 예에서는 6개)의 배터리 셀(1)이 상단에 배치되고, 나머지의 절반 수(본 예에서는 6개)의 배터리 셀(1)이 하단에 배치된다.
또한, 상단 및 하단의 각각에 있어서, 복수의 배터리 셀(1)은, 인접하는 각 2개의 배터리 셀(1) 사이에서 플러스 전극 및 마이너스 전극의 위치 관계가 서로 반대가 되도록 배치된다. 그것에 의해, 인접하는 각 2개의 배터리 셀(1) 중 한쪽의 배터리 셀(1)의 플러스 전극과 다른 쪽의 배터리 셀(1)의 마이너스 전극이 인접하고, 한쪽의 배터리 셀(1)의 마이너스 전극과 다른 쪽의 배터리 셀(1)의 플러스 전극이 인접한다.
배터리 홀더(90)는 예를 들어, 수지에 의해 형성되는 대략 직사각형 형상의 판 형상 부재로 이루어진다. 배터리 홀더(90)는 일면 및 다른 면을 갖는다. 이하, 배터리 홀더(90)의 일면 및 다른 면을 각각 외면 및 내면이라 부른다. 복수의 배터리 셀(1)을 사이에 끼우도록 한 쌍의 배터리 홀더(90)가 배치된다. 이 경우, 각 배터리 셀(1)의 일단부면에 대향하도록 한쪽의 배터리 홀더(90)가 배치되고, 각 배터리 셀(1)의 타단부면에 대향하도록 다른 쪽의 배터리 홀더(90)가 배치된다.
배터리 홀더(90)의 네 구석에는 구멍부가 형성되고, 그 구멍부에 막대 형상의 체결 부재(13)의 양단부가 삽입 통과된다. 체결 부재(13)의 양단부에는 볼트가 형성되어 있다. 이 상태에서, 체결 부재(13)의 양단부에 너트(N)가 장착됨으로써, 복수의 배터리 셀(1)과 한 쌍의 배터리 홀더(90)가 일체적으로 고정된다. 또한, 배터리 홀더(90)에는, 길이 방향을 따라 3개의 구멍부(90h)가 등간격으로 형성된다. 구멍부(90h)에는 도체선(52a)이 삽입 통과된다. 본 예에서는, 배터리 홀더(90)의 길이 방향이 X방향에 평행하다.
여기서, 배터리 블록(BB)을 둘러싸는 가상적인 직육면체를 생각한다. 직육면체의(6)의 가상면 중, X방향에 있어서의 일단부에서 상단 및 하단에 위치하는 배터리 셀(1)의 외주면에 대향하는 가상면을 배터리 블록(BB)의 측면(Ea)이라 부르고, X방향에 있어서의 타단부에서 상단 및 하단에 위치하는 배터리 셀(1)의 외주면에 대향하는 가상면을 배터리 블록(BB)의 측면(Eb)이라 부른다.
또한, 직육면체의 6개의 가상면 중, 복수의 배터리 셀(1)의 Y방향에 있어서의 한쪽의 단부면에 대향하는 가상면을 배터리 블록(BB)의 측면(Ec)이라 부르고, 복수의 배터리 셀(1)의 Y방향에 있어서의 다른 쪽의 단부면에 대향하는 가상면을 배터리 블록(BB)의 측면(Ed)이라 부른다.
또한, 직육면체의 6개의 가상면 중, 상단의 복수의 배터리 셀(1)의 외주면에 대향하는 가상면을 배터리 블록(BB)의 측면(Ee)이라 부르고, 하단의 복수의 배터리 셀(1)의 외주면에 대향하는 가상면을 배터리 블록(BB)의 측면(Ef)이라 부른다.
배터리 블록(BB)의 측면(Ea, Eb)은, 상단 또는 하단의 복수의 배터리 셀(1)의 정렬 방향(X방향)에 수직이다. 즉, 배터리 블록(BB)의 측면(Ea, Eb)은, 각각 Y-Z평면에 평행하고 또한 서로 대향하는 면이다. 배터리 블록(BB)의 측면(Ec, Ed)은, 각 배터리 셀(1)의 축방향(Y방향)에 수직이다. 즉, 배터리 블록(BB)의 측면(Ec, Ed)은, 각각 X-Z평면에 평행하고 또한 서로 대향하는 면이다. 배터리 블록(BB)의 측면(Ee, Ef)은, 상단 또는 하단의 복수의 배터리 셀(1)의 정렬 방향(X방향) 및 각 배터리 셀(1)의 축방향(Y방향)에 평행하다. 즉, 배터리 블록(BB)의 측면(Ee, Ef)은 각각 X-Y평면에 평행하고 또한 서로 대향하는 면이다.
각 배터리 셀(1)의 플러스 전극 및 마이너스 전극의 한쪽은 배터리 블록(BB)의 측면(Ec)에 배치되고, 다른 쪽은 배터리 블록(BB)의 측면(Ed)에 배치된다.
배터리 블록(BB)에 있어서, 복수의 배터리 셀(1)은, 복수의 버스 바(40, 40a) 및 육각 볼트(14)에 의해 직렬 접속된다. 구체적으로는, 각 배터리 홀더(90)에는, 상단 및 하단의 복수의 배터리 셀(1)에 대응하도록 복수의 구멍부가 형성된다. 각 배터리 셀(1)의 플러스 전극 및 마이너스 전극이 한 쌍의 배터리 홀더(90)의 대응하는 구멍부에 각각 끼워 넣어진다. 그것에 의해, 각 배터리 셀(1)의 플러스 전극 및 마이너스 전극은, 한 쌍의 배터리 홀더(90)의 외면으로부터 돌출된다.
상기와 같이, 배터리 블록(BB)에 있어서, 각 배터리 셀(1)은, 인접하는 배터리 셀(1) 사이에서 플러스 전극 및 마이너스 전극의 위치 관계가 서로 반대가 되도록 배치되므로, 인접하는 2개의 배터리 셀(1) 사이에서는, 한쪽의 배터리 셀(1)의 플러스 전극과 다른 쪽의 배터리 셀(1)의 마이너스 전극이 근접하고, 한쪽의 배터리 셀(1)의 마이너스 전극과 다른 쪽의 배터리 셀(1)의 플러스 전극이 근접한다. 이 상태에서, 복수의 배터리 셀(1)이 직렬 접속되도록 근접하는 플러스 전극 및 마이너스 전극에 버스 바(40)가 장착된다.
이상의 설명에서는, 배터리 블록(BB)의 상단에 배치되는 6개의 배터리 셀(1) 중, 측면(Ea)에 가장 가까운 배터리 셀(1)로부터 측면(Eb)에 가장 가까운 배터리 셀(1)까지를 1번째 내지 6번째의 배터리 셀(1)이라 부른다. 또한, 배터리 블록(BB)의 하단에 배치되는 6개의 배터리 셀(1) 중, 측면(Eb)에 가장 가까운 배터리 셀(1)로부터 측면(Ea)에 가장 가까운 배터리 셀(1)까지를 7번째 내지 12번째 배터리 셀(1)이라 부른다.
이 경우, 1번째의 배터리 셀(1)의 마이너스 전극과 2번째의 배터리 셀(1)의 플러스 전극에 공통의 버스 바(40)가 장착된다. 또한, 2번째의 배터리 셀(1)의 마이너스 전극과 3번째의 배터리 셀(1)의 플러스 전극에 공통의 버스 바(40)가 장착된다. 마찬가지로 하여, 각 홀수번째의 배터리 셀(1)의 마이너스 전극과 그것에 인접하는 짝수번째의 배터리 셀(1)의 플러스 전극에 공통의 버스 바(40)가 장착된다. 각 짝수번째의 배터리 셀(1)의 마이너스 전극과 그것에 인접하는 홀수번째의 배터리 셀(1)의 플러스 전극에 공통의 버스 바(40)가 장착된다.
또한, 1번째의 배터리 셀(1)의 플러스 전극 및 12번째의 배터리 셀(1)의 마이너스 전극에는, 외부로부터 전력선을 접속하기 위한 버스 바(40a)가 각각 장착된다.
검출 회로(20)를 포함하는 프린트 회로 기판(21)은 배터리 블록(BB)의 측면(Ea)에 장착된다.
배터리 블록(BB)의 측면(Ec) 상으로부터 측면(Ea) 상으로 연장되도록 긴 형상의FPC 기판(50a)이 설치된다. 또한, 배터리 블록(BB)의 측면(Ed) 상으로부터 측면(Ea) 상으로 연장되도록 긴 형상의 FPC 기판(50a)이 설치된다.
이들의 FPC 기판(50a)의 구성은, 제1 내지 제8 실시 형태에서 사용되는 FPC 기판(50)의 구성과 대략 동일하다. FPC 기판(50a) 상에 있어서, 복수의 버스 바(40, 40a)에 각각 근접하도록 PTC 소자(60)가 배치되어 있다.
도 24에 도시한 바와 같이, 한쪽의 FPC 기판(50a)은, 배터리 블록(BB)의 측면(Ec) 상의 중앙부에서 복수의 배터리 셀(1)의 정렬 방향(X방향)으로 연장되도록 배치된다. 이 FPC 기판(50a)은 복수의 버스 바(40)에 공통으로 접속된다. 도 25에 도시한 바와 같이, 다른 쪽의 FPC 기판(50a)은, 배터리 블록(BB)의 측면(Ed) 상의 중앙부에서 복수의 배터리 셀(1)의 정렬 방향(X방향)으로 연장되도록 배치된다. 이 FPC 기판(50a)은 복수의 버스 바(40, 40a)에 공통으로 접속된다.
측면(Ec) 상의 FPC 기판(50a)은, 배터리 블록(BB)의 측면(Ec)의 한쪽의 단부에서 측면(Ea) 상을 향해 직각으로 되접어져, 프린트 회로 기판(21)에 접속된다. 또한, 측면(Ed) 상의 FPC 기판(50a)은, 배터리 블록(BB)의 측면(Ed)의 한쪽의 단부에서 측면(Ea) 상을 향해 직각으로 되접어져, 프린트 회로 기판(21)에 접속된다.
또한, 도 23에 도시한 바와 같이, 배터리 블록(BB)에는, 복수의 서미스터(11)가 장착된다. 서미스터(11)는, 도체선(52a)을 통해 FPC 기판(50a)에 접속된다. 배터리 모듈(120a)의 버스 바(40, 40a) 및 서미스터(11)는, FPC 기판(50a)에 형성된 도체선에 의해, 각각 프린트 회로 기판(21)에 전기적으로 접속된다.
(2) 다른 쪽의 배터리 모듈의 구성
계속해서, 2세트의 배터리 모듈 중 다른 쪽의 배터리 모듈의 구성에 대하여 설명한다. 도 26은 제10 실시 형태에 관한 배터리 시스템에서 사용되는 다른 쪽의 배터리 모듈을 도시하는 외관 사시도이다.
다른 쪽의 배터리 모듈에 대하여, 도 23 내지 도 25의 배터리 모듈(120a)과 상이한 점을 설명한다.
도 26에 도시한 바와 같이, 이 배터리 모듈(120b)에 있어서는, 배터리 블록(BB)의 측면(Ea)에 프린트 회로 기판(21)이 장착되어 있지 않다. 그로 인해, 배터리 모듈(120b)에는 검출 회로(20)가 설치되어 있지 않다.
또한, 이 배터리 모듈(120b)에 있어서는, 배터리 블록(BB)의 측면(Ec, Ed) 상에 설치되는 2매의 FPC 기판(50b)이, 각각 배터리 모듈(120a)의 2매의 FPC 기판(50a)의 길이의 약 2배의 길이를 갖는다.
(3) 모듈군의 구성
도 27은, 제10 실시 형태에 관한 배터리 시스템에 포함되는 모듈군의 배치를 도시하는 외관 사시도이다.
이 모듈군(120A)에 있어서는, 도 27에 도시한 바와 같이, 2세트의 배터리 모듈(120a, 120b)이 배터리 모듈(120a)의 배터리 블록(BB)의 측면(Eb)과 배터리 모듈(120b)의 배터리 블록(BB)의 측면(Ea)이 대향한 상태에서 근접하여 배치된다. 이에 의해, 배터리 모듈(120a, 120b)이 복수의 배터리 셀(1)의 정렬 방향(X방향)을 따라 일렬로 배치된다.
이 상태에서, 배터리 모듈(120a)의 6번째의 배터리 셀(1)의 마이너스 전극과 배터리 모듈(120b)의 1번째의 배터리 셀(1)의 플러스 전극이 띠 형상의 버스 바(551)에 의해 접속된다. 마찬가지로, 배터리 모듈(120b)의 12번째의 배터리 셀(1)의 마이너스 전극과 배터리 모듈(120a)의 7번째의 배터리 셀(1)의 플러스 전극이 띠 형상의 버스 바(551)에 의해 접속된다. 이에 의해, 배터리 모듈(120a, 120b)의 모든 배터리 셀(1)이 직렬 접속된다.
이 모듈군(120A)에 있어서는, 배터리 모듈(120a)의 배터리 블록(BB)의 측면(Ea)에 설치되는 검출 회로(20) 및 프린트 회로 기판(21)이, 2세트의 배터리 모듈(120a, 120b)에 공통으로 사용된다.
상술한 바와 같이, 배터리 모듈(120a)의 한쪽의 FPC 기판(50a)은, 배터리 블록(BB)의 측면(Ec) 상으로부터 측면(Ea) 상으로 연장되도록 설치되어, 프린트 회로 기판(21)에 접속되어 있다. 배터리 모듈(120a)의 다른 쪽의 FPC 기판(50a)은, 배터리 블록(BB)의 측면(Ed) 상으로부터 측면(Ea) 상으로 연장되도록 설치되어, 프린트 회로 기판(21)에 접속되어 있다.
배터리 모듈(120b)의 한쪽의 FPC 기판(50b)은, 배터리 모듈(120b)의 측면(Ec) 상에서 X방향으로 연장되고, 또한 배터리 모듈(120a)의 측면(Ec) 상에서 FPC 기판(50a) 상에 겹치도록 X방향으로 연장되어, 공통의 프린트 회로 기판(21)에 접속된다.
배터리 모듈(120b)의 다른 쪽의 FPC 기판(50b)은, 배터리 모듈(120b)의 측면(Ed) 상에서 X방향으로 연장되고, 또한 배터리 모듈(120a)의 측면(Ed) 상에서 FPC 기판(50a) 상에 겹치도록 X방향으로 연장되어, 공통의 프린트 회로 기판(21)에 접속된다.
이와 같이 하여, 프린트 회로 기판(21)에는, 4매의 FPC 기판(50a, 50b)이 접속된다.
(4) 제10 실시 형태의 효과
상기와 같이, 배터리 모듈(120a, 120b)이 각각 원기둥 형상을 갖는 배터리 셀(1)로 구성되는 경우이어도, 검출 회로(20)를 2세트의 배터리 모듈(120a, 120b)에 공통으로 사용할 수 있다.
따라서, 이 경우에 있어서도, 검출 회로(20)의 개수를 저감하여, 통신을 위한 배선을 단순화할 수 있다. 그것에 의해, 배터리 시스템 전체의 저비용화, 조립의 용이화, 및 신뢰성의 향상이 실현된다.
[11] 제11의 실시 형태
이하, 제11 실시 형태에 관한 전동 차량에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에 관한 전동 차량은, 제1 내지 제10 중 어느 하나의 실시 형태에 관한 배터리 시스템을 구비한다. 또한, 이하에서는, 전동 차량의 일례로서 전동 자동차를 설명한다.
도 28은, 도 1의 배터리 시스템(500)을 구비하는 전동 자동차의 구성을 도시하는 블록도이다. 도 28에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 전동 자동차(600)는 도 1의 주 제어부(300) 및 배터리 시스템(500), 전력 변환부(601), 모터(602), 구동륜(603), 액셀러레이터 장치(604), 브레이크 장치(605), 및 회전 속도 센서(606)를 포함한다. 모터(602)가 교류(AC) 모터인 경우에는, 전력 변환부(601)는 인버터 회로를 포함한다.
본 실시 형태에 있어서, 배터리 시스템(500)은, 전력 변환부(601)를 통해 모터(602)에 접속됨과 함께 주 제어부(300)에 접속된다. 상술한 바와 같이, 주 제어부(300)에는, 배터리 시스템(500)을 구성하는 배터리 ECU(101)(도 1)로부터 복수 세트의 배터리 모듈(100)(도 1)의 충전량 및 배터리 모듈(100)에 흐르는 전류값이 부여된다. 또한, 주 제어부(300)에는, 액셀러레이터 장치(604), 브레이크 장치(605) 및 회전 속도 센서(606)가 접속된다. 주 제어부(300)는, 예를 들어 CPU 및 메모리 또는 마이크로컴퓨터로 이루어진다.
액셀러레이터 장치(604)는, 전동 자동차(600)가 구비하는 액셀러레이터 페달(604a)과, 액셀러레이터 페달(604a)의 조작량(답입량)을 검출하는 액셀러레이터 검출부(604b)를 포함한다. 운전자에 의해 액셀러레이터 페달(604a)이 조작되면, 액셀러레이터 검출부(604b)는, 운전자에 의해 조작되고 있지 않은 상태를 기준으로 하여 액셀러레이터 페달(604a)의 조작원을 검출한다. 검출된 액셀러레이터 페달(604a)의 조작량이 주 제어부(300)에 부여된다.
브레이크 장치(605)는, 전동 자동차(600)가 구비하는 브레이크 페달(605a)과, 운전자에 의한 브레이크 페달(605a)의 조작량(답입량)을 검출하는 브레이크 검출부(605b)를 포함한다. 운전자에 의해 브레이크 페달(605a)이 조작되면, 브레이크 검출부(605b)에 의해 그 조작량이 검출된다. 검출된 브레이크 페달(605a)의 조작량이 주 제어부(300)에 부여된다.
회전 속도 센서(606)는, 모터(602)의 회전 속도를 검출한다. 검출된 회전 속도는, 주 제어부(300)에 부여된다.
상기와 같이, 주 제어부(300)에는, 배터리 모듈(100)의 충전량, 배터리 모듈(100)을 흐르는 전류값, 액셀러레이터 페달(604a)의 조작량, 브레이크 페달(605a)의 조작량, 및 모터(602)의 회전 속도가 부여된다. 주 제어부(300)는, 이들의 정보에 기초하여, 배터리 모듈(100)의 충방전 제어 및 전력 변환부(601)의 전력 변환 제어를 행한다.
예를 들어, 액셀러레이터 조작에 기초하는 전동 자동차(600)의 발진시 및 가속시에는, 배터리 시스템(500)으로부터 전력 변환부(601)에 배터리 모듈(100)의 전력이 공급된다.
또한, 주 제어부(300)는, 부여된 액셀러레이터 페달(604a)의 조작량에 기초하여, 구동륜(603)에 전달해야 할 회전력(명령 토크)을 산출하고, 그 명령 토크에 기초하는 제어 신호를 전력 변환부(601)에 공급한다.
상기의 제어 신호를 받은 전력 변환부(601)는, 배터리 시스템(500)으로부터 공급된 전력을, 구동륜(603)을 구동하기 위해 필요한 전력(구동 전력)으로 변환한다. 이에 의해, 전력 변환부(601)에 의해 변환된 구동 전력이 모터(602)에 공급되고, 그 구동 전력에 기초하는 모터(602)의 회전력이 구동륜(603)에 전달된다.
한편, 브레이크 조작에 기초하는 전동 자동차(600)의 감속시에는, 모터(602)는 발전 장치로서 기능한다. 이 경우, 전력 변환부(601)는, 모터(602)에 의해 발생된 회생 전력을 배터리 모듈(100)의 충전에 적합한 전력으로 변환하고, 배터리 모듈(100)에 공급한다. 그것에 의해, 배터리 모듈(100)이 충전된다.
상기와 같이, 본 실시 형태에 관한 전동 자동차(600)에는, 제1 내지 제10 중 어느 하나의 실시 형태에 관한 배터리 시스템이 설치된다. 이에 의해, 배터리 시스템의 구성의 복잡화 및 비용의 상승을 억제하면서 대용량화가 가능해진다. 그 결과, 전동 차량의 주행 시간을 증가시키는 것이 가능해짐과 함께, 전동 차량의 저비용화가 가능해진다.
[12] 다른 실시 형태
(1) 상기 실시 형태에 관한 배터리 시스템(500, 500A 내지 500D)에서는, 1개의 검출 회로(20)가 2세트 또는 3세트의 배터리 모듈에 공통으로 사용되지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 1개의 검출 회로(20)가 4세트 이상의 배터리 모듈에 공통으로 사용되어도 된다. 이 경우, 상기 실시 형태에 관한 배터리 시스템에 비해, 검출 회로(20)의 개수를 더 저감할 수 있다. 그것에 의해, 배터리 시스템의 구성이 더 단순화되어, 한층 더한 저비용화가 실현된다. 또한, 도 1의 배터리 ECU(101)와 통신을 행하는 검출 회로(20)의 개수가 저감됨으로써, 통신을 위한 배선이 단순화된다. 이에 의해, 배터리 시스템(500) 전체의 한층 더한 저비용화, 조립의 용이화, 및 신뢰성의 향상이 실현된다.
(2) 상기 실시 형태에 관한 배터리 시스템(500, 500A 내지 500D)에 있어서는, 2세트 또는 3세트의 배터리 모듈이 2차원적으로 배치되어 있지만, 이것에 한정되지 않는다. 배터리 시스템(500)의 배치 공간 등에 따라서, 배터리 모듈을 3차원적으로 배치하여도 된다.
(3) 제1 내지 제9 실시 형태에 관한 배터리 시스템(500, 500A 내지 500D)에 있어서, 복수의 배터리 셀(10)의 플러스 전극(10a) 및 마이너스 전극(10b)에는, 너트를 사용하여 복수의 버스 바(40, 40a)가 장착된다. 이것에 한정되지 않고, 복수의 배터리 셀(10)의 플러스 전극(10a) 및 마이너스 전극(10b)에는, 예를 들어 레이저 용접, 다른 용접 또는 코킹 가공에 의해 복수의 버스 바(40, 40a)가 장착되어도 된다.
(4) 제1 내지 제9 실시 형태에 관한 배터리 시스템(500, 500A 내지 500D)에 있어서, 배터리 모듈의 상면에서는, X방향[복수의 배터리 셀(10)이 배열되는 방향]으로 연장되는 2매의 FPC 기판(50)의 각 내측의 측변에 복수의 버스 바(40, 40a)가 소정 간격으로 배열되도록 접속되어 있다.
이것에 한정되지 않고, 예를 들어 각 배터리 셀(10)의 플러스 전극(10a) 및 마이너스 전극(10b)이 배터리 모듈의 X방향을 따라 연장되는 한 쌍의 측면에 근접하여 배치되는 경우에는, 2매의 FPC 기판(50)의 각 외측의 측변에 복수의 버스 바(40, 40a)가 소정 간격으로 배열되도록 접속되어도 된다.
(5) 제6, 제8 및 제9 실시 형태에 관한 배터리 시스템에 있어서는, 복수의 검출 회로(20) 및 배터리 ECU(101)가 3개의 통신선을 사용하여 서로 접속되는 예를 설명하였다. 이것에 한정되지 않고, 제6, 제8 및 제9 실시 형태에 관한 배터리 시스템에 있어서도, 제7 실시 형태의 통신선의 다른 접속예에서 설명한 바와 같이 복수의 검출 회로(20)와 배터리 ECU(101)가 2개의 통신선을 사용하여 데이지 체인 방식으로 접속되어도 된다. 이 경우, 통신을 위한 배선이 더 단순화된다.
(6) 상기의 실시 형태에서는 배터리 모듈을 구성하는 배터리 셀로서, 편평한 대략 직육면체 형상을 갖는 배터리 셀(10) 또는 원기둥 형상을 갖는 배터리 셀(1)이 사용된다. 이것에 한정되지 않고, 배터리 모듈을 구성하는 배터리 셀로서, 라미네이트형의 배터리 셀을 사용하여도 된다.
라미네이트형의 배터리 셀은 예를 들어 다음과 같이 제작된다. 우선, 세퍼레이터를 사이에 끼워 정극 및 부극이 배치된 전지 요소를 수지제의 필름으로 이루어지는 주머니 내에 수용한다. 계속해서, 전지 요소가 수용된 주머니를 밀폐하고, 형성된 밀폐 공간에 전해액을 주입한다. 이에 의해, 라미네이트형의 배터리 셀이 완성된다.
[13] 청구항의 각 구성 요소와 실시 형태의 각 부의 대응 관계
이하, 청구항의 각 구성 요소와 실시 형태의 각 부의 대응의 예에 대하여 설명하지만, 본 발명은 하기의 예에 한정되지 않는다.
상기 실시 형태에 있어서는, 검출 회로(20)가 전압 검출부의 예이며, 단부면 프레임(92) 및 홀더(20H)가 보유 지지 부재의 예이며, 버스 바(40, 40a)가 접속 부재의 예이며, FPC 기판(50)이 연성 부재의 예이며, 도체선(51, 52)이 전압 검출선의 예이다.
또한, X방향이 제1 방향의 예이며, Y방향이 제2 방향의 예이며, 배터리 모듈(110a, 110b)이 제1 배터리 모듈의 예이며, 배터리 모듈(110c, 110d)이 제2 배터리 모듈의 예이다.
또한, 모듈군(110A, 110B)이 각각 제1 및 제2 배터리 모듈군의 예이며, 모듈군(110A)의 검출 회로(20)가 제1 전압 검출부의 예이며, 모듈군(110B)의 검출 회로(20)가 제2 전압 검출부의 예이다.
청구항의 각 구성 요소로서, 청구항에 기재되어 있는 구성 또는 기능을 갖는 다른 다양한 요소를 사용할 수도 있다.

Claims (8)

  1. 복수의 배터리 셀을 각각 포함하는 복수 세트의 배터리 모듈과,
    상기 복수 세트의 배터리 모듈에 공통으로 사용되고, 각 배터리 셀의 단자 전압을 검출하는 전압 검출부를 구비하는 배터리 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전압 검출부는 상기 복수 세트의 배터리 모듈 사이에서 보유 지지 부재에 의해 보유 지지되는 배터리 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 보유 지지 부재는 상기 복수 세트의 배터리 모듈 중 어느 하나에 일체적으로 설치되는 배터리 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 전압 검출부를 보유 지지하는 보유 지지 부재를 더 구비하고,
    상기 복수 세트의 배터리 모듈의 각각은, 다른 배터리 모듈과 인접하도록 배치되고,
    상기 보유 지지 부재는, 상기 복수 세트의 배터리 모듈 중 서로 인접하는 배터리 모듈 사이를 제외한 위치에 설치되는 배터리 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 보유 지지 부재는, 상기 복수 세트의 배터리 모듈 중 어느 하나에 일체적으로 설치되는 배터리 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 각 세트의 배터리 모듈은,
    인접하는 배터리 셀의 전극을 서로 접속하는 접속 부재와,
    상기 접속 부재에 장착되는 연성 부재와,
    상기 연성 부재에 설치되고, 상기 전압 검출부와 상기 접속 부재 사이에 접속되는 복수의 전압 검출선을 포함하는 배터리 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 복수 세트의 배터리 모듈을 각각 갖는 제1 및 제2 배터리 모듈군이 구성되고,
    상기 제1 및 제2 배터리 모듈군에는, 상기 전압 검출부가 각각 제1 및 제2 전압 검출부로서 설치되고,
    상기 제1 전압 검출부는, 상기 제1 배터리 모듈군의 상기 복수 세트의 배터리 모듈에 공통으로 사용되고, 상기 제1 배터리 모듈군의 상기 복수 세트의 배터리 모듈에 포함되는 상기 배터리 셀의 각각에 대하여 단자 전압을 검출하고,
    상기 제2 전압 검출부는, 상기 제2 배터리 모듈군의 상기 복수 세트의 배터리 모듈에 공통으로 사용되고, 상기 제2 배터리 모듈군의 상기 복수 세트의 배터리 모듈에 포함되는 상기 배터리 셀의 각각에 대하여 단자 전압을 검출하고,
    상기 제1 배터리 모듈군의 상기 복수 세트의 배터리 모듈은 각각 제1 방향을 따라 배열되고,
    상기 제2 배터리 모듈군의 상기 복수 세트의 배터리 모듈은 각각 제1 방향을 따라 배열되고,
    상기 제1 및 제2 배터리 모듈군은, 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향에 있어서 인접하도록 배치되고,
    상기 제1 및 제2 전압 검출부는, 상기 제2 방향에 있어서 인접하도록 배치되고, 서로 통신선을 통해 통신 가능하게 접속된 배터리 시스템
  8. 복수의 배터리 셀을 각각 포함하는 복수 세트의 배터리 모듈과,
    상기 복수 세트의 배터리 모듈에 공통으로 사용되고, 각 배터리 셀의 단자 전압을 검출하는 전압 검출부와,
    상기 복수 세트의 배터리 모듈로부터의 전력에 의해 구동되는 모터와,
    상기 모터의 회전력에 의해 회전하는 구동륜을 구비하는 전동 차량.
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