WO2012026093A1 - バッテリモジュール、バッテリシステム、電動車両、移動体、電力貯蔵装置および電源装置 - Google Patents

バッテリモジュール、バッテリシステム、電動車両、移動体、電力貯蔵装置および電源装置 Download PDF

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circuit board
voltage
battery module
unit
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浩也 村尾
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三洋電機株式会社
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    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery module, a battery system, an electric vehicle, a moving body, a power storage device, and a power supply device.
  • a battery module including a plurality of battery cells that can be charged and discharged is used as a drive source for a moving body such as an electric automobile.
  • Patent Document 1 describes a battery (battery module) charging device in which a plurality of unit cells (battery cells) are connected in series.
  • a terminal voltage detection operational amplifier is connected in parallel to each unit cell, and a bypass circuit including a resistor and a switch is connected in parallel.
  • the above operational amplifier and bypass circuit switches are connected to an MPU (microprocessor unit).
  • the MPU monitors the terminal voltage of each unit cell by reading the output signal from the operational amplifier.
  • the MPU When charging a plurality of unit cells, the MPU turns on a switch of a bypass circuit connected to the unit cell that has reached the charge upper limit voltage. As a result, the charging current flows through the bypass circuit, and the unit cell that has reached the charging upper limit voltage is discharged by the resistance of the bypass circuit. Thereby, overcharge is prevented.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 11-55866 Japanese Patent Laid-Open No. 11-55866
  • a plurality of unit cells are provided with a bypass circuit and an operational amplifier, respectively, and a plurality of bypass circuits and an operational amplifier are connected to the MPU and other circuits. Therefore, in practice, when the charging device of Patent Document 1 is applied to a plurality of unit cells, the routing of the wiring becomes complicated and the length of the wiring becomes long. Accordingly, it is difficult to ensure connection reliability between an electronic circuit including a plurality of bypass circuits and the like and a plurality of unit cells. In addition, the overall configuration of the plurality of unit cells and the charging device is complicated, and the assembly work is complicated.
  • An object of the present invention is to improve the reliability of electrical connection between a plurality of battery cells and an electronic circuit, simplify the configuration and facilitate assembly, a battery system, a battery system, an electric vehicle, a moving object, and electric power. It is to provide a storage device and a power supply.
  • a battery module is mounted with a battery block including a plurality of battery cells arranged in one direction and an electronic circuit electrically connected to the plurality of battery cells. And a second circuit board, wherein the battery block has a first surface on which the positive terminals and the negative terminals of the plurality of battery cells are arranged, and the first circuit board is on the first surface of the battery block.
  • the second circuit board is provided on a second surface different from the first surface of the battery block, and the electronic circuit is provided in correspondence with the plurality of battery cells.
  • FIG. 1 is an external perspective view of a battery module.
  • FIG. 2 is a plan view of the battery module.
  • FIG. 3 is an end view of the battery module.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a connection state of each component of the battery module according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a block diagram for explaining the configuration and operation of the battery module according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is an external perspective view showing a first modification of the battery module according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is an external perspective view showing a second modification of the battery module according to the first embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram showing a connection state of each component of the battery module of FIG.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a connection state of each component of the battery module according to the second embodiment.
  • FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the voltage comparison unit of FIG.
  • FIG. 11 is a block diagram for explaining the configuration and operation of the battery module according to the second embodiment.
  • FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of the voltage estimation unit of FIG.
  • FIG. 13 is a block diagram showing another configuration example of the voltage comparison unit.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a connection state of each component of the battery module according to the third embodiment.
  • FIG. 15 is a plan view of a battery module according to the fourth embodiment.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating a connection state of each component of the battery module according to the fourth embodiment.
  • FIG. 17 is an exploded perspective view showing the configuration of the battery module according to the fifth embodiment.
  • FIG. 18 is an exploded perspective view showing the configuration of the battery module according to the sixth embodiment.
  • FIG. 19 is a perspective view of the lid member of FIG. 18 as viewed obliquely from below.
  • FIG. 20 is a perspective view of the lid member of FIG. 18 as viewed obliquely from above.
  • FIG. 21 is an exploded perspective view showing the configuration of the battery module according to the seventh embodiment.
  • FIG. 22 is a perspective view of the lid member of FIG. 21 as viewed obliquely from below.
  • FIG. 23 is a perspective view of the lid member of FIG. 21 as viewed obliquely from above.
  • FIG. 24 is a block diagram showing a configuration of a battery system according to the eighth embodiment.
  • FIG. 19 is a perspective view of the lid member of FIG. 18 as viewed obliquely from below.
  • FIG. 20 is a perspective view of the lid member of FIG. 18 as viewed obliquely from above.
  • FIG. 21 is an exploded
  • FIG. 25 is a schematic plan view showing an arrangement example of the battery system according to the eighth embodiment.
  • FIG. 26 is a block diagram illustrating a configuration of an electric automobile including a battery system.
  • FIG. 27 is a block diagram illustrating a configuration of a power supply device including a battery system.
  • a battery module is mounted with a battery block composed of a plurality of battery cells arranged in one direction and an electronic circuit electrically connected to the plurality of battery cells.
  • the battery block has a first surface on which the positive terminals and the negative terminals of the plurality of battery cells are arranged, and the first circuit board has a first surface of the battery block.
  • the second circuit board is provided on a second surface different from the first surface of the battery block, and the electronic circuit is provided in correspondence with the plurality of battery cells.
  • a plurality of first electronic components provided corresponding to a plurality of battery cells are mounted on a first circuit board, and a second circuit board other than the plurality of first electronic components is mounted on a second circuit board.
  • the electronic parts are mounted.
  • a first circuit board is provided on the first surface of the battery block in which the positive terminals and the negative terminals of the plurality of battery cells are arranged.
  • the plurality of first electronic components can be disposed in the vicinity of the positive terminal and the negative terminal of the corresponding battery cells.
  • the connection line which connects the positive electrode terminal and negative electrode terminal of a some battery cell corresponding to a some 1st electronic component can be shortened. As a result, the reliability of electrical connection between the plurality of battery cells and the electronic circuit is improved.
  • the first circuit board can be reduced in size. Accordingly, the first circuit board can be disposed on the first surface so that the first circuit board and the positive terminals and the negative terminals of the plurality of battery cells do not interfere with each other. As a result, the configuration of the battery module is simplified and the assembly is facilitated.
  • the plurality of battery cells constitute a plurality of battery cell groups connected in series with each other, and each battery cell group includes one battery cell or a plurality of battery cells connected in parallel, and a plurality of first electronic components May be provided corresponding to each of the plurality of battery cell groups.
  • the plurality of first electronic components can be arranged in the vicinity of the positive terminal and the negative terminal of the corresponding plurality of battery cell groups.
  • corresponds with several 1st electronic components can be shortened.
  • the reliability of electrical connection between the plurality of battery cells and the electronic circuit is further improved.
  • the plurality of battery cells may be connected in series, and the plurality of first electronic components may be provided corresponding to the plurality of battery cells, respectively.
  • the plurality of first electronic components can be arranged in the vicinity of the positive terminal and the negative terminal of the corresponding plurality of battery cells.
  • the connection line which connects the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of a some battery cell respectively corresponding to a some 1st electronic component can be shortened.
  • the reliability of electrical connection between the plurality of battery cells and the electronic circuit is further improved.
  • the positive terminal and the negative terminal of the plurality of battery cells constitute first and second terminal rows arranged in parallel with each other along one direction, and the first circuit board includes the first terminal row and the second terminal row. You may arrange
  • connection line which connects the positive terminal and the negative terminal of a plurality of battery cells corresponding to the plurality of first electronic components can be further shortened.
  • the reliability of electrical connection between the plurality of battery cells and the electronic circuit is further improved.
  • the first circuit board may be provided at a position shifted from the positions of the first terminal row and the second terminal row in the direction orthogonal to the first surface.
  • the first circuit board may be positioned in the vicinity of the space between the first terminal row and the second terminal row in the direction orthogonal to the first surface. Further, a part of the first circuit board may overlap with the first terminal row or the second terminal row.
  • Each of the plurality of first electronic components may include an adjustment circuit component for adjusting the state of charge of the corresponding battery cell.
  • the charging state of the corresponding battery cell is adjusted by each adjustment circuit component.
  • the charging state of one or a plurality of battery cells included in the corresponding battery cell group is adjusted by each adjustment circuit component.
  • Each of the plurality of first electronic components may include a comparison circuit component that compares the voltage of the corresponding battery cell with a predetermined voltage.
  • the voltage of the corresponding battery cell is compared with a predetermined voltage by each comparison circuit component.
  • the plurality of first electronic components respectively correspond to the plurality of battery cell groups, the voltage of one or a plurality of battery cells included in the corresponding battery cell group is compared with a predetermined voltage by each comparison circuit component.
  • connection line connecting the positive terminal and the negative terminal of the plurality of battery cells corresponding to the plurality of comparison circuit components.
  • the voltage drop due to the resistance component of the connection line is reduced.
  • the battery cell voltage can be accurately compared with a predetermined voltage.
  • the battery module can be easily assembled, and the reliability of electrical connection between the plurality of comparison circuit components and the corresponding battery cells is improved.
  • the second electronic component may constitute a processing unit that performs a process related to a physical quantity of a plurality of battery cells, and the physical quantity may be a physical quantity related to a charge state of the plurality of battery cells.
  • the processing unit that performs processing related to the physical quantities of the plurality of battery cells is mounted on the second circuit board, there is no need to provide a connection line for connecting the processing unit and the external device on the first circuit board. . Thereby, the first circuit board can be reduced in size.
  • the above physical quantity is a physical quantity related to the state of charge of the battery cell.
  • a process part performs the process regarding charging / discharging of a some battery cell as a process regarding the physical quantity of a some battery cell.
  • a battery system is connected to an external device, and communicates between the battery module, the electronic circuit of the battery module, and the external device, and the power of the battery module. And a terminal portion for supplying the external device to the external device.
  • the battery system includes the battery module described above. This improves the reliability of the battery system. In addition, the configuration of the battery system is simplified and the assembly work is facilitated.
  • An electric vehicle includes the above-described battery system, a motor driven by electric power from the battery system, and drive wheels that rotate by the rotational force of the motor.
  • a motor is driven by electric power from a plurality of battery modules.
  • the drive wheel is rotated by the rotational force of the motor, so that the electric vehicle moves.
  • a moving body includes a battery system, a moving main body, a power source that converts electric power from the battery system into power for moving the moving main body, and a power source. And a driving unit that moves the moving main body unit with the power converted by the above.
  • the electric power from the battery system is converted into power by the power source, and the moving main body moves by the power.
  • a power storage device includes the above-described battery system and a system control unit that performs control related to charging or discharging of a battery module of the battery system.
  • control related to charging or discharging of the battery module is performed by the system control unit. Thereby, deterioration, overdischarge, and overcharge of the battery module can be prevented.
  • the reliability of the power storage device can be improved and the cost can be reduced.
  • a power supply device is connected to the outside, and is controlled by the above-described power storage device and a system control unit of the power storage device. And a power conversion device that performs power conversion between the two.
  • this power supply device power conversion is performed between the battery module and the outside by the power conversion device.
  • Control related to charging or discharging of the battery module is performed by controlling the power conversion device by the system control unit of the power storage device. Thereby, deterioration, overdischarge, and overcharge of the battery module can be prevented.
  • the reliability of the power supply device can be improved and the cost can be reduced.
  • the battery system using the battery module according to the present embodiment is mounted on an electric vehicle (for example, an electric automobile) using electric power as a drive source.
  • the physical quantity of the battery cell is a physical quantity related to the state of charge of the battery cell.
  • the process regarding the physical quantity of a some battery cell is the process regarding the charging / discharging of a some battery cell.
  • FIG. 1 is an external perspective view of the battery module 100
  • FIG. 2 is a plan view of the battery module 100
  • FIG. 3 is an end view of the battery module 100.
  • FIGS. 1 to 3 and FIGS. 6, 7, 15, 17, 18, 18, 19, 21, 22, and 23 described later as indicated by arrows X, Y, and Z
  • Three directions orthogonal to each other are defined as an X direction, a Y direction, and a Z direction.
  • the X direction and the Y direction are directions parallel to the horizontal plane
  • the Z direction is a direction orthogonal to the horizontal plane.
  • the upward direction is the direction in which the arrow Z faces.
  • each battery cell 10 is a secondary battery such as a lithium ion battery or a nickel metal hydride battery.
  • the plurality of battery cells 10 are integrally fixed by a pair of end face frames 92, a pair of upper end frames 93, and a pair of lower end frames 94 in a state of being arranged in the X direction.
  • the plurality of battery cells 10, the pair of end face frames 92, the pair of upper end frames 93, and the pair of lower end frames 94 constitute a substantially rectangular parallelepiped battery block 10BB.
  • Battery block 10BB has an upper surface parallel to the XY plane.
  • Battery block 10BB has one end face and the other end face parallel to the YZ plane.
  • the battery block 10BB has one side surface parallel to the XZ plane and the other side surface.
  • the first printed circuit board 211 is provided on the upper surface of the battery block 10BB.
  • a strip-shaped flexible printed circuit board (hereinafter referred to as an FPC board) extending in the X direction is used as the first printed circuit board 211.
  • a plurality of equalization units 70 are mounted on the first printed circuit board 211.
  • the plurality of equalization units 70 adjusts the state of charge of the plurality of battery cells 10.
  • each equalization unit 70 includes two equalization circuits 71 and 72 (FIG. 4) which are adjustment circuit components.
  • the electronic circuit is composed of a first electronic component and a second electronic component, and the plurality of equalization circuits 71 and 72 of the plurality of equalization units 70 are a plurality of first circuits corresponding to the plurality of battery cells 10. It is an example of 1 electronic component.
  • the plurality of equalization circuits 71 and 72 of the plurality of equalization units 70 respectively correspond to the plurality of battery cells 10 connected in series.
  • the state of charge includes, for example, terminal voltage, SOC (charge rate), remaining capacity, open circuit voltage, depth of discharge, integrated current value, or difference in charged amount.
  • the state of charge of the plurality of battery cells 10 is the terminal voltage of the plurality of battery cells 10.
  • the equalization unit 70 performs an equalization process for adjusting the terminal voltages of the plurality of battery cells 10 so that the terminal voltages of the plurality of battery cells 10 become substantially equal. Details of the equalization unit 70 will be described later.
  • 2nd printed circuit board 212 is provided in one end face frame 92 which constitutes one end face of battery block 10BB.
  • a substantially rectangular rigid printed circuit board is used as the second printed circuit board 212.
  • the electronic circuit includes a first electronic component and a second electronic component, and the voltage detection unit 20, the equalization control unit 21, and the communication unit 24 are second electronic units other than the plurality of first electronic components. It is an example of components.
  • the voltage detection unit 20 performs a process of detecting terminal voltage values of the plurality of battery cells 10 as a process related to the physical quantity of the plurality of battery cells 10.
  • the equalization control unit 21 performs the operations of the plurality of equalization units 70 based on the terminal voltage values of the plurality of battery cells 10 detected by the voltage detection unit 20 as processing related to the physical quantities of the plurality of battery cells 10. Process to control.
  • the communication unit 24 sets the terminal voltage values of the plurality of battery cells 10 detected by the voltage detection unit 20 to the outside of the battery module 100 (the battery ECU 101 and / or FIG. Alternatively, a process of transmitting to the main control unit 300 or the like is performed.
  • the physical quantity of the plurality of battery cells 10 is the value of the terminal voltage of the plurality of battery cells 10. Details of the voltage detection unit 20, the equalization control unit 21, and the communication unit 24 will be described later.
  • Each battery cell 10 has a plus electrode 10a and a minus electrode 10b on the top surface so as to be arranged in the Y direction. As shown in FIG. 3, each electrode 10a, 10b is inclined and provided so as to protrude upward.
  • the battery cells 10 adjacent to one end face frame 92 to the battery cells 10 adjacent to the other end face frame 92 are referred to as first to eighteenth battery cells 10.
  • each battery cell 10 is arranged so that the positional relationship between the plus electrode 10 a and the minus electrode 10 b in the Y direction is reversed between each two adjacent battery cells 10.
  • the positive electrodes 10a and the negative electrodes 10b of the two adjacent battery cells 10 are alternately arranged in the X direction.
  • the minus electrodes 10b and the plus electrodes 10a of the two adjacent battery cells 10 are alternately arranged in the X direction.
  • one electrode 10a, 10b of the plurality of battery cells 10 constitutes the first terminal row TL1 (FIG. 2) aligned in the X direction, and the plurality of battery cells 10
  • the other electrode 10a, 10b constitutes a second terminal row TL2 (FIG. 2) in which the other electrodes 10a, 10b are aligned in the X direction.
  • the first terminal row TL1 and the second terminal row TL2 are arranged in parallel to each other with an interval therebetween.
  • the bus bar 40 is attached to each of the two electrodes 10a and 10b adjacent in the X direction. Thereby, the some battery cell 10 is connected in series. Specifically, a common bus bar 40 is attached to the negative electrode 10 b of the first battery cell 10 and the positive electrode 10 a of the second battery cell 10. A common bus bar 40 is attached to the negative electrode 10b of the second battery cell 10 and the positive electrode 10a of the third battery cell 10. Similarly, a common bus bar 40 is attached to the minus electrode 10b of each odd-numbered battery cell 10 and the plus electrode 10a of the even-numbered battery cell 10 adjacent thereto. A common bus bar 40 is attached to the minus electrode 10b of each even-numbered battery cell 10 and the plus electrode 10a of the odd-numbered battery cell 10 adjacent thereto.
  • the bus bar 40a is attached to the plus electrode 10a of the first battery cell 10 and the minus electrode 10b of the 18th battery cell 10, respectively.
  • the power of the battery module 100 is supplied to the outside by a power line 501 (not shown) connected to the bus bar 40a (see FIG. 24 described later).
  • the bus bar 40 attached to each two adjacent electrodes 10a and 10b has a substantially rectangular shape.
  • the bus bar 40 has a pair of electrode connection holes arranged in the longitudinal direction.
  • the bus bar 40a attached to one electrode 10a, 10b has a substantially square shape.
  • One electrode connection hole is formed in the bus bar 40a.
  • a male screw is formed on the positive electrode 10a and the negative electrode 10b of each battery cell 10.
  • the bus bar 40 is attached to the adjacent plus electrode 10a and minus electrode 10b, the plus electrode 10a and minus electrode 10b are fitted into the electrode connection holes formed in each bus bar 40.
  • a nut (not shown) is attached to the male threads of the plus electrode 10a and the minus electrode 10b.
  • the first printed circuit board 211 is disposed between the first terminal row TL1 and the second terminal row TL2.
  • the first printed circuit board 211 has a configuration in which a plurality of conductor lines 53 and 54 (see FIG. 4 described later) are formed on an insulating layer, and has flexibility and flexibility.
  • polyimide is used as the material of the insulating layer constituting the first printed circuit board 211
  • copper is used as the material of the conductor wires 53 and 54 (see FIG. 4 described later).
  • Both sides of the first printed circuit board 211 are connected to a plurality of bus bars 40, 40a. Accordingly, the first printed circuit board 211 is fixed in a horizontal posture on the upper surface of the battery block 10BB (see FIG. 3).
  • the plurality of bus bars 40, 40 a are respectively connected to the plurality of equalizing units 70 through the plurality of conductor lines 53 (see FIG. 4 described later) of the first printed circuit board 211.
  • the first printed circuit board 211 is folded downward at the upper end portion of one end face frame 92 (end face frame 92 on which the second printed circuit board 212 is provided) and connected to the second printed circuit board 212.
  • the In the example of FIGS. 1 to 3, the width (dimension in the Y direction) of the portion of the first printed circuit board 211 that is folded downward is positioned between the first terminal row TL1 and the second terminal row TL2. It is smaller than the width (dimension in the Y direction) of the portion of the first printed circuit board 211 that performs.
  • an elongated FPC board 50 is disposed so as to extend in the X direction on the opposite side of the first printed circuit board 211 with respect to the first terminal row TL1.
  • the FPC board 50 is connected to the plurality of bus bars 40.
  • a long FPC board 50 is arranged on the upper surface of the battery block 10BB so as to extend in the X direction on the side opposite to the first printed circuit board 211 with respect to the second terminal row TL2.
  • the FPC board 50 is connected to the plurality of bus bars 40, 40a.
  • These FPC boards 50 have a configuration in which a plurality of conductor wires 51 and 52 (see FIG. 4 described later) are formed on an insulating layer, and have flexibility and flexibility.
  • polyimide is used as the material of the insulating layer constituting the FPC board 50
  • copper is used as the material of the conductor wires 51 and 52 (see FIG. 4 described later).
  • PTC Positive Temperature Coefficient
  • Each FPC board 50 is folded at a right angle toward the inside at the upper end portion of one end face frame 92 (end face frame 92 provided with the second printed circuit board 212), and is further folded downward to form a second Connected to the printed circuit board 212.
  • FIG. 4 is a figure which shows the connection state of each component of the battery module 100 which concerns on 1st Embodiment.
  • a first printed circuit board 211, a second printed circuit board 212, and two FPC boards 50 are schematically shown.
  • the two FPC boards 50 are provided with a plurality of conductor lines 51 and 52 so as to correspond to the plurality of bus bars 40 and 40a.
  • Each conductor line 51 is provided so as to extend in the width direction of the FPC board 50 between the corresponding bus bar 40, 40a and the PTC element 60 disposed in the vicinity of the bus bar 40, 40a. It is provided so as to extend in the longitudinal direction of the FPC board 50 between the PTC element 60 and one end of the FPC board 50.
  • each conductor wire 51 is electrically connected to each bus bar 40, 40a, for example, by soldering or welding.
  • the FPC board 50 is fixed to each bus bar 40, 40a.
  • the other end of each conductor line 51 and one end of each conductor line 52 are provided so as to be exposed on the upper surface of the FPC board 50.
  • a pair of terminals of each PTC element 60 is connected to the other end of each conductor wire 51 and one end of each conductor wire 52 by, for example, soldering.
  • the second printed circuit board 212 is provided with a plurality of connection terminals 22 corresponding to the plurality of conductor lines 52 of the two FPC boards 50.
  • the other end of each conductor line 52 of the two FPC boards 50 is connected to the corresponding connection terminal 22 by, for example, soldering or welding.
  • the plurality of connection terminals 22 and the voltage detection unit 20 are electrically connected by a plurality of conductor lines formed on the second printed circuit board 212. In this way, each bus bar 40, 40 a is electrically connected to the voltage detection unit 20 via the conductor wire 51, the PTC element 60 and the conductor wire 52.
  • the PTC element 60 has a resistance temperature characteristic in which the resistance value rapidly increases when the temperature exceeds a certain value. Therefore, when a short circuit occurs in the voltage detection unit 20 or the conductor wire 52, the temperature of the PTC element 60 increases due to the current flowing through the short circuit path. In this case, the resistance value of the PTC element 60 is increased. This prevents a large current from flowing through the short circuit path including the PTC element 60.
  • the connection between the equalization unit 70 and the bus bars 40 and 40a will be described.
  • the first printed circuit board 211 is disposed between the first terminal row TL1 and the second terminal row TL2.
  • a plurality of equalization units 70 are mounted on the first printed circuit board 211.
  • the plurality of equalizing portions 70 are substantially central portions between the first terminal row TL1 and the second terminal row TL2, and are in the longitudinal direction of the first printed circuit board 211 at the same pitch as the plurality of bus bars 40, 40a. It is arranged to line up along.
  • Each equalization unit 70 includes two equalization circuits 71 and 72 that are adjustment circuit components.
  • Each equalization circuit 71 corresponds to an odd-numbered battery cell 10.
  • Each equalizing circuit 72 corresponds to an even-numbered battery cell 10.
  • the first printed circuit board 211 is provided with a plurality of conductor lines 53 extending in the width direction of the first printed circuit board 211.
  • the plurality of conductor lines 53 are provided between the first terminal row TL1 and the plurality of equalizing portions 70 and between the second terminal row TL2 and the plurality of equalizing portions 70.
  • the plurality of conductor lines 53 electrically connect the plurality of equalization circuits 71 and 72 and the plurality of bus bars 40 provided in the first terminal row TL1, respectively.
  • the plurality of conductor lines 53 electrically connect the plurality of equalization circuits 71 and 72 and the plurality of bus bars 40 and 40a provided in the second terminal row TL2, respectively.
  • each of the equalization circuits 71 and 72 of the plurality of equalization units 70 is electrically connected to the plus electrode 10a and the minus electrode 10b of the corresponding battery cell 10.
  • the plurality of equalizing portions 70 are arranged along the longitudinal direction of the first printed circuit board 211 at a substantially central portion between the first terminal row TL1 and the second terminal row TL2. Be placed.
  • the length of the conductor line 53 that connects the first terminal row TL1 and the plurality of equalizing portions 70 and the length of the conductor line 53 that connects the second terminal row TL2 and the plurality of equalizing portions 70 Can be equal to each other.
  • the first printed circuit board 211 is provided with a plurality of conductor lines 54 extending in the longitudinal direction of the first printed circuit board 211.
  • One end portions of the plurality of conductor lines 54 are connected to equalization circuits 71 and 72 of the plurality of equalization units 70, respectively.
  • the second printed circuit board 212 is provided with a plurality of connection terminals 22 corresponding to the plurality of conductor lines 54 of the first printed circuit board 211.
  • the other end of each conductor line 54 of the first printed circuit board 211 is connected to the corresponding connection terminal 22 by, for example, soldering or welding.
  • the plurality of connection terminals 22 and the equalization control unit 21 are electrically connected by a plurality of conductor lines formed on the second printed circuit board 212. In this way, the equalization circuits 71 and 72 of the plurality of equalization units 70 are electrically connected to the equalization control unit 21.
  • the equalization control unit 21 and the voltage detection unit 20 are electrically connected via a conductor line, and the voltage detection unit 20 and the communication unit 24 are electrically connected via a conductor line. Connected to.
  • connectors corresponding to the two FPC boards 50 and the first printed circuit board 211 may be mounted on the second printed circuit board 212 in place of the plurality of connection terminals 22 described above. In this case, connectors that can be connected to the connectors of the second printed circuit board 212 are mounted on the two FPC boards 50 and the first printed circuit board 211, respectively.
  • a connector of the first printed circuit board 211 and a connector of the second printed circuit board 212 corresponding to the first printed circuit board 211 are connected by a harness, and the connector of the two FPC boards 50 and the two FPC boards.
  • the connectors of the second printed circuit boards 212 respectively corresponding to 50 are connected by a harness.
  • FIG. 5 is a block diagram for explaining the configuration and operation of the battery module 100 according to the first embodiment.
  • the voltage detection unit 20 of the second printed circuit board 212 includes a multiplexer 20a, an A / D (analog / digital) converter 20b, and a plurality of differential amplifiers 20c.
  • Each differential amplifier 20c of the voltage detector 20 has two input terminals and one output terminal. Each differential amplifier 20c differentially amplifies the voltage input to the two input terminals, and outputs the amplified voltage from the output terminal. The two input terminals of each differential amplifier 20c are electrically connected to the plus electrode and the minus electrode of each battery cell 10 through the conductor line 52 and the PTC element 60, respectively.
  • each differential amplifier 20c The voltage between the positive electrode and the negative electrode of each battery cell 10 is differentially amplified by each differential amplifier 20c.
  • the output voltage of each differential amplifier 20 c corresponds to the terminal voltage of each battery cell 10. Terminal voltages output from the plurality of differential amplifiers 20c are applied to the multiplexer 20a.
  • the multiplexer 20a sequentially outputs the terminal voltages supplied from the plurality of differential amplifiers 20c to the A / D converter 20b.
  • the A / D converter 20 b converts the terminal voltage output from the multiplexer 20 a into a digital value, and provides the digital value to the equalization control unit 21 and the communication unit 24.
  • the terminal voltage given to the communication unit 24 is transmitted to the outside of the battery module 100 (battery ECU 101 and / or main control unit 300 in FIG. 24 described later).
  • Each of the equalization circuits 71 and 72 of each equalization unit 70 is configured by a series circuit of a resistor R and a switching element SW.
  • One end of each equalization circuit 71 is connected to the negative electrode of the corresponding battery cell 10 via the conductor line 53, and the other end of each equalization circuit 71 is connected to the plus of the corresponding battery cell 10 via the conductor line 53. Connected to the electrode.
  • one end portion of each equalization circuit 72 is connected to the negative electrode of the corresponding battery cell 10 through the conductor line 53, and the other end portion of each equalization circuit 72 is connected to the corresponding battery cell through the conductor line 53. 10 positive electrodes are connected.
  • the equalization circuit 71 is connected between the plus electrode and the minus electrode of the corresponding odd-numbered battery cell 10
  • the equalization circuit 72 is connected between the plus electrode and the minus electrode of the corresponding even-numbered battery cell 10. Connected between.
  • the equalization control unit 21 controls on / off of each switching element SW so that the terminal voltages of the plurality of battery cells 10 become substantially equal based on the terminal voltage of each battery cell 10 given from the voltage detection unit 20. .
  • the switching elements SW When any one of the switching elements SW is turned on, the battery cell 10 corresponding to the equalization circuits 71 and 72 including the turned on switching element SW is discharged through the resistor R. Thus, equalization processing of each battery cell 10 is performed. In the normal state, the switching element SW is turned off.
  • the voltage detection unit 20 is made of, for example, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit).
  • the voltage detection unit 20 may be composed of a plurality of ASICs.
  • the equalization control unit 21 and the communication unit 24 are realized by hardware such as a CPU (Central Processing Unit) and a memory, and software such as a computer program. In this case, the functions of the equalization control unit 21 and the communication unit 24 are realized by the CPU executing the computer program stored in the memory.
  • the equalization control unit 21 and the communication unit 24 may be configured by hardware such as an ASIC.
  • Each of the equalization control unit 21 and the communication unit 24 may be configured by a plurality of hardware.
  • a plurality of equalization circuits 71 and 72 respectively corresponding to the plurality of battery cells 10 are mounted on the first printed circuit board 211, and the first printed circuit board 211 is a battery block. It is provided on the upper surface of 10BB. On the upper surface of the battery block 10BB, the first printed circuit board 211 is disposed between the first terminal row TL1 and the second terminal row TL2.
  • the plurality of equalization circuits 71 and 72 can be arranged in the vicinity of the electrodes 10a and 10b of the corresponding battery cell 10, respectively, the plurality of equalization circuits 71 and 72 and the bus bars 40 and 40a are connected.
  • the plurality of conductor lines 53 can be shortened. Thereby, the assembly of the battery module 100 is facilitated, and the reliability of electrical connection between the plurality of equalization circuits 71 and 72 and the electrodes 10a and 10b of the plurality of battery cells 10 corresponding to the respective equalization circuits 71 and 72 is achieved. improves.
  • the mounting area for the voltage detection unit 20, the equalization control unit 21, and the communication unit 24 is secured on the second printed circuit board 212, the width of the first printed circuit board 211 can be reduced. This prevents the first printed circuit board 211 and the electrodes 10a and 10b of the plurality of battery cells 10 from interfering with each other. As a result, the configuration of the battery module 100 is simplified and the assembly work is facilitated.
  • the equalization circuits 71 and 72 are not connected between the two adjacent conductor lines 52 but are connected between the plus electrode 10a and the minus electrode 10b of the battery cell 10. As a result, no discharge current flows through the PTC element 60 during the equalization process, so that no voltage drop due to the PTC element 60 occurs. As a result, the terminal voltage of the battery cell 10 can be accurately detected even during the equalization process.
  • FIG. 6 is an external perspective view showing a first modification of the battery module 100 according to the first embodiment.
  • a rectangular rigid printed circuit board extending in the X direction is used as the first printed circuit board 211b provided on the upper surface of the battery block 10BB.
  • One end portion of the first printed circuit board 211b close to the upper end portion of one end face frame 92 (end face frame 92 on which the second printed circuit board 212 is provided) is second printed via the band-shaped FPC board 211c. Connected to the circuit board 212.
  • the FPC board 211 c is provided with a plurality of conductor lines 54 that connect the plurality of equalization units 70 of the first printed circuit board 211 b and the equalization control unit 21 of the second printed circuit board 212.
  • the FPC board not only the FPC board but also a rigid printed circuit board can be used as the first printed circuit board 211b.
  • FIG. 7 is an external perspective view showing a second modified example of the battery module 100 according to the first embodiment.
  • the battery module 100 of FIG. 7 will be described while referring to differences from the battery module 100 of FIGS.
  • each battery cell 10 has a plus electrode 10a and a minus electrode 10b on the upper surface portion so as to be aligned in the Y direction. Also in this battery module 100, one electrode 10a, 10b of the plurality of battery cells 10 constitutes a first terminal row TL1 aligned in the X direction, and the other electrode 10a, 10b of the plurality of battery cells 10 is X A second terminal row TL2 aligned in the direction is configured. The first terminal row TL1 and the second terminal row TL2 are arranged in parallel to each other with an interval therebetween.
  • a flat bus bar 40p is fitted into each of two adjacent electrodes 10a and 10b.
  • the electrodes 10a and 10b are laser welded to the bus bar 40p.
  • the plurality of bus bars 40p are arranged along the first terminal row TL1 and the second terminal row TL2, and the plurality of battery cells 10 are connected in series.
  • the first printed circuit board 211d is provided between the first terminal row TL1 and the second terminal row TL2.
  • a strip-shaped FPC board extending in the X direction is used as the first printed circuit board 211d.
  • the FPC board 50 of FIGS. 1 to 3 is not provided on the upper surface of the battery block 10BB of this example.
  • the width (dimension in the Y direction) of the first printed circuit board 211d in this example is larger than the width in the Y direction (dimension in the Y direction) of the first printed circuit board 211 in FIGS.
  • a plurality of equalization units 70 are mounted on the first printed circuit board 211d.
  • a plurality of PTC elements 60 are provided on the first printed circuit board 211d instead of being provided on the FPC board 50 of FIGS.
  • Both sides of the first printed circuit board 211d are connected to a plurality of bus bars 40, 40a.
  • the first printed circuit board 211d is folded downward at the upper end portion of one end face frame 92 (the end face frame 92 on which the second printed circuit board 212 is provided) and connected to the second printed circuit board 212.
  • a protection member 95 having a pair of side surface portions and a bottom surface portion is attached to one end surface frame 92 so as to protect both ends and the lower portion of the second printed circuit board 212 provided on one end surface of the battery block 10BB. .
  • the second printed circuit board 212 is protected by being covered with the protection member 95.
  • the protection member 95 may not be attached to the end face frame 92.
  • a cooling plate 96 is provided in contact with the lower surfaces of the plurality of battery cells 10.
  • the cooling plate 96 has a refrigerant inlet 96a and a refrigerant outlet 96b. Inside the cooling plate 96, a circulation path connected to the refrigerant inlet 96a and the refrigerant outlet 96b is formed.
  • a coolant such as cooling water flows into the coolant inlet 96a
  • the coolant passes through the circulation path inside the cooling plate 96 and flows out from the coolant outlet 96b. Thereby, the cooling plate 96 is cooled.
  • the plurality of battery cells 10 are cooled.
  • FIG. 8 is a diagram showing a connection state of each component of the battery module 100 of FIG.
  • a first printed circuit board 211d and a second printed circuit board 212 are schematically shown.
  • each of the some equalization circuits 71 and 72 is electrically connected to the plus electrode 10a and the minus electrode 10b of the battery cell 10 corresponding.
  • the plurality of equalization circuits 71 and 72 are electrically connected to the equalization control unit 21 of the second printed circuit board 212.
  • a plurality of conductor lines 51 and 52 and a plurality of PTC elements 60 are provided on the first printed circuit board 211d. One end portions of the plurality of conductor lines 51 are connected to the plurality of conductor lines 53, respectively. A pair of terminals of each PTC element 60 is connected to the other end of each conductor wire 51 and one end of each conductor wire 52 by, for example, soldering. Each conductor line 52 is provided so as to extend in the longitudinal direction of the FPC board 50 between the PTC element 60 and one end of the FPC board 50.
  • the second printed circuit board 212 is provided with a plurality of connection terminals 22 corresponding to the plurality of conductor lines 52 of the first printed circuit board 211d.
  • the other end of each conductor wire 52 is connected to the corresponding connection terminal 22 by, for example, soldering or welding.
  • the plurality of connection terminals 22 and the voltage detection unit 20 are electrically connected by a plurality of conductor lines formed on the second printed circuit board 212. In this manner, the bus bars 40 and 40a are electrically connected to the voltage detection unit 20 via the conductor lines 53 and 51, the PTC element 60, and the conductor line 52.
  • one first printed circuit board 211d is provided on the upper surface of the battery block 10BB, and the two FPC boards 50 in FIGS. 1 to 3 are not provided.
  • the FPC board similarly to the first modified example, not only the FPC board but also a rigid printed circuit board can be used as the first printed circuit board 211d.
  • a rectangular rigid printed circuit board extending in the X direction is provided on the upper surface of the battery block 10BB as the first printed circuit board 211d.
  • Second Embodiment A battery module according to a second embodiment will be described while referring to differences from the battery module 100 according to the first embodiment.
  • FIG. 9 is a figure which shows the connection state of each component of the battery module which concerns on 2nd Embodiment.
  • a first printed circuit board 211, a second printed circuit board 212, and two FPC boards 50 are schematically shown.
  • a plurality of voltage comparison units 80 are mounted on the first printed circuit board 211 in place of the plurality of equalization units 70 of the first embodiment.
  • the plurality of voltage comparison units 80 compare the terminal voltages of the plurality of battery cells 10 with a predetermined voltage.
  • each voltage comparison unit 80 includes two comparison circuits 81 and 82 which are comparison circuit components.
  • the electronic circuit includes a first electronic component and a second electronic component, and the plurality of comparison circuits 81 and 82 of the plurality of voltage comparison units 80 are a plurality of first components corresponding to the plurality of battery cells 10. This is an example of the electronic component.
  • the plurality of comparison circuits 81 and 82 of the plurality of voltage comparison units 80 respectively correspond to the plurality of battery cells 10 connected in series.
  • the voltage estimation unit 25 and the current detection unit 26 are mounted on the second printed circuit board 212 in place of the equalization control unit 21 of the first embodiment.
  • the electronic circuit includes a first electronic component and a second electronic component, and the voltage detection unit 20, the communication unit 24, the voltage estimation unit 25, and the current detection unit 26 are other than the plurality of first electronic components. It is an example of a 2nd electronic component.
  • the current detection unit 26 performs a process of detecting the value of the current flowing through the plurality of battery cells 10 as a process related to the physical quantity of the plurality of battery cells 10.
  • the voltage estimation unit 25 performs processing related to the physical quantities of the plurality of battery cells 10, based on the comparison result by the voltage comparison unit 80 and the current value detected by the current detection unit 26, as will be described later. Processing for calculating SOC (charge rate), OCV (open voltage), which will be described later, and the like is performed. The voltage estimation unit 25 may perform processing for calculating SOH (State Of Health: life of the battery cell 10).
  • the physical quantities of the plurality of battery cells 10 are values such as values of currents flowing through the plurality of battery cells 10 and terminal voltages of the plurality of battery cells 10. Details of the voltage estimation unit 25, the current detection unit 26, and the voltage comparison unit 80 will be described later.
  • a temperature processing unit may be provided on the second printed circuit board 212 as a second electronic component for performing processing related to the temperature values of the plurality of battery cells 10.
  • the physical quantities of the plurality of battery cells 10 include temperature values of the plurality of battery cells 10 and the like.
  • the plurality of voltage comparison units 80 are substantially central portions between the first terminal row TL1 and the second terminal row TL2, and are in the longitudinal direction of the first printed circuit board 211 at the same pitch as the plurality of bus bars 40, 40a. It is arranged to line up along.
  • Each voltage comparison unit 80 includes two comparison circuits 81 and 82 which are comparison circuit components. Each comparison circuit 81 corresponds to an odd-numbered battery cell 10. Each comparison circuit 82 corresponds to an even-numbered battery cell 10.
  • the first printed circuit board 211 is provided with a plurality of conductor lines 53 extending in the width direction of the first printed circuit board 211.
  • the plurality of conductor lines 53 electrically connect the plurality of comparison circuits 81 and 82 and the plurality of bus bars 40 and 40a provided in the first terminal row TL1, respectively.
  • the plurality of conductor lines 53 electrically connect the plurality of comparison circuits 81 and 82 and the plurality of bus bars 40 and 40a provided in the second terminal row TL2, respectively.
  • each of the comparison circuits 81 and 82 of the plurality of voltage comparison units 80 is electrically connected to the plus electrode 10a and the minus electrode 10b of the corresponding battery cell 10.
  • the first printed circuit board 211 of the present embodiment is also provided with a plurality of conductor lines 54 extending in the longitudinal direction of the first printed circuit board 211.
  • One end portions of the plurality of conductor lines 54 are connected to comparison circuits 81 and 82 of the plurality of voltage comparison units 80, respectively.
  • the second printed circuit board 212 is provided with a plurality of connection terminals 22 corresponding to the plurality of conductor lines 54 of the first printed circuit board 211.
  • the other end of each conductor line 54 of the first printed circuit board 211 is connected to the corresponding connection terminal 22.
  • the plurality of connection terminals 22 and the voltage estimation unit 25 are electrically connected by a plurality of conductor lines formed on the second printed circuit board 212. In this way, the comparison circuits 81 and 82 of the plurality of voltage comparison units 80 are electrically connected to the voltage estimation unit 25.
  • the two conductor lines 56 are provided on the FPC board 50 adjacent to the first terminal row TL1 together with the plurality of conductor lines 51 and 52. One end portions of the two conductor wires 56 are connected to a shunt resistor RS (FIG. 11) described later.
  • the second printed circuit board 212 is provided with two connection terminals 22 a corresponding to the two conductor lines 56. The other end of each conductor wire 56 is connected to the corresponding connection terminal 22a by, for example, soldering or welding.
  • the two connection terminals 22a and the current detection unit 26 are electrically connected by two conductor lines formed on the second printed circuit board 212. In this way, the shunt resistor RS (FIG. 11) and the current detection unit 26 are electrically connected via the two conductor lines 56.
  • the voltage detector 20 and the plurality of bus bars 40 and 40a are connected in the same manner as in the first embodiment.
  • the voltage estimation unit 25 is electrically connected to the communication unit 24 and the current detection unit 26 through a plurality of conductor lines.
  • the voltage detection unit 20 and the communication unit 24 are electrically connected via a conductor line.
  • FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of the voltage comparison unit 80 of FIG.
  • the bus bar 40 connected to the negative electrode 10b of one battery cell 10 is referred to as a bus bar 401.
  • the bus bar 40 connected to the plus electrode 10 a of one battery cell 10 and the minus electrode 10 b of another battery cell 10 adjacent to the one battery cell 10 is referred to as a bus bar 402.
  • the bus bar 40 connected to the plus electrode 10a of another battery cell 10 is referred to as a bus bar 403.
  • the voltage comparison unit 80 includes two comparison circuits 81 and 82 having the same configuration. Below, the structure of the comparison circuit 81 is demonstrated on behalf of the two comparison circuits 81 and 82. FIG.
  • the comparison circuit 81 includes a differential amplifier 801, a comparator 802, a reference voltage unit 803, and a switching element SW100.
  • the switching element SW100 is composed of, for example, a plurality of transistors.
  • the differential amplifier 801 has two input terminals and one output terminal. As shown in FIG. 10, the bus bar 401 is electrically connected to one input terminal of the differential amplifier 801 via the conductor line 53, and the bus bar 402 is connected to the other input terminal of the differential amplifier 801 via the conductor line 53. Are electrically connected.
  • the differential amplifier 801 differentially amplifies the voltages input to the two input terminals and outputs the amplified voltage from the output terminal.
  • the output voltage of the differential amplifier 801 is supplied to one input terminal of the comparator 802.
  • the Switching element SW100 has a plurality of terminals CP0, CP1, CP2, CP3, CP4.
  • the reference voltage unit 803 has four reference voltage output units 803a, 803b, 803c, and 803d.
  • the reference voltage output units 803a to 803d output the lower limit voltage Vref_UV, the lower intermediate voltage Vref1, the upper intermediate voltage Vref2 and the upper limit voltage Vref_OV as reference voltages to the terminals CP1, CP2, CP3 and CP4, respectively.
  • the upper limit voltage Vref_OV is higher than the upper intermediate voltage Vref2
  • the upper intermediate voltage Vref2 is higher than the lower intermediate voltage Vref1
  • the lower intermediate voltage Vref1 is higher than the lower limit voltage Vref_UV.
  • the lower intermediate voltage Vref1 is, for example, 3.70 [V]
  • the upper intermediate voltage Vref2 is, for example, 3.75 [V].
  • the switching element SW100 is switched so that one of the plurality of terminals CP1 to CP4 is connected to the terminal CP0.
  • the switching element SW100 and the voltage estimation unit 25 are connected by a control conductor line (control line) (not shown).
  • the voltage estimating unit 25 controls the switching element SW100 through the control line.
  • the terminal CP0 of the switching element SW100 is connected to the other input terminal of the comparator 802.
  • the comparator 802 compares the magnitudes of the voltages input to the two input terminals, and outputs a signal indicating the comparison result from the output terminal. Thereby, in the comparison circuit 81, the terminal voltage of one battery cell 10 and the reference voltage are compared.
  • the signal output from the comparator 802 is given to the voltage estimation unit 25 of the second printed circuit board 212 via the conductor line 54.
  • the comparator 802 when the output voltage of the differential amplifier 801 is equal to or higher than the voltage of the terminal CP0, the comparator 802 outputs a signal of logic “1” (for example, high level). When the output voltage of the differential amplifier 801 is lower than the voltage at the terminal CP0, the comparator 802 outputs a logic “0” (for example, low level) signal.
  • the bus bar 402 is electrically connected to one input terminal of the differential amplifier 801, and the bus bar 403 is electrically connected to the other input terminal of the differential amplifier 801.
  • the terminal voltage of the other battery cell 10 adjacent to the one battery cell 10 is compared with the reference voltage.
  • the signal output from the comparator 802 is given to the voltage estimation unit 25 of the second printed circuit board 212.
  • FIG. 11 is a block diagram for explaining the configuration and operation of the battery module 100 according to the second embodiment.
  • the configuration and operation of the voltage detection unit 20 of the second printed circuit board 212 are the same as those in the first embodiment.
  • one input terminal of the differential amplifier 801 (FIG. 10) of each comparison circuit 81 is connected to the negative electrode of the corresponding battery cell 10 via the conductor line 53, and the differential amplifier of each comparison circuit 81.
  • the other input terminal of 801 (FIG. 10) is connected to the plus electrode of the corresponding battery cell 10 via the conductor wire 53.
  • one input terminal of the differential amplifier 801 (FIG. 10) of each comparison circuit 82 is connected to the negative electrode of the corresponding battery cell 10 via the conductor line 53, and the differential amplifier 801 ( The other input terminal of FIG. 10) is connected to the plus electrode of the corresponding battery cell 10 via the conductor wire 53.
  • each comparison circuit 81 is connected between the plus electrode and minus electrode of the corresponding odd-numbered battery cell 10
  • each comparison circuit 82 is connected to the plus electrode and minus electrode of the even-numbered battery cell 10. Connected between.
  • a shunt resistor RS is connected to the plurality of battery cells 10 in series.
  • the current detection unit 26 of the second printed circuit board 212 includes an A / D converter 261 and a current value calculation unit 262.
  • One end of the shunt resistor RS is connected to one input terminal of the A / D converter 261 through the conductor line 56.
  • the other end of the shunt resistor RS is connected to the other input terminal of the A / D converter 261 via the conductor line 56.
  • the A / D converter 261 converts the voltage across the shunt resistor RS into a digital value.
  • the converted digital value is supplied to the current value calculation unit 262.
  • the current value calculation unit 262 calculates the current value by dividing the given digital value by the resistance value of the shunt resistor RS.
  • the current value calculated by the current value calculation unit 262 is given to the voltage estimation unit 25.
  • the terminal voltage of each battery cell 10 is estimated based on the comparison results given from the comparison circuits 81 and 82 of the plurality of voltage comparison units 80 and the current value given from the current detection unit 26. .
  • the estimated terminal voltage value is given to the communication unit 24.
  • the configuration and operation of the voltage detection unit 20 of the second printed circuit board 212 are the same as those in the first embodiment. Thereby, the value of the terminal voltage of the battery cell 10 detected by the voltage detection unit 20 is also given to the communication unit 24.
  • the communication unit 24 transmits the terminal voltage value estimated by the voltage estimation unit 25 and the terminal voltage value detected by the voltage detection unit 20 to the outside of the battery module 100 (the battery ECU 101 and / or FIG. Or to the main control unit 300 or the like.
  • the voltage estimation unit 25 Details of the voltage estimation unit 25 will be described.
  • the amount of charge accumulated in the battery cell 10 in the fully charged state is referred to as a full charge capacity.
  • the amount of charge stored in the battery cell 10 in an arbitrary state is referred to as a remaining capacity.
  • SOC charge rate
  • FIG. 12 is a block diagram showing the configuration of the voltage estimation unit 25 of FIG. As illustrated in FIG. 12, the voltage estimation unit 25 includes a determination control unit 83, a storage unit 250, an integration unit 251, an SOC calculation unit 252, an OCV (open voltage) estimation unit 253, an estimation unit 254, and a voltage correction unit 255. .
  • the voltage correction unit 255 includes a timer (not shown).
  • the integration unit 251 the value of the current flowing through the plurality of battery cells 10 is acquired from the current detection unit 26 at regular intervals, and the acquired current value is integrated to calculate the integrated current value.
  • the storage unit 250 stores the SOC used at the time of the previous estimation of the terminal voltages of the plurality of battery cells 10.
  • the terminal voltage of the some battery cell 10 is estimated as follows.
  • the voltage correction unit 255 resets the current integrated value calculated by the integrating unit 251.
  • the SOC calculation unit 252 acquires the SOC of each battery cell 10 stored in advance in the storage unit 250.
  • the voltage correction unit 255 sets a timer. As a result, the timer starts measuring the elapsed time. The measured value t becomes 0 by setting the timer. Thereafter, the integrating unit 251 calculates the integrated current value by integrating the current value acquired from the current detecting unit 26.
  • the SOC calculation unit 252 calculates the current SOC based on the calculated integrated current value and the acquired SOC.
  • the SOC value at the previous time point of the i-th battery cell 10 is set to SOC (i) [%]
  • the integrated current value is set to ⁇ I [Ah]
  • the full charge capacity of the i-th battery cell 10 is set to C (i) [Ah. ]
  • the current SOC value SOC_new (i) of the i-th battery cell 10 is calculated by the following equation (1), for example.
  • i is an arbitrary integer from 1 to a value indicating the number of battery cells 10.
  • the OCV estimation unit 253 estimates the current OCV of each battery cell 10 from the calculated current SOC.
  • the relationship between the SOC and OCV of the i-th battery cell 10 (hereinafter referred to as the SOC / OCV relationship) is stored in the OCV estimation unit 253 in advance.
  • the OCV of each battery cell 10 is estimated by referring to the above SOC / OCV relationship, for example.
  • the estimation unit 254 estimates the current terminal voltage from the current OCV of each battery cell 10.
  • the current OCV of the i-th battery cell 10 is V0 (i) [V]
  • the value of the current flowing through the plurality of battery cells 10 is I [A]
  • the internal impedance of the i-th battery cell 10 is Z (i ) [ ⁇ ]
  • the current terminal voltage Vest (i) of the i-th battery cell 10 is estimated by the following equation (2), for example.
  • Vest (i) V0 (i) + I ⁇ Z (i) [V] (2)
  • the current value I is positive during charging and negative during discharging.
  • the internal impedance of each battery cell 10 for example, a value measured in advance is used. In this case, the internal impedance is stored in the storage unit 250.
  • the voltage correction unit 255 transmits a voltage range acquisition signal to the determination control unit 83.
  • the determination control unit 83 receives the voltage range acquisition signal from the voltage correction unit 255 to control switching of the switching element SW100 (FIG. 10) in the plurality of comparison circuits 81 and 82 and also uses the plurality of comparison circuits 81 and 82. Based on the comparison result, it is determined which terminal voltage of each battery cell 10 of the battery module 100 is within a plurality of voltage ranges.
  • three voltage ranges “0”, “1”, and “2” are set as a plurality of voltage ranges.
  • the voltage range “0” is lower than the lower intermediate voltage Vref1
  • the voltage range “1” is the lower intermediate voltage Vref1 and lower than the upper intermediate voltage Vref2
  • the voltage range “2” is higher than the upper intermediate voltage Vref2. It is.
  • the determination control unit 83 transmits the determination results of the voltage ranges of the plurality of battery cells 10 to the voltage correction unit 255.
  • the voltage correction unit 255 determines whether or not the voltage range determination result from the determination control unit 83 has been received. When the determination result of the voltage range from the determination control unit 83 is received, the voltage correction unit 255 determines whether or not the voltage range of each battery cell 10 is “1”.
  • the voltage correction unit 255 performs the following method.
  • the current terminal voltage of each battery cell 10 is corrected.
  • the smoothing coefficient is ⁇
  • the corrected terminal voltage Vest_new (i) of the i-th battery cell 10 is calculated by the following equation (3), for example.
  • the smoothing coefficient ⁇ is 0 or more and 1 or less.
  • the voltage correction unit 255 corrects the current OCV of each battery cell 10 by the following method based on the corrected current terminal voltage of each battery cell 10.
  • the corrected OCV value V0_new (i) of the i-th battery cell 10 is calculated by the following equation (4), for example.
  • V0_new (i) V0 (i) + (Vest_new (i) ⁇ Vest (i)) [V] (4) Further, the voltage correction unit 255 corrects the current SOC of each battery cell 10 based on the corrected current OCV.
  • the current SOC after correction is obtained, for example, by referring to the above-described SOC / OCV relationship.
  • the voltage correction unit 255 resets the current integration value calculated by the integration unit 251. Then, the voltage correcting unit 255 gives the corrected terminal voltage of each battery cell 10 to the communication unit 24.
  • the voltage correction unit 255 waits until the measured value t of the timer reaches a predetermined time T. When the measured value t of the timer reaches the predetermined time T, the voltage correction unit 255 sets the timer again.
  • the voltage correction unit 255 When the voltage correction unit 255 receives the determination result of the voltage range from the determination control unit 83 and the voltage range of each battery cell 10 is not “1”, that is, the voltage range is “0” (for each battery cell 10 If the terminal voltage is lower than the lower intermediate voltage Vref1) or “2” (the terminal voltage of each battery cell 10 is equal to or higher than the upper intermediate voltage Vref2), the terminal voltage of each battery cell 10 is appropriately determined by the above equation (3). It is thought that it is not corrected. Therefore, the voltage correction unit 255 gives the current terminal voltage estimated by the estimation unit 254 to the communication unit 24 without performing the terminal voltage correction, the OCV correction, and the SOC correction.
  • the voltage estimation unit 25 and the current value calculation unit 262 are realized by hardware such as a CPU (Central Processing Unit) and a memory, and software such as a computer program.
  • Determination control unit 83, storage unit 250, integration unit 251, SOC calculation unit 252, OCV estimation unit 253, estimation unit 254, voltage correction unit 255, and current value calculation unit 262 correspond to modules of a computer program.
  • the determination control unit 83, the storage unit 250, the integration unit 251, the SOC calculation unit 252, the OCV estimation unit 253, the estimation unit 254, the voltage correction unit 255, and The function of the current value calculation unit 262 is realized.
  • the determination control unit 83 the storage unit 250, the integration unit 251, the SOC calculation unit 252, the OCV estimation unit 253, the estimation unit 254, the voltage correction unit 255, and the current value calculation unit 262 are realized by hardware. May be.
  • the plurality of conductor wires 53 can be shortened, the voltage drop due to the resistance component of the conductor wires 53 is reduced. As a result, the terminal voltages of the plurality of battery cells 10 can be accurately compared with the reference voltage. As a result, the estimation accuracy of the terminal voltage of each battery cell 10 in the voltage estimation unit 25 is improved.
  • the width of the first printed circuit board 211 is increased. Can be small. This prevents the first printed circuit board 211 and the electrodes 10a and 10b of the plurality of battery cells 10 from interfering with each other. As a result, the configuration of the battery module 100 is simplified and the assembly work is facilitated.
  • the estimation result of the terminal voltage of each battery cell 10 by the voltage estimation unit 25 and the detection result of the terminal voltage of the battery cell 10 by the voltage detection unit 20 are given to the communication unit 24, and the outside of the battery module 100 ( 24, which will be described later, and / or the main control unit 300).
  • one of the terminal voltage estimated by the voltage estimation unit 25 and the terminal voltage detected by the voltage detection unit 20 can be selectively used outside the battery module 100. Therefore, even when the terminal voltage detected by the voltage detection unit 20 cannot be used due to, for example, the conductor wires 51 and 52 being disconnected, the terminal voltage estimated by the voltage estimation unit 25 can be used.
  • the plurality of voltage comparison units 80 are arranged along the longitudinal direction of the first printed circuit board 211 at a substantially central portion between the first terminal row TL1 and the second terminal row TL2. Be placed.
  • the length of the conductor line 53 that connects the first terminal row TL1 and the plurality of voltage comparison units 80 and the length of the conductor line 53 that connects the second terminal row TL2 and the plurality of voltage comparison units 80 Can be equal to each other.
  • the resistance components of the two conductor wires connecting the comparison circuits 81 and 82 and the two bus bars 40 and 40a are equalized.
  • the voltage drop amounts in the plurality of connection lines 53 are also equal.
  • the voltage of the battery cell 10 can be accurately compared with a predetermined voltage without being affected by the resistance component of the conductor wire.
  • a voltage comparison unit 80 having the following configuration may be used instead of the voltage comparison unit 80 of FIG. it can.
  • FIG. 13 is a block diagram showing another configuration example of the voltage comparison unit 80.
  • the voltage comparison unit 80 will be described while referring to differences from the voltage comparison unit 80 of FIG.
  • 13 also includes two comparison circuits 81 and 82 having the same configuration.
  • the configuration of the comparison circuit 81 will be described on behalf of the two comparison circuits 81 and 82.
  • the comparison circuit 81 of this example is provided with four comparators 812a, 812b, 812c, 812d and a comparison result integration unit 813 instead of the comparator 802 and the switching element SW100 of FIG.
  • the comparators 812a, 812b, 812c, and 812d correspond to the four reference voltage output units 803a, 803b, 803c, and 803d of the reference voltage unit 803, respectively.
  • the four comparators 812a, 812b, 812c, and 812d each have two input terminals and one output terminal.
  • the output terminal of the differential amplifier 801 is connected to one input terminal of each of the comparators 812a, 812b, 812c, and 812d.
  • the output terminals of the reference voltage output units 803a, 803b, 803c, and 803d are connected to the other input terminals of the comparators 812a, 812b, 812c, and 812d, respectively.
  • the output terminals of the comparators 812a, 812b, 812c, and 812d are commonly connected to the comparison result integrating unit 813.
  • the comparison result integration unit 813 is connected to the voltage estimation unit 25.
  • the terminal voltage of one battery cell 10 is compared with the lower limit voltage Vref_UV by the comparator 812a. Further, the terminal voltage of one battery cell 10 is compared with the lower intermediate voltage Vref1 by the comparator 812b. Further, the terminal voltage of one battery cell 10 is compared with the upper intermediate voltage Vref2 by the comparator 812c. Further, the terminal voltage of one battery cell 10 is compared with the upper limit voltage Vref_OV by the comparator 812d.
  • the four comparison results in the comparators 812a, 812b, 812c, and 812d are given to the comparison result integration unit 813. Furthermore, four comparison results are given to the voltage estimation unit 25 by the comparison result integration unit 813.
  • the comparison circuit 82 similarly to the comparison circuit 81, the terminal voltages of the other battery cells 10 adjacent to the one battery cell 10 are compared with the four reference voltages. The four comparison results are given to the comparison result integration unit 813. The comparison result integration unit 813 transmits four comparison results to the voltage estimation unit 25.
  • FIG. 14 is a figure which shows the connection state of each component of the battery module which concerns on 3rd Embodiment.
  • a first printed circuit board 211 a second printed circuit board 212, and two FPC boards 50 are schematically shown.
  • each equalization comparison unit 90 includes two equalization circuits 71 and 72 (FIG. 4) according to the first embodiment and two comparison circuits 81 and 82 according to the second embodiment (FIG. 9). )including.
  • the electronic circuit includes a first electronic component and a second electronic component, and the plurality of equalization circuits 71 and 72 and the plurality of comparison circuits 81 and 82 of the plurality of equalization comparison units 90 include a plurality of equalization circuits.
  • the plurality of equalization circuits 71 and 72 of the plurality of equalization comparison units 90 correspond to the plurality of battery cells 10 connected in series, respectively, and the plurality of comparisons of the plurality of equalization comparison units 90 are performed.
  • the circuits 81 and 82 respectively correspond to the plurality of battery cells 10 connected in series.
  • the voltage estimation unit 25 and the current detection unit 26 used in the second embodiment are mounted on the second printed circuit board 212.
  • the electronic circuit includes a first electronic component and a second electronic component, and the voltage detection unit 20, the communication unit 24, the equalization control unit 21, the voltage estimation unit 25, and the current detection unit 26 include a plurality of first electronic components. It is an example of 2nd electronic components other than 1 electronic component.
  • the plurality of equalization comparison units 90 are substantially central portions between the first terminal row TL1 and the second terminal row TL2, and the longitudinal length of the first printed circuit board 211 is the same pitch as the plurality of bus bars 40 and 40a. Arranged along the direction.
  • Each equalization comparison unit 90 includes two equalization circuits 71 and 72 (FIG. 4) of the first embodiment and two comparison circuits 81 and 82 (FIG. 9) of the second embodiment. Also in the present embodiment, each equalization circuit 71 corresponds to the odd-numbered battery cell 10, and each equalization circuit 72 corresponds to the even-numbered battery cell 10. Each comparison circuit 81 corresponds to an odd-numbered battery cell 10, and each comparison circuit 82 corresponds to an even-numbered battery cell 10.
  • the first printed circuit board 211 is provided with the plurality of conductor lines 53 and 54 of the first printed circuit board 211.
  • the plurality of equalization circuits 71 and 72 and the plurality of bus bars 40 and 40a are electrically connected via the plurality of conductor lines 53, and the plurality of equalization circuits 71. , 72 and the equalization control unit 21 of the second printed circuit board 212 are electrically connected through a plurality of conductor lines 54.
  • the plurality of comparison circuits 81 and 82 and the plurality of bus bars 40 and 40a are electrically connected via the plurality of conductor lines 53, and the plurality of comparison circuits 81 and 82 are connected to each other.
  • the voltage estimation unit 25 of the second printed circuit board 212 is electrically connected via a plurality of conductor lines 54.
  • two conductor lines 56 are provided along with a plurality of conductor lines 51 and 52 on the FPC board 50 adjacent to the first terminal row TL1. Similar to the second embodiment, the shunt resistor RS (FIG. 11) and the current detection unit 26 of the second printed circuit board 212 are electrically connected via the two conductor lines 56.
  • the equalization comparison units 90 are controlled by the equalization control unit 21. Thereby, also in this Embodiment, the equalization control part 21 performs the equalization process of each battery cell 10.
  • the comparison circuits 81 and 82 of the plurality of equalization comparison units 90 compare the terminal voltage of the corresponding battery cell 10 with the reference voltage.
  • the voltage estimation unit 25 estimates the terminal voltage of the battery cell 10 based on the comparison results of the plurality of comparison circuits 81 and 82 and the current value detected by the current detection unit 26. Further, the voltage detector 20 detects the terminal voltages of the plurality of battery cells 10.
  • the terminal voltages of the plurality of battery cells 10 detected by the voltage detection unit 20 and the terminal voltages of the plurality of battery cells 10 estimated by the voltage estimation unit 25 are external to the battery module 100 by the communication unit 24 (FIG. 24 described later). Battery ECU 101 and / or main control unit 300, etc.).
  • a plurality of equalization circuits 71 and 72 and a plurality of comparison circuits 81 and 82 respectively corresponding to the plurality of battery cells 10 are the first printed circuit.
  • the first printed circuit board 211 is mounted on the board 211 and provided on the upper surface of the battery block 10BB. On the upper surface of the battery block 10BB, the first printed circuit board 211 is disposed between the first terminal row TL1 and the second terminal row TL2.
  • a plurality of equalization circuits 71 and 72 are arranged in the vicinity of the corresponding electrodes 10a and 10b of the battery cell 10, and a plurality of comparison circuits 81 and 82 are respectively connected to the corresponding electrodes 10a and 10b of the battery cell 10. It can be arranged in the vicinity.
  • the plurality of conductor lines 53 connecting the plurality of equalization circuits 71 and 72 and the plurality of comparison circuits 81 and 82 and the bus bars 40 and 40a can be shortened.
  • the terminal voltages of the plurality of battery cells 10 can be accurately equalized, and the terminal voltages of the plurality of battery cells 10 can be accurately compared with the reference voltage.
  • the terminal voltages of the plurality of battery cells 10 can be accurately equalized, and the estimation accuracy of the terminal voltages of the battery cells 10 in the voltage estimation unit 25 is improved.
  • the mounting area for the electronic components of the voltage detection unit 20, the equalization control unit 21, the voltage estimation unit 25, the current detection unit 26, and the communication unit 24 is secured on the second printed circuit board 212.
  • the width of the circuit board 211 can be reduced. This prevents the first printed circuit board 211 and the electrodes 10a and 10b of the plurality of battery cells 10 from interfering with each other. As a result, the configuration of the battery module 100 is simplified and the assembly work is facilitated.
  • FIG. 15 is a plan view of a battery module according to the fourth embodiment.
  • Battery module 100 according to the present embodiment includes a plurality of battery cell groups 10g.
  • the first battery cell 10 and the second battery cell 10 constitute a battery cell group 10g.
  • the third battery cell 10 and the fourth battery cell 10 constitute a battery cell group 10g.
  • odd-numbered battery cells 10 and even-numbered battery cells 10 constitute a battery cell group 10g.
  • the battery cell group 10g adjacent to one end face frame 92 to the battery cell group 10g adjacent to the other end face frame 92 are referred to as the first to ninth battery cell groups 10g.
  • the two battery cells 10 of each battery cell group 10g are arranged so that the positional relationship between the plus electrode 10a and the minus electrode 10b in the Y direction is the same.
  • Two battery cells 10 of one battery cell group 10g out of two adjacent battery cell groups 10g have two batteries of the other battery cell group 10g in the positional relationship between the positive electrode 10a and the negative electrode 10b in the Y direction. It arrange
  • two positive electrodes 10a and two negative electrodes 10b are alternately arranged in the X direction on one side of the battery block 10BB in the Y direction.
  • two minus electrodes 10b and two plus electrodes 10a are alternately arranged in the X direction.
  • one electrode 10a, 10b of the plurality of battery cells 10 constitutes a first terminal row TL1 aligned in the X direction, and the other electrode 10a, 10b of the plurality of battery cells 10 is X A second terminal row TL2 aligned in the direction is configured.
  • a common bus bar 40x is attached to two positive electrodes 10a of one battery cell group 10g and two negative electrodes 10b of the other battery cell group 10g of two adjacent battery cell groups 10g.
  • a common bus bar 40x is attached to two negative electrodes 10b of one battery cell group 10g and two positive electrodes 10a of the other battery cell group 10g of two adjacent battery cell groups 10g.
  • a common bus bar 40x is attached to the two minus electrodes 10b of each odd-numbered battery cell group 10g and the two plus electrodes 10a of the even-numbered battery cell group 10g adjacent thereto.
  • a common bus bar 40x is attached to the two minus electrodes 10b of each even-numbered battery cell group 10g and the two plus electrodes 10a of the odd-numbered battery cell group 10g adjacent thereto.
  • bus bars 40y are respectively attached to the two positive electrodes 10a of the first battery cell group 10g and the two negative electrodes 10b of the ninth battery cell group 10g.
  • the power of the battery module 100 is supplied to the outside by a power line 501 (not shown) connected to the bus bar 40y (see FIG. 24 described later).
  • each battery cell group 10g two battery cells 10 are connected in parallel and a plurality of battery cell groups 10g are connected in series.
  • FIG. 16 is a figure which shows the connection state of each component of the battery module which concerns on 4th Embodiment.
  • a first printed circuit board 211 a second printed circuit board 212, and two FPC boards 50 are schematically shown.
  • the bus bars 40x and 40y are connected to the conductor wire 51, the PTC element 60, the conductor wire 52, and the plurality of conductor wires formed on the second printed circuit board 212. It is electrically connected to the detection unit 20.
  • the connection between the equalizing unit 70 and the bus bars 40x and 40y will be described.
  • the plurality of equalizing portions 70 are substantially central portions between the first terminal row TL1 and the second terminal row TL2, and are in the longitudinal direction of the first printed circuit board 211 at the same pitch as the plurality of bus bars 40x and 40y. It is arranged to line up along. Accordingly, the five equalizing units 70 shown in FIG. 15 are provided on the first printed circuit board 211.
  • Each equalization unit 70 includes two equalization circuits 71 and 72 which are adjustment circuit components as a plurality of first electronic components.
  • each equalization circuit 71 corresponds to an odd-numbered battery cell group 10g.
  • Each equalizing circuit 72 corresponds to the even-numbered battery cell group 10g.
  • a plurality of (two in this example) battery cells 10 are connected in parallel to form a battery cell group 10g, and a plurality of equalization circuits of a plurality of equalization units 70 are formed.
  • 71 and 72 correspond to a plurality of battery cell groups 10g connected in series, respectively.
  • the plurality of equalization circuits 71 and 72 and the plurality of bus bars 40x and 40y provided in the first terminal row TL1 are electrically connected by the plurality of conductor lines 53 provided on the first printed circuit board 211. Is done. Further, the plurality of equalization circuits 71 and 72 and the plurality of bus bars 40x and 40y provided in the second terminal row TL2 are electrically connected by the plurality of conductor lines 53.
  • each of the equalization circuits 71 and 72 of the plurality of equalization units 70 is electrically connected to the two plus electrodes 10a and the two minus electrodes 10b of the corresponding battery cell group 10g.
  • a plurality of equalization circuits 71 and 72 and an equalization control unit 21 provided as a second electronic component on the second printed circuit board 212 include a plurality of conductors provided on the first printed circuit board 211. Electrical connection is made through lines 54 and a plurality of conductor lines formed on second printed circuit board 212.
  • a plurality of equalization circuits 71 and 72 corresponding to the plurality of battery cell groups 10g are mounted on the first printed circuit board 211, respectively.
  • the first printed circuit board 211 is provided on the upper surface of the battery block 10BB. On the upper surface of the battery block 10BB, the first printed circuit board 211 is disposed between the first terminal row TL1 and the second terminal row TL2.
  • a plurality of equalization circuits 71 and 72 can be arranged in the vicinity of the electrodes 10a and 10b of the corresponding battery cell group 10g.
  • the several conductor line 53 which connects several equalization circuits 71 and 72 and bus bar 40x, 40y can be shortened.
  • the assembly of the battery module 100 is facilitated, and the reliability of electrical connection between the plurality of equalization circuits 71 and 72 and the electrodes 10a and 10b of the plurality of battery cell groups 10g corresponding to each of the equalization circuits 71 and 72, respectively. Will improve.
  • the width of the first printed circuit board 211 can be reduced. it can. This prevents the first printed circuit board 211 and the electrodes 10a and 10b of the plurality of battery cells 10 from interfering with each other. As a result, the configuration of the battery module 100 is simplified and the assembly work is facilitated.
  • FIG. 17 is an exploded perspective view showing the configuration of the battery module according to the fifth embodiment.
  • the battery cell 10 has a gas vent valve 10v at the center of the upper surface portion.
  • the gas inside the battery cell 10 is discharged from the gas vent valve 10v of the battery cell 10. Thereby, the excessive raise of the pressure inside the battery cell 10 is prevented.
  • the battery module 100 further includes a gas duct GD.
  • the gas duct GD is provided on the upper surface of the battery block 10BB so as to cover the gas vent valves 10v of the plurality of battery cells 10.
  • the wiring member 290 is attached on the battery block 10BB.
  • the wiring member 290 has a configuration in which the first printed circuit board 211, the plurality of bus bars 40 and 40a, and the FPC board 50 are connected to each other.
  • the plus electrodes 10a and the minus electrodes 10b of the plurality of battery cells 10 are fitted into the electrode connection holes of the plurality of bus bars 40, 40a.
  • a nut (not shown) is screwed into the male threads of the plus electrode 10a and the minus electrode 10b.
  • the gas discharged from the gas vent valve 10v of the battery cell 10 is released to the outside through the gas duct GD without being obstructed by the wiring member 290. Therefore, the gas can be discharged from the gas vent valve 10v to the outside without providing a through hole in the portion of the first printed circuit board 211 that faces each gas vent valve 10v.
  • the first printed circuit board 211 is provided on the upper surface of the battery block 10BB.
  • the first printed circuit board 211 is provided.
  • substrate 211 may be provided in the state spaced apart from the upper surface of battery block 10BB on both sides of gas duct GD.
  • FIG. 18 is an exploded perspective view showing the configuration of the battery module according to the sixth embodiment.
  • the battery module 100 further includes a lid member 180.
  • the lid member 180 is made of an insulating material such as resin and has a rectangular plate shape.
  • a gas duct GD, a wiring member 290, and a lid member 180 are arranged in this order on the upper surface of the battery block 10BB.
  • FIG. 19 is a perspective view of the lid member 180 of FIG. 18 as viewed obliquely from below.
  • FIG. 20 is a perspective view of the lid member 180 of FIG. 18 as viewed obliquely from above.
  • one side and the other side of the lid member 180 along the X direction are referred to as one side and the other side, respectively.
  • One side of the lid member 180 is along one side of the battery block 10BB (see FIG. 18), and the other side of the lid member 180 is along the other side of the battery block 10BB.
  • the surface of the lid member 180 facing the battery block 10BB is called a back surface
  • the surface of the lid member 180 on the opposite side is called a front surface. In this example, the surface of the lid member 180 is directed upward.
  • a plurality of recesses 181 and 182 are provided on the back surface of the lid member 180 along one side and the other side of the lid member 180.
  • nine recesses 181 are provided along one side of the lid member 180.
  • One recess 182, eight recesses 181, and another recess 182 are provided along the other side of the lid member 180.
  • the recesses 181 and 182 have a substantially rectangular shape, and the length of the recess 181 in the X direction is larger than the length of the recess 182 in the X direction.
  • the shape and length of the recess 181 are substantially equal to the shape and length of the bus bar 40, and the shape and length of the recess 182 are approximately equal to the shape and length of the bus bar 40a.
  • a plurality of openings 183 are formed so as to penetrate from the bottom surfaces of the plurality of recesses 181 and 182 to the surface of the lid member 180 (see FIG. 20). Two openings 183 (see FIG. 20) are formed in each recess 181, and one opening 183 (see FIG. 20) is formed in each recess 182.
  • the concave portion 181 and the opening 183 provided along one side of the lid member 180 are referred to as the concave portion 181 on one side and the opening 183 on the one side, respectively, and are along the other side of the lid member 180.
  • the recesses 181 and 182 and the opening 183 thus provided are referred to as the recesses 181 and 182 on the other side and the opening 183 on the other side, respectively.
  • the bus bar 40 of the wiring member 290 is fitted into the recess 181 of the lid member 180, and the bus bar 40 a of the wiring member 290 is fitted into the recess 182.
  • the electrode connection hole 43 of the bus bar 40 is exposed to the surface side of the lid member 180 in the opening 183.
  • the electrode connection hole 47 of the bus bar 40 a is exposed to the surface side of the lid member 180 in the opening 183 in a state where the bus bar 40 a is fitted in the recess 182.
  • the FPC fitting portion 184 is formed so as to extend in the X direction between the plurality of recesses 181 on one side and the plurality of recesses 181 and 182 on the other side.
  • the first printed circuit board 211 of the wiring member 290 is fitted into the FPC fitting portion 184.
  • a plurality of pairs of connection grooves 185 are formed so as to extend from the plurality of recesses 181 to the FPC fitting portion 184, respectively.
  • a plurality of connection grooves 186 are formed to extend from the plurality of recesses 182 on the other side to the FPC fitting portion 184, respectively.
  • Each bus bar 40 includes a pair of attachment pieces 142 connected to the first printed circuit board 211.
  • Each bus bar 40 a includes a mounting piece 146 connected to the first printed circuit board 211.
  • a pair of attachment pieces 142 of the plurality of bus bars 40 connected to the first printed circuit board 211 are respectively disposed.
  • mounting pieces 146 of the plurality of bus bars 40a connected to the first printed circuit board 211 are respectively arranged.
  • FPC fitting portions 284 are formed to extend along one side and the other side of the lid member 180, respectively.
  • the FPC board 50 of the wiring member 290 is fitted into the FPC fitting portion 284.
  • the FPC fitting portions 284 provided along the one side and the other side of the lid member 80 are referred to as the FPC fitting portions 284 on the one side side and the other side, respectively.
  • a plurality of pairs of connection grooves 285 are formed so as to extend from the plurality of recesses 181 on one side to the FPC fitting portion 284 on one side.
  • a plurality of pairs of connection grooves 285 are formed so as to extend from the plurality of recesses 181 on the other side to the FPC fitting portion 284 on the other side.
  • a plurality of connection grooves 286 are formed to extend from the plurality of recesses 182 on the other side to the FPC fitting portion 284 on the other side.
  • Each bus bar 40 further includes a pair of attachment pieces 242 connected to the FPC board 50.
  • Each bus bar 40 a further includes a mounting piece 246 connected to the FPC board 50.
  • a pair of attachment pieces 242 of the plurality of bus bars 40 connected to the FPC board 50 are respectively disposed.
  • mounting pieces 246 of the plurality of bus bars 40a connected to the FPC board 50 are respectively arranged.
  • the wiring member 290 is attached to the back surface of the lid member 180 as described above.
  • the gas duct GD (see FIG. 18) is connected to the first printed circuit board 211 by an adhesive or the like. In this way, the gas duct GD, the wiring member 290, and the lid member 180 are connected to each other.
  • the integrally connected gas duct GD, wiring member 290, and lid member 180 are attached to the battery block 10BB.
  • the plus electrodes 10a (see FIG. 18) and the minus electrodes 10b (see FIG. 18) of the plurality of battery cells 10 are fitted into the electrode connection holes 43 of the plurality of bus bars 40.
  • the plus electrodes 10a or the minus electrodes 10b of the plurality of battery cells 10 are fitted into the electrode connection holes 47 of the plurality of bus bars 40a.
  • the gas duct GD is disposed on the upper surface of the battery block 10BB so as to cover the gas vent valves 10v of the plurality of battery cells 10.
  • a nut (not shown) is screwed into the male threads of the plus electrode 10a and the minus electrode 10b. Thereby, adjacent battery cells 10 are electrically connected via the bus bar 40. As a result, the plurality of battery cells 10 are connected in series.
  • the gas duct GD, the wiring member 290, and the lid member 180 are integrally connected. Therefore, the battery module 100 can be assembled more easily.
  • FIG. 21 is an exploded perspective view showing the configuration of the battery module according to the seventh embodiment. As shown in FIG. 21, the gas duct GD, the lid member 180, and the wiring member 290 are sequentially arranged on the upper surface of the battery block 10BB.
  • FIG. 22 is a perspective view of the lid member 180 of FIG. 21 as viewed obliquely from below.
  • FIG. 23 is a perspective view of the lid member 180 of FIG. 21 as viewed obliquely from above.
  • the plurality of equalizing units 70 (FIG. 1) and the plurality of PTC elements 60 (FIG. 1) are not shown.
  • a plurality of recesses 181 and 182 are provided on the surface of the lid member 180 along the one side and the other side of the lid member 180.
  • one concave portion 182, eight concave portions 181 and another one concave portion 182 are provided along one side of the lid member 180.
  • Nine recesses 181 are provided along the other side of the lid member 180.
  • a plurality of openings 183 are formed so as to penetrate from the bottom surfaces of the plurality of recesses 81 and 82 to the back surface of the lid member 180 (see FIG. 22). Two openings 183 (see FIG. 22) are formed in each recess 181, and one opening 183 (see FIG. 22) is formed in each recess 182.
  • the bus bar 40 of the wiring member 290 is fitted into the recess 181 of the lid member 180, and the bus bar 40 a of the wiring member 290 is fitted into the recess 182.
  • the electrode connection hole 43 of the bus bar 40 is exposed to the back side of the lid member 180 in the opening 183.
  • the electrode connection hole 47 of the bus bar 40 a is exposed to the back side of the lid member 180 in the opening 183 in a state where the bus bar 40 a is fitted in the recess 182.
  • the FPC fitting portion 184 is formed so as to extend in the X direction between the plurality of recesses 181 on one side and the plurality of recesses 181 and 182 on the other side.
  • the first printed circuit board 211 of the wiring member 290 is fitted into the FPC fitting portion 184.
  • a plurality of pairs of connection grooves 185 are formed so as to extend from the plurality of recesses 181 to the FPC fitting portion 184, respectively.
  • a plurality of connection grooves 186 are formed so as to extend from the plurality of recesses 182 on one side to the FPC fitting portion 184, respectively.
  • a pair of attachment pieces 142 of the plurality of bus bars 40 are respectively disposed in the plurality of pairs of connection grooves 185. In the plurality of connection grooves 186, mounting pieces 146 of the plurality of bus bars 40a are respectively arranged.
  • FPC fitting portions 284 are formed to extend along one side and the other side of the lid member 180, respectively.
  • the FPC board 50 of the wiring member 290 is fitted into the FPC fitting portion 284.
  • the FPC fitting portions 284 provided along the one side and the other side of the lid member 80 are referred to as the FPC fitting portions 284 on the one side side and the other side, respectively.
  • a plurality of pairs of connection grooves 285 are formed so as to extend from the plurality of recesses 181 on one side to the FPC fitting portion 284 on one side.
  • a plurality of connection grooves 286 are formed so as to extend from the plurality of concave portions 182 on the one side side to the FPC fitting portion 284 on the one side side.
  • a plurality of pairs of connection grooves 285 are formed so as to extend from the plurality of recesses 181 on the other side to the FPC fitting portion 284 on the other side.
  • a pair of attachment pieces 242 of the plurality of bus bars 40 are respectively disposed in the plurality of pairs of connection grooves 285. In the plurality of connection grooves 286, the attachment pieces 246 of the plurality of bus bars 40a are respectively arranged.
  • a duct fitting portion 187 is formed on the back surface of the lid member 180 so as to extend in the X direction between the plurality of openings 183 on one side and the plurality of openings 183 on the other side. It is formed.
  • the gas duct GD is fitted in the duct fitting portion 187.
  • the gas duct GD and the wiring member 290 are attached to the lid member 180.
  • the lid member 180 is attached to the upper surface of the battery block 10BB.
  • the plus electrodes 10a (see FIG. 21) and the minus electrodes 10b (see FIG. 21) of the plurality of battery cells 10 are fitted into the electrode connection holes 43 of the plurality of bus bars 40.
  • the plus electrodes 10a or the minus electrodes 10b of the plurality of battery cells 10 are fitted into the electrode connection holes 47 of the plurality of bus bars 40a.
  • the gas duct GD is disposed on the upper surface of the battery block 10BB so as to cover the gas vent valves 10v of the plurality of battery cells 10.
  • a nut (not shown) is screwed into the male threads of the plus electrode 10a and the minus electrode 10b. Thereby, adjacent battery cells 10 are electrically connected via the bus bar 40. As a result, the plurality of battery cells 10 are connected in series.
  • the gas duct GD and the wiring member 290 are integrally provided on the lid member 180. Therefore, battery module 100 can be more easily assembled by attaching lid member 180 to battery block 10BB.
  • the FPC board 50 and the first printed circuit board 211 are provided on the upper surface of the battery block 10BB.
  • the sixth and seventh embodiments Like the battery module 100 (FIGS. 18 and 21), the FPC board 50 and the first printed circuit board 211 may be provided in a state of being separated from the upper surface of the battery block 10BB.
  • the FPC board 50 and the first printed circuit board 211 are arranged on the lower surface of the lid member 180 so that the FPC board 50 and the first printed circuit board are arranged.
  • the substrate 211 is provided in a state of being separated from the upper surface of the battery block 10BB.
  • the FPC board 50 and the first printed circuit board 211 are arranged on the upper surface of the lid member 180 by the FPC board 50 and the first printed circuit board 211.
  • the substrate 211 is provided in a state of being separated from the upper surface of the battery block 10BB.
  • the FPC board 50 and the first printed circuit board 211 are present in the lid member 180, the FPC board 50 and the first printed circuit board 211 are provided in a state of being separated from the upper surface of the battery block 10BB. Also good.
  • the battery system according to the present embodiment includes the battery module 100 according to any one of the first to seventh embodiments.
  • FIG. 24 is a block diagram illustrating a configuration of a battery system according to the eighth embodiment.
  • the battery system 500 of FIG. 24 is provided with the battery module 100 according to the first embodiment.
  • the battery system 500 includes a plurality of battery modules 100 (four in this example), a battery ECU 101, and a contactor 102.
  • the plurality of battery modules 100 are connected to the battery ECU 101 via the communication line 560.
  • the communication line 560 is connected to the communication unit 24 of FIG.
  • Battery ECU 101 is connected to main controller 300 of the electric vehicle via bus 104.
  • main control unit 300 is an example of an external device
  • battery ECU 101 is an example of a communication control unit.
  • the electronic circuit includes the first electronic component and the second electronic component, and the plurality of equalization circuits 71 and 72 (FIG. 4) correspond to the plurality of first battery cells 10. It is an example of an electronic component.
  • the voltage detection part 20 (FIG. 4), the communication part 24, and the equalization control part 21 (FIG. 4) are examples of 2nd electronic components other than a some 1st electronic component.
  • a plurality of comparison circuits 81 and 82 Is an example of a plurality of first electronic components, and the voltage detection unit 20 (FIG. 9), the communication unit 24, the voltage estimation unit 25 (FIG. 9), and the current detection unit 26 (FIG. 9) are the second electronic components. It is an example.
  • a plurality of equalization circuits 71 and 72 (FIG. 14) and a plurality of comparison circuits 81 and 82 (FIG. 14) are examples of a plurality of first electronic components, including a voltage detection unit 20 (FIG. 14), an equalization control unit 21 (FIG. 14), a communication unit 24,
  • the voltage estimation unit 25 (FIG. 14) and the current detection unit 26 (FIG. 14) are examples of the second electronic component.
  • the plurality of battery modules 100 of the battery system 500 are connected to each other through the power line 501.
  • all the battery cells 10 of the plurality of battery modules 100 are connected in series.
  • the power supply line 501 connected to the highest potential positive electrode 10a (FIG. 2) of the plurality of battery modules 100 and the power supply line 501 connected to the lowest potential negative electrode 10b (FIG. 2) of the plurality of battery modules 100 are In addition, it is connected to a load such as a motor of an electric vehicle via the contactor 102.
  • the communication unit 24 and the battery ECU 101 of each battery module 100 are connected in series via a communication line 560. Thereby, the communication part 24 of each battery module 100 can communicate with the other battery module 100 and battery ECU101.
  • a harness is used as the communication line 560.
  • the communication unit 24 of each battery module 100 gives information regarding the terminal voltage of each battery cell 10, the current flowing through the plurality of battery cells 10, and the temperature of the battery module 100 to the other battery modules 100 or the battery ECU 101, for example.
  • information regarding these terminal voltage, current, and temperature is referred to as cell information.
  • the battery ECU 101 calculates the charge amount of each battery cell 10 based on, for example, cell information given from the communication unit 24 of each battery module 100, and performs charge / discharge control of each battery module 100 based on the charge amount. Further, the battery ECU 101 detects an abnormality of each battery module 100 based on the cell information given from the communication unit 24 of each battery module 100.
  • the abnormality of the battery module 100 is, for example, overdischarge, overcharge, or temperature abnormality of the battery cell 10.
  • the battery ECU 101 calculates the charge amount of each battery cell 10 and detects overdischarge, overcharge, temperature abnormality, and the like of the battery cell 10, but the present invention is not limited to this.
  • the communication unit 24 of each battery module 100 may calculate the amount of charge of each battery cell 10 and detect overdischarge, overcharge, or temperature abnormality of the battery cell 10, and give the result to the battery ECU 101.
  • the communication unit 24 may perform the equalization process by controlling the plurality of equalization units 70 (FIG. 4).
  • the battery ECU 101 performs charge / discharge control of each battery module 100 and performs processing for detecting an abnormality of each battery module 100, and also performs an electronic circuit and a main control unit of each battery module 100 as a communication control unit. Communication with 300 is performed.
  • a contactor 102 is inserted in the power supply line 501 connected to the battery module 100.
  • the battery ECU 101 detects an abnormality in the battery module 100, the battery ECU 101 turns off the contactor 102. Thereby, when an abnormality occurs, no current flows through each battery module 100, and thus abnormal heat generation of the battery module 100 is prevented.
  • battery ECU 101 controls on / off of contactor 102, but is not limited to this.
  • the communication unit 24 may control on and off of the contactor 102.
  • the charge amount of each battery module 100 (charge amount of the battery cell 10) is given from the battery ECU 101 to the main control unit 300.
  • the main control unit 300 controls the power of the electric vehicle (for example, the rotational speed of the motor) based on the amount of charge.
  • the main control unit 300 controls each power generation device (not shown) connected to the power line 501 to charge each battery module 100.
  • the power generation device is a motor connected to the power supply line 501 described above, for example.
  • the motor converts the electric power supplied from the battery system 500 during acceleration of the electric vehicle into motive power for driving drive wheels (not shown).
  • the motor generates regenerative power when the electric vehicle is decelerated. Each battery module 100 is charged by this regenerative power.
  • the communication unit 24 may have a function of calculating information such as SOH (State Of Health: life of the battery cell 10) and SOC based on the detection result of the voltage detection unit 20. In this case, the communication unit 24 transmits the calculated SOH and SOC to the battery ECU 101.
  • SOH State Of Health: life of the battery cell 10
  • the terminal voltage of each battery cell 10 estimated by the voltage estimation unit 25 is transmitted as cell information.
  • FIG. 25 is a schematic plan view showing an arrangement example of the battery system 500 according to the eighth embodiment.
  • the battery system 500 includes four battery modules 100, a battery ECU 101, a contactor 102, an HV (High Voltage) connector 520, and a service plug 530.
  • Each battery module 100 has the same configuration as the battery module 100 according to the first embodiment.
  • the HV connector 520 is an example of a terminal portion.
  • the four battery modules 100 are referred to as battery modules 100a, 100b, 100c, and 100d, respectively.
  • the end surface frame 92 to which the second printed circuit board 212 is attached is referred to as an end surface frame 92a.
  • the end face frame 92 to which no is attached is referred to as an end face frame 92b.
  • the battery modules 100a, 100b, 100c, 100d, the battery ECU 101, the contactor 102, the HV connector 520, and the service plug 530 are accommodated in a box-shaped casing 550.
  • Casing 550 has side portions 550a, 550b, 550c, and 550d.
  • the side surface portions 550a and 550c are parallel to each other, and the side surface portions 550b and 550d are parallel to each other and perpendicular to the side surfaces 550a and 550c.
  • the battery modules 100a and 100b are arranged in a line at a predetermined interval.
  • the battery modules 100a and 100b are arranged so that the end face frame 92b of the battery module 100a and the end face frame 92a of the battery module 100b face each other.
  • Battery modules 100c and 100d are arranged in a line at a predetermined interval.
  • the battery modules 100a and 100b are arranged so that the end face frame 92a of the battery module 100c and the end face frame 92b of the battery module 100d face each other.
  • the battery modules 100a and 100b arranged in a row are referred to as a module row T1
  • the battery modules 100c and 100d arranged in a row are referred to as a module row T2.
  • the module row T1 is arranged along the side surface portion 550a, and the module row T2 is arranged in parallel with the module row T1.
  • the end surface frame 92a of the battery module 100a is directed to the side surface portion 550d
  • the end surface frame 92b of the battery module 100b is directed to the side surface portion 550b.
  • the end surface frame 92b of the battery module 100c is directed to the side surface portion 550d
  • the end surface frame 92a of the battery module 100d is directed to the side surface portion 550b.
  • the battery ECU 101, the service plug 530, the HV connector 520, and the contactor 102 are arranged in this order from the side surface portion 550d to the side surface portion 550b.
  • the potential of the positive electrode 10a (FIG. 2) of the battery cell 10 adjacent to the end face frame 92a is the highest
  • the negative electrode 10b of the battery cell 10 adjacent to the end face frame 92b is the lowest.
  • the positive electrode 10a having the highest potential in each of the battery modules 100a to 100d is referred to as a high potential electrode 10A
  • the negative electrode 10b having the lowest potential in each of the battery modules 100a to 100d is referred to as a low potential electrode 10B.
  • the low potential electrode 10B of the battery module 100a and the high potential electrode 10A of the battery module 100b are connected to each other via a strip-shaped bus bar 501a.
  • the high potential electrode 10A of the battery module 100c and the low potential electrode 10B of the battery module 100d are connected to each other via a strip-shaped bus bar 501a.
  • These bus bars 501a correspond to the power supply lines 501 that connect the battery modules 100 in FIG.
  • another connection member such as a harness or a lead wire may be used.
  • the high potential electrode 10A of the battery module 100a is connected to the service plug 530 via the power line D1
  • the low potential electrode 10B of the battery module 100c is connected to the service plug 530 via the power line D2.
  • the power lines D1 and D2 also correspond to the power lines 501 that connect the battery modules 100 in FIG.
  • the battery modules 100a, 100b, 100c, and 100d are connected in series.
  • the potential of the high potential electrode 10A of the battery module 100d is the highest, and the potential of the low potential electrode 10B of the battery module 100b is the lowest.
  • the service plug 530 is turned off by an operator when the battery system 500 is maintained, for example.
  • the service plug 530 is turned off, the series circuit composed of the battery modules 100a and 100b and the series circuit composed of the battery modules 100c and 100d are electrically separated. In this case, the current path between the plurality of battery modules 100a to 100d is interrupted. This ensures safety during maintenance.
  • the low potential electrode 10B of the battery module 100b is connected to the contactor 102 via the power line D3, and the high potential electrode 10A of the battery module 100d is connected to the contactor 102 via the power line D4.
  • Contactor 102 is connected to HV connector 520 through power supply lines D5 and D6.
  • the HV connector 520 is connected to a load such as a motor of an electric vehicle.
  • the power supply lines D3 and D4 correspond to the power supply line 501 connecting the battery module 100 and the contactor 102 of FIG.
  • the power supply lines D5 and D6 correspond to the power supply line 501 extending from the contactor 102 in FIG.
  • the battery module 100b is connected to the HV connector 520 via the power lines D3 and D5
  • the battery module 100d is connected to the HV connector 520 via the power lines D4 and D6.
  • electric power is supplied from the battery modules 100a, 100b, 100c, and 100d to the load.
  • the battery modules 100a, 100b, 100c, and 100d are charged with the contactor 102 turned on.
  • the contactor 102 When the contactor 102 is turned off, the connection between the battery module 100b and the HV connector 520 and the connection between the battery module 100d and the HV connector 520 are cut off.
  • the contactor 102 is also turned off by the operator together with the service plug 530. In this case, the current path between the plurality of battery modules 100a to 100d is reliably interrupted. This ensures safety during maintenance.
  • the total voltage of the series circuit including the battery modules 100a and 100b is equal to the total voltage of the series circuit including the battery modules 100c and 100d. . This prevents a high voltage from being generated in the battery system 500 during maintenance.
  • the second printed circuit board 212 of the battery module 100a and the second printed circuit board 212 of the battery module 100b are connected to each other via the communication line P11.
  • the second printed circuit board 212 of the battery module 100a and the second printed circuit board 212 of the battery module 100c are connected to each other via the communication line P12.
  • the second printed circuit board 212 of the battery module 100c and the second printed circuit board 212 of the battery module 100d are connected to each other via the communication line P13.
  • the second printed circuit board 212 of the battery module 100b is connected to the battery ECU 101 via the communication line P14.
  • the communication lines P11 to P14 correspond to the communication line 560 in FIG.
  • a bus is configured by the communication lines P11 to P14.
  • the cell information detected by the voltage detection unit 20 of the battery module 100a is given to the battery ECU 101 via the communication lines P11 and P14. Further, a predetermined control signal is given from the battery ECU 101 to the second printed circuit board 212 of the battery module 100a via the communication lines P14 and P11.
  • the cell information detected by the voltage detection unit 20 of the battery module 100b is given to the battery ECU 101 via the communication line P14.
  • a predetermined control signal is given from the battery ECU 101 to the second printed circuit board 212 of the battery module 100b via the communication line P14.
  • the cell information detected by the voltage detection unit 20 of the battery module 100c is given to the battery ECU 101 via the communication lines P12, P11, and P14.
  • a predetermined control signal is given from the battery ECU 101 to the second printed circuit board 212 of the battery module 100c via the communication lines P14, P11, and P12.
  • the cell information detected by the voltage detection unit 20 of the battery module 100d is given to the battery ECU 101 via the communication lines P13, P12, P11, and P14.
  • a predetermined control signal is given from the battery ECU 101 to the second printed circuit board 212 of the battery module 100d through the communication lines P14, P11, P12, and P13.
  • the battery system 500 is provided with the battery module according to any one of the first to seventh embodiments. Thereby, the reliability of the battery system 500 is improved. In addition, the configuration of the battery system 500 is simplified and the assembly work is facilitated.
  • an electric vehicle and a moving body according to a ninth embodiment will be described.
  • the electric vehicle and the moving body according to the present embodiment include battery system 500 according to the eighth embodiment.
  • an electric vehicle will be described as an example of the electric vehicle and the moving body.
  • FIG. 26 is a block diagram illustrating a configuration of an electric automobile including the battery system 500.
  • electric vehicle 600 according to the present embodiment includes a vehicle body 610.
  • the vehicle body 610 is provided with the main control unit 300 and the battery system 500, the power conversion unit 601, the motor 602, the drive wheels 603, the accelerator device 604, the brake device 605, and the rotation speed sensor 606 shown in FIG.
  • motor 602 is an alternating current (AC) motor
  • power conversion unit 601 includes an inverter circuit.
  • main controller 300 and power converter 601 are examples of external devices
  • battery ECU 101 in FIG. 24 is an example of a communication controller.
  • the battery ECU 101 (FIG. 24) of the battery system 500 is connected to the motor 602 via the power conversion unit 601 and to the main control unit 300.
  • Battery ECU 101 (FIG. 24) of battery system 500 performs communication between the electronic circuit of battery system 500, main control unit 300 and power conversion unit 601.
  • the main control unit 300 is given a charge amount of the plurality of battery modules 100 (FIG. 24) and a current value flowing through the battery module 100 from the battery ECU 101 (FIG. 24) constituting the battery system 500.
  • an accelerator device 604, a brake device 605, and a rotation speed sensor 606 are connected to the main control unit 300.
  • the main control unit 300 includes, for example, a CPU and a memory, or a microcomputer.
  • the accelerator device 604 includes an accelerator pedal 604a included in the electric automobile 600 and an accelerator detection unit 604b that detects an operation amount (depression amount) of the accelerator pedal 604a.
  • the accelerator detector 604b detects the operation amount of the accelerator pedal 604a based on a state where the driver is not operated. The detected operation amount of the accelerator pedal 604a is given to the main controller 300.
  • the brake device 605 includes a brake pedal 605a included in the electric automobile 600 and a brake detection unit 605b that detects an operation amount (depression amount) of the brake pedal 605a by the driver.
  • the operation amount is detected by the brake detection unit 605b.
  • the detected operation amount of the brake pedal 605a is given to the main control unit 300.
  • the rotation speed sensor 606 detects the rotation speed of the motor 602. The detected rotation speed is given to the main control unit 300.
  • the main controller 300 is given the charge amount of the battery module 100, the current value flowing through the battery module 100, the operation amount of the accelerator pedal 604a, the operation amount of the brake pedal 605a, and the rotation speed of the motor 602. .
  • the main control unit 300 performs charge / discharge control of the battery module 100 and power conversion control of the power conversion unit 601 based on these pieces of information.
  • the electric power of the battery module 100 is supplied from the battery system 500 to the power conversion unit 601 when the electric automobile 600 is started and accelerated based on the accelerator operation.
  • the main control unit 300 calculates a rotational force (command torque) to be transmitted to the drive wheels 603 based on the given operation amount of the accelerator pedal 604a, and outputs a control signal based on the command torque to the power conversion unit 601. To give.
  • the power conversion unit 601 that has received the control signal converts the power supplied from the battery system 500 into power (drive power) necessary for driving the drive wheels 603. As a result, the driving power converted by the power converter 601 is supplied to the motor 602, and the rotational force of the motor 602 based on the driving power is transmitted to the driving wheels 603.
  • the motor 602 functions as a power generator.
  • the power conversion unit 601 converts the regenerative power generated by the motor 602 into power suitable for charging the battery module 100 and supplies the power to the battery module 100. Thereby, the battery module 100 is charged.
  • the electric automobile 600 according to the present embodiment includes the battery system 500 according to the eighth embodiment.
  • the battery system 500 is provided with a battery module according to any one of the first to seventh embodiments. Thereby, the reliability of the battery system 500 is improved, and the electric automobile 600 can travel more stably.
  • the configuration of the battery system 500 is simplified and the assembly work is facilitated, so that the cost of the electric automobile 600 can be reduced.
  • the battery system 500 according to the eighth embodiment may be mounted on another mobile body such as a ship, an aircraft, an elevator, or a walking robot.
  • a ship equipped with the battery system 500 includes, for example, a hull instead of the vehicle body 610 in FIG. 26, a screw instead of the driving wheel 603, an acceleration input unit instead of the accelerator device 604, and a brake device 605.
  • a deceleration input unit is provided.
  • the driver operates the acceleration input unit instead of the accelerator device 604 when accelerating the hull, and operates the deceleration input unit instead of the brake device 605 when decelerating the hull.
  • the hull corresponds to the moving main body
  • the motor corresponds to the power source
  • the screw corresponds to the drive unit.
  • the ship does not have to include a deceleration input unit.
  • the motor receives electric power from the battery system 500 and converts the electric power into power, and the hull moves by rotating the screw with the converted power.
  • an aircraft equipped with the battery system 500 includes, for example, a fuselage instead of the vehicle body 610 of FIG. 26, a propeller instead of the drive wheels 603, an acceleration input unit instead of the accelerator device 604, and a brake.
  • a deceleration input unit is provided instead of the device 605.
  • the airframe corresponds to the moving main body
  • the motor corresponds to the power source
  • the propeller corresponds to the drive unit.
  • the aircraft may not include a deceleration input unit.
  • the motor receives electric power from the battery system 500 and converts the electric power into motive power, and the propeller is rotated by the converted motive power, whereby the airframe moves.
  • the elevator equipped with the battery system 500 includes, for example, a saddle instead of the vehicle body 610 in FIG. 26, a lifting rope attached to the saddle instead of the driving wheel 603, and an acceleration input unit instead of the accelerator device 604. And a deceleration input unit instead of the brake device 605.
  • the kite corresponds to the moving main body
  • the motor corresponds to the power source
  • the lifting rope corresponds to the drive unit.
  • the motor receives electric power from the battery system 500 and converts the electric power into motive power, and the elevating rope is wound up by the converted motive power, so that the kite moves up and down.
  • a walking robot equipped with the battery system 500 includes, for example, a trunk instead of the vehicle body 610 in FIG. 26, a foot instead of the driving wheel 603, an acceleration input unit instead of the accelerator device 604, and a brake device 605.
  • a deceleration input unit is provided instead of.
  • the body corresponds to the moving main body
  • the motor corresponds to the power source
  • the foot corresponds to the drive unit.
  • the motor receives electric power from the battery system 500 and converts the electric power into power, and the torso moves by driving the foot with the converted power.
  • the power source receives power from the battery system 500 and converts the power into power, and the drive unit is moved by the power converted by the power source. Move.
  • the battery system 500 according to the eighth embodiment is also provided in such various moving objects.
  • the battery system 500 is provided with a battery module according to any one of the first to seventh embodiments. Thereby, a mobile body can move more stably.
  • the configuration of the battery system 500 is simplified, and the assembly work is facilitated, so that the cost of the moving body can be reduced.
  • the power supply device includes a battery system 500 according to the eighth embodiment.
  • FIG. 27 is a block diagram illustrating a configuration of a power supply device including a battery system 500.
  • the power supply device 700 includes a power storage device 710 and a power conversion device 720.
  • the power storage device 710 includes a battery system group 711 and a system controller 712.
  • the battery system group 711 includes a plurality of battery systems 500 according to the eighth embodiment. Between the plurality of battery systems 500, the plurality of battery cells 10 may be connected to each other in parallel, or may be connected to each other in series.
  • the system controller 712 is an example of a system control unit, and includes, for example, a CPU and a memory, or a microcomputer.
  • the system controller 712 is connected to the battery ECU 101 (see FIG. 24) of each battery system 500.
  • the battery ECU 101 of each battery system 500 calculates the charge amount of each battery cell 10 based on the terminal voltage of each battery cell 10, and gives the calculated charge amount to the system controller 712.
  • the system controller 712 controls the power conversion device 720 based on the charge amount of each battery cell 10 given from each battery ECU 101, thereby controlling the discharge or charging of the plurality of battery cells 10 included in each battery system 500. I do.
  • the power converter 720 includes a DC / DC (DC / DC) converter 721 and a DC / AC (DC / AC) inverter 722.
  • the DC / DC converter 721 has input / output terminals 721a and 721b, and the DC / AC inverter 722 has input / output terminals 722a and 722b.
  • the input / output terminal 721 a of the DC / DC converter 721 is connected to the battery system group 711 of the power storage device 710.
  • the input / output terminal 721b of the DC / DC converter 721 and the input / output terminal 722a of the DC / AC inverter 722 are connected to each other and to the power output unit PU1.
  • the input / output terminal 722b of the DC / AC inverter 722 is connected to the power output unit PU2 and to another power system.
  • the power output units PU1, PU2 include, for example, outlets.
  • various loads are connected to the power output units PU1 and PU2.
  • Other power systems include, for example, commercial power sources or solar cells. This is an external example in which power output units PU1, PU2 and another power system are connected to a power supply device.
  • the DC / DC converter 721 and the DC / AC inverter 722 are controlled by the system controller 712, whereby the plurality of battery cells 10 included in the battery system group 711 are discharged and charged.
  • DC / DC direct current / direct current
  • DC / AC direct current / alternating current
  • the power DC / DC converted by the DC / DC converter 721 is supplied to the power output unit PU1.
  • the power DC / AC converted by the DC / AC inverter 722 is supplied to the power output unit PU2.
  • DC power is output to the outside from the power output unit PU1, and AC power is output to the outside from the power output unit PU2.
  • the electric power converted into alternating current by the DC / AC inverter 722 may be supplied to another electric power system.
  • the system controller 712 performs the following control as an example of control related to the discharge of the plurality of battery cells 10 included in each battery system 500.
  • the system controller 712 determines whether or not to stop discharging based on the charge amount of each battery cell 10 given from each battery ECU 101 (see FIG. 24), and based on the determination result.
  • the power converter 720 is controlled. Specifically, when the charge amount of any one of the plurality of battery cells 10 included in the battery system group 711 becomes smaller than a predetermined threshold value, the system controller 712 stops discharging. Or the DC / DC converter 721 and the DC / AC inverter 722 are controlled so that the discharge current (or discharge power) is limited. Thereby, overdischarge of each battery cell 10 is prevented.
  • AC power supplied from another power system is AC / DC (AC / DC) converted by the DC / AC inverter 722, and further DC / DC (DC) is converted by the DC / DC converter 721. / DC) converted.
  • AC / DC AC / DC
  • DC DC / DC
  • the system controller 712 performs the following control as an example of control related to charging of the plurality of battery cells 10 included in each battery system 500.
  • the system controller 712 determines whether or not to stop charging based on the charge amount of each battery cell 10 given from each battery ECU 101 (see FIG. 24), and based on the determination result.
  • the power converter 720 is controlled. Specifically, when the charge amount of any one of the plurality of battery cells 10 included in the battery system group 711 exceeds a predetermined threshold value, the system controller 712 stops charging. Or the DC / DC converter 721 and the DC / AC inverter 722 are controlled such that the charging current (or charging power) is limited. Thereby, overcharge of each battery cell 10 is prevented.
  • the power supply apparatus 700 according to the present embodiment is provided with the battery system 500 according to the eighth embodiment. Therefore, improvement in reliability and cost reduction of the power supply device 700 are realized.
  • the system controller 712 may have the same function as the battery ECU 101 instead of providing the battery ECU 101 in each battery system 500.
  • the power conversion apparatus 720 may include only one of the DC / DC converter 721 and the DC / AC inverter 722. Further, the power conversion device 720 may not be provided as long as power can be supplied between the power supply device 700 and the outside.
  • a plurality of battery systems 500 are provided, but the present invention is not limited to this, and only one battery system 500 may be provided.
  • any one of the equalization circuits 71 and 72 and the comparison circuits 81 and 82 is provided on the first printed circuit board 211 as the plurality of first electronic components. Although mounted, the plurality of first electronic components are not limited to these.
  • each first electronic component may be a single component or a plurality of components.
  • the second printed circuit board 212 is not limited to one end surface parallel to the YZ plane of the battery block 10BB but may be provided on the other end surface, or one side surface or the other parallel to the XZ plane of the battery block 10BB. It may be provided on the side surface. Even in this case, since the mounting area for the electronic components is secured on the second printed circuit board 212, the width of the first printed circuit board 211 can be reduced. This simplifies the configuration of the battery module 100 and facilitates assembly work.
  • each of the equalization circuits 71 and 72 of each equalization unit 70 is configured by a series circuit of a resistor R and a switching element SW.
  • the equalization circuits 71 and 72 of each equalization part 70 may be comprised with a charger.
  • the chargers of the equalization circuits 71 and 72 are turned on, a constant current flows from the charger to the battery cells 10 corresponding to the equalization circuits 71 and 72 that are turned on. Thereby, the battery cell 10 corresponding to the equalization circuits 71 and 72 turned on is charged.
  • the equalization process may be performed by charging the battery cell 10.
  • a plurality of voltages used in the second embodiment instead of the plurality of equalization units 70 (FIG. 16) are applied to the first printed circuit board 211.
  • the comparison unit 80 (FIG. 9) may be mounted.
  • the second printed circuit board 212 may be provided with a voltage estimation unit 25 and a current detection unit 26 instead of the equalization control unit 21 (FIG. 16).
  • the plurality of comparison circuits 81 and 82 can be arranged in the vicinity of the electrodes 10a and 10b of the corresponding plurality of battery cell groups 10g.
  • the plurality of conductor lines 53 connecting the plurality of comparison circuits 81 and 82 and the bus bars 40x and 40y can be shortened.
  • the reliability of electrical connection between the plurality of comparison circuits 81 and 82 and the electrodes 10a and 10b of the plurality of battery cell groups 10g corresponding to the respective comparison circuits 81 and 82 is improved.
  • the terminal voltages of the plurality of battery cells 10 can be accurately compared with the reference voltage. As a result, the estimation accuracy of the terminal voltage of each battery cell 10 in the voltage estimation unit 25 is improved.
  • the width of the first printed circuit board 211 is increased. Can be small. This prevents the first printed circuit board 211 and the electrodes 10a and 10b of the plurality of battery cell groups 10g from interfering with each other. As a result, the configuration of the battery module 100 is simplified and the assembly work is facilitated.
  • a plurality of equalizations used in the third embodiment instead of the plurality of equalization units 70 (FIG. 16) are provided on the first printed circuit board 211.
  • An integrated comparison unit 90 (FIG. 14) may be implemented.
  • the second printed circuit board 212 may further include a voltage estimation unit 25 and a current detection unit 26.
  • the plurality of equalization circuits 71 and 72 are disposed in the vicinity of the electrodes 10a and 10b of the corresponding plurality of battery cell groups 10g, respectively, and the plurality of comparison circuits 81 and 82 are respectively corresponding to the plurality of battery cell groups 10g. It can arrange
  • the terminal voltages of the plurality of battery cells 10 can be equalized accurately, and the terminal voltages of the plurality of battery cells 10 can be accurately set as reference voltages. It becomes possible to compare. As a result, the terminal voltages of the plurality of battery cells 10 can be accurately equalized, and the estimation accuracy of the terminal voltages of the battery cells 10 in the voltage estimation unit 25 is improved.
  • the mounting area for the electronic components of the voltage detection unit 20, the equalization control unit 21, the voltage estimation unit 25, the current detection unit 26, and the communication unit 24 is secured on the second printed circuit board 212.
  • the width of the circuit board 211 can be reduced. This prevents the first printed circuit board 211 and the electrodes 10a and 10b of the plurality of battery cells 10 from interfering with each other. As a result, the configuration of the battery module 100 is simplified and the assembly work is facilitated.
  • the number N of the battery cells 10 constituting the plurality of battery cell groups 10g is two. Not limited to this, the number N of battery cells 10 constituting the plurality of battery cell groups 10g may be different.
  • the battery cell 10 having a flat, substantially rectangular parallelepiped shape is used as the battery cell constituting the battery module. Not only this but the battery cell 10 which comprises the battery module 100 can use a laminate-type battery cell, for example.
  • the laminate type battery cell is manufactured as follows, for example. First, the battery element in which the plus electrode and the minus electrode are arranged with the separator interposed therebetween is accommodated in a bag made of a resin film. Subsequently, the bag in which the battery element is accommodated is sealed, and the electrolytic solution is injected into the formed sealed space. Thereby, a laminate-type battery cell is completed.
  • the battery cell 10 constituting the battery module 100 for example, a battery cell having a substantially cylindrical shape and formed so that a plus electrode and a minus electrode protrude from one end surface can be used.
  • the first printed circuit boards 211, 211b, and 211d are connected to the first terminal row TL1 and the second terminal row TL1. It is arranged between the terminal row TL2.
  • the first printed circuit boards 211, 211b, and 211d are not limited to this, and are disposed between the first terminal row TL1 and the second terminal row TL2 in the Y direction. You may provide in the position (upper position) shifted
  • the SOC charge rate
  • the remaining capacity Any one of the open-circuit voltage, the depth of discharge, the integrated current value, and the charged amount difference may be adjusted.
  • the voltage detection unit 20, the equalization control unit 21, the communication unit 24, the voltage estimation unit 25, and the current detection unit 26 are provided as the second electronic components on the second printed circuit board 212.
  • a temperature processing unit may be provided on the second printed circuit board 212 for performing processing related to the temperature values of the plurality of battery cells 10 as processing related to the physical quantities of the plurality of battery cells 10.
  • the temperature processing unit that performs processing related to the temperature values of the plurality of battery cells 10 as the second electronic component is provided on the second printed circuit board 212, the physical quantities of the plurality of battery cells 10 include a plurality of physical quantities. It is the value of the temperature of the battery cell 10.
  • a plurality (two in this example) of battery cells 10 are connected in parallel to form a battery cell group 10g, and a plurality of equalization units 70 are equalized.
  • the circuits 71 and 72 respectively correspond to a plurality of battery cell groups 10g connected in series.
  • one battery cell group may be configured by connecting a plurality of battery cells 10 in series.
  • a plurality of equalization circuits 71 and 72 or comparison circuits 81 and 82 as a plurality of first electronic components are connected in series. It may be provided to correspond to each of the battery cell groups.
  • a plurality of equalization circuits 71 as a plurality of first electronic components, 72 may be provided so as to correspond to a plurality of group battery cell groups connected in series, respectively.
  • the communication unit 24 calculates the charge amount of each battery cell 10 and detects overdischarge, overcharge, temperature abnormality, etc. of the battery cell 10, and outputs the result to the battery ECU 101 and Alternatively, it may be given to the main control unit 300. That is, the communication unit 24 may perform communication between the electronic circuit of each battery module 100 and the main control unit 300 as a communication control unit instead of the second electronic component. In this case, the communication unit 24 corresponds to a communication control unit, and the battery ECU 101 and / or the main control unit 300 corresponds to an external device. When the communication unit 24 functions as a communication control unit, the battery ECU 101 may not be provided in the battery system 500. In this case, the communication unit 24 may perform the equalization process by controlling the plurality of equalization units 70.
  • the example in which the communication unit 24 functions as the second electronic component and the battery ECU 101 functions as the communication control unit has been described.
  • the communication unit 24 and / or the battery ECU 101 function as a communication control unit that performs communication between the electronic circuit of the battery module 100 and the main control unit 300, and the main control unit 300 functions as an external device. May be.
  • the X direction is an example of one direction
  • the plurality of battery cells 10 is an example of a plurality of battery cells
  • the battery cell group 10g is an example of a battery cell group
  • the battery block 10BB is a battery.
  • the voltage detection unit 20, the equalization control unit 21, the communication unit 24, the voltage estimation unit 25, the current detection unit 26, the equalization circuits 71 and 72, and the comparison circuits 81 and 82 are examples of electronic circuits.
  • the first printed circuit board 211 is an example of a first circuit board
  • the second printed circuit board 212 is an example of a second circuit board.
  • the positive electrode 10a is an example of a positive electrode terminal
  • the negative electrode 10b is an example of a negative electrode terminal
  • the upper surface of the battery block 10BB is an example of a first surface, one end surface, the other end surface, Any one of the side surface and the other side surface is an example of the second surface
  • the equalization circuits 71 and 72 and the comparison circuits 81 and 82 are examples of the first electronic component
  • the voltage detection unit 20, the equalization control The unit 21, the communication unit 24, the voltage estimation unit 25, and the current detection unit 26 are examples of the second electronic component
  • the battery module 100 is an example of the battery module.
  • the first terminal row TL1 is an example of the first terminal row
  • the second terminal row TL2 is an example of the second terminal row
  • the equalization circuits 71 and 72 are examples of the preparation circuit components.
  • the comparison circuits 81 and 82 are examples of comparison circuit components
  • the battery system 500 is an example of a battery system
  • the motor 602 is an example of a motor
  • the drive wheels 603 are examples of drive wheels
  • the electric automobile 600 is It is an example of an electric vehicle.
  • the main control unit 300 and the power conversion unit 601 in the eighth and ninth embodiments are examples of external devices, and the battery ECU 101 in the eighth and ninth embodiments is an example of a communication control unit.
  • the HV connector 520 is an example of the terminal portion.
  • At least one of the voltage detection unit 20, the equalization control unit 21, the communication unit 24, the voltage estimation unit 25, and the current detection unit 26 is an example of a processing unit.
  • the vehicle body 610, the ship hull, the aircraft fuselage, the elevator cage, or the torso of the walking robot are examples of the moving main body, and the motor 602, the drive wheel 603, the screw, the propeller, the hoisting motor of the lifting rope or the walking A robot foot is an example of a power source.
  • An electric vehicle 600, a ship, an aircraft, an elevator, or a walking robot are examples of moving objects.
  • the system controller 712 is an example of a system control unit
  • the power storage device 710 is an example of a power storage device
  • the power supply device 700 is an example of a power supply device
  • the power conversion device 720 is an example of a power conversion device.
  • the present invention can be effectively used for various mobile objects using electric power as a drive source, power storage devices, mobile devices, and the like.

Abstract

 バッテリモジュールは、一方向に並ぶように配置された複数のバッテリセルにより構成されるバッテリブロックと、複数のバッテリセルに電気的に接続される電子回路が実装される第1および第2の回路基板とを備え、バッテリブロックは、複数のバッテリセルの正極端子および負極端子が並ぶ第1の面を有し、第1の回路基板は、バッテリブロックの第1の面上に設けられ、第2の回路基板は、バッテリブロックの第1の面とは異なる第2の面上に設けられ、電子回路は、複数のバッテリセルに対応して設けられる複数の第1の電子部品と、複数の第1の電子部品以外の第2の電子部品とを含み、複数の第1の電子部品は第1の回路基板に実装され、第2の電子部品は第2の回路基板に実装されたものである。

Description

バッテリモジュール、バッテリシステム、電動車両、移動体、電力貯蔵装置および電源装置
 本発明は、バッテリモジュール、バッテリシステム、電動車両、移動体、電力貯蔵装置および電源装置に関する。
 電動自動車等の移動体の駆動源として、充放電が可能な複数のバッテリセルを含むバッテリモジュールが用いられる。
 特許文献1には、複数個の単位セル(バッテリセル)を直列に接続してなるバッテリ(バッテリモジュール)の充電装置が記載されている。この充電装置においては、各単位セルに、端子電圧検出用のオペアンプが並列に接続されるとともに、抵抗およびスイッチからなるバイパス回路が並列に接続される。
 上記のオペアンプおよびバイパス回路のスイッチはMPU(マイクロプロセッサユニット)に接続される。MPUは、オペアンプからの出力信号を読み込むことにより各単位セルの端子電圧を監視する。
 複数の単位セルの充電時において、MPUは充電上限電圧に達した単位セルに接続されたバイパス回路のスイッチをオンする。これにより、充電電流がバイパス回路に流れるとともに、充電上限電圧に達した単位セルがバイパス回路の抵抗により放電される。それにより、過充電が防止される。
特開平11-55866号公報
 特許文献1に記載された充電装置においては、複数の単位セルにバイパス回路およびオペアンプがそれぞれ設けられるとともに、複数のバイパス回路およびオペアンプがMPUおよびその他の回路に接続される。そのため、実際に、特許文献1の充電装置を複数の単位セルに適用する場合、配線の引き回しが複雑になり、かつ配線の長さが長くなる。それにより、複数のバイパス回路等を含む電子回路と複数の単位セルとの接続信頼性を確保することが困難である。また、複数の単位セルおよび充電装置の全体の構成が複雑になるとともに、組み立て作業が煩雑になる。
 本発明の目的は、複数のバッテリセルと電子回路との電気的な接続の信頼性の向上、構成の単純化および組み立ての容易化が可能なバッテリモジュール、バッテリシステム、電動車両、移動体、電力貯蔵装置および電源装置を提供することである。
 本発明の一局面に従うバッテリモジュールは、一方向に並ぶように配置された複数のバッテリセルにより構成されるバッテリブロックと、複数のバッテリセルに電気的に接続される電子回路が実装される第1および第2の回路基板とを備え、バッテリブロックは、複数のバッテリセルの正極端子および負極端子が並ぶ第1の面を有し、第1の回路基板は、バッテリブロックの第1の面上に設けられ、第2の回路基板は、バッテリブロックの第1の面とは異なる第2の面上に設けられ、電子回路は、複数のバッテリセルに対応して設けられる複数の第1の電子部品と、複数の第1の電子部品以外の第2の電子部品とを含み、複数の第1の電子部品は第1の回路基板に実装され、第2の電子部品は第2の回路基板に実装されたものである。
 本発明によれば、複数のバッテリセルと電子回路との電気的な接続の信頼性の向上、構成の単純化および組み立ての容易化が可能となる。
図1はバッテリモジュールの外観斜視図である。 図2はバッテリモジュールの平面図である。 図3はバッテリモジュールの端面図である。 図4は第1の実施の形態に係るバッテリモジュールの各構成要素の接続状態を示す図である。 図5は第1の実施の形態に係るバッテリモジュールの構成および動作を説明するためのブロック図である。 図6は第1の実施の形態に係るバッテリモジュールの第1の変形例を示す外観斜視図である。 図7は第1の実施の形態に係るバッテリモジュールの第2の変形例を示す外観斜視図である。 図8は図7のバッテリモジュールの各構成要素の接続状態を示す図である。 図9は第2の実施の形態に係るバッテリモジュールの各構成要素の接続状態を示す図である。 図10は図9の電圧比較部の構成を示すブロック図である。 図11は第2の実施の形態に係るバッテリモジュールの構成および動作を説明するためのブロック図である。 図12は図9の電圧推定部の構成を示すブロック図である。 図13は電圧比較部の他の構成例を示すブロック図である。 図14は第3の実施の形態に係るバッテリモジュールの各構成要素の接続状態を示す図である。 図15は第4の実施の形態に係るバッテリモジュールの平面図である。 図16は第4の実施の形態に係るバッテリモジュールの各構成要素の接続状態を示す図である。 図17は第5の実施の形態に係るバッテリモジュールの構成を示す分解斜視図である。 図18は第6の実施の形態に係るバッテリモジュールの構成を示す分解斜視図である。 図19は図18の蓋部材を斜め下方から見た斜視図である。 図20は図18の蓋部材を斜め上方から見た斜視図である。 図21は第7の実施の形態に係るバッテリモジュールの構成を示す分解斜視図である。 図22は図21の蓋部材を斜め下方から見た斜視図である。 図23は図21の蓋部材を斜め上方から見た斜視図である。 図24は第8の実施の形態に係るバッテリシステムの構成を示すブロック図である。 図25は第8の実施の形態に係るバッテリシステムの配置例を示す模式的平面図である。 図26はバッテリシステムを備える電動自動車の構成を示すブロック図である。 図27はバッテリシステムを備える電源装置の構成を示すブロック図である。
 本発明の一実施の形態に係るバッテリモジュールは、一方向に並ぶように配置された複数のバッテリセルにより構成されるバッテリブロックと、複数のバッテリセルに電気的に接続される電子回路が実装される第1および第2の回路基板とを備え、バッテリブロックは、複数のバッテリセルの正極端子および負極端子が並ぶ第1の面を有し、第1の回路基板は、バッテリブロックの第1の面上に設けられ、第2の回路基板は、バッテリブロックの第1の面とは異なる第2の面上に設けられ、電子回路は、複数のバッテリセルに対応して設けられる複数の第1の電子部品と、複数の第1の電子部品以外の第2の電子部品とを含み、複数の第1の電子部品は第1の回路基板に実装され、第2の電子部品は第2の回路基板に実装されたものである。
 このバッテリモジュールにおいては、第1の回路基板に複数のバッテリセルに対応して設けられる複数の第1の電子部品が実装され、第2の回路基板に複数の第1の電子部品以外の第2の電子部品が実装される。
 複数のバッテリセルの正極端子および負極端子が並ぶバッテリブロックの第1の面上に第1の回路基板が設けられる。この場合、複数の第1の電子部品を対応する複数のバッテリセルの正極端子および負極端子の近傍に配置することが可能となる。これにより、複数の第1の電子部品と対応する複数のバッテリセルの正極端子および負極端子とを接続する接続線を短くすることができる。その結果、複数のバッテリセルと電子回路との電気的な接続の信頼性が向上する。
 第1の面とは異なる第2の面上に設けられる第2の回路基板に第2の電子部品の実装領域を確保することができるので、第1の回路基板を小型化することができる。これにより、第1の回路基板と複数のバッテリセルの正極端子および負極端子とが干渉しないように第1の回路基板を第1の面に配置することが可能となる。その結果、バッテリモジュールの構成の単純化および組み立ての容易化が実現される。
 複数のバッテリセルは、互いに直列接続された複数のバッテリセル群を構成し、各バッテリセル群は、一のバッテリセルまたは並列に接続された複数のバッテリセルを含み、複数の第1の電子部品は、複数のバッテリセル群にそれぞれ対応して設けられてもよい。
 この場合、複数の第1の電子部品をそれぞれ対応する複数のバッテリセル群の正極端子および負極端子の近傍に配置することが可能となる。これにより、複数の第1の電子部品とそれぞれ対応する複数のバッテリセル群の正極端子および負極端子とを接続する接続線を短くすることができる。その結果、複数のバッテリセルと電子回路との電気的な接続の信頼性がより向上する。
 複数のバッテリセルは互いに直列接続され、複数の第1の電子部品は、複数のバッテリセルにそれぞれ対応して設けられてもよい。
 この場合、複数の第1の電子部品をそれぞれ対応する複数のバッテリセルの正極端子および負極端子の近傍に配置することが可能となる。これにより、複数の第1の電子部品とそれぞれ対応する複数のバッテリセルの正極端子および負極端子とを接続する接続線を短くすることができる。その結果、複数のバッテリセルと電子回路との電気的な接続の信頼性がより向上する。
 複数のバッテリセルの正極端子および負極端子が一方向に沿って互いに並列に整列された第1および第2の端子列を構成し、第1の回路基板は、第1の端子列と第2の端子列との間に配置されてもよい。
 この場合、複数の第1の電子部品を対応する複数のバッテリセルの正極端子および負極端子にさらに近づけることが可能となる。これにより、複数の第1の電子部品と対応する複数のバッテリセルの正極端子および負極端子とを接続する接続線をさらに短くすることができる。その結果、複数のバッテリセルと電子回路との電気的な接続の信頼性がさらに向上する。
 なお、第1の回路基板は、第1の面と直交する方向において、第1の端子列および第2の端子列の位置からずれた位置に設けられてもよい。例えば、第1の回路基板は、第1の面と直交する方向において第1の端子列と第2の端子列との間の空間の近傍に位置してもよい。また、第1の回路基板の一部が、第1の端子列または第2の端子列に重なってもよい。
 複数の第1の電子部品の各々は、対応するバッテリセルの充電状態を調整するための調整回路部品を含んでもよい。複数の第1の電子部品が複数のバッテリセルにそれぞれ対応する場合、各調整回路部品により対応するバッテリセルの充電状態が調整される。複数の第1の電子部品が複数のバッテリセル群にそれぞれ対応する場合、各調整回路部品により対応するバッテリセル群が含む1または複数のバッテリセルの充電状態が調整される。
 この場合、複数の調整回路部品と対応する複数のバッテリセルの正極端子および負極端子とを接続する接続線を短くすることができる。それにより、バッテリモジュールの組み立ての容易化が実現されるとともに、複数の調整回路部品と対応する複数のバッテリセルとの電気的な接続の信頼性が向上する。
 複数の第1の電子部品の各々は、対応するバッテリセルの電圧を予め定められた電圧と比較する比較回路部品を含んでもよい。複数の第1の電子部品が複数のバッテリセルにそれぞれ対応する場合、各比較回路部品により対応するバッテリセルの電圧が予め定められた電圧と比較される。複数の第1の電子部品が複数のバッテリセル群にそれぞれ対応する場合、各比較回路部品により対応するバッテリセル群が含む1または複数のバッテリセルの電圧が予め定められた電圧と比較される。
 この場合、複数の比較回路部品と対応する複数のバッテリセルの正極端子および負極端子とを接続する接続線を短くすることができる。それにより、接続線の抵抗成分による電圧降下が小さくなる。その結果、バッテリセルの電圧を予め定められた電圧と正確に比較することが可能となる。また、バッテリモジュールの組み立ての容易化が実現されるとともに、複数の比較回路部品と対応する複数のバッテリセルとの電気的な接続の信頼性が向上する。
 第2の電子部品は、複数のバッテリセルの物理量に関する処理を行う処理部を構成し、物理量は、複数のバッテリセルの充電状態に関する物理量であってもよい。
 この場合、複数のバッテリセルの物理量に関する処理を行う処理部が第2の回路基板に実装されるので、処理部と外部装置とを接続する接続線を第1の回路基板上に設ける必要がない。それにより、第1の回路基板を小型化することができる。
 上記の物理量は、バッテリセルの充電状態に関する物理量である。この場合、処理部は、複数のバッテリセルの物理量に関する処理として複数のバッテリセルの充放電に関する処理を行う。
 本発明の他の実施の形態に係るバッテリシステムは、外部装置に接続され、上記のバッテリモジュールと、バッテリモジュールの電子回路と外部装置との間で通信を行う通信制御部と、バッテリモジュールの電力を外部装置に供給する端子部とを備えたものである。
 このバッテリシステムにおいては、通信制御部によりバッテリモジュールの電子回路と外部装置との間で通信が行われる。また、バッテリモジュールの電力が端子部を介して外部装置に供給される。
 バッテリシステムは、上記のバッテリモジュールを備える。これにより、バッテリシステムの信頼性が向上される。また、バッテリシステムの構成が単純化するとともに、組み立て作業が容易になる。
 本発明のさらに他の実施の形態に係る電動車両は、上記のバッテリシステムと、バッテリシステムからの電力により駆動されるモータと、モータの回転力により回転する駆動輪とを備えるものである。
 この電動車両においては、複数のバッテリモジュールからの電力によりモータが駆動される。そのモータの回転力によって駆動輪が回転することにより、電動車両が移動する。
 この電動車両には、上記のバッテリシステムが用いられるので、電動車両の信頼性の向上および低コスト化が可能となる。
 本発明のさらに他の実施の形態に係る移動体は、上記のバッテリシステムと、移動本体部と、バッテリシステムからの電力を移動本体部を移動させるための動力に変換する動力源と、動力源により変換された動力により移動本体部を移動させる駆動部とを備えるものである。
 この移動体においては、上記のバッテリシステムからの電力が動力源により動力に変換され、その動力により移動本体部が移動する。
 この移動体には、上記のバッテリシステムが用いられるので、移動体の信頼性の向上および低コスト化が可能となる。
 本発明のさらに他の実施の形態に係る電力貯蔵装置は、上記のバッテリシステムと、バッテリシステムのバッテリモジュールの充電または放電に関する制御を行うシステム制御部とを備えるものである。
 この電力貯蔵装置においては、システム制御部により、バッテリモジュールの充電または放電に関する制御が行われる。それにより、バッテリモジュールの劣化、過放電および過充電を防止することができる。
 この電力貯蔵装置には、上記のバッテリシステムが用いられるので、電力貯蔵装置の信頼性の向上および低コスト化が可能となる。
 本発明のさらに他の実施の形態に係る電源装置は、外部に接続され、上記の電力貯蔵装置と、電力貯蔵装置のシステム制御部により制御され、電力貯蔵装置のバッテリシステムのバッテリモジュールと外部との間で電力変換を行う電力変換装置とを備えるものである。
 この電源装置においては、バッテリモジュールと外部との間で電力変換装置により電力変換が行われる。電力変換装置が電力貯蔵装置のシステム制御部により制御されることにより、バッテリモジュールの充電または放電に関する制御が行われる。それにより、バッテリモジュールの劣化、過放電および過充電を防止することができる。
 この電源装置には、上記のバッテリシステムが用いられるので、電源装置の信頼性の向上および低コスト化が可能となる。
 [1]第1の実施の形態
 以下、第1の実施の形態に係るバッテリモジュールについて図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態に係るバッテリモジュールを用いたバッテリシステムは、電力を駆動源とする電動車両(例えば電動自動車)に搭載される。
 以下の説明においては、バッテリセルの物理量とはバッテリセルの充電状態に関する物理量である。また、複数のバッテリセルの物理量に関する処理とは、複数のバッテリセルの充放電に関する処理である。
 (1)バッテリモジュールの構造
 第1の実施の形態に係るバッテリモジュール100の構造について説明する。図1はバッテリモジュール100の外観斜視図であり、図2はバッテリモジュール100の平面図であり、図3はバッテリモジュール100の端面図である。
 なお、図1~図3ならびに後述する図6、図7、図15、図17、図18、図19、図21、図22および図23においては、矢印X,Y,Zで示すように、互いに直交する三方向をX方向、Y方向およびZ方向と定義する。なお、本例では、X方向およびY方向が水平面に平行な方向であり、Z方向が水平面に直交する方向である。また、上方向は矢印Zが向く方向である。
 図1~図3に示すように、バッテリモジュール100においては、扁平な略直方体形状を有する複数のバッテリセル10がX方向に並ぶように配置される。各バッテリセル10は、例えばリチウムイオン電池またはニッケル水素電池等の二次電池である。
 複数のバッテリセル10は、X方向に並ぶように配置された状態で一対の端面枠92、一対の上端枠93および一対の下端枠94により一体的に固定される。このように、複数のバッテリセル10、一対の端面枠92、一対の上端枠93および一対の下端枠94により略直方体形状のバッテリブロック10BBが構成される。バッテリブロック10BBは、XY平面に平行な上面を有する。また、バッテリブロック10BBは、YZ平面に平行な一端面および他端面を有する。さらに、バッテリブロック10BBは、XZ平面に平行な一側面および他側面を有する。
 バッテリブロック10BBの上面に第1のプリント回路基板211が設けられる。このバッテリモジュール100においては、第1のプリント回路基板211としてX方向に延びる帯状のフレキシブルプリント回路基板(以下、FPC基板と呼ぶ)が用いられる。
 第1のプリント回路基板211上には、複数の均等化部70が実装される。複数の均等化部70は、複数のバッテリセル10の充電状態を調整する。後述するように、各均等化部70は、調整回路部品である2つの均等化回路71,72(図4)を含む。本実施の形態では電子回路は第1の電子部品および第2の電子部品からなり、複数の均等化部70の複数の均等化回路71,72が、複数のバッテリセル10に対応する複数の第1の電子部品の例である。また、本実施の形態では、複数の均等化部70の複数の均等化回路71,72が、直列接続された複数のバッテリセル10にそれぞれ対応する。
 充電状態は、例えば、端子電圧、SOC(充電率)、残容量、開放電圧、放電深度、電流積算値または蓄電量差を含む。本実施の形態では、複数のバッテリセル10の充電状態は複数のバッテリセル10の端子電圧である。均等化部70は、複数のバッテリセル10の端子電圧が略等しくなるように複数のバッテリセル10の端子電圧を調整する均等化処理を行う。均等化部70の詳細は後述する。
 バッテリブロック10BBの一端面を構成する一方の端面枠92に第2のプリント回路基板212が設けられる。このバッテリモジュール100においては、第2のプリント回路基板212として略矩形のリジッドプリント回路基板が用いられる。
 第2のプリント回路基板212上には、電圧検出部20、均等化制御部21および通信部24が実装される。本実施の形態では電子回路は第1の電子部品および第2の電子部品からなり、電圧検出部20、均等化制御部21および通信部24が複数の第1の電子部品以外の第2の電子部品の例である。
 電圧検出部20は、複数のバッテリセル10の物理量に関する処理として、複数のバッテリセル10の端子電圧の値を検出する処理を行う。均等化制御部21は、複数のバッテリセル10の物理量に関する処理として、電圧検出部20により検出された複数のバッテリセル10の端子電圧の値に基づいて上記の複数の均等化部70の動作を制御する処理を行う。通信部24は、複数のバッテリセル10の物理量に関する処理として、電圧検出部20により検出された複数のバッテリセル10の端子電圧の値をバッテリモジュール100の外部(後述する図24のバッテリECU101および/または主制御部300等)に送信する処理を行う。本実施の形態では、複数のバッテリセル10の物理量は、複数のバッテリセル10の端子電圧の値である。電圧検出部20、均等化制御部21および通信部24の詳細は後述する。
 各バッテリセル10は、Y方向に並ぶように上面部分にプラス電極10aおよびマイナス電極10bを有する。図3に示すように、各電極10a,10bは、上方に向かって突出するように傾斜して設けられる。以下の説明においては、一方の端面枠92に隣り合うバッテリセル10から他方の端面枠92に隣り合うバッテリセル10までを1番目~18番目のバッテリセル10と呼ぶ。
 図2に示すように、バッテリモジュール100において、各バッテリセル10は、隣り合う各2つのバッテリセル10間でY方向におけるプラス電極10aおよびマイナス電極10bの位置関係が互いに逆になるように配置される。
 これにより、Y方向におけるバッテリブロック10BBの一側面側では、隣り合う各2つのバッテリセル10のプラス電極10aおよびマイナス電極10bがX方向に交互に並ぶ。また、Y方向におけるバッテリブロック10BBの他側面側では、隣り合う各2つのバッテリセル10のマイナス電極10bおよびプラス電極10aがX方向に交互に並ぶ。
 このように、このバッテリモジュール100においては、複数のバッテリセル10の一方の電極10a,10bがX方向に整列された第1の端子列TL1(図2)を構成し、複数のバッテリセル10の他方の電極10a,10bがX方向に整列された第2の端子列TL2(図2)を構成する。第1の端子列TL1と第2の端子列TL2とは間隔をおいて互いに並列に配置される。
 X方向において隣り合う各2つの電極10a,10bにバスバー40が取り付けられる。これにより、複数のバッテリセル10が直列接続される。具体的には、1番目のバッテリセル10のマイナス電極10bと2番目のバッテリセル10のプラス電極10aとに共通のバスバー40が取り付けられる。また、2番目のバッテリセル10のマイナス電極10bと3番目のバッテリセル10のプラス電極10aとに共通のバスバー40が取り付けられる。同様にして、各奇数番目のバッテリセル10のマイナス電極10bとそれに隣り合う偶数番目のバッテリセル10のプラス電極10aとに共通のバスバー40が取り付けられる。各偶数番目のバッテリセル10のマイナス電極10bとそれに隣り合う奇数番目のバッテリセル10のプラス電極10aとに共通のバスバー40が取り付けられる。
 また、1番目のバッテリセル10のプラス電極10aおよび18番目のバッテリセル10のマイナス電極10bには、バスバー40aがそれぞれ取り付けられる。バスバー40aに接続される図示しない電源線501(後述する図24参照)により、バッテリモジュール100の電力が外部に供給される。
 なお、隣り合う各2つの電極10a,10bに取り付けられるバスバー40は略長方形状を有する。バスバー40には長手方向に並ぶ一対の電極接続孔が形成されている。また、1個の電極10a,10bに取り付けられるバスバー40aは略正方形状を有する。バスバー40aには1つの電極接続孔が形成されている。
 各バッテリセル10のプラス電極10aおよびマイナス電極10bには雄ねじが形成されている。バスバー40が隣り合うプラス電極10aおよびマイナス電極10bに取り付けられる際には、プラス電極10aおよびマイナス電極10bが各バスバー40に形成された電極接続孔に嵌め込まれる。この状態で、図示しないナットがプラス電極10aおよびマイナス電極10bの雄ねじに取り付けられる。
 バッテリブロック10BBの上面においては、第1の端子列TL1と第2の端子列TL2との間に第1のプリント回路基板211が配置される。第1のプリント回路基板211は、絶縁層上に複数の導体線53,54(後述する図4参照)が形成された構成を有し、屈曲性および可撓性を有する。第1のプリント回路基板211を構成する絶縁層の材料としては例えばポリイミドが用いられ、導体線53,54(後述する図4参照)の材料としては例えば銅が用いられる。
 第1のプリント回路基板211の両側部は、複数のバスバー40,40aに接続される。これにより、第1のプリント回路基板211がバッテリブロック10BBの上面に水平姿勢で固定される(図3参照)。複数のバスバー40,40aは、第1のプリント回路基板211の複数の導体線53(後述する図4参照)を介してそれぞれ複数の均等化部70に接続される。
 第1のプリント回路基板211は、一方の端面枠92(第2のプリント回路基板212が設けられる端面枠92)の上端部分で下方に向かって折り返され、第2のプリント回路基板212に接続される。図1~図3の例では、下方に折り返される第1のプリント回路基板211の部分の幅(Y方向の寸法)は、第1の端子列TL1と第2の端子列TL2との間に位置する第1のプリント回路基板211の部分の幅(Y方向の寸法)よりも小さい。
 バッテリブロック10BBの上面において、第1の端子列TL1を基準として第1のプリント回路基板211と反対側でX方向に延びるように長尺状のFPC基板50が配置される。FPC基板50は、複数のバスバー40に接続される。同様に、バッテリブロック10BBの上面において、第2の端子列TL2を基準として第1のプリント回路基板211と反対側でX方向に延びるように長尺状のFPC基板50が配置される。FPC基板50は、複数のバスバー40,40aに接続される。
 これらのFPC基板50は、絶縁層上に複数の導体線51,52(後述する図4参照)が形成された構成を有し、屈曲性および可撓性を有する。FPC基板50を構成する絶縁層の材料としては例えばポリイミドが用いられ、導体線51,52(後述する図4参照)の材料としては例えば銅が用いられる。FPC基板50上においては、複数のバスバー40,40aにそれぞれ近接するように複数のPTC(Positive Temperature Coefficient:正温度係数)素子60が配置される。PTC素子60の詳細は後述する。
 各FPC基板50は、一方の端面枠92(第2のプリント回路基板212が設けられる端面枠92)の上端部分で内側に向かって直角に折り返され、さらに下方に向かって折り返され、第2のプリント回路基板212に接続される。
 (2)各構成要素の接続
 図4は、第1の実施の形態に係るバッテリモジュール100の各構成要素の接続状態を示す図である。図4では、第1のプリント回路基板211、第2のプリント回路基板212および2枚のFPC基板50が模式的に示される。
 電圧検出部20と複数のバスバー40,40aとの接続について説明する。2枚のFPC基板50には、複数のバスバー40,40aに対応するように複数の導体線51,52が設けられる。各導体線51は、対応するバスバー40,40aとそのバスバー40,40aの近傍に配置されたPTC素子60との間でFPC基板50の幅方向に延びるように設けられ、各導体線52は、PTC素子60とFPC基板50の一端部との間でFPC基板50の長手方向に延びるように設けられる。
 各導体線51の一端部が、例えば半田付けまたは溶接により各バスバー40,40aに電気的に接続される。それにより、FPC基板50が各バスバー40,40aに固定される。各導体線51の他端部および各導体線52の一端部は、FPC基板50の上面に露出するように設けられる。各PTC素子60の一対の端子は、例えば半田付けにより各導体線51の他端部および各導体線52の一端部に接続される。
 第2のプリント回路基板212には、2枚のFPC基板50の複数の導体線52に対応した複数の接続端子22が設けられる。2枚のFPC基板50の各導体線52の他端部は、例えば半田付けまたは溶接により対応する接続端子22に接続される。複数の接続端子22と電圧検出部20とは第2のプリント回路基板212上に形成された複数の導体線により電気的に接続される。このようにして、各バスバー40,40aが導体線51、PTC素子60および導体線52を介して電圧検出部20に電気的に接続される。
 ここで、PTC素子60は、温度がある値を超えると抵抗値が急激に増加する抵抗温度特性を有する。そのため、電圧検出部20または導体線52等で短絡が生じると、その短絡経路を流れる電流によりPTC素子60の温度が上昇する。この場合、PTC素子60の抵抗値が大きくなる。これにより、PTC素子60を含む短絡経路に大電流が流れることが防止される。
 続いて、均等化部70とバスバー40,40aとの接続について説明する。上述のように、第1のプリント回路基板211は、第1の端子列TL1と第2の端子列TL2との間に配置される。また、第1のプリント回路基板211には複数の均等化部70が実装される。
 複数の均等化部70は、第1の端子列TL1と第2の端子列TL2との間の略中央部分で、複数のバスバー40,40aと同じピッチで第1のプリント回路基板211の長手方向に沿って並ぶように配置される。各均等化部70は、調整回路部品である2つの均等化回路71,72を含む。各均等化回路71は奇数番目のバッテリセル10に対応する。各均等化回路72は偶数番目のバッテリセル10に対応する。
 第1のプリント回路基板211には、第1のプリント回路基板211の幅方向に延びる複数の導体線53が設けられる。複数の導体線53は、第1の端子列TL1と複数の均等化部70との間および第2の端子列TL2と複数の均等化部70との間に設けられる。
 第1のプリント回路基板211において、複数の導体線53は、複数の均等化回路71,72と第1の端子列TL1に設けられた複数のバスバー40とをそれぞれ電気的に接続する。また、複数の導体線53は、複数の均等化回路71,72と第2の端子列TL2に設けられた複数のバスバー40,40aとをそれぞれ電気的に接続する。
 これにより、複数の均等化部70の均等化回路71,72の各々が対応するバッテリセル10のプラス電極10aおよびマイナス電極10bに電気的に接続される。
 上記のように、複数の均等化部70は、第1の端子列TL1と第2の端子列TL2との間の略中央部分で第1のプリント回路基板211の長手方向に沿って並ぶように配置される。この場合、第1の端子列TL1と複数の均等化部70とを接続する導体線53の長さと、第2の端子列TL2と複数の均等化部70とを接続する導体線53の長さとを互いに等しくすることができる。
 さらに、第1のプリント回路基板211には、第1のプリント回路基板211の長手方向に延びる複数の導体線54が設けられる。複数の導体線54の一端部は、それぞれ複数の均等化部70の均等化回路71,72に接続される。
 第2のプリント回路基板212には、第1のプリント回路基板211の複数の導体線54に対応した複数の接続端子22が設けられる。第1のプリント回路基板211の各導体線54の他端部は、例えば半田付けまたは溶接により対応する接続端子22に接続される。複数の接続端子22と均等化制御部21とは、第2のプリント回路基板212に形成された複数の導体線により電気的に接続される。このようにして、複数の均等化部70の均等化回路71,72が均等化制御部21に電気的に接続される。
 第2のプリント回路基板212においては、均等化制御部21と電圧検出部20とが導体線を介して電気的に接続され、電圧検出部20と通信部24とが導体線を介して電気的に接続される。
 なお、第2のプリント回路基板212には、上記の複数の接続端子22に代えて、2枚のFPC基板50および第1のプリント回路基板211にそれぞれ対応したコネクタが実装されてもよい。この場合、2枚のFPC基板50および第1のプリント回路基板211にも、それぞれ第2のプリント回路基板212のコネクタに接続可能なコネクタが実装される。
 第1のプリント回路基板211のコネクタと第1のプリント回路基板211に対応する第2のプリント回路基板212のコネクタとをハーネスで接続し、2枚のFPC基板50のコネクタと2枚のFPC基板50にそれぞれ対応する第2のプリント回路基板212のコネクタとをハーネスで接続する。これにより、バッテリモジュール100の製造がさらに容易になる。
 (3)バッテリモジュールの構成および動作
 図5は、第1の実施の形態に係るバッテリモジュール100の構成および動作を説明するためのブロック図である。第2のプリント回路基板212の電圧検出部20は、マルチプレクサ20a、A/D(アナログ/デジタル)変換器20bおよび複数の差動増幅器20cを含む。
 電圧検出部20の各差動増幅器20cは2つの入力端子および1つの出力端子を有する。各差動増幅器20cは、2つの入力端子に入力された電圧を差動増幅し、増幅された電圧を出力端子から出力する。各差動増幅器20cの2つの入力端子は、導体線52およびPTC素子60を介して各バッテリセル10のプラス電極およびマイナス電極にそれぞれ電気的に接続される。
 各バッテリセル10のプラス電極とマイナス電極との間の電圧が各差動増幅器20cにより差動増幅される。各差動増幅器20cの出力電圧は各バッテリセル10の端子電圧に相当する。複数の差動増幅器20cから出力される端子電圧はマルチプレクサ20aに与えられる。マルチプレクサ20aは、複数の差動増幅器20cから与えられる端子電圧を順次A/D変換器20bに出力する。A/D変換器20bは、マルチプレクサ20aから出力される端子電圧をデジタル値に変換し、均等化制御部21および通信部24に与える。上述のように、通信部24に与えられた端子電圧は、バッテリモジュール100の外部(後述する図24のバッテリECU101および/または主制御部300等)に送信される。
 各均等化部70の均等化回路71,72の各々は、抵抗Rおよびスイッチング素子SWの直列回路により構成される。各均等化回路71の一端部は導体線53を介して対応するバッテリセル10のマイナス電極に接続され、各均等化回路71の他端部は導体線53を介して対応するバッテリセル10のプラス電極に接続される。同様に、各均等化回路72の一端部は導体線53を介して対応するバッテリセル10のマイナス電極に接続され、各均等化回路72の他端部は導体線53を介して対応するバッテリセル10のプラス電極に接続される。それにより、均等化回路71が対応する奇数番目のバッテリセル10のプラス電極とマイナス電極との間に接続され、均等化回路72が対応する偶数番目のバッテリセル10のプラス電極とマイナス電極との間に接続される。
 均等化制御部21は、電圧検出部20から与えられる各バッテリセル10の端子電圧に基づいて、複数のバッテリセル10の端子電圧が略等しくなるように各スイッチング素子SWのオンおよびオフを制御する。いずれかのスイッチング素子SWがオンされることにより、オンされたスイッチング素子SWを含む均等化回路71,72に対応するバッテリセル10が抵抗Rを通して放電される。このようにして、各バッテリセル10の均等化処理が行われる。なお、通常状態では、スイッチング素子SWはオフになっている。
 電圧検出部20は、例えばASIC(Application Specific Integrated Circuit:特定用途向け集積回路)からなる。電圧検出部20は、複数のASICから構成されてもよい。均等化制御部21および通信部24は、CPU(中央演算処理装置)およびメモリ等のハードウェア、およびコンピュータプログラム等のソフトウェアにより実現される。この場合、CPUがメモリに記憶されたコンピュータプログラムを実行することにより、均等化制御部21および通信部24の機能が実現される。均等化制御部21および通信部24がASIC等のハードウェアにより構成されてもよい。均等化制御部21および通信部24の各々は、複数のハードウェアにより構成されてもよい。
 (4)第1の実施の形態の効果
 (4-1)
 本実施の形態に係るバッテリモジュール100では、複数のバッテリセル10にそれぞれ対応する複数の均等化回路71,72が第1のプリント回路基板211に実装され、第1のプリント回路基板211がバッテリブロック10BBの上面に設けられる。バッテリブロック10BBの上面において、第1のプリント回路基板211は第1の端子列TL1と第2の端子列TL2との間に配置される。
 この場合、複数の均等化回路71,72をそれぞれ対応するバッテリセル10の電極10a,10bの近傍に配置することができるので、複数の均等化回路71,72とバスバー40,40aとを接続する複数の導体線53を短くすることができる。それにより、バッテリモジュール100の組み立ての容易化が実現されるとともに、複数の均等化回路71,72とそれぞれに対応する複数のバッテリセル10の電極10a,10bとの電気的な接続の信頼性が向上する。
 さらに、第2のプリント回路基板212に電圧検出部20、均等化制御部21および通信部24の実装領域が確保されるので、第1のプリント回路基板211の幅を小さくすることができる。これにより、第1のプリント回路基板211と複数のバッテリセル10の電極10a,10bとが干渉することが防止される。その結果、バッテリモジュール100の構成が単純化するとともに、組み立て作業が容易になる。
 (4-2)
 均等化処理時に均等化回路71のスイッチング素子SWがオンされると、その均等化回路71に対応するバッテリセル10と抵抗Rとを含む閉回路が形成される。電圧検出部20はPTC素子60を介してバッテリセル10の電極10a,10bに接続される。そのため、上記の閉回路にPTC素子60が含まれる場合には、放電電流がPTC素子60を流れることにより電圧降下が発生する。それにより、電圧検出部20によるバッテリセル10の端子電圧の検出誤差が発生する。
 本実施の形態において、均等化回路71,72は隣り合う2本の導体線52間には接続されず、バッテリセル10のプラス電極10aとマイナス電極10bとの間に接続される。それにより、均等化処理時にPTC素子60に放電電流が流れないためPTC素子60による電圧降下が生じない。その結果、均等化処理時であってもバッテリセル10の端子電圧を正確に検出することができる。
 (5)第1の実施の形態に係るバッテリモジュールの第1の変形例
 図6は、第1の実施の形態に係るバッテリモジュール100の第1の変形例を示す外観斜視図である。
 図6の例では、バッテリブロック10BBの上面に設けられる第1のプリント回路基板211bとしてX方向に延びる長方形状のリジッドプリント回路基板が用いられる。
 一方の端面枠92(第2のプリント回路基板212が設けられる端面枠92)の上端部分に近接する第1のプリント回路基板211bの一端部が、帯状のFPC基板211cを介して第2のプリント回路基板212に接続される。FPC基板211cには、第1のプリント回路基板211bの複数の均等化部70と第2のプリント回路基板212の均等化制御部21とを接続する複数の導体線54が設けられている。
 上記のように、FPC基板に限らずリジッドプリント回路基板を第1のプリント回路基板211bとして用いることもできる。
 (6)第1の実施の形態に係るバッテリモジュールの第2の変形例
 図7は、第1の実施の形態に係るバッテリモジュール100の第2の変形例を示す外観斜視図である。図7のバッテリモジュール100について、図1~図3のバッテリモジュール100と異なる点を説明する。
 図7のバッテリモジュール100において、各バッテリセル10は、Y方向に並ぶように上面部分にプラス電極10aおよびマイナス電極10bを有する。このバッテリモジュール100においても、複数のバッテリセル10の一方の電極10a,10bがX方向に整列された第1の端子列TL1を構成し、複数のバッテリセル10の他方の電極10a,10bがX方向に整列された第2の端子列TL2を構成する。第1の端子列TL1と第2の端子列TL2とは間隔をおいて互いに並列に配置される。
 隣り合う各2つの電極10a,10bに、平板状のバスバー40pが嵌め込まれる。その状態で、電極10a,10bがバスバー40pにレーザ溶接される。それにより、複数のバスバー40pが第1の端子列TL1および第2の端子列TL2に沿って配列され、複数のバッテリセル10が直列に接続される。
 バッテリブロック10BBの上面においては、第1の端子列TL1と第2の端子列TL2との間に第1のプリント回路基板211dが設けられる。第1のプリント回路基板211dとしてX方向に延びる帯状のFPC基板が用いられる。本例のバッテリブロック10BBの上面には図1~図3のFPC基板50が設けられない。
 本例の第1のプリント回路基板211dの幅(Y方向の寸法)は、図1~図3の第1のプリント回路基板211のY方向の幅(Y方向の寸法)よりも大きい。第1のプリント回路基板211d上には、複数の均等化部70が実装される。また、複数のPTC素子60が、図1~図3のFPC基板50に設けられる代わりに第1のプリント回路基板211d上に設けられる。
 第1のプリント回路基板211dの両側部は、複数のバスバー40,40aに接続される。第1のプリント回路基板211dは、一方の端面枠92(第2のプリント回路基板212が設けられる端面枠92)の上端部分で下方に向かって折り返され、第2のプリント回路基板212に接続される。
 バッテリブロック10BBの一端面に設けられる第2のプリント回路基板212の両端部および下部を保護するように、一対の側面部および底面部を有する保護部材95が一方の端面枠92に取り付けられている。第2のプリント回路基板212は、保護部材95で覆われることにより保護される。端面枠92には、保護部材95が取り付けられなくてもよい。
 複数のバッテリセル10の下面に接するように冷却板96が設けられる。冷却板96は冷媒流入口96aおよび冷媒流出口96bを有する。冷却板96の内部には冷媒流入口96aおよび冷媒流出口96bにつながる循環経路が形成されている。冷媒流入口96aに冷却水等の冷媒が流入すると、冷媒は冷却板96内部の循環経路を通過して冷媒流出口96bから流出する。これにより冷却板96が冷却される。その結果、複数のバッテリセル10が冷却される。
 図8は、図7のバッテリモジュール100の各構成要素の接続状態を示す図である。図8では、第1のプリント回路基板211dおよび第2のプリント回路基板212が模式的に示される。
 第1のプリント回路基板211d上には、図4の第1のプリント回路基板211と同様に、複数の均等化部70が実装されるとともに複数の導体線53,54が設けられている。これにより、第2の変形例においても、複数の均等化回路71,72の各々が対応するバッテリセル10のプラス電極10aおよびマイナス電極10bに電気的に接続される。また、複数の均等化回路71,72は第2のプリント回路基板212の均等化制御部21に電気的に接続される。
 第1のプリント回路基板211d上には、複数の導体線51,52および複数のPTC素子60が設けられる。複数の導体線51の一端部が、複数の導体線53にそれぞれ接続される。各PTC素子60の一対の端子は、例えば半田付けにより各導体線51の他端部および各導体線52の一端部に接続される。各導体線52は、PTC素子60とFPC基板50の一端部との間でFPC基板50の長手方向に延びるように設けられる。
 第2のプリント回路基板212には、第1のプリント回路基板211dの複数の導体線52に対応した複数の接続端子22が設けられる。各導体線52の他端部は、例えば半田付けまたは溶接により対応する接続端子22に接続される。複数の接続端子22と電圧検出部20とは第2のプリント回路基板212に形成された複数の導体線により電気的に接続される。このようにして、各バスバー40,40aが導体線53,51、PTC素子60および導体線52を介して電圧検出部20に電気的に接続される。
 上記のように、第2の変形例では、バッテリブロック10BBの上面に1枚の第1のプリント回路基板211dが設けられ、図1~図3の2枚のFPC基板50が設けられない。これにより、バッテリモジュール100の部品点数が削減されるので、バッテリモジュール100の構成がさらに単純化するとともに、組み立て作業がさらに容易になる。
 第2の変形例においても、第1の変形例と同様に、FPC基板に限らずリジッドプリント回路基板を第1のプリント回路基板211dとして用いることができる。この場合、X方向に延びる長方形状のリジッドプリント回路基板が、第1のプリント回路基板211dとしてバッテリブロック10BBの上面に設けられる。
 [2]第2の実施の形態
 第2の実施の形態に係るバッテリモジュールについて、第1の実施の形態に係るバッテリモジュール100と異なる点を説明する。
 (1)各構成要素の接続
 図9は、第2の実施の形態に係るバッテリモジュールの各構成要素の接続状態を示す図である。図9では、第1のプリント回路基板211、第2のプリント回路基板212および2枚のFPC基板50が模式的に示される。
 第2の実施の形態に係るバッテリモジュールにおいては、第1のプリント回路基板211に、第1の実施の形態の複数の均等化部70に代えて複数の電圧比較部80が実装される。複数の電圧比較部80は、複数のバッテリセル10の端子電圧を予め定められた電圧と比較する。後述するように、各電圧比較部80は、比較回路部品である2つの比較回路81,82を含む。本実施の形態では電子回路は第1の電子部品および第2の電子部品からなり、複数の電圧比較部80の複数の比較回路81,82が、複数のバッテリセル10に対応する複数の第1の電子部品の例である。また、本実施の形態では、複数の電圧比較部80の複数の比較回路81,82が、直列接続された複数のバッテリセル10にそれぞれ対応する。
 また、第2のプリント回路基板212に、第1の実施の形態の均等化制御部21に代えて電圧推定部25および電流検出部26が実装される。本実施の形態では電子回路は第1の電子部品および第2の電子部品からなり、電圧検出部20、通信部24、電圧推定部25および電流検出部26が複数の第1の電子部品以外の第2の電子部品の例である。電流検出部26は、複数のバッテリセル10の物理量に関する処理として、複数のバッテリセル10に流れる電流の値を検出する処理を行う。電圧推定部25は、複数のバッテリセル10の物理量に関する処理として、電圧比較部80による比較結果および電流検出部26により検出された電流の値に基づいて複数のバッテリセル10の端子電圧、後述するSOC(充電率)、後述するOCV(開放電圧)等を算出する処理を行う。電圧推定部25は、SOH(State Of Health:バッテリセル10の寿命)を算出する処理を行ってもよい。本実施の形態では、複数のバッテリセル10の物理量は、複数のバッテリセル10に流れる電流の値および複数のバッテリセル10の端子電圧等の値である。電圧推定部25、電流検出部26および電圧比較部80の詳細は後述する。
 本実施の形態において、第2のプリント回路基板212上に第2の電子部品として複数のバッテリセル10の温度の値に関する処理を行う温度処理部が設けられてもよい。この場合、複数のバッテリセル10の物理量は、複数のバッテリセル10の温度値等を含む。
 複数の電圧比較部80は、第1の端子列TL1と第2の端子列TL2との間の略中央部分で、複数のバスバー40,40aと同じピッチで第1のプリント回路基板211の長手方向に沿って並ぶように配置される。各電圧比較部80は、比較回路部品である2つの比較回路81,82を含む。各比較回路81は奇数番目のバッテリセル10に対応する。各比較回路82は偶数番目のバッテリセル10に対応する。
 本実施の形態においても、第1のプリント回路基板211には、第1のプリント回路基板211の幅方向に延びる複数の導体線53が設けられる。第1のプリント回路基板211において、複数の導体線53は、複数の比較回路81,82と第1の端子列TL1に設けられた複数のバスバー40,40aとをそれぞれ電気的に接続する。また、複数の導体線53は、複数の比較回路81,82と第2の端子列TL2に設けられた複数のバスバー40,40aとをそれぞれ電気的に接続する。
 これにより、複数の電圧比較部80の比較回路81,82の各々が対応するバッテリセル10のプラス電極10aおよびマイナス電極10bに電気的に接続される。
 本実施の形態の第1のプリント回路基板211にも、第1のプリント回路基板211の長手方向に延びる複数の導体線54が設けられる。複数の導体線54の一端部は、それぞれ複数の電圧比較部80の比較回路81,82に接続される。
 第1の実施の形態と同様に、第2のプリント回路基板212には、第1のプリント回路基板211の複数の導体線54に対応した複数の接続端子22が設けられる。第1のプリント回路基板211の各導体線54の他端部は対応する接続端子22に接続される。複数の接続端子22と電圧推定部25とは、第2のプリント回路基板212に形成された複数の導体線により電気的に接続される。このようにして、複数の電圧比較部80の比較回路81,82が電圧推定部25に電気的に接続される。
 第1の端子列TL1に隣り合うFPC基板50に複数の導体線51,52とともに2本の導体線56が設けられる。2本の導体線56の一端部は、後述するシャント抵抗RS(図11)に接続される。第2のプリント回路基板212には、2本の導体線56に対応した2つの接続端子22aが設けられる。各導体線56の他端部は、例えば半田付けまたは溶接により対応する接続端子22aに接続される。2つの接続端子22aと電流検出部26とが第2のプリント回路基板212に形成された2本の導体線により電気的に接続される。このようにして、シャント抵抗RS(図11)と電流検出部26とが2本の導体線56を介して電気的に接続される。
 電圧検出部20と複数のバスバー40,40aとは、第1の実施の形態と同様にして接続される。図9の第2のプリント回路基板212においては、電圧推定部25が複数の導体線を介して通信部24および電流検出部26に電気的に接続される。電圧検出部20と通信部24とが導体線を介して電気的に接続される。
 (2)電圧比較部
 図9の電圧比較部80の詳細を説明する。図10は、図9の電圧比較部80の構成を示すブロック図である。以下の説明では、一のバッテリセル10のマイナス電極10bに接続されるバスバー40をバスバー401と呼ぶ。一のバッテリセル10のプラス電極10aおよび一のバッテリセル10に隣り合う他のバッテリセル10のマイナス電極10bに接続されるバスバー40をバスバー402と呼ぶ。他のバッテリセル10のプラス電極10aに接続されるバスバー40をバスバー403と呼ぶ。
 電圧比較部80は同じ構成を有する2つの比較回路81,82を含む。以下では、2つの比較回路81,82を代表して比較回路81の構成を説明する。
 比較回路81は、差動増幅器801、比較器802、基準電圧部803およびスイッチング素子SW100を含む。スイッチング素子SW100は、例えば複数のトランジスタからなる。
 差動増幅器801は2つの入力端子および1つの出力端子を有する。図10に示すように、差動増幅器801の一方の入力端子に導体線53を介してバスバー401が電気的に接続され、差動増幅器801の他方の入力端子に導体線53を介してバスバー402が電気的に接続される。差動増幅器801は、2つの入力端子に入力された電圧を差動増幅し、増幅された電圧を出力端子から出力する。差動増幅器801の出力電圧は比較器802の一方の入力端子に与えられる。
 スイッチング素子SW100は、複数の端子CP0,CP1,CP2,CP3,CP4を有する。基準電圧部803は4つの基準電圧出力部803a,803b,803c,803dを有する。基準電圧出力部803a~803dは、基準電圧としてそれぞれ下限電圧Vref_UV,下側中間電圧Vref1,上側中間電圧Vref2および上限電圧Vref_OVを端子CP1,CP2,CP3,CP4に出力する。ここで、上限電圧Vref_OVは上側中間電圧Vref2よりも高く、上側中間電圧Vref2は下側中間電圧Vref1よりも高く、下側中間電圧Vref1は下限電圧Vref_UVよりも高い。下側中間電圧Vref1は例えば3.70[V]であり、上側中間電圧Vref2は例えば3.75[V]である。
 スイッチング素子SW100は、複数の端子CP1~CP4のうち1つが端子CP0に接続されるように切り替えられる。例えば、スイッチング素子SW100と電圧推定部25とは図示しない制御用の導体線(制御線)で接続される。この場合、電圧推定部25により制御線を通してスイッチング素子SW100が制御される。
 スイッチング素子SW100の端子CP0は比較器802の他方の入力端子に接続される。比較器802は、2つの入力端子に入力された電圧の大きさを比較し、比較結果を示す信号を出力端子から出力する。これにより、比較回路81においては、一のバッテリセル10の端子電圧と基準電圧とが比較される。比較器802から出力された信号は導体線54を介して第2のプリント回路基板212の電圧推定部25に与えられる。
 例えば、差動増幅器801の出力電圧が端子CP0の電圧以上の場合、比較器802は論理“1”(例えばハイレベル)の信号を出力する。また、差動増幅器801の出力電圧が端子CP0の電圧よりも低い場合、比較器802は論理“0”(例えばローレベル)の信号を出力する。
 比較回路82においては、差動増幅器801の一方の入力端子にバスバー402が電気的に接続され、差動増幅器801の他方の入力端子にバスバー403が電気的に接続される。これにより、比較回路82においては、一のバッテリセル10に隣り合う他のバッテリセル10の端子電圧と基準電圧とが比較される。比較器802から出力された信号は、第2のプリント回路基板212の電圧推定部25に与えられる。
 (3)バッテリモジュールの構成および動作
 図11は、第2の実施の形態に係るバッテリモジュール100の構成および動作を説明するためのブロック図である。第2のプリント回路基板212の電圧検出部20の構成および動作は第1の実施の形態と同じである。
 上述のように、各比較回路81の差動増幅器801(図10)の一方の入力端子は導体線53を介して対応するバッテリセル10のマイナス電極に接続され、各比較回路81の差動増幅器801(図10)の他方の入力端子は導体線53を介して対応するバッテリセル10のプラス電極に接続される。同様に、各比較回路82の差動増幅器801(図10)の一方の入力端子は導体線53を介して対応するバッテリセル10のマイナス電極に接続され、各比較回路82の差動増幅器801(図10)の他方の入力端子は導体線53を介して対応するバッテリセル10のプラス電極に接続される。
 このようにして、各比較回路81が対応する奇数番目のバッテリセル10のプラス電極とマイナス電極との間に接続され、各比較回路82が対応する偶数番目のバッテリセル10のプラス電極とマイナス電極との間に接続される。
 複数のバッテリセル10に直列にシャント抵抗RSが接続される。第2のプリント回路基板212の電流検出部26は、A/D変換器261および電流値算出部262を含む。シャント抵抗RSの一端は、導体線56を介してA/D変換器261の一方の入力端子に接続される。シャント抵抗RSの他端は、導体線56を介してA/D変換器261の他方の入力端子に接続される。A/D変換器261は、シャント抵抗RSの両端の電圧をデジタル値に変換する。変換されたデジタル値が電流値算出部262に与えられる。電流値算出部262は、与えられたデジタル値をシャント抵抗RSの抵抗値で除算することにより電流の値を算出する。電流値算出部262により算出された電流の値は、電圧推定部25に与えられる。
 電圧推定部25においては、複数の電圧比較部80の比較回路81,82から与えられる比較結果、および電流検出部26から与えられる電流の値に基づいて各バッテリセル10の端子電圧が推定される。推定された端子電圧の値は通信部24に与えられる。
 上述のように、第2のプリント回路基板212の電圧検出部20の構成および動作は第1の実施の形態と同じである。これにより、通信部24には、電圧検出部20により検出されたバッテリセル10の端子電圧の値も与えられる。
 これらより、通信部24は、電圧推定部25により推定された端子電圧の値、および電圧検出部20により検出された端子電圧の値をバッテリモジュール100の外部(後述する図24のバッテリECU101および/または主制御部300等)に送信する。
 (4)電圧推定部
 電圧推定部25の詳細を説明する。以下の説明では、満充電状態でのバッテリセル10に蓄積される電荷量を満充電容量と呼ぶ。また、任意の状態でバッテリセル10に蓄積されている電荷量を残容量と呼ぶ。さらに、各バッテリセル10の満充電容量に対する残容量の比率をSOC(充電率)と呼ぶ。
 図12は、図9の電圧推定部25の構成を示すブロック図である。図12に示すように、電圧推定部25は、判定制御部83、記憶部250、積算部251、SOC算出部252、OCV(開放電圧)推定部253、推定部254および電圧補正部255を含む。
 電圧補正部255は図示しないタイマを含む。積算部251においては、複数のバッテリセル10に流れる電流の値が電流検出部26から一定時間ごとに取得され、取得された電流の値が積算されることにより電流積算値が算出される。記憶部250には、前回の複数のバッテリセル10の端子電圧の推定時に用いられたSOCが記憶されている。電圧推定部25においては、次のようにして複数のバッテリセル10の端子電圧が推定される。
 複数のバッテリセル10の端子電圧の推定が開始されることにより、電圧補正部255は積算部251により算出された電流積算値をリセットする。
 続いて、SOC算出部252は、記憶部250に予め記憶されている各バッテリセル10のSOCを取得する。
 次に、電圧補正部255はタイマをセットする。それにより、タイマが経過時間の計測を開始する。タイマのセットにより計測値tが0となる。その後、積算部251は、電流検出部26から取得される電流の値を積算することにより電流積算値を算出する。
 SOC算出部252は、算出された電流積算値および取得されたSOCに基づいて、現時点のSOCを算出する。i番目のバッテリセル10の前時点のSOCの値をSOC(i)[%]とし、電流積算値をΣI[Ah]とし、i番目のバッテリセル10の満充電容量をC(i)[Ah]とすると、i番目のバッテリセル10の現時点のSOCの値SOC_new(i)は、例えば次式(1)により算出される。ここで、iは1からバッテリセル10の個数を示す値までの任意の整数である。
 SOC_new(i)=SOC(i)+ΣI/C(i) [%] 
                           ・・・(1)
 次に、OCV推定部253は、算出された現時点のSOCから各バッテリセル10の現時点のOCVを推定する。i番目のバッテリセル10のSOCとOCVとの関係(以下、SOC/OCV関係と呼ぶ)が予めOCV推定部253に記憶されている。各バッテリセル10のOCVは、例えば上記のSOC/OCV関係を参照することにより推定される。
 続いて、推定部254は、各バッテリセル10の現時点のOCVから現時点の端子電圧を推定する。i番目のバッテリセル10の現時点のOCVをV0(i)[V]とし、複数のバッテリセル10に流れる電流の値をI[A]とし、i番目のバッテリセル10の内部インピーダンスをZ(i)[Ω]とすると、i番目のバッテリセル10の現時点の端子電圧Vest(i)は、例えば次式(2)により推定される。
 Vest(i)=V0(i)+I×Z(i) [V] ・・・(2)
 ここで、電流の値Iは充電時には正であり、放電時には負である。なお、各バッテリセル10の内部インピーダンスとしては、例えば予め測定された値が使用される。この場合、内部インピーダンスは、記憶部250に記憶される。
 次に、電圧補正部255は、判定制御部83に電圧レンジ取得信号を送信する。判定制御部83は、電圧補正部255からの電圧レンジ取得信号を受信することにより複数の比較回路81,82におけるスイッチング素子SW100(図10)の切り替えを制御するとともに、複数の比較回路81,82の比較結果に基づいてバッテリモジュール100の各バッテリセル10の端子電圧が複数の電圧レンジのうちいずれの電圧レンジ内にあるかを判定する。
 本実施の形態においては、複数の電圧レンジとして3つの電圧レンジ“0”,“1”,“2”が設定される。電圧レンジ“0”は下側中間電圧Vref1よりも低く、電圧レンジ“1”は下側中間電圧Vref1以上でかつ上側中間電圧Vref2未満の範囲であり、電圧レンジ“2”は上側中間電圧Vref2以上である。判定制御部83は、複数のバッテリセル10の電圧レンジの判定結果を電圧補正部255に送信する。
 次に、電圧補正部255は、判定制御部83からの電圧レンジの判定結果が受信されたか否かを判定する。判定制御部83からの電圧レンジの判定結果が受信された場合、電圧補正部255は、各バッテリセル10の電圧レンジが“1”であるか否かを判定する。
 各バッテリセル10の電圧レンジが“1”である場合、すなわち各バッテリセル10の端子電圧が下側中間電圧Vref1以上でかつ上側中間電圧Vref2未満である場合、電圧補正部255は、次の方法で各バッテリセル10の現時点の端子電圧を補正する。スムージング係数をαとすると、i番目のバッテリセル10の補正後の端子電圧Vest_new(i)は、例えば次式(3)により算出される。スムージング係数αは0以上1以下である。
 Vest_new(i)=α×Vest(i) +(1-α)×
        (Vref1+Vref2)/2 [V] ・・・(3)
 また、電圧補正部255は、補正された各バッテリセル10の現時点の端子電圧に基づいて、次の方法で各バッテリセル10の現時点のOCVを補正する。i番目のバッテリセル10の補正後のOCVの値V0_new(i)は、例えば次式(4)により算出される。
 V0_new(i)=V0(i)+(Vest_new(i)-
               Vest(i)) [V] ・・・(4)
 さらに、電圧補正部255は、補正された現時点のOCVに基づいて各バッテリセル10の現時点のSOCを補正する。補正後の現時点のSOCは、例えば上述のSOC/OCV関係を参照することにより求められる。
 次に、電圧補正部255は、積算部251により算出された電流積算値をリセットする。そして、電圧補正部255は、補正された各バッテリセル10の現時点の端子電圧を通信部24に与える。
 その後、電圧補正部255は、タイマの計測値tが所定時間Tに達するまで待機する。タイマの計測値tが所定時間Tに達すると、電圧補正部255は再度タイマをセットする。
 以後、記憶部250に記憶された各バッテリセル10のSOCの代わりに、電圧補正部255により補正されたバッテリセル10の現時点のSOCを用いて、上記と同じ処理が繰り返される。
 なお、電圧補正部255において、判定制御部83からの電圧レンジの判定結果が受信され、各バッテリセル10の電圧レンジが“1”でない場合、すなわち電圧レンジが“0”(各バッテリセル10の端子電圧が下側中間電圧Vref1未満)または“2”(各バッテリセル10の端子電圧が上側中間電圧Vref2以上)であるには、各バッテリセル10の端子電圧が上式(3)により適切に補正されないと考えられる。そのため、電圧補正部255は、端子電圧の補正、OCVの補正およびSOCの補正を行わずに推定部254により推定された現時点の端子電圧を通信部24に与える。
 本実施の形態では、電圧推定部25および電流値算出部262(図11)は、CPU(中央演算処理装置)およびメモリ等のハードウェア、およびコンピュータプログラム等のソフトウェアにより実現される。判定制御部83、記憶部250、積算部251、SOC算出部252、OCV推定部253、推定部254、電圧補正部255および電流値算出部262は、コンピュータプログラムのモジュールに相当する。この場合、CPUがメモリに記憶されたコンピュータプログラムを実行することにより、判定制御部83、記憶部250、積算部251、SOC算出部252、OCV推定部253、推定部254、電圧補正部255および電流値算出部262の機能が実現される。なお、判定制御部83、記憶部250、積算部251、SOC算出部252、OCV推定部253、推定部254、電圧補正部255および電流値算出部262の一部または全てがハードウェアにより実現されてもよい。
 (5)第2の実施の形態の効果
 (5-1)
 本実施の形態においても、複数の比較回路81,82をそれぞれ対応するバッテリセル10の電極10a,10bの近傍に配置することができるので、複数の比較回路81,82とバスバー40,40aとを接続する複数の導体線53を短くすることができる。それにより、バッテリモジュール100の組み立ての容易化が実現されるとともに、複数の比較回路81,82とそれぞれに対応する複数のバッテリセル10の電極10a,10bとの電気的な接続の信頼性が向上する。
 また、複数の導体線53を短くすることができるので、導体線53の抵抗成分による電圧降下が小さくなる。これにより、複数のバッテリセル10の端子電圧を正確に基準電圧と比較することが可能となる。その結果、電圧推定部25における各バッテリセル10の端子電圧の推定精度が向上する。
 さらに、第2のプリント回路基板212に電圧検出部20、電圧推定部25、電流検出部26および通信部24の電子部品の実装領域が確保されるので、第1のプリント回路基板211の幅を小さくすることができる。これにより、第1のプリント回路基板211と複数のバッテリセル10の電極10a,10bとが干渉することが防止される。その結果、バッテリモジュール100の構成が単純化するとともに、組み立て作業が容易になる。
 (5-2)
 本実施の形態では、電圧推定部25による各バッテリセル10の端子電圧の推定結果および電圧検出部20によるバッテリセル10の端子電圧の検出結果が通信部24に与えられ、バッテリモジュール100の外部(後述する図24のバッテリECU101および/または主制御部300等)に送信される。
 この場合、バッテリモジュール100の外部においては、電圧推定部25により推定される端子電圧および電圧検出部20により検出される端子電圧のうちの一方を選択的に用いることができる。そのため、導体線51,52が断線する等により電圧検出部20により検出される端子電圧を用いることができない場合でも、電圧推定部25により推定された端子電圧を用いることが可能である。
 (5-3)
 上記のように、複数の電圧比較部80は、第1の端子列TL1と第2の端子列TL2との間の略中央部分で第1のプリント回路基板211の長手方向に沿って並ぶように配置される。この場合、第1の端子列TL1と複数の電圧比較部80とを接続する導体線53の長さと、第2の端子列TL2と複数の電圧比較部80とを接続する導体線53の長さとを互いに等しくすることができる。
 これにより、各比較回路81,82と2つのバスバー40,40aとを繋ぐ2本の導体線の抵抗成分が等しくなる。それにより、複数の接続線53における電圧降下量も等しくなる。その結果、導体線の抵抗成分の影響を受けることなく、バッテリセル10の電圧を予め定められた電圧と正確に比較することが可能となる。
 (6)第2の実施の形態に係るバッテリモジュールの変形例
 本実施の形態に係るバッテリモジュールにおいては、図10の電圧比較部80に代えて以下の構成を有する電圧比較部80を用いることもできる。
 図13は、電圧比較部80の他の構成例を示すブロック図である。この電圧比較部80について、図10の電圧比較部80と異なる点を説明する。
 図13の電圧比較部80も同じ構成を有する2つの比較回路81,82を含む。2つの比較回路81,82を代表して比較回路81の構成を説明する。
 本例の比較回路81には、図10の比較器802およびスイッチング素子SW100に代えて、4つの比較器812a,812b,812c,812dおよび比較結果統合部813が設けられる。比較器812a,812b,812c,812dは、それぞれ基準電圧部803の4つの基準電圧出力部803a,803b,803c,803dに対応する。
 4つの比較器812a,812b,812c,812dは、それぞれ2つの入力端子および1つの出力端子を有する。比較器812a,812b,812c,812dの一方の入力端子には、それぞれ差動増幅器801の出力端子が接続される。また、比較器812a,812b,812c,812dの他方の入力端子には、それぞれ基準電圧出力部803a,803b,803c,803dの出力端子が接続される。比較器812a,812b,812c,812dの出力端子は比較結果統合部813に共通に接続される。比較結果統合部813は電圧推定部25に接続される。
 これにより、図13の比較回路81においては、一のバッテリセル10の端子電圧が、比較器812aにより下限電圧Vref_UVと比較される。また、一のバッテリセル10の端子電圧が、比較器812bにより下側中間電圧Vref1と比較される。また、一のバッテリセル10の端子電圧が、比較器812cにより上側中間電圧Vref2と比較される。また、一のバッテリセル10の端子電圧が、比較器812dにより上限電圧Vref_OVと比較される。
 比較器812a,812b,812c,812dにおける4つの比較結果は、比較結果統合部813に与えられる。さらに、比較結果統合部813により4つの比較結果が電圧推定部25に与えられる。
 比較回路82においては、比較回路81と同様に、一のバッテリセル10に隣り合う他のバッテリセル10の端子電圧と4つの基準電圧とが比較される。4つの比較結果は、比較結果統合部813に与えられる。比較結果統合部813により4つの比較結果が電圧推定部25に送信される。
 [3]第3の実施の形態
 第3の実施の形態に係るバッテリモジュールについて、第1の実施の形態に係るバッテリモジュール100と異なる点を説明する。
 (1)各構成要素の接続
 図14は、第3の実施の形態に係るバッテリモジュールの各構成要素の接続状態を示す図である。図14では、第1のプリント回路基板211、第2のプリント回路基板212および2枚のFPC基板50が模式的に示される。
 第3の実施の形態に係るバッテリモジュールにおいては、第1のプリント回路基板211に複数の均等化部70に代えて複数の均等化比較部90が設けられる。均等化比較部90の詳細は後述する。後述するように、各均等化比較部90は、第1の実施の形態の2つの均等化回路71,72(図4)および第2の実施の形態の2つの比較回路81,82(図9)を含む。本実施の形態では電子回路は第1の電子部品および第2の電子部品からなり、複数の均等化比較部90の複数の均等化回路71,72および複数の比較回路81,82が、複数のバッテリセル10に対応する複数の第1の電子部品の例である。また、本実施の形態では、複数の均等化比較部90の複数の均等化回路71,72が直列接続された複数のバッテリセル10にそれぞれ対応し、複数の均等化比較部90の複数の比較回路81,82が直列接続された複数のバッテリセル10にそれぞれ対応する。
 また、第2のプリント回路基板212に均等化制御部21(図4)に加えて第2の実施の形態で用いられる電圧推定部25および電流検出部26が実装される。本実施の形態では電子回路は第1の電子部品および第2の電子部品からなり、電圧検出部20、通信部24、均等化制御部21、電圧推定部25および電流検出部26が複数の第1の電子部品以外の第2の電子部品の例である。
 複数の均等化比較部90は、第1の端子列TL1と第2の端子列TL2との間の略中央部分で、複数のバスバー40,40aと同じピッチで第1のプリント回路基板211の長手方向に沿って並ぶように配置される。各均等化比較部90は、第1の実施の形態の2つの均等化回路71,72(図4)および第2の実施の形態の2つの比較回路81,82(図9)を含む。本実施の形態においても、各均等化回路71は奇数番目のバッテリセル10に対応し、各均等化回路72は偶数番目のバッテリセル10に対応する。各比較回路81は奇数番目のバッテリセル10に対応し、各比較回路82は偶数番目のバッテリセル10に対応する。
 本実施の形態においても、第1のプリント回路基板211には、第1のプリント回路基板211の複数の導体線53,54が設けられる。これにより、第1の実施の形態と同様に、複数の均等化回路71,72と複数のバスバー40,40aとが複数の導体線53を介して電気的に接続され、複数の均等化回路71,72と第2のプリント回路基板212の均等化制御部21とが複数の導体線54を介して電気的に接続される。
 また、第2の実施の形態と同様に、複数の比較回路81,82と複数のバスバー40,40aとが複数の導体線53を介して電気的に接続され、複数の比較回路81,82と第2のプリント回路基板212の電圧推定部25とが複数の導体線54を介して電気的に接続される。
 さらに、本実施の形態では、第2の実施の形態と同様に、第1の端子列TL1に隣り合うFPC基板50に複数の導体線51,52とともに2本の導体線56が設けられる。第2の実施の形態と同様に、シャント抵抗RS(図11)と第2のプリント回路基板212の電流検出部26とが2本の導体線56を介して電気的に接続される。
 (2)バッテリモジュールの構成および動作
 複数の均等化比較部90は均等化制御部21により制御される。これにより、本実施の形態においても、均等化制御部21により各バッテリセル10の均等化処理が行われる。また、複数の均等化比較部90の各比較回路81,82により対応するバッテリセル10の端子電圧と基準電圧とが比較される。電圧推定部25により、複数の比較回路81,82の比較結果および電流検出部26により検出された電流の値に基づいてバッテリセル10の端子電圧が推定される。さらに、電圧検出部20により複数のバッテリセル10の端子電圧が検出される。
 電圧検出部20により検出された複数のバッテリセル10の端子電圧、および電圧推定部25により推定された複数のバッテリセル10の端子電圧は、通信部24によりバッテリモジュール100の外部(後述する図24のバッテリECU101および/または主制御部300等)に送信される。
 (3)第3の実施の形態の効果
 第3の実施の形態では、複数のバッテリセル10にそれぞれ対応する複数の均等化回路71,72および複数の比較回路81,82が第1のプリント回路基板211に実装され、その第1のプリント回路基板211がバッテリブロック10BBの上面に設けられる。バッテリブロック10BBの上面において、第1のプリント回路基板211は第1の端子列TL1と第2の端子列TL2との間に配置される。
 この場合、複数の均等化回路71,72をそれぞれ対応するバッテリセル10の電極10a,10bの近傍に配置するとともに、複数の比較回路81,82をそれぞれ対応するバッテリセル10の電極10a,10bの近傍に配置することができる。これにより、複数の均等化回路71,72および複数の比較回路81,82とバスバー40,40aとを接続する複数の導体線53を短くすることができる。その結果、バッテリモジュール100の組み立ての容易化が実現されるとともに、複数の均等化回路71,72および複数の比較回路81,82とそれぞれに対応する複数のバッテリセル10の電極10a,10bとの電気的な接続の信頼性が向上する。
 また、複数の導体線53を短くすることができるので、導体線53の抵抗成分による電圧降下が小さくなる。これにより、複数のバッテリセル10の端子電圧を正確に均等化することが可能になるとともに、複数のバッテリセル10の端子電圧を正確に基準電圧と比較することが可能となる。その結果、複数のバッテリセル10の端子電圧を正確に均等化することが可能になるとともに、電圧推定部25における各バッテリセル10の端子電圧の推定精度が向上する。
 さらに、第2のプリント回路基板212に電圧検出部20、均等化制御部21、電圧推定部25、電流検出部26および通信部24の電子部品の実装領域が確保されるので、第1のプリント回路基板211の幅を小さくすることができる。これにより、第1のプリント回路基板211と複数のバッテリセル10の電極10a,10bとが干渉することが防止される。その結果、バッテリモジュール100の構成が単純化するとともに、組み立て作業が容易になる。
 [4]第4の実施の形態
 第4の実施の形態に係るバッテリモジュールについて、第1の実施の形態に係るバッテリモジュール100と異なる点を説明する。
 (1)バッテリモジュールの構造
 図15は、第4の実施の形態に係るバッテリモジュールの平面図である。本実施の形態に係るバッテリモジュール100は、複数のバッテリセル群10gを含む。各バッテリセル群10gは、N個の(Nは2以上の自然数であり、本例ではN=2)のバッテリセル10により構成される。
 本例では、1番目のバッテリセル10と2番目のバッテリセル10とがバッテリセル群10gを構成する。また、3番目のバッテリセル10と4番目のバッテリセル10とがバッテリセル群10gを構成する。以下同様に、奇数番目のバッテリセル10と偶数番目のバッテリセル10とがバッテリセル群10gを構成する。以下の説明においては、一方の端面枠92に隣り合うバッテリセル群10gから他方の端面枠92に隣り合うバッテリセル群10gまでを1番目~9番目のバッテリセル群10gと呼ぶ。
 図15に示すように、各バッテリセル群10gの2個のバッテリセル10は、Y方向におけるプラス電極10aおよびマイナス電極10bの位置関係が互いに同じになるように配置される。隣り合う2つのバッテリセル群10gのうち一方のバッテリセル群10gの2個のバッテリセル10は、Y方向におけるプラス電極10aおよびマイナス電極10bの位置関係が他方のバッテリセル群10gの2個のバッテリセル10とは逆になるように配置される。
 これにより、Y方向におけるバッテリブロック10BBの一側面側では、2個のプラス電極10aおよび2個のマイナス電極10bがX方向に交互に並ぶ。また、Y方向におけるバッテリブロック10BBの他側面側では、2個のマイナス電極10bおよび2個のプラス電極10aがX方向に交互に並ぶ。
 このバッテリモジュール100においても、複数のバッテリセル10の一方の電極10a,10bがX方向に整列された第1の端子列TL1を構成し、複数のバッテリセル10の他方の電極10a,10bがX方向に整列された第2の端子列TL2を構成する。
 隣り合う2つのバッテリセル群10gのうち一方のバッテリセル群10gの2個のプラス電極10aと他方のバッテリセル群10gの2個のマイナス電極10bとに共通のバスバー40xが取り付けられる。また、隣り合う2つのバッテリセル群10gのうち一方のバッテリセル群10gの2個のマイナス電極10bと他方のバッテリセル群10gの2個のプラス電極10aとに共通のバスバー40xが取り付けられる。
 具体的には、各奇数番目のバッテリセル群10gの2個のマイナス電極10bとそれに隣り合う偶数番目のバッテリセル群10gの2個のプラス電極10aとに共通のバスバー40xが取り付けられる。各偶数番目のバッテリセル群10gの2個のマイナス電極10bとそれに隣り合う奇数番目のバッテリセル群10gの2個のプラス電極10aとに共通のバスバー40xが取り付けられる。
 また、1番目のバッテリセル群10gの2個のプラス電極10aおよび9番目のバッテリセル群10gの2個のマイナス電極10bには、バスバー40yがそれぞれ取り付けられる。バスバー40yに接続される図示しない電源線501(後述する図24参照)により、バッテリモジュール100の電力が外部に供給される。
 上記のようにして、各バッテリセル群10gにおいて2個のバッテリセル10が互いに並列接続されるとともに複数のバッテリセル群10gが直列接続される。
 (2)各構成要素の接続
 図16は、第4の実施の形態に係るバッテリモジュールの各構成要素の接続状態を示す図である。図16では、第1のプリント回路基板211、第2のプリント回路基板212および2枚のFPC基板50が模式的に示される。
 図16に示すように、本実施の形態においても、各バスバー40x,40yが導体線51、PTC素子60、導体線52および第2のプリント回路基板212上に形成された複数の導体線を通して電圧検出部20に電気的に接続される。
 均等化部70とバスバー40x,40yとの接続について説明する。複数の均等化部70は、第1の端子列TL1と第2の端子列TL2との間の略中央部分で、複数のバスバー40x,40yと同じピッチで第1のプリント回路基板211の長手方向に沿って並ぶように配置される。これにより、第1のプリント回路基板211上には、図15に示す5個の均等化部70が設けられる。
 各均等化部70は、複数の第1の電子部品として調整回路部品である2つの均等化回路71,72を含む。本例では、各均等化回路71は奇数番目のバッテリセル群10gに対応する。各均等化回路72は偶数番目のバッテリセル群10gに対応する。このように、本実施の形態では、複数(本例では2個)のバッテリセル10が互いに並列接続されることによりバッテリセル群10gが構成され、複数の均等化部70の複数の均等化回路71,72が直列接続された複数のバッテリセル群10gにそれぞれ対応する。
 複数の均等化回路71,72と第1の端子列TL1に設けられた複数のバスバー40x,40yとが、第1のプリント回路基板211上に設けられた複数の導体線53により電気的に接続される。また、複数の均等化回路71,72と第2の端子列TL2に設けられた複数のバスバー40x,40yとが、複数の導体線53により電気的に接続される。
 これにより、複数の均等化部70の均等化回路71,72の各々が対応するバッテリセル群10gの2個のプラス電極10aおよび2個のマイナス電極10bに電気的に接続される。
 また、複数の均等化回路71,72と第2のプリント回路基板212に第2の電子部品として設けられた均等化制御部21とが、第1のプリント回路基板211に設けられた複数の導体線54および第2のプリント回路基板212上に形成された複数の導体線を通して電気的に接続される。
 (3)第4の実施の形態の効果
 第4の実施の形態では、複数のバッテリセル群10gにそれぞれ対応する複数の均等化回路71,72が第1のプリント回路基板211に実装され、その第1のプリント回路基板211がバッテリブロック10BBの上面に設けられる。バッテリブロック10BBの上面において、第1のプリント回路基板211は第1の端子列TL1と第2の端子列TL2との間に配置される。
 この場合、複数の均等化回路71,72をそれぞれ対応するバッテリセル群10gの電極10a,10bの近傍に配置することができる。これにより、複数の均等化回路71,72とバスバー40x,40yとを接続する複数の導体線53を短くすることができる。その結果、バッテリモジュール100の組み立ての容易化が実現されるとともに、複数の均等化回路71,72とそれぞれに対応する複数のバッテリセル群10gの電極10a,10bとの電気的な接続の信頼性が向上する。
 さらに、第2のプリント回路基板212に電圧検出部20、均等化制御部21および通信部24の電子部品の実装領域が確保されるので、第1のプリント回路基板211の幅を小さくすることができる。これにより、第1のプリント回路基板211と複数のバッテリセル10の電極10a,10bとが干渉することが防止される。その結果、バッテリモジュール100の構成が単純化するとともに、組み立て作業が容易になる。
 [5]第5の実施の形態
 第5の実施の形態に係るバッテリモジュールについて、第1の実施の形態に係るバッテリモジュール100と異なる点を説明する。
 図17は、第5の実施の形態に係るバッテリモジュールの構成を示す分解斜視図である。図17に点線で示すように、バッテリセル10は、上面部分の中央にガス抜き弁10vを有する。バッテリセル10内部の圧力が所定の値まで上昇した場合、バッテリセル10内部のガスがバッテリセル10のガス抜き弁10vから排出される。これにより、バッテリセル10内部の圧力の過度な上昇が防止される。
 本実施の形態においては、バッテリモジュール100は、ガスダクトGDをさらに備える。ガスダクトGDは、複数のバッテリセル10のガス抜き弁10vを覆うようにバッテリブロック10BBの上面に設けられる。
 この状態で、バッテリブロック10BBの上に配線部材290が取り付けられる。配線部材290は、第1のプリント回路基板211、複数のバスバー40,40aおよびFPC基板50が互いに接続された構成を有する。
 この取り付け時においては、複数のバッテリセル10のプラス電極10aおよびマイナス電極10bが複数のバスバー40,40aの電極接続孔に嵌め込まれる。各バスバー40,40aがバッテリセル10のプラス電極10aおよびマイナス電極10bに嵌め込まれた状態で図示しないナットがプラス電極10aおよびマイナス電極10bの雄ねじに螺合される。
 このように、このバッテリモジュール100においては、バッテリセル10のガス抜き弁10vから排出されたガスが、配線部材290に妨げられることなくガスダクトGDを通って外部に放出される。そのため、各ガス抜き弁10vに対向する第1のプリント回路基板211の部分に貫通孔を設けることなく、ガス抜き弁10vからガスを外部に排出することが可能となる。
 第1~第4の実施の形態に係るバッテリモジュール100においては、第1のプリント回路基板211はバッテリブロック10BBの上面に設けられていたが、本実施の形態のように、第1のプリント回路基板211はガスダクトGDを挟んでバッテリブロック10BBの上面から離間した状態で設けられてもよい。
 [6]第6の実施の形態
 第6の実施の形態に係るバッテリモジュールについて、第5の実施の形態に係るバッテリモジュール100と異なる点を説明する。
 図18は、第6の実施の形態に係るバッテリモジュールの構成を示す分解斜視図である。図18に示すように、バッテリモジュール100は、蓋部材180をさらに備える。蓋部材180は、樹脂等の絶縁性材料からなり、矩形板状を有する。バッテリブロック10BBの上面に、ガスダクトGD、配線部材290および蓋部材180が順に配置される。
 図19は、図18の蓋部材180を斜め下方から見た斜視図である。図20は、図18の蓋部材180を斜め上方から見た斜視図である。以下、X方向に沿った蓋部材180の一辺および他辺をそれぞれ一側辺および他側辺と呼ぶ。蓋部材180の一側辺はバッテリブロック10BB(図18参照)の一側面に沿い、蓋部材180の他辺はバッテリブロック10BBの他側面に沿う。また、バッテリブロック10BBに対向する蓋部材180の面を裏面と呼び、その反対側の蓋部材180の面を表面と呼ぶ。本例では、蓋部材180の表面が上方に向けられる。
 図19に示すように、蓋部材180の裏面には、蓋部材180の一側辺および他側辺に沿うように、複数の凹部181,182が設けられる。本例では、蓋部材180の一側辺に沿うように9つの凹部181が設けられる。蓋部材180の他側辺に沿うように1つの凹部182、8つの凹部181および他の1つの凹部182が設けられる。
 凹部181,182は略矩形状を有し、凹部181のX方向における長さは凹部182のX方向における長さよりも大きい。凹部181の形状および長さはバスバー40の形状および長さとほぼ等しく、凹部182の形状および長さはバスバー40aの形状および長さとほぼ等しい。複数の凹部181,182の底面から蓋部材180の表面に貫通するように、複数の開口183が形成される(図20参照)。各凹部181内には2つの開口183(図20参照)が形成され、各凹部182内には1つの開口183(図20参照)が形成される。以下、蓋部材180の一側辺に沿うように設けられた凹部181および開口183をそれぞれ一側辺側の凹部181および一側辺側の開口183と呼び、蓋部材180の他側辺に沿うように設けられた凹部181,182および開口183をそれぞれ他側辺側の凹部181,182および他側辺側の開口183と呼ぶ。
 蓋部材180の凹部181には配線部材290のバスバー40が嵌合され、凹部182には配線部材290のバスバー40aが嵌合される。バスバー40が凹部181に嵌合された状態で、バスバー40の電極接続孔43は開口183内で蓋部材180の表面側に露出する。同様に、バスバー40aが凹部182に嵌合された状態で、バスバー40aの電極接続孔47は開口183内で蓋部材180の表面側に露出する。
 一側辺側の複数の凹部181と他側辺側の複数の凹部181,182との間でX方向に延びるようにFPC嵌合部184が形成される。FPC嵌合部184内に、配線部材290の第1のプリント回路基板211が嵌合される。複数の凹部181からFPC嵌合部184にそれぞれ延びるように複数対の接続溝185が形成される。他側辺側の複数の凹部182からFPC嵌合部184にそれぞれ延びるように複数の接続溝186が形成される。
 各バスバー40は、第1のプリント回路基板211に接続される一対の取付片142を備える。各バスバー40aは、第1のプリント回路基板211に接続される取付片146を備える。複数対の接続溝185内には、第1のプリント回路基板211に接続される複数のバスバー40の一対の取付片142がそれぞれ配置される。複数の接続溝186内には、第1のプリント回路基板211に接続される複数のバスバー40aの取付片146がそれぞれ配置される。
 蓋部材180の一側辺および他側辺に沿って延びるように、FPC嵌合部284がそれぞれ形成される。FPC嵌合部284内に、配線部材290のFPC基板50が嵌合される。以下、蓋部材80の一側辺および他側辺に沿うように設けられたFPC嵌合部284をそれぞれ一側辺側および他側辺側のFPC嵌合部284と呼ぶ。
 一側辺側の複数の凹部181から一側辺側のFPC嵌合部284にそれぞれ延びるように複数対の接続溝285が形成される。他側辺側の複数の凹部181から他側辺側のFPC嵌合部284にそれぞれ延びるように複数対の接続溝285が形成される。他側辺側の複数の凹部182から他側辺側のFPC嵌合部284にそれぞれ延びるように複数の接続溝286が形成される。
 各バスバー40は、FPC基板50に接続される一対の取付片242をさらに備える。各バスバー40aは、FPC基板50に接続される取付片246をさらに備える。複数対の接続溝285内には、FPC基板50に接続される複数のバスバー40の一対の取付片242がそれぞれ配置される。複数の接続溝286内には、FPC基板50に接続される複数のバスバー40aの取付片246がそれぞれ配置される。
 バッテリモジュール100の組み立て時には、まず、上記のようにして蓋部材180の裏面に配線部材290が取り付けられる。この状態で、ガスダクトGD(図18参照)が、接着剤等により第1のプリント回路基板211に接続される。このようにして、ガスダクトGD、配線部材290および蓋部材180が互いに接続される。
 続いて、一体的に接続されたガスダクトGD、配線部材290および蓋部材180がバッテリブロック10BBに取り付けられる。このとき、複数のバスバー40の電極接続孔43には、複数のバッテリセル10のプラス電極10a(図18参照)およびマイナス電極10b(図18参照)が嵌め込まれる。複数のバスバー40aの電極接続孔47には、複数のバッテリセル10のプラス電極10aまたはマイナス電極10bが嵌め込まれる。ガスダクトGDは、複数のバッテリセル10のガス抜き弁10vを覆うようにバッテリブロック10BBの上面に配置される。
 蓋部材180の各開口183(図20参照)内において、図示しないナットがプラス電極10aおよびマイナス電極10bの雄ねじに螺合される。これにより、隣り合うバッテリセル10がバスバー40を介して電気的に接続される。その結果、複数のバッテリセル10が直列接続される。
 このように、このバッテリモジュール100の組み立て時においては、ガスダクトGD、配線部材290および蓋部材180が一体的に接続される。そのため、バッテリモジュール100をさらに容易に組み立てることが可能となる。
 [7]第7の実施の形態
 第7の実施の形態に係るバッテリモジュールについて、第6の実施の形態に係るバッテリモジュール100と異なる点を説明する。
 図21は、第7の実施の形態に係るバッテリモジュールの構成を示す分解斜視図である。図21に示すように、バッテリブロック10BBの上面に、ガスダクトGD、蓋部材180および配線部材290が順に配置される。
 図22は、図21の蓋部材180を斜め下方から見た斜視図である。図23は、図21の蓋部材180を斜め上方から見た斜視図である。図23では、複数の均等化部70(図1)および複数のPTC素子60(図1)の図示は省略する。図23に示すように、蓋部材180の表面には、蓋部材180の一側辺および他側辺に沿うように、複数の凹部181,182が設けられる。本例では、蓋部材180の一側辺に沿うように1つの凹部182、8つの凹部181および他の1つの凹部182が設けられる。蓋部材180の他側辺に沿うように9つの凹部181が設けられる。
 複数の凹部81,82の底面から蓋部材180の裏面に貫通するように、複数の開口183が形成される(図22参照)。各凹部181内には2つの開口183(図22参照)が形成され、各凹部182内には1つの開口183(図22参照)が形成される。蓋部材180の凹部181には配線部材290のバスバー40が嵌合され、凹部182には配線部材290のバスバー40aが嵌合される。バスバー40が凹部81に嵌合された状態で、バスバー40の電極接続孔43は開口183内で蓋部材180の裏面側に露出する。同様に、バスバー40aが凹部182に嵌合された状態で、バスバー40aの電極接続孔47は開口183内で蓋部材180の裏面側に露出する。
 一側辺側の複数の凹部181と他側辺側の複数の凹部181,182との間でX方向に延びるようにFPC嵌合部184が形成される。FPC嵌合部184内に、配線部材290の第1のプリント回路基板211が嵌合される。複数の凹部181からFPC嵌合部184にそれぞれ延びるように複数対の接続溝185が形成される。一側辺側の複数の凹部182からFPC嵌合部184にそれぞれ延びるように複数の接続溝186が形成される。複数対の接続溝185内には、複数のバスバー40の一対の取付片142がそれぞれ配置される。複数の接続溝186内には、複数のバスバー40aの取付片146がそれぞれ配置される。
 蓋部材180の一側辺および他側辺に沿って延びるように、FPC嵌合部284がそれぞれ形成される。FPC嵌合部284内に、配線部材290のFPC基板50が嵌合される。以下、蓋部材80の一側辺および他側辺に沿うように設けられたFPC嵌合部284をそれぞれ一側辺側および他側辺側のFPC嵌合部284と呼ぶ。
 一側辺側の複数の凹部181から一側辺側のFPC嵌合部284にそれぞれ延びるように複数対の接続溝285が形成される。一側辺側の複数の凹部182から一側辺側のFPC嵌合部284にそれぞれ延びるように複数の接続溝286が形成される。他側辺側の複数の凹部181から他側辺側のFPC嵌合部284にそれぞれ延びるように複数対の接続溝285が形成される。複数対の接続溝285内には、複数のバスバー40の一対の取付片242がそれぞれ配置される。複数の接続溝286内には、複数のバスバー40aの取付片246がそれぞれ配置される。
 図22に示すように、蓋部材180の裏面には、一側辺側の複数の開口183と他側辺側の複数の開口183との間でX方向に延びるようにダクト嵌合部187が形成される。ダクト嵌合部187内に、ガスダクトGDが嵌合される。
 このようにして、ガスダクトGDおよび配線部材290が蓋部材180に取り付けられる。その状態で、蓋部材180がバッテリブロック10BBの上面に取り付けられる。複数のバスバー40の電極接続孔43には、複数のバッテリセル10のプラス電極10a(図21参照)およびマイナス電極10b(図21参照)が嵌め込まれる。複数のバスバー40aの電極接続孔47には、複数のバッテリセル10のプラス電極10aまたはマイナス電極10bが嵌め込まれる。ガスダクトGDは、複数のバッテリセル10のガス抜き弁10vを覆うようにバッテリブロック10BBの上面に配置される。
 蓋部材180の各開口183(図22参照)内において、図示しないナットがプラス電極10aおよびマイナス電極10bの雄ねじに螺合される。これにより、隣り合うバッテリセル10がバスバー40を介して電気的に接続される。その結果、複数のバッテリセル10が直列接続される。
 このように、このバッテリモジュール100においては、ガスダクトGDおよび配線部材290が蓋部材180に一体的に設けられる。そのため、蓋部材180をバッテリブロック10BBに取り付けることにより、バッテリモジュール100をさらに容易に組み立てることが可能となる。
 第1~第4の実施の形態に係るバッテリモジュール100においては、FPC基板50および第1のプリント回路基板211はバッテリブロック10BBの上面に設けられていたが、第6および第7の実施の形態に係るバッテリモジュール100(図18および図21)のように、FPC基板50および第1のプリント回路基板211はバッテリブロック10BBの上面から離間した状態で設けられてもよい。
 第6の実施の形態に係る図18のバッテリモジュール100においては、FPC基板50および第1のプリント回路基板211が蓋部材180の下面に配置されることにより、FPC基板50および第1のプリント回路基板211がバッテリブロック10BBの上面から離間した状態で設けられる。第7の実施の形態に係る図21のバッテリモジュール100においては、FPC基板50および第1のプリント回路基板211が蓋部材180の上面に配置されることにより、FPC基板50および第1のプリント回路基板211がバッテリブロック10BBの上面から離間した状態で設けられる。また、FPC基板50および第1のプリント回路基板211が蓋部材180の中に存在することにより、FPC基板50および第1のプリント回路基板211がバッテリブロック10BBの上面から離間した状態で設けられてもよい。
 [8]第8の実施の形態
 以下、第8の実施の形態に係るバッテリシステムについて説明する。本実施の形態に係るバッテリシステムは、第1~第7のいずれかの実施の形態に係るバッテリモジュール100を備える。
 (1)バッテリシステムの構成
 図24は、第8の実施の形態に係るバッテリシステムの構成を示すブロック図である。図24のバッテリシステム500には、第1の実施の形態に係るバッテリモジュール100が設けられる。
 図24に示すように、バッテリシステム500は、複数のバッテリモジュール100(本例では4個)、バッテリECU101およびコンタクタ102を含む。バッテリシステム500において、複数のバッテリモジュール100は、通信線560を介してバッテリECU101に接続されている。各バッテリモジュール100において、通信線560は図4の通信部24に接続される。また、バッテリECU101は、バス104を介して電動車両の主制御部300に接続される。本実施の形態では、主制御部300が外部装置の例であり、バッテリECU101が通信制御部の例である。本実施の形態においても、電子回路は第1の電子部品および第2の電子部品からなり、複数の均等化回路71,72(図4)が複数のバッテリセル10に対応する複数の第1の電子部品の例である。また、電圧検出部20(図4)、通信部24および均等化制御部21(図4)が複数の第1の電子部品以外の第2の電子部品の例である。
 なお、図24のバッテリシステム500に第1の実施の形態に係るバッテリモジュール100ではなく第2の実施の形態に係るバッテリモジュール100が設けられる場合には、複数の比較回路81,82(図9)が複数の第1の電子部品の例であり、電圧検出部20(図9)、通信部24、電圧推定部25(図9)および電流検出部26(図9)が第2の電子部品の例である。
 また、図24のバッテリシステム500に第1の実施の形態に係るバッテリモジュール100ではなく第3の実施の形態に係るバッテリモジュール100が設けられる場合には、複数の均等化回路71,72(図14)および複数の比較回路81,82(図14)が複数の第1の電子部品の例であり、電圧検出部20(図14)、均等化制御部21(図14)、通信部24、電圧推定部25(図14)および電流検出部26(図14)が第2の電子部品の例である。
 バッテリシステム500の複数のバッテリモジュール100は、電源線501を通して互いに接続されている。バッテリシステム500においては、複数のバッテリモジュール100の全てのバッテリセル10が直列接続されている。複数のバッテリモジュール100の最も高電位のプラス電極10a(図2)に接続される電源線501および複数のバッテリモジュール100の最も低電位のマイナス電極10b(図2)に接続される電源線501は、コンタクタ102を介して電動車両のモータ等の負荷に接続される。
 図24に示すように、各バッテリモジュール100の通信部24およびバッテリECU101は、通信線560を介して直列に接続される。これにより、各バッテリモジュール100の通信部24は、他のバッテリモジュール100およびバッテリECU101と通信を行うことができる。通信線560としては、例えばハーネスが用いられる。
 各バッテリモジュール100の通信部24は、例えば各バッテリセル10の端子電圧、複数のバッテリセル10に流れる電流およびバッテリモジュール100の温度に関する情報を他のバッテリモジュール100またはバッテリECU101に与える。以下、これらの端子電圧、電流および温度に関する情報をセル情報と呼ぶ。
 バッテリECU101は、例えば各バッテリモジュール100の通信部24から与えられたセル情報に基づいて各バッテリセル10の充電量を算出し、その充電量に基づいて各バッテリモジュール100の充放電制御を行う。また、バッテリECU101は、各バッテリモジュール100の通信部24から与えられたセル情報に基づいて各バッテリモジュール100の異常を検出する。バッテリモジュール100の異常とは、例えば、バッテリセル10の過放電、過充電または温度異常等である。
 なお、本実施の形態では、バッテリECU101が上記の各バッテリセル10の充電量の算出ならびにバッテリセル10の過放電、過充電および温度異常等の検出を行うが、これに限定されない。各バッテリモジュール100の通信部24が、各バッテリセル10の充電量の算出およびバッテリセル10の過放電、過充電または温度異常等の検出を行い、その結果をバッテリECU101に与えてもよい。また、通信部24が、複数の均等化部70(図4)を制御することにより均等化処理を行ってもよい。
 上記のように、バッテリECU101は、各バッテリモジュール100の充放電制御を行うとともに、各バッテリモジュール100の異常を検出する処理を行いつつ、通信制御部として各バッテリモジュール100の電子回路と主制御部300との間で通信を行う。
 図24に示すように、バッテリモジュール100に接続された電源線501には、コンタクタ102が介挿されている。バッテリECU101は、バッテリモジュール100の異常を検出した場合、コンタクタ102をオフする。これにより、異常時には、各バッテリモジュール100に電流が流れないので、バッテリモジュール100の異常発熱が防止される。なお、本実施の形態では、バッテリECU101がコンタクタ102のオンおよびオフを制御するが、これに限定されない。通信部24がコンタクタ102のオンおよびオフを制御してもよい。
 バッテリECU101から主制御部300に各バッテリモジュール100の充電量(バッテリセル10の充電量)が与えられる。主制御部300は、その充電量に基づいて電動車両の動力(例えばモータの回転速度)を制御する。また、各バッテリモジュール100の充電量が少なくなると、主制御部300は、電源線501に接続された図示しない発電装置を制御して各バッテリモジュール100を充電する。
 なお、本実施の形態において、発電装置は例えば上記の電源線501に接続されたモータである。この場合、モータは、電動車両の加速時にバッテリシステム500から供給された電力を、図示しない駆動輪を駆動するための動力に変換する。また、モータは、電動車両の減速時に回生電力を発生する。この回生電力により各バッテリモジュール100が充電される。
 本実施の形態において、通信部24は、電圧検出部20の検出結果に基づいてSOH(State Of Health:バッテリセル10の寿命)およびSOC等の情報を算出する機能を有してもよい。この場合、通信部24は、算出したSOHおよびSOCをバッテリECU101に送信する。
 図24のバッテリシステム500に第2または第3の実施の形態に係るバッテリモジュールが設けられる場合には、通信部24からバッテリECU101に、電圧検出部20により検出された各バッテリセル10の端子電圧、および電圧推定部25により推定された各バッテリセル10の端子電圧がセル情報として送信される。
 (2)バッテリシステムの配置例
 図25は、第8の実施の形態に係るバッテリシステム500の配置例を示す模式的平面図である。図25に示すように、このバッテリシステム500は、4個のバッテリモジュール100、バッテリECU101、コンタクタ102、HV(High Voltage;高圧)コネクタ520およびサービスプラグ530を備える。各バッテリモジュール100は、第1の実施の形態に係るバッテリモジュール100と同様の構成を有する。本実施の形態では、HVコネクタ520が端子部の例である。
 以下の説明において、4個のバッテリモジュール100をそれぞれバッテリモジュール100a,100b,100c,100dと呼ぶ。また、バッテリモジュール100a,100b,100c,100dにそれぞれ設けられる一対の端面枠92のうち、第2のプリント回路基板212が取り付けられる端面枠92を端面枠92aと呼び、第2のプリント回路基板212が取り付けられない端面枠92を端面枠92bと呼ぶ。
 バッテリモジュール100a,100b,100c,100d、バッテリECU101、コンタクタ102、HVコネクタ520およびサービスプラグ530は、箱型のケーシング550内に収容される。
 ケーシング550は、側面部550a,550b,550c,550dを有する。側面部550a,550cは互いに平行であり、側面部550b,550dは互いに平行でありかつ側面550a,550cに対して垂直である。
 ケーシング550内において、バッテリモジュール100a,100bは、所定の間隔で一列に並ぶように配置される。この場合、バッテリモジュール100aの端面枠92bとバッテリモジュール100bの端面枠92aとが互いに向き合うように、バッテリモジュール100a,100bが配置される。
 バッテリモジュール100c,100dは、所定の間隔で一列に並ぶように配置される。この場合、バッテリモジュール100cの端面枠92aとバッテリモジュール100dの端面枠92bとが互いに向き合うように、バッテリモジュール100a,100bが配置される。
 以下、一列に並ぶように配置されたバッテリモジュール100a,100bをモジュール列T1と呼び、一列に並ぶように配置されたバッテリモジュール100c,100dをモジュール列T2と呼ぶ。
 ケーシング550内において、側面部550aに沿ってモジュール列T1が配置され、モジュール列T1と並列にモジュール列T2が配置される。モジュール列T1において、バッテリモジュール100aの端面枠92aが側面部550dに向けられ、バッテリモジュール100bの端面枠92bが側面部550bに向けられる。また、モジュール列T2において、バッテリモジュール100cの端面枠92bが側面部550dに向けられ、バッテリモジュール100dの端面枠92aが側面部550bに向けられる。
 モジュール列T2と側面部550cとの間の領域に、バッテリECU101、サービスプラグ530、HVコネクタ520およびコンタクタ102がこの順で側面部550dから側面部550bへ並ぶように配置される。
 バッテリモジュール100a,100b,100c,100dの各々において、端面枠92aに隣り合うバッテリセル10のプラス電極10a(図2)の電位が最も高く、端面枠92bに隣り合うバッテリセル10のマイナス電極10b(図2)の電位が最も低い。以下、各バッテリモジュール100a~100dにおいて最も電位が高いプラス電極10aを高電位電極10Aと呼び、各バッテリモジュール100a~100dにおいて最も電位が低いマイナス電極10bを低電位電極10Bと呼ぶ。
 バッテリモジュール100aの低電位電極10Bとバッテリモジュール100bの高電位電極10Aとは、帯状のバスバー501aを介して互いに接続される。バッテリモジュール100cの高電位電極10Aとバッテリモジュール100dの低電位電極10Bとは、帯状のバスバー501aを介して互いに接続される。これらのバスバー501aは、図24の複数のバッテリモジュール100間を接続する電源線501に相当する。なお、バスバー501aの代わりに、ハーネスまたはリード線等の他の接続部材が用いられてもよい。
 バッテリモジュール100aの高電位電極10Aは電源線D1を介してサービスプラグ530に接続され、バッテリモジュール100cの低電位電極10Bは電源線D2を介してサービスプラグ530に接続される。電源線D1,D2も図24の複数のバッテリモジュール100間を接続する電源線501に相当する。
 サービスプラグ530がオンされた状態では、バッテリモジュール100a,100b,100c,100dが直列接続される。この場合、バッテリモジュール100dの高電位電極10Aの電位が最も高く、バッテリモジュール100bの低電位電極10Bの電位が最も低い。
 サービスプラグ530は、例えばバッテリシステム500のメンテナンス時に作業者によりオフされる。サービスプラグ530がオフされた場合には、バッテリモジュール100a,100bからなる直列回路とバッテリモジュール100c,100dからなる直列回路とが電気的に分離される。この場合、複数のバッテリモジュール100a~100d間の電流経路が遮断される。これにより、メンテナンス時の安全性が確保される。
 バッテリモジュール100bの低電位電極10Bは電源線D3を介してコンタクタ102に接続され、バッテリモジュール100dの高電位電極10Aは電源線D4を介してコンタクタ102に接続される。コンタクタ102は、電源線D5,D6を介してHVコネクタ520に接続される。HVコネクタ520は、電動車両のモータ等の負荷に接続される。電源線D3,D4は、図24のバッテリモジュール100とコンタクタ102とを接続する電源線501に相当する。電源線D5,D6は、図24のコンタクタ102から外部に延びる電源線501に相当する。
 コンタクタ102がオンされた状態では、バッテリモジュール100bが電源線D3,D5を介してHVコネクタ520に接続されるとともに、バッテリモジュール100dが電源線D4,D6を介してHVコネクタ520に接続される。それにより、バッテリモジュール100a,100b,100c,100dから負荷に電力が供給される。また、コンタクタ102がオンされた状態で、バッテリモジュール100a,100b,100c,100dの充電が行われる。
 コンタクタ102がオフされると、バッテリモジュール100bとHVコネクタ520との接続およびバッテリモジュール100dとHVコネクタ520との接続が遮断される。
 バッテリシステム500のメンテナンス時には、サービスプラグ530とともにコンタクタ102も作業者によりオフされる。この場合、複数のバッテリモジュール100a~100d間の電流経路が確実に遮断される。これにより、メンテナンス時の安全性が確保される。また、各バッテリモジュール100a,100b,100c,100dの電圧が互いに等しい場合には、バッテリモジュール100a,100bからなる直列回路の総電圧とバッテリモジュール100c,100dからなる直列回路の総電圧とが等しくなる。そのため、メンテナンス時にバッテリシステム500内に高い電圧が発生することが防止される。
 バッテリモジュール100aの第2のプリント回路基板212とバッテリモジュール100bの第2のプリント回路基板212とは、通信線P11を介して互いに接続される。バッテリモジュール100aの第2のプリント回路基板212とバッテリモジュール100cの第2のプリント回路基板212とは、通信線P12を介して互いに接続される。バッテリモジュール100cの第2のプリント回路基板212とバッテリモジュール100dの第2のプリント回路基板212とは、通信線P13を介して互いに接続される。バッテリモジュール100bの第2のプリント回路基板212は通信線P14を介してバッテリECU101に接続される。通信線P11~P14は、図24の通信線560に相当する。通信線P11~P14によりバスが構成される。
 例えば、バッテリモジュール100aの電圧検出部20により検出されたセル情報は、通信線P11,P14を介してバッテリECU101に与えられる。また、バッテリECU101から通信線P14,P11を介してバッテリモジュール100aの第2のプリント回路基板212に所定の制御信号が与えられる。
 バッテリモジュール100bの電圧検出部20により検出されたセル情報は、通信線P14を介してバッテリECU101に与えられる。また、バッテリECU101から通信線P14を介してバッテリモジュール100bの第2のプリント回路基板212に所定の制御信号が与えられる。
 バッテリモジュール100cの電圧検出部20により検出されたセル情報は、通信線P12,P11,P14を介してバッテリECU101に与えられる。また、バッテリECU101から通信線P14,P11,P12を介してバッテリモジュール100cの第2のプリント回路基板212に所定の制御信号が与えられる。
 バッテリモジュール100dの電圧検出部20により検出されたセル情報は、通信線P13,P12,P11,P14を介してバッテリECU101に与えられる。また、バッテリECU101から通信線P14,P11,P12,P13を介してバッテリモジュール100dの第2のプリント回路基板212に所定の制御信号が与えられる。
 (3)第8の実施の形態の効果
 バッテリシステム500には、第1~第7のいずれかの実施の形態に係るバッテリモジュールが設けられる。これにより、バッテリシステム500の信頼性が向上される。また、バッテリシステム500の構成が単純化するとともに、組み立て作業が容易になる。
 [9]第9の実施の形態
 以下、第9の実施の形態に係る電動車両および移動体について説明する。本実施の形態に係る電動車両および移動体は、第8の実施の形態に係るバッテリシステム500を備える。なお、以下では、電動車両および移動体の一例として電動自動車を説明する。
 (1)構成および動作
 図26は、バッテリシステム500を備える電動自動車の構成を示すブロック図である。図26に示すように、本実施の形態に係る電動自動車600は、車体610を備える。車体610に、図24の主制御部300およびバッテリシステム500、電力変換部601、モータ602、駆動輪603、アクセル装置604、ブレーキ装置605、ならびに回転速度センサ606が設けられる。モータ602が交流(AC)モータである場合には、電力変換部601はインバータ回路を含む。本実施の形態では、主制御部300および電力変換部601が外部装置の例であり、図24のバッテリECU101が通信制御部の例である。
 バッテリシステム500のバッテリECU101(図24)は、電力変換部601を介してモータ602に接続されるとともに、主制御部300に接続される。バッテリシステム500のバッテリECU101(図24)は、バッテリシステム500の電子回路と主制御部300および電力変換部601との間で通信を行う。主制御部300には、バッテリシステム500を構成するバッテリECU101(図24)から複数のバッテリモジュール100(図24)の充電量およびバッテリモジュール100に流れる電流値が与えられる。また、主制御部300には、アクセル装置604、ブレーキ装置605および回転速度センサ606が接続される。主制御部300は、例えばCPUおよびメモリ、またはマイクロコンピュータからなる。
 アクセル装置604は、電動自動車600が備えるアクセルペダル604aと、アクセルペダル604aの操作量(踏み込み量)を検出するアクセル検出部604bとを含む。運転者によりアクセルペダル604aが操作されると、アクセル検出部604bは、運転者により操作されていない状態を基準としてアクセルペダル604aの操作量を検出する。検出されたアクセルペダル604aの操作量が主制御部300に与えられる。
 ブレーキ装置605は、電動自動車600が備えるブレーキペダル605aと、運転者によるブレーキペダル605aの操作量(踏み込み量)を検出するブレーキ検出部605bとを含む。運転者によりブレーキペダル605aが操作されると、ブレーキ検出部605bによりその操作量が検出される。検出されたブレーキペダル605aの操作量が主制御部300に与えられる。回転速度センサ606は、モータ602の回転速度を検出する。検出された回転速度は、主制御部300に与えられる。
 上記のように、主制御部300には、バッテリモジュール100の充電量、バッテリモジュール100を流れる電流値、アクセルペダル604aの操作量、ブレーキペダル605aの操作量、およびモータ602の回転速度が与えられる。主制御部300は、これらの情報に基づいてバッテリモジュール100の充放電制御および電力変換部601の電力変換制御を行う。例えば、アクセル操作に基づく電動自動車600の発進時および加速時には、バッテリシステム500から電力変換部601にバッテリモジュール100の電力が供給される。
 さらに、主制御部300は、与えられたアクセルペダル604aの操作量に基づいて、駆動輪603に伝達すべき回転力(指令トルク)を算出し、その指令トルクに基づく制御信号を電力変換部601に与える。
 上記の制御信号を受けた電力変換部601は、バッテリシステム500から供給された電力を、駆動輪603を駆動するために必要な電力(駆動電力)に変換する。これにより、電力変換部601により変換された駆動電力がモータ602に供給され、その駆動電力に基づくモータ602の回転力が駆動輪603に伝達される。
 一方、ブレーキ操作に基づく電動自動車600の減速時には、モータ602は発電装置として機能する。この場合、電力変換部601は、モータ602により発生された回生電力をバッテリモジュール100の充電に適した電力に変換し、バッテリモジュール100に与える。それにより、バッテリモジュール100が充電される。
 (2)効果
 上記のように、本実施の形態に係る電動自動車600は、第8の実施の形態に係るバッテリシステム500を備える。バッテリシステム500には、第1~第7のいずれかの実施の形態に係るバッテリモジュールが設けられる。これにより、バッテリシステム500の信頼性が向上され、電動自動車600がより安定に走行可能となる。また、バッテリシステム500の構成が単純化するとともに、組み立て作業が容易になるので、電動自動車600の低コスト化が実現される。
 (3)他の移動体
 第8の実施の形態に係るバッテリシステム500が船、航空機、エレベータまたは歩行ロボット等の他の移動体に搭載されてもよい。
 バッテリシステム500が搭載された船は、例えば、図26の車体610の代わりに船体を備え、駆動輪603の代わりにスクリューを備え、アクセル装置604の代わりに加速入力部を備え、ブレーキ装置605の代わりに減速入力部を備える。運転者は、船体を加速させる際にアクセル装置604の代わりに加速入力部を操作し、船体を減速させる際にブレーキ装置605の代わりに減速入力部を操作する。この場合、船体が移動本体部に相当し、モータが動力源に相当し、スクリューが駆動部に相当する。なお、船は、減速入力部を備えなくてもよい。この場合、運転者が加速入力部を操作して船体の加速を停止することにより、水の抵抗によって船体が減速する。このような構成において、モータがバッテリシステム500からの電力を受けてその電力を動力に変換し、変換された動力によってスクリューが回転されることにより船体が移動する。
 同様に、バッテリシステム500が搭載された航空機は、例えば、図26の車体610の代わりに機体を備え、駆動輪603の代わりにプロペラを備え、アクセル装置604の代わりに加速入力部を備え、ブレーキ装置605の代わりに減速入力部を備える。この場合、機体が移動本体部に相当し、モータが動力源に相当し、プロペラが駆動部に相当する。なお、航空機は、減速入力部を備えなくてもよい。この場合、運転者が加速入力部を操作して加速を停止することにより、空気抵抗によって機体が減速する。このような構成において、モータがバッテリシステム500からの電力を受けてその電力を動力に変換し、変換された動力によってプロペラが回転されることにより機体が移動する。
 バッテリシステム500が搭載されたエレベータは、例えば、図26の車体610の代わりに籠を備え、駆動輪603の代わりに籠に取り付けられる昇降用ロープを備え、アクセル装置604の代わりに加速入力部を備え、ブレーキ装置605の代わりに減速入力部を備える。この場合、籠が移動本体部に相当し、モータが動力源に相当し、昇降用ロープが駆動部に相当する。このような構成において、モータがバッテリシステム500からの電力を受けてその電力を動力に変換し、変換された動力によって昇降用ロープが巻き上げられることにより籠が昇降する。
 バッテリシステム500が搭載された歩行ロボットは、例えば、図26の車体610の代わりに胴体を備え、駆動輪603の代わりに足を備え、アクセル装置604の代わりに加速入力部を備え、ブレーキ装置605の代わりに減速入力部を備える。この場合、胴体が移動本体部に相当し、モータが動力源に相当し、足が駆動部に相当する。このような構成において、モータがバッテリシステム500からの電力を受けてその電力を動力に変換し、変換された動力によって足が駆動されることにより胴体が移動する。
 このように、バッテリシステム500が搭載された移動体においては、動力源がバッテリシステム500からの電力を受けてその電力を動力に変換し、駆動部が動力源により変換された動力により移動本体部を移動させる。
 (4)他の移動体における効果
 このような種々の移動体においても、第8の実施の形態に係るバッテリシステム500が設けられる。バッテリシステム500には、第1~第7のいずれかの実施の形態に係るバッテリモジュールが設けられる。これにより、移動体がより安定に移動可能となる。また、バッテリシステム500の構成が単純化するとともに、組み立て作業が容易になるので、移動体の低コスト化が実現される。
 [10]第10の実施の形態
 第10の実施の形態に係る電源装置について説明する。本実施の形態に係る電源装置は、第8の実施の形態に係るバッテリシステム500を備える。
 (1)構成および動作
 図27は、バッテリシステム500を備える電源装置の構成を示すブロック図である。図27に示すように、電源装置700は、電力貯蔵装置710および電力変換装置720を備える。電力貯蔵装置710は、バッテリシステム群711およびシステムコントローラ712を備える。バッテリシステム群711は、第8の実施の形態に係る複数のバッテリシステム500を含む。複数のバッテリシステム500間において、複数のバッテリセル10は互いに並列に接続されてもよく、または互いに直列に接続されてもよい。
 システムコントローラ712は、システム制御部の例であり、例えばCPUおよびメモリ、またはマイクロコンピュータからなる。システムコントローラ712は、各バッテリシステム500のバッテリECU101(図24参照)に接続される。各バッテリシステム500のバッテリECU101は、各バッテリセル10の端子電圧に基づいて各バッテリセル10の充電量を算出し、算出された充電量をシステムコントローラ712に与える。システムコントローラ712は、各バッテリECU101から与えられた各バッテリセル10の充電量に基づいて電力変換装置720を制御することにより、各バッテリシステム500に含まれる複数のバッテリセル10の放電または充電に関する制御を行う。
 電力変換装置720は、DC/DC(直流/直流)コンバータ721およびDC/AC(直流/交流)インバータ722を含む。DC/DCコンバータ721は入出力端子721a,721bを有し、DC/ACインバータ722は入出力端子722a,722bを有する。DC/DCコンバータ721の入出力端子721aは電力貯蔵装置710のバッテリシステム群711に接続される。DC/DCコンバータ721の入出力端子721bおよびDC/ACインバータ722の入出力端子722aは互いに接続されるとともに電力出力部PU1に接続される。DC/ACインバータ722の入出力端子722bは電力出力部PU2に接続されるとともに他の電力系統に接続される。電力出力部PU1,PU2は例えばコンセントを含む。電力出力部PU1,PU2には、例えば種々の負荷が接続される。他の電力系統は、例えば商用電源または太陽電池を含む。電力出力部PU1,PU2および他の電力系統が電源装置に接続される外部の例である。
 DC/DCコンバータ721およびDC/ACインバータ722がシステムコントローラ712によって制御されることにより、バッテリシステム群711に含まれる複数のバッテリセル10の放電および充電が行われる。
 バッテリシステム群711の放電時には、バッテリシステム群711から与えられる電力がDC/DCコンバータ721によりDC/DC(直流/直流)変換され、さらにDC/ACインバータ722によりDC/AC(直流/交流)変換される。
 DC/DCコンバータ721によりDC/DC変換された電力が電力出力部PU1に供給される。DC/ACインバータ722によりDC/AC変換された電力が電力出力部PU2に供給される。電力出力部PU1から外部に直流の電力が出力され、電力出力部PU2から外部に交流の電力が出力される。DC/ACインバータ722により交流に変換された電力が他の電力系統に供給されてもよい。
 システムコントローラ712は、各バッテリシステム500に含まれる複数のバッテリセル10の放電に関する制御の一例として、次の制御を行う。バッテリシステム群711の放電時に、システムコントローラ712は、各バッテリECU101(図24参照)から与えられる各バッテリセル10の充電量に基づいて放電を停止するか否かを判定し、判定結果に基づいて電力変換装置720を制御する。具体的には、バッテリシステム群711に含まれる複数のバッテリセル10のうちいずれかのバッテリセル10の充電量が予め定められたしきい値よりも小さくなると、システムコントローラ712は、放電が停止されるまたは放電電流(または放電電力)が制限されるようにDC/DCコンバータ721およびDC/ACインバータ722を制御する。これにより、各バッテリセル10の過放電が防止される。
 一方、バッテリシステム群711の充電時には、他の電力系統から与えられる交流の電力がDC/ACインバータ722によりAC/DC(交流/直流)変換され、さらにDC/DCコンバータ721によりDC/DC(直流/直流)変換される。DC/DCコンバータ721からバッテリシステム群711に電力が与えられることにより、バッテリシステム群711に含まれる複数のバッテリセル10が充電される。
 システムコントローラ712は、各バッテリシステム500に含まれる複数のバッテリセル10の充電に関する制御の一例として、次の制御を行う。バッテリシステム群711の充電時に、システムコントローラ712は、各バッテリECU101(図24参照)から与えられる各バッテリセル10の充電量に基づいて充電を停止するか否かを判定し、判定結果に基づいて電力変換装置720を制御する。具体的には、バッテリシステム群711に含まれる複数のバッテリセル10のうちいずれかのバッテリセル10の充電量が予め定められたしきい値よりも大きくなると、システムコントローラ712は、充電が停止されるまたは充電電流(または充電電力)が制限されるようにDC/DCコンバータ721およびDC/ACインバータ722を制御する。これにより、各バッテリセル10の過充電が防止される。
 (2)効果
 上記のように、本実施の形態に係る電源装置700には、第8の実施の形態に係るバッテリシステム500が設けられる。したがって、電源装置700の信頼性の向上および低コスト化が実現される。
 (3)電源装置の変形例
 図27の電源装置700において、各バッテリシステム500にバッテリECU101が設けられる代わりに、システムコントローラ712がバッテリECU101と同様の機能を有してもよい。
 電源装置700と外部との間で互いに電力を供給可能であれば、電力変換装置720がDC/DCコンバータ721およびDC/ACインバータ722のうちいずれか一方のみを有してもよい。また、電源装置700と外部との間で互いに電力を供給可能であれば、電力変換装置720が設けられなくてもよい。
 図27の電源装置700においては、複数のバッテリシステム500が設けられるが、これに限らず、1つのバッテリシステム500のみが設けられてもよい。
 [11]その他の実施の形態
 (1)上記実施の形態では、複数の第1の電子部品として均等化回路71,72および比較回路81,82のいずれかが第1のプリント回路基板211上に実装されているが、複数の第1の電子部品はこれらに限定されない。
 複数の第1の電子部品として、複数のバッテリセル10にそれぞれ対応して設けられかつ対応するバッテリセル10のプラス電極10aおよびマイナス電極10bに接続される他の電子部品が第1のプリント回路基板211上に実装されてもよい。各第1の電子部品は、単一の部品であってもよく、複数の部品により構成されてもよい。
 (2)第2のプリント回路基板212は、バッテリブロック10BBのYZ平面に平行な一端面に限らず、他端面に設けられてもよいし、バッテリブロック10BBのXZ平面に平行な一側面または他側面に設けられてもよい。この場合においても、第2のプリント回路基板212に電子部品の実装領域が確保されるので、第1のプリント回路基板211の幅を小さくすることができる。それにより、バッテリモジュール100の構成が単純化するとともに、組み立て作業が容易になる。
 (3)第1~第4の実施の形態において、第1のプリント回路基板211が複数のバッテリセル10のガス抜き弁を覆うようにバッテリブロック10BBの上面に設けられる場合には、第1のプリント回路基板211における各ガス抜き弁に対向する位置に貫通孔を形成してもよい。これにより、各バッテリセル10のガス抜き弁から排出されるガスが、第1のプリント回路基板211の貫通孔またはガスダクトを通して円滑に外部へ導かれる。
 (4)第1および第3の実施の形態において、各均等化部70の均等化回路71,72の各々は、抵抗Rおよびスイッチング素子SWの直列回路により構成される。これに限らず、各均等化部70の均等化回路71,72は充電器で構成されてもよい。この場合、均等化回路71,72の充電器がオンされることにより、オンされた均等化回路71,72に対応するバッテリセル10に充電器から一定の電流が流れる。これにより、オンされた均等化回路71,72に対応するバッテリセル10が充電される。このように、バッテリセル10が充電されることにより均等化処理が行われてもよい。
 (5)第4の実施の形態に係るバッテリモジュール100において、第1のプリント回路基板211に、複数の均等化部70(図16)に代えて第2の実施の形態で用いられる複数の電圧比較部80(図9)が実装されてもよい。また、第2のプリント回路基板212には、均等化制御部21(図16)の代わりに電圧推定部25および電流検出部26が設けられてもよい。
 この場合、複数の比較回路81,82をそれぞれ対応する複数のバッテリセル群10gの電極10a,10bの近傍に配置することができる。これにより、複数の比較回路81,82とバスバー40x,40yとを接続する複数の導体線53を短くすることができる。その結果、複数の比較回路81,82とそれぞれに対応する複数のバッテリセル群10gの電極10a,10bとの電気的な接続の信頼性が向上する。
 また、複数の導体線53を短くすることができるので、複数のバッテリセル10の端子電圧を正確に基準電圧と比較することが可能となる。その結果、電圧推定部25における各バッテリセル10の端子電圧の推定精度が向上する。
 さらに、第2のプリント回路基板212に電圧検出部20、電圧推定部25、電流検出部26および通信部24の電子部品の実装領域が確保されるので、第1のプリント回路基板211の幅を小さくすることができる。これにより、第1のプリント回路基板211と複数のバッテリセル群10gの電極10a,10bとが干渉することが防止される。その結果、バッテリモジュール100の構成が単純化するとともに、組み立て作業が容易になる。
 (6)第4の実施の形態に係るバッテリモジュール100において、第1のプリント回路基板211に、複数の均等化部70(図16)に代えて第3の実施の形態で用いられる複数の均等化比較部90(図14)が実装されてもよい。また、第2のプリント回路基板212には、電圧推定部25および電流検出部26がさらに設けられてもよい。
 この場合、複数の均等化回路71,72をそれぞれ対応する複数のバッテリセル群10gの電極10a,10bの近傍に配置するとともに、複数の比較回路81,82をそれぞれ対応する複数のバッテリセル群10gの電極10a,10bの近傍に配置することができる。これにより、複数の均等化回路71,72および複数の比較回路81,82とバスバー40x,40yとを接続する複数の導体線53を短くすることができる。その結果、複数の均等化回路71,72および複数の比較回路81,82とそれぞれに対応する複数のバッテリセル群10gの電極10a,10bとの電気的な接続の信頼性が向上する。
 また、複数の導体線53を短くすることができるので、複数のバッテリセル10の端子電圧を正確に均等化することが可能になるとともに、複数のバッテリセル10の端子電圧を正確に基準電圧と比較することが可能となる。その結果、複数のバッテリセル10の端子電圧を正確に均等化することが可能になるとともに、電圧推定部25における各バッテリセル10の端子電圧の推定精度が向上する。
 さらに、第2のプリント回路基板212に電圧検出部20、均等化制御部21、電圧推定部25、電流検出部26および通信部24の電子部品の実装領域が確保されるので、第1のプリント回路基板211の幅を小さくすることができる。これにより、第1のプリント回路基板211と複数のバッテリセル10の電極10a,10bとが干渉することが防止される。その結果、バッテリモジュール100の構成が単純化するとともに、組み立て作業が容易になる。
 (7)第4の実施の形態に係るバッテリモジュール100において、複数のバッテリセル群10gを構成するバッテリセル10の個数Nは2である。これに限らず、複数のバッテリセル群10gを構成するバッテリセル10の個数Nはそれぞれ異なってもよい。
 (8)上記の実施の形態ではバッテリモジュールを構成するバッテリセルとして、扁平な略直方体形状を有するバッテリセル10が用いられる。これに限らず、バッテリモジュール100を構成するバッテリセル10としては、例えばラミネート型のバッテリセルを用いることができる。
 ラミネート型のバッテリセルは例えば次のように作製される。まず、セパレータを挟んでプラス電極およびマイナス電極が配置された電池要素を樹脂製のフィルムからなる袋内に収容する。続いて、電池要素が収容された袋を密閉し、形成された密閉空間に電解液を注入する。これにより、ラミネート型のバッテリセルが完成する。
 さらに、バッテリモジュール100を構成するバッテリセル10としては、例えば略円柱形状を有しかつ一端面にプラス電極およびマイナス電極が突出するように形成されたバッテリセルを用いることもできる。
 (9)上記実施の形態では、第1の端子列TL1および第2の端子列TL2を含むXY平面において、第1のプリント回路基板211,211b,211dが第1の端子列TL1と第2の端子列TL2との間に配置される。
 これに限らず、第1のプリント回路基板211,211b,211dは、Y方向において第1の端子列TL1および第2の端子列TL2の間に位置するのであれば、第1の端子列TL1および第2の端子列TL2を含むXY平面からずれた位置(上方の位置)に設けられてもよい。また、バッテリブロック10BBの上面上で、第1のプリント回路基板211,211b,211dの一部が第1の端子列TL1または第2の端子列TL2に重なってもよい。この場合においても、第1のプリント回路基板211,211b,211dがバッテリブロック10BBの上面の近傍に配置されることにより、上記と同様の効果を得ることができる。
 (10)第1および第3の実施の形態において、複数のバッテリセル10の充電状態として複数のバッテリセル10の端子電圧を調整する代わりに、バッテリセル10のSOC(充電率)、残容量、開放電圧、放電深度、電流積算値および蓄電量差のうちのいずれかを調整してもよい。
 (11)上記の実施の形態では、第2のプリント回路基板212上に第2の電子部品として電圧検出部20、均等化制御部21、通信部24、電圧推定部25および電流検出部26が設けられるが、これに限定されない。例えば、第2のプリント回路基板212上に、複数のバッテリセル10の物理量に関する処理として複数のバッテリセル10の温度の値に関する処理を行う温度処理部が設けられてもよい。このように、第2のプリント回路基板212上に第2の電子部品として複数のバッテリセル10の温度の値に関する処理を行う温度処理部が設けられる場合、複数のバッテリセル10の物理量は複数のバッテリセル10の温度の値である。
 (12)第4の実施の形態では、複数(本例では2個)のバッテリセル10が互いに並列接続されることによりバッテリセル群10gが構成され、複数の均等化部70の複数の均等化回路71,72が直列接続された複数のバッテリセル群10gにそれぞれ対応する。
 これに限らず、複数のバッテリセル10が互いに直列接続されることにより1つのバッテリセル群が構成されてもよい。このように構成された複数のバッテリセル群が直列接続される場合に、複数の第1の電子部品としての複数の均等化回路71,72(または比較回路81,82)が直列接続された複数のバッテリセル群にそれぞれ対応するように設けられてもよい。
 さらに、複数のバッテリセル群により1つの集合バッテリセル群が構成されかつ複数の集合バッテリセル群が互いに直列接続される場合には、複数の第1の電子部品としての複数の均等化回路71,72(または比較回路81,82)が直列接続された複数の集合バッテリセル群にそれぞれ対応するように設けられてもよい。
 (13)第8の実施の形態において、通信部24は、各バッテリセル10の充電量の算出およびバッテリセル10の過放電、過充電または温度異常等の検出を行い、その結果をバッテリECU101および/または主制御部300に与えてもよい。すなわち、通信部24は、第2の電子部品ではなく通信制御部として各バッテリモジュール100の電子回路と主制御部300との間で通信を行ってもよい。この場合、通信部24が通信制御部に相当し、バッテリECU101および/または主制御部300が外部装置に相当する。なお、通信部24が通信制御部として機能する場合には、バッテリシステム500にバッテリECU101を設けなくてもよい。また、この場合、通信部24は、複数の均等化部70を制御することにより均等化処理を行ってもよい。
 (14)第8の実施の形態では、通信部24が第2の電子部品として機能し、バッテリECU101が通信制御部として機能する例について説明した。これに限らず、通信部24および/またはバッテリECU101が、バッテリモジュール100の電子回路と主制御部300との間で通信を行う通信制御部として機能し、主制御部300が外部装置として機能してもよい。
 [12]請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応関係
 以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
 上記実施の形態においては、X方向が一方向の例であり、複数のバッテリセル10が複数のバッテリセルの例であり、バッテリセル群10gがバッテリセル群の例であり、バッテリブロック10BBがバッテリブロックの例であり、電圧検出部20、均等化制御部21、通信部24、電圧推定部25、電流検出部26、均等化回路71,72および比較回路81,82が電子回路の例であり、第1のプリント回路基板211が第1の回路基板の例であり、第2のプリント回路基板212が第2の回路基板の例である。
 また、プラス電極10aが正極端子の例であり、マイナス電極10bが負極端子の例であり、バッテリブロック10BBの上面が第1の面の例であり、バッテリブロック10BBの一端面、他端面、一側面および他側面のいずれかの面が第2の面の例であり、均等化回路71,72および比較回路81,82が第1の電子部品の例であり、電圧検出部20、均等化制御部21、通信部24、電圧推定部25および電流検出部26が第2の電子部品の例であり、バッテリモジュール100がバッテリモジュールの例である。
 さらに、第1の端子列TL1が第1の端子列の例であり、第2の端子列TL2が第2の端子列の例であり、均等化回路71,72が調製回路部品の例であり、比較回路81,82が比較回路部品の例であり、バッテリシステム500がバッテリシステムの例であり、モータ602がモータの例であり、駆動輪603が駆動輪の例であり、電動自動車600が電動車両の例である。
 また、第8および第9の実施の形態における主制御部300、および電力変換部601が外部装置の例であり、第8および第9の実施の形態におけるバッテリECU101が通信制御部の例であり、HVコネクタ520が端子部の例である。
 さらに、電圧検出部20、均等化制御部21、通信部24、電圧推定部25および電流検出部26のうちの少なくとも1つが処理部の例である。
 また、車体610、船の船体、航空機の機体、エレベータの籠または歩行ロボットの胴体が移動本体部の例であり、モータ602、駆動輪603、スクリュー、プロペラ、昇降用ロープの巻上モータまたは歩行ロボットの足が動力源の例である。電動自動車600、船、航空機、エレベータまたは歩行ロボットが移動体の例である。システムコントローラ712がシステム制御部の例であり、電力貯蔵装置710が電力貯蔵装置の例であり、電源装置700が電源装置の例であり、電力変換装置720が電力変換装置の例である。
 請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の要素を用いることもできる。
 本発明は、電力を駆動源とする種々の移動体、電力の貯蔵装置またはモバイル機器等に有効に利用することができる。

Claims (12)

  1. 一方向に並ぶように配置された複数のバッテリセルにより構成されるバッテリブロックと、
     前記複数のバッテリセルに電気的に接続される電子回路が実装される第1および第2の回路基板とを備え、
     前記バッテリブロックは、前記複数のバッテリセルの正極端子および負極端子が並ぶ第1の面を有し、
     前記第1の回路基板は、前記バッテリブロックの前記第1の面上に設けられ、前記第2の回路基板は、前記バッテリブロックの前記第1の面とは異なる第2の面上に設けられ、
     前記電子回路は、前記複数のバッテリセルに対応して設けられる複数の第1の電子部品と、前記複数の第1の電子部品以外の第2の電子部品とを含み、
     前記複数の第1の電子部品は前記第1の回路基板に実装され、前記第2の電子部品は前記第2の回路基板に実装される、バッテリモジュール。
  2. 前記複数のバッテリセルは、互いに直列接続された複数のバッテリセル群を構成し、
     各バッテリセル群は、一のバッテリセルまたは並列に接続された複数のバッテリセルを含み、
     前記複数の第1の電子部品は、前記複数のバッテリセル群にそれぞれ対応して設けられる、請求項1記載のバッテリモジュール。
  3. 前記複数のバッテリセルは互いに直列接続され、
     前記複数の第1の電子部品は、前記複数のバッテリセルにそれぞれ対応して設けられる、請求項1記載のバッテリモジュール。
  4. 前記複数のバッテリセルの正極端子および負極端子が前記一方向に沿って互いに並列に整列された第1および第2の端子列を構成し、
     前記第1の回路基板は、前記第1の端子列と前記第2の端子列との間に配置される、請求項1~3のいずれかに記載のバッテリモジュール。
  5. 前記複数の第1の電子部品の各々は、対応するバッテリセルの充電状態を調整するための調整回路部品を含む、請求項1~4のいずれかに記載のバッテリモジュール。
  6. 前記複数の第1の電子部品の各々は、対応するバッテリセルの電圧を予め定められた電圧と比較する比較回路部品を含む、請求項1~5のいずれかに記載のバッテリモジュール。
  7. 前記第2の電子部品は、前記複数のバッテリセルの物理量に関する処理を行う処理部を構成し、
     前記物理量は、前記複数のバッテリセルの充電状態に関する物理量である、請求項1~6のいずれかに記載のバッテリモジュール。
  8. 外部装置に接続され、
     請求項1~7のいずれかに記載のバッテリモジュールと、
     前記バッテリモジュールの前記電子回路と前記外部装置との間で通信を行う通信制御部と、
     前記バッテリモジュールの電力を前記外部装置に供給する端子部とを備える、バッテリシステム。
  9. 請求項8記載のバッテリシステムと、
     前記バッテリシステムからの電力により駆動されるモータと、
     前記モータの回転力により回転する駆動輪とを備える、電動車両。
  10. 請求項8記載のバッテリシステムと、
     移動本体部と、
     前記バッテリシステムからの電力を前記移動本体部を移動させるための動力に変換する動力源と、
     前記動力源により変換された動力により前記移動本体部を移動させる駆動部とを備える、移動体。
  11. 請求項8記載のバッテリシステムと、
     前記バッテリシステムの前記バッテリモジュールの充電または放電に関する制御を行うシステム制御部とを備える、電力貯蔵装置。
  12. 外部に接続され、
     請求項11記載の電力貯蔵装置と、
     前記電力貯蔵装置の前記システム制御部により制御され、前記電力貯蔵装置の前記バッテリシステムの前記バッテリモジュールと前記外部との間で電力変換を行う電力変換装置とを備える、電源装置。
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