WO2021153276A1 - 電池パック - Google Patents

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WO2021153276A1
WO2021153276A1 PCT/JP2021/001286 JP2021001286W WO2021153276A1 WO 2021153276 A1 WO2021153276 A1 WO 2021153276A1 JP 2021001286 W JP2021001286 W JP 2021001286W WO 2021153276 A1 WO2021153276 A1 WO 2021153276A1
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battery
conductive connection
connection portion
slave unit
unit antenna
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達宏 沼田
慎吾 河原
公甫 青木
貴洋 城
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株式会社デンソー
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Definitions

  • the present disclosure relates to a battery pack having a plurality of assembled batteries.
  • the battery pack has a metal housing, a plurality of assembled batteries, a plurality of acquisition devices, and a monitoring device installed in the housing.
  • the acquisition device is installed for each assembled battery, and acquires battery information from the assembled battery corresponding to itself.
  • the monitoring device wirelessly communicates with each acquisition device to acquire battery information.
  • the monitoring device and each acquisition device are equipped with an antenna for wireless communication. Radio waves transmitted from these antennas are reflected by the inner surface of the metal housing to generate a large number of reflected waves. Therefore, a plurality of radio waves may be superimposed on the antenna on the receiving side. Due to the radio wave interference caused by the superposition, a communication failure may occur, and wireless communication may not be established or communication may be interrupted.
  • Patent Document 1 As a document showing such a technique, there is the following Patent Document 1.
  • wireless communication can be established by changing the communication frequency.
  • it does not suppress the occurrence of communication failure or communication blackout itself. Therefore, a situation may occur in which communication failure or communication blackout occurs frequently, and the communication frequency must be changed each time. If communication failure or communication blackout occurs frequently in this way, the frequency of data update will decrease. Therefore, such a communication system is not suitable for a device such as a battery pack that emphasizes real-time performance.
  • the protrusion is formed on the antenna side of each assembled battery.
  • the present discloser paid attention to the fact that it became particularly difficult. This is because the distance between the inner surface of the housing and the conductive connection portion tends to be narrow due to space and the like. Therefore, in the above case, the antenna of the acquisition device is behind the conductive connection portion when viewed from the antenna of the monitoring device. It is easy to hide. In that case, since the conductor has a function of shielding radio waves, the direct wave from each antenna of the monitoring device and the acquisition device to the antenna of the other party is blocked by the conductive connection portion.
  • each antenna can receive only the reflected wave having a weaker propagation intensity than the direct wave from the other antenna. Further, as described above, since the distance between the inner surface of the housing and the conductive connection portion tends to be narrow, radio waves are likely to be diffusely reflected in this portion. Therefore, each antenna can receive only each reflected wave such as diffusely reflected radio waves from the other antenna, and as described above, it becomes difficult to ensure the reliability of communication.
  • the present disclosure has been made in view of the above circumstances, and the reliability of communication is obtained when a protrusion having a conductive connection portion for electrically connecting the battery cells is formed on the antenna side of each assembled battery.
  • the main purpose is to ensure sex.
  • the battery pack of the present disclosure has a housing, an assembled battery, an acquisition device, and a monitoring device.
  • a plurality of the assembled batteries are installed in the housing, and each has a plurality of battery cells.
  • the acquisition device is installed for each of the assembled batteries, and acquires battery information including voltage information of each of the battery cells from the assembled battery corresponding to itself.
  • the monitoring device wirelessly communicates with the acquisition device to acquire the battery information.
  • the monitoring device includes a master unit antenna for the wireless communication.
  • Each acquisition device includes a slave unit antenna for the wireless communication.
  • Each of the assembled batteries is formed with a protrusion having a conductive connecting portion made of a conductor that electrically connects the battery cells to each other.
  • the direction in which the protrusion protrudes is referred to as the protrusion direction.
  • the unreflected direct wave in the radio wave transmitted from the master unit antenna reaches and is received by each of the slave unit antennas without being blocked by the conductive connection portion, and is transmitted from each of the slave unit antennas.
  • the unreflected direct wave in the radio wave reaches the master unit antenna and is received without being blocked by the conductive connection portion.
  • each slave unit antenna is intentionally arranged in a region in the protruding direction rather than the protruding end of each conductive connection portion in the housing, which tends to be narrow due to space or the like.
  • a structure is realized in which the direct wave from the master unit antenna reaches each slave unit antenna without being blocked by the conductive connection part, and each slave unit antenna transmits a direct wave with a stronger propagation intensity than the reflected wave. It can be received from the base unit antenna.
  • a structure has been realized in which the direct wave from each slave unit antenna reaches the master unit antenna without being blocked by the conductive connection part, and the master unit antenna transmits a direct wave with a stronger propagation intensity than the reflected wave. Can be received from the machine antenna. As described above, the reliability of communication can be ensured as compared with the case where each antenna can receive only the reflected wave from the other antenna.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the battery pack of the first embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view showing the battery pack.
  • FIG. 3 is a front sectional view showing a battery pack.
  • FIG. 4 is a front sectional view showing wireless communication between the comparative example and the present embodiment.
  • FIG. 5 is a front sectional view showing the battery pack of the second embodiment.
  • FIG. 6 is a front sectional view showing the battery pack of the third embodiment.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the battery pack 101 of the first embodiment.
  • the battery pack 101 is mounted on a vehicle or the like.
  • the battery pack 101 includes a metal housing 10, a plurality of assembled batteries 20, a plurality of acquisition devices 30, and a monitoring device 40 installed in the housing 10.
  • Each acquisition device 30 and the monitoring device 40 constitute a battery monitoring system that monitors each set of batteries 20.
  • the three predetermined directions orthogonal to each other are referred to as “horizontal direction X", “front-back direction Y”, and “vertical direction Z”, respectively.
  • the battery pack 101 is installed in any direction, for example, the “vertical direction Z" described below is installed in the left-right or front-rear direction, or the “left-right direction X” described below is installed in the front-rear direction. be able to.
  • the plurality of assembled batteries 20 are arranged side by side in the left-right direction X.
  • Each assembled battery 20 has a plurality of battery cells 22 arranged side by side in the front-rear direction Y.
  • a ridge-shaped protruding portion 23 that protrudes upward Z + from the upper surface of the assembled battery 20 and extends in the front-rear direction Y is formed.
  • each protrusion 23 is a protrusion extending from the upper surface of the battery cell 22 at the front end to the upper surface of the battery cell 22 at the rear end.
  • the acquisition device 30 is installed for each set battery 20. Each acquisition device 30 is installed between the left and right protrusions 23 of the assembled battery 20 corresponding to the acquisition device 30. Each acquisition device 30 acquires battery information, which is information about the assembled battery 20, from the assembled battery 20 corresponding to itself.
  • the battery information includes, for example, voltage information and temperature information of each of a plurality of battery cells 22 possessed by the assembled battery 20, current information flowing through the assembled battery 20, and the like.
  • the monitoring device 40 is attached to the left side surface of the leftmost assembled battery 20.
  • the monitoring device 40 wirelessly communicates with each acquisition device 30. By the wireless communication, an acquisition command for causing the acquisition device 30 to acquire battery information is transmitted, battery information is received from each acquisition device 30, and an equalization command for equalizing the voltage of each battery cell 22 to the acquisition device 30. Or send.
  • the housing 10 is made of a conductor such as metal. Therefore, the entire housing 10 constitutes a shielding portion that reflects radio waves.
  • FIG. 2 is a plan view showing the battery pack 101.
  • Each protrusion 23 has a protrusion base 28 made of a non-conductor and a conductive connection portion 24 made of a conductor that electrically connects the battery cells 22 to each other.
  • the conductive connection portion 24 has electrode terminals 25 and 26 of each battery cell 22 and a bus bar 27.
  • the bus bar 27 electrically connects the electrode terminals 25 and 26 of the battery cells 22 adjacent to each other in the front-rear direction Y.
  • the protrusion base 28 is made of resin or the like, and is installed so as to cover the conductive connection portion 24.
  • each battery cell 20 has a positive electrode terminal 25 and a negative electrode terminal 26 as the electrode terminals 25 and 26 described above.
  • the battery cell 22 at the front end is installed with the negative electrode terminal 26 on the left side and the positive electrode terminal 25 on the right side.
  • the second battery cell 22 from the front is installed with the positive electrode terminal 25 on the left side and the negative electrode terminal 26 on the right side, contrary to the battery cell 22 at the front end.
  • the third battery cell 22 from the front is installed with the negative electrode terminal 26 on the left side and the positive electrode terminal 25 on the right side, similarly to the battery cell 22 at the front end.
  • the battery cells 22 arranged in the front-rear direction Y are installed with the positions of the positive electrode terminal 25 and the negative electrode terminal 26 opposite to the left-right direction X with respect to the previous battery cell 22.
  • the negative electrode terminal 26 of each battery cell 22 other than the battery cell 22 at the rear end is electrically connected to the positive electrode terminal 25 of the battery cell 22 one rear by a bus bar 27.
  • the plurality of battery cells 22 are electrically connected in series.
  • the positive electrode terminal 25 of the battery cell 22 at the front end is connected to the predetermined positive electrode wiring 15, and the negative electrode terminal 26 of the battery cell 22 at the rear end is connected to the predetermined negative electrode wiring 16.
  • FIG. 3A is a cross-sectional view showing a cross section of the line IIIa-IIIa shown in FIG.
  • FIG. 3B is an enlarged view of the leftmost assembled battery 20 and its periphery in FIG. 3A.
  • the bus bar 27 is installed so as to cover the negative electrode terminal 26 and the positive electrode terminal 25, which are electrically connected, from above. Therefore, the upper end of the bus bar 27 constitutes the upper end 24z of the conductive connection portion 24.
  • the protrusion base 28 is installed so as to cover the bus bar 27 from above.
  • Each acquisition device 30 has a case 33 made of a non-conductive material such as resin, and a substrate 35 provided inside the case 33.
  • a slave unit antenna 36 for wirelessly communicating with the monitoring device 40 is installed on the board 35.
  • a left mounting portion 31 projecting to the left is provided on the left side surface of each case 33, and a right mounting portion 32 projecting to the right is provided on the right side surface of each case 33.
  • each slave unit antenna 36 in the left-right direction X is between the left and right protrusions 23 of the assembled battery 20 corresponding to the slave unit antenna 36.
  • the positions of the slave unit antennas 36 in the front-rear direction Y may be the same, or may be displaced from each other in the front-rear direction Y.
  • each case 33 is arranged between the protrusions 23 and Z- below the upper end 24z of the conductive connection part 24.
  • the upper portion of each case 33 and the substrate 35 are arranged above Z + above the upper end 24z of the conductive connection portion 24.
  • first distance G1 the distance Z in the vertical direction between the upper surface of the substrate 35 and the ceiling surface of the housing 10 is referred to as “first distance G1”, and the distance Z in the vertical direction between the upper end 24z of the conductive connection portion 24 and the lower surface of the substrate 35. Is called the second interval G2.
  • the upper first interval G1 is larger than the lower second interval G2.
  • the monitoring device 40 also includes the board 45 at the same height as the board 35 of each acquisition device 30.
  • a master antenna 46 for wirelessly communicating with each acquisition device 30 is installed so as to project upward Z + from the upper surface of the substrate 45. Therefore, the monitoring device 40 includes the master antenna 46 at Z + above the upper end 24z of the conductive connection portion 24.
  • radio waves that have never been reflected since they were transmitted from the antennas 36 and 46 are referred to as "direct waves”, and radio waves that have been reflected even once after being transmitted from the antennas 36 and 46 are referred to as "reflected waves”.
  • each slave unit antenna 36 is shifted downward Z- from the state of the present embodiment, and the entire slave unit antenna 36 is moved downward Z-from the upper end 24z of the conductive connection portion 24.
  • the positions of the slave unit antennas 36 in the left-right direction X and the front-back direction Y in this comparative example are the same as in the case of the present embodiment.
  • the direct wave Rd from the master unit antenna 46 is blocked by the conductive connection portion 24. As a result, it does not reach each slave unit antenna 36, and only the reflected wave Ri reaches each slave unit antenna 36 and is received. On the contrary, the direct wave from each slave unit antenna 36 does not reach the master unit antenna 46 because it is blocked by the conductive connection portion 24, and only the reflected wave reaches the master unit antenna 46 and is received. Become.
  • the region above Z + above the upper end 24z of each conductive connection portion 24 in the housing 10, which tends to be narrow due to space or the like, is intentionally set.
  • the master unit antenna 46 and each slave unit antenna 36 are arranged.
  • the upper portion of the assembled battery 20 and the like are shown exaggeratedly for easy viewing, but the region Z + above the upper end 24z of each conductive connection portion 24 in the actual housing 10 is shown in FIG. It is much smaller than the one shown in 4th magnitude.
  • the direct wave Rd from the master unit antenna 46 reaches each slave unit antenna 36 without being blocked by any of the conductors including the conductive connection portion 24. Therefore, each slave unit antenna 36 can receive a direct wave Rd having a stronger propagation intensity than the reflected wave Ri from the master unit antenna 46.
  • the direct wave from each slave unit antenna 36 also reaches the master unit antenna 46 without being blocked by any of the conductors including the conductive connection portion 24. Therefore, the master unit antenna 46 can also receive a direct wave having a stronger propagation intensity than the reflected wave from each slave unit antenna 36.
  • the reliability of communication can be ensured as compared with the case where each antenna 36, 46 can receive only the reflected wave from the other antenna 46, 36.
  • the upper first interval G1 is larger than the lower second interval G2.
  • Each slave unit antenna 36 is installed on the upper surface of the substrate 35. Therefore, it is possible to effectively utilize the relatively large first interval G1 of the first interval G1 and the second interval G2 to secure a space for installing the slave unit antenna 36.
  • the housing 10 is a conductor such as metal and the entire housing 10 constitutes a shielding portion that reflects radio waves
  • the master unit antenna 46 and each slave unit antenna 36 are surrounded by the shielding portion. It will be. Therefore, it is difficult for the radio waves outside the housing 10 to reach the master unit antenna 46 and each slave unit antenna 36. Therefore, radio wave interference with those external radio waves is unlikely to occur. Therefore, the reliability of communication can be ensured by this as well.
  • the radio waves transmitted by the master unit antenna 46 and each slave unit antenna 36 are unlikely to leak to the outside of the housing 10. Therefore, it is possible to suppress adverse effects on other communication devices outside the battery pack 101.
  • the plurality of assembled batteries 20 are arranged side by side in the left-right direction X.
  • Each protrusion 23 is a ridge extending in the front-rear direction Y orthogonal to the left-right direction X. Therefore, originally, the protrusion 23 extending in the front-rear direction Y tends to block the wave directly between the master unit antenna 46 and each slave unit antenna 36. Therefore, in the present embodiment, the above-mentioned effect that the direct wave reaches the antennas 36 and 46 of the other party can be obtained more remarkably.
  • each acquisition device 30 since the case 33 of each acquisition device 30 is made of a non-conductor, it does not block radio waves.
  • the slave unit antenna 36 is installed inside the case 33, and the case 33 is attached to the protrusion 23. As a result, the slave unit antenna 36 can be easily arranged at a position where it can communicate with the master unit antenna 46 by a direct wave.
  • the lower portion of the case 33 is arranged Z- below the upper end 24z of the conductive connecting portion 24 between the protrusions 23. Therefore, the space between the protrusions 23 can be effectively used.
  • FIG. 5 is a front sectional view showing the battery pack 102 of the second embodiment.
  • Each protrusion 23 is installed so that the positive electrode terminal 25 and the negative electrode terminal 26 penetrate the bus bar 27 in the vertical direction Z. Therefore, in the present embodiment, the upper ends of the positive electrode terminal 25 and the negative electrode terminal 26 form the upper end 24z of the conductive connection portion 24.
  • the master unit antenna 46 and the slave unit antenna 36 are arranged above Z + above the upper end 24z of the conductive connection portion 24.
  • the same effect as that of the first embodiment can be obtained even in a mode in which the upper ends of the positive electrode terminal 25 and the negative electrode terminal 26 form the upper end 24z of the conductive connecting portion 24.
  • FIG. 6 is a front sectional view showing the battery pack 103 of the third embodiment.
  • the substrate 35 is arranged in the upper Z + as compared with the case of the first embodiment, and the lower second interval G2 is larger than the upper first interval G1.
  • the slave unit antenna 36 is installed on the lower surface of the substrate 35 so as to project downward Z-from the lower surface.
  • the lower second interval G2 is larger than the upper first interval G1.
  • Each slave unit antenna 36 is installed on the lower surface of the substrate 35. Therefore, it is possible to effectively utilize the second interval G2, which is relatively large of the first interval G1 and the second interval G2, to secure a space for installing the slave unit antenna 36.
  • each of the antennas 46 and 36 are arranged Z + above the upper end of the protrusion 23.
  • at least a part of each of the antennas 46, 36 may be arranged Z-below the upper end of the protrusion 23 and Z + above the upper end 24z of the conductive connection portion 24.
  • the region Z-below the upper end of the protrusion 23 and Z + above the upper end 24z of the conductive connection portion 24 can be effectively utilized.
  • the entire antennas 46 and 36 are arranged Z + above the upper end 24z of the conductive connection portion 24.
  • a part of each of the antennas 46 and 36 may be arranged Z- below the upper end 24z of the conductive connection portion 24 within the range in which the antennas 46 and 36 can communicate with each other by a direct wave. ..
  • only a part of each of the antennas 46, 36 may be arranged Z + above the upper end 24z of the conductive connection portion 24 so that it can communicate with the other antennas 36, 46 by a direct wave.
  • At least a part (upper end) of the master unit antenna 46 is arranged above the upper end 24z of each conductive connection portion 24.
  • the upper end of the master unit antenna 46 may be arranged below the upper end 24z of the conductive connection portion 24 within the range in which the master unit antenna 46 and each slave unit antenna 36 can communicate directly with each other. ..
  • the substrate 35 of each acquisition device 30 is arranged at Z + above the upper end 24z of the conductive connection portion 24.
  • the substrate 35 of each acquisition device 30 is arranged Z- below the upper end 24z of the conductive connection portion 24, and only the upper portion of each slave unit antenna 36 is Z + above the upper end 24z of the conductive connection portion 24. It may be arranged. Even in this case, the first interval G1 is larger than the second interval G2.
  • each slave unit antenna 36 projects directly upward from the upper surface of the substrate 35, but instead, each slave unit antenna 36 projects diagonally upward from the upper surface of the substrate 35. You may be. Further, for example, in FIG. 6, each slave unit antenna 36 projects directly downward from the lower surface of the substrate 35, but instead, each slave unit antenna 36 may project diagonally downward from the lower surface of the substrate 35. ..
  • the master unit antenna 46 projects directly upward from the upper surface of the substrate 45, but instead, the master unit antenna 46 may project diagonally upward from the upper surface of the substrate 45.
  • the substrate 45 of the monitoring device 40 is arranged above Z + from the state of each embodiment, and the master unit antenna 46 projects directly below or diagonally downward from the lower surface of the substrate 45. You may.
  • each protrusion 23 is a protrusion extending from the upper surface of the battery cell 22 at the front end to the upper surface of the battery cell 22 at the rear end. It may be a ridge that extends intermittently in the front-rear direction Y by interrupting each of the bus bars 27.
  • each assembled battery 20 has a plurality of battery cells 22 in one row in the front-rear direction Y, but may be divided into two or more rows.
  • the monitoring device 40 is installed on the left side surface of the leftmost assembled battery 20, but the right side surface of the rightmost assembled battery 20 or the front or rear surface of the assembled battery 20 in the left and right intermediate portions. , It may be installed on the inner surface of the housing 10.

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Abstract

電池パック(101)は、筐体(10)内に複数設置されている組電池(20)と、自身に対応する組電池(20)から電池情報を取得する取得装置(30)と、取得装置(30)と無線通信をする監視装置(40)とを有する。監視装置(40)は親機アンテナ(46)を備え、各取得装置(30)は子機アンテナ(36)を備える。各組電池(20)に、電池セル(22)どうしを電気的に接続する導電接続部(24)を有する突起部(23)が形成されている。以下、突起部(23)が突出している方向を突出方向(Z+)とする。筐体(10)内において、各子機アンテナ(36)は、それぞれ少なくとも一部が、各導電接続部(24)の突出方向(Z+)の端(24z)よりも突出方向(Z+)に配置されており、親機アンテナ(46)から発信された直接波(Rd)は、導電接続部(24)に遮断されることなく各子機アンテナ(36)に届いて受信される。

Description

電池パック 関連出願の相互参照
 本出願は、2020年1月28日に出願された日本出願番号2020-011994号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
 本開示は、複数の組電池を有する電池パックに関する。
 電池パックの中には、次のように構成されたものがある。電池パックは、金属製の筐体と、その筐体内に設置されている、複数の組電池と複数の取得装置と監視装置とを有する。取得装置は、組電池毎に設置されており、自身に対応する組電池から電池情報を取得する。監視装置は、各取得装置と無線通信をして電池情報を取得する。
 監視装置及び各取得装置は、無線通信用のアンテナを備える。それらのアンテナから発信される電波は、金属製の筐体の内面で反射することで多数の反射波が生成される。そのため、受信側のアンテナに複数の電波が重畳することがある。その重畳による電波干渉により、通信障害が生じて、無線通信が成立しなくなったり通信途絶が発生したりすることがある。
 そして、電波干渉による通信障害の大小は、通信周波数により変化する。そのため、ある通信周波数において、通信不成立や通信途絶が発生した場合、通信周波数を変更して無線通信を行う。そして、このような技術を示す文献としては、次の特許文献1がある。
国際公開第2014/103008号
 上記の技術によれば、通信周波数を変更することにより、無線通信を成立させることはできる。しかしながら、通信不成立や通信途絶の発生自体を抑制するものではない。そのため、通信不成立や通信途絶が頻発して、その都度、通信周波数の変更に迫られる、といった状況等が起こり得る。そして、このように通信不成立や通信途絶が頻発すれば、データの更新頻度が下がる。そのため、このような通信システムは、電池パック等のリアルタイム性を重視する装置に対しては、適さないものとなってしまう。
 そして、このような課題の解決等、通信の信頼性の確保は、各組電池におけるアンテナ側に、電池セルどうしを電気的に接続する導電接続部を有する突起部が形成されている場合に、特に困難になることに本開示者は着目した。なぜなら、スペース等の関係上、筐体内におけるその内面と導電接続部との間隔は狭くなりがちなため、上記の場合、取得装置のアンテナが、監視装置のアンテナから見て導電接続部の背後に隠れてしまうことになり易い。その場合、導電体には電波を遮蔽する作用があるため、導電接続部により、監視装置及び取得装置の各アンテナから相手方のアンテナへの直接波が遮られてしまう。そのため、各アンテナは相手方のアンテナから、直接波よりも伝搬強度の弱い反射波しか受信できなくなってしまう。さらに上記のとおり、筐体内におけるその内面と導電接続部との間隔は狭くなりがちなため、この部分では電波が乱反射することになり易い。そのため、各アンテナは相手方のアンテナから、乱反射した電波等の各反射波しか受信できず、上記のとおり、通信の信頼性の確保が困難になってしまう。
 本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、各組電池におけるアンテナ側に、電池セルどうしを電気的に接続する導電接続部を有する突起部が形成されている場合において、通信の信頼性を確保することを、主たる目的とする。
 本開示の電池パックは、筐体と組電池と取得装置と監視装置とを有する、前記組電池は、前記筐体内に複数設置されており、それぞれが複数の電池セルを有する。前記取得装置は、前記組電池毎に設置されており、自身に対応する前記組電池から、各前記電池セルの電圧情報を含む電池情報を取得する。前記監視装置は、前記取得装置と無線通信をして前記電池情報を取得する。
 前記監視装置は前記無線通信のための親機アンテナを備える。各前記取得装置は前記無線通信のための子機アンテナを備える。各前記組電池に、前記電池セルどうしを電気的に接続する導電体製の導電接続部を有する突起部が形成されている。
 以下では、前記突起部が突出している方向を突出方向とする。前記筐体内において、各前記子機アンテナは、それぞれ少なくとも一部が、各前記導電接続部の前記突出方向の端よりも前記突出方向に配置されている。そして、前記親機アンテナから発信された電波における反射していない直接波が、前記導電接続部に遮断されることなく各前記子機アンテナに届いて受信され、各前記子機アンテナから発信された電波における反射していない直接波が、前記導電接続部に遮断されることなく前記親機アンテナに届いて受信される。
 本開示では、スペース等の関係により狭くなりがちな、筐体内における各導電接続部の突出方向の端よりも突出方向の領域に、敢えて各子機アンテナを配置している。それにより、親機アンテナからの直接波が導電接続部に遮断されることなく各子機アンテナに届く構造が実現されており、各子機アンテナは、反射波よりも伝搬強度の強い直接波を親機アンテナから受信できる。また、各子機アンテナからの直接波が導電接続部に遮断されることなく親機アンテナに届く構造が実現されており、親機アンテナは、反射波よりも伝搬強度の強い直接波を各子機アンテナから受信できる。以上により、各アンテナが相手方のアンテナから反射波しか受信できない場合に比べて、通信の信頼性を確保することができる。
 本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
図1は、第1実施形態の電池パックを示す斜視図であり、 図2は、電池パックを示す平面図であり、 図3は、電池パックを示す正面断面図であり、 図4は、比較例と本実施形態との無線通信を示す正面断面図であり、 図5は、第2実施形態の電池パックを示す正面断面図であり、 図6は、第3実施形態の電池パックを示す正面断面図である。
 次に本開示の実施形態について図面を参照しつつ説明する。ただし、本開示は実施形態に限定されるものではなく、開示の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して実施できる。
 [第1実施形態]
 図1は、第1実施形態の電池パック101を示す斜視図である。電池パック101は、車両等に搭載されている。電池パック101は、金属製の筐体10と、筐体10内に設置されている、複数の組電池20と複数の取得装置30と監視装置40とを有する。各取得装置30及び監視装置40は、各組電池20を監視する電池監視システムを構成している。
 以下では、図に合わせて、互いに直交し合う所定の3方向を、それぞれ「左右方向X」「前後方向Y」「上下方向Z」という。ただし、例えば、以下でいう「上下方向Z」を左右や前後にして設置したり、以下でいう「左右方向X」を前後にして設置したりする等、電池パック101は任意の方向に設置することができる。
 複数の組電池20は、左右方向Xに並設されている。そして、各組電池20は、複数の電池セル22を前後方向Yに並べて有している。そして、各組電池20の上面の左端部及び右端部には、当該組電池20の上面から上方Z+に突出すると共に前後方向Yに延びる突条状の突起部23が形成されている。具体的には、各突起部23は、前端の電池セル22の上面から後端の電池セル22の上面にまで延びる突条である。
 取得装置30は、組電池20毎に設置されている。そして、各取得装置30は、自身に対応する組電池20の左右の突起部23どうしの間に設置されている。各取得装置30は、自身に対応する組電池20から、当該組電池20に関する情報である電池情報を取得する。その電池情報は、例えば、当該組電池20が有する複数の各電池セル22の電圧情報及び温度情報や、当該組電池20に流れる電流情報等を含む。
 監視装置40は、本実施形態では、左端の組電池20の左側面に取り付けられている。監視装置40は、各取得装置30と無線通信をする。その無線通信により、取得装置30に電池情報を取得させる取得指令を送信したり、各取得装置30から電池情報を受信したり、取得装置30に各電池セル22の電圧を均等化させる均等化指令を送信したりする。
 筐体10は、金属等の導電体により構成されている。そのため、筐体10の全体が、電波を反射させる遮蔽部を構成している。
 図2は、電池パック101を示す平面図である。各突起部23は、非導電体製の突起基部28と、電池セル22どうしを電気的に接続する導電体製の導電接続部24とを有する。その導電接続部24は、各電池セル22の電極端子25,26と、バスバー27とを有する。バスバー27は、前後方向Yに隣り合う電池セル22の電極端子25,26どうしを電気的に接続している。突起基部28は、樹脂等であり、導電接続部24を覆う形で設置されている。
 各組電池20についてより具体的には、各電池セル22は、上記の電極端子25,26として、正極端子25と負極端子26とを有する。そして例えば、前端の電池セル22は、負極端子26を左側、正極端子25を右側にして設置されている。そして前から2番目の電池セル22は、前端の電池セル22とは反対に、正極端子25を左側、負極端子26を右側にして設置されている。そして前から3番目の電池セル22は、前端の電池セル22と同様に、負極端子26を左側、正極端子25を右側にして設置されている。
 このように、前後方向Yに並ぶ各電池セル22が、1つ前の電池セル22に対して、正極端子25及び負極端子26の位置を左右方向Xに反対にして設置されている。そして、後端の電池セル22以外の各電池セル22の負極端子26は、1つ後の電池セル22の正極端子25にバスバー27により電気的に接続されている。これにより、複数の電池セル22が電気的に直列に接続されている。そして、前端の電池セル22の正極端子25は、所定の正極配線15に接続され、後端の電池セル22の負極端子26は、所定の負極配線16に接続されている。
 図3(a)は、図2に示すIIIa-IIIa線の断面を示す断面図である。図3(b)は、図3(a)における左端の組電池20及びその周辺を拡大した拡大図である。バスバー27は、電気的に接続する負極端子26と正極端子25とに上から被さる形で設置されている。そのため、バスバー27の上端が、導電接続部24の上端24zを構成している。そのバスバー27に上から被さる形で、突起基部28が設置されている。
 各取得装置30は、樹脂等の非導電体製のケース33と、そのケース33の内側に設けられている基板35とを有する。その基板35に、監視装置40と無線通信を行うための子機アンテナ36が設置されている。そして、各ケース33の左側面には、左方に突出する左取付部31が設けられ、各ケース33の右側面には、右方に突出する右取付部32が設けられている。
 そして、左取付部31が、組電池20の左側の突起部23にネジ等で止着され、右取付部32が、組電池20の右側の突起部23にネジ等で止着されている。それにより、各ケース33は、自身に対応する組電池20の左右の突起部23に、当該左右の突起部23どうしの間を跨ぐ形で取り付けられている。そのため、各子機アンテナ36の左右方向Xの位置は、その子機アンテナ36に対応する組電池20の左右の突起部23どうしの間である。各子機アンテナ36の前後方向Yの位置は、同じであってもよいし、互いに前後方向Yにずれていてもよい。
 各ケース33の下部は、突起部23どうしの間において、導電接続部24の上端24zよりも下方Z-に配置されている。他方、各ケース33の上部及び基板35は、導電接続部24の上端24zよりも上方Z+に配置されている。
 以下では、基板35の上面と筐体10の天井面との上下方向Zの間隔を「第1間隔G1」といい、導電接続部24の上端24zと基板35の下面との上下方向Zの間隔を第2間隔G2という。本実施形態では、上側の第1間隔G1の方が下側の第2間隔G2よりも大きい。そして、各基板35の上面に、子機アンテナ36が基板35の上面から上方Z+に突出する形で設置されている。そのため、各取得装置30は、導電接続部24の上端24zよりも上方に子機アンテナ36を備えている。
 また、監視装置40も、各取得装置30の基板35と同程度の高さに基板45を備えている。その基板45の上面に、各取得装置30と無線通信を行うための親機アンテナ46が、基板45の上面から上方Z+に突出する形で設置されている。そのため、監視装置40は、導電接続部24の上端24zよりも上方Z+に、親機アンテナ46を備えている。
 本実施形態によれば、次の効果が得られる。以下では、アンテナ36,46から発信されてから一度も反射していない電波を「直接波」といい、アンテナ36,46から発信されてから一度でも反射した電波を「反射波」という。
 図4(a)は、本実施形態の状態から各子機アンテナ36の位置を下方Z-にシフトさせて、各子機アンテナ36の全体を導電接続部24の上端24zよりも下方Z-に配置した比較例を示す正面断面図である。なお、この比較例における各子機アンテナ36の左右方向X及び前後方向Yの位置は、本実施形態の場合と同じである。
 この比較例のように、各子機アンテナ36の全体が、導電接続部24の上端24zよりも下方Z-にある場合、親機アンテナ46からの直接波Rdは、導電接続部24に遮断されることにより各子機アンテナ36には届かず、反射波Riのみが各子機アンテナ36に届いて受信されることとなる。また逆に、各子機アンテナ36からの直接波も、導電接続部24に遮断されることにより親機アンテナ46には届かず、反射波のみが親機アンテナ46に届いて受信されることとなる。
 その点、本実施形態では、図4(b)に示すように、スペース等の関係により狭くなりがちな、筐体10内における各導電接続部24の上端24zよりも上方Z+の領域に、敢えて親機アンテナ46及び各子機アンテナ36を配置している。なお、図4等では、見やすいように、組電池20の上部等を大袈裟に大きく示しているが、実際の筐体10内における各導電接続部24の上端24zよりも上方Z+の領域は、図4等に示すものよりも遥かに小さい。
 以上の各アンテナ46,36の配置により、親機アンテナ46からの直接波Rdは、導電接続部24を含むいずれの導電体にも遮断されることなく各子機アンテナ36に届くこととなる。そのため、各子機アンテナ36は、反射波Riよりも伝搬強度の強い直接波Rdを親機アンテナ46から受信できる。また逆に、各子機アンテナ36からの直接波も、導電接続部24を含むいずれの導電体にも遮断されることなく親機アンテナ46に届くこととなる。そのため、親機アンテナ46も、反射波よりも伝搬強度の強い直接波を各子機アンテナ36から受信できる。以上により、各アンテナ36,46が相手方のアンテナ46,36から反射波しか受信できない場合に比べて、通信の信頼性を確保することができる。
 また、本実施形態では、図3(b)に示すように、上側の第1間隔G1の方が下側の第2間隔G2よりも大きい。そして、各子機アンテナ36は、基板35の上面に設置されている。そのため、第1間隔G1及び第2間隔G2のうち相対的に大きい第1間隔G1を有効に活用して、子機アンテナ36を設置するスペースを確保することができる。
 また、本実施形態では、筐体10は金属等の導電体であり、その全体が電波を反射させる遮蔽部を構成しているため、親機アンテナ46及び各子機アンテナ36は遮蔽部により囲まれていることになる。そのため、筐体10の外部の電波が親機アンテナ46及び各子機アンテナ36に届き難い。そのため、それら外部の電波との電波干渉が生じ難い。そのため、これによっても、通信の信頼性を確保することができる。また逆に、親機アンテナ46及び各子機アンテナ36が発信した電波は、筐体10の外部に漏洩し難い。そのため、電池パック101の外部の他の通信機器に悪影響を及ぼすのを抑制することもできる。
 また、本実施形態では、複数の組電池20は、左右方向Xに並設されている。そして、各突起部23は、左右方向Xに直交する前後方向Yに延びる突条である。そのため、本来ならば、その前後方向Yに延びる突起部23により、親機アンテナ46と各子機アンテナ36との間で直接波が遮断されてしまい易い。そのため、本実施形態では、直接波が相手方のアンテナ36,46に届くようになる上記の効果を、より顕著に得ることができる。
 また、本実施形態では、各取得装置30のケース33は、非導電体製であるので、電波を遮断しない。そのケース33の内側に子機アンテナ36を設置すると共に、そのケース33を突起部23に取り付けている。それにより、子機アンテナ36を、親機アンテナ46と直接波により通信可能な位置に簡単に配置することができる。
 また、ケース33の下部は、突起部23どうしの間における導電接続部24の上端24zよりも下方Z-に配置されている。そのため、突起部23どうしの間の空間を有効に利用することができる。
 [第2実施形態]
 次に第2実施形態について説明する。以降の実施形態では、それ以前の実施形態のものと同一の又は対応する部材等については、同一の符号を付する。ただし、電池パック自体については、実施形態毎に異なる符号を付する。本実施形態については、第1実施形態をベースにこれと異なる点を中心に説明する。
 図5は、第2実施形態の電池パック102を示す正面断面図である。各突起部23は、正極端子25及び負極端子26がバスバー27を上下方向Zに貫通する形で設置されている。そのため、本実施形態では、正極端子25及び負極端子26の各上端が、導電接続部24の上端24zを構成している。その導電接続部24の上端24zよりも上方Z+に、親機アンテナ46及び子機アンテナ36が配置されている。
 本実施形態によれば、正極端子25及び負極端子26の各上端が、導電接続部24の上端24zを構成する態様においても、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
 [第3実施形態]
 次に第3実施形態について説明する。本実施形態については、第1実施形態をベースにこれと異なる点を中心に説明する。
 図6は、第3実施形態の電池パック103を示す正面断面図である。本実施形態では、第1実施形態の場合よりも、基板35が上方Z+に配置されており、上側の第1間隔G1よりも下側の第2間隔G2の方が大きい。そして、各取得装置30において、子機アンテナ36は、基板35の下面に当該下面から下方Z-に突出する形で設置されている。
 本実施形態では、上側の第1間隔G1よりも下側の第2間隔G2の方が大きい。そして、各子機アンテナ36は、基板35の下面に設置されている。そのため、第1間隔G1及び第2間隔G2のうち相対的に大きい第2間隔G2を有効に活用して、子機アンテナ36を設置するスペースを確保することができる。
 [他の実施形態]
 以上に示した実施例は、次のように変更して実施できる。例えば、各図では、各アンテナ46,36の全体が、突起部23の上端よりも上方Z+に配置されている。それに代えて、各アンテナ46,36の少なくとも一部が、突起部23の上端よりも下方Z-且つ導電接続部24の上端24zよりも上方Z+に配置されていてもよい。突起部23の上端よりも下方Z-であっても、導電接続部24の上端24zよりも上方Z+であれば電波を通す。そのため、上記の態様によれば、突起部23の上端よりも下方Z-且つ導電接続部24の上端24zよりも上方Z+の領域を、有効活用することができる。
 また例えば、各実施形態では、各アンテナ46,36の全体が、導電接続部24の上端24zよりも上方Z+に配置されている。それに代えて、それらアンテナ46,36どうしが直接波で通信できる限度の範囲内で、各アンテナ46,36の一部が導電接続部24の上端24zよりも下方Z-に配置されていてもよい。言い換えれば、各アンテナ46,36の一部のみが、相手方のアンテナ36,46と直接波で通信できるように、導電接続部24の上端24zよりも上方Z+に配置されていてもよい。
 また例えば、各実施形態では、親機アンテナ46の少なくとも一部(上端)は、各導電接続部24の上端24zよりも上方に配置されている。それに代えて、親機アンテナ46と各子機アンテナ36とが直接波で通信できる限度の範囲内で、親機アンテナ46の上端を導電接続部24の上端24zよりも下方に配置してもよい。
 また例えば、各実施形態では、各取得装置30の基板35が導電接続部24の上端24zよりも上方Z+に配置されている。それに代えて、各取得装置30の基板35が導電接続部24の上端24zよりも下方Z-に配置され、各子機アンテナ36の上部のみが、導電接続部24の上端24zよりも上方Z+に配置されていてもよい。なお、この場合においても、第1間隔G1の方が第2間隔G2よりも大きくなる。
 また例えば、図3~図5では、各子機アンテナ36が、基板35の上面から真上に突出しているが、それに代えて、各子機アンテナ36が、基板35の上面から斜め上に突出していてもよい。また例えば、図6では、各子機アンテナ36が、基板35の下面から真下に突出しているが、それに代えて、各子機アンテナ36が、基板35の下面から斜め下に突出していてもよい。
 また例えば、各図では、親機アンテナ46が、基板45の上面から真上に突出しているが、それに代えて、親機アンテナ46が、基板45の上面から斜め上に突出していてもよい。また例えば、各実施形態の状態よりも、監視装置40の基板45が上方Z+に配置されており、親機アンテナ46が、その基板45の下面から真下に突出したり、斜め下に突出したりしていてもよい。
 また例えば、各実施形態では、子機アンテナ36がケース33の内側に設置されているが、それに代えて、子機アンテナ36がケース33の外面や突起部23の上面等に設置されていてもよい。また例えば、各実施形態では、各突起部23は、前端の電池セル22の上面から後端の電池セル22の上面にまで延びる突条であるが、それに代えて、各突起部23が、各バスバー27どうしの間毎に途切れることにより、前後方向Yに断続的に延びる突条であってもよい。
 また例えば、各実施形態では、筐体10の全体が導電体であるが、その外面等の一部のみが導電体製の遮蔽部であってもよい。また例えば、各実施形態では、各組電池20が、複数の電池セル22を前後方向Yに1列に有しているが、2列以上に分けて有していてもよい。また例えば、各実施形態では、監視装置40は、左端の組電池20の左側面に設置されているが、右端の組電池20の右側面や、左右中間部の組電池20の前面又は後面や、筐体10の内面等に設置されていてもよい。
 本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

Claims (9)

  1.  筐体(10)と、前記筐体内に複数設置されており、それぞれが複数の電池セル(22)を有する組電池(20)と、前記組電池毎に設置されており、自身に対応する前記組電池から、各前記電池セルの電圧情報を含む電池情報を取得する取得装置(30)と、前記取得装置と無線通信をして前記電池情報を取得する監視装置(40)と、を有し、
     前記監視装置は前記無線通信のための親機アンテナ(46)を備え、各前記取得装置は前記無線通信のための子機アンテナ(36)を備え、
     各前記組電池に、前記電池セルどうしを電気的に接続する導電体製の導電接続部(24)を有する突起部(23)が形成されている、電池パックにおいて、
     前記突起部が突出している方向を突出方向(Z+)として、前記筐体内において、各前記子機アンテナは、それぞれ少なくとも一部が、各前記導電接続部の前記突出方向の端(24z)よりも前記突出方向に配置されており、
     前記親機アンテナから発信された電波における反射していない直接波(Rd)が、前記導電接続部に遮断されることなく各前記子機アンテナに届いて受信され、且つ、各前記子機アンテナから発信された電波における反射していない直接波が、前記導電接続部に遮断されることなく前記親機アンテナに届いて受信される、電池パック。
  2.  前記導電接続部は、各前記電池セルの電極端子(25,26)と、隣り合う前記電池セルの前記電極端子どうしを電気的に接続するバスバー(27)とを有し、前記導電接続部の前記突出方向の端は、前記バスバーの前記突出方向の端である、請求項1に記載の電池パック。
  3.  前記導電接続部は、各前記電池セルの電極端子(25,26)と、隣り合う前記電池セルの前記電極端子どうしを電気的に接続するバスバー(27)とを有し、前記導電接続部の前記突出方向の端は、前記電極端子の前記突出方向の端である、請求項1に記載の電池パック。
  4.  前記取得装置は、前記突出方向と交差する方向(X,Y)に延びる基板(35)を有し、前記基板と前記筐体の内面との前記突出方向の間隔(G1)の方が、前記導電接続部の前記突出方向の端と前記基板との前記突出方向の間隔(G2)よりも大きく、
     前記子機アンテナは、前記基板における前記突出方向側の面に設置されている、請求項1~3のいずれか1項に記載の電池パック。
  5.  前記取得装置は、前記突出方向と交差する方向(X,Y)に延びる基板(35)を有し、前記基板と前記筐体の内面との前記突出方向の間隔(G1)よりも、前記導電接続部の前記突出方向の端と前記基板との前記突出方向の間隔(G2)の方が大きく、
     前記子機アンテナは、前記基板における前記突出方向とは反対方向(Z-)側の面に設置されている、請求項1~3のいずれか1項に記載の電池パック。
  6.  前記筐体が導電体製の遮蔽部を有し、前記親機アンテナ及び各前記子機アンテナは前記遮蔽部により囲まれている、請求項1~5のいずれか1項に記載の電池パック。
  7.  複数の前記組電池は、前記突出方向に直交する第1方向(X)に並設されており、各前記組電池は、複数の前記電池セルを、前記突出方向及び前記第1方向の双方に直交する第2方向(Y)に並べて有しており、各前記突起部は、前記第2方向に延びる突条である、請求項1~6のいずれか1項に記載の電池パック。
  8.  各前記取得装置は、非導電体製のケース(33)を有し、前記ケースは、その内側に前記子機アンテナが設置されると共に前記突起部に取り付けられている、請求項1~7のいずれか1項に記載の電池パック。
  9.  前記ケースの一部は、前記突起部どうしの間において、前記導電接続部の前記突出方向の端よりも前記突出方向の反対方向(Z-)に配置されている、請求項8に記載の電池パック。
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