WO2024100887A1 - 電池監視装置 - Google Patents

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WO2024100887A1
WO2024100887A1 PCT/JP2022/042098 JP2022042098W WO2024100887A1 WO 2024100887 A1 WO2024100887 A1 WO 2024100887A1 JP 2022042098 W JP2022042098 W JP 2022042098W WO 2024100887 A1 WO2024100887 A1 WO 2024100887A1
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WO
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monitoring
detection paths
resistor
detection
substrate
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Application number
PCT/JP2022/042098
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English (en)
French (fr)
Inventor
祥一朗 今西
Original Assignee
株式会社デンソー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • This disclosure relates to a battery monitoring device.
  • the battery monitoring device includes a board, a monitoring IC provided on the board, and a detection path provided on the board.
  • the monitoring IC monitors the state of each unit cell.
  • a plurality of detection paths are provided to electrically connect the monitoring IC to each unit cell.
  • Each detection path is provided with a resistor.
  • a discharge switch that connects adjacent detection paths is provided. In order to equalize the capacity of each unit cell, the discharge switch corresponding to the unit cell to be discharged is turned on.
  • the discharge switch When the discharge switch is turned on, the discharge current of the single cell flows through a resistor that forms a closed circuit with the discharge switch and the single cell. When a discharge current flows through the resistor, the resistor heats up. For this reason, a battery monitoring device that can prevent thermal damage to the monitoring IC, which is sensitive to heat, is desired.
  • the primary objective of this disclosure is to provide a battery monitoring device that can prevent thermal damage to a heat-sensitive monitoring IC.
  • the present disclosure provides a battery monitoring device for monitoring the state of a plurality of unit batteries connected in series, comprising: A substrate; a monitoring IC provided on the substrate for monitoring a state of each of the unit batteries; a plurality of detection paths provided on the substrate, the detection paths electrically connecting the monitoring IC and each of the unit batteries; A resistor provided in each of the detection paths; a discharge switch that is provided on the monitoring IC side of the resistor in each of the detection paths and connects adjacent detection paths; Equipped with each of the detection paths extends from the monitor IC to an edge of the substrate; The center position of the resistor provided in one of at least two adjacent detection paths among the detection paths is shifted in a specific direction from the monitoring IC toward the end of the substrate with respect to the center position of the resistor provided in the other detection path.
  • a plurality of detection paths extend from the monitoring IC to the edge of the substrate to electrically connect the monitoring IC to each unit battery arranged outside the substrate.
  • the center position of the resistor provided on one of at least two adjacent detection paths is shifted in a specific direction from the monitoring IC to the edge of the substrate relative to the center position of the resistor provided on the other detection path.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of a battery monitoring device according to a first embodiment
  • FIG. 2 is a plan view showing an arrangement of electronic components constituting the battery monitoring device on a substrate
  • FIG. 3 is an overall configuration diagram of a battery monitoring device according to a second embodiment
  • FIG. 4 is a plan view showing an arrangement of electronic components constituting the battery monitoring device on a substrate
  • FIG. 5 is a plan view showing an arrangement of electronic components on a substrate that constitutes a battery monitoring device according to a third embodiment
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of a battery monitoring device according to a first embodiment
  • FIG. 2 is a plan view showing an arrangement of electronic components constituting the battery monitoring device on a substrate
  • FIG. 3 is an overall configuration diagram of a battery monitoring device according to a second embodiment
  • FIG. 4 is a plan view showing an arrangement of electronic components constituting the battery monitoring device on a substrate
  • FIG. 5 is a plan view showing an arrangement of electronic components on a substrate that constitutes a battery monitoring device according to
  • FIG. 6 is a plan view showing an arrangement of electronic components on a substrate that constitutes a battery monitoring device according to a fourth embodiment
  • FIG. 7 is a time chart showing the transition of the ON-permitted period of each discharge switch.
  • FIG. 8 is a plan view showing an arrangement of electronic components on a substrate that constitutes a battery monitoring device according to a fifth embodiment
  • FIG. 9 is a plan view showing an arrangement of electronic components on a substrate that constitutes a battery monitoring device according to a sixth embodiment
  • FIG. 10 is a plan view showing an arrangement of electronic components on a substrate that constitutes a battery monitoring device according to a seventh embodiment
  • FIG. 11 is a plan view showing an arrangement of electronic components on a substrate that constitute a battery monitoring device according to another embodiment
  • FIG. 12 is a plan view showing an arrangement of electronic components on a substrate that constitutes a battery monitoring device according to another embodiment
  • FIG. 13 is a plan view showing an arrangement of electronic components on a substrate that constitute a battery monitoring device according to another embodiment
  • FIG. 14 is a plan view showing an arrangement of electronic components on a substrate that constitutes a battery monitoring device according to another embodiment.
  • the battery monitoring device according to the present embodiment may be installed in a moving object such as an electric vehicle, a railroad car, an aircraft, or a ship, or in a stationary facility.
  • the battery monitoring device 10 includes a monitoring IC 30 that monitors the state of each of the unit batteries B1 to B7 that make up the battery pack 20, and a control IC 40 that is a higher-level IC of the monitoring IC 30.
  • the battery pack 20 includes a series connection of unit batteries.
  • FIG. 1 shows an example with seven unit batteries.
  • the first to seventh unit batteries B1 to B7 are a single battery cell or a series connection of multiple battery cells.
  • the battery cells are rechargeable storage batteries, such as lithium-ion storage batteries or nickel-metal hydride storage batteries.
  • the battery monitoring device 10 includes first to eighth detection paths L1 to L8 and a connection section 31 as components for electrically connecting the monitoring IC 30 and each of the unit batteries B1 to B7.
  • the connection section 31 is, for example, a connector.
  • the first ends of the first to eighth detection paths L1 to L8 are connected to the monitoring IC 30, and the connection section 31 is connected to second ends of the first to eighth detection paths L1 to L8.
  • the monitoring IC has first to eighth terminals T1 to T8.
  • the i-th terminal Ti of the monitoring IC 30 is connected to the negative terminal of the i-th unit battery Bi via the connection part 31 and the i-th detection path Li.
  • the detection path on the negative terminal side of the unit battery on the higher potential side and the detection path on the positive terminal side of the unit battery on the lower potential side of adjacent unit batteries are shared.
  • the first to eighth detection paths L1 to L8 are provided with first to eighth resistors 51 to 58.
  • the first to eighth resistors 51 to 58 are, for example, chip resistors.
  • the resistance values of the first to eighth resistors 51 to 58 are set to equivalent values (for example, the same value).
  • the first detection path L1 is composed of the first resistor 51, a wiring pattern that electrically connects the first end of the first resistor 51 to the first terminal T1, and a wiring pattern that electrically connects the second end of the first resistor 51 to the connection portion 31.
  • Each wiring pattern is provided on a substrate 70, which will be described later.
  • the battery monitoring device 10 includes first to seventh capacitors C1 to C7.
  • the first to seventh capacitors C1 to C7 are, for example, chip capacitors.
  • the capacitances of the first to seventh capacitors C1 to C7 are set to the same value (for example, the same value).
  • the high-potential side terminal of the i-th capacitor Ci is connected to a portion of the i+1-th detection path Li+1 that is closer to the i+1-th terminal Ti+1 than the resistor.
  • the low-potential side terminal of the i-th capacitor Ci is connected to a portion of the i-th detection path Li that is closer to the i-th terminal Ti than the resistor.
  • the i-th capacitor Ci connects the i+1-th detection path Li+1 to the i-th detection path Li adjacent to the i+1-th detection path Li+1.
  • the terminal voltage of the first unit battery B1 is input to the monitoring IC 30 via the first and second detection paths L1 and L2 and a low-pass filter formed by the first resistor 51 and the first capacitor C1.
  • the low-pass filter is provided to remove high-frequency noise superimposed on the voltage signal and improve the detection accuracy of the terminal voltage of the unit battery.
  • the battery monitoring device 10 includes first to seventh discharge switches SW1 to SW7 corresponding to the first to seventh unit batteries B1 to B7.
  • the first to seventh discharge switches SW1 to SW7 are provided to equalize the capacities (e.g., SOC) of the first to seventh unit batteries B1 to B7.
  • Each discharge switch SW1 to SW7 allows current flow when it is turned on, and blocks bidirectional current flow when it is turned off.
  • each discharge switch SW1 to SW7 is built into the monitoring IC 30.
  • the i-th discharge switch SWi connects the i+1th terminal Ti+1 and the i-th terminal Ti. In other words, the i-th discharge switch SWi electrically connects the i+1th detection path Li+1 and the i-th detection path Li.
  • the control IC 40 is a main control unit that manages the status monitoring control and capacity equalization control of each unit battery B1 to B7, and transmits instructions to execute each control to the monitoring IC 30, which acts as a sub-control unit.
  • the monitoring IC 30 transmits the detected terminal voltage values of each unit battery B1 to B7 to the control IC 40.
  • the monitoring IC 30 selects a unit battery from among the unit batteries B1 to B7 to be discharged for capacity equalization based on instructions from the control IC 40, and turns on the discharge switch corresponding to the selected unit battery for a predetermined period of time. For example, when the first discharge switch SW1 is turned on, the discharge current of the first unit battery B1 flows through a closed circuit including the first unit battery B1, the second detection path L2 including the second resistor 52, the first discharge switch SW1, and the first detection path L1 including the first resistor 51. As a result, the first and second resistors 51 and 52 generate heat. A method for improving heat dissipation in this case will be described with reference to FIG. 2.
  • FIG. 2 is a diagram showing the layout of the electronic components on the board 70.
  • the battery monitoring device 10 includes a substrate 70.
  • Electronic components such as the monitoring IC 30 and resistors 51-58 are provided on the surface of the substrate 70.
  • the substrate 70 is a printed circuit board, and in this embodiment, has a rectangular shape (specifically, a rectangular shape).
  • the X direction in FIG. 2 is the direction in which the short sides of the substrate 70 extend, and the Y direction is the direction in which the long sides of the substrate 70 extend.
  • the X direction and the Y direction are perpendicular to each other.
  • connection portion 31 is provided at the end of the substrate 70 near the short side.
  • the connection portion 31 is provided so as to extend along the end of the substrate 70.
  • the control IC 40 is provided on the substrate 70 in a portion separated from the connection portion 31 in the Y direction.
  • the monitoring IC 30 is provided on the substrate 70 between the connection portion 31 and the control IC 40 in the Y direction.
  • the monitoring IC 30 has a flat shape.
  • the monitoring IC 30 has a rectangular shape in a plan view.
  • the monitoring IC 30 in this embodiment has a rectangular parallelepiped shape that is long in the X direction.
  • the first to eighth terminals T1 to T8 of the monitoring IC 30 are provided on the part of the monitoring IC 30 facing the connection part 31 and are aligned in the X direction.
  • the first to eighth detection paths L1 to L8 extend from the first to eighth terminals T1 to T8 of the monitoring IC 30 to the connection portion 31 at the end of the substrate 70.
  • the first to eighth detection paths L1 to L8 extend linearly in the Y direction.
  • the first to eighth detection paths L1 to L8 are arranged side by side at intervals in the X direction.
  • the first to seventh capacitors C1 to C7 are arranged side by side in the X direction on the part of the substrate 70 closer to the connection part 31 than the monitoring IC 30.
  • the first to eighth resistors 51 to 58 are elongated, specifically rectangular parallelepiped.
  • the first to eighth resistors 51 to 58 are mounted on the substrate 70 so that their longitudinal direction is the direction in which the detection path in which they are mounted extends (Y direction).
  • the first, third, fifth and seventh resistors 51, 53, 55 and 57 are arranged side by side in the X direction.
  • the second, fourth, sixth and eighth resistors 52, 54, 56 and 58 are arranged side by side in the X direction at positions shifted toward the monitoring IC 30 in the Y direction from the installation positions of the first, third, fifth and seventh resistors 51, 53, 55 and 57.
  • the center position of the resistor in one detection path is shifted in the Y direction (corresponding to the "specific direction") with respect to the center position of the resistor in the other detection path.
  • the center position of the first resistor 51 provided in the first detection path L1 is shifted in the Y direction from the center position of the second resistor 52 provided in the second detection path L2.
  • the center position of the first resistor 51 is shifted in the longitudinal direction (Y direction) of the first resistor 51 from the center position of the second resistor 52.
  • the arrangement position of the resistor provided in one detection path does not overlap with the arrangement position of the resistor provided in the other detection path in the X direction.
  • the arrangement position of the first resistor 51 provided in the first detection path L1 does not overlap with the arrangement position of the second resistor 52 provided in the second detection path L2 in the X direction, and the end of the first resistor 51 on the monitoring IC 30 side and the end of the second resistor 52 on the connection portion 31 side are separated in the Y direction.
  • the arrangement position of the first resistor 51 and the arrangement position of the second resistor 52 do not overlap in the direction along the plate surface of the substrate 70 and perpendicular to the longitudinal direction of the first resistor 51 (X direction).
  • the same is true for the set of the second and third detection paths L2, L3, the set of the third and fourth detection paths L3, L4, the set of the fourth and fifth detection paths L4, L5, the set of the fifth and sixth detection paths L5, L6, the set of the sixth and seventh detection paths L6, L7, and the set of the seventh and eighth detection paths L7, L8. This further improves the heat dissipation properties of the first to eighth resistors 51 to 58.
  • the first to eighth resistors 51 to 58 are also provided at the ends of the substrate 70.
  • the ends of the substrate 70 have high heat dissipation properties, which can improve the heat dissipation properties of the first to eighth resistors 51 to 58.
  • a plurality of resistors are provided in the first to eighth detection paths L1 to L8.
  • two resistors are provided.
  • the resistance value of each resistor is set to the same value (for example, the same value).
  • the first detection path L1 is provided with a first A resistor 81A and a first B resistor 81B.
  • the second to eighth detection paths L2 to L8 are provided with a second A resistor 82A and a second B resistor 82B, a third A resistor 83A and a third B resistor 83B, a fourth A resistor 84A and a fourth B resistor 84B, a fifth A resistor 85A and a fifth B resistor 85B, a sixth A resistor 86A and a sixth B resistor 86B, a seventh A resistor 87A and a seventh B resistor 87B, and an eighth A resistor 88A and an eighth B resistor 88B.
  • FIG. 4 shows the layout of the electronic components on the board 70.
  • Each resistor 81A, 81B to 88A, 88B has a rectangular parallelepiped shape and is provided on the substrate 70 with its longitudinal direction in the Y direction.
  • the first A resistor 81A is provided closer to the monitoring IC 30 than the first B resistor 81B.
  • the same is true for the second to eighth detection paths L2 to L8.
  • the resistance value of each of the first A resistor 81A and the first B resistor 81B is set to 1/2 the resistance value of the first resistor 51 in the first embodiment. Therefore, the heat generated by each of the first A resistor 81A and the first B resistor 81B is smaller than the heat generated by the first resistor 51 in the first embodiment.
  • the positions of the two resistors provided in one detection path do not overlap with the positions of the two resistors provided in the other detection path in the Y direction.
  • This also makes it possible in this embodiment to improve the heat dissipation of each of the resistors 81A, 81B to 88A, 88B. As a result, it is possible to prevent thermal damage to the monitoring IC 30, which is sensitive to heat.
  • Each of the detection paths L1 to L8 may be provided with three or more resistors.
  • the third embodiment will be described below with reference to the drawings, focusing on the differences from the second embodiment.
  • electronic components such as the monitoring IC 30, the control IC 40, the resistors, and the capacitors are provided on the same plate surface of the substrate 70.
  • the control IC 40, the resistors 81A, 81B to 88A, 88B, and the capacitors C1 to C7 are provided on the first surface of the substrate 70
  • the monitoring IC 30 is provided on the second surface, which is the reverse side of the first surface of the substrate 70.
  • the detection paths L1 to L8 and the terminals T1 to T8 of the monitoring IC 30 may be electrically connected, for example, vias formed in the substrate 70.
  • each of the detection paths L1 to L8 if multiple resistors are arranged along the detection path, the arrangement space for the resistors on the substrate 70 will become large in the Y direction. In this case, if the monitoring IC 30 is provided on the first surface, the resistors 81A to 88A and the monitoring IC 30 will be close to each other, and the effect of the heat generated by the resistors 81A to 88A on the monitoring IC 30 may become large.
  • the monitoring IC 30 is less susceptible to the effects of heat, and the deterioration of voltage detection accuracy can be suppressed.
  • the monitoring IC 30 is provided on the second surface of the substrate 70, the distance between the two resistors in each of the detection paths L1 to L8 on the first surface of the substrate 70 can be increased. As a result, the heat dissipation properties of each of the resistors 81A, 81B to 88A, 88B can be improved.
  • the fourth embodiment will be described below with reference to the drawings, focusing on the differences from the second embodiment.
  • the widths of the second to seventh detection paths L2 to L7 are made larger than the widths of the first and eighth detection paths L1 and L8, which are the ends of the detection paths L1 to L8.
  • This is a configuration for improving heat dissipation, taking into account the operation modes of the discharge switches SW1 to SW7.
  • the monitoring IC 30 alternates between a first period during which the first, third, fifth and seventh discharge switches SW1, SW3, SW5 and SW7 corresponding to the odd-numbered first, third, fifth and seventh unit batteries B1, B3, B5 and B7 from the low potential side (or high potential side) of each unit potential B1 to B7 are permitted to be turned on, and a second period during which the second, fourth and sixth discharge switches SW2, SW4 and SW6 corresponding to the even-numbered second, fourth and sixth unit batteries B2, B4 and B6 are permitted to be turned on.
  • the monitoring IC 30 selects a portion (e.g., one) of the unit batteries with a relatively high SOC from among the first, third, fifth, and seventh unit batteries B1, B3, B5, and B7, and turns on the discharge switch corresponding to the selected unit battery.
  • the monitoring IC 30 selects a portion (e.g., one) of the unit batteries with a relatively high SOC from among the second, fourth, and sixth unit batteries B2, B4, and B6, and turns on the discharge switch corresponding to the selected unit battery.
  • the detection paths through which a current can flow during the first period are the detection paths L1 to L8.
  • the detection paths through which a current can flow during the second period are the second to seventh detection paths L2 to L7 among the detection paths L1 to L8.
  • the frequency with which the resistors in the second to seventh detection paths L2 to L7 can heat up is higher than the frequency with which the resistors in the first and eighth detection paths L1 and L8 can heat up.
  • the width dimensions are set to the above-mentioned values in order to make the heat dissipation area in the second to seventh detection paths L2 to L7 larger than that of the first and eighth detection paths L1 and L8. This can improve the heat dissipation properties of the resistors.
  • the width dimensions of the second to seventh detection paths L2 to L7 may be set to, for example, 1.5 to 2 times or 1.5 to 2.5 times the width dimensions of the first and eighth detection paths L1 and L8.
  • the fifth embodiment will be described below with reference to the drawings, focusing on the differences from the first embodiment.
  • the second, fourth, sixth, and eighth resistors 52, 54, 56, and 58 that are relatively close to the monitoring IC 30 in the Y direction have a resistance value R2 that is smaller than the resistance value R1 of the first, third, fifth, and seventh resistors 51, 53, 55, and 57 that are relatively far from the monitoring IC 30.
  • the sixth embodiment will be described below with reference to the drawings, focusing on the differences from the second and fifth embodiments.
  • a configuration is adopted for making the characteristics of the low-pass filters corresponding to the unit batteries B1 to B7 equal to each other.
  • the resistance value R2 of each of the resistors 81A, 81B-88A, 88B constituting the first resistor group that is relatively close to the monitoring IC 30 in the Y direction is smaller than the resistance value R1 of each of the resistors 81B-88B constituting the second resistor group that is relatively far from the monitoring IC 30.
  • the combined resistance value (R1+R2) of the two resistors in each detection path L1-L8 is set to an equivalent value (for example, the same value). This makes it possible to make the characteristics of the low-pass filters determined by the combined resistance value and the capacitance of the capacitors equivalent.
  • Three or more resistors may be provided in each of the detection paths L1 to L8.
  • the resistor closer to the monitoring IC 30 may have a smaller resistance value.
  • the monitoring IC 30 may be provided on the second surface of the substrate 70.
  • At least two of the capacitors C1 to C8 may have different capacitances.
  • the seventh embodiment will be described below with reference to the drawings, focusing on the differences from the second, fifth, and sixth embodiments.
  • the first to eighth A resistors 81A to 88A are provided on a second surface, which is the reverse side of the first surface of the substrate 70.
  • the arrangement space for the resistors on the board 70 will become larger in the Y direction.
  • the 1A to 8A resistors 81A to 88A will be closer to the monitoring IC 30, and the effect of the heat generated by the 1A to 8A resistors 81A to 88A on the monitoring IC 30 may become greater.
  • the monitoring IC 30 is less susceptible to the effects of heat, and the deterioration of voltage detection accuracy can be suppressed.
  • the width dimensions of the second to seventh detection paths L2 to L7 may be greater than the width dimensions of the endmost first and eighth detection paths L1 and L8.
  • the center position of the resistor provided in one detection path and the center position of the resistor provided in the other detection path may be the same in the X direction.
  • the configuration in this case is shown in FIG. 11. Note that in the configuration shown in FIG. 11, the capacitances of at least two of the capacitors C1 to C8 may be different from each other.
  • a portion of a resistor provided in one detection path may overlap a portion of a resistor provided in the other detection path in the Y direction.
  • Each detection path is not limited to extending linearly from the connection portion 31 toward the monitoring IC 30 as shown in FIG. 2, but may be, for example, each detection path M1 to M8 shown in FIG. 13.
  • a plurality of monitoring ICs may be arranged side by side on the board. In this case, it is sufficient that each detection path and resistor, as shown in FIG. 2, for example, are provided on the board in correspondence with each monitoring IC.
  • multiple groups of detection paths may be connected to one monitoring IC 130. Note that in the example shown in FIG. 14, for convenience, the terminals of the monitoring IC 130 are not shown.
  • a first surface of the substrate 170 is provided with a first detection path group N1-N8 extending in the Y direction from the monitoring IC 130 to the connection portion 131, a second detection path group P1-P5 extending from the monitoring IC 130 to a first end of the substrate 170 in the X direction, and a third detection path group Q1-Q5 extending from the monitoring IC 130 to a second end of the substrate 170 in the X direction. Note that the second and third detection path groups are not shown halfway through.
  • the board 170 is provided with the 1A-8A resistors 181A-188A, the 1B-8B resistors 181B-188B, and the 1st-7th capacitors C11-C17 in correspondence with the first detection path groups N1-N8.
  • the board 170 is provided with the 1A-5A resistors 281A-285A, the 1B-5B resistors 281B-285B, and the 1st-4th capacitors C21-C24 in correspondence with the second detection path groups P1-P5.
  • the board 170 is provided with the 1A-5A resistors 381A-385A, the 3B-3B resistors 381B-385B, and the 1st-4th capacitors C31-C34 in correspondence with the third detection path groups Q1-Q5.
  • the center position of the resistor provided in one detection path is shifted from the center position of the resistor provided in the other detection path, but this is not limited to this. In some of all of the above combinations, the center position of the resistor provided in one detection path may be shifted from the center position of the resistor provided in the other detection path.
  • control unit and the method described in the present disclosure may be realized by a dedicated computer provided by configuring a processor and memory programmed to execute one or more functions embodied in a computer program.
  • control unit and the method described in the present disclosure may be realized by a dedicated computer provided by configuring a processor with one or more dedicated hardware logic circuits.
  • control unit and the method described in the present disclosure may be realized by one or more dedicated computers configured by combining a processor and memory programmed to execute one or more functions with a processor configured with one or more hardware logic circuits.
  • the computer program may be stored in a computer-readable non-transient tangible recording medium as instructions executed by the computer.
  • a resistor (81B to 88B) that is relatively far from the monitoring IC among the resistors (81A to 88A, 81B to 88B) and the monitoring IC are provided on a first surface of the substrate,
  • a battery monitoring device described in any one of configurations 4 to 6, wherein in each detection path, a resistor (81A to 88A) that is relatively close to the monitoring IC is provided on a second surface, which is the reverse side of the first surface of the substrate.
  • the resistors (81A to 88A, 81B to 88B) of each of the detection paths are provided on a first surface of the substrate, The battery monitoring device according to any one of configurations 1 to 6, wherein the monitoring IC is provided on a second surface, which is the reverse side of the first surface of the substrate.
  • the resistors (51 to 58) are provided in one detection path, A battery monitoring device described in any one of configurations 1 to 3, wherein, among the resistors, the resistance value of the resistors (52, 54, 56, 58) that are relatively close to the monitoring IC in the specific direction is smaller than the resistance value of the resistors (51, 53, 55, 57) that are relatively far from the monitoring IC.
  • [Configuration 11] a period during which the discharge switch corresponding to an odd-numbered unit battery from a low potential side or a high potential side among the unit batteries is permitted to be turned on alternates with a period during which the discharge switch corresponding to an even-numbered unit battery is permitted to be turned on;

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Abstract

電池監視装置（１０）は、基板（７０等）と、各単位電池（Ｂ１～Ｂ７）の状態を監視する監視ＩＣ（３０等）と、監視ＩＣと各単位電池とを電気的に接続する複数の検出経路（Ｌ１～Ｌ８等）と、各検出経路に設けられた抵抗体（５１～５８，８１Ａ～８８Ａ，８１Ｂ～８８Ｂ等）と、各検出経路において抵抗体よりも監視ＩＣ側に設けられた放電スイッチ（ＳＷ１～ＳＷ７）と、を備える。各検出経路は、監視ＩＣから基板の端部まで延びている。各検出経路のうち隣り合う少なくとも２つの検出経路の一方に設けられた抵抗体の中心位置が、他方に設けられた抵抗体の中心位置に対して、監視ＩＣから基板の端部へと向かう特定方向においてずれている。

Description

電池監視装置
　本開示は、電池監視装置に関する。
　従来、例えば特許文献１に記載されているように、直列接続された複数の単電池の状態を監視する電池監視装置が知られている。電池監視装置は、基板と、基板に設けられた監視ＩＣと、基板に設けられた検出経路とを備えている。監視ＩＣは、各単電池の状態を監視する。検出経路は、監視ＩＣと各単電池とを電気的に接続するために複数設けられている。各検出経路には、抵抗体が設けられている。各検出経路において抵抗体よりも監視ＩＣ側には、隣り合う検出経路の間を接続する放電スイッチが設けられている。各単電池の容量を均等化するために、放電対象となる単電池に対応した放電スイッチがオンされる。
特開２００８－６７４６０号公報
　放電スイッチがオンされると、放電スイッチ及び単電池とともに閉回路を構成する抵抗体に単電池の放電電流が流れる。抵抗体に放電電流が流れると、抵抗体が発熱する。このため、熱に弱い監視ＩＣへの熱害を妨げることができる電池監視装置が望まれる。
　本開示は、熱に弱い監視ＩＣへの熱害を妨げることができる電池監視装置を提供することを主たる目的とする。
　本開示は、直列接続された複数の単位電池の状態を監視する電池監視装置において、
　基板と、
　前記基板に設けられ、前記各単位電池の状態を監視する監視ＩＣと、
　前記基板に設けられ、前記監視ＩＣと前記各単位電池とを電気的に接続する複数の検出経路と、
　前記各検出経路に設けられた抵抗体と、
　前記各検出経路において前記抵抗体よりも前記監視ＩＣ側に設けられ、隣り合う前記検出経路の間を接続する放電スイッチと、
を備え、
　前記各検出経路は、前記監視ＩＣから前記基板の端部まで延びており、
　前記各検出経路のうち隣り合う少なくとも２つの検出経路の一方に設けられた前記抵抗体の中心位置が、他方に設けられた前記抵抗体の中心位置に対して、前記監視ＩＣから前記基板の前記端部へと向かう特定方向においてずれている。
　基板において、監視ＩＣと、基板の外部に配置された各単位電池とを電気的に接続するために、複数の検出経路が監視ＩＣから基板の端部まで延びている。この構成において、各検出経路のうち隣り合う少なくとも２つの検出経路の一方に設けられた抵抗体の中心位置が、他方に設けられた抵抗体の中心位置に対して、監視ＩＣから基板の端部へと向かう特定方向においてずれている。これにより、上記一方に設けられた抵抗体の中心位置と、上記他方に設けられた抵抗体の中心位置とが特定方向において同じ位置である構成と比較して、隣り合う少なくとも２つの検出経路に設けられた抵抗体の基板における配置位置を分散させることができる。その結果、熱に弱い監視ＩＣへの熱害を妨げることができる。
　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実施形態に係る電池監視装置の全体構成図であり、 図２は、電池監視装置を構成する各電子部品の基板上の配置態様を示す平面図であり、 図３は、第２実施形態に係る電池監視装置の全体構成図であり、 図４は、電池監視装置を構成する各電子部品の基板上の配置態様を示す平面図であり、 図５は、第３実施形態に係る電池監視装置を構成する各電子部品の基板上の配置態様を示す平面図であり、 図６は、第４実施形態に係る電池監視装置を構成する各電子部品の基板上の配置態様を示す平面図であり、 図７は、各放電スイッチのオン許可期間の推移を示すタイムチャートであり、 図８は、第５実施形態に係る電池監視装置を構成する各電子部品の基板上の配置態様を示す平面図であり、 図９は、第６実施形態に係る電池監視装置を構成する各電子部品の基板上の配置態様を示す平面図であり、 図１０は、第７実施形態に係る電池監視装置を構成する各電子部品の基板上の配置態様を示す平面図であり、 図１１は、その他の実施形態に係る電池監視装置を構成する各電子部品の基板上の配置態様を示す平面図であり、 図１２は、その他の実施形態に係る電池監視装置を構成する各電子部品の基板上の配置態様を示す平面図であり、 図１３は、その他の実施形態に係る電池監視装置を構成する各電子部品の基板上の配置態様を示す平面図であり、 図１４は、その他の実施形態に係る電池監視装置を構成する各電子部品の基板上の配置態様を示す平面図である。
　図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的に及び／又は構造的に対応する部分及び／又は関連付けられる部分には同一の参照符号、又は百以上の位が異なる参照符号が付される場合がある。対応する部分及び／又は関連付けられる部分については、他の実施形態の説明を参照することができる。
　＜第１実施形態＞
　以下、本発明に係る電池監視装置を具体化した第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態に係る電池監視装置は、例えば、電気自動車、鉄道車両、航空機又は船舶等の移動体に備えられたり、定置式の設備に備えられたりする。
　図１に示すように、電池監視装置１０は、組電池２０を構成する各単位電池Ｂ１～Ｂ７の状態を監視する監視ＩＣ３０と、監視ＩＣ３０の上位ＩＣである制御ＩＣ４０とを備えている。組電池２０は、単位電池の直列接続体を備えている。図１には、単位電池が７つである例を示す。第１～第７単位電池Ｂ１～Ｂ７は、１つの電池セル、又は複数の電池セルの直列接続体である。電池セルは、充放電可能な蓄電池であり、例えば、リチウムイオン蓄電池又はニッケル水素蓄電池である。
　電池監視装置１０は、監視ＩＣ３０と各単位電池Ｂ１～Ｂ７とを電気的に接続するための構成として、第１～第８検出経路Ｌ１～Ｌ８と、接続部３１とを備えている。接続部３１は、例えばコネクタである。監視ＩＣ３０には、第１～第８検出経路Ｌ１～Ｌ８の第１端が接続され、第１～第８検出経路Ｌ１～Ｌ８の第２端には、接続部３１が接続されている。
　監視ＩＣは、第１～第８端子Ｔ１～Ｔ８を有している。第ｉ単位電池Ｂｉ（ｉ＝１，２，…，７）の正極端子には、接続部３１及び第ｉ＋１検出経路Ｌｉ＋１を介して、監視ＩＣ３０の第ｉ＋１端子Ｔｉ＋１が接続されている。第ｉ単位電池Ｂｉの負極端子には、接続部３１及び第ｉ検出経路Ｌｉを介して、監視ＩＣ３０の第ｉ端子Ｔｉが接続されている。つまり、第１，第８検出経路Ｌ１，Ｌ８を除いて、隣接する単位電池のうちの高電位側の単位電池の負極端子側の検出経路と低電位側の単位電池の正極端子側の検出経路とは共通化されている。
　第１～第８検出経路Ｌ１～Ｌ８には、第１～第８抵抗体５１～５８が設けられている。第１～第８抵抗体５１～５８は、例えばチップ抵抗体である。本実施形態において、第１～第８抵抗体５１～５８の抵抗値は、互いに同等の値（例えば、同じ値）に設定されている。なお、第１検出経路Ｌ１を例に説明すると、第１検出経路Ｌ１は、第１抵抗体５１と、第１抵抗体５１の第１端と第１端子Ｔ１とを電気的に接続する配線パターンと、第１抵抗体５１の第２端と接続部３１とを電気的に接続する配線パターンとで構成されている。各配線パターンは、後述する基板７０に設けられている。
　電池監視装置１０は、第１～第７コンデンサＣ１～Ｃ７を備えている。第１～第７コンデンサＣ１～Ｃ７は、例えばチップコンデンサである。第１～第７コンデンサＣ１～Ｃ７の静電容量は、互いに同等の値（例えば、同じ値）に設定されている。第ｉコンデンサＣｉの高電位側端子は、第ｉ＋１検出経路Ｌｉ＋１のうち抵抗体よりも第ｉ＋１端子Ｔｉ＋１側の部分に接続されている。第ｉコンデンサＣｉの低電位側端子は、第ｉ検出経路Ｌｉのうち抵抗体よりも第ｉ端子Ｔｉ側の部分に接続されている。つまり、第ｉコンデンサＣｉは、第ｉ＋１検出経路Ｌｉ＋１と、第ｉ＋１検出経路Ｌｉ＋１に隣り合う第ｉ検出経路Ｌｉとを接続する。第１単位電池Ｂ１を例に説明すると、第１単位電池Ｂ１の端子間電圧は、第１，第２検出経路Ｌ１，Ｌ２と、第１抵抗体５１及び第１コンデンサＣ１で構成されるローパスフィルタとを介して監視ＩＣ３０に入力される。ローパスフィルタは、電圧信号に重畳する高周波ノイズを除去し、単位電池の端子間電圧の検出精度を高めるために設けられている。
　電池監視装置１０は、第１～第７単位電池Ｂ１～Ｂ７に対応する第１～第７放電スイッチＳＷ１～ＳＷ７を備えている。第１～第７放電スイッチＳＷ１～ＳＷ７は、第１～第７単位電池Ｂ１～Ｂ７の容量（例えばＳＯＣ）を均等化するために設けられている。各放電スイッチＳＷ１～ＳＷ７は、オンされている場合に電流の流通を許可し、オフされている場合に双方向の電流の流通を阻止する。本実施形態において、各放電スイッチＳＷ１～ＳＷ７は、監視ＩＣ３０に内蔵されている。第ｉ放電スイッチＳＷｉは、第ｉ＋１端子Ｔｉ＋１と第ｉ端子Ｔｉとを接続する。つまり、第ｉ放電スイッチＳＷｉは、第ｉ＋１検出経路Ｌｉ＋１と第ｉ検出経路Ｌｉとを電気的に接続する。
　制御ＩＣ４０は、各単位電池Ｂ１～Ｂ７の状態監視制御及び容量均等化制御等を統括する主制御部であり、各制御の実行指示を副制御部としての監視ＩＣ３０に送信する。監視ＩＣ３０は、各単位電池Ｂ１～Ｂ７の端子間電圧の検出値等を制御ＩＣ４０に送信する。
　監視ＩＣ３０は、制御ＩＣ４０の指示に基づいて、各単位電池Ｂ１～Ｂ７のうち容量均等化のために放電対象となる単位電池を選択し、選択した単位電池に対応する放電スイッチを所定期間オンする。例えば、第１放電スイッチＳＷ１がオンされる場合、第１単位電池Ｂ１、第２抵抗体５２を含む第２検出経路Ｌ２、第１放電スイッチＳＷ１、及び第１抵抗体５１を含む第１検出経路Ｌ１を備える閉回路に第１単位電池Ｂ１の放電電流が流れる。その結果、第１，第２抵抗体５１，５２が発熱する。この場合における放熱性を高めるための工夫について、図２を用いて説明する。図２は、基板７０における各電子部品の配置態様を示す図である。
　電池監視装置１０は、図２に示すように、基板７０を備えている。基板７０の板面に監視ＩＣ３０及び各抵抗体５１～５８等の電子部品が設けられている。基板７０は、プリント基板であり、本実施形態では矩形状（具体的には長方形状）をなしている。図２に示すＸ方向は、基板７０の短辺が延びる方向であり、Ｙ方向は、基板７０の長辺が延びる方向である。Ｘ方向とＹ方向とは直交する。
　基板７０の短辺付近の端部には、接続部３１が設けられている。接続部３１は、基板７０の端部に沿って延びるように設けられている。
　基板７０のうち、Ｙ方向において接続部３１から離間した部分には、制御ＩＣ４０が設けられている。基板７０のうち、Ｙ方向において接続部３１と制御ＩＣ４０との間には、監視ＩＣ３０が設けられている。監視ＩＣ３０は、扁平な形状をなしている。監視ＩＣ３０は、平面視において矩形状をなしている。本実施形態の監視ＩＣ３０は、Ｘ方向に長い直方体状をなしている。
　監視ＩＣ３０の第１～第８端子Ｔ１～Ｔ８は、監視ＩＣ３０のうち接続部３１側を向く部分に設けられ、Ｘ方向に並んでいる。
　第１～第８検出経路Ｌ１～Ｌ８は、監視ＩＣ３０の第１～第８端子Ｔ１～Ｔ８から基板７０端部の接続部３１まで延びている。本実施形態において、第１～第８検出経路Ｌ１～Ｌ８は、Ｙ方向に直線状に延びている。第１～第８検出経路Ｌ１～Ｌ８は、Ｘ方向に間隔を空けて並んで設けられている。
　第１～第７コンデンサＣ１～Ｃ７は、基板７０のうち監視ＩＣ３０よりも接続部３１側の部分に、Ｘ方向に並んで設けられている。
　第１～第８抵抗体５１～５８は、長尺状をなしており、具体的には直方体状をなしている。第１～第８抵抗体５１～５８は、自身の長手方向が、自身が設けられた検出経路の延びる方向（Ｙ方向）になるように基板７０に設けられている。第１，第３，第５，第７抵抗体５１，５３，５５，５７はＸ方向に並んで設けられている。第２，第４，第６，第８抵抗体５２，５４，５６，５８は、Ｙ方向において第１，第３，第５，第７抵抗体５１，５３，５５，５７の設置位置から監視ＩＣ３０側にずれた位置に、Ｘ方向に並んで設けられている。
　本実施形態では、隣り合う２つの検出経路の全ての組み合わせそれぞれにおいて、一方の検出経路に設けられた抵抗体の中心位置が、他方の検出経路に設けられた抵抗体の中心位置に対してＹ方向（「特定方向」に相当）においてずれている。
　詳しくは、隣り合う２つの第１，第２検出経路Ｌ１，Ｌ２の組を例に説明すると、第１検出経路Ｌ１に設けられた第１抵抗体５１の中心位置が、第２検出経路Ｌ２に設けられた第２抵抗体５２の中心位置に対してＹ方向においてずれている。換言すれば、第１抵抗体５１の中心位置が、第２抵抗体５２の中心位置に対して、第１抵抗体５１の長手方向（Ｙ方向）においてずれている。第２，第３検出経路Ｌ２，Ｌ３の組、第３，第４検出経路Ｌ３，Ｌ４の組、第４，第５検出経路Ｌ４，Ｌ５の組、第５，第６検出経路Ｌ５，Ｌ６の組、第６，第７検出経路Ｌ６，Ｌ７の組、及び第７，第８検出経路Ｌ７，Ｌ８の組についても同様である。これにより、隣り合う２つの検出経路に設けられた抵抗体の基板７０における配置位置を分散させることができる。その結果、第１～第８抵抗体５１～５８の放熱性を高めることができる。これにより、第１～第８抵抗体５１～５８で発生した熱が監視ＩＣ３０に及ぼす影響を抑制でき、監視ＩＣ３０による電圧検出精度の低下を抑制することができる。
　特に本実施形態では、隣り合う２つの検出経路の全ての組み合わせそれぞれにおいて、一方の検出経路に設けられた抵抗体の配置位置と、他方の検出経路に設けられた抵抗体の配置位置とがＸ方向において重なっていない。第１，第２検出経路Ｌ１，Ｌ２の組を例に説明すると、第１検出経路Ｌ１に設けられた第１抵抗体５１の配置位置と、第２検出経路Ｌ２に設けられた第２抵抗体５２の配置位置とがＸ方向において重なっておらず、第１抵抗体５１の監視ＩＣ３０側の端部と、第２抵抗体５２の接続部３１側の端部とがＹ方向において離れている。換言すれば、第１抵抗体５１の配置位置と、第２抵抗体５２の配置位置とが、基板７０の板面に沿う方向であって第１抵抗体５１の長手方向と直交する方向（Ｘ方向）において重なっていない。第２，第３検出経路Ｌ２，Ｌ３の組、第３，第４検出経路Ｌ３，Ｌ４の組、第４，第５検出経路Ｌ４，Ｌ５の組、第５，第６検出経路Ｌ５，Ｌ６の組、第６，第７検出経路Ｌ６，Ｌ７の組、及び第７，第８検出経路Ｌ７，Ｌ８の組についても同様である。これにより、第１～第８抵抗体５１～５８の放熱性をいっそう高めることができる。
　また、第１～第８抵抗体５１～５８は、基板７０の端部に設けられている。基板７０の端部は放熱性が高いことから、第１～第８抵抗体５１～５８の放熱性を高めることができる。
　＜第２実施形態＞
　以下、第２実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図３に示すように、第１～第８検出経路Ｌ１～Ｌ８に複数の抵抗体が設けられている。本実施形態では、抵抗体が２つ設けられている。各検出経路Ｌ１～Ｌ８において、各抵抗体の抵抗値は同等の値（例えば同じ値）に設定されている。
　第１検出経路Ｌ１には、第１Ａ抵抗体８１Ａ及び第１Ｂ抵抗体８１Ｂが設けられている。同様に、第２～第８検出経路Ｌ２～Ｌ８には、第２Ａ抵抗体８２Ａ及び第２Ｂ抵抗体８２Ｂと、第３Ａ抵抗体８３Ａ及び第３Ｂ抵抗体８３Ｂと、第４Ａ抵抗体８４Ａ及び第４Ｂ抵抗体８４Ｂと、第５Ａ抵抗体８５Ａ及び第５Ｂ抵抗体８５Ｂと、第６Ａ抵抗体８６Ａ及び第６Ｂ抵抗体８６Ｂと、第７Ａ抵抗体８７Ａ及び第７Ｂ抵抗体８７Ｂと、第８Ａ抵抗体８８Ａ及び第８Ｂ抵抗体８８Ｂとが設けられている。
　図４は、基板７０における各電子部品の配置態様を示す図である。
　各抵抗体８１Ａ，８１Ｂ～８８Ａ，８８Ｂは、直方体状をなしており、長手方向をＹ方向とするように基板７０に設けられている。第１検出経路Ｌ１において、第１Ａ抵抗体８１Ａは、第１Ｂ抵抗体８１Ｂよりも監視ＩＣ３０側に設けられている。第２～第８検出経路Ｌ２～Ｌ８においても同様である。
　第１検出経路Ｌ１を例に説明すると、第１Ａ抵抗体８１Ａ及び第１Ｂ抵抗体８１Ｂそれぞれの抵抗値は、第１実施形態の第１抵抗体５１の抵抗値の１／２に設定されている。このため、第１Ａ抵抗体８１Ａ及び第１Ｂ抵抗体８１Ｂそれぞれで発生する熱は、第１実施形態の第１抵抗体５１で発生する熱よりも小さい。
　本実施形態において、隣り合う２つの検出経路の組のそれぞれにおいて、一方の検出経路に設けられた２つの抵抗体の配置位置と、他方の検出経路に設けられた２つの抵抗体の配置位置とがＹ方向において重なっていない。これにより、本実施形態においても、各抵抗体８１Ａ，８１Ｂ～８８Ａ，８８Ｂの放熱性を高めることができる。その結果、熱に弱い監視ＩＣ３０への熱害を妨げることができる。
　＜第２実施形態の変形例＞
　各検出経路Ｌ１～Ｌ８において、抵抗体が３つ以上設けられていてもよい。
　＜第３実施形態＞
　以下、第３実施形態について、第２実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。上述した実施形態では、監視ＩＣ３０、制御ＩＣ４０、各抵抗体及び各コンデンサ等の電子部品が基板７０の同じ板面に設けられていた。本実施形態では、図５に示すように、基板７０の第１面に、制御ＩＣ４０、各抵抗体８１Ａ，８１Ｂ～８８Ａ，８８Ｂ及び各コンデンサＣ１～Ｃ７が設けられ、基板７０の第１面の裏面である第２面に監視ＩＣ３０が設けられている。なお、各検出経路Ｌ１～Ｌ８と監視ＩＣ３０の各端子Ｔ１～Ｔ８とは、例えば、基板７０に形成されたビアを介して電気的に接続されていればよい。
　各検出経路Ｌ１～Ｌ８において、検出経路に沿って抵抗体が複数配置されると、基板７０における抵抗体の配置スペースがＹ方向に大きくなってしまう。この場合、監視ＩＣ３０が第１面に設けられていると、各抵抗体８１Ａ～８８Ａと監視ＩＣ３０とが近づいてしまい、各抵抗体８１Ａ～８８Ａで発生する熱が監視ＩＣ３０に及ぼす影響が大きくなり得る。
　これに対し、本実施形態によれば、熱の影響を監視ＩＣ３０が受けにくくなり、電圧検出精度の低下を抑制できる。また、監視ＩＣ３０が基板７０の第２面に設けられるため、基板７０の第１面において、各検出経路Ｌ１～Ｌ８において２つの抵抗体の離間距離を大きくできる。その結果、各抵抗体８１Ａ，８１Ｂ～８８Ａ，８８Ｂの放熱性を高めることができる。
　＜第４実施形態＞
　以下、第４実施形態について、第２実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図６に示すように、各検出経路Ｌ１～Ｌ８のうち、最も端の第１，第８検出経路Ｌ１，Ｌ８の幅寸法よりも、第２～第７検出経路Ｌ２～Ｌ７の幅寸法が大きくされている。これは、各放電スイッチＳＷ１～ＳＷ７の操作態様を考慮した放熱性向上のための構成である。
　監視ＩＣ３０は、図７に示すように、各単位電位Ｂ１～Ｂ７のうち、低電位側（又は高電位側）から奇数番目の第１，第３，第５，第７単位電池Ｂ１，Ｂ３，Ｂ５，Ｂ７に対応する第１，第３，第５，第７放電スイッチＳＷ１，ＳＷ３，ＳＷ５，ＳＷ７のオンが許可される第１期間と、偶数番目の第２，第４，第６単位電池Ｂ２，Ｂ４，Ｂ６に対応する第２，第４，第６放電スイッチＳＷ２，ＳＷ４，ＳＷ６のオンが許可される第２期間とが交互に出現するようにしている。
　監視ＩＣ３０は、第１期間において、第１，第３，第５，第７単位電池Ｂ１，Ｂ３，Ｂ５，Ｂ７の中から相対的にＳＯＣが高い一部（例えば１つ）の単位電池を選択し、選択した単位電池に対応する放電スイッチをオンする。また、監視ＩＣ３０は、第２期間において、第２，第４，第６単位電池Ｂ２，Ｂ４，Ｂ６の中から相対的にＳＯＣが高い一部（例えば１つ）の単位電池を選択し、選択した単位電池に対応する放電スイッチをオンする。
　この場合、第１期間において電流が流れ得る検出経路は各検出経路Ｌ１～Ｌ８である。一方、第２期間において電流が流れ得る検出経路は、各検出経路Ｌ１～Ｌ８のうち第２～第７検出経路Ｌ２～Ｌ７である。つまり、各検出経路Ｌ１～Ｌ８のうち、第２～第７検出経路Ｌ２～Ｌ７の抵抗体が発熱し得る頻度は、第１，第８検出経路Ｌ１，Ｌ８の抵抗体が発熱し得る頻度よりも高い。このため、第２～第７検出経路Ｌ２～Ｌ７における放熱面積を第１，第８検出経路Ｌ１，Ｌ８よりも大きくするために、上述した幅寸法に設定されている。これにより、抵抗体の放熱性を高めることができる。
　なお、第２～第７検出経路Ｌ２～Ｌ７の幅寸法は、例えば、第１，第８検出経路Ｌ１，Ｌ８の幅寸法の１．５～２倍又は１．５倍～２．５倍の寸法に設定されていればよい。
　＜第５実施形態＞
　以下、第５実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図８に示すように、各抵抗体５１～５８のうち、Ｙ方向において監視ＩＣ３０に対して相対的に近い第２，第４，第６，第８抵抗体５２，５４，５６，５８の抵抗値Ｒ２は、監視ＩＣ３０に対して相対的に遠い第１，第３，第５，第７抵抗体５１，５３，５５，５７の抵抗値Ｒ１よりも小さい。
　抵抗体の抵抗値が小さいほど、抵抗体に電流が流れる場合における抵抗体の発熱量が小さい。このため、発熱量が低い抵抗を監視ＩＣ３０に近い位置に配置することにより、発生した熱が監視ＩＣ３０に及ぼす影響を好適に抑制することができる。また、発熱量が相対的に大きい第１，第３，第５，第７抵抗体５１，５３，５５，５７が放熱性の高い基板７０の端部に配置されることによっても、発生した熱が監視ＩＣ３０に及ぼす影響を好適に抑制することができる。
　＜第６実施形態＞
　以下、第６実施形態について、第２，第５実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、各単位電池Ｂ１～Ｂ７に対応するローパスフィルタの特性を互いに同等にするための構成が採用されている。
　図９に示すように、各抵抗体８１Ａ，８１Ｂ～８８Ａ，８８Ｂのうち、Ｙ方向において監視ＩＣ３０に対して相対的に近い第１抵抗体群を構成する各抵抗体８１Ａ～８８Ａの抵抗値Ｒ２は、監視ＩＣ３０に対して相対的に遠い第２抵抗体群を構成する各抵抗体８１Ｂ～８８Ｂの抵抗値Ｒ１よりも小さい。また、各検出経路Ｌ１～Ｌ８における２つの抵抗体の合成抵抗値（Ｒ１＋Ｒ２）は互いに同等の値（例えば同じ値）に設定されている。これにより、合成抵抗値及びコンデンサの静電容量で定まるローパスフィルタの特性を同等にすることができる。
　＜第６実施形態の変形例＞
　・各検出経路Ｌ１～Ｌ８において、抵抗体が３つ以上設けられていてもよい。この場合、各検出経路Ｌ１～Ｌ８において、監視ＩＣ３０に近い抵抗体ほど抵抗値が小さく設定されていてもよい。
　・第３実施形態のように、監視ＩＣ３０が基板７０の第２面に設けられていてもよい。
　・各コンデンサＣ１～Ｃ８のうち、少なくとも２つのコンデンサの静電容量が互いに異なっていてもよい。
　＜第７実施形態＞
　以下、第７実施形態について、第２，第５，第６実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図１０に示すように、第１Ａ～第８Ａ抵抗体８１Ａ～８８Ａが、基板７０の第１面の裏面である第２面に設けられている。
　各検出経路Ｌ１～Ｌ８において、検出経路に沿って抵抗体が複数配置されると、基板７０における抵抗体の配置スペースがＹ方向に大きくなってしまう。この場合、第１Ａ～第８Ａ各抵抗体８１Ａ～８８Ａと監視ＩＣ３０とが近づいてしまい、第１Ａ～第８Ａ抵抗体８１Ａ～８８Ａで発生する熱が監視ＩＣ３０に及ぼす影響が大きくなり得る。
　これに対し、本実施形態によれば、熱の影響を監視ＩＣ３０が受けにくくなり、電圧検出精度の低下を抑制できる。
　＜その他の実施形態＞
　なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
　・第７実施形態の図１０において、第４実施形態で説明したように、最も端の第１，第８検出経路Ｌ１，Ｌ８の幅寸法よりも、第２～第７検出経路Ｌ２～Ｌ７の幅寸法が大きくされていてもよい。
　・第６実施形態の図９に示した構成において、隣り合う２つの検出経路の全ての組み合わせそれぞれにおいて、一方の検出経路に設けられた抵抗体の中心位置と他方の検出経路に設けられた抵抗体の中心位置とがＸ方向において同じであってもよい。この場合の構成を図１１に示す。なお、図１１に示す構成において、各コンデンサＣ１～Ｃ８のうち、少なくとも２つのコンデンサの静電容量が互いに異なっていてもよい。
　・図１２に示すように、隣り合う２つの検出経路の全ての組み合わせそれぞれにおいて、一方の検出経路に設けられた抵抗体の一部と、他方の検出経路に設けられた抵抗体の一部とがＹ方向において重なっていてもよい。
　・各検出経路としては、図２に示すように、接続部３１から監視ＩＣ３０に向かって直線状に延びるものに限らず、例えば図１３に示す各検出経路Ｍ１～Ｍ８であってもよい。
　・基板に複数の監視ＩＣが並んで設けられていてもよい。この場合、各監視ＩＣに対応して、例えば図２に示すような各検出経路及び抵抗体が基板に設けられていればよい。
　・図１４に示すように、１つの監視ＩＣ１３０に接続される検出経路の群が複数であってもよい。なお、図１４に示す例では、便宜上、監視ＩＣ１３０の端子等の図示を省略している。
　図１４に示す構成では、基板１７０の第１面に、監視ＩＣ１３０から接続部１３１へとＹ方向に延びる第１検出経路群Ｎ１～Ｎ８と、監視ＩＣ１３０から基板１７０のＸ方向における第１端部に延びる第２検出経路群Ｐ１～Ｐ５と、監視ＩＣ１３０から基板１７０のＸ方向における第２端部に延びる第３検出経路群Ｑ１～Ｑ５とが設けられている。なお、第２，第３検出経路群の途中からの図示を省略している。
　第１検出経路群Ｎ１～Ｎ８に対応して、基板１７０には、第１Ａ～第８Ａ抵抗体１８１Ａ～１８８Ａ、第１Ｂ～第８Ｂ抵抗体１８１Ｂ～１８８Ｂ及び第１～第７コンデンサＣ１１～Ｃ１７が設けられている。第２検出経路群Ｐ１～Ｐ５に対応して、基板１７０には、第１Ａ～第５Ａ抵抗体２８１Ａ～２８５Ａ、第１Ｂ～第５Ｂ抵抗体２８１Ｂ～２８５Ｂ及び第１～第４コンデンサＣ２１～Ｃ２４が設けられている。第３検出経路群Ｑ１～Ｑ５に対応して、基板１７０には、第１Ａ～第５Ａ抵抗体３８１Ａ～３８５Ａ、第３Ｂ～第３Ｂ抵抗体３８１Ｂ～３８５Ｂ及び第１～第４コンデンサＣ３１～Ｃ３４が設けられている。
　・上記各実施形態では、各検出経路のうち隣り合う２つの検出経路の全ての組み合わせそれぞれにおいて、一方の検出経路に設けられた抵抗体の中心位置が、他方の検出経路に設けられた抵抗体の中心位置に対してずれていたがこれに限らない。上記全ての組み合わせのうち一部の組み合わせにおいて、一方の検出経路に設けられた抵抗体の中心位置が、他方の検出経路に設けられた抵抗体の中心位置に対してずれていてもよい。
　・本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。
　・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。
　・以下、上述した各実施形態から抽出される特徴的な構成を記載する。
［構成１］
　直列接続された複数の単位電池（Ｂ１～Ｂ７）の状態を監視する電池監視装置（１０）において、
　基板（７０，１７０）と、
　前記基板に設けられ、前記各単位電池の状態を監視する監視ＩＣ（３０，１３０）と、
　前記基板に設けられ、前記監視ＩＣと前記各単位電池とを電気的に接続する複数の検出経路（Ｌ１～Ｌ８，Ｍ１～Ｍ８，Ｎ１～Ｎ８，Ｐ１～Ｐ５，Ｑ１～Ｑ５）と、
　前記各検出経路に設けられた抵抗体（５１～５８，８１Ａ～８８Ａ，８１Ｂ～８８Ｂ，１８１Ａ～１８８Ａ，１８１Ｂ～１８８Ｂ，２８１Ａ～２８５Ａ，２８１Ｂ～２８５Ｂ，３８１Ａ～３８５Ａ，３８１Ｂ～３８５Ｂ）と、
　前記各検出経路において前記抵抗体よりも前記監視ＩＣ側に設けられ、隣り合う前記検出経路の間を接続する放電スイッチ（ＳＷ１～ＳＷ７）と、
を備え、
　前記各検出経路は、前記監視ＩＣから前記基板の端部まで延びており、
　前記各検出経路のうち隣り合う少なくとも２つの検出経路の一方に設けられた前記抵抗体の中心位置が、他方に設けられた前記抵抗体の中心位置に対して、前記監視ＩＣから前記基板の前記端部へと向かう特定方向においてずれている、電池監視装置。
［構成２］
　隣り合う２つの前記検出経路の各組において、一方の前記検出経路に設けられた前記抵抗体の中心位置が、他方の前記検出経路に設けられた前記抵抗体の中心位置に対して前記特定方向においてずれている、構成１に記載の電池監視装置。
［構成３］
　隣り合う２つの前記検出経路の各組において、一方の前記検出経路に設けられた前記抵抗体の配置位置と、他方の前記検出経路に設けられた前記抵抗体の配置位置とが、前記基板の板面に沿う方向であってかつ前記特定方向と直交する方向において重なっていない、構成２に記載の電池監視装置。
［構成４］
　前記抵抗体（８１Ａ～８８Ａ，８１Ｂ～８８Ｂ，１８１Ａ～１８８Ａ，１８１Ｂ～１８８Ｂ，２８１Ａ～２８５Ａ，２８１Ｂ～２８５Ｂ，３８１Ａ～３８５Ａ，３８１Ｂ～３８５Ｂ）は、前記各検出経路に複数設けられている、構成１～３のいずれか１つに記載の電池監視装置。
［構成５］
　前記各検出経路において、前記各抵抗体のうち、前記監視ＩＣに対して相対的に近い抵抗体（８１Ａ～８８Ａ）の抵抗値は、前記監視ＩＣに対して相対的に遠い抵抗体（８１Ｂ～８８Ｂ）の抵抗値よりも小さい、構成４に記載の電池監視装置。
［構成６］
　直列接続された複数の単位電池（Ｂ１～Ｂ７）の状態を監視する電池監視装置（１０）において、
　基板（７０）と、
　前記基板に設けられ、前記各単位電池の状態を監視する監視ＩＣ（３０）と、
　前記基板に設けられ、前記監視ＩＣと前記各単位電池とを電気的に接続する複数の検出経路（Ｌ１～Ｌ８）と、
　前記各検出経路に複数設けられた抵抗体（８１Ａ～８８Ａ，８１Ｂ～８８Ｂ）と、
　前記各検出経路において前記各抵抗体よりも前記監視ＩＣ側に設けられ、隣り合う前記検出経路の間を接続する放電スイッチ（ＳＷ１～ＳＷ７）と、
を備え、
　前記各検出経路において、前記各抵抗体のうち、前記監視ＩＣに対して相対的に近い抵抗体（８１Ａ～８８Ａ）の抵抗値は、前記監視ＩＣに対して相対的に遠い抵抗体（８１Ｂ～８８Ｂ）の抵抗値よりも小さい、電池監視装置。
［構成７］
　前記各検出経路（Ｌ１～Ｌ８）において、前記各抵抗体（８１Ａ～８８Ａ，８１Ｂ～８８Ｂ）のうち前記監視ＩＣに対して相対的に遠い抵抗体（８１Ｂ～８８Ｂ）と、前記監視ＩＣとは、前記基板の第１面に設けられており、
　前記各検出経路において、前記各抵抗体のうち前記監視ＩＣに対して相対的に近い抵抗体（８１Ａ～８８Ａ）は、前記基板の第１面の裏面である第２面に設けられている、構成４～６のいずれか１つに記載の電池監視装置。
［構成８］
　前記各検出経路において前記抵抗体と前記放電スイッチとの間に設けられ、隣り合う前記検出経路の間を接続するコンデンサ（Ｃ１～Ｃ７）を備え、
　前記各検出経路における前記各抵抗体の合成抵抗値は互いに同等であり、
　前記各コンデンサの静電容量は互いに同等である、構成４～７のいずれか１つに記載の電池監視装置。
［構成９］
　前記各検出経路の前記抵抗体（８１Ａ～８８Ａ，８１Ｂ～８８Ｂ）は、前記基板の第１面に設けられており、
　前記監視ＩＣは、前記基板の第１面の裏面である第２面に設けられている、構成１～６のいずれか１つに記載の電池監視装置。
［構成１０］
　前記抵抗体（５１～５８）は、前記各検出経路に１つ設けられており、
　前記各抵抗体のうち、前記特定方向において前記監視ＩＣに対して相対的に近い前記抵抗体（５２，５４，５６，５８）の抵抗値は、前記監視ＩＣに対して相対的に遠い前記抵抗体（５１，５３，５５，５７）の抵抗値よりも小さい、構成１～３のいずれか１つに記載の電池監視装置。
［構成１１］
　前記各単位電池のうち、低電位側又は高電位側から奇数番目の単位電池に対応する前記放電スイッチのオンが許可される期間と、偶数番目の単位電池に対応する前記放電スイッチのオンが許可される期間とが交互に出現し、
　前記各検出経路のうち最も端の２つの検出経路（Ｌ１，Ｌ８）の幅寸法よりも、前記各検出経路のうち最も端の２つの検出経路以外の検出経路（Ｌ２～Ｌ７）の幅寸法が大きい、構成１～１０のいずれか１つに記載の電池監視装置。

Claims (11)

  1. 　直列接続された複数の単位電池（Ｂ１～Ｂ７）の状態を監視する電池監視装置（１０）において、
    　基板（７０，１７０）と、
    　前記基板に設けられ、前記各単位電池の状態を監視する監視ＩＣ（３０，１３０）と、
    　前記基板に設けられ、前記監視ＩＣと前記各単位電池とを電気的に接続する複数の検出経路（Ｌ１～Ｌ８，Ｍ１～Ｍ８，Ｎ１～Ｎ８，Ｐ１～Ｐ５，Ｑ１～Ｑ５）と、
    　前記各検出経路に設けられた抵抗体（５１～５８，８１Ａ～８８Ａ，８１Ｂ～８８Ｂ，１８１Ａ～１８８Ａ，１８１Ｂ～１８８Ｂ，２８１Ａ～２８５Ａ，２８１Ｂ～２８５Ｂ，３８１Ａ～３８５Ａ，３８１Ｂ～３８５Ｂ）と、
    　前記各検出経路において前記抵抗体よりも前記監視ＩＣ側に設けられ、隣り合う前記検出経路の間を接続する放電スイッチ（ＳＷ１～ＳＷ７）と、
    を備え、
    　前記各検出経路は、前記監視ＩＣから前記基板の端部まで延びており、
    　前記各検出経路のうち隣り合う少なくとも２つの検出経路の一方に設けられた前記抵抗体の中心位置が、他方に設けられた前記抵抗体の中心位置に対して、前記監視ＩＣから前記基板の前記端部へと向かう特定方向においてずれている、電池監視装置。
  2. 　隣り合う２つの前記検出経路の各組において、一方の前記検出経路に設けられた前記抵抗体の中心位置が、他方の前記検出経路に設けられた前記抵抗体の中心位置に対して前記特定方向においてずれている、請求項１に記載の電池監視装置。
  3. 　隣り合う２つの前記検出経路の各組において、一方の前記検出経路に設けられた前記抵抗体の配置位置と、他方の前記検出経路に設けられた前記抵抗体の配置位置とが、前記基板の板面に沿う方向であってかつ前記特定方向と直交する方向において重なっていない、請求項２に記載の電池監視装置。
  4. 　前記抵抗体（８１Ａ～８８Ａ，８１Ｂ～８８Ｂ，１８１Ａ～１８８Ａ，１８１Ｂ～１８８Ｂ，２８１Ａ～２８５Ａ，２８１Ｂ～２８５Ｂ，３８１Ａ～３８５Ａ，３８１Ｂ～３８５Ｂ）は、前記各検出経路に複数設けられている、請求項１～３のいずれか１項に記載の電池監視装置。
  5. 　前記各検出経路において、前記各抵抗体のうち、前記監視ＩＣに対して相対的に近い抵抗体（８１Ａ～８８Ａ）の抵抗値は、前記監視ＩＣに対して相対的に遠い抵抗体（８１Ｂ～８８Ｂ）の抵抗値よりも小さい、請求項４に記載の電池監視装置。
  6. 　直列接続された複数の単位電池（Ｂ１～Ｂ７）の状態を監視する電池監視装置（１０）において、
    　基板（７０）と、
    　前記基板に設けられ、前記各単位電池の状態を監視する監視ＩＣ（３０）と、
    　前記基板に設けられ、前記監視ＩＣと前記各単位電池とを電気的に接続する複数の検出経路（Ｌ１～Ｌ８）と、
    　前記各検出経路に複数設けられた抵抗体（８１Ａ～８８Ａ，８１Ｂ～８８Ｂ）と、
    　前記各検出経路において前記各抵抗体よりも前記監視ＩＣ側に設けられ、隣り合う前記検出経路の間を接続する放電スイッチ（ＳＷ１～ＳＷ７）と、
    を備え、
    　前記各検出経路において、前記各抵抗体のうち、前記監視ＩＣに対して相対的に近い抵抗体（８１Ａ～８８Ａ）の抵抗値は、前記監視ＩＣに対して相対的に遠い抵抗体（８１Ｂ～８８Ｂ）の抵抗値よりも小さい、電池監視装置。
  7. 　前記各検出経路（Ｌ１～Ｌ８）において、前記各抵抗体（８１Ａ～８８Ａ，８１Ｂ～８８Ｂ）のうち前記監視ＩＣに対して相対的に遠い抵抗体（８１Ｂ～８８Ｂ）と、前記監視ＩＣとは、前記基板の第１面に設けられており、
    　前記各検出経路において、前記各抵抗体のうち前記監視ＩＣに対して相対的に近い抵抗体（８１Ａ～８８Ａ）は、前記基板の第１面の裏面である第２面に設けられている、請求項４に記載の電池監視装置。
  8. 　前記各検出経路において前記抵抗体と前記放電スイッチとの間に設けられ、隣り合う前記検出経路の間を接続するコンデンサ（Ｃ１～Ｃ７）を備え、
    　前記各検出経路における前記各抵抗体の合成抵抗値は互いに同等であり、
    　前記各コンデンサの静電容量は互いに同等である、請求項４に記載の電池監視装置。
  9. 　前記各検出経路の前記抵抗体（８１Ａ～８８Ａ，８１Ｂ～８８Ｂ）は、前記基板の第１面に設けられており、
    　前記監視ＩＣは、前記基板の第１面の裏面である第２面に設けられている、請求項１～３，６のいずれか１項に記載の電池監視装置。
  10. 　前記抵抗体（５１～５８）は、前記各検出経路に１つ設けられており、
    　前記各抵抗体のうち、前記特定方向において前記監視ＩＣに対して相対的に近い前記抵抗体（５２，５４，５６，５８）の抵抗値は、前記監視ＩＣに対して相対的に遠い前記抵抗体（５１，５３，５５，５７）の抵抗値よりも小さい、請求項１～３のいずれか１項に記載の電池監視装置。
  11. 　前記各単位電池のうち、低電位側又は高電位側から奇数番目の単位電池に対応する前記放電スイッチのオンが許可される期間と、偶数番目の単位電池に対応する前記放電スイッチのオンが許可される期間とが交互に出現し、
    　前記各検出経路のうち最も端の２つの検出経路（Ｌ１，Ｌ８）の幅寸法よりも、前記各検出経路のうち最も端の２つの検出経路以外の検出経路（Ｌ２～Ｌ７）の幅寸法が大きい、請求項１～３，６のいずれか１項に記載の電池監視装置。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015223008A (ja) * 2012-09-18 2015-12-10 三洋電機株式会社 電源装置及びこの電源装置を備える電動車両並びに蓄電装置
JP2019114464A (ja) * 2017-12-25 2019-07-11 株式会社デンソー 監視装置
JP2020113497A (ja) * 2019-01-16 2020-07-27 株式会社豊田自動織機 蓄電モジュール及びフレキシブルプリント基板

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