(57)【要約】  メンテナンス性を向上させた電池モジュールを提供すること。  本技術に係る電池モジュールは、複数の電池を収容する電池収容部を有し、電池収容部に収容された複数の電池間を接続タブで接続した電池ユニットと、接続タブが接続される接続部と電子部品実装部とを有する回路基板と、回路基板が設けられた電池ユニットを収容する外装体と、を備え、接続部と電子部品実装部との間に隙間が形成されている。
2019013032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池を収容する電池収容部を有し、該電池収容部に収容された複数の電池間を接続タブで接続した電池ユニットと、
前記接続タブが接続される接続部と電子部品実装部とを有する回路基板と、
前記回路基板が設けられた前記電池ユニットを収容する外装体と、を備え、
前記接続部と前記電子部品実装部との間に隙間が形成された電池モジュール。
【請求項２】
前記回路基板は、前記電池ユニットの側面に配置されている、請求項１に記載の電池モジュール。
【請求項３】
前記外装体は、側面部が取り外し可能である、請求項１または請求項２に記載の電池モジュール。
【請求項４】
前記外装体の側面部と回路基板との間に絶縁体を配置している、請求項３に記載の電池モジュール。
【請求項５】
前記外装体は、前記電池ユニットの上面を覆う上部外装体と前記電池ユニットの下面を覆う下部外装体とを有する、請求項３または請求項４に記載の電池モジュール。
【請求項６】
前記側面部と前記上部外装体および前記下部外装体とが、ネジ止めによって係止されている、請求項５に記載の電池モジュール。
【請求項７】
前記接続タブは、金属板で構成され、直列または並列に接続された１または複数の前記電池収容部から導出され、前記接続部に半田接続されている、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の電池モジュール。
【請求項８】
前記接続部と前記電子部品実装部とは、フレキシブル基板またはコネクタで接続されている、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の電池モジュール。
【請求項９】
前記接続部は、電子部品実装部の周囲に配置されている、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の電池モジュール。
【請求項１０】
前記電子部品実装部は、前記電池ユニットに着脱可能に固定されている、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の電池モジュール。
【請求項１１】
前記電子部品実装部は、前記電池ユニットとの接合面にスナップフィットが形成されている、請求項１０に記載の電池モジュール。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の電池モジュールを有する蓄電装置と、
該電池モジュールから入力された電力を所望の電力に変換する電力変換装置と、
該電池モジュールからの該電力変換装置に対する電力供給を制御する制御装置と、
該蓄電装置、該電力変換装置および該制御装置を収容するコンテナと、を備える、コンテナ型蓄電システム。
【請求項１３】
請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の電池モジュールと、
該電池モジュールから電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する駆動力変換装置と、
該駆動力に応じて駆動する駆動部と、
車両制御装置と、を備える、車両。
【請求項１４】
請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の電池モジュールを有する蓄電装置と、
該電池モジュールから電力が供給される電力消費装置と、
該電池モジュールからの該電力消費装置に対する電力供給を制御する制御装置と、
該電池モジュールを充電する発電装置と、を備える、蓄電システム。
【請求項１５】
請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の電池モジュールと、
該電池モジュールから電力が供給される可動部と、を備える、電動工具。
【請求項１６】
請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の電池モジュールを備え、
該電池モジュールから電力の供給を受ける、電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、コンテナ型蓄電システム、車両、蓄電システム、電動工具および電子機器などに適用可能な電池モジュールに関する。より詳しくは、複数の電池が収容された電池ユニットを収容する外装体を備えた電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エンジンおよびモータを駆動原とするハイブリッド機器やモータを駆動原とする機器の電源として、リチウムイオン電池などが収容された電池モジュールの需要が増えてきている。電池モジュールは、リチウムイオン電池などの電池、この電池が複数個保持される電池ホルダからなる一または複数の電池ブロック、および回路基板等の部品等が、例えばプラスチック製の外装ケースに収容されることで形成される。また、電池モジュールには、例えば端子形状の出力が設けられている。この電池モジュールは、例えば、ノート型ＰＣなどの電子機器、アシスト自転車、電動バイク、電動車椅子、電動三輪車、電動カート、および電動工具等の屋外で使用される種々の電気機器の電源として使用することができる。【０００３】
このような電池モジュールの外装ケースに収容された回路基板に不良が発生し、その回路基板を交換する際に、修理の効率を上げるため、例えば特許文献１では、基板本体と交換予測部とを一体に形成し、これらの間に、スリットまたはミシン目を形成し、交換予測部の故障時に、上記スリットまたはミシン目を境にして上記基板本体から上記交換予測部を切離し、新たな交換予測部あるいは修理済みの交換予測部を、上記基板本体に接続することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−４０９０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１で提案された技術では、メンテナンス性のさらなる向上が図れないおそれがある。【０００６】
そこで、本技術では、このような状況に鑑みてなされたものであり、メンテナンス性を向上させた電池モジュールを提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本技術は、複数の電池を収容する電池収容部を有し、電池収容部に収容された複数の電池間を接続タブで接続した電池ユニットと、接続タブが接続される接続部と電子部品実装部とを有する回路基板と、回路基板が設けられた電池ユニットを収容する外装体と、を備え、接続部と電子部品実装部との間に隙間が形成された電池モジュールを提供する。【０００８】
また、本技術は、本技術に係る電池モジュールを有する蓄電装置と、電池モジュールから入力された電力を所望の電力に変換する電力変換装置と、電池モジュールからの電力変換装置に対する電力供給を制御する制御装置と、蓄電装置、電力変換装置および制御装置を収容するコンテナと、を備えるコンテナ型蓄電システムを提供する。【０００９】
さらに、本技術は、本技術に係る電池モジュールから電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する駆動力変換装置と、駆動力に応じて駆動する駆動部と、車両制御装置と、を備える車両を提供する。また、本技術は、本技術に係る電池モジュールを有する蓄電装置と、電池モジュールから電力が供給される電力消費装置と、電池モジュールからの電力消費装置に対する電力供給を制御する制御装置と、電池モジュールを充電する発電装置と、を備える蓄電システムを提供する。また、本技術は、本技術に係る電池モジュールと、電池モジュールから電力が供給される可動部と、を備える電動工具を提供する。また、本技術に係る電池モジュールを備え、電池モジュールから電力の供給を受ける電子機器を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本技術によれば、メンテナンス性を向上させた電池モジュールを提供することができる。なお、ここに記載された効果は、必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果、または、それらと異質な効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本技術に係る第１実施形態の電池モジュールの構成例を示す斜視図である。
【図２】図１に示す電池モジュールの構成例を示す部分拡大斜視図である。
【図３】図１に示す電池モジュールの側面の構成例を示す拡大図である。
【図４】図１に示す電池モジュールの側面の構成例を示す拡大図である。
【図５】図１に示す電池モジュールの組立工程例を示す斜視図である。
【図６】図１に示す電池モジュールの組立工程例を示す斜視図である。
【図７】図１に示す電池モジュールの組立工程例を示す斜視図である。
【図８】図１に示す電池モジュールの組立工程例を示す拡大図である。
【図９】図１に示す電池モジュールの組立工程例を示す拡大図である。
【図１０】図１に示す電池モジュールにコネクタを接続する様子を示す拡大図である。
【図１１】本技術に係る第２実施形態のコンテナ蓄電システムの構成例を示す斜視図である。
【図１２】本技術に係る第３実施形態の車両の構成例を示す斜視図である。
【図１３】本技術に係る第４実施形態の蓄電システムの構成例を示す斜視図である。
【図１４】本技術に係る第５実施形態の電動工具の構成例を示すブロック図である。
【図１５】本技術に係る第６実施形態の電子機器の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本技術を実施するための好適な形態について図面を参照しながら説明する。以下に説明する実施形態は、いずれの実施形態を組み合わせることもできる。本技術の代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本技術の範囲が狭く解釈されることはない。また、以下に説明する実施形態は、いずれかの一または複数の実施形態を組み合わせることもできる。なお、図面については、同一または同等の要素あるいは部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１３】
説明は以下の順序で行う。
１．第１実施形態（電池モジュールの構成例）
（１−１）電池モジュールの構成例
（１−２）制御基板の交換方法例
（１−３）回路基板の電気的接続の構成例
２．第２実施形態（コンテナ蓄電システムの構成例）
３．第３実施形態（車両の構成例）
４．第４実施形態（蓄電システムの構成例）
５．第５実施形態（電動工具の構成例）
６．第６実施形態（電子機器の構成例）
【００１４】
＜１．第１実施形態（電池モジュールの構成例）＞
図１から図１０を用いて、本技術に係る第１実施形態の電池モジュールについて説明する。本実施形態では、一例として、円筒型のリチウムイオン二次電池を収容する電池モジュールを用いて説明する。
【００１５】
（１−１）電池モジュールの構成例
図１に示すように、本実施形態の電池モジュール１は、右側面外装ケース２、左側面外装ケース３、右側絶縁体４、左側絶縁体５、上部外装ケース６、下部外装ケース７、接続部である電圧センシング基板８および電子部品実装部である制御基板９を備えている。右側面外装ケース２、左側面外装ケース３、上部外装ケース６および下部外装ケース７で電池モジュール１の外装体を形成している。また、電圧センシング基板８および制御基板９で電池モジュール１の回路基板を形成している。なお、図示されていないが、電池モジュール１は、電池ユニット２１の左側側面にも右側側面と同様に電圧センシング基板８および制御基板９で形成した回路基板を備えている。
【００１６】
右側面外装ケース２は、Ｌ字に屈曲した形状に形成され、電池モジュール１の右側面の全面および電池モジュール１の後方部側面の右半面を覆っている。同様に、左側面外装ケース３は、Ｌ字に屈曲した形状に形成され、電池モジュール１の左側面の全面および電池モジュール１の後部側面の左半面を覆っている。右側面外装ケース２と左側面外装ケース３とは、後部側面の中央部で端部が接触している。
【００１７】
上部外装ケース６および下部外装ケース７は、それぞれ略矩形の板状に形成され、絶縁体４および５を介して右側面外装ケース２および左側面外装ケース３と接する端部が、互いに向かい合う方向に折り曲げて形成されている。電池モジュール１の前方部側の右側面外装ケース２および左側面外装ケース３の端部には、上部外装ケース６および下部外装ケース７と接続する付属部品１０がそれぞれ取り付けられている。
【００１８】
図２は、本実施形態の電池モジュール１内の回路基板が設けられた電池ユニット２１の構成例を示す部分拡大斜視図である。図３は、本実施形態の上部外装ケース６および下部外装ケース７の間に挟まれて収容されている電池ユニット２１の側面に設けられた回路基板の構成例を示す拡大平面図である。図４Ａは、図３の上部外装ケース６および下部外装ケース７を取り外した電池ユニット２１の側面に設けられた回路基板の構成例を示す拡大平面図である。図４Ｂは、図４Ａの回路基板から制御基板９を取り外した電池ユニット２１の構成例を示す拡大平面図である。
【００１９】
図２に示すように、電池ユニット２１は、円筒型のリチウムイオン二次電池を収容する電池収容部２２を複数有し、電池収容部２２に収容された複数の電池間を接続タブ２３で接続している。接続タブ２３の端部には、電圧センシング基板８と接続される接触部２４が形成されている。接続タブ２３は、金属板で構成され、直列または並列に接続された１または複数の電池収容部２２から導出されている。
【００２０】
図２から図４に示すように、電池ユニット２１の側面には、電圧センシング基板８および制御基板９が取り付けられている。本実施形態では、板状の回路基板の中央部に略矩形の制御基板９が配置され、その周辺に電圧センシング基板８が配置されている。制御基板９は、ネジ２５および突起２６で電池ユニット２１の側面に着脱可能に固定されている。電圧センシング基板８は、接続タブ２３の接触部２４と、例えば、はんだ付けにより接続され、突起２７および固定具２８で電池ユニット２１の側面に固定されている。電圧センシング基板８と制御基板９との間には、例えば、スリット状の隙間２９が形成されている。なお、制御基板９は、ネジ２５および突起２６ではなく、電池ユニット２１との接合面にスナップフィットが形成されていてもよい。
【００２１】
図４Ｂに示すように、電子部品が実装された制御基板９を交換する場合は、まず、制御基板９を電圧センシング基板８から切り離し、次に、ネジ２５を抜き取って、電池ユニット２１の側面から制御基板９を取り外すことができる。これにより、本実施形態の電池モジュール１は、回路基板の全てを電池ユニット２１の側面から取り外すことなく、制御基板９だけを取り外して電子部品の修理や交換を容易に行うことができる。
【００２２】
（１−２）制御基板の交換方法例
図５から図９を用いて、本実施形態の電池モジュール１に設けられた制御基板９の交換方法の一例について説明する。図５から図７は、一例として、電池モジュール１の電池ユニット２１から右側面外装ケース２および右側絶縁体４を取り外す工程を示す斜視図である。図８は、電池ユニット２１の側面から制御基板９を取り外す工程を示す平面図である。図９は、電池ユニット２１の側面から制御基板９を取り外した後の状態を示す平面図である。
【００２３】
第１の工程では、図５に示すように、電池モジュール１の両側側面に配置された回路基板のうち、修理または交換が必要な回路基板が配置されている側の外装ケースに取り付けられたネジや付属部品を外す。本実施形態では、一例として、まず右側面外装ケース２の前方側端部に取り付けられた付属部品１０を固定しているネジ５１を外して、右側面外装ケース２から付属部品１０を外す。次に、右側面外装ケース２を上部外装ケース６および下部外装ケース７に係止しているネジ３１および３２を外す。
【００２４】
第２の工程では、図６に示すように、電池モジュール１の電池ユニット２１から右側面外装ケース２を取り外す。
【００２５】
第３の工程では、図７に示すように、右側面外装ケース２と回路基板との間に挟まれていた右側絶縁体４を電池モジュール１の電池ユニット２１から取り外す。
【００２６】
第４の工程では、図８に示すように、例えば、３つのコネクタが接続されていた場合には、まず各コネクタ受け６１、６２および６３からコネクタを取り外す。次に、電圧センシング基板８と制御基板９との間に形成された隙間２９のマッチング部分を切り取り、ネジ２５および突起２６を制御基板９から外す。
【００２７】
第５の工程では、図９に示すように、電池ユニット２１から制御基板９を取り外して、制御基板９に実装された電子部品の修理または交換を行う。
【００２８】
電子部品の修理または交換後に、制御基板９を電池ユニット２１に取り付ける場合は、まず制御基板９を突起２６に差し込み、ネジ２５で電池ユニット２１に取り付ける。このとき、電圧センシング基板８と制御基板９との間に形成されていた隙間２９のマッチング部分は復元しないため、電圧センシング基板８と制御基板９とは、隙間２９によって分離されている。
【００２９】
その後、上記第１の工程から第４の工程の逆の手順（第４の工程、第３の工程、第２の工程、第１の工程の順）で電池モジュール１を元の状態に戻す。
【００３０】
本実施形態の制御基板９の交換方法により、電圧センシング基板８のパワーライン（例えば、５０Ｖ）の部分に触れずに、メンテナンスができるため、安全かつ簡易的に電子部品の交換または修理の作業ができる。
【００３１】
（１−３）回路基板の電気的接続の構成例
図１０は、図１に示す電池モジュール１の回路基板の電気的接続であるコネクタを接続する構成例を示す拡大図である。図１０Ａは、回路基板にコネクタを接続する前の状態を表している。図１０Ｂは、回路基板にコネクタを接続した後の状態を表している。
【００３２】
例えば、２つのコネクタを用いて電圧センシング基板８と制御基板９とを電気的に接続する場合、まずリード線付きコネクタ７１の一端を電圧センシング基板８のコネクタ受け６１ａに接続し、他端を制御基板９のコネクタ受け６１ｂに接続する。同様に、リード線付きコネクタ７２の一端を電圧センシング基板８のコネクタ受け６２ａに接続し、他端を制御基板９のコネクタ受け６２ｂに接続する。これにより、電子部品実装部とタブ接続部とはリード線付きコネクタ７１および７２で接続されることになる。なお、リード線付きコネクタ７１および７２は、フレキシブル基板であってもよい。
【００３３】
上記構成によって、本実施形態の電池モジュール１は、電子部品を取り外して修理または交換し、新しい回路基板に交換する際に、タブ接続部である接触部２４のはんだを取り除いて回路基板を取り出すという作業を行わずに済むため、簡単に回路基板を交換することができる。また、はんだ付け作業の必要がないため、電子部品を実装する制御基板９に余計な熱をかけることがなく、部品の信頼性向上にも寄与する。
【００３４】
以上のように、本実施形態の電池モジュール１は、側面の外装体と絶縁体を取り外すだけで回路基板にアクセスでき、制御基板９だけを取り外して故障部分を簡単に交換することができるので、メンテナンス効率を飛躍的に向上させることができる。さらに、電池モジュール１は、メンテナンス時の２次不良の発生を回避することもできる。また、電池モジュール１は、金属製の外装側面部と回路基板との間に絶縁体であるポリカーボネート板を設けることにより、簡易的に絶縁できるという効果がある。
【００３５】
また、電池モジュール１の回路基板は、電子部品実装部の周囲にタブ接続部を設けることにより、作業性の向上や半田の熱による実装部品への影響を削減することができる。これは、タブ接続部が電子部品実装部の周辺に設けられているため、タブをはんだ付けする時にタブ周辺のスペースが広く作業効率がよいからである。また、タブ周辺に電子部品が少ない為、はんだ付け作業時の熱による電子部品へのダメージを軽減する効果もあるからである。また、本実施形態の電池モジュール１の回路基板は、電子部品実装部とタブ接続部とがスリット部のみで接続する構造となっているので、タブのはんだ付時の応力による回路基板のひずみによって生じる、電子実装部品のクラック（ひび割れ）やはんだ付け部分のクラックなどを削減することができる。
【００３６】
さらに、電池モジュール１は、組電池の電力線への接触を回避しつつ、制御基板９を取り外すことが可能であるため、作業の安全性を向上できる。さらに、電池モジュール１は、保守専用施設への輸送・解体・取付・再組立という従来の作業手順を経ずに、設置現場での改修作業を可能とでき、蓄電池システムの休止期間を大幅に短縮することができる。
【００３７】
＜２．第２実施形態（コンテナ蓄電システムの構成例）＞
本技術に係る第２実施形態のコンテナ蓄電システムは、本技術に係る第１実施形態の電池モジュールを有する蓄電装置と、電池モジュールから入力された電力を所望の電力に変換する電力変換装置と、電池モジュールからの電力変換装置に対する電力供給を制御する制御装置と、蓄電装置、電力変換装置および制御装置を収容するコンテナと、を備えるコンテナ型蓄電システムである。本技術に係る第２実施形態のコンテナ蓄電システムは、優れたメンテナンス性や優れた信頼性を有する本技術に係る第１実施形態の電池モジュールを備えているので、メンテナンス性能や電力貯蔵の信頼性の向上につながる。
【００３８】
以下に、本技術に係る第２実施形態のコンテナ蓄電システムの一例について、図１１を参照しながら説明する。図１１は、略直方体形状のコンテナ型蓄電システム１１０の長手方向の分割線で２分割した内部構造を示している。
【００３９】
図１１に示すように、コンテナ型蓄電システム１１０は、導電性のコンテナ１１１と、直流入出力盤１１２と、交流直流変換装置ＩＮＶと、ストリングＳＴ１〜ＳＴ１４と、を備えている。
【００４０】
コンテナ１１１は、一例として、４０フィートの長さを有する金属製の箱である。コンテナ型蓄電システム１１０の内部には、幅方向中央に人の歩ける程度の幅の長手方向に延在した通路が形成されている。コンテナ１１１の天井部には、配線ダクトが設けられている。この配線ダクト内には、直流電力配線Ｌｐおよび通信配線Ｌｃ等が通されている。コンテナ１１１は、接地手段ＬＥ１を通じて大地に接続されている。
【００４１】
交流直流変換装置ＩＮＶおよび直流入出力盤１１２は、コンテナ１１１内に収納されている。交流直流変換装置ＩＮＶは、例えば、電池モジュール１から入力された電力を所望の電力に変換する電力変換装置である。直流入出力盤１１２は、交流直流変換装置ＩＮＶおよび直流入出力盤１１２は、コンテナ１１１と電気的に接続され、コンテナ１１１を通じて接地されている。
【００４２】
ストリングＳＴ１〜ＳＴ１４は、蓄電モジュールＭを複数積み重ね、コンテナ１１１の長手方向に並列に分割して配列されている。図１１の奥側にはストリングＳＴ１〜ＳＴ７が設けられており、手前側にはストリングＳＴ８〜ＳＴ１４が設けられている。一つのストリングＳＴは、金属製の電池ラックに対して電池管理ユニットＢＭＵと１６個（２列×８段）の蓄電モジュールＭとが収納されて構成されている。複数の電池ラック同士は、機械的かつ電気的に連結可能に配置されている。各ストリングＳＴの蓄電モジュールＭは、各電池ラックの棚板に載置され、その接地箇所が棚板と電気的に接続されている。各電池ラックは、コンテナ１１１と電気的に接続され、コンテナ１１１を通じて接地されている。
【００４３】
各ストリングＳＴに収容された蓄電モジュールＭ１〜Ｍ１６は、互いに直列接続され、電池管理ユニットＢＭＵに直列接続の正極端子側および負極端子側が接続されている。電池管理ユニットＢＭＵと交流直流変換装置ＩＮＶ（パワーコンディショナーＰＣＳ）との間は、直流電力配線Ｌｐによって接続されている。さらに、蓄電モジュールＭ１〜Ｍ１６の通信端子が順次接続され、電池管理ユニットＢＭＵの通信端子に接続されている。電池管理ユニットＢＭＵとシステムコントローラＳＹＳとの間は、通信配線Ｌｃによって接続されている。なお、図示されていないが、コンテナ１１１には、複数のストリングＳＴの通信配線Ｌｃをまとめるための集線装置ＨＵＢが収容されている。
【００４４】
＜３．第３実施形態（車両の構成例）＞
本技術に係る第３実施形態の車両は、本技術に係る第１実施形態の電池モジュールと、電池モジュールから電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する駆動力変換装置と、駆動力に応じて駆動する駆動部と、車両制御装置と、を備える車両である。本技術に係る第３実施形態の車両は、優れたメンテナンス性や優れた信頼性を有する本技術に係る第１実施形態の電池モジュールを備えているので、メンテナンス性能や車両の信頼性の向上につながる。
【００４５】
以下に、本技術に係る第３実施形態の車両について、図１２を参照しながら説明する。
【００４６】
図１２に、本技術が適用されるシリーズハイブリッドシステムを採用するハイブリッド車両の構成の一例を概略的に示す。シリーズハイブリッドシステムはエンジンで動かす発電機で発電された電力、あるいはそれをバッテリに一旦貯めておいた電力を用いて、電力駆動力変換装置で走行する車である。
【００４７】
このハイブリッド車両７２００には、エンジン７２０１、発電機７２０２、電力駆動力変換装置７２０３、駆動輪７２０４ａ、駆動輪７２０４ｂ、車輪７２０５ａ、車輪７２０５ｂ、バッテリ７２０８、車両制御装置７２０９、各種センサ７２１０、充電口７２１１が搭載されている。バッテリ７２０８に対して、蓄電装置（不図示）が適用される。
【００４８】
ハイブリッド車両７２００は、電力駆動力変換装置７２０３を動力源として走行する。電力駆動力変換装置７２０３の一例は、モータである。バッテリ７２０８の電力によって電力駆動力変換装置７２０３が作動し、この電力駆動力変換装置７２０３の回転力が駆動輪７２０４ａ、７２０４ｂに伝達される。なお、必要な個所に直流−交流（ＤＣ−ＡＣ）あるいは逆変換（ＡＣ−ＤＣ変換）を用いることによって、電力駆動力変換装置７２０３が交流モータでも直流モータでも適用可能である。各種センサ７２１０は、車両制御装置７２０９を介してエンジン回転数を制御したり、図示しないスロットルバルブの開度（スロットル開度）を制御したりする。各種センサ７２１０には、速度センサ、加速度センサ、エンジン回転数センサなどが含まれる。
【００４９】
エンジン７２０１の回転力は発電機７２０２に伝えられ、その回転力によって発電機７２０２により生成された電力をバッテリ７２０８に蓄積することが可能である。
【００５０】
図示しない制動機構によりハイブリッド車両が減速すると、その減速時の抵抗力が電力駆動力変換装置７２０３に回転力として加わり、この回転力によって電力駆動力変換装置７２０３により生成された回生電力がバッテリ７２０８に蓄積される。
【００５１】
バッテリ７２０８は、ハイブリッド車両の外部の電源に接続されることで、その外部電源から充電口２１１を入力口として電力供給を受け、受けた電力を蓄積することも可能である。
【００５２】
図示しないが、二次電池に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行なう情報処理装置を備えていても良い。このような情報処理装置としては、例えば、電池の残量に関する情報に基づき、電池残量表示を行う情報処理装置などがある。
【００５３】
なお、以上は、エンジンで動かす発電機で発電された電力、或いはそれをバッテリに一旦貯めておいた電力を用いて、モータで走行するシリーズハイブリッド車を例として説明した。しかしながら、エンジンとモータの出力がいずれも駆動源とし、エンジンのみで走行、モータのみで走行、エンジンとモータ走行という３つの方式を適宜切り替えて使用するパラレルハイブリッド車に対しても本開示は有効に適用可能である。さらに、エンジンを用いず駆動モータのみによる駆動で走行する所謂、電動車両に対しても本技術は有効に適用可能である。
【００５４】
＜４．第４実施形態（蓄電システムの構成例）＞
本技術に係る第４実施形態の蓄電システムは、本技術に係る第１実施形態の電池モジュールを有する蓄電装置と、電池モジュールから電力が供給される電力消費装置と、電池モジュールからの電力消費装置に対する電力供給を制御する制御装置と、電池モジュールを充電する発電装置と、を備える蓄電システムである。本技術に係る第４実施形態の蓄電システムは、優れたメンテナンス性や優れた信頼性を有する本技術に係る第１実施形態の電池モジュールを備えているので、メンテナンス性能や電力貯蔵の信頼性の向上につながる。
【００５５】
以下に、本技術に係る第４実施形態の蓄電システムの一例である住宅用の蓄電システムについて、図１３を参照しながら説明する。
【００５６】
例えば、住宅９００１用の蓄電システム９１００においては、火力発電９００２ａ、原子力発電９００２ｂ、水力発電９００２ｃ等の集中型電力系統９００２から電力網９００９、情報網９０１２、スマートメータ９００７、パワーハブ９００８等を介し、電力が蓄電装置９００３に供給される。これと共に、家庭内発電装置９００４等の独立電源から電力が蓄電装置９００３に供給される。蓄電装置９００３に供給された電力が蓄電される。蓄電装置９００３を使用して、住宅９００１で使用する電力が給電される。住宅９００１に限らずビルに関しても同様の蓄電システムを使用できる。
【００５７】
住宅９００１には、発電装置９００４、電力消費装置９００５、蓄電装置９００３、各装置を制御する制御装置９０１０、スマートメータ９００７、各種情報を取得するセンサ９０１１が設けられている。各装置は、電力網９００９および情報網９０１２によって接続されている。発電装置９００４として、太陽電池、燃料電池等が利用され、発電した電力が電力消費装置９００５および／または蓄電装置９００３に供給される。電力消費装置９００５は、冷蔵庫９００５ａ、空調装置９００５ｂ、テレビジョン受信機９００５ｃ、風呂９００５ｄ等である。さらに、電力消費装置９００５には、電動車両９００６が含まれる。電動車両９００６は、電気自動車９００６ａ、ハイブリッドカー９００６ｂ、電気バイク９００６ｃである。
【００５８】
蓄電装置９００３に対して、上述した本開示のバッテリユニットが適用される。蓄電装置９００３は、二次電池またはキャパシタから構成されている。例えば、リチウムイオン電池によって構成されている。リチウムイオン電池は、定置型であっても、電動車両９００６で使用されるものでも良い。スマートメータ９００７は、商用電力の使用量を測定し、測定された使用量を、電力会社に送信する機能を備えている。電力網９００９は、直流給電、交流給電、非接触給電の何れか一つまたは複数を組み合わせてもよい。
【００５９】
各種のセンサ９０１１は、例えば人感センサ、照度センサ、物体検知センサ、消費電力センサ、振動センサ、接触センサ、温度センサ、赤外線センサ等である。各種センサ９０１１により取得された情報は、制御装置９０１０に送信される。センサ９０１１からの情報によって、気象の状態、人の状態等が把握されて電力消費装置９００５を自動的に制御してエネルギー消費を最小とすることができる。さらに、制御装置９０１０は、住宅９００１に関する情報をインターネットを介して外部の電力会社等に送信することができる。
【００６０】
パワーハブ９００８によって、電力線の分岐、直流交流変換等の処理がなされる。制御装置９０１０と接続される情報網９０１２の通信方式としては、ＵＡＲＴ(Universal Asynchronous Receiver-Transmitter:非同期シリアル通信用送受信回路）等の通信インターフェースを使う方法、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ、Ｗｉ−Ｆｉ等の無線通信規格によるセンサ・ネットワークを利用する方法がある。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）方式は、マルチメディア通信に適用され、一対多接続の通信を行うことができる。ＺｉｇＢｅｅは、ＩＥＥＥ(Institute of Electrical and Electronics Engineers) ８０２．１５．４の物理層を使用するものである。ＩＥＥＥ８０２．１５．４は、ＰＡＮ(Personal Area Network) またはＷ(Wireless)ＰＡＮと呼ばれる短距離無線ネットワーク規格の名称である。
【００６１】
制御装置９０１０は、外部のサーバ９０１３と接続されている。このサーバ９０１３は、住宅９００１、電力会社、サービスプロバイダーの何れかによって管理されていても良い。サーバ９０１３が送受信する情報は、たとえば、消費電力情報、生活パターン情報、電力料金、天気情報、天災情報、電力取引に関する情報である。これらの情報は、家庭内の電力消費装置（たとえばテレビジョン受信機）から送受信しても良いが、家庭外の装置（たとえば、携帯電話機等）から送受信しても良い。これらの情報は、表示機能を持つ機器、たとえば、テレビジョン受信機、携帯電話機、ＰＤＡ(Personal Digital Assistants)等に、表示されてもよい。
【００６２】
各部を制御する制御装置９０１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等で構成され、この例では、蓄電装置９００３に格納されている。制御装置９０１０は、蓄電装置９００３、家庭内発電装置９００４、電力消費装置９００５、各種センサ９０１１、サーバ９０１３と情報網９０１２により接続され、例えば、商用電力の使用量と、発電量とを調整する機能を有している。なお、その他にも、電力市場で電力取引を行う機能等を備えていてもよい。
【００６３】
以上のように、電力が火力９００２ａ、原子力９００２ｂ、水力９００２ｃ等の集中型電力系統９００２のみならず、家庭内発電装置９００４（太陽光発電、風力発電）の発電電力を蓄電装置９００３に蓄えることができる。したがって、家庭内発電装置９００４の発電電力が変動しても、外部に送出する電力量を一定にしたり、または、必要なだけ放電したりするといった制御を行うことができる。例えば、太陽光発電で得られた電力を蓄電装置９００３に蓄えると共に、夜間は料金が安い深夜電力を蓄電装置９００３に蓄え、昼間の料金が高い時間帯に蓄電装置９００３によって蓄電した電力を放電して利用するといった使い方もできる。
【００６４】
なお、この例では、制御装置９０１０が蓄電装置９００３内に格納される例を説明したが、スマートメータ９００７内に格納されてもよいし、単独で構成されていてもよい。さらに、蓄電システム９１００は、集合住宅における複数の家庭を対象として用いられてもよいし、複数の戸建て住宅を対象として用いられてもよい。
【００６５】
＜５．第５実施形態（電動工具の構成例）＞
本技術に係る第５実施形態の電動工具は、本技術に係る第１実施形態の電池モジュールと、電池モジュールから電力が供給される可動部と、を備える電動工具である。本技術に係る第５実施形態の電動工具は、優れたメンテナンス性や優れた信頼性を有する本技術に係る第１実施形態の電池モジュールを備えているので、メンテナンス性能や電動工具の信頼性の向上につながる。
【００６６】
以下に、本技術に係る第５実施形態の電動工具について、図１４を参照しながら説明する。
【００６７】
図１４は、電動工具のブロック構成を表している。この電動工具は、例えば、電動ドリルであり、プラスチック材料などにより形成された工具本体９８の内部に、制御部９９と、電源１００とを備えている。この工具本体９８には、例えば、可動部であるドリル部１０１が稼働（回転）可能に取り付けられている。
【００６８】
制御部９９は、電動工具全体の動作（電源１００の使用状態を含む）を制御するものであり、例えば、ＣＰＵなどを含んでいる。電源１００は、１または２以上の固体電池（図示せず）を含んでいる。この制御部９９は、図示しない動作スイッチの操作に応じて、電源１００からドリル部１０１に電力を供給するようになっている。
【００６９】
＜６．第６実施形態（電子機器の構成例）＞
本技術に係る第６実施形態の電子機器は、本技術に係る第１実施形態の電池モジュールを備え、電池モジュールから電力の供給を受ける電子機器である。上述したように、本技術に係る第６実施形態の電子機器は、電池モジュールを駆動用の電源（電力供給源）として各種機能を発揮する機器である。本技術に係る第６実施形態の電子機器は、優れたメンテナンス性や優れた信頼性を有する本技術に係る第１実施形態の電池モジュールを備えているので、メンテナンス性能や電子機器の信頼性の向上につながる。
【００７０】
以下に、本技術に係る第６実施形態の電子機器について、図１５を参照しながら説明する。
【００７１】
本技術の第６実施形態に係る電子機器４００の構成の一例について説明する。電子機器４００は、電子機器本体の電子回路４０１と、電池パック３００とを備える。電池パック３００は、正極端子３３１ａおよび負極端子３３１ｂを介して電子回路４０１に対して電気的に接続されている。電子機器４００は、例えば、ユーザにより電池パック３００を着脱自在な構成を有している。なお、電子機器４００の構成はこれに限定されるものではなく、ユーザにより電池パック３００を電子機器４００から取り外しできないように、電池パック３００が電子機器４００内に内蔵されている構成を有していてもよい。
【００７２】
電池パック３００の充電時には、電池パック３００の正極端子３３１ａ、負極端子３３１ｂがそれぞれ、充電器（図示せず）の正極端子、負極端子に接続される。一方、電池パック３００の放電時（電子機器４００の使用時）には、電池パック３００の正極端子３３１ａ、負極端子３３１ｂがそれぞれ、電子回路４０１の正極端子、負極端子に接続される。
【００７３】
電子機器４００としては、例えば、ノート型パーソナルコンピュータ、タブレット型コンピュータ、携帯電話（例えば、スマートフォンなど）、携帯情報端末（Personal Digital Assistants：ＰＤＡ）、撮像装置（例えば、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラなど）、オーディオ機器（例えばポータブルオーディオプレイヤー）、ゲーム機器、コードレスフォン子機、電子書籍、電子辞書、ラジオ、ヘッドホン、ナビゲーションシステム、メモリーカード、ペースメーカー、補聴器、照明機器、玩具、医療機器、ロボットなどが挙げられるが、これに限定されるものではない。具体例として、頭部装着型ディスプレイおよびバンド型電子機器を説明すると、頭部装着型ディスプレイは、画像表示装置、画像表示装置を観察者の頭部に装着するための装着装置、および画像表示装置を装着装置に取り付けるための取付け部材を備え、本技術に係る第１ないし第３実施形態の固体電池を駆動用の電源とした電子機器であり、バンド型電子機器は、バンド状に連結される複数のセグメントと、複数のセグメント内に配置される複数の電子部品と、複数のセグメント内の複数の電子部品を接続し、少なくとも１つのセグメント内に蛇行形状で配置されるフレキシブル回路基板と、を備え、上記電子部品として、本技術に係る第１ないし第３実施形態の固体電池が、上記セグメントに配される源電子機器である。
【００７４】
電子回路４０１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、周辺ロジック部、インターフェース部および記憶部などを備え、電子機器４００の全体を制御する。
【００７５】
電池パック３００は、組電池３０１と、充放電回路３０２とを備える。組電池３０１は、複数の二次電池３０１ａを直列および／または並列に接続して構成されている。複数の二次電池３０１ａは、例えばｎ並列ｍ直列（ｎ、ｍは正の整数）に接続される。なお、図６では、６つの二次電池３０１ａが２並列３直列（２Ｐ３Ｓ）に接続された例が示されている。二次電池３０１ａとしては、第１の実施形態またはその変形例に係る二次電池が用いられる。
【００７６】
充電時には、充放電回路３０２は、組電池３０１に対する充電を制御する。一方、放電時（すなわち電子機器４００の使用時）には、充放電回路３０２は、電子機器４００に対する放電を制御する。
【００７７】
本技術は、上記各実施形態、各応用例に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲内において変更することが可能である。例えば、上記実施形態では円筒型のリチウムイオン二次電池の例を記載しているが、ラミネート型のリチウムイオン二次電池を用いてもよい。
【符号の説明】
【００７８】
１  電池モジュール
２  右側面外装ケース
３  左側面外装ケース
４、５  絶縁体
６  上部外装ケース
７  下部外装ケース
８  電圧センシング基板
９  制御基板
１０  付属部品
２１  電池ユニット
２２  電池収容部
２３  接続タブ
２４  接触部
２５、３１、３２、５１  ネジ
２６、２７  突起
２８  固定具
２９  隙間
６１、６１ａ、６１ｂ、６２、６２ａ、６２ｂ  コネクタ受け
７１、７２  コネクタ
１１０  コンテナ型蓄電システム
１１１  コンテナ
１１２  直流入出力盤
【図１】
2019013032.tif 000003
【図２】
2019013032.tif 000004
【図３】
2019013032.tif 000005
【図４】
2019013032.tif 000006
【図５】
2019013032.tif 000007
【図６】
2019013032.tif 000008
【図７】
2019013032.tif 000009
【図８】
2019013032.tif 000010
【図９】
2019013032.tif 000011
【図１０】
2019013032.tif 000012
【図１１】
2019013032.tif 000013
【図１２】
2019013032.tif 000014
【図１３】
2019013032.tif 000015
【図１４】
2019013032.tif 000016
【図１５】
2019013032.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】令和1年12月12日(2019.12.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池を収容する電池収容部を有し、該電池収容部に収容された複数の電池間を接続タブで接続した電池ユニットと、
前記接続タブが接続される接続部と電子部品実装部とを有する板状の回路基板と、
前記回路基板が設けられた前記電池ユニットを収容する外装体と、を備え、
前記接続部と前記電子部品実装部との間に、スリット状の隙間が形成された電池モジュール。
【請求項２】
前記接続部と前記電子部品実装部との間はマッチング部分によって接合されている、請求項１に記載の電池モジュール。
【請求項３】
前記回路基板は、前記電池ユニットの側面に配置されている、請求項１または請求項２に記載の電池モジュール。
【請求項４】
前記外装体は、側面部が取り外し可能である、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電池モジュール。
【請求項５】
前記外装体の側面部と前記回路基板との間に絶縁体を配置している、請求項４に記載の電池モジュール。
【請求項６】
前記外装体は、前記電池ユニットの上面を覆う上部外装体と前記電池ユニットの下面を覆う下部外装体とを有する、請求項４または請求項５に記載の電池モジュール。
【請求項７】
前記側面部と前記上部外装体および前記下部外装体とが、ネジ止めによって係止されている、請求項６に記載の電池モジュール。
【請求項８】
前記接続タブは、金属板で構成され、直列または並列に接続された１または複数の前記電池収容部から導出され、前記接続部に半田接続されている、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の電池モジュール。
【請求項９】
前記接続部と前記電子部品実装部とは、フレキシブル基板またはコネクタで接続されている、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の電池モジュール。
【請求項１０】
前記接続部は、前記電子部品実装部の周囲に配置されている、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の電池モジュール。
【請求項１１】
前記電子部品実装部は、前記電池ユニットに着脱可能に固定されている、請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の電池モジュール。
【請求項１２】
前記電子部品実装部は、前記電池ユニットとの接合面にスナップフィットが形成されている、請求項１１に記載の電池モジュール。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の電池モジュールを有する蓄電装置と、
該電池モジュールから入力された電力を所望の電力に変換する電力変換装置と、
該電池モジュールからの該電力変換装置に対する電力供給を制御する制御装置と、
該蓄電装置、該電力変換装置および該制御装置を収容するコンテナと、を備える、コンテナ型蓄電システム。
【請求項１４】
請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の電池モジュールと、
該電池モジュールから電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する駆動力変換装置と、
該駆動力に応じて駆動する駆動部と、
車両制御装置と、を備える、車両。
【請求項１５】
請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の電池モジュールを有する蓄電装置と、
該電池モジュールから電力が供給される電力消費装置と、
該電池モジュールからの該電力消費装置に対する電力供給を制御する制御装置と、
該電池モジュールを充電する発電装置と、を備える、蓄電システム。
【請求項１６】
請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の電池モジュールと、
該電池モジュールから電力が供給される可動部と、を備える、電動工具。
【請求項１７】
請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の電池モジュールを備え、
該電池モジュールから電力の供給を受ける、電子機器。
【国際調査報告】
2019013032.tif 000018
2019013032.tif 000019
2019013032.tif 000020
2019013032.tif 000021