(57)【要約】【課題】本発明は、基板３０においてベース部材４０に対する固定部の劣化及び破損を防止できる電源装置１０を提供する。【解決手段】電源装置１０は、電池モジュール２０と、基板３０と、電池モジュール２０と電力伝達を行うことにより発熱する発熱部品と、収容ケース４２とを備える。基板３０の部品搭載部の第１面には、発熱部品が搭載されている。電源装置１０は、基板３０において第１面の裏面である第２面をベース部材４０側に向かせた状態で、基板３０の第１端部及び第２端部のそれぞれをベース部材４０に対して固定する基板固定部と、部品搭載部において第２面に対向する位置まで延びて、かつ、発熱部品で発生した熱を外部に放出する放熱部４９とを備える。部品搭載部は、放熱部４９に対して固定されている。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の単電池（２１）を有する電池モジュール（２０）と、
基板（３０）と、
前記基板の第１面に搭載され、前記電池モジュールと電力伝達を行うことにより発熱する発熱部品（６０〜６３）と、
前記電池モジュール、前記基板及び前記発熱部品を収容する収容ケース（４２）と、を備える電源装置（１０）において、
前記基板は、
前記発熱部品が搭載される部品搭載部（３０ａ）と、
前記部品搭載部に隣り合って設けられる第１端部（３０ｂ）と、
前記部品搭載部を挟んで前記第１端部とは反対側に前記部品搭載部と隣り合って設けられる第２端部（３０ｃ）と、を有し、
前記収容ケースは、前記電池モジュールが載置される電池載置部（４３ａ）を有するベース部材（４０）を備え、
前記基板において前記第１面の裏面である第２面を前記ベース部材側に向かせた状態で、前記第１端部及び前記第２端部のそれぞれを前記ベース部材に対して固定する基板固定部（４７）と、
前記ベース部材において前記電池載置部以外の部分から、前記部品搭載部において前記第２面に対向する位置まで延びて、かつ、前記発熱部品で発生した熱を前記電源装置の外部に放出する放熱部（４９；３００；３０１〜３０３）と、を備え、
前記部品搭載部が前記放熱部に対して固定されている電源装置。
【請求項２】
前記第１端部及び前記第２端部のうち少なくとも一方の前記第１面に搭載されて、かつ、前記電池モジュールの状態を監視する制御部（８０）を備える請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記第１面の正面視において、前記部品搭載部と前記電池モジュールとが隣り合って配置されており、
前記第１端部、前記部品搭載部及び前記第２端部が並ぶ方向が規定方向（ＷＤ）として定義されており、
前記放熱部（４９）は、前記規定方向に延びる形状をなしており、
前記放熱部と前記電池モジュールとの間において、前記第２面よりも前記ベース部材の底面側に空間が形成されており、
前記発熱部品に電気的に接続されるとともに前記規定方向に延びる形状をなして、かつ、前記空間に配置されるバスバー（９１，９２）を備える請求項１又は２に記載の電源装置。
【請求項４】
前記第１面の正面視において、前記部品搭載部と前記電池モジュールとが隣り合って配置されており、
前記第１端部、前記部品搭載部及び前記第２端部が並ぶ方向が規定方向（ＷＤ）として定義されており、
前記放熱部（３０１〜３０３）は、前記規定方向に並んで複数設けられており、
前記放熱部と前記電池モジュールとの間において、前記第２面よりも前記ベース部材の底面側に空間が形成されており、
前記発熱部品に電気的に接続されるとともに前記規定方向に延びる形状をなして、かつ、前記空間に配置されるバスバー（９１，９２）を備える請求項１又は２に記載の電源装置。
【請求項５】
前記第１端部、前記部品搭載部及び前記第２端部が並ぶ方向が規定方向（ＷＤ）として定義されており、
前記部品搭載部において前記規定方向に並んで前記発熱部品が複数搭載されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の電源装置。
【請求項６】
前記発熱部品は、第１発熱部品（６０，６１）と、通電に伴う発熱量が前記第１発熱部品よりも小さい第２発熱部品（６２，６３）と、を含み、
前記第１端部及び前記第２端部のうち少なくとも一方の前記第１面に搭載されて、かつ、前記電池モジュールの状態を監視する制御部（８０）を備え、
前記部品搭載部において前記第１発熱部品よりも前記制御部側に前記第２発熱部品が搭載されている請求項５に記載の電源装置。
【請求項７】
前記ベース部材の底面に設けられて、かつ、前記収容ケース内への水の浸入を検知する水検知部（８５）を備える請求項１〜６のいずれか１項に記載の電源装置。
【請求項８】
前記電池モジュールが前記水検知部よりも高い位置に配置されている請求項７に記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の単電池を有する電池モジュールを備える電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の電源装置としては、下記特許文献１に見られるように、電池モジュールの充放電に関する制御を行う制御部が搭載される基板と、電池モジュール及び基板を収容する収容ケースとを備えるものが知られている。この電源装置について詳しく説明すると、収容ケースとして、電池モジュールが載置される底板部を有するベース部材が設けられている。基板は、電池モジュールを挟んで底板部とは反対側に設けられている。基板には、電池モジュールと電力伝達を行うことにより発熱する半導体スイッチング素子等の発熱部品が搭載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５９４２６４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、ベース部材に対する基板の固定方法によっては、外部から電源装置に加振力が作用する場合に基板の振動が大きくなり得る。また、基板に搭載される発熱部品の重量が大きくなると、基板のたわみが大きくなり得る。基板の振動又はたわみが大きくなると、ベース部材に対する基板の固定部が劣化したり破損したりし得る。
【０００５】
本発明は、ベース部材に対する基板の固定部の劣化及び破損を防止できる電源装置を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の構成は、複数の単電池（２１）を有する電池モジュール（２０）と、基板（３０）と、前記基板の第１面に搭載され、前記電池モジュールと電力伝達を行うことにより発熱する発熱部品（６０〜６３）と、前記電池モジュール、前記基板及び前記発熱部品を収容する収容ケース（４２）と、を備える電源装置（１０）である。本開示の構成では、前記基板は、前記発熱部品が搭載される部品搭載部（３０ａ）と、前記部品搭載部に隣り合って設けられる第１端部（３０ｂ）と、前記部品搭載部を挟んで前記第１端部とは反対側に前記部品搭載部と隣り合って設けられる第２端部（３０ｃ）と、を有し、前記収容ケースは、前記電池モジュールが載置される電池載置部（４３ａ）を有するベース部材（４０）を備える。本開示の構成は、前記基板において前記第１面の裏面である第２面を前記ベース部材側に向かせた状態で、前記第１端部及び前記第２端部のそれぞれを前記ベース部材に対して固定する基板固定部（４７）と、前記ベース部材において前記電池載置部以外の部分から、前記部品搭載部において前記第２面に対向する位置まで延びて、かつ、前記発熱部品で発生した熱を前記電源装置の外部に放出する放熱部（４９；３００；３０１〜３０３）と、を備え、前記部品搭載部が前記放熱部に対して固定されている。
【０００７】
本発明では、基板において部品搭載部の第１面に発熱部品が搭載されている。基板は、部品搭載部に加えて、第１端部及び第２端部を有している。第１端部及び第２端部のそれぞれは、基板の第２面をベース部材側に向けた状態で、ベース部材に対して基板固定部により固定されている。ここで、外部から電源装置に加振力が作用すると、基板が振動する。また、部品搭載部に搭載される発熱部品の重量が大きくなると、基板がたわむ。基板の振動又はたわみが大きくなると、第１，第２端部においてベース部材に対する固定部、及び基板固定部に力が作用し、第１，第２端部においてベース部材に対する固定部、及び基板固定部が劣化したり破損したりし得る。
【０００８】
そこで本発明では、発熱部品で発生した熱を電源装置の外部に放出する放熱部が、基板の振動及びたわみを抑制するために用いられている。詳しくは、放熱部は、ベース部材において電池載置部以外の部分から、部品搭載部において第２面に対向する位置まで延びている。そして、基板の部品搭載部が放熱部に対して固定されている。これにより、基板の振動及びたわみを抑制することができ、第１，第２端部においてベース部材に対する固定部、及び基板固定部の劣化及び破損を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】電源装置の斜視図。
【図２】カバー部材を取り外した電源装置の斜視図。
【図３】電源装置を構成する各部を分解して示す分解斜視図。
【図４】電池モジュールを構成する各部を分解して示す分解斜視図。
【図５】ベース部材の斜視図。
【図６】ベース部材の斜視図。
【図７】カバー部材を取り外した電源装置の平面図。
【図８】図７のベース部材のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図。
【図９】図８の斜視図。
【図１０】図７のベース部材のＸ−Ｘ線断面図。
【図１１】図１０の斜視図。
【図１２】カバー部材を取り外した電源装置の平面図。
【図１３】図７のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線断面図。
【図１４】各スイッチ及び電池セル等の電気的接続を示す回路図。
【図１５】その他の実施形態に係るベース部材及び基板等の断面図。
【図１６】その他の実施形態に係るベース部材及び基板等の断面図。
【図１７】その他の実施形態に係るベース部材及び基板等の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明に係る電源装置を具体化した一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、車両に搭載される電源装置として具体化した場合を想定している。電源装置１０は、例えば、車両の座席の下に搭載される。車両は、内燃機関であるエンジンと、エンジンやその他各部を制御する車載ＥＣＵと、エンジンにより駆動されて発電する発電機と、発電機の発電電力により充電される蓄電部とを備えている。本実施形態では、蓄電部として、鉛蓄電池を用いている。
【００１１】
まずは、電源装置１０の全体構成について図１〜図３を用いて説明する。なお、以下の説明では便宜上、電源装置１０を水平面に設置した状態である図１を基準に、電源装置１０の上下方向を規定することとしている。各図に、上下方向である高さ方向ＨＤ、幅方向ＷＤ、及び奥行き方向ＤＤを示す。
【００１２】
電源装置１０は、複数の単電池を有する電池モジュール２０と、電池モジュール２０の充放電制御等を行うための電子部品が搭載される単一の基板３０と、ベース部材４０及びカバー部材４１を有する収容ケース４２とを備えている。複数の単電池は、直列接続されて組電池を構成している。電池モジュール２０及び基板３０のそれぞれは、図２に示すように、ベース部材４０に対して固定されている。図２に示す一体の組付部品に対してカバー部材４１が上方から組み付けられることにより、図１に示す電源装置１０となる。これにより、電池モジュール２０及び基板３０が収容ケース４２内に収容された状態となっている。
【００１３】
電源装置１０は、この装置の外部の鉛蓄電池や発電機に対して電気的に接続される第１外部端子１０１、第２外部端子１０２及び第３外部端子１０３を備えている。第１外部端子１０１には、モータ機能付き発電機であるＩＳＧ２００が電気的に接続されている。ＩＳＧ２００は、エンジン２０１の出力軸から伝達される動力により発電する。ＩＳＧ２００の発電電力の少なくとも一部は、電池モジュール２０に供給される。これにより、電池モジュール２０が充電される。ＩＳＧ２００は、電源装置１０から電力を供給される。これにより、ＩＳＧ２００は、モータとして機能し、エンジン２０１とともに動力源として機能する。第２外部端子１０２には、車両に搭載された第１電気負荷２０２が電気的に接続されている。本実施形態において、第１電気負荷２０２は、バッテリである鉛蓄電池と、エンジン２０１の出力軸に初期回転を付与するスタータとを含む。
【００１４】
第３外部端子１０３には、車両に搭載された第２電気負荷２０３が電気的に接続されている。第２電気負荷２０３は、バッテリ及びスタータを除く電気負荷であり、オーディオ装置及びナビゲーション装置の少なくとも一方を含む。
【００１５】
電源装置１０は、車載ＥＣＵに対して電気的に接続されるコネクタ１０４を備えている。第１外部端子１０１、第２外部端子１０２、第３外部端子１０３及びコネクタ１０４は、図１に示すように、電源装置１０の外部に露出した状態で設けられている。
【００１６】
次に、電源装置１０の各部構成について詳しく説明する。
【００１７】
＜収容ケース４２のベース部材４０＞
図５、図６、図８〜図１１を用いて、収容ケース４２のベース部材４０について説明する。
【００１８】
ベース部材４０は、例えばアルミニウム等の金属材料により成形されている。ベース部材４０は、第１底部４３と、第２底部４４とを備えている。第１底部４３は略Ｌ字状をなしており、第２底部４４は略四角形状をなしている。第１底部４３及び第２底部４４は、ベース部材４０の底面を構成する。第１底部４３と第２底部４４とは、互いに平行とされている。第１底部４３の一部は、電池モジュール２０が載置される電池載置部４３ａとされている。第２底部４４は、第１底部４３よりも高い高さ位置に設けられている。
【００１９】
ベース部材４０は、第１底部４３の周縁部又はその周縁部付近から起立して設けられる第１壁部４６ａと、第２底部４４の周縁部から起立して設けられる第２壁部４６ｂとを備えている。第１壁部４６ａは、第１底部４３の周縁部又はその周縁部付近を取り囲んで形成されている。第２壁部４６ｂは、第２底部４４の周縁部又はその周縁部付近を取り囲んで形成されている。
【００２０】
第１底部４３においては、第１壁部４６ａにより実質的な壁高さが規定されており、第１壁部４６ａの上端部が壁上端部となっている。第１底部４３を水平にしてベース部材４０が設置された状態では、第１壁部４６ａの上端部の高さ位置が、第１底部４３への水浸入の限界高さとなっている。
【００２１】
第１壁部４６ａ及び第２壁部４６ｂの上端部には、各上端部から上方に延びる複数の基板固定部４７が設けられている。各基板固定部４７には、ネジ孔が形成されている。基板３０を上方からベース部材４０に組み付けた状態で、基板固定用のネジＮｂによって基板３０が基板固定部４７に固定されている。
【００２２】
第１壁部４６ａ及び第２壁部４６ｂの上端部には、カバー部材４１をベース部材４０に固定するためのカバー固定部５０が形成されている。各カバー固定部５０には、ネジ孔が形成されている。カバー部材４１を上方からベース部材４０に組み付けた状態で、カバー部材４１固定用のネジＮｃによってカバー部材４１がカバー固定部５０に固定されている。
【００２３】
ベース部材４０は、第１ステー４８ａ、第２ステー４８ｂ、第３ステー４８ｃ及び第４ステー４８ｄを備えている。第１ステー４８ａ及び第２ステー４８ｂは、第２壁部４６ｂに対して固定され、第３ステー４８ｃ及び第４ステー４８ｄは、第１壁部４６ａに対して固定されている。各ステー４８ａ〜４８ｃは、電源装置１０を車両に固定するための装置固定部である。
【００２４】
ベース部材４０は、基板３０に搭載された電子部品等で生じた熱を電源装置１０の外部に放出する放熱部４９を備えている。放熱部４９は、第２底部４４の上面から上方に延びており、略長方形状をなしている。放熱部４９は、第２壁部４６ｂのうち、放熱部４９を挟んで第１底部４３とは反対側に位置する壁面から離間した状態で設けられている。本実施形態において、放熱部４９の長手方向と幅方向ＷＤとは一致している。放熱部４９の長手方向の一端は、第２壁部４６ｂのうち奥行き方向ＤＤに延びる部分の壁面まで延びている。
【００２５】
放熱部４９は、その上端面に基板３０に対向する対向板部４９ａを備えている。対向板部４９ａの上端面は平坦面とされている。基板３０にて生じた熱は、放熱部４９及び第２底部４４を介して電源装置１０の外部に放出される。
【００２６】
対向板部４９ａには、基板３０を固定するための基板固定孔５１が形成されている。本実施形態では、対向板部４９ａの周縁部に沿って基板固定孔５１が複数形成されている。本実施形態では、基板固定孔５１が８個形成されている。対向板部４９ａには、電気的絶縁性を有する絶縁シート５２を介して基板３０が載置されている。基板３０をその第１面である表側面側から見た場合において、絶縁シート５２には、基板固定孔５１の形成位置と同じ位置に貫通孔が形成されている。基板３０を上方からベース部材４０に組み付けた状態で、ネジＮｔによって基板３０の中央部が放熱部４９に対して固定されている。対向板部４９ａと基板３０との間には絶縁シート５２が挟み込まれ、基板３０と放熱部４９とが電気的に絶縁されている。
【００２７】
なお本実施形態では、第１底部４３、第２底部４４、第１壁部４６ａ、第２壁部４６ｂ、基板固定部４７、放熱部４９及びカバー固定部５０がダイカスト鋳造により一体成型されている。
【００２８】
＜収容ケース４２のカバー部材４１＞
図１に示すように、本実施形態において、カバー部材４１は、合成樹脂材料により形成されている。カバー部材４１は、電池モジュール２０及び基板３０を上方から覆う天板部４１ａと、天板部４１ａから下方に延びる垂れ壁部４１ｂとを有している。天板部４１ａの周縁部又はその周縁部付近を取り囲んで垂れ壁部４１ｂが形成されている。垂れ壁部４１ｂの側面には、コネクタ１０４を外部に露出させるための壁無し部５３が形成されている。
【００２９】
＜電池モジュール２０＞
図４に示すように、電池モジュール２０は、複数の単電池である電池セル２１を備えており、本実施形態では５個の電池セル２１を備えている。本実施形態において、各電池セル２１は、厚さ方向において扁平な直方体状をなすリチウムイオン蓄電池である。電池セル２１において厚さ方向を向く側面は、電池セル２１の各面のうち最も面積の大きい主面２１ａとされている。電池セル２１において厚さ方向と直交する方向に延びる面であって、かつ、主面２１ａと直交する面が端子面２１ｂとされている。端子面２１ｂには、正極端子２１ｐ及び負極端子２１ｎが設けられている。各電池セル２１は、主面２１ａ同士を当接させて、かつ、端子面２１ｂを同一方向に向けて配置されている。また、厚さ方向において隣り合う電池セル２１のうち一方の電池セルの正極端子２１ｐと他方の電池セルの負極端子２１ｎとが厚さ方向に並ぶように配置されている。
【００３０】
電池モジュール２０は、複数の電池セル２１を収容する電池ケース２２を備えている。電池ケース２２は、電気的絶縁性を有する合成樹脂材料にて形成されている。電池ケース２２は、第１ケースであるカップ２２ａと第２ケースであるキャップ２２ｂとを有している。カップ２２ａは、電池ケース２２内を複数の電池セル２１それぞれのために仕切る部材である。
【００３１】
電池モジュール２０は、複数の電池セル２１を直接接続する複数の導体２３と、モニタ端子２４とを備えている。各導体２３は、キャップ２２ｂにより支持されている。モニタ端子２４は、電池セル２１の少なくとも電圧を検出するために用いられる。図４には、電池モジュール２０が６つのモニタ端子２４を有する例を示す。１つの導体２３に、１つのモニタ端子２４が設けられている。６つのモニタ端子２４により、５つの電池セル２１のそれぞれの状態が監視される。
【００３２】
電池モジュール２０は、モニタモジュール２５を備えている。モニタモジュール２５は、電気的絶縁性を有する合成樹脂性の蓋部材２６と、複数の電池セル２１に電気的に接続される複数のモニタ接続部材２７とを備えている。モニタ接続部材２７は、蓋部材２６の中にインサート成形によって埋設されている。モニタ接続部材２７は、高さ方向ＨＤに延びており、電池セル２１と基板３０の電子部品とを電気的に接続する。
【００３３】
電池モジュール２０が電池載置部４３ａに載置された状態で、電池ケース２２がネジによりベース部材４０に固定されている。
【００３４】
電池モジュール２０は、各電池セル２１の端子面２１ｂが放熱部４９側を向くように配置されている。電池モジュール２０の奥行き方向ＤＤを向く一対の側面のうち、一方の側面は第１壁部４６ａの壁面に対向しており、他方の側面は放熱部４９及び基板３０に対向している。電池モジュール２０は、その略下半分が第１壁部４６ａに囲まれており、その略上半分が第１壁部４６ａの上端部よりも上方に突出している。
【００３５】
＜基板３０＞
本実施形態の基板３０は、略Ｌ字状をなすプリント基板である。基板３０の第１面には、各種の電子部品が実装されるとともにコネクタ１０４が固定されている。
【００３６】
基板３０は、部品搭載部３０ａと、第１端部３０ｂと、第２端部３０ｃとに区画されている。部品搭載部３０ａは、基板３０において幅方向ＷＤの中央部に設けられている。第１端部３０ｂは、部品搭載部３０ａと隙間なく隣り合って、かつ、基板３０の外縁まで延びる部分である。第２端部３０ｃは、部品搭載部３０ａを挟んで第１端部３０ｂとは反対側に部品搭載部３０ａと隙間なく隣り合って設けられ、かつ、基板３０の外縁まで延びる部分である。
【００３７】
部品搭載部３０ａの第１面には、第１スイッチ素子６０が複数搭載されている。本実施形態では、第１スイッチ素子６０が６つ搭載されている。特に本実施形態では、第１スイッチ素子６０が、幅方向ＷＤに３列並ぶとともに奥行き方向ＤＤに２列並ぶように搭載されている。本実施形態では、第１スイッチ素子６０として半導体スイッチ素子が用いられ、具体的にはＭＯＳＦＥＴが用いられている。ここでは、３つの第１スイッチ素子６０が互いに並列接続されており、この並列接続体が２つ直列されている。
ている。
【００３８】
部品搭載部３０ａの第１面において第１スイッチ素子６０が搭載されている領域よりも第２端部３０ｃ側には、第２スイッチ素子６１が複数搭載されている。本実施形態では、第２スイッチ素子６１が６つ搭載されている。特に本実施形態では、第２スイッチ素子６１が、幅方向ＷＤに３列並ぶとともに奥行き方向ＤＤに２列並ぶように搭載されている。本実施形態では、第２スイッチ素子６１として半導体スイッチ素子が用いられ、具体的にはリレーが用いられている。ここでは、３つの第２スイッチ素子６１が互いに並列接続されており、この並列接続体が２つ直列されている。
【００３９】
部品搭載部３０ａの第１面において第１スイッチ素子６０が搭載されている領域よりも第１端部３０ｂ側には、第３スイッチ素子６２が複数搭載されている。本実施形態では、第３スイッチ素子６２が２つ搭載されている。特に本実施形態では、第３スイッチ素子６２が、奥行き方向ＤＤに２列並ぶように搭載されている。本実施形態では、第３スイッチ素子６２として半導体スイッチ素子が用いられ、具体的にはＭＯＳＦＥＴが用いられている。第３スイッチ素子６２は、互いに直列接続されている。
【００４０】
部品搭載部３０ａの第１面において第２スイッチ素子６１が搭載されている領域よりも第２端部３０ｃ側には、第４スイッチ素子６３が複数搭載されている。本実施形態では、第４スイッチ素子６３が２つ搭載されている。特に本実施形態では、第４スイッチ素子６２が、奥行き方向ＤＤに２列並ぶように搭載されている。本実施形態では、第４スイッチ素子６３として半導体スイッチ素子が用いられ、具体的にはリレーが用いられている。第４スイッチ素子６３は、互いに直列接続されている。
【００４１】
第１端部３０ｂの第１面には、複数の電子部品が搭載されているとともに、コネクタ１０４が固定されている。本実施形態において、複数の電子部品には、バイパスリレー７０と、ヒューズ７１とが含まれる。バイパスリレー７０は、第１スイッチ素子６０に並列接続されている。
【００４２】
第２端部３０ｃの第１面には、制御部としての第１マイコン８０と、第２マイコン８１とが搭載されている。第１マイコン８０及び第２マイコン８１は、電池モジュール２０の充放電制御の処理等を実行する。
【００４３】
第１マイコン８０は、電池モジュール２０の充放電制御を行うために、第２マイコン８１に対して各電池セル２１の電圧検出処理等を指示する。第２マイコン８１は、第１マイコン８０からの指示に基づいて、モニタ接続部材２７を介して各電池セル２１の電圧を検出する。第２マイコン８１は、検出した電圧を第１マイコン８０に伝達する。第１マイコン８０は、伝達された電圧検出結果に基づいて、電池モジュール２０の充放電制御を行う。
【００４４】
電源装置１０は、バスバーユニット９０を備えている。バスバーユニット９０は、第１外部端子１０１、第２外部端子１０２及び第３外部端子１０３から延びる電力経路を構成する。バスバーユニット９０は、ベース部材４０に対して固定されている。バスバーユニット９０は、第１バスバー９１、第２バスバー９２、第３バスバー９３及び第４バスバー９４を備えている。図１２には、基板３０の第２面側に配置されている各バスバー９１〜９４を破線にて示している。
【００４５】
図１２及び図１４に示すように、第１バスバー９１は、各第１スイッチ素子６０の第１端及び各第３スイッチ素子６２の第１端と、第２外部端子１０２とを電気的に接続する導電部材である。第２バスバー９２は、各第２スイッチ素子６１の第１端及び各第４スイッチ素子６３の第１端を電気的に接続する導電部材である。第３バスバー９３は、各第１スイッチ素子６０の第２端及び各第２スイッチ素子６１の第２端と、第１外部端子１０１とを電気的に接続する導電部材である。第４バスバー９４は、各第３スイッチ素子６２の第２端及び各第４スイッチ素子６３の第２端と、第３外部端子１０３とを電気的に接続する導電部材である。
【００４６】
基板３０には、複数のスルーホールが設けられている。スルーホールには各バスバー９１〜９４の端子部が挿し入れられている。各スルーホールでは、上記端子部がはんだ付けにより基板３０に固定されている。各バスバー９１〜９４は、その端子部が基板３０に形成されたスルーホールに取り付けられている。
【００４７】
基板３０のスルーホールには、モニタ接続部材２７が挿し入れられている。モニタ接続部材２７ははんだ付けにて基板３０に固定されている。
【００４８】
第１バスバー９１の一部及び第２バスバー９２は、放熱部４９の側面、電池モジュール２０の側面及び基板３０の第２面に囲まれた空間に配置されている。この空間は、幅方向ＷＤに沿って延びている。第１バスバー９１の両端のうち第２バスバー９２側とは反対側は、電池モジュール２０の側面付近を通過して第２外部端子１０２まで延びる形状をなしている。
【００４９】
第３バスバー９３の一部及び第４バスバー９４の一部は、放熱部４９の側面、第２壁部４６ｂの内壁面及び基板３０の第２面で囲まれた空間に配置されている。この空間は、幅方向ＷＤに沿って延びている。第３バスバー９３の両端のうち第１マイコン８０側とは反対側は、電池モジュール２０の側面付近を通過して第１外部端子１０１まで延びる形状をなしている。
【００５０】
第１マイコン８０は、各スイッチ素子をオンオフする。詳しくは、第１マイコン８０は、第１スイッチ素子６０及び第４スイッチ素子６３をオフして、かつ、第２スイッチ素子６１及び第３スイッチ素子６２をオンする。この操作態様は、例えば、ＩＳＧ２００の駆動時において、第２電気負荷２０３への供給電圧が第２電気負荷２０３の動作可能な電圧の下限値を下回ることを防止するために用いられる。つまり、電池セル２１からＩＳＧ２００に給電されている場合には、電池セル２１の端子電圧が低下する。この場合、電池セル２１に並列接続されている第２電気負荷２０３への供給電圧が第２電気負荷２０３の動作可能な電圧の下限値を下回ってしまうおそれがある。このため、第１スイッチ素子６０及び第４スイッチ素子６３をオフさせることにより、ＩＳＧ２００駆動時における第２電気負荷２０３の電力供給源を、第１電気負荷２０２を構成する鉛蓄電池とする。
【００５１】
第１マイコン８０は、第１スイッチ素子６０及び第２スイッチ素子６１をオンして、かつ、第３スイッチ素子６２及び第４スイッチ素子６３をオフする。この操作態様は、例えば、第１電気負荷２０２を構成する鉛蓄電池と、各電池セル２１との双方からＩＳＧ２００に給電してＩＳＧ２００を駆動させる場合に用いられる。
【００５２】
本実施形態において、第１スイッチ素子６０及び第２スイッチ素子６１の通電電流最大値は、第３スイッチ素子６２及び第４スイッチ素子６３の通電電流最大値よりも大きい。これにより、第１スイッチ素子６０及び第２スイッチ素子６１の発熱量が、第３スイッチ素子６２及び第４スイッチ素子６３の発熱量より大きくなり、第１スイッチ素子６０及び第２スイッチ素子６１が取り得る温度の最大値は、第３スイッチ素子６２及び第４スイッチ素子６３が取り得る温度の最大値よりも高くなっている。なお本実施形態において、第１スイッチ素子６０及び第２スイッチ素子６１が「第１発熱部品」に相当し、第３スイッチ素子６２及び第４スイッチ素子６３が「第２発熱部品」に相当する。
【００５３】
本実施形態では、図１３に示すように、第１底部４３の上面のうち第２底部４４側に水検知部８５が設けられている。特に本実施形態では、水検知部８５は、電池ケース２２の下端部よりも低い高さ位置に設けられ、電池ケース２２の下端部よりも低い高さ位置の水を検知できるように設けられている。水検知部８５の検知結果は、第１マイコン８０に入力される。
【００５４】
例えば、収容ケース４２の壁無し部５３とコネクタ１０４の間の隙間を水浸入経路として、収容ケース４２内へと水が浸入し得る。この場合、浸入した水は、第１底部４３の上面へと流れ得る。ここで本実施形態では、水検知部８５が電池ケース２２の下端部よりも低い高さ位置の水を検知できるように設けられており、また、電池ケース２２の下端部よりも高い高さ位置に第１マイコン８０が搭載された基板が設けられている。このため、収容ケース４２内に浸入した水の水位が電池ケース２２の下端部よりも高くなる前に、第１マイコン８０により、水検知部８５の検知結果に基づいて電池モジュール２０の充放電を停止する等の処理を実施できる。すなわち、電池モジュール２０が浸入した水の影響を受ける前に電池モジュール２０の充放電を停止する等の処理を実施できる。
【００５５】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
【００５６】
・外部から電源装置１０に加振力が作用すると、第１端部３０ｂ及び第２端部３０ｃにおいてネジＮｂによる固定部を固定端として、基板３０が振動する。この場合、基板３０の振動に伴って、第１端部３０ｂ及び第２端部３０ｃにおいてネジＮｂによる固定部、及び基板固定部４７に力が作用する。その結果、第１端部３０ｂ及び第２端部３０ｃにおいてネジＮｂによる固定部、及び基板固定部４７が劣化したり破損したりし得る。また、基板３０の振動に伴って、モニタ接続部材２７が断線し得る。
【００５７】
また、基板３０に搭載されている電子部品の重量が大きいと、基板３０のたわみが大きくなる。特に本実施形態では、電池モジュール２０の電池容量が大きいことから、第１スイッチ素子６０及び第２スイッチ素子６１が複数備えられているため、基板３０のたわみが大きくなりやすい。基板３０のたわみが大きくなると、第１端部３０ｂ及び第２端部３０ｃにおいてネジＮｂによる固定部、及び基板固定部４７に力が作用する。その結果、第１端部３０ｂ及び第２端部３０ｃにおいてネジＮｂによる固定部、及び基板固定部４７が劣化したり破損したりし得る。
【００５８】
そこで本実施形態では、放熱部４９が、基板３０の振動及びたわみを抑制するために用いられている。放熱部４９は、第２底部４４の上面から、部品搭載部３０ａにおいて第２面に対向する位置まで延びている。そして部品搭載部３０ａが放熱部４９に対してネジＮｔにより固定されている。これにより、基板３０の振動及びたわみを抑制することができ、第１端部３０ｂ及び第２端部３０ｃにおいてネジＮｂによる固定部、及び基板固定部４７の劣化及び破損を防止できる。
【００５９】
・電池モジュール２０の状態を監視する第１マイコン８０及び第２マイコン８１の信頼性を維持する上では、基板３０において、発熱部品としての各スイッチ６０〜６３から離れた位置に各マイコン８０，８１が搭載されることが望ましい。このため本実施形態では、部品搭載部３０ａに隣接する第１，第２端部３０ｂ，３０ｃが設けられるとともに、第２端部３０ｂの第１面に各マイコン８０，８１が搭載されている。ただし、第１，第２端部３０ｂ，３０ｃが設けられると、幅方向ＷＤにおける基板３０の長さ寸法が大きくなり、基板３０の振動及びたわみが大きくなりやすい。このため、基板３０の振動及びたわみが大きくなりやすい本実施形態では、部品搭載部３０ａが放熱部４９に固定されている構成を採用するメリットが大きい。
【００６０】
・基板３０の第１面の正面視において、部品搭載部３０ａと電池モジュール２０とが隙間なく又は隙間をあけて隣り合って配置されている。この配置は、例えば、電源装置１０の高さ方向ＨＤの寸法に制約が設けられているために採用される。この場合、第１バスバー９１及び第２バスバー９２は、放熱部４９の側面、電池モジュール２０の側面及び基板３０の第２面に囲まれた空間に配置されることとなる。このため、基板３０とベース部材４０とを固定するための基板固定部４７を、ベース部材４０において第１バスバー９１及び第２バスバー９２の下方の部分に設けることができない。その結果、基板３０の振動及びたわみが大きくなりやすい。このため、基板３０の振動及びたわみが大きくなりやすい本実施形態では、部品搭載部３０ａが放熱部４９に固定されている構成を採用するメリットが大きい。
【００６１】
・放熱部４９の上方に基板３０が存在する構成においては、基板３０の下方に存在する第１底部４３の底面に、収容ケース４２内に浸入した水がたまりやすい。本実施形態では、水がたまりやすい第１底部４３の底面に水検知部８５が設けられることにより、収容ケース４２内への水の浸入を適正に検知できる。
【００６２】
特に本実施形態では、電池モジュール２０の下端部が水検知部８５よりも高い位置に配置されている。このため、電池モジュール２０に水の影響が及ぶ前に、第１マイコン８０により、水が浸入した場合に対処する処理を行うことができる。
【００６３】
（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。
【００６４】
・上記実施形態では、幅方向ＷＤにおいて放熱部４９が第２壁部４６ｂの内壁面まで延びる形状をなしていたがこれに限らない、例えば、図１５に示すように、放熱部３００の形状が、幅方向ＷＤにおいて第２壁部４６ｂまで延びていない形状とされていてもよい。この構成を図１５に示す。図１５は、電源装置１０の一部の構成を高さ方向ＨＤの延びる平面と平行な平面で切断した断面図である。なお図１５では、絶縁シート５２の図示を省略したり、第１スイッチ素子６０及び第２スイッチ素子６１の設置数を減らしたり、第２壁部４６ｂの形状を簡略化したりしている等、便宜上、構成を簡略化して図示している。
【００６５】
また、放熱部としては、図１６に示すように、幅方向ＷＤにおいて分割して設けられるものであってもよい。図１６には、分割して設けられる放熱部を３０１，３０２，３０３にて示した。なお図１６において、図１５に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
【００６６】
ちなみに、放熱部が幅方向に分割して複数設けられる場合、各放熱部３０１〜３０３のうち、一部の放熱部に対して基板３０が固定されていてもよい。図１７には、各放熱部３０１〜３０３のうち、幅方向ＷＤにおいて中央に位置する放熱部３０２に対して基板３０が固定されている例を示す。なお図１７において、図１６に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
【００６７】
・上記実施形態では、放熱部がベース部材と継ぎ目なく一体的に設けられたがこれに限らない。例えば、放熱部が、ベース部材とは別部材として設けられていてもよい。
【００６８】
・放熱部４９における基板固定孔５１の形成位置及び数は、上記実施形態に例示したものに限らない。例えば、基板３０の第１面の正面視において、第１スイッチ素子６０及び第２スイッチ素子６１の間に基板固定孔が形成されていてもよい。
【００６９】
・上記実施形態では、部品搭載部３０ａと放熱部４９とがネジＮｔによって固定されていたがこれに限らない。例えば、部品搭載部３０ａの第１面側から部品搭載部３０ａを下方に向かって押さえつける押圧部をカバー部材４１に備え、押圧部によって基板３０を放熱部４９に対して押さえつけることにより、部品搭載部３０ａを放熱部４９に対して固定してもよい。
【００７０】
また例えば、部品搭載部３０ａの第２面と絶縁シート５２との間、及び絶縁シート５２と対向板部４９ａとの間に接着剤を塗布することにより、部品搭載部３０ａを放熱部４９に対して固定してもよい。なお、電気的絶縁性を有する接着剤が用いられる場合、絶縁シート５２は必須ではない。
【００７１】
・水検知部が、第２底部４４の上面のうち、第３バスバー９３及び第４バスバー９４が配置されている空間に面する部分に設けられていてもよい。
【００７２】
・第２端部３０ｃに代えて、又は第２端部３０ｃに加えて、第１端部３０ｂにマイコンが搭載されていてもよい。
【００７３】
・カバー部材４１としては、合成樹脂材料にて形成されているものに限らず、例えば、アルミニウム等の金属材料により形成されているものであってもよい。
【００７４】
・通電により発熱する発熱素子としては、スイッチ素子に限らず、他の素子であってもよい。
【００７５】
・上記実施形態では、電池セルとしてリチウムイオン蓄電池を用いる構成としたがこれに限らず、電池セルとして、ニカド蓄電池やニッケル水素蓄電池等、他の２次電池を用いる構成としてもよい。
【００７６】
・上記実施形態の電源装置１０を、内燃機関と回転電機との両方を車両の走行動力源とするハイブリッド車両に適用してもよいし、内燃機関を備えず、回転電機のみを車両の走行動力源とする電気自動車に適用してもよい。
【符号の説明】
【００７７】
１０…電源装置、２０…電池モジュール、３０…基板、４０…ベース部材、放熱部４９、６０〜６３…各スイッチ素子。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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