(57)【要約】      （修正有）【課題】構成する電池セルの状態を検出する為の検出線を削減できる電池スタックの提供。【解決手段】第１第２電極を有する電池セル１１と、電池セル１１が直列接続した電池スタックと、隣接する電池セル１１の第１、第２電極を接続するバスバー２０と、バスバー２０電位を検出する検出線３０と、電池スタックの上面の複数の基板４０と、基板４０に搭載され、検出電位に基づいて電池セル１１電圧を算出する電圧監視手段５０と、隣接する各々の電圧監視手段５０を互いに接続する信号線６０を備える電池監視装置１で、第１、第２電極に接続するバスバー２０が各々異なる電圧監視手段５０に接続する電池セル１１を含み、第１電極に接続する電圧監視手段５０は、第１電極の電位を第２電極に接続する電圧監視手段５０に送信し、第２電極に接続する電圧監視手段５０は、第１電極から受信した第１第２電極電位に基づいて、電池セル１１の電圧を算出する電池監視装置１。【選択図】図１
2015201274.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極と第２の電極とを有する電池セルと、
複数の前記電池セルが直列に接続された電池スタックと、
隣接する前記電池セルの前記第１の電極と前記第２の電極とを接続するバスバーと、
前記バスバーの電位を検出する検出線と、
前記電池スタックの上面に配置される複数の基板と、
前記基板に搭載され、前記検出線から検出される電位に基づいて前記電池セルの電圧を算出する電圧監視手段と、
隣接する前記基板に搭載されている各々の前記電圧監視手段を互いに接続する信号線と
を備える電池監視装置であって、
該電池監視装置は、前記第１の電極に接続される前記バスバーと前記第２の電極に接続される前記バスバーとが各々異なる前記電圧監視手段に接続される前記電池セルを含み、
前記第１の電極に接続される前記電圧監視手段は、取得した前記第１の電極の電位を前記信号線を介して前記第２の電極に接続される前記電圧監視手段に送信し、
前記第２の電極に接続される前記電圧監視手段は、前記第１の電極に接続される前記電圧監視手段から受信した前記第１の電極の電位と、取得した前記第２の電極の電位とに基づいて、前記電池セルの電圧を算出することを特徴とする、
電池監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の電池セルがバスバーを介して直列に接続された電池スタックにおいて、複数の電圧監視ＩＣを用いて各々の電池セルを監視する構成が知られている。
【０００３】
複数の電圧監視ＩＣを用いて各々の電池セルを監視する構成としては、バスバーに設けられた検出線を分岐させ、分岐させた検出線を２つの電圧監視ＩＣに接続する構成が開示されている。この構成によれば、１つのバスバーの電位を２つの電圧監視ＩＣが取得する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１４３２７２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に記載の技術においては、検出線を分岐する必要があるため、検出線の形状が複雑になり、使用する検出線が増加することがある。
【０００６】
そこで、本発明の一つの案では、電池スタックを構成する電池セルの状態を検出するための検出線を削減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一つの案では、第１の電極と第２の電極とを有する電池セルと、複数の電池セルが直列に接続された電池スタックと、隣接する電池セルの第１の電極と第２の電極とを接続するバスバーと、バスバーの電位を検出する検出線と、電池スタックの上面に配置される複数の基板と、基板に搭載され、検出線から検出される電位に基づいて電池セルの電圧を算出する電圧監視手段と、隣接する基板に搭載されている各々の電圧監視手段を互いに接続する信号線とを備える電池監視装置であって、電池監視装置は、第１の電極に接続されるバスバーと第２の電極に接続されるバスバーとが各々異なる電圧監視手段に接続される電池セルを含み、第１の電極に接続される電圧監視手段は、取得した第１の電極の電位を信号線を介して第２の電極に接続される電圧監視手段に送信し、第２の電極に接続される電圧監視手段は、第１の電極に接続される電圧監視手段から受信した第１の電極の電位と、取得した第２の電極の電位とに基づいて、電池セルの電圧を算出することを特徴とする、電池監視装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
一態様によれば、電池スタックを構成する電池セルの状態を検出するための検出線を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係る電池監視装置の一例の概略構成図。
【図２】本実施形態に係るバスバー及び基板の一例の説明図。
【図３】複数の電池セルの各々の電圧を算出する方法の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。
【００１１】
まず、本実施形態に係る電池監視装置１の一例の概略構成について説明する。図１に、本実施形態に係る電池監視装置１の一例の概略構成を示す。なお、図１（ａ）は電池監視装置１の斜視図であり、図１（ｂ）は電池監視装置１の平面図である。なお、図１（ａ）では、説明の便宜上、図１（ｂ）に示す配線パターン７０を省略している。また、図２に、本実施形態に係るバスバー２０及び基板４０の一例を示す。
【００１２】
図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、電池監視装置１は、電池スタック１０、バスバー２０、検出線３０、基板４０、電圧監視手段５０及び信号線６０等を備える。
【００１３】
電池スタック１０は、複数の電池セル１１が電気的に直列に接続され、例えば図１のＸ方向に沿って一方向に配列された複数の電池セル１１を一体とする組電池である。
【００１４】
電池セル１１は、例えば図１のＹ方向を長手方向とする直方体形状を有している。電池セル１１の上面の長手方向（図１のＹ方向）の両端部近傍には、一対の電極端子１２（第1の電極及び第２の電極）が突出するように設けられている。一対の電極端子１２は、電池セル１１の正電極端子及び負電極端子である。また、電池スタック１０を構成する隣接する電池セル１１は、正電極端子と負電極端子の位置が逆向きとなるように配置されている。電池セル１１の種類としては、例えばニッケル水素電池、リチウムイオン電池等が挙げられるが、本発明はこの点において限定されるものではない。
【００１５】
バスバー２０は、隣接する電池セル１１の正電極端子と負電極端子とを接続することにより、複数の電池セル１１を直列に接続する。バスバー２０には、図２に示すように、一対の電極取付部２０ｈとしての長穴形状を有する貫通孔が設けられており、隣接する電池セル１１の電極端子１２に挿通可能となっている。そして、隣接する電池セル１１のうち、一方の電池セル１１の正電極端子及び他方の電池セル１１の負電極端子にバスバー２０の電極取付部２０ｈを挿通させ、締付けナット１３で固定することにより、バスバー２０は電極端子１２に接続される。バスバー２０は、例えばプレス加工された帯板状の配線部材によって形成されている。配線部材の材料としては、例えば導電性が高い銅、アルミニウム等の導電性金属を用いることができる。また、バスバー２０には、バスバー２０と接続され、バスバー２０の電位を検出する検出線３０が形成されている。
【００１６】
検出線３０の一端は前述したようにバスバー２０と接続され、検出線３０の他端は後述する基板４０と接続されている。検出線３０の材料としては、例えばバスバー２０と同様のものを用いることができる。また、検出線３０は、バスバー２０とは別に形成された後に、溶接等によりバスバー２０と一体化されたものであってもよく、バスバー２０と同時に一体成形されたものであってもよい。
【００１７】
基板４０は、電池スタック１０の上面に所定のサイズに分割された状態で配置される。基板４０には、前述したように検出線３０が接続されている。また、基板４０には、電圧監視手段５０、信号線６０等が搭載されている。そして、検出線３０と電圧監視手段５０とは、基板４０上において、例えば配線パターン７０を介して電気的に接続されている。また、電圧監視手段５０と信号線６０とは、基板４０上において、例えば配線パターン７０を介して電気的に接続されている。基板４０としては、例えば配線パターン７０が設けられた樹脂基板等を用いることができる。
【００１８】
電圧監視手段５０は、前述したように基板４０に搭載され、基板４０上の配線パターン７０を介して検出線３０と接続されている。そして、電圧監視手段５０は、バスバー２０及び検出線３０を介して検出される電池セル１１の電極端子１２の電位に基づいて、電池セル１１の電圧を算出する。具体的には、電池セル１１の正電極端子の電位から負電極端子の電位を減算することにより、電池セル１１の電圧を算出する。
【００１９】
信号線６０は、隣接する基板４０に搭載されている各々の電圧監視手段５０を互いに接続する。具体的には、信号線６０の一端は一方の基板４０に搭載されている電圧監視手段５０に接続されており、信号線６０の他端は他方の基板４０に搭載されている電圧監視手段５０に接続されている。これにより、隣接する基板４０に搭載されている各々の電圧監視手段５０が信号線６０により互いに接続される。信号線６０としては、例えばコネクタ６０ａと信号線６０ｂとを含むワイヤーハーネス等の配線自由度の高いものを好適に用いることができる。
【００２０】
次に、複数の電池セル１１の各々の電圧を算出する方法について説明する。図３に、電池スタック１０の上面に基板４０を配置したときの基板４０と複数の電池セル１１との間の位置関係の平面図を示す。
【００２１】
図３に示すように、本実施形態に係る電池監視装置１においては、一の基板４０ａの下側に電池セル１１ａが配置され、他の基板４０ｂの下側に電池セル１１ｂが配置されている。また、本実施形態に係る電池監視装置１においては、基板４０ａ及び基板４０ｂをまたぐように電池セル１１ｃが配置されている。以下、電池セル１１ａ、電池セル１１ｂ及び電池セル１１ｃの電圧を算出する方法について説明する。
【００２２】
まず、電池セル１１ａの電圧を算出する方法について説明する。電池セル１１ａの正電極端子及び負電極端子は、バスバー２０及び検出線３０を介して、基板４０ａに搭載された電圧検出手段５０ａと接続されている。そして、電圧監視手段５０ａは、電池セル１１ａの正電極端子の電位から負電極端子の電位を減算することにより、電池セル１１ａの電圧を算出する。
【００２３】
次に、電池セル１１ｂの電圧を算出する方法について説明する。電池セル１１ｂの正電極端子及び負電極端子は、バスバー２０及び検出線３０を介して、基板４０ｂに搭載された電圧検出手段５０ｂと接続されている。そして、電圧監視手段５０ｂは、電池セル１１ｂの正電極端子の電位から負電極端子の電位を減算することにより、電池セル１１ｂの電圧を算出する。
【００２４】
次に、電池セル１１ｃの電圧を算出する方法について説明する。電池セル１１ｃは、一方の電極端子１２がバスバー２０及び検出線３０を介して、基板４０ａに搭載された電圧検出手段５０ａと接続され、他方の電極端子１２がバスバー２０及び検出線３０を介して、基板４０ｂに搭載された電圧検出手段５０ｂと接続されている。電圧監視手段５０ａは、電池セル１１ｃの一方の電極端子１２の電位を取得し、電圧監視手段５０ｂは、電池セル１１ｃの他方の電極端子１２の電位を取得する。そして、一方の電圧監視手段５０ａは、取得した電池セル１１ｃの一方の電極端子１２の電位を信号線６０を介して他方の電圧監視手段５０ｂに送信する。また、他方の電圧監視手段５０ｂは、一方の電圧監視手段５０ａから受信した電池セル１１ｃの一方の電極端子１２の電位と、取得した電池セル１１ｃの他方の電極端子１２の電位とに基づいて、電池セル１１ｃの電圧を算出する。
【００２５】
例えば、電圧監視手段５０ａに接続されている電池セル１１ｃの電極端子１２が正電極端子であり、電圧監視手段５０ｂに接続されている電池セル１１ｃの電極端子１２が負電極端子である場合には、電圧監視手段５０ｂは、電圧監視手段５０ａから受信した電池セル１１ｃの正電極端子の電位から、取得した電池セル１１ｃの負電極端子の電位を減算することにより、電池セル１１ｃの電圧を算出することができる。また、例えば電圧監視手段５０ａに接続されている電池セル１１ｃの電極端子１２が負電極端子であり、電圧監視手段５０ｂに接続されている電池セル１１ｃの電極端子１２が正電極端子である場合には、電圧監視手段５０ｂは、取得した電池セル１１ｃの正電極端子の電位から、電圧監視手段５０ａから受信した電池セル１１ｃの負電極端子の電位を減算することにより、電池セル１１ｃの電圧を算出することができる。
【００２６】
次に、本実施形態に係る電池監視装置１の作用について説明する。
【００２７】
前述したように、本実施形態に係る電池監視装置１によれば、一方の基板４０ａに搭載された電圧監視手段５０ａは、取得した電池セル１１の一方の電極端子１２（第１の電極）の電位を信号線６０を介して他方の基板４０ｂに搭載された電圧監視手段５０ｂに送信する。また、他方の電圧監視手段５０ｂは、一方の電圧監視手段５０ａから受信した電池セル１１の一方の電極端子１２（第１の電極）の電位と、取得した電池セル１１の他方の電極端子１２（第２の電極）の電位とに基づいて、電池セル１１の電圧を算出する。このため、基板４０をまたぐ電池セル１１の第１の電極及び第２の電極の電位を２つの電圧監視手段５０で検出する必要がないため、検出線３０を２つの電圧監視手段５０に接続する必要がない。結果として、電池スタック１０を構成する電池セル１１の状態を検出するための検出線３０を単純な形状とすることができる。また、検出線３０を削減することができる。
【００２８】
また、本実施形態に係る電池監視装置１によれば、隣接する電池セル１１の電極端子１２を接続するバスバー形状を、他の電池セル１１に用いられているバスバー形状と同一にできる。このため、バスバー２０の製造コストを低減することができる。さらに、電池監視装置１の組付けの際に、バスバー２０の組分けが不要となることから、生産性を向上させることができる。
【００２９】
また、本実施形態に係る電池監視装置１によれば、バスバー２０に長穴形状を有する貫通孔である電極取付部２０ｈが設けられているため、バスバー２０と電極端子１２とを接続する際の自由度が高い。これにより、各々の電池セル１１が配置される位置がばらついていた場合でも、電池セル１１の位置のばらつきを吸収して電池セル１１とバスバー２０とを接続することができる。
【００３０】
また、本実施形態に係る電池監視装置１によれば、隣接する基板４０に搭載されている各々の電圧監視手段５０は、ワイヤーハーネス等の配線自由度の高い信号線６０によって互いに接続されている。これにより、各々の電池セル１１が配置される位置がばらついていた場合でも、電池セル１１の位置のばらつきを吸収して電池スタック１０の上面に複数の基板４０を配置することができる。
【００３１】
以上に説明したように、本実施形態に係る電池監視装置１は、第１の電極と第２の電極とを有する電池セル１１と、複数の電池セル１１が直列に接続された電池スタック１０と、隣接する電池セル１１の第１の電極と第２の電極とを接続するバスバー２０と、バスバー２０の電位を検出する検出線３０と、電池スタック１０の上面に配置される複数の基板４０と、基板４０に搭載され、検出線３０から検出される電位に基づいて電池セル１１の電圧を算出する電圧監視手段５０と、隣接する基板４０に搭載されている各々の電圧監視手段５０を互いに接続する信号線６０とを備える。また、電池監視装置１は、第１の電極に接続されるバスバー２０と第２の電極に接続されるバスバー２０とが各々異なる電圧監視手段５０に接続される電池セル１１を含み、第１の電極に接続される電圧監視手段５０は、取得した第１の電極の電位を信号線を介して第２の電極に接続される電圧監視手段５０に送信し、第２の電極に接続される電圧監視手段５０は、第１の電極に接続される電圧監視手段５０から受信した第１の電極の電位と、取得した第２の電極の電位とに基づいて、電池セル１１の電圧を算出することを特徴とする。これにより、電池スタック１０を構成する電池セル１１の状態を検出するための検出線３０を削減することができる。
【００３２】
以上、電池監視装置１を実施形態により説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１  電池監視装置
１０  電池スタック
１１  電池セル
２０  バスバー
３０  検出線
４０  基板
５０  電圧監視手段
６０  信号線
【図１】
2015201274.tif 000003
【図２】
2015201274.tif 000004
【図３】
2015201274.tif 000005