(57)【要約】      （修正有）【課題】大型化を抑制しつつ、基板および監視ユニットの間に配置される配線の数を減らした蓄電装置を提供する。【解決手段】第１電圧検出回路５３および第２電圧検出回路５２は、基板５０に設けられ、ダクトを挟んだ両側にそれぞれ配置される。第１電圧検出回路は、直列に接続された２つの単電池１０の総電圧値Ｖを検出する。第２電圧検出回路は、直列に接続された２つの単電池の総電圧値Ｖと、所定方向の一端に配置された単電池の電圧値Ｖ０、ＶＢ０とを検出する。監視ユニット６０は、通信線５４を介して、第１電圧検出回路および第２電圧検出回路と接続されており、所定方向の一端に配置された単電池の電圧値および総電圧値に基づいて、各単電池の電圧値ＶＢを算出する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極端子をそれぞれ備え、所定方向に並んで配置された複数の蓄電素子と、
前記各蓄電素子における２つの前記電極端子の間に配置され、前記所定方向に延びており、前記蓄電素子から排出されたガスを移動させるダクトと、
前記ダクトを挟んだ両側において前記所定方向に並んで配置され、前記電極端子に固定されており、前記複数の蓄電素子を直列に接続するための複数のバスバーと、
基板に設けられ、前記各バスバーに接続された電圧検出線と、
前記基板に設けられ、前記ダクトを挟んだ両側にそれぞれ配置された第１電圧検出回路および第２電圧検出回路と、
前記各蓄電素子の電圧値を監視する監視ユニットと、を有し、
前記第１電圧検出回路は、前記ダクトに対して前記第１電圧検出回路が位置する側に配置された前記バスバーと前記電圧検出線を介して接続され、直列に接続された２つの前記蓄電素子の総電圧値を検出し、
前記第２電圧検出回路は、前記ダクトに対して前記第２電圧検出回路が位置する側に配置された前記バスバーと、前記ダクトに対して前記第１電圧検出回路が位置する側に配置され、前記所定方向の一端に配置された前記蓄電素子の前記電極端子に固定された前記バスバーとに前記電圧検出線を介して接続され、直列に接続された２つの前記蓄電素子の総電圧値と前記所定方向の一端に配置された前記蓄電素子の電圧値とを検出し、
前記監視ユニットは、通信線を介して前記第１電圧検出回路および前記第２電圧検出回路と接続されており、前記所定方向の一端に配置された前記蓄電素子の電圧値および前記総電圧値に基づいて、前記各蓄電素子の電圧値を算出することを特徴とする蓄電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電素子の電圧値を検出する回路構成を備えた蓄電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１では、電池セルの上方に、ガスを排出するためのガス排出ダクトを設けている。また、ガス排出ダクトの上方には、電子部品が実装された回路基板を配置している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−０８０１３５号公報（図５）
【特許文献２】特開２０１３−１０９９１４号公報
【特許文献３】特開２００８−１２８８４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のように、ガス排出ダクトの上方に回路基板を配置すると、上下方向において、バッテリシステムが大型化しやすくなる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の蓄電装置は、複数の蓄電素子と、ダクトと、複数のバスバーと、電圧検出線と、電圧検出回路（第１電圧検出回路および第２電圧検出回路）と、監視ユニットとを有する。複数の蓄電素子は、所定方向に並んで配置されており、各蓄電素子は、電極端子（正極端子および負極端子）を備えている。ダクトは、各蓄電素子における２つの電極端子の間に配置されており、所定方向に延びている。ダクトは、蓄電素子から排出されたガスを移動させるために用いられる。
【０００６】
複数のバスバーは、複数の蓄電素子を直列に接続するために用いられる。ダクトを挟んだ両側では、複数のバスバーが所定方向に並んで配置されている。各バスバーは、電極端子に固定される。電圧検出線は、基板に設けられており、各バスバーに接続されている。ダクトを挟んだ両側では、第１電圧検出回路および第２電圧検出回路がそれぞれ配置されている。監視ユニットは、各蓄電素子の電圧値を監視する。
【０００７】
第１電圧検出回路は、ダクトに対して第１電圧検出回路が位置する側に配置されたバスバーと電圧検出線を介して接続されており、直列に接続された２つの蓄電素子の総電圧値を検出する。第２電圧検出回路は、ダクトに対して第２電圧検出回路が位置する側に配置されたバスバーと、ダクトに対して第１電圧検出回路が位置する側に配置され、所定方向の一端に配置された蓄電素子の電極端子に固定されたバスバーとに電圧検出線を介して接続されている。そして、第２電圧検出回路は、直列に接続された２つの蓄電素子の総電圧値と、所定方向の一端に配置された蓄電素子の電圧値とを検出する。
【０００８】
監視ユニットは、通信線を介して、第１電圧検出回路および第２電圧検出回路に接続されている。監視ユニットは、所定方向の一端に配置された蓄電素子の電圧値および総電圧値に基づいて、各蓄電素子の電圧値を算出する。
【０００９】
本発明では、ダクトを挟んだ両側に電圧検出回路や基板を配置しているため、ダクトに対して蓄電素子の側とは反対側に電圧検出回路を配置する構成に比べて、蓄電装置の大型化を抑制しやすくなる。また、電圧検出線と接続される電圧検出回路を基板に設け、通信線を介して、電圧検出回路および監視ユニットを接続しているため、電圧検出線を監視ユニットに接続する構成に比べて、監視ユニットおよび基板の間に配置される配線の数を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】電池パックの分解斜視図である。
【図２】電池パックの上面図である。
【図３】電圧検出回路によって検出される電圧値と、単電池の電圧値との関係を示す図である。
【図４】電圧検出回路によって検出される電圧値と、単電池の電圧値との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１２】
本実施例における電池パック（本発明の蓄電装置に相当する）１の構造について、図１および図２を用いて説明する。図１は、電池パック１の分解斜視図であり、図２は、電池パック１の上面図である。図１および図２において、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、互いに直交する軸である。本実施例では、鉛直方向に延びる軸をＺ軸としている。
【００１３】
電池パック１は、Ｘ方向（本発明の所定方向に相当する）に並んで配置された複数の単電池（本発明の蓄電素子に相当する）１０を有する。電池パック１を構成する単電池１０の数は、適宜設定することができる。Ｘ方向で隣り合う２つの単電池１０の間には、樹脂などの絶縁材料で形成された仕切り部材２０が配置されている。仕切り部材２０は、Ｘ方向に突出する突起部を有しており、突起部の先端が単電池１０に接触することにより、仕切り部材２０および単電池１０の間にスペースが形成される。このスペースは、単電池１０の温度を調節するための熱交換媒体が移動するスペースとなる。
【００１４】
単電池１０は、発電要素を収容する電池ケース１１を有する。発電要素は、充放電を行う要素であり、正極板と、負極板と、正極板および負極板の間に配置される電解質とを有する。単電池１０としては、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池を用いることができる。また、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタを用いることができる。
【００１５】
電池ケース１１の上面には、正極端子（電極端子）１２および負極端子（電極端子）１３が設けられている。正極端子１２は、発電要素の正極板に接続され、負極端子１３は、発電要素の負極板に接続されている。電池ケース１１の上面において、正極端子１２および負極端子１３の間には、弁１４が設けられている。弁１４は、電池ケース１１の内部で発生したガスを電池ケース１１の外部に排出するために用いられる。
【００１６】
電池パック１の上面には、ダクト３０が設けられている。具体的には、ダクト３０は、弁１４の上方に配置されており、Ｘ方向に延びている。言い換えれば、ダクト３０は、各単電池１０における正極端子１２および負極端子１３の間に配置されている。なお、図２では、ダクト３０を省略している。弁１４からガスが排出されたとき、このガスはダクト３０に沿って移動する。複数の単電池１０は、バスバー４１によって電気的に直列に接続される。バスバー４１は、Ｘ方向で隣り合う正極端子１２および負極端子１３に固定される。具体的には、正極端子１２や負極端子１３がバスバー４１を貫通した状態において、バスバー４１は正極端子１２や負極端子１３に固定される。
【００１７】
バスバー４２は、電池パック１の正極端子となる単電池１０の正極端子１２に固定される。具体的には、この正極端子１２がバスバー４２を貫通した状態において、バスバー４２は正極端子１２に固定される。バスバー４３は、電池パック１の負極端子となる単電池１０の負極端子１３に固定される。具体的には、この負極端子１３がバスバー４３を貫通した状態において、バスバー４３は負極端子１３に固定される。バスバー４２が接続される単電池１０は、Ｘ方向における電池パック１の一端に位置しており、バスバー４３が接続される単電池１０は、Ｘ方向における電池パック１の他端に位置している。
【００１８】
Ｙ方向におけるダクト３０の両側において、バスバー４１〜４３が配置される。ダクト３０に対して一方の側では、複数のバスバー４１およびバスバー４２がＸ方向に並んで配置されている。また、ダクト３０に対して他方の側では、複数のバスバー４１およびバスバー４３がＸ方向に並んで配置されている。
【００１９】
バスバー４１〜４３は、基板５０に形成された電圧検出線５１に接続されている。基板５０は、Ｘ−Ｙ平面内において、ダクト３０と隣り合う位置に配置されている。すなわち、基板５０およびダクト３０は、同一平面（Ｘ−Ｙ平面）内に配置されている。ここで、基板５０は、第１領域５０Ａ、第２領域５０Ｂおよび第３領域５０Ｃを有する。
【００２０】
第１領域５０Ａおよび第２領域５０Ｂは、Ｘ方向に延びており、第１領域５０Ａおよび第２領域５０Ｂの間には、ダクト３０が配置されている。また、第１領域５０Ａおよび第２領域５０Ｂの間には、バスバー４１〜４３が配置されている。ここで、第１領域５０Ａおよびダクト３０の間に、Ｘ方向に並ぶバスバー４１，４２が配置されており、第２領域５０Ｂおよびダクト３０の間に、Ｘ方向に並ぶバスバー４１，４３が配置されている。
【００２１】
なお、第１領域５０Ａは、Ｘ方向に並ぶバスバー４１，４２とダクト３０との間に配置することもできる。同様に、第２領域５０Ｂは、Ｘ方向に並ぶバスバー４１，４３とダクト３０との間に配置することもできる。第３領域５０Ｃは、Ｙ方向に延びており、第１領域５０Ａおよび第２領域５０Ｂに接続されている。
【００２２】
基板５０において、第１領域５０Ａおよび第２領域５０Ｂには、電圧検出回路５２，５３がそれぞれ設けられている。電圧検出回路５２，５３は、Ｙ方向におけるダクト３０の両側に配置されている。電圧検出回路５２，５３には、電圧検出線５１が接続されており、電圧検出回路５２，５３は、後述するように、直列に接続された２つの単電池１０の電圧値Ｖを検出する。
【００２３】
電圧検出回路５２は、電圧検出線５１を介して、ダクト３０に対して電圧検出回路５２が位置する側に配置されたバスバー４１，４２に接続されている。また、電圧検出回路５２は、電圧検出線５１を介して、バスバー４３に接続されている。電圧検出回路５２およびバスバー４３を接続する電圧検出線５１の一部は、基板５０の第３領域５０Ｃに形成されている。電圧検出回路５３は、電圧検出線５１を介して、ダクト３０に対して電圧検出回路５３が位置する側に配置されたバスバー４１，４３に接続されている。
【００２４】
基板５０において、第１領域５０Ａおよび第２領域５０Ｂには、通信線５４がそれぞれ設けられている。通信線５４の一端は、各電圧検出回路５２，５３に接続され、通信線５４の他端は、監視ユニット６０に接続されている。ここで、通信線５４の一部は、基板５０の外部に位置している。電圧検出回路５２，５３によって検出された電圧値Ｖは、通信線５４を介して、監視ユニット６０に送信される。監視ユニット６０は、各単電池１０の電圧値ＶＢを監視する。また、後述するように、監視ユニット６０は、電圧検出回路５２，５３によって検出された電圧値Ｖに基づいて、各単電池１０の電圧値ＶＢを算出する。
【００２５】
図３および図４には、電圧検出回路５２，５３によって検出される電圧値Ｖ０〜Ｖ１０と、各単電池１０の電圧値ＶＢ０〜ＶＢ１０とを示している。電圧検出回路（本発明における第２電圧検出回路に相当する）５２は、電圧値Ｖ０，Ｖｎ（ｎは偶数）を検出する。電圧値Ｖ０は、Ｘ方向における電池パック１の一端に配置された単電池１０の電圧値ＶＢ０となる。電圧値Ｖｎは、直列に接続された２つの単電池１０の総電圧値となる。例えば、電圧値Ｖ２は、単電池１０の電圧値ＶＢ１，ＶＢ２の合計値となり、電圧値Ｖ１０は、単電池１０の電圧値ＶＢ９，ＶＢ１０の合計値となる。
【００２６】
電圧検出回路（本発明における第１電圧検出回路に相当する）５３は、電圧値Ｖｎ（ｎは奇数）を検出する。電圧値Ｖｎは、直列に接続された２つの単電池１０の総電圧値となる。例えば、電圧値Ｖ１は、単電池１０の電圧値ＶＢ０，ＶＢ１の合計値となり、電圧値Ｖ９は、単電池１０の電圧値ＶＢ８，ＶＢ９の合計値となる。
【００２７】
電圧値Ｖ０，Ｖ１を検出すれば、電圧値ＶＢ１を算出することができる。すなわち、電圧値Ｖ１から電圧値Ｖ０を減算した値が電圧値ＶＢ１となる。電圧値ＶＢ１を算出すれば、電圧値ＶＢ１，Ｖ２に基づいて、電圧値ＶＢ２を算出できる。すなわち、電圧値Ｖ２から電圧値ＶＢ１を減算した値が電圧値ＶＢ２となる。言い換えれば、電圧値Ｖ０，Ｖ１，Ｖ２を検出すれば、電圧値ＶＢ２を算出できる。
【００２８】
このような算出方法によれば、電圧値Ｖ０〜Ｖ１０に基づいて、単電池１０の電圧値ＶＢ０〜ＶＢ１０を算出することができる。ここで、電圧値ＶＢｎ（ｎは任意の整数）を算出するための一般式は、下記式（１）によって表される。
【００２９】
【数１】
2015220206.tif 000003
【００３０】
本実施例では、基板５０に電圧検出回路５２，５３を設け、通信線５４を介して、電圧検出回路５２，５３および監視ユニット６０を接続することにより、基板５０および監視ユニット６０の間に配置される配線の数を減らすことができる。電圧検出線５１を監視ユニット６０に接続するときには、基板５０および監視ユニット６０の間において、バスバー４１〜４３の数だけ、電圧検出線５１が配置されることになる。バスバー４１〜４３の数が増えるほど、電圧検出線５１の数も増えてしまう。本実施例では、基板５０および監視ユニット６０の間において、通信線５４を配置するだけでよい。基板５０および監視ユニット６０の間に配置される配線の数を減らすことにより、配線を配置するためのスペースが増加することを抑制できる。
【００３１】
また、Ｘ−Ｙ平面内において、ダクト３０と隣り合う位置に基板５０を配置することにより、Ｚ方向における電池パック１の大型化を抑制できる。すなわち、ダクト３０の上方に基板５０を配置した構成に比べて、Ｚ方向において、電池パック１を小型化することができる。基板５０には電圧検出回路５２，５３が設けられるが、Ｙ方向においてダクト３０と隣り合うスペースを用いて、電圧検出回路５２，５３を配置することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１：電池パック、１０：単電池、１２：正極端子、１３：負極端子、１４：弁、
３０：ダクト、４１〜４３：バスバー、５０：基板、５１：電圧検出線、
５２，５３：電圧検出回路、５４：通信線、６０：監視ユニット
【図１】
2015220206.tif 000004
【図２】
2015220206.tif 000005
【図３】
2015220206.tif 000006
【図４】
2015220206.tif 000007