(57)【要約】【課題】電池セルと電流センサとを接続する専用のバスバーを用いることなく、電池セルを流れる電流を精度よく検出すること。【解決手段】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電極を接続するバスバーと、電池スタックの上面に配置され、電池セルの接続方向に延在する排煙ダクトと、バスバー上に設けられ、電池セルの電流を計測する電流センサと、排煙ダクト上に配置され、電流センサにより計測された電流に基づいて電池セルの状態を監視する電池監視手段が搭載された基板とを備える、電池監視装置が提供される。【選択図】図３
2015198028.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池セルが直列に接続された電池スタックと、
隣接する前記電池セルの電極を接続するバスバーと、
前記電池スタックの上面に配置され、前記電池セルの接続方向に延在する排煙ダクトと、
前記バスバー上に設けられ、前記電池セルの電流を計測する電流センサと、
前記排煙ダクト上に配置され、前記電流センサにより計測された電流に基づいて前記電池セルの状態を監視する電池監視手段が搭載された基板と
を備える、
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】
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、電流センサにより取得した電流を監視する電池監視ユニットを用いて、各々の電池セルを監視する構成が知られている。従来、電池監視ユニットは、電池スタックに対して外付けとなっており、配線の取り回しが容易であることから、電流センサも電池スタックに対して外付けにされている。
【０００３】
なお、電池スタックを構成する各々の電池セルを監視する構成として、例えば特許文献１が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１６０９３０
【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、電流センサを電池スタックに対して外付けにすると、電池セルと電流センサとを接続する専用のバスバーが必要となるため、製造コストが高くなる。また、部品点数が増加し、スペース効率が悪くなることがある。
【０００６】
そこで、本発明の一つの案では、電池セルと電流センサとを接続する専用のバスバーを用いることなく、電池セルを流れる電流を精度よく検出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、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電極を接続するバスバーと、電池スタックの上面に配置され、電池セルの接続方向に延在する排煙ダクトと、バスバー上に設けられ、電池セルの電流を計測する電流センサと、排煙ダクト上に配置され、電流センサにより計測された電流に基づいて電池セルの状態を監視する電池監視手段が搭載された基板とを備える、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、電池セルと電流センサとを接続する専用のバスバーを用いることなく、電池セルを流れる電流を精度よく検出することができる。
【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の一例の説明図。
【図３】本実施形態に係る電流センサの配置の一例の説明図。
【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。図２に、本実施形態に係るバスバー２０の一例を示す。
【００１２】
図１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、排煙ダクト４０、基板５０、電池監視手段６０、電流センサ７０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、例えば電池セル１１とセパレータ１４とが図１のＸ方向に沿って一方向に配列（積層）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する。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】
セパレータ１４は、互いに隣接する電池セル１１の間に配置されて、隣接する電池セル１１を一定の間隔に保持する。セパレータ１４としては、例えばプラスチック等の絶縁部材を成形したものが挙げられる。
【００１６】
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。
【００１７】
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５０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。
【００１８】
排煙ダクト４０は、電池スタック１０の上面に配置され、電池セル１１の接続方向に延在するように配置されている。排煙ダクト４０には、例えば図示しない送風手段によって、冷却媒体が強制送風される。このため、排煙ダクト４０中を流れる冷却媒体によって電池セル１１が冷却される。一方、排煙ダクト４０中に冷却媒体が強制送風されるため、排煙ダクト４０上は、電池スタック１０上又はバスバー２０上と比較して振動が大きくなる。
【００１９】
基板５０は、排煙ダクト４０上に配置される。基板５０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５０には、電池監視手段６０等の電子部品が搭載されている。そして、検出線３０と電池監視手段６０とは、基板５０上において、例えば配線パターンを介して電気的に接続されている。基板５０としては、例えば配線パターンが設けられた樹脂基板等を用いることができる。
【００２０】
電池監視手段６０は、前述したように基板５０に搭載され、基板５０上の配線パターンを介して検出線３０と接続されている。そして、電池監視手段６０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。また、電池監視手段６０は、例えば配線及び基板５０上の配線パターンを介して後述する電流センサ７０と接続されている。そして、電池監視手段６０は、電流センサ７０で検出された電流に基づいて、電池セル１１の状態を監視する。
【００２１】
電流センサ７０は、バスバー２０上に直接的又は間接的に設けられ、電池セル１１の電流を計測する。このため、電流センサ７０は、排煙ダクト４０によって発生する振動の影響を受けにくい。また、電流センサ７０は、前述したように、例えば配線及び基板５０上の配線パターンを介して電池監視手段６０と接続されている。
【００２２】
以下、電流センサ７０の配置について詳細に説明する。図３に、電流センサ７０の配置される場所の一例を示す。なお、図３では、説明の便宜上、図１に示す基板５０に搭載される電池監視手段６０等の電子部品を省略している。
【００２３】
電流センサ７０は、図３（ａ）に示すように、貫通孔８０ｈを有する基板８０に実装される。そして、電流センサ７０が実装された基板８０とバスバー２０とは、図３（ａ）中の矢印方向に締付けナット１３を用いて電池セル１１の電極端子１２に共締めされ、バスバー２０上に固定される。このため、バスバー２０と電流センサ７０との間には、高い密着性が確保される。また、電流センサ７０は、配線９０ａを介して基板５０と接続される。これにより、電流センサ７０の出力は、基板５０上に搭載された電池監視手段６０に入力される。なお、貫通孔８０ｈは、バスバー２０に設けられた一対の電極取付部２０ｈと同一又は略同一の位置に設けられており、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。
【００２４】
また、電流センサ７０は、図３（ｂ）に示すように、基板５０に接続されたバネ性を有する配線９０ｂによってバスバー２０に押し当てられる形態であってもよい。この場合、電流センサ７０は、バネ性を有する配線９０ｂによってバスバー２０に押し当てられている。このため、バスバー２０との間には、高い密着性が確保される。また、電流センサ７０は、配線９０ｂを介して基板５０と接続される。これにより、電流センサ７０の出力は、基板５０上に搭載された電池監視手段６０に入力される。
【００２５】
なお、図３（ａ）及び（ｂ）では、電流センサ７０と基板５０とが配線９０ａ、９０ｂにより直接的に接続される形態を説明したが、本発明はこの点において限定されるものではなく、例えばコネクタを含むワイヤーハーネスや無線等によって接続されていてもよい。
【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、電池セル１１の状態を監視する電池監視手段６０が排煙ダクト４０上に配置された基板５０上に搭載され、電池セル１１の電流を計測する電流センサ７０がバスバー２０上に設けられている。このため、電池セル１１と電流センサ７０とを接続する専用バスバー等の専用部品を用いる必要がない。また、電流センサ７０と電池監視手段６０とを接続する配線９０ａ、９０ｂを短くすることができる。結果として、製造コストを低減することができ、スペース効率を高めることができる。
【００２８】
また、本実施形態に係る電池監視装置１によれば、電流センサ７０は、振動の影響が大きい基板５０上ではなく、振動の影響が小さいバスバー２０上に設けられている。このため、電池セル１１を流れる電流の誤検出を防止することができる。結果として、電池セル１１を流れる電流を精度よく検出することができる。
【００２９】
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、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の電極を接続するバスバー２０と、電池スタック１０の上面に配置され、電池セル１１の接続方向に延在する排煙ダクト４０と、バスバー２０上に設けられ、電池セル１１の電流を計測する電流センサ７０と、排煙ダクト４０上に配置され、電流センサ７０により計測された電流に基づいて電池セル１１の状態を監視する電池監視手段６０が搭載された基板５０とを備える。これにより、電池セル１１と電流センサ７０とを接続する専用バスバー等の専用部品を用いることなく、電池セル１１を流れる電流を精度よく検出することができる。
【００３０】
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】
【００３１】
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  排煙ダクト
５０  基板
６０  電池監視手段
７０  電流センサ
【図１】
2015198028.tif 000003
【図２】
2015198028.tif 000004
【図３】
2015198028.tif 000005