(57)【要約】【課題】複数の回路基板が設けられることによる設置スペースの制限が緩和されたバッテリモジュール、バッテリシステムおよび電動車両を提供する。【解決手段】バッテリモジュール１００においては、扁平な略直方体形状を有する複数のバッテリセル１０がＸ方向に並ぶように配置される。複数のバッテリセル１０、一対の端面枠９２、一対の上端枠９３および一対の下端枠９４によりバッテリブロック１０ＢＢが構成される。一方の端面枠９２には第１のプリント回路基板２１１、基板ホルダ９５および第２のプリント回路基板２１２が、端面枠９２に平行でかつ複数のバッテリセル１０の積層方向に並ぶように取り付けられる。第１のプリント回路基板２１１には、各バッテリセル１０の端子間電圧を検出する検出回路が実装される。第２のプリント回路基板２１２には、通信機能を有する通信回路が実装される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部装置と通信可能なバッテリモジュールであって、
積層された複数のバッテリセルにより構成されるバッテリブロックと、
前記複数のバッテリセルの状態を検出するとともに前記外部装置との通信を行なうための回路が実装された第１および第２の回路基板とを備え、
前記バッテリブロックは、前記複数のバッテリセルの積層方向に交差する第１の面を有し、前記第１の回路基板は、前記バッテリブロックの前記第１の面上に設けられ、前記第２の回路基板は、前記バッテリブロックの前記第１の面と異なる面上に設けられることを特徴とするバッテリモジュール。
【請求項２】
前記第２の回路基板は、前記第１の回路基板に積層されるように前記第１の面と平行な第２の面上に設けられることを特徴とする請求項１記載のバッテリモジュール。
【請求項３】
前記バッテリブロックは、前記複数のバッテリセルを介して前記第１の面に対向する第３の面を有し、
前記第２の回路基板は、前記バッテリブロックの前記第３の面に設けられることを特徴とする請求項１記載のバッテリモジュール。
【請求項４】
前記バッテリブロックは、前記第１の面に交差する方向に沿った第４の面を有し、
前記第２の回路基板は、前記バッテリブロックの前記第４の面に設けられることを特徴とする請求項１記載のバッテリモジュール。
【請求項５】
前記回路は、前記複数のバッテリセルの状態を検出する検出部および前記外部装置との通信を行なう通信部を含み、
前記第１の回路基板は前記検出部および前記通信部の一方を含み、
前記第２の回路基板は前記検出部および前記通信部の他方を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のバッテリモジュール。
【請求項６】
複数のバッテリセルをそれぞれ含む複数のバッテリモジュールを備え、
前記複数のバッテリモジュールの少なくとも１つは、請求項１〜５のいずれかに記載のバッテリモジュールであることを特徴とするバッテリシステム。
【請求項７】
請求項６記載のバッテリシステムと、
前記バッテリシステムが備える前記複数のバッテリモジュールからの電力により駆動されるモータと、
前記モータの回転力により回転する駆動輪とを備えることを特徴とする電動車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリモジュール、バッテリシステムおよび電動車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動自動車等の移動体の駆動源として、１または複数のバッテリモジュールを含むバッテリシステムが用いられる。バッテリモジュールは、複数の電池（バッテリセル）が例えば直列に接続されたバッテリブロックおよび各バッテリセルの電圧を検出する検出回路を含む。
【０００３】
特許文献１には、燃料電池の複数のバッテリセル（単セル）の電圧を検出する信号処理モジュールが記載されている。燃料電池は、複数のバッテリセルが厚み方向に積層され、その両端面が一対のプレートおよび支持ロッドで挟持される構成を備える。信号処理モジュールは、筐体の内部に複数の回路基板が積層された構成を有する。この信号処理モジュールは、複数のバッテリセルの積層方向に平行な燃料電池の上面に取り付けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２２０７４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された信号処理モジュールを備えた燃料電池では、バッテリセルの数に応じて信号処理モジュールに複数の回路基板が積層される。しかしながら、信号処理モジュールを備えた燃料電池を設置するためには三次元的に大きなスペースが必要となる。そのため、信号処理モジュールを備えた燃料電池を設置可能なスペースが限られる。
【０００６】
本発明の目的は、複数の回路基板が設けられることによる設置スペースの制限が緩和されたバッテリモジュール、バッテリシステムおよび電動車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るバッテリモジュール（バッテリモジュール１００）は、外部装置（バッテリＥＣＵ１０１または主制御部３００）と通信可能なバッテリモジュールであって、積層された複数のバッテリセル（バッテリセル１０）により構成されるバッテリブロック（バッテリブロック１０ＢＢ）と、複数のバッテリセルの状態を検出するとともに外部装置との通信を行なうための回路（検出回路２０および通信回路２４）が実装された第１の回路基板（第１および第２のプリント回路基板２１１，２１２のうちの一方）および第２の回路基板（第１および第２のプリント回路基板２１１，２１２のうちの他方）とを備え、バッテリブロックは、複数のバッテリセルの積層方向（Ｘ方向）に交差する第１の面（一方の端面枠９２の一面）を有し、第１の回路基板は、バッテリブロックの第１の面上に設けられ、第２の回路基板は、バッテリブロックの第１の面と異なる面（基板ホルダ９５の一面、他方の端面枠９２の一面、またはＸＹ平面に平行なバッテリブロック１０ＢＢの上面）上に設けられるものである。
【０００８】
この場合、第１の回路基板が複数のバッテリセルの積層方向に交差する第１の面に設けられ、第２の回路基板がバッテリブロックの第１の面と異なる面に設けられる。これにより、バッテリセルの積層方向と異なる方向におけるバッテリモジュールの大型化が抑制される。したがって、複数の回路基板が設けられることによる設置スペースの制限が緩和される。
【０００９】
第２の回路基板は、第１の回路基板に積層されるように第１の面と平行な第２の面（基板ホルダ９５の一面）上に設けられてもよい。
【００１０】
この場合、バッテリセルの積層方向と異なる方向（例えば、Ｙ方向およびＺ方向）におけるバッテリモジュールのサイズの増加が十分に抑制される。これにより、バッテリセルの積層方向と異なる方向においてバッテリモジュールの設置スペースに余裕がない場合でも、容易にバッテリモジュールを設置することができる。
【００１１】
バッテリブロックは、複数のバッテリセルを介して第１の面に対向する第３の面（他方の端面枠９２の一面）を有し、第２の回路基板は、バッテリブロックの第３の面に設けられてもよい。
【００１２】
この場合、バッテリセルの積層方向と異なる方向（例えば、Ｙ方向およびＺ方向）におけるバッテリモジュールのサイズの増加が十分に抑制される。これにより、バッテリセルの積層方向と異なる方向においてバッテリモジュールの設置スペースに余裕がない場合でも、容易にバッテリモジュールを設置することができる。
【００１３】
バッテリブロックは、第１の面に交差する方向（Ｘ方向）に沿った第４の面を有し、第２の回路基板は、バッテリブロックの第４の面（ＸＹ平面に平行なバッテリブロック１０ＢＢの上面）に設けられてもよい。
【００１４】
この場合、第１の面および第４の面に沿う方向（例えば、Ｙ方向）におけるバッテリモジュールのサイズの増加が抑制される。これにより、第１の面および第４の面に沿う方向においてバッテリモジュールの設置スペースに余裕がない場合でも、容易にバッテリモジュールを設置することができる。
【００１５】
また、第１の回路基板が第１の面に設けられ、第２の回路基板がバッテリブロックの第１の面と異なる第４の面に設けられるので、第１の面に交差する方向（例えば、Ｘ方向）および第４の面に交差する方向（例えば、Ｚ方向）におけるバッテリモジュールのサイズの増加を最小限に抑えることができる。これにより、第１の面に交差する方向および第４の面に交差する方向においてバッテリモジュールの設置スペースに余裕がない場合でも、バッテリモジュールを設置することができる。
【００１６】
回路は、複数のバッテリセルの状態を検出する検出部（検出回路２０）および外部装置との通信を行なう通信部（通信回路２４）を含み、第１の回路基板は検出部および通信部の一方を含み、第２の回路基板は検出部および通信部の他方を含んでもよい。
【００１７】
この場合、検出部および通信部が互いに別個の回路基板上に設けられるので、複数のバッテリセルの数を増加させる場合に一方の回路基板を交換することにより複数のバッテリセルの電圧を検出することが可能である。
【００１８】
本発明に係るバッテリシステム（バッテリシステム５００）は、複数のバッテリセル（バッテリセル１０）をそれぞれ含む複数のバッテリモジュール（バッテリモジュール１００，１００ａ〜１００ｄ）を備え、複数のバッテリモジュールの少なくとも１つは、上記の発明に係るバッテリモジュール（バッテリモジュール１００）であるものである。
【００１９】
このバッテリシステムにおいては、複数のバッテリモジュールの少なくとも１つが上記の発明に係るバッテリモジュールである。これにより、少なくとも１つのバッテリモジュールに複数の回路基板が設けられることによる設置スペースの制限が緩和される。その結果、バッテリシステムの設計の自由度が向上する。
【００２０】
本発明に係る電動車両は、上記の発明に係るバッテリシステム（バッテリシステム５００）と、バッテリシステムが備える複数のバッテリモジュール（バッテリモジュール１００，１００ａ〜１００ｄ）からの電力により駆動されるモータ（モータ６０２）と、モータの回転力により回転する駆動輪（駆動輪６０３）とを備えるものである。
【００２１】
この電動車両においては、複数のバッテリモジュールからの電力によりモータが駆動される。そのモータの回転力によって駆動輪が回転することにより、電動車両が移動する。
【００２２】
この電動車両には、上記の発明に係るバッテリシステムが用いられるので、電動車両の設計の自由度が向上する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、複数の回路基板が設けられることによるバッテリモジュールの設置スペースの制限が緩和される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１の実施の形態に係るバッテリモジュールの外観斜視図である。
【図２】図１のバッテリモジュールの平面図である。
【図３】図１のバッテリモジュールの端面図である。
【図４】図２のＡ−Ａ線における縦断面図である。
【図５】第１および第２のプリント回路基板の取り付け構造を示す図である。
【図６】（ａ）は第１のプリント回路基板の模式的平面図であり、（ｂ）は第２のプリント回路基板の模式的平面図である。
【図７】（ａ）は２電極用のバスバーの外観斜視図であり、（ｂ）は１電極用のバスバーの外観斜視図である。
【図８】ＦＰＣ基板に複数のバスバーおよび複数のＰＴＣ素子が取り付けられた状態を示す外観斜視図である。
【図９】バスバーと第１のプリント回路基板との接続について説明するための模式的平面図である。
【図１０】電圧電流バスバーおよびＦＰＣ基板を示す拡大平面図である。
【図１１】図１のバッテリモジュールを用いたバッテリシステムの構成を示すブロック図である。
【図１２】第１および第２のプリント回路基板の構成の詳細を説明するためのブロック図である。
【図１３】第１の実施の形態に係るバッテリシステムの第１の配置例を示す模式的平面図である。
【図１４】第１の実施の形態に係るバッテリシステムの第２の配置例を示す模式的平面図である。
【図１５】第１の実施の形態に係るバッテリシステムの第３の配置例を示す模式的平面図である。
【図１６】第２の実施の形態に係るバッテリモジュールの平面図である。
【図１７】第２の実施の形態に係るバッテリシステムの配置例を示す模式的平面図である。
【図１８】第３の実施の形態に係るバッテリモジュールの外観斜視図である
【図１９】図１８の第１のプリント回路基板の取り付け構造を示す図である。
【図２０】第３の実施の形態に係るバッテリシステムの配置例を示す模式的平面図である。
【図２１】バッテリシステムを備える電動自動車の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
［１］第１の実施の形態
以下、第１の実施の形態に係るバッテリモジュールについて図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態に係るバッテリモジュールを用いたバッテリシステムは、電力を駆動源とする電動車両（例えば電動自動車）に搭載される。
【００２６】
（１）バッテリモジュールの構造
第１の実施の形態に係るバッテリモジュール１００の構造について説明する。図１は第１の実施の形態に係るバッテリモジュール１００の外観斜視図であり、図２は図１のバッテリモジュール１００の平面図である。図３は図１のバッテリモジュール１００の端面図であり、図４は図２のＡ−Ａ線における縦断面図である。
【００２７】
なお、図１〜図４ならびに後述する図５、図８〜図１０、図１６、図１８および図１９においては、矢印Ｘ，Ｙ，Ｚで示すように、互いに直交する三方向をＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向と定義する。なお、本例では、Ｘ方向およびＹ方向が水平面に平行な方向であり、Ｚ方向が水平面に直交する方向である。また、上方向は矢印Ｚが向く方向である。
【００２８】
図１〜図４に示すように、バッテリモジュール１００においては、扁平な略直方体形状を有する複数（本例では１８個）のバッテリセル１０がＸ方向に並ぶように配置される。各バッテリセル１０は、例えばリチウムイオン電池またはニッケル水素電池等の二次電池である。各バッテリセル１０は、上面部分の中央にガス抜き弁１０ｖを有する。バッテリセル１０内部の圧力が所定の値まで上昇した場合、バッテリセル１０内部のガスがバッテリセル１０のガス抜き弁１０ｖから排出される。これにより、バッテリセル１０内部の圧力の過度な上昇が防止される。
【００２９】
複数のバッテリセル１０がＸ方向に並ぶように配置された状態で、複数のバッテリセル１０は、一対の端面枠９２、一対の上端枠９３および一対の下端枠９４により一体的に固定される。このように、複数のバッテリセル１０、一対の端面枠９２、一対の上端枠９３および一対の下端枠９４により略直方体形状のバッテリブロック１０ＢＢが構成される。一対の端面枠９２は略板形状を有し、ＹＺ平面に平行に配置される。一対の上端枠９３および一対の下端枠９４は、Ｘ方向に延びるように配置される。バッテリブロック１０ＢＢは、ＸＹ平面に平行な上面を有する。また、バッテリブロック１０ＢＢは、ＹＺ平面に平行な一端面および他端面を有する。さらに、バッテリブロック１０ＢＢは、ＸＺ平面に平行な一側面および他側面を有する。
【００３０】
一対の端面枠９２は、それぞれＹＺ方向に平行な一面および他面を有する。図１および図４に示すように、一対の端面枠９２の一面には、それぞれ平坦部９２ａ、４つの基板取り付け部９２ｂおよび４つの接続部９２ｃが設けられる。接続部９２ｃは平坦部９２ａの四隅に設けられる。また、基板取り付け部９２ｂは、平坦部９２ａの上側の接続部９２ｃの下部および下側の接続部９２ｃの上部に設けられる。
【００３１】
一対の端面枠９２の他面間に複数のバッテリセル１０が配置された状態で、一対の端面枠９２の上側の接続部９２ｃに一対の上端枠９３が取り付けられ、一対の端面枠９２の下側の接続部９２ｃに一対の下端枠９４が取り付けられる。これにより、複数のバッテリセル１０が、Ｘ方向に積層された状態で一体的に固定される。この場合、一対の端面枠９２の一面が、それぞれバッテリブロック１０ＢＢの一端面および他端面を構成する。
【００３２】
バッテリブロック１０ＢＢの一方の端面枠９２には第１のプリント回路基板２１１、基板ホルダ９５および第２のプリント回路基板２１２が、端面枠９２に平行でかつＸ方向（複数のバッテリセル１０の積層方向）に並ぶように取り付けられる。ここで、基板ホルダ９５はＹＺ方向に平行な一面および他面を有する。基板ホルダ９５の他面は一方の端面枠９２の一面に対向する。また、第２のプリント回路基板２１２は基板ホルダ９５の一面に取り付けられる。
【００３３】
これにより、第１のプリント回路基板２１１は、バッテリブロック１０ＢＢのＸ方向に直交する一端面上に設けられ、第２のプリント回路基板２１２はバッテリブロック１０ＢＢの一端面と平行な基板ホルダ９５の一面上で第１のプリント回路基板２１１に積層されるように設けられる。このように、第１のプリント回路基板２１１および第２のプリント回路基板２１２は、互いに異なる面上に設けられる。第１のプリント回路基板２１１および第２のプリント回路基板２１２の詳細は後述する。
【００３４】
上記のように、第１のプリント回路基板２１１および第２のプリント回路基板２１２が、バッテリブロック１０ＢＢの一端面上に積層されるように設けられる。この場合、Ｙ方向およびＺ方向におけるバッテリモジュール１００のサイズの増加を抑制することができる。これにより、Ｙ方向およびＺ方向においてバッテリモジュール１００の設置スペースに余裕がない場合でも、容易にバッテリモジュール１００を設置することができる。その結果、バッテリシステム５００およびバッテリシステム５００を備える電動車両の設計の自由度が向上する。
【００３５】
また、バッテリブロック１０ＢＢの一端面は、端面枠９２により構成される。したがって、端面枠９２に第１のプリント回路基板２１１および第２のプリント回路基板２１２を確実に固定することができる。
【００３６】
例えば、第１および第２のプリント回路基板２１１，２１２がバッテリブロック１０ＢＢの上面、一側面および他側面のいずれかに設けられる場合には、バッテリブロック１０ＢＢの上面、一側面および他側面のいずれかに第１および第２のプリント回路基板２１１，２１２を取り付けるためのねじ孔を形成する必要がある。各バッテリモジュール１００の複数のバッテリセル１０の数が変更される場合には、Ｘ方向におけるバッテリブロック１０ＢＢのサイズが変化する。そのため、バッテリブロック１０ＢＢの上面、一側面および他側面のいずれかに新たなねじ孔を形成しなければならない。
【００３７】
一方、本実施の形態において、第１および第２のプリント回路基板２１１，２１２が取り付けられるバッテリブロック１０ＢＢの一端面のサイズは変化しない。そのため、複数のバッテリセル１０の数が変更される場合でも、第１および第２のプリント回路基板２１１，２１２を取り付けるためのねじ孔を新たに形成する必要がない。これにより、異なる仕様のバッテリモジュール１００を共通の部品を用いて製造することができる。
【００３８】
バッテリブロック１０ＢＢの上面に第１のプリント回路基板２１１および第２のプリント回路基板２１２が設けられる場合には、各バッテリセル１０のガス抜き弁１０ｖが第１のプリント回路基板２１１および第２のプリント回路基板２１２により覆われる。この場合、各バッテリセル１０のガス抜き弁１０ｖから排出されるガスを円滑に外部へ導くための構造をバッテリブロック１０ＢＢの上面に設ける必要がある。
【００３９】
これに対して、本実施の形態に係るバッテリモジュール１００においては、バッテリブロック１０ＢＢの上面に第１のプリント回路基板２１１および第２のプリント回路基板２１２が設けられない。バッテリブロック１０ＢＢの上面にそのため、各バッテリセル１０のガス抜き弁１０ｖから排出されるガスを外部に導くための構造を設ける必要がない。
【００４０】
ここで、各バッテリセル１０は、Ｙ方向に沿って並ぶように上面部分にプラス電極１０ａおよびマイナス電極１０ｂを有する。各電極１０ａ，１０ｂは、上方に向かって突出するように傾斜して設けられる（図３参照）。以下の説明においては、一方の端面枠９２に隣り合うバッテリセル１０から他方の端面枠９２に隣り合うバッテリセル１０までを１番目〜１８番目のバッテリセル１０と呼ぶ。
【００４１】
図２に示すように、バッテリモジュール１００において、各バッテリセル１０は、隣り合うバッテリセル１０間でＹ方向におけるプラス電極１０ａおよびマイナス電極１０ｂの位置関係が互いに逆になるように配置される。また、複数のバッテリセル１０の一方の電極１０ａ，１０ｂがＸ方向に沿って一列に並ぶように配置され、複数のバッテリセル１０の他方の電極１０ａ，１０ｂがＸ方向に沿って一列に並ぶように配置される。
【００４２】
それにより、隣り合う２個のバッテリセル１０間では、一方のバッテリセル１０のプラス電極１０ａと他方のバッテリセル１０のマイナス電極１０ｂとが隣り合い、一方のバッテリセル１０のマイナス電極１０ｂと他方のバッテリセル１０のプラス電極１０ａとが隣り合う。この状態で、隣り合う２個の電極にバスバー４０が取り付けられる。これにより、複数のバッテリセル１０が直列接続される。
【００４３】
具体的には、１番目のバッテリセル１０のマイナス電極１０ｂと２番目のバッテリセル１０のプラス電極１０ａとに共通のバスバー４０が取り付けられる。また、２番目のバッテリセル１０のマイナス電極１０ｂと３番目のバッテリセル１０のプラス電極１０ａとに共通のバスバー４０が取り付けられる。同様にして、各奇数番目のバッテリセル１０のマイナス電極１０ｂとそれに隣り合う偶数番目のバッテリセル１０のプラス電極１０ａとに共通のバスバー４０が取り付けられる。各偶数番目のバッテリセル１０のマイナス電極１０ｂとそれに隣り合う奇数番目のバッテリセル１０のプラス電極１０ａとに共通のバスバー４０が取り付けられる。
【００４４】
また、１番目のバッテリセル１０のプラス電極１０ａおよび１８番目のバッテリセル１０のマイナス電極１０ｂには、バスバー４０ａがそれぞれ取り付けられる。バスバー４０ａに接続される電源線５０１（後述する図１１参照）により、バッテリモジュール１００の電力が外部に供給される。
【００４５】
Ｙ方向における複数のバッテリセル１０の一端部側には、Ｘ方向に延びる長尺状のフレキシブルプリント回路基板（以下、ＦＰＣ基板と略記する。）５０が複数のバスバー４０に共通して接続される。同様に、Ｙ方向における複数のバッテリセル１０の他端部側には、Ｘ方向に延びる長尺状のＦＰＣ基板５０が複数のバスバー４０，４０ａに共通して接続される。
【００４６】
ＦＰＣ基板５０は、主として絶縁層上に複数の導体線５１，５２（後述する図９参照）が形成された構成を有し、屈曲性および可撓性を有する。ＦＰＣ基板５０を構成する絶縁層の材料としては例えばポリイミドが用いられ、導体線５１，５２（後述する図９参照）の材料としては例えば銅が用いられる。ＦＰＣ基板５０上においては、複数のバスバー４０，４０ａにそれぞれ近接するように複数のＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient：正温度係数）素子６０が配置される。ＰＴＣ素子６０の詳細については後述する。
【００４７】
各ＦＰＣ基板５０は、端面枠９２（第１および第２のプリント回路基板２１１，２１２が取り付けられる端面枠９２）の上端部分で内側に向かって直角に折り返され、さらに下方に向かって折り返され、第１のプリント回路基板２１１に接続される。なお、第１のプリント回路基板２１１および第２のプリント回路基板２１２は、図示しない接続線により互いに接続される。
【００４８】
（２）第１および第２のプリント回路基板の取り付け構造
図５は、第１および第２のプリント回路基板２１１，２１２の取り付け構造を示す図である。第１および第２のプリント回路基板２１１，２１２は同一の略矩形状を有する。第１のプリント回路基板２１１の四隅および第２のプリント回路基板２１２の四隅にはそれぞれ貫通孔（図示せず）が形成されている。端面枠９２の４つの基板取り付け部９２ｂには、ねじ孔（図示せず）が形成されている。
【００４９】
基板ホルダ９５は、第１および第２のプリント回路基板２１１，２１２とほぼ同じ略矩形状を有する。基板ホルダ９５の四隅にもそれぞれ貫通孔（図示せず）が形成されている。
【００５０】
図５（ａ）に示すように、第１のプリント回路基板２１１の四隅に形成された貫通孔と４つの基板取り付け部９２ｂに形成されたねじ孔とが重なるように、端面枠９２上に第１のプリント回路基板２１１が位置決めされる。
【００５１】
第２のプリント回路基板２１２の４つの貫通孔と基板ホルダ９５の４つの貫通孔とがそれぞれ重なるように基板ホルダ９５上に第２のプリント回路基板２１２が位置決めされ、第２のプリント回路基板２１２の４つの貫通孔および基板ホルダ９５の４つの貫通孔にそれぞれねじ９５Ｎが挿入される。これにより、４つのねじ９５Ｎの先端部分が基板ホルダ９５の４つの貫通孔から突出する。
【００５２】
基板ホルダ９５から突出する４つのねじ９５Ｎが、第１のプリント回路基板２１１の４つの貫通孔を通して基板取り付け部９２ｂのねじ孔に取り付けられる。これにより、図５（ｂ）に示すように、端面枠９２に第１のプリント回路基板２１１、基板ホルダ９５および第２のプリント回路基板２１２が固定される。
【００５３】
上記の例では、端面枠９２に第２のプリント回路基板２１２を固定するために基板ホルダ９５が用いられる。これに限らず、基板ホルダ９５を用いることなく端面枠９２に第２のプリント回路基板２１２が取り付けられてもよい。例えば、第２のプリント回路基板２１２の４つの貫通孔にそれぞれねじ９５Ｎを挿入する。この状態で、基板ホルダ９５から突出する４つのねじ９５Ｎを、第１のプリント回路基板２１１の４つの貫通孔を通して基板取り付け部９２ｂのねじ孔に取り付ける。
【００５４】
この場合、１つの端面枠９２に第１および第２のプリント回路基板２１１，２１２を固定するための構成が単純化する。また、端面枠９２に基板ホルダ９５が取り付けられないので、Ｘ方向（複数のバッテリセル１０の積層方向）におけるバッテリモジュール１００のサイズの増加が抑制される。
【００５５】
なお、基板ホルダ９５を用いない場合には、例えば４つのねじ９５Ｎにおける第１のプリント回路基板２１１と第２のプリント回路基板２１２との間にスペーサとしてそれぞれワッシャを挿入してもよい。
【００５６】
（３）第１および第２のプリント回路基板の一構成例
第１および第２のプリント回路基板２１１，２１２の一構成例について説明する。図６（ａ）は第１のプリント回路基板２１１の模式的平面図であり、図６（ｂ）は第２のプリント回路基板２１２の模式的平面図である。
【００５７】
図６（ａ）に示すように、第１のプリント回路基板２１１は、一面２１１Ａおよび他面２１１Ｂを有する。第１のプリント回路基板２１１の一面２１１Ａ上には、検出回路２０が実装される。検出回路２０は、例えばＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit：特定用途向け集積回路）からなる。検出回路２０は主として各バッテリセル１０の端子間電圧を検出する。詳細は後述する。
【００５８】
また、第１のプリント回路基板２１１の一面２１１Ａ上には、複数の接続端子２２，２３ａが形成される。さらに、第１のプリント回路基板２１１の一面２１１Ａ上には、複数の抵抗Ｒおよび複数のスイッチング素子ＳＷからなる均等化回路ＥＱが実装される。均等化回路ＥＱの詳細は後述する。
【００５９】
検出回路２０、均等化回路ＥＱおよび複数の接続端子２２，２３ａは、複数の接続線により電気的に接続される。また、検出回路２０の電源として、バッテリモジュール１００の複数のバッテリセル１０（図１参照）が検出回路２０に接続される。
【００６０】
検出回路２０および均等化回路ＥＱの実装領域、複数の接続端子２２，２３ａおよび接続線の形成領域を除いて、グランドパターンＧＮＤ１が形成される。グランドパターンＧＮＤ１はバッテリモジュール１００の基準電位に保持される。
【００６１】
図６（ｂ）に示すように、第２のプリント回路基板２１２は、一面２１２Ａおよび他面２１２Ｂを有する。第２のプリント回路基板２１２は、一面２１２Ａ上に第１の実装領域１０Ｇ、第２の実装領域１２Ｇおよび帯状の絶縁領域２６を有する。
【００６２】
第１の実装領域１０Ｇは、第２のプリント回路基板２１２の１つの角部に形成される。絶縁領域２６は、第１の実装領域１０Ｇに沿って延びるように形成される。第２の実装領域１２Ｇは、第２のプリント回路基板２１２の残りの部分に形成される。第１の実装領域１０Ｇと第２の実装領域１２Ｇとは絶縁領域２６により互いに分離される。それにより、第１の実装領域１０Ｇと第２の実装領域１２Ｇとは絶縁領域２６により電気的に絶縁される。
【００６３】
第１の実装領域１０Ｇには、複数の接続端子２３ｂが形成される。接続端子２３ｂと、第１のプリント回路基板２１１の接続端子２３ａとが例えば接続線を含むＦＰＣ基板により電気的に接続される。接続端子２３ａの形成領域および接続線の形成領域を除いて、第１の実装領域１０ＧにグランドパターンＧＮＤ１が形成される。グランドパターンＧＮＤ１はバッテリモジュール１００の基準電位に保持される。
【００６４】
第２の実装領域１２Ｇには、通信回路２４およびコネクタ２９が実装される。通信回路２４は、例えばＣＰＵ（中央演算処理装置）、メモリおよびインタフェース回路を含み、通信機能を有するとともに演算機能を有する。
【００６５】
通信回路２４とコネクタ２９とは第２のプリント回路基板２１２上で複数の接続線により電気的に接続される。コネクタ２９には、通信線５６０（後述する図１１参照）が接続される。また、通信回路２４の電源として、電動車両が備える非動力用バッテリ１２（後述する図１１参照）が通信回路２４に接続される。通信回路２４およびコネクタ２９の実装領域、ならびに複数の接続線の形成領域を除いて、第２の実装領域１２ＧにグランドパターンＧＮＤ２が形成される。グランドパターンＧＮＤ２は非動力用バッテリ１２の基準電位に保持される。
【００６６】
絶縁素子２５は、絶縁領域２６をまたぐように実装される。絶縁素子２５は、グランドパターンＧＮＤ１とグランドパターンＧＮＤ２とを互いに電気的に絶縁しつつ通信回路２４と接続端子２３ｂとの間で信号を伝送する。絶縁素子２５としては、例えばデジタルアイソレータまたはフォトカプラなどを用いることができる。本実施の形態においては、絶縁素子２５としてデジタルアイソレータを用いる。
【００６７】
これにより、第１のプリント回路基板２１１の検出回路２０と第２のプリント回路基板２１２の通信回路２４とが、絶縁素子２５により電気的に絶縁されつつ通信可能に接続される。したがって、検出回路２０の電源として複数のバッテリセル１０を用いることができ、通信回路２４の電源として非動力用バッテリ１２（図１参照）を用いることができる。その結果、検出回路２０および通信回路２４をそれぞれ独立に安定して動作させることができる。
【００６８】
また、電源が異なる検出回路２０と通信回路２４とがそれぞれ第１および第２のプリント回路基板２１１，２１２に実装される。この場合、第１および第２のプリント回路基板２１１，２１２のうちの少なくとも一方のプリント回路基板（本例では第１のプリント回路基板２１１）においては、基準電位が異なる２つのグランドパターンＧＮＤ１，ＧＮＤ２を形成する必要がない。そのため、一方のプリント回路基板においては、電子部品の実装領域が拡大されるとともに製造が容易となる。
【００６９】
第２のプリント回路基板２１２の第１の実装領域１０Ｇに検出回路２０の構成の一部を実装してもよい。この場合、検出回路２０の実装領域を第１のプリント回路基板２１１からさらに拡大することができる。
【００７０】
図１０の例では、第２のプリント回路基板２１２に２つのグランドパターンＧＮＤ１，ＧＮＤ２が形成されるが、第１のプリント回路基板２１２に２つのグランドパターンＧＮＤ１，ＧＮＤ２が形成されてもよい。この場合、第１のプリント回路基板２１２に第１の実装領域１０Ｇ、第２の実装領域１２Ｇおよび絶縁領域２６が形成される。また、絶縁領域２６をまたぐように絶縁素子２５が実装される。
【００７１】
（４）バスバーおよびＦＰＣ基板の構造
次に、バスバー４０，４０ａおよびＦＰＣ基板５０の構造の詳細を説明する。以下、隣り合う２個のバッテリセル１０のプラス電極１０ａとマイナス電極１０ｂとを接続するためのバスバー４０を２電極用のバスバー４０と呼び、１個のバッテリセル１０のプラス電極１０ａまたはマイナス電極１０ｂとバッテリシステム５００の電源線５０１（後述する図１１参照）とを接続するためのバスバー４０ａを１電極用のバスバー４０ａと呼ぶ。
【００７２】
図７（ａ）は２電極用のバスバー４０の外観斜視図であり、図７（ｂ）は１電極用のバスバー４０ａの外観斜視図である。図７（ａ）に示すように、２電極用のバスバー４０は、略長方形状を有するベース部４１およびそのベース部４１の一辺からその一面側に屈曲して延びる一対の取付片４２を備える。ベース部４１には、一対の電極接続孔４３が形成される。
【００７３】
図７（ｂ）に示すように、１電極用のバスバー４０ａは、略正方形状を有するベース部４５およびそのベース部４５の一辺からその一面側に屈曲して延びる取付片４６を備える。ベース部４５には、電極接続孔４７が形成される。
【００７４】
本実施の形態において、バスバー４０，４０ａは、例えばタフピッチ銅の表面にニッケルめっきが施された構成を有する。
【００７５】
図８は、ＦＰＣ基板５０に複数のバスバー４０，４０ａおよび複数のＰＴＣ素子６０が取り付けられた状態を示す外観斜視図である。図８に示すように、２枚のＦＰＣ基板５０には、Ｘ方向に沿って所定の間隔で複数のバスバー４０，４０ａの取付片４２，４６が取り付けられる。また、複数のＰＴＣ素子６０は、複数のバスバー４０，４０ａの間隔と同じ間隔で２枚のＦＰＣ基板５０にそれぞれ取り付けられる。
【００７６】
バッテリモジュール１００を作製する際には、端面枠９２（図１参照）、上端枠９３（図１参照）および下端枠９４（図１参照）により一体的に固定された複数のバッテリセル１０上に、上記のように複数のバスバー４０，４０ａおよび複数のＰＴＣ素子６０が取り付けられた２枚のＦＰＣ基板５０が取り付けられる。
【００７７】
この取り付け時においては、隣り合うバッテリセル１０のプラス電極１０ａおよびマイナス電極１０ｂが各バスバー４０，４０ａに形成された電極接続孔４３，４７に嵌め込まれる。プラス電極１０ａおよびマイナス電極１０ｂには雄ねじが形成される。各バスバー４０，４０ａがバッテリセル１０のプラス電極１０ａおよびマイナス電極１０ｂに嵌め込まれた状態で図示しないナットがプラス電極１０ａおよびマイナス電極１０ｂの雄ねじに螺合される。このようにして、複数のバッテリセル１０に複数のバスバー４０，４０ａが取り付けられるとともに、複数のバスバー４０，４０ａによりＦＰＣ基板５０が略水平姿勢で保持される。
【００７８】
（５）バスバーと第１のプリント回路基板との接続
次に、バスバー４０，４０ａと第１のプリント回路基板２１１との接続について説明する。図９は、バスバー４０，４０ａと第１のプリント回路基板２１１との接続について説明するための模式的平面図である。
【００７９】
図９に示すように、第１のプリント回路基板２１１には、検出回路２０が設けられる。図９に示すように、ＦＰＣ基板５０には、複数のバスバー４０，４０ａの各々に対応するように複数の導体線５１，５２が設けられる。各導体線５１は、バスバー４０，４０ａの取付片４２，４６とそのバスバー４０の近傍に配置されたＰＴＣ素子６０との間でＹ方向に平行に延びるように設けられ、各導体線５２は、ＰＴＣ素子６０とＦＰＣ基板５０の一端部との間でＸ方向に平行に延びるように設けられる。
【００８０】
各導体線５１の一端部は、ＦＰＣ基板５０の下面側に露出するように設けられる。下面側に露出する各導体線５１の一端部が、例えば半田付けまたは溶接により各バスバー４０、４０ａの取付片４２，４６に電気的に接続される。それにより、ＦＰＣ基板５０が各バスバー４０，４０ａに固定される。
【００８１】
各導体線５１の他端部および各導体線５２の一端部は、ＦＰＣ基板５０の上面側に露出するように設けられる。ＰＴＣ素子６０の一対の端子（図示せず）が、例えば半田付けにより各導体線５１の他端部および各導体線５２の一端部に接続される。
【００８２】
プリント回路基板２１には、ＦＰＣ基板５０の複数の導体線５２に対応した複数の接続端子２２が設けられる。複数の接続端子２２と検出回路２０とは第１のプリント回路基板２１１上で電気的に接続される。ＦＰＣ基板５０の各導体線５２の他端部は、例えば半田付けまたは溶接により対応する接続端子２２に接続される。このようにして、各バスバー４０，４０ａがＰＴＣ素子６０を介して検出回路２０に電気的に接続される。これにより、各バッテリセル１０の端子間電圧が検出される。
【００８３】
ここで、ＰＴＣ素子６０は、温度がある値を超えると抵抗値が急激に増加する抵抗温度特性を有する。そのため、検出回路２０または導体線５２等で短絡が生じると、その短絡経路を流れる電流によりＰＴＣ素子６０の温度が上昇する。この場合、ＰＴＣ素子６０の抵抗値が大きくなる。これにより、ＰＴＣ素子６０を含む短絡経路に大電流が流れることが防止される。
【００８４】
少なくとも１つのバッテリモジュール１００における複数のバスバー４０のうちの１つは、電流検出用のシャント抵抗として用いられる。シャント抵抗として用いられるバスバー４０を電圧電流バスバー４０ｙと呼ぶ。図１０は、電圧電流バスバー４０ｙおよびＦＰＣ基板５０を示す拡大平面図である。図１０に示すように、第１のプリント回路基板２１１は増幅回路４１０をさらに有する。
【００８５】
電圧電流バスバー４０ｙのベース部４１上には、一対のはんだパターンＨ１，Ｈ２が一定間隔で互いに平行に形成されている。はんだパターンＨ１は２つの電極接続孔４３間で一方の電極接続孔４３の近傍に配置され、はんだパターンＨ２は電極接続孔４３間で他方の電極接続孔４３の近傍に配置される。電圧電流バスバー４０ｙにおけるはんだパターンＨ１，Ｈ２間に形成される抵抗を電流検出用のシャント抵抗ＲＳと呼ぶ。
【００８６】
電圧電流バスバー４０ｙのはんだパターンＨ１は、導体線５１ｘ、ＰＴＣ素子６０、導体線５２および接続端子２２を介してプリント回路基板２１上の増幅回路４１０の一方の入力端子に接続される。同様に、電圧電流バスバー４０ｙのはんだパターンＨ２は、導体線５１ｘ、ＰＴＣ素子６０、導体線５２および接続端子２２を介して増幅回路４１０の他方の入力端子に接続される。増幅回路４１０の出力端子は、導体線により検出回路２０に接続される。これにより、検出回路２０は、増幅回路４１０の出力電圧に基づいてはんだパターンＨ１，Ｈ２間の電圧を検出する。
【００８７】
ここで、第２のプリント回路基板２１２（図１参照）には、通信回路２４（図６（ｂ）参照）が設けられる。第１のプリント回路基板２１１の検出回路２０により検出された電圧が第２のプリント回路基板２１２の通信回路２４に与えられる。
【００８８】
通信回路２４が備えるメモリには、予め電圧電流バスバー４０ｙにおけるはんだパターンＨ１，Ｈ２間のシャント抵抗ＲＳの値が記憶されている。通信回路２４は、検出回路２０から与えられたはんだパターンＨ１，Ｈ２間の電圧をメモリに記憶されたシャント抵抗ＲＳの値で除算することにより電圧電流バスバー４０ｙに流れる電流の値を算出する。このようにして、バッテリモジュール１００に流れる電流の値が検出される。
【００８９】
上記の例では、電圧電流バスバー４０ｙにおけるはんだパターンＨ１，Ｈ２間に形成される抵抗が電流検出用のシャント抵抗ＲＳとして用いられる。これに限らず、図７（ａ）の２電極用のバスバー４０における一対の取付片４２の間に形成される抵抗が電流検出用のシャント抵抗ＲＳとして用いられてもよい。この場合、予め一対の取付片４２の間のシャント抵抗ＲＳの値が通信回路２４のメモリに記憶される。通信回路２４は、検出回路２０から与えられた一対の取付片４２の間の電圧をメモリに記憶されたシャント抵抗ＲＳの値で除算する。これにより、バッテリモジュール１００に流れる電流の値が検出される。
【００９０】
（６）バッテリシステムの構成
図１１は、図１のバッテリモジュール１００を用いたバッテリシステムの構成を示すブロック図である。図１１に示すように、バッテリシステム５００は、複数のバッテリモジュール１００（本例では４個）、バッテリＥＣＵ１０１およびコンタクタ１０２を含む。バッテリシステム５００において、複数のバッテリモジュール１００は、通信線５６０を介してバッテリＥＣＵ１０１に接続されている。また、バッテリＥＣＵ１０１は、バス１０４を介して電動車両の主制御部３００に接続されている。
【００９１】
バッテリシステム５００の複数のバッテリモジュール１００は、電源線５０１を通して互いに接続されている。各バッテリモジュール１００は、複数のバッテリセル１０、第１のプリント回路基板２１１および第２のプリント回路基板２１２とともに、複数（本例では４個）のサーミスタ１１を有する。バッテリシステム５００においては、複数のバッテリモジュール１００の全てのバッテリセル１０が直列接続されている。複数のバッテリモジュール１００の最も高電位のプラス電極１０ａに接続される電源線５０１および複数のバッテリモジュール１００の最も低電位のマイナス電極１０ｂに接続される電源線５０１は、コンタクタ１０２を介して電動車両のモータ等の負荷に接続される。
【００９２】
図１２は、第１および第２のプリント回路基板２１１，２１２の構成の詳細を説明するためのブロック図である。上述のように、第１のプリント回路基板２１１は検出回路２０および均等化回路ＥＱを含み、第２のプリント回路基板２１２は通信回路２４および絶縁素子２５を含む。また、検出回路２０は、マルチプレクサ２０ａ、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器２０ｂおよび複数の差動増幅器２０ｃを含む。均等化回路ＥＱは複数の抵抗Ｒおよび複数のスイッチング素子ＳＷを含む。
【００９３】
検出回路２０の各差動増幅器２０ｃは２つの入力端子および出力端子を有する。各差動増幅器２０ｃは、２つの入力端子に入力された電圧を差動増幅し、増幅された電圧を出力端子から出力する。各差動増幅器２０ｃの２つの入力端子は、導体線５２およびＰＴＣ素子６０を介して隣り合う２つのバスバー４０，４０ａに電気的に接続される。
【００９４】
上述のように、通信回路２４は、例えばＣＰＵ、メモリおよびインタフェース回路を含み、通信機能を有するとともに演算機能を有し、電源として電動車両の非動力用バッテリ１２が接続される。本実施の形態において、非動力用バッテリ１２は鉛蓄電池である。
【００９５】
図１１に示すように、各バッテリモジュール１００の通信回路２４およびバッテリＥＣＵ１０１は、通信線５６０を介して直列に接続される。これにより、各バッテリモジュール１００の通信回路２４は、他のバッテリモジュール１００およびバッテリＥＣＵ１０１と通信を行うことができる。通信線５６０としては、例えばハーネスが用いられる。
【００９６】
図１２に示すように、隣り合う各２つのバスバー４０，４０ａ間には、抵抗Ｒおよびスイッチング素子ＳＷの直列回路が均等化回路ＥＱとして接続される。スイッチング素子ＳＷのオンおよびオフは、通信回路２４を介してバッテリＥＣＵ１０１により制御される。これにより、複数のバッテリセル１０の均等化処理が行われる。なお、通常状態では、スイッチング素子ＳＷはオフになっている。
【００９７】
検出回路２０と通信回路２４とが、絶縁素子２５により互いに電気的に絶縁されつつ信号を伝送可能に接続される。隣り合う２つのバスバー４０，４０ａの電圧が各差動増幅器２０ｃにより差動増幅される。各差動増幅器２０ｃの出力電圧は各バッテリセル１０の端子間電圧に相当する。複数の差動増幅器２０ｃから出力される端子間電圧はマルチプレクサ２０ａに与えられる。マルチプレクサ２０ａは、複数の差動増幅器２０ｃから与えられる端子間電圧を順次Ａ／Ｄ変換器２０ｂに出力する。Ａ／Ｄ変換器２０ｂは、マルチプレクサ２０ａから出力される端子間電圧をデジタル値に変換し、絶縁素子２５を介して通信回路２４に与える。
【００９８】
また、上述のように、複数のバッテリモジュール１００のうちの少なくとも１つのバッテリモジュール１００において、検出回路２０は１つの図１０の電圧電流バスバー４０ｙの２つの位置間の電圧を検出し、通信回路２４は検出回路２０により検出された電圧および図１０の電圧電流バスバー４０ｙの２つの位置間の抵抗に基づいて複数のバッテリセル１０に流れる電流を算出する。また、通信回路２４には図１１の複数のサーミスタ１１が接続される。これにより、通信回路２４は、サーミスタ１１の出力信号に基づいてバッテリモジュール１００の温度を取得する。
【００９９】
各バッテリモジュール１００の通信回路２４は、各バッテリセル１０の端子間電圧、複数のバッテリセル１０に流れる電流およびバッテリモジュール１００の温度を他のバッテリモジュール１００またはバッテリＥＣＵ１０１に与える。以下、これらの端子間電圧、電流および温度をセル情報と呼ぶ。
【０１００】
バッテリＥＣＵ１０１は、例えば各バッテリモジュール１００の通信回路２４から与えられたセル情報に基づいて各バッテリセル１０の充電量を算出し、その充電量に基づいて各バッテリモジュール１００の充放電制御を行う。また、バッテリＥＣＵ１０１は、各バッテリモジュール１００の通信回路２４から与えられたセル情報に基づいて各バッテリモジュール１００の異常を検出する。バッテリモジュール１００の異常とは、例えば、バッテリセル１０の過放電、過充電または温度異常等である。
【０１０１】
なお、本実施の形態では、バッテリＥＣＵ１０１が上記の各バッテリセル１０の充電量の算出ならびにバッテリセル１０の過放電、過充電および温度異常等の検出を行うが、これに限定されない。各バッテリモジュール１００の通信回路２４が、各バッテリセル１０の充電量の算出およびバッテリセル１０の過放電、過充電または温度異常等の検出を行い、その結果をバッテリＥＣＵ１０１に与えてもよい。また、通信回路２４が、均等化回路ＥＱを制御することにより均等化処理を行ってもよい。
【０１０２】
図１１に示すように、バッテリモジュール１００に接続された電源線５０１には、コンタクタ１０２が介挿されている。バッテリＥＣＵ１０１は、バッテリモジュール１００の異常を検出した場合、コンタクタ１０２をオフする。これにより、異常時には、各バッテリモジュール１００に電流が流れないので、バッテリモジュール１００の異常発熱が防止される。なお、本実施の形態では、バッテリＥＣＵ１０１がコンタクタ１０２のオンおよびオフを制御するが、これに限定されない。通信回路２４がコンタクタ１０２のオンおよびオフを制御してもよい。
【０１０３】
バッテリＥＣＵ１０１は、バス１０４を介して主制御部３００に接続される。バッテリＥＣＵ１０１から主制御部３００に各バッテリモジュール１００の充電量（バッテリセル１０の充電量）が与えられる。主制御部３００は、その充電量に基づいて電動車両の動力（例えばモータの回転速度）を制御する。また、各バッテリモジュール１００の充電量が少なくなると、主制御部３００は、電源線５０１に接続された図示しない発電装置を制御して各バッテリモジュール１００を充電する。
【０１０４】
なお、本実施の形態において、発電装置は例えば上記の電源線５０１に接続されたモータである。この場合、モータは、電動車両の加速時にバッテリシステム５００から供給された電力を、図示しない駆動輪を駆動するための動力に変換する。また、モータは、電動車両の減速時に回生電力を発生する。この回生電力により各バッテリモジュール１００が充電される。
【０１０５】
本実施の形態において、通信回路２４は、検出回路２０の検出結果に基づいてＳＯＨ（State Of Health：バッテリセル１０の寿命）およびＳＯＣ（State Of Charge：充電の状態）等の情報を算出する機能を有してもよい。この場合、通信回路２４は、算出したＳＯＨおよびＳＯＣをバッテリＥＣＵ１０１に送信する。
【０１０６】
（７）バッテリシステムの第１の配置例
図１３は、第１の実施の形態に係るバッテリシステム５００の第１の配置例を示す模式的平面図である。
【０１０７】
図１３のバッテリシステム５００は、４個のバッテリモジュール１００、バッテリＥＣＵ１０１、コンタクタ１０２、ＨＶ（High Voltage；高圧）コネクタ５２０およびサービスプラグ５３０を備える。各バッテリモジュール１００は、図１のバッテリモジュール１００と同様の構成を有する。
【０１０８】
以下の説明において、４個のバッテリモジュール１００をそれぞれバッテリモジュール１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄと呼ぶ。また、バッテリモジュール１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄにそれぞれ設けられる一対の端面枠９２のうち、第１および第２のプリント回路基板２１１，２１２および基板ホルダ９５が取り付けられる端面枠９２を端面枠９２ａと呼び、プリント回路基板２１が取り付けられない端面枠９２を端面枠９２ｂと呼ぶ。
【０１０９】
バッテリモジュール１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄ、バッテリＥＣＵ１０１、コンタクタ１０２、ＨＶコネクタ５２０およびサービスプラグ５３０は、箱型のケーシング５５０内に収容される。
【０１１０】
ケーシング５５０は、側面部５５０ａ，５５０ｂ，５５０ｃ，５５０ｄを有する。側面部５５０ａ，５５０ｃは互いに平行であり、側面部５５０ｂ，５５０ｄは互いに平行でありかつ側面５５０ａ，５５０ｃに対して垂直である。
【０１１１】
ケーシング５５０内において、バッテリモジュール１００ａ，１００ｂは、所定の間隔で一列に並ぶように配置される。この場合、バッテリモジュール１００ａの端面枠９２ｂとバッテリモジュール１００ｂの端面枠９２ａとが互いに向き合うように、バッテリモジュール１００ａ，１００ｂが配置される。
【０１１２】
バッテリモジュール１００ｃ，１００ｄは、所定の間隔で一列に並ぶように配置される。この場合、バッテリモジュール１００ｃの端面枠９２ａとバッテリモジュール１００ｄの端面枠９２ｂとが互いに向き合うように、バッテリモジュール１００ａ，１００ｂが配置される。
【０１１３】
以下、一列に並ぶように配置されたバッテリモジュール１００ａ，１００ｂをモジュール列Ｔ１と呼び、一列に並ぶように配置されたバッテリモジュール１００ｃ，１００ｄをモジュール列Ｔ２と呼ぶ。
【０１１４】
ケーシング５５０内において、側面部５５０ａに沿ってモジュール列Ｔ１が配置され、モジュール列Ｔ１と並列にモジュール列Ｔ２が配置される。モジュール列Ｔ１のバッテリモジュール１００ａの端面枠９２ａが側面部５５０ｄに向けられ、バッテリモジュール１００ｂの端面枠９２ｂが側面部５５０ｂに向けられる。また、モジュール列Ｔ２のバッテリモジュール１００ｃの端面枠９２ｂが側面部５５０ｄに向けられ、バッテリモジュール１００ｄの端面枠９２ａが側面部５５０ｂに向けられる。
【０１１５】
モジュール列Ｔ２と側面部５５０ｃとの間の領域に、バッテリＥＣＵ１０１、サービスプラグ５３０、ＨＶコネクタ５２０およびコンタクタ１０２がこの順で側面部５５０ｄから側面部５５０ｂへ並ぶように配置される。
【０１１６】
バッテリモジュール１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄの各々において、端面枠９２ａに隣り合うバッテリセル１０のプラス電極１０ａ（図３）の電位が最も高く、端面枠９２ｂに隣り合うバッテリセル１０のマイナス電極１０ｂ（図２）の電位が最も低い。以下、各バッテリモジュール１００ａ〜１００ｄにおいて最も電位が高いプラス電極１０ａを高電位電極１０Ａと呼び、各バッテリモジュール１００ａ〜１００ｄにおいて最も電位が低いマイナス電極１０ｂを低電位電極１０Ｂと呼ぶ。
【０１１７】
バッテリモジュール１００ａの低電位電極１０Ｂとバッテリモジュール１００ｂの高電位電極１０Ａとは、図１１のバッテリモジュール１００間を接続する電源線５０１として帯状のバスバー５０１ａを介して互いに接続される。バッテリモジュール１００ｃの高電位電極１０Ａとバッテリモジュール１００ｄの低電位電極１０Ｂとは、図１１のバッテリモジュール１００間を接続する電源線５０１として帯状のバスバー５０１ａを介して互いに接続される。なお、バスバー５０１ａの代わりに、ハーネスまたはリード線等の他の接続部材が用いられてもよい。
【０１１８】
バッテリモジュール１００ａの高電位電極１０Ａは図１１のバッテリモジュール１００間を接続する電源線５０１として電源線Ｄ１を介してサービスプラグ５３０に接続され、バッテリモジュール１００ｃの低電位電極１０Ｂは図１１のバッテリモジュール１００間を接続する電源線５０１として電源線Ｄ２を介してサービスプラグ５３０に接続される。サービスプラグ５３０がオンされた状態では、バッテリモジュール１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄが直列接続される。この場合、バッテリモジュール１００ｄの高電位電極１０Ａの電位が最も高く、バッテリモジュール１００ｂの低電位電極１０Ｂの電位が最も低い。
【０１１９】
サービスプラグ５３０は、例えばバッテリシステム５００のメンテナンス時に作業者によりオフされる。サービスプラグ５３０がオフされた場合には、バッテリモジュール１００ａ，１００ｂからなる直列回路とバッテリモジュール１００ｃ，１００ｄからなる直列回路とが電気的に分離される。この場合、複数のバッテリモジュール１００ａ〜１００ｄ間の電流経路が遮断される。これにより、メンテナンス時の安全性が確保される。
【０１２０】
バッテリモジュール１００ｂの低電位電極１０Ｂは図１１のバッテリモジュール１００とコンタクタ１０２とを接続する電源線５０１として電源線Ｄ３を介してコンタクタ１０２に接続され、バッテリモジュール１００ｄの高電位電極１０Ａは図１１のバッテリモジュール１００とコンタクタ１０２とを接続する電源線５０１として電源線Ｄ４を介してコンタクタ１０２に接続される。コンタクタ１０２は、図１１のコンタクタ１０２から外部に延びる電源線５０１として電源線Ｄ５，Ｄ６を介してＨＶコネクタ５２０に接続される。ＨＶコネクタ５２０は、電動車両のモータ等の負荷に接続される。
【０１２１】
コンタクタ１０２がオンされた状態では、バッテリモジュール１００ｂが電源線Ｄ３，Ｄ５を介してＨＶコネクタ５２０に接続されるとともに、バッテリモジュール１００ｄが電源線Ｄ４，Ｄ６を介してＨＶコネクタ５２０に接続される。それにより、バッテリモジュール１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄから負荷に電力が供給される。また、コンタクタ１０２がオンされた状態で、バッテリモジュール１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄの充電が行われる。
【０１２２】
コンタクタ１０２がオフされると、バッテリモジュール１００ｂとＨＶコネクタ５２０との接続およびバッテリモジュール１００ｄとＨＶコネクタ５２０との接続が遮断される。
【０１２３】
バッテリシステム５００のメンテナンス時には、サービスプラグ５３０とともにコンタクタ１０２も作業者によりオフされる。この場合、複数のバッテリモジュール１００ａ〜１００ｄ間の電流経路が確実に遮断される。これにより、メンテナンス時の安全性が十分に確保される。また、各バッテリモジュール１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄの電圧が互いに等しい場合には、バッテリモジュール１００ａ，１００ｂからなる直列回路の総電圧とバッテリモジュール１００ｃ，１００ｄからなる直列回路の総電圧とが等しくなる。そのため、メンテナンス時にバッテリシステム５００内に高い電圧が発生することが防止される。
【０１２４】
バッテリモジュール１００ａの第２のプリント回路基板２１２（図１）とバッテリモジュール１００ｂの第２のプリント回路基板２１２とは、通信線Ｐ１１を介して互いに接続される。バッテリモジュール１００ａの第２のプリント回路基板２１２とバッテリモジュール１００ｃの第２のプリント回路基板２１２とは、通信線Ｐ１２を介して互いに接続される。バッテリモジュール１００ｃの第２のプリント回路基板２１２とバッテリモジュール１００ｄの第２のプリント回路基板２１２とは、通信線Ｐ１３を介して互いに接続される。バッテリモジュール１００ｂの第２のプリント回路基板２１２は通信線Ｐ１４を介してバッテリＥＣＵ１０１に接続される。通信線Ｐ１１〜Ｐ１４は、図１１の通信線５６０に相当する。通信線Ｐ１１〜Ｐ１４によりバスが構成される。
【０１２５】
バッテリモジュール１００ａの検出回路２０により検出されたセル情報は、通信線Ｐ１１，Ｐ１４を介してバッテリＥＣＵ１０１に与えられる。また、バッテリＥＣＵ１０１から通信線Ｐ１４，Ｐ１１を介してバッテリモジュール１００ａの第２のプリント回路基板２１２に所定の制御信号が与えられる。
【０１２６】
バッテリモジュール１００ｂの検出回路２０により検出されたセル情報は、通信線Ｐ１４を介してバッテリＥＣＵ１０１に与えられる。また、バッテリＥＣＵ１０１から通信線Ｐ１４を介してバッテリモジュール１００ｂの第２のプリント回路基板２１２に所定の制御信号が与えられる。
【０１２７】
バッテリモジュール１００ｃの検出回路２０により検出されたセル情報は、通信線Ｐ１２，Ｐ１１，Ｐ１４を介してバッテリＥＣＵ１０１に与えられる。また、バッテリＥＣＵ１０１から通信線Ｐ１４，Ｐ１１，Ｐ１２を介してバッテリモジュール１００ｃの第２のプリント回路基板２１２に所定の制御信号が与えられる。
【０１２８】
バッテリモジュール１００ｄの検出回路２０により検出されたセル情報は、通信線Ｐ１３，Ｐ１２，Ｐ１１，Ｐ１４を介してバッテリＥＣＵ１０１に与えられる。また、バッテリＥＣＵ１０１から通信線Ｐ１４，Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３を介してバッテリモジュール１００ｄの第２のプリント回路基板２１２に所定の制御信号が与えられる。
【０１２９】
（８）バッテリシステムの第２の配置例
複数のバッテリモジュール１００を含むバッテリシステム５００においては、複数のバッテリモジュール１００のうちの一部のバッテリモジュール１００が第１および第２のプリント回路基板２１１，２１２を有し、他のバッテリモジュール１００が第１のプリント回路基板２１１のみを有してもよい。
【０１３０】
さらに、複数のバッテリモジュール１００のうちの一部のバッテリモジュール１００が第１および第２のプリント回路基板２１１，２１２を有し、他のバッテリモジュール１００のうちの一部または全部が第１および第２のプリント回路基板２１１，２１２の両方の回路基板を有しなくてもよい。
【０１３１】
図１４は、第１の実施の形態に係るバッテリシステム５００の第２の配置例を示す模式的平面図である。図１４の例では、バッテリシステム５００を構成する４個のバッテリモジュール１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄのうち１つのバッテリモジュール１００ａに第１のプリント回路基板２１１および第２のプリント回路基板２１２が取り付けられ、他の３個のバッテリモジュール１００ｂ，１００ｃ，１００ｄには第１のプリント回路基板２１１のみが取り付けられる。
【０１３２】
（９）バッテリシステムの第３の配置例
図１１の例では、バッテリシステム５００は４個のバッテリモジュール１００を備えるが、バッテリシステム５００は２個のバッテリモジュール１００を備えてもよい。
【０１３３】
図１５は、第１の実施の形態に係るバッテリシステム５００の第３の配置例を示す模式的平面図である。図１５の例では、バッテリシステム５００が２個のバッテリモジュール１００を備える。バッテリシステム５００の第３の配置例について、バッテリシステム５００の第１の配置例（図１３）と異なる点を説明する。
【０１３４】
図１５に示すように、このバッテリシステム５００においては、ケーシング５５０内にモジュール列Ｔ１が設けられ、図１３のモジュール列Ｔ２は設けられない。モジュール列Ｔ１と側面部５５０ｃとの間の領域に、バッテリＥＣＵ１０１、サービスプラグ５３０、ＨＶコネクタ５２０およびコンタクタ１０２がこの順で側面部５５０ｄから側面部５５０ｂへ並ぶように配置される。
【０１３５】
バッテリモジュール１００ｂの高電位電極１０Ａは図１１のバッテリモジュール１００間を接続する電源線５０１として電源線Ｄ１１を介してサービスプラグ５３０に接続され、バッテリモジュール１００ａの低電位電極１０Ｂは図１１のバッテリモジュール１００間を接続する電源線５０１として電源線Ｄ１２を介してサービスプラグ５３０に接続される。
【０１３６】
サービスプラグ５３０がオンされた状態では、バッテリモジュール１００ａ，１００ｂが直列接続される。この場合、バッテリモジュール１００ａの高電位電極１０Ａの電位が最も高く、バッテリモジュール１００ｂの低電位電極１０Ｂの電位が最も低い。
【０１３７】
サービスプラグ５３０がオフされた場合には、バッテリモジュール１００ａとバッテリモジュール１００ｂとが電気的に分離される。そのため、メンテナンス時にバッテリシステム５００内に高い電圧が発生することが防止される。
【０１３８】
バッテリモジュール１００ｂの低電位電極１０Ｂは図１１のバッテリモジュール１００とコンタクタ１０２とを接続する電源線５０１として電源線Ｄ１３を介してコンタクタ１０２に接続され、バッテリモジュール１００ａの高電位電極１０Ａは図１１のバッテリモジュール１００とコンタクタ１０２とを接続する電源線５０１として電源線Ｄ１４を介してコンタクタ１０２に接続される。
【０１３９】
コンタクタ１０２がオンされた状態では、バッテリモジュール１００ｂが電源線Ｄ１３，Ｄ５を介してＨＶコネクタ５２０に接続されるとともに、バッテリモジュール１００ａが電源線Ｄ１４，Ｄ６を介してＨＶコネクタ５２０に接続される。すなわち、バッテリモジュール１００ａ，１００ｂとＨＶコネクタ５２０に接続された負荷とが直列回路を形成する。それにより、バッテリモジュール１００ａ，１００ｂから負荷に電力が供給される。また、コンタクタ１０２がオンされた状態で、バッテリモジュール１００ａ，１００ｂの充電が行われる。
【０１４０】
コンタクタ１０２がオフされると、バッテリモジュール１００ｂとＨＶコネクタ５２０との接続およびバッテリモジュール１００ａとＨＶコネクタ５２０との接続が遮断される。
【０１４１】
バッテリモジュール１００ａの第２のプリント回路基板２１２（図１）とバッテリモジュール１００ｂの第２のプリント回路基板２１２とは、通信線Ｐ２１を介して互いに接続される。バッテリモジュール１００ｂの第２のプリント回路基板２１２は通信線Ｐ２２を介してバッテリＥＣＵ１０１に接続される。通信線Ｐ２１，Ｐ２２は、図１１の通信線５６０に相当する。通信線Ｐ２１，Ｐ２２によりバスが構成される。
【０１４２】
バッテリモジュール１００ａの検出回路２０により検出されたセル情報は、通信線Ｐ２１，Ｐ２２を介してバッテリＥＣＵ１０１に与えられる。また、バッテリＥＣＵ１０１から通信線Ｐ２２，Ｐ２１を介してバッテリモジュール１００ａの第２のプリント回路基板２１２に所定の制御信号が与えられる。
【０１４３】
バッテリモジュール１００ｂの検出回路２０により検出されたセル情報は、通信線Ｐ２２を介してバッテリＥＣＵ１０１に与えられる。また、バッテリＥＣＵ１０１から通信線Ｐ２２を介してバッテリモジュール１００ｂの第２のプリント回路基板２１２に所定の制御信号が与えられる。
【０１４４】
（１０）第１の実施の形態の効果
本実施の形態に係るバッテリモジュール１００においては、第１のプリント回路基板２１１および第２のプリント回路基板２１２が、バッテリブロック１０ＢＢの一端面上およびそれに平行な面上に積層されるように設けられる。この場合、Ｙ方向およびＺ方向におけるバッテリモジュール１００のサイズの増加を抑制することができる。これにより、Ｙ方向およびＺ方向においてバッテリモジュール１００の設置スペースに余裕がない場合でも、容易にバッテリモジュール１００を設置することができる。その結果、バッテリシステム５００およびバッテリシステム５００を備える電動車両の設計の自由度が向上する。
【０１４５】
また、バッテリブロック１０ＢＢの一端面は、端面枠９２により構成される。したがって、端面枠９２に第１のプリント回路基板２１１および第２のプリント回路基板２１２を確実に固定することができる。
【０１４６】
バッテリモジュール１００に２枚の回路基板（第１のプリント回路基板２１１および第２のプリント回路基板２１２）が設けられる。これにより、バッテリモジュール１００の端面の大きさにかかわらず電子回路の実装領域を十分に拡大することができる。
【０１４７】
第１の第１のプリント回路基板２１１に検出回路２０が実装され、第２のプリント回路基板２１２に通信回路２４が実装される。この場合、各バッテリモジュール１００の複数のバッテリセル１０の数を増加させる場合に、第１のプリント回路基板２１１を交換することにより、複数のバッテリセル１０の端子間電圧を検出することが可能である。
【０１４８】
例えば、第１および第２のプリント回路基板２１１，２１２がバッテリブロック１０ＢＢの上面、一側面および他側面のいずれかに設けられる場合には、バッテリブロック１０ＢＢの上面、一側面および他側面のいずれかに第１および第２のプリント回路基板２１１，２１２を取り付けるためのねじ孔を形成する必要がある。各バッテリモジュール１００の複数のバッテリセル１０の数が変更される場合には、Ｘ方向におけるバッテリブロック１０ＢＢのサイズが変化する。そのため、バッテリブロック１０ＢＢの上面、一側面および他側面のいずれかに新たなねじ孔を形成しなければならない。
【０１４９】
一方、本実施の形態において、第１および第２のプリント回路基板２１１，２１２が取り付けられるバッテリブロック１０ＢＢの一端面のサイズは変化しない。そのため、複数のバッテリセル１０の数が変更される場合でも、第１および第２のプリント回路基板２１１，２１２を取り付けるためのねじ孔を新たに形成する必要がない。これにより、異なる仕様のバッテリモジュール１００を共通の部品を用いて製造することができる。
【０１５０】
バッテリブロック１０ＢＢの上面に第１のプリント回路基板２１１および第２のプリント回路基板２１２が設けられる場合には、各バッテリセル１０のガス抜き弁１０ｖが第１のプリント回路基板２１１および第２のプリント回路基板２１２により覆われる。この場合、各バッテリセル１０のガス抜き弁１０ｖから排出されるガスを円滑に外部へ導くための構造をバッテリブロック１０ＢＢの上面に設ける必要がある。
【０１５１】
これに対して、本実施の形態に係るバッテリモジュール１００においては、バッテリブロック１０ＢＢの上面に第１のプリント回路基板２１１および第２のプリント回路基板２１２が設けられない。バッテリブロック１０ＢＢの上面にそのため、各バッテリセル１０のガス抜き弁１０ｖから排出されるガスを外部に導くための構造を設ける必要がない。
【０１５２】
Ｘ方向においては、通信回路２４が実装された第２のプリント回路基板２１２が、第１のプリント回路基板２１１の一面２１１Ａ上に設けられる。この場合、第２のプリント回路基板２１２のコネクタ２９に容易に通信線５６０を接続することができる。
【０１５３】
なお、Ｘ方向において、第２のプリント回路基板２１２が一方の端面枠９２の一面上に設けられ、第１のプリント回路基板２１１が第２のプリント回路基板２１２の一面２１２Ａ上に設けられてもよい。この場合、第１のプリント回路基板２１１に実装された複数の抵抗Ｒが発熱する場合でも、効率よく複数の抵抗Ｒが放熱される。
【０１５４】
［２］第２の実施の形態
以下、第２の実施の形態に係るバッテリモジュールについて、第１の実施の形態に係るバッテリモジュール１００と異なる点を説明する。
【０１５５】
（１）バッテリモジュールの構造
図１６は、第２の実施の形態に係るバッテリモジュール１００の平面図である。図１６に太い点線で示すように、このバッテリモジュール１００においては、第１のプリント回路基板２１１および第２のプリント回路基板２１２がそれぞれ一対の端面枠９２のＹＺ方向に平行な一面上に取り付けられる。これにより、第１のプリント回路基板２１１はバッテリブロック１０ＢＢの一端面上に設けられ、第２のプリント回路基板２１２は複数のバッテリセル１０を介してバッテリブロック１０ＢＢの一端面に対向する他端面上に設けられる。このように、本実施の形態においても、第１のプリント回路基板２１１および第２のプリント回路基板２１２は、互いに異なる面上に設けられる。
【０１５６】
（２）バッテリシステムの配置例
図１７は、第２の実施の形態に係るバッテリシステム５００の配置例を示す模式的平面図である。図１７のバッテリシステム５００について、図１３のバッテリシステム５００と異なる点を説明する。
【０１５７】
図１７の説明においては、各バッテリモジュール１００ａ〜１００ｄの高電位電極１０Ａを含むバッテリセル１０に隣り合う端面枠９２を端面枠９２ａと呼び、各バッテリモジュール１００ａ〜１００ｄの低電位電極１０Ｂを含むバッテリセル１０に隣り合う端面枠９２を端面枠９２ｂと呼ぶ。
【０１５８】
このバッテリシステム５００においては、各バッテリモジュール１００ａ〜１００ｄの端面枠９２ａに通信回路２４が実装された第２のプリント回路基板２１２が取り付けられる。また、各バッテリモジュール１００ａ〜１００ｄの端面枠９２ｂに検出回路２０が実装された第１のプリント回路基板２１１が取り付けられる。バッテリモジュール１００ａ〜１００ｄ間の電源線および通信線の接続は図１３の例と同じである。
【０１５９】
（３）第２の実施の形態の効果
本実施の形態に係るバッテリモジュール１００においては、第１のプリント回路基板２１１および第２のプリント回路基板２１２が、バッテリブロック１０ＢＢの一端面上および他端面上にそれぞれ設けられる。
【０１６０】
この場合、Ｙ方向およびＺ方向におけるバッテリモジュール１００のサイズの増加を抑制することができる。これにより、Ｙ方向およびＺ方向においてバッテリモジュール１００の設置スペースに余裕がない場合でも、容易にバッテリモジュール１００を設置することができる。その結果、バッテリシステム５００およびバッテリシステム５００を備える電動車両の設計の自由度が向上する。
【０１６１】
また、バッテリブロック１０ＢＢの一端面および他端面は、それぞれ一対の端面枠９２の一面により構成される。したがって、一対の端面枠９２にそれぞれ第１のプリント回路基板２１１および第２のプリント回路基板２１２を確実に固定することができる。
【０１６２】
また、第１のプリント回路基板２１１および第２のプリント回路基板２１２がそれぞれ端面枠９２に設けられるので、バッテリブロック１０ＢＢに第１および第２のプリント回路基板２１１，２１２を取り付けるための新たな部材（第１の実施の形態における基板ホルダ９５）を用いる必要がなくなる。その結果、構成が単純となり、製造効率が向上する。
【０１６３】
第１のプリント回路基板２１１および第２のプリント回路基板２１２がそれぞれバッテリブロック１０ＢＢの一端面および他端面に配置されので、第１および第２のプリント回路基板２１１，２１２のメンテナンスが容易となる。
【０１６４】
［３］第３の実施の形態
以下、第３の実施の形態に係るバッテリモジュールについて、第１の実施の形態に係るバッテリモジュール１００と異なる点を説明する。
【０１６５】
（１）バッテリモジュールの構造
図１８は第３の実施の形態に係るバッテリモジュールの外観斜視図である。図１８に示すように、このバッテリモジュール１００においては、一対の端面枠９２のうちの一方の端面枠９２のＹＺ方向に平行な一面上に第２のプリント回路基板２１２が取り付けられ、ＸＹ平面に平行であるバッテリブロック１０ＢＢの上面に第１のプリント回路基板２１１が取り付けられる。すなわち、第２のプリント回路基板２１２はバッテリブロック１０ＢＢの一端面上に設けられ、第１のプリント回路基板２１１はバッテリブロック１０ＢＢの上面に設けられる。このように、本実施の形態においても、第１のプリント回路基板２１１および第２のプリント回路基板２１２は、バッテリブロック１０ＢＢにおける互いに異なる面上に設けられる。詳細を説明する。
【０１６６】
以下の説明においては、第２のプリント回路基板２１２が取り付けられる一方の端面枠９２に隣り合うバッテリセル１０から他方の端面枠９２に隣り合うバッテリセル１０までを１番目〜１８番目のバッテリセル１０と呼ぶ。
【０１６７】
図１８の例では、１番目から５番目までの各バッテリセル１０のプラス電極１０ａとマイナス電極１０ｂとの間に、矩形状を有する第１のプリント回路基板２１１がＸＹ平面に平行に配置される。第１のプリント回路基板２１１は、Ｘ方向に平行な一対の側辺およびＹ方向に平行な一対の端辺を有する。第１のプリント回路基板２１１の一対の側辺に、１番目から５番目までのバッテリセル１０に取り付けられたバスバー４０，４０ａが所定の間隔で接続される。
【０１６８】
６番目から１８番目までの各バッテリセル１０のプラス電極１０ａとマイナス電極１０ｂとの間に、２枚のＦＰＣ基板５０がＹ方向に並ぶように配置される。２枚のＦＰＣ基板５０は、Ｘ方向に延びている。２枚のＦＰＣ基板５０は、それぞれＸ方向に平行な一対の側辺を有する。一方のＦＰＣ基板５０において、他方のＦＰＣ基板５０と反対側の側辺には、複数のバスバー４０，４０ａが所定の間隔で並ぶように接続される。同様に、他方のＦＰＣ基板５０において、一方のＦＰＣ基板５０と反対側の側辺には、複数のバスバー４０，４０ａが所定の間隔で並ぶように接続される。各ＦＰＣ基板５０は第１のプリント回路基板２１１に接続される。
【０１６９】
第１のプリント回路基板２１１と第２のプリント回路基板２１２とが、接続線を含むＦＰＣ基板２１３により互いに接続される。
【０１７０】
上述のように、各バッテリセル１０の上面部分の中央にはガス抜き弁１０ｖ（図１および図２参照）が形成されている。図１８のバッテリモジュール１００においては、ガス抜き弁１０ｖから排出されるガスを拡散させることなく外部へ導くために、ガスダクトＧＤが設けられる。ガスダクトＧＤは断面凹形状の長手形状を有し、全てのバッテリセル１０のガス抜き弁１０ｖ（図１および図２参照）を覆うように設けられる。
【０１７１】
（２）第１のプリント回路基板の取り付け構造
図１９は図１８の第１のプリント回路基板２１１の取り付け構造を示す図である。図１９に図１８のバッテリモジュール１００の端面図が示されている。なお、図１９では、図１８のＦＰＣ基板２１３の図示は省略する。
【０１７２】
第１のプリント回路基板２１１の四隅およびＹ方向に平行な一対の端辺の中央部近傍には、図示しない貫通孔が形成される。各バッテリセル１０の上面には、プラス電極１０ａおよびマイナス電極１０ｂを支持する突出部１０ｓが設けられる。各突出部１０ｓの上端部には図示しないねじ孔が形成される。また、ガスダクトＧＤの上端部にも図示しないねじ孔が形成される。
【０１７３】
第１のプリント回路基板２１１に形成された複数の貫通孔と突出部１０ｓおよびガスダクトＧＤのねじ孔とが重なるようにバッテリセル１０の上面上に第１のプリント回路基板２１１が位置決めされる。この状態で、第１のプリント回路基板２１１の貫通孔を通して突出部１０ｓおよびガスダクトＧＤのねじ孔にねじＮが取り付けられる。これにより、図１８および図１９に示すように、複数のバッテリセル１０の上面上に第１のプリント回路基板２１１が固定される。
【０１７４】
（３）バッテリシステムの配置例
図２０は、第３の実施の形態に係るバッテリシステム５００の配置例を示す模式的平面図である。図２０の説明においても、第２の実施の形態と同様に、各バッテリモジュール１００ａ〜１００ｄの高電位電極１０Ａを含むバッテリセル１０に隣り合う端面枠９２を端面枠９２ａと呼び、各バッテリモジュール１００ａ〜１００ｄの低電位電極１０Ｂを含むバッテリセル１０に隣り合う端面枠９２を端面枠９２ｂと呼ぶ。
【０１７５】
図２０に示すように、このバッテリシステム５００は、第１のプリント回路基板２１１が各バッテリモジュール１００ａ〜１００ｄの上面に設けられる点を除き、図１７のバッテリシステム５００と同様の構成を有する。
【０１７６】
（４）第３の実施の形態の効果
本実施の形態に係るバッテリモジュール１００においては、第２のプリント回路基板２１２がバッテリブロック１０ＢＢの一端面に設けられ、第１のプリント回路基板２１１がバッテリブロック１０ＢＢ上面に設けられる。
【０１７７】
この場合、Ｙ方向におけるバッテリモジュール１００のサイズの増加を抑制することができる。これにより、Ｙ方向においてバッテリモジュール１００の設置スペースに余裕がない場合でも、容易にバッテリモジュール１００を設置することができる。
【０１７８】
また、この場合、Ｘ方向およびＺ方向におけるバッテリモジュール１００のサイズの増加を最小限に抑えることができる。これにより、Ｘ方向およびＺ方向において、バッテリモジュール１００の設置スペースに余裕がない場合でも、バッテリモジュール１００を設置することができる。これらの結果、バッテリシステム５００およびバッテリシステム５００を備える電動車両の設計の自由度が向上する。
【０１７９】
本実施の形態においても、第１のプリント回路基板２１１に検出回路２０が実装され、第２のプリント回路基板２１２に通信回路２４が実装される。各バッテリモジュール１００の複数のバッテリセル１０の数を増加させる場合には、複数のバッテリセル１０の数に応じた検出回路２０が必要である。そのため、第１のプリント回路基板２１１を交換することにより、複数のバッテリセル１０の端子間電圧を検出することが可能となる。この場合、第１のプリント回路基板２１１がバッテリブロック１０ＢＢの上面に設けられるので、プリント回路基板２１１の交換作業が容易である。
【０１８０】
一方、各バッテリモジュール１００の複数のバッテリセル１０の数が増加しても、通信回路２４の構成を変更する必要はない。そのため、各バッテリモジュール１００の複数のバッテリセル１０の数を増加させる場合に、第２のプリント回路基板２１２を交換する必要はない。
【０１８１】
このように、各バッテリモジュール１００の複数のバッテリセル１０の数を増加させる場合には、第１のプリント回路基板２１１を容易に交換することができかつ第２のプリント回路基板２１２を交換する必要がない。したがって、各バッテリモジュール１００の複数のバッテリセル１０の数を容易に変更することができる。
【０１８２】
（５）第３の実施の形態における変形例
バッテリモジュール１００は、ガスダクトＧＤを有しなくてもよい。この場合、第１のプリント回路基板２１１はバッテリセル１０の突出部１０ｓに取り付けられる。第１のプリント回路基板２１１は、１番目から５番目までの各バッテリセル１０のガス抜き弁１０ｖ（図１および図２参照）を覆うように配置される。そこで、第１のプリント回路基板２１１においては、各ガス抜き弁１０ｖに対向する位置に貫通孔を形成する。これにより、１番目から５番目までの各バッテリセル１０のガス抜き弁１０ｖから排出されるガスが、第１のプリント回路基板２１１の貫通孔を通して円滑に外部へ導かれる。
【０１８３】
一対の端面枠９２のうちの一方の端面枠９２に、第１のプリント回路基板２１１が取り付けられ、バッテリブロック１０ＢＢの上面に第２のプリント回路基板２１２が取り付けられてもよい。この場合、第２のプリント回路基板２１２のコネクタ２９（図６（ｂ））に通信線５６０を容易に接続することができる。それにより、バッテリシステム５００の組み立てが容易となる。
【０１８４】
上述のように、第１のプリント回路基板２１１は、１番目から５番目までの各バッテリセル１０のガス抜き弁１０ｖ（図１および図２参照）を覆うように配置される。これに限らず、第１のプリント回路基板２１１は、全てのバッテリセル１０（１番目から１８番目までのバッテリセル１０）のガス抜き弁１０ｖを覆うように形成されてもよい。また、第１のプリント回路基板２１１は、バッテリブロック１０ＢＢの上面全体を覆うように形成されてもよい。
【０１８５】
［４］第４の実施の形態
以下、第４の実施の形態に係る電動車両について説明する。本実施の形態に係る電動車両は、第１の実施の形態に係るバッテリシステム５００を備える。なお、以下では、電動車両の一例として電動自動車を説明する。
【０１８６】
図２１は、バッテリシステム５００を備える電動自動車の構成を示すブロック図である。図２１に示すように、本実施の形態に係る電動自動車６００は、図１１の非動力用バッテリ１２、主制御部３００およびバッテリシステム５００、電力変換部６０１、モータ６０２、駆動輪６０３、アクセル装置６０４、ブレーキ装置６０５、ならびに回転速度センサ６０６を含む。モータ６０２が交流（ＡＣ）モータである場合には、電力変換部６０１はインバータ回路を含む。
【０１８７】
上記のように、バッテリシステム５００には、非動力用バッテリ１２が接続される。また、バッテリシステム５００は、電力変換部６０１を介してモータ６０２に接続されるとともに、主制御部３００に接続される。
【０１８８】
主制御部３００には、バッテリシステム５００を構成するバッテリＥＣＵ１０１（図１１）から複数のバッテリモジュール１００（図１１）の充電量およびバッテリモジュール１００に流れる電流値が与えられる。また、主制御部３００には、アクセル装置６０４、ブレーキ装置６０５および回転速度センサ６０６が接続される。主制御部３００は、例えばＣＰＵおよびメモリ、またはマイクロコンピュータからなる。
【０１８９】
アクセル装置６０４は、電動自動車６００が備えるアクセルペダル６０４ａと、アクセルペダル６０４ａの操作量（踏み込み量）を検出するアクセル検出部６０４ｂとを含む。運転者によりアクセルペダル６０４ａが操作されると、アクセル検出部６０４ｂは、運転者により操作されていない状態を基準としてアクセルペダル６０４ａの操作量を検出する。検出されたアクセルペダル６０４ａの操作量が主制御部３００に与えられる。
【０１９０】
ブレーキ装置６０５は、電動自動車６００が備えるブレーキペダル６０５ａと、運転者によるブレーキペダル６０５ａの操作量（踏み込み量）を検出するブレーキ検出部６０５ｂとを含む。運転者によりブレーキペダル６０５ａが操作されると、ブレーキ検出部６０５ｂによりその操作量が検出される。検出されたブレーキペダル６０５ａの操作量が主制御部３００に与えられる。回転速度センサ６０６は、モータ６０２の回転速度を検出する。検出された回転速度は、主制御部３００に与えられる。
【０１９１】
上記のように、主制御部３００には、バッテリモジュール１００の充電量、バッテリモジュール１００を流れる電流値、アクセルペダル６０４ａの操作量、ブレーキペダル６０５ａの操作量、およびモータ６０２の回転速度が与えられる。主制御部３００は、これらの情報に基づいてバッテリモジュール１００の充放電制御および電力変換部６０１の電力変換制御を行う。例えば、アクセル操作に基づく電動自動車６００の発進時および加速時には、バッテリシステム５００から電力変換部６０１にバッテリモジュール１００の電力が供給される。
【０１９２】
さらに、主制御部３００は、与えられたアクセルペダル６０４ａの操作量に基づいて、駆動輪６０３に伝達すべき回転力（指令トルク）を算出し、その指令トルクに基づく制御信号を電力変換部６０１に与える。
【０１９３】
上記の制御信号を受けた電力変換部６０１は、バッテリシステム５００から供給された電力を、駆動輪６０３を駆動するために必要な電力（駆動電力）に変換する。これにより、電力変換部６０１により変換された駆動電力がモータ６０２に供給され、その駆動電力に基づくモータ６０２の回転力が駆動輪６０３に伝達される。
【０１９４】
一方、ブレーキ操作に基づく電動自動車６００の減速時には、モータ６０２は発電装置として機能する。この場合、電力変換部６０１は、モータ６０２により発生された回生電力をバッテリモジュール１００の充電に適した電力に変換し、バッテリモジュール１００に与える。それにより、バッテリモジュール１００が充電される。
【０１９５】
上記のように、本実施の形態に係る電動自動車６００は、第１の実施の形態に係るバッテリシステム５００を備える。これにより、第１および第２のプリント回路基板２１１，２１２が設けられることによるバッテリモジュール１００の設置スペースの制限が緩和される。したがって、電動自動車６００の設計の自由度が向上し、製造が容易となる。
【０１９６】
［５］その他の発明の実施形態
（１）第１のプリント回路基板２１１および第２のプリント回路基板２１２のいずれか一方がバッテリブロック１０ＢＢの一端面上に設けられ、他方がバッテリブロック１０ＢＢのＸＺ平面に平行な一側面上に設けられてもよい。
【０１９７】
この場合、Ｚ方向におけるバッテリモジュール１００のサイズの増加を抑制することができる。これにより、Ｚ方向においてバッテリモジュール１００の設置スペースに余裕がない場合でも、容易にバッテリモジュール１００を設置することができる。
【０１９８】
また、Ｘ方向およびＹ方向におけるバッテリモジュール１００のサイズの増加を最小限に抑えることができる。これにより、Ｘ方向およびＹ方向においてバッテリモジュール１００の設置スペースに余裕がない場合でも、バッテリモジュール１００を設置することができる。これらの結果、バッテリシステム５００およびバッテリシステム５００を備える電動車両の設計の自由度が向上する。
【０１９９】
（２）上記の実施の形態では、第２のプリント回路基板２１２に通信回路２４が設けられるが、第２のプリント回路基板２１２に上記のバッテリＥＣＵ１０１の機能を有する回路が設けられてもよい。
【０２００】
具体的には、第２のプリント回路基板２１２にＣＡＮ（Controller Area Network）通信回路を実装してもよい。この場合、ＣＡＮ通信回路は、各バッテリセル１０の充電量の算出およびバッテリセル１０の過放電、過充電または温度異常等の検出を行う。また、ＣＡＮ通信回路は、算出された充電量および過放電、過充電または温度異常等の検出結果を主制御部３００に与える。さらに、ＣＡＮ通信回路は、バッテリモジュール１００の過放電、過充電または温度異常等を検出した場合に、コンタクタ１０２をオフする。
【０２０１】
これにより、バッテリシステム５００にバッテリＥＣＵ１０１を設ける必要がなくなる。したがって、バッテリシステム５００の構成が単純化する。
【０２０２】
さらに、上記のように、第２のプリント回路基板２１２にＣＡＮ通信回路を実装する場合には、図１４の例で説明したように、複数のバッテリモジュール１００を含むバッテリシステム５００において、複数のバッテリモジュール１００のうちの１つのバッテリモジュール１００にのみ第２のプリント回路基板２１２を設けてもよい。
【０２０３】
（３）第１のプリント回路基板２１１には、バッテリシステム５００の最も高電位のプラス電極と最も低電位のマイナス電極との間の電圧差を分圧および増幅する総電圧検出回路が実装されてもよい。この場合、第２のプリント回路基板２１２の通信回路２４により、バッテリシステム５００の総電圧の値が算出される。
【０２０４】
第２のプリント回路基板２１２には、通信回路２４に限らず、図１のコンタクタ１０２の動作を制御するコンタクタ制御回路が実装されてもよい。
【０２０５】
バッテリシステム５００のケーシング５５０には、ケーシング５５０内の各バッテリモジュール１００の放熱を行うための送風機が設けられる場合がある。この場合、第２のプリント回路基板２１２には、送風機の動作を制御するための送風機制御回路が設けられてもよい。
【０２０６】
第２のプリント回路基板２１２には、通信回路２４に加えて、非動力用バッテリ１２からの電圧を降圧する電力供給回路が実装されてもよい。この場合、電力供給回路により降圧された電圧が、通信回路２４に与えられる。
【０２０７】
第２のプリント回路基板２１２には、バッテリシステム５００の漏電の有無を検出する漏電検出回路が実装されてもよい。この場合、漏電検出回路により検出されたバッテリシステム５００の漏電の有無が漏電検出信号として通信回路２４により主制御部３００に与えられる。
【０２０８】
電動車両は、起動の際に起動信号を発生する起動信号発生部を備える。第２のプリント回路基板２１２には、起動信号発生部が発生する起動信号を検出して複数のバッテリモジュール１００の通信回路２４を起動させる車両起動検出回路が実装されてもよい。
【０２０９】
（４）上記の第１〜第４の実施の形態においては、接続線を含むＦＰＣ基板を用いて第１のプリント回路基板２１１と第２のプリント回路基板２１２との間の接続が行われる。これに限らず、第１のプリント回路基板２１１と第２のプリント回路基板２１２との間の接続は、コネクタおよびハーネスを用いて行ってもよい。具体的には、第１のプリント回路基板２１１および第２のプリント回路基板２１２にそれぞれコネクタを実装し、２つのコネクタ間をハーネスで接続する。これにより、バッテリモジュール１００の製造が容易になる。
【０２１０】
［６］請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応関係
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
【０２１１】
上記実施の形態においては、バッテリモジュール１００がバッテリモジュールの例であり、バッテリＥＣＵ１０１または主制御部３００が外部装置の例であり、複数のバッテリセル１０が複数のバッテリセルの例であり、バッテリブロック１０ＢＢがバッテリブロックの例である。
【０２１２】
また、検出回路２０および通信回路２４が回路の例であり、第１および第２のプリント回路基板２１１，２１２のうちの一方が第１の回路基板の例であり、第１および第２のプリント回路基板２１１，２１２のうちの他方が第２の回路基板の例であり、一方の端面枠９２の一面が第１の面の例である。
【０２１３】
さらに、基板ホルダ９５の一面、他方の端面枠９２の一面、またはＸＹ平面に平行なバッテリブロック１０ＢＢの上面がバッテリブロックの第１の面と異なる面の例であり、基板ホルダ９５の一面が第２の面の例であり、他方の端面枠９２の一面が第３の面の例である。
【０２１４】
また、Ｘ方向が第１の面に交差する方向の例であり、ＸＹ平面に平行なバッテリブロック１０ＢＢの上面が第４の面の例であり、検出回路２０が検出部の例であり、通信回路２４が通信部の例であり、バッテリシステム５００がバッテリシステムの例であり、複数のバッテリセル１０が複数のバッテリセルの例であり、バッテリモジュール１００，１００ａ〜１００ｄが複数のバッテリモジュールの例である。
【０２１５】
さらに、モータ６０２がモータの例であり、駆動輪６０３が駆動輪の例であり、電動自動車６００が電動車両の例である。
【０２１６】
請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の要素を用いることもできる。
【産業上の利用可能性】
【０２１７】
本発明は、電力を駆動源とする種々の移動体、電力の貯蔵装置またはモバイル機器等に有効に利用することができる。
【符号の説明】
【０２１８】
１０  バッテリセル
１０ａ  プラス電極
１０Ａ  高電位電極
１０Ｂ  低電位電極
１０ｂ  マイナス電極
１０ＢＢ  バッテリブロック
１０Ｇ  第１の実装領域
１１  サーミスタ
１２  非動力用バッテリ
１２Ｇ  第２の実装領域
２０  検出回路
２０ａ  マルチプレクサ
２０ｂ  Ａ／Ｄ変換器
２０ｃ  差動増幅器
２１  プリント回路基板
２２，２３ａ，２３ｂ  接続端子
２４  通信回路
２５  絶縁素子
２６  絶縁領域
２９  コネクタ
４０，４０ａ，５０１ａ  バスバー
４０ｙ  電圧電流バスバー
４１，４５  ベース部
４２，４６  取付片
４３，４７  電極接続孔
５０  ＦＰＣ基板
５１，５１ｘ，５２  導体線
６０  ＰＴＣ素子
９２  端面枠
９２ａ  平坦部
９２ｂ  基板取り付け部
９２ｃ  接続部
９３  上端枠
９４  下端枠
９５  基板ホルダ
１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄ  バッテリモジュール
１０１  バッテリＥＣＵ
１０２  コンタクタ
１０４  バス
２１１  第１のプリント回路基板
２１１Ａ，２１２Ａ  一面
２１１Ｂ，２１２Ｂ  他面
２１２  第２のプリント回路基板
４１０  増幅回路
３００  主制御部
５００  バッテリシステム
５０１  電源線
５２０  ＨＶコネクタ
５３０  サービスプラグ
５５０  ケーシング
５５０ａ，５５０ｂ，５５０ｃ，５５０ｄ  側面部
５６０，Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３，Ｐ１４，Ｐ２１，Ｐ２２  通信線
６００  電動自動車
６０１  電力変換部
６０２  モータ
６０３  駆動輪
６０４  アクセル装置
６０４ａ  アクセルペダル
６０４ｂ  アクセル検出部
６０５  ブレーキ装置
６０５ａ  ブレーキペダル
６０５ｂ  ブレーキ検出部
６０６  回転速度センサ
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６  電源線
ＥＱ  均等化回路
ＧＮＤ１，ＧＮＤ２  グランドパターン
Ｈ１，Ｈ２  はんだパターン
Ｒ  抵抗
ＲＳ  シャント抵抗
ＳＷ  スイッチング素子
Ｔ１，Ｔ２  モジュール列
【図１】
2012028186.tif 000003
【図２】
2012028186.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2012028186.tif 000007
【図６】
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【図７】
2012028186.tif 000009
【図８】
2012028186.tif 000010
【図９】
2012028186.tif 000011
【図１０】
2012028186.tif 000012
【図１１】
2012028186.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2012028186.tif 000015
【図１４】
2012028186.tif 000016
【図１５】
2012028186.tif 000017
【図１６】
2012028186.tif 000018
【図１７】
2012028186.tif 000019
【図１８】
2012028186.tif 000020
【図１９】
2012028186.tif 000021
【図２０】
2012028186.tif 000022
【図２１】
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