(57)【要約】【課題】組電池の温度検出装置において、ケーブル数を削減するとともに組電池のサイズ増大を抑制する。【解決手段】温度検出装置１４は、一対のフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）と、一対のＦＰＣの間に形成された有機ＥＬ素子等の抵抗素子、アノード配線、カソード配線で構成される。温度検出装置１４は、電池モジュール１０間に配置され、電池モジュール１０の長側面に沿って延在し、端部で折り返すように配置される。監視ユニット１２は、抵抗素子の抵抗値を検出することで電池モジュール１０の温度を検出する。【選択図】図１
2013044609.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
組電池の温度検出装置であって、
アノード配線と、
カソード配線と、
一端が前記アノード配線に接続されるとともに他端が前記カソード配線に接続され、温度により抵抗値が変化する抵抗素子と、
を備え、前記組電池を構成する複数の電池モジュール間に配置されることを特徴とする組電池の温度検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の組電池の温度検出装置において、
前記アノード配線あるいは前記カソード配線のいずれか一方は前記抵抗素子に共通に形成され、他方は前記抵抗素子毎に個別に形成されることを特徴とする組電池の温度検出装置。
【請求項３】
請求項１、２のいずれかに記載の組電池の温度検出装置において、
一対のフレキシブルプリント基板をさらに備え、
前記アノード配線、前記カソード配線、前記抵抗素子が、前記一対のフレキシブルプリント基板の間に形成されていることを特徴とする組電池の温度検出装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の組電池の温度検出装置において、
前記複数の電池モジュールは、少なくとも第１電池モジュール、第２電池モジュール、第３電池モジュールを備え、第１電池モジュールと第２電池モジュールとが隣接し、第２電池モジュールと第３電池モジュールとが隣接し、
前記一対のフレキシブルプリント基板は、第１電池モジュールと第２電池モジュール間に延在し、第２電池モジュールの端部で折り返し、第２電池モジュールと第３電池モジュール間に延在する
ことを特徴とする組電池の温度検出装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の組電池の温度検出装置において、
前記一対のフレキシブルプリント基板のいずれか一方は、前記電池モジュールの面に当接して配置されることを特徴とする組電池の温度検出装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の組電池の温度検出装置において、
前記抵抗素子は、前記電池モジュール毎、あるいは前記電池モジュールを構成する単電池毎に形成されることを特徴とする組電池の温度検出装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の組電池の温度検出装置において、
前記抵抗素子は、有機ＥＬ素子であることを特徴とする組電池の温度検出装置。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれかに記載の組電池の温度検出装置において、
前記抵抗素子は、液晶素子であることを特徴とする組電池の温度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組電池の温度検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、組電池を構成する複数の電池モジュールの数ヵ所にサーミスタ素子を配置し、サーミスタ素子と温度監視ユニットとをケーブルで接続して組電池の温度を監視する装置が提案されている。
【０００３】
一方、組電池の温度を一層詳細に検出するために、複数の電池モジュールの全てに、さらには各電池モジュールを構成する単電池（セル）単位でサーミスタ素子を配置する構成が考えられるが、サーミスタ素子数の増大とともに、サーミスタ素子と温度監視ユニットとを接続するケーブルの本数が著しく増大し、ケーブルの煩雑化だけでなく、サーミスタ素子を配置するスペースを確保するために組電池が大型化してしまう問題も生じる。
【０００４】
下記の特許文献１には、温度センサユニットの数及び取付工数を少なくしてコスト低下を図るとともに伝熱ロスを少なくして異常温度を適切に検出することを目的として、所要数の温度センサを適当間隔おきに接続してなる温度センサユニットを単電池間に配設するとともに、温度センサユニットは単電池の単電池配設方向に沿って少なくとも１往復させ、温度センサユニットの数を各単電池の数の少なくとも半分以下で済むようにし、また各単電池の側面で温度検出することにより単電池の極板群との伝熱距離を最小限にする構成が開示されている。
【０００５】
また、下記の特許文献２には、アクティブマトリクス型の有機ＥＬ表示装置に関するものであって組電池の温度検出に関するものではないが、有機ＥＬ素子を駆動するＴＦＴ等の駆動トランジスタのドレイン−ソース間に電流を印加し、そのときのゲート−ソース間の電圧を測定することで駆動トランジスタの利得係数を算出し、利得係数と温度との依存関係を用いて駆動トランジスタの温度を検出する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−９１３６３号公報
【特許文献２】特開２００９−３００２８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
所要数の温度センサを適当間隔おきに配設してなる温度センサユニットを単電池間に配設し、単電池配設方向に沿って少なくとも１往復させる構成とすることで、温度センサユニットの数を少なくすることは可能であるが、温度センサとしてサーミスタ素子等を用いる場合には、依然としてサーミスタ素子と温度監視ユニットとの間に接続されるケーブル数が増大してしまう。また、温度センサを配設するためのスペースを確保する必要があるのは変わりなく、組電池全体のサイズを抑制することが困難である。
【０００８】
本発明の目的は、温度センサと温度監視ユニット間を接続するケーブル数を削減するとともに、組電池のサイズも抑制し得る温度検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、組電池の温度検出装置であって、アノード配線と、カソード配線と、一端が前記アノード配線に接続されるとともに他端が前記カソード配線に接続され、温度により抵抗値が変化する抵抗素子と、を備え、前記組電池を構成する複数の電池モジュール間に配置されることを特徴とする。
【００１０】
本発明の１つの実施形態では、前記アノード配線あるいは前記カソード配線のいずれか一方は前記抵抗素子に共通に形成され、他方は前記抵抗素子毎に個別に形成される。また、本発明の他の実施形態では、一対のフレキシブルプリント基板をさらに備え、前記アノード配線、前記カソード配線、前記抵抗素子が、前記一対のフレキシブルプリント基板の間に形成されている。
【００１１】
また、本発明の他の実施形態では、前記複数の電池モジュールは、少なくとも第１電池モジュール、第２電池モジュール、第３電池モジュールを備え、第１電池モジュールと第２電池モジュールとが隣接し、第２電池モジュールと第３電池モジュールとが隣接し、前記一対のフレキシブルプリント基板は、第１電池モジュールと第２電池モジュール間に延在し、第２電池モジュールの端部で折り返し、第２電池モジュールと第３電池モジュール間に延在する。
【００１２】
また、本発明の他の実施形態では、前記一対のフレキシブルプリント基板のいずれか一方は、前記電池モジュールの面に当接して配置される。
【００１３】
また、本発明の他の実施形態では、前記抵抗素子は、前記電池モジュール毎、あるいは前記電池モジュールを構成する単電池毎に形成される。
【００１４】
本発明における抵抗素子は、例えば有機ＥＬ素子、あるいは液晶素子とすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、一対のフレキシブルプリント基板、アノード配線、カソード配線、及び抵抗素子で温度センサを構成したので、ケーブル本数を削減できるとともに、電池モジュール間に配置しても組電池のサイズ増大が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態の全体構成図である。
【図２】温度検出装置の一部拡大図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
【００１８】
図１に、本実施形態における電池の温度検出装置の構成図を示す。本実施形態における電池は、複数の電池モジュール１０を積層してなる組電池１であり、電池モジュール１０のそれぞれは１又は複数の単電池（セル）から構成される。より具体的には、電池モジュール１０のそれぞれは、幅の狭い短側面と幅の広い長側面を有する１又は複数の直方体状のセルをその短側面で直列に連続させ、一体化して構成される。セルは、例えばニッケル水素電池やリチウムイオン電池である。
【００１９】
電池モジュール１０は、幅の狭い短側面と幅の広い長側面を有する直方体状をなし、複数の電池モジュール１０は、その長側面を互いに対向させて積層される。隣接する電池モジュール１０間には、セルを冷却する冷媒通路となる間隙が形成される。
【００２０】
また、本実施形態では、隣接する電池モジュール１０間に温度検出装置１４が配設される。温度検出装置は、長尺状の形状をなし、一対のフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）及びこれら一対のフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）に挟まれた抵抗素子を備える。抵抗素子は、温度によりその抵抗値が変化する素子である。一対のＦＰＣの一方にはアノード配線、抵抗素子、カソード配線が順に積層されてパターン形成される。そして、他方のＦＰＣを配置することにより、一対のＦＰＣでアノード配線、抵抗素子、カソード配線を挟み込む。なお、アノード配線等が形成されていない他方のＦＰＣは、防湿、防塵等の役割を果たす。温度検出装置１４は、隣接する電池モジュール１０間に、電池モジュール１０の長側面の長手方向に沿ってＵ字状に往復して配置される。例えば、図１において複数の電池モジュール１０を電池モジュール１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄとすると、温度検出装置１４は、電池モジュール１０ａと電池モジュール１０ｂの対向する長側面の間に配置されて長側面の長手方向に延在する。そして、電池モジュール１０ａと電池モジュール１０ｂの端部（図における右端部）において折り返し、電池モジュール１０ｂと電池モジュール１０ｃの対向する長側面の間に配置されて長側面の長手方向に延在する。そして、電池モジュール１０ｂと電池モジュール１０ｃの端部（図における左端部）において折り返し、電池モジュール１０ｃと電池モジュール１０ｄの対向する長側面に配置されて長側面の長手方向に延在する。
【００２１】
温度検出装置１４の一端には、監視ユニット１２に接続される。監視ユニット１２は、温度検出装置１４のアノード配線とカソード配線との間に電圧を印加し、その時に通電する電流量を検出することで抵抗素子の抵抗値を検出する。抵抗素子の抵抗値は上記のように温度依存性を有するから、抵抗値を検出することで温度、すなわち抵抗素子が配置された部位の温度が検出される。
【００２２】
図２に、温度検出装置１４の一部拡大斜視図を示す。温度検出装置１４は、一対のＦＰＣ１６，１８と、これら一対のＦＰＣ間に形成された抵抗素子を備える。抵抗素子は、例えば有機ＥＬ素子２０である。有機ＥＬ素子は、その平面形状が長方形であり、長尺状の温度検出装置１４の長手方向に沿って複数形成される。有機ＥＬ素子は、例えば電池モジュール１０を構成するセル毎に形成される。すなわち、電池モジュール１０が６個のセルを直列に接続して構成される場合、有機ＥＬ素子２０もこれら６個のセルのそれぞれに対応して形成される。
【００２３】
なお、有機ＥＬ素子２０が、対応するセル以外のセルの温度に影響されないようにすることが好ましい。例えば、電池モジュール１０ａのセルの温度を検出する場合、電池モジュール１０ｂのセルの温度に影響されないよう、ＦＰＣと電池モジュール１０ｂを当接させずに間に間隙を設けたり、熱遮断部材を配したりすればよい。
【００２４】
一対のＦＰＣ１６，１８の一方（本実施形態ではＦＰＣ１８）には、カソード配線２２、有機ＥＬ素子２０、アノード配線２４が形成される。但し、有機ＥＬ素子２０が形成されていない領域においては、ＦＰＣ１６，１８のいずれか一方（本実施形態ではＦＰＣ１８）にカソード配線２２とアノード配線２４は積層されておらず、互いに絶縁状態を維持しつつ共にパターン形成されている。
【００２５】
カソード配線２２は、全ての有機ＥＬ素子２０に共通する配線であり、全ての有機ＥＬ素子２０の一面に共通に接続される。これに対し、アノード配線２４は、有機ＥＬ素子２４毎に個別に配線される。すなわち、あるアノード配線２４はある有機ＥＬ素子２０に接続され、他のアノード配線２４は別の有機ＥＬ素子２０に接続される。
【００２６】
したがって、ある有機ＥＬ素子２０を駆動する場合には、カソード配線２２と当該有機ＥＬ素子２０に接続されたアノード配線２４との間に選択的に電圧を印加することで、他の有機ＥＬ素子２０に影響を与えることなく当該有機ＥＬ素子２０のみを駆動することができる。
【００２７】
有機ＥＬ素子２０の内部抵抗値は負の温度特性を示し、温度が高いほど内部抵抗値は減少することが知られている。したがって、カソード配線２２と選択されたアノード配線２４との間に所定の電圧を印加した場合に流れる電流値を検出して当該有機ＥＬ素子２０の内部抵抗値を算出することで、当該有機ＥＬ素子２０の部位における温度を検出することができる。具体的には、監視ユニット１２をコンピュータで構成し、コンピュータのメモリに予め抵抗値と温度との関係を規定するテーブルあるいは関数を記憶しておき、電圧と電流値から算出された抵抗値に対応する温度をメモリに記憶されたテーブルあるいは関数から読み出して温度を検出する。有機ＥＬ素子２０は、電池モジュール１０を構成する全てのセル毎に設けられているから、電圧を印加して通電すべきアノード配線２４を順次選択して抵抗値、さらには温度を検出することで、全てのセルの温度を個別に検出することができる。
【００２８】
図３に、図２におけるＡ−Ａ断面図を示す。ＦＰＣ１６とＦＰＣ１８の間に有機ＥＬ素子２０が所定間隔で形成される。ＦＰＣ１８には、カソード配線２２が全ての有機ＥＬ素子２０に共通に接続するように形成される。ＦＰＣ１６には、アノード配線２４が各有機ＥＬ素子２０毎に接続するように形成される。ＦＰＣ１６とＦＰＣ１８は、封止接着剤２６で互いに接着される。一対のＦＰＣ１６，１８間の間隔、すなわち温度検出装置１４の厚さは０．３ｍｍ程度である。従って、温度検出装置１４を図１に示すように電池モジュール間に配置したとしても、組電池１のサイズへの影響は殆ど生じない。
【００２９】
図４に、図１におけるＢ−Ｂ断面図を示す。電池モジュール１０のうちの電池モジュール１０ａに着目すると、電池モジュール１０ａの長側面に温度検出装置１４のＦＰＣ１８が当接して配置される。ＦＰＣ１８には、カソード配線２２が形成され、電池モジュール１０ａを構成する各セル毎に設けられた有機ＥＬ素子２０に共通に接続される。図では、電池モジュール１０ａを構成するある一つのセルに対応して形成される一つの有機ＥＬ素子２０のみを示す。有機ＥＬ素子２０のカソード配線２２が接続される面（カソード側）と反対側の面（アノード側）には、有機ＥＬ素子２０毎に形成されるアノード配線２４が接続される。ＦＰＣ１６は電池モジュール１０とは当接していない。電池モジュール１０ａを構成するセルの温度は、このセルに当接する有機ＥＬ素子２０の抵抗値を変化させ、有機ＥＬ素子２０の抵抗値を検出することで当該セルの温度が検出される。電池モジュール１０ａに当接して配置される温度検出装置１４は、電池モジュール１０ａの端部で折り返して電池モジュール１０ａと電池モジュール１０ｂの間に延在する。
【００３０】
電池モジュール１０ｂに着目すると、電池モジュール１０ｂの長側面に温度検出装置１４のＦＰＣ１６が当接して配置される。ＦＰＣ１６は、アノード配線２４に接するように配置される。また、電池モジュール１０ｂを構成するセルに対応して有機ＥＬ素子２０が形成され、有機ＥＬ素子２０の他方面にはカソード配線２２が接続される。カソード配線２２は、ＦＰＣ１８に形成される。温度検出装置１４は、電池モジュール１０ａの端部で折り返して電池モジュール１０ｂに延在するので、電池モジュール１０ｂに当接する温度検出装置１４と、電池モジュール１０ａに当接する温度検出装置１４は、ＦＰＣ１６，１８の位置関係が互いに逆となっている点に留意されたい。電池モジュール１０ｂに当接して配置された温度検出装置１４と電池モジュール１０ａとの間には間隙が形成され、この間隙に電池モジュール１０を冷却するための冷媒が供給される。電池モジュール１０ｂに当接して配置される温度検出装置１４は、電池モジュール１０ｂの端部で折り返して電池モジュール１０ｂと電池モジュール１０ｃの間に延在する。
【００３１】
電池モジュール１０ｃに着目すると、電池モジュール１０ｃに当接して配置される温度検出装置１４は、電池モジュール１０ａに当接して配置される温度検出装置１４と同様に、ＦＰＣ１８が電池モジュール１０ｃの長側面に当接し、ＦＰＣ１６は電池モジュール１０ｃあるいは電池モジュール１０ｂに当接しない。有機ＥＬ素子２０は、電池モジュール１０ｃを構成するセルに対応して形成され、セルの温度に応じた抵抗値を示す。電池モジュール１０ｃに当接して配置された温度検出装置１４は、電池モジュール１０ｃの端部で折り返して電池モジュール１０ｃと電池モジュール１０ｄの間に延在する。
【００３２】
電池モジュール１０ｄに着目すると、電池モジュール１０ｄに当接して配置される温度検出装置１４は、電池モジュール１０ｂに当接して配置される温度検出装置１４と同様に、ＦＰＣ１６が電池モジュール１０ｄの長側面に当接し、ＦＰＣ１８は電池モジュール１０ｄあるいは電池モジュール１０ｃに当接しない。有機ＥＬ素子２０は、電池モジュール１０ｄを構成するセルに対応して形成され、セルの温度に応じた抵抗値を示す。
【００３３】
以上のように、温度検出装置１４を有機ＥＬ素子２０等の抵抗素子と、この抵抗素子の一方に接続されるアノード配線と他方に接続されるカソード配線とで構成することで、ケーブルをなくすことができる。また、電池モジュール１０を構成する各セルの温度を検出するために抵抗素子をセル毎に形成したとしても、各セル毎に接続されるアノード配線２４が増大するだけで、一対のＦＰＣ１６，１８はそのまま維持される。すなわち、温度検出装置１４と監視ユニット１２との間の接続が簡素化される。また、カソード配線２２が全ての有機ＥＬ素子２０に共通して接続しているので、抵抗素子の数が増えても、カソード配線２２と監視ユニット１２間の接続数を増やす必要もない。さらに、抵抗素子としての有機ＥＬ素子２０は薄膜化が進んでいるため、温度検出装置１４を電池モジュール１０間に配置しても組電池１のサイズ増大を効果的に抑制できる。
【００３４】
なお、本実施形態において、抵抗素子として有機ＥＬ素子を例示したが、これに限定されるものではなく、液晶素子を用いることもできる。
【００３５】
また、本実施形態では、ＦＰＣの一方に、カソード配線、抵抗素子、アノード配線を積層して形成しているが、一対のＦＰＣの一方にアノード配線を形成し、他方にカソード配線を形成した後、その間に抵抗素子を形成してもよい。このような形成方法は、抵抗素子として液晶素子を使用する場合に好適である。
【００３６】
また、本実施形態では、カソード配線２２を有機ＥＬ素子２０に共通接続し、アノード配線２４を各有機ＥＬ素子２０毎に個別接続しているが、カソード配線２２を各有機ＥＬ素子２０毎に個別接続し、アノード配線２４を有機ＥＬ素子２０に共通接続してもよい。
【００３７】
また、本実施形態では、電池モジュール１０を構成する各セル毎に有機ＥＬ素子２０を配置しているが、複数のセル毎に１つの有機ＥＬ素子２０を対応させて配置してもよく、電池モジュール毎に配置してもよい。例えば、電池モジュール１０ａに１個の有機ＥＬ素子２０を配置し、電池モジュール１０ｂに１個の有機ＥＬ素子２０を配置する等である。
【００３８】
また、一つの有機ＥＬ素子２０により、その有機ＥＬ素子２０の両側に配置された電池モジュールの両方（たとえば、電池モジュール１０ａ，１０ｂ、または電池モジュール１０ｃ，１０ｄ）の温度を検出できるようにしてもよい。この場合、例えば、温度検出装置１４を、電池モジュール１０ａ，１０ｂの間および電池モジュール１０ｃ，１０ｄの間に配置して、電池モジュール１０ｂ，１０ｃの間には配置しないようにし、さらに、ＦＰＣ１６，１８を電池モジュール１０ａ，１０ｂ、電池モジュール１０ｃ，１０ｄの両方に当接させればよい。
【００３９】
さらに、本実施形態において、有機ＥＬ素子２０は電池モジュール１０を構成するセル毎に対応して配置されているが、有機ＥＬ素子２０の駆動方法、すなわち各セルの温度検出方法は任意である。一例として、まず、電池モジュール１０ａを構成するセルの温度を順次検出し、次に電池モジュール１０ｂを構成するセルの温度を順次検出し、次に電池モジュール１０ｃを構成するセルの温度を順次検出する等である。あるいは、組電池を構成する電池モジュール１０の端子電圧は別途検出されるから、端子電圧に異常が生じた電池モジュールを構成するセルの温度のみを選択的に検出してもよい。あるいは、組電池を構成する電池モジュールのうち、積層方向の端部にある電池モジュール１０を構成するセルの温度のみを選択的に検出してもよい。本実施形態では、複数の電池モジュールの任意の電池モジュール、あるいは複数のセルのうちの任意のセルの温度のみを選択的に検出できるため、組電池１の温度状態をより高精度に把握することが可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１  組電池、１０  電池モジュール、１２  監視ユニット、１４  温度検出装置、１６，１８  フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）、２０  抵抗素子（有機ＥＬ素子）、２２  カソード配線、２４  アノード配線、２６  封止接着剤。
【図１】
2013044609.tif 000003
【図２】
2013044609.tif 000004
【図３】
2013044609.tif 000005
【図４】
2013044609.tif 000006