(57)【要約】【課題】本発明は、電池監視装置に係り、別途の専用部品を用いることなく、電流センサと電池側との位置精度を確保することにある。【解決手段】複数の電池セルからなる組電池と、互いに隣接する電池セルを接続するバスバーと、組電池に対して一端面側に配置される基板と、基板の表面側に実装される、組電池に流れる電流に応じた信号を出力する電流センサと、基板の表面側に実装される、電流センサから供給される信号に基づいて組電池の状態を監視する監視ユニットと、を備える電池監視装置において、バスバーは、一部が基板の裏面に接する形状を有する所定バスバーを含み、電流センサは、基板の、所定バスバーが接する裏面部位に対応する表面部位に配置される。【選択図】図３
2016100142.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池セルからなる組電池と、互いに隣接する前記電池セルを接続するバスバーと、前記組電池に対して一端面側に配置される基板と、前記基板の表面側に実装される、前記組電池に流れる電流に応じた信号を出力する電流センサと、前記基板の表面側に実装される、前記電流センサから供給される信号に基づいて前記組電池の状態を監視する監視ユニットと、を備える電池監視装置であって、
前記バスバーは、一部が前記基板の裏面に接する形状を有する所定バスバーを含み、
前記電流センサは、前記基板の、前記所定バスバーが接する裏面部位に対応する表面部位に配置されることを特徴とする電池監視装置。
【請求項２】
前記所定バスバーは、前記電池セルの電極に接続される基部と、前記基部に接続される二股状に分かれた脚部と、前記脚部に接続される、前記基板の裏面に接する頂部と、からなることを特徴とする請求項１記載の電池監視装置。
【請求項３】
前記基部は、平板的に広がることで、互いに隣接する前記電池セルの電極を繋ぐように形成されていることを特徴とする請求項２記載の電池監視装置。
【請求項４】
前記所定バスバーの一部は、前記基板の裏面に密着又は接合されることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項記載の電池監視装置。
【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、複数の電池セルからなる組電池の状態を監視する電池監視装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この電池監視装置は、組電池の状態を監視する監視ユニットを備えている。監視ユニットは、組電池に対して上面側に配置される基板に実装されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１６０９３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の如く監視ユニットが組電池に対して外付けされる構造では、組電池に流れる電流が監視ユニットによる監視対象とされる場合、配線の取り回しが容易であることを考慮して、その電流を検出するための電流センサを組電池に対して外付けすることが必要である。このように電流センサを組電池に対して外付けする構造では、監視ユニットが実装される基板と、電池セルの電極自体又は互いに隣接する電池セルの電極を接続するバスバーと、を繋ぐ専用のリード線や専用のバスバーを設けること或いは電流センサを電池セル及び基板に対して固定する専用の固定部材を別途設けることが考えられる。
【０００５】
上記の専用部品を用いれば、電流センサと組電池を構成する電池セルの電極又は互いに隣接する電池セルの電極を接続するバスバーとの位置決め精度を高く保つことが可能であり、組電池に流れる電流を精度よく検出することが可能である。しかしながら、これらの専用部品を別途設けるものとすると、部品点数が増加して、組み付け作業性が低下し、製造コストが高くなると共に、スペース効率が悪化するおそれがある。
【０００６】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、別途の専用部品を用いることなく、電流センサと電池側との位置精度を確保することが可能な電池監視装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、複数の電池セルからなる組電池と、互いに隣接する前記電池セルを接続するバスバーと、前記組電池に対して一端面側に配置される基板と、前記基板の表面側に実装される、前記組電池に流れる電流に応じた信号を出力する電流センサと、前記基板の表面側に実装される、前記電流センサから供給される信号に基づいて前記組電池の状態を監視する監視ユニットと、を備える電池監視装置であって、前記バスバーは、一部が前記基板の裏面に接する形状を有する所定バスバーを含み、前記電流センサは、前記基板の、前記所定バスバーが接する裏面部位に対応する表面部位に配置される電池監視装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、別途の専用部品を用いることなく、電流センサと電池側との位置精度を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施例である電池監視装置の構成図である。
【図２】本実施例の電池監視装置の要部の斜視図である。
【図３】本実施例の電池監視装置の要部の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を用いて、本発明に係る電池監視装置の具体的な実施の形態について説明する。
【００１１】
図１は、本発明の一実施例である電池監視装置１０の構成図を示す。図２は、本実施例の電池監視装置１０の要部の斜視図を示す。また、図３は、本実施例の電池監視装置１０の要部の正面図を示す。
【００１２】
図１に示す如く、電池監視装置１０は、組電池１２を備えている。組電池１２は、複数の電池セル１４からなる。組電池１２は、複数の電池セル１４が図１に示すＸ方向に一列に並んで配置されるように構成されている。複数の電池セル１４は、電気的に直列に接続されている。組電池１２において、Ｘ方向で互いに隣接する電池セル１４の間には、セパレータ１６が配置されている。セパレータ１６は、互いに隣接する電池セル１４の間の距離を一定の間隔に保持する機能を有する。セパレータ１６は、例えばプラスチックなどの絶縁材料を用いて形成されている。
【００１３】
各電池セル１４は、電気エネルギを蓄えることが可能な最小単位である単電池である。電池セル１４は、例えばニッケル水素電池やリチウムイオン電池などである。各電池セル１４は、直方体形状に形成されている。各電池セル１４は、一対の電極端子１８を有している。一対の電極端子１８は、正電極端子１８ａ及び負電極端子１８ｂである。すべての電池セル１４の電極端子１８は、組電池１２の同じ面（具体的には、図１に示す上面）に設けられている。
【００１４】
電極端子１８は、電池セル１４本体の上面から突出するように形成されている。一対の電極端子１８は、電池セル１４の上面において、上記のＸ方向に対して直交するＹ方向の両端部近傍に設けられている。Ｘ方向で互いに隣接する電池セル１４は、一対の電極端子１８の位置がＹ方向において互いに逆となるように配置されている。
【００１５】
電池監視装置１０は、また、バスバー２０を備えている。バスバー２０は、Ｘ方向で互いに隣接する電池セル１４の電極端子１８を接続するリード部材である。バスバー２０は、２つの電池セル１４がＸ方向で互いに隣接する箇所ごとに一つずつ設けられている。各バスバー２０は、一方の電池セル１４の正電極端子１８ａと他方の電池セル１４の負電極端子１８ｂとを接続させることにより、両電池セル１４を電気的に直列に接続させる。各バスバー２０は、平面的に広がる帯板状に形成されており、Ｘ方向に延在している。バスバー２０は、導電性の高い例えば銅やアルミニウムなどの金属材料により構成されている。
【００１６】
各バスバー２０には、２つの貫通穴２２，２４が設けられている。貫通穴２２，２４は、電池セル１４の電極端子１８が挿通される穴である。各バスバー２０は、互いに隣接する２つの電池セル１４に、貫通穴２２に一方の電池セル１４の正電極端子１８ａが挿通され、かつ、貫通穴２４に他方の電池セル１４の負電極端子１８ｂが挿通されるように取り付けられる。バスバー２０は、貫通穴２２，２４に電池セル１４の電極端子１８が挿通された状態で締め付けナットにより電池セル１４に固定される。
【００１７】
電池監視装置１０は、また、排煙ダクト２６を備えている。排煙ダクト２６は、組電池１２に対して組電池１２の一端面（すなわち上面）側に配置されている。排煙ダクト２６は、組電池１２の上面におけるＹ方向の略中央に配置されている。排煙ダクト２６は、組電池１２に対して取り付け固定される。排煙ダクト２６は、断面Ｕ字状に形成されたダクトカバーと電池セル１４の上面とで囲まれる流路であって、電池セル１４が並ぶＸ方向に延在している。排煙ダクト２６には、例えば送風機によって送風される冷却媒体が流通する。排煙ダクト２６に冷却媒体が流通すると、その冷却媒体によって、組電池１２を構成する電池セル１４が冷却される。
【００１８】
電池監視装置１０は、また、基板３０を備えている。基板３０は、組電池１２に対して組電池１２の一端面（すなわち上面）側に配置されている。基板３０は、平面的に広がる平板状に形成されており、電池セル１４が並ぶＸ方向に延在している。基板３０は、その裏面（すなわち、基板３０が組電池１２に面する側の面）が排煙ダクト２６の上面に接するように組電池１２又は排煙ダクト２６に対して取り付け固定される。基板３０は、樹脂等で構成されている。基板３０の表面側（すなわち、基板３０が組電池１２に面する側とは反対側の面）には、配線パターンが設けられている。
【００１９】
電池監視装置１０は、また、監視ユニット３２を備えている。監視ユニット３２は、基板３０の表面側に実装されている。基板３０の表面側には、この監視ユニット３２を含んで各種の電子部品が実装されている。監視ユニット３２は、基板３０上において配線パターンを介して他の電子部品と電気的に接続されている。監視ユニット３２は、他の電子部品から供給される信号に基づいて組電池１２の電流や電圧，温度などを検出して、その検出結果に基づいてその組電池１２の状態を監視する電池監視回路である。
【００２０】
電池監視装置１０は、また、電流センサ３４を備えている。電流センサ３４は、上記した監視ユニット３２とは異なる電子部品として、基板３０の表面側に実装されている。電流センサ３４は、複数の電池セル１４が直列に接続される組電池１２に流れる電流に応じた信号を出力するセンサである。電流センサ３４は、組電池１２に電流が流れた際に生じる磁界の大きさを測定する磁気検出型のセンサである。電流センサ３４は、基板３０上において配線パターンを介して監視ユニット３２と電気的に接続されている。電流センサ３４の出力信号は、監視ユニット３２に供給される。監視ユニット３２は、電流センサ３４から供給される信号に基づいて組電池１２に流れる電流を検出し、その検出結果に基づいて組電池１２の状態を監視する。
【００２１】
また、本実施例において、２つの電池セル１４がＸ方向で互いに隣接する箇所ごとに一つずつ設けられているバスバー２０には、特定形状を有するバスバー２０が少なくとも一つ含まれる。以下、この特定形状を有するバスバー２０を特定バスバー４０と称す。尚、すべてのバスバー２０が特定バスバー４０であってもよいし、また、すべてのバスバー２０のうち一部のバスバー２０が特定バスバー４０であってもよい。
【００２２】
特定バスバー４０は、電流検出用に設けられたバスバーである。特定バスバー４０の数と電流センサ３４の数とは、一対一で対応している。特定バスバー４０は、上記特定を有しない通常のバスバー２０と同じ形状を有しつつ、通常のバスバー２０が有しない特定形状を有する。
【００２３】
すなわち、特定バスバー４０は、基部４２を有している。基部４２は、平面的に広がる帯板状に形成されると共に２つの貫通穴２２，２４が設けられる部位である。すなわち、基部４２は、通常のバスバー２０の形状と同じ形状に形成されている。基部４２は、電池セル１４の電極端子１８に接続されている。また、特定バスバー４０は、通常のバスバー２０とは異なり、凸部４４を有している。凸部４４は、基部４２に接続されており、その基部４２の表面から上面側（基板３０側）に向けて突出するように形成されている。
【００２４】
凸部４４は、Ｕ字状に形成されている。凸部４４は、二股状に分かれた脚部４６，４８を有している。脚部４６，４８の先端はそれぞれ、基部４２に接続されている。凸部４４は、脚部４６，４８のうちの一方の脚部４６の先端が基部４２の電流流通上の上流側に接続されかつ他方の脚部４８の先端が基部４２の電流流通上の下流側に接続されるように配置されている。尚、凸部４４は、基部４２と一体的に同時成形されたものであってもよいし、また、基部４２と別体で成形された後かつ特定バスバー４０が電池セル１４に固定される前に溶接や接着などにより基部４２と一体化されるものであってもよい。
【００２５】
凸部４４は、また、頂部５０を有している。頂部５０は、２つの脚部４６，４８を繋ぐ部位である。頂部５０は、平面的に広がる帯板状に形成されており、基部４２の延在する方向と同じ方向に延びている。凸部４４は、脚部４６，４８の先端から頂部５０の上面までの長さ（高さ）が、特定バスバー４０が電池セル１４に固定された後における基部４２の上面から基板３０の裏面までの距離に一致するように形成されている。
【００２６】
頂部５０は、基板３０の裏面（すなわち、基板３０が組電池１２に面する側の面）に接している。頂部５０は、基板３０の裏面に密着され又は接合されている。頂部５０の、基板３０の裏面への密着又は接合は、ハンダや接着などを用いて行われる。上記した電流センサ３４は、基板３０の、頂部５０が接する裏面部位に対応する表面部位に配置される。すなわち、頂部５０が接する基板３０の裏面部位と電流センサ３４が配置される基板３０の表面部位とは、基板３０を挟んで互いに対向する。この際、電流センサ３４と特定バスバー４０の凸部４４の頂部５０との離間距離は、一定距離（例えば２ｍｍなど）に固定される。
【００２７】
組電池１２に流れる電流は、Ｘ方向で互いに隣接する２つの電池セル１４間において特定バスバー４０を含むバスバー２０を流通する。バスバー２０での電流流通は、上流側である正電極端子１８ａが挿通される貫通穴２２側から、下流側である負電極端子１８ｂが挿通される貫通穴２４側に向けて行われる。また特に、特定バスバー４０での電流流通は、図２及び図３において矢印で示す如く、基部４２において上流側である貫通穴２２側から下流側である貫通穴２４側に向けた直線経路で行われると共に、凸部４４において上流側である脚部４６側から頂部５０を経由して下流側である脚部４８側に向けた屈曲した経路で行われる。
【００２８】
このように本実施例の電池監視装置１０においては、監視ユニット３２及び電流センサ３４が、組電池１２に対して上面側に配置された基板３０の表面側に実装される。また、Ｘ方向で互いに隣接する電池セル１４を接続するバスバー２０のうち特定形状を有する特定バスバー４０が、基板３０の裏面に接する頂部５０を有すると共に、上記の電流センサ３４が、基板３０の、特定バスバー４０の頂部５０が接する裏面部位に対応する表面部位に配置される。
【００２９】
かかる構成によれば、電流センサ３４と特定バスバー４０の凸部４４の頂部５０との位置関係を固定してその電流センサ３４とその頂部５０との離間距離を一定距離（具体的には、基板３０の厚さ程度）に保つことができる。このため、基板３０の表面上の電流センサ３４と基板３０の裏面側の特定バスバー４０との位置精度を確保して、その電流センサ３４とその特定バスバー４０との間に高い密着性を確保することができるので、組電池１２に流れる電流を精度良く安定して検出することが可能である。
【００３０】
また特に、基板３０と特定バスバー４０とは、互いに面接触するので、上記の位置精度及び密着性をより向上させることができ、上記の電流検出の精度をより向上させることができる。更に、基板３０と特定バスバー４０とは、ハンダや接着などを用いて密着され又は接合されるので、上記の位置精度及び密着性をより向上させることができ、上記の電流検出の精度をより向上させることができる。
【００３１】
また、上記の如く電流センサ３４と特定バスバー４０との位置精度を確保するうえでは、通常のバスバー２０とは異なる特定形状（具体的には、凸部４４）を有する特定バスバー４０を用意したうえで、その特定バスバー４０の形状を、基板３０の、電流センサ３４が配置される表面部位の直下の裏面に接触させる形状とすれば十分である。このため、電流センサ３４と特定バスバー４０との位置精度を確保するうえで、バスバー２０とは別体の専用バスバーやリード線を用いることは不要である。
【００３２】
従って、本実施例の電池監視装置１０によれば、組電池１２に流れる電流を検出するための専用部品を別途用いることなく、基板３０の表面側の電流センサ３４と基板３０の裏面側のバスバー２０（具体的には、特定バスバー４０）との位置精度を確保することができる。このため、部品点数の増加を回避して、組み付け作業性の低下を抑え、製造コストの上昇を抑えることができると共に、スペース効率の悪化を抑えることができる。
【００３３】
尚、上記の実施例においては、特定バスバー４０が特許請求の範囲に記載した「所定バスバー」に相当している。
【００３４】
ところで、上記の実施例においては、監視ユニット３２及び電流センサ３４が実装される基板３０を、組電池１２に対して上面側に配置することとしている。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、その基板３０を、組電池１２に対して側面側又は下面側に配置することとしてもよい。
【００３５】
また、上記の実施例においては、特定バスバー４０が、帯板状に形成された基部４２と、その基部４２に脚部４６，４８の先端が接続される凸部４４と、を有するように形成されている。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、特定バスバー４０が、基板３０の裏面に接する部位が、電池セル１４の電極端子１８が挿通される貫通穴２２，２４が設けられる両側の部位に対して基板３０側へ突出するように、屈曲状或いはコの字状に形成されていてもよい。
【符号の説明】
【００３６】
１０  電池監視装置
１２  組電池
１４  電池セル
１８  電極端子
２０  バスバー
３０  基板
３２  監視ユニット
３４  電流センサ
４０  特定バスバー
４２  基部
４４  凸部
４６，４８  脚部
５０  頂部
【図１】
2016100142.tif 000003
【図２】
2016100142.tif 000004
【図３】
2016100142.tif 000005