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電池模塊、電池系統、電動車輛、移動體、電力貯藏裝置、電源裝置及電氣設備.pdf

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電池 模塊 系統 電動 車輛 移動 電力 貯藏 裝置 電源 電氣設備
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摘要
申請專利號:

CN201180010782.1

申請日:

2011.02.24

公開號:

CN102770983B

公開日:

2015.01.28

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):H01M 2/10申請日:20110224|||公開
IPC分類號: H01M2/10; H01M2/20; H01M2/30; H01M2/34; H01M10/48 主分類號: H01M2/10
申請人: 三洋電機株式會社
發明人: 大倉計美; 西原由知; 宮崎裕; 淺井康廣
地址: 日本國大阪府
優先權: 2010.02.24 JP 2010-039368
專利代理機構: 中科專利商標代理有限責任公司 11021 代理人: 王亞愛
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201180010782.1

授權公告號:

102770983B||||||

法律狀態公告日:

2015.01.28|||2013.01.23|||2012.11.07

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明提供一種電池模塊、電池系統、電動車輛、移動體、電力貯藏裝置、電源裝置及電氣設備。電池模塊具備電池塊及印刷電路基板。電池塊包括被層疊的多個電池單元。在印刷電路基板上安裝了檢測電路及放大電路。在電池塊中,通過在靠近的2個電池單元的電極上安裝匯流條,從而串聯連接多個電池單元。在電池塊中的一端部的電池單元的一個電極上安裝的匯流條被用作電流檢測用的分流電阻。檢測電路檢測被放大電路放大后的分流電阻兩端的電壓。

權利要求書

1: 一種電池模塊, 具備 : 由多個電池單元構成的電池塊 ; 和 在所述電池塊的一端部的電池單元的一個電極上安裝的電流檢測用分流電阻。
2: 根據權利要求 1 所述的電池模塊, 其中, 所述電池塊具有輸出所述多個電池單元的電力的第 1 輸出端子, 所述分流電阻連接在所述一端部的電池單元的一個電極與第 1 輸出端子之間。
3: 根據權利要求 2 所述的電池模塊, 其中, 所述電池模塊具備 : 將所述多個電池單元的電極互相連接的第 1 連接部件 ; 和 將所述一端部的電池單元的一個電極與所述第 1 輸出端子互相連接的第 2 連接部件, 所述第 2 連接部件的至少一部分被用作所述分流電阻。
4: 根據權利要求 3 所述的電池模塊, 其中, 所述電池塊還具備輸出所述多個電池單元的電力的第 2 輸出端子, 所述電池模塊還具備將所述電池塊的另一端部的電池單元的一個電極與第 2 輸出端 子互相連接的第 3 連接部件。
5: 根據權利要求 4 所述的電池模塊, 其中, 各電池單元具有 : 由第 1 金屬材料形成的第 1 電極 ; 和 由第 2 金屬材料形成的第 2 電極, 所述第 1 連接部件具有 : 由第 3 金屬材料形成的第 1 部分 ; 和 由第 4 金屬材料形成的第 2 部分, 所述第 1 連接部件的所述第 1 部分與一個電池單元的所述第 1 電極連接, 所述第 1 連接部件的所述第 2 部分與另一電池單元的所述第 2 電極連接, 所述一端部的電池單元的一個電極是所述第 1 電極, 所述另一端部的電池單元的一個電極是所述第 2 電極, 所述第 2 連接部件由第 5 金屬材料形成, 被安裝在所述一端部的電池單元的一個電極 上, 所述第 3 連接部件具有 : 由第 6 金屬材料形成的第 1 部分 ; 和 由第 7 金屬材料形成的第 2 部分, 所述第 3 連接部件的所述第 1 部分與所述第 2 輸出端子連接, 所述第 3 連接部件的所述第 2 部分與所述另一端部的電池單元的一個電極連接, 所述第 1、 第 3、 第 5 及第 6 金屬材料包含銅, 所述第 2、 第 4 及第 7 金屬材料包含鋁。
6: 根據權利要求 3 所述的電池模塊, 其中, 所述電池模塊還具備電壓檢測部, 該電壓檢測部檢測所述第 2 連接部件的所述分流電 阻的兩端之間的電壓。
7: 根據權利要求 6 所述的電池模塊, 其中, 所述電池模塊還具備布線基板, 該布線基板具有與所述電壓檢測部電連接的第 1 導體 2 圖案及第 2 導體圖案, 所述第 2 連接部件是安裝在所述一端部的電池單元的一個電極上的金屬板, 所述金屬板具有 : 相當于所述分流電阻的一端的第 1 區域 ; 和 相當于所述分流電阻的另一端的第 2 區域, 所述金屬板的所述第 1 區域及所述第 2 區域分別與所述布線基板的所述第 1 導體圖案 及第 2 導體圖案接合。
8: 根據權利要求 7 所述的電池模塊, 其中, 所述第 2 連接部件及第 3 連接部件中的至少一個連接部件和所述第 1 連接部件沿著一 個方向排列, 所述布線基板被設置為 : 沿著所述第 1 連接部件及第 2 連接部件延伸, 或者沿著所述第 2 連接部件及第 3 連接部件中的至少一個連接部件和所述第 1 連接部件延伸。
9: 一種電池系統, 具備 : 權利要求 1 所述的電池模塊 ; 和 計算所述電池模塊的所述分流電阻中流過的電流的電流計算部。
10: 一種電動車輛, 具備 : 權利要求 1 所述的電池模塊 ; 通過來自所述電池模塊的電力而被驅動的電動機 ; 和 在所述電動機的旋轉力的作用下旋轉的驅動輪。
11: 一種移動體, 具備 : 分別包括多個電池單元的 1 個或多個電池模塊 ; 移動主體部 ; 和 將來自所述 1 個或多個電池模塊的電力變換為用于使所述移動主體部移動的動力的 動力源, 所述 1 個或多個電池模塊的至少 1 個是權利要求 1 所述的電池模塊。
12: 一種電力貯藏裝置, 具備 : 分別包括多個電池單元的 1 個或多個電池模塊 ; 和 進行與所述 1 個或多個電池模塊的放電或充電相關的控制的控制部, 所述 1 個或多個電池模塊的至少 1 個是權利要求 1 所述的電池模塊。
13: 一種電源裝置, 能夠與外部連接, 該電源裝置具備 : 權利要求 12 所述的電力貯藏裝置 ; 和 在所述電力貯藏裝置的所述 1 個或多個電池模塊與所述外部之間進行電力變換的電 力變換裝置, 所述控制部控制所述電力變換裝置。
14: 一種電氣設備, 具備 : 分別包括多個電池單元的 1 個或多個電池模塊 ; 和 通過來自所述 1 個或多個電池模塊的電力而被驅動的負載, 所述 1 個或多個電池模塊的至少 1 個是權利要求 1 所述的電池模塊。

說明書


電池模塊、 電池系統、 電動車輛、 移動體、 電力貯藏裝置、 電 源裝置及電氣設備

    【技術領域】
     本發明涉及電池模塊、 具備該電池模塊的電池系統、 電動車輛、 移動體、 電力貯藏 裝置、 電源裝置及電氣設備。背景技術
     作為電動汽車等移動體的驅動源, 利用可進行充放電的電池模塊。這種電池模塊 例如具有串聯連接了多個電池 ( 電池單元 ) 的構成。
     具備電池模塊的移動體的使用者需要掌握電池模塊的電池容量的剩余量 ( 充電 量 )。此外, 在進行電池模塊的充放電時, 需要防止構成電池模塊的各電池的過充電及過放 電。因此, 提出了監視電池模塊的狀態的裝置 ( 例如參照專利文獻 1)。
     專利文獻 1 : 日本特開平 8-162171 號公報 發明內容 ( 發明所要解決的課題 )
     但是, 在如上述那樣監視電池模塊的狀態時, 并不限于監視兩端子間的電壓, 優選 還對流過該電池模塊的電流進行監視。 這是因為, 作為各電池模塊的狀態, 通過監視更多的 信息, 能夠更詳細地控制組電池。但是, 在專利文獻 1 的組電池的監視裝置中, 不能檢測流 過電池模塊的電流。 此外, 若在監視裝置中設置電流檢測裝置, 則監視裝置會變得大型且復 雜。
     本發明的目的在于提供一種能夠以簡單的結構檢測流過多個電池單元的電流的 電池模塊、 具備該電池模塊的電池系統及電動車輛。
     ( 用于解決課題的手段 )
     (1) 本發明的一方面的電池模塊具備 : 由多個電池單元構成的電池塊 ; 和在電池 塊的一端部的電池單元的一個電極上安裝的電流檢測用分流電阻。
     在該電池模塊中, 在電池塊中的一端部的電池單元的一個電極上安裝電流檢測用 分流電阻。此時, 分流電阻的形狀及尺寸不受相鄰的電池單元的間隔的限制。由此, 能夠很 容易將分流電阻設定為最佳值。其結果, 能夠以簡單的結構檢測流過電池模塊的電流。
     (2) 電池塊具有輸出多個電池單元的電力的第 1 輸出端子, 分流電阻連接在一端 部的電池單元的一個電極與第 1 輸出端子之間。
     此時, 不需要在電池塊中設置用于連接分流電阻的追加端子。 由此, 在不會增加制 造工序及制造成本的情況下能夠在電池模塊中設置第 2 連接部件。
     (3) 電池模塊具備 : 將多個電池單元的電極互相連接的第 1 連接部件 ; 和將一端部 的電池單元的一個電極與第 1 輸出端子互相連接的第 2 連接部件, 第 2 連接部件的至少一 部分被用作分流電阻。
     此時, 通過第 1 及第 2 連接部件電連接多個電池單元, 并且第 2 連接部件起到分流
     電阻的作用。因此, 不需要在電池模塊中另外設置分流電阻。其結果, 能夠在不會使電池模 塊大型化的情況下檢測流過電池模塊的電流。
     (4) 電池塊還具備輸出多個電池單元的電力的第 2 輸出端子, 電池模塊還具備將 電池塊的另一端部的電池單元的一個電極與第 2 輸出端子互相連接的第 3 連接部件。
     此時, 無需為了從電池塊取出電力而在另一端部的電池單元的一個電極上直接連 接連接線, 可很容易地在第 2 輸出端子上連接連接線。
     (5) 各電池單元具有 : 由第 1 金屬材料形成的第 1 電極 ; 和由第 2 金屬材料形成的 第 2 電極, 第 1 連接部件具有 : 由第 3 金屬材料形成的第 1 部分 ; 和由第 4 金屬材料形成的 第 2 部分, 第 1 連接部件的第 1 部分與一個電池單元的第 1 電極連接, 第 1 連接部件的第 2 部分與另一電池單元的第 2 電極連接, 一端部的電池單元的一個電極是第 1 電極, 另一端部 的電池單元的一個電極是第 2 電極, 第 2 連接部件由第 5 金屬材料形成, 且被安裝在一端部 的電池單元的一個電極上, 第 3 連接部件具有 : 由第 6 金屬材料形成的第 1 部分 ; 和由第 7 金屬材料形成的第 2 部分 ; 第 3 連接部件的第 1 部分與第 2 輸出端子連接, 第 3 連接部件的 第 2 部分與另一端部的電池單元的一個電極連接, 第 1、 第 3、 第 5 及第 6 金屬材料包含銅, 第 2、 第 4 及第 7 金屬材料包含鋁。 此時, 形成各電池單元的第 1 電極、 一端部的電池單元的一個電極、 第 1 連接部件 的第 1 部分、 第 2 連接部件及第 3 連接部件的第 1 部分的金屬材料包含銅, 形成各電池單元 的第 2 電極、 另一端部的電池單元的一個電極、 第 1 連接部件的第 2 部分及第 3 連接部件的 第 2 部分的金屬材料包含鋁。
     因此, 在第 1 連接部件的第 1 部分與一個電池單元的第 1 電極之間、 第 1 連接部件 的第 2 部分與另一電池單元的第 2 電極之間、 第 2 連接部件與一端部的電池單元的一個電 極之間、 及第 3 連接部件的第 2 部分與另一端部的電池單元的一個電極之間不會產生因不 同種類金屬的接觸引起的腐蝕。其結果, 電池模塊的耐久性及可靠性提高。
     (6) 電池模塊還具備檢測第 2 連接部件的述分流電阻兩端之間的電壓的電壓檢測 部。 此時, 電壓檢測部檢測分流電阻兩端之間的電壓。 由此, 基于分流電阻兩端之間的電壓, 能夠很容易計算出流過電池模塊的電流。
     (7) 電池模塊還具備具有與電壓檢測部電連接的第 1 及第 2 導體圖案的布線基板, 第 2 連接部件是安裝在一端部的電池單元的一個電極上的金屬板, 金屬板具有 : 相當于分 流電阻的一端的第 1 區域 ; 和相當于分流電阻的另一端的第 2 區域, 金屬板的第 1 及第 2 區 域分別與布線基板的第 1 及第 2 導體圖案接合。
     此時, 相當于分流電阻的一端的金屬板的第 1 區域經由布線基板的第 1 導體圖案 與電壓檢測部電連接, 并且相當于分流電阻的另一端的金屬板的第 2 區域經由布線基板的 第 2 導體圖案與電壓檢測部電連接。由此, 能夠以更簡單的結構檢測流過多個電池單元的 電流。
     (8) 沿著一個方向排列第 2 及第 3 連接部件中的至少一個連接部件和第 1 連接部 件, 布線基板被設置為 : 沿著第 1 連接部件及第 2 連接部件延伸, 或者沿著第 2 連接部件及 第 3 連接部件中的至少一個連接部件和第 1 連接部件延伸。此時, 沿著一個方向排列第 2 及第 3 連接部件中的至少一個連接部件和第 1 連接部件, 布線基板能夠容易地將第 2 及第 3 連接部件中的至少一個連接部件和第 1 連接部件連接到布線基板。
     (9) 本發明的另一方面的電池系統具備 : 本發明的一方面的電池模塊 ; 和計算出 流過電池模塊的第 2 連接部件的分流電阻的電流的電流計算部。
     在該電池系統中, 基于分流電阻兩端之間的電壓, 通過電流計算部計算出流過分 流電阻的電流。
     此外, 在電池模塊中, 電流檢測用分流電阻被安裝在電池塊的一端部的電池單元 的一個電極上。此時, 分流電阻的形狀及尺寸不受相鄰的電池單元的間隔的限制。由此, 能 夠很容易將分流電阻設定為最佳值。 其結果, 能夠以簡單的結構檢測流過電池模塊的電流。
     (10) 本發明的又一方面的電動車輛具備 : 本發明的一方面的電池模塊 ; 通過來自 電池模塊的電力而被驅動的電動機 ; 和在電動機的旋轉力的作用下旋轉的驅動輪。
     在該電動車輛中, 通過來自電池模塊的電力驅動電動機。通過該電動機的旋轉力 來使驅動輪旋轉, 從而電動車輛移動。
     此外, 在電池模塊中, 電流檢測用分流電阻安裝在電池塊的一端部的電池單元的 一個電極上。此時, 分流電阻的形狀及尺寸不受相鄰的電池單元的間隔的限制。由此, 能夠 很容易將分流電阻設定為最佳值。 其結果, 能夠以簡單的結構檢測流過電池模塊的電流, 并 且能夠基于流過電池模塊的電流值控制電動車輛。
     (11) 本發明的另一方面的移動體具備 : 分別包括多個電池單元的 1 個或多個電池 模塊 ; 移動主體部 ; 和將來自 1 個或多個電池模塊的電力變換為用于使移動主體部移動的 動力的動力源, 1 個或多個電池模塊中的至少 1 個是本發明的一個方面的電池模塊。
     在該移動體中, 通過動力源將來自 1 個或多個電池模塊的電力變換為動力, 通過 該動力, 移動主體部移動。此時, 1 個或多個電池模塊的至少 1 個是上述的本申請發明的電 池模塊, 從而能夠以簡單的結構檢測流過 1 個或多個電池模塊的電流。
     (12) 本發明的又一方面的電力貯藏裝置具備 : 分別包括多個電池單元的 1 個或多 個電池模塊 ; 和進行與 1 個或多個電池模塊的放電或充電相關的控制的控制部, 1 個或多個 電池模塊中的至少 1 個是本發明的一個方面的電池模塊。
     在該電力貯藏裝置中, 通過控制部進行與 1 個或多個電池模塊的放電或充電相關 的控制。
     例如, 在 1 個或多個電池模塊放電時, 控制部基于電池單元的充電量判斷是否停 止 1 個或多個電池模塊的放電、 或者是否限制放電電流 ( 或放電電力 ), 基于判斷結果來控 制電力變換裝置。具體而言, 若多個電池單元中的任一個電池單元的充電量變為小于預先 確定的閾值, 則控制部按照停止 1 個或多個電池模塊的放電、 或限制放電電流 ( 或放電電 力 ) 的方式控制電力變換裝置。
     此外, 控制部還基于外部的指示判斷是否停止 1 個或多個電池模塊的放電、 或是 否限制放電電流 ( 或放電電力 ), 基于判斷結果能夠控制電力變換裝置。
     另一方面, 在 1 個或多個電池模塊充電時, 控制部基于電池單元的充電量判斷是 否停止 1 個或多個電池模塊的充電、 或是否限制充電電流 ( 或充電電力 ), 并基于判斷結果 控制電力變換裝置。具體而言, 若 1 個或多個電池模塊所包含的多個電池單元中的任一個 電池單元的充電量變為大于預先確定的閾值, 則控制部按照停止 1 個或多個電池模塊的充 電、 或限制充電電流 ( 或充電電力 ) 的方式控制電力變換裝置。
     此外, 控制部還能夠基于外部的指示判斷是否停止 1 個或多個電池模塊的充電、或是否限制充電電流 ( 或充電電力 ), 并基于判斷結果控制電力變換裝置。
     由此, 能夠防止 1 個或多個電池模塊的過放電及過充電。
     此時, 1 個或多個電池模塊是上述的本申請發明的電池模塊, 由此能夠以簡單的結 構檢測流過電池模塊的電流。
     (13) 本發明的又一方面的電源裝置是能夠與外部連接的電源裝置, 具備 : 本發明 的又一方面的電力貯藏裝置 ; 和在電力貯藏裝置的 1 個或多個電池模塊與外部之間進行電 力變換的電力變換裝置, 控制部控制電力變換裝置。
     在該電源裝置中, 在 1 個或多個電池模塊與外部之間通過電力變換裝置進行電力 變換。由控制部控制電力變換裝置。
     例如, 在 1 個或多個電池模塊放電時, 控制部基于電池單元的充電量判斷是否停 止 1 個或多個電池模塊的放電、 或者是否限制放電電流 ( 或放電電力 ), 基于判斷結果來控 制電力變換裝置。具體而言, 若多個電池單元中的任一個電池單元的充電量變為小于預先 確定的閾值, 則控制部按照停止 1 個或多個電池模塊的放電、 或限制放電電流 ( 或放電電 力 ) 的方式控制電力變換裝置。
     此外, 控制部還能夠基于外部的指示判斷是否停止 1 個或多個電池模塊的放電、 或是否限制放電電流 ( 或放電電力 ), 基于判斷結果控制電力變換裝置。 另一方面, 在 1 個或多個電池模塊充電時, 控制部基于電池單元的充電量判斷是 否停止 1 個或多個電池模塊的充電、 或是否限制充電電流 ( 或充電電力 ), 并基于判斷結果 控制電力變換裝置。具體而言, 若 1 個或多個電池模塊所包含的多個電池單元中的任一個 電池單元的充電量變為大于預先確定的閾值, 則控制部按照停止 1 個或多個電池模塊的充 電、 或限制充電電流 ( 或充電電力 ) 的方式控制電力變換裝置。
     此外, 控制部還能夠基于外部的指示判斷是否停止 1 個或多個電池模塊的充電、 或是否限制充電電流 ( 或充電電力 ), 并基于判斷結果控制電力變換裝置。
     由此, 能夠防止多個電池模塊的過放電及過充電。
     此時, 1 個或多個電池模塊是上述的本申請發明的電池模塊, 由此能夠以簡單的結 構檢測流過電池模塊的電流。
     (14) 本發明的又一方面的電氣設備具備 : 分別包括多個電池單元的 1 個或多個電 池模塊 ; 和通過來自 1 個或多個電池模塊的電力被驅動的負載, 1 個或多個電池模塊中的至 少 1 個是本發明的又一方面的電池模塊。
     在電氣設備中, 通過來自 1 個或多個電池模塊的電力驅動負載。此時, 1 個或多個 電池模塊是上述的本申請發明的電池模塊, 因此能夠以簡單的結構檢測流過電池模塊的電 流。
     ( 發明效果 )
     根據本發明, 能夠以簡單的結構檢測流過電池模塊的電流。
     附圖說明
     圖 1 是表示第 1 實施方式的電池系統的構成的框圖。 圖 2 是電池模塊的外觀立體圖。 圖 3 是電池模塊的俯視圖。圖 4 是電池模塊的側視圖。
     圖 5 是電壓匯流條 (bus bar) 的俯視圖。
     圖 6 是電壓電流匯流條的俯視圖。
     圖 7 是表示在 FPC 基板上安裝了多個電壓匯流條及電壓電流匯流條的狀態的外觀 立體圖。
     圖 8 是電池模塊的一端部的外觀立體圖。
     圖 9 是電池模塊的另一端部的外觀立體圖。
     圖 10 是電池塊的側視圖。
     圖 11 是用于說明多個電壓匯流條及電壓電流匯流條與檢測電路之間的連接的示 意俯視圖。
     圖 12 是用于說明多個電壓匯流條及電壓電流匯流條與檢測電路之間的連接的示 意俯視圖。
     圖 13 是表示圖 1 的檢測電路的一構成例的電路圖。
     圖 14 是表示圖 13 的放大電路的一構成例的電路圖。
     圖 15 是表示圖 1 的檢測電路的另一構成例的電路圖。 圖 16 是另一例中的電壓電流匯流條的俯視圖。
     圖 17 是表示具有電流計算功能的檢測電路的構成例的圖。
     圖 18 是表示變形例的電壓電流匯流條及其周邊部件的構成的示意俯視圖。
     圖 19 是表示具備圖 1 的電池系統的電動汽車的構成的框圖。
     圖 20 是表示第 3 實施方式的電源裝置的構成的框圖。
     圖 21 是表示電源裝置的電池系統的構成的示意俯視圖。
     圖 22 是容納多個電池系統的架子的立體圖。
     圖 23 是表示圖 21 的電池系統被容納在圖 22 的架子的收容空間內的狀態的示意 俯視圖。
     圖 24 是表示電池系統中的電池模塊的另一例的俯視圖。
     圖 25 是表示電池系統中的電池模塊的另一例的俯視圖。
     圖 26 是表示電源裝置的其他構成的示意俯視圖。
     圖 27 是表示電源裝置的其他構成中的電池系統的構成的示意俯視圖。
     圖 28 是表示電池塊的其他構成的側視圖。
     圖 29 是表示在 FPC 基板上安裝了多個電壓匯流條及電壓電流匯流條的狀態的外 觀立體圖。
     圖 30 是表示布線部件的其他例的外觀立體圖。
     具體實施方式
     [1] 第 1 實施方式
     以下, 參照附圖說明第 1 實施方式的電池模塊及具備了該電池模塊的電池系統。 另外, 本實施方式的電池模塊及電池系統被搭載在以電力為驅動源的電動車輛 ( 例如電動 汽車 ) 上。
     (1) 電池系統的構成圖 1 是表示第 1 實施方式的電池系統的構成的框圖。如圖 1 所示, 電池系統 500 包括多個電池模塊 100、 電池 ECU(Electronic Control Unit : 電子控制單元 )101 及接觸器 102, 電池系統 500 經由總線 104 與電動車輛的主控制部 300 連接。
     電池系統 500 的多個電池模塊 100 通過電源線 501 而彼此連接。各電池模塊 100 具備多個 ( 在本例中是 18 個 ) 電池單元 10、 多個 ( 在本例中是 5 個 ) 熱敏電阻 11 及檢測 電路 20。
     在各電池模塊 100 中, 多個電池單元 10 以彼此相鄰的方式一體配置, 且通過多個 匯流條 40 串聯連接。各電池單元 10 例如是鋰離子電池或鎳氫電池等二次電池。
     在兩端部配置的電池單元 10 經由匯流條 40 而與電源線 501 連接。由此, 在電池 系統 500 中, 多個電池模塊 100 的全部電池單元 10 被串聯連接。從電池系統 500 引出的電 源線 501 與電動車輛的電動機等負載連接。
     檢測電路 20 經由導體線 51( 參照后述的圖 11) 而與各匯流條 40 連接。此外, 檢 測電路 20 與各熱敏電阻 11 電連接。通過檢測電路 20, 檢測各電池單元 10 的端子間電壓 ( 電池電壓 ) 及溫度。
     各電池模塊 100 的檢測電路 20 經由總線 103 而與電池 ECU101 連接。由此, 將通 過檢測電路 20 檢測到的電壓及溫度提供給電池 ECU101。 并且, 在本實施方式中, 在一端部的電池單元 10 的匯流條 40 與檢測電路 20 之間 設置了放大電路 410, 用于放大流過各匯流條 40 的電流所引起的電壓下降量。檢測電路 20 向電池 ECU101 提供基于放大電路 410 的輸出電壓的電壓值。由此, 電池 ECU101 計算出流 過電池模塊 100 的電流的值。 將在后面敘述匯流條 40、 放大電路 410 的細節、 以及檢測電路 20 和電池 ECU101 的電流值的計算。
     電池 ECU101 例如基于從各檢測電路 20 提供的電壓、 溫度、 以及檢測出的電流, 計 算出各電池單元 10 的充電量, 并基于該充電量進行各電池模塊 100 的充放電控制。此外, 電池 ECU101 基于所提供的電壓、 溫度、 以及檢測到的電流, 檢測各電池模塊 100 的狀態、 例 如電池單元 10 的壽命及異常等。另外, 電池模塊 100 的異常是指例如電池單元 10 的過放 電、 過充電或溫度異常。
     在與一端部的電池模塊 100 連接的電源線 501 中插入接觸器 102。電池 ECU101 在 檢測到電池模塊 100 的異常時, 斷開接觸器 102。由此, 在異常時, 電流不流過各電池模塊 100, 因此可防止電池模塊 100 異常發熱。
     電池 ECU101 經由總線 104 與電動車輛的主控制部 300 連接。從各電池 ECU101 向 主控制部 300 提供各電池模塊 100 的充電量 ( 各電池單元 10 的充電量 )。主控制部 300 基 于該充電量, 控制電動車輛的動力 ( 例如電動機的旋轉速度 )。此外, 若各電池模塊 100 的 充電量變少, 則主控制部 300 控制與電源線 501 連接的未圖示的發電裝置, 從而對各電池模 塊 100 進行充電。
     (2) 電池模塊的細節
     詳細說明電池模塊 100。圖 2 是電池模塊 100 的外觀立體圖, 圖 3 是電池模塊 100 的俯視圖, 圖 4 是電池模塊 100 的側視圖。
     另外, 在圖 2 ~圖 4 以及后述的圖 7 ~圖 12 及圖 18 中, 如箭頭 X、 Y、 Z 所示, 將互 相正交的三個方向定義為 X 方向、 Y 方向及 Z 方向。另外, 在本例中, X 方向及 Y 方向是與水
     平面平行的方向, Z 方向是與水平面正交的方向。
     如圖 2 ~圖 4 所示, 在電池模塊 100 中, 配置成在 X 方向上排列具有扁平的大致長 方體形狀的多個電池單元 10。在該狀態下, 多個電池單元 10 被一對端面框 92、 一對上端框 93 及一對下端框 94 固定為一體。由此, 通過多個電池單元 10、 一對端面框 92、 一對上端框 93 及一對下端框 94 構成電池塊 10B。
     一對端面框 92 具有大致板形狀, 與 YZ 平面平行地配置。一對上端框 93 及一對下 端框 94 被配置成沿著 X 方向延伸。
     一對端面框 92 的四個角處形成有用于連接一對上端框 93 及一對下端框 94 的連 接部。在一對端面框 92 之間配置了多個電池單元 10 的狀態下, 在一對端面框 92 的上側的 連接部安裝一對上端框 93, 在一對端面框 92 的下側的連接部安裝一對下端框 94。由此, 在 電池塊 10B 中, 以沿著 X 方向排列配置的狀態下一體固定多個電池單元 10。
     一個端面框 92 中安裝有剛性印刷電路基板 ( 以下略記為印刷電路基板 )21。此 外, 按照保護印刷電路基板 21 的兩端部及下部的方式, 在端面框 92 中安裝具有一對側面部 及底面部的保護部件 95。印刷電路基板 21 被保護部件 95 覆蓋, 由此得到保護。在印刷電 路基板 21 上設有檢測電路 20 及放大電路 410。
     在電池塊 10B 的下表面, 以與多個電池單元 10 連接的方式設置冷卻板 96。 冷卻板 96 具有制冷劑流入口 96a 及制冷劑流出口 96b。在冷卻板 96 的內部形成了與制冷劑流入 口 96a 及制冷劑流出口 96b 相連的循環路徑。若在制冷劑流入口 96a 中流入冷卻水等制冷 劑, 則制冷劑經過冷卻板 96 內部的循環路徑之后從制冷劑流出口 96b 流出。由此, 對冷卻 板 96 進行冷卻。其結果, 可冷卻多個電池單元 10。
     多個電池單元 10 在 Y 方向的一端部側及另一端部側的任一上表面部分具有正電 極 10a, 在相反側的上表面部分具有負電極 10b。各電極 10a、 10b 被設置成向上方突出。電 池單元 10 的正電極 10a 是由鋁形成的。此外, 電池單元 10 的負電極 10b 是由銅形成的。
     另外, 在本例中, 雖然電池單元 10 的正電極 10a 是由鋁形成的, 但是取而代之, 也 可以通過鋁和其他金屬的合金來形成。同樣地, 雖然電池單元 10 的負電極 10b 是由銅形成 的, 但是取而代之, 也可以通過銅和其他金屬的合金來形成。
     此外, 多個電池單元 10 在上表面部分的中央處具有排氣閥 10v。 在電池單元 10 內 部的壓力上升至規定的值時, 從電池單元 10 的排氣閥 10v 排出電池單元 10 內部的氣體。 由 此, 防止電池單元 10 內部的壓力上升。
     在以下的說明中, 將從與一個端面框 92( 安裝有印刷電路基板 21 的端面框 92) 相 鄰的電池單元 10 到與另一個端面框 92 相鄰的電池單元 10, 稱作第 1 至第 18 電池單元 10。
     如圖 3 所示, 在電池模塊 100 中, 各電池單元 10 被配置成 : 在相鄰的電池單元 10 之間, Y 方向上的正電極 10a 及負電極 10b 的位置關系互相相反。
     由此, 在相鄰的 2 個電池單元 10 間, 一個電池單元 10 的正電極 10a 與另一個電池 單元 10 的負電極 10b 靠近, 一個電池單元 10 的負電極 10b 與另一個電池單元 10 的正電極 10a 靠近。在該狀態下, 在靠近的 2 個電極上安裝匯流條 40。由此, 串聯連接多個電池單元 10。
     具體而言, 在第 1 電池單元 10 的負電極 10b 和第 2 電池單元 10 的正電極 10a 上 安裝共用的匯流條 40。此外, 在第 2 電池單元 10 的負電極 10b 和第 3 電池單元 10 的正電極 10a 上安裝共用的匯流條 40。
     同樣地, 在各第奇數個電池單元 10 的負電極 10b 和與其相鄰的第偶數個電池單元 10 的正電極 10a 上安裝共用的匯流條 40。各第偶數個電池單元 10 的負電極 10b 和與其相 鄰的第奇數個電池單元 10 的正電極 10a 上安裝共用的匯流條 40。
     另一方面, 第 1 電池單元 10 的正電極 10a 及第 18 電池單元 10 的負電極 10b 上分 別安裝用于從外部連接電源線 501 的匯流條 40。此外, 如后述那樣, 在第 18 電池單元 10 的 負電極 10b 上安裝的匯流條 40 被用作電流檢測用的分流電阻 RS。
     這樣, 在電池塊 10B 上, 沿著 X 方向以 2 列排列多個匯流條 40。 在 2 列匯流條 40 的 內側排列有在 X 方向上延伸的長條狀的 2 片撓性印刷電路基板 ( 以下略記為 FPC 基板 )50。
     一個 FPC 基板 50 按照不與多個電池單元 10 的排氣閥 10v 重疊的方式, 配置在多 個電池單元 10 的排氣閥 10v 與 1 列的多個匯流條 40 之間。同樣地, 另一個 FPC 基板 50 按 照不與多個電池單元 10 的排氣閥 10v 重疊的方式, 配置在多個電池單元 10 的排氣閥 10v 與另 1 列的多個匯流條 40 之間。
     一個 FPC 基板 50 連接成被 1 列的多個匯流條 40 共用。同樣地, 另一個 FPC 基板 50 連接成被另 1 列的多個匯流條 40 共用。 各 FPC 基板 50 主要具有在絕緣層上形成了多個導體線 51、 52( 參照后述的圖 11) 的構成, 具有彎曲性及柔性。作為構成 FPC 基板 50 的絕緣層的材料, 例如使用聚酰亞胺, 作 為導體線 51、 52 的材料例如使用銅。
     另外, 在本例中, 雖然作為導體線 51、 52 的材料使用了銅, 但是取而代之, 也可以 使用銅與其他金屬的合金。
     各 FPC 基板 50 在一個端面框 92 的上端部分朝向下方翻折, 與印刷電路基板 21 連 接。
     在 FPC 基板 50 與印刷電路基板 21 連接的狀態下, 多個匯流條 40 通過多個導體線 51 與檢測電路 20 連接。此外, 在一端部的電池單元 10( 在本例中是第 18 電池單元 10) 中 安裝的匯流條 40 通過導體線 51 及后述的導體線 52 與放大電路 410 連接。將在后面詳細 敘述。
     (3) 匯流條及 FPC 基板的構造
     下面, 說明匯流條 40 及 FPC 基板 50 的構造的細節。以下, 將用于連接相鄰的 2 個 電池單元 10 的正電極 10a 與負電極 10b 的匯流條 40 稱作電壓匯流條 40x, 將用于連接一 端部的電池單元 10( 在本例中是第 18 電池單元 10) 與電源線 501 的匯流條 40 稱作電壓電 流匯流條 40y。另外, 作為用于連接另一端部的電池單元 10( 在本例中是第 1 電池單元 10) 與電源線 501 的匯流條, 使用上述的電壓匯流條 40x。
     圖 5 是電壓匯流條 40x 的俯視圖, 圖 6 是電壓電流匯流條 40y 的俯視圖。
     如圖 5 所示, 電壓匯流條 40x 具備具有大致長方形狀的基部 41 及安裝片 42。基部 41 由壓接了 2 種金屬的包層部件形成。基部 41 被二分為 2 個區域 41a、 41b。基部 41 的區 域 41a 由鋁形成, 基部 41 的區域 41b 由銅形成。
     另外, 在本例中, 雖然基部 41 的區域 41a 由鋁形成, 但是取而代之, 也可以通過鋁 和其他金屬的合金來形成。同樣地, 基部 41 的區域 41b 由銅形成, 但是取而代之, 也可以通 過銅和其他金屬的合金來形成。
     安裝片 42 形成為從基部 41 的區域 41b 的長邊突出。此外, 在基部 41 的區域 41a、 41b 中分別形成有電極連接孔 43。
     另外, 圖 2 及圖 3 的 1 列電壓匯流條 40x 是以使圖 5 的電壓匯流條 40x 的一面朝 向上方的狀態排列的, 另 1 列電壓匯流條 40x 是以使圖 5 的電壓匯流條 40x 的另一面朝向 上方的狀態排列的。
     如圖 6 所示, 電壓電流匯流條 40y 具備具有大致長方形狀的基部 45 及一對安裝片 46。一對安裝片 46 形成為互相隔著間隔從基部 45 的長邊突出。此外, 在基部 45 中形成有 一對電極連接孔 47。電壓電流匯流條 40y 由銅形成。從電壓電流匯流條 40y 的一個安裝片 46 經過基部 45 到達另一個安裝片 46 的區域被用作分流電阻 RS( 參照圖 2 及圖 3)。將在 后面詳細敘述。
     另外, 在本例中, 電壓電流匯流條 40y 由銅形成, 但是取而代之, 也可以通過銅和 其他金屬的合金來形成。
     圖 7 是表示在 FPC 基板 50 上安裝了多個電壓匯流條 40x 及電壓電流匯流條 40y 的狀態的外觀立體圖。如圖 7 所示, 在 2 片 FPC 基板 50 上沿著 X 方向隔著規定的間隔安裝 了多個匯流條電壓匯流條 40x 的安裝片 42、 和電壓電流匯流條 40y 的一對安裝片 46。 在制造電池模塊 100 時, 在電池塊 10B 上如上述那樣設置安裝了多個電壓匯流條 40x 及電壓電流匯流條 40y 的 2 片 FPC 基板 50。
     相鄰的電池單元 10 的正電極 10a 嵌入到電壓匯流條 40x 的區域 41a 的電極連接 孔 43 中, 并且負電極 10b 嵌入到電壓匯流條 40x 的區域 41b 的電極連接孔 43 中。在該狀 態下, 電池單元 10 的正電極 10a 被激光焊接在電壓匯流條 40x 的區域 41a 上, 并且負電極 10b 被激光焊接在電壓匯流條 40x 的區域 41b 上。由此, 固定多個電池單元 10 和多個電壓 匯流條 40x。
     如上所述, 電池單元 10 的正電極 10a 由鋁形成, 負電極 10b 由銅形成。電池單元 10 的正電極 10a 被激光焊接在由鋁構成的電壓匯流條 40x 的區域 41a 上, 并且電池單元 10 的負電極 10b 被激光焊接在由銅構成的電壓匯流條 40x 的區域 41b 上。此時, 在電池單元 10d 的正電極 10a 與電壓匯流條 40x 之間、 以及電池單元 10 的負電極 10b 與電壓匯流條 40x 之間不會產生因不同種類金屬的接觸引起的腐蝕。其結果, 可提高電池模塊 100 的耐久性 及可靠性。
     圖 8 是電池模塊 100 的一端部的外觀立體圖。如圖 8 所示, 電源線 501 通過電壓 電流匯流條 40y 與一端部的電池單元 10( 在本例中是第 18 電池單元 10) 的負電極 10b 連 接。電源線 501 在端部具有例如由銅構成的環形端子 501t。
     另外, 在本例中, 電源線 501 及環形端子 501t 由銅形成, 但是取而代之, 也可以通 過銅和其他金屬的合金來形成。
     一端部的電池單元 10 的負電極 10b 嵌入到電壓電流匯流條 40y 的一個電極連接 孔 47( 參照圖 6) 中。 在該狀態下, 一端部的電池單元 10 的負電極 10b 被激光焊接在電壓電 流匯流條 40y 上。由此, 電壓電流匯流條 40y 被固定在一端部的電池單元 10 的負電極 10b 上, 并且電壓電流匯流條 40y 與電池單元 10 的負電極 10b 電連接。
     此外, 螺釘 S 經過電源線 501 的環形端子 501t 的貫通孔及電壓電流匯流條 40y 的 另一個電極連接孔 43( 參照圖 6) 后與在電池模塊 100 的一個端面框 92 中形成的螺孔螺合。
     由此, 電壓電流匯流條 40y 被固定在一個端面框 92 中, 并且電壓電流匯流條 40y 與電源線 501 的環形端子 501t 電連接。
     如上所述, 一端部的電池單元 10 的負電極 10b 被激光焊接在由銅構成的電壓電流 匯流條 40y 上。此外, 電源線 501 的環形端子 501t 被安裝在由銅構成的電壓電流匯流條 40y 上。
     此時, 在一端部的電池單元 10 的負電極 10b 與電壓電流匯流條 40y 之間、 及電源 線 501 的環形端子 501t 與電壓電流匯流條 40y 之間不會產生因不同種類金屬的接觸而引 起的腐蝕。此外, 電壓電流匯流條 40y 被螺釘 S 固定在一個端面框 92 中, 因此即使對電源 線 501 施加張力, 也可以防止 FPC 基板 50 破損、 以及電壓電流匯流條 40y 從 FPC 基板 50 脫 離。其結果, 可提高電池模塊 100 的耐久性及可靠性。
     圖 9 是電池模塊 100 的另一端部的外觀立體圖。 如圖 9 所示, 電源線 501 通過電壓 匯流條 40x 與另一端部的電池單元 10( 在本例中是第 1 電池單元 10) 的正電極 10a 連接。
     另一端部的電池單元 10 的正電極 10a 嵌入到電壓匯流條 40x 的區域 41a 的電極 連接孔 43( 參照圖 5) 中。在該狀態下, 另一端部的電池單元 10 的正電極 10a 被激光焊接 在電壓匯流條 40x 的區域 41a 上。由此, 電壓匯流條 40x 被固定在另一端部的電池單元 10 的正電極 10a 上, 并且電壓匯流條 40x 的區域 41a 與電池單元 10 的正電極 10a 電連接。 此外, 螺釘 S 經過電源線 501 的環形端子 501t 的貫通孔、 及電壓匯流條 40x 的區 域 41b 的電極連接孔 43( 參照圖 5) 之后, 與在電池模塊 100 的另一個端面框 92 中形成的 螺孔螺合。由此, 電壓匯流條 40x 被固定在另一個端面框 92 中, 并且電壓匯流條 40x 的區 域 41b 與電源線 501 的環形端子 501t 電連接。
     如上所述, 另一端部的電池單元 10 的正電極 10a 被激光焊接在由鋁構成的電壓匯 流條 40x 的區域 41a 上。此外, 電源線 501 的環形端子 501t 被安裝在由銅構成的電壓匯流 條 40x 的區域 41b 上。
     此時, 在另一端部的電池單元 10 的正電極 10a 與電壓匯流條 40x 之間、 以及電源 線 501 的環形端子 501t 與電壓匯流條 40x 之間不會發生因不同種類金屬的接觸而引起的 腐蝕。此外, 由于該電壓匯流條 40x 通過螺釘 S 而被固定在另一個端面框 92 中, 因此即使 對電源線 501 施加張力, 也可以防止 FPC 基板 50 破損、 以及電壓匯流條 40x 從 FPC 基板 50 脫離。其結果, 可提高電池模塊 100 的耐久性及可靠性。
     由此, 在多個電池單元 10 中安裝多個電壓匯流條 40x 及電壓電流匯流條 40y, 并且 通過多個電壓匯流條 40x 及電壓電流匯流條 40y, FPC 基板 50 保持大致水平姿勢。
     圖 10 是電池塊 10B 的側視圖。如上所述, 由于多個電壓匯流條 40x 及電壓電流匯 流條 40y 被激光焊接在電池單元 10 的正電極 10a 及負電極 10b 上, 因此不需要對多個電壓 匯流條 40x 及電壓電流匯流條 40y 與電池單元 10 進行結合的結合部件。由此, 能夠減小電 池塊 10B 的高度方向 (Z 方向 ) 的尺寸。
     (4) 匯流條、 FPC 基板、 檢測電路的連接
     在此, 以下詳細敘述本實施例的電池模塊 100 中的焊接。 說明多個電壓匯流條 40x 及電壓電流匯流條 40y、 與檢測電路 20 之間的連接。圖 11 及圖 12 是用于說明多個電壓匯 流條 40x 及電壓電流匯流條 40y、 與檢測電路 20 之間的連接的示意俯視圖。
     如圖 11 所示, 一個 FPC 基板 50 與一列的多個電壓匯流條 40x 公共連接。此外, 另
     一個 FPC 基板 50 與另一列的多個電壓匯流條 40x 及電壓電流匯流條 40y 公共連接。一個 FPC 基板 50 上設有與多個電壓匯流條 40x 的安裝片 42 對應的多個導電性板 59、 多個導體 線 51 及多個 PTC 元件 60。多個電壓匯流條 40x 的安裝片 42 通過焊接而安裝在一個 FPC 基 板 50 上的對應的導電性板 59 上。
     與多個電壓匯流條 40x 的安裝片 42 對應的導電性板 59 經由導體線 51 及印刷電 路基板 21 上的導體線與檢測電路 20 連接。由此, 多個電壓匯流條 40x 與檢測電路 20 電連 接。
     同樣, 另一個 FPC 基板 50 上設有與多個電壓匯流條 40x 的安裝片 42 對應的多個 導電性板 59、 多個導體線 51 及多個 PTC 元件 60。此外, 另一個 FPC 基板 50 上設有與電壓 電流匯流條 40y 的一個安裝片 46 對應的導電性板 59、 導體線 51 及多個 PTC 元件 60。并 且, 在另一個 FPC 基板 50 上設有與電壓電流匯流條 40y 的另一個安裝片 46 對應的導電性 板 59、 和導體線 52。
     多個電壓匯流條 40x 的安裝片 42 及電壓電流匯流條 40y 的一對安裝片 46, 通過焊 接而被安裝在另一個 FPC 基板 50 上的對應的導電性板 59 上。
     與多個電壓匯流條 40x 的安裝片 42 對應的導電性板 59 經由導體線 51 及印刷電 路基板 21 上的導體線與檢測電路 20 連接。由此, 多個電壓匯流條 40x 與檢測電路 20 電連 接。
     多個導體線 51 及導電性板 59 由銅形成。另外, 在本例中, 導電性板 59 由銅形成, 但是取而代之, 也可以通過銅和其他金屬的合金 ( 銅合金 ) 來形成。
     被焊接在導電性板 59 上的電壓匯流條 40x 的基部 41 的區域 41b 及電壓電流匯流 條 40y 也是由銅或銅合金形成的。此時, FPC 基板 50 的導電性板 59 與電壓匯流條 40x 的 基部 41 的區域 41b 及電壓電流匯流條 40y 之間的焊接成為銅或銅合金彼此的連接。因此, 與將鋁或鋁和其他金屬的合金 ( 鋁合金 ) 焊接在銅或銅合金上的情況相比, 連接更牢固。
     根據上述的理由, 在多個電壓匯流條 40x 及電壓電流匯流條 40y、 與 FPC 基板 50 之 間的連接中, 作為另一端部的電池單元 10 與電源線 501 之間的連接的匯流條, 使用電壓匯 流條 40x。
     即, 作為用于連接電源線 501 與另一端部的電池單元 10 的正電極 10a 的匯流條, 也可以使用通過鋁或鋁合金形成的匯流條, 但是為了匯流條與 FPC 基板 50 之間的牢固的連 接, 在本例中, 將由包層部件構成的電壓匯流條 40x 作為用于連接電源線 501 與另一端部的 電池單元 10 的正電極 10a 的匯流條來使用。
     如上所述, 在本例中, 由于由銅或銅合金構成的多個電壓匯流條 40x 的安裝片 42 及電壓電流匯流條 40y 的一對安裝片 46 被焊接在 FPC 基板 50 的導電性板 59 上, 因此在多 個電壓匯流條 40x 的安裝片 42 及電壓電流匯流條 40y 的安裝片 46、 與 FPC 基板 50 的導電 性板 59 之間不會產生因不同種類金屬的接觸引起的腐蝕。由此, 可提高電池模塊 100 的耐 久性及可靠性。
     PTC 元件 60 插入到導體線 51 中。PTC 元件 60 具有溫度超過某一值電阻值就急劇 增加的電阻溫度特性。因此, 在檢測電路 20 及導體線 51 等中產生了短路的情況下, 因流過 該短路路徑的電流, PTC 元件 60 的溫度會上升, PTC 元件 60 的電阻值增大。由此, 可防止大 電流流過包括 PTC 元件 60 在內的短路路徑。如圖 12 所示, 將從電壓電流匯流條 40y 的一個安裝片 46 經由基部 45 到達另一個 安裝片 46 的區域用作分流電阻 RS。另外, 預先設定一個導電性板 59 與另一個導電性板 59 之間的分流電阻 RS 的電阻值。
     如圖 11 所示, 對應于電壓電流匯流條 40y 的導體線 51 經由印刷電路基板 21 上的 導體線與放大電路 410 的一個輸入端子及檢測電路 20 連接。另一方面, 對應于電壓電流匯 流條 40y 的導體線 52 經由印刷電路基板 21 上的導體線與放大電路 410 的另一個輸入端子 連接。放大電路 410 的輸出端子經由印刷電路基板 21 上的導體線 53 與檢測電路 20 連接。
     這樣, 檢測電路 20 基于多個電壓匯流條 40x 及電壓電流匯流條 40y 的電壓, 檢測 各電池單元 10 的端子間電壓。
     檢測電路 20 基于放大電路 410 的輸出電壓來檢測分流電阻 RS 的兩端的電壓值。 將由檢測電路 20 檢測到的電壓值提供給圖 1 的電池 ECU101。
     電池 ECU101 例如包括 CPU( 中央運算處理裝置 ) 及存儲器。在本實施方式中, 在 電池 ECU101 的存儲器中預先存儲電壓電流匯流條 40y 中的分流電阻 RS 的電阻值。
     電池 ECU101 通過將從檢測電路 20 提供的分流電阻 RS 的兩端的電壓值除以在存 儲器中存儲的分流電阻 RS 的電阻值, 從而計算出流過電壓電流匯流條 40y 的電流的值。這 樣, 檢測流過多個電池單元 10 間的電流的值。
     在此, 也可以基于電流的路徑的長度及截面積, 預先計算出分流電阻 RS 的電阻 值, 之后將計算出的值存儲到電池 ECU101 內的存儲器中。或者, 也可以預先測量分流電阻 RS 的電阻值, 之后將測量的值存儲到電池 ECU101 內的存儲器中。并且, 也可以通過熱敏電 阻 11 檢測電壓電流匯流條 40y 的溫度, 根據檢測到的溫度修正在電池 ECU101 內的存儲器 中存儲的分流電阻 RS 的電阻值。
     (5) 檢測電路及放大電路的一構成例
     圖 13 是表示圖 1 的檢測電路 20 的一構成例的電路圖。圖 13 所示的檢測電路 20 包括第 1、 第 2 及第 3 電壓檢測 IC( 集成電路 )20a、 20b、 20c。在本例中, 與第 18 至第 13 電 池單元 10 對應地設置第 1 電壓檢測 IC20a, 與第 12 至第 7 電池單元 10 對應地設置第 2 電 壓檢測 IC20b, 與第 6 至第 1 電池單元 10 對應地設置第 3 電壓檢測 IC20c。此外, 第 1 電壓 檢測 IC20a 與放大電路 410 連接。另外, 第 1 ~第 3 電壓檢測 IC20a、 20b、 20c 的基準電壓 GNDa、 GNDb、 GNDc 是分別電獨立的。
     以下, 代表性地說明第 1 電壓檢測 IC20a。另外, 第 2 及第 3 電壓檢測 IC20b、 20c 具有與第 1 電壓檢測 IC20a 相同的構成。
     第 1 電壓檢測 IC20a 具有 8 個輸入端子 t1 ~ t8。輸入端子 t7 保持在基準電壓 GNDa。輸入端子 t7 ~ t1 經由導體線 51 分別與設置在第 18 至第 13 電池單元 10 之間的電 壓匯流條 40x、 及設置在第 18 電池單元 10 中的電壓電流匯流條 40y 連接。此外, 輸入端子 t8 經由導體線 53 與圖 11 的放大電路 410 的輸出端子連接。放大電路 410 的一個輸入端子 經由導體線 51 與電壓電流匯流條 40y 的分流電阻 RS 的一端連接, 放大電路 410 的另一個 輸入端子經由導體線 52 與電壓電流匯流條 40y 的分流電阻 RS 的另一端連接。
     第 1 電壓檢測 IC20a 包括電壓檢測部 201 ~ 206、 開關元件 211 ~ 217 及 A/D( 模 擬 / 數字 ) 轉換器 220。
     電壓檢測部 201 對輸入端子 t1、 t2 間的電壓進行差動放大, 電壓檢測部 202 對輸入端子 t2、 t3 間的電壓進行差動放大, 電壓檢測部 203 對輸入端子 t3、 t4 間的電壓進行差 動放大, 電壓檢測部 204 對輸入端子 t4、 t5 間的電壓進行差動放大, 電壓檢測部 205 對輸入 端子 t5、 t6 間的電壓進行差動放大, 電壓檢測部 206 對輸入端子 t6、 t7 間的電壓進行差動 放大。并且, 放大電路 410 對分流電阻 RS 的兩端的電壓進行放大。
     電壓檢測部 201 ~ 206 的輸出端子及輸入端子 t8 分別經由開關元件 211 ~ 217 與 A/D 轉換器 220 的輸入端子連接。向 A/D 轉換器 220 的基準端子提供輸入端子 t7 的基 準電壓 GNDa, 向 A/D 轉換器 220 的電源端子提供電源電壓 V+。
     另外, 在本例中, 向電壓檢測部 206 及 A/D 轉換器 220 共同提供輸入端子 t7 的基 準電壓 GNDa, 但是取而代之, 也可以與電壓檢測部 206 分開地向 A/D 轉換器 220 的基準端子 提供基準電壓 GNDa。
     依次接通開關元件 211 ~ 217。由此, 將被電壓檢測部 201 ~ 206 及放大電路 410 放大的電壓依次提供給 A/D 轉換器 220。A/D 轉換器 220 將所提供的電壓變換為數字電壓 值。將通過 A/D 轉換器 220 得到的數字電壓值提供給圖 1 的電池 ECU101。
     在電池 ECU101 中, 如上所述, 基于各電池單元 10 的端子間的電壓值計算出各電池 單元 10 的充電量。此外, 基于分流電阻 RS 的兩端的電壓值、 及分流電阻 RS 的電阻值, 計算 出流過電壓電流匯流條 40y 的電流的值。 圖 14 是表示圖 13 的放大電路 410 的一構成例的電路圖。在此, 詳細說明與圖 13 的第 1 電壓檢測 IC20a 對應地設置的放大電路 410。以下, 將分流電阻 RS 的電阻值稱作分 流電阻值 Rs, 將分流電阻 RS 的兩端的電壓的值稱作電壓值 Vs, 將流經分流電阻 RS 的電流 的值稱作電流值 Is。
     在已知分流電阻值 Rs 的情況下, 可通過檢測電壓值 Vs 來計算出電流值 Is。
     如上所述, 由于電壓電流匯流條 40y 主要由銅構成, 因此分流電阻值 Rs 小 ( 例如 1mΩ 左右 )。此時, 電流值 Is 例如在 -100A 至 100A 的范圍內變動, 電壓值 Vs 在 -0.1V 至 0.1V 的范圍內變動。 另外, 在充電時, 由于流過電壓電流匯流條 40y 的電流的方向與放電時 相反, 因此, 電流值 Is 及電壓值 Vs 為負。
     在此, 第 1 電壓檢測 IC20a 檢測例如在 2.5V 至約 4.2V 的范圍內變動的各電池單 元 10 的端子間電壓。另一方面, 分流電阻 RS 的兩端的電壓值 Vs 比各電池單元 10 的端子 間電壓低。 因此, 在本實施方式中, 通過放大電路 410 放大分流電阻 RS 的兩端的電壓值 Vs。
     放大電路 410 的輸入端子 V1、 V2 及輸出端子 V3 分別與導體線 51、 52、 53 連接。放 大電路 410 由運算放大器 (operational amplifier)411、 直流電源 Ea 及電阻 R1 ~ R4 構 成。
     運算放大器 411 的非反相輸入端子經由電阻 R1 與輸入端子 V1 連接, 并且經由電 阻 R3 與直流電源 Ea 的正極連接。運算放大器 411 的反相輸入端子經由電阻 R2 與輸入端 子 V2 連接。在運算放大器 411 的反相輸入端子與輸出端子 V3 之間連接電阻 R4。向運算放 大器 411 的基準端子提供基準電壓 GNDa, 向電源端子提供電源電壓 Va。
     直流電源 Ea 的正極的電壓 ( 以下稱作偏置電壓 )Voff 設定在基準電壓 GNDa 與電 源電壓 Va 的中間。由此, 當電壓值 Vs 在負值和正值之間的范圍內變動時, 放大電路 410 的 輸出端子的電壓值 Vout 以偏置電壓 Voff 為中心在 0V 與電源電壓 Va 之間的范圍內變動。
     例如, 將電阻 R1、 R2 的值設定為 10kΩ, 將電阻 R3、 R4 的值設定為 250kΩ。此時,
     放大電路 410 的放大增益是 25。此外, 將電源電壓 Va 設為 5V, 將偏置電壓 Voff 設為 2.5V。 如上所述, 在分流電阻值 Rs 為 1mΩ 左右時, 放大電路 410 使在 -0.1V 至 0.1V 的范圍內變 動的電壓值 Vs 以 2.5V 為中心放大為從 0V 至 5V 的范圍內的電壓。
     在電壓值 Vs 為 -0.1V 時, 放大電路 410 的輸出電壓成為 5V。此時, 電流值 Is 被計 算為是 -100A。此外, 在電壓值 Vs 為 0V 時, 放大電路 410 的輸出電壓成為 2.5V。此時, 電 流值 Is 被計算為是 0A。并且, 在電壓值 Vs 為 0.1V 時, 放大電路 410 的輸出電壓成為 0V。 此時, 電流值 Is 被計算為 100A。
     接著, 說明將與一端部的電池單元 10( 在本例中是第 18 電池單元 10) 的負電極 10b 連接的電壓電流匯流條 40y 用作電流檢測用的分流電阻 RS 的理由。
     在此, 也考慮將電壓匯流條 40x 用作分流電阻 RS 的情況。但是, 如上所述, 連接相 鄰的 2 個電池單元 10 的正電極 10a 和負電極 10b 的電壓匯流條 40x 是通過由與正電極 10a 相同的鋁、 和與負電極 10b 相同的銅構成的包層部件形成的。通過包層部件形成的電壓匯 流條 40x 價格比通過一種金屬形成的匯流條高。因此, 在本實施方式中, 將由一種金屬形成 的低價格的電壓電流匯流條 40y 用作電流檢測用的分流電阻 RS。
     此外, 通過調整匯流條的材料及尺寸來設定分流電阻值 Rs。 在此, 尺寸是電流路徑 的長度及截面積。即, 分流電阻值 Rs 受到匯流條尺寸的限制。電壓匯流條 40x 的尺寸被相 鄰的 2 個電池單元 10 的正電極 10a 與負電極 10b 之間的距離限制。在各電池單元 10 的厚 度小的情況下, 電壓匯流條 40x 的長度也小。 由此, 在將電壓匯流條 40x 用作分流電阻 RS 的 情況下, 很難適當地設定分流電阻值 Rs。 因此, 在本實施方式中, 按照分流電阻 RS 的尺寸不 受電池單元 10 的厚度的限制的方式, 在一端部的電池單元 10 中安裝電壓電流匯流條 40y。 另一方面, 還考慮與另一端部的電池單元 10 的正電極 10a 連接的匯流條由鋁形 成、 且將該匯流條用作分流電阻 RS 的情況。但是, 此時, 電源線 501 的環形端子 501t 與由 鋁構成的匯流條連接。在此, 為了防止在電源線 501 的環形端子 501t 與匯流條 40 之間產 生不同種類金屬的接觸引起的腐蝕, 需要使用由鋁構成的環形端子 501t 及電源線 501。因 此, 在本實施方式中, 由銅構成的電壓電流匯流條 40y 并不是安裝在另一端部的電池單元 10 的正電極 10a 上, 而是安裝在一端部的電池單元 10 的負電極 10b 上。
     (6) 檢測電路的其他構成例
     可以利用圖 13 的構成來代替圖 1 的檢測電路 20, 從而具有以下的構成。圖 15 是 表示圖 1 的檢測電路 20 的其他構成例的電路圖。
     圖 15 的檢測電路 20 包括具有同一構成的第 1、 第 2 及第 3 電壓檢測 IC20a、 20b、 20c。以下, 詳細說明本例的第 1 電壓檢測 IC20a。
     第 1 電壓檢測 IC20a 具有 8 個輸入端子 t11 ~ t18。輸入端子 t18 保持在基準電 壓 GNDa。輸入端子 t18、 t16 ~ t11 分別經由導體線 51 而與設置在第 18 至第 13 電池單元 10 之間的電壓匯流條 40x 及設置在第 18 電池單元 10 中的電壓電流匯流條 40y 連接。此 外, 輸入端子 t17 經由導體線 53 與圖 11 的放大電路 410 的輸出端子連接。
     另外, 圖 15 的放大電路 410 的構成與圖 14 的放大電路 410 的構成相同。因此, 向 輸入端子 t17 輸入被放大電路 410 放大的分流電阻 RS 兩端的電壓值 Vs。
     第 1 電壓檢測 IC20a 包括電阻 221 ~ 227、 231 ~ 237、 開關元件 211 ~ 217 及 A/D 轉換器 220。
     在輸入端子 t11 與輸入端子 t18 之間串聯連接電阻 221、 231, 在輸入端子 t12 與輸 入端子 t18 之間串聯連接電阻 222、 232, 在輸入端子 t13 與輸入端子 t18 之間串聯連接電阻 223、 233。
     此外, 在輸入端子 t14 與輸入端子 t18 之間串聯連接電阻 224、 234, 在輸入端子 t15 與輸入端子 t18 之間串聯連接電阻 225、 235, 在輸入端子 t16 與輸入端子 t18 之間串聯 連接電阻 226、 236, 在輸入端子 t17 與輸入端子 t18 之間串聯連接電阻 227、 237。由此, 輸 入端子 t11 ~ t17 的電壓分別被分壓。
     電阻 221 與電阻 231 之間的節點 N11、 電阻 222 與電阻 232 之間的節點 N12、 電阻 223 與電阻 233 之間的節點 N13、 電阻 224 與電阻 234 之間的節點 N14、 電阻 225 與電阻 235 之間的節點 N15、 電阻 226 與電阻 236 之間的節點 N16、 電阻 227 與電阻 237 之間的節點 N17 分別經由開關元件 211 ~ 217 與 A/D 轉換器 220 的輸入端子連接。向 A/D 轉換器 220 的基 準端子提供輸入端子 t18 的基準電壓 GNDa, 向 A/D 轉換器 220 的電源端子提供電源電壓 V+。
     依次接通開關元件 211 ~ 217。由此, 依次向 A/D 轉換器 220 提供節點 N11 ~ N17 的電壓。
     在此, 電阻 221 ~ 227 及電阻 231 ~ 237 被設定為節點 N11 ~ N17 的電壓從 A/D 轉換器 220 的基準電壓 GNDa 成為電源電壓 V+ 以下。
     A/D 轉換器 220 將所提供的電壓變換為數字電壓值。將通過 A/D 轉換器 220 得到 的數字電壓值提供給圖 1 的電池 ECU101。
     由此, 與圖 13 的檢測電路 20 的一構成例相同, 通過電池 ECU101, 基于各電池單元 10 的電壓值計算出各電池單元 10 的充電量。此外, 基于分流電阻 RS 的兩端的電壓值 Vs 及 分流電阻值 Rs, 計算出流過電壓電流匯流條 40y 的電流值 Is。
     (7) 效果
     在第 1 實施方式的電池模塊 100 中, 將安裝在一端部的電池單元 10 的負電極 10b 上的電壓電流匯流條 40y 的一部分用作電流檢測用的分流電阻 RS。 因此, 分流電阻 RS 的形 狀及尺寸不受相鄰的電池單元 10 的間隔的限制。由此, 能夠容易地將分流電阻 RS 設定為 最佳值。此外, 不需要在電池模塊 100 中另外設置分流電阻。其結果, 不會使電池模塊 100 大型化, 能夠以簡單的結構檢測流過電池模塊 100 的電流。
     在第 1 實施方式中, 相當于分流電阻 RS 的一端的電壓電流匯流條 40y 的一個安裝 片 46 經由 FPC 基板 50 的導體線 51 與檢測電路 20 電連接, 并且相當于分流電阻 RS 的另一 端的電壓電流匯流條 40y 的另一個安裝片 46 經由 FPC 基板 50 的導體線 52 與檢測電路 20 電連接。由此, 檢測電路 20 能夠檢測分流電阻 RS 的兩端間的電壓。
     此外, FPC 基板 50 被設置成沿著多個電壓匯流條 40x 及電壓電流匯流條 40y 延伸。 此時, 能夠容易連接多個電壓匯流條 40x 及電壓電流匯流條 40y 與 FPC 基板 50。由此, 能夠 在不會使布線變得復雜的情況下, 通過檢測電路 20 檢測各電池單元 10 的端子間電壓。
     并且, 基于由檢測電路 20 檢測到的分流電阻 RS 的兩端間的電壓, 由電池系統 500 的電池 ECU101 計算出流過分流電阻 RS 的電流。由此, 能夠以更簡單的結構檢測流過電池 模塊 100 的電流。
     電壓電流匯流條 40y 被激光焊接在一端部的電池單元 10 的負電極 10b 上, 并且利 用螺釘 S 將其固定在一個端面框 92 中。螺釘 S 被用作向外部輸出電池模塊 100 的電力的輸出端子。因此, 不需要為了連接分流電阻 RS 而在電池塊 10B 中設置追加端子。由此, 能 夠在不增加制造工序及制造成本的情況下, 在電池模塊 100 中設置分流電阻 RS。
     各電池單元 10 的負電極 10b、 電壓匯流條 40x 的區域 41b、 及電壓電流匯流條 40y 由銅形成, 各電池單元 10 的正電極 10a 及電壓匯流條 40x 的區域 41a 由鋁形成。在電壓匯 流條 40x 的區域 41b 與一個電池單元 10 的負電極 10b 之間、 電壓匯流條 40x 的區域 41a 與 另一個電池單元 10 的正電極 10a 之間、 及電壓電流匯流條 40y 與一端部的電池單元 10 的 另一個電極之間不會產生因不同種類金屬的接觸引起的腐蝕。 其結果, 可提高電池模塊 100 的耐久性及可靠性。
     另外, 此時, 能夠利用銅形成環形端子 501t 及電源線 501。由此, 在環形端子 501t 及電源線 501 中不需要采用用于防止因不同種類金屬的接觸引起的腐蝕的特別的構成。其 結果, 能夠抑制在電壓電流匯流條 40y 中設置分流電阻 RS 而帶來的成本的增加。
     在上述實施方式的電池模塊 100 中, 通過配置在電池塊 10B 的上表面上的 FPC 基 板 50、 多個電壓匯流條 40x 及電壓電流匯流條 40y, 構成后述的圖 29 的布線部件 70。通過 布線部件 70 連接各電池單元 10 的正電極 10a 或負電極 10b、 與檢測電路 20。
     在本實施方式中, 通過多個導體線 51 連接多個電池單元 10 的正電極 10a 或負電 極 10b、 與檢測電路 20。此外, 通過導體線 52 連接一端部的電池單元 10 的負電極 10b、 與放 大電路 410。布線部件 70 是將多個導體線 52 及導體線 51 一體化的部件。
     在本實施方式中, 構成布線部件 70 的電壓電流匯流條 40y 與電壓匯流條 40x 同 樣, 被激光焊接在一端部的電池單元 10 的負電極 10b 上。由此, 不會從電池塊 10B 突出、 且 保持電池塊 10B 的平坦性, 同時可在電池塊 10B 的上表面上安裝分流電阻 RS。
     在利用螺釘將電壓電流匯流條 40y 及電壓匯流條 40x 安裝在各電池單元 10 的正 電極 10a 或負電極 10b 上的情況下, 為了防止螺釘擰緊工具與相鄰的螺釘誤接觸, 需要絕緣 性的隔壁。此時, 由于在電池塊 10Bd 的上表面上配置螺釘及隔壁, 因此電池模塊 100 的高 度方向的尺寸變大。相對于此, 在上述實施方式的電池模塊 100 中, 不需要在電池塊 10B 的 上表面上配置螺釘及隔壁。由此, 能夠減小電池模塊 100 的高度方向的尺寸。
     由此, 在電池塊 10B 的上表面上安裝分流電阻 RS, 具備該分流電阻 RS 的電壓電流 匯流條 40y 與其他電壓匯流條 40x 同樣地, 被焊接在一端部的電池單元 10 的負電極 10b 上。 由此, 與利用螺釘在電池單元 10 的正電極 10a 或負電極 10b 上安裝電壓匯流條 40x 及電壓 電流匯流條 40y 的情況相比, 能夠減小電池模塊 100 的高度的尺寸。
     (8) 第 1 實施方式的變形例
     (a) 在第 1 實施方式中, 說明了由鋁形成電池單元 10 的正電極 10a 的例, 但是并不 限于此。電池單元 10 的正電極 10a 例如也可以通過具有高強度的同時具有低電阻率的鋁 合金來形成。此時, 優選電壓匯流條 40x 的區域 41a 通過與電池單元 10 的正電極 10a 相同 的鋁合金形成。
     同樣地, 說明了由銅形成電池單元 10 的負電極 10b 的例, 但是并不限于此。電池 單元 10 的負電極 10b 例如可通過具有高強度的同時具有低電阻率的銀、 金或它們的合金來 形成。此時, 優選電壓匯流條 40x 的區域 41b 及 FPC 基板 50 的導電性板 59 通過與電池單 元 10 的負電極 10b 相同的銀、 金或它們的合金形成。
     另外, 電壓電流匯流條 40y 也可以例如通過銅錳或銅鎳等銅合金來形成。由此, 能夠很容易將電壓電流匯流條 40y 的一部用作分流電阻 RS。
     (b) 在第 1 實施方式的電池模塊 100 中, 將安裝在一端部的電池單元 10 的負電極 10b 上的匯流條的一部分用作了分流電阻 RS, 但是并不限于此。也可以將安裝在另一端部 的電池單元 10 的正電極 10a 上的匯流條的一部分用作分流電阻 RS。
     圖 16 是另一例的電壓電流匯流條 40z 的俯視圖。如圖 16 所示, 電壓電流匯流條 40z 具備具有大致長方形狀的基部 44 及安裝片 48。基部 44 由壓接了 2 種金屬的包層部件 形成。基部 44 被二分為 2 個區域 44a、 44b。基部 44 的區域 44a 由鋁形成, 基部 44 的區域 44b 由銅形成。
     一對安裝片 48 形成為彼此隔著間隔從基部 44 的區域 44b 的長邊突出。此外, 在 基部 44 的區域 44a、 44b 內分別形成電極連接孔 49。在圖 16 的例中, 將從電壓電流匯流條 40z 的一個安裝片 48 經由基部 44 到達另一個安裝片 48 的區域用作分流電阻 RS。
     在電壓電流匯流條 40z 的區域 44a 內形成的電極連接孔 49 被安裝到另一端部的 電池單元 10 的正電極 10a( 參照圖 9)。此外, 螺釘 S 通過電源線 501 的環形端子 501t 的貫 通孔、 及電壓電流匯流條 40z 的區域 44b 的電極連接孔 49, 與在電池模塊 100 的另一個端面 框 92 上形成的螺孔螺合 ( 參照圖 9)。由此, 基于分流電阻 RS 的兩端的電壓, 檢測流過電池 模塊 100 的電流。
     (c) 在第 1 實施方式中, 利用螺釘 S, 在一個端面框 92 中固定了在一端部的電池單 元 10 的負電極 10b 上安裝的電壓電流匯流條 40y 及電源線 501 的環形端子 501t, 但是并 不限于此。也可以在一個端面框 92 中設置輸出端子, 將在一端部的電池單元 10 的負電極 10b 上安裝的電壓電流匯流條 40y 及電源線 501 的端部例如激光焊接在輸出端子上。
     同樣地, 利用螺釘 S 在另一個端面框 92 中固定在另一端部的電池單元 10 的正電 極 10a 上安裝的電壓匯流條 40x 及電源線 501 的環形端子 501t, 但是并不限于此。也可以 在另一個端面框 92 中設置輸出端子, 將在另一端部的電池單元 10 的正電極 10a 上安裝的 電壓匯流條 40x 及電源線 501 的端部例如激光焊接在輸出端子上。
     (d) 在第 1 實施方式中, 通過激光焊接固定電池單元 10 的正電極 10a 和電壓匯流 條 40x 的區域 41a, 但是并不限于此。也可以通過其他焊接、 鉚接加工或螺釘等來固定電池 單元 10 的正電極 10a 和電壓匯流條 40x 的區域 41a。
     此外, 通過激光焊接固定了電池單元 10 的負電極 10b 與電壓匯流條 40x 的區域 41b, 但是并不限于此。也可以通過其他焊接、 鉚接加工或螺釘等來固定電池單元 10 的負電 極 10b 與電壓匯流條 40x 的區域 41b。
     并且, 通過激光焊接固定了一端部的電池單元 10 的負電極 10b 與電壓電流匯流條 40y, 但是并不限于此。也可以通過其他焊接、 鉚接加工或螺釘等來固定一端部電池單元 10 的負電極 10b 與電壓電流匯流條 40y。
     (e) 在第 1 實施方式中, 通過焊接, 在 FPC 基板 50 上的對應的導電性板 59 上安裝 了多個電壓匯流條 40x 的安裝片 42 及電壓電流匯流條 40y 的一對安裝片 46, 但是并不限于 此。也可以通過焊接而在 FPC 基板 50 上的對應的導電性板 59 上安裝多個電壓匯流條 40x 的安裝片 42 及電壓電流匯流條 40y 的一對安裝片 46。
     (f) 在第 1 實施方式中, 具有電池 ECU101 基于電壓電流匯流條 40y 的分流電阻 RS 的兩端的電壓值 Vs 及分流電阻值 Rs 計算出電壓電流匯流條 40y 的電流值 Is 的電流計算功能, 但是并不限于此。也可以是檢測電路 20 具有電流計算功能, 來代替電池 ECU101。
     圖 17 是表示具有電流計算功能的檢測電路 20 的構成例的圖。如圖 17 所示, 在檢 測電路 20 中除了圖 13 的構成之外例如還設置了微型計算機 20m。并且, 在檢測電路 20 的 微型計算機 20m 中預先存儲電壓電流匯流條 40y 中的分流電阻值 Rs。
     由此, 也可以是檢測電路 20 的微型計算機 20m 基于從圖 13 的第 1 電壓檢測 IC20a 輸出的分流電阻的兩端的電壓值 Vs 及分流電阻值 Rs, 計算出電壓電流匯流條 40y 的電流值 Is。
     并且, 此時, 檢測電路 20 的微型計算機 20m 也可以基于第 1 ~第 3 電壓檢測 IC20a ~ 20c 的輸出來計算出各電池單元 10 的端子間電壓。
     如上所述, 將計算出的電流值 Is 及各電池單元 10 的端子間電壓提供給電池 ECU101。
     在上述的基礎上, 還可以是檢測電路 20 的微型計算機 20m 基于計算出的電流值 Is、 計算出的各電池單元 10 的端子間電壓、 及根據圖 1 的熱敏電阻 11 檢測的各電池單元 10 的溫度, 計算出各電池單元 10 的充電量。
     此時, 從微型計算機 20m 向電池 ECU101 提供計算出的電流值 Is、 計算出的各電池 單元 10 的端子間電壓、 檢測到的各電池單元 10 的溫度、 及各電池單元 10 的充電量。
     另外, 在本例中, 說明了在檢測電路 20 中設置微型計算機 20m 的例, 但是也可以通 過設置 CPU 及存儲器來實現電流計算功能, 以代替微型計算機 20m。
     本例的微型計算機 20m、 或 CPU 及存儲器例如被設置在圖 4 的印刷電路基板 21 上。
     (g) 在第 1 實施方式中, 將從電壓電流匯流條 40y 的一個安裝片 46 經由基部 45 到 達另一個安裝片 46 的區域用作分流電阻 RS。 取而代之, 電壓電流匯流條 40y 及其周邊部件 也可以具有以下的構成。
     圖 18 是表示變形例的電壓電流匯流條 40y 及其周邊部件的構成的示意俯視圖。 對 于變形例的電壓電流匯流條 40y, 說明不同于圖 12 的電壓電流匯流條 40y 的點。
     如圖 18 所示, 在電壓電流匯流條 40y 的基部 45 上以一定間隔彼此平行地形成了 一對焊料圖案 H1、 H2。在一對電極連接孔 47 間在一個電極連接孔 47 的附近配置焊料圖案 H1, 在電極連接孔 47 間在另一個電極連接孔 47 的附近配置焊料圖案 H2。
     電壓電流匯流條 40y 的焊料圖案 H1 通過金屬線 L1 與檢測電路 20( 參照圖 11) 上 的對應的導體線 51 連接。另外, 導體線 51 中插入有 PTC 元件 60。電壓電流匯流條 40y 的 焊料圖案 H2 通過金屬線 L2 在檢測電路 20 上與對應的導體線 52 連接。 另外, 可以在導體線 51、 52 中的任一個中插入 PTC 元件 60。在圖 18 的例中, 導體線 52 中插入了 PTC 元件 60。
     在本例中, 在電壓電流匯流條 40y 的焊料圖案 H1、 H2 間形成的電阻成為電流檢測 用的分流電阻 RS。在此, 分流電阻值 Rs 是基于電流的路徑的長度、 截面積及電阻率而計算 出的。因此, 優選按照能夠正確計算出電壓電流匯流條 40y 的分流電阻 RS 的值的方式形成 焊料圖案 H1、 H2。
     在電池單元 10 進行充放電時, 主要在一對電極連接孔 47 之間的區域內流過電流。 因此, 優選形成為焊料圖案 H1、 H2 分別與電極連接孔 47 靠近, 且在與連接電極連接孔 47 的 中心的直線正交的方向上延伸。并且, 優選焊料圖案 H1、 H2 的長度都與電極連接孔 47 的直 徑大致相等。也可以基于焊料圖案 H1、 H2 的長度、 焊料圖案 H1、 H2 間的距離、 基部 45 的厚度及 基部 45 的電阻率預先計算出分流電阻 RS 的值, 并在電池 ECU101 內的存儲器中存儲計算出 的值。
     或者, 也可以預先測量焊料圖案 H1、 H2 間的分流電阻 RS 的值, 在電池 ECU101 內的 存儲器中存儲測量出的值。
     由此, 在本例中, 將在電壓電流匯流條 40y 中形成的焊料圖案 H1、 H2 間的電阻用作 分流電阻 RS。因此, 通過調整焊料圖案 H1、 H2 的尺寸, 可以很容易將分流電阻值 Rs 設定為 最佳值。
     [2] 第 2 實施方式
     以下, 說明第 2 實施方式的電動車輛。本實施方式的電動車輛具備第 1 實施方式 的電池模塊 100 及電池系統 500。另外, 以下作為電動車輛的一例, 說明電動汽車。
     圖 19 是表示具備圖 1 的電池系統 500 的電動汽車的構成的框圖。如圖 19 所示, 本實施方式的電動汽車 600 具備車體 610。在車體 610 中, 設有圖 1 的主控制部 300 及電 池系統 500、 電力變換部 601、 電動機 602、 驅動輪 603、 加速裝置 604、 制動裝置 605、 以及轉 速傳感器 606。在電動機 602 是交流 (AC) 電動機的情況下, 電力變換部 601 包括逆變器電 路。
     在本實施方式中, 電池系統 500 經由電力變換部 601 與電動機 602 連接, 并且與主 控制部 300 連接。如上所述, 從構成電池系統 500 的電池 ECU101( 參照圖 1) 向主控制部 300 提供多個電池模塊 100( 參照圖 1) 的充電量、 及流過電池模塊 100 的電流值。此外, 主 控制部 300 與加速裝置 604、 制動裝置 605 及轉速傳感器 606 連接。主控制部 300 例如由 CPU 及存儲器、 或微型計算機構成。
     加速裝置 604 包括電動汽車 600 所具備的加速踏板 604a、 檢測加速踏板 604a 的 操作量 ( 踏入量 ) 的加速檢測部 604b。若駕駛者操作加速踏板 604a, 則加速檢測部 604b 以駕駛者沒有進行操作的狀態為基準檢測加速踏板 604a 的操作量。將檢測到的加速踏板 604a 的操作量提供給主控制部 300。
     制動裝置 605 包括電動汽車 600 所具備的制動踏板 605a、 檢測駕駛者對制動踏板 605a 進行的操作量 ( 踏入量 ) 的制動檢測部 605b。若駕駛者操作制動踏板 605a, 則通過制 動檢測部 605b 檢測其操作量。將檢測到的制動踏板 605a 的操作量提供給主控制部 300。
     轉速傳感器 606 檢測電動機 602 的旋轉速度。將檢測到的旋轉速度提供給主控制 部 300。
     如上所述, 向主控制部 300 提供電池模塊 100 的充電量、 流過電池模塊 100 的電流 值、 加速踏板 604a 的操作量、 制動踏板 605a 的操作量、 及電動機 602 的旋轉速度。主控制 部 300 基于這些信息, 進行電池模塊 100 的充放電控制及電力變換部 601 的電力變換控制。
     例如, 在基于加速器操作的電動汽車 600 出發時以及加速時, 從電池系統 500 向電 力變換部 601 提供電池模塊 100 的電力。
     并且, 主控制部 300 基于所提供的加速踏板 604a 的操作量, 計算出應傳遞給驅動 輪 603 的旋轉力 ( 指令轉矩 ), 并向電力變換部 601 提供基于該指令轉矩的控制信號。
     接受了上述控制信號的電力變換部 601, 將從電池系統 500 提供的電力變換為驅 動驅動輪 603 所需的電力 ( 驅動電力 )。由此, 將由電力變換部 601 變換后的驅動電力提供給電動機 602, 向驅動輪 603 傳遞基于該驅動電力的電動機 602 的旋轉力。
     另一方面, 在基于制動器操作的電動汽車 600 減速時, 電動機 602 起到發電裝置的 作用。此時, 電力變換部 601 將由電動機 602 產生的再生電力變換為適合于電池模塊 100 的充電的電力, 并提供給電池模塊 100。由此, 對電池模塊 100 進行充電。
     如上所述, 在本實施方式的電動汽車 600 中, 設置第 1 實施方式的電池系統 500。 在電池系統 500 中, 以簡單的結構檢測流過電池模塊 100 的電流。由此, 基于流過電池模塊 100 的電流值, 能夠控制電動汽車 600。
     在此, 說明了在電動車輛中搭載電池模塊 100( 電池系統 500) 的例, 但是也可在 船、 飛機或步行機器人等其他移動體中搭載電池模塊 100。
     搭載了電池模塊 100 的船例如代替圖 19 的車體 610 而具備船體, 且代替驅動輪 603 而具備螺旋槳, 代替加速裝置 604 而具備加速輸入部, 代替制動裝置 605 而具備減速輸 入部。 駕駛者在使船體加速時, 操作加速輸入部來代替加速裝置 604, 在使船體減速時, 操作 減速輸入部來代替制動裝置 605。此時, 利用電池模塊 100 的電力來驅動電動機 602, 通過 電動機 602 的旋轉力傳遞到螺旋槳而產生推動力, 從而船體移動。
     同樣, 搭載了電池模塊 100 的飛機例如具備機體來代替圖 19 的車體 610, 具備推進 器來代替驅動輪 603, 具備加速輸入部來代替加速裝置 604, 具備減速輸入部來代替制動裝 置 605。搭載了電池模塊 100 的步行機器人例如具備軀體來代替圖 19 的車體 610, 具備腳 來代替驅動輪 603, 具備加速輸入部來代替加速裝置 604, 具備減速輸入部來代替制動裝置 605。 由此, 在搭載了電池模塊 100 的移動體中, 通過動力源 ( 電動機 ) 將來自電池模塊 100 的電力變換為動力, 通過該動力, 移動主體部 ( 車體、 船體、 機體或軀體 ) 進行移動。
     [3] 第 3 實施方式
     (1) 電源裝置
     接著, 說明第 3 實施方式的電源裝置。圖 20 是表示第 3 實施方式的電源裝置的構 成的框圖。
     如圖 20 所示, 電源裝置 700 具備電力貯藏裝置 710 及電力變換裝置 720。電力貯 藏裝置 710 具備電池系統組 711 及控制器 712。電池系統組 711 包括多個電池系統 500A。 各電池系統 500A 包括串聯連接的圖 2 的多個電池模塊 100。多個電池系統 500A 可以彼此 并聯連接, 或者也可以彼此串聯連接。將在后面敘述電池系統 500A。
     控制器 712 例如由 CPU 及存儲器、 或微型計算機構成。控制器 712 與各電池系統 500A 所包含的各電池模塊 100( 圖 2) 的檢測電路 20 連接。向控制器 712 提供由各電池模 塊 100 的檢測電路 20 檢測出的端子電壓的值及溫度的值。此外, 通過檢測電路 20 向控制 器 712 提供被放大電路 410( 圖 11) 放大后的分流電阻 RS 兩端的電壓 ( 以下僅稱作分流電 阻 RS 兩端的電壓 ) 的值。
     控制器 712 基于分流電阻 RS 兩端的電壓的值, 計算出流過電池模塊 100 的電流的 值。此外, 控制器 712 基于從檢測電路 20 提供的各端子電壓的值、 溫度的值、 以及計算出的 電流的值, 計算出各電池單元 10( 圖 2) 的充電量, 并基于計算出的充電量控制電力變換裝 置 720。并且, 控制器 712 作為關于電池系統 500 的電池模塊 100 的放電或充電的控制而進 行后述的控制。
     電力變換裝置 720 包括 DC/DC( 直流 / 直流 ) 轉換器 721 及 DC/AC( 直流 / 交流 ) 變換器 722。DC/DC 轉換器 721 具有輸入輸出端子 721a、 721b, DC/AC 變換器 722 具有輸入 輸出端子 722a、 722b。DC/DC 轉換器 721 的輸入輸出端子 721a 與電力貯藏裝置 710 的電池 系統組 711 連接。DC/DC 轉換器 721 的輸入輸出端子 721b 及 DC/AC 變換器 722 的輸入輸 出端子 722a 互相被連接, 并且與電力輸出部 PU1 連接。DC/AC 變換器 722 的輸入輸出端子 722b 與電力輸出部 PU2 連接, 并且與其他電力系統連接。電力輸出部 PU1、 PU2 例如包括插 座。電力輸出部 PU1、 PU2 例如與各種負載連接。其他電力系統例如包括商用電源或太陽能 電池。是電力輸出部 PU1、 PU2 及其他電力系統與電源裝置連接的外部的例。另外, 在作為 電力系統而使用太陽能電池的情況下, 在 DC/DC 轉換器 721 的輸入輸出端子 721b 上連接太 陽能電池。 另一方面, 在作為電力系統而使用包括太陽能電池的太陽能發電系統的情況下, 在 DC/AC 變換器 722 的輸入輸出端子 722b 上連接太陽能發電系統的功率調節器的 AC 輸出 部。
     通過控制器 712 控制 DC/DC 轉換器 721 及 DC/AC 變換器 722, 從而進行電池系統組 711 的放電及充電。
     在電池系統組 711 放電時, 通過 DC/DC 轉換器 721 對從電池系統組 711 提供的電 力進行 DC/DC( 直流 / 直流 ) 變換, 并且通過 DC/AC 變換器 722 進行 DC/AC( 直流 / 交流 ) 變換。
     在將電源裝置 700 用作直流電源的情況下, 向電力輸出部 PU1 提供由 DC/DC 轉換 器 721 進行了 DC/DC 變換的電力。在將電源裝置 700 用作交流電源的情況下, 向電力輸出 部 PU2 提供由 DC/AC 變換器 722 進行了 DC/AC 變換的電力。此外, 也可向其他電力系統提 供被 DC/AC 變換器 722 變換為交流的電力。
     在電池系統組 711 放電時, 控制器 712 基于計算出的充電量判斷是否停止電池系 統組 711 的放電、 或者是否限制放電電流 ( 或放電電力 ), 并基于判斷結果控制電力變換裝 置 720。具體而言, 若包含在電池系統組 711 中的多個電池單元 10( 圖 2) 中的任一個電池 單元 10 的充電量小于預先確定的閾值, 則控制器 712 按照停止電池系統組 711 的放電、 或 限制放電電流 ( 或放電電力 ) 的方式控制 DC/DC 轉換器 721 及 DC/AC 變換器 722。由此, 防 止各電池單元 10 的過放電。控制器 712 基于外部的指示判斷是否停止電池系統組 711 的 放電、 或者是否限制放電電流 ( 或放電電力 ), 基于判斷結果來控制電力變換裝置 720。
     放電電流 ( 或放電電力 ) 的限制是按照使電池系統組 711 的電壓成為恒定的基準 電壓的方式進行限制的。此外, 基準電壓是基于電池單元 10 的充電量或外部的指示由控制 器 712 設定的。
     另一方面, 在電池系統組 711 充電時, 通過 DC/AC 變換器 722 對從其他電力系統提 供的交流的電力進行 AC/DC( 交流 / 直流 ) 變換, 之后通過 DC/DC 轉換器 721 進行 DC/DC( 直 流 / 直流 ) 變換。從 DC/DC 轉換器 721 向電池系統組 711 提供電力, 從而對電池系統組 711 所包含的多個電池單元 10( 圖 2) 進行充電。
     在電池系統組 711 充電時, 控制器 712 基于計算出的充電量判斷是否停止電池系 統組 711 的充電、 或是否限制充電電流 ( 或充電電力 ), 并基于判斷結果控制電力變換裝置 720。具體而言, 若電池系統組 711 所包含的多個電池單元 10( 圖 2) 中的任一個電池單元 10 的充電量變為大于預先確定的閾值, 則控制器 712 控制 DC/DC 轉換器 721 及 DC/AC 變換器 722, 使得停止電池系統組 711 的充電、 或限制充電電流 ( 或充電電力 )。由此, 防止各電 池單元 10 的過充電。控制器 712 基于外部的指示判斷是否停止電池系統組 711 的充電、 或 限制充電電流 ( 或充電電力 ), 并基于判斷結果控制電力變換裝置 720。
     充電電流 ( 或充電電力 ) 的限制是通過將電池系統組 711 的電壓限制成為恒定的 基準電壓來進行的。此外, 基準電壓是基于電池單元 10 的充電量或外部的指示由控制器 712 設定的。
     另外, 若在電源裝置 700 與外部之間可互相提供電力, 則電力變換裝置 720 也可以 只具有 DC/DC 轉換器 721 及 DC/AC 變換器 722 中的任一方。此外, 若可在電源裝置 700 與 外部之間互相提供電力, 則也可以不設置電力變換裝置 720。
     (2) 電池系統
     圖 21 是表示電源裝置 700 的電池系統 500A 的構成的示意俯視圖。如圖 21 所示, 電池系統 500A 包括 4 個電池模塊 100、 服務插件 510 及 HV 連接器 511。在以下的說明中, 將電池系統 500A 的 4 個電池模塊 100 分別稱作電池模塊 100a、 100b、 100c、 100d。此外, 在 分別設置于電池模塊 100a ~ 100d 中的一對端面框 92 中, 將安裝了印刷電路基板 21( 圖 2) 的端面框 92 稱作端面框 92a, 將沒有安裝印刷電路基板 21 的端面框 92 稱作端面框 92b。 在 圖 21 中, 在端面框 92a 中附加了斜線。
     電池模塊 100a ~ 100d、 服務插件 510 及 HV 連接器 511 被容納在箱型框體 550 內。 框體 550 具有側面部 550a、 550b、 550c、 550d。側面部 550a、 550c 互相平行, 側面部 550b、 550d 互相平行且垂直于側面部 550a、 550c。
     在框體 550 內, 電池模塊 100a、 100b 配置成沿著電池單元 10 的層疊方向以規定的 間隔排列。此外, 電池模塊 100c、 100d 配置成沿著電池單元 10 的層疊方向以規定的間隔排 列。
     在框體 550 內, 按照沿著側面部 550a 且相靠近的方式配置電池模塊 100a、 100b, 與 電池模塊 100a、 100b 并列地配置電池模塊 100c、 100d。電池模塊 100a、 100b 的端面框 92a 分別面向側面部 550d。此外, 電池模塊 100c、 100d 的端面框 92a 分別面向側面部 550b。
     服務插件 510 按照與電池模塊 100b 相鄰的方式設置在框體 550 的側面部 550b 中。 此外, HV 連接器 511 按照與電池模塊 100c 相鄰的方式設置在框體 550 的側面部 550b 中。
     在電池模塊 100a ~ 100d 的每一個中, 與端面框 92a 相鄰的電池單元 10( 第 1 電 池單元 10) 的正電極 10a( 圖 3) 的電位最高, 與端面框 92b 相鄰的電池單元 10( 第 18 電池 單元 10) 的負電極 10b( 圖 3) 的電位最低。以下, 在電池模塊 100a ~ 100d 的每一個中, 將 電位最高的正電極 10a( 圖 3) 稱作高電位電極 10c, 將電位最低的負電極 10b( 圖 3) 稱作低 電位電極 10d。
     電池模塊 100a 的低電位電極 10d 與電池模塊 100b 的高電位電極 10c 經由電源線 501 互相連接。電池模塊 100c 的低電位電極 10d 與電池模塊 100d 的高電位電極 10c 經由 電源線 501 互相連接。
     電池模塊 100a 的高電位電極 10c 經由電源線 501 與服務插件 510 連接, 電池模塊 100d 的低電位電極 10d 經由電源線 501 與服務插件 510 連接。在接通服務插件 510 的狀態 下, 串聯連接電池模塊 100a ~ 100d。此時, 電池模塊 100c 的高電位電極 10c 的電位最高, 電池模塊 100b 的低電位電極 10d 的電位最低。服務插件 510 通過與后述的接通斷開切換部 764( 后述的圖 23) 連接而接通。在 不與接通斷開切換部 764 連接的狀態下, 服務插件 510 被斷開。例如在維護電池系統 500A 時, 由作業者斷開服務插件 510。在斷開服務插件 510 的情況下, 電分離由電池模塊 100a、 100b 構成的串聯電路、 和由電池模塊 100c、 100d 構成的串聯電路。 此時, 阻斷多個電池模塊 100a ~ 100d 間的電流路徑。由此, 在維護時可確保安全性。
     電池模塊 100b 的低電位電極 10d 經由電源線 501 與 HV 連接器 511 連接, 電池模 塊 100c 的高電位電極 10c 經由電源線 501 與 HV 連接器 511 連接。HV 連接器 511 與 DC/DC 轉換器 721 的輸入輸出端子 721a( 圖 20) 連接。
     電池模塊 100a 的印刷電路基板 21( 圖 2) 與電池模塊 100b 的印刷電路基板 21 經 由通信線 P21 而彼此被連接。電池模塊 100a 的印刷電路基板 21 與電池模塊 100d 的印刷 電路基板 21 經由通信線 P22 而彼此被連接。電池模塊 100c 的印刷電路基板 21 與電池模 塊 100d 的印刷電路基板 21 經由通信線 P23 而彼此被連接。
     框體 550 的側面部 550b 中設有用于與圖 20 的控制器 712 連接的通信連接部 CC。 電池模塊 100b 的印刷電路基板 21 經由通信線 P24 與通信連接部 CC 連接。
     在框體 550 的側面部 550b 中, 電池模塊 100a、 100b 的列與電池模塊 100c、 100d 的 列之間的通氣路的延長線上形成有通氣口 591。 此外, 與側面部 550a 靠近的側面部 550b 的 位置、 及與側面部 550c 靠近的側面部 550b 的位置上分別形成有通氣口 592。
     (3) 電池系統的設置
     在本實施方式中, 圖 21 的多個電池系統 500A 被容納在共用的架子內。圖 22 是容 納多個電池系統 500A 的架子的立體圖。
     如圖 22 所示, 架子 750 由側面部 751、 752、 上表面部 753、 底面部 754、 背面部 755 及多個隔開部 756 構成。側面部 751、 752 彼此平行且上下延伸。按照互相連接側面部 751、 752 的上端部的方式使上表面部 753 水平延伸, 按照互相連接側面部 751、 752 的下端部的 方式使底面部 754 水平延伸。沿著側面部 751 的一側邊及側面部 752 的一側邊且與側面部 751、 752 垂直地使背面部 755 在上下延伸。在上表面部 753 與底面部 754 之間, 與上表面部 753 及底面部 754 平行且互相等間隔地設置多個隔開部 756。
     在上表面部 753、 多個隔開部 756 及底面部 754 之間設置多個收容空間 757。各收 容空間 757 在架子 750 的前面 ( 背面部 755 的相反側的面 ) 開口。圖 21 的電池系統 500A 從架子 750 的前面被容納在各收容空間 757 內。
     圖 23 是表示圖 21 的電池系統 500A 被容納在圖 22 的架子 750 的收容空間 757 內 的狀態的示意俯視圖。如圖 23 所示, 按照架子 750 的背面部 755 與電池系統 500A 的側面 部 550b 對置的方式, 電池系統 500A 被容納在架子 750 的收容空間 757 內。
     架子 750 的背面部 755 中, 在每個收容空間 757 中設有冷卻用風扇 761、 2 個通氣 口 762、 通信連接部 763、 接通斷開切換部 764 及電力連接部 765。冷卻用風扇 761 設置在與 電池系統 500A 的通氣口 591 重疊的位置上。通氣口 762 設置在與電池系統 500A 的通氣口 592 重疊的位置上。通信連接部 763 設置在與電池系統 500A 的通信連接部 CC 重疊的位置 上。接通斷開切換部 764 設置在與電池系統 500A 的服務插件 510 重疊的位置上。電力連 接部 765 設置在與電池系統 500A 的 HV 連接器 511 重疊的位置上。通信連接部 763 與控制 器 712 電連接。電力連接部 765 與電力變換裝置 720 電連接。電池系統 500A 被容納在架子 750 的收容空間 757 內, 從而電池系統 500A 的通信 連接部 CC 與架子 750 的通信連接部 763 連接。如圖 21 所示, 電池模塊 100a ~ 100d 的端 板 92a 上的印刷電路基板 21 經由通信線 P21 ~ P24 與通信連接部 CC 連接。因此, 通過連 接電池系統 500A 的通信連接部 CC 與架子 750 的通信連接部 763, 從而能夠以可通信的方式 連接電池模塊 100a ~ 100d 的印刷電路基板 21 與控制器 712。
     此外, 電池系統 500A 的服務插件 510 與架子 750 的接通斷開切換部 764 被連接。 由此, 接通服務插件 510。其結果, 串聯連接電池系統 500A 的電池模塊 100a ~ 100d。
     并且, 電池系統 500A 的 HV 連接器 511 與架子 750 的電力連接部 765 連接。由此, HV 連接器 511 與電力變換裝置 720 連接。其結果, 在電池系統 500A 的電池模塊 100a ~ 100d 之間進行電力供給。
     由此, 通過電池系統 500A 被容納于架子 750 的收容空間 757 內, 從而接通服務插 件 510, 并且 HV 連接器 511 與電力變換裝置 720 連接。另一方面, 在電池系統 500A 沒有被 容納在架子 750 的收容空間 757 內的狀態下, 斷開服務插件 510, 并且 HV 連接器 511 不與電 力變換裝置 720 連接。因此, 在電池系統 500A 沒有被容納在架子 750 的收容空間 757 內的 狀態下, 能夠可靠地阻斷電池模塊 100a ~ 100d 間的電流路徑。因此, 可容易且安全地進行 電池系統 500A 的維護作業。
     此外, 在電池系統 500A 被容納在架子 750 的收容空間 757 內的狀態下, 由冷卻 用風扇 761 通過通氣口 591 向框體 550 內導入冷卻氣體。由此, 在框體 550 內, 電池模塊 100a ~ 100d 的各電池單元 10( 圖 2) 的熱量被冷卻氣體吸收。 通過框體 550 的通氣口 592 及 架子 750 的通氣口 762, 排出在框體 550 內吸收了熱量的冷卻氣體。這樣, 電池模塊 100a ~ 100d 的各電池單元 10 被冷卻。
     此時, 通過在架子 750 中設置冷卻用風扇 761, 從而不需要在每個電池系統 500A 中 設置冷卻用風扇。由此, 可削減電池系統 500A 的成本。但是, 若可向各電池系統 500A 的框 體 550 內導入冷卻氣體, 則也可以在各電池系統 500A 中設置冷卻用風扇。
     另外, 也可以由冷卻用風扇 761 通過通氣口 591 排出框體 550 內的冷卻氣體。此 時, 通過通氣口 762、 592 被導入到框體 550 內的冷卻氣體在框體內 550 吸收熱量之后, 從通 氣口 591 被排出。此外, 也可以在電池系統 500A 的框體 550 的側面部 550a、 550c 及架子的 側面部 751、 752 中也設置通氣口。此時, 能夠更有效地進行排出來自框體 550 內的冷卻氣 體、 以及向框體 550 內導入冷卻氣體。
     此外, 在本例中, 所有的電池系統 500A 都被容納在 1 個架子 750 中, 但是也可以分 為多個架子 750 來容納所有的電池系統 500A。 此外, 也可以按照各電池系統 500A 與控制器 712、 電力變換裝置 720 連接的方式分開設置。
     (4) 效果
     在本實施方式的電源裝置 700 中, 通過控制器 712 控制電池系統組 711 與外部之 間的電力的供給。由此, 防止電池系統組 711 所包含的各電池單元 10 的過放電及過充電。
     在本實施方式的電源裝置 700 的電池系統 500A 中設有第 1 實施方式的電池模塊 100。此時, 將安裝在一端部的電池單元 10 的負電極 10b 上的電壓電流匯流條 40y 的一部 分用作電流檢測用的分流電阻 RS。因此, 分流電阻 RS 的形狀及尺寸不受相鄰的電池單元 10 的間隔的限制。由此, 能夠很容易將分流電阻 RS 設定為最佳值。此外, 不需要在電池模塊 100 中另外設置分流電阻。其結果, 在不會使電池模塊 100 大型化的情況下, 能夠以簡單 的結構檢測流過電池模塊 100 的電流。
     [4] 其他實施方式
     (1) 在上述實施方式中, 電池系統 500、 500A 所包含的所有電池模塊 100 分別具有 分流電阻 RS, 但是并不限于此。也可以是電池系統 500、 500A 所包含的至少 1 個電池模塊 100 具有分流電阻 RS, 其他電池模塊 100 不具備分流電阻 RS。
     圖 24 是表示電池系統 500 中的電池模塊 100 的其他例的俯視圖。另外, 在圖 24 中省略電池 ECU101( 圖 1)、 接觸器 102( 圖 1)、 服務插件 510( 圖 21)、 HV 連接器 511( 圖 21) 及外殼 550( 圖 21) 的圖示。
     如圖 24 所示, 通過電源線 501 串聯連接了 4 個電池模塊 100a ~ 100d。此時, 電池 模塊 100a ~ 100d 的至少 1 個模塊具備電壓電流匯流條 40y。在圖 24 中, 在電池模塊 100a 中安裝具有分流電阻 RS 的電壓電流匯流條 40y。此外, 在電池模塊 100b ~ 100d 中安裝電 壓匯流條 40X 來代替電壓電流匯流條 40y。
     電壓匯流條 40X 除了基部 41 不是通過由鋁和銅構成的包層部件形成而是通過銅 形成的這一點之外, 電壓匯流條 40X 具有與圖 5(a) 的電壓匯流條 40x 相同的構成。此外, 在電壓匯流條 40X 中未形成分流電阻 RS。 電池模塊 100a 的檢測電路 20( 圖 2) 向電池 ECU101( 圖 1) 或控制器 712( 圖 20) 提供分流電阻 RS 兩端的電壓的值。 電池 ECU101 或控制器 712 基于由電池模塊 100a 的檢測 電路 20 提供的電壓的值, 計算出流過電池模塊 100a ~ 100d 的電流的值。 電池模塊 100a ~ 100d 的檢測電路 20 可根據需要而從電池 ECU101 或控制器 712 獲取計算出的電流的值。
     由此, 在電池模塊 100b ~ 100d 不具備分流電阻 RS 的情況下, 電池模塊 100a ~ 100d 也能夠獲取電流的值。此外, 由于電池模塊 100b ~ 100d 不具備分流電阻 RS, 因此能 夠防止分流電阻 RS 的功耗及發熱。
     (2) 圖 25 是表示電池系統 500 中的電池模塊 100 的又一例的俯視圖。 另外, 在圖 25 中, 省略了電池 ECU101( 圖 1)、 接觸器 102( 圖 1)、 服務插件 510( 圖 21)、 HV 連接器 511( 圖 21) 及外殼 550( 圖 21) 的圖示。
     如圖 25 所示, 電池模塊 100a 與電池模塊 100b 通過電源線 501 串聯連接。電池模 塊 100c 與電池模塊 100d 通過電源線 501 串聯連接。由電池模塊 100a、 100b 構成的串聯電 路與由電池模塊 100c、 100d 構成的串聯電路通過電源線 501 并聯連接。
     此時, 一個串聯電路包含的電池模塊 100a、 100b 中的至少 1 個模塊具備電壓電流 匯流條 40y。 此外, 另一個串聯電路包含的電池模塊 100c、 100d 中的至少 1 個模塊具備電壓 電流匯流條 40y。在圖 25 中, 在電池模塊 100a、 100c 中安裝了具有分流電阻 RS 的電壓電流 匯流條 40y。 此外, 在電池模塊 100b、 100d 中安裝了電壓匯流條 40X 來代替電壓電流匯流條 40y。
     電池模塊 100a 的檢測電路 20( 圖 2) 向電池 ECU101( 圖 1) 或控制器 712( 圖 20) 提供分流電阻 RS 兩端的電壓的值。 電池 ECU101 或控制器 712 基于電池模塊 100a 的檢測電 路 20 提供的電壓的值, 計算出流過電池模塊 100a、 100b 的電流的值。電池模塊 100a、 100b 的檢測電路 20 可根據需要從電池 ECU101 或控制器 712 獲取計算出的電流的值。
     同樣地, 電池模塊 100c 的檢測電路 20( 圖 2) 向電池 ECU101( 圖 1) 或控制器
     712( 圖 20) 提供分流電阻 RS 兩端的電壓的值。電池 ECU101 或控制器 712 基于電池模塊 100c 的檢測電路 20 提供的電壓的值, 計算出流過電池模塊 100c、 100d 的電流的值。 電池模 塊 100c、 100d 的檢測電路 20 可根據需要從電池 ECU101 或控制器 712 中獲取計算出的電流 的值。
     由此, 在電池模塊 100b、 100d 不具備分流電阻 RS 的情況下, 電池模塊 100a ~ 100d 也可以獲取電流值。 此外, 由于電池模塊 100b、 100d 不具備分流電阻 RS, 因此能夠防止分流 電阻 RS 的功耗及發熱。
     (3) 在圖 20 的電池系統組 711 中, 在串聯連接了多個電池系統 500A 的情況下, 至 少 1 個電池系統 500A 的至少 1 個電池模塊 100 具備分流電阻 RS, 其他電池系統 500A 的多 個電池模塊 100 可以不具備分流電阻 RS。
     圖 26 是表示電源裝置 700 的電池系統 500A 的其他構成的示意俯視圖。 如圖 26 所 示, 串聯連接了 4 個電池系統 500A。以下的說明中, 將電源裝置 700 的 4 個電池系統 500A 分別稱作電池系統 500a、 500b、 500c、 500d。此外, 在各電池系統 500a ~ 500d 中, 串聯連接 了 4 個電池模塊 100a ~ 100d( 圖 21)。
     此時, 電池系統 500a ~ 500d 中的至少 1 個所包含的電池模塊 100a ~ 100d 的至 少 1 個模塊具備電壓電流匯流條 40y 即可。在圖 26 中, 如圖 24 的電池系統 500 那樣, 在電 池系統 500a 的電池模塊 100a 中安裝具有分流電阻 RS 的電壓電流匯流條 40y。
     圖 27 是表示電源裝置 700 的其他構成的電池系統 500b 的構成的示意俯視圖。另 外, 在圖 27 中, 省略了服務插件 510( 圖 21)、 HV 連接器 511( 圖 21) 及外殼 550( 圖 21) 的 圖示。電池系統 500c、 500d 具有與電池系統 500b 相同的構成。在電池系統 500b ~ 500d 的每一個中, 在電池模塊 100a ~ 100d 中安裝電壓匯流條 40X 來代替電壓電流匯流條 40y。
     電池系統 500a 的電池模塊 100a 的檢測電路 20( 圖 2) 向控制器 712 提供分流電 阻 RS 兩端的電壓的值。控制器 712 基于電池系統 500a 的電池模塊 100a 的檢測電路 20 提 供的電壓的值, 計算出流過電池系統 500a ~ 500d 的電流的值。電池系統 500a ~ 500d 的 各個電池模塊 100a ~ 100d 的檢測電路 20 可根據需要從控制器 712 中獲取計算出的電流 的值。
     由此, 在電池系統 500b ~ 500d 的電池模塊 100a ~ 100d 不具備分流電阻 RS 的情 況下, 電池系統 500a ~ 500d 的電池模塊 100a ~ 100d 也能夠獲取電流的值。此外, 電池系 統 500b ~ 500d 的電池模塊 100a ~ 100d 不具備分流電阻 RS, 因此能夠防止分流電阻 RS 的 功耗及發熱。
     (4) 在上述實施方式中, 通過串聯連接多個電池單元 10 構成了電池塊 10B, 但是并 不限于此。
     圖 28 是表示電池塊 10B 的其他的構成的側視圖。如圖 28 所示, 通過并聯連接多 個 ( 在圖 28 的例中是各 2 個 ) 電池單元 10 來構成 1 個并聯單元組 10G。電池塊 10B 由多 個并聯單元組 10G 構成。在 X 方向上層疊多個并聯單元組 10G。在該狀態下, 各并聯單元組 10G 配置成在相鄰的并聯單元組 10G 間 Y 方向的一組正電極 10a 及一組負電極 10b 的位置 關系相互相反。
     由此, 在相鄰的各 2 個的并聯單元組 10G 間, 一個并聯單元組 10G 的一組正電極 10a 與另一個并聯單元組 10G 的一組負電極 10b 靠近, 一個并聯單元組 10G 的一組負電極10b 與另一個并聯單元組 10G 的一組正電極 10a 靠近。在該狀態下, 在靠近的一組正電極 10a 和一組負電極 10b 上安裝電壓匯流條 40x。由此, 串聯連接多個并聯單元組 10G。
     在一端部的并聯單元組 10G 的一組負電極 10b 上安裝用于從外部連接電源線 501 的電壓電流匯流條 40y。 此外, 在另一端部的并聯單元組 10G 的一組正電極 10a 上安裝用于 從外部連接電源線 501 的電壓匯流條 40x。
     在圖 28 的電壓匯流條 40x 中, 在基部 41( 圖 5) 的區域 41a 內形成與一組正電極 10a 對應的 2 個電極連接孔 43( 圖 5)。此外, 在基部 41 的區域 41b 內形成與一組負電極 10b 對應的 2 個電極連接孔 43。同樣地, 在圖 28 的電壓電流匯流條 40y 中, 在基部 45( 圖 5) 形成與一組負電極 10b 對應的 2 個電極連接孔 47( 圖 5)。
     由串聯連接的多個并聯單元組 10G 構成的電池塊 10B 通過一對端面框 92 被一體 固定。由此, 構成由多個并聯單元組 10G 構成的電池塊 10B。在該電池塊 10B 中, 各并聯單 元組 10G 通過并聯連接的多個電池單元 10 構成。因此, 能夠增加電池單元 10 的有效的容 量。
     (5) 電池模塊的制作的其他順序
     圖 29 是表示在 FPC 基板 50 上安裝了多個電壓匯流條 40x 及電壓電流匯流條 40y 的狀態的外觀立體圖。如圖 29 所示, 在 2 片 FPC 基板 50 上沿著多個電池單元 10( 圖 2) 的 排列方向 (X 方向 ) 以規定的間隔安裝多個電壓匯流條 40x 的安裝片 42 及電壓電流匯流條 40y 的安裝片 46。由此, 以下將一體結合了 FPC 基板 50、 多個電壓匯流條 40x 及電壓電流匯 流條 40y 的部件稱作布線部件 70。在本實施方式中, 使用了 2 根布線部件 70。
     在制作電池模塊 100 時, 在電池塊 10B( 圖 2) 上安裝布線部件 70。在該安裝時, 除 了位于一個端部側的電池單元 10 的正電極 10a、 及位于另一個端部側的電池單元 10 的負電 極 10b, 相鄰的電池單元 10 的正電極 10a 及負電極 10b 嵌入各電壓匯流條 40x 的電極連接 孔 43 內。此外, 位于一個端部側的電池單元 10 的正電極 10a 嵌入電壓匯流條 40x 的電極 連接孔 43 內。位于另一個端部側的電池單元 10 的負電極 10b 嵌入電壓電流匯流條 40y 的 電極連接孔 47 內。
     在該狀態下, 除了位于另一個端部側的電池單元 10 的負電極 10b 外, 電池單元 10 的正電極 10a 被激光焊接在電壓匯流條 40x 的區域 41a 內, 并且負電極 10b 被激光焊接在 電壓匯流條 40x 的區域 41b 內。位于另一個端部側的電池單元 10 的負電極 10b 被激光焊 接在電壓電流匯流條 40y 上。由此, 多個電池單元 10 與多個電壓匯流條 40x 及電壓電流匯 流條 40y 被固定。
     這樣, 在電池塊 10B 中安裝布線部件 70, 并且布線部件 70 的 FPC 基板 50 在電池塊 10B 的上表面上保持大致水平姿勢。通過在電池塊 10B 中安裝布線部件 70, 從而能夠很容 易地組裝電池模塊 100。
     此外, 分別通過激光焊接, 在電池塊 10B 的上表面上以大致水平姿勢安裝 2 根布線 部件 70。因此, 與利用螺釘在電池塊 10B 的上表面上安裝布線部件 70 的情況相比, 可減小 安裝布線部件 70 所需的高度方向的尺寸。因此, 不僅電壓電流匯流條 40y, 布線部件 70 也 可以在不占有大空間的情況下被安裝, 因此能夠減小電池模塊 100 的高度方向的尺寸。
     圖 30 是表示布線部件的其他例的外觀立體圖。圖 30 的布線部件 70b 在以下方面 不同于圖 29 的布線部件 70。如圖 30 所示, 本實施方式中的布線部件 70b 包括 2 片 FPC 基板 50F 及 2 片剛性基 板 50R 來代替了圖 29 的 2 片 FPC 基板 50。剛性基板 50R 是在多個電池單元 10( 圖 2) 的排 列方向 (X 方向 ) 上延伸的長條狀的剛性印刷電路基板。
     在一個剛性基板 50R 中, 沿著多個電池單元 10 的排列方向 (X 方向 ) 以規定的間 隔安裝了多個電壓匯流條 40x 的安裝片 42。按照從一個剛性基板 50R 的一側的端部向多 個電池單元 10 的排列方向 (X 方向 ) 延伸的方式, 配置一個 FPC 基板 50F。該 FPC 基板 50F 在一個端面框 92( 圖 2) 的上端部分向下方翻折, 與印刷電路基板 21 連接。
     在另一個剛性基板 50R 中, 沿著多個電池單元 10 的排列方向 (X 方向 ) 以規定的 間隔安裝多個電壓匯流條 40x 的安裝片 42 及電壓電流匯流條 40y 的安裝片 46。按照從另 一個剛性基板 50R 的一側的端部向多個電池單元 10 的排列方向 (X 方向 ) 延伸的方式, 配 置另一個 FPC 基板 50F。該 FPC 基板 50F 的一個端面框 92( 圖 2) 的上端部分向下方翻折, 與印刷電路基板 21 連接。
     由此, 通過在剛性基板 50R 及 FPC 基板 50F 上設置的導體線 52( 圖 11) 連接多個 電壓匯流條 40x 及電壓電流匯流條 40y、 與檢測電路 20。由于布線部件 70 的剛性基板 50R 具有剛性, 因此布線部件 70 的使用及向電池塊 10B 的安裝變得容易。此外, 由于布線部件 70 的 FPC 基板 50F 具有可撓性, 因此能夠翻折布線部件 70 來與印刷電路基板 21 連接。
     (6) 上述實施方式的電動汽車 600 或船舶等移動體具備電池模塊 100( 電池系統 500), 并且是作為負載具備電動機 602 的電氣設備。本發明的電氣設備并不限于電動汽車 600 及船舶等移動體, 也可以是洗衣機、 冰箱或空調等。 例如, 洗衣機是作為負載而具備電動 機的電氣設備, 冰箱或空調是作為負載而具備壓縮機的電氣設備。
     (7) 參考方式
     在上述實施方式中, 將在一端部的電池單元 10 的負電極 10b 上安裝的匯流條、 或 在另一端部的電池單元 10 的正電極 10a 上安裝的匯流條的一部分用作了分流電阻 RS。
     作為參考方式, 代替上述實施方式的分流電阻 RS, 例如可以將在 2 個電池單元 10 間安裝的匯流條的一部分用作分流電阻 RS。此時, 代替多個圖 5 的電壓匯流條 40x 的 1 個, 在 2 個電池單元 10 間安裝圖 16 的電壓電流匯流條 40。由此, 能夠將在 2 個電池單元 10 間 安裝的匯流條的一部分用作分流電阻 RS。
     [5] 技術方案的各構成要素與實施方式的各部的對應關系
     以下, 說明技術方案的各構成要素與實施方式的各部的對應例, 但是本發明并不 限于下述的例。
     電池單元 10 是電池單元的例, 電池塊 10B 是電池塊的例, 第 18 電池單元 10 是一 端部的電池單元的例, 第 1 電池單元 10 是另一端部的電池單元的例。第 18 電池單元 10 的 負電極 10b 是一端部的電池單元的一個電極的例, 第 1 電池單元 10 的正電極 10a 是另一端 部的電池單元的一個電極的例, 分流電阻 RS 是分流電阻的例, 電池模塊 100 是電池模塊的 例。
     螺釘 S 是第 1 及第 2 輸出端子的例, 正電極 10a 是電極及第 2 電極的例, 負電極 10b 是電極及第 1 電極的例。電壓匯流條 40x 是第 1 及第 3 連接部件的例, 電壓電流匯流條 40y 是第 2 連接部件及金屬板的例, 電壓電流匯流條 40z 是第 3 連接部件的例。
     銅是第 1、 第 3、 第 5 及第 6 金屬的例, 鋁是第 2、 第 4 及第 7 金屬的例, 區域 41b 是第 1 部分的例, 區域 41a 是第 2 部分的例。檢測電路 20 是電壓檢測部的例, 導體線 51、 52 是第 1 及第 2 導體圖案的例, FPC 基板 50 是布線基板的例, 安裝片 46 是第 1 及第 2 區域的 例。
     電池 ECU101 是電流計算部的例, 電池系統 500 是電池系統的例, 電動機 602 是電 動機或動力源的例, 驅動輪 603 是驅動輪的例, 電動汽車 600 是電動車輛的例。 車體 610、 船 體、 機體或軀體是移動主體部的例, 電動汽車 600、 船舶、 飛機或步行機器人是移動體的例。
     控制器 712 是控制部的例, 電力貯藏裝置 710 是電力貯藏裝置的例, 電源裝置 700 是電源裝置的例, 電力變換裝置 720 是電力變換裝置的例。電動機 602 或壓縮機是負載的 例, 電動汽車 600、 船舶、 飛機、 步行機器人、 洗衣機、 冰箱或空調是電氣設備的例。
     作為技術方案的各構成要素, 也可以使用具有技術方案所記載的構成或功能的其 他各種要素。
     ( 產業上的可利用性 )
     本發明可有效利用于以電力為驅動源的各種移動體或移動設備等中。

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