电池系统以及具有该电池系统的电动车辆 【技术领域】
本发明涉及一种包括电池模块的电池系统以及电动车辆。背景技术 作为电动汽车等移动体的驱动源， 使用可充放电的电池模块。这种电池模块具有 例如多个电池 ( 电池单元 ) 串联连接的结构。
具有电池模块的移动体的使用者需要掌握电池模块的剩余量 ( 充电量 )。 此外， 在 电池模块充放电时， 需要防止构成电池模块的各电池的过充电或者过放电。 因此， 提出了一 种监视电池模块状态的监视装置 ( 例如， 参照日本特开平 8-162171 号公报 )。
在日本特开平 8-162171 号公报中， 记载着具有串联连接的多个模块的组电池的 监视装置。该监视装置中， 对应多个电池模块设置多个电压测量单元。各电压测量单元包 括电压检测电路， 该电压检测电路连接于对应的电池模块的正极端子以及负极端子。 由此， 通过电压检测电路检测电池模块两端子间电压。
在作为移动体的驱动源使用的电池系统中， 为了获得规定的驱动力， 设置有多个 电池模块。
在这种系统中应用专利文献 1 的监视装置的情况下， 对应多个电池模块需要多个 电压测量单元。此时， 电池系统的结构变得复杂化， 并且成本上升。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电池系统以及具有该电池系统的电动车辆， 该电池系 统抑制结构的复杂化以及成本的上升、 并且具有大容量。
以下， 2 组电池模块由 2 个电池模块构成。也就是说， 所谓 2 组电池模块表示由 2 个电池模块形成组。此外， 多组电池模块由多个电池模块构成。也就是说， 所谓多组电池模 块表示由多个电池模块形成组。
(1) 根据本发明的一个方面的电池系统， 具有 ： 多组电池模块， 其分别含有多个电 池单元 ； 以及电压检测部， 被多组电池模块共同使用， 检测各电池单元的端子电压。
在根据本发明的一个方向的电池系统中， 由多组电池模块共同使用的电压检测部 检测多组电池模块的各电池单元的端子电压。 由此， 与电池模块的数目相比， 电压检测部的 数目减少。其结果， 可抑制电池系统结构的复杂化以及成本的提高， 并且可实现大容量化。
此外， 在本发明中， 各组电池模块具有多个电池单元彼此一体固定的结构。
(2) 电压检测部可以由保持部件保持在多组电池模块之间。
该情况下， 能够缩短多组电池模块与电压检测部之间的布线。
(3) 保持部件可以一体地配置在多组电池模块的任意一个上。 该情况下， 电压检测 部由保持部件一体地安装在任意一个的电池模块上。由此， 因为能够与电池模块一体地操 作电压检测部， 因此能够使电池系统的组装变得容易。
(4) 本发明的电池系统还可以具有保持部件， 该保持部件保持电压检测部， 多组电池模块分别与其他的电池模块相邻地配置， 保持部件设置在多组电池模块之中除去彼此相 邻的电池模块之间以外的位置。
电池模块在充放电时发热。 因此， 若在彼此相邻的电池模块之间配置电压检测部， 那么该电压检测部容易受到各电池模块中产生的热的影响。此外， 电压检测部的散热性也 下降。
与此相对， 在多组电池模块之中除了彼此相邻的电池模块之间以外的位置设置保 持部件。在该状态下， 由保持部件保持电压检测部。
由此， 抑制由各电池模块对电压检测部带来的热的影响， 电压检测部的散热性也 得到提高。
(5) 保持部件可以一体地设置在多组电池模块的任意一个上。 该情况下， 电压检测 部被保持部件一体地安装在任意一个电池模块上。由此， 因为能够与电池模块一体地操作 电压检测部， 因此能够使电池系统的组装变得容易。
(6) 各组电池模块可以包括 ： 连接部件， 使相邻的电池单元的电极彼此连接 ； 软部 件， 其安装于连接部件 ； 以及多个电压检测线， 设置在软部件上， 连接于电压检测部与连接 部件之间。 该情况下， 相邻的电池单元的电极彼此由连接部件连接， 设置于软部件的多个电 压检测线连接在电压检测部与连接部件之间。由此， 分别检测多个电池单元的端子电压。
由于多个电压检测线设置在软部件， 因此充分防止电压检测线的短路， 并且可靠 地连接电压检测部与连接部件。
(7) 本发明的电池系统由分别具有多组电池模块的第 1 以及第 2 电池模块群构成， 在第 1 以及第 2 电池模块群中， 电压检测部分别作为第 1 以及第 2 电压检测部被设置， 第1 电压检测部， 被第 1 电池模块群的多组电池模块共同使用， 对第 1 电池模块群的多组电池模 块中含有的各个电池单元检测端子电压， 第 2 电压检测部， 被第 2 电池模块群的多组电池模 块共同使用， 对第 2 电池模块群的多组电池模块中含有的各个电池单元检测端子电压， 第1 电池模块群的多组电池模块分别沿着第 1 方向排列， 第 2 电池模块群的多组电池模块分别 沿着第 1 方向排列， 第 1 以及第 2 电池模块群在与第 1 方向垂直的第 2 方向相邻地配置， 第 1 以及第 2 电压检测部， 在第 2 方向相邻地配置， 彼此经由通信线能进行通信地连接。
该情况下， 在第 2 方向相邻地配置第 1 以及第 2 电池模块群。在第 1 以及第 2 电 池模块群中分别设置第 1 以及第 2 电压检测部。由于第 1 以及第 2 电压检测部在第 2 方向 相邻地配置， 因此能够缩短第 1 以及第 2 电压检测部间的距离。能够缩短连接第 1 电压检 测部与第 2 电压检测部的通信线。其结果可实现通信线的简单化。
(8) 根据本发明的另一方面的电动车辆， 具有 ： 多组电池模块， 其分别含有多个电 池单元 ； 电压检测部， 被多组电池模块共同使用， 检测各电池单元的端子电压 ； 电动机， 由 来自多组电池模块的电力进行驱动 ； 以及驱动轮， 通过电动机的转动力进行转动。
在根据本发明的另一方面的电动车辆中， 由来自多组电池模块的电力驱动电动 机。通过该电动机的转动力来使驱动轮转动， 从而电动车辆移动。
由多组电池模块中共同使用的电压检测部检测多组电池模块各电池单元的端子 电压。由此， 与电池模块的数目相比， 电压检测部的数目变少。其结果可抑制结构的复杂化 以及成本的上升， 并且实现大容量化。
因此， 可增加电动车辆的行驶时间， 并且可实现电动车辆的低成本。此外， 各组电 池模块具有多个电池单元彼此一体固定的结构。附图说明
图 1 是表示第 1 实施方式所涉及的电池系统概略结构的框图。
图 2 是图 1 的模块群的结构框图。
图 3 是电池模块的外观立体图。
图 4 是电池模块的俯视图。
图 5 是电池模块的端视图。
图 6 是母线的外观立体图。
图 7 是表示在 FPC 基板安装了多个母线以及多个 PTC 元件的状态的外观立体图。
图 8 是用于说明母线与检测电路之间的连接的示意俯视图。
图 9 是表示检测电路的一结构例的框图。
图 10(a) 是表示第 1 实施方式所涉及的电池系统中含有的模块群的配置的俯视 图。
图 10(b) 是从图 10(a) 的 A-A 线观察一个电池模块的端视图。
图 11 是表示第 2 实施方式所涉及的电池系统中含有的模块群的配置的俯视图。
图 12(a) 是表示第 3 实施方式所涉及的电池系统中模块群配置的俯视图。
图 12(b) 是表示图 12(a) 的印刷电路基板的一面的图。
图 12(c) 是表示图 12(a) 的印刷电路基板的另一面的图。
图 13(a) 是表示第 4 实施方式所涉及的电池系统中模块群配置的俯视图。
图 13(b) 是从图 13(a) 的 B-B 线观察一方的电池模块的端视图。
图 14(a) 是表示第 5 实施方式所涉及的电池系统中模块群配置的俯视图。
图 14(b) 是从一端面侧观察图 14(a) 的模块群的端视图。
图 15 是第 6 实施方式所涉及的电池系统的示意俯视图。
图 16(a) 是图 15 的一个模块群的放大俯视图。
图 16(b) 是图 15 的另一个模块群的放大俯视图。
图 17 是第 7 实施方式所涉及的电池系统的示意俯视图。
图 18 是表示第 7 实施方式所涉及的电池系统中通信线的其他连接例的示意俯视 图。
图 19 是第 8 实施方式所涉及的电池系统的示意俯视图。
图 20 是第 8 实施方式所涉及的电池系统中使用的 FPC 基板的俯视图。
图 21 是第 9 实施方式所涉及的电池系统的示意俯视图。
图 22 是第 9 实施方式所涉及的电池系统中使用的 FPC 基板的俯视图。
图 23 是表示第 10 实施方式所涉及的电池系统中使用的一个电池模块的外观立体 图。
图 24 是图 23 的电池模块的一个侧视图。
图 25 是图 23 的电池模块的另一个侧视图。
图 26 是表示第 10 实施方式所涉及的电池系统中使用的另一个电池模块的外观立体图。
图 27 是表示第 10 实施方式所涉及的电池系统中含有的模块群配置的外观立体 图 28 是表示具有图 1 的电池系统的电动汽车的结构框图。图。
具体实施方式
【1】 第 1 实施方式
以下， 参照附图对第 1 实施方式所涉及的电池系统进行说明。此外， 本实施方式所 涉及的电池系统搭载于以电力为驱动源的电动车辆 ( 例如电动汽车 )。
(1) 电池系统的结构
图 1 表示第 1 实施方式所涉及的电池系统的概略结构框图。 如图 1 所示， 电池系统 500 主要包括 ： 多组电池模块 100、 多个检测电路 20、 电池 ECU(Electronic Control Unit ： 电子控制单元 )101 以及接触器 (contactor)102， 电池系统 500 经由总线 (bus)104 连接于 电动车辆的主控制部 300。此外， 该电池系统 500 具有未图示的壳体 (casing)。电池系统 500 的各结构要素收纳于该壳体中。 以下， 2 组电池模块 100 由 2 个电池模块 100 构成。也就是说， 所谓 2 组电池模块 100 表示由 2 个电池模块 100 形成组。此外， 多组电池模块 100 由多个电池模块 100 构成。 也就是说， 所谓多组电池模块 100 表示由多个电池模块 100 形成组。
电池系统 500 的多组电池模块 100 彼此通过电源线 501 连接。在 2 组电池模块 100 共同地设置 1 个检测电路 20。各检测电路 20 在 2 组电池模块 100 中被公共使用。详 细内容在后面叙述。
在以下的说明中， 将主要由 2 组电池模块 100 及其共同使用的检测电路 20 构成的 结构称为模块群 100A。
图 2 表示图 1 的模块群 100A 的结构框图。如图 2 所示， 模块群 100A 的 2 组电池 模块 100 通过电源线 501 彼此连接。各电池模块 100 具有多个 ( 本例中为 18 个 ) 电池单 元 10 以及多个 ( 本例中为 5 个 ) 热敏电阻 (thermistor)11。
在各电池模块 100 中， 多个电池单元 10 彼此相邻一体地配置， 由多个母线 40(bus bar) 串联连接。各电池单元 10 例如是锂离子电池或者镍氢电池等的蓄电池。
配置在两端部的电池单元 10 经由母线 40a 连接于电源线 501。由此， 在电池系统 500 中， 多组电池模块 100 的全部电池单元 10 串联连接。 从电池系统 500 引起的电源线 501 连接于电动车辆的电动机等的负载。
检测电路 20 安装在模块群 100A 的 2 组电池模块 100 之中的一个电池模块 100( 参 照后述的图 3)。
检测电路 20 经由导线 52 以及 PTC(Positive Temperature Coefficient ： 正温度 系数 ) 元件 60 电连接 2 组电池模块 100 的全部母线 40、 40a。此外， 检测电路 20 电连接于 2 组电池模块 100 的全部热敏电阻 11。
在本实施方式中， 检测电路 20 通过检测连接多个电池单元 10 间的母线 40、 40a 的 电位差， 来检测各电池单元 10 的端子间电压。这样， 检测电路 20 具有电压检测部的功能。 详细内容在后面叙述。
此外， 检测电路 20 基于由多个热敏电阻 11 输出的信号， 检测各电池模块 100 中规 定位置的温度。这样， 检测电路 20 具有温度检测部的功能。
再有， 在本实施方式中， 各电池模块 100 的多个母线 40、 40a 之中的至少 1 个母线 40、 40a 作为电流检测用分流电阻 ( シヤント抵抗 ) 而使用。由此， 检测电路 20 通过检测作 为分流电阻使用的母线 40、 40a 的两端电压， 来检测各电池模块 100 中流过的电流。这样， 检测电路 20 具有电流检测部的功能。
在此， PTC 元件 60 具有 ： 当温度超过某值时电阻值急剧增加的电阻温度特性。因 此， 在检测电路 20 以及导线 52 等中发生短路的情况下， 若流过其短路路径的电流使 PTC 元 件 60 的温度上升， 则 PTC 元件 60 的电阻值增大。由此， 抑制含有 PTC 元件 60 的短路路径 中流过大电流。
返回图 1， 模块群 100A 的检测电路 20 经由总线 103 连接于电池 ECU101。由此， 由 检测电路 20 检测出的电压、 电流以及温度提供给电池 ECU101。
电池 ECU101 例如基于由各检测电路 20 提供的电压、 电流以及温度， 计算各电池单 元 10 的充电量， 基于其充电量对各电池模块进行充放电控制。此外， 电池 ECU101 基于由各 检测电路 20 提供的电压、 电流以及温度， 检测各电池模块 100 的异常。作为电池模块 100 的异常例如是电池单元 10 的过放电、 过充电或者温度异常等。 此外， 在本实施方式中， 虽然电池 ECU101 计算上述各电池单元 10 的充电量以及检 测电池单元 10 的过放电、 过充电或者温度异常等， 但是并不限定于此。检测电路 20 也可以 计算各电池单元 10 的充电量以及检测各电池单元 10 的过放电、 过充电或者温度异常等， 并 将其检测结果提供给电池 ECU。
在连接于一端部的电池模块 100 的电源线 501 中， 插入接触器 102。电池 ECU101 检测出电池模块 100 异常的情况下， 使接触器 102 关断 (off)。 由此， 在异常时， 由于各电池 模块 100 中未流过电流， 因此防止电池模块 100 的异常发热。
电池 ECU101 经由总线 104 连接于主控制部 300。从电池 ECU101 对主控制部 300 提供各电池模块 100 的充电量 ( 图 2 的电池单元 10 的充电量 )。主控制部 300 基于其充电 量控制电动车辆的动力 ( 例如电动机的转速 )。此外， 若各电池模块 100 的充电量减少， 则 主控制部 300 控制连接于电源线 501 的未图示的发电装置， 从而对各电池模块 100 充电。
此外， 在本实施方式中， 发电装置例如是连接于上述电源线 501 的电动机。该情况 下， 电动机将电动车辆加速时电池模块系统 500 提供的电力， 转换为用于驱动未图示的驱 动轮的动力。另外， 电动机在电动车辆减速时产生再生电力。由该再生电力对各电池模块 100 进行充电。
(2) 电池模块的详细结构
对电池模块 100 的详细结构进行说明。此外， 在以下所说明的电池模块 100 中安 装有上述的检测电路 20。
图 3 是电池模块 100 的外观立体图， 图 4 是电池模块 100 的俯视图， 图 5 是电池模 块 100 的端视图。
此外， 在图 3 ～图 5 以及后述的图 7、 图 8、 图 10 ～图 19、 图 21 及图 23 ～图 27 中， 如箭头 X、 Y、 Z 所示， 将彼此垂直的三方向定义为 X 方向、 Y 方向以及 Z 方向。再有， 在本例 中， X 方向以及 Y 方向是平行于水平面的方向， Z 方向是垂直于水平面的方向。
如图 3 ～图 5 所示， 在电池模块 100 中， 具有扁平的大致长方体形状的多个电池单 元 10 在 X 方向并排地配置。该状态下， 多个电池单元 10 由一对端面框 92、 一对上端框 93 以及一对下端框 94 一体地固定。
一对端面框 92 呈大致平板形状， 平行于 YZ 平面进行配置。一对上端框 93 以及一 对下端框 94 在 X 方向延伸配置。
在一对端面框 92 的四角， 形成用于连接一对上端框 93 以及一对下端框 94 的连接 部。在一对端面框 92 之间配置了多个电池单元 10 的状态下， 一对上端框 93 安装于一对端 面框 92 上侧的连接部， 一对下端框 94 安装于一对端面框 92 下侧的连接部。由此， 多个电 池单元 10 在 X 方向并排配置的状态下被一体地固定。
在一个端面框 92， 在外侧面隔着间隔安装刚性印刷电路基板 ( 以下， 简记为印刷 电路基板 )21。在印刷电路基板 21 上， 设置检测电路 20。
在此， 多个电池单元 10， 在 Y 方向的一端部侧以及另一端部侧的任意一个的上面 部分具有正电极 10a， 在其相反侧的上面部分具有负电极 10b。各电极 10a、 10b 以向上方突 出的方式倾斜设置 ( 参照图 5)。
在以下的说明中， 从相邻于并未安装印刷电路基板 21 的端面框 92 的电池单元 10、 至相邻于安装了印刷电路基板 21 的端面框 92 的电池单元 10 分别被称为第 1 ～第 18 电池 单元 10。 如图 4 所示， 在电池模块 100 中， 各电池单元 10 在相邻电池 10 间在 Y 方向上的正 电极 10a 以及负电极 10b 的位置关系彼此相反地进行配置。
由此， 相邻的 2 个电池单元 10 之间， 一个电池单元 10 的正电极 10a 与另一个电池 单元 10 的负电极 10b 靠近， 一个电池单元 10 的负电极 10b 与另一个电池单元 10 的正电极 靠近。该状态下， 在相邻的 2 个电极上安装母线 40。由此， 多个电池单元 10 串联连接。
具体而言， 在第 1 电池单元 10 的正电极 10a 与第 2 电池单元 10 的负电极 10b 安装 共同的母线 40。此外， 在第 2 电池单元 10 的正电极 10a 与第 3 电池单元 10 的负电极 10b 安装共同的母线 40。 同样地， 在各第奇数个电池单元 10 的正电极 10a 与相邻于此的第偶数 个电池单元 10 的负电极 10b 安装共同的母线 40。在各第偶数个电池单元 10 的正电极 10a 与相邻于此的第奇数个电池单元 10 的负电极 10b 安装共同的母线 40。
此外， 在第 1 电池单元 10 的负电极 10b 以及第 18 电池单元 10 的正电极 10a， 分别 安装用于从外部连接电源线 501 的母线 40a。
在 Y 方向的多个电池单元 10 的一端部侧， 沿着 X 方向的长条状柔性印刷电路基板 ( 以下， 简记为 FPC 基板 )50 共同连接于多个母线 40。同样地， 在 Y 方向的多个电池单元 10 的另一端部侧， 沿着 X 方向的长条状 FPC 基板 50 共同连接于多个母线 40、 40a。
FPC 基板 50 主要具有在绝缘层上形成多个导线 ( 布线图案 )51、 52( 参照后述的图 8) 的结构， 具有弯曲性以及挠性。作为构成 FPC 基板 50 的绝缘层材料例如使用聚酰亚胺， 作为导线 51、 52( 后述的图 8) 的材料例如使用铜。在 FPC 基板 50 上， 靠近各母线 40、 40a 配置各 PTC 元件 60。
各 FPC 基板 50 在端面框 92( 安装印刷电路基板 21 的端面框 92) 的上端部分向内 侧折回成直角， 进而向下方折回， 连接于印刷电路基板 21。
此外， 未安装检测电路 20 的电池模块 100 的 2 片 PFC 基板 50， 连接在安装于相同
模块群 100A 的其他电池模块 100 的印刷电路基板 21。
(3) 母线以及 FPC 基板的结构
接下来， 对母线 40、 40a 以及 FPC 基板 50 的详细结构进行说明。以下， 将用于连接 相邻的 2 个电池单元 10 的正电极 10a 与负电极 10b 的母线 40 称为 2 电极用母线 40， 将用 于连接 1 个电池单元 10 的正电极 10a 或者负电极 10b 与电源线 501 的母线 40a 称为 1 电 极用母线 40a。
图 6(a) 是 2 电极用母线 40 的外观立体图， 图 6(b) 是 1 电极用母线 40a 的外观立 体图。
如图 6(a) 所示， 2 电极用母线 40 具备 ： 具有大致长方形状的基部 41、 以及从其基 部 41 的一边向其一面侧弯曲并延伸的一对固定片 ( 安装片 )42。在基部 41 形成一对电极 连接孔 43。
如图 6(b) 所示， 1 电极用母线 40 具备 ： 具有大致正方形状的基部 45、 以及从其基 部 45 的一边向其一面侧弯曲并延伸的固定片 46。在基部 45 形成电极连接孔 47。
在本实施方式中， 母线 40、 40a 具有例如在韧铜 (tough pitch copper) 表面实施 镀镍的结构。
图 7 是表示在 FPC 基板 50 安装了多个母线 40、 40a 以及多个 PTC 元件 60 的状态 的外观立体图。如图 7 所示， 在 2 片 PFC 基板 50， 沿着 X 方向以规定间隔安装多个母线 40、 40a 的固定片 42、 46。此外， 多个 PTC 元件 60 以与多个母线 40、 40a 的间隔相同的间隔分别 安装在 2 片 FPC 基板 50。
在制作电池模块 100 时， 在由端面框 92( 参照图 3)、 上端框 93( 参照图 3) 以及下 端框 94( 参照图 3) 一体固定的多个电池单元 10 上， 安装如上述那样已安装多个母线 40、 40a 以及多个 PTC 元件 60 的 2 片 FPC 基板 50。
在该安装时， 相邻的电池单元 10 的正电极 10a 以及负电极 10b 嵌入形成于各母线 40、 40a 的电极连接孔 43、 47。在正电极 10a 以及负电极 10b 形成外螺纹。在各母线 40、 40a 嵌入相邻的电池单元 10 的正电极 10a 以及负电极 10b 的状态下， 未图示的螺母螺合于正电 极 10a 以及负电极 10b 的外螺纹。
这样， 在多个电池单元 10 安装多个母线 40、 40a， 并且由多个母线 40、 40a 使 FPC 基 板 50 保持在大致水平姿势。
(4) 母线与检测电路的连接
接下来， 对母线 40、 40a 与检测电路 20 之间的连接进行说明。图 8 是用于说明母 线 40、 40a 与检测电路 20 之间的连接的示意俯视图。在本例中， 对安装了检测电路 20 的电 池模块 100 上的母线 40、 40a 与检测电路 20 之间的连接进行说明。
如图 8 所示， 在 FPC 基板 50 上对应多个母线 40、 40a 设有多个导线 51、 52。各导线 51 以在母线 40、 40a 的固定片 42、 46 与配置在其母线 40、 40a 附近的 PTC 元件 60 之间与 Y 方向平行地延伸的方式设置， 各导线 52 在 PTC 元件 60 与 FPC 基板 50 的一端部之间平行于 X 方向延伸地设置。
各导线 51 的一端部以在 FPC 基板 50 的下面侧露出的方式设置。在下面侧露出的 各导线 51 的一端部， 例如通过锡焊或者焊接电连接于各母线 40、 40a 的固定片 42、 46。由 此， FPC 基板 50 固定于母线 40、 40a。各导线 51 的另一端部以及各导线 52 的一端部以在 FPC 基板 50 的上面侧露出的 方式设置。PTC 元件 60 的一对端子 ( 未图示 ) 例如通过锡焊连接于各导线 51 的另一端部 以及各导线 52 的一端部。
优选各 PTC 元件 60 在 X 方向配置在对应的母线 40、 40a 两端之间的区域。在对 FPC 基板 50 施加应力的情况下， 虽然相邻的母线 40、 40a 之间的 FPC 基板 50 的区域容易弯 曲， 但是由于各母线 40、 40a 两端部间的 FPC 基板 50 的区域固定在母线 40、 40a 上， 因此维 持得比较平坦。因而， 通过将各 PTC 元件 60 配置在各母线 40、 40a 两端部间的 FPC 基板 50 的区域内， 充分地确保 PTC 元件 60 与导线 51、 52 之间的连接性。此外， 由于 FPC 基板 50 的 弯曲而带给各 PTC 元件 60 的影响 ( 例如， PTC 元件 60 的电阻值变化 ) 得到抑制。
在印刷电路基板 21， 对应 FPC 基板 50 的多个导线 52 设有多个连接端子 22。FPC 基板 50 的各导线 52 的另一端部， 例如通过锡焊或者焊接连接于对应的连接端子 22。此 外， 印刷电路基板 21 与 FPC 基板 50 之间的连接并不限于锡焊或者焊接， 也可以使用连接器 (connector) 进行。
这样， 各母线 40、 40a 经由 PTC 元件 60 电连接于检测电路 20。
(5) 检测电路的一结构例 图 9 是表示检测电路 20 的一结构例的框图。图 9 所示的检测电路 20 包括第 1 以 及第 2 电压检测 IC( 集成电路 )20a、 20b。在本例中， 对应模块群 100A( 参照图 2) 的一个电 池模块 100 设置第 1 电压检测 IC20a， 对应另一个电池模块 100 设置第 2 电压检测 IC20b。 此外， 第 1 电压检测 IC20a 以及第 2 电压检测 IC20b 安装于 1 个印刷电路基板 21。
一个电池模块 100 的多个母线 40、 40a( 参照图 2) 与第 1 电压检测电路 IC20a 通 过多个导线 52 连接。此外， 另一个电池模块 100 的多个母线 40、 40a( 参照图 2) 与第 2 电 压检测 IC20b 通过多个导线 52 连接。由此， 检测 2 组电池模块 100 的各电池单元 10( 参照 图 2) 的端子电压。
此外， 在图 9 中， 由一根线表示连接一个电池模块 100 的多个母线 40、 40a 与第 1 电压检测 IC20a 的多个导线 52。同样， 由一根线表示连接另一个电池模块 100 的多个母线 40、 40a 与第 2 电压检测 IC20b 的多个导线 52。
代替上述的第 1 以及第 2 电压检测 IC20a、 20b， 可以将对应 1 组电池模块 100 的多 个 (2 个或者 3 个等 ) 的电压检测 IC 安装于 1 个印刷电路基板 21。该情况下， 各电压检测 IC 检测预先所对应的多个电池单元 10 的各端子电压。
此外， 代替上述第 1 以及第 2 电压检测 IC20a、 20b， 可以将对应模块群 100A 的 2 组 电池模块 100 的 1 个电压检测 IC 安装于 1 个印刷电路基板 21 上。该情况下， 模块群 100A 的全部电池单元 10( 参照图 2) 的各端子电压由 1 个电压检测 IC 检测。
(6) 模块群中各结构要素的配置
如上所述， 图 1 的模块群 100A 主要由 2 组电池模块 100 以及被 2 组电池模块 100 共同使用的检测电路 20。此外， 在模块群 100A 中， 在一个电池模块 100 中安装检测电路 20( 参照图 2、 图 3 以及图 5)。对各结构要素的配置进行说明。
在以下的说明中， 为了区别 2 组电池模块 100， 将一个电池模块 100 称为电池模块 100a， 将另一个电池模块 100 称为电池模块 100b。此外， 将电池模块 100a 的 FPC 基板 50 称 为 FPC 基板 50a， 将电池模块 100b 的 FPC 基板 50 称为 FPC 基板 50b。再有， 在以下说明的
第 2 ～第 10 实施方式中， 1 个模块群中包含多组电池模块 100 的情况下， 对各电池模块 100 以及各 FPC 基板 50 附于彼此不同的符号。
图 10(a) 是表示模块群 100A 的配置的俯视图。此外， 图 10(b) 是从图 10(a) 的 A-A 线观察一个电池模块 100a 的端视图。在图 10(a) 以及图 10(b) 中， 分别由不同的阴影 表示各电池模块 100a、 100b 的 FPC 基板 50a、 50b。
如图 10(a) 所示， 在本例中， 2 组电池模块 100a、 100b 沿着 X 方向 ( 多个电池单元 10 并排的方向 ) 配置成一列。
在 2 组电池模块 100a、 100b 间， 在彼此靠近的端部设置的 2 个母线 40a 经由带状 母线 501a 连接。由此， 2 组电池模块 100a、 100b 的全部电池单元 10 串联连接。本例中的母 线 501a 相当于图 1 以及图 2 的电源线 501。此外， 在图 10(b) 中， 母线 501a 的图示省略。
如图 10(a) 所示， 含有检测电路 20 的印刷电路基板 21 在 2 组电池模块 100a、 100b 的彼此靠近的端面间， 安装在一个电池模块 100a 的端面。 此外， 在本例中， 印刷电路基板 21 由上述的端面框 92 固定。
如图 10(b) 所示， 在本例中， 一个电池模块 100a 的 2 片 FPC 基板 50a 的端部连接 于印刷电路基板 21 的上端部附近。此外， 另一个电池模块 100b 的 2 片 FPC 基板 50b 的端 部连接于印刷电路基板 21 的大致中央。 由此， 各电池模块 100a、 100b 的 2 片 FPC 基板 50a、 50b 连接于共同的印刷电路基板 21， 2 组电池模块 100a、 100b 的多个母线 40、 40a 与检测电路 20 电连接。各 FPC 基板 50a、 50b 与印刷电路基板 21 之间的连接的详细结构如上所述。由此， 检测电路 20 被 2 组电池模 块 100a、 100b 共同使用。
其结果由于不需要对每个电池模块 100a、 100b 设置检测电路 20， 因此使图 1 的电 池系统 500 的结构简单化， 并实现低成本。
此外， 通过减少与图 1 的电池 ECU101 进行通信的检测电路 20 的个数， 使用于通信 的布线简单化。由此， 实现电池系统 500 整体的低成本化、 组装的容易化、 以及可靠性的提 高。
如上所述， 根据本实施方式， 在 2 组电池模块 100a、 100b 间配置共同的检测电路 20。由此， 与将检测电路 20 安装在 2 组电池模块 100a、 100b 的任意一个的外侧端面的情况 相比， 能够缩短连接各电池模块 100a、 100b 与检测电路 20 的 FPC 基板 50a、 50b( 导线 52) 的长度。此外， 在本实施方式中， 在模块群 100A 的一个电池模块 100a 一体地设置含有检测 电路 20 的印刷电路基板 21。由此， 电池系统 500 的组装变得容易。
此外， 在本实施方式中， 优选在 2 组电池模块 100a、 100b 间设置具有气体 ( 例如空 气 ) 通路功能的间隙。该情况下， 通过在间隙中通过气体， 进行检测电路 20 的散热。
(7) 涉及电池系统的组装
如上所述， 本实施方式所涉及的电池系统 500 具有未图示的壳体 ( 以下， 称为系统 壳体 )。在电池系统 500 组装时， 多个电池模块 100 分别固定于系统壳体的内部。
在完成各组的电池模块 100 之后， 可以将这些电池模块 100 安装于系统壳体内。 该情况下， 在将各组电池模块 100 向系统壳体进行安装的时刻， 在多个电池单元 10 上安装 2 片 FPC 基板 50。
与此相对， 也可以将由端面框 92( 参照图 3)、 上端框 93( 参照图 3) 以及下端框
94( 参照图 3) 一体固定的多个电池单元 10 安装于系统壳体之后， 通过在多个电池单元 10 上安装 2 片 FPC 基板 50， 在系统壳体内完成各组电池模块 100。此外， 含有检测电路 20 的 印刷电路基板 21 固定在电池模块 100 的端面的情况下， 对于该电池模块 100 也可以在安装 至系统壳体之前安装 2 片 FPC 基板 50。
【2】 第 2 实施方式
对第 2 实施方式所涉及的电池系统与第 1 实施方式所涉及的电池系统 500 的不同 点进行说明。
图 11 是表示第 2 实施方式所涉及的电池系统中含有的模块群的配置的俯视图。
在本实施方式所涉及的电池系统中， 如图 11 所示， 模块群 100B 包括 3 组电池模块 100a、 100b、 100c。3 组电池模块 100a、 100b、 100c 中共同设置 1 个检测电路 20。
在本实施方式中， 3 组电池模块 100c、 100b、 100a 以该顺序沿着 X 方向 ( 多个电池 单元 10 并排的方向 ) 配置成一列。
含有检测电路 20 的印刷电路基板 21 在电池模块 100a、 100b 彼此靠近的端面间安 装于一个电池模块 100a 的端面。在本例中， 印刷电路基板 21 也由上述的端面框 92 固定。
该状态下， 一个电池模块 100a 的 2 片 FPC 基板 50a 的端部连接于印刷电路基板 21。此外， 另一个电池模块 100b 的 2 片 FPC 基板 50b 的端部连接于印刷电路基板 21。 电池模块 100c 的 FPC 基板 50c 的长度约为其他电池模块 100a、 100b 的 FPC 基板 50a、 50b 的长度的 2 倍。电池模块 100c 的 2 片 FPC 基板 50c 在电池模块 100c 的上面在 X 方向延伸， 进而在电池模块 100b 的上面按照重叠在 FPC 基板 50b 上的方式在 X 方向延伸， 连接于共同的印刷电路基板 21。
这样， 各电池模块 100a、 100b、 100c 的 2 片 FPC 基板 50a、 50b、 50c 连接于共同的印 刷电路基板 21。由此， 检测电路 20 被 3 组电池模块 100a、 100b、 100c 共同使用。这样， 与第 1 实施方式所涉及的电池系统 500 相比， 能够进一步减少检测电路 20 的个数。其结果进一 步使电池系统的结构简单化， 实现更加低的成本。此外， 通过减少与图 1 的电池 ECU101 进 行通信的检测电路 20 的个数， 使用于通信的布线简单化。由此， 实现电池系统 500 整体的 低成本、 组装的容易化以及可靠性的提高。
【3】 第 3 实施方式
对第 3 实施方式所涉及的电池系统与第 1 实施方式所涉及的电池系统 500 的不同 点进行说明。
图 12(a) 是表示第 3 实施方式所涉及的电池系统中模块群的配置的俯视图， 图 12(b) 表示图 12(a) 的印刷电路基板 21 的一面， 图 12(c) 表示图 12(a) 的印刷电路基板 21 的另一面。
在本实施方式所涉及的电池系统中， 如图 12(a) 所示， 模块群 100C 包括 2 组电池 模块 100a、 100b。与第 1 实施方式所涉及的电池系统 500 同样， 对 2 组电池模块 100a、 100b 共同设置 1 个检测电路 20。
如图 12(a) 所示， 在本实施方式中， 2 组电池模块 100a、 100b 沿着 X 方向 ( 多个电 池单元 10 并排的方向 ) 配置成一列。此外， 在电池模块 100a、 100b 靠近的端面间， 含有检 测电路 20 的印刷电路基板 21 由保持器 (holder)20H 保持。另外， 在本实施方式中， 保持器 20H 保持印刷电路基板 21， 使其一面以及另一面露出于外部。
如图 12(b) 所示， 在本实施方式中， 电池模块 100b 的 2 片 FPC 基板 50b 的端部连接 于印刷电路基板 21 一面的上端部附近。此外， 如图 12(c) 所示， 电池模块 100a 的 2 片 FPC 基板 50a 的端部连接于印刷电路基板 21 另一面的上端部附近。
这样， 各电池模块 100a、 100b 的 2 片 FPC 基板 50a、 50b 连接于共同的印刷电路基 板 21。由此， 检测电路 20 被 2 组电池模块 100a、 100b 共同使用。
在本实施方式中， 在印刷电路基板 21 的两面连接多个 FPC 基板 50a、 50b 的端部。 由此， 能够扩大印刷电路基板 21 上电子部件的安装区域。
此外， 在本实施方式中， 虽然在印刷电路基板 21 的两面连接多个 FPC 基板 50a、 50b 的端部， 但是并不限定于此。也可以在印刷电路基板 21 的一面以及另一面的任意一面连接 多个 FPC 基板 50a、 50b 的端部。
该情况下， 端子部的形成变得容易， 实现了印刷电路基板 21 的低成本。此外， 由于 能够在印刷电路基板 21 的一面侧或者另一面侧连接多个 FPC 基板 50a、 50b， 因此锡焊或者 焊接等的连接操作变得容易。其结果使电池系统的制造成本降低。
【4】 第 4 实施方式
对第 4 实施方式所涉及的电池系统与第 1 实施方式所涉及的电池系统 500 的不同 点进行说明。
图 13(a) 是表示第 4 实施方式所涉及的电池系统中的模块群配置的俯视图， 图 13(b) 是从图 13(a) 的 B-B 线观察一个电池模块 100b 的端视图。
如图 13(a) 所示， 模块群 100D 包括 2 组电池模块 100a、 100b。与第 1 实施方式所 涉及的电池系统 500 同样， 2 组电池模块 100a、 100b 沿着 X 方向 ( 多个电池单元 10 并排的 方向 ) 配置成一列。2 组电池模块 100a、 100b 中共同地设置 1 个检测电路 20。
在本实施方式所涉及的电池系统中， 含有检测电路 20 的印刷电路基板 21 安装于 电池模块 100b 的外侧端面。在该状态下， 电池模块 100b 的 2 片 FPC 基板 50b 的端部连接 于印刷电路基板 21。在本例中， 印刷电路基板 21 也由上述的端面框 92 固定。
电池模块 100a 的 FPC 基板 50a 的长度约为电池模块 100b 的 FPC 基板 50b 长度的 2 倍。电池模块 100a 的 2 片 FPC 基板 50a 在电池模块 100a 的上面在 X 方向延伸， 进而在电 池模块 100b 的上面按照重叠在 FPC 基板 50b 上的方式在 X 方向延伸， 连接于共同的印刷电 路基板 21。
这样， 各电池模块 100a、 100b 的 2 片 FPC 基板 50a、 50b 连接于共同的印刷电路基 板 21。由此， 检测电路 20 被 2 组电池模块 100a、 100b 共同地使用。
在本实施方式所涉及的电池系统中， 含有检测电路 20 的印刷电路基板 21 安装于 模块群 100D 的电池模块 100b 的外侧端面。由此， 与第 1 实施方式所涉及的电池系统 500 相比， 检测电路 20 的散热性提高。
此外， 也可以使用第 3 实施方式中说明的保持器 20H 将含有检测电路 20 的印刷电 路基板 21 安装在 2 组电池模块 100a、 100b 的任意一个的外侧端面。该情况下， 能够获得与 上述同样的效果。
另外， 代替将含有检测电路 20 的印刷电路基板 21 安装于电池模块 100b 的外侧端 面， 可以安装于电池模块 100a 的外侧端面， 也可以安装于电池模块 100b 的与 Y 方向垂直的 一对侧面的任意一个， 还可以安装在电池模块 100a 的与 Y 方向垂直的一对侧面的任意一个。在这些情况下， 都能够获得与上述同样的效果。这样， 含有检测电路 20 的印刷电路基 板 21 配置在一体配置了 2 组电池模块 100a、 100b 的模块群 100D 的外周侧面即可。
【5】 第 5 实施方式
对第 5 实施方式所涉及的电池系统与第 1 实施方式所涉及的电池系统 500 的不同 点进行说明。
图 14(a) 是表示第 5 实施方式所涉及的电池系统中模块群配置的俯视图， 图 14(b) 是从一端面侧观察图 14(a) 的模块群的端视图。
在本实施方式所涉及的电池系统中， 如图 14(a) 所示， 模块群 100E 包括 3 组电池 模块 100a、 100b、 100c。3 组电池模块 100a、 100b、 100c 中共同地设置 1 个检测电路 20。
在本实施方式中， 3 组电池模块 100c、 100b、 100a 在沿着 X 方向 ( 多个电池单元 10 并排的方向 ) 的状态下配置成一列。3 组电池模块 100a、 100b、 100c 以该顺序在 Y 方向 ( 与 多个电池模块 10 并排的方向垂直的方向 ) 排列。
如图 14(a) 以及图 14(b) 所示， 含有检测电路 20 的印刷电路基板 21 安装于中央 的电池模块 100b 的一端面。该情况下， 电池模块 100b 的 2 片 FPC 基板 50b 的端部连接于 印刷电路基板 21。在本例中， 印刷电路基板 21 也由上述的端面框 92 固定。
此外， 电池模块 100a 的 FPC 基板 50a 在电池模块 100a 的上面在 X 方向延伸， 进而 沿着电池模块 100a 的一端面在 Y 方向延伸， 连接于共同的印刷电路基板 21 的 Y 方向上的 一端部。
再有， 电池模块 100c 的 FPC 基板 50c 在电池模块 100c 的上面在 X 方向延伸， 进而 沿着电池模块 100c 的一端面在 Y 方向延伸， 连接于共同的印刷电路基板 21 的 Y 方向上的 另一端部。
这样一来， 各电池模块 100a、 100b、 100c 的 2 片 FPC 基板 50a、 50b、 50c 连接于共同 的印刷电路基板 21。由此， 与第 2 实施方式同样， 检测电路 20 被 3 组电池模块 100a、 100b、 100c 共同使用。 这样， 与第 1 实施方式所涉及的电池系统 500 相比， 能够进一步减少检测电 路 20 的个数。其结果使电池系统的结构更加简单， 实现更低的成本。此外， 通过减少与图 1 电池 ECU101 进行通信的检测电路 20 的个数， 使用于通信的布线简单化。由此， 实现电池 模块 500 整体的低成本、 组长的容易化、 以及可靠性的提高。
【6】 第 6 实施方式
对第 6 实施方式所涉及的电池系统与第 1 实施方式所涉及的电池系统 500 的不同 点进行说明。
(1) 电池系统的整体结构
第 6 电池系统包括 2 个模块群， 各模块群具有 2 组电池模块。在本实施方式中， 为 了区别 2 个模块群， 将一个模块群称为模块群 110A， 将另一个模块群称为模块群 110B。
此外， 将模块群 110A 具有的一个电池模块称为电池模块 110a， 将另一个电池模块 称为电池模块 110b。将模块群 110B 具有的一个电池模块称为电池模块 110c， 将另一个电 池模块称为电池模块 110d。
各电池模块 110a ～ 110d 的结构与图 3 的电池模块 100 的结构大致相同。各电池 模块 110a ～ 110d 的详细内容将在后面叙述。
图 15 是第 6 实施方式所涉及的电池系统的示意俯视图。如图 15 所示， 第 6 实施方式所涉及的电池系统 500A 具有 ： 模块群 110A、 110B、 电池 ECU101、 接触器 102、 HV(High Voltage ： 高压 ) 连接器 105 以及服务插头 ( サ一ビスプラグ )106。如上所述， 模块群 110A 包括 2 组电池模块 110a、 110b， 模块群 110B 包括 2 组电池模块 110c、 110d。
模块群 110A、 110B、 电池 ECU101、 接触器 102、 HV 连接器 105 以及服务插头 106 收 容于箱型的壳体 550 内。
壳体 550 具有侧面部 550a、 550b、 550c、 550d。侧面部 550a、 550c 彼此平行。侧面 部 550b、 550d 彼此平行且与侧面部 550a、 550c 垂直。
在壳体 550 内， 模块群 110A 的 2 组电池模块 110b、 110a 从侧面部 550b 向侧面部 550d 以该顺序在 X 方向 ( 多个电池单元 10 并排的方向 ) 并排地排列成一例。
同样地， 模块群 110B 的 2 组电池模块 110d、 110c 从侧面部 550b 向侧面部 550d 以 该顺序在 X 方向 ( 多个电池单元 10 并排的方向 ) 并排地排列成一例。
在 Y 方向 ( 与多个电池单元 10 并排的方向垂直的方向 )， 模块群 110A 位于侧面部 550a 侧， 模块群 110B 位于侧面部 550c 侧。
在模块群 110B 与侧面部 550c 之间， 电池 ECU101、 接触器 102、 HV 连接器 105 以及 服务插头 106 从侧面部 550b 向侧面部 550d 以该顺序在 X 方向并排地排成一列。 图 16 是用于说明图 15 的模块群 110A、 110B 的详细结构的图。图 16(a) 表示图 15 的模块群 110A 的放大俯视图， 图 16(b) 表示图 15 的模块群 110B 的放大俯视图。
在以下的说明中， 各电池模块 110a ～ 110d 中将电位最高的正电极 10a 称为高电 位电极 10A， 各电池模块 110a ～ 110d 中将电位最低的负电极 10b 称为低电位电极 10B。该 情况下， 在各电池模块 110a ～ 110d 中， 在 X 方向 ( 多个电池模块 10 并排的方向 ) 上的一 端部配置高电位电极 10A 或者低电位电极 10B， 在 X 方向上的另一端部配置与配置在一端部 的电极相反极性的低电位电极 10B 或者高电位电极 10A。
在各电池模块 110a ～ 110d 中， 将靠近于高电位电极 10A 设置的端面框 92 称为一 端面框 92A， 将靠近于低电位电极 10B 设置的端面框 92 称为另一端面框 92B。将电池模块 110a、 110b、 110c、 110d 的 FPC 基板 50 分别称为 FPC 基板 50a、 50b、 50c、 50d。
如图 16(a) 所示， 在模块群 110A 中， 2 组电池模块 110a、 110b 中共同使用 1 个检测 电路 20。含有检测电路 20 的印刷电路基板 21 在侧面部 550b 的附近安装于电池模块 110b 的另一端面框 92B。该状态下， 电池模块 110b 的 2 片 FPC 基板 50b 的端部连接于印刷电路 基板 21。
电池模块 110a 的 FPC 基板 50a 的长度约为电池模块 110b 的 FPC 基板 50b 长度的 2 倍。电池模块 110a 的 2 片 FPC 基板 50a 在电池模块 110a 的上面在 X 方向延伸， 进而在电 池模块 110b 的上面按照重叠在 FPC 基板 50b 上的方式在 X 方向延伸， 连接共同的印刷电路 基板 21。
此外， 在电池模块 110a、 110b 中， 高电位电极 10A 以及低电位电极 10B 位于 Y 方向 ( 与多个电池单元 10 并排的方向垂直的方向 ) 上的一端部侧 ( 图 15 的侧面部 550c 侧 )。
该情况下， 在 Y 方向上的一端部侧， 电池模块 110a 的低电位电极 10B 与电池模块 110b 的高电位电极 10A 靠近。 此外， 电池模块 110a 的高电位电极 10A 位于侧面部 550d 的附 近， 电池模块 110b 的低电位电极 10B 位于侧面部 550b 的附近。彼此靠近的电池模块 110a 的低电位电极 10B 与电池模块 110b 的高电位电极 10A 经由带状的母线 551 连接。
如图 16(b) 所示， 在模块群 110B 中， 也对 2 组电池模块 110c、 110d 共同设置 1 个 检测电路 20。含有检测电路 20 的印刷电路基板 21 在侧面部 550b 的附近安装于电池模块 110d 的一端面框 92A。该状态下， 电池模块 110d 的 2 片 FPC 基板 50d 的端部连接于印刷电 路基板 21。
电池模块 110c 的 FPC 基板 50c 的长度约为电池模块 110d 的 FPC 基板 50d 长度的 2 倍。电池模块 110c 的 2 片 FPC 基板 50c 在电池模块 110c 的上面在 X 方向延伸， 进而在电 池模块 110d 的上面按照重叠在 FPC 基板 50d 上的方式在 X 方向延伸， 连接于共同的印刷电 路基板 21。
此外， 在电池模块 110c、 110d 中， 高电位电极 10A 以及低电位电极 10B 位于 Y 方向 ( 与多个电池单元 10 并排的方向垂直的方向 ) 上的另一端部侧 ( 图 15 的侧面部 550a 侧 )。
该情况下， 在 Y 方向上的另一端部侧， 电池模块 11c 的高电位电极 10A 与电池模块 110d 的低电位电极 10B 靠近。此外， 电池模块 110c 的低电位电极 10B 位于侧面部 550d 的 附近， 电池模块 110d 的高电位电极 10A 位于侧面部 550b 的附近。
(2) 电源线的连接
返回图 15， 在本实施方式所涉及的电池系统 500A 中， 电池模块 110c 的低电位电极 10B 与服务插头 106 经由电源线 D2 电连接。服务插头 106 与电池模块 110a 的高电位电极 10A 经由电源线 D3 电连接。该情况下， 电池模块 110c 的低电位电极 10B、 服务插头 106 以 及电池模块 110a 的高电位电极 10A 位于壳体 550 的侧面部 550d 的附近。由此， 能够缩短 电源线 D2、 D3 的长度。这样， 可使布线简单化。 此外， 如上所述， 电池模块 110a 的低电位电极 10B 与电池模块 110b 的高电位电极 10A 经由母线 551 电连接。该情况下， 电池模块 110a 的低电位电极 10B 与电池模块 110b 的 高电位电极 10A 彼此靠近。因此， 能够使用较短的母线 551。
再有， 电池模块 110b 的低电位电极 10B 与电池模块 110d 的高电位电极 10A 经由 电源线 D4 电连接。该情况下， 电池模块 110b 的低电位电极 10B 以及电池模块 110d 的高电 位电极 10A 位于壳体 550 的侧面部 550b 附近。由此， 能够缩短电源线 D4 的长度。这样， 可 使布线简单化。
此外， 接触器 102 与电池模块 110c 的高电位电极 10A 经由电源线 D1 电连接。接 触器 102 与电池模块 110d 的低电位电极 10B 经由电源线 D5 电连接。
在 X 方向， 接触器 102 位于壳体 550 内的大致中央部。因此， 在 X 方向， 电池模块 110d 的低电位电极 10B、 接触器 102 以及电池模块 110c 的高电位电极 10A 在壳体 550 内的 大致中央部相邻。由此， 能够缩短电源线 D1、 D5 的长度。这样， 可使布线简单化。
接触器 102 经由电源线 D6、 D7 电连接于 HV 连接器 105。HV 连接器 105 连接于电 动车辆的电动机等的负载。
在接触器 102 导通的状态下， 电池模块 110c 经由电源线 D1、 D6 连接于 HV 连接 器 105， 并且电池模块 110d 经由电源线 D5、 D7 连接于 HV 连接器 105。也就是说， 电池模块 110a ～ 110d 与连接于 HV 连接器 105 的负载形成串联电路。 由此， 从电池模块 110a ～ 110d 对负载供电。
若接触器 102 关断， 则电池模块 110c 与 HV 连接器 105 之间的连接以及电池模块 110d 与 HV 连接器 105 之间的连接被断开。
(3) 通信线的连接 如上所述， 在模块群 110A、 110B 分别设置含有检测电路 20 的 1 片印刷电路基板21。 电池 ECU101 经由通信线 P1 电连接于模块群 110A 的印刷电路基板 21。模块群 110A 的印刷电路基板 21 经由通信线 P2 电连接于模块群 110B 的印刷电路基板 21。模块群 110B 的印刷电路基板 21 经由通信线 P3 电连接于电池 ECU101。由通信线 P1 ～ P3 构成图 1 的总线 103。
在以下的说明中， 将与检测电路 20 检测出的多个电池单元 10 相关的信息 ( 电压、 电流以及温度 ) 称为单元信息。
如上所述， 通过在模块群 110A、 110B 以及电池 ECU101 间连接通信线 P1 ～ P3， 从电 池 ECU101 经由通信线 P1 向模块群 110A 的检测电路 20 发送规定控制信号。由模块群 110A 的检测电路 20 检测出的信息经由通信线 P2、 P3 提供给电池 ECU101。
此外， 从电池 ECU101 经由通信线 P1、 P2 对模块群 110B 的检测电路 20 发送规定 控制信号。由模块群 110B 的检测电路 20 检测出的单元信息经由通信线 P3 提供给电池 ECU101。
(4) 第 6 实施方式的效果
如图 15、 图 16(a) 以及图 16(b) 所示， 模块群 110A、 110B 的印刷电路基板 21 配置 在壳体 550 的侧面部 550b 的附近。也就是说， 模块群 110A、 110B 的检测电路 20 在 Y 方向 相邻地配置。由此， 能够缩短通信线 P1 ～ P3 的长度。这样， 可使布线简单化。
此外， 在本实施方式中， 模块群 110A 的检测电路 20 被 2 组电池模块 110a、 110b 共 同使用， 模块群 110B 的检测电路 20 被 2 组电池模块 110c、 110d 共同使用。由此， 通过减少 与电池 ECU101 通信的检测电路 20 的个数， 通信线 P1 ～ P3 的数量也减少。因此， 用于通信 的布线进一步简单化。
再有， 在本实施方式中， 如上述那样电池模块 110c 的低电位电极 10B、 服务插头 106 以及电池模块 110a 的高电位电极 10A 位于壳体 550 的侧面部 550d 的附近。由此， 能 够缩短电源线 D2、 D3 的长度。此外， 电池模块 110b 的低电位电极 10B 以及电池模块 110d 的高电位电极 10A 位于壳体 550 的侧面部 550b 的附近。由此， 能够缩短电源线 D4 的长度。 再有， 在 X 方向， 电池模块 110d 的低电位电极 10B、 接触器 102 以及电池模块 110c 的高电位 电极 10A 在壳体 550 内的大致中央部相邻。由此， 能够缩短电源线 D1、 D5 的长度。这样， 能 够缩短电源 D1 ～ D5 的长度。据此， 用于对负载供电的布线简单化。
这些的结果实现了电池系统 500A 整体的低成本、 组装的容易化、 以及可靠性的提 高。
此外， 在本实施方式中， 对模块群 110A、 110B 的检测电路 20 分别设置在电池模块 110b 的另一端面框 92B 以及电池模块 110d 的一个端面框 92A 的例子进行了说明。
并不限于此， 只要是模块群 110A、 110B 的检测电路 20 在 Y 方向相邻地配置， 则各 检测电路 20 也可以设置在其他部分。
例如， 将模块群 110A 的检测电路 20 配置在 2 组电池模块 110a、 110b 之间， 并且将 模块群 110B 的检测电路 20 配置在 2 组电池模块 110c、 110d 之间。该情况下， 由于模块群 110A、 110B 的检测电路 20 在 Y 方向相邻， 因此使 2 个检测电路 20 之间的通信线简单化。
再有， 将模块群 110A 的检测电路 20 配置在电池模块 110a 的上面， 并且将模块群 110B 的检测电路 20 配置在电池模块 110c 的上面。在该情况下， 与上述同样可使通信线简 单化。
【7】 第 7 实施方式
对第 7 实施方式所涉及的电池系统与第 6 实施方式所涉及电池系统 550A 的不同 点进行说明。图 17 是第 7 实施方式所涉及的电池系统的示意俯视图。
(1) 各结构要素的配置
如图 17 所示， 在第 7 实施方式所涉及的电池系统 500B 中， 模块群 110A、 110B 的检 测电路 20 分别配置在与图 15 的电池系统 500A 不同的位置。
具体而言， 在模块群 110A 中， 含有检测电路 20 的印刷电路基板 21 安装在电池模 块 110a 的一端面框 92A。在模块群 110B 中， 含有检测电路 20 的印刷电路基板 21 安装在电 池模块 110c 的另一端面框 92B。
在模块群 110B 与侧面部 550c 之间， 接触器 102、 HV 连接器 105、 服务插头 106 以 及电池 ECU101 从侧面部 550b 向侧面部 55d 以该顺序在 X 方向并排地配置成一列。
(2) 电源线的连接
在本实施方式所涉及的电池系统 500B 中， 电池模块 110d 的低电位电极 10B 与电 池模块 110c 的高电位电极 10A 经由带状母线 551 电连接。电池模块 110c 的低电位电极 10B 与服务插头 106 经由电源线 D12 电连接。服务插头 101 与电池模块 110a 的高电位电极 10A 经由电源线 D13 电连接。
电池模块 110a 的低电位电极 10B 与电池模块 110b 的高电位电极 10A 经由带状母 线 551 电连接。电池模块 110b 的低电位电极 10B 与接触器 102 经由电源线 D14 电连接。接 触器 102 与电池模块 110d 的高电位电极 10A 经由电源线 D11 电连接。
接触器 102 经由电源线 D6、 D7 电连接于 HV 连接器 105。HV 连接器 105 连接于电 动车辆的电动机等的负载。
在接触器 102 导通的状态下， 电池模块 110d 经由电源线 D11、 D6 连接于 HV 连接 器 105， 并且电池模块 110b 经由电源线 D14、 D7 连接于 HV 连接器 105。也就是说， 电池模 块 110a ～ 110d 与连接于 HV 连接器 105 的负载形成串联电路。由此， 从电池模块 110a ～ 110d 对负载供电。
(3) 通信线的连接
如上所述， 在模块群 110A、 110B， 分别设置含有检测电路 20 的 1 片印刷电路基板 21。
电池 ECU101 经由通信线 P11 电连接于模块群 110A 的印刷电路基板 21。模块群 110A 的印刷电路基板 21 经由通信线 P12 电连接于模块群 110B 的印刷电路基板 21。模块 群 110B 的印刷电路基板 21 经由通信线 P13 电连接于电池 ECU101。由通信线 P11 ～ P13 构 成图 1 的总线 103。
该情况下， 从电池 ECU101 经由通信线 P11 对模块群 110A 的检测电路 20 发送规定 控制信号。由模块群 110A 的检测电路 20 检测出的单元信息经由通信线 P12、 P13 提供给电 池 ECU101。
此外， 从电池 ECU101 经由通信线 P11、 P12 对模块群 110B 的检测电路 20 发送规定控制信号。由模块群 110B 的检测电路 20 检测出的单元信号经由通信线 P13 提供给电池 ECU101。
(4) 第 7 实施方式的效果
在本实施方式中， 由模块群 110A 的 2 组电池模块 110a、 110b 构成的串联电路、 与 由模块群 110B 的 2 组电池模块 110c、 110d 构成的串联电路经由服务插头 106 连接。
服务插头 106 例如在电池系统 500B 的维护 (maintenance) 时由操作者关断。在 服务插头 106 被关断的情况下， 由电池模块 110a、 110b 构成的串联电路与由电池模块 110c、 110d 构成的串联电路电气分离。
该情况下， 由电池模块 110a、 110b 构成串联电路的总电压与由电池模块 110c、 110d 构成串联电路的总电压相等。由此， 防止在维护时电池系统 500B 内产生高电压。
(5) 通信线的其他连接例
分别设置在模块群 110A、 110B 的检测电路 20 与电池 ECU101 之间的连接可以如下 进行。图 18 是表示第 7 实施方式所涉及的电池系统 500B 中通信线的其他连接例的示意俯 视图。
在图 18 的例子中， 电池 ECU101 经由通信线 P21 电连接于模块群 110A 的印刷电路 基板 21。此外， 模块群 110A 的印刷电路基板 21 经由通信线 P21 电连接于模块群 110B 的印 刷电路基板 21。由通信线 P21、 P22 构成图 1 的总线 103。
该情况下， 从电池 ECU101 经由通信线 P21 对模块群 110A 的检测电路 20 发送规定 控制信号。由模块群 110A 的检测电路 20 检测出的单元信息经由通信线 P21 提供给电池 ECU101。
此外， 从电池 ECU101 经由通信线 P21、 P22 对模块群 110B 的检测电路 20 发送规定 控制信号。由模块群 110B 的检测电路 20 检测出的单元信息经由通信线 P22、 P21 提供给电 池 ECU101。
在本例中， 能够进一步减少通信线的数量。由此用于通信的布线进一步简单化。
【8】 第 8 实施方式
对第 8 实施方式所涉及的电池系统与第 6 实施方式所涉及的电池系统 500A 的不 同点进行说明。图 19 是第 8 实施方式所涉及的电池系统的示意俯视图。
(1)FPC 基板的结构
如图 19 所示， 在本实施方式所涉及的电池系统 500C 中， 模块群 110A 的 2 组电池 模块 110a、 110b 中共同使用 2 片 FPC 基板 50x。同样， 模块群 110B 的 2 组电池模块 110c、 110d 中共同使用 2 片 FPC 基板 50x。对 FPC 基板 50x 进行详细说明。
图 20 是第 8 实施方式所涉及的电池系统 500 中使用的 FPC 基板 50x 的俯视图。
如图 20 所示， FPC 基板 50x 包括带状的第 1 区域 R11、 带状的第 2 区域 R12 以及矩 形状的连接区域 R13。第 1 区域 R11 是安装多个母线 40、 40a 并且设置多个导线 52 的区域。 第 2 区域 R12 是设置多个导线 52 的区域。连接区域 R13 是用于将第 1 以及第 2 区域 R11、 R12 中设置的导线 52 连接于印刷电路基板 21( 图 19) 的区域。
在此， 将第 1 区域 R11 中的一个侧边称为第 1 侧边 R11a， 将与第 1 侧边 R11a 相反 侧的另一个侧边称为第 2 侧边 R11b。此外， 将第 1 区域 R11 中的一个端边称为第 1 端边 R11c， 将与第 1 端边 R11c 相反侧的另一端边称为第 2 端边 R11d。在本例中， 第 1 区域 R11 的长度 ( 长边方向上的长度 ) 约为 1 个电池模块 X 方向 ( 多个电池单元 10 并排的方向 ) 上长度的 2 倍。另一方面， 第 2 区域 R12 的长度 ( 长边方 向上的长度 ) 与 1 个电池模块 X 方向 ( 多个电池单元 10 并排的方向 ) 上的长度大致相等。 由此， 第 2 区域 R12 的长度 ( 长边方向上的长度 ) 约为第 1 区域 R11 的长度 ( 长边方向上 的长度 ) 的 1/2。
在该 FPC 基板 50x 中， 第 2 区域 R12 从长边方向上的第 1 区域 R11 的大致中央部 到第 1 端边 R11c 附近沿着第 1 区域 R11 的第 1 侧边 R11a 一体地形成。第 1 区域 R11 与第 2 区域 R12 之间的分界、 即第 1 侧边 R11a 的一部分的区域与后述的弯折线 B1 一致。
连接区域 R13 沿着第 1 区域 R11 的第 1 端边 R11c 一体形成。连接区域 R13 的一 部分在第 1 区域 R11 的侧方突出。
沿着第 1 区域 R11 的第 2 侧边 R11b， 多个母线 40、 40a 以规定间隔并排地安装于 第 1 区域 R11 的表面。此外， 多个 PTC 元件 60 以与多个母线 40、 40a 的间隔相同的间隔分 别安装于第 1 区域 R11 的表面。该状态下， FPC 基板 50x 在弯折线 B1 处弯折 ( 参照粗线箭 头 )。
通过 FPC 基板 50x 在弯折线 B1 谷折 ( 谷折り， valley fold)， 第 2 区域 R12 重叠 于第 1 区域 R11 上。
以下， 将含有第 1 区域 R11 的一部分以及第 2 区域 R12 的 FPC 基板 50x 的一端部 侧的区域设为一端部区域 R21， 将除一端部区域 R21 以及连接区域 R13 以外的 FPC 基板 50x 的另一端部侧的区域设为另一端部区域 R22。如后面所述， 在 FPC 基板 50x 设置在电池模 块 110a、 110b、 110c、 110d 的情况下， 一端部区域 R21 以及另一端部区域 R22 被配置为以该 顺序远离印刷电路基板 21。
在此， 多个导线 52 分别从多个 PTC 元件 60 沿着 FPC 基板 50x 的长边方向并排地 延伸。因此， 彼此并排延伸的导线 52 的数量， 越靠近连接区域 R13 的区域越多。由此， 设置 于另一端部区域 R22 的导线 52 的数量比设置于一端部区域 R21 的导线 52 的数量少。
因此， 在 FPC 基板 50x 中， 另一端部区域 R22 的宽度 ( 与长边方向垂直的方向上的 长度 ) 设定得比一端部区域 R21 的宽度 ( 与长边方向垂直的方向上的长度 ) 小。 由此， 因为 不需要减少多个导线 52 的宽度以及间距， 因此能够充分防止导线 52 的短路以及发热。此 外， 减少另一端部区域 R22 中的空间浪费。
返回图 19， 在 2 组电池模块 110a、 110b 中共同使用的 FPC 基板 50x 以如下的方式 被设置， 即： 宽度小的另一端部区域 R22 在电池模块 110a 的上面在 X 方向延伸， 并且宽度大 的一端部区域 R21 在含有检测电路 20 的电池模块 110b 的上面在 X 方向延伸。此外， 在2 组电池模块 110c、 110d 中共同使用的 FPC 基板 50x 以如下方式被设置， 即： 宽度小的另一端 部区域 R22 在电池模块 110c 的上面在 X 方向延伸， 并且宽度大的一端部区域 R21 在含有检 测电路 20 的电池模块 110d 的上面在 X 方向延伸。
此外， 在本例中， 虽然第 2 区域 R12 的长度与电池模块在 X 方向 ( 多个电池单元 10 并排的方向 ) 上的长度大致相等， 但是也可以根据导线 52 的条数以及配置来适当改变第 2 区域 R12 的长度。也就是说， 可以从导线 52 的条数变多从而仅在第 1 区域 R11 中导线 52 的配置空间不足的地方至连接区域 R13( 图 20) 的附近设置第 2 区域 R12。
(2) 第 8 实施方式的效果如上所述， FPC 基板 50x 被 2 组电池模块共同使用， 防止了部件数目的增加， 使结 构简单化。此外， 由于不需要减小多个导线 52 的宽度以及间距， 因此能够充分防止导线 52 的短路以及发热。这样， 其结果可实现电池系统 500C 整体的低成本、 容易组装、 以及可靠性 的提高。
【9】 第 9 实施方式
对第 9 实施方式所涉及的电池系统与第 8 实施方式所涉及的电池系统 500C 的不 同点进行说明。图 21 是第 9 实施方式所涉及的电池系统的示意俯视图。
(1)FPC 基板的结构
如图 21 所示， 在本实施方式所涉及的电池系统 500D 中， 模块群 110A 的 2 组电池 模块 110a、 110b 中共同使用 2 片 FPC 基板 50y。同样， 模块群 110B 的 2 组电池模块 110c、 110d 中共同使用 2 片 FPC 基板 50y。对 FPC 基板 50y 进行详细说明。
图 22 是第 9 实施方式所涉及的电池系统 500D 中使用的 FPC 基板 50y 的俯视图。 对图 22 的 FPC 基板 50y 与图 20 的 FPC 基板 50x 的不同点进行说明。
在该 FPC 基板 50y 中， 第 1 区域 R11 的宽度 ( 与长边方向垂直的方向上的长度 ) 与第 2 区域 R12 的宽度 ( 与长边方向垂直的方向上的长度 ) 大致相等。
在另一端部区域 R22 中， 沿着第 1 区域 R11 的第 2 侧边 R11b 多个母线 40、 40a 以 规定间隔并排地安装于第 1 区域 R11 的表面。多个 PTC 元件 60 以与多个母线 40、 40a 的间 隔相同的间隔分别安装于第 1 区域 R11 的表面。连接于各 PTC 元件 60 的导线 52 从第 1 区 域 R11 并不通过第 2 区域 R12 延伸至连接区域 R13。
在一端部区域 R21， 沿着第 2 区域 R12 的一个侧边 ( 与弯折线 B1 相反侧的侧边 ) 多个母线 40、 40a 以规定间隔并排地安装于第 2 区域 R12 的表面。多个 PTC 元件 60 以与多 个母线 40、 40a 的间隔相同的间隔分别安装于第 2 区域 R12 的表面。连接于各 PTC 元件 60 的导线 52 从第 2 区域 R12 通过第 1 区域 R11 延伸至连接区域 R13。
该状态下， FPC 基板 50y 在弯折线 B1 处被弯折 ( 参照粗线箭头 )。由此， 第 2 区域 R12 重叠于第 1 区域 R11 上。如上所述， 第 1 区域 R11 的宽度与第 2 区域 R12 的宽度大致 相等。因此， 在一端部区域 R21 中， 安装于第 2 区域 R12 的多个母线 40、 40a 沿着第 1 区域 R11 的第 2 侧边 R11b 进行配置。由此， 在整个一端部区域 R21 以及另一端部区域 R22， 全部 40、 40a 沿着第 1 区域 R11 的第 2 侧边 R11b 以固定间隔进行配置 ( 参照图 22 的虚线部 40、 40a)。
返回图 21， 在 2 组电池模块 110a、 110b 中共同使用的 FPC 基板 50y 以如下方式设 置， 即： 宽度小的另一端部区域 R22 在电池模块 110a 的上面在 X 方向延伸， 并且宽度大的一 端部区域 R21 在含有检测电路 20 的电池模块 110b 的上面在 X 方向延伸。此外， 2 组电池模 块 110c、 110d 中共同使用的 FPC 基板 50y 以如下方式设置， 即： 宽度小的另一端部区域 R22 在电池模块 110c 的上面在 X 方向延伸， 并且宽度大的一端部区域 R21 在含有检测电路 20 的电池模块 110d 的上面在 X 方向延伸。
此外， 在本例中， 虽然第 2 区域 R12 的长度与电池模块在 X 方向 ( 多个电池单元 10 并排的方向 ) 上的长度大致相等， 但是也可以根据导线 52 的根数以及配置来适当改变第 2 区域 R12 的长度。也就是说， 导线 52 的根数较多， 仅在第 1 区域 R11 中导线 52 的配置空间 不足， 从而从第 1 区域 R11 中配置空间不足的位置到连接区域 R13( 图 22) 的附近设置第 2区域 R12。
(2) 第 9 实施方式的效果
在图 22 的 FPC 基板 50y 中， 与图 20 的 FPC 基板 50x 相比， 弯折线 B1 与导线 52 彼 此交叉的位置较少。由此， 在 FPC 基板 50y 弯折时， 导线 52 中产生变形的位置减少。
如上所述， 通过 FPC 基板 50y 被 2 组电池模块共同使用， 防止部件数目的增加， 使 结构简单化。此外， 由于不需要减小多个导线 52 的宽度以及间距， 因此能够充分防止导线 52 的短路以及发热。 这样， 其结果可实现电池系统 500D 整体的低成本、 容易组装、 以及可靠 性的提高。
【10】 第 10 实施方式
对第 10 实施方式所涉及的电池系统与第 1 实施方式所涉及的电池系统 500 的不 同点进行说明。
第 10 实施方式所涉及的电池系统中含有的模块群主要由 2 组电池模块构成。本 实施方式使用的 2 组电池模块具有与第 1 实施方式中使用的电池模块 100 的结构不同的结 构。
(1) 其中一个电池模块的结构 首先， 对 2 组电池模块之中一个电池模块的结构进行说明。图 23 是表示第 10 实 施方式所涉及的电池系统中使用的一个电池模块的外观立体图， 图 24 是图 23 的电池模块 120a 的一个侧视图， 图 25 是图 23 的电池模块 120a 的另一个侧视图。
如图 23 ～图 25 所示， 电池模块 120a 具有 ： 电池块 (battery block)BB、 印刷电路 基板 21 以及 FPC 基板 50a。印刷电路基板 21 上设置有检测电路 20。
电池块 BB 主要由多个圆筒型电池单元 1、 以及保持多个电池单元 1 的一对电池保 持器 90 构成。各电池单元 1 具有圆筒型的外形 ( 所谓的圆柱形状 )， 该圆筒型具有相面对 的端面。在电池单元 1 的一个端面形成正电极。此外， 在电池单元 1 的另一个端面形成负 电极。
多个电池单元 1 并列地配置， 使各自的轴心彼此平行。在图 23 ～图 25 的例子中， 各电池单元 1 的轴心平行于 Y 方向。多个电池单元 1 之中， 半数 ( 本例中为 6 个 ) 的电池 单元 1 配置在上层， 剩余半数 ( 本例中为 6 个 ) 的电池单元 1 配置在下层。
此外， 在上层以及下层的各层中， 多个电池单元 1 以相邻的各 2 个电池单元 1 之间 正电极以及负电极的位置关系彼此相反的方式配置。由此， 相邻的各 2 个电池单元 1 之中， 1 个电池单元 1 的正电极与另一个电池单元 1 的负电极相邻， 一个电池单元 1 的负电极与另 一个电池单元 1 的正电极相邻。
电池保持器 90 例如由树脂形成的大致长方形状的板状部件构成。电池保持器 90 具有一面以及另一面。以下， 将电池保持器 90 的一面以及另一面分别称为外面以及内面。 以夹着多个电池单元 1 的方式配置一对电池保持器 90。该情况下， 以与各电池单元 1 的一 端面相对的方式配置一个电池保持器 90， 以与各电池单元 1 的另一端面相对的方式配置另 一个电池保持器 90。
在电池保持器 90 的四角形成孔部， 其孔部中插入棒状的紧固 ( 締結 ) 部件 13 的 两端。在紧固部件 13 的两端形成外螺纹。该状态下， 通过在紧固部件 13 的两端安装螺母 N， 多个电池单元 1 与一对电池保持器 90 一体地固定。此外， 在电池保持器 90 沿着长边方
向以等间隔形成 3 个孔部 90h。孔部 90h 中通过导线 52a。在本例中， 电池保持器 90 的长 边方向平行于 X 方向。
在此， 考虑包围电池块 BB 的假想长方体。长方体的 6 个假想面之中， 将在 X 方向 上的一端部与位于上层以及下层的电池单元 1 的外周面相对的假想面称为电池块 BB 的侧 面 Ea， 将在 X 方向上的另一端部与位于上层以及下层的电池单元 1 的外周面相对的假想面 称为电池块 BB 的侧面 Eb。
此外， 长方体的 6 个假想面之中， 将与多个电池单元 1 的 Y 方向上的一个端面相对 的假想面称为电池块 BB 的侧面 Ec， 将与多个电池 1 的 Y 方向上的另一个端面相对的假想面 称为电池块 BB 的侧面 Ed。
再有， 长方体的 6 个假想面之中， 将与上层的多个电池单元 1 的外周面相对的假想 面称为电池块 BB 的侧面 Ee， 将与下层的多个电池单元 1 的外周面相对的假想面称为电池块 BB 的侧面 Ef。
电池块 BB 的侧面 Ea、 Eb 与上层或者下层的多个电池单元 1 的排列方向 (X 方向 ) 垂直。也就是说， 电池块 BB 的侧面 Ea、 Eb 是分别平行于 Y-Z 平面且彼此相对的面。电池 块 BB 的侧面 Ec、 Ed 与各电池单元 1 的轴方向 (Y 方向 ) 垂直。也就是说， 电池块 BB 的侧面 Ec、 Ed 是分别平行于 X-Z 平面且彼此相对的面。电池块 BB 的侧面 Ee、 Ef 平行于上层或者 下层的多个电池单元 1 的排列方向 (X 方向 ) 以及各电池单元 1 的轴方向 (Y 方向 )。也就 是说， 电池块 BB 的侧面 Ee、 Ef 是分别平行于 X-Y 平面且彼此相对的面。
各电池单元 1 的正电极以及负电极的一方配置于电池块 BB 的侧面 Ec， 另一方配置 于电池块 BB 的侧面 Ed。
在电池块 BB 中， 多个电池单元 1 由多个母线 40、 40a 以及六角螺栓 (bolt)14 串联 连接。具体而言， 在各电池保持器 90 上， 对应上层以及下层的多个电池单元 1 形成多个孔 部。各电池单元 1 的正电极以及负电极分别嵌入一对电池保持器 90 上所对应的孔部。由 此， 各电池单元 1 的正电极以及负电极突出至一对电池保持器 90 的外面。
如上所述， 在电池块 BB 中， 由于以相邻的电池单元 1 之间正电极以及负电极的位 置关系彼此相反的方式配置各电池单元 1， 因此在相邻的 2 个电池单元 1 之间， 一个电池单 元 1 的正电极与另一个电池单元 1 的负电极靠近， 一个电池单元 1 的负电极与另一个电池 单元 1 的正电极靠近。该状态下， 将母线 40 安装于靠近的正电极以及负电极， 使多个电池 单元 1 串联连接。
在以下的说明中， 在配置于电池块 BB 上层的 6 个电池单元 1 之中， 将最靠近于侧 面 Ea 的电池单元 1 至最靠近于侧面 Eb 的电池单元 1 称为第 1 ～第 6 电池单元 1。此外， 在 配置于电池块 BB 下层的 6 各电池按原 1 中， 将将最靠近于侧面 Eb 的电池单元 1 至最靠近 于侧面 Ea 的电池单元 1 称为第 7 ～第 12 电池单元 1。
该情况下， 在第 1 电池单元 1 的负电极与第 2 电池单元 1 的正电极安装共同的母 线 40。此外， 在第 2 电池单元 1 的负电极与第 3 电池单元 1 的正电极安装共同的母线 40。 同样地， 在各第奇数个电池单元 1 的负电极与相邻于此的第偶数个电池单元 1 的正点安装 共同的母线 40。 在各第偶数个电池单元 1 的负电极与相邻于此的第奇数个电池单元 1 的正 电极安装共同的母线 40。
此外， 在第 1 电池单元的正电极以及第 12 电池单元 1 的负电极， 分别安装用于从外部连接电力线的母线 40a。
含有检测电路 20 的印刷电路基板 21 被安装在电池块 BB 的侧面 Ea。
以从电池块 BB 的侧面 Ec 上向侧面 Ea 上延伸的方式设置长条状的 FPC 基板 50a。 此外， 以从电池块 BB 的侧面 Ed 上向侧面 Ea 上延伸的方式设置长条状的 FPC 基板 50a。
这些 FPC 基板 50a 的结构与第 1 ～第 8 实施方式中使用的 FPC 基板 50 的结构大 致相同。在 FPC 基板 50a 上配置 PTC 元件 60， 使其分别靠近多个母线 40、 40a。
如图 24 所示， 一个 FPC 基板 50a 在电池块 BB 的侧面 Ec 上的中央部在多个电池单 元 1 排列方向 (X 方向 ) 延伸地配置。该 FPC 基板 50a 共同地连接于多个母线 40。如图 25 所示， 另一个 FPC 基板 50a 在电池块 BB 的侧面 Ed 上的中央部在多个电池单元 1 排列方向 (X 方向 ) 延伸地配置。该 FPC 基板 50a 共同地连接于多个母线 40、 40a。
侧面 Ec 上的 FPC 基板 50a 在电池块 BB 侧面 Ec 的一个端部向侧面 Ea 以直角折 回， 连接于印刷电路基板 21。此外， 侧面 Ed 上的 FPC 基板 50a 在电池块 BB 侧面 Ed 的一个 端部向侧面 Ea 上以直角折回， 连接于印刷电路基板 21。
再有， 如图 23 所示， 在电池块 BB 安装多个热敏电阻 11。 热敏电阻 11 经由导线 52a 连接于 FPC 基板 50a。电池模块 120a 的母线 40、 40a 以及热敏电阻 11 通过形成于 FPC 基板 50a 的导线分别电连接于印刷电路基板。
(2) 另一个电池模块的结构
接下来， 对 2 组电池模块之中另一个电池模块的结构进行说明。 图 26 是表示第 10 实施方式所涉及的电池系统中使用的另一个电池模块的外观立体图。
对另一个电池模块与图 23 ～图 25 的电池模块 120a 的不同点进行说明。
如图 26 所示， 在该电池模块 120b 中， 在电池块 BB 的侧面 Ea 未安装印刷电路基板 21。因此， 在电池模块 120b 未设置检测电路 20。
此外， 在该电池模块 120b 中， 设置在电池块 BB 的侧面 Ec、 Ed 上的 2 片 FPC 基板 50b 各自的长度， 约为电池模块 120a 的 2 片 FPC 基板 50a 长度的 2 倍。
(3) 模块群的结构
图 27 是表示第 10 实施方式所涉及的电池系统中含有的模块群的配置的外观立体 图。
在该模块群 120A 中， 如图 27 所示， 2 组电池模块 120a、 120b 在电池模块 120a 的电 池块 BB 的侧面 Eb 与电池模块 120b 的电池块 BB 的侧面 Ea 相对的状态下靠近配置。由此， 电池模块 120a、 120b 沿着多个电池单元 1 的排列方向 (X 方向 ) 配置成一列。
该状态下， 电池模块 120a 的第 6 电池单元 1 的负电极与电池模块 120b 的第 1 电 池单元 1 的正电极由带状母线 551 连接。同样地， 电池模块 120b 的第 12 电池单元 1 的负 电极与电池模块 120a 的第 7 电池单元 1 的正电极由带状母线 552 连接。由此， 电池模块 120a、 120b 全部的电池单元 1 串联连接。
在该模块群 120A 中， 设置于电池模块 120a 的电池块 BB 侧面 Ea 的检测电路 20 以 及印刷电路基板 21 被 2 组电池模块 120a、 120b 共同使用。
如上所述， 电池模块 120a 的一个 FPC 基板 50a， 以从电池块 BB 的侧面 Ec 向侧面 Ea 上延伸的方式设置， 并连接于印刷电路基板 21。电池模块 120b 的另一个 FPC 基板 50a， 以从电池块 BB 的侧面 Ed 上向侧面 Ea 上延伸的方式设置， 并连接于印刷电路基板 21。电池模块 120b 的一个 FPC 基板 50b 在电池模块 120b 的侧面 Ec 上在 X 方向延伸， 进而在电池模块 120a 的侧面 Ec 上与 FPC 基板 50a 重叠地在 X 方向延伸， 连接于共同的印 刷电路基板 21。
电池模块 120b 的另一个 FPC 基板 50b 在电池模块 120b 的侧面 Ed 上在 X 方向延 伸， 进而在电池模块 120a 的侧面 Ed 上与 FPC 基板 50a 重叠地在 X 方向延伸， 并连接于共同 的印刷电路基板 21。
这样， 印刷电路基板 21 中连接 4 片 FPC 基板 50a、 50b。
(4) 第 10 实施方式的效果
如上所述， 即使在电池模块 120a、 120b 分别由具有圆柱形状的电池单元 1 构成的 情况下， 2 组电池模块 120a、 120b 中也能公共使用检测电路 20。
因此， 在该情况下， 能够减少检测电路 20 的个数， 用于通信的布线简单化。由此， 实现电池系统整体的低成本、 组装的容易化、 以及可靠性的提高。
【11】 第 11 实施方式
以下， 对第 11 实施方式所涉及的电动车辆进行说明。本实施方式所涉及的电动车 辆具有第 1 ～第 10 的任意一个实施方式涉及的电池系统。此外， 以下作为电动车辆的一例 对电动汽车进行说明。
图 28 是表示具有图 1 的电池系统 500 的电动汽车的结构框图。如图 28 所示， 本 实施方式所涉及的电动汽车 600 包括 ： 图 1 的主控制部 300 以及电池系统 500、 电力转换部 601、 电动机 602、 驱动轮 603、 加速器 ( アクセル ) 装置 604、 制动器装置 605 以及转速传感 器 606。电动机 602 是交流 (AC) 电动机的情况下， 电力转换部 601 包括逆变器电路。
在本实施方式中， 电池系统 500 经由电力转换部 601 连接于电动机 602， 并且连接 于主控制部 300。如上所述， 从构成电池系统 500 的电池 ECU101( 图 1) 对主控制部 300 提 供多个电池模块 100( 图 1) 的充电量以及流过电池模块 100 的电流值。此外， 加速器装置 604、 制动器装置 605 以及转速传感器 606 连接于主控制部 300。主控制部 300 例如由 CPU 以及存储器、 或者微型计算机构成。
加速器装置 604 包括 ： 电动汽车 600 具有的加速器踏板 604a、 检测加速器踏板 604a 的操作量 ( 踩踏量 ) 的加速器检测部 604b。若由驾驶员操作了加速器踏板 604a， 则加 速器检测部 604b 以驾驶员并未操作的状态为基准检测加速器踏板 604a 的操作量。检测到 的加速器踏板 604a 的操作量提供给主控制部 300。
制动器装置 605 包括 ： 电动汽车 600 具有的制动器踏板 605a、 检测驾驶员进行的 制动器踏板 605a 的操作量 ( 踩踏量 ) 的制动器检测部 605b。若由驾驶员操作制动器踏板 605a， 则由制动器检测部 605b 检测其操作量。检测到的制动器踏板 605a 的操作量提供给 主控制部 300。
转速传感器 606 检测电动机 602 的转速。检测到的转速提供给主控制部 300。
如上所述， 对主控制部 300 提供电池模块 100 的充电量、 电池模块 100 中流过的电 流值、 加速器踏板 604a 的操作量、 制动器踏板 605a 的操作量、 以及电动机 602 的转速。主 控制部 300 基于这些信息进行电池模块 100 的充放电控制以及电力转换部 601 的电力转换 控制。
例如， 基于加速器操作电动汽车 600 出发时以及加速时， 从电池系统 500 对电力转换部 601 提供电池模块 100 的电力。
再有， 主控制部 300 基于所提供的加速器踏板 604a 的操作量， 计算要传送至驱动 轮 603 的转动力 ( 指令转矩 )， 并将基于该指令转矩的控制信号提供给电力转换部 601。
接收到上述控制信号的电力转换部 601， 将电池系统 500 提供的电力转换为需要 的电力 ( 驱动电力 )， 用来对驱动轮 603 进行驱动。由此， 由电力转换部 601 转换之后的驱 动电力提供给电动机 602， 基于该驱动电力的电动机 602 的转动力被传送至驱动轮 603。
另一方面， 基于制动器操作电动汽车 600 减速时， 电动机 602 具有发电装置的功 能。该情况下， 电力转换部 601 将电动机 602 产生的再生电力转换为适于电池模块 100 充 电的电力， 并提供给电池模块 100。由此， 电池模块 100 被充电。
如上所述， 本实施方式所涉及的电动汽车 600 中， 设置第 1 ～第 10 的任意一个实 施方式所涉及的电池系统。 由此， 可抑制电池系统结构的复杂化以及成本的上升， 并实现大 容量化。其结果可增加电动车辆的行驶时间， 并且可实现电动车辆的低成本。
【12】 其他实施方式
(1) 在上述实施方式所涉及的电池系统 500、 500A ～ 500D 中， 虽然 2 组或者 3 组 电池模块共同使用 1 个检测电路 20， 但是并不限定于此。例如， 1 个检测电路 20 也可以被 4 组以上的电池模块共同使用。该情况下， 与上述实施方式所涉及的电池系统相比， 能够进 一步减少检测电路 20 的个数。由此， 可进一步使电池系统的结构简单化， 实现更加低的成 本。此外， 通过减少与图 1 的电池 ECU101 进行通信的检测电路 20 的个数， 使用于通信的布 线简单化。由此， 可实现电池系统 500 整体的进一步低成本、 组装的容易化、 以及可靠性的 提高。
(2) 在上述实施方式所涉及的电池系统 500、 500A ～ 500D 中， 2 组或者 3 组电池模 块以二维进行配置， 但是并不限定于此。根据电池系统 500 的配置空间等， 以三维来配置电 池模块也可以。
(3) 在第 1 ～第 9 实施方式所涉及的电池系统 500、 500A ～ 500D 中， 在多个电池单 元 10 的正电极 10a 以及负电极 10b 使用螺母安装多个母线 40、 40a。并不限定于此， 例如可 以通过激光焊接、 其他焊接或者铆接加工来安装多个母线 40、 40a。
(4) 在第 1 ～第 9 实施方式所涉及的电池系统 500、 500A ～ 500D 中， 在电池模块的 上面， 在 X 方向 ( 多个电池单元 10 并排的方向 ) 延伸的 2 片 FPC 基板 50 的各内侧的侧边 多个母线 40、 40a 以规定间隔并排地连接。
并不限定于此， 例如在各电池单元 10 的正电极 10a 以及负电极 10b 靠近于沿着电 池模块的 X 方向延伸的一对侧面来进行配置的情况下， 也可以在 2 片 FPC 基板 50 各外侧的 侧边多个母线 40、 40a 以规定间隔并排地连接。
(5) 在第 6、 第 8 以及第 9 实施方式所涉及的电池系统中， 对多个检测电路 20 以及 电池 ECU101 利用 3 根通信线彼此连接的例子进行了说明。并不限于此， 在第 6、 第 8 以及 第 9 实施方式所涉及的电池系统中， 也可以像第 7 实施方式的通信线的其他连接例那样， 多 个检测电路 20 与电池 ECU101 利用 2 根通信线以菊花链 (daisy chain) 方式连接。该情况 下， 用于通信的布线进一步简化。
(6) 在上述实施方式中， 作为构成电池模块的电池单元使用了具有扁平的大致长 方体形状的电池单元 10、 或者具有圆柱形状的电池单元 1。并不限于此， 作为构成电池模块的电池单元， 也可以使用层叠 (laminate) 型的电池单元。
层叠型电池单元例如以如下方式制作。首先， 将夹着隔板 (separator) 配置了正 极以及负极的电池要素收容在由树脂制薄膜构成的袋内。接下来， 对收容了电池要素的袋 进行密封， 在所形成的密封空间中注入电解液。由此来制作出层叠型电池。
【13】 权利要求的各结构要素与实施方式各部之间的对应关系
下面， 对权利要求的各结构要素与实施方式各部之间的对应例进行说明， 但是本 发明并不限定于下述的例子。
在上述实施方式中， 检测电路 20 是电压检测部的例子， 端面框 92 以及保持器 20H 是保持部件的例子， 母线 40、 40a 是连接部件的例子， FPC 基板 50 是软部件的例子， 导线 51、 52 是电压检测线的例子。
此外， X 方向是第 1 方向的例子， Y 方向是第 2 方向的例子， 电池模块 110a、 110b 是 第 1 电池模块的例子， 电池模块 110c、 110d 是第 2 电池模块的例子。
再有， 模块群 110A、 110B 分别是第 1 以及第 2 电池模块群的例子， 模块群 110A 的 检测电路 20 是第 1 电压检测部的例子， 模块群 110B 的检测电路 20 是第 2 电压检测部的例 子。 作为权利要求的各结构要素还能使用具有权利要求中所述的结构或者功能的其 他各种要素。