电池模块、电池系统、电动车辆、移动体、电力贮藏装置、电源装置及电气设备的制作方法

xiaoxiao2020-8-1  9

专利名称:电池模块、电池系统、电动车辆、移动体、电力贮藏装置、电源装置及电气设备的制作方法
技术领域
本发明涉及电池模块、具备该电池模块的电池系统、电动车辆、移动体、电カ贮藏装置、电源装置及电气设备。
背景技术
作为电动汽车等移动体的驱动源,利用可进行充放电的电池模块。这种电池模块例如具有串联连接了多个电池(电池单元)的构成。具备电池模块的移动体的使用者需要掌握电池模块的电池容量的剰余量(充电量)。此外,在进行电池模块的充放电时,需要防止构成电池模块的各电池的过充电及过放电。因此,提出了监视电池模块的状态的装置(例如參照专利文献I)。 专利文献I :日本特开平8-162171号公报

发明内容
(发明所要解决的课题)但是,在如上述那样监视电池模块的状态时,并不限于监视两端子间的电压,优选还对流过该电池模块的电流进行监视。这是因为,作为各电池模块的状态,通过监视更多的信息,能够更详细地控制组电池。但是,在专利文献I的组电池的监视装置中,不能检测流过电池模块的电流。此外,若在监视装置中设置电流检测装置,则监视装置会变得大型且复杂。本发明的目的在于提供一种能够以简单的结构检测流过多个电池单元的电流的电池模块、具备该电池模块的电池系统及电动车辆。(用于解决课题的手段)(I)本发明的一方面的电池模块具备由多个电池单元构成的电池块;和在电池块的一端部的电池单元的ー个电极上安装的电流检测用分流电阻。在该电池模块中,在电池块中的一端部的电池单元的ー个电极上安装电流检测用分流电阻。此时,分流电阻的形状及尺寸不受相邻的电池単元的间隔的限制。由此,能够很容易将分流电阻设定为最佳值。其结果,能够以简单的结构检测流过电池模块的电流。(2)电池块具有输出多个电池単元的电カ的第I输出端子,分流电阻连接在一端部的电池单元的一个电极与第I输出端子之间。此时,不需要在电池块中设置用于连接分流电阻的追加端子。由此,在不会增加制造エ序及制造成本的情况下能够在电池模块中设置第2连接部件。(3)电池模块具备将多个电池单元的电极互相连接的第I连接部件;和将一端部的电池单元的一个电极与第I输出端子互相连接的第2连接部件,第2连接部件的至少ー部分被用作分流电阻。此时,通过第I及第2连接部件电连接多个电池単元,并且第2连接部件起到分流电阻的作用。因此,不需要在电池模块中另外设置分流电阻。其结果,能够在不会使电池模块大型化的情况下检测流过电池模块的电流。(4)电池块还具备输出多个电池单元的电カ的第2输出端子,电池模块还具备将电池块的另一端部的电池单元的一个电极与第2输出端子互相连接的第3连接部件。此时,无需为了从电池块取出电カ而在另一端部的电池单元的一个电极上直接连接连接线,可很容易地在第2输出端子上连接连接线。(5)各电池单元具有由第I金属材料形成的第I电极;和由第2金属材料形成的第2电极,第I连接部件具有由第3金属材料形成的第I部分;和由第4金属材料形成的第2部分,第I连接部件的第I部分与一个电池単元的第I电极连接,第I连接部件的第2部分与另ー电池単元的第2电极连接,一端部的电池单元的ー个电极是第I电极,另一端部的电池单元的ー个电极是第2电极,第2连接部件由第5金属材料形成,且被安装在一端部的电池单元的一个电极上,第3连接部件具有由第6金属材料形成的第I部分;和由第7 金属材料形成的第2部分;第3连接部件的第I部分与第2输出端子连接,第3连接部件的第2部分与另一端部的电池单元的ー个电极连接,第I、第3、第5及第6金属材料包含铜,第2、第4及第7金属材料包含铝。此时,形成各电池单元的第I电极、一端部的电池单元的一个电极、第I连接部件的第I部分、第2连接部件及第3连接部件的第I部分的金属材料包含铜,形成各电池单元的第2电极、另一端部的电池单元的一个电极、第I连接部件的第2部分及第3连接部件的第2部分的金属材料包含铝。因此,在第I连接部件的第I部分与一个电池単元的第I电极之间、第I连接部件的第2部分与另ー电池単元的第2电极之间、第2连接部件与一端部的电池单元的ー个电极之间、及第3连接部件的第2部分与另一端部的电池单元的ー个电极之间不会产生因不同种类金属的接触引起的腐蚀。其結果,电池模块的耐久性及可靠性提高。(6)电池模块还具备检测第2连接部件的述分流电阻两端之间的电压的电压检测部。此时,电压检测部检测分流电阻两端之间的电压。由此,基于分流电阻两端之间的电压,能够很容易计算出流过电池模块的电流。(7)电池模块还具备具有与电压检测部电连接的第I及第2导体图案的布线基板,第2连接部件是安装在一端部的电池单元的一个电极上的金属板,金属板具有相当于分流电阻的一端的第I区域;和相当于分流电阻的另一端的第2区域,金属板的第I及第2区域分别与布线基板的第I及第2导体图案接合。此时,相当于分流电阻的一端的金属板的第I区域经由布线基板的第I导体图案与电压检测部电连接,并且相当于分流电阻的另一端的金属板的第2区域经由布线基板的第2导体图案与电压检测部电连接。由此,能够以更简单的结构检测流过多个电池単元的电流。(8)沿着ー个方向排列第2及第3连接部件中的至少ー个连接部件和第I连接部件,布线基板被设置为沿着第I连接部件及第2连接部件延伸,或者沿着第2连接部件及第3连接部件中的至少ー个连接部件和第I连接部件延伸。此时,沿着ー个方向排列第2及第3连接部件中的至少ー个连接部件和第I连接部件,布线基板能够容易地将第2及第3连接部件中的至少ー个连接部件和第I连接部件连接到布线基板。
(9)本发明的另一方面的电池系统具备本发明的一方面的电池模块;和计算出流过电池模块的第2连接部件的分流电阻的电流的电流计算部。在该电池系统中,基于分流电阻两端之间的电压,通过电流计算部计算出流过分流电阻的电流。此外,在电池模块中,电流检测用分流电阻被安装在电池块的一端部的电池单元的一个电极上。此时,分流电阻的形状及尺寸不受相邻的电池単元的间隔的限制。由此,能够很容易将分流电阻设定为最佳值。其结果,能够以简单的结构检测流过电池模块的电流。(10)本发明的又一方面的电动车辆具备本发明的一方面的电池模块;通过来自电池模块的电カ而被驱动的电动机;和在电动机的旋转カ的作用下旋转的驱动轮。在该电动车辆中,通过来自电池模块的电カ驱动电动机。通过该电动机的旋转カ来使驱动轮旋转,从而电动车辆移动。
此外,在电池模块中,电流检测用分流电阻安装在电池块的一端部的电池单元的一个电极上。此时,分流电阻的形状及尺寸不受相邻的电池単元的间隔的限制。由此,能够很容易将分流电阻设定为最佳值。其结果,能够以简单的结构检测流过电池模块的电流,并且能够基于流过电池模块的电流值控制电动车辆。(11)本发明的另一方面的移动体具备分别包括多个电池单元的I个或多个电池模块;移动主体部;和将来自I个或多个电池模块的电カ变换为用于使移动主体部移动的动カ的动カ源,I个或多个电池模块中的至少I个是本发明的ー个方面的电池模块。在该移动体中,通过动カ源将来自I个或多个电池模块的电カ变换为动力,通过该动力,移动主体部移动。此时,I个或多个电池模块的至少I个是上述的本申请发明的电池模块,从而能够以简单的结构检测流过I个或多个电池模块的电流。(12)本发明的又一方面的电カ贮藏装置具备分别包括多个电池单元的I个或多个电池模块;和进行与I个或多个电池模块的放电或充电相关的控制的控制部,I个或多个电池模块中的至少I个是本发明的ー个方面的电池模块。在该电カ贮藏装置中,通过控制部进行与I个或多个电池模块的放电或充电相关的控制。例如,在I个或多个电池模块放电时,控制部基于电池单元的充电量判断是否停止I个或多个电池模块的放电、或者是否限制放电电流(或放电电カ),基于判断结果来控制电カ变换装置。具体而言,若多个电池単元中的任一个电池単元的充电量变为小于预先确定的阈值,则控制部按照停止I个或多个电池模块的放电、或限制放电电流(或放电电力)的方式控制电カ变换装置。此外,控制部还基于外部的指示判断是否停止I个或多个电池模块的放电、或是否限制放电电流(或放电电力),基于判断结果能够控制电カ变换装置。另ー方面,在I个或多个电池模块充电时,控制部基于电池単元的充电量判断是否停止I个或多个电池模块的充电、或是否限制充电电流(或充电电力),并基于判断结果控制电カ变换装置。具体而言,若I个或多个电池模块所包含的多个电池単元中的任ー个电池单元的充电量变为大于预先确定的阈值,则控制部按照停止I个或多个电池模块的充电、或限制充电电流(或充电电力)的方式控制电カ变换装置。此外,控制部还能够基于外部的指示判断是否停止I个或多个电池模块的充电、或是否限制充电电流(或充电电力),并基于判断结果控制电カ变换装置。由此,能够防止I个或多个电池模块的过放电及过充电。此时,I个或多个电池模块是上述的本申请发明的电池模块,由此能够以简单的结构检测流过电池模块的电流。(13)本发明的又一方面的电源装置是能够与外部连接的电源装置,具备本发明的又一方面的电カ贮藏装置;和在电カ贮藏装置的I个或多个电池模块与外部之间进行电カ变换的电カ变换装置,控制部控制电カ变换装置。在该电源装置中,在I个或多个电池模块与外部之间通过电カ变换装置进行电力变换。由控制部控制电カ变换装置。例如,在I个或多个电池模块放电时,控制部基于电池单元的充电量判断是否停止I个或多个电池模块的放电、或者是否限制放电电流(或放电电カ),基于判断结果来控制电カ变换装置。具体而言,若多个电池単元中的任一个电池単元的充电量变为小于预先 确定的阈值,则控制部按照停止I个或多个电池模块的放电、或限制放电电流(或放电电力)的方式控制电カ变换装置。此外,控制部还能够基于外部的指示判断是否停止I个或多个电池模块的放电、或是否限制放电电流(或放电电力),基于判断结果控制电カ变换装置。另ー方面,在I个或多个电池模块充电时,控制部基于电池単元的充电量判断是否停止I个或多个电池模块的充电、或是否限制充电电流(或充电电力),并基于判断结果控制电カ变换装置。具体而言,若I个或多个电池模块所包含的多个电池単元中的任ー个电池单元的充电量变为大于预先确定的阈值,则控制部按照停止I个或多个电池模块的充电、或限制充电电流(或充电电力)的方式控制电カ变换装置。此外,控制部还能够基于外部的指示判断是否停止I个或多个电池模块的充电、或是否限制充电电流(或充电电力),并基于判断结果控制电カ变换装置。由此,能够防止多个电池模块的过放电及过充电。此时,I个或多个电池模块是上述的本申请发明的电池模块,由此能够以简单的结构检测流过电池模块的电流。(14)本发明的又一方面的电气设备具备分别包括多个电池单元的I个或多个电池模块;和通过来自I个或多个电池模块的电カ被驱动的负载,I个或多个电池模块中的至少I个是本发明的又一方面的电池模块。在电气设备中,通过来自I个或多个电池模块的电カ驱动负载。此时,I个或多个电池模块是上述的本申请发明的电池模块,因此能够以简单的结构检测流过电池模块的电流。(发明效果)根据本发明,能够以简单的结构检测流过电池模块的电流。


图I是表示第I实施方式的电池系统的构成的框图。图2是电池模块的外观立体图。图3是电池模块的俯视图。
图4是电池模块的侧视图。图5是电压汇流条(bus bar)的俯视图。图6是电压电流汇流条的俯视图。图7是表示在FPC基板上安装了多个电压汇流条及电压电流汇流条的状态的外观立体图。图8是电池模块的一端部的外观立体图。图9是电池模块的另一端部的外观立体图。图10是电池块的侧视图。图11是用于说明多个电压汇流条及电压电流汇流条与检测电路之间的连接的示意俯视图。
图12是用于说明多个电压汇流条及电压电流汇流条与检测电路之间的连接的示意俯视图。图13是表示图I的检测电路的ー构成例的电路图。图14是表示图13的放大电路的ー构成例的电路图。图15是表示图I的检测电路的另ー构成例的电路图。图16是另一例中的电压电流汇流条的俯视图。图17是表示具有电流计算功能的检测电路的构成例的图。图18是表示变形例的电压电流汇流条及其周边部件的构成的示意俯视图。图19是表示具备图I的电池系统的电动汽车的构成的框图。图20是表示第3实施方式的电源装置的构成的框图。图21是表示电源装置的电池系统的构成的示意俯视图。图22是容纳多个电池系统的架子的立体图。图23是表示图21的电池系统被容纳在图22的架子的收容空间内的状态的示意俯视图。图24是表示电池系统中的电池模块的另一例的俯视图。图25是表示电池系统中的电池模块的另一例的俯视图。图26是表示电源装置的其他构成的示意俯视图。图27是表示电源装置的其他构成中的电池系统的构成的示意俯视图。图28是表示电池块的其他构成的侧视图。图29是表示在FPC基板上安装了多个电压汇流条及电压电流汇流条的状态的外观立体图。图30是表示布线部件的其他例的外观立体图。
具体实施例方式[I]第I实施方式以下,參照

第I实施方式的电池模块及具备了该电池模块的电池系统。另外,本实施方式的电池模块及电池系统被搭载在以电カ为驱动源的电动车辆(例如电动汽车)上。(I)电池系统的构成
图I是表示第I实施方式的电池系统的构成的框图。如图I所示,电池系统500包括多个电池模块100、电池EQJ(Electronic Control Unit :电子控制单元)101及接触器102,电池系统500经由总线104与电动车辆的主控制部300连接。电池系统500的多个电池模块100通过电源线501而彼此连接。各电池模块100具备多个(在本例中是18个)电池单元10、多个(在本例中是5个)热敏电阻11及检测电路20。在各电池模块100中,多个电池单元10以彼此相邻的方式一体配置,且通过多个汇流条40串联连接。各电池单元10例如是锂离子电池或镍氢电池等二次电池。在两端部配置的电池单元10经由汇流条40而与电源线501连接。由此,在电池系统500中,多个电池模块100的全部电池单元10被串联连接。从电池系统500引出的电源线501与电动车辆的电动机等负载连接。检测电路20经由导体线51 (參照后述的图11)而与各汇流条40连接。此外,检 测电路20与各热敏电阻11电连接。通过检测电路20,检测各电池单元10的端子间电压(电池电压)及温度。各电池模块100的检测电路20经由总线103而与电池E⑶101连接。由此,将通过检测电路20检测到的电压及温度提供给电池E⑶101。并且,在本实施方式中,在一端部的电池单元10的汇流条40与检测电路20之间设置了放大电路410,用于放大流过各汇流条40的电流所引起的电压下降量。检测电路20向电池E⑶101提供基于放大电路410的输出电压的电压值。由此,电池E⑶101计算出流过电池模块100的电流的值。将在后面叙述汇流条40、放大电路410的细节、以及检测电路20和电池E⑶101的电流值的计算。电池E⑶101例如基于从各检测电路20提供的电压、温度、以及检测出的电流,计算出各电池单元10的充电量,并基于该充电量进行各电池模块100的充放电控制。此外,电池ECUlOl基于所提供的电压、温度、以及检测到的电流,检测各电池模块100的状态、例如电池单元10的寿命及异常等。另外,电池模块100的异常是指例如电池单元10的过放电、过充电或温度异常。在与一端部的电池模块100连接的电源线501中插入接触器102。电池E⑶101在检测到电池模块100的异常时,断开接触器102。由此,在异常吋,电流不流过各电池模块100,因此可防止电池模块100异常发热。电池E⑶101经由总线104与电动车辆的主控制部300连接。从各电池E⑶101向主控制部300提供各电池模块100的充电量(各电池单元10的充电量)。主控制部300基于该充电量,控制电动车辆的动カ(例如电动机的旋转速度)。此外,若各电池模块100的充电量变少,则主控制部300控制与电源线501连接的未图示的发电装置,从而对各电池模块100进行充电。(2)电池模块的细节详细说明电池模块100。图2是电池模块100的外观立体图,图3是电池模块100的俯视图,图4是电池模块100的侧视图。另外,在图2 图4以及后述的图7 图12及图18中,如箭头X、Y、Z所示,将互相正交的三个方向定义为X方向、Y方向及Z方向。另外,在本例中,X方向及Y方向是与水平面平行的方向,Z方向是与水平面正交的方向。如图2 图4所示,在电池模块100中,配置成在X方向上排列具有扁平的大致长方体形状的多个电池单元10。在该状态下,多个电池单元10被ー对端面框92、ー对上端框93及ー对下端框94固定为一体。由此,通过多个电池单元10、ー对端面框92、ー对上端框93及ー对下端框94构成电池块IOB。ー对端面框92具有大致板形状,与YZ平面平行地配置。ー对上端框93及ー对下端框94被配置成沿着X方向延伸。ー对端面框92的四个角处形成有用于连接ー对上端框93及ー对下端框94的连接部。在ー对端面框92之间配置了多个电池単元10的状态下,在ー对端面框92的上侧的连接部安装ー对上端框93,在ー对端面框92的下侧的连接部安装ー对下端框94。由此,在电池块IOB中,以沿着X方向排列配置的状态下一体固定多个电池单元10。
ー个端面框92中安装有刚性印刷电路基板(以下略记为印刷电路基板)21。此夕卜,按照保护印刷电路基板21的两端部及下部的方式,在端面框92中安装具有ー对侧面部及底面部的保护部件95。印刷电路基板21被保护部件95覆盖,由此得到保护。在印刷电路基板21上设有检测电路20及放大电路410。在电池块IOB的下表面,以与多个电池单元10连接的方式设置冷却板96。冷却板96具有制冷剂流入ロ 96a及制冷剂流出ロ 96b。在冷却板96的内部形成了与制冷剂流入ロ 96a及制冷剂流出ロ 96b相连的循环路径。若在制冷剂流入ロ 96a中流入冷却水等制冷齐U,则制冷剂经过冷却板96内部的循环路径之后从制冷剂流出ロ 96b流出。由此,对冷却板96进行冷却。其结果,可冷却多个电池単元10。多个电池単元10在Y方向的一端部侧及另一端部侧的任一上表面部分具有正电极IOa,在相反侧的上表面部分具有负电极10b。各电极10a、10b被设置成向上方突出。电池单元10的正电极IOa是由铝形成的。此外,电池单元10的负电极IOb是由铜形成的。另外,在本例中,虽然电池单元10的正电极IOa是由铝形成的,但是取而代之,也可以通过铝和其他金属的合金来形成。同样地,虽然电池単元10的负电极IOb是由铜形成的,但是取而代之,也可以通过铜和其他金属的合金来形成。此外,多个电池单元10在上表面部分的中央处具有排气阀10v。在电池单元10内部的压カ上升至规定的值时,从电池单元10的排气阀IOv排出电池单元10内部的气体。由此,防止电池单元10内部的压カ上升。在以下的说明中,将从与ー个端面框92(安装有印刷电路基板21的端面框92)相邻的电池单元10到与另ー个端面框92相邻的电池单元10,称作第I至第18电池单元10。如图3所示,在电池模块100中,各电池单元10被配置成在相邻的电池单元10之间,Y方向上的正电极IOa及负电极IOb的位置关系互相相反。由此,在相邻的2个电池单元10间,一个电池单元10的正电极IOa与另ー个电池单元10的负电极IOb靠近,ー个电池单元10的负电极IOb与另ー个电池单元10的正电极IOa靠近。在该状态下,在靠近的2个电极上安装汇流条40。由此,串联连接多个电池単元10。具体而言,在第I电池单元10的负电极IOb和第2电池单元10的正电极IOa上安装共用的汇流条40。此外,在第2电池单元10的负电极IOb和第3电池单元10的正电极IOa上安装共用的汇流条40。同样地,在各第奇数个电池单元10的负电极IOb和与其相邻的第偶数个电池单元10的正电极IOa上安装共用的汇流条40。各第偶数个电池单元10的负电极IOb和与其相邻的第奇数个电池单元10的正电极IOa上安装共用的汇流条40。另ー方面,第I电池单元10的正电极IOa及第18电池单元10的负电极IOb上分别安装用于从外部连接电源线501的汇流条40。此外,如后述那样,在第18电池单元10的负电极IOb上安装的汇流条40被用作电流检测用的分流电阻RS。这样,在电池块IOB上,沿着X方向以2列排列多个汇流条40。在2列汇流条40的内侧排列有在X方向上延伸的长条状的2片挠性印刷电路基板(以下略记为FPC基板)50。ー个FPC基板50按照不与多个电池单元10的排气阀IOv重叠的方式,配置在多个电池单元10的排气阀IOv与I列的多个汇流条40之间。同样地,另ー个FPC基板50按 照不与多个电池单元10的排气阀IOv重叠的方式,配置在多个电池单元10的排气阀IOv与另I列的多个汇流条40之间。ー个FPC基板50连接成被I列的多个汇流条40共用。同样地,另ー个FPC基板50连接成被另I列的多个汇流条40共用。各FPC基板50主要具有在绝缘层上形成了多个导体线51、52 (參照后述的图11)的构成,具有弯曲性及柔性。作为构成FPC基板50的绝缘层的材料,例如使用聚酰亚胺,作为导体线51、52的材料例如使用铜。另外,在本例中,虽然作为导体线51、52的材料使用了铜,但是取而代之,也可以
使用铜与其他金属的合金。各FPC基板50在ー个端面框92的上端部分朝向下方翻折,与印刷电路基板21连接。在FPC基板50与印刷电路基板21连接的状态下,多个汇流条40通过多个导体线51与检测电路20连接。此外,在一端部的电池单元10 (在本例中是第18电池单元10)中安装的汇流条40通过导体线51及后述的导体线52与放大电路410连接。将在后面详细叙述。(3)汇流条及FPC基板的构造下面,说明汇流条40及FPC基板50的构造的细节。以下,将用于连接相邻的2个电池单元10的正电极IOa与负电极IOb的汇流条40称作电压汇流条40x,将用于连接ー端部的电池单元10 (在本例中是第18电池单元10)与电源线501的汇流条40称作电压电流汇流条40y。另外,作为用于连接另一端部的电池单元10(在本例中是第I电池单元10)与电源线501的汇流条,使用上述的电压汇流条40x。图5是电压汇流条40x的俯视图,图6是电压电流汇流条40y的俯视图。如图5所示,电压汇流条40x具备具有大致长方形状的基部41及安装片42。基部41由压接了 2种金属的包层部件形成。基部41被二分为2个区域41a、41b。基部41的区域41a由铝形成,基部41的区域41b由铜形成。另外,在本例中,虽然基部41的区域41a由铝形成,但是取而代之,也可以通过铝和其他金属的合金来形成。同样地,基部41的区域41b由铜形成,但是取而代之,也可以通过铜和其他金属的合金来形成。
安装片42形成为从基部41的区域41b的长边突出。此外,在基部41的区域41a、41b中分别形成有电极连接孔43。另外,图2及图3的I列电压汇流条40x是以使图5的电压汇流条40x的一面朝向上方的状态排列的,另I列电压汇流条40x是以使图5的电压汇流条40x的另一面朝向上方的状态排列的。如图6所不,电压电流汇流条40y具备具有大致长方形状的基部45及一对安装片46。ー对安装片46形成为互相隔着间隔从基部45的长边突出。此外,在基部45中形成有一对电极连接孔47。电压电流汇流条40y由铜形成。从电压电流汇流条40y的ー个安装片46经过基部45到达另ー个安装片46的区域被用作分流电阻RS(參照图2及图3)。将在后面详细叙述。另外,在本例中,电压电流汇流条40y由铜形成,但是取而代之,也可以通过铜和其他金属的合金来形成。
图7是表示在FPC基板50上安装了多个电压汇流条40x及电压电流汇流条40y的状态的外观立体图。如图7所示,在2片FPC基板50上沿着X方向隔着规定的间隔安装了多个汇流条电压汇流条40x的安装片42、和电压电流汇流条40y的ー对安装片46。在制造电池模块100时,在电池块IOB上如上述那样设置安装了多个电压汇流条40x及电压电流汇流条40y的2片FPC基板50。相邻的电池单元10的正电极IOa嵌入到电压汇流条40x的区域41a的电极连接孔43中,并且负电极IOb嵌入到电压汇流条40x的区域41b的电极连接孔43中。在该状态下,电池单元10的正电极IOa被激光焊接在电压汇流条40x的区域41a上,并且负电极IOb被激光焊接在电压汇流条40x的区域41b上。由此,固定多个电池单元10和多个电压汇流条40x。如上所述,电池单元10的正电极IOa由铝形成,负电极IOb由铜形成。电池单元10的正电极IOa被激光焊接在由铝构成的电压汇流条40x的区域41a上,并且电池单元10的负电极IOb被激光焊接在由铜构成的电压汇流条40x的区域41b上。此时,在电池单元IOd的正电极IOa与电压汇流条40x之间、以及电池单元10的负电极IOb与电压汇流条40x之间不会产生因不同种类金属的接触引起的腐蚀。其结果,可提高电池模块100的耐久性及可靠性。图8是电池模块100的一端部的外观立体图。如图8所示,电源线501通过电压电流汇流条40y与一端部的电池单元10 (在本例中是第18电池单元10)的负电极IOb连接。电源线501在端部具有例如由铜构成的环形端子501t。另外,在本例中,电源线501及环形端子501t由铜形成,但是取而代之,也可以通过铜和其他金属的合金来形成。一端部的电池单元10的负电极IOb嵌入到电压电流汇流条40y的ー个电极连接孔47(參照图6)中。在该状态下,一端部的电池单元10的负电极IOb被激光焊接在电压电流汇流条40y上。由此,电压电流汇流条40y被固定在一端部的电池单元10的负电极IOb上,并且电压电流汇流条40y与电池单元10的负电极IOb电连接。此外,螺钉S经过电源线501的环形端子501t的贯通孔及电压电流汇流条40y的另ー个电极连接孔43(參照图6)后与在电池模块100的ー个端面框92中形成的螺孔螺合。由此,电压电流汇流条40y被固定在ー个端面框92中,并且电压电流汇流条40y与电源线501的环形端子501t电连接。如上所述,一端部的电池单元10的负电极IOb被激光焊接在由铜构成的电压电流汇流条40y上。此外,电源线501的环形端子501t被安装在由铜构成的电压电流汇流条40y 上。此时,在一端部的电池单元10的负电极IOb与电压电流汇流条40y之间、及电源线501的环形端子501t与电压电流汇流条40y之间不会产生因不同种类金属的接触而引起的腐蚀。此外,电压电流汇流条40y被螺钉S固定在ー个端面框92中,因此即使对电源线501施加张力,也可以防止FPC基板50破损、以及电压电流汇流条40y从FPC基板50脱离。其结果,可提高电池模块100的耐久性及可靠性。图9是电池模块100的另一端部的外观立体图。如图9所示,电源线501通过电压汇流条40x与另一端部的电池单元10 (在本例中是第I电池单元10)的正电极IOa连接。
另一端部的电池单元10的正电极IOa嵌入到电压汇流条40x的区域41a的电极连接孔43(參照图5)中。在该状态下,另一端部的电池单元10的正电极IOa被激光焊接在电压汇流条40x的区域41a上。由此,电压汇流条40x被固定在另一端部的电池单元10的正电极IOa上,并且电压汇流条40x的区域41a与电池单元10的正电极IOa电连接。此外,螺钉S经过电源线501的环形端子501t的贯通孔、及电压汇流条40x的区域41b的电极连接孔43 (參照图5)之后,与在电池模块100的另ー个端面框92中形成的螺孔螺合。由此,电压汇流条40x被固定在另ー个端面框92中,并且电压汇流条40x的区域41b与电源线501的环形端子501t电连接。如上所述,另一端部的电池单元10的正电极IOa被激光焊接在由铝构成的电压汇流条40x的区域41a上。此外,电源线501的环形端子501t被安装在由铜构成的电压汇流条40x的区域41b上。此时,在另一端部的电池单元10的正电极IOa与电压汇流条40x之间、以及电源线501的环形端子501t与电压汇流条40x之间不会发生因不同种类金属的接触而引起的腐蚀。此外,由于该电压汇流条40x通过螺钉S而被固定在另ー个端面框92中,因此即使对电源线501施加张力,也可以防止FPC基板50破损、以及电压汇流条40x从FPC基板50脱离。其结果,可提高电池模块100的耐久性及可靠性。由此,在多个电池单元10中安装多个电压汇流条40x及电压电流汇流条40y,并且通过多个电压汇流条40x及电压电流汇流条40y,FPC基板50保持大致水平姿势。图10是电池块IOB的侧视图。如上所述,由于多个电压汇流条40x及电压电流汇流条40y被激光焊接在电池单元10的正电极IOa及负电极IOb上,因此不需要对多个电压汇流条40x及电压电流汇流条40y与电池单元10进行结合的结合部件。由此,能够减小电池块IOB的高度方向(Z方向)的尺寸。(4)汇流条、FPC基板、检测电路的连接在此,以下详细叙述本实施例的电池模块100中的焊接。说明多个电压汇流条40x及电压电流汇流条40y、与检测电路20之间的连接。图11及图12是用于说明多个电压汇流条40x及电压电流汇流条40y、与检测电路20之间的连接的示意俯视图。如图11所示,ー个FPC基板50与一列的多个电压汇流条40x公共连接。此外,另ー个FPC基板50与另一列的多个电压汇流条40x及电压电流汇流条40y公共连接。ー个FPC基板50上设有与多个电压汇流条40x的安装片42对应的多个导电性板59、多个导体线51及多个PTC元件60。多个电压汇流条40x的安装片42通过焊接而安装在ー个FPC基板50上的对应的导电性板59上。与多个电压汇流条40x的安装片42对应的导电性板59经由导体线51及印刷电路基板21上的导体线与检测电路20连接。由此,多个电压汇流条40x与检测电路20电连接。同样,另ー个FPC基板50上设有与多个电压汇流条40x的安装片42对应的多个导电性板59、多个导体线51及多个PTC元件60。此外,另ー个FPC基板50上设有与电压电流汇流条40y的ー个安装片46对应的导电性板59、导体线51及多个PTC元件60。并且,在另ー个FPC基板50上设有与电压电流汇流条40y的另ー个安装片46对应的导电性板59、和导体线52。
多个电压汇流条40x的安装片42及电压电流汇流条40y的ー对安装片46,通过焊接而被安装在另ー个FPC基板50上的对应的导电性板59上。与多个电压汇流条40x的安装片42对应的导电性板59经由导体线51及印刷电路基板21上的导体线与检测电路20连接。由此,多个电压汇流条40x与检测电路20电连接。多个导体线51及导电性板59由铜形成。另外,在本例中,导电性板59由铜形成,但是取而代之,也可以通过铜和其他金属的合金(铜合金)来形成。被焊接在导电性板59上的电压汇流条40x的基部41的区域41b及电压电流汇流条40y也是由铜或铜合金形成的。此时,FPC基板50的导电性板59与电压汇流条40x的基部41的区域41b及电压电流汇流条40y之间的焊接成为铜或铜合金彼此的连接。因此,与将铝或铝和其他金属的合金(铝合金)焊接在铜或铜合金上的情况相比,连接更牢固。根据上述的理由,在多个电压汇流条40x及电压电流汇流条40y、与FPC基板50之间的连接中,作为另一端部的电池单元10与电源线501之间的连接的汇流条,使用电压汇流条40x。即,作为用于连接电源线501与另一端部的电池单元10的正电极IOa的汇流条,也可以使用通过铝或铝合金形成的汇流条,但是为了汇流条与FPC基板50之间的牢固的连接,在本例中,将由包层部件构成的电压汇流条40x作为用于连接电源线501与另一端部的电池单元10的正电极IOa的汇流条来使用。如上所述,在本例中,由于由铜或铜合金构成的多个电压汇流条40x的安装片42及电压电流汇流条40y的ー对安装片46被焊接在FPC基板50的导电性板59上,因此在多个电压汇流条40x的安装片42及电压电流汇流条40y的安装片46、与FPC基板50的导电性板59之间不会产生因不同种类金属的接触引起的腐蚀。由此,可提高电池模块100的耐久性及可靠性。PTC元件60插入到导体线51中。PTC元件60具有温度超过某ー值电阻值就急剧増加的电阻温度特性。因此,在检测电路20及导体线51等中产生了短路的情况下,因流过该短路路径的电流,PTC元件60的温度会上升,PTC元件60的电阻值増大。由此,可防止大电流流过包括PTC元件60在内的短路路径。
如图12所示,将从电压电流汇流条40y的ー个安装片46经由基部45到达另ー个安装片46的区域用作分流电阻RS。另外,预先设定ー个导电性板59与另ー个导电性板59之间的分流电阻RS的电阻值。如图11所示,对应于电压电流汇流条40y的导体线51经由印刷电路基板21上的导体线与放大电路410的一个输入端子及检测电路20连接。另ー方面,对应于电压电流汇流条40y的导体线52经由印刷电路基板21上的导体线与放大电路410的另ー个输入端子连接。放大电路410的输出端子经由印刷电路基板21上的导体线53与检测电路20连接。这样,检测电路20基于多个电压汇流条40x及电压电流汇流条40y的电压,检测各电池单元10的端子间电压。检测电路20基于放大电路410的输出电压来检测分流电阻RS的两端的电压值。将由检测电路20检测到的电压值提供给图I的电池ECUlOl。电池E⑶101例如包括CPU(中央运算处理装置)及存储器。在本实施方式中,在 电池ECUlOl的存储器中预先存储电压电流汇流条40y中的分流电阻RS的电阻值。电池E⑶101通过将从检测电路20提供的分流电阻RS的两端的电压值除以在存储器中存储的分流电阻RS的电阻值,从而计算出流过电压电流汇流条40y的电流的值。这样,检测流过多个电池单元10间的电流的值。在此,也可以基于电流的路径的长度及截面积,预先计算出分流电阻RS的电阻值,之后将计算出的值存储到电池ECUlOl内的存储器中。或者,也可以预先測量分流电阻RS的电阻值,之后将测量的值存储到电池ECUlOl内的存储器中。并且,也可以通过热敏电阻11检测电压电流汇流条40y的温度,根据检测到的温度修正在电池E⑶101内的存储器中存储的分流电阻RS的电阻值。(5)检测电路及放大电路的一构成例图13是表示图I的检测电路20的ー构成例的电路图。图13所示的检测电路20包括第I、第2及第3电压检测IC(集成电路)20a、20b、20c。在本例中,与第18至第13电池単元10对应地设置第I电压检测IC20a,与第12至第7电池单元10对应地设置第2电压检测IC20b,与第6至第I电池单元10对应地设置第3电压检测IC20c。此外,第I电压检测IC20a与放大电路410连接。另外,第I 第3电压检测IC20a、20b、20c的基准电压GNDa、GNDb、GNDc是分别电独立的。以下,代表性地说明第I电压检测IC20a。另外,第2及第3电压检测IC20b、20c具有与第I电压检测IC20a相同的构成。第I电压检测IC20a具有8个输入端子tl t8。输入端子t7保持在基准电压GNDa0输入端子t7 tl经由导体线51分别与设置在第18至第13电池单元10之间的电压汇流条40x、及设置在第18电池单元10中的电压电流汇流条40y连接。此外,输入端子t8经由导体线53与图11的放大电路410的输出端子连接。放大电路410的一个输入端子经由导体线51与电压电流汇流条40y的分流电阻RS的一端连接,放大电路410的另ー个输入端子经由导体线52与电压电流汇流条40y的分流电阻RS的另一端连接。第I电压检测IC20a包括电压检测部201 206、开关元件211 217及A/D (模拟/数字)转换器220。电压检测部201对输入端子tl、t2间的电压进行差动放大,电压检测部202对输入端子t2、t3间的电压进行差动放大,电压检测部203对输入端子t3、t4间的电压进行差动放大,电压检测部204对输入端子t4、t5间的电压进行差动放大,电压检测部205对输入端子t5、t6间的电压进行差动放大,电压检测部206对输入端子t6、t7间的电压进行差动放大。并且,放大电路410对分流电阻RS的两端的电压进行放大。电压检测部201 206的输出端子及输入端子t8分别经由开关元件211 217与A/D转换器220的输入端子连接。向A/D转换器220的基准端子提供输入端子t7的基准电压GNDa,向A/D转换器220的电源端子提供电源电压V+。另外,在本例中,向电压检测部206及A/D转换器220共同提供输入端子t7的基准电压GNDa,但是取而代之,也可以与电压检测部206分开地向A/D转换器220的基准端子提供基准电压GNDa。依次接通开关元件211 217。由此,将被电压检测部201 206及放大电路410放大的电压依次提供给A/D转换器220。A/D转换器220将所提供的电压变换为数字电压值。将通过A/D转换器220得到的数字电压值提供给图I的电池E⑶101。 在电池E⑶101中,如上所述,基于各电池单元10的端子间的电压值计算出各电池単元10的充电量。此外,基于分流电阻RS的两端的电压值、及分流电阻RS的电阻值,计算出流过电压电流汇流条40y的电流的值。图14是表示图13的放大电路410的ー构成例的电路图。在此,详细说明与图13的第I电压检测IC20a对应地设置的放大电路410。以下,将分流电阻RS的电阻值称作分流电阻值Rs,将分流电阻RS的两端的电压的值称作电压值Vs,将流经分流电阻RS的电流的值称作电流值Is。在已知分流电阻值Rs的情况下,可通过检测电压值Vs来计算出电流值Is。如上所述,由于电压电流汇流条40y主要由铜构成,因此分流电阻值Rs小(例如ImQ左右)。此时,电流值Is例如在-100A至100A的范围内变动,电压值Vs在-0. IV至0. IV的范围内变动。另外,在充电时,由于流过电压电流汇流条40y的电流的方向与放电时相反,因此,电流值Is及电压值Vs为负。在此,第I电压检测IC20a检测例如在2. 5V至约4. 2V的范围内变动的各电池单元10的端子间电压。另ー方面,分流电阻RS的两端的电压值Vs比各电池单元10的端子间电压低。因此,在本实施方式中,通过放大电路410放大分流电阻RS的两端的电压值Vs。放大电路410的输入端子V1、V2及输出端子V3分别与导体线51、52、53连接。放大电路410由运算放大器(operational amplifier)411、直流电源Ea及电阻Rl R4构成。运算放大器411的非反相输入端子经由电阻Rl与输入端子Vl连接,并且经由电阻R3与直流电源Ea的正极连接。运算放大器411的反相输入端子经由电阻R2与输入端子V2连接。在运算放大器411的反相输入端子与输出端子V3之间连接电阻R4。向运算放大器411的基准端子提供基准电压GNDa,向电源端子提供电源电压Va。直流电源Ea的正极的电压(以下称作偏置电压)Voff设定在基准电压GNDa与电源电压Va的中间。由此,当电压值Vs在负值和正值之间的范围内变动时,放大电路410的输出端子的电压值Vout以偏置电压Voff为中心在OV与电源电压Va之间的范围内变动。例如,将电阻R1、R2的值设定为IOkQ,将电阻R3、R4的值设定为250kQ。此时,放大电路410的放大增益是25。此外,将电源电压Va设为5V,将偏置电压Voff设为2. 5V。如上所述,在分流电阻值Rs为ImQ左右时,放大电路410使在-0. IV至0. IV的范围内变动的电压值Vs以2. 5V为中心放大为从OV至5V的范围内的电压。在电压值Vs为-0. IV时,放大电路410的输出电压成为5V。此时,电流值Is被计算为是-100A。此外,在电压值Vs为OV时,放大电路410的输出电压成为2. 5V。此时,电流值Is被计算为是0A。并且,在电压值Vs为0. IV时,放大电路410的输出电压成为0V。此时,电流值Is被计算为100A。接着,说明将与一端部的电池单元10 (在本例中是第18电池单元10)的负电极IOb连接的电压电流汇流条40y用作电流检测用的分流电阻RS的理由。在此,也考虑将电压汇流条40x用作分流电阻RS的情况。但是,如上所述,连接相邻的2个电池单元10的正电极IOa和负电极IOb的电压汇流条40x是通过由与正电极IOa相同的铝、和与负电极IOb相同的铜构成的包层部件形成的。通过包层部件形成的电压汇流条40x价格比通过ー种金属形成的汇流条高。因此,在本实施方式中,将由ー种金属形成 的低价格的电压电流汇流条40y用作电流检测用的分流电阻RS。此外,通过调整汇流条的材料及尺寸来设定分流电阻值Rs。在此,尺寸是电流路径的长度及截面积。即,分流电阻值Rs受到汇流条尺寸的限制。电压汇流条40x的尺寸被相邻的2个电池单元10的正电极IOa与负电极IOb之间的距离限制。在各电池单元10的厚度小的情况下,电压汇流条40x的长度也小。由此,在将电压汇流条40x用作分流电阻RS的情况下,很难适当地设定分流电阻值Rs。因此,在本实施方式中,按照分流电阻RS的尺寸不受电池单元10的厚度的限制的方式,在一端部的电池单元10中安装电压电流汇流条40y。另ー方面,还考虑与另一端部的电池单元10的正电极IOa连接的汇流条由铝形成、且将该汇流条用作分流电阻RS的情況。但是,此吋,电源线501的环形端子501t与由铝构成的汇流条连接。在此,为了防止在电源线501的环形端子501t与汇流条40之间产生不同种类金属的接触引起的腐蚀,需要使用由铝构成的环形端子501t及电源线501。因此,在本实施方式中,由铜构成的电压电流汇流条40y并不是安装在另一端部的电池单元10的正电极IOa上,而是安装在一端部的电池单元10的负电极IOb上。(6)检测电路的其他构成例可以利用图13的构成来代替图I的检测电路20,从而具有以下的构成。图15是表示图I的检测电路20的其他构成例的电路图。图15的检测电路20包括具有同一构成的第I、第2及第3电压检测IC20a、20b、20c。以下,详细说明本例的第I电压检测IC20a。第I电压检测IC20a具有8个输入端子til tl8。输入端子tl8保持在基准电压GNDa。输入端子tl8、tl6 til分别经由导体线51而与设置在第18至第13电池单元10之间的电压汇流条40x及设置在第18电池单元10中的电压电流汇流条40y连接。此夕卜,输入端子tl7经由导体线53与图11的放大电路410的输出端子连接。另外,图15的放大电路410的构成与图14的放大电路410的构成相同。因此,向输入端子tl7输入被放大电路410放大的分流电阻RS两端的电压值Vs。第I电压检测IC20a包括电阻221 227,231 237、开关元件211 217及A/D转换器220。
在输入端子til与输入端子tl8之间串联连接电阻221、231,在输入端子tl2与输入端子tl8之间串联连接电阻222、232,在输入端子tl3与输入端子tl8之间串联连接电阻223、233。此外,在输入端子tl4与输入端子tl8之间串联连接电阻224、234,在输入端子tl5与输入端子tl8之间串联连接电阻225、235,在输入端子tl6与输入端子tl8之间串联连接电阻226、236,在输入端子tl7与输入端子tl8之间串联连接电阻227、237。由此,输入端子til tl7的电压分别被分压。电阻221与电阻231之间的节点Nil、电阻222与电阻232之间的节点N12、电阻223与电阻233之间的节点N13、电阻224与电阻234之间的节点N14、电阻225与电阻235之间的节点N15、电阻226与电阻236之间的节点N16、电阻227与电阻237之间的节点NI7分别经由开关元件211 217与A/D转换器220的输入端子连接。向A/D转换器220的基准端子提供输入端子118的基准电压GNDa,向A/D转换器220的电源端子提供电源电压V+。依次接通开关元件211 217。由此,依次向A/D转换器220提供节点Nll N17 的电压。在此,电阻221 227及电阻231 237被设定为节点Nll N17的电压从A/D转换器220的基准电压GNDa成为电源电压V+以下。A/D转换器220将所提供的电压变换为数字电压值。将通过A/D转换器220得到的数字电压值提供给图I的电池E⑶101。由此,与图13的检测电路20的一构成例相同,通过电池E⑶101,基于各电池单元10的电压值计算出各电池单元10的充电量。此外,基于分流电阻RS的两端的电压值Vs及分流电阻值Rs,计算出流过电压电流汇流条40y的电流值Is。(7)效果在第I实施方式的电池模块100中,将安装在一端部的电池单元10的负电极IOb上的电压电流汇流条40y的一部分用作电流检测用的分流电阻RS。因此,分流电阻RS的形状及尺寸不受相邻的电池単元10的间隔的限制。由此,能够容易地将分流电阻RS设定为最佳值。此外,不需要在电池模块100中另外设置分流电阻。其结果,不会使电池模块100大型化,能够以简单的结构检测流过电池模块100的电流。在第I实施方式中,相当于分流电阻RS的一端的电压电流汇流条40y的一个安装片46经由FPC基板50的导体线51与检测电路20电连接,并且相当于分流电阻RS的另ー端的电压电流汇流条40y的另ー个安装片46经由FPC基板50的导体线52与检测电路20电连接。由此,检测电路20能够检测分流电阻RS的两端间的电压。此外,FPC基板50被设置成沿着多个电压汇流条40x及电压电流汇流条40y延伸。此时,能够容易连接多个电压汇流条40x及电压电流汇流条40y与FPC基板50。由此,能够在不会使布线变得复杂的情况下,通过检测电路20检测各电池单元10的端子间电压。并且,基于由检测电路20检测到的分流电阻RS的两端间的电压,由电池系统500的电池E⑶101计算出流过分流电阻RS的电流。由此,能够以更简单的结构检测流过电池模块100的电流。电压电流汇流条40y被激光焊接在一端部的电池单元10的负电极IOb上,并且利用螺钉S将其固定在ー个端面框92中。螺钉S被用作向外部输出电池模块100的电カ的输出端子。因此,不需要为了连接分流电阻RS而在电池块IOB中设置追加端子。由此,能够在不增加制造エ序及制造成本的情况下,在电池模块100中设置分流电阻RS。各电池单元10的负电极10b、电压汇流条40x的区域41b、及电压电流汇流条40y由铜形成,各电池单元10的正电极IOa及电压汇流条40x的区域41a由铝形成。在电压汇流条40x的区域41b与ー个电池单元10的负电极IOb之间、电压汇流条40x的区域41a与另ー个电池单元10的正电极IOa之间、及电压电流汇流条40y与一端部的电池单元10的另ー个电极之间不会产生因不同种类金属的接触引起的腐蚀。其结果,可提高电池模块100的耐久性及可靠性。另外,此时,能够利用铜形成环形端子501t及电源线501。由此,在环形端子501t及电源线501中不需要采用用于防止因不同种类金属的接触引起的腐蚀的特别的构成。其結果,能够抑制在电压电流汇流条40y中设置分流电阻RS而带来的成本的増加。
在上述实施方式的电池模块100中,通过配置在电池块IOB的上表面上的FPC基板50、多个电压汇流条40x及电压电流汇流条40y,构成后述的图29的布线部件70。通过 布线部件70连接各电池单元10的正电极IOa或负电极10b、与检测电路20。在本实施方式中,通过多个导体线51连接多个电池单元10的正电极IOa或负电极10b、与检测电路20。此外,通过导体线52连接一端部的电池单元10的负电极10b、与放大电路410。布线部件70是将多个导体线52及导体线51 —体化的部件。在本实施方式中,构成布线部件70的电压电流汇流条40y与电压汇流条40x同样,被激光焊接在一端部的电池单元10的负电极IOb上。由此,不会从电池块IOB突出、且保持电池块IOB的平坦性,同时可在电池块IOB的上表面上安装分流电阻RS。在利用螺钉将电压电流汇流条40y及电压汇流条40x安装在各电池单元10的正电极IOa或负电极IOb上的情况下,为了防止螺钉拧紧工具与相邻的螺钉误接触,需要绝缘性的隔壁。此时,由于在电池块IOBd的上表面上配置螺钉及隔壁,因此电池模块100的高度方向的尺寸变大。相对于此,在上述实施方式的电池模块100中,不需要在电池块IOB的上表面上配置螺钉及隔壁。由此,能够减小电池模块100的高度方向的尺寸。由此,在电池块IOB的上表面上安装分流电阻RS,具备该分流电阻RS的电压电流汇流条40y与其他电压汇流条40x同样地,被焊接在一端部的电池单元10的负电极IOb上。由此,与利用螺钉在电池单元10的正电极IOa或负电极IOb上安装电压汇流条40x及电压电流汇流条40y的情况相比,能够减小电池模块100的高度的尺寸。(8)第I实施方式的变形例(a)在第I实施方式中,说明了由铝形成电池单元10的正电极IOa的例,但是并不限于此。电池单元10的正电极IOa例如也可以通过具有高強度的同时具有低电阻率的铝合金来形成。此时,优选电压汇流条40x的区域41a通过与电池単元10的正电极IOa相同的铝合金形成。同样地,说明了由铜形成电池单元10的负电极IOb的例,但是并不限于此。电池単元10的负电极IOb例如可通过具有高強度的同时具有低电阻率的银、金或它们的合金来形成。此时,优选电压汇流条40X的区域41b及FPC基板50的导电性板59通过与电池单元10的负电极IOb相同的银、金或它们的合金形成。另外,电压电流汇流条40y也可以例如通过铜锰或铜镍等铜合金来形成。由此,能够很容易将电压电流汇流条40y的一部用作分流电阻RS。(b)在第I实施方式的电池模块100中,将安装在一端部的电池单元10的负电极IOb上的汇流条的一部分用作了分流电阻RS,但是并不限于此。也可以将安装在另一端部的电池单元10的正电极IOa上的汇流条的一部分用作分流电阻RS。图16是另一例的电压电流汇流条40z的俯视图。如图16所示,电压电流汇流条40z具备具有大致长方形状的基部44及安装片48。基部44由压接了 2种金属的包层部件形成。基部44被二分为2个区域44a、44b。基部44的区域44a由铝形成,基部44的区域44b由铜形成。
ー对安装片48形成为彼此隔着间隔从基部44的区域44b的长边突出。此外,在基部44的区域44a、44b内分别形成电极连接孔49。在图16的例中,将从电压电流汇流条40z的ー个安装片48经由基部44到达另ー个安装片48的区域用作分流电阻RS。在电压电流汇流条40z的区域44a内形成的电极连接孔49被安装到另一端部的电池单元10的正电极10a(參照图9)。此外,螺钉S通过电源线501的环形端子501t的贯通孔、及电压电流汇流条40z的区域44b的电极连接孔49,与在电池模块100的另ー个端面框92上形成的螺孔螺合(參照图9)。由此,基于分流电阻RS的两端的电压,检测流过电池模块100的电流。(c)在第I实施方式中,利用螺钉S,在ー个端面框92中固定了在一端部的电池单元10的负电极IOb上安装的电压电流汇流条40y及电源线501的环形端子501t,但是并不限于此。也可以在ー个端面框92中设置输出端子,将在一端部的电池单元10的负电极IOb上安装的电压电流汇流条40y及电源线501的端部例如激光焊接在输出端子上。同样地,利用螺钉S在另ー个端面框92中固定在另一端部的电池单元10的正电极IOa上安装的电压汇流条40x及电源线501的环形端子501t,但是并不限于此。也可以在另ー个端面框92中设置输出端子,将在另一端部的电池单元10的正电极IOa上安装的电压汇流条40x及电源线501的端部例如激光焊接在输出端子上。(d)在第I实施方式中,通过激光焊接固定电池单元10的正电极IOa和电压汇流条40x的区域41a,但是并不限于此。也可以通过其他焊接、铆接加工或螺钉等来固定电池单元10的正电极IOa和电压汇流条40x的区域41a。此外,通过激光焊接固定了电池单元10的负电极IOb与电压汇流条40x的区域41b,但是并不限于此。也可以通过其他焊接、铆接加工或螺钉等来固定电池单元10的负电极IOb与电压汇流条40x的区域41b。并且,通过激光焊接固定了一端部的电池单元10的负电极IOb与电压电流汇流条40y,但是并不限于此。也可以通过其他焊接、铆接加工或螺钉等来固定一端部电池单元10的负电极IOb与电压电流汇流条40y。(e)在第I实施方式中,通过焊接,在FPC基板50上的对应的导电性板59上安装了多个电压汇流条40x的安装片42及电压电流汇流条40y的ー对安装片46,但是并不限于此。也可以通过焊接而在FPC基板50上的对应的导电性板59上安装多个电压汇流条40x的安装片42及电压电流汇流条40y的ー对安装片46。(f)在第I实施方式中,具有电池ECUlOl基于电压电流汇流条40y的分流电阻RS的两端的电压值Vs及分流电阻值Rs计算出电压电流汇流条40y的电流值Is的电流计算功能,但是并不限于此。也可以是检测电路20具有电流计算功能,来代替电池ECU101。图17是表示具有电流计算功能的检测电路20的构成例的图。如图17所示,在检测电路20中除了图13的构成之外例如还设置了微型计算机20m。并且,在检测电路20的微型计算机20m中预先存储电压电流汇流条40y中的分流电阻值Rs。由此,也可以是检测电路20的微型计算机20m基于从图13的第I电压检测IC20a输出的分流电阻的两端的电压值Vs及分流电阻值Rs,计算出电压电流汇流条40y的电流值
ISo并且,此时,检测电路20的微型计算机20m也可以基于第I 第3电压检测IC20a 20c的输出来计算出各电池单元10的端子间电压。
如上所述,将计算出的电流值Is及各电池单元10的端子间电压提供给电池ECUlOl。在上述的基础上,还可以是检测电路20的微型计算机20m基于计算出的电流值Is、计算出的各电池单元10的端子间电压、及根据图I的热敏电阻11检测的各电池单元10的温度,计算出各电池单元10的充电量。此时,从微型计算机20m向电池E⑶101提供计算出的电流值Is、计算出的各电池単元10的端子间电压、检测到的各电池单元10的温度、及各电池单元10的充电量。另外,在本例中,说明了在检测电路20中设置微型计算机20m的例,但是也可以通过设置CPU及存储器来实现电流计算功能,以代替微型计算机20m。本例的微型计算机20m、或CPU及存储器例如被设置在图4的印刷电路基板21上。(g)在第I实施方式中,将从电压电流汇流条40y的ー个安装片46经由基部45到达另ー个安装片46的区域用作分流电阻RS。取而代之,电压电流汇流条40y及其周边部件也可以具有以下的构成。图18是表示变形例的电压电流汇流条40y及其周边部件的构成的示意俯视图。对于变形例的电压电流汇流条40y,说明不同于图12的电压电流汇流条40y的点。如图18所示,在电压电流汇流条40y的基部45上以一定间隔彼此平行地形成了ー对焊料图案H1、H2。在一对电极连接孔47间在ー个电极连接孔47的附近配置焊料图案H1,在电极连接孔47间在另一个电极连接孔47的附近配置焊料图案H2。电压电流汇流条40y的焊料图案Hl通过金属线LI与检测电路20 (參照图11)上的对应的导体线51连接。另外,导体线51中插入有PTC元件60。电压电流汇流条40y的焊料图案H2通过金属线L2在检测电路20上与对应的导体线52连接。另外,可以在导体线51,52中的任一个中插入PTC元件60。在图18的例中,导体线52中插入了 PTC元件60。
在本例中,在电压电流汇流条40y的焊料图案Hl、H2间形成的电阻成为电流检测用的分流电阻RS。在此,分流电阻值Rs是基于电流的路径的长度、截面积及电阻率而计算出的。因此,优选按照能够正确计算出电压电流汇流条40y的分流电阻RS的值的方式形成焊料图案H1、H2。在电池单元10进行充放电时,主要在一对电极连接孔47之间的区域内流过电流。因此,优选形成为焊料图案Hl、H2分别与电极连接孔47靠近,且在与连接电极连接孔47的中心的直线正交的方向上延伸。并且,优选焊料图案Hl、H2的长度都与电极连接孔47的直径大致相等。
也可以基于焊料图案HI、H2的长度、焊料图案HI、H2间的距离、基部45的厚度及基部45的电阻率预先计算出分流电阻RS的值,并在电池ECUlOl内的存储器中存储计算出的值。或者,也可以预先测量焊料图案H1、H2间的分流电阻RS的值,在电池E⑶101内的
存储器中存储测量出的值。由此,在本例中,将在电压电流汇流条40y中形成的焊料图案Hl、H2间的电阻用作分流电阻RS。因此,通过调整焊料图案H1、H2的尺寸,可以很容易将分流电阻值Rs设定为
最佳值。[2]第2实施方式以下,说明第2实施方式的电动车辆。本实施方式的电动车辆具备第I实施方式 的电池模块100及电池系统500。另外,以下作为电动车辆的一例,说明电动汽车。图19是表示具备图I的电池系统500的电动汽车的构成的框图。如图19所示,本实施方式的电动汽车600具备车体610。在车体610中,设有图I的主控制部300及电池系统500、电カ变换部601、电动机602、驱动轮603、加速装置604、制动装置605、以及转速传感器606。在电动机602是交流(AC)电动机的情况下,电カ变换部601包括逆变器电路。在本实施方式中,电池系统500经由电力变换部601与电动机602连接,并且与主控制部300连接。如上所述,从构成电池系统500的电池E⑶101(參照图I)向主控制部300提供多个电池模块100 (參照图I)的充电量、及流过电池模块100的电流值。此外,主控制部300与加速装置604、制动装置605及转速传感器606连接。主控制部300例如由CPU及存储器、或微型计算机构成。加速装置604包括电动汽车600所具备的加速踏板604a、检测加速踏板604a的操作量(踏入量)的加速检测部604b。若驾驶者操作加速踏板604a,则加速检测部604b以驾驶者没有进行操作的状态为基准检测加速踏板604a的操作量。将检测到的加速踏板604a的操作量提供给主控制部300。制动装置605包括电动汽车600所具备的制动踏板605a、检测驾驶者对制动踏板605a进行的操作量(踏入量)的制动检测部605b。若驾驶者操作制动踏板605a,则通过制动检测部605b检测其操作量。将检测到的制动踏板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的旋转速度。将检测到的旋转速度提供给主控制部 300。如上所述,向主控制部300提供电池模块100的充电量、流过电池模块100的电流值、加速踏板604a的操作量、制动踏板605a的操作量、及电动机602的旋转速度。主控制部300基于这些信息,进行电池模块100的充放电控制及电カ变换部601的电カ变换控制。例如,在基于加速器操作的电动汽车600出发时以及加速时,从电池系统500向电力变换部601提供电池模块100的电力。并且,主控制部300基于所提供的加速踏板604a的操作量,计算出应传递给驱动轮603的旋转カ(指令转矩),井向电カ变换部601提供基于该指令转矩的控制信号。接受了上述控制信号的电カ变换部601,将从电池系统500提供的电カ变换为驱动驱动轮603所需的电力(驱动电力)。由此,将由电カ变换部601变换后的驱动电力提供给电动机602,向驱动轮603传递基于该驱动电カ的电动机602的旋转力。另ー方面,在基于制动器操作的电动汽车600减速吋,电动机602起到发电装置的作用。此时,电カ变换部601将由电动机602产生的再生电カ变换为适合于电池模块100的充电的电力,并提供给电池模块100。由此,对电池模块100进行充电。如上所述,在本实施方式的电动汽车600中,设置第I实施方式的电池系统500。在电池系统500中,以简单的结构检测流过电池模块100的电流。由此,基于流过电池模块100的电流值,能够控制电动汽车600。在此,说明了在电动车辆中搭载电池模块100 (电池系统500)的例,但是也可在船、飞机或步行机器人等其他移动体中搭载电池模块100。搭载了电池模块100的船例如代替图19的车体610而具备船体,且代替驱动轮603而具备螺旋桨,代替加速装置604而具备加速输入部,代替制动装置605而具备减速输 入部。驾驶者在使船体加速吋,操作加速输入部来代替加速装置604,在使船体减速时,操作减速输入部来代替制动装置605。此时,利用电池模块100的电カ来驱动电动机602,通过电动机602的旋转カ传递到螺旋桨而产生推动力,从而船体移动。同样,搭载了电池模块100的飞机例如具备机体来代替图19的车体610,具备推进器来代替驱动轮603,具备加速输入部来代替加速装置604,具备减速输入部来代替制动装置605。搭载了电池模块100的歩行机器人例如具备躯体来代替图19的车体610,具备脚来代替驱动轮603,具备加速输入部来代替加速装置604,具备减速输入部来代替制动装置605。由此,在搭载了电池模块100的移动体中,通过动カ源(电动机)将来自电池模块100的电カ变换为动力,通过该动力,移动主体部(车体、船体、机体或躯体)进行移动。[3]第3实施方式(I)电源装置接着,说明第3实施方式的电源装置。图20是表示第3实施方式的电源装置的构成的框图。如图20所示,电源装置700具备电カ贮藏装置710及电カ变换装置720。电カ贮藏装置710具备电池系统组711及控制器712。电池系统组711包括多个电池系统500A。各电池系统500A包括串联连接的图2的多个电池模块100。多个电池系统500A可以彼此并联连接,或者也可以彼此串联连接。将在后面叙述电池系统500A。控制器712例如由CPU及存储器、或微型计算机构成。控制器712与各电池系统500A所包含的各电池模块100 (图2)的检测电路20连接。向控制器712提供由各电池模块100的检测电路20检测出的端子电压的值及温度的值。此外,通过检测电路20向控制器712提供被放大电路410 (图11)放大后的分流电阻RS两端的电压(以下仅称作分流电阻RS两端的电压)的值。控制器712基于分流电阻RS两端的电压的值,计算出流过电池模块100的电流的值。此外,控制器712基于从检测电路20提供的各端子电压的值、温度的值、以及计算出的电流的值,计算出各电池单元10(图2)的充电量,并基于计算出的充电量控制电力变换装置720。并且,控制器712作为关于电池系统500的电池模块100的放电或充电的控制而进行后述的控制。
电カ变换装置720包括DC/DC (直流/直流)转换器721及DC/AC (直流/交流)变换器722。DC/DC转换器721具有输入输出端子721a、721b,DC/AC变换器722具有输入输出端子722a、722b。DC/DC转换器721的输入输出端子721a与电カ贮藏装置710的电池系统组711连接。DC/DC转换器721的输入输出端子721b及DC/AC变换器722的输入输出端子722a互相被连接,并且与电カ输出部PUl连接。DC/AC变换器722的输入输出端子722b与电カ输出部PU2连接,并且与其他电カ系统连接。电カ输出部PU1、PU2例如包括插座。电カ输出部!3U1、PU2例如与各种负载连接。其他电カ系统例如包括商用电源或太阳能电池。是电カ输出部!3Ul、PU2及其他电カ系统与电源装置连接的外部的例。另外,在作为电カ系统而使用太阳能电池的情况下,在DC/DC转换器721的输入输出端子721b上连接太阳能电池。另ー方面,在作为电カ系统而使用包括太阳能电池的太阳能发电系统的情况下,在DC/AC变换器722的输入输出端子722b上连接太阳能发电系统的功率调节器的AC输出部。通过控制器712控制DC/DC转换器721及DC/AC变换器722,从而进行电池系统组711的放电及充电。
在电池系统组711放电时,通过DC/DC转换器721对从电池系统组711提供的电カ进行DC/DC (直流/直流)变换,并且通过DC/AC变换器722进行DC/AC (直流/交流)变换。在将电源装置700用作直流电源的情况下,向电カ输出部PUl提供由DC/DC转换器721进行了 DC/DC变换的电力。在将电源装置700用作交流电源的情况下,向电カ输出部PU2提供由DC/AC变换器722进行了 DC/AC变换的电力。此外,也可向其他电カ系统提供被DC/AC变换器722变换为交流的电カ。在电池系统组711放电时,控制器712基于计算出的充电量判断是否停止电池系统组711的放电、或者是否限制放电电流(或放电电力),并基于判断结果控制电カ变换装置720。具体而言,若包含在电池系统组711中的多个电池単元10(图2)中的任一个电池单元10的充电量小于预先确定的阈值,则控制器712按照停止电池系统组711的放电、或限制放电电流(或放电电力)的方式控制DC/DC转换器721及DC/AC变换器722。由此,防止各电池单元10的过放电。控制器712基于外部的指示判断是否停止电池系统组711的放电、或者是否限制放电电流(或放电电力),基于判断结果来控制电カ变换装置720。放电电流(或放电电カ)的限制是按照使电池系统组711的电压成为恒定的基准电压的方式进行限制的。此外,基准电压是基于电池単元10的充电量或外部的指示由控制器712设定的。另ー方面,在电池系统组711充电时,通过DC/AC变换器722对从其他电カ系统提供的交流的电カ进行AC/DC(交流/直流)变换,之后通过DC/DC转换器721进行DC/DC(直流/直流)变换。从DC/DC转换器721向电池系统组711提供电力,从而对电池系统组711所包含的多个电池単元10(图2)进行充电。在电池系统组711充电时,控制器712基于计算出的充电量判断是否停止电池系统组711的充电、或是否限制充电电流(或充电电力),并基于判断结果控制电カ变换装置720。具体而言,若电池系统组711所包含的多个电池单元10(图2)中的任ー个电池单元10的充电量变为大于预先确定的阈值,则控制器712控制DC/DC转换器721及DC/AC变换器722,使得停止电池系统组711的充电、或限制充电电流(或充电电力)。由此,防止各电池単元10的过充电。控制器712基于外部的指示判断是否停止电池系统组711的充电、或限制充电电流(或充电电力),并基于判断结果控制电カ变换装置720。充电电流(或充电电力)的限制是通过将电池系统组711的电压限制成为恒定的基准电压来进行的。此外,基准电压是基于电池単元10的充电量或外部的指示由控制器712设定的。另外,若在电源装置700与外部之间可互相提供电カ,则电カ变换装置720也可以只具有DC/DC转换器721及DC/AC变换器722中的任一方。此外,若可在电源装置700与外部之间互相提供电力,则也可以不设置电カ变换装置720。(2)电池系统图21是表示电源装置700的电池系统500A的构成的示意俯视图。如图21所示,电池系统500A包括4个电池模块100、服务插件510及HV连接器511。在以下的说明中, 将电池系统500A的4个电池模块100分别称作电池模块100a、100b、100c、IOOcL此外,在分别设置于电池模块IOOa IOOd中的ー对端面框92中,将安装了印刷电路基板21 (图2)的端面框92称作端面框92a,将没有安装印刷电路基板21的端面框92称作端面框92b。在图21中,在端面框92a中附加了斜线。电池模块IOOa 100d、服务插件510及HV连接器511被容纳在箱型框体550内。框体550具有侧面部550a、550b、550c、550d。侧面部550a,550c互相平行,侧面部550b、550d互相平行且垂直于侧面部550a、550c。在框体550内,电池模块100a、IOOb配置成沿着电池单元10的层叠方向以规定的间隔排列。此外,电池模块100c、100d配置成沿着电池单元10的层叠方向以规定的间隔排列。在框体550内,按照沿着侧面部550a且相靠近的方式配置电池模块100a、100b,与电池模块100a、IOOb并列地配置电池模块100c、IOOcL电池模块100a、IOOb的端面框92a分别面向侧面部550d。此外,电池模块IOOcUOOd的端面框92a分别面向侧面部550b。服务插件510按照与电池模块IOOb相邻的方式设置在框体550的侧面部550b中。此外,HV连接器511按照与电池模块100c相邻的方式设置在框体550的侧面部550b中。在电池模块IOOa IOOd的每ー个中,与端面框92a相邻的电池单元10(第I电池单元10)的正电极IOa (图3)的电位最高,与端面框92b相邻的电池单元10 (第18电池单元10)的负电极IOb (图3)的电位最低。以下,在电池模块IOOa IOOd的每ー个中,将电位最高的正电极IOa(图3)称作高电位电极10c,将电位最低的负电极IOb(图3)称作低电位电极10d。电池模块IOOa的低电位电极IOd与电池模块IOOb的高电位电极IOc经由电源线501互相连接。电池模块IOOc的低电位电极IOd与电池模块IOOd的高电位电极IOc经由电源线501互相连接。电池模块IOOa的高电位电极IOc经由电源线501与服务插件510连接,电池模块IOOd的低电位电极IOd经由电源线501与服务插件510连接。在接通服务插件510的状态下,串联连接电池模块IOOa IOOcL此时,电池模块IOOc的高电位电极IOc的电位最高,电池模块IOOb的低电位电极IOd的电位最低。
服务插件510通过与后述的接通断开切换部764(后述的图23)连接而接通。在不与接通断开切换部764连接的状态下,服务插件510被断开。例如在维护电池系统500A吋,由作业者断开服务插件510。在断开服务插件510的情况下,电分离由电池模块100a、IOOb构成的串联电路、和由电池模块100c、IOOd构成的串联电路。此时,阻断多个电池模块IOOa IOOd间的电流路径。由此,在维护时可确保安全性。电池模块IOOb的低电位电极IOd经由电源线501与HV连接器511连接,电池模块IOOc的高电位电极IOc经由电源线501与HV连接器511连接。HV连接器511与DC/DC转换器721的输入输出端子721a(图20)连接。电池模块IOOa的印刷电路基板21 (图2)与电池模块IOOb的印刷电路基板21经由通信线P21而彼此被连接。电池模块IOOa的印刷电路基板21与电池模块IOOd的印刷电路基板21经由通信线P22而彼此被连接。电池模块IOOc的印刷电路基板21与电池模块IOOd的印刷电路基板21经由通信线P23而彼此被连接。
框体550的侧面部550b中设有用于与图20的控制器712连接的通信连接部CC。电池模块IOOb的印刷电路基板21经由通信线P24与通信连接部CC连接。在框体550的侧面部550b中,电池模块100a、IOOb的列与电池模块100c、IOOd的列之间的通气路的延长线上形成有通气ロ 591。此外,与侧面部550a靠近的侧面部550b的位置、及与侧面部550c靠近的侧面部550b的位置上分別形成有通气ロ 592。(3)电池系统的设置在本实施方式中,图21的多个电池系统500A被容纳在共用的架子内。图22是容纳多个电池系统500A的架子的立体图。如图22所示,架子750由侧面部751、752、上表面部753、底面部754、背面部755及多个隔开部756构成。侧面部751、752彼此平行且上下延伸。按照互相连接侧面部751、752的上端部的方式使上表面部753水平延伸,按照互相连接侧面部751、752的下端部的方式使底面部754水平延伸。沿着侧面部751的ー侧边及侧面部752的ー侧边且与侧面部751、752垂直地使背面部755在上下延伸。在上表面部753与底面部754之间,与上表面部753及底面部754平行且互相等间隔地设置多个隔开部756。在上表面部753、多个隔开部756及底面部754之间设置多个收容空间757。各收容空间757在架子750的前面(背面部755的相反侧的面)开ロ。图21的电池系统500A从架子750的前面被容纳在各收容空间757内。图23是表示图21的电池系统500A被容纳在图22的架子750的收容空间757内的状态的示意俯视图。如图23所示,按照架子750的背面部755与电池系统500A的侧面部550b对置的方式,电池系统500A被容纳在架子750的收容空间757内。架子750的背面部755中,在每个收容空间757中设有冷却用风扇761、2个通气ロ 762、通信连接部763、接通断开切换部764及电カ连接部765。冷却用风扇761设置在与电池系统500A的通气ロ 591重叠的位置上。通气ロ 762设置在与电池系统500A的通气ロ592重叠的位置上。通信连接部763设置在与电池系统500A的通信连接部CC重叠的位置上。接通断开切换部764设置在与电池系统500A的服务插件510重叠的位置上。电カ连接部765设置在与电池系统500A的HV连接器511重叠的位置上。通信连接部763与控制器712电连接。电カ连接部765与电カ变换装置720电连接。
电池系统500A被容纳在架子750的收容空间757内,从而电池系统500A的通信连接部CC与架子750的通信连接部763连接。如图21所示,电池模块IOOa IOOd的端板92a上的印刷电路基板21经由通信线P21 P24与通信连接部CC连接。因此,通过连接电池系统500A的通信连接部CC与架子750的通信连接部763,从而能够以可通信的方式连接电池模块IOOa IOOd的印刷电路基板21与控制器712。此外,电池系统500A的服务插件510与架子750的接通断开切换部764被连接。由此,接通服务插件510。其結果,串联连接电池系统500A的电池模块IOOa 100d。并且,电池系统500A的HV连接器511与架子750的电カ连接部765连接。由此,HV连接器511与电カ变换装置720连接。其结果,在电池系统500A的电池模块IOOa IOOd之间进行电カ供给。由此,通过电池系统500A被容纳于架子750的收容空间757内,从而接通服务插件510,并且HV连接器511与电カ变换装置720连接。另ー方面,在电池系统500A没有被容纳在架子750的收容空间757内的状态下,断开服务插件510,并且HV连接器511不与电 カ变换装置720连接。因此,在电池系统500A没有被容纳在架子750的收容空间757内的状态下,能够可靠地阻断电池模块IOOa IOOd间的电流路径。因此,可容易且安全地进行电池系统500A的维护作业。此外,在电池系统500A被容纳在架子750的收容空间757内的状态下,由冷却用风扇761通过通气ロ 591向框体550内导入冷却气体。由此,在框体550内,电池模块IOOa IOOd的各电池单元10 (图2)的热量被冷却气体吸收。通过框体550的通气ロ 592及架子750的通气ロ 762,排出在框体550内吸收了热量的冷却气体。这样,电池模块IOOa IOOd的各电池单元10被冷却。此时,通过在架子750中设置冷却用风扇761,从而不需要在每个电池系统500A中设置冷却用风扇。由此,可削减电池系统500A的成本。但是,若可向各电池系统500A的框体550内导入冷却气体,贝U也可以在各电池系统500A中设置冷却用风扇。另外,也可以由冷却用风扇761通过通气ロ 591排出框体550内的冷却气体。此时,通过通气ロ 762、592被导入到框体550内的冷却气体在框体内550吸收热量之后,从通气ロ 591被排出。此外,也可以在电池系统500A的框体550的侧面部550a、550c及架子的侧面部751、752中也设置通气ロ。此时,能够更有效地进行排出来自框体550内的冷却气体、以及向框体550内导入冷却气体。此外,在本例中,所有的电池系统500A都被容纳在I个架子750中,但是也可以分为多个架子750来容纳所有的电池系统500A。此外,也可以按照各电池系统500A与控制器712、电カ变换装置720连接的方式分开设置。⑷效果在本实施方式的电源装置700中,通过控制器712控制电池系统组711与外部之间的电力的供给。由此,防止电池系统组711所包含的各电池单元10的过放电及过充电。在本实施方式的电源装置700的电池系统500A中设有第I实施方式的电池模块100。此时,将安装在一端部的电池单元10的负电极IOb上的电压电流汇流条40y的一部分用作电流检测用的分流电阻RS。因此,分流电阻RS的形状及尺寸不受相邻的电池単元10的间隔的限制。由此,能够很容易将分流电阻RS设定为最佳值。此外,不需要在电池模块100中另外设置分流电阻。其结果,在不会使电池模块100大型化的情况下,能够以简单的结构检测流过电池模块100的电流。[4]其他实施方式(I)在上述实施方式中,电池系统500、500A所包含的所有电池模块100分别具有分流电阻RS,但是并不限于此。也可以是电池系统500、500A所包含的至少I个电池模块100具有分流电阻RS,其他电池模块100不具备分流电阻RS。图24是表示电池系统500中的电池模块100的其他例的俯视图。另外,在图24中省略电池ECUlOl (图I)、接触器102 (图I)、服务插件510 (图21)、HV连接器511 (图21)及外壳550 (图21)的图示。如图24所示,通过电源线501串联连接了 4个电池模块IOOa 100d。此时,电池模块IOOa IOOd的至少I个模块具备电压电流汇流条40y。在图24中,在电池模块IOOa中安装具有分流电阻RS的电压电流汇流条40y。此外,在电池模块IOOb IOOd中安装电 压汇流条40X来代替电压电流汇流条40y。电压汇流条40X除了基部41不是通过由铝和铜构成的包层部件形成而是通过铜形成的这一点之外,电压汇流条40X具有与图5(a)的电压汇流条40x相同的构成。此外,在电压汇流条40X中未形成分流电阻RS。电池模块IOOa的检测电路20(图2)向电池E⑶101 (图I)或控制器712 (图20)提供分流电阻RS两端的电压的值。电池ECUlOl或控制器712基于由电池模块IOOa的检测电路20提供的电压的值,计算出流过电池模块IOOa IOOd的电流的值。电池模块IOOa IOOd的检测电路20可根据需要而从电池ECUlOl或控制器712获取计算出的电流的值。由此,在电池模块IOOb IOOd不具备分流电阻RS的情况下,电池模块IOOa IOOd也能够获取电流的值。此外,由于电池模块IOOb IOOd不具备分流电阻RS,因此能够防止分流电阻RS的功耗及发热。(2)图25是表示电池系统500中的电池模块100的又一例的俯视图。另外,在图25中,省略了电池ECUlOl (图I)、接触器102 (图I)、服务插件510 (图21)、HV连接器511(图21)及外壳550 (图21)的图示。如图25所示,电池模块IOOa与电池模块IOOb通过电源线501串联连接。电池模块IOOc与电池模块IOOd通过电源线501串联连接。由电池模块IOOaUOOb构成的串联电路与由电池模块IOOcUOOd构成的串联电路通过电源线501并联连接。此时,ー个串联电路包含的电池模块100a、100b中的至少I个模块具备电压电流汇流条40y。此外,另ー个串联电路包含的电池模块IOOcUOOd中的至少I个模块具备电压电流汇流条40y。在图25中,在电池模块100a、100c中安装了具有分流电阻RS的电压电流汇流条40y。此外,在电池模块IOObUOOd中安装了电压汇流条40X来代替电压电流汇流条40y。电池模块IOOa的检测电路20 (图2)向电池E⑶101 (图I)或控制器712 (图20)提供分流电阻RS两端的电压的值。电池ECU101或控制器712基于电池模块IOOa的检测电路20提供的电压的值,计算出流过电池模块IOOaUOOb的电流的值。电池模块IOOaUOOb的检测电路20可根据需要从电池ECU101或控制器712获取计算出的电流的值。同样地,电池模块IOOc的检测电路20 (图2)向电池E⑶101 (图I)或控制器712(图20)提供分流电阻RS两端的电压的值。电池E⑶101或控制器712基于电池模块IOOc的检测电路20提供的电压的值,计算出流过电池模块IOOcUOOd的电流的值。电池模块IOOcUOOd的检测电路20可根据需要从电池E⑶101或控制器712中获取计算出的电流的值。由此,在电池模块100b、IOOd不具备分流电阻RS的情况下,电池模块IOOa IOOd也可以获取电流值。此外,由于电池模块IOObUOOd不具备分流电阻RS,因此能够防止分流电阻RS的功耗及发热。(3)在图20的电池系统组711中,在串联连接了多个电池系统500A的情况下,至少I个电池系统500A的至少I个电池模块100具备分流电阻RS,其他电池系统500A的多个电池模块100可以不具备分流电阻RS。图26是表示电源装置700的电池系统500A的其他构成的示意俯视图。如图26所 示,串联连接了 4个电池系统500A。以下的说明中,将电源装置700的4个电池系统500A分别称作电池系统500a、500b、500c、500d。此外,在各电池系统500a 500d中,串联连接了 4个电池模块IOOa 100d(图21)。此时,电池系统500a 500d中的至少I个所包含的电池模块IOOa IOOd的至少I个模块具备电压电流汇流条40y即可。在图26中,如图24的电池系统500那样,在电池系统500a的电池模块IOOa中安装具有分流电阻RS的电压电流汇流条40y。图27是表示电源装置700的其他构成的电池系统500b的构成的示意俯视图。另夕卜,在图27中,省略了服务插件510(图21)、HV连接器511 (图21)及外壳550(图21)的图示。电池系统500c、500d具有与电池系统500b相同的构成。在电池系统500b 500d的每ー个中,在电池模块IOOa IOOd中安装电压汇流条40X来代替电压电流汇流条40y。电池系统500a的电池模块IOOa的检测电路20 (图2)向控制器712提供分流电阻RS两端的电压的值。控制器712基于电池系统500a的电池模块IOOa的检测电路20提供的电压的值,计算出流过电池系统500a 500d的电流的值。电池系统500a 500d的各个电池模块IOOa IOOd的检测电路20可根据需要从控制器712中获取计算出的电流的值。由此,在电池系统500b 500d的电池模块IOOa IOOd不具备分流电阻RS的情况下,电池系统500a 500d的电池模块IOOa IOOd也能够获取电流的值。此外,电池系统500b 500d的电池模块IOOa IOOd不具备分流电阻RS,因此能够防止分流电阻RS的
功耗及发热。(4)在上述实施方式中,通过串联连接多个电池単元10构成了电池块10B,但是并不限于此。图28是表示电池块IOB的其他的构成的侧视图。如图28所示,通过并联连接多个(在图28的例中是各2个)电池单元10来构成I个并联单元组10G。电池块IOB由多个并联单元组IOG构成。在X方向上层叠多个并联单元组10G。在该状态下,各并联单元组IOG配置成在相邻的并联单元组IOG间Y方向的ー组正电极IOa及ー组负电极IOb的位置关系相互相反。由此,在相邻的各2个的并联单元组IOG间,一个并联单元组IOG的ー组正电极IOa与另ー个并联单元组IOG的ー组负电极IOb靠近,一个并联单元组IOG的ー组负电极IOb与另一个并联单元组IOG的一组正电极IOa靠近。在该状态下,在靠近的一组正电极IOa和一组负电极IOb上安装电压汇流条40x。由此,串联连接多个并联单元组10G。在一端部的并联单元组IOG的一组负电极IOb上安装用于从外部连接电源线501的电压电流汇流条40y。此外,在另一端部的并联单元组IOG的一组正电极IOa上安装用于从外部连接电源线501的电压汇流条40x。在图28的电压汇流条40x中,在基部41 (图5)的区域41a内形成与一组正电极IOa对应的2个电极连接孔43 (图5)。此外,在基部41的区域41b内形成与一组负电极IOb对应的2个电极连接孔43。同样地,在图28的电压电流汇流条40y中,在基部45 (图5)形成与一组负电极IOb对应的2个电极连接孔47 (图5)。由串联连接的多个并联单元组IOG构成的电池块IOB通过一对端面框92被一体固定。由此,构成由多个并联单元组IOG构成的电池块10B。在该电池块IOB中,各并联单元组IOG通过并联连接的多个电池单元10构成。因此,能够增加电池单元10的有效的容 量。(5)电池模块的制作的其他顺序图29是表示在FPC基板50上安装了多个电压汇流条40x及电压电流汇流条40y的状态的外观立体图。如图29所示,在2片FPC基板50上沿着多个电池单元10(图2)的排列方向(X方向)以规定的间隔安装多个电压汇流条40x的安装片42及电压电流汇流条40y的安装片46。由此,以下将一体结合了 FPC基板50、多个电压汇流条40x及电压电流汇流条40y的部件称作布线部件70。在本实施方式中,使用了 2根布线部件70。在制作电池模块100时,在电池块IOB (图2)上安装布线部件70。在该安装时,除了位于一个端部侧的电池单元10的正电极10a、及位于另一个端部侧的电池单元10的负电极IOb,相邻的电池单元10的正电极IOa及负电极IOb嵌入各电压汇流条40x的电极连接孔43内。此外,位于一个端部侧的电池单元10的正电极IOa嵌入电压汇流条40x的电极连接孔43内。位于另一个端部侧的电池单元10的负电极IOb嵌入电压电流汇流条40y的电极连接孔47内。在该状态下,除了位于另一个端部侧的电池单元10的负电极IOb外,电池单元10的正电极IOa被激光焊接在电压汇流条40x的区域41a内,并且负电极IOb被激光焊接在电压汇流条40x的区域41b内。位于另一个端部侧的电池单元10的负电极IOb被激光焊接在电压电流汇流条40y上。由此,多个电池单元10与多个电压汇流条40x及电压电流汇流条40y被固定。这样,在电池块IOB中安装布线部件70,并且布线部件70的FPC基板50在电池块IOB的上表面上保持大致水平姿势。通过在电池块IOB中安装布线部件70,从而能够很容易地组装电池模块100。此外,分别通过激光焊接,在电池块IOB的上表面上以大致水平姿势安装2根布线部件70。因此,与利用螺钉在电池块IOB的上表面上安装布线部件70的情况相比,可减小安装布线部件70所需的高度方向的尺寸。因此,不仅电压电流汇流条40y,布线部件70也可以在不占有大空间的情况下被安装,因此能够减小电池模块100的高度方向的尺寸。图30是表示布线部件的其他例的外观立体图。图30的布线部件70b在以下方面不同于图29的布线部件70。
如图30所示,本实施方式中的布线部件70b包括2片FPC基板50F及2片刚性基板50R来代替了图29的2片FPC基板50。刚性基板50R是在多个电池单元10 (图2)的排列方向(X方向)上延伸的长条状的刚性印刷电路基板。在一个刚性基板50R中,沿着多个电池单元10的排列方向(X方向)以规定的间隔安装了多个电压汇流条40x的安装片42。按照从一个刚性基板50R的一侧的端部向多个电池单元10的排列方向(X方向)延伸的方式,配置一个FPC基板50F。该FPC基板50F在一个端面框92(图2)的上端部分向下方翻折,与印刷电路基板21连接。在另一个刚性基板50R中,沿着多个电池单元10的排列方向(X方向)以规定的间隔安装多个电压汇流条40x的安装片42及电压电流汇流条40y的安装片46。按照从另一个刚性基板50R的一侧的端部向多个电池单元10的排列方向(X方向)延伸的方式,配置另一个FPC基板50F。该FPC基板50F的一个端面框92 (图2)的上端部分向下方翻折,与印刷电路基板21连接。
由此,通过在刚性基板50R及FPC基板50F上设置的导体线52 (图11)连接多个电压汇流条40x及电压电流汇流条40y、与检测电路20。由于布线部件70的刚性基板50R具有刚性,因此布线部件70的使用及向电池块IOB的安装变得容易。此外,由于布线部件70的FPC基板50F具有可挠性,因此能够翻折布线部件70来与印刷电路基板21连接。(6)上述实施方式的电动汽车600或船舶等移动体具备电池模块100(电池系统500),并且是作为负载具备电动机602的电气设备。本发明的电气设备并不限于电动汽车600及船舶等移动体,也可以是洗衣机、冰箱或空调等。例如,洗衣机是作为负载而具备电动机的电气设备,冰箱或空调是作为负载而具备压缩机的电气设备。(7)参考方式在上述实施方式中,将在一端部的电池单元10的负电极IOb上安装的汇流条、或在另一端部的电池单元10的正电极IOa上安装的汇流条的一部分用作了分流电阻RS。作为参考方式,代替上述实施方式的分流电阻RS,例如可以将在2个电池单元10间安装的汇流条的一部分用作分流电阻RS。此时,代替多个图5的电压汇流条40x的I个,在2个电池单元10间安装图16的电压电流汇流条40。由此,能够将在2个电池单元10间安装的汇流条的一部分用作分流电阻RS。[5]技术方案的各构成要素与实施方式的各部的对应关系以下,说明技术方案的各构成要素与实施方式的各部的对应例,但是本发明并不限于下述的例。电池单元10是电池单元的例,电池块IOB是电池块的例,第18电池单元10是一端部的电池单元的例,第I电池单元10是另一端部的电池单元的例。第18电池单元10的负电极IOb是一端部的电池单元的一个电极的例,第I电池单元10的正电极IOa是另一端部的电池单元的一个电极的例,分流电阻RS是分流电阻的例,电池模块100是电池模块的例。螺钉S是第I及第2输出端子的例,正电极IOa是电极及第2电极的例,负电极IOb是电极及第I电极的例。电压汇流条40x是第I及第3连接部件的例,电压电流汇流条40y是第2连接部件及金属板的例,电压电流汇流条40z是第3连接部件的例。铜是第I、第3、第5及第6金属的例,铝是第2、第4及第7金属的例,区域41b是第I部分的例,区域41a是第2部分的例。检测电路20是电压检测部的例,导体线51、52是第I及第2导体图案的例,FPC基板50是布线基板的例,安装片46是第I及第2区域的例。电池E⑶101是电流计算部的例,电池系统500是电池系统的例,电动机602是电动机或动力源的例,驱动轮603是驱动轮的例,电动汽车600是电动车辆的例。车体610、船体、机体或躯体是移动主体部的例,电动汽车600、船舶、飞机或步行机器人是移动体的例。控制器712是控制部的例,电力贮藏装置710是电力贮藏装置的例,电源装置700是电源装置的例,电力变换装置720是电力变换装置的例。电动机602或压缩机是负载的例,电动汽车600、船舶、飞机、步行机器人、洗衣机、冰箱或空调是电气设备的例。作为技术方案的各构成要素,也可以使用具有技术方案所记载的构成或功能的其他各种要素。
(产业上的可利用性)本发明可有效利用于以电力为驱动源的各种移动体或移动设备等中。
权利要求
1.一种电池模块,具备 由多个电池单元构成的电池块;和 在所述电池块的一端部的电池单元的一个电极上安装的电流检测用分流电阻。
2.根据权利要求I所述的电池模块,其中, 所述电池块具有输出所述多个电池单元的电力的第I输出端子, 所述分流电阻连接在所述一端部的电池单元的一个电极与第I输出端子之间。
3.根据权利要求2所述的电池模块,其中, 所述电池模块具备 将所述多个电池单元的电极互相连接的第I连接部件;和 将所述一端部的电池单元的一个电极与所述第I输出端子互相连接的第2连接部件, 所述第2连接部件的至少一部分被用作所述分流电阻。
4.根据权利要求3所述的电池模块,其中, 所述电池块还具备输出所述多个电池单元的电力的第2输出端子, 所述电池模块还具备将所述电池块的另一端部的电池单元的一个电极与第2输出端子互相连接的第3连接部件。
5.根据权利要求4所述的电池模块,其中, 各电池单元具有 由第I金属材料形成的第I电极;和 由第2金属材料形成的第2电极, 所述第I连接部件具有 由第3金属材料形成的第I部分;和 由第4金属材料形成的第2部分, 所述第I连接部件的所述第I部分与一个电池单元的所述第I电极连接, 所述第I连接部件的所述第2部分与另一电池单元的所述第2电极连接, 所述一端部的电池单元的一个电极是所述第I电极, 所述另一端部的电池单元的一个电极是所述第2电极, 所述第2连接部件由第5金属材料形成,被安装在所述一端部的电池单元的一个电极上, 所述第3连接部件具有 由第6金属材料形成的第I部分;和 由第7金属材料形成的第2部分, 所述第3连接部件的所述第I部分与所述第2输出端子连接, 所述第3连接部件的所述第2部分与所述另一端部的电池单元的一个电极连接, 所述第I、第3、第5及第6金属材料包含铜,所述第2、第4及第7金属材料包含铝。
6.根据权利要求3所述的电池模块,其中, 所述电池模块还具备电压检测部,该电压检测部检测所述第2连接部件的所述分流电阻的两端之间的电压。
7.根据权利要求6所述的电池模块,其中, 所述电池模块还具备布线基板,该布线基板具有与所述电压检测部电连接的第I导体图案及第2导体图案, 所述第2连接部件是安装在所述一端部的电池单元的一个电极上的金属板, 所述金属板具有 相当于所述分流电阻的一端的第I区域;和 相当于所述分流电阻的另一端的第2区域, 所述金属板的所述第I区域及所述第2区域分别与所述布线基板的所述第I导体图案及第2导体图案接合。
8.根据权利要求7所述的电池模块,其中, 所述第2连接部件及第3连接部件中的至少一个连接部件和所述第I连接部件沿着一个方向排列, 所述布线基板被设置为沿着所述第I连接部件及第2连接部件延伸,或者沿着所述第2连接部件及第3连接部件中的至少一个连接部件和所述第I连接部件延伸。
9.一种电池系统,具备 权利要求I所述的电池模块;和 计算所述电池模块的所述分流电阻中流过的电流的电流计算部。
10.一种电动车辆,具备 权利要求I所述的电池模块; 通过来自所述电池模块的电力而被驱动的电动机;和 在所述电动机的旋转力的作用下旋转的驱动轮。
11.一种移动体,具备 分别包括多个电池单元的I个或多个电池模块; 移动主体部;和 将来自所述I个或多个电池模块的电力变换为用于使所述移动主体部移动的动力的动力源, 所述I个或多个电池模块的至少I个是权利要求I所述的电池模块。
12.一种电力贮藏装置,具备 分别包括多个电池单元的I个或多个电池模块;和 进行与所述I个或多个电池模块的放电或充电相关的控制的控制部, 所述I个或多个电池模块的至少I个是权利要求I所述的电池模块。
13.一种电源装置,能够与外部连接,该电源装置具备 权利要求12所述的电力贮藏装置;和 在所述电力贮藏装置的所述I个或多个电池模块与所述外部之间进行电力变换的电力变换装置, 所述控制部控制所述电力变换装置。
14.一种电气设备,具备 分别包括多个电池单元的I个或多个电池模块;和 通过来自所述I个或多个电池模块的电力而被驱动的负载, 所述I个或多个电池模块的至少I个是权利要求I所述的电池模块。
全文摘要
本发明提供一种电池模块、电池系统、电动车辆、移动体、电力贮藏装置、电源装置及电气设备。电池模块具备电池块及印刷电路基板。电池块包括被层叠的多个电池单元。在印刷电路基板上安装了检测电路及放大电路。在电池块中,通过在靠近的2个电池单元的电极上安装汇流条,从而串联连接多个电池单元。在电池块中的一端部的电池单元的一个电极上安装的汇流条被用作电流检测用的分流电阻。检测电路检测被放大电路放大后的分流电阻两端的电压。
文档编号H01M2/10GK102770983SQ20118001078
公开日2012年11月7日 申请日期2011年2月24日 优先权日2010年2月24日
发明者大仓计美, 宫崎裕, 浅井康广, 西原由知 申请人:三洋电机株式会社

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