專利名稱：電池模塊、電池系統(tǒng)及電動(dòng)車輛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電池模塊、具備該電池模塊的電池系統(tǒng)及電動(dòng)車輛。
背景技術(shù)：
作為電動(dòng)汽車等移動(dòng)體的驅(qū)動(dòng)源，利用可充放電的電池模塊。這種電池模塊例如 具有串聯(lián)連接多個(gè)電池(電池單元battery cell)的構(gòu)成。具備電池模塊的移動(dòng)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)。另外，在電池模塊充放電時(shí)，需要防止構(gòu)成電池模塊的各電池過(guò)充電及過(guò)放電。因此， 提出了一種監(jiān)視電池模塊的狀態(tài)的裝置(例如，參照日本特開平8-162171號(hào)公報(bào))。在日本特開平8-162171號(hào)公報(bào)中記載了一種具有串聯(lián)連接了多個(gè)模塊的結(jié)構(gòu)的 組電池的監(jiān)視裝置。在該監(jiān)視裝置中，與組電池所具備的多個(gè)電池模塊分別對(duì)應(yīng)地設(shè)置有 多個(gè)電壓計(jì)測(cè)單元。各電壓計(jì)測(cè)單元包括與對(duì)應(yīng)的電池模塊的正極端子及負(fù)極端子連接的 電壓檢測(cè)電路。由此，通過(guò)電壓檢測(cè)電路檢測(cè)電池模塊的兩端子間的電壓。但是，如上述在監(jiān)視電池模塊的狀態(tài)的情況下，并不限定于監(jiān)視兩端子間的電壓， 而優(yōu)選對(duì)流經(jīng)該電池模塊的電流進(jìn)行監(jiān)視。其原因在于，通過(guò)監(jiān)視更多的信息來(lái)作為各電 池模塊的狀態(tài)，能夠?qū)M電池進(jìn)行更詳細(xì)的控制。但是，若為了監(jiān)視流經(jīng)電池模塊的電流而 在電池模塊間設(shè)置電流檢測(cè)電路，則監(jiān)視裝置的構(gòu)成變得復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能以簡(jiǎn)單的構(gòu)成檢測(cè)流經(jīng)多個(gè)電池單元的電流的電 池模塊、具備該電池模塊的電池系統(tǒng)及電動(dòng)車輛。(1)本發(fā)明的一個(gè)技術(shù)方案的電池模塊具備多個(gè)電池單元；連接部件，其將多個(gè) 電池單元的至少兩個(gè)電極相互連接；和電壓檢測(cè)部，其檢測(cè)連接部件的相互分離的第一區(qū) 域與第二區(qū)域之間的電壓。在該電池模塊中，由連接部件將多個(gè)電池的至少兩個(gè)電極相互連接。由電壓檢測(cè) 部檢測(cè)連接部件的相互分離的第一區(qū)域與第二區(qū)域之間的電壓。能夠基于由電壓檢測(cè)部檢測(cè)出的電壓及連接部件的第一區(qū)域與第二區(qū)域之間的 電阻來(lái)計(jì)算流經(jīng)連接部件的第一區(qū)域與第二區(qū)域之間的電流的值。由此，能夠用簡(jiǎn)單的構(gòu) 成檢測(cè)流經(jīng)多個(gè)電池單元的電流。(2)所述電池模塊還可以具備布線基板，所述布線基板具有與電壓檢測(cè)部電連接 的第一及第二導(dǎo)體圖案，連接部件是將相鄰的電池單元的電極相互連接的金屬片，金屬片 具有第一及第二區(qū)域，金屬片的第一及第二區(qū)域分別與布線基板的第一及第二導(dǎo)體圖案接
I=I O該情況下，金屬片的第一及第二區(qū)域與布線基板的第一及第二導(dǎo)體圖案接合。由 此，無(wú)需為了將金屬片的第一及第二區(qū)域與布線基板的第一及第二導(dǎo)體圖案電連接而使用 連接線。因此，能夠利用簡(jiǎn)單的構(gòu)成制作電池模塊。
另外，能夠?qū)⒔饘倨囊徊糠钟米麟娏鳈z測(cè)用的分流電阻。由此，能夠由金屬片可 靠地連接相鄰的電池單元的電極并且檢測(cè)電流。連接部件可以是相互連接相鄰的電池單元的電極的金屬片，第一及第二區(qū)域在相 鄰的兩個(gè)電池單元中的一個(gè)電池單元的電極與另一個(gè)電池單元的電極之間隔著間隔設(shè)置 在金屬片上。該情況下，能夠?qū)⒔饘倨囊徊糠钟米麟娏鳈z測(cè)用的分流電阻。由此，能夠由金屬 片可靠地連接相鄰的電池單元的電極并且檢測(cè)電流。第一及第二區(qū)域可以以大致平行地延伸的方式設(shè)置在金屬片上。該情況下，在金屬片的一部分能夠確保檢測(cè)電流所需的足夠的電阻值。(3)布線基板可以包括柔軟部件，在柔軟部件上設(shè)置第一及第二導(dǎo)體圖案。
該情況下，由于第一及第二導(dǎo)體圖案設(shè)置在柔軟部件上，故能夠充分地防止第一 及第二導(dǎo)體圖案的短路，并且可靠地連接第一及第二導(dǎo)體圖案與第一及第二區(qū)域。(4)布線基板還可以包括第一及第二導(dǎo)電性片，所述第一及第二導(dǎo)電性片以相互 分離的方式設(shè)置在柔軟部件上，并分別與第一及第二導(dǎo)體圖案連接，金屬片具有包括第一 區(qū)域的第一安裝片和包括第二區(qū)域的第二安裝片，布線基板的第一及第二導(dǎo)電性片分別安 裝在第一及第二安裝片上。該情況下，布線基板的第一及第二導(dǎo)電性片分別安裝在第一及第二安裝片上，由 此第一及第二導(dǎo)電性片和第一及第二安裝片電連接。由此，由于第一及第二導(dǎo)體圖案分別與第一及第二導(dǎo)電性片連接，故無(wú)需利用連 接第一及第二區(qū)域和第一及第二導(dǎo)體圖案的連接線。因此，能夠用簡(jiǎn)單的構(gòu)成容易地制作 電池模塊。(5)多個(gè)電池單元可以包括三個(gè)以上的電池單元，連接部件包括多個(gè)金屬片，所述 金屬片以串聯(lián)連接三個(gè)以上的電池單元的方式將相鄰的電池單元的電極相互連接，在多個(gè) 金屬片中的至少一個(gè)上設(shè)置有第一及第二區(qū)域，電壓檢測(cè)部通過(guò)檢測(cè)多個(gè)金屬片間的電壓 來(lái)檢測(cè)多個(gè)電池單元的電壓，并且檢測(cè)第一及第二區(qū)域間的電壓。該情況下，由電壓檢測(cè)部檢測(cè)多個(gè)金屬片間的電壓來(lái)檢測(cè)各電池單元的端子間電 壓。另外，由電壓檢測(cè)部檢測(cè)多個(gè)金屬片中的至少一個(gè)金屬片的第一及第二區(qū)域間的電壓。 由此，能夠由共用的電壓檢測(cè)部來(lái)檢測(cè)各電池單元的端子間電壓并且檢測(cè)流經(jīng)多個(gè)電池單 元的電流。另外，由于能夠?qū)⒅辽僖粋€(gè)金屬片用作電池單元的端子間電壓檢測(cè)用及流經(jīng)電池 單元的電流檢測(cè)用，故能夠簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)。(6)電池模塊還可以具備放大電路，所述放大電路放大第一及第二區(qū)域間的電壓， 電壓檢測(cè)部具有接受多個(gè)連接部件的電壓或所述放大電路的輸出電壓的多個(gè)輸入端子，并 且具有保持在電壓檢測(cè)部的基準(zhǔn)電壓的基準(zhǔn)端子，第一區(qū)域與基準(zhǔn)端子連接。該情況下，由放大電路放大第一及第二區(qū)域間的電壓。第一區(qū)域與電壓檢測(cè)部的 基準(zhǔn)端子連接。由此，不必利用具有大動(dòng)作電壓范圍的昂貴的放大電路就能放大第一及第 二區(qū)域間的電壓到充分大的值。結(jié)果，由于無(wú)需利用昂貴的放大電路，故能實(shí)現(xiàn)低成本化。(7)電池模塊還可以具備存儲(chǔ)部，其存儲(chǔ)連接部件的第一區(qū)域與所述第二區(qū)域 之間的電阻值；電流計(jì)算部，其基于由電壓檢測(cè)部檢測(cè)出的電壓及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部中的電阻值來(lái)計(jì)算流經(jīng)第一區(qū)域與第二區(qū)域之間的電流；和溫度檢測(cè)部，其檢測(cè)多個(gè)電池單元的溫 度；電流計(jì)算部基于由溫度檢測(cè)部檢測(cè)出的溫度來(lái)修正存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部中的電阻值。該情況下，檢測(cè)多個(gè)電池單元的溫度，并基于檢測(cè)出的溫度修正存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部中 的第一區(qū)域與第二區(qū)域之間的電阻值。由此，能夠基于由電壓檢測(cè)部檢測(cè)出的電壓及修正 后的電阻值準(zhǔn)確地計(jì)算流經(jīng)連接部件的第一區(qū)域與第二區(qū)域之間的電流的值。(8)本發(fā)明的另一技術(shù)方案的電池系統(tǒng)具備電池模塊和電流計(jì)算部，該電池模塊 具備多個(gè)電池單元；連接部件，其將多個(gè)電池單元的至少兩個(gè)電極相互連接；和電壓檢測(cè) 部，其檢測(cè)連接部件的相互分離的第一區(qū)域與第二區(qū)域之間的電壓；電流計(jì)算部基于由電 池模塊的電壓檢測(cè)部檢測(cè)出的第一及第二區(qū)域間的電壓來(lái)計(jì)算流經(jīng)連接部件的電流。在該電池系統(tǒng)中，由電流計(jì)算部基于本發(fā)明的一個(gè)技術(shù)方案的電池模塊的電壓檢測(cè)部所檢測(cè)出的第一及第二區(qū)域間的電壓來(lái)計(jì)算流經(jīng)連接部件的電流。在電池模塊中，由連接部件相互連接多個(gè)電池單元的至少兩個(gè)電極。由電壓檢測(cè) 部檢測(cè)連接部件的相互分離的第一區(qū)域與第二區(qū)域之間的電壓。電流計(jì)算部基于由電壓檢測(cè)部檢測(cè)出的電壓及連接部件的第一區(qū)域與第二區(qū)域 之間的電阻來(lái)計(jì)算流經(jīng)連接部件的第一區(qū)域與第二區(qū)域之間的電流的值。由此，能夠用簡(jiǎn) 單的構(gòu)成檢測(cè)流經(jīng)多個(gè)電池單元的電流。(9)本發(fā)明的另一技術(shù)方案的電動(dòng)車輛具備電池模塊；電動(dòng)機(jī)，其由來(lái)自電池模 塊的電力驅(qū)動(dòng)；和驅(qū)動(dòng)輪，其在電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)力的作用下旋轉(zhuǎn)；所述電池模塊具備多個(gè)電 池單元；連接部件，其將多個(gè)電池單元的至少兩個(gè)電極相互連接；和電壓檢測(cè)部，其檢測(cè)連 接部件的相互分離的第一區(qū)域與第二區(qū)域之間的電壓。在該電動(dòng)車輛中，由來(lái)自電池模塊的電力驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。通過(guò)該電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)力使 驅(qū)動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)，從而電動(dòng)車輛移動(dòng)。在電池模塊中，由連接部件相互連接多個(gè)電池單元的至少兩個(gè)電極。由電壓檢測(cè) 部檢測(cè)連接部件的相互分離的第一區(qū)域與第二區(qū)域之間的電壓。能夠基于由電壓檢測(cè)部檢測(cè)出的電壓及連接部件的第一區(qū)域與第二區(qū)域之間的 電阻來(lái)計(jì)算流經(jīng)連接部件的第一區(qū)域與第二區(qū)域之間的電流的值。由此，能夠用簡(jiǎn)單的構(gòu) 成檢測(cè)流經(jīng)多個(gè)電池單元的電流。


圖1是表示第一實(shí)施方式的電池系統(tǒng)的構(gòu)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(cè)視圖。圖5是雙電極用的匯流條(bus bar)的外觀立體圖。圖6是單電極用的匯流條的外觀立體圖。圖7是表示FPC基板上安裝了多個(gè)匯流條的狀態(tài)的外觀立體圖。圖8是用于說(shuō)明多個(gè)匯流條與檢測(cè)電路連接的示意俯視圖。圖9是表示電壓電流匯流條上形成的兩個(gè)焊料圖案與FPC基板上的兩個(gè)導(dǎo)線的連 接狀態(tài)的示意俯視圖。
圖10是表示圖1的檢測(cè)電路的一個(gè)構(gòu)成例的電路圖。圖11是表示圖10的放大電路的一個(gè)構(gòu)成例的電路圖。圖12是表示圖1的檢測(cè)電路的其他構(gòu)成例的電路圖。圖13是表示具有電流計(jì)算功能的檢測(cè)電路的構(gòu)成例的圖。圖14是表示變形例的電壓電流匯流條及其周邊部件的構(gòu)成的示意俯視圖。圖15是表示具備圖1的電池系統(tǒng)的電動(dòng)汽車的構(gòu)成的框圖。
具體實(shí)施方式

[1]第一實(shí)施方式以下，參照附圖對(duì)第一實(shí)施方式的電池模塊及具備該電池模塊的電池系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō) 明。其中，本實(shí)施方式的電池模塊及電池系統(tǒng)被搭載在以電力作為驅(qū)動(dòng)源的電動(dòng)車輛(例 如電動(dòng)汽車)上。(1)電池系統(tǒng)的構(gòu)成圖1是表示第一實(shí)施方式的電池系統(tǒng)的構(gòu)成的框圖。如圖1所示，電池系統(tǒng)500 包括多個(gè)電池模塊100、電池ECU (Electronic Control Uint 電子控制單元)101及接觸器 (contactor) 102，并通過(guò)總線104與電動(dòng)車輛的主控制部300連接。電池系統(tǒng)500的多個(gè)電池模塊100通過(guò)電源線501相互連接。各電池模塊100具 有多個(gè)(在本例中為18個(gè))電池單元10、多個(gè)(在本例中為5個(gè))熱敏電阻11及檢測(cè)電 路20。在各電池模塊100中，多個(gè)電池單元10以相互相鄰的方式配置為一體，并通過(guò)多 個(gè)匯流條40串聯(lián)連接。各電池單元10例如為鋰離子電池或鎳氫電池等二次電池。配置在電池模塊100兩端部上的電池單元10經(jīng)由匯流條40a與電源線501連接。 由此，在電池系統(tǒng)500中多個(gè)電池模塊100中的全部電池單元10串聯(lián)連接。從電池系統(tǒng) 500引出的電源線501與電動(dòng)車輛的電動(dòng)機(jī)等的負(fù)載連接。檢測(cè)電路20經(jīng)由導(dǎo)線51 (參照?qǐng)D8后述)與各匯流條40、40a連接。另外，檢測(cè) 電路20與各熱敏電阻11電連接。由檢測(cè)電路20檢測(cè)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(cè)電路20經(jīng)由總線103與電池E⑶101連接。由此，由檢測(cè) 電路20檢測(cè)出的電壓及溫度提供給電池E⑶101。進(jìn)而，本實(shí)施方式中，在多個(gè)匯流條40、40a中的一個(gè)匯流條40與檢測(cè)電路20之 間設(shè)置有放大電路410，該放大電路用于放大流經(jīng)各匯流條40、40a的電流所引起的壓降 量。檢測(cè)電路20將基于放大電路410的輸出電壓的電壓值提供給電池E⑶101。由此，電池 ECU101計(jì)算流經(jīng)多個(gè)電池單元10的電流的值。放大電路410的詳細(xì)結(jié)構(gòu)以及由檢測(cè)電路 20及電池ECU101進(jìn)行的電流值的計(jì)算的詳細(xì)描述見后述。電池E⑶101例如基于從各檢測(cè)電路20提供的電壓及溫度以及檢測(cè)出的電流來(lái)計(jì) 算各電池單元10的充電量，并基于該充電量進(jìn)行各電池模塊100的充放電控制。另外，電 池E⑶101基于所提供的電壓及溫度以及檢測(cè)出的電流來(lái)檢測(cè)各電池模塊100的狀態(tài)，例如 檢測(cè)電池單元10的壽命及異常等。其中，所謂電池模塊100的異常例如為電池單元10的 過(guò)放電、過(guò)充電或溫度異常。
在與電池系統(tǒng)500的一端部的電池模塊100連接的電源線501中插入了接觸器 102。電池E⑶101在檢測(cè)出電池模塊100的異常的情況下，關(guān)斷接觸器102。由此，在異常 時(shí)，由于在各電池模塊100中無(wú)電流流動(dòng)，故能夠防止電池模塊100的異常發(fā)熱。電池E⑶101經(jīng)由總線104與電動(dòng)車輛的主控制部300連接。從各電池E⑶101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(dòng)車輛的動(dòng)力(例如，電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度)。另外，若各電池模塊100的 充電量減少，則主控制部300控制與電源線501連接的未圖示的發(fā)電裝置對(duì)各電池模塊100 進(jìn)行充電。(2)電池模塊的詳細(xì)結(jié)構(gòu) 對(duì)電池模塊100的詳細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。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(cè)視圖。其中，在圖2 圖4及后述的圖7 圖9中，如箭頭X、Y、Z所示，將相互正交的三 個(gè)方向定義為X方向、Y方向及Z方向。其中，在本例中，X方向及Y方向是與水平面平行的 方向，Z方向是與水平面垂直的方向。如圖2 圖4所示，在電池模塊100中，具有扁平的大致長(zhǎng)方體形狀的多個(gè)電池單 元10在X方向上排列配置。在該狀態(tài)下，通過(guò)一對(duì)端面框92、一對(duì)上端框93及一對(duì)下端框 94將多個(gè)電池單元10固定為一體。一對(duì)端面框92具有大致板形狀，且與YZ平面平行地配置。一對(duì)上端框93及一對(duì) 下端框94配置為在X方向上延伸。在一對(duì)端面框92的四角形成有用于連接一對(duì)上端框93及一對(duì)下端框94的連接 部。以在一對(duì)端面框92之間配置有多個(gè)電池單元10的狀態(tài)下，在一對(duì)端面框92的上側(cè)的 連接部安裝一對(duì)上端框93，在一對(duì)端面框92的下側(cè)的連接部安裝一對(duì)下端框94。由此，多 個(gè)電池單元10在沿X方向排列配置的狀態(tài)下被固定為一體。在一個(gè)端面框92上，與外側(cè)的面保持間隔地安裝有剛性印刷電路基板(以下簡(jiǎn)記 為印刷電路基板)21。在印刷電路基板21上設(shè)置有檢測(cè)電路20及放大電路410。在此，多個(gè)電池單元10在Y方向的一端部側(cè)及另一端部側(cè)的其中一個(gè)的上面部分 具有正電極10a，在其相反側(cè)的上面部分具有負(fù)電極10b。各電極10a、10b以向上突出的方 式傾斜地設(shè)置(參照?qǐng)D4)。在以下的說(shuō)明中，將從與一個(gè)端面框92(未安裝印刷電路基板21的端面框92)相 鄰的電池單元10到與另一端面框92相鄰的電池單元10稱為從第一到第十八電池單元10。如圖3所示，在電池模塊100中，各電池單元10配置為在相鄰的電池單元10間Y 方向上的正電極IOa及負(fù)電極IOb的位置關(guān)系相反。由此，在相鄰的兩個(gè)電池單元10間，一個(gè)電池單元10的正電極IOa和另一個(gè)電池 單元10的負(fù)電池IOb靠近，一個(gè)電池單元10的負(fù)電極IOb和另一個(gè)電池單元10的正電極 IOa靠近。該狀態(tài)下，在相靠近的兩個(gè)電池處安裝有匯流條40。由此，串聯(lián)連接多個(gè)電池單 元10。具體地說(shuō)，在第一電池單元10的正電極IOa和第二電池單元10的負(fù)電極IOb上 安裝有共用的匯流條40。另外，在第二電池單元10的正電極IOa和第三電池單元10的負(fù) 電極IOb上安裝有共用的匯流條40。
同樣地，在各第奇數(shù)電池單元10的正電極10a和與其相鄰的第偶數(shù)電池單元10 的負(fù)電極10b上安裝有共用的匯流條40。在各第偶數(shù)電池單元10的正電極10a和與其相 鄰的第奇數(shù)電池單元10的負(fù)電極10b上安裝有共用的匯流條40。另一方面，在第一電池單元10的負(fù)電極10b及第十八電池單元10的正電極10a 上分別安裝有用于從外部連接電源線501的匯流條40a。在Y方向的多個(gè)電池單元10的一端部側(cè)，沿X方向延伸的長(zhǎng)條狀的撓性印刷電路 基板(以下簡(jiǎn)記為FPC)50公共地與多個(gè)匯流條40、40a連接。同樣地，在Y方向的多個(gè)電 池單元10的另一端部側(cè)，沿X方向延伸的長(zhǎng)條狀的FPC基板50公共地與多個(gè)匯流條40連接。FPC基板50主要具有在絕緣層上形成了多個(gè)導(dǎo)線51、52(后述的圖8)的構(gòu)成，具 有彎曲性及可撓性。作為構(gòu)成FPC基板50的絕緣層的材料例如利用聚酰亞胺，作為導(dǎo)線 51、52(后述的圖8)的材料例如利用銅。各FPC基板50在一個(gè)端面框92 (安裝有印刷電路基板21的端面框92)的上端部 分向內(nèi)側(cè)以直角彎折，進(jìn)而向下彎折，從而與印刷電路基板21連接。在FPC基板50與印刷電路基板21連接的狀態(tài)下，多個(gè)匯流條40、40a通過(guò)后述的 多個(gè)導(dǎo)線51 (圖8)與檢測(cè)電路20連接，這些匯流條40、40a中的一個(gè)匯流條40通過(guò)后述 的導(dǎo)線51、52(圖8)與放大電路410連接。詳細(xì)見后述。(3)匯流條及FPC基板的構(gòu)造下面，對(duì)匯流條40、40a及FPC基板50的詳細(xì)構(gòu)造進(jìn)行說(shuō)明。以下，將用于連接相 鄰的兩個(gè)電池單元10的正電極10a和負(fù)電極10b的匯流條40稱為雙電極用匯流條40，將 用于連接一個(gè)電池單元10的正電極10a或負(fù)電極10b和電源線501的匯流條40a稱為單 電極用匯流條40a。圖5是雙電極用匯流條40的外觀立體圖，圖6是單電極用匯流條40a的外觀立體 圖。如圖5所示，雙電極用的匯流條40具備具有大致長(zhǎng)方形狀的基體部41、從基體 部41的一邊向該基體部41的一面?zhèn)葟澢⒀由斓囊粚?duì)安裝片42。在基體部41上形成有 一對(duì)電極連接孔43。如圖6所示，單電極用的匯流條40a具備具有大致正方形狀的基體部45、從基體 部45的一邊向該基體部45的一面?zhèn)葟澢⒀由斓陌惭b片46。在基體部45上形成有電極 連接孔47。在本實(shí)施方式中，匯流條40、40a例如具有對(duì)工業(yè)純銅(tough pitchcopper)的表 面實(shí)施了鍍鎳后的構(gòu)成。圖7是表示在FPC基板50上安裝了多個(gè)匯流條40、40a的狀態(tài)的外觀立體圖。如 圖7所示，在兩片F(xiàn)PC基板50上，沿著X方向以規(guī)定的間隔安裝有多個(gè)匯流條40、40a的安 裝片42、46。制作電池模塊100時(shí)，在由端面框92(圖2)、上端框93 (圖2)及下端框94(圖2) 而固定為一體的多個(gè)電池單元10上，如上所述設(shè)置有安裝了多個(gè)匯流條40、40a的兩片F(xiàn)PC 基板50。相鄰的電池單元10的正電極10a及負(fù)電極10b嵌入到形成在各雙電極用的匯流條40上的電極連接孔43。在正電極IOa及負(fù)電極IOb上形成有外螺紋。在各雙電極用的 匯流條40中嵌入了相鄰的正電極IOa及負(fù)電極IOb中的狀態(tài)下，螺母(未圖示)螺合在正 電極IOa及負(fù)電極IOb的外螺紋上。第一電池單元10的負(fù)電極IOb及第十八電池單元10的正電極IOa分別嵌入到形 成在各單電極用的匯流條40a上的電極連接孔47。在各單電極用的匯流條40a中嵌入了這 些負(fù)電極IOb及正電極IOa的狀態(tài)下，螺母(未圖示)螺合在負(fù)電極IOb及正電極IOa的 外螺紋上。由此，在多個(gè)電池單元10上安裝有多個(gè)匯流條40、40a，并且通過(guò)多個(gè)匯流條40、 40a而FPC基板50保持大致水平姿勢(shì)。(4)匯流條和檢測(cè)電路的連接對(duì)多個(gè)匯流條40、40a和檢測(cè)電路20的連接進(jìn)行說(shuō)明。圖8及圖9是用于說(shuō)明多個(gè)匯流條40、40a和檢測(cè)電路20連接的示意俯視圖。在以下的說(shuō)明中，將多個(gè)匯流條40、40a中未與放大電路410連接的匯流條40適 當(dāng)?shù)胤Q為電壓匯流條40x，將多個(gè)匯流條40中與放大電路410連接的匯流條40適當(dāng)?shù)胤Q為 電壓電流匯流條40y。如圖8所示，在FPC基板50上設(shè)置有與多個(gè)匯流條40x、40y對(duì)應(yīng)的多個(gè)導(dǎo)電性片 59及多個(gè)導(dǎo)線51。另外，在FPC基板50上還設(shè)置有與電壓電路匯流條40y對(duì)應(yīng)的導(dǎo)線52。各匯流條40x、40y的安裝片42通過(guò)焊接安裝到FPC基板50上的對(duì)應(yīng)的導(dǎo)電性片 59上。與各電壓匯流條40x對(duì)應(yīng)的導(dǎo)電性片59經(jīng)由導(dǎo)線51及圖1的印刷電路基板21 上的導(dǎo)線與檢測(cè)電路20連接。由此，各電壓匯流條40x與檢測(cè)電路20電連接。如圖9所示，在電壓電流匯流條40y的基體部41上以一定間隔相互平行地形成有 一對(duì)焊料圖案HI、H2。焊料圖案Hl在兩個(gè)電極連接孔43間配置在一個(gè)電極連接孔43的 附近，焊料圖案H2在兩個(gè)電極連接孔43間配置在另一個(gè)電極連接孔43的附近。將電壓電 流匯流條40y中的形成在焊料圖案H1、H2間的電阻稱為電流檢測(cè)用的分流電阻RS。電壓電流匯流條40y的焊料圖案Hl通過(guò)引線Ll與FPC50上的對(duì)應(yīng)的導(dǎo)線51連 接。電壓電流匯流條40y的焊料圖案H2通過(guò)引線L2與FPC50上的對(duì)應(yīng)的導(dǎo)線52連接。如圖8所示，與電壓電流匯流條40y對(duì)應(yīng)的導(dǎo)線51經(jīng)由圖2的印刷電路基板21 上的導(dǎo)線與放大電路410的一個(gè)輸入端子及檢測(cè)電路20連接。檢測(cè)電路20基于電壓匯流條40x及電壓電流匯流條40y的電壓來(lái)檢測(cè)各電池單 元10的端子間電壓。與電壓電流匯流條40y對(duì)應(yīng)的導(dǎo)線52經(jīng)由圖2的印刷電路基板21上的導(dǎo)線與放 大電路410的另一輸入端子連接。放大電路410的輸出端子經(jīng)由圖2的印刷電路基板21 上的導(dǎo)線53與檢測(cè)電路20連接。檢測(cè)電路20基于放大電路410的輸出電壓來(lái)檢測(cè)焊料圖案HI、H2間的電壓值。 由檢測(cè)電路20檢測(cè)出的電壓值提供給圖1的電池E⑶101。電池E⑶101例如包括CPU(中央運(yùn)算處理裝置)及存儲(chǔ)器。本實(shí)施方式中，在電 池ECUlOl的存儲(chǔ)器中預(yù)先存儲(chǔ)有電壓電流匯流條40y中的焊料圖案HI、H2間的分流電阻 RS的值。
電池E⑶101通過(guò)利用存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的分流電阻RS的值來(lái)除由檢測(cè)電路20提 供的焊料圖案H1、H2間的電壓值，來(lái)計(jì)算流經(jīng)電壓電流匯流條40y的電流的值。由此，能檢 測(cè)出多個(gè)電池單元10間流動(dòng)的電流的值。在此，分流電阻RS的值是基于有電流流動(dòng)的導(dǎo)體的長(zhǎng)度、橫截面及電阻率計(jì)算出 的。因此，優(yōu)選按照能正確地計(jì)算電壓電流匯流條40y中的分流電阻RS的值的方式形成焊 料圖案H1、H2。在電池單元10充放電時(shí)，電流主要流經(jīng)正電極10a和負(fù)電極10b之間的區(qū)域。因此，優(yōu)選焊料圖案HI、H2分別與電極連接孔43靠近且在與連接電極連接孔43 的中心的直線垂直的方向上延伸。進(jìn)而，優(yōu)選焊料圖案H1、H2的長(zhǎng)度都與電極連接孔43的
直徑大致相等。也可以基于焊料圖案HI、H2的長(zhǎng)度、焊料圖案HI、H2間的距離、基體部41的厚度 及基體部41的電阻率預(yù)先計(jì)算分流電阻RS的值，并將計(jì)算出的值存儲(chǔ)到電池ECU101內(nèi)的 存儲(chǔ)器中?；蛘?，也可以預(yù)先測(cè)定焊料圖案HI、H2間的分流電阻RS的值，并將測(cè)定出的值存 儲(chǔ)到電池E⑶101內(nèi)的存儲(chǔ)器中。另外，也可以由熱敏電阻11檢測(cè)電壓電流匯流條40y的溫度，由檢測(cè)出的溫度來(lái) 修正存儲(chǔ)在電池E⑶101內(nèi)的存儲(chǔ)器中的分流電阻RS的值。(5)檢測(cè)電路及放大電路的一個(gè)構(gòu)成例圖10是表示圖1的檢測(cè)電路20的一個(gè)構(gòu)成例的電路圖。圖10所示的檢測(cè)電路 20包括第一、第二及第三電壓檢測(cè)IC (集成電路)20a、20b、20c。在本例中，對(duì)應(yīng)于第一 第 六電池單元10而設(shè)置有第一電壓檢測(cè)IC20a，對(duì)應(yīng)于第七 第十二電池單元10而設(shè)置有第 二電壓檢測(cè)IC20b，對(duì)應(yīng)于第十三 第十八電池單元10而設(shè)置有第三電壓檢測(cè)IC20c。另 外，在第二電壓檢測(cè)IC20b上連接有放大電路410。其中，第一 第三電壓檢測(cè)IC20a、20b、 20c的基準(zhǔn)電壓GNDa、GNDb、GNDc分別電獨(dú)立。以下，作為代表對(duì)第二電壓檢測(cè)IC20b進(jìn)行說(shuō)明。此外，第一及第三電壓檢測(cè) IC20a、20c具有與第二檢測(cè)電壓IC20b相同的構(gòu)成。第二電壓檢測(cè)IC20b具有八個(gè)輸入端子tl t8。輸入端子t7被保持在基準(zhǔn)電壓 GNDb。輸入端子t7 tl經(jīng)由導(dǎo)線51分別與設(shè)置在第六 第十三電池單元10間的匯流條 40x、40y連接。另外，輸入端子t8經(jīng)由導(dǎo)線53與圖2的放大電路410的輸出端子連接。放 大電路410的一個(gè)輸入端子經(jīng)由導(dǎo)線51與焊料圖案HI (圖9)連接，放大電路410的另一 輸入端子經(jīng)由導(dǎo)線52與焊料圖案H2(圖9)連接。第二電壓檢測(cè)IC20b包括電壓檢測(cè)部201 206、開關(guān)元件211 217及A/D (模 擬/數(shù)字)轉(zhuǎn)換器220。電壓檢測(cè)部201對(duì)輸入端子tl、t2間的電壓進(jìn)行差動(dòng)放大，電壓檢測(cè)部202對(duì)輸 入端子t2、t3間的電壓進(jìn)行差動(dòng)放大，電壓檢測(cè)部203對(duì)輸入端子t3、t4間的電壓進(jìn)行差 動(dòng)放大，電壓檢測(cè)部204對(duì)輸入端子t4、t5間的電壓進(jìn)行差動(dòng)放大，電壓檢測(cè)部205對(duì)輸入 端子t5、t6間的電壓進(jìn)行差動(dòng)放大，電壓檢測(cè)部206對(duì)輸入端子t6、t7間的電壓進(jìn)行差動(dòng) 放大。進(jìn)而，放大電路410放大焊料圖案H1、H2間的電壓。電壓檢測(cè)部201 206的輸出端子及輸入端子t8分別經(jīng)由開關(guān)元件211 217與A/D轉(zhuǎn)換器220的輸入端子連接。輸入端子t7的基準(zhǔn)電壓GNDb提供給A/D轉(zhuǎn)換器220 的基準(zhǔn)端子，電源電壓V+提供給A/D轉(zhuǎn)換器220的電源端子。此外，在本例中，雖然輸入端子t7的基準(zhǔn)電壓GNDb被公共提供給電壓檢測(cè)部206 及A/D轉(zhuǎn)換器220，但是也可以取而代之，對(duì)A/D轉(zhuǎn)換器220的基準(zhǔn)端子與電壓檢測(cè)部206 獨(dú)立地提供基準(zhǔn)電壓GNDb。開關(guān)元件211 217依次被接通。由此，由電壓檢測(cè)部201 206及放大電路410 放大后的電壓依次提供給A/D轉(zhuǎn)換器220。A/D轉(zhuǎn)換器220將所提供的電壓變換為數(shù)字的 電壓值。由A/D轉(zhuǎn)換器220得到的數(shù)字的電壓值提供給圖1的電池ECU101。在電池E⑶101中，如上述，基于各電池單元10的端子間的電壓值計(jì)算出各電池單 元10的充電量。另外，基于焊料圖案HI、H2間的電壓值及分流電阻RS的值計(jì)算出流經(jīng)電 壓電流匯流條40y的電流的值。圖11是表示圖10的放大電路410的一個(gè)構(gòu)成例的電路圖。在此，說(shuō)明與圖10的 第二電壓檢測(cè)IC20b對(duì)應(yīng)設(shè)置的放大電路410的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。以下，將焊料圖案HI、H2間的 分流電阻RS的值稱為分流電阻值Rs，將焊料圖案Hl、H2間的電壓的值稱為電壓值Vs，將流 經(jīng)分流電阻RS的電流的值稱為電流值Is。
在分流電阻值Rs已知的情況下，能夠通過(guò)檢測(cè)電壓值Vs來(lái)計(jì)算電流值Is。如上述，由于電壓電流匯流條40y主要由銅構(gòu)成，故分流電阻值Rs小(例如ΙπιΩ 左右)。此時(shí)，電流值Is例如在-100Α 100Α的范圍內(nèi)變動(dòng)，電壓值Vs在-0. IV 0. IV 的范圍內(nèi)變動(dòng)。此外，由于充電時(shí)流經(jīng)電壓電流匯流條40y的電流的方向與放電時(shí)相反，故 電流值Is及電壓值Vs為負(fù)。在此，第二電壓檢測(cè)IC20b例如檢測(cè)在2. 5V 約4. 2V的范圍內(nèi)變動(dòng)的各電池單 元10的端子間電壓。另一方面，焊料圖案H1、H2間的電壓值Vs比各電池單元10的端子間 電壓低。因此，在本實(shí)施方式中，由放大電路410放大焊料圖案HI、H2間的電壓值Vs。放大電路410的輸入端子V1、V2及輸出端子V3分別與導(dǎo)線51、52、53連接。放大 電路410由運(yùn)算放大器(operational amplifier) 411、直流電源Ea及電阻Rl R4構(gòu)成。運(yùn)算放大器411的非反相輸入端子經(jīng)由電阻Rl與輸入端子Vl連接，并且經(jīng)由電 阻R3與直流電源Ea的正極連接。運(yùn)算放大器411的反相輸入端子經(jīng)由電阻R2與輸入端 子V2連接。在運(yùn)算放大器411的反相輸入端子和輸出端子V3之間連接有電阻R4?；鶞?zhǔn)電 壓GNDb提供給運(yùn)算放大器411的基準(zhǔn)端子，電源電壓Vb提供給電源端子。直流電源Ea的正極的電壓(以下稱為偏壓(offset voltage))Va設(shè)定在基準(zhǔn)電 壓GNDb和電源電壓Vb的中間。由此，電壓值Vs在負(fù)值和正值之間的范圍內(nèi)變動(dòng)的情況下， 放大電路410的輸出端子的電壓值Vout以偏壓Va為中心在OV與電源電壓Vb之間的范圍 內(nèi)變動(dòng)。例如，將電阻R1、R2的值設(shè)定為IOkQ，將電阻R3、R4的值設(shè)定為250kQ。此時(shí)， 放大電路410的放大增益為25。另外，將電源電壓Vb設(shè)為5V，將偏壓Va設(shè)為2. 5V。如上 述，在分流電阻值Rs為ΙπιΩ左右的情況下，放大電路410將在-0. IV 0. IV的范圍內(nèi)變 動(dòng)的電壓值Vs放大為以2. 5V為中心的OV 5V的范圍內(nèi)的電壓。在電壓值Vs為-0. IV的情況下，放大電路410的輸出電壓為5V。此時(shí)，計(jì)算出電 流值Is為-100Α。另外，在電壓值Vs為OV的情況下，放大電路410的輸出電壓為2. 5V。此時(shí)，計(jì)算出電流值Is為OA。進(jìn)而，在電壓值Vs為0. IV的情況下，放大電路410的輸出電壓 為0V。此時(shí)，計(jì)算出電流值Is為100A。下面，說(shuō)明將與第二電壓檢測(cè)IC20b的輸入端子t7連接的匯流條40用作電流檢 測(cè)用的分流電阻RS的理由。輸入端子t6的電壓在以一個(gè)電池單元10的電壓(例如3. 7V)為中心的約2. 5V 約4. 2V的范圍內(nèi)變動(dòng)。另外，輸入端子t5的電壓在以兩個(gè)電池單元10的電壓(例如7. 4V) 為中心的約5V 約8. 4V的范圍內(nèi)變動(dòng)。運(yùn)算放大器411的輸入電壓范圍及輸出電壓范圍 為基準(zhǔn)電壓GNDb 電源電壓Vb (例如0V 5V)。因此，在將與輸入端子t5連接的匯流條40用作分流電阻RS、且將分流電阻RS的 兩端(焊料圖案H1、H2)與放大電路410的輸入端子V1、V2連接的情況下，為使運(yùn)算放大器 411的非反相輸入端子及反相輸入端子的電壓處于上述的輸入電壓范圍內(nèi)而需要減小放大 增益。例如，在放大電路410的輸入端子VI的電壓為第二電壓檢測(cè)IC20b的輸入端子t5 的最大電壓(8.4V)的情況下，為了使運(yùn)算放大器411的非反相輸入端子的電壓為5V以下 而將放大電路410的放大增益例如設(shè)定在0. 73以下。此時(shí)，由于放大電路410的輸出電壓 Vout的變動(dòng)幅度顯著減小，故難以檢測(cè)流經(jīng)分流電阻RS的電流值Is。若分流電阻RS連接到與被保持在基準(zhǔn)電壓GNDb的輸入端子t7遠(yuǎn)離的輸入端子 t4 tl，則電流值Is的檢測(cè)變得更困難。此外，在利用具有大的輸入電壓范圍及輸出電壓范圍的運(yùn)算放大器的情況下，也 可將與輸入端子t7以外的輸入端子t6 tl連接的匯流條40用作分流電阻RS。但是，這 種運(yùn)算放大器較昂貴。因此，如圖10及圖11的例子，優(yōu)選將與被保持在基準(zhǔn)電壓GNDb的輸入端子t7連 接的匯流條40用作電流檢測(cè)用的分流電阻RS。此外，在第一電壓檢測(cè)IC20a中，與被保持在GNDa的輸入端子連接的匯流條40a 具有圖6所示的構(gòu)造。因此，難以在匯流條40a中以相距規(guī)定距離的方式設(shè)定兩個(gè)焊料圖 案H1、H2。此時(shí)，通過(guò)將匯流條40a的基體部45與圖5的匯流條40的基體部41同樣地形 成為長(zhǎng)方形，從而能夠以一定間隔設(shè)置焊料圖案HI、H2。其中，此時(shí)，存在必須將電池模塊 100的X方向的長(zhǎng)度比利用圖6的匯流條40a的情況設(shè)置得大的可能性。因此，在考慮了電 池模塊100的小型化的情況下，優(yōu)選將匯流條40a的基體部45形成為長(zhǎng)方形。在上述中，雖然對(duì)在檢測(cè)電路20的三個(gè)第一 第三電壓檢測(cè)IC20a、20b、20c中的 第二電壓檢測(cè)IC20b上連接放大電路410的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但是也可以取而代之將放大 電路410與第三電壓檢測(cè)IC20c連接。另外，也可以將放大電路410與第一 第三電壓檢 測(cè)電路IC20a、IC20b、IC20c中的多個(gè)電壓檢測(cè)IC連接。(6)檢測(cè)電路的其他構(gòu)成例圖1的檢測(cè)電路20可以取代圖10的構(gòu)成而具有以下的構(gòu)成。圖12是表示圖1 的檢測(cè)電路20的其他構(gòu)成例的電路圖。圖12的檢測(cè)電路20包括具有相同結(jié)構(gòu)的第一、第二及第三電壓檢測(cè)電路IC20a、 IC20b、IC20c。以下，對(duì)本例的第二電壓檢測(cè)IC20b的詳細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。第二電壓檢測(cè)IC20b具有八個(gè)輸入端子til tl8。輸入端子tl8被保持在基準(zhǔn) 電壓GNDb。輸入端子tl8、tl6 til經(jīng)由導(dǎo)線51分別與設(shè)置在第六 第十三電池單元10間的匯流條40x、40y連接。另外，輸入端子tl7經(jīng)由導(dǎo)線53與圖2的放大電路410的輸出 端子連接。此外，圖12的放大電路410的構(gòu)成與圖11的放大電路410的構(gòu)成相同。因此，輸 入端子tl7中輸入有由放電電路410放大后的焊料圖案HI、H2間的電壓值Vs。第二電壓檢測(cè)IC20b包括電阻221 227、231 237、開關(guān)元件221 217及A/D 轉(zhuǎn)換器220。在輸入端子til與輸入端子tl8之間串聯(lián)連接電阻221、231，在輸入端子tl2與輸 入端子tl8之間串聯(lián)連接電阻222、232，在輸入端子tl3與輸入端子tl8之間串聯(lián)連接電阻 223、233 ο另外，在輸入端子tl4與輸入端子tl8之間串聯(lián)連接電阻224、234，在 輸入端子 tl5與輸入端子tl8之間串聯(lián)連接電阻225、235，在輸入端子tl6與輸入端子tl8之間串聯(lián) 連接電阻226、236，在輸入端子tl7與輸入端子tl8之間串聯(lián)連接電阻227、237。由此，輸 入端子til tl7的電壓分別被分壓。電阻221與電阻231之間的節(jié)點(diǎn)附1、電阻222與電阻232之間的節(jié)點(diǎn)附2、電阻 223與電阻233之間的節(jié)點(diǎn)附3、電阻224與電阻234之間的節(jié)點(diǎn)附4、電阻225與電阻235 之間的節(jié)點(diǎn)附5、電阻226與電阻236之間的節(jié)點(diǎn)附6、及電阻227與電阻237之間的節(jié)點(diǎn) N17分別經(jīng)由開關(guān)元件211 217與A/D轉(zhuǎn)換器220的輸入端子連接。輸入端子tl8的基 準(zhǔn)電壓GNDb提供給A/D轉(zhuǎn)換器220的基準(zhǔn)端子，電源電壓V+提供給A/D轉(zhuǎn)換器220的電 源端子。開關(guān)元件211 217被依次接通。由此，節(jié)點(diǎn)Nll N17的電壓依次提供給A/D 轉(zhuǎn)換器220。在此，設(shè)定電阻221 227及電阻231 237，使得節(jié)點(diǎn)Nll N17的電壓處于從 A/D轉(zhuǎn)換器220的基準(zhǔn)電壓GNDb到電源電壓V+以下。A/D轉(zhuǎn)換器220將提供的電壓變換為數(shù)字的電壓值。由A/D轉(zhuǎn)換器220得到的數(shù) 字的電壓值提供給圖1的電池E⑶101。由此，與圖10的檢測(cè)電路20的一個(gè)構(gòu)成例同樣地，由電池E⑶101基于各電池單 元10的電壓值計(jì)算出各電池單元10的充電量。另外，基于焊料圖案H1、H2間的電壓值Vs 及分流電阻值Rs計(jì)算出流經(jīng)電壓電流匯流條40y的電流值Is。與圖10的構(gòu)成例同樣地，與被保持在基準(zhǔn)電壓GNDb的輸入端子tl8連接的匯流 條40用作電流檢測(cè)用的分流電阻RS。對(duì)其理由進(jìn)行說(shuō)明。在本例中，關(guān)于輸入端子tl8 til而言，依次從匯流條40輸入到各輸入端子 tl8 til中的電壓變高。因此，越遠(yuǎn)離輸入端子tl8，則需要對(duì)輸入到各輸入端子的電壓 設(shè)定越大的分壓比。該情況下，越遠(yuǎn)離輸入端子tl8越容易產(chǎn)生輸入電壓的檢測(cè)誤差。因 此，與圖10及圖11的例子同樣地，優(yōu)選將與被保持在基準(zhǔn)電壓GNDb的輸入端子tl8連接 的匯流條40用作電流檢測(cè)用的分流電阻RS。(7)效果(a)如上述，在本實(shí)施方式的電池系統(tǒng)500中，由放大電路410及檢測(cè)電路20，檢 測(cè)對(duì)兩個(gè)電池單元10進(jìn)行連接的電壓電流匯流條40y的相互分離的焊料圖案HI、H2間的 電壓。由電池ECUlOl基于檢測(cè)出的電壓及焊料圖案HI、H2間的分流電阻RS計(jì)算出流經(jīng)電壓電流匯流條40y的電流的值。由此，能夠用簡(jiǎn)單的構(gòu)成檢測(cè)流經(jīng)多個(gè)電池單元10的電流。(b)多個(gè)匯流條40是將相鄰的電池單元10的電極10a、10b相互連接的金屬性的 片。這些多個(gè)匯流條40中的至少一個(gè)用作電壓電流匯流條40y。在電壓電流匯流條40y 中，相鄰的兩個(gè)電池單元10中的其中一個(gè)電池單元10的負(fù)電極IOb與另一電池單元10的 正電極IOa之間隔著間隔形成焊料圖案HI、H2。該情況下，能夠?qū)㈦妷弘娏鲄R流條40y的基體部41的一部分用作電流檢測(cè)用的分 流電阻RS。由此，能夠可靠地連接相鄰的電池單元10的電極10a、10b，并且能夠檢測(cè)流經(jīng) 這些電池單元10的電流。(c)焊料圖案H1、H2以大致平行延伸的方式設(shè)置在電壓電流匯流條40y的基體部 41。此時(shí)，能夠確保為了在電壓電流匯流條40y的一部分中檢測(cè)電流所需的充分的分流電 阻值Rs。(d)在本實(shí)施方式中，電池模塊100包括18個(gè)電池單元10，各電池單元10由多個(gè) 匯流條4 0串聯(lián)連接。檢測(cè)電路20通過(guò)檢測(cè)多個(gè)匯流條40、40a的電壓來(lái)檢測(cè)多個(gè)電池單 元10的端子間電壓，并且檢測(cè)電壓電流匯流條40y中的焊料圖案HI、H2間的電壓。由此， 能夠由公共的檢測(cè)電路20檢測(cè)各電池單元10的端子間電壓并且檢測(cè)流經(jīng)多個(gè)電池單元10 的電流。(e)由放大電路410放大電壓電流匯流條40y中的焊料圖案H1、H2間的電壓。在 此，電壓電流匯流條40y的一個(gè)焊料圖案Hl與A/D轉(zhuǎn)換器220的基準(zhǔn)端子連接。由此，無(wú) 需利用具有大動(dòng)作電壓范圍的昂貴的放大電路就能夠?qū)⒑噶蠄D案HI、H2間的電壓放大到 充分大的值。結(jié)果，由于無(wú)需利用昂貴的放大電路，故能夠?qū)崿F(xiàn)低成本化。(8)第一實(shí)施方式的變形例(a)在上述中，雖然說(shuō)明了匯流條40、40a具有對(duì)工業(yè)純銅的表面實(shí)施鍍鎳的構(gòu)成 的例子，但是構(gòu)成匯流條40、40a的材料并不限定于此。優(yōu)選基于強(qiáng)度及電阻率等來(lái)選擇構(gòu)成匯流條40、40a的材料。該情況下，還能夠利 用具有高強(qiáng)度且低電阻率的銅合金、鋁合金等。(b)另外，電壓電流匯流條40y也可以利用與構(gòu)成其他電壓匯流條40x的材料不同 的材料來(lái)制作。作為構(gòu)成電壓電流匯流條40y的材料，例如能夠利用銀、金等電阻低的材料 (具有高導(dǎo)電率的材料)。(c)在上述中，雖然未對(duì)構(gòu)成導(dǎo)電性片59的材料進(jìn)行說(shuō)明，但是導(dǎo)電性片59也可 以利用與構(gòu)成匯流條40、40a的材料同樣的材料進(jìn)行制作，還可以基于強(qiáng)度及電阻率等選 擇與匯流條40、40a不同的材料，利用選擇出的材料進(jìn)行制作。(d)在上述中，說(shuō)明了電池E⑶101基于電壓電流匯流條40y的焊料圖案H1、H2間 的電壓值及分流電阻RS的值來(lái)計(jì)算流經(jīng)電壓電流匯流條40y的電流的值的情況。但是，并 不限定于此，也可以取代電池E⑶101而使檢測(cè)電路20具有電流計(jì)算功能。圖13是表示具有電流計(jì)算功能的檢測(cè)電路20的構(gòu)成例的圖。如圖13所示，在檢 測(cè)電路20中取代圖10的構(gòu)成例如設(shè)置微機(jī)20m。并且，使檢測(cè)電路20的微機(jī)20m預(yù)先存 儲(chǔ)電壓電流匯流條40y中的焊料圖案HI、H2間的分流電阻RS的值。由此，檢測(cè)電路20的微機(jī)20m可以基于從圖10的第二電壓檢測(cè)IC20b輸出的焊料圖案H1、H2間的電壓值Vs及分流電阻值Rs，計(jì)算流經(jīng)電壓電流匯流條40y的電流值Is。另外，該情況下，檢測(cè)電路20的微機(jī)20m也可以基于第一 第三電壓檢測(cè) IC20a 20c的輸出來(lái)計(jì)算各電池單元10的端子間電壓。如上述，計(jì)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E⑶101。除此之外，檢測(cè)電路20的微機(jī)20m也可以基于計(jì)算出的電流值I s、計(jì)算出的各電 池單元10的端子間電壓、及由圖1的熱敏電阻11檢測(cè)出的各電池單元10的溫度來(lái)計(jì)算各 電池單元10的充電量。該情況下，計(jì)算出的電流值Is、計(jì)算出的各電池單元10的端子間電壓、檢測(cè)出的 各電池單元10的溫度、及各電池單元10的充電量從微機(jī)20m提供給電池E⑶101。此外，在本例中，雖然說(shuō)明了檢測(cè)電路20中設(shè)置有微機(jī)20m的例子，但是也可以取 代微機(jī)20m而通過(guò)設(shè)置CPU及存儲(chǔ)器來(lái)實(shí)現(xiàn)電流計(jì)算功能。本例的微機(jī)20m或CPU及存儲(chǔ)器例如能夠設(shè)置在圖4的印刷電路基板21上。(e)在上述中，作為用于檢測(cè)流經(jīng)電池模塊100的電流的構(gòu)成的一部分，說(shuō)明了在 電壓電流匯流條40y的基體部41上設(shè)置兩個(gè)焊料圖案H1、H2的情況。也可以取而代之，使 電壓電流匯流條40y及其周邊部件具有如下的構(gòu)成。圖14是表示變形例的電壓電流匯流條40y及其周邊部件的構(gòu)成的示意俯視圖。如 圖14所示，在FPC基板50的電壓電流匯流條40y的連接部設(shè)置有相互分離的兩個(gè)導(dǎo)電性 片59a、59b。電壓電流匯流條40y的一個(gè)安裝片42通過(guò)焊接安裝到一個(gè)導(dǎo)電性片59a上， 電壓電流匯流條40y的另一安裝片42通過(guò)焊接安裝到導(dǎo)電性片59b上。在本例中，電壓電流匯流條40y的一個(gè)安裝片42和一個(gè)導(dǎo)電性片59a的焊接部分 Ha、及電壓電流匯流條40y的另一安裝片42和另一導(dǎo)電性片59b的焊接部分Hb，分別相當(dāng) 于上述的焊料圖案HI、H2。一個(gè)導(dǎo)電性片59a上連接與該電壓電流匯流條40y對(duì)應(yīng)的導(dǎo)線51。另一導(dǎo)電性片 59b上連接與該電壓電流匯流條40y對(duì)應(yīng)的導(dǎo)線52。電壓電流匯流條40y的一個(gè)安裝片42經(jīng)由一個(gè)焊接部分Ha、導(dǎo)電性片59a、導(dǎo)線 51及圖2的印刷電路基板21上的導(dǎo)線與檢測(cè)電路20連接。另外，電壓電流匯流條40y的 另一安裝片42經(jīng)由另一焊接部分Hb、導(dǎo)電性片59b、導(dǎo)線52及圖2的印刷電路基板21上 的導(dǎo)線與圖11的放大電路410的輸入端子V2連接。放大電路410的輸出端子V3經(jīng)由圖 2的印刷電路基板21上的導(dǎo)線53(圖11)與檢測(cè)電路20連接。此時(shí)，在電池單元10充放電時(shí)，在焊接部分Ha、Hb間流動(dòng)電流。因此，將電壓電流 匯流條40y中的焊接部分Ha、Hb間所形成的電阻設(shè)為電流檢測(cè)用的分流電阻RS。能夠通過(guò)預(yù)先測(cè)定焊接部分Ha、Hb間的分流電阻RS的值并將測(cè)定出的值存儲(chǔ)在 電池E⑶101內(nèi)的存儲(chǔ)器中，來(lái)計(jì)算流經(jīng)電壓電流匯流條40y的電流。由此，在本例中，無(wú)需使用分別將電壓電流匯流條40y中的焊接部分Ha、Hb和FPC 基板50的導(dǎo)線51、52電連接的連接線。因此，能夠用簡(jiǎn)單的構(gòu)成容易地制作電池模塊100。另外，在本例中，與電壓電流匯流條40y連接的兩根導(dǎo)線51、52中的一個(gè)導(dǎo)線51， 被通用為電池木塊100中流動(dòng)的電流檢測(cè)用的導(dǎo)線及用于測(cè)定電池模塊10的端子間電壓 的導(dǎo)線。(f)在上述中，雖然對(duì)通過(guò)在金屬制的片中形成貫通孔并實(shí)施彎曲加工等制作出的匯流條40、40a的構(gòu)造進(jìn)行了說(shuō)明(參照?qǐng)D5及圖6)，但是匯流條40、40a未必需要由金 屬制的片構(gòu)成。例如，也可以取代圖5的匯流條40，將具有大致長(zhǎng)方體形狀的金屬制的塊中形成 有與各電池單元10的電極10a、10b對(duì)應(yīng)的一對(duì)電極連接孔43的構(gòu)造體用作匯流條40。
該情況下，相鄰的電池單元10的正電極IOa及負(fù)電極IOb嵌入到形成在匯流條40 上的一對(duì)電極連接孔43中。在該狀態(tài)下，通過(guò)進(jìn)行各電極10a、10b的鉚接加工，從而匯流 條40被安裝在電池單元10上。另外，也可以取代圖6的匯流條40a，而將具有立方體形狀的金屬制的塊中形成了 與電池單元10的正電極IOa及負(fù)電極IOb對(duì)應(yīng)的電極連接孔47的構(gòu)造體用作匯流條40a。該情況下，電池單元10的正電極IOa或負(fù)電極IOb被嵌入到形成在匯流條40a上 的電極連接孔47中。在該狀態(tài)下，通過(guò)進(jìn)行正電極IOa或負(fù)電極IOb的鉚接加工，從而匯 流條40b被安裝在電池單元10上。(g)此外，檢測(cè)電路20的電路構(gòu)成并不限定于圖10及圖12的例子，只要是至少能 夠檢測(cè)焊料圖案H1、H2間的電壓的構(gòu)成即可。該情況下，優(yōu)選檢測(cè)電路20還具有可通過(guò)檢 測(cè)多個(gè)匯流條40、40a的電壓來(lái)檢測(cè)多個(gè)電池單元10的端子間電壓的電路構(gòu)成。另外，放大電路410的電路構(gòu)成也并不限定于圖11的例子，只要是能放大焊料圖 案H1、H2間的電壓值Vs的構(gòu)成即可。[2]第二實(shí)施方式以下，對(duì)第二實(shí)施方式的電動(dòng)車輛進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)施方式的電動(dòng)車輛具備第一實(shí) 施方式的電池模塊100及電池系統(tǒng)500。此外，以下作為電動(dòng)車輛的一個(gè)例子來(lái)說(shuō)明電動(dòng)汽車。圖15是表示具備圖1的電池系統(tǒng)500的電動(dòng)汽車的構(gòu)成的框圖。如圖15所示， 本實(shí)施方式的電動(dòng)汽車600具備圖1的主控制部300及電池系統(tǒng)500、電力變換部601、電 動(dòng)機(jī)602、驅(qū)動(dòng)輪603、加速裝置604、制動(dòng)裝置605及旋轉(zhuǎn)速度傳感器606。在電動(dòng)機(jī)602 為交流(AC)電動(dòng)機(jī)的情況下，電力變換部601包括逆變器電路。在本實(shí)施方式中，電池系統(tǒng)500經(jīng)由電力變換部601與電動(dòng)機(jī)602連接，并且與主 控制部300連接。如上述，從構(gòu)成電池系統(tǒng)500的電池E⑶101 (圖1)向主控制部300提供 多個(gè)電池模塊100(圖1)的充電量及流經(jīng)電池模塊100的電流值。另外，主控制部300上 連接有加速裝置604、制動(dòng)裝置605及旋轉(zhuǎn)速度傳感器606。主控制部300例如由CPU及存 儲(chǔ)器構(gòu)成，或由微機(jī)構(gòu)成。加速裝置604包括電動(dòng)汽車600具備的加速踏板604a和檢測(cè)加速踏板604a的操 作量(踩踏量)的加速檢測(cè)部604b。若加速踏板604a被駕駛者操作，則加速檢測(cè)部604b 以駕駛者未進(jìn)行操作的狀態(tài)為基準(zhǔn)檢測(cè)加速踏板604a的操作量。檢測(cè)出的加速踏板604a 的操作量提供給主控制部300。制動(dòng)裝置605包括電動(dòng)汽車600具備的制動(dòng)踏板605a和檢測(cè)制動(dòng)踏板605a的操 作量(踩踏量)的制動(dòng)檢測(cè)部605b。若制動(dòng)踏板605a被駕駛者操作，則由制動(dòng)檢測(cè)部605b 檢測(cè)制動(dòng)踏板605a的操作量。檢測(cè)出的制動(dòng)踏板605a的操作量提供給主控制部300。旋轉(zhuǎn)速度傳感器606檢測(cè)電動(dòng)機(jī)602的旋轉(zhuǎn)速度。檢測(cè)出的旋轉(zhuǎn)速度提供給主控 制部300。
如上述，電池模塊100的充電量、電池模塊100中流動(dòng)的電流值、加速踏板604a的 操作量、制動(dòng)踏板605a的操作量及電動(dòng)機(jī)602的旋轉(zhuǎn)速度提供給主控制部300。主控制部 300基于這些信息進(jìn)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，在基于加速操作而電動(dòng)汽車600起動(dòng)時(shí)及加速時(shí)，電池模塊100的電力從電 池系統(tǒng)500提供給電力變換部601。進(jìn)而，主控制部300基于所提供的制動(dòng)踏板604a的操作量計(jì)算應(yīng)傳送到驅(qū)動(dòng)輪 603的旋轉(zhuǎn)力(指令轉(zhuǎn)矩)，并基于該指令轉(zhuǎn)矩將控制信號(hào)提供給電力變換部601。接受了上述控制信號(hào)的電力變換部601將從電池系統(tǒng)500提供的電力變換為驅(qū)動(dòng) 驅(qū)動(dòng)輪603所需的電力(驅(qū)動(dòng)電力)。由此，由電力變換部601變換后的驅(qū)動(dòng)電力提供給電 動(dòng)機(jī)602，并且基于該驅(qū)動(dòng)電力的電動(dòng)機(jī)602的旋轉(zhuǎn)力被傳送到驅(qū)動(dòng)輪603。另一方面，在基于制動(dòng)操作而電動(dòng)汽車600減速時(shí)，電動(dòng)機(jī)602作為發(fā)電裝置起作用。此時(shí)，電力變換部601將由電動(dòng)機(jī)602產(chǎn)生的再生電力變換為適用電池模塊100充電 的電力，并提供給電池模塊100。由此，電池模塊100被充電。如上述，在本實(shí)施方式的電動(dòng)汽車600中設(shè)置有第一實(shí)施方式的電池系統(tǒng)500。在 電池系統(tǒng)500中，用簡(jiǎn)單的構(gòu)成檢測(cè)流經(jīng)多個(gè)電池單元10的電流。由此，能夠基于流經(jīng)電 池模塊100的電流值進(jìn)行電動(dòng)汽車600的控制。[3]技術(shù)方案的各構(gòu)成要素和實(shí)施方式各部分的對(duì)應(yīng)關(guān)系以下，對(duì)技術(shù)方案的各構(gòu)成要素和實(shí)施方式的各部分的對(duì)應(yīng)的例子進(jìn)行說(shuō)明，但 是本發(fā)明并不限定于此。在上述第一及第二實(shí)施方式中，正電極IOa及負(fù)電極IOb是多個(gè)電池單元10的至 少兩個(gè)電極的例子，匯流條40、電壓匯流條40x及電壓電流匯流條40y是連接部件及金屬片 的例子，基體部41上的焊料圖案HI、H2的形成區(qū)域(圖9)分別是第一區(qū)域及第二區(qū)域的 例子，電壓電流匯流條40y的焊接部分Ha、Hb (圖14)分別是第一區(qū)域及第二區(qū)域的例子， 圖10的輸入端子tl t8及圖12的輸入端子til tl8是多個(gè)輸入端子的例子，圖10的 輸入端子t7及圖12的輸入端子tl8是基準(zhǔn)端子的例子，檢測(cè)電路20是電壓檢測(cè)部的例子， 電池ECUlOl或變形例的檢測(cè)電路20或設(shè)置在印刷電路基板21上的微機(jī)20為電流計(jì)算部 的例子。另外，導(dǎo)線51、52分別是第一及第二導(dǎo)體圖案的例子，F(xiàn)PC基板50是布線基板的例 子，F(xiàn)PC基板50是柔軟部件的例子，電壓電流匯流條40y的兩個(gè)安裝片42分別是第一及第 二安裝片的例子，兩個(gè)導(dǎo)電性片59a、59b分別是第一及第二導(dǎo)電性片的例子，熱敏電阻11 及檢測(cè)電路20分別是溫度檢測(cè)部的例子，電池ECUlOl的存儲(chǔ)器是存儲(chǔ)部的例子。作為技術(shù)方案的各構(gòu)成要素，也能夠利用具有技術(shù)方案所述的構(gòu)成或功能的其他 各種要素。
權(quán)利要求
一種電池模塊，其特征在于，具備多個(gè)電池單元；連接部件，其將所述多個(gè)電池單元的至少兩個(gè)電極相互連接；和電壓檢測(cè)部，其檢測(cè)所述連接部件的相互分離的第一區(qū)域與第二區(qū)域之間的電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池模塊，其特征在于，該電池模塊還具備布線基板，所述布線基板具有與所述電壓檢測(cè)部電連接的第一及第 二導(dǎo)體圖案，所述連接部件是將相鄰的電池單元的電極相互連接的金屬片， 所述金屬片具有所述第一及第二區(qū)域，所述金屬片的所述第一及第二區(qū)域分別與所述布線基板的所述第一及第二導(dǎo)體圖案接合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池模塊，其特征在于， 所述布線基板包括柔軟部件，所述柔軟部件上設(shè)置有所述第一及第二導(dǎo)體圖案。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電池模塊，其特征在于，所述布線基板還包括第一及第二導(dǎo)電性片，所述第一及第二導(dǎo)電性片以相互分離的方 式設(shè)置在所述柔軟部件上，分別與所述第一及第二導(dǎo)體圖案連接，所述金屬片具有包括所述第一區(qū)域的第一安裝片和包括所述第二區(qū)域的第二安裝片， 所述布線基板的所述第一及第二導(dǎo)電性片分別安裝在所述第一及第二安裝片上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池模塊，其特征在于， 所述多個(gè)電池單元包括三個(gè)以上的電池單元，所述連接部件包括按照串聯(lián)連接所述三個(gè)以上的電池單元的方式將相鄰的電池單元 的電極相互連接的多個(gè)金屬片，所述多個(gè)金屬片中的至少一個(gè)上設(shè)置有所述第一及第二區(qū)域， 所述電壓檢測(cè)部通過(guò)檢測(cè)所述多個(gè)金屬片間的電壓來(lái)檢測(cè)所述多個(gè)電池單元的電壓， 并且檢測(cè)所述第一及第二區(qū)域間的電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池模塊，其特征在于，該電池模塊還具備對(duì)所述第一及第二區(qū)域間的電壓進(jìn)行放大的放大電路， 所述電壓檢測(cè)部具有接受所述多個(gè)連接部件的電壓或所述放大電路的輸出電壓的多 個(gè)輸入端子，并且具有保持在所述電壓檢測(cè)部的基準(zhǔn)電壓的基準(zhǔn)端子， 所述第一區(qū)域與所述基準(zhǔn)端子連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池模塊，其特征在于， 該電池模塊還具備存儲(chǔ)部，其存儲(chǔ)所述連接部件的所述第一區(qū)域與所述第二區(qū)域之間的電阻值； 電流計(jì)算部，其基于由所述電壓檢測(cè)部檢測(cè)出的電壓及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)部中的電阻 值，來(lái)計(jì)算在所述第一區(qū)域與所述第二區(qū)域之間流動(dòng)的電流；和 溫度檢測(cè)部，其檢測(cè)所述多個(gè)電池單元的溫度；所述電流計(jì)算部基于由所述溫度檢測(cè)部檢測(cè)出的溫度來(lái)修正存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)部中的 電阻值。
8.—種電池系統(tǒng)，其特征在于，具備 電池模塊；和電流計(jì)算部； 所述電池模塊具備 多個(gè)電池單元；連接部件，其將所述多個(gè)電池單元的至少兩個(gè)電極相互連接；和 電壓檢測(cè)部，其檢測(cè)所述連接部件的相互分離的第一區(qū)域與第二區(qū)域之間的電壓； 所述電流計(jì)算部基于由所述電池模塊的所述電壓檢測(cè)部檢測(cè)出的第一及第二區(qū)域間 的電壓來(lái)計(jì)算流經(jīng)所述連接部件的電流。
9.一種電動(dòng)車輛，其特征在于，具備 電池模塊；電動(dòng)機(jī)，其被來(lái)自所述電池模塊的電力驅(qū)動(dòng)；和 驅(qū)動(dòng)輪，其在所述電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)力的作用下旋轉(zhuǎn)； 所述電池模塊具備 多個(gè)電池單元；連接部件，其將所述多個(gè)電池單元的至少兩個(gè)電極相互連接；和電壓檢測(cè)部，其檢測(cè)所述連接部件的相互分離的第一區(qū)域與第二區(qū)域之間的電壓。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電池模塊、電池系統(tǒng)及電動(dòng)車輛。其中，該電池模塊具備多個(gè)電池單元和相互連接多個(gè)電池單元的電極的電壓匯流條及電壓電流匯流條。在電壓電流匯流條中，在相互分離的區(qū)域內(nèi)形成焊料圖案。而且，該電池模塊具備放大電路及檢測(cè)電路。放大電路對(duì)電壓電流匯流條上形成的焊料圖案間的電壓進(jìn)行放大。檢測(cè)電路檢測(cè)由放大電路放大后的焊料圖案間的電壓。
文檔編號(hào)H01M10/48GK101872880SQ20101016815
公開日2010年10月27日 申請(qǐng)日期2010年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月24日
發(fā)明者大倉(cāng)計(jì)美, 岸本圭司, 田口賢治, 西原由知 申請(qǐng)人:三洋電機(jī)株式會(huì)社