电池系统的制作方法

专利名称：电池系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及将电池状态检测电路与以层叠状态连接多个电池单元而成的电池块连接的车辆用电池系统。
背景技术：
车辆用的电池系统层叠多个电池单元，将电池单元串联连接，提高输出电压。该电池系统在检测各电池单元的状态，并控制充放电，防止电池单元变差。串联连接的各电池单元利用相同的电流进行充放电。累计电池中流动的充放电的电流，计算剩余容量，控制充放电以使剩余容量在设定范围之内。剩余容量是通过将充电电流的累计值加在一起，减去放电电流的累计值进行计算的。利用相同的电流进行充放电的电池单元，随着时间的经过，会产生实质上的剩余容量的差异。这是因为各电池单元的温度或电特性的不同使实质上的充放电发生变化。若实质上的剩余容量中产生差异，则剩余容量小的电池单元容易被过放电，另外，剩余容量大的电池单元变得容易被过充电，这是造成电池单元变差的原因。过充电或过放电都会使电池单元显著变差。车辆用电池系统由于具有众多的电池单元，所以制造成本极高，延长其使用寿命极其重要。
电池单元的变差可以通过检测出各电池单元的电压后，将实质上的剩余容量控制在设定范围内来防止。因此，在将多个电池单元串联连接形成电池块的电池系统中，设置了检测各电池单元的电压的电池状态检测电路。该电池状态检测电路设置在电池块
的附近，通过线束(wire harness)与各电池单元的正负电极端子连接(参照专利文献1)。
层叠多个电池单元的车辆用电池系统，例如，如图l概略图
4所示，将线束94与各电池单元91的电极端子93连接，再将其与设置在电池块92外部的电池状态检测电路90连接。该线束94捆扎多条长的导线95，将各导线95与各电池单元91的电极端子93和电池状态检测电路90连接。该线束94变长，而且，与各电池单元91连接的导线95的长度不同，与远离电池状态检测电路90的电池单元91连接的导线95变得极长。长而且长度不同的线束的导线的阻抗相当大，并且，根据导线的不同，阻抗大小也有相当的差异。导线的阻抗的差异就成为电池状态检测电路检测各电池单元的电压的检测误差的原因。特别地是电池状态检测电路需要以极高的精确度检测各电池单元的电压差。例如，对于以电池单元作为锂离子电池的电池系统，要求其以例如0. 05V以上的精确度，优选0. 02V以上的极高的精确度检测各电池单元的电压。由于以往的电池系统使用捆扎了非常长的导线的线束，所以线束的大阻抗成为使各电池单元的测定精确度降低的原因。
并且，以往的电池系统有如下的缺点，即，由于将捆扎了长极板的线束与各电池单元连接，所以这就导致由于线束断线而造成功能不全，此外由于线与线之间的短路而引起冒烟、着火等问题。
专利文献1JP特开2008-140631号公报

发明内容
本发明是为了解决上述缺点而进行的。本发明的重要目的是提供一种车辆用电池系统，其可以降低并均匀化连接各电池单元与电池状态检测电路的线路的阻抗，并能以极高的精确度检测多个电池单元的电压。
另外，本发明的另一个重要目的是提供一种车辆用电池系统，其可以有效地防止将多个电池单元与电池状态检测电路连接
的线束的断线或短路而引起的冒烟、着火，并且电池状态检测电路可以准确、稳定地检测各电池单元的状态，提高可靠性和安全性。
5本发明的车辆用电池系统具有电池块2，其是通过将设置
了正负电极端子13的端子面1A作为位于同一面的端子平面2A，并将多个电池单元1固定为层叠状态而形成的；和电池状态检测电路30，其与构成该电池块2的各电池单元1的电极端子13连接，并检测各电池单元1的状态。另外，电池系统还具有将实现电池状态检测电路30的电子部件40固定的电路基板7、 57、 67、87。该电路基板7、 57、 67、 87是将电子部件40固定在单面上而成的单面安装的基板。该电路基板7、 57、 67、 87与电池块2的端子平面2A相对置，并以将电子部件40配置在与端子平面2A相对置的对置面的相反一侧的面上的状态固定在电池块2上。另外，电池系统中，各电池单元1的正负电极端子13与电路基板7、57、 67、 87连接，且连接到电池状态检测电路30上。
上述电池系统特征为可以降低并均匀化与各电池单元和电池状态检测电路连接的线路的阻抗，由此，能以极高的精确度检测出多个电池单元的电压。其原因是因为在上述电池系统中，将安装电池状态检测电路的电路基板，以与电池块的端子平面相对置的方式进行配置，所以可以将各电池单元的正负电极端子以最短距离与电路基板连接。
此外，上述电池系统还具有以下的特征可有效地防止将多
个电池单元与电池状态检测电路连接的线束的断线或短路所引起的冒烟和着火，并可以通过电池状态检测电路准确、稳定地检
测各电池单元的状态，提高可靠性和安全性。这是因为在上述电池系统中，将安装电池状态检测电路的电路基板，以与电池块的端子平面相对置的方式进行固定，并将各电池单元的正负电极端子与电路基板连接。该结构不使用长线束，就可以在靠近电池单元的电极端子固定的电路基板上连接电极端子，且可以不用将把各电池单元的电极端子与电路基板连接的导线进行捆扎，或不出现导线交叉就能进行布线。因此可以切实地防止导线的短路等°
另外，在上述电池系统中，将电路基板面对电池块的端子平面配置，并且将该电路基板作为单面基板，将实现电池状态检测 电路的电子部件固定在一个面上，并将电子部件固定在与电池块 相对置的面的相反一侧的面上。该结构的特征是电子部件不被 固定在与电池块相对置的面上，从而电子部件或对其布线的电路 基板的导电部不与电池单元的电极端子发生接触，可以更切实地 防止电池单元的电极端子等的短路。另外，由于是在电路基板的 一个面上配置电子部件，所以，可以实现更薄的电路基板和电池 系统。
本发明的车辆用电池系统中，电路基板57、 67可以在与电
池块的对置面上设置绝缘层57Y、 67Y。
上述的电池系统的特征为通过在电路基板的与电池块相对
置的面上设置的绝缘层，可以更切实地阻止电池单元的短路。
本发明的车辆用电池系统中，可以在电路基板7、 87上连接 与电池单元1热接合的、用于检测电池温度的温度传感器38。
上述的电池系统中，可以在将温度传感器配置在理想的位置 的同时，以最短的距离切实地将温度传感器与电池状态监测电路 连接。
本发明的车辆用电池系统中，可以在电池单元1的端子面1A 上设置注液孔14;在电路基板7、 87与电池单元1的注液孔14 相对置的位置上开口贯通孔7A、 87A。
上述的电池系统具有以下的特征可以将多个电池单元连接 作为电池块，然后，在将电路基板固定在该电池块的状态下，向 各电池单元注入液体。因此，不需要像以往那样，为了不使电池
单元鼓出而使用托盘托住，另外，也不需要注入液体，然后从
托盘中取出，对鼓出的电池单元进行加压保持所规定的形状，然 后组装成电池块。而且，还由于可以在连接多个电池单元的状态 下注入液体，所以，不需要将电池单元安装到用于注入液体的托 盘，从而可以高效率地进行注入液体工序。
本发明的车辆用电池系统中，可以在电池单元1的端子面1A 上设置安全阀的排出口 12;可以在电路基板87与安全阀的排出口 12相对置的位置上贯穿设置使气体通过的气体排出孔87B。
上述电池系统中，在使用状态下打开安全阀排出气体等时， 可以顺畅地将该气体排出。
本发明的车辆用电池系统中，可以在电池单元1的端子面1A 上设置安全阀的排出口 12，并且在电池块2的端子平面2A和电 路基板7之间设置连接该排出口 12的气体排出管6。
上述电池系统中，可以通过气体排出管将从安全阀排出的气 体顺畅地排出，并且，即使该排出气体温度很高，也不会对电池 或电路基板造成由高温引起的损害。
本发明的车辆用电池系统中，可以将电路基板7固定在气体 排出管6上。
上述电池系统中，可以通过被固定在电池块上的气体排出管 将电路基板可靠地固定在电池块上。
本发明的车辆用电池系统中，可以通过电压检测线8、 48、 58、 68、 78，将电路基板7、 57、 67、 87与各电池单元1的正负 电极端子13连接，还可以将各电压检测线8、 48、 58、 68、 78 连接到电极端子13的大致相同位置上。
本发明的车辆用电池系统中，将连接到电极端子13的电压 检测线48的一端连接到连接器42上，使该连接器42与固定在 电路基板7上的连接器43连接，这样就实现了电极端子13与电 路基板7的连接。
本发明的车辆用电池系统中，可以通过电压检测线58、 68 将电路基板7与各电池单元1的正负电极端子13连接，并将各 电压检测线58、 68设置为能弹性变形的导电性的金属线。


图1是以往的车辆用的电池系统的概略俯视图。
图2是本发明的一个实施例的车辆用的电池系统的立体图。
图3是取下图2所示的车辆用的电池系统的上壳后的立体图。图4是图3所示的车辆用的电池系统的分解立体图。
图5是图2所示的车辆用的电池系统的横截面图。
图6是本发明的一个实施例的车辆用的电池系统的框图。
图7是电池状态检测电路的框图。
图8是表示电池单元和垫圈的层叠结构的分解立体图。 图9是表示电极端子和连接端子的连接结构的放大立体图。 图10是表示将图5所示的电池系统的电路基板固定在电池 块上的结构的放大截面图。
图11是表示将电路基板固定在电池块的另一例的放大截面图。
图12是表示将电路基板固定在电池块的另一例的放大截面
符 1. 2'3.4.
5. 6'
13是表示电路基板的另一例的放大截面图。
14是表示电路基板的另一例的放大截面图。
15是表示电压检测线的另一例的放大截面图。
16是表示电压检测线的另一例的放大截面图。
17是本发明的其他实施例的车辆用电池系统的横截面图
号说明
1A…端子面 2A…端子平面
电池单元 电池块 电池座 终板 连接固 气体排
4A'
定器具 出管
加强肋
7…电路基板
6A..，突起筒部
6B…连接片7A.-贯通孔
7X…绝缘基板
7el…导电部
7S…通孔
8…电压检测线
99…外装壳
角形电池 外装罐 排出口 电极端子 注液孔
9A' 9a' 9b' 9c' 9B'
上壳
上表面板 侧面板 阶梯部 下壳
15A…沟
冷却间隙 加强金属零件 制动螺丝 制动螺丝 连接器具
凸部 螺栓 螺母
制动螺丝
空间
排气管
供给管
凸条
电池状态检测电路
电压检测电路
单元平衡电路
温度检测电路
控制电路
20A.
20B'
螺栓 -螺母
1068' 78' 87'
90' 91' 92' 93' 94' 95'35.-绝缘通信电路36.--主控电路
38'-温度传感器39.，，热传导材料40.-电子部件 ...导线41.-连接端子41A"，连接孔
41B.-连接部42.-连接器43.-连接器
48'-电压检测线
57--电路基板57Y"-绝缘层
57a.-导电部
57S.-通孔
58-"电压检测线58A.'折弯部67.-电路基板67Y..-绝缘层
电压检测线 电压检测线 电路基板
电池状态检测电路
电池单元
电池块
电极端子
线束
导线
67y 67a 67b 67S 68A.
87A' 87B
>遮光层 -导电部 -导电层 -通孔
弯曲部
贯通孔 ，气体排出孔
具体实施例方式
下面，根据附图对本发明的实施例进行说明。但是，下面所 示的实施例仅仅是举例说明将本发明的技术思想具体化的车辆 用电池系统，本发明的车辆用电池系统不仅限于以下所述。
另外，为了更容易理解技术方案，本说明书使用与实施例中 所示的部件相对应的编号，标注"技术方案"以及"解决技术课 题的手段一栏"中所示的部件。但是，技术方案中所示的部件绝 不仅限于实施例中的部件。
本发明的电池系统主要适合于利用发动机和电动机两者来 行驶的混合动力汽车、或仅仅利用电动机行驶的电动汽车等的电 动车辆的电源。
图2至图7所示的电池系统，具有将多个电池单元l以层 叠状态固定的电池块2;和与构成该电池块2的各电池单元1的 电极端子13连接，并且检测各电池单元1的状态的电池状态检
测电路30。
电池块2以设置了正负电极端子13的电池单元1的端子面 1A (图4中的上面)位于同一面上的方式进行层叠，将电池块2 的上表面作为端子平面2A。电池块2用电池座3将位于外侧的、 层叠的电池单元1固定。如图8所示，电池单元1为角形电池10， 其外形为四角形，并且将图中的上表面设为端子面1A，在其上设 置了正负电极端子13和安全阀的排出口 12和注液孔14。
如图8所示，角形电池10是与厚度相比，宽度更宽，换句 话说，比宽度还薄的角形电池10，在厚度方向上被层叠形成电池 块2。该角形电池10是锂离子二次电池。但是，角形电池也可以 是镍氢电池或镍镉电池等二次电池。图中的角形电池10是宽度 较宽的两个表面为四角形的电池，将两表面相对置地进行层叠作 为电池块2。在角形电池10中，在端子面1A的两端部突出地设 置了正负电极端子13，在中央部设置了安全阀的排出口 12。
一旦角形电池10的内压高出设定压力，安全阀就打开，防 止内压的上升。该安全阀内部装有堵住排出口 12的阀体(图中没有显示)。阀体是由于设定压力而被破坏的薄膜、或通过设定 压力来打开阀门的弹性体按压在阀座上的阀。若安全阀被打开， 则通过排出口 12，角形电池10的内部向外部开放，放出内部的
气体，防止内压上升。
另外，在角形电池10中，将正负电极端子13向各自反方向 折弯的同时，在相邻的角形电池之间，将正负电极13向互相对 置的方向折弯。图中的电池系统中，将相邻的角形电池10的正 负电极端子13以层叠状态连接，互相串联连接。如图9所示， 以层叠状态连接的电极端子13，通过螺栓20A和螺母20B等连接 器具连接。不过，角形电池也可以通过母线(bus bar)将正负 电极端子互相串联连接。将相邻的角形电池10互相串联连接的 电池系统可以提高输出电压使输出增大。另外，电池系统中也可 以并联连接相邻的角形电池。
电池块2在层叠的角形电池10之间夹有垫圈15。垫圈15 使相邻的角形电池保持绝缘。如图8所示，垫圈15可以将角形 电池10嵌接在两个面上，配置在固定位置，以该形状将相邻的 角形电池10进行层叠，并使其位置不出现偏离。通过垫圈进行 绝缘并被层叠的角形电池10的外装罐11可以用铝等金属制成。 电池块可以不用夹有垫圈就可以将多个电池单元层叠固定。图中 虽然没有显示，但是该电池单元是利用绝缘膜覆盖角形电池的金 属制成的外装罐的表面来进行绝缘的。该绝缘膜中可以使用塑料 制成的热收縮管或绝缘涂料。另外，电池单元的角形电池的外装 罐可以使用塑料等绝缘材料。这些角形电池可以不用夹有垫圈就 能层叠形成电池块。
在电池单元1中所层叠的垫圈15中，为了有效地冷却电池 单元1，在与电池单元1之间设置了使空气等冷却气体通过的冷 却间隙16。图8的垫圈15中，在与电池单元1相对置的面上， 设置了一直延伸到两侧边缘的沟15A，在与电池单元1之间设置 了冷却间隙16。图中的垫圈15中，相互平行地、并以所规定的 间隔设置了多个沟15A。在图中的垫圈15的两个面上设置了沟15A，在相邻的电池单元1与垫圈15之间设置了冷却间隙16。该 结构的特点是，可以通过在垫圈15的两侧所形成的冷却间隙16， 有效地冷却两侧的电池单元1。不过，也可以仅仅在垫圈的单面 设置沟，在电池单元与垫圈之间设置冷却间隙。图3和图4的冷 却间隙16是在水平方向上设置的，以便能够在电池块2的左右 开口。被强行送风到冷却间隙16的空气直接、效果很好地冷却 电池单元1的外装罐11。该结构的特征为能有效阻止电池单元 l的暴热，并且，可以效果很好地冷却电池单元1。
将电池单元1以层叠状态进行固定的电池座3具有将电池 块2从两端面夹住而形成的一对终板4;和将两端部或中间部连
接到一对终板4上形成的连接固定器具5。连接固定器具5设置 在角形电池10的外周面上，将两端部或中间部与终板4连接。 电池座3的结构为用一对终板4夹住层叠了电池单元1的电池 块2的两端面，并且，以将在角形电池10的外周面上所配设的 连接固定器具5的两端连接到终板4上的构造，将多个角形电池 10以层叠状态牢牢固定。
终板4为具有与角形电池10的外形相同的形状和尺寸的四 角形，从两端面夹住并固定所层叠的电池块2。终板4为塑料制 或金属制，在外侧面上，以一体成形的方式设置纵横延伸的加强 肋4A。另外，图中所示的终板4沿着上边缘固定了加强金属零件 17，将连接固定器具5与该加强金属零件17连接。该结构的特 征为可以通过加强金属零件17加强终板4的上边缘，实现牢 固的结构，另外，可以牢固地连接连接固定器具5。特别地，该 结构的特征为使用塑料成形终板4，可以使其自身牢固。但是， 终板并不是必须使用加强金属零件进行加强。例如，将终板制成 金属制造，这样就可以不需要设置加强金属零件，直接固定连接 固定器具。连接固定器具5用铁等的金属制成，用制动螺丝18 将其两端或中间固定在终板4上。
图6和图7显示电池系统的框图。该框图的电池系统将电池 状态检测电路30与各电池单元1连接。图7所示的电池状态检测电路30具有检测各电池单元1的电压的电压检测电路31;
使各电池单元1的电压相等，并将单元平衡均等化的单元平衡电 路32;检测电池温度的温度检测电路33;和控制这些电路，并
且处理由这些电路所输入的信号后，通过绝缘通信电路35向外 部输出的控制电路34。图6的电池系统具有多个电池块2，将从 与各电池块2所连接的电池状态检测电路30所输出的信号输入 到主控制电路36。主控制电路36根据由各电池状态检测电路30
输入的信号对电池系统进行控制。
实现电池状态检测电路30的电子部件40被安装在电路基板 7上。该电路基板7是将电子部件40单面固定的单面安装的基板。 如图3至图5所示，在单面上固定了电子部件40的电路基板7， 与电池块2的端子平面2A相对置地被固定在图中的电池块2的 上方。而且，单面安装的电路基板7以将电子部件40配置在与 电池块2的端子平面2A相对置的面的相反一侧的面上的状态固 定在电池块2上。图10到图12表示了将单面安装的电路基板7 固定在电池块2上的状态。在这些图中，单面安装的电路基板7 将电子部件40固定在上表面，使下表面为与电池块2相对置的 面。即，在电路基板7与电池块2相对置的背面没有固定电子部 件40。在图10至图12的电路基板7中，仅在相对置面的相反一 侧的上表面设置了由薄金属层构成的导电部7a，在该导电部7a 上焊接了电子部件40的导线40a，在上表面安装了电子部件40。 另外，在图10的电路基板7中，在两面设置了贯穿的贯通孔7S， 在此插过与电极端子13连接的电压检测线8，焊接固定。在图 11的电路基板7中，将与电极端子13连接的电压检测线78从电 路基板7的侧边缘布线到电路基板上，并焊接连接到电路基板7 的上表面设置的导电部7a上。另外，在图12的电路基板7中， 将连接器43固定在下表面，将该连接器43与通过电压检测线48 连接到电极端子13的连接器42连接。在这些单面安装的电路基 板7中，由于将导电部7a设置在相对置面的相反一侧，所以在 与电池块2相对置的面上，使电路基板7的绝缘基板7X露出，成为绝缘表面。这是因为电路基板7是在酚醛树脂或玻璃环氧树
脂等的绝缘基板7X的表面上设置导电部7a制作而成的。
在图13的单面安装的电路基板57中，在贯通孔57S中插过 电子部件40的导线40a，将导线40a焊接固定在电路基板57的 导电部57a上之后，在与电池块2相对置的一面上设置了绝缘层 57Y。绝缘层57Y粘接有绝缘片，或者是涂覆有绝缘材料的抗蚀 剂等。另外，绝缘层57Y的绝缘材料可以使用具有环氧树脂或硅 等的绝缘性的材料。图14的电路基板67是层叠了成为绝缘层67Y 的遮光层67y的2层基板，将绝缘层67Y的遮光层67y配置在与 电池块2相对置的一面。该电路基板67可以将电子部件40的导 线40a焊接固定在与贯通孔67S连接的导电部67a上，并且，通 过绝缘层67Y的遮光层67y将与电池块2相对置的一面绝缘。另 外，可以在与遮光层67y的边界处设置导电层67b，通过该导电 层67b提高电子部件40的散热，或者减小导电部67a的电阻。
在图3和图4的电路基板7中，将两端部固定在终板4上。 并且，图中的电路基板7被固定于在电池块2的端子平面2A上 固定的气体排出管6的上面。被固定在气体排出管6上的电路基 板7可以牢牢固定在电池块2上。
在电路基板7中，设置了贯通孔7A，用来从电池单元1的端 子面1A上设置的注液孔14向外装罐11注液。该贯通孔7A在与 电池单元1的注液孔14相对置的位置上开口。在该电池块2中， 将没有注液的电池单元1层叠，用终板4固定，将电路基板7固 定。在这种状态下，通过向各电池单元1注液并封闭注液孔14 来组装。在这种状态下组装的电池块2，没有必要将多个电池单 元1排列在托盘(tray)中保持不鼓出，可以通过保持层叠不鼓 出的状态进行高效的注液。另外，在组装成电池块2的状态下， 因为未向电池单元1的外装罐11中注入电解液，所以可以防止 该工序中的短路等损害，而进行安全的组装。
电路基板7靠近电池块2的端子平面2A，以与端子平面2A 平行的状态被固定。在图5的电路基板7中，将与电池单元1热
16接合的、用来检测电池温度的温度传感器38固定在下表面。通
过该结构，可以将电路基板7以与电池块2的端子平面2A相对 置的方式固定，并能将温度传感器38以热接合状态固定在电池 单元1上。在温度传感器38与电池单元1之间配设了绝缘性的 热传导材料39，可以更准确地检测出电池单元1的温度。通过温 度传感器38检测电池单元1的温度的电池状态检测电路30将检 测出的温度输出到外部，如果电池温度高出设定温度或者是低于 设定温度，则限制或者切断充放电的电流。
电路基板7通过电压检测线8连接到各电池单元1的正负电 极端子13上。电压检测线8将所有电池单元1的正负电极端子 13与安装在电路基板7上的电池状态检测电路30的电压检测电 路31连接。因此，例如层叠了 80个电池单元的电池块，则通过 81根电压检测线与电路基板连接。电压检测电路31通过电压检 测线8检测各电池单元1的电压。电池状态检测电路30通过由 电压检测电路31检测出的电池单元1的电压，检测出电池单元1 的状态并输出到外部。
在层叠相邻的电池单元1的电极端子13而通过连接器具20 直接连接、或者通过母线进行连接的电池块2中，大电流流过， 由于电极端子13的连接部的电阻，而产生电压下降。该电压下 降，与电池块2的电流成比例地变大。为了防止由于连接部电压 下降产生的检测误差，电压检测线8被连接到与各电池单元1大 致相同的位置上，即，将电压下降一起加到各电池单元1的电压 上。
电压检测线8的一端固定在电极端子13上，另一端与电路 基板7连接。电压检测线8通过连接端子14被固定在电极端子 13上。如图9所示，连接端子41通过固定了相邻的电极端子13 的连接器具20被固定在电极端子13上。如该图所示的连接端子 41是利用金属板加工而成的，在一侧的端部设置使连接器具20 的螺栓20A贯穿的连接孔41A，并且，将另一侧的端部设为细长 的条状，将该端部向上方折弯成为垂直状态的连接部41B。该连接端子41将立起来的连接部41B作为电压检测线8，贯穿电路基 板7。贯穿了电路基板7的电压检测线8被焊接固定在电路基板 7上。不过，电压检测线也可以从电路基板的两侧布线，来连接 电路基板和电极端子。图中虽没有显示，但是用母线连接了电极 端子的电池块2可以在母线的金属板上设置电压检测线。另外， 电路电压检测线不需要设置连接端子，而可以采用焊点焊接或激 光焊接的方式直接连接电极端子，或者，也可以通过连接器 (connector)连接电极端子。
在图12的电池系统中，将连接器42连接在与电极端子13 连接的电压检测线48的一端，将该连接器42与固定在电路基板 7上的连接器43连接。图中的电池系统因为在电池单元1的端子 面1A的中央部设置了气体排出管6，所以在端子面1A的两侧配 设了连接器42。连接器42通过电压检测线48被配置于固定位置， 或者可以在电极端子13或气体排出管6上固定后，再配置在固 定位置上。根据该结构，可以将电路基板7按压在电池块2的端 子平面2A上，连接连接器42、 43，将电路基板7与各电极端子 13连接。
另外，电路基板7与各电极端子13可以通过具有图15至图 16所示的结构的电压检测线58、 68来连接。图15和图16的电 压检测线58、 68为可以弹性变形的导电性金属线。在图15的电 压检测线58的中间设置了可以伸縮的折弯部58A。在图16的电 压检测线68中间设置了可以伸縮的折弯部68A。这些结构可以吸 收电路基板7与电池块2的相对的位置偏离，将各电池单元1的 电极端子13与电路基板7连接。
在縮短上述电压检测线8、 48、 58、 68、 78，并降低阻抗的 同时，使各电压检测线8、 48、 58、 68、 78的长度相等，并使阻 抗均等。因此，电压检测线8、 48、 58、 68、 78以相同的长度与 电路基板7和电极端子13连接。但是，在电池系统中，通过在 电池块2的端子平面2A上配置电路基板7，可以极度縮短电压检 测线8、 48、 58、 68、 78，所以，即使电压检测线的长度有差别，也可以缩小阻抗，正确地检测出各电池单元1的电压。因此，如 图12所示，通过将连接器42连接到与电路基板7的连接侧上，
即使与各电极端子13连接的电压检测线48的长度有差别，也可
以正确地检测出电池单元1的电压。
在图2至图5的电池系统中，将气体排出管6固定在电池块 2的端子平面2A的中央。为了用制动螺丝19将该气体排出管6 固定在终板4上，设置了位于终板4的上方且向两侧突出的连结 片6B。
另外，在气体排出管6中，将端部成形为筒状，并且将该筒 部作为从终板4突出的突出筒部6A固定在终板4上。图中虽然 没有显示，但是，可以将排气用的管等与该突出筒部6A连结， 将从角形电池IO的安全阀的排出口 12所排出的气体迅速地排出 到外部。
并且，在图2和图5中的电池系统中，将外装壳9的上壳9A 固定在气体排出管6上。图中的外装壳9是由下壳9B和上壳9A 构成的。上壳9A和下壳9B具有向外侧突出的凸部21，用螺栓 22和螺母23固定该凸部。在图中的外装壳9中，将凸部21配置 在电池块2的侧面。该外装壳9，用制动螺丝24将下壳9B固定 在终板4上，来固定住电池块2。制动螺丝24贯穿下壳9B，并 拧进终板4的螺丝孔(图中没有显示)，将电池块2固定在外装 壳9上。该制动螺丝24的头部从下壳9B突出。
上壳9A是金属板，形状是将侧面板9b连接在罩在气体排 出管6的上表面的上表面板9a的两侧。该上壳9A，在侧面板9b 的下端边缘处，具有向外侧突出的凸部21，将该凸部21与下壳 9B的凸部21连接。并且，图中的上壳9A，沿着上表面板9a与 侧面板9b的边界，设置了将电池块2的两侧向下方按压进行固 定的阶梯部9c。在上壳9A中，用制动螺丝24将该阶梯部9c固 定在终板4上，并固定在电池块2上。在该上壳部9A与电池块2 的上表面之间设置了空间25。在该空间25中设置了电路基板7。
另外，外装壳9在侧面板9b与电池块2之间，设置了排气管26和供给管27。该电池系统将被强行吹入到供给管27中的空 气送风到角形电池10之间的冷却间隙16，将角形电池10冷却， 从排气管26向外部排气。并且，下壳9B沿着电池块2的两侧设 置了向下方突出的凸条28。这些凸条28加宽了排气管26和供给 管27的宽度，减小了这些管的压力损失。并且，这些凸条28加 强了下壳9B，加强了下壳9B的弯曲强度。特别是图5所示的下 壳9B在两侧设置了凸条28，所以，通过两侧的2列凸条28可以 提高弯曲强度。另外还有，设置在下壳9B两侧的凸条28比固定 电池块2的制动螺丝24的头部还向下方突出，或者与头部为相 同高度。该下壳9B在被安装在车辆等的状态下，将凸条28安置 在固定板上，能以较大的面积支撑电池系统的加重。
上述电池系统中，设置了气体排出管6，将来自电池单元1 的开口的安全阀的气体排出到外部。因此，可以将高温气体安全 地排出到外部。不过，也可以如图17所示，在电池系统中，不 设置气体排出管，在电路基板87上的与安全阀的排出口 12相对 置的位置上，贯穿设置使气体通过的气体排出孔87B，使气体从 这些气体排出孔87B排出到电路基板87的上方。该电池系统由 于没有设置气体排出管，所以可以将电路基板87配置得更靠近 电池块2的端子平面2A。并且，如图所示的电路基板87在与电 池单元1的注液孔14相对置的位置上开口贯通孔87A的同时， 在与安全阀的排出口 12相对置的位置上，开口使气体通过的气 体排出孔87B，但是电路基板也可以将贯通孔87A同时作为使气 体通过的气体排出孔来使用。
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权利要求
1.一种车辆用的电池系统，具有将设置了正负电极端子(13)的端子面(1A)作为位于同一个面上的端子平面(2A)，并将多个电池单元(1)以层叠状态固定而成的电池块(2)；和与构成该电池块(2)的各电池单元(1)的电极端子(13)连接，并检测各电池单元(1)的状态的电池状态检测电路(30)，其特征为具有将实现上述电池状态检测电路(30)的电子部件(40)固定的电路基板(7)、(57)、(67)、(87)，并且，该电路基板(7)、(57)、(67)、(87)是单面基板，将电子部件(40)固定在单面上，且该单面的电路基板(7)、(57)、(67)、(87)与上述电池块(2)的端子平面(2A)相对置，并以将电子部件(40)配置在与端子平面(2A)相对置的对置面的相反一侧的面上的状态固定在电池块(2)上，并且，各电池单元(1)的正负电极端子(13)与电路基板(7)、(57)、(67)、(87)连接，且连接到电池状态检测电路(30)上。
2. 根据权利要求1中所也载的车辆用的电池系统，其特征为 上述电路基板(57)、 (67)在与电池块(2)的对置面上设置了绝缘层(57Y)、 (67Y)。
3. 根据权利要求1中所记载的车辆用的电池系统，其特征为 在上述电路基板(7)、 (87)上连接了与电池单元(1)热接合的、用于检测电池温度的温度传感器(38)。
4. 根据权利要求1中所记载的车辆用的电池系统，其特征为 上述电池单元(1)，在端子面(1A)上设置了注液孔(14)，并在上述电路基板(7)、 (87)与电池单元(1)的注液孔(14) 相对置的位置上开口 了贯通孔(7A)、 (87A)。
5. 根据权利要求1中所记载的车辆用的电池系统，其特征为 上述电池单元(1)，在端子面(1A)上设置了安全阀的排出口 (12)，在电路基板(87)与安全阀的排出口 (12)的相对置的位置上，贯穿设置了使气体通过的气体排出孔(87B)。
6. 根据权利要求1中所记载的车辆用的电池系统，其特征为上述电池单元(1)，在端子面(1A)上设置了安全阀的排出口 (12)，并在电池块(2)的端子平面(2A)与电路基板(7)之间设置了气体排出管(6)，以便连接该排出口 (12)。
7. 根据权利要求1中所记载的车辆用的电池系统，其特征为将上述电路基板(7)固定在上述气体排出管(6)上。
8. 根据权利要求1中所记载的车辆用的电池系统，其特征为-上述电路基板(7)、 (57)、 (67)、 (87)，通过电压检测线(8)、(48)、 (58)、 (68)、 (78)与各电池单元(1)的正负电极端子(13)连接，且各电压检测线(8)、 (48)、 (58)、 (68)、 (78)被连接在电极端子(13)的大致相同位置上。
9. 根据权利要求1中所记载的车辆用的电池系统，其特征为将连接到上述电极端子(13)的电压检测线(48)的一端连接到连接器(42)上，将该连接器(42)与固定在上述电路基板(7)上的连接器(43)连接，将上述电极端子(13)与上述电路基板(7)连接。
10. 根据权利要求1中所记载的车辆用的电池系统，其特征为通过电压检测线(58)、 (68)，上述电路基板(7)与各电池单元(1)的正负电极端子(13)连接，各电压检测线(58)、 (68)为能弹性变形的导电性的金属线。
全文摘要
降低并均匀化连接各电池单元和电池状态检测电路的线路的阻抗，并以极高的精确度检测出多个电池单元的电压。车辆用的电池系统具备将设置了电极端子(13)的端子面(1A)作为同一个面的端子平面(2A)，并将多个电池单元(1)层叠而成的电池块(2)；和与各电池单元(1)的电极端子(13)连接的电池状态检测电路(30)。电池系统还具有将实现电池状态检测电路(30)的电子部件(40)固定的电路基板(7)。该电路基板(7)是将电子部件(40)固定在单面上而成的单面安装的基板，与电池块(2)的端子平面(2A)相对置，并且以将电子部件(40)配置在与端子平面(2A)相对置的面的相反一侧的面上的状态固定在电池块(2)上。电池系统中，各电池单元(1)的正负电极端子(13)与电路基板(7)连接，且连接到电池状态检测电路(30)上。
文档编号H01M2/20GK101685898SQ20091017328
公开日2010年3月31日 申请日期2009年9月22日 优先权日2008年9月24日
发明者古川公彦, 田中邦穗, 矢野准也 申请人:三洋电机株式会社