电池模块、电池系统以及电动车的制作方法

专利名称：电池模块、电池系统以及电动车的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电池模块、具有该电池模块的电池系统以及电动车。
背景技术：
以往，在将电力作为驱动源的电动汽车等的移动体中，使用多个电池串联或者并 联连接的电池模块。为了确认这种电池模块的剩余容量(充电量)，或者为了防止电池模块的过充电 以及过放电，需要检测电池模块的端子间电压。为此，用于检测电池模块的端子间电压的检 测电路连接于电池模块(例如，参照特开平8-162171号公报)如上述那样，在检测电路连接于电池模块时，有时在检测电路与电池模块之间发 生短路。另外，有时在检测电路内也发生短路。此时，从电池模块在短路部分流过较大的电 流。因此，有可能由于发热造成电池模块劣化。

发明内容
本发明的目的是提供一种防止由短路引起劣化的电池模块、具有该电池模块的电 池系统以及电动车。(1)根据本发明的一个方面的电池模块具有电池单元；电压检测线，其为了检测 电池单元的端子电压连接于电池单元；以及电流限制元件，其插入电压检测线中，在流过电 压检测线的电流比规定值大时限制电流。在该电池模块中，利用连接于电池单元的电压检测线检测电池单元的端子电压。在发生电压检测线的短路时，插入电压检测线的电流限制元件中流过大电流。该 情况下，因为由电流限制元件限制电流，所以消除电压检测线中流过大电流的状态。其结果 防止电池模块的劣化。(2)电池单元可以设置多个，电池模块还具有连接部件，连接部件使相邻的电池单 元的电极彼此连接，电压检测线设置于安装在连接部件的软性部件，并连接于连接部件。该情况下，通过在安装于连接部件的软性部件设置电压检测线，充分地防止电压 检测线的短路。(3)软性部件可以是作为布线图案具有电压检测线的柔性印刷电路基板，电流限 制元件安装于柔性印刷电路基板。该情况下，充分地防止电压检测线的短路，并且在柔性印刷电路基板上可靠地连 接电压检测线与电流限制元件。(4)柔性印刷电路以在连接部件的一个方向延伸的方式安装于连接部件，电流限 制元件可以在柔性印刷电路基板上，配置在连接部件的一个方向上的与两端之间的范围内 对应的区域。该情况下，电流限制元件设置于靠近连接部件的位置。另外，在柔性印刷电路基板 中，连接部件的两端之间的范围与从连接部件的两端外侧的范围相比不容易挠曲。由此，能够抑制由柔性印刷电路基板挠曲而产生的对电流限制元件的影响。另外，由于连接部件与电流限制元件靠近配置，因此能够缩短电流限制元件与连 接部件之间的电压检测线。因而，能够防止在电流限制元件与连接部件之间产生短路。(5)根据本发明的另一方面的电池系统用于对负载供应电力，其具有电池模块； 连接切换部，以可以连接以及切断电池模块与负载的方式构成；以及控制部，其控制连接切 换部，电池模块具有电池单元；电压检测线，其为了检测电池单元的端子电压而连接于电 池单元；以及电流限制元件，其插入电压检测线，在流过电压检测线的电流比规定值大时限 制电流，控制部基于使用电池模块的电压检测线检测出的电压来控制连接切换部。在该电池系统的电池模块中，利用连接于电池单元的电压检测线检测电池单元的 端子电压。在产生电压检测线的短路时，在电压检测线插入的电流限制元件中流过大电流。 该情况下，因为由电流限制元件限制电流，所以消除电压检测线中流过大电流的状态。其结 果防止电流模块的劣化。基于利用电池模块的电压检测线检测出的电压，控制连接切换部。通过由连接切换部连接电池模块与负载，从电池模块对负载供应电力。通过由连接切换部切断电池模块 与负载，不从电池模块对负载供应电力。(6)根据本发明的其他方面的电动车具有电池模块；电动机，由来自电池模块的 电力进行驱动；以及驱动轮，由电动机的转动力进行转动，电池模块具有电池单元；电压 检测线，其为了检测电池单元的端子电压而连接于电池单元；以及电流限制元件，其插入电 压检测线，在流过电压检测线的电流比规定值大时限制电流。在该电动车中，由来自电池模块的电力驱动电动机。通过由该电动机的转动力使 驱动轮转动，从而电动车移动。在电池模块中，利用连接于电池单元的电压检测线检测电池单元的端子电压。在发生电压检测线的短路时，在电压检测线插入的电流限制元件中流过大电流。 该情况下，因为由电流限制元件限制电流，所以消除电压检测线中流过大电流的状态。其结 果防止电池模块的劣化。


图1是表示第1实施方式中的电池系统的结构的框图。图2是电池模块的外观立体图。图3是电池模块的平面图。图4是电池模块的侧视图。图5是汇流条的外观立体图。图6是表示在FPC基板安装多个汇流条以及多个PTC元件的状态的外观立体图。图7是用于对汇流条与检测电路之间的连接进行说明的示意平面图。图8是表示FPC基板与汇流条之间的固定方法的其他例子的示意平面图以及示意 侧面图。图9是表示PTC元件的其他配置例的示意平面图以及示意侧面图。图10是表示PTC元件的另外的配置例的示意平面图以及示意侧面图。
图11是表示FPC基板的变形例的示意平面图。图12是表示FPC基板的其他变形例的示意平面图以及示意侧面图。图13是表示汇流条的变形例的示意平面图。图14是表示第2实施方式中的电动车的结构的框图。
具体实施方式
1第1实施方式下面，参照附图对第1实施方式中的电池模块以及具有该电池模块的电池系统进 行说明。另外，本实施方式中的电池模块以及电池系统搭载于将电力作为驱动源的电动车 (例如，电动汽车)。(1)电池系统的结构图1是表示第1实施方式中的电池系统的结构的框图。如图1所示，电池系统500 包括多个电池模块100、电池ECU (Electronic Control Unit 电子控制单元)101以及接触 器102，经由总线104连接于电动车的主控制部300。电池系统500的多个电池模块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、多个(本例中为5个)热敏电阻器11以及检测电 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地配置，由多个汇 流条(bus bar)40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二次电 池。配置于两端部的电池单元10经由汇流条40a连接于电源线501。由此，在电池系 统500中，多个电池模块100的全部电池单元10串联连接。从电池系统500引出的电源线 501连接于电动车的电动机等的负载。检测电路20 经由 PTC(Positive Temperature Coefficient 正温度系数)元件 60电连接于各汇流条40、40a。另外，检测电路20电连接于各热敏电阻器11。由检测电路 20检测各电池单元10的端子间电压以及温度、流过各汇流条40、40a的电流。对于电池模 块100的详细内容在后面进行叙述。各电池模块100的检测电路20经由总线103连接于电池E⑶101。由此，由检测电 路20检测到的电压、电流以及温度提供给电池E⑶101。电池E⑶101例如基于从检测电路20提供的电压、电流以及温度来计算各电池单 元10的充电量，并基于其充电量进行各电池模块的充放电控制。另外，电池ECUlOl基于从 各检测电路20提供的电压、电流以及温度来检测各电池模块100的异常。所谓电池模块 100的异常例如电池单元10的过放电、过充电或者温度异常等。在连接于一端部的电池模块100的电源线501插入接触器102。在电池E⑶101检 测到电池模块100的异常时关断接触器102。由此，由于异常时在各电池模块100中没有电 流流过，因此防止电池模块100的异常发热。电池E⑶101经由总线104连接于主控制部300。从电池E⑶101对主控制部300 提供各电池模块100的充电量(电池单元10的充电量)。主控制部300基于该充电量控制 电动车的动力(例如，电动机的转动速度)。另外，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的并未图示的发电装置来对电池模块100进行充电。(2)电池模块的详细内容对电池模块100的详细内容进行说明。图2是电池模块100的外观立体图，图3 是电池模块100的平面图，图4是电池模块100的侧面图。另外，在图2 图4以及后面叙述的图6 图13中，如箭头符号X、Y、Z表示那样， 将彼此垂直的三个方向定义为X方向、Y方向以及Z方向。另外，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2 图4所示那样，在电池模块100中，呈扁平的大致长方体形状的多个电池 单元10以在X方向排列的方式进行配置。在该状态下，多个电池单元10由一对的端面框 架92、一对的上端框架93以及一对的下端框架94 一体地固定。一对的端面框架92呈大致板形状，平行于YZ平面进行配置。一对的上端框架93 以及一对的下端框架94以在X方向延伸的方式进行配置。在一对的端面框架92的四角形成用于连接一对的上端框架93以及一对的下端框 架94的连接部。在一对的端面框架92之间配置了多个电池单元10的状态下，在一对的端 面框架92的上侧的连接部安装一对的上端框架93，在一对的端面框架92的下侧的连接部 安装一对的下端框架94。由此，多个电池单元10以在X方向进行排列的方式进行配置的状 态下一体地被固定。在一方的端面框架92，在外侧的面，隔着间隔安装刚性印刷电路基板(下面，简记 为印刷电路基板)21。在印刷电路基板21上设有检测电路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4)。在下面的说明中，将从相邻于并未安装印刷电路基板21的端面框架92的电池单 元10至相邻于安装印刷电路基板21的端面框架92的电池单元10称为第1 第18的电 池单元10。如图3所示，在电池模块100中，各电池单元10以相邻的电池单元10之间Y方向 的正电极10a以及负电极10b的位置关系彼此相反的方式进行配置。由此，在相邻的2个电池单元10之间，一方的电池单元10的正电极10a与另一方 的电池单元10的负电极10b靠近，一方的电池单元10的负电极10b与另一方的电池单元 10的正电极10a靠近。在该状态下，在邻近的2个电极安装汇流条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之 间安装共同的汇流条40。另外，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之间安装共同的汇流条40。同样地，在各第奇数的电池单元10的正电极10a和与 其相邻的第偶数的电池单元10的负电极10b之间安装共同的汇流条40。在各第偶数的电 池单元10的正电极10a和与其相邻的第奇数的电池单元10的负电极10b之间安装共同的 汇流条40。另外，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的汇流条40a。
在Y方向的多个电池单元10的一端部侧，在X方向延伸的长条状的柔性印刷电路 基板(下面，简记为FPC基板)50共同连接于多个汇流条40。同样，在Y方向的多个电池单 元10的另一端部侧，在X方向延伸的长条状的FPC的基板50共同连接于多个汇流条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 (参照后面叙述 的图8)的结构，具有弯曲性以及挠性。作为构成FPC基板50的绝缘层的材料例如采用聚 酰亚胺，作为导线51、52(后面叙述的图8)的材料例如采用铜。在FPC基板50上，以靠近 于各汇流条40、40a的方式配置各PTC元件60。各FPC基板50在端面框架92 (安装印刷电路基板21的端面框架92)的上端部分 向内侧以直角折回，进而向下方折回并连接于印刷电路基板21。(3)汇流条以及FPC基板的结构接下来，对汇流条40、40a以及FPC基板50的结构进行详细说明。下面，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的汇流条40称为二电极用汇流条 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的汇流条40a 称为一电极用汇流条40a。图5 (a)是二电极用汇流条40的外观立体图，图5 (b)是一电极用的汇流条40a的 外观立体图。如图5 (a)所示，二电极用汇流条40具有呈大致长方形状的基座部41、以及从该 基座部41的一边向其一面侧弯曲延伸的一对装配片42。在基座部41形成一对电极连接孔 43。如图5(b)所示，一电极用的汇流条40a具有呈大致正方形状的基座部45、以及 从该基座部45的一边向其一面侧弯曲延伸的装配片46。在基座部45形成电极连接孔47。在本实施方式中，汇流条40、40a例如具有在韧铜(tough pitch copper)的表面 实施镀镍的结构。图6是表示在FPC基板50安装了多个汇流条40、40a以及多个PTC元件60的状 态的外观立体图。如图6所示，在2片的FPC基板50沿着X方向以规定的间隔安装多个汇 流条40、40a的装配片42、46。另外，多个PTC元件60以与多个汇流条40、40a的间隔相同 的间隔，分别安装于2片的FPC基板50。在制作电池模块100时，在由端面框架92(图2)、上端框架93 (图2)以及下端框 架94(图2) —体地固定的多个电池单元10上，安装如上述那样装配了多个汇流条40、40a 以及多个PTC元件60的2片FPC基板50。在安装时，相邻的电池单元10的正电极10a以及负电极10b嵌入形成于各汇流条 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。在各汇流条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，螺母(并未图示)螺 合于正电极10a以及负电极10b的外螺纹。这样一来，在多个电池单元10安装了多个汇流条40、40a，并且通过多个汇流条 40,40a, FPC基板50以大致水平姿态被保持。(4)汇流条与检测电路的连接下面，对汇流条40、40a与检测电路20之间的连接进行说明。图7是用于对汇流条40、40a与检测电路20之间的连接进行说明的示意平面图。如图7所示，在FPC基板50以对应多个汇流条40、40a的每个的方式设有多个导线51、52。各导线51以在汇流条40、40a的装配片42、46与配置于该汇流条40的近旁的 PTC元件60之间平行于Y方向延伸的方式设置，各导线52以在PTC元件60与FPC基板50 的一端部之间平行于X方向延伸的方式设置。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。露出于下面侧的 各导线51的一端部例如通过锡焊或者熔焊连接于各汇流条40、40a的装配片42、46。由此， FPC基板50固定于各汇流条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(并未图示)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。各PTC元件60优选在X方向配置在对应的汇流条40、40a的两端之间的区域。在 对FPC基板50施加应力时，虽然相邻的汇流条40、40a之间的FPC基板50的区域容易挠曲， 但是由于各汇流条40、40a的两端部间的FPC基板50的区域固定于汇流条40、40a，因此维 持得比较平坦。由此，通过各PTC元件60配置于各汇流条40、40a的两端部之间的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。另外，抑制由FPC基 板50的挠曲对各PTC元件60的影响(例如，PTC元件60的电阻值的变化)。在印刷电路基板21设有与FPC基板50的各导线52对应的多个连接端子22。FPC 基板50的各导线52的另一端部连接于对应的连接端子22。多个连接端子22分别电连接 于检测电路20。这样一来，各汇流条40、40a经由PTC元件60电连接于检测电路20。(5)实施方式的效果若在各汇流条40、40a与检测电路20之间或者检测电路20内发生短路，则从对应 的汇流条40、40a在短路部分产生大电流。若流过这种大电流的状态持续，则由于发热有可 能电池模块100劣化。在本实施方式中，在各汇流条40、40a与检测电路20之间连接PTC元件60。PTC 元件60具有如下特性，即若超过某温度值则电阻值以对数增加的电阻温度特性。在PTC元件60与检测电路20之间或者检测电路20内发生短路时，在PTC元件60 流过大电流。此时，由于自身发热PTC元件60的温度上升。由此，PTC元件60的电阻值增 力口，抑制流过PTC元件60的电流。因而，迅速消除短路时流过大电流的状态，防止电池模块 100的劣化。再有，由于PTC元件60配置于各汇流条40、40a的近旁，因此由在PTC元件60与 汇流条40、40a之间产生断路等引起的短路的可能性极低。再有，也考虑了如下的情况，S卩各导线52从印刷电路基板21的连接端子22离 开，并接触其他部位从而产生短路。即使在该情况下，由于连接于各导线51、52之间的PTC 元件60的电阻值增加，也迅速地消除流过大电流的状态。再有，在本实施方式中，由形成于FPC基板50上的导线51、52电连接各汇流条40、 40a与印刷电路基板21。该情况下，由于FPC基板50具有弯曲性以及挠性，因此即使由振 动等对FPC基板50施加外部应力，FPC基板50也很难损坏。由此，导线51、52很难断开。因而，与由引线(电线)连接各汇流条40、40a与印刷电路基板21的情况相比，防止各汇流 条40、40a与印刷电路基板21之间的短路的发生。再有，在本实施方式中，在FPC基板50的折回部分与各汇流条40之间连接PTC元 件。因此，即使在FPC基板50的折回部分发生短路，通过PTC元件60的电阻值增加，迅速 地消除流过大电流的状态。
再有，各PTC元件60通过配置于FPC基板50上，减少印刷电路基板21上的部件 数目。由此，可以使印刷电路基板21小型化。另外，可以在印刷电路基板21上设置其他的 电路或者其他的元件。再有，随着电池单元10的充放电或者劣化而电池单元10的体积发生变化时，相邻 的汇流条40、40a之间的距离变化。即使在该情况下，由于FPC基板50可柔软地挠曲，从而 防止FPC基板50的损坏以及导线51、52的断开。再有，可以在相邻的汇流条40、40a之间预先使FPC基板50挠曲的状态下，将各汇 流条40、40a固定于电池单元10的电极10a、10b。该情况下，即使各电池单元10的体积增 大从而相邻的汇流条40、40a之间的距离变大，也能够缓和施加于FPC基板50的应力。由 此，能够更加可靠地防止FPC基板50的损坏以及导线51、52的断开。再有，由于PTC元件60配置于各电池单元10的近旁，因此若电池单元10的温度 升高，则PTC元件60的温度也升高。由此，PTC元件60的电阻值增加。其结果，由于电压 下降从而提供给检测电路20的电压变低。因而，能够不设置其他温度检测器的情况下，通 过由检测电路20检测电压的变化，来检测电池单元10的异常发热。具体而言，在各电池单元10的端子间电压维持在恒定时，由检测电路20检测到的 电压下降。另外，在进行各电池单元10的充放电时，由检测电路20检测到的电压不规则地 变小。基于这种的电压变化，能够检测电池单元10的异常发热。再有，由于以对应各电池单元10的方式来配置PTC元件60，因此通过检测由各 PTC元件60带来的电压下降，能够特定产生了异常发热的电池单元10。此外，在由检测电路20检测到电池单元10的异常发热时，例如由电池E⑶101使 接触器102关断。由此，防止电池模块100的异常发热。(6)变形例(6-1) FPC基板与汇流条之间的固定图8是表示FPC基板50与汇流条40、40a之间的固定方法的其他例子的示意平面 图以及示意侧面图。图8的例子与图7的例子不同的是如下这一点。在图8的例子中，在各汇流条40设有长方形状的一体的装配片42。FPC基板50 由螺钉54安装于各汇流条40、40a的装配片42、46。该情况下，可靠地防止FPC基板50从 各汇流条40、40a脱落。(6-2) PTC元件的配置图9(a)、(b)是表示PTC元件60的其他配置例的示意平面图以及示意侧面侧。图 10(a)、(b)是表示PTC元件60的另外的配置例的示意平面图以及示意侧面图。图9以及 图10的例子与图7的例子不同的是如下这一点。在图9(a)、(b)的例子中，在各汇流条40的一个装配片42上的FPC基板50的部 分，安装PTC元件60。另外，在各汇流条40的另一个装配片42上的FPC基板50的部分，形成通孔HI。各导线51的一端部通过通孔HI连接于各汇流条40的另一个装配片42，各导 线51的另一端部在各汇流条40的一个装配片42上，连接于PTC元件60的一个端子。在图10(a)、(b)的例子中，在各汇流条40的一个装配片42上的FPC基板50的部 分，安装PTC元件60。另外，在各汇流条40的一个装配片42上的FPC基板50的部分，形成 通孔H2。各导线51的一端部通过通孔H2连接于各汇流条40的一个装配片42，各导线51 的另一端部在各汇流条40的一个装配片42上连接于PTC元件60的一个端子。在组装时，有时在将汇流条40、40a安装于FPC基板50之后，将PTC元件60安装 于FPC基板50。该情况下，若在PTC元件60安装时FPC基板50挠曲，则难以使PTC元件 60正确地位于导线51、52。在图9以及图10的例子中，在由汇流条40的装配片42支撑的FPC基板50的部 分，安装PTC元件60。因此，因为FPC基板50的PTC元件60安装的部分不挠曲，所以能够 将PTC元件60容易并且正确地连接于导线51、52。另外，在图5(b)所示的汇流条40a中也同样，可以在装配片46上的FPC基板50 的部分，安装PTC元件60。该情况下，在汇流条40a的装配片46上的FPC基板50的部分， 形成通孔。导电51的一端部通过该通孔连接于汇流条40a的装配片46。(6_3)FPC基板的形状图11是表示FPC基板50的变形例的示意平面图。图11所示FPC基板50a与图 7的FPC基板50不同的是下面这一点。FPC基板50a在固定于汇流条40、40a的装配片42、46的部分之间，具有在X方向 延伸的缺口 55。在Y方向，缺口 55的边缘部优选比汇流条40、40a的装配片42、46的前端 部靠近内侧。该情况下，相邻的汇流条40、40a之间的FPC基板50a的区域能够更加柔软地挠 曲。因此，即使对FPC基板50a施加外部应力，也可更加可靠地防止FPC50a的损坏以及导 线51、52的断开。另外，即使由于制造误差等各汇流条40、40a对于电池单元10的安装位 置偏离，通过FPC基板50a柔软地挠曲也能够将FPC基板50a可靠地固定在各汇流条40、 40a。图12(a)、(b)是表示FPC基板50a的另外的变形例的示意平面图以及示意侧面 图。图12所示的FPC基板50b与图11的FPC基板50a不同的是如下这一点。在FPC基板50b的缺口 55之间的凸状的区域，形成沿着X方向的3条弯曲部T1、 T2、T3。弯曲部T1、T2、T3设置于汇流条40、40a的装配片42、46与PTC元件60之间。FPC 基板50b在弯曲部T2角形弯曲，在弯曲部T1、T3谷形弯曲。弯曲部T3优选设置于缺口 55 的边缘部的延长线上。该情况下，即使由于制造误差等，各汇流条40、40a对于电池单元10的安装位置偏 离，在FPC基板50b产生的变形在弯曲部T1、T2、T3进一步缓和。由此，能够将FPC基板50a 可靠地固定于各汇流条40、40a。(6-4)汇流条的电极连接孔的形状图13是表示汇流条40、40a的变形例的示意平面图。图13所示的汇流条40x、40y 与上述的实施方式的汇流条40、40a不同的是如下这点。在二电极用的汇流条40x，代替一对的圆形电极连接孔43，形成在X方向延伸的椭圆形的电极连接孔43a以及在Y方向延伸的椭圆形的电极连接孔43b。在一电极用的汇流 条40y，代替圆形的电极连接孔47，形成在X方向延伸的椭圆形的电极连接孔47a。该情况下，在汇流 条40x、40y的各电极连接孔43a、43b、47a插入电池单元10的正 电极IOa或者负电极IOb的状态下，能够使汇流条40x、40y在X方向以及Y方向挪动。这 样，由于制造误差或者各电池单元10的体积增减等，即使各电池单元10的正电极IOa或者 负电极IOb (图3)的位置偏移，也能够适当地调整汇流条40x、40y的位置。由此，能够缓和 FPC基板50中产生的变形。另外，可以适当改变汇流条40x、40y的电极连接孔43a、43b、47a的形状，例如可以 使电极连接孔43a、47a形成在Y方向延伸的椭圆形状，或者可以使电极连接孔43b形成在X 方向延伸的椭圆形状。再有，也可以使电极连接孔43a、43b、47a形成长方形状或者三角形 状等的其他形状。另外，也可以将汇流条40x、40y安装于上述FPC基板50a、50b。该情况下，即使各 电池单元10的正电极IOa或者负电极IOb的位置偏离，也能够缓和FPC基板50a、50b中产 生的变形。再有，即使在FPC基板50a、50b产生变形的情况下，FPC基板50a、50b柔软地挠 曲从而能可靠地将FPC基板50a、50b固定于各汇流条40x、40y。(6-5)其他的变形例在上述的实施方式中，虽然由形成于FPC基板50上的导线51、52电连接各汇流条 40、40a与印刷电路基板21，但是只要能够防止各汇流条40、40a与印刷电路基板21之间的 短路，则也可以通过其他方法电连接各汇流条40、40a与印刷电路基板21。例如，可以由引线(电线)电连接各汇流条40、40a与印刷电路基板21。另外，也 可以在粘土或者油灰(putty)等的其他软性部件上形成导线51、52。再有，也可以在刚性印 刷电路基板上形成导线51、52。再有，可以通过将引线的一端部直接连接于电池单元10的正电极IOa或者负电极 10b、将另一端连接于印刷电路基板21，从而电连接各电池单元10与印刷电路基板21。再有，在上述实施方式中，虽然是多个电池单元10串联连接，但是并不限于此，也 可以是多个电池单元10的一部分或者全部并联连接。另外，可以设定串联连接的电池单元 10的数目以获得所需要的电压，设定并联连接的电池单元10的数目以获得所需要的电流。再有，代替PTC元件，可以采用在比某电流值大时切断电流的熔断丝等。另外，作 为熔断丝也可以采用由导电性粒子的感应迁移力从关断状态自动恢复至导通状态的自恢 复微型熔断丝(SRF =Self-Recovering microFuse)。另外，在上述实施方式中，虽然对在金属制的平板形成贯通孔、并通过实施弯曲加 工从而制作出的汇流条40、40a的结构进行了说明(参照图5)，但是汇流条40、40a未必一 定由金属制的平板构成。例如，代替图5(a)的汇流条40，在呈大致长方形状的金属制的块体上，将形成与 各电池单元10的电极10a、10b对应的一对电极连接孔43的结构体作为汇流条40来使用。此时，相邻的电池单元10的正电极IOa以及负电极IOb嵌入形成于汇流条40的 一对电极连接孔43。该状态下，通过进行各电极10a、10b的铆接加工在电池单元10安装汇 流条40。另外，也可以熔接各电池10a、IOb和各汇流条40。再有，代替图5(b)的汇流条40a，在呈立方体形成的金属制的块体上，将形成与电池单元10的正电极10a或者负电极10b对应的电极连接孔47的结构体作为汇流条40a来
使用。 此时，电池单元10的正电极10a或者负电极10b嵌入形成于汇流条40a的电极连 接孔47。该状态下，通过进行正电极10a或者负电极10b的铆接加工，在电池单元10安装 汇流条40a。另外，也可以熔接各电池10a、10b和各汇流条40。再有，在上述实施方式中，虽然经由电压检测线51、52检测电池模块100的各电池 单元10的端子间电压，但是作为电池单元10例如使用镍氢电池时，也可以经由导线51、52 检测电池模块100的端子间电压。此时，在多个导线51、52以及多个PTC元件60中可以仅 设置对应汇流条40a的导线51、52以及PTC元件60，该汇流条40a安装于在电池模块100 的两端配置的电池单元10(第1电池单元10以及第18电池单元10)。另外，可以在第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的每个直接连接电压检测线。2第2实施方式下面，对第2实施方式中的电动车进行说明。本实施方式中的电动车具有第1实 施方式中的电池模块100以及电池系统500。另外，下面作为电动车的一例对电动汽车进行 说明。图14是表示具有图1的电池系统500的电动汽车的结构的框图。如图14所示，本 实施方式中的电动汽车600包括图1的主控制部300以及电池系统500、电力变换部601、 电动机602、驱动轮603、加速器装置604、制动器装置605、以及转动速度传感器606。在电 动机602是交流(AC)电动机时，电力变换部601包括变换器电路。在本实施方式中，电池系统500经由电力变换部601连接于电动机602，并且连接 于主控制部300。如上所述，在主控制部300中，从构成电池系统500的电池E⑶101(图1) 提供多个电池模块100 (图1)的充电量以及电池模块100中流过的电流值。另外，在主控 制部300连接有加速器装置604、制动器装置605以及转动速度传感器606。主控制部606 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。若由驾驶员操作加速器踏板604a，则加速 器检测部604b将由驾驶员没有操作的状态作为基准来检测加速器踏板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、检测由驾驶员进行 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。转动速度传感器606检测电动机602的转动速度。检测到的转动速度提供给主控 制部300。如上所述，对主控制部300提供电池模块100的充电量、流过电池模块100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的转动速度。主 控制部300基于这些信息进行电池模块100的充放电控制以及电力变换部601的电力变换 控制。例如，基于加速器操作的电动汽车600的出发时以及加速时，从电池系统500对电力变换部601提供电池模块100的电力。进而，主控制部300基于所提供的加速器踏板604a的操作量，计算要传动给驱动 轮603的转动力(指令转矩)，将基于该指令转矩的控制信号提供给电力变换部601。
接收到上述控制信号的电力变换部601将从电池系统500提供的电力变换至为了 驱动驱动轮603而需要的电力(驱动电力)。由此，由电力变换部601进行了变换的驱动电 力提供给电动机602，基于该驱动电力的电动机602的转动力传动至驱动轮603。另一方面，在基于制动器装置的电动汽车600减速时，电动机602作为发电装置发 挥功能。该情况下，电力变换部601将电动机602产生的再生电力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，电池模块100进行充电。3发明内容的各结构要素与实施方式的各部分之间的对应关系下面，虽然对发明内容的各结构要素与实施方式的各部分之间的对应的例子进行 说明，但是本发明并不限定于下面的例子。在上述实施方式中，PTC元件60或者熔断丝是电流限制元件的例子，汇流条40、 40a.40x.40y是连接部件的例子，导线51、52是电压检测线的例子，X方向是一个方向的例 子，接触器102是连接切换部的例子，电池ECUlOl是控制部的例子，电动汽车600是电动车 的例子。作为发明内容的各结构要素也能够使用除具有发明内容中记载的结构或者功能 以外的各种的要素。
权利要求
一种电池模块，其特征在于，具有电池单元；电压检测线，其为了检测所述电池单元的端子电压而连接于所述电池单元；以及电流限制元件，其插入所述电压检测线中，在流过所述电压检测线的电流比规定值大时限制电流。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于， 所述电池单元设置多个，所述电池模块还具有连接部件，所述连接部件使相邻的电池单元的电极彼此连接， 所述电压检测线设置于安装在所述连接部件的软性部件，并连接于所述连接部件。
3.根据权利要求2所述的电池模块，其特征在于，所述软性部件是具有所述电压检测线作为布线图案的柔性印刷电路基板， 所述电流限制元件安装于所述挠性印刷电路基板。
4.根据权利要求3所述的电池模块，其特征在于，所述柔性印刷电路基板以在所述连接部件的一个方向上延伸的方式安装于所述连接 部件，所述电流限制元件在所述柔性印刷电路基板上，配置在所述连接部件的所述一个方向 上的与两端之间的范围内对应的区域。
5.一种电池系统，用于对负载供应电力，其特征在于， 具有电池模块；连接切换部，其以能够连接以及切断所述电池模块与所述负载的方式构成；以及 控制部，其控制所述连接切换部， 所述电池模块具有 电池单元；电压检测线，其为了检测所述电池单元的端子电压而连接于所述电池单元；以及 电流限制元件，其插入所述电压检测线中，在流过所述电压检测线的电流比规定值大 时限制电流，所述控制部基于使用所述电池模块的电压检测线检测出的电压，来控制所述连接切换部。
6.一种电动车，其特征在于， 具有电池模块；电动机，由来自所述电池模块的电力进行驱动；以及 驱动轮，根据所述电动机的转动力进行转动， 所述电池模块具有 电池单元；电压检测线，其为了检测所述电池单元的端子电压而连接于所述电池单元；以及 电流限制元件，其插入所述电压检测线中，在流过所述电压检测线的电流比规定值大 时限制电流。
全文摘要
本发明提供一种电池模块以及电池系统，在该电池模块中，多个电池单元经由汇流条串联连接。在多个汇流条安装FPC基板。在FPC基板上以靠近各汇流条的方式配置各PTC元件。FPC基板上的各导线以在汇流条的装配片与配置在该汇流条的近旁的PTC元件之间延伸的方式设置，各导线以在PTC元件与FPC基板的一端部之间延伸的方式设置。各导线连接于印刷电路基板的连接端子。多个连接端子分别电连接于检测电路。
文档编号H02J7/00GK101872986SQ201010143419
公开日2010年10月27日 申请日期2010年3月17日 优先权日2009年4月24日
发明者大仓计美, 岸本圭司, 田口贤治, 西原由知 申请人:三洋电机株式会社