JP5862608B2 - 組電池装置 - Google Patents

Description

ここに開示される発明は、複数の電池セルを有する組電池装置およびその温度調節装置に関する。

特許文献１は、複数の電池セルを有する組電池のための温度調節装置を開示している。この装置では、複数の電池セルを電気的に接続するための電極部に冷却フィンが設けられている。

特開２００９−２５２４１７号公報

従来技術の構成では、複数の組電池に対して共通の送風機、すなわち流体機器が設けられ、ダクトを経由して熱媒体である空気が流される。このため、組電池のひとつの単位において独立した温度制御を提供することができない。

また、制御装置を収容した機器ボックスと、送風機とが別の部品として構成され、それらは、別々に、複数の電池セルを収容するための筐体に装着されている。また、複数の電池セルを電気的に接続するための複数の端子は、互いに独立して配置されている。このため、従来技術の構成では、部品点数が多い。このような観点から、組電池温度調節装置にはさらなる改良が求められている。

発明の目的の他のひとつは、組電池において独立した温度制御が可能な組電池装置を提供することである。

発明の目的の他のひとつは、部品の取り扱いが容易な組電池装置を提供することである。

発明の目的の他のひとつは、複数の電池セルを電気的に接続するための複数の端子の取り扱いが容易な組電池装置を提供することである。

発明の目的の他のひとつは、ひとつの部品として取り扱うことが可能な温度調節装置を有する組電池装置を提供することである。

ここに開示される発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。

発明のひとつは、複数の電池セル（５１）と、電池セルを電気的に接続する複数のバスバー（４４、３４４）と、バスバーまたは電池セルと熱交換する熱媒体を流す流体機器（２２、５２２）と、バスバーまたは電池セルに関連する情報を取得し、取得された情報に基づいて流体機器を制御する制御装置（２３、５２３）と、流体機器と制御装置との間に設けられ、振動の伝達を抑制する連結部（４５、６４５）とを備えることを特徴とする。
発明のひとつは、複数の電池セル（５１）と、電池セルを電気的に接続する複数のバスバー（４４、３４４）と、バスバーまたは電池セルと熱交換する熱媒体を流す流体機器（２２、５２２）と、バスバーまたは電池セルに関連する情報を取得し、取得された情報に基づいて流体機器を制御する制御装置（２３、５２３）と、流体機器と制御装置との間に設けられ、変形可能な連結部（６４５）とを備えることを特徴とする。
発明のひとつは、複数の電池セル（５１）と、電池セルを電気的に接続する複数のバスバー（４４、３４４）と、バスバーまたは電池セルと熱交換する熱媒体を流す流体機器（２２、５２２）と、バスバーまたは電池セルに関連する情報を取得し、取得された情報に基づいて流体機器を制御する制御装置（２３、５２３）と、複数の電池セルを配列するケース（４１）と、ケースの開口をほぼ閉塞する部材であって、複数のバスバーを保持するホルダ（４２、５４２）と、ホルダとの間に熱媒体を流す通路を区画形成するカバー（４３、３４３、６４３）とを備え、制御装置はカバーに設けられており、複数のバスバー（４４、３４４）は、通路を流れる熱媒体と熱交換するように熱媒体を流す通路に露出して配置されており、制御装置はカバー内の通路を流れる熱媒体に放熱するように配置されており、さらに、流体機器と制御装置との間に設けられ、振動の伝達を抑制する連結部（４５、６４５）を備えることを特徴とする。
発明のひとつは、複数の電池セル（５１）と、電池セルを電気的に接続する複数のバスバー（４４、３４４）と、バスバーまたは電池セルと熱交換する熱媒体を流す流体機器（２２、５２２）と、バスバーまたは電池セルに関連する情報を取得し、取得された情報に基づいて流体機器を制御する制御装置（２３、５２３）と、複数の電池セルを配列するケース（４１）と、ケースの開口をほぼ閉塞する部材であって、複数のバスバーを保持するホルダ（４２、５４２）と、ホルダとの間に熱媒体を流す通路を区画形成するカバー（４３、３４３、６４３）とを備え、制御装置はカバーに設けられており、複数のバスバー（４４、３４４）は、通路を流れる熱媒体と熱交換するように熱媒体を流す通路に露出して配置されており、制御装置はカバー内の通路を流れる熱媒体に放熱するように配置されており、さらに、流体機器と制御装置との間に設けられ、変形可能な連結部（６４５）を備えることを特徴とする。

この構成によると、組電池装置に、流体機器と、制御装置とが設けられる。このため、組電池において独立した流体機器の制御が可能となる。

発明の第１実施形態に係る車両用電池システムのブロック図である。 第１実施形態のモジュール制御装置のブロック図である。 第１実施形態の電池モジュールの平面図である。 第１実施形態の電池モジュールの記号ＩＶにおける断面図である。 第１実施形態の電池モジュールの記号Ｖにおける断面図である。 第１実施形態の電池モジュールの記号ＶＩにおける断面図である。 第１実施形態のバスバーの斜視図である。 第１実施形態の電池モジュールの部分拡大断面図である。 第１実施形態の電池モジュールの分解断面図である。 発明の第２実施形態の電池モジュールの断面図である。 発明の第３実施形態の電池モジュールの断面図である。 第３実施形態の電池モジュールの断面図である。 第３実施形態のバスバーの斜視図である。 発明の第４実施形態の電池モジュールの断面図である。 発明の第５実施形態の電池モジュールの平面図である。 第５実施形態の電池モジュールの記号ＸＶＩにおける断面図である。 第５実施形態の電池モジュールの記号ＸＶＩＩにおける断面図である。 発明の第６実施形態の電池モジュールの部分断面図である。 第６実施形態の電池モジュールの使用状態を示す断面図である。

以下に、図面を参照しながら発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を参照し適用することができる。また、後続の実施形態においては、先行する実施形態で説明した事項に対応する部分に百以上の位だけが異なる参照符号を付することにより対応関係を示し、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

（第１実施形態）
図１において、車両用電池システム１０は、道路走行車両、飛行機、船舶など、例えば車両に搭載されている。車両用電池システム１０は、二次電池を有する電池パック（ＰＡＣＫ）１１と、電気的な負荷（ＬＯＡＤ）１２と、電池制御装置（ＢＣＯＮ）１３を備える。車両用電池システム１０は、電池制御装置１３による制御の下において、電池パック１１から負荷１２へ給電する。

電池パック１１は、複数の電池モジュール２１を有する。さらに、電池モジュール２１は、複数の電池セル５１を有する。よって、電池パック１１は、複数の電池モジュール２１を有する組電池装置である。また、電池モジュール２１も、複数の電池セル５１を有する組電池装置である。それぞれの電池モジュール２１は、複数の電池セル５１の温度を調節する組電池温度調節装置を有する。

（電池モジュール）
電池モジュール２１は、複数の電池セル５１と、モジュール制御装置２３と、電動の送風機２２とを有する。複数の電池セル５１は、電池モジュール２１内において、互いに直列および並列に接続されている。モジュール制御装置２３は、複数の電池セル５１から電池セル５１に関する情報を入力し、送風機２２を制御する。モジュール制御装置２３は、電池モジュール２１内の複数の電池セル５１の温度を所定の目標温度範囲内に維持するように、それ単独で送風機２２を制御する。送風機２２は、電動機を含む電動送風機である。送風機２２は、電池セル５１の温度を調節するために利用可能な熱媒体を電池セル５１の一部、例えばセル端子の近傍に流す。送風機２２は、軸流型の送風羽根を有する。

電池パック１１内において、複数の電池モジュール２１は、直列および並列に接続されている。よって、電池パック１１は、高電圧、大電力の直流電源を提供する。

負荷１２は、車両に搭載された電気的な負荷である。例えば、負荷１２は、車両に搭載された走行用の電動機、または空調装置のための冷凍サイクル駆動用の電動機である。

電池制御装置１３は、複数のモジュール制御装置２３と通信する。電池制御装置１３は、複数のモジュール制御装置２３のそれぞれが独立して機能するために必要な情報を通信によって提供する。ここでは、電池制御装置１３は、電池セル５１の温度を調節するために利用可能な熱媒体の温度をモジュール制御装置２３に提供する。例えば、電池パック１１の周囲において取得可能な空気によって電池セル５１が冷却される場合、その空気の温度、例えば外気温度が提供される。さらに、電池制御装置１３は、複数の電池モジュール２１に対して総合的な制御機能を提供する。

制御装置１３、２３は、電子制御装置（Electronic Control Unit）である。これらの制御装置は、処理装置（ＣＰＵ）と、プログラムを記憶する記憶媒体としてのメモリ（ＭＭＲ）とを有する。制御装置は、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体を備えるマイクロコンピュータによって提供される。記憶媒体は、コンピュータによって読み取り可能なプログラムを非一時的に格納している。記憶媒体は、半導体メモリまたは磁気ディスクによって提供されうる。プログラムは、制御装置によって実行されることによって、制御装置をこの明細書に記載される装置として機能させ、この明細書に記載される制御方法を実行するように制御装置を機能させる。制御装置は、複数の機能的な要素を提供する。それらの機能的な要素は、そのように機能する手段と呼ぶことができる。また、それらの機能的な要素は、具体的な構成と有機的に結合したブロック、またはモジュールとも呼ぶことができる。

図２において、モジュール制御装置（ＭＣＯＮ）２３は、複数の機能的な要素を備える。モジュール制御装置２３は、複数の電池セル５１の温度Ｔ（ｎ）を入力する温度入力部（ＴＰＩＮ）３１を有する。モジュール制御装置２３は、複数の電池セル５１の電圧Ｖ（ｎ）を入力する電圧入力部（ＶＬＩＮ）３２を有する。モジュール制御装置２３は、上位制御装置、すなわち電池制御装置１３と通信するための通信部（ＣＯＭＭ）３３を有する。通信部３３は、温度Ｔ（ｎ）、電圧Ｖ（ｎ）、さらにモジュール制御装置２３の動作状態を示す情報を電池制御装置１３に通信によって提供可能である。

モジュール制御装置２３は、温度制御部（ＴＣＯＮ）３４を有する。温度制御部３４は、温度入力部３１によって取得された温度Ｔ（ｎ）が目標温度範囲に維持されるように、送風機２２を制御する。温度制御部３４は、ひとつの電池モジュール２１の温度を制御するためのフィードバック制御装置を提供する。温度制御部３４は、ひとつの電池モジュール２１の温度を、その電池モジュール２１上において調節するスタンドアローンの温度制御系を構成する。

さらに、温度制御部３４は、外気温度、および電圧Ｖ（ｎ）に基づいて、送風機２２を制御する。これらの外気温度、および電圧Ｖ（ｎ）は、電池セル５１の温度に影響を与える要素としてフィードバック制御に反映することができる。

温度入力部３１、電圧入力部３２、通信部３３、および温度制御部３４は、マイクロコンピュータによって提供される。

モジュール制御装置２３は、送風機２２に設けられたモータに電力を供給し、その電力を調節することによりモータの回転速度を調節する駆動部であるドライバ（ＭＴＤＲ）３５を有する。モジュール制御装置２３は、送風機２２、すなわちモータの回転を検出する回転センサ（ＳＮＳＲ）３６を有する。ドライバ３５は、回転センサ３６によって検出されるモータの回転角に応じて、モータに供給される電力を制御する。例えば、モータが三相電動機である場合、ドライバ３５は、モータの回転位相に同期した三相電力を供給する。

温度制御部３４は、バスバー４４または電池セル５１の温度に応じて熱媒体の流量を調節するように流体機器である送風機２２を制御する制御信号を演算する。温度制御部３４は、送風機２２の回転数、すなわち送風機２２による風量を調節するための制御信号をドライバ３５に出力する。

ドライバ３５は、温度制御部３４からの制御信号に応じて流体機器２２へ電力を供給する。ドライバ３５は、制御信号に応じて、モータへの供給電力を調節する。例えば、温度制御部３４は、複数の電池セル５１の温度を目標温度範囲内に維持するために必要な送風機２２の回転数に相当するデューティ比を示す制御信号を出力する。ドライバ３５は、制御信号によって示されるデューティ比の電圧をモータに供給する。この結果、モジュール制御装置２３は、複数の電池セル５１の温度を目標温度範囲内に維持するように送風機２２を制御する。

モジュール制御装置２３は、電源回路（ＰＷＳＰ）３７を有する。電源回路３７は、温度制御部３４とドライバ３５とに電力を供給する共通の電源回路３７である。電源回路３７は、モジュール制御装置２３内の機器によって共通に利用される電源回路３７である。この構成では、モジュール制御装置２３内に温度制御部３４を提供するマイクロコンピュータと、ドライバ３５とが配置されている。このため、マイクロコンピュータとドライバ３５とは、共通の電源回路３７を利用することができる。この構成は、温度制御部３４とドライバ３５とを異なる制御装置内に配置した構成に比べて、電源回路を減らすことを可能とする。

図３、図４、図５、および図６において、電池モジュール２１は、直方体の形状を有する。モジュール制御装置２３と、送風機２２とは、電池モジュール２１の上面に配置されている。電池モジュール２１の両端には、正極と負極とを提供するモジュール端子２５、２６が配置されている。電池モジュール２１は、ケース４１と、ホルダ４２と、カバー４３とを有する。さらに、電池モジュール２１は、その上面に、複数のバスバー４４を有する。バスバー４４は、複数の電池セル５１を電気的に接続するための金属板である。複数のバスバー４４は、ホルダ４２に保持されている。モジュール制御装置２３と、送風機２２とは、カバー４３に保持されている。

電池モジュール２１は、複数の電池セル５１を収容する。電池セル５１は、パッケージ化された二次電池である。電池セル５１は、扁平な直方体の形状を有する。電池セル５１は、正極と負極とを提供する一対のセル端子５２を有する。一対のセル端子５２は、電池セル５１の本体の上面に互いに離れて突出するように設けられている。電池セル５１の正規の設置状態は、セル端子５２を上方に位置付けた状態である。複数の電池セル５１は、この正規の設置状態を維持するように電池モジュール２１内に収容され、保持されている。

電池セル５１は、それ自身の温度Ｔ（ｎ）および電圧Ｖ（ｎ）の検出を可能とするためのセンサ部５３を有する。センサ部５３は、電池セル５１に設けられたサーミスタなどの温度検出素子によって提供することができる。また、センサ部５３は、電圧の検出を可能とする端子、例えばセル端子５２によって提供することができる。

ケース４１は、上端が開口した箱状である。ケース４１は、金属または樹脂によって作ることができる。ケース４１は、複数の電池セル５１を互いに平行に配列し、収容するための容器を提供する。ケース４１によって、複数の電池セル５１は、所定の隙間を介して互いに平行に配列される。ケース４１は、電池セル５１を受け入れるための複数のスロットを有することができる。ケース４１は、隣接する２つの電池セル５１の間に、通風のための換気通路４１ａを有する。換気通路４１ａは、２つの電池セル５１の間に対応して、細長いスリット状に形成されている。

ホルダ４２は、ケース４１の上端開口に配置されている。ホルダ４２は、ケース４１の上端開口を覆う大きさを有する。ホルダ４２は、ケース４１の上端開口をほぼ閉塞する板状の部材である。ホルダ４２は、隣接する２つの電池セル５１の間に、通風のための換気通路４２ａを有する。換気通路４２ａは、２つの電池セル５１の間に対応して、細長いスリット状に形成されている。複数の換気通路４２ａのうちのいくつかは、バスバー４４の図中下面に空気を通す通路を提供する。よって、ホルダ４２は、バスバー４４の両面に熱媒体を通す通路を提供する。

ホルダ４２は、電気絶縁性の樹脂材料によって作られている。ホルダ４２は、複数のバスバー４４を保持している。さらに、ホルダ４２は、モジュール端子２５、２６を保持している。複数のバスバー４４およびモジュール端子２５、２６は、電気的な接続のための複数の端子板である。

ホルダ４２は、複数の端子板４４、２５、２６を、複数のセル端子５２との接続に適合した所定の位置に位置付けるように形成されている。複数のバスバー４４は、電池モジュール２１の長手方向に沿って並べられている。複数のバスバー４４は、複数のセル端子５２が並ぶ位置に対応するように、電池モジュール２１の長手方向に沿って二列に並べられている。

ホルダ４２は、複数の端子板４４、２５、２６が簡単にホルダ４２分離しないように保持する。よって、ホルダ４２は、複数の端子板４４、２５、２６を一括して取り扱うことを可能にする。ホルダ４２は、複数の端子板４４、２５、２６のそれぞれがわずかに移動することを許容する。これにより、寸法誤差があっても、複数の端子板４４、２５、２６をセル端子５２に接続することができる。

具体的には、ホルダ４２は、複数の端子板４４、２５、２６を受け入れ、保持する複数の凹部を有する。複数の端子板４４、２５、２６は、凹部に嵌め込まれ、保持される。

複数の端子板４４、２５、２６は、セル端子５２を受け入れる接続部を有する。複数のバスバー４４およびモジュール端子２５、２６は、ナットなどの締結部材５４によってセル端子５２と電気的に接続される。

図７に図示されるように、バスバー４４は、Ｌ字型の断面を有する。バスバー４４は、２つのセル端子５２を電気的に接続するための接続部６１を有する。接続部６１は、ホルダ４２と平行な板状部分である。バスバー４４は、接続部６１から延び出す伝熱部６２を有する。伝熱部６２は、接続部６１のひとつの側部から、垂直に立ち上がるように延び出している。さらに、伝熱部６２には、空気と熱交換するための熱交換部６３が設けられている。熱交換部６３は、複数のフィンによって提供される。熱交換部６３は、ヒートシンクとも呼ぶことができる。接続部６１と伝熱部６２と熱交換部６３とは連続した金属材料によって一体に形成されている。

図３−６に戻り、複数のバスバー４４は、接続部６１が、伝熱部６２および熱交換部６３より外側に位置するように配置される。言い換えると、複数のバスバー４４は、熱交換部６３が、セル端子５２の間に指向するように配置される。さらに、熱交換部６３は、換気通路４２ａの上に張り出すように位置付けられている。

カバー４３は、ホルダ４２の上に配置されている。カバー４３は、下端が開口した箱状であって、ケース４１より細長い形状である。カバー４３は、その外部、両側に沿って、複数のセル端子５２および複数の締結部材５４を位置付けるように形成され、配置されている。カバー４３は、その内部、両側に沿って、複数の伝熱部６２および複数の熱交換部６３を位置付けるように形成され、配置されている。

カバー４３は、ホルダ４２の中央部を、電池モジュール２１の長手方向に沿って覆うように形成され、配置されている。カバー４３は、複数の換気通路４２ａ、複数の伝熱部６２および複数の熱交換部６３を覆うように形成され、配置されている。カバー４３は、その内部に空気通路を区画形成するように形成され、配置されている。空気通路は、カバー４３とホルダ４２との間に区画形成される。この空気通路の中に、複数の熱交換部６３が配置されている。複数のバスバー４４は、熱媒体と熱交換するように熱媒体を流す通路に露出して配置されている。この構成は、バスバー４４の温度調節を可能する。

カバー４３には、送風機２２が搭載されている。送風機２２は、バスバー４４または電池セル５１と熱交換する熱媒体、すなわち空気を流す流体機器２２である。

カバー４３には、モジュール制御装置２３が搭載されている。モジュール制御装置２３は、バスバー４４または電池セル５１に関連する情報を取得し、取得された情報に基づいて流体機器２２を制御する制御装置２３である。制御装置２３は、バスバー４４または電池セル５１の温度が目標温度範囲内に維持されるように流体機器２２をフィードバック制御する。この構成により、温度が安定的に制御される。

モジュール制御装置２３の回路２７は、カバー４３に設けられた回路容器２８に収容されている。回路２７は、カバー４３および回路２７の熱伸縮を吸収するように、回路容器２８に対して僅かに移動可能に支持されている。具体的には、回路２７の一部のみがネジ２９によって回路容器２８に固定され、回路２７の他の部分は回路容器２８に係止されている。モジュール制御装置２３は、カバー４３内の空気に放熱するように配置されている。モジュール制御装置２３は、その発熱部品をカバー４３内に露出させるように配置されている。言い換えると、モジュール制御装置２３は、熱媒体と熱交換するように配置された回路２７を有する。

カバー４３は、カバー４３と送風機２２とを連結するための連結部４５を有する。連結部４５は、送風機２２とモジュール制御装置２３との間に設けられている。

図３、図６に図示されるように、電池モジュール２１は、電線４６、４７、４８を有する。電線４６、４７、４８は、それぞれが設けられた部材に固定されている。電線４６、４７、４８は、それぞれが設けられた部材に接着、または埋設することができる。

電線４６、４７は、ホルダ４２およびカバー４３に敷設されている。電線４６は、ホルダ４２に敷設されている。電線４７は、カバー４３に敷設されている。電線４６と電線４７との間には、適宜のコネクタなどの接続器を設けることができる。電線４６、４７は、センサ部５３とモジュール制御装置２３とを電気的に接続する。電線４６、４７は、センサ部５３により検出された物理量を示す信号をモジュール制御装置２３に供給する。電線４６、４７は、複数の電池セル５１に関する情報をモジュール制御装置２３に供給するための信号線を提供する。

電線４８は、カバー４３に敷設されている。電線４８は、モジュール制御装置２３と送風機２２とを電気的に接続する。電線４８は、ドライバ３５によって調節された電力を送風機２２へ供給する。電線４８は、送風機２２へ電力を供給するための電力供給線を提供する。

図８に図示されるように、連結部４５は、送風機２２を囲むように設けられている。連結部４５は、カバー４３の他の部位より薄い。連結部４５は、蛇行した断面を有する。蛇行した断面は、送風機２２からの振動伝達距離を長くすることを可能とする。蛇行した断面は、送風機２２からの振動に対して、平面よりも弾性変形しやすい。この結果、蛇行した断面は、送風機２２からの振動を抑制する効果を向上させる。

連結部４５は、カバー４３の他の部位より柔軟に、かつ可逆的に変形可能な部位である。連結部４５は、カバー４３の他の部位より弾性変形しやすい部位である。連結部４５は、可撓性部分、または低弾性部分とも呼ぶことができる。連結部４５は、送風機２２に起因する振動がカバー４３の他の部位へ伝達することを抑制する。連結部４５は、送風機２２に起因する振動を吸収する振動吸収部と呼ぶことができる。連結部４５は、振動の伝達を遮断する振動遮断部とも呼ぶことができる。

連結部４５は、弾性的に、さらには塑性的に変形可能な部分である。この結果、連結部４５を変形させることにより、送風機２２の設置状態を調節することができる。例えば、連結部４５を変形させることにより、送風機２２を軸方向に移動させたり、送風機２２の回転軸を任意の方向へ設定することができる。

（製造方法）
図９に図示されるように、電池モジュール２１は、ケース組立体７１、バスバー組立体７２、カバー組立体７３、制御機器組立体７４を、互いに連結し、組み立てることによって製造される。ケース組立体７１、バスバー組立体７２、カバー組立体７３、制御機器組立体７４は、ユニット、またはサブアッセンブリと呼びうる部品である。これらの組立体は、製造工程において、それぞれひとつの部品として取り扱いが可能である。

ケース組立体７１は、ケース４１内に複数の電池セル５１を収容し、ケース４１によって複数の電池セル５１を保持することによって製造される。ここでは、ケース４１は、複数の電池セル５１を予備的に位置決めし、仮固定する仮保持部材を提供する。

バスバー組立体７２は、ホルダ４２に複数のバスバー４４およびモジュール端子２５、２６を装着し、ホルダ４２によって複数のバスバー４４およびモジュール端子２５、２６を保持することによって製造される。バスバー４４は、ホルダ４２に嵌め合い、圧入、係止といった手法によって保持される。バスバー４４は、製造過程においてホルダ４２から脱落しないように保持される。ホルダ４２は、バスバー組立体７２をケース組立体７１に装着する時に、バスバー４４が脱落しないように、複数のバスバー４４を保持する。よって、ホルダ４２は、複数のバスバー４４を予備的に位置決めし、仮固定する仮保持部材を提供する。この場合、バスバー組立体７２においては、複数のバスバー４４が一体的に組み立てられている。よって、製造工程において取り扱いが容易な部品を提供することができる。バスバー組立体７２は、締結部材５４を含む。バスバー組立体７２には、複数のセンサ部５３に接続される電線４６が設けられている。

カバー組立体７３は、カバー４３にモジュール制御装置２３と送風機２２とを装着し、カバー４３にモジュール制御装置２３と送風機２２とを保持することによって製造される。よって、カバー４３は、モジュール制御装置２３と送風機２２とを固定する保持部材を提供する。カバー組立体７３には、電線４７、４８が設けられている。

製造工程においては、ホルダ組立体７２は、ケース組立体７１に装着される。カバー組立体７３は、ホルダ組立体７２に装着される。

製造工程において、まず、カバー組立体７３をホルダ組立体７２に装着することによって制御機器組立体７４を製造し、次に、制御機器組立体７４をケース組立体７１に装着することによって電池モジュール２１を製造することができる。この場合、制御機器組立体７４においては、複数の電池セル５１の状態に応じて送風機２２を制御するための機器２３、２２が一体的に組み立てられている。よって、製造工程において取り扱いが容易な部品を提供することができる。バスバー４４の接続部６１と、セル端子５２とは、カバー４３によって覆われることなく、カバー４３より外側に位置付けられている。このため、制御機器組立体７４を組み立てた後に、締結部材５４を操作することができる。組立体７１、７２、７３、７４のうち２つの部材間は、スナップフィット、嵌め合い、接着、ボルト等の締結手段による締付などの連結手段によって連結することができる。

（作動）
複数の電池セル５１は、複数のバスバー４４によって電気的に直列に、または並列に接続される。複数の電池セル５１は、モジュール端子２５、２６に電力を供給する。複数の電池モジュール２１から出力された電力は、電気的に直列に、または並列に合成されて、負荷１２に供給される。

複数の電池セル５１の情報がセンサ部５３によって検出され、電線４６、４７を経由してモジュール制御装置２３に供給される。ここでは、電池セル５１の情報として、電圧Ｖ（ｎ）と温度Ｔ（ｎ）とが検出され、供給される。モジュール制御装置２３は、複数の電池セル５１の温度を目標温度範囲内に維持するように送風機２２を駆動し、送風機２２を制御する。

送風機２２は、カバー４３の内部から外部へ、熱媒体としての空気を吸い出す。この結果、図示されるように、空気は、換気通路４１ａから導入され、電池セル５１の間を流れる。これにより、電池セル５１の温度が調節される。空気は、換気通路４２ａを通して、ホルダ４２とカバー４３との間に区画形成される空気通路に流れ込む。このとき、一部の空気は、複数のバスバー４４の下面、すなわち電池セル５１に対向する面に接して流れる。これにより、バスバー４４の温度が調節される。空気は、ホルダ４２とカバー４３との間の空気通路を流れる。空気は、複数の電池セル５１の配列方向に沿って流れる。空気は、複数のバスバー４４とほぼ平行に流れる。このとき、一部の空気は、複数のバスバー４４の上面、すなわち電池セル５１に対向しない面に接して流れる。さらに、空気は、伝熱部６２および熱交換部６３に沿って流れる。この結果、バスバー４４の温度が調節される。しかも、熱交換部６３によって空気とバスバー４４との間の熱交換が促進される。

具体的には、バスバー４４から空気への放熱によってバスバー４４が冷却される。バスバー４４は、セル端子５２に強固に接続されているから、バスバー４４が冷却されることにより、電池セル５１が効率的に冷却される。空気は、熱交換部６３を冷却した後、送風機２２を通して外部へ放出される。

この構成によると、流体機器２２と制御装置２３とは、ひとつの部品として一体的に構成され、ひとつの部品として複数の電池セル５１に連結される。これにより、流体機器２２と制御装置２３とをひとつの部品として取り扱うことが可能となる。具体的には、送風機２２と、複数の電池セル５１の温度を調節するために送風機２２を制御するモジュール制御装置２３とがカバー組立体７３において一体的に構成される。よって、組電池である電池モジュール２１の温度を調節するための組電池温度調節装置は、カバー組立体７３によって提供される。カバー組立体７３は、ひとつの部品またはアッセンブリ（部品組立体）として取り扱うことが可能である。カバー組立体７３は、ひとつの部品として、ケース組立体７１またはバスバー組立体７２と連結可能である。このため、製造工程または分解工程において、送風機２２とその制御装置２３との取り扱いが容易な組電池装置および組電池温度調節装置が提供される。

さらに、組電池温度調節装置は、複数の電池セル５１から情報を取得するための電線４７を有するバスバー組立体７２を含むことができる。この場合、組電池温度調節装置は、制御機器組立体７４によって提供される。制御機器組立体７４は、ひとつの部品またはアッセンブリ（部品組立体）として取り扱うことが可能である。制御機器組立体７４は、部分的な分解を要することなく、ひとつの部品として、ケース組立体７１に連結することができる。このため、製造工程または分解工程において、送風機２２、その制御装置２３、および複数の電池セル５１との接続のための電線４６の取り扱いが容易な組電池装置および組電池温度調節装置が提供される。

この構成では、複数のバスバー４４を保持するホルダ４２を備える。この構成によると、複数のバスバー４４をひとつの部品として取り扱うことが可能となる。バスバー組立体７２においては、複数の電池セル５１を電気的に接続するための複数のバスバー４４およびモジュール端子２５、２６が、ひとつのホルダ４２に保持される。複数の端子板４４、２５、２６は、ホルダ４２に保持されたまま、ケース組立体７１、すなわち複数の電池セル５１に連結することができる。よって、複数の端子板４４、２５、２６の取り扱いが容易な組電池装置が提供される。

電池モジュール２１は、その上に、それ単独で複数の電池セル５１の温度を調節することができるモジュール制御装置２３を備えている。よって、モジュール制御装置２３に電源を供給するだけで、電池モジュール２１における温度制御が提供される。よって、車両に搭載されたひとつの組電池の単位において、独立した温度制御が提供される。また、複数の電池モジュール２１を車両の中に分散的に配置することが可能となる。

車両に搭載された電池パック１１は、複数の電池セル５１、複数のバスバー４４、流体機器２２、および制御装置２３を備える複数の電池モジュール２１を備え、それぞれの電池モジュール２１において制御装置２３と流体機器２２とが独立して機能する。

また、ホルダ４２とカバー４３との間に空気通路が区画形成されるから、ダクトを設けることなく温度調節のための熱媒体を流すことができる。さらに、電池モジュール２１を構成するための部品点数を抑制することができる。少ない部品点数は、製造工数の低減、コストの低減を可能とする。

この実施形態では、カバー４３は、送風機２２とモジュール制御装置２３とを有する。カバー４３は、ホルダ４２との間に、複数の電池セル５１の上に沿って熱媒体を流す通路を区画形成する。ホルダ４２とカバー４３とは、複数の電池セル５１の情報をモジュール制御装置２３が取得するための電気的な接続部材である電線４６、４７を有している。よって、カバー４３とホルダ４２とは、少なくともバスバー４４の温度を調節するための熱媒体を流すための通路を区画形成する区画部材と呼ぶことができる。送風機２２とモジュール制御装置２３とは、区画部材に設けられているといえる。言い換えると、電池モジュール２１は、送風機２２とモジュール制御装置２３とを備え、かつ、熱媒体のための通路を区画形成するための区画部材を備える。複数の電池セル５１の情報を取得するための電気的な接続部材も区画部材に設けられている。

（第２実施形態）
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。図１０に図示されるように、この実施形態では、換気通路４１ａ、４２ａに代えて、換気通路２６５が採用される。換気通路２６５は、カバー４３に設けられている。換気通路２６５は、ホルダ４２とカバー４３との間に区画形成される空気通路の端部に位置付けられている。送風機２２は、電池モジュール２１の外部から空気を吸い込み、空気通路の中に空気を流す。この構成によると、複数のバスバー４４の温度が調節されることによって、複数の電池セル５１の温度が調節される。

（第３実施形態）
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。図１１および図１２に図示されるように、この実施形態では、カバー３４３は、複数のバスバー３４４およびセル端子５２を覆うように形成され、配置される。

図１３に図示されるように、バスバー３４４は、接続部６１と、熱交換部３６３とを有する。接続部６１は、セル端子５２を受け入れる２つの受入部を有する。熱交換部３６３は、２つの受入部の間に位置付けられている。熱交換部３６３は、接続部６１に直接的に設けられている。

製造工程においては、まず、ケース組立体７１に、バスバー組立体７２が装着される。次に、複数の締結部材５４が操作され、複数のバスバー３４４と複数のセル端子５２とが電気的に接続される。その後、バスバー組立体７２の上に、カバー組立体３７３が装着される。カバー３４３は、複数のバスバー３４４と締結部材５４とを覆うから、カバー組立体３７３は、バスバー組立体７２が固定された後に、固定される。よって、この構成では、バスバー組立体７２とカバー組立体７３とはそれぞれが独立した部品であって、一体化された部品として構成されない。

送風機２２は、電池モジュール２１の外部から空気を吸い込む。空気は、ホルダ４２とカバー３４３との間の空気通路を流れる。このとき、空気は、熱交換部３６３と熱交換する。これにより、バスバー３４４の温度が調節される。さらに、空気は、換気通路４２ａ、４１ａを通して外部へ排出される。このとき、空気は、２つの電池セル５１の間を通り、電池セル５１の温度を調節する。

この構成によると、複数の端子板４４、２５、２６はホルダ４２に保持され、バスバー組立体７２を提供する。よって、複数の端子板４４、２５、２６の取り扱いが容易な組電池装置が提供される。また、送風機２２とモジュール制御装置２３とがカバー組立体３７３において一体的に構成される。このため、製造工程または分解工程において、送風機２２とその制御装置２３との取り扱いが容易な組電池装置および組電池温度調節装置が提供される。

（第４実施形態）
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。図１４に図示されるように、この実施形態では、換気通路４１ａ、４２ａに代えて、換気通路２６５が採用される。換気通路２６５は、カバー３４３に設けられている。換気通路２６５は、ホルダ４２とカバー３４３との間に区画形成される空気通路の端部に位置付けられている。送風機２２は、電池モジュール２１の外部から空気を吸い込み、空気通路の中に空気を流す。

（第５実施形態）
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。図１５に図示されるように、この実施形態では、ホルダ５４２が採用される。図１６および図１７に図示されるように、ホルダ５４２は、第１部分５６６と、第２部分５６７とを有する。

第１部分５６６は、ケース４１の上部開口を覆う板状部分である。第１部分５６６は、ケース４１の上部を覆うから、カバー部分とも呼ぶことができる。第１部分５６６は、複数のバスバー３４４を保持する。さらに、第１部分５６６は、モジュール制御装置５２３を保持する。モジュール制御装置５２３は、ホルダ５４２の外、すなわち上側の空気に放熱するように配置されている。モジュール制御装置５２３は、その発熱部品をホルダ５４２外に露出させるように配置されている。

第２部分５６７は、第１部分５６６の端部に位置付けられている。第２部分５６７は、第１部分５６６に対して垂直に立設された板状部分である。第２部分５６７は、第１部分５６６と一体的に形成されている。第２部分５６７は、２つの送風機５２２を保持する。２つの送風機５２２は、第２部分５６７の上に並列に配置されている。送風機５２２は、第１部分５６６の面に沿って熱媒体である空気を流すように送風方向が指向されている。

この構成では、電池モジュール２１は、カバーを備えない。電池モジュール２１は、電池パック１１の部品であるから、電池パック１１の壁とホルダ５４２との間に空気通路が区画形成される。この構成では、ホルダ５４２には、流体機器５２２と制御装置５２３とが設けられている。この実施形態では、ホルダ５４２が区画部材を提供する。この構成は、部品点数の低減を可能とする。

送風機５２２が駆動されると、送風機５２２は、空気流ＡＲを生成する。空気流ＡＲは、モジュール制御装置５２３の上を流れ、モジュール制御装置５２３の温度を調節、すなわち冷却する。空気流ＡＲは、バスバー３４４の上を流れ、バスバー３４４の温度を調節、すなわち冷却する。さらに、空気流ＡＲは、熱交換部３６３上を流れ、バスバー３４４の温度を調節、すなわち冷却する。

この構成によると、複数の端子板４４、２５、２６はホルダ５４２に保持され、バスバー組立体５７２を提供する。よって、複数の端子板４４、２５、２６の取り扱いが容易な組電池装置が提供される。また、送風機５２２とモジュール制御装置５２３とがホルダ５４２において一体的に構成される。よって、バスバー組立体５７２は、制御機器組立体５７４でもある。このため、製造工程または分解工程において、送風機５２２とその制御装置５２３との取り扱いが容易な組電池装置および組電池温度調節装置が提供される。

（第６実施形態）
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。図１８に図示されるように、カバー６４３は、モジュール制御装置２３を保持する第１カバー６６８と、送風機２２を保持する第２カバー６６９とを有する。第１カバー６６８と、第２カバー６６９とは、曲がらない程度の剛性を有する。第１カバー６６８と第２カバー６６９との間には、連結部６４５が設けられている。連結部６４５は、第１カバー６６８と第２カバー６６９とを連結する。連結部６４５は、第２カバー６６９から、第１カバー６６８への振動の伝達を抑制する。

図１９に図示されるように、連結部６４５は変形可能である。例えば、連結部６４５は、曲げることができる。連結部６４５は、伸縮可能である。連結部６４５を曲げることにより、送風機２２の回転軸の方向を調節することができる。

（他の実施形態）
発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、種々変形して実施することが可能である。上記実施形態の構造、作用、効果は、あくまで例示であって、発明の技術的範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。発明は、実施形態において示された組み合わせに限定されることなく、それぞれ独立して実施可能である。発明のいくつかの技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。

例えば、制御装置が提供する手段と機能は、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、制御装置をアナログ回路によって構成してもよい。

また、上記実施形態では、送風機２２、５２２として軸流型の送風羽根をもつ送風機を採用した。これに代えて、遠心型の送風羽根をもつ送風機を採用してもよい。また、熱媒体として水などの液体を用い、送風機２２、５２２に代えてポンプを用いてもよい。

また、上記実施形態では、センサ部５３は電池セル５１の温度を検出した。これに代えて、センサ部５３はバスバー４４、３４４の温度を検出してもよい。この場合、モジュール制御装置２３は、バスバー４４、３４４の温度に応じて流体機器である送風機２２、５２２を制御する。

１０ 車両用電池システム、 １１ 電池パック、 １２ 負荷、
１３ 電池制御装置、 ２１ 電池モジュール、 ２２、５２２ 送風機、
２３ モジュール制御装置、 ２５、２６ モジュール端子、 ２７ 回路、
２８ 回路容器、 ２９ ネジ、 ３１ 温度入力部、 ３２ 電圧入力部、
３３ 通信部、 ３４ 温度制御部、 ３５ ドライバ、 ３６ 回転センサ、
４１ ケース、 ４２、５４２ ホルダ、 ４３、３４３、６４３ カバー、
４４、３４４ バスバー、 ４５、６４５ 連結部、 ４６、４７、４８ 電線、
５１ 電池セル、 ５２ セル端子、 ５３ センサ部、 ５４ 締結部材、
６１ 接続部、 ６２ 伝熱部、 ６３、３６３ 熱交換部、 ２６５ 換気通路、
５６６ 第１部分、 ５６７ 第２部分、 ６６８ 第１カバー、
６６９ 第２カバー、 ７１ ケース組立体、 ７２、５７２ バスバー組立体、
７３、３７３ カバー組立体、 ７４、５７４ 制御機器組立体。

Claims (17)

1. 複数の電池セル（５１）と、
   前記電池セルを電気的に接続する複数のバスバー（４４、３４４）と、
   前記バスバーまたは前記電池セルと熱交換する熱媒体を流す流体機器（２２、５２２）と、
   前記バスバーまたは前記電池セルに関連する情報を取得し、取得された情報に基づいて前記流体機器を制御する制御装置（２３、５２３）と、
   前記流体機器と前記制御装置との間に設けられ、振動の伝達を抑制する連結部（４５、６４５）とを備えることを特徴とする組電池装置。
2. 複数の電池セル（５１）と、
   前記電池セルを電気的に接続する複数のバスバー（４４、３４４）と、
   前記バスバーまたは前記電池セルと熱交換する熱媒体を流す流体機器（２２、５２２）と、
   前記バスバーまたは前記電池セルに関連する情報を取得し、取得された情報に基づいて前記流体機器を制御する制御装置（２３、５２３）と、
   前記流体機器と前記制御装置との間に設けられ、変形可能な連結部（６４５）とを備えることを特徴とする組電池装置。
3. さらに、複数の前記バスバーを保持するホルダ（４２、５４２）を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の組電池装置。
4. さらに、前記ホルダとの間に前記熱媒体を流す通路を区画形成するカバー（４３、３４３、６４３）を備え、前記制御装置は前記カバーに設けられていることを特徴とする請求項３に記載の組電池装置。
5. 前記カバーには前記流体機器（２２）が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の組電池装置。
6. 前記ホルダ（５４２）には、前記流体機器（５２２）と前記制御装置（５２３）とが設けられていることを特徴とする請求項３に記載の組電池装置。
7. 複数の前記バスバー（４４、３４４）は、前記熱媒体と熱交換するように前記熱媒体を流す通路に露出して配置されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の組電池装置。
8. 複数の電池セル（５１）と、
   前記電池セルを電気的に接続する複数のバスバー（４４、３４４）と、
   前記バスバーまたは前記電池セルと熱交換する熱媒体を流す流体機器（２２、５２２）と、
   前記バスバーまたは前記電池セルに関連する情報を取得し、取得された情報に基づいて前記流体機器を制御する制御装置（２３、５２３）と、
   複数の前記電池セルを配列するケース（４１）と、
   前記ケースの開口をほぼ閉塞する部材であって、複数の前記バスバーを保持するホルダ（４２、５４２）と、
   前記ホルダとの間に前記熱媒体を流す通路を区画形成するカバー（４３、３４３、６４３）とを備え、
   前記制御装置は前記カバーに設けられており、
   複数の前記バスバー（４４、３４４）は、前記通路を流れる前記熱媒体と熱交換するように前記熱媒体を流す前記通路に露出して配置されており、
   前記制御装置は前記カバー内の前記通路を流れる前記熱媒体に放熱するように配置されており、
   さらに、前記流体機器と前記制御装置との間に設けられ、振動の伝達を抑制する連結部（４５、６４５）を備えることを特徴とする組電池装置。
9. 複数の電池セル（５１）と、
   前記電池セルを電気的に接続する複数のバスバー（４４、３４４）と、
   前記バスバーまたは前記電池セルと熱交換する熱媒体を流す流体機器（２２、５２２）と、
   前記バスバーまたは前記電池セルに関連する情報を取得し、取得された情報に基づいて前記流体機器を制御する制御装置（２３、５２３）と、
   複数の前記電池セルを配列するケース（４１）と、
   前記ケースの開口をほぼ閉塞する部材であって、複数の前記バスバーを保持するホルダ（４２、５４２）と、
   前記ホルダとの間に前記熱媒体を流す通路を区画形成するカバー（４３、３４３、６４３）とを備え、
   前記制御装置は前記カバーに設けられており、
   複数の前記バスバー（４４、３４４）は、前記通路を流れる前記熱媒体と熱交換するように前記熱媒体を流す前記通路に露出して配置されており、
   前記制御装置は前記カバー内の前記通路を流れる前記熱媒体に放熱するように配置されており、
   さらに、前記流体機器と前記制御装置との間に設けられ、変形可能な連結部（６４５）を備えることを特徴とする組電池装置。
10. 前記カバーには前記流体機器（２２）が設けられていることを特徴とする請求項８または請求項９に記載の組電池装置。
11. 複数の前記バスバー（４４、３４４）は、前記熱媒体と熱交換する熱交換部（６３、３６３）を備えることを特徴とする請求項７から請求項１０のいずれかに記載の組電池装置。
12. 前記流体機器と前記制御装置とは、ひとつの部品として一体的に構成され、ひとつの部品として複数の前記電池セルに連結されることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれかに記載の組電池装置。
13. 前記制御装置（５２３）は、
    前記バスバーまたは前記電池セルの温度に応じて前記熱媒体の流量を調節するように前記流体機器を制御する制御信号を演算する温度制御部（３４）と、
    前記温度制御部からの制御信号に応じて前記流体機器へ電力を供給するドライバ（３５）と、
    前記温度制御部と前記ドライバとに電力を供給する共通の電源回路（３７）と
    を備えることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれかに記載の組電池装置。
14. 前記制御装置は、前記熱媒体と熱交換するように配置された回路を有することを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれかに記載の組電池装置。
15. 前記制御装置は、前記バスバーまたは前記電池セルの温度が目標温度範囲内に維持されるように前記流体機器をフィードバック制御することを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれかに記載の組電池装置。
16. 前記バスバーの両面に前記熱媒体を通す通路（４２ａ）を有することを特徴とする請求項１から請求項１５のいずれかに記載の組電池装置。
17. 複数の前記電池セル（５１）、複数の前記バスバー（４４）、前記流体機器（２２、５２２）、および前記制御装置（２３、５２３）を備える複数の電池モジュール（２１）を備え、それぞれの電池モジュールにおいて前記制御装置と前記流体機器とが独立して機能することを特徴とする請求項１から請求項１６のいずれかに記載の組電池装置。
    

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