電池系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電池系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，在管理組合了多個(gè)電池單元的組電池的電池系統(tǒng)中，為了管理各電池單元的狀態(tài)，設(shè)置檢測各電池單元的電壓的電路，并使用將由該電路檢測出的各電池單元的電壓傳遞給上位的控制器的組件。通過具有這樣的傳遞組件，上位的控制器判斷各電池單元是否處于過充電等不安全的狀態(tài)，根據(jù)需要采取電流切斷等措施，從而能夠避免該電池單元成為更危險(xiǎn)的狀態(tài)。
[0003]上述那樣的傳遞組件能夠采取各種方式。在例如專利文獻(xiàn)I中，公開了在將在多個(gè)內(nèi)部電路中分別取得了的各電池單元的電壓傳遞給外部電路時(shí)使用無線通信的燃料電池的狀態(tài)監(jiān)視裝置。由此，相比于使用有線通信的情況，能夠省略布線、絕緣元件，所以能夠降低零件成本、裝置的大小。
[0004]專利文獻(xiàn)1:日本特開2005-135762號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在專利文獻(xiàn)I記載的以往技術(shù)中，使用環(huán)形天線來進(jìn)行分別檢測各電池單元的電壓的多個(gè)內(nèi)部電路與外部電路之間的無線通信。即，在各個(gè)內(nèi)部電路中連接小的環(huán)形天線，在外部電路中連接大的環(huán)形天線，使這些天線多對(duì)一地電磁性地耦合來進(jìn)行無線通信。但是，在這樣的結(jié)構(gòu)中，在各內(nèi)部電路中，需要與用于檢測電池單元的電壓的電路獨(dú)立地追加設(shè)置無線通信用的天線，所以導(dǎo)致成本、零件個(gè)數(shù)增大。
[0006]本發(fā)明是鑒于上述點(diǎn)而完成的，其主要目的在于提供一種能夠在抑制成本、零件個(gè)數(shù)的增大的同時(shí)，通過無線通信傳遞各電池單元的電壓的電池系統(tǒng)。
[0007]本發(fā)明的電池系統(tǒng)，其特征在于，具備:多個(gè)電池單元，分別具有正極端子以及負(fù)極端子；電壓探測電路，探測電池單元的電壓；電壓探測線，與電池單元的各個(gè)對(duì)應(yīng)地設(shè)置，連接各電池單元的正極端子以及負(fù)極端子和電壓探測電路；上位控制器，與電壓探測電路進(jìn)行無線通信，從各電壓探測電路接收對(duì)應(yīng)的各電池單元的電壓。電壓探測線作為為了在電壓探測電路與上位控制器之間進(jìn)行的無線通信而使用的天線發(fā)揮功能。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供能夠在抑制成本、零件個(gè)數(shù)的增大的同時(shí)，通過無線通信傳遞各電池單元的電壓的電池系統(tǒng)。
【附圖說明】
[0009]圖1是示出本發(fā)明的第I實(shí)施方式的電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的平面圖。
[0010]圖2是示出電壓探測基板的連接構(gòu)造的其他例子的平面圖。
[0011]圖3是示出本發(fā)明的第I實(shí)施方式的電池系統(tǒng)的波導(dǎo)構(gòu)造的示意圖。
[0012]圖4是關(guān)于本發(fā)明的第I實(shí)施方式中的電壓探測電路，示出其電路塊以及與電池單元、電壓探測線的布線關(guān)系的布線圖。
[0013]圖5是示出由諧振電路構(gòu)成高頻切斷元件的安裝例的電路圖。
[0014]圖6是示出包括本發(fā)明的第I實(shí)施方式的多個(gè)電池塊的電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的平面圖。
[0015]圖7是示出本發(fā)明的第2實(shí)施方式的電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的平面圖。
[0016]圖8是關(guān)于本發(fā)明的第2實(shí)施方式中的電壓探測電路，示出其電路塊以及與電池單元、電壓探測線的布線關(guān)系的布線圖。
[0017]圖9是示出低頻分離電路的安裝例的電路圖。
[0018]圖10是示出本發(fā)明的第3實(shí)施方式的電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的平面圖。
[0019]圖11是示出本發(fā)明的第4實(shí)施方式的電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的平面圖。
[0020]圖12是示出本發(fā)明的第5實(shí)施方式的電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的平面圖。
[0021]圖13是關(guān)于本發(fā)明的第6實(shí)施方式中的電壓探測電路，示出其電路塊以及與電池單元、電壓探測線的布線關(guān)系的布線圖。
[0022]圖14是示出本發(fā)明的第6實(shí)施方式中的高頻短路電路的安裝例的電路圖。
[0023](符號(hào)說明)
[0024]1、1A、1B、1C、1D:電池系統(tǒng);ll、lla、llb、llc、lld、lle、llf、llg、llh:電池單元；12P:正極端子；12N:負(fù)極端子；13、13A、13B:電壓探測電路；14:電壓探測線；15:尚頻切斷元件；16、16a、16b、16c、16d、16e、16f、16g、16h、160、161a、161b、161c、161d:電壓探測基板；17:低頻分離電路；18:氣體放出閥；19:天線部；21、21a、21b:電池塊；22a、22b、22c、22d、22e、22f、22g:母線；23P:正極導(dǎo)體部件；23N:負(fù)極導(dǎo)體部件；24:虛設(shè)天線；31:上位控制器；32:無線電路；33:天線；34:布線；35a、35b:耦合用無線電路；36a、36b:耦合用天線；37:中繼布線;41、41A:直流電壓探測電路；42:低通濾波器；43:A/D轉(zhuǎn)換器；44:多路選擇器；45、45B:無線通信電路；46:通信控制部；47:調(diào)制解調(diào)電路；48:匹配電路；49:解調(diào)電路；50:尚頻短路電路；51:電感器；52:電容器；53:開關(guān)兀件。
【具體實(shí)施方式】
[0025](第I實(shí)施方式)
[0026]以下，使用附圖，說明本發(fā)明的第I實(shí)施方式的電池系統(tǒng)。
[0027]圖1是示出本發(fā)明的第I實(shí)施方式的電池系統(tǒng)I的結(jié)構(gòu)的平面圖。電池系統(tǒng)I包括電池塊21、上位控制器31、無線電路32以及天線33。
[0028]電池塊21具備方形(長方體形狀)的電池單元11a、Ilb、llc以及IIcU和正極導(dǎo)體部件23P以及負(fù)極導(dǎo)體部件23N。各電池單元Ila?Ild收納于罐狀的殼體。在電池單元Ila的殼體的頂面部分中，搭載了正極端子12P、負(fù)極端子12N以及電壓探測基板16a。同樣地，在電池單元Ilb的殼體的頂面部分中，搭載了正極端子12P、負(fù)極端子12N以及電壓探測基板16b，在電池單元Ilc的殼體的頂面部分中，搭載了正極端子12P、負(fù)極端子12N以及電壓探測基板16c，在電池單元Ild的殼體的頂面部分中，搭載了正極端子12P、負(fù)極端子12N以及電壓探測基板16d。
[0029]電池單元Ila?Ild經(jīng)由母線22a、22b以及22c串聯(lián)地連接。具體而言，電池單元Ila的正極端子12P和電池單元Ilb的負(fù)極端子12N經(jīng)由母線22a連接，電池單元Ilb的正極端子12P和電池單元Ilc的負(fù)極端子12N經(jīng)由母線22b連接，電池單元Ilc的正極端子12P和電池單元Ild的負(fù)極端子12N經(jīng)由母線22c連接。對(duì)處于最低電位側(cè)的電池單元Ila的負(fù)極端子12N連接了負(fù)極導(dǎo)體部件23N，對(duì)處于最高電位側(cè)的電池單元Ild的正極端子12P連接了正極導(dǎo)體部件23P。另外，在電池單元Ila?Ild中，使用例如鋰離子二次電池等。
[0030]在電壓探測基板16a?16d中，分別搭載了電壓探測電路13、電壓探測線14以及高頻切斷元件15。電壓探測電路13經(jīng)由電壓探測線14，與電池單元Ila?Ild的正極端子12P以及負(fù)極端子12N分別連接。在電壓探測線14中，在正極端子12P與電壓探測電路13之間、以及負(fù)極端子12N與電壓探測電路13之間的兩個(gè)部位處，夾著電壓探測電路13而分別插入了高頻切斷元件15。
[0031]另外，電池單元Ila?Ild都具有等同的結(jié)構(gòu)。另外，電壓探測基板16a?16d也同樣地都具有等同的結(jié)構(gòu)。因此，在以下的說明中，有時(shí)將它們總稱而簡單地記載為電池單元11、電壓探測基板16。
[0032]電壓探測電路13是具有測定電池單元11的電壓并將其值通過無線通信傳遞給上位控制器31的通信功能的電路。另外，關(guān)于本電路的詳細(xì)，在圖4的說明中后述。
[0033]電壓探測線14是連接電池單元11的正極端子12P以及負(fù)極端子12N、和電壓探測電路13的布線。該電壓探測線14優(yōu)選將至少比高頻切斷元件15更靠內(nèi)側(cè)的部分、即電壓探測電路13至高頻切斷元件15的部分安裝為在電壓探測基板16上形成了的基板圖案、例如銅箔圖案。另一方面，關(guān)于比高頻切斷元件15更靠外側(cè)的部分、即高頻切斷元件15至正極端子12P以及負(fù)極端子12N的部分，除了上述基板圖案以外，還能夠通過用于將電壓探測基板16連接到正極端子12P、負(fù)極端子12N的圓形端子等(未圖示)構(gòu)成。
[0034]另外，作為電壓探測基板16的連接構(gòu)造，也可以使用圓形端子以外的例子。圖2是示出電壓探測基板16的連接構(gòu)造的其他例子的平面圖。在該圖2中，例示了用于將與電池單元Ilc對(duì)應(yīng)地設(shè)置了的電壓探測基板16c連接到電池單元Ilc的正極端子12P以及負(fù)極端子12N的連接構(gòu)造的其他例子。
[0035]如圖2(a)所示，在其一部分與正極端子12P以及負(fù)極端子12N重疊地制作了的電壓探測基板16c中，在正極端子12P的位置和負(fù)極端子12N的位置分別形成了孔。另外，將在該孔的周圍配置了的電壓探測線14如圖2(b)所示與母線22b、22c共接。由此，將電壓探測基板16c連接到正極端子12P以及負(fù)極端子12N，并且將正極端子12P、負(fù)極端子12N分別連接到母線22c、22b。
[0036]另外，在圖2中，以電池單元Ilc和電壓探測基板16c的連接構(gòu)造為代表例進(jìn)行了說明，但關(guān)于其他電池單元lla、llb、lld以及與它們對(duì)應(yīng)的電壓探測基板16a、16b、16d，也能夠設(shè)為同樣的連接構(gòu)造。其中，對(duì)電池單元Ila的負(fù)極端子12N共接負(fù)極導(dǎo)體部件23N，對(duì)電池單元Ild的正極端子12P共接正極導(dǎo)體部件23P。
[0037]高頻切斷元件15是切斷預(yù)定的高頻電流的元件。具體而言，以針對(duì)用于電壓測定的直流電流，呈現(xiàn)低的阻抗而使其通過，另一方面，針對(duì)用于在電壓探測電路13與上位控制器31之間進(jìn)行無線通信的高頻電流，呈現(xiàn)高的阻抗而將其切斷的方式，設(shè)定了高頻切斷元件15的特性。即，通過使用高頻切斷元件15切斷高頻電流，能夠在電壓探測線14中規(guī)定天線的有效長L，將電壓探測線14用作無線通信的天線。這樣，高頻切斷元件15具有使電壓探測線14的一部分作為偶極天線發(fā)揮功能的作用。
[0038]如以上說明，電壓探測線14中的、隔著電壓探測電路13被2個(gè)高頻切斷元件15夾著的部分還作為無線通信用的偶極天線發(fā)揮功能。因此，在以下的說明中，將該部分特別稱為天線部19。通過使用該天線部19在與上位控制器31之間進(jìn)行無線通信，各電壓探測電路13能夠?qū)?duì)應(yīng)的電池單元11的電壓測定結(jié)果發(fā)送到上位控制器31。因此，無需在各電壓探測電路13中另外設(shè)置無線通信用的天線，所以能夠提供能夠在抑制成本、零件個(gè)數(shù)的增大的同時(shí)，通過無線通信傳遞各電池單元11的