JP2015106536A - 組電池 - Google Patents

Abstract

【課題】電池スタックの上に回路基板を配置しても、電池スタックからの電気的ノイズが問題となることが無く、かつ、回路基板の応力の集中による機械的ストレスが問題になることが無く、信頼性が優れた組電池を提供する。【解決手段】組電池は、複数の電池セルを積層した電池スタックと、電池スタックの上に結合され、電池セルの膨張または電池セルの積層に伴う個々の電池セルの位置の変動の影響を受けない回路基板固定部材４とを有す。組電池は、回路基板固定部材４に取り付けられ、かつ電池状態検知部を含む回路基板３と、接地された導電性のシールド部材１５とを備える。回路基板３は、電池スタックとの間にシールド部材１５を挟んで回路基板固定部材４に固定され、電池スタックから回路基板３に至る電気的ノイズおよび機械的応力が遮断される。【選択図】図３

Description

本発明は、電池スタックと、電池セルの状態を検知する電池状態検知部を含む回路基板とを備え、回路基板が、電池スタックの電極端子側に配置される組電池に関する。

従来、特許文献１に記載の電池状態監視システムが知られている。このシステムは、複数の電池スタックの夫々に、個別の電池状態通知ユニット（サブユニット）を配置し、電池スタックの１つに各サブユニットからの情報を集約する電池状態監視ユニットを配置している。

また、このシステムは、電池セルの個数が異なるバッテリパックの間で容易に流用できる電池状態通知ユニットを有する電池状態監視システムを提供する。そのために、電池状態通知ユニットには、複数のサブユニットが設けられている。そして、これらサブユニットが、電池セルの状態を示す電池状態情報を生成している。

上記電池状態情報は、電圧信号および温度センサ部から出力されたセル温度信号に基づいて生成している。また、電池電圧変化のセンシング端子がサブユニットを支える端子脚部として使用されている。この端子脚部は、バスバーモジュールに固定されている。

特開２０１３−３０３１２号公報

上記特許文献１の考え方に基づいて、バスバーモジュールとサブユニットとを重ねて配置した場合、電池スタック直上にサブユニットを配置するため、電池からの電磁ノイズまたは静電ノイズを含む電気的ノイズが問題となる。この電気的ノイズは、電池から流れ出る電流がインバータを通過し、このインバータの中で電流が遮断されるために発生する。この電気的ノイズが電子回路を持つサブユニット（以下、電池状態検知部を含む回路基板、または単に回路基板とも言う）に悪影響を与える。

更に、電池スタック上に電池状態検知部を含む回路基板を配置する場合、回路基板を固定する部材として、バスバーモジュールがあるが、このバスバーモジュールは、電池セル積層方向の寸法公差を吸収する構造を持つ必要がある。そのため、特許文献１では、センシング端子を回路基板を支える部材である端子脚部として使用しており、充放電による電池寸法変動に端子脚部が追従できず、電池状態検知部の信頼性に欠ける。

換言すれば、回路基板は、非常に微小な電圧変化等を捉える必要があるのに対して、特許文献１では、電圧変化のセンシング端子が、回路基板を支える端子脚部として使用されている。このため、温度変化や充放電に伴う電池セルの寸法変動が発生した場合、端子脚部あるいは回路基板への応力の集中により回路基板が機械的ストレスに晒され、信頼性に欠ける。

本発明は、上記問題点に鑑み、電池スタックに回路基板を配置しても、電池スタックからの電気的ノイズが問題となることが無く、かつ、回路基板への応力の集中による機械的ストレスが問題になることが無く、信頼性が優れた組電池を提供することを目的とする。

従来技術として列挙された特許文献の記載内容は、この明細書に記載された技術的要素の説明として、参照によって導入ないし援用することができる。

本発明は上記目的を達成するために、下記の技術的手段を採用する。すなわち、本発明の一つでは、組電池（１００）は、複数の電池セル（１）を直列結合して積層した電池スタック（１１）を備える。組電池（１００）は、電池スタック（１１）に結合され電池セル（１）の膨張または電池セル（１）の積層に伴う個々の電池セル（１）の位置の変動の影響を受けない回路基板固定部材（４）を備える。組電池（１００）は、回路基板固定部材（４）に取り付けられ、かつ電池セル（１）の状態を検知する電池状態検知部を含む回路基板（３）と、接地された導電性のシールド部材（１５）とを備える。回路基板（３）は、電池スタック（１１）との間にシールド部材（１５）を挟んで回路基板固定部材（４）に固定される。電池スタック（１１）から回路基板（３）に至る電気的ノイズおよび機械的応力が遮断される。

この発明によれば、電池セル（１）の位置の変動の影響を受けない回路基板固定部材（４）を有している。よって、この寸法変動に伴う機械的応力を受けない回路基板固定部材（４）に回路基板（３）を取り付けることにより、回路基板（３）に機械的応力が加わることがない。しかも、電池スタック（１１）と回路基板（３）との間に設けられたシールド部材（１５）を備えているため、回路基板（３）に電気的ノイズが加わることもない。

次に、本発明の一つでは、各電池セル（１）の電極端子（６、７）に接続されるバスバー（８）を収納し、電池スタック（１１）のプラス側とマイナス側の両サイドに配列された複数のバスバーケース（９）を更に備える。回路基板固定部材（４）は、両サイドのバスバーケース（９）の相互間に結合される。バスバーケース（９）と回路基板固定部材（４）とが、バスバーケース（９）と回路基板固定部材（４）との間の寸法変動を吸収する結合部（１０）で結合されている。

この発明によれば、バスバーケース（９）と回路基板固定部材（４）とが結合部（１０）で結合されことにより、電池セル（１）の積層に伴う寸法変動を吸収している。従って、回路基板固定部材（４）は、電池セル（１）の積層に伴う寸法変動の影響を受けない。よって、この寸法変動に伴う機械的応力を受けない回路基板固定部材（４）に回路基板（３）を取り付けることにより、回路基板（３）に機械的応力が加わることがない。しかも、電池スタック（１１）と回路基板（３）との間に設けられたシールド部材（１５）を備えているため、回路基板（３）に電気的ノイズが加わることもない。

次に、本発明の一つでは、更に、回路基板（３）からの信号を取り込み、電池セル（１）を制御する電池制御部（１６）が設けられている。電池制御部（１６）が、シールド部材（１５）に接続されて、電池スタック（１１）から電池制御部（１６）に至る電気的ノイズがシールド部材（１５）によって遮断される。

この発明によれば、回路基板（３）からの信号を取り込み、電池セル（１）を制御する電池制御部（１６）が設けられている。この電池制御部（１６）がシールド部材（１５）に接続されているから、電池スタック（１１）から電池制御部（１６）に至る電気的ノイズがシールド部材を利用して遮断できる。

次に、本発明の一つでは、回路基板（３）は、一方の回路基板（３ａ）と他方の回路基板（３ｂ）とを有する。電池制御部（１６）は、一方の回路基板（３ａ）と他方の回路基板（３ｂ）との間に設けられ、かつ、電池制御部（１６）は、一方の回路基板（３ａ）と他方の回路基板（３ｂ）との両方のシールド部材（１５）に接続されている。この発明によれば、両方の回路基板（３ａ、３ｂ）のシールド部材（１５）により、電池制御部（１６）に対して確実にシールド効果を発揮させることができる。

次に、本発明の一つでは、シールド部材（１５）は、回路基板（３）と電池スタック（１１）との間に電池セル（１）の積層方向に沿って２列に配置されている。この２列に配置されたシールド部材（１５ａ、１５ｂ）は、互いに分離独立しており、電池制御部（１６）の筐体（１６ａ）を中継部として互いに接続されている。

この発明によれば、２列に配置されたシールド部材（１５ａ、１５ｂ）は、互いに分離独立しているため、２列のシールド部材（１５ａ、１５ｂ）の間に、回路基板（３）の一部を設けることが可能になる。これにより、小型化が可能になる。また、２列に配置されたシールド部材は、互いに分離独立しているが、筐体（１６ａ）を中継して互いに電気的に接続されるので、シールド効果が発揮される。

次に、本発明の一つでは、更に、電池セル（１）の積層方向に延在して電池セル（１）を拘束する拘束バンド（２１）と、拘束バンド（２１）が結合され電池スタック（１１）の終端部を構成するエンドプレート（２２）とを備える。電池スタック（１１）は、拘束バンド（２１）と、エンドプレート（２２）とで、積層された電池セル（１）の位置を固定している。回路基板固定部材（４）が、拘束バンド（２１）に結合され、シールド部材（１５）がエンドプレート（２２）を介して接地されている。

この発明によれば、積層された電池セル（１）を拘束する拘束バンド（２１）が電池セル（１）の膨張等による寸法変動を受けないことに着目している。回路基板固定部材（４）を拘束バンド（２１）に結合しているから、回路基板固定部材（４）は、電池セル（１）の積層に伴う寸法変動の影響を受けない。よって、この寸法変動に伴う機械的応力を受けない回路基板固定部材（４）に回路基板（３）を取り付けることにより、回路基板（３）に機械的応力が加わることがない。しかも、シールド部材（１５）がエンドプレート（２２）を介して接地されているため、回路基板（３）に電気的ノイズが加わることもない。

次に、本発明の一つでは、シールド部材（１５）は、回路基板（３）に接して設けられた金属板から構成され、回路基板とシールド部材（１５）と回路基板固定部材（４）とが締結具（１８）にて互いに重ねて締結されている。

この発明によれば、金属板で構成されたシールド部材（１５）が、回路基板（３）を補強する補強部材として活用される。かつ、回路基板固定部材（４）の強度が高まり、回路基板固定部材（４）が電池セル（１）の位置変動の影響を受けないという作用を一層確実にすることができる。従って、電気的および機械的ストレスが回路基板（３）に作用するのを抑制でき、組電池の信頼性を高めることができる。

なお、特許請求の範囲及び上記各手段に記載の括弧内の符号ないし説明は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を分かり易く示す一例であり、発明の内容を限定するものではない。

本発明の第１実施形態における組電池の斜視図である。 図１の組電池を別の角度から見た斜視図である。 図１の各部品の組付け状態を説明する分解斜視図である。 図３の各部品が組付けられた状態を示す基板モジュールの斜視図である。 本発明の第２実施形態における各部品の組付け状態を説明する分解斜視図である。 図５の各部品が組付けられた状態を示す基板モジュールの斜視図である。 本発明の第３実施形態における組電池の斜視図である。 図７の矢印VIII方向から見た一部破砕側面図である。

以下に、図面を参照しながら本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適用することができる。

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、明示していなくても実施形態同士を部分的に組合せることも可能である。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図１ないし図４を用いて詳細に説明する。図１は第１実施形態の組電池を示す。図２は、図１の組電池１００を別の角度から見た状態を示している。図３は図１の各部品の組付け状態を示す。図４は、図３の各部品が組付けられた状態を示す。

図１において、図示しない複数の電池セル１を積層して積層方向（図１上下方向）に電池セル１を加圧して拘束する組電池１００を構成している。電池セル１は、複数のケース上の樹脂部材１１ａ（図２）の凹部の中に入れられ、この樹脂部材１１ａと共に図１の上下方向に積層されている。

組電池１００は、電池セル１の電圧等を検出する電池状態検知部を含む回路基板３ａ、３ｂと、積層方向に延在する基板ケースとして構成された回路基板固定部材４と、回路基板固定部材４に配置された図示を省略した配線部とを備える。

なお、回路基板３ａ、３ｂの双方またはいずれかを示すときは、単に回路基板３と記す。また、図１において配線部は省略している。この配線部は、一例として、各電池セル１の電極端子６、７（図２）に接続されるために積層方向に並置された複数の銅板製のバスバー８と回路基板３とを接続する。

バスバー８には、電極端子６、７が挿入されて結合される２箇所の孔が設けられている。そして、配線部は、少なくとも一部に可撓性を有し、バスバー８の積層方向の動きを許容する。また、バスバー８を取囲む合成樹脂製のバスバー保持部材となるバスバーケース９を備えている。

バスバーケース９は、多数の結合部１０（図３）によって、回路基板固定部材４に結合されて一体化される。上記結合部１０は、多数の爪部と、爪部が嵌合する孔部とを含む。そして、バスバーケース９の中にバスバー８が収納されている。複数のバスバーケース９は、互いに電池セル１の積層方向に連結されている。回路基板固定部材４の両側にバスバーケース９が２列に配置されている。

上記のように、結合部１０を介して、回路基板固定部材４に対して、バスバーケース９が結合されている。なお、バスバーモジュール１２とは、互いに結合されたバスバー８、バスバーケース９、および回路基板固定部材４の総称である。

バスバーケース９と回路基板固定部材４との結合部１０は、爪部と、爪部が嵌合する長方形の孔部とを有する。バスバーケース９に形成された孔部が、回路基板固定部材４に設けられた爪部と結合する。なお、バスバーケース９の爪部が、回路基板固定部材４に設けられた孔部と結合するようにしても良い。

そして、孔部の積層方向の寸法は、爪部の積層方向の幅に対してバスバー８の積層方向の動きを許容するだけのクリアランスが設定されている。なお、予め設定されたクリアランスの大きさは、電池セル１の積層方向の位置のばらつきに基づいて決定される。

複数のバスバーケース９が、互いに屈曲性に富む図示しない折り曲がり部によって接続されて一体化されている。この一体化され伸縮性を有する複数のバスバーケース９が回路基板固定部材４に対して結合部１０にて結合されている。この結合部１０は、爪部と孔部との間のクリアランスによって寸法変動吸収部を構成している。

上記折り曲がり部は、樹脂から成り弾性変形が可能であり、寸法変動を吸収できるベント機構を構成する。なお、合成樹脂製のバスバーケース９内に、金属から成るバスバー８をインサート成型またはスナップフィットによる結合によって収納することができる。なお、スナップフィットとは、部品に設けた凸部保持部を、材料の弾性を利用して受け手側の凹部にはめ込んで引っ掛けることにより、機械的に固定する組立て方法である。この実施形態では、バスバー８が、バスバーケース９に対してスナップフィットにて結合されている。

電池セル１の数であるセル数がＮ個例えば１４個であると、電池セル１と電池セル１の間を接続するセル間接続数、つまりセル間を接続するバスバー１５１の数はＮ−１個例えば１３個となる。また、複数のバスバーケース９が互いに折り曲がり部によって連結されて一体化されているが、何個のバスバーケース９が互いに折り曲がり部によって連結されているかは、セル数によって決定される。

上記結合部１０の爪部が嵌合する長方形の孔部は、電池セル１の積層方向に沿って長く形成されている。それにより、長方形の孔部に嵌合される爪部は、積層方向に孔部の中で動き得る。つまり爪部の幅よりクリアランス分だけ大きい長さ寸法を有する孔部を備える。これにより爪部と孔部との間に寸法誤差吸収部を成すクリアランスが形成されている。

図２において、複数の電池セル１を直列結合して積層した電池スタック１１が構成されている。各電池セル１の端子間を接続するバスバー８を収納し、電池スタック１１のプラス側とマイナス側の両サイドに配列された複数のバスバーケース９を有している。

両サイドのバスバーケース９の相互間を結合し、電池スタック１１側の樹脂部材１１ａ（図２）との間に図示されない排煙ダクト空間１３が形成された回路基板固定部材４を備えている。回路基板固定部材４は、バスバーモジュール本体部を構成する。

回路基板固定部材４の反電池スタック側を塞ぎ、かつ電池セル１の状態を検知する電池状態検知部を含む回路基板３が設けられている。排煙ダクト空間１３を形成する専用部品は無いが、回路基板固定部材４と電池スタック１１側の樹脂部材１１ａとの間の空間で、電池の異常時に排煙する排煙ダクト空間１３が形成されている。

回路基板固定部材４と回路基板３との間に設けられ、接地された導電性のシールド部材１５（図３）とを有している。このシールド部材１５は、導電性樹脂でも良いが、剛性のある金属板から成るアース板金で構成するのが好ましい。

図３において、回路基板３は、蓋部３ｃを有している。バスバーケース９と回路基板固定部材４とを複数の結合部１０で結合することにより、電池スタック１１の積層に伴う寸法変動を吸収するバスバーモジュール１２を形成している。回路基板３は、シールド部材１５を介してバスバーモジュール１２に固定され、電池スタック１１およびバスバーモジュール１２から回路基板３に至る電気的ノイズをシールド部材１５で遮断する。

回路基板固定部材４の長手方向中央部に、回路基板３からの信号を取り込み、電池セル１を制御する電池制御部１６が設けられている。電池制御部１６は電池ＥＣＵとも称され、内部にマイクロコンピュータ等が実装されている。筐体１６ａがシールド部材１５に電気的に接続されて、電池スタック１１側から電池制御部１６の中に至る電気的ノイズを遮断する。この電気的ノイズは、電池セル１から流れ出る電流が図示しないインバータを通ること等によって発生する。

電池制御部１６は、一方と他方の回路基板３ａ、３ｂの間に設けられている。回路基板３のバスバーモジュール１２側に設けられたシールド部材１５と、電池制御部１６の筐体１６ａとが接続されている。つまり、電池制御部１６の筐体１６ａが、シールド部材１５を成す４本のアース板金の相互間を接続する中継部の働きをしている。電池制御部１６の筐体１６ａは金属製の剛性のあるケースである。

シールド部材１５は、金属板から成るアース板金である。よって一方の回路基板３ａのアース板金と、電池制御部１６の金属製の筐体１６ａと、他方の回路基板３ｂのアース板金とが連結される。これにより、回路基板３の全体を補強する補強部材としてアース板金から成るシールド部材１５を活用している。また、筐体１６ａは、一方と他方の両方からシールド部材１５を介して接地されている。

かつ、シールド部材１５は、回路基板３とバスバーモジュール１２との間に電池スタック１１の積層方向に沿って電池セル１のプラス側とマイナス側とに分かれた２列に配置されている。この２列に配置されたシールド部材１５は、互いに分離独立した２片のアース板金１５ａ、１５ｂから成る。このアース板金１５ａ、１５ｂは、回路基板固定部材４の上を跨いで橋絡されていない。このような橋絡部分は回路基板３の構成部材と干渉して邪魔になるからである。そのため、２片のアース板金１５ａ、１５ｂは、電池制御部１６の筐体１６ａを介して互いに電気的に接続されている。従って、２片のアース板金１５ａ、１５ｂの一つを接地すれば良い。

図２は、図１の組電池１００の端部が良く判るように別の角度から見て示している。この組電池１００の端部には金属製の剛性の高いエンドプレート１７が使用されている。このエンドプレート１７は、車体に接地されているため、アース板金１５ａ、１５ｂの一つがエンドプレート１７に接続される。

この第１実施形態では、アース板金１５ａ、１５ｂに、多数のビス等の締結具１８で、回路基板３、回路基板３の蓋部３ｃ、および電池制御部１６を締結している。つまり、最初に、バスバー８が収納された両側のバスバーケース９、両側のバスバーケース９を連結する回路基板固定部材４を組み付けてバスバーモジュール１２を形成しておく。このバスバーモジュール１２の上にアース板金１５ａ、１５ｂを結合して、更にその上から、１２本の締結具１８で、回路基板３、回路基板３の蓋部３ｃ、および電池制御部１６を取り付ける。

アース板金１５ａはアース端子部１５ａ１で、図２のエンドプレート１７に接続されて接地されている。アース板金１５ａの他方の端子部１５ａ２は、金属製の筐体１６ａのアース部１６ａ１に接続される。筐体１６ａのアース部１６ａ１、１６ａ２の相互間は筐体１６ａで導通している。互いに離れたアース板金１５ａ、１５ｂの相互間の空間を橋絡する配線部が必要ないので、回路基板３の部品等の邪魔になることがない。図４は、図３の組みつけにより完成した組電池の上部の基板モジュールの形状を示している。組電池１００の上部を一つの部品である基板モジュールとして、別途組み付けた組電池１００の下部を成す電池スタック１１に組み付けることができる。

（第１実施形態の作用効果）
上述の第１実施形態においては、電池セル１の膨張または電池セル１の積層に伴う個々の電池セル１の位置の変動の影響を受けない回路基板固定部材４を基礎とし、この回路基板固定部材４の上に、シールド部材１５および回路基板３を取り付けた。

具体的には、複数の電池セル１を積層して積層方向に電池セル１を加圧して拘束する組電池１００の電池スタック１１を構成している。組電池１００は、電池セル１の電圧を検出する電池状態検知部の回路基板３と、積層方向に延在する回路基板固定部材４と、回路基板固定部材４に配置された図示しない配線部とを備えている。

配線部は、各電池セル１の電極端子６、７に接続され積層方向に並置された複数の図示しないバスバー８と回路基板３とを接続する。また、バスバー８を取囲むバスバーケース９を備えている。バスバーケース９が回路基板固定部材４に対して嵌合により結合する爪部を持つ結合部１０を有している。

これによれば、取りつけ位置を調整することが要求されるバスバー８と、取りつけ位置が確定されることが要求される回路基板３との間に、バスバーケース９と爪部を持つ結合部１０とを有する。そして、バスバーケース９が、回路基板固定部材４に対して嵌合により結合されている。また、結合部１０は、嵌合に必要なクリアランスによって爪部の位置が調節可能である。それによって、バスバー８の取り付け位置に累積誤差が生じても、その累積誤差を吸収することができる。換言すれば、回路基板固定部材４は、バスバー８の取り付け位置に累積誤差が生じても、位置が変化しない。よって、電池セル１の積層または電池セル１の使用時の膨張による機械的ストレスが、回路基板固定部材４上に配置される回路基板３および電池制御部１６に影響を与えない。

次に、結合部１０は、爪部が孔部に挿入されることによって構成されている。そして、孔部の電池セル積層方向の長さ寸法は、爪部の積層方向の幅に対してバスバー８の積層方向の動きを許容するだけのクリアランスが設定されている。

つまり、孔部の積層方向の長さ寸法は、爪部の積層方向の幅に対して、バスバー８の積層方向の動きを許容するだけのクリアランスが設定されている。よって、この予め設定されたクリアランスによって爪部を持つ結合部１０の位置が調節可能である。結合部１０の位置が調節可能であることによって、バスバー８の取り付け位置に累積誤差が生じても、その累積誤差を吸収することができる。なお、この累積誤差は、電池セル１の幅寸法のばらつきおよび変形によっても生じる。

次に、複数のバスバーケース９が、互いに折り曲がり部によって接続されて弾性変形可能な線状の一体物とされており、この一体物となったバスバーケース９が回路基板固定部材４の両側において、爪部を持つ結合部１０にて回路基板固定部材４に結合されている。

そして、直線状に一体化されたバスバーケース９の全体は、３つのバスバーケース９が互いに接続された３連バスバーケース、または４つのバスバーケース９が接続された４連バスバーケースを含むことができる。これによれば、３連バスバーケースまたは４連バスバーケースの間を連結する数少ない折り曲がり部によって互いに接続して、一体かつ線状のバスバーケース９の全体を構成することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、以降の各実施形態においては、上記した第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成について説明する。なお、第２実施形態以下については、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明が援用される。

図５は、第２実施形態を示す。図５において、バスバーケース９と、回路基板固定部材４と、シールド部材１５を構成するアース板金１５ａ、１５ｂ、１５ｃと、電池状態検知部を含む回路基板３（３ａ、３ｂ）と、内部に電子回路を持つ電池制御部１６との組付け状態とが示される。この第２実施形態では、回路基板固定部材４側に取り付いているアース板金１５ａ〜１５ｃに多数のビス等の締結具１８で、回路基板３と、電池制御部１６とを締結している。

つまり、最初に、図示しないバスバー８（図２と同じ）が収納された両側２列のバスバーケース９と、両側のバスバーケース９を連結する回路基板固定部材４とを組み付けてバスバーモジュール１２を形成しておく。このバスバーモジュール１２の上にアース板金１５ａ〜１５ｃを載置して、更にその上から、締結具１８で、回路基板３と、電池制御部１６とを取り付ける。

回路基板３の電気的ノイズをシールドするシールド部材１５は合計６個のアース板金からなる。アース板金１５ｃは、アース端子部１５ｃ１で、援用する図２のエンドプレート１７に接続されて接地されている。アース板金１５ｃの他方の端子部１５ｃ２は、回路基板３ｂの中の図示しないシールド部材１５に接続される。この回路基板３ｂの中の図示しないシールド部材１５は、アース板金１５ａに接続され、アース板金１５ａは電池制御部１６の筐体１６ａに接続されている。アース板金１５ｂは電池制御部１６の筐体１６ａに接続されている。同様に、回路基板３ａの電気的ノイズをシールドするシールド部材１５もアース板金からなり、これらのアース板金は、反対側のエンドプレートに接続されて接地されている。

アース板金１５ａとアース板金１５ｂとは筐体１６ａを中継部として互いに接続されている。従って、アース板金１５ａ、１５ｂの相互間の空間を橋絡する配線部が必要ないので、回路基板３の邪魔になることがない。図６は、図５に示した各部品の組みつけにより完成した組電池１００の上部の基板モジュールの形状を示している。組電池１００の上部を一つの部品である基板モジュールとして、別途組み付けた組電池１００の下部を構成する電池スタック１１に組み付けることができる。

（第２実施形態の作用効果）
上記第２実施形態においては、組電池は、複数の電池セル１を直列結合して積層した電池スタック１１と、電池スタック１１に結合され電池セル１の膨張または電池セル１の積層に伴う個々の電池セル１の位置の変動の影響を受けない回路基板固定部材４とを有する。組電池は、回路基板固定部材４に取り付けられ、かつ電池セル１の状態を検知する電池状態検知部を含む回路基板３と、接地された導電性のシールド部材１５とを備える。回路基板３は、電池スタック１１との間にシールド部材１５を挟んで回路基板固定部材４に固定され、電池スタック１１から回路基板３に至る電気的ノイズおよび機械的応力が遮断される。

これによれば、電池セル１の位置の変動の影響を受けない回路基板固定部材４を有している。よって、この寸法変動に伴う機械的応力を受けない回路基板固定部材４に回路基板３を取り付けることにより、回路基板３に機械的応力が加わることがない。しかも、電池スタック１１と回路基板３との間に設けられたシールド部材１５を備えているため、回路基板３に電気的ノイズが加わることもない。

更に、回路基板３からの信号を取り込み、電池セル１を制御する電池制御部１６が設けられ、電池制御部１６が、シールド部材１５に接続されて、電池スタック１１から電池制御部１６に至る電気的ノイズがシールド部材１５によって遮断される。

これによれば、回路基板３からの信号を取り込み、電池セル１を制御する電池制御部１６が設けられている。この電池制御部１６がシールド部材１５に接続されているから、電池スタック１１から電池制御部１６に至る電気的ノイズがシールド部材を利用して遮断できる。

また、電池制御部１６は、金属製の筐体１６aの中に電子回路が設けられ、筐体１６ａがシールド部材１５に接続されて、電池スタック１１から電池制御部１６に至る電気的ノイズが遮断される。

これによれば、電池制御部１６は、金属製の筐体１６ａの中に電子回路が設けられ、筐体１６ａがシールド部材１５に接続されている。これにより、金属製の筐体１６ａを接地することができ、筐体１６ａ内の電子回路に電池スタック１１から放射される電気的ノイズを遮断することができる。

回路基板３は、一方の回路基板３ａと他方の回路基板３ｂとを有し、電池制御部１６は、一方の回路基板３ａと他方の回路基板３ｂとの間に設けられている。かつ、電池制御部１６は、一方の回路基板３ａと他方の回路基板３ｂとの両方のシールド部材１５に接続されている。これによれば、両方の回路基板３ａ、３ｂのシールド部材１５により、電池制御部１６に対して確実にシールド効果を発揮させることができる。

更に、シールド部材１５は、回路基板３に接して設けられた金属板から構成され、回路基板とシールド部材１５と回路基板固定部材とが締結具１８にて互いに重ねて締結されている。

これによれば、金属板で構成されたシールド部材１５が、回路基板３を補強する補強部材として活用される。かつ、回路基板固定部材４の強度が高まり、回路基板固定部材４が電池セル１の位置変動の影響を受けないという作用を一層確実にすることができる。従って、電気的および機械的ストレスが回路基板３に作用するのを抑制でき、組電池の信頼性を高めることができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。上記した実施形態と異なる部分を説明する。上記第１実施形態等は、電池セルの膨張または電池セルの積層に伴う個々の電池セルの位置の変動の影響を受けない回路基板固定部材を基礎とし、この回路基板固定部材の上に、シールド部材および電池状態検知部を含む回路基板を取り付けた。そして、回路基板固定部材として、バスバーケースの相互間に結合された基板ケースを利用した。この基板ケースは、バスバーケースに寸法変動を吸収するための結合部を介して結合していた。

一方、この第３実施形態も、電池セルの膨張または電池セルの積層に伴う個々の電池セルの位置の変動の影響を受けない回路基板固定部材を基礎とし、この回路基板固定部材の上に、シールド部材および電池状態検知部含む回路基板を取り付けている。そして、回路基板固定部材を拘束バンドに結合している。以下、具体的に説明する。

図７は、本発明の第３実施形態を示す。図８は、図７の矢印VIII方向から見た一部側面を示す。図７および図８において、複数の電池セル１は、ケース上の複数の樹脂部材１１ａの凹部内に収納されて、この樹脂部材１１ａと共に直列結合して積層されている。積層された電池セル１は、拘束バンド２１（２１ａ、２１ｂ）とエンドプレート２２（２２ａ、２２ｂ）とで拘束され、電池スタック１１が形成さられている。電池スタック１１の両端は、金属製で剛性の高い一対のエンドプレート２２に挟まれている。エンドプレート２２は車体に固定され接地されている。

エンドプレート２２の相互間寸法が変化しないように、金属製で剛性の高い拘束バンド２１が、エンドプレート２２の相互間を結合している。拘束バンド２１は、エンドプレート２２を介して車体に接地されている。これにより、電池セル１が作動中において体積膨張しようとしても、その動きを拘束している。従って、拘束バンド２１およびエンドプレート２２は、電池セル１側からの寸法変動の影響を受けない。

電池スタック１１に固定された回路基板固定部材４が設けられている。回路基板固定部材４は、図８のように、ブラケット部４ａと回路基板支持部４ｂとを含む。この回路基板固定部材４に取付けられて、電池状態検知部を含む回路基板３が設けられている。拘束バンド２１、ひいては電池スタック１１と回路基板３との間に、ブラケット部４ａと拘束バンド２１とを介してエンドプレート２２に接続され接地された導電性のシールド部材１５が設けられている。

金属製の回路基板固定部材４のブラケット部４ａと、シールド部材１５とが拘束バンド２１に図示しないボルト等の締結部材で結合されている。シールド部材１５は金属板から構成され、拘束バンド２１とエンドプレート２２とを介して接地される。これにより、この回路基板３と電池スタック１１との間にシールド部材１５が設けられている。従って、電池スタック１１側から回路基板３に至る電気的ノイズおよび機械的応力が遮断されている。

（第３実施形態の作用効果）
上記第３実施形態によれば、電池スタック１１の電池セル１を拘束する拘束バンド２１が電池セル１の膨張等による寸法変動を受けないこと、および、導電性を有し接地されていることに着目している。そして、回路基板固定部材４と前記シールド部材１５とを拘束バンド２１に結合している。

よって、回路基板固定部材４は、電池スタック１１の積層に伴う寸法変動の影響を受けない。従って、この寸法変動に伴う機械的応力を受けない回路基板固定部材４に回路基板３を取り付けることにより、回路基板３に機械的応力が加わることがない。しかも、電池スタック１１と回路基板３との間に設けられたシールド部材１５を備えているため、回路基板３に電気的ノイズが加わることもない。

更に、電池セル１の積層方向に延在して電池セル１を拘束する拘束バンド２１と、拘束バンド２１が結合され電池スタックの終端部を構成するエンドプレート２２とを備える。電池スタック１１は、拘束バンド２１と、エンドプレート２２とで、積層された電池セル１の位置を固定している。回路基板固定部材４が、拘束バンド２１に結合され、シールド部材１５がエンドプレート２２を介して接地されている。

これによれば、積層された電池セル１を拘束する拘束バンド２１が電池セル１の膨張等による寸法変動を受けないことに着目し、回路基板固定部材４を拘束バンド２１に結合しているから、回路基板固定部材４は、電池セル１の積層に伴う寸法変動の影響を受けない。よって、この寸法変動に伴う機械的応力を受けない回路基板固定部材４に回路基板３を取り付けることにより、回路基板３に機械的応力が加わることがない。しかも、シールド部材１５がエンドプレート２２を介して接地されているため、回路基板３に電気的ノイズが加わることもない。

次に、拘束バンド２１は、導電性の部材を含み、エンドプレート２２を介して接地されている。回路基板固定部材４とシールド部材１５とを拘束バンド２１に結合し、シールド部材１５が拘束バンド２１とエンドプレート２２とを介して接地されている。

これによれば、積層された電池セル１を拘束する拘束バンド２１が電池セル１の膨張等による寸法変動を受けないこと、および、導電性を有し接地されていることに着目している。そして、回路基板固定部材４とシールド部材１５とを拘束バンド２１に結合しているから、回路基板固定部材４は、電池セル１の積層に伴う寸法変動の影響を受けない。よって、この寸法変動に伴う機械的応力を受けない回路基板固定部材４に回路基板３を取り付けることにより、回路基板３に機械的応力が加わることがない。しかも、シールド部材１５が拘束バンド２１を介して接地されているため、回路基板３に電気的ノイズが加わることもない。

また、シールド部材１５は、回路基板３に接して設けられた金属板から構成され、回路基板とシールド部材１５と回路基板固定部材とが締結具１８にて互いに重ねて締結されている。これによれば、金属板で構成されたシールド部材１５が、回路基板３を補強する補強部材として活用される。かつ、回路基板固定部材４の強度が高まり、回路基板固定部材４が電池セル１の位置変動の影響を受けないという作用を一層確実にすることができる。従って、電気的および機械的ストレスが回路基板３に作用するのを抑制でき、組電池の信頼性を高めることができる。

（他の実施形態）
上記の実施形態では、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において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は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、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。

図３の結合部１０は、爪部が孔部にクリアランスを介して嵌合される構造としたが、回路基板固定部材側とバスバーケースとの間の位置ずれを吸収できる構造であれば良く、弾性変形が容易な部材で結合部１０を形成しても良い。また、図８の第３実施形態において、回路基板固定部材４は樹脂成型品であっても良い。この場合は、シールド部材１５を構成するアース板金が直接的に拘束バンド２１またはエンドプレート２２に接続される。

１ 電池セル
３ 電池状態検知部を含む回路基板
４ 回路基板固定部材
６、７ 電極端子
８ バスバー
９ バスバーケース
１０ 結合部
１１ 電池スタック
１５ シールド部材
１６ 電池制御部

Claims (9)

1. 複数の電池セル（１）を直列結合して積層した電池スタック（１１）と、
   前記電池スタック（１１）に結合され前記電池セル（１）の膨張または前記電池セル（１）の積層に伴う個々の前記電池セル（１）の位置の変動の影響を受けない回路基板固定部材（４）と、
   前記回路基板固定部材（４）に取り付けられ、かつ前記電池セル（１）の状態を検知する電池状態検知部を含む回路基板（３）と、
   接地された導電性のシールド部材（１５）と、を備え、
   前記回路基板（３）は、前記電池スタック（１１）との間に前記シールド部材（１５）を挟んで前記回路基板固定部材（４）に固定され、前記電池スタック（１１）から前記回路基板（３）に至る電気的ノイズおよび機械的応力が遮断されることを特徴とする組電池。
2. 更に、各電池セル（１）の電極端子（６、７）に接続されるバスバー（８）を収納し、前記電池スタック（１１）のプラス側とマイナス側の両サイドに配列された複数のバスバーケース（９）を備え、
   前記回路基板固定部材（４）は、前記両サイドの前記バスバーケース（９）の相互間に結合され、
   前記バスバーケース（９）と前記回路基板固定部材（４）とが、前記バスバーケース（９）と前記回路基板固定部材（４）との間の寸法変動を吸収する結合部（１０）で結合されていることを特徴とする請求項１に記載の組電池。
3. 更に、前記回路基板（３）からの信号を取り込み、前記電池セル（１）を制御する電池制御部（１６）が設けられ、前記電池制御部（１６）が、前記シールド部材（１５）に接続されて、前記電池スタック（１１）から前記電池制御部（１６）に至る電気的ノイズが前記シールド部材（１５）によって遮断されることを特徴とする請求項２に記載の組電池。
4. 前記電池制御部（１６）は、金属製の筐体（１６ａ）の中に電子回路が設けられ、前記筐体（１６ａ）が前記シールド部材（１５）に接続されて、前記電池スタック（１１）から前記電池制御部（１６）に至る電気的ノイズが遮断されることを特徴とする請求項３に記載の組電池。
5. 前記回路基板（３）は、一方の前記回路基板（３ａ）と他方の前記回路基板（３ｂ）とを有し、前記電池制御部（１６）は、一方の前記回路基板（３ａ）と他方の前記回路基板（３ｂ）との間に設けられ、かつ、前記電池制御部（１６）は、一方の前記回路基板（３ａ）と他方の前記回路基板（３ｂ）との両方の前記シールド部材（１５）に接続されていることを特徴とする請求項３または４に記載の組電池。
6. 前記シールド部材（１５）は、前記回路基板（３）と前記電池スタック（１１）との間に前記電池セル（１）の積層方向に沿って２列に配置されており、
   この２列に配置された前記シールド部材（１５ａ、１５ｂ）は、互いに分離独立しており、前記電池制御部（１６）の前記筐体（１６ａ）を中継部として互いに接続されていることを特徴とする請求項４に記載の組電池。
7. 更に、前記電池セル（１）の積層方向に延在して前記電池セル（１）を拘束する拘束バンド（２１）と、前記拘束バンド（２１）が結合され前記電池スタック（１１）の終端部を構成するエンドプレート（２２）とを備え、
   前記電池スタック（１１）は、前記拘束バンド（２１）と、前記エンドプレート（２２）とで、積層された前記電池セル（１）の位置を固定しており、
   前記回路基板固定部材（４）が、前記拘束バンド（２１）に結合され、前記シールド部材（１５）が前記エンドプレート（２２）を介して接地されていることを特徴とする請求項１に記載の組電池。
8. 前記拘束バンド（２１）は、導電性の部材を含み、前記エンドプレート（２２）を介して接地されており、
   前記回路基板固定部材（４）と前記シールド部材（１５）とを前記拘束バンド（２１）に結合し、前記シールド部材（１５）が前記拘束バンド（２１）と前記エンドプレート（２２）とを介して接地されていることを特徴とする請求項７に記載の組電池。
9. 前記シールド部材（１５）は、前記回路基板（３）に接して設けられた金属板から構成され、前記回路基板（３）と前記シールド部材（１５）と前記回路基板固定部材（４）とが締結具（１８）にて互いに重ねて締結されていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一項に記載の組電池。

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