JP2023035857A - 電池モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】正極及び負極を筒状の第１の磁気シールドで覆うことで電池状態の測定精度の低下を抑制可能な電池モジュールを提供する。【解決手段】電池モジュール１Ａは、正極タブ１２及び負極タブ１３を覆う筒状の第１の磁気シールド４０と、電池セル１０ａ及び電池セル１０ｂの状態を監視するセル状態監視回路基板５０と、を備える。セル状態監視回路基板は、プリント配線基板であり、第１の磁気シールド４０の外面上に固定された基材と、基材上に形成されたセル状態監視回路と、を含む。セル状態監視回路は、応答電圧信号出力手段と、セル電流信号出力手段と、応答電圧信号出力手段及びセル電流信号出力手段の出力から電池セルの状態を診断するセル状態診断手段と、を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、電池モジュールに関するものである。

交流信号に対する応答信号に基づいて電池セルの複素インピーダンスを算出することにより、電池セルの状態を監視する電池監視装置が知られている（例えば、特許文献１）。

特開２０２１－１８１３３号公報

しかしながら、上記のような電池監視装置では、電池セルのセルタブやバスバ等を流れる電流に起因する電磁誘導ノイズにより、電池状態の測定精度が低下するという問題がある。

本発明が解決しようとする課題は、電池状態の測定精度の低下を抑制可能な電池モジュールを提供することである。

本発明は、電池モジュールの正極及び負極を筒状の第１の磁気シールドで覆うことで、上記課題を解決する。

本発明によれば、第１の磁気シールドにより正負極からの電磁誘導ノイズを遮蔽することができるので、電池状態の測定精度の低下を抑制できる。

図１は、第１実施形態における電池モジュールの一例を示す斜視図である。 図２（ａ）は、第１実施形態における電池モジュールの一例を示す平面図であり、図２（ｂ）は、当該電池モジュールの一例を示す正面図である。 図３（ａ）は、第１実施形態における電池セルの一例を示す平面図であり、図３（ｂ）は、第１実施形態におけるセル状態監視回路基板の一例を示す平面図である。 図４（ａ）は、第１実施形態における応答電圧信号接続手段の一例を示す斜視図であり、図４（ｂ）は、当該応答電圧信号接続手段と正負極タブとの接続方法の一例を示す説明図であり、図４（ｃ）は、当該応答電圧信号接続手段による効果を説明する説明図である。 図５は、第１実施形態における電池セルを流れる電流を検出する方法の一例を示す説明図である。 図６（ａ）は、第１実施形態における電池セル周辺に生ずる磁界を説明する説明図であり、図６（ｂ）は、第１実施形態における第１の磁気シールドによるシールド効果を説明する説明図である。 図７は、第１変形例における電池モジュールの一例を示す正面図である。 図８（ａ）は、第２変形例における電池モジュールの一例を示す正面図であり、図８（ｂ）は、当該電池モジュールの一例を示す回路図である。 図９（ａ）は、第３変形例における電池モジュールの一例を示す正面図であり、図９（ｂ）は、当該電池モジュールの一例を示す回路図である。 図１０（ａ）は、第２実施形態における電池モジュールの一例を示す平面図であり、図１０（ｂ）は、当該電池モジュールの一例を示す正面図である。 図１１は、第３実施形態における電池モジュールの一例を示す分解斜視図である。 図１２は、第３実施形態におけるセル状態監視回路の一例を示す回路図である。 図１３（ａ）は、第３実施形態におけるセル状態監視回路基板の一例を示す正面図であり、図１３（ｂ）は、第４変形例におけるセル状態監視回路基板の一例を示す正面図であり、図１３（ｃ）は、第５変形例におけるセル状態監視回路基板の一例を示す正面図である。 図１４は、第３実施形態における電池モジュールの一例を示す分解断面図である。 図１５（ａ）は、第６変形例におけるセル状態監視回路基板の一例を示す正面図であり、図１５（ｂ）は、第７変形例におけるセル状態監視回路基板の一例を示す正面図であり、図１５（ｃ）は、第８変形例におけるセル状態監視回路基板の一例を示す正面図である。

≪第１実施形態≫
本発明に係る電池モジュールの第１実施形態を図面に基づいて説明する。図１は第１実施形態における電池モジュールの一例を示す斜視図であり、図２（ａ）は当該電池モジュールの一例を示す平面図であり、図２（ｂ）は当該電池モジュールの一例を示す正面図である。なお、説明の便宜上、図２（ａ）ではモジュールカバーの図示を省略しており、図２（ｂ）ではモジュールカバーのフロントカバーの図示を省略している。

図１～図２（ｂ）に示すように、電池モジュール１Ａは、複数の電池セル１０ａ，１０ｂと、バスバ２０と、外部端子３０と、複数（本例では２個）の第１の磁気シールド４０と、複数（本例では２枚）のセル状態監視回路基板５０と、複数（本例では２個）の応答電圧信号接続手段６０と、複数（本例では２枚）のスペーサ兼支持部材７０と、固定手段８０と、モジュールカバー９０と、を備えている。

図２（ｂ）に示すように、複数の電池セル１０ａ，１０ｂは、２枚のスペーサ兼支持部材７０を介して相互に積層されている。本実施形態において、電池セル１０ａと電池セル１０ｂは同一の構成を有している。よって、ここでは、電池セル１０ａの構成を代表して説明する。

図３（ａ）は、第１実施形態における電池セル１０ａの一例を示す平面図である。電池セル１０ａは、例えば、リチウムイオン二次電池である。本実施形態では、電池セル１０ａとして、扁平型ラミネートフィルムリチウムイオン二次電池を例示している。この電池セル１０ａは、正極層、負極層、及びセパレータを積層して電解液を充填した発電要素と、正極層に接続された正極タブ１２と、負極層に接続された負極タブ１３と、これらを収容して封止している外装部材１１と、を有している。なお、リチウムイオン二次電池に含まれる材料、及び電池の詳細な構造の説明は省略するが、リチウムイオン二次電池には、周知の電池材料及び構造が適用可能である。

電池セル１０ａ，１０ｂの正負極タブ１２，１３は、板状の金属部材で構成されている。これらの正負極タブ１２，１３は、電池セル１０ａの外装部材の同一の一辺から相互に隣り合うように延出している。図２（ｂ）に示すように、これらの正負極タブ１２，１３は、それぞれ、バスバ２０に接続されている。バスバ２０は、板状の金属部材で構成されている。このバスバ２０は、電池セル１０ａ，１０ｂ間を電気的に接続していると共に、電池セル１０ａ，１０ｂを外部端子３０（正極端子３１、中間端子３２、負極端子３３）と電気的に接続している。なお、本実施形態における正極タブ１２、正極タブ１２に接続されたバスバ、及び、正極端子３２は、本発明における「正極」の一例に相当し、本実施形態における負極タブ１３、負極タブ１３に接続されたバスバ、及び、負極端子３３は、本発明における「負極」の一例に相当する。

図２（ｂ）に示すように、このバスバ２０は、正極バスバ２１と、中間バスバ２２と、負極バスバ２３と、を有している。正極バスバ２１の一端は、電池セル１０ａの正極タブ１２に接続されており、一方で、正極バスバ２１の他端は外部端子３０の正極端子３１に接続されている。また、中間バスバ２２の一端は、電池セル１０ａの負極タブ１３に接続されており、一方で、中間バスバ２２の他端は電池セル１０ｂの正極タブ１２に接続されている。また、この中間バスバ２２の中央部は、中間端子３２に接続されている。負極バスバ２３の一端は、電池セル１０ｂの負極タブ１３に接続されており、一方で、負極バスバ２３の他端は負極端子３３に接続されている。なお、正負極タブ１２，１３とバスバ２０は、例えば、超音波接合等により互いに接合される。また、バスバ２０と外部端子３０は、例えば、バスバ２０と外部端子３０のそれぞれに設けられたネジ穴を重ねてボルト締めすることにより互いに接続される。

図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、電池セル１０ａ，１０ｂの正負極タブ１２，１３と、バスバ２０の一部と、を第１の磁気シールド４０が覆っており、第１の磁気シールド４０の内部空間に正負極タブ１２，１３及びバスバ２０が収容されている。なお、バスバ２０の一部の外部端子３０との接続部近傍は、第１の磁気シールド４０から若干食み出ている。

この第１の磁気シールド４０は、両端に開口を有する中空筒状の部材である。この第１の磁気シールド４０の一端は、電池セル１０ａ，１０ｂの外装部材１１に固定されており、第１の磁気シールド４０の他端は自由端となっている。この第１の磁気シールド４０は、例えば、上側のラミネートフィルムと下側のラミネートフィルムとから構成された外装部材を用いる場合に、上側のラミネートフィルムと下側のラミネートフィルムの間に挟まれることで外装部材に固定されていてもよい。或いは、外装部材に接着剤等の固定部材によって固定されていてもよい。

第１の磁気シールド４０は、少なくとも磁性体から構成された磁性体層を含んでいる。この第１の磁気シールド４０に含まれる磁性体は、軟磁性体であることが好ましい。軟磁性体は、低周波における磁気抵抗が小さいので（高透磁率）、低周波帯の電磁波に対するシールド効果を高めることができる。この軟磁性体としては、具体的には、低周波磁気シールドシート（例えば、スリーエムジャパン株式会社製１３８３、日立金属株式会社製ＦＭ ＳＨＩＥＬＤ（登録商標））、板状フェライトコア（例えば、日立金属株式会社製ソフトフェライト）、磁性塗料（例えば、藤倉化成株式会社製ドータイト）、鉄板、又は、ケイ素鋼板（例えば、日立金属株式会社製ファインメット（登録商標））等を用いることができる。なお、磁性体として金属などの導電性を有する材料を用いる場合、正負極タブ１２，１３との短絡を防止するために、第１の磁気シールド４０を絶縁材料で被覆してもよい。

軟磁性体の種類は、その目的に応じて適宜選択すればよい。例えば、低周波磁気シールドシートは、単位厚みあたりの低周波電磁波に対するシールド効果が高いので、第１の磁気シールド４０の厚みを薄く設定することができる。また、板状フェライトコアは、加工が容易であり、電気絶縁性を有していると共に、量産コストを低減することができる。また、磁性塗料であれば、当該磁性塗料を塗布した部材に容易にシールド効果を付与できると共に、３次元形状を有する面にも容易にシールド効果を付与できる。軟磁性体として、磁性塗料を用いる場合には、例えば、筒状の樹脂部材の表面に磁性塗料を塗布することで磁性体層を形成してもよい。また、鉄板及びケイ素鋼板であれば、量産コストを低減することができる。

第１の磁気シールド４０の外面上に、セル状態監視回路基板５０が設けられている。各々のセル状態監視回路基板５０は、電池セル１０ａ，１０ｂの状態を監視する機能を有しており、本実施形態では、電池セル１０ａ，１０ｂの劣化状態（ＳＯＨ）を監視する機能を有している。このように、本実施形態では、電池モジュール１Ａは、電池セル１０ａ，１０ｂ毎に設けられた複数のセル状態監視回路基板５０を備えている。

本実施形態では、劣化状態（ＳＯＨ）を監視する方法として、電気化学インピーダンス分光法（ＥＩＳ法）を用いる場合を例示する。この電気化学インピーダンス分光法では、外部電源によって外部端子３０から所定の周波数の交流信号を電池モジュール１Ａに印加した状態における電池セル１０ａ，１０ｂからの応答電圧及び電池セル１０ａ，１０ｂを流れる電流に基づいて、電池セル１０ａ，１０ｂの内部抵抗を算出する。そして、この内部抵抗のデータに基づいて、劣化診断を行う。例えば、予め定義された劣化状態（ＳＯＨ）と内部抵抗（ＨＦＲ）の検量特性を参照して電池セルの状態を診断することができる。

このとき、電気化学インピーダンスの測定周波数は１００ｋＨｚ以下の低周波数であってもよい。セル組成により特性は変化するが、周波数帯によって電池セルの大よその部位の状態が識別可能である。例えば、直流から１００Ｈｚ帯では正極の状態が優位的にインピーダンス値に現れ、数１０～数ｋＨｚまでは負極の状態が優位的に現れ、１ｋＨｚ～１００ｋＨｚ帯では正負極の状態は徐々に薄れて、電解質の状態が現れ始める。このように、セルの状態監視において目的の周波数帯でインピーダンスを測定することで対応した部位の状態が診断可能となることが分かっている。一方で、低周波になるほど、シールド効果が得にくいという特性がある。本発明はこの特性に着目し、有効な情報を含む大よそ１００ｋＨｚ以下の周波数帯におけるインピーダンス測定分解能を向上すべく、上述のような軟磁性体から成る第１の磁気シールド４０を設けている。

図３（ｂ）は、第１実施形態におけるセル状態監視回路基板５０の一例を示す平面図である。このセル状態監視回路基板５０は、プリント配線基板であり、第１の磁気シールド４０の外面上に固定された基材５１と、基材５１上に形成されたセル状態監視回路５２と、を含んでいる。基材５１は、樹脂板であり、接着剤等を介して第１の磁気シールド４０に貼り付けられている。本実施形態における接着剤が、本発明における「絶縁体」の一例に相当する。

本実施形態において、接着剤の厚みは１ｍｍ以上とすることが好ましい。正負極タブ１２，１３、第１の磁気シールド４０、及び、セル状態監視回路基板５０はいずれも電気短絡を防止するために、絶縁材料で表面を被覆することが多いが、電池セルに流れる電気信号の周波数が大きくなる（高周波になる）に従い、絶縁材料の絶縁抵抗が低下し、信号の漏洩が生じ易くなる。これに対して、接着剤（絶縁体）の厚みを１ｍｍ以上に設定することで、漏洩した信号に起因するセル状態監視回路５２の測定誤差を抑制することができる。つまり、セルの応答電圧信号は１ｍＶ以下の微弱信号となる事から磁気シールドだけでなく静電結合によるノイズ対策も施すことでセル状態監視の高精度化が実現できる。また、この絶縁体としては、空気を用いてもよい。つまり、基材５１のセル状態監視回路５２が形成された領域と第１の磁気シールド４０との間に、１ｍｍ以上の厚さの空隙を形成してもよい。この場合、例えば、基材５１の第１の磁気シールド４０との対向面の外周部にのみ接着剤を塗布して、当該対向面の外周部のみを第１の磁気シールド４０と接着することで、基材５１のセル状態監視回路５２が形成された領域と第１の磁気シールド４０との間に空隙を形成することができる。

セル状態監視回路５２は、応答電圧信号出力手段５２１と、セル電流信号出力手段５２２と、セル状態診断手段５２３と、を含んでいる。応答電圧信号出力手段５２１は、電池モジュール１Ａに交流信号を印加した状態における正負極タブ１２，１３間の電圧を検出し、当該電圧を示す電圧信号をセル状態診断手段５２３に出力する。

この応答電圧信号出力手段５２１は、応答電圧信号接続手段６０（図２（ｂ）参照）を介して正負極タブ１２，１３に電気的に接続されている。この応答電圧信号接続手段６０は、第１の磁気シールド４０を貫通して、正負極タブ１２，１３からセル状態監視回路５２に向かって鉛直方向に沿って延在している。そして、セル状態監視回路５２は、この応答電圧信号接続手段６０の近傍に設けられており、本実施形態では、セル状態監視回路５２は、応答電圧信号接続手段６０の上端に直接接続している。

図４（ａ）は、第１実施形態における応答電圧信号接続手段の一例を示す斜視図であり、図４（ｂ）は、当該応答電圧信号接続手段と正負極タブとの接続方法の一例を示す説明図であり、図４（ｃ）は、当該応答電圧信号接続手段による効果を説明する説明図である。応答電圧信号接続手段６０は、接続端子保持部材６１と、正極接続端子６２と、正極配線６３と、正極接続端子６４と、負極配線６５と、を有している。なお、図４（ｂ）では、便宜上、接続端子保持部材６１の図示を省略している。

接続端子保持部材６１は、樹脂等の絶縁材料から構成された部材であり、対向する２辺上に凹部（正極側凹部６１１及び負極側凹部６１２）が形成された立方体形状を有している。そして、正負極凹部６１１，６１２の間にはロケートキー部６１３が形成されている。このロケートキー部６１３は、図４（ｂ）に示す正負極タブ１２，１３間の空隙に嵌合される部分であり、ロケートキー部６１３の２つのガイド壁６１４が正負極タブ１２，１３の側面に当接することで、正極接続端子６２と正極接続端子６４とを水平方向において位置決めすることができる。

正極側凹部６１１において、導電材から成る正極接続端子６２の一部が接続端子保持部材６１に埋設されている。正極接続端子６２は、略Ｕ字型の導電性部材から構成されており、正極タブ１２がこのＵ字溝に圧入されることで、正極タブ１２と接触して電気的に接続する。この正極接続端子６２は、第１の近接部１２ａの点ａ近傍の領域において正極タブ１２と電気的に接続している。第１の近接部１２ａとは、正極タブ１２において負極タブ１３と近接する部分であり、本実施形態では、同一の電池セルの負極タブ１３と隣り合っている部分である。

この正極接続端子６２に、正極配線６３の一端が接続されている。図４（ａ）に示すように、この正極配線６３は、正極接続端子６２との接続部分の近傍が接続端子保持部材６１に埋設されている。この正極配線６３は、第１の磁気シールド４０を貫通しており、後述するように、他端が応答電圧信号出力手段５２１に電気的に接続されている。

図４（ｂ）に示すように、この正極配線６３は、導電性を有する導線６３１と、当該導線６３１を覆う絶縁チューブ６３２と、を含んでいる。導線６３１の両端は、絶縁チューブ６３２から露出しており、導線６３１の一端は正極接続端子６２と電気的に接続されていると共に、他端は応答電圧信号出力手段５２１に点ｃ（図３（ｂ）参照）を介して電気的に接続されている。これにより、正極タブ１２の第１の近接部１２ａと応答電圧信号出力手段５２１とが電気的に接続され、正極タブ１２からの電気信号を正極接続端子６２及び正極配線６３を介して応答電圧信号出力手段５２１に入力できる。また、絶縁チューブ６３２により、導線６３１は第１の磁気シールド４０と絶縁しているので、電気信号を第１の磁気シールド４０に対して絶縁した状態で伝送できる。

図４（ａ）に示すように、負極側凹部６１２において、導電材から成る負極接続端子６４の一部が接続端子保持部材６１に埋設されている。図４（ｂ）に示すように、負極接続端子６４は、略Ｕ字型の導電性部材から構成されており、負極タブ１３がこのＵ字溝に圧入されることで、負極タブ１３と接触して電気的に接続する。この負極接続端子６４は、第２の近接部１３ａの点ｂ近傍の領域において負極タブ１３と電気的に接続している。第２の近接部１３ａとは、負極タブ１３において正極タブ１２と近接する部分であり、本実施形態では、同一の電池セルの正極タブ１２と隣り合っている部分である。また、点ａ－ｂ間の距離Ｄは、特に限定されないが、１０ｃｍ～３０ｃｍとすることができる。

この負極接続端子６４に、負極配線６５の一端が接続されている。この負極配線６５も、正極配線６３と同様に、第１の磁気シールド４０を貫通しており、他端が点ｄ（図３（ｂ）参照）を介して応答電圧信号出力手段５２１に電気的に接続されている。

また、負極配線６５も、正極配線６３と同様に、導電性を有する導線６５１と、当該導線６５１を覆う絶縁チューブ６５２と、を含んでおり、負極タブ１３の第２の近接部１３ａと応答電圧信号出力手段５２１とが導線６５１により電気的に接続される。以上のような構成により、応答電圧信号出力手段５２１は、第１及び２の近接部１２ａ，１３ａ間の電圧を検出できる。以上のような応答電圧信号接続手段６０を用いることにより、電池モジュール１Ａの組立が容易となる。

このように応答電圧を第１及び第２の近接部１２ａ，１３ａ間で検出することにより、図４（ｃ）に示すように、応答電圧の検出に用いる信号線の閉回路面積Ｓｉを最小化することができる。ノイズ信号レベルは、閉回路面積Ｓｉと、ノイズとなる錯交磁束密度の積に比例するので、閉回路面積Ｓｉを小さくすることでノイズ信号レベルを低減することができる。なお、正極配線６３と負極配線６５は、相互に撚り合わせたツイストペアケーブルであってもよい。正負極配線６３，６５がツイストペアケーブルであることで、正負極配線６３，６５からの電磁誘導ノイズを相互に打ち消すことができる。

図３（ｂ）に戻り、セル電流信号出力手段５２２は、電池モジュール１Ａに交流信号を印加した状態における電池セル１０ａを流れる電流を検出し、当該電流を示す電流信号をセル状態診断手段５２３に出力する。図５は、第１実施形態における電池セル１０ａを流れる電流を検出する方法の一例を示す説明図である。なお、図中のＶｓは電圧、Ｇは回路ゲイン、Ｉは電流、Ｒｂは抵抗を表している。

中間バスバ２２の材質、寸法などから、図５に示す点ｅ－ｆ間における抵抗Ｒｂは算出できるため、本実施形態では、セル電流信号出力手段５２２は、中間バスバ２２における点ｅ－ｆ間の電圧降下を測定することにより、電池セルを流れる電流Ｉを検出する。なお、図３（ｂ）及び図５に示すように、点ｅ－ｇ間及び点ｆ－ｈ間は、電流信号接続手段６６により接続されているが、電流信号接続手段６６は、一般的な配線であってもよいし、或いは、図４（ｂ）に示したような接続端子６２，６４及び配線６３，６５から構成された接続手段であってもよい。この場合、電流信号接続手段６６は、図２（ｂ）に示すように、第１の磁気シールド４０を貫通してセル電流信号出力手段５２２と電気的に接続する。

なお、中間バスバにおける電圧降下に基づいて電池セルを流れる電流を検出する必要はなく、他の方法により電池セルを流れる電流を検出してもよい。また、セル電流信号出力手段は、必ずしも電池モジュールから電流を検出する必要はなく、例えば、電池パックシステムに付属の電流センサからの電流信号を有線或いは無線にて取得し、電流信号をセル状態診断手段５２３に出力してもよい。

図３（ｂ）に示すように、セル状態診断手段５２３に、応答電圧信号出力手段５２１からの電圧信号と、セル電流信号出力手段５２２からの電流信号と、が入力される。本実施形態におけるセル状態診断手段５２３は、これらの信号から電池セルの状態を診断する。具体的には、上記の通り、電池セルの電気化学インピーダンスを算出し、電池セルの状態を診断する。そして、診断結果を外部の電池パックシステム等に出力する。

図２（ｂ）に戻り、電池セル１０ａ，１０ｂは、固定手段８０によりモジュールカバー９０の内部に固定されている。この固定手段８０は、複数のロッドガイド８１と、中空ロッド８２と、複数の固定プラグ８３と、を有している。ロッドガイド８１は、電池セル１０ａ，１０ｂを保持する部材であり、具体的には、電池セル１０ａの一部を挿入することで保持可能な保持溝８１１を有している。また、このロッドガイド８１は、中空ロッド８２を挿入可能なロッド挿入孔８１２を有している。このロッド挿入孔８１２は、スペーサ兼支持部材７０のロッド挿入孔７１と連通しており、中空ロッド８２は、ロッド挿入孔８１２，７１に挿入されている。この中空ロッド８２の上下端には、固定プラグ８３が圧入されており、これにより、ロッドガイド８１に保持された電池セル１０ａ，１０ｂがモジュールカバー９０に固定されている。

図１に示すように、モジュールカバー９０は、フロントカバー９１と、アッパーカバー９２と、ロアカバー９３と、を有している。フロントカバー９１は、外部端子３０を外部に露出させるように電池セル１０ａ，１０ｂを電池セル１０ａ，１０ｂの正面側から覆っている。アッパーカバー９２及びロアカバー９３は、それぞれ、電池セル１０ａ，１０ｂを電池セル１０ａ，１０ｂの主面（本実施形態では上下面）側から覆っており、当該電池セル１０ａ，１０ｂの主面と実質的に平行な平行面を有している。

このモジュールカバー９０は、第１の磁気シールド４０と同様に磁性体から構成されていることで、第２の磁気シールドを構成している。モジュールカバー９０を構成する磁性体は、第１の磁気シールド４０と同じ材料であってもよいし、異なる材料であってもよい。

モジュールカバー９０が第２の磁気シールドであることによって、隣接する他の電池モジュールとの接続線（バスバ）やその他の電池パック内の強電リレー、電装ユニットからの電磁ノイズからセル状態監視回路５２に誘導されるノイズを吸磁することができる。また、このモジュールカバー９０の内部の磁束についても同様に吸磁できるため、双方向の磁束透過を低減できる。

図６（ａ）は、第１実施形態における電池セル周辺に生ずる磁界を説明する説明図であり、図６（ｂ）は、第１実施形態における第１の磁気シールドによるシールド効果を説明する説明図である。図６（ａ）に示すように、測定電流Ｉ_ｓを電池セルに流している間は電池セルの周囲に磁界が発生するが、正負極タブ１２，１３の測定電流Ｉ_ｓの流れる方向は互いに逆方向となるので、正負極タブ１２，１３間の近接空間の磁束φ_ｓの磁束密度が２倍（和動）となり、セル状態監視回路基板５０へのノイズの影響が大きくなる。これに対して、本実施形態における電池モジュール１Ａであれば、図６（ｂ）に示すように、第１の磁気シールド４０により正負極タブ１２，１３及びバスバ２０を覆っているため、両極の磁束φ_ｐ，φ_ｎはシールドの内部で打ち消しあう。これにより第１の磁気シールド４０の吸磁（磁束を磁気シールド内に引き込む）効果と、吸磁した磁束の相殺（差動）の相乗効果により、第１の磁気シールド４０から外部へ漏れる磁束（漏れ磁束）φ_ｌを低減することができる。よって、正負極タブ１２，１３やバスバ２０の周囲の強磁界領域の近傍にセル状態監視回路基板５０を実装しても電磁誘導ノイズの影響を低減することができる。その結果、配線材の使用を最小限に抑えて低コスト化すると同時に、小型化とセル電流による電磁誘導ノイズを低減して精密な状態診断を実現することができる。

なお、上記実施形態では、電池セル１０ａ，１０ｂ間にスペーサ兼支持部材７０が介在しているが、このスペーサ兼支持部材として、セル状態監視回路基板５０を使用してもよい。このような第１変形例について、図７を参照しながら説明する。図７は、第１変形例における電池モジュールの一例を示す正面図である。

この第１変形例の電池モジュール１Ｂでは、スペーサ兼支持部材７０の代わりにセル状態監視回路基板５０が設けられており、２枚のセル状態監視回路基板５０が電池セル１０ａ，１０ｂの間に介在している。このような電池モジュール１Ｂであれば、部品点数削減によるコスト低減、軽量化、組み立てやすさ（生産性）、及びスペース効率向上により電池パックのエネルギ密度向上が実現できる。

なお、この場合、セル状態監視回路基板５０は、ガラスエポキシプリント回路基板製法により作製することができる。また、樹脂成型された基板に、インクジェット印刷等により直接回路パタン形成することで、セル状態監視回路基板５０を作製してもよい。或いは、フレキシブル基板上に回路形成した後、これを樹脂成型されたスペーサー兼セル支持部材と接合させることで、セル状態監視回路基板５０を作製してもよい。また、セル状態監視回路基板５０上に電子部品の動作熱の排熱線路を追加し、固定手段８０を介してモジュールカバーへ放熱させることもできる。これは、セル状態監視回路基板５０に内蔵されたセルバランシング機能の動作時に、放電抵抗の放熱を促進することにも有利な構成となる。

また、上記第１実施形態では、電池モジュール１Ａは２枚の電池セルを含んでいたが、電池セルの数はこれに限定されず、３枚以上の電池セルを含んでいてもよい。電池セルの枚数は、電池セルの用途、搭載先の条件に応じて適宜選択できる。ここで、４枚の電池セルを有する第２変形例について、図を参照しながら説明する。図８（ａ）は、第２変形例における電池モジュールの一例を示す正面図であり、図８（ｂ）は、当該電池モジュールの一例を示す回路図である。なお、図８（ａ）では、便宜上、バスバ及び外部端子の図示を省略しており、電気的な接続関係は図８（ｂ）の回路図を用いて説明する。

図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、第２変形例における電池モジュール１Ｃでは、並列接続された電池セル１０ｃ，１０ｄから成る組セルと、並列接続された電池セル１０ｅ，１０ｆから成る組セルと、が直列接続されている。また、図８（ａ）に示すように、直列接続関係にある２個の組セルは、互いに裏表逆に積層されており、これによりバスバの折り返し接続を簡素化して高密度実装を実現することができる。

そして、第２変形例では、複数（本例では４枚）のセル状態監視回路基板５０をスペーサ兼支持部材としても使用しており、各々のセル状態監視回路基板５０は、電池セル１０ｃ～１０ｆ毎に応答電圧を検出し、電池セルの状態を監視している。このように、電池セル毎に状態を監視可能な構成は、種々の用途に汎用的に適用できる。よって、このような構成の電池モジュール１Ｃであれば、少品種大量生産が可能となるので、生産設備の簡素化し、生産コストを低減できる。

なお、必ずしも電池セル毎にセル状態監視回路基板５０を設ける必要はなく、例えば、組セル毎にセル状態監視回路基板５０が設けられていてもよい。このような第３変形例を図９を参照しながら説明する。図９（ａ）は、第３変形例における電池モジュールの一例を示す正面図であり、図９（ｂ）は、当該電池モジュールの一例を示す回路図である。なお、図９（ａ）では、便宜上、バスバ及び外部端子の図示を省略しており、電気的な接続関係は図９（ｂ）の回路図を用いて説明する。

図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、第３変形例における電池モジュール１Ｄでは、上記第２変形例と同様に、並列接続された電池セル１０ｃ，１０ｄから成る組セルと、並列接続された電池セル１０ｅ，１０ｆから成る組セルと、が直列接続されている。また、応答電圧信号接続手段６０は、電池セル１０ｄの正負極タブ１２，１３と、電池セル１０ｆの正負極タブ１２，１３と、に接続されており、セル状態監視回路基板５０は、電池セル１０ｄ，１０ｆの応答電圧を検出している。

並列接続された電池セルのセル電圧は共通であるため、セル状態監視回路基板５０を組セル毎に集約して設けることができる。このため、セル状態監視回路基板５０の数を低減できるので、コスト低減が可能である。なお、必要があれば、並列接続のそれぞれの電池セルに流れる電流を検出して、セル状態監視回路基板５０に入力してもよい。この場合は、並列接続された電池セル毎のインピーダンスを分離して求めることができる。このように、第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、電磁誘導ノイズを低減して精密な状態診断を実現することができる。

≪第２実施形態≫
次に、本発明に係る電池モジュールの第２実施形態を図１０に基づいて説明する。なお、以下では、第１実施形態と同様の構成である部分については同一符号を付して説明を省略する。図１０（ａ）は、第２実施形態における電池モジュール１Ｅの一例を示す平面図であり、図１０（ｂ）は、当該電池モジュールの一例を示す正面図である。

図１０（ａ）に示すように、第２実施形態における電池モジュール１Ｅは両辺出力端子型セルであり、電池セル１０ｇ～１０ｊの正負極タブ１２，１３が同一の一辺から延出していない点で第１実施形態と相違する。電池セル１０ｇ～１０ｊの正極タブ１２は、電池セル１０ｇ～１０ｊの一辺から延出しており、負極タブ１３は、正極タブ１２が延出している一辺と対向する他の一辺から延出している。

また、電池セル１０ｇ～１０ｊは、正極タブ１２が他の電池セルの負極タブ１３と隣り合うように並べられており、これらの隣り合う正負極タブ１２，１３が、第１の磁気シールド４０に覆われている。また、隣り合う正負極タブ１２，１３は、セル接続バスバ２４により接続されており、このセル接続バスバ２４の一部も第１の磁気シールド４０に覆われている。

第１の磁気シールド４０上には、第１実施形態と同様にセル状態監視回路基板５０が設けられている。このセル状態監視回路基板５０の応答電圧信号出力手段５２１（図３（ｂ）参照）は、第１実施形態と同様に、正極タブ１２の第１の近接部１２ａと電気的に接続されていると共に、負極タブ１３の第２の近接部１３ａとも電気的に接続されている。また、このセル状態監視回路基板５０のセル電流信号出力手段５２２は、第１実施形態と同様の電流信号接続手段６６によってバスバに電気的に接続されている。

第２実施形態における電池モジュール１Ｅでは、直列接続された２つの電池セルを一組としてセル状態監視回路基板５０が設けられている。よって、測定されるインピーダンスは、２セル分の内部インピーダンスに、セル接続バスバ２４と正負極タブ１２，１３のインピーダンスを加算したものとなる。従って、電池セル毎の状態診断とはならないが、一組の電池セルを分離せずに使用する限り問題にならない。

≪第３実施形態≫
次に、本発明に係る電池モジュールの第３実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下では、第１及び第２実施形態と同様の構成である部分については同一符号を付して説明を省略する。

図１１は、第３実施形態における電池モジュール１Ｆの一例を示す分解斜視図である。図１２は、第３実施形態におけるセル状態監視回路５２Ｂの一例を示す回路図である。図１３（ａ）は、第３実施形態におけるセル状態監視回路基板５０Ｂの一例を示す正面図である。図１４は、第３実施形態における電池モジュール１Ｆの一例を示す分解断面図である。

図１１に示すように、この第３実施形態では、主に、セル状態監視回路基板５０Ｂの構成が、上述の第１及び第２実施形態と相違している。また、電池モジュール１Ｆが、二段の正極端子３１、二段の中間端子３２、及び、二段の負極端子３３を有している点においても、第１及び第２実施形態と相違している。

図１１に示すように、電池モジュール１Ｆのモジュール部１００は、モジュールカバー９０の外部に露出した正極端子３１と、中間端子３２と、負極端子３３と、を備えている。正極端子３１は上段正極端子３１ａ及び下段正極端子３１ｂを備えており、中間端子３２は上段中間端子３２ａ及び下段中間端子３２ｂを備えており、
負極端子３１は上段負極端子３３ａ及び下段負極端子３３ｂを備えている。

このモジュール部１００では、上下段正極端子３１ａ，３１ｂ及び上下段負極端子３３ａ，３３ｂは、これらの端子を角とする四角形状に配置されている。この四角形において、上段正極端子３１ａは下段正極端子３１ｂに対して対角線上に配置されており、上段負極端子３３ａは下段負極端子３３ｂに対して対角線上に配置されている。

また、上段正極端子３１ａと上段負極端子３３ａは、水平方向に沿って相互に間隔を空けて並べられており、下段正極端子３１ｂと下段負極端子３３ｂも、水平方向に沿って相互に間隔を空けて並べられている。一方で、上段正極端子３１ａと下段負極端子３３ｂは、鉛直方向に沿って相互に間隔を空けて並べられており、上段負極端子３３ａと下段正極端子３１ｂも、鉛直方向に沿って相互に間隔を空けて並べられている。

図１２に示すように、本実施形態におけるモジュール部１００では、４個の電池セル１０ｋ～１０ｎが２段４直列で接続されている。応答電圧信号出力手段５２１により検出される上述の端子間における電圧（セル電圧）と、セル電流信号出力手段５２２が検出する交流電流値とに基づいて、電池セル１０ｋ～１０ｎのセル状態が診断される。

図１１～図１３（ａ）に示すように、このモジュール部１００の正極端子３１と、中間端子３２と、負極端子３３と、が、セル状態監視回路基板５０Ｂに接続される。このセル状態監視回路基板５０Ｂは、測定電流入力コネクタ５２４と、正極接続部５２５と、中間接続部５２６と、負極接続部５２７と、絶縁ガイド５３と、カバー５４と、複数（本例では２個）の第１の磁気シールド４０Ｂ_１，４０Ｂ_２（図１３（ａ）参照）と、をさらに有している。

測定電流入出力コネクタ５２４は、外部電源（不図示）と電気的に接続される。この測定電流入出力コネクタ５２４を介して、セル状態監視回路基板５０Ｂ及び電池セルに交流信号（測定電流）が供給される。

図１１及び図１２に示すように、正極接続部５２５は、金属等の導電性を有する材料から構成されており、正極端子３１と接続する部分である。この正極接続部５２５は、モジュール部１００の正極端子３１に対応して、上段正極接続部５２５ａ及び下段正極接続部５２５ｂを有している。

図１１に示すように、本実施形態における上段正極接続部５２５ａは、一対の金属板から構成されている。上段正極接続部５２５ａは、上段正極端子３１ａに接触し電気的に接続する部分である。本実施形態における上段正極接続部５２５ａは、図１４に示すようにネジ穴を有しており、このネジ穴をボルトＢにより締結することで上段正極端子３１ａと接続される。

図１１に示すように、下段正極接続部５２５ａも一対の金属板から構成されている。下段正極接続部５２５ｂは、下段正極端子３１ｂに接触し電気的に接続する部分である。本実施形態における下段正極接続部５２５ｂもネジ穴を有しており、このネジ穴をボルトＢにより締結することで下段正極端子３１ｂと接続される。

中間接続部５２６は、金属等の導電性を有する材料から構成されており、中間端子３２と接続する部分である。本実施形態の電池モジュール１Ｆは、中間端子３２として、上段中間端子３２ａ及び下段中間端子３２ｂを備えており、中間接続部５２６も、これに対応して上段中間接続部５２６ａ及び下段中間接続部５２６ｂを有している。上段中間接続部５２６ａは、上段中間端子３２ａとボルトＢにより接続され、下段中間接続部５２６ｂは、下段中間端子３２ｂとボルトＢにより接続される。この中間端子３２には、測定電流は導通しない。

負極接続部５２７は、金属等の導電性を有する材料から構成されており、負極端子３３と接続する部分である。負極接続部５２７も、負極端子３３に対応して、上段負極接続部５２７ａ及び下段負極接続部５２７ｂを有している。

図１１に示すように、本実施形態における上段負極接続部５２７ａも、一対の金属板から構成されている。上段負極接続部５２７ａは、上段負極端子３３ａに接触し電気的に接続する部分である。上段負極接続部５２７ａも、ボルトＢにより上段負極端子３３ａと接続される。また、図１２及び図１３（ａ）に示すように、上段負極接続部５２７ａは、外部バスバ５２８により下段正極接続部５２７ｂと接続されている。

図１１に示すように、下段負極接続部５２７ｂも一対の金属板から構成されている。下段負極接続部５２７ｂは、下段負極端子３３ｂに接触し電気的に接続する部分である。下段負極接続部５２７ｂもボルトＢにより下段負極端子３３ｂと接続される。

図１２に示すように、上段正極接続部５２５ａは、測定電流入出力コネクタ５２４と電気的に接続されており、外部電源（不図示）から測定電流入出力コネクタ５２４を介して交流信号（測定電流）を流される。その後、測定電流は、上側正極端子３１ａ、電池セル１０ｋ、１０ｌ、上段負極端子３３ａ、上段負極接続部５２７ａ、外部バスバ５２８、下段正極接続部５２５ａ、下段正極端子３１ｂ、電池セル１０ｍ、１０ｎ、下段負極端子３３ｂ、下段負極接続部５２７ｂ、及び、測定電流入出力コネクタ５２４をこの順に流れる。

図１１に示すように、絶縁ガイド５３は、基材５１上に設けられている。この絶縁ガイド５３は、特に限定されないが、粉末状の磁性材を混ぜ込んだ樹脂から構成されており、絶縁ガイド５３全体が磁気シールド効果を有する磁性体となっている。粉末状の磁性材としては、例えば、金属の粉末又はフェライト等のセラミックスの粉末を用いることができる。また、樹脂としては、例えば、ＡＢＳ樹脂を用いることができる。

絶縁ガイド５３は、上述の正極接続部５２５、中間接続部５２６、及び、負極接続部５２７の周囲を囲うように配置されている。この絶縁ガイド５３は、接続部５２５～５２７に対応する位置にガイド部５３１を有している。図１４に示すように、このガイド部５３１は貫通孔であり、上述の端子３１～３３と上述の接続部５２５～５２７とを接続する時に、端子３１～３３を接続部５２５～５２７に対して位置決めする。

このような絶縁ガイド５３により、接続部５２５～５２７及び端子３１～３３からの磁束だけでなく、電流計測回路（セル電流信号出力手段５２２）等のセル状態監視回路５２に実装されている回路間の電磁干渉性を遮蔽することができる。これにより、セル正負極間の電圧がより正確に検出（ＳＮ比が改善）されてインピーダンス計測精度が向上する。

また、絶縁ガイド５３に樹脂が含まれているため、絶縁ガイド５３の電気インピーダンス（電気抵抗）が高く、万一、装着時に端子３１～３３と絶縁ガイド５３のガイド部５３１等が接触したとしても、電池セルに異常をきたす程の短絡を防止することができる。また、接続部５２５～５２７は絶縁ガイドの厚みだけ凹んだ凹部の底に位置するため、万一、導電性を有する物体と通電状態のセル状態監視回路基板５０Ｂとが接触しても絶縁ガイド５３がバンパーとして機能することで、当該物体と接続部５２５～５２７が短絡することを防ぐこともできる。これにより、安全かつ迅速にインピーダンス測定を実行できるので、セル状態の診断工程の時間短縮を図ることができ、使用済電池セルの２次利用に向けた再製品化のコストを低減できる。

カバー５４は、基材５１の表面及び裏面（図１４参照）を覆う板状の磁性材である。この磁性材としては、例えば、鉄板を用いることができる。或いは、樹脂の表面に薄膜状の磁性材を貼付したものを用いてもよい。また、測定電流が高周波である場合には、アルミニウム等の非鉄金属もシールド効果を発揮できるので使用することができる。このカバー５４は、接続部５２５～５２７及び測定電流入出力コネクタ５２４に対応する位置に開口５４１を有している。

カバー５４は、測定電流が作る磁束等を含む外来電磁波がセル状態監視回路５２に錯交して誘導起電力を検出信号に重畳させることを防止できる。これにより、モジュールカバー９０が樹脂などの磁気シールド効果を有しない素材から構成されていても、測定電流により電池セルから生じる磁束がカバー５４に吸磁されるので、カバー５４を環流することでセル状態監視回路５２を錯交する磁束を減らすことができる。よって、セル正負極間の電圧を正確に検出することができるので、インピーダンス計測精度が向上する。また、様々な電磁干渉の可能性がある製造工場や整備場においても、電磁波に対する磁気シールド効果を付与できるため、磁気シールド加工された特殊な検査室でなくてもセル状態を診断することができる。

図１３（ａ）に示す第１の磁気シールド４０Ｂ_１，４０Ｂ_２は、上述の第１及び第２実施形態と同様に、少なくとも磁性体から構成された磁性体層を含んでいる。本実施形態では、第１の磁気シールド４０Ｂ_１，４０Ｂ_２は、絶縁ガイド５３に埋設されている。

第１の磁気シールド４０Ｂ_１は、上段正極接続部５２５ａと、下段負極接続部５２７ｂと、を覆うように配置されている。よって、第１の磁気シールド４０Ｂ_１は、セル状態監視回路基板５０Ｂがモジュール部１００に装着されている状態において、上段正極端子３１ａ及び下段負極端子３３ｂの周囲を覆う。

このように、上段正極端子３１ａ及び下段負極端子３３ｂの組み合わせと、上段正極接続部５２５ａ及び下段負極接続部５２７ｂの組み合わせと、を第１の磁気シールド４０Ｂ_１により、測定電流の通電方向に沿って覆うことで、測定電流によって生じる磁束が、第１の磁気シールド４０Ｂ_１内に吸引されて環流する。

第１の磁気シールド４０Ｂ_１内を環流する磁束φ_ＰＵ，φ_ＮＬは、共通の測定電流から生じたものであるので、磁束φ_ＰＵ，φ_ＮＬの極性が反対となり、かつ、絶対値は同じ値となる。このため、磁束φ_ＰＵと磁束φ_ＮＬが第１の磁気シールド４０Ｂ_１内で打ち消しあう。この磁束の相殺作用により第１の磁気シールド４０Ｂ_１の外に漏れる漏れ磁束φ_ｌを低減することができる。これにより、第１の磁気シールド４０Ｂ_１外に実装されているセル状態診断手段５２３等に磁束が錯交して生じる誘導起電力が低減する。その結果、セル正負極間の電圧がより正確に検出されるので、インピーダンス計測精度が向上する。

また、第１の磁気シールド４０Ｂ_１が、互いに近傍に位置する上段正極接続部５２５ａ及び下段負極接続部５２７ｂを覆っていることにより、第１の磁気シールド４０Ｂ_１を小型化することができるため、材料の使用効率が向上する。また、上述のように、漏れ磁束φ_ｌを低減できることにより、セル状態監視回路５２を上段正極接続部５２５ａ及び下段負極接続部５２７ｂの近傍に実装することが可能となるため、セル状態監視回路基板５０Ｂを小型化することができる。その結果、電池セルのＳＯＨ（劣化度）などの状態診断装置の低コスト化、及び、測定精度の向上を図ることができる。

一方で、第１の磁気シールド４０Ｂ_２は、上段負極接続部５２７ａと、下段正極接続部５２５ｂと、の周囲を囲むように配置されている。よって、第１の磁気シールド４０Ｂ_２は、セル状態監視回路基板５０Ｂがモジュール部１００に装着されている状態において、上段負極端子３３ａ及び下段正極端子３１ｂの周囲を覆っている。この第１の磁気シールド４０Ｂ_２によっても、第１の磁気シールド４０Ｂ_１と同様に、低コスト化、及び、測定精度の向上を図ることができる。

なお、第１の磁気シールドは、正極接続部５２５と負極接続部５２７との組み合わせを覆うことにより、正極端子３１と負極端子３３との組み合わせを覆うことができるものであればよく、上述の形状でなくともよい。具体的な変形例について、図１３（ｂ）及び図１３（ｃ）に基づいて説明する。

図１３（ｂ）は、第４変形例におけるセル状態監視回路基板５０Ｃの一例を示す正面図である。図１３（ｂ）に示すセル状態監視回路基板５０Ｃにおいて、第１の磁気シールド４０Ｃ_１は、水平方向に並べられた上段正極接続部５２５ａ及び上段負極接続部５２７ａの組み合わせを覆っている。同様に、第１の磁気シールド４０Ｃ_２は、水平方向に並べられた下段正極接続部５２５ｂ及び下段負極接続部５２７ｂの組み合わせを覆っている。

この場合においても、第１の磁気シールド４０Ｃ_１，４０Ｃ_２は、異なる極性の端子３１，３３及び接続部５２５，５２７を覆っているため、第１の磁気シールド４０Ｃ_１，４０Ｃ_２の内部で磁束が打ち消しあう。よって、測定精度の向上を図ることができる。また、例えば、電池セルを上下段で分けて計測する際（一方段のセルのみ計測したい場合）、測定電流を流すモジュールを選択することもできる。

図１３（ｃ）は、第５変形例におけるセル状態監視回路基板５０Ｄの一例を示す正面図である。図１３（ｃ）に示すセル状態監視回路基板５０Ｄにおいて、一の第１の磁気シールド４０Ｄが、全ての正極接続部５２５及び負極接続部５２７を覆っている。

この場合においても、第１の磁気シールド４０Ｄは、異なる極性の端子３１，３３及び接続部５２５，５２７を覆っているため、第１の磁気シールド４０Ｄの内部で磁束が打ち消しあう。よって、測定精度の向上を図ることができる。また、第１の磁気シールド４０Ｄを一個のみ配置することで、例えば、小型の電池モジュールのように電極間距離が小さい場合であっても、厚みの厚い第１の磁気シールド４０Ｄが使えたり、また、第１の磁気シールド４０Ｄの加工サイズが小さくなり過ぎないことで製造コストの増加を抑制することができる。

図１５（ａ）は、第６変形例におけるセル状態監視回路基板５０Ｅの一例を示す正面図である。図１５（ａ）に示すように、第１の磁気シールド４０Ｅは、筒状部４０１と、筒状部４０１の内部空間を３つのエリアに区画する一対の隔壁４０２ａ，４０２ｂを有していてもよい。

隔壁４０２ａは、筒状部４０１の一部と共に、上段正極接続部５２５ａ及び上段正極端子３１ａの周囲を囲むように配置されている。一方で、隔壁４０２ｂは、筒状部４０１の一部と共に、上段負極接続部５２７ａ及び上段負極端子３３ａの周囲を囲むように配置されている。なお、特に図示しないが、セル状態監視回路基板５０Ｅには、下段正極接続部５２５ｂ及び下段負極接続部５２７ｂを囲む第１の磁気シールド４０Ｅも配置されている。

上述の通り、測定電流により生じる磁束φ_ＰＵ，φ_ＮＵは、第１の磁気シールド４０Ｅの筒状部４０１に吸磁されるものの、漏れ磁束φ_ｐｌ，φ_ｎｌが筒状部４０１の内部に発生してしまう場合がある。セル状態監視回路５２Ｂの信号線５２９と漏れ磁束φ_ｐｌ，φ_ｎｌとが錯交する回路面積Ｓが大きくなると、検出信号に誘導起電力が重畳して計測誤差が生じてしまう。

これに対して、この第６変形例では、隔壁４０２ａ，４０２ｂにより、漏れ磁束φ_ｐｌ，φ_ｎｌを吸磁することで、漏れ磁束φ_ｐｌ，φ_ｎｌと錯交する回路面積Ｓを小さくすることができる。これにより、インピーダンスの測定精度を向上させることができる。

図１５（ｂ）は、第７変形例におけるセル状態監視回路基板５０Ｆの一例を示す正面図である。この第７変形例では、第１の磁気シールド４０Ｆの一対の隔壁４０２ａ，４０２ｂの間に応答電圧信号出力手段５２１（差動アンプ）が配置されている。なお、本変形例の絶縁ガイド５３は、基材５１との間に差動アンプを収容する空間が形成されるように逃げ加工されている。また、特に図示しないが、セル状態監視回路基板５０Ｆには、下段正極接続部５２５ｂ及び下段負極接続部５２７ｂを囲む第１の磁気シールド４０Ｆも配置されている。

差動アンプは、インピーダンス計測の精度向上を図るうえで重要なデバイスであり、検出対象の交流電圧信号（例えば、１ｍＶ）に対して極めて大きい組電池の直流電圧（コモン電圧、例えば４Ｖ）を取り除くために用いられ、その入力インピーダンスは１ＭΩ程度と高い。従って、誘導起電力を含め外来電磁波を拾いやすい特性を持つ。このため、差動アンプの実装位置は極力計測点の近傍に置くことが望ましいため、本変形例では、差動アンプは、上段正負極接続部５２５ａ，５２７ａ（及び上段正負極端子３１ａ，３３ａ）の近傍に実装されている。しかしながら、上段正負極接続部５２５ａ，５２７ａの近傍は、測定電流により生じる磁束（漏れ磁束φ_ｐｌ，φ_ｎｌ）が存在するため、この磁束により検出精度が低下する恐れがある。これに対して、第７変形例では、隔壁４０２ａ，４０２ｂにより、漏れ磁束φ_ｐｌ，φ_ｎｌを吸磁することで、差動アンプへの影響を小さくすることができるので、インピーダンスの測定精度を向上させることができる。

図１５（ｃ）は、第８変形例におけるセル状態監視回路基板５０Ｇの一例を示す正面図である。この第８変形例では、全ての正極接続部５２５及び負極接続部５２７を覆っている第１の磁気シールド４０Ｇが、隔壁４０２ａ，４０２ｂを有している。これらの隔壁４０２ａ，４０２ｂにより、全ての正極接続部５２５及び負極接続部５２７が、４個の差動アンプ５２１に対して遮蔽されている。この第８変形例においても、漏れ磁束の差動アンプ５２１への影響を小さくすることができるので、インピーダンスの測定精度を向上させることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、これらの実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

１Ａ～１Ｆ…電池モジュール
１０ａ～１０ｊ…電池セル
１２…正極タブ
１２ａ…第１の近接部
１３…負極タブ
１３ａ…第２の近接部
３０…外部端子
３１…正極端子
３１ａ…上段正極端子
３１ｂ…下段正極端子
３２…中間端子
３２ａ…上段中間端子
３２ｂ…下段中間端子
３３…負極端子
３３ａ…上段負極端子
３３ｂ…下段負極端子
４０、４０Ｂ_１～４０Ｇ…第１の磁気シールド
４０１…筒状部
４０２…隔壁
５０、５０Ｂ～５０Ｆ…セル状態監視回路基板
５２、５２Ｂ…セル状態監視回路
５２１…応答電圧信号出力手段
５２２…セル電流信号出力手段
５２３…セル状態診断手段
５３…絶縁ガイド
５３１…ガイド部
６０…応答電圧信号接続手段
６６…電流信号接続手段

Claims (19)

1. 複数の電池セルと、正極と、負極と、を含む電池モジュールであって、
   前記正極、及び、前記負極を覆う筒状の第１の磁気シールドと、
   前記第１の磁気シールドの外側に位置し、前記電池セルの状態を監視するセル状態監視回路と、を備え、
   前記セル状態監視回路は、
   前記正極と前記負極との間の電圧を示す電圧信号を出力する応答電圧信号出力手段と、
   前記電池セルを流れる電流を示す電流信号を出力するセル電流信号出力手段と、
   前記応答電圧信号出力手段から出力される前記電圧信号と、前記セル電流信号出力手段から出力される前記電流信号と、に基づいて前記電池セルの状態を診断するセル状態診断手段と、を有している電池モジュール。
2. 請求項１に記載の電池モジュールであって、
   前記正極は、前記電池セルの正極タブを含み、
   前記負極は、前記電池セルの負極タブを含み、
   前記第１の磁気シールドは、前記正極タブと、前記負極タブと、を覆っており、
   前記電池モジュールは、前記第１の磁気シールドに対して電気的に絶縁しており、前記第１の磁気シールドを貫通して、前記正極タブの前記負極タブと近接する第１の近接部と前記セル状態監視回路とを電気的に接続していると共に、前記負極タブの前記正極タブと近接する第２の近接部と前記セル状態監視回路とを電気的に接続している応答電圧信号接続手段をさらに備えており、
   前記応答電圧信号出力手段は、前記応答電圧信号接続手段と電気的に接続し、前記第１及び第２の近接部間の電圧を示す電圧信号を出力し、
   前記セル状態監視回路は、応答電圧信号接続手段の近傍に設けられている電池モジュール。
3. 請求項２に記載の電池モジュールであって、
   前記正極タブ及び前記負極タブは、前記電池セルの同一の一辺から相互に隣り合うように延出しており、
   前記第１の磁気シールドは、前記電池セルの同一の一辺から延出する前記正極タブ及び前記負極タブを覆っている電池モジュール。
4. 請求項２に記載の電池モジュールであって、
   前記正極タブは、前記電池セルの一辺から延出しており、
   前記負極タブは、前記正極タブが延出している一辺と対向する他の一辺から延出しており、
   前記複数の電池セルは、前記正極タブが他の前記電池セルの負極と相互に隣り合うように並べられており、
   前記第１の磁気シールドは、相互に隣り合う前記正極タブ及び前記負極タブを覆っている電池モジュール。
5. 請求項１に記載の電池モジュールであって、
   前記正極は、
   前記電池セルの正極タブと、
   前記正極タブと電気的に接続された正極端子と、を含み、
   前記負極は、
   前記電池セルの負極タブと、
   前記負極タブと電気的に接続された負極端子と、を含み、
   前記第１の磁気シールドは、前記正極端子と前記負極端子とを覆っている電池モジュール。
6. 請求項５に記載の電池モジュールであって、
   前記正極端子と前記負極端子は、鉛直方向に沿って相互に間隔を空けて並べられている電池モジュール。
7. 請求項５に記載の電池モジュールであって、
   前記正極端子と前記負極端子は、水平方向に沿って相互に間隔を空けて並べられている電池モジュール。
8. 請求項５に記載の電池モジュールであって、
   前記正極端子は、
   下段正極端子と
   前記下段正極端子に対して対角線上に配置されていると共に、前記下段正極端子よりも相対的に上側に配置されている上段正極端子を含み、
   前記負極端子は、
   下段負極端子と、
   前記下段負極端子に対して対角線上に配置されていると共に、前記下段負極端子よりも相対的に上側に配置されている上段負極端子を含み、
   前記上段正極端子は、前記下段負極端子の上方に配置されており、
   前記上段負極端子は、前記下段正極端子の上方に配置されており、
   前記電池モジュールは、複数の前記第１の磁気シールドを備えており、
   前記第１の磁気シールドは、前記上段正極端子と、前記下段正極端子と、前記上段負極端子と、前記下段負極端子と、を覆っている電池モジュール。
9. 請求項５に記載の電池モジュールであって、
   前記第１の磁気シールドは、
   前記正極端子と前記負極端子とを内部に収容する筒状部と、
   前記筒状部の内部において、前記正極端子と前記負極端子との間に配置される隔壁と、を有している電池モジュール。
10. 請求項９に記載の電池モジュールであって、
    前記応答電圧信号出力手段は、前記筒状部と前記隔壁とに囲まれた内部空間に配置されている電池モジュール。
11. 請求項５に記載の電池モジュールであって、
    前記セル状態監視回路は、
    前記正極端子と接続する正極接続部と、
    前記負極端子と接続する負極接続部と、
    前記正負極端子と前記正負極接続部とを接続する時に、前記正負極端子を前記正負極接続部に対して位置決めするガイド部と、を有する電池モジュール。
12. 請求項２に記載の電池モジュールであって、
    前記電池モジュールは、
    前記複数の電池セルの間に介在すると共に、前記電池セルを支持するスペーサ兼支持部材と、をさらに備え、
    前記スペーサ兼支持部材は、前記セル状態監視回路を実装したプリント配線基板である電池モジュール。
13. 請求項２に記載の電池モジュールであって、
    前記電池モジュールは、前記電池セル、及び、前記セル状態監視回路を内部に収容するモジュールカバーをさらに備え、
    前記モジュールカバーは、前記電池セル、前記正極タブ、及び、前記負極タブと実質的に平行な平行面を有する第２の磁気シールドから構成されている電池モジュール。
14. 請求項２に記載の電池モジュールであって、
    前記電池モジュールは、前記電池セル毎に設けられた複数の前記セル状態監視回路を備え、
    前記複数のセル状態監視回路は、相互に積層されている電池モジュール。
15. 請求項２に記載の電池モジュールであって、
    前記電池モジュールは、
    バスバを介して並列接続された前記複数の電池セルから構成された組セルと、
    前記組セル毎に設けられた複数の前記セル状態監視回路と、を備える電池モジュール。
16. 請求項２に記載の電池モジュールであって、
    前記応答電圧信号接続手段は、
    絶縁材から構成され、前記正極タブと前記負極タブとの間に嵌合可能な接続端子保持部材と、
    導電材から構成され、前記接続端子保持部材に埋設されていると共に、前記正極タブを圧入して接触させることで、前記正極タブの前記第１の近接部と前記応答電圧信号出力手段とを電気的に接続する正極接続端子と、
    導電材から構成され、前記接続端子保持部材に埋設されていると共に、前記負極タブを圧入して接触させることで、前記負極タブの前記第２の近接部と前記応答電圧信号出力手段とを電気的に接続する負極接続端子と、を有する電池モジュール。
17. 請求項１に記載の電池モジュールであって、
    前記セル状態診断手段は、前記電池セルの電気化学インピーダンスを算出する機能を有しており、
    前記電気化学インピーダンスの測定周波数は１００ｋＨｚ以下である電池モジュール。
18. 請求項２に記載の電池モジュールであって、
    前記電池モジュールは、前記第１の磁気シールドと前記セル状態監視回路との間に介在する絶縁体をさらに備える電池モジュール。
19. 請求項１～１８のいずれか一項に記載の電池モジュールであって、
    前記第１の磁気シールドは、軟磁性体から構成されている電池モジュール。

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