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JP7772041B2 - 電池監視システムの回路基板、及び電源システム - Google Patents
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JP7772041B2 - 電池監視システムの回路基板、及び電源システム - Google Patents

電池監視システムの回路基板、及び電源システム

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Description

本開示は、電池監視システムの回路基板、及び電源システムに関する。
近年、無線通信により電池状態を送信または受信する電池監視システムが存在する。このような電池監視システムは、例えば特許文献1に記載されている。
特開2020-127318号公報
ところで、このような電池監視システムでは、試作時又は出荷時等の所定のタイミングにおいて、通信経路が正常であるか否か、すなわち、電池状態を正常に送受信することができるか否かについて、検査する必要がある。
しかしながら、無線通信においては、有線通信に比較して、外部ノイズ等、様々な要因により不具合や問題が生じやすい。このため、無線ICと無線アンテナとの間の電気経路などの検査とは別に、アンテナ特性などの検査を事前に行っておくことが効率的であると考えられる。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、効率的な検査を行うことができる電池監視システムの回路基板、及び電源システムを提供することにある。
上記課題を解決するための電池監視システムの回路基板は、電池部の電池状態を監視する電池監視システムに用いられる電池監視システムの回路基板であって、無線アンテナと、当該無線アンテナを介して無線通信を行って前記電池状態を送信または受信する無線部と、前記無線部と前記無線アンテナとの間の電気経路に接続可能に構成され、かつ、検査端子が電気的に接続可能に構成される接続用導体と、が設けられている。
これにより、接続用導体を介して電気経路の途中から各種信号を入出力することが可能となる。このため、検査対象を分けることができ、効率的に検査を行うことができる。
上記課題を解決するための電源システムは、電池部の電池状態を検出する電池監視装置と、前記電池監視装置と無線通信して前記電池監視装置が検出した電池状態を取得し、当該電池状態に基づいて電池部を管理する電池制御装置と、を有する電源システムであって、前記電池制御装置の回路基板及び前記電池監視装置の回路基板には、無線アンテナと、当該無線アンテナを介して無線通信を行って前記電池状態を送信または受信する無線部と、前記無線部と前記無線アンテナとの間の電気経路に接続可能に構成され、かつ、検査端子が電気的に接続可能に構成される接続用導体と、がそれぞれ設けられており、前記電池制御装置の前記回路基板の両端のうち一方側には、外部機器と有線接続するためのコネクタが設けられ、他方側には、前記無線アンテナが配置されている。
これにより、接続用導体を介して電気経路の途中から各種信号を入出力することが可能となる。このため、検査対象を分けることができ、効率的に検査を行うことができる。
また、回路基板の両端のうち一方側には、コネクタが設けられ、他方側には、無線アンテナが配置されているため、コネクタが、無線アンテナからの電波の障害物となることを抑制できる。
車両の概略構成図。 電池パックの構成を示すブロック図。 電池監視装置における回路配置を説明するための平面図。 電池制御装置における回路配置を説明するための平面図。 電池パック内の配置を示す図。 フロントエンド回路の構成を示す図。 変形例の電池監視装置を説明するための平面図。 変形例の電池監視装置を説明するための断面図。 変形例の電池監視装置を説明するための平面図。 変形例の電池パックを示す図。 変形例の電池監視装置を説明するための断面図。 変形例の電池監視装置を説明するための平面図。 変形例の電池パック内の配置を示す図。 変形例の筐体を示す平面図。 変形例の筐体を示す側面図。 変形例の電池制御装置における回路配置を説明するための平面図。
以下、本開示における電池監視システムに用いられる回路基板、電源システム及び電源制御システムの実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は原則として繰り返さない。以下では、車両に適用される実施形態について説明されるが、車両以外の用途にも適用可能である。
<車両の全体構成>
図1は、車両10の構成を概略的に示した図である。車両10は、電池パック11(図1では「Battery」と示す)と、電力変換装置としてのパワーコントロールユニット(以下「PCU(Power Control Unit)」と示す)12と、電気負荷としてのモータ13(図1では「MG」と示す)と、車両ECU14(図1では「ECU」と示す)とを備える。本実施形態では、電池パック11及びPCU12により、電源制御システム1が構成されている。また、PCU12と電池パック11との間のバスバー16(電気経路)には、当該バスバー16の通電及び通電遮断を切り替えるリレースイッチ15(図1では「SMR」と示す)が設けられており、電源制御システム1にリレースイッチ15が含まれていてもよい。また、電力変換装置に、リレースイッチ15が含まれていてもよい。
電池パック11は、車両10の駆動電源として車両10に搭載される。図1では、電池パック11は、車両10のエンジンルームに設置されているが、トランクルーム、座席下、又は床下など、他の場所に設置されていてもよい。車両10は、電池パック11に蓄えられた電力を用いて走行する電気自動車或いはハイブリッド自動車である。
電池パック11は、多数の電池セル22(単位電池)を含んで構成される組電池20を含む。電池セル22は、二次電池であり、例えば、リチウムイオン電池である。電池パック11は、モータ13を駆動するための電力を組電池20に蓄えており、PCU12を通じてモータ13へ電力を供給することができる。また、電池パック11は、車両制動時等のモータ13の回生発電時にPCU12を通じてモータ13の発電電力を受けて充電される。本実施形態では、組電池20が電池部に相当する。
また、電池パック11には、組電池20を監視する電池監視装置30や電池監視装置30を制御する電池制御装置40が設けられる。つまり、本実施形態の電池パック11が、組電池20と、電池監視装置30と、電池制御装置40とを備える電源システムに相当する。また、電池監視装置30と電池制御装置40が、電池監視システム2に相当する。なお、電池監視装置30や電池制御装置40の構成については、後述する。
PCU12は、車両ECU14からの制御信号に従って、電池パック11とモータ13との間で双方向の電力変換を実行する。PCU12は、たとえば、モータ13を駆動するインバータと、インバータに供給される直流電圧を電池パック11の出力電圧以上に昇圧するコンバータとを含んで構成される。
モータ13は、交流回転電機であり、たとえば、ロータに永久磁石が埋設された三相交流同期電動機である。モータ13は、PCU12により駆動されて回転駆動力を発生し、モータ13が発生した駆動力は、駆動輪に伝達される。一方、車両10の制動時には、モータ13は、発電機として動作し、回生発電を行なう。モータ13が発電した電力は、PCU12を通じて電池パック11に供給され、電池パック11内の組電池20に蓄えられる。
車両ECU14は、CPU、ROM及びRAM、各種信号を入出力するための入出力ポート等を含んで構成される。CPUは、ROMに格納されているプログラムをRAMに展開して実行する。ROMに格納されているプログラムには、車両ECU14の処理が記されている。車両ECU14の主要な処理の一例として、車両ECU14は、電池パック11から組電池20の電圧、電流、SOC(State Of Charge)等の情報を受け、PCU12を制御することにより、モータ13の駆動及び電池パック11の充放電を指示する。
<電池パック>
図2は、電池パック11の構成を模式的に示す図であり、図5は、電池パック11の内部構成の配置を模式的に示す断面図である。電池パック11は、組電池20と、複数の電池監視装置30と、電池制御装置40と、それらの収容する筐体50(図5に示す)とを備えている。なお、本実施形態では、電池制御装置40は、筐体50の内部に収容されているが、筐体50の外部に配置されていてもよい。また、筐体50を備えず、車体フレームなどに組電池20や電池監視システム2が直接取り付けられていてもよい。すなわち、車体フレームを筐体50の代わりにしてもよい。
<組電池の構成>
組電池20は、複数の電池ブロック21(電池スタック、電池モジュールと称される場合もある)を有する。これらの複数の電池ブロック21が直列及び/又は並列に接続されることにより、組電池20が構成される。各電池ブロック21は、複数の電池セル22を有する。各電池セル22は、リチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池等によって構成される。なお、リチウムイオン二次電池は、リチウムを電荷担体とする二次電池であり、電解質が液体の一般的なリチウムイオン二次電池の他、固体の電解質を用いた所謂全固体電池も含み得る。これらの複数の電池セル22が直列及び/又は並列に接続されることにより、電池ブロック21が構成される。なお、電池ブロック21を設けるか否かは任意であり、複数の電池セル22が直列及び/又は並列に接続されることにより、組電池20が構成されていてもよい。
<電池監視装置>
電池監視装置30は、サテライト・バッテリ・モジュール(SBM:Satellite Battery Module)とも呼ばれ、電池ブロック21毎に、つまり複数の電池セル22ごとに設けられている。図2に示すように、各電池監視装置30は、監視部としての監視IC31と、無線部としての子機側無線IC32と、フロントエンド部としての子機側フロントエンド回路33と、子機側無線アンテナ34と、均等化回路35と、子機側回路基板36などを備えている。以下、子機側無線IC32を単に子機32と示し、子機側無線アンテナ34を子機アンテナ34と示し、子機側回路基板36を子機基板36と示す場合がある。
監視IC31は、セル監視回路とも呼ばれ、電池ブロック21を構成する各電池セル22の電池情報を取得する。その電池情報は、例えば、各電池セル22の電圧情報、温度情報、電流情報等を含む。なお、電池監視装置30の監視対象は、電池セル22毎であってもよいし、組電池20全体であってもよい。
子機32は、監視IC31と有線で接続されている。そして、子機32は、フロントエンド部としての子機側フロントエンド回路33を介して、子機アンテナ34に有線で接続されている。子機側フロントエンド回路33とは、子機アンテナ34で受信した電波からその電波に乗せられて運ばれてきた信号を抽出する復調処理や、子機アンテナ34から外部に送信するために信号を電波に乗せる変調処理などを実施するものである。例えば、図6に示すように、子機側フロントエンド回路33は、複数の電子部品61a~61eから構成されている。なお、図6は、子機側フロントエンド回路33の一例であり、電子部品61a~61eの数や種類、配置などは任意に変更してもよい。
子機32は、監視IC31から受け取ったデータ(制御信号などを含む)を、子機側フロントエンド回路33及び子機アンテナ34を介して無線にて送信する。また、子機32は、子機アンテナ34及び子機側フロントエンド回路33を介して受信したデータを監視IC31に送る。
均等化回路35は、監視IC31又は電池制御装置40からの指示に従って、電池セル22ごとに放電させて、各電池セル22の電圧を均等化させるための回路である。
そして、子機基板36には、これらの電子部品(監視IC31、子機32、子機側フロントエンド回路33、子機アンテナ34、均等化回路35など)が搭載され、電池監視装置30として筐体50の内部に収容され、固定される。
<電池制御装置>
電池制御装置40は、電池ECUやBMU(Battery Management Unit)とも呼ばれる。電池制御装置40は、各電池監視装置30と無線通信可能に構成されている。
詳しく説明すると、図2に示すように、電池制御装置40は、電池制御部としての電池制御MCU41と、無線部としての親機側無線IC42と、フロントエンド部としての親機側フロントエンド回路43と、親機側無線アンテナ44と、測定部としての測定回路45と、親機側回路基板46などを備えている。なお、以下では、親機側無線IC42を単に親機42と示し、親機側無線アンテナ44を親機アンテナ44と示し、親機側回路基板46を親機基板46と示す場合がある。
電池制御MCU41は、CPU、ROM、RAM、入出力インターフェース等を含むマイコン(Micro Controller Unit)により構成されている。電池制御MCU41のCPUは、ROMに格納されているプログラムをRAMに展開して実行する。ROMに格納されているプログラムには、電池制御に関する処理が記されている。
主要な処理の一例として、電池制御MCU41は、電池監視装置30に対して電池情報の取得及び送信を指示する。また、電池制御MCU41は、電池監視装置30から受け取った電池情報に基づいて、組電池20、電池ブロック21、電池セル22の監視を行う。また、電池制御MCU41は、監視結果などに基づいて、組電池20とPCU12やモータ13との通電及び通電遮断状態を切り替えるリレースイッチ15(電力変換装置)を制御する。また、電池制御MCU41は、各電池セル22の電圧を均等化させる均等化信号を送信する場合もある。なお、本実施形態では、車両ECU14が、組電池20の充放電制御を行うために、PCU12に対して指示を行っていたが、電池制御MCU41が実施可能に構成してもよい。以上のように、電池制御MCU41が、組電池20、電池ブロック21、電池セル22の管理を行っている。
親機42は、電池制御MCU41と有線で接続されている。そして、親機42は、フロントエンド部としての親機側フロントエンド回路43を介して、親機アンテナ44に有線で接続されている。親機側フロントエンド回路43とは、子機側フロントエンド回路33と同様に、復調処理や変調処理などを実施するものであり、図6に示すように、複数の電子部品61a~61eから構成されている。
親機42は、電池制御MCU41から受け取ったデータを、親機側フロントエンド回路43及び親機アンテナ44を介して無線にて送信する。また、親機42は、親機アンテナ44及び親機側フロントエンド回路43を介して受信したデータを電池制御MCU41に送る。
測定回路45は、組電池20の端子間に接続されており、組電池20の端子間電圧(総電圧)や、漏電などを測定する回路である。なお、電池ブロック21の電圧を測定してもよい。
そして、親機基板46には、これらの電子部品(電池制御MCU41、親機42、親機側フロントエンド回路43、親機アンテナ44、測定回路45など)が搭載され、電池制御装置40として筐体50の内部に収容され、固定される。
<筐体>
筐体50は、金属等の導電体により構成されている。筐体50は、金属製の箱状に形成されており、略直方体形状となっている。なお、樹脂などの非導電部材により構成されていてもよい。筐体50は、組電池20、電池監視装置30、及び電池制御装置40を収容する。
ところで、電池パック11の試作時など所定のタイミングにおいて、電池制御装置40及び電池監視装置30が正常に動作するか否かを検査する必要がある。そして、無線通信では、アンテナ特性の検査など、有線通信では行われない検査が想定される。このため、いくつかの構成に分けて検査を行うことが効率的であると考えられる。そこで、本実施形態では、以下のような回路構成としている。詳しく説明する。
図3は、電池監視装置30を構成する電子部品と、子機基板36における配置を概略的に示した、子機基板36の平面図であり、図4は、電池制御装置40を構成する電子部品と、親機基板46における配置を概略的に示した、親機基板46の平面図である。
<子機基板の形状及び回路配置>
図3に示すように、子機基板36は、横長の長方形状をしており、各コーナー付近に、子機基板36を筐体50に固定するための締結部としての丸穴37A~37Dがそれぞれ設けられている。そして、図3において、子機基板36の中央付近には、監視IC31、監視IC用電源81、及び無線IC用電源82などの電子部品が搭載され、子機基板36の左側には、均等化回路35などの電子部品が搭載され、子機基板36の右側には、子機32、子機側フロントエンド回路33、子機アンテナ34などの電子部品が搭載されている。また、図3において子機基板36の左端には、電池セル22と接続されるコネクタ31aが取り付けられている。監視IC31は、コネクタ31aを介して電池セル22に接続され、電池セル22に関する電池状態(電池情報)を検出可能に構成されている。
なお、子機基板36には、プリント基板であり、図示はしない導体パターン(配線パターン)が張り巡らされており、互いの電子部品は、導体パターンによって接続されている。また、図示はしないが、上記電子部品以外の電子部品も配置されている。電子部品には、例えば、各種電子回路や、各種回路素子(コンデンサ、スイッチング素子、抵抗など)も含まれる。
また、監視IC用電源81、及び無線IC用電源82は、バッテリ(主機バッテリである組電池20など)から供給された電力を変換して、監視IC31や子機32に供給する電子部品としての電力変換回路である。
また、図2に示すように、子機32と子機アンテナ34との間の電気経路には、子機側フロントエンド回路33が配置されている。そして、子機側フロントエンド回路33から子機アンテナ34に至るまでの電気経路には、検査用ランド38が接続可能に構成されている。検査用ランド38は、子機基板36に設けられた丸形の穴(スルーホール)の周りに設けられた円環状の銅箔部分(接続用導体)のことである。検査用ランド38には、図2に示すように、ピン形状の検査端子38aが差し込まれて、電気的に接続されるようになっている。なお、本実施形態において、検査端子38aは、ピン端子を模式的に記載したが、検査端子38aの形状は任意である。
なお、検査用ランド38と検査端子38aとが電気的に接続されるのであれば、接続態様を任意に変更してもよい。例えば、検査用ランド38に検査端子38aを直接接触させるだけでもよく、また、はんだにより固定してもよい。また、同軸ケーブルを接続するための同軸コネクタを使用して接続してもよい。
外部の検査装置100の接続端子は、検査端子38aに接続され、検査端子38a及び検査用ランド38を介して、子機32に各種検査用情報(データや信号)を送受信可能に構成されている。なお、図2に示すように、検査用ランド38と、子機側フロントエンド回路33から子機アンテナ34に至るまでの電気経路における接続点との間には、経路切替スイッチ39(図3では図示していない)が設けられている。この経路切替スイッチ39を切り替えることにより、検査用ランド38は、子機側フロントエンド回路33から子機アンテナ34に至るまでの電気経路と接続することができる。
子機アンテナ34は、図5に示すように、電池制御装置40の側であって、筐体50の内壁とは反対側に配置される。
子機基板36の各コーナー付近に設けられた丸穴37A~37Dは、グランド部材である筐体50に接続されることによって回路を接地している。なお、接地する際、子機アンテナ34や検査用ランド38が配置されている面とは反対側の面を接地することが望ましい。これにより、子機基板36には、高電圧(例えば、数百V)を扱う高電圧領域36aと、高電圧領域36aに比較して低電圧(例えば、数十V)を扱う低電圧領域36bが設けられていることとなる。子機基板36の高電圧領域36aには、子機32と、子機側フロントエンド回路33、子機アンテナ34、均等化回路35などが配置されている。一方、子機基板36の低電圧領域36bは、筐体50に固定される丸穴37A~37Dの周りに設けられている。そして、丸穴37A~37Dを介して低電圧領域36b(の導体パターン)は、筐体50に接地されている。本実施形態では、すべての丸穴37A~37Dが接地されていたが、丸穴37A~37Dのうちいずれかだけが接地されていてもよい。
また、低電圧領域36bと高電圧領域36aとの間には、低電圧領域36bと高電圧領域36aとを区分し、絶縁する境界36cが設けられている。なお、境界36cには、高電圧領域36aに設けられた電気回路を、低電圧領域36bに設けられた丸穴37A~37Dを介してグランド部材(筐体50)に接地するための電気経路L31が設けられている。当該電気経路L31には、高電圧領域36aにおいて発生するコモンノイズなどを取り除き、丸穴37A~37Dを介してグランド部材(筐体50)に逃がすためのコモンコンデンサ36dなどが設けられている。
また、子機基板36の高電圧領域36aは、高電圧の電流が流れる電子部品及び電気経路(導体パターン)により定められ、少なくとも高電圧の電流が流れる電子部品及び電気経路の周りの領域は、高電圧領域36aとなる。同様に、子機基板36の低電圧領域36bは、高電圧領域36aにおいて流れる電流に比較して低電圧の電流が流れる電子部品及び電気経路(導体パターン)により定められ、少なくとも低電圧の電流が流れる電子部品及び電気経路の周りの領域は、低電圧領域36bとなる。
また、境界36cは、絶縁領域であり、高電圧領域36aと低電圧領域36bとを繋ぐ電気経路L31以外、電気経路が配置されていない領域である。なお、図3では、境界36cをハッチングして図示している。図3に示すように、境界36cは、高電圧領域36aと低電圧領域36bとが十分に離れるように、ある程度の幅を有していることが望ましい。
ところで、検査用ランド38は、試作品の段階で検査のために主に使用されるものであり、量産段階では使用されないことが多い(使用される場合もある)。このため、量産品では、検査端子38aが取り付けられておらず、導体(銅箔部分)が露出した状態となる。このような場合、子機基板36の高電圧領域36aに配置されている検査用ランド38が、子機基板36の低電圧領域36bの近い位置、若しくは低電圧領域36bと同電位である筐体50の内壁に近い位置に配置されてしまっていると、電位差によっては、低電圧領域36b(又は筐体50)との間で絶縁破壊が発生する可能性が高まる。つまり、子機基板36の高電圧領域36aに設けられた電気経路が、検査用ランド38を介して低電圧領域36bに設けられた電気経路(又は筐体50)と短絡してしまう虞がある。
そこで、本実施形態の検査用ランド38は、低電圧領域36b(又は筐体50)に最も近い電子部品よりも低電圧領域36bから離れて配置されている。例えば、検査用ランド38は、右上の丸穴37Aに最も近い子機側フロントエンド回路33よりも当該丸穴37Aから離れて配置されている。つまり、図3において右上の丸穴37A(及びその周りの低電圧領域36b)と、検査用ランド38との間には、子機側フロントエンド回路33を構成するいずれかの電子部品61a~61eが配置されている。境界36cと検査用ランド38との間に、子機側フロントエンド回路33が設けられているともいえる。同様に、図3において右下の丸穴37B(及びその周りの低電圧領域36b)と、検査用ランド38との間には、子機32が配置されている。同様に、図3において左上又は左下の丸穴37C,37D(及びそれらの周りの低電圧領域36b)と、検査用ランド38との間には、均等化回路35などが配置されている。
また、子機アンテナ34は、熱により影響を受けやすい。このため、子機アンテナ34と均等化回路35のうち一方は、子機基板36の外縁部分側に配置され、他方は、子機基板36の中心部分側に配置されている。具体的には、子機アンテナ34は、子機基板36の左端近傍に配置され、均等化回路35は、中央付近に配置されている。なお、子機アンテナ34は、熱源となりうる監視IC用電源81や無線IC用電源82とも十分に離間していることが望ましい。
また、子機基板36は、丸穴37A~37Dを介して筐体50にネジなどにより固定される。このため、ネジなどにより丸穴37A~37D近傍には応力がかかる。応力がかかると、子機基板36が歪み、それに伴い回路や無線アンテナのインピーダンスが変わり、電波や電流の周波数特性に影響を与える可能性がある。このため、子機アンテナ34や検査用ランド38は、丸穴37A~37Dから所定間隔以上離間していることが望ましい。そこで、丸穴37A~37Dは、子機基板36の各コーナー付近に配置され、子機アンテナ34や検査用ランド38は、子機基板36の内側に配置している。
また、複数の丸穴37A~37Dを介して筐体50にネジなどにより固定されるため、丸穴37A~37Dを結ぶ直線上も応力がかかりやすく、歪みやすい。このため、子機アンテナ34や検査用ランド38は、各丸穴37A~37D間を結ぶ直線上を避けて配置されることが望ましい。本実施形態において、検査用ランド38は、各丸穴37A~37D間を結ぶ直線上を避けて配置されている。
また、子機基板36は、筐体50に収容されるものであり、図5に示すように、子機基板36の外縁部分は、筐体50の内壁に対向し、かつ、内壁に近接して配置されている。つまり、子機基板36の外縁部分と、筐体50の内壁との間に隙間があまりない。このため、検査用ランド38は、子機アンテナ34に比較して筐体50の内壁から遠くなるように、子機アンテナ34よりも子機基板36の内側に配置されている。つまり、筐体50に電池監視装置30を収容した場合においても、筐体50の内壁に邪魔されることなく、検査用ランド38に検査端子38aを抜き差ししやすくなっている。
ところで、子機アンテナ34の放射パターン(放射される電波の放射強度のパターン)は、周方向において一律ではないことが多い。これは、子機アンテナ34として指向性アンテナを採用したときは当然であるが、無指向性のアンテナでも、回路配置などにより、若干異なる。さらに言えば、筐体50の内部など、通信空間が狭い場合には、干渉などにより放射パターンが変化しやすい。そして、検査用ランド38は、前述したように導体であるため、互いに影響を与える可能性がある。例えば、検査用ランド38が、電波(無線通信)にノイズが生じる原因となる可能性がある。また、検査時において検査用ランド38を介して子機アンテナ34からの電波に基づくノイズが電池監視装置30の回路内に生じる可能性がある。
そこで、検査用ランド38は、子機アンテナ34から放射される電波の放射強度が最も強い放射方向を中心とする所定範囲の範囲外に、設けられている。図3では、子機アンテナ34から放射される電波の放射強度が最も強い方向を矢印Y1で示し、所定範囲を1点鎖線で示す。なお、所定範囲は、0度~180度の範囲で設定すればよく、望ましくは、30~90度の範囲外に設定されていればよい。本実施形態では、子機アンテナ34から放射される電波の放射強度が最も強い方向を中心として、90度の範囲が所定範囲として設定されている。なお、親機42と子機32との間で無線通信を行う場合、親機アンテナ44と子機アンテナ34とを結ぶ方向が、電波の放射強度が最も強い方向となる可能性が一般的には高い。
また、子機アンテナ34及び検査用ランド38は、筐体50又は組電池20のケースに設けられた金属部品と対向するように配置してもよい。つまり、所定方向において、子機アンテナ34及び検査用ランド38は、筐体50又は組電池20のケースに設けられた金属部品によって、覆われていてもよい。これにより、金属部品が電磁シールドとして機能し、外部からのノイズの影響が抑制される。
<親機基板の形状及び回路配置>
次に、親機基板46の形状及び回路配置について説明する。図4に示すように、親機基板46は、横長の長方形状をしており、各コーナー付近に、親機基板46を筐体50に固定するための締結部としての丸穴47A~47Dがそれぞれ設けられている。そして、図4に示すように、親機基板46の右側に、測定回路45などが搭載され、中央付近に、電池制御MCU41、電池制御MCU用電源83及び無線IC用電源84などが搭載され、左側に、親機42、親機側フロントエンド回路43、親機アンテナ44などが搭載されている。
また、図4において親機基板46の右端には、車両ECU14など外部と接続されるコネクタ41aが取り付けられている。電池制御MCU41は、コネクタ41aを介して車両ECU14に接続され、電池セル22に関する電池状態(電池情報)を送信可能に構成されている。また、車両ECU14からの指令を受信可能に構成されている。
なお、親機基板46は、子機基板36と同様に、プリント基板であり、互いの電子部品は、導体パターンによって接続されている。また、図示はしないが、上記電子部品以外の電子部品も配置されている。電子部品には、例えば、各種電子回路や、各種回路素子(コンデンサ、スイッチング素子、抵抗など)も含まれる。
また、電池制御MCU用電源83及び無線IC用電源84は、バッテリ(図示しない補機バッテリなど)から供給された電力を変換して、電池制御MCU41や親機42に供給する電子部品としての電力変換回路である。
また、図2に示すように、親機42と親機アンテナ44との間の電気経路には、親機側フロントエンド回路43が配置されている。そして、親機側フロントエンド回路43から親機アンテナ44に至るまでの電気経路には、検査用ランド48が接続可能に構成されている。検査用ランド48は、子機基板36の検査用ランド38と同様の構成をしている。検査用ランド48には、ピン形状の検査端子48aが差し込まれて、電気的に接続されるようになっている。なお、検査端子48aの形状は任意である。
なお、検査用ランド48と検査端子48aとが電気的に接続されるのであれば、接続態様を任意に変更してもよい。例えば、検査用ランド48に検査端子48aを直接接触させるだけでもよく、また、はんだにより固定してもよい。また、同軸ケーブルを接続するための同軸コネクタを使用して接続してもよい。
外部の検査装置100は、検査端子48a及び検査用ランド48を介して、親機側フロントエンド回路43を介して親機42に各種検査用情報を送受信可能に構成されている。なお、図2に示すように、検査用ランド48と、親機側フロントエンド回路43から親機アンテナ44に至るまでの電気経路における接続点との間には、経路切替スイッチ49が設けられている。この経路切替スイッチ49を切り替えることにより、検査用ランド48は、親機側フロントエンド回路43から親機アンテナ44に至るまでの電気経路と接続することができる。
親機基板46の各コーナーに設けられた丸穴47A~47Dのうち右下の丸穴47Bの付近には、組電池20が接続されるコネクタ45aが配置されている。このコネクタ45aは、組電池20の最上位電位と最下位電位とを取得できるように(つまり、端子間電圧を取得できるように)、若しくはそのいずれかを取得できるように、組電池20の正極側端子及び負極側端子のうち少なくともいずれか一方に接続されている。すなわち、コネクタ45aは、絶縁破壊(漏電)を検出する際に利用する電圧を取得するためのコネクタである。これに伴い、親機基板46には、高電圧(例えば、数百V)を扱う高電圧領域46aと、低電圧(例えば、数十V)を扱う低電圧領域46bが設けられることとなる。より詳しくは、親機基板46の高電圧領域46aには、コネクタ45aを介して組電池20に接続される測定回路45が配置されている。一方、親機基板46の低電圧領域46bには、電池制御MCU41と、親機42と、親機側フロントエンド回路43と、親機アンテナ44などが配置されている。一方、親機基板46の高電圧領域46aと低電圧領域46bの間には、それらの間を遮断する境界46cが設けられている。
なお、境界46cには、測定回路45からの検出結果を送信するための電気経路L41(破線で示す)が設けられている。測定回路45は、丸穴47Bを介して組電池20の電圧を取得し、高電圧領域46aの電池制御MCU41などに送信する。
また、親機基板46の高電圧領域46aは、高電圧の電流が流れる電子部品及び電気経路(導体パターン)により定められ、少なくとも高電圧の電流が流れる電子部品及び電気経路の周りの領域は、高電圧領域46aとなる。同様に、親機基板46の低電圧領域46bは、高電圧領域46aにおいて流れる電流に比較して低電圧の電流が流れる電子部品及び電気経路(導体パターン)により定められ、少なくとも低電圧の電流が流れる電子部品及び電気経路の周りの領域は、低電圧領域46bとなる。
そして、親機基板46の境界46cは、絶縁領域であり、高電圧領域46aと低電圧領域46bとを繋ぐ電気経路L41以外、電気経路が配置されていない領域である。なお、図4では、境界46cをハッチングして図示している。図4に示すように、境界46cは、高電圧領域46aと低電圧領域46bとが十分に離れるように、ある程度の幅を有していることが望ましい。
ところで、検査用ランド48は、検査用ランド38と同様に、試作品の段階で検査のために主に使用されるものであり、量産段階では使用されないことが多い(使用される場合もある)。このため、量産品では、検査端子48aが取り付けられておらず、導体(銅箔部分)が露出した状態となる。このため、子機基板36の検査用ランド38と同じような課題を有することとなる。つまり、親機基板46の高電圧領域46aと、低電圧領域46bとが検査用ランド48(又は検査端子48a、以下同じ)を介して短絡してしまう虞がある。
そこで、本実施形態の検査用ランド48は、高電圧領域46aに最も近い電子部品よりも高電圧領域46aから離れて配置されている。例えば、検査用ランド48は、親機側フロントエンド回路43より高電圧領域46aから離れて配置されている。つまり、図4において高電圧領域46aと、検査用ランド48との間には、親機側フロントエンド回路43など他の電子部品が配置されている。
また、親機基板46は、丸穴47A~47Dを介して筐体50にネジなどにより固定される。このため、ネジなどにより丸穴47A~47D近傍には応力がかかる。応力がかかると、親機基板46が歪み、それに伴い回路や無線アンテナのインピーダンスが変わり、電波や電流の周波数特性に影響を与える可能性がある。このため、親機アンテナ44や検査用ランド48は、丸穴47A~47Dから所定間隔以上離間していることが望ましい。そこで、丸穴47A~47Dは、親機基板46の各コーナー付近に配置され、親機アンテナ44や検査用ランド48は、親機基板46の内側に配置されている。
また、丸穴47A~47Dを介して筐体50にネジなどにより固定されるため、丸穴47A~47Dを結ぶ直線上も応力がかかりやすく、歪みやすい。このため、親機アンテナ44や検査用ランド48は、各丸穴47A~47D間を結ぶ直線上を避けて配置されることが望ましい。本実施形態において、検査用ランド48は、各丸穴47A~47D間を結ぶ直線上を避けて配置されている。
また、親機基板46は、筐体50に収容されるものであり、図5に示すように、親機基板46の外縁部分は、筐体50の内壁に対向し、かつ、内壁に近接して配置されている。つまり、親機基板46の外縁部分と、筐体50の内壁との間に隙間があまりない。このため、検査用ランド48は、親機アンテナ44に比較して筐体50の内壁から遠くなるように、親機アンテナ44よりも親機基板46の内側に配置されている。つまり、筐体50に電池制御装置40を収容した場合においても、筐体50の内壁に邪魔されることなく、検査用ランド48に検査端子48aを抜き差ししやすくなっている。
また、子機基板36の場合と同様に、親機基板46の検査用ランド48は、親機アンテナ44から放射される電波の放射強度が最も強い放射方向を中心とする所定範囲の範囲外に、設けられている。図4では、親機アンテナ44から放射される電波の放射強度が最も強い放射方向を矢印Y2で示し、所定範囲を1点鎖線で示す。なお、所定範囲は、0度~180度の範囲で設定すればよく、望ましくは、30~90度の範囲外に設定されていればよい。本実施形態では、親機アンテナ44から放射される電波の放射強度が最も強い方向を中心として、90度の範囲が所定範囲として設定されている。
また、子機基板36の場合と同様に、親機アンテナ44及び検査用ランド48は、筐体50又は組電池20のケースに設けられた金属部品と対向するように配置してもよい。これにより、金属部品が電磁シールドとして機能し、外部からのノイズの影響が抑制される。
上記実施形態によれば、以下に示す効果を有する。
子機基板36に、検査端子38aが接続される検査用ランド38を設けた。そして、検査端子38a及び検査用ランド38を介して、子機32との間で各種検査用情報を送受信できるように外部の検査装置100を構成した。これにより、検査用ランド38を介して電気経路の途中から各種信号を入出力することが可能となる。このため、検査対象を分けることができる。例えば、アンテナ特性の検査だけを行うことができる。したがって、効率的に検査を行うことができる。なお、親機基板46においても同様に検査用ランド48を設けており、子機基板36と同様の効果を得ることができる。
検査用ランド38,48は、自らが配置されている領域とは異なる領域に最も近い電子部品よりも当該領域から離れて配置されている。すなわち、検査用ランド38,48が配置されている領域において、検査用ランド38,48と、検査用ランド38,48が配置されている領域とは異なる領域との間には、電子部品が配置されている。
例えば、検査用ランド38が配置されている高電圧領域36aにおいて、検査用ランド38と、低電圧領域36bとの間には、子機側フロントエンド回路33を構成する電子部品61a~61eのいずれかが配置されている。また、検査用ランド38は、筐体50に接地される丸穴37Aに最も近い電子部品61a~61eよりも当該丸穴37Aから離れて配置されている。また、検査用ランド48が配置されている低電圧領域46bにおいて、検査用ランド48と、高電圧領域46aとの間には、親機側フロントエンド回路43を構成する電子部品61a~61eなどが配置されている。これにより、検査用ランド38,48を介して、高電圧領域36a,46aと、低電圧領域36b,46bとの間で絶縁破壊が生じることを抑制することができる。
検査用ランド38と均等化回路35のうち一方は、子機基板36の外縁部分側に配置され、他方は、中心側に配置されている。同様に、子機アンテナ34と均等化回路35のうち一方は、子機基板36の外縁部分側に配置され、他方は、中心側に配置されている。本実施形態では、検査用ランド38及び子機アンテナ34は、外縁側に、均等化回路35は、中心側に設けられている。これにより、均等化回路35から発生する熱の影響が、子機アンテナ34に及ぼすことを抑制し、熱による通信障害を抑えることができる。
子機32、子機側フロントエンド回路33、及び子機アンテナ34からなる高周波回路と、監視IC31と間に、検査用ランド38が配置されている。これにより、監視IC31から生じるノイズを検査用ランド38に逃がすことができる。このため、高周波回路の側にノイズが伝達し、電波特性に悪影響が生じないようにすることができる。同様に、高周波回路から発生する高周波ノイズの影響が、監視IC31に及ぶことを抑制することができ、検出精度を向上させることができる。
筐体50に固定するための丸穴37A~37D,47A~47Dが、子機基板36又は親機基板46の外縁部分に設けられており、検査用ランド38,48は、丸穴37A~37D,47A~47Dよりも子機基板36又は親機基板46の内側に配置されている。これにより、検査用ランド38,48と、丸穴37A~37D,47A~47Dとを好適に離間することができる。したがって、子機基板36又は親機基板46をネジなどで固定する際、丸穴37A~37D,47A~47D付近において、応力により生じる歪みの影響が、検査用ランド38,48に及ぶことを抑制することができる。これにより、インピーダンスが変更することを抑制し、精度よく検査することができる。
また、検査用ランド38,48及び無線アンテナ34,44は、丸穴37A~37D,47A~47D同士を結ぶ直線上を避けて配置されている。これにより、丸穴37A~37D,47A~47D同士を結ぶ直線上において、応力により生じる歪みの影響が、検査用ランド38,48や無線アンテナ34,44に及ぶことを抑制することができる。これにより、インピーダンスが変更することを抑制し、精度よく検査することができる。また、無線アンテナ34,44への影響を抑制することができる。
子機基板36は、筐体50に収容されるものであり、図5に示すように、子機基板36の外縁部分は、筐体50の内壁に対向して配置されている。このため、検査用ランド38は、子機アンテナ34に比較して筐体50の内壁から遠くなるように、子機アンテナ34よりも子機基板36の内側に配置されている。これにより、筐体50の内壁に邪魔されることなく、検査用ランド38に検査端子38aを抜き差ししやすくなっている。
同様に、親機基板46の外縁部分は、筐体50の内壁に対向している。このため、検査用ランド48は、親機アンテナ44に比較して筐体50の内壁から遠くなるように、親機アンテナ44よりも親機基板46の内側に配置されている。これにより、検査用ランド48に検査端子48aを抜き差ししやすくなっている。
境界36c,46cと、検査用ランド38,48との間に、子機側フロントエンド回路33又は親機側フロントエンド回路43が設けられている。これにより、絶縁破壊を好適に抑制することができる。
検査用ランド38,48は、無線アンテナ34,44から放射される電波の放射強度が最も強い放射方向(Y1,Y2)を中心とする90度の範囲外に設けられている。これにより、検査用ランド38,48を原因として、電波に生じるノイズを低減することができる。また、検査時に、検査用ランド38を介して子機アンテナ34からの電波に基づくノイズを低減することができる。
均等化回路35は、子機アンテナ34よりも検査用ランド38の近くに配置されている。これにより、均等化回路35により生じる熱が検査用ランド38を介して放熱され、子機アンテナ34に熱が伝わることを抑制することができる。このため、熱の影響により子機アンテナ34による無線通信に不具合が生じることを抑制することができる。
無線アンテナ34,44及び検査用ランド38,48は、筐体50又は組電池20のケースに設けられた金属部品と対向するように配置してもよい。このように配置した場合、金属部品が電磁シールドとして機能し、外部からのノイズを抑制することができる。
複数の丸穴37A~37Dのうち、子機アンテナ34に最も近い丸穴37Aは、当該子機アンテナ34が設けられている辺とは異なる辺に配置されている。すなわち、子機基板36の長辺側に子機アンテナ34が配置されており、子機基板36の短辺側に、子機アンテナ34に最も近い丸穴37Aが設けられている。これにより、丸穴37A付近に生じる歪みの影響が、子機アンテナ34に及ぶことを抑制することができる。
親機基板46の両端のうち右側には、外部機器である車両ECU14と有線接続するためのコネクタ41aが設けられ、他方側には、親機アンテナ44が配置されている。これにより、親機アンテナ44からの電波が、コネクタ41aに干渉し、遮られることを防止できる。つまり、コネクタ41aが無線通信の障害になることを抑制できる。
図5に示すように、子機基板36の右側に子機アンテナ34が配置される一方、親機基板46の左側に親機アンテナ44が配置されている。つまり、子機基板36は、親機基板46の両端のうち、親機アンテナ44が設けられた側に配置されている。これにより、親機アンテナ44と子機アンテナ34との間の距離を近づけることができるとともに、障害物を少なくすることができる。よって、好適に無線通信を行うことができる。
(変形例)
上記実施形態の構成の一部を以下に示すように変更してもよい。以下に変形例を示す。
・上記実施形態において、均等化回路35を子機基板36の外縁部分に配置し、検査用ランド38を中央付近に設けてもよい。
・上記実施形態において、検査用ランド38は、検査用ランド38に最も近い丸穴37A~37Dに比較して子機基板36の中央側に配置されていたが、検査用ランド38に最も近い丸穴37A~37Dが設けられた辺とは反対側に、配置されていてもよい。例えば、図7に示すように、子機基板36の左辺側のみに丸穴37C,37Dが形成されていた場合、検査用ランド38を左辺側に配置すればよい。これにより、丸穴37C,37D付近に生じる歪みの影響が、検査用ランド38に及ぶことを抑制することができる。
同様に、検査用ランド48は、検査用ランド48に最も近い丸穴47Dが設けられた辺とは反対側に、配置されていてもよい。例えば、丸穴が親機基板46の右辺側のみに形成されていた場合、検査用ランド48を左辺側に配置してもよい。
・上記実施形態において、均等化回路35は、子機アンテナ34よりも検査用ランド38の側に配置されていたが、つまり、検査用ランド38の近くに配置されていたが、子機アンテナ34の近くに配置されていてもよい。
・上記実施形態において、子機基板36は、表面及び裏面にそれぞれ素子や回路を配置可能に構成されていてもよい。その際、図8に示すように、均等化回路35が配置される面と、検査用ランド38が配置されている面とを異ならせてもよい。また、均等化回路35が配置される面と、子機32が配置されている面とを異ならせてもよい。同様に、均等化回路35が配置される面と、子機アンテナ34が配置されている面とを異ならせてもよい。これにより、検査時において、均等化回路35により生じる熱が子機32や検査用ランド38に伝わることを抑制することができる。このため、精度よく検査することができる。また、このように構成する場合、子機アンテナ34及び検査用ランド38が配置される面とは反対側において、グランド部材(筐体50等)と接続されることが望ましい。これにより、グランド部材からノイズが子機アンテナ34や検査用ランド38に伝わることを抑制することができる。
同様に、熱源となりうる監視IC用電源81は、無線装置(子機側無線IC32、子機側フロントエンド回路33、子機側無線アンテナ34)とは反対側の面に配置してもよい。電池制御MCU用電源83も同様である。
・上記実施形態において、無線IC用電源82,84は、無線装置(子機側無線IC32、子機側フロントエンド回路33、子機側無線アンテナ34、親機側無線IC42、親機側フロントエンド回路43、親機側無線アンテナ44)から所定距離離して配置されることが望ましい。所定距離とは、例えば、無線IC用電源82,84の電源回路の大きさ以上の距離である。
・上記実施形態において、検査用ランド38,48は、検査終了後、図9に示すように、樹脂などの絶縁材料からなる封止部材62により封止されていてもよい。これにより、検査用ランド38,48を介して絶縁破壊が生じることを抑制することができる。
・上記実施形態において、検査用ランド38は、子機側フロントエンド回路33に対して所定距離以上離間するようにして配置されていてもよい。
・上記実施形態では、図2に示すように、経路切替スイッチ39により、検査用ランド38に接続される電気経路と、子機アンテナ34に接続される電気経路とを、接続可能に構成したが、接続に係る構成は任意に変更してもよい。例えば、短絡素子を用いて、検査用ランド38に接続される電気経路と、子機アンテナ34に接続される電気経路とを、接続してもよい。また、検査用ランド38に接続される電気経路と、子機アンテナ34に接続される電気経路とを、共に子機32が接続される電気経路に接続しておき、検査用ランド38に接続される電気経路又は子機アンテナ34に接続される電気経路の少なくともいずれかに配置された電子部品(バンドパスフィルタなど)により、子機アンテナ34に信号を送信するか否かを選択可能に構成してもよい。
同様に、電池制御装置40において、検査用ランド48に接続される電気経路と、親機アンテナ44に接続される電気経路との間における接続構成も任意に変更してもよい。
・上記実施形態の電池パック11において、組電池20を冷却するために風を発生させる冷却用ブロワ63が設けられていてもよい。その際、図10に示すように、冷却用ブロワ63によって発生する風の通り道(図において矢印で風向き及び風の通り道を示す)において、均等化回路35は、子機アンテナ34及び検査用ランド38に対して風下に配置されている。つまり、子機アンテナ34及び検査用ランド38が風上に配置され、均等化回路35が風下に配置される。これにより、均等化回路35が発熱しても、その熱が風(空気)を介して子機アンテナ34及び検査用ランド38に伝わることを抑制することができる。
・上記実施形態において、子機32、子機アンテナ34、及び子機側フロントエンド回路33からなる高周波回路と、監視IC31と間に、検査用ランド38が配置されていたが、それらの間に配置されていなくてもよい。
・上記実施形態において、図9に示すように、子機32、子機アンテナ34、及び子機側フロントエンド回路33などからなる高周波回路と、監視IC31及び均等化回路35と間に、スリット65(溝)を形成してもよい。これにより、高周波回路から発生する高周波ノイズの影響が、監視IC31などに及ぶことを抑制することができ、検出精度を向上させることができる。
・上記実施形態において、図11(a)に示すように、電池監視装置30の子機基板36は、コネクタ31aを介して電池セル22と接続されていた、より詳しく説明すれば、コネクタ31aを介して電池セル22に接続される検出線66が接続されていた。この変形例として、図11(b)に示すように、電池セル22に接続される検出線66がはんだ付けによって、電池監視装置30の子機基板36に接続されていてもよい。子機基板36に形成されるはんだ接合部67は、コネクタ31aに対して高さを低くしやすいため、子機アンテナ34から送受信される電波との干渉を抑制することができる。
・上記実施形態において、親機アンテナ44を、所定の放射方向において電波の放射強度が高い指向性アンテナとしてもよい。その際、図4に示す場合と同様に、指向性アンテナの放射方向Y2(電波の放射強度が最も高い方向)とは反対側に、コネクタ41aが設けられることが望ましい。これにより、親機アンテナ44からの電波がコネクタ41aにより遮られることを抑制することができる。
・上記実施形態において、図12に示すように、子機基板36を固定するための締結部としての丸穴137B,137Dが、子機基板36のいずれかの辺(図12では短辺)から突出するように設けられていてもよい。この場合、子機アンテナ34は、子機基板36の外縁部分であって、丸穴137B,137Dが設けられていない辺(図12では長辺)に設けられていることが望ましい。これにより、子機アンテナ34からの電波が、突出して設けられた締結部によって遮られることを抑制することができる。より詳しくは、丸穴137B,137Dに挿入されるネジなどが電波の障害物となることを防止できる。
・上記実施形態において、子機基板36及び親機基板46は、組電池20とモータ13などの電気負荷とが接続されるバスバー16(電源経路)に接続されている。より詳しくは、子機基板36は、コネクタ31aを介して電池セル22と接続するために、バスバー16と直接的又は間接的に接続されることとなる。また、親機基板46は、丸穴47Bを介して組電池20と接続するために、バスバー16と直接的又は間接的に接続されることとなる。
このバスバー16には、図1に示すように、PCU12やリレースイッチ15など、スイッチング素子が用いられる電力変換回路から発生したノイズが流れる。したがって、このノイズは、バスバー16などを介して子機基板36又は親機基板46のフロントエンド回路33,43に流れる可能性があり、通信に影響を与える可能性がある。
そこで、PCU12やリレースイッチ15などの電力変換装置は、バスバー16からフロントエンド回路33,43に流れるノイズの強さ(電流又は電圧の大きさ)が、当該フロントエンド回路33,43を流れる電流の電流値又は電圧値以下になるように、電力変換装置のスイッチング素子のオンオフ制御により発生したノイズをグランド部材(シャーシグランド等)に逃がすように電力変換装置においてグランド部材に接続されている。これにより、ノイズの影響を抑えて、好適に通信を行うことができる。また、コネクタ31aが配置された側に、つまり、コネクタ31aの近傍に子機32や子機アンテナ34等を配置することができる。
・上記実施形態において、接続用導体は、検査用ランド38,48に限らず、パッドであってもよい。
・上記実施形態において、無線IC32,42やフロントエンド回路33,43などの高周波回路をシールドカン(金属製のシールドケース)で覆ってもよい。これにより、ノイズの影響を抑えることができる。
・上記実施形態において、回路基板36,46は、四角形状に限らず、任意の形状に変更してもよい。多角形状や円形の基板にしてもよい。
・上記実施形態の他の実施例として、検査装置100による検査は、回路基板36,46(子機基板36及び親機基板46、以下同じ)の量産前に、代表する回路基板36,46(つまり、試作品)によって行う。そして、代表する回路基板36,46によって、所望の性能が確保できることが確認された場合、これらの量産を行う。量産用の回路基板36,46は、量産前の検査によって所望の性能を有することが確認されているため、通常、検査は行われない。このため、量産用の回路基板36,46は、検査が行われないため、本来的には、検査用ランド38や検査端子38aは、不要となるが、これらを取り除くと、量産前に検査を行った代表する回路基板36,46(試作品)と電気的特性が変化する可能性がある。そこで、電気的特性が変化することを防止するため、少なくとも検査用ランド38は、量産用の回路基板36,46でも配置されている。
・上記実施形態において、量産段階において、検査装置100による検査を行ってもよい。このとき、量産段階における検査は、全ての回路基板36,46について行ってもよいし、また、抜き取り検査などによって、代表的な回路基板36,46についてのみ実施してもよい。なお、量産用の全回路基板36,46に、検査用ランド38,48が設けられるのであれば、検査端子38a,48aは、あってもなくてもどちらでもよい。
・上記実施形態において、締結部としての丸穴37A~37D,47A~47Dの形状、数、及び配置は任意に変更してもよい。
・上記実施形態において、電池ブロック21、電池監視装置30、及び電池制御装置40の配置は、任意に変更してもよい。例えば、図13(a)に示すように、電池監視装置30は、各電池ブロック21の長手方向端部、具体的には、図13(a)において、筐体50の短手方向両端(左右方向両端)に配置されていてもよい。そして、電池制御装置40は、筐体50の長手方向における一端側において、電池ブロック21の側面に配置されていてもよい。その際、図13(b)に示すように、上下方向において電池ブロック21の上側に配置してもよい。そして、筐体50の上部空間(電池ブロック21よりも上方の空間)を利用して、無線通信を行ってもよい。また、電池ブロック21の側面に、電池監視装置30や電池制御装置40を配置することにより、電池ブロック21の上面に配置する場合に比較して、低背化することが可能となる。
・上記実施形態において、子機アンテナ34及び親機アンテナ44は、検査用ランド38,48に比較して、通信相手となる電池監視装置30又は電池制御装置40の近くに配置されていることが望ましい。
・上記実施形態において、子機アンテナ34及び親機アンテナ44は、検査用ランド38,48よりも上方(筐体50の蓋側)に近い位置に配置されていることが望ましい。これにより、検査用ランド38,48からの影響を受けることなく(若しくは検査用ランド38,48に影響を与えることなく)、子機アンテナ34及び親機アンテナ44は、筐体50の上部空間を好適に利用して無線通信を行うことができる。
・上記実施形態において、指向性アンテナを利用する場合、筐体50の上部空間を利用するように電波の指向性を調整することが望ましい。その際、指向性アンテナの方向(送信電波の指向性)は、受信側に向かうように配置されることが望ましい。また、その際、指向性アンテナの方向(送信電波の指向性)とは反対方向に検査用ランド38,48が配置されることが望ましい。
・上記実施形態において、図14に示すように、筐体150を樹脂により構成し、ボルトなどの金属部品を用いることなく熱カシメ151により筐体150の蓋部152を固定してもよい。このように金属部品を筐体150に用いないことにより、無線電波の乱反射を防ぐことができ、不要なアンテナ特性の劣化を防ぐことができる。なお、子機基板36を固定するための締結部としての丸穴237A,237C(グランド部材に接続させる部材)が、筐体50の外部に突出するように設けられていてもよい。
・上記実施形態において、図15に示すように、筐体50に放熱用のスリット55が設けられていてもよい。放熱用のスリット55を設ける位置は、任意である。ただし、放熱用のスリット55は、均等化回路35や、監視IC31、電池制御MCU41など放熱を必要とする部品と対向する位置(若しくは近傍)に設けられることが望ましい。また、放熱用のスリット55は、アンテナ34,44や検査用ランド38,48等、ノイズの影響を受けやすい部材に対向する位置(若しくは近傍)を避けて設けられることが望ましい。また、放熱用のスリット55は、筐体50の内部に異物が侵入することを抑制するために、筐体50の下部若しくは下側に設けられることが望ましい。
・上記実施形態において、親機基板46に、複数の無線装置(親機側無線IC42、親機側フロントエンド回路43、親機側無線アンテナ44)を備えてもよい。その際、図16に示すように、親機基板46の短手方向中央付近に、2つの親機側無線IC42を設け、短手方向一端側(図において上側)に2つの親機側無線アンテナ44のうち一方が、短手方向他端側(図において下側)に2つの親機側無線アンテナ44のうち他方が、配置されてもよい。このようにすれば、少ないスペースで無線装置を配置することができ、面積効率が良くなる。また、互いの無線電波による影響を抑制することができる。
また、図16に示すように、破線で示す電池制御MCU141は、無線装置が配置される面(表面)とは反対側の面(裏面)に配置されていてもよい。すなわち、無線装置は、電波伝搬を考慮して配置する必要があり、回路基板において配置可能な位置に制約がある。このため、親機側無線IC42と電池制御MCU141との間で、配線の取り回しが困難になる場合がある。そこで、電池制御MCU141を反対側の裏面に設け、さらに電子部品が少ない裏面を配線部として用いることで、親機側無線IC42と電池制御MCU141との間で、配線を通しやすくすることができる。
本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウエア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。
以下、上述した各実施形態から抽出される特徴的な構成を記載する。
[構成1]
電池部(20,21,22)の電池状態を監視する電池監視システム(2)に用いられる電池監視システムの回路基板(36,46)において、
無線アンテナ(34,44)と、
当該無線アンテナを介して無線通信を行って前記電池状態を送信または受信する無線部(32,42)と、
前記無線部と前記無線アンテナとの間の電気経路に接続可能に構成され、かつ、検査端子(38a,48a)が電気的に接続可能に構成される接続用導体(38,48)と、が設けられている電池監視システムの回路基板。
[構成2]
高電圧領域(36a,46a)と低電圧領域(36b,46b)と、が設けられ、
前記接続用導体が配置されている領域において、前記接続用導体と、前記接続用導体が配置されている領域とは異なる領域との間には、電子部品が配置されている構成1に記載の電池監視システムの回路基板。
[構成3]
高電圧領域(36a,46a)と低電圧領域(36b,46b)と、が設けられ、
前記無線部と前記無線アンテナとの間の電気経路には、フロントエンド部(33,43)が配置されており、
前記接続用導体が配置されている領域において、前記接続用導体と、前記接続用導体が配置されている領域とは異なる領域との間には、前記フロントエンド部を構成する電子部品(61a~61e)のうちいずれかの電子部品が配置されている構成1又は2に記載の電池監視システムの回路基板。
[構成4]
前記高電圧領域と前記低電圧領域の境界(36c,46c)と、前記接続用導体との間に、前記フロントエンド部が設けられている、構成3に記載の電池監視システムの回路基板。
[構成5]
前記電池部は、複数の単位電池(22)が組み合わせて構成された組電池(20)であり、
前記電池監視システムは、前記単位電池(22)又は複数の前記単位電池のうちいくつかを組み合わせた電池ブロック(21)を監視対象とし、当該監視対象の電池状態を検出する電池監視装置(30)と、前記電池監視装置が検出した電池状態に基づいて、前記組電池を管理する電池制御装置(40)と、を有し、
前記回路基板は、前記電池制御装置に用いられるものであって、
その低電圧領域(46b)には、前記接続用導体(48)が配置される一方、前記高電圧領域(46a)には、前記組電池の電池状態を測定する測定部(45)が設けられている構成1~4のうちいずれかに記載の電池監視システムの回路基板。
[構成6]
前記電池部は、複数の単位電池(22)が組み合わせて構成された組電池(20)であり、
前記電池監視システムは、前記単位電池(22)又は複数の前記単位電池のうちいくつかを組み合わせた電池ブロック(21)を監視対象とし、当該監視対象の電池状態を検出する電池監視装置(30)と、前記電池監視装置が検出した電池状態に基づいて、前記組電池を管理する電池制御装置(40)と、を有し、
前記回路基板は、前記電池監視装置に用いられるものであって、
その高電圧領域(36a)には、前記接続用導体(38)が配置される一方、前記低電圧領域(36b)には、前記回路基板をグランド部材(50)に固定するとともに、当該グランド部材と前記低電圧領域の電気経路とを電気的に接続させる締結部(37A~37D)が設けられており、
前記接続用導体は、前記締結部に最も近い前記電子部品よりも当該締結部から離れて配置されている構成1~4のうちいずれかに記載の電池監視システムの回路基板。
[構成7]
各単位電池の電圧を均等化させる均等化回路(35)が設けられており、
前記無線アンテナと前記均等化回路のうち一方は、前記回路基板の外縁部分側に配置され、他方は、前記回路基板の中心部分側に配置されている、構成6に記載の電池監視システムの回路基板。
[構成8]
前記監視対象の電池状態を検出する監視部(31)が設けられており、
前記無線部や前記無線アンテナからなる高周波回路と、前記監視部と間に、前記接続用導体が配置されている、構成6又は7に記載の電池監視システムの回路基板。
[構成9]
前記監視対象の電池状態を検出する監視部(31)が設けられており、
前記無線部や前記無線アンテナからなる高周波回路と、前記監視部と間には、スリット(65)が設けられている、構成6~8のうちいずれかに記載の電池監視システムの回路基板。
[構成10]
前記監視対象の電池状態を検出する監視部(31)が設けられており、
前記電池監視装置の回路基板に、前記監視対象に接続される検出線(66)がはんだ付けされている、構成6~9のうちいずれかに記載の電池監視システムの回路基板。
[構成11]
前記回路基板の外縁部分に、前記回路基板を固定するための締結部(37A~37D,47A~47D)が1又は複数設けられており、
前記接続用導体は、前記締結部よりも前記回路基板の内側に配置されている構成1~10のうちいずれかに記載の電池監視システムの回路基板。
[構成12]
前記締結部は、複数設けられ、
前記接続用導体又は前記無線アンテナは、前記締結部同士を結ぶ直線上を避けて配置されている構成11に記載の電池監視システムの回路基板。
[構成13]
前記回路基板は、多角形状に形成されており、
複数の前記締結部のうち、前記無線アンテナに最も近い締結部は、当該無線アンテナが設けられている辺とは異なる辺に配置されている、構成11又は12に記載の電池監視システムの回路基板。
[構成14]
前記回路基板は、多角形状に形成されており、
複数の前記締結部のうち、前記接続用導体に最も近い締結部は、前記回路基板のいずれかの辺の外縁部分に設けられており、
前記接続用導体は、前記接続用導体に最も近い前記締結部が設けられた辺とは反対側の辺側、若しくは当該締結部に比較して前記回路基板の中央側に、配置されている、構成11~13のうちいずれかに記載の電池監視システムの回路基板。
[構成15]
前記回路基板は、筐体(50)に収容されるものであり、
前記回路基板の外縁部分は、前記筐体の内壁に対向するように配置され、
前記接続用導体は、前記筐体に前記回路基板が収容されたとき、前記無線アンテナに比較して前記筐体の内壁から遠くなるように、前記無線アンテナよりも前記回路基板の内側に配置されている、構成1~14のうちいずれかに記載の電池監視システムの回路基板。
[構成16]
前記接続用導体は、前記無線アンテナから放射される電波の放射強度が最も強い方向を中心とする所定の範囲外に設けられている、構成1~15のうちいずれかに記載の電池監視システムの回路基板。
[構成17]
前記電池部は、複数の単位電池(22)が組み合わせて構成された組電池(20)であり、
各単位電池の電圧を均等化させる均等化回路(30)が設けられており、
前記均等化回路は、前記無線部よりも前記接続用導体の近くに配置されている、構成1~16のうちいずれかに記載の電池監視システムの回路基板。
[構成18]
前記電池部は、複数の単位電池(22)が組み合わせて構成された組電池(20)であり、
各単位電池の電圧を均等化させる均等化回路(35)が設けられており、
前記均等化回路は、前記無線部及び前記接続用導体が配置されている面とは反対側の面に配置されている、構成1~17のうちいずれかに記載の電池監視システムの回路基板。
[構成19]
前記接続用導体は、絶縁材料(62)で封止されている、構成1~18のうちいずれかに記載の電池監視システムの回路基板。
[構成20]
前記無線アンテナ又は前記接続用導体は、前記回路基板を収容する筐体又は前記電池部のケースの金属部品と対向するように配置されている、構成1~19のうちいずれかに記載の電池監視システムの回路基板。
[構成21]
前記電池部は、複数の単位電池(22)が組み合わせて構成された組電池(20)であり、
各単位電池の電圧を均等化させる均等化回路(35)が設けられており、
前記電池部の冷却用ブロワ(63)によって発生する風の通り道において、前記均等化回路は、前記無線アンテナ及び前記接続用導体に対して風下に配置されている、構成1~20のうちいずれかに記載の電池監視システムの回路基板。
[構成22]
電池部(20,21,22)の電池状態を検出する電池監視装置(30)と、前記電池監視装置と無線通信して前記電池監視装置が検出した電池状態を取得し、当該電池状態に基づいて電池部を管理する電池制御装置(40)と、を有する電源システム(11)において、
前記電池制御装置の回路基板(46)及び前記電池監視装置の回路基板(36)には、
無線アンテナ(32,42)と、
当該無線アンテナを介して無線通信を行って前記電池状態を送信または受信する無線部(31,41)と、
前記無線部と前記無線アンテナとの間の電気経路に接続可能に構成され、かつ、検査端子(38a,48a)が電気的に接続可能に構成される接続用導体(38,48)と、がそれぞれ設けられており、
前記電池制御装置の前記回路基板の両端のうち一方側には、外部機器(14)と有線接続するためのコネクタ(41a)が設けられ、他方側には、前記無線アンテナが配置されている電源システム。
[構成23]
前記電池監視装置の回路基板は、前記電池制御装置の前記回路基板の両端のうち、前記無線アンテナが設けられた側に配置されている構成22に記載の電源システム。
[構成24]
前記無線アンテナは、指向性アンテナであり、所定の放射方向において電波の放射強度が高くなっており、前記コネクタは、前記無線アンテナを中心として前記放射方向とは反対側に配置されている構成22又は23に記載の電源システム。
[構成25]
それぞれの前記回路基板は、多角形状に形成されており、
前記回路基板を固定するための締結部(137B,137D)が、前記回路基板のいずれかの辺から突出するように設けられており、
前記無線アンテナは、前記回路基板の外縁部分であって、前記締結部が設けられていない辺に設けられている構成22~24のうちいずれかに記載の電源システム。
[構成26]
電池部(20,21,22)と、
前記電池部の電池状態を検出する電池監視装置(30)と、前記電池監視装置と無線通信して前記電池監視装置が検出した電池状態を取得し、当該電池状態に基づいて前記電池部を管理する電池制御装置(40)を有する電源システム(11)と、
前記電源システムに接続され、前記電源システムからの電力を変換する、若しくは通電及び通電遮断を切り替えるスイッチング素子を有する電力変換装置(12,15)と、を有する電源制御システム(1)において、
前記電池制御装置の回路基板(46)及び前記電池監視装置の回路基板(36)には、
無線アンテナ(32,42)と、
当該無線アンテナを介して無線通信を行って前記電池状態を送信または受信する無線部(31,41)と、
前記無線部と前記無線アンテナとの間の電気経路に接続可能に構成され、かつ、検査端子(38a,48a)が電気的に接続可能に構成される接続用導体(38,48)と、がそれぞれ設けられており、
前記無線部と前記無線アンテナとの間の電気経路には、フロントエンド部(33,43)が配置されており、
前記電池制御装置の回路基板及び前記電池監視装置の回路基板のうち少なくとも一方は、前記電池部と電気負荷(13)とを接続するバスバー(16)に接続されており、
前記バスバーから前記回路基板のフロントエンド部に流れるノイズの強さを、当該フロントエンド部を流れる電流の電流値又は電圧値以下にするため、前記電力変換装置は、前記スイッチング素子のオンオフ制御により発生するノイズをグランド部材に逃がすように前記電力変換装置においてグランド部材に接続されている電源制御システム。
1…電源制御システム、2…電池監視システム、10…車両、11…電池パック、12…PCU、13…モータ、14…車両ECU、15…リレースイッチ、16…バスバー、20…組電池、21…電池ブロック、22…電池セル、30…電池監視装置、31…監視IC、32…子機、33…子機側フロントエンド回路、34…子機アンテナ、35…均等化回路、36…子機基板、38…子機基板の検査用ランド、38a…子機基板側の検査端子、40…電池制御装置、42…親機、43…親機側フロントエンド回路、44…親機アンテナ、45…測定回路、46…親機基板、48…親機基板の検査用ランド、48a…親機基板側の検査端子、50…筐体。

Claims (26)

  1. 電池部(20,21,22)の電池状態を監視する電池監視システム(2)に用いられる電池監視システムの回路基板(36,46)において、
    無線アンテナ(34,44)と、
    当該無線アンテナを介して無線通信を行って前記電池状態を送信または受信する無線部(32,42)と、
    前記無線部と前記無線アンテナとの間の電気経路に接続可能に構成され、かつ、検査端子(38a,48a)が電気的に接続可能に構成される接続用導体(38,48)と
    高電圧領域(36a,46a)と低電圧領域(36b,46b)と、が設けられ、
    前記接続用導体が配置されている領域において、前記接続用導体と、前記接続用導体が配置されている領域とは異なる領域との間には、電子部品が配置されている電池監視システムの回路基板。
  2. 電池部(20,21,22)の電池状態を監視する電池監視システム(2)に用いられる電池監視システムの回路基板(36,46)において、
    無線アンテナ(34,44)と、
    当該無線アンテナを介して無線通信を行って前記電池状態を送信または受信する無線部(32,42)と、
    前記無線部と前記無線アンテナとの間の電気経路に接続可能に構成され、かつ、検査端子(38a,48a)が電気的に接続可能に構成される接続用導体(38,48)と
    高電圧領域(36a,46a)と低電圧領域(36b,46b)と、が設けられ、
    前記無線部と前記無線アンテナとの間の電気経路には、フロントエンド部(33,43)が配置されており、
    前記接続用導体が配置されている領域において、前記接続用導体と、前記接続用導体が配置されている領域とは異なる領域との間には、前記フロントエンド部を構成する電子部品(61a~61e)のうちいずれかの電子部品が配置されている電池監視システムの回路基板。
  3. 前記高電圧領域と前記低電圧領域の境界(36c,46c)と、前記接続用導体との間に、前記フロントエンド部が設けられている、請求項に記載の電池監視システムの回路基板。
  4. 前記電池部は、複数の単位電池(22)が組み合わせて構成された組電池(20)であり、
    前記電池監視システムは、前記単位電池(22)又は複数の前記単位電池のうちいくつかを組み合わせた電池ブロック(21)を監視対象とし、当該監視対象の電池状態を検出する電池監視装置(30)と、前記電池監視装置が検出した電池状態に基づいて、前記組電池を管理する電池制御装置(40)と、を有し、
    前記回路基板は、前記電池制御装置に用いられるものであって、
    その低電圧領域(46b)には、前記接続用導体(48)が配置される一方、前記高電圧領域(46a)には、前記組電池の電池状態を測定する測定部(45)が設けられている請求項に記載の電池監視システムの回路基板。
  5. 前記電池部は、複数の単位電池(22)が組み合わせて構成された組電池(20)であり、
    前記電池監視システムは、前記単位電池(22)又は複数の前記単位電池のうちいくつかを組み合わせた電池ブロック(21)を監視対象とし、当該監視対象の電池状態を検出する電池監視装置(30)と、前記電池監視装置が検出した電池状態に基づいて、前記組電池を管理する電池制御装置(40)と、を有し、
    前記回路基板は、前記電池監視装置に用いられるものであって、
    その高電圧領域(36a)には、前記接続用導体(38)が配置される一方、前記低電圧領域(36b)には、前記回路基板をグランド部材(50)に固定するとともに、当該グランド部材と前記低電圧領域の電気経路とを電気的に接続させる締結部(37A~37D)が設けられており、
    前記接続用導体は、前記締結部に最も近い前記電子部品よりも当該締結部から離れて配置されている請求項に記載の電池監視システムの回路基板。
  6. 各単位電池の電圧を均等化させる均等化回路(35)が設けられており、
    前記無線アンテナと前記均等化回路のうち一方は、前記回路基板の外縁部分側に配置され、他方は、前記回路基板の中心部分側に配置されている、請求項に記載の電池監視システムの回路基板。
  7. 前記監視対象の電池状態を検出する監視部(31)が設けられており、
    前記無線部や前記無線アンテナからなる高周波回路と、前記監視部と間に、前記接続用導体が配置されている、請求項に記載の電池監視システムの回路基板。
  8. 前記監視対象の電池状態を検出する監視部(31)が設けられており、
    前記無線部や前記無線アンテナからなる高周波回路と、前記監視部と間には、スリット(65)が設けられている、請求項に記載の電池監視システムの回路基板。
  9. 前記監視対象の電池状態を検出する監視部(31)が設けられており、
    前記電池監視装置の回路基板に、前記監視対象に接続される検出線(66)がはんだ付けされている、請求項に記載の電池監視システムの回路基板。
  10. 前記回路基板の外縁部分に、前記回路基板を固定するための締結部(37A~37D,47A~47D)が1又は複数設けられており、
    前記接続用導体は、前記締結部よりも前記回路基板の内側に配置されている請求項に記載の電池監視システムの回路基板。
  11. 前記締結部は、複数設けられ、
    前記接続用導体又は前記無線アンテナは、前記締結部同士を結ぶ直線上を避けて配置されている請求項10に記載の電池監視システムの回路基板。
  12. 前記回路基板は、多角形状に形成されており、
    複数の前記締結部のうち、前記無線アンテナに最も近い締結部は、当該無線アンテナが設けられている辺とは異なる辺に配置されている、請求項10に記載の電池監視システムの回路基板。
  13. 前記回路基板は、多角形状に形成されており、
    複数の前記締結部のうち、前記接続用導体に最も近い締結部は、前記回路基板のいずれかの辺の外縁部分に設けられており、
    前記接続用導体は、前記接続用導体に最も近い前記締結部が設けられた辺とは反対側、若しくは当該締結部に比較して前記回路基板の中央側に、配置されている、請求項10に記載の電池監視システムの回路基板。
  14. 前記回路基板は、筐体(50)に収容されるものであり、
    前記回路基板の外縁部分は、前記筐体の内壁に対向するように配置され、
    前記接続用導体は、前記筐体に前記回路基板が収容されたとき、前記無線アンテナに比較して前記筐体の内壁から遠くなるように、前記無線アンテナよりも前記回路基板の内側に配置されている、請求項1~13のうちいずれか1項に記載の電池監視システムの回路基板。
  15. 前記接続用導体は、前記無線アンテナから放射される電波の放射強度が最も強い方向を中心とする所定の範囲外に設けられている、請求項1~13のうちいずれか1項に記載の電池監視システムの回路基板。
  16. 電池部(20,21,22)の電池状態を監視する電池監視システム(2)に用いられる電池監視システムの回路基板(36,46)において、
    無線アンテナ(34,44)と、
    当該無線アンテナを介して無線通信を行って前記電池状態を送信または受信する無線部(32,42)と、
    前記無線部と前記無線アンテナとの間の電気経路に接続可能に構成され、かつ、検査端子(38a,48a)が電気的に接続可能に構成される接続用導体(38,48)と、が設けられており、
    前記電池部は、複数の単位電池(22)が組み合わせて構成された組電池(20)であり、
    各単位電池の電圧を均等化させる均等化回路(30)が設けられており、
    前記均等化回路は、前記無線部よりも前記接続用導体の近くに配置されている、電池監視システムの回路基板。
  17. 前記電池部は、複数の単位電池(22)が組み合わせて構成された組電池(20)であり、
    各単位電池の電圧を均等化させる均等化回路(30)が設けられており、
    前記均等化回路は、前記無線部よりも前記接続用導体の近くに配置されている、請求項1~13のうちいずれか1項に記載の電池監視システムの回路基板。
  18. 電池部(20,21,22)の電池状態を監視する電池監視システム(2)に用いられる電池監視システムの回路基板(36,46)において、
    無線アンテナ(34,44)と、
    当該無線アンテナを介して無線通信を行って前記電池状態を送信または受信する無線部(32,42)と、
    前記無線部と前記無線アンテナとの間の電気経路に接続可能に構成され、かつ、検査端子(38a,48a)が電気的に接続可能に構成される接続用導体(38,48)と、が設けられており、
    前記電池部は、複数の単位電池(22)が組み合わせて構成された組電池(20)であり、
    各単位電池の電圧を均等化させる均等化回路(35)が設けられており、
    前記均等化回路は、前記無線部及び前記接続用導体が配置されている面とは反対側の面に配置されている、電池監視システムの回路基板。
  19. 前記電池部は、複数の単位電池(22)が組み合わせて構成された組電池(20)であり、
    各単位電池の電圧を均等化させる均等化回路(35)が設けられており、
    前記均等化回路は、前記無線部及び前記接続用導体が配置されている面とは反対側の面に配置されている、請求項1~13のうちいずれか1項に記載の電池監視システムの回路基板。
  20. 前記接続用導体は、絶縁材料(62)で封止されている、請求項1~13のうちいずれか1項に記載の電池監視システムの回路基板。
  21. 前記無線アンテナ又は前記接続用導体は、前記回路基板を収容する筐体又は前記電池部のケースの金属部品と対向するように配置されている、請求項1~13のうちいずれか1項に記載の電池監視システムの回路基板。
  22. 電池部(20,21,22)の電池状態を監視する電池監視システム(2)に用いられる電池監視システムの回路基板(36,46)において、
    無線アンテナ(34,44)と、
    当該無線アンテナを介して無線通信を行って前記電池状態を送信または受信する無線部(32,42)と、
    前記無線部と前記無線アンテナとの間の電気経路に接続可能に構成され、かつ、検査端子(38a,48a)が電気的に接続可能に構成される接続用導体(38,48)と、が設けられており、
    前記電池部は、複数の単位電池(22)が組み合わせて構成された組電池(20)であり、
    各単位電池の電圧を均等化させる均等化回路(35)が設けられており、
    前記電池部の冷却用ブロワ(63)によって発生する風の通り道において、前記均等化回路は、前記無線アンテナ及び前記接続用導体に対して風下に配置されている、電池監視システムの回路基板。
  23. 前記電池部は、複数の単位電池(22)が組み合わせて構成された組電池(20)であり、
    各単位電池の電圧を均等化させる均等化回路(35)が設けられており、
    前記電池部の冷却用ブロワ(63)によって発生する風の通り道において、前記均等化回路は、前記無線アンテナ及び前記接続用導体に対して風下に配置されている、請求項1~13のうちいずれか1項に記載の電池監視システムの回路基板。
  24. 電池部(20,21,22)の電池状態を検出する電池監視装置(30)と、前記電池監視装置と無線通信して前記電池監視装置が検出した電池状態を取得し、当該電池状態に基づいて電池部を管理する電池制御装置(40)と、を有する電源システム(11)において、
    前記電池制御装置の回路基板(46)及び前記電池監視装置の回路基板(36)には、
    無線アンテナ(32,42)と、
    当該無線アンテナを介して無線通信を行って前記電池状態を送信または受信する無線部(31,41)と、
    前記無線部と前記無線アンテナとの間の電気経路に接続可能に構成され、かつ、検査端子(38a,48a)が電気的に接続可能に構成される接続用導体(38,48)と、がそれぞれ設けられており、
    前記電池制御装置の前記回路基板の両端のうち一方側には、外部機器(14)と有線接続するためのコネクタ(41a)が設けられ、他方側には、前記無線アンテナが配置されており、
    それぞれの前記回路基板は、多角形状に形成されており、
    前記回路基板を固定するための締結部(137B,137D)が、前記回路基板のいずれかの辺から突出するように設けられており、
    前記無線アンテナは、前記回路基板の外縁部分であって、前記締結部が設けられていない辺に設けられている電源システム。
  25. 前記電池監視装置の回路基板は、前記電池制御装置の前記回路基板の両端のうち、前記無線アンテナが設けられた側に配置されている請求項24に記載の電源システム。
  26. 前記無線アンテナは、指向性アンテナであり、所定の放射方向において電波の放射強度が高くなっており、前記コネクタは、前記無線アンテナを中心として前記放射方向とは反対側に配置されている請求項24又は25に記載の電源システム。
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Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014241557A (ja) 2013-06-12 2014-12-25 アルプス電気株式会社 無線通信機、無線通信機の検査方法及び無線通信機の製造方法
JP2020127318A (ja) 2019-02-05 2020-08-20 株式会社デンソー 電池監視装置
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