特開 2024-142806 電池パック

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024142806

(43)【公開日】2024-10-11

(54)【発明の名称】電池パック

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/204 20210101AFI20241003BHJP

   G01B 7/16 20060101ALI20241003BHJP

   G01B 7/24 20060101ALI20241003BHJP

   H01M 50/242 20210101ALI20241003BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20241003BHJP

   H01M 50/233 20210101ALI20241003BHJP

   H01M 50/284 20210101ALN20241003BHJP

【ＦＩ】

H01M50/204 401D

G01B7/16 C

G01B7/24

G01B7/16 Z

H01M50/242

H01M10/48 Z

H01M50/233

H01M10/48 301

H01M50/284

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023055143

(22)【出願日】2023-03-30

(71)【出願人】

【識別番号】000114215

【氏名又は名称】ミネベアミツミ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】丹羽 真一

(72)【発明者】

【氏名】浅川 寿昭

(72)【発明者】

【氏名】北村 厚

【テーマコード（参考）】

2F063

5H030

5H040

【Ｆターム（参考）】

2F063AA25

2F063BA19

2F063BC05

2F063BD11

2F063CA09

2F063DA02

2F063DA05

2F063DC08

2F063DD02

2F063EC03

2F063EC06

2F063EC09

2F063EC13

2F063EC15

2F063EC26

5H030AA09

5H030AS06

5H030FF31

5H030FF51

5H040AA03

5H040AS04

5H040AT02

5H040AT06

5H040AY04

5H040AY05

5H040AY08

5H040CC23

5H040DD08

5H040DD26

5H040JJ02

5H040JJ03

5H040LL01

5H040NN00

5H040NN01

5H040NN03

(57)【要約】

【課題】本開示は、電池の状態を精度よく検出することが可能な電池パックを提供することを目的とする。
【解決手段】電池を収容する筐体と、前記筐体に貼り付けられ、前記筐体のひずみを検出するセンサと、を備え、前記筐体の少なくとも１面には、当該１面を覆うように前記筐体よりも高剛性の板状部材が接着されており、前記センサは、前記少なくとも１面以外の他の面の表面に１つ以上貼り付けられている電池パック。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電池を収容する筐体と、
前記筐体に貼り付けられ、前記筐体のひずみを検出するセンサと、を備え、
前記筐体の少なくとも１面には、当該１面を覆うように前記筐体よりも高剛性の板状部材が接着されており、
前記センサは、前記少なくとも１面以外の他の面の表面に１つ以上貼り付けられている、電池パック。

【請求項2】

前記板状部材は前記筐体の上面及び／又は下面に設けられる、請求項１に記載の電池パック。

【請求項3】

前記板状部材は前記筐体の側面のうち２面以上に設けられる、請求項１に記載の電池パック。

【請求項4】

電池および前記電池の状態を監視する監視部を収容する筐体と、
前記筐体に貼り付けられ、前記筐体のひずみを検出するセンサと、を備え、
前記監視部は前記筐体との間に空隙ができるよう収容され、
前記センサは、前記空隙の近傍に１つ以上貼り付けられている、
電池パック。

【請求項5】

前記筐体の前記センサが貼り付けられた面には薄肉部が設けられている、
請求項１～４のいずれか一項に記載の電池パック。

【請求項6】

前記筐体における隣接する側面の間の辺に沿って並んで設けられ、前記隣接する側面にわたって開口する複数のスリットを備える、
請求項１～５のいずれか一項に記載の電池パック。

【請求項7】

前記筐体は、底板と、前記底板と一体に形成され、前記底板と交差する方向に延びる側板と、を有し、
前記側板は、前記底板と前記側板との接続部分における弾性により、前記電池を内側に押す、
請求項１～５のいずれか一項に記載の電池パック。

【請求項8】

前記センサは、
絶縁層と、
前記絶縁層の一方の面に直接、金属、合金、又は、金属の化合物から形成された機能層と、
前記機能層の一方の面に直接、Ｃｒ、ＣｒＮ、及びＣｒ_２Ｎを含む膜から形成された抵抗体と、を有し、
前記電池の状態を前記抵抗体の抵抗値の変化として検出し、
前記抵抗体は、α－Ｃｒを主成分とし、
前記機能層は、前記α－Ｃｒの結晶成長を促進させ、前記α－Ｃｒを主成分とする膜を成膜する機能を有する、
請求項１～７のいずれか一項に記載の電池パック。

【請求項9】

前記抵抗体は、α－Ｃｒを８０重量％以上含む、
請求項８に記載の電池パック。

【請求項10】

前記センサは、前記筐体のひずみによって生じる磁気変化を検出する検出素子を有する、請求項１～７のいずれか一項に記載の電池パック。

【請求項11】

前記検出素子は磁性体を含み、
前記検出素子は、前記筐体のひずみによって前記磁性体に圧力が加わったときの前記磁性体の磁化の強さの変化を検出する検出素子である、請求項１０に記載の電池パック。

【請求項12】

前記検出素子は、磁性膜で絶縁膜を挟んだ磁気トンネル接合の構造を含んでおり、
前記検出素子は、前記筐体のひずみによって前記構造で発生する磁気変化を検出する検出素子である、請求項１０に記載の電池パック。

【請求項13】

前記センサは半導体式のひずみゲージである、請求項１～７のいずれか一項に記載の電池パック。

【請求項14】

前記センサは、静電容量式の圧力センサである、請求項１～７のいずれか一項に記載の電池パック。

【請求項15】

前記センサは、光ファイバ式のひずみゲージである、請求項１～７のいずれか一項に記載の電池パック。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、電池パックに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、電池と、電池の状態を検出するセンサと、を備える電池パックが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第７００８６１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

電池の状態、例えば電池本体の膨張を、より精度よく検出することが求められている。

【0005】

本開示は、電池の状態を精度よく検出することが可能な電池パックを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の電池パックは、電池を収容する筐体と、前記筐体に貼り付けられ、前記筐体のひずみを検出するセンサと、を備え、前記筐体の少なくとも１面には、当該１面を覆うように前記筐体よりも高剛性の板状部材が接着されており、前記センサは、前記少なくとも１面以外の他の面の表面に１つ以上貼り付けられている。

【発明の効果】

【0007】

本開示の電池パックによれば、電池の状態を精度よく検出できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１実施形態に係る電池パックを例示する図である。

【図2】第１実施形態に係る電池パックにおける筐体を例示する図である。

【図3】第１実施形態に係る電池パックに搭載されるひずみゲージを例示する平面図である。

【図4】第１実施形態に係る電池パックに搭載されるひずみゲージを例示する断面図である。

【図5】第１実施形態に係る電池パックに搭載される回路基板について説明するブロック図である。

【図6】第２実施形態に係る電池パックを例示する図である。

【図7】第３実施形態に係る電池パックを例示する図である。

【図8】第３実施形態に係る電池パックの他の例を例示する図である。

【図9】本実施形態に係る電池パックにおける筐体の第１変形例を例示する図である。

【図10】本実施形態に係る電池パックにおける筐体の第１変形例を例示する図である。

【図11】本実施形態に係る電池パックにおける筐体の第１変形例を例示する図である。

【図12】本実施形態に係る電池パックにおける筐体の第１変形例を例示する図である。

【図13】本実施形態に係る電池パックにおける筐体の第２変形例を例示する図である。

【図14】本実施形態に係る電池パックにおける筐体の第３変形例を例示する図である。

【図15】本実施形態に係る電池パックにおける筐体の第３変形例を例示する図である。

【図16】本実施形態に係る電池パックにおける筐体の第４変形例を例示する図である。

【図17】本実施形態に係る電池パックにおける筐体の第４変形例を例示する図である。

【図18】第４実施形態に係る電池パックを例示する図である。

【図19】第５実施形態に係る電池パックを例示する図である。

【図20】第５実施形態に係る電池パックを例示する断面図である。

【図21】第５実施形態に係る電池パックの使用状態を例示する図である。

【図22】第５実施形態に係る電池パックの製造方法を例示する図である。

【図23】第５実施形態に係る電池パックの製造方法を例示する図である。

【図24】第５実施形態に係る電池パックの変形例を例示する図である。

【図25】第６実施形態に係るひずみゲージに含まれる検出素子の一例を示す平面図および断面図である。

【図26】第７実施形態に係るひずみゲージに含まれる検出素子の一例を示す斜視図、平面図、および断面図である。

【図27】第７実施形態に係るひずみゲージに含まれる検出素子の他の一例を示す斜視図、平面図、および断面図である。

【図28】第７実施形態に係るひずみゲージに含まれる検出素子の、更に他の一例を示す斜視図、平面図、および断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

【0010】

なお、以下の各実施の形態や変形例では、主に電地の膨張を検出する例を示すが、これには限定されず、各実施の形態や変形例に係るひずみゲージやセンサは、電池の様々な状態を検出することができる。電池の様々な状態とは、電池の膨張以外には、例えば、電池の収縮、凸部や凹部の有無、形状分布、温度等が挙げられる。

【0011】

≪第１実施形態≫
図１は、第１実施形態に係る電池パックの一例である電池パック１を示す図である。電池パック１は、例えば、電気自動車のバッテリとして用いられる。電池パック１は、ひずみゲージ１０と、１つ以上の電池２０と、筐体３０と、１つ以上の（図１の例では、板状部材４１及び板状部材４２）と、を備える。また、ひずみゲージ１０は、後述する回路基板６０（図４参照）に接続されていてもよい。

【0012】

［電池２０］
電池２０は、例えば、リチウムイオン電池等の２次電池である。電池２０は、適宜並列及び／又は直列に接続されて筐体３０の内部に複数個配列される。なお、図１では５個の電池２０を図示しているが、電池２０の個数は必要に応じて適宜決定することができる。また、図１の例では筐体３０にちょうど収まるように（すなわち、筐体３０を隙間無く満たすように）電池２０が筐体３０に搭載されている。しかしながら、筐体３０には、電池２０を配置していない隙間が存在してもよい。また、電池２０の形状は、図１に示すような角形に限らず、例えば円筒形でもよい。また、電池２０は、ラミネート型（パウチ型）の電池でもよい。

【0013】

［筐体３０］
筐体３０は、電池２０を収容する部材である。筐体３０は、例えば、金属又は樹脂により形成される。図２は、第１実施形態に係る電池パックの一例である電池パック１における筐体３０を例示する図である。筐体３０は、外観が六面体状の形状を有する。また、筐体３０は、内部に電池２０を収納可能な空間を有する。筐体３０は、箱部３１と、蓋部３２と、を備える。また、図２の説明では、便宜上、筐体３０の面３０Ｔを上面、面３０Ｂを下面、面３０Ｓ１～３０Ｓ４を側面と称することとする。

【0014】

箱部３１は、上部が開放した箱状の形状を有する。蓋部３２は、箱部３１の上部の開放部分を閉塞する。蓋部３２が箱部３１の上部を閉塞することにより、筐体３０は六面体状の形状となる。

【0015】

なお、第１実施形態に係る電池パックにおいて筐体の形状は、筐体３０の形状に限らない。例えば、筐体３０において、蓋部３２を備えずに、箱部３１の上部を開放した状態で、電池２０を収納するようにしてもよい。また、例えば、箱の内部を複数の部屋に分割して、それぞれの部屋に電池２０を収納するようにしてもよい。箱の内部を複数の部屋に分割して、それぞれの部屋に電池２０を収納する場合、それぞれの部屋を構成する壁を筐体として捉えてもよい。また例えば、筐体を、電池２０をシールするフィルムにより構成してもよい。

【0016】

［板状部材４１及び板状部材４２］
再び図１を参照して説明する。板状部材４１及び板状部材４２のそれぞれは、筐体３０より高剛性の部材である。板状部材４１及び板状部材４２のそれぞれは、例えば、金属により形成される。板状部材４１は、筐体３０の上面３０Ｔを覆うように接着される。板状部材４２は、筐体３０の下面３０Ｂを覆うように接着される。なお、図１の例では２枚の板状部材をそれぞれ筐体３０の２面（上面３０Ｔおよび下面３０Ｂ）に接着しているが、本実施形態に係る電池パックにおいて、筐体の少なくとも１面を覆うことができれば、板状部材の数および接着面は問わない。

【0017】

ひずみゲージ１０は、筐体３０のひずみを検出するセンサの一例である。ひずみゲージ１０は、筐体３０に貼り付けられている。より具体的には、ひずみゲージ１０は、筐体３０の、板状部材（図１の例では、板状部材４１又は板状部材４２）が接着されている面以外の面（以下、便宜上「板状部材の無い面」とも称する）に貼り付けられている。

【0018】

なお、図１の例では、ひずみゲージ１０は側面３０Ｓ１の中央部分に貼り付けられている。しかしながら、ひずみゲージ１０は、板状部材の無い面のうち１面以上に、１個以上が貼り付けられているならば、その貼り付け面、貼り付け面におけるひずみゲージ１０の貼り付け位置、および貼り付け個数は限定されない。例えば、ひずみゲージ１０は、側面３０Ｓ２、側面３０Ｓ３及び側面３０Ｓ４のいずれか一面に貼り付けられてもよい。また、ひずみゲージ１０は、側面３０Ｓ１、側面３０Ｓ２、側面３０Ｓ３及び側面３０Ｓ４の２面以上に貼り付けられてもよい。

【0019】

［ひずみゲージ１０］
ひずみゲージ１０について詳細に説明する。図３は、第１実施形態に係る電池パックの一例である電池パック１に搭載されるひずみゲージ１０の平面図である。図４は、第１実施形態に係る電池パックの一例である電池パック１に搭載されるひずみゲージ１０の断面図である。具体的には、図４は、図２のＡ－Ａ線に沿う断面を示す断面図である。図３及び図４を参照するに、ひずみゲージ１０は、基材１１と、抵抗体１２と、端子部１３とを有している。ひずみゲージ１０は、例えば、基材１１の下面１１ｂに接着剤を塗布して筐体３０に貼り付けることができる。

【0020】

なお、本実施の形態では、便宜上、ひずみゲージ１０において、基材１１の抵抗体１２が設けられている側を上側又は一方の側、抵抗体１２が設けられていない側を下側又は他方の側とする。又、各部位の抵抗体１２が設けられている側の面を一方の面又は上面、抵抗体１２が設けられていない側の面を他方の面又は下面とする。但し、ひずみゲージ１０は天地逆の状態で用いることができ、又は任意の角度で配置することができる。又、平面視とは対象物を基材１１の上面１１ａの法線方向から視ることを指し、平面形状とは対象物を基材１１の上面１１ａの法線方向から視た形状を指すものとする。

【0021】

基材１１は、抵抗体１２等を形成するためのベース層となる絶縁性の部材であり、可撓性を有する。基材１１の厚さは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できるが、例えば、５μｍ～５００μｍ程度とすることができる。特に、基材１１の厚さが５μｍ～２００μｍであると、抵抗体１２のひずみ感度誤差を少なくすることができる点で好ましい。

【0022】

基材１１は、例えば、ＰＩ（ポリイミド）樹脂、エポキシ樹脂、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）樹脂、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）樹脂、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂、ポリオレフィン樹脂等の絶縁樹脂フィルムから形成することができる。なお、フィルムとは、厚さが５００μｍ以下程度であり、可撓性を有する部材を指す。

【0023】

ここで、『絶縁樹脂フィルムから形成する』とは、基材１１が絶縁樹脂フィルム中にフィラーや不純物等を含有することを妨げるものではない。基材１１は、例えば、シリカやアルミナ等のフィラーを含有する絶縁樹脂フィルムから形成しても構わない。

【0024】

但し、基材１１が可撓性を有する必要がない場合には、基材１１に、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２（ＹＳＺも含む）、Ｓｉ、Ｓｉ_２Ｎ_３、Ａｌ_２Ｏ_３（サファイヤも含む）、ＺｎＯ、ペロブスカイト系セラミックス（ＣａＴｉＯ_３、ＢａＴｉＯ_３）等の材料を用いても構わない。

【0025】

抵抗体１２は、基材１１上に所定のパターンで形成された薄膜であり、ひずみを受けて抵抗変化を生じる受感部である。抵抗体１２は、基材１１の上面１１ａに直接形成されてもよいし、基材１１の上面１１ａに他の層を介して形成されてもよい。なお、図３では、便宜上、抵抗体１２を梨地模様で示している。

【0026】

抵抗体１２は、例えば、Ｃｒ（クロム）を含む材料、Ｎｉ（ニッケル）を含む材料、又はＣｒとＮｉの両方を含む材料から形成することができる。すなわち、抵抗体１２は、ＣｒとＮｉの少なくとも一方を含む材料から形成することができる。Ｃｒを含む材料としては、例えば、Ｃｒ混相膜が挙げられる。Ｎｉを含む材料としては、例えば、Ｃｕ－Ｎｉ（銅ニッケル）が挙げられる。ＣｒとＮｉの両方を含む材料としては、例えば、Ｎｉ－Ｃｒ（ニッケルクロム）が挙げられる。

【0027】

ここで、Ｃｒ混相膜とは、Ｃｒ、ＣｒＮ、Ｃｒ_２Ｎ等が混相した膜である。Ｃｒ混相膜は、酸化クロム等の不可避不純物を含んでもよい。

【0028】

抵抗体１２の厚さは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できるが、例えば、０．０５μｍ～２μｍ程度とすることができる。特に、抵抗体１２の厚さが０．１μｍ以上であると、抵抗体１２を構成する結晶の結晶性（例えば、α－Ｃｒの結晶性）が向上する点で好ましい。又、抵抗体１２の厚さが１μｍ以下であると、抵抗体１２を構成する膜の内部応力に起因する膜のクラックや基材１１からの反りを低減できる点で更に好ましい。

【0029】

例えば、抵抗体１２がＣｒ混相膜である場合、安定な結晶相であるα－Ｃｒ（アルファクロム）を主成分とすることで、ゲージ特性の安定性を向上することができる。又、抵抗体１２がα－Ｃｒを主成分とすることで、ひずみゲージ１０のゲージ率を１０以上、かつゲージ率温度係数ＴＣＳ及び抵抗温度係数ＴＣＲを－１０００ｐｐｍ／℃～＋１０００ｐｐｍ／℃の範囲内とすることができる。ここで、主成分とは、対象物質が抵抗体を構成する全物質の５０質量％以上を占めることを意味するが、ゲージ特性を向上する観点から、抵抗体１２はα－Ｃｒを８０重量％以上含むことが好ましい。なお、α－Ｃｒは、ｂｃｃ構造（体心立方格子構造）のＣｒである。

【0030】

端子部１３は、抵抗体１２の両端部から延在しており、平面視において、抵抗体１２よりも拡幅して略矩形状に形成されている。端子部１３は、ひずみにより生じる抵抗体１２の抵抗値の変化を外部に出力するための一対の電極であり、例えば、外部接続用のフレキシブル基板やリード線等が接合される。

【0031】

抵抗体１２は、例えば、端子部１３の一方からジグザグに折り返しながら延在して他方の端子部１３に接続されている。端子部１３の上面を、端子部１３よりもはんだ付け性が良好な金属で被覆してもよい。なお、抵抗体１２と端子部１３とは便宜上別符号としているが、両者は同一工程において同一材料により一体に形成することができる。

【0032】

抵抗体１２を被覆し端子部１３を露出するように基材１１の上面１１ａにカバー層１５（絶縁樹脂層）を設けても構わない。カバー層１５を設けることで、抵抗体１２に機械的な損傷等が生じることを防止できる。又、カバー層１５を設けることで、抵抗体１２を湿気等から保護することができる。なお、カバー層１５は、端子部１３を除く部分の全体を覆うように設けてもよい。

【0033】

カバー層１５は、例えば、ＰＩ樹脂、エポキシ樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＥＮ樹脂、ＰＥＴ樹脂、ＰＰＳ樹脂、複合樹脂（例えば、シリコーン樹脂、ポリオレフィン樹脂）等の絶縁樹脂から形成することができる。カバー層１５は、フィラーや顔料を含有しても構わない。カバー層１５の厚さは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できるが、例えば、２μｍ～３０μｍ程度とすることができる。

【0034】

電池パック１において、電池２０が膨張すると、それに対応して筐体３０が変形する（筐体３０がひずむ）。ひずみゲージ１０は、筐体３０のひずみを抵抗体１２の抵抗値の変化として検出し、一対の電極である端子部１３から出力することができる。

【0035】

なお、筐体３０が膨張すると、ひずみゲージ１０の抵抗体１２が細く長くなり抵抗値が増える。又、筐体３０が収縮すると、ひずみゲージ１０の抵抗体が太く短くなり抵抗値が減る。従って、ひずみゲージ１０の抵抗体の抵抗値の増減を監視することで、筐体３０が膨張しているか否かを判別できる。すなわち、筐体３０に格納されている電池２０が膨張しているか否かを判別することができる。

【0036】

ひずみゲージ１０を製造するためには、まず、基材１１を準備し、基材１１の上面１１ａに図３に示す平面形状の抵抗体１２及び端子部１３を形成する。抵抗体１２及び端子部１３の材料や厚さは、前述の通りである。抵抗体１２と端子部１３とは、同一材料により一体に形成することができる。

【0037】

抵抗体１２及び端子部１３は、例えば、抵抗体１２及び端子部１３を形成可能な原料をターゲットとしたマグネトロンスパッタ法により成膜し、フォトリソグラフィによってパターニングすることで形成できる。抵抗体１２及び端子部１３は、マグネトロンスパッタ法に代えて、反応性スパッタ法や蒸着法、アークイオンプレーティング法、パルスレーザー堆積法等を用いて成膜してもよい。

【0038】

ゲージ特性を安定化する観点から、抵抗体１２及び端子部１３を成膜する前に、下地層として、基材１１の上面１１ａに、例えば、コンベンショナルスパッタ法により膜厚が１ｎｍ～１００ｎｍ程度の機能層を真空成膜することが好ましい。なお、機能層は、機能層の上面全体に抵抗体１２及び端子部１３を形成後、フォトリソグラフィによって抵抗体１２及び端子部１３と共に図３に示す平面形状にパターニングされる。

【0039】

本願において、機能層とは、少なくとも上層である抵抗体１２の結晶成長を促進する機能を有する層を指す。機能層は、更に、基材１１に含まれる酸素や水分による抵抗体１２の酸化を防止する機能や、基材１１と抵抗体１２との密着性を向上する機能を備えていることが好ましい。機能層は、更に、他の機能を備えていてもよい。

【0040】

基材１１を構成する絶縁樹脂フィルムは酸素や水分を含むため、特に抵抗体１２がＣｒを含む場合、Ｃｒは自己酸化膜を形成するため、機能層が抵抗体１２の酸化を防止する機能を備えることは有効である。

【0041】

機能層の材料は、少なくとも上層である抵抗体１２の結晶成長を促進する機能を有する材料であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できるが、例えば、Ｃｒ（クロム）、Ｔｉ（チタン）、Ｖ（バナジウム）、Ｎｂ（ニオブ）、Ｔａ（タンタル）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｙ（イットリウム）、Ｚｒ（ジルコニウム）、Ｈｆ（ハフニウム）、Ｓｉ（シリコン）、Ｃ（炭素）、Ｚｎ（亜鉛）、Ｃｕ（銅）、Ｂｉ（ビスマス）、Ｆｅ（鉄）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｗ（タングステン）、Ｒｕ（ルテニウム）、Ｒｈ（ロジウム）、Ｒｅ（レニウム）、Ｏｓ（オスミウム）、Ｉｒ（イリジウム）、Ｐｔ（白金）、Ｐｄ（パラジウム）、Ａｇ（銀）、Ａｕ（金）、Ｃｏ（コバルト）、Ｍｎ（マンガン）、Ａｌ（アルミニウム）からなる群から選択される１種又は複数種の金属、この群の何れかの金属の合金、又は、この群の何れかの金属の化合物が挙げられる。

【0042】

上記の合金としては、例えば、ＦｅＣｒ、ＴｉＡｌ、ＦｅＮｉ、ＮｉＣｒ、ＣｒＣｕ等が挙げられる。又、上記の化合物としては、例えば、ＴｉＮ、ＴａＮ、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＴｉＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５、ＳｉＯ_２等が挙げられる。

【0043】

機能層は、例えば、機能層を形成可能な原料をターゲットとし、チャンバ内にＡｒ（アルゴン）ガスを導入したコンベンショナルスパッタ法により真空成膜することができる。コンベンショナルスパッタ法を用いることにより、基材１１の上面１１ａをＡｒでエッチングしながら機能層が成膜されるため、機能層の成膜量を最小限にして密着性改善効果を得ることができる。

【0044】

但し、これは、機能層の成膜方法の一例であり、他の方法により機能層を成膜してもよい。例えば、機能層の成膜の前にＡｒ等を用いたプラズマ処理等により基材１１の上面１１ａを活性化することで密着性改善効果を獲得し、その後マグネトロンスパッタ法により機能層を真空成膜する方法を用いてもよい。

【0045】

機能層の材料と抵抗体１２及び端子部１３の材料との組み合わせは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できる。例えば、機能層としてＴｉを用い、抵抗体１２及び端子部１３としてα－Ｃｒ（アルファクロム）を主成分とするＣｒ混相膜を成膜することが可能である。

【0046】

この場合、例えば、Ｃｒ混相膜を形成可能な原料をターゲットとし、チャンバ内にＡｒガスを導入したマグネトロンスパッタ法により、抵抗体１２及び端子部１３を成膜することができる。或いは、純Ｃｒをターゲットとし、チャンバ内にＡｒガスと共に適量の窒素ガスを導入し、反応性スパッタ法により、抵抗体１２及び端子部１３を成膜してもよい。

【0047】

これらの方法では、Ｔｉからなる機能層がきっかけでＣｒ混相膜の成長面が規定され、安定な結晶構造であるα－Ｃｒを主成分とするＣｒ混相膜を成膜できる。又、機能層を構成するＴｉがＣｒ混相膜中に拡散することにより、ゲージ特性が向上する。例えば、ひずみゲージ１０のゲージ率を１０以上、かつゲージ率温度係数ＴＣＳ及び抵抗温度係数ＴＣＲを－１０００ｐｐｍ／℃～＋１０００ｐｐｍ／℃の範囲内とすることができる。なお、機能層がＴｉから形成されている場合、Ｃｒ混相膜にＴｉやＴｉＮ（窒化チタン）が含まれる場合がある。

【0048】

なお、抵抗体１２がＣｒ混相膜である場合、Ｔｉからなる機能層は、抵抗体１２の結晶成長を促進する機能、基材１１に含まれる酸素や水分による抵抗体１２の酸化を防止する機能、及び基材１１と抵抗体１２との密着性を向上する機能の全てを備えている。機能層として、Ｔｉに代えてＴａ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｆｅを用いた場合も同様である。

【0049】

このように、抵抗体１２の下層に機能層を設けることにより、抵抗体１２の結晶成長を促進することが可能となり、安定な結晶相からなる抵抗体１２を作製できる。その結果、ひずみゲージ１０において、ゲージ特性の安定性を向上することができる。又、機能層を構成する材料が抵抗体１２に拡散することにより、ひずみゲージ１０において、ゲージ特性を向上することができる。

【0050】

抵抗体１２及び端子部１３を形成後、必要に応じ、基材１１の上面１１ａに、抵抗体１２を被覆し端子部１３を露出するカバー層１５を設けることで、ひずみゲージ１０が完成する。カバー層１５は、例えば、基材１１の上面１１ａに、抵抗体１２を被覆し端子部１３を露出するように半硬化状態の熱硬化性の絶縁樹脂フィルムをラミネートし、加熱して硬化させて作製することができる。カバー層１５は、基材１１の上面１１ａに、抵抗体１２を被覆し端子部１３を露出するように液状又はペースト状の熱硬化性の絶縁樹脂を塗布し、加熱して硬化させて作製してもよい。

【0051】

図５は、第１実施形態に係る電池パックの一例である電池パック１のひずみゲージ１０と接続される回路基板６０について説明するブロック図である。図５に示すように、ひずみゲージ１０は、回路基板６０に実装されたアナログフロントエンド部６１に接続され、アナログフロントエンド部６１の出力が外部出力端子６２に接続されている。これにより、ひずみゲージ１０の検出した情報（電池２０の膨張の程度を示す情報）は、外部出力端子６２からデジタル信号として出力可能となる。

【0052】

なお、回路基板６０に他の機能を有する回路（電子部品等）が搭載されてもよい。他の機能を有する回路とは、例えば、電池２０の電圧監視回路、保護回路、電流検出回路等である。また、回路基板６０の取り付け先は特に限定されない。例えば、回路基板６０は、電池パック１が搭載されている機器（例えば、車両の特定箇所）の近傍に取り付けられる。なお、回路基板６０は、回路基板６０に含まれる回路の駆動に必要な電源を搭載していてもよいし、別途電源から電気を供給されていてもよい。

【0053】

ひずみゲージ１０の１対の端子部１３は、例えば、フレキシブル基板やリード線等を用いて、アナログフロントエンド部６１に接続されている。

【0054】

アナログフロントエンド部６１は、例えば、ブリッジ回路、増幅器、アナログ／デジタル変換回路（Ａ／Ｄ変換回路）、外部通信機能（例えば、Ｉ^２Ｃ等のシリアル通信機能）等を備えている。アナログフロントエンド部６１は、温度補償回路を備えていてもよい。アナログフロントエンド部６１は、ＩＣ化されていてもよいし、個別部品により構成されていてもよい。

【0055】

アナログフロントエンド部６１では、例えば、ひずみゲージ１０の１対の端子部１３は、ブリッジ回路に接続される。すなわち、ブリッジ回路の１辺が１対の端子部１３間の抵抗体１２で構成され、他の３辺が固定抵抗で構成される。これにより、ブリッジ回路の出力として、抵抗体１２の抵抗値に対応した電圧（アナログ信号）を得ることができる。

【0056】

ブリッジ回路から出力された電圧は、増幅器で増幅された後、Ａ／Ｄ変換回路によりデジタル信号に変換され、外部出力端子６２から出力可能とされる。アナログフロントエンド部６１が温度補償回路を備えている場合には、温度補償されたデジタル信号が外部出力端子６２から出力可能とされる。

【0057】

例えば、電池パック１において、電池２０の寿命の低下等に起因して電池２０が膨張し、液漏れ等を引き起こす場合がある。そこで、電池パック１では電池２０の膨張を、筐体３０を介してひずみゲージ１０で検出し、検出結果（電池２０の膨張の程度を示す情報）をアナログフロントエンド部６１からのデジタル信号として、外部出力端子６２から出力している。

【0058】

例えば、電池パック１の外部において、外部出力端子６２に充電回路を接続することが可能である。この場合、接続された充電回路は、アナログフロントエンド部６１からのデジタル信号に基づいて、充電電流を多くしたり少なくしたりすることができる。又、接続された充電回路は、電池２０の膨張の程度が許容値を超えていると判定した場合に、充電を停止して警告音を発したり『充電不能』等を表示したりすることができる。

【0059】

又、電池パック１の内部にＣＰＵ（Central Processing Unit）等を含む制御回路を設けることも可能である。制御回路は、例えば、回路基板６０に実装することができる。この場合、例えば、電池２０の正極側及び／又は負極側のラインに電流遮断スイッチを挿入すると共に、アナログフロントエンド部６１が出力するデジタル信号を制御回路に入力する。制御回路は、アナログフロントエンド部６１からのデジタル信号に基づいて、電池２０の膨張の程度が許容値を超えていると判定した場合には、電流遮断スイッチを遮断して電池パック１の動作を停止することができる。

【0060】

このように、電池パック１では、ひずみゲージ１０を設けたことで、電池２０の膨張の程度を抵抗体１２の抵抗値の変化として検出することができる。これにより、電池２０の膨張の程度に応じて充電電流の多少を制御したり、電池パック１の動作を停止したりすることができる。その結果、電池２０の膨張の程度が許容値を超えている場合に、無理に充電したり、使用を継続したりすることを防止可能となり、電池パック１の破損を回避すると共に電池パック１の安全性を向上できる。

【0061】

特に、抵抗体１２がＣｒ混相膜から形成されている場合は、抵抗体１２がＣｕ－ＮｉやＮｉ－Ｃｒから形成されている場合と比べ、電池２０の膨張に対する抵抗値の感度（同一の電池２０の膨張に対する抵抗体１２の抵抗値の変化量）が大幅に向上する。抵抗体１２がＣｒ混相膜から形成されている場合、電池２０の膨張に対する抵抗値の感度は、抵抗体１２がＣｕ－ＮｉやＮｉ－Ｃｒから形成されている場合と比べ、おおよそ５～１０倍程度となる。そのため、抵抗体１２をＣｒ混相膜から形成することで、電池２０の膨張を精度よく検出することが可能となる。

【0062】

又、電池２０の膨張に対する抵抗値の感度が高いことで、電池２０の膨張の程度により行う動作を分けることができる。例えば、電池２０の膨張が小であることを検出した場合には所定の動作を行い、電池２０の膨張が中であることを検出した場合には他の動作を行い、電池２０の膨張が大であることを検出した場合には更に他の動作を行うような制御の実現が可能となる。

【0063】

又、電池２０の膨張に対する抵抗値の感度が高いと、Ｓ／Ｎの高い信号を得ることができる。そのため、アナログフロントエンド部６１のＡ／Ｄ変換回路において平均化を行う回数を低減しても精度よく信号検出ができる。Ａ／Ｄ変換回路において平均化を行う回数を低減することで、１回のＡ／Ｄ変換に必要な時間を短縮できる。

【0064】

又、抵抗体１２がＣｒ混相膜から形成されている場合は、ひずみゲージ１０を小型化できるため、小型の電池パック１にも使用可能となる。又、ひずみゲージ１０を小型化できるため、配置する場所の選択の自由度を向上することが可能となる。

【0065】

電池パック１において、ひずみゲージ１０は、筐体３０における板状部材４１及び板状部材４２のそれぞれが貼り付けられている面以外の面（板状部材の無い面）に貼り付けられる。

【0066】

前述の通り、板状部材は筐体よりも高剛性である。したがって、筐体において板状部材の無い面は、板状部材が貼り付けられている面に対して相対的に低剛性となる。具体的には、上面３０Ｔ及び下面３０Ｂに対して、板状部材の無い面である側面３０Ｓ１、側面３０Ｓ２、側面３０Ｓ３及び側面３０Ｓ４は、相対的に低剛性になる。

【0067】

したがって、側面３０Ｓ１、側面３０Ｓ２、側面３０Ｓ３及び側面３０Ｓ４は上面３０Ｔ及び下面３０Ｂと比較して、電池２０の膨張による面のひずみが生じ易くなる。言い換えれば、電池２０が膨張したとき、その膨張による筐体３０のひずみは、板状部材の無い面である側面に集中するといえる。したがって、側面３０Ｓ１、側面３０Ｓ２、側面３０Ｓ３及び側面３０Ｓ４におけるひずみ量が増加するため、これらの少なくとも１つの面に１つ以上のひずみゲージ１０を貼り付けておくことにより、精度良く筐体３０のひずみを検出することができる。したがって、第１実施形態に係る電池パックは、電池の状態を精度よく検出できるという効果を奏する。

【0068】

≪第２実施形態≫
本開示に係る電池パックにおいて、板状部材は筐体の側面のうち２面以上に設けられていてもよい。以下、第２実施形態に係る電池パックについて説明する。第２実施形態に係る電池パックは、第１実施形態に係る電池パックに対して、板状部材を接着する面が異なる。図６は、第２実施形態に係る電池パックの一例である電池パック２を示す図である。以下では、第１実施形態に係る電池パックと異なる点を中心に説明する。

【0069】

電池パック２は、ひずみゲージ１０と、１つ以上の電池２０と、筐体３０と、板状部材１４１、板状部材１４２、板状部材１４３及び板状部材１４４と、を備える。電池パック２のひずみゲージは、図示しない回路基板６０と接続されていてもよい。

【0070】

［板状部材１４１、板状部材１４２、板状部材１４３及び板状部材１４４］
板状部材１４１、板状部材１４２、板状部材１４３及び板状部材１４４のそれぞれは、第１実施形態に係る板状部材４１および板状部材４２と同様の材質から成る。すなわち、板状部材１４１～１４４は、筐体３０より高剛性の部材であり、金属等により形成される部材である。

【0071】

図６の例では、板状部材１４１は、筐体３０の側面３０Ｓ１を覆うように接着される。板状部材１４２は、筐体３０の側面３０Ｓ２を覆うように接着される。板状部材１４３は、筐体３０の側面３０Ｓ３を覆うように接着される。板状部材１４４は、筐体３０の側面３０Ｓ４を覆うように接着される。

【0072】

電池パック２において、ひずみゲージ１０は、筐体３０に板状部材が貼り付けられている面以外の面（すなわち、上面３０Ｔまたは下面３０Ｂ）に貼り付けられる。図６の例では、筐体３０の上面３０Ｔにひずみゲージ１０が貼り付けられている。

【0073】

なお、図６における電池パック２の例において、ひずみゲージ１０は上面３０Ｔに貼り付けられているが、ひずみゲージ１０が貼り付けられる面は下面３０Ｂでもよい。また、例えば、ひずみゲージ１０は、上面３０Ｔ及び下面３０Ｂの両方に、それぞれ１つ以上貼り付けられてもよい。

【0074】

本実施形態に係る電池パックにおいて、筐体の上下面（図６の例では、上面３０Ｔおよび下面３０Ｂ）は板状部材の無い面であるため、板状部材が貼り付けられている筐体側面に対して相対的に低剛性となる。したがって、本実施形態に係る電池パックによれば、上面３０Ｔ及び下面３０Ｂは筐体側面の４面と比較して、電池２０の膨張による面のひずみが生じ易くなる。言い換えれば、電池２０が膨張したとき、その膨張による筐体３０のひずみは、板状部材の無い面である側面に集中するといえる。

【0075】

したがって、上面３０Ｔ及び／又は下面３０Ｂに１つ以上のひずみゲージ１０を貼り付けておくことにより、精度良く筐体３０のひずみを検出することができる。したがって、第２実施形態に係る電池パックは、電池の状態を精度よく検出できるという効果を奏する。

【0076】

なお、本開示に係る電池パックにおける、板状部材およびひずみゲージの配置例は第１実施形態および第２実施形態の例に限られない。これらの実施形態で説明した以外にも、例えば、筐体の下面のみに板状部材を配置し、筐体の側面の少なくとも一面にひずみゲージを貼り付けることとしてもよい。また例えば、筐体の６面のうち５面を板状部材で覆い、残った１面にひずみゲージを貼り付けることとしてもよい。

【0077】

≪第３実施形態≫
本開示に係る電池パックにおいて、筐体に貼り付けるひずみゲージの数は限定されない。また、ひずみゲージの貼付け場所は、筐体の形状、板状部材の接着されている面の位置および数、ならびに、ひずみゲージで筐体の「圧縮ひずみ」と「膨張ひずみ」のいずれを検出するかに応じて、適宜定められてよい。

【0078】

一例として、電池パックの筐体として、第１実施形態および第２実施形態にて説明したような箱型の筐体を採用した場合について説明する。電池パックに搭載されている電池が膨張するとき、筐体の形状と製品強度の関係から、筐体のうち板状部材が無い面の中央部分は、それぞれの面の４隅の辺および角近傍の部分と比較して、膨張の度合が大きくなり易い。すなわち、電池パックの筐体の板状部材が無い面の中央部分は膨張ひずみが大きくなり易い。同様に電池パックの電池が膨張するとき、筐体のうち板状部材の無い面の角近傍の部分には、同面の中央部が膨張することによる圧縮ひずみが生じ易い。ただし、各面の最外周（すなわち、筐体各面の「辺」にあたる部分）のうち他面と接合している部分は高剛性であるため、同面の他の箇所と比較して膨張ひずみも圧縮ひずみも生じづらい。

【0079】

したがって、ひずみゲージで筐体の膨張ひずみを検出したい場合は、板状部材の無い面の中央付近にひずみゲージ（より詳細には、ひずみゲージの検出素子である抵抗体のグリッド）を配置することが望ましい。一方、ひずみゲージで圧縮ひずみを検出したい場合は、板状部材の無い面の辺部分の近傍（または、四隅の角部分の近傍）であって、かつ、他面と接合している部分を除く位置に、ひずみゲージ（より詳細にはひずみゲージの抵抗体のグリッド）を配置することが望ましい。膨張ひずみの場合についても、圧縮ひずみの場合についても、以上説明したひずみゲージの配置とすることで、精度よく筐体のひずみを検出することができる。

【0080】

以下、第３実施形態に係る電池パックについて説明する。第３実施形態に係る電池パックは、第１実施形態に係る電池パックと比べ、筐体に貼り付けるひずみゲージの数が異なる。また、第３実施形態に係る電池パックは、第１実施形態に係る電池パックと比べ、ひずみゲージの貼り付け位置が異なる。

【0081】

図７は、第３実施形態に係る電池パックの一例である電池パック３を示す図である。ここでは、第１実施形態に係る電池パックと異なる点を中心に説明し、第１実施形態に係る電池パックと同様の構成については説明を省略する場合がある。

【0082】

電池パック３の筐体３０の上面３０Ｔには、板状部材４１が上面３０Ｔを覆うように接着される。筐体３０の下面３０Ｂには、板状部材４２が筐体３０の下面３０Ｂを覆うように接着される。そして、１つ以上のひずみゲージ１０が、筐体３０の、板状部材が接着されていない面の角部分の近傍に貼り付けられる。

【0083】

例えば図７に示す電池パック３では、筐体３０の側面３０Ｓ１の四隅の近傍に１つずつ、合計４個のひずみゲージ１０が貼り付けられている。なお、本実施形態に係る電池パックにおいて、ひずみゲージ１０の個数は図７の例に限られない。

【0084】

以上の構成によれば、電池パックの筐体の、板状部材の無い面の角近傍にひずみゲージが貼り付けられていることとなる。したがって、前述のように、圧縮ひずみが集中する（圧縮ひずみの量がより多くなる）箇所にひずみゲージを貼り付けているため、ひずみゲージにより筐体のひずみを精度よく検出することができる。したがって、電池パック３は、電池２０の膨張を精度良く検出することができる。

【0085】

板状部材が筐体側面に接着されている場合も同様のことが言える。図８は、本実施形態に係る電池パックの他の例である電池パック４を示す図である。電池パック４は、第２実施形態に係る電池パック２と比較して、貼り付けるひずみゲージの数および貼り付け位置が異なる。なお、電池パック４においてひずみゲージ１０の個数は２個に限らず、１個でもよいし、３個以上でもよい。

【0086】

電池パック４は、上面３０Ｔの四隅の角部分のうち、対角となる２つの角部分の近傍にひずみゲージ１０を備える。以上の構成によれば、図７の例と同様に、電池パックの筐体の、板状部材の無い面の角近傍にひずみゲージが貼り付けられていることとなる。したがって、前述のように、圧縮ひずみが集中する（圧縮ひずみの量がより多くなる）箇所にひずみゲージを貼り付けているため、ひずみゲージにより筐体のひずみを精度よく検出することができる。したがって、電池パック４は、電池２０の膨張を精度良く検出することができる。

【0087】

≪第１実施形態～第３実施形態に係る電池パックにおける筐体の変形例≫
次に、前述した第１～第３実施形態に係る電池パックの筐体についての、種々の変形例を説明する。

【0088】

＜第１変形例＞
本実施形態に係る電池パックの作成において、筐体を作った後に電池を筐体に入れる手法をとる場合、筐体は電池より大きめに作る場合がある。筐体を電池より大きめに作ると、筐体と電池の間に隙間ができ、筐体と電池が密着しない場合がある。筐体と電池が密着していない場合、電池が膨張しても筐体との隙間が埋まるのみで筐体にひずみが生じない（または、ひずみが生じたとしても微弱になる）場合がある。したがって、電池パックにおいて筐体と電池が密着していない場合、筐体にひずみゲージを貼り付けたとしても、電池の膨張を検出しづらい場合がある。

【0089】

以下、筐体の第１変形例として、電池を筐体に入れてから電池と筐体との密着性を高めるための構成を示す。具体的には、筐体は、電池を筐体に入れた後にかしめるための、スリットを備える。

【0090】

図９から図１２のそれぞれは、本実施形態に係る電池パックにおける筐体の第１変形例である筐体１３０を例示する図である。図９から図１１のそれぞれは、筐体１３０の斜視図である。図１２は、筐体１３０の上面図である。

【0091】

筐体１３０に電池２０を取り付ける手順について説明する。最初に、電池２０より大きめに作成された角筒状の筐体１３０を形成する。筐体１３０は、スリット１３１が形成された板状の部材を曲げ加工して、角筒状に形成して、端を結合することにより形成される。図９は、角筒状に形成した筐体１３０を示す図である。筐体１３０における隣接する側面の間の辺に沿って並んで設けられる複数のスリット１３１を備える。複数のスリット１３３のそれぞれは、隣接する側面にわたって開口する。

【0092】

次に、筐体１３０の内部に電池２０を挿入する。図１０は、筐体１３０の内部に電池２０を挿入した状態を示す図である。筐体１３０は、電池２０に対して、内部が大きめに形成される。したがって、筐体１３０の内部に電池２０を挿入した状態では、筐体１３０と電池２０との間に隙間がある。

【0093】

次に、筐体１３０における隣接する側面との間における角となる辺の部分をかしめて、筐体１３０を電池２０に密着させる。前述のように、筐体１３０は、筐体１３０の角となる辺の部分にスリット１３１を備えている。このスリット構造の存在により、筐体１３０の角となる辺の部分をかしめたときに、筐体１３０と電池２０とを密着させることができる。具体的には、筐体１３０の角となる辺の部分をかしめると、筐体１３０の外形が小さくなり、筐体１３０に電池２０を密着させることができる。図１１は、筐体１３０をかしめた状態を示す図である。図１２は、筐体１３０をかしめた状態を示す平面図である。第１変形例においては、角を両側から（図１２の矢印の方向から）かしめる。

【0094】

なお、上記の説明では、筐体１３０に電池２０を挿入してからかしめているが、筐体１３０をかしめてから、または、かしめつつ、電池２０を挿入するようにしてもよい。また、スリットの数、位置、形状等は、筐体１３０の材料特性、ならびにかしめる力の強さおよび方向等に応じて適宜定められてよい。

【0095】

＜第２変形例＞
筐体の第２変形例は、筐体の第１変形例に対して、かしめる方法が異なる。第２変形例においては、角において、一方がずれるようにかしめる。

【0096】

図１３は、本実施形態に係る電池パックにおける筐体の第２変形例である筐体２３０を例示する図である。図１３は、筐体２３０をかしめた状態を示す平面図である。図１３に示すように、かしめる方向を変えることにより、角における形状が第１変形例とは異なる。

【0097】

＜第３変形例＞
筐体の第３変形例は、底板と側板を有する筐体であって、側板が電池を内側に押すように構成される。

【0098】

図１４及び図１５のそれぞれは、本実施形態に係る電池パックにおける筐体の第３変形例である筐体３３０を例示する図である。図１４は、筐体３３０を展開した状態の金属板３３０ｍを示す平面図である。図１５は、金属板３３０ｍを組み上げて筐体３３０を形成する場合の、途中の状態を示す図である。

【0099】

筐体３３０は、金属板３３０ｍを曲げ加工することにより形成される。筐体３３０は、底板３３０ＳＢと、側板３３０ＳＳ１、側板３３０ＳＳ２、側板３３０ＳＳ３及び側板３３０ＳＳ４と、を備える。金属板３３０ｍは、一枚の金属板から形成されてもよいし、複数の金属板を接着することで形成されてもよい。

【0100】

金属板３３０ｍにおいて、底板３３０ＳＢと側板３３０ＳＳ１との接続部分である接続部３３０Ｌ１において、側板３３０ＳＳ１を図１４の紙面の手前側に曲げて谷折りにする。側板３３０ＳＳ１を谷折りにする際には、側板３３０ＳＳ１が、上面から見て底板３３０ＳＢの内側に傾斜するようにする。側板３３０ＳＳ１が、上面から見て底板３３０ＳＢの内側に傾斜するようにすることにより、側板３３０ＳＳ１が底板３３０ＳＢに載置された電池を接続部３３０Ｌ１における弾性により押すことができる。

【0101】

同様に、底板３３０ＳＢと側板３３０ＳＳ２との接続部分である接続部３３０Ｌ２において、側板３３０ＳＳ２を谷折りにする。また、底板３３０ＳＢと側板３３０ＳＳ３との接続部分である接続部３３０Ｌ３において、側板３３０ＳＳ３を谷折りにする。さらに、底板３３０ＳＢと側板３３０ＳＳ４との接続部分である接続部３３０Ｌ４において、側板３３０ＳＳ４を谷折りにする。

【0102】

そして、金属板３３０ｍから、筐体３３０を形成する。上述のように、筐体３３０を形成することにより、側板３３０ＳＳ２が底板３３０ＳＢに載置された電池を接続部３３０Ｌ２における弾性により押すことができる。また、側板３３０ＳＳ３が底板３３０ＳＢに載置された電池を接続部３３０Ｌ３における弾性により押すことができる。側板３３０ＳＳ４が底板３３０ＳＢに載置された電池を接続部３３０Ｌ４における弾性により押すことができる。

【0103】

＜第４変形例＞
本実施形態に係る電池パックにおいて、筐体がひずみ易いように、第４変形例の筐体において、筐体の一部に、筐体を形成する部材が薄い薄肉部を設ける。

【0104】

図１６は、本実施形態に係る電池パックにおける筐体の第４変形例の一例である筐体３５を例示する図である。筐体３５は、筐体３０に対して、ひずみゲージ１０が貼り付けられる側面３０Ｓ１において、薄肉部３６が設けられている点が異なる。薄肉部３６は、ひずみゲージ１０が貼り付けられる側面３０Ｓ１を形成する部材が薄くなっている。筐体３５は、側面３５Ｓ１において、ひずみゲージ１０が貼り付けられる部分に、薄肉部３６が設けられている。

【0105】

特に、ひずみゲージ１０において膨張ひずみを検出する場合、側面３５Ｓ１における中心付近に薄肉部３６を設けて、薄肉部３６にひずみゲージ１０を貼り付けるとよい。

【0106】

なお、上記の例では、側面３５Ｓ１にひずみゲージ１０が貼り付けられる例について説明しているが、ひずみゲージ１０が貼り付けられる場所は側面３５Ｓ１に限らず、他の面に貼り付けられてもよい。また、本変形例で説明した薄肉部を、第１実施形態～第２実施形態に係る電池パックの筐体のひずみゲージの貼り付け位置に設けてもよい。そして、その薄肉部にひずみゲージを貼り付けてもよい。このように、薄肉部と板状部材という２つの構成を組み合わせることより、電池の膨張による筐体のひずみを、ひずみゲージがより一層検出し易くなる。

【0107】

＜第５変形例＞
筐体の第５変形例は、筐体の第４変形例に対して、薄肉部の位置が異なる。筐体の第５変形例は、ひずみゲージが貼り付けられる面の貼り付けられていない部分に薄肉部が設けられる。

【0108】

図１７は、本実施形態に係る電池パックにおける筐体の第５変形例の一例である筐体３７を例示する図である。筐体３７は、筐体３５に対して、ひずみゲージ１０が貼り付けられる側面３７Ｓ１において、ひずみゲージ１０に対して薄肉部３６が設けられている場所が異なる。薄肉部３８は、ひずみゲージ１０が貼り付けられる側面３７Ｓ１を形成する部材が薄くなっている。筐体３７は、側面３７Ｓ１において、ひずみゲージ１０が貼り付けられていない部分に、薄肉部３８が設けられている。

【0109】

特に、ひずみゲージ１０において圧縮ひずみを検出する場合、側面３７Ｓ１における中央付近に薄肉部３８を作成し、ひずみゲージ１０を側面３７Ｓ１の隅に貼り付けるとよい。薄肉部３８を中央部に設けることにより、破損等を防止できる。

【0110】

なお、上記の例では、側面３７Ｓ１にひずみゲージ１０が貼り付けられる例について説明しているが、ひずみゲージ１０が貼り付けられる場所は側面３７Ｓ１に限らず、他の面に貼り付けられてもよい。また、本変形例で説明した薄肉部を、第３実施形態に係る電池パックの筐体の、ひずみゲージを貼り付ける面の中央部分に設けてもよい。このように、薄肉部と板状部材という２つの構成を組み合わせることより、電池の膨張による筐体のひずみをより大きくすることができる。したがって、ひずみゲージを用いてより精度良く筐体のひずみを検出することができる。

【0111】

≪第４実施形態≫
上述の例では、箱型の筐体一杯に電池を搭載していたが、筐体に、電池と、電池の状態を監視する監視部を、筐体に一緒に搭載してもよい。筐体と監視部との間に空隙ができる場合は、筐体と監視部との間に空隙の近傍にひずみゲージ１０を貼り付ける。

【0112】

図１８は、第４実施形態に係る電池パックの一例である電池パック５を例示する図である。電池パック５は、ひずみゲージ１０と、１つ以上の電池２０と、筐体３０と、監視部６５と、を備える。電池パック５においては、電池２０を収容する部分に敢えて電池２０を収容せずに、電池２０より小型の監視部６５を収容する。電池２０より小型の監視部６５を電池２０の代わりに収容することにより、空洞部分を形成する。

【0113】

ひずみゲージ１０、電池２０及び筐体３０のそれぞれについては、第１実施形態の説明を参照することとして、ここでは説明を省略する。なお、電池パック５は、電池パック１に対して電池２０の数が１つ少ない。電池パック５は、電池２０が収容されていた部分に、監視部６５が収納される。

【0114】

［監視部６５］
監視部６５は、電池２０の状態を監視するためのＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）及び前述の回路基板６０等の回路等を備える。監視部６５は、電池２０と比較して小型の形状を有する。したがって、監視部６５と筐体３０との間には、空隙ＳＰ１ができる。

【0115】

電池パックにおいて、筐体と電池（複数の場合は、１まとめの電池）との間に、全周囲にわたって空隙が空いている場合、前記実施形態で述べたように、電池が膨張しても筐体がひずみにくくなってしまうことがある。しかしながら、電池と筐体が密着しており、筐体内側の一部のみに空隙が存在する場合、電池が膨張すると、その膨張によるひずみ（膨張ひずみおよび圧縮ひずみ）は、前記空隙において顕著に表出する。

【0116】

したがって、本実施形態に係る電池パック５のように、監視部６５と筐体３０との間に一部分の空隙ＳＰ１があり、その空隙に対応する面および位置にひずみゲージ１０を設けた場合、ひずみゲージ１０による筐体のひずみの検出精度が向上する。例えば、筐体３０における空隙ＳＰ１部分にひずみゲージ１０を貼り付けると膨張ひずみを検出しやすい。また、空隙ＳＰ１の近傍に電池２０がある場合、筐体３０における空隙ＳＰ１の近傍にある電池２０の部分に、ひずみゲージ１０を貼ると圧縮ひずみを検出しやすい。

【0117】

≪第５実施形態≫
本開示に係る電池パックは、筐体の内部に電池を配置した後、筐体と電池との空隙を不活性液体で満たすことで、電池を不活性液体に浸漬する構成であってもよい。そして、本開示に係る電池パックは、筐体外側に貼り付けたひずみゲージで、不活性液体の液位及び／又は、電池の膨張による不活性液体からの内圧を測定する構成であってもよい。以下、第５実施形態に係る電池パックについて説明する。

【0118】

図１９は、第５実施形態に係る電池パックの一例である電池パック６を例示する図である。図２０は、第５実施形態に係る電池パックの一例である電池パック６を例示する断面図である。電池パック６は、１つ以上のひずみゲージ１０と、１つ以上の電池１２０と、筐体４３０と、を備える。

【0119】

筐体４３０は、ケース４３１と、フィルム４３２と、を備える。ケース４３１は、箱状の形状を有する。ケース４３１は、底面に電池１２０が載置される。電池１２０は、不活性液体ＦＩＬにより浸漬される。不活性液体ＦＩＬは、例えば、フッ素系不活性液体である。

【0120】

図２１は、第５実施形態に係る電池パックの一例である電池パック６の使用状態を例示する図である。電池パック６において、電池１２０が通常の状態である場合を図２１の（ａ）に示す。電池１２０が通常の状態の場合、不活性液体ＦＩＬの液位はＨである。次に、電池１２０が膨張した状態を図２１の（ｂ）に示す。電池１２０が膨張すると、不活性液体ＦＩＬの液位がΔＨ上昇する。

【0121】

電池パック６は、（１）不活性液体ＦＩＬの液位を検出する、及び／又は、（２）不活性液体ＦＩＬの液位の変化により変化する、筐体４３０の内圧、を検出することで、電池１２０の膨張を検出する。なお、筐体４３０の内圧を検出する場合、例えば、筐体４３０の一部の肉厚を薄くして、ひずみゲージ１０を用いて筐体４３０にかかる応力の変化を検出するようにしてもよい。

【0122】

次に、電池パック６の製造方法について説明する。図２２及び図２３のそれぞれは、第５実施形態に係る電池パックの一例である電池パック６の製造方法を例示する図である。

【0123】

最初に、筐体４３０のケース４３１に、電池１２０を載置する。そして、ケース４３１に、電池１２０を浸漬する不活性液体ＦＩＬを充填する。図２２は、電池１２０が載置されたケース４３１に不活性液体ＦＩＬを充填する工程を示す。

【0124】

次に、ケース４３１の上面をフィルム４３２でシールする。図２３は、ケース４３１の上面をフィルム４３２でシールした状態を示す。

【0125】

なお、筐体４３０の内部に外部から不活性液体ＦＩＬを循環させるようにしてもよい。例えば、図２４に示すように、矢印付き線に沿って不活性液体ＦＩＬを流すことにより、不活性液体ＦＩＬを循環させるようにしてもよい。

【0126】

〈第６実施形態〉
以上説明した実施形態およびその変形例では、本開示に係るセンサが抵抗体を用いたひずみゲージである例について説明した。すなわち、前述の実施形態では、本開示に係るセンサが電気抵抗式の金属ひずみゲージである場合について説明した。しかしながら、本開示に係るセンサは金属ひずみゲージに限定されない。例えば、本開示に係るセンサは、当該ひずみゲージに含まれる検出素子によって、筐体のひずみによって引き起こされる磁気変化を検出するひずみゲージであってもよい。

【0127】

具体的には、本開示に係るセンサは、ビラリ現象（後述）を利用した検出素子を含んだひずみゲージであってもよい。また、本開示に係るセンサは、磁気トンネル接合（後述）の構造を有する検出素子を含んだひずみゲージであってもよい。以下、第６実施形態では、ビラリ現象を利用した検出素子を含むひずみゲージについて説明する。また、第７実施形態では、磁気トンネル接合の構造を有する検出素子を含んだひずみゲージについて説明する。

【0128】

なお、本明細書の各実施形態では、同様の機能を有する部材には同様の名称および部材番号を付し、説明を繰り返さないこととする。また、図２５以降の各図面におけるｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸の方向は、図２５で示したｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸の方向と同一である。また、以降の説明では、ｚ軸の正方向を「上」、ｚ軸の負方向を「下」と称する。すなわち、以降の説明において「上側」とはｚ軸の正方向側であり、「上面」はｚ軸の正方向側にある面を示す。また、「下側」とはｚ軸の負方向側であり、「下面」とはｚ軸の負方向側にある面を示す。

【0129】

図２５は、第６実施形態に係るひずみゲージに含まれる検出素子３００の一例を示す図である。図２５の（ａ）は検出素子３００をｚ軸の正方向から負方向（すなわち、上面から下面側）に見下ろしたときの平面図である。一方、図２５の（ｂ）は、図２５の（ａ）に示す検出素子３００のα－α´直線での断面図を示している。なお、図２５の（ａ）および（ｂ）では、検出素子３００から延びる配線は図示していない。しかしながら、検出素子３００には、後述する駆動コイル３２０と電源とを接続する配線と、感知コイル３８０によって検出された電流を伝達するための配線が接続されていてもよい。

【0130】

図２５の（ａ）に示す通り、検出素子３００は、駆動コイル３２０と、感知コイル３８０と、ベース層３１０とを含む。ベース層３１０は駆動コイル３２０および感知コイル３８０の芯材となる層である。感知コイル３８０は、ベース層３１０（より厳密には、後述するベース金属３７０）の磁化の強さを検出するためのコイルである。駆動コイル３２０は、磁界を発生させるためのコイルである。検出素子３００は、ベース層３１０を芯材として、感知コイル３８０が内側、そして駆動コイル３２０が外側に巻かれた２重構造を有している。なお、駆動コイル３２０および感知コイル３８０の材料は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ、およびＡｕ等の導電性金属、ならびに、これらの金属の合金であることが望ましい。また、駆動コイル３２０および感知コイル３８０の巻き数および断面積の大きさは、検出素子３００に要求されるひずみの検知感度に応じて適宜設計されてよい。

【0131】

後で詳述するが、ベース層３１０に応力が加わると、ベース層３１０に含まれるベース金属３７０（後述）の磁化の強さが変化する。検出素子３００は、感知コイル３８０でこの磁化の強さの変化を検出することによって、ベース層３１０にかかる応力の強さ（すなわち、ひずみ度合）を特定することができる。

【0132】

図２５の（ｂ）の断面図を参照して、検出素子３００の構成について更に説明する。なお、図２５の（ｂ）において、駆動コイル３２０、感知コイル３８０、および３つの絶縁層３４０、３５０、および３６０はそれぞれ、芯材であるベース金属３７０を取り囲むように形成されている。すなわち、図２５の（ｂ）において同じ部材番号を付した層は、ベース金属３７０を取り囲んで繋がっている。

【0133】

ベース金属３７０は、各種コイルおよび絶縁層の芯材となる部材である。ベース金属３７０は、例えば略平板状の金属板であってよい。ベース金属３７０は絶縁層３６０で取り囲むように被覆されている。ベース金属３７０は、例えば、センダスト等のＦｅ-Ｓｉ-Ａｌ系合金、および、パーマロイ等のＮｉ-Ｆｅ系合金等の軟磁性体材料で構成されることが望ましい。前述のベース層３１０は、図２５の（ｂ）に示す通り、このベース金属３７０と絶縁層３６０から成る。

【0134】

絶縁層３６０の外側には、絶縁層３６０を取り囲むように絶縁層３５０が形成される。そして、絶縁層３５０の外側には、更に絶縁層３４０が形成されている。絶縁層３５０は、感知コイル３８０を含む層であり、感知コイル３８０の間隙を絶縁材料で充填した層である。絶縁層３４０は、駆動コイル３２０を含む層であり、駆動コイル３２０の間隙を絶縁材料で充填した層である。絶縁層３４０、３５０、および３６０は、磁界に影響しないドライフィルムまたは感光性ポリイミド等のレジスト硬化物から成ることが望ましい。

【0135】

検出素子３００の一面は、図２５の（ｂ）に示すように、基材１１０に貼り付けられていてよい。基材１１０は、検出素子３００を固定する部材である。例えば、基材１１０は、プラスチックフィルム等で構成されるフレキシブル基板であってよい。また、基材１１０と前記各実施形態で述べた基材１１は同じものであってもよい。検出素子３００は基材１１０を介して電池パックの筐体に貼り付けられる。なお、検出素子３００は、全体として平板または薄膜状の検出素子であってもよい。検出素子３００が平板または薄膜状である場合、検出素子３００を基材１１０により容易に貼り付けることができる。また、検出素子３００において基材１１０は必須の構成ではない。例えば、検出素子３００に基材１１０を設けず、検出素子３００の下面を電池パックの筐体に直接貼り付けて使用してもよい。

【0136】

本実施形態に係る電池パックの筐体は、基本的には第１実施形態～第５実施形態およびこれらの実施形態の変形例に係る筐体と同様の構成および材料であってよい。しかしながら、本実施形態において、電池パックの筐体は、非磁性体から成ることがより望ましい。本実施形態に係る電池パックの筐体は、例えば、非磁性ステンレスを材料として作製することができる。

【0137】

次に、検出素子３００を用いてひずみを検出する原理を概説する。検出素子３００は、磁性体であるベース金属３７０を含んでいる。電源から駆動コイル３２０に交流電流が供給されると、駆動コイル３２０はその周囲に交番磁界を生じさせる。これにより磁界が発生し、ベース金属３７０は磁化される。この状態で電池パックの筐体が変形すると、ひずみが生じる。ひずみは基材１１０を伝わり、ベース金属３７０に応力が加わる。なお、検出素子３００を、基材１１０を介さずに筐体に貼り付けている場合は、筐体からベース金属３７０（およびそれを被覆する絶縁層３４０～３６０）に直接応力が伝わる。

【0138】

ベース金属３７０に応力が加わると、その応力に応じてベース金属３７０の透磁率が変化する。したがって、ベース金属３７０の磁化の強さ（磁化の程度）が変化する。このように、磁性体に応力がかかると磁性体の透磁率および磁化の強さが変化する現象のことを「ビラリ現象」という。検出素子３００の構成によれば、ピックアップコイルである感知コイル３８０には、ベース金属３７０の磁化の強さに応じた交流電圧が誘起される。したがって、ビラリ現象の原理に基づけば、この交流電圧の値から、ベース金属３７０にかかる応力を算出することができる。そして、当該算出した応力から、電池パックの筐体のひずみ度合を特定することができる。なお、検出素子３００が図２５の（ａ）および（ｂ）に示す形状である場合、検出素子３００のグリッド方向は、図２５の（ａ）におけるα－α´方向に等しい。以上説明した原理に基づいて、検出素子３００は、電池パックの筐体のひずみを検出することができる。すなわち、検出素子３００は、ひずみゲージの検出素子として機能する。

【0139】

なお、駆動コイル３２０は、感知コイル３８０の外側、かつ当該感知コイル３８０が存在している領域全体に、できる限り均一に巻き付けられることが望ましい。これにより、ベース金属３７０の、感知コイル３８０が存在する領域全体に、より均一に交番磁界を加えることができる。これにより、ビラリ現象によるベース金属３７０の磁化の強さの変化をより精密に検出することができる。したがって、検出素子３００の性能が向上する。

【0140】

また、絶縁層３６０は、ベース金属３７０の全部ではなく一部に形成されていてもよい。例えば、ベース金属３７０のうち、感知コイル３８０および駆動コイル３２０を巻き付ける領域の部分を絶縁層３６０で覆い、絶縁層３６０の上から感知コイル３８０を含む絶縁層３５０で覆い、更に、絶縁層３５０の上から駆動コイル３２０を含む絶縁層３４０で覆うような構成であってもよい。

【0141】

また、ベース金属３７０が略平板状である場合、絶縁層３６０はベース金属３７０の、コイルを巻く方向のみ取り囲んで形成されていてもよい。すなわち、図２５の（ｂ）において、ベース金属３７０のｘ方向の両端部は絶縁層３６０で覆われていなくてもよい。

【0142】

本実施形態に係る電池パックにおいて、電池パックの筐体が変形する（すなわち、筐体にひずみが生じる）と、ひずみゲージの基材１１０（または、検出素子３００自体）がひずむ。検出素子３００は、このひずみによって生じる磁性変化を、前述のビラリ現象の原理に基づき検出することができる。

【0143】

本実施形態に係る検出素子３００を含んだひずみゲージは、第１実施形態～第５実施形態、およびこれらの実施形態の変形例で示した、あらゆる配置パターンで電池パックの筐体に配置可能である。すなわち、本実施形態に係る検出素子３００を用いて、電気抵抗式のひずみゲージを用いたときと同様に電池パックの筐体のひずみを検出することができる。したがって、本実施形態に係るひずみゲージは、第１実施形態～第５実施形態、およびこれらの実施形態の変形例に係るひずみゲージ１０と同様の効果を奏する。

【0144】

〈第７実施形態〉
図２６は、第７実施形態に係るひずみゲージに含まれる検出素子の一例である検出素子５００を示す図である。図２７は、第７実施形態に係る検出素子の他の一例である検出素子６００を示す図である。また、図２８は、第７実施形態に係る検出素子の更に他の一例である検出素子７００を示す図である。図２６～図２８の（ａ）はそれぞれ、検出素子５００、６００、および７００の斜視図である。図２６～図２８の（ｂ）はそれぞれ、検出素子５００、６００、および７００をｚ軸の正方向から負方向に見下ろしたときの平面図である。図２６～図２８の（ｃ）は、検出素子５００、６００、および７００の、ｚｘ平面に平行な面での断面図である。なお、図２６～図２８のいずれの図も、検出素子から延びる配線は図示していない。しかしながら、これらの検出素子５００、６００、および７００には、後述する上流電極５１０と電源とを接続する配線と、下流電極５２０と電源とを接続する配線とが接続されていてもよい。

【0145】

図２６～図２８の（ａ）に示す通り、検出素子５００、６００、および７００は、上流電極５１０と、下流電極５２０と、磁性膜５３０と、絶縁膜５４０と、を含む。絶縁膜５４０は、図示のように磁性膜５３０で挟まれている。この磁性膜５３０と絶縁膜５４０によって、磁気トンネル接合が形成される。すなわち、検出素子５００、６００、および７００は、磁気トンネル接合の構造に電極を接続した構造である。

【0146】

なお、検出素子５００、６００、および７００の下面は、第６実施形態に係る基材１１と同様の基材に貼り付けられていてもよい。そして、検出素子５００は基材を介して電池パックの筐体に貼り付けられてよい。また、検出素子５００、６００、および７００は、全体として平板または薄膜状の検出素子であってもよい。検出素子５００、６００、および７００が平板または薄膜状である場合、検出素子５００、６００、および７００を基材または筐体に、より容易に貼り付けることができる。また例えば、検出素子５００、６００、および７００の下面を筐体に直接貼り付けて使用してもよい。

【0147】

磁性膜５３０は磁性ナノ薄膜である。絶縁膜５４０は絶縁体のナノ薄膜である。磁気トンネル接合の構造が形成可能であれば、磁性膜５３０と、絶縁膜５４０の材料は特に限定されない。例えば、磁性膜５３０としてコバルト鉄ボロン、または、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉなどの３ｄ遷移金属強磁性体及びそれらを含む合金等を用いることができる。また、絶縁膜５４０として、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウムや酸化マグネシウム等を用いることができる。

【0148】

上流電極５１０および下流電極５２０は、磁気トンネル接合の構造に対し電圧を印加するための電極である。図２６～図２８の例では、電流は上流電極５１０から下流電極５２０へと流れる。例えば図２６の（ｃ）の場合、上流電極５１０と下流電極５２０の間に電圧を印加すると、電子は上側（ｚ軸正方向側）の磁性膜５３０から、絶縁膜５４０を超えて下側（ｚ軸負方向側）の磁性膜５３０に流れ込む。これは「トンネル効果」と呼ばれている現象であり、電子が絶縁膜５４０を通過するときの電気抵抗は、「トンネル抵抗」と呼ばれている。なお、図２６～図２８の例では、電極の各部の接合部は、磁気トンネル接合の構造をショートパスする電流が流れない様に端部が処理された構造となっている。

【0149】

ところで、基材１１等を介して検出素子５００にひずみがかかると、トンネル接合の構造において、磁気変化が起こる。より具体的には、上側と下側の磁性膜５３０の磁化方向がずれる。このように、上下の磁性膜５３０の磁化方向がずれると、磁化方向が平行な場合に比べて、トンネル抵抗が大きくなる（トンネル磁気抵抗効果）。したがって、前述の構成を備えた検出素子５００では、検出素子５００（より厳密には、磁気トンネル接合の部分）のひずみの大きさに応じて、電極間を流れる電流が小さくなる。すなわち、ひずみが大きくなるにつれ、電気抵抗が大きくなる。検出素子５００は、このように、印加した電圧に対する電流値に基づきひずみを検出することができる。したがって、検出素子５００を電池パックの筐体に貼り付けることによって、筐体にかかるひずみを測定することができる。

【0150】

磁気トンネル接合の構造を有する検出素子は、図２６に示した例に限定されない。例えば、図２７および図２８に示すような検出素子６００および７００を採用することも可能である。図２７に示す検出素子６００も、図２８に示す検出素子７００も、上流電極５１０、下流電極５２０、磁性膜５３０、および絶縁膜５４０で構成されること、および、これらの構成によってひずみを検出する原理については、検出素子５００と同様である。また、検出素子６００および７００の基本的な動作についても、検出素子５００と同様である。なお、検出素子５００、６００、および７００のグリッド方向は、それぞれ図２６～図２８におけるｘ軸方向（ｘ軸の正方向およびｘ軸の負方向）に相当する。図２７に示す検出素子６００は図示の通り、上側の磁性膜５３０と下側の磁性膜５３０が、一部繋がった構造をしている。すなわち、磁性膜５３０の一部の領域においてのみ、磁気トンネル接合の構造が形成されており、当該構造においてトンネル磁気抵抗効果が生じる。一方、図２８に示す検出素子７００は、基板７１０を介して基材１１に貼り付けられる。図２６～図２８に示すように、検出素子は前述の原理を超えない範囲であれば、要求されるサイズ、耐久性、および検出すべき応力の大きさ等に応じて、適宜その設計が変更されてよい。

【0151】

なお、本実施形態に係る電池パックの筐体は、基本的には第１実施形態～第５実施形態およびこれらの変形例に係る筐体と同様の構成および材料であってよい。しかしながら、本実施形態において、筐体は、非磁性体から成ることがより望ましい。本実施形態に係る筐体は、例えば、非磁性ステンレスを材料として作製することができる。また、検出素子５００、６００、および７００は素子全体として、フィルム型などの略平板状の形状であってよい。これにより、電池パックの筐体に、検出素子５００を容易に貼り付けることができる。また、検出素子５００、６００、および７００は、駆動コイル等、磁気トンネル接合の構造部分に対して、微弱な磁界を印加するための構造を有していてもよい。磁気トンネル接合の構造部分に対して磁界を印加することにより、前述のトンネル磁気抵抗効果をより安定して測定することができるため、安定してひずみを検出することができる。

【0152】

また、検出素子５００、６００、および７００における「上流電極」および「下流電極」は便宜上の名称であり、電流の流れる方向は逆であってもよい。つまり、図２６～図２８で示した検出素子５００、６００、および７００において、下流電極５２０の方から、上流電極５１０の方へと電流が流れる設計であってもよい。

【0153】

本実施形態に係る電池パックにおいて、電池パックの筐体が変形する（すなわち、筐体にひずみが生じる）と、ひずみゲージの基材（または、検出素子５００、６００、または７００自体）がひずむ。検出素子５００、６００、または７００は、このひずみによって生じる磁性変化を、前述のトンネル磁気抵抗効果の原理に基づき検出することができる。

【0154】

本実施形態に係る検出素子５００、６００、および７００を含んだひずみゲージは、第１実施形態～第５実施形態、およびこれらの実施形態の変形例に示したあらゆる配置パターンで電池パックの筐体に配置可能である。すなわち、本実施形態に係る検出素子５００、６００、および７００を用いて、電気抵抗式のひずみゲージを用いたときと同様に電池パックの筐体のひずみを検出することができる。したがって、本実施形態に係るひずみゲージは、第１実施形態～第５実施形態及びこれらの実施形態の変形例に係るひずみゲージ１０と同様の効果を奏する。

【0155】

〈第８実施形態〉
本開示に係るセンサは、半導体式のひずみゲージ、静電容量式の圧力センサ、または光ファイバ式のひずみゲージであってもよい。また、本開示に係るセンサは、機械式圧力センサ、振動式圧力センサ、または圧電式圧力センサであってもよい。以下、各種ひずみゲージ及び圧力センサの原理を説明する。

【0156】

（半導体式のひずみゲージ）
半導体式のひずみゲージは、半導体の圧抵抗効果を利用してひずみを検出するひずみゲージである。すなわち、半導体式のひずみゲージは、半導体をひずみの検出素子として用いるひずみゲージである。

【0157】

半導体に応力が印加されると、半導体の結晶格子にひずみが生じて半導体中のキャリアの数及び移動度が変化するため、結果として電気抵抗が変化することが知られている。半導体式のひずみゲージは、電気抵抗式の金属ひずみゲージと同様、電池パックの筐体に直接貼り付けて使用することができる。この場合、筐体が伸縮すると、貼り付けられた半導体（より詳しくは、半導体の結晶格子）がひずみ電気抵抗が変化する。そのため、当該電気抵抗を測定することで筐体のひずみ量を特定することができる。

【0158】

また、半導体式のひずみゲージは、ダイアフラム構造を備えたひずみセンサとして構成することもできる。この場合、ひずみセンサは例えば、非金属のダイアフラム（又は、金属ダイアフラム上に電気絶縁層を形成したもの）と、当該ダイアフラムの上に形成された半導体（例えば、シリコン薄膜の半導体）と、を有する。そして、この様にダイアフラムを含む構造において、ダイアフラムに印加された垂直応力によりダイアフラムがひずむと、半導体の電気抵抗が変化する。そのため、当該電気抵抗を測定することでダイアフラムのひずみ量（ひいては、電池パックの筐体のひずみ量）を特定することができる。

【0159】

（静電容量式の圧力センサ）
静電容量式の圧力センサは、ダイアフラムにかかる圧力を一対の電極の静電容量の変化として計測する圧力センサである。すなわち、静電容量式の圧力センサは、一対の電極を検出素子として用いる圧力センサである。静電容量式の圧力センサは例えば、可動電極としてのダイアフラムと、１つ以上の固定電極と、を備える。ダイアフラムは例えば不純物を含んだシリコン（すなわち、導体として機能するシリコン）等で形成される。

【0160】

ダイアフラムに圧力が印加されると、当該ダイアフラムが変位し、固定電極と可動電極との間の距離が変化する。電極間の静電容量は、電極間媒質の誘電率と電極の面積が一定ならば、電極間の距離に応じて定まることが知られている。したがって、静電容量を計測することで、ダイアフラムの変位量（すなわち、圧力の大きさ）を特定することができる。

【0161】

（光ファイバ式のひずみゲージ）
光ファイバ式のひずみゲージとは、ファイバ・ブラッグ・グレーティング（ＦＢＧ）が形成されている光ファイバを用いてひずみを検出するひずみゲージである。すなわち、光ファイバ式のひずみゲージは、光ファイバをひずみの検出素子として用いるひずみゲージである。ＦＢＧは光ファイバの他の部分とは異なる光の反射を起こす回折格子であり、この格子の一つ一つは一定間隔で形成されている。光ファイバがひずんで伸びると、ＦＢＧの格子間隔が広がるため、光ファイバに入射した光（例えば、レーザ光）の反射光の波長が変化する。また、光ファイバがひずんで縮むと、ＦＢＧの格子間隔は狭くなるため、ファイバに入射した光（例えば、レーザ光）の反射光の波長が変化する。

【0162】

このような特性を有する光ファイバを電池パックの筐体に貼り付けておき、光ファイバの反射光の波長スペクトルを計測することで、光ファイバのひずみ量（すなわち、筐体のひずみ量）を特定することができる。なお、光ファイバ式のひずみゲージは、光ファイバ内で生じるブリルアン散乱光の周波数の変化から当該光ファイバのひずみ量を特定するひずみゲージであってもよい。

【0163】

（機械式圧力センサ）
機械式圧力センサは機械的構造物の変位量を計測することで、当該構造物にかかる圧力を特定するセンサである。機械式圧力センサは、例えば、ばね又は曲げた管を備えており、このばねの伸縮量又は曲げた管の伸縮量を計測する。これらの伸縮量（すなわち、変位量）は、ばね又は曲げた管にかかる圧力の大きさに応じて変化する。したがって、当該伸縮量を計測することで、ばね又は曲げた管にかかる圧力を特定することができる。なお、ばね又は曲げた管の形状や大きさは、機械式圧力センサの取り付け対象の大きさ及び形状に応じて適宜定められてよい。

【0164】

（振動式圧力センサ）
振動式圧力センサは、弾性梁の固有振動数が、当該弾性梁の軸に沿って生じる圧力（すなわち、軸力）によって変化するという現象を利用して圧力を検出するセンサである。振動式圧力センサは、電気抵抗式の金属ひずみゲージと同様、電池パックの筐体に直接貼り付けて使用することができる。また例えば、振動式圧力センサは、基板上に形成されたダイアフラムと、当該ダイアフラムの表面に形成された梁状の振動子と、で構成される圧力センサであってもよい。

【0165】

いずれの場合でも、電池パックの筐体がひずむと、その圧力は直接または間接的に振動子に伝わり、振動子に軸力が生じる。振動子の固有振動数は、軸力に応じて変化する。したがって、振動子の固有振動数を計測することで、電池パックの筐体に対する圧力の大きさを特定することができる。

【0166】

（圧電式圧力センサ）
圧電式圧力センサとは、圧電素子（ピエゾ素子とも称する）を含んでおり、この圧電素子の特性を用いて圧力を検出するセンサである。圧電素子は、力が加わり変形する（ひずむ）と、その力に応じた起電力を発生する特性を持っている。また、圧電素子は、電圧をかけると、その電圧に応じた力を発生させて伸縮する特性を持っている。

【0167】

圧電式圧力センサは、圧電素子の起電力を測定することで、圧電素子にかかった力（すなわち、圧電素子のひずみ量）を特定することができる。したがって、圧電式圧力センサを電池パックの筐体に貼り付けておくことで、電池パックの筐体のひずみ量を特定することができる。

【0168】

以上の説明の通り、半導体式のひずみゲージ、静電容量式の圧力センサ、光ファイバ式のひずみゲージ、機械式圧力センサ、振動式圧力センサ、および圧電式圧力センサを用いた場合でも、第１実施形態～第５実施形態、およびこれらの実施形態の変形例に係るひずみゲージ１０と同様の効果を得ることができる。

【0169】

以上、好ましい実施形態等について詳説した。しかしながら、本開示に係る電池パックは、上述した実施形態および変形例等に限定されない。例えば、上述した実施形態等に係る電池パックについて、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、種々の変形及び置換を加えることができる。

【符号の説明】

【0170】

１、２、３、４、５、６ 電池パック、１０、１０Ａ、１０Ｂ ひずみゲージ、１２、１２Ａ、１２Ｂ 抵抗体、１２Ａａ、１２Ａｂ、１２Ｂａ、１２Ｂｂ 抵抗部、２０、１２０ 電池、３０、１３０、２３０、３３０、４３０ 筐体、３０Ｂ 下面、３０Ｓ１、３０Ｓ２、３０Ｓ３、３０Ｓ４ 側面、３０Ｔ 上面、３５ 筐体、３５Ｓ１ 側面、３６ 薄肉部、３７ 筐体、３７Ｓ１ 側面、３８ 薄肉部、４１ 板状部材、４２ 板状部材、６５ 監視部、１４１、１４２、１４３、１４４ 板状部材、３３０Ｌ１、３３０Ｌ２、３３０Ｌ３、３３０Ｌ４、 接続部、３３０ＳＢ 底板、３３０ＳＳ１、３３０ＳＳ２、３３０ＳＳ３、３３０ＳＳ４ 側板、５００、６００、７００ 検出素子、５３０ 磁性膜、５４０ 絶縁膜

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】