知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(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】P2024175574
(43)【公開日】2024-12-18
(54)【発明の名称】センサユニット
(51)【国際特許分類】
G01L 5/00 20060101AFI20241211BHJP
H01M 10/42 20060101ALI20241211BHJP
H01M 50/249 20210101ALI20241211BHJP
H01M 50/204 20210101ALI20241211BHJP
【ＦＩ】
G01L5/00 F
H01M10/42 P
H01M50/249
H01M50/204
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023093459
(22)【出願日】2023-06-06
(71)【出願人】
【識別番号】000219602
【氏名又は名称】住友理工株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100078721
【弁理士】
【氏名又は名称】石田 喜樹
(74)【代理人】
【識別番号】100121142
【弁理士】
【氏名又は名称】上田 恭一
(72)【発明者】
【氏名】長谷川 浩一
(72)【発明者】
【氏名】山本 裕和
(72)【発明者】
【氏名】古田 拓也
【テーマコード（参考）】
2F051
5H030
5H040
【Ｆターム（参考）】
2F051AA21
2F051AB06
2F051BA07
5H030AA06
5H030AS08
5H030FF51
5H040AA06
5H040AS07
5H040AT06
5H040AY05
(57)【要約】
【課題】簡単な構成で、衝撃の入力を検出することができるようにする。
【解決手段】センサユニット４は、左右方向へ延びるシート状で、下面に左右方向へ延びる１つの第１電極部１２を有する第１電極シート１０と、左右方向へ延びるシート状で、上面に左右方向へ延びる１つの第２電極部２２を有する第２電極シート２０と、第１電極シート１０と第２電極シート２０との間に介在され、左右方向に沿って形成されて第１電極部１２と第２電極部２２とを対向させる１つの開口部３１を有する絶縁層３０とを積層してなる。センサユニット４では、第１電極部１２と第２電極部２２とが開口部３１を介して接触して導通することで衝撃入力が検出可能な検出領域Ｅが形成されている。
【選択図】図３
【解決手段】センサユニット４は、左右方向へ延びるシート状で、下面に左右方向へ延びる１つの第１電極部１２を有する第１電極シート１０と、左右方向へ延びるシート状で、上面に左右方向へ延びる１つの第２電極部２２を有する第２電極シート２０と、第１電極シート１０と第２電極シート２０との間に介在され、左右方向に沿って形成されて第１電極部１２と第２電極部２２とを対向させる１つの開口部３１を有する絶縁層３０とを積層してなる。センサユニット４では、第１電極部１２と第２電極部２２とが開口部３１を介して接触して導通することで衝撃入力が検出可能な検出領域Ｅが形成されている。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
水平である所定の第１方向に配列される複数のバッテリセルを有するバッテリモジュールと、前記バッテリモジュールの下面側に配置されるアンダー部材とを含むバッテリパックにおいて、前記バッテリモジュールの下面と前記アンダー部材の上面との間に配置されて前記バッテリモジュールへの衝撃入力を検出するセンサユニットであって、
前記第１方向へ延びるシート状で、下面に前記第１方向に沿って形成される１つの第１電極部を有する第１電極シートと、
前記第１方向へ延びるシート状で、上面に前記第１方向に沿って形成される１つの第２電極部を有する第２電極シートと、
前記第１電極シートと前記第２電極シートとの間に介在され、前記第１方向に沿って形成されて前記第１電極部と前記第２電極部とを対向させる１つの開口部を有する絶縁層と、を積層してなり、
前記第１電極部と前記第２電極部とが前記開口部を介して接触して導通することで衝撃入力が検出可能な検出領域が形成されていることを特徴とするセンサユニット。
前記第１方向へ延びるシート状で、下面に前記第１方向に沿って形成される１つの第１電極部を有する第１電極シートと、
前記第１方向へ延びるシート状で、上面に前記第１方向に沿って形成される１つの第２電極部を有する第２電極シートと、
前記第１電極シートと前記第２電極シートとの間に介在され、前記第１方向に沿って形成されて前記第１電極部と前記第２電極部とを対向させる１つの開口部を有する絶縁層と、を積層してなり、
前記第１電極部と前記第２電極部とが前記開口部を介して接触して導通することで衝撃入力が検出可能な検出領域が形成されていることを特徴とするセンサユニット。
【請求項2】
前記検出領域は、少なくとも所定の第１検出領域と所定の第２検出領域とを含んでなり、前記第１検出領域は、前記第２検出領域よりも検出感度が小さく或いは検出感度が０に設定されていることを特徴とする請求項１に記載のセンサユニット。
【請求項3】
前記第１検出領域は、前記第１方向と直交する水平である第２方向での前記開口部の幅が、前記第２方向での前記第２検出領域の前記開口部の幅よりも小さく形成されることで検出感度が前記第２検出領域よりも小さく設定されていることを特徴とする請求項２に記載のセンサユニット。
【請求項4】
前記第１電極部及び前記第２電極部は、前記開口部と相似或いは同じ平面視形状であることを特徴とする請求項２又は３に記載のセンサユニット。
【請求項5】
前記絶縁層は、前記第１方向と交差する方向で前記開口部を部分的に塞ぐ橋掛部を有して、前記橋掛部により検出感度が０に設定されていることを特徴とする請求項２又は３に記載のセンサユニット。
【請求項6】
前記第２電極シートの下面に、前記絶縁層よりも小さい弾性率を有する弾性シートが配置されていることを特徴とする請求項２又は３に記載のセンサユニット。
【請求項7】
前記弾性シートは、前記第１検出領域の下方に位置する部分の厚みが、前記第２検出領域の下方に位置する部分の厚みよりも小さくなっていることを特徴とする請求項６に記載のセンサユニット。
【請求項8】
前記バッテリモジュールとの間に、前記バッテリモジュールの取付部材が設けられていると共に、前記取付部材の下面に、下方へ突出する凸部及び／又は上方へ凹む凹部が形成されており、
前記第１検出領域は、前記凸部の側面及び／又は前記凹部の側面を含む領域の下方に配置されていることを特徴とする請求項２又は３に記載のセンサユニット。
前記第１検出領域は、前記凸部の側面及び／又は前記凹部の側面を含む領域の下方に配置されていることを特徴とする請求項２又は３に記載のセンサユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、自動車等の移動体に用いられるバッテリパックの変形を検出するためのセンサユニットに関する。
【背景技術】
【0002】
例えば自動車では、ハイブリッド式や全電気式といった電動化が進み、各装置の駆動電源として、リチウムイオン電池等を用いたバッテリパックが搭載されている。このバッテリパックは、複数のバッテリセルを有するバッテリモジュールを有し、自動車のフレームの上側或いはフレームの下側に設置される。
バッテリパックがフレームの下側に設置される場合、路面との接触や飛び石等による衝撃から保護するために、バッテリパックの下面はアンダー部材で覆われる。
しかし、リチウムイオン電池は外部からの衝撃に弱く、変形等により爆発や火災の危険があり、路面からの衝撃によりアンダー部材が変形するとバッテリパックに衝撃入力が加わる。よって、バッテリパックへの衝撃入力をアンダー部材の変形を検出することで監視するセンサが用いられている。このセンサとして、例えば特許文献１には、バッテリパックの下面とアンダー部材との間に、冷却剤が通過する複数の冷却導管を配置し、路面からの衝撃により冷却導管が変形した際の冷却剤の流速又は圧力等を監視することでバッテリパックの損傷を検出するシステムが開示されている。
バッテリパックがフレームの下側に設置される場合、路面との接触や飛び石等による衝撃から保護するために、バッテリパックの下面はアンダー部材で覆われる。
しかし、リチウムイオン電池は外部からの衝撃に弱く、変形等により爆発や火災の危険があり、路面からの衝撃によりアンダー部材が変形するとバッテリパックに衝撃入力が加わる。よって、バッテリパックへの衝撃入力をアンダー部材の変形を検出することで監視するセンサが用いられている。このセンサとして、例えば特許文献１には、バッテリパックの下面とアンダー部材との間に、冷却剤が通過する複数の冷却導管を配置し、路面からの衝撃により冷却導管が変形した際の冷却剤の流速又は圧力等を監視することでバッテリパックの損傷を検出するシステムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許第５８５８１２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１のシステムは、バッテリパックとアンダー部材との間に、冷却剤が通過する冷却導管を介在させるため、熱交換器やコンプレッサ等の供給システムが新たに必要となる。よって、厚みや重量が大きくなってコストアップに繋がる。
そこで、シート状のセンサをバッテリパックとアンダー部材との間に介在させれば、コンパクト化及び軽量化が達成できる。このセンサとして、例えば、絶縁層を挟んで一対の電極層を設けてなる静電容量型センサが挙げられる。この静電容量型センサをバッテリパックとアンダー部材との間に複数並べて配置すれば、アンダー部材に外力が作用した際の静電容量の変化から衝撃入力を検出することができる。
しかし、バッテリパックが複数配列される場合、複数の静電容量型センサを配置する必要があり、切替回路などを含め、回路構成が複雑になってしまう。
そこで、シート状のセンサをバッテリパックとアンダー部材との間に介在させれば、コンパクト化及び軽量化が達成できる。このセンサとして、例えば、絶縁層を挟んで一対の電極層を設けてなる静電容量型センサが挙げられる。この静電容量型センサをバッテリパックとアンダー部材との間に複数並べて配置すれば、アンダー部材に外力が作用した際の静電容量の変化から衝撃入力を検出することができる。
しかし、バッテリパックが複数配列される場合、複数の静電容量型センサを配置する必要があり、切替回路などを含め、回路構成が複雑になってしまう。
【0005】
そこで、本開示は、簡単な構成で、複数箇所の衝撃の入力を検出することができるセンサユニットを提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するために、本開示は、水平である所定の第１方向に配列される複数のバッテリセルを有するバッテリモジュールと、バッテリモジュールの下面側に配置されるアンダー部材とを含むバッテリパックにおいて、バッテリモジュールの下面とアンダー部材の上面との間に配置されてバッテリモジュールへの衝撃入力を検出するセンサユニットであって、
第１方向へ延びるシート状で、下面に第１方向に沿って形成される１つの第１電極部を有する第１電極シートと、
第１方向へ延びるシート状で、上面に第１方向に沿って形成される１つの第２電極部を有する第２電極シートと、
第１電極シートと第２電極シートとの間に介在され、第１方向に沿って形成されて第１電極部と第２電極部とを対向させる１つの開口部を有する絶縁層と、を積層してなり、
第１電極部と第２電極部とが開口部を介して接触して導通することで衝撃入力が検出可能な検出領域が形成されていることを特徴とする。
本開示の別の態様は、上記構成において、検出領域は、少なくとも所定の第１検出領域と所定の第２検出領域とを含んでなり、第１検出領域は、第２検出領域よりも検出感度が小さく或いは検出感度が０に設定されていることを特徴とする。
本開示の別の態様は、上記構成において、第１検出領域は、第１方向と直交する水平である第２方向での開口部の幅が、第２方向での第２検出領域の開口部の幅よりも小さく形成されることで検出感度が第２検出領域よりも小さく設定されていることを特徴とする。
本開示の別の態様は、上記構成において、第１電極部及び第２電極部は、開口部と相似或いは同じ平面視形状であることを特徴とする。
本開示の別の態様は、上記構成において、絶縁層は、第１方向と交差する方向で開口部を部分的に塞ぐ橋掛部を有して、橋掛部により検出感度が０に設定されていることを特徴とする。
本開示の別の態様は、上記構成において、第２電極シートの下面に、絶縁層よりも小さい弾性率を有する弾性シートが配置されていることを特徴とする。
本開示の別の態様は、上記構成において、弾性シートは、第１検出領域の下方に位置する部分の厚みが、第２検出領域の下方に位置する部分の厚みよりも小さくなっていることを特徴とする。
本開示の別の態様は、上記構成において、 バッテリモジュールとの間に、バッテリモジュールの取付部材が設けられていると共に、取付部材の下面に、下方へ突出する凸部及び／又は上方へ凹む凹部が形成されており、
第１検出領域は、凸部の側面及び／又は凹部の側面を含む領域の下方に配置されていることを特徴とする。
なお、本開示において、「水平」は、厳密な水平を含むが、下方からの衝撃入力を検出できれば足りる趣旨から、厳密な水平からの多少の誤差（傾斜）は許容する。
第１方向へ延びるシート状で、下面に第１方向に沿って形成される１つの第１電極部を有する第１電極シートと、
第１方向へ延びるシート状で、上面に第１方向に沿って形成される１つの第２電極部を有する第２電極シートと、
第１電極シートと第２電極シートとの間に介在され、第１方向に沿って形成されて第１電極部と第２電極部とを対向させる１つの開口部を有する絶縁層と、を積層してなり、
第１電極部と第２電極部とが開口部を介して接触して導通することで衝撃入力が検出可能な検出領域が形成されていることを特徴とする。
本開示の別の態様は、上記構成において、検出領域は、少なくとも所定の第１検出領域と所定の第２検出領域とを含んでなり、第１検出領域は、第２検出領域よりも検出感度が小さく或いは検出感度が０に設定されていることを特徴とする。
本開示の別の態様は、上記構成において、第１検出領域は、第１方向と直交する水平である第２方向での開口部の幅が、第２方向での第２検出領域の開口部の幅よりも小さく形成されることで検出感度が第２検出領域よりも小さく設定されていることを特徴とする。
本開示の別の態様は、上記構成において、第１電極部及び第２電極部は、開口部と相似或いは同じ平面視形状であることを特徴とする。
本開示の別の態様は、上記構成において、絶縁層は、第１方向と交差する方向で開口部を部分的に塞ぐ橋掛部を有して、橋掛部により検出感度が０に設定されていることを特徴とする。
本開示の別の態様は、上記構成において、第２電極シートの下面に、絶縁層よりも小さい弾性率を有する弾性シートが配置されていることを特徴とする。
本開示の別の態様は、上記構成において、弾性シートは、第１検出領域の下方に位置する部分の厚みが、第２検出領域の下方に位置する部分の厚みよりも小さくなっていることを特徴とする。
本開示の別の態様は、上記構成において、 バッテリモジュールとの間に、バッテリモジュールの取付部材が設けられていると共に、取付部材の下面に、下方へ突出する凸部及び／又は上方へ凹む凹部が形成されており、
第１検出領域は、凸部の側面及び／又は凹部の側面を含む領域の下方に配置されていることを特徴とする。
なお、本開示において、「水平」は、厳密な水平を含むが、下方からの衝撃入力を検出できれば足りる趣旨から、厳密な水平からの多少の誤差（傾斜）は許容する。
【発明の効果】
【0007】
本開示によれば、簡単な構成で、複数箇所の衝撃の入力を検出することができる。
本開示の別の態様によれば、上記効果に加えて、検出領域が、検出感度が異なる少なくとも第１、第２検出領域を含むことで、衝撃の入力位置に合わせて第１、第２検出領域を配置すれば、衝撃の入力位置による検出感度の調整を容易に行うことができる。
本開示の別の態様によれば、上記効果に加えて、第１検出領域は、第２方向での開口部の幅が第２検出領域の開口部の幅よりも小さく形成されることで検出感度が第２検出領域よりも小さく設定されているので、開口部の幅を設定する簡単な構造で検出感度の調整が行える。
本開示の別の態様によれば、上記効果に加えて、第１電極部及び第２電極部は、開口部と相似或いは同じ平面視形状であるので、各検出領域での検出精度を均一化することができる。
本開示の別の態様によれば、上記効果に加えて、絶縁層は、第１方向と交差する方向で開口部を部分的に塞ぐ橋掛部を有して、橋掛部により検出感度が０に設定されているので、衝撃入力を検出する必要のない位置での誤検出を防止することができる。
本開示の別の態様によれば、上記効果に加えて、第２電極シートの下面に、絶縁層よりも小さい弾性率を有する弾性シートが配置されているので、アンダー部材からの衝撃入力が緩衝されて過度の衝撃がセンサユニットに加わることを防止できる。
本開示の別の態様によれば、上記効果に加えて、弾性シートは、第１検出領域の下方に位置する部分の厚みが、第２検出領域の下方に位置する部分の厚みよりも小さくなっているので、検出感度に合わせた緩衝作用の調整が可能となる。
本開示の別の態様によれば、上記効果に加えて、第１検出領域は、取付部材に設けた凸部の側面及び／又は凹部の側面を含む領域の下方に配置されているので、剛性の高い凸部及び／又は凹部の側面に対応して検出感度の小さい第１検出領域を配置することができ、凹凸のある取付部材が用いられても検出精度を安定させることができる。
本開示の別の態様によれば、上記効果に加えて、検出領域が、検出感度が異なる少なくとも第１、第２検出領域を含むことで、衝撃の入力位置に合わせて第１、第２検出領域を配置すれば、衝撃の入力位置による検出感度の調整を容易に行うことができる。
本開示の別の態様によれば、上記効果に加えて、第１検出領域は、第２方向での開口部の幅が第２検出領域の開口部の幅よりも小さく形成されることで検出感度が第２検出領域よりも小さく設定されているので、開口部の幅を設定する簡単な構造で検出感度の調整が行える。
本開示の別の態様によれば、上記効果に加えて、第１電極部及び第２電極部は、開口部と相似或いは同じ平面視形状であるので、各検出領域での検出精度を均一化することができる。
本開示の別の態様によれば、上記効果に加えて、絶縁層は、第１方向と交差する方向で開口部を部分的に塞ぐ橋掛部を有して、橋掛部により検出感度が０に設定されているので、衝撃入力を検出する必要のない位置での誤検出を防止することができる。
本開示の別の態様によれば、上記効果に加えて、第２電極シートの下面に、絶縁層よりも小さい弾性率を有する弾性シートが配置されているので、アンダー部材からの衝撃入力が緩衝されて過度の衝撃がセンサユニットに加わることを防止できる。
本開示の別の態様によれば、上記効果に加えて、弾性シートは、第１検出領域の下方に位置する部分の厚みが、第２検出領域の下方に位置する部分の厚みよりも小さくなっているので、検出感度に合わせた緩衝作用の調整が可能となる。
本開示の別の態様によれば、上記効果に加えて、第１検出領域は、取付部材に設けた凸部の側面及び／又は凹部の側面を含む領域の下方に配置されているので、剛性の高い凸部及び／又は凹部の側面に対応して検出感度の小さい第１検出領域を配置することができ、凹凸のある取付部材が用いられても検出精度を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】バッテリパックの正面図である。
【図2】センサユニットの平面図である。
【図3】センサユニットの分解斜視図である。
【図5】（Ａ）は、凸部がある取付部材の側面図、（Ｂ）は、凸部に対応した検出領域を有するセンサユニットの平面図である。
【図6】第１、第２電極部を開口部と同じ平面形状としたセンサユニットの平面図である。
【図7】橋掛部を設けたセンサユニットの平面図である。
【図8】弾性シートの厚みを変えた変更例を示す側面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本開示の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、バッテリパックの一例を示す正面図である。なお、説明の便宜上、図１の上側を上、左側を左として上下方向及び左右方向を規定する。センサユニットにおいては、長手方向を左右方向、短手方向を前後方向とする。
バッテリパック１は、自動車のフレームの下面に設置されている。バッテリパック１は、バッテリモジュール２と、バッテリモジュール２を収容するケース３と、センサユニット４とを備えている。
バッテリモジュール２は、左右方向に配列される複数のバッテリセル２ａ，２ａ・・を有している。
ケース３は、バッテリモジュール２を上方から保持して下面が開口するアッパー部材５と、アッパー部材５に下方から組み付けられて開口を閉塞するアンダー部材６とを備えている。アッパー部材５及びアンダー部材６は、何れも導電性材料で形成されて接地がなされている。バッテリモジュール２の下側には、バッテリモジュール２をアッパー部材５に取り付けるための取付部材７が設けられている。センサユニット４は、ケース３内で取付部材７の下側に取り付けられている。
図１は、バッテリパックの一例を示す正面図である。なお、説明の便宜上、図１の上側を上、左側を左として上下方向及び左右方向を規定する。センサユニットにおいては、長手方向を左右方向、短手方向を前後方向とする。
バッテリパック１は、自動車のフレームの下面に設置されている。バッテリパック１は、バッテリモジュール２と、バッテリモジュール２を収容するケース３と、センサユニット４とを備えている。
バッテリモジュール２は、左右方向に配列される複数のバッテリセル２ａ，２ａ・・を有している。
ケース３は、バッテリモジュール２を上方から保持して下面が開口するアッパー部材５と、アッパー部材５に下方から組み付けられて開口を閉塞するアンダー部材６とを備えている。アッパー部材５及びアンダー部材６は、何れも導電性材料で形成されて接地がなされている。バッテリモジュール２の下側には、バッテリモジュール２をアッパー部材５に取り付けるための取付部材７が設けられている。センサユニット４は、ケース３内で取付部材７の下側に取り付けられている。
【0010】
センサユニット４は、図２及び図３に示すように、上側の第１電極シート１０と、下側の第２電極シート２０と、第１、第２電極シート１０，２０の間に介在される絶縁層３０と、第２電極シート２０の下方に配置される弾性シート４０とを積層してなる。第１、第２電極シート１０，２０及び絶縁層３０、弾性シート４０は、何れも左右方向に延びる平面視帯板状の外形を有している。
図４に、図２におけるＡ－Ａ断面及びＢ－Ｂ断面を拡大して示している。但し、各断面では後半分のみを一部省略して示すと共に、積層構造を明確にするために後述する電極部及びカバーコート層の厚みを誇張して示している。
第１電極シート１０は、樹脂製（例えばＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＩ）で平面視帯板状の第１樹脂フィルム１１の下面に、導電インク（例えばカーボン、銀等）を印刷してなる第１電極部１２を、所定の前後幅で左右方向へ帯状に形成したものである。第１電極シート１０の左右方向の両端には、第１電極部１２と電気的に接続するための第１配線部１３，１３が設けられている。第１樹脂フィルム１１の下面には、樹脂製の第１カバーコート層１４が形成されている。第１カバーコート層１４は、第１樹脂フィルム１１と同じ外形で形成され、内側には、第１電極部１２の外形よりも一回り小さい相似形の第１内孔１５が形成されている。よって、第１電極部１２は、第１内孔１５を介して下方に露出している。
図４に、図２におけるＡ－Ａ断面及びＢ－Ｂ断面を拡大して示している。但し、各断面では後半分のみを一部省略して示すと共に、積層構造を明確にするために後述する電極部及びカバーコート層の厚みを誇張して示している。
第１電極シート１０は、樹脂製（例えばＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＩ）で平面視帯板状の第１樹脂フィルム１１の下面に、導電インク（例えばカーボン、銀等）を印刷してなる第１電極部１２を、所定の前後幅で左右方向へ帯状に形成したものである。第１電極シート１０の左右方向の両端には、第１電極部１２と電気的に接続するための第１配線部１３，１３が設けられている。第１樹脂フィルム１１の下面には、樹脂製の第１カバーコート層１４が形成されている。第１カバーコート層１４は、第１樹脂フィルム１１と同じ外形で形成され、内側には、第１電極部１２の外形よりも一回り小さい相似形の第１内孔１５が形成されている。よって、第１電極部１２は、第１内孔１５を介して下方に露出している。
【0011】
第２電極シート２０も、樹脂製（例えばＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＩ等）で平面視帯板状の第２樹脂フィルム２１の上面に、導電インク（例えばカーボン、銀等）を印刷してなる第２電極部２２を、所定の前後幅で左右方向に形成したものである。第２電極シート２０の左右方向の両端には、第２電極部２２と電気的に接続するための第２配線部２３，２３が設けられている。第２樹脂フィルム２１の上面には、樹脂製の第２カバーコート層２４が形成されている。第２カバーコート層２４は、第２樹脂フィルム２１と同じ外形で形成され、内側には、第２電極部２２の外形よりも一回り小さい相似形の第２内孔２５が形成されている。よって、第２電極部２２は、第２内孔２５を介して上方に露出している。
【0012】
絶縁層３０は、絶縁性の粘着剤を左右方向に延びる枠状に形成したものである。絶縁層３０の内側には、左右方向に延びる開口部３１が形成されている。
この開口部３１により、絶縁層３０を挟んだ第１電極シート１０と第２電極シート２０との間には、図４に示すように、第１電極部１２と第２電極部２２とが開口部３１内で隙間（例えば０．３ｍｍ）をおいて対向する検出領域Ｅが形成される。
但し、開口部３１の内縁には、短手方向の両端から相対向して突出する平面視台形の一対の突部３２，３２が、長手方向に所定間隔をおいて複数形成されている。この突部３２，３２により、検出領域Ｅでは、図４（Ａ）に示すように、突部３２，３２がある前後幅の狭い部分で第１、第２電極部１２，２２同士が対向する第１検出領域Ｅ１と、図４（Ｂ）に示すように、突部３２，３２のない前後幅の広い部分で第１、第２電極部１２，２２同士が対向する第２検出領域Ｅ２とが交互に形成されることになる。
このため前後幅が狭い第１検出領域Ｅ１は、第２検出領域Ｅ２よりも剛性が高くなって、同じ荷重でも変位量は第２検出領域Ｅ２よりも小さくなる。すなわち、第１検出領域Ｅ１の検出感度は、第２検出領域Ｅ２の検出感度よりも小さくなる。
この開口部３１により、絶縁層３０を挟んだ第１電極シート１０と第２電極シート２０との間には、図４に示すように、第１電極部１２と第２電極部２２とが開口部３１内で隙間（例えば０．３ｍｍ）をおいて対向する検出領域Ｅが形成される。
但し、開口部３１の内縁には、短手方向の両端から相対向して突出する平面視台形の一対の突部３２，３２が、長手方向に所定間隔をおいて複数形成されている。この突部３２，３２により、検出領域Ｅでは、図４（Ａ）に示すように、突部３２，３２がある前後幅の狭い部分で第１、第２電極部１２，２２同士が対向する第１検出領域Ｅ１と、図４（Ｂ）に示すように、突部３２，３２のない前後幅の広い部分で第１、第２電極部１２，２２同士が対向する第２検出領域Ｅ２とが交互に形成されることになる。
このため前後幅が狭い第１検出領域Ｅ１は、第２検出領域Ｅ２よりも剛性が高くなって、同じ荷重でも変位量は第２検出領域Ｅ２よりも小さくなる。すなわち、第１検出領域Ｅ１の検出感度は、第２検出領域Ｅ２の検出感度よりも小さくなる。
【0013】
以上の如く構成されたセンサユニット４は、バッテリパック１では、バッテリモジュール２に入力される衝撃の入力位置や衝撃の大きさに応じて第１検出領域Ｅ１と第２検出領域Ｅ２の何れかが対応するようにバッテリモジュール２の下側に配置される。
例えば、図５（Ａ）に示すように、バッテリモジュール２の下面を覆う取付部材７が、下方へ突出する凸部８を有し、凸部８の左右が傾斜部９，９となっているような場合、傾斜部９の剛性は他の平面部よりも高い。よって、センサユニット４は、図５（Ｂ）に示すように、剛性が高い傾斜部９の下方に第１検出領域Ｅ１が位置し、凸部８の平面部の下方及び他の平面部の下方に第２検出領域Ｅ２が位置するように配置される。これは、取付部材７が上方へ凹む凹部を有する場合も同じで、凹部の左右が傾斜部となっている場合は、剛性が高い傾斜部の下方に第１検出領域Ｅ１が位置し、凹部の平面部の下方及び他の平面部の下方に第２検出領域Ｅ２が位置するように配置される。凸部と凹部とが共に形成されている場合も同じである。
例えば、図５（Ａ）に示すように、バッテリモジュール２の下面を覆う取付部材７が、下方へ突出する凸部８を有し、凸部８の左右が傾斜部９，９となっているような場合、傾斜部９の剛性は他の平面部よりも高い。よって、センサユニット４は、図５（Ｂ）に示すように、剛性が高い傾斜部９の下方に第１検出領域Ｅ１が位置し、凸部８の平面部の下方及び他の平面部の下方に第２検出領域Ｅ２が位置するように配置される。これは、取付部材７が上方へ凹む凹部を有する場合も同じで、凹部の左右が傾斜部となっている場合は、剛性が高い傾斜部の下方に第１検出領域Ｅ１が位置し、凹部の平面部の下方及び他の平面部の下方に第２検出領域Ｅ２が位置するように配置される。凸部と凹部とが共に形成されている場合も同じである。
【0014】
バッテリパック１では、センサユニット４の第１配線部１３及び第２配線部２３が図示しないコントローラに接続されている。コントローラは、例えば、図示しない抵抗を介して第１、第２配線部１３，２３と接続され、第１、第２配線部１３，２３を介して第１、第２電極部１２，２２間に所定の電圧を印加する。そして、各第１、第２検出領域Ｅ１，Ｅ２の何れかにおいて路面からの衝撃が入力された場合、第１電極部１２と第２電極部２２とが接触することにより形成される導電経路を流れる電流を検出する。但し、電流に代えて電圧を検出する等、他の検出方法であってもよい。
よって、路面からの衝撃によりアンダー部材６が上方へ変形すると、その真上に位置するセンサユニット４に当接して図４に矢印ａで示すように衝撃が入力される。その衝撃により第１検出領域Ｅ１又は第２検出領域Ｅ２で二点鎖線で示すようにセンサユニット４に変形が生じ、第１電極部１２と第２電極部２２とが接触すると、コントローラによって電流が検出される。コントローラは、電流の検出値を予め設定された閾値と比較して、バッテリモジュール２のバッテリセル２ａへの衝撃が許容範囲であるか否かを判別する。
このとき、取付部材７の傾斜部９の下方に位置する第１検出領域Ｅ１は、第２検出領域Ｅ２よりも検出感度が小さくなっているので、剛性の高い傾斜部９での衝撃入力が検出しにくくなる。
よって、路面からの衝撃によりアンダー部材６が上方へ変形すると、その真上に位置するセンサユニット４に当接して図４に矢印ａで示すように衝撃が入力される。その衝撃により第１検出領域Ｅ１又は第２検出領域Ｅ２で二点鎖線で示すようにセンサユニット４に変形が生じ、第１電極部１２と第２電極部２２とが接触すると、コントローラによって電流が検出される。コントローラは、電流の検出値を予め設定された閾値と比較して、バッテリモジュール２のバッテリセル２ａへの衝撃が許容範囲であるか否かを判別する。
このとき、取付部材７の傾斜部９の下方に位置する第１検出領域Ｅ１は、第２検出領域Ｅ２よりも検出感度が小さくなっているので、剛性の高い傾斜部９での衝撃入力が検出しにくくなる。
【0015】
このように、上記形態のセンサユニット４は、左右方向（所定の第１方向の一例）に配列される複数のバッテリセル２ａを有するバッテリモジュール２と、バッテリモジュール２の下面側に配置されるアンダー部材６とを含むバッテリパック１において、バッテリモジュール２の下面とアンダー部材６の上面との間に配置されてバッテリモジュール２への衝撃入力を検出する。
センサユニット４は、左右方向へ延びるシート状で、下面に左右方向に沿って形成される１つの第１電極部１２を有する第１電極シート１０と、左右方向へ延びるシート状で、上面に左右方向に沿って形成される１つの第２電極部２２を有する第２電極シート２０と、第１電極シート１０と第２電極シート２０との間に介在され、左右方向に沿って形成されて第１電極部１２と第２電極部２２とを対向させる１つの開口部３１を有する絶縁層３０とを積層してなる。
そして、センサユニット４では、第１電極部１２と第２電極部２２とが開口部３１を介して接触して導通することで衝撃入力が検出可能な検出領域Ｅが形成されている。
この構成によれば、簡単な構成で、複数箇所の衝撃の入力を検出することができる。
センサユニット４は、左右方向へ延びるシート状で、下面に左右方向に沿って形成される１つの第１電極部１２を有する第１電極シート１０と、左右方向へ延びるシート状で、上面に左右方向に沿って形成される１つの第２電極部２２を有する第２電極シート２０と、第１電極シート１０と第２電極シート２０との間に介在され、左右方向に沿って形成されて第１電極部１２と第２電極部２２とを対向させる１つの開口部３１を有する絶縁層３０とを積層してなる。
そして、センサユニット４では、第１電極部１２と第２電極部２２とが開口部３１を介して接触して導通することで衝撃入力が検出可能な検出領域Ｅが形成されている。
この構成によれば、簡単な構成で、複数箇所の衝撃の入力を検出することができる。
【0016】
検出領域Ｅは、所定の第１検出領域Ｅ１と所定の第２検出領域Ｅ２とを含んでなり、第１検出領域Ｅ１は、第２検出領域Ｅ２よりも検出感度が小さく設定されている。
この構成によれば、検出感度の異なる第１、第２検出領域Ｅ１，Ｅ２を設けることで、衝撃の入力位置に合わせて第１、第２検出領域Ｅ１，Ｅ２を配置すれば、衝撃の入力位置による検出感度の調整を容易に行うことができる。
この構成によれば、検出感度の異なる第１、第２検出領域Ｅ１，Ｅ２を設けることで、衝撃の入力位置に合わせて第１、第２検出領域Ｅ１，Ｅ２を配置すれば、衝撃の入力位置による検出感度の調整を容易に行うことができる。
【0017】
第１検出領域Ｅ１は、左右方向と直交する前後方向（第２方向の一例）での開口部３１の幅が、前後方向での第２検出領域Ｅ２の開口部３１の幅よりも小さく形成されることで検出感度が第２検出領域Ｅ２よりも小さく設定されている。
よって、開口部３１の幅を設定する簡単な構造で検出感度の調整が行える。
第２電極シート２０の下面に、絶縁層３０よりも小さい弾性率を有する弾性シート４０が配置されている。
よって、アンダー部材６からの衝撃入力が緩衝されて過度の衝撃がセンサユニット４に加わることを防止できる。
センサユニット４とバッテリモジュール２との間に、バッテリモジュール２の取付部材７が設けられていると共に、取付部材７の下面に、下方へ突出する凸部８が形成されており、第１検出領域Ｅ１は、凸部８の傾斜部９（側面の一例）を含む領域の下方に配置されている。
よって、剛性の高い傾斜部９に対応して検出感度の小さい第１検出領域Ｅ１を配置することができ、凹凸のある取付部材７が用いられても検出精度を安定させることができる。
よって、開口部３１の幅を設定する簡単な構造で検出感度の調整が行える。
第２電極シート２０の下面に、絶縁層３０よりも小さい弾性率を有する弾性シート４０が配置されている。
よって、アンダー部材６からの衝撃入力が緩衝されて過度の衝撃がセンサユニット４に加わることを防止できる。
センサユニット４とバッテリモジュール２との間に、バッテリモジュール２の取付部材７が設けられていると共に、取付部材７の下面に、下方へ突出する凸部８が形成されており、第１検出領域Ｅ１は、凸部８の傾斜部９（側面の一例）を含む領域の下方に配置されている。
よって、剛性の高い傾斜部９に対応して検出感度の小さい第１検出領域Ｅ１を配置することができ、凹凸のある取付部材７が用いられても検出精度を安定させることができる。
【0018】
本開示において、以下の変更が可能である。
上記形態では、第１電極部と第２電極部とを前後幅が変化しない帯状に形成しているが、第１、第２電極部は、開口部と相似或いは同じ平面視形状としてもよい。図６は、開口部３１に対して第１電極部１２と第２電極部２２とを同じ平面視形状としたものである。点線で示すハッチング部分が第１、第２電極部１２，２２となっている。
このように第１、第２電極部１２，２２を開口部３１と相似或いは同じ平面視形状とすれば、各検出領域Ｅ１，Ｅ２での検出精度を均一化することができる。
上記形態では、一対の突部によって開口部の前後幅を狭くして、検出感度が小さい第１検出領域を形成しているが、前後方向の何れか一方から突出される１つの突部によって開口部の前後幅を狭くしてもよい。また、図７に示すように、開口部３１を部分的に閉塞する橋掛部３３を、左右方向に１又は複数箇所形成して、橋掛部３３での検出感度を０としてもよい。
このように開口部３１を部分的に塞ぐ橋掛部３３を形成して検出感度を０に設定すれば、衝撃入力を検出する必要のない位置での誤検出を防止することができる。
上記形態では、第１電極部と第２電極部とを前後幅が変化しない帯状に形成しているが、第１、第２電極部は、開口部と相似或いは同じ平面視形状としてもよい。図６は、開口部３１に対して第１電極部１２と第２電極部２２とを同じ平面視形状としたものである。点線で示すハッチング部分が第１、第２電極部１２，２２となっている。
このように第１、第２電極部１２，２２を開口部３１と相似或いは同じ平面視形状とすれば、各検出領域Ｅ１，Ｅ２での検出精度を均一化することができる。
上記形態では、一対の突部によって開口部の前後幅を狭くして、検出感度が小さい第１検出領域を形成しているが、前後方向の何れか一方から突出される１つの突部によって開口部の前後幅を狭くしてもよい。また、図７に示すように、開口部３１を部分的に閉塞する橋掛部３３を、左右方向に１又は複数箇所形成して、橋掛部３３での検出感度を０としてもよい。
このように開口部３１を部分的に塞ぐ橋掛部３３を形成して検出感度を０に設定すれば、衝撃入力を検出する必要のない位置での誤検出を防止することができる。
【0019】
上記形態では、弾性シートを左右方向で同じ厚みとしているが、図８に示す弾性シート４０のように、凸部８を有する取付部材７に合わせて、剛性の低い順に、第２検出領域Ｅ２の下方部分の厚みｔ１を最も大きくし、次いで凸部８の下方部分の厚みｔ２を小さくし、傾斜部９の真下となる第１検出領域Ｅ１の下方部分の厚みｔ３を最も小さくしてもよい。なお、センサユニット４は、実際には取付部材７の下面形状に合わせて変形させた状態で取付部材７の下面に固定される。
このように、第１検出領域Ｅ１の下方に位置する部分の厚みｔ３を、第２検出領域Ｅ２の下方に位置する部分の厚みｔ１よりも小さくすれば、検出感度に合わせた緩衝作用の調整が可能となる。
弾性シートの厚みは段階的でなく、検出領域に合わせて連続的に変更してもよい。但し、弾性シートは省略してもよい。
取付部材の形状は上記形態に限らない。取付部材がないバッテリパックでも本開示のセンサユニットは適用できる。この場合、バッテリセルの形状や位置に合わせて検出領域を配置すればよい。
このように、第１検出領域Ｅ１の下方に位置する部分の厚みｔ３を、第２検出領域Ｅ２の下方に位置する部分の厚みｔ１よりも小さくすれば、検出感度に合わせた緩衝作用の調整が可能となる。
弾性シートの厚みは段階的でなく、検出領域に合わせて連続的に変更してもよい。但し、弾性シートは省略してもよい。
取付部材の形状は上記形態に限らない。取付部材がないバッテリパックでも本開示のセンサユニットは適用できる。この場合、バッテリセルの形状や位置に合わせて検出領域を配置すればよい。
【0020】
電極部は、導電インクに限らず、例えば導電膜のエッチング等で形成してもよい。電極シートは、ＦＰＣ（Flexible printed circuits）で形成してもよい。
絶縁層に設ける開口部の形状は、上記形態に限定しない。例えば、突部の平面視形状は台形でなく、四角形や半円形等としてもよい。
検出領域は、第１検出領域と第２検出領域との２種類でなく、突部の突出量を変えることで、開口部の前後幅を３段階以上に設定して、検出感度が異なる３種類以上の検出領域を設定してもよい。
絶縁層は、絶縁性の粘着剤によるものに限らない。絶縁層は、例えば絶縁体からなるシートを用いて開口部を打ち抜き形成する等して形成してもよい。
カバーコート層は省略してもよい。
絶縁層に設ける開口部の形状は、上記形態に限定しない。例えば、突部の平面視形状は台形でなく、四角形や半円形等としてもよい。
検出領域は、第１検出領域と第２検出領域との２種類でなく、突部の突出量を変えることで、開口部の前後幅を３段階以上に設定して、検出感度が異なる３種類以上の検出領域を設定してもよい。
絶縁層は、絶縁性の粘着剤によるものに限らない。絶縁層は、例えば絶縁体からなるシートを用いて開口部を打ち抜き形成する等して形成してもよい。
カバーコート層は省略してもよい。
【0021】
バッテリパックにおいて、上記形態ではアッパー部材とアンダー部材とを共に導電性として接地しているが、アッパー部材とアンダー部材との何れか一方のみを導電性として接地してもよい。
上記形態では、バッテリセルの並び方向を左右方向としてセンサユニットの向きも左右方向としているが、これらの方向は、水平方向であれば前後方向等の他の方向であってもよい。
バッテリモジュールは、複数あってもよい。
バッテリパックは、自動車に限らず、電動カート、自動二輪車、電動車椅子、セニアカー等の他の移動体にも適用可能である。
上記形態では、バッテリセルの並び方向を左右方向としてセンサユニットの向きも左右方向としているが、これらの方向は、水平方向であれば前後方向等の他の方向であってもよい。
バッテリモジュールは、複数あってもよい。
バッテリパックは、自動車に限らず、電動カート、自動二輪車、電動車椅子、セニアカー等の他の移動体にも適用可能である。
【符号の説明】
【0022】
１・・バッテリパック、２・・バッテリモジュール、２ａ・・バッテリセル、３・・ケース、４・・センサユニット、５・・アッパー部材、６・・アンダー部材、７・・取付部材、８・・凸部、９・・傾斜部、１０・・第１電極シート、１２・・第１電極部、１４・・第１カバーコート層、１５・・第１内孔、２０・・第２電極シート、２２・・第２電極部、２４・・第２カバーコート層、２５・・第２内孔、３０・・絶縁層、３１・・開口部、３２・・突部、３３・・橋掛部、４０・・弾性シート、Ｅ１・・第１検出領域、Ｅ２・・第２検出領域。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】