特許 7435402 フレキシブル基板

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-13

(45)【発行日】2024-02-21

(54)【発明の名称】フレキシブル基板

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/519 20210101AFI20240214BHJP

   H01M 50/569 20210101ALI20240214BHJP

【ＦＩ】

H01M50/519

H01M50/569

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020176760

(22)【出願日】2020-10-21

(65)【公開番号】P2022067900

(43)【公開日】2022-05-09

【審査請求日】2022-12-14

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】100106149

【弁理士】

【氏名又は名称】矢作 和行

(74)【代理人】

【識別番号】100121991

【弁理士】

【氏名又は名称】野々部 泰平

(74)【代理人】

【識別番号】100145595

【弁理士】

【氏名又は名称】久保 貴則

(72)【発明者】

【氏名】小嶋 俊貴

(72)【発明者】

【氏名】北川 昌明

【審査官】山下 裕久

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１２６１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１１９２５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－３２４３５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０３４２１９１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００６－５２３５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ５０／５１９

Ｈ０１Ｍ ５０／５６９

Ｈ０１Ｍ １０／４２

Ｈ０１Ｋ １／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

絶縁性の可撓基板（３１）と、
前記可撓基板に設けられる複数の電気素子（１３，２０，２１，２２３，２２４）と、
複数の前記電気素子間を電気的に接続する第１配線（３７，４３）と、
複数の前記電気素子のうちの少なくとも１つと基準電位とを電気的に接続する第２配線（３８，４４）と、
前記可撓基板の強度を補強する補助配線（３５）と、
前記補助配線と前記第１配線とを電気的に接続する、前記第２配線よりも抵抗値の高い放電配線（３６）と、を有するフレキシブル基板。

【請求項2】

複数の前記電気素子のうちの前記第２配線が電気的に接続される前記電気素子はコンパレータ（２０）であり、
前記コンパレータの入力端子に前記第１配線が電気的に接続されている請求項１に記載のフレキシブル基板。

【請求項3】

複数の前記電気素子のうちの前記第１配線が電気的に接続される前記電気素子は、直列接続された複数の電池セル（２２０）のうちの１つが備える電極端子（２２１，２２２）に接続される接続端子（２２３，２２４）である請求項２に記載のフレキシブル基板。

【請求項4】

複数の前記補助配線が前記可撓基板に散らばって配置されている請求項１～３いずれか１項に記載のフレキシブル基板。

【請求項5】

複数の前記補助配線の少なくとも一部は、交差しつつ電気的に接続された複数の導電線を備えるメッシュ配線である請求項４に記載のフレキシブル基板。

【請求項6】

前記第１配線、前記第２配線、前記補助配線、および、前記放電配線それぞれの前記可撓基板に形成された部位の形成材料は同一である請求項１～５いずれか１項に記載のフレキシブル基板。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書に記載の開示は、フレキシブル基板に関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に示されるように、ポリイミド等の絶縁基板と、絶縁基板の上面に形成された配線パターンと、絶縁基板の上面における配線パターンが形成されていない領域に形成されたベタパターンと、を備えるＦＰＣ基板が知られている。ベタパターンはＦＰＣ基板の強度を補強するためのものであり、配線パターンとは電気的に分離されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００８－１１７８８４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に記載のＦＰＣ基板のベタパターンに電荷が溜まり、この電荷が放電すると、絶縁基板の一部が炭化する虞がある。この結果、ＦＰＣ基板（フレキシブル基板）で絶縁破壊が生じる虞がある。

【0005】

本開示の目的は、絶縁破壊の抑制されたフレキシブル基板を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様によるフレキシブル基板は、絶縁性の可撓基板（３１）と、
可撓基板に設けられる複数の電気素子（１３，２０，２１，２２３，２２４）と、
複数の電気素子間を電気的に接続する第１配線（３７，４３）と、
複数の電気素子のうちの少なくとも１つと基準電位とを電気的に接続する第２配線（３８，４４）と、
可撓基板の強度を補強する補助配線（３５）と、
補助配線と第１配線とを電気的に接続する、第２配線よりも抵抗値の高い放電配線（３６）と、を有する。

【0007】

これによれば、補助配線（３５）に電荷が溜まることが抑制される。そのために補助配線（３５）に帯電した電荷が放電することが抑制される。この放電により可撓基板（３１）の一部が炭化することが抑制される。この炭化により絶縁破壊の生じることが抑制される。

【0008】

放電配線（３６）は第２配線（３８，４４）よりも抵抗値が高くなっている。そのために補助配線（３５）に溜まった電荷の電気エネルギーが放電配線（３６）で熱エネルギーに変換されやすくなる。これにより複数の電気素子（１３，２０，２１，２２３，２２４）間を電気的に接続する第１配線（３７，４３）に補助配線（３５）に溜まった電荷が流れることが抑制される。

【0009】

第２配線（３８，４４）は放電配線（３６）よりも抵抗値が低くなっている。そのために第２配線（３８，４４）における電気素子（１３，２０，２１，２２３，２２４）側の電位が第２配線（３８，４４）での電圧降下によって変動することが抑制される。

【0010】

なお、上記の括弧内の参照番号は、後述の実施形態に記載の構成との対応関係を示すものに過ぎず、技術的範囲を何ら制限するものではない。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】電池パックの回路図である。

【図2】電池スタックを示す上面図である。

【図3】監視装置を示す上面図である。

【図4】監視装置が電池スタックに配置された状態を示す上面図である。

【図5】閉ループを説明するための回路図である。

【図6】閉ループを説明するための回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。

【0013】

各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせが可能である。また、特に組み合わせに支障が生じなければ、組み合わせが可能であることを明示していなくても、実施形態同士、実施形態と変形例、および、変形例同士を部分的に組み合せることも可能である。

【0014】

以下、実施形態を図に基づいて説明する。

【0015】

（第１実施形態）
図１～図５に基づいて、本実施形態に係るフレキシブル基板を備える電池パックと、この電池パックがハイブリッド自動車に適用された例を説明する。

【0016】

＜電池パックの概要＞
電池パック４００はハイブリッド自動車の電気負荷に電力供給する機能を果たす。この電気負荷には、動力供給源および発電源としての機能を果たすモータジェネレータが含まれている。例えばこのモータジェネレータが力行する場合、電池パック４００は放電してモータジェネレータに電力供給する。モータジェネレータが発電する場合、電池パック４００は発電によって生じた発電電力を充電する。

【0017】

電池パック４００は電池ＥＣＵ３００を有する。この電池ＥＣＵ３００はハイブリッド自動車に搭載された各種ＥＣＵ（車載ＥＣＵ）と電気的に接続される。電池ＥＣＵ３００と車載ＥＣＵは相互に信号を送受信し、ハイブリッド自動車を協調制御する。この協調制御により、電池パック４００の充電量に応じたモータジェネレータの発電と力行、および、内燃機関の出力などが制御される。図面では電池ＥＣＵ３００をＢＥＣＵと表記している。

【0018】

なお、ＥＣＵはelectronic control unitの略である。ＥＣＵは、少なくとも１つの演算処理装置（ＣＰＵ）と、プログラムおよびデータを記憶する記憶媒体としての少なくとも１つのメモリ装置（ＭＭＲ）と、を有する。ＥＣＵはコンピュータやプロセッサで読み取り可能な記憶媒体を備えるマイクロコンピュータによって提供される。記憶媒体はコンピュータやプロセッサで読み取り可能なプログラムを非一時的に記憶する非遷移的実体的記憶媒体である。記憶媒体は半導体メモリまたは磁気ディスクなどによって提供され得る。

【0019】

電池パック４００は電池モジュール２００を有する。図２に示すように電池モジュール２００は複数の電池セル２２０が電気的および機械的に直列接続された電池スタック２１０を有する。

【0020】

電池パック４００は監視装置１００を有する。監視装置１００は電池スタック２１０を構成する各電池セル２２０の電圧を検出する。監視装置１００はその監視結果を電池ＥＣＵ３００に出力する。電池ＥＣＵ３００は監視装置１００の監視結果に基づいて複数の電池セル２２０それぞれのＳＯＣの均等化を判断する。そして電池ＥＣＵ３００はその判断に基づく均等化処理の指示を監視装置１００に出力する。監視装置１００は電池ＥＣＵ３００から入力された指示にしたがって、複数の電池セル２２０のＳＯＣを等しくする均等化処理を行う。ＳＯＣはstate of chargeの略である。

【0021】

以上に示すように電池パック４００は、監視装置１００、電池モジュール２００、および、電池ＥＣＵ３００を有する。図示しないが、電池パック４００はこれらの他に電池モジュール２００を冷却する送風ファンを有する。この送風ファンの駆動は電池ＥＣＵ３００によって制御される。

【0022】

電池パック４００はハイブリッド自動車の例えば座席下の配置空間に設けられる。概して後部座席下のほうが前部座席下よりも広い。そのために本実施形態の電池パック４００は後部座席下の配置空間に設けられる。ただし電池パック４００の配置場所としてはこれに限定されない。例えば後部座席とトランクルームの間、運転席と助手席の間などに電池パック４００を配置することができる。電池パック４００の配置場所としては特に限定されない。

【0023】

次に、電池モジュール２００と監視装置１００を説明する。それにあたって、以下においては互いに直交の関係にある３方向を、ｘ方向、ｙ方向、および、ｚ方向と示す。本実施形態ではｘ方向はハイブリッド自動車の進退方向に沿っている。ｙ方向はハイブリッド自動車の左右方向に沿っている。ｚ方向はハイブリッド自動車の天地方向に沿っている。なお図面では、「方向」の記載を削除して、単に、ｘ、ｙ、ｚと表記している。

【0024】

＜電池モジュールの概要＞
上記したように電池モジュール２００は電池スタック２１０を有する。また電池モジュール２００は電池スタック２１０を収容する電池ケース（図示略）を有する。この電池ケースは筐体と蓋部を有する。筐体はアルミダイカストで製造される。また筐体は鉄やステンレスをプレス加工することで製造することもできる。蓋部は樹脂材料、若しくは、金属材料で形成される。

【0025】

筐体はｚ方向に開口するとともに底を有する箱形状を成している。筐体の開口は蓋部によって覆われている。筐体と蓋部とによって電池スタック２１０と監視装置１００を収納する収納空間が構成されている。収納空間には風の流通する流通経路が構成されている。筐体と蓋部の少なくとも一方に、外部雰囲気と流通経路とを連通するための連通孔が構成されている。

【0026】

なお、筐体と同様にして、蓋部を空気よりも透磁率の高い金属材料で形成した場合、筐体と蓋部を介して外部から収納空間に電磁ノイズが流入することが抑制される。例えば、電池スタック２１０と電気的に接続される電力変換装置などで発生する電磁ノイズが収納空間に収納された監視装置１００を透過することが抑制される。

【0027】

電池スタック２１０は複数の電池セル２２０を有する。これら複数の電池セル２２０はｙ方向に並んでいる。複数の電池セル２２０は電気的および機械的に直列接続されている。そのために電池モジュール２００の出力電圧は複数の電池セル２２０の出力電圧を総和した電圧になっている。

【0028】

＜監視装置の概要＞
図１に示すように監視装置１００は、複数の電池セル２２０それぞれの電圧を監視する監視部１０、および、監視部１０と複数の電池セル２２０それぞれとを電気的に接続するフレキシブル基板３０を有する。監視部１０とフレキシブル基板３０はｚ方向で電池スタック２１０と並ぶ態様で電池モジュール２００に設けられる。

【0029】

＜電池スタックの構成＞
上記したように電池スタック２１０は複数の電池セル２２０を有する。図２に示すように電池セル２２０は四角柱形状を成す。電池セル２２０は６面を有する。

【0030】

電池セル２２０はｚ方向に面する上端面２２０ａを有する。また図示しないが、電池セル２２０は上端面２２０ａとｚ方向で離間して並ぶ下端面を有する。電池セル２２０はｘ方向で離間して並ぶ第１側面２２０ｃと第２側面２２０ｄを有する。電池セル２２０はｙ方向で離間して並ぶ第１主面２２０ｅと第２主面２２０ｆを有する。これら６面のうち第１主面２２０ｅと第２主面２２０ｆは他の４面よりも面積が大きくなっている。

【0031】

電池セル２２０はｙ方向の長さがｚ方向およびｘ方向の長さよりも短くなっている。そのために電池セル２２０はｙ方向の長さの短い平板形状を成している。複数の電池セル２２０はこのｙ方向に並んでいる。

【0032】

電池セル２２０は二次電池である。具体的には電池セル２２０はリチウムイオン二次電池である。リチウムイオン二次電池は化学反応によって起電圧を生成する。起電圧の生成により電池セル２２０に電流が流れる。これにより電池セル２２０はガスを発生する。電池セル２２０は膨張する。なお電池セル２２０としてはリチウムイオン二次電池に限定されない。例えば電池セル２２０としては、ニッケル水素二次電池、有機ラジカル電池などを採用することができる。

【0033】

上記したように電池セル２２０の第１主面２２０ｅと第２主面２２０ｆは他の４面よりも面積が大きくなっている。そのために電池セル２２０では第１主面２２０ｅと第２主面２２０ｆは変形しやすくなっている。これにより電池セル２２０はｙ方向に膨張する。すなわち電池セル２２０は複数の電池セル２２０の並ぶ方向に膨張する。

【0034】

電池スタック２１０は図示しない拘束具を有する。この拘束具により、複数の電池セル２２０は機械的にｙ方向に直列接続されている。またこの拘束具により複数の電池セル２２０それぞれの膨張による電池スタック２１０の体格の増大が抑制されている。なお、隣接する電池セル２２０の間には空隙が構成されている。この空隙を空気が通ることで各電池セル２２０の放熱が促される。

【0035】

電池セル２２０の上端面２２０ａに正極端子２２１と負極端子２２２が形成されている。正極端子２２１と負極端子２２２はｘ方向で離間して並んでいる。正極端子２２１は第１側面２２０ｃ側に位置する。負極端子２２２は第２側面２２０ｄ側に位置する。

【0036】

図２に示すように隣接して並ぶ２つの電池セル２２０は互いに第１主面２２０ｅ同士、第２主面２２０ｆ同士で対向している。隣接して並ぶ２つの電池セル２２０の上端面２２０ａがｙ方向に並んでいる。これにより隣接して並ぶ２つの電池セル２２０のうちの一方の正極端子２２１と他方の負極端子２２２とがｙ方向に並んでいる。この結果、電池スタック２１０では、正極端子２２１と負極端子２２２とがｙ方向で交互に並んでいる。

【0037】

電池スタック２１０では、ｙ方向で負極端子２２２と正極端子２２１とが交互に並ぶ第１電極端子群２１１と、ｙ方向で正極端子２２１と負極端子２２２とが交互に並ぶ第２電極端子群２１２と、が構成されている。これら第１電極端子群２１１と第２電極端子群２１２とがｘ方向で離間して並んでいる。

【0038】

上記した第１電極端子群２１１と第２電極端子群２１２に含まれる複数の電極端子のうち、ｙ方向で並んで隣り合う１つの正極端子２２１と１つの負極端子２２２とが直列端子２２３を介して機械的および電気的に接続されている。これにより電池スタック２１０を構成する複数の電池セル２２０が電気的に直列接続されている。

【0039】

本実施形態の電池スタック２１０は９個の電池セル２２０を有する。そのために正極端子２２１と負極端子２２２の総数は１８個になっている。図１および図２に示すように、これら１８個の電極端子に、最低電位から最高電位に向かうにしたがって数の大きくなる番数（Ｎｏ）を付与している。

【0040】

図２に示すようにＮｏ．１の正極端子２２１とＮｏ．２の負極端子２２２はｙ方向で隣接して並んでいる。これらｘ方向で隣接して並ぶ正極端子２２１と負極端子２２２が直列端子２２３を介して接続される。

【0041】

これと同様にして、第１電極端子群２１１では、Ｎｏ．１とＮｏ．２の電極端子、Ｎｏ．５とＮｏ．６の電極端子、Ｎｏ．９とＮｏ．１０の電極端子、Ｎｏ．１３とＮｏ．１４の電極端子が直列端子２２３を介して接続される。第２電極端子群２１２では、Ｎｏ．３とＮｏ．４の電極端子、Ｎｏ．７とＮｏ．８の電極端子、Ｎｏ．１１とＮｏ．１２の電極端子、Ｎｏ．１５とＮｏ．１６の電極端子が直列端子２２３を介して接続される。このように９個の電池セル２２０は計８個の直列端子２２３を介して直列接続されている。

【0042】

以上に示した接続構成により、Ｎｏ．０の負極端子２２２は最低電位になる。Ｎｏ．１７の正極端子２２１は最高電位になる。Ｎｏ．１７の正極端子２２１は各電池セル２２０の出力を総和した電位になる。

【0043】

この最低電位の負極端子２２２と最高電位の正極端子２２１に出力端子２２４が接続されている。これら２つの出力端子２２４が電気負荷と電気的に接続される。この結果、最低電位と最高電位との電位差が、電池モジュール２００の出力電圧として電気負荷に出力される。

【0044】

なお、出力端子２２４がほかの電池モジュール２００の最低電位の負極端子２２２若しくは最高電位の正極端子２２１に接続されることで、複数の電池モジュール２００が直列接続若しくは並列接続された構成を採用することもできる。電気負荷に電力供給する車載電源は１つの電池モジュール２００によって構成されてもよいし、複数の電池モジュール２００によって構成されてもよい。直列端子２２３と出力端子２２４が接続端子に相当する。

【0045】

＜監視装置の回路構成＞
次に、図１に基づいて監視装置１００の回路構成を説明する。

【0046】

図１に示すように監視部１０は配線基板１１、第１電子素子１２、および、監視ＩＣチップ１３を有する。配線基板１１に第１電子素子１２と監視ＩＣチップ１３が搭載されている。第１電子素子１２と監視ＩＣチップ１３は配線基板１１の基板配線１４を介して電気的に接続されている。

【0047】

配線基板１１にフレキシブル基板３０が接続される。このフレキシブル基板３０を介して監視部１０と電池スタック２１０とが電気的に接続されている。

【0048】

フレキシブル基板３０にはコネクタ４０が設けられている。コネクタ４０は監視部１０と電気的に接続されている。このコネクタ４０に図１に示すワイヤハーネス３０１が接続される。このワイヤハーネス３０１を介して監視部１０と電池ＥＣＵ３００とが電気的に接続されている。図面においてコネクタ４０をＣＮと表記している。なお、このコネクタ４０はなくともよい。この場合、監視部１０と電池ＥＣＵ３００とは無線によって電気信号の送受信を行う。

【0049】

フレキシブル基板３０は絶縁性の可撓基板３１と、可撓基板３１に形成された複数の配線パターン３２と、を有する。

【0050】

複数の配線パターン３２それぞれの一端が直列端子２２３若しくは出力端子２２４に接続されている。これら複数の配線パターン３２それぞれの他端が複数の基板配線１４と電気的に接続されている。以上に示した配線の接続により電池セル２２０と監視ＩＣチップ１３とが電気的に接続されている。

【0051】

以下においては、説明を簡便とするため、互いに電気的に接続された配線パターン３２と基板配線１４をまとめて、適宜、電圧検出配線と示す。

【0052】

図１に示すように、可撓基板３１に第２電子素子６０が搭載されている。第２電子素子６０はヒューズ６１とインダクタ６２を有する。また監視部１０は第１電子素子１２としてツェナーダイオード１５、並列コンデンサ１６、および、抵抗１７を有する。これらツェナーダイオード１５、並列コンデンサ１６、および、抵抗１７それぞれは配線基板１１に搭載されている。

【0053】

図１に示すように複数の電圧検出線それぞれにヒューズ６１、インダクタ６２、および、抵抗１７が設けられている。電池セル２２０から監視ＩＣチップ１３へと向かって、ヒューズ６１、インダクタ６２、および、抵抗１７が順に直列接続されている。

【0054】

ツェナーダイオード１５と並列コンデンサ１６それぞれは、電位順に並ぶ２つの電圧検出線の間で並列接続されている。詳しく言えば電圧検出線におけるインダクタ６２と抵抗１７との間に、ツェナーダイオード１５と並列コンデンサ１６が接続されている。ツェナーダイオード１５のアノード電極は隣り合う２つの電圧検出線のうちの低電位側に接続されている。ツェナーダイオード１５のカソード電極は隣り合う２つの電圧検出線のうちの高電位側に接続されている。

【0055】

以上に示した接続構成により、抵抗１７と並列コンデンサ１６とによってＲＣ回路が構成されている。このＲＣ回路とインダクタ６２は、電圧検出の際にノイズを除去するフィルタとしての機能を果たしている。

【0056】

なおツェナーダイオード１５は、電池モジュール２００から過電圧が印加された際に短絡故障（ショート故障）する構造となっている。具体的に言えば、ツェナーダイオード１５は一対のリードによってＰＮ接合型のＩＣチップが狭持された構造となっている。一対のリードのうちの一方がアノード電極に接続され、他方がカソード電極に接続されている。

【0057】

係る構成のため、例えばＩＣチップとリードとがワイヤを介して間接的に接続された構成とは異なり、過電圧の印加によるワイヤの破断によってツェナーダイオード１５がオープン故障することが避けられている。

【0058】

ヒューズ６１は、過電圧にてツェナーダイオード１５が短絡故障した際に、電圧検出配線に流れる大電流によって破断するように構成されている。ヒューズ６１の定格電流は、過電圧にてツェナーダイオード１５が短絡故障した際の電圧検出配線に流れる大電流を基準に設定されている。ヒューズ６１の破断により監視ＩＣチップ１３に大電流が流れることが抑制される。

【0059】

図１に模式的に示すように監視ＩＣチップ１３は、増幅などの信号処理を行うドライバ１８と、複数の電池セル２２０を充放電するための複数のスイッチ１９と、を有する。図面においてドライバ１８をＤＲと表記している。

【0060】

スイッチ１９は電位順に並ぶ２つの電圧検出線間の電気的な接続を制御する。スイッチ１９の一端は電位順に並ぶ２つの電圧検出線の一方に接続された監視ＩＣチップ１３の配線に接続される。スイッチ１９の他端は電位順に並ぶ２つの電圧検出線の他方に接続された監視ＩＣチップ１３の配線に接続される。ドライバ１８によるスイッチ１９の開閉制御によって、スイッチ１９の接続された２つの電圧検出線に電気的に接続された電池セル２２０の充放電が制御される。

【0061】

また監視ＩＣチップ１３は、複数の電池セル２２０それぞれの電圧を検出するためのコンパレータ２０を有する。コンパレータ２０の反転入力端子と非反転入力端子とに、電位順に並ぶ２つの電圧検出線が接続される。これによりコンパレータ２０の反転入力端子と非反転入力端子とに、１つの電池セル２２０の正極端子２２１と負極端子２２２が接続される。コンパレータ２０から、１つの電池セル２２０の出力電圧（起電圧）を差動増幅したアナログ信号が出力される。

【0062】

監視ＩＣチップ１３はアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換回路２１を有する。このＡＤ変換回路２１にコンパレータ２０の出力端子が接続される。そしてＡＤ変換回路２１が監視ＩＣチップ１３の配線とフレキシブル基板３０の配線を介してコネクタ４０に接続されている。これにより、ＡＤ変換回路２１によってデジタル信号に変換されたコンパレータ２０の出力がワイヤハーネス３０１を介して電池ＥＣＵ３００に入力される。コネクタ４０がない構成の場合、ＡＤ変換回路２１から出力されたデジタル信号は無線によって電池ＥＣＵ３００に出力される。

【0063】

なお、コンパレータ２０の入力インピーダンスは出力インピーダンスよりもハイインピーダンスになっている。そのために電池セル２２０からコンパレータ２０に流れる電流は、複数の電池セル２２０の直列接続された電池スタック２１０に流れる電流に比べて微量になっている。

【0064】

電池セル２２０の充電状態（ＳＯＣ）と起電圧には相関関係がある。電池ＥＣＵ３００はこの相関関係を記憶している。電池ＥＣＵ３００は監視ＩＣチップ１３から入力された出力電圧（起電圧）と記憶している相関関係に基づいて、複数の電池セル２２０それぞれのＳＯＣを検出する。

【0065】

電池ＥＣＵ３００はこの検出したＳＯＣに基づいて、複数の電池セル２２０それぞれのＳＯＣの均等化処理を判断する。そして電池ＥＣＵ３００はその判断に基づく均等化処理の指示を監視ＩＣチップ１３のドライバ１８に出力する。ドライバ１８は均等化処理の指示にしたがって複数の電池セル２２０それぞれに対応するスイッチ１９を開閉制御する。これにより複数の電池セル２２０が充放電される。複数の電池セル２２０のＳＯＣが均等化される。

【0066】

また、電池ＥＣＵ３００は入力された電圧などに基づいて電池スタック２１０の充電状態も検出する。電池ＥＣＵ３００は検出した電池スタック２１０の充電状態を車載ＥＣＵに出力する。車載ＥＣＵはこの充電状態、車両に搭載された各種センサから入力されるアクセルペダルの踏み込み量やスロットルバルブ開度などの車両情報、そしてイグニッションスイッチなどに基づいて、電池ＥＣＵ３００に指令信号を出力する。電池ＥＣＵ３００はこの指令信号に基づいて電池スタック２１０と電気負荷との接続を制御する。

【0067】

図示しないが、電池スタック２１０と電気負荷との間にはシステムメインリレーが設けられている。このシステムメインリレーは磁界の発生によって電池スタック２１０と電気負荷との電気的な接続を制御する。電池ＥＣＵ３００はこのシステムメインリレーの磁界の発生を制御することで、電池スタック２１０と電気負荷との接続を制御する。

【0068】

＜フレキシブル基板＞
次に、フレキシブル基板３０を詳説する。上記したようにフレキシブル基板３０は可撓基板３１と配線パターン３２を有する。

【0069】

可撓基板３１は配線基板１１よりも厚みが薄く、撓みやすい絶縁性の樹脂材料から成る。そのために可撓基板３１は湾曲可能になっている。可撓基板３１はｚ方向に並ぶ表面３１ａとその裏側の裏面との間の長さ（厚さ）の薄い扁平形状となっている。

【0070】

細分化して説明すると、可撓基板３１は１つの母板３３と複数の突起部３４を有する。母板３３は突起部３４よりも体格が大きくなっている。母板３３の平面形状はｙ方向に延びた矩形を成している。複数の突起部３４の平面形状はｘ方向に延びた矩形を成している。

【0071】

図４に示すように母板３３は複数の電池セル２２０それぞれの上端面２２０ａに設けられる。複数の電池セル２２０と上記の拘束具の形状や配置などに応じて変形しやすいように、母板３３に図示しない切り欠きが形成されていてもよい。また母板３３の一部が蛇腹構造になっていてもよい。さらに言えば、電池ケースによって構成される収容空間での風の流動が妨げられるのを避けるために、ｚ方向に貫通する切欠きや孔が母板３３に形成されていてもよい。

【0072】

突起部３４は母板３３のｙ方向に延びる２つの側辺それぞれに一体的に連結されている。母板３３の備える２つの側辺の１つから延びた複数の突起部３４はｙ方向で離間して並んでいる。なお、突起部３４はｘ方向からｙ方向に傾斜した斜め方向に延びてもよい。

【0073】

配線パターン３２は母板３３と突起部３４それぞれの表面３１ａに形成されている。そして配線パターン３２の大部分が被覆樹脂で覆われている。配線パターン３２における被覆樹脂からの露出部位にヒューズ６１やインダクタ６２などの第２電子素子６０が電気的に接続される。

【0074】

配線パターン３２の一端は突起部３４に設けられている。この突起部３４と配線パターン３２の一端とが直列端子２２３若しくは出力端子２２４に連結される。これによりフレキシブル基板３０に直列端子２２３と出力端子２２４が設けられている。配線パターン３２が直列端子２２３若しくは出力端子２２４と電気的に接続される。

【0075】

配線パターン３２の他端は母板３３に設けられている。配線パターン３２の他端ははんだとワイヤを介して配線基板１１の基板配線１４に機械的および電気的に接続される。

【0076】

なお図３と図４では１つの配線パターン３２を１つの単調に延びる１つの線によって表現している。しかしながら１つの配線パターン３２の一部が複数に分岐することで、複数の異なる方向に延長する構成を採用することもできる。また、図３と図４では監視部１０とコネクタ４０とを接続する配線の記載を省略している。

【0077】

＜補助パターン＞
フレキシブル基板３０は可撓基板３１と配線パターン３２の他に、補助パターン３５を有する。補助パターン３５は配線パターン３２とともに母板３３の表面３１ａに形成されている。そして補助パターン３５は被覆樹脂で覆われている。

【0078】

上記したように可撓基板３１はｚ方向の厚さが薄く、可撓性を備えている。そのためにｚ方向に直交する平面形状の体格が大きくなると、可撓基板３１の形状が部分的に変形しやすくなる。

【0079】

補助パターン３５はこの可撓基板３１の部分的な変形を抑制するための機能を果たす。そのために図３と図４に示すように複数の補助パターン３５が可撓基板３１に分配配置されている。複数の補助パターン３５は可撓基板３１に散らばって配置されている。補助パターン３５が補助配線に相当する。

【0080】

補助パターン３５の形成材料としては、絶縁性を備える樹脂材料や、導電性を備える金属材料などを採用することができる。本実施形態の補助パターン３５は配線パターン３２と同一の金属材料から成る。この金属材料としては、例えば、金、銀、銅などを採用することができる。また、これら配線の形成材料としては、例えばカーボンを採用することもできる。なおもちろんではあるが、補助パターン３５と配線パターン３２それぞれの形成材料は異なってもよい。

【0081】

本実施形態の補助パターン３５は、図３と図４においてハッチングで図示するように、導電線としての複数の細線が交差して電気的に接続されたメッシュ形状になっている。複数の細線には、延長方向の異なる第１細線と第２細線が含まれている。補助パターン３５は複数の第１細線と複数の第２細線とが交差してなるメッシュ配線である。複数の第１細線と複数の第２細線とが互いに交差することで、可撓基板３１上で補助パターン３５は多数の格子を形成している。

【0082】

係る構成のため、フレキシブル基板３０の柔軟性が可撓基板３１における補助パターン３５の形成領域と非形成領域とで著しく異なることが抑制されている。

【0083】

＜絶縁破壊＞
これまでに説明したように補助パターン３５は機械的な強度を高める機能を果たす。そのために補助パターン３５は図１に示す電気回路の通電経路を構成していない。しかしながら補助パターン３５は配線パターン３２と同一の金属材料から成る。そのために補助パターン３５は導電性を備えている。可撓基板３１に分配配置された複数の補助パターン３５が電気的に浮いている場合、空中に浮遊する電荷が補助パターン３５に帯電する虞がある。

【0084】

特に、本実施形態で例示しているように、フレキシブル基板３０が複数の電池セル２２０を備える電池モジュール２００に設けられる場合、コロナ放電などによって電池モジュール２００から空中に放たれた電荷が補助パターン３５に帯電されやすくなる。補助パターン３５に帯電した電荷が任意の配線に向かって放電すると、両者の間の可撓基板３１の一部が炭化する。これにより絶縁破壊が発生する虞がある。

【0085】

＜放電パターン＞
係る課題を解決するため、図５に示すように、可撓基板３１に放電パターン３６が形成されている。図５においては、監視ＩＣチップ１３に含まれる構成要素の代表としてコンパレータ２０を表記している。そしてコンパレータ２０の入力端子と直列端子２２３若しくは出力端子２２４とを接続する入力パターン３７を表記している。コンパレータ２０とグランドなどの基準電位と接続される基準パターン３８を表記している。放電パターン３６が放電配線に相当する。入力パターン３７には、上記した電圧検出配線が含まれている。

【0086】

これら入力パターン３７と基準パターン３８は配線基板１１と可撓基板３１それぞれに形成された配線を備えている。入力パターン３７と基準パターン３８それぞれの備える可撓基板３１に形成された配線、および、放電パターン３６それぞれは配線パターン３２と同一の金属材料から成る。可撓基板３１に形成されるすべての配線は同一の金属材料から成る。なお本実施形態では、入力パターン３７と基準パターン３８それぞれの備える配線基板１１に形成された配線も配線パターン３２と同一の金属材料から成る。

【0087】

放電パターン３６は補助パターン３５と入力パターン３７とを電気的に接続している。詳しく言えば、放電パターン３６は補助パターン３５と入力パターン３７の備える可撓基板３１の配線とを電気的に接続している。

【0088】

なお、コンパレータ２０は入力端子として非反転入力端子と反転入力端子を有する。図面では非反転入力端子に接続される入力パターン３７のみを図示している。この入力パターン３７に放電パターン３６が電気的に接続されている。

【0089】

係る電気的な接続構成により、補助パターン３５に電荷が帯電したとしても、その電荷が放電パターン３６を介して入力パターン３７に流動する。その電荷の一部が基準電位などに流れる。

【0090】

この結果、補助パターン３５に電荷の帯電することが抑制される。補助パターン３５に帯電した電荷が任意の配線に向かって放電することが抑制される。可撓基板３１における２つの配線の間の部位の炭化が抑制される。フレキシブル基板３０での絶縁破壊の発生が抑制される。

【0091】

なお、補助パターン３５の電荷は放電パターン３６を介して入力パターン３７に絶えず出力される。そのために補助パターン３５から入力パターン３７に流れる電流量は微量になることが期待される。

【0092】

＜寄生容量＞
しかしながら、これまでに説明したように、可撓基板３１には、可撓基板３１の剛性を補強するための補助パターン３５が形成されている。そして複数の補助パターン３５は可撓基板３１に散らばって配置されている。そのため、この補助パターン３５と任意の配線との間で意図しない寄生容量が形成されやすくなっている。この寄生容量によって閉ループが構成され、この閉ループを電流ノイズが流れ続ける虞がある。この結果、コンパレータ２０の出力が変動する虞がある。すなわち、電池セル２２０の出力電圧を差動増幅した信号（検出信号）が変動する虞がある。電池セル２２０の出力電圧の検出精度が低下する虞がある。

【0093】

＜第１閉ループ＞
例えば図５に示すように、基準パターン３８の備える可撓基板３１の配線と補助パターン３５との間で第１寄生容量４１が形成される虞がある。この第１寄生容量４１のために、補助パターン３５、放電パターン３６、入力パターン３７、コンパレータ２０、基準パターン３８、および、第１寄生容量４１を介して補助パターン３５に戻る第１閉ループが形成される。補助パターン３５に帯電した電荷（電流ノイズ）の一部は、放電パターン３６、入力パターン３７、コンパレータ２０、および、基準パターン３８を介して基準電位に流れる。しかしながら、残りの電荷は第１閉ループを流れる。

【0094】

基準パターン３８における第１閉ループの一部を構成する部位には、基準パターン３８の備える配線基板１１の配線が含まれている。この基準パターン３８の備える配線基板１１の配線には配線抵抗としての基準抵抗３８ａがある。そのため、補助パターン３５に帯電した電荷が第１閉ループを流動すると、この基準抵抗３８ａによる電圧降下のために、基準パターン３８におけるコンパレータ２０側の電位がグランド電位よりも高くなる。この結果、コンパレータ２０から出力される検出信号が変動する。

【0095】

第１閉ループの電荷の通りやすさは、当然ながらにして、第１閉ループのインピーダンスに依存している。そのため、第１閉ループのインピーダンスを高めつつ、基準抵抗３８ａの抵抗値を低める。こうすることで、第１閉ループでの電荷の流動を抑制しつつ、検出信号の変動を抑制することができる。

【0096】

係る作用効果を奏するため、監視装置１００では、検出信号の出力経路とは異なる放電パターン３６に、放電抵抗３６ａを設けている。そしてこの放電抵抗３６ａの抵抗値を基準抵抗３８ａの抵抗値よりも高めている。逆に言えば、この放電抵抗３６ａの抵抗値よりも基準抵抗３８ａの抵抗値を低めている。これにより、第１閉ループでの電荷の流動が抑制されるとともに、検出信号の変動が抑制される。

【0097】

なお、放電抵抗３６ａは、放電パターン３６そのものが備える抵抗でもよいし、放電パターン３６に接続された抵抗素子でもよい。放電抵抗３６ａの抵抗値は、放電パターン３６を介した補助パターン３５と入力パターン３７との間の通電経路の抵抗値に相当する。放電抵抗３６ａの抵抗値は、第１閉ループにおける基準パターン３８を通る経路の抵抗値よりも高くなっている。なお、放電抵抗３６ａの抵抗値は、基準パターン３８を介したコンパレータ２０と基準電位との間の通電経路の抵抗値よりも高くともよい。

【0098】

＜第２閉ループ＞
図５に破線で示すように、補助パターン３５と入力パターン３７との間に第２寄生容量４２が形成される。この第２寄生容量４２のため、補助パターン３５、放電パターン３６、入力パターン３７、および、第２寄生容量４２を介して補助パターン３５に戻る第２閉ループが形成される。補助パターン３５に帯電した電荷が第２閉ループを流れる。

【0099】

しかしながら、上記したように、放電抵抗３６ａの抵抗値は基準抵抗３８ａの抵抗値よりも高くなっている。そのため、補助パターン３５に帯電した電荷の電気エネルギーは、放電抵抗３６ａで熱エネルギーに変換されやすくなっている。これにより、検出信号が第２閉ループを流動する電荷によって変動することが抑制される。

【0100】

なお、放電抵抗３６ａの抵抗値が高すぎると、補助パターン３５に帯電した電荷の放電が遅延する。そのため、放電抵抗３６ａの抵抗値の上限としては、例えば、可撓基板３１における複数の通電経路の抵抗値のうちの最も高い抵抗値などに基づいて決定することができる。

【0101】

（第１の変形例）
本実施形態ではコンパレータ２０の入力端子と直列端子２２３若しくは出力端子２２４とを接続する入力パターン３７に放電パターン３６が接続された例を示した。しかしながら、例えば図６において一般化して示すように、監視ＩＣチップ１３と直列端子２２３若しくは出力端子２２４とを接続する第１配線パターン４３に放電パターン３６が接続された構成を採用することもできる。監視ＩＣチップ１３、コンパレータ２０、直列端子２２３、および、出力端子２２４が電気素子に含まれる。

【0102】

係る構成においては、監視ＩＣチップ１３に含まれる電子素子と基準電位とを接続する第２配線パターン４４の配線抵抗４４ａの抵抗値よりも、放電パターン３６の放電抵抗３６ａの抵抗値のほうが大きくなる。なお、第１配線パターン４３と第２配線パターン４４それぞれに接続される電子素子は、電池セル２２０の出力電圧の検出に寄与する能動素子や受動素子である。この電子素子には、当然ながらにしてコンパレータ２０やＡＤ変換回路２１が含まれている。入力パターン３７と第１配線パターン４３が第１配線に相当する。基準パターン３８と第２配線パターン４４が第２配線に相当する。

【0103】

（第２の変形例）
本実施形態では監視装置１００と電池ＥＣＵ３００とがワイヤハーネス３０１を介して電気的に接続される例を示した。しかしながら、上記したように、監視装置１００と電池ＥＣＵ３００とが無線によって信号の送受信を行う構成を採用することもできる。この構成の場合、監視装置１００はコネクタ４０の代わりに無線信号を送受信するための通信部を備える。この通信部と監視ＩＣチップ１３に含まれる電子素子とが電気的に接続される。

【0104】

複数の電池モジュール２００が直列接続若しくは並列接続される構成の場合、複数の電池モジュール２００それぞれに監視装置１００が搭載される。これら複数の監視装置１００それぞれが電池ＥＣＵ３００と無線通信する構成を採用することができる。もちろんではあるが、複数の監視装置１００それぞれが電池ＥＣＵ３００と有線によって信号の送受信を行う構成を採用することもできる。

【0105】

（その他の変形例）
本実施形態では補助パターン３５がメッシュ形状である例を示した。しかしながら補助パターン３５は例えばベタ形状でもよい。補助パターン３５の形状としては特に限定されない。

【0106】

本実施形態ではフレキシブル基板３０を備える電池パック４００がハイブリッド自動車に適用された例を示した。しかしながら電池パック４００は例えばプラグインハイブリッド自動車や電気自動車などの電動車両に適用することもできる。

【0107】

本実施形態ではフレキシブル基板３０が電池パック４００に適用された例を示した。しかしながらフレキシブル基板３０の適用としては上記例に限定されない。可撓性を備えるフレキシブル基板３０を採用する用途のある各種民生の電気製品に適用することができる。

【0108】

例えば、配置スペースが制限されているために、その配置スペースに応じて形状を変化させることの求められる電気製品にフレキシブル基板３０を適用することができる。信号線の増大によって体格の増大が懸念される電気製品にフレキシブル基板３０を適用することができる。

【0109】

本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態が本開示に示されているが、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

【符号の説明】

【0110】

１０…監視部、１３…監視ＩＣチップ、２０…コンパレータ、２１…ＡＤ変換回路、３０…フレキシブル基板、３１…可撓基板、３２…配線パターン、３５…補助パターン、３６…放電パターン、３７…入力パターン、３８…基準パターン、４３…第１配線パターン、４４…第２配線パターン、１００…監視装置、２００…電池モジュール、２２０…電池セル、２２１…正極端子、２２２…負極端子、２２３…直列端子、２２４…出力端子、３００…電池ＥＣＵ、４００…電池パック

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】