特許 7452518 電池監視システム

(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】2024-03-11

(45)【発行日】2024-03-19

(54)【発明の名称】電池監視システム

(51)【国際特許分類】

   H01Q 1/22 20060101AFI20240312BHJP

   H01Q 21/06 20060101ALI20240312BHJP

【ＦＩ】

H01Q1/22 Z

H01Q21/06

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2021181186

(22)【出願日】2021-11-05

(62)【分割の表示】P 2020000361の分割

【原出願日】2020-01-06

(65)【公開番号】P2022010101

(43)【公開日】2022-01-14

【審査請求日】2022-11-23

(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】100121821

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 強

(74)【代理人】

【識別番号】100139480

【弁理士】

【氏名又は名称】日野 京子

(74)【代理人】

【識別番号】100125575

【弁理士】

【氏名又は名称】松田 洋

(74)【代理人】

【識別番号】100175134

【弁理士】

【氏名又は名称】北 裕介

(72)【発明者】

【氏名】青木 公甫

(72)【発明者】

【氏名】沼田 達宏

【審査官】齊藤 晶

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１４／１０３００８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０００－１９６３３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－１６５９５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１４２０８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０８５４９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／０５９５６８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】Matthias SCHNEIDERet al.，“Automotive battery monitoring by wireless cell sensors”，2012 IEEE International Instrumentation and Measurement Technology Conference Proceedings，2012年07月02日，DOI: 10.1109/I2MTC.2012.6229439

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｑ １／２２

Ｈ０１Ｑ ２１／０６

ＩＥＥＥ Ｘｐｌｏｒｅ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

筐体（１０）と、前記筐体内に設置されている複数の組電池（２０）と、前記筐体内において前記組電池毎に設置されており、自身に対応する前記組電池から当該組電池に関する情報である電池情報を取得する取得装置（３０）と、各前記取得装置と無線通信をして前記電池情報を取得する監視装置（４０）と、を有し、
前記取得装置は、前記無線通信のための子機アンテナ（３６）を備え、前記監視装置は、前記無線通信のための親機アンテナ（４６）を備える、電池監視システムにおいて、
前記親機アンテナ及び前記子機アンテナのうちの少なくとも一方は、所定の非指向方向に比べて所定の指向方向に強く電波を照射し、前記所定の非指向方向は、前記取得装置又は前記監視装置が設置される前記組電池の面に対して垂直な方向であり、前記所定の指向方向は、前記取得装置又は前記監視装置が設置される前記組電池の面に沿った方向であり、
前記取得装置は、前記取得装置が設置される前記組電池の面の長手方向に延びており、
前記所定の非指向方向は、前記取得装置が設置される前記組電池の面の長手方向であり、前記所定の指向方向は、前記取得装置が設置される前記組電池の面の短手方向である、電池監視システム。

【請求項2】

前記取得装置は、前記組電池の上面に設置され、
前記監視装置は、前記筐体内において前記組電池の側面側に設置されている、請求項１に記載の電池監視システム。

【請求項3】

アンテナから発信された電波のうち反射していないものを直接波として、少なくとも所定の前記子機アンテナ及び前記親機アンテナは、互いに相手方の直接波が届かない位置に配置されており、
前記筐体内に、電波を反射させる反射部（１６）が設けられており、
前記親機アンテナ及び前記子機アンテナのうち、一方のアンテナの前記所定の指向方向は、前記一方のアンテナから前記反射部に向けた方向であり、他方のアンテナは、前記反射部により反射した電波を受信する、請求項２に記載の電池監視システム。

【請求項4】

前記組電池の外面のうち前記取得装置の設置面に対して、前記筐体の内面又は前記組電池の外面のうち前記監視装置の設置面が垂直である、請求項３に記載の電池監視システム。

【請求項5】

前記組電池の外面のうち前記取得装置の設置面に対して、前記筐体の内面又は前記組電池の外面のうち前記監視装置の設置面が垂直であり、
アンテナから発信された電波のうち反射していないものを直接波として、少なくとも所定の前記子機アンテナ及び前記親機アンテナは、互いに相手方の直接波が届かない位置に配置されており、
前記筐体内に、電波を反射させる反射部（１６）が設けられており、
前記親機アンテナ及び前記子機アンテナのうち、一方のアンテナの前記所定の指向方向は、前記一方のアンテナから前記反射部に向けた方向であり、他方のアンテナは、前記反射部により反射した電波を受信する、請求項１に記載の電池監視システム。

【請求項6】

筐体（１０）と、前記筐体内に設置されている複数の組電池（２０）と、前記筐体内において前記組電池毎に設置されており、自身に対応する前記組電池から当該組電池に関する情報である電池情報を取得する取得装置（３０）と、各前記取得装置と無線通信をして前記電池情報を取得する監視装置（４０）と、を有し、
前記取得装置は、前記無線通信のための子機アンテナ（３６）を備え、前記監視装置は、前記無線通信のための親機アンテナ（４６）を備える、電池監視システムにおいて、
前記親機アンテナ及び前記子機アンテナのうちの少なくとも一方は、所定の非指向方向に比べて所定の指向方向に強く電波を照射し、前記所定の非指向方向は、前記取得装置又は前記監視装置が設置される前記組電池の面に対して垂直な方向であり、前記所定の指向方向は、前記取得装置又は前記監視装置が設置される前記組電池の面に沿った方向であり、
前記取得装置は、前記組電池の上面に設置され、
前記監視装置は、前記筐体内において前記組電池の側面側に設置されており、
アンテナから発信された電波のうち反射していないものを直接波として、少なくとも所定の前記子機アンテナ及び前記親機アンテナは、互いに相手方の直接波が届かない位置に配置されており、
前記筐体内に、電波を反射させる反射部（１６）が設けられており、
前記親機アンテナ及び前記子機アンテナのうち、一方のアンテナの前記所定の指向方向は、前記一方のアンテナから前記反射部に向けた方向であり、他方のアンテナは、前記反射部により反射した電波を受信し、
前記所定の非指向方向は、前記取得装置が設置される前記組電池の面の長手方向であり、前記所定の指向方向は、前記取得装置が設置される前記組電池の面の短手方向である、電池監視システム。

【請求項7】

前記組電池の外面のうち前記取得装置の設置面に対して、前記筐体の内面又は前記組電池の外面のうち前記監視装置の設置面が垂直である、請求項６に記載の電池監視システム。

【請求項8】

筐体（１０）と、前記筐体内に設置されている複数の組電池（２０）と、前記筐体内において前記組電池毎に設置されており、自身に対応する前記組電池から当該組電池に関する情報である電池情報を取得する取得装置（３０）と、各前記取得装置と無線通信をして前記電池情報を取得する監視装置（４０）と、を有し、
前記取得装置は、前記無線通信のための子機アンテナ（３６）を備え、前記監視装置は、前記無線通信のための親機アンテナ（４６）を備える、電池監視システムにおいて、
前記親機アンテナ及び前記子機アンテナのうちの少なくとも一方は、所定の非指向方向に比べて所定の指向方向に強く電波を照射し、前記所定の非指向方向は、前記取得装置又は前記監視装置が設置される前記組電池の面に対して垂直な方向であり、前記所定の指向方向は、前記取得装置又は前記監視装置が設置される前記組電池の面に沿った方向であり、
前記組電池の外面のうち前記取得装置の設置面に対して、前記筐体の内面又は前記組電池の外面のうち前記監視装置の設置面が垂直であり、
アンテナから発信された電波のうち反射していないものを直接波として、少なくとも所定の前記子機アンテナ及び前記親機アンテナは、互いに相手方の直接波が届かない位置に配置されており、
前記筐体内に、電波を反射させる反射部（１６）が設けられており、
前記親機アンテナ及び前記子機アンテナのうち、一方のアンテナの前記所定の指向方向は、前記一方のアンテナから前記反射部に向けた方向であり、他方のアンテナは、前記反射部により反射した電波を受信し、
前記所定の非指向方向は、前記取得装置が設置される前記組電池の面の長手方向であり、前記所定の指向方向は、前記取得装置が設置される前記組電池の面の短手方向である、電池監視システム。

【請求項9】

前記親機アンテナと前記子機アンテナとの間に導電体が存在する、請求項１～８のいずれか１項に記載の電池監視システム。

【請求項10】

筐体（１０）と、前記筐体内に設置されている複数の組電池（２０）と、前記筐体内において前記組電池毎に設置されており、自身に対応する前記組電池から当該組電池に関する情報である電池情報を取得する取得装置（３０）と、各前記取得装置と無線通信をして前記電池情報を取得する監視装置（４０）と、を有し、
前記取得装置は、前記無線通信のための子機アンテナ（３６）を備え、前記監視装置は、前記無線通信のための親機アンテナ（４６）を備える、電池監視システムにおいて、
前記親機アンテナ及び前記子機アンテナのうちの少なくとも一方は、所定の非指向方向に比べて所定の指向方向に強く電波を照射し、前記所定の非指向方向は、前記取得装置又は前記監視装置が設置される前記組電池の面に対して垂直な方向であり、前記所定の指向方向は、前記取得装置又は前記監視装置が設置される前記組電池の面に沿った方向であり、
前記親機アンテナと前記子機アンテナとの間に導電体が存在する、電池監視システム。

【請求項11】

前記子機アンテナの数が前記親機アンテナの数よりも多い、請求項１～１０のいずれか１項に記載の電池監視システム。

【請求項12】

前記子機アンテナ及び前記親機アンテナは、前記筐体内に収容されている、請求項１～１１のいずれか１項に記載の電池監視システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電池監視システムに関する。

【背景技術】

【0002】

電池監視システムの中には、次のように構成されたものがある。電池監視システムは、金属製の筐体と、その筐体内に設置されている複数の組電池と複数の取得装置と監視装置とを有する。取得装置は、組電池毎に設置されており、自身に対応する組電池から電池情報を取得する。監視装置は、各取得装置と無線通信をして電池情報を取得する。

【0003】

監視装置及び各取得装置は、無線通信用のアンテナを備える。それらのアンテナから発信される電波は、金属製の筐体の内面で反射することで多数の反射波が生成される。そのため、受信側のアンテナに複数の電波が重畳することがある。その重畳による電波干渉により通信障害が生じて、無線通信が成立しなくなったり通信途絶が発生したりすることがある。

【0004】

そして、電波干渉による通信障害の大小は、通信周波数により変化する。そのため、ある通信周波数において、通信不成立や通信途絶が発生した場合、通信周波数を変更して無線通信を行う。そして、このような技術を示す文献としては、次の特許文献１がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特許６２２８５５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記の技術によれば、通信周波数を変更することにより、無線通信を成立させることはできる。しかしながら、通信不成立や通信途絶の発生自体を抑制するものではない。そのため、通信不成立や通信途絶が頻発して、その都度、通信周波数の変更に迫られる、といった状況等が起こり得る。そして、このように通信不成立や通信途絶が頻発すれば、データの更新頻度が下がる。そのため、このような通信システムは、電池監視システム等のリアルタイム性を重視する装置に対しては、適さないものとなってしまう。

【0007】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、電池監視システムにおける無線通信において、電波干渉による通信障害を抑制することを、主たる目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の電池監視システムは、筐体と、前記筐体内に設置されている複数の組電池と、前記筐体内において前記組電池毎に設置されており、自身に対応する前記組電池から当該組電池に関する情報である電池情報を取得する取得装置と、各前記取得装置と無線通信をして前記電池情報を取得する監視装置と、を有する。

【0009】

前記取得装置は、前記無線通信のための子機アンテナを備え、前記監視装置は、前記無線通信のための親機アンテナを備える。前記親機アンテナ及び前記子機アンテナのうちの少なくとも一方は、所定の非指向方向に比べて所定の指向方向に強く電波を照射し、前記所定の非指向方向は、前記取得装置又は前記監視装置が設置される前記組電池の面に対して垂直な方向であり、前記所定の指向方向は、前記取得装置又は前記監視装置が設置される前記組電池の面に沿った方向である。

【0010】

本発明によれば、電波の照射を意図する指向方向へは電波を強く照射しつつも、電波の照射を意図しない非指向方向への電波の照射を抑えて、電波の乱反射を抑制することができる。そのため、受信側のアンテナに意図しない反射波が重畳するのを抑制できる。そのため、電池監視システムにおける無線通信において、電波干渉による通信障害を抑制できる。
なお、電池監視システムとしては、例えば以下のような構成をとることができる。
第１の構成は、筐体と、前記筐体内に設置されている複数の組電池と、前記組電池毎に設置されており、自身に対応する前記組電池から当該組電池に関する情報である電池情報を取得する取得装置と、前記筐体内において各前記取得装置と無線通信をして前記電池情報を取得する監視装置と、を有し、
前記取得装置は、前記無線通信のための子機アンテナを備え、前記監視装置は、前記無線通信のための親機アンテナを備える、電池監視システムにおいて、
前記親機アンテナ及び前記子機アンテナのうちの少なくとも一方は、所定の非指向方向に比べて所定の指向方向に強く電波を照射する指向性アンテナである。
第２の構成は、第１の構成において、
複数の前記子機アンテナは、導電体により３次元的に囲まれている所定の通信領域内に設置されており、３次元の各方向のうち前記通信領域の寸法が最も小さい方向を領域幅方向として、前記指向性アンテナからの電波は、前記通信領域内において、前記領域幅方向に比べて、前記領域幅方向に直交する方向に強く照射される。
第３の構成は、第２の構成において、
前記領域幅方向に直交する所定の方向を第１領域長方向とし、前記領域幅方向及び前記第１領域長方向に直交する方向を第２領域長方向として、
前記指向性アンテナからの電波は、前記通信領域内において、前記領域幅方向及び前記第１領域長方向に比べて、前記第２領域長方向に強く照射される。
第４の構成は、第２又は第３の構成において、
前記指向性アンテナからの電波は、前記通信領域内において、前記領域幅方向に直交するいずれの方向よりも前記領域幅方向に照射範囲が狭い指向性を有する。
第５の構成は、第２～第４のいずれか１つの構成において、
前記通信領域は、前記組電池の外面と前記筐体の内面との間隔に形成されており、前記領域幅方向は、前記間隔の大きさ方向である。
第６の構成は、第２～第５のいずれか１つの構成において、
前記指向性アンテナから発信された電波の強度が発信当初よりも３ｄｂ以上小さくなる領域を非指向領域とし、前記強度が発信当初よりも３ｄｂ以上小さくならない領域を指向領域とし、前記指向性アンテナから発信された電波のうち反射していないものを直接波として、
少なくとも前記親機アンテナは前記指向性アンテナであり、前記親機アンテナは、自身の少なくとも前記直接波の前記指向領域が、前記通信領域における前記領域幅方向の少なくとも一方の端に届かない指向性を有する。
第７の構成は、第１～第６のいずれか１つの構成において、
前記指向性アンテナから発信された電波の強度が発信当初よりも３ｄｂ以上小さくなる領域を非指向領域とし、前記強度が発信当初よりも３ｄｂ以上小さくならない領域を指向領域として、
少なくとも前記親機アンテナは前記指向性アンテナであり、各前記子機アンテナは、前記親機アンテナの前記指向領域内に配置されている。
第８の構成は、第１～第７のいずれか１つの構成において、
前記子機アンテナは、前記非指向方向に交差する方向に並設されている。
第９の構成は、第１～第８のいずれか１つの構成において、
アンテナから発信された電波のうち反射していないものを直接波として、少なくとも所定の前記子機アンテナ及び前記親機アンテナは、互いに相手方の直接波が届かない位置に配置されており、
前記筐体内に、電波を反射させる反射部が設けられており、前記指向性アンテナは前記反射部に前記指向方向を向けて電波を発信するものであり、前記反射部により反射した電波が相手方のアンテナに届き受信される。
第１０の構成は、第１～第９のいずれか１つの構成において、
前記監視装置は、前記指向性アンテナである前記親機アンテナを複数有する。
第１１の構成は、第１０の構成において、
前記親機アンテナから発信された電波の強度が発信当初よりも３ｄｂ以上小さくなる領域を非指向領域とし、前記強度が発信当初よりも３ｄｂ以上小さくならない領域を指向領域とし、前記親機アンテナから発信された電波のうち反射していないものを直接波として、
各前記親機アンテナは、他の前記親機アンテナと少なくとも前記直接波の前記指向領域どうしが重なり合わない指向性を有する。
第１２の構成は、第１０又は第１１の構成において、
前記監視装置は、前記親機アンテナを前記子機アンテナ毎に有する。
第１３の構成は、第１０～第１２のいずれか１つの構成において、
前記監視装置は、電波を発信する前記親機アンテナを切り替える切替部を有しており、前記切替部による切替により、複数の前記親機アンテナが順に時間差で電波を照射する。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】第１実施形態の電池パックを示す斜視図

【図2】電池パックを示す平面断面図

【図3】電池パックを示す正面断面図

【図4】比較例の電池パックを示す正面断面図

【図5】第２実施形態の電池パックを示す平面断面図

【図6】電池パックを示す正面断面図

【図7】第３実施形態の電池パックを示す正面断面図

【図8】電池パック内における電波の様子を示す正面断面図

【図9】第４実施形態の電池パックを示す正面断面図

【図10】第５実施形態の電池パックを示す斜視図

【図11】電池パックを示す平面断面図

【図12】電池パックを示す正面断面図

【図13】第６実施形態の電池パックを示す平面断面図

【図14】電池パックを示す正面断面図

【図15】第７実施形態の電池パックを示す平面断面図

【図16】第８実施形態の電池パックを示す平面断面図

【図17】第９実施形態の電池パックを示す平面断面図

【図18】第１０実施形態の電池パックを示す平面断面図

【発明を実施するための形態】

【0012】

次に本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。ただし、本発明は実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して実施できる。

【0013】

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態の電池パック１０１を示す斜視図である。電池パック１０１は、車両等に搭載されている。電池パック１０１は、金属等の導電体製の筐体１０と、筐体１０内に設置されている複数の組電池２０と複数の取得装置３０と監視装置４０とを有する。各取得装置３０及び監視装置４０は、各組電池２０を監視する電池監視システムを構成している。

【0014】

以下では、図に合わせて、互いに直交し合う所定の３方向を、それぞれ「左右方向Ｘ」「前後方向Ｙ」「上下方向Ｚ」という。ただし、例えば、以下でいう「上下方向Ｚ」を左右や前後にして設置したり、以下でいう「左右方向Ｘ」を前後にして設置したりする等、電池パック１０１は任意の方向に設置することができる。

【0015】

複数の組電池２０は、左右方向Ｘに並設されている。そして、各組電池２０は、複数の電池セル２２を前後方向Ｙに並べて有している。それら複数の電池セル２２は、電気的に直列に接続されている。

【0016】

複数の取得装置３０は、組電池２０毎に設置されている。具体的には、各取得装置３０は、自身に対応する組電池２０の上面に設置されている。そして、各取得装置３０は、自身に対応する組電池２０から、当該組電池２０に関する情報である電池情報を取得する。その電池情報は、例えば、当該組電池２０が有する複数の各電池セル２２の電圧情報及び温度情報や、当該組電池２０に流れる電流情報等を含む。

【0017】

監視装置４０は、筐体１０内において筐体１０の右内側面に取り付けられている。その監視装置４０は、上位ＥＣＵ（図示略）に無線又は有線により通信可能に接続されている。

【0018】

筐体１０は、親機アンテナ４６及び各子機アンテナ３６を３次元的に囲む箱型の形状をしている。ただし、本明細書でいう「３次元的に囲む」とは、互いに直交し合う３つの各方向のプラス側及びマイナス側からなる６つの方向を「６方向」として、囲まれる対象の６方向側に囲む対象があること、すなわち、ここでは、各アンテナ４６，３６の６方向側に筐体１０があることをいう。よって、筐体１０に、例えばネジ穴や通気口やコネクタ挿通孔等の開口部があってもよいし、その他の隙間があってもよい。

【0019】

組電池２０の上面と筐体１０の天井面との間には、導電体により３次元的に囲まれている通信領域Ｓが形成されている。具体的には、この通信領域Ｓは、本実施形態では、取得装置３０の上面と筐体１０の上部の５つの内面とにより３次元的に囲まれている領域である。その筐体１０の上部の５つの内面は、筐体１０の天井面と、筐体１０の上部の左右前後の４つの各内側面との５面である。この通信領域Ｓの寸法は、３次元の各方向のうち上下方向Ｚに最も小さい。よって、この通信領域Ｓの領域幅方向は、上下方向Ｚであり、この通信領域Ｓの領域長方向は、上下方向Ｚに直交する方向、すなわち水平方向（Ｘ，Ｙ）である。

【0020】

図２は、電池パック１０１を示す平面断面図であり、図３は、電池パック１０１を示す正面断面図である。各取得装置３０は、監視装置４０と無線通信するための子機アンテナ３６を有する。各子機アンテナ３６は、自身に対応する取得装置３０の上面から上方に突出している。それにより、各子機アンテナ３６が、通信領域Ｓ内に設置されている。

【0021】

監視装置４０は、各子機アンテナ３６と無線通信をするための親機アンテナ４６を有する。監視装置４０は、その無線通信により、取得装置３０に電池情報を取得させる取得指令を送信したり、各取得装置３０から電池情報を受信したり、取得装置３０に各電池セル２２の電圧を均等化させる均等化指令を送信したりする。

【0022】

以下では、アンテナ４６，３６から発信されてから一度も反射していない電波を「直接波」といい、一度でも反射した電波を「反射波」という。親機アンテナ４６は、右端の組電池２０よりも右方における組電池２０の上面よりも上方に設置されている。それにより、親機アンテナ４６も、各子機アンテナ３６と同じく、通信領域Ｓ内に設置されている。この配置上、親機アンテナ４６は、自身の直接波を各子機アンテナ３６に送信することができ、各子機アンテナ３６は、自身の直接波を親機アンテナ４６に送信することができる。

【0023】

通信領域Ｓの上下方向Ｚの寸法、すなわち、組電池２０の上面と筐体１０の天井面との上下方向Ｚの間隔は、小さく、例えば３ｃｍ以下や、２ｃｍ以下や、１ｃｍ以下等である。そのため、通信領域Ｓ内で、電波Ｗが上下方向Ｚに乱反射し易い。そのため、親機アンテナ４６及び各子機アンテナ３６として、上下方向Ｚに比べて水平方向（Ｘ，Ｙ）に強く電波Ｗを照射する指向性アンテナが用いられている。

【0024】

具体的には、各アンテナ４６，３６は、上下方向Ｚを電波Ｗの照射を意図しない非指向方向とし、水平方向（Ｘ，Ｙ）を電波Ｗの照射を意図する指向方向としている。そのため、親機アンテナ４６は、図２に示すように、指向方向である水平方向（Ｘ，Ｙ）に向けては電波Ｗを２次元的に全方位照射する一方、図３に示すように、非指向方向である上下方向Ｚに向けては電波Ｗを照射しない。よって、親機アンテナ４６は、３次元的には電波Ｗを全方位照射しない。

【0025】

また、各子機アンテナ３６についても、電波は図示しないが、親機アンテナ４６の場合と同様に、指向方向である水平方向（Ｘ，Ｙ）に向けては電波を２次元的に全方位照射する一方、非指向方向である上下方向Ｚに向けては電波を照射しない。よって、子機アンテナ３６も、３次元的には電波を全方位照射しない。

【0026】

以下では、アンテナ４６，３６から発信された電波の強度が発信当初よりも３ｄｂ以上小さくなる領域を「非指向領域」とし、当該強度が発信当初よりも３ｄｂ以上小さくならない領域を「指向領域」という。親機アンテナ４６は、自身の少なくとも直接波の指向領域Ｒ１が、通信領域Ｓにおける上下方向Ｚの少なくとも一方の端に届かない指向性を有する。

【0027】

具体的には、本実施形態では、親機アンテナ４６は、自身の直接波の指向領域Ｒ１が、通信領域Ｓの上端、すなわち筐体１０の天井面に届かない指向性を有している。よって、通信領域Ｓ内において、当該指向領域Ｒ１の上方には、非指向領域Ｒ２が形成される。そして、各子機アンテナ３６は、親機アンテナ４６の指向領域Ｒ１内に配置されている。また、各子機アンテナ３６も、電波等は図示しないが、自身の直接波の指向領域が、通信領域Ｓの上端、すなわち筐体１０の天井面に届かない指向性を有している。そして、親機アンテナ４６は、各子機アンテナ３６の指向領域内に配置されている。

【0028】

本実施形態によれば、次の効果が得られる。図４は、親機アンテナ４６及び各子機アンテナ３６が、指向性を有しない通常のアンテナである場合の比較例を示している。前述のとおり、各アンテナ４６，３６は、上下方向Ｚに狭い通信領域Ｓ内に設置されている。そのため、このように各アンテナ４６，３６が通常のアンテナである場合、各アンテナ４６，３６から相手方のアンテナ３６，４６に向けて発信された電波Ｗが、通信領域Ｓの上端と下端との間で、すなわち筐体１０の天井面と組電池２０の上面との間で激しく乱反射し易い。そのため、各アンテナ４６，３６に複数の反射波が重畳し易く、電波干渉による電波障害が発生し易い。

【0029】

その点、本実施形態では、図３に示すように、子機アンテナ３６及び親機アンテナ４６は指向性アンテナであり、各アンテナ３６，４６からの電波Ｗは、通信領域Ｓ内において、上下方向Ｚよりも水平方向（Ｘ，Ｙ）に強く照射される。そのため、上下方向Ｚにも強く照射される場合に比べて、電波Ｗが通信領域Ｓの上下方向Ｚの端に強く照射され難く、通信領域Ｓ内における電波Ｗの乱反射が抑制される。そのため、各子機アンテナ３６や親機アンテナ４６に意図しない反射波が重畳するのを抑制でき、電波干渉による電波障害を抑制できる。

【0030】

具体的には、各アンテナ４６，３６からの電波Ｗは、上下方向Ｚに狭い通信領域Ｓ内において、水平面（Ｘ，Ｙ）内のいずれの方向よりも上下方向Ｚに照射範囲が狭い指向性を有する。そのため、効率的に上下方向Ｚへの乱反射を抑制できる。

【0031】

また、親機アンテナ４６は、自身の少なくとも直接波の指向領域Ｒ１が通信領域Ｓにおける上下方向Ｚの少なくとも一方の端に届かない指向性を有する。そのため、当該直接波の指向領域Ｒ１が、通信領域Ｓにおける上下方向Ｚの両端に届く場合に比べて、効率的に上下方向Ｚの乱反射を抑制できる。

【0032】

また、各子機アンテナ３６は、親機アンテナ４６の指向領域Ｒ１内に配置されているため、各子機アンテナ３６は、親機アンテナ４６から強い電波Ｗを受信することができる。また、親機アンテナ４６は、各子機アンテナ３６の指向領域内に配置されているため、親機アンテナ４６は、各子機アンテナ３６から強い電波を受信することができる。

【0033】

また、子機アンテナ３６は、左右方向Ｘに並設されているが、その左右方向Ｘは親機アンテナ４６の非指向方向（Ｚ）に交差する方向であり、非指向方向（Ｚ）ではないため、親機アンテナ４６は、各子機アンテナ３６に効率的に電波Ｗを照射することができる。

【0034】

［第２実施形態］
次に第２実施形態について説明する。以下の実施形態においては、それ以前の実施形態のものと同一の又は対応する部材等について、同一の符号を付する。ただし、電池パック自体については、実施形態毎に異なる符号を付する。本実施形態については、第１実施形態をベースにこれと異なる点を中心に説明する。

【0035】

図５は、本実施形態の電池パック１０２を示す平面断面図であり、図６は、その電池パック１０２を示す正面断面図である。本実施形態では、各組電池２０の配置が、第１実施形態での配置から上下方向Ｚを軸に９０°回転させた配置になっている。よって、組電池２０は、左右方向Ｘにではなく前後方向Ｙに並設されている。そのため、取得装置３０及びその子機アンテナ３６も前後方向Ｙに並設されている。そして、子機アンテナ３６は、自身の属する取得装置３０から右方に突出している。なお、親機アンテナ４６の配置や、各アンテナ４６，３６の指向方向（Ｘ，Ｙ）及び非指向方向（Ｚ）等については、第１実施形態の場合と同様である。

【0036】

本実施形態では、子機アンテナ３６が、左右方向Ｘにではなく前後方向Ｙに並設されているが、その前後方向Ｙも親機アンテナ４６の非指向方向（Ｚ）に交差する方向（Ｙ）であり、非指向方向（Ｚ）ではないため、親機アンテナ４６は、各子機アンテナ３６に効率的に電波Ｗを照射することができる。

【0037】

［第３実施形態］
次に第３実施形態について説明する。本実施形態については、第２実施形態をベースにこれと異なる点を中心に説明する。

【0038】

図７は、第３実施形態の電池パック１０３を示す平面断面図である。本実施形態では、監視装置４０が、第２実施形態の場合よりも下方に設置されている。それにより、親機アンテナ４６は、各組電池２０よりも右方において、組電池２０の上面よりも上方ではなく下方に設置されている。そのため、親機アンテナ４６は、通信領域Ｓ内にではなく、通信領域Ｓの下方に設けられている。そのため、親機アンテナ４６が発信した直接波は、各子機アンテナ３６には届かず、また、各子機アンテナ３６が発信した直接波は、親機アンテナ４６には届かない。

【0039】

そのため、図８に示すように、筐体１０内に、電波Ｗを反射させるための反射部１６が設けられている。親機アンテナ４６はその反射部１６に指向方向を向けて電波Ｗを発信する。その反射部１６により反射した電波Ｗが各子機アンテナ３６に届き受信される。また、各子機アンテナ３６も反射部１６に指向方向を向けて電波Ｗを発信する。その反射部１６により反射した電波Ｗが親機アンテナ４６に届き受信される。

【0040】

具体的には、本実施形態では、導電体製の筐体１０の天井面の一部が反射部１６を構成している。そして、親機アンテナ４６から発信された電波Ｗにおける１回反射波が、各子機アンテナ３６に届く。また、各子機アンテナ３６から発信された電波Ｗにおける１回反射波が、親機アンテナ４６に届く。

【0041】

通信領域Ｓ内においては、第２実施形態の場合と同様に、各アンテナ４６，３６からの電波Ｗが、すなわち親機アンテナ４６からの１回反射波及び各子機アンテナ３６からの直接波が、上下方向Ｚよりも水平方向（Ｘ，Ｙ）に強く照射される。

【0042】

本実施形態よれば、反射部１６があるため、親機アンテナ４６と子機アンテナ３６との間に導電体等の障害物がある場合にも無線通信が可能になる。そのため、筐体１０内における各アンテナ４６，３６の配置の自由度が上がり、それに伴い、監視装置４０及び取得装置３０の配置の自由度が上がる。

【0043】

［第４実施形態］
次に第４実施形態について説明する。本実施形態については、第３実施形態をベースにこれと異なる点を中心に説明する。

【0044】

図９は、第４実施形態の電池パック１０４を示す正面図である。本実施形態では、親機アンテナ４６が、組電池２０よりも右方において、第３実施形態の場合よりも左寄りに配置されている。そのため、親機アンテナ４６は、１回反射波を各子機アンテナ３６に送信することはできず、また、各子機アンテナ３６も、１回反射波を親機アンテナ４６に送信することはできない。そのため、筐体１０の天井面の一部に加えて筐体１０の右側面の一部も、電波Ｗを反射させるための反射部１６を構成している。

【0045】

そして、親機アンテナ４６は、筐体１０の右側面の反射部１６に指向方向を向けて電波Ｗを照射する。その電波Ｗは、筐体１０の右側面の反射部１６と、筐体１０の天井面の反射部１６とに反射して、各子機アンテナ３６に届く。すなわち、親機アンテナ４６からの２回反射波が、各子機アンテナ３６に届く。また、各子機アンテナ３６は、筐体１０の天井面の反射部１６に指向方向を向けて電波Ｗを照射する。その電波Ｗは、筐体１０の天井面の反射部１６と、筐体１０の右内側面の反射部１６とに反射して、各親機アンテナ４６に届く。すなわち、各子機アンテナ３６からの２回反射波が、親機アンテナ４６に届く。

【0046】

本実施形態によれば、親機アンテナ４６及び各子機アンテナ３６の各方から他方に１回反射波を送信することができない場合にも、２回反射波により無線通信が可能になる。そのため、筐体１０内における各アンテナ４６，３６の配置の自由度がさらに上がり、それに伴い、監視装置４０及び取得装置３０の配置の自由度がさらに上がる。

【0047】

［第５実施形態］
次に第５実施形態について説明する。本実施形態については、第２実施形態をベースにこれと異なる点を中心に説明する。

【0048】

図１０は、第５実施形態の電池パック１０５を示す斜視図である。本実施形態では、第２実施形態に比べて、組電池２０が前後方向Ｙに一列にではなく、２列等の複数列で並設されている点で相違する。そのため、本実施形態では、第２実施形態に比べて、筐体１０及び通信領域Ｓが前後方向Ｙに短い。また、本実施形態では、第２実施形態に比べて、筐体１０及び通信領域Ｓが上下方向Ｚに長い。そのため、通信領域Ｓの寸法は、上下方向Ｚにではなく前後方向Ｙに最も小さい。そのため、通信領域Ｓの領域幅方向は、前後方向Ｙであり、通信領域Ｓの領域長方向は、前後方向Ｙに直交する方向（Ｘ，Ｚ）である。以下では、この前後方向Ｙに直交する方向（Ｘ，Ｚ）を、単に「前後直交方向（Ｘ，Ｚ）」という。

【0049】

図１１は、電池パック１０５を示す平面断面図であり、図１２は、電池パック１０５を示す正面断面図である。各アンテナ４６，３６は、領域幅方向である前後方向Ｙを、電波Ｗの照射を意図しない非指向方向とし、領域長方向である前後直交方向（Ｘ，Ｚ）を、電波Ｗの照射を意図する指向方向としている。そのため、親機アンテナ４６は、図１２に示すように、指向方向である前後直交方向（Ｘ，Ｚ）に向けては電波Ｗを２次元的に全方位照射する一方、図１１に示すように、非指向方向である前後方向Ｙに向けては電波Ｗを照射しない。また、各子機アンテナ３６についても、電波は図示しないが、親機アンテナ４６の場合と同様に、前後直交方向（Ｘ，Ｚ）に向けては電波を２次元的に全方位照射する一方、前後方向Ｙに向けては電波を照射しない。

【0050】

本実施形態によれば、通信領域Ｓの領域幅方向が上下方向Ｚではなく前後方向Ｙである場合において、電波Ｗの乱反射を効率的に抑制することができる。

【0051】

［第６実施形態］
次に第６実施形態について説明する。本実施形態については、第１実施形態をベースにこれと異なる点を中心に説明する。

【0052】

図１３は、電池パック１０６を示す平面断面図であり、図１４は、電池パック１０６を示す正面断面図である。本実施形態は、第１実施形態と比べて、各アンテナ４６，３６が、上下方向Ｚのみならず、前後方向Ｙにも狭い照射範囲の指向性を有する点で相違している。

【0053】

詳しくは、親機アンテナ４６は、領域幅方向である上下方向Ｚと一の領域長方向である前後方向Ｙとを電波Ｗの照射を意図しない非指向方向とし、前後方向Ｙと直交する領域長方向である左右方向Ｘを電波Ｗの照射を意図する指向方向としている。より具体的には、親機アンテナ４６は、図１３，図１４に示すように、左方に向けては電波Ｗを所定の広がりで照射する一方、非指向方向である前後方向Ｙや上下方向Ｚや右方に向けては電波Ｗを照射しない。また、各子機アンテナ３６は、親機アンテナ４６とは正反対に、右方に向けては電波Ｗを所定の広がりで照射する一方、親機アンテナ４６と同様に、非指向方向である前後方向Ｙや上下方向Ｚや左方に向けては電波Ｗを照射しない。

【0054】

本実施形態によれば、各アンテナ３６，４６からの電波Ｗは、通信領域Ｓ内において、上下方向Ｚのみならず前後方向Ｙに比べても、左右方向Ｘに強く照射される。そのため、各アンテナ３６，４６からの電波Ｗを、通信領域Ｓの上下方向Ｚの端のみならず、前後方向Ｙの端にも届き難くすることができ、通信領域Ｓ内における電波Ｗの乱反射をより強固に抑制することができる。

【0055】

［第７実施形態］
次に第７実施形態について説明する。本実施形態については、第６実施形態をベースにこれと異なる点を中心に説明する。

【0056】

図１５は、第７実施形態の電池パック１０７を示す平面図である。本実施形態は、第６実施形態と比べて、監視装置４０が筐体１０の右内側面ではなく、筐体１０の後内側面の左右中央部に設置されている点で相違している。そして、監視装置４０は、左右２つの親機アンテナ４６を有する。

【0057】

左側の親機アンテナ４６は、左斜め前に電波Ｗを発信することにより、左半分の子機アンテナ３６に電波Ｗを送信する。また、左半分の子機アンテナ３６も左側の親機アンテナ４６に電波を送信する。他方、右側の親機アンテナ４６は、右斜め前に電波Ｗを発信することにより、右半分の子機アンテナ３６に電波Ｗを送信する。また、右半分の子機アンテナ３６も右側の親機アンテナ４６に電波を送信する。左右の各親機アンテナ４６は、他方の親機アンテナ４６と少なくとも直接波の指向領域Ｒ１どうしが重なり合わない指向性を有する。

【0058】

本実施形態によれば、監視装置４０は、指向性アンテナである親機アンテナ４６を複数有するため、１つしか有しない場合に比べて、各親機アンテナ４６の指向領域Ｒ１を狭く絞ることができる。そのため、乱反射をより強固に抑制できる。

【0059】

また、各親機アンテナ４６は、他の親機アンテナ４６と少なくとも直接波の指向領域Ｒ１どうしが重なり合わない指向性を有するので、重なり合う場合に比べて、電波干渉による電波障害を抑制できる。

【0060】

また、左右中央部に親機アンテナ４６があるので、例えば第６実施形態のように右端に親機アンテナ４６が有る場合に比べて、左端の子機アンテナ３６に電波Ｗが届き易い。そのため、電波Ｗの強度を小さくすることができ、親機アンテナ４６に最も近い子機アンテナ３６付近での電波Ｗの乱反射を抑えることができる。また、このように電波Ｗの強度を小さくできることにより、省電力にも繋がる。

【0061】

［第８実施形態］
次に第８実施形態について説明する。本実施形態については、第７実施形態をベースにこれと異なる点を中心に説明する。

【0062】

図１６は、第８実施形態の電池パック１０８を示す平面図である。本実施形態は、第７実施形態と比べて、監視装置４０が親機アンテナ４６を子機アンテナ３６毎に有している点で相違する。

【0063】

本実施形態によれば、監視装置４０が、指向性アンテナである親機アンテナ４６を子機アンテナ３６毎に有するため、より狭く各親機アンテナ４６の指向領域Ｒ１を絞ることができる。そのため、乱反射をより強固に抑制できる。

【0064】

また、次の効果も得られる。通常、親機アンテナ４６は、複数の子機アンテナ３６と無線通信する場合、各子機アンテナ３６にＩＤを割り付けて各子機アンテナ３６を他の子機アンテナ３６から区別する。そのため、例えば同時に２つの子機アンテナ３６と１つの親機アンテナ４６との通信が途絶すると、それら２つの子機アンテナ３６のＩＤが互いに入れ替わってしまうおそれがある。その点、本実施例では、各親機アンテナ４６は、特定の子機アンテナ３６と一対一で無線通信することになるため、そのような問題は解消される。

【0065】

［第９実施形態］
次に第９実施形態について説明する。本実施形態については、第８実施形態をベースにこれと異なる点を中心に説明する。

【0066】

図１７は、第９実施形態の電池パック１０９を示す平面図である。本実施形態は、第８実施形態と比較して、監視装置４０が、電波Ｗを発信する親機アンテナ４６を切り替える切替部４５を有する点で相違している。その切替部４５による切替により、複数の親機アンテナ４６が順に時間差で電波Ｗを照射する。そして、親機アンテナ４６の指向領域Ｒ１どうしは、部分的に重なっていてもよい。

【0067】

本実施形態によれば、複数の親機アンテナ４６は、順に時間差で電波Ｗを照射するため、複数の親機アンテナ４６が一斉に電波Ｗを照射する場合に比べて、電波干渉による通信障害を抑制できる。具体的には、上記のように各親機アンテナ４６の指向領域Ｒ１どうしが部分的に重なり合う場合でも、上記のとおり時間差で電波Ｗを照射することにより、電波干渉による通信障害を抑制できる。

【0068】

［第１０実施形態］
次に第１０実施形態について説明する。本実施形態については、第９実施形態をベースにこれと異なる点を中心に説明する。

【0069】

図１８は、第１０実施形態の電池パック１１０を示す平面図である。本実施形態は、第９実施形態と比べて、監視装置４０が子機アンテナ３６毎に親機アンテナ４６を有しておらず、各１つの親機アンテナ４６が複数の子機アンテナ３６と無線通信を行う点で相違している。

【0070】

本実施形態によれば、第９実施形態に比べて、親機アンテナ４６を減らすことができる。

【0071】

［他の実施形態］
以上の実施形態は、次のように変更して実施することもできる。例えば、各実施形態では、親機アンテナ４６及び各子機アンテナ３６が指向性アンテナであるが、親機アンテナ４６のみや、一部又は全部の子機アンテナ３６のみを指向性アンテナにしてもよい。この場合にも、全てのアンテナ４６，３６が通常のアンテナである場合に比べて、乱反射を抑制することができる。

【0072】

また例えば、各実施形態において、通信領域Ｓは、組電池２０の上面と筐体１０の内面とに３次元的に囲まれている領域であるが、組電池２０の上面以外の導電体製の面と、筐体１０の内面とにより３次元的に囲まれている領域であってもよい。また例えば、各実施形態において、筐体１０は樹脂等の非導電体製であり、通信領域Ｓは、筐体内に搭載されている導電体により３次元的に囲まれている領域であってもよい。

【0073】

また例えば、第１実施形態等では、図３等に示すように、各アンテナ４６，３６は、直接波の指向領域Ｒ１が、通信領域Ｓの上端にのみ届かず、通信領域Ｓの下端には届く指向性を有するが、これとは逆に、通信領域Ｓの下端にのみ届かず、通信領域Ｓの上端には届く指向性を有していてもよい。また例えば、各アンテナ４６，３６は、直接波の指向領域Ｒ１が、通信領域Ｓの上端及び下端の両方に届かない指向性を有していてもよい。この場合には、より強固に乱反射を抑制できる。また例えば、各アンテナ４６，３６は、直接波の指向領域Ｒ１が、通信領域Ｓの上端及び下端の両方に届く指向性を有していてもよい。この場合でも、指向性を有しない通常のアンテナに比べて、乱反射を抑制することができる。

【0074】

また例えば、第１実施形態等では、各アンテナ４６，３６は、少なくとも直接波の指向領域Ｒ１が、通信領域Ｓの上端等に届かない指向性を有するが、直接波のみならず、反射波を含む全ての電波Ｗの指向領域Ｒ１が、通信領域Ｓの上端等に届かない指向性を有するようにしてもよい。この場合には、より強固に乱反射を抑制できる。また、図１５に示す第７実施形態や、図１８に示す第１０実施形態では、親機アンテナ４６が２つであるが、３つ以上にしてもよい。また、各図では、組電池２０、取得装置３０及び子機アンテナ３６は、４つずつ等であるが、幾つずつであってもよい。

【符号の説明】

【0075】

１０…筐体、２０…組電池、３０…取得装置、３６…子機アンテナ、４０…監視装置、４６…親機アンテナ、１０１～１１０…電池パック。

【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】