ЭЛЕМЕНТ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ И УСТРОЙСТВО МОНИТОРИНГА ДЛЯ БАТАРЕИ В СБОРЕ Российский патент 2013 года по МПК H02J7/00 H01M2/00 H01M10/48 

По данной заявке испрашивается приоритет по заявке на патент Японии №2008-258811, поданной 3 октября 2008 г., и №2009-154990, поданной 30 июня 2009 г.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к аккумуляторной батарее, имеющей множество элементов аккумуляторной батареи, соединенных друг с другом.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известно устройство для мониторинга остаточной емкости аккумуляторной батареи в сборе (на которую далее в данном документе также делается ссылка просто как на «батарею»), имеющей множество элементов аккумуляторной батареи, соединенных последовательно и/или параллельно, посредством детектирования напряжения каждого элемента аккумуляторной батареи (см., например, публикацию нерассмотренной заявки на патент Японии № 8-339829).

Однако поскольку такое устройство мониторинга является низковольтным устройством, то данное устройство мониторинга соединено с высоковольтной батареей через конденсатор. Поэтому требуется конденсатор в схеме для мониторинга батареи, который предотвращает уменьшение размера батареи.

В частности, в батарее в сборе увеличение числа элементов аккумуляторной батареи требует большого числа конденсаторов, и имеет место проблема, связанная с увеличением объема, занятого элементами аккумуляторной батареи.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩЕСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Согласно вариантам осуществления изобретения предоставлены элемент аккумуляторной батареи и устройство мониторинга для батареи в сборе, в котором число конденсаторов может быть уменьшено.

Участок соединения, который может быть электрически соединен с элементом с внешней стороны элемента аккумуляторной батареи, расположен в электропроводном слое внешнего элемента, включающего в себя изолирующий слой и электропроводный слой.

В результате, электропроводный слой может функционировать в качестве одной из клемм конденсатора, а изолирующий слой может функционировать в качестве блока для накапливания заряда конденсатора. Соответственно, конденсатор может быть образован с применением внешнего элемента, приводя к уменьшению числа конденсаторов, требующихся для образования элемента аккумуляторной батареи.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительных вариантов воплощения со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых:

фиг.1 изображает структурную схему, иллюстрирующую систему для привода двигателя в соответствии с вариантом осуществления изобретения;

фиг.2 изображает электрическую схему, иллюстрирующую блок детектирования в устройстве мониторинга, показанном на фиг.1;

фиг.3 изображает схему, поясняющую систему связи устройства мониторинга, проиллюстрированного на фиг.1;

фиг.4 изображает диаграмму, поясняющую полосу частот связи устройства мониторинга, проиллюстрированного на фиг.1;

фиг.5 изображает схему, поясняющую систему связи устройства мониторинга, проиллюстрированного на фиг.1;

фиг.6 изображает схематичный вид поперечного сечения батареи в сборе, проиллюстрированной на фиг.l;

фиг.7 изображает вид сверху элемента аккумуляторной батареи, проиллюстрированного на фиг.6;

фиг.8 изображает увеличенный вид участка VIII поперечного сечения на фиг.6;

фиг.9 изображает увеличенный вид поперечного сечения элемента аккумуляторной батареи в соответствии со вторым вариантом осуществления, на котором схема иллюстрирует участок, соответствующий участку VIII на фиг.6;

фиг.10 изображает увеличенный вид поперечного сечения элемента аккумуляторной батареи в соответствии с третьим вариантом осуществления, на котором показан участок, соответствующий участку VIII на фиг.6;

фиг.11A и 11B изображают вид сверху и вид поперечного сечения, соответственно, гибкой проводной подложки в соответствии с примером изобретения;

фиг.12 изображает вид сверху элемента аккумуляторной батареи, имеющего гибкую проводную подложку, проиллюстрированную на фиг.11;

фиг.13 изображает вид поперечного сечения вдоль линии XIII-XIII на фиг.12; и

фиг. 14A-14D изображают виды поперечного сечения, иллюстрирующие способ изготовления гибкой проводной подложки, проиллюстрированной на фиг.11.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Варианты осуществления данного изобретения будут описаны далее со ссылкой на чертежи.

Фиг.1 изображает структурную схему, иллюстрирующую систему для привода двигателя 4, которая включает в себя батарею 1 в сборе и устройство 5 мониторинга для батареи 1 в сборе, в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Батарея 1 в сборе включает в себя множество элементов 11 аккумуляторной батареи, соединенных последовательно, и инвертор 3, соединенный с обоими полюсами батареи 1 в сборе посредством линии 2 подачи питания. Постоянный ток (DC), подаваемый от батареи 1 в сборе, преобразуется в переменный ток (AC) инвертором 3, который может служить в качестве преобразователя мощности, и подается к двигателю (двигателю переменного тока) 4, чтобы привести в действие двигатель 4 переменного тока.

Батарея 1 в сборе, проиллюстрированная на фиг.1, является примером. Множество элементов 11 аккумуляторной батареи могут быть соединены последовательно и/или параллельно друг с другом, чтобы образовать батарею 1 в сборе. Кроме того, батарея 1 в сборе может подавать питание для двигателя постоянного тока. В этом случае инвертор 3 может не применяться. Питание может также подаваться для иной нагрузки, чем двигатель 4.

Устройство 5 мониторинга для батареи 1 в сборе включает в себя схемы 6 детектирования напряжения и схему 7 управления. Каждая из схем 6 детектирования напряжения детектирует напряжение между обеими клеммами одного из элементов 11 аккумуляторной батареи. Схема 7 управления принимает величины напряжения отдельных элементов 11 аккумуляторной батареи, которые детектированы схемами 6 детектирования напряжения, чтобы детектировать емкость аккумуляторной батареи 1 в сборе и выполнить общее управление для предотвращения избыточной зарядки или чрезмерной разрядки. Схемы 6 детектирования напряжения в данном примере соответствуют блоку детектирования в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения, и схема 7 управления в данном примере соответствует блоку управления в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения.

Схемы 6 детектирования напряжения в данном примере сконфигурированы таким образом, что напряжение между клеммами одного элемента 11 аккумуляторной батареи детектируется с применением единственной схемы 6 детектирования напряжения. В качестве альтернативы некоторые элементы 11 аккумуляторной батареи могут быть сгруппированы, и напряжения этих элементов 11 аккумуляторной батареи может быть детектировано.

Каждая из схем 6 определения напряжения в данном примере детектирует напряжение между клеммами одного соответствующего элемента 11 аккумуляторной батареи на основании командного сигнала на детектирование, посланного схемой 7 управления, и подает сигнал связи, соответствующий детектированной величине напряжения, в схему 7 управления. Каждая схема 6 детектирования напряжения также потребляет мощность соответствующего элемента 11 аккумуляторной батареи на основании командного сигнала о разряде, посланного от схемы 7 управления, чтобы компенсировать изменения в емкости элементов 11 аккумуляторной батареи, составляющих батарею 1 в сборе.

В устройстве 5 мониторинга в данном примере команды управления или сигналы связи, соответствующие детектируемым величинам напряжения, обмен которыми происходит между схемами 6 детектирования напряжения и схемой 7 управления, передаются и принимаются от схемы 7 управления при использовании линии 2 подачи питания. Поскольку в линии 2 подачи питания протекает постоянный ток, сигналы связи могут быть сигналами переменного тока, для того чтобы отличать сигналы связи от постоянного тока. Провода 68a и 68b, показанные на фиг.1, представляют собой провода для детектирования напряжений между клеммами элементов 11 аккумуляторной батареи, а провода 69 и 72 представляют собой участки соединения связи для передачи и приема сигналов между схемами 6 детектирования напряжения и схемой 7 управления.

Вышеуказанное будет теперь описано более подробно по отношению к конкретной конфигурации схем 6 детектирования напряжения. Фиг.2 представляет собой схему электрических соединений, иллюстрирующую одну из схем 6 детектирования напряжения в соответствии с данным вариантом осуществления.

Как проиллюстрировано на фиг.2, схема 6 детектирования напряжения имеет провода 611 и 612, соединенные с положительными и отрицательными клеммами элемента 11 аккумуляторной батареи соответственно. Провод 611 соединен с входной клеммой для подачи питания Vcc микропроцессора 61 (на который далее в данном документе делается ссылка как на «MPU 61»), а провод 612 соединен с клеммой GND1 заземления MPU 61. Соответственно, приводная мощность прикладывается к MPU 61.

Один конец провода 68a соединен с проводом 611, соединенным с положительным выводом элемента 11 аккумуляторной батареи, так что провод 68a может быть соединен параллельно проводу 611, и один конец провода 68b соединен с проводом 612, соединенным с отрицательным выводом элемента 11 аккумуляторной батареи, так что провод 68b может быть соединен параллельно проводу 612. Провод 68a, соединенный с положительной клеммой элемента 11 аккумуляторной батареи, имеет резисторы 641 и 642 для детектирования напряжения элемента 11 аккумуляторной батареи, а другой конец провода 68a соединен с клеммами для детектирования напряжения VD1 и VD2 MPU 61. Провод 68b, электрически соединенный с отрицательной клеммой элемента 11 аккумуляторной батареи, имеет конденсатор 643, а другой конец провода 68b соединен с проводом 68a, соединенным с клеммой для детектирования напряжения VD1. Два резистора 641 и 642 и конденсатор 643 служат для детектирования напряжения между клеммами элемента 11 аккумуляторной батареи.

Детектированная величина напряжения между электрическими выводами элемента 11 аккумуляторной батареи преобразуется в сигнал переменного тока специфической полосы частот с применением внутренней функции MPU 61, и сигнал переменного тока подается в схему 7 управления от выходной клеммы «Out» для сигнала связи, что будет описано ниже, через провода 69a, 69 и 611 и линию 2 подачи питания. Для того чтобы определить опорный потенциал Va этого сигнала связи переменного тока, провод 69c соединен с клеммой GND2 заземления для сигнала связи MPU 61. Другой конец провода 69c соединен с точкой заземления, такой как батарейный кожух для размещения батареи 1 в сборе в данном примере, через разделительный конденсатор 63. Точка заземления имеет один и тот же потенциал для отдельных элементов 11 аккумуляторной батареи. Таким образом, в схемах 6 детектирования напряжения опорные потенциалы Va сигналов связи переменного тока, посланных от выходных клемм «Out» для сигналов связи в схему 7 управления, равны один другому. Конкретная конфигурация разделительного конденсатора 63 будет описана ниже.

В то же время провод 69 соединен параллельно проводу 611, соединенному с положительным выводом элемента 11 аккумуляторной батареи, и разделительный конденсатор 62 предусмотрен в проводе 69. Кроме того, провод 69, соединенный с другим концом разделительного конденсатора 62, разветвляется параллельно на два провода 69a и 69b. Провод 69a соединен с выходной клеммой «Out» для сигнала связи MPU 61, а провод 69b соединен с входной клеммой «In» для сигнала связи MPU 61.

Как проиллюстрировано на фиг.3, сигнал связи переменного тока, выводимый от выходной клеммы «Out» для сигнала связи MPU 61, смешивается с постоянным током, имеющим потенциал Vd, определенный в соответствии с позицией расположения элемента 11 аккумуляторной батареи, соединенного в батарее 1 в сборе, чтобы таким образом получить смешанный сигнал. Конкретно, на фиг.1, потенциал в точке P1 в элементе 11 аккумуляторной батареи, расположенном в позиции вблизи отрицательной клеммы батареи 1 в сборе, меньше потенциала в точке Pn в элементе 11 аккумуляторной батареи, расположенном в позиции вдали от отрицательной клеммы батареи 1 в сборе (в позиции вблизи положительной клеммы батареи 1 в сборе) на напряжение элементов 11 аккумуляторной батареи, соединенных между ними. Это обусловливает разный опорный потенциал сигнала связи переменного тока, зависящий от схемы 6 детектирования напряжения, и для схемы 7 управления затруднена идентификация сигнала связи переменного тока. Фиг.3 представляет собой схему, поясняющую систему связи (на выходной стороне) в данном примере, и включает в себя схематическое представление, поясняющее функции разделительного конденсатора 62.

В данном примере разделительный конденсатор 62 предусмотрен на проводе 69 между выходной клеммой «Out» для сигнала связи MPU 61 и линией 2 подачи питания, обеспечивающий возможность связи с применением линии 2 подачи питания. А именно, назначением разделительного конденсатора 62 (и также разделительного конденсатора 63, описанного выше) является блокирование составляющей постоянного тока и предоставление возможности прохождения лишь составляющей переменного тока. Соответственно, как проиллюстрировано на фиг.3, когда смешанный сигнал, включающий в себя постоянный ток потенциала Vd и сигнал связи переменного тока, проходит через разделительный конденсатор 62, составляющая постоянного тока удаляется, чтобы получить лишь сигнал связи переменного тока опорного потенциала Va, описанного выше, и этот сигнал связи переменного тока направляется в линию 2 подачи питания. Поэтому сигналы связи переменного тока, имеющие один и тот же потенциал, поступают в линию 2 подачи питания от индивидуальных схем 6 детектирования напряжения элементов 11 аккумуляторной батареи, независимо от позиций расположения элементов 11 аккумуляторной батареи в батарее 1 в сборе, так что схема 7 управления может идентифицировать сигналы связи.

При обращении снова к фиг.2, резисторы 651 и 652 и конденсатор 653, которые могут быть частями полосового фильтра 65, предусмотрены в проводе 69b, соединенном с входной клеммой «In» для сигнала MPU 61 связи. Полосовой фильтр 65 представляет собой фильтрующий контур, имеющий как фильтр-функцию с пропусканием верхних частот для удаления шума низкочастотного диапазона, чтобы извлечь лишь сигнал в диапазоне высоких частот, так и фильтр-функцию с пропусканием нижних частот для удаления шума высокочастотного диапазона, чтобы извлечь лишь сигнал в диапазоне низких частот. На фиг.2 полосовой фильтр 65 также включает в себя выпрямляющий диод 654.

Полосовой фильтр 65 в данном примере представляет собой фильтрующий контур для извлечения сигнала специфической полосы частот для связи со схемой управления 7 из различных сигналов (шумов), проходящих в линии 2 подачи питания.

Фиг.4 представляет собой диаграмму, поясняющую полосу частот канала передачи информации, которая используется в устройстве 5 мониторинга в соответствии с данным примером. В системе передачи информации в данном примере, поскольку сигнал связи переменного тока проходит в линии подачи питания, требуется, чтобы частоты, которые могут быть использованы, являлись частотами, при которых сигналы могут проходить через элементы 11 аккумуляторной батареи. Эта полоса частот различается в зависимости от конфигурации элемента 11 аккумуляторной батареи. На фиг.4 полоса частот обозначена знаком C. Если другие сигналы переменного тока проходят в линии 2 подачи питания, то полоса частот C должна быть полосой частот, которая не перекрывает полосы сигналов переменного тока.

Сигналы переменного тока от детектора 8 заземления (см. фиг.1, конкретный пример конфигурации которого раскрыт, например, в публикации нерассмотренной заявки на патент Японии № 2003-250201) для детектирования заземления батареи 1 в сборе, инвертора 3 и преобразователя постоянного тока (не показан) совместно имеются в линии 2 подачи питания. Полосы частот сигналов переменного тока, произведенных индивидуальными узлами, проиллюстрированы на фиг.4. Поскольку полоса частот (обозначенная штриховкой на фиг.4), предоставленная между полосами частот для индикатора 8 заземления и инвертора 3, является сравнительно большой, то эта полоса частот может быть использована в качестве полосы частот сигналов связи между схемами 6 детектирования напряжения и схемой 7 управления.

В данном примере фильтр с пропусканием верхних частот (HPF) для удаления шума от детектора 8 заземления и фильтр с пропусканием нижних частот (LPF) для удаления шума от инвертора 3 используются для извлечения лишь сигналов этой полосы частот из сигналов, поступающих по линии 2 подачи питания и по проводам 611, 69 и 69b, и извлеченные сигналы поступают к входной клемме «In» для сигнала связи MPU 61. Сигнал связи переменного тока, выводимый от выходной клеммы «Out» для сигнала связи MPU 61, генерируется посредством MPU 61 в качестве сигнала в этой полосе частот.

Фиг.5 представляет собой схему, поясняющую систему передачи информации (с входной стороны) в данном примере, которая схематически иллюстрирует процесс извлечения сигнала связи переменного тока с применением полосового фильтра 65, описанного выше. Сигнал связи переменного тока, переданный по линии 2 подачи питания, обрабатывается посредством разделительного конденсатора 62 таким образом, что составляющая постоянного тока блокируется, чтобы получить сигнал связи переменного тока, имеющий опорный потенциал Va. Результирующий сигнал связи переменного тока обрабатывается полосовым фильтром 65, имеющим фильтр с пропусканием верхних частот (HPF) и фильтр с пропусканием нижних частот (LPF), таким образом, что может быть извлечен лишь сигнал связи переменного тока в определенной полосе частот. MPU 61 сконструирован таким образом, чтобы идентифицировать сигнал связи переменного тока на основании потенциала постоянного тока соответствующего элемента 11 аккумуляторной батареи, который соединен с клеммой GND1 заземления. Соответственно, сигнал связи переменного тока, извлеченный полосовым фильтром 65, подается к входной клемме «In» для сигнала связи MPU 61, после того как к сигналу связи переменного тока добавляется потенциал постоянного тока соответствующего элемента 11 аккумуляторной батареи.

В данном примере полоса частот между полосами частот для детектора 8 заземления и инвертора 3 используется в качестве полосы частот канала передачи информации. Однако любая другая полоса частот, в которой сигналы могут проходить через элементы 11 аккумуляторной батареи, может быть установлена в качестве полосы частот канала передачи информации в соответствии с системой, в которой применяется батарея 1 в сборе.

Кроме того, в данном примере выходная клемма «Out» для сигнала связи и входная клемма «In» для сигнала связи MPU 61 соединены с положительной клеммой элемента 11 аккумуляторной батареи, чтобы выполнять обмен информации со схемой 7 управления. Выходная клемма «Out» для сигнала связи и входная клемма «In» для сигнала связи MPU 61 могут быть также соединены с отрицательной клеммой элемента 11 аккумуляторной батареи, так что сигнал связи может быть передан к отрицательной клемме или принят от нее.

При обращении снова к фиг.2, провод 66a, соединенный параллельно проводу 611, соединен с положительной клеммой элемента 11 аккумуляторной батареи через резистор 66 для регулировки емкости. Другой конец провода 66a соединен с клеммой A для регулировки емкости MPU 61. Клемма A для регулировки емкости и клемма GND1 заземления подключены в течение заданного периода времени в соответствии с командным сигналом от схемы 7 управления, посредством чего обеспечивается протекание тока от элемента 11 аккумуляторной батареи через резистор 66. Поэтому емкость элемента 11 аккумуляторной батареи может быть отрегулирована до заданной величины.

Кроме того, каждая из схем 6 детектирования напряжения снабжена памятью 67, которая может быть образована энергонезависимым полупроводниковым ЗУ или т.п. Память 67 хранит уникальный идентификатор диагностируемого элемента 11 аккумуляторной батареи. Когда определенная величина напряжения преобразуется в сигнал переменного тока и выводится, уникальный идентификатор, хранимый в памяти 67, добавляется в качестве заголовка сигнала переменного тока и затем подается в схему 7 управления. Соответственно, схема 7 управления может установить, с каким элементом 11 аккумуляторной батареи ассоциируется информация о посланной величине напряжения. Кроме того, командный сигнал для регулировки емкости, посланный от схемы 7 управления, также имеет уникальный идентификатор диагностируемого элемента 11 аккумуляторной батареи. Схема 6 детектирования напряжения сравнивает уникальный идентификатор, содержащийся в командном сигнале для регулировки емкости, с уникальным идентификатором, хранящимся в памяти 67, чтобы определить направлена ли команда в требуемую схему 6 детектирования напряжения.

При обращении снова к фиг.1, схема 7 управления включает MPU 71, провод 72 для соединения выходной клеммы для сигнала связи и входной клеммы для сигнала связи MPU 71 с линией 2 подачи питания и провод 74 для соединения клеммы заземления для сигнала связи MPU 71 с точкой заземления, такой как батарейный кожух для размещения батареи 1 в сборе в данном примере. Разделительный конденсатор 73 предусмотрен в проводе 72.

MPU 71 принимает величины напряжения между электрическими выводами отдельных элементов 11 аккумуляторной батареи, которые детектированы схемами 6 детектирования напряжения, описанными выше, чтобы детектировать емкость аккумуляторной батареи 1 в сборе и выполнить общее управление для предотвращения избыточной зарядки или чрезмерной разрядки. Таким образом, MPU 71 посылает командный сигнал в схему 6 детектирования напряжения для детектирования величин напряжения элементов 11 аккумуляторной батареи. Как описано со ссылками на фиг.4, командный сигнал генерируется как сигнал связи переменного тока в специфической полосе частот (заштрихованная часть, показанная на фиг.4). При этом составляющая постоянного тока блокируется разделительным конденсатором 73, предоставленным в проводе 72, и результирующий сигнал подается в линию 2 подачи питания в качестве сигнала связи переменного тока, имеющего такой же опорный потенциал Va, что и опорный потенциал схем 6 детектирования напряжения.

Вместо вывода командного сигнала для детектирования величин напряжения элементов 11 аккумуляторной батареи каждая из схем 6 детектирования напряжения может иметь функцию синхронизации, так что детектированные величины напряжения могут автоматически посылаться из схем 6 детектирования напряжения к схеме 7 управления через заданные временные интервалы.

MPU 71 считывает сигналы связи переменного тока, соответствующие величинам напряжения элементов 11 аккумуляторной батареи, которые посланы из соответствующих схем 6 детектирования напряжения, и анализирует величины напряжения вместе с уникальными идентификаторами элементов 11 аккумуляторной батареи, содержащимися в сигналах связи переменного тока. Если разница между емкостями батареи равна или больше заданной пороговой величины, то MPU 71 посылает командный сигнал в схему 6 детектирования напряжения, соответствующую целевому элементу 11 аккумуляторной батареи. Это вызывает протекание тока в резисторе для регулировки емкости 66 в течение заданного периода времени для выполнения регулирования таким образом, что, например, емкости элементов 11 аккумуляторной батареи, составляющих батарею 1 в сборе, могут быть сделаны одинаковыми. Выходной командный сигнал для регулировки емкости в это время имеет уникальный идентификатор элемента 11 аккумуляторной батареи, который должен быть подвергнут регулировке емкости. Каждая из схем 6 детектирования напряжения сравнивает уникальный идентификатор, содержащийся в командном сигнале для регулировки емкости, с уникальным идентификатором, хранящимся в памяти 67, чтобы детектировать, направлена ли команда в требуемую схему 6 детектирования напряжения.

Поскольку каждая из схем 6 детектирования напряжения имеет разделительные конденсаторы 62 и 63, то разделительный конденсатор 73 схемы 7 управления может быть не включен.

Поэтому в соответствии с устройством 5 мониторинга для батареи 1 в сборе в данном варианте осуществления происходит обмен информацией между схемами 6 детектирования напряжения и схемой 7 управления через линию 2 подачи питания. Таким образом, для передачи информации не требуется специально предназначенный для этого провод, и стоимость провода, затраты на сборочные работы по прокладке провода и пространство для провода могут быть, соответственно, уменьшены.

Кроме того, даже если потенциалы постоянного тока сигналов связи переменного тока, посланных от схем 6 детектирования напряжения, отличаются один от другого, разделительные конденсаторы 63 предоставляют одинаковый опорный потенциал, и данный опорный потенциал посылается в линию 2 подачи питания через разделительные конденсаторы 62. Поэтому могут быть получены сигналы связи переменного тока, имеющие один и тот же потенциал.

Кроме того, даже если сигналы связи переменного тока, принятые через линию 2 подачи питания, содержат сигналы различных полос частот, сигналы связи переменного тока специфической полосы частот извлекаются с применением полосовых фильтров 65. Это может облегчать передачу информации между схемами 6 детектирования напряжения и схемой 7 управления.

Кроме того, уникальные идентификаторы элементов 11 аккумуляторной батареи добавляются к сигналам связи переменного тока, когда передача информации выполняется между схемами 6 детектирования напряжения и схемой 7 управления. Поэтому схема 6 детектирования напряжения требуемого элемента 11 аккумуляторной батареи может быть точно определена из числа множества схем 6 детектирования напряжения.

Элементы 11 аккумуляторной батареи могут быть сконфигурированы в виде тонких элементов аккумуляторной батареи или т.п., чтобы уменьшить размер батареи 1 в сборе. В этом случае, в каждой из схем 6 детектирования напряжения, описанных выше, схемные элементы, такие как MPU 61, память 67, конденсаторы 62, 63, 643 и 653 и диод 654, могут быть расположены в зазоре между пакетированными элементами 11 аккумуляторной батареи, приводя к экономии пространства.

Конденсаторы 62, 63, 643 и 653 могут быть сконфигурированы в виде керамических конденсаторов или т.п. Как правило, керамические конденсаторы имеют размеры примерно 2 мм × примерно 1,25 мм × примерно 0,6 мм, и их наличие может препятствовать экономии пространства. Поэтому в данном варианте осуществления внешние элементы 114 и 115 каждого из элементов 11 аккумуляторной батареи используются в качестве конденсаторов.

Варианты осуществления изобретения, проиллюстрированные на фиг. 6-10, относятся к примерам, в которых разделительные конденсаторы 63 схем 6 детектирования напряжения, описанных выше, выполнены с применением внешних элементов вместо керамических конденсаторов. Индикатор 8 заземления, показанный на фиг.1, для простоты не проиллюстрирован на фиг.6.

Элемент 11 аккумуляторной батареи в данном примере может быть тонким плоским литиевым элементом аккумуляторной батареи. Элемент 11 аккумуляторной батареи включает в себя элемент 111, генерирующий энергию, положительный электродный вывод 112, служащий в качестве оконечной положительной электродной клеммы, отрицательный электродный вывод 113, служащий в качестве оконечной отрицательной электродной клеммы, верхний внешний элемент 114 и нижний внешний элемент 115.

Хотя это не проиллюстрировано подробно, элемент 111, генерирующий энергию, сконфигурирован таким образом, что положительные пластины, соединенные с положительным электродным выводом 112 и покрытые положительным активным материалом, и негативные пластины, соединенные с отрицательным электродным выводом 113 и покрытые отрицательным активным материалом, наслоены поочередно с размещением между ними изолирующих сепараторов. Также может быть использован биполярный элемент аккумуляторной батареи.

Как проиллюстрировано на фиг.8, каждый из верхнего внешнего элемента 114 и нижнего внешнего элемента 115 может быть сконфигурирован таким образом, что одна поверхность (внутренняя поверхность элемента 11 аккумуляторной батареи) металлической фольги, такой как алюминиевая фольга, ламинирована смолой, такой как полиэтилен, модифицированный полиэтилен, полипропилен, модифицированный полипропилен или иономер, а другая поверхность (внешняя поверхность элемента 11 аккумуляторной батареи) ламинирована полиамидной смолой или полиэфирной смолой и является гибкой. На фиг.8 и 9 металлическая фольга верхнего внешнего элемента 114 служит в качестве электропроводного слоя 1141, внешняя поверхность верхнего внешнего элемента 114 элемента аккумуляторной батареи служит в качестве изолирующего слоя 1142, и внутренняя поверхность верхнего внешнего элемента 114 элемента аккумуляторной батареи служит в качестве изолирующего слоя 1143. Кроме того, металлическая фольга нижнего внешнего элемента 115 служит в качестве электропроводного слоя 1151, внешняя поверхность нижнего внешнего элемента 115 элемента аккумуляторной батареи служит в качестве изолирующего слоя 1152, и внутренняя поверхность нижнего внешнего элемента 115 элемента аккумуляторной батареи служит в качестве изолирующего слоя 1153.

В данном примере верхний внешний элемент 114 сформирован в виде углубления, глубина которого соответствует толщине элемента 111, генерирующего энергию, в то время как нижний внешний элемент 115 сформирован в виде плоской пластины. Как верхний внешний элемент 114, так и нижний внешний элемент 115 могут быть сформированы в виде углублений. В качестве альтернативы верхний внешний элемент 114 может быть сформирован в виде плоской пластины, а нижний внешний элемент 115 может быть сформирован в виде углубления.

Кроме того, элемент 111, генерирующий энергию, часть положительного электродного вывода 112 и часть отрицательного электродного вывода 113 покрыты верхним внешним элементом 114 и нижним внешним элементом 115. Наряду с тем что жидкий электролит, содержащий литиевую соль, такую как перхлорат лития, фторборат лития или фосфат гексафторид лития, в качестве растворенного вещества в органическом жидком растворителе, инжектируется в пространство, определенное внешними элементами 114 и 115, это пространство герметизируется. Затем все внешние периферийные кромки внешних элементов 114 и 115 термически свариваются горячим прессованием и уплотняются. На фиг.7 участок соединения 116 является участком, на котором верхний внешний элемент 114 и нижний внешний элемент 115 взаимно соединены термосваркой.

Как проиллюстрировано на фиг.7, как верхний внешний элемент 114, так и нижний внешний элемент 115 имеют величины площади, которые по существу равны размерам в плоскости элемента 111, генерирующего энергию. Изолирующие слои 1142, 1143, 1152 и 1153 состоят из полиэтилена, модифицированного полиэтилена, полипропилена, модифицированного полипропилена, иономерной смолы, полиамидной смолы, полиэфирной смолы или т.п. В особенности полипропиленовый изолирующий материал имеет большую диэлектрическую постоянную. Кроме того, поскольку элемент 11 аккумуляторной батареи является тонким элементом аккумуляторной батареи, то расстояние в вертикальном направлении между внешними элементами 114 и 115 является коротким.

Емкость C конденсатора пропорциональна диэлектрической постоянной ε диэлектрика и площади A электрода и обратно пропорциональна расстоянию d между электродами (C ∝ ε · A/d). Поэтому один из электропроводного слоя 1141 внешнего элемента 114 и электропроводного слоя 1151 внешнего элемента 115 элемента 11 аккумуляторной батареи используется в качестве одного из электродов конденсатора, а другой электрод конденсатора предоставляется с внешней стороны элемента 11 аккумуляторной батареи, посредством чего может быть реализован конденсатор большой емкости, в котором изолирующие слои использованы в качестве блоков накопления заряда.

В данном примере, как проиллюстрировано на фиг.7, электрод 12 связи, который составляет один из электродов разделительного конденсатора 63, расположен на внешней поверхности верхнего внешнего элемента 114 каждого элемента 11 аккумуляторной батареи. Дополнительно, как проиллюстрировано на фиг.8, клемма GND2 заземления для сигнала связи MPU 61 и участок 1144 соединения в электропроводном слое 1141 верхнего внешнего элемента 114 соединены проводом 69c, так что электропроводный слой 1141 верхнего внешнего элемента 114 может служить в качестве другого электрода разделительного конденсатора 63.

Электрод 12 связи может быть сформирован, подобно электропроводному слою 1141, из металлической фольги, такой как алюминиевая фольга или медная фольга. Как проиллюстрировано на виде сверху фиг.7, электрод 12 связи сконфигурирован таким образом, что имеет площадь, равную площади элемента 111, генерирующего энергию. Дополнительно, электрод 12 связи соединен с наружной поверхностью верхнего внешнего элемента 114 с применением адгезива или т.п., таким образом, что выступает от стороны (длинной стороны в батарее формы, проиллюстрированной на фиг.7, длинная сторона), на которой не выступают электродные выводы 112 и 113 элемента 11 аккумуляторной батареи.

Электрод 12 связи соединен с наружной поверхностью верхнего внешнего элемента 114 каждого элемента 11 аккумуляторной батареи. Когда элементы 11 аккумуляторной батареи наложены один на другой так, как это проиллюстрировано на фиг.6, все электроды 12 связи сформированы таким образом, что выступают от одной и той же стороны. Кроме того, электроды 12 связи соединены единственным проводом 121 и электрически соединены с батарейным кожухом 13. Поэтому опорные потенциалы Va разделительных конденсаторов 63 становятся равными потенциалу батарейного кожуха 13, а именно потенциалу земли, и объем сборочных работ может быть уменьшен.

Клемма GND2 заземления для сигнала связи MPU 61 соединена с участком 1144 соединения в электропроводном слое 1141 верхнего внешнего элемента 114. Электрод 12 связи соединен с наружной поверхностью верхнего внешнего элемента 114 и соединен с батарейным кожухом 13. При этой конфигурации может быть реализован разделительный конденсатор 63, в котором изолирующий слой 1142 верхнего внешнего элемента 114 соответствует диэлектрику (элементу накопления заряда) и в котором электропроводный слой 1141 и электрод 12 связи соответствуют обоим электродам.

Вследствие большой диэлектрической постоянной ε смолы, которая образует изолирующий слой 1142, короткого расстояния между электропроводным слоем 1141 и электродом 12 связи и большой противостоящей площади между электропроводным слоем 1141 и электродом 12 связи может быть получен разделительный конденсатор 63, обладающий большой емкостью. Кроме того, поскольку разделительный конденсатор 63 образован верхним внешним элементом 114 и электродом 12 связи, образованным тонкой пленкой, пространство для размещения разделительного конденсатора 63 может быть уменьшено.

В данном примере участок соединения электрода 12 связи может необязательно являться заземленным участком и может быть участком со стабильным потенциалом в качестве опорного потенциала Va для сигналов связи. Электрод 12 связи также может быть соединен с наружной поверхностью нижнего внешнего элемента 115, и клемма GND2 заземления для сигнала связи MPU 61 может быть соединена с электропроводным слоем 1151 нижнего внешнего элемента 115.

В данном варианте осуществления, как описано выше, один конец разделительного конденсатора 63 соединен с клеммой GND2 заземления для сигнала связи MPU 61, а другой его конец соединен с точкой заземления, такой как батарейный кожух для размещения батареи 1 в сборе.

В соответствии с данным вариантом осуществления, поскольку требуется лишь расположить электроды 12 связи без выполнения непосредственным образом каких-либо операций по размещению электропроводки на элементах 11 аккумуляторной батареи, то сборка элементов 11 аккумуляторной батареи выгодным образом упрощается. В этом случае, кроме того, необходимо соединять электроды 12 связи с батарейным кожухом. Однако, если электроды 12 связи подготовлены и соединены заранее во время изготовления батарейного кожуха, то электрическое подключение электродов 12 связи к элементам 11 аккумуляторной батареи не требуется, по меньшей мере, когда элементы 11 аккумуляторной батареи размещены в батарейном кожухе, что приводит к упрощению работ.

В примере, проиллюстрированном на фиг.8, разделительный конденсатор 63 образован изолирующим слоем 1142, электропроводным слоем 1141 верхнего внешнего элемента 114 и электродом 12 связи. Поскольку элемент 11 аккумуляторной батареи является тонким элементом аккумуляторной батареи, один из электродов может быть реализован электропроводным слоем 1151 нижнего внешнего элемента 115. Фиг.9 представляет собой вид поперечного сечения, иллюстрирующий эту модификацию, и он соответствует схеме на фиг.8.

Во втором варианте осуществления, проиллюстрированной на фиг.9, клемма GND2 заземления для сигнала связи MPU 61 соединена с участком соединения 1154 в электропроводном слое 1151 нижнего внешнего элемента 115 посредством провода 69c. Как и в варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг.8, электрод 12 связи соединен с наружной поверхностью верхнего внешнего элемента 114.

Поэтому два конденсатора, которые соединены последовательно, сформированы между электропроводным слоем 1151 и электродом 12 связи. А именно, один из конденсаторов является конденсатором, в котором изолирующий слой 1142 верхнего внешнего элемента 114 служит в качестве диэлектрика (элемента накопления заряда), а электрод 12 связи и электропроводный слой 1141 верхнего внешнего элемента 114 служат в качестве электродов. Другой конденсатор является конденсатором, в котором изолирующий слой 1153 нижнего внешнего элемента 115 служит в качестве диэлектрика (элемента накопления заряда), а электропроводный слой 1151 нижнего внешнего элемента 115 и электропроводный слой 1141 верхнего внешнего элемента 114 служат в качестве электродов.

В данном примере расстояние между электропроводным слоем 1141 и электродом 12 связи больше, чем в примере, проиллюстрированном на фиг.8. Однако диэлектрическая постоянная ε смолы, которая образует изолирующий слой 1142, большая, и противостоящая площадь между электропроводными слоями 1141 и 1151 и электродом 12 связи большая. Поэтому может быть получен разделительный конденсатор 63, обладающий большой емкостью. Кроме того, поскольку разделительный конденсатор 62 образован внешними элементами 114 и 115 и электродом 12 связи, образованным тонкой пленкой, пространство для размещения разделительного конденсатора 63 может быть значительно уменьшено.

Следует заметить, что провода и электронные компоненты в схемах 6 детектирования напряжения, проиллюстрированной на фиг. 1 и 2, за исключением разделительных конденсаторов 63, описанных выше, могут быть образованы посредством гибкой подложки 600 с межсоединениями.

Варианты осуществления изобретения, проиллюстрированные на фиг.8 и 9, относятся к примерам, в которых разделительный конденсатор 63 схемы 6 детектирования напряжения, проиллюстрированной на фиг.2, сформирован во внешних элементах 114 и 115 элемента 11 аккумуляторной батареи. Третий вариант осуществления, проиллюстрированный на фиг.10, наоборот, относится к примеру, в котором разделительный конденсатор 62, проиллюстрированный на фиг.2, сформирован во внешнем элементе 114 элемента 11 аккумуляторной батареи.

Как проиллюстрировано на фиг.10, выходная клемма «Out» для сигнала связи MPU 61 и участок 1144 соединения в электропроводном слое 1141 верхнего внешнего элемента 114 соединены проводом 69a.

Соответственно, реализован разделительный конденсатор 62, в котором изолирующий слой 1143 верхнего внешнего элемента 114 соответствует диэлектрику (элементу накопления заряда), а электропроводный слой 1141 и положительный электродный вывод 112 соответствуют обоим электродам.

Противостоящая площадь между электропроводным слоем 1141 и положительным электродным выводом 112 несколько меньше, чем площадь в примере, проиллюстрированном на фиг.8; однако диэлектрическая постоянная ε смолы, которая образует изолирующий слой 1143, большая, а расстояние между электропроводным слоем 1141 и положительным электродным выводом 112 небольшое. Поэтому может быть получен разделительный конденсатор 62, обладающий большой емкостью. Кроме того, поскольку разделительный конденсатор 62 образован верхним внешним элементом 114 и положительным электродным выводом 112, пространство для размещения разделительного конденсатора 62 может быть уменьшено.

На фиг.10, вместо размещения участка 1144 соединения в электропроводном слое 1141 верхнего внешнего элемента 114, участок 1144 соединения может быть расположен в электропроводном слое 1151 нижнего внешнего элемента 115, и выходная клемма «Out» для сигнала связи MPU 61 и участок 1144 соединения могут быть соединены проводом 69a. В этом случае конфигурация первого варианта осуществления, как проиллюстрировано на фиг.8, может быть скомбинирована таким образом, что внешние элементы 114 и 115 могут выполнять функции конденсаторов 62 и 63.

Кроме того, вместо применения конденсаторов 62 и 63, другой конденсатор (например, конденсатор 643 или т.п.) может быть сформирован во внешнем элементе 114 или 115.

Фиг.11A и 11B представляют собой схемы, иллюстрирующие гибкую проводную подложку 600 в соответствии с данным вариантом осуществления. На виде сверху на фиг.11A иллюстрируются гибкие проводные подложки 600, которые еще не были вырезаны. Фиг.12 представляет собой вид сверху элемента 11 аккумуляторной батареи, включающего в себя гибкую проводную подложку 600, а фиг.13 представляет собой вид поперечного сечения вдоль линии XIII-XIII на фиг.12.

Как проиллюстрировано на виде поперечного сечения фиг.11B, гибкая проводная подложка 600 в данном примере сконфигурирована таким образом, что рисунок 602 разводки, включая резистор, сформирован на изолирующем листе 601, например подложке из полиимидной смолы, посредством электропроводного материала, такого как медь, и, кроме того, схемные элементы (электронные компоненты) 603, иные, чем разделительные конденсаторы 63, описанные выше, такие как интегральная схема (ИС), конденсатор и диод, смонтированы в заданных позициях. Кроме того, поверхности этих компонентов покрыты изолирующей защитной пленкой 604, чтобы поддержать изолирующие свойства рисунка разводки 602 или схемных элементов 603.

Фиг.11A схематически иллюстрирует рисунок 602 разводки, резисторы и электронные компоненты 603. В действительности, в соответствии с конфигурацией схемы 6 детектирования напряжения, проиллюстрированной на фиг.2, рисунок разводки, резисторы, ИС, которая образует MPU, разделительные конденсаторы и диод, которые проиллюстрированы на фиг.2, расположены при желательной топологии.

Гибкая проводная подложка 600 в данном примере сконфигурирована посредством формирования всей подложки в виде прямоугольника и образования, как проиллюстрировано на фиг.12, такой длины подложки в продольном направлении, чтобы она была равна расстоянию между положительным электродным выводом 112 и отрицательным электродным выводом 113 элемента 11 аккумуляторной батареи. Поскольку подложка 600 сформирована в виде прямоугольника, как проиллюстрировано на фиг.11A, то может быть реализован высокий выход продукции из первоначальной пластины. Дополнительно, поскольку подложка 600 сформирована в виде прямоугольника, то подложка 600 может быть легко вырезана с применением вырубной машины.

В гибкой проводной подложке 600 в данном примере, кроме того, рисунок разводки провода 611, соединенного с положительным электродом, как проиллюстрировано на фиг.2, (участок соединения, связанный с положительным электродным выводом 112) сформирован на одном конце подложки 600, а рисунок разводки провода 612, соединенного с отрицательным электродом, (участок соединения, связанный с отрицательным электродным выводом 113) сформирован на другом конце подложки 600. Рисунок разводки, проиллюстрированный на фиг.2, сформирован между ними.

Соответственно, как проиллюстрировано на фиг.12 и 13, гибкая проводная подложка 600, которая сформирована в виде прямоугольника, наложена на верхний внешний элемент 114 элемента 11 аккумуляторной батареи, и оба конца гибкой подложки 600 с межсоединениями электрически соединены с положительным электродным выводом 112 и отрицательным электродным выводом 113. Поэтому схема 6 детектирования напряжения может быть сформирована в виде единого целого с элементом 11 аккумуляторной батареи лишь посредством увеличения толщины гибкой подложки 600 с межсоединениями, за исключением схемных элементов 603.

С другой стороны, схемные элементы 603, такие как MPU 61, память 67, конденсаторы 62, 643 и 653 и диод 654, проиллюстрированные на фиг.2, являются сравнительно большими по толщине, чем подложка 600. Поэтому схемные элементы 603, имеющие большую толщину, предоставлены в пространстве S на участке соединения 116 между внешними элементами 114 и 115, как показано на фиг. 13.

В частности, как проиллюстрировано на фиг.13, когда гибкая проводная подложка 600 размещается в элементе 11 аккумуляторной батареи, схемные элементы 603, монтируемые на гибкой проводной подложке 600, монтируются на подложке 600 таким образом, что схемные элементы 603 располагаются в пространстве S. Поскольку интегральная микросхема, которая образует MPU 61, является наибольшей среди схемных элементов 603, такой большой схемный элемент располагается предпочтительным образом.

В примере электрической схемы, проиллюстрированной на фиг.2, шесть (или семь, если включен конденсатор схемы синхронизации) схемных элементов 603, включая MPU 61, память 67, конденсаторы 62, 643 и 653 и диод 654, размещены в пространстве S.

Кроме того, при размещении указанных схемных элементов 603 на подложке 600 могут быть приняты во внимание следующие моменты.

Аналоговая схема в схеме 6 детектирования напряжения, проиллюстрированной на фиг.2, чувствительна к шумам. Поэтому резисторы 651 и 652, конденсатор 653 и диод 654, которые составляют полосовой фильтр 65 для удаления шумов, размещены в позициях вблизи положительного электродного вывода 112 элемента 11 аккумуляторной батареи, который передает и принимает сигнал связи переменного тока. В данном примере входная/выходная клемма для сигнала связи соединена с положительным электродом элемента 11 аккумуляторной батареи. Таким образом, полосовой фильтр 65 предоставляется в позиции, как можно более близкой к положительному электродному выводу 112, посредством чего уменьшается расстояние, подверженное воздействию шумов.

С другой стороны, компоненты, сравнительно меньше подверженные воздействию шумов, такие как MPU 61 и память 67, могут быть размещены на любом участке, включая участок на стороне положительного электрода или участок на стороне отрицательного электрода, в зависимости от необходимости. При компоновке гибкой проводной подложки 600, если пространство для размещения на стороне положительного электрода невелико, поскольку полосовой фильтр 65 размещен на стороне положительного электрода, то вышеуказанные компоненты могут быть размещены на стороне отрицательного электрода. В частности, для того чтобы увеличить выход продукции от первоначальной пластины посредством формирования подложки 600 в виде прямоугольника, предпочтительно два схемных элемента 653 и 654 в полосовом фильтре 65 размещены на стороне положительного электрода, а оставшиеся четыре (или пять) схемных элемента, включая MPU 61, расположены на сторонах положительного и отрицательного электродов, по желанию.

Чтобы изготовить гибкую подложку 600 с межсоединениями в данном примере, вначале, как проиллюстрировано на фиг.14A, подготавливают исходную пластину, имеющую электропроводную фольгу 602a, например медную фольгу, которая покрывает всю площадь одной из основных поверхностей изолирующего листа 601 из полиамидной смолы или т.п. Медную фольгу на исходной пластине травят с применением маски, соответствующей требуемому рисунку разводки, и травителя, чтобы сформировать рисунок 602 разводки, включающий в себя контактные площадки, на которых монтируются резисторы и электронные компоненты, как показано на фиг.14B. Медная фольга оставляется на обоих концах подложки, с тем чтобы быть соединенной с положительным электродным выводом 112 и отрицательным электродным выводом 113 элемента 11 аккумуляторной батареи.

Затем схемные элементы 603, такие как интегральная микросхема, конденсатор и диод, монтируются на контактных площадках, образованных в заданных позициях, пайкой или т.п., как показано на фиг.14C. После этого рисунок 602 разводки и схемные элементы 603 закрываются изолирующей защитной пленкой 604, и выполняется плавление и формирование покрытия посредством горячего прессования, чтобы получить структуру, показанную на фиг.14D. При этом медная фольга на участках соединения между положительным электродным выводом 112 и отрицательным электродным выводом 113 на обоих концах подложки 600 не покрывается изолирующей защитной пленкой 604.

Вышеуказанные этапы выполняются таким образом, чтобы, как проиллюстрировано на фиг.11A, множество гибких подложек 600 с межсоединениями могло быть сформировано на единственной первоначальной пластине. На следующей стадии, соответственно, первоначальная пластина разрезается, чтобы получить гибкую проводную подложку 600.

В заключение, полученная гибкая проводная подложка 600 соединяется с положительным электродным выводом 112 и отрицательным электродным выводом 113 одного из элементов 11 аккумуляторной батареи, описанных выше, с применением ультразвуковой сварки, лазерной сварки или т.п. Требуется лишь, чтобы оба конца гибкой проводной подложки 600 были соединены с положительным электродным выводом 112 и отрицательным электродным выводом 113 элемента 11 аккумуляторной батареи, а промежуточная часть может быть соединена или может не быть соединена. В частности, в случае когда элементы 11 аккумуляторной батареи расположены пакетировано, чтобы образовать батарею 1 в сборе, гибкие проводные подложки 600 могут быть зафиксированы давлением элементов 11 аккумуляторной батареи, даже если промежуточные участки гибких проводных подложек 600 не соединены с внешней частью батареи.

Соответственно, при применении гибкой проводной подложки 600 по данному варианту осуществления, как проиллюстрировано на фиг.13, даже в случае когда элементы 11 аккумуляторной батареи расположены пакетировано, чтобы образовать батарею 1 в сборе, толщина увеличена лишь на толщину подложек 600, за исключением схемных элементов 603. Увеличение толщины батареи 1 в сборе может быть предотвращено. Кроме того, схемы 6 детектирования напряжения сформированы на гибких проводных подложках 600 и присоединены в виде единого целого к отдельным элементам 11 аккумуляторной батареи. Поэтому достаточно, чтобы остальная схема 7 управления в устройстве 5 мониторинга была размещена в пространстве, имеющемся в распоряжении в батарейном кожухе. А именно, в отличие от предшествующего уровня техники, большая подложка для управления, совместно включающая в себя схему управления и схемы детектирования напряжения, может быть исключена, и может быть реализована батарея в сборе уменьшенного размера.

Кроме того, поскольку схемные элементы 603 размещены в пространстве S на участке 116 соединения каждого из элементов 11 аккумуляторной батареи, то может быть предотвращено воздействие чрезмерной нагрузки на схемные элементы 603. В дополнение к этому для внешних элементов 114 и 115 каждого из элементов 11 аккумуляторной батареи могут также быть предотвращены повреждения схемными элементами 603.

Кроме того, поскольку каждая из гибких проводных подложек 600 сформирована в виде прямоугольника, то может быть достигнут высокий выход материала первоначальной пластины, и также можно ожидать снижения затрат.

Поскольку схемные элементы 603, которые составляют полосовой фильтр 65, размещены в позициях вблизи положительного электродного вывода 112 каждого из элементов 11 аккумуляторной батареи, который передает и принимает сигнал связи переменного тока, влияние шумов на аналоговую схему может быть уменьшено.

Вышеописанные варианты осуществления изобретения предоставлены для того, чтобы облегчить понимание данного изобретения, и не ограничивают данное изобретение. Напротив, изобретение предназначено для охвата различных модификаций и эквивалентных устройств, включенных в объем прилагаемой формулы изобретения, данный объем должен соответствовать наиболее широкой интерпретации, с тем чтобы охватывать все такие модификации и эквивалентные структуры, насколько это допускается законом.

Элемент аккумуляторной батареи включает в себя элемент, генерирующий энергию, электрод, соединенный с элементом, генерирующим энергию, и сконфигурированный с возможностью электрического соединения элемента, генерирующего энергию, с внешней стороной, и внешний элемент, сконфигурированный с возможностью покрытия элемента, генерирующего энергию, причем электропроводный элемент в предложенном устройстве выполнен в виде тонкой пленки, соединенной с изолирующим слоем. Внешний элемент включает в себя изолирующий слой и электропроводный слой, а электропроводный слой включает в себя участок соединения, электрически соединенный с внешней стороной. Обеспечение надежного мониторинга аккумуляторной батареи при компактности устройства и без увеличения размера батареи с таким устройством является техническим результатом изобретения. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 18 ил.

1. Элемент аккумуляторной батареи, содержащий
элемент, генерирующий энергию;
электропроводный элемент, соединенный с элементом, расположенным с внешней стороны элемента аккумуляторной батареи; и
внешний элемент, сконфигурированный с возможностью покрытия элемента, генерирующего энергию, причем внешний элемент включает в себя изолирующий слой и электропроводный слой, причем изолирующий слой расположен между электропроводным слоем и электропроводным элементом, при этом электропроводный слой включает в себя участок соединения, сконфигурированный с возможностью электрического соединения с элементом, расположенным с внешней стороны элемента аккумуляторной батареи, причем электропроводный элемент является тонкой пленкой, соединенной с изолирующим слоем.

2. Элемент аккумуляторной батареи по п.1, в котором
электропроводный элемент является электродом связи;
изолирующий слой расположен между электродом связи и электропроводным слоем и функционирует в качестве диэлектрического материала для конденсатора, сконфигурированного с возможностью накопления заряда; и
электрод связи и электропроводный слой функционируют в качестве клемм конденсатора.

3. Элемент аккумуляторной батареи по п.2, в котором внешний элемент дополнительно включает в себя первый и второй пластинчатые внешние элементы, причем указанные первый и второй пластинчатые внешние элементы имеют внешние периферийные кромки, соединенные вместе, чтобы заключить между первым и вторым пластинчатыми внешними элементами элемент, генерирующий энергию;
каждый из первого и второго пластинчатых внешних элементов имеет структуру, включающую в себя электропроводный слой и изолирующие слои, наслоенные на противоположные поверхности электропроводного слоя;
участок соединения расположен в электропроводном слое одного из первого пластинчатого внешнего элемента и второго пластинчатого внешнего элемента; и
электрод связи расположен на обращенной наружу стороне первого пластинчатого внешнего элемента.

4. Элемент аккумуляторной батареи по п.1, в котором
электропроводный элемент является электродом, электрически соединенным с элементом, генерирующим энергию;
изолирующий слой расположен между электродом и электропроводным слоем и функционирует в качестве диэлектрического материала конденсатора, сконфигурированного с возможностью аккумулирования заряда; и
электрод и электропроводный слой функционируют в качестве клемм конденсатора.

5. Элемент аккумуляторной батареи по п.4, в котором
внешний элемент дополнительно включает в себя первый и второй пластинчатые внешние элементы, причем первый и второй пластинчатые внешние элементы имеют внешние периферийные кромки, соединенные вместе, чтобы заключить между первым и вторым пластинчатыми внешними элементами элемент, генерирующий энергию;
каждый из первого и второго пластинчатых внешних элементов имеет структуру, включающую в себя электропроводный слой и изолирующие слои, наслоенные на противоположные поверхности электропроводного слоя; и
участок соединения расположен в электропроводном слое, по меньшей мере, одного из первого пластинчатого внешнего элемента и второго пластинчатого внешнего элемента.

6. Элемент аккумуляторной батареи по п.1, в котором
упомянутым элементом является, по меньшей мере, один из микропроцессора и блока детектирования.

7. Блок сборки аккумуляторной батареи, содержащий:
аккумуляторную батарею в сборе, включающую в себя множество элементов аккумуляторной батареи, причем каждый элемент аккумуляторной батареи включает в себя элемент, генерирующий энергию, электропроводный элемент, соединенный с внешней стороной элемента аккумуляторной батареи, и внешний элемент, сконфигурированный с возможностью закрытия элемента, генерирующего энергию, причем внешний элемент включает в себя изолирующий слой и электропроводный слой, причем изолирующий слой расположен между электропроводным слоем и электропроводным элементом, и электропроводный слой включает в себя участок соединения, электрически соединенный с внешней стороной элемента аккумуляторной батареи; причем электропроводный элемент является тонкой пленкой, соединенной с изолирующим слоем; и
блок детектирования, сконфигурированный с возможностью детектирования напряжений множества элементов аккумуляторной батареи, причем блок детектирования электрически соединен с участком соединения, по меньшей мере, одного элемента аккумуляторной батареи.

8. Блок сборки аккумуляторной батареи по п.7, в котором
электропроводный элемент является электродом связи;
изолирующий слои расположен между электродом связи и электропроводным слоем;
блок детектирования имеет клемму с опорным потенциалом, соединенную с участком соединения в электропроводном слое; и
электрод связи соединен с элементом для определения опорного потенциала коммуникационного сигнала переменного тока.

9. Блок сборки аккумуляторной батареи по п.8, в котором
внешний элемент дополнительно включает в себя первый и второй пластинчатые внешние элементы, причем первый и второй пластинчатые внешние элементы имеют внешние периферийные кромки, соединенные вместе, чтобы заключить между первым и вторым пластинчатыми внешними элементами элемент, генерирующий энергию;
причем каждый из первого и второго пластинчатых внешних элементов имеет структуру, включающую в себя электропроводный слой и изолирующие слои, наслоенные на противоположные поверхности электропроводного слоя;
участок соединения расположен в электропроводном слое одного из первого пластинчатого внешнего элемента и второго пластинчатого внешнего элемента; и
электрод связи расположен с внешней стороны первого пластинчатого внешнего элемента.

10. Блок сборки аккумуляторной батареи по п.7, в котором
блок детектирования имеет клемму для сигнала связи, соединенную с участком соединения в электропроводном слое одного из первого пластинчатого внешнего элемента и второго пластинчатого внешнего элемента.

11. Блок сборки аккумуляторной батареи по п.10, в котором
внешний элемент дополнительно включает в себя первый и второй пластинчатые внешние элементы, причем первый и второй пластинчатые внешние элементы имеют внешние периферийные кромки, соединенные вместе, чтобы заключить между первым и вторым пластинчатыми внешними элементами элемент, генерирующий энергию;
каждый из первого и второго пластинчатых внешних элементов имеет структуру, включающую в себя электропроводный слой и изолирующие слои, наслоенные на противоположные поверхности электропроводного слоя; и
участок соединения расположен в электропроводном слое, по меньшей мере, одного из первого пластинчатого внешнего элемента и второго пластинчатого внешнего элемента.

12. Блок сборки аккумуляторной батареи по п.7, дополнительно содержащий:
линию подачи питания, сконфигурированную с возможностью электрического соединения с множеством элементов аккумуляторной батареи; и
блок управления, сконфигурированный с возможностью регулирования емкостей множества элементов аккумуляторной батареи, при этом
блок детектирования преобразует детектированные напряжения в сигналы связи переменного тока и посылает сигналы связи переменного тока в блок управления по линии подачи питания; и
блок управления регулирует емкости множества элементов аккумуляторной батареи в соответствии с детектированными напряжениями.

13. Блок сборки аккумуляторной батареи по п.12, в котором
блок управления посылает сигнал связи переменного тока для управления блоком детектирования в блок детектирования по линии подачи питания.

14. Блок сборки аккумуляторной батареи по п.13, в котором
блок детектирования включает в себя резистор для регулирования емкостей множества элементов аккумуляторной батареи.

15. Блок сборки аккумуляторной батареи по п.7, в котором
батарея в сборе соединена с преобразователем мощности; и
блок детектирования включает в себя схему фильтра, сконфигурированную с возможностью удаления шума из преобразователя мощности.

16. Блок сборки аккумуляторной батареи по п.7, в котором
батарея в сборе соединена с детектором заземления, сконфигурированным с возможностью детектирования заземления батареи в сборе; и
блок детектирования включает в себя схему фильтра, сконфигурированную с возможностью удаления шума из детектора заземления.

17. Блок сборки аккумуляторной батареи по п.7, в котором
блок детектирования включает в себя блок памяти, сконфигурированный с возможностью сохранения уникального идентификатора детектируемого элемента аккумуляторной батареи.