CN114616717A - 蓄电设备 - Google Patents
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Abstract
蓄电设备(100)具备多个蓄电装置(1)。多个蓄电装置(1)分别具备:蓄电单元(10),其具有多个蓄电元件(11)以及保持多个蓄电元件(11)的外装体(18);正极电源线(31);负极电源线(32)。正极电源线(31)以及负极电源线(32)在外装体(18)的内部与蓄电单元(10)连接,并从外装体(18)的端部(18a)朝向外装体(18)的外部延伸设置。正极电源线(31)具有正极连接器(41),负极电源线(32)具有与正极连接器(41)分体的负极连接器(42)。多个蓄电装置(1)中的相互相邻的两个蓄电装置(1)内的一方的蓄电装置(1)的正极连接器(41)与该两个蓄电装置(1)内的另一方的蓄电装置(1)的负极连接器(42)直接连接。
Description
技术领域
本发明涉及具备多个蓄电装置的蓄电设备。
背景技术
在专利文献1中,公开有通过连接多个电池组单元而构成的电池组单元的连接体构造。多个电池组单元分别具有由多个电池单体(cell)构成的电池组主体、和收纳了该电池组主体的箱。在箱的四个角配置有与电池组主体的正极并列连接的多个正极连接器部。同时,与电池组主体的负极并列连接的多个负极连接器部与正极连接器部邻接配置。在专利文献1中,将这样的电池组单元(蓄电装置)在行方向或者列方向的至少一方配列,通过利用电线将相互邻接电池组单元电连接,从而构成电池组单元的连接体。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:(日本)特开2004-6122号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
以往,如上述现有的电池组单元的连接体,在相互相邻的两个蓄电装置的电连接中使用形成充电以及放电时的电流的导通路的连接电线(电源线)的情况下,有必要在连接电线的两端进行连接作业。具体地,将连接电线的一端与一方的蓄电装置的电极端子连接,将该连接电线的另一端与另一方的蓄电装置的电极端子连接。即,在具备多个蓄电装置的蓄电设备中,为了使相互相邻的两个蓄电装置电连接,有必要在相邻的两个蓄电装置的组的电极端子间准备连接电线,且进行将连接电线的两端分别连接到蓄电装置的作业。这些原因导致蓄电设备的设置作业复杂化。特别地,在蓄电设备具备的蓄电装置的数量增加的情况下,该问题尤为显著。
本发明的目的在于,提供具备多个蓄电装置且能够使多个蓄电装置的连接作业容易进行的蓄电设备。
用于解决技术问题的手段
本发明的一个方式的蓄电设备具备多个蓄电装置,其中,多个蓄电装置分别具备:蓄电单元,其具有多个蓄电元件以及保持所述多个蓄电元件的外装体;第一电源线,其在所述外装体的内部与所述蓄电单元的正极连接端子以及负极连接端子的一方连接,并从所述外装体的端部朝向所述外装体的外部延伸设置;第二电源线,其在所述外装体的内部与所述蓄电单元的所述正极连接端子以及所述负极连接端子的另一方连接,并从所述外装体的所述端部朝向所述外装体的外部延伸设置;所述第一电源线具有第一连接器,所述第二电源线具有第二连接器,作为所述多个蓄电装置中的相互相邻的两个蓄电装置的一方的第一蓄电装置的所述第一连接器与作为所述两个蓄电装置的另一方的第二蓄电装置的所述第二连接器直接连接。
发明效果
根据本发明的蓄电设备,能够使多个蓄电装置的连接作业容易进行。
附图说明
图1是示出实施方式的蓄电装置的外观的立体图。
图2是示出将实施方式的蓄电装置分离为蓄电单元和基板单元情况下的结构的立体图。
图3是示出将实施方式的蓄电单元分解情况下的各个构成要件的分解立体图。
图4是示出实施方式的蓄电单元中的外装体的端部的结构的立体图。
图5是用于说明实施方式的外装体的角部的范围的一例的图。
图6是示出实施方式的蓄电设备的结构概要的部分主视图。
图7是示出实施方式的蓄电设备中的两个蓄电装置的电连接的方式的放大立体图。
图8是示出实施方式的变形例的蓄电装置的正极电源线以及负极电源线的配置例的示意图。
图9是示出实施方式的变形例1的蓄电设备的构成概要的局部主视图。
图10是示出实施方式的变形例2的蓄电装置的正极电源线以及负极电源线的配置例的示意图。
具体实施方式
以往,在相互相邻的两个蓄电装置的电连接时,使用形成充电以及放电时的电流导通路的连接电线(电源线)的情况下,有必要在连接电线的两端进行连接作业。具体地,将连接电线的一端与一方的蓄电装置的电极端子连接,将该连接电线的另一端与另一方的蓄电装置的电极端子连接。即,在具备多个蓄电装置的蓄电设备中,为了使相互相邻的两个蓄电装置电连接,有必要在相邻的两个蓄电装置的组的电极端子间准备连接电线,且进行将连接电线的两端分别连接到蓄电装置的作业。这些原因导致蓄电设备的设置作业的复杂化。特别地,在蓄电设备具备的蓄电装置的数量增加的情况下,该问题尤为显著。
本发明是本申请的发明人首次专注于上述技术问题而做出的,目的在于提供一种具备多个蓄电装置的蓄电设备,该蓄电设备能够容易地进行多个蓄电装置的连接作业。
本发明的一个方式的蓄电设备具备多个蓄电装置,其中,多个蓄电装置分别具备:蓄电单元,其具有多个蓄电元件以及保持所述多个蓄电元件的外装体;第一电源线,其在所述外装体的内部与所述蓄电单元的正极连接端子以及负极连接端子的一方连接,并从所述外装体的端部朝向所述外装体的外部延伸设置;第二电源线,其在所述外装体的内部与所述蓄电单元的所述正极连接端子以及所述负极连接端子的另一方连接,并从所述外装体的所述端部朝向所述外装体的外部延伸设置;所述第一电源线具有第一连接器,所述第二电源线具有第二连接器,作为所述多个蓄电装置中的相互相邻的两个蓄电装置的一方的第一蓄电装置的所述第一连接器与作为所述两个蓄电装置的另一方的第二蓄电装置的所述第二连接器直接连接。
根据该结构,在多个排列的蓄电装置1中,通过连接相邻两个蓄电装置1的一方的第一连接器和另一方的第二连接器,该两个蓄电装置1被连接。即,通过一次(一个部位)的连接作业,该两个蓄电装置1被电连接。第一连接器和第二连接器是分体的,因此能够朝向相互不同的方向,由此,能够将蓄电装置与该蓄电装置的排列方向上的两侧(上下或者左右等)的蓄电装置串联连接。这样地,每个蓄电装置具有正极用以及负极用的带有连接器的电源线,因此能够在不另外使用用于连接蓄电装置彼此的电线等导电部件,且不使用扳手等工具的情况下,容易地将应该连接的两个蓄电装置1连接。这样地,根据实施方式的蓄电设备,能够容易地进行多个蓄电装置的连接作业。
可以是,所述多个蓄电装置以所述多个蓄电装置各自的所述外装体的所述端部朝向第一方向的姿势在与所述第一方向相交的第二方向上排列配置,所述第一蓄电装置的所述第一连接器构成为不能与所述第二蓄电装置以外的蓄电装置的所述第二连接器连接。
根据该结构,设置于某一个蓄电装置1的第一电源线的第一连接器处于不能与禁止连接的第二连接器物理连接的状态。因此,在作为同一产品的多个蓄电装置1在上下左右排列的情况下,不会错误组合地将第一连接器和第二连接器连接。即,能够容易且正确地进行多个蓄电装置的连接作业。
可以是,所述外装体是方形,所述第一电源线以及所述第二电源线是从作为所述外装体的所述端部的一部分的、所述外装体的角部向所述外装体的外部延伸设置。
根据该结构,两条电源线的从外装体的出口在外装体的角部汇集。因此,即使在连接对象的蓄电装置在上下左右任何一处的情况下,电源线都以沿着上下方向或者左右方向的姿势配置。即,在将相邻蓄电装置串联连接的情况下,电源线不会相对于上下方向或者左右方向倾斜配置。因此,电源线的长度可以相对较短,且电源线彼此的接线作业(第一连接器和第二连接器的连接作业)容易。
可以是,在所述多个蓄电装置的各自中,所述第一电源线以及所述第二电源线配置在能够使所述第一连接器以及所述第二连接器的一方在同一直线上朝向与所述第一连接器以及所述第二连接器的另一方的相反侧的位置。
根据该结构,一个蓄电装置的第一连接器和第二连接器相互相反(一方从另一方离开的朝向,以下相同)且在直线上排列,因此在将多个蓄电装置在与该直线平行的方向上排列的情况下,相邻的两个蓄电装置的一方的第一连接器和另一方的第二连接器变为在同轴上相对的姿势。因此,能够容易地将多个蓄电装置串联连接。
可以是,还具备架子(rack),其具有供所述多个蓄电装置各自载置的一个以上的架板,在所述多个蓄电装置各自中,所述外装体的所述端部朝向所述架子的前面配置,且所述第一连接器以及所述第二连接器以前后方向的位置位于所述架板的前端面或者该前端面的附近的方式配置。
根据该结构,在架子的前端部或者其附近,配置有应连接的组合的第一连接器以及第二连接器。因此,在将多个蓄电装置载置于架子的一个以上的架板后,易于进行连接在上下相邻的两个蓄电装置的一方的第一连接器和另一方的第二连接器的作业。通过连接对象的第一连接器以及第二连接器的前后方向的位置位于与位于两个蓄电装置之间的架板的前端面相同或者该前端面的前方,而能够不被该架板阻碍地进行第一连接器以及第二连接器的连接作业。
也可以是,所述第一电源线的从所述蓄电单元延伸设置的部分中的至少一部分固定于所述蓄电单元,所述第二电源线的从所述蓄电单元延伸设置的部分未固定于所述蓄电单元。
根据该结构,从一个蓄电装置引出的第一电源线固定于该蓄电装置,且从该蓄电装置引出的第二电源线未被固定而是自由的。由此,在将该蓄电装置的第一连接器和其他的蓄电装置的第二连接器连接的情况下,通过使第一连接器的位置稳定,且第二连接器的位置以及姿势的自由度高,从而易于进行第一连接器和第二连接器的连接作业。
以下,参照附图,对本发明的实施方式(也包含其变形例)的蓄电装置以及蓄电设备进行说明。以下说明的实施方式都是概括的或者具体的示例。在以下实施方式中示出的数值、形状、材料、构成要件、构成要件的配置位置以及连接形态等是一例,不是限定本发明的意思。在各图中,尺寸等未严格图示。
在以下的说明以及附图中,将一个蓄电元件中的一对(正极侧以及负极侧)电极端子的排列方向、蓄电元件的容器的短侧面的相对方向、或者后述的蓄电单元的外装体的长侧面的相对方向定义为X轴方向。将多个蓄电元件的排列方向、蓄电元件的容器的长侧面的相对方向、蓄电单元的外装体的短侧面的相对方向、或者蓄电单元和基板单元的排列方向定义为Y轴方向。将蓄电单元的基座部件和外装体盖体的排列方向、蓄电元件和母线的排列方向、蓄电元件的容器主体和盖部的排列方向、或者上下方向定义为Z轴方向。这些X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向是相互相交(在本实施方式中为正交)的方向。根据使用方式不同而Z轴方向也可以不为上下方向,但以下为了说明方便,以上下方向为Z轴方向作说明。在以下的说明中,将Y轴方向也称为第一方向。将与Y轴方向(第一方向)相交的方向也称为第二方向。第二方向可以为Z轴方向,也可以为X轴方向。
在以下的说明中,所谓的X轴正方向表示X轴的箭头方向,所谓的X轴负方向表示与X轴正方向的相反的方向。Y轴方向以及Z轴方向也一样。平行以及正交等、表示相对的方向或者姿势的表达严格来讲也包含不是该方向或者姿势的情况。所谓的两个方向正交不仅指该两个方向完全正交,还指实质上正交,即可以包含百分之几左右的差异。
(实施方式)
[1.蓄电装置的整体说明]
首先,对本实施方式的蓄电装置1的结构进行说明。图1是示出本实施方式的蓄电装置1的外观的立体图。图2是示出将本实施方式的蓄电装置1分离为蓄电单元10和基板单元20的情况下的结构的立体图。图3是示出将在之后详述的本实施方式的蓄电单元10分解的情况下的各个构成要件的分解立体图。
蓄电装置1是能够从外部充电、且向外部放电的装置,在本实施方式中,具有大致长方体形状。本实施方式的蓄电装置1作为蓄积由发电机发电的电力并输出的蓄电设备100所具备的固定式电池而使用。在蓄电设备100中,具备电连接的多个蓄电装置1。对蓄电设备100的结构使用图6以及图7后述。
蓄电装置1不仅仅作为使用于家庭用或者发电机用等的固定式电池,还能够使用于各种电力贮藏用途或者电源用途等。蓄电装置1用作汽车、机动二轮车、船艇、船舶、雪地摩托、农业机械、建设机械、或者、电气轨道用的铁路车辆等移动体的驱动用或者发动机启动用等的电池等。作为上述汽车,例如有电动汽车(EV)、混合动力电动汽车(HEV)、插电式混合动力电动汽车(PHEV)以及燃油汽车。作为上述电气轨道用的铁路车辆,例如有电车、单轨列车以及磁悬浮列车。
如图1~图3所示,蓄电装置1具备蓄电单元10、和安装于蓄电单元10的基板单元20。蓄电单元10是具有Y轴方向为长边的大致长方体形状的电池模块(电池组)。具体地,蓄电单元10具有多个蓄电元件11、母线框架60、多个母线13、收纳这些的外装体主体14、基座部件15以及由外装体盖体17组成的外装体18。正极电源线31以及负极电源线32与蓄电单元10连接。蓄电单元10可以具有限制多个蓄电元件11的限制部件(端板、侧板等)等。
蓄电元件11是能够充电和放电的二次电池(单电池),更具体地,是锂离子二次电池等非水电解质二次电池。蓄电元件11具有扁平的长方体(方形)的形状,在本实施方式中,16个蓄电元件11在Y轴方向上排列配置。蓄电元件11的形状、配置位置以及个数等未特别限定。蓄电元件11不限于非水电解质二次电池,也可以为非水电解质二次电池以外的二次电池,也可以为电容器。蓄电元件11也可以不是二次电池,而是使用者能够不充电而使用储存的电的一次电池。蓄电元件11也可以是使用固体电解质的电池。蓄电元件11可以为袋型的蓄电元件。
具体地,蓄电元件11具备金属制的容器11a,在容器11a的盖部设置有作为金属制的电极端子的正极端子11b以及负极端子11c。在相邻的蓄电元件11彼此之间配置有间隔件12。在容器11a的盖部可以设置用于注入电解液的注液部以及在容器11a内的压力上升时排出气体从而释放压力的气体排出阀等。在容器11a的内部配置电极体(也称为蓄电要素或者发电要素)以及集电体(正极集电体以及负极集电体)等,且封入有电解液(非水电解质)等,省略详细说明。
正极端子11b以及负极端子11c在容器11a的盖部的长边方向(X轴方向)的两端部朝向上方(Z轴正方向)突出配置。通过蓄电元件1彼此电连接,且多个蓄电元件11具有的最外侧的正极端子11b以及负极端子11c分别与电源线连接,蓄电装置1(蓄电单元10)能够从外部充电、以及向外部放电。
具体地,如图3所示,多个蓄电元件11中的Y轴正方向的端部的蓄电元件11的正极端子11b作为多个蓄电元件11的总正端子(蓄电单元10的正极连接端子51)发挥作用。即,在外装体18的内部,正极电源线31与蓄电单元10的正极连接端子51连接。在多个蓄电元件11中的Y轴负方向的端部的蓄电元件11的负极端子11c作为多个蓄电元件11的总负端子(蓄电单元10的负极连接端子52)发挥作用。即,在外装体18的内部,负极电源线32与蓄电单元10的负极连接端子52连接。多个蓄电元件11的电连接中的位于端部的蓄电元件11的正极端子11b或者负极端子11c被视为正极连接端子51或者负极连接端子52。因此,排列在一列的多个蓄电元件11中的列的中途的蓄电元件11的正极端子11b或者负极端子11c也可以被视为正极连接端子51或者负极连接端子52。
正极连接端子51(负极连接端子52)、和正极电源线31(负极电源线32)没有必要直接连接。也可以为输出端子母线与作为正极连接端子51的正极端子11b连接,正极电源线31与输出端子母线连接。正极电源线31以及负极电源线32分别都没有必要由单一的电线构成。也可以为和作为正极连接端子51的正极端子11b连接的第一电线与电气回路上的中继部件(母线等)连接,在一端设置有正极连接器41的第二电线的另一端与该中继部件连接。即,在正极电源线31的导通路上可以介入母线等导电部件。
这样地,在本实施方式中,蓄电元件11的正极端子11b以及负极端子11c在容器11a的一个侧面,在与多个蓄电元件11的配列方向(Y轴方向)相交的方向(X轴方向)排列设置。蓄电元件11的数量是偶数(在本实施方式中为16),这些偶数的蓄电元件11串联连接。
根据该结构,由于蓄电元件11的数量是偶数,因此蓄电单元10的正极连接端子51和负极连接端子52在X轴方向上配置在相同侧(在本实施方式中为X轴正方向侧)。因此,易于将正极连接器41和负极连接器42配置为同一直线状。在各个蓄电装置1中,X轴方向的相反侧(在本实施方式中为X轴负方向侧)空置,因此如图9所示,易于使在左右方向(X轴方向)相邻的两个蓄电装置1的一方的负极连接器42与另一方的正极连接器41连接。即,在蓄电装置1的端部18a附近具有空置的空间,因此对于正极电源线31以及负极电源线32各自,都能够确保用于相互的连接器连接的电线处理用的长度。
正极电源线31以及负极电源线32是用于使蓄电装置1(蓄电单元10)充放电的电流(也称为充放电电流、主电流)流过的包覆电线(也称为电力线缆、主回路电线、电源线、电力线)。正极电源线31以及负极电源线32分别是芯线的截面面积为5mm2~20mm2左右的相对较粗的电线。在本实施方式中,芯线的截面面积为8mm2左右的包覆电线分别作为正极电源线31以及负极电源线32被采用。在正极电源线31的从蓄电单元10露出的部分的端部设置有正极连接器41,在负极电源线32的从蓄电单元10露出的部分的端部设置有负极连接器42。在本实施方式中,正极电源线31以及负极电源线32的一方是第一电源线的一例,另一方是第二电源线的一例。设置在作为第一电源线的正极电源线31或者负极电源线32的端部的正极连接器41或者负极连接器42是第一连接器的一例。设置在作为第二电源线的正极电源线31或者负极电源线32的端部的正极连接器41或者负极连接器42是第二连接器的一例。关于这些电源线以及连接器的配置位置等,使用图4以及图5后述。
母线框架60是能够使母线13和其他部件电绝缘以及进行限制母线13的位置的扁平的矩形状的部件。母线框架60由聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)等的、与后述的基板单元20的基板壳21相同的绝缘部件形成。具体地,母线框架60载置于多个蓄电元件11的上方,并相对于多个蓄电元件11被定位。母线13载置且定位在母线框架60上。由此,母线13相对于多个蓄电元件11被定位,并与该多个蓄电元件11具有的正极端子11b以及负极端子11c接合。母线框架60作为外装体18的中盖,还具有对外装体主体14加强的功能。
母线13配置于多个蓄电元件11之上(母线框架60之上),且是使多个蓄电元件11的电极端子彼此电连接的矩形状的板状部件。母线13由铝、铝合金、铜、铜合金、不锈钢等金属形成。在本实施方式中,通过将相邻蓄电元件11的正极端子11b和负极端子11c连接,母线13将16个蓄电元件11串联连接。蓄电元件11的连接方式不限于上述,可以任意组合串联连接以及并联连接。
检测用电线13a与母线13或者蓄电元件11的电极端子连接。检测用电线13a是蓄电元件11的电压测量用、温度测量用、或者蓄电元件11间的电压平衡用的电线(也称为通信线缆、控制线缆、通信线、控制线)。在母线13或者蓄电元件11的电极端子配置有用于测量蓄电元件11的温度的热敏电阻(未图示),省略说明。在检测用电线13a的Y轴负方向的端部连接有连接器13b。连接器13b是与后述的基板单元20的基板25连接的连接器。即,检测用电线13a经由连接器13b将蓄电元件11的电压以及温度等信息向基板单元20的基板25传达。检测用电线13a也使用于:通过基板25的控制,使电压高的蓄电元件11放电,从而平衡蓄电元件11间的电压。
外装体18是构成蓄电单元10的外装体的矩形状(箱状)的容器(模块壳)。即,外装体18配置在蓄电元件11等的外侧,将蓄电元件11等固定在规定的位置,保护以防止碰撞等。如上述,外装体18具有外装体主体14、基座部件15、和外装体盖体17。
外装体主体14是形成有开口的有底矩形筒状的壳体。外装体主体14由PC、PP、PE等绝缘部件形成。基座部件15以及外装体盖体17是保护(加强)外装体主体14的部件。基座部件15以及外装体盖体17由不锈钢、铝、铝合金、铁、电镀钢板等金属制的部件形成。基座部件15以及外装体盖体17可以由相同的材质的部件形成,也可以由不同材质的部件形成。
基座部件15是从下方(Z轴负方向)支承外装体主体14的板状的部件,经由外装体主体14还具有支承多个蓄电元件11的作用。基座部件15具有底部15a、基板单元安装部16、连接部15b以及15c。底部15a是构成蓄电装置1的底部,与XY平面平行且在Y轴方向延伸设置的平板状且矩形状的部位,并配置在外装体主体14的下方。基板单元安装部16是从底部15a的Y轴负方向侧的端部在Z轴正方向竖立设置的平板状且矩形状的部位,并供基板单元20安装。连接部15b是配置于基板单元安装部16的Z轴正方向侧的端部且向Y轴负方向突出的部位,并与外装体盖体17连接。连接部15c是从底部15a的Y轴正方向侧的端部向Z轴正方向竖立设置且向Y轴正方向突出的部位,并与外装体盖体17连接。
外装体盖体17是以堵塞外装体主体14的开口的方式配置的部件,具有顶面部17a、连接部17b以及17c。顶面部17a是构成蓄电装置1的上面部,与XY平面平行且在Y轴方向延伸设置的平板状且矩形状的部位,并配置于外装体主体14的上方。连接部17b是配置于顶面部17a的Y轴负方向侧的端部且向Y轴负方向突出的部位,并与基座部件15的连接部15b连接。连接部17c是从顶面部17a的Y轴正方向侧的端部向Z轴负方向延伸且向Y轴正方向突出的部位,并与基座部件15的连接部15c连接。这样地,成为以下结构:基座部件15以及外装体盖体17以从上下方向夹入外装体主体14的状态,通过紧固螺丝等将连接部15b以及15c和连接部17b以及17c连接而固定。
基板单元20是能够进行蓄电单元10具有的蓄电元件11的状态监视以及蓄电元件11的控制的机器。在本实施方式中,基板单元20是安装于蓄电单元10的外装体18的长度方向的端部18a(参照图2),即蓄电单元10的Y轴负方向侧的侧面的扁平的矩形状的部件。基板单元20具有由聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)等绝缘部件形成的基板壳21(参照图2)、和收纳在基板壳21的基板25。具体地,基板单元20安装于设置在蓄电单元10的外装体18具有的基座部件15的基板单元安装部16。基板25是与蓄电单元10电连接的回路基板(监视基板)。具体地,基板25通过经由上述检测用电线13a以及连接器13b与蓄电元件11电连接,而取得蓄电元件11的电压以及温度等信息,从而监视蓄电元件11的充电状态以及放电状态等状态。基板25还具有使用检测用电线13a使蓄电元件11放电,从而作为使蓄电元件11间的电压平衡的控制基板的功能。在基板25上,实装有用于实现该功能的多个部件(未图示)。基板25也可以不进行蓄电元件11的控制,而是仅进行蓄电元件11的状态监视,而基于监视结果的控制通过与蓄电装置1连接的外部的控制装置来进行。
[2.电源线以及连接器的配置]
接着,使用图4以及图5对实施方式中的蓄电装置1的正极电源线31、负极电源线32、正极连接器41以及负极连接器42的配置位置等说明。
图4是示出实施方式的蓄电单元10中的外装体18的端部18a的结构的立体图。具体地,在图4中,示出将外装体盖体17从外装体主体14拿走的状态下的外装体18的端部18a。外装体18的Y轴负方向的端部18a也是蓄电单元10的端部。因此,“外装体18的端部18a”可以称为“蓄电单元10的端部18a”。对“从外装体18延伸设置”等表达也一样,可以将“外装体18”替换为“蓄电单元10”。图5是用于说明实施方式的外装体18的角部19的范围的一例的图。
如图4所示,正极电源线31以及负极电源线32以从外装体18的内部向外部延伸设置的状态配置。具体地,正极电源线31以及负极电源线32一起从外装体18的端部18a朝向外装体18的外部延伸设置。正极电源线31具有正极连接器41,负极电源线32具有负极连接器42。在图4中虽省略,但在正极连接器41以及负极连接器42分别配置有用于与对方侧连接器电连接的端子等。
在本实施方式中,正极连接器41以及负极连接器42具有能够相互直接连接的构造。通过负极连接器42以及正极连接器41的一方与另一方机械连接(插入、嵌合、拧入等),负极连接器42和正极连接器41电连接。由此,能够容易地在不使用扳手等工具的情况下使相邻两个蓄电装置1的一方的正极连接器41和另一方的负极连接器42连接。能够在不另外准备连接电线等,使相邻蓄电装置1彼此电连接。
相邻蓄电装置1为相同的构造,将相邻两个蓄电装置1的一方的蓄电装置1的正极连接器41与另一方的蓄电装置1的负极连接器42连接。对于一个蓄电装置1,作为部件单体,正极连接器41以及负极连接器42能够相互连接。但是,一个蓄电装置1具有的正极连接器41以及负极连接器42配置为相互不能直接连接的状态。具体地,在一个蓄电装置1中,正极连接器41和负极连接器42以不能连接的电线长度或者姿势配置。在图4所示的例中,负极电源线32的从外装体18延伸设置的部分中的至少一部分固定于蓄电单元10。具体地,在本实施方式中,金属制的基座部件15具有将负极电源线32的该至少一部分固定的固定部15d,由此,负极连接器42实质上向下(负极连接器42的供正极连接器41插入的开口变为向下,相对于负极连接器42的正极连接器41的插拔方向变为上下方向的姿势,以下相同)地被固定。
在本实施方式中,通过固定部件15g,包含负极连接器42的负极电源线32的一部分固定于形成在基座部件15的固定部15d。具体地,固定部件15g是插销扎带。在本实施方式中,通过设置于基座部件15的贯通孔(固定孔15i)来实现固定部15d。如图4所示,作为插销扎带的固定部件15g不能插拔地插入在基座部件15的固定片部15h形成的固定孔15i,由此,负极电源线32强力地被固定。因此,在解除负极电源线32的固定时,需要实施固定部件15g的切断或者变形等的破坏。固定部15d中的固定构造未特别限定,可以通过将负极电源线32的一部分埋入设置于外装体18的凹部(槽、切口、狭缝、孔等)或者固定于外装体18的部件的凹部等而固定该一部分。即,固定部15d可以不由孔而是由凹部实现。
这样地,在限制负极连接器42的姿势的状态下,在正极电源线31的从外装体18的角部19延伸设置的部分长度为图4所示的程度长度的情况下,不可能将负极连接器42和正极连接器41直接连接。这样地,一个蓄电装置1具有的正极连接器41以及负极连接器42配置为相互连接不可能的状态。即,只要不破坏,就不会产生一个蓄电装置1具有的正极连接器41和负极连接器42错误连接的问题。换言之,能够实质性地防止错误连接正极连接器41和负极连接器42而产生的蓄电装置1自身的短路。
正极电源线31的从外装体18延伸设置的部分不受限制,因此正极连接器41的朝向能够为上下左右前后任何一种朝向。在本实施方式中,负极连接器42如图4所示地实质性地向下固定,因此通过使正极连接器41为向上(正极连接器41的插入负极连接器41的端部变为向上,相对于负极连接器42的正极连接器41的插拔方向变为上下方向的姿势,以下相同)的姿势,从而能够与上方的其他蓄电装置1的负极连接器42直接连接。这样地,正极电源线31以及负极电源线32配置为能够在同一直线上相互朝向相反侧的位置以及长度。因此,能够使在上下方向排列为一列的多个蓄电装置1容易地串联连接。更详细地,正极连接器41和负极连接器42一定能够配置为同一直线状。正极电源线31中的正极连接器41的根部和负极电源线32中的负极连接器42的根部也一定能够配置为同一直线状。在图4中,正极电源线31以及负极电源线32配置为能够在上下方向(Z轴方向)的直线L上相互朝向相反侧(负极连接器42的开口向下,正极连接器41的前端部向上)的位置以及长度。更详细地,能够将正极连接器41以及负极连接器42相互朝向相反侧地在直线L上排列。能够将正极电源线31中的正极连接器41的根部以及负极电源线32中的负极连接器42的根部直线L状地配置。因此,能够将在上下方向排列的多个蓄电装置1容易地串联连接。
更具体地,从外装体18的端部18a向外部延伸设置的正极电源线31以及负极电源线32均从作为端部18a的一部分的角部19向外装体18的外部延伸设置。即,简单地说,正极电源线31以及负极电源线32是在以方形的外装体18中的一个顶点为中心的规定范围内从外装体18引出的状态。外装体18的角部19的范围例如为图5所示的虚线包围的范围。图5中的角部19的范围说明如下。
如图5所示,将整体为长方体形状的外装体18假想为外装体18的各边沿着X轴、Y轴、或者Z轴配置,且各边的长度为D、M以及H(在图5中,D>M>H)。此时,将从外装体18的长度方向(Y轴方向)的端部18a所包含的一个顶点19a在Y轴方向到d、在X轴方向到m、且在Z轴方向到h的范围(图5中的虚线的内侧区域)规定为角部19。这些d、m、以及h的值是m=M/2、h=H/2,d是m以及h任何一方的值。即,d可以与作为m以及h中的较大值的m相同(d=M/2),也可以与作为m以及h中的较小的值h相同(d=H/2)。这样说明的角部19的范围是一例,角部19也可以为从顶点19a的直线距离为到作为m以及h中的较小的值的h的范围(以顶点19a为中心的半径h的球内)等。也可以d=D/2。为了进一步限定角部19的范围,也可以为m=M/N、h=H/N、以及h=m或者h,且N是比2大的整数。在该情况下,正极电源线31以及负极电源线32的从外装体18的出口汇集在靠近顶点19a的范围。
在本实施方式中,正极电源线31以及负极电源线32的从外装体18的出口,即贯穿外装体18的内外而配置的位置,大概位于外装体18的上边,且距顶点19a距离m的范围内。
这样地,在本实施方式中,正极电源线31以及负极电源线32的从外装体18的出口在角部19汇集。
[3.蓄电设备的构成]
如上述构成的蓄电装置1如上所述地能够作为蓄电设备所具备的固定式电池而使用。以下,参照图6以及图7对本实施方式的蓄电设备100的结构说明。
图6是示出实施方式的蓄电设备100的结构概要的局部主视图。在图6中,分别示出省略多个蓄电装置1的基板单元20,固定部15d被例如示意性地示出等、简单地示出,正极电源线31由粗实线示出,负极电源线32由粗虚线示出。这些补充事项也适用于后述的图8以及图9。图7是示出实施方式的蓄电设备100中的两个蓄电装置1电连接的形态的放大立体图。在图7中,只着眼于在上下排列的两个蓄电装置1以及它们之间的架板120,其他的蓄电装置1等的图示省略。
如图6所示,蓄电设备100具备多个蓄电装置1、收纳多个蓄电装置1的架子110、与多个蓄电装置1连接的电气回路单元150。架子110具有能够供一个以上的蓄电装置1载置的多个架板120。多个架板120在上下方向排列配置。在这样构成的架子110中,载置于多个架板120各自的多个蓄电装置1各自沿着上下方向直线状地整齐排列。即,在架子110,上下方向(纵向)的蓄电装置1的列(蓄电装置列200)在左右方向上形成多个。在图6中,为了区别在左右方向排列的多个蓄电装置列200,标以相互不同的标记(200A、200B、200C)。
由此,本实施方式的蓄电装置1能够高效且容易地与正上方以及正下方至少一方的蓄电装置1电连接。具体地,如上所述,着眼于一个蓄电装置1时,如图7所示,负极连接器42以及正极连接器41能够为在上下方向的直线上呈相互相反的姿势。由此,如图6所示,在多个蓄电元件列200各自中,能够将多个蓄电装置1串联连接。多个蓄电元件列200的每个中的最上段的蓄电装置1的正极连接器41通过连接电线91与电气回路单元150连接,最下段的蓄电装置1的负极连接器42通过连接电线92与电气回路单元150连接。
这样的蓄电装置列200在左右方向形成多个,电气回路单元150将在左右方向相邻的蓄电装置列200串联电连接。按照蓄电装置列200A、200B以及200C的顺序串联连接。由此,收纳于架子110的所有蓄电装置1串联电连接。即,在通过收纳于架子110而纵横(上下左右)地排列的多个蓄电装置1中,纵方向的串联连接通过在上下相邻的两个蓄电装置1的正极连接器41和负极连接器42的连接而完成。在纵横排列的该多个蓄电装置1中,蓄电装置列200的左右方向的串联连接通过在左右方向相邻的蓄电装置列200之间电介入的电气回路单元150而完成。蓄电装置列200彼此的串联连接可以不由电气回路单元150,而由将左右方向上相邻的蓄电装置列200之间连接的中间电线而完成。
也可以不使全部蓄电装置列200串联连接,而使各个蓄电装置列200并联连接。也可以通过使多个蓄电装置列200中的一部分(两个以上)的蓄电装置列200串联连接,以此为一个单位的蓄电装置组,并同样地构成多个蓄电装置组,使各个蓄电装置组并联连接。
在电气回路单元150上,收纳有用于使蓄电装置列200串联连接的配线电线、配线遮断器(断路器)以及控制回路等。断路器配置在用于使各个蓄电装置1充放电的主电流流过的主回路上,控制回路通过未图示的信号线与各个蓄电装置1的基板单元20连接。电气回路单元150能够对每个蓄电装置列200控制多个蓄电装置1的充放电。
在具有这样的结构的蓄电设备100中,着眼于一个蓄电装置1、和其上下左右的4个蓄电装置1是否可以连接时,仅能够和上下的蓄电装置1连接。具体地,将位于图6的大致中央的蓄电装置1标记为蓄电装置1A,将其上下左右的4个蓄电装置1标记为蓄电装置1B、1C、1D、1E,且也对各个电源线以及连接器付加A~B的标记以区别,如以下说明。蓄电装置1A是第一蓄电装置的一例,蓄电装置1B是第二蓄电装置的一例。
蓄电装置1A的负极电源线32A通过蓄电装置1A的蓄电单元10具有的固定部15d(参照图7)以负极连接器42A变为向下(用于与正极连接器41C连接的开口向下)的姿势的方式被固定。蓄电装置1A的正极电源线31A的长度在负极电源线32a由固定部15d固定的状态下是正极连接器41A不能与负极连接器42A连接的长度。
在蓄电装置1A的上下左右的每个蓄电装置1B~1E,负极连接器42B~42E都是向下的姿势。在该状态下,蓄电装置1A的正极电源线31A不是能够将正极连接器41A连接到正下方以及左右的蓄电装置1C、1D以及1E的负极连接器42C、42D以及42E上的长度。但是,蓄电装置1A的正上方的蓄电装置1B的负极连接器42B配置为向下的姿势、即朝向正极连接器41A存在的一侧。由此,如图6以及图7所示,蓄电装置1A的正极电源线31A具有的正极连接器41A能够不勉强地直接与蓄电装置1B的负极电源线32B具有的负极连接器42B连接。在图6中,对于蓄电装置1A的斜上方以及斜下方的4个蓄电装置1,与上下左右的蓄电装置1B~1E相比较,距离正极连接器41A更远,因此不可能将各自的负极连接器42与正极连接器41A连接。
这样地,在本实施方式中,在上下左右排列的多个蓄电装置1中,仅在上下相邻的蓄电装置1间能够直接连接。
着眼于正极连接器41以及负极连接器42的前后方向上的位置时,首先,如图7所示,各个蓄电装置1的外装体18的端部18a以朝向架子110中的前面侧(Y轴负方向侧)的姿势配置。正极连接器41以及负极连接器42的前后方向上的位置位于架板120的前端面120a或者其附近。
在图7所示的示例中,蓄电装置1A的正极连接器41A以及负极连接器42A位于架板120的前端面120a的前方。由此,在将正极连接器41A与负极连接器42B连接的情况下,蓄电装置1A的上的架板120不会成为阻碍。同样地,在将正极连接器41C(参照图6)与负极连接器42A连接的情况下,蓄电装置1A的下的架板120不会成为阻碍。在上下方向排列的多个架板120的前后方向的位置是相同的,这些前端面120a的前后方向的位置也是相同的。
在图7所示的示例中,对于具有正极连接器41的正极电源线31也以正极连接器41成为规定的姿势的方式被固定。具体地,蓄电装置1A的正极电源线31A的一部分固定于架板120的前端面。在本实施方式中,设置于架板120的前端面的贯通孔作为固定部120b发挥作用。在固定部120b中的固定能够使用作为与固定部15d相同的固定部件的插销扎带来实现。在图7所示的示例中,通过将固定正极电源线31A的插销扎带插入蓄电装置1A上的架板120的前端面120a的孔(固定部120b),实现正极电源线31A的固定。由此,正极连接器41A以向上的姿势即朝向作为连接对象的负极连接器42B的姿势被固定。其结果是,能够将通过正极电源线31A弯曲而产生的弯曲应力利用固定部120b以及插销扎带吸收或者缓和。由此,即使在正极电源线31A相对较硬的情况下,也能够减少正极电源线31A的弯曲应力阻碍正极连接器41A和负极连接器42B的电连接以及机械连接的可能性。固定部120b也未特别限定于与固定部15d相同的固定构造。在蓄电装置1的维护等时需要拆卸正极连接器41和负极连接器42。因此,以正极电源线31的固定能够拆卸的方式设定作为固定部120b的贯通孔的大小。
设置于架板120的前端面的固定部120b也能够使用于连接电线92(参照图6)的固定。即,通过将作为安装于连接电线92的固定部件的插销扎带插入固定部120b,能够将连接电线92的、位于架子110的前面的部分固定于架子110。
[4.变形例1]
如上所述,在本实施方式中,在蓄电装置1中,正极电源线31以及负极电源线32配置为正极连接器41以及负极连接器42的一方能够在上下方向的直线上朝向与另一方相反侧的位置以及长度。但是,正极连接器41以及负极连接器42排列的方向不限定于上下方向。因此,在正极连接器41以及负极连接器42排列的方向为左右方向的情况下,作为实施方式的变形例1,以与上述实施方式的差别为中心说明。
图8是示出实施方式的变形例1的蓄电装置1的正极电源线31以及负极电源线32的配置例的示意图。图9是示出实施方式的变形例1的蓄电设备100的结构概要的部分主视图。在图9中,为了使三个蓄电装置1分别相互区别,标记为蓄电装置1F、1G、以及1H。蓄电装置1F是第一蓄电装置的一例,蓄电装置1H是第二蓄电装置的一例。在图9中,在左右方向排列的多个蓄电装置1是一列(蓄电装置列),为了区别在上下方向排列的两个蓄电装置列,分别付加相互不同的标记(200D、200E)。
本变形例的蓄电装置1与实施方式的蓄电装置1的基本构造是共通的,即,具备图8以及图9中未图示的基板单元20,在外装体18的内部收纳有多个蓄电元件11。在外装体18的内部,多个蓄电元件11的总正端子(蓄电单元10的正极连接端子51)和正极电源线31连接,多个蓄电元件11的总负端子(蓄电单元10的负极连接端子52)和负极电源线32连接。正极电源线31以及负极电源线32均从外装体18的端部18a中的角部19向外部延伸设置。
但是,如图8所示,以使本变形例的负极电源线32的负极连接器42成为向左的姿势的方式将其一部分通过固定部15f固定。在该情况下,正极电源线31不是能够将正极连接器41与负极连接器42连接的位置以及长度。即,通过将负极电源线32的一部分由固定部15f固定,负极连接器42和正极连接器41以不能连接的姿势配置。
但是,蓄电装置1具备的正极电源线31未被固定,因此能够使正极连接器41朝向各个方向。即,如图8所示,正极电源线31以及负极电源线32配置为正极连接器41以及负极连接器42的一方能够在左右方向的直线L上朝向与另一方的相反侧的位置以及长度。在将这样构成的蓄电装置1使用于图9所示的本变形例的蓄电设备100的情况下,能够将在左右方向(X轴方向)相邻的两个蓄电装置1的一方的负极连接器42不勉强地直接与另一方的正极连接器41连接,且还不会产生错误连接。
蓄电装置1F的负极连接器42仅能够与从正面观察时位于左边相邻的蓄电装置1G的正极连接器41连接。蓄电装置1F的正极连接器41仅能够与从正面观察时位于右边相邻的蓄电装置1H的负极连接器42连接。由此,能够容易或者高效地将在左右方向排列的多个蓄电装置1串联连接。在本变形例的蓄电设备100中,蓄电装置1的左右方向的列的左右的端部的蓄电装置1通过连接电线91(未图示)或者连接电线92,与电气回路单元150(未图示)连接。由此,电气回路单元150能够对在上下方向排列的每个蓄电装置列(200D、200E)控制多个蓄电装置1的充放电。
[5.变形例2]
在上述实施方式中,在蓄电装置1,正极电源线31以及负极电源线32均从外装体18的端部18a中的角部19向外部延伸设置。但是,正极电源线31以及负极电源线32也可以从外装体18中的相互不同的角部19向外部延伸设置。因此,对正极电源线31以及负极电源线32从相互不同的角部19延伸设置的情况,作为实施方式的变形例2,以与上述实施方式的差别为中心说明。
图10是示出实施方式的变形例2的蓄电装置1的正极电源线31以及负极电源线32的配置例的示意图。在图10中,为了相互区别两个蓄电装置1各自,标记为蓄电装置1I以及1J。蓄电装置1I是第一蓄电装置的一例,蓄电装置1J是第二蓄电装置的一例。为了分别区别蓄电装置1的端部18a中的上部的两个角部19,付加相互不同的标记(19a以及19b)。
本变形例的蓄电装置1与实施方式的蓄电装置1的基本构造是共通的,即,具备图10中未图示的基板单元20,并在外装体18的内部收纳有多个蓄电元件11。在外装体18的内部,多个蓄电元件11的总正端子(蓄电单元10的正极连接端子51)和正极电源线31连接,多个蓄电元件11的总负端子(蓄电单元10的负极连接端子52)和负极电源线32连接。正极电源线31以及负极电源线32均从外装体18的端部18a向外部延伸设置。
但是,在本变形例的负极电源线32中,如图10所示,正极电源线31从角部19a向外部延伸设置,负极电源线32从角部19b向外部延伸设置。即,正极电源线31以及负极电源线32从相互不同的角部19延伸设置。负极电源线32通过未图示的固定部固定于蓄电单元10。由此,负极连接器42和正极连接器41配置为相互连接不可能的状态。
在该情况下,蓄电装置1具备的正极电源线31未固定,因此能够使正极连接器41朝向各个方向。即,如图10所示,一个蓄电装置1具有的正极电源线31以及负极电源线32配置为正极连接器41以及负极连接器42的一方能够在上下方向的直线上朝向与另一方的相反侧的位置。在将这样构成的蓄电装置1使用于图10所示的本变形例的蓄电设备100的情况下,能够不勉强地将在上下方向(Z轴方向)相邻的两个蓄电装置1的一方的负极连接器42与另一方的正极连接器41直接连接。
[6.效果的说明]
实施方式(包含其变形例)的蓄电设备100具备多个蓄电装置1。多个蓄电装置1分别具备:具有多个蓄电元件11以及保持多个蓄电元件11的外装体18的蓄电单元10、正极电源线31、和负极电源线32。正极电源线31在外装体18的内部与蓄电单元10的正极连接端子51连接,并从外装体18的端部18a朝向外装体18的外部延伸设置。负极电源线32在外装体18的内部与蓄电单元10的负极连接端子52连接,并从外装体18的端部18a朝向外装体18的外部延伸设置。正极电源线31具有正极连接器41,负极电源线32具有与正极连接器41分体的负极连接器42。在多个蓄电装置1中的相互相邻的两个蓄电装置1内的一方的蓄电装置1的正极连接器41与该两个蓄电装置1内的另一方的蓄电装置1的负极连接器42直接连接。
这样地,在本实施方式中,在多个排列的蓄电装置1中,通过连接相邻两个蓄电装置1的一方的正极连接器41和另一方的负极连接器42,该两个蓄电装置1被连接。即,通过一次(一个部位)的连接作业,该两个蓄电装置1被电连接。正极连接器41和负极连接器42是分体的,因此能够朝向相互不同的方向,由此,能够将蓄电装置1与该蓄电装置1的排列方向上的两侧(上下或者左右等)的蓄电装置1串联连接。这样地,每个蓄电装置1具有正极用以及负极用的带有连接器的电源线(31以及32),因此能够在不另外使用用于连接蓄电装置1彼此的电线等导电部件,且不使用扳手等工具的情况下,容易地将应该连接的两个蓄电装置1连接。这样地,根据实施方式的蓄电设备100,能够容易地进行多个蓄电装置1的连接作业。
在制造多个蓄电装置1的工序中进行将正极电源线31以及负极电源线32向蓄电单元10的连接作业(螺母的紧固等)。因此,需求提高正极电源线31以及负极电源线32和蓄电单元10的连接的信赖性或者品质,也需求在多个蓄电装置1间的信赖性或者品质的均一化。
多个蓄电装置1以多个蓄电装置1各自的外装体18的端部18a朝向相同的方向(第一方向)的姿势在上下方向以及左右方向内的至少一个方向排列配置。在实施方式中,如图6、图7、以及图9所示,多个蓄电装置1分别以外装体18的端部18a朝向正面(架子110的前侧)的姿势在上下方向以及左右方向排列配置。一个蓄电装置1(图6以及图7的蓄电装置1A)的正极电源线31A的正极连接器41A构成为能够与蓄电装置1B的负极连接器42B连接,且不能与蓄电装置1B以外(包含蓄电装置1A)的一个以上的蓄电装置1的负极连接器42连接。在本实施方式中,架子110朝向的方向(架板120的前端面120a朝向的方向,Y轴负方向)是第一方向。多个蓄电装置1在作为与第一方向相交的第二方向的上下方向(Z轴方向)排列配置。与第一方向相交的第二方向也可以为左右方向(X轴方向)。在该情况下,多个蓄电装置1在左右方向(X轴方向)排列配置。
根据该结构,设置于某一个蓄电装置1的正极电源线31的正极连接器41处于不能与禁止连接的负极连接器42物理连接的状态。因此,在作为同一产品的多个蓄电装置1在上下左右排列的情况下,不会错误组合地将正极连接器41和负极连接器42连接,也不会将一个蓄电装置1的正极连接器41和负极连接器42连接(蓄电装置1中的短路)。即,能够容易且正确地进行多个蓄电装置1的连接作业。正极连接器41A的能够连接的连接器以及不能连接的连接器能够通过改变正极电源线31A的长度选择性地变更。
蓄电装置1的外装体18是方形,正极电源线31以及负极电源线32是从作为外装体18的端部18a的一部分的外装体18的角部19向外装体18的外部延伸设置。
这样地,在蓄电装置1中,正极用以及负极用的两条电源线(31以及32)的从外装体18的出口在外装体18的角部19汇集。因此,即使在连接对象的蓄电装置1在上下左右任何一处的情况下,正极电源线31以及负极电源线32都以沿着上下方向或者左右方向的姿势配置(参照图6以及图9)。即,在将相邻蓄电装置1串联连接的情况下,正极电源线31以及负极电源线32分别不会相对于上下方向或者左右方向倾斜配置。因此,正极电源线31以及负极电源线32的长度可以相对较短,且正极电源线31和负极电源线32的接线作业(正极连接器41和负极连接器42的连接作业)容易。
在每个多个蓄电装置1中,正极电源线31以及负极电源线32配置为:正极连接器41以及负极连接器42的一方能够在同一直线上使连接器的插入方向朝向与正极连接器41以及负极连接器42的另一方相反侧的位置。
根据该结构,一个蓄电装置1的正极连接器41和负极连接器42相互相反且在直线上排列。因此,在将多个蓄电装置1在与该直线平行的方向排列的情况下,相邻的两个蓄电装置1的一方的蓄电装置1(第一蓄电装置)的正极连接器41和另一方的蓄电装置1(第二蓄电装置)的负极连接器42变为在同轴上相互相对的姿势。因此,能够容易地连接多个蓄电装置1。即,在上述实施方式中,一个蓄电装置1的正极连接器41和负极连接器42的相互插入方向相反,且在上下方向的直线L上排列(参照图4)。因此,能够容易地串联连接如图6所示的在上下方向有规则地配列的多个蓄电装置1。在上述变形例中,一个蓄电装置1的正极连接器41和负极连接器42的相互插入方向相反,且在左右方向的直线L上排列(参照图7)。因此,能够容易地串联连接如图9所示地在左右方向有规则地配列的多个蓄电装置1。正极连接器41以及负极连接器42的一方是否能够在同一直线上朝向与另一方相反的一侧,不仅与正极电源线31以及负极电源线32的位置有关,有时还与它们的长度有关。即,只要正极电源线31以及负极电源线32配置为能够使正极连接器41以及负极连接器42的一方在同一直线上朝向与另一方相反侧的位置以及长度即可。
蓄电设备100具备架子110,该架子110具有供多个蓄电装置1各自载置的一个以上的架板120。多个蓄电装置1各自的外装体18的端部18a分别朝向架子110的前面配置。正极连接器41以及负极连接器42以前后方向的位置位于架板120的前端面120a或者其附近的方式配置。
根据该结构,在架子110的前端部或者其附近,配置有应该连接的组合正极连接器41以及负极连接器42。因此,在将多个蓄电装置1载置于架子110的多个架板120后,易于进行连接在上下相邻的两个蓄电装置1的一方的正极连接器41和负极连接器42的作业。更优选地,正极连接器41以及负极连接器42的前后方向的位置是与位于两个蓄电装置1之间的架板120的前端面120a相同或者该前端面120a的前方。在该情况下,如图7所示,具有正极连接器41的正极电源线31虽然配置于在上下方向超过架板120的位置,但配置在基本不与该架板120干涉的位置。负极连接器42位于向上的正极连接器41的正上方。因此,正极连接器41和负极连接器42的连接作业基本能排除被该架板120阻碍的可能性。
在蓄电设备100中,负极电源线32的从蓄电单元10延伸设置的部分中的至少一部分固定于蓄电单元10,而正极电源线31的从蓄电单元10延伸设置的部分未固定于蓄电单元10。
这样地,从一个蓄电装置1引出的负极电源线32固定于该蓄电装置1,且从该蓄电装置1引出的正极电源线31未被固定而是自由的。由此,在如图6一样地连接正极连接器41和负极连接器42的情况下,通过使负极连接器42的位置稳定,且正极连接器41的位置以及姿势的自由度高,从而易于进行负极连接器42和正极连接器41的连接作业。能够将连接状态的负极连接器42以及正极连接器41的组的位置限定在规定的位置。因此,能够容易地通过目视进行多个组的负极连接器42以及正极连接器41的连接状态的确认。
实施方式(包含其变形例)的蓄电装置1具备:具有多个蓄电元件11的蓄电单元10、负极电源线32、正极电源线31。负极电源线32与蓄电单元10的负极连接端子52连接,且从蓄电单元10的端部18a向外方延伸设置。正极电源线31与蓄电单元10的正极连接端子51连接,且从蓄电单元10的端部18a向外方延伸设置。负极电源线32具有负极连接器42。正极电源线31具有正极连接器41,该正极连接器41具有能够直接与负极连接器42连接的构造。负极电源线32以负极连接器42和正极连接器41不能连接的姿势配置。
这样地,在实施方式的蓄电装置1中,负极连接器42具有能够直接与正极连接器41连接的构造,因此通过将多个该蓄电装置1排列,作为整体能够构成输出电压大的蓄电设备100。一个蓄电装置1具有的负极连接器42和正极连接器41设置为物理上不可能连接的状态,因此不会由于将一个蓄电装置1具有的负极连接器42和正极连接器41错误连接而产生短路。这样地,本实施方式的蓄电装置1是提高了安全性的蓄电装置。作为其他的方法,能够通过不是调整负极电源线32的姿势,而是调整负极电源线32的长度,使负极连接器42和正极连接器41不能连接。也可以为了使负极连接器42和正极连接器41不能连接,调整负极电源线32的姿势以及长度双方。
通过负极电源线32的从蓄电单元10延伸设置的部分中的至少一部分相对于蓄电单元10固定,负极连接器42和正极连接器41以不能连接的姿势配置。
根据该结构,负极电源线32中的负极连接器42被固定。或者负极电源线32中的负极连接器42附近的电线部分被固定。因此,能够防止负极连接器42和该蓄电装置1的正极连接器41的错误连接,且能够将负极电源线32以适合与其他的蓄电装置1的连接的朝向固定。
更具体地,在本实施方式中,如图1以及图4等所示,从蓄电单元10的端部18a延伸设置的负极电源线32固定在配置于比该端部18a的基板单元20的、在该延伸设置方向(Y轴负方向)上的端面更靠内侧(蓄电单元10侧)的位置。即,通过负极电源线32的从蓄电单元10引出的位置是蓄电单元10的端部18a,且是基板单元20的侧方,能够将负极电源线32以不从蓄电装置1的外形不突出的方式弯曲配置。由此,实现蓄电装置1的紧凑化。
蓄电单元10具有支承多个蓄电元件11的板状的基座部件15。基座部件15具有固定负极电源线32的至少一部分的固定部15d。
这样地,在由铁等金属形成的基座部件15设置固定部15d,因此能够牢固和可靠地进行负极电源线32的固定。其结果是,负极连接器42的姿势更加可靠地被维持在规定的姿势。因此,提高了负极连接器41的与其他连接器(正极连接器41等)的连接的信赖性或者可靠性。
负极连接器42以与正极连接器41和其他的蓄电装置1的负极连接器42连接的情况下的正极连接器41的朝向相反的姿势配置。
由此,能够将一个蓄电装置1(第一蓄电装置)和夹着该一个蓄电装置1的两个其他的蓄电装置1(第二蓄电装置、第三蓄电装置)排列在一列,且能够将这些蓄电装置1串联地电连接。具体地,在实施方式中,如图6所示,在蓄电装置1A(第一蓄电装置)中,正极连接器41A与上方的蓄电装置1B(第二蓄电装置)的负极连接器42B连接,且负极连接器42A以向下的姿势配置。该负极连接器42A与下方的蓄电装置1C(第三蓄电装置)的正极连接器41C连接。在该状态下,蓄电装置1A的负极连接器42A的插入蓄电装置1C的正极连接器41C的方向(下方)与蓄电装置1A的正极连接器41A的插入蓄电装置1B的负极连接器42B的方向(上方)相反。由此,在上下方向排列为一列的多个蓄电装置1分别能够安全且容易地与应该连接的蓄电装置1连接。在变形例中,如图9所示,蓄电装置1F(第一蓄电装置)的正极连接器41与右边的蓄电装置1H(第二蓄电装置)的负极连接器42连接,且蓄电装置1F的负极连接器42以向左的姿势配置。蓄电装置1F的负极连接器42A与左边的蓄电装置1G(第三蓄电装置)的正极连接器41连接。在该状态下,蓄电装置1F的负极连接器42的插入蓄电装置1G的正极连接器41的方向(左方)与蓄电装置1F的正极连接器41的插入蓄电装置1H的负极连接器42的方向(右方)相反。由此,在左右方向排列为一列的多个蓄电装置1分别能够安全且容易地与应该连接的蓄电装置1连接。
如图2所示,蓄电装置1具备基板单元20,该基板单元20具有与蓄电单元10电连接的基板25。基板单元20配置在蓄电单元10的端部18a。
这样地,基板单元20配置于蓄电单元10中的负极电源线32以及正极电源线31被引出的端部18a。因此,通过将蓄电单元10的端部18a朝向作业人员通行的通路侧地配置蓄电装置1,能够实现基板单元20或者基板25的维护、或者负极连接器42和正极连接器41的连接作业等的容易化。
(其他实施方式)
以上,说明了本实施方式以及其变形例的蓄电设备100以及蓄电装置1,但本发明不限于上述实施方式以及变形例。即,这次公开的实施方式以及变形例的所有点都是示例而非限制,本发明的范围如权利要求所示,并包含与权利要求等同的意思以及范围内的所有的变更。
在实施方式中,为了使在上下方向上排列的多个蓄电装置1串联连接,在各个蓄电装置1中,负极连接器42固定为向下的姿势,但负极连接器42也可以固定为向上。也可以不是负极连接器42而是以正极连接器41变为向下或者向上的姿势固定正极电源线31的一部分。不管为哪一种情况,只要未被固定的负极连接器42以及正极连接器41的一方能够与上方或者下方的蓄电装置1的负极连接器42以及正极连接器41的被固定的一方连接即可。由此,能够不勉强且高效地将多个蓄电装置1串联连接。对于变形例1也相同,在各个蓄电装置1中,负极连接器42可以不向左而向右固定。也可以不是负极连接器42而是正极连接器41变为向左或者向右的姿势固定正极电源线31的一部分。不管为哪一种情况,负极连接器42以及正极连接器41的未被固定的一方只要能够与左边或者右边的蓄电装置1的负极连接器42以及正极连接器41的被固定的一方连接即可。
固定蓄电装置1的负极连接器42以及正极连接器41的一方不是必须的。可以通过蓄电装置1的负极电源线32以及正极电源线31各自的长度或者硬度等、或者负极连接器42以及正极连接器41各自的大小或者形状等,使一个蓄电装置1的负极连接器42和正极连接器41不能连接。在该情况下,只要在与该一个蓄电装置1的上下或者左右相邻的其他蓄电装置1之间负极连接器42和正极连接器41能够连接,就能够将在上下方向或者左右方向排列的多个蓄电装置1串联连接,且减少错误连接的可能性。
在蓄电装置1在相对于上下方向倾斜的方向配列的情况下,可以以负极连接器42或者正极连接器41成为朝向沿着该方向的朝向的姿势的方式,固定蓄电装置1的负极电源线32或者正极电源线31的一部分。由此,能够不勉强且高效地将在相对于上下方向倾斜的方向配列的多个蓄电装置1串联连接。
如图7以及图8所示,汇集正极电源线31以及负极电源线32的从外装体18的出口的角部19没必要为从正面观察蓄电装置1时处于右上的角部。可以根据蓄电单元10具有的蓄电元件11的姿势或者蓄电元件11的电极端子的位置等,将正极电源线31以及负极电源线32从外装体18的出口汇集于外装体18的左上、左下、或者右下的角部。
蓄电装置1可以不具备基板单元20。即,可以将多个蓄电元件11的充电状态的监视以及电压调整等功能由与蓄电装置1电连接的外部的装置承担。
正极电源线31以及负极电源线32可以不从外装体18的同一端部延伸设置,可以从外装体18的相互位于相反侧的端部朝向外装体18的外部延伸设置。在图2中,可以正极电源线31从外装体18的Y轴负方向的端部延伸设置,负极电源线32从外装体18的Y轴正方向的端部延伸设置。即使在该情况下,在能够从架子110的前面侧以及背面侧到达蓄电装置1的情况下,也能够从架子110的前面侧以及背面侧进行正极连接器41和负极连接器42的连接作业等。在将多个蓄电装置1不收纳于架子110而是在规定的平面区域排列配置的情况下,能够从多个蓄电装置1的上面侧进行正极连接器41和负极连接器42的连接作业等。
在一个蓄电装置1中,正极电源线31以及负极电源线32可以构成为负极连接器42和正极连接器41能够连接。即使在该情况下,也能够通过直接的连接器连接将一个蓄电装置1的正极电源线31、和其旁边的蓄电装置1的负极电源线32电连接。因此,能够不另外使用连接用的电线、和不使用连接作业用的工具地将在上下方向、左右方向、或者前后方向等规定方向上排列的多个蓄电装置1容易地串联连接。没有必要将正极电源线31或者负极电源线32的长度设为负极连接器42和正极连接器41直接不能连接的长度,因此能够使这些电线的长度有富余(相对较长)。由此,连接相邻的两个蓄电装置1情况下的、正极电源线31或者负极电源线32的配置位置的自由度提高,由此,负极连接器42和正极连接器41的连接作业变得容易。通过在与其他蓄电装置1连接之前的阶段预先在负极连接器42和正极连接器41的至少一方安装连接器盖,能够减少负极连接器42和正极连接器41的错误连接(短路)的可能性。
本发明能够适用于具备锂离子二次电池等蓄电元件的蓄电装置以及具备多个蓄电装置的蓄电设备。
附图标记说明
1、1A~1J:蓄电装置;
10:蓄电单元;
11:蓄电元件;
11a:容器;
11b:正极端子;
11c:负极端子;
12:间隔件;
13:母线;
13a:检测用电线;
13b:连接器;
14:外装体主体;
15:基座部件;
15a:底部;
15b、15c、17b、17c:连接部;
15d、15f、120b:固定部;
15g:固定部件;
15h:固定片部;
15i:固定孔;
16:基板单元安装部;
17:外装体盖体;
17a:顶面部;
18:外装体;
18a:端部;
19、19a、19b:角部;
19a:顶点;
20:基板单元;
21:基板壳;
25:基板;
31、31A:正极电源线;
32、32A、32B:负极电源线;
41、41A、41C:正极连接器;
42、42A~42E:负极连接器;
51:正极连接端子;
52:负极连接端子;
60:母线框架;
91、92:连接电线;
100:蓄电设备;
110:架子;
120:架板;
120a:前端面;
150:电回路单元;
200、200A~200E:蓄电装置列。
Claims (6)
1.一种蓄电设备,其具备多个蓄电装置,其中,
多个蓄电装置分别具备:
蓄电单元,其具有多个蓄电元件以及保持所述多个蓄电元件的外装体;
第一电源线,其在所述外装体的内部与所述蓄电单元的正极连接端子以及负极连接端子的一方连接,并从所述外装体的端部朝向所述外装体的外部延伸设置;
第二电源线,其在所述外装体的内部与所述蓄电单元的所述正极连接端子以及所述负极连接端子的另一方连接,并从所述外装体的所述端部朝向所述外装体的外部延伸设置;
所述第一电源线具有第一连接器,
所述第二电源线具有第二连接器,
作为所述多个蓄电装置中的相互相邻的两个蓄电装置的一方的第一蓄电装置的所述第一连接器与作为所述两个蓄电装置的另一方的第二蓄电装置的所述第二连接器直接连接。
2.如权利要求1所述的蓄电设备,其中,
所述多个蓄电装置以所述多个蓄电装置各自的所述外装体的所述端部朝向第一方向的姿势,在与所述第一方向相交的第二方向上排列配置,
所述第一蓄电装置的所述第一连接器构成为不能与所述第二蓄电装置以外的蓄电装置的所述第二连接器连接。
3.如权利要求1或2所述的蓄电设备,其中,
所述外装体是方形,
所述第一电源线以及所述第二电源线从作为所述外装体的所述端部的一部分的、所述外装体的角部向所述外装体的外部延伸设置。
4.如权利要求1至3任一项所述的蓄电设备,其中,
在所述多个蓄电装置各自中,
所述第一电源线以及所述第二电源线配置为能够使所述第一连接器以及所述第二连接器的一方在同一直线上朝向与所述第一连接器以及所述第二连接器的另一方的相反侧的位置。
5.如权利要求1至4任一项所述的蓄电设备,其中,
还具备架子,其具有供所述多个蓄电装置各自载置的一个以上的架板,
在所述多个蓄电装置各自中,所述外装体的所述端部朝向所述架子的前面配置,且所述第一连接器以及所述第二连接器以前后方向的位置位于所述架板的前端面或者该前端面附近的方式配置。
6.如权利要求1至5任一项所述的蓄电设备,其中,
所述第一电源线的、从所述蓄电单元延伸设置的部分中的至少一部分固定于所述蓄电单元,
所述第二电源线的、从所述蓄电单元延伸设置的部分未固定于所述蓄电单元。
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