DE102017123718A1

DE102017123718A1 - Akkumulatorvorrichtung

Info

Publication number: DE102017123718A1
Application number: DE102017123718.6A
Authority: DE
Inventors: Kohei Yamamoto
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2016-10-14
Filing date: 2017-10-12
Publication date: 2018-04-19
Also published as: JP6627709B2; JP2018063922A

Abstract

Eine Akkumulatorvorrichtung (10) umfasst eine erste Schaltvorrichtung (3) und eine zweite Schaltvorrichtung (4), die nebeneinander platziert sind und Elektrizität zu oder von einem Akkumulator (13) steuern. Die Akkumulatorvorrichtung umfasst weiterhin einen elektrischen Hauptpfad (111, 112, 113), der durch die erste und zweite Schaltvorrichtung gesteuert wird, um sich in einem Zustand des Übertragens von Strom oder einem Zustand des Unterbindens eines Stromflusses zu befinden, und einen elektrischen Geringstrompfad (22c, 22c1, 22c2), der zwischen der ersten und der zweiten Schaltvorrichtung platziert ist. Der elektrische Geringstrompfad überträgt eine kleinere Strommenge als der Strom durch den elektrischen Hauptpfad.

Description

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Akkumulatorvorrichtung.
Die Patentschrift 1 ( JP 2014-13724 A ) offenbart eine Akkumulatoreinheit mit mehreren Leistungselementen, die eine Eingabe und eine Ausgabe von elektrischer Energie in einen oder von einem Akkumulatorpack steuern. Die Leistungselemente sind auf einer Steuerungsplatine an Positionen angebracht, wo sich diese nicht überlappen und benachbart zum Akkumulatorpack befinden.
In der Akkumulatoreinheit der Patentschrift 1 gilt, dass wenn ein Strom durch jedes der sich benachbart zueinander befindlichen Leistungselemente erhöht wird, ein Ausmaß einer Wärmeerzeugung in jedem Leistungselement ansteigt, und es kann sein, dass die Leistungselemente Einflüssen von Wärme voneinander ausgesetzt werden. Um Beschädigungen aufgrund der Wärme zu vermeiden, sollte kein Hochstrom an die benachbart zueinander platzierten Leistungselemente angelegt werden.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Akkumulatorvorrichtung bereitzustellen, die dazu fähig ist, einen maximalen zulässigen Strom für sich benachbart zueinander befindliche Schaltvorrichtungen zu erhöhen, während Raum für einen Geringstrompfad sichergestellt wird.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Akkumulatorvorrichtung einen Akkumulator, eine erste Schaltvorrichtung, eine zweite Schaltvorrichtung, einen elektrischen Hauptpfad und einen elektrischen Geringstrompfad. Die erste Schaltvorrichtung steuert eine Eingabe und eine Ausgabe von elektrischer Energie in den und von dem Akkumulator. Die zweite Schaltvorrichtung steuert eine Eingabe und eine Ausgabe von elektrischer Energie in den und von dem Akkumulator. Die zweite Schaltvorrichtung befindet sich neben der ersten Schaltvorrichtung. Der elektrische Hauptpfad wird durch die erste Schaltvorrichtung und die zweite Schaltvorrichtung gesteuert, um sich in einem Zustand des Übertragens von Strom oder einem Zustand des Unterbindens eines Stromflusses zu befinden. Der elektrische Geringstrompfad befindet sich zwischen der ersten Schaltvorrichtung und der zweiten Schaltvorrichtung. Der elektrische Geringstrompfad überträgt eine kleinere Strommenge als der Strom durch den elektrischen Hauptpfad.
Gemäß der Akkumulatorvorrichtung befindet sich der elektrische Geringstrompfad zwischen der ersten Schaltvorrichtung und der zweiten Schaltvorrichtung. Weil der elektrische Geringstrompfad eine kleinere Strommenge als der Strom durch den elektrischen Hauptpfad überträgt, ist ein Ausmaß einer Wärmeerzeugung durch den elektrischen Geringstrompfad kleiner als ein Ausmaß einer Wärmeerzeugung durch die Schaltvorrichtungen. Daher kann das Vorhandensein des elektrischen Geringstrompfades zwischen den Schaltvorrichtungen, durch die eine große Strommenge fließt, zu einer Reduktion einer gegenseitigen thermischen Interferenz zwischen den Schaltvorrichtungen beitragen. Daher kann im Vergleich zu einem Fall, in dem sich die erste Schaltvorrichtung und die zweite Schaltvorrichtung in Kontakt miteinander befinden, eine größere Strommenge an den elektrischen Hauptpfad angelegt werden. Ferner kann ein Raum für den elektrischen Geringstrompfad sichergestellt werden. Als eine Folge kann ein maximaler zulässiger Strom für die Schaltvorrichtungen vergrößert werden und gleichzeitig der Raum für den elektrischen Geringstrompfad sichergestellt werden.

1 ist eine Explosionsansicht, die eine Akkumulatorvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel zeigt.
2 ist ein Schaltungsdiagramm mit der Akkumulatorvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
3 ist eine schematische Darstellung, die die Akkumulatorvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt.
4 ist eine schematische Darstellung, die eine Position eines elektrischen Geringstrompfades in einer vertikalen Richtung in der Akkumulatorvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt.
5 ist eine schematische Darstellung, die ein weiteres Beispiel der Position des elektrischen Geringstrompfades in der vertikalen Richtung in der Akkumulatorvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt.
6 ist eine schematische Darstellung, die ein weiteres Beispiel der Position des elektrischen Geringstrompfades in der vertikalen Richtung in der Akkumulatorvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt.
7 ist eine Explosionsansicht, die eine Beziehung zwischen einem Leistungselement und einer Stromschiene der Akkumulatorvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt.
8 ist eine Teildraufsicht, die die Beziehung zwischen dem Leistungselement und der Stromschiene der Akkumulatorvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt.
9 ist ein Schaltungsdiagramm mit einer Akkumulatorvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
10 ist eine schematische Darstellung, die die Akkumulatorvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt.
11 ist ein Schaltungsdiagramm mit einer Akkumulatorvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
12 ist eine schematische Darstellung, die die Akkumulatorvorrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel zeigt.
13 ist eine schematische Darstellung, die eine Akkumulatorvorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel zeigt.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung mit Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In den Ausführungsbeispielen kann ein Teil, der einem in einem vorhergehenden Ausführungsbeispiel beschriebenen Gegenstand entspricht, mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sein, und eine redundante Erläuterung für diesen Teil kann weggelassen werden. Wenn nur ein Teil einer Konfiguration in einem Ausführungsbeispiel beschrieben ist, kann ein anderes vorhergehendes Ausführungsbeispiel bezüglich der anderen Teile der Konfiguration angewendet werden. Die Teile können kombiniert werden, auch wenn nicht explizit beschrieben wird, dass die Teile kombiniert werden können. Die Ausführungsbeispiele können teilweise kombiniert werden, auch wenn nicht explizit beschrieben ist, dass die Ausführungsbeispiele kombiniert werden können, vorausgesetzt, dass kein Widerspruch bezüglich der Kombination vorliegt.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Eine Akkumulatorvorrichtung 10 eines ersten Ausführungsbeispiels wird mit Bezugnahme auf die 1 bis 8 beschrieben. Die Akkumulatorvorrichtung 10 kann an verschiedenen elektrischen Vorrichtungen umfassend eine Sekundärbatterie angewendet werden. Die verschiedenen elektrischen Vorrichtungen sind beispielsweise eine Vorrichtung, ein Computer oder ein Fahrzeug mit einer Speicherbatterie. Im ersten Ausführungsbeispiel wird, als ein Beispiel, die Akkumulatorvorrichtung 10 in einem Fahrzeug verwendet, wie etwa einem Hybridautomobil, das mittels Antriebsquellen fährt, die eine Brennkraftmaschine und einen über einen Akkumulator angetriebenen Motor enthalten, oder einem Elektroautomobil, das mittels eines über einen Akkumulator angetriebenen Motors fährt.
Eine Konfiguration der Akkumulatorvorrichtung 10 wird mit Bezugnahme auf 1 beschrieben. Die Akkumulatorvorrichtung 10 umfasst ein Akkumulatorpack 13, in dem mehrere Zellen gestapelt sind, eine Schaltungsplatine 2, die eine Steuerung eines Ladens und Entladens des Akkumulatorpacks 13 ausführt, eine Begrenzungsplatte 12, die sich oberhalb des Akkumulatorpacks 13 befindet, um das Akkumulatorpack 13 zu halten, und ein Gehäuse, das das Akkumulatorpack 13 und den Rest beherbergt. Die Akkumulatorvorrichtung 10 befindet sich beispielsweise unter einem Sitz, in einem Raum zwischen einem Rücksitz und einem Kofferraum, oder in einem Raum zwischen einem Fahrersitz und einem Beifahrersitz. Das Gehäuse weist eine Quaderform auf und umfasst ein Basisgehäuse 15, das an einer Installationsposition der Akkumulatorvorrichtung 10 fixiert ist, und eine Abdeckung 11, die sich oberhalb des Basisgehäuses 15 befindet und an diesem angebracht ist, um das Basisgehäuse 15 abzudecken. Das Basisgehäuse 15 und die Abdeckung 11 bestehen aus Metall, wie etwa Aluminium, Kupfer oder einer Legierung davon, oder besteht aus einem Harzmaterial. Wenn das Basisgehäuse 15 aus einem Harzmaterial besteht, kann das Harzmaterial eine thermische Leitfähigkeit aufweisen, oder das Harzmaterial kann mit einem Material mit einer thermischen Leitfähigkeit gemischt sein.
Das Akkumulatorpack 13 und die Schaltungsplatine 2 stehen einander in einer vertikalen Richtung gegenüber, sodass sich das Akkumulatorpack 13 unterhalb der Schaltungsplatine 2 befindet. Sowohl das Akkumulatorpack 13 als auch die Schaltungsplatine 2 sind über Schrauben oder dergleichen an dem Basisgehäuse 15 fixiert. Weil die Abdeckung 11 an das Basisgehäuse 15 von dessen Oberseite angebracht ist, sind das Akkumulatorpack 13 und die Schaltungsplatine 2 in dem Gehäuse beherbergt. Eine Sicherung 20 ist mit dem Akkumulatorpack 13 verbunden.
Die Akkumulatorvorrichtung 10 umfasst eine Anschlussblockeinheit 14, über die eine Eingabe oder eine Ausgabe einer elektrischen Energie durchgeführt wird, und einen Verbindungsabschnitt, der elektrisch mit einer Fahrzeug-ECU oder dergleichen verbunden ist. Die Anschlussblockeinheit 14 umfasst eine Anschlussblockeinheit 14A für eine Verbindung mit einer Pb-Speicherbatterie, und eine Anschlussblockeinheit 14B für eine Verbindung mit einem ISG (d. h. integrierter Startergenerator). Die Anschlussblockeinheit 14A umfasst einen ersten Eingabe-Ausgabe-Anschluss 140 von 2, der mit einem externen Akkumulator 17 verbunden ist, und einen Anschlussblock, der den ersten Eingabe-Ausgabe-Anschluss 140 hält. Die Anschlussblockeinheit 14B umfasst einen zweiten Eingabe-Ausgabe-Anschluss 141 von 2, der mit einer elektrischen Last 19 verbunden ist, und einen Anschlussblock, der den zweiten Eingabe-Ausgabe-Anschluss 141 hält. Jeder Anschlussblock besteht aus einem Harzmaterial mit Isolierungseigenschaften. Die Anschlussblockeinheiten 14A und 14B sind nebeneinander angeordnet und individuell an dem Basisgehäuse 15 fixiert.
Der erste Eingabe-Ausgabe-Anschluss 140 der Anschlussblockeinheit 14A ist mit dem externen Akkumulator 17 und einer elektrischen Last 18 über einen Kabelbaum verbunden. Der zweite Eingabe-Ausgabe-Anschluss 141 der Anschlussblockeinheit 14B ist mit der elektrischen Last 19 über einen Kabelbaum verbunden. Die elektrische Last 19 ist beispielsweise eine Rotationsmaschine, wie etwa ein elektrischer Motorgenerator. Der Verbindungsabschnitt ist mit der Fahrzeug-ECU verbunden und dazu fähig, mit einer Steuerung 100 zu kommunizieren. Der Verbindungsabschnitt ist konfiguriert, um dazu fähig zu sein, mit verschiedenen elektrischen Lasten verbunden zu werden, die Objekte sind, denen elektrische Energie von der Akkumulatorvorrichtung 10 zuzuführen ist. Die Anschlussblockeinheiten und der Anschlussabschnitt sind an einem Außenumfangsabschnitt des Gehäuses bereitgestellt und liegen an einer Außenseite der Akkumulatorvorrichtung 10 frei.
Das Basisgehäuse 15 umfasst einen Basisabschnitt 15a, einen Vorsprungabschnitt 15b, der von dem Basisabschnitt 15a hervorsteht und zur Fixierung verwendet wird, und einen Seitenwandabschnitt 15c, der von dem Basisabschnitt 15a hervorsteht. Der Basisabschnitt 15a weist eine rechteckige Form auf, und der Seitenwandabschnitt 15c ist an einem Außenkantenabschnitt des Basisabschnitts 15a bereitgestellt. Der Basisabschnitt 15a ist ein Akkumulatorinstallationsabschnitt, auf dem das Akkumulatorpack 13 angebracht ist. Obere Enden des Seitenwandabschnitts 15c und des Vorsprungabschnitt 15b sind an der Schaltungsplatine 2 und der Begrenzungsplatte 12 durch Schrauben oder dergleichen fixiert. Mehrere Halterungsabschnitte erstrecken sich von einer Außenumfangskante des Basisabschnitts 15a nach außen.
Ein erster Akkumulatorstapelkörper 13a und ein zweiter Akkumulatorstapelkörper 13b, die das Akkumulatorpack 13 bilden, befinden sich oberhalb des Basisabschnitts 15a und sind nebeneinander in einer vorbestimmten Richtung angeordnet. Der erste Akkumulatorstapelkörper 13a und der zweite Akkumulatorstapelkörper 13b sind nebeneinander in einer querverlaufenden Richtung in einer Draufsicht angeordnet. Die Schaltungsplatine 2 ist oberhalb des ersten Akkumulatorstapelkörpers 13a und des zweiten Akkumulatorstapelkörpers 13b bereitgestellt.
Ein erstes Leistungselement 3 und ein zweites Leistungselement 4 sind Halbleiterelemente für eine Leistungssteuerung und sind Halbleiterschaltvorrichtungen, die Beispiele von Schaltvorrichtungen sind, die eine Eingabe und eine Ausgabe von elektrischer Energie zu oder von einem Akkumulator steuern. Ein Außenabdeckungsabschnitt von sowohl dem ersten Leistungselement 3 als auch dem zweiten Leistungselement 4 entspricht einem Außenabdeckungsgehäuse, das ein Herzstück einer Vorrichtung schützt, und besteht aus einem Material, das dazu fähig ist, in einem inneren Teil erzeugte Wärme nach außen freizusetzen. Der Außenabdeckungsabschnitt besteht aus Harz und kann beispielsweise eine abgeflachte Quaderform aufweisen.
In dem Basisgehäuse 15 ist ein Wärmeabgabebauteil 6A als ein Beispiel eines ersten Wärmeabgabebauteils integriert. Das Wärmeabgabebauteil 6A bildet einen Teil eines Wärmeabgabepfades, durch den in dem ersten Leistungselement 3 erzeugte Wärme nach außerhalb der Akkumulatorvorrichtung 10 abgegeben wird. In dem Basisgehäuse 15 ist ein Wärmeabgabebauteil 6B als ein Beispiel eines zweiten Wärmeabgabebauteils integriert. Das Wärmeabgabebauteil 6B bildet einen Teil eines Wärmeabgabepfades, durch den in dem zweiten Leistungselement 4 erzeugte Wärme nach außerhalb der Akkumulatorvorrichtung 10 abgegeben wird. Die Wärmeabgabebauteile 6A und 6B bilden einen Teil des Basisgehäuses 15. Die Wärmeabgabebauteile 6A und 6B können beispielsweise aus Aluminium, Kupfer, oder einer Legierung aus Aluminium und Kupfer bestehen. Die Wärmeabgabebauteile 6A und 6B befinden sich an Positionen benachbart zu dem Akkumulatorpack 13 und liegen den Außenabdeckungsabschnitten des ersten Leistungselements 3 und des zweiten Leitungselements 4 gegenüber. Die Wärmeabgabebauteile 6A und 6B sowie das Akkumulatorpack 13 sind in einer querverlaufenden Richtung angeordnet. Das erste Leistungselement 3 und das Akkumulatorpack 13 sind in einer Anordnungsrichtung angeordnet, in der das erste Wärmeabgabebauteil 6A und das Akkumulatorpack 13 angeordnet sind.
Das zweite Leistungselement 4 und das Akkumulatorpack 13 sind in einer Anordnungsrichtung angeordnet, in der das zweite Wärmeabgabebauteil 6B und das Akkumulatorpack 13 angeordnet sind.
Das Wärmeabgabebauteil 6A und das Wärmeabgabebauteil 6B sind an Positionen neben dem Akkumulatorpack 13 angeordnet. Flache Abschnitte auf oberen Flächen der Wärmeabgabebauteile 6A und 6B liegen den Außenabdeckungsabschnitten des ersten Leistungselements 3 und des zweiten Leistungselements 4 jeweils über Wärmeübertragungsbauteile 5 gegenüber. Jedes Wärmeübertragungsbauteil 5 weist eine thermische Leitfähigkeit und eine elektrische Isolationseigenschaft auf. Beispielsweise kann ein Siliziumreihenmaterial als ein Wärmeübertragungsbauteil 5 verwendet werden. Das Wärmeübertragungsbauteil 5 kann durch eine externe Kraft zum festen Anhaften an die Wärmeabgabebauteile 6A und 6B oder die Außenabdeckungsabschnitte, die äußere Oberflächen der Schaltvorrichtungen bilden, deformierbar sein. Beispielsweise kann das Wärmeübertragungsbauteil 5 aus einem elastisch deformierbaren Blatt, Gel oder Fett gebildet sein. Das Wärmeübertragungsbauteil 5 stellt eine Wärmeübertragung und eine elektrische Isolierung zwischen den jeweiligen Leistungselementen und den Wärmeübertragungsbauteilen 6A und 6B bereit.
Die Akkumulatorvorrichtung 10 umfasst mehrere Anbringabschnitte 15a1, die an dem Gehäuse der Akkumulatorvorrichtung 10 angebracht sind, sodass Wärme von den Wärmeabgabebauteilen 6A und 6B zu den Anbringabschnitten 15a1 übertragbar ist. Die Wärmeabgabebauteile 6A und 6B sind konfiguriert, um dazu fähig zu sein, Wärme über die Anbringabschnitte 15a1 an ein Fahrzeugbauteil zu übertragen, welches ein Teil des Fahrzeugs ist. Die Anbringabschnitte 15a1 sind direkt oder indirekt an das Fahrzeugbauteil angebracht, sodass Wärme zu dem Fahrzeugbauteil abgegeben werden kann. Jeder Anbringabschnitt 15a1 ist an dem Fahrzeugbauteil über ein Fixierungsverfahren wie etwa Nieten, Verschrauben oder Verschweißen fixiert. Das Fahrzeugbauteil ist beispielsweise ein Rahmenbauteil, an dem eine vorbestimmte Vorrichtung fixiert ist, ein an einem Chassis verbundenes Bauteil, oder ein Bauteil, welches ein Innenbauteil hält, das einen Fahrzeuginnenraum des Fahrzeugs bildet.
In dem ersten Leistungselement 3 erzeugte Wärme geht in das Wärmeabgabebauteil 6A über, geht weiterhin in den Basisabschnitt 15A über und wird anschließend an das Fahrzeugbauteil über einen der Anbringabschnitte 15a1 abgegeben, der sich am nächsten am ersten Leistungselement 3 unter den Anbringabschnitten 15a1 befindet. In dem zweiten Leistungselement 4 erzeugte Wärme geht in das Wärmeabgabebauteil 6B über, geht weiterhin zu dem Basisabschnitt 15A über und wird anschließend zu dem Fahrzeugbauteil über einen der Anbringabschnitte 15a1 abgegeben, der sich am nächsten an dem zweiten Leistungselement 4 unter den Anbringabschnitten 15a1 befindet.
Eine Draufsicht gemäß der vorliegenden Spezifikation bedeutet eine nach unten gerichtete Ansicht in einer Richtung von dem Akkumulatorpack 13 zu dem Basisabschnitt 15a des Basisgehäuses 15 in einem Zustand, in dem die Akkumulatorvorrichtung 10 derart platziert ist, dass das Akkumulatorpack 13 und der Basisabschnitt 15a in der vertikalen Richtung angeordnet sind.
Die Anschlussblockeinheit 14A und die Anschlussblockeinheit 14B sind in dem Gehäuse der Akkumulatorvorrichtung 10 integriert und in einer querverlaufenden Richtung angeordnet, sodass sich die Anschlussblockeinheiten 14A und 14B näher an dem ersten Leistungselement 3 befinden als an dem zweiten Leistungselement 4, mit anderen Worten befindet sich das erste Leistungselement 3 zwischen dem zweiten Leistungselement 4 und den Anschlussblockeinheiten 14A und 14B. Daher sind die Anschlussblockeinheit 14A und die Anschlussblockeinheit 14B in dem Gehäuse an Positionen nahe einem der Anbringabschnitte 15a1 integriert, der sich am nächsten zum ersten Leistungselement 3 unter den Anbringabschnitten 15a1 befindet. Die Anschlussblockeinheit 14A und die Anschlussblockeinheit 14B können als ein Teil des Gehäuses bereitgestellt sein, oder können in dem Gehäuse integriert sein, indem die Anschlussblockeinheiten 14A und 14B separat von dem Gehäuse bereitgestellt sind und an dem Gehäuse angebracht sind.
Der erste Eingabe-Ausgabe-Anschluss 140 der Anschlussblockeinheit 14A und der zweite Eingabe-Ausgabe-Anschluss 141 der Anschlussblockeinheit 14B sind positioniert, um sich nahe an dem ersten Leistungselement 3 oder dem zweiten Leistungselement 4 zu befinden, das einen höheren Stromwert oder ein höheres Ausmaß einer Wärmeerzeugung aufweist. In 3 sind der erste Eingabe-Ausgabe-Anschluss 140 und der zweite Eingabe-Ausgabe-Anschluss 141 positioniert, um sich nahe an dem ersten Leistungselement 3 zu befinden, in dem der Stromwert höher ist oder das Ausmaß einer Wärmeerzeugung größer ist als in dem zweiten Leistungselement 4. Wenn der Stromwert oder das Ausmaß einer Wärmeerzeugung in dem ersten Leistungselement 3 höher ist als in dem zweiten Leistungselement 4, kann sich einer des ersten Eingabe-Ausgabe-Anschluss 140 und des zweiten Eingabe-Ausgabe-Anschlusses 114, der mit dem ersten Leistungselement 3 verbunden ist, neben dem ersten Eingabe-Ausgabe-Anschluss 140 und dem zweiten Eingabe-Ausgabe-Anschluss 141 befinden.
Ein Ausmaß einer Wärmeerzeugung in einem Element kann durch Multiplizieren des Quadrats eines Stromwerts (A) in dem Element, eines elektrischen Widerstands (Ω) in dem Element und einer Zeitperiode (s), während der der Strom fließt, erkannt werden. Weil das Ausmaß einer Wärmeerzeugung durch eine solche Berechnung definiert werden kann, kann das erste Leistungselement 3 oder das zweite Leistungselement 4, dessen Stromwert größer ist, ein größeres Ausmaß einer Wärmeerzeugung aufweisen als das andere in der Akkumulatorvorrichtung 10. Alternativ kann das erste Leistungselement 3 oder das zweite Leistungselement 4, dessen durch das Element definierter elektrischer Widerstand größer ist, ein größeres Ausmaß einer Wärmeerzeugung aufweisen als das andere in der Akkumulatorvorrichtung 10. Das erste Leistungselement 3 oder das zweite Leistungselement 4, dessen Zeitperiode, während der der Strom durch dieses fließt, länger ist, kann ein größeres Ausmaß einer Wärmeerzeugung aufweisen als das andere, abhängig von einer Verwendungsbedingung wie etwa einem Fahrzustand des Fahrzeugs. Der Fahrzustand wie etwa ein Regenerationszustand, ein Leerlaufstoppzustand, ein Elektrofahrzeugkriechzustand, oder ein Unterstützungszustand kann bestimmen, ob das erste Leistungselement 3 oder das zweite Leistungselement 4 jenes mit dem größten Stromwert oder Ausmaß von Wärmeerzeugung wird.
Die Anbringabschnitte 15a1 können über Klammern an dem Fahrzeugbauteil gekoppelt sein. Die Klammern bestehen aus einem Material mit einer thermischen Leitfähigkeit und sind Kopplungsbauteile, die die Anbringabschnitte 15a1 und das Fahrzeugbauteil koppeln. Die Wärmeabgabebauteile 6A und 6B weisen rechteckige Kastenformen auf und sind hohl. In jedem Leistungselement erzeugte Wärme wird von dessen äußerem Abdeckungsabschnitt zu Kontaktabschnitten der Wärmeabgabebauteile 6A und 6B übertragen, und anschließend wird die Wärme nach unten von den flachen Abschnitten der Wärmeabgabebauteil 6A und 6B zu seitlichen Wänden der Wärmeabgabebauteile 6A und 6B übertragen. Anschließend wird die Wärme von unteren Enden der seitlichen Wände zu dem Basisabschnitt 15a übertragen, und anschließend an das Fahrzeugbauteil über die Anbringabschnitte 15a1 abgegeben. Ein solcher Wärmeabgabepfad für das erste und das zweite Leistungselement 3 und 4 verläuft nicht durch das Akkumulatorpack 13, mit anderen Worten befindet sich das Akkumulatorpack 13 nicht in dem Wärmeabgabepfad. Daher kann eine Fehlfunktion des Akkumulatorpacks 13 aufgrund einer Wärmeübertragung reduziert werden.
Als Nächstes werden Positionsbeziehungen der Schaltungsplatine 2, des Wärmeübertragungsbauteils 5, der Wärmeabgabebauteile 6A und 6B, des Basisgehäuses 15 und der Anbringabschnitte 15a1 bezüglich der jeweiligen Leistungselemente beschrieben. Ferner wird der Wärmeabgabepfad, durch den Wärme des Leistungselements zu dem Anbringabschnitt übertragen wird, beschrieben. Das erste Leistungselement 3 und das zweite Leistungselement 4 weisen ähnliche Strukturen bezüglich einer Positionsbeziehung zwischen der Schaltungsplatine 2 und den Wärmeabgabebauteilen 6A und 6B auf, wie nachstehend beschrieben ist. Daher entspricht ein Signalleitungsabschnitt 41 des zweiten Leistungselements 4 einem Signalleitungsabschnitt 31 des ersten Leistungselements 3. Ein Energieleitungsabschnitt 42 des zweiten Leistungselements 4 entspricht einem Energieleitungsabschnitt 32 des ersten Leistungselement 3.
In der Konfiguration der Akkumulatorvorrichtung 10 sind die Schaltvorrichtung, wie etwa das erste Leistungselement 3 oder das zweite Leistungselement 4, mit der Schaltungsplatine 2 über den Signalleitungsabschnitt 31, in dem kein Strom für eine Energiezufuhr fließt, gekoppelt. Die Schaltvorrichtung ist dazu fähig, mit der Schaltungsplatine 2 über den Signalleitungsabschnitt 31 zu kommunizieren und Signale auszutauschen. In der Konfiguration der Schaltvorrichtung ist der Energieleitungsabschnitt 32, in dem ein großer Strom für eine Energiezufuhr fließt, nicht mit der Schaltungsplatine 2 verbunden. Daher ist die Schaltvorrichtung derart konfiguriert, dass der große Strom durch einen Körper der Schaltvorrichtung fließt, und der Energieleitungsabschnitt 32 nicht zu der Schaltungsplatine 2 übertragen wird.
Das erste Leistungselement 3 befindet sich an einer Position beabstandet von der Schaltungsplatine 2 und ist derart platziert, dass eine Dickenrichtung des ersten Leistungselements 3 senkrecht zu einer Hauptoberfläche der Schaltungsplatine 2 verläuft. Ein Paar von Oberflächen mit größter Fläche des ersten Leistungselements 3 mit der abgeflachten Quaderform kann im Wesentlichen parallel zu der Hauptoberfläche der Schaltungsplatine 2 verlaufen. Das erste Leistungselement 3 befindet sich in indirektem Kontakt mit dem Wärmeabgabebauteil 6A über das Wärmeübertragungsbauteil 5. Daher sind das erste Leistungselement 3 und das Wärmeabgabebauteil 6A neben dem Akkumulatorpack 13 in einer querverlaufenden Richtung senkrecht zu der vertikalen Richtung positioniert. Der Signalleitungsabschnitt 31 und der Energieleitungsabschnitt 32 stehen von dem Außenabdeckungsabschnitt des ersten Leistungselements 3 in einer Richtung entlang der Hauptoberfläche der Schaltungsplatine 2 hervor. Ein Abstand zwischen einem hervorstehenden Endteil des Signalleitungsabschnitts 31 und eines hervorstehenden Endteils des Energieleitungsabschnitts 32 verläuft parallel zu einer Richtung einer Breite des ersten Leistungselements 3 entlang der Hauptoberfläche der Schaltungsplatine 2. Das erste Leistungselement 3 weist eine abgeflachte Außenform auf, sodass die Breite des Außenabdeckungsabschnitts entlang der Hauptoberfläche der Schaltungsplatine 2 länger ist als eine Dicke des Außenabdeckungsabschnitts.
Der Signalleitungsabschnitt 31 steht von dem Außenabdeckungsabschnitt des ersten Leistungselements 3 in der querverlaufenden Richtung hervor und ist gebogen, um sich in eine Richtung zu erstrecken, die im Wesentlichen senkrecht zu der Hauptoberfläche der Schaltungsplatine 2 verläuft, wodurch die Schaltungsplatine 2 verbunden wird. Der Signalleitungsabschnitt 31 ist mit einer auf der Schaltungsplatine 2 montierten elektronischen Komponente verbunden. Der Energieleitungsabschnitt 32 ist nicht mit der Schaltungsplatine 2 verbunden. Der Energieleitungsabschnitt 32 ist mit dem ersten Eingabe-Ausgabe-Anschluss 140 oder dem zweiten Eingabe-Ausgabe-Anschluss 141 über Stromschienen 21, 22 und 23 verbunden. Der Energieleitungsabschnitt 32 ist ein leitfähiger Anschluss, der mit den Stromschienen 21, 22 und 23 durch Schweißen oder dergleichen verbunden ist. Wie in den 7 und 8 gezeigt ist, werden eine Stromschiene 21, eine Stromschiene 22 und eine Stromschiene 23 zusammen mit dem Akkumulatorpack 13 durch ein Stromschienenhalteelement 16, das in dem Basisgehäuse 15 beherbergt ist, gehalten. Jede Stromschiene ist ein Plattenbauteil, das mit dem ersten Eingabe-Ausgabe-Anschluss 140 oder dem zweiten Eingabe-Ausgabe-Anschluss 141 verbunden ist. Das Stromschienenhalteelement 16 ist ebenso ein Stromschienengehäuse, das die Stromschiene 21, die Stromschiene 22 und die Stromschiene 23 in stabilen Zuständen beherbergt. Das Stromschienenhalteelement 16 besteht aus einem Material mit einer elektrischen Isolationseigenschaft und isoliert elektrisch jede Stromschiene von Bauteilen um die Stromschiene.
Jedes der Wärmeabgabebauteile 6A und 6B weist eine Oberfläche auf, die sich in der querverlaufenden Richtung erstreckt und thermisch mit den Leistungselementen verbunden ist. Die Außenabdeckungsabschnitte der Leistungselemente können platziert sein, um sich in direktem Kontakt mit den Wärmeabgabebauteilen 6A und 6B ohne die Wärmeübertragungsbauteile 5 zu befinden. Das erste Leistungselement 3 kann an dem Wärmeübertragungsbauteil 5 oder dem Wärmeabgabebauteil 6A mittels eines Klebstoffs mit einer Isolierungseigenschaft wie etwa eines Siliziumreihenklebstoffs oder durch Verschrauben mit einem Bolzen oder einer Schraube fixiert sein. Die Wärmeabgabebauteile 6A und 6B sind platziert, um dazu fähig zu sein, Wärme zu dem Basisabschnitt 15a des Basisgehäuses 15, das das Akkumulatorpack 13 beherbergt, zu übertragen. Gemäß der vorstehend beschriebenen Konfiguration wird Wärme des Leistungselements über den Wärmeabgabepfad abgegeben, in dem Wärme über den Außenabdeckungsabschnitt des Leistungselements, das Wärmeübertragungsbauteil 5, das Wärmeabgabebauteil 6A, 6B, den Basisabschnitt 15a, den Anbringabschnitt 15a1 und das Fahrzeugbauteil in dieser Reihenfolge übertragen wird.
Die Steuerung 100 ist ein Gerät, das zumindest eine Elektrizitätsspeichermenge des Akkumulatorpacks 13 verwaltet. Die Steuerung 100 kann eine Akkumulatorverwaltungseinheit sein. Die Akkumulatorverwaltungseinheit kann ein Gerät sein, das einen Strom, eine Spannung und eine Temperatur des Akkumulatorpacks 13 überwacht, während eine Abnormität einer elektrischen Zelle und eine Abnormität eines elektrischen Lecks verwaltet wird. Die Akkumulatorverwaltungseinheit ist konfiguriert, um dazu fähig zu sein, mit verschiedenen elektronischen Steuerungen, die am Fahrzeug montiert sind, zu kommunizieren. Die Akkumulatorverwaltungseinheit kann eine Eingabe eines Signals bezüglich eines durch einen Stromsensor erfassten Stromwerts empfangen, oder kann eine Steuerung sein, die Stellbewegungen eines Hauptrelais oder eines Vorladungsrelais steuert. Die Akkumulatorverwaltungseinheit kann als ein Gerät fungieren, das eine Operation eines Motors einer Lüftungsvorrichtung steuert, die ein Kühlfluid zum Kühlen eines Wärmeerzeugers wie etwa einer elektrischen Zelle antreibt. Die Akkumulatorverwaltungseinheit ist konfiguriert, um dazu fähig zu sein, mit verschiedenen elektronischen Steuerungen (z. B. Fahrzeug-ECU), die am Fahrzeug montiert sind, zu kommunizieren.
Wie in 2 gezeigt ist, umfasst eine Schaltungskonfiguration bezüglich der Akkumulatorvorrichtung 10 den externen Akkumulator 17, das Akkumulatorpack 13, die elektrische Last 18, die elektrische Last 19, das erste Leistungselement 3, das zweite Leistungselement 4 und die Steuerung 100. Das Akkumulatorpack 13 ist ein interner Akkumulator, die innerhalb eines Gehäuses angebracht ist, das die Akkumulatorvorrichtung 10 beherbergt. Das Akkumulatorpack 13 umfasst beispielsweise eine Lithiumionensekundärbatterie. Das Akkumulatorpack 13 kann aus einer Lithiumionensekundärbatterie bestehen. Das Akkumulatorpack 13 kann eine Sekundärbatterie sein, die eine überdurchschnittliche Regenerationsfähigkeit und einen niedrigen Widerstand aufweist. Der externe Akkumulator 17 ist eine Sekundärbatterie, die außerhalb des Gehäuses angebracht ist, das die Akkumulatorvorrichtung 10 beherbergt. Der externe Akkumulator 17 umfasst beispielsweise eine Bleispeicherbatterie. Der externe Akkumulator 17 kann beispielsweise aus einer Bleispeicherbatterie bestehen. Der externe Akkumulator 17 ist an einer Position separat von dem internen Akkumulator platziert. Der externe Akkumulator 17 kann eine Sekundärbatterie mit einer großen Kapazitätsmenge sein.
Beispielsweise ist das Akkumulatorpack 13 konfiguriert, um mehrere elektrische Zellen aufzuweisen, die in Reihe verbunden sind. Diese Zellen sind in einem Gehäuse als einzelner Block mit einer vorbestimmten Anordnung der Zellen beherbergt. Im gegenwärtigen Ausführungsbeispiel, wie in 1 gezeigt ist, umfasst der erste Akkumulatorstapelkörper 13a zwei Zellen, die in vertikaler Richtung gestapelt sind, und der zweite Akkumulatorstapelkörper 13b umfasst drei Zellen, die in vertikaler Richtung gestapelt sind. Der erste Akkumulatorstapelkörper 13a und der zweite Akkumulatorstapelkörper 13b sind nebeneinander angeordnet, sodass die elektrischen Zellen in zwei Reihen angeordnet sind. Jede der fünf Zellen ist eine Lithiumionensekundärbatterie mit einer dünnen Quaderform. Die fünf Zellen sind entlang der querverlaufenden Richtung platziert, sodass deren Dicke-Richtungen parallel zu der Vertikalrichtung verlaufen. Die elektrischen Zellen sind in Reihe verbunden, und daher sind die Akkumulatorstapelkörper miteinander verbunden, um dazu fähig zu sein, miteinander zu kommunizieren. Daher sind alle der Akkumulatorstapelkörper verbunden, um dazu fähig zu sein, miteinander zu kommunizieren, und sind miteinander integral kombiniert, wodurch diese als das Akkumulatorpack 13 der Akkumulatorvorrichtung 10 fungieren.
Komponenten der Steuerung 100 sind auf der Schaltungsplatine 2 montiert. Die Schaltungsplatine 2 kann als eine BMU-Platine (Akkumulatorverwaltungseinheitsplatine) mit einer Funktion als die Akkumulatorverwaltungseinheit bezeichnet werden. Die Steuerung 100 führt ein Einschalten (Schließen) und Ausschalten (Öffnen) jedes Schalters, der jedes vorstehend beschriebene Leistungselement ist, durch. Demzufolge steuert die Steuerung 100 ein Laden und Entladen des externen Akkumulators 17 und des Akkumulatorpacks 13 individuell.
Die Akkumulatorvorrichtung 10 umfasst den ersten Eingabe-Ausgabe-Anschluss 140 und den zweiten Eingabe-Ausgabe-Anschluss 141 als externe Anschlüsse. Der erste Eingabe-Ausgabe-Anschluss 140 ist mit dem externen Akkumulator 17 und der elektrischen Last 18 verbunden. Der externe Akkumulator 17 und die elektrische Last 18 sind parallel verbunden. Eine gegenüberliegende Seite des ersten Eingabe-Ausgabe-Anschlusses 140 von dem externen Akkumulator 17 ist mit zwei ersten Leistungselementen 3 verbunden. Die zwei ersten Leistungselemente 3 sind miteinander parallel verbunden. Die zwei ersten Leistungselemente 3 sind mit dem zweiten Eingabe-Ausgabe-Anschluss 141 verbunden. Zwei zweite Leistungselemente 4 sind mit dem Akkumulatorpack 13 verbunden. Die zwei zweiten Leistungselemente 4 sind miteinander parallel verbunden. Der zweite Eingabe-Ausgabe-Anschluss 141 ist mit den zwei ersten Leistungselementen 3 und den zwei zweiten Leistungselementen 4 verbunden. Eine Kombination der zwei ersten Leistungselemente 3 und dem externen Akkumulator 17 ist parallel mit einer Kombination der zwei zweiten Leistungselemente 4 und dem Akkumulatorpack 13 verbunden. Ein Verbindungsabschnitt zwischen einem Pfad umfassend die zwei ersten Leistungselemente 3 und einem Pfad umfassend die zwei zweiten Leistungselemente 4 ist mit dem zweiten Eingabe-Ausgabe-Anschluss 141 verbunden.
Der externe Akkumulator 17 ist mit der elektrischen Last 18 verbunden, sodass der externe Akkumulator 17 dazu fähig ist, der elektrischen Last 18 Elektrizität zuzuführen. Die elektrische Last 18 ist eine allgemeine elektrische Last, die sich von einer elektrischen Last unterscheidet, die eine konstante Spannung erfordert. Beispielsweise können ein Frontscheinwerfer, ein Wischer für eine Frontwindschutzscheibe, oder dergleichen, ein Gebläseventilator einer Klimaanlage, oder eine Heizeinrichtung zum Enteisen einer Heckscheibe als die elektrische Last 18 verwendet werden.
Eine gegenüberliegende Seite des zweiten Eingabe-Ausgabe-Anschlusses 141 von den Leistungselementen 3, 4 ist mit der elektrischen Last 19 verbunden. Daher ist die elektrische Last 19 mit den zwei ersten Leistungselementen 3 und den zwei zweiten Leistungselementen 4 verbunden. Die ersten Leistungselemente 3 schalten als ein Beispiel der ersten Schaltvorrichtung zwischen einem verbundenen Zustand, wo ein Strom dazu fähig ist, zwischen dem externen Akkumulator 17 und den elektrischen Lasten 18 und 19 zu fließen, und einem abgetrennten Zustand, in dem ein Strom nicht dazu fähig ist, zwischen dem externen Akkumulator 17 und den elektrischen Last 18 und 19 zu fließen, um. Der externe Akkumulator 17 und die elektrische Last 18 sind mit der elektrischen Last 19 über die ersten Leistungselemente 3 in dem verbundenen Zustand verbunden, während der externe Akkumulator 17 und die elektrische Last 18 von der elektrischen Last 19 durch die ersten Leistungselemente 3 in dem abgetrennten Zustand abgetrennt sind. Die zweiten Leistungselemente 4 schalten als ein Beispiel der zweiten Schaltvorrichtung zwischen einem verbundenen Zustand, wo ein Strom dazu fähig ist, zwischen dem Akkumulatorpack 13 und der elektrischen Last 19 zu fließen, und einem abgetrennten Zustand, wo es einem Strom nicht möglich ist, zwischen dem Akkumulatorpack 13 und der elektrischen Last 19 zu fließen, um. Das Akkumulatorpack 13 ist mit der elektrischen Last 19 über die zweiten Leistungselemente 4 in dem verbundenen Zustand verbunden, während das Akkumulatorpack 13 von der elektrischen Last 19 durch die zweiten Leistungselemente 4 in dem abgetrennten Zustand abgetrennt ist.
Wenn die elektrische Last 19 eine Rotationsmaschine ist, kann die Rotationsmaschine als ein integrierter Startergenerator ISG verwendet werden und kann eine Elektrizitätserzeugungsfunktion, um eine Regeneration aus einer Drehung einer Kurbelwelle einer Maschine durchzuführen, sowie eine Leistungsausgabefunktion zum Anlegen einer Rotationskraft an die Kurbelwelle aufweisen. Der externe Akkumulator 17 und das Akkumulatorpack 13, die miteinander parallel verbunden sind, sind elektrisch mit der Rotationsmaschine verbunden. Wenn die ersten Leistungselemente 3 eingeschaltet werden, ist der externe Akkumulator 17 dazu fähig, eine Energiezufuhr von der Rotationsmaschine aufzunehmen, wodurch diese dazu fähig ist, eine Ladung von regenerierter Energie zu erhalten. Wenn die zweiten Leistungselemente 4 eingeschaltet werden, ist das Akkumulatorpack 13 dazu fähig, eine Energiezufuhr von der Rotationsmaschine aufzunehmen, wodurch diese dazu fähig ist, eine Ladung von regenerierter Energie zu erhalten. Daher bilden die ersten Leistungselemente 3 und die zweiten Leistungselemente 4 jeweils einen Teil eines Hochstrompfades, durch den mutmaßlich ein relativ großer Strom zwischen der Rotationsmaschine und jedem Akkumulator fließt.
Ein elektrischer Hauptpfad 111, der ein Teil des Hochstrompfades ist, ist ein elektrischer Pfad, durch den das Akkumulatorpack 13 mit dem vorstehend beschriebenen Verbindungsabschnitt kommuniziert. Der elektrische Hauptpfad 111 wird durch jedes der zweiten Leistungselemente 4 zwischen einem Zustand, in dem ein Strom dazu fähig ist, durch den elektrischen Hauptpfad 111 zu fließen, und einem Zustand, wo es einem Strom nicht möglich ist, durch den elektrischen Hauptpfad 111f zu fließen, umgeschaltet. Ein weiterer elektrischer Hauptpfad 112, der ein Teil des Hochstrompfades ist, ist ein elektrischer Pfad, durch den der erste Eingabe-Ausgabe-Anschluss 140 mit dem vorstehend beschriebenen Verbindungsabschnitt kommuniziert. Der elektrische Hauptpfad 112 wird durch jedes der ersten Leistungselemente 3 zwischen einem Zustand, wo es einem Strom möglich ist, durch den elektrischen Hauptpfad 112 zu fließen, und einem Zustand, wo es einem Strom nicht möglich ist, durch den elektrischen Hauptpfad 112 zu fließen, umgeschaltet. Ein weiterer elektrischer Hauptpfad 113, der ein Teil des Hochstrompfades ist, ist ein elektrischer Pfad, durch den der vorstehend beschriebene Verbindungsabschnitt mit dem zweiten Eingabe-Ausgabe-Anschluss 141 kommuniziert.
Die Akkumulatorvorrichtung 10 umfasst weiterhin elektrische Geringstrompfade. Ein durch die elektrischen Geringstrompfade fließender Strom ist niedriger als ein Strom, der durch die jeweiligen elektrischen Hauptpfade fließt. Jeder elektrische Geringstrompfad befindet sich zwischen einer Schaltvorrichtung und einer anderen Schaltvorrichtung. Ein elektrischer Geringstrompfad 22c befindet sich zwischen dem ersten Leistungselement 3 und dem zweiten Leistungselement 4. Insbesondere kann sich der elektrische Geringstrompfad 22c zwischen dem ersten Leistungselement 3 und dem zweiten Leistungselement 4 in einer Richtung, die einen inneren Raum der Akkumulatorvorrichtung 10 kreuzt, befinden. Wie in 3 gezeigt ist, ist der elektrische Geringstrompfad 22c ein Pfad, durch den die Schaltungsplatine 2 mit einem Abzweigungsabschnitt kommuniziert, an dem sich der elektrische Hauptpfad 111 in zwei Pfade abzweigt, die zu den zwei zweiten Leistungselementen 4 führen. Der elektrische Geringstrompfad 22c ist ein elektrischer Pfad, der sich zwischen dem einen Schaltelement und dem anderen Schaltelement befindet, die nebeneinander angeordnet sind.
Ein elektrischer Geringstrompfad 22c1 erstreckt sich von dem Verbindungsabschnitt zwischen dem Pfad umfassend die zwei ersten Leistungselemente 3 und dem Pfad umfassend die zwei zweiten Leistungselemente 4. Wie in 3 gezeigt ist, ist der elektrische Geringstrompfad 22c1 ein Pfad, durch den die Schaltungsplatine 2 mit dem Verbindungsabschnitt kommuniziert. Der elektrische Geringstrompfad 22c1 kann sich zwischen dem ersten Leistungselement 3 und dem zweiten Leistungselement 4 in der Richtung, die den inneren Raum der Akkumulatorvorrichtung 10 kreuzt, befinden. Der elektrische Geringstrompfad 22c1 ist ein elektrischer Pfad, der sich zwischen einer Schaltvorrichtung und einer anderen Schaltvorrichtung befindet, die nebeneinander angeordnet sind. Ein elektrischer Geringstrompfad 22c2 befindet sich zwischen dem ersten Leistungselement 3 und dem zweiten Leistungselement 4. Insbesondere kann sich der elektrische Geringstrompfad 22c2 zwischen dem ersten Leistungselement 3 und dem zweiten Leistungselement 4 in der Richtung, die den inneren Raum der Akkumulatorvorrichtung 10 kreuzt, befinden. Wie in 3 gezeigt ist, ist der elektrische Geringstrompfad 22c2 ein Pfad, durch den die Schaltungsplatine 2 mit einem Abzweigungsabschnitt, an dem sich der elektrische Hauptpfad 112 in zwei Pfade abzweigt, die zu den zwei ersten Leistungselementen 3 führen, kommuniziert. Der elektrische Geringstrompfad 22c2 ist ein elektrischer Pfad, der sich zwischen einer Schaltvorrichtung und einer anderen Schaltvorrichtung befindet, die nebeneinander angeordnet sind.
Ein größter Wert eines Stroms, der durch den elektrischen Geringstrompfad 22c, 22c1 oder 22c2 fließt, kann größer sein als jener des elektrischen Hauptpfades. Ein Wert eines effektiven Stroms, der durch den elektrischen Geringstrompfad 22c, 22c1 oder 22c2 fließt, kann größer sein als jener des elektrischen Hauptpfades. Der elektrische Geringstrompfad 22c, 22c1 oder 22 c2 kann beispielsweise ein Spannungserfassungsdraht umfassend einen Erfassungsanschluss, der eine Spannung an einer vorbestimmten Position in dem Akkumulatorpack 13 erfasst, ein Energiequellendraht der Schaltungsplatine 2 oder ein elektrischer Überbrückungsdraht für eine Maßnahme gegen eine Fehlfunktion der Schaltvorrichtungen sein.
Wie in 4 gezeigt ist, befindet sich beispielsweise jeder elektrische Geringstrompfad 22c, 22c1, 22c2 auf einer Höhe, um sich zwischen den Leistungselementen 3, 4, die benachbart zueinander platziert sind, zu befinden. Wie in 5 gezeigt ist, kann sich jeder elektrische Geringstrompfad 22c, 22c1, 22c2 auf einer Höhe befinden, um sich zwischen dem Wärmeabgabebauteil 6A und dem Wärmeabgabebauteil 6B zu befinden. Wie in 6 gezeigt ist, kann sich jeder elektrische Geringstrompfad 22c, 22c1, 22c2 auf einer Höhe befinden, um sich zwischen der Schaltvorrichtung und dem Wärmeabgabebauteil 6B, die benachbart zueinander platziert sind, zu befinden. Gemäß jeder Konfiguration, die in den 5 und 6 gezeigt ist, ist das Wärmeabgabebauteil zwischen den Schaltvorrichtungen platziert. Daher wird eine Wärmeübertragungslänge zwischen den Schaltvorrichtungen lang und eine gegenseitige thermische Interferenz zwischen den Schaltvorrichtungen, die benachbart zueinander platziert sind, kann reduziert werden.
Als Nächstes werden Konfigurationen der Stromschienen 21, 22 und 23 sowie Beziehungen zwischen den Stromschienen 21, 22, 23 und den Leistungselementen 3, 4 mit Bezugnahme auf die 7 und 8 beschrieben. Jede Stromschiene ist ein plattenförmiges Bauteil mit einer elektrischen Leitfähigkeit. Jede Stromschiene ist mit den Energieleitungsabschnitten 32 oder 42 der Leistungselemente 3 oder 4 verbunden, durch die ein großer Strom für eine Energiezufuhr fließt. Die Stromschiene 21 und die Stromschiene 23 sind in einer Umschaltanordnungsrichtung angeordnet und sind in dem Stromschienenhalteelement 16 beherbergt. Die Umschaltanordnungsrichtung ist eine Richtung, in der die mehreren Leistungselemente angeordnet sind. Die Stromschiene 22 ist an einer gegenüberliegenden Seite der Stromschienen 21 und 23 von den Leistungselementen platziert. Die Stromschiene 22 ist derart platziert, um mit den Stromschienen 21 und 23 an einer ersten Seite der Stromschienen 21 und 23 in 8, d. h. den gegenüberliegenden Seiten der Stromschienen 21 und 23 von den Schaltvorrichtungen, zu überlappen. Die Stromschienen 21 und 23 sind zwischen den Leistungselementen und der Stromschiene 22 positioniert.
Die Stromschiene 21 umfasst einen Körperabschnitt 21a, der sich in der Umschaltanordnungsrichtung erstreckt, Anschlussabschnitte 21a1 und 21a2, die von dem Körperabschnitt 21a hervorstehen, einen Hochstromanschlussabschnitt 21b, der an einem Ende des Körperabschnitts 21a bereitgestellt ist, und einen Geringstromanschlussabschnitt, der den elektrischen Geringstrompfad 22c2 bildet. Der Hochstromanschlussabschnitt 21b ist mit dem ersten Eingabe-Ausgabe-Anschluss 140 an dem Ende des Körperabschnitts 21a gekoppelt, wodurch ein großer Strom übertragen wird. Der Anschlussabschnitt 21a1 und der Anschlussabschnitt 21a2 sind entlang der Umschaltanordnungsrichtung angeordnet, sodass ein Spalt zwischen den Anschlussabschnitten 21a1 und 21a2 bereitgestellt ist. Die Anschlussabschnitte 21a1 und 21a2 weisen rechteckige Formen auf und stehen von dem Körperabschnitt 21a nach oben hervor. Ferner befinden sich der Anschlussabschnitt 21a1 und der Anschlussabschnitt 21a2 auf derselben Position in einer Richtung, in der die Schaltvorrichtungen und die Stromschienen nebeneinander platziert sind. Mit anderen Worten befinden sich der Anschlussabschnitt 21a1 und der Anschlussabschnitt 21a2 auf derselben Position in einer Richtung senkrecht zu sowohl der Vertikalrichtung und der Umschaltanordnungsrichtung. Der Anschlussabschnitt 21a1 ist mit dem Energieleitungsabschnitt 32 des Nächstgelegenen der ersten Leistungselemente 3 zu dem Hochstromanschlussabschnitt 21b gekoppelt. Der Anschlussabschnitt 21a2 ist mit dem Energieleitungsabschnitt 32 des Zweitnächsten der ersten Leistungselemente 3 zu dem Hochstromanschlussabschnitt 21b gekoppelt. Der Geringstromanschlussabschnitt der Stromschiene 21 weist eine rechteckige Form auf und steht von dem Körperabschnitt 21a nach oben hervor. Der Geringstromanschlussabschnitt der Stromschiene 21 ist mit der Schaltungsplatine 2 verbunden.
Die Stromschiene 23 umfasst einen Körperabschnitt 23a, der sich in der Umschaltanordnungsrichtung erstreckt, Anschlussabschnitte 23a1 und 23a2, die von dem Körperabschnitt 23a hervorstehen, einen Hochstromanschlussabschnitt 23b, der an einem Ende des Körperabschnitts 23a gegenüberliegend der Stromschiene 21 bereitgestellt ist, und einen Geringstromanschlussabschnitt, der den elektrischen Geringstrompfad 22c1 bildet. Der Hochstromanschlussabschnitt 23b ist mit einem Eingabe-Ausgabe-Anschluss, der mit dem Akkumulatorpack 13 verbunden ist, an dem Ende des Körperabschnitts 23a gekoppelt, wodurch ein großer Strom übertragen wird. Der Anschlussabschnitt 23a1 und der Anschlussabschnitt 23a2 sind entlang der Umschaltanordnungsrichtung angeordnet, sodass ein Spalt zwischen den Anschlussabschnitten 23a1 und 23a2 bereitgestellt ist. Die Anschlussabschnitte 23a1 und 23a2 weisen rechteckige Formen auf und stehen von dem Körperabschnitt 23a nach oben hervor. Ferner befinden sich der Anschlussabschnitt 23a1 und der Anschlussabschnitt 23a2 auf der gleichen Position in der Richtung, in der die Umschaltvorrichtungen und die Stromschienen nebeneinander platziert sind. Mit anderen Worten befinden sich der Anschlussabschnitt 23a1 und der Anschlussabschnitt 23a2 auf der gleichen Position in der Richtung senkrecht zu sowohl der Vertikalrichtung als auch der Umschaltanordnungsrichtung. Der Anschlussabschnitt 23a2 ist mit dem Energieleitungsabschnitt 42 des Nächstgelegenen der zweiten Leistungselemente 4 zu dem Hochstromanschlussabschnitt 23b gekoppelt. Der Anschlussabschnitt 23a1 ist mit dem Energieleitungsabschnitt 42 des Zweitnächsten der zweiten Leitungselemente 4 zu dem Hochstromanschlussabschnitt 23b gekoppelt. Der Geringstromanschlussabschnitt der Stromschiene 23 weist eine rechteckige Form auf und steht von dem Körperabschnitt 23a hervor, um den Geringstromanschlussabschnitten der Stromschiene 21 gegenüberzustehen. Der Geringstromanschlussabschnitt der Stromschiene 23 ist mit der Schaltungsplatine 2 verbunden.
Die Stromschiene 22 umfasst einen Körperabschnitt 22a, der sich in der Umschaltanordnungsrichtung erstreckt, Anschlussabschnitte 22b1, 22b2, 22b3 und 22b4, einen Hochstromanschlussabschnitt 22d, der an einem Ende des Körperabschnitts 22a bereitgestellt ist, und einen Geringstromanschlussabschnitt, der den elektrischen Geringstrompfad 22c bildet. Der Hochstromanschlussabschnitt 22d ist mit dem zweiten Eingabe-Ausgabe-Anschluss 141 an dem Ende des Körperabschnitts 22a gekoppelt, wodurch ein großer Strom übertragen wird. Der Anschlussabschnitt 22b1 und der Anschlussabschnitt 22b2 sind an Positionen entsprechend den ersten Leistungselementen 3 entlang der Umschaltanordnungsrichtung bereitgestellt, sodass ein Spalt zwischen den Anschlussabschnitten 22b1 und 22b2 bereitgestellt ist. Die Anschlussabschnitte 22b1 und 22b2 weisen gebogene Formen auf und ragen von dem Körperabschnitt 22a nach oben hervor. Ferner befinden sich der Anschlussabschnitt 22b1 und der Anschlussabschnitt 22b2 auf der gleichen Position wie der Anschlussabschnitt 21a1 und der Anschlussabschnitt 21a2 in der Richtung, in der die Schaltvorrichtungen und die Stromschienen nebeneinander platziert sind. Mit anderen Worten befinden sich der Anschlussabschnitt 22b1 und der Anschlussabschnitt 22b2 auf der gleichen Position wie der Anschlussabschnitt 21a1 und der Anschlussabschnitt 21a2 in der Richtung senkrecht zu sowohl der Vertikalrichtung als auch der Umschaltanordnungsrichtung. Der Anschlussabschnitt 22b1 ist mit dem Energieleitungsabschnitt 32 des Nächstgelegenen der ersten Leistungselemente 3 zu dem Hochstromanschlussabschnitt 22d gekoppelt. Der Anschlussabschnitt 22b2 ist mit dem Energieleitungsabschnitt 32 des Zweitnächsten der ersten Leistungselemente 3 zu dem Hochstromanschlussabschnitt 22d gekoppelt.
Der Anschlussabschnitt 22b3 und der Anschlussabschnitt 22b4 sind an Positionen entsprechend den zweiten Leistungselementen 4 entlang der Umschaltanordnungsrichtung bereitgestellt, sodass ein Spalt zwischen den Anschlussabschnitten 22b3 und 22b4 bereitgestellt ist. Die Anschlussabschnitte 22b3 und 22b4 weisen gebogene Formen auf und ragen von dem Körperabschnitt 22 a nach oben hervor. Ferner befinden sich der Anschlussabschnitt 22b3 und der Anschlussabschnitt 22b4 auf der gleichen Position wie der Anschlussabschnitt 23a1 und der Anschlussabschnitt 23a2 in der Richtung, in der die Schaltvorrichtungen und die Stromschienen nebeneinander platziert sind. Mit anderen Worten befinden sich der Anschlussabschnitt 22b3 und der Anschlussabschnitt 22b4 auf der gleichen Position wie der Anschlussabschnitt 23a1 und der Anschlussabschnitt 23a2 in der Richtung senkrecht zu sowohl der Vertikalrichtung als auch der Umschaltanordnungsrichtung. Der Anschlussabschnitt 22b4 ist mit dem Energieleitungsabschnitt 42 des Nächstgelegenen der zweiten Leistungselemente 4 zu dem Hochstromanschlussabschnitt 23b gekoppelt. Der Anschlussabschnitt 22b3 ist mit dem Energieleitungsabschnitt 42 des Zweitnächsten der zweiten Leistungselemente 4 zu dem Hochstromanschlussabschnitt 23b gekoppelt. Der Geringstromanschlussabschnitt der Stromschiene 22 befindet sich zwischen dem Geringstromanschlussabschnitt der Stromschiene 21 und dem Geringstromanschlussabschnitt der Stromschiene 23. Der Geringstromanschlussabschnitt der Stromschiene 22 weist eine rechteckige Form auf und steht von dem Körperabschnitt 22a hervor. Der Geringstromanschlussabschnitt der Stromschiene 22 ist mit der Schaltungsplatine 2 verbunden.
Als Nächstes werden aus der Akkumulatorvorrichtung 10 des ersten Ausführungsbeispiels erzielte Effekte beschrieben. Die Akkumulatorvorrichtung 10 umfasst das Akkumulatorpack 13, das erste Leistungselement 3, das eine Eingabe und Ausgabe von Elektrizität zu und von dem Akkumulatorpack 13 steuert, das zweite Leistungselement 4, das sich neben dem ersten Leistungselement 3 befindet und eine Eingabe und Ausgabe von Elektrizität zu und von dem Akkumulatorpack 13 steuert, und den elektrischen Geringstrompfad 22c. Der elektrische Geringstrompfad 22c ist ein elektrischer Pfad, durch den ein kleinerer Strom fließt als ein Strom, der in dem elektrischen Hauptpfad 111 fließt. Der elektrische Hauptpfad 111 wird durch das erste Leistungselement 3 und das zweite Leistungselement 4 gesteuert, und wird zwischen dem Zustand des Ermöglichens, dass Strom durch den elektrischen Hauptpfad 111 fließt, und dem Zustand des Unterbindens, dass Strom durch den elektrischen Hauptpfad 11 fließt, umgeschaltet. Der elektrische Geringstrompfad 22c ist zwischen dem ersten Leistungselement 3 und dem zweiten Leistungselement 4 angebracht. Der elektrische Geringstrompfad 22c zweigt sich von dem elektrischen Hauptpfad 111 ab und ist mit der Schaltungsplatine verbunden.
In der Akkumulatorvorrichtung 10 ist der elektrische Geringstrompfad 22c zwischen dem ersten Leistungselement 3 und dem zweiten Leistungselement 4 angebracht. Der elektrische Geringstrompfad, der eine kleinere Menge von Wärme erzeugt als jene der Leistungselemente, befindet sich zwischen den Leistungselementen, durch die ein großer Strom fließt. Daher kann eine gegenseitige thermische Interferenz zwischen den Leistungselementen, die große Mengen von Wärme erzeugen, reduziert werden. Demzufolge kann eine Strommenge durch den elektrischen Hauptpfad 111 größer eingestellt werden als in einem Fall, in dem sich das erste Leistungselement 3 und das zweite Leistungselement 4 in Kontakt miteinander befinden. Ferner kann ein Raum für den elektrischen Geringstrompfad 22c zwischen den Leistungselementen ermöglicht werden. Daher ist die Akkumulatorvorrichtung 10 dazu fähig, einen maximalen zulässigen Strom für die Schaltvorrichtungen, die nebeneinander platziert sind, zu erhöhen, während ein Raum für den elektrischen Geringstrompfad 22c sichergestellt wird.
Die elektrischen Geringstrompfad 22c und 22c2 befinden sich zwischen dem ersten Leistungselement 3, das sich in einem der zwei elektrischen Hauptpfade 111 und 112, die von der elektrischen Last 19 abzweigen, befindet, und dem zweiten Leistungselement 4, das sich in dem anderen der zwei elektrischen Hauptpfade 111 und 112 befindet. Das Leistungselement ist in jedem der zwei elektrischen Hauptpfade bereitgestellt. In diesem Fall, weil der elektrische Geringstrompfad, der eine kleine Wärmemenge erzeugt, zwischen den Leistungselementen, durch die ein großer Strom fließt, platziert ist, kann eine gegenseitige thermische Interferenz zwischen den Leistungselementen, die große Wärmemengen erzeugen, reduziert werden.
Der elektrische Geringstrompfad 22c1 befindet sich ebenso zwischen dem Leistungselement 3, das sich in einem der zwei elektrischen Hauptpfade 111 und 112, die von der elektrischen Last 19 abzweigen, befindet, und dem zweiten Leistungselement 4, das sich dem anderen der zwei elektrischen Hauptpfade 111 und 112 befindet. Das Leistungselement ist in jedem der zwei elektrischen Hauptpfade bereitgestellt. In diesem Fall, weil der elektrische Geringstrompfad, der eine kleine Wärmemenge erzeugt, zwischen den Leistungselementen, durch die ein großer Strom fließt, platziert ist, kann eine gegenseitige thermische Interferenz zwischen den Leistungselementen, die große Wärmemengen erzeugen, reduziert werden.
Alternativ kann der elektrische Geringstrompfad 22c zwischen den parallel verbundenen ersten Leistungselementen 3, die mit dem Akkumulatorpack 13 verbunden sind, platziert sein, und der elektrische Geringstrompfad 22c2 kann zwischen den parallel verbundenen zweiten Leistungselementen 4, die mit der elektrischen Last 18 verbunden sind, platziert sein. Die elektrischen Hauptpfade, die individuell mit dem Akkumulatorpack 13 und der elektrischen Last 18 verbunden sind, sind mit dem Mehrfachpaar von Leistungselementen, die parallel verbunden sind, verbunden. In diesem Fall, weil der elektrische Geringstrompfad, der eine kleine Wärmemenge erzeugt, zwischen den Leistungselementen, durch die ein großer Strom fließt, platziert ist, kann eine gegenseitige thermische Interferenz zwischen den Leistungselementen, die eine große Wärmemenge erzeugen, reduziert werden. Der elektrische Geringstrompfad 22c kann zwischen den parallel verbundenen ersten Leistungselementen 3, die mit dem Akkumulatorpack 13 gebunden sind, platziert sein.
Die elektrischen Geringstrompfade 22c, 22c1 und 22c2 zweigen von den elektrischen Hauptpfaden ab. Weil solche Pfade, die von den elektrischen Hauptpfaden abzweigen, zwischen den Schaltvorrichtungen platziert sind, kann eine Körpergröße der Akkumulatorvorrichtung 10 reduziert werden.
Die elektrischen Geringstrompfade 22c, 22c1 und 22c2 sind Teile der Stromschiene 22, die mit dem Anschluss des ersten Leistungselements 3 und dem Anschluss des zweiten Leistungselements 4 verbunden ist. Die elektrischen Geringstrompfade 22c, 221 und 22c2 sind mit der Schaltungsplatine 2 verbunden. Weil die Teile der Stromschiene 22 zwischen den Schaltvorrichtungen hervorstehen und sich erstrecken, können ein notwendiger Raum und die Anzahl von zusätzlichen Komponenten für die elektrischen Geringstrompfade reduziert werden. Die elektrischen Geringstrompfade können mit den elektrischen Hauptpfaden und der Schaltungsplatine 2 verbundene Kabelbäume sein.
Als Nächstes werden Positionen des elektrischen Geringstrompfads 22c in dem inneren Raum der Akkumulatorvorrichtung 10 beschrieben. Die elektrischen Geringstrompfade 22c1 und 22c2 können ähnlich dem elektrischen Schachstrompfad 22c positioniert sein. Der elektrische Geringstrompfad 22c ist zwischen dem Wärmeabgabebauteil 6A und dem Wärmeabgabebauteil 6B platziert. Der elektrische Geringstrompfad 22c kann zwischen dem Wärmeabgabebauteil 6A und dem Wärmeabgabebauteil 6B in der Richtung, die den inneren Raum der Akkumulatorvorrichtung 10 kreuzt, platziert sein. Weil der elektrische Geringstrompfad 22c zwischen den Wärmeabgabebauteilen platziert ist, kann eine thermische Distanz zwischen den Schaltvorrichtungen verlängert werden, wodurch dazu beigetragen wird, Beschädigungen zu verhindern, die durch Wärme der Schaltvorrichtungen zueinander verursacht werden.
Der elektrische Geringstrompfad 22c ist zwischen dem Wärmeabgabebauteil 6A und dem zweiten Leistungselement 4 platziert. Der elektrische Geringstrompfad 22c kann zwischen dem Wärmeabgabebauteil 6A und dem zweiten Leistungselement 4 in der Richtung, die den inneren Raum der Akkumulatorvorrichtung 10 kreuzt, platziert sein. Der elektrische Geringstrompfad 22c ist zwischen dem ersten Leistungselement 3 und dem zweiten Leistungselement 4 über den Wärmeabgabepfad von dem ersten Leistungselement 3 zu dem Wärmeabgabebauteil 6A platziert. Daher kann eine thermische Distanz zwischen den Schaltvorrichtungen vergrößert werden, wodurch dazu beigetragen wird, Beschädigungen zu verhindern, die durch Wärme der Schaltvorrichtungen zueinander verursacht werden.
Der elektrische Geringstrompfad 22c ist zwischen dem Wärmeabgabebauteil 6B und dem ersten Leistungselement 3 platziert. Der elektrische Geringstrompfad 22c kann zwischen dem Wärmeabgabebauteil 6B und dem ersten Leistungselement 3 in der Richtung, die den inneren Raum der Akkumulatorvorrichtung 10 kreuzt, platziert sein. Der elektrische Geringstrompfad 22c ist zwischen dem ersten Leistungselement 3 und dem zweiten Leistungselement 4 über den Wärmeabgabepfad von dem zweiten Leistungselement 4 zu dem Wärmeabgabebauteil 6B platziert. Daher kann eine thermische Distanz zwischen den Schaltvorrichtungen vergrößert werden, wodurch dazu beigetragen wird, Beschädigungen zu verhindern, die durch Wärme der Schaltvorrichtungen zueinander verursacht wird.
Der Außenabdeckungsabschnitt der Schaltvorrichtung ist platziert, um von der Schaltungsplatine 2 beabstandet zu sein. Weil der Außenabdeckungsabschnitt der Schaltvorrichtung nicht die Schaltungsplatine 2 kontaktiert, kann verhindert werden, dass die Schaltungsplatine 2 in dem Wärmeabgabepfad enthalten ist. Daher wird die Wärme der Schaltvorrichtung zu den Wärmeabgabebauteilen 6A und 6B übertragen, ohne durch die Schaltungsplatine 2 mit einem großen thermischen Widerstand zu verlaufen. Demzufolge kann eine Wärmeabgabeleistungsfähigkeit verbessert werden, als im Vergleich zu einer Konfiguration, bei der sich die Schaltvorrichtung in Kontakt mit der Schaltvorrichtung befindet.
Die Schaltvorrichtung umfasst den Signalleitungsabschnitt 31, der ein elektrisches Signal überträgt, und den Energieleitungsabschnitt 32, der elektrische Energie überträgt. Der Energieleitungsabschnitt 32 ist nicht mit der Schaltungsplatine 2 verbunden, jedoch mit dem Eingabe-Ausgabe-Anschluss über die Stromschiene. Der Signalleitungsabschnitt 31 ist ein Bleianschluss, der von einem Inneren der Schaltvorrichtung nach außen hervorsteht und mit der Schaltungsplatine 2 verbunden ist. Der Signalleitungsabschnitt 31 ist mit der Schaltungsplatine 2 durch Einbringen des Signalleitungsabschnitts 31 in ein Loch der Platine und durch Verlöten einer Seite oder beider Seiten der Platine verbunden. In dieser Konfiguration, weil kein großer Strom durch den Signalleitungsabschnitt 31 fließt, wird keine große Wärmemenge von dem Signalleitungsabschnitt 31 zu der Schaltungsplatine 2 übertragen. Weil der Energieleitungsabschnitt 32 nicht mit der Schaltungsplatine 2 verbunden ist, wird verhindert, dass in dem Energieleitungsabschnitt 32 erzeugte Wärme zu der Schaltungsplatine 2 übertragen wird. Daher kann die in dem Energieleitungsabschnitt 32 erzeugte Wärme zu den Wärmeabgabebauteilen 6A und 6B über die Schaltvorrichtung übertragen werden, und dadurch kann Wärme abgegeben werden.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
In einem zweiten Ausführungsbeispiel wird eine Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels mit Bezugnahme auf die 9 und 10 beschrieben. In jeder Zeichnung sind mit gleichen Bezugszeichen wie jene in den Zeichnungen des ersten Ausführungsbeispiels versehene Komponenten gleich jenen in dem ersten Ausführungsbeispiel und weisen gleiche Aktionen und Effekte auf. Nachstehend werden sich von dem ersten Ausführungsbeispiel unterscheidende Gegenstände beschrieben.
Wie in den 9 und 10 gezeigt ist, unterscheidet sich eine Akkumulatorvorrichtung 110 und die Akkumulatorvorrichtung 10 des ersten Ausführungsbeispiels dadurch, dass der elektrische Geringstrompfad 22c1, der elektrische Geringstrompfad 22c2 und die parallel verbundenen ersten Leistungselemente 3, die mit dem elektrischen Hauptpfad 112 verbunden sind, nicht bereitgestellt sind.
Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist der elektrische Geringstrompfad 22c zwischen einem ersten Leistungselement 3 und einem zweiten Leistungselement 4, die parallel miteinander verbunden sind und mit einem Akkumulatorpack 13 verbunden sind, platziert. Daher ist ein einzelner elektrischer Hauptpfad 111 mit den parallel verbundenen mehreren Leistungselementen verbunden. Weil der elektrische Pfad, der eine kleine Wärmemenge erzeugt, zwischen den Leistungselementen, durch die ein großer Strom fließt, bereitgestellt ist, kann eine gegenseitige thermische Interferenz zwischen den Leistungselementen, die große Wärmemengen erzeugen, reduziert werden.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
In einem dritten Ausführungsbeispiel wird eine Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels mit Bezugnahme auf die 11 und 12 beschrieben. In jeder Zeichnung sind mit gleichen Bezugszeichen wie jene in den Zeichnungen des ersten Ausführungsbeispiels versehene Komponenten gleich jenen in dem ersten Ausführungsbeispiel und weisen gleiche Aktionen und Effekte auf. Nachstehend werden sich von dem ersten Ausführungsbeispiel unterscheidende Gegenstände beschrieben.
Wie in den 11 und 12 gezeigt ist, unterscheiden sich eine Akkumulatorvorrichtung 210 und die Akkumulatorvorrichtung 10 des ersten Ausführungsbeispiels dadurch, dass der elektrische Geringstrompfad 22c1, der elektrische Geringstrompfad 22c2, die parallel verbundenen ersten Leistungselemente 3, die mit dem elektrischen Hauptpfad 112 verbunden sind, und die parallel verbundenen zweiten Leistungselemente 4, die mit dem elektrischen Hauptpfad 111 verbunden sind, nicht bereitgestellt sind. Die Akkumulatorvorrichtung 210 umfasst ein erstes Leistungselement 3, das auf einem elektrischen Hauptpfad 111 angebracht ist, und ein zweites Leistungselement 4, das auf einem elektrischen Hauptpfad 112 angebracht ist. Der elektrische Geringstrompfad 22c ist zwischen dem ersten Leistungselement 3, das in Reihe mit einem Akkumulatorpack 13 verbunden ist, und dem zweiten Leistungselement 4, das in Reihe mit einer elektrischen Last 18 verbunden ist, platziert.
Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel sind die Leistungselemente individuell auf den zwei elektrischen Hauptpfaden 111 und 112 bereitgestellt. Weil der elektrische Pfad, der eine kleine Wärmemenge erzeugt, zwischen den Leistungselementen, durch die ein großer Strom fließt, platziert ist, kann eine gegenseitige thermische Interferenz zwischen den Leistungselementen, die eine große Wärmemenge erzeugen, reduziert werden.
(Viertes Ausführungsbeispiels)
In einem vierten Ausführungsbeispiel wird eine Modifikation des dritten Ausführungsbeispiels mit Bezugnahme auf 13 beschrieben. In jeder Zeichnung sind mit den gleichen Bezugszeichen wie jene in den Zeichnungen der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele versehene Elemente gleich jenen in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen und weisen gleiche Aktionen und Effekte auf. Nachstehend werden sich von dem dritten Ausführungsbeispiel unterscheidende Gegenstände beschrieben. Wie in 13 gezeigt ist, unterscheiden sich eine Akkumulatorvorrichtung 310 und die Akkumulatorvorrichtung 210 des dritten Ausführungsbeispiels dadurch, dass ein erstes Leistungselement 3 und ein zweites Leistungselement 4 auf einer Schaltungsplatine 2 montiert sind.
Die Offenbarung der vorliegenden Spezifikation ist nicht auf die vorstehend dargelegten Ausführungsbeispiele beschränkt. Die Offenbarung umfasst die vorstehend dargelegten Ausführungsbeispiele sowie eine Modifikation durch einen Fachmann basierend auf diesen Ausführungsbeispielen. Beispielsweise ist die Offenbarung nicht auf die Komponenten oder die Kombination von Elementen beschränkt und kann verschiedenartig modifiziert werden, um implementiert zu werden. Die Offenbarung kann durch verschiedene Kombinationen implementiert werden. Die Offenbarung kann einen zusätzlichen Teil umfassen, der zu den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen hinzugefügt werden kann. Die Offenbarung umfasst ein Ausführungsbeispiel, das durch Weglassen eines Teils oder eines Elements von den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen erhalten wird. Die Offenbarung umfasst Verlagerungen und Kombinationen von Komponenten oder Elementen zwischen den vorstehend beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen. Der Umfang der Offenbarung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.
Jedes der Leistungselemente in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen kann durch ein mechanisches Relais ersetzt werden, das kein Halbleiterelement aufweist und eine Eingabe und eine Ausgabe von elektrischer Energie in einen und von einem Akkumulator steuert. Das mechanische Relais umfasst beispielsweise einen Kontaktabschnitt mit einer Spule. Das mechanische Relais stellt einen Zustand des Ermöglichens eines Flusses von Elektrizität durch Schließen des Kontaktabschnitts bereit, wodurch die Eingabe und Ausgabe von elektrischer Energie gesteuert wird. Das mechanische Relais weist einen Außenabdeckungsabschnitt auf, der ein Gehäuse bildet, das beispielsweise aus Harz besteht und eine Quaderform aufweist. Wie vorstehend beschrieben stehen der Signalleitungsabschnitt 31 und der Energieleitungsabschnitt 32 von einem Außenteil des Gehäuses hervor. Daher umfasst die Schaltvorrichtung nicht nur das Leistungselement, sondern ebenso das mechanische Relais.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen sind die elektrischen Geringstrompfade mit der Schaltungsplatine 2 verbunden. Jedoch ist eine Verbindung der elektrischen Geringstrompfade nicht darauf beschränkt. Die elektrischen Geringstrompfade können mit einem separat von der Schaltungsplatine 2 bereitgestellten Anschluss verbunden sein, und können als ein Medium, das ein vorbestimmtes elektrisches Signal überträgt, fungieren.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist das erste Leistungselement 3 als ein Beispiel der ersten Schaltvorrichtung beschrieben, und das zweite Leistungselement 4 ist als ein Beispiel der zweiten Schaltvorrichtung beschrieben. Jedoch beziehen sich diese Beschreibungen nur auf ein Ausführungsbeispiel. Daher kann die erste Schaltvorrichtung dem zweiten Leistungselement 4 entsprechen, und die zweite Schaltvorrichtung kann dem ersten Leistungselement 3 entsprechend.
Die Akkumulatorvorrichtungen in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen sind derart platziert, dass die Anordnungsrichtung des Akkumulatorpacks 13 und der Wärmeabgabebauteile parallel zu der querverlaufenden Richtung verläuft. Der Platzierungszustand der Akkumulatorvorrichtung ist nicht darauf beschränkt. Beispielsweise können die Akkumulatorvorrichtungen derart platziert sein, dass die Anordnungsrichtung des Akkumulatorpacks 13 und der Wärmeabgabebauteile parallel zu der vertikalen Richtung senkrecht zu der querverlaufenden Richtung verläuft.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen können die jeweiligen elektrischen Zellen, die den externen Akkumulator 17 und das Akkumulatorpack 13 bilden, beispielsweise eine Nickelwasserstoffsekundärbatterie oder ein Akkumulator aus organischen Radikalen zusätzlich zu der Pb-Speicherbatterie und der Lithiumionensekundärbatterie anwenden.
Jede elektrische Zelle der Akkumulatorvorrichtungen der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele kann ein Außengehäuse aufweisen, das dünn und flach ist. Das Außengehäuse kann aus einem laminierten Blatt bestehen. Das laminierte Blatt besteht aus einem Material mit hoher Isolierungseigenschaft. In diesem Fall weist die elektrische Zelle einen inneren Raum in einem abgeflachten Container auf, der durch Falten des laminierten Blattes und Abdichten von Enden des gefalteten laminierten Blattes durch thermisches Fusionsbonden erhalten wird. Der innere Raum enthält einen Akkumulatorkörper, der eine Elektrodenbaugruppe, einen Elektrolyten, eine Anschlussverbindung, einen Teil eines positiven Anschlusses und einen Teil eines negativen Anschlusses umfasst. Daher wird die Umfangskante des abgeflachten Containers der elektrischen Zelle abgedichtet, und daher wird der Akkumulatorkörper innerhalb des abgeflachten Containers in einem abgedichteten Zustand beherbergt. Die Akkumulatorzelle umfasst ein Paar von Elektrodenanschlüssen, die von dem abgeflachten Container hervorstehen.
Die Außenform jeder elektrischen Zelle der Akkumulatorvorrichtung in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen kann eine kreisförmige Säulenform aufweisen.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen kann der Akkumulator der Akkumulatorvorrichtung eine oder mehrere elektrische Zellen umfassen. Die mehreren elektrischen Zellen können in der Vertikalrichtung gestapelt sein, oder können in der querverlaufenden Richtung angeordnet sein.
Während die vorliegende Offenbarung mit Bezugnahme auf verschiedene exemplarische Ausführungsbeispiele davon beschrieben wurde, sollte verstanden sein, dass die Offenbarung nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele und Konstruktionen beschränkt ist. Im Gegensatz dazu ist die Offenbarung gedacht, verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen abzudecken. Zusätzlich, während verschiedene Elemente der Offenbarung in verschiedenen Kombinationen und Konfigurationen gezeigt sind, die exemplarisch sind, befinden sich andere verschiedene Kombinationen und Konfigurationen, umfassend mehr, weniger oder lediglich ein einzelnes Element, ebenso innerhalb des Geistes der Offenbarung.
Eine Akkumulatorvorrichtung (10) umfasst eine erste Schaltvorrichtung (3) und eine zweite Schaltvorrichtung (4), die nebeneinander platziert sind und Elektrizität zu oder von einem Akkumulator (13) steuern. Die Akkumulatorvorrichtung umfasst weiterhin einen elektrischen Hauptpfad (111, 112, 113), der durch die erste und zweite Schaltvorrichtung gesteuert wird, um sich in einem Zustand des Übertragens von Strom oder einem Zustand des Unterbindens eines Stromflusses zu befinden, und einen elektrischen Geringstrompfad (22c, 22c1, 22c2), der zwischen der ersten und der zweiten Schaltvorrichtung platziert ist. Der elektrische Geringstrompfad überträgt eine kleinere Strommenge als der Strom durch den elektrischen Hauptpfad.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2014013724 A [0002]

Claims

Akkumulatorvorrichtung, mit: einem Akkumulator (13); einer ersten Schaltvorrichtung (3), die eine Eingabe und eine Ausgabe von elektrischer Energie in den und von dem Akkumulator steuert; einer zweiten Schaltvorrichtung (4), die eine Eingabe und eine Ausgabe von elektrischer Energie in den und von dem Akkumulator steuert, wobei die zweite Schaltvorrichtung neben der ersten Schaltvorrichtung platziert ist; einem elektrischen Hauptpfad (111, 112, 113), der durch die erste Schaltvorrichtung und die zweite Schaltvorrichtung gesteuert wird, um sich in einem Zustand des Übertragens von Strom oder einem Zustand des Unterbindens eines Stromflusses zu befinden; und einem elektrischen Geringstrompfad (22c, 22c1, 22c2), der zwischen der ersten Schaltvorrichtung und der zweiten Schaltvorrichtung platziert ist, wobei der elektrische Geringstrompfad eine kleinere Strommenge überträgt als der Strom durch den elektrischen Hauptpfad.
Akkumulatorvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die erste Schaltvorrichtung und die zweite Schaltvorrichtung miteinander parallel verbunden sind.
Akkumulatorvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der elektrische Hauptpfad einer von zwei elektrischen Hauptpfaden (111, 112) ist, die von einer elektrischen Last (19) abzweigen, die erste Schaltvorrichtung an einem der zwei elektrischen Hauptpfade angebracht ist, und die zweite Schaltvorrichtung an einem anderen der zwei elektrischen Hauptpfade angebracht ist.
Akkumulatorvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die erste Schaltvorrichtung eine von zwei ersten Schaltvorrichtungen ist, die parallel miteinander verbunden sind, und mit dem Akkumulator verbunden ist, die zweite Schaltvorrichtung eine von zwei zweiten Schaltvorrichtungen ist, die parallel miteinander verbunden sind, und mit einer elektrischen Last (18) verbunden ist, und der elektrische Geringstrompfad einer von zwei elektrischen Geringstrompfaden ist, die zwischen den zwei ersten Schaltvorrichtungen und den zwei zweiten Schaltvorrichtungen platziert sind.
Akkumulatorvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der elektrische Geringstrompfad (22c, 22c1, 22c2) von dem elektrischen Hauptpfad abzweigt.
Akkumulatorvorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei der elektrische Geringstrompfad ein Teil einer Stromschiene (22) ist, der mit sowohl einem Anschluss der ersten Schaltvorrichtung als auch einem Anschluss der zweiten Schaltvorrichtung verbunden ist, und der elektrische Geringstrompfad mit einer Schaltungsplatine (2) verbunden ist.
Akkumulatorvorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei der elektrische Geringstrompfad ein Kabelbaum ist, der mit sowohl dem elektrischen Hauptpfad als auch einer Schaltungsplatine (2) verbunden ist.
Akkumulatorvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, weiterhin mit: einem ersten Wärmeabgabebauteil (6A), das aus einem Material mit thermischer Leitfähigkeit besteht, wobei das erste Wärmeabgabebauteil einen Außenabdeckungsabschnitt der ersten Schaltvorrichtung direkt kontaktiert oder den Außenabdeckungsabschnitt der ersten Schaltvorrichtung durch ein Wärmeübertragungsbauteil (5) indirekt kontaktiert, wodurch ermöglicht wird, dass Wärme von dem ersten Schaltelement zu dem ersten Wärmeabgabebauteil übertragen wird; und einem zweiten Wärmeabgabebauteil (6B), das aus einem Material mit einer thermischen Leitfähigkeit besteht, wobei das zweite Wärmeabgabebauteil einen Außenabdeckungsabschnitt der zweiten Schaltvorrichtung direkt kontaktiert oder den Außenabdeckungsabschnitt der zweiten Schaltvorrichtung über ein Wärmeübertragungsbauteil (5) indirekt kontaktiert, wodurch ermöglicht wird, dass Wärme von dem zweiten Schaltelement zu dem zweiten Wärmeabgabebauteil übertragen wird, wobei der elektrische Geringstrompfad zwischen dem ersten Wärmeabgabebauteil und dem zweiten Wärmeabgabebauteil platziert ist.
Akkumulatorvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, weiterhin mit einem ersten Wärmeabgabebauteil (6A), das aus einem Material mit einer thermischen Leitfähigkeit besteht, wobei das erste Wärmeabgabebauteil einen Außenabdeckungsabschnitt der ersten Schaltvorrichtung direkt kontaktiert oder den Außenabdeckungsabschnitt der ersten Schaltvorrichtung über ein Wärmeübertragungsbauteil (5) indirekt kontaktiert, wodurch ermöglicht wird, dass Wärme von dem ersten Schaltelement zu dem ersten Wärmeabgabebauteil übertragen wird, wobei der elektrische Geringstrompfad zwischen dem ersten Wärmeabgabebauteil und der zweiten Schaltvorrichtung platziert ist.
Akkumulatorvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, weiterhin mit einem zweiten Wärmeabgabebauteil (6B), das aus einem Material mit einer thermischen Leitfähigkeit besteht, wobei das zweite Wärmeabgabebauteil einen Außenabdeckungsabschnitt der zweiten Schaltvorrichtung direkt kontaktiert oder den Außenabdeckungsabschnitt der zweiten Schaltvorrichtung über ein Wärmeübertragungsbauteil (5) indirekt kontaktiert, wodurch ermöglicht wird, dass Wärme von dem zweiten Schaltelement zu dem zweiten Wärmeabgabebauteil übertragen wird, wobei der elektrische Geringstrompfad zwischen der ersten Schaltvorrichtung und dem zweiten Wärmeabgabebauteil platziert ist.