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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stromquellenvorrichtung.
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Technischer Hintergrund
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Eine Stromquellenvorrichtung ist z. B. in elektrischen Fahrzeugen installiert, die unter Verwendung eines Elektromotors fahren und in Hybrid-Fahrzeugen, die sowohl unter Verwendung einer Brennkraftmaschine als auch eines Elektromotors fahren (siehe Patentdokument 1).
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Die Stromquellenvorrichtung, gezeigt in Patentdokument 1, ist mit einer Batterieanordnung ausgerüstet, enthaltend eine Mehrzahl von Batterien (wiederaufladbare Batterien), einen Sammelschienenmodul, das mit Elektrodenreihen, gebildet in der Batterieanordnung, verbunden ist, Spannungserfassungsleitungen, deren negative Enden jeweils mit Spannungserfassungsanschlüssen zur Erfassung der Spannungen der Batterien verbunden sind und einer Batterie-Überwachungseinheit, mit der die anderen Enden der Spannungserfassungsleitungen verbunden sind und die dazu dienen, Spannungen der jeweiligen Batterien zu erfassen. In der Batterieanordnung sind die Batterien zusammengefasst indem sie durch beschränkende Bänder oder dergleichen in einem Zustand gebündelt sind, in dem sie zwischen einem Paar von Endplatten gehalten sind. Die positive Elektrode und die negative Elektrode jeder Batterie springen von ihrer Oberseite vor, so dass sie voneinander beabstandet sind und die Batterien sind in solch einer Weise angeordnet, dass sie in ihrer Orientierung alternierend einander gegenüberliegen und die positive Elektrode von einer Batterie benachbart zu der negativen Elektrode der benachbarten Batterie angeordnet ist. Das Sammelschienenmodul ist durch Verbinden einer Mehrzahl von Sammelschienengehäuseabschnitten gebildet, wobei jeder von ihnen eine Mehrzahl von Sammelschienen beherbergt, von denen jede in Reihe angrenzende Batterien miteinander verbindet durch Verbinden der positiven Elektrode einer von ihnen mit der negativen Elektrode der anderen.
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Stand der Technik Dokumente
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Patentdokumente
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- Patentdokument 1: JP-A-2013-105571
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Zusammenfassung der Erfindung
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Problem, das durch die Erfindung gelöst werden soll
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Übrigens besteht an Stromquellenvorrichtungen die Anforderung, dass sie in ihrer Ausgangsleistung erhöht werden, um die Leistungsfähigkeit der elektrischen Fahrzeuge und Hybridfahrzeuge zu erhöhen und eine Maßnahme besteht darin, die Anzahl der Batterien, die die Batterieanordnung bilden, zu erhöhen. Z. B. wird in der Stromquellenvorrichtung, gezeigt in Patentdokument 1, ein Gleichstrom von einer Batterieanordnung ausgegeben, in der ein Stapel etwas mehr als 10 Batterien enthält. Andererseits ist bei dieser Stromquellenvorrichtung ein Sammelschienenmodul (oder ein Satz von Sammelschienenmodulen) mit einem Stapel von Batterien verbunden, wodurch benachbarte Batterien miteinander in Reihe verbunden sind, durch Verbinden der angrenzenden positiven Elektrode und negativen Elektrode in jeder Elektrodenreihe miteinander. Außerdem wird in dieser Stromquellenvorrichtung eine Spannung über etwas mehr als 10 Batterien eines Stapels durch eine Batterieüberwachungseinheit erfasst. Daher wird sich dann, wenn die Anzahl der Batterien, die einen Stapel bilden, erhöht, eine höhere Spannung über einen Stapel von Batterien ausbilden, die miteinander durch ein Sammelschienenmodul verbunden sind, und die an die eine Batterieüberwachungseinheit gelegt wird.
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Wo eine Batterieanordnung eine große Anzahl von Batterien enthält (z. B. ein Stapel enthält etwas mehr als 10 Batterien oder einige 10 Batterien), ist es insbesondere wichtig, die Sicherheit bei der Ausführung vorgeschriebener Arbeiten (z. B. Austauscharbeiten oder Wartungsarbeiten) an dem Sammelschienenmodul oder der Batterieüberwachungseinheit sicherzustellen, und es ist notwendig, in gleicher Weise die Sicherheit z. B. in einem Fall der Verbindung mehrerer Stapel von Batterien durch ein Sammelschienenmodul oder die Überwachung ihrer Spannung durch eine Batterieüberwachungseinheit sicherzustellen.
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Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf die obigen Umstände gemacht worden und ein Ziel derselben besteht darin, eine Stromquellenvorrichtung zu schaffen, die es z. B. gestattet, die Arbeit zum Ersatz eines Sammelschienenmodules oder einer Batterieüberwachungseinheit sicher auszuführen, selbst in einem Fall, dass eine Batterieanordnung eine große Anzahl von Batterien enthält
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Lösung des Problems
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Das vorerwähnte Problem kann durch die nachfolgend beschriebenen Konfigurationen gelöst werden.
- (1) Eine Stromquellenvorrichtung enthaltend: eine Batterieanordnung, enthaltend eine Mehrzahl von Batterien, die derart angeordnet sind, dass Elektroden, die unterschiedliche Polaritäten der Batterien haben, benachbart zueinander angeordnet sind, eine Mehrzahl von Sammelschienen, die mit zwei Elektrodenreihen der Batterieanordnung verbunden sind und die positive Elektroden und negative Elektroden, die benachbart zueinander in jeder der Elektrodenreihen angeordnet sind, verbinden; eine Mehrzahl von Halteteilen, von denen jedes, für jede der Mehrzahl von Batteriegruppen, gebildet durch Unterteilen der Batterieanordnung in Batteriegruppen, die Sammelschienen hält, die mit den Elektrodenreihen der Batterien verbunden sind, die zu der jeweiligen der Batteriegruppen gehören und eine Mehrzahl von Batterieüberwachungseinheiten, von denen jede für jede der Batteriegruppen Spannungen der Batterien überwacht, die zu der jeweiligen der Batteriegruppen gehören.
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Entsprechend der Stromquellenvorrichtung, die die Konfiguration von Absatz (1) hat, ist es möglich, die Batterieanordnung in eine Mehrzahl von Batteriegruppen zu unterteilen, so dass eine Gesamtspannung der Batterien, die zu jeder der Batteriegruppen gehören, niedriger als oder gleich zu einer Sicherheitsspannung festgelegt ist (z. B. 50 bis 70 V, vorzugsweise ungefähr 60 V). Daher kann jedes der Halteteile separat mit der entsprechenden Batteriegruppe verbunden werden, deren Gesamtspannung niedriger ist als oder gleich zu der Sicherheitsspannung. Außerdem, da eine Maximalspannung, erfasst durch jede der Batterieüberwachungseinheiten, die Gesamtspannung der Batterien ist, die zu der Überwachungsziel-Batteriegruppe gehören, kann die Maximalspannung, die erfasst wird, niedriger als oder gleich der Sicherheitsspannung gemacht werden.
- (2) Die Stromquellenvorrichtung nach Absatz (1), wobei jedes der Halteteile Sammelschienengehäuseabschnitte enthält, die miteinander verbunden sind und die in zwei Reihen angeordnet sind, sich parallel zueinander in eine Längsrichtung der Batterieanordnung erstreckend, so dass sie den zwei Elektrodenreihen jeweils entsprechen und wobei jede der Batterieüberwachungseinheiten und der Sammelschienengehäuseabschnitte, die in zwei Reihenangeordnet sind, sich in der Längsrichtung der Batterie erstreckend, entlang einer kurzen Richtung der Batterieanordnung zwischen den Sammelschienengehäuseabschnitten angeordnet sind.
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Entsprechend der Stromquellenvorrichtung, die die Konfiguration nach Absatz (2) hat, kann das individuelle Halteteil, das einer fehlerbefallenen Batterieüberwachungseinheit entspricht, leicht entfernt werden, was die Effizienz der Austauscharbeit weiter erhöht.
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Vorteile der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Stromquellenvorrichtung zu schaffen, die es erlaubt, z. B. die Arbeit zum Ersatz eines Sammelschienenmoduls oder einer Batterieüberwachungseinheit sicher auszuführen, selbst in einem Fall, dass eine Batterieanordnung eine große Anzahl von Batterien enthält.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine perspektivische Ansicht, die den Gesamtaufbau einer Stromquellenvorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2 ist eine Draufsicht, die den Gesamtaufbau der Stromquellenvorrichtung nach dem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
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Beispiel zur Ausführung der Erfindung
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Eine Stromquellenvorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.
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Obwohl die Stromquellenvorrichtung nach dem Ausführungsbeispiel der Erfindung z. B. als eine Stromversorgungsvorrichtung für einen Elektromotor, der in einem elektrischen Fahrzeug, einem Hybridfahrzeug oder dergleichen installiert ist, verwendet werden kann, sind die Verwendungen der Stromquellenvorrichtung hierauf nicht beschränkt. In der nachfolgenden Beschreibung werden die Richtungen, die durch die Pfeile X, Y, und Z in 1 angegeben sind als die Vorwärts-Rückwärts-Richtung, die Links-Rechts-Richtung und die Oben-Unten-Richtung jeweils bezeichnet. Für die Oben-Unten-Richtung ist die Aufwärtsrichtung (oder Oberseite) als die Richtung (oder die Seite) bezeichnet, die durch die Aufwärtsrichtung in 1 bezeichnet ist und die Abwärtsrichtung (oder Bodenseite) ist definiert als die Richtung (oder die Seite), die durch die Abwärtsrichtung in 1 bezeichnet ist. Jedoch müssen diese Vorwärts-Rückwärts-Richtung, Links-Rechts-Richtung und Oben-Unten-Richtung nicht stehts mit den Richtungen der Verwendung in einem Zustand, in dem die Stromquellenvorrichtung in einem Fahrzeug installiert ist, übereinstimmen (z. B. der Vorwärts-Rückwärts-Richtung, Links-Rechts-Richtung und Oben-Unten-Richtung des Fahrzeuges).
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Wie in 1 gezeigt ist, enthält die Stromquellenvorrichtung 1 nach dem Ausführungsbeispiel: eine Batterieanordnung 20, die eine Mehrzahl von Batterien 2 enthält, die so angeordnet sind, dass Elektroden 21 und 22, die unterschiedliche Polaritäten der Batterien 2 haben, benachbart zueinander angeordnet sind; eine Mehrzahl von Sammelschienen 3, die mit zwei Elektrodenreihen 23 und 24 der Batterieanordnung 20 verbunden sind und die die positiven Elektroden 21 und die negativen Elektroden 22, die zueinander in jeder der Elektrodenreihen 23 und 24 benachbart sind verbinden; eine Mehrzahl von Halteteilen 4, von denen jedes für jede eine Mehrzahl von Batteriegruppen, gebildet durch Unterteilen der Batterieanordnung 20 in die Batteriegruppen 20a–20d, die Sammelschienen 3 halten, verbunden mit den Elektrodenreihen 23 und 24 der Batterien 2, gehörend zu der jeweiligen der Batteriegruppen, und eine Mehrzahl von Batterieüberwachungseinheiten 5, von denen jede, für jede der Batteriegruppen, Spannungen der Batterien 2 überwacht, die zu der entsprechenden der Batteriegruppen gehören. Das heißt, die Stromquellenvorrichtung 1 nach dem Ausführungsbeispiel ist mit der Mehrzahl von Halteteilen 4 und der Mehrzahl von Batterieüberwachungseinheiten 5 ausgerüstet, die in ihrer Anzahl mit derjenigen der Batteriegruppen gebildet durch Unterteilen der Batterieanordnung 20 (der Mehrzahl von Batterien 2), übereinstimmen.
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In der obigen Konfiguration enthält jede Batteriegruppe eine Mehrzahl von Batterien 2, wobei die Summe deren Spannungen niedriger als oder gleich zu einer Sicherheitsspannung festgelegt ist (z. B. 50 bis 70 V, vorzugsweise ungefähr 60 V). D. h. die Batterieanordnung ist in Batteriegruppen unterteilt, die Spannungen produzieren, die niedriger sind als oder gleich der Sicherheitsspannung. In der Beispielskonfiguration, die in 1 gezeigt ist, ist die Batterieanordnung 20 in vier Batteriegruppen 20a–20d unterteilt. Es gibt keine besondere Begrenzungen hinsichtlich der Anzahl der Batterien, die zu jeder Batteriegruppe gehören, solange wie die Summe der Spannungen über diese Batterien niedriger als oder gleich der Sicherheitsspannung festgelegt ist. Jede Batteriegruppe kann dieselbe Anzahl von Batterien enthalten oder wahlweise können die Batteriegruppen unterschiedliche Anzahlen von Batterien enthalten. Es ist möglich, die Anzahl der Batterien, die jede Batteriegruppe bilden, auf irgendeine beliebige Anzahl festzulegen, solange wie die Spannung der Batteriegruppen niedriger ist als oder gleich der Sicherheitsspannung. In diesem Zusammenhang ist die Unterteilung der Batterieanordnung 20 in Batteriegruppen, d. h. sind die Sätze von Batterien deren Summe ihrer Spannungen niedriger als oder gleich zu der Sicherheitsspannung festgelegt ist, geradewegs dem Zweck der Bequemlichkeit unterworfen. Es ist nicht unverzichtbar, die Batterieanordnung selbst physisch oder strukturell zu unterteilen. D. h. es reicht aus, dass die Einheiten (Halteteile 4; später beschrieben) zum Halten der Batterien 2, die untereinander durch die Sammelschienen 3 verbunden sind und die Einheiten (Batterieüberwachungseinheiten 5) zum Überwachen der Spannungen der Zielbatterien 2 voneinander physisch oder strukturell getrennt sind.
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Jede der Batterien 2, die die Batterieanordnung 20 bilden, ist ungefähr wie ein rechteckiger Parallelepiped geformt und eine zylindrische positive Elektrode 21 springt von der Oberseite der Batterie an einem Ende vor und eine zylindrische negative Elektrode 22 springt von der Oberseite der Batterie an dem anderen Ende vor, um so in Gewindeeingriff mit jeweiligen Muttern in Eingriff bringbar zu sein. Die Batterien 2 sind so angeordnet, dass sie in ihrer Orientierung alternierend entgegengesetzt sind und die positive Elektrode 21 eine Batterie benachbart zu der negativen Elektrode 22 der benachbarten Batterie ist und die Batterieanordnung 20 ist durch Zusammenbinden der Batterien 2 gebildet. Um die angrenzenden Batterien voneinander zu isolieren kann ein Teil (Abstandshalter) zwischen ihnen eingesetzt sein. Jede Batterie 2 kann eingehaust und durch ein isolierendes Haltegehäuse gehalten sein.
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Jede Sammelschiene 3 ist gebildet durch z. B. Aussetzen einer leitfähigen flachen Platte einem Stanzen, Biegen etc. und hat Öffnungen (Elektrodenöffnungen) durch die die positive Elektrode 21 und die negative Elektrode 22 der benachbarten Batterien 2 einzusetzen sind. Jede Sammelschiene 3 ist mit der Batterieanordnung 20 durch Gewindeeingriff jeweiliger Muttern oder dergleichen mit der positiven Elektrode 21 und der negativen Elektrode 22 befestigt, die vorspringen und in die jeweiligen Elektrodenöffnungen eingesetzt sind und die positive Elektrode 21 und die negative Elektrode 22 der benachbarten Batterien 2 sind miteinander verbunden und die benachbarten Batterien 2 sind miteinander in Reihe verbunden. Übrigens ist jede Sammelschiene 3, die die positive Elektrode 21 und die negative Elektrode 22 von benachbarten Batterien 2 verbindet, um die benachbarten Batterien 2 in Reihe zu verbinden, mit zwei Elektrodenöffnungen versehen.
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Andererseits ist jede Sammelschiene 3a, die mit einem positiven Elektrodenanschluss 21a oder einem negativen Elektrodenanschluss 22a der Batterieanordnung 20 verbunden ist, mit nur einer Elektrodenöffnung versehen. Der positive Elektrodenanschluss 21a ist die positive Elektrode 21 der Batterie 2, die an einem Ende in der Vorder-Rückwärts-Richtung angeordnet ist und der negative Elektrodenanschluss 22a ist die negative Elektrode 22 der Batterie 2, die an dem anderen Ende in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung angeordnet ist. Die Stromquellenvorrichtung ist so ausgebildet, dass ein Gleichstromausgang der Batterieanordnung 20 zwischen dem positiven Elektrodenanschluss 21a und dem negativen Elektrodenanschuss 22a erhalten wird.
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Eine Spannungserfassungsleitung zur Erfassung von Spannungen quer über die Batterien 2, verbunden durch jede Sammelschiene 3, ist mit der Sammelschiene 3 verbunden. Z. B. ist eine Spannungserfassungsleitung elektrisch mit jeder Sammelschiene 3 über einen Spannungserfassungsanschluss verbunden, der getrennt von der Sammelschiene 3 ausgebildet ist, durch Aussetzen einer leitfähigen flachen Platte, einem Stanzen, Biegen, etc. oder durch einen Drahtverbindungsabschnitt, der in der Sammelschiene 3 zum Zwecke der Verbindung einer Spannungserfassungsleitung ausgebildet ist. Wo der Spannungserfassungsanschluss verwendet wird, kann der Leiter der Spannungserfassungsleitung durch einen Crimpabschnitt, der an dem Erfassungsanschluss ausgebildet ist, verbunden werden. Der Spannungserfassungsanschluss ist mit einer Durchgangsöffnung versehen, um durch diese eine Elektrode (positive Elektrode 21 oder negative Elektrode 22) einzusetzen, mit der die Sammelschiene 3 verbunden ist und eine Mutter oder dergleichen ist in Gewindeeingriff mit der Elektrode 21 oder 22, die vorspringt und ist in die Durchgangsöffnung eingesetzt ist, wodurch der Spannungserfassungsanschluss zusammen mit der Sammelschiene 3 an der Batterieanordnung 20 befestigt ist. Wo der Drahtverbindungsabschnitt verwendet wird, kann ein Abschnitt des Leiters der Spannungserfassungsleitung, freigelegt durch Abisolieren eines Teiles eines Isolierüberzuges, mit dem Drahtverbindungsabschnitt durch Ultraschallverbindung, Löten oder dergleichen verbunden sein.
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Das Halteteil 4 ist aus Isoliermaterial hergestellt, wie z. B. einem Kunstharz und ist in solch einer Weise konfiguriert, dass zwei Reihen der Sammelschiene-Gehäuseabschnitte 41 miteinander verbunden sind, um sich in Vorwärts-Rückwärts-Richtung (Längsrichtung der Batterieanordnung 20) zu erstrecken, um so den jeweiligen Elektrodenreihen 23, 24 der Batterieanordnung 20 zu entsprechen. Eine Verformung des Halteteiles 4 (genauer eine Verzerrung der Sammelschienen-Gehäuseabschnitte 21) etc. bei Auftreten von thermischer Ausdehnung oder Kontraktion kann durch Verbinden jedes benachbarten Paares von Sammelschienen-Gehäuseabschnitten 41 mit einem Gelenk (z. B. einem elastisch gebogenen Stück) verhindert werden. Jeder Sammelschienen-Gehäuseabschnitt 41 ist konfiguriert, um eine Sammelschiene 3 in einem Gehäuseraum aufzunehmen, der durch eine rahmenförmige Umfangswand umgeben ist, die sich von dem Boden des Halteteiles 4 erhebt. Die Sammelschiene 4 ist konfiguriert, um in der Lage zu sein, durch den Sammelschienen-Gehäuseabschnitt 41 gehalten zu sein, wenn in diesem aufgenommen, durch Verriegelung eines Nagels oder dergleichen, der von der Umfangwand an ihr vorspringt. Anstelle der Verriegelung unter Verwendung des Nagels kann die Sammelschiene 3 z. B. durch Verbinden mit Klebstoff gehalten sein. Das Halteteil 4 kann in der Anordnungsrichtung (Vorwärts-Rückwärts-Richtung) der Batterien 2 mit Drahtführungsabschnitten versehen sein, zur Führung der Spannungserfassungsleitungen. Dies macht es möglich, die Spannungserfassungsleitungen, die mit den Batterien 2 über die Sammelschienen 3 verbunden sind, glatt benachbart zu dem Halteteil 4 zu verdrahten. Auf diese Weise werden die Sammelschienen 3 in den Sammelschienen-Gehäuseabschnitten 41 aufgenommen und gehalten und ist das Halteteil 4, das die Drahtführungsabschnitte aufweist, durch die die Spannungserfassungleitungen mit den Sammelschienen 3 verdrahtet sind, als ein Sammelschienenmodul mit den Elektrodenreihen 23 und 24 der Batterieanordnung verbunden.
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In dem Ausführungsbeispiel, hält das Halteteil 4 für jede der vier Teilbatteriegruppen 20a–20d der Batterieanordnung 20 die Sammelschienen 3, die mit den Elektrodenreihen der Batterien 2, die zu der Batteriegruppe 20a, 20b, 20c oder 20d gehören, verbunden sind. Daher ist das Halteteil 4 ausgestaltet, um in ein erstes Halteteil 4a, ein zweites Halteteil 4b, ein drittes Haltteil 4c und ein viertes Halteteil 4d trennbar zu sein. Obwohl in dem Ausführungsbeispiel das Halteteil 4 so ausgebildet ist, in vier Teile auftrennbar zu sein, besteht der Aspekt darin, dass das Halteteil in eine Mehrzahl von Teilen der gleichen Anzahl wie die Anzahl der Batteriegruppen trennbar ist, die die Batterieanordnung bilden.
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Die Batterieüberwachungseinheit 5 ist ein elektronisches Bauteil zu Erfassung von Spannungen der jeweiligen Batterien 2 und zum Steuern von Laden/Entladen etc. der einzelnen Batterien 2 auf der Grundlage der erfassten Spannungswerte und ist mit einer Leiterplatte ausgerüstet, die einen Mikrocomupter und Schaltkreise zur Erfassung der Spannungen der jeweiligen Batterien 2, von Strömen, einer Temperatur etc. aufweist, die in einem Gehäuse aufgenommen sind und zwischen den Elektrodenreihen 23 und 24 der Batterieanordnung 20 angeordnet sind. Es ist wünschenswert, dass die Batterieüberwachungseinheit 5 z. B. mit einem oberen Abschnitt eines Rauchabgaskanales verbunden sein, der vorgesehen ist, um Abgas, erzeugt vom Inneren einer abnormalen Batterie 2, abzuführen und dass die Batterieüberwachungseinheit 5 und die zwei Reihen von Sammelschienen-Gehäuseabschnitten 41, die sich in der Längsrichtung der Batterienordnung erstrecken, in einer kurzen Richtung (Links-Rechts-Richtung) der Batterieanordnung 20 in ungefähr derselben Ebene angeordnet sind, in solche einer Weise, dass die Batterieüberwachungseinheit 5 zwischen den zwei Reihen von Sammelschienen-Gehäuseabschnitten 41 angeordnet ist. Ein Einheit-Halteabschnitt zum Halten der Batterieüberwachungseinheit 5 kann zwischen den zwei Reihen von Sammelschienen-Gehäuseabschnitten 41 des Halteteiles 4 einstückig mit diesen ausgebildet sein. Die Batterieüberwachungseinheit 5 ist mit den Sammelschienen 3 über die jeweiligen Spannungserfassungsleitungen verbunden und hierdurch elektrisch mit den Batterien 2 verbunden. Somit werden Spannungen der jeweiligen Batterien 2 an die Batterieüberwachungseinheit 5 über die Spannungserfassungsleitungen ausgegeben. Es gibt keine besonderen Beschränkungen hinsichtlich des Verfahrens zur elektrischen Verbindung zwischen der Batterieüberwachungseinheit 5 und den Spannungserfassungsleitungen. Z. B. ist die Batterieüberwachungseinheit 5 mit Verbindern zur Verbindung mit den Spannungserfassungsleitungen versehen und eine elektrische Verbindung ist zwischen der Batterieüberwachungseinheit 5 und den Spannungserfassungsleitungen durch Verbinden von Verbindern mit diesen Verbindern etabliert, vorgesehen für die jeweiligen Spannungserfassungsleitungen. Dies macht es möglich, die Verbindungserfassungsleitungen leicht mit der Batterieüberwachungseinheit 5 zu verbinden und leicht die Spannungserfassungsleitungen von der Batterieüberwachungseinheit 5 zu entfernen.
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In dem Ausführungsbeispiel überwacht die Batterieüberwachungseinheit 5 für jede der vier Teil-Batteriegruppen 20a–20d der Batterieanordnung 20, Spannungen der Batterien 2, die zu der Batteriegruppe 20a, 20b, 20c oder 20d gehören. Daher ist die Stromquellenvorrichtung mit einer ersten Batterie-Überwachungseinheit 5a, einer zweiten Batterie-Überwachungseinheit 5b, einer dritten Batterie-Überwachungseinheit 5c und einer vierten Batterie-Überwachungseinheit 5d ausgerüstet. Obwohl in dem Ausführungsbeispiel die vier Batterie-Überwachungseinheiten 5a–5d vorgesehen sind, besteht der Punkt darin, dass die Mehrzahl von Batterie-Überwachungseinheiten in der gleichen Anzahl vorgesehen ist, wie die Batteriegruppen, die die Batterieanordnung bilden.
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Wie oben beschrieben können nach dem Ausführungsbeispiel, da die Gesamtspannungen der vier jeweiligen Batteriegruppen 20a–20d niedriger festgesetzt sind als oder gleich der Sicherheitsspannung (z. B. 50 bis 70 V; vorzugsweise ungefähr 60 V) die vier Halteteile 4a–4d separat mit den vier jeweiligen Batteriegruppen 20a–20d verbunden werden, deren Gesamtspannungen niedriger als oder gleich der Sicherheitsspannung sind. Außerdem, da die Maximalspannung, erfasst durch jede der vier Batterieüberwachungseinheiten 5a–5d die Summe der Spannungen quer über die Batterien 2 ist, die zu der überwachten Ziel-Batteriegruppe 20a, 20b, 20c oder 20d gehören, kann die erfasste Maximalspannung niedriger als oder geich der Sicherheitsspannung gemacht werden.
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Daher kann selbst dann, wenn eine vorgeschriebene Arbeit an den ersten bis vierten Halteteilen 4a–4d der ersten bis vierten Batterieüberwachungseinheiten 5a–5d ausgeführt wird, dies unter der Sicherheitsspannung vorgenommen werden. D. h. selbst wo eine Batterieanordnung eine große Anzahl von Batterien enthält, kann durch Anwenden der Konfiguration bei der wie in dem Ausführungsbeispiel die Batterieanordnung in eine Mehrzahl von Batteriegruppen unterteilt wird, deren Gesamtspannungen nierdriger als oder gleich der Sicherheitsspannung festgelegt sind und Halteeinheiten (insbesondere Sammelschienenmodule) und Batterieüberwachungseinheiten für die jeweiligen Batteriegruppen vorgesehen werden, die Sicherheit der Arbeit die an diesen Halteteilen oder den Batterieüberwachungseinheiten geführt, sichergestellt werden. Z. B. selbst in dem Fall einer Batterieanordnung, in der ein Stapel etwas mehr als zehn oder einige zehn Batterien 2 enthält, kann die Sicherheit der Arbeit zuverlässig sichergestellt werden durch Ausführen von Austauscharbeit an einem einzelnen Sammelschienenmodul oder einer Batterieüberwachungseinheit, wenn eine Störung in den Sammelschienenmodulen oder den Batterieüberwachungseinheiten aufgetreten ist. Außerdem kann die Effizienz der Arbeit erhöht werden, da es ausreichend ist, nur ein einzelnes Sammelschienenmodul oder Batterieüberwachungseinheit in der eine Störung aufgetreten ist, zu ersetzen, d. h. es ist nicht erforderlich, das gesamte Sammelschienenmodul oder die Batterieüberwachungseinheit zu ersetzen.
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Jede der ersten bis vierten Batterieüberwachungseinheiten 5a–5d und die zugehörigen zwei Reihen von Sammelschienen-Aufnahmeabschnitten 41 des ersten Halteabschnitts 4a des zweiten Halteabschnittes 4b, des dritten Halteabschnittes 4c oder der vierten Halteabschnittes 4d sind in der kurzen Richtung der Batterieanordnung 20 in ungefähr derselben Ebene in einer solchen Weise angeordnet, dass die erste Batterieüberwachungseinheit 5a, die zweite Batterieüberwachungseinheit 5b, die dritte Batterieüberwachungseinheit 5c oder die vierte Batterieüberwachungseinheit 5d zwischen den zwei Reihen von Sammelschienen-Aufnahmeabschnitten 41 angeordnet sind. Im Ergebnis können der erste Halteabschnitt 4a, der zweite Halteabschnitt 4b, der dritte Halteabschnitt 4c oder der vierte Halteabschnitt 4d die einer fehlerbefallenen der ersten bis vierten Batterieüberwachungseinheiten 5a–5d entsprechen, leicht individuell entfernt werden, was die Effektivität der Austaucharbeit weiter erhöht.
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Wo Einheit-Halteabschnitte zum Halten der jeweiligen ersten bis vierten Batterie-Überwachungseinheiten 5a–5d einstückig mit den jeweiligen ersten bis vierten Halteteilen 4a–4d ausgebildet sind, kann eines der ersten bis vierten Halteteile 4a–4d zusammen mit der korrespondierenden einen der ersten bis vierten Batterieüberwachungseinheiten 5a–5d entfernt werden, was die Austauscharbeit erleichtert.
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Obwohl das Ausführungsbeispiel oben beschrieben wurde, ist das vorbeschriebene Ausführungsbeispiel nur ein Beispiel der Erfindung und die Erfindung ist nicht auf nur die Konfigureation nach dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel beschränkt. Es ist offensichtlich für die Fachleute, dass Modifikationen oder Änderungen möglich sind, ohne vom Geist und Wesen der Erfindung abzuweichen und solche Änderungen oder Modifikationen sollten natürlich als in den Ansprüchen dieser Erfindung umfasst und enthalten angesehen werden.
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Die vorliegende Erfindung basiert auf der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2014-030716 , eingereicht 20. Februar 2014, deren Offenbarung hiermit vollständig durch Inbezugnahme eingearbeitet ist.
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Nun werden die Merkmale der vorerläuterten Stromquellenvorrichtung nach dem Ausführungsbeispiel der Erfindung zusammengefasst nachfolgend knapp in einer merkmalsbezogenen Weise zusammengefasst:
- [1] Stromquellenvorrichtung (1) enthaltend:
eine Batterieanordnung (20) enthaltend eine Mehrzahl von Batterien (2), die so angeordnet sind, dass Elektroden (positive Elektrode 21, negative Elektrode 22), der Batterien, die unterschiedliche Polaritäten haben, zueinander benachbart sind;
eine Mehrzahl von Sammelschienen (3), die mit den zwei Elektrodenreihen (23) der Batterieanordnung (20) verbunden sind und die die positiven Elektroden (21) und negativen Elektroden (22), die benachbart zueinander sind in jeder der Elektrodenreihen (23, 24) sind, miteinander verbinden;
eine Mehrzahl von Halteteilen (erstes Halteteil 4a, zweites Halteteil 4b, drittes Halteteil 4c, viertes Halteteil 4d) von denen jedes für jede eine Mehrzahl von Batteriegruppen (20a–20d), gebildet durch Unterteilen der Batterieanordnung (20) in die Batteriegruppen (20a–20d), die Sammelschienen (3) hält, die mit den Elektrodenreihen (23, 24) der Batterien (2) die zu der entsprechenden einen der Batteriegruppen (20a, 20b, 20c, oder 20d) gehört, verbunden sind; und
eine Mehrzahl von Batterieüberwachungseinheiten (erste Batterieüberwachungseinheit 5a, zweite Überwachungseinheit 5b, dritte Überwachungseinheit 5c, vierte Batterieüberwachungseinheit 5d) von den jede für jede der Batteriegruppen (20a–20d) Spannungen der Batterien (2), die zu der entsprechenden einen der Batteriegruppen (20a, 20b, 20c oder 20d) gehören, überwacht.
- [2] Die Stromquellenvorrichtung (1) nach Absatz [1],
wobei jedes der Halteteile (4a–4d) Sammelschienen-Gehäuseabschnitte (41) enthält, die miteinander verbunden sind und die in zwei Reihen angeordnet sind, die sich parallel zueinander in einer Längsrichtung der Batterieanordnung (20) erstrecken, um so den zwei Elektrodenreihen (23, 24) jeweils zu entsprechen; und
wobei jede der Batterieüberwachungseinheiten (5a–5d) der Sammelschienen-Gehäuseabschnitte (41, 41), angeordnet in zwei Reihen, die sich in der Längsrichtung der Batterieanordnung (20) erstrecken, entlang einer kurzen Richtung der Batterieanordnung (20) zwischen den Sammelschienen-Gehäuseabschnitten (41, 41) angeordnet ist.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Die Stromquellenvorrichtung nach der Erfindung gestattet, z. B. eine Arbeit zum Austausch eines Sammelschienenmoduls oder einer Batterieüberwachungseinheit sicher auszuführen, selbst in einem Fall, dass eine Batterieanordnung eine große Anzahl von Batterien enthält, wobei die Stromquellenvorrichtung z. B. für die Installation in elektrischen Fahrzeugen vorgesehen ist, die unter Verwendung eines Elektromotors fahren und von Hybridfahrzeugen vorgesehen ist, die sowohl unter Verwendung einer Brennkraftmaschine als auch eines Elektromotors fahren.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Stromquellenvorrichtung
- 2
- Batterie
- 3
- Sammelschiene
- 4
- Halteteil
- 5
- Batterieüberwachungseinheit
- 20
- Batterieanordnung
- 20a–20d
- Batteriegruppen
- 21
- positive Elektrode
- 22
- negative Elektrode
- 23, 24
- Elektrodenreihe
