DE112016005977T5 - Verbindungsmodul - Google Patents

Abstract

Ein Verbindungsmodul (1), das an einer Stromspeicherelementengruppe (6) anbringbar ist, die gebildet ist, indem mehrere Stromspeicherelemente (61) aneinander gereiht sind, ist mit einer Stromschiene (einem Verbindungsglied) (41), die sich in einer vertikalen Richtung erstreckt und mit Elektrodenanschlüssen (65) verbunden ist, einem isolierenden Schutz (10) mit einem Halteabschnitt (13), der die Stromschiene (41) hält, und einer Abdeckung (20) versehen, die die Stromschiene (41) bedeckt. Die Abdeckung (20) ist mit einem Eingangsdurchlass (35) und einem Ausgangsdurchlass (37), der oberhalb des Eingangsdurchlasses (35) platziert ist, versehen, und ein Lüftungskanal (30), durch den Luft in der vertikalen Richtung strömen kann, ist zwischen der Abdeckung (20) und dem Halteabschnitt (13) gebildet, wobei der Lüftungskanal (30) mit dem Eingangsdurchlass (35) und dem Ausgangsdurchlass (37) in Kommunikation steht und die Stromschiene (41) im Inneren des Lüftungskanals (30) angeordnet ist.

Description

• Technisches Gebiet
• Die in der vorliegenden Beschreibung offenbarte Technik betrifft ein Verbindungsmodul.
• Stand der Technik
• Herkömmlicherweise wird ein Stromspeichermodul mit einer Stromspeicherelementengruppe, die gebildet ist, indem mehrere Stromspeicherelementen aneinander gereiht sind, als Stromspeichermodul ausschließlich für ein Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug verwendet, um die Leistung zu erhöhen. Bei einem solchen Stromspeichermodul ist ein Verbindungsmodul mit einem Isolationsschutz, der ein Verbindungsglied hält, an der Stromspeicherelementengruppe aus einer Richtung angebracht, die zu einer Richtung senkrecht verläuft, in der die Stromspeicherelemente aneinander gereiht sind, Elektrodenanschlüsse aneinandergrenzender Stromspeicherelemente sind über das Verbindungsglied miteinander verbunden, und auf diese Weise sind mehrere Stromspeicherelemente miteinander verbunden. Bei Nutzung eines solchen Stromspeichermoduls fließt in den Verbindungsgliedern, die die Elektrodenanschlüsse miteinander verbinden, ein starker Strom, und somit erhöht sich eine durch das Verbindungsglied erzeugte Wärmemenge Q nach dem jouleschen Gesetz, das wie folgt ausgedrückt ist: $$\text{Q}={\text{I}}^2\times \text{R}\times \text{t}$$

  
• In dieser Gleichung 1 bezeichnet Q die Menge der erzeugten Wärme, I bezeichnet den Strom, R bezeichnet den elektrischen Widerstand, und t bezeichnet die Zeit. Wenn auf diese Weise die Temperatur des Stromspeichermoduls zum Beispiel aufgrund einer großen erzeugten Wärmemenge auf einen hohen Wert steigt, besteht das Risiko, dass der aus Harz hergestellte Isolationsschutz thermisch verformt wird und eine Batterieleistungsfähigkeit der Stromspeicherelemente beeinträchtigt wird.
• Vor diesem Hintergrund wurde als Technik zur Verhinderung eines Anstiegs der Temperatur des Stromspeichermoduls auf einen hohen Wert beispielsweise eine Technik vorgeschlagen, wie sie im nachstehend genannten Patentdokument 1 offenbart ist. Bei einem in Patentdokument 1 offenbarten Batterie-Verbindungsmodul erfolgt eine Ableitung von Wärme, die sich in einem Raum zwischen einem Verbindungsmodul und einer einzelnen Batteriegruppe leicht staut, durch das Vorsehen einer Wand, die zu der einzelnen Batteriegruppe in dem Schutz stufenartig entgegengesetzt ist, an der einzelnen Batteriegruppe anbringbar ist und das Verbindungsglied hält, und durch die Bildung eines Lüftungsraums zwischen einer zweiten Wand, deren Abstand von der einzelnen Batteriegruppe größer als derjenige einer ersten Wand ist.
• Liste zitierter Druckschriften
• Patentdokumente
• Patentdokument 1: JP 5776935B
• Zusammenfassung der Erfindung
• Technische Aufgabe
• Bei einem Verbindungsmodul, das mit einer Abdeckung versehen ist, die so angeordnet ist, dass sie ein Verbindungsglied zur Isolierung und zum Schutz bedeckt, staut sich im Übrigen Wärme im Inneren der Abdeckung, wo das Verbindungsglied angeordnet ist, und daher ist die Temperatur im Inneren des Verbindungsmoduls tendenziell hoch. Auch wenn Maßnahmen ergriffen wurden wie etwa das Durchführen einer Luftstromkühlung durch Anordnung z.B. eines Gebläses, ist daher in manchen Fällen die Anordnung des Gebläses oder dergleichen durch Einschränkungen erschwert wie etwa die Einbaubedingungen, Verwendungsbedingungen und zudem die Kosten. Daher besteht Bedarf an einer Technik zum wirksamen Ableiten von Wärme im Inneren des Verbindungsmoduls durch natürliche Konvektion.
• Die in der vorliegenden Beschreibung offenbarte Technik wurde aufgrund der obigen Umstände entwickelt und hat die Bereitstellung eines Verbindungsmoduls zum Ziel, das Wärme im Inneren eines Verbindungsmoduls mit einer einfachen Struktur wirksam ableiten kann.
• Lösung der Aufgabe
• Ein in der vorliegenden Beschreibung offenbartes Verbindungsmodul ist ein Verbindungsmodul, das an einer Stromspeicherelementengruppe anbringbar ist, die gebildet ist, indem mehrere Stromspeicherelemente, die jeweils einen positiven und einen negativen Elektrodenanschluss haben, aneinander gereiht sind, wobei das Verbindungsmodul umfasst: ein Verbindungsglied, das sich in einer vertikalen Richtung erstreckt und mit einem der Elektrodenanschlüsse verbunden ist; und eine Abdeckung, die das Verbindungsglied bedeckt, wobei die Abdeckung an der Stromspeicherelementengruppe angebracht ist. Die Abdeckung hat einen Eingangsdurchlass und einen Ausgangsdurchlass, der an einer Position oberhalb einer Position des Eingangsdurchlasses vorgesehen ist, und einen Lüftungskanal, durch den Luft in der vertikalen Richtung strömen kann und der zwischen der Abdeckung und der Stromspeicherelementengruppe gebildet ist, wobei der Lüftungskanal mit dem Eingangsdurchlass und dem Ausgangsdurchlass in Kommunikation steht und das Verbindungsglied im Inneren des Lüftungskanals angeordnet ist.
• Bei dem obigen Aufbau ist ein Lüftungskanal, in dem Luft in der vertikalen Richtung strömen kann, im Inneren des Verbindungsmoduls durch einen sehr einfachen Aufbau gebildet, bei dem ein Eingangsdurchlass und ein Ausgangsdurchlass in der Abdeckung vorgesehen sind. Das Wärme erzeugende Verbindungsglied ist im Inneren dieses Lüftungskanals angeordnet, und somit kann die Wärme im Inneren des Verbindungsmoduls aufgrund des Kamineffektes effizient abgeleitet werden. Insbesondere erwärmt sich Luft, die aus dem in der Abdeckung vorgesehenen Eingangsdurchlass in das Verbindungsmodul strömt, durch Kontakt mit dem Verbindungsglied, das im Inneren des Lüftungskanals angeordnet ist. Die Luft, deren Dichte durch die Erwärmung verringert ist, wird leichter, steigt in dem Belüftungsweg auf und strömt aus dem Ausgangsdurchlass der Abdeckung aus, die an einer Position oberhalb des Eingangsdurchlasses, d.h. an einer höheren Position als derjenigen des Eingangsdurchlasses, vorgesehen ist. Hierdurch ist die in dem Verbindungsglied erzeugte Wärme effizient aus dem Verbindungsmodul nach außen ableitbar. Darüber hinaus entsteht im Inneren des Lüftungskanals durch Aufwärtskonvektion der erwärmten Luft ein Unterdruck, so dass Außenluft leicht aus dem Eingangsdurchlass in das Verbindungsmodul strömt, und daher wird eine Kühlungseffizienz des Verbindungsglieds weiter erhöht.
• Bei dem in der vorliegenden Beschreibung offenbarten Verbindungsmodul kann der Lüftungskanal auch in der Abdeckung gebildet sein, und der Lüftungskanal kann auch mit einer Rippe versehen sein, die in Richtung des Verbindungsglieds absteht und sich von der Eingangsdurchlassseite zu der Ausgangsdurchlassseite erstreckt. Mit diesem Aufbau wird die Steifigkeit eines Abschnitts der Abdeckung, der den Lüftungskanal bildet, erhöht und die Festigkeit verbessert, und zudem wird durch die Rippe, die in den Lüftungskanal absteht und als Begradigungsplatte dient, der Luftstrom im Inneren des Lüftungskanals begradigt und die Strömungsfähigkeit der Luft verbessert, und somit kann die Wärme effizienter abgeleitet werden.
• Darüber hinaus kann bei dem in der vorliegenden Beschreibung offenbarten Verbindungsmodul der Lüftungskanal auch entlang der vertikalen Richtung gebildet sein. Bei diesem Aufbau kann die Luft im Inneren des Lüftungskanals leicht strömen, und somit kann die Wärme effizienter abgeleitet werden.
• Darüber hinaus kann bei dem in der vorliegenden Beschreibung offenbarten Verbindungsmodul das Verbindungsglied auch ein langes Verbindungsglied sein, das über die mehreren Stromspeicherelemente der Stromspeicherelementengruppe verläuft. Die oben genannte Gleichung 1 wird dabei zu der folgenden Gleichung 2: $$\text{Q}=\text{l}\times \left(\mathrm{\rho }\text{l/A}\right)\times \text{t}$$

  

  wobei der spezifische elektrische Widerstand mit p bezeichnet ist, die Querschnittsfläche mit A bezeichnet ist und die Länge mit 1 bezeichnet ist, und die Menge der erzeugten Wärme Q erhöht sich mit der Verlängerung des Verbindungsglieds. Bei diesem Aufbau ist die in der vorliegenden Beschreibung offenbarte Technik besonders wirksam anwendbar.
• Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
• Die Technik gemäß der vorliegenden Beschreibung ermöglicht die Bereitstellung eines Verbindungsmoduls, das fähig ist, innere Wärme mit einer einfachen Struktur wirksam abzuleiten.
• Figurenliste
• 1 ist eine Vorderansicht eines Stromspeichermoduls, an dem ein Verbindungsmodul gemäß einer Ausführungsform angebracht ist.
• 2 ist eine Vorderansicht einer Stromspeicherelementengruppe.
• 3 ist eine Vorderansicht, die zeigt, wie ein isolierender Schutz an dem Aufbau in 2 angebracht ist.
• 4 ist eine Vorderansicht, die zeigt, wie Stromschienen an dem Aufbau in 3 angebracht sind.
• 5 ist eine Rückansicht einer Abdeckung.
• 6 ist eine von unten gesehene Teilansicht von 1.
• 7 ist eine von oben gesehene Teilansicht von 1.
• 8 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A in 1.
• 9 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B in 1.
• Beschreibung von Ausführungsformen
• Ausführungsform
• Nachfolgend wird ein Stromspeichermodul M1, an dem ein Verbindungsmodul 1 gemäß einer Ausführungsform angebracht ist, mit Bezug auf 1 bis 9 beschrieben.
• Das Stromspeichermodul M1 wird in einer Stellung mit der oberen Seite in 1 bis 5 und 8 als oberer Seite U (und der unteren Seite nach unten) verwendet. In der folgenden Beschreibung bezeichnet F die Vorderseite (hinten bezeichnet die Rückseite), und links L bezeichnet die linke Seite (rechts bezeichnet die rechte Seite), der Papierebenen in 1 bis 4.
• Stromspeichermodul M1
• Das in 1 gezeigte Stromspeichermodul M1 ist auf ein Fahrzeug wie etwa ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug (nicht gezeigt) montiert und wird als Stromquelle zum Antreiben des Fahrzeugs verwendet. Wie in 1 und 6 bis 9 gezeigt, ist das Stromspeichermodul M1 als Ganzes aus einer Stromspeicherelementengruppe 6, die durch Stapeln mehrerer Stromspeicherelemente 61 in der vertikalen Richtung gebildet ist (siehe 2), und einem Verbindungsmodul 1 aufgebaut, das an einer Vorderseite der Stromspeicherelementengruppe 6 angebracht ist.
• Stromspeicherelementengruppe 6
• Wie in 2 gezeigt, ist die Stromspeicherelementengruppe 6 gebildet, indem mehrere (in dieser Ausführungsform neun) der Stromspeicherelemente 61 in einer Säule in der vertikalen Richtung gestapelt sind.
• Stromspeicherelemente 61
• Wie z.B. in 2 gezeigt, können die Stromspeicherelemente 61 dieser Ausführungsform beispielsweise Sekundärbatterien sein. Alternativ sind als Stromspeicherelemente 61 beispielsweise Kondensatoren verwendbar.
• Die Stromspeicherelemente 61 haben die äußere Form flacher rechtwinkliger Parallelepipede und haben jeweils eine Elektrodenanordnungsfläche 63. Ein Paar Elektrodenanschlüsse 65 ist an Positionen in der Nähe der linken und rechten Endabschnitte der Elektrodenanordnungsfläche 63 gebildet. Einer der Elektrodenanschlüsse 65 ist ein positiver Anschluss 65A und der andere ein negativer Anschluss 65B. Die Elektrodenanschlüsse 65 sind aus Metall hergestellt und stehen von der Elektrodenanordnungsfläche 63 in quadratisch-zylindrischer Form nach vorne ab.
• Eine Positionierungsaussparung 67 zum Anfügen an einen - später beschriebenen - Positionierungsabschnitt 17 einer Schutzeinheit 11 ist in der Mitte zwischen den zwei Elektrodenanschlüssen 65 auf der Elektrodenanordnungsfläche 63 eines jeden Stromspeicherelements 61 vorgesehen. Die Positionierungsaussparung 67 hat eine rechteckige Öffnung und eine konkave Form, die von der Elektrodenanordnungsfläche 63 ausgespart ist, wie beispielsweise in 8 gezeigt.
• Die mehreren Stromspeicherelemente 61 sind in einer Säule in der vertikalen Richtung so gestapelt, dass die Elektrodenanordnungsflächen 63 an einer vertikalen Oberfläche angeordnet sind und Elektrodenanschlüsse 65 mit unterschiedlichen Polaritäten in jeweils zwei vertikal aneinandergrenzenden Stromspeicherelementen 61 aneinandergrenzen (mit anderen Worten, dass der negative Anschluss 65B eines Stromspeicherelementes 61 oberhalb oder unterhalb des positiven Anschlusses 65A des bzw. der benachbarten Stromspeicherelement(e) 61 angeordnet ist). Die mehreren Stromspeicherelemente 61 sind mit einem - nicht gezeigten - Fixierungsglied fixiert.
• Verbindungsmodul 1
• Wie z.B. in 1 gezeigt, ist das Verbindungsmodul 1 gemäß dieser Ausführungsform an einer vertikalen Oberfläche (Vorderseite) angebracht, die durch die Elektrodenanordnungsflächen 63 der Stromspeicherelemente 61 der Stromspeicherelementengruppe 6 gebildet ist. Das Verbindungsmodul 1 ist mit mehreren Stromschienen 41 (einem Beispiel für das Verbindungsglied), die mit den Elektrodenanschlüssen 65 verbunden sind, einem isolierenden Schutz 10, der Halteabschnitte 13 zum Halten der Stromschienen 41 hat, und einer Abdeckung 20 versehen, die so an dem isolierenden Schutz 10 angebracht ist, dass sie die Halteabschnitte 13 bedeckt.
• Stromschienen 41
• Die Stromschienen 41, wie z.B. in 4 gezeigt, können beispielsweise durch Stanzen einer Metallplatte gebildet sein. Beispiele für das Material der Metallplatte sind unter anderem Kupfer, Kupferlegierungen, Aluminium, Aluminiumlegierungen und Edelstahl (SUS). Wie in 4 gezeigt, werden in dieser Ausführungsform insgesamt drei Arten von Stromschienen 41 verwendet, und zwar mehrere Verbindungsstromschienen 41A sowie eine kurze Stromschiene 41B und eine lange Stromschiene 41C, die zusammen ein Paar Ausgangsstromschienen bilden.
• Die Verbindungsstromschienen 41A dienen zum Verbinden der positiven Anschlüsse 65A und der negativen Anschlüsse 65B, die an der Vorderseite der Stromspeicherelementengruppe 6 vertikal aneinandergrenzen. Die Verbindungsstromschienen 41A sind als Ganzes ungefähr flache rechteckige Platten und werden durch einen isolierenden Schutz 10 in einer Stellung mit der Längsrichtung als vertikaler Richtung gehalten.
• Das Paar Ausgangsstromschienen dient zum elektrischen Verbinden des Stromspeichermoduls M1 und anderer elektrischer Vorrichtungen. Die kurze Stromschiene 41B ist als Ganzes ungefähr rechteckig und wird durch den isolierenden Schutz 10 in einer Stellung mit der Längsrichtung als vertikaler Richtung gehalten. Die lange Stromschiene 41C ist insgesamt ungefähr L-förmig, wobei ein kurzer, flach plattenförmiger Abschnitt und ein langer Abschnitt im rechten Winkel gekoppelt sind, und wird durch den isolierenden Schutz 10 in einer Stellung gehalten, bei welcher der lange Abschnitt sich von dem Kopplungsabschnitt nach oben erstreckt. Die lange Stromschiene 41C ist ein langes Verbindungsglied, dessen langer Abschnitt über die mehreren Stromspeicherelemente 61 verläuft. Wie in 8 gezeigt, sind die oberen Enden der kurzen Stromschiene 41B und der langen Stromschiene 41C so gebogen, dass ihre Querschnitte ungefähr U-Formen bilden, die nach hinten offen sind und ein verstärkendes Harzglied 45 mit flacher Kastenform einklemmen. Ein Außenverbindungsanschluss 43B und ein Außenverbindungsanschluss 43C, die mit den anderen elektrischen Vorrichtungen verbindbar sind, stehen von den oberen Seiten der kurzen Stromschiene 41B und der langen Stromschiene 41C ab.
• Isolierender Schutz 10
• Wie z.B. in 3 gezeigt, ist der isolierende Schutz 10 dieser Ausführungsform durch zwei Schutzeinheiten 11 gebildet, die aus einem isolierenden Material wie etwa einem Kunstharz hergestellt sind. Die zwei Schutzeinheiten 11 sind mit einer Eingriffsstruktur, die in einem Kopplungsabschnitt 19 vorgesehen ist, zusammengekoppelt und aneinander fixiert. Positionierungsabschnitte 17 stehen in der Mitte der Schutzeinheiten 11 nach hinten ab. Wie in 8 gezeigt, sind die zwei Schutzeinheiten 11 vertikal in Aufstellung gebracht bzw. aneinander gereiht und an der Vorderseite der Stromspeicherelementengruppe 6 angebracht, während die Positionierungsabschnitte 17 in Positionierungsaussparungen 67 der Stromspeicherelemente 61 gefügt sind.
• An der Vorderseite der Schutzeinheiten 11 sind Halteabschnitte 13 gebildet, die Stromschienen 41 halten. Wie in 3 und 4 gezeigt, sind in dieser Ausführungsform drei Typen von Halteabschnitten 13 für die oben beschriebenen Stromschienen 41 gebildet, und zwar mehrere Verbindungsstromschienen-Halteabschnitte 13A zum Aufnehmen und Halten der Verbindungsstromschienen 41A, ein Kurzstromschienen-Halteabschnitt 13B zum Aufnehmen und Halten der kurzen Stromschiene 41B und ein Langstromschienen-Halteabschnitt 13C zum Halten der langen Stromschiene 41C.
• Die Verbindungsstromschienen-Halteabschnitte 13A sind gebildet, indem die mehreren Verbindungsstromschienen-Halteabschnitte 13A (in dieser Ausführungsform jeweils vier in der linken und der rechten Säule) an der Vorderseite des isolierenden Schutzes 10 vertikal in Aufstellung gebracht bzw. aneinander gereiht sind, so dass sie sich in der vertikalen Richtung entlang der linken und rechten Endabschnitte erstrecken. Die Verbindungsstromschienen-Halteabschnitte 13A haben jeweils eine Einfassungswand 12A, die in einer rechteckigen Zylinderform nach vorne absteht. In einem Zustand, in dem der isolierende Schutz 10 an der Vorderseite der Stromspeicherelementengruppe 6 angebracht ist, umgibt die Einfassungswand 12A zwei vertikal aneinandergrenzende Elektrodenanschlüsse 65 zusammen. Die hintere Oberfläche jedes Verbindungsstromschienen-Halteabschnitts 13A hat Öffnungen an Positionen, die den Elektrodenanschlüssen 65 entsprechen, und eine Halteoberfläche 14A überspannt die Öffnungen. Wie in 9 gezeigt, ist die Halteoberfläche 14A vorgelagert zu der Oberfläche in der Mitte der Schutzeinheit 11 gebildet. Darüber hinaus ist ein Paar flexibler verformbarer oberer und unterer Verbindungsstromschienen-Halteklauen 16A an der Innenfläche der Einfassungswand 12A gebildet.
• Der Kurzstromschienen-Halteabschnitt 13B ist in dem oberen rechten Eckabschnitt der Vorderseite des isolierenden Schutzes 10 gebildet. Der Kurzstromschienen-Halteabschnitt 13B hat eine Einfassungswand 12B, die nach vorne absteht. Die Einfassungswand 12B umgibt den Elektrodenanschluss 65, der sich oben an der rechten Säule befindet, und öffnet sich in einem Zustand, in dem der isolierende Schutz 10 an der Stromspeicherelementengruppe 6 angebracht ist, nach oben. Darüber hinaus hat die hintere Oberfläche des Kurzstromschienen-Halteabschnitts 13B eine Öffnung an einer Position, die dem Elektrodenanschluss 65 entspricht, und die Halteoberfläche 14B ist an einem Umfangsrand dieser Öffnung gebildet.
• Der Langstromschienen-Halteabschnitt 13C ist ungefähr L-förmig und bedeckt den Bereich einschließlich des unteren linken Eckabschnitts und des Abschnitts entlang der horizontale Mittellinie, an der Vorderseite des isolierenden Schutzes 10. Der Langstromschienen-Halteabschnitt 13C weist eine nach vorne abstehende Einfassungswand 12C auf. In einem Zustand, in dem der isolierende Schutz 10 an der Stromspeicherelementengruppe 6 angebracht ist, umgibt die Einfassungswand 12C den Elektrodenanschluss 65, der sich unten an der linken Säule befindet. Die hintere Oberfläche des Langstromschienen-Halteabschnitts 13C hat eine Öffnung an einer Position, die diesem Elektrodenanschluss 65 entspricht, und die Halteoberfläche 14Cist an einem Umfangsrand der Öffnung gebildet. Darüber hinaus hat der Langstromschienen-Halteabschnitt 13C Haltewände 15C, die nach vorne abstehen und sich entlang der horizontalen Mittellinie erstrecken. Wie in 9 gezeigt, sind die Haltewände 15C so gebildet, dass diese Vorderseite und die oben beschriebenen Halteoberflächen 14A, 14B und 14C auf derselben Ebene angeordnet sind. Darüber hinaus sind entlang der linken und rechten Haltewände 15C zwei Paare Langstromschienen-Halteklauen 16C vertikal in Aufstellung gebracht und aufgerichtet und stehen dabei von den Haltewänden 15C nach vorne ab. Die zwei Paare Langstromschienen-Halteklauen 16C sind auch horizontal in der Zwischenposition zwischen der Einfassungswand 12C und den Haltewänden 15C in Aufstellung gebracht und aufgerichtet.
• Abdeckung 20
• Die Abdeckung 20, wie in 1 und 6 bis 9 gezeigt, ist aus einem Kunstharz hergestellt und weist einen Vorderwandabschnitt 21 in der Form einer ungefähr rechteckigen Platte auf, der etwas größer als die Vorderseite des isolierenden Schutzes 10 ist. Ein oberer Wandabschnitt 23, ein unterer Wandabschnitt 25, ein linker Wandabschnitt 27 und ein rechter Wandabschnitt 29 erstrecken sich von den vier Kanten des Vorderwandabschnitts 21 nach hinten. Die vorderen Endabschnitte des linken Wandabschnitts 27 und des rechten Wandabschnitts 29 sind nach außen gebogen, um Flanschabschnitte 28 zu bilden.
• Nun sind, wie in 6 gezeigt, fünf Eingangsdurchlässe 35 so in einer Reihe in der Mitte des unteren Wandabschnitts 25 der Abdeckung 20 gebildet, dass durch diese Eingangsdurchlässe 35 Luft von außen in das Verbindungsmodul 1 strömen kann. Andererseits sind, wie in 7 gezeigt, in der Mitte bzw. dem rechten Endabschnitt des oberen Wandabschnitts 23 eine Außenverbindungsöffnung 39C und eine Außenverbindungsöffnung 39B gebildet, und es sind insgesamt vier Ausgangsdurchlässe 37 gebildet, und zwar jeweils zwei auf der linken und der rechten Seite der Außenverbindungsöffnung 39C. Die Luft im Inneren des Verbindungsmoduls 1 kann durch diese Ausgangsdurchlässe 37 ausströmen.
• 5 ist eine Rückansicht der Abdeckung 20, von der hinteren Seite gesehen. Wie in 5 gezeigt, sind Verstärkungsrippen 33 zur Verstärkung in regelmäßigen Abständen auf den Innenflächen des oberen Wandabschnitts 23 und des unteren Wandabschnitts 25, kontinuierlich mit der Innenfläche des Vorderwandabschnitts 21, gebildet. Außerdem stehen sechs Rippen 31 von der Mitte der Innenfläche des Vorderwandabschnitts 21 ab und erstrecken sich dabei von dem oberen Endabschnitt zu dem unteren Endabschnitt. Die oben beschriebenen Eingangsdurchlässe 35 sind zwischen den Abschnitten gebildet, an denen die sechs Rippen mit dem unteren Wandabschnitt 25 gekoppelt sind. Darüber hinaus ist die oben beschriebene Außenverbindungsöffnung 39C an einer Position zwischen den linken und rechten Rippen 31 gebildet, die jeweils die zweite von der Mitte in dem oberen Wandabschnitt 23 sind, und die oben beschriebenen Ausgangsdurchlässe 37 sind auf den zwei Seiten des Abschnitts gebildet, mit dem die Rippen 31 verbunden sind, die sich an den zwei Enden befinden.
• Verfahren zum Zusammenbau des Stromspeichermoduls M1
• Als Nächstes wird ein Beispiel für ein Verfahren zum Zusammenbau des Stromspeichermoduls M1 dieser Ausführungsform beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass das Verfahren zum Zusammenbau des Stromspeichermoduls M1 nicht auf das folgende beschränkt ist.
• Beim Zusammenbau des Stromspeichermoduls M1 dieser Ausführungsform wird die Stromspeicherelementengruppe 6 im Voraus gebildet, indem die mehreren Stromspeicherelemente 61 vertikal so gestapelt und fixiert werden, dass die Elektrodenanordnungsflächen 63 auf einer einzelnen vertikalen Oberfläche angeordnet sind (siehe 2).
• Zuerst werden die zwei Schutzeinheiten 11 an dem Kopplungsabschnitt 19 aneinandergekoppelt und der isolierende Schutz 10 gebildet. Sodann wird dieser isolierende Schutz 10 an der Vorderseite der Stromspeicherelementengruppe 6 (an der aus den Elektrodenanordnungsflächen 63 der Stromspeicherelemente 61 gebildeten vertikalen Oberfläche) angebracht (3). Wenn die Positionierungsabschnitte 17 der Schutzeinheiten 11 von vorne in die Positionierungsaussparungen 67 der Stromspeicherelemente 61 gefügt sind, umgeben die Einfassungswände 12A jeweils ein Paar vertikal aneinandergrenzender Elektrodenanschlüsse 65. Des Weiteren umgibt die Einfassungswand 12B den Elektrodenanschluss 65, der sich oben an der rechten Säule befindet, und die Einfassungswand 12C umgibt den Elektrodenanschluss 65, der sich unten an der linken Säule befindet.
• Als Nächstes werden die Stromschienen 41 durch die Halteabschnitte 13 des isolierenden Schutzes 10 gehalten (4). Die Verbindungsstromschienen 41A werden von vorne so in die Verbindungsstromschienen-Halteabschnitte 13A eingeführt, dass ihre Umfangsränder sich entlang der Einfassungswände 12A erstrecken, hinter die Verbindungsstromschienen-Halteklauen 13A gedrückt, wobei die Verbindungsstromschienen-Halteklauen 16A elastisch verformt werden, und von vorne zurückgehalten. Hierdurch werden die Verbindungsstromschienen 41A in den Einfassungswänden 12A in einem Zustand aufgenommen und gehalten, in dem ihre zwei Endabschnitte gegen vertikal aneinandergrenzende Elektrodenanschlüsse 65 anliegen, die von dem isolierenden Schutz 10 freiliegen.
• Die kurze Stromschiene 41B wird von vorne so in den Kurzstromschienen-Halteabschnitt 13B eingeführt, dass ihre Unterkante sich entlang der Einfassungswand 12B erstreckt. Auf diese Weise wird die kurze Stromschiene 41B in der Einfassungswand 12B in einem Zustand aufgenommen und gehalten, in dem ein Endabschnitt der kurzen Stromschiene 41B gegen den Elektrodenanschluss 65 anliegt, der sich oben an der rechten Säule befindet und von dem isolierenden Schutz 10 freiliegt, und der Außenverbindungsanschluss 43B nach oben absteht.
• Die lange Stromschiene 41C wird von vorne so in den Langstromschienen-Halteabschnitt 13C eingeführt, dass ihr kurzer Abschnitt sich entlang der Einfassungswand 12C erstreckt. Sodann wird die lange Stromschiene 41C zwischen das Paar der Langstromschienen-Halteklauen 16C gedrückt, wobei die Verbindungsstromschienen-Halteklauen 16C elastisch verformt werden, und von vorne zurückgehalten. Hierdurch wird die lange Stromschiene 41C in der Einfassungswand 12C und an der Vorderseite der Haltewände 15C in einem Zustand gehalten, in dem ein Endabschnitt der langen Stromschiene 41C gegen den Elektrodenanschluss 65 anliegt, der sich unten an der linken Säule befindet und von dem isolierenden Schutz 10 freiliegt, und der Außenverbindungsanschluss 43C nach oben absteht.
• Als Nächstes werden die Stromschienen 41 und die Elektrodenanschlüsse 65 durch Laserschweißen zusammengeschweißt. Mit einer - nicht gezeigten - Laserbestrahlungsvorrichtung werden vorbestimmte Positionen der Stromschienen 41 von vorne mit Laserlicht bestrahlt, und auf diese Weise werden die Stromspeicherelemente 61 über die Verbindungsstromschienen 41A zwischen dem Außenverbindungsanschluss 43B und dem Außenverbindungsanschluss 43C seriell miteinander verbunden.
• Als Nächstes wird die Abdeckung 20 von der Vorderseite des isolierenden Schutzes 10 angebracht, mit dem die Stromschienen 41 verbunden und gehalten sind (z.B. 1). Wie in 6 bis 9 gezeigt, wird die Abdeckung 20 in einem Zustand, in dem die Flanschabschnitte 28 mit der Vorderseite der Stromspeicherelementengruppe 6 in Berührung gelangen, um den an der Vorderseite der Stromspeicherelementengruppe 6 angebrachten isolierenden Schutz 10 gelegt und daran angebracht. Die Abdeckung 20 wird mit einer bekannten Sperrstruktur, die nicht gezeigt ist, an dem isolierenden Schutz 10 fixiert.
• Wenn die Abdeckung 20 angebracht ist, steht der Außenverbindungsanschluss 43C der langen Stromschiene 41C, wie in 1 gezeigt, aus der Außenverbindungsöffnung 39C, die in dem oberen Wandabschnitt 23 der Abdeckung 20 gebildet ist, oberhalb der Abdeckung 20 ab, und der Außenverbindungsanschluss 43B der kurzen Stromschiene 41B steht aus der Außenverbindungsöffnung 39B, die in dem oberen Wandabschnitt 23 der Abdeckung 20 gebildet ist, oberhalb der Abdeckung 20 ab. Wie in 9 gezeigt, werden dann die auf der Innenfläche des Vorderwandabschnitts 21 gebildeten Rippen 31 an der Vorderseite des langen Abschnitts der langen Stromschiene 41C fixiert, die an der Vorderseite der Haltewand 15C gehalten ist, wobei etwas Raum gelassen wird. Auf diese Weise steht ein zwischen der Innenfläche des Vorderwandabschnitts 21 der Abdeckung 20 und dem isolierenden Schutz 10 gebildeter Raum in Kommunikation mit den in dem unteren Wandabschnitt 25 der Abdeckung 20 vorgesehenen Eingangsdurchlässen 35 und den in dem oberen Wandabschnitt 23 der Abdeckung 20 vorgesehenen Ausgangsdurchlässen 37 und bildet einen Lüftungskanal 30.
• Funktionen und Wirkungen
• Als Nächstes werden nachfolgend die Funktionen und Wirkungen dieser Ausführungsform beschrieben. Wenn das wie oben gebildete Stromspeichermodul M1 in Betrieb ist, fließt in den Stromschienen 41 ein starker Strom, und somit erzeugen die Stromschienen 41 eine große Wärmemenge. Aus diesem Grund besteht bei der herkömmlichen Struktur das Risiko einer hohen Temperatur im Inneren des Verbindungsmoduls 1.
• Vor diesem Hintergrund sind bei dem Verbindungsmodul 1 dieser Ausführungsform die Eingangsdurchlässe 35 in dem unteren Wandabschnitt 25 der Abdeckung 20 gebildet, der die untere Oberfläche des Verbindungsmoduls 1 bildet, und die Ausgangsdurchlässe 37 sind in dem oberen Wandabschnitt 23 der Abdeckung 20 gebildet, der die obere Oberfläche des Verbindungsmoduls 1 bildet, und der Lüftungskanal 30 ist mit diesen Kanälen so in Kommunikation stehend gebildet, dass Luft in vertikaler Richtung strömen kann. Bei den Stromschienen 41, die Wärme erzeugen, ist sodann der lange Abschnitt der langen Stromschiene 41C (langes Verbindungsglied), der eine besonders große Wärmemenge erzeugt, im Inneren dieses Lüftungskanals 30 angeordnet. Wärme, die sich leicht im Inneren des Verbindungsmoduls 1 staut, kann daher durch den Kamineffekt effizient abgeleitet werden. In ausführlicherer Beschreibung wird die Luft, die in das Verbindungsmodul 1 aus den Eingangsdurchlässen 35 einströmt, die in dem unteren Wandabschnitt 25 der Abdeckung 20 vorgesehen sind, durch Kontakt mit der im Inneren des Lüftungskanals 30 angeordneten langen Stromschiene 41C erwärmt. Die erwärmte Luft, deren Dichte verringert ist, wird leichter, steigt im Inneren des Lüftungskanals 30 auf und strömt aus den Ausgangsdurchlässen 37 aus, die in dem oberen Wandabschnitt 23 vorgesehen sind. Infolgedessen ist Wärme, die durch die lange Stromschiene 41C erzeugt wird, effizient aus dem Verbindungsmodul 1 heraus ableitbar. Darüber hinaus entsteht im Inneren des Lüftungskanals 30 durch Aufwärtskonvektion der erwärmten Luft ein Unterdruck, so dass die Außenluft leicht aus den Eingangsdurchlässen 35 in das Verbindungsmodul 1 strömt, und daher wird die Kühlungseffizienz des Verbindungsglieds weiter erhöht. Auf diese Weise kann mit einem sehr einfachen Aufbau, bei dem die Eingangsdurchlässe 35 und die Ausgangsdurchlässe 37 in der Abdeckung 20 vorgesehen sind, ein Verbindungsmodul 1 erzielt werden, das Wärme im Inneren wirksam abzuleiten vermag, ohne dass sich Fertigungskosten und Arbeitszeit erhöhen.
• Des Weiteren ist bei dem Verbindungsmodul 1 dieser Ausführungsform die lange Stromschiene 41C an der Vorderseite der Haltewände 15C gehalten, die in dem Langstromschienen-Halteabschnitt 13C vorgesehen sind, und somit kann die Luft auch vertikal zwischen den Haltewänden 15C strömen. Mit anderen Worten, die Luft im Inneren des Lüftungskanals 30 kann mit den zwei Seiten des Langstromschienen-Halteabschnitts 13C, nämlich der vorderen und der hinteren Seite, in Kontakt gelangen, und somit kann die Kühlung auf effiziente Weise erfolgen.
• Des Weiteren ist bei dem Verbindungsmodul 1 dieser Ausführungsform der mittlere Abschnitt der Abdeckung 20, nämlich der Teil, wo der Lüftungskanal 30 gebildet ist, mit mehreren Rippen 31 versehen, die in Richtung der durch den isolierenden Schutz 10 gehaltenen langen Stromschiene 41C abstehen und sich in der vertikalen Richtung erstrecken. Mit den Rippen 31 wird die Steifigkeit der Abdeckung 20 erhöht und somit die Festigkeit verbessert, und zudem wird der Luftstrom im Inneren des Lüftungskanals 30 aufgrund der Rippen 31 begradigt, die in den Lüftungskanal 30 abstehen und als Begradigungsplatten dienen. Infolgedessen wird die Strömungsfähigkeit der an der Vorderseite der langen Stromschiene 41C strömenden Luft verbessert, und somit kann die Wärme effizienter abgeleitet werden. Es wird darauf hingewiesen, dass die auf der Rückseite der langen Stromschiene 41C strömende Luft zwischen den zwei Haltewänden 15C, die sich in der vertikalen Richtung erstrecken, ungehindert strömen kann.
• In dem Verbindungsmodul 1 dieser Ausführungsform ist der Lüftungskanal 30 geradlinig entlang der vertikalen Richtung gebildet. Dementsprechend strömt die Luft in dem Lüftungskanal 30 äußerst leicht, und die Wärme kann so effizient abgeleitet werden.
• Das Verbindungsmodul 1 dieser Ausführungsform ist mit mehreren der Eingangsdurchlässe 35 und Ausgangsdurchlässe 37 versehen. Mit anderen Worten: Obwohl durch das Vorsehen der mehreren Eingangsdurchlässe 35 und Ausgangsdurchlässe 37 eine ausreichende Luftströmungsmenge sichergestellt wird, ist die Fläche der einzelnen Eingangsdurchlässe 35 und Ausgangsdurchlässe 37 verringert, so dass bei Wartungsarbeiten oder dergleichen nicht die Fingerspitzen einer Arbeitskraft hineingeraten können und daher beispielsweise das Risiko eines Stromschlags unterbunden wird. Dementsprechend bietet die vorliegende Erfindung auch sehr gute Arbeitssicherheit.
• Weitere Ausführungsformen
• Die in der vorliegenden Beschreibung offenbarte Technik ist nicht auf die Ausführungsformen begrenzt, die durch die obige Beschreibung und die Zeichnungen beschrieben sind, und beispielsweise sind auch folgende Ausführungsformen im technischen Umfang enthalten.
1. (1) In der obigen Ausführungsform kann der Lüftungskanal 30 auch in dem Teil vorgesehen sein, in dem die Verbindungsstromschienen 41A und die kurze Stromschiene 41B angeordnet sind, und kann auch an mehreren Positionen in dem Verbindungsmodul 1 vorgesehen sein. Beispielsweise können die Eingangsdurchlässe 35 in dem rechten Endabschnitt und/oder dem linken Endabschnitt des unteren Wandabschnitts 25 der Abdeckung 20 vorgesehen sein, die Ausgangsdurchlässe 37 können in dem rechten Endabschnitt und/oder dem linken Endabschnitt des oberen Wandabschnitts 23 der Abdeckung 20 vorgesehen sein, und es können z.B. mehrere der Verbindungsstromschienen 41A und/oder der kurzen Stromschienen 41B im Inneren des Lüftungskanals 30 angeordnet sein.
2. (2) In der obigen Ausführungsform sind die Eingangsdurchlässe 35 in dem unteren Wandabschnitt 25 der Abdeckung 20 vorgesehen, und die Ausgangsdurchlässe 37 sind in dem oberen Wandabschnitt 23 der Abdeckung 20 vorgesehen, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf begrenzt. Die Eingangsdurchlässe 35 und die Ausgangsdurchlässe 37 können an jeder Position angeordnet sein, solange die Ausgangsdurchlässe 37 oberhalb der Eingangsdurchlässe 35 gebildet sind, und die Anordnung kann beispielsweise unter Berücksichtigung der Einbauumgebung gewählt sein. Ist die Verwendung beispielsweise in einer Umgebung geplant, in der mit Tropfwasser zu rechnen ist, kann das Eindringen von Wasser in das Verbindungsmodul 1 unterbunden werden, indem die Ausgangsdurchlässe 37 in dem Vorderwandabschnitt 21, dem linken Wandabschnitt 27 oder dem rechten Wandabschnitt 29 gebildet werden. Um ein sicheres Arbeiten zu gewährleisten, ist es außerdem auch möglich, als Eingangsdurchlässe 35 und Ausgangsdurchlässe 37 schlitzförmige Löcher jeweils mit einer solchen Breite vorzusehen, dass die Fingerspitzen der Arbeitskraft nicht hineingelangen können (beispielsweise nicht über 1 cm), anstatt mehrere Löcher mit kleinem Flächeninhalt vorzusehen.
3. (3) Es besteht keine Begrenzung dessen, wie die Abdeckung 20 angeordnet ist. Die Abdeckung 20 kann beispielsweise von oben oder unten gleitbeweglich mit dem isolierenden Schutz 10 zusammengreifen, und es ist auch ein Aufbau möglich, bei dem die Abdeckung 20 in dem isolierenden Schutz 10 einstückig mit z.B. einem Gelenkmechanismus vorgesehen ist. Darüber hinaus ist auch ein Aufbau möglich, bei dem das Verbindungsmodul 1 nicht mit dem isolierenden Schutz 10 versehen ist und die Abdeckung 20 beispielsweise direkt an der Stromspeicherelementengruppe 6 angebracht ist.
4. (4) Die Rippen 31 sind nicht auf die einstückige Bildung an der Abdeckung 20 begrenzt, und es ist auch eine nachträgliche Anbringung an der Abdeckung 20 als separat gebildete Teile durch ein Mittel wie etwa Anfügen oder Kleben möglich.
5. (5) Die Stromschienen 41 sind nicht auf die Verbindung durch Schweißen begrenzt, und es ist auch eine Verbindung der Stromschienen 41 mit den Elektrodenanschlüssen 65 beispielsweise durch Anbringung aneinander mit Schrauben und Muttern möglich.
6. (6) Die Richtung, in der die Stromspeicherelemente 61 der Stromspeicherelementengruppe 6 in Aufstellung gebracht sind, ist nicht auf die vertikale Richtung begrenzt, und es ist möglich, die Stromspeicherelemente 61 in jeder Richtung wie etwa der horizontalen Richtung in Aufstellung zu bringen.
• Bezugszeichenliste

M1

Stromspeichermodul

1

Verbindungsmodul

6

Stromspeicherelementengruppe

10

Isolierender Schutz

13A

Verbindungs-Stromschienen-Halteabschnitt (Halteabschnitt)

13B

Kurzstromschienen-Halteabschnitt (Halteabschnitt)

13C

Langstromschienen-Halteabschnitt (Halteabschnitt)

20

Abdeckungsabschnitt

23

Oberer Wandabschnitt

25

Unterer Wandabschnitt

30

Lüftungskanal

31

Rippe

35

Eingangsdurchlass

37

Ausgangsdurchlass

41A

Verbindungs-Stromschiene (Verbindungsglied)

41B

Kurze Stromschiene (Verbindungsglied)

41C

Lange Stromschiene (langes Verbindungsglied)

61

Stromspeicherelement

63

Elektrodenanordnungs-Oberfläche

65A

Positiver Anschluss (Elektrodenanschluss)

65B

Negativer Anschluss (Elektrodenanschluss)

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• JP 5776935 B [0005]

Claims (4)

1. Verbindungsmodul, das an einer Stromspeicherelementengruppe anbringbar ist, die gebildet ist, indem mehrere Stromspeicherelemente, die jeweils einen positiven und einen negativen Elektrodenanschluss haben, aneinander gereiht sind, wobei das Verbindungsmodul umfasst: ein Verbindungsglied, das sich in einer vertikalen Richtung erstreckt und mit einem der Elektrodenanschlüsse verbunden ist; und eine Abdeckung, die das Verbindungsglied bedeckt, wobei die Abdeckung an der Stromspeicherelementengruppe angebracht ist, wobei die Abdeckung einen Eingangsdurchlass und einen Ausgangsdurchlass, der an einer Position oberhalb einer Position des Eingangsdurchlasses vorgesehen ist, aufweist, und einen Lüftungskanal, durch den Luft in der vertikalen Richtung strömen kann und der zwischen der Abdeckung und der Stromspeicherelementengruppe gebildet ist, wobei der Lüftungskanal mit dem Eingangsdurchlass und dem Ausgangsdurchlass in Kommunikation steht und das Verbindungsglied im Inneren des Lüftungskanals angeordnet ist.
2. Verbindungsmodul gemäß Anspruch 1, wobei der Lüftungskanal in der Abdeckung gebildet ist und der Lüftungskanal mit einer Rippe versehen ist, die in Richtung des Verbindungsglieds absteht und die sich von der Eingangsdurchlassseite zu der Ausgangsdurchlassseite erstreckt.
3. Verbindungsmodul gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Lüftungskanal entlang der vertikalen Richtung gebildet ist.
4. Verbindungsmodul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Verbindungsglied ein langes Verbindungsglied ist, das über die mehreren Stromspeicherelemente der Stromspeicherelementengruppe verläuft.

Images