JP2009230954A - 移動体搭載用組電池 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電池セルにおける個別の起電力を検出する電圧検出手段(10)と、電池セル及び電圧検出手段(10)を連結し前記個別の起電力を導く信号配線(20)と、複数の電池セルを配列させて内部に収納するとともに信号配線(20)に接続する出力端子を外部に露出させる開口(35)を備える筐体(30)と、筐体(30)に対して自在に貼着/脱離する面ファスナ(40)とを備え、信号配線(20)を着脱自在に支持させることを特徴とする。
【選択図】図1
Description
この燃料電池は、数十から数百の単セルが積層し直列に配列して構成された組電池の一種であって、全体として数百Vの起電力を出力する。
さらに、この単セルの電圧検出手段は、CAN(Controller Area Network)等の車載LANの共通回路に接続されて、検出した各セルのセル電圧の結果をメッセージ化してCANバスに送信し、燃料電池の発電状態の監視や故障の有無やその位置を特定するのに利用される(例えば、特許文献1〜2参照)。
本発明は、前記した問題を解決することを課題とし、電池セルの個別の起電力を検出するための信号配線を、占有スペースを拡げることなく、車両(移動体)搭載用組電池に対して簡便にかつ堅固に支持させる構造を提供することを目的とする。
また、この面ファスナは薄くて、しなやかで、機械的強度も優れるので、筐体の表面から突起することなく信号配線を堅固に支持することができる。
燃料電池70(移動体搭載用組電池)は、図1の斜視図に示されるように、電圧検出手段10と、信号配線20と、筐体30と、面ファスナ40と、組電池50(図2参照)とから構成されている。このように構成される燃料電池70は、車両(移動体)80(図4参照)を駆動させるのに必要な電力P1を供給するものである。
単セル(電池セル)51は、複数(例えば、200〜400)が厚み方向に積層されて、その四方を高剛性の板状の上面フレーム31、下面フレーム32、端面フレーム33,33、側面フレーム34(34A,34B)で狭持される構成を備えている。
このように構成される単セル51は、燃料ガスと酸化ガスとの電気化学反応により0.7V程度の起電力を発生するとともに、積層する単セル51が直列に配列してなる燃料電池70は、全体として数百Vの起電力を出力する。
また、この出力端子52は、燃料電池70の一方の側面に分離して設けられている側面フレーム34A,34Bの隙間に設けられた開口35から露出するように配置され、信号配線20の装着部材21が装着するように構成されている。
このように構成される電圧検出手段10は、入力端子11に接続される信号配線20を経由して、それぞれの単セル51のセル電圧信号(電池セル信号)を、検出するものである。なお、検出されるセル電圧は、一つの単セル51のみに限定されず、隣接する数個の単セルの起電力をまとめて検出する場合もある。
さらに、電圧検出手段10は、回線端子13において図示略の車内通信ネットワーク(CAN;Controller Area Network)に接続されて、車両80(図4参照)の制御に必要な情報を提供するものである。
このように信号配線20が構成されることにより、天地方向の上面に電圧検出手段10が配置され、側面に出力端子52が配列する燃料電池70の構造において、筐体30の表面に大部分を密着させて配置することができるようになる。
このように、信号配線20が筐体30に対して密着配置に適する構成を有することにより、後記する面ファスナ40により堅固に支持されることになる。
分岐線22は、それぞれの装着部材21から伸びる信号リード線であり、装着部材21が出力端子52に装着されている状態でたわみを有し、信号配線20が筐体30に支持されている状態で装着部材21及び出力端子52の着脱を容易にしている。
そして、集束体24は、束状体23側の一部が、筐体30の側面に接し、他の部分が筐体30の上面に接するように構成されている。
また集束体24の中央部には縦方向に一条の切欠溝26が設けられており、この切欠溝26から露出する筐体30の一部と後記する面ファスナ40の一部が貼着するようになっている。これにより、信号配線20の筐体30に対する支持がより堅固になるように作用する。
なお図面において延長結線25は、集束体24から3つが一層分だけ分岐しているものが例示されているが、信号リード線及び入力端子11の数に応じてさらに多くの延長結線25が多層に分岐している場合もある。
これにより、筐体30は、出力端子52が露出する開口35を除き、組電池50をほぼ隙間無く包容する直方体となり、信号配線20の表面の大部分を筐体30に密着させ堅固に支持することができる。
また、係止ピン62が、上面フレーム31の断面逆U字形状の側面の縁端に設けられ、側面フレーム34,34Aの上方の縁端に設けられている係止穴61を係止して、上面フレーム31及び対向配置する側面フレーム34,34Aを一体化させている。
さらに、固定片63が、上面フレーム31の断面逆U字形状の上面の縁端に設けられ、端面フレーム33の縁端に設けられている固定片63と交互に係合して、さらに貫通軸64が水平方向に貫いて、上面フレーム31及び対向配置する端面フレーム33,33を一体化させている。
側面フレーム34A,34Bは、対になって燃料電池70の片側側面を形成し、両者の境界部分に設けた隙間が開口35を形成している。そして、固定片63が、側面フレーム34,34A,34Bの側方の縁端に設けられ、端面フレーム33の縁端に設けられている固定片63と交互に係合して、さらに貫通軸64が垂直方向に貫いて、側面フレーム34,34A,34B及び対向配置する端面フレーム33,33を一体化させている。
貼着面42は、図3(b)のX−X断面である図3(c)に示されるように、筐体30の表面の一部に設けられる接着面43に貼着/脱離し、信号配線20を着脱自在に支持するものである。また、貼着面42及び接着面43の貼着/脱離は、図3(d)に示されるように、少なくとも一方に設けられている多数の突起44が関与することにより達成される。
なお図面では、貼着面42及び接着面43の両方に突起44が多数設けられているが、突起44は一方に設けられ、他方にはこの突起44が係合する部材(ワイヤ線)が備えられている場合も含まれる。
ちなみに、貼着面42及び接着面43による着脱原理は、マジックテープ(登録商標)として知られているもののそれと同じである。
これにより、束状体23は、二つの貼着面42の間に挟まれてかつ帯状体41により押圧力を受けて筐体30に対して支持されるために、幅方向の動き及びばたつきが規制されて堅固に支持されることになる。
このように第2面ファスナ40Bが構成されることにより、図3(b)に示すように、信号配線20は、第1帯状体41Aにより集束体24の幅方向の動きが規制され、第2帯状体41Bにより束状体23の幅方向の動きが規制され、堅固に筐体30の側面に支持されることになる。
これにより、第1帯状体41Aに設けられている貼着面42が上面フレーム31に設けられている接着面43に貼着し、集束体24の幅方向の動き及びばたつきが規制されることになる。
これにより、束状体23は、二つの貼着面42の間に挟まれてかつ帯状体41により押圧力を受けて筐体30に対して支持されるために、幅方向の動き及びばたつきが規制されて堅固に支持されることになる。
この第3面ファスナ40Cの第1帯状体41Aは、筐体30の上面において集束体24の幅方向の動き及びばたつきを規制し、第2帯状体41Bは、延長結線25(図2参照)の付根部分において信号配線20を支持する。
このように、信号配線20を筐体30に支持した後で、装着部材21を出力端子52に装着させたり、延長結線25を電圧検出手段10の入力端子11に接続したりする。
また、信号配線20を筐体30から外す場合は、装着部材21及び延長結線25の接続を外した上で、面ファスナ40を筐体30から脱離するだけで簡単に行えることになる。 このように、面ファスナ40(40A,40B,40C)が構成されることにより、燃料電池70の筐体30に対して、信号配線20を堅固に支持するとともにこの面ファスナ40の機能に基づいて、信号配線20の着脱が容易に簡便に行える。また、この面ファスナ40は薄くて、しなやかで、機械的強度も優れるので、筐体30の表面から突起することなく信号配線20を堅固に支持することができる。
車両80には、移動体搭載用組電池として燃料電池70及び二次電池70´が示されている。さらに、水素タンク81と、エアコンプレッサ82と、駆動部83とが、搭載されている。
また、これら電池セル(リチウムイオン電池)及びこの電圧検出手段10´を連結し前記個別の起電力を導く信号配線20´を備えている。
さらに、この二次電池70´の筐体に信号配線20´を着脱自在に支持する面ファスナ40´も備えている。
なお、移動体としての車両80は、一例であって、本発明の移動体搭載用組電池は、その他、船舶、二輪車、航空機等の移動体にも適用することができる。
20,20´ 信号配線
21 装着部材
22 分岐線
23 束状体
24 集束体
25 延長結線
30 筐体
31 上面フレーム
32 下面フレーム
33 端面フレーム
34,34A,34B 側面フレーム
35 開口
40,40´,40A 第1面ファスナ(面ファスナ)
40,40´,40B 第2面ファスナ(面ファスナ)
40,40´,40C 第3面ファスナ(面ファスナ)
41A 第1帯状体
41B 第2帯状体
42 貼着面
43 接着面
44 突起
50 組電池
51 単セル(電池セル)
52 出力端子
70 燃料電池(移動体搭載用組電池)
70´ 二次電池(移動体搭載用組電池)
80 車両(移動体)
Claims (7)
- 起電力を発生する複数の電池セルが配列して電力を供給する組電池と、
それぞれの前記電池セルにおける個別の前記起電力を検出する電圧検出手段と、
前記電池セル及び前記電圧検出手段を連結し個別の前記起電力を導く信号配線と、
前記組電池を内部に収納するとともに前記信号配線に連結する前記電池セルの出力端子を露出させる筐体と、
係合する複数の突起により着脱自在に構成されるとともに前記筐体に対して前記信号配線を支持する面ファスナとを、備えることを特徴とする移動体搭載用組電池。 - 請求項1に記載の移動体搭載用組電池であって、
前記信号配線は、
複数の前記出力端子にそれぞれ装着する装着部材と、
前記装着部材から伸びるそれぞれの分岐線が束状に一体化してなる束状体と、
前記束状体が前記出力端子の配列幅に対して幅狭方向に集束してなる集束体と、
前記集束体から延出して前記電圧検出手段に連結する延長結線とを、備えることを特徴とする移動体搭載用組電池。 - 請求項1又は請求項2に記載の移動体搭載用組電池であって、
前記筐体は、
前記組電池の天地方向の上面及び下面にそれぞれ対向配置される上面フレーム及び下面フレームと、
前記電池セルの積層方向に前記組電池を挟んで対向する一対の端面フレームと、
前記上面フレーム及び下面フレーム並びに前記一対の端面フレームの対向方向と直交する方向に対向するとともに前記出力端子を露出する開口が形成される側面フレームとを、備えることを特徴とする移動体搭載用組電池。 - 請求項2又は請求項3に記載の移動体搭載用組電池であって、
前記面ファスナは、
その両端に二つの貼着面が分離して配置されこの分離した前記貼着面の間に前記束状体が位置するとともに、
分離した一方の前記貼着面が隣接する二本の前記分岐線の間において前記筐体に貼着することを特徴とする移動体搭載用組電池。 - 請求項2又は請求項3に記載の移動体搭載用組電池であって、
前記面ファスナは、
その両端に二つ貼着面が分離して配置されこの分離した前記貼着面の間に前記集束体が位置する第1帯状体と、
前記第1帯状体から略直交方向に延出するとともに先端に設けられている前記貼着面が隣接する二本の前記分岐線の間において前記筐体に貼着する第2帯状体とを、備えることを特徴とする移動体搭載用組電池。 - 請求項4又は請求項5に記載の移動体搭載用組電池であって、
前記貼着面が貼着する前記筐体側の接着面のうち前記束状体よりも上側に位置するものは、前記束状体に沿う長手形状を有し、それよりも下側に位置するものは、前記分岐線に沿う長手形状を有することを特長とする移動体搭載用組電池。 - 請求項2又は請求項3に記載の移動体搭載用組電池であって、
前記面ファスナは、
前記筐体の天地方向の上面側において前記集束体を支持するものであることを特徴とする移動体搭載用組電池。
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