JP2018038118A - 充放電ユニット及びそれを備える電源ユニット、充放電システム、電源システム - Google Patents

Abstract

【課題】複数台の充放電ユニットを連結して使用する場合の相互の電気接続の信頼性を向上させることが可能な充放電ユニット及びそれを備える電源ユニット、充放電システム、電源システムを提供する。【解決手段】充放電ユニット１における複数の電気接続部８の各々は、自ユニット（充放電ユニット１）と同構成である他の充放電ユニット１と自ユニットとを電気的に接続可能とする。複数の電気接続部８の各々は、筐体２の一面（第１面２０１）から突出する導電バー８１と、筐体２内において導電バー８１と電気的に接続された導電部材８２と、を有する。導電バー８１は、筐体２の一面（第１面２０１）と対向するように配置された他の充放電ユニット１が有する導電部材８２と電気的及び機械的に接続可能に構成される。【選択図】図１

Description

本発明は、一般に、充放電ユニット及びそれを備える電源ユニット、充放電システム、電源システムに関し、より詳細には、電池パックの充電と放電とが可能な充放電ユニット及びそれを備える電源ユニット、充放電システム、電源システムに関する。

従来、電源ユニットとして、接続された負荷に対して、単独又は他の電源装置として連結して電力を供給することが可能な電源装置が提案されている（特許文献１）。

電源装置は、入力プラグと、ＡＣ−ＤＣコンバータと、充電器と、二次電池と、インバータと、出力コンセントと、筐体と、を備える。

また、筐体の正面には、当該筐体を備える電源装置への充電を行うための入力プラグを収納可能なプラグ収納溝が設けられている。入力プラグは、伸長可能に設けられている。

電源装置の上流に他の電源装置を連結する場合においては、他の電源装置からの電力を下流に伝達するために、上流の電源装置の出力コンセントと下流の電源装置の入力プラグとを接続する。

特開２００９−２１９２２６号公報

上述の電源装置を連結して使用する場合には、上流の電源装置の出力コンセントと下流の電源装置の入力プラグとが接続されているので、入力プラグのコードに人や物が引っ掛かって入力プラグが出力コンセントから抜けてしまう懸念がある。

本発明の目的は、複数台の充放電ユニットを連結して使用する場合の相互の電気接続の信頼性を向上させることが可能な充放電ユニット及びそれを備える電源ユニット、充放電システム、電源システムを提供することにある。

本発明の一態様に係る充放電ユニットは、装着部と、充放電回路部と、筐体と、複数の電気接続部と、を備える。前記装着部は、電池パックが着脱自在に装着される。前記充放電回路部は、前記装着部に装着された前記電池パックを充電する機能及び放電させる機能を有する。前記筐体は、前記装着部及び前記充放電回路部が収納され、かつ、前記電池パックを収納可能である。前記複数の電気接続部の各々は、自ユニットと同構成である他の充放電ユニットと前記自ユニットとを電気的に接続可能とする。前記複数の電気接続部の各々は、前記筐体の一面から突出する導電バーと、前記筐体内において前記導電バーと電気的に接続された導電部材と、を有する。前記導電バーは、前記筐体の前記一面と対向するように配置された前記他の充放電ユニットが有する導電部材と電気的及び機械的に接続可能に構成される。

本発明の一態様に係る電源ユニットは、上記の充放電ユニットと、前記装着部に装着される電池パックと、を備える。

本発明の一態様に係る充放電システムは、上記の充放電ユニットと、前記電池パックの放電電力を電力変換する電力変換ユニットと、を備える。

本発明の一態様に係る電源システムは、上記の充放電システムと、前記装着部に装着される電池パックと、を備える。

本発明の充放電ユニット及びそれを備える電源ユニット、充放電システム、電源システムは、複数台の充放電ユニットを連結して使用する場合の相互の電気接続を容易にすることが可能となる。

図１は、本発明の一実施形態に係る充放電ユニットの正面側から見た斜視図である。 図２は、同上の充放電ユニットの背面側から見た斜視図である。 図３は、同上の充放電ユニットを備える電源ユニットにおいてカバーを開いた状態の斜視図である。 図４は、同上の充放電ユニットの正面図である。 図５は、同上の充放電ユニットの平面図である。 図６は、同上の充放電ユニットの下面図である。 図７は、同上の充放電ユニットの左側面図である。 図８は、同上の充放電ユニットを備える電源ユニットにおいてカバーを取り外した状態の平面図である。 図９は、同上の充放電ユニットを備える電源ユニットにおいてカバーを取り外した状態の斜視図である。 図１０は、同上の充放電ユニットの装着部に装着可能な電池パックの斜視図である。 図１１は、同上の充放電ユニットを２台重ねて使用する場合の回路ブロック図である。 図１２は、同上の充放電ユニットを２台重ねて使用する場合の斜視図である。 図１３Ａは、同上の充放電ユニットを２台重ねて使用する場合の一部破断した左側面図である。図１３Ｂは、同上の充放電ユニットを２台重ねて使用する場合の一部破断した右側面図である。 図１４は、同上の充放電ユニットを含む充放電システムを備える電源システムの正面側から見た斜視図である。 図１５は、同上の充放電ユニットを含む充放電システムを備える電源システムの回路ブロック図である。

（実施形態）
以下、本実施形態の充放電ユニット１について図１〜１５に基づいて説明する。

本実施形態の充放電ユニット１は、例えば電動工具等において電源として利用される電池パック９を装着可能な装着部４（図３、８及び９参照）を備えた可搬型の充放電装置である。充放電ユニット１は、装着部４に装着された電池パック９（図３、８、９及び１０参照）を放電させて負荷Ｌ１（図１１参照）に電力を供給することができる。負荷Ｌ１は、電気機器であり、例えば、ＬＥＤ投光器である。充放電ユニット１は、外部電源Ｅ１（図１１参照）からの供給電力により、装着された電池パック９を充電することができる。外部電源Ｅ１は、例えば、商用電源である。ここにおいて、充放電ユニット１は、例えば、外部電源Ｅ１から電力供給を受けるための電源コードを備えるのが好ましい。充放電ユニット１は、電池パック９が装着部４に装着されることにより、外部電源Ｅ１のない場所においても利用することが可能となる。また、充放電ユニット１は、他の充放電ユニット１と電気的に接続可能である（図１１〜１３参照）。充放電ユニット１は、他の充放電ユニット１と電気的に接続することにより、電池パック９の放電電力を他の充放電ユニット１との間で共有することができる。

以下に、本実施形態の充放電ユニット１の詳細について説明する。以下では、説明の便宜上、充放電ユニット１同士を電気的に接続する際に充放電ユニット１が並べて配置される方向（図１２参照）を第１方向Ｄ１として説明する。また、充放電ユニット１の筐体２から突出可能な複数（２つ）の導電バー８１（図１参照）が並ぶ方向を第２方向Ｄ２とし、第１方向Ｄ１と第２方向Ｄ２とに直交する方向を第３方向Ｄ３として説明する。

充放電ユニット１は、筐体２、ベース３（図３参照）、複数（５つ）の装着部４（図３参照）、充放電回路部５（図１１参照）、操作部６、表示部７、複数（２つ）の電気接続部８、ファン１０（図３参照）、電源入力部１１及び電源出力部１２を備えている。ここにおいて、複数の装着部４は、ベース３に設けられている。また、ファン１０は、充放電回路部５及び電池パック９の温度上昇を抑制するためにベース３に設けられている。ファン１０は、充放電回路部５とベース３との間に配置されている。ここで、ベース３においてファン１０の吸込口１０２に対応する領域は、メッシュ状に形成されている。電源入力部１１は、上述の電源コードにおけるプラグ側とは反対側のコネクタを接続可能な電源接続用コネクタである。電源入力部１１は、充放電回路部５の充電回路と電気的に接続されている。電源入力部１１は、電源コードを介して外部電源Ｅ１と電気的に接続可能である。電源出力部１２は、充放電回路部５の放電回路と電気的に接続されている。電源出力部１２は、負荷用ケーブルを介して負荷Ｌ１と電気的に接続可能である。電源出力部１２は、負荷Ｌ１へ電力を供給するためのケーブルの一端のコネクタを接続可能な負荷接続用コネクタである。

筐体２は、全体として中空の直方体状に形成されている。筐体２は、一使用形態において上面となる第１面２０１と、下面となる第２面２０２と、を有する。第１面２０１及び第２面２０２は、筐体２の厚さ方向に略直交する。筐体２には、ベース３、複数の装着部４、充放電回路部５等が収納されている。また、筐体２は、複数の電池パック９を収納可能である。電源ユニット１００（図３参照）は、充放電ユニット１と、充放電ユニット１における複数の装着部４のうちの少なくとも１つの装着部４に装着された電池パック９と、を備える。電源ユニット１００は、複数の装着部４の全てに電池パック９が装着されている必要はなく、少なくとも１つの装着部４に電池パック９が装着されていれば、電池パック９を放電させて負荷Ｌ１に電力を供給することができる。また、装着部４の数は５つに限らず、１つでもよいし、５つ以外の複数でもよい。

筐体２は、ボディ２１と、カバー２２と、を備える。ボディ２１は、一面が開口した矩形箱状に形成されており、矩形板状の底板２１１と、底板２１１の周縁から底板２１１の厚さ方向に突出した矩形筒状の周壁２１２と、を有する。カバー２２は、一面が開口した矩形箱状に形成されており、矩形板状の底板２２１と、底板２２１の周縁から底板２２１の厚さ方向に突出した矩形筒状の周壁２２２と、を有する。

充放電ユニット１では、カバー２２が、ボディ２１の開口部２１３（図３参照）を塞ぐ第１位置と開口部２１３を開放する第２位置との間で回転できるように、ボディ２１に結合されている。より詳細には、カバー２２は、２つの蝶番２５によりボディ２１に取り付けられている。図１では、充放電ユニット１におけるカバー２２は、第１位置にある。図３では、充放電ユニット１におけるカバー２２は、第２位置にある。

また、充放電ユニット１は、カバー２２をボディ２１の開口部２１３を塞いだ第１位置に保持するためのラッチ部材２６及びフック部材２７を備える。充放電ユニット１は、ラッチ部材２６及びフック部材２７を２つずつ備える。ラッチ部材２６は、ボディ２１に回転自在に取り付けられている。フック部材２７は、カバー２２に取り付けられている。ラッチ部材２６は、カバー２２がボディ２１の開口部２１３を塞いだ第１位置にあるときに、フック部材２７に引っ掛けることができる。蝶番２５、ラッチ部材２６及びフック部材２７の材質は、耐食性の高い材質が好ましく、例えば、ステンレス鋼が好ましい。

以下では、説明の便宜上、筐体２においてラッチ部材２６及びフック部材２７が取り付けられた面を第３面２０３と称し、筐体２において蝶番２５が取り付けられた面を第４面２０４と称する。

充放電ユニット１は、筐体２の第３面２０３に取り付けられたハンドル２８を更に備える。ハンドル２８は、充放電ユニット１において、充放電ユニット１の使用者等の手に握られる構成部分である。ハンドル２８は、筐体２側が開放されたＵ字状に形成されている。充放電ユニット１は、ハンドル２８を備えることにより、使用者の持ち運びやすさを向上させることが可能となる。また、充放電ユニット１は、筐体２の第４面２０４から突出した複数の脚部２９（図２参照）を更に備える。これにより、筐体２の第４面２０４が下向きとなるように充放電ユニット１を安定した状態で置くことが可能となる。

充放電ユニット１における操作部６は、使用者等による操作入力を受け付けるための機能部である。操作部６は、筐体２の第３面２０３から露出するようにボディ２１に取り付けられている。メイン電源スイッチ６１と、モード切替スイッチ６２と、を備える。充放電ユニット１では、メイン電源スイッチ６１がオンされると、充放電回路部５が動作可能となり、かつ、ファン１０が動作する。モード切替スイッチ６２は、充放電回路部５の動作モードを切り替えるためのスイッチである。充放電回路部５の動作モードとしては、電池パック９を充電させる充電モードと、充放電回路部５に電池パック９を放電させる放電モードと、がある。

電池パック９（図１０参照）は、複数（例えば５個）の二次電池（例えばリチウムイオン電池）と、これら複数の二次電池を収納した直方体状のハウジング本体９１と、ハウジング本体９１の一面９１１の一部から突出した偏平な直方体状の突台部９２と、を備える。ハウジング本体９１及び突台部９２は、電気絶縁性を有する。電池パック９は、ハウジング本体９１内において５個のリチウムイオン電池が直列接続されている。電池パック９としては、例えば、定格電圧が１８Ｖのリチウムイオン電池パックを用いることができる。ここにおいて、電池パック９としては、例えば、パナソニック株式会社製のリチウムイオン電池パックであるＥＺ９Ｌ５４（品番）を採用できる。電池パック９は、定格電圧が１８Ｖのリチウムイオン電池パックに限らず、例えば、定格電圧が１４．４Ｖのリチウムイオン電池パックでもよい。

突台部９２は、長手方向の第１端９２１及び第２端９２２を有する。電池パック９は、突台部９２の第１端９２１に、３つの挿入溝９３１、９３２、９３３が形成されている。３つの挿入溝９３１、９３２、９３３の各々には、雌型の接続端子９６１、９６２、９６３が収納されている。また、電池パック９は、突台部９２の短手方向の一対の側面９２３の各々に設けられたＬ字状の３つのフック９４１、９４２、９４３を備える。また、電池パック９は、ハウジング本体９１の一面９１１から露出してフック９４２とフック９４３との間に配置されるロック部９５を備える。ロック部９５は、ハウジング本体９１の一面９１１を含む壁の孔９１５に挿通されており、ハウジング本体９１内に収納された復帰ばねにより、ハウジング本体９１の一面９１１から突出する方向の力が与えられている。ここにおいて、復帰ばねは、圧縮コイルばねである。また、電池パック９は、ロック部９５によるロック状態を解除するためのロック解除操作部９７を備える。

電池パック９は、図３に示すように、ベース３に設けられた装着部４に着脱自在に装着される。つまり、電池パック９は、装着部４に取り付け可能であり、かつ、装着部４から取り外し可能である。

ベース３は、電気絶縁性を有する。ベース３は、合成樹脂により形成されている。ベース３は、筐体２内において充放電回路部５等を覆うように配置されている。ベース３は、カバー２２の底板２２１側の第１面３１及びボディ２１の底板２１１側の第２面を有する。ベース３の外周形状は、矩形状である。ベース３の外周形状は、ボディ２１の内周形状に沿った形状である。ベース３には、電源コードを通す孔３３（図８及び９参照）が形成されている。

装着部４は、図９に示すように、ベース３の第１面３１に形成され電池パック９の突台部９２を収容する凹部４０を有する。凹部４０の開口形状は、矩形状である。凹部４０は、ベース３の第１面３１側及びベース３の短手方向の一端側が開放されている。装着部４は、凹部４０の短手方向の一対の内側面４３の各々に設けられ電池パック９のフック９４１、９４２、９４３にそれぞれ引っ掛かるＬ字状の３つのフック１４１、１４２、１４３を備える。また、装着部４は、電池パック９の通信用コネクタ９９に接続可能な通信用コネクタ４９と、電池パック９の３つの接続端子９６１、９６２、９６３のうち２つの接続端子９６１、９６２に差し込み接続される２つの電源端子１５１、１５２と、を備える。ここにおいて、接続端子９６１は、電池パック９の正極の電源端子である。また、接続端子９６２は、電池パック９の負極の電源端子である。要するに、装着部４に電池パック９が装着された場合、電源端子１５１が電池パック９の正極の接続端子９６１と電気的に接続され、電源端子１５２が電池パック９の負極の接続端子９６２と電気的に接続される。電池パック９の通信用コネクタ９９は、電池パック９の情報を示す電池情報を通信するためのコネクタである。電池情報には、温度情報、残容量情報、定格電圧情報、定格容量情報、回数情報等が含まれる。温度情報は、電池パック９の温度を表す。残容量情報は、電池パック９の残容量を表す。定格電圧情報は、電池パック９の定格電圧を表す。定格容量情報は、電池パック９の定格容量を表す。回数情報は、電池パック９の充電回数を表す。

装着部４に電池パック９を装着するときには、例えば、電池パック９のフック９４１、９４２、９４３と装着部４のフック１４１、１４２、１４３とが干渉しないように電池パック９の突台部９２をベース３の第１面３１側から装着部４の凹部４０に挿入する。その後、電池パック９を突台部９２の第１端９２１側にずらすことにより、装着部４に電池パック９を装着することができる。装着部４に電池パック９を装着したときには、電池パック９のフック９４１、９４２、９４３が、装着部４のフック１４１、１４２、１４３にそれぞれ引っ掛かっている。また、電池パック９のロック部９５が、電池パック９のフック９４３に引っ掛かっている装着部４のフック１４３をロックしたロック状態となる。

装着部４から電池パック９を取り外すときには、例えば、電池パック９に設けられているロック解除操作部９７を操作することでフック９４２とフック９４３との間に配置されているロック部９５を復帰ばねのばね力に抗して動かす。そして、電池パック９を突台部９２の第２端９２２側にずらしてから、電池パック９を装着部４の凹部４０の内底面４１から離す向きに動かせばよい。

装着部４は、保護プレート４４（図８参照）を更に備えるのが好ましい。保護プレート４４は、通信用コネクタ４９の上面、３つのフック１４１、１４２、１４３の各々の上面、２つの電源端子１５１、１５２の各々の上面を露出させた状態で凹部４０の開口を覆う。保護プレート４４は、２つのコイルばね４５により支持されている。したがって、装着部４に電池パック９を装着するときには、コイルばね４５のばね力に抗して電池パック９の突台部９２を装着部４の凹部４０に挿入し、電池パック９を突台部９２の第１端９２１側にずらせばよい。充放電ユニット１は、保護プレート４４を備えているので、通信用コネクタ４９内に塵埃等が入るのを抑制することが可能となる。

ベース３における複数の凹部４０の各々の近傍には、ファン１０の吸込口１０２から吸い込まれた空気を吐き出す複数（４つ）の排気口４６（図８及び９参照）が形成されている。複数の排気口４６は、装着部４に装着される電池パック９の複数の通気孔９６（図１０参照）に給気できるように形成されている。

充放電回路部５は、複数の電池パック９を充電する充電回路と、複数の電池パック９を放電させる放電回路と、充電回路及び放電回路を制御する制御部と、を備える。

充電回路は、電源コードを介して外部電源Ｅ１から供給される交流電力を直流電力に変換するスイッチング電源回路を含み、スイッチング電源回路から出力される直流電力により電池パック９を充電する。充放電回路部５は、複数の電池パック９の各々を個別に充電できるように、複数の装着部４に一対一に対応する複数の第１スイッチを含んでいる。複数の第１スイッチは、制御部によって個別にオンオフ制御される。充電回路は、制御部からの指示に基づく動作モードで電池パック９を充電する。充電回路の動作モードとしては、電池パック９を定電流で充電する定電流充電モードと、電池パック９を定電圧で充電する定電圧充電モードと、がある。

放電回路は、複数の電池パック９の各々を個別に放電させて負荷Ｌ１に放電電力を供給できるように、複数の装着部４に一対一に対応する複数の第２スイッチを含んでいる。また、放電回路は、複数の第２スイッチの各々に直列接続された複数のダイオードを含んでいる。複数の第２スイッチは、制御部によって個別にオンオフ制御される。複数のダイオードは、複数の電池パック９間での電流供給を阻止できるように複数の第２スイッチの各々に直列接続されている。

制御部は、操作部６が受け付けた操作入力に基づいて充電回路及び放電回路を制御する。より詳細には、制御部は、操作部６が操作されたときに、その操作内容に応じて、充電回路と放電回路との一方を制御する。また、制御部は、通信用コネクタ４９を介して電池パック９から電池情報を取得し、取得した電池情報に基づいて充電回路、放電回路及び表示部７を制御する。制御部は、例えばメモリ、プロセッサを有するマイコン（マイクロコンピュータ）であり、プロセッサがメモリに格納されたプログラムを実行することにより種々の機能を実現する。プログラムは、予めメモリに記憶されていてもよいし、メモリカードなどの記憶媒体に記録されて提供されてもよいし、電気通信回線を通して提供されてもよい。

表示部７は、筐体２の第３面２０３から露出するようにボディ２１に取り付けられている。表示部７は、複数の装着部４の各々に装着された電池パック９の状態（充電中、満充電状態、放電中）等を表示する。表示部７は、複数の装着部４に一対一で対応する複数の表示用ＬＥＤを備えている。これにより、表示部７は、複数の装着部４それぞれにおける電池パック９の状態を個別に表示することができる。表示部７は、複数の表示用ＬＥＤを備えた構成に限らず、例えば、液晶パネル等でもよい。

充放電ユニット１では、複数の電池パック９を並列接続させるように、複数の装着部４の電源端子１５１同士及び電源端子１５２同士が電気的に接続可能である。

複数台の充放電ユニット１を用意して、これら複数台の充放電ユニット１を重ねて用いる場合、充放電ユニット１は、例えば、図１２〜１３Ｂに示すように、他の充放電ユニット１と重ね合わせて使用することが可能である。

充放電ユニット１は、筐体２の第２面２０２から突出した複数（４つ）の突部２３と、筐体２の第１面２０１に形成された複数（４つ）の凹部２４と、を備える。複数の突部２３は、ボディ２１と一体であり、ボディ２１の底板２１１から突出している。複数の突部２３は、ボディ２１の底板２１１の四隅に設けられている。複数の凹部２４は、カバー２２の底板２２１に形成されている。複数の凹部２４は、カバー２２の底板２２１の四隅に形成されている。複数の突部２３の各々の先端面は、矩形状である。複数の凹部２４の各々の開口形状は、矩形状である。複数の突部２３の各々は、複数の凹部２４のうち一対一に対応する凹部２４の第２面２０２への投影領域にある。要するに、充放電ユニット１は、他の充放電ユニット１が有する複数の突部２３と一対一に対応し当該複数の突部２３を嵌め込み可能な複数の凹部２４を備える。

充放電ユニット１は、複数（２つ）の電気接続部８を備える。複数の電気接続部８の各々は、他の充放電ユニット１と電気的に接続するための電気接続装置である。以下では、２つの電気接続部８を極性により区別して説明する場合、一方を正極電気接続部８Ａ、他方を負極電気接続部８Ｂという。正極電気接続部８Ａは、図１１に示すように、充放電回路部５（の放電回路）と電源出力部１２との間の２つの電路のうち高電位側の電路と電気的に接続されている。また、負極電気接続部８Ｂは、充放電回路部５（の放電回路）と電源出力部１２との間の２つの電路のうち低電位側の電路と電気的に接続されている。複数の電気接続部８は、第１方向Ｄ１に重ねた２台の充放電ユニット１間で複数の電気接続部８のうち同じ極性の電気接続部８同士を電気的に接続可能に構成されている。

複数の電気接続部８の各々は、導電バー８１と、導電部材８２と、を有する。以下では、正極電気接続部８Ａが有する導電バー８１、導電部材８２を、それぞれ、正極導電バー８１Ａ、正極導電部材８２Ａともいう。負極電気接続部８Ｂが有する導電バー８１、導電部材８２を、それぞれ、負極導電バー８１Ｂ、負極導電部材８２Ｂともいう。また、筐体２は、２つの導電バー８１が並ぶ方向である第２方向Ｄ２に直交する第５面２０５及び第６面２０６を有する。第５面２０５及び第６面２０６は、第１面２０１、第２面２０２、第３面２０３及び第４面２０４のいずれとも隣り合う。

正極導電部材８２Ａ及び負極導電部材８２Ｂは、例えば銅（銅合金）等で形成されたＬ字状のブスバー（busbar）である。正極導電部材８２Ａは、筐体２内における第３方向Ｄ３の略中央部の位置で、筐体２の第２面２０２及び第５面２０５に沿って配置されており、各装着部４の正極の電源端子１５１と電気的に接続されている。負極導電部材８２Ｂは、筐体２内における第３方向Ｄ３の略中央部の位置で、筐体２の第２面２０２及び第６面２０６に沿って配置されており、各装着部４の負極の電源端子１５２と電気的に接続されている。つまり、正極導電部材８２Ａは、筐体２内における第２方向Ｄ２の一端側に配置され、負極導電部材８２Ｂは、筐体２内における第２方向Ｄ２の他端側に配置されている。

正極導電バー８１Ａ及び負極導電バー８１Ｂは、例えば銅（銅合金）等で形成された長尺状の導電板である。正極導電バー８１Ａは、長手方向の第１端８１１Ａ及び第２端８１２Ａを有する。負極導電バー８１Ｂは、長手方向の第１端８１１Ｂ及び第２端８１２Ｂを有する。

正極導電バー８１Ａは、第２方向Ｄ２を厚さ方向とするように筐体２の第５面２０５に沿って配置されている。正極導電バー８１Ａは、第１固定螺子８３Ａにより長手方向の第１端８１１Ａが正極導電部材８２Ａに取り付けられている。第１固定螺子８３Ａは、充放電ユニット１の使用者が工具を用いないで回転できるように頭部に摘みが設けられた摘み螺子であり、ねじ溝が形成されていない円柱状の胴部と、胴部よりも径が小さく、ねじ溝が形成されている軸部と、を有している。第１固定螺子８３Ａは、胴部が筐体２において第５面２０５に直交するように形成された貫通孔を通り、かつ、軸部が正極導電バー８１Ａの貫通孔を通って正極導電部材８２Ａのねじ孔に嵌め合わされている。

正極導電バー８１Ａは、第１端８１１Ａと第２端８１２Ａとの間であって第１端８１１Ａに近い部位に、正極導電バー８１Ａの厚さ方向に突出する摘み８５Ａ（図２および１３Ａ参照）が固定されている。摘み８５Ａは、筐体２において第５面２０５に直交するように形成されたガイド用スリット２１２１Ａを通って筐体２の外側に突出している。ガイド用スリット２１２１Ａは、筐体２の第５面２０５のうち第１固定螺子８３Ａに対して筐体２の第３面２０３側の位置において、第１固定螺子８３Ａの軸部を中心とする円に沿った円弧状に形成されている。正極導電バー８１Ａは、摘み８５Ａがガイド用スリット２１２１Ａ内を移動できる範囲において、第１固定螺子８３Ａの軸部を回転軸にして回転移動することができる。

筐体２には、正極導電バー８１Ａの第２端８１２Ａを出し入れ可能とする第１スリット２２１１Ａが第１面２０１に直交するように形成されている。第１スリット２２１１Ａは、カバー２２の底板２２１における第５面２０５側の端部の位置に、底板２２１を貫通するように第３方向Ｄ３に沿って形成されている。

摘み８５Ａが、ガイド用スリット２１２１Ａ内における第１面２０１側の端部に位置している場合、正極導電バー８１Ａの長手方向の第２端８１２Ａが第１スリット２２１１Ａを通って筐体２の第１面２０１から突出する。このとき、正極導電バー８１Ａの長手方向が、第１方向Ｄ１及び第３方向Ｄ３に対して傾いた状態となる。つまり、正極導電バー８１Ａは、筐体２の第１面２０１に直交する面内（第１方向Ｄ１及び第３方向に沿った面内）において、第１面２０１に対して傾斜した方向に突出する。本実施形態では、正極導電バー８１Ａは、筐体２から突出した状態において、第２端８１２Ａが第１端８１１Ａよりも第３面２０３側となるように傾斜している。

摘み８５Ａがガイド用スリット２１２１Ａ内における第２面２０２側の端部に位置している場合、正極導電バー８１Ａは、筐体２内に収納される。このとき、正極導電バー８１Ａの長手方向は、第３方向Ｄ３に沿った方向となる。つまり、摘み８５Ａがガイド用スリット２１２１Ａ内における第２面２０２側の端部に位置している場合、正極導電バー８１Ａは、筐体２から突出しない状態となる。

また、正極導電バー８１Ａは、長手方向の第２端８１２Ａがフック状に形成されている。具体的には、正極導電バー８１Ａの第２端８１２Ａには、凹部８１２１Ａが形成されている。凹部８１２１Ａは、正極導電バー８１Ａが筐体２に収納された状態（摘み８５Ａがガイド用スリット２１２１Ａ内における第２面２０２側の端部に位置している状態）において、第２面２０２側を底とする。

正極導電部材８２Ａは、第１固定螺子８３Ａに対して第２面２０２側、かつ、第３面２０３側の位置に、第２固定螺子８４Ａが取り付けられている。第２固定螺子８４Ａは、充放電ユニット１の使用者が工具を用いないで回転できるように頭部に摘みが設けられた摘み螺子であり、ねじ溝が形成されていない円柱状の胴部と、胴部よりも径が小さく、ねじ溝が形成されている軸部と、を有している。第２固定螺子８４Ａは、胴部が筐体２において第５面２０５に直交するように形成された貫通孔を通り、かつ、軸部が正極導電部材８２Ａに形成されたねじ孔に嵌め合わされている。

筐体２には、他の充放電ユニット１の正極導電バー８１Ａの第２端８１２Ａを出し入れ可能とする第２スリット２１１１Ａが第２面２０２に直交するように形成されている。第２スリット２１１１Ａは、ボディ２１の底板２１１における第５面２０５側の端部の位置に、底板２１１を貫通するように第３方向Ｄ３に沿って形成されている。第２固定螺子８４Ａは、軸部に、他の充放電ユニット１の正極導電バー８１Ａの凹部８１２１Ａが嵌まり込むように構成されている。

次に、負極導電バー８１Ｂについて説明する。負極導電バー８１Ｂ、負極導電部材８２Ｂ、第１固定螺子８３Ｂ及び第２固定螺子８４Ｂは、それぞれ、正極導電バー８１Ａ、正極導電部材８２Ａ、第１固定螺子８３Ａ及び第２固定螺子８４Ａと同様の構成であるので、説明を適宜省略する。

負極導電バー８１Ｂは、第２方向Ｄ２を厚さ方向とするように筐体２の第６面２０６に沿って配置されている。負極導電バー８１Ｂは、第１固定螺子８３Ｂにより長手方向の第１端８１１Ｂが負極導電部材８２Ｂに取り付けられている。

負極導電バー８１Ｂは、第１端８１１Ｂと第２端８１２Ｂとの間で第１端８１１Ｂに近い部位に、負極導電バー８１Ｂの厚さ方向に突出する摘み８５Ｂ（図１及び１３Ｂ参照）が固定されている。摘み８５Ｂは、筐体２において第６面２０６に直交するように形成されたガイド用スリット２１２１Ｂを通って筐体２の外側に突出している。ガイド用スリット２１２１Ｂは、筐体２の第６面２０６のうち第１固定螺子８３Ｂに対して筐体２の第４面２０４側の位置において、第１固定螺子８３Ｂの軸部を中心とする円に沿った円弧状に形成されている。負極導電バー８１Ｂは、摘み８５Ｂがガイド用スリット２１２１Ｂ内を移動できる範囲において、第１固定螺子８３Ｂの軸部を回転軸にして回転移動することができる。

筐体２には、負極導電バー８１Ｂの第２端８１２Ｂを出し入れ可能とする第１スリット２２１１Ｂが第１面２０１に直交するように形成されている。

摘み８５Ｂが、ガイド用スリット２１２１Ｂ内における第１面２０１側の端部に位置している場合、負極導電バー８１Ｂの長手方向の第２端８１２Ｂが第１スリット２２１１Ｂを通って筐体２の第１面２０１から突出する。このとき、負極導電バー８１Ｂの長手方向が、第１方向Ｄ１及び第３方向Ｄ３に対して傾いた状態となる。つまり、負極導電バー８１Ｂは、筐体２の第１面２０１に直交する面内（第１方向Ｄ１及び第３方向に沿った面内）において、第１面２０１に対して傾斜した方向に突出する。本実施形態では、負極導電バー８１Ｂは、筐体２から突出した状態において、第２端８１２Ｂが第１端８１１Ｂよりも第４面２０４側となるように傾斜している。

摘み８５Ｂがガイド用スリット２１２１Ｂ内における第２面２０２側の端部に位置している場合、負極導電バー８１Ｂは、筐体２内に収納され、筐体２から突出しない状態となる。このとき、負極導電バー８１Ｂの長手方向は、第３方向Ｄ３に沿った方向となる。

また、負極導電バー８１Ｂの第２端８１２Ｂには、凹部８１２１Ｂが形成されている。

負極導電部材８２Ｂは、第１固定螺子８３Ｂに対して第２面２０２側、かつ、第４面２０４側の位置に、第２固定螺子８４Ｂが取り付けられている。

筐体２の第２面２０２には、他の充放電ユニット１の負極導電バー８１Ｂの第２端８１２Ｂを出し入れ可能とする第２スリット２１１１Ｂが形成されている。第２固定螺子８４Ｂは、軸部に、他の充放電ユニット１の負極導電バー８１Ｂの凹部８１２１Ｂが嵌まり込むように構成されている。

第１固定螺子８３Ａが締められた場合、正極導電バー８１Ａは、第１固定螺子８３Ａの胴部によって正極導電部材８２Ａに押し付けられる。これにより、正極導電バー８１Ａは、正極導電部材８２Ａに固定され、正極導電部材８２Ａと電気的に接続される。第１固定螺子８３Ａが緩められた場合、第１固定螺子８３Ａの胴部が正極導電部材８２Ａを押し付ける力が弱まり、正極導電バー８１Ａは、第１固定螺子８３Ａの軸部を回転軸としてスムーズに回転移動することができる。つまり、充放電ユニット１の使用者は、第１固定螺子８３Ａの締付量を調節することにより、摘み８５Ａを持って正極導電バー８１Ａを回転移動させ、正極導電バー８１Ａを任意の位置で固定することができる。また、充放電ユニット１の使用者は、第１固定螺子８３Ａと同様に第１固定螺子８３Ｂの締付量を調節することにより、摘み８５Ｂを持って負極導電バー８１Ｂを回転移動させ、負極導電バー８１Ｂを任意の位置で固定することができる。

第２固定螺子８４Ａが緩められた場合、第２固定螺子８４Ａの胴部と正極導電部材８２Ａとの間に隙間が形成される。この隙間に、他の充放電ユニット１が有する正極導電バー８１Ａの第２端８１２Ａを入れて、第２固定螺子８４Ａの軸部に他の充放電ユニット１の正極導電バー８１Ａの凹部８１２１Ａを引っ掛けることができる。この状態で、第２固定螺子８４Ａが締められた場合、第２固定螺子８４Ａの胴部によって、正極導電部材８２Ａに他の充放電ユニット１の正極導電バー８１Ａが押し付けられる。これにより、正極導電部材８２Ａは、他の充放電ユニット１の正極導電バー８１Ａと電気的及び機械的に接続される。つまり、充放電ユニット１の使用者は、第２固定螺子８４Ａの締付量を調節することにより、正極導電部材８２Ａに他の充放電ユニット１の正極導電バー８１Ａを電気的及び機械的に接続することができる。また、充放電ユニット１の使用者は、第２固定螺子８４Ａと同様に第２固定螺子８４Ｂの締付量を調節することにより、負極導電部材８２Ｂに他の充放電ユニット１の負極導電バー８１Ｂを電気的及び機械的に接続することができる。

次に、２つの充放電ユニット１の連結について説明する。以下の説明では、２つの充放電ユニット１を区別する場合、一方の充放電ユニット１を第１充放電ユニット１ａ、他方の充放電ユニット１を第２充放電ユニット１ｂとして説明する。

２つの充放電ユニット１を連結する場合、一方の充放電ユニット１の第１面２０１が他方の充放電ユニット１の第２面２０２と対向するように、２つの充放電ユニット１を第１方向Ｄ１に並べて配置する。本実施形態では、第１充放電ユニット１ａの第１面２０１が第２充放電ユニット１ｂの第２面２０２と対向するように、第１充放電ユニット１ａの第１面２０１側に第２充放電ユニット１ｂが重ねられる。

そして、第１充放電ユニット１ａが有する２つの導電バー８１（正極導電バー８１Ａ、負極導電バー８１Ｂ）を第１面２０１から突出させる。第１充放電ユニット１ａの筐体２の第１面２０１から突出した正極導電バー８１Ａは、第２充放電ユニット１ｂの筐体２において第２面２０２に直交するように形成された第２スリット２１１１Ａを通って正極導電部材８２Ａと電気的及び機械的に接続される。また、第１充放電ユニット１ａの筐体２の第１面２０１から突出した負極導電バー８１Ｂは、第２充放電ユニット１ｂの筐体２において第２面２０２に直交するように形成された第２スリット２１１１Ｂを通って負極導電部材８２Ｂと電気的及び機械的に接続される。つまり、充放電ユニット１間において、正極電気接続部８Ａ同士が電気的に接続され、かつ、負極電気接続部８Ｂ同士が電気的に接続される。これにより、互いの充放電ユニット１の電源出力部１２同士が電気的に接続され、第１充放電ユニット１ａと第２充放電ユニット１ｂとの間で電池パック９の放電電力を共有することができる。ここにおいて、複数台の充放電ユニット１の各々において装着部４に電池パック９が装着されている場合、複数台の電源ユニット１００を重ねていることになる。

充放電ユニット１の連結台数は２台に限らず、３台以上の充放電ユニット１を重ねて電気的に接続してもよい。また、充放電ユニット１が備える電気接続部８の数は２つに限らず、充放電ユニット１は、３つ以上の電気接続部８を備えていてもよい。

充放電ユニット１は、図１４及び１５に示すように、電力変換ユニット３００と電気的に接続可能である。本実施形態における充放電システム４００は、充放電ユニット１と、電力変換ユニット３００と、を備える。また、本実施形態における電源システム５００は、充放電ユニット１と、充放電ユニット１における装着部４に装着された電池パック９と、電力変換ユニット３００と、を備える。

電力変換ユニット３００は、電力変換回路部３０５及び２つの電気接続部８０を備える。２つの電気接続部８０の各々は、充放電ユニット１の２つの電気接続部８の各々と同様、導電バー８１０及び導電部材８２０を備える。また、電力変換ユニット３００は、２つの第１固定螺子８３０と、２つの第２固定螺子８４０と、２つの摘み８５０と、を備える。２つの第１固定螺子８３０は、充放電ユニット１の第１固定螺子８３Ａ，８３Ｂと同様の構成である。２つの第２固定螺子８４０は、充放電ユニット１の第２固定螺子８４Ａ，８４Ｂと同様の構成である。２つの摘み８５０は、充放電ユニット１の摘み８５Ａ，８５Ｂと同様の構成である。電力変換ユニット３００の２つの電気接続部８０のうち、一方の電気接続部８０は、充放電ユニット１の正極電気接続部８Ａと電気的及び機械的に接続され、他方の電気接続部８０は、充放電ユニット１の負極電気接続部８Ｂと電気的及び機械的に接続される。

ここでは、充放電ユニット１の一対の電気接続部８は、電池パック９の放電電力を出力する電力出力部として機能し、電力変換ユニット３００の一対の電気接続部８０は、電池パック９の放電電力が入力される電力入力部として機能する。

電力変換回路部３０５は、２つ電気接続部８０を介して充放電ユニット１の電池パック９と電気的に接続されており、電池パック９の放電電力を電力変換する。具体的には、電力変換回路部３０５は、インバータ回路であり、電池パック９から放電された直流電力を交流電力に変換する。電力変換回路部３０５の出力端は、電源出力部３１２と電気的に接続されている。電源システム５００では、負荷Ｌ２と電気的に接続された電源ケーブルが、電源出力部３１２に接続されることによって、電池パック９の放電電力を交流に変換した電力を負荷Ｌ２に供給することができる。電力変換回路部３０５は、インバータ回路に限らず、ＤＣ−ＤＣコンバータでもよい。

また、電力変換ユニット３００は、充放電ユニット１の筐体２と同様の形状である筐体３０２を備える。また、電力変換ユニット３００は、充放電ユニット１の複数の突部２３、複数の凹部２４それぞれと同様の形状である複数の突部、複数の凹部３２４を備える。図１４に示すように、電力変換ユニット３００は、充放電ユニット１と重ね合わせて電気的かつ機械的に接続することが可能である。

以上説明したように、本実施形態の第１態様に係る充放電ユニット１は、装着部４と、充放電回路部５と、筐体２と、複数の電気接続部８と、を備える。装着部４は、電池パック９が着脱自在に装着される。充放電回路部５は、装着部４に装着された電池パック９を充電する機能及び放電させる機能を有する。筐体２は、装着部４および充放電回路部５が収納され、かつ、電池パック９を収納可能である。複数の電気接続部８の各々は、自ユニット（充放電ユニット１）と同構成である他の充放電ユニット１と自ユニットとを電気的に接続可能とする。複数の電気接続部８の各々は、筐体２の一面（第１面２０１）から突出する導電バー８１と、筐体２内において導電バー８１と電気的に接続された導電部材８２と、を有する。導電バー８１は、筐体２の一面（第１面２０１）と対向するように配置された他の充放電ユニット１が有する導電部材８２と電気的及び機械的に接続可能に構成される。

上記構成により、充放電ユニット１は、接続ケーブルを用いることなく、他の充放電ユニット１と電気的に接続することができ、複数台の充放電ユニット１を連結して使用する場合の相互の電気接続の信頼性を向上させることが可能となる。

本実施形態の第２態様に係る充放電ユニット１は、第１態様において、複数の導電バー８１は、正極導電バー８１Ａと、負極導電バー８１Ｂと、を含むことが好ましい。正極導電バー８１Ａは、筐体２の一面（第１面２０１）における一方向（第２方向Ｄ２）の一端側から突出し、負極導電バー８１Ｂは、筐体２の一面（第１面２０１）における一方向（第２方向Ｄ２）の他端側から突出することが好ましい。

上記構成により、正極導電バー８１Ａと負極導電バー８１Ｂとが離れて配置されるので、正極導電バー８１Ａと負極導電バー８１Ｂとの短絡を抑制することが可能となる。

本実施形態の第３態様に係る充放電ユニット１は、第１又は第２態様において、複数の導電バー８１の各々は、筐体２の一面（第１面２０１）に直交する面内で一面（第１面２０１）に対して傾斜した方向に突出することが好ましい。

上記構成により、充放電ユニット１同士を連結する際に、一方の充放電ユニット１の導電バー８１と、他方の充放電ユニット１の導電バー８１とが互いに干渉することが抑制され、充放電ユニット１の小型化を図ることが可能となる。

本実施形態の第４態様に係る充放電ユニット１は、第１乃至第３態様のいずれか１つの態様において、複数の導電バー８１は、筐体２の一面（第１面２０１）から突出しないように筐体２に収納可能であることが好ましい。

上記構成により、充放電ユニット１は、他の充放電ユニット１と連結しない場合等に、複数の導電バー８１を筐体２内に収納させることができ、導電バー８１の破損等を防止することが可能となる。

本実施形態の第５態様に係る電源ユニット１００は、第１乃至第４態様のいずれか１つの態様に係る充放電ユニット１と、装着部４に装着される電池パック９と、を備える。

上記構成により、電源ユニット１００は、接続ケーブルを用いることなく、複数台の充放電ユニット１同士を電気的に接続することができ、複数台の充放電ユニット１を連結して使用する場合の相互の電気接続の信頼性を向上させることが可能となる。

本実施形態の第６態様に係る充放電システム４００は、第１乃至第４態様のいずれか１つの態様に係る充放電ユニット１と、電池パック９の放電電力を電力変換する電力変換ユニット３００と、を備える。

上記構成により、充放電システム４００は、接続ケーブルを用いることなく、複数台の充放電ユニット１同士を電気的に接続することができ、複数台の充放電ユニット１を連結して使用する場合の相互の電気接続の信頼性を向上させることが可能となる。

本実施形態の第７態様に係る電源システム５００は、第６態様に係る充放電システム４００と、装着部４に装着される電池パック９と、を備える。

上記構成により、電源システム５００は、接続ケーブルを用いることなく、複数台の充放電ユニット１同士を電気的に接続することができ、複数台の充放電ユニット１を連結して使用する場合の相互の電気接続の信頼性を向上させることが可能となる。

上述した実施形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることはもちろんのことである。

例えば、充放電ユニット１は、筐体２において第１面２０１と直交するように形成された第１スリット２２１１Ａ，２２１１Ｂを開閉自在に覆う複数のシャッターを備えていてもよい。また、充放電ユニット１は、筐体２において第２面２０２と直交するように形成された第２スリット２１１１Ａ，２１１１Ｂを開閉自在に覆う複数のシャッターを備えていてもよい。これにより、充放電ユニット１は、他の充放電ユニット１と連結していないときに第１スリット２２１１Ａ，２２１１Ｂ、及び第２スリット２１１１Ａ，２１１１Ｂがシャッターにより覆われていれば、筐体２内に異物が入るのを抑制することが可能となる。

また、充放電ユニット１は、筐体２に通気用の孔が形成されていてもよい。通気用の孔は、筐体２においてファン１０の吸込口１０２に対向する領域からずれた領域に形成されているのが好ましい。

１ 充放電ユニット
２ 筐体
２０１ 第１面
４ 装着部
５ 充放電回路部
８ 電気接続部
８１（８１Ａ） 導電バー（正極導電バー）
８１（８１Ｂ） 導電バー（負極導電バー）
８２ 導電部材
９ 電池パック
１００ 電源ユニット
４００ 充放電システム
５００ 電源システム

Claims (7)

1. 電池パックが着脱自在に装着される装着部と、
   前記装着部に装着された前記電池パックを充電する機能及び放電させる機能を有する充放電回路部と、
   前記装着部及び前記充放電回路部が収納され、かつ、前記電池パックを収納可能な筐体と、
   自ユニットと同構成である他の充放電ユニットと前記自ユニットとを電気的に接続可能とする複数の電気接続部と、を備え、
   前記複数の電気接続部の各々は、前記筐体の一面から突出する導電バーと、前記筐体内において前記導電バーと電気的に接続された導電部材と、を有し、
   前記導電バーは、前記筐体の前記一面と対向するように配置された前記他の充放電ユニットが有する導電部材と電気的及び機械的に接続可能に構成される
   ことを特徴とする充放電ユニット。
2. 前記複数の導電バーは、正極導電バーと、負極導電バーと、を含み、
   前記正極導電バーは、前記筐体の前記一面における一方向の一端側から突出し、
   前記負極導電バーは、前記筐体の前記一面における前記一方向の他端側から突出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の充放電ユニット。
3. 前記複数の導電バーの各々は、前記筐体の前記一面に直交する面内で前記一面に対して傾斜した方向に突出する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の充放電ユニット。
4. 前記複数の導電バーは、前記筐体の前記一面から突出しないように前記筐体に収納可能である
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の充放電ユニット。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の充放電ユニットと、
   前記装着部に装着される電池パックと、を備える
   ことを特徴とする電源ユニット。
6. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の充放電ユニットと、
   前記電池パックの放電電力を電力変換する電力変換ユニットと、を備える
   ことを特徴とする充放電システム。
7. 請求項６記載の充放電システムと、
   前記装着部に装着される電池パックと、を備える
   ことを特徴とする電源システム。

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