JP2020136556A - Power storage unit - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書では、蓄電ユニットに関する技術を開示する。 This specification discloses a technique relating to a power storage unit.
従来、複数の蓄電素子を備える蓄電ユニットが知られている。特許文献1は、複数の蓄電装置が並設された状態で接続部材により電気的に接続されるとともに、複数の蓄電装置がホルダーに支持された状態で台座に取り付けられている。台座上における複数の蓄電装置とは異なる位置には、制御基板が配されている。 Conventionally, a power storage unit including a plurality of power storage elements is known. In Patent Document 1, a plurality of power storage devices are electrically connected by a connecting member in a state of being arranged side by side, and the plurality of power storage devices are attached to a pedestal in a state of being supported by a holder. A control board is arranged on the pedestal at a position different from that of the plurality of power storage devices.
ところで、上記した構成では、台座上に並んで配された複数の蓄電装置がホルダーに保持された状態で密集して配置されている。このような蓄電装置を台座上に密集して配置する構成では、台座上に基板や電子部品を搭載できるスペースが少なくなり、電子部品の実装密度を高めてユニットを小型化することが容易ではないという問題がある。 By the way, in the above-described configuration, a plurality of power storage devices arranged side by side on the pedestal are densely arranged in a state of being held by the holder. In such a configuration in which the power storage devices are densely arranged on the pedestal, the space on which the substrate and electronic components can be mounted is reduced, and it is not easy to increase the mounting density of the electronic components and reduce the size of the unit. There is a problem.
本明細書に記載された技術は、上記のような事情に基づいて完成されたものであって、部品の実装密度を高めてユニットを小型化することを目的とする。 The technique described in this specification has been completed based on the above circumstances, and an object thereof is to increase the mounting density of parts and to reduce the size of the unit.
本明細書に記載された蓄電ユニットは、導電路を有する基板と、前記基板の導電路に実装される電子部品と、蓄電要素が収容された蓄電本体と前記蓄電本体の一方の側から導出されて前記基板の導電路に接続される一対のリード部とを有する複数の蓄電素子と、を備え、前記複数の蓄電素子は、前記基板の一方の縁部側の導電路に前記一対のリード部が接続される第1の蓄電素子と、前記蓄電本体に対して前記一対のリード部が配される側が前記第1の蓄電素子とは反対側とされ、前記基板の前記一方とは反対の縁部側の導電路に前記一対のリード部が接続される第2の蓄電素子とを含む。
上記構成によれば、電子部品の実装を行うことが容易ではない基板の縁部側を蓄電素子の接続に利用することにより、基板における縁部の内側の領域を蓄電素子の接続のために使用しなくてもよいため、基板における電子部品の実装領域を大きくすることが可能になる。これにより、部品の実装密度を高めることができ、蓄電ユニットを小型化することが可能になる。
The power storage unit described in the present specification is derived from one side of a substrate having a conductive path, an electronic component mounted on the conductive path of the substrate, a power storage body containing a power storage element, and the power storage body. The plurality of power storage elements are provided with a pair of lead portions connected to the conductive path of the substrate, and the plurality of power storage elements are provided with the pair of lead portions on the conductive path on one edge side of the substrate. The side to which the first power storage element to which is connected and the pair of lead portions are arranged with respect to the power storage body is the side opposite to the first power storage element, and the edge opposite to the one of the substrate. A second power storage element in which the pair of lead portions are connected to a conductive path on the portion side is included.
According to the above configuration, by using the edge side of the substrate, which is not easy to mount electronic components, for connecting the power storage element, the area inside the edge of the board is used for connecting the power storage element. Since it is not necessary to do so, it is possible to increase the mounting area of electronic components on the substrate. As a result, the mounting density of parts can be increased, and the power storage unit can be miniaturized.
本明細書に記載された技術の実施態様としては以下の態様が好ましい。
前記複数の蓄電素子は、前記蓄電本体に対して前記一対のリード部が導出される第3の蓄電素子を含み、前記第3の蓄電素子は、前記第1の蓄電素子と前記第2の蓄電素子との間に配され、前記第3の蓄電素子の前記一対のリード部は、前記基板における前記一方の縁部及び前記反対の縁部とは異なる縁部側に接続される。
このようにすれば、第1の蓄電素子及び第2の蓄電素子に加えて、第3の蓄電素子を基板に接続する場合であっても、電子部品の実装領域を確保することができる。よって、より一層、部品の実装密度を高めることができ、蓄電ユニットを小型化することが可能になる。
The following embodiments are preferred as embodiments of the techniques described herein.
The plurality of power storage elements include a third power storage element from which the pair of lead portions are led out to the power storage body, and the third power storage element includes the first power storage element and the second power storage element. The pair of lead portions of the third power storage element, which are arranged between the elements, are connected to an edge portion of the substrate different from the one edge portion and the opposite edge portion.
In this way, even when the third power storage element is connected to the substrate in addition to the first power storage element and the second power storage element, the mounting area of the electronic component can be secured. Therefore, the mounting density of parts can be further increased, and the power storage unit can be miniaturized.
前記基板における前記第1の蓄電素子と前記第2の蓄電素子とが配される領域の内側に前記電子部品が実装されている。
このようにすれば、第1の蓄電素子と第2の蓄電素子とが配置されない領域に電子部品を実装することができるため、電子部品の実装密度を高めることができる。
The electronic component is mounted inside the region of the substrate on which the first power storage element and the second power storage element are arranged.
By doing so, the electronic component can be mounted in the region where the first power storage element and the second power storage element are not arranged, so that the mounting density of the electronic component can be increased.
複数の前記電子部品を備え、複数の前記電子部品は、低背部品と、前記低背部品よりも前記基板に対する高さ寸法が大きい高背部品とを有し、前記第1の蓄電素子と前記第2の蓄電素子とが配される領域の内側に前記高背部品が実装されている。
このようにすれば、蓄電素子の高さ寸法に応じた空きスペースを高背部品の実装のために利用することができるため、電子部品の実装密度を高めることができる。
The plurality of electronic components are provided, and the plurality of electronic components include a low-profile component and a high-profile component having a height dimension larger than that of the low-profile component with respect to the substrate, and the first power storage element and the said. The tall component is mounted inside the region where the second power storage element is arranged.
In this way, the empty space corresponding to the height dimension of the power storage element can be used for mounting the tall component, so that the mounting density of the electronic component can be increased.
前記基板に対して前記蓄電素子が配される側とは反対側の面には、前記低背部品が実装されている。
このようにすれば、高さ寸法のスペースが少ない側を有効に利用して基板に低背部品を実装することができるため、電子部品の実装密度を高めることができる。
The low-profile component is mounted on a surface of the substrate opposite to the side on which the power storage element is arranged.
By doing so, the low-profile component can be mounted on the substrate by effectively utilizing the side having a small space in the height dimension, so that the mounting density of the electronic component can be increased.
前記基板と複数の前記電子部品とは、電力変換装置を構成している。
このようにすれば、蓄電ユニットが多くの電子部品が必要とされる電力変換装置を備えることで大型化しやすい構成であっても、複数の蓄電素子の配置によって蓄電ユニットを小型化することができる。
The substrate and the plurality of electronic components form a power conversion device.
In this way, even if the power storage unit is provided with a power conversion device that requires many electronic components and is likely to be large in size, the power storage unit can be miniaturized by arranging a plurality of power storage elements. ..
本明細書に記載された技術によれば、部品の実装密度を高めてユニットを小型化することが可能になる。 According to the techniques described herein, it is possible to increase the mounting density of components and reduce the size of the unit.
<実施形態1>
以下、実施形態1について、図1〜図5を参照しつつ説明する。
本実施形態の蓄電ユニット10(図1)は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の車両に搭載され、車両の補助電源として使用することができる。以下では、図1のX方向を前方、Y方向を左方、Z方向を上方として説明する。
<Embodiment 1>
Hereinafter, the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
The power storage unit 10 (FIG. 1) of the present embodiment can be mounted on a vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle and can be used as an auxiliary power source for the vehicle. Hereinafter, the X direction in FIG. 1 will be described as forward, the Y direction as left, and the Z direction as upward.
蓄電ユニット10は、図3に示すように、ケース11と、ケース11に収容されるユニット本体20とを備える。ケース11は、合成樹脂製又は金属製とされ、共に一方が開口する箱形のアッパーケース12とロアケース13とを嵌め合わせて構成される。
As shown in FIG. 3, the
ユニット本体20は、基板21と、基板21の導電路23に実装される電子部品31,32と、基板21に搭載される複数(本実施形態では9個)の蓄電素子40A〜40Cとを備える。基板21は、長方形の板状であって、絶縁板に導電路23がプリント配線技術により形成されている。導電路23は、基板21の両面に形成されている。基板21の下面(一方の面)は、複数の電子部品31が実装される部品実装領域36Aを有し、この部品実装領域36Aの下方側は、複数の電子部品31が配される部品実装空間36とされている。基板21の上面(他方の面)は、電子部品32が実装される部品実装領域37Aを有し、この部品実装領域37Aの上方側は、複数の電子部品32が配される部品実装空間37とされている。
The unit
部品実装領域37Aは、基板21の上面における複数の蓄電素子40A〜40Cに包囲された長方形状の範囲に設けられている。部品実装領域37Aの外側は、複数の蓄電素子40A〜40Cが搭載される蓄電搭載領域35Aとされている。蓄電搭載領域35Aは、図4に示すように、基板21の外周の四辺22A〜22Dのうちの三辺22A〜22Cから所定の範囲(所定寸法内側)に設けられている。なお、コネクタ27が装着される一辺22D側については、蓄電素子40A〜40Cが並んで搭載されないため、蓄電搭載領域35Aが設けられていない。
The
基板21には、図3に示すように、複数のスルーホール24が貫通形成されている。複数のスルーホール24は、蓄電素子40Aのリード部42A,42Bを接続するために、蓄電搭載領域35Aに設けられている。複数のスルーホール24は、基板21の三辺22A〜22Cに沿うように(三辺22A〜22Cの所定寸法内側に)、蓄電素子40Aに応じて一対ずつ間隔を空けて配置されている。なお、スルーホール24は、基板21における部品実装領域やコネクタ27側にも設けられているが、図3等ではスルーホール24は省略されている。なお、基板21は、プリント基板のみに限られず、例えば、プリント基板に銅、銅合金等の金属板材からなるバスバーを重ねて基板を構成してもよい。基板21の4つの角部には、ネジ孔が貫通形成されており、図4,図5に示すように、ロアケース13の底面から突出するボス部14に対してネジ25の軸部を通してネジ留めされる。
As shown in FIG. 3, a plurality of through
基板21の前端部には、コネクタ27が固定されている。コネクタ27は、フード状に開口するハウジング27Aと、ハウジング27Aに固定されるコネクタ端子(不図示)とを備える。コネクタ端子は、基板21のランドに半田付けされて導電路23に接続されている。
A
複数の電子部品31,32は、基板21の上下両面の導電路23に実装されており、基板21の下面側には、低背部品31が実装され、基板21の上面側には、低背部品31よりも背の高い(上下方向の高さ寸法の大きい)高背部品32が実装されている。低背部品31としては、例えば、FET(Field effect transistor)、抵抗、ダイオード、背の低いコンデンサ、マイコン等とされ、高背部品32としては、例えば、背の高いコンデンサ、コイル等とすることができる。
The plurality of
複数の蓄電素子40A〜40Cは、図4に示すように、基板21の外周の四辺22A〜22Dのうちの一辺22Aに沿って並んで配される複数(本実施形態では3つ)の第1の蓄電素子40Aと、四辺22A〜22Dのうちの一辺22Aとは反対側の対辺22Cに沿って並んで配される複数(本実施形態では3つ)の第2の蓄電素子40Cと、一辺22Aと対辺22Cとを連結する一対の連結辺22B,22Dの一方22Bに沿って並んで配される複数(本実施形態では3つ)の第3の蓄電素子40Bとを備える。
As shown in FIG. 4, the plurality of
複数の蓄電素子40A〜40Cは、例えば電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ、リチウムイオン二次電池等からなり、各蓄電素子40A〜40Cは、蓄電要素が収容された円柱状の蓄電本体41と蓄電本体41の一方の端面41Aから導出される正負一対のリード部42A,42Bとを有する。一対のリード部42A,42Bは、図5に示すように、共に、L字状に延びており、蓄電本体41の平坦な端面41Aから端面41Aと直交(交差)する方向に導出されている。なお、蓄電本体41は、例えば合成樹脂製又は金属製のホルダHにより基板21上に支持されるようにしてもよい。
The plurality of
次に、蓄電ユニット10の製造方法について説明する。
基板21に対して例えばリフロー半田付けにより、電子部品31,32の端子及び蓄電素子40A〜40Cのリード部42A,42Bを基板21に半田付けすることにより、ユニット本体20が形成される。次に、基板21の角部をロアケース13のボス部14にネジ25でネジ留めし、アッパーケース12を被せることにより、電気接続箱10が形成される。
Next, a method of manufacturing the
The
本実施形態によれば以下の作用、効果を奏する。
蓄電ユニット10は、導電路23を有する基板21と、基板21の導電路23に実装される電子部品31,32と、蓄電要素が収容された蓄電本体41と蓄電本体41の一方の側から導出されて基板21の導電路に接続される一対のリード部42A,42Bとを有する複数の蓄電素子40A,40Cと、を備え、複数の蓄電素子40A,40Cは、基板21の一辺22A側(一方の縁部側)の導電路に一対のリード部42A,42Bが接続される第1の蓄電素子40Aと、蓄電本体41に対して一対のリード部42A,42Bが配される側が第1の蓄電素子40Aとは反対側とされ、基板21の対辺22C(一方とは反対の縁部)側の導電路23に一対のリード部42A,42Bが接続される第2の蓄電素子40Cとを含む。
本実施形態によれば、電子部品31,32の実装を行うことが容易ではない基板21の縁部側を蓄電素子40A,40Cの接続に利用することにより、基板21の縁部よりも内側の領域を蓄電素子40A,40Cの接続のために使用しなくてもよいため、基板21における電子部品31,32の実装領域を大きくすることが可能になる。これにより、電子部品31,32の実装密度を高めることができ、蓄電ユニット10を小型化することが可能になる。
According to this embodiment, the following actions and effects are exhibited.
The
According to the present embodiment, by using the edge side of the
また、複数の蓄電素子40A〜40Cは、蓄電本体41に対して一対のリード部42A,42Bが導出される第3の蓄電素子40Bを含み、第3の蓄電素子40Bは、第1の蓄電素子40Aと第2の蓄電素子40Cとの間に配され、第3の蓄電素子40Bの一対のリード部42A,42Bは、基板21における連結片22C側(一方の縁部及び反対の縁部とは異なる縁部側)に接続される。
このようにすれば、第1の蓄電素子40A及び第2の蓄電素子40Cに加えて、第3の蓄電素子40Bを基板21に接続する場合であっても、電子部品31,32の実装領域を確保することができる。よって、より一層、電子部品31,32の実装密度を高めることができ、蓄電ユニット10を小型化することが可能になる。
Further, the plurality of
By doing so, even when the third
また、基板21における第1の蓄電素子40Aと第2の蓄電素子40Cとが配される領域の内側に電子部品31,32が実装されている。
このようにすれば、第1の蓄電素子40Aと第2の蓄電素子40Cとが配置されない領域に電子部品31,32を実装することができるため、電子部品31,32の実装密度を高めることができる。
Further, the
In this way, the
また、複数の電子部品31,32を備え、複数の電子部品31,32は、低背部品31と、低背部品31よりも基板21に対する高さ寸法が大きい高背部品32とを有し、第1の蓄電素子40Aと第2の蓄電素子40Cとが配される領域の内側に高背部品32が実装されている。
このようにすれば、蓄電素子40A〜40Cの高さ寸法に応じた空きスペースを高背部品32の実装のために利用することができるため、電子部品31,32の実装密度を高めることができる。
Further, a plurality of
In this way, the empty space corresponding to the height dimension of the
また、基板21に対して蓄電素子40A〜40Cが配される側とは反対側の面には、低背部品31が実装されている。
このようにすれば、高さ寸法のスペースが少ない側を有効に利用して基板21に低背部品31を実装することができるため、電子部品31,32の実装密度を高めることができる。
Further, the low-
In this way, the low-
また、基板21と複数の電子部品31,32とは、電力変換装置を構成している。
このようにすれば、蓄電ユニット10が多くの電子部品31,32が必要とされる電力変換装置を備えることで大型化しやすい構成であっても、複数の蓄電素子40A〜40Cの配置によって蓄電ユニット10を小型化することができる。
Further, the
In this way, even if the
<他の実施形態>
本明細書に記載された技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本明細書に記載された技術の技術的範囲に含まれる。
<Other embodiments>
The techniques described herein are not limited to the embodiments described above and in the drawings, and for example, the following embodiments are also included in the technical scope of the techniques described herein.
(1)基板21の三辺22A〜22Cに沿う蓄電素子40A〜40Cを備えたが、これに限られない。例えば、蓄電素子40Bを備えない構成としてもよい。
(1) The
(2)蓄電素子40A〜40Cの全てのリード部42A,42Bが基板21の縁部側(外側)に向けて配置されていたが、これに限られず、蓄電本体41に対してリード部42A,42Bが基板21の縁部側(外側)以外の方向に向けて配置された一又は複数の蓄電素子を含んでいてもよい。
(2) All the
(3)蓄電素子の個数は、上記実施形態の個数に限られず、異なる個数としてもよい。
(4)リード部42A,42Bは、基板21のスルーホール24に挿通されて半田付けされていたが、これに限られず、基板21の導電路23のランドに表面実装されていてもよい。また、基板21が導電路23としての金属のバスバーを備える場合には、リード部42A,42Bは、バスバーに対して各種の溶接(例えば、超音波溶接、振動溶着、レーザー溶接など)によって電気的に接続(実装)されていてもよい。
(3) The number of power storage elements is not limited to the number of the above-described embodiment, and may be different.
(4) The
10: 蓄電ユニット
11: ケース
20: ユニット本体
21: 基板
31: 低背部品(電子部品)
32: 高背部品(電子部品)
40A: 第1の蓄電素子
40C: 第2の蓄電素子
40B: 第3の蓄電素子
41: 蓄電本体
42A,42B: リード部
10: Power storage unit 11: Case 20: Unit body 21: Board 31: Low profile parts (electronic parts)
32: Tall parts (electronic parts)
40A: First
Claims (6)
前記基板の導電路に実装される電子部品と、
蓄電要素が収容された蓄電本体と前記蓄電本体の一方の側から導出されて前記基板の導電路に接続される一対のリード部とを有する複数の蓄電素子と、を備え、
前記複数の蓄電素子は、前記基板の一方の縁部側の導電路に前記一対のリード部が接続される第1の蓄電素子と、前記蓄電本体に対して前記一対のリード部が配される側が前記第1の蓄電素子とは反対側とされ、前記基板の前記一方とは反対の縁部側の導電路に前記一対のリード部が接続される第2の蓄電素子とを含む、蓄電ユニット。 A substrate with a conductive path and
Electronic components mounted on the conductive path of the substrate and
A plurality of power storage elements including a power storage body in which a power storage element is housed and a pair of lead portions derived from one side of the power storage body and connected to a conductive path of the substrate are provided.
The plurality of power storage elements include a first power storage element in which the pair of lead portions are connected to a conductive path on one edge side of the substrate, and the pair of lead parts are arranged with respect to the power storage body. A power storage unit including a second power storage element whose side is opposite to the first power storage element and to which the pair of lead portions are connected to a conductive path on the edge side opposite to the one of the substrate. ..
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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