JP2021048043A - 蓄電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】蓄電モジュールに接続ケーブルが接続された蓄電装置において、接続ケーブルが接続された蓄電セルなどが損傷することが抑制された蓄電装置を提供する。【解決手段】蓄電装置は、蓄電モジュールと、蓄電モジュールに接続された接続ケーブル３とを備え、蓄電モジュールは、配列方向に配列する複数の蓄電セル３と、配列方向において蓄電モジュールの端部設けられたエンドプレート６とを含み、エンドプレート６は、プレート本体と、プレート本体に設けられた第１固定部材１８とを含み、複数のうちエンドプレート６と隣り合う蓄電セル３は、外部端子１２Ａとを含み、接続ケーブル３は、ケース３０と、ケース３０に形成されると共に第１固定部材１８に連結される第２固定部材３１と、一端が外部機器に接続されるケーブル本体と、ケース３０に挿入され、ケーブル本体に電気的に接続されると共に、ケーブル本体およびケース３０に対して移動可能に設けられた連結端子３２とを含む。【選択図】図４

Description

本開示は、蓄電装置に関する。

蓄電装置は、特開２０１３−１０９９１４号公報に記載された蓄電モジュールは、複数の蓄電セルと、各蓄電セルを電気的に直列に接続する複数のバスバーとを含む。

特開２０１３−１０９９１４号公報

蓄電装置は、上記のように構成された蓄電モジュールと、蓄電モジュールに接続された接続ケーブルとを備える。蓄電モジュールは、エンドプレートと、複数の蓄電セルとを含む。エンドプレートは、蓄電モジュールの両端に設けられており、エンドプレートには、接続ケーブルが固定される固定台座が形成されている。各蓄電セルには、外部端子が設けられている。

接続ケーブルは、エンドプレートの固定台座に固定される固定部材と、エンドプレートと隣り合う蓄電接続の外部端子に接続される連結端子とを含む。

上記のように構成された蓄電装置において、蓄電装置の充放電によって、蓄電モジュールが膨張したり収縮したりする。蓄電モジュールの長さが変動すると、接続ケーブルが接続された外部端子の位置と、エンドプレートの固定台座との間の距離が変動する。

その一方で、接続ケーブルの連結端子と、固定部材との間の距離は変動しないため、蓄電モジュールの長さが変動すると、連結端子および外部端子の間で大きな荷重が生じる。連結端子に大きな荷重が加えられると、当該蓄電セルが損傷するおそれがある。

本開示は、上記のような課題を鑑みてなされたものであって、その目的は、蓄電モジュールに接続ケーブルが接続された蓄電装置において、接続ケーブルが接続された蓄電セルなどが損傷することが抑制された蓄電装置を提供することである。

本開示に係る蓄電装置は、蓄電モジュールと、蓄電モジュールに接続された接続ケーブルとを備える。上記蓄電モジュールは、配列方向に配列する複数の蓄電セルと、配列方向において蓄電モジュールの端部設けられたエンドプレートとを含む。エンドプレートは、プレート本体と、プレート本体に設けられた第１固定部材とを含む。複数のうちエンドプレートと隣り合う蓄電セルは、外部端子とを含む。接続ケーブルは、ケースと、ケースに形成されると共に第１固定部材に連結される第２固定部材と、一端が外部機器に接続されるケーブル本体と、ケースに挿入され、ケーブル本体に電気的に接続されると共に、ケーブル本体およびケースに対して移動可能に設けられた連結端子とを含む。

上記の蓄電装置において、充放電などによって、蓄電モジュールの長さが変動して、外部端子が第１固定部材に対して相対的に移動したとする。この際、第２固定部材は、第１固定部材に固定されている状態においても、連結端子は、ケーブル本体およびケースに対して移動することで、外部端子の移動に追従することができる。これにより、外部端子に大きな荷重が加えられることを抑制することができる。

本開示に係る蓄電装置によれば、蓄電モジュールに接続ケーブルが接続された蓄電装置において、蓄電モジュールの長さが変動して、第1固定部材と、外部端子との間の距離が変動したとしても、外部端子および蓄電セルに大きな荷重が加えられることを抑制することができる。

本実施の形態に係る蓄電装置を示す平面図である。 蓄電装置１において、コネクタ１６およびその周囲の構成を示す分解斜視図である。 コネクタ１６がエンドプレート５および蓄電セル４Ａに装着された状態を示す平面図である。 コネクタ１６の一部を可視化した状態における平面図である。 係止部４２および突起部４３などを模式的に示す平面図である。 端子部５０および接続端子３２を示す断面図である。 蓄電セル４Ａが膨らむように変形した状態における平面図である。 図７に示す状態における接続端子３２などを示す平面図である。

図１から図８を用いて、本実施の形態に係る蓄電装置について説明する。図１から図８に示す構成のうち、同一または実質的に同一の構成については、同一の符号を付して重複した説明を省略する。なお、実施の形態に示す構成において、請求項に記載された構成に対応する構成には、括弧書きで請求項の構成を併記する場合がある。

図１は、本実施の形態に係る蓄電装置を示す平面図である。蓄電装置１は、蓄電モジュール２と接続ケーブル３とを含む。蓄電モジュール２は、複数の蓄電セル４と、エンドプレート５，６と、バスバーモジュール７とを含む。

蓄電セル４は、配列方向Ｄに間隔をあけて複数設けられており、蓄電セル４の間には、絶縁部材が配置されている。蓄電セル４は、収容ケース１０と、外部端子１１，１２とを含む。

収容ケース１０は、アルミニウムなどの金属材料によって形成されており、収容ケース１０内には、電極体および電解液が収容されている。蓄電セル４は、たとえば、リチウムイオン電池などの二次電池である。

外部端子１１および外部端子１２は、収容ケース１０の上面に設けられており、外部端子１１および外部端子１２は、幅方向Ｗに間隔をあけて配置されている。なお、外部端子１１および外部端子１２は、収容ケース１０内に収容された電極体に電気的に接続されている。外部端子１１および外部端子１２の少なくとも一方には、収容ケース１０内に収容されたＣＣＩＤに接続されている。

また、収容ケース１０の上面には、収容ケース１０内の内圧が上昇した際に、収容ケース１０内のガスなどを外部に排気するための排気弁などが設けられている。

バスバーモジュール７は、複数のバスバ８を含む。各バスバ８は、各蓄電セル４が電気的に直列に接続されるように、隣り合う蓄電セル４の外部端子１１および外部端子１２を電気的に接続している。

エンドプレート５は、配列方向Ｄにおける蓄電モジュール２の一端に設けられており、エンドプレート６は、蓄電モジュール２の他端に設けられている。エンドプレート５およびエンドプレート６は、図示されてない拘束バンドによって連結されている。エンドプレート５およびエンドプレート６の間に配置された複数の蓄電セル４はエンドプレート５およびエンドプレート６から加えられる拘束力によって固定されている。

ここで、複数の蓄電セル４のうち、エンドプレート５と隣り合う蓄電セルを蓄電セル４Ａとする。蓄電セル４Ａは、収容ケース１０Ａと、外部端子１１Ａ，１２Ａとを含む。

接続ケーブル３は、エンドプレート５および蓄電セル４Ａに接続されている。接続ケーブル３は、ケーブル本体１５と、ケーブル本体１５の先端に設けられたコネクタ１６とを含む。なお、ケーブル本体１５は、たとえば、ＳＭＲ（システムメインリレー）などを通して、コンバータなどの電気機器に接続されている。

図２は、蓄電装置１において、コネクタ１６およびその周囲の構成を示す分解斜視図であり、図３は、コネクタ１６がエンドプレート５および蓄電セル４Ａに装着された状態を示す平面図である。

なお、この図２においては、バスバーモジュール７は図示されていない。エンドプレート５は、プレート本体１７および固定部材（第１固定部材）１８を含む。

プレート本体１７は、板状に形成されており、プレート本体１７は絶縁材料から形成されている。プレート本体１７は、主面１９および主面２０を含み、主面１９は、蓄電装置１の外表面側に位置しており、主面２０は、蓄電セル４Ａ側に位置している。

固定部材１８は、主面１９側に形成されており、固定部材１８は、主面１９に形成された台座２１と、台座２１から上方に向けて突出するネジ部２２とを含む。

接続ケーブル３のコネクタ１６は、ケース３０と、固定部材（第２固定部材）３１と、接続端子３２とを含む。ケース３０は、たとえば、樹脂などの絶縁材料によって形成されており、中空状に形成されている。

固定部材３１は、ケース３０の外表面から突出するように形成されており、固定部材３１は環状に形成されており、固定部材３１には、貫通孔３３が形成されている。固定部材３１の貫通孔３３にネジ部２２が挿入された状態でナット３４がネジ部２２に装着されることで、固定部材３１は固定部材１８に固定される。

接続端子３２は、ケース３０から突出するように形成されており、接続端子３２は、導電性材料によって形成されている。接続端子３２の一端側には貫通孔３５が形成されている。

そして、貫通孔３５に外部端子１２Ａが挿入された状態で、ナット３６が外部端子１２Ａに装着されることで、接続端子３２が外部端子１２Ａに固定される。

図４は、コネクタ１６の一部を可視化した状態における平面図である。なお、図４においては、接続端子３２の一部が図示されていない。

コネクタ１６内には、係止部４２が形成されており、接続端子３２には、突起部４３が形成されている。接続端子３２は、ケース３０の内表面と、係止部４２とによって、接続端子３２は、変位方向Ｄ１に移動可能に設けられている。具体的には、接続端子３２は、変位方向Ｄ１においてケース３０および固定部材３１に対して相対的に移動可能に形成されている。

図５は、係止部４２および突起部４３などを模式的に示す平面図である。係止部４２は、ガイド片４５と、端片４６と、端片４７とを含む。ガイド片４５は、変位方向Ｄ１に延びるように形成されている。端片４６はガイド片４５の一端に形成されており、端片４７はガイド片４５の他端に形成されている。なお、端片４６および端片４７は、ガイド片４５の端部から接続端子３２に向けて延びるように形成されており、ガイド片４５は凹部状に形成されている。

突起部４３は、凹部状に形成された係止部４２内に位置している。そして、変位方向Ｄ１における突起部４３の変位は、端片４６および端片４７によって規制されている。すなわち、突起部４３は、端片４６および端片４７の間において、変位方向Ｄ１に移動可能とされている。

接続端子３２は、長尺に形成されており、接続端子３２の一端側に貫通孔３５が形成されている。そして、接続端子３２の他端側には、端子部５０が接続されている。端子部５０は、本体部５１と、端子片５２とを含む。

図６は、端子部５０および接続端子３２を示す断面図である。端子部５０には、凹部５３が形成されており、凹部５３内には、接続端子３２の他端側が挿入されている。

そして、接続端子３２は、凹部５３の内表面と接触した状態で、変位方向Ｄ１に移動可能に設けられている。

端子片５２は本体部５１に接続されており、端子片５２はケーブル本体１５が接続されている。なお、この図６に示す例においては、ボルト５４によって、ケーブル本体１５が端子片５２に固定されている。

端子部５０は、導電性の金属材料によって形成されている。これにより、接続端子３２は、ケーブル本体１５に電気的に接続されている。

上記のように構成された蓄電装置１において、たとえば、充放電がなされると、蓄電装置１の長手方向Ｄの長さが変化する場合がある。

たとえば、蓄電装置１が充電されると、蓄電セル４が膨らむように変形する場合がある。この際、図３において、接続ケーブル３の固定部材３１がエンドプレート５の固定部材１８に固定されている状態で、蓄電セル４Ａが膨らむように変形すると、外部端子１２Ａと、固定部材１８との相対的な位置が変動する。具体的には、蓄電セル４Ａが膨らむように変形すると、外部端子１２Ａと、固定部材１８との間の距離が長くなる。

そのため、外部端子１２Ａに固定されている接続端子３２に引張力が加えられることになる。

図７は、蓄電セル４Ａが膨らむように変形した状態における平面図であり、図８は、図７に示す状態における接続端子３２などを示す平面図である。

蓄電セル４Ａが膨らむように変形すると、接続端子３２は、ケース３０に対して相対的に移動する。具体的には、接続端子３２は、ケース３０から引き出されるように移動する。

このように、接続端子３２がケース３０から引き出されるため、接続端子３２に加えられる引張力が大きくならず、接続端子３２および接続端子３２が固定された外部端子１２Ａに大きな荷重が加えられることを抑制することができる。

ここで、外部端子１２Ａに大きな荷重が加えられると、たとえば、収容ケース１０Ａの上面に形成された排気弁などが開弁するおそれがあるが、本実施の形態に係る蓄電装置１においては、排気弁が誤作動することを抑制することができる。

また、外部端子１２ＡにＣＣＩＤが接続されている場合において、外部端子１２Ａに大きな荷重が加えられた際に、ＣＣＩＤが誤作動するおそれがあるが、本実施の形態に係る蓄電装置１においては、ＣＣＩＤが誤作動することを抑制することができる。

なお、接続端子３２がケース３０から引き出されるように移動したとしても、図６において、接続端子３２の他端は凹部５３内に位置しており、接続端子３２と、端子部５０と、ケーブル本体１５との電気的な接続状態は維持されている。

なお、蓄電装置１の温度が低い場合には、長手方向Ｄにおいて蓄電装置１の長さが短くなる場合がある。

この場合には、外部端子１２Ａと固定部材１８と間の長さが短くなる。このような場合には、接続端子３２は、ケース３０内に引き込まれるように移動する。

接続端子３２がケース３０内に引き込まれるように移動することで、外部端子１２Ａおよび固定部材１８の間の距離が短くなったとしても、接続端子３２および外部端子１２Ａに大きな荷重が加えられることを抑制することができる。

なお、接続端子３２がケース３０内に引き込まれるように移動したとしても、接続端子３２の他端は、凹部５３内に位置しており、接続端子３２と、端子部５０と、ケーブル本体１５との電気的な接続は維持されている。

このように、本実施の形態に係る蓄電装置１によれば、充放電または温度などによって、蓄電装置１が長手方向Ｄに変形したとしても、接続端子３２が接続された蓄電装置１の外部端子１２Ａが損傷することを抑制することができる。

なお、蓄電装置１が車両に搭載されている場合には、車両が振動することで、接続ケーブル３が振動することがある。このような場合においても、接続端子３２がケース３０および固定部材３１に対して相対的に移動することで、外部端子１２Ａに過大な荷重が加えられることを抑制することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 蓄電装置 、２ 蓄電モジュール、３ 接続ケーブル、４，４Ａ 蓄電セル、５，６ エンドプレート、７ バスバーモジュール、１０，１０Ａ 収容ケース 、１１，１１Ａ，１２，１２Ａ 外部端子、１５ ケーブル本体、１６ コネクタ、１７ プレート本体、１８，３１ 固定部材、１９，２０ 主面、２１ 台座、２２ ネジ部、３０ ケース、３２ 接続端子、３３，３５ 貫通孔、３４，３６ ナット、４２ 係止部、４３ 突起部、４５ ガイド片、Ｄ 配列方向、Ｄ１ 変位方向、Ｗ 幅方向。

Claims (1)

1. 蓄電モジュールと、
   前記蓄電モジュールに接続された接続ケーブルと、
   を備え、
   前記蓄電モジュールは、配列方向に配列する複数の蓄電セルと、前記配列方向において前記蓄電モジュールの端部設けられたエンドプレートとを含み、
   前記エンドプレートは、プレート本体と、前記プレート本体に設けられた第１固定部材とを含み、
   前記複数の蓄電セルのうち前記エンドプレートと隣り合う蓄電セルは、外部端子とを含み、
   前記接続ケーブルは、
   ケースと、
   前記ケースに形成されると共に前記第１固定部材に連結される第２固定部材と、
   一端が外部機器に接続されるケーブル本体と、
   前記ケースに挿入され、前記ケーブル本体に電気的に接続されると共に、前記ケーブル本体および前記ケースに対して移動可能に設けられた連結端子と、
   を含む、蓄電装置。
   

Images