JP2024003600A - 蓄電池接続モジュール、ワイヤーハーネス、及び蓄電システム - Google Patents

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Abstract

【課題】複数の蓄電池を直列に接続するアッセンブリ工程における工数の増大、作業の複雑化を抑制する。【解決手段】蓄電池接続モジュール１００は、複数の蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０を直列で接続する蓄電池接続モジュール１００であって、ベースプレート１０１と、ベースプレート１０１に設けられた複数の接続端子と、各々、接続端子と蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０の正極端子Ｐ及び負極端子Ｎとを接続する複数のワイヤーハーネスＷＨ１と、ベースプレート１０１に設けられ、複数の接続端子を直列で接続するバスバ１０２，１０３，１０４，１０５，１０６とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、蓄電池接続モジュール、ワイヤーハーネス、及び蓄電システムに関する。
複数の蓄電池が直列で接続された蓄電システムとして、蓄電池同士を接続又は遮断するスイッチと、蓄電池をバイパスするバイパス線を接続又は遮断するスイッチと、蓄電池の状態を検出し、検出した状態に応じて、両スイッチを制御する制御装置とを備えるものが知られている（例えば、特許文献１～３参照）。
特開２０１３－３１２４７号公報 特開２０１３－３１２４９号公報 特開２０２０－１７１１６４号公報
上述の蓄電システムが、多数の蓄電池が直列接続されて構成されている場合、多数の電力線及び信号線と多数の配線作業及び接続作業とが必要となる。従って、蓄電池の接続数が増えるほど、蓄電システムのアッセンブリ工程において、工数が増大し、作業が複雑化する。
本発明は上記事情に鑑み、複数の蓄電池を直列に接続するアッセンブリ工程における工数の増大、作業の複雑化を抑制することができる蓄電池接続モジュール、ワイヤーハーネス、及び蓄電システムを提供することを目的とする。
本発明の蓄電池接続モジュールは、複数の蓄電池を直列で接続する蓄電池接続モジュールであって、一体化された複数枚の絶縁性のプレート又は１枚の絶縁性の長尺プレートにより構成されたベースプレートと、前記ベースプレートに設けられた複数の第１接続端子と、各々、前記第１接続端子と前記蓄電池の正極端子及び負極端子とを接続する複数の第１電力線と、前記ベースプレートに設けられ、複数の前記第１接続端子を直列で接続する第２電力線とを備える。
本発明のワイヤーハーネスは、再生された複数の蓄電池を直列で接続する蓄電池接続モジュールにおいて用いられるワイヤーハーネスであって、前記蓄電池接続モジュールは、一体化された複数枚の絶縁性のプレート又は１枚の絶縁性の長尺プレートにより構成されたベースプレートと、前記ベースプレートに設けられた複数の接続端子と、前記ベースプレートに設けられ、複数の前記接続端子を直列で接続する電力線とを備え、前記ワイヤーハーネスは、前記接続端子と前記蓄電池の正極端子及び負極端子とを接続し、前記蓄電池の種類別に専用で作製された専用品である。
本発明の蓄電システムは、複数の蓄電池と、複数の前記蓄電池を直列で接続する蓄電池接続モジュールとを備える蓄電システムであって、前記蓄電池接続モジュールは、一体化された複数枚の絶縁性のプレート又は１枚の絶縁性の長尺プレートにより構成されたベースプレートと、前記ベースプレートに設けられた複数の接続端子と、各々、前記接続端子と前記蓄電池の正極端子及び負極端子とを接続する複数の第１電力線と、前記ベースプレートに設けられ、複数の前記接続端子を直列で接続する第２電力線とを備える。
本発明によれば、複数の蓄電池を直列に接続するアッセンブリ工程における工数の増大、作業の複雑化を抑制することができる。
図１は、本発明の一実施形態に係る蓄電池接続モジュールを備える蓄電システムを示す斜視図である。 図２は、図１の蓄電システムを示す平面図である。 図３は、図１及び図２の蓄電システムを示す回路図である。 図４は、図３の蓄電システムの変形例を示す回路図である。 図５は、図１及び図２の接続ユニットを示す平面図である。 図６は、図１及び図２の接続ユニットを示す平面図である。 図７は、図１及び図２の接続ユニットを示す平面図である。 図８は、本発明の他の実施形態に係る蓄電池接続モジュールを備える蓄電システムを示す平面図である。
以下、本発明を好適な実施形態に沿って説明する。なお、本発明は、以下に示す実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において実施形態を適宜変更可能である。また、以下に示す実施形態においては、一部構成の図示や説明を省略している箇所があるが、省略された技術の詳細については、以下に説明する内容と矛盾点が発生しない範囲内において、適宜公知又は周知の技術が適用される。
図１は、本発明の一実施形態に係る蓄電池接続モジュール１００を備える蓄電システム１を示す斜視図である。図２は、図１の蓄電システム１を示す平面図である。これらの図に示すように、蓄電システム１は、蓄電池ストリング１０と、蓄電池接続モジュール１００とを備える。
蓄電池ストリング１０は、直列に接続されたｎ個（ｎは２以上の整数であり、本実施形態では１０）の蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０を備える定置用又は車載用の電源である。特に限定するわけではないが、本実施形態の蓄電池ストリング１０は、中古の蓄電池を再生したものであり、各蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０の劣化度に差がある。蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０は、例えば、リチウムイオンバッテリ、リチウムイオンキャパシタ等の二次電池であり、電力変換器１３０を通じて外部系統（図示省略）から電力を供給されて充電され、充電された電力を電力変換器１３０を通じて放電して外部系統に電力を供給する。
外部系統は、負荷や発電機等を含む。蓄電システム１が定置用の場合には、家庭内の家電、商用電源系統、液晶表示器、通信モジュール等が負荷となり、太陽光発電システム等が発電機となる。他方で、蓄電システム１が車載用の場合には、駆動用モータ、エアコン、各種車載電装品等が負荷となる。なお、駆動用モータは負荷になり発電機にもなる。
なお、蓄電池ストリング１０は、直列に接続された複数の蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０に代えて、直列に接続された複数の蓄電池セル又は蓄電池パックを備えてもよい。また、後述するように、蓄電システム１は、各蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０をバイパスさせるバイパス回路を備えるが、各蓄電池セル又は各蓄電池パックをバイパスさせるバイパス回路を備えてもよい。
蓄電池ストリング１０は、複数の電圧センサ１２（図３等参照）を備える。電圧センサ１２は、各蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０の正極端子Ｐと負極端子Ｎとの間に接続されている。この電圧センサ１２は、各蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０の端子間電圧を測定する。
蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０は、電力供給用のワイヤーハーネスＷＨ１が接続される正極端子Ｐと負極端子Ｎとを備える。正極端子Ｐと負極端子Ｎとの位置、大きさ、形状は、製品毎に異なる。例えば、車載の蓄電池モジュールを再生する場合には、正極端子Ｐと負極端子Ｎとの位置、大きさ、形状は、車種毎に異なる。
蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０は、通信用及び電力供給用のワイヤーハーネスＷＨ２が接続される端子（図示省略）を備える。この端子の位置、大きさ、形状、及び、ピンの数、位置、太さは、製品毎に異なる。例えば、車載の蓄電池モジュールを再生する場合には、端子の位置、大きさ、形状、及び、ピンの数、位置、太さは、車種毎に異なる。
また、蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０は、通信用のワイヤーハーネスＷＨ２を通じて出力する情報の種類が、製品毎に異なる。例えば、車載の蓄電池モジュールを再生する場合には、通信用のワイヤーハーネスＷＨ２を通じて出力する情報の種類が、車種毎に異なる。蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０が通信用のワイヤーハーネスＷＨ２を通じて出力する情報としては、電圧センサ１２により測定された各蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０の端子間電圧、各蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０に温度センサが搭載されている場合における温度情報、各蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０にＣＭＵ（Cell Management Unit）が搭載されている場合における異常検知情報等を例示できる。
蓄電池接続モジュール１００は、ベースプレート１０１と、複数のスイッチユニットＳＵ１～ＳＵ１０と、バスバ１０２，１０３，１０４，１０５，１０６とを備える。また、蓄電池接続モジュール１００は、電流センサ１０８と、電力変換器１３０と、サービスプラグ１４０と、ＢＭＳ（Battery Management System）１５０とを備える。さらに、蓄電池接続モジュール１００は、通信用及び電力供給用のワイヤーハーネスユニット１６０と、電力供給用のワイヤーハーネスＷＨ１と、通信用及び電力供給用のワイヤーハーネスＷＨ２とを備える。
他方で、蓄電池接続モジュール１００は、直線的に並べられたｎ個（ｎは２以上の整数であり、本実施形態では６）の接続ユニットＣＵ１～ＣＵ６を備える。先頭の接続ユニットＣＵ１には、電力変換器１３０と電流センサ１０８とが設けられている。この接続ユニットＣＵ１に続いて、接続ユニットＣＵ２～ＣＵ６が、順番に並べられている。接続ユニットＣＵ２と最後尾の接続ユニットＣＵ６との間に配された接続ユニットＣＵ３～ＣＵ５の構成は共通である。また、接続ユニットＣＵ２，ＣＵ６の構成は、接続ユニットＣＵ３～ＣＵ５とは異なる。さらに、接続ユニットＣＵ２，ＣＵ６の構成は、相互に相違する。但し、接続ユニットＣＵ２～ＣＵ６は、構造が共通化されたユニットを備えている。接続ユニットＣＵ２は、構造が共通化されたユニットに対して、ＢＭＳ１５０等を実装することにより作製される。また、接続ユニットＣＵ６は、構造が共通化されたユニットに対して、サービスプラグ１４０やバスバ１０５，１０６等を実装することにより作製される。なお、バスバ１０２～１０６に代えて、大容量の電流を流すことができる他の導体を用いてもよい。
蓄電池モジュールＭ１～Ｍ５は、先頭から最後尾にかけて一列に直線的に並べられ、蓄電池モジュールＭ６～Ｍ１０は、最後尾から先頭にかけて一列に直線的に並べられている。蓄電池モジュールＭ１～Ｍ５の列と蓄電池モジュールＭ６～Ｍ１０の列とは相互に平行に配されており、両者の間に、蓄電池接続モジュール１００が配されている。なお、蓄電池接続モジュール１００は、蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０の上に重ねて配されてもよい。
接続ユニットＣＵ２は、蓄電池モジュールＭ１と蓄電池モジュールＭ１０との間に配されており、一対のスイッチユニットＳＵ１，ＳＵ１０を備えている。接続ユニットＣＵ３は、蓄電池モジュールＭ２と蓄電池モジュールＭ９との間に配されており、一対のスイッチユニットＳＵ２，ＳＵ９を備える。接続ユニットＣＵ４は、蓄電池モジュールＭ３と蓄電池モジュールＭ８との間に配されており、一対のスイッチユニットＳＵ３，ＳＵ８を備える。接続ユニットＣＵ５は、蓄電池モジュールＭ４と蓄電池モジュールＭ７との間に配されており、一対のスイッチユニットＳＵ４，ＳＵ７を備える。接続ユニットＣＵ６は、蓄電池モジュールＭ５と蓄電池モジュールＭ６との間に配されており、一対のスイッチユニットＳＵ５，ＳＵ６を備える。
蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０が、蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０の接続方向にＭ１，Ｍ２，…Ｍ１０と順番に並べられているのに対して、スイッチユニットＳＵ１～ＳＵ１０は、蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０の接続方向にＳＵ１，ＳＵ２，…ＳＵ１０と順番に並べられている。スイッチユニットＳＵ１は、電力供給用のワイヤーハーネスＷＨ１により蓄電池モジュールＭ１の正極端子Ｐ及び負極端子Ｎに接続され、通信用及び電力供給用のワイヤーハーネスＷＨ２により、蓄電池モジュールＭ１の不図示の通信用及び電力供給用の接続端子に接続されている。同様に、スイッチユニットＳＵ２～ＳＵ１０は、各々、電力供給用のワイヤーハーネスＷＨ１により蓄電池モジュールＭ２～Ｍ１０の正極端子Ｐ及び負極端子Ｎに接続され、通信用及び電力供給用のワイヤーハーネスＷＨ２により、蓄電池モジュールＭ２～Ｍ１０の通信用及び電力供給用の接続端子に接続されている。スイッチユニットＳＵ１～ＳＵ１０の構成は共通である。なお、スイッチユニットＳＵ１～ＳＵ１０の構成の詳細については後述する。
電力変換器１３０は、例えば双方向のＤＣ／ＤＣコンバータであり、放電時の一次側の正極端子１３１と、放電時の一次側の負極端子１３２と、放電時の二次側の正極端子（図示省略）と、放電時の二次側の負極端子（図示省略）とを備える。正極端子１３１は、バスバ１０２により、接続ユニットＣＵ２のスイッチユニットＳＵ１の入力端子１１１に接続されている。また、負極端子１３２は、バスバ１０３により、電流センサ１０８に接続されている。この電流センサ１０８は、バスバ１０４により、接続ユニットＣＵ２のスイッチユニットＳＵ１０の出力端子１１２に接続されている。
スイッチユニットＳＵ１の出力端子１１２とスイッチユニットＳＵ２の入力端子１１１とはバスバ１０４により接続されている。同様に、蓄電池モジュールＭ１～Ｍ５の接続方向に隣り合うスイッチユニットＳＵ１～ＳＵ５は、バスバ１０４により電気的に接続され、蓄電池モジュールＭ６～Ｍ１０の接続方向に隣り合うスイッチユニットＳＵ６～ＳＵ１０は、バスバ１０４により電気的に接続されている。ここで、隣り合うスイッチユニットＳＵ１～ＳＵ１０がバスバ１０４により機械的にも結合されることにより、複数の接続ユニットＣＵ２～ＣＵ６が一体化され、複数枚のプレート１１０（図５等参照）が一体化されたベースプレート１０１が構成されている。
図３は、図１及び図２の蓄電システム１を示す回路図である。この図に示すように、蓄電システム１は、各蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０毎に設けられたｎ個（ｎは２以上の整数であり、本実施形態では１０）のバイパス回路を備える。バイパス回路は、それぞれ、バイパス線ＢＬと、スイッチＳ１，Ｓ２とを備える。バイパス線ＢＬは、各蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０をバイパスする電力線である。スイッチＳ１は、バイパス線ＢＬに設けられている。このスイッチＳ１は、例えば機械式スイッチである。スイッチＳ２は、各蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０の正極とバイパス線ＢＬの一端との間に設けられている。このスイッチＳ２は、例えば半導体スイッチやリレーである。
全てのバイパス回路においてスイッチＳ１がオープンになりスイッチＳ２がクローズになった場合に、全ての蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０が電力変換器１３０及び不図示の外部系統に直列接続される。他方で、何れかのバイパス回路においてスイッチＳ２がオープンになり、スイッチＳ１がクローズになった場合に、当該バイパス回路に対応する蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０がバイパスされる。
スイッチＳ１，Ｓ２は、スイッチユニットＳＵ１～ＳＵ１０（図１参照）に設けられている。スイッチユニットＳＵ１～ＳＵ１０には、ＢＭＳ１５０（図１等参照）が接続されており、ＢＭＳ１５０は、各蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０の監視及び制御、各バイパス回路の切り替え制御等を実行する。
図４は、図３の蓄電システム１の変形例を示す回路図である。図３及び図４に示すように、蓄電システム１では、蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０の接続数の増減が可能である。それに対応して、蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０の接続数が１又は０である接続ユニットＣＵ１～ＣＵ１０（図１等参照）については、スイッチユニットＳＵ１～ＳＵ１０を非実装としたり、スイッチＳ１，Ｓ２の少なくとも一方をスイッチユニットＳＵ１～ＳＵ１０に対して非実装としたりすることが可能である。
ここで、スイッチユニットＳＵ１～ＳＵ１０には、電力線（図示省略）とバイパス線ＢＬとが設けられている。電力線は、後述のプレート１１０（図５等参照）に設けられたバスバ（１０４等）と接続端子１１３（図５参照）とを接続する。この電力線には、スイッチＳ２が設けられている。
接続ユニットＣＵ１～ＣＵ１０に対する蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０の接続数を１又は０とする場合には、以下の（１）～（３）の対応が可能である。
（１）図４に示すように、対応するスイッチユニットＳＵ１～ＳＵ１０を非実装とし、プレート１１０上のスイッチユニットＳＵ１～ＳＵ１０の位置にジャンパＪＰを取り付けてプレート１１０側のバスバ（１０４等）をジャンパＪＰで接続する。
（２）スイッチＳ１をスイッチユニットＳＵ１～ＳＵ１０に対して非実装とし、スイッチユニットＳＵ１～ＳＵ１０上のスイッチＳ１の位置にジャンパＪＰを取り付けてバイパス線ＢＬをジャンパ（図示省略）で接続する。なお、スイッチＳ２は、実装、非実装の何れでもよい。
（３）スイッチＳ２をスイッチユニットＳＵ１～ＳＵ１０に対して非実装とし、スイッチユニットＳＵ１～ＳＵ１０上のスイッチＳ２の位置と接続端子１１３の位置とにジャンパ（図示省略）を取り付けてスイッチユニットＳＵ１～ＳＵ１０上の電力線を接続する。なお、スイッチＳ１は、実装、非実装の何れでもよい。
他方で、蓄電システム１では、バイパス回路を設けなかったり、バイパス回路の数を増減したりすることが可能である。接続ユニットＣＵ１～ＣＵ１０のバイパス回路の数を１又は０とする場合には、以下の（４）～（６）の対応が可能である。
（４）スイッチユニットＳＵ１～ＳＵ１０を、バイパス回路を備えず蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０をプレート１１０上のバスバ（１０４等）に接続するための構造を備えるジャンパユニット（図示省略）に交換する。
（５）スイッチユニットＳＵ１～ＳＵ１０を非実装とし、接続端子１１３に代わる接続端子（図示省略）を設け、当該接続端子とプレート１１０上のバスバ（１０４等）との間にジャンパ（図示省略）を取り付けて両者を接続する。
（６）スイッチＳ２をスイッチユニットＳＵ１～ＳＵ１０に対して非実装とし、スイッチユニットＳＵ１～ＳＵ１０上のスイッチＳ２の位置にジャンパ（図示省略）を取り付けてスイッチユニットＳＵ１～ＳＵ１０上の電力線を接続する。なお、スイッチＳ１は、実装、非実装の何れでもよい。
図５は、図１及び図２の接続ユニットＣＵ３を示す平面図である。なお、接続ユニットＣＵ４，ＣＵ５は、接続ユニットＣＵ３と同様の構成である。この図に示すように、接続ユニットＣＵ３は、プレート１１０と、一対のスイッチユニットＳＵ２，ＳＵ９とを備える。プレート１１０は、絶縁性を有する板材である。プレート１１０の材料としては、樹脂やベークライト等を例示できる。
ここで、プレート１１０は、接続ユニットＣＵ２～ＣＵ６の共通部品であり、接続ユニットＣＵ２～ＣＵ６のプレート１１０は、形状、寸法、素材が共通している。これらの複数のプレート１１０が一列に並べられて長尺のベースプレート１０１（図１等参照）が構成されている。
一対のスイッチユニットＳＵ２，ＳＵ９は、通信用及び電力供給用のワイヤーハーネスユニット１６０を挟んで相互に対向するように、プレート１１０上に実装されている。また、スイッチユニットＳＵ２は、蓄電池モジュールＭ２と対向し、スイッチユニットＳＵ９は、蓄電池モジュールＭ９と対向している。なお、スイッチユニットＳＵ２とスイッチユニットＳＵ９とは、一体化されてもよい。
蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０の正極端子Ｐと負極端子Ｎとは、複数の接続ユニットＣＵ１～ＣＵ６の配列方向（図中左右方向）に離して、蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０の上面に設けられている。電力供給用のワイヤーハーネスＷＨ１は、正極側の配線ＷＨＰと負極側の配線ＷＨＮと両配線ＷＨＰ，ＷＨＮを結束した束部ＷＨＢとを備える。正極側の配線ＷＨＰの先端には、正極端子Ｐに接続される接続端子１１４が設けられ、負極側の配線ＷＨＮの先端には、負極端子Ｎに接続される接続端子１１５が設けられている。また、束部ＷＨＢの基端には、接続端子１１６が設けられている。それに対して、スイッチユニットＳＵ１～ＳＵ１０の上面には、接続端子１１３が設けられており、この接続端子１１３に電力供給用のワイヤーハーネスＷＨ１の接続端子１１６が接続されている。また、スイッチユニットＳＵ１～ＳＵ１０には、接続端子１１８が設けられており、この接続端子１１８に通信用及び電力供給用のワイヤーハーネスＷＨ２の接続端子１１７が接続されている。
ここで、電力供給用のワイヤーハーネスＷＨ１は、接続される蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０の種類別に設けられた専用品である。即ち、接続される蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０の種類別に、電力供給用のワイヤーハーネスＷＨ１の接続端子１１４，１１５の構成、電力供給用のワイヤーハーネスＷＨ１の長さや太さ等が設定されている。なお、電力供給用のワイヤーハーネスＷＨ１の接続端子１１６は、蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０の種類にかかわらず共通化されている。
また、通信用及び電力供給用のワイヤーハーネスＷＨ２は、接続される蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０の種類別に設けられた専用品である。即ち、接続される蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０の種類別に、通信用及び電力供給用のワイヤーハーネスＷＨ２の長さや太さ、蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０の接続端子に接続される接続端子の構成等が設定されている。なお、スイッチユニットＳＵ１～ＳＵ１０の接続端子１１８に接続される通信用及び電力供給用のワイヤーハーネスＷＨ２の接続端子１１７は、蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０の種類にかかわらず共通化されている。
通信用及び電力供給用のワイヤーハーネスユニット１６０は、複数の通信用のワイヤーハーネスと電力供給用のワイヤーハーネスとが結束された束部１６１と、各ワイヤーハーネスが束部１６１から分岐した分岐線１６２，１６３，１６４，１６５，１６６とを備える。束部１６１は、接続ユニットＣＵ２～ＣＵ６の配列方向に沿って延びるように、接続ユニットＣＵ２～ＣＵ６の上に配線されている。束部１６１の基端は、ＢＭＳ１５０（図１参照）に接続されている。
分岐線１６２，１６３は、スイッチＳ１の制御信号を送信するための信号線である。それに対して、スイッチユニットＳＵ１～ＳＵ１０には、分岐線１６２，１６３が接続される接続端子１１９が設けられている。
分岐線１６４，１６５は、スイッチＳ２の制御信号を送信するための信号線である。それに対して、スイッチユニットＳＵ１～ＳＵ１０には、分岐線１６４，１６５が接続される接続端子１２０が設けられている。
分岐線１６６は、蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０との間での通信を行うための信号線と、ＢＭＳ１５０側から蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０内の通信回路（図示省略）に電力を供給するための電力線とを備える。それに対して、スイッチユニットＳＵ１～ＳＵ１０には、分岐線１６６と通信用及び電力供給用のワイヤーハーネスＷＨ２とが接続される接続端子１１８が設けられている。ＢＭＳ１５０、電力変換器１３０、及び蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０内の通信回路等の電装部品には、上位の電源から電力が供給されている。なお、上位の電源から蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０内の通信回路に、ＢＭＳ１５０を介さずに電力が供給されてもよい。
スイッチユニットＳＵ１～ＳＵ１０は、不図示の電力線と、スイッチＳ１，Ｓ２とを備える。電力線は、プレート１１０上に設けられたバイパス線ＢＬ（図３等参照）の上に、絶縁層を介して重ねられている。スイッチＳ１は、バイパス線ＢＬに接続され、スイッチＳ２は、電力線に接続されている。
スイッチユニットＳＵ１～ＳＵ１０がプレート１１０上に実装されると、スイッチユニットＳＵ１～ＳＵ１０側の電力線とプレート１１０側のバイパス線ＢＬとが接続される。また、相互に隣り合ったスイッチユニットＳＵ１～ＳＵ１０の電力線同士が、バスバ１０４により接続される。
図６は、図１及び図２の接続ユニットＣＵ２を示す平面図である。この図に示すように、蓄電池モジュールＭ１，Ｍ１０の間に配された接続ユニットＣＵ２には、ＢＭＳ１５０が設けられている。このＢＭＳ１５０には通信用及び電力供給用のワイヤーハーネスユニット１６０の束部１６１が接続されている。また、ＢＭＳ１５０と電力変換器１３０（図１参照）とは通信用のワイヤーハーネス１３３により接続されている。なお、ＢＭＳ１５０は、他の接続ユニットＣＵ１，ＣＵ３～ＣＵ６に設けられてもよい。
接続ユニットＣＵ２の構成は、ＢＭＳ１５０がプレート１１０上に実装されている点を除いて、接続ユニットＣＵ３～ＣＵ５と共通である。接続ユニットＣＵ２は、接続ユニットＣＵ３～ＣＵ５に対してＢＭＳ１５０を実装することにより作製される。
図７は、図１及び図２の接続ユニットＣＵ６を示す平面図である。この図に示すように、蓄電池モジュールＭ５，Ｍ６の間に配された接続ユニットＣＵ６には、サービスプラグ１４０が設けられている。このサービスプラグ１４０とスイッチユニットＳＵ５の出力端子１１２とがバスバ１０５により電気的に接続され、サービスプラグ１４０とスイッチユニットＳＵ６の入力端子１１１とがバスバ１０６により電気的に接続されている。
接続ユニットＣＵ６の構成は、サービスプラグ１４０とバスバ１０５，１０６とがプレート１１０上に実装されている点を除いて、接続ユニットＣＵ３～ＣＵ５と共通である。接続ユニットＣＵ６は、接続ユニットＣＵ３～ＣＵ５に対してサービスプラグ１４０とバスバ１０５，１０６とを実装することにより作製される。
以上説明したように、本実施形態の蓄電池接続モジュール１００では、ベースプレート１０１と、複数の接続端子１１３と、バスバ１０４等の電力線と、複数の電力供給用のワイヤーハーネスＷＨ１とがモジュール化されている。複数の接続端子１１３は、各々、各蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０に対応して設けられ、バスバ１０４等の電力線は、複数の接続端子１１３を直列で接続し、複数の電力供給用のワイヤーハーネスＷＨ１は、各々、各蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０の正極端子Ｐ及び負極端子Ｎと接続端子１１３とを接続する。
ここで、複数の蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０を接続するアッセンブリ工程において、当該アッセンブリ工程の開始前に既に、バスバ１０４等の電力線がベースプレート１０１上で配線され、複数の接続端子１１３もベースプレート１０１上に実装されている。このため、当該アッセンブリ工程では、各蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０に対応して配線された電力供給用のワイヤーハーネスＷＨ１の接続端子１１４，１１５をそれぞれ正極端子Ｐ又は負極端子Ｎに接続するという単純な作業により、複数の蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０を直列で接続することができる。従って、当該アッセンブリ工程において、工数の増大、作業の複雑化を抑制することができる。また、当該アッセンブリ工程における作業ミスの低減、配線の煩雑化の抑制を実現できることにより、蓄電システム１の故障リスクを低減でき、蓄電システム１の保守コストを低減できる。
また、本実施形態の蓄電システム１では、蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０は再生されたものであるのに対して、電力供給用のワイヤーハーネスＷＨ１は、蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０の種類別に専用で作製された専用品である。ここで、例えば、車載の蓄電池モジュールを再生して使用する場合には、正極端子Ｐと負極端子Ｎとの位置、大きさ、形状は、車種毎に異なり、電圧も車種毎に異なる。それに対して、本実施形態の蓄電池接続モジュール１００では、電力供給用のワイヤーハーネスＷＨ１が、車種別等の蓄電池モジュールの種類別の専用品である。これにより、本実施形態の蓄電池接続モジュール１００によれば、再生される蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０の種別にかかわらず、複数の蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０を直列で接続することが可能である。
また、本実施形態の蓄電池接続モジュール１００では、ベースプレート１０１が、一体化された複数枚の絶縁性のプレート１１０により構成されている。これにより、１枚の長尺のプレートにより構成される場合に比して、ベースプレート１０１の部品コストを低減できる。ここで、プレート１１０と接続端子１１３とが設けられた接続ユニットＣＵ２～ＣＵ６が、構造が共通化されたユニットを備えており、一部又は全ての構成が共通した共通品とされている。従って、この構造が共通化されたユニットの数を増減させることにより、蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０の接続数の増減に容易に対応させることができ、汎用性を高めることができる。また、接続ユニットＣＵ２～ＣＵ６の構造が共通化されたユニットに対して必要な部品を付加することにより、電流センサ１０８やサービスプラグ１４０やＢＭＳ１５０の有無等の蓄電池接続モジュール１００の構成の変化に柔軟に対応することができる。
また、本実施形態の蓄電池接続モジュール１００では、バイパス線ＢＬ、このバイパス線ＢＬを遮断又は導通させるスイッチＳ１、及び電力線を遮断又は導通させるスイッチＳ２が、各蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０に対応して設けられている。このため、蓄電システム１において、配線の数、配線の接続箇所の数が増大している。それに対して、本実施形態の蓄電池接続モジュール１００では、スイッチＳ１，Ｓ２に制御信号を送信する通信用及び電力供給用のワイヤーハーネスユニット１６０がベースプレート１０１上で配線されている。これにより、複数の蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０を通信可能に接続するアッセンブリ工程において、通信用及び電力供給用のワイヤーハーネスユニット１６０の配線作業、配線の接続作業が不要となり、当該アッセンブリ工程において、工数の増大、作業の複雑化を抑制することができる。
また、本実施形態の蓄電池接続モジュール１００では、スイッチＳ１，Ｓ２を備えるスイッチユニットＳＵ１～ＳＵ１０が、各蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０に対応して設けられている。ここで、共通化された接続ユニットＣＵ２～ＣＵ６を用いて、スイッチユニットＳＵ１～ＳＵ１０のプレート１１０への実装と非実装とを選択することが可能となっている。これにより、蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０の接続数の増減に容易且つ柔軟に対応させることができ、汎用性を高めることができる。
さらに、スイッチユニットＳＵ１～ＳＵ１０を実装しない場合に、プレート１１０上のスイッチユニットＳＵ１～ＳＵ１０の位置にジャンパＪＰを取り付けてプレート１１０側のバスバ（１０４等）をジャンパＪＰで接続することができる。これにより、蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０の接続数の増減に容易且つ柔軟に対応させることができ、汎用性を高めることができる。また、蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０が接続されないスイッチユニットＳＵ１～ＳＵ１０が実装されている場合には、当該スイッチユニットＳＵ１～ＳＵ１０のスイッチＳ１をＯＮ、スイッチＳ２をＯＦＦにする必要があり、スイッチＳ１，Ｓ２に通電する必要がある。それに対して、スイッチユニットＳＵ１～ＳＵ１０を実装せずにジャンパＪＰにより電力線を導通させることにより、省電化を実現できる。
他方で、スイッチＳ１，Ｓ２のスイッチユニットＳＵ１～ＳＵ１０への実装と非実装とを選択することが可能となっている。ここで、スイッチＳ１をスイッチユニットＳＵ１～ＳＵ１０に実装しない場合に、スイッチユニットＳＵ１～ＳＵ１０上のスイッチＳ１の位置にジャンパ（図示省略）を取り付けてバイパス線ＢＬをジャンパで接続することができる。また、スイッチＳ２をスイッチユニットＳＵ１～ＳＵ１０に実装しない場合に、スイッチユニットＳＵ１～ＳＵ１０上のスイッチＳ２の位置と接続端子１１３の位置とにジャンパ（図示省略）を取り付けてスイッチユニットＳＵ１～ＳＵ１０上の電力線を接続することができる。これにより、接続ユニットＣＵ１～ＣＵ１０に対する蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０の接続数を１又は０とすることができる。
また、スイッチユニットＳＵ１～ＳＵ１０を実装しない場合に、バイパス回路を備えず蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０をプレート１１０上のバスバ（１０４等）に接続するための構造を備えるジャンパユニット（図示省略）に交換することができる。又は、スイッチユニットＳＵ１～ＳＵ１０を実装しない場合に、接続端子１１３に代わる接続端子（図示省略）を設け、当該接続端子とプレート１１０上のバスバ（１０４等）との間にジャンパ（図示省略）を取り付けて両者を接続することができる。これにより、バイパス機能が不要である場合に、バイパス機能を省略したうえで蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０を接続することができる。
また、スイッチＳ２をスイッチユニットＳＵ１～ＳＵ１０に実装しない場合に、スイッチユニットＳＵ１～ＳＵ１０上のスイッチＳ２の位置にジャンパ（図示省略）を取り付けてスイッチユニットＳＵ１～ＳＵ１０上の電力線を接続することができる。これにより、バイパス機能が不要である場合に、バイパス機能を省略したうえで蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０を接続することができる。
また、スイッチユニットＳＵ１～ＳＵ１０は、スイッチＳ１，Ｓ２を制御する制御信号を送信する分岐線１６２～１６５が接続される接続端子１１９，１２０を備える。従って、スイッチユニットＳＵ１～ＳＵ１０の実装／非実装の選択と接続端子１１９，１２０の実装／非実装の選択とを併せて行うことができる。
また、本実施形態の蓄電池接続モジュール１００は、複数の接続端子１１８と、複数の通信用及び電力供給用のワイヤーハーネスＷＨ２とを備える。通信用及び電力供給用のワイヤーハーネスＷＨ２は、蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０に設けられた通信用及び電力供給用の接続端子と接続端子１１８とを接続する。複数の蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０を接続するアッセンブリ工程において、当該アッセンブリ工程の開始前に既に、複数の接続端子１１８がベースプレート１０１上に実装され、通信用及び電力供給用のワイヤーハーネスＷＨ２も蓄電池接続モジュール１００において配線されている。このため、当該アッセンブリ工程では、各蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０に対応して配線された通信用及び電力供給用のワイヤーハーネスＷＨ２の接続端子をそれぞれ蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０の通信用及び電力供給用の接続端子に接続するという単純な作業により、複数の蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０を通信可能に接続することができる。従って、当該アッセンブリ工程において、工数の増大、作業の複雑化を抑制することができる。
さらに、本実施形態の蓄電池接続モジュール１００では、通信用及び電力供給用のワイヤーハーネスＷＨ２が、再生された蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０の種類別に専用で作製された専用品である。ここで、例えば、車載の蓄電池モジュールを再生する場合には、通信用及び電力供給用の接続端子の位置、大きさ、形状、及び、ピンの数、位置、太さ等が車種毎に異なる。さらに、蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０から出力される情報の種類についても車種毎に異なる。それに対して、本実施形態の蓄電池接続モジュール１００では、通信用及び電力供給用のワイヤーハーネスＷＨ２が、車種別等の蓄電池モジュールの種類別の専用品である。これにより、本実施形態の蓄電池接続モジュール１００によれば、再生される蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０の種別にかかわらず、複数の蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０を通信可能に接続することが可能である。
図８は、本発明の他の実施形態に係る蓄電池接続モジュール２００を備える蓄電システム２を示す平面図である。この図に示すように、本実施形態の蓄電システム２は、蓄電池ストリング１０と、蓄電池接続モジュール２００とを備える。なお、上述の実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、上述の実施形態についての説明を援用する。
蓄電池接続モジュール２００は、ベースプレート２０１と、電力線２０２と、蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０と同数のスイッチＳ１，Ｓ２と、電流センサ１０８と、電力変換器１３０と、サービスプラグ１４０と、ＢＭＳ１５０とを備える。また、蓄電池接続モジュール２００は、通信用及び電力供給用のワイヤーハーネスユニット１６０と、電力供給用のワイヤーハーネスＷＨ１と、通信用及び電力供給用のワイヤーハーネスＷＨ２とを備える。さらに、蓄電池接続モジュール２００は、蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０と同数の接続端子１１３，１１８を備える。
ベースプレート２０１は、１枚の長尺の絶縁性プレートにより構成されている。このベースプレート２０１の上に電力線２０２が設けられている。電力線２０２は、バスバ等の大容量の電流を流すための複数の導体で構成されている。当該導体は、本実施形態ではバスバである。
電力線２０２は、複数の蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０を直列で接続する。また、電力線２０２は、各蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０毎に、Ｕ字状の主電力線ＰＬと、バイパス線ＢＬとを備える。バイパス線ＢＬは、主電力線ＰＬの両端を接続する。
主電力線ＰＬには、接続端子１１３とスイッチＳ２とが設けられている。また、バイパス線ＢＬには、スイッチＳ１が設けられている。接続端子１１３には、電力供給用のワイヤーハーネスＷＨ１が接続され、スイッチＳ２には、分岐線１６４，１６５が接続されている。また、スイッチＳ１には、分岐線１６２，１６３が接続されている。なお、上述の実施形態と同様に、スイッチユニットＳＵ１～ＳＵ１０を実装してもよい。
また、ベースプレート２０１上には、各蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０毎に、接続端子１１８が実装されている。この接続端子１１８には、通信用及び電力供給用のワイヤーハーネスＷＨ２と分岐線１６６とが接続されている。
本実施形態の蓄電システム２においても、電力供給用のワイヤーハーネスＷＨ１は、接続される蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０の種類別に設けられた専用品である。即ち、接続される蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０の種類別に、電力供給用のワイヤーハーネスＷＨ１の接続端子１１４，１１５の構成、電力供給用のワイヤーハーネスＷＨ１の長さや太さ等が設定されている。
また、本実施形態の蓄電システム２においても、通信用及び電力供給用のワイヤーハーネスＷＨ２は、接続される蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０の種類別に設けられた専用品である。即ち、接続される蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０の種類別に、通信用及び電力供給用のワイヤーハーネスＷＨ２の長さや太さ、接続端子の構成等が設定されている。
以上説明したように、本実施形態の蓄電池接続モジュール２００では、ベースプレート２０１が一枚の長尺プレートで構成されていることを除いて、上述の実施形態の蓄電池接続モジュール１００と同様の構成を備える。従って、本実施形態の蓄電池接続モジュール２００によれば、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。
以上、上述の実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよいし、適宜公知や周知の技術を組み合わせてもよい。
例えば、上述の実施形態では、蓄電池接続モジュール１００，２００が、電力変換器１３０、サービスプラグ１４０、ＢＭＳ１５０、及び、通信用及び電力供給用のワイヤーハーネスユニット１６０を備えるが、これらを備えることは必須ではない。
また、上述の実施形態では、蓄電池接続モジュール１００，２００が、バイパス線ＢＬ、スイッチＳ１，Ｓ２を備えるが、これらを備えることも必須ではない。例えば、蓄電池モジュールＭ１～Ｍ１０の劣化の状態が均一である場合には、バイパス線ＢＬ、スイッチＳ１，Ｓ２を設けないことも可能である。
１ ：蓄電システム
２ ：蓄電システム
１００ ：蓄電池接続モジュール
１０１ ：ベースプレート
１０２ ：バスバ（第２電力線、電力線）
１０３ ：バスバ（第２電力線、電力線）
１０４ ：バスバ（第２電力線、電力線）
１０５ ：バスバ（第２電力線、電力線）
１０６ ：バスバ（第２電力線、電力線）
１１０ ：プレート
１１３ ：接続端子（第１接続端子、接続端子）
１１８ ：接続端子（第３接続端子）
１１９ ：接続端子（第２接続端子）
１２０ ：接続端子（第２接続端子）
１５０ ：ＢＭＳ（制御装置）
１６０ ：ワイヤーハーネスユニット（第１信号線、第４電力線）
１６１ ：束部（第１信号線、第４電力線）
１６２ ：分岐線（第１信号線）
１６３ ：分岐線（第１信号線）
１６４ ：分岐線（第１信号線）
１６５ ：分岐線（第１信号線）
１６６ ：分岐線（第４電力線）
２００ ：蓄電池接続モジュール
２０１ ：ベースプレート（長尺プレート）
２０２ ：電力線（第２電力線、電力線）
ＢＬ ：バイパス線
ＣＵ１～ＣＵ６ ：接続ユニット
ＪＰ ：ジャンパ
Ｍ１～Ｍ１０ ：蓄電池モジュール（蓄電池）
Ｎ ：負極端子
Ｐ ：正極端子
ＰＬ ：主電力線（第２電力線）
Ｓ１ ：スイッチ（第１スイッチ）
Ｓ２ ：スイッチ（第２スイッチ）
ＳＵ１～ＳＵ１０：スイッチユニット
ＷＨ１ ：ワイヤーハーネス（第１電力線）
ＷＨ２ ：ワイヤーハーネス（第２信号線、第３電力線）

Claims (13)

  1. 複数の蓄電池を直列で接続する蓄電池接続モジュールであって、
    一体化された複数枚の絶縁性のプレート又は１枚の絶縁性の長尺プレートにより構成されたベースプレートと、
    前記ベースプレートに設けられた複数の第１接続端子と、
    各々、前記第１接続端子と前記蓄電池の正極端子及び負極端子とを接続する複数の第１電力線と、
    前記ベースプレートに設けられ、複数の前記第１接続端子を直列で接続する第２電力線と
    を備える蓄電池接続モジュール。
  2. 前記蓄電池は再生されたものであり、
    前記第１電力線は、前記蓄電池の種類別に専用で作製された専用品である請求項１に記載の蓄電池接続モジュール。
  3. 前記ベースプレートは、一体化された複数枚の絶縁性の前記プレートにより構成され、
    前記プレートには、前記第１接続端子が設けられ、
    各々、前記プレートと前記第１接続端子とを備える複数の接続ユニットを備え、
    複数の前記接続ユニットは、構造が共通した共通品である請求項１に記載の蓄電池接続モジュール。
  4. 各々、前記ベースプレートに設けられ、前記第１接続端子をバイパスさせる複数のバイパス線と、
    各々、前記バイパス線に設けられ、前記バイパス線を遮断又は導通させる複数の第１スイッチと、
    各々、前記第２電力線に設けられ、前記第２電力線を遮断又は導通させる複数の第２スイッチと、
    前記第１スイッチと前記第２スイッチとを制御する制御信号を送信し、前記ベースプレート上で配線されている第１信号線と
    を備える請求項１に記載の蓄電池接続モジュール。
  5. 各々、前記ベースプレートに実装され、前記第１スイッチと前記第２スイッチと前記バイパス線と前記第１接続端子とを備える複数のスイッチユニットを備える請求項４に記載の蓄電池接続モジュール。
  6. 前記スイッチユニットの前記ベースプレートに対する実装と非実装、又は、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの少なくとも一方の前記スイッチユニットに対する実装と非実装が選択可能に構成され、
    前記スイッチユニットが前記ベースプレートに対して非実装である場合に、前記第２電力線がジャンパにより接続され、
    前記第１スイッチが前記スイッチユニットに対して非実装である場合に、前記バイパス線がジャンパにより接続され、
    前記第２スイッチが前記スイッチユニットに対して非実装である場合に、前記第２電力線がジャンパにより接続される請求項５に記載の蓄電池接続モジュール。
  7. 前記スイッチユニットの前記ベースプレートに対する実装と非実装、又は、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの少なくとも一方の前記スイッチユニットに対する実装と非実装が選択可能に構成され、
    前記スイッチユニットが前記ベースプレートに対して非実装である場合に、前記第１電力線と前記第２電力線とがジャンパにより接続され、
    前記第２スイッチが前記スイッチユニットに対して非実装である場合に、前記第１電力線と前記第２電力線とがジャンパにより接続される請求項５に記載の蓄電池接続モジュール。
  8. 前記スイッチユニットは、前記第１信号線が接続される第２接続端子を備える請求項５に記載の蓄電池接続モジュール。
  9. 複数の第３接続端子と、
    各々、前記蓄電池に設けられた通信用接続端子と前記第３接続端子とを接続する複数の第２信号線と
    を備える請求項１に記載の蓄電池接続モジュール。
  10. 前記蓄電池は再生されたものであり、
    前記第２信号線は、前記蓄電池の種類別に専用で作製された専用品である請求項９に記載の蓄電池接続モジュール。
  11. 前記第１信号線により送信される前記制御信号を出力する制御装置と、
    各々、前記蓄電池に設けられた電力供給用接続端子と前記第３接続端子とを接続する複数の第３電力線と、
    複数の前記第３接続端子と前記制御装置とを接続する第４電力線と
    を備える請求項４及び９に記載の蓄電池接続モジュール。
  12. 再生された複数の蓄電池を直列で接続する蓄電池接続モジュールにおいて用いられるワイヤーハーネスであって、
    前記蓄電池接続モジュールは、
    一体化された複数枚の絶縁性のプレート又は１枚の絶縁性の長尺プレートにより構成されたベースプレートと、
    前記ベースプレートに設けられた複数の接続端子と、
    前記ベースプレートに設けられ、複数の前記接続端子を直列で接続する電力線と
    を備え、
    前記接続端子と前記蓄電池の正極端子及び負極端子とを接続する、
    前記蓄電池の種類別に専用で作製された専用品であるワイヤーハーネス。
  13. 複数の蓄電池と、
    複数の前記蓄電池を直列で接続する蓄電池接続モジュールと
    を備える蓄電システムであって、
    前記蓄電池接続モジュールは、
    一体化された複数枚の絶縁性のプレート又は１枚の絶縁性の長尺プレートにより構成されたベースプレートと、
    前記ベースプレートに設けられた複数の接続端子と、
    各々、前記接続端子と前記蓄電池の正極端子及び負極端子とを接続する複数の第１電力線と、
    前記ベースプレートに設けられ、複数の前記接続端子を直列で接続する第２電力線と
    を備える蓄電システム。
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