JP4741285B2 - Power storage unit - Google Patents
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Description
この発明は、多数の蓄電素子を電気的に接続してなる蓄電ユニットに関するものである。 The present invention relates to a power storage unit in which a large number of power storage elements are electrically connected.
蓄電素子を多数直列に接続して所望の電圧の蓄電装置を構成する技術は従来から知られている。
例えば、特許文献1には、直方体形状の蓄電池の隣り合う面に互いに異なる極の端子を設け、端子を接続して複数の蓄電池を1つの蓄電装置にする技術が開示されている。
For example,
しかしながら、前記従来の蓄電装置は、端子の接続だけで蓄電池同士の電気的接続と機械的連結を行っているので、蓄電池同士の相互位置関係がずれ易く、したがって蓄電装置が歪み易かった。また、このような蓄電装置の歪みを阻止するために蓄電装置全体を匡体に収容する方法も考えられるが、そのようにすると、装置が大型化し、重量も増大してしまう。
また、蓄電装置の仕様変更に対しては、接続する蓄電素子の数を変更することで対応可能であるが、基本単位が蓄電素子単体であるので、変更後の仕様に応じて蓄電装置の形状、大きさ等を新たに設計する必要があり、繁雑であった。
そこで、この発明は、多数の蓄電素子の集合体ながら、形状が安定し、小型、軽量化を図ることができ、仕様変更に伴う煩雑さを低減することができる蓄電ユニットを提供するものである。
However, since the conventional power storage device performs electrical connection and mechanical connection between the storage batteries only by connecting the terminals, the mutual positional relationship between the storage batteries tends to shift, and thus the power storage device is easily distorted. In order to prevent such distortion of the power storage device, a method of accommodating the entire power storage device in a housing is also conceivable. However, if this is done, the device becomes larger and the weight increases.
In addition, it is possible to respond to changes in the specifications of the power storage device by changing the number of connected power storage elements, but since the basic unit is a single power storage element, the shape of the power storage device can be changed according to the changed specifications. It was necessary to redesign the size, etc., and it was complicated.
Accordingly, the present invention provides a power storage unit that is stable in shape, can be reduced in size and weight, and can reduce the complexity associated with specification changes, while being an assembly of a large number of power storage elements. .
上記課題を解決するために、請求項1に係る発明は、軸線方向の一端側に正極端子(例えば、後述する実施例における正極端子8b)、他端側に負極端子(例えば、後述する実施例における負極端子9b)を備えた蓄電素子(例えば、後述する実施例におけるキャパシタ2)を、前記軸線方向に沿って複数配置するとともに該軸線方向と交差する方向に沿って複数配置し、これら蓄電素子を電気的に接続してなる蓄電モジュール(例えば、後述する実施例における蓄電モジュール1A)を複数連結してなる蓄電ユニット(例えば、後述する実施例における蓄電ユニット1)であって、前記蓄電モジュールは、前記軸線方向に沿って隣り合う蓄電素子同士が、一方の蓄電素子の正極端子と他方の蓄電素子の負極端子との嵌合によって電気的に接続され、前記軸線方向に沿って隣り合う蓄電素子同士の嵌合した端子を貫通させるとともに該蓄電素子を位置決めする中間プレート(例えば、後述する実施例における中間プレート50)と、前記軸線方向の一方端に配置される蓄電素子の一方の端子に電気的に接続されるアッパープレート(例えば、後述する実施例におけるアッパープレート20)と、前記軸線方向の他方端に配置される蓄電素子の一方の端子に電気的に接続されるロアプレート(例えば、後述する実施例におけるロアプレート70)と、を備え、全ての前記蓄電素子が前記アッパープレートと前記ロアプレートとの間に挟装されてなり、前記ロアプレートに、前記蓄電モジュールの入力端子(例えば、後述する実施例における入力端子部94b)と出力端子(例えば、後述する実施例における出力端子部95c)が、前記蓄電モジュールが連結される方向に延びる同一直線上で互いに反対側となるように配置され、且つ隣り合う前記蓄電モジュールの一方の蓄電モジュールの前記入力端子の接続口(例えば、後述する実施例におけるコネクタ差込口75)と他方の蓄電モジュールの前記出力端子の接続口(例えば、後述する実施例におけるコネクタ差込口76)が互いに対向するように配置されていて、該入力端子と出力端子とがコネクタ(例えば、後述する実施例におけるコネクタ110)によって電気的に接続され、前記アッパープレートの両側部にブリッジ部(例えば、後述する実施例におけるブリッジ部36)が設けられ、且つ隣り合う前記蓄電モジュールの前記ブリッジ部が互いに対向するように配置されていて、両ブリッジ部がクリップ(例えば、後述する実施例におけるクリップ100)によって機械的に連結されることを特徴とする蓄電ユニットである。
このように構成することにより、蓄電モジュールは、軸線方向に沿って隣り合う蓄電素子が中間プレートによって位置決めされているので、蓄電素子同士の相対的な位置関係がずれなくなり、蓄電モジュールの形状が安定する。また、蓄電モジュールは、全ての蓄電素子がアッパープレートとロアプレートとの間に挟装された構造にされているので、蓄電モジュールの小型・軽量化を図ることができる。したがって、蓄電ユニットも形状が安定し、小型・軽量にすることができる。さらに、蓄電モジュールの連結数を変更するだけで蓄電ユニットの仕様を簡単に変更することができる。
In order to solve the above-described problems, the invention according to
With this configuration, in the power storage module, the adjacent power storage elements along the axial direction are positioned by the intermediate plate, so that the relative positional relationship between the power storage elements does not shift and the shape of the power storage module is stable. To do. In addition, since the power storage module has a structure in which all power storage elements are sandwiched between the upper plate and the lower plate, the power storage module can be reduced in size and weight. Therefore, the shape of the power storage unit is also stable and can be reduced in size and weight. Furthermore, the specification of the power storage unit can be easily changed simply by changing the number of connected power storage modules.
また、蓄電モジュール同士を極めて接近して配置することができるとともに、蓄電モジュール同士の電気的接続に必要なコネクタの長さを短くすることができ、高電圧の蓄電ユニットを小型・軽量にすることができる。 In addition , the power storage modules can be placed very close together, the length of the connector required for electrical connection between the power storage modules can be shortened, and the high voltage power storage unit can be made smaller and lighter. Can do.
請求項1に係る発明によれば、蓄電モジュールの形状が安定し、小型・軽量にすることができるので、蓄電ユニットも形状が安定し、小型・軽量にすることができる。さらに、蓄電ユニットの仕様を簡単に変更することができるので、仕様変更に伴う煩雑さを低減することができ、仕様変更に容易に対応することができる。
また、蓄電モジュール同士を極めて接近して配置することができるとともに、蓄電モジュール同士の電気的接続に必要なコネクタの長さを短くすることができ、高電圧の蓄電ユニットを小型・軽量にすることができる。
According to the first aspect of the invention, since the shape of the power storage module is stable and can be made small and light, the shape of the power storage unit is also stable and can be made small and light. Furthermore, since the specification of the power storage unit can be easily changed, the complexity associated with the specification change can be reduced and the specification change can be easily handled.
In addition , the power storage modules can be placed very close together, the length of the connector required for electrical connection between the power storage modules can be shortened, and the high voltage power storage unit can be made smaller and lighter. Can do.
以下、この発明に係る蓄電ユニットの実施例を図1から図22の図面を参照して説明する。
図1は蓄電ユニット1の外観斜視図であり、蓄電ユニット1は複数の蓄電モジュール1A,1A・・・をクリップ(締結部材)100によって機械的に連結し、且つ、図22に示されるコネクタ110によって電気的に直列に接続して構成されている。
図2は蓄電モジュール1Aの外観斜視図であり、蓄電モジュール1Aは、アッパープレート20とロアプレート70との間に、12個の蓄電素子としてのキャパシタ2,2・・・が挟装されで構成されている。また、キャパシタ2,2・・・は上下2段に配列されるとともに、各段に6個ずつ配列されており、上段6個のキャパシタ2,2・・・と下段6個のキャパシタ2,2・・・との間に中間プレート50が配置されている。
Hereinafter, an embodiment of a power storage unit according to the present invention will be described with reference to the drawings of FIGS.
FIG. 1 is an external perspective view of the
FIG. 2 is an external perspective view of the
初めに、キャパシタ2について説明する。図3に示すように、キャパシタ2は略直方体形状をなし、互いに反対側に位置する底板部3および天板部4と、これらを接続する側板部5とを有し、底板部3と側板部5の間、および、天板部4と側板部5の間には、外方に突出する矩形枠状の額縁部6が形成されている。
図3(A)に示すように、底板部3の中央には皿体7と正極端子体8が同心上に取り付けられており、図3(B)に示すように、天板部4の中央には皿体7と負極端子体9が同心上に取り付けられている。以下、この明細書において正極端子体8と負極端子体9が対向する方向、換言すると底板部3の中央と天板部4の中央を結ぶ軸方向を、キャパシタ2の軸線方向という。したがって、キャパシタ2の軸線方向は正極端子、負極端子の位置によって決まるものであり、キャパシタ2の内部構造には何ら関係しない。また、天板部4と底板部3は必ずしも設置状態における上下関係を意味するものではなく、例えば、天板部4を下側に、底板部3を上側にして設置する場合もあり得る。
First, the
As shown in FIG. 3 (A), a
皿体7、正極端子体8、負極端子体9はいずれも導電性金属(例えば銅)からなり、皿体7の上に正極端子体8あるいは負極端子体9がねじ止めされている。図20に示すように、底板部3に設けられた皿体7と天板部4に設けられた皿体7は同一形状、同一寸法の円形皿状をなし、上端には水平外側に広がる円環状のフランジ部7aが形成されている。
The
正極端子体8は皿体7のフランジ部7aよりも小径であり、中央に円筒状の位置決め突起8aが設けられ、位置決め突起8aの外側に略円筒状の正極端子8bが連設されて構成されている。底板部3において、皿体7のフランジ部7aは額縁部6の先端とほぼ同一高さに位置しており、位置決め突起8aの先端は額縁部6の先端よりもキャパシタ2の軸線方向外側に突出し、正極端子8bの先端は位置決め突起8aの先端よりもさらにキャパシタ2の軸線方向外側に突出している。
The positive
負極端子体9は皿体7のフランジ部7aよりも小径であり、中央に円筒状の位置決め突起9aが設けられ、位置決め突起9aの外側に負極端子9bが連設されて構成されている。負極端子体9における位置決め突起9aは正極端子体8における位置決め突起8aと同一形状、同一寸法をなし、負極端子9bは周方向に複数(この実施例では4つ)に分割されていて、仮想円周上に配置されている。天板部4において、皿体7のフランジ部7aは額縁部6の先端とほぼ同一高さに設定されており、位置決め突起9aの先端は額縁部6の先端よりもキャパシタ2の軸線方向外側に突出し、負極端子9bの先端は位置決め突起9aの先端よりもさらにキャパシタ2の軸線方向外側に突出している。
The negative
このように構成されたキャパシタ2においては、2つのキャパシタ2,2をその軸線方向に沿って直接連結することができるようになっている。このキャパシタ2,2同士の連結は、図20に示すように、一方のキャパシタ2の負極端子9bの内側に他方のキャパシタ2の正極端子8bが嵌め込まれることによって行われ、両キャパシタ2,2の位置決め突起8a,9aの先端同士が突き合わされる位置を嵌合完結点とされ、この状態において両キャパシタ2,2の皿体7,7のフランジ部7a,7a同士が所定寸法離間して位置するように設定されている。なお、キャパシタ2,2は同極端子同士を直接連結することはできず、したがって、キャパシタ2,2同士を直結するということは、電気的には直列接続を意味する。また、位置決め突起8a,9aはキャパシタ2,2を直結したときの軸線方向の位置決めを行う。
In the
次に、アッパープレート20について説明する。図4はアッパープレート20の外観斜視図、図5はアッパープレート20を表裏ひっくり返して見た外観斜視図、図6はアッパープレート20の底面図、図7は図6のA−A断面図、図8は図6のB−B断面図であり、図9は後述するバスバー40の外観斜視図である。
アッパープレート20は平べったい略直方体形状をなし、樹脂製の第1フレーム21および第2フレーム22と、金属製のカバー23と、各キャパシタ2の電圧や温度等を監視するための回路(キャパシタ電圧検出回路、キャパシタ温度制御回路)を備えた制御基板24と、隣り合う2つのキャパシタ2,2の正極端子8bと負極端子9bを接続するための3つのバスバー(接続部材)40、を主要構成とし、第2フレーム22の上に第1フレーム21が配置され、第1フレーム21の上にカバー23が配置されて、カバー23側から取り付けた6つのボルト26によってはカバー23と第1フレーム21と第2フレーム22は一体に連結固定されている。
Next, the
The
バスバー40は導電性金属(例えば銅)で形成されており、図9に示すように、キャパシタ2の正極端子体8、負極端子体9と同形状、同寸法に形成された雄端子体41、雌端子体42と、これら雄端子体41と雌端子体42を接続する接続プレート43とからなる。雄端子体41は、正極端子体8の突起8a、正極端子8bに対応する突起41aと雄端子41bを備え、雌端子体42は負極端子体9の突起9a、負極端子9bに対応する突起42a、雌端子42bを備えていて、雄端子体41は接続プレート43の一端に、雌端子体42は接続プレート43の他端に溶接されている。雄端子41bと雌端子42bの中心間寸法は、並行に配置される2つのキャパシタ2,2の正極端子8bと負極端子9bの中心間寸法に一致する。
The
第2フレーム22の底面には、その長手方向の一端側に、2つのコネクタ差込口28a,28aを有するコネクタ部28が第1フレーム21から離間する方向(下方)に突設されている。各コネクタ差込口28aの内部に設けられたピンコネクタ28b(図6参照)は制御基板24のキャパシタ電圧検出回路に接続されている。
また、第2フレーム22の底面には、平面視矩形をなす6つの凹部27A〜27F(以下、個々を区別する必要がないときは凹部27と記す)が第2フレーム22の長手方向に沿って縦列に並んで設けられている。この凹部27はキャパシタ2の額縁部6を挿入させてキャパシタ2の位置決めをするためのものであり、額縁部6よりも若干大きい寸法に形成されている。また、第2フレーム22には、各凹部27の中央に円形の孔27aが設けられている。この孔27aはバスバー40の雄端子体41や雌端子体42を第2フレーム22から露出させるためのものであり、孔27aの内径は雌端子42bの外径よりも所定寸法だけ大きくされている。
On the bottom surface of the
In addition, on the bottom surface of the
さらに、第2フレーム22には、コネクタ部28から遠い側から数えて2番目、4番目、6番目の凹部27B,27D,27Fにおける所定部位に、第1フレーム21から離間する方向(下方)に突出する凸部27bが形成されている。図8に示すように、この凸部27bの内側に形成された溝27cには、キャパシタ2の温度を検出するためのサーミスタ29が第2フレーム22に密接して配置されており、サーミスタ29は溝27cに充填されたシリコン27dによって固定され、リード線29aを介して制御基板24のキャパシタ温度制御回路に電気的に接続されている。また、凸部27bの表面には熱伝導性の高いジェル状の樹脂シート30が取り付けられている。
Further, the
3つのバスバー40は、第2フレーム22の孔27aから雄端子体41および雌端子体42の先端部を突出させて、第1フレーム21と第2フレーム22の間に配置されて第2フレーム22に固定されており、これらバスバー40は制御基板24のキャパシタ電圧検出回路に電気的に接続されている。雄端子体41と雌端子体42は交互に配置されており、この実施例ではコネクタ部28に一番近い部位には雄端子体41が配置されている。
第1フレーム21の上面は、その長手方向の両端部31,32が中央部33よりも一段高くなっており、第2フレーム22のコネクタ部28とは反対側に配置される端部31の両側面には、3つのコネクタ差込口31a,31b,31cが設けられている。これらコネクタ差込口31a,31b,31cの内部に設けられたピンコネクタ(図示略)は制御基板24に接続されている。
The three
The upper surface of the
第1フレーム21の上面の中央部33には、複数の基板取付用のボス33aが第2フレーム22から離間する方向(上方)に突設されており、制御基板24はこれらボス33aの上に配置され、ねじ33bによってボス33aに固定されている。この制御基板24には多数の電子部品(図示略)が取り付けられているが、いずれの電子部品も第1フレーム21の上面側に向けて設置されている。すなわち、これら電子部品は制御基板24と第1フレーム21の間に形成される空間34内に収容されていて、制御基板24よりも上側(第1フレーム21から離間する側)には取り付けられていない。このように電子部品を配置して制御基板24を設置することにより、アッパープレート20の高さ寸法の短縮化を図ることができる。
A plurality of
また、第1フレーム21の上面における中央部33の各側部には、それぞれ2つずつクリップ取付孔35が設けられている。各クリップ取付孔35はその他端を第1フレーム21の側面に開口させており、これによりクリップ取付孔35に隣接してブリッジ部36が形成されている。ブリッジ部36は、第1フレーム21をその長手方向に略3等分する位置に配置され、且つ、第1フレーム21の左右側部に設けられたブリッジ部36,36同士は第1フレーム21の幅方向一直線上に配置されている。つまり、2つの蓄電モジュール1A,1Aを幅方向に並べたときに、一方の蓄電モジュール1Aのアッパープレート20のブリッジ部36と他方の蓄電モジュール1Aのアッパープレート20のブリッジ部36が対向して位置するようにされている。
In addition, two clip attachment holes 35 are provided in each side portion of the
そして、カバー23は、制御基板24を包囲し、第1フレーム21の中央部33の上にクリップ取付孔35およびブリッジ部36を避けるようにして取り付けられている。カバー23は断面ハット型をなし、外周に形成された平坦な鍔部23aがボルト26によって中央部33に固定され、平坦な天板部23bが第1フレーム21の両端部31,32の上面とほぼ面一になるような高さ寸法に設定されている。なお、ボルト26のねじ部はカバー23および第1フレーム21を貫通して第2フレーム22にねじ込まれており、これによりカバー23と第1フレーム21と第2フレーム22が一体に連結される。
The
次に、ロアプレート70について説明する。図10はロアプレート70の外観斜視図、図11はロアプレート70の平面図、図12はロアプレート70の底面図、図13は図11のC矢視側面図、図14は図11のD−D断面図、図15は後述するバスバー(接続部材)90A〜90Dの相互位置関係を示す斜視図である。
ロアプレート70は平べったい略直方体形状をなし、、樹脂製の第1フレーム71および第2フレーム72と、コネクタ73と、導電性金属(例えば銅)で形成された4つのバスバー90A,90B,90C,90Dを主要構成とし、第1フレーム71の底部に嵌め込まれた第2フレーム72が、4つのボルト80によって第1フレーム71に固定され、第1フレーム71と第2フレーム72との間にバスバー90A〜90Dが取り付けられて構成されている。
Next, the
The
第1フレーム71の長手方向一端側であってアッパープレート20のコネクタ部28と対向する側の一方の隅部は切り欠かれており、この切り欠き部71aからコネクタ73のハーネス73bが延び、コネクタ本体73aにつながっている。
第1フレーム71の上面には、平面視矩形をなす6つの凹部74A〜74F(以下、個々を区別する必要がないときは凹部74と記す)が第1フレーム71の長手方向に沿って縦列に並んで設けられている。この凹部74はキャパシタ2の額縁部6を挿入させてキャパシタ2の位置決めをするためのものであり、額縁部6よりも若干大きい寸法に形成されている。また、第1フレーム71には、各凹部74の中央に円形の孔74aが設けられている。この孔74aは後述するバスバー90A〜90Dの雄端子体91や雌端子体92を第1フレーム71から露出させるためのものであり、孔74aの内径は雌端子92bの外径よりも所定寸法だけ大きくされている。
One corner of one end of the
On the upper surface of the
また、第1フレーム71の長手方向他端側の一方の側面にはコネクタ差込口75(図10参照)が、他方の側面にはコネクタ差込口76(図2参照)が設けられている。コネクタ差込口75,76は第1フレーム71の幅方向一直線上に配置され、互いに反対方向に向かって開口している。
また、第1フレーム71の底面の各側部には、それぞれ2つずつクリップ取付孔77が設けられている。各クリップ取付孔77はその他端を第1フレーム71の側面に開口させており、これによりクリップ取付孔77に隣接してブリッジ部78が形成されている。各ブリッジ部78は、アッパープレート20のブリッジ部36に対応する位置に配置されており、2つの蓄電モジュール1A,1Aを幅方向に並べたときに、一方の蓄電モジュール1Aのロアプレート70のブリッジ部78と他方の蓄電モジュール1Aのロアプレート70のブリッジ部78が対向して位置するようにされている。
Further, a connector insertion port 75 (see FIG. 10) is provided on one side surface of the
In addition, two clip attachment holes 77 are provided on each side portion of the bottom surface of the
図15を参照してバスバー90A〜90Dを説明する。バスバー90B,90Cは、アッパープレート20におけるバスバー40と同一構成、同一形状、同一寸法をなし、突起91aと雄端子91bを有する雄端子体91と、突起92aと雌端子92bを有する雌端子体92と、雄端子体91と雌端子体92を接続する接続プレート93とから構成されている。雄端子91bと雌端子92bの中心間寸法は、並行に配置される2つのキャパシタ2,2の正極端子8bと負極端子9bの中心間寸法に一致する。バスバー90Bは、第1フレーム71においてコネクタ73から遠い側から数えて2番目の凹部74Bの孔74aから雌端子体92の先端部を突出させ、3番目の凹部74Cの孔74aから雄端子体91の先端部を突出させて第1フレーム71に固定されている。バスバー90Cは、第1フレーム71においてコネクタ73から遠い側から数えて4番目の凹部74Dの孔74aから雌端子体92の先端部を突出させ、5番目の凹部74Eの孔74aから雄端子体91の先端部を突出させて第1フレーム71に固定されている。なお、バスバー90B,90Cはロアプレート70において同一高さに配置されている。
The bus bars 90A to 90D will be described with reference to FIG. The bus bars 90B and 90C have the same configuration, the same shape, and the same dimensions as the
バスバー90Aは、端子プレート94と、この端子プレート94に溶接された雄端子体91とから構成されている。バスバー90Aの雄端子体91は、バスバー90B,90Cの雄端子体91と全く同じものである。端子プレート94は、バスバー90Bの接続プレート93と同一高さに配置されてバスバー90Bに接近する方向に延びる水平部94aと、水平部94aの先端側部から略直角に下方に屈曲した後に第1フレーム71の一方の側面に向かって水平に延びる入力端子部94bと、から構成されている。バスバー90Aは、第1フレーム71においてコネクタ73から遠い側から数えて1番目の凹部74Aの孔74aから雄端子体91の先端部を突出させ、入力端子部94bの先端部を第1フレーム71のコネクタ差込口75内に突出させて(図10参照)、第1フレーム71に固定されている。このバスバー90Aの入力端子部94bは、蓄電モジュール1Aの入力端子となる。
The bus bar 90 </ b> A includes a
バスバー90Dは、端子プレート95と、この端子プレート95に溶接された雌端子体92とから構成されている。バスバー90Dの雌端子体92は、バスバー90B,90Cの雌端子体92と全く同じものである。端子プレート95は、バスバー90Cの接続プレート93と同一高さに配置されてバスバー90Cに接近する方向に延びる第1水平部95aと、第1水平部95aの先端部から略直角に下方に屈曲した後に第1フレーム71の長手方向に沿ってバスバー90Aに接近する方向へ水平に延びる第2水平部95bと、第2水平部95bの先端側部から第1フレーム71の他方の側面に向かって水平に延びる出力端子部95cと、から構成されている。バスバー90Dは、第1フレーム71においてコネクタ73に近い側から数えて1番目の凹部74Fの孔74aから雌端子体92の先端部を突出させ、出力端子部95cの先端部を第1フレーム71のコネクタ差込口76内に突出させて(図2参照)、第1フレーム71に固定されている。そして、第2水平部95bは、バスバー90B,90Cの接続プレート93およびバスバー90Aの水平部94aの下側に離間して配置されていて、バスバー90Dとバスバー90A,90B,90Cとの間の絶縁状態を保持できるようにされている。このバスバー90Dの出力端子部95cは、蓄電モジュール1Aの出力端子となる。
The bus bar 90 </ b> D includes a
また、バスバー90Aの端子プレート94、バスバー90B,90Cの接続プレート93,93、バスバー90Dの端子プレート95には、それぞれ角線からなるリード96が接続されており、各リード96は互いに離間した状態に保持されて第1フレーム71の切り欠き部71aに接近する方向に延び、それぞれコネクタ73のハーネス73bに電気的に接続されている。
第2フレーム72は、これら4つのバスバー90A〜90Dの背面側から第1フレーム71の底部に嵌め込まれ、ボルト80によって第1フレーム71に固定されている。
In addition, leads 96 made of square lines are connected to the
The
次に、中間プレート50について説明する。図16は中間プレート50の外観斜視図、図17は中間プレート50の平面図、図18は図17のE−E断面図、図19は図17のF−F断面図、図20は中間プレート50を挟んで2つのキャパシタ2,2を接続した状態における断面図である。
中間プレート50は、樹脂製のフレーム51と、導電性金属(例えば銅)で形成された6つの端子体(電圧検出端子)60と、コネクタ65を主要構成とする。
Next, the
The
フレーム51は平面視略長方形をなし、フレーム51の表裏両面にはそれぞれ、平面視略矩形をなす6つの凹部52,52・・・がフレーム51の長手方向に沿って縦列に並んで設けられており、表面側の凹部52と裏面側の凹部52は平面視同一位置に配置されている。凹部52はキャパシタ2の額縁部6を挿入させてキャパシタ2の位置決めをするためのものであり、額縁部6よりも若干大きい寸法に形成されている。また、フレーム51には、各凹部52の中央に略矩形の孔53が設けられており、隣り合う2つの孔53,53の中心間寸法は、並行に配置される2つのキャパシタ2,2の正極端子8bと負極端子9bの中心間寸法に一致する。この孔53は、図20に示すように、端子体60を収容するとともに、2つのキャパシタ2,2を直列接続した際の正極端子8bと負極端子9bの嵌合部を貫通させるためのものであり、孔53の内径は端子体60の外径よりも所定寸法だけ大きくされている。この孔53は平面視略矩形の肉厚部54によって囲まれ、さらに肉厚部54の外側を溝55が取り囲んでいる。また、フレーム51の表面側の肉厚部54の所定部位、および隣り合う凹部52,52の間の仕切壁56には、コネクタ65のハーネス65bを配線するためのハーネス挿入溝57が形成されている
また、フレーム51の長手方向一端側であってアッパープレート20のコネクタ部28と対向する側には、ハーネス取出部58が設けられている。
The
端子体60は導電性金属(例えば銅)で形成されており、平面視略円形をなし、板厚方向に波打つように屈曲形成されて、板ばねの機能を有している。端子体60はフレーム51の孔53内に収容された状態で、フレーム51に支持されている。詳述すると、端子体60には周方向に180度離間して1対の爪61,61が設けられており、この爪61をフレーム51における肉厚部54の内周面に形成されたスリット54aに嵌入することによって、フレーム51に取り付けられている。図20に示すように、端子体60の内径はキャパシタ2の負極端子9bが貫通可能な寸法にされており、端子体60の外径は、2つのキャパシタ2,2の正極端子8bと負極端子9bを端子体60の内側に挿通させて嵌合したときに、両キャパシタ2,2の皿体7,7のフランジ部7a,7aの間に端子体60が挟装される大きさに設定されており、端子体60の波打ち高さは、2つのキャパシタ2,2の位置決め突起8a,9aを突き合わせたときに、端子体60がフランジ部7a,7aによって圧縮される大きさに設定されている。
コネクタ65はコネクタ本体65aから6本のハーネス65b、65b・・・が延びており、各ハーネス65bはフレーム51のハーネス取出部58を介してフレーム51の凹部52内に引き込まれ、フレーム51の表面側のハーネス挿入溝54に沿って配線され、それぞれ各端子体60に電気的に接続されている。
The
The
次に、この蓄電モジュール1Aの完成品について説明する。
この蓄電モジュール1Aでは、アッパープレート20のコネクタ部28と、中間プレート50のハーネス取出部58と、ロアプレート70の切り欠き部71aとが、長手方向同じ側に位置している。
ロアプレート70の上面に露出するバスバー90A〜90Dの雄端子91bあるいは雌端子92bには、下段のキャパシタ2の負極端子9bあるいは正極端子8bが嵌合し、バスバー90A〜90Dの突起91a,92aはキャパシタ2の位置決め突起8a,9aに突き当っている。ロアプレート70に対するキャパシタ2の軸線方向位置は、突起91a,92aと位置決め突起8a,9aの突き当てによって決まり、これにより雄端子91bと負極端子9bの嵌合状態、および雌端子92bと正極端子8bの嵌合状態が最適になる。また、各キャパシタ2の額縁部6はロアプレート70の凹部74に挿入されており、これによりロアプレート70に対するキャパシタ2の位置決めを容易に行うことができるとともに、キャパシタ2の回転が防止される。なお、ロアプレート70に対するキャパシタ2の軸線方向位置は、突起91a,92aと位置決め突起8a,9aの突き当てによって決まるので、キャパシタ2における額縁部6の先端はロアプレート70の凹部74の表面に当接していない。
Next, a completed product of the
In the
The
さらに、これら下段の6つのキャパシタ2,2・・・の上に中間プレート50を介して上段のキャパシタ2,2・・・が直列に接続されている。図20はこの接続状態を示す図面であり、キャパシタ2,2の正極端子8bと負極端子9bとの嵌合状態では位置決め突起8a,9aが突き当たり、正極端子8bと負極端子9bの嵌合が中間プレート50の孔53および端子体60を貫通し、キャパシタ2,2のフランジ部7a,7aが端子体60に表裏両側から圧接する。また、上段および下段の各キャパシタ2の額縁部6は中間プレート50の凹部52に挿入されており、これにより中間プレート50に対するキャパシタ2の位置決めを容易に行うことができるとともに、キャパシタ2の回転が防止される。なお、直列接続された2つのキャパシタ2,2の軸線方向の相対位置は、位置決め突起8aと位置決め突起9aの突き当てによって決まり、これにより正極端子8bと負極端子9bの嵌合状態が最適になる。また、キャパシタ2における額縁部6は溝55に挿入され、額縁部6の先端は中間プレート50の溝54の表面に当接していない。
Further, the
さらに、これら上段の6つのキャパシタ2,2・・・の正極端子8bあるいは負極端子9bに、アッパープレート20の底面に露出するバスバー40の雌端子42bあるいは雄端子41bを嵌合させ、キャパシタ2の位置決め突起8a,9aにバスバー40の突起41a,42aを突き当てて、アッパープレート20が取り付けられている。アッパープレート20に対するキャパシタ2の軸線方向位置は、突起41a,42aと位置決め突起8a,9aの突き当てによって決まり、これにより雄端子41bと負極端子9bの嵌合状態、および雌端子42bと正極端子8bの嵌合状態が最適になる。また、各キャパシタ2の額縁部6はアッパープレート20の凹部27に挿入されており、これによりアッパープレート20に対するキャパシタ2の位置決めを容易に行うことができるとともに、キャパシタ2の回転が防止される。なお、アッパープレート20に対するキャパシタ2の軸線方向位置は、突起41a,42aと位置決め突起8a,9aの突き当てによって決まるので、キャパシタ2における額縁部6の先端はアッパープレート20の凹部27の表面に当接していない。
また、アッパープレート20においてサーミスタ29の設置位置に設けられた樹脂シート30がキャパシタ2の天板部4に密着している。これによりキャパシタ2の温度に対応する電気信号を制御基板24のキャパシタ温度制御回路に出力することができる。
Further, the
Further, the
そして、ロアプレート70におけるコネクタ73のコネクタ本体73aがアッパープレート20の一方のコネクタ差込口28aに挿入され、これにより、ロアプレート70の4つのバスバー90A〜90Dがアッパープレート20に内蔵された制御基板24のキャパシタ電圧検出回路に電気的に接続されている。また、中間プレート50におけるコネクタ65のコネクタ本体65aがアッパープレート20の他方のコネクタ差込口28aに挿入され、これにより、中間プレート50の6個の端子体60,60・・・がアッパープレート20に内蔵された制御基板24のキャパシタ電圧検出回路に電気的に接続されている。
Then, the connector
このように構成された蓄電モジュール1Aでは、12個全てのキャパシタ2,2・・・が直列に接続される。詳述すると、図2において下段の一番右側に位置するキャパシタ2はロアプレート70の入力端子部94bに接続されており、このキャパシタ2は上段一番右側のキャパシタ2に直列接続される。そして、上段一番右側のキャパシタ2は上段右側から2番目のキャパシタ2にアッパープレート20内のバスバー40を介して直列接続され、この上段右側から2番目のキャパシタ2は下段右側から2番目のキャパシタ2に直列接続される。さらに、上段右側から2番目のキャパシタ2はロアプレート70内のバスバー90Bを介して下段右側から3番目のキャパシタ2に直列接続される。同様にして、上段と下段のキャパシタ2,2を直列に接続しながら、順次隣の列のキャパシタ2に直列に接続される。そして、図2において下段一番左側に位置するキャパシタ2が末端となり、このキャパシタ2はロアプレート70の出力端子部95cに接続される。
In the
そして、前述したようにアッパープレート20の3つのバスバー40,40,40、ロアプレート70の4つのバスバー90A〜90D、および、中間プレート50の6個の端子体60,60・・・がアッパープレート20に内蔵された制御基板24のキャパシタ電圧検出回路に電気的に接続されているので、蓄電モジュール1Aの総電圧を検出することができるだけでなく、個々のキャパシタ2の電圧や、キャパシタ2を所定個数つないだグループ毎の電圧等を必要に応じて検出することが可能になる。したがって、蓄電モジュール1Aに対する電圧管理を細かく行うことができる。
As described above, the three
また、この蓄電モジュール1Aでは上段の6つのキャパシタ2,2・・・と下段の6つのキャパシタ2,2・・・の間に中間プレート50を配置してこれらキャパシタ2を位置決めし且つ回転防止しているので、組み立て完了後においてもキャパシタ2同士の相対的な位置関係がずれなくなり、形状の安定化を図ることができる。また、上段のキャパシタ2,2および下段のキャパシタ2,2・・・は、アッパープレート20およびロアプレート70に対しても位置決めされ且つ回転防止されているので、組み立て完了後においてもキャパシタ2同士の相対的な位置関係がずれなくなり、形状の安定化を図ることができる。
また、12個のキャパシタ2,2・・・の全体を匡体で覆うような構造ではなく、12個のキャパシタ2,2・・・をアッパープレート20とロアプレート70との間に挟装した構造であるので、蓄電モジュール1Aの小型・軽量化を図ることができる。
In this
Further, the 12
そして、図1に示すように、蓄電ユニット1においては、複数の蓄電モジュール1Aが互いにその長手方向を平行にし、幅方向(すなわち、入力端子部94bと出力端子部95cが配列される方向)に沿って並んで配置されている。このように蓄電モジュール1Aを配列した蓄電ユニット1では、前述したように各蓄電モジュール1Aにおいてアッパープレート20のブリッジ部36,36、およびロアプレート70のブリッジ部38,38がそれぞれ蓄電モジュール1Aの幅方向一直線上に配置されていることから、隣り合う蓄電モジュール1A,1Aのアッパープレート20,20のブリッジ部36,36が対向して配置され、ロアプレート70,70のブリッジ部38,38が対向して配置される。
As shown in FIG. 1, in the
対向配置されたブリッジ部36,36は、図21に示すように、クリップ100によって締結されている。クリップ100はバネ材によって形成され、クリップ取付孔35に挿入される一対のアーム101,101がヘッド102によって連結されて構成されていて、アーム101,101がその弾性力によってブリッジ部36,36を挟持するように構成されている。対向配置されたブリッジ部38、38についてもクリップ100によって締結されている。
The
また、前述したように各蓄電モジュール1Aにおいてコネクタ差込口75,76が蓄電モジュール1Aの幅方向一直線上に配置されていることから、隣り合う2つの蓄電モジュール1A,1Aにおいて一方の蓄電モジュール1Aのコネクタ差込口75と他方の蓄電モジュール1Aのコネクタ差込口76とが対向して配置される。
そして、対向配置されたコネクタ差込口75,76には、図22に示されるコネクタ110の端子部111が嵌め込まれている。コネクタ110は、ハーネス112の両端に端子部111,111が接続されてなり、両端子部111はその内部に雌端子を備えている。一方の端子部111の雌端子は、一方の蓄電モジュール1Aにおけるコネクタ差込口75の入力端子部94bに接続され、他方の端子部111の雌端子は、他方の蓄電モジュール1Aにおけるコネクタ差込口76の出力端子部95cに接続されている。これにより、隣り合う蓄電モジュール1A,1Aが電気的に直列に接続され、総ての蓄電モジュール1A,1A・・・が電気的に直列に接続されている。
Further, as described above, since the
And the
このように、隣り合う2つの蓄電モジュール1A,1Aのコネクタ差込口75,76が対向配置されるので、蓄電モジュール1A,1A同士を極めて接近して配置することができ、且つ、ハーネス112の長さを極めて短くすることができる。その結果、蓄電ユニット1を小型・軽量にすることができる。
この蓄電ユニット1では、蓄電モジュール1Aの連結数を変更するだけで蓄電ユニット1の総電圧を変更することができる。つまり、蓄電ユニット1の仕様を簡単に変更することができるので、仕様変更に伴う煩雑さを低減することができ、仕様変更に容易に対応することができる。
As described above, the
In the
〔他の実施例〕
なお、この発明は前述した実施例に限られるものではない。
例えば、前述した実施例ではキャパシタ2の軸線方向に沿う接続段数を2段にしているが、3段以上であってもよく、その場合にはn段目と(n+1)段目のキャパシタ2,2間に中間プレートを配置する。
また、実施例においては、各段においてキャパシタ2を1列だけ配置したが、各段においてキャパシタ2を複数列配置してもよい。
また、蓄電モジュール同士を締結する締結部材は、クリップに限るものではなく、例えば、ボルトやバンド等で構成してもよい。
また、前述した実施例では蓄電モジュールの入力端子と出力端子を完全な同軸上に配置したが、必ずしも完全同軸上でなくてもよく、略同軸上であれば蓄電モジュールの長手方向あるいは高さ方向に若干ずれていても構わない。
[Other Examples]
The present invention is not limited to the embodiment described above.
For example, in the above-described embodiment, the number of connection stages along the axial direction of the
In the embodiment, only one column of
In addition, the fastening member that fastens the power storage modules is not limited to the clip, and may be configured with, for example, a bolt or a band.
In the above-described embodiment, the input terminal and the output terminal of the power storage module are arranged on the same axis. However, it is not always necessary to be on the same axis. It may be slightly deviated.
1 蓄電ユニット
1A 蓄電モジュール
2 キャパシタ(蓄電素子)
8b正極端子
9b 負極端子
20 アッパープレート
50 中間プレート
70 ロアプレート
94b 入力端子部(入力端子)
95c 出力端子部(出力端子)
100 クリップ(締結部材)
110 コネクタ
1
95c Output terminal section (output terminal)
100 clips (fastening members)
110 connector
Claims (1)
前記蓄電モジュールは、
前記軸線方向に沿って隣り合う蓄電素子同士が、一方の蓄電素子の正極端子と他方の蓄電素子の負極端子との嵌合によって電気的に接続され、
前記軸線方向に沿って隣り合う蓄電素子同士の嵌合した端子を貫通させるとともに該蓄電素子を位置決めする中間プレートと、
前記軸線方向の一方端に配置される蓄電素子の一方の端子に電気的に接続されるアッパープレートと、
前記軸線方向の他方端に配置される蓄電素子の一方の端子に電気的に接続されるロアプレートと、
を備え、全ての前記蓄電素子が前記アッパープレートと前記ロアプレートとの間に挟装されてなり、
前記ロアプレートに、前記蓄電モジュールの入力端子と出力端子が、前記蓄電モジュールが連結される方向に延びる同一直線上で互いに反対側となるように配置され、且つ隣り合う前記蓄電モジュールの一方の蓄電モジュールの前記入力端子の接続口と他方の蓄電モジュールの前記出力端子の接続口が互いに対向するように配置されていて、該入力端子と出力端子とがコネクタによって電気的に接続され、
前記アッパープレートの両側部にブリッジ部が設けられ、且つ隣り合う前記蓄電モジュールの前記ブリッジ部が互いに対向するように配置されていて、両ブリッジ部がクリップによって機械的に連結されることを特徴とする蓄電ユニット。 A plurality of power storage elements each having a positive electrode terminal on one end side in the axial direction and a negative electrode terminal on the other end side are disposed along the axial direction and a plurality of power storage elements are disposed along a direction intersecting the axial direction. A power storage unit formed by connecting a plurality of power storage modules electrically connected,
The power storage module is:
The storage elements adjacent along the axial direction are electrically connected by fitting the positive terminal of one storage element and the negative terminal of the other storage element,
An intermediate plate for positioning the power storage element while penetrating the fitted terminals of the power storage elements adjacent to each other along the axial direction;
An upper plate electrically connected to one terminal of the electric storage element disposed at one end in the axial direction;
A lower plate electrically connected to one terminal of a power storage element disposed at the other end in the axial direction;
Comprising all the electricity storage elements sandwiched between the upper plate and the lower plate,
On the lower plate, an input terminal and an output terminal of the power storage module are arranged so as to be opposite to each other on the same straight line extending in a direction in which the power storage modules are connected, and one power storage of the adjacent power storage modules The connection port of the input terminal of the module and the connection port of the output terminal of the other power storage module are arranged to face each other, and the input terminal and the output terminal are electrically connected by a connector,
The bridge portion is provided on both sides of the upper plate, said the bridge portion of the power storage modules are arranged so as to face each other adjacent and, wherein the benzalkonium both bridge portions are mechanically connected by a clip A power storage unit.
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