JP6282510B2 - Power storage device - Google Patents
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Description
本発明は、蓄電モジュールが収容された蓄電装置に関する。 The present invention relates to a power storage device in which a power storage module is accommodated.
電気自動車、ハイブリッド自動車等には、動力源として蓄電装置が搭載される。蓄電装置には、リチウムイオン二次電池セル等の複数の二次電池セルを複数個備える蓄電モジュールが収容されている。このような蓄電装置では、蓄電装置の筐体内にセルブロックを収容し、筐体壁部とセルブロックとの間の形成された空間領域にワイヤハーネスが配設されている(特許文献1参照)。 Electric vehicles, hybrid vehicles, and the like are equipped with a power storage device as a power source. The power storage device accommodates a power storage module including a plurality of secondary battery cells such as lithium ion secondary battery cells. In such a power storage device, a cell block is accommodated in a housing of the power storage device, and a wire harness is disposed in a space region formed between the housing wall and the cell block (see Patent Document 1). .
車載用途の蓄電装置では、客先指定のスペースに合わせて蓄電装置が収納される。そのため、蓄電装置の形状や取り付け姿勢が制約を受ける。 In an in-vehicle power storage device, the power storage device is accommodated in accordance with a customer-specified space. Therefore, the shape and mounting orientation of the power storage device are restricted.
本発明による蓄電装置は、略直方体形状を呈する蓄電モジュールケース内に複数の蓄電素子を配置して成る蓄電モジュールと、蓄電モジュールを収容する蓄電装置筐体と、蓄電モジュールを蓄電装置筐体に吊り下げる吊り下げ構造と、蓄電モジュールに接続される電力用ハーネスとを備え、蓄電モジュールの上面と蓄電装置筐体の上面との間、および、蓄電モジュールの下面と蓄電装置筐体の底面との間の少なくともいずれか一方に電力用ハーネスの敷設領域を設け、電力用ハーネスは、敷設領域に敷設されており、蓄電モジュールは、蓄電モジュールケースの略直方体形状の長手方向が蓄電モジュールの吊り下げ方向と一致するように蓄電装置筐体に収容されており、少なくとも2つの蓄電モジュールが蓄電装置筐体内で吊り下げ方向と直交する前後方向に並べて収容されており、前後方向に隣接して収容された2つの蓄電モジュールのうちの一方の蓄電モジュールの正極端子に接続された電力用ハーネスと、他方の蓄電モジュールの負極端子に接続された電力用ハーネスとは、敷設領域に設置されて2つの蓄電モジュールの間を電気的に接続または遮断するサービスディスコネクトスイッチを介して接続されており、サービスディスコネクトスイッチは、蓄電装置筐体に設けられた開口部から蓄電装置筐体の外部に露出している。
A power storage device according to the present invention includes a power storage module in which a plurality of power storage elements are arranged in a power storage module case having a substantially rectangular parallelepiped shape, a power storage device housing that houses the power storage module, and a power storage module suspended from the power storage device housing. A suspension structure for lowering and a power harness connected to the power storage module, between the upper surface of the power storage module and the upper surface of the power storage device housing, and between the lower surface of the power storage module and the bottom surface of the power storage device housing A power harness laying region is provided in at least one of the power harness, the power harness is laid in the laying region, and the power storage module has a substantially rectangular parallelepiped longitudinal direction of the power storage module case as a suspension direction of the power storage module. The power storage device housings are aligned so that at least two power storage modules are directly connected to the suspension direction in the power storage device housing. The power harness connected to the positive terminal of one power storage module of the two power storage modules stored adjacent to each other in the front-rear direction and the negative terminal of the other power storage module The connected power harness is connected via a service disconnect switch that is installed in the laying area and electrically connects or disconnects the two power storage modules. The service disconnect switch is connected to the power storage device housing. It is exposed to the outside of the power storage device casing through an opening provided in the body .
本発明によれば、幅方向の寸法が制限される場所でも蓄電装置を配設できる。 According to the present invention, the power storage device can be disposed even in a place where the dimension in the width direction is limited.
図1〜11を参照して、本発明による蓄電装置の一実施の形態を説明する。本実施の形態に係る蓄電装置は、電動車両、たとえば電気自動車の電動機駆動システムにおける車載電源装置に適用されるものである。この電気自動車の概念には、内燃機関であるエンジンと電動機とを車両の駆動源として備えたハイブリッド電気自動車、および電動機を車両の唯一の駆動源とする純正電気自動車等が含まれる。 With reference to FIGS. 1-11, one Embodiment of the electrical storage apparatus by this invention is described. The power storage device according to the present embodiment is applied to an in-vehicle power supply device in an electric motor drive system of an electric vehicle, for example, an electric vehicle. The concept of the electric vehicle includes a hybrid electric vehicle provided with an engine which is an internal combustion engine and an electric motor as a driving source of the vehicle, a genuine electric vehicle using the electric motor as the only driving source of the vehicle, and the like.
図1は、本発明に係る蓄電装置の一実施の形態の外観斜視図であり、図2は、図1に図示された蓄電装置の分解斜視図である。蓄電装置1は、たとえば、リチウムイオンバッテリ装置であり、蓄電装置1の筐体である蓄電ケース2内に、リチウムイオン等の複数の二次電池セル101(図9参照:蓄電素子)を備えた蓄電モジュール40が複数収容されている。蓄電ケース2は、大きな直方体の前側に小さな直方体が連結された形状を有している。なお、以下の説明において、前後方向、左右方向、上下方向を図1、図2に図示する方向として説明する。図1、図2に図示する各方向は、蓄電装置1を搭載した車両における前後方向、左右方向、上下方向とそれぞれ一致している。
FIG. 1 is an external perspective view of an embodiment of a power storage device according to the present invention, and FIG. 2 is an exploded perspective view of the power storage device illustrated in FIG. The
蓄電ケース2は、メインケース11、サイドカバー12、アンダーカバー13、トップカバー14により構成されている。メインケース11は、上部、下部および左部が開口された枠形状を呈する部材である。メインケース11、サイドカバー12、アンダーカバー13、トップカバー14は、たとえば、それぞれ、金属製の薄板をプレス加工することによって形成される。
The
サイドカバー12は、メインケース11の右部壁11aに対向して配置される部材であり、左部壁を構成し、メインケース11の左部の開口を閉じる。サイドカバー12には、通しボルトである、後述するボルト81が挿通される貫通孔12aが設けられている。アンダーカバー13は、メインケース11の下部開口を閉じる部材であり、トップカバー14は、メインケース11の上部開口を閉じる部材である。サイドカバー12、アンダーカバー13、トップカバー14のそれぞれは、メインケース11にボルト等の締結部材により固定され、内部に電子部品を収容するための空間を形成する。
The
蓄電ケース2内には、蓄電モジュール40が収容される蓄電モジュール収容エリア2A、および、ジャンクションボックス3が収容される制御ユニット収容エリア2Bが形成されている。ジャンクションボックス3は、充放電電流の測定、信号出力や、車両起動時に、インバータ内コンデンサへの突入電流を抑制するプリチャージ機能を有する制御回路である。
In the
蓄電モジュール収容エリア2Aには、複数個(本実施形態では3個)の蓄電モジュール40A〜40Cが配置される。各蓄電モジュール40A〜40Cは、直方体のブロック形状を有しており、本実施の形態では、メインケース11内で長手方向が上下方向に延在し、互いに前後方向に隣接して並列に配置されて収容されている。各蓄電モジュール40A〜40Cは、制御ユニット収容エリア2Bから離反する方向、すなわち後方向に向かって蓄電モジュール40A、40B、40Cの順番に並べて配置されている。後述するように、蓄電モジュール40は、サイドカバー12とともにボルト81によってメインケース11に固定される。なお、後述する図11に示すように、メインケース11の右部壁11aの右側面には、ボルト81と締結される裏ナット82が溶接されて固定されている。
A plurality (three in this embodiment) of
制御ユニット収容エリア2Bの上方には、リチウムイオンバッテリコントローラ(以下、LBC)4が配設されている。LBC4は、蓄電モジュール40および各セルに関し、電圧・電流・温度・充放電などを測定、監視、制御するための制御回路であり、LBCカバー15で覆われている。
A lithium ion battery controller (hereinafter referred to as LBC) 4 is disposed above the control
図3は、図2に図示された蓄電モジュールの斜視図であり、図4は、図3に図示された蓄電モジュールの模式的外観斜視図である。また、図5(a)は、図3に図示された蓄電モジュールの構造を説明するための分解斜視図であり、図5(b)は、蓄電モジュールの模式的外観斜視図である。各蓄電モジュール40A〜40Cの左部には、冷媒導入口116が設けられている。また、各蓄電モジュール40A〜40Cの右部には、冷媒導出口118が設けられている。各蓄電モジュール40A〜40Cには、長手(上下)方向両側に分かれた部位に、図4の模式図に示すように、正極端子41A〜41Cと負極端子42A〜42Cが設けられている。各蓄電モジュール40A〜40Cには、前側上部、前側下部、後側上部、後側下部に、左右方向に延在するモジュール固定用貫通孔43がそれぞれ設けられている。
3 is a perspective view of the power storage module shown in FIG. 2, and FIG. 4 is a schematic external perspective view of the power storage module shown in FIG. 5A is an exploded perspective view for explaining the structure of the power storage module illustrated in FIG. 3, and FIG. 5B is a schematic external perspective view of the power storage module. A
図6は、各蓄電モジュール40A〜40Cへの強電ハーネス61〜65の接続状態を説明する斜視図であり、図7は、各蓄電モジュール40A〜40Cへの強電ハーネス61〜65の接続状態を模式的に説明する側面図である。蓄電モジュール40Aの正極端子41Aから蓄電モジュール40Cの負極端子42Cの6つの外部端子には、強電ハーネス61〜65が接続されており、これによって蓄電モジュール40A〜40Cは直列に接続されている。すなわち、ジャンクションボックス3のプラス端子3aと蓄電モジュール40Aの正極端子41Aとは、強電ハーネス61で接続されており、蓄電モジュール40Aの負極端子42Aと蓄電モジュール40Bの正極端子41Bとは、強電ハーネス62で接続されている。
FIG. 6 is a perspective view illustrating a connection state of the high-
蓄電モジュール40Bの負極端子42Bと蓄電モジュール40Cの正極端子41Cとは、強電ハーネス63、後述するSDスイッチ53、および、強電ハーネス64を介して接続されている。蓄電モジュール40Cの負極端子42Cとジャンクションボックス3のマイナス端子3bとは、強電ハーネス65で接続されている。
The
SD(サービスディスコネクト)スイッチ53は、蓄電装置1の保守、点検の時の安全性を確保するために設けられた安全装置であり、スイッチとヒューズとを電気的に直列に接続した電気回路から構成され、サービスマンによって保守、点検時に操作される。本実施の形態では、SDスイッチ53は、上述したように、蓄電モジュール40Bの負極端子42Bと蓄電モジュール40Cの正極端子41Cとの間に設けられていて、蓄電モジュール40Bと蓄電モジュール40Cとの間を電気的に接続または遮断する。
The SD (service disconnect) switch 53 is a safety device provided to ensure safety during maintenance and inspection of the
図8は、各蓄電モジュール40A〜40Cへの電圧検出線71の接続状態を模式的に説明する図である。蓄電モジュール40A〜40Cは、その長手(上下)方向の側面に沿って配置された2枚の電圧検出基板201、202をそれぞれ有している。電圧検出線71は、LBC4と、各電圧検出基板201のコネクタ接続部201a、および、各電圧検出基板202のコネクタ接続部202aとを接続している。
FIG. 8 is a diagram schematically illustrating the connection state of the
また、蓄電モジュール40A〜40Cは、蓄電モジュール40A〜40Cの温度を検出する不図示の温度検出センサを有している。LBC4と各温度検出センサとは、温度センサ線72によって接続されている。
In addition, the
蓄電モジュール40A〜40Cは、同様な構造を有しており、以下、蓄電モジュール40A〜40Cを代表して、適宜、蓄電モジュール40として説明する。蓄電モジュール40は、図5(a)に示すように、蓄電モジュールケース、すなわち、保持ケース111内に複数の二次電池セル101を保持した構成を有しており、本実施の形態では、後述するように、左右3段に二次電池セル101が配列されている。保持ケース111は、図5(b)に示すように、六面体形状を有している。保持ケース111は、上下方向に離間して対向する上面部112と下面部113、前後方向に離間して対向し上面部112と下面部113の各短部間に亘る一対の縦壁面部114を有する。また、保持ケース111は、たとえば、樹脂により形成されており、左右方向に離反して対向し上面部112、下面部113、一対の縦壁面部114の各長辺部間に亘る一対の左端面部115aと右端面部115bを有する。
The
保持ケース111の左端面部115aには、上述した冷媒導入口116が形成されている。保持ケース111の右端面部115bには、上述した冷媒導出口118が形成されている。図5(b)は、冷媒導入口116と冷媒導出口118との位置関係を示すための模式図である。空気等の冷媒が冷媒導入口116から保持ケース111内に流入し、保持ケース111内を左右方向に亘って流通し、右部側の冷媒導出口118から流出される。
The
蓄電モジュール40は、蓄電ケース2内に収容された状態で、サイドカバー12に保持ケース111の左端面部115aが対向して配置され、左端面部115aの冷媒導入口116がサイドカバー12の不図示の吸気口と対向する。また、蓄電モジュール40の保持ケース111の右端面部115bがメインケース11の右部壁11aと対向して配置され、後端面部115bの冷媒導出口118が右部壁11aの排気口11bと対向する。
In the state where the
−−−蓄電モジュール−−−
図9は、図3に図示された蓄電モジュールの分解斜視図である。本実施の形態において、蓄電モジュール40Aと蓄電モジュール40Bは、14個の二次電池セル101を有する構成であり、蓄電モジュール40Cは12個の電池セル有する構成となっている。蓄電モジュール40Aと蓄電モジュール40Bの内部には、14個の二次電池セル101が配列されている。各二次電池セル101の正極および負極は、隣接する二次電池セル101の反対極性の負極および正極に導電部材191(図5(a)参照)により接続され、14個すべてが直列に接続されている。蓄電モジュール40Cは、図示はしないが、同様に、内部に配列された12個すべてが直列に接続されている。蓄電モジュール40A〜40Cそれぞれの最初の二次電池セル101と最後の二次電池セル101にそれぞれ外部引出し端子が接続されて、図3および図4に示す正極端子41A〜41Cと負極端子42A〜42Cに接続されている。
--- Storage module ---
FIG. 9 is an exploded perspective view of the power storage module illustrated in FIG. 3. In the present embodiment, the
二次電池セル101は、円筒形のリチウムイオン二次電池であり、電解液が注入された電池容器の内部に電池素子および安全弁等の構成部品が収納されて構成されている。正極側の安全弁は、過充電などの異常によって電池容器の内部の圧力が所定の圧力になったときに開裂する開裂弁である。安全弁は、開裂によって電池蓋と電池素子の正極側との電気的な接続を遮断するヒューズ機構として機能するとともに、電池容器の内部に発生したガス、すなわち電解液を含むミスト状の炭酸系ガス(噴出物)を電池容器の外部に噴出させる減圧機構として機能する。
The
電池容器の負極側にも開裂溝が設けられており、過充電などの異常によって電池容器の内部の圧力が所定の圧力になったときに開裂する。これにより、電池容器の内部に発生したガスを負極端子側からも噴出させることができる。二次電池セル101の公称出力電圧は3.0〜4.2ボルト、平均公称出力電圧は3.6ボルトである。
A cleavage groove is also provided on the negative electrode side of the battery container, and it is cleaved when the internal pressure of the battery container becomes a predetermined pressure due to an abnormality such as overcharge. Thereby, the gas generated inside the battery container can be ejected also from the negative electrode terminal side. The nominal output voltage of the
図9に示すように、保持ケース111内で上下方向に並置された複数の二次電池セル101は、その中心軸が保持ケース111の前後に延在するようにケース111内に配置されている。二次電池セル101は、複数個×複数段(本実施の形態では5個、4個、5個の3段)に配列されている。すなわち、蓄電モジュール40A〜40Cは、保持ケース111内に、それぞれ、複数の二次電池セル101が配列されて構成される二次電池セル配列体103が、複数段に積層配置されている構成を有している。図9では、蓄電モジュール40Aまたは40Bの場合で図示されているが、蓄電モジュール40Cの場合には、たとえば、4個×3段または5個×4個×3個の3段とされる。
As shown in FIG. 9, the plurality of
保持ケース111内において、左部側の二次電池セル配列体103Lと、右部側の二次電池セル配列体103Rと、中間層の二次電池セル配列体103Mとが保持されている。本実施の形態では、左部側の二次電池セル配列体103Lと右部側の二次電池セル配列体103Rは同じ配列で保持され、中間層の二次電池セル配列体103Mは左部側の二次電池セル配列体103Lおよび右部側の二次電池セル配列体103Rとは保持ケース111の長手(上下)方向に二次電池セル101の半個分だけずれた状態で保持される。
In the holding
すなわち、左部側の二次電池セル配列体103Lの配列ピッチと右部側の二次電池セル配列体103Rと中間層の二次電池セル配列体103Mの配列ピッチは同じに設定され、左側、中央、右側の配列体同士で半ピッチずれて配列されている。このように、左右で隣接する配列体同士を列方向に偏位させた状態で保持することにより、隣り合った段の二次電池セル配列体を互いに接近させることができ、列方向に直交する方向の寸法を短くすることができる。したがって、蓄電モジュール40A〜40Cの左右方向の長さ、すなわち高さを低くすることができる。
That is, the arrangement pitch of the secondary
保持ケース111は、左右方向に分割された複数の保持枠部材、すなわち、右部保持枠部材121と中保持枠部材131と中保持枠部材132と左部保持枠部材141の4つの部材からなる。中保持枠部材131は、右部保持枠部材121に対向する側に中保持枠131Rを有し、中保持枠部材132に対向する側に中保持枠131Lを有する。中保持枠部材132は、中保持枠部材131に対向する側に中保持枠132Rを有し、左部保持枠部材141に対向する側に中保持枠132Lを有する。右部保持枠部材121、中保持枠部材131の中保持枠131Rおよび131L、中保持枠部材132の中保持枠132Rおよび132L、左部保持枠141には、二次電池セル101の円筒部を嵌合する半円形の凹部137が設けられている。
The holding
右部保持枠部材121と中保持枠部材131の中保持枠131Rとにより、二次電池セル配列体103Rの二次電池セル101を挟み込んで保持する。中保持枠部材131の中保持枠131Lと中保持枠部材132の中保持枠132Rとにより、二次電池セル配列体103Mの二次電池セル101を挟み込んで保持する。中保持枠部材132の中保持枠132Lと左部保持枠部材141とにより、二次電池セル配列体103Fの二次電池セル101を挟み込んで保持する。各保持枠部材に保持された二次電池セル101の正極および負極は、凹部137から外部に露出される。なお、左右方向で隣り合う保持枠部材同士は、結合用ボルト89によって固定されている。
The
保持ケース111の左端面部115a、右端面部115bに形成された冷媒導入口116および冷媒導出口118は、上下方向に長い矩形形状に形成されている。すなわち、冷媒導入口116および冷媒導出口118の上辺を、各二次電池セル配列体103L、103M、103Rに投影した線分が最上段の二次電池セル101の周面に射影されている。また、冷媒導入口116および冷媒導出口118の下辺を、各二次電池セル配列体103L、103M、103Rに投影した線分が最下段の二次電池セル101の周面に射影している。
The
各二次電池セル配列体103L、103M、103Rを構成する二次電池セル101は、各配列体中において、隣接する二次電池セル101と隙間を存して配列されている。また、配列体相互間に隙間を存して保持枠部材により保持される。すなわち、保持ケース111内に配列された各二次電池セル101は、各配列体内の隣接する二次電池セル101および隣接する段の二次電池セル101と隙間を存して保持されている。これにより、冷媒導入口116から導入された空気等の冷媒は、各二次電池セル101に接触して冷却しながら二次電池セル101間の隙間を通って、冷媒導出口118から導出する冷却構造が構成されている。
The
保持ケース111の4つの部材121,131,132,141のそれぞれには、左右方向に延在するモジュール固定用貫通孔43が設けられたモジュール固定部125,135,136,145が設けられている。すなわち、右部保持枠部材121の前側上部、前側下部、後側上部、後側下部には、モジュール固定部125がそれぞれ設けられており、各モジュール固定部125には、左右方向に貫通する金属製の円筒状のカラー44が設けられている(図5(a)、図9参照)。同様に、中保持枠部材131の前側上部、前側下部、後側上部、後側下部には、モジュール固定部135がそれぞれ設けられており、各モジュール固定部135には、左右方向に貫通する金属製の円筒状のカラー44が設けられている。
Each of the four
同様に、中保持枠部材132の前側上部、前側下部、後側上部、後側下部には、モジュール固定部136がそれぞれ設けられており、各モジュール固定部136には、左右方向に貫通する金属製の円筒状のカラー44が設けられている。同様に、左部保持枠部材141の前側上部、前側下部、後側上部、後側下部には、モジュール固定部145がそれぞれ設けられており、各モジュール固定部145には、左右方向に貫通する金属製の円筒状のカラー44が設けられている。
Similarly,
4つの部材121,131,132,141が保持ケース111として組み立てられると、各部材121,131,132,141の前側上部の各カラー44が左右方向に直線状に配置されて、保持ケース111の前側上部のモジュール固定用貫通孔43が形成される。このとき、左右方向で隣接する各カラー44は、互いの端部同士で当接する。保持ケース111の後側上部、前側下部、後側下部のモジュール固定用貫通孔43についても同様である。
When the four
図10は、各蓄電モジュール40A〜40Cと、蓄電ケース2のアンダーカバー13およびトップカバー14との位置関係を模式的に示す側面図であり、図11は、図10のXI−XI断面矢視図である。図10,11に示すように、各蓄電モジュール40A〜40Cの下面とアンダーカバー13の上面との間、および、各蓄電モジュール40A〜40Cの上面とトップカバー14の下面との間は、適宜離間している。本実施の形態では、各蓄電モジュール40A〜40Cの下面とアンダーカバー13の上面との間の領域をワイヤハーネス収容エリア2Cとしている。同様に、各蓄電モジュール40A〜40Cの上面とトップカバー14の下面との間の領域をワイヤハーネス収容エリア2Dとしている。
10 is a side view schematically showing the positional relationship between each of the
たとえば、強電ハーネス62,65は、ワイヤハーネス収容エリア2Cに敷設される。たとえば、強電ハーネス63,64は、ワイヤハーネス収容エリア2Dに敷設される。また、たとえば、温度センサ線72は、ワイヤハーネス収容エリア2Cに敷設される。
For example, the high voltage harnesses 62 and 65 are laid in the wire
このように構成される蓄電装置1では、各蓄電モジュール40A〜40Cが、サイドカバー12とメインケース11の右部壁11aとの間を左右方向に貫通するボルト81によって蓄電モジュール収容エリア2Aで宙吊り状態で固定されている。すなわち、図11に示すように、通しボルトであるボルト81をメインケース11の右部壁11aの裏ナット82に締結することで、蓄電モジュール40は、メインケース11の右部壁11aとサイドカバー12との間に挟まれて、サイドカバー12とともにメインケース11に固定される。
In the
このとき、ボルト81によって、メインケース11と、蓄電モジュール40と、サイドカバー12とがボルト81の軸線方向、すなわち左右方向に圧縮力を受けて互いに固定される。そして、保持ケース111の前側上部、後側上部、前側下部、後側下部の各モジュール固定部125,135,136,145は、ボルト81の締結力による左右方向の圧縮力を受ける。上述したように、各モジュール固定部125,135,136,145には、金属製のカラー44が設けられており、左右方向で隣接する各カラー44は、互いの端部同士で当接するので、樹脂製の保持ケース111は、ボルト81の締結力によって座屈することがない。
At this time, the
上述した蓄電装置1では、次の作用効果を奏する。
(1) 各蓄電モジュール40A〜40Cが、サイドカバー12とメインケース11の右部壁11aとの間を左右方向に貫通するボルト81によって蓄電モジュール収容エリア2Aで吊り下げられた状態で固定、保持されるように構成した。そして、各蓄電モジュール40A〜40Cの下面とアンダーカバー13の上面との間の領域であるワイヤハーネス収容エリア2C、および、各蓄電モジュール40A〜40Cの上面とトップカバー14の下面との間の領域であるワイヤハーネス収容エリア2Dに、強電ハーネス62〜65を敷設した。これにより、強電ハーネス62〜65の収納エリアを各蓄電モジュール40A〜40Cの左右に確保する必要がないので、蓄電装置1の左右方向の幅を狭くすることができ、幅方向の寸法が制限される場所でも蓄電装置1を配設できる。したがって、たとえば車載用途の蓄電装置のように、客先指定のスペースに合わせて蓄電装置を収納する場合に、蓄電装置の形状や取り付け姿勢等の制約があっても車載が容易となる。
The
(1) Each
(2) 直方体のブロック形状を有する各蓄電モジュール40A〜40Cを、その長手方向がメインケース11内で上下方向に延在するように収容した。また、各蓄電モジュール40A〜40Cを、互いに前後方向に隣接して並列に配置してメインケース11内に収容した。これにより、蓄電装置1の左右方向の幅を狭くすることができ、幅方向の寸法が制限される場所でも蓄電装置1を配設できる。したがって、たとえば車載用途の蓄電装置のように、客先指定のスペースに合わせて蓄電装置を収納する場合に、蓄電装置の形状や取り付け姿勢等の制約があっても車載が容易となる。
(2) Each of the
(3) 各蓄電モジュール40の長手(上下)方向両側に分かれた部位に、正極端子41と負極端子42を設けるように構成した。そして、メインケース11内に収容されたときに上側に位置する端子42B,41Cに接続する強電ハーネス63,64を上側のワイヤハーネス収容エリア2Dに敷設した。そして、メインケース11内に収容されたときに下側に位置する端子42A,41B,42Cに接続する強電ハーネス62,65を下側のワイヤハーネス収容エリア2Cに敷設した。これにより、強電ハーネス62〜65の長さが不必要に長くなることがないので、強電ハーネス62〜65における抵抗損失を抑制できる。
(3) The positive electrode terminal 41 and the negative electrode terminal 42 are configured to be provided at portions separated on both sides in the longitudinal (vertical) direction of each
(4) 前後で隣り合う蓄電モジュール40Aと蓄電モジュール40Bとで、負極端子42Aおよび正極端子41Bが、ともに下側に位置するように構成した。また、前後で隣り合う蓄電モジュール40Bと蓄電モジュール40Cとで、負極端子42Bおよび正極端子41Cが、ともに上側に位置するように構成した。これにより、前後で隣り合う蓄電モジュール40A〜40Cを直列に接続する場合に、強電ハーネス62〜64の長さを短くできるので、強電ハーネス62〜64における抵抗損失を抑制できる。
(4) The
(5) 保持ケース111の左右方向に隣接する保持枠部材同士によって、吊り下げ方向に配置された複数の二次電池セル101を挟持して保持するように構成した。そして、ボルト81によって、メインケース11と、蓄電モジュール40と、サイドカバー12とが固定されると、保持ケース111の各モジュール固定部125,135,136,145がボルト81の締結力による左右方向の圧縮力を受けるように構成した。これにより、左右方向で隣り合う保持枠部材同士の結合用ボルト89による固定だけでなく、ボルト81によって、4つに分割されている各保持枠部材121,131,132,141を保持ケース111として一体的に固定できるので、保持ケース111の強度を向上できる。また、ボルト81が保持枠部材同士の固定部材となるとともに、ボルト81が蓄電モジュール40の吊り下げ部材となるので、蓄電装置1における部品点数を削減でき、コスト増を抑止できるとともに、軽量化できる。
(5) The plurality of
−−−変形例−−−
(1) 上述の説明では、蓄電装置1の下部のワイヤハーネス収容エリア2Cと、上部のワイヤハーネス収容エリア2Dを設けるように構成したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、蓄電装置1の下部のワイヤハーネス収容エリア2C、および、上部のワイヤハーネス収容エリア2Dのいずれか一方のみを設けるように構成してもよい。
---- Modified example ---
(1) In the above description, the lower wire
(2) 上述の説明では、3つの蓄電モジュール40A〜40Cを設け、これらを直列接続するように構成しているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、蓄電モジュール40が1つまたは2つだけであってもよく、4つ以上であってもよい。また、複数の蓄電モジュール40を並列接続するように構成してもよい。なお、この場合には、たとえば、各蓄電モジュール40の正極端子41を上方に向け、負極端子42を下方に向けることで、前後方向で隣り合う蓄電モジュール40同士が短い強電ハーネスで接続できるように構成することが望ましい。
(2) In the above description, the three
(3) 上述の説明では、左右方向に延在するボルト81によって各蓄電モジュール40を吊り下げて固定するように構成しているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、図12の模式図に示すように、前後方向に隣接して並列に配置された各蓄電モジュール40A〜40Cを、前後方向に延在するボルト81によって、蓄電ケース2に吊り下げて固定するように構成してもよい。
(3) In the above description, each
(4) 上述の説明では、各蓄電モジュール40を吊り下げて固定するために、ボルト81と裏ナット82とを用いているが、本発明はこれに限定されない。各蓄電モジュール40を吊り下げて固定できるのであれば、たとえば、裏ナット82に代えて、ボルト81に対して、回転させなくとも軸線方向に直進挿入して締め付けることができるような締結部材を用いるなど、種々の締結部材を用いることができる。
(5) 上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。
(4) In the above description, the
(5) You may combine each embodiment and modification which were mentioned above, respectively.
なお、本発明は、上述した実施の形態のものに何ら限定されず、略直方体形状を呈する蓄電モジュールケース内に複数の蓄電素子を配置して成る蓄電モジュールと、蓄電モジュールを収容する蓄電装置筐体と、蓄電モジュールを蓄電装置筐体に吊り下げる吊り下げ構造と、蓄電モジュールに接続される電力用ハーネスとを備え、蓄電モジュールの上面と蓄電装置筐体の上面との間、および、蓄電モジュールの下面と蓄電装置筐体の底面との間の少なくともいずれか一方に電力用ハーネスの敷設領域を設け、電力用ハーネスは、敷設領域に敷設されている各種構造の蓄電装置を含むものである。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and a power storage module in which a plurality of power storage elements are arranged in a power storage module case having a substantially rectangular parallelepiped shape, and a power storage device housing that stores the power storage module. Body, a suspension structure for suspending the power storage module on the power storage device housing, and a power harness connected to the power storage module, and between the upper surface of the power storage module and the upper surface of the power storage device housing, and the power storage module A power harness laying region is provided on at least one of the bottom surface of the power storage device and the bottom surface of the power storage device housing, and the power harness includes power storage devices of various structures laid in the laying region.
1 蓄電装置、2 蓄電ケース、2C,2D ワイヤハーネス収容エリア、3 ジャンクションボックス、4 リチウムイオンバッテリコントローラ(LBC)、11 メインケース、12 サイドカバー、13 アンダーカバー、14 トップカバー、40,40A,40B,40C 蓄電モジュール、41A,41B,41C 正極端子、42A,42B,42C 負極端子、43 モジュール固定用貫通孔、44 カラー、53 SD(サービスディスコネクト)スイッチ、61〜65 強電ハーネス、71 電圧検出線、72 温度センサ線、101 二次電池セル(蓄電素子)、111 保持ケース、121 右部保持枠部材、125,135,136,145 モジュール固定部、131,132 中保持枠部材、141 左部保持枠部材
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記蓄電モジュールを収容する蓄電装置筐体と、
前記蓄電モジュールを前記蓄電装置筐体に吊り下げる吊り下げ構造と、
前記蓄電モジュールに接続される電力用ハーネスとを備え、
前記蓄電モジュールの上面と前記蓄電装置筐体の上面との間、および、前記蓄電モジュールの下面と前記蓄電装置筐体の底面との間の少なくともいずれか一方に前記電力用ハーネスの敷設領域を設け、
前記電力用ハーネスは、前記敷設領域に敷設されており、
前記蓄電モジュールは、前記蓄電モジュールケースの略直方体形状の長手方向が前記蓄電モジュールの吊り下げ方向と一致するように前記蓄電装置筐体に収容されており、
少なくとも2つの前記蓄電モジュールが前記蓄電装置筐体内で前記吊り下げ方向と直交する前後方向に並べて収容されており、
前記前後方向に隣接して収容された2つの前記蓄電モジュールのうちの一方の前記蓄電モジュールの正極端子に接続された前記電力用ハーネスと、他方の前記蓄電モジュールの負極端子に接続された前記電力用ハーネスとは、前記敷設領域に設置されて2つの前記蓄電モジュールの間を電気的に接続または遮断するサービスディスコネクトスイッチを介して接続されており、
前記サービスディスコネクトスイッチは、前記蓄電装置筐体に設けられた開口部から前記蓄電装置筐体の外部に露出している蓄電装置。 A power storage module in which a plurality of power storage elements are arranged in a power storage module case having a substantially rectangular parallelepiped shape;
A power storage device housing that houses the power storage module;
A suspension structure for suspending the power storage module on the power storage device housing;
A power harness connected to the power storage module;
The power harness laying region is provided between at least one of the upper surface of the power storage module and the upper surface of the power storage device housing and between the lower surface of the power storage module and the bottom surface of the power storage device housing. ,
The power harness is laid in the laying area ,
The power storage module is accommodated in the power storage device housing such that the longitudinal direction of the substantially rectangular parallelepiped shape of the power storage module case coincides with the hanging direction of the power storage module,
At least two of the power storage modules are housed side by side in the front-rear direction perpendicular to the hanging direction in the power storage device housing,
The power harness connected to the positive terminal of one of the power storage modules of the two power storage modules accommodated adjacent in the front-rear direction and the power connected to the negative terminal of the other power storage module The harness is connected via a service disconnect switch that is installed in the laying region and electrically connects or disconnects the two power storage modules.
The service disconnect switch is a power storage device that is exposed to the outside of the power storage device casing through an opening provided in the power storage device casing .
前記サービスディスコネクトスイッチは、前記一方の前記蓄電モジュールと前記蓄電装置筐体との間の前記敷設領域に設置され、The service disconnect switch is installed in the laying region between the one power storage module and the power storage device casing,
前記サービスディスコネクトスイッチを介して接続された2つの前記電力用ハーネスは、前記他方の前記蓄電モジュールと前記蓄電装置筐体との間の前記敷設領域を経由して、前記一方の前記蓄電モジュールの正極端子および前記他方の前記蓄電モジュールの負極端子にそれぞれ接続される蓄電装置。The two power harnesses connected via the service disconnect switch pass through the laying region between the other power storage module and the power storage device housing, and A power storage device connected to each of a positive electrode terminal and a negative electrode terminal of the other power storage module.
前記サービスディスコネクトスイッチは、前記一方の前記蓄電モジュールの上面と前記蓄電装置筐体の上面との間の前記敷設領域に設置され、The service disconnect switch is installed in the laying region between the upper surface of the one power storage module and the upper surface of the power storage device casing,
前記一方の前記蓄電モジュールの負極端子に接続された前記電力用ハーネスは、前記一方の前記蓄電モジュールの下面と前記蓄電装置筐体の底面との間の前記敷設領域、および、前記他方の前記蓄電モジュールの下面と前記蓄電装置筐体の底面との間の前記敷設領域を経由して、前記蓄電装置の外部と電気的に接続される蓄電装置。The power harness connected to the negative electrode terminal of the one power storage module includes the laying region between the lower surface of the one power storage module and the bottom surface of the power storage device housing, and the other power storage. A power storage device that is electrically connected to the outside of the power storage device via the laying region between the lower surface of the module and the bottom surface of the power storage device casing.
前記吊り下げ構造は、前記蓄電モジュールケースの吊り下げ方向と直交する左右方向に延在する吊り下げ用ボルトを有し、
前記蓄電装置筐体は、前記蓄電モジュールの前記左右方向の右側の側面と対向する壁面を構成する第1の部材と、前記蓄電モジュールの前記左右方向の左側の側面と対向する壁面を構成する部材であって前記第1の部材とは異なる第2の部材とを含み、
前記蓄電モジュールケースは、前記左右方向に分割された複数の保持枠部材を有し、
前記複数の保持枠部材のそれぞれは、前記左右方向から見たときの四隅の近傍にそれぞれ前記左右方向に延在して、前記吊り下げ用ボルトが挿通されるボルト挿通孔が設けられた吊り下げ部を有し、
前記左右方向に隣接する保持枠部材は、前記吊り下げ用ボルトとは異なる結合用ボルトで互いに結合されると、前記吊り下げ方向に配置された複数の前記蓄電素子を保持し、
前記吊り下げ用ボルトは、前記蓄電モジュールと前第1の部材と前記第2の部材とを、前記左右方向に圧縮して、前記蓄電モジュールと前記第1の部材と前記第2の部材とを一体的に固定するとともに、前記ボルト挿通孔に挿通されて、前記左右方向に隣接する前記保持枠部材の前記吊り下げ部を前記左右方向に圧縮する蓄電装置。 In the electrical storage apparatus as described in any one of Claims 1-3 ,
The suspension structure has suspension bolts extending in the left-right direction orthogonal to the suspension direction of the power storage module case,
The power storage device housing includes a first member constituting a wall surface facing the right side surface in the left-right direction of the power storage module, and a member constituting a wall surface facing the left side surface in the left-right direction of the power storage module. A second member different from the first member,
The power storage module case has a plurality of holding frame members divided in the left-right direction,
Each of the plurality of holding frame members is a suspension provided with bolt insertion holes extending in the left-right direction in the vicinity of the four corners when viewed from the left-right direction and through which the suspension bolt is inserted. Part
When the holding frame members adjacent in the left-right direction are coupled to each other by a coupling bolt different from the hanging bolt, the holding frame members hold the plurality of power storage elements arranged in the hanging direction,
The suspension bolt compresses the power storage module, the front first member, and the second member in the left-right direction, and connects the power storage module, the first member, and the second member. A power storage device that is fixed integrally and that is inserted through the bolt insertion hole and compresses the suspension portion of the holding frame member adjacent in the left-right direction in the left-right direction.
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