JP7147701B2 - 蓄電パック、および外部接続モジュールシステム - Google Patents
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Description
最初に本開示の実施態様が列挙されて説明される。
以下に、本開示の実施形態が説明される。本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
本開示を適用した蓄電パック100、および外部接続モジュールシステム110にかかる実施形態1について、図1から図16を参照しつつ説明される。本実施形態にかかる蓄電パック100は、金属製のケース101と、ケース101内に収容された蓄電モジュール90と、を備える。蓄電モジュール90は、複数の蓄電素子61が上下方向(並び方向の一例)に並ぶ蓄電素子群60と、蓄電素子群60の前面に取り付けられる配線モジュール70と、配線モジュール70の前面に取り付けられる外部接続モジュール30と、を備える。なお、以下の説明においては、矢線Zで示される方向を上方とし、矢線Yで示される方向を前方とし、矢線Xで示される方向を左方として説明する。また、複数の同一部材については、一部の部材に符号を付し、他の部材については符号を省略することがある。
図1に示されるように、蓄電パック100は、導電性の金属からなるケース101内に、1つ、または複数の蓄電モジュール90が収容されている。本実施形態では、ケース101内に、比較的に上下方向の高さ寸法が小さな低背蓄電モジュール90Aと、低背蓄電モジュール90Aよりも上下方向の高さ寸法が大きな高背蓄電モジュール90Bと、が収容されている。ケース101を構成する金属は、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼等、必要に応じて任意の金属を適宜に選択できる。
図2に示されるように、低背蓄電モジュール90Aは、比較的に上下方向の高さ寸法が小さな低背蓄電素子群60Aと、比較的に上下方向の高さ寸法が小さな低背配線モジュール70Aと、比較的に上下方向の高さ寸法が小さな低背外部接続モジュール30Aと、を備える。
低背蓄電素子群60Aは、複数(本実施形態では10個)の蓄電素子61が上下方向に積み上げて並べられている。蓄電素子61は、上下方向に扁平なほぼ直方体形状をなしている。蓄電素子61の前面には、左右両端部寄りの位置に、前方に突出する2つの電極端子63が設けられている。2つの電極端子63の一方は正極であり、他方は負極である。電極端子63は比較的に薄い導電性の金属板からなる。電極端子63を構成する金属は、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等、任意の金属を適宜に選択できる。正極を構成する金属と負極を構成する金属は、同じでもよく、また、異なっていてもよい。本実施形態では、正極がアルミニウム、またはアルミニウム合金からなり、負極が銅、または銅合金からなる。
図2に示されるように、低背配線モジュール70Aは、低背蓄電素子群60Aの前面に取り付けられている。低背配線モジュール70Aは、蓄電素子61の電極端子63に接続される複数のバスバー80と、複数のバスバー80が絶縁状態で収容される絶縁プロテクタ71と、を備える。バスバー80は、前方から見て左右方向の細長く延びて形成されている。バスバー80によって、上下に並ぶ蓄電素子61の、異なる極性の電極端子63同士が接続される(図3参照)。
図6に示されるように、低背外部接続モジュール30Aは、低背配線モジュール70Aの前面に取り付けられている。低背外部接続モジュール30Aは、上側に位置する第1ユニット10と、下側に位置する第2ユニット20と、第1ユニット10の右側に保持される短尺バスバー50と、第1ユニット10の左側に上端部が保持されるとともに第2ユニット20の右側に下端部が保持される低背側長尺バスバー40Aと、を備える。第1ユニット10と第2ユニット20とは、低背側長尺バスバー40Aによって連結されている。第1ユニット10と第2ユニット20により、短尺バスバー50と低背側長尺バスバー40Aとが絶縁状態で保持される絶縁部材31が構成される。
短尺バスバー50は、金属板材を所定の形状にプレス加工することにより形成される。短尺バスバー50を構成する金属は、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等、任意の金属を選択できる。
低背側長尺バスバー40Aは、金属板材を所定の形状にプレス加工することにより形成される。低背側長尺バスバー40Aを構成する金属は、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等、任意の金属を選択できる。低背側長尺バスバー40Aと短尺バスバー50とは同じ金属で形成されてもよく、また、異なる金属で形成されてもよい。
図12に示されるように、高背蓄電モジュール90Bは、比較的に上下方向の高さ寸法が大きな高背蓄電素子群60Bと、比較的に上下方向の高さ寸法が大きな高背配線モジュール70Bと、比較的に上下方向の高さ寸法が大きな高背外部接続モジュール30Bと、を備える。
高背蓄電素子群60Bは、複数(本実施形態では14個)の蓄電素子61が上下方向に積み上げて並べられている。高背蓄電素子群60Bを構成する蓄電素子61は、低背蓄電素子群60Aを構成する蓄電素子61と同じなので、重複する説明を省略する。
図13に示されるように、高背配線モジュール70Bは、蓄電素子61の電極端子63に接続される複数のバスバー80と、複数のバスバー80が絶縁状態で収容される絶縁プロテクタ71と、を備える。バスバー80は、前方から見て左右方向の細長く延びて形成されている。バスバー80によって、上下に並ぶ蓄電素子61の、異なる極性の電極端子63同士が接続される。
図12に示されるように、高背外部接続モジュール30Bは、高背配線モジュール70Bの前面に取り付けられている。高背外部接続モジュール30Bは、上側に位置する第1ユニット10と、下側に位置する第2ユニット20と、第1ユニット10の右側に保持される短尺バスバー50と、第1ユニット10の左側に上端部が保持されるとともに第2ユニット20の右側に下端部が保持される高背側長尺バスバー40Bと、を備える。第1ユニット10と第2ユニット20とは、高背側長尺バスバー40Bによって連結されている。第1ユニット10と第2ユニット20により、短尺バスバー50と低背側長尺バスバー40Aとが絶縁状態で保持される絶縁部材31が構成される。
高背側長尺バスバー40Bは、金属板材を所定の形状にプレス加工することにより形成される。高背側長尺バスバー40Bを構成する金属は、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等、任意の金属を選択できる。高背側長尺バスバー40Bと短尺バスバー50とは同じ金属で形成されてもよく、また、異なる金属で形成されてもよい。
第1ユニット10の第1重なり部12と、第2ユニット20の第2重なり部22との重ね代23の上下方向の長さ寸法は、可変になっている。図7および図16にしめされるように、本実施形態においては、重ね代23の長さ寸法は、少なくとも、低背外部接続モジュール30Aにおける第1ユニット10と第2ユニット20との重ね代23の上下方向の長さ寸法L1と、高背外部接続モジュール30Bにおける第1ユニット10と第2ユニット20との重ね代23の上下方向の長さ寸法L2との間で可変になっている。
蓄電素子群60において、第1出力バスバー81と第2出力バスバー82の相対的な位置は、蓄電素子群60に含まれる蓄電素子61の個数が奇数であるか偶数であるかによって定まる。本実施形態においては、低背蓄電素子群60Aは10個の蓄電素子61を含み、高背蓄電素子群60Bは14個の蓄電素子61を含む。例えば、蓄電素子群60に含まれる蓄電素子61の個数が偶数である場合には、第1出力バスバー81は蓄電素子群60の右上部に配され、第2出力バスバー82は蓄電素子群60の右下部に配される。一方、蓄電素子群60に含まれる蓄電素子61の個数が奇数である場合には、例えば、第1出力バスバー81は蓄電素子群60の右上部に配され、第2出力バスバー82は蓄電素子群60の左下部に配される。
続いて、本実施形態にかかる蓄電パック100の製造工程に一例について説明する。蓄電パック100の製造工程は以下の記載に限定されない。
10個の蓄電素子61が上下方向に積み上げて並べられることにより低背蓄電素子群60Aが形成される。積層ユニット73の左側収容部74Lおよび右側収容部74Rにバスバー80が収容される。所定の個数の積層ユニット73が低背側フレーム72A内に取り付けられる。これにより低背配線モジュール70Aが形成される。
14個の蓄電素子61が上下方向に積み上げて並べられることにより高背蓄電素子群60Bが形成される。積層ユニット73の左側収容部74Lおよび右側収容部74Rにバスバー80が収容される。所定の個数の積層ユニット73が高背側フレーム72B内に取り付けられる。これにより高背配線モジュール70Bが形成される。
続いて、本実施形態の作用効果について説明する。本実施形態は、低背蓄電モジュール90Aと高背蓄電モジュール90Bとを備えた蓄電パック100であって、低背蓄電モジュール90Aと高背蓄電モジュール90Bのそれぞれは、複数の蓄電素子61が並び方向に沿って並ぶ蓄電素子群60と、複数の蓄電素子61に電気的に接続される外部接続モジュール30と、を備え、外部接続モジュール30は、蓄電素子群60の電力を出力する短尺バスバー50と、蓄電素子群60の電力を出力するとともに並び方向について短尺バスバー50よりも長く形成された長尺バスバー40と、短尺バスバー50および長尺バスバー40を絶縁して保持する絶縁部材31と、を有し、絶縁部材31は、並び方向について、長尺バスバー40の一方の端部を保持する第1ユニット10と、長尺バスバー40の他方の端部を保持する第2ユニット20と、を有し、第1ユニット10は第1重なり部12を有し、第2ユニット20は第2重なり部22を有し、第1重なり部12と第2重なり部22とが並び方向に沿って重ね代23を有して重なっており、重ね代23の並び方向の長さ寸法が可変であり、低背蓄電モジュール90Aには並び方向の長さ寸法が小さな低背側長尺バスバー40Aが取り付けられており、高背蓄電モジュール90Bには、並び方向の長さ寸法が大きな高背側長尺バスバー40Bが取り付けられている。
(1)本実施形態では、高背蓄電モジュール90Bは14個の蓄電素子61を有し、低背蓄電モジュール90Aは10個の蓄電素子61を有する構成としたが、高背蓄電モジュール90Bの蓄電素子61の個数と、低背蓄電モジュール90Aの蓄電素子61の個数は、上記の個数に限定されない。
11: 上壁
12: 第1重なり部
13: 第1ロック爪
14: ガイド部
15: 第1係止爪
20: 第2ユニット
21: 隔壁
22: 第2重なり部
23: 重ね代
24: 段差部
25: 第2ロック爪
26: ガイド受け部
27: 第2係止爪
30: 外部接続モジュール
30A: 低背外部接続モジュール
30B: 高背外部接続モジュール
31: 絶縁部材
40: 長尺バスバー
40A: 低背側長尺バスバー
40B: 高背側長尺バスバー
41: 長尺側外部接続部
42: 長尺側バスバー接続部
43A: 低背側中間部
43B: 高背側中間部
44: 貫通孔
45: 係止リブ
46: 係止孔
50: 短尺バスバー
51: 短尺側外部接続部
52: 短尺側バスバー接続部
53: 貫通孔
60: 蓄電素子群
60A: 低背蓄電素子群
60B: 高背蓄電素子群
61: 蓄電素子
63: 電極端子
70: 配線モジュール
70A: 低背配線モジュール
70B: 高背配線モジュール
71: 絶縁プロテクタ
72A: 低背側フレーム
72B: 高背側フレーム
73: 積層ユニット
74: 収容部
74L: 左側収容部
74R: 右側収容部
75: ロック受け部
80: バスバー
81: 第1出力バスバー
82: 第2出力バスバー
90: 蓄電モジュール
90A: 低背蓄電モジュール
90B: 高背蓄電モジュール
100: 蓄電パック
101: ケース
110: 外部接続モジュールシステム
Claims (6)
- 複数の蓄電モジュールを備えた蓄電パックであって、
前記複数の蓄電モジュールのそれぞれは、電極端子を有する複数の蓄電素子が並び方向に沿って並ぶ蓄電素子群と、前記複数の蓄電素子の前記電極端子に電気的に接続される外部接続モジュールと、を備え、
前記外部接続モジュールは、前記蓄電素子群の電力を出力する短尺バスバーと、前記蓄電素子群の電力を出力するとともに前記並び方向について前記短尺バスバーよりも長く形成された長尺バスバーと、前記短尺バスバーおよび前記長尺バスバーを絶縁して保持する絶縁部材と、を有し、
前記絶縁部材は、前記並び方向について、前記長尺バスバーの一方の端部を保持する第1ユニットと、前記長尺バスバーの他方の端部を保持する第2ユニットと、を有し、前記第1ユニットは第1重なり部を有し、前記第2ユニットは第2重なり部を有し、前記第1重なり部と前記第2重なり部とが前記並び方向に沿って重ね代を有して重なっており、前記重ね代の前記並び方向の長さ寸法が可変であり、
前記複数の蓄電モジュールは、前記並び方向の長さ寸法が異なる複数種類の長尺バスバーが取り付けられた複数種類の蓄電モジュールを含む蓄電パック。 - 前記並び方向についての前記重ね代の長さ寸法の変化量は、前記並び方向についての前記蓄電素子の厚さ寸法以上である請求項1に記載の蓄電パック。
- 前記第1ユニットまたは前記第2ユニットには、前記並び方向と交差する方向に凹んだ段差部が設けられており、前記第1重なり部と前記第2重なり部とは、前記段差部内において重なっている請求項2に記載の蓄電パック。
- 前記長尺バスバーは前記並び方向と直交する幅方向について幅広に形成されており、
前記長尺バスバーは、前記並び方向に延びる側縁から、前記長尺バスバーの板面と交差する方向に延びる係止リブを有し、
前記第1ユニットまたは前記第2ユニットには、前記係止リブと係止することにより前記長尺バスバーが前記第1ユニットまたは前記第2ユニットから離脱することを規制する係止爪を有する請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の蓄電パック。 - 前記蓄電素子群には配線モジュールが配設されており、
前記配線モジュールは、前記複数の蓄電素子の前記電極端子に接続される複数のバスバーと、前記複数のバスバーを保持する絶縁プロテクタと、を備え、
前記外部接続モジュールは、前記配線モジュールに対し、前記蓄電素子群と反対側に配設されている請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の蓄電パック。 - 複数の蓄電素子が並び方向に沿って並ぶ蓄電素子群に電気的に接続される外部接続モジュールを備えた外部接続モジュールシステムであって、
前記外部接続モジュールは、前記蓄電素子群の電力を出力する短尺バスバーと、前記蓄電素子群の電力を出力するとともに前記並び方向について前記短尺バスバーよりも長く形成された長尺バスバーと、前記短尺バスバーおよび前記長尺バスバーを絶縁して保持する絶縁部材と、を有し、
前記絶縁部材は、前記長尺バスバーの一方の端部を保持する第1ユニットと、前記長尺バスバーの他方の端部を保持する第2ユニットと、を有し、前記第1ユニットは第1重なり部を有し、前記第2ユニットは第2重なり部を有し、前記第1重なり部と前記第2重なり部とが前記並び方向に沿って重ね代を有して重なっており、前記重ね代の前記並び方向の長さ寸法が可変であり、
前記長尺バスバーは、前記並び方向の長さ寸法が異なる複数の長尺バスバーから選択される外部接続モジュールシステム。
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