KR20160016613A - 축전 장치 - Google Patents

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KR20160016613A
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쇼고 쓰루타
유이치로 야마모토
마사미쓰 도노니시
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가부시키가이샤 지에스 유아사
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Abstract

본 발명의 과제는 복수의 축전 소자를 구비하는 축전 장치로서, 축전 소자의 전극 단자에 대해 버스 바를 쉽게 접합하게 하는 축전 장치를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 제1 방향으로 나란히 배치된 복수의 축전 소자(100)를 구비하는 축전 장치(1)로서, 복수의 축전 소자(100) 중 적어도 2개의 축전 소자(100) 각각의 전극 단자와 접속되는 버스 바(32); 및 버스 바(32)에, 복수의 축전 소자(100)와는 반대 측에서 맞닿는 가압부(131)를 가지는 버스 바 프레임(130)을 구비하고, 버스 바 프레임(130)은, 축전 장치(1)가 구비하는, 버스 바 프레임(130) 이외의 부재인 다른 부재에 의해, 상기 복수의 축전 소자와는 반대 측으로의 이동이 규제되는 규제부를 가진다.

Description

축전 장치 {ENERGY STORAGE APPARATUS}
본 발명은 복수의 축전 소자를 구비하는 축전 장치에 관한 것이다.
종래, 전력 저장 용도나 전원 용도 등에 사용되는 축전 장치로서, 복수의 축전 소자를 구비하는 축전 장치가 존재한다. 이와 같은 축전 장치에서, 인접하는 축전 소자 간은 버스 바(bus bar)라고 하는 금속제의 부재로 전기적으로 접속되어 있다.
특허문헌 1에는, 복수의 전지 모듈을 구비하는 배터리 장치에서, 전지 모듈의 금속 단자에 볼트를 가(假)고정함으로써, 전극에 대한 버스 바의 장착을 용이하게 할 수 있는 취지가 기재되어 있다.
일본 공개특허공보 제2011-066012호
본 발명은 복수의 축전 소자를 구비하는 축전 장치로서, 축전 소자의 전극 단자에 대해 버스 바를 접합하기 쉽게 하는 축전 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 태양에 따른 축전 장치는, 제1 방향으로 나란히 배치된 복수의 축전 소자를 포함하는 축전 장치로서, 상기 복수의 축전 소자 중 적어도 2개의 축전 소자 각각의 전극 단자와 접속되는 버스 바; 및 상기 버스 바에, 상기 복수의 축전 소자와는 반대 측에서 맞닿는 가압부를 포함하는 버스 바 프레임을 포함하고, 상기 버스 바 프레임은, 상기 축전 장치가 포함하는 상기 버스 바 프레임 이외의 부재인 다른 부재에 의해, 상기 복수의 축전 소자와는 반대 측으로의 이동이 규제되는 규제부를 포함한다.
이 구성에 따르면, 복수의 축전 소자를 구비하는 축전 장치에서, 적어도 2개의 축전 소자를 전기적으로 접속하는 버스 바에는, 복수의 축전 소자의 방향으로 가압하도록, 버스 바 프레임의 가압부가 맞닿는다. 또한, 버스 바 프레임의 규제부가, 복수의 축전 소자와는 반대 측으로의 이동이 규제되고, 그 결과, 버스 바 프레임의 같은 방향으로의 이동이 규제된다.
즉, 버스 바 프레임은, 축전 장치의 제조 시에, 버스 바와 접합되어야 할 2개 이상의 축전 소자 각각의 전극 단자에 버스 바를 가압하도록, 버스 바에 작용한다. 따라서, 버스 바 프레임에 의해, 버스 바를, 정규의 위치에서 정규의 자세로 유지할 수 있다. 또한, 버스 바(32)의 접합 작업(레이저 용접 등)을 양호한 정밀도로 실행할 수도 있다.
또한, 버스 바 프레임은, 버스 바에 구조적으로 관여하는 부재이며, 예를 들면, 복수의 버스 바의 사이, 또는 버스 바와 다른 금속 부재 사이에서의 절연의 역할을 하도록 구성하는 것도 가능하다. 다시 말하면, 상기 절연 등의 다른 용도의 부재에, 버스 바의 위치 규제의 역할을 담당하게 함으로써, 본 태양에서의 버스 바 프레임을 실현하는 것도 가능하다. 이 경우, 버스 바의 위치 규제를 위한 전용 부품을 준비할 필요가 없으며, 이것은, 예를 들면, 축전 장치의 구조의 간소화 또는 생산 효율의 향상 등의 관점에서 유리하다.
이와 같이, 본 태양의 축전 장치에 의하면, 축전 소자의 전극 단자에 대해 버스 바를 접합하기 쉽게 하는 축전 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 태양에 따른 축전 장치에서, 상기 규제부는, 상기 다른 부재에 의해 상기 이동이 규제되는 제1 규제부, 및 상기 다른 부재와 동일 또는 상이한 다른 부재에 의해 상기 이동이 규제되는 제2 규제부를 포함하고, 상기 제1 규제부 및 상기 제2 규제부는, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 정렬되고, 또한 상기 버스 바를 사이에 두고 서로 반대 측에 배치되어 있는 것으로 해도 된다.
이 구성에 따르면, 버스 바를 사이에 두고 배치된 제1 규제부 및 제2 규제부의 이동이 규제됨으로써, 버스 바 프레임에, 버스 바를 양호한 밸런스로 가압하게 할 수 있다. 이로써, 예를 들면, 축전 소자의 전극 단자와 접합될 때의 버스 바의 위치 규제가 더욱 안정적이고 또한 양호한 정밀도로 행해진다.
또한, 본 발명의 일 태양에 따른 축전 장치에서, 상기 제1 규제부는, 상기 복수의 축전 소자의, 상기 제2 방향에서의 측방(側方)에 위치하고, 상기 제2 규제부는, 상기 복수의 축전 소자의, 상기 전극 단자가 배치된 면 측의 측방에 위치하는 것으로 해도 된다.
이 구성에 따르면, 예를 들면, 축전 장치 내에서의 복수의 축전 소자의 주위의 공간을 유효하게 이용하여, 버스 바 프레임에, 버스 바를 양호한 밸런스로 가압하게 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 태양에 따른 축전 장치에서, 한 쌍의 상기 제1 규제부 및 상기 제2 규제부는, 상기 버스 바 프레임에서, 상기 제1 방향으로 복수 나란히 배치되어 있는 것으로 해도 된다.
이 구성에 따르면, 버스 바 프레임이, 복수의 축전 소자의 정렬 방향(제1 방향)에 있어 양호한 밸런스로 위치 규제되므로, 버스 바 프레임의, 복수의 축전 소자에 대한 위치의 안정성이 향상된다. 그 결과, 버스 바 프레임에, 제1 방향으로 정렬된 복수의 버스 바를 안정적으로 가압하게 하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명의 일 태양에 따른 축전 장치는, 상기 적어도 2개의 축전 소자 중, 서로 인접하는 2개의 축전 소자의 사이에 배치되는 제1 스페이서를 더 포함하고, 상기 규제부는, 상기 다른 부재인 상기 제1 스페이서에 의해 상기 이동이 규제되는 것으로 해도 된다.
이 구성에 따르면, 제1 스페이서에, 버스 바 프레임의 위치를 규제하게 할 수 있고, 또한 제1 스페이서는, 서로 인접하는 2개의 축전 소자의 사이에 있으면, 복수의 축전 소자의 열 중 하나에 배치 가능하다. 따라서, 예를 들면, 버스 바 프레임의 위치 규제를 위한 전용 부품을 준비할 필요가 없고, 또한 버스 바 프레임의 위치 규제를 위한 부위의 위치의 자유도가 향상된다.
또한, 예를 들면, 제1 스페이서에, 상기한 제1 규제부 및 제2 규제부 각각 과 결합하는 부위를 설치함으로써, 버스 바 프레임의 안정적인 위치 규제를 위한 구조의 간소화를 도모할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 태양에 따른 축전 장치는, 상기 복수의 축전 소자에 대해 상기 제1 방향에서의 구속력을 부여하는 구속 부재를 더 포함하고, 상기 규제부는, 상기 다른 부재가 가지는 제1 돌출부와 결합함으로써 상기 이동이 규제되고, 상기 구속 부재는, 상기 제1 돌출부와 맞닿음으로써, 상기 제1 돌출부를 사이에 두고 상기 구속 부재와는 반대 측으로의 이동이 규제되는 것으로 해도 된다.
이 구성에 따르면, 버스 바 프레임의 규제부는, 제1 돌출부와 결합하고, 제1 돌출부는 구속 부재의 위치를 규제할 수 있다. 즉, 제1 돌출부가, 버스 바 프레임 및 구속 부재의 쌍방의 위치 규제를 행하는 부위로서 기능한다. 이로써, 버스 바 등의 부재가 양호한 정밀도로 내장된 품질 높은 축전 장치를, 간단한 구성으로 실현할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 태양에 따른 축전 장치는, 상기 적어도 2개의 축전 소자 중 의, 서로 인접하는 2개의 축전 소자의 사이에 배치되는 제1 스페이서로서, 상기 다른 부재이며, 또한 상기 제1 돌출부를 포함하는 제1 스페이서를 구비하도록 해도 된다.
이 구성에 따르면, 2개의 축전 소자의 사이에 배치되는 제1 스페이서에 제1 돌출부가 구비된다. 따라서, 예를 들면, 버스 바 프레임 및 구속 부재의 위치 규제를 위한 전용 부품을 준비할 필요가 없고, 또한 이들의 위치 규제를 위한 부위의 위치의 자유도가 향상된다.
또한, 본 발명의 일 태양에 따른 축전 장치는, 상기 적어도 2개의 축전 소자 중 1개의 축전 소자를 사이에 두고 상기 제1 스페이서와 인접하는 제2 스페이서를 더 포함하고, 상기 제2 스페이서는, 상기 제1 스페이서의 상기 제1 돌출부와 상기 제1 방향으로 정렬되는 위치에 배치된 제2돌출부로서, 상기 제1 돌출부와 결합하는 제2 돌출부를 포함하는 것으로 해도 된다.
이 구성에 따르면, 제1 방향으로 정렬된 제1 돌출부 및 제2 돌출부가, 적어도, 제1 스 페이서 및 제2 스페이서의 상호 간의 위치 규제, 그리고 버스 바 프레임 및 구속 부재의 위치 규제를 위한 부위로서 기능한다. 즉, 간소한 구성으로, 축전 장치가 구비하는 복수의 부재 사이에서의 서로의 위치 규제가 실현된다.
본 발명에 의하면, 축전 소자의 전극 단자에 대해 버스 바를 접합하기 쉽게 하는 축전 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 축전 장치의 외관을 나타낸 사시도이다.
도 2 는 실시예에 따른 축전 장치를 분해한 경우의 각각의 구성요소를 나타낸 분해 사시도이다.
도 3은 실시예에 따른 축전 유닛의 구성을 나타낸 제1 사시도이다.
도 4는 실시예에 따른 축전 소자 및 스페이서의 구성 개요를 나타낸 사시도이다.
도 5는 실시예에 따른 버스 바 프레임의 구성 개요를 나타낸 사시도이다.
도 6 은 실시예에 따른 버스 바 프레임의 구성 개요를 나타낸 평면도이다.
도 7은 실시예에 따른 버스 바 프레임의, 복수의 축전 소자에 장착 모양을 나타내는 부분 단면도이다.
도 8은 실시예에 따른 축전 유닛의 구성을 나타낸 제2 사시도이다.
도 9a는 버스 바 프레임의 규제부 및 스페이서의 결합부의 위치 관계를 나타낸 분해 사시도이다.
도 9b는 버스 바 프레임의 규제부가 스페이서의 결합부와 결합된 상태를 나타낸 단면도이다.
도 10은 실시예의 변형예에 따른 축전 유닛의 구성 개요를 나타낸 사시도이다.
도 11은 실시예의 변형예에 따른 축전 유닛의 분해사시도이다.
도 12는 실시예의 변형예에 따른 스페이서의 돌출부 부근을 나타내는 확대 사시도이다.
도 13은 실시예의 변형예에서의 규제부와 돌출부가 결합하고 상태를 나타낸 확대 사시도이다.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시예에 따른 축전 장치에 대해 설명한다. 각 도면은, 실시예 또는 그 변형예에 따른 축전 장치의 설명을 위한 도면이며, 반드시 엄밀하게 도시한 것은 아니다.
또한, 이하에서 설명하는 실시예는, 본 발명의 일 구체예를 나타낸 것이다. 이하의 실시예에서 나타내는 수치, 형상, 재료, 구성요소, 구성요소의 배치 위치 및 접속 형태, 조립 방법, 조립 순서 등은, 일례이며, 본 발명을 한정하는 주지(主旨)는 아니다. 또, 이하의 실시예에 따른 구성요소 중, 최상위 개념을 나타내는 독립 청구항에 기재되어 있지 않은 구성요소에 대해서는, 임의의 구성요소로서 설명된다.
(실시예)
먼저, 축전 장치(1)의 구성 개요에 대해, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.
도 1은 실시예에 따른 축전 장치(1)의 외관을 나타낸 사시도이다. 도 2는 실시예에 따른 축전 장치(1)를 분해한 경우의 각각의 구성요소를 나타낸 분해 사시도이다.
그리고, 이들 도면에서는, Z축 방향을 상하 방향으로 하여 나타내고, 이하에서는 Z축 방향을 상하 방향으로 설명하지만, 사용 태양에 따라서는 Z축 방향이 상하 방향이 되지 않는 경우도 생각할 수 있기 때문에, Z축 방향은 상하 방향이 되는 것에는 한정되지 않는다.
축전 장치(1)는 외부로부터의 전기를 충전하고, 또한 외부로 전기를 방전할 수 있는 장치이다. 예를 들면, 축전 장치(1)는 전력 저장 용도나 전원 용도 등에 사용되는 전지 모듈이다.
이들 도면에 나타낸 바와 같이, 축전 장치(1)는, 제1 외장체(外裝體)(11) 및 제2 외장체(12)로 이루어지는 외장체(10)와, 외장체(10) 안쪽에 수용되는 축전 유닛(30) 및 전기 기기(40)를 구비하고 있다.
외장체(10)는, 축전 유닛(30) 및 전기 기기(40)의 바깥쪽에 배치되는, 축전 장치(1)의 외장체를 구성하는 직사각형(상자형)의 용기(모듈 케이스)이다. 즉, 외장체(10)는, 축전 유닛(30) 및 전기 기기(40)를 소정의 위치에 배치하고, 축전 유닛(30) 및 전기 기기(40)를 충격 등으로부터 보호한다.
또한, 외장체(10)는, 예를 들면, 폴리카보네이트 또는 폴리프로필렌(PP) 등의 절연성 수지 등에 의해 구성되어 있고, 축전 유닛(30) 및 전기 기기(40)가 외부의 금속 부재 등에 접촉하는 것을 회피한다.
여기서, 외장체(10)는, 외장체(10)의 커버체를 구성하는 제1 외장체(11)와, 외장체(10)의 본체를 구성하는 제2 외장체(12)를 가지고 있다. 제1 외장체(11)는, 제2 외장체(12)의 개구(開口)를 폐색하는 편평한 직사각형의 커버 부재이며, 양극 외부 단자(21)와 음극 외부 단자(22)가 설치되어 있다. 축전 장치(1)는, 이 양극 외부 단자(21)와 음극 외부 단자(22)를 통해, 외부로부터의 전기를 충전하고, 또한 외부로 전기를 방전한다. 또한, 제2 외장체(12)는, 개구가 형성된 바닥이 있는 직사각형 통형의 하우징이며, 축전 유닛(30) 및 전기 기기(40)를 수용한다.
축전 유닛(30)은, 1개 이상의 축전 소자(100)를 가지고 있고, 제1 외장체(11)에 설치된 양극 외부 단자(21)와 음극 외부 단자(22)에 접속된다. 본 실시예에서는, 도 2에 도시된 바와 같이, 축전 유닛(30)은, 복수의 축전 소자(100)가 가로로 설치 상태로 Z축 방향으로 쌓여, 제2 외장체(12) 내에 배치된다. 그리고, 축전 유닛(30)은, 위쪽으로부터 제1 외장체(11)를 씌울 수 있어, 외장체(10)의 안쪽에 수용된다. 그리고, 축전 유닛(30)의 상세한 구성의 설명에 대해서는, 도 3 등을 사용하여 후술한다.
전기 기기(40)는, 안쪽에 회로 기판이나 릴레이 등이 배치된 직사각형의 기기이며, 축전 유닛(30)의 측방(양의 X축 방향 측)에 배치되어 있다. 본 실시예에서는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 전기 기기(40)는, 회로 기판이 세로로 놓인 상태로 Z축 방향으로 세워져, 제2 외장체(12) 내에 배치된다. 그리고, 전기 기기(40)는, 위쪽으로부터 제1 외장체(11)가 씌워져, 외장체(10)의 안쪽에 수용된다.
그리고, 전기 기기(40)에 구비되는 회로 기판은, 도시하지 않은 배선(리드선)에 의해 축전 유닛(30) 내의 축전 소자(100)의 양극 단자 또는 음극 단자에 접속되고, 예를 들면, 상기 축전 소자(100)의 충전 상태나 방전 상태(전압, 온도 등의 전지 상태) 등을 취득하고, 감시하고, 제어한다.
다음에, 축전 유닛(30)의 구성에 대해, 도 3∼도 9b를 사용하여 상세하게 설명한다.
도 3은, 실시예에 따른 축전 유닛(30)의 구성을 나타낸 제1 사시도이다. 구체적으로는, 도 3은, 복수의 축전 소자(100)와 버스 바 프레임(130)을 분리한 상태의 축전 유닛(30)을 비스듬히 위에서 본 경우의 분해 사시도이다.
도 4는, 실시예에 따른 축전 소자(100) 및 스페이서(200)의 구성 개요를 나타낸 사시도이다. 구체적으로는, Z축 방향으로 정렬된 복수의 축전 소자(100) 및 복수의 스페이서(200)의 일부를 분리한 상태를 나타낸 분해 사시도이다.
그리고, 도 3 및 도 4 이후의 도면에서는, 설명의 편의를 위해, Y축 방향을 상하 방향으로 나타내며, 양의 Y축 방향 측을 위(上) 방향, 음의 Y축 방향 측을 아래(下) 방향으로 하여 나타내고 있다. 그러나, 실제의 사용 태양에서, Y축 방향이 상하 방향으로 된다고는 할 수 없다. 이것은, 후술하는 실시예의 변형예에 대해서도 마찬가지이다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 축전 유닛(30)은, 복수의 축전 소자(100)(본 실시예에서는, 8개의 축전 소자(100))와, 버스 바 프레임(130)을 구비하고 있다.
복수의 축전 소자(100)는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 제1 방향(본 실시예에서의 Z축 방향)으로 나란히 배치되어 있고, 서로 인접하는 2개의 축전 소자(100)의 사이에는 스페이서(200)가 배치되어 있다. 즉, 본 실시예에서는, Z축 방향으로 정렬된 8개의 축전 소자(100)에 대해, 7개의 스페이서(200)가 배치되어 있다.
또한, 복수의 축전 소자(100)는, 한 쌍의 협지(挾持) 부재(190)에 의해, 배열 방향(Z축 방향 )의 양측에서 끼워져 유지되어 있다. 협지 부재(190)는, 예를 들면, 스테인리스 또는 알루미늄 등의 금속제의 부재이지만, 인접하는 축전 소자(100)와의 사이에, 절연성의 부재가 배치됨으로써, 상기 축전 소자(100)와의 사이의 절연성이 확보되어 있다.
그리고, 복수의 축전 소자(100)에는, 한 쌍의 협지 부재(190)를 통해, 1개 이상의 구속 부재에 의한 구속력이 부여되어 있지만, 설명의 편의를 위해, 구속 부재의 도시 및 상세한 설명에 대해서는 생략한다.
축전 소자(100)는 전기를 충전하고, 또한, 전기를 방전할 수 있는 2차 전지(단전지, 單電池)이며, 더욱 구체적으로는, 리튬이온 2차 전지 등의 비수(非水) 전해질 2차 전지이다. 축전 소자(100)는, 편평한 직사각형을 가지고, 적어도 1개의 스페이서(200)에 인접하여 배치되어 있다.
그리고, 축전 소자(100)는, 비수 전해질 2차 전지에 한정되지 않고, 비수 전해질 2차 전지 이외의 2차 전지라도 되고, 커패시터이어도 된다.
본 실시예에 따른 축전 소자(100)는, 용기(110), 양극 단자(102) 및 음극 단자(103)을 구비하고 있다. 또한, 용기(110) 안쪽에는, 전극체, 양극 집전체 및 음극 집전체가 배치되어 있다.
용기(110)는, 금속으로 이루어지는 직사각형 통형으로 바닥을 구비하는 본체와, 이 본체의 개구를 폐색하는 금속제의 커버부로 구성되어 있다. 용기(110)는, 전극체 등을 내부에 수용 후, 커버부와 본체가 용접 등 됨으로써, 내부를 밀봉할 수 있는 것으로 되어 있다.
용기(110)의 커버부에는, 양극 단자(102), 음극 단자(103), 및 안전밸브(104)가 구비되어 있다. 용기(110)의 내압(內壓)이 상승한 경우, 안전밸브(104)가 열려, 용기(110)로부터 가스가 방출된다.
축전 소자(100)가 구비하는 전극체의 종류에 특별히 한정은 없지만, 예를 들면, 양극과 음극과의 사이에 세퍼레이터(separator)가 끼워지도록 층형으로 배치된 것이 권취되어 형성된 권취형의 전극체가 용기(110)에 수용되어 있다.
양극 단자(102)는, 양극 집전체를 통해, 전극체의 양극에 전기적으로 접속된 전극 단자이며, 음극 단자(103)는, 음극 집전체를 통해, 전극체의 음극에 전기적으로 접속된 전극 단자이다.
즉, 양극 단자(102) 및 음극 단자(103)는, 전극체에 축적할 수 있는 전기를 축전 소자(100)의 외부 공간에 도출하고, 또한, 전극체에 전기를 축적하기 위해 축전 소자(100)의 내부 공간에 전기를 도입하기 위한 금속제의 전극 단자이다.
이 양극 단자(102) 및 음극 단자(103)를 통해, 축전 유닛(30) 내의 복수의 축전 소자(100)가 직렬 또는 병렬로 접속된다.
복수의 축전 소자(100)의 전기적인 접속 태양에 특별히 한정은 없지만, 본 실시예에서는, 병렬로 접속된 축전 소자(100)의 쌍이 4개 형성되고, 4개의 쌍이 직렬로 접속되어 있다. 또한, 축전 소자(100) 사이의 전기적인 접속, 및 8개의 축전 소자(100)와 양극 외부 단자(21) 및 음극 외부 단자(22)와의 전기적인 접속은, 버스 바(32)를 통해 이루어져 있다.
스페이서(200)는 인접하는 2개의 축전 소자(100)의 사이에 배치되고, 이 2개의 축전 소자(100) 사이를 절연하는 수지 등으로 형성된 절연성의 판형 부재이다.
또한, 스페이서(200)는, 축전 소자(100)의 정면 측 또는 배면 측의 대략 절반(Z축 방향으로 2개로 나눈 경우의 대략 절반)을 덮도록, 형성되어 있다. 즉, 스페이서(200)의 정면 측 및 배면 측의 양면(Z축 방향의 양면)에는 오목부가 형성되어 있고, 이 오목부에 상기한 축전 소자(100)의 대략 절반이 삽입된다.
따라서, 스페이서(200)와, 이 스페이서(200)에 인접하는 축전 소자(100)가, 서로 측방으로 이동(XY 평면과 평행한 방향으로의 이동)을 규제하는 관계가 된다. 또한, 이 관계가, 번갈아 배치된 축전 소자(100) 및 스페이서(200)의 정렬 방향(Z축 방향)으로 연속한다.
그리고, 본 실시예에서는, 버스 바 프레임(130)의 위치를 규제할 수 있는 결합부가 각 스페이서(200)에 설치되어 있다. 구체적으로는, 스페이서(200)는, 도 4에서의 바로 앞쪽(양의 X축 방향 측)으로 돌출된 제1 결합부(211)와, 도 4에서의 위쪽(양의 Y축 방향 측)으로 돌출된 2개의 제2 결합부(212)를 가지고 있다. 그리고, 각각의 스페이서(200)는, 도 7에서의 안쪽에도 음의 X축 방향 측으로 돌출된 제1 결합부(211)를 가지고 있다.
스페이서(200)는, 예를 들면, 폴리카보네이트 또는 PP의 절연성의 수지이지만, 절연성을 가지는 부재이면 어떠한 재질로 형성되어 있어도 상관없다.
다음에, 실시예에 따른 버스 바 프레임(130) 및 그 주변의 구조에 대해, 도 5∼ 도 9b를 참조하여 설명한다.
도 5는 실시예에 따른 버스 바 프레임(130)의 구성 개요를 나타낸 사시도이다.
도 6은 실시예에 따른 버스 바 프레임(130)의 구성 개요를 나타낸 평면도이다.
도 7은 실시예에 따른 버스 바 프레임(130)의, 복수의 축전 소자(100)에의 장착 상태를 나타낸 부분 단면도이다.
그리고, 도 5에서는, 버스 바 프레임(130)의 구성을 육안 관찰하기 쉽게, 버스 바 프레임(130)에서 5개의 버스 바(32)를 분리한 상태가 도시되어 있다.
또한, 도 6에서는, 버스 바 프레임(130)의 대략 절반 부분(양의 X축 방향 측의 부분 )이 도시되어 있다. 또한, 도 6에서는, 버스 바 프레임(130)에서 Y축 방향으로 관통한 부분을 식별하고 쉽게, 버스 바 프레임(130)의 이면(裏面) 측(음의 Y축 방향 측)에 점(dot)를 부여한 영역을 도시하고 있다.
또한, 도 7에서는, 도 5에서의 바로 앞쪽(양의 X축 방향 측)의 3개의 버스 바(32) 중 중앙의 버스 바(32) 주변의, 버스 바 프레임(130) 및 스페이서(200)의 단면을 도시하고 있다. 그리고, 도 7에서는, 버스 바(32) 및 각 축전 소자(100)는, 단면도가 아니라, 양의 X축 방향 측에서 본 측면도로 나타내고 있다.
본 실시예에 따른 버스 바 프레임(130)은, PP 등의 절연성의 수지 등에 의해 구성되어 있고, 각 버스 바(32)와 다른 부재와의 절연, 축전 장치(1) 내에 배치되는 각종 배선 등의 보호, 및 각 버스 바(32)의 위치 규제를 행할 수 있는 부재이다.
도 5∼도 7에 나타낸 바와 같이, 버스 바 프레임(130)은, 버스 바(32)에 복수의 축전 소자(100)와는 반대 측에서 맞닿는 가압부(131)를 가진다. 본 실시예에서는, 버스 바 프레임(130)에 배치되는 5개의 버스 바(32) 각각에, 적어도 2개의 가압부(131)가 맞닿도록, 가압부(131)가 배치되어 있다.
복수의 버스 바(32) 각각은, 버스 바 프레임(130)에 배치된 경우, 버스 바 프레임(130)의 격벽부(133)(도 6 참조)에 의해, 다른 버스 바(32) 등의 금속 부재로부터, XZ 평면에 평행한 방향에서 격리된다. 이로써, 예를 들면, 축전 장치(1)에 강한 충격이 가해진 경우에, 버스 바(32)끼리가 접촉하는 것에 의한 단락의 발생이 억제된다.
또한, 버스 바 프레임(130)은, 축전 장치(1)의 제조 시에 버스 바(32) 각각을 일시적으로 지지하는 지지부(132)를 가진다. 구체적으로는, 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 버스 바(32)의 일부가 만곡됨으로써 형성된 오목부(32a)에 대응하는 위치에 지지부(132)가 설치되어 있다.
이와 같은 구성의 버스 바 프레임(130)에 대해, 예를 들면, 도 7의 (a)에 나타낸 바와 같이, 버스 바(32)를, 1개 이상의 지지부(132)에 지지되게 하도록 배치한다. 이때, 버스 바(32)는, 최종적으로 버스 바(32)의 위쪽에서(양의 Y축 방향 측에서) 접촉하는 복수의 가압부(131)를 탄성 변형시키면서 배치된다. 또는, 버스 바(32)를 경사지게 함으로써 해당 복수의 가압부(131)를 넘어, 1개 이상의 지지부(132)에 지지된다.
이와 같이 하여 복수의 버스 바(32)가 배치된 버스 바 프레임(130)은, 구속 부재에 의해 하나가 된 복수의 축전 소자(100)(이하, "축전 소자(100)의 집합체"라고도 함)의 전극 단자의 측에 배치된다.
그 결과, 도 7의 (b)에 나타낸 바와 같이, 버스 바(32)는 지지되어 있던 1 이상의 지지부(132)로부터 멀어져, 적어도 2개의 축전 소자(100) 각각의 전극 단자와 맞닿고, 또한, 가압부(131)가 복수의 축전 소자(100)와는 반대 측(양의 Y축 방향 측)에서 맞닿는 상태가 된다.
더욱 상세하게는, 도 7의 (b)에 나타낸 버스 바(32)는, 좌측의 2개의 축전 소자(100)(제1 쌍) 각각의 음극 단자(103)와 맞닿고, 또한 우측의 2개의 축전 소자(100)(제1 쌍) 각각의 양극 단자(102)와 맞닿는다. 또한, 버스 바(32)는, 이들 4개의 전극 단자와는 반대 측의 면과 맞닿는 4개의 가압부(131)로부터 압압력(押壓力)을 받는다.
이 상태에서, 버스 바 프레임(130)은, 복수의 축전 소자(100)와는 반대 측(양의 Y축 방향 측)으로의 이동이 규제된다. 그 결과, 버스 바(32)는 4개의 전극 단자에 눌려짐으로써 위치 규제(위치 결정)되고, 이 상태에서, 각 전극 단자와 레이저 용접 등의 용접에 의해 접합된다.
예를 들면, 도 6에 나타낸 버스 바 프레임(130)이 가지는 제2 규제부(136)는, 바로 아래에 배치된 스페이서(200)의 제2 결합부(212)(도 4 참조)와 결합하여, 버스 바 프레임(130)의 양의 Y축 방향 측으로의 이동을 규제하는 부위로서 기능한다.
그리고, 제2 규제부(136)의 측방에 존재하는 관통 구멍(136a)은, 바로 아래에 배치된 스페이서(200)의 제2 결합부(212)가 관통하는 구멍이며, 제2 결합부(212)와 결합하는 기능은 보유하고 있지 않다. 즉, 관통 구멍(136a)은, 제2 결합부(212)와 버스 바 프레임(130)과의 간섭을 피하기 위한 부위로서, 버스 바 프레임(130)에 설치되어 있다.
이하, 도 8∼도 9b를 사용하여, 본 실시예에 따른 축전 장치(1)가 구비하는, 버스 바 프레임(130)의 이동을 규제하기 위한 구조(버스 바 프레임(130)을 고정하기 위한 구조)의 세부사항에 대해 설명한다.
도 8은 실시예에 따른 축전 유닛(30)의 구성을 나타낸 제2 사시도이다. 구체적으로는, 도 8은, 축전 소자(100)의 집합체와 버스 바 프레임(130)을 분리한 상태의 축전 유닛(30)을 비스듬히 아래에서 본 경우의 분해 사시도이다. 또한, 도 8에서는, 협지 부재(190)의 도시는 생략되어 있다.
도 9a는 버스 바 프레임(130)의 규제부 및 스페이서(200)의 결합부의 위치 관계를 나타낸 분해 사시도이며, 도 9b는, 버스 바 프레임(130)의 규제부가 스페이서(200)의 결합부와 결합한 상태를 나타낸 단면도이다.
그리고, 도 9a에서는, 버스 바 프레임(130)이 스페이서(200)와 결합하기 전의 상태를 나타내고, 축전 소자(100)의 도시는 생략되어 있다. 또한, 도 9a에서는, 제1 규제부(134) 및 제2 규제부(136)를 명확하게 나타내기 위해, 버스 바 프레임(130)을 XY 평면과 평행한 면에서 절단한 경우의 부분적인 확대도를 나타내고 있다.
또한, 도 9b는, 서로 결합된 상태의 버스 바 프레임(130) 및 스페이서(200)의, 스페이서(200)의 Z축 방향의 중앙 위치에서의 부분 단면을 나타내고 있다.
도 8∼도 9b에 나타낸 바와 같이, 버스 바 프레임(130)은, 스페이서(200)의 제1 결합부(211)와 결합함으로써, 복수의 축전 소자(100)와는 반대 측(양의 Y축 방향 측)으로의 이동이 규제되는 제1 규제부(134)를 가진다.
또한, 버스 바 프레임(130)은, 전술한 바와 같이, 스페이서(200)의 제2 결합부(212)와 결합함으로써, 복수의 축전 소자(100)와는 반대 측(양의 Y축 방향 측)으로의 이동이 규제되는 제2 규제부(136)를 가진다.
구체적으로는, 예를 들면, 도 8에 나타낸 바와 같이, Z축 방향으로 정렬된 7개의 스페이서(200) 중, 끝에서부터 1번째, 4번째, 및 7번째의 스페이서(200) 각각의 제1 결합부(211)에 결합하는 위치에, 제1 규제부(134)가 구비되어 있다. 그리고, 각각의 스페이서(200)는, 전술한 바와 같이, 도 4에서의 안쪽(음의 X축 방향 측)에도 제1 결합부(211)를 가지고 있다. 즉, 버스 바 프레임(130)은, 3개의 스페이서(200)가 가지는 합계 6개의 제1 결합부(211)에 대응하여 6개의 제1 규제부(134)를 구비하고 있다.
본 실시예에서는, 제1 규제부(134)는, 구멍을 가지는 돌출편으로서 버스 바 프레임(130)의 단부에 형성되어 있고, 이 구멍에, 스페이서(200)의 측면으로부터 돌출 상태로 설치된 제1 결합부(211)가 삽입됨으로써, 제1 결합부(211)와 결합한다.
이와 같이, 버스 바 프레임(130)이 가지는 1개 이상의 제1 결합부(211) 각각 이 제1 결합부(211)와 결합하고, 이로써, 버스 바 프레임(130)의 양의 Y축 방향 측으로의 이동이 규제된다. 그 결과, 버스 바 프레임(130)이 가지는 1개 이상의 가압부(131) 각각이 대응하는 버스 바(32)에 강하게 가압된 상태가 유지되고, 각 버스 바(32)의 위치가 규제된다(도 7의 (b) 참조).
그리고, 제1 규제부(134)와 제1 결합부(211)와의 결합의 태양은 상기 태양에 한정되지 않는다. 예를 들면, 제1 결합부(211)가 가지는 구멍 또는 오목부에, 제1 규제부(134)가 가지는 돌기 또는 클로(claw)가 삽입됨으로써, 제1 규제부(134)와 제1 결합부(211)가 결합해도 된다.
또한, 버스 바 프레임(130)은, 예를 들면, 7개의 스페이서(200)가 가지는 합계 14개의 제1 결합부(211)와 결합하도록, 14개의 제1 규제부(134)를 가져도 된다.
즉, 버스 바 프레임(130)에는, 복수의 스페이서(200) 각각이 가지는 제1 결합부(211) 중, 선택된 1개 이상의 제1 결합부(211)에 결합하도록, 1개 이상의 제1 규제부(134)를 설치하면 된다. 따라서, 예를 들면, 축전 장치(1)의 구조, 또는 축전 장치(1)가 충족해야 하는 사양 등에 따라 제1 규제부(134)의 개수 및 위치를 결정하는 것도 가능하다.
또한, 버스 바 프레임(130)에서, 제2 규제부(136)는, 도 9a 및 도 9b에 나타낸 바와 같이, 스페이서(200)의 버스 바 프레임(130) 측의 면에 설치된 제2 결합부(212)에 대응하는 위치에 배치되어 있다.
즉, 제1 규제부(134) 및 제2 규제부(136)는, 제1 방향(Z축 방향)과 교차하는 제2 방향(X축 방향)으로 정렬하고, 또한 버스 바(32)를 사이에 두고 서로 반대 측에 배치되어 있다.
제1 규제부(134)에 대해 이와 같은 위치에 배치된 제2 규제부(136)는, 제2 결합부(212)와 결합하고, 이로써, 버스 바 프레임(130)의 양의 Y축 방향 측으로의 이동이 규제된다.
즉, 제1 규제부(134) 및 제2 규제부(136)는, 모두, 버스 바 프레임(130)의 양의 Y축 방향 측으로의 이동을 규제하기 위한 부위로서 기능한다. 그 결과, 예를 들면, 제1 규제부(134) 및 제2 규제부(136) 사이에 위치하는 버스 바(32)는, 버스 바 프레임(130)이 가지는 1개 이상의 가압부(131)에 의해 양호한 밸런스로 가압된다.
이로써, 예를 들면, 축전 소자(100)의 전극 단자(102 또는 103)와 접합될 때의 버스 바(32)의 위치 규제가 보다 안정적이고 양호한 정밀도로 행해진다.
그리고, 제1 규제부(134) 및 제2 규제부(136)의 정렬 방향은, X축 방향과 일치하지 않아도 된다. 즉, 제1 규제부(134) 및 제2 규제부(136)는, 복수의 축전 소자(100)의 정렬 방향에 대해 교차하는 방향으로 정렬하고, 또한 버스 바(32)를 사이에 두고 서로 반대 측에 배치되어 있으면, 전술한, 버스 바(32)가 양호한 밸런스로 가압되는 효과를 얻는 것은 가능하다.
또한, 제1 규제부(134)는 복수의 축전 소자(100)의, 제2 방향(X축 방향)에서의 측방에 위치하고, 제2 규제부(136)는 복수의 축전 소자(100)의, 전극 단자(102, 103)가 배치된 면 측의 측방에 위치하고 있다. 이로써, 복수의 축전 소자(100)의 주위의 공간을 유효하게 이용하여, 버스 바 프레임(130)에 버스 바(32)를 양호한 밸런스로 가압시킬 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 예를 들면, 도 4 및 도 6 등으로부터 알 수 있는 바와 같이, 제2 규제부(136)는 제2 방향(X축 방향)에서의, 복수의 축전 소자(100)의 안전밸브(104)와 전극 단자(102 또는 103)와의 사이의 위치에 배치되어 있다. 즉, 축전 장치(1)에서, 각각의 축전 소자(100)의 안전밸브(104)로부터의 가스의 방출의 방해가 되기 어려운 위치에, 제2 규제부(136)와 제2 결합부(212)가 배치된다.
여기서, 본 실시예에서는, 제2 규제부(136)는 버스 바 프레임(130)을 Y축 방향으로 관통하는 구멍을 가지고, 이 구멍에, 스페이서(200)의, 버스 바 프레임(130) 측의 면으로부터 돌출 상태로 설치된 제2 결합부(212)가 삽입됨으로써, 제2 결합부(212)와 결합한다.
더욱 상세하게는, 도 9b에 나타낸 바와 같이, 제2 결합부(212)는, 선단부의 외경이 다른 것보다 크게 형성된 돌기이며, 탄성 변형에 의해 그 외경을 쉽게 줄이기 위한 홈을 가지고 있다. 이 선단부가 외경을 줄이면서 제2 규제부(136)의 구멍에 삽입되고, 삽입 완료 후에 탄성에 의해 원래의 외경에 되돌아감으로써, 선단부가 제2 규제부(136)의 구멍으로부터 빠져나갈 수 없는 구조를 가지고 있다.
그리고, 버스 바 프레임(130)은, 복수의 스페이서(200) 각각이 가지는 제2 결합부(212) 중의 선택한 1개 이상의 제2 결합부(212)에 결합하도록, 1개 이상의 제2 규제부(136)를 설치하면 된다. 따라서, 예를 들면, 축전 장치(1)의 구조, 또는 축전 장치(1)이 충족해야 하는 사양 등에 따라 제2 규제부(136)의 개수 및 위치를 결정하는 것도 가능하다.
또한, 제2 규제부(136)와 제2 결합부(212)와의 결합의 태양은 상기 태양에 한정되지 않는다. 예를 들면, 제2 결합부(212)가 가지는 구멍 또는 오목부에, 제2 규제부(136)가 가지는 돌기는 클로가 삽입됨으로써, 제2 규제부(136)와 제2 결합부(212)가 결합해도 된다.
본 실시예에 따른 축전 장치(1)에서는, 또한 이와 같은 제1 규제부(134) 및 제2 규제부(136)의 쌍은, 버스 바 프레임(130)에 있어서, 제1 방향(Z축 방향)으로 복수 나란히 배치되어 있다.
구체적으로는, 도 6 및 도 8 등으로부터 알 수 있는 바와 같이, 버스 바 프레임(130)의 양의 X축 방향 측에, 3세트의 제1 규제부(134) 및 제2 규제부(136)가 Z축 방향으로 나란히 배치되어 있다. 또한, 버스 바 프레임(130)의 음의 X축 방향 측에도, 3세트의 제1 규제부(134) 및 제2 규제부(136)가 Z축 방향으로 나란히 배치되어 있다.
이로써, 본 실시예에서 5개 배치되어 있는 버스 바(32) 각각을, 버스 바 프레임(130)이 가지는 복수의 가압부(131)에 의해 양호한 밸런스로 복수의 축전 소자(100)의 방향으로 가압할 수 있다. 그 결과, 각 버스 바(32)의, 축전 소자(100) 의 전극 단자(102 또는 103)와 접합될 때의 위치 규제가 보다 안정적이고 양호한 정밀도로 행해진다.
그리고, 제2 규제부(136)의 개수 및 위치와, 제1 규제부(134)의 개수 및 위치는 서로 독립적으로 결정되어도 된다. 또한, 버스 바(32)를 사이에 두고 배치된 한 쌍의 제1 규제부(134) 및 제2 규제부(136) 각각의 이동을 규제하는 부재는, 동일해도 되고, 상이해도 된다. 즉, 제1 규제부(134) 및 제2 규제부(136) 중 적어도 한쪽이, 스페이서(200) 등의 다른 부재에 의해 이동이 규제됨으로써, 버스 바 프레임(130)의 이동이 규제되고, 그 결과, 버스 바(32)의 위치 규제(위치 결정)가 가능하게 된다.
여기서, 본 실시예에 따른 버스 바 프레임(130)은, 도 9a 및 도 9b에 나타낸 바와 같이, 각종 배선(신호선 및 전력선 등)이 수용되는 배선 수용부(137)를 가지고 있다. 구체적으로는, 버스 바 프레임(130)은, 둘레 부분에 오목형으로 형성된 통로 부분과 통로 부분의 위쪽의 개구를 닫는 커버부(139)를 가지고 있다. 즉, 통로 부분의 내부 공간이 배선 수용부(137)로 기능한다.
커버부(139)는, 힌지(138)에 의해 회동(回動) 가능하게, 버스 바 프레임(130)의 본체에 부착되어 있다.
이와 같은 구성의 버스 바 프레임(130)을, 축전 소자(100)의 집합체에 장착하는 경우, 예를 들면, 각 축전 소자(100)에 배치된 센서와 전기 기기(40)를 접속하는 리드선 등의 배선이 배선 수용부(137)에 수용되고, 커버부(139)가 닫힌다.
이로써, 축전 소자(100)의 집합체의 주변에 많이 존재하는 배선이, 버스 바 프레임(130)의 장착 작업의 방해가 되는 것이 억제되고, 이것은 축전 장치(1)의 생산효과 비율의 향상에 기여한다.
또한, 버스 바 프레임(130)이 축전 소자(100)의 집합체에 대해 장착된 후에, 버스 바 프레임(130)에 의해 위치 규제된 각각의 버스 바(32)에 대한 용접 작업이 행해진다.
이 용접 작업 시, 각종 배선은, 커버부(139)에 의해 닫힌 배선 수용부(137)에 수용되어 있으므로, 예를 들면, 용접에 의해 발생하는 불꽃 등으로부터 각종 배선이 보호된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 축전 장치(1)는, 제1 방향(Z축 방향)으로 나란히 배치된 복수의 축전 소자(100)를 구비한다. 축전 장치(1)는, 복수의 축전 소자(100) 중 적어도 2개의 축전 소자(100) 각각의 전극 단자(102 또는 103)와 접속되는 버스 바(32)와, 버스 바(32)에, 복수의 축전 소자(100)와는 반대 측에서 맞닿는 가압부(131)를 가지는 버스 바 프레임(130)을 구비한다.
버스 바 프레임(130)은, 축전 장치(1)가 구비하는, 버스 바 프레임(130) 이외의 부재인 다른 부재에 의해, 복수의 축전 소자(100)와는 반대 측(양의 Y축 방향 측)으로의 이동이 규제되는 규제부를 가진다. 즉, 버스 바 프레임(130)은, 버스 바(32)를 기준으로 하여 복수의 축전 소자(100)와 반대 측으로의 이동이 규제되는 규제부를 가진다.
규제부는, 본 실시예에서, 제1 규제부(134) 및 제2 규제부(136) 각각, 또는 이들의 조합에 의해 실현되어 있다. 또한, 상기 다른 부재는, 본 실시예에서는, 1개 이상의 스페이서(200)이며, 제1 규제부(134) 및 제2 규제부(136) 중 적어도 한쪽과 결합하는 스페이서(200)는 제1 스페이서의 일례이다.
이 구성에 따르면, 축전 장치(1)의 제조 시에, 버스 바 프레임(130)에 의해, 버스 바(32)를, 정규의 위치에서 정규의 자세로 유지할 수 있다. 또한, 버스 바의 접합 작업(레이저 용접 등)을 양호한 정밀도로 실행할 수도 있다.
따라서, 축전 소자(100)의 전극 단자(102 또는 103)에 대해 버스 바(32)를 접합하기 쉽게 하는 축전 장치(1)를 얻을 수 있다. 또한, 버스 바(32)와 축전 소자(100)의 전극 단자(102 또는 103)와의 접합의 신뢰성이 높은 축전 장치(1)를 얻을 수 있다.
또한, 버스 바 프레임(130)은, 각 버스 바(32)와 다른 부재와의 절연, 축전 장치(1) 내에 배치되는 각종 배선 등의 보호, 및 각 버스 바(32)의 위치 규제라는 적어도 3가지 기능을 구비할 수 있다. 이로써, 축전 장치(1)의 부품수의 삭감, 축전 장치(1)의 생산 효율의 향상, 축전 장치(1)의 생산 비용의 억제, 또는 축전 장치(1)의 소형화 등의 효과를 얻을 수 있다.
여기서, 볼트 및 너트에 의해 전극 단자와 버스 바를 체결하는 타입의 축전 장치의 경우, 예를 들면, 축전 장치의 사용 시에 가해지는 진동 등에 기인하여 상기 체결이 느슨해질 수 있다. 한편, 본 실시예에 따른 축전 장치(1)와 같이, 레이저 용접 등의 용접에 의해 전극 단자와 버스 바(32)를 접합하는 경우, 이 접합은 쉽게 느슨해지지 않아, 볼트 및 너트에 의한 체결보다, 전극 단자와 버스 바(32)와의 접합의 신뢰성은 높아진다.
그러나, 전극 단자와 버스 바(32)를 용접에 의해 접합하는 경우, 전극 단자와 버스 바(32)는 면 접촉한 상태로 용접되므로, 용접 시에, 버스 바(32)를 전극 단자에 대해 어떻게 위치 규제(위치 결정)할지가 문제가 된다. 이 문제의 해결책으로서는, 버스 바(32)의 위치 규제를 위한 전용의 지그를 사용하는 것, 및 버스 바(32)를 가고정하는 전용 부품을 축전 장치(1)에 내장하는 것 등이 생각할 수 있지만, 이들 해결책은, 축전 장치(1)의 생산 효율 등의 관점에서는 바람직하다고는 할 수 없다.
그래서, 본 실시예에 따른 축전 장치(1)에서는, 전술한 바와 같이, 인접하는 버스 바(32) 간의 절연 등의 역할을 담당하는 버스 바 프레임(130)에 가압부(131)를 설치한다. 이로써, 전극 단자와 버스 바(32)와의 용접 시에, 버스 바 프레임(130)에 버스 바(32)의 위치 규제를 행하게 할 수 있다. 그 결과, 축전 장치(1)의 효율적인 생산과 버스 바(32) 및 전극 단자의 접합 신뢰성의 향상을 양립시킬 수 있다.
그리고, 축전 장치(1)는, 도 2∼도 9b에 나타낸 축전 유닛(30)과는 상이한 구성의 축전 유닛을 구비해도 된다. 그래서, 이하에, 실시예에 따른 축전 유닛(30)에 관한 변형예를, 상기 실시예와의 차이점을 중심으로 설명한다.
(실시예의 변형예)
도 10은 실시예의 변형예에 따른 축전 유닛(31)의 구성 개요를 나타낸 사시도이다.
도 11은 실시예의 변형예에 따른 축전 유닛(31)의 분해 사시도이다.
본 변형예에 따른 축전 유닛(31)은, 상기 실시예에 따른 축전 유닛(30)과 마찬가지로, 1개 이상의 축전 소자(100)를 가지고, 축전 유닛(30)과 바꾸어 축전 장치(1)가 구비할 수 있는 축전 유닛이다.
즉, 축전 유닛(31)은, 양극 외부 단자 및 음극 외부 단자가 배치된 외장체에 수용되어 외부로부터의 전기를 충전하고, 또한 외부로 전기를 방전할 수 있다. 그리고, 축전 유닛(31)을 수용하는 외장체의 형상 및 구조 등에 특별히 한정은 없지만, 상기 실시예에 따른 외장체(10)와 마찬가지로, 폴리카보네이트 또는 PP 등의 절연성의 수지 등으로 구성된다.
본 실시예에서는, 축전 유닛(31)은, 12개의 축전 소자(100)와 11개의 스페이서(250)를 가진다. 이들 축전 소자(100)와 스페이서(250)는 번갈아 정렬되고, 이렇게 하여 형성된 축전 소자(100)의 집합체는 한 쌍의 협지 부재(290)에 의해, 그리고 방향(Z축 방향)의 양측에서 끼워져 유지되어 있다.
또한, 이들 복수의 축전 소자(100)에는, 버스 바(432)가 배치된 버스 바 프레임(430)이 장착되어 있고, 복수의 축전 소자(100)는, 복수의 버스 바(432)에 의해, 직렬 또는 병렬로 접속되어 있다. 본 변형예에서는, 병렬로 접속된 3개의 축전 소자(100)로 이루어지는 그룹이 4개 형성되고, 이들 4개의 그룹이 직렬로 접속되어 있다.
그리고, 축전 유닛(31)이 가지는 축전 소자(100)의 개수 및 전기적인 접속의 태양은 상기 설명된 개수 및 접속 태양에 한정되지 않는다. 또한, 축전 유닛(31)이 가지는 축전 소자(100)의 종류는, 상기 실시예에 따른 축전 유닛(30)이 가지는 축전 소자(100)와 동일해도 되고, 상이해도 된다.
본 변형예에 따른 버스 바 프레임(430)은, 상기 실시예에 따른 버스 바 프레임(130)과 마찬가지로, PP 등의 절연성의 수지 등에 의해 구성되어 있다. 또한, 버스 바 프레임(430)은, 버스 바(432) 사이에서의 절연, 및 각 버스 바(432)의 위치 규제를 할 수 있는 부재이다.
버스 바 프레임(430)은, 버스 바(432)에, 복수의 축전 소자(100)와는 반대 측에서 맞닿는 가압부(431)를 가진다. 본 변형예에서는, 버스 바 프레임(430)에 배치되는 5개의 버스 바(432) 각각에, 적어도 2개의 가압부(431)가 맞닿도록 가압부(431)가 배치되어 있다.
또한, 버스 바 프레임(430)은, 버스 바 프레임(430) 이외의 부재인 다른 부재에 의해, 복수의 축전 소자(100)과는 반대 측으로의 이동이 규제되는 규제부(434)를 가진다. 즉, 버스 바 프레임(430)은, 버스 바(432)를 기준으로 하여 복수의 축전 소자(100)와는 반대 측으로의 이동이 규제되는 규제부(434)를 가진다. 본 변형예에서는, 상기 다른 부재는 스페이서(250)이다.
이와 같은 구성을 가지는 축전 유닛(31)은, 특징적인 구성요소로서, 스페이서(250)에 배치된 돌출부(260)를 가지고 있다.
돌출부(260)는, 제1 돌출부의 일례이며, 버스 바 프레임(430)의 규제부(434)로 결합함으로써, 버스 바 프레임(430)의, 복수의 축전 소자(100)와는 반대 측(양의 Y축 방향 측)으로의 이동을 규제할 수 있다. 그 결과, 버스 바(432)는 위치 규제(위치 결정)되고, 이 상태에서, 버스 바(432)와 전극 단자가 레이저 용접 등의 용접에 의해 접합된다.
즉, 돌출부(260)는, 상기 실시예에 따른 제1 결합부(211)와 공통되는 기능을 가지는 구성요소이다.
본 변형예에 따른 돌출부(260)는 또한, 구속 부재(400)의 위치를 규제하는 기능을 가지고 있다. 구속 부재(400)는, 한 쌍의 협지 부재(290)를 통해, 복수의 축전 소자(100)에 구속력을 부여하는 부재이다.
구체적으로는, 도 10에 나타낸 바와 같이, 구속 부재(400)는 돌출부(260)와 맞닿음으로써, 돌출부(260)를 사이에 두고 구속 부재(400)와는 반대 측(양의 Y축 방향 측)으로의 이동이 규제된다. 즉, 돌출부(260)가 구속 부재(400)의 위치 결정을 위한 가이드로서 기능한다.
이로써, 축전 유닛(31)을 구비하는 축전 장치(1)의 제조 시에, 구속 부재(400)의 위치 결정을, 지그 등을 이용하지 않고 행할 수 있고, 그 결과, 축전 장치(1)의 생산 효율의 향상 등의 효과를 얻을 수 있다.
또한, 도 10 및 도 11에 나타낸 바와 같이, 각각이 돌출부(260)를 가지는 복수의 스페이서(250)가, 축전 소자(100)를 사이에 끼우면서 Z축 방향으로 배열된 경우, 복수의 돌출부(260)가 Z축 방향으로 정렬된다.
즉, 일렬로 정렬된 복수의 돌출부(260)에 의해, 구속 부재(400)를 규제하는 선형의 구조물이 형성되므로, 구속 부재(400)를 더욱 안정적으로 위치결정할 수 있다.
그리고, 도 10에서 점선으로 표시되는 구속 부재(400)의 형상은 일례이며, 예를 들면, 구속 부재(400)의 소재, 또는 축전 유닛(31)을 수용하는 외장체의 형상 등에 따라, 구속 부재(400)의 형상이 결정되어도 된다. 또한, 구속 부재(400)의 소재로서는, 예를 들면 스테인리스나 알루미늄 등의 금속이 채용된다.
여기서, 돌출부(260)는, 전술한, 버스 바 프레임(430)의 위치 규제, 및 구속 부재(400)의 위치 규제에 더하여, 다른 스페이서(250)의 위치 규제를 행하는 기능도 가지고 있다.
도 12는, 실시예의 변형예에 따른 스페이서(250)의 돌출부(260) 부근을 나타내는 확대 사시도이다. 그리고, 도 12에서 축전 소자(100)의 도시는 생략되어 있다.
도 12에 나타낸 바와 같이, 돌출부(260)는, 구속 부재(400) 측의 제1 벽부(263), 버스 바 프레임(430) 측의 제2 벽부(264), 그리고 제1 벽부(263) 및 제2 벽부(264) 사이에 설치되고 제1 방향(Z축 방향)으로 돌출하는 돌기(261)를 가진다. 또한, 제1 벽부(263)와 제2 벽부(264)와의 사이의 돌기(261)가 존재하지 않는 공간에 의해, 다른 돌출부(260)의 돌기(261)가 삽입되는 삽입부(262)가 형성되어 있다.
상기 구성의 돌출부(260)를 가지는 스페이서(250)가, 축전 소자(100)를 사이에 두고 제1 방향(Z축 방향)으로 2개 배열된 경우, 한쪽의 스페이서(250)의 돌출부(260)는 다른 쪽의 스 페이서(250)의 돌출부(260)에 결합한다.
예를 들면, 도 12에 나타낸 바와 같이, 인접하는 2개의 스페이서(250)를 제1 스페이서(250a) 및 제2 스페이서(250b)로 표기하고, 각각의 돌출부(260)를 제1 돌출부(260a) 및 제2 돌출부(260b)로 표기하면, 돌출부(260)끼리의 결합은 이하와 같이 설명된다.
즉, 제1 스페이서(250a) 및 제2 스페이서(250b)를 1개의 축전 소자(100)를 사이에 두고 배치한 경우, 제1 돌출부(260a)의 돌기(261)는 제2 돌출부(260b)의 삽입부(262)에 삽입된다. 이로써, 제1 돌출부(260a)와 제2 돌출부(260b)가 결합한다.
이와 같은 결합 관계가, Z축 방향으로 정렬되는 복수의 스페이서(250) 사이에서 성립하고, 이로써, 복수의 스페이서(250) 및 복수의 축전 소자(100)의 XY 평면과 평행한 방향의 상대적인 이동이 규제된다.
즉, 복수의 스페이서(250) 각각이 구비하는 돌출부(260)가, 인접하는 다른 돌출부(260)와 결합함으로써, 축전 장치(1)의 제조 시(조립 시)에, 복수의 축전 소자(100)의 집합체를 효율적이고 또한 양호한 정밀도로 형성할 수 있다. 또한, 축전 장치(1)의 사용 시에도, 예를 들면, 축전 소자(100) 사이에서의 어긋남의 발생을 억제하는 효과를 얻을 수 있다.
여기서, 제1 벽부(263)와 제2 벽부(264)와의 사이에는, 해당 돌출부(260)의 돌기(261), 및 삽입부(262)가 존재하고, 또한 제2 벽부(264)에는, 버스 바 프레임(430)의 규제부(434)를 결합시키는 영역이 존재한다.
도 13은 실시예의 변형예에서의 규제부(434)와 돌출부(260)가 결합하고 있는 상태를 나타낸 확대 사시도이다. 그리고, 도 13에서 축전 소자(100)의 도시는 생략되어 있다.
도 13에 나타낸 바와 같이, 돌출부(260)의 제2 벽부(264)는, 돌기(261)의 외측(양의 X축 방향 측)의 측면보다 바깥쪽으로 돌출되어 있다. 따라서, 제2 벽부(264)에는, 버스 바 프레임(430)의 규제부(434)의 클로를 결합하여 고정할 수 있는 영역이 존재한다.
즉, 돌출부(260)의 제2 벽부(264)는, 돌출부(260)와 다른 돌출부(260)와의 결합, 및 돌출부(260)와 규제부(434)와의 결합, 양쪽에 이용되는 부위이다.
그리고, 본 변형예에 따른 버스 바 프레임(430)이 가지는 규제부(434)의 수 및 위치는, 상기 설명의 내용에 한정되지 않는다. 버스 바 프레임(430)이 가지는 규제부(434)의 수 및 위치는, 상기 실시예에 따른 버스 바 프레임(130)과 마찬가지로, 축전 유닛(31)을 구비하는 축전 장치(1)의 구조, 또는 축전 장치(1)가 충족해야 할 사양 등에 따라 결정하는 것도 가능하다.
(다른 실시예)
이상, 본 발명에 따른 축전 장치에 대해, 실시예 및 그 변형예에 기초하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은, 상기 실시예 및 그 변형예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 한, 당업자가 생각해내는 각종 변형을 상기 실시예 또는 그 변형예에 실시한 것도, 또는 상기 설명된 복수의 구성요소를 조합하여 구축되는 형태도, 본 발명의 범위 내에 포함된다.
예를 들면, 버스 바 프레임(130)의 규제부(제1 규제부(134) 또는 제2 규제부(136), 이하 동일함)는 스페이서(200) 이외의 부재에 의해 이동이 규제되어도 된다. 버스 바 프레임(130)의 규제부는, 예를 들면, 외장체(10)의 일부, 외장체(10)에 배치된 부품, 축전 소자(100), 또는 축전 소자(100)의 용기(110)에 배치된 부품 등에 의해 이동이 규제되어도 된다. 이것은, 상기 변형예에 따른 버스 바 프레임(430)에 대해서도 마찬가지이며, 돌출부(260)가, 스페이서(250)가 아니고, 예를 들면, 축전 소자(100)에 배치되어 있어도 된다.
즉, 버스 바 프레임(130)(430)의 이동을 규제하는 부재는, 스페이서(200) (250) 이외의 것이라도 된다. 따라서, 축전 유닛(30)(31)에서, 스페이서(200)(250)는 필수적인 구성요소는 아니다.
또한, 버스 바 프레임(130)(430)의 규제부는, 스페이서(200)(250) 등의 다른 부재와의 결합 이외의 태양으로 이동이 규제되어도 된다. 예를 들면, 버스 바 프레임(130)(430)의 규제부와 스페이서(200)(250) 등의 다른 부재가 체결, 접착, 또는 용착 등 됨으로써, 버스 바 프레임(130)(430)의 규제부의 이동이, 그 다른 부재에 의해 규제되어도 된다.
본 발명은 복수의 축전 소자를 구비하는 축전 장치 등에 적용할 수 있다.
1: 축전 장치
10: 외장체
11: 제1 외장체
12: 제2 외장체
21: 양극 외부 단자
22: 음극 외부 단자
30, 31: 축전 유닛
32, 432: 버스 바
32a: 오목부
40: 전기 기기
100: 축전 소자
102: 양극 단자
103: 음극 단자
104: 안전밸브
110: 용기
130, 430: 버스 바 프레임
131, 431: 가압부
132: 지지부
133: 격벽부
134: 제1 규제부
136: 제2 규제부
136a: 관통 구멍
137: 배선 수용부
138: 힌지
139: 커버부
190, 290: 협지 부재
200, 250: 스페이서
211: 제1 결합부
212: 제2 결합부
250a: 제1 스페이서
250b: 제2 스페이서
260: 돌출부
260a 제1 돌출부
260b: 제2 돌출부
261: 돌기
262: 삽입부
263: 제1 벽부
264: 제2 벽부
400: 구속 부재
434: 규제부

Claims (9)

  1. 제1 방향으로 나란히 배치된 복수의 축전 소자를 포함하는 축전 장치로서,
    상기 복수의 축전 소자 중 적어도 2개의 축전 소자 각각의 전극 단자와 접속되는 버스 바; 및
    상기 버스 바에, 상기 복수의 축전 소자와는 반대 측에서 맞닿는 가압부를 포함하는 버스 바 프레임을 포함하고,
    상기 버스 바 프레임은, 상기 축전 장치가 포함하는, 상기 버스 바 프레임 이외의 부재인 다른 부재에 의해, 상기 복수의 축전 소자와는 반대 측으로의 이동이 규제되는 규제부를 포함하는,
    축전 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 규제부는, 상기 다른 부재에 의해 상기 이동이 규제되는 제1 규제부, 및 상기 다른 부재와 동일 또는 상이한 다른 부재에 의해 상기 이동이 규제되는 제2 규제부를 포함하고,
    상기 제1 규제부 및 상기 제2 규제부는, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 정렬되고, 또한 상기 버스 바를 사이에 두고 서로 반대 측에 배치되어 있는, 축전 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 규제부는 상기 복수의 축전 소자의, 상기 제2 방향에서의 측방(側方)에 위치하고,
    상기 제2 규제부는 상기 복수의 축전 소자의, 상기 전극 단자가 배치된 면 측의 측방에 위치하는, 축전 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 축전 소자 중, 서로 인접하는 2개의 축전 소자 사이에 배치되는 제1 스페이서(spacer)를 더 포함하고,
    상기 규제부는 상기 다른 부재인 상기 제1 스페이서에 의해 상기 이동이 규제되는, 축전 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 축전 소자에 대해 상기 제1 방향에서의 구속력을 부여하는 구속 부재를 더 포함하고,
    상기 규제부는, 상기 다른 부재가 포함하는 제1 돌출부와 결합함으로써 상기 이동이 규제되고,
    상기 구속 부재는 상기 제1 돌출부와 맞닿음으로써 상기 제1 돌출부를 사이에 두고 상기 구속 부재와는 반대 측으로의 이동이 규제되는, 축전 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 축전 소자 중, 서로 인접하는 2개의 축전 소자 사이에 배치되는 제1 스페이서로서, 상기 다른 부재이며, 또한 상기 제1 돌출부를 포함하는 제1 스페이서를 더 포함하는 축전 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 축전 소자 중 1개의 축전 소자를 사이에 두고 상기 제1 스페이서와 인접하는 제2 스페이서를 더 포함하고,
    상기 제2 스페이서는, 상기 제1 스페이서의 상기 제1 돌출부와 상기 제1 방향으로 정렬되는 위치에 배치된 제2 돌출부로서, 상기 제1 돌출부와 결합하는 제2 돌출부를 포함하는, 축전 장치.
  8. 제1 방향으로 나란히 배치된 복수의 축전 소자를 포함하는 축전 장치로서,
    상기 복수의 축전 소자 중 적어도 2개의 축전 소자 각각의 전극 단자와 접속되는 버스 바; 및
    상기 버스 바에, 상기 복수의 축전 소자와는 반대 측에서 맞닿는 가압부를 포함하고, 또한, 상기 축전 소자 측에서 상기 버스 바를 지지하는 지지부를 포함하는 버스 바 프레임을 포함하고,
    상기 버스 바가 상기 전극 단자와 접속된 상태에서는, 상기 버스 바는 상기 지지부에 접촉하고 있지 않는,
    축전 장치.
  9. 제1 방향으로 나란히 배치된 복수의 축전 소자를 포함하는 축전 장치의 제조 방법(조립 방법)으로서,
    상기 복수의 축전 소자 중 적어도 2개의 축전 소자 각각의 전극 단자와 접속되는 버스 바를 버스 바 프레임의 지지부에 장착하는 단계;
    상기 버스 바 프레임을 상기 복수의 축전 소자에 탑재하고, 상기 버스 바 이외의 다른 부재와 결합하는 단계; 및
    상기 지지부와 접촉하고 있지 않은 버스 바를 상기 전극 단자와 고정시키는 단계
    를 포함하는 축전 소자의 제조 방법.
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