WO2014068921A1 - 蓄電装置 - Google Patents

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WO2014068921A1
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power storage
storage module
bus bar
terminal
electrode terminal
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PCT/JP2013/006301
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Inventor
坂田 英樹
大隅 信幸
中島 薫
昭伸 常定
Original Assignee
三洋電機株式会社
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/262Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/507Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing comprising an arrangement of two or more busbars within a container structure, e.g. busbar modules
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a power storage device to be mounted on a vehicle.
  • lead-acid batteries Electric power is supplied from the lead storage battery to the starter motor and various electrical components.
  • lead acid batteries are inexpensive, they have a characteristic that their cycle life is short compared to nickel metal hydride batteries and lithium ion batteries. In vehicles having an idling stop function, the number of times of charging / discharging increases, so the life of the lead-acid battery is particularly short.
  • Patent Document 1 a method of connecting a nickel metal hydride storage battery or a lithium ion storage battery in parallel with a lead storage battery has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
  • the present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to provide a technique for improving safety in handling a power storage device in which a plurality of power storage modules are integrally connected in parallel.
  • a power storage device includes a first power storage module, a second power storage module arranged in parallel with the first power storage module, a positive electrode terminal of the first power storage module, and a second power storage.
  • a first bus bar connecting the positive terminal of the module, a second bus bar connecting the negative terminal of the first power storage module and the negative terminal of the second power storage module, and the first bus bar attached to the first bus bar and the second bus bar;
  • a fixing member for fixing a relative positional relationship with the second bus bar.
  • FIGS. 4A and 4B are top views of the power storage device with enhanced reverse connection prevention function according to the embodiment of the present invention.
  • FIGS. 5A and 5B are top views of another power storage device with enhanced reverse connection prevention function according to the embodiment of the present invention.
  • the power storage device according to the embodiment of the present invention will be described.
  • the power storage device is mounted on a vehicle having an idling stop function and a deceleration energy regeneration function.
  • the idling stop function is a function that automatically stops the engine when the vehicle stops and restarts the engine automatically when starting.
  • the deceleration energy regeneration function is a function that generates power intensively at the time of deceleration when the engine is rotating due to inertia regardless of fuel. That is, during normal driving, the operation of the alternator is suppressed as much as possible to reduce the engine load. Both functions have the effect of improving fuel consumption.
  • the number of engine starts increases in vehicles equipped with an idling stop function.
  • the engine is usually started by a starter motor driven by battery voltage. Therefore, as the number of engine starts increases, the power consumption of the battery increases and the number of discharges increases.
  • a vehicle equipped with a deceleration energy regeneration function is intensively activated during deceleration, a battery capable of efficient charging with a large capacity is required.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a power storage device 100 according to a comparative example.
  • the power storage device 100 includes a first power storage module 10 and a second power storage module 20 arranged in parallel.
  • a lead storage battery is used as the first power storage module 10
  • a nickel hydride storage battery is used as the second power storage module 20.
  • a lithium ion storage battery or an electric double layer capacitor instead of the nickel metal hydride storage battery. Strict temperature control is required when using lithium ion storage batteries. Since the combination of a lead storage battery and a nickel metal hydride storage battery has a relatively high resistance to high temperatures, it can be installed in the engine room with simple safety measures.
  • the positive electrode terminal 11 and the negative electrode terminal 12 protrude from the upper surface of the first power storage module 10 to the outside.
  • a positive electrode terminal 21 and a negative electrode terminal 22 also protrude outward from the upper surface of the second power storage module 20.
  • a storage battery (particularly an in-vehicle storage battery) has a positive electrode terminal and a negative electrode terminal provided on the same surface. Specifically, it is provided on the upper surface in a prescribed installation state. In this case, when the first power storage module 10 and the second power storage module 20 are arranged in parallel as shown in FIG. 1, the electrode installation surfaces of the first power storage module 10 and the second power storage module 20 are in the same direction ( (Upward direction).
  • the first bus bar 31 and the second bus bar 32 are formed of conductive members.
  • the first bus bar 31 electrically connects the positive terminal 11 of the first power storage module 10 and the positive terminal 21 of the second power storage module 20.
  • the second bus bar 32 electrically connects the negative terminal 12 of the first power storage module 10 and the negative terminal 22 of the second power storage module 20. Thereby, the 1st electrical storage module 10 and the 2nd electrical storage module 20 form an electrical parallel circuit.
  • FIG. 1 shows an example of a bolt and nut type.
  • the first bus bar 31 includes two mounting holes for allowing the positive electrode terminal 11 of the first power storage module 10 and the positive electrode terminal 21 of the second power storage module 20 to pass through.
  • the positive terminal 11 of the first power storage module 10 and the positive terminal 21 of the second power storage module 20 are respectively passed through the two mounting holes of the first bus bar 31 and fixed by the first nut 33 and the second nut 34, respectively. .
  • the second bus bar 32 includes two mounting holes for allowing the negative electrode terminal 12 of the first power storage module 10 and the negative electrode terminal 22 of the second power storage module 20 to pass through.
  • the negative electrode terminal 12 of the first power storage module 10 and the negative electrode terminal 22 of the second power storage module 20 are respectively passed through the two mounting holes of the second bus bar 32 and fixed by the third nut 35 and the fourth nut 36, respectively.
  • the fixing method of the electrode terminal and bus bar shown in FIG. 1 is an example, and the fixing method is arbitrary.
  • the first power storage module 10 and the second power storage module 20 are fixed as a bind bar (not shown) or housed in a case (not shown) to form an integrated power storage device 100.
  • the power storage device 100 When the power storage device 100 is mounted on a vehicle, it is connected to two wire harnesses of a power supply line and a ground wire in the vehicle. As in the case of a single lead-acid battery, the two wire harnesses may be connected to the positive terminal 11 and the negative terminal 12 of the first power storage module 10, or connected to the first bus bar 31 and the second bus bar 32. May be.
  • Rechargeable batteries need to be replaced because they deteriorate as the number of charge / discharge cycles increases.
  • the lead storage battery has a shorter life, and therefore the first storage module 10 has a higher replacement frequency.
  • the first power storage module 10 of the power storage device 100 is replaced, the wire harness of the ground wire on the vehicle side is removed, and then the wire harness of the power supply line is removed.
  • the power storage device 100 is short-circuited.
  • the positive electrode member and the negative electrode member include not only the terminals but also the bus bars, so that the areas of the positive electrode member and the negative electrode member are increased. Therefore, the short circuit risk of both has increased.
  • the first bus bar 31 and / or the second bus bar 32 are removed. Since the removed bus bar is a conductive member, the first power storage module 10 is short-circuited if it is brought into contact between the positive electrode terminal 11 and the negative electrode terminal 12 of the first power storage module 10. The second power storage module 20 is also short-circuited when contacting between the positive electrode terminal 21 and the negative electrode terminal 22 of the second power storage module 20. In the case of replacement of a single lead-acid battery, since the bus bar is not normally used, such a short circuit risk does not occur.
  • the second power storage module 20 is juxtaposed in the reverse direction with respect to the new first power storage module 10, and the positive electrode terminal 11 of the first power storage module 10 and the negative electrode terminal 22 of the second power storage module 20.
  • the negative electrode terminal 12 of the first power storage module 10 and the positive electrode terminal 21 of the second power storage module 20 are connected by the first bus bar 31 and the second bus bar 32, respectively.
  • a short circuit occurs in a state where the first power storage module 10 and the second power storage module 20 are connected in series.
  • the short-circuit current flowing at that time is larger than that in the case of a short circuit of a single lead-acid battery because the two power storage modules are connected.
  • FIG. 2 is a perspective view showing power storage device 100 according to the embodiment of the present invention.
  • the power storage device 100 has a configuration in which a fixing member 50 is added to the power storage device 100 according to the comparative example of FIG.
  • the fixing member 50 is attached to the first bus bar 31 and the second bus bar 32 and fixes the relative positional relationship between the first bus bar 31 and the second bus bar 32.
  • the fixing member 50 includes an insulating member at least partially, and insulates the first bus bar 31 and the second bus bar 32.
  • the fixing member 50 is attached to the first bus bar 31 and the second bus bar 32 so that a gap is formed between the electrode installation surface on which the first bus bar 31 and the second bus bar 32 are arranged and the fixing member 50.
  • This gap is designed to be large enough to accommodate human hands. Thereby, the fixing member 50 functions as a handle.
  • the shape of the fixing member 50 and the attachment position to the first bus bar 31 and the second bus bar 32 are not limited to the example shown in FIG. 2, and any shape and attachment position can be adopted.
  • the fixing member 50 is not limited to an example in which the relative positional relationship between the first bus bar 31 and the second bus bar 32 is completely fixed, and the first bus bar 31 or the second bus bar 32 is designed to be displaceable to a certain extent by itself. May be. However, the displacement that the first bus bar 31 and the second bus bar 32 come into contact with each other is limited.
  • the first bus bar 31 and the second bus bar 32 can only be connected at the same time when the first power storage module 10 and / or the second power storage module 20 is replaced. You can't miss it. That is, simply removing the first nut 33 and the second nut 34 does not remove the first bus bar 31, and also removes the third nut 35 and the fourth nut 36 to remove the first bus bar 31 simultaneously with the second bus bar 32. . Thereby, after removing one bus bar, it is possible to prevent the electrode terminals from being erroneously short-circuited by the bus bar already removed during the work of removing the other bus bar.
  • the bus bar can be detached from the electrode terminal with the insulated fixing member 50, so that the risk of electric shock of the operator can be suppressed.
  • the first bus bar 31, the second bus bar 32, and the fixing member 50 form one relatively large member, the risk of loss can be reduced as compared with the case where the first bus bar 31 and the second bus bar 32 are each present alone. .
  • FIG. 3 is a top view of power storage device 100 according to the embodiment of the present invention. 3 and the subsequent drawings, the first nut 33, the second nut 34, the third nut 35, and the fourth nut 36 are omitted.
  • the positive electrode terminal 11 is installed at a position that is one tip portion in the longitudinal direction of the installation surface and the central portion in the short direction.
  • the terminal 12 is installed at a position that is the other tip in the longitudinal direction and the center in the lateral direction.
  • the positive electrode terminal 21 is installed at a position that is one tip portion in the longitudinal direction and the center portion in the short direction, and the negative electrode terminal 22 is placed in the other tip portion in the longitudinal direction. In the short direction, it is installed at the center position.
  • the lengths of the first bus bar 31 and the second bus bar 32 are the distance between the positive terminal 11 and the negative terminal 12 of the first power storage module 10, the distance between the positive terminal 21 and the negative terminal 22 of the second power storage module 20, Than any of the distance between the positive electrode terminal 11 of the first power storage module 10 and the negative electrode terminal 22 of the second power storage module 20 and the distance between the positive electrode terminal 21 of the second power storage module 20 and the negative electrode terminal 12 of the first power storage module 10. Designed to be short. Accordingly, the first bus bar 31 or the second bus bar 32 can be prevented from short-circuiting between the terminals of the combination.
  • the first bus bar 31 and the second bus bar 32 are connected to those terminals, that is, the positive terminal. And the negative electrode terminal are connected to each other, the first power storage module 10 and the second power storage module 20 are short-circuited.
  • 4 (a)-(b) are top views of the power storage device 100 with enhanced reverse connection prevention function according to the embodiment of the present invention.
  • 4 (a)-(b) the positions of the positive terminal 11 and the negative terminal 12 of the first power storage module 10 are the same as those of the power storage apparatus 100 of FIG.
  • the positive electrode terminal 21 is installed at a position that is one tip in the longitudinal direction and one tip in the short direction
  • the negative terminal 22 is the other tip in the longitudinal direction and the same tip as the positive terminal 21 in the short direction. It is installed in the position.
  • the installation positions of the positive electrode terminal 21 and the negative electrode terminal 22 of the second power storage module 20 in the short direction are the same as the first power storage module 10 when the first power storage module 10 and the second power storage module 20 are installed side by side in a specified direction. Designed on the near end.
  • FIG. 4A shows a state in which the first power storage module 10 and the second power storage module 20 are arranged side by side in a specified direction
  • FIG. 4B shows the first power storage module 10 and the second power storage module 20 defined.
  • the state where it is arranged side by side in the opposite direction is shown.
  • the specified direction is that the positive terminal 11 of the first power storage module 10 and the positive terminal 21 of the second power storage module 20 are directly opposed, and the negative terminal 12 of the first power storage module 10 and the negative terminal 22 of the second power storage module 20 are positive.
  • the direction to the opposite That is, the direction in which terminals of the same polarity face each other.
  • the lengths of the first bus bar 31 and the second bus bar 32 are the distance between the positive terminal 11 of the first power storage module 10 and the negative terminal 22 of the second power storage module 20 and the negative terminal 12 of the first power storage module 10. It is designed to be shorter than the distance between the positive electrode terminals 21 of the second power storage module 20.
  • the installation positions of the positive terminal 11 and the negative terminal 12 of the first power storage module 10 the installation positions of the positive terminal 21 and the negative terminal 22 of the second power storage module 20, and the first bus bar.
  • the length of 31 and the 2nd bus bar 32 is an example. In the state where the first power storage module 10 and the second power storage module 20 are arranged side by side in a direction opposite to the specified direction, if the condition that the terminals of different polarities cannot be physically connected by the bus bar is satisfied, those terminals
  • the installation position and the length of the bus bar are arbitrary.
  • FIGS. 5A to 5B are top views of another power storage device 100 with an enhanced reverse connection prevention function according to the embodiment of the present invention.
  • the shapes of the positive electrode terminal 11 and the negative electrode terminal 12 of the first power storage module 10 are different.
  • the shapes of the positive electrode terminal 21 and the negative electrode terminal 22 of the second power storage module 20 are also different.
  • the terminal mounting portion (mounting hole in this embodiment) of the first bus bar 31 is made to correspond to the terminal shape of the positive terminal 11 and the positive terminal 21, and the terminal mounting portion (in this embodiment, the second bus bar 32).
  • the mounting holes correspond to the terminal shapes of the negative electrode terminal 12 and the negative electrode terminal 22.
  • the thickness of the positive electrode terminal is made larger than that of the negative electrode terminal.
  • the size of the mounting hole for passing the electrode terminal of the first bus bar 31 is made larger than the mounting hole for passing the electrode terminal of the second bus bar 32.
  • the positive terminal may be designed as M8 size and the negative terminal as M5 size.
  • FIG. 5A shows a state where the first power storage module 10 and the second power storage module 20 are arranged side by side in a specified direction
  • FIG. 5B shows the first power storage module 10 and the second power storage module 20 defined. The state where it is arranged side by side in the opposite direction is shown.
  • FIG. 5B when the operator mistakenly places the first power storage module 10 and the second power storage module 20 in a direction in which terminals of different polarities face each other, the shape of the electrode terminals and the mounting holes of the bus bars The shape of no longer corresponds.
  • FIG. 5B shows a state where the first power storage module 10 and the second power storage module 20 are arranged side by side in a specified direction
  • FIG. 5B shows the first power storage module 10 and the second power storage module 20 defined. The state where it is arranged side by side in the opposite direction is shown.
  • FIG. 5B when the operator mistakenly places the first power storage module 10 and the second power storage module 20 in a direction in which terminals of different polarities face each other
  • the thickness of the negative electrode terminal 22 of the second power storage module 20 is smaller than the size of the mounting hole 37 of the first bus bar 31, and both cannot be fixed with a nut or the like. Further, the thickness of the positive electrode terminal 21 of the second power storage module 20 is larger than the size of the attachment hole 38 of the second bus bar 32, and the positive electrode terminal 21 cannot enter the attachment hole 38. Therefore, the worker can be made aware that the directions of the first power storage module 10 and the second power storage module 20 are opposite.
  • the shape of the positive terminal 11 and the negative terminal 12 of the first power storage module 10 the shape of the positive terminal 21 and the negative terminal 22 of the second power storage module 20, and the first bus bar 31 and The shape of the mounting hole of the second bus bar 32 is an example.
  • the first power storage module 10 and the second power storage module 20 are arranged side by side in a direction opposite to the prescribed direction, if the condition that the shape of the terminal and the mounting hole of the bus bar does not correspond is satisfied, those terminals
  • the shape of and the shape of the mounting hole of the bus bar are arbitrary.
  • the positive terminal may be a round terminal and the negative terminal may be a square terminal.
  • the terminal in a state in which the terminals are arranged side by side in the opposite direction to the specified direction, the terminal does not physically enter the mounting hole of the bus bar. Further, as in the example of changing the thickness described above, it may be possible to make the operator feel uncomfortable and notice reverse connection.
  • the present invention is also applicable to a case in which three or more storage modules are connected in parallel. Is applicable.
  • the fixing member fixes the bus bar connecting three or more positive terminals and the bus bar connecting three or more negative terminals.
  • the colors of the positive electrode terminal and the negative electrode terminal may be different.
  • 100 power storage device 10 first storage module, 11 positive terminal, 12 negative terminal, 20 second storage module, 21 positive terminal, 22 negative terminal, 31 first bus bar, 32 second bus bar, 33 first nut, 34 second Nut, 35 third nut, 36 fourth nut, 37, 38 mounting holes, 50 fixing members.

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Abstract

 複数の蓄電モジュールが一体的に並列接続されている蓄電装置の取り扱い時の安全性を向上させる。蓄電装置(100)は、第1蓄電モジュール(10)と第2蓄電モジュール(20)が並設されて構成される。第1バスバー(31)は、第1蓄電モジュール(10)の正極端子(11)と第2蓄電モジュール(20)の正極端子(21)を接続する。第2バスバー(32)は、第1蓄電モジュール(10)の負極端子(12)と第2蓄電モジュール(20)の負極端子(22)を接続する。固定部材(50)は、第1バスバー(31)および第2バスバー(32)に取付けられ、第1バスバー(31)と第2バスバー(32)との相対的な位置関係を固定する。

Description

蓄電装置
 本発明は、車両に搭載されるべき蓄電装置に関する。
 現在、多くの車両には鉛蓄電池が搭載されている。この鉛蓄電池から、スタータモータや各種の電装品に電力が供給されている。鉛蓄電池は安価であるが、ニッケル水素蓄電池やリチウムイオン蓄電池と比較し、サイクル寿命が短いという特性がある。アイドリングストップ機能を有した車両では充放電回数が多くなるため、鉛蓄電池の寿命は特に短くなる。
 そこで鉛蓄電池と並列に、ニッケル水素蓄電池またはリチウムイオン蓄電池を接続する手法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2011-176958号公報
 上述のように二つの蓄電モジュールを並列接続して車両に搭載する場合、別々の場所に設置することも考えられるが、同一場所に一体的に設置したほうが両者間の配線抵抗を小さくできる。二つの蓄電モジュールを一体的に設置する場合、二つの蓄電モジュール間の正極端子同士、負極端子同士をそれぞれバスバーで接続することが考えられる。
 このような二つの蓄電モジュールを一体的に配置した蓄電装置において、その蓄電モジュールの一方または両方を交換する際には、短絡および逆接続に十分に気を付ける必要がある。一般的な単一の蓄電モジュールの交換と比較して端子数が多くなり、短絡または誤接続のリスクが増大する。
 本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、複数の蓄電モジュールが一体的に並列接続されている蓄電装置の取り扱い時の安全性を向上させる技術を提供することにある。
 上記課題を解決するために、本発明のある態様の蓄電装置は、第1蓄電モジュールと、第1蓄電モジュールに並設される第2蓄電モジュールと、第1蓄電モジュールの正極端子と第2蓄電モジュールの正極端子を接続する第1バスバーと、第1蓄電モジュールの負極端子と第2蓄電モジュールの負極端子を接続する第2バスバーと、第1バスバーおよび第2バスバーに取付けられ、第1バスバーと第2バスバーとの相対的な位置関係を固定するための固定部材と、を備える。
 本発明によれば、複数の蓄電モジュールが一体的に並列接続されている蓄電装置の取り扱い時の安全性を向上させることができる。
比較例に係る蓄電装置を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る蓄電装置を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る蓄電装置の上面図である。 図4(a)-(b)は、本発明の実施の形態に係る、逆接続防止機能が強化された蓄電装置の上面図である。 図5(a)-(b)は、本発明の実施の形態に係る、逆接続防止機能が強化された別の蓄電装置の上面図である。
 以下、本発明の実施の形態に係る蓄電装置について説明する。以下の説明では当該蓄電装置が、アイドリングストップ機能および減速エネルギー回生機能を有する車両に搭載されることを想定する。
 アイドリングストップ機能は、車両停止時に自動的にエンジンを停止させ、発進時に自動的にエンジンを再始動させる機能である。減速エネルギー回生機能は、燃料によらず慣性によりエンジンが回転している減速時に集中的に発電する機能である。即ち通常走行中はオルタネータの作動をできるだけ抑制させてエンジンの負荷を下げる。いずれの機能も燃費を向上させる効果がある。
 アイドリングストップ機能が搭載された車両ではエンジンの始動回数が多くなる。エンジンは通常、バッテリ電圧で駆動されるスタータモータにより始動される。従ってエンジンの始動回数が多くなるとバッテリの消費電力が大きくなり、放電回数が多くなる。また減速エネルギー回生機能が搭載された車両では、減速時に集中的に発動されるため、大容量で効率的な充電が可能なバッテリが求められる。
 図1は、比較例に係る蓄電装置100を示す斜視図である。当該蓄電装置100は第1蓄電モジュール10と第2蓄電モジュール20が並設されて構成される。本明細書では第1蓄電モジュール10として鉛蓄電池、第2蓄電モジュール20としてニッケル水素蓄電池を用いることを想定する。なおニッケル水素蓄電池の代わりに、リチウムイオン蓄電池または電気二重層キャパシタなどを用いることも考えられる。リチウムイオン蓄電池を使用するときは厳格な温度管理が必要となる。鉛蓄電池およびニッケル水素蓄電池の組み合わせは比較的高温耐性が高いため、簡易な安全対策でエンジンルームに設置することが可能である。
 第1蓄電モジュール10の上面には正極端子11および負極端子12が外部に突出している。第2蓄電モジュール20の上面にも正極端子21および負極端子22が外部に突出している。通常、蓄電池(特に車載用蓄電池)は正極端子および負極端子が同一面に設けられる。具体的には規定の設置状態において上面に設けられる。この場合にて、図1に示すように第1蓄電モジュール10と第2蓄電モジュール20が並設される場合、第1蓄電モジュール10および第2蓄電モジュール20のそれぞれの電極設置面は同一方向(上方向)を向くようになる。
 第1バスバー31および第2バスバー32は導電部材で形成される。第1バスバー31は第1蓄電モジュール10の正極端子11と第2蓄電モジュール20の正極端子21を電気的に接続する。第2バスバー32は第1蓄電モジュール10の負極端子12と第2蓄電モジュール20の負極端子22を電気的に接続する。これにより第1蓄電モジュール10と第2蓄電モジュール20は電気的に並列回路を形成する。
 第1蓄電モジュール10の正極端子11および負極端子12、並びに第2蓄電モジュール20の正極端子21および負極端子22の端子形状には様々な種類がある。例えばボルトナットタイプ、ボルト埋め込みタイプ、ファストンタブタイプなどがある。図1ではボルトナットタイプの例を描いている。
 第1バスバー31は第1蓄電モジュール10の正極端子11および第2蓄電モジュール20の正極端子21をそれぞれ通すための二つの取付孔を備える。第1蓄電モジュール10の正極端子11および第2蓄電モジュール20の正極端子21は、それぞれ第1バスバー31の二つの取付孔に通されて、それぞれ第1ナット33および第2ナット34で固定される。
 第2バスバー32は第1蓄電モジュール10の負極端子12および第2蓄電モジュール20の負極端子22をそれぞれ通すための二つの取付孔を備える。第1蓄電モジュール10の負極端子12および第2蓄電モジュール20の負極端子22は、それぞれ第2バスバー32の二つの取付孔に通されて、それぞれ第3ナット35および第4ナット36で固定される。なお図1に示す電極端子とバスバーとの固定方法は一例であり、その固定方法は任意である。
 第1蓄電モジュール10と第2蓄電モジュール20は、図示しないバインドバーで固定されたり、または図示しないケースに収容されて一体的な蓄電装置100として構成される。当該蓄電装置100が車両に搭載される際、車両内の電源供給線およびアース線の二本のワイヤハーネスに接続される。単一の鉛蓄電池の場合と同様に、第1蓄電モジュール10の正極端子11および負極端子12に当該二本のワイヤハーネスが接続されてもよいし、第1バスバー31および第2バスバー32に接続されてもよい。
 蓄電池は充放電回数の増加にしたがい劣化していくため交換が必要となる。鉛蓄電池とニッケル水素蓄電池を比較すると、鉛蓄電池のほうが寿命が短いため第1蓄電モジュール10のほうが交換頻度が高くなる。蓄電装置100の第1蓄電モジュール10を交換する場合、車両側のアース線のワイヤハーネスを外し、次に電源供給線のワイヤハーネスを外す。
 その状態において第1バスバー31および第2バスバー32に、スパナなどの導電部材を接触させると蓄電装置100が短絡する。単一の鉛蓄電池交換の場合と比較し、正極部材と負極部材が端子だけでなくバスバーも含むため、正極部材と負極部材の面積がそれぞれ大きくなっている。従って両者の短絡リスクが増大している。
 次に第1バスバー31および/または第2バスバー32を外した状態を考える。外されたバスバーは導電部材であるため、第1蓄電モジュール10の正極端子11と負極端子12間に接触させてしまうと第1蓄電モジュール10が短絡する。第2蓄電モジュール20の正極端子21と負極端子22間に接触した場合も第2蓄電モジュール20が短絡する。単一の鉛蓄電池交換の場合は通常、バスバーを使用しないため、このような短絡リスクは発生しない。
 第1蓄電モジュール10の交換後、新しい第1蓄電モジュール10に対して第2蓄電モジュール20を逆向きに並設し、第1蓄電モジュール10の正極端子11と第2蓄電モジュール20の負極端子22、第1蓄電モジュール10の負極端子12と第2蓄電モジュール20の正極端子21をそれぞれ第1バスバー31と第2バスバー32で接続してしまう可能性がある。この場合、第1蓄電モジュール10と第2蓄電モジュール20が直列接続された状態で短絡する。その際に流れる短絡電流は二つの蓄電モジュールが接続されている分、単一の鉛蓄電池の短絡の場合より大きくなる。
 図2は、本発明の実施の形態に係る蓄電装置100を示す斜視図である。当該蓄電装置100は図1の比較例に係る蓄電装置100に固定部材50が追加された構成である。固定部材50は、第1バスバー31および第2バスバー32に取付けられ、第1バスバー31と第2バスバー32との相対的な位置関係を固定する。固定部材50は少なくとも一部に絶縁部材を含み、第1バスバー31と第2バスバー32を絶縁する。
 第1バスバー31および第2バスバー32が配置される電極設置面と固定部材50との間に隙間が形成されるように、固定部材50は第1バスバー31および第2バスバー32に取付けられる。この隙間は人間の手が入る程度の大きさに設計される。これにより固定部材50は取っ手として機能する。
 なお固定部材50の形状、第1バスバー31および第2バスバー32への取付位置は図2に示す例に限るものではなく、任意の形状、取付位置を採用できる。また固定部材50は第1バスバー31と第2バスバー32の相対的な位置関係を完全に固定させる例に限らず、第1バスバー31または第2バスバー32が単独で一定程度、変位可能に設計されてもよい。ただし第1バスバー31と第2バスバー32が接触してしまう変位は制限する。
 このように第1バスバー31および第2バスバー32間に固定部材50を設けることにより、第1蓄電モジュール10および/または第2蓄電モジュール20の交換時に第1バスバー31および第2バスバー32を同時にしか外せなくできる。即ち第1ナット33および第2ナット34を外しただけでは第1バスバー31が外れず、第3ナット35および第4ナット36も外して第2バスバー32と同時に第1バスバー31を外すことになる。これにより、一方のバスバーを外した後、他方のバスバーを外す作業中に既に外したバスバーで電極端子間を誤って短絡させることを防止できる。
 また作業者がバスバーを直接持つ必要がなくなり、絶縁された固定部材50を持ってバスバーを電極端子から外すことができ作業者の感電リスクを抑制できる。また第1バスバー31、第2バスバー32および固定部材50が比較的大きな一つの部材を形成しているため、第1バスバー31と第2バスバー32がそれぞれ単体で存在する場合より紛失リスクを低減できる。
 以下、第1蓄電モジュール10の電極端子と第2蓄電モジュール20の電極端子との逆接続防止について考える。
 図3は、本発明の実施の形態に係る蓄電装置100の上面図である。図3以降の図面では第1ナット33、第2ナット34、第3ナット35および第4ナット36を省略して描いている。
 図3に示す蓄電装置100では第1蓄電モジュール10の電極端子設置面において、正極端子11をその設置面の長手方向について一方の先端部、短手方向について中央部となる位置に設置し、負極端子12を長手方向について他方の先端部、短手方向について中央部となる位置に設置している。第2蓄電モジュール20も同様にその電極設置面において、正極端子21を長手方向について一方の先端部、短手方向について中央部となる位置に設置し、負極端子22を長手方向について他方の先端部、短手方向について中央部となる位置に設置している。
 第1バスバー31および第2バスバー32のそれぞれの長さは、第1蓄電モジュール10の正極端子11と負極端子12間の距離、第2蓄電モジュール20の正極端子21と負極端子22間の距離、第1蓄電モジュール10の正極端子11と第2蓄電モジュール20の負極端子22間の距離、および第2蓄電モジュール20の正極端子21と第1蓄電モジュール10の負極端子12間の距離のいずれよりも短く設計されている。従って第1バスバー31または第2バスバー32が、それらの組み合わせの端子間を短絡させることを防止できる。
 ただし、交換終了後に第1蓄電モジュール10または第2蓄電モジュール20のいずれかが逆向きに設置された状態で第1バスバー31および第2バスバー32がそれらの端子に接続されると、即ち正極端子と負極端子間がそれぞれ接続されると第1蓄電モジュール10と第2蓄電モジュール20は短絡してしまう。
 図4(a)-(b)は、本発明の実施の形態に係る、逆接続防止機能が強化された蓄電装置100の上面図である。図4(a)-(b)に示す蓄電装置100では第1蓄電モジュール10の正極端子11と負極端子12の設置位置は図3の蓄電装置100と同じであるが、第2蓄電モジュール20の正極端子21を長手方向について一方の先端部、短手方向について一方の先端部となる位置に設置し、負極端子22を長手方向について他方の先端部、短手方向について正極端子21と同じ先端部となる位置に設置している。
 第2蓄電モジュール20の正極端子21および負極端子22の短手方向の設置位置は、第1蓄電モジュール10と第2蓄電モジュール20が規定の向きで並設された場合において第1蓄電モジュール10に近い側の先端部に設計される。
 図4(a)は、第1蓄電モジュール10と第2蓄電モジュール20を規定の向きに並設した状態を示し、図4(b)は、第1蓄電モジュール10と第2蓄電モジュール20を規定の向きと反対向きに並設した状態を示す。規定の向きとは、第1蓄電モジュール10の正極端子11と第2蓄電モジュール20の正極端子21が正対し、第1蓄電モジュール10の負極端子12と第2蓄電モジュール20の負極端子22が正対する向きをいう。即ち、同極の端子同士が向き合う向きをいう。
 図4(a)-(b)に示すように第1蓄電モジュール10と第2蓄電モジュール20が電極端子設置面を同一方向に揃えつつ、規定の向きと反対向きに並設された状態において、第1バスバー31および第2バスバー32のそれぞれの長さが、第1蓄電モジュール10の正極端子11と第2蓄電モジュール20の負極端子22間の距離、および第1蓄電モジュール10の負極端子12と第2蓄電モジュール20の正極端子21間の距離より短くなるよう設計されている。
 これにより図4(b)に示すように作業者が誤って、異極の端子同士が向き合う向きに第1蓄電モジュール10と第2蓄電モジュール20を並設した場合、それら向き合っている端子同士を第1バスバー31および第2バスバー32では物理的に接続できなくなる。よって第1蓄電モジュール10と第2蓄電モジュール20の逆接続を防止できる。
 なお図4(a)-(b)に示す第1蓄電モジュール10の正極端子11および負極端子12の設置位置、第2蓄電モジュール20の正極端子21および負極端子22の設置位置、並びに第1バスバー31および第2バスバー32の長さは一例である。第1蓄電モジュール10と第2蓄電モジュール20が規定の向きと反対向きに並設された状態において、異極の端子同士がバスバーで物理的に接続できない条件が成立していれば、それらの端子の設置位置およびバスバーの長さは任意である。
 図5(a)-(b)は、本発明の実施の形態に係る、逆接続防止機能が強化された別の蓄電装置100の上面図である。図5(a)-(b)に示す蓄電装置100では第1蓄電モジュール10の正極端子11と負極端子12の形状を異なるものにしている。同様に第2蓄電モジュール20の正極端子21と負極端子22の形状も異なるものにしている。それに対応して第1バスバー31の端子取付部(本実施の形態では取付孔)を正極端子11および正極端子21の端子形状に対応させ、第2バスバー32の端子取付部(本実施の形態では取付孔)を負極端子12および負極端子22の端子形状に対応させている。
 図5(a)-(b)に示す例では正極端子の太さを負極端子より太くしている。それに対応して第1バスバー31の電極端子を通すための取付孔の大きさを、第2バスバー32の電極端子を通すための取付孔より大きくしている。例えば、正極端子をM8サイズ、負極端子をM5サイズに設計してもよい。
 図5(a)は、第1蓄電モジュール10と第2蓄電モジュール20を規定の向きに並設した状態を示し、図5(b)は、第1蓄電モジュール10と第2蓄電モジュール20を規定の向きと反対向きに並設した状態を示す。図5(b)に示すように作業者が誤って、異極の端子同士が向き合う向きに第1蓄電モジュール10と第2蓄電モジュール20を並設した場合、電極端子の形状とバスバーの取付孔の形状が対応しなくなる。図5(b)に示す例では第2蓄電モジュール20の負極端子22の太さが、第1バスバー31の取付孔37の大きさより小さくなり、両者をナットなどで固定することができなくなる。また第2蓄電モジュール20の正極端子21の太さが、第2バスバー32の取付孔38の大きさより大きく、その正極端子21が取付孔38に入らなくなる。従って作業者に第1蓄電モジュール10と第2蓄電モジュール20の向きが逆であることを気づかせることができる。
 なお図5(a)-(b)に示す第1蓄電モジュール10の正極端子11および負極端子12の形状、第2蓄電モジュール20の正極端子21および負極端子22の形状、並びに第1バスバー31および第2バスバー32の取付孔の形状は一例である。第1蓄電モジュール10と第2蓄電モジュール20が規定の向きと反対向きに並設された状態において、端子とバスバーの取付孔の形状が対応していない条件が成立していれば、それらの端子の形状およびバスバーの取付孔の形状は任意である。
 例えば、正極端子を丸端子、負極端子を四角端子としてもよい。この場合、規定の向きに反対向きに並設された状態では、物理的にバスバーの取付孔に端子が入らない状態となる。また上述の太さを変える例のように、作業者に違和感を与えて逆接続に気づかせるだけでもよい。
 以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。こられ実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
 例えば上述の実施の形態では第1蓄電モジュール10と第2蓄電モジュール20の二つの蓄電池モジュールを並列接続する場合の例を示したが、三つ以上の蓄電モジュールを並列接続する場合にも本発明は適用可能である。その場合、固定部材は三つ以上の正極端子を接続するバスバーと三つ以上の負極端子を接続するバスバーを固定する。
 また正極端子と負極端子の形状を異なるものにすることに代えて、または加えて正極端子と負極端子の色を異なるものにしてもよい。
 100 蓄電装置、 10 第1蓄電モジュール、 11 正極端子、 12 負極端子、 20 第2蓄電モジュール、 21 正極端子、 22 負極端子、 31 第1バスバー、 32 第2バスバー、 33 第1ナット、 34 第2ナット、 35 第3ナット、 36 第4ナット、 37,38 取付孔、 50 固定部材。

Claims (6)

  1.  第1蓄電モジュールと、
     前記第1蓄電モジュールに並設される第2蓄電モジュールと、
     前記第1蓄電モジュールの正極端子と前記第2蓄電モジュールの正極端子を接続する第1バスバーと、
     前記第1蓄電モジュールの負極端子と前記第2蓄電モジュールの負極端子を接続する第2バスバーと、
     前記第1バスバーおよび前記第2バスバーに取付けられ、前記第1バスバーと前記第2バスバーとの相対的な位置関係を固定するための固定部材と、
     を備えることを特徴とする蓄電装置。
  2.  前記第1蓄電モジュールおよび前記第2蓄電モジュールのそれぞれにおいて、正極端子および負極端子は同一面に設けられ、
     前記第1バスバーおよび前記第2バスバーのそれぞれの長さは、前記第1蓄電モジュールの正極端子と負極端子間の距離および前記第2蓄電モジュールの正極端子と負極端子間の距離より短く設計されていることを特徴とする請求項1に記載の蓄電装置。
  3.  前記第1蓄電モジュールおよび前記第2蓄電モジュールのそれぞれにおいて、正極端子と負極端子は同一面に設けられ、それらの端子設置面が同一方向を向くように前記第1蓄電モジュールおよび前記第2蓄電モジュールが並設され、
     前記第1蓄電モジュールおよび前記第2蓄電モジュールが端子設置面を揃えつつ、規定の向きと反対向きに並設された状態において、前記第1バスバーおよび前記第2バスバーのそれぞれの長さが、前記第1蓄電モジュールの正極端子と前記第2蓄電モジュールの負極端子間の距離および前記第1蓄電モジュールの負極端子と前記第2蓄電モジュールの正極端子間の距離より短くなるよう設計されていることを特徴とする請求項1または2に記載の蓄電装置。
  4.  前記正極端子と前記負極端子の形状が異なり、
     前記第1バスバーの端子取付部は、前記正極端子の端子形状に対応する形状を有し、
     前記第2バスバーの端子取付部は、前記負極端子の端子形状に対応する形状を有する、
     ことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の蓄電装置。
  5.  前記固定部材が取っ手として機能するよう、前記第1バスバーおよび前記第2バスバーが配置される面と、前記固定部材との間に隙間が形成されていることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の蓄電装置。
  6.  本蓄電装置は車載用であり、
     前記第1蓄電モジュールは鉛蓄電池モジュールであり、
     前記第2蓄電モジュールはニッケル水素蓄電池モジュールである、
     ことを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の蓄電装置。
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