特許第6052427号(P6052427)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6052427
(24)【登録日】2016年12月9日
(45)【発行日】2016年12月27日
(54)【発明の名称】蓄電素子群の接続構造
(51)【国際特許分類】
   H01M 2/20 20060101AFI20161219BHJP
   H01M 2/34 20060101ALI20161219BHJP
   H01M 2/10 20060101ALI20161219BHJP
   H01G 11/10 20130101ALN20161219BHJP
【FI】
   H01M2/20 A
   H01M2/34 B
   H01M2/10 M
   !H01G11/10
【請求項の数】4
【全頁数】17
(21)【出願番号】特願2015-549031(P2015-549031)
(86)(22)【出願日】2014年10月10日
(86)【国際出願番号】JP2014077160
(87)【国際公開番号】WO2015076034
(87)【国際公開日】20150528
【審査請求日】2016年3月31日
(31)【優先権主張番号】特願2013-241754(P2013-241754)
(32)【優先日】2013年11月22日
(33)【優先権主張国】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】395011665
【氏名又は名称】株式会社オートネットワーク技術研究所
(73)【特許権者】
【識別番号】000183406
【氏名又は名称】住友電装株式会社
(73)【特許権者】
【識別番号】000002130
【氏名又は名称】住友電気工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001036
【氏名又は名称】特許業務法人暁合同特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】中山 治
(72)【発明者】
【氏名】森田 光俊
(72)【発明者】
【氏名】藤田 哲也
(72)【発明者】
【氏名】安田 知晃
(72)【発明者】
【氏名】望月 光一郎
【審査官】 田中 永一
(56)【参考文献】
【文献】 国際公開第2012/081140(WO,A1)
【文献】 国際公開第2012/120974(WO,A1)
【文献】 国際公開第2009/041018(WO,A1)
【文献】 特開2013−187046(JP,A)
【文献】 特開2013−77500(JP,A)
【文献】 特表2010−519676(JP,A)
【文献】 特開2012−99355(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H01M 2/20
H01M 2/10
H01M 2/34
H01G 11/10
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
同一面に正極および負極の電極端子を有する複数の蓄電素子を並べて直列に接続してなる蓄電素子群を複数、横並びにして接続する接続構造であって、
隣り合う前記蓄電素子群を接続する接続部材と、
絶縁材料からなり、前記接続部材を保持する保持部を有するとともに、前記蓄電素子群ごとに分割可能な絶縁プロテクタと、を備え、
前記接続部材が、隣り合う前記蓄電素子群のうち一方の蓄電素子群の一端部に配される電極端子であって隣り合う前記蓄電素子群のうち他方の蓄電素子群側に配される第1電極端子と、前記他方の蓄電素子群の、前記一方の蓄電素子群の一端部とは前記蓄電素子の並び方向について反対側の他端部に配される電極端子であって前記一方の蓄電素子群側に配される第2電極端子と、に接続されることにより複数の蓄電素子群が電気的に接続されるようになっており、
前記接続部材は、前記第1電極端子及び前記第2電極端子にそれぞれ接続される2つの端子接続部、ならびに2つの前記端子接続部をつなげる連係部を有する一方、前記絶縁プロテクタの前記保持部は、前記接続部材の周縁に沿って配される保護壁を有し、
前記蓄電素子の並び方向と前記蓄電素子群の並び方向とは直交しており、前記連係部は前記蓄電素子の並び方向、及び前記蓄電素子群の並び方向に対して斜め方向に配されており、
前記接続部材の前記連係部と前記保護壁との間には、前記蓄電素子の並び方向、及び前記蓄電素子群の並び方向についてクリアランスが設けられている蓄電素子群の接続構造。
【請求項3】
前記接続部材の前記端子接続部の端部と前記保護壁との間には、クリアランスが設けられている請求項1に記載の蓄電素子群の接続構造。
【請求項4】
前記絶縁プロテクタは前記蓄電素子群に位置決めされる位置決め部を有する請求項3に記載の蓄電素子群の接続構造。
【請求項5】
前記接続部材の前記連係部には前記絶縁プロテクタの前記保持部に係止される係止部が設けられている請求項3または請求項4に記載の蓄電素子群の接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、蓄電素子群の接続構造に関する。
【背景技術】
【0002】
電気自動車やハイブリッド車等の車両用の蓄電モジュールは、正極及び負極の電極端子を有する蓄電素子が複数個並んで配列されており、隣り合う蓄電素子の電極端子間が接続部材で接続されることにより、複数の蓄電素子が直列や並列に接続されるようになっている。
【0003】
電気自動車等においては、高電圧・高出力の蓄電モジュールが求められる場合があり、このような場合には、複数の蓄電素子を積層してなる蓄電素子群を複数並べて直列に接続することがある(たとえば特許文献1を参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
特許文献1:特開2013−37988号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記特許文献1に記載の蓄電モジュールにおいては、積層方向において隣り合う蓄電素子の電極端子間をバスバーで接続するとともに、隣り合う蓄電素子群の電極端子間を第1形状の接続部材で接続することにより、複数の蓄電素子が直列に接続される(特許文献1の図7を参照)。
【0006】
このような接続構造を備える蓄電モジュールでは、隣り合う蓄電素子群間を接続する第1形状の接続部材が、蓄電素子群を構成する蓄電素子の(積層)数と同じだけ必要であるため、コスト高であるうえに、蓄電モジュールが重くなるという問題があった。
【0007】
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、コストを低減しかつ軽量化した蓄電素子群の接続構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、同一面に正極および負極の電極端子を有する複数の蓄電素子を直列に接続してなる蓄電素子群を複数、横並びにして接続する接続構造であって、隣り合う前記蓄電素子群を接続する接続部材を、一方の前記蓄電素子群の一端部に配される電極端子であって隣り合う他方の前記蓄電素子群側に配される第1電極端子と、前記他方の蓄電素子群の、前記一方の蓄電素子群の一端部とは反対側の他端部に配される電極端子であって隣り合う前記一方の蓄電素子群側に配される第2電極端子と、に接続することにより複数の蓄電素子群を電気的に接続する蓄電素子群の接続構造である。
【0009】
本発明においては、接続部材を、一方の蓄電素子群の一端部に配される電極端子であって隣り合う他方の蓄電素子群側に配される第1電極端子と、他方の蓄電素子群の、一方の蓄電素子群の一端部とは反対側の他端部に配される電極端子であって隣り合う一方の蓄電素子群側に配される第2電極端子と、に接続することで、隣り合う蓄電素子群が接続される。なお、ひとつの蓄電素子群を構成する複数の蓄電素子は直列に接続されている。
【0010】
つまり、蓄電素子群を構成する蓄電素子の数にかかわらず、1つの接続部材により隣り合う蓄電素子群を電気的に接続することができるので、軽量化が可能であるとともに、接続部材を作製するための材料を減らすことができる。その結果、本発明によれば、コストを低減しかつ軽量化した蓄電素子群の接続構造を提供することができる
【0011】
本発明は、以下の構成であってもよい。
絶縁材料からなり、前記接続部材を保持する保持部を有するとともに、前記蓄電素子群ごとに分割可能な絶縁プロテクタを備え、前記接続部材は、前記第1電極端子及び前記第2電極端子とにそれぞれ接続される2つの端子接続部、ならびに2つの前記端子接続部をつなげる連係部を有する一方、前記絶縁プロテクタの保持部は、前記接続部材の周縁に沿って配される保護壁を有し、前記接続部材の前記連係部と前記保護壁との間には、クリアランスが設けられていてもよい。
【0012】
このような構成においては、絶縁プロテクタが蓄電素子群ごとに分割可能であり、絶縁プロテクタの保持部の保護壁と、接続部材の連係部との間にクリアランスが設けられているから、接続部材が保持部内で移動し、隣り合う蓄電素子の並び方向、および蓄電素子群の並び方向における、第1電極端子と端子接続部との位置ずれや第2電極端子と端子接続部との位置ずれを吸収する。
【0013】
前記接続部材の前記端子接続部の端部と前記保護壁との間には、クリアランスが設けられていてもよい。
このような構成とすると、蓄電素子群の並び方向における第1電極端子と端子接続部との位置ずれや、第2電極端子と端子接続部との位置ずれを吸収することができる。
【0014】
前記絶縁プロテクタは前記蓄電素子群に位置決めされる位置決め部を有していてもよい。
このような構成とすると、絶縁プロテクタを蓄電素子群に位置決めすることができるので、絶縁プロテクタを蓄電素子群に取り付ける作業を容易に行える。
【0015】
前記接続部材の前記連係部には前記絶縁プロテクタの前記保持部に係止される係止部が設けられていてもよい。
このような構成とすると、接続部材の過度な移動を抑えることができる。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、コストを低減しかつ軽量化した蓄電素子群の接続構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
図1図1は実施形態1の蓄電素子群の接続構造に用いる絶縁プロテクタである。
図2図2図1の絶縁プロテクタが取り付けられる蓄電素子群の平面図である。
図3図3は絶縁プロテクタの側面図である。
図4図4図3のA−A線における一部断面図である。
図5図5図6の絶縁プロテクタが取り付けられる蓄電素子群の平面図である。
図6図6図5の蓄電素子群に取り付けられる絶縁プロテクタの一部平面図である。
図7図7図8の絶縁プロテクタが取り付けられる蓄電素子群の平面図である。
図8図8図7の蓄電素子群に取り付けられる絶縁プロテクタの一部平面図である。
図9図9図10の絶縁プロテクタが取り付けられる蓄電素子群の平面図である。
図10図10図9の蓄電素子群に取り付けられる絶縁プロテクタの一部平面図である。
図11図11は実施形態2の蓄電素子群の接続構造に用いる絶縁プロテクタを取り付けた蓄電モジュールの平面図である。
図12図12は蓄電素子群の平面図である。
図13図13は絶縁プロテクタの平面図である。
図14図14は絶縁プロテクタの底面図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
<実施形態1>
以下、本発明の実施形態1を図1図10を参照しつつ説明する。
本実施形態の蓄電素子群12の接続構造10は、図2に示すように複数(本実施形態では2つ)の蓄電素子群12を横並びにして接続する構造である。蓄電素子群12の接続構造10は、図1に示すように、隣り合う蓄電素子群12を接続する第1接続部材20(接続部材の一例)と、蓄電素子群12を構成する蓄電素子13,13間を接続する第2接続部材25と、第1接続部材20を保持する第2保持部36(保持部の一例)を有する絶縁プロテクタ31と、を備える。複数の蓄電素子群12を接続してなる蓄電モジュール(図示せず)は、例えば、電気自動車またはハイブリッド自動車等の車両の駆動源として使用される。
【0019】
(蓄電素子群12)
各蓄電素子群12は、図2に示すように、本体部17の電極形成面17A(同一面の一例)に正極および負極の電極端子14を有する複数の(本実施形態では7つ)の蓄電素子13を直列に接続してなる。各蓄電素子群12においては、図2の上下方向において隣り合う蓄電素子13,13の電極端子14,14の極性が逆極性となるように配されている。
【0020】
隣り合う2つの蓄電素子群12(12A,12B)は入力端子15Aと出力端子15Bとが対角方向に配されるように配置されている。2つの蓄電素子群12の電極端子14のうち、図2における左側の蓄電素子群(第1蓄電素子群12A)の左側上端部の電極端子14が入力端子15Aで、図示右側の蓄電素子群(第2蓄電素子群12B)の右側下端部の電極端子14が出力端子15Bである。
【0021】
本実施形態において、第1蓄電素子群12A(一方の蓄電素子群の一例)の図示下端部(一端部の一例)に配される電極端子14であって、第2蓄電素子群12B側(隣り合う他方の蓄電素子群側)に配される電極端子14を第1電極端子16Aとする。第2蓄電素子群12B(他方の蓄電素子群の一例)の上端部(第1蓄電素子群12Aの一端部とは反対側の他端部の一例)に配される電極端子14であって、第1蓄電素子群12A側(隣り合う一方の蓄電素子群側)に配される電極端子14を第2電極端子16Bとする。
【0022】
蓄電素子13は、内部に図示しない蓄電要素が収容された扁平な直方体状の本体部17から垂直に突出する電極端子14(正極の電極端子14を14A、負極の電極端子14を14Bとして図示)を有する。蓄電素子13の正極および負極の電極端子14A,14Bは角筒状のナットであって、中心に円形のネジ孔18が貫通形成されている。これらのナットのネジ孔18に第2接続部材25の通し孔26を合わせて、ボルト(図示せず)の軸部を螺合させて絶縁プロテクタ31が固定されるようになっている。
【0023】
(第2接続部材25)
第2接続部材25は、銅、銅合金、ステンレス鋼(SUS)、アルミニウム等の金属からなり、接続する電極端子14A,14B間の寸法に応じた長さの板状をなし、ボルト(図示せず)の軸部が挿通される通し孔26が一対貫通形成されている。この通し孔26の形状は、左右方向に長い長円形状をなす。
【0024】
(第1接続部材20)
第1接続部材20は、銅、銅合金、ステンレス鋼(SUS)、アルミニウム等の金属からなる。第1接続部材20は、図1における左下に配される端部に第1電極端子16Aに接続される端子接続部21を有し、図示右上に配される端部に第2電極端子16Bに接続される端子接続部21を有する。
【0025】
端子接続部21にはボルトの軸部が挿通される通し孔22が貫通形成されている。第1接続部材20の通し孔22は第2接続部材25の通し孔26よりも大きく設定されており、公差吸収可能とされる。第1接続部材20の2つの端子接続部21をつなげる部分は連係部23である。連係部23には、絶縁プロテクタの第2保持部36に係止される係止部24が外側方向に突出形成されている。連係部23は斜め方向に配される。
【0026】
(電圧検知端子28)
本実施形態の蓄電素子群12の接続構造10は、第2接続部材25および第1接続部材20に、それぞれ重ねて配される電圧検知端子28を備える。
電圧検知端子28は、蓄電素子13の電圧を検知するためのものであって、図1に示すように、中心部にボルトの軸部を挿通可能な円形状の挿通孔29Aが貫通形成された平板状の接続部29と、接続部29の端部に連なり電線Wの端末に接続される電線接続部30とを備える。電圧検知端子28の接続部29は第2接続部材25や第1接続部材20に重ねられ接続される部分である。
【0027】
電線接続部30は、被覆電線である電線Wの端末の絶縁被覆を剥ぎ取り露出させた導体に圧着されており、電線Wの導体部分を圧着するワイヤバレル30Aと電線Wの絶縁被覆の上からかしめるインシュレーションバレル30Bとを有する。
【0028】
電圧検知端子28に接続された電線Wは、電線導出部34から電線保持部35に導出されて図示しない電池ECUに導かれる。この電池ECUは、マイクロコンピュータ、素子等が搭載されたものであって、蓄電素子13の電圧・電流・温度等の検知、各蓄電素子13の充放電コントロール等を行うための機能を備えた周知の構成のものである。
【0029】
(絶縁プロテクタ31)
絶縁プロテクタ31は絶縁材料からなり、図1に示すように、蓄電素子群12ごとに2つのユニット31A,31Bに分割可能とされる。絶縁プロテクタ31は2つのユニット31A,31Bを連結部32(詳細は後述)を介して連結してなる構成である。
【0030】
絶縁プロテクタ31の、図1における左右の端部には、蓄電素子13,13間を接続する第2接続部材25を保持する2列の第1保持部33と、電圧検知用の電線Wを保持する電線保持部35とが、それぞれ設けられている。また、絶縁プロテクタ31の略中央には、2つのユニット31A,31Bを連結する連結部32と、隣り合う蓄電素子群12A,12B間を接続する第1接続部材20を保持する第2保持部36(保持部の一例)とが設けられている。
【0031】
第1保持部33は、各第2接続部材25が載置される底板33Aと、第2接続部材25の外周縁に沿って底板33Aから起立する保持壁33Cとを有する。また第1保持部33の保持壁33Cの内面には、第2接続部材25を抜け止めする抜け止め突部33Dと、電圧検知端子28を保持する端子保持部33Eと、端子保持部33Eに連なり電線Wを電線保持部35側に導出する溝状の電線導出部34と、が設けられている。電線導出部34は電線保持部35に連なっている。底板33Aのうち、電極端子14が進入する部分は、底板33Aのない開口部33Bとなっている。
【0032】
保持壁33Cは、工具等が第2接続部材25やボルトの頭部に接触して短絡することを防止できる高さに設定されている。
【0033】
2列の第1保持部33,33の間には電圧検知端子28に接続された電線Wを保持する電線保持部35が設けられている。電線保持部35は電線Wが載置される底壁35Aと、底壁35Aから起立する一対の側壁35B,35Bとを有し、側壁35Bの電線導出部34に連なる部分は開口している。
【0034】
2つのユニット31A,31Bを連結する連結部32は、連結突部32Aと連結突部32Aを受け入れる連結受け部32Bとからなり、隣り合うユニット31A,31Bのうち一方のユニット(31Aまたは31B)の連結突部32Aが、他方のユニット(31Bまたは31A)の連結受け部32Bに受け入れられて連結されている。連結突部32Aは連結受け部32Bにおいて蓄電素子群12の並び方向(図1の左右方向)および蓄電素子13の並び方向(図1の上下方向)に移動可能とされる。
【0035】
第1接続部材20を保持する第2保持部36は第1接続部材20が載置される底板36Aと、第1接続部材20の外周縁に沿って底板36Aから起立する保護壁36Cと、を有する。保護壁36Cのうち、第1接続部材20の一方の端部(図1に示す右上に配される端部)が配される保護壁36Cには、電圧検知端子28を保持する端子保持部36Eが形成されている。底板36Aのうち、電極端子14が配される部分は、底板36Aのない開口部36Bとなっている。保護壁36Cは、工具等が第1接続部材20やボルトの頭部に接触して短絡することを防止できる高さに設定されている。
【0036】
保護壁36Cの内面には、第1接続部材20を抜け止めする抜け止め突部36Dが設けられている。また、保護壁36Cには第1接続部材20の係止部24が係止される被係止部37が形成されている。保護壁36Cと第1接続部材20の連係部23との間にはクリアランスC1が設けられており、第1接続部材20が第2保持部36内で移動して、蓄電素子13の並び方向、および蓄電素子群12の並び方向における、第1電極端子16Aと端子接続部21との位置ずれや第2電極端子16Bと端子接続部21との位置ずれを吸収するようになっている。
【0037】
また保護壁36Cと第1接続部材20の端子接続部21の端部21Aとの間にもクリアランスC2が設けられており、蓄電素子群12の並び方向における第1電極端子16Aと端子接続部21との位置ずれや、第2電極端子16Bと端子接続部21との位置ずれを吸収することができるようになっている。
【0038】
絶縁プロテクタ31の裏面には図3に示すように、下方に突出し、蓄電素子13のナットにはめ込まれて、蓄電素子群12に位置決めされる位置決め部38が設けられている。位置決め部38は、図4に示すように、図示上端と上から四番目の第1保持部33の裏面に形成されている。
【0039】
(蓄電素子群12の接続方法)
次に、蓄電素子群12の接続方法について説明する。
図2に示すように7つの蓄電素子13を隣り合う電極端子14A,14Bが逆極性となるように並べてなる蓄電素子群12(12A,12B)を2つ作製し、当該2つの蓄電素子群12A,12Bを横並びにして配置する。
次に、第2接続部材25および第1接続部材20に、電線Wを接続した電圧検知端子28を重ねておき、絶縁プロテクタ31の、第1保持部33と第2保持部36にそれぞれ収容する(これを配線モジュール11とする)。
【0040】
次に横並びに配置した2つの蓄電素子群12,12の電極端子14が配されている面に、配線モジュール11を取り付ける。配線モジュール11を蓄電素子群12に取り付けると、絶縁プロテクタ31の位置決め部38に電極端子14のナットが嵌めこまれて絶縁プロテクタ31が位置決めされるとともに第1接続部材20の各端子接続部21が蓄電素子群12に位置決めされる。
【0041】
ここで、隣り合う2つの蓄電素子群12A,12Bが図2に示すように配置されている場合、2つの蓄電素子群12A,12Bの間には、蓄電素子13の並び方向(図示上下方向)における公差がほとんどないので、蓄電素子群12に取り付けられる配線モジュール11の左右のユニット31A,31Bのずれがほとんどない(図1参照)。図2におけるX1は隣り合う蓄電素子群12の間隔である。以下に2つの蓄電素子群12A,12Bにおいて蓄電素子の並び方向におけるずれがある場合や2つの蓄電素子群12A,12Bの間隔が図2とは相違する場合について説明する。
【0042】
図5に示すように、隣り合う2つの蓄電素子群12A,12Bの間隔X2は図2の蓄電素子群12,12の間隔X1とほぼ同じであるが、第2蓄電素子群12Bが第1蓄電素子群12Aよりも(図示上方に)突出している場合がある。図5におけるY2は突出寸法で、図6におけるZ2はユニット31A,31B間の間隔である。
【0043】
図5に示すような場合であっても、本実施形態では第1接続部材20の連係部23と保護壁36Cとの間ならびに第1接続部材20の端子接続部21の端部21Aと保護壁36Cとの間にそれぞれクリアランスC2が設定されているので、第1接続部材20が第2保持部36内で蓄電素子群12の並び方向および蓄電素子13の並び方向の双方で移動可能となっている。図5に示すような場合、配線モジュール11は、図6に示すように、右側のユニット31Bが左側のユニット31Aに対して上方にずれた状態で取り付けられ、絶縁プロテクタ31の第2保持部36内で第1接続部材20が移動する。
【0044】
図7に示すように、隣り合う2つの蓄電素子群12A,12Bの間隔X3が図2の蓄電素子群12,12の間隔X1よりも小さく、第2蓄電素子群12Bが第1蓄電素子群12Aよりも(図示上方に)突出している場合がある。図7におけるY3は突出寸法で、図8におけるZ3はユニット31A,31B間の間隔である。
【0045】
図7に示すような場合であっても、図5に示す場合と同様に、第1接続部材20が第2保持部36内で蓄電素子群12の並び方向および蓄電素子13の並び方向の双方で移動可能となっている。図7に示すような場合、配線モジュール11は、図8に示すように、右側のユニット31Bが左側のユニット31Aに対して上方にずれるとともに、ユニット31A,31B間の間隔Z3がZ2よりも小さい状態で取り付けられ、絶縁プロテクタ31の第2保持部36内で第1接続部材20が移動する。
【0046】
図9に示すように、隣り合う2つの蓄電素子群12A,12Bの間隔X4は、図2の蓄電素子群12,12の間隔X1とほぼ同じであるが、第1蓄電素子群12Aが第2蓄電素子群12Bよりも(図示上方に)突出している場合がある。図9におけるY4は突出寸法で、図10におけるZ4はユニット31A,31B間の間隔である。
【0047】
図9に示すような場合であっても、図5に示す場合と同様に、第1接続部材20が第2保持部36内で蓄電素子群12の並び方向および蓄電素子13の並び方向の双方で移動可能となっている。図9に示すような場合、配線モジュール11は、図10に示すように、左側のユニット31Aが右側のユニット31Bに対して上方にずれた状態で取り付けられ、絶縁プロテクタ31の第2保持部36内で第1接続部材20が移動する。
【0048】
2つの蓄電素子群12A、12Bの配置状態が図2図5図7および図9のいずれの場合であっても、第1接続部材20の係止部24が、第2保持部36の被係止部37により係止されるので、第1接続部材20の過度な移動を抑えることができる。
【0049】
このようにして配線モジュール11を取り付けた後、各電極端子14にボルト締めして配線モジュール11を蓄電素子群12に固定すると、第2接続部材25により蓄電素子13,13間が電気的に接続可能となるとともに第1接続部材20により2つの蓄電素子群12,12間が電気的に接続可能な状態の蓄電モジュールが得られる。
【0050】
(作用・効果)
本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
本実施形態においては、隣り合う蓄電素子群12のうち、一方の蓄電素子群12Aの一端部に配される電極端子14であって隣り合う他方の蓄電素子群12B側に配される第1電極端子16Aと、他方の蓄電素子群12Bの、一方の蓄電素子群12Aの一端部とは反対側の他端部に配される電極端子14であって隣り合う一方の蓄電素子群12A側に配される第2電極端子16Bと、を接続する第1接続部材20によって隣り合う蓄電素子群12A,12Bが接続される。
【0051】
つまり、本実施形態においては、蓄電素子群12を構成する蓄電素子13の数にかかわらず1つの第1接続部材20により隣り合う2つの蓄電素子群12A,12Bを電気的に接続することができるので、軽量化が可能であるとともに、電気的に接続するための部材を作製するための材料を減らすことができる。その結果、本実施形態によれば、コストを低減しかつ軽量化した蓄電素子群12の接続構造10を提供することができる。
【0052】
また、本実施形態によれば、絶縁プロテクタ31が蓄電素子群12ごとに分割可能であり、絶縁プロテクタ31の第2保持部36の保護壁36Cと、第1接続部材20の連係部23との間にクリアランスC1が設けられているから、第1接続部材20が第2保持部36内で移動し、蓄電素子13,13の並び方向、および蓄電素子群12,12の並び方向における、第1電極端子16Aと端子接続部21との位置ずれや第2電極端子16Bと端子接続部21との位置ずれを吸収することができる。
【0053】
また、本実施形態によれば、第1接続部材20の端子接続部21の端部21Aと保護壁36Cとの間に、クリアランスC2が設けられているから、蓄電素子群12の並び方向における第1電極端子16Aと端子接続部21との位置ずれや、第2電極端子16Bと端子接続部21との位置ずれを吸収することができる。
【0054】
また、本実施形態によれば、絶縁プロテクタ31は蓄電素子群12に位置決めされる位置決め部38を有しているから、絶縁プロテクタ31を蓄電素子群12に取り付ける作業を容易に行える。
【0055】
さらに、本実施形態によれば、第1接続部材20の連係部23には絶縁プロテクタ31の第2保持部36に係止される係止部24が設けられているから、第1接続部材20の過度な移動を抑えることができる。
【0056】
<実施形態2>
以下、本発明の実施形態2を図11図14を参照しつつ説明する。実施形態1と同様の構成については同一の符号を付し重複した説明は省略する。
本実施形態では図11における左側の蓄電素子群(一方の蓄電素子群の一例、第1蓄電素子群42Aとする)は、図示右上の蓄電素子(第3蓄電素子43とする)とも電気的に接続されているという点で実施形態1と相違する(図11を参照)。
【0057】
本実施形態の、蓄電素子群の接続構造40は、図11に示すように、2つの隣りあう蓄電素子群42同士を接続する第1接続部材50(接続部材の一例)と、蓄電素子群42を構成する蓄電素子13,13間を接続する第2接続部材25と、第1接続部材50を保持する第2保持部66(保持部の一例)を有する絶縁プロテクタ61と、を備える。また、本実施形態では、第1蓄電素子群42Aと、第3蓄電素子43とを電気的に接続する第3接続部材54をさらに備える。
【0058】
(蓄電素子群42)
第1蓄電素子群42Aは、図11に示すように、本体部17の電極形成面17Aに正極および負極の電極端子14を有する4つの蓄電素子13を直列に接続してなる。第2蓄電素子群42Bは、図11に示すように、本体部17の電極形成面17Aに正極および負極の電極端子14を有する3つの蓄電素子13を直列に接続してなる。各蓄電素子群42においては、図11の上下方向において隣り合う蓄電素子13,13の電極端子14,14の極性が逆極性となるように配されている。
【0059】
2つの蓄電素子群42(42A,42B)の電極端子14のうち、第2蓄電素子群42Bの右側下端部の電極端子14が入力端子45Aで、第3蓄電素子43の図示右側の電極端子14が出力端子45Bである。
【0060】
本実施形態において、第1蓄電素子群42Aの図示下端部(一方の蓄電素子群の一端部の一例)に配される電極端子14であって、第2蓄電素子群42B側に配される電極端子14を第1電極端子46Aとする。第2蓄電素子群42Bの図示上端部(端部とは反対側の他端部)に配される電極端子14であって、第1蓄電素子群42A側(隣り合う一方の蓄電素子群42A側)に配される電極端子14を第2電極端子46Bとする。
【0061】
(第1接続部材50)
本実施形態において、第1接続部材50は、銅、銅合金、ステンレス鋼(SUS)、アルミニウム等の金属からなる。第1接続部材50は、図11における左下に配される端部に第1電極端子46Aに接続される端子接続部51を有し、図示右上に配される端部に第2電極端子46Bに接続される端子接続部51を有する。第1接続部材50の2つの端子接続部51をつなげる部分は連係部53である。連係部53は斜め方向に配される。
【0062】
端子接続部51にはボルトの軸部が挿通される通し孔52が貫通形成されている。第1接続部材50の通し孔52は第2接続部材25の通し孔26よりも大きく設定されており、公差吸収可能とされる。本実施形態の第1接続部材50の連係部53には絶縁プロテクタ61に係止される構造は設けられていない。第2接続部材25の構成は実施形態1と同様である。
【0063】
(第3接続部材54)
第3接続部材54は、銅、銅合金、ステンレス鋼(SUS)、アルミニウム等の金属からなる長方形状の接続部材である。第3接続部材54の長さ寸法は第1蓄電素子群42Aの右側の電極端子と第3蓄電素子43の左側の電極端子14間の寸法に応じた長さであり、ボルト(図示せず)の軸部が挿通される通し孔56が一対貫通形成されている。この通し孔56の形状は、左右方向に長い長円形状をなす。
【0064】
(絶縁プロテクタ61)
絶縁プロテクタ61は絶縁材料からなり、図11に示すように、蓄電素子群42ごとに2つのユニット61A,61Bに分割可能とされる。絶縁プロテクタ61は2つのユニット61A,61Bが第3保持部64に設けられた連結部65を介して連結された構成である。2つのユニット61A,61Bが連結されることにより第2保持部66および第3保持部64が形成されるようになっている。
【0065】
絶縁プロテクタ61の、図11における左右の端部には、蓄電素子13,13間を接続する第2接続部材25を保持する2列の第1保持部63が、それぞれ設けられている。また、絶縁プロテクタ61の略中央には、第3接続部材54を保持する第3保持部64と、第1接続部材50を保持する第2保持部66と、が設けられている。
【0066】
第1保持部63は、各第2接続部材25が載置される底板63Aと、第2接続部材25の外周縁に沿って底板63Aから起立する保持壁63Cとを有する。また第1保持部63の保持壁63Cの内面には、第2接続部材25を抜け止めする抜け止め突部63Dが設けられている。底板63Aのうち、電極端子14が進入する部分は、底板63Aのない開口部63Bとなっている。保護壁64Cは、工具等が第2接続部材25やボルトの頭部に接触して短絡することを防止できる高さに設定されている。
【0067】
第2保持部66は第1接続部材50が載置される底板66Aと、第1接続部材50の外周縁に沿って底板66Aから起立する保護壁66Cと、を有する。底板66Aのうち、電極端子14が配される部分は、底板66Aのない開口部66Bとなっている。保護壁66Cは、工具等が第1接続部材50やボルトの頭部に接触して短絡することを防止できる高さに設定されている。
【0068】
保護壁66Cの内面には、第1接続部材50を抜け止めする抜け止め突部66Dが設けられている。保護壁66Cと第1接続部材50の連係部53との間にはクリアランスC3が設けられており、第1接続部材50が第2保持部66内で移動して、蓄電素子13の並び方向、および蓄電素子群42の並び方向における、第1電極端子46Aと端子接続部51との位置ずれや第2電極端子46Bと端子接続部51との位置ずれを吸収するようになっている。
【0069】
また保護壁66Cと第1接続部材50の端子接続部51の端部51Aとの間にもクリアランスC4が設けられており、蓄電素子群42の並び方向における第1電極端子46Aと端子接続部51との位置ずれや、第2電極端子46Bと端子接続部51との位置ずれを吸収することができるようになっている。
【0070】
第3接続部材54を保持する第3保持部64は第3接続部材54が載置される底板64Aと、第3接続部材54の外周縁に沿って底板64Aから起立する保護壁64Cと、を有する。底板64Aのうち、電極端子14が配される部分は、底板64Aのない開口部64Bとなっている。保護壁64Cは、工具等が第3接続部材54やボルトの頭部に接触して短絡することを防止できる高さに設定されている。保護壁64Cの内面には、第3接続部材54を抜け止めする抜け止め突部64Dが設けられている。保護壁64Cと第3続部材54の端子接続部55の端部55Aとの間にもクリアランスC5が設けられており、蓄電素子群42の並び方向における第3蓄電素子43の電極端子14と端子接続部55との位置ずれや、第1蓄電素子群42Bの電極端子14と端子接続部55との位置ずれを吸収することができるようになっている。
【0071】
第3保持部64には、2つのユニット61A,61Bを連結する連結部65が設けられている。連結部65は、連結突部65Aと連結突部65Aを受け入れる連結受け部65Bとからなり、隣り合うユニット61A,61Bのうち一方のユニット61A,61Bの連結突部65Aが、他方のユニット61A,61Bの連結受け部65Bに受け入れられて連結されている。連結突部65Aは連結受け部65Bにおいて蓄電素子群42の並び方向(図11の左右方向)に移動可能とされる。
【0072】
絶縁プロテクタ61の裏面には図13に示すように、下方に突出し、蓄電素子13のナットにはめ込まれて、蓄電素子群42に位置決めされる位置決め部68が設けられている。位置決め部68は、図14に示すように、上から三番目の第1保持部63の裏面に形成されている。
【0073】
(蓄電素子群42の接続方法)
次に、蓄電素子群42の接続方法について説明する。
図12に示すように4つの蓄電素子13を隣り合う電極端子14A,14Bが逆極性となるように並べてなる第1蓄電素子群42Aと、3つの蓄電素子13を隣り合う電極端子14A,14Bが逆極性となるように並べてなる第2蓄電素子群42Bを作製し、当該2つの蓄電素子群42A,42Bを横並びにして配置する。ついで、第2蓄電素子群42Bの図示上方に第3蓄電素子43を配置する。
【0074】
2つのユニット61A,61Bを連結すると、第2保持部66と第3保持部64が形成された絶縁プロテクタ61が得られる。この絶縁プロテクタ61の第2保持部66に第1接続部材50を収容し、第1保持部63に第2接続部材25を収容し、第3保持部64に第3接続部材54を収容すると配線モジュール41が得られる。必要に応じ、電線を接続した電圧検知端子(図示せず)を所定の接続部材に重ね、絶縁プロテクタ61の、所定の保持部に収容してもよい。電圧検知端子としては実施形態1で例示したような構成のものを使用してもよい。
【0075】
次に横並びに配置した2つの蓄電素子群42A,42Bおよび第3蓄電素子43の電極端子14が配されている面に、配線モジュール41を取り付ける。配線モジュール41を蓄電素子群42および第3蓄電素子43に取り付けると、絶縁プロテクタ61の位置決め部68に電極端子14のナットが嵌めこまれて絶縁プロテクタ61が位置決めされるとともに第1接続部材50の各端子接続部51が蓄電素子群42において位置決めされる。
【0076】
ここで、2つの蓄電素子群42A,42Bの間に蓄電素子13の並び方向における公差がほとんどない場合は問題なく配線モジュール41が蓄電素子群42に取り付けられる。蓄電素子群42の間隔や並び方向におけるずれがあったとしても、第1接続部材50の連係部53と保護壁66Cとの間にはクリアランスC3が設定され、かつ、第1接続部材50の端子接続部51の端部51Aと保護壁66Cとの間にはクリアランスC4が設定されているので、第1接続部材50が第2保持部66内で蓄電素子群42の並び方向および蓄電素子13の並び方向の双方で移動可能となっている。
【0077】
このようにして配線モジュール41を取り付けた後、各電極端子14にボルト締めして配線モジュール41を蓄電素子群42および第3蓄電素子43に固定すると、第2接続部材25により蓄電素子13,13間が電気的に接続可能となるとともに第1接続部材50により2つの蓄電素子群42A,42B間が電気的に接続可能となり、かつ第3接続部材54により第1蓄電素子群42Aと第3蓄電素子43とが電気的に接続可能な状態の蓄電モジュールMが得られる。
【0078】
(作用・効果)
本実施形態においても実施形態1と同様に、蓄電素子群42を構成する蓄電素子13の数にかかわらず1つの第1接続部材50により隣り合う2つの蓄電素子群42A,42Bを電気的に接続することができるので、軽量化が可能であるとともに、電気的に接続するための部材を作製するための材料を減らすことができる。その結果、本実施形態によれば、コストを低減しかつ軽量化した蓄電素子群の接続構造40を提供することができる。
【0079】
また、本実施形態によっても、以下の効果が得られる。
・本実施形態によれば、絶縁プロテクタ61が蓄電素子群42ごとに分割可能であり、絶縁プロテクタ61の第2保持部66の保護壁66Cと、第1接続部材50の連係部53との間にクリアランスC3が設けられているから、第1接続部材50が第2保持部66内で移動し、蓄電素子13,13の並び方向、および蓄電素子群42の並び方向における、第1電極端子46Aと端子接続部51との位置ずれや第2電極端子46Bと端子接続部51との位置ずれを吸収することができる。
【0080】
・本実施形態によれば、第1接続部材50の端子接続部51の端部51Aと保護壁66Cとの間に、クリアランスC4が設けられているから、蓄電素子群42の並び方向における第1電極端子46Aと端子接続部51との位置ずれや、第2電極端子46Bと端子接続部51との位置ずれを吸収することができる。
【0081】
・本実施形態によれば、絶縁プロテクタ61は蓄電素子群42に位置決めされる位置決め部68を有しているから、絶縁プロテクタ61を蓄電素子群42に取り付ける作業を容易に行える。
【0082】
<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)上記実施形態では、蓄電素子群12ごとに分割可能な絶縁プロテクタ31を備える例を示したが、一体型の絶縁プロテクタであってもよい。
(2)上記実施形態では、第1接続部材20の連係部23と保護壁36Cとの間、および第1接続部材20の端子接続部21の端部21Aと保護壁36Cとの間に、それぞれクリアランスC1,C2が設けられている例を示したが、いずれか一方にのみクリアランスが設けられていてもよい。
(3)上記実施形態では、蓄電素子群12に位置決めされる位置決め部38を有する絶縁プロテクタ31を示したが、位置決め部を備えないものであってもよい。
(4)上記実施形態2では、2つの蓄電素子群42および1つの蓄電素子13(第3蓄電素子43)を接続してなる蓄電モジュールを示したが、1つの蓄電素子13に代えて複数の蓄電素子からなる蓄電素子群を2つの蓄電素子群と、接続してもよい。また、接続される蓄電素子群は4以上であってもよい。
【符号の説明】
【0083】
10,40…蓄電素子群の接続構造
11,41…配線モジュール
12,42…蓄電素子群
12A,42A…第1蓄電素子群(一方の蓄電素子群)
12B,42B…第2蓄電素子群(他方の蓄電素子群)
13…蓄電素子
14…電極端子
14A…正極の電極端子
14B…負極の電極端子
15A,45A…入力端子
15B,45B…出力端子
16A,46A…第1電極端子
16B,46B…第2電極端子
20,50…第1接続部材(接続部材)
21,51…端子接続部
21A,51A…(端子接続部の)端部
23,53…連係部
24…係止部
31,61…絶縁プロテクタ
31A,61A…(左側の)ユニット
31B,61B…(右側の)ユニット
36,66…第2保持部
36A,66A…底板
36C,66C…保護壁
36E…端子保持部
37…被係止部
38,68…位置決め部
C1,C3…(連係部と保護壁との)クリアランス
C2,C4…(端子接続部の端部と保護壁との)クリアランス
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13
図14