(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【背景技術】
【0002】
蓄電装置に関する従来の技術としては、例えば、特許文献1に開示された電池パックが知られている。特許文献1に開示された電池パックでは、電池パックのケースには、複数(5つ)のモジュール電池が上下段となるように収容されている。5つのモジュール電池のうち、下段の中央のモジュール電池と、上段の2つのモジュール電池に囲まれる領域には、収容部が形成されている。この収容部には、複数のモジュール電池を制御する複数の電池制御機器を収容した収容ケースが配設されている。
【0003】
この収容ケースには、モジュール電池を制御する電池制御機器としての電池監視基板、電池ECU、サービスプラグおよびシステムメインリレーが収容されている。電池監視基板は、接続用バスバー上に配設されており、電池監視基板において、接続用バスバーと対向する縁部に接続用バスバーが一体化されている。この接続用バスバーは、端子接続部から収容ケース内でこれらの電池制御機器に向けて直線状に延びている。そして、接続用バスバーとサービスプラグおよびシステムメインリレーが接続されることで、モジュール電池とサービスプラグおよびシステムメインリレーとが接続されている。各モジュール電池は、サービスプラグ、システムメインリレーを介して負荷(例えば、モータなど)に直列接続されている。サービスプラグは、直列接続された各モジュール電池の接続を、分断するように設けられ、作業時などに引き抜かれることで、作業の安全性を確保する。
【0004】
特許文献1に開示された電池パックは、
図8に示すように、総電位の総プラス端子T1および総マイナス端子T2を備えるほか、サービスプラグ101と接続される中間電位の中間プラス端子T3および中間マイナス端子T4を備える。総プラス端子T1および総マイナス端子T2は接続用バスバー103、104を介してシステムメインリレー102と接続され、中間プラス端子T3および中間マイナス端子T4は接続用バスバー105、106を介してサービスプラグ101に接続されている。4つの接続用バスバー103〜106は並列に配置されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献1に開示された電池パックでは、端子台の組み付け中における総プラス端子と中間マイナス端子との間の短絡、あるいは総マイナス端子と中間プラス端子との間の短絡を確実に回避することが要請されている。因みに、端子台の組み付け中における総プラス端子と中間マイナス端子との間の短絡、あるいは総マイナス端子と中間プラス端子との間の短絡が生じると電池モジュールが損傷する等の問題が生じる。
【0007】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、端子台の組み付け等の際に、総プラス端子と中間マイナス端子との間の短絡、あるいは総マイナス端子と中間プラス端子との間の短絡を回避することができる蓄電装置の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記の課題を解決するために、本発明は、複数の電池モジュールを備える電池モジュール群と、前記電池モジュールを制御する制御モジュールと、前記電池モジュールにおける総電位の総プラス端子および総マイナス端子と、前記電池モジュールにおける中間電位の中間プラス端子および中間マイナス端子と、を備え、前記制御モジュールは、前記総プラス端子、前記総マイナス端子、前記中間プラス端子および前記中間マイナス端子と接続される端子台と、前記中間プラス端子と前記中間マイナス端子との間を電気的に導通又は遮断するサービスプラグと、前記総プラス端子および前記総マイナス端子と電気的に接続されたリレーと、を備えた蓄電装置において、前記端子台は、前記総プラス端子が接続される総プラス中継端子と、前記総マイナス端子が接続される総マイナス中継端子と、前記中間プラス端子が接続される中間プラス中継端子と、前記中間マイナス端子が接続される中間マイナス中継端子と、前記総プラス中継端子および前記中間プラス中継端子が並設されたプラス部と、前記プラス部と並設され、前記総マイナス中継端子および前記中間マイナス中継端子が並設されたマイナス部と
、絶縁材料により形成され、前記総プラス中継端子、前記総マイナス中継端子、前記中間プラス中継端子および前記中間マイナス中継端子を保持する端子台本体と、を備え、
前記端子台本体は、前記プラス部を保持するプラス端子台本体部と、前記マイナス部を保持するマイナス端子台本体部とに、分割され、前記プラス部と前記マイナス部との間は絶縁されていることを特徴とする。
【0009】
本発明では、端子台におけるプラス部では、総プラス中継端子と中間プラス中継端子が互いに隣り合い、端子台におけるマイナス部では、総マイナス中継端子と中間マイナス中継端子が互いに隣り合う。さらに、プラス部とマイナス部との間は絶縁されている。このため、端子台の組み付けの際に、総プラス端子と中間マイナス端子との間での短絡や総マイナス端子と中間プラス端子との間での短絡が回避される。端子台の組み付けの際にはサービスプラグが通電遮断の状態であることから、総プラス端子と中間プラス端子との間や総マイナス端子と中間マイナス端子との間では短絡は生じることはない。
また、端子台本体は、プラス部を保持するプラス端子台本体部と、マイナス部を保持するマイナス端子台本体部とに、分割されているので、プラス部とマイナス部とが絶縁され、端子台の組み付け等の際に、総プラス端子と中間マイナス端子との短絡、あるいは総マイナス端子と中間プラス端子との短絡を好適に回避することができる。
【0010】
また、上記の蓄電装置において、前記中間プラス中継端子と前記中間マイナス中継端子が並設されている構成としてもよい。
この場合、中間プラス中継端子と中間マイナス中継端子が端子台の中央に位置し、総プラス中継端子は中間プラス中継端子の外側に位置し、総マイナス中継端子は中間マイナス中継端子の外側に位置する。このため、中間プラス中継端子および中間マイナス中継端子からサービスプラグへ接続される配線の取り回しが、中間プラス中継端子と中間マイナス中継端子が端子台の外側に位置する場合よりも容易となる。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、端子の組み付け等の際に、総プラス端子と中間マイナス端子との短絡、あるいは総マイナス端子と中間プラス端子との短絡を回避することができる蓄電装置を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0014】
(第1の
参考例)
以下、第1の
参考例に係る蓄電装置について図面を参照して説明する。
図1、
図2に示すように、本
参考例の蓄電装置10は、電池ユニット11を収容するケース12を備えている。ケース12は、矩形の底板13と、底板13の一対の短辺からそれぞれ立設された第1側壁14および第2側壁15と、底板13の一対の長辺からそれぞれ立設された第3側壁16および第4側壁17と、底板13と対向する天板18と、を備えている。従って、ケース12は立方体である。
【0015】
図3に示すように、電池ユニット11は、ベース板19と、複数の支持部材20、21と、複数の電池モジュール22と、制御モジュール23と、を備えている。ベース板19は、ケース12内の底板13上に、固定可能な矩形の板部材であり、電池ユニット11の最下部に位置する。ベース板19上には、複数の支持部材20が固定されている。支持部材20上に電池モジュール22が載置されている。支持部材20は電池モジュール22を支持する。本
参考例では、4本の支持部材20が底板13の短辺と平行であって一定の間隔を保ち配置され、3個の電池モジュール22が支持部材20に支持されている。支持部材20がベース板19に設けられていることにより電池モジュール22とベース板19との間には、3つの第1隙間24が形成されている。第1隙間24は、ベース板19、支持部材20および電池モジュール22により区画され、冷却用空気の流通を許容する隙間である。
【0016】
3個の電池モジュール22は、底板13の長辺の方向に配列されている。第1側壁14および第2側壁15と隣り合う電池モジュール22の上面には、複数の支持部材21が間隔を空けて配置されている。支持部材21は支持部材20と平行である。支持部材21上には電池モジュール22が載置されている。支持部材21は電池モジュール22を支持する。従って、第1側壁14に隣り合う電池モジュール22が上下に配設されているほか、第2側壁15に隣り合う電池モジュール22が上下に配設されている。下段の電池モジュール22と支持部材21に支持されている上段の電池モジュール22の間には、第2隙間25が形成されている。第2隙間25は、下段の電池モジュール22、支持部材21および上段の電池モジュール22により区画され、冷却用空気の流通を許容する隙間である。
【0017】
下段中央の電池モジュール22の上方であって、上段の一対の電池モジュール22の間には、制御モジュール23が配置される。下段の中央に位置する電池モジュール22の上面には、支持部材21が間隔を空けて配置されている。支持部材21上には、制御モジュール23が載置されている。下段中央の電池モジュール22上に設けられた支持部材21は、制御モジュール23を支持する。下段中央の電池モジュール22と支持部材21に支持されている上段の制御モジュール23の間には、第3隙間26が形成されている。第3隙間26は、下段中央の電池モジュール22、支持部材21および上段の制御モジュール23により区画され、冷却用空気の流通を許容する隙間である。
【0018】
電池モジュール22は略立方体であり、正極端子28および負極端子29を有する正面30と、正面30の反対側の後面31と、上面32と、底面33と、一対の側面34、35と、を有する。電池モジュール22の内部には、複数の電池セル(図示せず)が直列接続されている。複数の電池モジュール22は電池モジュール群を構成し、本
参考例では、5個の電池モジュール22により電池モジュール群が構成されている。
図2、
図4に示すように、第1側壁14の内面と、この内面に対向する電池モジュール22の正面30との間には、電池モジュール22の温度調節を行う冷却用空気が供給される通気空間36が形成されている。通気空間36は、第3側壁16から第4側壁17に至るまで延びている。正極端子28および負極端子29は通気空間36に露出している。つまり、
図2、
図4に示すように、各電池モジュール22は、端子面としての正面30が第3側壁16と対向するように、同一方向に向けてケース12内に並設されている。
【0019】
各電池モジュール22の正極端子28および負極端子29は、各電池モジュール22が直列接続されるように複数のバスバー37、38、39および複数の配線40、41、42、43よって接続されている。電池ユニット11は、電池ユニット11の総電位の端子となる総プラス端子T1および総マイナス端子T2を有するとともに、電池ユニット11の中間電位の端子となる中間プラス端子T3および中間マイナス端子T4を有する。本
参考例では、
図5に示すように、総プラス端子T1は、第2側壁15と対向する上段の電池モジュール22の正極端子28である。総マイナス端子T2は、第1側壁14と対向する上段の電池モジュール22の負極端子29である。中間プラス端子T3は、下段中央の電池モジュール22の正極端子28である。中間マイナス端子T4は、第2側壁
15と対向する下段の電池モジュール22の負極端子29である。
【0020】
図3に示すように、ケース12の外部であり、第1側壁14の外面には、通気空間36に冷却用空気を供給する送風ファン44が固定されている。
図2、
図4に示すように、第4側壁17の内面と、第4側壁17の内面に対向する電池モジュール22の後面31との間には、通気空間45が形成されている。通気空間45は、電池モジュール22の温度調節に使用した後の冷却用空気を排出する空間である。
図3、
図4に示すように、天板18と、天板18と対向する電池モジュール22の上面32および制御モジュール23の上面との間には、冷却用空気が通過可能な第4隙間46が形成されている。第4隙間46は、第3側壁16から第4側壁17に至るまで延びている。第1隙間24、第2隙間25、第3隙間26、第4隙間46は、通気空間
36、45と連通している。電池モジュール22は、送風ファン44から通気空間
36に供給される冷却用空気が第1隙間24、第2隙間25、第3隙間26、第4隙間46を流通することで温度調節される。
【0021】
図3に示すように、下段の3個の電池モジュール22のうち、中央の電池モジュール22と、上段の2個の電池モジュール22に囲まれる領域には、制御モジュール23が設けられている。制御モジュール23は、上段の電池モジュール22と並設されている。制御モジュール23は、端子台50と、サービスプラグ51と、リレーとしてのシステムメインリレー52と、電池監視基板53と、電池ECU54を備えている。端子台50、サービスプラグ51、電池監視基板53および電池ECU54は、キャリッジ55に搭載されて、一体化されている。
【0022】
端子台50は、キャリッジ55の上部おいて第3側壁16と対向する位置に設けられている。端子台50は、絶縁材料により形成された端子台本体56と、端子台本体56に設けられた4本のバスバー57、58、59、60を備える。端子台本体56は、4本のバスバー57、58、59、60を保持する。4本のバスバー57、58、59、60は並設されており、互いに絶縁されている。端子台50は、総プラス中継端子としてのバスバー57および中間プラス中継端子としてのバスバー59が並設されたプラス部61を備える。また、端子台50は、プラス部61と並設され、総マイナス中継端子としてのバスバー58および中間マイナス中継端子としてのバスバー60が並設されたマイナス部62を備える。プラス部61とマイナス部62との間には、十分な空間が形成されていることによりプラス部61とマイナス部62との間は絶縁されている。
【0023】
バスバー57〜60の両端部は配線と接続可能である。
図5に示すように、バスバー57は配線63を介してシステムメインリレー52のプラス端子と接続されており、バスバー58は配線64を介してシステムメインリレー52のマイナス端子と接続されている。バスバー59は、配線65を介してサービスプラグ51のマイナス端子に接続されており、バスバー60は、配線66を介してサービスプラグ51のプラス端子に接続されている。
【0024】
バスバー57の第3側壁16と対向する端部には、総プラス端子T1と接続された配線40が接続されている。バスバー58の第3側壁16と対向する端部には、総マイナス端子T2と接続された配線41が接続されている。バスバー59の第3側壁16と対向する端部には、中間プラス端子T3と接続された配線42と接続されている。バスバー60の第3側壁16と対向する端部には、中間マイナス端子T4と接続された配線43が接続されている。
【0025】
サービスプラグ51は、中間プラス端子T3と中間マイナス端子T4との間を電気的に導通又は遮断する。システムメインリレー52は、総プラス端子T1および総マイナス端子T2と電気的に接続されている。電池監視基板53はキャリッジ55における端子台50の下方に設けられている。各電池モジュール22では、複数の電池セル(図示せず)が直列接続されており、各電池セルには電圧計(図示せず)が設けられている。電圧計は、電池監視基板53に接続されており、電池セルの電圧を電池監視基板53に出力する。電池監視基板53は、温度センサから出力された電池モジュール22内の各電池セルの温度と、電圧計から出力された電圧を電池ECU54に出力する。電池ECU54は、入力された電池セルの温度及び電圧に加え、電池モジュール22の電流に基づいて電池モジュール22の制御を行う。
【0026】
次に、本
参考例に係る蓄電装置10の作用について説明する。本
参考例の蓄電装置10を組み立てる場合、複数の電池モジュール22をベース板19上に積み上げて固定した後、制御モジュール23を組み付ける。複数の電池モジュール22は、バスバー37〜39の取り付けるとともに、端子台50に配線40〜
43を接続することにより、直列接続される。
【0027】
ところで、端子台50を組み付けたり、配線40〜
43を接続したりする場合、サービスプラグ51は通電が遮断された状態にされる。端子台50のバスバー57〜60は端子台本体56に組み付けられるが、本
参考例のバスバー57〜60の配列では、バスバー57とバスバー60が隣り合うことはなく、また、バスバー58とバスバー59が隣り合うことはない。従って、バスバー57〜60の組み付け中において、バスバー57とバスバー60が短絡したり、バスバー58とバスバー59が短絡したりすることはない。
【0028】
配線40〜
43は順番に接続されるが、総プラス端子T1と接続された配線40と中間マイナス端子T4と接続された配線43が接触する可能性は殆どない。また、総マイナス端子T2と接続された配線41と中間プラス端子T3と接続された配線42が接触する可能性も殆どない。つまり、配線40〜
43の組み付け中において、総プラス端子T1と接続された配線40と中間マイナス端子T4と接続された配線43が接触する可能性は小さい。また、総マイナス端子T2と接続された配線41と中間プラス端子T3と接続された配線42が接触する可能性も小さい。
【0029】
本
参考例の蓄電装置10は、以下の作用効果を奏する。
(1)端子台50におけるプラス部61では、総プラス中継端子としてのバスバー57と中間プラス中継端子としてのバスバー59が互いに隣り合う。端子台50におけるマイナス部62では、総マイナス中継端子としてのバスバー58と中間マイナス中継端子としてのバスバー60が互いに隣り合う。さらに、プラス部61とマイナス部62との間は絶縁されている。このため、端子台50の組み付けの際に、総プラス端子T1と中間マイナス端子T4との間での短絡や総マイナス端子T2と中間プラス端子T3との間での短絡が回避される。端子台50の組み付けの際にはサービスプラグ51が通電遮断の状態であることから、総プラス端子T1と中間プラス端子T3との間や総マイナス端子T2と中間マイナス端子T4との間では短絡は生じることはない。
【0030】
(2)中間プラス中継端子としてのバスバー59と中間マイナス中継端子としてのバスバー60が並設されている。従って、バスバー59とバスバー60が端子台50の中央に位置し、総プラス中継端子としてのバスバー57はバスバー59の外側に位置し、総マイナス中継端子としてのバスバー58はバスバー60の外側に位置する。このため、バスバー59、60からサービスプラグ51へ接続される配線65、66の取り回しが、バスバー59、60がバスバー57、58の外側に位置する場合よりも容易となる。
【0031】
(3)総プラス中継端子としてのバスバー57と総マイナス中継端子としてのバスバー58がバスバー59、60の外側に位置する。従って、このため、バスバー57、58からシステムメインリレー52へ接続される配線63、64の取り回しが、バスバー59、60がバスバー57、58の内側に位置する場合よりも容易となる。
【0032】
(4)電池モジュール22の正極端子28および負極端子29や、制御モジュール23の端子台50におけるバスバー57〜60が第3側壁16と対向する面に設けられている。このため、電池モジュール22を接続するバスバー37〜39や配線40〜43の短縮化を図ることができるほか、組み付け作業の作業効率を向上させることができる。端子台50は電池監視基板53の上部に設けられているため、バスバー57〜60と接続される配線40〜43、配線63〜66の組み付け作業が容易となる。
【0033】
(5)制御モジュール23では、端子台50、サービスプラグ51、システムメインリレー52、電池監視基板53および電池ECU54がキャリッジ55に搭載され一体化されている。このため、限られたスペースを有効活用することができる搭載効率の良い蓄電装置10を実現することができる。
【0034】
(第
1の実施形態)
次に、第
1の実施形態に係る蓄電装置について説明する。本実施形態の蓄電装置は、端子台の構成が第1の
参考例と異なる。本実施形態では、端子台以外の構成については、第1の
参考例と同じ構成であるため、第1の
参考例の説明を援用し、共通の符号を用いる。
【0035】
図6に示すように、本実施形態の蓄電装置70の端子台71は、端子台71は、絶縁材料により形成され、バスバー57、58、59、60を保持する端子台本体72を備える。端子台本体72は、プラス部61を保持するプラス端子台本体部73と、マイナス部62を保持するマイナス端子台本体部74とに、分割されている。プラス端子台本体部73とマイナス端子台本体部74との間には十分な空間が形成され、プラス部61とマイナス部62との間は絶縁されている。
【0036】
本実施形態によれば、第1の
参考例の作用効果(1)〜(5)と同等の作用効果を奏する。さらに、プラス部61とマイナス部62が互いに独立しているので、制御モジュール23における端子台71のレイアウトの設計自由度が高くなる。
【0037】
(第
2の
参考例)
次に、第
2の
参考例に係る蓄電装置について説明する。本
参考例の蓄電装置は、端子台におけるバスバーの配列が第1の
参考例と異なる。本
参考例では、端子台以外の構成については、第1の
参考例と同じ構成であるため、第1の
参考例の説明を援用し、共通の符号を用いる。
【0038】
図7に示すように、本
参考例の蓄電装置80の端子台81は、バスバー82、83、84、85と端子台本体56を備えている。バスバー82とバスバー84が隣り合い、バスバー83とバスバー85が隣り合い、バスバー84、85はバスバー82、83の間に位置する。バスバー82〜85の構造は第1の実施形態のバスバー57〜60と同じである。
【0039】
バスバー82は配線88を介してサービスプラグ51のプラス端子と接続されている。バスバー83は配線89を介してサービスプラグ51のマイナス端子と接続されている。バスバー84は配線90をシステムメインリレー52のプラス端子と接続されており、バスバー85は配線91を介してシステムメインリレー52のマイナス端子と接続されている。端子台81は、中間プラス中継端子としてのバスバー82および総プラス中継端子としてのバスバー84が並設されたプラス部86を備える。また、端子台81は、プラス部86と並設され、中間マイナス中継端子としてのバスバー83および総マイナス中継端子としてのバスバー85が並設されたマイナス部87を備える。プラス部86とマイナス部87との間には、十分な空間が形成されていることにより絶縁されている。
【0040】
本実施形態の蓄電装置80は、第1の
参考例の作用効果(1)、(4)、(5)と同等の作用効果を奏する。
【0041】
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、例えば、次のように変更してもよい。
【0042】
○ 上記の実施形態では、電池モジュールの数が4個である例を説明したが、電池モジュールの数は限定されず、複数であればよい。また、電池モジュールは複数の電池セルを備えた電池モジュールだけでなく単一の電池セルによる電池モジュールであってもよい。
○ 上記の実施形態では、端子台における総プラス中継端子、総マイナス中継端子、中間プラス中継端子および中間マイナス中継端子をバスバーとしたが、これらの中継端子はバスバーに限定されない。例えば、導電性を有するボルト等を端子台における各中継端子として用いてもよい。
○ 上記の実施形態では、電池モジュール同士の電気的な接続のためにバスバーを用いたが、この限りではなく、例えば、バスバー以外の配線を用いて電池モジュール同士の電気的な接続を図ってもよい。
○ 上記の実施形態では、サービスプラグは蓄電装置のケースの天板から露出されたが、この限りではない。サービスプラグがキャリッジに設けられるのであれば、サービスプラグの露出位置は特に限定されない。例えば、サービスプラグがケースの第3側壁、あるいは第4側壁から露出されてもよい。