(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記の技術によると、ベースプレート上に配置される蓄電パックの個数および各部材の位置等が固定であるため、蓄電パックは、蓄電パックが搭載される、例えばハイブリッド自動車の車種に専用のものとなっていた。すなわち、従来、ベースプレート構造は、搭載される車種等に応じて専用に設計される必要があった。そのため、車種等に応じて専用に設計する必要のない汎用性のあるベースプレート構造が所望されていた。
【0005】
本明細書に開示される技術は、上記のような事情に基づいて完成されたものであって、汎用性のある蓄電パックのベースプレート構造を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本明細書によって開示される蓄電パックのベースプレート構造は、複数の蓄電素子から成る蓄電モジュールを含む蓄電パックのベースプレート構造であって、平面視において複数の辺を有する形状を有し、少なくとも一個の前記蓄電モジュールが載置されるユニットベースプレートと、前記蓄電モジュールに接続される配線部材と、を備え、前記ユニットベースプレートは、前記配線部材を、前記配線部材の配策方向を変更可能に配策させる複数のユニット配策溝と、各辺に形成されたユニット結合部であって、当該ユニットベースプレートを他のユニットベースプレートに結合させるユニット結合部と、を有する。
本構成によれば、ニットベースプレートは、配線部材を、配線部材の配策方向を変更可能に配策させる複数のユニット配策溝と、各辺に形成されたユニット結合部であって、当該ユニットベースプレートを他のユニットベースプレートに結合させるユニット結合部と、を有する。そのため、ユニット結合部を介して複数のニットベースプレートを自在に結合させることができる。また、複数のユニット配策溝によって、結合された複数のニットベースプレート上において、配線部材を自在に配策させることができる。それによって、車種等に応じて専用に設計する必要がなく、複数の車種等に対応できる汎用性のある蓄電パックのベースプレート構造を構築することができる。
【0007】
上記蓄電パックのベースプレート構造において、前記蓄電パックは、複数の蓄電モジュールを含み、前記配線部材は、隣接する蓄電モジュール間を接続するモジュール間バスバーと、前記複数の蓄電モジュールから電力を取り出すための出力バスバーと、前記蓄電モジュールの状態に係る信号が伝達される信号線と、を含むようにしてもよい。
本構成によれば、配線部材としての、モジュール間バスバー、出力バスバー、および信号線を。複数のニットベースプレート上において自在に配策させることができる。
【0008】
また、上記蓄電パックのベースプレート構造において、前記複数のユニット配策溝は、碁盤目状に配置されているようにしてもよい。
本構成によれば、複数のユニット配策溝を碁盤目状とすることによって、配線部材の配策方向を変更可能に配策させる複数のユニット配策溝を、簡易かつ好適に構成できる。
【0009】
また、上記蓄電パックのベースプレート構造において、前記ユニットベースプレートは、平面視において矩形の形状を有するようにしてもよい。
本構成によれば、ユニットベースプレートの形状を平面視において矩形の形状とすることによって、ユニットベースプレートの面積を最適化できる。すなわち、蓄電モジュールの平面形状は通常、矩形とされる場合が多く、ユニットベースプレートの形状を蓄電モジュールの形状に合わせることがでる。それによって、ユニットベースプレート上において無駄なスペースを省くことができ、ユニットベースプレートの面積的な利用効率を最適化できる。
【0010】
また、上記蓄電パックのベースプレート構造において、前記ユニット結合部は、複数の第1結合部と、前記複数の第1結合部と結合可能な複数の第2結合部とを含み、前記複数の第1結合部は、対抗する一対の長辺および短辺において、それぞれの一方の辺に形成され、前記複数の第2結合部は、対抗する一対の長辺および短辺において、前記第1結合部が形成された辺とは異なる他方の辺に形成されているようにしてもよい。
本構成によれば、一つのユニットベースプレートを他のユニットベースプレートに結合させる際に、各辺を有効に利用できる。
【0011】
また、上記蓄電パックのベースプレート構造において、平面視において複数の辺を有する形状を有し、前記ユニットベースプレートに接続され、前記蓄電モジュールの保護部材が搭載される補助ベースプレートをさらに備え、
前記補助ベースプレートは、前記配線部材を、前記配線部材の配策方向を変更可能に配策させる複数の補助配策溝と、各辺に形成された補助結合部であって、当該補助ベースプレートを前記ユニットベースプレートの前記ユニット結合部に接続する補助結合部と、を有するようにしてもよい。
本構成によれば、ベースプレート構造に蓄電モジュールが搭載されない補助ベースプレートが含まれる場合であっても、補助ベースプレートをユニットベースプレートに結合させる箇所が、ユニットベースプレートの所定の辺に固定されないため、汎用性のある蓄電パックのベースプレート構造を構成することができる。
【0012】
また、上記蓄電パックのベースプレート構造において、前記配線部材は、前記複数の蓄電モジュールから電力を取り出すための出力バスバーと、前記蓄電モジュールの状態に係る信号が伝達される信号線と、を含み、前記複数の補助配策溝は、碁盤目状に配置されているようにしてもよい。
本構成によれば、配線部材としての、出力バスバー、および信号線を。補助ベースプレート上において自在に配策させることができる。
【0013】
また、上記蓄電パックのベースプレート構造において、前記ユニットベースプレートの前記ユニット結合部は、複数の第1結合部と、前記複数の第1結合部と結合可能な複数の第2結合部とを含み、前記補助ベースプレートは、平面視において矩形の形状を有し、前記補助結合部は、複数の第1補助結合部と、複数の第2補助結合部とを含み、前記複数の第1補助結合部は、対抗する一対の長辺および短辺において、それぞれの一方の辺に形成され、前記複数の第2補助結合部は、対抗する一対の長辺および短辺において、前記第1補助結合部が形成された辺とは異なる他方の辺に形成されており、各第1補助結合部は、前記ユニットベースプレートの前記第2結合部に結合可能であり、各第2補助結合部は、前記ユニットベースプレートの前記第1結合部に結合可能であるようにしてもよい。
本構成によれば、補助ベースプレートをユニットベースプレートの任意の辺に、容易かつ自在に結合させることができる。そのため、ベースプレート構造に補助ベースプレートが含まれる場合において、ベースプレート構造の汎用性をさらに高めることができる。
【0014】
また、本明細書に開示される蓄電パックは、上記のいずれかに記載の蓄電パックのベースプレート構造と、前記蓄電モジュールと、を備える。
本構成によれば、蓄電モジュールを備えた、汎用性のある蓄電パックを構築することができる。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、汎用性のある蓄電パックのベースプレート構造を構築することができる。
【発明を実施するための形態】
【0017】
<実施形態>
本発明の一実施形態を
図1から
図12を参照しつつ説明する。本実施形態に係る蓄電パック100は、図示しない電気自動車、ハイブリッド車、自動車等の車両に搭載される。なお、蓄電パック100の適用は、車両に搭載される場合に限られない。以下の説明では、
図1の矢印Xで示される方向を右方とし、矢印Yで示される方向を前方とし、矢印Zで示される方向を上方として説明する。なお、蓄電パック100は、車両に任意の姿勢で取り付け可能である。
【0018】
1.蓄電パックの構成
図1および
図2に示すように、蓄電パック100は、大きくは、ベースプレート構造10、絶縁プロテクタ40、および複数(本実施形態では4個)の蓄電モジュール50を含む。各蓄電モジュール50は、直列接続された複数の蓄電素子51から成る。蓄電素子51は、本実施形態では、例えば、リチウムイオン電池である。なお、蓄電素子51はリチウムイオン電池に限られない。
【0019】
ベースプレート構造10は、大きくは、蓄電モジュール50が搭載されるユニットベースプレート20と、蓄電モジュール50の保護部材等が搭載される補助ベースプレート30とを含む。ベースプレート構造10の詳細は、後述する。
【0020】
絶縁プロテクタ40は、例えば合成樹脂によって形成され、
図3に示されるように、蓄電モジュール用の二個の絶縁プロテクタ40Aと、保護部材等用の絶縁プロテクタ40Bとを含む。絶縁プロテクタ40Aは、蓄電モジュール50をボルト等によって固定するためのネジ孔41、同絶縁プロテクタ40Aをユニットベースプレート20に固定するための貫通孔42、筒孔43、角柱状孔44、およびコネクタ保持部45を含む。各絶縁プロテクタ40には、
図1に示されるように、二個の蓄電モジュール50が載置される。
【0021】
また、保護部材用の絶縁プロテクタ40Bには、
図3に示されるように、保護部材としての、リレー46、電流検出器47、およびヒューズ48等が取り付けられている。また、絶縁プロテクタ40Bは、ECU等に接続されるコネクタ
60が接続されるコネクタソケット49が取り付けられている。
【0022】
2.ベースプレート構造の構成
ベースプレート構造10は、
図4および
図5に示されるように、大きくは、ユニットベースプレート20、配線部材(2、3、4、5、6)、および補助ベースプレート30を備える。なお、本実施形態では、ベースプレート構造10は、2個のユニットベースプレート20を備える。
【0023】
ユニットベースプレート20は、
図7に示されるように、平面視において複数の辺を有する形状(本実施形態では、4辺を有する矩形状)を有し、ユニットベースプレート20には、少なくとも一個(本実施形態では2個)の蓄電モジュール50が載置される。
【0024】
また、ユニットベースプレート20は、配策方向を変更可能に、配線部材(2、3、4、5、6)を配策させる複数のユニット配策溝(21A、21B)と、各辺に形成されたユニット結合部(22、23)と、を有する。
【0025】
ユニット結合部(22、23)は、一つのユニットベースプレート20を他のユニットベースプレート20に結合させる。詳細には、
図7に示されるように、ユニット結合部(22、23)は、複数の第1結合部22と、複数の第1結合部22と結合可能な複数の第2結合部23とを含む。複数の第1結合部22は、対抗する一対の長辺および短辺において、それぞれの一方の辺に形成され、複数の第2結合部23は、対抗する一対の長辺および短辺において、第1結合部22が形成された辺とは異なる他方の辺に形成されている。言い換えれば、複数の第1結合部22は、対抗する一対の長辺の一方の長辺に形成され、対抗する一対の短辺の一方の短辺に形成されている。一方、複数の第2結合部23は、対抗する一対の長辺の他方の長辺に形成され、対抗する一対の短辺の他方の短辺に形成されている。
【0026】
第1結合部22は、詳しくは、本実施形態では、
図6、
図8および
図10等に示されるように、貫通孔22Bを有し、下方の突出する凸部22Aを有する。一方、第2結合部23は、本実施形態では、
図6、
図8および
図10等に示されるように、貫通孔23Aを有する。
図10に示されるように、第1結合部22の凸部22Aが第2結合部23の貫通孔23Aに嵌合することによって、隣接する2枚のユニットベースプレート20が接合される。
【0027】
ユニット配策溝(21A、21B)は、
図7に示されるように、碁盤目状に配置されている。すなわち、ユニット配策溝(21A、21B)は、
図7の矢印Y方向に走る複数の縦ユニット配策溝21Aと、
図7の矢印X方向に走る複数の横ユニット配策溝21Bとによって構成される。
【0028】
配線部材(2、3、4、5、6)は、
図4および
図5に示されるように、隣接する蓄電モジュール50間を接続するモジュール間バスバー(4、5)と、複数の蓄電モジュール50から電力を取り出すための出力バスバー(2、3)と、蓄電モジュール50の状態に係る信号が伝達される信号線6とを含む。なお、本実施形態では、信号線6は、蓄電素子51の電圧を検知するための電圧検知線である。出力バスバー(2、3)の一方は蓄電モジュール50の正極に接続され、他方は負極に接続される。
【0029】
補助ベースプレート30は、
図12に示されるように、平面視において複数の辺を有する形状(本実施形態では、4辺を有する矩形状)を有し、ユニットベースプレート20に接合されている。補助ベースプレート30には、上記したように蓄電モジュール50の保護部材等が搭載される。また、蓄電モジュール50からの電力を外部に出力するための電極端子34が設けられている。
【0030】
また、補助ベースプレート30は、ユニットベースプレート20と同様に、配策方向を変更可能に、配線部材(2、3、6)を配策させる複数の補助配策溝(31A、31B)と、各辺に形成された補助結合部(32、33)と、を有する。
【0031】
補助結合部(32、33)は、ユニットベースプレート20のユニット結合部(22、23)に結合して、補助ベースプレート30をユニットベースプレート20に接合させる。
【0032】
詳細には、
図11および
図12に示されるように、補助結合部(32、33)は、複数の第1補助結合部32と、複数の第1補助結合部32と結合可能な複数の第2補助結合部33とを含む。複数の第1補助結合部32は、対抗する一対の長辺および短辺において、それぞれの一方の辺に形成され、複数の第2補助結合部33は、対抗する一対の長辺および短辺において、第1補助結合部32が形成された辺とは異なる他方の辺に形成されている。言い換えれば、複数の第1補助結合部32は、対抗する一対の長辺の一方の長辺に形成され、対抗する一対の短辺の一方の短辺に形成されている。一方、複数の第2補助結合部33は、対抗する一対の長辺の他方の長辺に形成され、対抗する一対の短辺の他方の短辺に形成されている。
【0033】
ここで、第1補助結合部32はユニットベースプレート20の第1結合部22と同一の構成であり、また、第2補助結合部33はユニットベースプレート20の第2結合部23と同一の構成である。すなわち、第1結合部22は、
図11および
図12に示されるように、下方の突出する中空状の凸部32Aを有する。一方、第2補助結合部33は、
図11および
図12に示されるように、貫通孔33Aを有する。そのため、各第1補助結合部32は、ユニットベースプレート20の第2結合部23に結合可能であり、各第2補助結合部33は、ユニットベースプレートの第1結合部22に結合可能である。詳細には、本実施形態では、
図5に示されるように、第1結合部22の凸部22Aが、第2補助結合部33の貫通孔33Aに嵌合することによって、補助ベースプレート30がユニットベースプレート20に接合されている。
【0034】
補助配策溝(31A、31B)は、
図11および
図12に示されるように、ユニット配策溝(21A、21B)と同様に、碁盤目状に配置されている。すなわち、補助配策溝(31A、31B)は、
図12の矢印Y方向に走る複数の縦ユニット配策溝31Aと、
図12の矢印X方向に走る複数の横ユニット配策溝31Bとによって構成される。
【0035】
配線部材(2、3、6)は、複数の蓄電モジュール50から電力を取り出すための出力バスバー(2、3)と、蓄電モジュール50の状態に係る信号が伝達される信号線(本実施形態では電圧検知線)6とを含む。なお、
図5等において、補助ベースプレート30上での配線部材(2、3、6)の詳細な配策は省略されている。
【0036】
3.蓄電パックの製造工程
続いて、本実施形態に係る蓄電パック100の製造工程の一例を説明する。なお、蓄電パック100の製造工程は、以下の記述に限定されるものではない。
【0037】
図6および
図11に示すように、絶縁性の合成樹脂によりユニットベースプレート20および補助ベースプレート30を、所定の形状に成形する。次いで、2枚のユニットベースプレート20を接合するとともに、ユニットベースプレート20に補助ベースプレート30を接合する。
【0038】
次いで、
図4および
図5に示されるように、出力バスバー(2、3)を、ユニット配策溝(21A、21B)および補助配策溝(31A、31B)を介してユニットベースプレート20および補助ベースプレート30に取り付ける。また、モジュール間バスバー(4、5)を、ユニット配策溝(21A、21B)を介してユニットベースプレート20に取り付ける。さらに、電圧検知線6を、ユニット配策溝(21A、21B)および補助配策溝(31A、31B)を介してユニットベースプレート20および補助ベースプレート30に取り付ける。
【0039】
次いで、ユニットベースプレート20上に絶縁プロテクタ40Aを取り付けるとともに、保護部材が取り付けられた保護部材用の絶縁プロテクタ40Bを補助ベースプレート30上に取り付ける。
【0040】
次いで、絶縁プロテクタ40A上に蓄電モジュール50を取り付けることにより、
図1に示されるような蓄電パック100が完成する。
【0041】
4.実施形態の作用、効果
本実施形態では、ユニットベースプレート20は、配線部材(2、3、4、5、6)を、その配策方向を変更可能に配策させる複数のユニット配策溝(21A,21B)と、各辺に形成されたユニット結合部(22、23)であって、一つのユニットベースプレート20を他の一つのユニットベースプレート20に結合させるユニット結合部(22、23)と、を有する。そのため、ユニット結合部(22、23)を介して複数のユニットベースプレート20を自在に結合させることができる。また、複数のユニット配策溝(21A,21B)によって、結合された複数のユニットベースプレート20上において、配線部材(2、3、4、5、6)を自在に配策させることができる。それによって、車種等に応じて専用に設計する必要がなく、複数の車種等に対応できる汎用性のある蓄電パックのベースプレート構造10を構築することができる。
【0042】
その際、配線部材としての、モジュール間バスバー(4、5)、出力バスバー(2、3)、および電圧検知線6を、複数のユニット配策溝(21A,21B)を介して、二個(複数)のユニットベースプレート20上において自在に配策させることができる。
また、出力バスバー(2、3)、モジュール間バスバー
(4、5)、および電圧検知線6を、隣接するユニットベースプレート20間、あるいはユニットベースプレート20と補助ベースプレート30との間をまたぐ部材として、各プレートを接合した後に配策できる。それによって、各プレート間をコネクタ接続したり、ボルト締結したりする工程を省略できる、それによって、工程数を削減したり、プレート間の接続部品を削減したりできる。また、ベースプレート(20、30)内で配線を行うことができるため、配線のためのスペースを削減できる。
【0043】
また、複数のユニット配策溝(21A,21B)は、碁盤目状に配置されている。それによって、配線部材の配策方向を変更可能に配策させる複数のユニット配策溝を、簡易に、かつ配策に利便な形態に構築できる。
【0044】
また、ユニットベースプレート20の形状を平面視において矩形の形状とすることによって、ユニットベースプレート20の面積を最適化できる。すなわち、蓄電モジュール50の平面形状は通常、矩形とされる場合が多く、ユニットベースプレート20の形状を蓄電モジュール50の形状に合わせることがでる。それによって、ユニットベースプレート20上において無駄なスペースを省くことができ、ユニットベースプレート20の面積的な利用効率を最適化できる。
【0045】
また、ユニットベースプレート20の複数の第1結合部22は、対抗する一対の長辺および短辺において、それぞれの一方の辺に形成され、複数の第2結合部23は、対抗する一対の長辺および短辺において、第1結合部22が形成された辺とは異なる他方の辺に形成されている。そのため、一つのユニットベースプレート20を他のユニットベースプレート20に結合させる際に、一つのユニットベースプレート20の各辺に他の一つのユニットベースプレート20を結合させることができる。すなわち、一つのユニットベースプレートを他のユニットベースプレートに結合させる際に、各辺を有効に利用できる。それによってベースプレート構造10の汎用性を高めることができる。
【0046】
また、蓄電モジュール50の保護部材が搭載される補助ベースプレート30は、配線部材を、配線部材の配策方向を変更可能に配策させる複数の補助配策溝(31A、31B)と、各辺に形成された補助結合部(32、33)であって、補助ベースプレート30をユニットベースプレート20のユニット結合部(
22、23)に接続する補助結合部(32、33)と、を有する。そのため、ベースプレート構造10に補助ベースプレート30が含まれる場合であっても、補助ベースプレート30をユニットベースプレート20に結合させる箇所が、ユニットベースプレート20の所定の辺に固定されないため、汎用性のある蓄電パックのベースプレート構造10を構成することができる。
【0047】
その際、配線部材としての、出力バスバー(2、3)、および電圧検知線6を、複数の補助配策溝(31A、31B)を介して、補助ベースプレート30上において自在に配策させることができる。
【0048】
また、補助ベースプレート30の複数の第1補助結合部32は、対抗する一対の長辺および短辺において、それぞれの一方の辺に形成され、複数の第2補助結合部33は、対抗する一対の長辺および短辺において、第1補助結合部32が形成された辺とは異なる他方の辺に形成されている。そして、各第1補助結合部32は、ユニットベースプレート20の第2結合部23に結合可能であり、各第2補助結合部33は、ユニットベースプレート20の第1結合部22に結合可能である。この構成によって、補助ベースプレート30をユニットベースプレートの任意の辺に、容易かつ自在に結合させることができる。そのため、ベースプレート構造10に補助ベースプレート30が含まれる場合において、ベースプレート構造10の汎用性を高めることができる。
【0049】
また、本実施形態の蓄電パック100は、本実施形態の上記ベースプレート構造10を備える。そのため、搭載される車種等に応じて専用に設計する必要のない、汎用性のある蓄電パック100を構築することができる。その際、配線の変更のみで車両スペースに応じた蓄電パック100を提供できる。
【0050】
<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。
【0051】
(1)上記実施形態では、ベースプレート構造10を、
図4に示されるように、二個のユニットベースプレート20と一個の補助ベースプレート30とによって構成し、それぞれのプレートを、長方形(矩形)の長辺を結合させる例を示したが、ベースプレート構造10のプレート構成および結合態様はこれに限られない。
図13に示されるように、ユニットベースプレート20の個数は二個に限られず、また、隣接する二個のユニットベースプレート20の短辺どうしを結合させてもよい。また、補助ベースプレート30の短辺を、ユニットベースプレート20の短辺に結合させてもよいし、あるいはユニットベースプレート20の長辺に結合させてもよい。また、補助ベースプレート30の個数も一個に限られない。
【0052】
すなわち、ベースプレート構造10の構成は、ユニットベースプレート20の結合部(22,23)および補助ベースプレート30の結合部(32、33)の構成によって、蓄電パック100の蓄電モジュール50の配置構成および個数(容量)等に応じて、適宜、対応させることができる。
【0053】
(2)上記実施形態においては、配線部材として、出力バスバー(2、3)、モジュール間バスバー(4,5)および電圧検知線6を例示したが、配線部材はこれらに限られない。例えば、配線部材として、さらに、温度検知線を含んでもよい。
【0054】
(3)上記実施形態においては、ベースプレート構造10は、補助ベースプレート30を備える例を示したがこれに限られず、補助ベースプレート30は省略されてもよい。
【0055】
(4)上記実施形態においては、ユニットベースプレート20および補助ベースプレート30の平面形状が矩形(長方形)である例を示したが、これに限られない。ユニットベースプレート20および補助ベースプレート30の平面形状は、例えば正方形であってもよいし、あるいは六角形であってもよい。
【0056】
(5)上記実施形態においては、ユニットベースプレート20の複数のユニット配策溝(21A、21B)、および補助ベースプレート30の複数の補助配策溝(31A、31B)は、直線状であって碁盤目状に配置されている例を示したか、各配策溝の配置形態は碁盤目状に限られない。例えば、配策溝は、例えば、曲線部分、あるいは所定角度に傾斜した傾斜部分を含んでもよい。
【0057】
(6)上記実施形態においては、ユニットベースプレート20の複数の第1結合部22は、対抗する一対の長辺および短辺において、それぞれの一方の辺に形成され、複数の第2結合部23は、対抗する一対の長辺および短辺において、第1結合部22が形成された辺とは異なる他方の辺に形成されている例を示したが、結合部(22、23)の形成態様は必ずしもこれに限られない。例えば、複数の第1結合部22は、対抗する一対の長辺において、一方の長辺のみに形成され、複数の第2結合部23は、他方の長辺のみに形成されるようにしてもよい。
【0058】
同様に、補助ベースプレート30の複数の第1補助結合部32は、対抗する一対の長辺および短辺において、それぞれの一方の辺に形成され、複数の第2補助結合部33は、対抗する一対の長辺および短辺において、第1補助結合部32が形成された辺とは異なる他方の辺に形成されている例を示したが、補助結合部(32、33)の形成態様は必ずしもこれに限られない。例えば、複数の第1補助結合部32は、対抗する一対の長辺において、一方の長辺のみに形成され、複数の第2補助結合部33は、他方の長辺のみに形成されるようにしてもよい。