JP2011124072A - 電源装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】異なる電池3の端子3a,3b間を電気的に接続された複数の電池3を並べて載置する電池載置部材12が上下方向に複数段に並べられ、上下方向で隣接する前記電池載置部材12間において異なる電池の端子3a,3b間が段間接続用のバスバー4b,4dにて電気的に接続された電源装置において、前記段間接続用のバスバー4b,4dは、前記電池載置部材12における前記電池3の並び方向に沿って延びる配線部分が存在し、且つ、その配線部分は、バスバー固定用部材13によって前記電池載置部材12に沿わせて固定されている。
【選択図】図1
Description
このような電源装置の構成形態としては、下記特許文献1や下記特許文献2にも記載のように、蓄電池を一連に並べて載置する棚を上下に複数段に並べて、複数の蓄電池を電気配線する構成が一般的である。
この電気配線の仕方として、下記特許文献1にも記載のように、上下で隣接する棚間における蓄電池の端子間の接続をケーブル配線を取り回して行う手法がある。
具体的に説明すると、図8に示すように、仮に蓄電池を全て直列に接続するものとして、ある棚101の蓄電池101a,101b,101c,101dの並びの一端側に位置する蓄電池101aの端子104と、その棚101の下側の棚102の蓄電池102a,102b,102c,102d並びの他端側に位置する蓄電池102dの端子104とをケーブル配線103を引き回して接続することで、隣接する棚間の配線を行う。
ちなみに、下記特許文献2では、上下の棚間の接続をいわゆるバスバーにて行い、そのバスバーにて上下方向で隣接する蓄電池間を接続しているが、このような接続を可能とするためには、各蓄電池の端子の極性を異ならせたり、あるいは、蓄電池の載置姿勢を異ならせたりするという制限を伴うことになる。
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、電池の載置姿勢や端子の極性を可及的に共通化できるようにしながら、上下で隣接する電池載置部材間での電気配線に要するスペースを可及的に小さくする点にある。
このように、一般に同一の電流容量のケーブルに対して容積が小さく、且つ、剛体として所望の配置形状に設定し易いバスバーを段間の配線に使用することで、電池の並びに沿ってバスバーを長く引き回す場合でも、上下方向で必要となるスペースは可及的に抑制することができる。
従って、段間配線のためのバスバーが上下方向で支配するスペースを可及的に小さくできる。
又、本出願の第3の発明は、上記第1又は第2の発明の構成に加えて、前記段間接続用のバスバーにおける前記電池の並び方向に沿って延びる配線部分は、前記バスバー固定用部材によって前記電池載置部材の下面側に押圧される状態で固定されている。
すなわち、段間の配線のためのバスバーを電池載置部材の下面側に押しつけた状態で配線することにより、電池の並びに沿ってバスバーを長く引き回す場合でも、上下方向で必要となるスペースは可及的に抑制することができる。
すなわち、バスバー固定用部材にて電池載置部材の下面側にバスバーを押圧固定する場合において、電池載置部材又はバスバー固定用部材に凹溝を形成して、その中にバスバーを位置させることで、その凹溝の深さ分に応じて、バスバーの配線が支配する上下幅を小さくすることができる。
従って、電池載置部材やバスバー固定用部材の材質自体を電気的な絶縁材にて構成しているので、電池載置部材やバスバー固定用部材におけるバスバーとの接触箇所に絶縁処理を施す作業や、電源装置に組み立て時において、電池載置部材やバスバー固定用部材とバスバーとの間に絶縁部材を挟み込むような作業等の作業が不要となる。
すなわち、上下で隣接する電池載置部材間の配線をバスバーにて行う場合、振動等によって電池が移動してしまうと、電池とバスバーとの接続箇所の他に電池やバスバー自体にもに機械的なストレスがかかってしまうことになる。
そこで、上方移動阻止部材にて電池の上方への移動(浮き上がり)を阻止することによって、振動等による電池の移動を阻止する。
従って、1つの電池載置部材上の電池に対して、単一部材の上方移動阻止部材にてまとめて上方移動を阻止できる。
すなわち、上下で隣接する電池載置部材間の配線をバスバーにて行う場合、振動等によって電池が移動してしまうと電池とバスバーとの接続箇所の他に電池やバスバー自体にもに機械的なストレスがかかってしまうことになる。
そこで、電池の並び方向での電池のすべり移動を阻止する第1移動阻止部材を備えることで、振動等による電池の移動を阻止する。
すなわち、上下で隣接する電池載置部材間の配線をバスバーにて行う場合、振動等によって電池が移動してしまうと電池とバスバーとの接続箇所の他に電池やバスバー自体にもに機械的なストレスがかかってしまうことになる。
そこで、電池の並び方向と交差する方向での電池のすべり移動を阻止する第2移動阻止部材を備えることで、振動等による電池の移動を阻止する。
すなわち、電池は、電池載置部材側の壁部材と飛び出し阻止部材とに挟まれる状態で、電池の並び方向と交差する方向でのすべり移動を阻止され、更にその状態では、電池の縦壁面に形成された係合部と壁部材側の被係合部とが、例えば嵌合させる形で係合作用して、壁部材の面に沿う方向への移動が阻止される。
又、上記第2の発明によれば、段間配線のためのバスバーが上下方向で支配するスペースを可及的に小さくできるので、上下で隣接する電池載置部材間での電気配線に要するスペースをより一層小さくできるものとなった。
又、上記第3の発明によれば、段間の配線のためのバスバーを電池載置部材の下面側に押しつけた状態で配線することで、電池の並びに沿ってバスバーを長く引き回す場合でも、上下方向で必要となるスペースを更に抑制することができる。
又、上記第5の発明によれば、電池載置部材やバスバー固定用部材おけるバスバーとの接触箇所に絶縁処理を施す作業や、電源装置に組み立て時において、電池載置部材やバスバー固定用部材とバスバーとの間に絶縁部材を挟み込むような作業等の作業が不要となり、電源装置の製作に要する作業負担を軽減することができる。
又、上記第7の発明によれば、単一部材の上方移動阻止部材にて1つの電池載置部材上の電池をまとめて電池載置部材上に押しつけることができるので、電源装置の装置構成の簡素化及び電源装置の組み立て作業の簡単化を図れる。
又、上記第9の発明によれば、電池の並び方向と交差する方向での電池のすべり移動を阻止する第2移動阻止部材を備えることで、振動等による電池の移動を阻止することができ、電池やバスバーにかかる機械的なストレスを低減してより信頼性の高いものとすることができる。
又、上記第10の発明によれば、電池は、電池載置部材側の壁部材と飛び出し阻止部材とに挟まれる状態で、電池の並び方向と交差する方向でのすべり移動を阻止され、更にその状態では、電池の縦壁面に形成された係合部と壁部材側の被係合部とが係合作用して、壁部材の面に沿う方向での移動が阻止されるので、電池の並び方向と交差する方向での電池のすべり移動を阻止するための構成要素である壁部材を利用しながら更に電池の移動を阻止して、振動等による電池の移動をより効果的に阻止することができ、電池やバスバーにかかる機械的なストレスを低減してより信頼性の高いものとすることができる。
本実施の形態の電源装置PUは、正面視の概略図である図7に示すように、枠体1に複数段(本実施の形態では5段)の棚2を備えて、その棚2上に電池3を複数個(本実施の形態では4個)並べて載置し、異なる電池3の端子間を電気的に接続している。本実施の形態の電池3は後述のように蓄電池であり、以下において「蓄電池3」と表記する。
図6では、電源装置PUを枠体1を除いた状態で斜視図で示しており、図6において矢印Aにて示す方向が正面側である。尚、他の図面においても、正面側を矢印Aにて示している。
本実施の形態では、これらの蓄電池3を全て直列接続して高電圧高容量の群電池を構成する場合を例示して説明するが、直列接続及び並列接続を適宜に組合わせた蓄電池3の接続構成としても良い。
正極端子3a及び負極端子3bは、棚2の左端側の斜視図である図1に示すように、図7における正面側(図1において矢印Aで示す側)の端部に寄せる状態で蓄電池3の上面に配置し、端子ボルトの形状を有して電気配線部材をボルト止めする構成としている。本実施の形態の電源装置PUにおいては、何れの蓄電池3も、正極端子3aが正面視で右側に位置し負極端子3bが正面視で左側に位置するものを使用する場合を例示して説明する。
尚、以下において「左」あるいは「右」と表現するときは、全てこの正面視を基準にしているものとする。又、矢印Aで示す方向を、正面側を「前」とした前後方向として表記する場合もある。
更に、棚2上で左端に位置する蓄電池3の負極は、その棚2と上下方向で隣接する棚2(すなわち、上側あるいは下側の棚2)で右端に位置する蓄電池3の正極端子3aに電気的に接続される。
このような電気配線によって、本実施の形態の電源装置PU全体としては、最上段の棚2の右端の蓄電池3が最も高電位側に位置し、最下段の左端の蓄電池3が最も低電位側に位置することになる。
1つの棚2内において隣接する蓄電池3間の負極端子3bと正極端子3aとの接続は、図1等に示すように、比較的に短尺の電池間バスバー4aを使用し、電池間バスバー4aの両端付近を負極端子3bと正極端子3aとにボルト止めしている。
この段間接続用のバスバーは、上述のように棚2の略全幅に亘って、棚2上での蓄電池3の並び方向に沿って引き回される配線部分を有している。
各棚2は、枠体1に対して左右方向に掛け渡されているアングル部材11とそのアングル部材11上に固定支持される電池載置部材12とを主要部として構成されている。
アングル部材11は、平面を上方に向ける姿勢で両端を枠体1に固定されて、前後方向(矢印Aで示す方向)に2本並べて設置されている。
電池載置部材12は、ガラス材を混成して補強したフェノール樹脂等の電気的絶縁材にて板状に形成され、この電池載置部材12上に、電池間バスバー4aにて端子間が電気的に接続された蓄電池3が並べて載置されている。
中継用バスバー4dは、バスバー固定用部材であるバスバー押圧板13と、電池載置部材12の下面との間に、夫々の板面が平行となる姿勢の状態で挟まれ、図示を省略するネジ止め等でバスバー押圧板13を電池載置部材12の下面側に固定することで、電池載置部材12に沿わせた姿勢で、電池載置部材12の下面側に押圧される状態で固定されている。
バスバー押圧板13の材質は、電池載置部材12と同様にフェノール樹脂等の電気的絶縁材を使用している。
又、バスバー押圧板13における電池載置部材12の下面を向く側の面には、中継用バスバー4dとの接当箇所に、中継用バスバー4dを通すための幅広で浅い凹溝が蓄電池3の並び方向延びる状態で形成されている。電池載置部材12の下面側にバスバー押圧板13を組み付ける際は、上記の凹溝内に中継用バスバー4dが位置するように組み付けて固定する。
このように板状の中継用バスバー4dを取り付け保持することで、中継用バスバー4dの取り回しのために要する正面視でのスペースは、極めて狭い上下幅の範囲内に収まっている。
以下、これらの構成について順次に説明する。
上方移動阻止部材14は、長尺の板材を屈曲形成して、おおまかには略L字状の断面形状を有するように構成され、前後方向で2本並べて配置している。上方移動阻止部材14の縦壁面がアングル部材11の縦壁面の前面側に固定され、上方移動阻止部材14の底面側が蓄電池3の上面と接当する。
上方移動阻止部材14の長手方向(電池載置部材12上の蓄電池3の並び方向)の長さは、電池載置部材12上の蓄電池3の並び幅の全幅の長さに相当し、単一部材の上方移動阻止部材14を、それの長手方向が蓄電池3の並び方向となる姿勢で設置して、電池載置部材12上の4個全ての蓄電池3の上方移動を阻止している。
横移動阻止部材17は、蓄電池3の前後幅の略全幅に亘って存在し、その上面には細長いL字形状の2本の連結桿18が固定され、その連結桿18の上端部がアングル部材11の縦壁面の後面側に固定されることで、横移動阻止部材17の取付け状態を補強している。
振動等によって蓄電池3が左右方向に移動しようとすると、横移動阻止部材17が蓄電池3と接当して、その電池載置部材12上でのすべり移動を阻止する。
飛び出し阻止部材15と背面パネル16とによって構成される第2移動阻止部材SBは、振動等によって蓄電池3が前後方向に移動しようとすると、その蓄電池3と接当して移動を阻止する。
背面パネル16との接当面である蓄電池3の背面側には、蓄電池3の後面側(背面側)を概略的に示す斜視図である図5(a)のように、高さの低い直方体形状の段差部3cが形成されている。
この段差部3cは、前後方向視で、図5(b)に示す背面パネル16に形成されている長方形の開口16aに適合する形状としている。
背面パネル16の開口16aの並び位置は、背面パネル16を枠体1に取り付けた状態で、上下5段の棚2上に並ぶ蓄電池3の上下方向及び左右方向での並び位置と対応しており、蓄電池3を電池載置部材12に載置するときに、蓄電池3の段差部3cを係合部とし、背面パネル16の開口16aを被係合部として、それらを嵌合させる形で係合作用させることで、蓄電池3の後端側が背面パネル16の面に沿う方向で移動するのを阻止する。
以下、本発明の別実施形態を列記する。
(1)上記実施の形態では、5段の棚2に並べる蓄電池3を全て直列に接続する場合を例示しているが、蓄電池3間の電気回路上の接続形態は、種々に変更可能である。
又、段間接続用のバスバーを構成する中継用バスバー4dは、電池載置部材12上の蓄電池3の並びの全幅に亘って電池載置部材12の下面側に固定しているが、上記のように蓄電池3の接続形態を種々に異ならせるのに応じて、電池載置部材12上の蓄電池3の並び幅の一部において、電池載置部材12の下面側に固定させる構成としても良い。
(2)上記実施の形態では、電池載置部材12とバスバー押圧板13とを何れも電気的絶縁材にて構成して、そのまま金属製の中継用バスバー4dを挟み込む構成としているが、電池載置部材12とバスバー押圧板13とにおける中継用バスバー4dとの接触箇所にのみ絶縁シートを貼り付ける等の処理を行うように構成しても良い。
(3)上記実施の形態では、バスバー押圧板13側に中継用バスバー4dを位置させる凹溝を形成する場合を例示しているが、電池載置部材12の下面側の中継用バスバー4dとの接当箇所に、蓄電池3の並び方向に沿って延びる凹溝を形成し、その凹溝に中継用バスバー4dが位置する状態で固定するように構成しても良く、更には、電池載置部材12とバスバー押圧板13との双方に、上記のような凹溝を形成しても良い。
(4)上記実施の形態では、電池3としてリチウムイオン電池を例示しているが、リチウムイオン電池以外の非水電解質二次電池、ニッケル水素二次電池、電気二重層等のキャパシタ等々の電池や、更には、一次電池を用いる場合にも本発明を適用できる。
3a,3b 端子
3c 係合部
4b,4c,4d 段間接続用のバスバー
12 電池載置部材
14 上方移動阻止部材
15 飛び出し阻止部材
16 壁部材
16a 被係合部
FB 第1移動阻止部材
SB 第2移動阻止部材
Claims (10)
- 異なる電池の端子間を電気的に接続された複数の電池を並べて載置する電池載置部材が上下方向に複数段に並べられ、
上下方向で隣接する前記電池載置部材間において異なる電池の端子間が段間接続用のバスバーにて電気的に接続された電源装置であって、
前記段間接続用のバスバーは、前記電池載置部材における前記電池の並び方向に沿って延びる配線部分が存在し、且つ、その配線部分は、バスバー固定用部材によって前記電池載置部材に沿わせて固定されている電源装置。 - 前記段間接続用のバスバーにおける前記電池の並び方向に沿って延びる配線部分が薄板状に形成され、且つ、その薄板状の配線部分の扁平な板面が前記電池載置部材を向く姿勢で固定されている請求項1記載の電源装置。
- 前記段間接続用のバスバーにおける前記電池の並び方向に沿って延びる配線部分は、前記バスバー固定用部材によって前記電池載置部材の下面側に押圧される状態で固定されている請求項1又は2記載の電源装置。
- 前記電池載置部材又は前記バスバー固定用部材における前記バスバーとの接当箇所に前記電池の並び方向に延びる凹溝が形成され、
前記バスバーが前記凹溝内に位置する状態で固定されている請求項3記載の電源装置。 - 前記電池載置部材と前記バスバー固定用部材とが電気的絶縁材にて構成されている請求項1〜4のいずれか1項に記載の電源装置。
- 前記電池の上面側と接当して上方への移動を阻止するための上方移動阻止部材が備えられている請求項1〜5のいずれか1項に記載の電源装置。
- 前記上方移動阻止部材は、前記電池載置部材における前記電池の並び幅の全幅に亘って延びる単一部材にて構成されている請求項6記載の電源装置。
- 前記電池載置部材上で並ぶ前記電池間に、前記電池と接当して前記電池の並び方向での前記電池のすべり移動を阻止する第1移動阻止部材が備えられている請求項1〜7のいずれか1項に記載の電源装置。
- 前記電池載置部材上に、前記電池と接当して前記電池の並び方向と交差する方向で前記電池のすべり移動を阻止する第2移動阻止部材が備えられている請求項1〜8のいずれか1項に記載の電源装置。
- 前記第2移動阻止部材は、上下方向の前記電池載置部材の並びと前記電池載置部材上の前記電池の並びとに沿う姿勢で前記電池の一方の側部に設置される壁部材と、前記電池に対して前記壁部材の存在側と反対側に設置される飛び出し阻止部材とによって構成され、
前記電池の筐体における前記壁部材との接当面に、前記壁部材に形成された被係合部と係合作用して前記壁部材の面に沿う方向での前記電池の移動を阻止するための係合部が形成されている請求項9記載の電源装置。
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