(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電源モジュールをホルダーケースに平行に保持している電源装置において、電源モジュールは、複数の電池を接続体を介して長手方向に一列に接続した棒状に形成されると共に、棒状の電源モジュールの両端に電極端子が設けられており、一方、ホルダーケースは分割されて両面に配設される蓋ケースによって構成されており、少なくとも一方の蓋ケースはホルダーリブを立設して設け、ホルダーリブは、前記電源モジュールの回転を阻止して固定する保持凹部を有し、前記ホルダーケースに立設されたホルダーリブは、前記電源モジュールをホルダーケースに収納したときに、電源モジュールの両端に設けられた電極端子と対向する位置に設けられ、且つ、前記保持凹部が電極端子を収納保持して電源モジュールの回転を阻止することを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記電源モジュールの両端に設けられた電極端子は一旦をプラス極、他端をマイナス極として、プラス極とマイナス極とで互いに異なる形状に形成されており、一方、前記ホルダーリブの保持凹部は、電極端子の形状に応じて異なる形状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の電源装置。
【請求項３】
電源モジュールのプラス極を収納する保持凹部は、電源モジュールのマイナス極を収納することができず、電源モジュールのマイナス極を収納する保持凹部は、電源モジュールのプラス極を収納することができないようにして、電源モジュールの逆挿入を防止したことを特徴とする請求項２記載の電源装置。
【請求項４】
複数の電源モジュールをホルダーケースに平行に保持して、ホルダーケースの両端をエンドプレートで閉塞した電源装置において、エンドプレートの閉塞面は略平坦面として各電源モジュールの電極端子同士を接続するパスバーが露出して閉塞面上に設けられ、ホルダーケースにエンドプレートを閉塞することによって、ホルダーケースに位置決め保持された各電源モジュールを電気接続することを特徴とする電源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として、ハイブリッド自動車や電気自動車等の自動車を駆動するモーターの電源用に使用される大電流用の電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車走行用のモーターを駆動する電源に使用される大電流用の電源装置は、多数の電池を直列に接続して出力電圧を高くしている。駆動モーターの出力を大きくするためである。この種の用途に使用される電源装置は、出力電力を大きくするために、多数の電池を内蔵している。この種の電源装置は、たとえば、特開平１０−２７０００６号公報に記載される。この公報に記載される電源装置は、複数の電池を一列に並べて棒状にした電源モジュールを設け、さらに、この電源モジュールを複数列にしてホルダーケースに内蔵している。ホルダーケースは、細長い棒状の電源モジュールを挿入するために、円形の貫通孔を両端壁に開口している。さらに、電源モジュールを安定して保持するために、両端壁と平行に中間壁を設け、この中間壁にも円形の貫通孔を開口している。電源モジュールは、両端壁と中間壁の貫通孔に挿入して、ホルダーケースの定位置に保持される。
【０００３】
そして、電源モジュールをホルダーケースに挿入した後、エンドプレートによってホルダーケースの両端を閉塞する。エンドプレートには、各電源モジュールの端部に設けられた電極端子同士を連結するためのパスバーを有している。各電源モジュールとパスバーはエンドプレート上でネジ止めされて電気接続されると共に、エンドプレートに固定される。
【０００４】
この電源装置は、電源モジュールの一端にプラス電極となる非円形状のナット部材を、他端にマイナス電極となる非円形状のナット部材を夫々具備させ、これらナット部材に、パスバーに設けた貫通孔を通して螺入したネジ部材を締結することにより、電池モジュールを両エンドプレートのパスバーに固定した構成としている。
【０００５】
その際、プラス電極となるナット部材の外形状とマイナス電極となるナット部材の外形状とを異なる形状とし、両形状を重ね合わせたとき、いずれもが他方に完全に包含されることのないようにした構成とし、又エンドプレートにナット部材の外形状に対応する形状の保持凹部を設け、この保持凹部にナット部材を嵌合保持させた構成とし、更にプラス電極となるナット部材を嵌合保持する保持凹部の形状とマイナス電極となるナット部材を嵌合保持する保持凹部の形状とを異なる形状としている。
【０００６】
このような構成とすることにより、ネジ部材の締結によって電源モジュールをパスバーに簡単に固定することができ、又非円形状のナット部材をこれに嵌合する保持凹部に保持させてネジ部材を締結することにより、締結時の電源モジュールの共廻りを阻止できる結果、締結作業を容易に行うことができると共に、単電池間にねじれが発生することを防ぐことができ、更にプラス電極となるナット部材及びこれに対応する保持凹部の形状と、マイナス電極となるナット部材及びこれに対応する保持凹部の形状とを異なる形状とすることにより、電池モジュールの誤挿入という問題を解決することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この公報に記載される電源装置は、図１に示されるように、ナット部材の外形状に対応する形状の保持凹部２４がエンドプレート３に形成されているため、エンドプレート３の形状が複雑になってしまう欠点がある。また、エンドプレート３の保持凹部２４に、各電源モジュール１を挿入しなければならず、２０本程度の多数の電源モジュール１を全て定位置に狙いを定めて挿入することは極めて困難であり、また、多数の電源モジュール１を定位置に保持していくためには、エンドプレート３の保持凹部２４に極めて高い位置精度が要求されるという欠点がある。
【０００８】
従って、この発明は、エンドプレートの形状を簡単にして加工を容易にすると共に、電源モジュールのホルダーケースへの装着を容易にしながら、電源モジュールの共廻りを阻止すると共に、電源モジュールのプラス側とマイナス側との逆挿入を防止することができる電源装置を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明の電源装置は、複数の電源モジュールをホルダーケースに平行に保持している電源装置において、電源モジュールは、複数の電池を接続体を介して長手方向に一列に接続した棒状に形成されると共に、棒状の電源モジュールの両端に電極端子が設けられており、一方、ホルダーケースは分割されて両面に配設される蓋ケースによって構成されており、少なくとも一方の蓋ケースはホルダーリブを立設して設け、ホルダーリブは、前記電源モジュールの回転を阻止して固定する保持凹部を有していることを特徴とする。
【００１０】
また、前記ホルダーケースに立設されたホルダーリブは、前記電源モジュールをホルダーケースに収納したときに、電源モジュールの両端に設けられた電極端子と対向する位置に設けられ、且つ、前記保持凹部が電極端子を収納保持して電源モジュールの回転を阻止することを特徴とする。
【００１１】
さらに、前記電源モジュールの両端に設けられた電極端子は一端をプラス極、他端をマイナス極として、プラス極とマイナス極とで互いに異なる形状に形成されており、一方、前記ホルダーリブの保持凹部は、電極端子の形状に応じて異なる形状に形成されていることを特徴とする。
【００１２】
さらにまた、電源モジュールのプラス極を収納する保持凹部は、電源モジュールのマイナス極を収納することができず、電源モジュールのマイナス極を収納する保持凹部は、電源モジュールのプラス極を収納することができないようにして、電源モジュールの逆挿入を防止したことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を図面に基づき説明する。本発明の電源装置は、電源モジュール１と、ホルダーケース２と、ホルダーケース２の両端を閉塞するエンドプレート３とによって構成されている。
【００１４】
電源モジュール１は、６本のニッケル水素電池１１を一列に並べた棒状に形成されている。各電池１１間は皿状接続体１２がスポット溶接されることによって互いに直列に電気接続されている。電源モジュール１の両端は各々プラス極とマイナス極となって、各々連結接続用のねじ穴を備えた電極端子１３、１４を有している。
【００１５】
ホルダーケース２は、上下に分割した蓋ケース２１によって構成され、前記電源モジュール１を８本平行にして収納できる空間を形成している。蓋ケース２１の内面には、電源モジュール１を定位置に収納できるように、電池の曲面に応じた凹所を８列形成すると共に、各列間を横断してリブ２２を一体に形成している。リブ２２は隣り合う電源モジュール１間に形成される谷間の部分に対向する山部が形成されて、電源モジュールが転がらないように保持することができる。
【００１６】
また、ホルダーケース２は、図４に示すように、分割された蓋ケース２１の中間に中間ケース２５を挿入することによって、電源モジュール１を複数段収納することができる。例えば中間ケース２５を一つ追加することによって、電源モジュール１を二段積みにして１６本収納することができるし、中間ケース２５を２つ追加することによって、電源モジュール１を三段積みにして２４本収納することができる。このように中間ケース２５を追加することによって、収納できる電源モジュール１を増加することができ、電源装置自体の出力電圧や容量を大きくすることができる。尚、この場合、電源モジュール１を複数段積み上げても、中間ケース２５にも前記蓋ケース２１と同様にリブ等を形成することにより、各電源モジュール１を定位置に保持することができ、また、各電源モジュール１間は各々リブや中間ケース等によって空間が確保されているから、その空間によって冷却通路を形成している。従って、例え中央付近に位置する電池であっても熱がこもらずにスムーズに放熱することができ、電池の発熱による劣化等を未然に防止することができる。
【００１７】
ホルダーケース２の蓋ケース２１は両端が開放されており、前記電源モジュール１の両端に設けられた電極端子１３、１４を露出させた状態で収納している。そして、蓋ケース２１の両端部にはホルダーリブ２３が立設されている。ホルダーリブ２３は、前記電源モジュール１を蓋ケース２１に収納したときに、ちょうど電源モジュール１の電極端子１３、１４と対向する位置に設けられている。そして、ホルダーリブ２３は、８列の電源モジュール１の各電極端子１３、１４を保持する保持凹部２４を８ヶ所形成している。この保持凹部２４は等間隔に８ヶ所横方向に並んで形成され、前記電源モジュール１の各電極端子１３、１４の形状に応じた形状に成形されている。
【００１８】
即ち、電源モジュールのプラス電極端子１３とマイナス電極端子１４は互いに異なる形状となっている。例えば図３に示す電源モジュール１の電極端子は、プラス電極端子１３を正方形状とすると共に、マイナス電極端子１４を十字形状としている。この電源モジュール１は隣り合う列の電源モジュールを互いに逆向きにして配置しているので、プラス電極端子１３とマイナス電極端子１４とが交互に並んで配置される。従って、各電極端子を保持する保持凹部２４についても、各電極端子に対応するように、正方形状の凹部と十字形状の凹部とが交互になって成形されている。
【００１９】
正方形状の保持凹部２４は、前記プラス電極端子１３を保持することはできるが、十字形状のマイナス電極端子１４を保持できないようになっている。逆に十字形状の保持凹部２４は、前記マイナス電極端子１４を保持することはできるが、正方形状のプラス電極端子１３を保持できないようになっている。保持できるかできないかは、凹部の幅や深さを規制することで簡単に実現することができる。
【００２０】
このように、電源モジュール１のプラス電極端子１３とマイナス電極端子１４の各形状を異ならせると共に、保持凹部２４の形状についても各電極端子の形状に対応して異ならせることによって、電源モジュールの逆挿入を防止して、向きを間違えずに電源モジュール１を蓋ケース２１に配置させることができる。
【００２１】
次に、エンドプレート３は、前記蓋ケース２１両端の開放部分を閉塞する。エンドプレート３の閉塞面側は略平坦面として、隣り合う電源モジュール１同士を接続するパスバー３１が配置される。このパスバー３１にはねじ穴が設けられ、前記各電極端子１３、１４に設けられたねじ穴と共に、ボルト締めされることで、各電源モジュール１を電気接続する。
【００２２】
このとき、電源モジュール１の各電極端子１３、１４は、前記ホルダーリブ２３の保持凹部２４によって保持されているから、ボルト締めの際に電源モジュール１がボルトと共廻りすることがないので、確実にボルト締めを行うことができる。
【００２３】
また、電源モジュール１の各電極端子１３、１４の形状は、正方形状や十字形状だけに限らず、図７〜図１１に示すように、互いに形状を異ならせると共に、各々に対応する保持凹部には相互に包含されないように幅や深さ等を設定することによって自由に形状を変更することができる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、電源装置のホルダーケースにホルダーリブを立設すると共に、ホルダーリブに電源モジュールの電極端子を保持する保持凹部を形成したから、ホルダーケースを閉塞するエンドプレートに保持凹部を設ける必要が無くなり、エンドプレートの形状を簡単にすることができる。そして、保持凹部をホルダーケース側に設けたからといって、ホルダーケースは分割された蓋ケースによって構成されているから、保持凹部の金型成形は複雑にならずに容易に成形することができる。
【００２５】
しかも、各電源モジュールの装着に当たっては、分割された蓋ケースに載置するだけでよく、従来のように、エンドプレートに設けられた保持凹部に向かって狙いを定めながら挿入する手間が省け、組立が極めて容易に行える。
【００２６】
そして、一旦、各電源モジュールを蓋ケースに載置すれば、保持凹部によって確実に電源モジュールが保持されているから、隣り合って配置される各電源モジュール同士をボルト締めによって接続する場合でも、ボルトと電源モジュールとの共廻りを阻止することができるし、また、プラス電極端子とマイナス電極端子の形状を異ならせて、それに対応するように保持凹部の形状を形成することによって、各電源モジュールの逆挿入も阻止することができる。
【００２７】
さらに、保持凹部は分割された蓋ケースに設けられているから成形が容易なため、多種多様な電極端子の形状にも容易に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の電源装置の電源モジュールとエンドプレートとの接続状態を示す断面図
【図２】本発明の電源装置の電源モジュールとエンドプレートとの接続状態を示す断面図
【図３】ホルダーケースと電源モジュールの斜視図
【図４】電源モジュールの電極端子と保持凹部の平面図
【図５】電源モジュールの平面図
【図６】エンドプレートの平面図
【図７】電源モジュールの電極端子の平面図
【図８】電源モジュールの電極端子の平面図
【図９】電源モジュールの電極端子の平面図
【図１０】電源モジュールの電極端子の平面図
【図１１】電源モジュールの電極端子の平面図
【符号の説明】
１        電源モジュール
１１      ニッケル水素電池
１２      皿状接続体
１３      プラス電極端子
１４      マイナス電極端子
２        ホルダーケース
２１      蓋ケース
２２      リブ
２３      ホルダーリブ
２４      保持凹部
２５      中間ケース
３        エンドプレート
３１      パスバー
【図１】
0003553812.tif 000002
【図２】
0003553812.tif 000003
【図３】
0003553812.tif 000004
【図４】
0003553812.tif 000005
【図５】
0003553812.tif 000006
【図６】
0003553812.tif 000007
【図７】
0003553812.tif 000008
【図８】
0003553812.tif 000009
【図９】
0003553812.tif 000010
【図１０】
0003553812.tif 000011
【図１１】
0003553812.tif 000012