(57)【要約】【課題】蓄電池モジュールの取付作業を効率よく行うことができる蓄電池ユニット、蓄電池モジュールおよび接続体を提供する。【解決手段】蓄電池ユニット１は、複数の蓄電池モジュール２，２，２と、接続体３とを備える。複数の蓄電池モジュール２，２，２は、互いに連結された複数の蓄電池と、正負一対の電極端子２２とを有する。接続体３は、正負一対の電極端子２２と嵌め合うことによって正負一対の電極端子２２と電気的に接続する複数の接続部３１，３１，３１を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに連結された複数の蓄電池および正負一対の電極端子を有する１乃至複数の蓄電池モジュールと、
前記電極端子と嵌め合うことによって当該電極端子と電気的かつ機械的に接続する接続部を有する接続体と
を備えることを特徴とする蓄電池ユニット。
【請求項２】
前記蓄電池モジュールおよび前記接続体が収納されている筐体を備え、
前記接続体は、前記筐体内に固定されている
ことを特徴とする請求項１記載の蓄電池ユニット。
【請求項３】
前記電極端子は、差込口を有し、前記接続部は、前記差込口に差し込まれる突出部材を有することを特徴とする請求項１または２記載の蓄電池ユニット。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の蓄電池ユニットに用いられる蓄電池モジュール。
【請求項５】
請求項２または３記載の蓄電池ユニットに用いられる接続体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電池ユニット、それに用いられる蓄電池モジュールおよび接続体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、互いに電気的に接続された複数の蓄電池を備える蓄電池ユニットが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
例えば家庭用蓄電池システムなどでは、家庭内の電力需要を考慮して数ｋＷｈと大容量の蓄電池ユニットが用いられている。
【０００４】
このような蓄電池ユニットは、電流による配線抵抗ロスを低減させるために、多数の蓄電池の直列接続により高電圧出力とし、低電流化を図っている。蓄電池ユニットの出力は、一般的に直流１００Ｖ程度である。
【０００５】
図６は、従来の蓄電池ユニット８の構成を示す。従来の蓄電池ユニット８では、蓄電池モジュール８１，８１間の接続や端子台８２内の充放電用端子（入出力端子）と蓄電池モジュール８１との間の接続として、電線８３を圧着端子などでねじ止めすることが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１５０９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図６に示すような従来の蓄電池ユニット８では、蓄電池モジュール８１の電極端子８４がねじ端子である。このため、蓄電池モジュール８１を筐体８５内に組み込む際に配線用のねじ止めが必要であるから、直流高電圧が出力される電極端子８４への作業を要する、という問題があった。
【０００８】
上記の問題を解決するために、蓄電池ユニット８を設置現場ではなく他の場所で事前に組み立ててから設置現場まで移動することが考えられる。
【０００９】
ところが、蓄電池モジュール８１の重量が数ｋｇ〜数十ｋｇと重いため、蓄電池ユニット８を事前に組み立てると、総重量が数十ｋｇとなる蓄電池ユニット８を設置現場まで移動することになり、作業性が悪くなる。
【００１０】
本発明は上記の点に鑑みて為された発明であり、本発明の目的は、蓄電池モジュールの取付作業を効率よく行うことができる蓄電池ユニット、それに用いられる蓄電池モジュールおよび接続体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の蓄電池ユニットは、互いに連結された複数の蓄電池および正負一対の電極端子を有する１乃至複数の蓄電池モジュールと、前記電極端子と嵌め合うことによって当該電極端子と電気的かつ機械的に接続する接続部を有する接続体とを備えることを特徴とする。
【００１２】
この蓄電池ユニットにおいて、前記蓄電池モジュールおよび前記接続体が収納されている筐体を備え、前記接続体は、前記筐体内に固定されていることが好ましい。
【００１３】
この蓄電池ユニットにおいて、前記電極端子は、差込口を有し、前記接続部は、前記差込口に差し込まれる突出部材を有することが好ましい。
【００１４】
本発明の蓄電池モジュールは、前記蓄電池ユニットに用いられる。
【００１５】
本発明の接続体は、前記蓄電池ユニットに用いられる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明では、蓄電池モジュールの取付作業を効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態１に係る蓄電池ユニットの要部の構成を示す概略図である。
【図２】同上に係る蓄電池モジュールの外観斜視図である。
【図３】同上に係る蓄電池ユニットの回路構成を示す概略図である。
【図４】実施形態２に係る蓄電池ユニットの要部の構成を示す概略図である。
【図５】同上に係る蓄電池モジュールの外観斜視図である。
【図６】従来の蓄電池ユニットの構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（実施形態１）
実施形態１に係る蓄電池ユニット１は、図１に示すように、複数の蓄電池２１（図３参照）を含む複数（図示例では３台）の蓄電池モジュール２，２，２と、各蓄電池モジュール２が接続される接続体３と、筐体４とを備えている。また、蓄電池ユニット１は、図３に示すように、蓄電池モジュール２の充放電を行うために設けられた充放電用端子５，５と、蓄電池ユニット１が外部機器（図示せず）と通信するために設けられた通信用端子６と、制御部７とを備えている。
【００１９】
図１に示す筐体４は、例えば樹脂や金属などにより箱状に形成され、各蓄電池モジュール２と接続体３と各充放電用端子５と通信用端子６と制御部７とが収納されている。すなわち、蓄電池ユニット１は、各蓄電池モジュール２と接続体３と充放電用端子５と通信用端子６と制御部７とを筐体４に収納することによって、これらを一体に備えている。
【００２０】
蓄電池モジュール２は、図２に示すように、互いに連結された複数の蓄電池２１（図３参照）と、正負一対の電極端子２２と、複数の蓄電池２１が収納されているケース２５とを備えている。
【００２１】
蓄電池モジュール２では、図３に示すように、例えばリチウムイオン電池やニッケル水素電池、鉛蓄電池などの複数の蓄電池２１が直列に接続されている。
【００２２】
正負一対の電極端子２２は、図２に示すように、プラス用電極端子（正の電極端子）２３とマイナス用電極端子（負の電極端子）２４とで構成されている。プラス用電極端子２３は、後述のプラス用差込口３２１（図１参照）に差し込まれる導電性のプラス用突出部材２３１を備えている。マイナス用電極端子２４は、後述のマイナス用差込口３３１（図１参照）に差し込まれる導電性のマイナス用突出部材２４１を備えている。すなわち、プラス用電極端子２３およびマイナス用電極端子２４は凸型形状に形成され、ケース２５の側面２５１に突出して設けられている。
【００２３】
接続体３は、図１に示すように、各々が正負一対の電極端子２２と電気的かつ機械的に接続する複数（図示例では３つ）の接続部３１，３１，３１を備えている。接続体３は、筐体４内に固定されている。
【００２４】
接続部３１は、プラス用接続部３２とマイナス用接続部３３とで構成されている。プラス用接続部３２には、プラス用突出部材２３１が差し込まれるプラス用差込口３２１が形成されている。マイナス用接続部３３には、マイナス用突出部材２４１が差し込まれるマイナス用差込口３３１が形成されている。すなわち、プラス用接続部３２およびマイナス用接続部３３は凹型形状に形成されている。また、プラス用接続部３２には、プラス用差込口３２１から差し込まれたプラス用突出部材２３１を挟持する導電性の一対の受けばね（図示せず）が設けられている。マイナス用接続部３３には、マイナス用差込口３３１から差し込まれたマイナス用突出部材２４１を挟持する導電性の一対の受けばね（図示せず）が設けられている。
【００２５】
２つの接続部３１，３１の間は、電線３４によって電気的に接続されている。すなわち、２つの接続部３１，３１の一方のプラス用接続部３２と他方のマイナス用接続部３３とが電線３４によって電気的に接続されている。
【００２６】
本実施形態では、プラス用電極端子２３のプラス用突出部材２３１とプラス用接続部３２のプラス用差込口３２１とが嵌め合い、マイナス用電極端子２４のマイナス用突出部材２４１とマイナス用接続部３３のマイナス用差込口３３１とが嵌め合う。これにより、蓄電池モジュール２は、接続体３に取り付けられる。
【００２７】
また、各蓄電池モジュール２において、プラス用突出部材２３１がプラス用差込口３２１に差し込まれた際に、プラス用突出部材２３１がプラス用接続部３２の一対の受けばね（図示せず）に挟持される。マイナス用突出部材２４１がマイナス用差込口３３１に差し込まれた際に、マイナス用突出部材２４１がマイナス用接続部３３の一対の受けばね（図示せず）に挟持される。これにより、プラス用電極端子２３とプラス用接続部３２とが電気的に導通し、マイナス用電極端子２４とマイナス用接続部３３とが電気的に導通するから、接続体３を介して複数の蓄電池モジュール２，２，２が直列に接続される。複数の蓄電池モジュール２，２，２が直列に接続された状態において、両端となるプラス用接続部３２およびマイナス用接続部３３は、それぞれ電線３４を介して端子台の充放電用端子５（図３参照）に電気的に接続されている。
【００２８】
図示しないが、プラス用突出部材２３１がプラス用差込口３２１に差し込まれ、マイナス用突出部材２４１がマイナス用差込口３３１に差し込まれた際に、蓄電池モジュール２のケース２５を固定可能なロック機構が接続体３に設けられている。これにより、蓄電池モジュール２を接続体３に固定することができる。なお、蓄電池モジュール２を接続体３に固定する機構は、上記ロック機構に限定されず、例えば、プラス用突出部材２３１およびマイナス用突出部材２４１に凹部が形成され、受けばね（図示せず）に凸部が設けられた機構であってもよい。この場合、プラス用突出部材２３１がプラス用差込口３２１に差し込まれ、マイナス用突出部材２４１がマイナス用差込口３３１に差し込まれた際に、凸部と凹部とが嵌め合うことによって抜け止めすることができる。また、蓄電池モジュール２を接続体３に固定する機構は、プラス用差込口３２１に差し込まれたプラス用突出部材２３１と、マイナス用差込口３３１に差し込まれたマイナス用突出部材２４１とをスライドさせることによって抜け止めする機構であってもよい。上述した機構は、いわゆる抜け止めコンセントと同じ機構である。
【００２９】
なお、プラス用突出部材２３１およびマイナス用突出部材２４１は、板状（栓刃形状）に形成されることに限定されず、円柱状など他の形状に形成されてもよい。この場合、プラス用差込口３２１はプラス用突出部材２３１と嵌め合うような形状に形成され、マイナス用差込口３３１はマイナス用突出部材２４１と嵌め合うような形状に形成される。ただし、正負一対の電極端子２２と接続部３１とが嵌め合って蓄電池モジュール２が接続体３に固定されることを考慮すると、プラス用突出部材２３１およびマイナス用突出部材２４１は、図２に示すように板状に形成されていることが好ましい。
【００３０】
図３に示す充放電用端子５は、蓄電池モジュール２の充放電を行うために設けられた端子であり、例えば蓄電池モジュール２の充放電を制御する充放電ユニット（図示せず）に電気的に接続される。通信用端子６は、蓄電池ユニット１と外部機器（図示せず）との間を有線で通信するために設けられた端子であり、例えば充放電ユニットの通信用端子（図示せず）に電気的に接続される。
【００３１】
制御部７は、蓄電池ユニット１全体を制御する。特に、制御部７は、蓄電池モジュール２を保護するために蓄電池モジュール２を監視する機能を有している。このような制御部７は、電圧監視部７１と、温度監視部７２と、電流検出部７３と、通信部７４と、処理部７５とを備えている。
【００３２】
電圧監視部７１は、蓄電池モジュール２の電池電圧および各蓄電池２１のセル電圧を監視するように構成された回路である。温度監視部７２は、例えばサーミスタなどの温度検出素子を含む回路であり、蓄電池モジュール２の電池温度を監視するように構成されている。電流検出部７３は、蓄電池２１を充電する際に蓄電池モジュール２に流れる充電電流と、蓄電池２１を放電させる際に蓄電池モジュール２から流れる放電電流とを検出するように構成された回路である。本実施形態では、充電電流と放電電流とを総称して充放電電流という。通信部７４は、処理部７５の制御によって充放電ユニット（図示せず）と通信する通信機能を有している。上記通信機能を有している通信部７４は、充放電ユニットとの間で各種情報の授受を行う。
【００３３】
処理部７５は、例えばマイクロコンピュータを主構成要素とし、蓄電池モジュール２の電池電圧および蓄電池２１のセル電圧の監視結果を電圧監視部７１から取得する。さらに、処理部７５は、蓄電池モジュール２の電池温度の監視結果を温度監視部７２から取得し、蓄電池モジュール２の充放電電流の検出結果を電流検出部７３から取得する。
【００３４】
蓄電池モジュール２の充電時および放電時において、処理部７５は、電池電圧およびセル電圧の監視結果を用いて、電池電圧およびセル電圧の少なくとも１つが所定電圧に到達したか否かを判断する。また、処理部７５は、充電時および放電時において、電池温度が所定の動作上限温度以上または所定の動作下限温度以下であるか否かを判断する。
【００３５】
さらに、充電時および放電時において、処理部７５は、電池電圧およびセル電圧の監視結果と電池温度の監視結果と充放電電流の検出結果とを用いて、蓄電池モジュール２の異常の有無を判断する。蓄電池モジュール２の異常を検出した場合、処理部７５は、蓄電池ユニット１の異常発生を示す異常発生情報を充放電ユニット（図示せず）へ送信するように通信部７４を制御する。
【００３６】
以上説明した本実施形態の蓄電池ユニット１では、蓄電池モジュール２の正負一対の電極端子２２を接続体３の接続部３１に嵌め合わせるだけで蓄電池モジュール２を接続体３に取り付けることができる。これにより、蓄電池モジュール２の取付作業を効率よく行うことができる。
【００３７】
また、本実施形態の蓄電池ユニット１では、接続体３が筐体４に固定されている。これにより、蓄電池モジュール２を接続体３に接続してから蓄電池モジュール２および接続体３の一体構成を筐体４に収納するのではなく、蓄電池モジュール２を１つずつ接続体３に接続して筐体４に収納していくことができる。その結果、蓄電池モジュール２の取付作業をさらに効率よく行うことができる。
【００３８】
さらに、本実施形態の蓄電池ユニット１では、蓄電池モジュール２の正負一対の電極端子２２を接続体３の接続部３１に嵌め合わせるだけでよいので、蓄電池モジュール２をねじ止めする場合よりも簡易な作業ですみ、より安全に作業を行うことができる。
【００３９】
（実施形態２）
実施形態２に係る蓄電池ユニット１は、図４に示すように、各蓄電池モジュール２の正負一対の電極端子２２の形状および接続体３の各接続部３１の形状が実施形態１に係る蓄電池ユニット１（図１参照）と相違する。なお、実施形態１の蓄電池ユニット１と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４０】
本実施形態の蓄電池モジュール２では、図５に示すように、プラス用電極端子２３には、後述のプラス用突出部材３２２（図４参照）が差し込まれるプラス用差込口２３２が形成されている。マイナス用電極端子２４には、後述のマイナス用突出部材３３２（図４参照）が差し込まれるマイナス用差込口２４２が形成されている。すなわち、プラス用電極端子２３およびマイナス用電極端子２４は、ケース２５の側面２５１において凹型形状に形成されている。また、プラス用電極端子２３には、プラス用差込口２３２から差し込まれたプラス用突出部材３２２を挟持する導電性の受けばね（図示せず）が設けられている。マイナス用電極端子２４には、マイナス用差込口２４２から差し込まれたマイナス用突出部材３３２を挟持する導電性の受けばね（図示せず）が設けられている。なお、実施形態１の蓄電池モジュール２（図２参照）と同様の機能については説明を省略する。
【００４１】
本実施形態では、図５に示すように蓄電池モジュール２が接続体３（図４参照）に接続されていない状態において、プラス用電極端子２３とマイナス用電極端子２４との間の短絡を防止することができる。すなわち、本実施形態の蓄電池モジュール２では、プラス用電極端子２３およびマイナス用電極端子２４が凸型形状に形成されている場合とは異なり、プラス用電極端子２３とマイナス用電極端子２４との間を導電体によって短絡してしまう可能性が低くなる。
【００４２】
本実施形態の接続体３では、図４に示すように、プラス用接続部３２は、プラス用差込口２３２に差し込まれるプラス用突出部材３２２を備えている。マイナス用接続部３３は、マイナス用差込口２４２に差し込まれるマイナス用突出部材３３２を備えている。すなわち、プラス用接続部３２およびマイナス用接続部３３は凸型形状に形成されている。
【００４３】
２つの接続部３１，３１の間は、導電板３５によって電気的に接続されている。すなわち、２つの接続部３１，３１の一方のプラス用接続部３２と他方のマイナス用接続部３３とが導電板３５によって電気的に接続されている。なお、実施形態１の接続体３（図１参照）と同様の機能については説明を省略する。
【００４４】
本実施形態では、プラス用電極端子２３のプラス用差込口２３２とプラス用接続部３２のプラス用突出部材３２２とが嵌め合い、マイナス用電極端子２４のマイナス用差込口２４２とマイナス用接続部３３のマイナス用突出部材３３２とが嵌め合う。これにより、蓄電池モジュール２は、接続体３に取り付けられる。
【００４５】
また、各蓄電池モジュール２において、プラス用突出部材３２２がプラス用差込口２３２に差し込まれた際に、プラス用突出部材３２２がプラス用電極端子２３の一対の受けばね（図示せず）に挟持される。マイナス用突出部材３３２がマイナス用差込口２４２に差し込まれた際に、マイナス用突出部材３３２がマイナス用電極端子２４の一対の受けばね（図示せず）に挟持される。これにより、プラス用電極端子２３とプラス用接続部３２とが電気的に導通し、マイナス用電極端子２４とマイナス用接続部３３とが電気的に導通するから、接続体３を介して複数の蓄電池モジュール２，２，２が直列に接続される。複数の蓄電池モジュール２，２，２が直列に接続された状態において、両端となるプラス用接続部３２およびマイナス用接続部３３は、それぞれ端子台の充放電用端子５（図３参照）に電気的に接続されている。
【００４６】
図示しないが、プラス用突出部材３２２がプラス用差込口２３２に差し込まれ、マイナス用突出部材３３２がマイナス用差込口２４２に差し込まれた際に、蓄電池モジュール２のケース２５を固定可能なロック機構が接続体３に設けられている。これにより、蓄電池モジュール２を接続体３に固定することができる。なお、蓄電池モジュール２を接続体３に固定する機構は、上記ロック機構に限定されず、例えば、プラス用突出部材３２２およびマイナス用突出部材３３２に凹部が形成され、受けばね（図示せず）に凸部が設けられた機構であってもよい。この場合、プラス用突出部材３２２がプラス用差込口２３２に差し込まれ、マイナス用突出部材３３２がマイナス用差込口２４２に差し込まれた際に、凸部と凹部とが嵌め合うことによって抜け止めすることができる。また、蓄電池モジュール２を接続体３に固定する機構は、プラス用差込口２３２に差し込まれたプラス用突出部材３２２と、マイナス用差込口２４２に差し込まれたマイナス用突出部材３３２とをスライドさせることによって抜け止めする機構であってもよい。上述した機構は、いわゆる抜け止めコンセントと同じ機構である。
【００４７】
なお、プラス用突出部材３２２およびマイナス用突出部材３３２は、板状（栓刃形状）に形成されることに限定されず、円柱状など他の形状に形成されてもよい。この場合、プラス用差込口２３２はプラス用突出部材３２２と嵌め合うような形状に形成され、マイナス用差込口２４２はマイナス用突出部材３３２と嵌め合うような形状に形成される。ただし、正負一対の電極端子２２と接続部３１とが嵌め合って蓄電池モジュール２が接続体３に固定されることを考慮すると、プラス用突出部材３２２およびマイナス用突出部材３３２は、図４に示すように板状に形成されていることが好ましい。
【００４８】
以上説明した本実施形態の蓄電池ユニット１は、プラス用電極端子２３にプラス用差込口２３２が形成され、マイナス用電極端子２４にマイナス用差込口２４２が形成されている。また、プラス用接続部３２がプラス用突出部材３２２を備え、マイナス用接続部３３がマイナス用突出部材３３２を備えている。これにより、蓄電池モジュール２が接続体３に接続されていない状態において、正負一対の電極端子２２の間（プラス用電極端子２３とマイナス用電極端子２４との間）の導電体（図示せず）による短絡の可能性を低減することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１  蓄電池ユニット
２  蓄電池モジュール
２１  蓄電池
２２  正負一対の電極端子
２３  プラス用電極端子
２３１  プラス用突出部材
２３２  プラス用差込口
２４  マイナス用電極端子
２４１  マイナス用突出部材
２４２  マイナス用差込口
３  接続体
３１  接続部
３２  プラス用接続部
３２１  プラス用差込口
３２２  プラス用突出部材
３３  マイナス用接続部
３３１  マイナス用差込口
３３２  マイナス用突出部材
４  筐体
【図１】
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【図２】
2013125683.tif 000004
【図３】
2013125683.tif 000005
【図４】
2013125683.tif 000006
【図５】
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【図６】
2013125683.tif 000008