JP5301522B2 - エネルギー貯蔵モジュール - Google Patents

Description

本発明はエネルギー貯蔵モジュールに関し、より詳細には、外部の衝撃や腐食に強い端子連結部材と、これを利用し複数のエネルギー貯蔵体を電気的に連結して形成するエネルギー貯蔵モジュールに関する。

一般的にエネルギー貯蔵体とは、電気エネルギーを内部に貯蔵し、必要なときに、外部に供給する素子や装置のことである。最近は、このようなエネルギー貯蔵体として２次電池や電気二重層コンデンサーが幅広く用いられている。

エネルギー貯蔵体はエネルギーが貯蔵される貯蔵胴体と、貯蔵胴体から外部に突出して貯蔵胴体に備えられた陽極板、陰極板の集電体等と電気的に連結される陽極端子、陰極端子を含む。

一方、大電力を必要とする機器（例えば、電気自動車等）のために、複数個のエネルギー貯蔵体を直列（または、並列）連結して形成した大容量のエネルギー貯蔵モジュールが用いられている。

エネルギー貯蔵モジュールは、それぞれのエネルギー貯蔵体の端子を並列または直列に電気的に連結することで、大容量のエネルギーを貯蔵する。このとき、各端子は別途の端子連結部材（例えば、バスバー；ｂｕｓ ｂａｒ）により電気的に連結される。

このような従来の端子連結部材は、１枚の金属板で形成され、両側に端子を締結するための端子挿入ホールが形成される。

しかし、従来は、上記のように端子連結部材が１枚の金属板で形成されていたため、外部から衝撃や震動が加わったり、腐食が生じたりする場合、容易く切れてしまい、これによりエネルギー貯蔵モジュール内に断線及び短絡が生じるという問題があった。

本発明の目的は、上述の従来技術の問題を解決するためのもので、外部の衝撃や腐食に強い端子連結部材と、これを利用し複数のエネルギー貯蔵体を電気的に連結したエネルギー貯蔵モジュールを提供することにある。

本発明によるエネルギー貯蔵モジュールは、導電性の平らな棒状で、両端に端子挿入ホールが形成される第１プレートと、第１プレートと同じ形状で形成され第１プレートの上部に積層される少なくとも１つの第２プレートを含む端子連結部材であって、第１プレートは下部面に絶縁層が形成された端子連結部材と、端子連結部材の端子挿入ホールに挿入される端子を備えて端子連結部材により直列または並列に電気的に連結される少なくとも２つのエネルギー貯蔵体とを含むことを特徴とする。

本発明における絶縁層は、端子挿入ホールの周りの部分を除いた第１プレートの全下部面に形成することを特徴とする。

本発明における絶縁層は、第１プレートの下部面に絶縁物質を塗布して形成することができる。

本発明における絶縁層は、第１プレートの下部面に絶縁テープを付着して形成することができる。

本発明における第１プレートと第２プレートは、異なる材質の金属で形成することができる。

本発明における第１プレート及び第２プレートは、両端に形成された端子挿入ホールの間の中心部分が上方に突出して弧形に曲がるように形成されることができる。

本発明は積層された第１プレートと第２プレートの中心部分を共に包んで形成される絶縁カバーをさらに含むことができる。

本発明は第２プレートと類似する形状で、第１プレートと第２プレートの間に介在される少なくとも１つの第３プレートを含むことができる。

本発明は第１プレート、第２プレート、または第３プレートの少なくとも何れか１つの側面から突起状に外部に突出して形成されるワイヤ締結部をさらに含むことができる。

本発明は、端子連結部材を端子に固定して締結する固定部材をさらに含むことができる。

本発明によるエネルギー貯蔵モジュールの端子連結部材は１枚ではなく、複数枚のプレートが重畳されるように構成される。従って、外部の衝撃をより容易に緩衝させることができ、腐食等により端子連結部材が簡単に切れることを防ぐことができる。

また、本発明による端子連結部材の、エネルギー貯蔵体と接する第１プレートの下部面には絶縁層が形成される。これにより、エネルギー貯蔵体の貯蔵胴体と端子連結部材間の接触により短絡が生じることを防ぐことができ、より安定的なエネルギー貯蔵モジュールを製造することができる。

また、本発明による端子連結部材は複数枚のプレートの少なくとも何れか１つの側面に形成されるワイヤ締結部を利用する。従って、円筒状に形成される導電性ワイヤの端にワイヤ締結部を挿入した後、導電性ワイヤの端を圧着することで、導電性ワイヤをワイヤ締結部に締結することができるため、導電性ワイヤの締結時間を短縮することができる。

本発明の実施形態によるエネルギー貯蔵モジュールを概略的に図示した斜視図である。 図１の端子連結部材を図示した分解斜視図である。 図１のＡ−Ａ’に沿って切開した端子連結部材の断面図である。 本発明の他の実施形態によるエネルギー貯蔵モジュールの端子連結部材を示す斜視図である。 本発明のさらに他の実施形態によるエネルギー貯蔵モジュールの端子連結部材を示す断面図である。 本発明のさらに他の実施形態によるエネルギー貯蔵モジュールの端子連結部材を示す断面図である。

本発明を詳しく説明するに先立ち、以下で説明する本明細書及び請求の範囲に用いられる用語や単語は、通常、若しくは辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者は自分の発明を最善の方法で説明するために用語の概念として適切に定義することができるという原則に基づき、本発明の技術的思想に適する意味と概念で解釈されるべきである。従って、本明細書に記載された実施形態と図面に図示された構成は、本発明の最も好ましい実施形態に過ぎず、本発明の技術的思想の全てを代弁するものではないため、本出願時点においては、これらに代わる多様な均等物と変形例があり得る。

以下、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳しく説明する。このとき、添付の図面における同じ構成要素はできる限り同じ符号で示す。また、本発明の要旨を不明確にし得る公知機能及び構成に対する詳細な説明は省略する。同様の理由で、添付の図面における一部の構成要素は誇張、または省略されたり、概略的に図示されており、各構成要素のサイズは実際のサイズを完全に反映したものではない。

以下、本発明の実施形態を添付の図面に基づいて詳しく説明する。

図１は本発明の実施形態によるエネルギー貯蔵モジュールを概略的に図示した斜視図であり、図２は図１の端子連結部材を図示した分解斜視図であり、図３は図１のＡ−Ａ’に沿って切開した端子連結部材の断面図である。

図１乃至図３を参照すると、本実施形態によるエネルギー貯蔵モジュール１は複数のエネルギー貯蔵体１０と、端子連結部材２０と、固定部材３０を含む。

エネルギー貯蔵体１０はエネルギーが貯蔵される貯蔵胴体１２と、貯蔵胴体１２から外部に突出し、貯蔵胴体１２の内部に備えられた陽極板、陰極版の集電体（不図示）等と電気的に連結される端子１４（例えば、陽極端子及び陰極端子）を含む。本実施形態によるエネルギー貯蔵体１０は端子１４の内部に円筒状の締結溝（不図示）が形成され、このような締結溝の内周縁には雌ネジ山が形成される。

このようなエネルギー貯蔵体１０は、後述する端子連結部材２０により少なくとも２つが並列または直列に電気的に連結され、大容量のエネルギー貯蔵モジュール１を形成する。

端子連結部材２０は、１つのエネルギー貯蔵体１０に備えられた陽極端子１４や陰極端子１４を、近くにある別のエネルギー貯蔵体１０の陽極端子１４または陰極端子１４と連結する。即ち、端子連結部材２０はエネルギー貯蔵体１０の端子１４に締結され、多数のエネルギー貯蔵体１０を直列または並列に電気的に連結する。

本発明による端子連結部材２０は、複数の金属板が積層されて形成され、両端に端子挿入ホール２８が形成される導電層と、このような導電層の下部面に形成される絶縁層２３を含んで構成されることが特徴である。

このために、本実施形態による端子連結部材２０は、下部に配置される第１プレート２２と、第１プレート２２の上部に配置される少なくとも１つの第２プレート２４及び第３プレート２６を含んで構成される。

第１プレート２２は導電性の平らな棒状で、両端に端子挿入ホール２８が形成される。このような第１プレート２２は下部面がエネルギー貯蔵体１０と直接接触し、エネルギー貯蔵体１０に締結される。従って、エネルギー貯蔵体１０との絶縁のために下部面には絶縁層２３が形成される。

絶縁層２３は端子挿入ホール２８の周りの部分を除いた第１プレート２２の全下部面に形成される。端子挿入ホール２８の周りの部分に絶縁層２３を形成しない理由は端子１４の上端面と第１プレート２２の下部面が接触する面積を最大限確保するためである。これにより、端子１４と端子連結部材２０との電気的連結の信頼性を確保することができる。

しかし、本実施形態のように端子１４の一部分である上部面だけが第１プレート２２の下部面と接触するのではなく、端子１４全体が端子挿入ホール２８に挿入されるようにエネルギー貯蔵体１０の端子１４が形成される場合、上記のように端子挿入ホール２８の周りの部分に絶縁層２３を形成しない必要がなく、全下部面に絶縁層２３を形成することが好ましい。

このような絶縁層２３は様々な方法により形成されることができる。例えば、本実施形態による絶縁層２３は第１プレート２２の下部面に絶縁物質を塗布して形成することができる。この場合、端子挿入ホール２８の周りの部分はマスキングテープ（ｍａｓｋｉｎｇ ｔａｐｅ）等を用いて絶縁層２３が形成されることを防ぐことができる。

また、本実施形態による絶縁層２３は第１プレート２２の下部面に絶縁テープを付着して形成することができ、この他にも様々な方法により絶縁層２３を形成することができる。

第２プレート２４は第１プレート２２と同じ外形で形成され、第１プレート２２の上部に積層される。即ち、第２プレート２４は導電性の平らな棒状で、両端に端子挿入ホール２８が形成される。従って、第２プレート２４は第１プレート２２や後述する第３プレート２６と共に積層される。また、第２プレート２４の端子挿入ホール２８は第１プレート２２と同じ位置に形成されるため、積層時に、第２プレート２４の端子挿入ホール２８と第１プレート２２の端子挿入ホール２８は同じ垂直線上に位置する。

第３プレート２６は第２プレート２４と類似する形状で形成されるが、側面に突起状に外部に突出するワイヤ締結部２７が形成されるという点で差異がある。

ワイヤ締結部２７には必要に応じて導電性ワイヤが連結される。ここで、導電性ワイヤは、エネルギー貯蔵体１０の状態をモニタリングするモニタリングユニット（不図示）と端子連結部材２０を電気的に連結するために用いられ、そのために本実施形態による端子連結部材２０は第３プレート２６の側面に形成されたワイヤ締結部２７を用いることを特徴とする。

導電性ワイヤ５０は端に円筒状の導電性接続部５２を備えることができる。接続部５２は内部にワイヤ締結部２７が挿入できるサイズで形成される。それにより、導電性ワイヤ５０とワイヤ締結部２７は、接続部５２にワイヤ締結部２７が挿入された状態で、外圧により接続部５２が圧着されることで固定して締結され電気的に連結される。

一方、本実施形態ではワイヤ締結部２７が第３プレート２６に形成される場合を例に挙げているが、これに限定されない。即ち、本実施形態によるワイヤ締結部２７は導電層である第１プレート２２、第２プレート２４、または第３プレート２６の少なくとも何れか１つに形成されることができ、必要に応じて多様な位置に多様な個数が形成されることもできる。

このような本実施形態による端子連結部材２０の第１プレート２２、第２プレート２４及び第３プレート２６は端子挿入ホール２８との間の中心部分が上方に突出して弧状に曲がるように形成される。これは端子連結部材２０がエネルギー貯蔵体１０の貯蔵胴体１２と接触する面積を最小化するためである。これにより、貯蔵胴体１２と端子連結部材２０との間に短絡が生じることを最小化することができる。

また、本実施形態による端子連結部材２０は導電層である第１プレート２２、第２プレート２４及び第３プレート２６が全て同じ材質の金属で形成される。第１プレート２２、第２プレート２４及び第３プレート２６の材質としては導電性の金属を利用することができ、特に、電気伝導度の高い銅を利用することができる。しかし、これに限定されず、第１プレート２２、第２プレート２４及び第３プレート２６は異なる材質の金属で形成されることもできる。例えば、第１プレート２２と第３プレート２６は銅を利用し、第２プレート２４はニッケルやアルミニウム等を利用することができる。一方、第１プレート２２、第２プレート２４及び第３プレート２６を異なる材質の金属で形成する場合、材質によってそれぞれの厚さを異ならせて形成することもできる。即ち、強度の高いプレート（例えば、ニッケル材質の第２プレート２４）を強度の低いプレート（例えば、銅材質の第１プレート２２、第３プレート２６）より薄く形成することができる。これにより、製造費用等を節減することができる。

また、本実施形態による端子連結部材２０は第１プレート２２、第２プレート２４及び第３プレート２６が接着されずに積層された場合を例に挙げているが、これに限定されない。即ち、プレート２２、２４、２６の間の導電性を確保するために、それぞれのプレートの間に導電性の接着剤を介して構成することもできる。

また、本実施形態による端子連結部材２０は第１プレート２２、第２プレート２４及び第３プレート２６の外部面にメッキ層を形成して用いることもできる。このような場合、第１プレート２２、第２プレート２４及び第３プレート２６は金属材質で形成されることが好ましいが、非金属材質で形成されてもよい。

一方、図１乃至図３は第１プレート２２、第２プレート２４及び第３プレート２６で構成される端子連結部材２０を例に挙げているが、本発明による端子連結部材２０はこれに限定されない。

例えば、第１プレート２２上に第２プレート２４を積層し、最上部に第３プレート２６を積層して構成することもできる。また、第１プレート２２、第２プレート２４及び第３プレート２６を全部使用せず、第１プレート２２と第２プレート２４（または第３プレート）のみで構成することもできる。さらに、３枚以上の第２プレート２４（または第３プレート）を第１プレート２２上に積層して構成することもできる。

固定部材３０は、端子連結部材２０をエネルギー貯蔵体１０の端子１４に固定して締結するためのもので、ネジ山が形成されたボルト等を利用することができる。このような固定部材３０は、端子連結部材２０の端子挿入ホール２８を貫通しエネルギー貯蔵体１０の端子１４に形成された締結溝（不図示）に挿入されて端子１４とネジ結合される。これにより、固定部材３０は端子連結部材２０をエネルギー貯蔵体１０に固定して締結する。

上記のような本実施形態によるエネルギー貯蔵モジュール１の端子連結部材２０は一枚ではなく、複数枚のプレートが重畳されて構成される。従って、外部の衝撃をより容易に緩衝させることができ、腐食等により端子連結部材２０が簡単に切れることを防ぐことができる。

また、本実施形態による端子連結部材２０は、エネルギー貯蔵体１０と接する第１プレート２２の下部面に絶縁層２３が形成される。これによりエネルギー貯蔵体１０の貯蔵胴体１２と端子連結部材２０間の接触により短絡が生じることを防ぐことができるため、より安定的なエネルギー貯蔵モジュール１を製造することができる。

また、従来は、一般的に固定部材３０と導電性ワイヤ５０を締結した。従って、従来は導電性ワイヤ５０を端子連結部材２０に締結するために固定部材３０を分離し、再び締結する作業が必須であった。

しかし、本実施形態による端子連結部材２０は複数枚のプレート２２、２４、２６の少なくとも何れか１つの側面に形成されるワイヤ締結部２７を用いる。従って、円筒状に形成される接続部５２にワイヤ締結部２７を挿入した後、接続部５２を圧着することで、導電性ワイヤ５０とワイヤ締結部２７が固定して締結される。これにより、導電性ワイヤ５０の締結時間を短縮することができる。

以上で説明した本発明によるエネルギー貯蔵モジュール１の端子連結部材２０は上述の実施形態に限定されず、多様に応用できる。

図４は、本発明の他の実施形態によるエネルギー貯蔵モジュールの端子連結部材を示す斜視図である。

図４を参照すると、本実施形態による端子連結部材２０は上述の実施形態の端子連結部材（図１の２０）と同様に構成されるが、外部に絶縁カバー４０を含むという点で差異がある。

絶縁カバー４０は端子連結部材２０の中心部分を共に包むように形成される。絶縁カバー４０は絶縁性の材質から成り、弾性を有するゴム材質から成ることが好ましい。しかし、本実施形態による絶縁カバー４０はこれに限定されず、織物や樹脂など端子連結部材２０を外部から絶縁させることができる材質であればよい。

本実施形態のように、絶縁カバー４０が端子連結部材２０に備えられると、端子連結部材２０とエネルギー貯蔵体（図１の１０）の貯蔵胴体（図１の１２）間に短絡が生じることを、より効果的に防ぐことができる。

図５及び図６は、それぞれ本発明のさらに他の実施形態によるエネルギー貯蔵モジュールの端子連結部材を示す断面図である。

図５を参照すると、本実施形態による端子連結部材１２０は、上述の図１の実施形態による端子連結部材２０と類似するように構成されるが、中心部分が弧上に曲がるように形成されず平らに形成されるという点で差異がある。

また、図６に図示された実施形態による端子連結部材２２０は、上述の図１の実施形態による端子連結部材２０と類似するように構成されるが、中心部分が弧上に曲がるように形成されず梯形に折れ曲がった形態で形成されるという点で差異がある。

このように本発明による端子連結部材は、エネルギー貯蔵体の貯蔵胴体と端子連結部材との絶縁が確保できる構成であればよい。

以上のような本発明によるエネルギー貯蔵モジュールは、上述の実施形態に限定されず、本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により多様な変形されることができる。

また、本実施形態ではエネルギー貯蔵モジュールに備えられる端子連結部材を例に挙げて説明したが、これに限定されず、複数の端子を電気的に連結して構成されるモジュールであればよい。

１ エネルギー貯蔵モジュール
１０ エネルギー貯蔵体
１２ 貯蔵胴体
１４ 端子
２０、１２０、２２０ 端子連結部材
２２ 第１プレート
２３ 絶縁層
２４ 第２プレート
２６ 第３プレート
２７ ワイヤ締結部
２８ 端子挿入ホール
３０ 固定部材
４０ 絶縁カバー

Claims (5)

1. 導電性の平らな棒状で、両端に端子挿入ホールが形成される第１プレートと、前記第１プレートと同じ形状で形成され、前記第１プレートの上部に積層される少なくとも１つの第２プレートを含む端子連結部材であって、前記第１プレートは下部面に絶縁層が形成された端子連結部材と、
   前記端子連結部材の前記端子挿入ホールに挿入される端子を備え、前記端子連結部材により直列または並列に電気的に連結される少なくとも２つのエネルギー貯蔵体と
   を含み、
   前記絶縁層は、前記端子挿入ホールの周りの部分を除いた前記第１プレートの全下部面に形成され、前記第１プレートの下部面に絶縁物質を塗布して形成され、
   前記端子連結部材は、
   前記第２プレートと類似する形状で、前記第１プレートと前記第２プレートの間に介在される少なくとも１つの第３プレートと、
   前記第１プレート、前記第２プレート、または前記第３プレートの少なくとも何れかの１つの側面から突起状に外部に突出して形成されるワイヤ締結部を含むことを特徴とするエネルギー貯蔵モジュール。
2. 前記第１プレートと前記第２プレートは、
   異なる材質の金属で形成されることを特徴とする請求項１に記載のエネルギー貯蔵モジュール。
3. 前記第１プレート及び前記第２プレートは、
   前記両端の端子挿入ホール間の中心部分が上方に突出して弧形に曲がるように形成されることを特徴とする請求項１に記載のエネルギー貯蔵モジュール。
4. 積層された前記第１プレートと前記第２プレートの中心部分を共に包んで形成される絶縁カバーをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のエネルギー貯蔵モジュール。
5. 前記端子連結部材を前記端子に固定して締結する固定部材をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のエネルギー貯蔵モジュール。

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