JP7150901B2

JP7150901B2 - 積層型電源キャビネット

Info

Publication number: JP7150901B2
Application number: JP2021005101A
Authority: JP
Inventors: 鋒潘; 生利余; 普雲董; 駿涛職; 鳳秦; 暁迅李; 尚方代; 永強楊
Original assignee: 陽光電源股▲ふん▼有限公司
Priority date: 2020-08-21
Filing date: 2021-01-15
Publication date: 2022-10-11
Anticipated expiration: 2041-01-15
Also published as: CN111952505B; AU2021200028A1; US20220059896A1; EP3958373A1; JP2022035942A; US12494538B2; AU2021200028B2; CN111952505A

Description

本発明はパワーエレクトロニクスという技術分野に関わり、特に、積層型電源キャビネットに関わる。

光起電力分散型エネルギー貯蔵システムの迅速発展につれて、光起電力エネルギー貯蔵電池の重要部分としてのリチウム電池は、大幅に日常の生活及び工業製造に適用される。ただし、１つのリチウム電池の電圧が低く、現在の外部機器の使用需求を満たすことができないから、一般的に、複数のリチウム電池を直列接続して、電圧が数百ボルトに達する電源キャビネットに組み合わせることで、使用需求を満たす。その適用において、各リチウム電池が１つの電池モジュールとされる。

工程実践において、電源キャビネットの具体的な構成は図１に示すように、その内部の回路の原理は図２に示される。図１及び図２を参照し、電源キャビネットの装着順序は一般的に、底部の台座ユニット０３から装着し、その後、層ごとに電池モジュール０２を上向きに積層し、最後、天井部にある電源管理モジュール０１を装着する。当該装着順序で、各電池モジュール０２の上端面の挿着部材のポートの両極の間にはいずれも電圧が存在し、１つの電池モジュール０２を追加して積層するごとに、積層された電圧は１つのレベルが上昇する。それに、電池モジュール０２の上端面の挿着部材のポートの両極の間の距離が小さい。そのため、装着過程において、人体が感電するリスクが大きい。

これに鑑みると、本発明は、電源キャビネットの装着過程に存在する、人体が感電するリスクを低減させるための積層型電源キャビネットを提供する。

前記目的を実現するために、本発明の実施例は以下の技術案を提供し、
本出願は、積層型電源キャビネットを提供し、
当該積層型電源キャビネットは頂層ユニットと少なくとも１つの電池モジュールとを有し、
前記電池モジュールの数が１より大きいと、複数の前記電池モジュールが上から下へ順に積層され、
前記電池モジュールが電力の供給および／または貯蔵のための電気接続回路を構築し、当該電気接続回路が前記頂層ユニットにより導通接続を実現する。

好ましくは、前記頂層ユニットはトップキャップであり、
前記積層型電源キャビネットはさらに、台座ユニットと電池管理モジュールとを有し、
前記トップキャップ、前記台座ユニット、前記電池管理モジュール、及び前記電池モジュールのそれぞれの内部には対応する送電線及び信号伝送線が設けられ、
前記トップキャップ内の送電線は送電線の短絡機能を実現するために用いられ、最上層の前記電池モジュールに接続され、
前記台座ユニット内の送電線は、前記電池管理モジュール及び最下層にある前記電池モジュールに接続されるために用いられ、
前記電池管理モジュール内の送電線は、前記台座ユニット及び外部機器に接続されるために用いられる。

好ましくは、前記電池管理モジュールは前記積層型電源キャビネットの側面に設けられる。

好ましくは、前記電池管理モジュールはさらに、遮断器、クイックプラグ端子の第１端、エネルギー貯蔵器正極コネクタ、及びエネルギー貯蔵器負極コネクタを有し、
前記遮断器の第１側は２本の送電線及び前記クイックプラグ端子の第１端を介して、前記台座ユニットに接続され、
前記遮断器の第２側は他の２本の送電線を介して、前記エネルギー貯蔵器正極コネクタの内側及び前記エネルギー貯蔵器負極コネクタの内側にそれぞれに対応して接続される。

好ましくは、前記電池モジュール内の送電線は、
自身が所在する前記電池モジュールの正極に接続されており、自身が所在する前記電池モジュールの上端面にあるクイックプラグ端子の第２端の第１ポートから引き出される１本と、
自身が所在する前記電池モジュールの負極に接続されており、自身が所在する前記電池モジュールの下端面にあるクイックプラグ端子の第１端の第１ポートから引き出される１本と、
前記クイックプラグ端子の第２端の第２ポートと、前記クイックプラグ端子の第１端の第２ポートとを接続させる１本という３本を有する。

好ましくは、前記トップキャップ内はさらに、ＤＣ／ＤＣモジュール、充電器正極コネクタ及び充電器負極コネクタを有し、
前記電池管理モジュール内の前記遮断器の第１側はさらに、他の２本の送電線を介して、前記台座ユニットと接続された後、第４本と第５本との送電線を介して下から上へ順に各前記電池モジュールを経て、前記ＤＣ／ＤＣモジュールの一側に接続され、
前記ＤＣ／ＤＣモジュールの他側は前記充電器正極コネクタの内側及び前記充電器負極コネクタの内側にそれぞれに対応して接続される。

好ましくは、前記電池モジュール内の送電線は、
自身が所在する前記電池モジュールの正極に接続されており、自身が所在する前記電池モジュールの上端面にあるクイックプラグ端子の第２端の第１ポートから引き出される第１本と、
自身が所在する前記電池モジュールの負極に接続されており、自身が所在する前記電池モジュールの下端面にあるクイックプラグ端子の第１端の第１ポートから引き出される第２本と、
前記クイックプラグ端子の第２端の第２ポートと、前記クイックプラグ端子の第１端の第２ポートとを接続させる第３本と、
前記クイックプラグ端子の第２端の第３ポートと、前記クイックプラグ端子の第１端の第３ポートとを接続させる第４本と、
前記クイックプラグ端子の第２端の第４ポートと、前記クイックプラグ端子の第１端の第４ポートとを接続させる第５本、という５本を有する。

好ましくは、前記電池モジュールの一側は、前記電池管理モジュールが前記電池モジュールに嵌め込まれるための凹形状である。

好ましくは、積層型電源キャビネットは、前記電池管理モジュールが所在する側面の他の部分を覆うための側蓋を有する。

好ましくは、前記頂層ユニットは電池管理モジュールであり、
前記積層型電源キャビネットはさらに台座ユニットを有し、
前記台座ユニット、前記電池管理モジュール及び前記電池モジュールのそれぞれの内部には、対応する送電線及び信号伝送線が設けられ、
前記電池管理モジュール内の送電線は、送電線の短絡機能及び外部機器との接続機能を実現するために用いられ、最上層の前記電池モジュールに接続され、
前記台座ユニット内の送電線は、最下層にある前記電池モジュールに接続されるために用いられる。

好ましくは、前記電池管理モジュールはさらに、遮断器、第１クイックプラグ端子の第１端、第２クイックプラグ端子の第１端、エネルギー貯蔵器正極コネクタ及びエネルギー貯蔵器負極コネクタを有し、
前記遮断器の第１側は２本の送電線、前記第１クイックプラグ端子の第１端及び全ての前記電池モジュールを介して、前記台座ユニットの第１クイックプラグ端子の第２端に接続され、
前記遮断器の第２側は他の２本の送電線を介して、前記エネルギー貯蔵器正極コネクタの内側及び前記エネルギー貯蔵器負極コネクタの内側にそれぞれに対応して接続され、
前記電池管理モジュールの内部の他の１本の送電線は、前記第２クイックプラグ端子の第１端の内部に設けられ、その両端が前記第２クイックプラグ端子の第１端の第１ポートと第２ポートとからそれぞれに引き出され、全ての前記電池モジュールを介して、前記台座ユニットの第２クイックプラグ端子の第２端に接続され、
前記台座ユニットにおいて、前記第１クイックプラグ端子の第２端は２本の送電線を介して、前記第２クイックプラグ端子の第２端に接続される。

好ましくは、前記電池管理モジュールはさらにＤＣ／ＤＣモジュール、充電器正極コネクタ及び充電器負極コネクタを有し、
前記遮断器の第１側はさらに他の２本の送電線を介して、前記ＤＣ／ＤＣモジュールの一側に接続され、
前記ＤＣ／ＤＣモジュールの他側は、前記充電器正極コネクタの内側及び前記充電器負極コネクタの内側にそれぞれに対応して接続される。

好ましくは、前記電池モジュール内の送電線は、
自身が所在する前記電池モジュールの正極に接続されており、自身が所在する前記電池モジュールの上端面の第１クイックプラグ端子の第２端の第１ポートから引き出される第１本と、
自身が所在する前記電池モジュールの負極に接続されており、自身が所在する前記電池モジュールの下端面の第１クイックプラグ端子の第１端の第１ポートから引き出される第２本と、
前記第１クイックプラグ端子の第２端の第２ポートと、前記第１クイックプラグ端子の第１端の第２ポートとを接続させる第３本と、
自身が所在する前記電池モジュールの上端面の第２クイックプラグ端子の第２端の第１ポートと、自身が所在する前記電池モジュールの下端面の第２クイックプラグ端子の第１端の第１ポートとを接続させる第４本と、
前記第２クイックプラグ端子の第２端の第２ポートと、前記第２クイックプラグ端子の第１端の第２ポートとを接続させる第５本、という５本を有する。

好ましくは、前記電池モジュールはＢＭＳ、クイックプラグコネクタ及び少なくとも１つの電気コアを有し、
各前記電気コアは直列接続され、直列接続による正負極は対応して前記電池モジュールの正負極とし、
前記ＢＭＳは各前記電気コアに接続されるとともに、自身が所在する前記電池モジュールの内部の信号伝送線の内側に接続され、
前記クイックプラグコネクタは少なくとも１対のクイックプラグ端子を有し、各対のクイックプラグ端子はいずれも、対応する前記電池モジュールの上端面に設けられる第２端と、対応する前記電池モジュールの下端面に設けられる第１端とを有する。

前記技術案から分かるように、本発明が提供した積層型電源キャビネットは、電池モジュールの数が１より大きく、上から下へ順に積層される状況に対して、積層された複数の電池モジュールは電力の供給および／または貯蔵のための電気接続回路を構築し、当該電気接続回路が頂層ユニットにおける送電線を介して接続されたときにのみ導通接続でき、さらに帯電し、従って、当該積層型電源キャビネットの装着過程で、頂層ユニットを装着する前に、積層された電池モジュールにより構築された電力の供給および／または貯蔵のための電気接続回路は帯電していないから、当該積層型電源キャビネットの装着過程において人体が感電するリスクを低減させ、当該積層型電源キャビネットの装着過程での安全性を向上させる。

本発明の実施例または従来技術における技術案をより明らかに説明するために、以下は実施例または従来技術の記載にとって必要な図面を簡単に紹介し、明らかにに、以下の記載の図面は、本発明の実施例のみであり、当業者にとって、進歩性に値する労働をしない前提で、提供された図面に応じて、他の図面を取得できる。

従来技術における電源キャビネットの構成模式図従来技術における電源キャビネットの内部回路模式図本出願の実施例が提供した積層型電源キャビネットの内部回路模式図本出願の実施例が提供した積層型電源キャビネットにおけるトップキャップ、電池モジュール、台座ユニット及び電池管理モジュールの内部回路模式図本出願の実施例が提供した他の積層型電源キャビネットの内部回路模式図本出願の実施例が提供した他の積層型電源キャビネットにおける電池モジュール、台座ユニット及び電池管理モジュールの内部回路模式図図３ａに示される積層型電源キャビネットの構成模式図本出願の実施例が提供した他の積層型電源キャビネットの内部回路模式図本出願の実施例が提供した他の積層型電源キャビネットにおけるトップキャップ、電池モジュール、台座ユニット及び電池管理モジュールの内部回路模式図図３に示される積層型電源キャビネットにおける電池モジュールの構成模式図図３に示される積層型電源キャビネットにおける台座ユニットの構成模式図図３に示される積層型電源キャビネットにおける電池管理モジュールの構成模式図本出願の実施例が提供した他の積層型電源キャビネットにおける電池管理モジュールの内部回路模式図

以下は本出願の実施例の図面を結合して、本出願の実施例の技術案を明らか且つ完全に記載する。明らかに、記載の実施例は全ての実施例ではなく、本出願の一部の実施例のみである。本出願の実施例に基づき、当業者は進歩性に値する労働をしない前提で取得した他の全ての実施例は、いずれも本出願の保護範囲に属する。

本出願において、第１及び第２などのような関係用語は、１つの実体または操作を他の実体または操作を区別するためのものであり、これらの実体または操作の間にこのような実際の関係または順序が存在することを要求または暗示をするものではない。用語「含む」、「含有」またはそれのいかなる変形は、非排他的な含有をカバーしようとし、一連の要素を有する過程、方法、物品または機器が、これらの要素だけではなく、さらに、明らかに挙げられていない他の要素も有し、または、このような過程、方法、物品または機器の固有する要素も有する。「１つの……を有する」という語句による限定された要素は、更なる限定がない場合、上記要素を有する過程、方法、物品または機器から、他の同じ要素がさらに存在することを排除しない。

図１は従来技術における電源キャビネットであり、電源管理モジュール０１、電池モジュール０２及び台座ユニット０３を有する。台座ユニット０３は最底層に装着され、電池モジュール０２は順に台座ユニット０３に積層され、電源管理モジュール０１は最頂層にある電池モジュール０２に装着される。電源キャビネットの内部回路は図２に示すように、台座ユニット０３が短絡接続という機能を有し、電源管理モジュール０１が装着される前に、各電池モジュール０２の間の電気的な接続は既に導通され、即ち、最上層にある電池モジュール０２の上面の挿着部材のポートと、各電池モジュール０２内の電池とは回路を形成し、つまり、最上層にある電池モジュール０２の上面の挿着部材のポートの両極は常に帯電し、積層された電池モジュール０２は多いほど、最上層にある電池モジュール０２の上面の挿着部材のポートの両極の間の電圧が大きく、人体感電を発生するリスクが大きくなる。

電源キャビネットの装着過程に存在する、人体感電のリスクという問題を解決するために、本出願の実施例は、頂層ユニットと少なくとも１つの電池モジュール４０とを有する積層型電源キャビネットを提供し、その具体的な接続方式については図３ａ及び図４ａを参照すればよい。

電池モジュール４０の数について、具体的な状況に応じて選択すればよく、ここで具体的に限定していなく、いかなる数も本出願の保護範囲に該当する。

当該積層型電源キャビネットにおいて、電池モジュール４０の数が１より大きいと、複数の電池モジュール４０が上から下へ順に積層され、このような上下積層という設計方案は、電池容量の配置をより柔軟に実現できる。このような設計方案は、別途な配線、外付けのキャビネットを必要としないから、当該電源キャビネットの装着が便利且つ迅速になる。

積層された後、構築される電力の供給および／または貯蔵のための電気接続回路はまだ導通されていない。頂層ユニットの装着を完成させた後、頂層ユニット、具体的にその内部の送電線２００（図３ｂ及び図４ｂを参照する）を介して接続されたときにのみ、当該電気接続回路が導通接続できる。

上記説明から分かるように、当該積層型電源キャビネットにおいて、積層された複数の電池モジュール４０により構築される、電力の供給および／または貯蔵のための電気接続回路は、頂層ユニットを介して接続されたときにのみ、導通接続でき、さらに帯電する。従って、当該積層型電源キャビネットの装着過程で、頂層ユニットを装着する前に、積層された電池モジュール４０により構築される、電力の供給および／または貯蔵のための電気接続回路は帯電していないから、当該積層型電源キャビネットの装着過程において人体が感電するリスクを低減させ、当該積層型電源キャビネットの装着過程における安全性を向上させる。

好ましくは、上記実施例における頂層ユニットはトップキャップ１０（図３ａに示すように）であってもよく、電池管理モジュール３０（図４ａに示すように）であってもよい。実際応用において、上記２つの実施形態は含まれるが、これらに限定されず、ここで、２つの例示に過ぎず、状況に応じて対応的に配置すればよく、いずれも本出願の保護範囲に該当する。

以下は、上記２つの実施形態に対応する２つの積層型電源キャビネットのそれぞれを詳しい説明する。

本実施例は積層型電源キャビネットを提供し、その具体的な構成は図３ａ及び３ｂに示すように、台座ユニット２０、電池管理モジュール３０、頂層ユニットとしてのトップキャップ１０、及び少なくとも１つの電池モジュール４０を有する。

当該積層型電源キャビネットにおいて、電池モジュール４０の数が１より大きいと、複数の電池モジュール４０は上から下へ順に積層され、トップキャップ１０、台座ユニット２０、電池管理モジュール３０及び電池モジュール４０のそれぞれの内部には、対応する送電線２００および信号伝送線が設けられる。トップキャップ１０内の送電線２００は送電線２００の短絡機能を実現するために用いられ、最上層にある電池モジュール４０に接続されており、台座ユニット２０内の送電線２００は、電池管理モジュール３０及び最下層にある電池モジュール４０に接続されており、電池管理モジュール３０内の送電線２００は、台座ユニット２０及び外部機器に接続される。

具体的に、図３ａ及び図３ｂを参照すれば分かるように、電池管理モジュール３０の内部回路は具体的に、遮断器３３、クイックプラグ端子の第１端６０、エネルギー貯蔵器正極コネクタ３１、エネルギー貯蔵器負極コネクタ３２及び４本の送電線２００を有する。

当該電池管理モジュール３０の内部回路において、遮断器３３の第１側は、２本の送電線２００及びクイックプラグ端子の第１端６０を介して、台座ユニット２０に接続され、そして、台座ユニット２０を介して最下層にある電池モジュール４０に接続される。遮断器３３の第２側は、他の２本の送電線２００を介して、それぞれに対応するように、エネルギー貯蔵器正極コネクタ３１の内側及びエネルギー貯蔵器負極コネクタ３２の内側に接続され、エネルギー貯蔵器正極コネクタ３１の外側とエネルギー貯蔵器負極コネクタ３２の外側とはそれぞれに外部機器に接続される。

図３ａ及び図３ｂを参照すれば分かるように、トップキャップ１０の内部回路は具体的に、１本の送電線２００とクイックプラグ端子の第１端６０とを有し、当該送電線２００は当該クイックプラグ端子の第１端６０の第１ポートと第２ポートを接続させ、両ポートに対する短絡機能を実現する。

図３ａ及び図３ｂを参照すれば分かるように、台座ユニット２０の内部回路は具体的に、第１クイックプラグ端子の第２端５１、第２クイックプラグ端子の第２端５２及び２本の送電線２００を有する。１本の送電線２００は第１クイックプラグ端子の第２端５１の第１ポートと、第２クイックプラグ端子の第２端５２の２ポートとを接続させ、他の１本の送電線２００は第１クイックプラグ端子の第２端５１の第２ポートと、第２クイックプラグ端子の第２端５２の第１ポートとを接続させる。

図３ａ及び図３ｂを参照すれば分かるように、電池モジュール４０の内部回路は３本の送電線２００をそれぞれに有する。第１本の送電線２００は、自身が所在する電池モジュール４０の正極Ｂ＋に接続され、自身が所在する電池モジュール４０の上端面のクイックプラグ端子の第２端５０の第１ポートから引き出される。第２本の送電線２００は、自身が所在する電池モジュール４０の負極Ｂ－に接続され、自身が所在する電池モジュール４０の下端面のクイックプラグ端子の第１端６０の第１ポートから引き出される。第３本の送電線２００は、自身が所在する電池モジュール４０のクイックプラグ端子の第２端５０の第２ポート、及びクイックプラグ端子の第１端６０の第２ポートを接続させる。

上記積層型電源キャビネットの各構成部分に対する詳しい説明から分かるように、図３ａ及び図３ｂに示される内部回路構成を採用する積層型電源キャビネットは、外部のエネルギー貯蔵要求を満たすためのエネルギー貯蔵器であってもよい。

ただし、実際応用において、外部への充電需求を満たすように、エネルギー貯蔵の同時に、一般的に外部への充電の需求を伴うことを考慮しなければならない。従来技術において、エネルギー貯蔵箱は外部への充電機能を有していないから、外部への充電の需求を満たすように、特定の充電器を別途に装着する必要がある。充電器を別途に装着することは、使用コストを増やすだけではなく、さらに、エネルギー貯蔵箱の占有面積を増加させる。

従って、本実施例はさらに、より好適な他の回路構成を提供し、図６ａ及び図６ｂを参照する。トップキャップ１０の内部回路は、図３ａ及び図３ｂを基礎として、さらに、ＤＣ／ＤＣモジュール１１、充電器正極コネクタ１２及び充電器負極コネクタ１３を有する。トップキャップ１０の内部には、合計で４本の送電線２００がある。ＤＣ／ＤＣモジュール１１の第１側正極は１本の送電線２００を介して充電器正極コネクタ１２の内側に接続され、ＤＣ／ＤＣモジュール１１の第１側負極は１本の送電線２００を介して充電器負極コネクタ１３の内側に接続され、ＤＣ／ＤＣモジュール１１の第２側は他の２本の送電線２００を介してトップキャップ１０のうちのクイックプラグ端子の第１端６０の第３ポート及び第４ポートにそれぞれに接続される。

対応するように、電池モジュール４０の内部回路は５本の送電線２００をそれぞれに有する。第１本の送電線２００は、自身が所在する電池モジュール４０の正極Ｂ＋に接続されており、自身が所在する電池モジュール４０の上端面のクイックプラグ端子の第２端５０の第１ポートから引き出される。第２本の送電線２００は、自身が所在する電池モジュール４０の負極Ｂ－に接続されており、自身が所在する電池モジュール４０の下端面のクイックプラグ端子の第１端６０の第１ポートから引き出される。第３本の送電線２００は、自身が所在する電池モジュール４０の上端面のクイックプラグ端子の第２端５０の第２ポートと、下端面のクイックプラグ端子の第１端６０の第２ポートとを接続させる。第４本の送電線２００は、自身が所在する電池モジュール４０の上端面のクイックプラグ端子の第２端５０の第３ポートと、下端面のクイックプラグ端子の第１端６０の第３ポートとを接続させる。第５本の送電線２００は、自身が所在する電池モジュール４０の上端面のクイックプラグ端子の第２端５０の第４ポートと、下端面のクイックプラグ端子の第１端６０の第４ポートとを接続させる。

台座ユニット２０の内部回路は、図３ａ及び図３ｂを基礎として、さらに他の２本の送電線２００を有する。当該台座ユニット２０において、当該２本の送電線は、それぞれに、台座ユニット２０のうちの第１クイックプラグ端子の第２端５１の第３ポートと、第２クイックプラグ端子の第２端５２の第３ポートとを接続させ、且つ、台座ユニット２０のうちの第１クイックプラグ端子の第２端５１の第４ポートと、第２クイックプラグ端子の第２端５２の第４ポートとを接続させる。

電池管理モジュール３０の内部回路は図３ａ及び図３ｂを基礎として、さらに他の２本の送電線２００を有する。当該電池管理モジュール３０において、遮断器３３の第１側はさらに当該２本の送電線２００を介して、それぞれに、電池管理モジュール３０のうちのクイックプラグ端子の第１端６０の第３ポート及び第４ポートに接続され、さらに、台座ユニット２０との接続を実現した後、各電池モジュール４０の第４本と第５本という２本の送電線２００を介して、下から上へ順に各電池モジュール４０を経て、ＤＣ／ＤＣモジュール１１の第２側に接続される。

上記積層型電源キャビネットの各構成部分に対する詳しい説明から分かる、図６ａ及び図６ｂに示される内部回路構成を採用する積層型電源キャビネットは、エネルギー貯蔵器だけではなく、さらに、充電器とすることができる。即ち、ＤＣ／ＤＣモジュール１１による電圧変換により、積層型電源キャビネット全体は、異なる電圧レベルの他の電気設備に充電でき、エネルギー貯蔵器と充電器との機能の両立及び結合を実現し、当該積層型電源キャビネットのコスト及び占有空間を節約する。

図５を参照し、実際応用の場合、一般的に、台座ユニット２０を最下層に配置して、各電池モジュール４０を順に台座ユニット２０に積層し、トップキャップ１０を最上層にある電池モジュール４０の上に配置する。内部の送電線の接続を便利にするために、電池管理モジュール３０を積層型電源キャビネット全体の側面に配置でき、図５に示すように、好ましくは、電池管理モジュール３０を積層型電源キャビネット全体の下部の側面に配置し、また、電池管理モジュール３０を保護するために、図５に示すように、好ましくは、電池管理モジュール３０を独立のスイッチボックスに配置する。

実際応用において、電池管理モジュール３０が積層型電源キャビネット全体の下部の側面に設けられる具体的な実施形態は、図５に示すように、電池管理モジュール３０が電池モジュール４０に埋め込まれてもよく、電池管理モジュール３０が電池モジュール４０のいずれかの側表面に外貼りされてもよい。両者は具体的な応用シーンに応じて選択すればよく、ここで具体的に限定していないが、実際応用において、上記２つの実施形態は含まれるが、限定されず、いずれも本出願の保護範囲に該当する。

対応的に、電池管理モジュール３０が電池モジュール４０に埋め込まれる場合、図７に示すように、電池モジュール４０の一側は、電池管理モジュール３０が電池モジュールへの嵌め込みを便利するための凹形状である。電池モジュール４０の上端面の１つの直角箇所には、クイックプラグ端子の第２端５０が設けられ、電池モジュール４０の下端面と対向する箇所には、クイックプラグ端子の第１端６０が設けられる（図７は図示していないが、図３ｂ及び図６ｂを参照すればよい）。

トップキャップユニット１０自身と電池モジュール４０との間において電気的な接続を迅速に構築するという需求を満たすように、トップキャップユニット１０の下端面の、電池モジュール４０のうちのクイックプラグ端子の第２端５０と対向する箇所には、クイックプラグ端子の第１端６０が設けられる（図３ｂ及び図６ｂを参照する）。

図８に示すように、台座ユニット２０自身と電池モジュール４０とは迅速に電気的な接続を構築するという需求を満たすように、台座ユニット２０の上端面の、電池モジュール４０におけるクイックプラグ端子の第１端６０と対向する箇所には、第１クイックプラグ端子の第２端５１が設けられる。また、台座ユニット２０自身と電池管理モジュール３０とは迅速に電気的な接続を構築するという需求を満たすように、台座ユニット２０の上端面の、自身の第１クイックプラグ端子の第２端５１に隣接する１つの側辺には、さらに第２クイックプラグ端子の第２端５２が設けられる。

対応的に、図９に示すように、電池管理モジュール３０の底部には、台座ユニット２０と迅速に電気的な接続を構築するためのクイックプラグ端子の第１端６０が設けられ、電池管理モジュール３０の天井部にはエネルギー貯蔵器正極コネクタ３１及びエネルギー貯蔵器負極コネクタ３２が設けられ（図９は図示せず、図３ｂ及び図６ｂを参照する）、また、電池管理モジュール３０の側面での４つの直角箇所には、電池管理モジュール３０の装着固定を便利にするための、ネジ通孔７０が設けられる。

説明すべきなのは、台座ユニット２０の上端面の、電池モジュール４０の上端面と同様な箇所には、所定距離で隔てられた２つのハンドル１００が設けられる。トップキャップ１０ユニットの下端面の、電池モジュール４０の下端面と同様な箇所には、所定距離で隔てられた２つの凹形状構成（図示せず）が設けられる。装着する場合、ハンドル１００と凹形状構成とにより位置制限を行って、ボルトにより下層にあるハンドル１００を上層素子の筐体壁にロックさせることで、固定の目的を果たす。このような装着固定機構とハンドル１００とを結合する設計方式は、当該積層型電源キャビネットの占有空間を減少させるだけではなく、当該積層型電源キャビネットの製造コストを低減させ、当該積層型電源キャビネットの実際応用に寄与する。

好ましくは、積層型電源キャビネットにおける電池モジュール４０の一側が凹形状であり、含まれた電池モジュール４０の数が多い場合、図５に示すように、積層型電源キャビネットはさらに、スイッチボックスが所在する側面の他の部分を覆うための側蓋を有する。側蓋によって、積層型電源キャビネットの美観を向上するだけではなく、ほこりの溜まりを効果的に防止できる。

説明すべきなのは、上記実施例において、クイックプラグ端子の第１端６０はクイックプラグ端子のオス側であってもよく、クイックプラグ端子のメス側であってもよく、ここで具体的に限定しない。対応するように、クイックプラグ端子の第２端５０もクイックプラグ端子と同様であるから、ここで贅言しない。注意すべきなのは、上記実施例において、クイックプラグ端子の第１端６０及びクイックプラグ端子の第２端５０により、対応する２つの部分の間の電気的な接続の構築を実現するから、クイックプラグ端子の第１端６０とクイックプラグ端子の第２端５０とはペアにするように使用される必要があり、即ち、そのうちの一端がオス側であれば、他端がメス側である。ここで、クイックプラグ端子の第１端６０及び第２端５０のタイプを具体的に限定しておらず、両者は具体的な状況に応じて決定さればよく、いずれも本出願の保護範囲に該当する。

本出願の他の実施例は積層型電源キャビネットを提供し、その具体的な構成は図４ａ及び４ｂに示すように、台座ユニット２０、頂層ユニットとしての電池管理モジュール３０、及び少なくとも１つの電池モジュール４０を有する。

当該積層型電源キャビネットにおいて、電池モジュール４０の数が１より大きいと、複数の電池モジュール４０は上から下へ順に積層され、台座ユニット２０、電池管理モジュール３０及び電池モジュール４０のそれぞれの内部には対応する送電線２００と信号伝送線が設けられる。電池管理モジュール３０内の送電線２００は、送電線２００の短絡機能及び外部機器の接続機能を実現するために用いられ、最上層にある電池モジュール４０に接続されており、台座ユニット２０内の送電線２００は、最下層にある電池モジュール４０に接続される。

具体的に、図４ａ及び図４ｂを参照し、台座ユニット２０の内部回路は、第１クイックプラグ端子の第２端５１、第２クイックプラグ端子の第２端５２、及び２本の送電線２００を有する。１本の送電線２００は第１クイックプラグ端子の第２端５１の第１ポートと、第２クイックプラグ端子の第２端５２の第２ポートとを接続させており、他の１本の送電線２００は第１クイックプラグ端子の第２端５１の第２ポートと、第２クイックプラグ端子の第２端５２の第１ポートとを接続させる。

図４ａ及び図４ｂを参照し、電池モジュール４０の内部回路は５本の送電線２００を有する。第１本の送電線２００は、自身が所在する電池モジュール４０の正極Ｂ＋に接続されており、自身が所在する電池モジュール４０の上端面の第１クイックプラグ端子の第２端５１の第１ポートから引き出される。第２本の送電線２００は、自身が所在する電池モジュール４０の負極Ｂ－に接続されており、自身が所在する電池モジュール４０の下端面の第１クイックプラグ端子の第１端６１の第１ポートから引き出される。第３本の送電線２００は、第１クイックプラグ端子の第２端５１の第２ポートと、第１クイックプラグ端子の第１端６１の第２ポートとを接続させる。第４本の送電線２００は、自身が所在する電池モジュール４０の上端面の第２クイックプラグ端子の第２端５２の第１ポートと、自身が所在する電池モジュール４０の下端面の第２クイックプラグ端子の第１端６２の第１ポートとを接続させる。第５本の送電線２００は、接続第２クイックプラグ端子の第２端５２の第２ポートと、第２クイックプラグ端子の第１端６２の第２ポートとを接続させる。

図４ａ及び図４ｂを参照し、電池管理モジュール３０の内部回路は、遮断器３３、第１クイックプラグ端子の第１端６１、第２クイックプラグ端子の第１端６２、エネルギー貯蔵器正極コネクタ３１、エネルギー貯蔵器負極コネクタ３２、及び５本の送電線２００を有する。遮断器３３の第１側は、２本の送電線２００、第１クイックプラグ端子の第１端６１及び全ての電池モジュール４０を介して、台座ユニット２０の第１クイックプラグ端子の第２端５１に接続される。遮断器３３の第２側は、他の２本の送電線２００を介して、エネルギー貯蔵器正極コネクタ３１の内側及びエネルギー貯蔵器負極コネクタ３２の内側にそれぞれに対応するように接続される。エネルギー貯蔵器正極コネクタ３１の外側及びエネルギー貯蔵器負極コネクタ３２の外側のそれぞれは、外部機器に接続されるために用いられる。他の１本の送電線２００は、電池管理モジュール３０の第２クイックプラグ端子の第１端６２の内部に設けられ、その両端が第２クイックプラグ端子の第１端６２の第１ポート及び第２ポートからそれぞれに引き出され、全ての電池モジュール４０を介して、台座ユニット２０の第２クイックプラグ端子の第２端５２に接続される。

上記積層型電源キャビネットの各構成部分に対する詳しい説明から分かるように、図４ａ及び図４ｂに示される内部回路構成を採用する積層型電源キャビネットは、エネルギー貯蔵器として、外部のエネルギー貯蔵の要求を満たすことができる。実際応用において、上記実施例と同じように、当該積層型電源キャビネットは、自身も充電器という機能を実現できるように、他の内部回路構成を採用してもよい。以下は、このような内部回路構成を詳しい説明する。

このような内部回路構成を採用する積層型電源キャビネットにおいて、台座ユニット２０と電池モジュール４０との内部回路構成は、図４ａ及び図４ｂと同様であるから、図４ａ及び図４ｂを参照すればよく、ここで贅言しない。

図１０を参照し、電池管理モジュール３０の内部回路構成は、図４ａ及び図４ｂを基礎にして、さらに、ＤＣ／ＤＣモジュール１１、充電器正極コネクタ１２、充電器負極コネクタ１３及び４本の送電線２００を有する。当該電池管理モジュール３０において、遮断器３３の第１側はさらに、他の２本の送電線２００を介して、ＤＣ／ＤＣモジュール１１の一側に接続され、ＤＣ／ＤＣモジュール１１の他側は充電器正極コネクタ１２の内側及び充電器負極コネクタ１３の内側にそれぞれに対応するように接続され、充電器正極コネクタ１２の外側及び充電器負極コネクタ１３の外側のそれぞれは、外部機器に接続されるために用いられる。

本実施が提供した積層型電源キャビネットにおいて、接続端子の第２端及び第１端の各素子での配置方式、及び各素子の間の装着固定方式は、いずれも上記実施例と同様であるから、上記実施例を参照して導出すればよく、ここで贅言しない。

上記２つの実施例において、電池モジュール４０は具体的に、ＢＭＳ、クイックプラグコネクタ、及び少なくとも１つの電気コアを有する。各電気コアは直列接続され、直列接続による正極を、電池モジュール４０の正極Ｂ＋とし、直列接続による負極を電池モジュール４０の負極Ｂ－とし、ＢＭＳは各電気コアに接続されるとともに、自身が所在する電池モジュール４０の内部の信号伝送線の内側に接続される。

具体的に、クイックプラグコネクタは少なくとも１対のクイックプラグ端子を有し、それぞれの１対のクイックプラグ端子は対応する送電線２００を引き出すための、対応する電池モジュール４０の上端面に設けられる第２端５０と、対応する電池モジュール４０の下端面に設けられる第１端６０とを有する。図３ａ及び図３ｂにおいて、当該積層型電源キャビネットにおける電池モジュール４０のクイックプラグコネクタは１対のクイックプラグ端子を有し、各クイックプラグ端子には２つのポートがある。図６ａ及び図６ｂにおいて、当該積層型電源キャビネットにおける電池モジュール４０のクイックプラグコネクタは１対のクイックプラグ端子を有し、各クイックプラグ端子には４つのポートがある。図４ａ及び図４ｂにおいて、当該積層型電源キャビネットにおける電池モジュール４０のクイックプラグコネクタは２対のクイックプラグ端子を有し、各クイックプラグ端子には２つのポートがある。

説明すべきなのは、上記実施例において、クイックプラグ端子の第１端６０はクイックプラグ端子のオス側であってもよく、クイックプラグ端子のメス側であってもよく、ここで具体的に限定しない。対応するように、クイックプラグ端子の第２端５０はクイックプラグ端子と同様であるから、ここで贅言しない。注意すべきなのは、上記実施例において、クイックプラグ端子の第１端６０とクイックプラグ端子の第２端５０により、対応する２つの部分の間の電気的な接続の構築を実現するから、クイックプラグ端子の第１端６０とクイックプラグ端子の第２端５０とはペアにするように使用される必要があり、即ち、そのうちの一端がオス側であれば、他端がメス側である。ここで、クイックプラグ端子の第１端６０及び第２端５０のタイプを具体的に限定していなく、両者は具体的な状況に応じて決定さればよく、いずれも本出願の保護範囲に該当する。

本発明における各実施例に対して漸進という方式で記載され、各実施例は、他の実施例との相違点を主に説明される。各実施例の間の同様または類似の部分について、互いに参照すればよい。実施例が開示した装置については、実施例が開示した方法に対応するものであるから、比較的に簡単に記載されている。関連するところについては、方法の箇所に対する説明を参照すればよい。

以上は本発明の好適な実施例に過ぎず、本発明に対していかなるの形式的な限定をしない。本発明は、好適な実施例によって以上のように開示されたが、これらに限定されない。当業者であれば、本発明の技術案の範囲から逸脱せずに、上記開示した方法及び技術内容を利用して、本発明の技術案に対して様々な可能な変更及び変化を行うことができ、または、均等の変更を有する均等実施例に修正することができる。従って、本発明の技術案から逸脱しない内容であれば、本発明の実質的な技術に基づいて、以上の実施例に対してなされたいかなる簡単な修正、均等の変更及び変化は、すべて本発明の技術案の保護範囲に該当する。

Claims

積層型電源キャビネットであって、
頂層ユニットと少なくとも１つの電池モジュールとを有し、
前記電池モジュールの数が１より大きいと、複数の前記電池モジュールが上から下へ順に積層され、
前記電池モジュールが電力の供給および／または貯蔵のための電気接続回路を構築し、当該電気接続回路が前記頂層ユニットにより導通接続を実現し、
前記頂層ユニットはトップキャップであり、
前記積層型電源キャビネットはさらに、台座ユニットと電池管理モジュールとを有し、
前記トップキャップ、前記台座ユニット、前記電池管理モジュール、及び前記電池モジュールのそれぞれの内部には、対応する送電線及び信号伝送線が設けられ、
前記トップキャップ内の送電線は送電線の短絡機能を実現するために用いられ、最上層の前記電池モジュールに接続され、
前記台座ユニット内の送電線は、前記電池管理モジュール及び最下層にある前記電池モジュールに接続されるために用いられ、
前記電池管理モジュール内の送電線は、前記台座ユニット及び外部機器に接続されるために用いられ、
前記電池モジュールの一側は、前記電池管理モジュールが前記電池モジュールに嵌め込まれるための凹形状であることを特徴とする積層型電源キャビネット。
前記電池管理モジュールは前記積層型電源キャビネットの側面に設けられることを特徴とする請求項１に記載の積層型電源キャビネット。
前記電池管理モジュールはさらに、遮断器、クイックプラグ端子の第１端、エネルギー貯蔵器正極コネクタ、及びエネルギー貯蔵器負極コネクタを有し、
前記遮断器の第１側は２本の送電線及び前記クイックプラグ端子の第１端を介して、前記台座ユニットに接続され、
前記遮断器の第２側は他の２本の送電線を介して、前記エネルギー貯蔵器正極コネクタの内側及び前記エネルギー貯蔵器負極コネクタの内側にそれぞれに対応して接続されることを特徴とする請求項１に記載の積層型電源キャビネット。
前記電池モジュール内の送電線は、
自身が所在する前記電池モジュールの正極に接続されており、自身が所在する前記電池モジュールの上端面にあるクイックプラグ端子の第２端の第１ポートから引き出される１本と、
自身が所在する前記電池モジュールの負極に接続されており、自身が所在する前記電池モジュールの下端面にあるクイックプラグ端子の第１端の第１ポートから引き出される１本と、
前記クイックプラグ端子の第２端の第２ポートと、前記クイックプラグ端子の第１端の第２ポートとを接続させる１本という３本を有することを特徴とする請求項１に記載の積層型電源キャビネット。
前記トップキャップ内はさらに、ＤＣ／ＤＣモジュール、充電器正極コネクタ及び充電器負極コネクタを有することを特徴とする請求項３に記載の積層型電源キャビネット。
前記電池モジュール内の送電線は、
自身が所在する前記電池モジュールの正極に接続されており、自身が所在する前記電池モジュールの上端面にあるクイックプラグ端子の第２端の第１ポートから引き出される第１本と、
自身が所在する前記電池モジュールの負極に接続されており、自身が所在する前記電池モジュールの下端面にあるクイックプラグ端子の第１端の第１ポートから引き出される第２本と、
前記クイックプラグ端子の第２端の第２ポートと、前記クイックプラグ端子の第１端の第２ポートとを接続させる第３本と、
前記クイックプラグ端子の第２端の第３ポートと、前記クイックプラグ端子の第１端の第３ポートとを接続させる第４本と、
前記クイックプラグ端子の第２端の第４ポートと、前記クイックプラグ端子の第１端の第４ポートとを接続させる第５本、という５本を有することを特徴とする請求項５に記載の積層型電源キャビネット。
前記電池管理モジュール内の前記遮断器の第１側はさらに、他の２本の送電線を介して前記台座ユニットと接続された後、第４本と第５本との送電線を介して下から上へ順に各前記電池モジュールを経て、前記ＤＣ／ＤＣモジュールの一側に接続され、
前記ＤＣ／ＤＣモジュールの他側は、前記充電器正極コネクタの内側及び前記充電器負極コネクタの内側にそれぞれに対応して接続されることを特徴とする請求項６に記載の積層型電源キャビネット。
前記電池管理モジュールが所在する側面の他の部分を覆うための側蓋を有することを特徴とする請求項１に記載の積層型電源キャビネット。
前記電池モジュールはＢＭＳ、クイックプラグコネクタ及び少なくとも１つの電気コアを有し、
各前記電気コアは直列接続され、直列接続による正負極に対応する正負極を前記電池モジュールの正負極とし、
前記ＢＭＳは各前記電気コアに接続されるとともに、自身が所在する前記電池モジュールの内部の信号伝送線の内側に接続され、
前記クイックプラグコネクタは少なくとも１対のクイックプラグ端子を有し、各対のクイックプラグ端子はいずれも、対応する前記電池モジュールの上端面に設けられる第２端と、対応する前記電池モジュールの下端面に設けられる第１端とを有することを特徴とする請求項１～８のいずれか１項に記載の積層型電源キャビネット。