WO2024257757A1 - 配線モジュール - Google Patents
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Definitions
- This disclosure relates to a wiring module.
- a busbar described in JP 2023-47446 A (Patent Document 1 below) is known.
- the busbar in Patent Document 1 has two connection parts and an intermediate part that connects the two connection parts.
- the connection parts are connected to the electrode terminals of the energy storage element.
- the intermediate part has a mountain shape that protrudes upward from the connection parts.
- the intermediate part can absorb misalignment between the two connection parts.
- the busbar is made up of multiple plate-shaped base materials stacked in the vertical direction. This allows the intermediate part to be formed more flexibly compared to when the busbar is made up of a single metal plate.
- Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2019-207825 (Patent Document 2 below) describes a wiring module that includes a connection bus bar that is connected to an electrode terminal, and a voltage detection wire.
- This connection bus bar has a bent portion that protrudes in a direction away from the electrode terminal (upward).
- the voltage detection wire is connected to a portion of the connection bus bar that is connected to the electrode terminal (a portion different from the bent portion) via a voltage detection terminal.
- connection portion has a certain strength for the connection process with the electrode terminal, but since the busbar in Patent Document 1 is constructed by stacking multiple base materials, there is a risk that the strength of the connection portion will be reduced.
- the wiring module disclosed herein is a wiring module that is attached to a plurality of energy storage elements having electrode terminals, and includes a bus bar and wiring material, the bus bar includes an electrode connection portion that is connected to the electrode terminals, and a lamination portion that is configured by laminating a plurality of plate-shaped base materials and connects two adjacent electrode connection portions, and the lamination portion includes a wiring material connection portion that is electrically connected to the wiring material.
- This disclosure makes it possible to provide a wiring module that has excellent connection reliability between the busbar and the electrode terminal, and between the busbar and the wiring material.
- FIG. 1 is a plan view of the electricity storage module according to the first embodiment.
- FIG. 2 is an enlarged perspective view of the wiring module according to the first embodiment.
- FIG. 3 is an enlarged bottom view of the wiring module according to the first embodiment.
- FIG. 4 is a plan view of the bus bar according to the first embodiment.
- FIG. 5 is a side view of the bus bar according to the first embodiment.
- FIG. 6 is an enlarged side view of a laminated portion of the bus bar shown in FIG.
- FIG. 7 is an enlarged perspective view of the wiring module according to the second embodiment.
- FIG. 8 is an enlarged bottom view of the wiring module according to the second embodiment.
- FIG. 9 is an enlarged perspective view of a wiring module according to another embodiment.
- the wiring module disclosed herein is a wiring module attached to a plurality of energy storage elements having electrode terminals, and includes a bus bar and wiring material.
- the bus bar includes an electrode connection portion connected to the electrode terminals, and a lamination portion configured by stacking a plurality of plate-shaped base materials and connecting two adjacent electrode connection portions, and the lamination portion includes a wiring material connection portion electrically connected to the wiring material.
- the electrode connection part can be formed separately from the laminated part having a configuration in which multiple base materials are laminated, thereby improving the strength of the electrode connection part. This makes it easier to electrically connect the electrode connection part to the electrode terminal.
- the busbar and the wiring material can be electrically connected by the wiring material connection portion provided in the laminated portion. Also, since there is no need to provide a wiring material connection portion at the electrode connection portion, it is easier to ensure electrical connection between the electrode connection portion and the electrode terminal, for example, even if the busbar is made smaller.
- the laminated portion includes an overlapping portion that overlaps with the electrode connection portion and is connected to the electrode connection portion, and that the overlapping portion includes the wiring material connection portion.
- the wiring material connection portion is formed in the overlapping portion of the laminate that is connected to the electrode connection portion.
- the overlapping portion is a portion of the laminate that has low flexibility because it is configured to overlap the electrode connection portion and connect to the electrode connection portion. Therefore, by providing the wiring material connection portion in the overlapping portion, it is possible to prevent the flexibility of the portion of the laminate that is not overlapped with the electrode connection portion from being impaired and to prevent stress from being applied to the connection portion between the wiring material connection portion and the wiring material.
- the electrode connection portion is made of a first metal
- the plurality of substrates include at least one first substrate made of the first metal and at least one second substrate made of a second metal different from the first metal
- the wiring material includes a conductor portion made of the second metal
- the electrode connection portion is connected to the first substrate
- the wiring material connection portion is formed of a second substrate and connected to the conductor portion.
- connection between the electrode connection portion and the laminated portion, and the connection between the wiring material connection portion and the wiring material are made between metals of the same type. This makes these connections easier.
- the laminated portion preferably includes an extension portion that extends outward from the electrode connection portions in a third direction perpendicular to both a first direction in which the electrode connection portions are arranged and a second direction in which the electrode connection portions and the electrode terminals face each other, and the extension portion preferably includes the wiring material connection portion.
- the wiring material and the wiring material connection portion can be connected even when the wiring material is extended in the first direction.
- facing in this specification refers to surfaces or components facing each other, and includes not only cases where they are completely facing each other, but also cases where they are partially facing each other.
- facing in this specification includes both cases where there is a component separate from the two parts between the two parts, and cases where there is nothing between the two parts.
- An energy storage module 10 including a wiring module 20 of the present embodiment is mounted on a vehicle as a power source for driving the vehicle, such as an electric vehicle or a hybrid vehicle.
- the direction indicated by the arrow Z is the upward direction
- the direction indicated by the arrow X is the forward direction
- the direction indicated by the arrow Y is the leftward direction. Note that, for multiple identical members, only some of the members may be labeled with a reference symbol, and the reference symbols for the other members may be omitted.
- the energy storage module 10 comprises a number of energy storage elements 11 arranged in a row, and a wiring module 20 attached to the upper surfaces of the plurality of energy storage elements 11.
- the wiring module 20 is attached to both ends in the left-right direction of the plurality of energy storage elements 11.
- the energy storage elements 11 are in the form of a flattened rectangular parallelepiped with energy storage elements housed inside.
- the energy storage element 11 has two electrode terminals 12 at both ends in the left-right direction of the upper surface. One of the two electrode terminals 12 is a positive electrode, and the other is a negative electrode.
- the electrode terminals 12 are electrically connected to a bus bar 30.
- the wiring module 20 includes a bus bar 30 and wiring members 40 connected to the bus bar 30 .
- the bus bar 30 has a rectangular shape in a plan view.
- the bus bar 30 includes two electrode connection parts 31 and a laminated part 32 that connects the two adjacent electrode connection parts 31.
- the two electrode connection parts 31 are arranged side by side in the front-rear direction.
- the electrode connection parts 31 are formed by bending a single metal plate.
- the electrode connection parts 31 are made of a first metal M1.
- the first metal M1 is, for example, aluminum or an aluminum alloy.
- the electrode connection parts 31 include a main body part 31A and an extension part 31B that extends from the main body part 31A.
- the electrode connection parts 31 have a through hole 31C that penetrates the main body part 31A in the up-down direction.
- the main body portion 31A is disposed so as to face the electrode terminal 12 in the vertical direction, and is connected to the electrode terminal 12, for example, by welding.
- the electrode terminal 12 is made of a first metal M1. Since the electrode terminal 12 and the main body portion 31A are made of the same metal, electrical connection between the electrode terminal 12 and the main body portion 31A is facilitated. In addition, electrolytic corrosion is prevented at the connection portion between the electrode terminal 12 and the main body portion 31A.
- the through hole 31C engages with a protrusion (not shown) protruding from the electrode terminal 12. This positions the bus bar 30 and the electrode terminal 12.
- the laminated portion 32 is configured by laminating a plurality of plate-shaped base materials 33.
- the base materials 33 are, for example, thin metal plates or metal foils.
- the members 33 are connected to each other by, for example, welding or brazing.
- the plurality of base members 33 are formed of a plurality of (specifically, seven) first base members 33A.
- the first substrate 33A is made of a first metal M1.
- the second substrate 33B is made of a second metal M2 different from the first metal M1.
- the second metal M2 is, for example, copper or a copper alloy.
- the laminated portion 32 includes two overlapping portions 34 overlapping the extension portion 31B, and a main body portion 35 disposed between the two overlapping portions 34.
- the overlapping portions 34 are overlapped under the extension portion 31B.
- the upper surface of the overlapping portion 34 is connected to the extension portion 31B, for example, by welding.
- the first base material 33A and the second base material 33B are stacked in the vertical direction, and the second base material 33B is disposed at the lowest position among the multiple base materials 33.
- the multiple first base materials 33A are disposed above the single second base material 33B.
- the upper surface of the overlapping portion 34 is constituted by the first base material 33A and is constituted by the first metal M1. Since the extension portion 31B is also constituted by the first metal M1, it is easy to electrically connect the upper surface of the overlapping portion 34 and the extension portion 31B. Furthermore, electrolytic corrosion is prevented at the connection portion between the overlapping portion 34 and the extension portion 31B.
- the main body 35 is formed in a mountain shape that protrudes upward from the overlapping portion 34.
- the main body 35 has two side portions 35A that rise from the overlapping portion 34, and a ceiling portion 35B that connects the upper ends of the two side portions 35A.
- the main body 35 is made elastically deformable, and it is tolerable to a certain extent that the two electrode connection portions 31 are displaced from each other in the front-to-back and up-down directions. Therefore, it is possible to absorb assembly tolerances between the electrode connection portions 31 and the electrode terminals 12, etc. It is also possible to tolerate expansion and contraction of the storage element 11 due to temperature changes.
- the laminated portion 32 has a number of slits 36 formed therein, penetrating the main body portion 35 and the portion of the overlapping portion 34 closer to the main body portion 35.
- Each slit 36 extends in the front-to-rear direction.
- one of the two overlapping portions 34 included in the laminated portion 32 includes a wiring member connection portion 37.
- the wiring member connection portion 37 is a portion of the busbar 30 that is electrically connected to the wiring members 40 described below.
- the wiring member connection portion 37 is disposed in the overlapping portion 34 disposed on the front side.
- the wiring member connection portion 37 is located on the lower surface of the overlapping portion 34.
- the substrate 33 disposed on the lowermost side is the second substrate 33B (see FIG. 6).
- the wiring member connection portion 37 is part of the second substrate 33B, and is formed from the second metal M2.
- the wiring material 40 includes a conductor portion 41 and a support member 42 that supports the conductor portion 41.
- the wiring material 40 is a flexible printed circuit board.
- the support member 42 is made of an insulating synthetic resin and includes a base film and a coverlay film.
- the conductor portion 41 is made of a second metal M2.
- the conductor portion 41 has a thin wire shape.
- a land portion 41A is formed at an end of the conductor portion 41.
- the land portion 41A is wider than the other portions of the conductor portion 41.
- the conductor portion 41 is formed on the base film and is covered from above by a coverlay film. An opening that exposes the land portion 41A upward is formed in the coverlay film.
- the wiring material 40 comprises a main body portion 43 extending in the front-rear direction, and a connection piece 44 extending in the left-right direction from the main body portion 43.
- a land portion 41A is arranged on the connection piece 44.
- the connection piece 44 is overlapped under the wiring material connection portion 37 of the overlapping portion 34.
- the land portion 41A and the wiring material connection portion 37 are connected by, for example, soldering.
- the land portion 41A and the wiring material connection portion 37 are made of the second metal M2, which facilitates electrical connection between the land portion 41A and the wiring material connection portion 37.
- the end of the conductor portion 41 opposite the land portion 41A is connected to a connector (not shown).
- This connector is adapted to be connected to an external ECU (Electronic Control Unit) or the like.
- the ECU is equipped with a microcomputer, elements, etc., and is of a well-known configuration with functions such as detecting the voltage, current, temperature, etc. of each storage element 11 and controlling the charging and discharging of each storage element 11.
- the conductor portion 41 functions as a voltage detection line.
- the overlapping portion 34 of the laminated portion 32 is connected to the electrode connection portion 31 and is not easily deformed.
- the main body portion 35 of the laminated portion 32 is elastically deformable and has flexibility. Unlike this embodiment, if a wiring member connection portion is provided on the main body portion, the flexibility of the main body portion may be impaired by connection to the wiring member. In addition, there is a risk that stress will be applied to the connection portion between the wiring member connection portion and the wiring member when the main body portion deforms.
- the wiring member connection portion 37 is provided on the overlapping portion 34 rather than on the main body portion 35. This makes it possible to maintain the reliability of the connection between the busbar 30 and the wiring member 40 without impairing the flexibility of the main body portion 35.
- the wiring module 20 in embodiment 1 is a wiring module 20 that is attached to a plurality of energy storage elements 11 having electrode terminals 12, and includes a bus bar 30 and wiring material 40.
- the bus bar 30 includes an electrode connection portion 31 that is connected to the electrode terminal 12, and a laminate portion 32 that is configured by stacking a plurality of plate-shaped base materials 33 and connects two adjacent electrode connection portions 31.
- the laminate portion 32 includes a wiring material connection portion 37 that is electrically connected to the wiring material 40.
- the electrode connection portion 31 can be formed separately from the laminate portion 32, which is configured by laminating multiple base materials 33, and the strength of the electrode connection portion 31 can be improved. This makes it easier to electrically connect the electrode connection portion 31 to the electrode terminal 12.
- the busbar 30 and the wiring material 40 can be electrically connected by the wiring material connection portion 37 provided in the laminated portion 32.
- the wiring material connection portion 37 in the electrode connection portion 31 since it is not necessary to provide the wiring material connection portion 37 in the electrode connection portion 31, it is easier to ensure electrical connection between the electrode connection portion 31 and the electrode terminal 12 even when the busbar 30 is miniaturized, for example.
- the laminated portion 32 includes an overlapping portion 34 that overlaps with the electrode connection portion 31 and is connected to the electrode connection portion 31, and the overlapping portion 34 includes a wiring material connection portion 37.
- the wiring member connection portion 37 is formed in the overlapping portion 34 of the laminated portion 32, which is connected to the electrode connection portion 31.
- the overlapping portion 34 is a portion of the laminated portion 32 that has low flexibility because it is configured to overlap the electrode connection portion 31 and connect to the electrode connection portion 31. Therefore, by providing the wiring member connection portion 37 in the overlapping portion 34, it is possible to prevent the flexibility of the portion of the laminated portion 32 that is not overlapped with the electrode connection portion 31 from being impaired and to prevent stress from being applied to the connection portion between the wiring member connection portion 37 and the wiring member 40.
- the electrode connection portion 31 is made of a first metal M1
- the multiple substrates 33 include at least one first substrate 33A made of the first metal M1 and at least one second substrate 33B made of a second metal M2 different from the first metal M1
- the wiring material 40 includes a conductor portion 41 made of the second metal M2
- the electrode connection portion 31 is connected to the first substrate 33A
- the wiring material connection portion 37 is formed of the second substrate 33B and is connected to the conductor portion 41.
- the connection between the electrode terminal 12 and the electrode connection portion 31, the connection between the electrode connection portion 31 and the laminate portion 32, and the connection between the wiring member connection portion 37 and the wiring member 40 are connections between metals of the same kind. This makes these connections easier.
- the wiring module 120 includes a bus bar 130 and wiring material 140.
- the front-rear direction is an example of the first direction.
- the up-down direction is an example of the second direction.
- the left-right direction is an example of the third direction.
- the same components as those in the first embodiment may be given the same reference numerals as those in the first embodiment, and descriptions thereof may be omitted. Furthermore, descriptions of the effects that overlap with those in the first embodiment will be omitted.
- the busbar 130 comprises two electrode connection portions 31 and a laminated portion 132.
- the laminated portion 132 comprises a plurality of first substrates 33A and one second substrate 33B that is laminated on the lower side of the plurality of first substrates 33A (see FIG. 6).
- the laminated portion 132 has an extension portion 138 that extends to the left of the electrode connection portion 31 in the width direction (left-right direction) of the busbar 30.
- the extension portion 138 is composed only of the second substrate 33B.
- the extension portion 138 has a wiring material connection portion 137 on its underside.
- the wiring material 140 does not have the connection piece 44 of embodiment 1, but only has a main body portion 43 extending in the front-rear direction. That is, the wiring material 140 is in a state of extending in the front-rear direction in the wiring module 120. As shown in FIG. 8, a land portion 41A is formed in the main body portion 43. An extension portion 138 is disposed on the land portion 41A, and the land portion 41A and the wiring material connection portion 137 are connected by soldering or the like.
- connection portion between the busbar 130 and the wiring material 140 is formed by the extension portion 138 instead of the connection piece 44 of embodiment 1.
- the wiring material 140 can be made into a simple strip shape, making it easier to form the wiring material 140.
- the extension portion 138 is made of the base material 33, and is easier to increase in strength compared to the connection piece 44. This improves the connection reliability between the busbar 130 and the wiring material 140.
- the laminated portion 132 has an extension portion 138 that extends outward from the electrode connection portions 31 in a third direction (left-right direction) that is perpendicular to both the first direction (front-to-back direction) in which the electrode connection portions 31 are arranged and the second direction (up-down direction) in which the electrode connection portions 31 and the electrode terminals 12 face each other, and the extension portion 138 has a wiring material connection portion 137.
- the wiring material 140 and the wiring material connection portion 137 can be connected even when the wiring material 140 is extended in the first direction.
- the busbars 30 and 130 are made of the first metal M1 and the second metal M2, but the busbars may be made of a single type of metal.
- the multiple substrates 33 include multiple first substrates 33A and one second substrate 33B, but the number of first substrates and second substrates included in the multiple substrates can be changed as appropriate.
- the multiple substrates may all be made of one type of metal.
- the laminated portion 32, 132 and the electrode connection portion 31 are connected by welding, but the laminated portion and the electrode connection portion may be electrically connected by being mechanically compressed and fixed.
- the laminated portion 32, 132 has a main body portion 35 that protrudes from the overlapping portion 34, but the main body portion 35 may be flat and substantially flush with the overlapping portion 34.
- slits 36 are formed in the laminated portions 32 and 132, but slits do not have to be provided.
- the wiring connection portion 37 is provided in the overlapping portion 34.
- the wiring connection portion may be provided in the main body portion.
- the extending portion 138 may extend from the main body portion 35, not limited to the overlapping portion 34, as long as the extending portion 138 extends outward from the electrode connection portion 31 in the third direction.
- the extending portion 138 may be formed from any of the base materials 33 constituting the laminate portion 33.
- the wiring material 40, 140 is a flexible printed circuit board, but the wiring material may be, for example, an electric wire or a flexible flat cable (FFC).
- the wiring material may also be electrically connected to the bus bar via a terminal, a small metal piece, or the like.
- the wiring module of the present disclosure includes a wiring module 220 shown in FIG. 9.
- the wiring module 220 includes a bus bar 30, a wiring material 240, and a terminal 250.
- the wiring material 240 is an electric wire.
- the terminal 250 includes a terminal body 251 welded to the bus bar 30, a core wire crimping portion 252 crimped to the core wire of the electric wire, and an insulating coating crimping portion 253 crimped to the insulating coating of the electric wire.
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Abstract
配線モジュール20は、電極端子を有する複数の蓄電素子に取り付けられる配線モジュール20であって、バスバー30と、配線材40と、を備え、バスバー30は、電極端子に接続される電極接続部31と、板状をなす複数の基材が積層されて構成されており且つ隣接する2つの電極接続部31を連結する積層部32と、を備え、積層部32は、配線材40に電気的に接続される配線材接続部37を備える。
Description
本開示は、配線モジュールに関する。
従来、特開2023-47446号公報(下記特許文献1)に記載のバスバーが知られている。特許文献1のバスバーは、2つの接続部と、2つの接続部を連結する中間部と、を備えている。接続部は蓄電素子の電極端子に接続される部分である。中間部は接続部から上方に突出する山形状をなしている。中間部により、2つの接続部のずれを吸収することができる。バスバーは、板状の複数の基材が上下方向に積層されることで構成されている。これにより、バスバーを1枚の金属板材から構成する場合と比較して、中間部をより柔軟に形成することができる。
また、特開2019-207825号公報(下記特許文献2)には、電極端子と接続される接続バスバーと、電圧検知線と、を備える配線モジュールが記載されている。この接続バスバーは、電極端子から離間する方向(上方)に突出する屈曲部を有している。電圧検知線は電圧検知端子を介して、接続バスバーにおける電極端子に接続される部分(屈曲部と異なる部分)に接続されている。
特許文献1のバスバーに電圧検知線等の配線材を接続して配線モジュールを構成する場合、特許文献2に記載の構成を適用すると、配線材はバスバーの接続部に接続されることになる。しかし、例えば、バスバーを小型化した場合には、接続部と配線材との接続、及び接続部と電極端子との接続を両立させることが難しいことがありうる。
また、接続部は電極端子との接続工程のために所定の強度を有することが好ましいが、特許文献1のバスバーは複数の基材が積層されることで構成されているため、接続部の強度が低下するおそれがある。
本開示の配線モジュールは、電極端子を有する複数の蓄電素子に取り付けられる配線モジュールであって、バスバーと、配線材と、を備え、前記バスバーは、前記電極端子に接続される電極接続部と、板状をなす複数の基材が積層されて構成されており且つ隣接する2つの前記電極接続部を連結する積層部と、を備え、前記積層部は、前記配線材に電気的に接続される配線材接続部を備える、配線モジュールである。
本開示によれば、バスバーと電極端子との接続信頼性、及びバスバーと配線材との接続信頼性に優れた配線モジュールを提供することができる。
[本開示の実施形態の説明]
最初に本開示の実施態様を列挙して説明する。
[1]本開示の配線モジュールは、電極端子を有する複数の蓄電素子に取り付けられる配線モジュールであって、バスバーと、配線材と、を備え、前記バスバーは、前記電極端子に接続される電極接続部と、板状をなす複数の基材が積層されて構成されており且つ隣接する2つの前記電極接続部を連結する積層部と、を備え、前記積層部は、前記配線材に電気的に接続される配線材接続部を備える。
最初に本開示の実施態様を列挙して説明する。
[1]本開示の配線モジュールは、電極端子を有する複数の蓄電素子に取り付けられる配線モジュールであって、バスバーと、配線材と、を備え、前記バスバーは、前記電極端子に接続される電極接続部と、板状をなす複数の基材が積層されて構成されており且つ隣接する2つの前記電極接続部を連結する積層部と、を備え、前記積層部は、前記配線材に電気的に接続される配線材接続部を備える。
このような構成によると、電極接続部を、複数の基材が積層された構成の積層部と別体に形成することができるから、電極接続部の強度を向上させることができる。よって、電極接続部と電極端子との電気的接続を行いやすくなる。
また、上記の構成によると、積層部が備える配線材接続部により、バスバーと配線材とを電気的に接続することができる。また、電極接続部に配線材接続部を設けなくてよいから、例えば、バスバーが小型化された場合等でも、電極接続部と電極端子との電気的接続を担保しやすくなる。
[2]上記[1]において、前記積層部は、前記電極接続部と重畳して前記電極接続部に接続される重畳部を備え、前記重畳部は前記配線材接続部を備えることが好ましい。
このような構成によると、配線材接続部は、積層部のうち電極接続部に接続される重畳部に形成される。重畳部は、電極接続部に重畳されて電極接続部に接続される構成のため、積層部のうち柔軟性が低い部分である。そのため、配線材接続部を重畳部に設けることにより、積層部のうち電極接続部に重畳されない部分の柔軟性が損なわれることや、配線材接続部と配線材との接続部分に応力がかかることを抑制することができる。
[3]上記[1]または[2]において、前記電極接続部は第1金属により構成され、前記複数の基材は、前記第1金属により構成される少なくとも1つの第1基材と、前記第1金属とは異なる第2金属により構成される少なくとも1つの第2基材と、を備え、前記配線材は、前記第2金属により構成される導体部を備え、前記電極接続部は前記第1基材に接続され、前記配線材接続部は第2基材により形成され、前記導体部に接続されていることが好ましい。
このような構成によると、電極接続部と積層部との接続、及び配線材接続部と配線材との接続が、同種金属間での接続となる。したがって、これらの接続が容易になる。
[4]上記[1]から[3]のいずれか1つにおいて、前記積層部は、前記電極接続部が並ぶ第1方向、及び前記電極接続部と前記電極端子とが対向する第2方向の双方に直交する第3方向について、前記電極接続部よりも外方に延びる延出部を備え、前記延出部は前記配線材接続部を備えることが好ましい。
このような構成によると、配線材を第1方向に延在させた状態でも、配線材と配線材接続部とを接続することができる。
[本開示の実施形態の詳細]
以下に、本開示の実施形態について説明する。本開示はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。各図面では、説明の便宜上、構成の一部を誇張または簡略化して示す場合がある。また、各部分の寸法比率については各図面で異なる場合がある。本明細書における「直交」は、厳密に直交の場合のみでなく、本実施形態における作用ならびに効果を奏する範囲内で概ね直交の場合も含まれる。
以下に、本開示の実施形態について説明する。本開示はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。各図面では、説明の便宜上、構成の一部を誇張または簡略化して示す場合がある。また、各部分の寸法比率については各図面で異なる場合がある。本明細書における「直交」は、厳密に直交の場合のみでなく、本実施形態における作用ならびに効果を奏する範囲内で概ね直交の場合も含まれる。
また、本明細書における「対向」とは、面同士又は部材同士が互いに正面の位置にあることを指し、互いが完全に正面の位置にある場合だけでなく、互いが部分的に正面の位置にある場合を含む。また、本明細書における「対向」とは、2つの部分の間に、2つの部分とは別の部材が介在している場合と、2つの部分の間に何も介在していない場合の両方を含む。
<実施形態1>
本開示の実施形態1について、図1から図6を参照しつつ説明する。本実施形態の配線モジュール20を備えた蓄電モジュール10は、例えば、電気自動車またはハイブリッド自動車などの車両を駆動するための電源として車両に搭載されるものである。以下の説明においては、矢線Zの示す方向を上方、矢線Xの示す方向を前方、矢線Yの示す方向を左方として説明する。なお、複数の同一部材については、一部の部材にのみ符号を付し、他の部材の符号を省略する場合がある。
本開示の実施形態1について、図1から図6を参照しつつ説明する。本実施形態の配線モジュール20を備えた蓄電モジュール10は、例えば、電気自動車またはハイブリッド自動車などの車両を駆動するための電源として車両に搭載されるものである。以下の説明においては、矢線Zの示す方向を上方、矢線Xの示す方向を前方、矢線Yの示す方向を左方として説明する。なお、複数の同一部材については、一部の部材にのみ符号を付し、他の部材の符号を省略する場合がある。
蓄電モジュール10は、図1に示すように、一列に並べられた複数の蓄電素子11と、複数の蓄電素子11の上面に装着される配線モジュール20と、を備える。配線モジュール20は、複数の蓄電素子11の左右方向における両端部に取り付けられている。蓄電素子11は、内部に蓄電要素が収容された扁平な直方体状をなしている。蓄電素子11は、上面の左右方向における両端部に2つの電極端子12を有する。2つの電極端子12のうち一方は正極であり、他方は負極である。電極端子12はバスバー30に電気的に接続されている。
(配線モジュール20)
図1から図3に示すように、配線モジュール20は、バスバー30と、バスバー30に接続される配線材40と、を備える。
図1から図3に示すように、配線モジュール20は、バスバー30と、バスバー30に接続される配線材40と、を備える。
(バスバー30、電極接続部31、第1金属M1)
図4に示すように、バスバー30は平面視方形状をなしている。バスバー30は、2つの電極接続部31と、隣接する2つの電極接続部31を連結する積層部32と、を備える。2つの電極接続部31は、前後方向に並んで配されている。図5に示すように、電極接続部31は、1枚の金属板材を曲げ加工することで形成されている。本実施形態では、電極接続部31は、第1金属M1により構成されている。第1金属M1は、例えばアルミニウムやアルミニウム合金である。電極接続部31は、本体部31Aと、本体部31Aから延設される延設部31Bと、を備える。図4に示すように、電極接続部31は、本体部31Aを上下方向に貫通する貫通孔31Cを有する。
図4に示すように、バスバー30は平面視方形状をなしている。バスバー30は、2つの電極接続部31と、隣接する2つの電極接続部31を連結する積層部32と、を備える。2つの電極接続部31は、前後方向に並んで配されている。図5に示すように、電極接続部31は、1枚の金属板材を曲げ加工することで形成されている。本実施形態では、電極接続部31は、第1金属M1により構成されている。第1金属M1は、例えばアルミニウムやアルミニウム合金である。電極接続部31は、本体部31Aと、本体部31Aから延設される延設部31Bと、を備える。図4に示すように、電極接続部31は、本体部31Aを上下方向に貫通する貫通孔31Cを有する。
本体部31Aは、図1に示すように、上下方向に電極端子12に対向するように配され、例えば溶接により電極端子12に接続される。本実施形態では、電極端子12は、第1金属M1により構成されている。電極端子12と本体部31Aとが同種金属により構成されるため、電極端子12と本体部31Aとの電気的接続が容易になっている。また、電極端子12と本体部31Aとの接続部分における電食が防止される。貫通孔31Cは、電極端子12から突出する突起部(図示せず)に係合する。これにより、バスバー30と電極端子12との位置決めがなされる。
(積層部32、基材33、第1基材33A、第2基材33B、第2金属M2)
図5及び図6に示すように、積層部32は、板状をなす複数の基材33が積層されて構成されている。基材33は例えば薄い金属板材や金属箔である。複数の基材33は、例えば溶接やロウ付け等により互いに接続されている。図6に示すように、本実施形態では、複数の基材33は、複数(詳細には7枚)の第1基材33Aと、1枚の第2基材33Bと、を含む。第1基材33Aは、第1金属M1により構成されている。第2基材33Bは、第1金属M1とは異なる第2金属M2により構成されている。第2金属M2は、例えば銅や銅合金である。
図5及び図6に示すように、積層部32は、板状をなす複数の基材33が積層されて構成されている。基材33は例えば薄い金属板材や金属箔である。複数の基材33は、例えば溶接やロウ付け等により互いに接続されている。図6に示すように、本実施形態では、複数の基材33は、複数(詳細には7枚)の第1基材33Aと、1枚の第2基材33Bと、を含む。第1基材33Aは、第1金属M1により構成されている。第2基材33Bは、第1金属M1とは異なる第2金属M2により構成されている。第2金属M2は、例えば銅や銅合金である。
(重畳部34)
図5に示すように、積層部32は、延設部31Bと重畳する2つの重畳部34と、2つの重畳部34の間に配される本体部35と、を備える。本実施形態では、重畳部34は、延設部31Bの下に重ねられている。重畳部34の上面は、例えば溶接により、延設部31Bと接続されている。図6に示すように、重畳部34において、第1基材33A及び第2基材33Bは上下方向に積層されており、第2基材33Bは複数の基材33の中で最も下側に配されている。複数の第1基材33Aは、1枚の第2基材33Bの上側に配されている。すなわち、重畳部34の上面は第1基材33Aにより構成され、第1金属M1により構成されている。延設部31Bも第1金属M1により構成されているから、重畳部34の上面と延設部31Bとの電気的接続が容易になっている。また、重畳部34と延設部31Bとの接続部分における電食が防止される。
図5に示すように、積層部32は、延設部31Bと重畳する2つの重畳部34と、2つの重畳部34の間に配される本体部35と、を備える。本実施形態では、重畳部34は、延設部31Bの下に重ねられている。重畳部34の上面は、例えば溶接により、延設部31Bと接続されている。図6に示すように、重畳部34において、第1基材33A及び第2基材33Bは上下方向に積層されており、第2基材33Bは複数の基材33の中で最も下側に配されている。複数の第1基材33Aは、1枚の第2基材33Bの上側に配されている。すなわち、重畳部34の上面は第1基材33Aにより構成され、第1金属M1により構成されている。延設部31Bも第1金属M1により構成されているから、重畳部34の上面と延設部31Bとの電気的接続が容易になっている。また、重畳部34と延設部31Bとの接続部分における電食が防止される。
図5に示すように、本実施形態では、本体部35は、重畳部34から上方に突出する山形状に形成されている。本体部35は、重畳部34から立ち上がる2つの側部35Aと、2つの側部35Aの上端を接続する天井部35Bと、を備える。本体部35を山形状に設けることにより、本体部35は弾性変形可能とされ、2つの電極接続部31が互いに前後方向や上下方向にずれて変位することがある程度許容される。したがって、電極接続部31と電極端子12との組み付け公差等を吸収することができる。また、温度変化に伴う蓄電素子11の膨張収縮を許容することができる。
図3に示すように、積層部32には、本体部35と、重畳部34における本体部35寄りの部分と、を貫通する複数のスリット36が形成されている。各スリット36は前後方向に延びている。本体部35にスリット36を設けることにより、2つの電極接続部31が互いに左右方向にずれて変位することがある程度許容されるようになる。したがって、温度変化に伴う蓄電素子11の膨張収縮を許容することができる。
(配線材接続部37)
図2及び図3に示すように、積層部32が備える2つの重畳部34のうちいずれか一方は、配線材接続部37を備える。配線材接続部37は、バスバー30のうち、後述する配線材40に電気的に接続される部分である。図2及び図3では、配線材接続部37は前側に配される重畳部34に配されている。配線材接続部37は、重畳部34の下面とされている。重畳部34において、最も下側に配されている基材33は第2基材33Bである(図6参照)。よって、配線材接続部37は、第2基材33Bの一部であり、第2金属M2により形成されている。
図2及び図3に示すように、積層部32が備える2つの重畳部34のうちいずれか一方は、配線材接続部37を備える。配線材接続部37は、バスバー30のうち、後述する配線材40に電気的に接続される部分である。図2及び図3では、配線材接続部37は前側に配される重畳部34に配されている。配線材接続部37は、重畳部34の下面とされている。重畳部34において、最も下側に配されている基材33は第2基材33Bである(図6参照)。よって、配線材接続部37は、第2基材33Bの一部であり、第2金属M2により形成されている。
(配線材40)
図3に示すように、配線材40は、導体部41と、導体部41を支持する支持部材42と、を備える。本実施形態では、配線材40はフレキシブルプリント基板とされている。支持部材42は、絶縁性の合成樹脂から構成され、ベースフィルムとカバーレイフィルムとを備える。本実施形態では、導体部41は、第2金属M2により構成されている。導体部41は細線状をなしている。導体部41の端部にはランド部41Aが形成されている。ランド部41Aは、導体部41のその他の部分よりも幅広とされている。導体部41はベースフィルムの上に形成され、上方からカバーレイフィルムにより覆われている。カバーレイフィルムには、ランド部41Aを上方に露出する開口が形成されている。
図3に示すように、配線材40は、導体部41と、導体部41を支持する支持部材42と、を備える。本実施形態では、配線材40はフレキシブルプリント基板とされている。支持部材42は、絶縁性の合成樹脂から構成され、ベースフィルムとカバーレイフィルムとを備える。本実施形態では、導体部41は、第2金属M2により構成されている。導体部41は細線状をなしている。導体部41の端部にはランド部41Aが形成されている。ランド部41Aは、導体部41のその他の部分よりも幅広とされている。導体部41はベースフィルムの上に形成され、上方からカバーレイフィルムにより覆われている。カバーレイフィルムには、ランド部41Aを上方に露出する開口が形成されている。
配線材40は、前後方向に延びる本体部43と、本体部43から左右方向に延びる接続片44と、を備える。接続片44には、ランド部41Aが配されている。接続片44は、重畳部34の配線材接続部37の下に重ねられている。ランド部41Aと配線材接続部37とは、例えば半田付け等により接続されている。ランド部41A及び配線材接続部37は、第2金属M2により構成されているから、ランド部41Aと配線材接続部37との電気的接続が容易になっている。
導体部41のランド部41Aと反対側の端部は、図示しないコネクタに接続されている。このコネクタは、外部のECU(Electronic Control Unit)等に接続されるようになっている。ECUは、マイクロコンピュータ、素子等が搭載されたものであって、各蓄電素子11の電圧、電流、温度等の検知や、各蓄電素子11の充放電制御コントロール等を行うための機能を備えた周知の構成のものである。導体部41は電圧検知線として機能する。
積層部32のうち重畳部34は電極接続部31と接続されており、変形しにくい。一方で、積層部32のうち本体部35は弾性変形可能とされ、柔軟性を有する。本実施形態とは異なり、本体部に配線材接続部を設けた場合には、配線材と接続されることで本体部の柔軟性が損なわれることがありうる。また、本体部が変形する際に配線材接続部と配線材との接続部分に応力がかかるおそれがある。しかし、本実施形態では、配線材接続部37を本体部35ではなく、重畳部34に設けている。これにより、本体部35の柔軟性を損なわず、バスバー30と配線材40との接続信頼性を維持することができる。
(実施形態1の作用効果)
(1-1)実施形態1にかかる配線モジュール20は、電極端子12を有する複数の蓄電素子11に取り付けられる配線モジュール20であって、バスバー30と、配線材40と、を備え、バスバー30は、電極端子12に接続される電極接続部31と、板状をなす複数の基材33が積層されて構成されており且つ隣接する2つの電極接続部31を連結する積層部32と、を備え、積層部32は、配線材40に電気的に接続される配線材接続部37を備える。
(1-1)実施形態1にかかる配線モジュール20は、電極端子12を有する複数の蓄電素子11に取り付けられる配線モジュール20であって、バスバー30と、配線材40と、を備え、バスバー30は、電極端子12に接続される電極接続部31と、板状をなす複数の基材33が積層されて構成されており且つ隣接する2つの電極接続部31を連結する積層部32と、を備え、積層部32は、配線材40に電気的に接続される配線材接続部37を備える。
このような構成によると、電極接続部31を、複数の基材33が積層された構成の積層部32と別体に形成することができるから、電極接続部31の強度を向上させることができる。よって、電極接続部31と電極端子12との電気的接続を行いやすくなる。
また、上記の構成によると、積層部32が備える配線材接続部37により、バスバー30と配線材40とを電気的に接続することができる。また、電極接続部31に配線材接続部37を設けなくてよいから、例えば、バスバー30が小型化された場合等でも、電極接続部31と電極端子12との電気的接続を担保しやすくなる。
(1-2)実施形態1では、積層部32は、電極接続部31と重畳して電極接続部31に接続される重畳部34を備え、重畳部34は配線材接続部37を備える。
このような構成によると、配線材接続部37は、積層部32のうち電極接続部31に接続される重畳部34に形成される。重畳部34は、電極接続部31に重畳されて電極接続部31に接続される構成のため、積層部32のうち柔軟性が低い部分である。そのため、配線材接続部37を重畳部34に設けることにより、積層部32のうち電極接続部31に重畳されない部分の柔軟性が損なわれることや、配線材接続部37と配線材40との接続部分に応力がかかることを抑制することができる。
(1-3)実施形態1では、電極接続部31は第1金属M1により構成され、複数の基材33は、第1金属M1により構成される少なくとも1つの第1基材33Aと、第1金属M1とは異なる第2金属M2により構成される少なくとも1つの第2基材33Bと、を備え、配線材40は、第2金属M2により構成される導体部41を備え、電極接続部31は第1基材33Aに接続され、配線材接続部37は第2基材33Bにより形成され、導体部41に接続されている。
このような構成によると、例えば電極端子12が第1金属M1により構成され、導体部41が第2金属M2により構成されている場合に、電極端子12と電極接続部31との接続、電極接続部31と積層部32との接続、及び配線材接続部37と配線材40との接続が、同種金属間での接続となる。したがって、これらの接続が容易になる。
<実施形態2>
本開示の実施形態2について、図7及び図8を参照しつつ説明する。実施形態2にかかる配線モジュール120は、バスバー130と、配線材140と、を備える。本実施形態では、前後方向は第1方向の一例である。上下方向は第2方向の一例である。左右方向は第3方向の一例である。以下、実施形態1と同一の部材には、実施形態1と同一の符号を付して、説明を省略する場合がある。また、作用効果について、実施形態1と重複する説明を省略する。
本開示の実施形態2について、図7及び図8を参照しつつ説明する。実施形態2にかかる配線モジュール120は、バスバー130と、配線材140と、を備える。本実施形態では、前後方向は第1方向の一例である。上下方向は第2方向の一例である。左右方向は第3方向の一例である。以下、実施形態1と同一の部材には、実施形態1と同一の符号を付して、説明を省略する場合がある。また、作用効果について、実施形態1と重複する説明を省略する。
バスバー130は、2つの電極接続部31と、積層部132と、を備える。積層部132は、実施形態1と同様に、複数の第1基材33Aと、複数の第1基材33Aの下側に重ねられる1枚の第2基材33Bと、を備える(図6参照)。積層部132は、バスバー30の幅方向(左右方向)について、電極接続部31よりも左方に延びる延出部138を有する。延出部138は、第2基材33Bのみにより構成されている。延出部138は、その下面に配線材接続部137を備える。
配線材140は、実施形態1の接続片44を備えず、前後方向に延びる本体部43のみを備える。すなわち、配線材140は、配線モジュール120において、前後方向に延在した状態とされている。図8に示すように、本体部43には、ランド部41Aが形成されている。ランド部41Aの上に延出部138が配されており、ランド部41Aと配線材接続部137とが半田付け等により接続されている。
本実施形態では、実施形態1の接続片44の代わりに延出部138によって、バスバー130と配線材140との接続部分を形成している。これにより、配線材140を前後方向に延在させた状態で、配線材140と配線材接続部137との接続が可能になる。すなわち、配線材140を単純な帯状とすることができるから、配線材140の形成が容易になる。また、延出部138は基材33により構成されており、接続片44と比較して強度を高めやすい。よって、バスバー130と配線材140との接続信頼性を向上させることができる。
(実施形態2の作用効果)
(2-1)実施形態2にかかる配線モジュール120において、積層部132は、電極接続部31が並ぶ第1方向(前後方向)、及び電極接続部31と電極端子12とが対向する第2方向(上下方向)の双方に直交する第3方向(左右方向)について、電極接続部31よりも外方に延びる延出部138を備え、延出部138は配線材接続部137を備える。
(2-1)実施形態2にかかる配線モジュール120において、積層部132は、電極接続部31が並ぶ第1方向(前後方向)、及び電極接続部31と電極端子12とが対向する第2方向(上下方向)の双方に直交する第3方向(左右方向)について、電極接続部31よりも外方に延びる延出部138を備え、延出部138は配線材接続部137を備える。
このような構成によると、配線材140を第1方向に延在させた状態でも、配線材140と配線材接続部137とを接続することができる。
(他の実施形態)
上記実施形態1,2は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態1,2及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
上記実施形態1,2は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態1,2及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態1,2では、バスバー30,130は第1金属M1と第2金属M2とにより構成されていたが、バスバーは1種類の金属から構成されていてもよい。
・上記実施形態1,2では、複数の基材33は複数の第1基材33Aと1枚の第2基材33Bとを備えていたが、複数の基材に含まれる第1基材及び第2基材の数は適宜変更することができる。また、複数の基材は全て1種類の金属から構成されていてもよい。
・上記実施形態1,2では、積層部32,132と電極接続部31とは溶接により接続されていたが、積層部と電極接続部とは機械的に圧縮、固定されることで電気的に接続されていてもよい。
・上記実施形態1,2では、積層部32,132は重畳部34から突出する本体部35を有していたが、本体部35は重畳部34と略面一とされる平板状であってもよい。
・上記実施形態1,2では、積層部32,132にはスリット36が形成されていたが、スリットは設けられなくてもよい。
・上記実施形態1では、重畳部34に配線材接続部37が設けられていたが、配線材接続部は本体部に設けられてもよい。
・上記実施形態2において、延出部138は、第3方向について電極接続部31よりも外方に延びているのであれば、重畳部34に限らず、本体部35から延びるものであってもよい。また、延出部138は、積層部33を構成するどの基材33により構成されてもよい。
・上記実施形態2において、延出部138は、第3方向について電極接続部31よりも外方に延びているのであれば、重畳部34に限らず、本体部35から延びるものであってもよい。また、延出部138は、積層部33を構成するどの基材33により構成されてもよい。
・上記実施形態1,2では、配線材40,140はフレキシブルプリント基板であったが、配線材は例えば電線やFFC(Flexible Flat Cable)でもよい。また、配線材は端子や金属小片等を介してバスバーと電気的に接続されていてもよい。例えば、本開示の配線モジュールには、図9に示す配線モジュール220が含まれる。配線モジュール220は、バスバー30と、配線材240と、端子250と、を備える。配線材240は電線である。端子250は、バスバー30に溶接される端子本体251と、電線の芯線に圧着される芯線圧着部252と、電線の絶縁被覆に圧着される絶縁被覆圧着部253と、を備える。
10: 蓄電モジュール
11: 蓄電素子
12: 電極端子
20: 配線モジュール
30: バスバー
31: 電極接続部
31A: 本体部
31B: 延設部
31C: 貫通孔
32: 積層部
33: 基材
33A: 第1基材
33B: 第2基材
34: 重畳部
35: 本体部
35A: 側部
35B: 天井部
36: スリット
37: 配線材接続部
40: 配線材
41: 導体部
41A: ランド部
42: 支持部材
43: 本体部
44: 接続片
120: 配線モジュール
130: バスバー
132: 積層部
137: 配線材接続部
138: 延出部
140: 配線材
220: 配線モジュール
240: 配線材
250: 端子
251: 端子本体
252: 芯線圧着部
253: 絶縁被覆圧着部
M1: 第1金属
M2: 第2金属
11: 蓄電素子
12: 電極端子
20: 配線モジュール
30: バスバー
31: 電極接続部
31A: 本体部
31B: 延設部
31C: 貫通孔
32: 積層部
33: 基材
33A: 第1基材
33B: 第2基材
34: 重畳部
35: 本体部
35A: 側部
35B: 天井部
36: スリット
37: 配線材接続部
40: 配線材
41: 導体部
41A: ランド部
42: 支持部材
43: 本体部
44: 接続片
120: 配線モジュール
130: バスバー
132: 積層部
137: 配線材接続部
138: 延出部
140: 配線材
220: 配線モジュール
240: 配線材
250: 端子
251: 端子本体
252: 芯線圧着部
253: 絶縁被覆圧着部
M1: 第1金属
M2: 第2金属
Claims (4)
- 電極端子を有する複数の蓄電素子に取り付けられる配線モジュールであって、
バスバーと、
配線材と、を備え、
前記バスバーは、前記電極端子に接続される電極接続部と、板状をなす複数の基材が積層されて構成されており且つ隣接する2つの前記電極接続部を連結する積層部と、を備え、
前記積層部は、前記配線材に電気的に接続される配線材接続部を備える、配線モジュール。 - 前記積層部は、前記電極接続部と重畳して前記電極接続部に接続される重畳部を備え、
前記重畳部は前記配線材接続部を備える、請求項1に記載の配線モジュール。 - 前記電極接続部は第1金属により構成され、
前記複数の基材は、前記第1金属により構成される少なくとも1つの第1基材と、前記第1金属とは異なる第2金属により構成される少なくとも1つの第2基材と、を備え、
前記配線材は、前記第2金属により構成される導体部を備え、
前記電極接続部は前記第1基材に接続され、
前記配線材接続部は第2基材により形成され、前記導体部に接続されている、請求項1または請求項2に記載の配線モジュール。 - 前記積層部は、前記電極接続部が並ぶ第1方向、及び前記電極接続部と前記電極端子とが対向する第2方向の双方に直交する第3方向について、前記電極接続部よりも外方に延びる延出部を備え、
前記延出部は前記配線材接続部を備える、請求項1または請求項2に記載の配線モジュール。
Applications Claiming Priority (2)
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2024257757A1 true WO2024257757A1 (ja) | 2024-12-19 |
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|---|---|---|---|
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| JP2015207442A (ja) * | 2014-04-21 | 2015-11-19 | 株式会社豊田自動織機 | 電池モジュール |
| JP2021026946A (ja) * | 2019-08-07 | 2021-02-22 | 矢崎総業株式会社 | 積層バスバの製造方法、積層バスバの製造装置及び積層バスバ |
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-
2023
- 2023-06-14 JP JP2023097456A patent/JP2024178990A/ja active Pending
-
2024
- 2024-06-11 WO PCT/JP2024/021178 patent/WO2024257757A1/ja active Pending
Patent Citations (3)
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| JP2023047446A (ja) * | 2021-09-27 | 2023-04-06 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | バスバー及び蓄電モジュール |
Also Published As
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