CN103427050B - 电源装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电源装置，其可实现空间节省和部件件数的削减。上述电源装置具有：由多个电池串联连接而成的电池集合体（1）；具有用于控制电池集合体与负载之间的连接的继电器（22）和电路（24）、以及用于把持继电器和电路的上盖（26）的电气接线箱（2）；和束集并把持多个电池的端板（3）。该端板设置于电池集合体与电气接线箱之间，且具有分别与电池集合体的总正极和总负极所连接的端子以及电气接线箱所对应的端子相连接的插座端子（31a、31b），该插座端子的端子连接口（32）分别面对端板的电池集合体侧和电气接线箱侧。

Description

电源装置

技术领域

本发明涉及一种电源装置，具体涉及一种例如用作驱动电动汽车或混合动力汽车等电动机的直流电源的电源装置。

背景技术

例如，在使用电动马达来行驶的电动汽车或发动机与电动马达并用来行驶的混合动力汽车等中，安装有电源装置（参照专利文献1）。这样的电源装置是向上述电动马达提供电力的装置，并具有：由多个蓄电池串联连接而成的电池集合体；将上述电池集合体夹持在彼此之间的一对端板；以及配置于上述电池集合体与上述电动马达之间的电气接线箱（接线盒）。电气接线箱具有对电池集合体与电动马达间的连接进行接通/断开控制的继电器和电路。在该情况下，继电器由上盖把持，电路由下盖把持，将这些上盖和下盖相互装配起来而构成电气接线箱。

在这样的现有的电源装置中，电池集合体和电气接线箱利用螺栓等紧固到同一安装面上来进行固定。而且，通过使分别连接到电池集合体的总正极和总负极上的导线线束与在电气接线箱的上盖露出的连接器进行连接，从而将这些电池集合体与电气接线箱电连接。

专利文献1：日本特开平11-299115号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，在如上所述的电源装置的结构中，为了将来自电池集合体的导线线束连接到上盖的连接器，在电气接线箱附近，特别是在其上方，需要用于处理导线线束的空间。另外，在连接导线线束之后，由于上述空间成为空闲空间，所以，难以实现电源装置的空间节省。并且，电源装置除了导线线束以外，还有电气接线箱的上盖、下盖、继电器以及电路等，部件件数很多，装配费时费力，并且还有可能引起操作错误。

本发明是鉴于上述现状而提出，其所要解决的课题在于实现电源装置的空间节省和部件件数的削减。

解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明的电源装置其特征在于，具有：电池集合体，上述电池集合体由多个电池串联连接而成；电气接线箱，上述电气接线箱具有用于控制上述电池集合体与负载之间的连接的继电器和电路，以及用于把持上述继电器和上述电路的上盖；和端板，上述端板束集并把持上述多个电池，上述端板设置于上述电池集合体与上述电气接线箱之间，上述端板具有插座端子，上述插座端子分别与连接于上述电池集合体的总正极及总负极的端子和与上述电气接线箱所对应的端子相连，使上述插座端子的端子连接口分别面对上述端板的上述电池集合体侧和上述电气接线箱侧。

由此，能够将电池集合体与电气接线箱经由设置于该两者间的端板的插座端子而相互连接。其结果是，能够实现电源装置的空间节省，并且能够实现部件件数的削减。

在此情况下，只要端板是由绝缘构件构成，并且是对由上盖把持的继电器和电路进行定位固定的结构即可。由此，能够以端板取代电气接线箱的下盖。

此外，作为一个例子，只要电池集合体为具有分别与总正极以及总负极相连接、并与端板的插座端子的面对电池集合体的端子连接口相连接的插头端子的结构，电气接线箱为具有与端板的插座端子的面对电气接线箱的端子连接口相连接的插头端子的结构即可，其中，该端板与电池集合体的插头端子相连接。

发明效果

根据本发明，能够实现电源装置的空间节省，并且能够实现部件件数的削减。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式的电源装置的构成部件的局部分解示意图。

图2是装配了图1所示的构成部件后的电源装置的外观的立体示意图。

图3是电气接线箱结构的分解立体示意图。

图4是端板整体结构的示意图。

图5是端板的插座端子的整体结构的立体示意图。

图6是用于说明端板的插座端子的端子连接的示意图。

符号说明

1 电池集合体

2 电气接线箱

22 继电器

24 电路

26 上盖

31 插座端子

32 端子连接口

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明的电源装置。本发明的电源装置是安装在例如使用电动马达驱动行驶的电动汽车或并用发动机和电动马达驱动行驶的混合动力汽车等中，向上述电动马达供给电力的装置。在本实施方式中，做为一个例子，尽管假设了电源装置被安装在这样的汽车等车辆中的情况来进行说明，但这并不是对电源装置的用途作特别限定。

在图1以及图2中，示出了本发明的一个实施方式的电源装置的整体结构。图1是本发明一个实施方式的电源装置的构成部件的局部分解示意图，图2是装配了构成部件后的电源装置的外观的立体示意图。如图1以及图2所示，电源装置具有：由多个电池串联连接而成的电池集合体1；电气接线箱（接线盒）2，其具有对电池集合体1与负载之间的连接进行控制的继电器22和电路24（图3），以及用于把持继电器22和电路24的上盖26；以及端板3，其设置于电池集合体1与电气接线箱2之间，束集并把持上述电池。

电池集合体1由多个形成为薄片型的锂电池等蓄电池（以下通称为电池）排列而成。这些电池以正极与负极相邻地交替配置、相邻的电池的正极与负极之间分别由被称为汇流条（bus-bar）的导体串联连接。电池集合体1的电池串联数量取决于所期望的直流电压，位于电池集合体1两端的电池的正极（以下称为总正极）和负极（以下称为总负极）为电池集合体1的直流输出。此外，在电池串联数量为奇数的情况下，总正极和总负极被定位在与电池集合体1排列方向交叉的方向上，并互呈相反侧，在串联数量为偶数的情况下，总正极和总负极被定位在相对于上述方向的相同一侧。

用于将多个电池的正极与负极之间连接的多个导体，能够作为安装于由绝缘构件（作为一个例子为树脂构件）形成的箱体内的汇流条组件来形成。例如，在电池集合体1的各电池的正极和负极上，连接有从电池的上表面或电池侧面突出设置的柱状的电极端子（正极端子或负极端子），在柱状的各电极端子的外表面上形成螺纹槽。而且，可通过在各导体上，贯通设置与彼此相邻的电池的正极端子和负极端子的位置相对应的一对孔，将各电极端子插入导体的孔中，使螺母与各电极端子的螺纹螺合，并将导体紧固在各电极端子上即可。此外，位于电池集合体1的两端的电池的总正极或总负极的柱状电极端子呈不与相邻的电池的电极端子相连，而与导线线束、汇流条等引出导体相连的结构。

在图3中，以分解立体图示出了电气接线箱2的结构。电气接线箱2对流过电池集合体1和作为负载的电动马达之间的电流进行分配和控制。如图3所示，电气接线箱2具有：对电池集合体1和作为负载的电动马达之间的连接进行控制的继电器22和电路24；以及把持继电器22和电路24的上盖26。继电器22藉助逆变器（inverter）向电动马达供给电力，并且包括接通或断开向逆变器供给电力的电池集合体1的输出的主继电器。该主继电器具有一对继电器端子，其中一个继电器端子经由电路24与电池集合体1的总正极相连接，另一个继电器端子经由电路24与电池集合体1的总负极相连接。

如图3所示，在本实施方式中，电路24由对平板导体进行冲切加工或弯曲加工等而成的汇流条构成。另外，电路24包括在主继电器导通前使电池集合体1的输出接通预定时间的预充电电路和其它控制电路。此外，预充电电路具有例如与主继电器并连，在主继电器接通前对流向逆变器的充电电流进行限流供给，并在初始充电结束后将主继电器接通的功能。

上盖26是用于收容和保护继电器22和电路24的盖构件，由树脂等制成。上盖26在预定方向（作为一例，为电气接线箱2与端板3的固定方向）的两侧具有收容继电器22和电路24的收容部，在预定方向一侧的收容部内，安装有电路24，而在预定方向的另一侧的收容部内，安装有继电器22。在该情况下，预定方向一侧相当于电气接线箱2的固定到端板3的固定侧，预定方向的另一侧相当于与上述固定侧相反的一侧。此外，对将继电器22和电路24安装到上盖26的收容部内的安装方法没有特别地限定，能够适用例如嵌合、紧固和接合等任意方法。

在图4中示出了端板3的整体结构。端板3是成对设置在电池集合体1的电池的排列方向的两端，用于束集所排列的多个电池的板状构件。此外，在图1以及图2中，仅仅示出了在电池集合体1的电池的排列方向的一端，设在电池集合体1与电气接线箱2之间的端板3，但在另一端也设置有同样的端板。不过，在另一端的端板也可以不设置后述的插座端子。上述一对端板3通过分别利用螺栓等紧固在形成为例如带状的紧固带的两端来固定并相互连结。由此，能够将电池集合体1夹持在一对端板3之间，将电池集合体1的多个电池束集并把持。

在本实施方式中，端板3具有与电池集合体1的总正极和总负极相连接的端子以及与电气接线箱2所对应的端子相连接的插座端子31。在图5以及图6中示出了插座端子31的整体结构。图5是表示插座端子31的整体结构的立体图，图6是用于说明插座端子31的端子连接的示意图。插座端子31形成为在预定的连接方向（图6所示的箭头6a、6b的方向）的两侧具有端子连接口32的结构。即，插座端子31为所谓的插座-插座端子（FF端子），如图6所示，在连接方向的两侧的端子连接口32中分别嵌入连接端子（例如插头端子）62、64，使上述连接端子62、64彼此之间电连接。在本实施方式中，使端子连接到插座端子31的连接方向与端板3与电池集合体1及与电气接线箱2的固定方向一致。即，使插座端子31的端子连接口32分别面对着端板3的电池集合体1侧和电气接线箱2侧。

在该情况下，如图1所示，端板3具有两个插座端子31a、31b，各插座端子31a、31b的端子连接口32分别面对着端板3的电池集合体1侧和电气接线箱2侧。换言之，端板3在电池集合体1侧具有分别与两个插座端子31a、31b的一侧端子连接口32相连通的一对开口部34a、34b，并在电气接线箱2侧具有分别与两个插座端子31a、31b的另一侧端子连接口32相连通的开口部35a、35b。即，插座端子31a、31b设置为端子连接口32面对着分别形成于端板3的电池集合体1侧和电气接线箱2侧的开口部34、35。

例如，端板3能够以树脂等绝缘构件成形，并且内设有两个插座端子31a、31b，在电池集合体1侧形成有与这些插座端子31a、31b的端子连接口32相连通的开口部34a、34b，并且在电气接线箱2侧形成有开口部35a、35b。此时，端板3内部既可以是以材料（树脂）充满的结构，也可以是形成有预定的空间并且在上述空间中设置有加固用肋部等的结构。另外，还能够采用端板3上穿设有用于安装插座端子31a、31b的贯通孔，使插座端子31a、31b嵌合到上述贯通孔中，并与端板3形成一体的结构等。在该情况下，贯通孔两侧的开口相当于开口部34、35。

通过形成这样的结构，由于插座端子31a、31b本身处于埋设在端板3中的状态而没有露出于外部，所以为操作者等不能直接接触的结构。因此，即使在使端板3与电池集合体1电连接的情况下，也能够可靠地防止操作人员等触碰到插座端子31a、31b本身，从而能够抑制触电事故等的发生，同时能够实现作业的安全性。

而且，电池集合体1具有分别与总正极及总负极相连接，并与插座端子31a、31b的电池集合体1侧的端子连接口32连接的一对插头端子。在本实施方式中，如上所述，在位于电池集合体1两端的电池的总正极或总负极的柱状电极端子上，连接有导线线束和/或汇流条等引出导体。在该情况下，上述引出导体被引出直到端板3的电池集合体1侧的开口部34a、34b，在其前端部分连接有上述插头端子，并使上述插头端子从供端板3安装的安装面12朝向端板3的开口部34a、34b露出。作为一例，与从总正极引出的引出导体相连接的插头端子（以下称为总正极插头端子）朝向开口部34a露出，而与从总负极引出的引出导体相连接的插头端子（以下称为总负极插头端子）朝向开口部34b露出。

由此，在利用紧固带等将一对端板3相互连结，将电池集合体1的电池束集并把持的状态下，电池集合体1的总正极插头端子经由开口部34a与端板3的插座端子31a的电池集合体1侧的端子连接口32相连接。同样，电池集合体1的总负极插头端子经由开口部34b与端板3的插座端子31b的电池集合体1侧的端子连接口32相连接。因此，在该状态下，电池集合体1的总正极插头端子和总负极插头端子不会成为露出外部的状态，能够有效地防止短路等不利状况的发生。

作为一例，在本实施方式中，在电池集合体1上突出设置有插头端子（总正极插头端子和总负极插头端子）来与端板3的插座端子31a、31b相连接，但是，也可以是例如在电池集合体1中内设置插座端子而非插头端子的结构。在该情况下，可借助能够同时嵌入到电池集合体1的插座端子和端板3的插座端子31a、31b两者的端子片（如图6所示的连接端子62、64）将电池集合体1的插座端子与端板3的插座端子31a、31b连接。由此，插头端子始终不会从电池集合体1向外部露出，能够成为能更可靠地抑制短路或触电等的发生的结构。

此外，将检测各电池的电压用的电压检测端子与引出导体一同紧固连接在电池集合体1的总负极的电极端子上即可。而且，只要将电压检测电线压合连接到电压检测端子，并与配置于电池集合体1的电气接线箱2一侧或其相反一侧，或者电池集合体1的上表面等的电子控制单元（ECU）相连接即可。例如，在电子控制单元（ECU）配置在电池集合体1的电气接线箱2一侧的情况下，在端板3上，除了用于使电池集合体1与电气接线箱2连接的插座端子31a、31b以外，还可设置用于将上述电压检测电线与电子控制单元连接的端子。

另外，电气接线箱2具有与插座端子31a、31b的电气接线箱2侧的端子连接口32相连接的一对插头端子，其中，该插座端子31a、31b与电池集合体1的插头端子（总正极插头端子及总负极插头端子）相连接。在本实施方式中，如上所述，主继电器的一对继电器端子连接在电气接线箱2的电路24。因此，上述插头端子从电路24朝向开口部35a、35b露出，从而经由电路24能够与上述的一对继电器端子相连接。

由此，通过将电气接线箱2相对于端板3定位固定，能够使电路24的一对插头端子经由开口部35a、35b与插座端子31a、31b的电气接线箱2侧的端子连接口32相连接。即，能够使电路24的一对插头端子经由端板3的插座端子31a、31b与电池集合体1的总正极插头端子以及总负极插头端子相连接。以下，将电路24的一对插头端子中的与电池集合体1的总正极插头端子相连接的插头端子称为总正极侧插头端子，并将与总负极插头端子相连接的另一个插头端子称为总负极侧插头端子。其结果为，电池集合体1与电气接线箱2被相互电连接。

此外，当电路24的插头端子从开口部35a、35b嵌入到端板3的插座端子31a、31b后，用螺栓等将电气接线箱2固定在端板3即可。由此，电气接线箱2安装于端板3上，以将该端板3夹在当中的状态与电池集合体1形成为一体。另外，在本实施方式中，在电气接线箱2上突出设置了插头端子（总正极侧插头端子以及总负极侧插头端子）来与端板3的插座端子31a、31b相连接，但是，也能够做成例如在电气接线箱2中内设插座端子而非插头端子的结构。在该情况下，通过能够嵌入到电气接线箱2的插座端子和端板3的插座端子31a、31b两者中的端子片（如图6所示的连接端子62、64）将电气接线箱2的插座端子与端板3的插座端子31a、31b连接即可。

而且，在这样安装了电气接线箱2的状态下，端板3对由上盖26把持的继电器22和电路24进行定位固定。因此，通过由树脂等绝缘构件构成端板3，能够将上述端板3构成为兼有与电气接线箱2的下盖同样功能的构件。由此，能够以端板3代替电气接线箱2的下盖使用，而无需另行设置上述下盖，能够削减电源装置的部件件数。

在此，只要能够使总正极插头端子嵌入到开口部34a，并使总负极插头端子嵌入到开口部34b，则能够任意设定与插座端子31a、31b的端子连接口32相连通的端板3的电池集合体1侧的开口部34a、34b的位置以及电池集合体1的总正极插头端子和总负极插头端子的位置。同样，只要能够使总正极侧插头端子嵌入到开口部35a，并使总负极侧插头端子嵌入到开口部35b，则能够任意设定上述端板3的电气接线箱2侧的开口部35a、35b的位置以及电气接线箱2中的电路24的一对插头端子的位置。此时，只要电气集合体1的总正极插头端子与电气接线箱2中的电路24的总正极侧插头端子能够经由插座端子31a相互连接，则端板3的电池集合体1侧的开口部34a和电气接线箱2侧的开口部35a可以处于不对称位置。同样，只要电气集合体1的总负极插头端子与电气接线箱2中的电路24的总负极侧插头端子能够经由插座端子31b相互连接，则端板3的电池集合体1侧的开口部34b和电气接线箱2侧的开口部35b也可以处于不对称位置。

这样，根据本实施方式的电源装置，经由设置于电池集合体1与电气接线箱2间的端板3的插座端子31a、31b能够将两者相互连接。因此，在将电池集合体1与电气接线箱2连接时，不需要将导线线束等引出到外部，只要将引出导体从电池集合体1的总正极以及总负极引出到总正极插头端子以及总负极插头端子即可，因而能够实现电线的节省。另外，在电池集合体1的外部也不需要处理导线线束等。而且，因为能够用端板3来代用，所以也不需要电气接线箱2的下盖。

其结果为，能够实现电源装置的空间节省，并且能够实现部件件数的削减。由此，例如在电气接线箱2的附近不需要用于处理导线线束的空间，而上述空间也不会在连接导线线束后成为无用的空闲空间。因此，不仅实现了空间节省，还能够有效活用上述空间。另外，通过部件件数的削减，能够简化装配作业，还能够防止操作错误。

Claims (3)

1.一种电源装置，其特征在于，具有：

电池集合体，所述电池集合体由多个电池串联连接而成；

电气接线箱，所述电气接线箱具有用于控制所述电池集合体与负载之间的连接的继电器和电路，以及用于把持所述继电器和所述电路的上盖；和

端板，所述端板束集并把持所述多个电池，

所述端板设置于所述电池集合体与所述电气接线箱之间，

所述端板具有插座端子，所述插座端子分别与连接于所述电池集合体的总正极及总负极的端子和与所述电气接线箱所对应的端子相连，所述插座端子处于埋设在所述端板中的状态而没有露出于外部，

使所述插座端子的端子连接口分别面对所述端板的所述电池集合体侧和所述电气接线箱侧。

2.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，

所述端板由绝缘构件制成，并对由所述上盖保持的所述继电器和所述电路进行定位固定。

3.根据权利要求1或2所述的电源装置，其特征在于，

所述电池集合体具有电池集合体插头端子，所述电池集合体插头端子分别与总正极以及总负极相连，并与所述端板的插座端子的面对所述电池集合体的端子连接口相连，

所述电气接线箱具有电气接线箱插头端子，所述电气接线箱插头端子与所述端板的插座端子的面对所述电气接线箱的端子连接口相连，其中，所述端板被连接于所述电池集合体的插头端子。