JP2004007919A

JP2004007919A - 高電圧バッテリ搭載車両のバッテリ回路遮断装置

Info

Publication number: JP2004007919A
Application number: JP2002160509A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Tanaka; 田中　寿; Ryusuke Abe; 阿部　龍介
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2002-05-31
Filing date: 2002-05-31
Publication date: 2004-01-08

Abstract

【課題】低コスト且つ小型であって、整備点検時は従来の安全プラグとして機能し、車両が非常状態の時には高電圧搭載車両の２次災害を未然に防止して救助活動をより安全且つ速やかに実施可能とする。
【解決手段】直列接続した複数のバッテリ５を収納したバッテリボックス４と、バッテリボックス４と独立区画され、バッテリボックス４と連結した際には複数のバッテリ５間を電気的に接続する一方、バッテリボックス４から外した際には複数のバッテリ５間を電気的に遮断するバッテリボックス４と着脱自在な安全プラグ６を備えたものにおいて、制御装置９は、車両事故等の非常事態では、設定値以上の衝撃値の入力の後、車両が停止し、且つレバースイッチ８がＯＦＦ状態となった状況で、且つバッテリ回路が通電状態の場合は、安全プラグ６内の回路遮断機構部１３のインフレータ１８を発火させバッテリ回路を遮断する。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド車や電気自動車等の高電圧バッテリ搭載車両のバッテリ回路遮断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ハイブリッド車や電気自動車のような高電圧バッテリを搭載した車両においては、点検・整備作業時の安全のため、高電圧回路を機械的に開放するための安全プラグ（またはセイフティースイッチ）が配置されている。このような安全プラグは、例えば、特開平７−２１２９１８号公報に示されるように、高電圧バッテリの中間部に直列に介装され、これをバッテリ回路から乖離することで、高電圧回路が機械的に切断状態となる。この安全プラグの機能は、主に製造時や整備点検上の安全確保のために備わっているが、高電圧バッテリ搭載車両が事故等の非常事態に陥ったときの救助作業においても、高電圧バッテリ回路を確実に遮断状態にするため、安全プラグを抜いての救助作業が実施されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、車両が事故等の非常事態に陥った時には、車両変形等により安全プラグの抜去が困難な場合があり、この安全プラグを抜去する作業により救助活動に遅延が生じてしまう可能性がある。また、高電圧バッテリ回路が活線時に安全プラグを強制的に抜去するときの放電を考慮し、事故等により発生した可燃性ガスに注意して作業を慎重に行う必要がある。
【０００４】
一方、こうした車両の非常事態に備えるため、例えば、特開平７−１７０６０２号公報では、バッテリ回路に１つのメイン接点を設けると共に、直列接続されたバッテリの間にサブ接点を介装し、加速度センサから所定の信号が入力された場合は、まず、メイン接点を遮断し、次いで、各サブ接点を遮断することで事故時の安全性を向上する技術が開示されている。
【０００５】
しかし、このように、事故時を想定して多数の接点を回路中に挿入することは経済的にもレイアウト的にも不利であり、また、メイン接点を作動させてからサブ接点を作動させるという遅延時間が必要であるため、事故の際に瞬時にバッテリ回路を切断できないという課題を有している。更に、実際には誤動作に備えてサブ接点は防爆構造が必要となる可能性が高く、より一層のコストアップを強いられる可能性がある。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、低コスト且つ小型であって、整備点検時は従来の安全プラグとして機能し、車両が非常状態の時には高電圧搭載車両の２次災害を未然に防止して救助活動をより安全且つ速やかに実施可能な高電圧バッテリ搭載車両のバッテリ回路遮断装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の高電圧バッテリ搭載車両のバッテリ回路遮断装置は、少なくとも直列に接続した複数のバッテリを収納したバッテリボックスと、上記バッテリボックスと独立区画して設け、該バッテリボックスと連結した際には上記複数のバッテリ間の少なくとも一カ所の回路間を電気的に接続する一方、上記バッテリボックスから外した際には上記複数のバッテリ間の少なくとも一カ所の回路間を電気的に遮断する、上記バッテリボックスと着脱自在なプラグ手段とを備えた高電圧バッテリ搭載車両のバッテリ回路遮断装置において、上記複数のバッテリ間の少なくとも一カ所の回路間を遮断する予め設定しておいた回路遮断条件が成立するか否か判定する回路遮断条件判定手段を有し、上記プラグ手段は、上記回路遮断条件が成立する際に上記複数のバッテリ間の少なくとも一カ所の回路間を遮断する回路遮断手段を内蔵することを特徴としている。
【０００８】
また、本発明の請求項２記載の高電圧バッテリ搭載車両のバッテリ回路遮断装置は、請求項１記載の高電圧バッテリ搭載車両のバッテリ回路遮断装置において、上記回路遮断手段は、リレー回路によりソレノイドに通電し、機械式に接点を作動させて上記回路間を遮断することを特徴としている。
【０００９】
更に、本発明の請求項３記載の高電圧バッテリ搭載車両のバッテリ回路遮断装置は、請求項１記載の高電圧バッテリ搭載車両のバッテリ回路遮断装置において、上記回路遮断手段は、ガス発生装置を有し、該ガス発生が発生するガス圧力を用いて上記回路間を遮断することを特徴としている。
【００１０】
また、本発明の請求項４記載の高電圧バッテリ搭載車両のバッテリ回路遮断装置は、請求項３記載の高電圧バッテリ搭載車両のバッテリ回路遮断装置において、上記回路遮断手段は、上記回路間をヒューズで連結し、インフレータによりカッタを作動させ、上記ヒューズを切断することで上記回路間を遮断することを特徴としている。
【００１１】
更に、本発明の請求項５記載の高電圧バッテリ搭載車両のバッテリ回路遮断装置は、請求項４記載の高電圧バッテリ搭載車両のバッテリ回路遮断装置において、上記回路遮断手段は、上記カッタで上記ヒューズを切断する部位に放電緩衝部材を充填したことを特徴としている。
【００１２】
また、本発明の請求項６記載の高電圧バッテリ搭載車両のバッテリ回路遮断装置は、請求項３乃至請求項５の何れか一つに記載の高電圧バッテリ搭載車両のバッテリ回路遮断装置において、上記プラグ手段は、該プラグ手段を上記バッテリボックスに取り付けて上記複数のバッテリ間の少なくとも一カ所の回路間に上記回路遮断手段を電気的に介装するまで上記回路遮断手段の作動を抑制させる短絡回路を備えたことを特徴としている。
【００１３】
また、本発明の請求項７記載の高電圧バッテリ搭載車両のバッテリ回路遮断装置は、請求項１乃至請求項６の何れか一つに記載の高電圧バッテリ搭載車両のバッテリ回路遮断装置において、上記プラグ手段は、筐体に上記バッテリボックスへの着脱用のレバーを有することを特徴としている。
【００１４】
更に、本発明の請求項８記載の高電圧バッテリ搭載車両のバッテリ回路遮断装置は、請求項７記載の高電圧バッテリ搭載車両のバッテリ回路遮断装置において、上記プラグ手段の上記レバーは、上記バッテリボックスに対して倒立可動自在であって、該可動させる可動部にカム溝・カムフォロア機構部を有し、上記バッテリボックスに対して倒した際には上記カム溝・カムフォロア機構部により上記複数のバッテリ間の少なくとも一カ所の回路間を電気的に接続する方向に上記プラグ手段を移動させる一方、上記バッテリボックスに対して起立した際には上記カム溝・カムフォロア機構部により上記複数のバッテリ間の少なくとも一カ所の回路間を電気的に遮断する方向に上記プラグ手段を移動させることを特徴としている。
【００１５】
また、本発明の請求項９記載の高電圧バッテリ搭載車両のバッテリ回路遮断装置は、請求項８記載の高電圧バッテリ搭載車両のバッテリ回路遮断装置において、上記プラグ手段の倒立可動自在な上記レバーの倒立動作状態を検出するレバー状態検出手段を備えたことを特徴としている。
【００１６】
更に、本発明の請求項１０記載の高電圧バッテリ搭載車両のバッテリ回路遮断装置は、請求項９記載の高電圧バッテリ搭載車両のバッテリ回路遮断装置において、上記バッテリボックス内のバッテリ回路には、上記レバー状態検出手段で上記レバーが上記バッテリボックスに対して起立した状態を検出した際に、上記バッテリ回路の導通を遮断するレバー遮断接点を設けたことを特徴としている。
【００１７】
また、本発明の請求項１１記載の高電圧バッテリ搭載車両のバッテリ回路遮断装置は、請求項１乃至請求項１０の何れか一つに記載の高電圧バッテリ搭載車両のバッテリ回路遮断装置において、車両に対する衝撃を検出する衝撃検出手段を有し、少なくとも予め設定しておいた衝撃が生じたことを上記回路遮断条件判定手段による回路遮断条件の成立と判定し、上記プラグ手段は、内蔵した上記回路遮断手段で上記複数のバッテリ間の少なくとも一カ所の回路間を遮断することを特徴としている。
【００１８】
更に、本発明の請求項１２記載の高電圧バッテリ搭載車両のバッテリ回路遮断装置は、請求項９又は請求項１０記載の高電圧バッテリ搭載車両のバッテリ回路遮断装置において、車両に対する衝撃を検出する衝撃検出手段を有し、少なくとも予め設定しておいた衝撃が生じた後、上記レバー状態検出手段で上記レバーが上記バッテリボックスに対して起立した状態を検出した際に、上記回路遮断条件判定手段による回路遮断条件の成立と判定し、上記プラグ手段は、内蔵した上記回路遮断手段で上記複数のバッテリ間の少なくとも一カ所の回路間を遮断することを特徴としている。
【００１９】
すなわち、上記請求項１記載の高電圧バッテリ搭載車両のバッテリ回路遮断装置は、少なくとも直列に接続した複数のバッテリを収納したバッテリボックスと独立区画して設け、該バッテリボックスと連結した際には複数のバッテリ間の少なくとも一カ所の回路間を電気的に接続する一方、バッテリボックスから外した際には複数のバッテリ間の少なくとも一カ所の回路間を電気的に遮断する、バッテリボックスと着脱自在なプラグ手段は、回路遮断条件判定手段で予め設定しておいた回路遮断条件が成立する際には、内蔵した回路遮断手段が複数のバッテリ間の少なくとも一カ所の回路間を遮断する。このため、プラグ手段は、低コスト且つ小型であって、整備点検時は従来の安全プラグとして機能し、車両が非常状態の時には、内蔵した回路遮断手段が作動して高電圧搭載車両の２次災害を未然に防止し、救助活動をより安全且つ速やかに実施することが可能となる。
【００２０】
この際、回路遮断手段は、具体的には請求項２に記載するように、リレー回路によりソレノイドに通電し、機械式に接点を作動させて回路間を遮断する構造として容易に実現できる。
【００２１】
また、回路遮断手段は、具体的には請求項３に記載するように、ガス発生装置を有し、該ガス発生が発生するガス圧力を用いて上記回路間を遮断する構造として容易に実現できる。
【００２２】
この請求項３の、更に具体的な例としては、請求項４に記載するように、回路間をヒューズで連結し、インフレータによりカッタを作動させ、ヒューズを切断することで回路間を遮断する構造として容易に実現できる。
【００２３】
また、請求項４記載の構造とする際は、更に、請求項５記載のように、回路遮断手段は、カッタでヒューズを切断する部位に砂等の放電緩衝部材を充填して、ヒューズ切断時の放電を抑制することが、より望ましい。
【００２４】
こうした、請求項３乃至請求項５の何れか一つに記載の構造とする際は、請求項６記載のように、プラグ手段は、該プラグ手段をバッテリボックスに取り付けて複数のバッテリ間の少なくとも一カ所の回路間に回路遮断手段を電気的に介装するまで回路遮断手段の作動を抑制させる短絡回路を備えることが望ましい。
【００２５】
また、上述したプラグ手段は、請求項７記載のように、筐体にバッテリボックスへの着脱用のレバーを有するほうが、プラグ手段の着脱作業がやりやすく、着脱作業性を向上できる。
【００２６】
そして、このようなレバーを設けた場合は、請求項８記載のように、レバーは、バッテリボックスに対して倒立可動自在であって、該可動させる可動部にカム溝・カムフォロア機構部を有し、バッテリボックスに対して倒した際にはカム溝・カムフォロア機構部により複数のバッテリ間の少なくとも一カ所の回路間を電気的に接続する方向にプラグ手段を移動させる一方、バッテリボックスに対して起立した際にはカム溝・カムフォロア機構部により複数のバッテリ間の少なくとも一カ所の回路間を電気的に遮断する方向にプラグ手段を移動させる構造として、より作業性の向上を図ることが可能となる。
【００２７】
この請求項８記載のレバーを設けることにより、請求項９記載のように、レバーの倒立動作状態を検出するレバー状態検出手段を容易に備えることができ、作業者が、これからプラグ手段を嵌め込もうとしているのか、或いは、取り外そうとしているのか推測することも可能となる。
【００２８】
そして、請求項９記載のレバー状態検出手段を設けることにより、請求項１０記載のように、バッテリボックス内のバッテリ回路に、レバー状態検出手段でレバーがバッテリボックスに対して起立した状態を検出した際に、作業者が、これからプラグ手段を取り外そうとしていると推測してレバー遮断接点によりバッテリ回路の導通を遮断する。
【００２９】
そして、請求項１１記載のように、例えば、エアバックシステム等に採用される加速度センサ等を衝撃検出手段として設け、予め設定した以上の減速度が発生した際に、プラグ手段に内蔵した回路遮断手段で複数のバッテリ間の少なくとも一カ所の回路間を遮断することが好ましい。
【００３０】
或いは、請求項１２記載のように、例えば、エアバックシステム等に採用される加速度センサ等を衝撃検出手段として設け、更に、請求項９又は請求項１０記載のようなレバー状態検出手段を有していれば、予め設定した以上の減速度が発生した後、レバー状態検出手段でレバーがバッテリボックスに対して起立した状態を検出した際に、プラグ手段に内蔵した回路遮断手段で複数のバッテリ間の少なくとも一カ所の回路間を遮断するようにしても良い。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。尚、本発明の実施の形態では、高電圧バッテリ搭載車両の一例として電気自動車を例に説明する。
図１乃至図６は、本発明の実施の第１形態に係り、図１は電気自動車のバッテリボックス内部のバッテリ回路とそれに接続される回路の概略説明図、図２は安全プラグの外観を示す斜視図、図３は安全プラグの内部構造の概略説明図、図４は安全プラグ内の放電緩衝部材の作用の説明図、図５は安全プラグのレバーに設けたカム溝・カムフォロア機構部の動作説明図、図６は安全プラグの回路短絡部の役割の説明図である。
【００３２】
図１において、符号１は電気自動車の走行系の高電圧回路を示し、インバータ回路、走行用モータ２の駆動回路等を含んで示すメイン回路部３には、内部にバッテリ回路を有するバッテリボックス４が接続されている。
【００３３】
バッテリボックス４内には、複数のバッテリ５（５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ，５ｆ，５ｇ，５ｈ，５ｉ，５ｊ，５ｋ，５ｌ）が直列に接続され、例えば、それぞれのバッテリ電圧が２４Ｖとして、合計２８８Ｖの電圧が得られるようになっている。
【００３４】
バッテリボックス４内のバッテリ回路では、複数のバッテリ５の一端のバッテリ５ａとメイン回路部３との間に、バッテリ５とメイン回路部３のインバータ回路との間の接続を開閉するため、２個のリレーＡ及びＢ並びに電流制限用の抵抗Ｒが設けられており、これら２個のリレーＡ及びＢの開閉は、図示しない車両制御装置により制御される。
【００３５】
２個のリレーＡ，Ｂのうち、リレーＢは、ＯＮした場合にバッテリ５とインバータ回路の間を直結するよう設けられており、従って、このリレーＢをＯＮすることによりインバータ回路の動作を開始させることができる。
【００３６】
また、メイン回路部３のインバータ回路のバッテリ側端子間には、図示しないコンデンサが設けられており、従って、コンデンサが充電されていない状態でリレーＢをＯＮさせると、コンデンサの急充電によって大電流が流れてしまう。リレーＡ及び抵抗Ｒは、この大電流を防ぐため設けられている。
【００３７】
一方、複数のバッテリ５の、他端のバッテリ５ｌとメイン回路部３との間には、バッテリ回路の導通を遮断するレバー遮断接点としてのリレーＣが設けられており、後述するプラグ手段としての安全プラグ６のレバー７によりＯＮ−ＯＦＦ動作されるレバー状態検出手段としてのレバースイッチ８からの信号に連動して、制御装置９がＯＮ−ＯＦＦ制御するようになっている。
【００３８】
このように、複数のバッテリ５を含み、リレーＡ，Ｂ，Ｃ、抵抗Ｒを主要に備えたバッテリ回路は、バッテリボックス４内に収容されており、安全プラグ６は、このバッテリボックス４とは独立区画して形成され、且つ、このバッテリボックス４に対して着脱自在に設けられている。
【００３９】
すなわち、バッテリボックス４には、内部にそれぞれ接続端子を有する２本の穴１０ａ，１０ｂを有するソケット部１０が形成されており、複数のバッテリ５の中央でバッテリ回路が遮断され、遮断された一方の側（バッテリ５ｆ側）からの配線が、ソケット部１０の一方の穴１０ａの接続端子１１ａに、また、遮断された他方の側（バッテリ５ｇ側）からの配線が、ソケット部１０の他方の穴１０ｂの接続端子１１ｂと接続されている。
【００４０】
そして、図２に示すように、このソケット部１０の２本の穴１０ａ，１０ｂに安全プラグ６から突出された２本のピン１２ａ，１２ｂを嵌入しながら安全プラグ６を装着することにより、遮断されたバッテリ５間が安全プラグ６内を通じて電気的に接続されるようになっている。
【００４１】
安全プラグ６内は、２本のピン１２ａ，１２ｂの端部が、回路遮断手段としての回路遮断機構部１３を介して接続されており、この回路遮断機構部１３は、制御装置９からの信号入力により、安全プラグ６内で２本のピン１２ａ，１２ｂ間の電気的接続を遮断可能に形成されている。
【００４２】
以下、安全プラグ６内の回路遮断機構部１３について、本実施の形態が採りうる具体的な一例について、図２及び図３を基に説明する。
すなわち、安全プラグ６は、２本のピン１２ａ，１２ｂ位置に対応するように横長に形成され、防水且つ絶縁性を有する安全プラグカバー１４が、同じく防水且つ絶縁性を有する安全プラグベース１５を覆って構成されている。
【００４３】
安全プラグベース１５には、横長の溝１６が形成されており、この溝１６に、前方に刃先を向けたカッタ１７と、制御装置９からの信号により点火され、発生するガス圧により、カッタ１７を溝１６に沿って瞬時にスライド可能なインフレータ１８が設けられている。そして、２本のピン１２ａ，１２ｂの端部を接続するヒューズ１９の中途部が、溝１６のカッタ１７の刃先を横断して設けられており、制御装置９からの信号によりインフレータ１８が発火され、カッタ１７がスライドされると、このカッタ１７の刃によりヒューズ１９が切断されて安全プラグ６内にてバッテリ回路の導通が遮断される。
【００４４】
また、カッタ１７が移動される側の溝１６の端部には、インフレータ１８が発火して発生したガスを抜くガス抜き穴２０が、安全プラグカバー１４のガス抜き窓１４ａから連通されている。このガス抜き窓１４ａは、通常時は、「このシールを剥がさないで下さい」等の注意書きが記載されたシール１４ｂで閉塞されている。
【００４５】
尚、図４に示すように、ヒューズ１９のカッタ１７に切断される部分の、カッタ１７側とは反対の面に砂等の放電緩衝部材２１を充填しておいても良い。すなわち、ヒューズ１９はカッタ１７で切断される瞬間、カッタ１７の先端が露呈する側の面では、絶縁沿面距離が小さいため放電が発生する可能性がある。従って、このカッタ１７の先端が露呈する側の面に放電緩衝用の砂等を設けておくことで放電を軽減するのである。
【００４６】
一方、図２、図５に示すように、安全プラグ６には、安全プラグカバー１４の長手方向の両側を支点として回動自在なレバー７が設けられており、このレバー７の回動端部７ａには、外周から次第に回動中心へと向かう曲線のカム溝７ｂが形成されている。また、バッテリボックス４のソケット部１０には、カム溝７ｂに対応してカム溝７ｂ内に挿通されカム溝７ｂと摺接されるカムフォロア２２が設けられている。図５（ａ）に示すように、バッテリボックス４のソケット部１０に安全プラグ６を装着してレバー７を倒した状態においては、カムフォロア２２は、カム溝７ｂのレバー７の回動中心側に位置される。図５（ｂ）に示すように、図５（ａ）の状態からレバー７をソケット部１０に対して起立させると、カムフォロア２２は、カム溝７ｂのレバー７の外周側に位置され、カム溝７ｂからカムフォロア２２を外すことが可能となる。従って、図５（ａ）のレバー７を倒した状態から図５（ｂ）のレバー７を起立させる状態に移行させると、カム溝７ｂの形状により安全プラグ６がソケット部１０から次第に離間される。逆に、図５（ｂ）のレバー７を起立させた状態から図５（ａ）のレバー７を倒した状態に移行させると、カム溝７ｂの形状により安全プラグ６がソケット部１０に確実に装着されるようになっている。
【００４７】
また、図５（ａ）に示すように、バッテリボックス４のソケット部１０近傍には、レバー７を倒した状態において、このレバー７により押圧され、ＯＮ状態となるレバースイッチ８が突接されている。更に、レバー７を倒した状態において、このレバー７を係止するストッパ２３が設けられており、倒した状態のレバー７が振動等で変位されないように保持されている。
【００４８】
また、図６に示すように、安全プラグ６の２本のピン１２ａ，１２ｂの略中央には、内部に、インフレータ１８の点火回路（図示せず）と接続する一対の接続端子２４ａ，２４ｂを有する雄コネクタ２５がソケット部１０に向けて突設されている。そして、この一対の端子２４ａ，２４ｂは、短絡線２６ａ，２６ｂにより短絡されている。
【００４９】
更に、ソケット部１０の雄コネクタ２５の位置に対応する部位には、この雄コネクタ２５が装着される雌コネクタ２７が形成されており、この雌コネクタ２７には、雄コネクタ２５の一対の接続端子２４ａ，２４ｂが接続される一対の接続端子２８ａ，２８ｂが配設され、この一対の接続端子２８ａ，２８ｂは制御装置９へと接続されている。また、雌コネクタ２７の一対の接続端子２８ａ，２８ｂの略中央には、隔壁２９が形成されており、図６（ｂ）に示すように、安全プラグ６をバッテリボックス４のソケット部１０に確実に装着した際に、初めて、雄コネクタ２５の一対の端子２４ａ，２４ｂの短絡線２６ａ，２６ｂによる電気的短絡を解除するようになっている。
【００５０】
制御装置９には、上述のレバースイッチ８の他、エアバックシステム等に多く採用される車両に対する衝撃を検出する衝撃検出手段としての加速度センサ３１と、車速センサ３２が接続され、更に、バッテリ回路の通電状態がモニタされている。
【００５１】
そして、通常、制御装置９は、レバースイッチ８に応じ、バッテリボックス４内のバッテリ回路のリレーＣのＯＮ−ＯＦＦを制御する。すなわち、安全プラグ６をバッテリボックス４のソケット部１０に装着し、レバー７を倒してレバースイッチ８をＯＮ状態とすると、制御装置９は、リレーＣをＯＮ状態とし、バッテリ回路を通電させる。一方で、安全プラグ６をバッテリボックス４のソケット部１０から外すべく、レバー７を起立させてレバースイッチ８がＯＦＦ状態となると、制御装置９は、リレーＣをＯＦＦ状態とし、バッテリ回路の通電を遮断する。
【００５２】
制御装置９は、車両事故等の非常事態においては、加速度センサ３１から予め設定しておいた以上の衝撃値（例えば、エアーバック等が動作するような衝撃値）が入力されており、その後、車速センサ３２により車両の停止が検出され、且つ、レバースイッチ８がＯＦＦ状態となった状況で、且つ、バッテリ回路が通電状態の場合は、これを回路遮断条件が成立と判定し、安全プラグ６内のインフレータ１８を発火させ、バッテリ回路を遮断させるようになっている。すなわち、制御装置９は、回路遮断条件判定手段の機能を備えて構成されている。
【００５３】
次に、上記構成の作用について説明する。
まず、通常時の整備・点検における安全プラグ６の脱着について説明する。この場合、作業者は、図５（ａ）のように倒れた状態になっている安全プラグ６のレバー７を、ストッパ２３を横に外し、図５（ｂ）に示すように起立させる。
【００５４】
これにより、レバー７によりＯＮ状態となっていたレバースイッチ８がＯＦＦ状態となり、この信号により制御装置９はバッテリボックス４内のバッテリ回路のリレーＣをＯＦＦ状態とさせる。尚、このような通常時の整備・点検では、加速度センサ３１から予め設定しておいた衝撃値を上回るような衝撃が制御装置９に入力されることはないので、回路遮断条件は非成立の状態であり、制御装置９が安全プラグ６内の回路遮断機構部１３を作動させることはない。
【００５５】
また、レバー７を回動し、起立させていくと、レバー７の回動端部７ａに形成したカム溝７ｂの形状に従って、安全プラグ６自身が、バッテリボックス４のソケット部１０から離間する方向（すなわち、バッテリ間を電気的に遮断する方向）に移動される。
【００５６】
こうして、レバー７が確実に起立された後は、このレバー７を利用して安全プラグ６をバッテリボックス４のソケット部１０から抜去し、バッテリ５ｆとバッテリ５ｇの間で回路を遮断する。同時に短絡線２６ａ、２６ｂが再び接触してインフレータの誤爆を防止する。
【００５７】
整備・点検が終了し、安全プラグ６をバッテリボックス４のソケット部１０に装着するには、上述の手順と逆の手順で実施する。
【００５８】
一方、車両が事故等の非常事態に陥った時には、制御装置９には、加速度センサ３１から予め設定しておいた以上の衝撃値（例えば、エアーバック等が動作するような衝撃値）が入力されており、車速センサ３２により車両の停止が検出される。そして、救助作業者等が、図５（ａ）のように倒れた状態になっている安全プラグ６のレバー７を、ストッパ２３を横に外し、図５（ｂ）に示すように起立させる。
【００５９】
これにより、レバー７によりＯＮ状態となっていたレバースイッチ８がＯＦＦ状態となり、この信号により制御装置９はバッテリボックス４内のバッテリ回路のリレーＣをＯＦＦ状態とさせる。このリレーＣのＯＦＦ状態によりバッテリ回路の通電が遮断されれば、安全プラグ６は、上述の如く、そのままバッテリボックス４のソケット部１０から抜去されるが、何らかの異常によりバッテリ回路が通電状態を保った状況においては、制御装置９は、これを回路遮断条件が成立と判定し、安全プラグ６内のインフレータ１８を発火させ、バッテリ回路を遮断させる。この２重セイフティ回路により、確実にバッテリ回路は遮断され、安全プラグ６を抜去する際の放電等を虞ることなく、安全且つ速やかに救助作業を実施することができる。
【００６０】
このように本発明の実施の第１形態によれば、安全プラグ６の内部に回路遮断機構部１３を収容して実現できるので、小型で安価に確実なバッテリ回路の２重セイフティ回路を実現することが可能である。
【００６１】
また、安全プラグ６は、レバー７を有するため、バッテリボックス４のソケット部１０への脱着が容易に行え、作業性に優れている。そして、このレバー７を回動式としたことで、このレバー７が突出してスペース的に邪魔となるようなことがない。また、このレバー７の回動動作を利用して、レバースイッチ８により安全プラグ６自身の脱着を推定可能となっている。更に、このレバー７の回動動作で、カム溝・カムフォロア機構により安全プラグ６自身の移動が可能であり、大きな力を必要とすることなく作業性に優れている。
【００６２】
次に、図７は、本発明の実施の第２形態に係る、電気自動車のバッテリボックス内部のバッテリ回路とそれに接続される回路の概略説明図である。尚、本実施の第２形態は、直列に接続される複数のバッテリを一カ所だけでなく、複数カ所で遮断するようにしたことが前記第１形態と異なり、同一の構成部分には同一の符号を記し説明は省略する。
【００６３】
すなわち、図７において、符号５１は実施の第２形態に係る、電気自動車の走行系の高電圧回路を示し、インバータ回路、走行用モータ２の駆動回路等を含んで示すメイン回路部３には、内部にバッテリ回路を有するバッテリボックス５２が接続されている。
【００６４】
このバッテリボックス５２内のバッテリ回路には、前記第１形態と同様に、リレーＡ，Ｂ，Ｃ、抵抗Ｒが設けられており、更に、それぞれのバッテリ電圧が２４Ｖの１２個のバッテリ５（５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ，５ｆ，５ｇ，５ｈ，５ｉ，５ｊ，５ｋ，５ｌ）が直列に接続され、合計２８８Ｖの電圧が得られるようになっている。
【００６５】
このように、複数のバッテリ５を含み、リレーＡ，Ｂ，Ｃ、抵抗Ｒを主要に備えたバッテリ回路は、バッテリボックス５２内に収容されており、安全プラグ５３は、このバッテリボックス５２とは独立区画して形成され、且つ、このバッテリボックス５２に対して着脱自在に設けられている。
【００６６】
すなわち、バッテリボックス５２には、内部にそれぞれ接続端子を有する６本の穴５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄ，５５ｅ，５５ｆを有するソケット部５５が形成されており、バッテリ５ｃとバッテリ５ｄの間、バッテリ５ｆとバッテリ５ｇの間、バッテリ５ｉとバッテリｊの間でバッテリ回路が遮断され、それぞれ７２Ｖの低いバッテリ電圧で遮断されるようになっている。
【００６７】
そして、バッテリ５ｃとバッテリ５ｄの間では、バッテリ５ｃ側からの配線が、ソケット部５５の穴５５ａの接続端子５６ａに接続され、バッテリ５ｄ側からの配線が、ソケット部５５の穴５５ｂの接続端子５６ｂに接続されている。
【００６８】
また、バッテリ５ｆとバッテリ５ｇの間では、バッテリ５ｆ側からの配線が、ソケット部５５の穴５５ｃの接続端子５６ｃに接続され、バッテリ５ｇ側からの配線が、ソケット部５５の穴５５ｄの接続端子５６ｄに接続されている。
【００６９】
更に、バッテリ５ｉとバッテリ５ｊの間では、バッテリ５ｉ側からの配線が、ソケット部５５の穴５５ｅの接続端子５６ｅに接続され、バッテリ５ｊ側からの配線が、ソケット部５５の穴５５ｆの接続端子５６ｆに接続されている。
【００７０】
そして、このソケット部５５の６本の穴５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄ，５５ｅ，５５ｆに安全プラグ５３から突出された６本のピン５７ａ，５７ｂ，５７ｃ，５７ｄ，５７ｅ，５７ｆを嵌入しながら安全プラグ５３を装着することにより、遮断された各バッテリ間が安全プラグ６内を通じて電気的に接続されるようになっている。
【００７１】
すなわち、安全プラグ５３内では、ピン５７ａ，５７ｂの端部が回路遮断手段としての回路遮断機構部５８ａを介して接続され、ピン５７ｃ，５７ｄの端部が回路遮断手段としての回路遮断機構部５８ｂを介して接続され、ピン５７ｅ，５７ｆの端部が回路遮断手段としての回路遮断機構部５８ｃを介して接続される。そして、これら回路遮断機構部５８ａ，５８ｂ，５８ｃは、制御装置６０からの信号入力により、安全プラグ５３内でそれぞれのピン間の電気的接続を遮断可能に形成されている。また、安全プラグ５３には、前記実施の第１形態と同様の、回動自在なレバー５４が設けられている。
【００７２】
尚、制御装置６０は、前記第１形態と同様に、車両事故等の非常事態においては、加速度センサ３１から予め設定しておいた以上の衝撃値（例えば、エアーバック等が動作するような衝撃値）が入力されており、その後、車速センサ３２により車両の停止が検出され、且つ、レバースイッチ８がＯＦＦ状態となった状況で、且つ、バッテリ回路が通電状態を保った場合は、これを回路遮断条件が成立と判定し、安全プラグ５３内の回路遮断機構部５８ａ，５８ｂ，５８ｃを動作させ、例えば、それぞれインフレータを発火させ、バッテリ回路を遮断させるようになっている。すなわち、制御装置６０は、回路遮断条件判定手段の機能を備えて構成されている。
【００７３】
このように、本実施の第２形態のように、複数のバッテリ５の複数カ所を遮断可能とすることにより、上述の第１形態で説明した効果に加え、遮断されるバッテリ電圧を小さくすることができ、放電の発生等を抑止する上で一層好ましい効果が得られる。
【００７４】
尚、上述の各実施形態においては、回路遮断機構部は、インフレータ・カッタ・ヒューズを主要に用いて構成する例で説明したが、リレー回路によりソレノイドに通電し、機械式に接点を作動させて回路間を遮断する構成としても良い。そして、このような回路で構成することにより、回路遮断機構部は、復帰して再使用することが可能となる。また、回路遮断機構部は、所定以上の信号で接点を遮断する公知のブレーカ回路で構成しても良い。
【００７５】
また、上述の各実施形態においては、制御装置により回路遮断条件の成立を判定し、安全プラグの回路遮断機構部を作動させるようになっているが、加速度センサ３１を回路遮断機構部に直結し、設定衝撃値以上の衝撃が加えられた場合は、直ぐに、回路遮断機構部を作動させるようにしても良い。尚、この場合、回路遮断条件とは、設定衝撃値以上の衝撃が加えられた場合に条件成立とみなすことになり、回路遮断条件判定手段は、加速度センサ３１が設定衝撃値以上の衝撃が加えられた場合に信号を出力するものであれば加速度センサ３１側に、加速度センサ３１からの衝撃値に応じて作動する回路遮断機構部であれば回路遮断機構部側に構成される。
【００７６】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、低コスト且つ小型であって、整備点検時は従来の安全プラグとして機能し、車両が非常状態の時には高電圧搭載車両の２次災害を未然に防止して救助活動をより安全且つ速やかに実施することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１形態による、電気自動車のバッテリボックス内部のバッテリ回路とそれに接続される回路の概略説明図
【図２】同上、安全プラグの外観を示す斜視図
【図３】同上、安全プラグの内部構造の概略説明図
【図４】同上、安全プラグ内の放電緩衝部材の作用の説明図
【図５】同上、安全プラグのレバーに設けたカム溝・カムフォロア機構部の動作説明図
【図６】同上、安全プラグの回路短絡部の役割の説明図
【図７】本発明の実施の第２形態による、電気自動車のバッテリボックス内部のバッテリ回路とそれに接続される回路の概略説明図
【符号の説明】
１　　高電圧回路
４　　バッテリボックス
５　　バッテリ
６　　安全プラグ（プラグ手段）
７　　レバー
７ｂ　カム溝
８　　レバースイッチ（レバー状態検出手段）
９　　制御装置（回路遮断条件判定手段）
１０　　ソケット部
１３　　回路遮断機構部（回路遮断手段）
１７　　カッタ
１８　　インフレータ
１９　　ヒューズ
２２　　カムフォロア
３１　　加速度センサ（衝撃検出手段）
Ｃ　　リレーＣ（レバー遮断接点）

Claims

少なくとも直列に接続した複数のバッテリを収納したバッテリボックスと、
上記バッテリボックスと独立区画して設け、該バッテリボックスと連結した際には上記複数のバッテリ間の少なくとも一カ所の回路間を電気的に接続する一方、上記バッテリボックスから外した際には上記複数のバッテリ間の少なくとも一カ所の回路間を電気的に遮断する、上記バッテリボックスと着脱自在なプラグ手段と、
を備えた高電圧バッテリ搭載車両のバッテリ回路遮断装置において、
上記複数のバッテリ間の少なくとも一カ所の回路間を遮断する予め設定しておいた回路遮断条件が成立するか否か判定する回路遮断条件判定手段を有し、
上記プラグ手段は、上記回路遮断条件が成立する際に上記複数のバッテリ間の少なくとも一カ所の回路間を遮断する回路遮断手段を内蔵することを特徴とする高電圧バッテリ搭載車両のバッテリ回路遮断装置。
上記回路遮断手段は、リレー回路によりソレノイドに通電し、機械式に接点を作動させて上記回路間を遮断することを特徴とする請求項１記載の高電圧バッテリ搭載車両のバッテリ回路遮断装置。
上記回路遮断手段は、ガス発生装置を有し、該ガス発生が発生するガス圧力を用いて上記回路間を遮断することを特徴とする請求項１記載の高電圧バッテリ搭載車両のバッテリ回路遮断装置。
上記回路遮断手段は、上記回路間をヒューズで連結し、インフレータによりカッタを作動させ、上記ヒューズを切断することで上記回路間を遮断することを特徴とする請求項３記載の高電圧バッテリ搭載車両のバッテリ回路遮断装置。
上記回路遮断手段は、上記カッタで上記ヒューズを切断する部位に放電緩衝部材を充填したことを特徴とする請求項４記載の高電圧バッテリ搭載車両のバッテリ回路遮断装置。
上記プラグ手段は、該プラグ手段を上記バッテリボックスに取り付けて上記複数のバッテリ間の少なくとも一カ所の回路間に上記回路遮断手段を電気的に介装するまで上記回路遮断手段の作動を抑制させる短絡回路を備えたことを特徴とする請求項３乃至請求項５の何れか一つに記載の高電圧バッテリ搭載車両のバッテリ回路遮断装置。
上記プラグ手段は、筐体に上記バッテリボックスへの着脱用のレバーを有することを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか一つに記載の高電圧バッテリ搭載車両のバッテリ回路遮断装置。
上記プラグ手段の上記レバーは、上記バッテリボックスに対して倒立可動自在であって、該可動させる可動部にカム溝・カムフォロア機構部を有し、上記バッテリボックスに対して倒した際には上記カム溝・カムフォロア機構部により上記複数のバッテリ間の少なくとも一カ所の回路間を電気的に接続する方向に上記プラグ手段を移動させる一方、上記バッテリボックスに対して起立した際には上記カム溝・カムフォロア機構部により上記複数のバッテリ間の少なくとも一カ所の回路間を電気的に遮断する方向に上記プラグ手段を移動させることを特徴とする請求項７記載の高電圧バッテリ搭載車両のバッテリ回路遮断装置。
上記プラグ手段の倒立可動自在な上記レバーの倒立動作状態を検出するレバー状態検出手段を備えたことを特徴とする請求項８記載の高電圧バッテリ搭載車両のバッテリ回路遮断装置。
上記バッテリボックス内のバッテリ回路には、上記レバー状態検出手段で上記レバーが上記バッテリボックスに対して起立した状態を検出した際に、上記バッテリ回路の導通を遮断するレバー遮断接点を設けたことを特徴とする請求項９記載の高電圧バッテリ搭載車両のバッテリ回路遮断装置。
車両に対する衝撃を検出する衝撃検出手段を有し、少なくとも予め設定しておいた衝撃が生じたことを上記回路遮断条件判定手段による回路遮断条件の成立と判定し、上記プラグ手段は、内蔵した上記回路遮断手段で上記複数のバッテリ間の少なくとも一カ所の回路間を遮断することを特徴とする請求項１乃至請求項１０の何れか一つに記載の高電圧バッテリ搭載車両のバッテリ回路遮断装置。
車両に対する衝撃を検出する衝撃検出手段を有し、少なくとも予め設定しておいた衝撃が生じた後、上記レバー状態検出手段で上記レバーが上記バッテリボックスに対して起立した状態を検出した際に、上記回路遮断条件判定手段による回路遮断条件の成立と判定し、上記プラグ手段は、内蔵した上記回路遮断手段で上記複数のバッテリ間の少なくとも一カ所の回路間を遮断することを特徴とする請求項９又は請求項１０記載の高電圧バッテリ搭載車両のバッテリ回路遮断装置。