JP2006080042A - バッテリパック装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、バッテリの搭載方向を適切にすることにより、重量増加を抑制しつつ、隣接するバッテリ群どうしを電気的に接続する接続作業の作業性を向上できるバッテリパックを提供する。
【解決手段】バッテリパック装置１０のバッテリ部３０は、第１のバッテリ群３１と上段トレイ５０を挟んで重なる第２のバッテリ群３２とを備える。第１のバッテリ群３１のバッテリ３３ｃ，３３ｌを、端子３９の位置が第１の姿勢の端子３９よりも上方向Ｘに高くなる第２の姿勢で配置する。第２のバッテリ群３２のバッテリ３３ｎ，３３ｖを第１の姿勢で配置する。上段トレイ５０に、バッテリ３３ｃ，３３ｌの端子３９を第２のバッテリ群３２側に通す孔５２を形成する。バッテリ３３ｃ，３３ｎをブスバー４１ｖによって電気的に接続する。バッテリ３３ｌ，３３ｖをブスバー４１ｗによって電気的に接続する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、例えば電気自動車に用いられ、複数段重ねられるバッテリから構成されるバッテリパック装置に関する。

例えば、電気自動車は、複数のバッテリから構成されるバッテリパック装置を備えている（例えば、特許文献１参照。）。これら複数のバッテリは、接続線によって、直列に接続されている。
特開平７−１４５６４号公報

しかし、バッテリパック装置の設置スペースの規制のため、バッテリは、複数段重ねられることがある。バッテリが複数段重ねられる場合、バッテリパック装置が大きくなることを抑えるために、各バッテリは、複数重ねられたときに、重ねられた方向に厚みが小さくなるような姿勢でバッテリトレイに収容され、バッテリ群を構成する。そして、このように構成されるバッテリ郡を複数設け、各バッテリ群を上下方向に重ねる。これにより、バッテリが複数段重ねられるバッテリパック装置が構成されるようになる。

このとき、端子は、同一バッテリトレイに収容される各バッテリどうしを電気的に接続する接続作業の作業性を考慮して、各バッテリの上面に設けられている。

この種のバッテリパック装置では、互いに上下方向に対向するバッテリ群のうち、下段のバッテリ群の特定のバッテリと、上段のバッテリ群の特定のバッテリとを互いに電気的に接続する場合、特許文献１に開示されているように接続線を用いると、接続線は、上段のバッテリ群のバッテリトレイを迂回しなければならない。

このため、下段のバッテリ群の特定のバッテリの端子に一端が接続された接続線の他端を、下段のバッテリ群の外側に出す。同様に、上段のバッテリ群の特定のバッテリの端子に一端が接続された接続線の他端を、上段のバッテリ群の外側に出す。そして、それぞれの他端どうしを、中間連結部材などを介して電気的に接続する。

このようにすることによって、下段のバッテリ群の特定のバッテリと、上段のバッテリ群の特定のバッテリとは、接続線が上段のバッテリ群のバッテリトレイが迂回された状態で互いに電気的に接続されるようになる。

しかし、中間連結部材を介して下段のバッテリ群の特定のバッテリと、上段のバッテリ群の特定のバッテリとを互いに電気的に接続する接続構造では、中間連結部材の分バッテリパック装置が重くなる。さらに、下段のバッテリ群の特定のバッテリと、上段のバッテリ群の特定のバッテリとを、複数の部材を用いて接続することによって、作業工数が多くなり接続作業の効率がよくない。

一方、ブスバーを用いてバッテリどうしを接続する接続構造が提案されている。ブスバーは、例えば銅板などから形成されており、形状が略固定されている。このため、ブスバーの一端を一方のバッテリの端子に接続すると、同時にブスバーの他端が他方のバッテリの端子に接続される。これにより、接続線を用いる場合よりもバッテリどうしの接続作業の作業性がよくなる。

しかし、下段のバッテリ群の特定のバッテリと、上段のバッテリ群の特定のバッテリとを、互いに電気的に接続する場合は、ブスバーを用いた接続構造であっても、接続線を用いた場合と同様な不具合点が生じる。

したがって、本発明の目的は、バッテリの搭載方向を適切にすることにより、重量増加を抑制しつつ、隣接するバッテリ群どうしを電気的に接続する接続作業の作業性を向上できるバッテリパックを提供することにある。

本発明のバッテリパック装置は、バッテリパック本体を備える。バッテリパック本体は、バッテリ部と、本体ケースとを備える。バッテリ部は、第１のバッテリ群と、第２のバッテリ群とを備える。第１のバッテリ群は、同一平面上にバッテリを複数配置して構成される。第２のバッテリ群は、バッテリトレイを挟んで第１のバッテリ群に重ねられる。第２のバッテリ群は、バッテリトレイ内において同一平面上に第１のバッテリ群と同一なバッテリを複数配置して構成される。各バッテリが互いに電気的に接続される。本体ケースは、バッテリ部を収容する。バッテリは、直方体状であって、第１の姿勢と第２の姿勢とで配置可能である。第１の姿勢は、第１のバッテリ群に第２のバッテリ群が重なる方向の高さが小さい姿勢である。第２の姿勢は、第１の姿勢のときのバッテリの端子の位置よりも第１のバッテリ群に第２のバッテリ群が重なる方向に端子の位置が高くなる姿勢である。第１のバッテリ群のバッテリのうち、第１のバッテリを第２の姿勢で配置する。バッテリトレイに、第１のバッテリの端子近傍が通ることによって第１のバッテリの端子が第２のバッテリ群側に出る孔を形成する。第２のバッテリ群のバッテリのうち、孔の近傍の第２のバッテリを第１の姿勢で配置する。第１のバッテリと第２のバッテリとを、形状が固定された連結部材を孔を通して互いに電気的に接続する。

このように構成されるバッテリパック装置では、第１のバッテリを第２の姿勢で配置するとともに、第２のバッテリを第１の姿勢で配置している。そして、バッテリトレイに第１のバッテリトレイの端子近傍が通る孔を形成している。

このようにすることによって、第１のバッテリの端子がバッテリトレイの孔を通って第２のバッテリ群側に出る。これにより、連結部材は、バッテリトレイを迂回することなく、第１のバッテリの端子と第２のバッテリの端子とを直接接続することができる。つまり、中間連結部材を必要としないとともに、接続作業の作業工数を抑えることができる。

その際、連結部材を用いることによって、連結部材の一端を第１のバッテリの端子に接続すると、他端が第２のバッテリの端子に接続される。それゆえ、接続作業はより一層簡単になる。

さらに、第１のバッテリを第２の姿勢で配置することによって、第１のバッテリの端子と第２のバッテリの端子との間の距離が短くなる。それゆえ、連結部材の長さを短くすることができる。

なお、第１のバッテリ群に第２のバッテリ群を重ねた状態において、第１のバッテリの位置がバッテリトレイの周壁の近傍である場合、好ましくは、バッテリトレイの周壁の高さを、第１のバッテリの端子の位置よりも低くなるように設定する。このようにすることによって、第１の端子の周囲に、接続作業に適した空間が形成されるようになる。

また、バッテリパック装置を設置するなどの作業の安全性を高めるために、バッテリパック装置は、遮断部を備える。遮断部は、外部に露出するバッテリ部の端子部とバッテリ部との通電径路に設けられる。遮断部は、バッテリ部の端子部を通して信号が入力されるとバッテリ部とバッテリの端子部とを電気的に接続する。遮断部は、信号の入力がないときにはバッテリ部とバッテリの端子部との電気的接続を切断する。バッテリ部およびバッテリ部からバッテリ部の端子部までの通電径路を絶縁する。

このようにすることによって、バッテリパック装置を取り付け先から取り外した状態では、バッテリ部とバッテリ部の端子部との電気的接続が切断される。このため、バッテリパック装置の取り付け作業時に誤って端子部に触れても、感電することがない。また、バッテリ部およびバッテリ部からバッテリ部の端子部までが絶縁されているので、感電することがない。

また、この場合、遮断部の点検や修理を安全に行うために、バッテリパック装置は、遮断部ケースを備える。遮断部ケースは、本体ケースの外側に設けられて、内側に遮断部を収容し、本体ケースと独立して開閉可能である。バッテリ部の端子部を除いた本体ケースの内側の空間と遮断部ケースの内側の空間とを、本体ケースと遮断部ケースとで密閉することによって、バッテリ部およびバッテリ部からバッテリ部の端子部までの通電径路を絶縁する。

このようにすることによって、遮断部の点検や修理を行うときは、遮断部ケースを開くことによって遮断部の点検や修理が行える。このため、遮断部の点検や修理時に、不意にバッテリ部などに触れて感電することがない。

また、本体ケースの強度を保つとともにバッテリ部の姿勢を保持しつつバッテリパック装置を軽量化するために、本体ケースの内側に補強部を一体に設ける。補強部は、本体ケースを補強するとともにバッテリ部を保持する。

このようにすることによって、補強部は、本体ケースの補強部としての機能に加えて、バッテリ部の保持部としての機能を有する。

本発明のバッテリパック装置によれば、第１のバッテリの端子がバッテリトレイの孔を通って第２のバッテリ群側に出る。それゆえ、第１のバッテリと第２のバッテリとの接続の際に連結部材がバッテリトレイを迂回することがない。それゆえ、連結用部材の他に中間連結部材を必要としない。これにより、第１のバッテリと第２のバッテリとの接続作業の工数を抑えることができるので第１のバッテリと第２のバッテリとの接続作業の作業性を向上するとともに、重量の増加を抑制することができる。

さらに、第１のバッテリを第２の姿勢で配置し、第２のバッテリを第１の姿勢で配置することにより、第１のバッテリの端子と第２のバッテリの端子との間の距離を短くすることができる。これにより、第１のバッテリと第２のバッテリとの接続作業の作業性を向上するとともに、連結部材を小型化することができるので、連結用部材の重量の増加を抑制することができる。

つまり、本発明のバッテリパック装置によれば、バッテリの搭載方向を適切にすることにより、重量増加を抑制しつつ、隣接するバッテリ群どうしを電気的に接続する接続作業の作業性を向上できる。

本発明の１実施形態に係るバッテリパック装置について図１から図８を参照して説明する。図１は、バッテリパック装置１０を示している。バッテリパック装置１０は、バッテリパック本体２０と、バッテリパック本体２０の外側に一体に設けられる遮断部ユニット６０とを備えている。なお、本実施形態では、遮断部ユニット６０が設けられる側を前方として前後方向を定める。

図２に示すように、バッテリパック本体２０は、本体ケース２１と、バッテリ部３０とを備えている。本体ケース２１は、内側にバッテリ部３０を収容する。

本体ケース２１は、下ケース２２と上ケース２３とを備えている。下ケース２２は、上方に開口する形状である。下ケース２２は、開口の周縁に下フランジ部２２ａが形成されている。上ケース２３は、下方に開口する形状である。上ケース２３は、開口の周縁に上フランジ部２３ａが形成されている。

バッテリ部３０は、第１のバッテリ群３１と、第１のバッテリ群３１に上方から重なる第２のバッテリ群３２とを備えている。なお、上方向（図２中に矢印Ｘで示す）は、本発明で言うバッテリが重なる方向である。

第１のバッテリ群３１は、下ケース２２の内側に収容されており、バッテリ３３ａ〜バッテリ３３ｌとを備えている。バッテリ３３ａ〜バッテリ３３ｌは、同じものであってよいので、バッテリ３３ａを代表して説明する。

図３に示すように、バッテリ３３ａは、例えば、Ｌｉ（リチウム）−ｉｏｎ（イオン）バッテリが採用されている。バッテリ３３ａは、直方体状である。バッテリ３３ａは、上面３４と、下面３５と、前面３６と、後面３７と、両側面３８とを有している。

バッテリ３３ａの上面３４において、前端部両側には、それぞれ端子３９が設けられている。各端子３９は、上方に延びている。バッテリ３３ａの奥行きＬ３は、バッテリ３３ａの高さＬ１よりも大きい。バッテリの奥行きＬ３は、前後面３６，３７間の長さである。

言い換えると、バッテリ３３ａは、重なる方向に高さが小さくなる姿勢において、重なる方向、つまり上方向Ｘを向く面を上面３４としている。そして、上面３４の縁部に端子３９を設け、端子３９が設けられる側の側面を前面３６としている。

バッテリ３３ａにおいて、上面３４が上方を向く姿勢は、本発明で言う第１の姿勢となる。バッテリ３３ａにおいて、前面３６が上方を向く姿勢、つまり、各端子３９が上部に位置する姿勢は、本発明で言う第２の姿勢となる。第２の姿勢のときのバッテリ３３ａの高さは、Ｌ３となる。

なお、バッテリ３３ａの奥行きＬ３は、バッテリ３３ａを第１の姿勢の状態で２段重ねた高さ（２×Ｌ１）よりも小さくなる。つまり、バッテリ３３ａが第２の姿勢の状態のときの端子３９の位置は、第１の姿勢で２段重ねられたバッテリ３３ａと比べると、１段目のバッテリ３３ａの上面３４よりも高い位置にくるとともに、２段目のバッテリ３３ａの上面３４よりも低い位置になる。前記したバッテリ３３ａの構造は、バッテリ３３ｂ〜バッテリ３３ｌでも同様である。

なお、下段トレイ２５は、下ケース２２の内側に一体に設けられることに限定されるものではない。例えば、下段トレイ２５は、下ケース２２とは別途に形成されてもよい。

つぎに、第１のバッテリ群３１のバッテリ３３ａ〜バッテリ３３ｌの配置および姿勢について説明する。

バッテリ３３ａ〜３３ｃは、図３中、バッテリパック装置１０の幅方向右端に前後方向に並んで配置される。バッテリ３３ｄ〜３３ｆは、図３中、バッテリ３３ａ〜バッテリ３３ｃの列の左側に前後方向に並んで配置される。バッテリ３３ｇ〜３３ｉは、図３中、バッテリ３３ｄ〜３３ｆの列の左側に前後方向に並んで配置される。バッテリ３３ｊ〜３３ｌは、図３中、バッテリパック装置１０の幅方向左端に前後方向に並んで配置さされている。このため、バッテリ３３ｃとバッテリ３３ｌとは、後端両側に配置されることになる。

第１のバッテリ群３１では、バッテリ３３ｃとバッテリ３３ｌとを除いたバッテリは、第１の姿勢で配置される。バッテリ３３ｃとバッテリ３３ｌとは、上面３４が後方に向くように第２の姿勢で配置される。バッテリ３３ｃ，３３ｌは、本発明で言う、第１のバッテリである。

また、下ケース２２の内側には、下段トレイ２５が一体に設けられている。下段トレイ２５は、下ケース２２の内側空間にバッテリ３３ａ〜バッテリ３３ｌをそれぞれ1つずつ収容可能な収容スペースを区切っている。各バッテリ３３ａ〜バッテリ３３ｌは、下ケース２２内に収容される。下段トレイ２５は、バッテリ３３ａ〜バッテリ３３ｌの前後左右の移動を規制している。下段トレイ２５は、本発明で言う補強部材の一部であって、下ケース２２を補強する機能も有している。

また、図２に示すように、下ケース２２の側壁２２ｃの高さは、バッテリ３３ｃ，３３ｌが収容された状態において、バッテリ３３ｃ，３３ｌのそれぞれのそれぞれ端子３９の位置よりも低くなるように設定されている。

各バッテリ３３ａ〜３３ｌどうしは、ブスバー４１ａ〜４１ｊによって電気的に接続されている。ブスバー４１ａ〜４１ｊは、例えば銅板などから形成されており、形状が略固定されている。

ブスバー４１ａ〜４１ｊについて、バッテリ３３ａとバッテリ３３ｂとを接続するブスバー４１ｂを一例に説明する。ブスバー４１ｂの姿勢を調整して、ブスバー４１ｂの一端をバッテリ３３ａの端子３９に接続すると、同時にブスバー４１ｂの他端がバッテリ３３ｂの端子３９に接続される。

同様に、バッテリ３３ｃとバッテリ３３ｂとは、ブスバー４１ａによって電気的に接続される。バッテリ３３ｂとバッテリ３３ａとは、ブスバー４１ｂによって電気的に接続される。バッテリ３３ａとバッテリ３３ｆとは、ブスバー４１ｃによって電気的に接続される。バッテリ３３ｆとバッテリ３３ｅとは、ブスバー４１ｄによって電気的に接続される。バッテリ３３ｅとバッテリ３３ｄとは、ブスバー４１ｅによって電気的に接続される。

バッテリ３３ｌとバッテリ３３ｋとは、ブスバー４１ｆによって電気的に接続される。バッテリ３３ｋとバッテリ３３ｊとは、ブスバー４１ｇによって電気的に接続される。バッテリ３３ｊとバッテリ３３ｉとは、ブスバー４１ｈによって電気的に接続される。バッテリ３３ｉとバッテリ３３ｈとは、ブスバー４１ｉによって電気的に接続される。バッテリ３３ｈとバッテリ３３ｇとは、ブスバー４１ｊによって電気的に接続される。

図２と図４とに示すように、第２のバッテリ群３２は、上段トレイ５０に収容されており、バッテリ３３ｍ〜バッテリ３３ｖを備えている。上段トレイ５０は、周縁に下ケース２２の下フランジ部２２ａと重なるトレイフランジ部５０ａが設けられている。上段トレイ５０は、上方から下ケース２２に重ねられる。トレイフランジ部５０ａは、下フランジ部２２ａと重なる。上段トレイ５０は、下ケース２２に重ねられることによって、第１のバッテリ群３１の各バッテリ３３ａ〜３３ｌの上下方向の移動を規制する。上段トレイ５０は、本発明で言う、バッテリトレイの一例である。

バッテリ３３ｍ〜バッテリ３３ｖは、それぞれバッテリ３３ａと同じものであってよいので、説明を省略する。

つぎに、第２のバッテリ群３２のバッテリ３３ｍ〜３３ｖの配置と姿勢について説明する。

バッテリ３３ｍ，３３ｎは、図４中、バッテリパック装置１０の幅方向右端に前後方向に並んで配置される。バッテリ３３ｏ〜３３ｑは、図４中、バッテリ３３ｍ，３３ｎの列の左側に前後方向に並んで配置される。バッテリ３３ｒ〜３３ｔは、図４中、バッテリ３３ｏ〜３３ｑの列の左側に前後方向に並んで配置される。バッテリ３３ｕ，３３ｖは、図４中、バッテリパック装置１０の幅方向左端に前後方向に並んで配置される。このため、第２のバッテリ群３２は、バッテリパック装置１０の幅方向両側の後方、つまり、バッテリ３３ｎとバッテリ３３ｖのそれぞれ後方にスペース５１が規定される。

スペース５１は、例えばバッテリパック装置１０の設置スペースの規制のために設けられるスペースである。図５に示すように、このスペース５１には、上段トレイ５０を下ケース２２に重ねたときに、バッテリ３３ｃとバッテリ３３ｌの上部が収容される。言い換えると、第１のバッテリ群３１では、上方にスペース５１が設けられるバッテリが第２の姿勢で配置される。

上段トレイ５０は、バッテリ３３ｍ〜バッテリ３３ｌのそれぞれをひとつずつ収容可能に区切られており、それぞれバッテリ３３ｍ〜３３ｌの前後左右方向の移動を規制している。また、上段トレイ５０は、バッテリ３３ｃとバッテリ３３ｌとの上部に対応する部位、つまりスペース５１に対応する部位に、バッテリ３３ｃとバッテリ３３ｌの上部を挿通可能な孔５２が形成されている。

なお、スペース５１は、バッテリパック装置１０の配置によって規定されることに限定されるものではない。例えば、スペース５１は、バッテリパック装置１０の配置に関係なく、第１のバッテリ群３１と第２のバッテリ群３２とを電気的に接続する際の作業を考慮して設けられてもよい。

また、上段トレイ５０の後縁には、上方に延びる後壁５０ｂが設けられている。後壁５０ｂは、第１のバッテリ群３１に第２のバッテリ群３２が重ねられたときに、バッテリ３３ｃ，３３ｌのそれぞれの端子３９の位置よりも低くなるように設定されている。

バッテリ３３ｍ〜バッテリ３３ｖは、ブスバー４１ｋ〜４１ｕを用いて接続されている。ブスバー４１ｋ〜４１ｗは、ブスバー４１ａと同様な機能を有している。

バッテリ３３ｎとバッテリ３３ｍとは、ブスバー４１ｋによって電気的に接続される。バッテリ３３ｍとバッテリ３３ｑとは、ブスバー４１ｌによって電気的に接続される。バッテリ３３ｑとバッテリ３３ｐとは、ブスバー４１ｍによって電気的に接続される。バッテリ３３ｐとバッテリ３３ｏとは、ブスバー４１ｎによって電気的に接続される。

バッテリ３３ｏは、ブスバー４１ｏが電気的に接続される。また、バッテリ３３ｒは、ブスバー４１ｐが電気的に接続される。ブスバー４１ｏとブスバー４１ｐとは、図２に２点鎖腺で示すセーフティプラグ部５によって電気的に接続される。図６に示すように、セーフティプラグ部５は、セーフティプラグ部５は、セーフティプラグ５ａとヒューズ５ｂとを備えている。セーフティプラグ５ａは、例えばバッテリパック装置１０を車体などに取り付ける際や取り外す際などに作業員の手動操作によって、バッテリ３３ｏとバッテリ３３ｒとの電気的接続を切断する。なお、図６は、バッテリパック装置１０を示すブロック図である。

セーフティプラグ部５は、図２に示すように、上ケース２３の上面に設けられるセーフティプラグ部収容部２３ｂ内に収容される。セーフティプラグ部収容部２３ｂは、例えば図示しないボルトなどで上ケース２３に一体に固定されており、セーフティプラグ部５を密閉している。セーフティプラグ部収容部２３ｂは、セーフティプラグ５ａを手動操作する場合に、開くようになっている。

つまり、セーフティプラグ部５は、セーフティプラグ５ａを手動操作する以外の場合では、外側から密閉されており、作業員などの手が触れないようになっている。このため、バッテリパック装置１０を車体などに取り付ける際や取り外す際などに作業員がセーフティプラグ５ａに触れて感電するといったことは、ない。

バッテリ３３ｒとバッテリ３３ｓとは、ブスバー４１ｒによって電気的に接続される。バッテリ３３ｓとバッテリ３３ｔとは、ブスバー４１ｓによって電気的に接続される。バッテリ３３ｔとバッテリ３３ｕとは、ブスバー４１ｔによって電気的に接続される。バッテリ３３ｕとバッテリ３３ｖとは、ブスバー４１ｕによって電気的に接続される。

バッテリ３３ｍ〜３３ｖは、第１の姿勢で配置される。そして、孔５２の近傍である後端両側にあるバッテリ３３ｎと３３ｖは、前面３６が後方に向いて配置される。バッテリ３３ｎとバッテリ３３ｖは、本発明で言う、第２のバッテリである。

なお、第１のバッテリ群３１においてバッテリ３３ｃ，３３ｌとを第２の姿勢で配置するとともに、それ以外を第１の姿勢で配置し、かつ第２のバッテリ群３２の各バッテリを第１の姿勢で配置するバッテリの配置は、本発明で言う、バッテリの搭載方向を適切にしたバッテリの配置である。

つぎに、第１のバッテリ群３１と第２のバッテリ群３２との電気的接続構造について説明する。図５に示すように、上段トレイ５０の孔５２は、バッテリ３３ｃとバッテリ３３ｌとの上部が貫通する。

このため、バッテリ３３ｃの端子３９は、バッテリ３３ｎの端子３９と対向するとともに、バッテリ３３ｃが第１の姿勢で配置される場合に比べてバッテリ３３ｎの端子３９に近づく。バッテリ３３ｃとバッテリ３３ｎとは、ブスバー４１ｖによって電気的に接続される。このため、ブスバー４１ｖは、小型化される。

同様に、バッテリ３３ｌの端子３９は、バッテリ３３ｖの端子３９と対向するとともに、バッテリ３３ｌが第１の姿勢で配置される場合に比べてバッテリ３３ｖの端子３９に近づく。バッテリ３３ｌとバッテリ３３ｖとは、ブスバー４１ｗによって電気的に接続される。このため、ブスバー４１ｗは、小型化される。

以上のバッテリ３３ａ〜３３ｖの接続構造により、図６に示すように、各バッテリ３３ａ〜バッテリ３３ｖは、第１のバッテリ群３１のバッテリ３３ｄとバッテリ３３ｇとを両端にして、互いに直列に接続される。

バッテリパック本体２０は、第１のバッテリ群３１が設置された下ケース２２に、第２のバッテリ群３２が設置された上段トレイ５０を重ね、上段トレイ５０の上から上ケース２３を重ねる。このとき、フランジ部２２ａ，５０ａ，２３ａが重なる。図２に示すように、フランジ部２２ａ，５０ａ，２３ａは、ボルト３と図示しないナットとによって締結される。なお、ナットを用いる代わりに、下フランジ部２２ａに雌ねじが形成されてもよい。上段トレイ５０は、第１のバッテリ群３１の上下方向の移動を規制する。

また、図７に示すように、上ケース２３の内側には、補強部２４が一体に設けられている。補強部２４は、第１の補強部材２４ａと第２の補強部材２４ｂとを備えている。第１の補強部材２４ａは、第２のバッテリ群３２のうち、バッテリパック装置１０の幅方向内側の２列、つまりバッテリ３３ｏ〜３３ｔと対向するように、上ケース２３の内側に前後方向に一対固定されている。

第２の補強部材２４ｂは、バッテリ３３ｍ，３３ｎ，３３ｕ，３３ｖに対向するように、第１の補強部材２４ａの中間部からバッテリパック装置１０の幅方向に４本張り出すように固定されている。

上ケース２３が上段トレイ５０に重ねられると、第１の補強部材２４ａは、バッテリ３３ｏ〜３３ｔの上下方向の移動を規制する。第２の補強部材２４ｂは、バッテリ３３ｍ，３３ｎ，３３ｕ，３３の上下方向の移動を規制する。

図１に示すように、遮断部ユニット６０は、下ケース２２と一体に設けられている。図８に示すように、遮断部ユニット６０は、遮断部ケース６１と、遮断部６２とを備えている。遮断部ケース６１は、遮断部下ケース６３と、遮断部上ケース６４とを備えている。

遮断部下ケース６３は、下ケース２２と一体に設けられており、下ケース２２の前面から前方に張り出している。遮断部下ケース６３の周縁には、遮断部下フランジ部６３ａが形成されている。遮断部下ケース６３には、第１の端子部６５と、第２の端子部６６とが設けられている。

第１の端子部６５は、端子６５ａ，６５ｂとを備えており、電気自動車側に電気的に接続される。第２の端子部６６は、端子６６ａ，６６ｂを備えており、バッテリ部３０を充電する場合に、充電器に電気的に接続される。

遮断部上ケース６４は、周縁に遮断部上フランジ部６４ａが形成されており、遮断部下ケース６３に上方から重なる。このとき、遮断部下フランジ部６３ａと遮断部上フランジ部６４ａとは、重なる。各フランジ部６３ａ，６４ａとは、ボルト４と図示しないナットとによって締結される。なお、ナットを用いる代わりに、遮断部下フランジ部６３ａに雌ねじが形成されてもよい。

一方、遮断部ケース６１内には、ブスバー４１ｘの一端が固定される第１の固定部７０と、ブスバー４１ｙの一端が固定される第２の固定部７１とが収容されている。また、下ケース２２は、遮断部ケース６１内に連通する連通孔２２ｂを有している。図３に示すように、ブスバー４１ｘの他端は、連通孔２２ｂを通ってバッテリ３３ｇと電気的に接続される。ブスバー４１ｙの他端は、連通孔２２ｂを通ってバッテリ３３ｄと電気的に接続される。

なお、セーフティプラグ部５は、セーフティプラグ部収容部２３ｂによって密閉される。つまり、本体ケース２１は、連通孔２２ｂを除いて密閉される。遮断部ケース６１は、第１，２の端子部６５，６６と、連通孔２２ｂとを除いて密閉される。このため、本体ケース２１の内側の空間と遮断部ケース６１の内側の空間とは、第１，２の端子部６５，６６を除いて密閉される。

図８に一部２点鎖線で示すように、または図６に示すように、第１の固定部７０は、第１の端子部６５の端子６５ａと通電径路Ｌ５によって電気的に接続されている。図８に一部２点鎖線で示すように、第１の固定部７０は、第２の端子部６６の端子６６ａと通電径路Ｌ６によって電気的に接続される。

図８に一部２点鎖線で示すように、または図６に示すように、第２の固定部７１は、第１の端子部６５の端子６５ｂと通電径路Ｌ７によって電気的に接続されている。図８に一部２点鎖線で示すように、または図６に示すように、第２の固定部７１は、第２の端子部６６の端子６６ｂと通電径路Ｌ８によって電気的に接続される。

つまり、第１の端子部６５とバッテリ部３０とが電気的に接続されることになる。同様に、第２の端子部６６とバッテリ部３０とが電気的に接続されることになる。

遮断部６２は、遮断部ケース６１内に収容されており、一対のメインコンタクタ７２と、一対のチャージコンタクタ７３とを備えている。一方のメインコンタクタ７２は、通電径路Ｌ５中に配置される。他方のメインコンタクタ７２は、通電径路Ｌ７中に配置される。

メインコンタクタ７２は、第１の端子部６５とバッテリ部３０との電気的接続を切断する機能を有している。メインコンタクタ７２は、第１の端子部６５が車体側に電気的に接続された状態で、車体側からの信号、例えばイグニッションをオン状態にしたときなどの信号が入力されることによって、バッテリ部３０と第１の端子部６５とを電気的に接続する。メインコンタクタ７２は、該信号が入力されないと、第１の端子部６５とバッテリ部３０との電気的接続を切断する。

一方のチャージコンタクタ７３は、通電径路Ｌ６中に配置される。他方のチャージコンタクタ７３は、通電径路Ｌ８中に配置される。

チャージコンタクタ７３は、第２の端子部６６とバッテリ部３０との電気的接続を切断する機能を有している。チャージコンタクタ７３は、第２の端子部６６が充電器に電気的に接続された状態で、充電器側からの信号、例えば電圧などが入力されると、第２の端子部６６とバッテリ部３０とを電気的に接続する。チャージコンタクタ７３は、該信号が入力されないと、第２の端子部６６とバッテリ部３０との電気的接続を切断する。

つぎに、第１のバッテリ群３１と第２のバッテリ群３２とを電気的に接続する場合の接続作業の一例を説明する。まず、図３に示すように、下ケース２２内にバッテリ３３ａ〜３３ｌを配置する。ついで、各バッテリ３３ａ〜３３ｌを各ブスバー４１ａ〜４１ｊによって電気的に接続する。このとき、各ブスバー４１ａ〜４１ｊは、位置を調整して上方からかぶせるだけで、接続すべきバッテリどうしの端子間を電気的に接続する。これにより、第１のバッテリ群３１が構成される。

また、図４に示すように、上段トレイ５０に各バッテリ３３ｍ〜３３ｖを配置する。ついで、各バッテリ３３ｍ〜３３ｖを各ブスバー４１ｋ〜４１ｕによって電気的に接続する。このとき、各ブスバー４１ｋ〜４１ｕは、位置を調整して上方からかぶせるだけで、接続すべきバッテリどうしの端子間を電気的に接続する。これにより、第２のバッテリ群３２が構成される。

ついで、図２に示すように、第１のバッテリ群３１と第２のバッテリ群３２との位置を調整し、図５に示すように第１のバッテリ群３１の上方に第２のバッテリ群３２を重ねる。

ついで、バッテリ３３ｃとバッテリ３３ｎとをブスバー４１ｖによって電気的に接続する。同様に、バッテリ３３ｌとバッテリ３３ｖとをブスバー４１ｗによって電気的に接続する。このとき、バッテリ３３ｃとバッテリ３３ｌの端子３９は、孔５２を通って上段トレイ５０側へ出ている。さらに、バッテリ３３ｃとバッテリ３３ｌのそれぞれの端子３９は、下ケース２２の側壁２２ｃと上段トレイ５０の後壁５０ｂよりも高い位置にある。

これにより、バッテリ３３ｃとバッテリ３３ｌとが側壁２２ｃと後壁５０ｂによって拘束されることがないので、バッテリ３３ｃとバッテリ３３ｎとの接続作業およびバッテリ３３ｌとバッテリ３３ｖとの接続作業の作業スペースが充分確保される。

そして、ブスバー４１ｖ，４１ｗのそれぞれの位置を調整した後に、ブスバー４１ｖ，４１ｗを上方からかぶせるだけで、バッテリ３３ｃ，３３ｎがブスバー４１ｖによって電気的に接続される。同様に、バッテリ３３ｌ，３３ｖがブスバー４１ｗによって電気的に接続される。

ついで、図３に示すように、ブスバー４１ｙをバッテリ３３ｄに接続する。ブスバー４１ｘをバッテリ３３ｇに接続する。ついで、ブスバー４１ｙを第２の固定部７１に接続する。同様にブスバー４１ｘを第１の固定部７０に接続する。

ついで、図２に示すように、上ケース２３の位置を調整して、上ケース２３を下ケース２２に重ねてボルト３によって、上ケース２３と下ケース２２とを締結する。

このように構成されるバッテリパック装置１０では、上段トレイ５０に、バッテリ３３ｃ，３３ｌの端子３９を第２のバッテリ群３２側に通す孔５２が形成されている。これにより、バッテリ３３ｃの端子３９とバッテリ３３ｎの端子３９とは、上段トレイ５０に隔てられることなく互いに対向するようになる。

それゆえ、バッテリ３３ｃとバッテリ３３ｎとを電気的に接続する場合、ブスバー４１ｖを上方からかぶせるだけでよいので、バッテリ３３ｃとバッテリ３３ｎとを、容易に電気的に接続することができるようになる。

同様に、バッテリ３３ｌとバッテリ３３ｖとを電気的に接続する場合、ブスバー４１ｗを上方からかぶせるだけでよいので、バッテリ３３ｌとバッテリ３３ｎとを、容易に電気的に接続することができるようになる。つまり、第１のバッテリ群３１と第２のバッテリ群３２とを電気的に接続する作業の作業性が向上する。

さらに、中間連結部材など、別部材を必要としないので、バッテリパック装置１０の重量増加が抑制される。

また、第１のバッテリ群３１のバッテリ３３ｃを第２の姿勢で配置することによって、バッテリ３３ｃの端子３９と第２のバッテリ群３２のバッテリ３３ｎの端子３９との距離が短くなる。つまり、バッテリ３３ｃとバッテリ３３ｎとを電気的に接続するためにブスバー４１ｖを用いても、ブスバー４１ｖを小型化することができるとともに、ブスバー４１ｖの接続作業の作業性が向上する。

同様に、第１のバッテリ群３１のバッテリ３３ｌを第２の姿勢で配置することによって、バッテリ３３ｌの端子３９と第２のバッテリ群３２のバッテリ３３ｖの端子３９との距離が短くなる。つまりバッテリ３３ｌとバッテリ３３ｖとを電気的に接続するためにブスバー４１ｗを用いても、ブスバー４１ｗを小型化することができるとともに、ブスバー４１ｗの接続作業の作業性が向上する。

前記したことにより、バッテリパック装置１０は、バッテリの搭載方向を適切にすることにより、バッテリパック装置１０の重量増加を抑えつつ、第１のバッテリ群３１と第２のバッテリ群３２とを電気的に接続する接続作業の作業性を向上させることができる。

また、第１のバッテリ群３１に第２のバッテリ群３２を重ねた状態において、バッテリ３３ｃ，３３ｌのそれぞれ端子３９は、下ケース２２の側壁２２ｃと上段トレイ５０の後壁５０ｂよりも高い位置にある。これにより、バッテリ３３ｃ，３３ｌの端子３９が側壁２２ｃ，５０ｂによって拘束されない。このため、バッテリ３３ｃとバッテリ３３ｎとの接続作業の作業性が向上する。同様に、バッテリ３３ｌとバッテリ３３ｖとの接続作業の作業性が向上する。

また、バッテリパック装置１０は、メインコンタクタ７２を備えることによって、バッテリパック装置１０が車体から外れているときには、第１の端子部６５とバッテリ部３０との電気的接続が切断される。このため、バッテリパック装置１０を車体から取り外してバッテリパック装置１０が単体である状態のときに、万が一、セーフティプラグ５ａを操作することによってバッテリ３３ｏとバッテリ３３ｒとの電気的接続を切断しなくても、第１の端子部６５に触れたときに感電するなどの危険が回避される。

同様に、バッテリパック装置１０は、チャージコンタクタ７３を備えることによって、バッテリパック装置１０が充電器から外れている状態のときには、第２の端子部６６とバッテリ部３０との電気的接続が切断される。このため、バッテリパック装置１０を充電器から取り外してバッテリパック装置１０が単体である状態のときに、万が一、セーフティプラグ５ａを操作することによってバッテリ３３ｏとバッテリ３３ｒとの電気的接続を切断しなくても、第２の端子部６６に触れたときに感電するなどの危険が回避される。

さらに、セーフティプラグ部５は、セーフティプラグ部収容部２３ｂによって密閉され、本体ケース２１の内側空間と遮断部ケース６１の内側空間とは、第１の端子部６５と第２の端子部６６と除いて密閉される。このため、バッテリパック装置１０が単体であるときにバッテリパック装置１０を手で触れても感電するという危険が回避される。

つまり、前記のように、バッテリパック装置１０の車体や充電器への設置作業時の安全性が向上する。

また、遮断部ユニット６０を下ケース２２の外側に一体に設けるとともに、遮断部ケース６１を備えることによって遮断部６２を本体ケース２１と別途のケースに収容している。このため、遮断部６２に異常が発生したときなど、遮断部６２だけを点検や修理する場合には、遮断部上ケース６４を外して作業を行う。つまり、遮断部６２の点検や修理を行う際に、バッテリ部３０を剥き出しにすることがないので、バッテリ部３０に触れることによる感電などの危険を回避することができる。それゆえ、遮断部６２の点検や修理の安全性が向上する。

また、上ケース２３に一体に設けられる補強部２４は、第２のバッテリ群３２を保持して第２のバッテリ群３２の上下方向の移動を規制する機能を有している。このため、別途に第２のバッテリ群３２の上下方向の移動を規制するバッテリホルダなどを用意する必要がない。

同様に、下ケース２２に一体に設けられる下段トレイ２５は、第１のバッテリ群３１を保持して第１のバッテリ群３１の前後左右の移動を規制している。また、下段トレイ２５は、下ケース２２の補強部としての機能も有している。つまり、下ケース２２の補強のために、別途に補強部を設ける必要がない。

このため、本体ケース２１の強度を維持するとともにバッテリ部３０を保持しつつ、バッテリパック装置１０を軽量化することができる。

なお、本実施の形態では、1つの第１のバッテリ群３１と1つの第２のバッテリ群３２とを備えており、上下方向にバッテリが２段重ねられる配置構造になっているが、これに限定されるものではない。例えば、３段や４段などのように複数のバッテリ群を上下方向に重ねてもよい。この場合は、上下方向に対向して重なる一対のバッテリ群のうち、下方に位置するバッテリ群が第１のバッテリ群３１に対応し、上方に位置するバッテリ群が第２のバッテリ群３２に対応する。

また、遮断部ユニット６０は、下ケース２２と一体に設けられることに限定されるものではない。例えば、遮断部ユニット６０は、上ケース２３と一体に設けられてもよい。

本発明の１実施形態に係るバッテリパック装置の斜視図。 図１に示されたバッテリパック装置の分解斜視図。 図２に示された下ケースと第１のバッテリ群とを分解して示す斜視図。 図２に示された上段トレイと第２のバッテリ群とを分解して示す斜視図。 第１のバッテリ群が収容された下ケースに第２のバッテリ群が収容された上段バッテリトレイを重ねた状態を示す斜視図。 バッテリパック装置を示すブロック図。 図１に示した上ケースの補強部材が第２のバッテリ群を保持している状態を示す斜視図。 図１に示された遮断部ユニットの分解斜視図。

符号の説明

１０…バッテリパック装置、２０…バッテリパック本体、２１…本体ケース、２４…補強部、２５…下段トレイ（補強部）、３０…バッテリ部、３１…第１のバッテリ群、３２…第２のバッテリ群、３３ａ〜３３ｖ…バッテリ、３３ｃ，３３ｌ…第１のバッテリ、３３ｎ，３３ｖ…第２のバッテリ、３９…端子、４１ａ〜４１ｙ…ブスバー（連結部材）、５０…上段トレイ（バッテリトレイ）、５２…孔、６１…遮断部ケース、６２…遮断部、６５…第１の端子部、６６…第２の端子部、Ｘ…上方向（重なる方向）、Ｌ５〜Ｌ８通電径路。

Claims (4)

1. 同一平面上にバッテリを複数配置して構成される第１のバッテリ群と、バッテリトレイを挟んで前記第１のバッテリ群に重ねられ、前記バッテリトレイ内において同一平面上に前記バッテリと同一のバッテリを複数配置して構成される第２のバッテリ群と、を備え、前記各バッテリが互いに電気的に接続されるバッテリ部と、
   前記バッテリ部を収容する本体ケースと、
   を備えるバッテリパック本体を具備し、
   前記バッテリは、直方体状であって、前記第１のバッテリ群に前記第２のバッテリ群が重なる方向の高さが小さい第１の姿勢と、前記第１の姿勢のときの前記バッテリの端子の位置よりも前記重なる方向に前記端子の位置が高くなる第２の姿勢とで設置可能であり、
   前記第１のバッテリ群の前記バッテリのうち、第１のバッテリを第２の姿勢で配置し、
   前記バッテリトレイに、前記第１のバッテリの前記端子近傍が通ることによって前記第１のバッテリの前記端子が前記第２のバッテリ群側に出る孔を形成し、
   前記第２のバッテリ群の前記バッテリのうち、前記孔の近傍の第２のバッテリを前記第１の姿勢で配置し、
   前記第１のバッテリと前記第２のバッテリとを、形状が固定された連結部材によって互いに電気的に接続することを特徴とするバッテリパック装置。
2. 請求項１の記載において、
   外部に露出する前記バッテリ部の端子部と前記バッテリ部との通電径路に設けられる遮断部を備え、
   前記遮断部は、前記バッテリ部の端子部を通して信号が入力されると前記バッテリ部と前記端子部とを電気的に接続し、前記信号の入力がないときには前記バッテリ部と前記端子部との電気的接続を切断し、
   前記バッテリ部および前記バッテリ部から前記端子部までの通電径路は、絶縁されることを特徴とするバッテリパック装置。
3. 請求項２の記載において、
   前記本体ケースの外側に設けられて内側に前記遮断部を収容し、前記本体ケースと独立して開閉可能な遮断部ケースを備え、
   前記端子部を除いた前記本体ケースの内側の空間と前記遮断部ケースの内側の空間とを、前記本体ケースと前記遮断部ケースとで密閉することによって、前記バッテリ部および前記バッテリ部から前記端子部までの通電径路を絶縁することを特徴とするバッテリパック装置。
4. 請求項１から請求項３のうちのいずれか１項の記載において、
   前記本体ケースの内側には、前記本体ケースを補強するとともに前記バッテリ部を保持する補強部が設けられることを特徴とするバッテリパック装置。

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