JP2007091034A - Power source device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハイブリッド自動車や電気自動車に搭載されて車両を走行させるモーターを駆動する電源装置に関する。 The present invention relates to a power supply device that drives a motor that is mounted on a hybrid vehicle or an electric vehicle to drive the vehicle.
モーターで走行する電気自動車、あるいはモーターとエンジンの両方で走行するハイブリッドカー等の自動車は、電池をケースに収納している電源装置を搭載する。この電源装置は、モーターで自動車を走行させるので出力を大きくするために、多数の電池を直列に接続して出力電圧を高くしている。たとえば、自動車に搭載される電装用のバッテリの電圧は、ほとんど例外なく12Vであるが、走行用のモーターを駆動する電源装置の出力電圧は、一般的には200V以上と極めて高電圧である。 An automobile such as an electric vehicle that runs on a motor or a hybrid car that runs on both a motor and an engine is equipped with a power supply device that houses a battery in a case. In this power supply device, since the motor vehicle is driven by a motor, in order to increase the output, a large number of batteries are connected in series to increase the output voltage. For example, the voltage of a battery for electrical equipment mounted on an automobile is almost 12V with no exceptions, but the output voltage of a power supply device that drives a motor for traveling is generally an extremely high voltage of 200V or more.
現在市販されているハイブリッドカーは、モーター出力を数十kW、電源装置の出力電圧を200〜300Vの範囲としている。電源装置は、大出力に耐えるように設計されるので、万一、自動車の衝突事故等で破損して内部でショートすると、極めて大きな電流が流れて車両火災等の原因となる。このような弊害を防止するために、クラッシュするときに破壊される状態をコントロールする電源装置が開発されている(特許文献1参照)。
この公報に記載される電源装置は、ケースを、電池を収納する電池収納部と、その後方に配置する衝撃吸収部に分割している。後ろから追突されるときは、衝撃吸収部を前方の電池収納部の下に押し込んで、衝撃を吸収しながらクラッシュさせる。すなわち、電池収納部の下に押し込まれる衝撃吸収部で電池収納部の後部を押し上げて、水平な姿勢から垂直方向に傾動させて、安全性を確保しながらクラッシュさせる。 In the power supply device described in this publication, the case is divided into a battery housing part that houses the battery and an impact absorbing part that is arranged behind the battery housing part. When the rear impact is made from behind, the impact absorbing portion is pushed under the front battery housing portion to cause a crash while absorbing the impact. In other words, the rear part of the battery housing part is pushed up by an impact absorbing part that is pushed under the battery housing part, and is tilted in the vertical direction from the horizontal posture to cause a crash while ensuring safety.
以上の電源装置は、ケースを電池収納部と衝撃吸収部に分割して、クラッシュの衝撃を吸収させる。電池収納部と衝撃吸収部は、別々に分離できるように車両に搭載される。クラッシュの衝撃は衝撃吸収部を前方に移動させて、電池収納部を傾動させる。この構造の電源装置は、クラッシュの衝撃を受けると、衝撃吸収部が前進して電池収納部を下から押し上げて、電池収納部を傾動させる。ただ、この構造の電源装置は、クラッシュの状態によらず、常に電池収納部を傾動させるのが難しい。車両のクラッシュは種々の状態で発生するので、電池収納部を確実に傾動させるのが難しい。クラッシュの衝撃で電池収納部が傾動しないと、押し潰されて破壊される。電池収納部は、多数の電池を収納して電圧を高くしているので、クラッシュの衝撃で破壊されなくすることによって安全性を高くできる。 The above power supply device divides the case into a battery housing part and an impact absorbing part to absorb the impact of the crash. The battery storage part and the shock absorbing part are mounted on the vehicle so that they can be separated separately. The impact of the crash moves the shock absorbing part forward and tilts the battery storage part. When the power supply device having this structure receives a crash impact, the impact absorbing portion moves forward to push up the battery housing portion from below to tilt the battery housing portion. However, it is difficult for the power supply device with this structure to always tilt the battery storage unit regardless of the state of the crash. Since vehicle crashes occur in various states, it is difficult to reliably tilt the battery compartment. If the battery compartment does not tilt due to the impact of a crash, it will be crushed and destroyed. Since the battery storage unit stores a large number of batteries to increase the voltage, safety can be enhanced by preventing the battery storage unit from being destroyed by the impact of a crash.
本発明は、クラッシュの衝撃で電池収納部を確実に傾動させることを目的に開発されたもので、本発明の大切な目的は、クラッシュの衝撃を受けると、電池収納部を傾動させて安全性を向上する車両用の電源装置を提供することにある。 The present invention was developed for the purpose of surely tilting the battery housing part due to the impact of a crash, and an important object of the present invention is to tilt the battery housing part to ensure safety when subjected to a crash impact. An object of the present invention is to provide a power supply device for a vehicle that improves the above.
本発明の車両用の電源装置は、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。
車両用の電源装置は、ケース1を電池収納部1Aと衝撃吸収部1Bに分割して、電池収納部1Aに電池を収納しており、電池収納部1Aと衝撃吸収部1Bは車両がクラッシュする衝撃で分離されると共に、衝撃吸収部1Bから分離された電池収納部1Aが、クラッシュの衝撃で傾動されるように車両に連結している。電源装置は、電池収納部1Aを水平姿勢に停止し、かつ、クラッシュの衝撃を受けると停止状態を解除するストッパ9と、ストッパ9が停止状態を解除する状態で、電池収納部1Aをガス圧又は弾性体の押圧力で傾動させる強制傾動機構6とを備える。電源装置は、車両がクラッシュする衝撃を受けると、ストッパ9が電池収納部1Aを水平姿勢に停止する状態を解除して、強制傾動機構6が電池収納部1Aを傾動させるようにしている。
The vehicle power supply device of the present invention has the following configuration in order to achieve the above-described object.
In the power supply device for a vehicle, the
本発明の車両用の電源装置は、ストッパ9を、電池収納部1Aと衝撃吸収部1Bを連結する衝撃破壊ピン9Aとすることができる。このストッパ9は、クラッシュの衝撃で衝撃破壊ピン9Aが破壊されて電池収納部1Aを水平姿勢に停止するのを解除する。
In the vehicle power supply device of the present invention, the
本発明の車両用の電源装置は、強制傾動機構6をエアバック機構6Aとすることができる。このエアバック機構6Aは、クラッシュの衝撃で膨張して、電池収納部1Aを傾動させることができる。さらに、本発明の車両用の電源装置は、強制傾動機構6を弾性バネとすることができる。
In the vehicle power supply device of the present invention, the forced
本発明の車両用の電源装置は、電池収納部1Aの後方に衝撃吸収部1Bを配設して、強制傾動機構6で電池収納部1Aの後部を上方に押し上げて傾動させることができる。
The power supply device for a vehicle according to the present invention can be tilted by disposing the
本発明の車両用の電源装置は、クラッシュの衝撃で、強制傾動機構6が電池収納部1Aを下方に押圧して、電池収納部1Aを車外に押し出すように傾動させることができる。
The power supply device for a vehicle according to the present invention can be tilted so that the forced
本発明の車両用の電源装置は、クラッシュの衝撃を受けると、電池収納部を確実に傾動させて、安全性を向上できる特長がある。それは、本発明の車両用の電源装置が、クラッシュの衝撃で衝撃吸収部から分離される電池収納部を、ストッパで水平姿勢に停止しており、車両がクラッシュする衝撃を受けると、ストッパが電池収納部を水平姿勢に停止する状態を解除すると共に、強制傾動機構がガス圧又は弾性体の押圧力で電池収納部を傾動させるからである。この構造の電源装置は、車両がクラッシュする衝撃を受けると、ストッパが電池収納部を水平姿勢に停止する状態を解除し、さらに、強制傾動機構が強制的に電池収納部を傾動させる。このため、電池収納部を、速やかに、しかも確実に傾動させて、クラッシュ時における安全性を向上できる。 The power supply device for a vehicle according to the present invention has a feature that when the impact of a crash is received, the battery housing portion can be reliably tilted to improve safety. That is, the power supply device for a vehicle of the present invention stops the battery housing part separated from the impact absorbing part by the impact of the crash in a horizontal posture by a stopper, and when the impact of the vehicle crashes, the stopper This is because the state in which the storage unit is stopped in the horizontal posture is released, and the forced tilting mechanism tilts the battery storage unit by the gas pressure or the pressing force of the elastic body. In the power supply device with this structure, when the vehicle receives an impact of crashing, the stopper releases the state where the battery storage unit is stopped in a horizontal posture, and the forced tilting mechanism forcibly tilts the battery storage unit. For this reason, the battery storage part can be tilted quickly and reliably, and the safety at the time of a crash can be improved.
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための電源装置を例示するものであって、本発明は電源装置を以下のものに特定しない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the embodiments described below exemplify a power supply device for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention does not specify the power supply device as follows.
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。 Further, in this specification, in order to facilitate understanding of the scope of claims, numbers corresponding to the members shown in the examples are indicated in the “claims” and “means for solving problems” sections. It is added to the members. However, the members shown in the claims are not limited to the members in the embodiments.
図1に示す車両は、フロア30に電源装置を搭載している。車両のフロア30に搭載される電源装置は、たとえば、図1の実線で示すように後部座席の後方に設けている荷台32に、あるいは鎖線で示すように後部座席と前部座席との間のフロア30に搭載される。電源装置は、ケース1の上面を車両のフロアパネル31と同一平面となるように搭載して、ケース1の上面に固定しているカバープレート4を車両のフロアパネル31の一部に使用できる。この電源装置は、フロアパネル31に凹部や開口部を設け、凹部や開口部に電源装置を搭載して、その上面をフロアパネル31に匹敵する耐荷重床にできる。
The vehicle shown in FIG. 1 has a power supply device mounted on a
車両のフロア30に搭載される電源装置は、後方から追突されてクラッシュする。このとき、ケース1を複数のブロックに分割して安全性を向上できる。フロア30に搭載される電源装置に限らず、車両に搭載される全ての電源装置はケース1を複数のブロックに分離するようにクラッシュさせて安全性を向上できる。
The power supply device mounted on the
以下、車両のフロア30に搭載されて、クラッシュのときに前後に分割される電源装置の具体例を示す。ただし、本発明の車両用の電源装置は、必ずしも以下に示す構造で分割する必要はない。車両に搭載される姿勢や位置により、クラッシュのときに最適に分割される状態が異なるからである。
Hereinafter, a specific example of the power supply device that is mounted on the
図2は、電源装置を車両の前後方向に切断した断面図である。この電源装置の、斜視図を図4に示し、上蓋のカバープレート4を外した斜視図を図3に示している。これらの図に示すように、電源装置は、ケース1に、電池と、この電池を冷却する送風機8と、電池の充放電を制御する制御回路(図示せず)を内蔵している。ケース1は、電池収納部1Aと衝撃吸収部1Bに分割して、電池収納部1Aと衝撃吸収部1Bを境界部分で連結している。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the power supply device cut in the longitudinal direction of the vehicle. FIG. 4 shows a perspective view of the power supply apparatus, and FIG. 3 shows a perspective view of the power supply apparatus with the
電池収納部1Aと衝撃吸収部1Bは、車両のシャーシーやフロアパネルに固定される図5に示す金属製のベースプレート2と、このベースプレート2の上に固定している上方開口の図6に示すプラスチック製の絶縁ボックス3と、絶縁ボックス3の上方開口部を閉塞するように固定している図7の金属製のカバープレート4とを備える。
The
図2ないし図4の電源装置は、ケース1を電池収納部1Aと衝撃吸収部1Bに分割して、衝撃吸収部1Bを電池収納部1Aの後方に配設している。電池収納部1Aは電池を収納している。衝撃吸収部1Bは電池を冷却する送風機8を収納している。
2 to 4, the
図2ないし図4のケース1は、電池収納部1Aを、衝撃吸収部1Bよりも車両の前方に位置する姿勢、いいかえると衝撃吸収部1Bを電池収納部1Aの後方とする姿勢で車両に搭載される。前方に位置する電池収納部1Aは、図8に示すように、ホルダーケース5を介して複数本の電池モジュール21を収納している。複数の電池モジュール21はホルダーケース5に収納され、このホルダーケース5が電池収納部1Aに配設される。衝撃吸収部1Bは、ホルダーケース5の電池モジュール21を強制冷却する送風機8を収納している。送風機8は、ホルダーケース5に連結されて、ホルダーケース5に冷却空気を強制送風して電池モジュール21を冷却する。
The
さらに電源装置のケース1は、電池収納部1Aと衝撃吸収部1Bに分割するために、ケース1を構成するベースプレート2と絶縁ボックス3とカバープレート4を、電池収納部1Aと衝撃吸収部1Bの境界部分で前後に分割して連結している。このケース1は、追突事故のときに、電池収納部1Aの下に衝撃吸収部1Bを押し込むようにして安全にクラッシュさせる。
Further, in order to divide the
電池収納部1Aは、分割されたベースプレート2と絶縁ボックス3とカバープレート4を備える。電池収納部1Aと衝撃吸収部1Bは、ベースプレート2を金属板で分離して製作し、これを連結してひとつのベースプレート2としている。図2に示すケース1は、電池収納部1Aのベースプレート2である前ベースプレート2Aと、衝撃吸収部1Bのベースプレート2である後ベースプレート2Bをストッパ9で連結して、クラッシュのときにベースプレート2を分離する構造としている。
1 A of battery accommodating parts are provided with the
ストッパ9は、電池収納部1Aを水平姿勢に停止し、かつ、クラッシュの衝撃を受けると停止状態を解除し、ストッパ9が停止状態を解除する状態で、電池収納部1Aを傾動させる。ストッパ9は、電池収納部1Aと衝撃吸収部1Bを連結する衝撃破壊ピン9Aで、クラッシュの衝撃で衝撃破壊ピン9Aを破壊して、電池収納部1Aを水平姿勢に停止するのを解除するようにしている。衝撃破壊ピン9Aはアルミニウム製のリベットである。リベットはクラッシュの衝撃で破壊されて、電池収納部1Aと衝撃吸収部1Bを分離して、電池収納部1Aを傾動できる状態とする。ストッパ9の衝撃破壊ピン9Aは、アルミニウム以外の金属、たとえば銅等の金属で製作でき、また硬質のプラスチック等で製作することもできる。プラスチック製のリベットは、端部を加熱押圧して変形させる。さらに、衝撃破壊ピン9Aには、クラッシュの衝撃で破断されるネジ等も使用できる。衝撃破壊ピン9Aをストッパ9とする電源装置は、ストッパ9を簡単な構造として、クラッシュの衝撃で確実に停止状態を解除できる。ただ、本発明はストッパを衝撃破壊ピンには特定しない。ストッパには、クラッシュの衝撃を受けるまでは電池収納部を水平な姿勢に停止し、クラッシュの衝撃を受けると、解除されて電池収納部を傾動できる状態とする全ての機構とすることができる。
The
絶縁ボックス3は、電池収納部1Aと衝撃吸収部1Bでプラスチックで別々に成形して、境界で接着して連結している。カバープレート4は、電池収納部1Aと衝撃吸収部1Bで別々に製作して、その境界でラップして防水構造に連結している。電池収納部1Aの前カバープレート4Aは、その前側と両側を部分的に下方に折曲して折曲部4aを設け、この折曲部4aを前ベースプレート2Aにネジ止して連結している。後カバープレート4Bは、衝撃吸収ボックス3Bと後ベースプレート2Bのいずれかまたは両方に連結される。
The insulating
図2に示すケース1は、前ベースプレート2Aと後ベースプレート2Bをクラッシュの衝撃で分離して、電池収納部1Aと衝撃吸収部1Bに分離する。絶縁ボックス3はベースプレート2に比較して強度が弱く、また境界を接着して連結しているので、ベースプレート2がクラッシュして分離されると、ベースプレート2と共に分離される。カバープレート4は、前カバープレート4Aと後カバープレート4Bを直接には固定しないので、クラッシュの衝撃では、ベースプレート2と絶縁ボックス3と一緒に前後に分離される。
In the
クラッシュの衝撃で分離されるベースプレート2を図5に示す。このベースプレート2は、前後に分割されて、境界部分より前方を電池収納部1Aの前ベースプレート2A、後方を衝撃吸収部1Bの後ベースプレート2Bとしている。前ベースプレート2Aと後ベースプレート2Bは、境界部分を、車両がクラッシュするときの衝撃で破断されるストッパ9の衝撃破壊ピン9Aで連結している。
The
さらに、前ベースプレート2Aは、車両の後方に向かって上り勾配の上面傾斜部2aを設けている。後ベースプレート2Bは、前ベースプレート2Aの上面傾斜部2aの下面に沿う下面傾斜部2bを設けている。前ベースプレート2Aと後ベースプレート2Bは、図9の拡大断面図に示すように、上面傾斜部2aを下面傾斜部2bに積層して、ストッパ9の衝撃破壊ピン9Aで連結している。前ベースプレート2Aの上面傾斜部2aと、後ベースプレート2Bの下面傾斜部2bは、クラッシュの衝撃で変形しない強度が要求される。このため、厚い金属板で製作して、ベースプレート2の本体部に溶接して固定している。ベースプレート2の本体部は、上面傾斜部2aと下面傾斜部2bの金属板よりも薄い金属板をプレス加工して製作している。下面傾斜部2bは金属板を三角形の山形に成形して後ベースプレート2Bの本体部に固定している。
Further, the
ストッパ9の衝撃破壊ピン9Aは、位置決プレート14を介して上面傾斜部2aと下面傾斜部2bを連結している。この構造のベースプレート2は、クラッシュの衝撃で衝撃破壊ピン9Aが切れてストッパ9が解除されると、上面傾斜部2aの下面を下面傾斜部2bが摺動しながら後ベースプレート2Bを前方に移動させる。
The
電源装置は、クラッシュの衝撃でストッパ9の停止状態が解除されると、電池収納部1Aを、ガス圧又は弾性体の押圧力で傾動させる強制傾動機構6を備える。図2と図10の電源装置は、強制傾動機構6をエアバック機構6Aとする。エアバック機構6Aは、クラッシュの衝撃で膨張して、電池収納部1Aを強制的に傾動させる。
The power supply device includes a forced
エアバック機構6Aは、図11に示すように、車両がクラッシュする衝撃を検出する検出回路10と、この検出回路10からの信号でエアバック11を膨張させるインフレータ12とを備える。車両は、ドライバーの安全性を向上するために、クラッシュの衝撃を検出する検出回路10を装備するので、電源装置に専用の検出回路を設けることなく、車両の検出回路10から出力される信号で、インフレータ12を制御する。
As shown in FIG. 11, the
インフレータ12は、検出回路10からの衝撃信号を受けるときに、膨張用ガスをエアバック11に噴出する。インフレータ12は、エアバッグ11の膨張用ガスとして、加圧ガスを噴射し、あるいは、ガス発生剤を燃焼させて燃焼ガスを噴射し、あるいは加圧ガスと燃焼ガスの両方を噴射する。加圧ガスを噴射するインフレータ12は、高圧ボンベの排出側に、検出回路10からの信号で破壊される破壊弁(図示せず)を介してエアバック11を連結している。このインフレータ12は、検出回路10から衝撃信号が入力されると、破壊弁を破壊して高圧ボンベの加圧ガスをエアバック11に噴射させる。高圧ボンベに蓄えられる加圧ガス、アルゴン、ヘリウム、ネオン等の不活性ガス、窒素ガス、空気等の気体である。
When the inflator 12 receives an impact signal from the
燃焼ガスを噴射するインフレータは、燃焼されてガスを発生するガス発生剤と、検出回路からの信号で、ガス発生剤を点火して燃焼させる点火部とを備える。このインフレータは、検出回路からクラッシュの衝撃信号が入力されると、点火部がガス発生剤を点火し、ガス発生剤が爆発するように燃焼して発生する燃焼ガスをエアバックに基板して膨張させる。 An inflator that injects combustion gas includes a gas generating agent that generates gas by being burned, and an ignition unit that ignites and burns the gas generating agent with a signal from a detection circuit. When an impact signal of a crash is input from the detection circuit, the inflator ignites the gas generating agent, and the combustion gas generated by the combustion so that the gas generating agent explodes is expanded on the airbag. Let
エアバック機構6Aの強制傾動機構6は、車両に装備される検出回路からの衝撃信号でエアバック11を膨張して、電池収納部1Aを速やかに傾動させる。とくに、エアバック機構6Aは、車両に搭載される検出回路からの信号でエアバック11を膨張させるので、クラッシュの衝撃を検出するために専用の回路を設ける必要がない。
The forced
本発明の電源装置は、電池収納部を強制的に傾動させる強制傾動機構をエアバック機構には特定しない。強制傾動機構には、たとえば図示しないが、電池収納部を傾動方向に押圧する弾性バネも使用できる。この弾性バネは、ストッパが電池収納部を水平に停止させる状態を解除するときに、電池収納部を傾動方向に押圧して、強制的に傾動させる。 In the power supply device of the present invention, the forced tilting mechanism for forcibly tilting the battery housing portion is not specified as the airbag mechanism. Although not shown, for example, an elastic spring that presses the battery housing portion in the tilting direction can be used for the forced tilting mechanism. The elastic spring forcibly tilts by pressing the battery housing portion in the tilting direction when the stopper releases the state where the battery housing portion is stopped horizontally.
さらに、図に示す電源装置は、強制傾動機構6に加えて、ベースプレート2に設けている下面傾斜部2bで上面傾斜部2aを押し上げて、電池収納部1Aの前ベースプレート2Aの後端を押し上げて傾動させる。後端が押し上げられる電池収納部1Aの前ベースプレート2Aを、水平な姿勢から垂直姿勢となる方向に傾動させる。後ベースプレート2Bは、垂直方向に傾動する前ベースプレート2Aの下に押し込まれる。
Furthermore, in addition to the forced
電池収納部1Aの前ベースプレート2Aと、衝撃吸収部1Bの後ベースプレート2Bを衝撃破壊ピン9Aで連結する連結部分を図5、及び図12ないし図21に示す。これ等の図に示すベースプレート2は、両側部分の2カ所と、中間の3カ所をストッパ9である衝撃破壊ピン9Aで連結している。
FIGS. 5 and 12 to 21 show a connecting portion for connecting the
両側部分の連結部は、電池収納部1Aと衝撃吸収部1Bを相対位置を調整しないで連結する位置決め部分である。この位置決め部分の積層部は、位置決プレートを介することなく、電池収納部1Aの前ベースプレート2Aと、衝撃吸収部1Bの後ベースプレート2Bを積層して衝撃破壊ピン9Aで連結する。さらに、図のケース1は、位置決め部分の積層部に、車両に固定される固定プレート15も積層して衝撃破壊ピン9Aで連結している。したがって位置決め部分の積層部は、図13ないし図16に示すように、下から順番に、固定プレート15、後ベースプレート2B、前ベースプレート2Aを積層している。衝撃破壊ピン9Aは、固定プレート15と後ベースプレート2Bと前ベースプレート2Aを貫通して、クラッシュの衝撃で分離するように連結している。この構造は、電池収納部1Aと衝撃吸収部1Bを連結する衝撃破壊ピン9Aを、ケース1を固定プレート15に連結する衝撃破壊ピン9Aに併用する。したがって、ケース1に固定プレート15を連結するために、専用の衝撃破壊ピン9Aを使用する必要がない。
The connecting portions on both side portions are positioning portions that connect the
固定プレート15は、車両のシャーシーやフレーム等に、クラッシュの衝撃で外れない強度で連結される。したがって、固定プレート15は、クラッシュの衝撃で破壊されない厚い金属板で製作している。固定プレート15は、電池収納部1Aと衝撃吸収部1Bの両側部分に衝撃破壊ピン9Aを介して連結している。
The fixed
さらに、固定プレート15は、図22に示すように、ストッパ紐16を介して電池収納部1Aの後部に連結している。ストッパ紐16は、クラッシュの衝撃で切れない可撓性のあるバンド、ワイヤー、チェーン等の紐体である。ストッパ紐16は、一端を固定プレート15に連結して、他端を電池収納部1Aの前ベースプレート2Aと前カバープレート4Aの連結部に連結している。ただし、ストッパ紐は、前ベースプレートと前カバープレートの何れかに連結することもできる。前ベースプレートと前カバープレートが一緒に傾動するからである。ストッパ紐16は、図22に示すように、衝撃を受けて傾動する電池収納部1Aの最大傾動角(α)を制限する。ストッパ紐16で制限される電池収納部1Aの最大傾動角(α)は、好ましくは60〜90度である。ただ、最大傾動角(α)は、45〜120度の範囲とすることもできる。ストッパ紐16で固定プレート15に連結された電池収納部1Aは、クラッシュの衝撃で電池収納部1Aが傾動するとき、電池収納部1Aが最大傾動角(α)よりも大きく傾動しないように停止させる。
Furthermore, as shown in FIG. 22, the fixing
ケース1は、固定プレート15のみでなく、電池収納部1Aの前縁をクラッシュの衝撃で折曲される取付金具17で車両に固定される。図のケース1は、取付金具17を電池収納部1Aの前ベースプレート2Aの前縁に固定している。ただし、電池収納部1Aの前縁は、取付金具に代わって、蝶番で車両に固定することもできる。この構造は、電池収納部の前ベースプレートの前縁に蝶番を固定し、この蝶番を介してケースを車両に固定する。蝶番を介して車両に固定される電池収納部は、クラッシュの衝撃で衝撃破壊ピンが破壊されると、無理なく傾動できる。
The
電池収納部1Aと衝撃吸収部1Bは、位置決め部分に組付穴18を設けている。この組付穴18に位置決めピン(図示せず)を挿入し、電池収納部1Aと衝撃吸収部1Bを位置決めし、この状態で電池収納部1Aの前ベースプレート2Aと衝撃吸収部1Bの後ベースプレート2Bの貫通孔19に衝撃破壊ピン9Aを挿通して連結する。図のベースプレート2は、金属板をプレス加工して位置決め部分を成形している。このため、位置決め部分は加工精度を高くして、寸法や形状の誤差を少なくできる。正確に成形される部分は、位置決め部分として衝撃破壊ピン9Aで正確に連結している。
1 A of battery accommodating parts and the impact-absorbing
中間の3カ所は、電池収納部1Aと衝撃吸収部1Bの相対位置を調整できるように、連結部を位置調整部分として連結している。位置調整部分は、位置決プレート14を介して電池収納部1Aの前ベースプレート2Aと衝撃吸収部1Bの後ベースプレート2Bを衝撃破壊ピン9Aで連結している。
The middle three places connect the connecting portions as position adjusting portions so that the relative positions of the
中間3カ所の位置調整部分は、位置決プレート14と衝撃破壊ピン9Aを介して電池収納部1Aと衝撃吸収部1Bを連結している。位置調整部分の積層部は、前ベースプレート2Aの上面傾斜部2aと後ベースプレート2Bの下面傾斜部2bである。図21は、位置調整部分の断面図である。ただし、この図は、理解しやすいように、ネジ22と衝撃破壊ピン9Aの両方を通過するように切断した断面図である。この図に示すように、電池収納部1Aの前ベースプレート2Aは、衝撃破壊ピン9Aよりも破断強度が大きく、衝撃吸収部1Bの後ベースプレート2Bを貫通しないネジ22と、このネジ22にねじ込んでいるナット23を介して位置決プレート14を連結している。位置決プレート14のネジ22を貫通させる貫通孔14aはバカ穴で、電池収納部1Aの前ベースプレート2Aに対して連結位置を調整できる構造としている。さらに、位置決プレート14を衝撃吸収部1Bの後ベースプレート2Bに積層して、積層部に衝撃破壊ピン9Aを貫通させて、電池収納部1Aの前ベースプレート2Aと衝撃吸収部1Bの後ベースプレート2Bを連結している。
The middle three position adjusting portions connect the
この図において、ネジ22は、電池収納部1Aの前ベースプレート2Aに、上面に突出するように溶接して固定している。ネジ22は、位置決プレート14を貫通するが、電池収納部1Aの前ベースプレート2Aと、衝撃吸収部1Bの後ベースプレート2Bは貫通しない。ネジ22にねじ込むナット23が、衝撃吸収部1Bの後ベースプレート2Bを挟着しないためである。この図の連結構造は、位置決プレート14と衝撃吸収部1Bの後ベースプレート2Bの間に電池収納部1Aの前ベースプレート2Aを挟着している。前ベースプレート2Aは、衝撃破壊ピン9Aを挿通する貫通孔19aをバカ穴としている。衝撃吸収部1Bの後ベースプレート2Bに対する電池収納部1Aの前ベースプレート2Aの相対位置を調整するためである。すなわち、この図に示すように、位置決プレート14に設けているネジ22を挿通するための貫通孔14a、電池収納部1Aの前ベースプレート2Aに衝撃破壊ピン9Aを挿通させるための貫通孔19aはバカ穴としている。ただし、位置決プレート14に衝撃破壊ピン9Aを挿通させるための貫通孔14bと、位置決プレート14と衝撃吸収部1Bの後ベースプレート2Bに衝撃破壊ピン9Aを挿通するために設けている貫通孔19bはバカ穴ではなく、衝撃破壊ピン9Aの軸部の外径にほぼ等しい内径、いいかえると、衝撃破壊ピン9Aとの間に遊びがなく、あるいは遊びの極めて少ない内径の位置決穴としている。バカ穴は、内径をここに挿通するネジ22や衝撃破壊ピン9Aの軸の外径位置決穴に比較して遊びが大きい穴である。したがって、バカ穴と位置決穴とは、挿通する軸との隙間が異なり、バカ穴は位置決穴よりも隙間を大きくして、連結位置を相対的に調整できるようにしている。
In this figure, the
図のケース1は、電池収納部1Aの前ベースプレート2Aと、衝撃吸収部1Bの後ベースプレート2Bとを連結する傾斜面を位置調整部分としている。傾斜面は、強い衝撃で変形しない強靭な構造とするために、プレス成形して製作されるベースプレート2の本体部とは別の強い金属板で製作して、ベースプレート2の本体部に溶接して固定している。この構造のベースプレート2は、傾斜面の位置や形状の誤差が大きくなるので、傾斜面を位置調整部分として、位置決プレート14を介して連結することで、電池収納部1Aの前ベースプレート2Aと衝撃吸収部1Bの後ベースプレート2Bをしっかりと確実に連結できる。
In the
さらに、図21のベースプレート2は、電池収納部1Aの前ベースプレート2Aと衝撃吸収部1Bの後ベースプレート2Bとの間に、摩擦抵抗軽減シート24を挟着している。摩擦抵抗軽減シート24は、テフロン(登録商標)シート等の摩擦抵抗の小さいシートである。このベースプレート2は、衝撃を受けてクラッシュして衝撃破壊ピン9Aが破壊される状態で、電池収納部1Aの前ベースプレート2Aの下に、衝撃吸収部1Bの後ベースプレート2Bをスムーズに摺動して移動できる特徴がある。
Further, in the
図2の絶縁ボックス3は、電池収納ボックス3Aと衝撃吸収ボックス3Bに分割してプラスチックで成形している。電池収納ボックス3Aと衝撃吸収ボックス3Bは、境界で連結してひとつの絶縁ボックス3としている。
The
絶縁ボックス3を前後に分離した斜視図を図6に示す。この絶縁ボックス3は、境界部分より前方にあって電池収納部1Aとなる電池収納ボックス3Aと、後方にあって衝撃吸収部1Bとなる衝撃吸収ボックス3Bに分割してプラスチックを成形して製作し、あるいはクラッシュの衝撃で分割されるようにプラスチックを成形している。クラッシュの衝撃で分離された衝撃吸収ボックス3Bは後ベースプレート2Bと一緒に前方に移動し、電池収納ボックス3Aは前ベースプレート2Aと一緒に傾動する。
FIG. 6 shows a perspective view of the insulating
カバープレート4を前後に分離した斜視図を図7に示す。カバープレート4は、境界部分より前方にあって電池収納部1Aの上面をカバーする前カバープレート4Aと、後方にあって衝撃吸収部1Bの上面をカバーする後カバープレート4Bに分割している。前カバープレート4Aと後カバープレート4Bは、耐荷重の優れた金属板で製作される。カバープレート4は、好ましくはアルミニウム合金で製作される。アルミニウム合金のカバープレート4は、軽くて強靭にできる。とくに、焼き入れできるアルミニウム合金が適している。このカバープレート4は、アルミニウム板をプレス成形した後、焼き入れしてさらに強度を向上する。後カバープレート4Bは、クラッシュの衝撃で前方に移動するとき、後ベースプレート2Bと一緒に移動するように、ワイヤー(図示せず)で後ベースプレート2Bに連結している。
A perspective view of the
前カバープレート4Aと後カバープレート4Bは防水構造で連結されて1枚のカバープレート4とする。さらに、カバープレートは、リングパッキン(図示せず)を介して周縁部を絶縁ボックス3の上縁に防水構造で連結される。リングパッキンは、カバープレート4と絶縁ボックス3の上縁との間に挟着されて、カバープレート4と絶縁ボックス3の境界を防水構造とする。
The
電池は、ホルダーケース5に入れて絶縁ボックス3内に配設される。ホルダーケース5は、図23の断面図に示すように、電池を電池モジュール21として水平面内に並べて収納している。図のホルダーケース5は、上下2段に電池モジュール21を並べている。各段のホルダーケース5は、図示しないが、内部に複数本の電池モジュール21を平行な姿勢で水平に配設している。ただ、本発明の電源装置は、図示しないが、ホルダーケースを1段として、電池モジュールを1段に収納することもできる。
The battery is placed in the insulating
電池モジュール21を収納してなるホルダーケース5は、電池収納部1A内の定位置に配置される。図2に示す電池収納部1Aは、ホルダーケース5を定位置に配置するために、電池収納ボックス3Aの底板から上方に突出して連結凸部40を設けると共に、ホルダーケース5の下方に位置して、連結凸部40を嵌入する連結凹部41を設けている。ホルダーケース5は、連結凸部40を連結凹部41に入れて、電池収納ボックス3Aの定位置に配置される。この構造は、連結凸部40を連結凹部41に入れる状態で、ホルダーケース5に作用する荷重を電池収納ボックス3Aで支持しながらホルダーケース5を定位置に保持できるする。さらに、電池収納部1Aは、図24に示すように、絶縁ボックス3の下面から突出する嵌入凸部42を設けて、この嵌入凸部42を嵌入する嵌入凹部43をベースプレート2の底面に設けることができる。この構造は、絶縁ボックス3の嵌入凸部42をベースプレート2の嵌入凹部43に入れて、絶縁ボックス3をベースプレート2の定位置に配置できる。ベースプレート2の嵌入凹部43は、図に示すように底を閉塞することによって水の侵入を阻止できる。ただ、嵌入凹部は、底を閉塞することなく貫通穴とすることもできる。
The
ホルダーケース5に収納される電池モジュール21は、複数の二次電池20を直列接続して直線状に連結している。電池モジュール21は、4〜8本の、たとえば5又は6本の二次電池20を、直列接続して直線状に連結している。ただし、電池モジュールは、1本の二次電池で構成することもできる。電池モジュール21は、円筒型あるいは角型の二次電池20を、金属板の接続体を介して、あるいは接続体を介することなく電池端面を直接に直列接続して直線状に連結している。電池モジュール21の両端には、正極端子と負極端子からなる電極端子を連結している。電極端子は、金属板のバスバー(図示せず)をネジ止して、隣接する電池モジュール21を直列に、あるいは並列に連結する。
The
電池モジュール1の二次電池20は、ニッケル−水素電池である。ただ、電池モジュールの二次電池は、ニッケル−カドミウム電池やリチウムイオン二次電池等を使用することもできる。
The
以上の構造の電源装置は、後ろから追突してクラッシュすると、図10に示すように、ストッパ9が電池収納部1Aを水平に停止されるのを解除し、強制傾動機構6で、電池収納部1Aの後部を上昇させる方向に傾動させる。本発明の電源装置は、図25に示すように、クラッシュの衝撃で、強制傾動機構6が電池収納部1Aを下方に押圧して、電池収納部1Aを車外に押し出すように傾動させることもできる。この電源装置は、車両のシャーシーやフロアパネル31に設けた貫通孔に固定される。さらに、強制傾動機構6のエアバック機構6Aは、電池収納部1Aの上であって、シャーシーやフロアパネル31の下に配設される。ここに配設されるエアバック機構6Aは、クラッシュの衝撃でエアバック11が膨張されて、電池収納部1Aの後部を下方に押圧する。後部が下方に押し下げられる電池収納部1Aは、前縁を中心に車外に押し出されるように傾動される。この構造の電源装置は、クラッシュの衝撃で電池収納部1Aを車外に押し出すので、電池収納部1Aに起因する室内のドライバーの安全性をさらに向上できる特徴がある。
When the power supply device having the above structure crashes due to a rear end collision as shown in FIG. 10, the
1…ケース 1A…電池収納部
1B…衝撃吸収部
2…ベースプレート 2A…前ベースプレート 2a…上面傾斜部
2B…後ベースプレート 2b…下面傾斜部
3…絶縁ボックス 3A…電池収納ボックス
3B…衝撃吸収ボックス
4…カバープレート 4A…前カバープレート 4a…折曲部
4B…後カバープレート
5…ホルダーケース
6…強制傾動機構 6A…エアバック機構
8…送風機
9…ストッパ 9A…衝撃破壊ピン
10…検出回路
11…エアバック
12…インフレータ
14…位置決プレート 14a…貫通孔 14b…貫通孔
15…固定プレート
16…ストッパ紐
17…取付金具
18…組付穴
19…貫通孔 19a…貫通孔 19b…貫通孔
20…二次電池
21…電池モジュール
22…ネジ
23…ナット
24…摩擦抵抗軽減シート
30…フロア
31…フロアパネル
32…荷台
40…連結凸部
41…連結凹部
42…嵌入凸部
43…嵌入凹部
1 ...
DESCRIPTION OF
2B ...
3B ...
4B:
Claims (6)
電池収納部(1A)を水平姿勢に停止し、かつ、クラッシュの衝撃を受けると停止状態を解除するストッパ(9)と、ストッパ(9)が停止状態を解除する状態で、電池収納部(1A)をガス圧又は弾性体の押圧力で傾動させる強制傾動機構(6)とを備え、
車両がクラッシュする衝撃を受けると、ストッパ(9)が電池収納部(1A)を水平姿勢に停止する状態を解除して、強制傾動機構(6)が電池収納部(1A)を傾動させるようにしてなる車両用の電源装置。 The case (1) is divided into the battery compartment (1A) and the shock absorber (1B), and the battery is housed in the battery compartment (1A) .The battery compartment (1A) and the shock absorber (1B) Is separated by the impact of crashing the vehicle, and the battery storage part (1A) separated from the impact absorbing part (1B) is connected to the vehicle so that it is tilted by the impact of the crash. Because
The battery compartment (1A) is stopped in a horizontal position, and when the impact of a crash is received, the stopper (9) that releases the stopped state, and the stopper (9) that releases the stopped state, the battery compartment (1A) Forcibly tilting mechanism (6) that tilts by gas pressure or pressing force of an elastic body,
When the vehicle crashes, the stopper (9) releases the state where the battery compartment (1A) stops in a horizontal position, and the forced tilt mechanism (6) tilts the battery compartment (1A). A power supply device for vehicles.
The vehicle power source according to claim 1, wherein the force tilting mechanism (6) presses the battery housing part (1A) downward and tilts the battery housing part (1A) so as to push it out of the vehicle by the impact of the crash. apparatus.
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