JP2008080878A - 車両用のバッテリ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】電動機の出力により走行する車両に搭載され、この電動機に電力を供給する車両用のバッテリ装置において、このバッテリ装置の点検又は整備の作業を行なう際の安全性をより高めることができるようにする。
【解決手段】バッテリ装置30は、ケース50に収容されたバッテリ32を有している。このバッテリ32は、直列に接続される複数のバッテリセル34と、直列接続されたバッテリセル34の端のセル34に接続される接続端子38を含むバッテリ電気回路56を有する。ケース50のケース蓋54には、バッテリ電気回路56を遮断する遮断器42が一体に設けられている。ケース蓋54を取り外したとき、遮断器42はバッテリ電気回路56を遮断する。これにより、作業中の安全性をより高めることができる。
【選択図】図2
【解決手段】バッテリ装置30は、ケース50に収容されたバッテリ32を有している。このバッテリ32は、直列に接続される複数のバッテリセル34と、直列接続されたバッテリセル34の端のセル34に接続される接続端子38を含むバッテリ電気回路56を有する。ケース50のケース蓋54には、バッテリ電気回路56を遮断する遮断器42が一体に設けられている。ケース蓋54を取り外したとき、遮断器42はバッテリ電気回路56を遮断する。これにより、作業中の安全性をより高めることができる。
【選択図】図2
Description
本発明は、車両用のバッテリ装置、特にこの装置内部の電気回路を遮断する遮断機構に関する。
電動機の出力により走行するハイブリッド自動車や電気自動車などは、電動機に電力を供給する電源装置として、バッテリ装置を搭載している。
バッテリ装置の点検又は整備作業は、通常、バッテリを収容するケースを開放して行なわれるため、電気事故に対する安全対策が施されている。この安全対策として、従来のバッテリ装置にはバッテリを含む電気回路を遮断する遮断器が設けられる例がある。作業前に作業員が遮断器を操作して、電気回路を遮断することにより、作業中の安全が確保される。さらに、安全対策として、遮断器をバッテリ装置から取り外すことができる構造が知られている。取り外すことにより、作業中に作業員が電気回路を既に遮断した遮断器に誤って触れて、電気回路を接続してしまうという事故を防ぐことができる。
下記特許文献1には、バッテリ装置の接続端子を保護する保護カバーに、電気回路の一部を構成する導体部が設けられており、この保護カバーを取り外すと同時に導体部が電気回路から離れ、電気回路を遮断する構造を有するバッテリ装置が開示されている。
前述のように従来のバッテリ装置は、この装置から取り外すことができる遮断器を有している。電気回路を遮断して遮断器をバッテリ装置から取り外しておけば、遮断器の誤操作による電気回路の接続を防止することができ、作業中の安全が確保される。しかし、作業中に、作業員が作業手順の誤り等により取り外された遮断器を再度バッテリ装置に取り付けた場合、遮断器の誤操作による電気回路の接続を防止することが困難になってしまう。
本発明の目的は、点検又は整備の作業を行なう際の安全性をより高めることができる車両用のバッテリ装置を提供することにある。
本発明は、電動機の出力により走行する車両に搭載され、前記電動機に電力を供給する車両用のバッテリ装置であって、バッテリと、前記バッテリを収容するケースとを有し、 前記バッテリは、直列に接続される複数のバッテリセルと、直列接続されたバッテリセルの端のバッテリセルに接続される接続端子とを含む電気回路を有し、前記ケースは、ケース本体とケース本体に対し着脱可能な蓋を含み、前記蓋には、前記電気回路を遮断する遮断器が一体に設けられ、前記蓋を取り外したとき、前記遮断器は前記電気回路を遮断することを特徴とする。
また、前記遮断器は、バッテリセル間を接続する配線、または前記端のバッテリセルと前記接続端子の間を接続する配線の一部を有し、前記配線の一部が前記配線から分離することにより、前記遮断器は前記電気回路を遮断することができる。
本発明の車両用のバッテリ装置によれば、点検又は整備の作業を行なう際の安全性をより高めることができる。
以下、本発明に係る車両用のバッテリ装置の実施形態について、図面に従って説明する。なお、本発明に係る実施形態では、電動機の出力により走行する車両の一例としてハイブリッド車両を挙げ、これに搭載されるバッテリ装置について説明する。
図1は、本実施形態に係るハイブリッド車両10の概略構成を示す図である。ハイブリッド車両10は、原動機として内燃機関12と第一モータジェネレータ14(以下、第一MG14と記す)及び第二モータジェネレータ16(以下、第二MG16と記す)を搭載し、これらの原動機12,14,16の出力を駆動輪24に伝達して走行する車両である。また、原動機としての第一及び第二MG14,16は、発電機として機能することも可能である。
また、ハイブリッド車両10は、内燃機関12と第一及び第二MG14,16の動力を分配、統合する動力分配統合装置18を搭載している。原動機12,14,16は動力分配統合装置18に接続され、動力分配統合装置18は動力伝達装置20、終減速装置22を介して駆動輪24に接続されている。動力伝達装置20は、動力分配統合装置18からの出力を、その速度を変えて終減速装置22に伝達する。終減速装置22は、動力伝達装置20から伝達された動力を左右の駆動輪24に分配して伝達する。終減速装置22は、左右の駆動輪24の回転差を吸収する差動機構を含む。このように、内燃機関12と第一及び第二MG14,16の動力が動力分配統合装置18により統合され、統合された動力が、動力伝達装置20、終減速装置22を介して駆動輪24に伝達される。
また、ハイブリッド車両10は、走行状態に応じて各原動機12,14,16の出力を制御する電子制御装置28(以下、ECU28と記す)を有している。このECU28が各原動機12,14,16の出力を制御することにより、各種モードによる走行を行うことができる。このモードは、例えば、内燃機関12または第二MG16のどちらか一方で走行するモード、内燃機関12と第二MG16を協調して走行するモード、また内燃機関12の出力の一部により第一MG14で発電を行うモードなどである。さらに、減速時において、駆動輪24から入力されるハイブリッド車両10の運動エネルギにより第二MG16で回生発電を行うことを許容するモードも含まれる。
また、ハイブリッド車両10は、第一及び第二MG14,16に電力を供給するため、電力を蓄えるバッテリ装置30と、電力を変換するインバータ装置26を搭載している。第一及び第二MG14,16は、インバータ装置26を介して、バッテリ装置30に接続されている。
インバータ装置26は、第一及び第二MG14,16にそれぞれ対応して設けられている。インバータ装置26は、6個の半導体スイッチング素子を含む三相ブリッジ回路(図示せず)を有している。この半導体スイッチング素子が動作(オン/オフ)することにより、インバータ装置26は、バッテリ装置30に蓄えられた電力を直流から三相交流に変換し、第一及び第二MG14,16にそれぞれ供給する。一方、第一及び第二MG14,16により発電された電力をそれぞれ三相交流から直流に変換し、バッテリ装置30に供給する。
半導体スイッチング素子の動作(オン/オフ)は、ECU28により制御される。ECU28は、乗員のアクセル、ブレーキペダルの操作量及び車速等の各種センサ信号(図示せず)に基づき第一及び第二MG14,16の出力すべき要求トルクを算出する。そして、ECU28は、算出された要求トルクと、第一及び第二MG14,16の回転角及び第一及び第二MG14,16に供給される電流値に基づいて、半導体スイッチング素子の動作を制御する制御信号をインバータ装置26に出力する。この制御信号に応じて、半導体スイッチング素子が動作し、第一及び第二MG14,16に要求される出力に見合う三相交流電力が出力される。このように、ECU28は、インバータ装置26を介して第一及び第二MG14,16の出力を制御している。
次にハイブリッド車両10に搭載されたバッテリ装置30の実施形態について、図に従って説明する。図2は、本実施形態に係るバッテリ装置30概略構成を示す図である。
バッテリ装置30は、バッテリ32とこれを収容するケース50を含む。バッテリ32は、充放電可能な二次電池、例えばニッケル水素二次電池やリチウムイオン二次電池等である。バッテリ32は、複数のバッテリセル34を直列に接続して構成されるバッテリモジュール36を複数有し、これらのバッテリモジュール36をさらに直列接続している。すなわち、バッテリ32は、直列接続されたバッテリモジュール36に含まれるバッテリセル34をすべて直列接続している。バッテリセル34をすべて直列接続することにより、バッテリ32は、第一及び第二MG14,16を駆動するのに必要な高電圧を確保している。また、バッテリ30は、すべて直列接続されたバッテリセル34の端のバッテリセル34に接続される接続端子38を有している。この接続端子38には、バッテリ装置30とインバータ装置26を結ぶ電力ケーブル58が接続されている。そして、バッテリ32には、複数のバッテリセル34と接続端子38及びこれらを直列に接続する配線40からなるバッテリ電気回路56が構成されている。
ケース50は、バッテリ32を囲い、保護する空間を形成している。ハイブリッド車両10は、バッテリ装置30が搭載されるスペース(図示せず)を有しており、例えばこのスペースの床にバッテリ32が設置され、バッテリ32を覆うようにしてケース蓋54が設けられている。バッテリ32が設置された床と、ケース蓋54によりバッテリ32を囲い、保護する空間を形成するケース50が構成される。バッテリ32が設置された床は、ケース本体52とみなすことができる。ケース蓋54をケース本体52から取り外すことにより、バッテリ装置30の点検及び整備の作業を行うことができる。このケース蓋54には、バッテリ電気回路56を遮断する遮断器42がケース蓋54と一体に設けられている。
遮断器42は、作業員の操作により電気回路を遮断する遮断器であり、例えば回転機構またはレバー機構を含む操作部を備える装置である。本実施形態では、一例として回転機構を備えた場合について説明する。
遮断器42は、電気伝導性が良好な板状の導体片44を有している。この導体片44は、隣接するバッテリモジュール36の間に設けられている。隣接するバッテリモジュール36の一方がモジュール36aであり、他方がモジュール36bである。導体片44は、モジュール36aの端に位置するバッテリセル34aに接続された配線40aと、モジュール36bの端に位置するバッテリセル34bに接続された配線40bを橋渡しするよう設けられている。導体片44が配線40の一部を構成するように配線40a,40bの橋渡しをすることにより、バッテリセル34aとバッテリセル34bは、配線40a、導体片44及び配線40bを介して直列接続される。
また、遮断器42は、導体片44を支持する軸48と、軸48を介して導体片44を操作する操作部46を有している。軸48は、一端が導体片44に接続され、他端がケース蓋54を貫通し操作部46に接続された絶縁性の棒状の軸である。そして、軸48は、ケース蓋54に、この軸48の軸心まわりに回動可能に支持されている。操作部46を回動させると、導体片44が回動する。例えば導体片44が時計回りに90度回動することにより、導体片44が橋渡しをしている配線40a及び配線40bから離れ、バッテリセル34a,34b間においてバッテリ電気回路56が遮断される。さらに、ケース蓋54をケース本体52から取り外すことにより、導体片44がバッテリ32から取り外される。
例えば、遮断器42がバッテリ32に取り付けられている状態においてバッテリ装置30を点検又は整備の作業を行なう場合、作業員が作業前にバッテリ電気回路56を遮断した遮断器42に誤って触れてしまい、バッテリ電気回路56を接続してしまうという事故が発生する可能性がある。本実施形態では、遮断器42がケース蓋54と一体に設けられ、作業を行う際にケース蓋54をケース本体52から取り外すとともに、導体片44がバッテリ32から取り外される。取り外されることにより、作業中、遮断されたバッテリ電気回路56を接続する手段、すなわち導体片44が欠如するため、遮断器42はバッテリ電気回路56を確実に遮断することができる。
次に、バッテリ装置30の点検及び整備の作業を行なう際の安全対策に関する動作について図2及び図3を用いて説明する。図3は、本実施形態に係るバッテリ装置30のケース蓋54を取り外したときの概略構成を示す図である。
まず、バッテリ装置30の点検又は整備の作業を行なう前に、作業員が遮断器42の軸48を中心に回転するよう操作部46を操作する。作業員による操作部46の操作に同期して回動する導体片44がバッテリセル34a,34b間の配線40a,40bから分離され、バッテリ電気回路56が遮断される。
次に、作業員は、バッテリ装置30の点検又は整備の作業を行なうために、ケース蓋54をケース本体52から取り外す。このとき、遮断器42はケース蓋54と一体に設けられているため、遮断器42の導体片44もバッテリ32から取り外される。バッテリ電気回路56の配線40の一部を構成する導体片14がバッテリ32から取り外されることにより、遮断器42の誤操作によるバッテリ電気回路56の接続を防止するため、バッテリ電気回路56が確実に遮断される。
作業終了後は、上述の手順を逆に行う。作業員は、ケース蓋54をケース本体52に取り付け、遮断器42の操作部46によりバッテリ電気回路56を接続するよう操作する。作業員による操作部46の操作に同期して回動する導体片44がバッテリセル34間の配線40に接続され、バッテリ電気回路56が接続される。これにより、正常な機能に復帰したバッテリ装置30は、第一及び第二MG14,16に電力を供給することができる。
このバッテリ装置30によれば、遮断器42がケース蓋54に一体に設けられているので、ケース蓋54を取り外して作業している間は、バッテリ電気回路56が接続されることはない。よって、バッテリ装置30は、電気事故に対する安全性をより高くすることができる。
上記実施形態では、遮断器42の導体片44がバッテリセル34間の配線40の一部を構成するよう設けられている場合について説明したが、この構成に限定されるものではない。バッテリ電気回路56が遮断されるのであれば、遮断器42の導体片44が、直列接続された端のバッテリセル34と接続端子38の間の配線40の一部を構成するよう設けられてもよい。
上記実施形態では、バッテリ装置30の点検又は整備の作業を行う際の安全対策として、遮断器42の操作を行ってから、ケース蓋54をケース本体52から取り外す手順について説明したが、この構成に限定されるものではない。この手順を間違って行わないように、遮断器42によりバッテリ電気回路56を遮断する操作を行わなければ、ケース蓋54がケース本体52から取り外せないインターロック機構がバッテリ装置30に設けられてもよい。
10 ハイブリッド車両、12 内燃機関、14 第一MG、16 第二MG、18 動力分配統合装置、20 動力伝達装置、22 終減速装置、24 駆動輪、26 インバータ装置、28 ECU、30 バッテリ装置、32 バッテリ、34 バッテリセル、36 バッテリモジュール、38 接続端子、40 配線、42 遮断器、44 導体片、46 操作部、48 軸、50 ケース、52 ケース本体、54 ケース蓋、56 バッテリ電気回路、58 電力ケーブル。
Claims (2)
- 電動機の出力により走行する車両に搭載され、前記電動機に電力を供給する車両用のバッテリ装置であって、
バッテリと、
前記バッテリを収容するケースと、
を有し、
前記バッテリは、直列に接続される複数のバッテリセルと、直列接続されたバッテリセルの端のバッテリセルに接続される接続端子と、を含む電気回路を有し、
前記ケースは、ケース本体とケース本体に対し着脱可能な蓋を含み、
前記蓋には、前記電気回路を遮断する遮断器が一体に設けられ、
前記蓋を取り外したとき、前記遮断器は前記電気回路を遮断する、
ことを特徴とする車両用のバッテリ装置。 - 請求項1記載の車両用のバッテリ装置であって、
前記遮断器は、バッテリセル間を接続する配線、または前記端のバッテリセルと前記接続端子の間を接続する配線の一部を有し、
前記配線の一部が前記配線から分離することにより、前記遮断器は前記電気回路を遮断する、
ことを特徴とする車両用のバッテリ装置。
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