JP2009110855A

JP2009110855A - 電源装置

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Publication number: JP2009110855A
Application number: JP2007283319A
Authority: JP
Inventors: Tomohiro Ikeda; 智洋池田; Takao Shoji; 隆雄庄子; Shinichi Yanagihara; 真一柳原; Kazuhisa Meguro; 一久目黒; Yasuyoshi Fukao; 泰祥深尾; Yoshiaki Ichikawa; 喜章市川
Original assignee: Toyota Motor Corp; Yazaki Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Yazaki Corp
Priority date: 2007-10-31
Filing date: 2007-10-31
Publication date: 2009-05-21
Anticipated expiration: 2027-10-31
Also published as: JP5242131B2

Abstract

【課題】省線化が図れ、かつ、部品管理を容易にすることができる電源装置を提供する。
【解決手段】電気自動車の電動モータに電力を供給する電源装置１は、複数の電池９を有する電池集合体３と、電池集合体３と電動モータとの接続をオン・オフ制御する電気接続箱２と、複数の電池９の互いに隣り合う電極Ｔ同士を接続する複数のバスバＢと該バスバＢを取り付けた絶縁性のプレート６とを有するバスバモジュール７と、安全装置５と、を有している。この安全装置５は、電気接続箱２の電極Ｔ１と電池集合体３の端に位置付けられた電池９の電極Ｔ２との各々に挿抜自在に設けられた導電性の接続部品５４と、この接続部品５４を収容したハウジング５０と、を有している。また、このハウジング５０は、プレート６に、ヒンジ８により連結されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ハイブリッド自動車や電気自動車などに用いられる電源装置に関わり、詳しくは、メンテナンス時に電気回路を遮断することにより作業の安全性を確保する安全装置を有する電源装置に関するものである。

例えば、電動モータを用いて走行する電気自動車や、エンジンと電動モータとを併用して走行するハイブリッド自動車などには、前記電動モータの駆動源として、図７に示すような電源装置１０１（例えば特許文献１を参照。）が搭載される。

上記電源装置１０１は、図７に示すように、複数の二次電池Ｃ１〜Ｃ１２が直列接続された電池集合体１０３と、この電池集合体１０３と電動モータ１０４との間に配されてこの間の接続をオン・オフ制御する電気接続箱１０２と、を有する装置本体１００と、この装置本体１００の任意の箇所に組み込まれる安全装置（サービスプラグとも言う。）１０５と、を有している。

上記安全装置１０５は、装置本体１００のメンテナンス時などに電池集合体１０３から電動モータ１０４への電力供給を遮断することにより作業の安全性を確保するためのものである。この安全装置１０５は、図７に示す例では、電池集合体１０３を構成する電池Ｃ５の負極と電池Ｃ６の正極とにそれぞれ接続された電線に接続されている。

また、上記安全装置１０５は、図７に示すように、安全装置本体１０５ａと、安全装置連結部１０５ｂと、これらを着脱する図示しないレバーと、により構成されている。この安全装置本体１０５ａは、ハウジング内に前述した電極に接続された電線の端末に取り付けられる一対の端子を有している。また、安全装置連結部１０５ｂは、ハウジング内に安全装置本体１０５ａの端子同士を連結する金属部品を有している。

このような安全装置１０５は、装置本体１００の通常の使用時には安全装置本体１０５ａの端子と安全装置連結部１０５ｂの金属部品とを接続した状態にして使用する。そして、装置本体１００のメンテナンス時には、前記レバーを操作することにより安全装置本体１０５ａの端子と安全装置連結部１０５ｂの金属部品とを離して、電池集合体１０３から電動モータ１０４への電力供給を遮断する。
特開２００３−０４５４０９号公報

上述した電源装置１０１は、安全装置１０５の装置本体１００への接続の他にも電気接続箱１０２と電池集合体１０３との接続や、図示しない電圧検出装置などの接続に電線を使用することから、電源装置１０１全体として電線の使用量が多くなり、その配線が非常に複雑になるという問題があった。

また、上述した電源装置１０１は、電線を介して安全装置１０５を装置本体１００に組み込む構成であることから、この電線や電線を固定するためのネジなどが必要であり、部品点数が多く部品管理が煩雑になるという問題があった。

したがって、本発明は、新たな構成の安全装置を用いることにより省線化が図れ、かつ、部品管理を容易にすることができる電源装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明は、（ａ）一端に正の電極、他端に負の電極が設けられた複数の電池がバスバモジュールにより直列接続された電池集合体と、該電池集合体と負荷との接続をオン・オフ制御する電気接続箱と、を有する装置本体と、（ｂ）前記電池集合体の互いに隣り合う２つの電極同士を接続する複数のバスバと、これらバスバを取り付けた絶縁性のプレートと、を有する前記バスバモジュールと、（ｃ）前記装置本体に着脱自在であり、該装置本体から外されることにより前記電池集合体から前記負荷への電力供給を遮断する安全装置と、により構成される電源装置であって、（イ）前記安全装置が、前記電池集合体の各電極及び前記電気接続箱に設けられた電極のうち互いに隣り合う任意の２つの電極に挿抜可能な一対の端子と、これら一対の端子同士を接続する連結部と、前記一対の端子と前記連結部とを収容するハウジングと、を有しており、そして、（ロ）前記安全装置のハウジングが、前記バスバモジュールのプレートまたは前記電気接続箱のハウジングに、ヒンジにより連結されていることを特徴とする電源装置である。

請求項１に記載された発明によれば、安全装置が、電池集合体の各電極及び電気接続箱に設けられた電極のうち互いに隣り合う任意の２つの電極に挿抜可能な一対の端子と、これら一対の端子同士を接続する連結部と、一対の端子と連結部とを収容するハウジングと、を有していることから、この安全装置により装置本体の互いに隣り合う電極同士を接続することができるので、この部分の接続部材が不要になる。また、この安全装置は、前記電極に直接挿抜可能であるので、従来のような安全装置を装置本体に接続するための電線やネジ等が不要になる。また、安全装置のハウジングが、バスバモジュールのプレートまたは電気接続箱のハウジングに、ヒンジにより連結されていることから、安全装置のハウジングとバスバモジュールのプレートと、または、安全装置のハウジングと電気接続箱のハウジングと、をまとめて管理することができる。よって、省線化及び部品点数の削減、即ち部品管理の容易化、を図ることができる電源装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る電源装置を、図１及び図６を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る電源装置を示す斜視図である。図２は、図１に示された電源装置の安全装置を拡大して示す斜視図である。図３は、図２中のＡ−Ａ線に沿った断面図である。図４は、図２に示された安全装置が装置本体から外された状態を示す平面図である。図５は、図４に示された安全装置が装置本体に取り付けられる途中の様子を示す平面図である。図６は、図５に示された安全装置が装置本体に取り付けられた状態を示す平面図である。

図１に示す電源装置１は、電動モータを用いて走行する電気自動車や、エンジンと電動モータとを併用して走行するハイブリッド自動車などに搭載され、前記電動モータ（請求項中の負荷）に電力を供給するものである。

上記電源装置１は、図１に示すように、装置本体４と、バスバモジュール７と、装置本体４に着脱自在に設けられた安全装置（サービスプラグとも言う。）５と、を有している。前記装置本体４は、複数の二次電池（以下、電池と呼ぶ。）９がバスバモジュール７により直列接続されて構成された電池集合体３と、この電池集合体３と前記電動モータとの間に配されて主にこれらの間を流れる電流のオン・オフ制御を行う電気接続箱２と、を有している。

上記複数の電池９はそれぞれ、方体状の電池本体と、この電池本体から突出した正の電極Ｔと負の電極Ｔと、を有している。また、正の電極Ｔは電池本体の一端に設けられ、負の電極Ｔは電池本体の他端に設けられている。また、複数の電池９同士は、それぞれの正の電極Ｔとそれぞれの負の電極Ｔとが互いに隣り合った状態で二列に並べられている。また、このように直列接続される複数の電池９のうち始端（一方の端部）に位置付けられる電池９の電極Ｔは、図示しない接続部材により電気接続箱２の一方の電極（不図示）と接続されている。さらに、直列接続される複数の電池９のうち終端（他方の端部）に位置付けられる電池９の電極Ｔ２（図３を参照。）は、後述の安全装置５により電気接続箱２の他方の電極Ｔ１（図３を参照。）と接続されている。

上記バスバモジュール７は、上記電池集合体３の複数の電池９の互いに隣り合う２つの電極Ｔ同士を接続する複数のバスバＢと、これらバスバＢを取り付けた合成樹脂製の絶縁性のプレート６と、を有しており、電池集合体３の上面に取り付けられている。また、前記バスバＢは、導電性の金属板に打ち抜き・折り曲げ等のプレス加工が施されて形成されたものであり、前述した複数の電池９の各電極Ｔと溶接等で接続されている。

上記電気接続箱２は、合成樹脂製のハウジング内に、リレーやヒューズなどの電子部品を収容している。また、この電気接続箱２は、前記ハウジング外に突出した一対の電極を有している。この一対の電極のうち一方の電極（不図示）は、前述した接続部材を介して電池集合体３の始端に位置付けられた電池９の電極Ｔと接続されている。また、この一対の電極のうち他方の電極Ｔ１（図３を参照。）は、電池集合体３の終端に位置付けられた電池９の電極Ｔ２（図３を参照。）と隣り合う位置に設けられており、この電池９の電極Ｔ２と後述の安全装置５を介して接続されている。

上記安全装置５は、装置本体４のメンテナンス作業時などに上記電池集合体３から電動モータへの電力供給を遮断することにより作業の安全性を確保するためのものである。このような安全装置５は、図２及び図３に示すように、箱状に形成された合成樹脂製のハウジング５０と、該ハウジング５０内に収容された導電性の接続部品５４と、ハウジング５０の外表面に取り付けられたグリップ５５と、により構成されている。

上記ハウジング５０は、上記バスバモジュール７のプレート６に、ヒンジ８により連結されている。また、このヒンジ８は、ハウジング５０及びプレート６と一体成形されており、弾性変形自在に形成されている。

上記接続部品５４は、導電性の金属板に打ち抜き・折り曲げ等のプレス加工が施されて形成されたものであり、互いに間隔をあけて配された一対の端子５２，５３と、これらの端子５２，５３同士に連なった連結部５１と、を有している。この一対の端子５２，５３は、前述した電気接続箱２の他方の電極Ｔ１と、前述した電池集合体３の終端に位置付けられた電池９の電極Ｔ２と、をそれぞれ内側に収容する筒状の筒部５２ａ，５３ａと、これらの電極Ｔ１，Ｔ２を筒部５２ａ，５３ａの内面に向かって付勢するばね片５２ｂ，５３ｂと、を有している。

上記構成の安全装置５は、上記電極Ｔ１，Ｔ２に対して挿抜自在、即ち取り外し自在、に形成されている。そして、この安全装置５が図６に示すように電極Ｔ１，Ｔ２に嵌合されることにより、これらの電極Ｔ１，Ｔ２間、即ち電池集合体３と電気接続箱２とが接続されて、電池集合体３の電力が電動モータなどに供給される。また、上記装置本体４のメンテナンス作業時などには、この安全装置５が図４に示すように電極Ｔ１，Ｔ２から外されることにより、これらの電極Ｔ１，Ｔ２間、即ち電池集合体３と電気接続箱２と、の接続が切られて、電池集合体３から電動モータなどへの電力供給が遮断される。このことによりメンテナンス作業時の安全性が確保される。

さらに、上記安全装置５を上記電極Ｔ１，Ｔ２に対して取り外しする際には、図５に示すように、上記グリップ５５をハウジング５０から起こした状態にして、当該グリップ５５を掴んで引っ張るまたは押圧するようにして取り外しする。

本実施形態によれば、安全装置５により装置本体４の互いに隣り合う電極同士、即ち電気接続箱２の他方の電極Ｔ１と電池集合体３の終端に位置付けられた電池９の電極Ｔ２同士、を接続することができるので、この部分の接続部材が不要になる。また、この安全装置５は、電極Ｔ１，Ｔ２に直接挿抜可能であるので、従来のような安全装置１０５を装置本体１００に接続するための電線（図７を参照。）やネジ等が不要になる。よって、電源装置１の省線化及び部品点数の削減を図ることができ、この電源装置１の配線作業を容易にすることができる。

また、安全装置５のハウジング５０が、バスバモジュール７のプレート６に、ヒンジ８により連結されていることから、安全装置５のハウジング５０とバスバモジュール７のプレート６とをまとめて管理することができるとともに、さらなる部品点数の削減を図ることができる。よって、この電源装置１の部品管理を容易にすることができる。

さらに、このような安全装置５により構成される電源装置１は、部品点数が少なく電線の使用量が少ないことから、コストの低減及び小型化を図ることが可能になる。

また、上述した実施形態では、安全装置５が電池集合体３の終端に位置付けられる電池９の電極Ｔ２と電気接続箱２の他方の電極Ｔ１とに取り付けられていたが、本発明では、安全装置５は電池集合体３及び電気接続箱２、即ち装置本体４、の電極のうち互いに隣り合う任意の電極に取り付けることができる。

また、上述した実施形態で説明した安全装置５は、上述した構成に加えて、過電流が流れた際に溶断することで電気回路を遮断するヒューズを有していても良い。また、安全装置５のハウジング５０は、電気接続箱２のハウジングに連結させるようにしても良い。

なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

本発明の一実施形態に係る電源装置を示す斜視図である。図１に示された電源装置の安全装置を拡大して示す斜視図である。図２中のＡ−Ａ線に沿った断面図である。図２に示された安全装置が装置本体から外された状態を示す平面図である。図４に示された安全装置が装置本体に取り付けられる途中の様子を示す平面図である。図５に示された安全装置が装置本体に取り付けられた状態を示す平面図である。従来の電源装置を示す概略説明図である。

符号の説明

１電源装置
２電気接続箱
３電池集合体
４装置本体
５安全装置
６プレート
７バスバモジュール
８ヒンジ
９電池
５０ハウジング
５１連結部
５２，５３端子
Ｂバスバ
Ｔ電極

Claims

（ａ）一端に正の電極、他端に負の電極が設けられた複数の電池がバスバモジュールにより直列接続された電池集合体と、該電池集合体と負荷との接続をオン・オフ制御する電気接続箱と、を有する装置本体と、（ｂ）前記電池集合体の互いに隣り合う２つの電極同士を接続する複数のバスバと、これらバスバを取り付けた絶縁性のプレートと、を有する前記バスバモジュールと、（ｃ）前記装置本体に着脱自在であり、該装置本体から外されることにより前記電池集合体から前記負荷への電力供給を遮断する安全装置と、により構成される電源装置であって、
（イ）前記安全装置が、前記電池集合体の各電極及び前記電気接続箱に設けられた電極のうち互いに隣り合う任意の２つの電極に挿抜可能な一対の端子と、これら一対の端子同士を接続する連結部と、前記一対の端子と前記連結部とを収容するハウジングと、を有しており、そして、
（ロ）前記安全装置のハウジングが、前記バスバモジュールのプレートまたは前記電気接続箱のハウジングに、ヒンジにより連結されている
ことを特徴とする電源装置。