JP2010182619A

JP2010182619A - バッテリパックの検査システム

Info

Publication number: JP2010182619A
Application number: JP2009027256A
Authority: JP
Inventors: Hiroyasu Suzuki; 浩恭鈴木
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2009-02-09
Filing date: 2009-02-09
Publication date: 2010-08-19
Anticipated expiration: 2029-02-09
Also published as: JP5396094B2

Abstract

【課題】簡単な構成にしてバッテリパックの検査を行うことの可能なバッテリパックの検査システムを提供する。
【解決手段】バッテリパック(1)の通電検査を行う際、短絡部材(30)でバッテリブロック(10a,10b)の充放電を行うための端子(20)を短絡するとともに、サービスプラグ(14)の嵌合部に電気回路を開成する通電部材に代えて充放電装置(40)の電極部を嵌合する。
【選択図】図２

Description

本発明は、バッテリパックの検査システムに係り、詳しくは電気自動車に搭載するバッテリパックの検査システムに関するものである。

通常、電気自動車に搭載するバッテリパックの組立工程では、車両に搭載する前にバッテリパックに内装されている各部品が正常に機能することを確認する検査工程がある。
この検査工程には、バッテリパック内の高電圧配線が正常に結線され、各コンタクタの制御を適正に行うことができることを確認する工程が含まれている。この工程は、バッテリパックの端子に充放電装置を接続し、サービスプラグをバスバーで接続して充放電プロセスを実施するものである。

ところで、バッテリパックの端子部分には安全上、端子を覆うカバーが備えられており、当該カバーはバッテリパック生産段階で閉められる。従って、バッテリパックの検査を行う際、端子を充放電装置に接続するためにカバーを取り外す必要があり、また、バッテリパックの密閉性を確認するために、検査終了後にカバーの装着を行う必要があり、作業時間を要するという問題がある。

また、バッテリパックは車両に搭載された状態において、モータ等の各高電圧機器と高電圧配線によって接続されている。当該高電圧配線は重量低減、スペース確保の観点から最小限の長さとなっているため、例えば整備の際に車両からバッテリパックを外す場合には、まずバッテリパックと高電圧配線との接続を解除する必要がある。従って、カバーはバッテリパックが車両に搭載された状態で取り外し可能な位置（例えば、車両搭載状態で下側）に設けられる。そのため、検査の際には作業者がバッテリパックの下に潜り込まなければならず、作業が煩雑となる。

さらに、端子にコネクタを接続させることによりカバーの外からでも容易に充放電装置に接続することはできるが、この場合、防水コネクタを使用する必要があり、防水且つ高電圧用のコネクタは大きい上にコストがかかるため、使用には適していない。また、コネクタを利用する場合には当該コネクタを容易に外すことができるため、悪戯による被害をこうむる虞がある。

このようなことから、従来、容易に検査可能なバッテリの検査システムを用いたバッテリの検査方法が知られている（特許文献１参照）。
また、この種のバッテリパックの構造として、高圧ケーブルとバッテリを接続する端子に丸端子を用い、高圧ケーブルとバッテリケースを区切るカバーを備えた構造が知られている（特許文献２）。

特開２００６−１１７２４１号公報特開２００８−１６２５０１号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された従来技術では、バッテリの検査システムを電気的に制御するため、検査システムの構成が複雑となり、検査工程も煩雑になるという問題がある。
また、特許文献２に開示の技術では、検査の都度、バッテリパックの丸端子と充放電装置とをネジ等の締結部材で締結して接続する必要があり、作業工程に時間を要するという問題がある。

さらに、丸端子に充放電装置を接続する際にカバーを外す作業も必要になり、作業工程を短縮することについては依然として課題が残されている。
本発明は、上述した課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、簡単な構成にしてバッテリパックの検査を行うことの可能なバッテリパックの検査システムを提供することにある。

上記の目的を達成するべく、請求項１のバッテリパックの検査システムは、複数のバッテリセルを結線し束ねたバッテリパックの検査システムであって、前記複数のバッテリセル間を結線することで形成される電気回路に配設され、当該電気回路に接続した回路端子と当該回路端子に嵌合する短絡端子とを有し、当該短絡端子を外すことにより前記電気回路を遮断可能なサービスプラグと、前記バッテリセルの充放電を行うための端子と、該端子を短絡すべく着脱可能な短絡部材と、前記バッテリパックの通電検査を行うべく充放電可能な充放電装置とを備え、前記バッテリパックの通電検査を行う際、前記短絡部材で前記端子を短絡するとともに、前記通電部材に代えて前記充放電装置の電極部を前記サービスプラグの前記嵌合部に嵌合することを特徴とする。

請求項２のバッテリパックの検査システムでは、請求項１において、前記サービスプラグの嵌合部は、ソケットであることを特徴とする。
請求項３のバッテリパックの検査システムでは、請求項１または２において、前記端子は、カバーにより覆われていることを特徴とする。

請求項１のバッテリパックの検査システムによれば、複数のバッテリセル間を結線することで形成される電気回路にサービスプラグが装着されており、バッテリパックの通電検査時には、充放電のための端子が短絡部材で短絡されるとともにサービスプラグの嵌合部に充放電装置の電極部が接続される。
これにより、従来と電気的に等価な通電検査回路を構成でき、充放電装置をバッテリパックへ容易に接続し、取り外すことができ、バッテリパックの通電検査における作業工程を短縮することが可能である。

請求項２のバッテリパックの検査システムによれば、サービスプラグの嵌合部はソケットであるので、容易に充放電装置の電極部をサービスプラグに接続することができ、作業時間を短縮することができる。
請求項３のバッテリパックの検査システムによれば、端子はカバーで覆われているので、バッテリパックの密閉性を確認するために改めて端子にカバーを装着する作業を省くことができ、作業工程を短縮することができる。

また、充放電装置をサービスプラグへ接続するので、端子接続口のカバーの取り外しや装着作業が不要となるので、作業工程を短縮することができる。
そして、サービスプラグの不具合等により端子に大電流が流れることがある場合でも、例えば作業者が端子に触れることを防止することができるので、より安全に作業することが可能である。

本発明の第１実施形態に係るバッテリパックの検査システムの概略構成図である。図１に示したバッテリパックの検査システムの回路図である。第１実施形態に係るバッテリパックの検査工程を含むバッテリパックの取り扱い手順を示すフローチャートである。本発明の第２実施形態に係るバッテリパックの検査システムの概略構成図である。図４に示したバッテリパックの検査システムの回路図である。

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係るバッテリパックの検査システムの概略構成図である。
バッテリパック１は電気自動車に搭載されるものであり、当該電気自動車は外部電源からの充電経路を備え、当該充電経路から電力の供給を受けて充電を行う充電器を介して蓄電するよう構成されている。

図１に示すように、バッテリパック１はバッテリブロック１０ａ、１０ｂを備え、バッテリブロック１０ａ、１０ｂは複数のバッテリセル（図示せず）が直列に結線されて構成されている。
バッテリブロック１０ａ、１０ｂの各一端は対応するコンタクタ１２の一端にそれぞれ接続されている。

一方のバッテリブロック１０ａにはバッテリブロック１０ａ、１０ｂ間の電気回路、即ちバッテリブロック１０ａ、１０ｂを構成するバッテリセルの直列回路を遮断するサービスプラグ１４が装着されており、サービスプラグ１４はソケット（嵌合部）を有している。通常、このソケットには通電部材が嵌合され、これによりバッテリブロック１０ａ、１０ｂ間の電気回路が開成される。サービスプラグ１４の一端はバッテリブロック１０ａの他端へ接続されており、サービスプラグ１４の他端は、定格以上の大電流から電気回路を保護するヒューズ１６を介してバッテリブロック１０ｂの他端へ接続されている。

各コンタクタ１２の他端は、外部の充放電経路に接続されるＰＮ端子である主電源端子（端子）２０にそれぞれ接続されている。なお、これら主電源端子２０は、例えば丸端子で構成されている。ここに、コンタクタ１２のリレーは通常切られている状態なので、バッテリブロック１０ａ、１０ｂから主電源端子２０に大電流が流れることを防いでいる。
そして、主電源端子２０は防水加工されたカバー２４によって覆われている。

このように構成されたバッテリパック１の検査システムの本発明に係る構成及び取り扱い手順について、図２を用いて詳しく説明する。
図２には、バッテリパック１の検査システムにおける回路図を示す。
図２に示すように、主電源端子２０は予めバスバー（短絡部材）３０で短絡されている。この場合、サービスプラグ１４はバッテリブロック１０ａ、１０ｂ間の電気回路、即ちバッテリブロック１０ａ、１０ｂを構成するバッテリセルの直列回路を遮断する位置に配置されているので、大電流が主電源端子２０へ流れることを防ぐことができる。

さらに、コンタクタ１２に不具合が発生した場合でも、バッテリブロック１０ａにサービスプラグ１４が装着されていることによりバッテリセルの直列回路が遮断されるので、大電流が主電源端子２０へ流れることを防ぐことができる。
そして、バッテリパック１の通電検査を行う際、サービスプラグ１４には通電部材に代えて充放電装置４０の電極部が接続される。

図３には、バッテリパック１の検査工程を含む当該バッテリパック１の取り扱い手順がフローチャートで示されており、以下同フローチャートに沿い説明する。
ステップＳ１では、バッテリパック１を組み立てる。このステップでは、上記の如く主電源端子２０がバスバー３０で短絡され、主電源端子２０が端子保護用のカバー２４で覆われる。

続くステップＳ２では、バッテリブロック１０ａにサービスプラグ１４を装着する。
ステップＳ３では、サービスプラグ１４に充放電装置４０を接続する。詳しくは、サービスプラグ１４は上記の如くソケットを有しており、充放電装置４０の電極部をソケットに嵌合する。
ステップＳ４では、バッテリパック１の通電検査を行い、コンタクタ１２の制御ひいてはてバッテリパック１の通電が適正に行われることを確認する。

ステップＳ５では、通電検査終了後、サービスプラグ１４から充放電装置４０を取り外す。
ステップＳ６では、バッテリパック１の密閉性検査を行い、バッテリパック１の密閉性を確認する。
ステップＳ７では、車両へバッテリパック１を取り付ける。

ステップＳ８では、バッテリパック１の主電源端子２０を覆うカバー２４を取り外す。
そして、ステップＳ９では、主電源端子２０に接続されていたバスバー３０を取り外し、主電源端子２０を車両と配線接続する。
このように、本実施例によれば、主電源端子２０を予めバスバー３０で短絡しておき、セーフティプラグ１４に充放電装置４０を接続することにより、従来のバッテリパック１の検査工程における回路と電気的に等価な通電検査回路を構築することが可能である。また、サービスプラグ１４に充放電装置４０を接続するので、接続作業が容易になる。さらに、サービスプラグ１４がソケットを有しているので、充放電装置４０の電極部の接続及び取り外しを容易に行うことができ、検査作業を簡単にすることができ、検査工程を短縮することができる。

また、充放電装置４０はサービスプラグ１４に接続されるので、検査工程においてカバー２４の取り外しや装着作業が不要となることにより、検査工程の短縮が可能である。
そして、通電検査中においても主電源端子２０はカバー２４で覆われたままなので、バッテリパック１の密閉性を確認するために改めて端子接続口にカバー２４を装着する作業が不要となり、作業工程を短縮することができる。

さらに、コンタクタ１２やサービスプラグ１４の不具合等により主電源端子２０に大電流が流れることがある場合でも、作業者が主電源端子２０に触れることがないので、より安全に作業することが可能である。
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について図面を参照しながら説明する。本実施形態のバッテリパックの検査システムは、第１実施形態に対して、コンタクタ１２’ 及びＰＮ端子として急速充電端子２２をさらに設けるという点が相違しており、その他の部分は共通している。従って、共通箇所の説明は省略し、相違点について説明する。

図４には、第２実施形態に係るバッテリパックの検査システムの概略構成図が示されており、以下同概略構成図に基づいて説明する。
バッテリブロック１０ａ、１０ｂの各一端は対応するコンタクタ１２、１２’の一端にそれぞれ接続されている。
各コンタクタ１２、１２’の他端は、外部の充放電経路に接続される主電源端子（端子）２０や急速充電端子（端子）２２にそれぞれ接続されている。なお、これら主電源端子２０、急速充電端子２２は、例えば丸端子で構成されている。そして、バッテリブロック１０ａ、１０ｂから並列に主電源端子２０、急速充電端子２２が配設されている構成となる。ここに、コンタクタ１２、１２’のリレーは通常切られている状態なので、バッテリブロック１０ａ、１０ｂから主電源端子２０、急速充電端子２２に大電流が流れることを防いでいる。

そして、主電源端子２０、急速充電端子２２は防水加工されたカバー２４によって覆われている。
図５には、バッテリパック１の検査システムにおける回路図を示す。
主電源端子２０は予めバスバー（短絡部材）３０で短絡されている。この場合、サービスプラグ１４はバッテリブロック１０ａ、１０ｂを構成するバッテリセルの直列回路を遮断する位置に配置されているので、大電流が主電源端子２０、急速充電端子２２へ流れることを防ぐことができる。

さらに、コンタクタ１２、１２’に不具合が発生した場合でも、バッテリブロック１０ａにサービスプラグ１４が装着されていることによりバッテリセルの直列回路が遮断されるので、大電流が主電源端子２０、急速充電端子２２へ流れることを防ぐことができる。そして、サービスプラグ１４に充放電装置４０が接続される。
このように、本実施形態によれば、主電源端子２０を予めバスバー３０で短絡しておき、セーフティプラグ１４に充放電装置４０を接続する。

従って、上記第１実施形態と同様の効果が得られる。
なお、本実施形態では主電源端子２０をバスバー３０で短絡させているが、急速充電端子２２をバスバー３０で短絡させてもよい。
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。

例えば、上記実施形態では外部の充放電経路に接続されるＰＮ端子として主電源端子２０や急速充電端子２２を設けているが、バッテリブロック１０ａ、１０ｂから並列に配設した複数のＰＮ端子を設けてもよい。
また、サービスプラグ１４は、直列に結線されたバッテリセル間の直列回路を遮断することができれば、バッテリブロック１０ａ、１０ｂのいずれの位置でも装着可能であり、サービスプラグ１４は複数設けてもかまわない。

さらに、サービスプラグ１４は、充放電装置４０との接続部としてソケットを有しているが、充放電装置４０と容易に接続することができれば、これに限定されるものではない。
また、上記実施形態ではバッテリセルが直列に結線されたバッテリパック１の検査システムについて説明しているが、バッテリセルが並列に結線されたバッテリパックにも適用可能である。

１バッテリパック
１０ａ，１０ｂバッテリブロック
１４サービスプラグ
２０主電源端子（端子）
２２急速充電端子（端子）
２４カバー
３０バスバー（短絡部材）
４０充放電装置

Claims

複数のバッテリセルを結線し束ねたバッテリパックの検査システムであって、
前記複数のバッテリセル間を結線することで形成される電気回路に配設され、当該電気回路に接続した回路端子と当該回路端子に嵌合する短絡端子とを有し、当該短絡端子を外すことにより前記電気回路を遮断可能なサービスプラグと、
前記バッテリセルの充放電を行うための端子と、
該端子を短絡すべく着脱可能な短絡部材と、
前記バッテリパックの通電検査を行うべく充放電可能な充放電装置とを備え、
前記バッテリパックの通電検査を行う際、前記短絡部材で前記端子を短絡するとともに、前記通電部材に代えて前記充放電装置の電極部を前記サービスプラグの前記嵌合部に嵌合することを特徴とするバッテリパックの検査システム。
前記サービスプラグの嵌合部は、ソケットであることを特徴とする、請求項１に記載のバッテリパックの検査システム。
前記端子は、カバーにより覆われていることを特徴とする、請求項１または２に記載のバッテリパックの検査システム。