JP2010264830A - 電動車両 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、容易に取り扱うことが可能であり、また、遮断装置を電池ユニットを構成する電池セル、あるいは電池モジュール間に配置しやすくし、遮断装置の接続により電池ユニット形状を大幅に変更する必要がない電動車両を実現することを目的とする。
【解決手段】この発明は、複数の電池を直列に接続した電池ユニットを備え、前記電池ユニットを走行駆動源に用いる電動車両において、前記電池ユニットは、複数の電池セルから構成される電池モジュールを複数有し、各電池モジュールを直列に接続することで構成され、前記電池ユニットは、直列に接続した電池セル、あるいは直列に接続した電池モジュールの電圧が設定電圧以下になるように動作する遮断装置を備え、前記遮断装置は、一つの電池セル、あるいは一つの電池モジュールと同形状の構造を有していることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

この発明は電動車両に係り、特に、複数の電池を直列に接続した高電圧な電池ユニットを走行駆動源に用いる電動車両に関する。

高電圧な電池ユニットを走行駆動源に用いる電動車両には、電池間にヒューズを挿入し、大電流が流れた際にはヒューズが溶断することにより、高電圧を遮断するものがある。また、電動車両には、電池出力部にリレーを入れ、衝突したことを検知すると、このリレーをＯＦＦに動作させ、高電圧を遮断する制御を行うものがある。

従来の高電圧を遮断する装置には、電池の出力回路に遮断装置を入れ、この遮断装置は、動作信号により火薬を爆発させて高圧ガスを発生させ、発生した高圧ガスにより瞬時に出力回路を遮断するものがある。

特開平９−２８４９０４号公報 特開２０００−８２３７２号公報 特開２００１−８６６３７号公報

ところが、高電圧な電池ユニットを走行駆動源に用いる電動車両において、高電圧を遮断する手段がヒューズの場合には、大電流が流れなければ溶断しない。また、高電圧の電池ユニットのユニットケース自体に不具合が起きるような状況における対策については、考えられていなかった。
このため、高電圧な電池ユニットを走行駆動源に用いる電動車両は、取り扱いが困難な問題があった。また、高電圧を遮断する装置をユニットケース内に配置する場合には、電池ユニットを構成する電池セル、あるいは電池モジュール間に配置空間を確保することが困難で、電池ユニットの大型化を招く問題があった。

この発明は、容易に取り扱うことが可能であり、また、遮断装置を電池ユニットを構成する電池セル、あるいは電池モジュール間に配置しやすくし、遮断装置の接続により電池ユニットの形状を大幅に変更する必要がない電動車両を実現することを目的とする。

この発明は、複数の電池を直列に接続した電池ユニットを備え、前記電池ユニットを走行駆動源に用いる電動車両において、前記電池ユニットは、複数の電池セルから構成される電池モジュールを複数有し、各電池モジュールを直列に接続することで構成され、前記電池ユニットは、直列に接続した電池セル、あるいは直列に接続した電池モジュールの電圧が設定電圧以下になるように動作する遮断装置を備え、前記遮断装置は、一つの電池セル、あるいは一つの電池モジュールと同形状の構造を有していることを特徴とする。

この発明の電動車両は、遮断装置が動作後の、各電池セル間、あるいは各電池モジュールの電圧が設定電圧以下となるため、容易に電動車両を取り扱うことが可能である。
また、この発明の電動車両は、遮断装置を一つの電池セル、あるいは一つの電池モジュールと同形状の構造としたため、遮断装置を電池ユニットを構成する電池セル、あるいは電池モジュール間に配置しやすく、遮断装置の接続により電池ユニットの形状を大幅に変更する必要がない。

遮断装置を備えた電池ユニットのシステム構成図ある。（実施例１） 電池モジュールの断面図である。（実施例１） 電池モジュールと同形状の遮断装置の断面図である。（実施例１） 遮断装置の遮断器の斜視図である。（実施例１） 遮断装置を備えた電池ユニットのシステム構成図ある。（実施例２） 電池モジュールの断面図である。（実施例２） 電池セルと同形状の遮断装置の断面図である。（実施例２） 遮断装置の遮断器の斜視図である。（実施例２） 遮断装置を備えた電池ユニットのシステム構成図ある。（実施例３） 電池モジュールの断面図である。（実施例３） （Ａ）は接点が接続した状態の電池セルの断面図、（Ｂ）は接点が外れた状態の電池セルの断面図である。（実施例３） 内圧が上昇すると接点が外れる構造の電池セルと同形状の構造を有する遮断装置の断面図である。（実施例３）

この発明は、遮断装置が動作後の電圧を設定電圧以下とすることで、容易に電動車両を取り扱うことができ、また、遮断装置を一つの電池セル、あるいは一つの電池モジュールと同形状の構造とすることで、遮断装置を配置しやすくして電池ユニットの形状変更を無くしたものである。
以下、図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。

図１〜図４は、この発明の第１の実施例を示すものである。図１・図２において、１は電動車両に搭載された電池ユニット、２はユニットケース、３は電池セル、４は電池モジュールである。電池ユニット１は、ユニットケース２内に複数（この実施例では３個）の直列に接続した電池セル３から構成される電池モジュール４を複数有し、各電池モジュール４を直列に接続することで構成される。
この実施例の電池ユニット１は、１１個の電池モジュール４を導体５でそれぞれ直列に接続することで、高電圧（例えば、１７０Ｖ）の電池に構成される。なお、中間の電池モジュール４を接続する導体５には、ヒューズ６を備えている。また、前記電池セル３は、セルケース７内に電解質、正極、負極からなる電池内容物８を備え、正極に接続された正極端子９及び負極に接続された負極端子１０をセルケース７外に露出するように配置している。
前記電池ユニット１は、ユニットケース２内に配設した複数の直列に接続した電池モジュール４のうち、正極側端に位置する電池モジュール４の正極から延びる正極電路１１を正極側リレー１２を介して正極側端子１３に接続し、一方、負極側端に位置する電池モジュール４の負極から延びる負極電路１４を負極側リレー１５を介して負極側端子１６に接続している。正極側端子１３及び負極側端子１６は、ユニットケース２外に露出するように配置され、走行用モータに接続されている。

前記電池ユニット１は、遮断装置１７を備えている。遮断装置１７は、一つの電池モジュール４と同形状の構造を有し、１３個の直列に接続した電池モジュール４の内の、正極側から５番目と１０番目との電池モジュール４に置き換えて配置することで、複数の電池モジュール４を第１〜第３グループＧ１〜Ｇ３に分けている。
第１グループＧ１を構成する４個の電池モジュール４の電圧、第２グループＧ２を構成する４個の電池モジュール４の電圧、第３グループＧ３を構成する３個の電池モジュール４の電圧は、それぞれ設定電圧以下（例えば、６０Ｖ以下）になっている。
このように、電池ユニット１は、複数の直列に接続した電池モジュール４を設定電圧以下となる第１〜第３グループＧ１〜Ｇ３に分ける位置に配設され、第１〜第３グループＧ１〜Ｇ３をそれぞれ構成する直列に接続した電池モジュール４の電圧が設定電圧以下になるように動作する遮断装置１７を備えている。

前記遮断装置１７は、図３に示すように、一つの電池モジュール４と同形状の構造を有している。遮断装置１７は、電池モジュール４と同形状の装置ケース１８内に回路１９を設けている。回路１９は、装置ケース１８内に長手方向に延びる電路２０を備え、電路２０の正極側に接続された正極端子２１及び電路２０の負極側に接続された負極端子２２を装置ケース１８外に露出するように配置している。正極端子２１及び負極端子２２は、両隣りの各電池モジュール４を構成する電池セル３の正極端子９及び負極端子１０にそれぞれ接続される。
遮断装置１７は、装置ケース１８内の回路１９にスクイブ（圧力発生手段）２３を備えている。スクイブ２３は、火薬を内蔵し、無蓋有底形状のスクイブケース２４内の有底側（負極端子２２側）に配置されている。スクイブケース２４は、装置ケース１８内に固定され、無蓋側（正極端子２１側）にスクイブ２３に接して防爆材２５を配置している。防爆材２５は、スクイブ２３の爆発で発生した圧力を受け、スクイブケース２４内を無蓋側（正極端子２１側）に向かって押進される。

前記遮断装置１７は、スクイブケース２４の無蓋側に遮断器２６を備えている。遮断器２６は、図４に示すように、電路２０途中に正極端子２１につながる正極側バスバー２７及び負極端子２２側につながる負極側バスバー２８を設けている。正極側バスバー２７及び負極バスバー２８は、正極端子２１側に向かい、スクイブケース２４と平行に且つ離間した状態で配置している。
正極側バスバー２７及び負極側バスバー２８には、導体の接続ベース２９が離脱可能に係合されている。接続ベース２９は、正極側バスバー２７及び負極側バスバー２８と対向する側に正極側係合溝３０及び負極側係合溝３１を備え、正極側バスバー２７及び負極側バスバー２８と背反する側に略Ｌ字形状の支持部材３２の接合部３３を接合している。支持部材３２は、接合部３３に連続して前記押進する防爆材２５が当接される当接部３４を設けている。
前記支持部材３２は、当接部３４にガイド孔３５を設けている。支持部材３２は、ガイド孔３５を、装置ケース１８の長手方向に長いガイド部材３６に摺動可能に係合している。ガイド部材３６は、装置ケース１８内に固定され、接続ベース２９を正極側バスバー２７及び負極側バスバー２８に接離する方向に移動可能に支持している。
また、ガイド部材３６には、ガイド部材３６の長手方向に延びるガイド突縁３７を設けている。ガイド突縁３７は、接続ベース２９が正極側バスバー２７及び負極側バスバー２８と係合した位置から離間する方向に向かうに従い、螺旋状に湾曲するように形成している。支持部材３２の当接部３４のガイド孔３５内には、ガイド突縁３７に摺動可能に係合するガイド溝３８を設けている。
前記接続ベース２９は、正極側バスバー２７及び負極側バスバー２８と係合した位置から離間する方向に移動すると、螺旋状に湾曲するガイド突縁３７に係合したガイド溝３８によってひねりながら移動することになるので、元の係合状態に戻りにくい構造となっている。接続ベース２９の移動可能な距離は、ガイド突縁３７の長さにより規定することができる。
前記スクイブ２３は、図１に示すように、制御配線３９により遮断制御部４０に接続している。遮断制御部４０には、車両のエアバッグ制御部４１、加速度センサ４２を接続している。遮断制御部４０は、外部からの衝撃を検知して動作するエアバッグ制御部４１からのエアバッグ展開信号や、電池ユニット１のユニットケース２に不具合な状態があるかどうかを検知する加速度センサ４２から信号によりスクイブ２３を作動させるか否かを判断し、作動と判断すると遮断装置動作信号を制御配線３９により送信し、スクイブ２３を作動させる。

次に作用を説明する。
遮断装置１７は、遮断制御部４０にエアバッグ制御部４１からエアバッグ展開信号や、加速度センサ４２からユニットケース２に不具合な状態があるとの信号が入力すると、遮断装置動作信号をスクイブ２３に送信して作動させる。スクイブ２３は、爆発で発生した圧力を防爆材２５に作用させ、防爆材２５をスクイブケース２４の無蓋側（正極端子２１側）に向かって押進させる。
正極端子２１側に向かって押進する防爆材２５は、支持部材３２の当接部３４を正極端子２１側に向かって押進することで、正極側バスバー２７及び負極側バスバー２８に正極側係合溝３０及び負極側係合溝３１を係合した接続ベース２９を正極側バスバー２７及び負極側バスバー２８から離間する方向の正極端子２１側に移動させ、正極側バスバー２７及び負極側バスバー２８を正極側係合溝３０及び負極側係合溝３１から抜き出すことで回路１９の電路２０を遮断する
電池ユニット１は、この遮断装置１７の動作によって、複数の直列に接続した電池モジュール４を第１〜第３グループＧ１〜Ｇ３に分けられ、各第１〜第３グループＧ１〜Ｇ３を構成する電池モジュール４の電圧が設定電圧以下になる。

このように、電動車両は、遮断装置１７が動作後の、分割された各第１〜第３グループＧ１〜Ｇ３を構成する電池モジュール４間の電圧が設定電圧以下となるため、容易に電動車両を取り扱うことが可能である。
また、この電動車両は、遮断装置１７を一つの電池モジュール４と同形状の構造としたため、遮断装置１７を電池ユニット１を構成する電池モジュール４間に配置しやすく、遮断装置１７の接続により電池ユニット１の形状を大幅に変更する必要がなく、容易に実施することができる。
さらに、この電動車両は、動作時に装置ケース１８内の回路１９をスクイブ２３で遮断するだけであるため、電池ユニット１全体に悪影響を与えることがない。

図５〜図８は、この発明の第２の実施例を示すものである。図５・図６において、１０１は電動車両に搭載された電池ユニット、１０２はユニットケース、１０３は電池セル、１０４は電池モジュールである。電池ユニット１０１は、ユニットケース１０２内に複数（この実施例では３個）の直列に接続した電池セル１０３から構成される電池モジュール１０４を複数有し、各電池モジュール１０４を直列に接続することで構成される。
この実施例の電池ユニット１０１は、１３個の電池モジュール１０４を導体１０５でそれぞれ直列に接続することで、高電圧（例えば、１７０Ｖ）の電池に構成される。なお、中間の電池モジュール１０４を接続する導体１０５には、ヒューズ１０６を備えている。また、前記電池セル１０３は、セルケース１０７内に電解質、正極、負極からなる電池内容物１０８を備え、正極に接続された正極端子１０９及び負極に接続された負極端子１１０をセルケース１０７外に露出するように配置している。
前記電池ユニット１０１は、ユニットケース１０２内に配設した複数の直列に接続した電池モジュール１０４のうち、正極側端に位置する電池モジュール１０４の正極から延びる正極電路１１１を正極側リレー１１２を介して正極側端子１１３に接続し、一方、負極側端に位置する電池モジュール１０４の負極から延びる負極電路１１４を負極側リレー１１５を介して負極側端子１１６に接続している。正極側端子１１３及び負極側端子１１６は、ユニットケース１０２外に露出するように配置され、走行用モータに接続されている。

前記電池ユニット１０１は、遮断装置１１７を備えている。遮断装置１１７は、一つの電池セル１０３と同形状の構造を有し、１３個の直列に接続した電池モジュール１０４の、正極側から５番目と１０番目との電池モジュール１０４を構成する一つの電池セル１０３に置き換えて配置することで、複数の電池モジュール１０４を構成する電池セル１０３を第１〜第３グループＧ１〜Ｇ３に分けている。
第１グループＧ１を構成する４個の電池モジュール１０４の各電池セル１０３及び１個の電池セル１０３の電圧、第２グループＧ２を構成する４個の電池モジュール１０４の各電池セル１０３及び１個の電池セル１０３の電圧、第３グループＧ３を構成する３個の電池モジュール１０４の各電池セル１０３及び２個の電池セル１０３の電圧は、それぞれ設定電圧以下（例えば、６０Ｖ以下）になっている。
このように、電池ユニット１０１は、複数の直列に接続した電池モジュール１０４の電池セル１０３を設定電圧以下となる第１〜第３グループＧ１〜Ｇ３に分ける位置に配設され、第１〜第３グループＧ１〜Ｇ３をそれぞれ構成する直列に接続した電池モジュール１０４の電池セル１０３の電圧が設定電圧以下になるように動作する遮断装置１１７を備えている。

前記遮断装置１１７は、図７に示すように、一つの電池セル１０３と同形状の構造を有している。遮断装置１１７は、電池セル１０３と同形状の装置ケース１１８内に回路１１９を設けている。回路１１９は、装置ケース１１８内に長手方向に延びる電路１２０を備え、電路１２０の正極側に接続された正極端子１２１及び電路１２０の負極側に接続された負極端子１２２を装置ケース１１８外に露出するように配置している。正極端子１２１及び負極端子１２２は、両隣りの各電池モジュール１０４を構成する電池セル１０３の正極端子１０９及び負極端子１１０にそれぞれ接続される。
遮断装置１１７は、装置ケース１１８内の回路１１９にスクイブ（圧力発生手段）１２３を備えている。スクイブ１２３は、火薬を内蔵し、無蓋有底形状のスクイブケース１２４内の有底側（負極端子１２２側）に配置されている。スクイブケース１２４は、装置ケース１１８内に固定され、無蓋側（正極端子１２１側）にスクイブ１２３に接して防爆材１２５を配置している。防爆材１２５は、スクイブ１２３の爆発で発生した圧力を受け、スクイブケース１２４内を無蓋側（正極端子１２１側）に向かって押進される。

前記遮断装置１１７は、スクイブケース１２４の無蓋側前方に遮断器１２６を備えている。遮断器１２６は、図８に示すように、電路１２０途中に正極端子１２１につながる正極側バスバー１２７及び負極端子１２２側につながる負極側バスバー１２８を設けている。正極側バスバー１２７及び負極バスバー１２８は、正極端子１２１側に向かい、スクイブケース１２４と平行に且つ離間した状態で配置している。
正極側バスバー１２７及び負極側バスバー１２８には、導体の接続ベース１２９が離脱可能に係合されている。接続ベース１２９は、正極側バスバー１２７及び負極側バスバー１２８と対向する側に正極側係合溝１３０及び負極側係合溝１３１を備え、正極側バスバー１３０及び負極側バスバー１３１と背反する側に略Ｌ字形状の支持部材１３２の接合部１３３を接合している。支持部材１３２は、接合部１３３に連続して前記押進する防爆材１２５が当接される当接部１３４を設けている。
前記支持部材１３２は、当接部１３４にガイド孔１３５を設けている。支持部材１３２は、ガイド孔１３５を、装置ケース１１８の長手方向に長いガイド部材１３６に摺動可能に係合している。ガイド部材１３６は、装置ケース１１８内に固定され、接続ベース１２９を正極側バスバー１２７及び負極側バスバー１２８に接離する方向に移動可能に支持している。
また、ガイド部材１３６には、ガイド部材１３６の長手方向に延びるガイド突縁１３７を設けている。ガイド突縁１３７は、接続ベース１２９が正極側バスバー１２７及び負極側バスバー１２８と係合した位置から離間する方向に向かうに従い、螺旋状に湾曲するように形成している。支持部材１３２の当接部１３４のガイド孔１３５内には、ガイド突縁１３７に摺動可能に係合するガイド溝１３８を設けている。
前記接続ベース１２９は、正極側バスバー１２７及び負極側バスバー１２８と係合した位置から離間する方向に移動すると、螺旋状に湾曲するガイド突縁１３７に係合したガイド溝１３８によってひねりながら移動することになるので、元の係合状態に戻りにくい構造となっている。接続ベース１２９の移動可能な距離は、ガイド突縁１３７の長さにより規定することができる。
前記スクイブ１２３は、図５に示すように、制御配線１３９により遮断制御部１４０に接続している。遮断制御部１４０には、車両のエアバッグ制御部１４１、加速度センサ１４２を接続している。遮断制御部１４０は、外部からの衝撃を検知して動作するエアバッグ制御部１４１からのエアバッグ展開信号や、電池ユニット１０１のユニットケース１０２に不具合な状態があるかどうかを検知する加速度センサ１４２から信号によりスクイブ１２３を作動させるか否かを判断し、作動と判断すると遮断装置動作信号を制御配線１３９により送信し、スクイブ１２３を作動させる。

次に作用を説明する。
遮断装置１１７は、遮断制御部１４０にエアバッグ制御部１４１からエアバッグ展開信号や、加速度センサ１４２からユニットケース１０２に不具合な状態があるとの信号が入力すると、遮断装置動作信号をスクイブ１２３に送信して作動させる。スクイブ１２３は、爆発で発生した圧力を防爆材１２５に作用させ、防爆材１２５をスクイブケース１２４の無蓋側（正極端子１２１側）に向かって押進させる。
正極端子１２１側に向かって押進する防爆具１２５は、支持部材１３２の当接部１３４を正極端子１２１側に向かって押進することで、正極側バスバー１２７及び負極側バスバー１２８に正極側係合溝１３０及び負極側係合溝１３１を係合した接続ベース１２９を正極側バスバー１２７及び負極側バスバー１２８から離間する方向の正極端子１２１側に移動させ、正極側バスバー１２７及び負極側バスバー１２８を正極側係合溝１３０及び負極側係合溝１３１から抜き出すことで回路１１９の電路１２０を遮断する。
電池ユニット１０１は、この遮断装置１１７の動作によって、複数の直列に接続した電池モジュール１０４の電池セル１０３を第１〜第３グループＧ１〜Ｇ３に分けられ、各第１〜第３グループＧ１〜Ｇ３を構成する電池モジュール１０４の電池セル１０３の電圧が設定電圧以下になる。

このように、電動車両は、遮断装置１１７が動作後の、分割された各第１〜第３グループＧ１〜Ｇ３を構成する電池モジュール１０４の電池セル１０３間の電圧が設定電圧以下となるため、容易に電動車両を取り扱うことが可能である。
また、この電動車両は、遮断装置１１７を一つの電池セル１０３と同形状の構造としたため、遮断装置１１７を電池ユニット１０１を構成する電池モジュール１０４の電池セル１０３間に配置しやすく、遮断装置１１７の接続により電池ユニット１０１の形状を大幅に変更する必要がなく、容易に実施することができる。
さらに、この電動車両は、動作時に装置ケース１１８内の回路１１９をスクイブ１２３で遮断するだけであるため、電池ユニット１０１全体に悪影響を与えることがない。
また、この電動車両は、一つの電池セル１０３と同形状の構造を有する遮断装置１１７を、電池モジュール４を構成する電池セル１０３と置き換え配置しているので、前述実施例のように、一つの電池モジュール１０４と同形状の構造を有する遮断装置１７を、電池モジュール４に置き換えて配置する場合と比べ、電圧の降下を少なくすることができる。

図９〜図１２は、この発明の第３の実施例を示すものである。図９・図１０において、２０１は電動車両に搭載された電池ユニット、２０２はユニットケース、２０３は電池セル、２０４は電池モジュールである。電池ユニット２０１は、ユニットケース２０２内に複数（この実施例では３個）の直列に接続した電池セル２０３から構成される電池モジュール２０４を複数有し、各電池モジュール２０４を直列に接続することで構成される。
この実施例の電池ユニット２０１は、１３個の電池モジュール２０４を導体２０５でそれぞれ直列に接続することで、高電圧（例えば、１７０Ｖ）の電池に構成される。なお、中間の電池モジュール２０４を接続する導体２０５には、ヒューズ２０６を備えている。また、前記電池セル２０３は、セルケース２０７内に電解質、正極、負極からなる電池内容物２０８を備え、正極に接続された正極端子２０９及び負極に接続された負極端子２１０をセルケース２０７外に露出するように配置している。
前記電池セル２０３は、セルケース２０７内の電池内容物２０８の正極側に固定接点２１１を設け、固定接点２１１に接離される可動接点２１２をセルケース２０７にダイヤフラム形状の支持材２１３により移動可能に支持し、前記可動接点２１２を導体２１４により正極端子２０９に接続している。前記可動接点２１２は、通常時において固定接点２１１に接触し、電池内容物２０８を正極端子２０９に接続している。前記支持材２１３は、ダイヤフラム形状に形成され、可動接点２１２よりも正極端子２０９側のセルケース２０７内に区画される正極端子側室２１５に対して、可動接点２１２よりも負極端子２１０側のセルケース２０７内に区画される負極端子側室２１６を気密に仕切っている。前記導体２１４は、可動接点２１２が移動する距離だけ伸縮可能な素材により形成している。
電池セル２０３は、図１１に示すように、セルケース２０７内の負極端子側室２１６の内圧が設定圧以上に上昇すると、可動接点２１２が正極端子２０９側に移動して固定接点２１１から外れ、電池セル２０３内の正極端子２０９側の回路を遮断する。
前記電池ユニット２０１は、ユニットケース２０２内に配設した複数の直列に接続した電池モジュール２０４のうち、正極側端に位置する電池モジュール２０４の正極から延びる正極電路２１７を正極側リレー２１８を介して正極側端子２１９に接続し、一方、負極側端に位置する電池モジュール２０４の負極から延びる負極電路２２０を負極側リレー２２１を介して負極側端子２２２に接続している。正極側端子２１９及び負極側端子２２２２、ユニットケース２０２外に露出するように配置され、走行用モータに接続されている。

前記電池ユニット２０１は、遮断装置２２３を備えている。遮断装置２２３は、一つの電池セル２０３と同形状の構造を有し、１３個の直列に接続した電池モジュール２０４の、正極側から５番目と１０番目との電池モジュール２０４を構成する一つの電池セル２０３に置き換えて配置することで、複数の電池モジュール２０４を構成する電池セル２０３を第１〜第３グループＧ１〜Ｇ３に分けている。
第１グループＧ１を構成する４個の電池モジュール２０４の各電池セル２０３及び１個の電池セル２０３の電圧、第２グループＧ２を構成する４個の電池モジュール２０４の各電池セル２０３及び１個の電池セル２０３の電圧、及び第３グループＧ３を構成する３個の電池モジュール２０４の各電池セル２０３及び２個の電池セル２０３の電圧は、それぞれ設定電圧以下（例えば、６０Ｖ以下）になっている。
このように、電池ユニット２０１は、複数の直列に接続した電池モジュール２０４の電池セル２０３を設定電圧以下となる第１〜第３グループＧ１〜Ｇ３に分ける位置に配設され、第１〜第３グループＧ１〜Ｇ３をそれぞれ構成する直列に接続した電池モジュール２０４の電池セル２０３の電圧が設定電圧以下になるように動作する遮断装置２２３を備えている。

前記遮断装置２２３は、図１２に示すように、一つの電池セル２０３と同形状の構造を有している。遮断装置２２３は、電池セル２０３と同形状の装置ケース２２４内に回路２２５を設けている。回路２２５は、装置ケース２２４内に長手方向に延びる電路２２６を備え、電路２２６の正極側に接続された正極端子２２７及び電路２２６の負極側に接続された負極端子２２８を装置ケース２２４外に露出するように配置している。正極端子２２７及び負極端子２２８は、電池モジュール２０４を構成する両隣りの各電池セル２０３の正極端子２０９及び負極端子２１０にそれぞれ接続される。
遮断装置２２３は、装置ケース２２４内の回路２２５にスクイブ（圧力発生手段）２２９を備えている。スクイブ２２９は、火薬を内蔵し、無蓋有底形状のスクイブケース２３０内の有底側（負極端子２２８側）に配置されている。スクイブケース２３０は、装置ケース２２４内に固定され、無蓋側（正極端子２２７側）にスクイブ２３５に接して防爆材２３１を配置している。防爆材２３１は、スクイブ２２９の爆発で発生した圧力を受け、スクイブケース２３０内を無蓋側（正極端子２２７側）に向かって押進され、スクイブケース２３０から外れてセルケース２０７内にスクイブ２２９の圧力を作用させる。

前記遮断装置２２３は、電路２２６と正極端子２２７との間に遮断器２３２を備えている。遮断器２３２は、装置ケース２２４内の電路２２６の正極側に固定接点２３３を設け、固定接点２３３に接離される可動接点２３４を装置ケース２２４にダイヤフラム形状の支持材２３５により移動可能に支持し、前記可動接点２３４を導体２３６により正極端子２２７に接続している。前記可動接点２３４は、通常時において固定接点２３３に接触し、電路２２６を正極端子２２７に接続している。前記支持材２３５は、ダイヤフラム形状に形成され、可動接点２３４よりも正極端子２２７側の装置ケース２２４内に区画される正極端子側室２３７に対して、可動接点２３４よりも負極端子２２８側の装置ケース２２４内に区画される負極端子側室２３８を気密に仕切っている。前記導体２３６は、可動接点２３４が移動する距離だけ伸縮可能な素材により形成している。
前記スクイブ２２９は、図９に示すように、制御配線２３９により遮断制御部２４０に接続している。遮断制御部２４０には、車両のエアバッグ制御部２４１、加速度センサ２４２を接続している。遮断制御部２４０は、外部からの衝撃を検知して動作するエアバッグ制御部２４１からのエアバッグ展開信号や、電池ユニット２０１のユニットケース２０２に不具合な状態があるかどうかを検知する加速度センサ２４２から信号によりスクイブ２２９を作動させるか否かを判断し、作動と判断すると遮断装置動作信号を制御配線２３９により送信し、スクイブ２３９を作動させる。

次に作用を説明する。
遮断装置２２３は、遮断制御部２４０にエアバッグ制御部２４１からエアバッグ展開信号や、加速度センサ２４２からユニットケース２０２に不具合な状態があるとの信号が入力すると、遮断装置動作信号をスクイブ２２９に送信して作動させる。スクイブ２２９は、爆発で発生した圧力を防爆材２３１に作用させ、防爆材２３５をスクイブケース２３０の無蓋側（正極端子２２７側）に向かって押進させる。
正極端子２２７側に向かって押進する防爆材２３５は、スクイブケース２３０から外れると、装置ケース２２４内の負極端子側室２３８にスクイブ２２９の圧力を作用させることで、負極端子側室２３８の内圧を設定圧以上に上昇させ、可動接点２３４を正極端子２２７側に移動させて固定接点２３３から外し、回路２２５を遮断する。
電池ユニット１０１は、この遮断装置２２３の動作によって、複数の直列に接続した電池モジュール１０４の電池セル１０３を第１〜第３グループＧ１〜Ｇ３に分けられ、各第１〜第３グループＧ１〜Ｇ３を構成する電池モジュール１０４の電池セル１０３の電圧が設定電圧以下になる。

このように、電動車両は、遮断装置２２３が動作後の、分割された各第１〜第３グループＧ１〜Ｇ３を構成する電池モジュール２０４の電池セル２０３間の電圧が設定電圧以下となるため、容易に電動車両を取り扱うことが可能である。
また、この電動車両は、遮断装置２２３を一つの電池セル２０３と同形状の構造としたため、遮断装置２２３を電池ユニット２０１を構成する電池モジュール２０４の電池セル２０３間に配置しやすく、遮断装置２２３の接続により電池ユニット２０１の形状を大幅に変更する必要がなく、容易に実施することができる。
さらに、この電動車両は、動作時に装置ケース２２４内の回路２２５をスクイブ２２９で遮断するだけであるため、電池ユニット２０１全体に悪影響を与えることがない。
また、この電動車両は、一つの電池セル２０３と同形状の構造を有する遮断装置２２３を、電池モジュール２０４を構成する電池セル２０３と置き換え配置しているので、前述実施例のように、一つの電池モジュール１０４と同形状の構造を有する遮断装置２２３を、電池モジュール２０４に置き換えて配置する場合と比べ、電圧の降下を少なくすることができる。
さらに、この電動車両は、電池セル２０３内の内圧が上昇すると電池セル２０３内の回路が遮断する構造を備えた電池セル２０３と同形状の遮断装置２２３を作る場合には、装置ケース２２４の内圧を上昇させる動力源であるスクイブ２２９を追加するだけでよいので、簡単に製作が可能である。

この発明は、容易に取り扱うことが可能であり、また、遮断装置を配置しやすくし、遮断装置の接続により電池ユニットの形状を大幅に変更する必要がないものであり、駆動源としての複数の電池を直列に接続した電池ユニットに応用することができる。

１ 電池ユニット
２ ユニットケース
３ 電池セル
４ 電池モジュール
１７ 遮断装置
１８ 装置ケース
１９ 回路
２０ 電路
２１ 正極端子
２２ 負極端子
２３ スクイブ
２４ スクイブケース
２５ 防爆材
２６ 遮断器
２７ 正極側バスバー
２８ 負極側バスバー
２９ 接続ベース
３０ 正極側係合溝
３１ 負極側係合溝
３２ 支持部材
３３ 接合部
３４ 当接部
３５ ガイド孔
３６ ガイド部材
３７ ガイド突縁
３８ ガイド溝
３９ 制御配線
４０ 遮断制御部
４１ エアバッグ制御部
４２ 加速度センサ

Claims (3)

1. 複数の電池を直列に接続した電池ユニットを備え、前記電池ユニットを走行駆動源に用いる電動車両において、
   前記電池ユニットは、複数の電池セルから構成される電池モジュールを複数有し、各電池モジュールを直列に接続することで構成され、
   前記電池ユニットは、直列に接続した電池セル、あるいは直列に接続した電池モジュールの電圧が設定電圧以下になるように動作する遮断装置を備え、
   前記遮断装置は、一つの電池セル、あるいは一つの電池モジュールと同形状の構造を有していることを特徴とする電動車両。
2. 前記遮断装置は、装置ケース内の回路にスクイブを備え、
   遮断装置動作信号により前記スクイブを作動させ、前記回路を遮断する構造を備えていることを特徴とする請求項１に記載の電動車両。
3. 複数の電池を直列に接続した電池ユニットを備え、前記電池ユニットを走行駆動源に用いる電動車両において、
   前記電池ユニットは、複数の電池セルから構成される電池モジュールを複数有し、各電池モジュールを直列に接続することで構成され、
   前記電池ユニットは、直列に接続した電池セル、あるいは直列に接続した電池モジュールの電圧が設定電圧以下になるように動作する遮断装置を備え、
   前記遮断装置は、一つの電池セルと同形状の構造を有し、
   前記遮断装置は、装置ケース内の回路にスクイブを備え、
   遮断装置動作信号により前記スクイブを作動させ、装置ケース内の内圧を上昇させて前記回路を遮断する構造を備えていることを特徴とする電動車両。

Images