JP2013546115A

JP2013546115A - バッテリーパック用コネクタ

Info

Publication number: JP2013546115A
Application number: JP2013526286A
Authority: JP
Inventors: クロード・カリニャン; ピエール・ルヴロン; アラン・ヴァレー; シュ−フ・イェ; ガイ・ジルベール
Original assignee: バシウム・カナダ・インコーポレーテッド
Priority date: 2010-09-02
Filing date: 2011-09-02
Publication date: 2013-12-26
Anticipated expiration: 2031-09-02
Also published as: KR101944553B1; US20120058381A1; CA2809182A1; JP5926258B2; CN103081174A; EP2612386A1; KR20130112876A; CA2809182C; CN103081174B; WO2012027837A1; EP2612386B1; US8372534B2; EP2612386A4

Abstract

バッテリーパックは、バッテリーを直列に接続するためのバッテリーコネクタを有し、バッテリーパックの組立て及び修理中における潜在的な感電の危険性を低減させるバッテリーコネクタが開示される。

Description

（相互参照）
本出願は、２０１０年９月２日付けで出願された米国特許出願第１２／８７４，７９３号明細書に優先権を主張するものであり、該明細書の全体は参照することにより本明細書に組み込まれる。

本発明は、バッテリーを接続するための装置、より具体的に高電圧のバッテリーを接続するための装置に関する。

電気車両用バッテリーパックは、通常、バッテリーにおける正極と負極とを接続するハイゲージワイヤを介して直列に接続された多数の高電圧のバッテリーを含む。すべてのバッテリーがともに接続されたときに、電気車輌におけるバッテリーパックの総電圧は４００ボルトにまで達することがある。

バッテリーパックは、通常、ハイゲージワイヤ(high gauge wire)を用いてすべてのバッテリーをともに直列に接続する技術者によって手作業で組み立てられる。バッテリーパックの総電圧は、それぞれの新たなバッテリーが接続されるとともに増大する。バッテリーパックの総電圧が増大すると、いくつかのバッテリーをともに接続する技術者に対する感電の危険性も高まる。というのは、技術者は、使用する工具及びハイゲージワイヤの操作を通じてバッテリーの電極に実質的に触れるからである。バッテリーの電極を接続するときには電源に直接触れないよう注意しなければならない。何故なら、高電圧では高電流が流れる可能性があり、これが技術者を一時的に動けなくし、技術者がその直接的な接触状態からすばやく離れることができない可能性があるためである。このため、バッテリーの電極に直接触れる場合には、バッテリーパックの組立てをモニターし、いつでも介入できる二人目の技術者を置くことが産業界において標準的な慣習となっている。

同じ理由で、有能な技術者はバッテリーパックを修理するときには注意しなければならず、またそれが危険性を認識していない、技術者として初心者であればなおさらである。好ましくは、高電圧のバッテリーは、未熟な労働者によって扱われないように、密封される。

従って、高電圧のバッテリーパックの組立て及び修理中の潜在的な感電の危険性を低減させる、高電圧のバッテリーを接続するための装置に対する要求がある。

本発明の一目的は、従来技術に存在する少なくともいくつかの不自由を改善することである。

また、本発明の一目的は、高電圧のバッテリーパックの組立て及び修理中の潜在的な感電の危険性を低減させるかまたは取り除く、高電圧のバッテリーを接続するためのバッテリーコネクタを提供することである。

一側面では、本発明は、バッテリーコネクタによって直列に接続された多数のバッテリーを有し、それぞれのバッテリーコネクタが、電気的絶縁材料から成る一組のバッテリー電極カバーであって、２つの隣接したバッテリーの電極上に取り付けられ、それぞれのバッテリー電極カバーが、バッテリーの電極へのアクセスを提供する受入れ部分及び開口部を有している、一組のバッテリー電極カバーと、導電性材料から成り、２つの隣接したバッテリーを電気的に接続させるために電極カバーの前記受入れ部分に挿入され、電気的絶縁材料で覆われた中央部を有している接続ブリッジと、隣接したバッテリーの電極に接続ブリッジを固定するための一組の留め具であって、留め具におけるそれぞれが一組のバッテリー電極カバーの一方の内部に位置し、それぞれの留め具が金属から成るねじ山部と非導電性材料から成る電気的絶縁部分とを含み、留め具をバッテリーの電極上に留めるためにバッテリー電極カバーの開口部を通じて留め具の電気的絶縁部分にアクセス可能である、一組の留め具と、を備えている、バッテリーパックを提供する。

さらなる一側面では、本発明は、バッテリーパックを形成するために複数のバッテリーを直列に接続するためのバッテリーコネクタであって、２つの隣接したバッテリーにおけるバッテリーの電極上に取り付けるための電気的絶縁材料から成る一組のバッテリー電極カバーであって、それぞれのバッテリー電極カバーがバッテリーの電極へのアクセスを提供する受入れ部分及び開口部を有している、一組のバッテリー電極カバーと、導電性材料から成り且つ電気的絶縁材料で覆われた中央部を有し、２つの隣接したバッテリーを電気的に接続させるために電極カバーの前記受入れ部分内に挿入される接続ブリッジと、隣接したバッテリーの電極に接続ブリッジを固定するための一組の留め具であって、留め具におけるそれぞれが一組のバッテリー電極カバーの一方の内部に位置し、それぞれの留め具が金属から成るねじ山部と非導電性材料から成る電気的絶縁部分とを含み、バッテリー電極カバーの開口部を通じて留め具の電気的絶縁部分にアクセス可能である、一組の留め具と、を備えているバッテリーコネクタを提供する。

本発明の実施形態それぞれは、上述した目的及び／または側面の少なくとも１つを有しているが、必ずしもそれらの全てを有しているわけではない。上述した目的を達成しようとすることからもたらされる本発明のいくつかの側面は、これらの目的に合わない可能性があり且つ／または本明細書に明確に記載されない他の目的に合う可能性があることが理解されるべきである。

本発明の実施形態における付加的な且つ／または別の特性、側面及び利点は、以下の説明、添付の図面及び添付の特許請求の範囲から明らかになる。

本発明と、他の側面及びさらなるその特性と、をよりよく理解するために、参照符号が添付の図面と合わせて用いられる以下の説明に付与される。

本発明の実施形態に従うバッテリーコネクタで直列に接続された自動車用バッテリーパックにおける一部の下向きの前方斜視図である。バッテリーコネクタを分解図で示す図１に示すバッテリーパックの下向きの前方斜視図である。図１に示すバッテリーパックの平面図である。図１に示すバッテリーパックの前方正面図である。

図１を参照すると、いくつかのバッテリーコネクタ１４を介して直列に接続された複数のバッテリー１２ａ，１２ｂ，１２ｃ・・・を含む自動車用バッテリーパック１０の一部を示している。図１では、バッテリー１２ａの正極はバッテリー１２ｂの負極に接続され、そしてバッテリー１２ｂの正極はバッテリー１２ｃの負極に接続されている。それぞれのバッテリーコネクタ１４は、電気的絶縁プラスチックから製造されたバッテリーの電極カバー１６と、導電性金属、例えば銅から製造された接続ブリッジ１８と、隣接したバッテリーの正極または負極に対してブリッジ１８の先端を押圧するように構成された一組の留め具２０と、を含んでいる。

図２を参照すると、この図は、図１に示した自動車用バッテリーパック１０と同じ部位を、異なる組立て段階にあるバッテリーコネクタ１４と共に示したものである。バッテリー１２ａの負極２２におけるバッテリーの電極カバー１６は完全な分解斜視図として示している。電極カバー１６は、電極２２の突出部上にスナップ取付けされるように構成された開口部１７を有する第１部分１６ａを含んでいる。また、第１部分１６ａは、受入れ部分２１を規定するＬ字状の隆起部１９を特徴とする。この受入れ部分２１内には、バッテリーが接続されたときにブリッジ１８が収容される。電極カバー１６は、ねじ２５を介して第１部分１６ａに留められる第２部分１６ｂを含んでいる。組み立てられると、第１部分１６ａ及び第２部分１６ｂは、バッテリーコネクタ１４の受入れ部分２１を画成する。第２部分１６ｂは、留め具２０を受けるための開口部２３を含んでいる。開口部２３は、留め具２０における円形中間部分３２の直径に対応する特定の直径を有している。留め具２０は、金属から製造されたねじ山部３４と、非導電性材料から製造された電気的絶縁部分３５と、を含んでいる。電気的絶縁部分３５は、頭部３１、円形中間部分３２及び隆起停止部３３を含んでいる。上述したように、第２部分１６ｂの開口部２３は、中間部分３２の直径に対応する特定の直径を有している。これは、電極カバー１６における第１部分１６ａ及び第２部分１６ｂが組み立てられると、留め具２０が隆起停止部３３によって電極カバー１６の内部に閉じ込められるようにするためである。留め具２０の金属製ねじ山部３４は、技術者が電極２２上で留め具２０を締めるときに感電する危険性がなくなるように、電気的絶縁部分３５によって分離されている。さらに、止め具２０が電極カバー１６の内部に閉じ込められているので、技術者は留め具２０の金属製ねじ山部３４に触れることができない。電気的絶縁部分３５は、これに付与されるトルクが大きすぎる場合には壊れるように、止め具２０の金属製ねじ山部３４上に接続されており、これにより、金属ねじ山部分３４のねじ山またはバッテリーの電極２２のねじ山が破壊されることまたはつぶれることが防止されている。

それぞれのバッテリーコネクタ１４を実際に接続する部材は、接続ブリッジ１８である。上述したように、接続ブリッジ１８は、導電性金属、例えば銅から製造されている。図２に示すように、接続ブリッジ１８は、導電性金属の細長い矩形部品からなり、この接続ブリッジにおける先端３７及び３８それぞれが、留め具２０のねじ山部３４を受けるための開口部３９を含んでいる。接続ブリッジ１８の中央部４０が、電気的絶縁材料、例えばゴム被覆により覆われ、これにより、技術者の手と接続ブリッジ１８の導電性金属とが直接接触することを防ぐ。先端３７及び３８は、絶縁材料で覆われていない。これは、２つの隣接するバッテリー１２ａ，１２ｂ，１２ｃ・・・を電気的に接続させるために接続ブリッジ１８が設置されると、導電性金属が正極または負極２２と直接接触することができるようにするためである。

電極カバー１６は、２つの異なる方法でバッテリーの電極２２上に取り付けられることができる。電極カバー１６は、バッテリーの電極２２上に取り付けられる前に完全に組み立てられるか、またはバッテリーの電極２２上で組み立てられるかどちらでもよい。

第１実施例では、第１部分１６ａ及び第２部分１６ｂは、電極カバー１６の内部に閉じ込められる留め具２０とともにねじ２５を用いてともに組み立てられる。組立体全体は、第１部分１６ａの開口部１７を介してバッテリーの電極２２上に位置しており、そして、ねじ２６がバッテリーの電極２２に隣接したバッテリー前方プレート２４に設置されたねじ山付突出部２７内に螺合される。

あるいは、初めに第１部分１６ａがその開口部１７を介してバッテリーの電極２２上に位置しており、留め具２０がバッテリーの電極２２内に係合され、第２部分１６ｂがねじ２５を介して第１部分１６ａ上に取り付けられ、そして電極カバー１６がバッテリーの電極２２と隣接したねじ山付突出部２７内に螺合されるねじ２６を介してバッテリー１２に固定されてもよい。その後、留め具２０は、接続ブリッジ１８の挿入を可能とするためにバッテリーの電極２２との係合を解除される。

図３を参照すると、電極カバー１６は、バッテリー１２ａ，１２ｂ及び１２ｃの電極２２上に設置され、ブリッジ１８は、隣接したバッテリーの電極カバー１６の受入れ部分２１内に挿入され、それによって、１つのバッテリーの正極２２を隣接したバッテリーの負極２２に電気的に接続させる。留め具２０の電気的絶縁部分３５には、電極カバー１６の開口部２３を介してアクセス可能である。留め具２０のねじ山部３４は、バッテリーの電極２２内に螺合され且つ締め付けられ、それによって、ブリッジ１８の先端３７及び３８を電極２２上に押し付けて隣接したバッテリー間の効果的な電気的接続を保証する。図３及び図４に示すように、電気的絶縁材料、例えばゴム被覆で覆われた接続ブリッジ１８の中央部４０が、接続ブリッジ１８が電極カバー１６内に設置されてからも露出したままとなる唯一の部位であり、これによって、技術者の手と接続ブリッジ１８の導電性金属との間の如何なる直接的接触も防止される。

従って、隣接した２つのバッテリー間の電気的接続部は、バッテリーパック１０が感電させる恐れのないように直接的な接触から電気的に分離される。

直列に接続された複数のバッテリーを備えるバッテリーパック１０の組立て中に、バッテリーパック１０の総電圧は、それぞれの新たなバッテリーが接続されるとともに増大する。バッテリーパックの総電圧が、それぞれの新たなバッテリーがバッテリーパックに加えられるとともに増大したとしても、上述したバッテリーをともに接続させる技術者に対する感電の危険性は、バッテリーコネクタ１４が組立てにおける各工程で高電圧のバッテリーから技術者を分離するので、バッテリーコネクタ１４の使用によって完全に取り除かれるとまではいかなくとも著しく低減される。技術者がバッテリーパック１０における導電性要素と直接的に接触にすることがなく、バッテリーパック１０並びにその組立体は安全性の保証されたものとなる。

本発明における上述した実施形態に対する修正及び改良は、当業者には明らかになる。前述の説明は、限定することではなく例を示すことを目的としている。従って、本発明の権利範囲は、添付の特許請求の範囲の権利範囲によってのみ限定されることを意図する。

１２バッテリー、１４バッテリーコネクタ、１６電極カバー、１６ａ第１部分、１６ｂ第２部分、１８接続ブリッジ、２０留め具、２１受入れ部分、２２電極、２３開口部

Claims

バッテリーコネクタによって直列に接続された多数のバッテリーを有し、それぞれのバッテリーコネクタが、
電気的絶縁材料から成る一組のバッテリー電極カバーであって、２つの隣接したバッテリーの電極上に取り付けられ、それぞれの該バッテリー電極カバーが、前記バッテリーの電極へのアクセスを提供する受入れ部分及び開口部を有している、一組のバッテリー電極カバーと、
導電性材料から成り、前記２つの隣接したバッテリーを電気的に接続させるために前記電極カバーの前記受入れ部分に挿入され、電気的絶縁材料で覆われた中央部を有している接続ブリッジと、
隣接したバッテリーの前記電極に前記接続ブリッジを固定するための一組の留め具であって、留め具におけるそれぞれが前記一組のバッテリー電極カバーの一方の内部に位置し、それぞれの留め具が金属から成るねじ山部と非導電性材料から成る電気的絶縁部分とを有し、前記留め具を前記バッテリーの電極上に留めるために前記バッテリー電極カバーの開口部を通じて前記留め具の前記電気的絶縁部分にアクセス可能である、一組の留め具と、
を備えていることを特徴とするバッテリーパック。
それぞれのバッテリー電極カバーは、前記バッテリーの電極上に取り付けるように構成された第１部分と、前記受入れ部分を画成するために前記第１部分上に組み立てられた第２部分と、を含み、前記第２部分は、前記留め具をアクセスするための開口部を有していることを特徴とする請求項１に記載のバッテリーパック。
それぞれのバッテリー電極カバーは、電気的絶縁プラスチックから製造されていることを特徴とする請求項１に記載のバッテリーパック。
前記接続ブリッジの中央部は、ゴム材料で覆われていることを特徴とする請求項１に記載のバッテリーパック。
バッテリーパックを形成するために複数のバッテリーを直列に接続するためのバッテリーコネクタであって、
２つの隣接したバッテリーにおけるバッテリーの電極上に取り付けるための電気的絶縁材料から成る一組のバッテリー電極カバーであって、それぞれのバッテリー電極カバーが前記バッテリーの電極へのアクセスを提供する受入れ部分及び開口部を有している、一組のバッテリー電極カバーと、
導電性材料から成りかつ電気的絶縁材料で覆われた中央部を有し、２つの隣接したバッテリーを電気的に接続させるために前記電極カバーの前記受入れ部分内に挿入される接続ブリッジと、
隣接したバッテリーの前記電極に前記接続ブリッジを固定するための一組の留め具であって、留め具におけるそれぞれが前記一組のバッテリー電極カバーの一方の内部に位置し、それぞれの留め具が金属から成るねじ山部と非導電性材料から成る電気的絶縁部分とを含み、前記バッテリー電極カバーの前記開口部を通じて前記留め具の前記電気的絶縁部分にアクセス可能である、一組の留め具と、
を備えていることを特徴とするバッテリーコネクタ。