JP2014222568A - 端子台および電源システム - Google Patents

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Abstract

【課題】 端子台の端子にケーブルを結線する際の安全性および作業性を簡単な構造で高める。【解決手段】 端子台14は、基台21に設けられたプラス端子23Pおよびマイナス端子23Mと、基台21にスライド可能に支持された端子カバー22を備え、端子カバー22は中央位置にあるときに両端子23P,23Mを覆って短絡の発生を防止することができる。また端子カバー22が一方向にスライドしたときにマイナス端子23Mだけを露出させ、端子カバー22が他方向にスライドしたときにプラス端子23Pだけを露出させるので、露出した端子にケーブルを結線する作業中に、他方の端子を端子カバー22で覆って短絡の発生を確実に防止することができる。しかも上記三つの状態を端子カバー22をスライドさせるだけで切り換え可能なので作業性が向上するだけでなく、部品点数が少ない簡単な構造であるために低コストで実現可能である。【選択図】 図2

Description

本発明は、基台と、前記基台に設けられてプラスケーブルが結線されるプラス端子と、前記基台に設けられてマイナスケーブルが結線されるマイナス端子とを備える端子台と、その端子台を備える電源システムとに関する。
バッテリ集合体のプラス総端子およびマイナス総端子をそれぞれ保護カバー部で覆い、 ロックレバーをスライド操作することで、両保護カバー部を共に開放不能にロックする状態と、プラス総端子の保護カバー部だけを開放不能にロックする状態と、マイナス総端子の保護カバー部だけを開放不能にロックする状態とを切り換え可能とし、通常時はバッテリ集合体のプラス総端子およびマイナス総端子の両方を覆って保護するとともに、ケーブルの着脱等のメンテナンス時には一方の総端子だけを露出させて作業の安全性を確保するものが、下記特許文献1により公知である。
特開2012−252971号公報
ところで、ハイブリッド自動車や電気自動車に搭載したバッテリ集合体を車体から取り外し可能とするために、バッテリ集合体から延びるケーブルと車体に搭載したインバータ等の制御装置から延びるケーブルとが、端子台において着脱自在に接続される。このような端子台に設けられた端子が露出していると短絡が発生する可能性があるため、通常時には端子カバーで端子を覆って短絡を防止しながら、メンテナンス時等には端子を露出させてケーブルの着脱を可能にする必要がある。
しかしながら、上記特許文献1に記載された発明の保護カバー部を端子台の端子カバーに適用した場合、一対の保護カバー部を選択的にロックするためのロックレバーが必要となって部品点数が増加するだけでなく、その構造が複雑化してコストアップの要因となる問題がある。
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、端子台の端子にケーブルを結線する際の安全性および作業性を簡単な構造で高め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に記載された発明によれば、基台と、前記基台に設けられてプラスケーブルが結線されるプラス端子と、前記基台に設けられてマイナスケーブルが結線されるマイナス端子とを備える端子台であって、前記基台にスライド可能に支持された端子カバーを備え、前記端子カバーは中央位置にあるときに前記プラス端子および前記マイナス端子を覆い、前記端子カバーは一方向にスライドしたときに前記プラス端子を覆って前記マイナス端子を露出させ、前記端子カバーは他方向にスライドしたときに前記マイナス端子を覆って前記プラス端子を露出させることを特徴とする端子台が提案される。
また請求項2に記載された発明によれば、請求項1の構成に加えて、前記プラスケーブルおよび前記マイナスケーブルの一方にのみ突起部を設けるとともに前記端子カバーに係合部を設け、前記プラスケーブルあるいは前記マイナスケーブルを誤組みしたときに、前記突起部に前記係合部が係合して前記端子カバーのスライドを規制することを特徴とする端子台が提案される。
また請求項3に記載された発明によれば、請求項2の構成に加えて、前記プラスケーブルに前記突起部を設けるとともに前記端子カバーの前記マイナス端子側に前記係合部を設けたことを特徴とする端子台が提案される。
また請求項4に記載された発明によれば、請求項3に記載の端子台と、前記端子台に接続されたジャンクションボードとを備える電源システムであって、前記ジャンクションボードはプラス側のバスバーおよびマイナス側のバスバーを備え、前記マイナス側のバスバーだけをバスバーカバーで覆ったことを特徴とする電源システムが提案される。
尚、実施の形態の第2プラスケーブル15Pは本発明のプラスケーブルに対応し、実施の形態の第2マイナスケーブル15Mは本発明のマイナスケーブルに対応する。
に対応する。
請求項1の構成によれば、端子台は、基台と、基台に設けられてプラスケーブルが結線されるプラス端子と、基台に設けられてマイナスケーブルが結線されるマイナス端子と、基台にスライド可能に支持された端子カバーを備え、端子カバーは中央位置にあるときにプラス端子およびマイナス端子を覆うので、プラス端子およびマイナス端子間が短絡するのを確実に防止することができる。また端子カバーは一方向にスライドしたときにプラス端子を覆ってマイナス端子を露出させ、端子カバーは他方向にスライドしたときにマイナス端子を覆ってプラス端子を露出させるので、露出したマイナス端子にマイナスケーブルを結線する作業中にプラス端子との間で短絡が発生することや、露出したプラス端子にプラスケーブルを結線する作業中にマイナス端子との間で短絡が発生することを確実に防止することができる。また上記三つの状態を端子カバーをスライドさせるだけで切り換え可能なので作業性が向上するだけでなく、部品点数が少ない簡単な構造であるために低コストで実現可能である。
また請求項2の構成によれば、プラスケーブルおよびマイナスケーブルの一方にのみ突起部を設けるとともに端子カバーに係合部を設け、プラスケーブルあるいはマイナスケーブルを誤組みしたときに、突起部に係合部が係合して端子カバーのスライドを規制するので、端子カバーがスライド不能になることで作業者に誤組みの発生を認識させることができる。
また請求項3の構成によれば、プラスケーブルに突起部を設けるとともに端子カバーのマイナス端子側に係合部を設けたので、本来はプラス端子に結線すべきプラスケーブルを誤ってマイナス端子に結線した場合に、プラスケーブルの突起部が係合部に係合して端子カバーを中央位置にスライドさせることが不能になり、作業者に誤組みの発生を認識させることができる。
また請求項4の構成によれば、電源システムは、端子台と、端子台に接続されたジャンクションボードとを備えており、ジャンクションボードのプラス側のバスバーおよびマイナス側のバスバーのうち、マイナス側のバスバーだけをバスバーカバーで覆ったので、プラス側のバスバーおよびマイナス側のバスバー間の短絡だけでなく、ジャンクションボードおよび端子台間の短絡をも防止することができ、しかもバスバーカバーの数を最小個数に抑えてコストダウンに寄与することができる。
ハイブリッド自動車や電気自動車の電力供給系の概略図。(第1の実施の形態) 端子台の分解斜視図。(第1の実施の形態) 図2の3−3線断面図。(第1の実施の形態) 図3の4−4線断面図。(第1の実施の形態) 図4の5−5線断面図。(第1の実施の形態) ケーブルの組み付け時の作用説明図(正常時)。(第1の実施の形態) ケーブルの組み付け時の作用説明図(異常時(1))。(第1の実施の形態) ケーブルの組み付け時の作用説明図(異常時(2))。(第1の実施の形態) ケーブルの組み付け時の作用説明図(異常時(3))。(第1の実施の形態) 第2の実施の形態の構成および作用の説明図。(第2の実施の形態)
第1の実施の形態
以下、図1〜図9に基づいて本発明の第1の実施の形態を説明する。
図1に示すように、ハイブリッド自動車や電気自動車に搭載されるバッテリパックのバッテリ11は多数のバッテリセルを直列に接続して構成されており、そのプラス総端子12Pおよびマイナス総端子12Mは第1プラスケーブル13Pおよび第1マイナスケーブル13Mを介して端子台14に接続される。端子台14は、第2プラスケーブル15Pおよび第2マイナスケーブル15Mを介して、コンタクタやヒューズを有するジャンクションボード16に接続され、ジャンクションボード16は第3プラスケーブル17Pおよび第3マイナスケーブル17Mを介して、インバータよりなるPCU(パワー・コントロール・ユニット)18に接続され、PCU18は三相ケーブル19…を介してモータ・ジェネレータ20に接続される。
端子台14は、バッテリ11側の第1プラスケーブル13Pとジャンクションボード16側の第2プラスケーブル15Pとをプラス端子23P上で接続するとともに、バッテリ11側の第1マイナスケーブル13Mとジャンクションボード16側の第2マイナスケーブル15Mとをマイナス端子23M上で接続する。
図2〜図5に示すように、端子台14は、合成樹脂製の基台21と、基台21にスライド自在に支持された合成樹脂製の端子カバー22と、基台21に埋設された一対の金属製のナットよりなるプラス端子23Pおよびマイナス端子23Mと、基台21に埋設された一対の金属製のカラー24,24とを備える。
基台21は、両端にカラー24,24が埋設された底壁部21aと、底壁部21aの長手方向中央部から起立する中央縦壁部21bと、中央縦壁部21bの両側を挟むように底壁部21aから起立する一対の端部縦壁部21c,21d、中央縦壁部21bの頂面に突設された第1、第2ガイド突起21e,21fとを備えており、中央縦壁部21bと一対の端部縦壁部21c,21dとに挟まれた位置にプラス端子23Pおよびマイナス端子23Mが埋設される。基台21は、カラー24,24を貫通するボルト36,36でバッテリ11の適宜の位置に固定される。
一方、端子カバー22は、一つの面が開放した箱状の部材であって、上壁部22aと、第1、第2側壁部22b,22cと、第1、第2端壁部22d,22eとを備える。上壁部22aの下面には、基台21の第1ガイド突起21eに係合可能な一対の第1ガイド壁22f,22fと、基台21の第2ガイド突起21fに係合可能な第2ガイド壁22gとが突設されるとともに、上壁部22aには、一対の第1ガイド壁22f,22fに沿う一対の第1スリット22h,22hと、第2ガイド壁22gに沿う第2スリット22iとが形成される。第1、第2側壁部22b,22cの高さは異なっており、背の低い方の第1側壁部22bは、プラス端子22P側に切欠き部22jを備えるとともに、マイナス端子23M側に係合部22kを備える。係合部22kは切欠き部22jに対して基台21側に突出している。
第1プラスケーブル13Pおよび第1マイナスケーブル13Mは、その端部を覆うL字状に屈曲した合成樹脂製の被覆部13aと、被覆部13aから露出するラグ板13bとを備える。同様に、第2プラスケーブル15Pおよび第2マイナスケーブル15Mは、その端部を覆うL字状に屈曲した合成樹脂製の被覆部15aと、被覆部15aから露出するラグ板15bとを備える。ただし、被覆部15aの形状は第2プラスケーブル15Pおよび第2マイナスケーブル15Mで異なっており、第2プラスケーブル15Pの被覆部15aだけがラグ板15bに接する位置に突起部15cを備えている。
次に、上記構成を備えた本発明の第1の実施の形態の作用を説明する。
バッテリ11はメンテナンス等のためにバッテリパックに対して着脱自在になっており、バッテリ11と一体に設けられた端子台14もバッテリパックに対して着脱される。バッテリ11と共に端子台14を着脱する際に、バッテリパック側に設けられたジャンクションボード16とバッテリ11側に設けられた端子台14とが第2プラスケーブル15Pおよび第2マイナスケーブル15Mで接続されているため、第2プラスケーブル15Pおよび第2マイナスケーブル15Mを端子台14に対して着脱する作業が必要になる。
尚、第1プラスケーブル13Pおよび第1マイナスケーブル13Mは端子台14に対して着脱する必要がないため、第1プラスケーブル13Pのラグ板13bを端子台14のプラス端子23Pに予めカシメや溶接で結線し、かつ第1マイナスケーブル13Mのラグ板13bを端子台14のマイナス端子23Mに予めカシメや溶接で結線しておくことが望ましい。
先ず、第2プラスケーブル15Pおよび第2マイナスケーブル15Mを端子台14に接続する作業の手順について説明する。
第2プラスケーブル15Pおよび第2マイナスケーブル15Mを端子台14に接続すると、第2プラスケーブル15Pがプラス端子23Pおよび第1プラスケーブル13Pを介してバッテリ11のプラス総端子12Pに接続され、第2マイナスケーブル15Mがマイナス端子23Mおよび第1マイナスケーブル13Mを介してバッテリ11のマイナス総端子12Mに接続されることで、バッテリ11の電力がジャンクションボード16に供給される。尚、本実施の形態では、係合部22kはマイナスケーブル13Mに対応する位置に設定されているため、マイナスケーブル13Mを先にマイナス端子23Mに接続する必要がある。
さて、第2プラスケーブル15Pおよび第2マイナスケーブル15Mの結線を行うためには、図6(A)に示すように、先ず端子台14の端子カバー22を中央位置から上方位置へとスライドさせ、上側のプラス端子23Pを覆った状態で、下側のマイナス端子23Mだけを露出させる。そして予めマイナス端子23Mに結線された第1マイナスケーブル13Mのラグ板13bに、ジャンクションボード16から延びる第2マイナスケーブル15Mのラグ板15bを重ね合わせ、ボルト25をマイナス端子23Mに螺合することで第1マイナスケーブル13Mおよび第2マイナスケーブル15Mをマイナス端子23M上で結線する。
次に、図6(B)に示すように、端子カバー22を中央位置を経て下方位置へとスライドさせ、下側のマイナス端子23Mを覆った状態で、上側のプラス端子23Pを露出させる。そして予めプラス端子23Pに結線された第1プラスケーブル13Pのラグ板13b上に、ジャンクションボード16から延びる第2プラスケーブル15Pのラグ板15bを重ね合わせ、ボルト25をプラス端子23Pに螺合することで第1プラスケーブル13Pおよび第2プラスケーブル15Pをプラス端子23P上で結線する。
次に、図6(C)に示すように、端子カバー22を下方位置から中央位置にスライドさせ、端子カバー22でプラス端子23Pおよびマイナス端子23Mの両方を覆うことで、結線作業を完了する。端子カバー22を下方位置から中央位置へとスライドさせるとき、プラス端子23Pに結線済みの第2プラスケーブル15Pの被覆部15aに突起部15cが形成されているが、この突起部15cが端子カバー22に形成した切欠き部22jに嵌合することで、端子カバー22は突起部15cと干渉することなく中央位置にスライドすることができる。
このように、端子カバー22が中央位置にあるときには、プラス端子23Pおよびマイナス端子23Mの両方が覆われるので、作業者がプラス端子23Pおよびマイナス端子23Mの両方に同時に触れることが防止され、作業の安全性が確保される。また結線作業中も、プラス端子23Pおよびマイナス端子23Mの両方が同時に露出することがないため、同様に作業の安全性が確保される。
また本実施の形態によれば、プラス端子23Pに第2マイナスケーブル15Mを結線し、マイナス端子23Mに第2プラスケーブル15Pを結線する誤組みを未然に防止することができる。
即ち、図7(A)に示すように、端子カバー22を下方位置にスライドさせた状態でプラス端子23Pを露出させ、このプラス端子23Pに誤って本来の第2プラスケーブル15Pとは異なる第2マイナスケーブル15Mを結線した後に、図7(B)に示すように、端子カバー22を上方位置にスライドさせてマイナス端子23Mを露出させ、このマイナス端子23Mに誤って本来の第2マイナスケーブル15Mとは異なる第2プラスケーブル15Pを結線したとする。この場合、図7(C)に示すように、上方位置にある端子カバー22を中央位置に向けて下方にスライドさせようとしても、下側のマイナス端子23Mに結線された第2プラスケーブル15Pの被覆部15aの突起部15cに端子カバー22の下側に設けた係合部22kが係合するため、端子カバー22を中央位置に戻すことが不可能になり、作業者に誤組みの発生を確実に認識させることができる。
また本実施の形態によれば、本来は第2マイナスケーブル15Mの後に結線すべき第2プラスケーブル15Pを、第2マイナスケーブル15Mの前に結線する誤組みを未然に防止することができる。
即ち、図8(A)に示すように、端子カバー22を下方位置にスライドさせた状態で第2プラスケーブル15Pをプラス端子23Pに結線した後、図8(B)に示すように、端子カバー22を中央位置に向けてスライドさせると、突起部15cが端子カバー22の切欠き部22jに嵌合することで、端子カバー22は支障なく中央位置に達することができる。しかしながら、マイナス端子23Mを露出させるために、端子カバー22を中央位置から更に上方位置にスライドさせようとすると、図8(C)に示すように、端子カバー22の下部に形成した係合部22kが第2プラスケーブル15Pの被覆部15aの突起部15cに係合するため、端子カバー22はそれ上方位置に向かってスライドすることができず、作業者に誤組みの発生を確実に認識させることができる。
また本実施の形態によれば、本来は第2マイナスケーブル15Mの後に結線すべき第2プラスケーブル15Pを、第2マイナスケーブル15Mの前に結線し、かつ本来はプラス端子23Pに結線すべき第2プラスケーブル15Pをマイナス端子23Mに結線する誤組みの発生を未然に防止することができる。
即ち、図9(A)に示すように、端子カバー22を上方位置にスライドさせた状態で第2プラスケーブル15Pをマイナス端子23Mに結線した後、端子カバー22を中央位置を経て下方位置にスライドさせようとしても、図9(B)に示すように、端子カバー22が中央位置に達したときに、端子カバー22の下部の係合部22kがマイナス端子23Mに結線された第2プラスケーブル15Pの被覆部15aの突起部15cに係合するため、端子カバー22は下方位置に向かってスライドすることができず、作業者に誤組みの発生を確実に認識させることができる。
以上のように、本実施の形態によれば、端子台14のプラス端子23Pおよびマイナス端子23Mをスライド可能な端子カバー22で選択的に覆うので、プラス端子23Pおよびマイナス端子23Mの両方を覆う状態と、プラス端子23Pを露出させてマイナス端子23Mを覆う状態と、マイナス端子23Mを露出させてプラス端子23Pを覆う状態とを簡単に切り換えることが可能となって作業性が向上する。しかも端子台14は部品点数の少ない簡単な構造であるため、極めて低コストで実現することが可能である。
第2の実施の形態
次に、図10に基づいて本発明の第2の実施の形態を説明する。
第2の実施の形態は、安全性の観点から、ジャンクションボード16のプラス側のバスバー16aおよびマイナス側のバスバー16bのうち、マイナス側のバスバー16bをバスバーカバー26で覆って工具などを落とした際に短絡が生じないようにしたものである。これにより、プラス側のバスバー16aおよびマイナス側のバスバー16b間で短絡が発生するのを防止できるだけでなく、ジャンクションボード16および端子台14間で短絡が発生するのを防止することができる。しかもプラス側のバスバー16aおよびマイナス側のバスバー16bのうち、マイナス側のバスバー16bだけを覆えば良く、プラス側のバスバー16aはバスバーカバー26で覆う必要がないため、部品点数を削減してコストダウンを図ることができる。以下、その理由を説明する。
図10(A)に示すように、ジャンクションボード16と端子台14とを第2プラスケーブル15Pおよび第2マイナスケーブル15Mで正しく接続した場合を考える。このとき、端子カバー22の下部の係合部22kが第2プラスケーブル15Pの被覆部15aの突起部15cと係合し、端子カバー22は上方に移動することができないため、マイナス端子23Mとジャンクションボード16のプラス側のバスバー16aとが同時に露出して短絡が発生する虞がない。一方、端子カバー22が下方に移動する可能性があるが、万一端子カバー22が下方に移動してプラス端子23Pが露出しても、ジャンクションボード16のマイナス側のバスバー16bはバスバーカバー26で覆われているため、プラス端子23Pとジャンクションボード16のマイナス側のバスバー16bとが同時に露出して短絡が発生する虞がない。
図10(B)に示すように、ジャンクションボード16のプラス側のバスバー16aから延びる第2プラスケーブル15Pを誤って端子台14のマイナス端子23Mに接続した場合を考える。この場合、係合部22kと突起部15cとの係合により端子カバー22は中央位置に戻らなくなってマイナス端子23Mが露出したままになるが、プラス端子23Pは端子カバー22で覆われているため、プラス端子23Pとマイナス電位になったジャンクションボード16のプラス側のバスバー16aとの間で短絡が発生する虞がない。
図10(C)に示すように、ジャンクションボード16のプラス側のバスバー16aから延びる第2プラスケーブル15Pを誤って端子台14のマイナス端子23Mに接続し、かつジャンクションボード16のマイナス側のバスバー16bから延びる第2マイナスケーブル15Mを誤って端子台14のプラス端子23Pに接続した場合を考える。この場合も端子カバー22は中央位置に戻らなくなってマイナス端子23Mが露出したままになるが、プラス電位になったジャンクションボード16のマイナス側のバスバー16bはバスバーカバー26で覆われているため、マイナス端子23Mおよびプラス電位になったバスバー16b間で短絡が発生する虞がない。
図10(D)に示すように、本来は後から結線すべきジャンクションボード16のプラス側のバスバー16aから延びる第2プラスケーブル15Pを誤って先に端子台14のプラス端子23Pに接続した場合を考える。この場合はマイナス端子23Mが端子カバー22で覆われるため、ジャンクションボード16のプラス側のバスバー16aとの間で短絡が発生する虞がない。
以上のように、ジャンクションボード16のマイナス側のバスバー16bをバスバーカバー26で覆うことにより短絡の発生を防止することができる。
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
例えば、実施の形態では第2プラスケーブル15P側に突起部15cを設けているが、第2マイナスケーブル15M側に突起部15cを設けても良い。その場合、端子カバー22の係合部22kは端子台14のプラス側に設けることができる。
またジャンクションボード16のバスバーカバー26でプラス側のバスバー16aを覆うことができる。
また端子台14のプラス端子23Pおよびマイナス端子23Mに対する第2プラスケーブル15Pおよび第2マイナスケーブル15Mの結線の仕方は、実施の形態のボルト25およびラグ板15bを用いたものに限定されるものではない。
14 端子台
15P 第2プラスケーブル(プラスケーブル)
15M 第2マイナスケーブル(マイナスケーブル)
15c 突起部
16 ジャンクションボード
16a プラス側のバスバー
16b マイナス側のバスバー
21 基台
22 端子カバー
22k 係合部
23P プラス端子
23M マイナス端子
26 バスバーカバー

Claims (4)

  1. 基台(21)と、前記基台(21)に設けられてプラスケーブル(15P)が結線されるプラス端子(23P)と、前記基台(21)に設けられてマイナスケーブル(15M)が結線されるマイナス端子(23M)とを備える端子台であって、
    前記基台(21)にスライド可能に支持された端子カバー(22)を備え、前記端子カバー(22)は中央位置にあるときに前記プラス端子(23P)および前記マイナス端子(23M)を覆い、前記端子カバー(22)は一方向にスライドしたときに前記プラス端子(23P)を覆って前記マイナス端子(23M)を露出させ、前記端子カバー(22)は他方向にスライドしたときに前記マイナス端子(23M)を覆って前記プラス端子(23P)を露出させることを特徴とする端子台。
  2. 前記プラスケーブル(15P)および前記マイナスケーブル(15M)の一方にのみ突起部(15c)を設けるとともに前記端子カバー(22)に係合部(22k)を設け、前記プラスケーブル(15P)あるいは前記マイナスケーブル(15M)を誤組みしたときに、前記突起部(15c)に前記係合部(22k)が係合して前記端子カバー(22)のスライドを規制することを特徴とする、請求項1に記載の端子台。
  3. 前記プラスケーブル(15P)に前記突起部(15c)を設けるとともに前記端子カバー(22)の前記マイナス端子(23M)側に前記係合部(22k)を設けたことを特徴とする、請求項2に記載の端子台。
  4. 請求項3に記載の端子台(14)と、前記端子台(14)に接続されたジャンクションボード(16)とを備える電源システムであって、
    前記ジャンクションボード(16)はプラス側のバスバー(16a)およびマイナス側のバスバー(16b)を備え、前記マイナス側のバスバー(16b)だけをバスバーカバー(26)で覆ったことを特徴とする電源システム。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017152373A (ja) * 2016-02-19 2017-08-31 株式会社Gsユアサ 蓄電装置
JP2018037216A (ja) * 2016-08-30 2018-03-08 株式会社豊田自動織機 電池パックの外部端子構造

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JP2018037216A (ja) * 2016-08-30 2018-03-08 株式会社豊田自動織機 電池パックの外部端子構造

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