JP2016115443A - バッテリパック - Google Patents

Abstract

【課題】メンテナンス作業者の安全性を確保しつつ、コストを抑制することができるようにする。【解決手段】バッテリ１及び電気回路４を支持するハウジング２と、ハウジング２に上方から取り付けられるカバー３とを設ける。ハウジング２には、電気回路４を開閉する安全プラグ６が接続されるプラグ接続部５を設ける。また、カバー３には、開口３１ａを設ける。さらに、安全プラグ６がプラグ接続部５に接続されている状態で、開口３１ａの周縁部３１を安全プラグ６とハウジング２との間に介在させ、上下方向において安全プラグ６とオーバーラップさせる。【選択図】図１

Description

本発明は、メンテナンス作業時の感電を防止する安全プラグが設けられたバッテリパックに関する。

電気自動車やハイブリッド車といった車両には、車両走行用のモータなどを駆動するための高電圧のバッテリと、このバッテリに接続された高電圧回路と、これらのバッテリ及び高電圧回路を収容するための基部及び蓋部と、を備えたバッテリパックが搭載される。このようなバッテリパックにおいてバッテリや高電圧回路（以下、電気回路ともいう）をメンテナンスする際に、作業者は、感電を防止するために、バッテリから電気回路への電力供給を遮断した後、蓋部を基部から取り外す。

従来、バッテリから電気回路への電力供給を遮断する手法として、安全プラグ（プラグ）を適用したものが知られる。例えば特許文献１には、バッテリパックの基部の側面に、安全プラグが差し込まれる嵌合部を設けることが記載されている。すなわち、この嵌合部に安全プラグが差し込まれているときは、バッテリが給電可能状態になり、この嵌合部から安全プラグが引き抜かれているときは、バッテリからの給電が遮断されるというものである。

特開２００６−１３６０９７号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたような手法では、安全プラグが嵌合部に差し込まれている状態のまま、バッテリパックの蓋部が基部から取り外される可能性がある。そのため、前記の手法では、バッテリパックのメンテナンス作業者が安全プラグを嵌合部から抜き忘れた場合に、作業者の安全性を確保することができない。

そこで、バッテリパックに、安全プラグの抜き忘れを防止するインターロック機構を設けることが考えられる。その場合、インターロック機構を簡素な構造にして、バッテリパックの設計コスト及び製造コストを抑制することが望まれる。

本件は、前記のような課題に鑑み創案されたものであり、メンテナンス作業者の安全性を確保しつつ、コストを抑制することができるようにした、バッテリパックを提供することを目的の一つとする。

ここで開示するバッテリパックは、バッテリと、前記バッテリに接続された電気回路と、前記バッテリ及び前記電気回路を支持する基部と、前記基部に取り付けられる蓋部と、を備える。また、前記バッテリパックは、前記電気回路を開閉するプラグと、前記基部に設けられ、前記プラグが接続されるプラグ接続部と、前記蓋部に形成された開口と、を備える。そして、前記開口の周縁部は、前記プラグが前記プラグ接続部に接続されている状態で、前記プラグと前記基部との間に介在し、前記プラグの挿入方向において前記プラグとオーバーラップする。

開示のバッテリパックによれば、プラグがプラグ接続部に接続されている状態で、開口の周縁部が、プラグと基部との間に介在し、プラグの挿入方向においてプラグとオーバーラップするため、プラグがプラグ接続部に接続されている状態のまま、蓋部が基部から取り外されることを防止することができる。これにより、メンテナンス時のプラグの抜き忘れを防止することができ、メンテナンス作業者の安全性を確保することができる。また、蓋部に、周縁部がプラグとオーバーラップするように開口を形成するという簡素な構成とすることができるため、設計コスト及び製造コストを抑制することができる。

本実施形態に係るバッテリパックを回路図と共に示す模式的な縦断面図であり、実線はプラグが接続されている状態を示し、仮想線はプラグが接続されていない状態を示す。 図１のバッテリパックの斜視図であり、プラグが接続されていない状態を示す。

図面を参照して、本実施形態としてのバッテリパックについて説明する。以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。

［１．構成］
本実施形態に係るバッテリパックは、例えば、電力で走行可能な電気自動車やハイブリッド車に搭載され、車両走行用のモータなどを駆動するために使用される。図２に示すように、本実施形態のバッテリパック１０は、バッテリ１と、バッテリ１を収容するためのハウジング２（基部）及びカバー３（蓋部）とを備える。

バッテリ１は、車両駆動用の電力を蓄えるものであり、例えばリチウムイオン電池で構成される。本実施形態のバッテリ１は、直方体形状に形成された複数のバッテリモジュール１１が電気的に直列に接続されたものである。また、各バッテリモジュール１１は、複数のバッテリセル（図示略）が電気的に直列に接続されたものである。バッテリ１の電力は、ハーネス８を介してバッテリパック１０の外部の図示しないインバータやモータ等の各種機器へと供給される。

ハウジング２は、箱型の容器部材であり、例えばスチールで形成され、上方に向かって開口するように設置される。図１及び図２に示すように、ハウジング２は、バッテリ１と、バッテリ１に接続された電気回路４とを支持する。なお、電気回路４は、バッテリ１，インバータ，モータ等の各種機器の間を繋ぐように設けられた電流の通路であり、図２に示すハーネス８などによって形成される。

カバー３は、板状に形成された蓋部材であり、ハウジング２の開口を上方から塞ぐように設けられ、ハウジング２に複数のボルト９で取り付けられる。カバー３は、ハウジング２に取り付けられた状態では、バッテリ１及び電気回路４が収容される空間Ｓをハウジング２と共に形成する。

バッテリパック１０は、バッテリ１や電気回路４のメンテナンス（点検整備）を行う作業者の安全性を向上させるために、プラグ接続部５と、安全プラグ６（プラグ）とを備える。図１では、プラグ接続部５及び安全プラグ６のハッチングを省略して示す。

図１に示すように、プラグ接続部５は、電気回路４において電流の通路が接続されたり遮断されたりするように設けられた部位であり、絶縁体で形成された接続本体部５ａと、接続本体部５ａの内部に設けられた負極端子部５ｂ及び正極端子部５ｃとを有する。負極端子部５ｂは、バッテリ１の負極と導体で接続され、正極端子部５ｃは、バッテリ１の正極と導体で接続されている。本実施形態のプラグ接続部５は、ハウジング２内の上部に架設されたフレーム２１の上面に固定され、負極端子部５ｂ及び正極端子部５ｃを上方に向けて露出させるように配置されている。

安全プラグ６は、プラグ接続部５に接続される、あるいはプラグ接続部５に非接続とされることによって、電気回路４を開閉するものである。安全プラグ６は、絶縁体で形成されたプラグ本体部６ａと、プラグ本体部６ａから突設された二つの端子部６ｂ，６ｂとを有する。端子部６ｂ，６ｂは、プラグ本体部６ａの内部に設けられた導体で互いに接続されている。本実施形態では、プラグ本体部６ａが略直方体形状に形成され、端子部６ｂ，６ｂが互いに等しい板状に形成されている。

安全プラグ６は、プラグ接続部５に接続されている状態では、二つの端子部６ｂ，６ｂをプラグ接続部５の負極端子部５ｂ及び正極端子部５ｃにそれぞれ接触させることによって、電気回路４を閉じる。一方、安全プラグ６は、プラグ接続部５に接続されていない状態では、二つの端子部６ｂ，６ｂをプラグ接続部５の負極端子部５ｂ及び正極端子部５ｃに接触させないことによって、電気回路４を開放する。

すなわち安全プラグ６は、バッテリ１の電力が使用される場合には、プラグ接続部５に上方から挿入される。この場合、電気回路４がプラグ接続部５において接続され、バッテリ１から電気回路４への電力供給が可能とされる。一方、安全プラグ６は、バッテリ１や電気回路４がメンテナンスされる場合には、カバー３が取り外されるよりも前に、プラグ接続部５から上方へ引き抜かれる。この場合、電気回路４がプラグ接続部５において開放され、バッテリ１から電気回路４への電力供給が遮断される。これによって、メンテナンス作業者の感電が防止される。

しかしながら、メンテナンス時に作業者が安全プラグ６を抜き忘れた場合、作業者が感電する虞があることから、バッテリパック１０は、メンテナンス時の安全プラグ６の抜き忘れを防止するために、カバー３に形成された開口３１ａを備える。

開口３１ａの周縁部３１は、安全プラグ６がプラグ接続部５に接続されたままの状態で、カバー３がハウジング２から取り外されることを防止するためのものである。周縁部３１は、プラグ接続部５の負極端子部５ｂ及び正極端子部５ｃを空間Ｓの外部に露出させるように設けられる。換言すると、プラグ接続部５は、周縁部３１で囲まれる開口３１ａを通じて空間Ｓの外部に露出するように配置される。そして、安全プラグ６は、開口３１ａの上方からプラグ接続部５に接続される。

周縁部３１は、安全プラグ６がプラグ接続部５に接続されている状態で、安全プラグ６とハウジング２との間に介在する。そして、周縁部３１は、この状態の安全プラグ６と、安全プラグ６の挿入方向（本実施形態では上下方向）においてオーバーラップするように形成される。本実施形態の周縁部３１は、バッテリパック１０の上面視で、プラグ接続部５に接続されている状態の安全プラグ６と完全にオーバーラップする大きさの矩形状に形成されている。なお、周縁部３１は、少なくともその一部が、プラグ接続部５に接続されている状態の安全プラグ６と、安全プラグ６の挿入方向においてオーバーラップすればよく、その形状及び大きさは図１及び図２に示すものに限定されない。

［２．作用，効果］
バッテリパック１０では、安全プラグ６がプラグ接続部５に接続されている状態で、カバー３の開口３１ａの周縁部３１が、安全プラグ６とハウジング２との間に介在し、安全プラグ６の挿入方向において安全プラグ６とオーバーラップするように形成される。そのため、安全プラグ６がプラグ接続部５に接続された状態のまま、カバー３がハウジング２から取り外されようとすると、カバー３の開口３１ａの周縁部３１が安全プラグ６と接触し、カバー３の動きが拘束される。これにより、安全プラグ６がプラグ接続部５に接続されている状態、すなわちバッテリ１から電気回路４への電力供給が可能とされている状態で、カバー３が取り外されることが防止される。

したがって、バッテリパック１０によれば、カバー３が取り外される場合に安全プラグ６の抜き忘れを防止することができる。そのため、バッテリパック１０のメンテナンス時に作業者の感電を防止することができ、メンテナンス作業者の安全性を確保することができる。

また、バッテリパック１０では、カバー３の開口３１ａの周縁部３１を安全プラグ６とオーバーラップするように形成するだけで、前記のように安全プラグ６の抜き忘れを防止することができる。そのため、バッテリパック１０を簡素な構成とすることができ、バッテリパック１０の設計コストや製造コストを抑制することができる。したがって、バッテリパック１０によれば、メンテナンス作業者の安全性を確保しつつ、コストを抑制することができる。

［３．変形例］
上述した本実施形態に関わらず、それらの趣旨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。本実施形態の各構成は、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせてもよい。

本実施形態では、カバー３がハウジング２に対して上方から取り付けられる場合を例示したが、カバー３は、ハウジング２の形状や向きに応じて、他の方向からハウジンブ２に取り付けられてもよい。例えば、ハウジング２が横方向（水平方向）に開口した形状に形成される場合や、ハウジング２が横方向に開口する向きに設置される場合には、カバー３は、ハウジング２に対して横方向から取り付けられてもよい。この場合、安全プラグ６は、プラグ接続部５に対して横方向から挿入されるため、カバー３の開口３１ａの周縁部３１は、横方向においてプラグ接続部５に接続された安全プラグ６とオーバーラップするように形成される。

また、本実施形態で示したハウジング２，カバー３，プラグ接続部５及び安全プラグ６の形状は一例であり、変更可能である。例えば、本実施形態では、安全プラグ６のプラグ本体部６ａから端子部６ｂ，６ｂが突設され、プラグ接続部５の接続本体部５ａの内部に二つの端子部５ｂ，５ｃが設けられる場合を例示したが、これに代えて、安全プラグ６のプラグ本体部６ａの内部に端子部６ｂ，６ｂを設け、プラグ接続部５の接続本体部５ａから端子部５ｂ，５ｃを突設させてもよい。また、プラグ接続部５及び安全プラグ６は、例えば、円柱状の本体部５ａ，６ａを有するように形成されてもよいし、ピン状の端子部５ｂ，５ｃ，６ｂを有するように形成されてもよい。

また、本実施形態では、プラグ接続部５がハウジング２内のフレーム２１の上面に固定された場合を例示したが、プラグ接続部５の固定先や配置は変更可能である。プラグ接続部５は、少なくとも、空間Ｓの外部から安全プラグ６が接続可能に設けられればよく、例えば、バッテリモジュール１１の上面に直接的に固定されてもよい。
また、本実施形態では、車両駆動用のバッテリパック１０を例示したが、バッテリパック１０は、車両駆動用以外の用途で使用されるものであってもよい。

１ バッテリ
２ ハウジング（基部）
３ カバー（蓋部）
４ 電気回路
５ プラグ接続部
６ 安全プラグ（プラグ）
１０ バッテリパック
３１ 周縁部
３１ａ 開口

Claims (1)

1. バッテリと、前記バッテリに接続された電気回路と、前記バッテリ及び前記電気回路を支持する基部と、前記基部に取り付けられる蓋部と、を備えたバッテリパックにおいて、
   前記電気回路を開閉するプラグと、
   前記基部に設けられ、前記プラグが接続されるプラグ接続部と、
   前記蓋部に形成された開口と、を備え、
   前記開口の周縁部は、前記プラグが前記プラグ接続部に接続されている状態で、前記プラグと前記基部との間に介在し、前記プラグの挿入方向において前記プラグとオーバーラップする
   ことを特徴とする、バッテリパック。

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