JP2017501377A - 複数の電極接点に係る固定状態検知デバイス及び複数の電極のノードにおける異常な電極接点を検出する固定状態検知デバイス - Google Patents

複数の電極接点に係る固定状態検知デバイス及び複数の電極のノードにおける異常な電極接点を検出する固定状態検知デバイス Download PDF

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Abstract

【課題】複数の電極接点に係る固定状態検知デバイスを提供すること。【解決手段】複数の電極接点に係る固定状態検知デバイスは、電極と、端子ボルトと、センシングユニットと、位置決めボルトとを備える。前記電極は、電極スレッドと位置決めスレッドを備える。前記端子ボルトは、コンダクタと前記電極スレッドを固定し且つ少なくとも１つの位置決め凹部を備える。前記センシングユニットは、絶縁カバーと、第１接触点と、第２接触点と、弾性部材と、電圧信号入力コネクタとを備え、前記弾性部材が押し潰されるときには、前記電極のノードの電圧信号を戻す回路が形成される。前記位置決めボルトは、検知センサアセンブリを位置決めスレッドに取り付けるためのものであり、前記位置決めボルトのヘッド部が前記位置決め凹部に入り込むときには、前記端子ボルトは前記位置決めボルトのヘッド部により固定状態となるように構成される。これにより、電力システムの故障が抑制される。【選択図】図１

Description

本発明は、検知センサアセンブリを利用し且つ複数の電極接点に係る固定状態検知デバイスに関し、特に検知センサアセンブリの信号の安定性を利用して固定状態を確認する機器に関する。固定状態検知デバイスは、電気自動車の分野で特に有益である。なぜなら、固定状態検知デバイスは、当該分野において動力を供給する大量のバッテリモジュールとともによく接続されるからである。関連する端子ボルトは、電気自動車における振動の影響を受ける。
何百ものバッテリが、大型電気自動車のバッテリモジュールに使用され、直列接続又は並列接続されている。ほとんどの組み立て方法において、すべての電極接触点を正確に固定することは困難なので、緩みのリスクがこのタイプのバッテリモジュールには常に存在する。しかし、電気自動車が走行しているときには、バッテリは電気自動車の継続的な振動によって継続的に影響を受ける。すなわち、電気自動車が長時間走行するときには、電極接触点が緩められて、その結果、高電圧アークやスパークを起こすことがある。したがって、バッテリモジュールの安全を確保するために固定状態検知デバイスが求められているといえる。
本発明は、固定状態検知デバイスを提供するものである。固定状態検知デバイスは、バッテリの電圧情報及びバッテリモジュールの電極接点の固定状態を戻すために用いられる検出センサアセンブリを含む。特に、固定状態検知デバイスは、継続的に振動し得る電気自動車に応用されるものである。
本発明の目的は、複数の電極接点に係る固定状態検知デバイスを提供することにある。電極接触点が万が一緩められたときには、電気自動車の電気システムの障害を避けるために、これを検知したことをユーザに通知する。
本発明の第２の目的は、複数の電極接点に係る固定状態検知デバイスを提供することにある。電極接触点の固定状態及びバッテリの電圧情報が固定状態検知デバイスによってバッテリ管理ユニットに送信される。
本発明の別の目的は、バッテリ管理ユニットにおける少なくとも１つの検知センサアセンブリを利用することで、同一のポテンシャルを有する異なる電極の固定状態を検知することができる固定状態検知デバイスを提供することにある。
本発明の一側面によれば、複数の電極接点に係る固定状態検知デバイスであって、電極と、端子ボルトと、センシングユニットと、位置決めボルトとを備え、前記電極は、電極スレッドと位置決めスレッドとを備え、前記端子ボルトは、コンダクタと前記電極スレッドを固定し且つ少なくとも１つの位置決め凹部を備え、前記センシングユニットは、絶縁カバーと、第１接触点と、第２接触点と、弾性部材と、電圧信号入力コネクタとを備え、前記弾性部材が押し潰されると、前記電極のノードの電圧信号を戻す回路が形成され、前記位置決めボルトは、検知センサアセンブリを位置決めスレッドに取り付けるためのものであり、前記位置決めボルトのヘッド部が前記位置決め凹部に入り込むと、前記端子ボルトが前記位置決めボルトのヘッド部により固定状態となるように構成される、複数の電極接点に係る固定状態検知デバイスが提供される。
本発明の別の側面によれば、別異の電極に係る別異の検知センサアセンブリを更に備え、前記電極と前記別異の電極とは、同一のポテンシャルを有する、複数の電極接点に係る固定状態検知デバイスが提供される。
本発明の別の側面によれば、分圧器回路を形成するためのバイアス抵抗器を更に備え、前記弾性部材が押し潰されない場合には、固有のドロップ電圧信号がバッテリ管理コンポーネントに送信される、複数の電極接点に係る固定状態検知デバイスが提供される。
本発明の別の側面によれば、前記固有のドロップ電圧信号を測定して異常な電極接触点を識別するためのコントロールユニットを更に備える、複数の電極接点に係る固定状態検知デバイスが提供される。
本発明の別の側面によれば、複数の電極のノードにおける異常な電極接点を検出する固定状態検知デバイスであって、少なくとも２つの検知センサアセンブリと電圧信号入力コネクタとを備え、各検知センサアセンブリは、絶縁アセンブリと、第１接触点と、第２接触点と、弾性部材とを備え、前記弾性部材が位置決めボルト及び関連する端子ボルトの固定によって押し潰されると、第１接触点と第２接触点とを導通する回路が形成され、検知センサアセンブリが位置決めボルトにより位置決めスレッドに固定され、前記位置決めボルトのヘッド部が位置決め凹部に入り込むと、前記端子ボルトは前記位置決めボルトのヘッド部によって固定状態となるように構成される、複数の電極のノードにおける異常な電極接点を検出する固定状態検知デバイスが提供される。
上述の本発明は、その分野に属する通常の知識を有する者が下記の発明の詳細な説明及び添付した図面を参照することによってより簡易に理解することができる。
本発明の第１実施形態に係る固定状態検知デバイスの等角図法による模式図である。 本発明の第１実施形態に係る固定状態検知デバイスの分解図である。 本発明の第１実施形態に係る固定状態検知デバイスの断面図である。 本発明の第２実施形態に係る固定状態検知デバイスの等角図法による模式図である。 本発明の第２実施形態に係る並列接続された複数のバッテリモジュールの配線図である。
以下、本発明の第１実施形態に係る複数の電極接点に係る固定状態検知デバイスについて、図１〜図３を参照しながら説明する。本固定状態検知デバイスは、電極１０１、端子ボルト１０２、位置決め凹部１０３、電極スレッド１０４、位置決めボルト１０５、位置決めスレッド１０６、コンダクタ１１０、第１接触点１１１、第２接触点１１２、第１絶縁スリーブ１１３、第２絶縁スリーブ１１４、絶縁カバー、及び弾性スペーサー１１６を備える。
図２に示されるように、電極は、電極スレッド１０４と位置決めスレッド１０６とを含む。
コンダクタ１１０は、端子ボルト１０２を通して電極１０１に固定される。端子ボルト１０２は、位置決め凹部１０３と位置決めスレッド１０６とが整合するように位置を調節し、これにより位置決めボルト１０５が設けられる。
位置決めボルト１０５は、検出センサアセンブリを位置決めスレッド１０６に取り付けるためのものである。
センシングユニットは、絶縁カバー１１５、第１接触点１１１、第２接触点１１２及び弾性スペーサー１１６を含む。図３に示され且つ第１実施形態において例示するように、絶縁カバー１１５は、第１接触点１１１と第２接触点１１２とを含む。絶縁カバー１１５が位置決めボルト１０５により押し潰されると、弾性スペーサー１１６が圧縮されて第１接触点１１１と第２接触点１１２とが互いに接触し、これによって導電性回路を形成する。絶縁カバー１１５が開放又は減圧されると、弾性スペーサー１１６は、第１接触点１１１と第２接触点１１２とを隔て、これにより第１接触点１１１及び第２接触点１１２間の回路が切り離される。
第１実施形態において、第１接触点１１１はバッテリ管理ユニットと接続されて、第２接触点１１２は電圧検出プローブ又は電圧検出コネクタ（電極から電圧信号を受信する）と接続される。つまり、第１接触点１１１が第２接触点１１２に接触するときには、安定した電圧信号がバッテリ管理ユニットにより継続的に受信され、第１接触点１１１と第２接触点１１２とが絶縁されるときには、電圧信号が失われる。
続いて図４を参照し、本発明の第２実施形態に係る複数の電極接点に係る固定状態検知デバイスについて説明する。複数の検知センサアセンブリは、第１バッテリ４０１と第２バッテリ４０２とに設けられる。第１バッテリ４０１と第２バッテリ４０２とは、並列に接続される。
第２実施形態は、２つのバッテリが並列接続されるときに、複数の検知センサアセンブリによって電圧信号が送信されることにより複数の電極が固定状態であることを検出するものである。第１バッテリ４１０の負極４１２及び第２バッテリ４２０の負極４２１は、同一のポテンシャルを有する。
位置決めボルト４１４は、第１バッテリ４１０の負極４１２の電極スレッド４１３の固定状態を確認するものである。第１実施形態において説明されるように、検知センサアセンブリが、位置決めボルト４１４に取り付けられ且つ第１バッテリ４１０の負極４１２の位置決めスレッドに設けられることを特徴としている。
位置決めボルト４２４は、第２バッテリ４２０の負極４２１の電極スレッド４２３の固定状態を確認するものである。第１実施形態において説明されるように、検知センサアセンブリが位置決めボルト４１４に取り付けられ且つ第２バッテリ４２０の負極４２１の位置決めスレッドに設けられることを特徴としている。
第１バッテリ４１０の負極４１２及び第２バッテリ４２０の負極４２１からの電圧情報信号が、コンダクタ４５０及び入力線４５２に送信される。位置決めボルト４１４及び位置決めボルト４２４に関連付けられるこれら２つの検知センサアセンブリが押し潰されて、第１接触点及び第２接触点を介して電流が流れるとき、電流情報信号が、バッテリ管理ユニット（図示せず）の入力線４５２、相互接続線４５１、及び出力線４５３を通して、電圧情報を戻すためにバッテリ管理ユニットに送信される。
検知センサアセンブリのうちの１つの関連する位置決めボルトが緩まったときは、押し潰された状態が解除され、第１接触点と第２接触点との間の電気伝導が絶縁される。この状況では、バッテリ管理ユニットは電圧情報信号を失う。すなわち、車両管理部ユニットによって、電圧情報信号が失われたら電極接触点が緩まっている可能性があると判断することができる。そして、バッテリ管理ユニットと関連する車両管理部ユニットは、電極接触点における上記必要な検出をするように、ユーザやサービスの提供者に知らせることができる。
続いて図５を参照し、より高度な例である第２実施形態を説明する。ブロック５０４、５０３、５０２、５０１は、対応するバッテリの対応する電極に係る固定状態、及び並列のバッテリモジュールにおいて指定されたノードの電圧信号を戻す検知センサアセンブリをそれぞれ表している。ワイヤ５３４、５３３、５３２、５３１は、対応する電極の検知センサアセンブリを接続するものである。
図５に例示するように、バイアス抵抗器５２３、５２２、５２１は、何れかのバッテリの端子ボルトが緩められたときにバッテリにおける複数の電極の固定状態を検出し、異常な電極接点を識別可能な分圧器回路を形成するものである。すべての検知センサアセンブリがしっかりと固定されているときには、電圧情報信号がバッテリ管理ユニットによってワイヤ５２０、５３４を通して直接的に読み込まれ、電極のノードのすべての電圧値がバッテリ管理ユニットによって取得される。検知センサアセンブリのうちの１つが緩められているときには、ワイヤ５２０、５３４の間を通電せず、電極のノードにおける電圧情報信号がバッテリ管理ユニットによって対応するバイアス抵抗器を通して読み込まれ、減少した電圧値がバッテリ管理ユニットにより取得される。これにより、バッテリ管理ユニットと関連付けられた車両管理ユニットによって、減少した電圧信号及び分圧器回路における電圧値の計算結果を通して、接触異常がある電極を決定し且つ特定することができる。
図５において示される実施形態を実施すれば、車両管理ユニットによって、電極又はコンダクタが緩む前に異常な電極接点をユーザに通知することができる。緩められた位置決めボルトが、低減された電圧信号を通じて車両管理ユニットにより特定されるので、端子ボルトは依然電極スレッドに位置することとなる。すなわち、異常な電極接点を検知してドライバー又はサービスの提供者に警告することができる。
１０１ ：電極
１０２ ：端子ボルト
１０３ ：位置決め凹部
１０４ ：電極スレッド
１０５ ：位置決めボルト
１０６ ：位置決めスレッド
１１０ ：コンダクタ
１１１ ：第１接触点
１１２ ：第２接触点
１１３ ：第１絶縁スリーブ
１１４ ：第２絶縁スリーブ
１１５ ：絶縁カバー
１１６ ：弾性スペーサー
４０１ ：第１バッテリ
４０２ ：第２バッテリ
４１０ ：第１バッテリ
４１２ ：負極
４１３ ：電極スレッド
４１４ ：位置決めボルト
４２０ ：第２バッテリ
４２１ ：負極
４２３ ：電極スレッド
４２４ ：位置決めボルト
４５０ ：コンダクタ
４５１ ：相互接続線
４５２ ：入力線
４５３ ：出力線
５０１ ：ブロック
５０２ ：ブロック
５０３ ：ブロック
５０４ ：ブロック
５２０ ：ワイヤ
５２１ ：バイアス抵抗器
５２２ ：バイアス抵抗器
５２３ ：バイアス抵抗器
５３１ ：ワイヤ
５３２ ：ワイヤ
５３３ ：ワイヤ
５３４ ：ワイヤ

Claims (5)

  1. 複数の電極接点に係る固定状態検知デバイスであって、
    電極と、端子ボルトと、センシングユニットと、位置決めボルトとを備え、
    前記電極は、電極スレッドと位置決めスレッドとを備え、
    前記端子ボルトは、コンダクタと前記電極スレッドを固定し且つ少なくとも１つの位置決め凹部を備え、
    前記センシングユニットは、絶縁カバーと、第１接触点と、第２接触点と、弾性部材と、電圧信号入力コネクタとを備え、前記弾性部材が押し潰されると、前記電極のノードの電圧信号を戻す回路が形成され、
    前記位置決めボルトは、検知センサアセンブリを位置決めスレッドに取り付けるためのものであり、
    前記位置決めボルトのヘッド部が前記位置決め凹部に入り込むと、前記端子ボルトが前記位置決めボルトのヘッド部により固定状態となるように構成される、
    複数の電極接点に係る固定状態検知デバイス。
  2. 別異の電極に係る別異の検知センサアセンブリを更に備え、
    前記電極と前記別異の電極とは、同一のポテンシャルを有する、
    請求項１に記載の複数の電極接点に係る固定状態検知デバイス。
  3. 分圧器回路を形成するためのバイアス抵抗器を更に備え、
    前記弾性部材が押し潰されない場合には、固有のドロップ電圧信号がバッテリ管理コンポーネントに送信される、
    請求項２に記載の複数の電極接点に係る固定状態検知デバイス。
  4. 前記固有のドロップ電圧信号を測定して異常な電極接触点を識別するためのコントロールユニットを更に備える、請求項３に記載の複数の電極接点に係る固定状態検知デバイス。
  5. 複数の電極のノードにおける異常な電極接点を検出する固定状態検知デバイスであって、
    少なくとも２つの検知センサアセンブリと電圧信号入力コネクタとを備え、
    各検知センサアセンブリは、絶縁アセンブリと、第１接触点と、第２接触点と、弾性部材とを備え、
    前記弾性部材が位置決めボルト及び関連する端子ボルトの固定によって押し潰されると、第１接触点と第２接触点とを導通する回路が形成され、検知センサアセンブリが位置決めボルトにより位置決めスレッドに固定され、
    前記位置決めボルトのヘッド部が位置決め凹部に入り込むと、前記端子ボルトは前記位置決めボルトのヘッド部によって固定状態となるように構成される、
    複数の電極のノードにおける異常な電極接点を検出する固定状態検知デバイス。
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