JP3350189B2 - 電気自動車用バッテリボックス装置 - Google Patents

電気自動車用バッテリボックス装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は電気自動車用バッテリ
ボックス装置に係り、特に車両駆動用の電源出力を遮断
するブレーカと制御手段とからなるブレーカ装置をバッ
テリとともにバッテリボックスに収納し、組立、保守を
効率的に行うことができる電気自動車用バッテリボック
ス装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の電気自動車用バッテリボックス
は、特公昭５７―４０６３号公報に開示されているよう
に、バッテリケース内のバッテリ回路にノーマルオフの
スイッチを配置してバッテリボックスからのバッテリ出
力を遮断し、一方バッテリボックスを電気自動車搭載時
に、スイッチに設けられた摺動可能な操作子を自動車の
側壁等により摺動して移動させることによりオン状態に
移行させ、バッテリボックスからバッテリ出力が得られ
るよう構成されたものは知られている。
【０００３】このように構成されたバッテリボックス
は、車体からバッテリボックスを取外した場合には、バ
ッテリ回路のスイッチがオフ状態となり、バッテリボッ
クスからのバッテリ出力を禁止することができるため、
短絡、漏電等を未然に防ぎつつ組立、保守等の作業を行
うことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のバッテリボック
スは、バッテリ出力を禁止する単なるＯＮ／ＯＦＦスイ
ッチのみを備える構成のため、電気自動車各部の状態を
検出するセンサからのセンサ信号に基づいて、ブレーカ
を制御する制御手段、および制御手段からの制御情報に
基づいてバッテリ電源を遮断するブレーカ等は、予め自
動車に搭載して必要な配線を行っておく必要があり、狭
いキャビン内での組立の煩わしさや、組立に時間を要す
る課題がある。
【０００５】また、制御手段、ブレーカの機能動作、お
よび性能検査についても、バッテリを車体に組込んで最
終の確認をする必要があるため、チェックに時間を要す
る課題がある。
【０００６】この発明はこのような課題を解決するため
なされたもので、その目的は組立およびチェックを効率
的に行うことができる電気自動車用バッテリボックス装
置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
この発明に係る電気自動車用バッテリボックス装置は、
電気自動車を駆動する駆動用電源を構成する複数の蓄電
池と、蓄電池を収容するバッテリボックスと、電気自動
車の各部の状態に基づいて駆動用電源の遮断を制御する
制御手段、および制御手段の出力に基づいて作動し、駆
動用電源を遮断するブレーカからなるブレーカ装置とを
備え、少なくともブレーカ装置をバッテリボックス内に
収納したことを特徴とする。
【０００８】また、この発明に係る電気自動車用バッテ
リボックス装置は、ブレーカと、制御手段とをブレーカ
ボックスに収容してブレーカ装置を構成し、このブレー
カ装置をバッテリボックス内に区画して収納したことを
特徴とする。
【０００９】さらに、この発明に係る電気自動車用バッ
テリボックス装置は、前記ブレーカ装置に、駆動用電源
の遮断および接続を行う手動のブレーカスイッチを備
え、ブレーカスイッチを電気自動車用バッテリボックス
装置の外部に配置したことを特徴とする。
【００１０】また、この発明に係る電気自動車用バッテ
リボックス装置は、ブレーカ装置に、駆動用電源を接続
する入力部と、負荷を接続する出力部とを備え、入力部
を電気自動車用バッテリボックス装置内に配設し、出力
部を電気自動車用バッテリボックス装置の外部と接続可
能に開放して配設したことを特徴とする。
【００１１】さらに、この発明に係る電気自動車用バッ
テリボックス装置は、ブレーカ装置に、電気自動車用バ
ッテリボックス装置と外部の車体制御部との相互間で信
号の授受を行うインタフェース接続部を備え、インタフ
ェース接続部を電気自動車用バッテリボックス装置の外
部と接続可能に開放して配設したことを特徴とする。
【００１２】また、この発明に係る電気自動車用バッテ
リボックス装置は、電気自動車用バッテリボックス装置
が電気自動車に搭載される場合、ブレーカ装置の一部が
電気自動車の車室内に配置され、ブレーカ装置に設けら
れたブレーカスイッチ、出力部およびインタフェース接
続部の少なくとも１つが電気自動車の車室内に配設さ
れ、スイッチ操作または接続が車室内でできることを特
徴とする。
【００１３】さらに、この発明に係る電気自動車用バッ
テリボックス装置は、封止部を備え、電気自動車用バッ
テリボックス装置が電気自動車に搭載された場合、少な
くとも電気自動車の車室内に配置されたブレーカ装置が
車外から封止されることを特徴とする。
【００１４】
【作用】この発明に係る電気自動車用バッテリボックス
装置は、蓄電池、ブレーカおよび制御手段からなるブレ
ーカ装置をバッテリボックス内に収容するので、電気自
動車用バッテリボックス装置単体で蓄電池の電圧チェッ
ク、ブレーカの動作、性能確認および保守を行うことが
できる。
【００１５】また、ブレーカおよび制御手段をブレーカ
ボックスに収納してブレーカ装置を構成し、このブレー
カ装置をバッテリボックス内に区画して収容するので、
ブレーカ装置の組立ておよび動作確認、蓄電池の組立て
および電圧チェックをそれぞれ単独に行った後、電気自
動車用バッテリボックス装置全体の組立ておよび動作確
認をすることができる。
【００１６】さらに、ブレーカ装置には手動操作のブレ
ーカスイッチ、駆動用電源を外部負荷に供給する出力部
および車体制御部との間で信号の授受を行うインタフェ
ース接続部を設け、ブレーカ装置を電気自動車用バッテ
リボックス装置に収容した場合、これらブレーカスイッ
チ、出力部およびインタフェース接続部が電気自動車用
バッテリボックス装置の外部に配置されるよう構成した
ので、負荷や車体制御部の擬似回路、または実際の負荷
や車体制御部を接続したり、ブレーカスイッチを操作し
たりして、電気自動車用バッテリボックス装置単体で組
立てや全体の動作確認を行うことができる。
【００１７】また、電気自動車用バッテリボックス装置
を電気自動車に搭載した場合、ブレーカ装置が車室内に
配置されるよう構成したので、ブレーカスイッチ、出力
部およびインタフェース接続部が車室内に配設され、車
室内で接続（組立て）、動作チェックおよび保守を実施
することができる。
【００１８】さらに、電気自動車用バッテリボックス装
置に封止部を設け、電気自動車の車室内に配置されたブ
レーカ装置を密閉し、ブレーカ装置を車外からシールす
るので、外部から車室内への水や埃等の侵入を防止する
ことができる。
【００１９】
【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。図１はこの発明に係る電気自動車用バッテ
リボックス装置の構成図である。図１において、電気自
動車用バッテリボックス装置１には、図５のブレーカ２
１、制御手段２２、電流センサ８Ｂ、コネクタ７Ａ、７
Ｂ、７Ｃおよび外部Ｉ／Ｆ端子１０をブレーカボックス
７に収納して機能ブロック化した電気自動車用ブレーカ
装置２０と、複数のバッテリから構成される駆動用電源
６Ａおよびセンサ部８Ａを有するバッテリ部６とをバッ
テリボックス１Ａに収容して機能ブロックを構成する。
電気自動車用バッテリボックス装置１は、鋼鉄製の上ケ
ース２および下ケース３と、樹脂製の電池上カバー４お
よび電池下カバー５とからなるバッテリボックス１Ａ
に、複数のバッテリから構成される駆動用電源６Ａおよ
び駆動用電源６Ａの温度、水素ガス等を検出する複数の
センサからなるセンサ部８Ａを備えたバッテリ部６と、
電気自動車用ブレーカ装置２０とを区画して収納する。
【００２０】上ケース２および下ケース３にて上下に包
含されたバッテリボックス１Ａで構成された電気自動車
用バッテリボックス装置１は、複数のバッテリから構成
する駆動用電源６Ａおよびセンサ部８Ａからなるバッテ
リ部６と、電気自動車用ブレーカ装置２０を収納して電
気自動車の車体底部に固定し、電気自動車の振動および
路面からの水等から保護するために充分な強度と気密性
を確保するよう構成する。
【００２１】上ケース２には複数の係止部２Ａを設け、
係止部２Ａと対向する位置に設けた下ケース３のロック
部３Ａとの間で固定する。また、上ケース２には電気自
動車用バッテリボックス装置１の組立て完了後に、電気
自動車用ブレーカ装置２０に設けられたブレーカスイッ
チＳを操作したり、電気自動車用ブレーカ装置２０に設
けられたコネクタ類と外部回路等の接続が可能なよう
に、電気自動車用ブレーカ装置２０の一部または全体を
上ケース２の外部に突出させるようケース窓部２Ｂを設
ける。一方、下ケース３には両側面に車体取付部３Ｂを
設け、車体底部から電気自動車用バッテリボックス装置
１を挿入して車体フレームに支持、固定できるよう構成
する。
【００２２】電池上カバー４および電池下カバー５は上
ケース２と下ケース３と協働して、複数のバッテリから
構成する駆動用電源６Ａおよびセンサ部８Ａと、電気自
動車用ブレーカ装置２０とを上下から包み込んで支持す
るとともに、電気自動車の振動を吸収して保護するよう
構成する。また、電池下カバー５にはバッテリを１個ず
つ収納する電池収納部５Ａを設け、バッテリの配置作業
やバッテリ同士の配線作業を容易にするとともに、電気
自動車用バッテリボックス装置１内に複数のバッテリか
らなる駆動用電源６Ａを一括して整然と配置し、バッテ
リ相互間に空間ができるよう配置してバッテリから発生
する熱を逃がすよう構成する。さらに、電池上カバー４
にはブレーカスイッチＳがケース窓部２Ｂに突出するよ
うに、上ケース２のケース窓部２Ｂに対応する位置にカ
バー窓部４Ａを設ける。また、電池上カバー４にはセン
サ部８Ａを構成する、例えばガスセンサを配置し、バッ
テリの過充電等による水素ガスの発生を監視し、図示し
ない接続線でセンサ部８Ａと電気自動車用ブレーカ装置
２０を配線してセンサ信号を電気自動車用ブレーカ装置
２０に提供する。
【００２３】駆動用電源６Ａは、例えば充電可能な複数
の鉛蓄電池（以下バッテリと称する）で構成し、それぞ
れのバッテリのバッテリ端子９Ａ相互間を接続線９Ｂで
直列に配線して所望の電圧値（例えば、１５０〜３００
Ｖの駆動用電源）を得、バッテリ端子９Ｃ、９Ｄに接続
線６Ｃ、６Ｄを接続することで駆動用電源出力（バッテ
リ出力）を電気自動車用ブレーカ装置２０に供給するよ
う構成する。また、接続線６Ｃ、６Ｄの代りに駆動用電
源６Ａの出力をコネクタ（後述する図２の６Ｂ）で構成
し、電気自動車用ブレーカ装置２０に設けた入力コネク
タ（後述する図２の７Ａ参照）と接続するよう構成する
こともできる。さらに、駆動用電源６Ａには、例えば温
度センサ（センサ部８Ａ）を配置してバッテリの温度を
検出し、図示しない接続線でセンサ部８Ａと電気自動車
用ブレーカ装置２０を接続してセンサ信号を電気自動車
用ブレーカ装置２０に提供する。なお、駆動用電源６Ａ
の電圧は、バッテリの組立て、配線後に接続線６Ｃ、６
Ｄまたは入力コネクタ７Ａを介して駆動用電源６Ａ単独
でチェックすることができる。
【００２４】電気自動車用ブレーカ装置２０は、後に説
明するブレーカ２１および制御手段２２を収納して機能
ブロックを構成し、上部に手動操作のブレーカスイッチ
Ｓを設けて駆動用電源６Ａを構成するバッテリの電気自
動車用バッテリボックス装置１上部に配置し、電気自動
車用ブレーカ装置２０の一部または全体をケース窓部２
Ｂから突出させて電気自動車用バッテリボックス装置１
の外部に配置されるよう構成する。ブレーカスイッチＳ
を手動操作してオン状態にすることにより、電気自動車
用バッテリボックス装置１から外部負荷（例えば、図５
のモータ駆動部２８）にバッテリ出力を供給することが
でき、一方ブレーカスイッチＳを手動操作してオフ状態
にすることにより、バッテリ出力を強制的に遮断し、電
気自動車用バッテリボックス装置１の電気自動車搭載時
やメンテナンス時の取扱いに対応する。
【００２５】図２は電気自動車用ブレーカ装置の構成図
であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側断面図を示す。図
２において、電気自動車用ブレーカ装置２０は、ブレー
カボックス７内にブレーカ２１および制御手段２２、電
流センサ８Ｂ、入力コネクタ７Ａ、出力コネクタ７Ｂ、
およびＩ／Ｆ（インタフェース）接続用コネクタ（図５
の外部Ｉ／Ｆ端子）１０を収納し、上部には手動操作の
ブレーカスイッチＳを突出させ、ブレーカスイッチＳを
保護するスイッチ保護カバー２１Ａで開閉自在に覆う構
成とする。また、電気自動車用ブレーカ装置２０は、下
部に入力コネクタ７Ａ、上部に出力コネクタ７Ｂを配置
し、入力コネクタ７Ａは駆動用電源６Ａからのバッテリ
入力ケーブル６Ｂと接続し、出力コネクタ７Ｂは外部負
荷（例えば、図５のモータ駆動部２８）からのバッテリ
出力ケーブル７Ｄと接続する。
【００２６】駆動用電源６Ａからの高電圧電源（１５０
Ｖ〜３００Ｖ）は、バッテリ入力ケーブル６Ｂと入力コ
ネクタ７Ａ、入力バスバー１９Ａを介してブレーカ２１
に入力され、ブレーカ２１から出力バスバー１９Ｂと出
力コネクター７Ｂ、バッテリ出力ケーブル７Ｄを介して
モータ駆動部２８に供給される。なお、駆動用電源６Ａ
からのバッテリ入力ケーブル６Ｂと入力コネクタ７Ａ
は、図１の電気自動車用バッテリボックス装置１組立て
時に内部接続を行い、組立て後は外部からの取扱いがで
きないよう構成する。出力バスバー１９Ｂには出力電流
を監視するための電流センサ８Ｂが取り付けられてお
り、過大な電流が流れた場合に制御手段２２の指示によ
ってブレーカ２１を作動させて駆動用電源６Ａを遮断す
る。
【００２７】Ｉ／Ｆ接続用コネクタ（図５の外部Ｉ／Ｆ
端子）１０はブレーカボックス７の上部に設け、ブレー
カ２１を作動させる擬似回路やブレーカ２１の故障診断
をするための外部メンテナンス用試験装置（いずれも図
示しない）を容易に接続して電気自動車用ブレーカ装置
２０を単体でチェックすることができるとともに、車体
側の機能ブロック、例えば図５に示す車両制御用ＥＣＵ
３２、車体センサ部３１、表示部３３および補機用電源
（１２Ｖ）３０を容易に接続することができるよう構成
する。
【００２８】入力コネクタ７Ａおよび出力コネクタ７Ｂ
は、ブレーカボックス７の外側に配置し、入力コネクタ
７Ａには図１の駆動用電源６Ａ出力のバッテリ入力ケー
ブル（６Ｃ、６Ｄ）６Ｂをコネクタ化して接続し、出力
コネクタ７Ｂには図５に示す電気自動車のモータ２９を
駆動するモータ駆動部２８等のバッテリ出力ケーブル７
Ｄをコネクタ化して接続するよう構成する。出力コネク
タ７Ｂはコネクタカバ−７Ｅにより覆われる構成とし、
バッテリおよび外部回路との電気的な接続をコネクタで
行うよう構成したので、組立、保守等の作業が能率よく
できる。
【００２９】ブレーカスイッチＳはコネクタカバー７Ｅ
とリンク機構等（図示しない）を介して連動させ、ブレ
ーカスイッチＳのオン時に出力コネクタ７Ｂはコネクタ
カバー７Ｅにより覆われており、ブレーカスイッチＳの
オフ時にはコネクタカバー７Ｅを移動させて出力コネク
タ７Ｂを覆い状態から開放状態にし、駆動用電源６Ａの
遮断状態をブレーカスイッチＳのオフ操作と連動させ、
遮断状態を確保して出力コネクタ７Ｂの組立て、保守等
の作業を行うことも可能である。
【００３０】スイッチ保護カバー２１Ａは図１の電池上
カバー４のカバー窓部４Ａおよび上ケース２のケース窓
部２Ｂを通して上ケース２から突出するように配置する
ので、上ケース２の外側からスイッチ保護カバー２１Ａ
を開き、ブレーカスイッチＳを手動で操作することがで
きる。
【００３１】このように、スイッチ保護カバー２１Ａを
開けてブレーカスイッチＳをオン操作することにより、
図１の電気自動車用バッテリボックス装置１の単体の動
作ならびに性能チェックが可能となる。一方、ブレーカ
スイッチＳをオフ操作し、スイッチ保護カバー２１Ａを
閉じておくことにより、電気自動車用バッテリボックス
装置１を電気自動車に搭載したり、保守のために外した
りする作業に際して駆動用電源６Ａ（高電圧電源）を遮
断して行うことができる。
【００３２】また、ブレーカボックス７の上下合せ面を
固定するねじ部１８Ａの固定部および上ケース２と電気
自動車用ブレーカ装置２０を固定するねじ部１８Ｂの座
面部にそれぞれシールパッキン１７を設けたので、電気
自動車用ブレーカ装置２０の密閉化ならびに電気自動車
用バッテリボックス装置１の密閉化が実現できる。
【００３３】各機能ブロックは電気自動車用バッテリボ
ックス装置１に収納するよう構成するため、電気自動車
用バッテリボックス装置１は電気自動車用ブレーカ装置
２０が有するブレーカスイッチＳ、駆動用電源６Ａ（１
５０〜３００Ｖ）の出力コネクタ７ＢおよびＩ／Ｆ接続
用コネクタ１０のみを外部に備える単純な構成となる。
【００３４】このように、電気自動車用ブレーカ装置２
０のブレーカスイッチＳ、出力コネクター７Ｂおよびイ
ンタフェース接続用コネクタ１０は、電気自動車用バッ
テリボックス装置１の上ケース２および車体底板１５よ
り外側（上部）に配置される構成となるので、ブレーカ
スイッチＳの操作、出力コネクタ７Ｂおよびインタフェ
ース接続用コネクタ１０と外部コネクタ類との接続がで
きる。また、ブレーカスイッチＳ、出力コネクタ７Ｂお
よびインタフェース接続用コネクタ１０は、電気自動車
用バッテリボックス装置１を電気自動車に搭載した場
合、車室内に配置されるよう構成したので、電気自動車
に搭載後、車室内での接続や動作確認、メンテナンスが
可能となる。
【００３５】さらに、電気自動車用ブレーカ装置２０
は、ブレーカスイッチＳ、入力コネクタ７Ａ、出力コネ
クタ７Ｂおよびインタフェース接続用コネクタ１０を備
えているので、擬似的な電源、負荷および単純な試験機
等を接続して電気自動車用ブレーカ装置２０単体として
の動作チェック、性能確認等ができ、電気自動車用バッ
テリボックス装置１に組込む前に予め電気自動車用ブレ
ーカ装置２０単品としての性能保証をすることもでき
る。
【００３６】図３は電気自動車用バッテリボックス装置
の電気自動車搭載図であり、電気自動車用バッテリボッ
クス装置１を電気自動車１１の底部に着脱可能に搭載す
る構成例を示す。 （ａ）図は上面図（透過図）であり、電気自動車用バッ
テリボックス装置１は４箇所の車体取付部３Ｂを電気自
動車１１の底部に設けられた車体フレーム１２に取付け
て固定する。 （ｂ）図は側面図であり、電気自動車用バッテリボック
ス装置１は電気自動車１１の座席の下に位置するよう搭
載し、車室内に電気自動車用ブレーカ装置２０を突出さ
せることにより、車室内でブレーカスイッチＳを操作し
てブレーカ２１を作動させることができる。
【００３７】また、（ｂ）図の車両内の後部座席後方の
配線ルーム１３には配電ボックス１４を設け、図２
（ａ）、（ｂ）に示す電気自動車用ブレーカ装置２０の
出力コネクタ７Ｂに配電ボックス１４からのコネクタ化
されたバッテリ出力ケーブル７Ｄを接続することによ
り、図５のモータ駆動部２８を介してモータ２９に駆動
用電源６Ａを供給する。さらに、電気自動車用ブレーカ
装置２０のＩ／Ｆ接続用コネクタ１０に車体側の必要な
接続をコネクタ接続することにより電気自動車用ブレー
カ装置２０への全ての配線は車室内で済ませることがで
きる。また、車両搭載前に電気自動車用バッテリボック
ス装置１単体で、電気自動車用ブレーカ装置２０および
電気自動車用バッテリボックス装置１の機能チェックを
Ｉ／Ｆ接続用コネクタ１０を介して行うことができるの
は勿論のことである。
【００３８】電気自動車用バッテリボックス装置１の車
体底板１５への取付けは、防水用シール１６で電気自動
車用バッテリボックス装置１全体を覆うとともに、図３
（ｂ）に示すように、電気自動車用ブレーカ装置２０と
車体底板１５は完全に密封された構造とし、車体底板１
５側から車両内への水や塵等の侵入を防止する。従っ
て、バッテリ入力ケーブル６Ｂと入力コネクタ７Ａは電
気自動車用バッテリボックス装置１の内部で密封され、
電気自動車用ブレーカ装置２０と接続されて車体底板１
５の下方に配置し、出力コネクタ７Ｂおよびバッテリ出
力ケーブル７Ｄは車体底板１５の上方に配置して車室内
で防水用シール１６で車外から密封された構造となる。
【００３９】図４に電気自動車用ブレーカ装置の別実施
例の構成図を示す。図４は図２の（ｂ）図に対応した側
断面図であり、重複する箇所については説明を省略する
が、バッテリ出力ケーブル７Ｄを下方向に曲げた点、電
気自動車用ブレーカ装置２０を収納して固定する電気自
動車用ッテリボックス装置１の上ケース２に上ケース凸
部２Ｃを設けた点、および上ケース２の上ケース凸部２
Ｃと対応する図３の電気自動車１１の車体底板１５位置
に車体底板凸部１５Ａを設けた点が図２（ｂ）図と異な
る。
【００４０】バッテリ出力ケーブル７Ｄを下方向に曲げ
ることにより、バッテリ出力ケーブル７Ｄを伝わってく
る水が出力コネクタ７Ｂに入るのを防止できる。また、
上ケース凸部２Ｃおよび車体底板凸部１５Ａを設け、電
気自動車用ブレーカ装置２０のブレーカスイッチＳ、出
力コネクタ７ＢおよびＩ／Ｆ接続用コネクタ１０を車体
底板１５より高い（高さｈ以上）位置に配置するよう構
成したので、通常は防水用シール１６およびシールパッ
キン１７により防水は問題とならないが、何等かの原因
で水等が車室内の車体底板１５に侵入したとしても、電
気自動車用ブレーカ装置２０（ブレーカスイッチＳ、出
力コネクタ７ＢおよびＩ／Ｆ接続用コネクタ１０）への
被水を防止できる。
【００４１】図５に電気自動車用ブレーカ装置の要部ブ
ロック構成図を示す。図５において、電気自動車用ブレ
ーカ装置２０は、手動操作のブレーカスイッチＳを備え
たブレーカ２１と、制御手段２２と、電流センサ８Ｂと
からなる機能ブロック、および入力コネクタ７Ａ、出力
コネクタ７Ｂ、コネクタ７Ｃおよび外部Ｉ／Ｆ端子１０
の端子類を備え、ブレーカボックス７内に機能ブロック
を収納し、ブレーカボックス７の外側に端子類を配置し
て必要な結線を行い、装置を構成する。バッテリ部６
は、複数の充電可能なバッテリより構成され、モータ２
８を駆動する高電圧（１５０Ｖ〜３００Ｖ）の駆動用電
源６Ａと、バッテリの温度や発生ガス等の各種状態を検
出する複数のセンサを有するセンサ部８Ａとを備え、駆
動用電源６Ａは入力コネクタ７Ａ、センサ部８Ａはコネ
クタ７ｃをそれぞれ介して電気自動車用ブレーカ装置２
０に接続される。なお、バッテリ部６と電気自動車用ブ
レーカ装置２０を同一ケース内に収容して前述の電気自
動車用バッテリボックス装置１を構成し、バッテリの充
電やブレーカ２１の動作チェック、または保守を電気自
動車用バッテリボックス装置１単体で行えるよう構成す
る。
【００４２】モータ駆動部２８は端子２１ｃ、端子２１
ｄ、出力コネクタ７Ｂを介して電気自動車用ブレーカ装
置２０に接続され、出力コネクタ７Ｂから供給される高
電圧（１５０Ｖ〜３００Ｖ）の駆動用電源６Ａでモータ
２９を駆動する。また、車体側に設けられた１２Ｖ系の
補機用電源３０、車体接地（ＧＮＤ）、車体センサ部３
１、車両制御用ＥＣＵ３２および表示部３３等は、外部
Ｉ／Ｆ端子１０を介して外部から電気自動車用ブレーカ
装置２０に接続される。なお、補機用電源３０（１２Ｖ
系）も充電可能なバッテリで構成し、車両のアクセサリ
やヘッドライト等を駆動するとともに、電気自動車用ブ
レーカ装置２０に電源を供給して制御手段２２やブレー
カ２１を駆動する。
【００４３】バッテリ部６は、電気自動車のモータ２９
を駆動する高電圧（１５０Ｖ〜３００Ｖ）の駆動用電源
６Ａ、および駆動用電源６Ａを構成する複数のバッテリ
が発生する温度、水素ガス等を検出するための温度セン
サやガスセンサ等を備えたセンサ部８Ａから構成し、駆
動用電源６Ａは２本の電源線が入力コネクタ７Ａを介し
てブレーカ２１の端子２１ａ、２１ｂに、センサ部８Ａ
は補機用電源３０のプラス／マイナス線、およびセンサ
信号線の３本の接続線がコネクタ７Ｃを介して制御手段
２２のコネクタ２２Ｂに接続される。特に、駆動用電源
６Ａは、高電圧（１５０Ｖ〜３００Ｖ）を実現するた
め、数多くのバッテリを直列に接続して搭載する。ま
た、駆動用電源６Ａは車体に対してフローティングで形
成し、一方補機用電源３０（１２Ｖ系）はマイナス側
（−）を車体アース（ＧＮＤ）に接続する。なお、本実
施例では補機用電源３０（１２Ｖ系）を外部に設けた
が、駆動用電源６Ａとともにバッテリ部６内に構成する
こともできる。
【００４４】ブレーカ２１は、シャントコイルＳｈ、シ
ャントコイルＳｌ、接点Ｓａ、接点Ｓｂ、接点Ｓｃ、手
動のブレーカスイッチＳを備える。接点Ｓａ、接点Ｓ
ｂ、接点Ｓｃはいずれもノーマルオン型のスイッチで構
成され、シャントコイルＳｈ、シャントコイルＳｌのい
ずれか一方に電流が流れると全ての接点Ｓａ〜接点Ｓｃ
がオフ状態となり、ブレーカスイッチＳはオフ側に移行
する。また、ブレーカ２１は、ブレーカスイッチＳを手
動で操作することにより、接点Ｓａ〜接点Ｓｃをオフ状
態にしたりオン状態にすることができるよう構成する。
【００４５】シャントコイルＳｈはその一端を接点Ｓａ
を介して駆動用電源６Ａ（１５０Ｖ〜３００Ｖ）のプラ
ス（＋）側に接続し、他端を端子２１ｇからコネクタ２
２Ａを介して制御手段２２のスイッチＳｗｂに接続する
ことにより、スイッチＳｗｂを介してコネクタ２２Ａか
ら接点Ｓｂを介して駆動用電源６Ａのマイナス（−）側
に接続される。
【００４６】一方、シャントコイルＳｌは、その一端を
端子２１ｅから外部Ｉ／Ｆ端子１０を介して補機用電源
３０（１２Ｖ）のプラス（＋）側に接続し、他端を接点
Ｓｃを経由して端子２１ｆからコネクタ２２Ｂを介して
制御手段２２のスイッチＳｗａに接続し、スイッチＳｗ
ａ介して車体アース（ＧＮＤ）に接続される。
【００４７】従って、スイッチＳｗｂ、またはスイッチ
Ｓｗａをオン状態にし、シャントコイルＳｈ、またはシ
ャントコイルＳｌのいずれか一方に電流を流すことによ
りブレーカ２１が作動し、接点Ｓａおよび接点Ｓｂのオ
フ動作により駆動用電源６Ａ（１５０Ｖ〜３００Ｖ）
を、接点Ｓｃのオフ動作により補機用電源３０（１２
Ｖ）をそれぞれ遮断する。
【００４８】制御手段２２は、制御電源部２３、電圧検
出部２４Ａ、地絡検出部２４Ｂ、検出部２５、スイッチ
制御部２６、スイッチＳｗａ、スイッチＳｗｂ、表示駆
動部２７から構成する。
【００４９】制御電源部２３は、電源変換部２３Ａ、ダ
イオードＤａおよびダイオードＤｂを備え、コネクタ２
２Ａからの駆動用電源６Ａ（１５０Ｖ〜３００Ｖ）を降
圧した電源（１２Ｖ系）、またはコネクタ２２Ｂからの
補機用電源３０を制御用電源ＶD（１２Ｖ系）として制
御手段２２を構成する電圧検出部２４Ａ、地絡検出部２
４Ｂ、検出部２５、スイッチ制御部２６、および表示駆
動部２７の各ブロックに供給する。電源変換部２３Ａ
は、例えばＤＣ／ＤＣコンバータ等の直流電源を降圧す
る電子部品で構成し、駆動用電源６Ａ（１５０Ｖ〜３０
０Ｖ）を取込み、１２Ｖ系の電源に降圧し、ダイオード
Ｄｂを介して１２Ｖ系の制御用電源ＶDを供給するよう
構成する。なお、電源変換部２３Ａは制御手段２２内に
設け、高電圧電源系の配線および結線等を極力少なくし
た構成としたので、組立て、保守等の作業性の向上およ
び部品点数の削減が図れる。
【００５０】一方、補機用電源３０もダイオードＤａを
介して制御用電源ＶDを供給するよう構成する。また、
電源変換部２３Ａは、ダイオードＤａを介して供給され
る補機用電源３０（１２Ｖ）の電圧が１２Ｖから所定値
以下に低下した場合には、走行時または停車時に係わり
なく駆動し、ダイオードＤｂを介して制御用電源ＶDを
供給するよう構成する。さらに、補機用電源３０の電圧
が所定値範囲内である場合、電源変換部２３Ａを待機状
態にして電源変換部２３Ａの動作状態を少なくし、寿命
の向上を図るとともに、駆動用電源６Ａの電力消費も少
なくする。なお、ダイオードＤａおよびダイオードＤｂ
は、電源変換部２３Ａと補機用電源３０の衝突による逆
流を防止する。
【００５１】電圧検出部２４Ａおよび地絡検出部２４Ｂ
は制御用電源ＶDで駆動され、コネクタ２２Ａからの駆
動用電源６Ａの電圧を監視し、それぞれ駆動用電源６Ａ
の電圧異常、地絡を検出して検出信号２４ａ、２４ｂを
検出部２５に送出する。電圧検出部２４Ａは、例えば電
圧検出器で構成し、駆動用電源６Ａが所定値を超えて異
常になったり、所定値を下回った場合に電圧検出信号２
４ａを出力する。また、地絡検出部２４Ｂは、例えばア
イソレーションされたフォトカプラ等で構成し、地絡に
よりフォトカプラ出力が０になった場合に地絡検出信号
２４ｂを出力する。
【００５２】検出部２５は、センサ部８Ａからのセンサ
信号８ａ、電流センサ８Ｂからの電流検出信号８ｂ、電
圧検出部２４Ａからの電圧検出信号２４ａ、地絡検出部
２４Ｂからの地絡検出信号２４ｂ、および外部の車体セ
ンサ部３１からの様々なセンサ信号３１ａ、および車両
制御用ＥＣＵ３２からの制御手段２２の動作確認のため
のテストもしくは擬似信号、または車両側の状況を車体
センサ部３１からの各種センサ信号を演算処理した複合
的な制御信号３２ａに基づいて制御信号Ｃｏをスイッチ
制御部２６に提供する。なお、制御信号３２ａと制御信
号Ｃ１は、車両制御用ＥＣＵ３２と検出部２５との間で
動作が正常か否かの相互監視を行うための信号を形成し
ている。また、検出部２５は、上記各種センサ信号に基
づいて制御信号Ｃ１を車両制御用ＥＣＵ３２に提供する
とともに、各種センサが検出した異常を表示するための
表示制御信号Ｋｏを表示駆動部２７に送る。
【００５３】スイッチ制御部２６は、検出部２５からの
制御信号Ｃｏならびに車両制御用ＥＣＵ３２からのスイ
ッチ制御信号３２ｂに基づいてスイッチＳｗａおよびス
イッチＳｗｂにそれぞれ駆動信号Ｄ１およびＤ２を送
り、スイッチＳｗａおよびスイッチＳｗｂをオンに制御
し、シャントコイルＳｈ、Ｓｌに電流を流してブレーカ
２１を作動させ、接点Ｓａ〜接点Ｓｃをオフ制御するこ
とにより駆動用電源２Ａおよび補機用電源３０を遮断状
態にする。また、スイッチ制御部２６は、制御信号Ｃｏ
またはスイッチ制御信号３２ｂに対応した表示制御信号
Ｄｃを表示駆動部２７に送る。なお、スイッチＳｗａお
よびスイッチＳｗｂは電子スイッチ等で構成する。
【００５４】表示駆動部２７は、予めＲＯＭ等のメモリ
に記憶されている車両状態の情報を検出部２５からの表
示制御信号Ｋｏおよびスイッチ制御部２６からの表示制
御信号Ｄｃに基づいて表示駆動信号２７ａを、例えば車
両内フロントパネル等に設けられた表示部３３に送り、
センサ部８Ａ、電流センサ８Ｂ、電圧検出部２４Ａ、地
絡検出部２４Ｂおよび車体センサ部３１が検出した異常
状態を表示するよう駆動する。
【００５５】図６に制御手段の検出部およびスイッチ制
御部の要部ブロック構成図を示す。図６において、検出
部２５は、各種センサからのアナログ値のセンサ信号に
基づいて対応するディジタル値のセンサ信号Ｓｏに変換
するＡ／Ｄ変換部２５Ａ、ＲＯＭ等のメモリで構成し、
予めセンサ基準値Ｍ１やタイマ基準値Ｍ２を記憶してい
る記憶手段２５Ｃ、Ａ／Ｄ変換部２５Ａからのセンサ信
号Ｓｏと記憶手段２５Ｃのセンサ基準値Ｍ１を比較して
比較信号Ｈｏを出力する比較部２５Ｂ、比較部２５Ｂか
らの比較信号Ｈｏの継続時間ＴHを記憶手段２５Ｃのタ
イマ基準値Ｍ２と比較してタイマ信号Ｃｏおよび制御信
号Ｃ１を出力するタイマゲート部２５Ｄを備える。
【００５６】Ａ／Ｄ変換部２５ＡはＡ／Ｄコンバータな
どで構成し、センサ部８Ａからの温度信号、ガス信号お
よび加速度（Ｇ）信号等の複数のセンサ信号８ａ、電流
センサ８Ｂからの電流信号８ｂ、電圧検出部２４Ａから
の電圧検出信号２４ａ、地絡検出部２４Ｂからの地絡検
出信号２４ｂ、車体センサ部３１からの車速信号、レー
ダ信号等のセンサ信号３１ａを取込み、これらセンサ信
号を形成するアナログ値を対応するディジタル値に変換
し、ディジタル値のセンサ信号Ｓｏを比較部２５Ｂに供
給する。また、Ａ／Ｄ変換部２５Ａは、センサ信号Ｓｏ
に対応する表示制御信号Ｋｏ１を表示駆動部２７に提供
し、センサ信号Ｓｏに対応した状態を表示するよう制御
する。
【００５７】比較部２５Ｂはコンパレータ等の比較回路
で構成し、センサ信号Ｓｏを記憶手段２５Ｃに予め設定
してあるセンサ基準値Ｍ１と比較し、例えばセンサ信号
Ｓｏがセンサ基準値Ｍ１を超える（Ｓｏ＞Ｍ１）場合、
比較信号Ｈｏをタイマゲート部２５Ｄに提供する。ま
た、比較部２５Ｂは、比較信号Ｈｏに対応する表示制御
信号Ｋｏ２を表示駆動部２７に提供し、比較信号Ｈｏに
対応した状態を表示するよう制御する。
【００５８】タイマゲート部２５Ｄは計時回路等で構成
し、比較信号Ｈｏの継続時間ＴHを記憶手段２５Ｃに予
め記憶してあるタイマ基準値Ｍ２と比較し、例えば比較
信号Ｈｏがタイマ基準値Ｍ２を超えて継続する（比較信
号Ｈｏの継続時間ＴH＞Ｍ２）場合、スイッチ制御信号
Ｃｏをスイッチ制御部２６に送出する。また、タイマゲ
ート部２５Ｄは、制御信号Ｃ１を外部接続の車両制御用
ＥＣＵ３２に送出する。
【００５９】スイッチ制御部２６は、１２Ｖシャント駆
動制御部２６Ａおよび駆動電圧シャント駆動制御部２６
Ｂから構成し、検出部２５からのスイッチ制御信号Ｃ
ｏ、および外部接続の車両制御用ＥＣＵ３２からのスイ
ッチ制御信号３２ｂに基づいてスイッチＳｗａ、Ｓｗｂ
を駆動する。１２Ｖシャント駆動制御部２６Ａおよび駆
動電圧シャント駆動制御部２６Ｂは、検出部２５からの
スイッチ制御信号Ｃｏが、例えばＨレベルの場合にそれ
ぞれＨレベルのスイッチ駆動信号Ｄ１、Ｄ２をスイッチ
Ｓｗａ、スイッチＳｗｂに送り、スイッチＳｗａのトラ
ンジスタＱａ、スイッチＳｗｂのフォトトランジスタＱ
ｂをオン状態に駆動する。
【００６０】また、１２Ｖシャント駆動制御部２６Ａお
よび駆動電圧シャント駆動制御部２６Ｂは、車両制御用
ＥＣＵ３２が、車体センサ部３１からのセンサ信号３１
ａ、および制御信号３２ａと制御信号Ｃ１による車両制
御用ＥＣＵ３２と検出部２５相互間の監視結果に基づい
て駆動用電源６Ａの遮断が必要と判断した場合に出力さ
れるスイッチ制御信号３２ｂに基づいてスイッチ駆動信
号Ｄ１、Ｄ２をスイッチＳｗａ、スイッチＳｗｂに送
り、スイッチＳｗａ、スイッチＳｗｂをオン駆動する。
さらに、１２Ｖシャント駆動制御部２６Ａおよび駆動電
圧シャント駆動制御部２６Ｂは、スイッチ駆動信号Ｄ
１、Ｄ２に対応する表示制御信号Ｄｃ１、Ｄｃ２を表示
駆動部２７に提供し、スイッチ駆動信号Ｄ１、Ｄ２に対
応した状態を表示するよう制御し、これらの状態表示は
表示駆動部２７から表示駆動信号２７ａを表示部３３に
送り表示する。
【００６１】このように、この発明に係る電気自動車用
ブレーカ装置２０は、ブレーカ２１に２系統のシャント
コイルＳｈおよびＳｌを備え、シャントコイルＳｈには
駆動用電源６Ａを接続してブレーカ２１の接点Ｓａ、ス
イッチＳｗｂおよび接点Ｓｂを介して閉ループを形成
し、シャントコイルＳｌには外部から補機用電源３０を
接続してブレーカ２１の接点ＳｃおよびスイッチＳｗａ
を介して閉ループを形成するよう構成したので、各種セ
ンサ（センサ部８Ａ、電流センサ８Ｂ、電圧検出部２４
Ａ、地絡検出部２４Ｂ、または外部の車体センサ部３
１）が異常を検出した場合、これらのセンサ信号に基づ
いてスイッチＳｗａ、スイッチＳｗｂをオン駆動し、シ
ャントコイルＳｈ、Ｓｌに電流を流してブレーカ４を動
作させ、接点Ｓａ〜接点Ｓｃを開放するので、駆動用電
源６Ａを遮断してモータ２９への電源供給を停止した
り、補機用電源３０をも遮断することができる。
【００６２】また、制御電源部２３を備え、制御手段２
２を駆動する制御用電源ＶDを補機用電源３０と駆動用
電源６Ａを降圧した電源の２系統から構成したので、補
機用電源３０がライトの消し忘れ等により所定値以下の
電圧に低下しても制御手段２２を常時駆動でき、各種セ
ンサからの車両の状態を常に監視して異常が発生した場
合にはブレーカ２１を駆動し、駆動用電源６Ａを遮断す
ることができる。
【００６３】以上、一例として四輪車用バッテリボック
ス装置の構成について説明したが、この発明は四輪車用
に限定されず、二輪車および三輪車の電動バイクにも適
用することができる。
【００６４】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明に係る電気
自動車用バッテリボックス装置は、電気自動車の駆動用
電源を構成するバッテリと、ブレーカおよびブレーカの
作動を制御する制御手段とからなるブレーカ装置をバッ
テリボックスに収容して機能ブロック化したので、電気
自動車用バッテリボックス装置単体でバッテリの電圧チ
ェック、ブレーカの動作、性能確認ができ、車両への搭
載および保守を効率よく行うことができる。
【００６５】また、ブレーカおよび制御手段をブレーカ
ボックスに収納し、電気自動車用ブレーカ装置として構
成し、バッテリと区画して電気自動車用バッテリボック
ス装置に収容したので、バッテリの組立てと電圧チェッ
ク、電気自動車用ブレーカ装置の組立てと動作チェック
をそれぞれ単独に行うことができ、最終的に電気自動車
用バッテリボックス装置全体の組立が行えるで、電気自
動車用バッテリボックス装置の組立ておよび性能チェッ
クが容易で確実に行える。
【００６６】さらに、電気自動車用ブレーカ装置には手
動のブレーカスイッチ、駆動用電源をモータ等の負荷に
供給する出力部および車体制御部との間で信号の授受を
行うインタフェース接続部を設け、電気自動車用バッテ
リボックス装置の外部に配置したので、ブレーカスイッ
チを操作したり、外部制御回路を接続することにより、
電気自動車用バッテリボックス装置単体で動作チェック
をし、動作を保証することができる。
【００６７】従って、電気自動車用バッテリボックス装
置を車両に搭載した場合、電気自動車用ブレーカ装置が
車室内に配置されるよう構成できるので、出力部、イン
タフェース接続部との接続、およびブレーカスイッチの
操作が車内ででき、組立てや保守が短時間で効率良くで
きる。
【００６８】また、電気自動車用バッテリボックス装置
はシール部を備え、車室内に配置される電気自動車用ブ
レーカ装置を密閉し、電気自動車用ブレーカ装置を車外
から封止するので、外部から車室内への水や埃等の侵入
を防止することができる。
【００６９】よって、組立て性や保守性に優れた電気自
動車用バッテリボックス装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る電気自動車用バッテリボックス
装置の構成図
【図２】電気自動車用ブレーカ装置の構成図
【図３】電気自動車用バッテリボックス装置の電気自動
車搭載図
【図４】電気自動車用ブレーカ装置の別実施例の構成図
【図５】電気自動車用ブレーカ装置の要部ブロック構成
図
【図６】制御手段の検出部およびスイッチ制御部の要部
ブロック構成図
【符号の説明】
１…電気自動車用バッテリボックス装置、１Ａ…バッテ
リボックス、２…上ケース、２Ａ…係止部、２Ｂ…ケー
ス窓部、２Ｃ…上ケース凸部、３…下ケース、３Ａ…ロ
ック部、４…電池上カバー、４Ａ…カバー窓部、５…電
池下カバー、５Ａ…電池収納部、６…バッテリ部、６Ａ
…駆動用電源、６Ｂ…バッテリ入力ケーブル、６Ｃ，６
Ｄ…接続線、７…ブレーカボックス、７Ａ…入力コネク
タ、７Ｂ…出力コネクタ、７Ｄ…バッテリ出力ケーブ
ル、７Ｅ…コネクタカバー、８Ａ…センサ部、８Ｂ…電
流センサ、９Ａ，９Ｃ，９Ｄ…バッテリ端子、１０…Ｉ
／Ｆ接続用コネクタ、１１…電気自動車、１２…車体フ
レーム、１３…配線ルーム、１４…配電ボックス、１５
…車体底板、１５Ａ…車体底板凸部、１６…防水用シー
ル、１７…シールパッキン、１９Ａ，１９Ｂ…バスバ
ー、２０…電気自動車用ブレーカ装置、２１…ブレー
カ、２１Ａ…スイッチ保護カバー、２２…制御手段、２
３…制御電源部、２４Ａ…電圧検出部、２４Ｂ…地絡検
出部、２５…検出部、２６…スイッチ制御部、２７…表
示駆動部、２８…モータ駆動部、２９…モータ、３０…
補機用電源、３１…車体センサ部、３２…車両制御用Ｅ
ＣＵ、３３…表示部。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 2/10 B60L 11/18 H01H 71/00 - 83/22

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電気自動車を駆動する駆動用電源を構成
    する複数の蓄電池と、この蓄電池を収容するバッテリボ
    ックスと、前記電気自動車の各部の状態に基づいて前記
    駆動用電源の遮断を制御する制御手段、およびこの制御
    手段の出力に基づいて作動し、前記駆動用電源を遮断す
    るブレーカからなるブレーカ装置とを備え、少なくとも
    前記ブレーカ装置を前記バッテリボックス内に収納した
    ことを特徴とする電気自動車用バッテリボックス装置。
  2. 【請求項２】 前記ブレーカと、前記制御手段とをブレ
    ーカボックスに収容してブレーカ装置を構成し、このブ
    レーカ装置を前記バッテリボックス内に区画して収納し
    たことを特徴とする請求項１記載の電気自動車用バッテ
    リボックス装置。
  3. 【請求項３】 前記ブレーカ装置は、前記駆動用電源の
    遮断および接続を行う手動のブレーカスイッチを備え、
    このブレーカスイッチを前記バッテリボックス装置の外
    部に配置したことを特徴とする請求項１記載の電気自動
    車用バッテリボックス装置。
  4. 【請求項４】 前記ブレーカ装置は、前記駆動用電源を
    接続する入力部と、負荷を接続する出力部とを備え、前
    記入力部を前記バッテリボックス装置内に配設し、前記
    出力部を前記バッテリボックス装置の外部と接続可能に
    開放して配設したことを特徴とする請求項１記載の電気
    自動車用バッテリボックス装置。
  5. 【請求項５】 前記ブレーカ装置は、前記バッテリボッ
    クス装置と外部の車体制御部との相互間で信号の授受を
    行うインタフェース接続部を備え、このインタフェース
    接続部を前記バッテリボックス装置の外部と接続可能に
    開放して配設したことを特徴とする請求項１記載の電気
    自動車用バッテリボックス装置。
  6. 【請求項６】 前記バッテリボックス装置が前記電気自
    動車に搭載される場合、前記ブレーカ装置の一部が前記
    電気自動車の車室内に配置され、前記ブレーカ装置に設
    けられた前記ブレーカスイッチ、前記出力部および前記
    インタフェース接続部の少なくとも１つが前記電気自動
    車の車室内に配設され、スイッチ操作または接続が車室
    内でできることを特徴とする請求項３〜請求項５記載の
    電気自動車用バッテリボックス装置。
  7. 【請求項７】 前記バッテリボックス装置は封止部を備
    え、このバッテリボックス装置が前記電気自動車に搭載
    された場合、少なくとも前記電気自動車の車室内に配置
    された前記ブレーカ装置が車外から封止されることを特
    徴とする請求項６記載の電気自動車用バッテリボックス
    装置。
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