JP3812063B2 - 蓄電池収容装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は特に電気自動車に搭載する蓄電池アセンブリを収容するための蓄電池収容装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気自動車では、車両駆動用電動機を駆動するための高電圧、大容量の直流電源を構成するために、蓄電池素体を多数並設し、これらを適宜に直列及び並列接続した蓄電池アセンブリを搭載する必要がある。そこで一般に、特開平７−１５６８２６号公報に記載され、また図８に示すように車両フロア１の下方に蓄電池収容部２を形成し、この蓄電池収容部２の蓄電池フロア３上に蓄電池アセンブリ４を収容するようにしている。
【０００３】
そして蓄電池アセンブリ４の構造は、図９に示すように多数の蓄電池素体４ａを並設し、各蓄電池素体４ａの＋端子を隣接する蓄電池素体４ａの−端子といわゆる眼鏡端子５で接続し、ナット６で固定することによって直列接続し、高電圧、大電流容量の蓄電池アセンブリ４を組み上げている。
【０００４】
しかしながら、直流高電圧、大電流容量の蓄電池アセンブリはまた、メンテナンスや緊急時に直接手を触れて作業者が感電することがないように、図１０及び図１１に示すように直列接続回路の適当な位置に電圧分割用のスイッチボックス７を設け、隣接する蓄電池素体４ａ，４ａの−端子、＋端子それぞれにケーブル８を接続してナット９で固定し、これらのケーブル８をスイッチボックス７内で接点端子に接続し、何らかの作業が必要になった時や緊急時にはこのスイッチボックス７のふた１０を開けてスイッチ操作杆１０１を引いて蓄電池素体４ａ，４ａ間の電気的接続を解除することにより、作業者が感電しても安全な低電圧に分圧するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の蓄電池収容装置では、蓄電池アセンブリ４の直流電圧の分圧のためにスイッチボックス７を設けて、隣接する蓄電池素体４ａ，４ａとの間でケーブル８を用いて電気的接続を行っているために、スイッチボックス７やこのスイッチボックスに引き込むケーブル８、ナット９などの部品を必要とすると共に、スイッチボックス７を収容するスペースを蓄電池収容部２に設ける必要があり、部品点数が多くなり、また蓄電池アセンブリの収容スペースが必要以上に大きくなる問題点があった。
【０００６】
本発明はこのような従来の問題点に鑑みてなされたもので、スイッチボックスを設けなくても、蓄電池アセンブリを対して作業しようとする際には必然的に低い電圧に分圧してからでなければ蓄電池アセンブリに触れられない安全な構造にして、しかも部品点数を削減し、かつ蓄電池アセンブリの収容スペースの改善も図れる蓄電池収容装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明の蓄電池収容装置は、一方が開口した電池収容部に、各蓄電池素体の一側面に突設された端子棒を備えた端子が前記電池収容部の開口に臨むように複数の蓄電池素体を配列して成る蓄電池アセンブリを収容し、前記端子棒が形成されている一側面から電池カバーによって前記蓄電池アセンブリをカバーし、当該電池カバーに互いに独立して形成された端子貫通穴に、前記蓄電池アセンブリの所定の位置の隣接する蓄電池素体それぞれの端子棒を貫通させて前記電池カバーの外部に突出させ、外周が絶縁部材で保護されているコネクタをこれらの端子に着脱可能に、かつ電気的に接続されるように装着した構造のものである。
【０００８】
この請求項１の発明の蓄電池収容装置では、蓄電池アセンブリの正規の収容状態では電池カバーが蓄電池アセンブリの全体をカバーしていて、コネクタだけがカバーの外部に露出した状態になり、電池カバーを取り外して蓄電池アセンブリに対して作業しようとする際には、まず電池カバーの外で隣接する蓄電池素体の端子間を接続しているコネクタを取り外すことによって蓄電池素体間の直列接続をその部分で切断して直流電圧を分割しなければ電池カバーを取り外すことができない構造となっている。
【０００９】
このため、蓄電池アセンブリに対して作業しようとする際には作業者が意識しなくても必然的に蓄電池アセンブリの直流電圧を低い電圧に分割してから蓄電池アセンブリに触ることになり、安全な構造にして、しかも部品点数を削減し、かつ蓄電池アセンブリの収容スペースの改善も図れる。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１の蓄電池収容装置において、前記電池収容部は車両フロアの下方に設けられ、前記車両フロアは開口部を備え、前記コネクタの装着位置は、前記車両フロアに形成した開口部と対向した位置としたものであり、蓄電池アセンブリに触る作業が必要になった時には、コネクタを取り外す作業を行うことから始めることになり、蓄電池アセンブリに対する作業の安全性を高めることができる。
【００１１】
請求項３の発明は、車両フロアと、該車両フロア下方の蓄電池フロアとの間に形成された電池収容部に、各蓄電池素体の一側面に突設された端子棒を備えた端子が前記蓄電池フロアに対向するように複数の蓄電池素体を配列して成る蓄電池アセンブリを収容し、前記蓄電池フロアに互いに独立して形成された端子貫通穴に前記蓄電池アセンブリの所定の位置の隣接する蓄電池素体それぞれの端子棒を貫通させて、前記蓄電池フロアの外部に突出させ、外周が絶縁部材で保護されているコネクタをこれらの端子に着脱可能に、かつ電気的に接続されるように装着した構造のものである。
また、請求項４の発明は、請求項３の蓄電池収容装置において、請求項前記蓄電池フロアは前記電池収容部内部方向に凹む凹部を備え、前記端子貫通穴は前記凹部底面に設けられ、前記コネクタの装着位置は、前記蓄電池フロアに形成した凹部の内部としたものであり、蓄電池アセンブリに触る作業が必要になった時には、コネクタを取り外す作業を行うことから始めることになり、蓄電池アセンブリに対する作業の安全性を高めることができる。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の蓄電池収容装置において、前記コネクタは、一方向に開口する端子挿入孔を有するキャップ体をバスバーの両端に取り付けた構造とし、前記端子は、前記蓄電池素体の一側面に突設された端子棒と、前記端子棒に前記キャップ体が装着された状態でその周囲を取り囲む位置に形成され、内周面に形成された係止突起を有する係止リングとを備え、前記キャップ体は、前記端子棒と弾性的に接触するスプリングを有し、かつ前記端子棒に当該キャップ体が装着された状態で前記係止リングの係止突起に係合する係止部を備えた可撓性の可撓アーム片とから成る構造としたものである。
【００１３】
この請求項５の発明の蓄電池収容装置では、コネクタの両側のキャップ体それぞれを隣接する蓄電池素体それぞれの端子棒に弾性的に接触するスプリングを有し、かつキャップ体は、端子棒と弾性的に接触するスプリングを有し、かつ端子棒に当該キャップ体が装着された状態で係止リングの係止突起に係合する係止部を備えた可撓性の可撓アーム片とから成る構造とすることによってキャップ体を係止、固定すると共に蓄電池素体の端子間を電気的に接続することができ、また容易にコネクタを端子から取り外して端子間の電気的接続を解除することもでき、蓄電池アセンブリを露出させるまでの作業が手短に行え、かつ蓄電池アセンブリに触る必要がある作業の安全性を高めることができる。
【００１４】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、蓄電池アセンブリに対して作業しようとする際には、まず電池カバーの外で隣接する蓄電池素体の端子間を接続しているコネクタを取り外すことによって蓄電池素体間の直列接続をその部分で切断して直流電圧を分割しなければ電池カバーを取り外すことができない構造となっているため、蓄電池アセンブリに対して作業しようとする際には作業者が意識しなくても必然的に蓄電池アセンブリの直流電圧を低い電圧に分割してから蓄電池アセンブリに触ることになり、安全な構造にして、しかも部品点数を削減し、かつ蓄電池アセンブリの収容スペースの改善も図れる。
【００１５】
請求項２の発明によれば、蓄電池アセンブリに触る作業が必要になった時には、まずコネクタを取り外す作業を行うことから始めることになり、蓄電池アセンブリに対する作業の安全性を高めることができる。
【００１６】
請求項３，４の発明によれば、蓄電池アセンブリに触る作業が必要になった時には、まず蓄電池アセンブリに設けられている端子からコネクタを取り外す作業を行うことから始めることになり、蓄電池アセンブリに対する作業の安全性を高めることができる。
【００１７】
請求項５の発明によれば、コネクタの両側のキャップ体それぞれを隣接する蓄電池素体それぞれの端子棒に弾性的に接触するスプリングを有し、かつ端子棒に当該キャップ体が装着された状態で係止リングの係止突起に係合する係止部を備えた可撓性の可撓アーム片とから成る構造とすることによってキャップ体を係止部によって係止、固定すると共に端子間を電気的に接続することができ、また容易にコネクタを端子から取り外して端子間の電気的接続を解除することもでき、蓄電池アセンブリを露出させるまでの作業が手短に行え、かつ蓄電池アセンブリに触る必要がある作業の安全性を高めることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。図１〜図３は本発明の第１の実施の形態を示しており、図８に示した自動車の車両フロア１の下方に形成されている蓄電池収容部２において、フレーム１１内に多数台の蓄電池素体４ａ，４ａ，…で構成される蓄電池アセンブリ４が収容されている。この蓄電池アセンブリ４における各蓄電池素体４ａの配列は、隣接する蓄電池素体４ａ，４ａ間で互いの＋端子と−端子とが隣り合う配列とし、また１列目と２列目とでは−，＋の端子の位置が逆向きになる配列にしてある。そして上カバー１２で蓄電池アセンブリ４をカバーする前に、図示実施の形態では両側それぞれの中間位置の隣接する蓄電池素体４ａ，４ａの端子４ｂ＋，４ｂ−間と、出力端OT＋，OT−と反対側の端部端子４ｃ＋，４ｃ−間とを除いて、隣接する蓄電池素体４ａ，４ａの端子＋，−間が後述するコネクタ１３によって接続されている。
【００１９】
上カバー１２は蓄電池アセンブリ４の上部を覆う形状にして、かつ両側の中間位置と端部端子の位置において蓄電池素体側に凹む凹部１４が形成されている。そしてこの凹部１４それぞれには、その下方の端子４ｂ＋，４ｂ−、端部端子４ｃ＋，４ｃ−それぞれに対応する位置に端子貫通穴１５が形成されている。
【００２０】
しかして、図１（ａ）、図２及び図３（ａ）に示すようにフレーム１１内に収容された蓄電池素体４ａ，４ａ，…において所定の箇所の端子４ｂ＋，４ｂ−，４ｃ＋，４ｃ−を除いた残りの端子＋，−に対してコネクタ１３を弾性的に装着して電気的に接続し、その後、上カバー１２を蓄電池アセンブリ４の上部に被せる。この状態では、端子貫通穴１５を端子４ｂ＋，４ｂ−，４ｃ＋，４ｃ−各々が貫通して上カバー１２の凹部１４内に露出する。そこで図１（ｂ）、図３（ｂ）に示すように、端子貫通穴１５から外側に露出した端子４ｂ＋，４ｂ−、また端部端子４ｃ＋，４ｃ−に対してコネクタ１３を弾性的に装着してこれらの位置で隣接する蓄電池素体４ａ，４ａ間を直列に接続する。これによって、蓄電池素体４ａ，４ａ，…がすべて直列に接続されて出力端子OT＋，OT−間では高電圧、大電流容量の出力が取り出させる蓄電池アセンブリ４が構成されることになる。
【００２１】
また図３に詳しく示してあるように、蓄電池収容部２の上方の車両フロア１においては、上カバー１２の凹部１４と対向する部分に開口部が形成してあり、この開口部に対してふた１６が脱着可能に取り付けてある。これによって緊急時には、車両フロア１のふた１６を取り外すことによって開口部の下方にちょうどコネクタ１３が見えるようになり、従来のようにエマージェンシースイッチを操作しなくても、この上カバー１２から露出しているコネクタ１３を引き抜くことによって蓄電池アセンブリ４の高電圧を分割することができる。
【００２２】
このようにして、この実施の形態の蓄電池収容装置では、上カバー１２を装着し、さらに凹部１４に露出している端子４ｂ＋，４ｂ−間、また端部端子４ｃ＋，４ｃ−間をコネクタ１３で接続して初めて蓄電池アセンブリ４が完成して出力端子OT＋，OT−間に定格の高電圧が現れる構造にしたので、上カバー１２を装着する前の状態では蓄電池アセンブリ４の両側中間位置の端子４ｂ＋，４ｂ−間、また端部端子４ｃ＋，４ｃ−間において直列接続が４分断された状態であり、万が一にも作業者が蓄電池アセンブリ４の端子に触れることがあったとしても蓄電池アセンブリの定格の出力電圧V の４分の１程度の電圧の電流しか流れなくして安全を確保することができる。
【００２３】
また蓄電池アセンブリ４のメンテナンスのため、あるいは緊急時のために蓄電池アセンブリ４に触る作業が必要になった時には、上カバー１２を取り外す前にまず上カバー１２の凹部１４において端子４ｂ＋，４ｂ−間、端部端子４ｃ＋，４ｃ−間それぞれを接続しているコネクタ１３を取り外さなければ上カバー１２を取り外して蓄電池アセンブリ４に触ることができず、このコネクタ１３の取り外しによって上カバー１２の装着前と同じく、蓄電池アセンブリ４の両側中間位置の端子４ｂ＋，４ｂ−間、また端部端子４ｃ＋，４ｃ−間において直列接続が４分断された状態となり、上カバー１２を取り外した後に万が一作業者が蓄電池アセンブリ４の端子に触れることがあったとしても蓄電池アセンブリの定格の出力電圧V の４分の１程度の電圧の電流しか流れなくして安全を確保することができる。
【００２４】
さらに、緊急時に蓄電池アセンブリ４の高電圧を分断する必要が生じれば、車両フロア１のふた１６を取り外すことによって直接、上カバー１２の外に露出しているコネクタ１３を手で安全に引き抜いて蓄電池アセンブリ４の電圧を分割することができる。
【００２５】
なお、コネクタ１３と蓄電池素体４ａの上面に設けられた＋端子、−端子の構造は、これらの端子に被せるコネクタ１３の両端のキャップ部が、たとえば、その内部に金属スプリングを有していて端子に弾性的に接触して容易に脱落せず、しかも人手により、あるいは簡単な治具を使用してワンタッチで外せる構造であれば、特に限定されることはない。しかしながら、図４及び図５に示す端子接続構造にすることによって電気的接触の信頼性を維持しつつ、人手によるワンタッチの脱着が可能となる。
【００２６】
この端子接続構造は、蓄電池素体４ａ側のオス端子２０として、＋，−それぞれの端子棒２１に対してその周囲を半円状に取り囲むように、かつ上縁内周に係止突起２２の形成された係止リング２３を設けた構造である。
【００２７】
一方、コネクタ１３は、端子棒２１を挿入する端子挿入孔３１が内部に形成され、かつバスバーＷの端部と端子挿入孔３１とををかしめ接続したかしめ部３２を有する。キャップ部３３をバスバーＷの両端部それぞれに設けた構造である。
【００２８】
そしてコネクタ１３のキャップ部３３の両側には一対の可撓アーム片３４が延出されており、コネクタ１３のキャップ部３３を前記オス端子２０の係止リング２３の中に押し込むことによって、可撓アーム片３４の先端部近くに形成された係止部３５が係止リング２３の内周部に形成された係止突起２２と弾性的に係合してキャップ部３３が係止リング２３の中央にワンタッチ操作で固定され、端子棒２１と端子挿入孔３１内に設けられたスプリング３６が弾性的に接触し、結果的に端子棒２１とバスバーＷが電気的に接続されるようになっている。
【００２９】
逆にコネクタ１３をオス端子２０から外すには、キャップ部３３の上部両側に設けられている指かけ段差部３７を両側から手指で挟みつけるように内側に押すことにより、可撓アーム片３４が内側に撓み、係止部３５が係止リング２３の係止突起２２から外れるので、そのまま指かけ段差部３７を持ち上げる。これによってキャップ部３３が係止リング２３から上側に取り出せ、端子棒２１とバスバーＷとの接触を解除することができる。
【００３０】
そこで、図１〜図３に示した第１の実施の形態において、上カバー１２の凹部１４における中間端子４ｂ＋，４ｂ−の電気的接続、また端部端子４ｃ＋，４ｃ−の電気的接続に上記の端子接続構造を適用することにより、上カバー１２の外側からワンタッチでこれら隣接する蓄電池素体４ａ，４ａ間の直列接続ができ、またその解除が可能となる。したがって、上カバー１２を装着する前の状態では蓄電池アセンブリ４の両側中間位置の端子４ｂ＋，４ｂ−間、また端部端子４ｃ＋，４ｃ−間において直列接続が４分断された状態であり、万が一にも作業者が蓄電池アセンブリ４の端子に触れることがあったとしても蓄電池アセンブリの定格の出力電圧V の４分の１程度の電圧の電流しか流れなくして安全を確保することができ、また蓄電池アセンブリ４のメンテナンス時あるいは緊急時に蓄電池アセンブリ４に触る作業が必要になった時には、まず上カバー１２の凹部１４において端子４ｂ＋，４ｂ−間、端部端子４ｃ＋，４ｃ−間それぞれを接続しているコネクタ１３を取り外してからでなければ上カバー１２を取り外して蓄電池アセンブリ４に触ることができず、このコネクタ１３の取り外しによって上カバー１２の装着前と同じく、蓄電池アセンブリ４の両側中間位置の端子４ｂ＋，４ｂ−間、また端部端子４ｃ＋，４ｃ−間において直列接続が４分断された状態となり、万が一作業者が蓄電池アセンブリ４の端子に触れることがあったとしても蓄電池アセンブリの定格の出力電圧V の４分の１程度の電圧の電流しか流れなくして安全を確保することができる。
【００３１】
次に、本発明の第２の実施の形態を図６及び図７に基づいて説明する。この第２の実施の形態は、各蓄電池素体４０ａの下面側に＋，−端子を設け、電池収容部２の電池フロア３の両側の中間部及び端部の位置に凹部４１を形成し、この凹部４１において対応する位置で隣接する蓄電池素体４０ａそれぞれの＋，−端子を端子貫通穴４２から下方へ露出させ、ここに第１の実施の形態と同様のコネクタ１３をワンタッチで装着した構造を特徴とする。また凹部４１に対しては下側から塞ぐためのふた４３が用意されていて、通常時にはこのふた４３を凹部４１に取り付けた状態にし、緊急時やメンテナンス作業時にはこのふた４３を取り外すことによって凹部４１に手を差し入れてコネクタ１３を引き抜く作業ができるようにしてある。
【００３２】
この第２の実施の形態の場合にも、車両の下側から手を差し入れて凹部４１に露出しているコネクタ１３を引き外すことによって蓄電池アセンブリを４つに分割した後でなければ蓄電池アセンブリに触ることができず、その場合には作業者が蓄電池アセンブリの端子に触れることがあったとしても蓄電池アセンブリの定格の出力電圧V の４分の１程度の電圧の電流しか流れなくして安全を確保することができる。
【００３３】
なお、この第２の実施の形態においてもコネクタ１３と蓄電池素体４０ａの端子の構造として、図４及び図５に示した構造を採用することができる。
【００３４】
また、上記の両方の実施の形態では蓄電池アセンブリの両側中間位置で隣接する蓄電池素体の端子間、また端部位置で背中合わせの蓄電池素体の端子間を上カバーあるいは電池フロアの外側においてコネクタで電気的に接続する構造にしたが、蓄電池アセンブリのどの位置で分割するようにするかは特に限定されるものではなく、作業者が蓄電池アセンブリを直接触ることがあっても高電圧で感電する恐れがない程度まで低い電圧に分割できる位置であれば、２分割以上、任意の箇所で分割する構造とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の上カバー装着前後それぞれの状態を示す平面図。
【図２】上記の実施の形態の分解斜視図。
【図３】上記の実施の形態の上カバーとコネクタの装着手順を示す断面図。
【図４】上記の実施の形態で使用するコネクタの詳細を示す平面図。
【図５】図４におけるＶ−Ｖ線断面図。
【図６】本発明の第２の実施の形態の断面図。
【図７】図６におけるVII 部分の拡大図。
【図８】電気自動車の蓄電池アセンブリの搭載状態を示す説明図。
【図９】従来例の蓄電池素体の端子間の接続方法を示す説明図。
【図１０】従来例の平面図及び断面図。
【図１１】従来例で用いられているエマージェンシースイッチボックスの構造図。
【符号の説明】
４ 蓄電池アセンブリ
４ａ 蓄電池素体
４ｂ＋，４ｂ− 中間端子
４ｃ＋，４ｃ− 端部端子
１１ フレーム
１２ 上カバー
１３ コネクタ
１４ 凹部
１５ 端子貫通穴
１６ ふた
２０ オス端子
２１ 端子棒
２２ 係止突起
２３ 係止リング
３１ 端子挿入孔
３２ かしめ部
３３ キャップ部
３４ 可撓アーム片
３５ 係止部
３６ スプリング
３７ 指かけ段差部
４０ａ 蓄電池素体
４１ 凹部
４２ 端子貫通孔
４３ ふた

Claims (5)

1. 一方が開口した電池収容部に、各蓄電池素体の一側面に突設された端子棒を備えた端子が前記電池収容部の開口に臨むように複数の蓄電池素体を配列して成る蓄電池アセンブリを収容し、前記端子棒が形成されている一側面から電池カバーによって前記蓄電池アセンブリをカバーし、当該電池カバーに互いに独立して形成された端子貫通穴に、前記蓄電池アセンブリの所定の位置の隣接する蓄電池素体それぞれの端子棒を貫通させて前記電池カバーの外部に突出させ、外周が絶縁部材で保護されているコネクタをこれらの端子に着脱可能に、かつ電気的に接続されるように装着して成る蓄電池収容装置。
2. 前記電池収容部は車両フロアの下方に設けられ、前記車両フロアは開口部を備え、前記コネクタの装着位置は、前記車両フロアに形成した開口部と対向した位置であることを特徴とする請求項１に記載の蓄電池収容装置。
3. 車両フロアと、該車両フロア下方の蓄電池フロアとの間に形成された電池収容部に、各蓄電池素体の一側面に突設された端子棒を備えた端子が前記蓄電池フロアに対向するように複数の蓄電池素体を配列して成る蓄電池アセンブリを収容し、前記蓄電池フロアに互いに独立して形成された端子貫通穴に前記蓄電池アセンブリの所定の位置の隣接する蓄電池素体それぞれの端子棒を貫通させて、前記蓄電池フロアの外部に突出させ、外周が絶縁部材で保護されているコネクタをこれらの端子に着脱可能に、かつ電気的に接続されるように装着して成る蓄電池収容装置。
4. 前記蓄電池フロアは前記電池収容部内部方向に凹む凹部を備え、前記端子貫通穴は前記凹部底面に設けられ、前記コネクタの装着位置は、前記蓄電池フロアに形成した凹部の内部であることを特徴とする請求項３に記載の蓄電池収容装置。
5. 前記コネクタは、一方向に開口する端子挿入孔を有するキャップ体をバスバーの両端に取り付けた構造とし、
   前記端子は、前記蓄電池素体の一側面に突設された端子棒と、前記端子棒に前記キャップ体が装着された状態でその周囲を取り囲む位置に形成され、内周面に形成された係止突起を有する係止リングとを備え、
   前記キャップ体は、前記端子棒と弾性的に接触するスプリングを有し、かつ前記端子棒に当該キャップ体が装着された状態で前記係止リングの係止突起に係合する係止部を備えた可撓性の可撓アーム片とから成る構造としたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の蓄電池収容装置。

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