JP4874632B2

JP4874632B2 - 電池パック

Info

Publication number: JP4874632B2
Application number: JP2005329582A
Authority: JP
Inventors: 義和宮城; 正宏翠; 豊彦江藤
Original assignee: Primearth EV Energy Co Ltd
Current assignee: Primearth EV Energy Co Ltd
Priority date: 2005-11-15
Filing date: 2005-11-15
Publication date: 2012-02-15
Anticipated expiration: 2025-11-15
Also published as: JP2007141478A; US7508164B2; US20070108939A1

Description

本発明は電池パックに関し、特にその通電制御を行う制御部のコンパクト化を図った電池パックに関するものである。

複数の扁平な直方体状の電池を並列配置しかつその両端に配置した端板同士を連結して一体的に拘束して成る電池群と、電池群に対する充放電時の通電制御を行う制御部とから成り、制御部を電池群の電池並列方向一端の側部に配設して構成されている電池パックは知られている（例えば、特許文献１参照。）。

この種の電池パックの制御部における従来の構成例として、図６に示すように、正極用と負極用のメインリレー３１、３２と、プレチャージリレー３３と、抵抗３４などの制御機器を、制御部３０のケース３５の底面上にそれぞれ個々に取付けたものが知られている。なお、図６において、３１ａ、３２ａはメインリレー３１、３２の底面に装着された防振用の取付部材、４０は電池群、４０ａは電池群４０の両端に配置されて電池群を拘束する端板である。４１はメインリレー３１、３２と電池群４０の総正極端子及び総負極端子を接続する接続ケーブル、４２はメインリレー３１、３２と車両側のインバータを接続する接続ケーブルである。

また、電池用の電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと記す）３６は、車両側の電子制御ユニット（以下、車両ＥＣＵと記す）との通信コネクタ３６ａをケース３５の側面に設けた取出し口に３５ａに臨ませてケース３５の側面に直接取付けられ、車両ＥＣＵと接続する信号ワイヤハーネス３７の一部がケース３５の外側に配線されていた。また、この信号ワイヤハーネス３７へのアクセス防止及び電磁シールドのために、ケース３５の上面を覆うカバーに、仮想線で示すように、ケース３５の側面のこの部分を覆う側面カバー部３８が設けられていた。
特開２００２−１９０２８８号公報

ところが、図６に示したような従来構成の制御部３０においては、ケース３５内に各制御機器３１〜３４を個々に取り付けるための作業スペースを確保する必要があり、しかも板金製のケース３５では複雑な形状に成形できないので、各制御機器３１〜３４を平面的に配置せざるを得ないため、大きなスペースが必要となる。また、信号ワイヤハーネスを配設するための空間も確保する必要がありかつ信号ワイヤハーネスが板金製のケース３５のエッジで損傷する恐れを無くすために十分に隙間を確保したり、クランプやコルゲートチューブで被覆する必要があり、スペースやコストが増大するという問題がある。その一方で、幅寸法は電池群４０の幅より大きくできないため、ケース３５の長さ寸法Ｂが大きくなり、電池パックの設置スペースとして大きなスペースを確保する必要があって、省スペース化の障害となっている。

また、ケース３５の上面を覆うカバーにＥＣＵ３６の信号ケーブルハーネス３７を覆う側面カバー部３８を設ける必要があったため、コスト高になるという問題があった。また、信号ケーブルハーネス３７をケース３５の内側に導入し、また外側に導出する箇所での板金のエッジ対策も必要となり、コスト高になるという問題もあった。

本発明は、上記従来の問題点に鑑み、電池群の制御を行う制御部をコンパクトに構成でき、省スペース化を図ることができる電池パックを提供することを目的とする。

本発明の電池パックは、電池群と、電池群の制御を行う制御部と、ケースとを備えた電池パックであって、制御部は、複数の制御機器とこれらの制御機器をケース内に固定する設置部材とを備え、前記制御機器は、正極用メインリレーと、負極用メインリレーと、プレチャージリレーと、抵抗とを備え、２つのメインリレーを設置部材の一側部と中央部に配置し、プレチャージリレーと抵抗を設置部材の他側部に並列配置し、設置部材の各制御機器を固定するそれぞれの取付部は、少なくとも隣り合う制御機器の最大幅寸法部の高さ位置が異なるように設定された高さであり、前記中央部のメインリレーの取付部が、他の前記取付部よりも高く設定され、前記中央部のメインリレーの取付部の下部空間は配線用の空間であるものである。

この構成によれば、複数の制御機器をケース内に設置する前に、広い空間で複数の制御機器を設置部材の各々の取付部上に取付け、必要に応じて信号ワイヤハーネスにて接続することで、コンパクトな設置部材に各制御機器を取付けることができ、その後その設置部材をケース内に収容して取付けることで制御部をコンパクトに構成することができ、電池群の制御を行う制御部をコンパクトに構成して電池パックの省スペース化を図ることができる。また、設置部材の各取付部の高さを、少なくとも隣り合う制御機器の最大幅寸法部の高さ位置が異なるように設定しているので、各制御機器に対する配線作業に際しても、配線が互いに干渉したり、邪魔になったりすることがないので、コンパクトな構成でありながら配線作業の作業性も向上する。

また、設置部材が樹脂成形品であると、上記のように取付部の高さを異ならせ、取付部の下部空間が配線用の空間であるような複雑な形状であっても容易に成形できるとともに、設置部材自体で防振機能を持たせることができ、さらに板金製の場合のように信号ワイヤハーネスをエッジで損傷する恐れもない。

また、ケース内に、電子制御ユニット及びその信号ワイヤハーネスを配置すると、電子制御ユニットを衝撃を受け難い状態で設置でき、また電子制御ユニットの信号ワイヤハーネスに対するアクセス防止や電磁シールドのために、ケースやその上面を覆うカバーを複雑な構造にしたりする必要がないためコスト低下を図れ、またケース内に全ての信号ワイヤハーネスを収めることも可能で、コネクタを統一化することも可能となる。

本発明の電池パックによれば、ケース内に設置する前に広い空間で複数の制御機器を設置部材の各々の取付部上に取付けることで、コンパクトな設置部材に各制御機器を取付けることができ、その後その設置部材をケース内に収容して取付けることで制御部をコンパクトに構成することができ、電池パックの省スペース化を図ることができる。また、設置部材の各取付部の高さを、少なくとも隣り合う制御機器の最大幅寸法部の高さ位置が異なるように設定しているので、各制御機器に対する配線作業に際しても、配線が互いに干渉したり、邪魔になったりすることがないので、コンパクトな構成でありながら配線作業の作業性も向上する等の効果を奏する。

以下、本発明の電池パックの一実施形態について、図１〜図５を参照して説明する。

図１において、１は電池パックで、複数の電池が並列配置され、その配列方向両端に配置された端板２ａ同士を相互に連結して一体的に拘束された電池群２と、この電池群２の電池並列方向一端の端板２ａの側部に配置された制御部３とケース４とを備えている。

制御部３は、ケース４内に正極用のメインリレー５と、負極用のメインリレー６と、プレチャージリレー７と、抵抗８が収容配置されている。ケース４の一側に形成された開口４ａに車両ＥＣＵ１５（図２参照）に対するコネクタ９が配置されている。また、電池群２の各電池の温度や電圧などの信号を入力されて制御用信号を出力するＥＣＵ１０が電池群２に隣接してケース４内に配置されている。１１は電池群２の総正極端子及び総負極端子と、メインリレー５、６を接続する接続ケーブル、１２はメインリレー５、６と車両側のインバータ１６（図２参照）を接続する接続ケーブルである。

図２において、ＥＣＵ１０の制御信号は、信号ワイヤハーネス１３、コネクタ９、信号ワイヤハーネス１４を介して車両ＥＣＵ１５に入力されている。また、車両ＥＣＵ１５から出力された制御信号が信号ワイヤハーネス１４、コネクタ９、信号ワイヤハーネス１７を介してメインリレー５、６及びプレチャージリレー７に入力され、作動制御される。また、車両ＥＣＵ１５にてインバータ１６が作動制御される。なお、プレチャージリレー７と抵抗８は正極用のメインリレー５に対して並列接続され、メインリレー５のオンに先立ってプレチャージリレー７とメインリレー６をオンして抵抗８を介して通電することで、メインリレー５、６のオン時に過大な突入電流が流れるのを防止している。

次に、制御部３の配置構成について、図３〜図５を参照して説明する。図３に示すように、正極用のメインリレー５と負極用のメインリレー６とプレチャージリレー７と抵抗８は、合成樹脂成形品から成る設置部材１８上に取付けられた状態でケース４内に収容され、ケース４の底面上に固定設置されている。

設置部材１８は、図４、図５に示すように、電池群２の電池並列方向と直交する幅方向に細長い板状で、その長手方向両端と中央部一側にケース４に対する取付穴１８ａが設けられている。この設置部材１８の中央部に、正極用のメインリレー５の取付部１９が最も高く突設されている。設置部材１８の長手方向一側部には、負極用のメインリレー６の取付部２０が低い高さで突設されている。また、設置部材１８の他側部には、プレチャージリレー７の取付部２１と抵抗８の取付部２２とが、取付部２２が電池群２に近い位置関係で並列して配設されている。取付部２１は設置部材１８の上面と略面一で、取付部２２は取付部１９よりは多少低い高さに設定されている。

また、中央部の最も高い取付部１９の下部空間は、信号ワイヤハーネス１７を配線するための配線用空間２３として利用されるように、設置部材１８の長手方向に貫通する開口を有している。なお、図４、図５中の２４ａ、２４ｂ、２４ｃは、正極用のメインリレー５の両端子間にプレチャージリレー７と抵抗８を接続する接続ケーブルである。

以上の構成の電池パック１によれば、ケース４内に設置する前に、設置部材１８の各取付部１９〜２２上に、正極用メインリレー５、負極用メインリレー６、プレチャージリレー７及び抵抗８を取付けるとともに信号ワイヤハーネス１７にて接続し、その後その設置部材１８をケース４内に収容して取付けて制御部３を構成しているので、コンパクトな設置部材１８に上記各制御機器５〜８を空間効率良く取付けることができ、図１に示すように、電池群２の電池並列方向の長さＡが従来のＢに比して格段に小さいコンパクトなスペース内に制御部３を収めることができ、その結果電池パック１の省スペース化を図ることができる。

また、設置部材１８上に各制御機器５〜８を取り付けるのに、ケース４外の広い空間で作業性良く取付作業を行うことができ、かつ設置部材１８の各取付部１９〜２２の高さを異ならせているので、各制御機器５〜８に対する信号ワイヤハーネス１７の配線作業、並びに電池群２との接続ケーブル１１及び車両側のインバータ１６との接続ケーブル１２の接続作業に際しても、配線が互いに干渉したり、邪魔になったりすることがないので、コンパクトな構成でありながら配線作業の作業性も向上する。

特に、設置部材１８の中央の取付部１９を最も高く設定し、その下部に配線用空間２３を設けているので、信号ワイヤハーネス１７の配線空間が立体的に確保されることで、設置部材１８の一層のコンパクト化を図ることができる。

また、設置部材１８を樹脂成形品にて構成しているので、各取付部１９〜２２の高さを異ならせ、下部に配線用空間２３を形成するような複雑な形状であっても容易に成形できるとともに、設置部材１８自体で防振機能を持たせることができ、さらに板金製の場合のように信号ワイヤハーネス１７、１３をエッジで損傷する恐れもない。

さらに、ケース４内に完全に収容した状態で、ＥＣＵ１０及びその信号ワイヤハーネス１３を配置しているので、ＥＣＵ１０を衝撃を受け難い状態で設置でき、またＥＣＵ１０の信号ワイヤハーネス１３に対するアクセス防止や電磁シールドのために、ケース４やその上面を覆うカバーを複雑な構造にしたりする必要がないためコスト低下を図れる。また、ケース４内に全ての信号ワイヤハーネス１３、１７を収め、単一のコネクタ９に統一化しているので、車両ＥＣＵ１５との接続を簡単にすることができる。

本発明の電池パックによれば、制御部のケース内に設置する複数の制御機器を予めコンパクトな設置部材に取付け、その設置部材をケース内に収容配置することにより、電池群の制御を行う制御部をコンパクトに構成して省スペース化を図ることができ、従ってハイブリッド車を含む各種電気自動車の駆動電源用電池パックなど、省スペースが強く要請される電池パックに特に有用である。

本発明の電池パックの一実施形態の制御部の概略配置構成を示す平面図。同実施形態の制御部の回路構成図。同実施形態の制御部をケースを分離して示した斜視図。同実施形態の制御部における制御機器を取付けた設置部材の斜視図。同実施形態の制御部における制御機器と設置部材の分解斜視図。従来例の電池パックの制御部の概略配置構成を示す平面図。

符号の説明

１電池パック
２電池群
３制御部
４ケース
５正極用メインリレー
６負極用メインリレー
７プレチャージリレー
８抵抗
１０ＥＣＵ（電子制御ユニット）
１３信号ワイヤハーネス
１７信号ワイヤハーネス
１８設置部材
１９〜２２取付部
２３配線用空間

Claims

電池群と、電池群の制御を行う制御部と、ケースとを備えた電池パックであって、制御部は、複数の制御機器とこれらの制御機器をケース内に固定する設置部材とを備え、
前記制御機器は、正極用メインリレーと、負極用メインリレーと、プレチャージリレーと、抵抗とを備え、２つのメインリレーを設置部材の一側部と中央部に配置し、プレチャージリレーと抵抗を設置部材の他側部に並列配置し、
設置部材の各制御機器を固定するそれぞれの取付部は、少なくとも隣り合う制御機器の最大幅寸法部の高さ位置が異なるように設定された高さであり、
前記中央部のメインリレーの取付部が、他の前記取付部よりも高く設定され、
前記中央部のメインリレーの取付部の下部空間は配線用の空間であることを特徴とする電池パック。
設置部材は、樹脂成形品であることを特徴とする請求項１記載の電池パック。
ケース内に、電子制御ユニット及びその信号ワイヤハーネスを配置したことを特徴とする請求項１又は２記載の電池パック。