JP5879436B2 - 車載用蓄電装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車載用蓄電装置に関する。
近年の省エネや環境問題への意識の高まりにより、ハイブリッド自動車や電気自動車が注目されている。ハイブリッド自動車や電気自動車にはバッテリが搭載されており、バッテリから動力を得て自動車を駆動する。
例えば、特許文献１記載の車両搭載用蓄電装置では、複数のセル電池からなる複数の電池ブロックをバスバーで接続して電池モジュールを構成し、電池ケース内に収納している。電池ケースには、セル電池の保護電子回路も組み込まれている。
特開２０００−２２３１６０号公報
バッテリの車両内の搭載位置は様々であるが、限られた空間に配置されるため寸法制限があり、小型化が求められる。
本発明による車載用蓄電装置は、以下の（ａ）〜（ｉ）を備えている。
（ａ）電動機を制御するインバータ装置に電力を供給し、前記インバータ装置から供給された電力を蓄電する蓄電装置において、
（ｂ）下部筐体、上部筐体、および下部筐体と上部筐体の間に設置された中間基板を有し、前記中間基板の下方には下部室が、上方には上部室が形成され、前記下部室は前記上部室に対して密閉状態で形成された筐体と、
（ｃ）前記下部室に配置され、セル筐体内部に収納された複数本のセル電池を備えた少なくとも二つの電池ブロックと、
（ｄ）前記上部室に配置され、前記複数のセル電池の状態を監視し、制御する制御装置と、
（ｅ）前記電池ブロックのうち最高電位の電池ブロックの正極端子を前記インバータ装置の正極直流端子に接続する正極外部電源用配線が接続される正極外部端子、および前記電池ブロックのうち最低電位の電池ブロックの負極端子を前記インバータ装置の負極直流端子に接続する負極外部電源用配線が接続される負極外部端子を有するジャンクションボックスと、
（ｆ）前記セル筐体内部において、前記中間基板に設けた強電系開口を貫通して前記下部室から上部室に引き回され、前記最高電位の電池ブロックの正極端子と前記ジャンクションボックスの正極外部端子とを接続する正極内部電源用配線、および前記最低電位の電池ブロックの負極端子と前記ジャンクションボックスの負極外部端子とを接続する負極内部電源用配線と、
（ｇ）前記複数のセル電池の正負極端子に接続され、前記筐体の内部において、前記中間基板の弱電系開口を貫通して前記下部室から前記上部室に引き回わされ、前記制御装置に接続される電圧信号用配線と、
（ｈ）前記中間基板に設けられた前記強電系開口を封止して、前記下部室を前記上部室から密閉する第１封止部材と、
（ｉ）前記中間基板に設けられた弱電系開口を封止して、前記下部室を前記上部室から密閉する第２封止部材とを備える。
本発明によれば、中間基板で密閉された下部室に電池ブロックが、中間基板の上の上部室に制御装置が設置され、電池ブロックと制御装置とを電気的に接続する配線が中間基板に設けた開口を貫通するようにし、その開口を封止部材で封止した。したがって、小型化され、かつ電池セルから噴出するミストが制御装置に触れる恐れのない蓄電装置を提供できる。
本発明による蓄電装置の一実施形態を用いた車載電機システムの構成を示すブロック図 蓄電装置の外観斜視図 図２の蓄電装置の内部を示す破断斜視図 図２の蓄電装置の中間基板より下方の部品の分解斜視図 図２の蓄電装置の中間基板より上方の部品の分解斜視図 （ａ）は電池ブロックの斜視図、（ｂ）はセル電池の配置を示す図 電池ブロックに設けた温度センサの取付位置を説明する斜視図であり、（ａ）は上面側から見た図、（ｂ）は下面側から見た図 中間基板を取り除いて斜め上方から見る蓄電装置の斜視図 上部筐体を取り除いて斜め上方から見る蓄電装置の斜視図 上部筐体を取り除いて上方から見る蓄電装置の平面図 上部筐体を取り除いて冷却風導入口側から見る蓄電装置の斜視図 冷却風導入口の一部を拡大して示す要部拡大図 電圧信号用ハーネスのホルダを示す斜視図 蓄電装置の下部室の電池モジュールと上部室の電装部品との間の配線の引き回しを説明する図
本実施形態は、電動車両、とくに電気自動車の車載電源装置を構成する蓄電装置に本発明を適用した例である。電気自動車は、内燃機関であるエンジンと電動機とを車両の駆動源として備えたハイブリッド電気自動車、および電動機を車両の唯一の駆動源とする純正電気自動車等を含む。
以下、図を参照して、実施形態の蓄電装置を含む車載電機システム（電動機駆動システム）の構成について詳細に説明する。
−車載電機システム−
図1に車載電機システムの全体構成を示す。車載電機システムは、モータジェネレータ１０、インバータ装置２０、車両全体を制御する車両コントローラ３０、および車載電源装置を構成する蓄電装置１０００等を備える。蓄電装置１０００は、複数の蓄電池を備えており、例えば、複数のリチウムイオンセル電池を備えたリチウムイオンバッテリ装置として構成される。
（モータジェネレータ１０）
モータジェネレータ１０は、三相交流同期機である。モータジェネレータ１０は、車両の力行時および内燃機関であるエンジンを始動する時など、回転動力が必要な運転モードでは、モータ駆動し、発生した回転動力を車輪およびエンジンなどの被駆動体に供給する。この場合、車載電機システムは、モータジェネレータ１０に、リチウムイオンバッテリ装置１０００から電力変換装置であるインバータ装置２０を介して、直流電力を三相交流電力に変換して供給する。
モータジェネレータ１０は、車両の減速時や制動時などの回生時およびリチウムイオンバッテリ装置１０００の充電が必要な時など、発電が必要な運転モードでは、車輪あるいはエンジンからの駆動力によって駆動し、ジェネレータとして三相交流電力を発生させる。この場合、車載電機システムは、モータジェネレータ１０からの三相交流電力をインバータ装置２０を介して直流電力に変換し、リチウムイオンバッテリ装置１０００に供給する。これにより、リチウムイオンバッテリ装置１０００には電力が蓄積される。
（インバータ装置２０）
インバータ装置２０は、前述した電力変換、すなわち直流電力から三相交流電力への変換、および三相交流電力から直流電力への変換をスイッチング半導体素子の作動（オン・オフ）によって制御する電子回路装置である。インバータ装置２０は、パワーモジュール２１、ドライバ回路２２、モータコントローラ２３および平滑コンデンサ２４を備えている。
パワーモジュール２１は、６つのスイッチング半導体素子を備え、この６つのスイッチング半導体素子のスイッチング動作（オン・オフ）によって、前述した電力変換を行う電力変換回路である。
スイッチング半導体素子には、例えば、金属酸化膜半導体型電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）あるいは絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）を用いる。パワーモジュール２１をＭＯＳＦＥＴから構成する場合は、寄生ダイオードがドレイン電極とソース電極との間に電気的に逆並列に接続されている。一方、パワーモジュール２１をＩＧＢＴから構成する場合には、別途、ダイオードをコレクタ電極とエミッタ電極との間に電気的に逆並列に接続する必要がある。
パワーモジュール２１は、二つ（上アームおよび下アーム）のスイッチング半導体素子を電気的に直列に接続した直列回路（一相分のアーム）を三相分、電気的に並列に接続した三相ブリッジ回路により構成されている。
パワーモジュール２１には直流正極側モジュール端子（図示省略）および直流負極側モジュール端子（図示省略）が設けられ、各上アームにおける下アームへの接続側の反対側は、直流正極側モジュール端子に、各下アームにおける上アームへの接続側の反対側は直流負極側モジュール端子にそれぞれ電気的に接続されている。直流正極側モジュール端子および直流負極側モジュール端子は、直流正極側外部端子、直流負極側外部端子にそれぞれ電気的に接続されている。直流正極側外部端子および直流負極側外部端子は、リチウムイオンバッテリ装置１０００との間において直流電力を授受するための電源側端子であり、リチウムイオンバッテリ装置１０００から延びる正極側電源ケーブル６１０及び負極側電源ケーブル６２０が電気的に接続されている。
さらに、パワーモジュール２１には交流側モジュール端子が設けられ、交流側モジュール端子は交流側外部端子に電気的に接続されている。交流側外部端子は、モータジェネレータ１０との間において三相交流電力を授受するための負荷側端子であり、モータジェネレータ１０から延びる負荷ケーブルが電気的に接続されている。
モータコントローラ２３は、パワーモジュール２１を構成する６つのスイッチング半導体素子のスイッチング動作を制御するための電子回路装置である。モータコントローラ２３は、上位制御装置、例えば車両全体を制御する車両コントローラ３０から出力されたトルク指令に基づいて、６つのスイッチング半導体素子に対するスイッチング動作指令信号（例えばＰＷＭ（パルス幅変調信号））を生成する。この生成された指令信号はドライバ回路２２に出力される。
ドライバ回路２２は、モータコントローラ２３から出力されたスイッチング動作指令信号に基づいて、パワーモジュール２１を構成する６個のスイッチング半導体素子に対する駆動信号を生成する。この駆動信号は、パワーモジュール２１を構成する六つのスイッチング半導体素子のゲート電極に出力される。これにより、パワーモジュール２１を構成する六つのスイッチング半導体素子は、ドライバ回路２２から出力された駆動信号に基づいてスイッチング（オン・オフ）が制御される。
（蓄電装置１０００）
蓄電装置１０００は、電気エネルギーを蓄積および放出（直流電力を充放電）するための電池モジュール１００、および電池モジュール１００の状態を管理（監視）および制御するための制御装置９００、ジャンクションボックス４００，サービスディスコネクトスイッチ７００をモジュール筐体１１００（図２）内に収容して構成されている。
ジャンクションボックス４００は、電池モジュール１００をインバータ装置２０に接続するため、また、上述したリレー機構を内蔵する電子部品である。サービスディスコネクトスイッチ７００は、リチウムイオンバッテリ装置１０００の保守、点検の時の安全性を確保するために設けられた安全装置であり、スイッチとヒューズとを電気的に直列に接続した電気回路から構成され、サービスマンによって保守、点検時に操作部７００Ｓが操作される。操作部７００Ｓは蓄電装置１０００の表面に露出している。
蓄電装置１０００については図２〜図１４を参照して後で詳細に説明する。
電池モジュール１００は、第１〜第３電池ブロック１００ａ〜１００ｃから構成され、三つの電池ブロック１００ａ〜１００ｃは、電気的に直列に接続されている。なお、基本的に第１〜第３電池ブロック１００ａ〜１００ｃは同様の構成である。
電池モジュール１００については図２〜図１４を参照して後で詳細に説明する。
制御装置９００は、バッテリコントローラ３００およびセルコントローラ２００を備えている。
バッテリコントローラ３００は、セルコントローラ２００を介してリチウムイオンバッテリ装置１０００の状態を管理（監視）および制御する。また、上位制御装置である車両コントローラ３０やモータコントローラ２３にリチウムイオンバッテリ装置１０００の状態や許容充放電電力などの充放電制御指令を通知する。バッテリコントローラ３００は、補機用の１２Ｖバッテリから給電された電圧を５Ｖ程度の低電圧に降圧した電源で駆動される。
ジャンクションボックス４００の内部に設けられた電流センサ４３０は、リチウムイオンバッテリ装置１０００からインバータ装置２０に供給される電流を検出するために設けられたものである。電流センサ４３０の出力線はバッテリコントローラ３００に電気的に接続されている。バッテリコントローラ３００は、電流センサ４３０から出力された信号に基づいて、リチウムイオンバッテリ装置１０００からインバータ装置２０に供給された電流を検出する。この電流検出情報は、バッテリコントローラ３００からモータコントローラ２３や車両コントローラ３０などに通知される。
リチウムイオンバッテリ装置１０００の状態の管理（監視）および制御には、リチウムイオンバッテリ装置１０００の電圧および電流の計測、リチウムイオンバッテリ装置１０００の蓄電状態（ＳＯＣ）および劣化状態（ＳＯＨ）などの演算、各電池ブロックの温度の計測、セルコントローラ２００に対する指令（例えば各リチウムイオンセル電池の電圧を計測するための指令、各リチウムイオンセル電池の蓄電量を調整するための指令など）の出力などが含まれる。セルコントローラ２００と電池モジュール１００の両者は接続線８００（図１および図１４）を介して電気的に接続されている。
最高電位の第１電池ブロック１００ａの正極側接続端子とインバータ装置２０の直流正極側外部端子とは正極側電源ケーブル６１１、ジャンクションボックス４００および正極側電源ケーブル６１０を介して電気的に接続されている。最低電位の第３の電池ブロック１００ｃの負極側接続端子とインバータ装置２０の直流負極側外部端子とは負極側電源ケーブル６１５、ジャンクションボックス４００および負極側電源ケーブル６２０を介して電気的に接続されている。
正極側の電源ケーブル６１０と６１１の間、および負極側の電源ケーブル６２０と６１５の間には上述したジャンクションボックス４００が設けられている。ジャンクションボックス４００の内部には、正極側メインリレー４１１、負極側メインリレー４１２およびプリチャージ回路４２０から構成されたリレー機構が収納されている。リレー機構は、電池モジュール１００とインバータ装置２０とを電気的に導通および遮断するための開閉部である。車載電機システムの起動時には電池モジュール１００とインバータ装置２０とを導通し、あるいは、車載電機システムの停止時および異常時には電池モジュール１００とインバータ装置２０とを遮断する。このように、リチウムイオンバッテリ装置１０００とインバータ装置２０との間をリレー機構によって制御することにより、車載電機システムの高い安全性を確保できる。
リレー機構はモータコントローラ２３により駆動、制御される。モータコントローラ２３は、車載電機システムの起動時には、リチウムイオンバッテリ装置１０００の起動完了の通知をバッテリコントローラ３００から受けることにより、リレー機構に対して導通の指令信号を出力してリレー機構を駆動させる。また、モータコントローラ２３は、車載電機システムの停止時にはイグニションキースイッチからオフの出力信号を受けることにより、また、車載電機システムの異常時には車両コントローラ３０からの異常信号を受けることにより、リレー機構に対して遮断の指令信号を出力してリレー機構を駆動させる。
正極側メインリレー４１１は正極側電源ケーブル６１０と６１１の回路中に設けられ、リチウムイオンバッテリ装置１０００の正極側とインバータ装置２０の正極側との間の電気的な接続を制御する。負極側メインリレー４１２は負極側電源ケーブル６２０と６１５の回路中に設けられ、リチウムイオンバッテリ装置１０００の負極側とインバータ装置２０の負極側との間の電気的な接続を制御する。
プリチャージ回路４２０は、プリチャージリレー４２１および抵抗４２２を電気的に直列に接続した直列回路であり、正極側メインリレー４１１に電気的に並列に接続されている。
車載電機システムの起動時にあたっては、まず、負極側メインリレー４１２が投入され、この後に、プリチャージリレー４２１が投入される。これにより、リチウムイオンバッテリ装置１０００から供給された電流が抵抗４２２によって制限された後、インバータ搭載の平滑コンデンサ２４に供給されて充電される。平滑コンデンサ２４が所定の電圧まで充電された後、正極側メインリレー４１１が投入され、プリチャージリレー４２１が開放される。これにより、リチウムイオンバッテリ装置１０００から正極側メインリレー４１１を介してインバータ装置２０に主電流が供給される。
―蓄電装置１０００の詳細―
図２〜図１４を参照して蓄電装置１０００を詳細に説明する。図２は、蓄電装置１０００、すなわちリチウムイオンバッテリ装置１０００の全体を示す外観斜視図、図３は、その内部を示す縦断面図である。図４および図５は蓄電装置１０００の分解斜視図である。
図３〜図５に示すように、蓄電装置１０００の筐体（ケース）１１００内には、電池モジュール１００と制御装置９００とが収容されている。筐体１１００は、電池モジュール１００の第１電池ブロック１００ａ〜第３電池ブロック１００ｃが収容される第１〜第３電池室ＣＲａ〜ＣＲｃを有する下部筐体（ロアケース）１１１０と、下部筐体１１１０の第１〜第３電池室ＣＲａ〜ＣＲｃを封止し、上面に制御装置、すなわちバッテリマネジメント装置９００、ジャンクションボックス４００，サービスディスコネクトスイッチ７００などの電装部品が設置される中間基板（ミドルべース）１１２０と、中間基板１１２０上に設置された電装部品を塵埃から保護する上部筐体（アッパケース）１１３０とを備えている。
（筐体１１００）
図４に示すように、下部筐体１１１０は、上面が開放された矩形ボックスであり、一つの底面１１１０ｂと、一つの底面１１１０ｂを取り囲む四つの壁板である前壁１１１０ｆ、後壁１１１０ｒ、一対の側壁１１１０ｓとで形成されている。底面１１１０ｂには２つの隔壁１１１０Ｐが立設され、隔壁１１１０Ｐと一つの側壁１１１０ｓとの間に第１電池室ＣＲａが形成され、隔壁１１１０Ｐの間に第３電池室ＣＲｃが形成され、隔壁１１１０Ｐと一つの側壁１１１０ｓとの間に第２電池室ＣＲｂが形成されている。このような第１〜第３電池室ＣＲａ〜ＣＲｃに第１〜第３電池ブロック１００ａ〜１００ｃが設けられている。
第１〜第３電池室ＣＲａ〜ＣＲｃを区画する下部筐体１１１０の前壁１１１０ｆには、三つの冷却風導入口１１１０Ｃｉｎが形成され、第１〜第３電池室ＣＲａ〜ＣＲｃを区画する下部筐体１１１０の後壁１１１０ｒには、三つの冷却風排出口１１１０Ｃｏｕｔが形成されている。これら三つの冷却風導入口１１１０Ｃｉｎと三つの冷却風排出口１１１０Ｃｏｕｔは、それぞれ第１〜第３電池ブロック１１０ａ〜１１０ｃの各冷却風導入口１１０Ｃｉｎおよび各冷却風排出口１１０Ｃｏｕｔと対向している。
図３、図１１および図１２を参照して説明する。下部筐体１１１０の前壁１１１０ｆの冷却風導入口１１１０Ｃｉｎと各電池ブロックの冷却風導入口１１０Ｃｉｎとの間には、ラバーなどの弾性力のある材料で矩形環状に形成された封止部材１１２６ｆが介在されている。下部筐体１１１０の後壁１１１０ｒの冷却風排出口１１１０Ｃｏｕｔと各電池ブロックの冷却風排出口１１０Ｃｏｕｔとの間には、ラバーなどの弾性力のある材料で矩形環状に形成された封止部材１１２６ｒが介在されている。これらの封止部材の採用により、下部筐体１１１０の前壁１１１０ｆと電池ブロック１００ａ〜１００ｃの冷却風導入口１１０Ｃｉｎ、下部筐体１１１０の後壁１１１０ｒと電池ブロック１００ａ〜１００ｃの冷却風排出口１１０Ｃｏｕｔとがダクトなどを使用せずに密閉状態で接続される。
なお、冷却風導入口側の封止部材１１２６ｆは図１２および図１３によく示されている。
（電池ブロック）
図６および図７を参照して電池モジュール１００を構成する電池ブロック１００ａ〜１００ｃを説明する。各電池ブロック１００ａ〜１００ｃはほぼ同一の構成である。
第１〜第３電池ブロック１００ａ〜１００ｃのそれぞれは、略六面体状の細長いセル筐体１１０の内部に上下２段にそれぞれ並置された複数のセル電池１４０（図３参照）を有している。複数のセル電池１４０は直列接続されてひとつの組電池を構成している。すなわち、組電池は複数のリチウムイオンセル電池１４０の集合体（リチウムイオンセル電池群）であり、セル筐体１１０の内部で整列して配設されている。
上段の複数のセル電池１４０を上段セル配列体、下段の複数のセル電池１４０を下段セル配列体と呼ぶ。
リチウムイオンセル電池１４０は、円柱形状の構造体であり、電解液が注入された電池ケースの内部に電池素子および安全弁等の構成部品が収納されて構成されている。電池ケースの両端には正負極端子がそれぞれ形成されている。複数のセル電池１４０の正負極端子のそれぞれは、バスバーＢＢと呼ばれる複数の導電部材によって電気的に直列に接続されている。バスバーＢＢはセル電池１４０の正負極に溶接されている。
各セル電池１４０の正極端子と負極端子のそれぞれには、セル内部圧力が所定値以上で開弁する安全弁が設けられている。
なお、電池モジュール１００の必要容量に応じて各電池ブロックの電池容量が異なってもよい。この場合、共通のセル筐体を使用するため、一部のセル電池は充放電の機能を持たないダミーセルとして構成する。たとえば、第３電池ブロック１００ｃでは、セル電池を１２本、ダミーセルを２本のようにすれば、それぞれ１４本のセル電池で構成される第１および第２電池ブロック１００ａ，１００ｂのセル筐体１１０を共通に使用できる。
図６（ｂ）を参照して電池ブロックのセル筐体について説明する。
セル筐体１１０は、下部保持枠１１０Ｌと、中間保持枠１１０Ｍと、上部保持枠１１０Ｕの三つの枠部材から構成されている。下段セル配列体のセル電池１４０は、下部保持枠１１０Ｌと中間保持枠１１０Ｍとの間で挟持され、上段セル配列体のセル電池１４０は、上部保持枠１１０Ｕと中間保持枠１１０Ｍとの間で挟持される。中間保持枠１１０Ｍの長手方向の両端部には、組電池を冷却するための冷却風の入口１１０Ｃｉｎと冷却風の出口１１０Ｃｏｕｔ（図３参照）とが設けられている。
図３と図６（ｂ）を参照して電池ブロックのセル配列について説明する。
本実施形態では、円筒形のリチウムイオンセル電池１４０をたとえば１４本、各セル筐体１１０の内部に整列配置することにより組電池を構成している。具体的には、リチウムイオンセル電池１４０の中心軸がセル筐体１１０の短手方向に沿って延在するように横倒しした状態で、７本のリチウムイオンセル電池１４０を並列に配置して上部セル配列体を構成する。また、上部セル配列体と同様に７本のリチウムイオンセル電池１４０を配置して下部セル配列体を構成する。
上部セル配列体および下部セル配列体は互いにセル筐体１１０の長手方向にずれている。すなわち上部セル配列体は、下部セル配列体に対して冷却風導入口１１０Ｃｉｎ側または冷却風排出口１１０Ｃｏｕｔ側にずれて配置されている。一方、下部セル配列体は、上部セル配列体に対して冷却風排出口１１０Ｃｏｕｔ側または冷却風導入口１１０Ｃｉｎ側にずれて配置されている。
図６（ｂ）の例では、上部セル配列体の最も冷却風出口１１０Ｃｏｕｔ側に位置するリチウムイオンセル電池１４０ａの中心軸の長手方向の位置が、下部セル配列体の最も冷却風出口１１０Ｃｏｕｔ側に位置するリチウムイオンセル電池１４０ｂの中心軸と、それに隣接するリチウムイオンセル電池１４０ｃの中心軸との間の中間位置になるように、上部セル配列体および下部セル配列体が長手方向にずれて配置されている。
上部セル配列体を構成するリチウムイオンセル電池１４０は端子の向きが交互に逆向きになるように並置されている。下部セル配列体を構成するリチウムイオンセル電池１４０も同様に、端子の向きが交互に逆向きになるように並置されている。
このように、上部セル配列体と下部セル配列体とを長手方向にずらして配置することにより、組電池の高さ方向の寸法を低くでき、第１〜第３電池ブロック１００ａ〜１００ｃを高さ方向に小型化することができる。
図６に示すように、電池ブロック１００ａ〜１００ｃには、組電池の最高電位側セルの正極に接続された正極側接続端子１００Ｐと、組電池の最低電位側セルの負極に接続された負極側接続端子１００Ｎとが設けられている。これらの正負極接続端子１００Ｐと１００Ｎには正極側と負極側の電源ケーブルがそれぞれ接続され、三つの組電池が直列接続された電池モジュール１００が構成されている。
（セル電圧とセル温度の検出装置）
図７に示すように、セル筐体１１０の左右の側面には回路基板１００Ｋがそれぞれ設けられている。これらの基板１００Ｋには、各電池ブロックの各セル電池１４０の正負極端子に溶接されているバスバーＢＢとネジにより接続される電圧検出導体１００ＫＤがセル単位で設けられている。この電圧検出導体１００ＫＤは、基板１００Ｋに設けられた電圧信号用導体パターンと接続されている。各基板１００Ｋには、複数の電圧信号用導体パターンに接続された電圧信号用コネクタ９１２が設けられている。各セル電池１４０の電圧は、後述するように電圧信号用コネクタ９１２に接続した電圧検出用ハーネス６５５ａ〜６５５ｃにより制御装置９００に送信される。
一方、電池ブロック１００ａ〜１００ｃには、セル上部保持枠１１０Ｕと下部保持枠１１０Ｌの冷却風の入口付近と出口付近にそれぞれ温度センサＴＳ（図１、図６および図７参照）が設けられている。各温度センサＴＳの信号線は、セル筐体１１０の一方の側面に設けた基板１００Ｋ上の温度信号用コネクタ９１３に接続されている。これらの温度信号用コネクタ９１３は、基板１００Ｋに設けられている温度信号用導体パターンと接続されている。基板１００Ｋには、温度信号用導体パターンに接続された温度信号用コネクタ９１４が設けられている。セル電池１４０の温度は、後述するように温度信号用コネクタ９１４に接続した温度検出用ハーネス６５３ａ〜６５３ｃにより制御装置９００に送信される。
図８は、下部筐体１１１０の電池室ＣＲａ〜ＣＲｃに収容された第１〜第３電池ブロック１００ａ〜１００ｃを示す。第１〜第３電池ブロック１００ａ〜１００ｃの上面には、ラバーなどの弾性力のある材料で矩形平板として形成された封止部材１１２７がそれぞれ設けられている。
図９と図１０は、上部筐体１１３０を取り外して中間基板１１２０上の電装部品および強電系配線や弱電系配線を示す図である。図１１は、上部筐体１１３０を取り外し、さらに、下部筐体１１１０の構成部品である後部カバーを取り外して示す図である。後述するように、下部室の電池ブロック１００ａ〜１００ｃから上部室の制御装置９００などの電装部品には、中間基板１１２０に設けた強電系開口１１２１〜１１２４を貫通して強電系配線が引き回され、また、弱電系切欠き（開口）１１２９ａ〜１１２９ｃを貫通して弱電系配線が引き回されている。
図５、図９、図１１および図１４に示すように、これらの強電系開口１１２１〜１１２４には封止部材１１２５ａ〜１１２５ｄが設けられ、下部室は上部室に対して封止されている。また、図５には図示を省略しているが、図１３と図１４に示すように、弱電系切欠き１１２９ａ〜１１２９ｃには封止部材１１２５ｄ〜１１２５ｆが設けられ、下部室は上部室に対して封止されている。
図１２は、蓄電装置１１００の第２電池ブロック１００ｂを冷却空気導入口から見た要部拡大斜視図である。図１３は、各電池ブロックについて２本の電圧信号用ハーネスを下部筐体１１１０で保持するハーネスホルダ２１００を説明する図である。
ハーネスホルダ２１００は、下部筐体１１１０の前壁１１１０ｆの上縁に沿って設けられている。ハーネスホルダ２１００は、各電池ブロックごとにハーネスを案内する三つのガイド２１１０ａ〜２１１０ｃを有する。各ガイド２１１０ａ〜２１１０ｃのそれぞれは、電極ブロックの冷却風導入口側において左右側面から上方に引き出される一対の電圧信号用ハーネス６５１ａと６５２ａ、６５１ｂと６５２ｂ、６５１ｃと６５２ｃを電池ブロック中央側に折り曲げる左右一対の折り曲りガイド２１１０ｇと、このガイド２１１０ｇとガイド２１３０で折り曲げられたハーネスを下部筐体１１１０の開口縁に沿う水平方向に支持する支持部材２１１０ｈとを有している。支持部材２１１０ｈにはハーネス外れ止め２１１１が設けられている。
また、ハーネスホルダ２１００は、中間基板１１２０に形成した切欠き１１２９ａ〜１１２９ｃに対応した個所にハーネス集約部２１００Ｋが設けられている。２本のハーネスはこのハーネス集約部２１００Ｋで１本のハーネスに集約されて下部室から上部室に引き回される。
すなわち、第１電池ブロック１００ａに対して使用される２本の電圧信号用ハーネス６５１aと６５２ａは、ハーネスホルダ２１００により下部室内にて１本のハーネス６５５ａに束ねられている。同様に、第２電池ブロック１００ｂのハーネス６５１ｂと６５２ｂは、ハーネスホルダ２１００により下部室内にて１本のハーネス６５５ｂに束ねられている。さらに、第３電池ブロック１００ｃのハーネス６５１ｃと６５２ｃは、ハーネスホルダ２１００により下部室内にて１本のハーネス６５５ｃに束ねられている。ハーネス６５ａ〜６５５ｃの先端のコネクタ２２００が制御装置９００のコネクタ９１０ａ〜９１０ｃに接続される。
図１２と図１３では図示は省略するが、各電池ブロックの一方の基板１００Ｋの温度信号用コネクタ９１４に接続された温度信号用ハーネス６５３ａ〜６５３ｃ（図１４参照）は、下部室内にて、同一の基板１００Ｋの電圧信号用コネクタ９１２に接続された電圧信号用ハーネス６５１ａ（または６５２ａ）と束ねられている。第１〜第３電池ブロック１００ａ〜１００ｃの各基板１００Ｋに設けた温度信号用コネクタ９１４の各々には、それぞれ１本の温度信号用ハーネス６５３ａ〜６５３ｃが接続されている。これらの温度信号用ハーネス６５３ａ〜６５３ｃはコネクタ（不図示）を介して制御装置９００の温度検出用コネクタ９１０ｄに接続される。
（強電系配線と弱電系配線の引き回し）
図１４を参照して蓄電装置１０００内の電気部品の配線について説明する。図１４は筐体下部室と上部室との間で引き回される強電系の電源ケーブルや弱電系のハーネスの引き回し経路を示す。
強電系配線は以下のように引き回されている。
筐体下部室内の電池モジュール１００は、筐体上部室のジャンクションボックス４００を介してインバータ装置２０と接続される。ジャンクションボックス４００の正極外部端子４００Ｐａとインバータ装置２０の正極直流端子は、筐体外において電源ケーブル６１０で接続され、ジャンクションボックス４００の負極外部端子４００Ｎａとインバータ装置２０の負極直流端子は、筐体外において電源ケーブル６２０で接続される。
ジャンクションボックス４００の正極内部端子４００Ｐｂは、筐体内部において、電池モジュール１００の最高電位を有する第１電池ブロック１００ａの正極側接続端子１００Ｐに内部電源ケーブル６１１で接続されている。ジャンクションボックス４００の負極内部端子４００Ｎｂは、筐体内部において、電池モジュール１００の最低電位を有する第３電池ブロック１００ｃの負極側接続端子１００Ｎに内部電源ケーブル６１５で接続されている。
サービスディスコネクトスイッチ７００の負極端子は、筐体内部において、内部電源ケーブル６１３で中間電位の第２電池ブロック１００ｂの負極側接続端子１００Ｎｂに接続され、サービスディスコネクトスイッチ７００の正極端子は、筐体内部において、内部電源ケーブル６１４で最低電位の第３電池ブロック１００ｃの正極側接続端子１００Ｐｃに接続されている。
最高電位を有する第１電池ブロック１００ａの負極側接続端子１００Ｎａは、内部電源ケーブル６１２により中間電位を有する第２電池ブロック１００ｂの正極側接続端子１００Ｐｂと接続されている。
内部電源ケーブル６１１は中間基板１１２０に設けた開口１１２１を貫通し、内部電源ケーブル６１２は中間基板１１２０に設けた開口１１２３と１１２４を貫通し、内部電源ケーブル６１３と６１４は中間基板１１２０に設けた開口１１２２を貫通している。開口１１２１〜１１２４には封止部材１１２５ａ〜１１２５ｄが装着され、下部室は上部室に対して密閉されている。
弱電系配線は以下のように引き回されている。
各電池ブロック１００ａ〜１００ｃのそれぞれ一対の基板１００Ｋに設けた六つの電圧信号用コネクタ９１２と制御装置９００の電圧信号用コネクタ９１０ａ〜９１０ｃとは、両端にコネクタ２２００を有するハーネス６５５ａ〜６５５ｃにより接続されている。温度信号用コネクタ９１４と制御装置９００の温度信号用コネクタ９１０ｄとは、両端にコネクタを有する温度信号用ハーネス６５３ａ〜６５３ｃにより接続されている。
図１１にも示されるように、中間基板１１２０の一端側の縁には、三つの電圧信号用ハーネス６５５ａ〜６５５ｃが貫通する切欠き１１２９ａ〜１１２９ｃが弱電系開口として設けられている。１本化された電圧信号用ハーネス６５５ａ〜６５５ｃは、中間基板１１２０の端部に形成した切欠き１１２９ａ〜１１２９ｃを貫通して上部室に引き回されている。
切欠き１１２９ａ〜１１２９ｃには封止部材１１２５ｄ〜１１２５ｆが設けられ、下部室は上部室に対して密閉されている。
（実施形態の作用効果）
以上説明した実施形態の蓄電装置の作用効果を説明する。
実施形態の車載用蓄電装置１０００は、インバータ装置２０で制御される電動機１０に直流電力を供給し、電動機１０からの充電電力を蓄電する。この車載用蓄電装置では、筐体１１００内に中間基板１１２０により上部室と下部室がそれぞれ設けられ、下部室は、中間基板１１２０により上部室に対して密閉されている。下部室には電池モジュール１００が配設され、上部室にはセルコントローラなどの制御装置９００、ジャンクションボックス４００、サービスディスコネクトスイッチ７００などの電装部品が設置されている。電池モジュール１００と電装部品を接続する配線類は中間基板１１２０の強電系開口と弱電系開口を貫通して上部室の電装部品と接続されている。配線が貫通する開口１１２１〜１１２４、１１２９ａ〜１１２９ｃには封止部材１１２５ａ〜１１２５ｆが設けられ、下部室は上部室に対して密閉されている。
（１）このような実施形態の蓄電装置１０００は、電池モジュール１００と電装部品９００などが２階建ての筐体内に収容されているので、平面視での投影面積を最小化することができる。
（２）上述したように、筐体１１００の下部筐体１１１０の上部開口には、シール部材（封止部材）を介して中間基板１１２０が固定されて下部室が形成されている。また、中間基板１１２０の強電系配線と弱電系配線が貫通する開口１１２１〜１１２４、１１２９ａ〜１１２９ｃには封止部材１１２５ａ〜１１２５ｆが設けられ、下部室が上部室に対して封止されている。下部室の密閉度は、セル電池から噴出したミスト雰囲気の圧力レベルに対して密閉を維持する程度でよい。このように下部室が密閉されているから、下部室から上部室にミストが漏出する恐れはない。
（３）三つの電池ブロック１００ａ〜１００ｃの冷却風入口１１０Ｃｉｎには、共通のファンから図示しないダクトを経由して下部筺体１１１０の冷却風導入口１１００Ｃｉｎから冷却風が供給される。セル筐体１１０を流通した冷却風は、セル筐体の冷却風排出口１１０Ｃｏｕｔから下部筐体１１１０の冷却風排出口１１１０Ｃｏｕｔを経て蓄電装置１１００の外部に排出される。下部筐体１１１０の冷却風導入口１１１０Ｃｉｎと電池ブロック１１０ａ〜１１０ｃの冷却風導入口１１０Ｃｉｎとの間、また、下部筐体１１１０の冷却風排出口１１１０Ｃｏｕｔと電池ブロック１１０ａ〜１１０ｃの冷却風排出口１１０Ｃｏｕｔとは、ラバーのような矩形環状の弾性体で形成された封止部材１１２６ｆを介在させて接続している。ダクトを使用することなく電池ブロック１００ａ〜１００ｃの冷却風出入口と下部筐体１１１０の冷却風出入口とを接続することができるので、軽量化とコスト低減に寄与する。
（４）各セル電池の安全弁が開くと、セル内部からミストが噴出する。この噴出ミストは各電池収容室ＣＲａ〜ＣＲｃにそれぞれ吐き出され、各電池収容室ＣＲａ〜ＣＲｃからさらに蓄電装置１０００の下部筐体１１１０の側壁１１１０ｓに設けた排出口まで導かれる。そして、ミスト排出口に接続したドレンホースＤＨによりミストは蓄電装置１０００の外部に吐き出される。
（５）サービスディスコネクトスイッチ７００の操作部を上部筐体１１３０に露出させたので、サブアッシー化した蓄電装置でも操作性が悪化することがない。
（６）各電池ブロックは、一対の電圧信号ハーネス６５１ａと６５２ａとが必要であるが、これらのハーネスをハーネスホルダ２１００で一本化したので、下部室から上部室へハーネスを引き回す作業性が向上する。
（７）弱電系開口１１２９ａ〜１１２９ｃは電池ブロック１００ａ〜１００ｃの数のみ設けたので、密閉性のための部品点数の増加を最小限に抑えることができる。
（８）一対の電池ブロック１００ｂと１００ｂをサービスディスコネクトスイッチ７００に接続するための強電系配線６１３と６１４は、一つの開口１１２２を貫通するように構成したので、作業工数と部品コストを低減できる。
本発明は以上説明した実施形態に限定されない。したがって、本発明は以下のように変形して実施することができる。
（１）複数の電池ブロックを備える蓄電装置であれば、本発明は、三つの電池ブロックを使用する蓄電装置に限定されない。２つの電池ブロックで電池モジュールを構成したものや、４つ以上の電池ブロックで電池モジュールを構成した蓄電装置にも本発明を適用できる。
（２）強電系配線が貫通する開口１１２１〜１１２４と、弱電系配線が貫通する開口１１２９ａ〜１１２９ｃを中間基板１１２０にそれぞれ設けたが、開口の位置、数量は実施形態に限定されない。下部室を密閉する観点からは、中間基板１１２０の開口数は少ないほどよい。
（３）中間基板１１２０の上面に設置する電装部品も実施形態に限定されない。実施形態では、バッテリコントローラ３００とセルコントローラ２００を備えた制御装置９００が上部室に設けられたが、これも実施形態に限定されない。
（４）弱電系配線として電圧信号用ハーネスと温度信号用ハーネスを例示したが、これも実施形態に限定されない。
（５）強電系配線は可撓性ある電源ケーブルとして説明したが、一部については金属導体を使用してもよい。
（６）円筒形セル電池を用いた蓄電装置に限定されず、角型電池やラミネート型電池を使用した蓄電装置にも本発明を適用できる。
（７）電池ブロック１００ａ〜１００ｃの四隅にボルト挿通孔を有する取付部を設け、筐体１１００を構成する上下板材で電池ブロックを挟むように配置し、電池ブロックを上下板材にボルト固定してもよい。
本発明は、その範囲を逸脱しない限りにおいて、以上説明した実施形態や変形例に限定されない。

Claims (5)

  1. 電動機を制御するインバータ装置に電力を供給し、前記インバータ装置から供給された電力を蓄電する蓄電装置において、
    下部筐体、上部筐体、および下部筐体と上部筐体の間に設置された中間基板を有し、前記中間基板の下方には下部室が、上方には上部室が形成され、前記下部室は前記上部室に対して密閉状態で形成された筐体と、
    前記下部室に配置され、セル筐体内部に収納された複数本のセル電池を備えた少なくとも二つの電池ブロックと、
    前記上部室に配置され、前記複数のセル電池の状態を監視し、制御する制御装置と、
    前記電池ブロックのうち最高電位の電池ブロックの正極端子を前記インバータ装置の正極直流端子に接続する正極外部電源用配線が接続される正極外部端子、および前記電池ブロックのうち最低電位の電池ブロックの負極端子を前記インバータ装置の負極直流端子に接続する負極外部電源用配線が接続される負極外部端子を有するジャンクションボックスと、
    前記セル筐体内部において、前記中間基板に設けた強電系開口を貫通して前記下部室から上部室に引き回され、前記最高電位の電池ブロックの正極端子と前記ジャンクションボックスの正極外部端子とを接続する正極内部電源用配線、および前記最低電位の電池ブロックの負極端子と前記ジャンクションボックスの負極外部端子とを接続する負極内部電源用配線と、
    前記複数のセル電池の正負極端子に接続され、前記筐体の内部において、前記中間基板の弱電系開口を貫通して前記下部室から前記上部室に引き回わされ、前記制御装置に接続される電圧信号用配線と、
    前記中間基板に設けられた前記強電系開口を封止して、前記下部室を前記上部室から密閉する第１封止部材と、
    前記中間基板に設けられた弱電系開口を封止して、前記下部室を前記上部室から密閉する第２封止部材とを備えることを特徴とする車載用蓄電装置。
  2. 請求項１記載の車載用蓄電装置において、
    前記少なくとも二つの電池ブロックのそれぞれの側面には、前記複数のセル電池の電圧信号を取り出すコネクタを有する基板がそれぞれ設けられ、
    前記電圧信号用配線は前記各基板のコネクタに接続され、
    前記各基板の前記コネクタに接続された一対の前記電圧信号用配線を前記下部筐体の縁に沿って保持するとともに、一本化するハーネスホルダをさらに備えることを特徴とする車載用蓄電装置。
  3. 請求項２記載の車載用蓄電装置において、
    前記一対の電圧信号用配線は前記少なくとも２つの電池ブロックごとに一本化され、前記中間基板には、前記一対の電圧信号用配線のそれぞれが貫通する複数の前記弱電系開口が設けられていることを特徴とする車載用蓄電装置。
  4. 請求項１または２記載の車載用蓄電装置において、
    前記上部室の内部において前記中間基板の上面に設置され、前記少なくとも二つの電池ブロックの一方の電池ブロックの正極端子と他方の電池ブロックの負極端子との間の回路を開閉するサービスディスコネクトスイッチをさらに備えるとともに、
    前記サービスディスコネクトスイッチの操作部は前記上部筐体から露出していることを特徴とする車載用蓄電装置。
  5. 請求項４に記載の車載用蓄電装置において、
    前記中間基板には、前記一方の電池ブロックの正極側接続端子と前記サービスディスコネクトスイッチとを接続する正極内部電源用配線、および前記他方の電池ブロックの負極側接続端子と前記サービスディスコネクトスイッチとを接続する負極内部電源用配線がそれぞれ貫通する一つの強電系開口が設けられていることを特徴とする車載用蓄電装置。
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6182992B2 (ja) * 2013-06-14 2017-08-23 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電モジュール
JP6190213B2 (ja) * 2013-08-28 2017-08-30 日立マクセル株式会社 電池パック
JP6374730B2 (ja) * 2014-08-29 2018-08-15 日産自動車株式会社 バッテリレイアウト
JP2016051572A (ja) * 2014-08-29 2016-04-11 日立オートモティブシステムズ株式会社 蓄電装置およびグロメット
JP6563765B2 (ja) * 2015-10-01 2019-08-21 日立オートモティブシステムズ株式会社 電池パック
US10637111B2 (en) * 2015-10-02 2020-04-28 Lg Chem, Ltd. Battery module having improved cooling duct sealing properties
JP6851805B2 (ja) * 2016-12-16 2021-03-31 三洋電機株式会社 車両用のバッテリシステム
US10322688B2 (en) * 2016-12-30 2019-06-18 Textron Innovations Inc. Controlling electrical access to a lithium battery on a utility vehicle
JP6470804B1 (ja) * 2017-08-31 2019-02-13 株式会社ソフトエナジーコントロールズ コンタクト機能付きマルチチャンネル充放電電源
US10931177B2 (en) * 2018-04-12 2021-02-23 Yao-Lin Wang Generator with built-in voltage controller inside a motor having a changeover knife switch configuration and loops
CN109455093B (zh) * 2018-11-05 2024-04-19 浙江宏舟新能源科技有限公司 一种电动汽车用高压控制盒
JP7269072B2 (ja) * 2019-04-02 2023-05-08 積水化学工業株式会社 蓄電素子ユニット及び蓄電素子ユニットの設計方法
JP7375512B2 (ja) * 2019-12-05 2023-11-08 株式会社オートネットワーク技術研究所 電気接続箱
US11370369B1 (en) * 2020-12-29 2022-06-28 Lear Corporation Header terminal alignment assembly
CN113314772B (zh) * 2021-04-09 2022-10-11 厦门凯跃利自动化有限公司 一种蓄电池组件及加工工艺
DE102021133014A1 (de) 2021-12-14 2023-06-15 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Kfz-Traktionsbatterie-Anordnung
CN219040669U (zh) * 2023-01-28 2023-05-16 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池以及用电装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000223160A (ja) 1999-01-29 2000-08-11 Sanyo Electric Co Ltd 電源装置
JP4320133B2 (ja) * 2001-06-05 2009-08-26 パナソニック株式会社 電池電源装置
JP4062932B2 (ja) * 2002-02-19 2008-03-19 新神戸電機株式会社 電池モジュール
JP4889370B2 (ja) * 2006-05-18 2012-03-07 日立ビークルエナジー株式会社 電源システム
JP5178154B2 (ja) * 2007-11-12 2013-04-10 三洋電機株式会社 組電池ユニットと複数の組電池ユニットを備える電池電源システム
JP5272610B2 (ja) * 2008-09-24 2013-08-28 株式会社デンソー 車載用電池装置
JP5133926B2 (ja) * 2009-03-26 2013-01-30 株式会社日立製作所 車両用電池システム
JP5358251B2 (ja) 2009-03-31 2013-12-04 日立ビークルエナジー株式会社 蓄電モジュールおよび蓄電装置
JP5228076B2 (ja) * 2010-09-03 2013-07-03 日立ビークルエナジー株式会社 車載用蓄電装置
WO2012140727A1 (ja) 2011-04-12 2012-10-18 日立ビークルエナジー株式会社 二次電池モジュール
JP5811830B2 (ja) 2011-12-22 2015-11-11 株式会社デンソー 電池パック

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