JP6037098B2 - 電池パックの注水構造 - Google Patents

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Description

本発明は、電池パックの注水構造に係り、詳しくは、安全性を向上させる構造に関する。
電動車両には、電力を蓄電すると共に電動機に電力を供給する電池パックが搭載されている。そして、電池パックは、電動車両の車室或いは荷室の容積を確保するためにいずれかのフロア下部に配設されている。
そして、このような電池パックの火災には、直接、電池パックへ水などの消火剤を注入することが有効である。ここで、特許文献１のように、電池パック（電池システム）の異常時に充電装置から冷却システムを介して消火剤を電池パックに供給するものがある。
特開２０１１−６５８０５号公報
しかしながら、特許文献１のような電池パックにおいては、充電装置に消火剤を具備させておく必要がある上、該充電装置の接続時のみにしか消火剤を電池パックへ供給することができない。そこで、充電時であるか否かにかかわらず、電池パックの火災時などの緊急時において、出来る限り迅速かつ容易に電池パックに注水できるよう、作業者が工具などを用いることなく容易に開口可能な注水口を電池パックに設ける電池パックの注水構造が考えられている。
このような電動車両の電池パック内には、高電圧が導電する導電部品や、電池パックを構成する部品の破損により高電圧が導電する可能性のある導電性部品が多く配設されている。
したがって、上記のような、工具を用いずに容易に開口可能な注水口を電池パックに設定すると、水の注入作業時に作業者が不用意に注水口から電池パック内に指を挿入して、電池パック内の導電部品や導電性部品に指が接触する可能性があり好ましいことではない。
本発明は、この様な問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、電池パックへの容易な注水作業性と、作業者の高電圧感電からの保護とを両立させた電池パックの注水構造を提供することにある。
上記の目的を達成するために、請求項１の電池パックの注水構造では、電動車両に搭載され、前記電動車両を駆動する電動機に電力を供給する電池を収容した電池パックの注水構造において、絶縁構造で形成されて、前記電池パック内に配設され前記電池パック内の高電圧回路を遮断するサービスプラグと、前記電池パックに形成され、前記サービスプラグを操作する操作孔と、前記操作孔を封鎖し、水を注入する注入口を有する封鎖部材と、を備え前記サービスプラグと前記封鎖部材の前記注入口とは、所定値未満の間隙を有し対向して配設され、前記封鎖部材は、前記サービスプラグに向かって突出し前記間隙を小さくする突出部を有することを特徴とする。
また、請求項２の電池パックの注水構造では、請求項１において、前記注入口を封鎖する注入口封鎖部材を備え、前記封鎖部材は、前記電動車両を構成するフロアパネルに固定されることを特徴とする。
また、請求項３の電池パックの注水構造では、請求項１において、前記封鎖部材は、前記電池パックに固定され、前記注入口は、前記封鎖部材に脆弱部で形成されることを特徴とする。
請求項１の発明によれば、絶縁構造で形成されるサービスプラグと、水を注入する注入口とを、所定値未満の間隙を有し対向して配設しており、サービスプラグと注入口との間隙を所定未満に設定することで、注入口より作業者が不用意に指を挿入しても、サービスプラグと注入口との間隙が小さことから、サービスプラグと注入口の間隙への指の挿入を防ぐことができる。
したがって、電池パック内の導電部品や導電性部品への接触を防止することができ、安全性を向上させることができる。
しかも、封鎖部材は間隙を小さくする突出部を有するので、サービスプラグと注入口との間隙を所定値未満に保つことができる。
また、請求項２の発明によれば、封鎖部材を電動車両のフロアパネルに締結部材で固定して、封鎖部材の注入口を注入口封鎖部材で封鎖しており、注入口封鎖部材を取り外し、注入口を開口させることで電池パック内に容易に水を注入することができる。
また、請求項３の発明によれば、封鎖部材を電池パック締結部材で固定し、注入口を封鎖部材に脆弱部で形成しているので、脆弱部を破壊することで注入口を形成することができ、電池パック内に容易に水を注入することができる。
本発明に係る電池パックの注水構造を適用した電動車両の概略図である。 本発明の第１実施例に係る図１のＡ−Ａ線での断面図である。 本発明の第２実施例に係る図１のＢ部の拡大図である。 図３のＣ−Ｃ線での断面図である。 本発明の第２実施例に係るサービスプラグカバーの下面視図である。 図５のＤ−Ｄ線での断面図である。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
まずは、本発明に係る電池パックの注水構造を適用した電動車両に付いて説明する。
図１は、本発明に係る電池パックの注水構造を適用した電動車両の概略図である。
本発明に係る電池パックの注水構造を適用した車両１は、当該車両１の走行装置として、電池パック２０、２０’より高電圧回路を介して高電圧の電力が供給されインバータにより作動が制御される走行用モータ（電動機）を備え、充電リッドに外部電源より延びる充電ケーブルを接続し、充電器にて電池パック２０，２０’を充電することができる電動車両である。
電池パック２０、２０’は、リチウムイオン電池等の二次電池で構成されるものである。そして、電池パック２０，２０’は、電池セルを監視するセルモニタリングユニットを備え複数の電池セルで構成される複数の電池モジュールと、セルモニタリングユニットの出力に基づき電池モジュールの温度及び電池残量等を監視するバッテリモニタリングユニットと、絶縁構造で形成され、非常時に電池パック２０，２０’内の高電圧回路を遮断するためのサービスプラグと、高電圧を導電する導電部品と、短絡等により高電圧が導電する可能性のある導電性部品とが、樹脂製の電池パックカバーと電池パックケースとに内包されて一体に構成されている。そして、このような電池パック２０，２０’は、車両１の車体１０の下部を形成するフロアパネルの下方に配設されている。
［第１実施例］
以下、本発明の第１実施例に係る電池パックの注水構造について説明する。
図２は、本発明の第１実施例に係る図１のＡ−Ａ線での断面図である。
図２に示すように、非常時に電池パック２０内へ水を注入する構造は、大きくはフロアパネル１１と、電池パック２０の筐体の上部を形成する電池パックカバー２１と、サービスプラグ２２と、接続部材３０と、サービスプラグカバー（封鎖部材）４０と、プラグ（注入口封鎖部材）５０と、ボルト６０とで構成されている。
電池パック２０内には、絶縁構造で形成され、非常時に電池パック２０内の高電圧回路を遮断するためのサービスプラグ２２と、高電圧を導電する導電部品２３と、短絡等により高電圧が導電する可能性のある導電性部品２４とが配設されている。そして、電池パック２０の電池パックカバー２１は、電池パックカバー２１のサービスプラグ２２の位置と対応する箇所に、サービスプラグ２２が突出可能なように開口部（操作孔）２５が形成されている。即ち、サービスプラグ２２は、電池パックカバー２１の開口部２５より突出するように配設されている。
フロアパネル１１は、電池パック２０の車載時に電池パックカバー２１の開口部２５の位置と対応する箇所に、電池パック２０の車載時にサービスプラグ２２を車室内より操作可能なようにサービスプラグ操作孔１２が形成されている。また、フロアパネル１１には、サービスプラグカバー４０を固定するためのボルト６０を挿入する複数の取付穴１３が形成されている。そして、フロアパネル１１の複数の取付穴１３の車室外側には、ボルト６０と螺合するナット１４がそれぞれ溶接されている。なお、ボルト６０とナット１４との締結に拠らずにサービスプラグカバー４０をフロアパネル１１に固定する場合は、サービスプラグカバー４０をフロアパネル１１に溶接してもよい。
接続部材３０は、ゴム材で蛇腹状に形成され、フロアパネル１１のサービスプラグ操作孔１２と電池パック２０の開口部２５との位置ズレの吸収、及びフロアパネル１１のサービスプラグ操作孔１２から車室内への水の進入を防止するためのものである。
サービスプラグカバー４０は、金属の薄板で形成されている。また、サービスプラグカバー４０の中央部のサービスプラグ２２に向かって凸状に突出した面である突出部４０ａには、非常時に水等を注入する円形状の注入口４１が形成されている。そして、注入口４１の内径は、サービスプラグ２２の上面視の外観形状よりも小さくなるように形成されている。また、サービスプラグカバー４０には、サービスプラグカバー４０をフロアパネル１１に固定するためのボルト６０を挿入する複数のボルト穴４２が形成されている。
プラグ５０は、ゴム材で形成されている。そして、プラグ５０は、サービスプラグカバー４０の注入口４１に取り付けられ、車室内より電池パック２０内へ異物の進入を防止するものである。
フロアパネル１１及びサービスプラグカバー４０の上下方向の各寸法と、電池パック２０の車体１０への上下方向の取り付け位置は、電池パック２０を車載し、フロアパネル１１にサービスプラグカバー４０を固定した時にサービスプラグ２２と、サービスプラグカバー４０に形成される注入口４１の周縁部との間隔が所定値（例えば９．５ｍｍ）未満となるように設定される。ここでは、例として所定値を９．５ｍｍとしたが、感電確認用検査器具（ＩＰＸＸＢプローブ）が挿入不可能な寸法に設定してもよい。
このように形成されるフロアパネル１１と、電池パック２０と、サービスプラグ２２と、接続部材３０と、サービスプラグカバー４０と、プラグ５０は、以下のように配設される。
図２に示すように、接続部材３０は、電池パックカバー２１に開口部２５と連通するように、導電性材料で形成されるプレート２６とボルト２７とプレート２８とで固定される。電池パック２０は、接続部材３０と開口部２５とフロアパネル１１のサービスプラグ操作孔１２が連通するようにフロアパネル１１の下方に配設される。そして、フロアパネル１１のサービスプラグ操作孔１２の周縁部は、接続部材３０に形成される挿入溝３１に挿入される。サービスプラグカバー４０は、サービスプラグカバー４０の注入口４１の周縁部と、サービスプラグ２２との間隔が所定値（例えば９．５ｍｍ）未満となるように、そして、サービスプラグカバー４０の注入口４１と、サービスプラグ２２とが対向するようにフロアパネル１１にボルト６０で固定される。そして、プラグ５０は、サービスプラグカバー４０の注入口４１に取り付けられる。
以下、このように構成された本発明の第１実施例に係る電池パックの注水構造の作用及び効果について説明する。
サービスプラグカバー４０の注入口４１の内径をサービスプラグ２２の上面視の外観形状よりも小さくなるように形成している。また、フロアパネル１１及びサービスプラグカバー４０の上下方向の各寸法と、電池パック２０の車体１０への上下方向の取り付け位置を、電池パック２０を車載し、フロアパネル１１にサービスプラグカバー４０を固定した時にサービスプラグ２２と、サービスプラグカバー４０の注入口４１の周縁部との間隔が所定値（例えば９．５ｍｍ）未満となるように設定している。そして、サービスプラグカバー４０の注入口４１と、サービスプラグ２２とが対向するようにサービスプラグカバー４０を電池パックカバー２１に配設している。
このように、電池パック２０の車載時にサービスプラグ２２と、サービスプラグカバー４０の注入口４１の周縁部との間隔を所定値（例えば９．５ｍｍ）未満に設定し、且つサービスプラグカバー４０をサービスプラグカバー４０の注入口４１と、サービスプラグ２２とが対向するように電池パックカバー２１に配設することで、注入口４１より作業者が不用意に指を挿入しても、サービスプラグ２２と注入口４１との間隔が小さことから、サービスプラグ２２と注入口４１の間隙への指の挿入を防ぐことができる。
したがって、電池パック２０内の導電部品２３、導電性部品２４及び導電性材料で形成されるプレート２６とボルト２７とプレート２８等への接触を防止することができ、安全性を向上させることができる。
また、サービスプラグカバー４０に注入口４１を形成し、ゴム材で形成されるプラグ５０で注入口４１を封鎖している。
したがって、車両１の非常時には、工具を用いずにプラグ５０を取り外すことで電池パック２０内に容易に水を注入することができる。
［第２実施例］
以下、本発明の第２実施例に係る電池パックの注水構造について説明する。
第２実施例では、第１実施例に対し、サービスプラグカバー８０が電池パック２０’に一体で設けられており、以下に上記第１実施例と異なる電池パック２０’の構成について説明する。
図３は、本発明の第２実施例に係る図１のＢ部の拡大図である。そして、図４は、図３のＣ−Ｃ線での断面図である。図５は、本発明の第２実施例に係るサービスプラグカバーの下面視図である。図５中のハッチング部は、樹脂部材８１に内包される芯金部材８２を示す。そして、図６は、図５のＤ−Ｄ線での断面図である。
図３に示すように、電池パック２０’は、大きくは電池パックカバー２１と、サービスプラグ２２と、導電部品２３と、導電性部品２４と、サービスプラグカバー取付部材（封鎖部材）７０と、サービスプラグカバー（封鎖部材）８０とで構成されている。
そして、電池パック２０’内には、第１実施例と同様に、絶縁構造で形成され、非常時に電池パック２０’内の高電圧回路を遮断するためのサービスプラグ２２と、導電部品２３と、導電性部品２４とが配設されている。
図３及び図４に示すように、サービスプラグカバー取付部材７０は、樹脂材で形成されている。そして、サービスプラグカバー取付部材７０は、下方向視の断面が略四角形状で、下部の開口面積に対し上部の開口面積が小さくなるように筒状で形成されている。また、サービスプラグカバー取付部材７０は、上部の内周部に内側方向に突出し、サービスプラグカバー８０を係合する爪部７１と、下部の外周部に電池パックカバー２１と係合する図示しない係合部を有するフランジ７２がそれぞれ形成されている。更に、サービスプラグカバー取付部材７０は、両側部にサービスプラグカバー８０を係合する係合部７３が形成されている。
図４から図６に示すように、サービスプラグカバー８０は、樹脂材で形成される樹脂部材８１で、金属の薄板で形成される芯金部材８２を内包するように形成されている。
芯金部材８２は、金属の薄板で、上面視で略四角形状に形成されている。そして、芯金部材８２は、中央部に略四角形状に開口する穴部８２ａが形成されている。また、芯金部材８２は、サービスプラグカバー８０をサービスプラグカバー取付部材７０に係合する取付部８２ｂが両側部に突出するように形成されている。そして、取付部８２ｂには、ボルト６０を挿入するボルト穴８２ｃが形成されている。なお、ボルト６０と係合部７３との締結に拠らずにサービスプラグカバー４０をサービスプラグカバー取付部材７０に固定する場合は、サービスプラグカバー４０の取付部８２ｂをサービスプラグカバー取付部材７０の係合部７３に溶接してもよい。
樹脂部材８１は、上面視で略四角形状で形成されている。そして、樹脂部材８１は、下面の外周部にサービスプラグカバー取付部材７０の爪部７１と係合する係合部８１ａが形成されている。また、樹脂部材８１の下面の中央部には、芯金部材８２の穴部８２ａ内に収まる内周で形成され、逆Ｖ字形状の断面を有する楔形状の切欠部（脆弱部）８１ｂが形成されている。更に、樹脂部材８１の下面には、内部が空洞の長円形状の断面形状であり、下方に突出する突出部８１ｃが形成されている。突出部８１ｃの上部は、切欠部８１ｂを内包する内周で形成されている。そして、突出部８１ｃの下端部は、上面視でサービスプラグ２２の上面視の外観形状より突出することのない内周で形成されている。また、樹脂部材８１の上面には、切欠部８１ｂの内周に位置し、上方に突出するように一対のつまみ部８１ｄが形成されている。
そして、サービスプラグカバー８０は、非常時につまみ部８１ｄを上方向へ引き上げることで、切欠部８１ｂより破断して、水を注入する注入口が形成される。
このようなサービスプラグカバー取付部材７０及びサービスプラグカバー８０の突出部８１ｃの上下方向の各寸法は、サービスプラグカバー取付部材７０とサービスプラグカバー８０とを電池パックカバー２１に取り付け後に、サービスプラグ２２と、サービスプラグカバー８０の突出部８１ｃの下端部との間隔が所定値（例えば９．５ｍｍ）未満となるように設定される。ここでは、例として所定値を９．５ｍｍとしたが、感電確認用検査器具（ＩＰＸＸＢプローブ）が挿入不可能な寸法に設定してもよい。
このように形成される電池パック２０’は、図３及び図４に示すように、サービスプラグ２２と、サービスプラグカバー８０の突出部８１ｃの下端部との間隔が所定値（例えば９．５ｍｍ）未満となるように、且つ、サービスプラグカバー８０の突出部８１ｃの下端部と、サービスプラグ２２とが対向するように、電池パックカバー２１にサービスプラグカバー取付部材７０が固定され、サービスプラグカバー取付部材７０にサービスプラグカバー８０の取付部８２ｂを介してボルト６０でサービスプラグカバー８０が固定される。このように構成される電池パック２０’は、上面視でサービスプラグカバー８０がフロアパネル１１のサービスプラグ操作孔１２と同一位置となるようにフロアパネル１１の下方に配設される。
以下、このように構成された本発明の第２実施例に係る電池パックの注水構造の作用及び効果について説明する。
サービスプラグカバー８０に形成される突出部８１ｃの下端部の内周をサービスプラグ２２の上面視の外観形状よりも小さくなるように形成している。また、サービスプラグカバー取付部材７０及びサービスプラグカバー８０の突出部８１ｃの上下方向の各寸法を、サービスプラグカバー取付部材７０とサービスプラグカバー８０とを電池パックカバー２１に取り付け後に、サービスプラグ２２と、サービスプラグカバー８０の突出部８１ｃの下端部との間隔が所定値（例えば９．５ｍｍ）未満となるように設定している。そして、サービスプラグカバー８０の突出部８１ｃの下端部と、サービスプラグ２２とが対向するように、サービスプラグカバー取付部材７０とサービスプラグカバー８０とを電池パックカバー２１に配設している。
このように、サービスプラグ２２と、サービスプラグカバー８０の突出部８１ｃの下端部との間隔を所定値（例えば９．５ｍｍ）未満に設定し、且つサービスプラグカバー８０を突出部８１ｃの下端部と、サービスプラグ２２とが対向するように電池パックカバー２１に配設することで、つまみ部８１ｄを上方向へ引き上げ、切欠部８１ｂを破断して形成される注水口より作業者が不用意に指を挿入しても、サービスプラグ２２と注入口との間隔が小さことから、サービスプラグ２２と注入口の間隙への指の挿入を防ぐことができる。
したがって、電池パック２０’内の導電部品２３及び導電性部品２４への接触を防止することができ、安全性を向上させることができる。
また、サービスプラグカバー８０のつまみ部８１ｄを上方向へ引き上げ、切欠部８１ｂを破断して水を注入する注入口を形成している。
したがって、車両１の非常時には、工具を用いずに電池パック２０’内に容易に水を注入することができる。
１ 車両（電動車両）
１１ フロアパネル
２０，２０’ 電池パック
２１ 電池パックカバー
２２ サービスプラグ
２５ 開口部（操作孔）
４０ サービスプラグカバー（封鎖部材）
４０ａ 突出部
４１ 注入口
５０ プラグ（注入口封鎖部材）
６０ ボルト
７０ サービスプラグカバー取付部材（封鎖部材）
８０ サービスプラグカバー（封鎖部材）
８１ 樹脂部
８１ｂ 切欠部（脆弱部）
８１ｃ 突出部

Claims (3)

  1. 電動車両に搭載され、前記電動車両を駆動する電動機に電力を供給する電池を収容した電池パックの注水構造において、
    絶縁構造で形成されて、前記電池パック内に配設され前記電池パック内の高電圧回路を遮断するサービスプラグと、
    前記電池パックに形成され、前記サービスプラグを操作する操作孔と、
    前記操作孔を封鎖し、水を注入する注入口を有する封鎖部材と、を備え
    前記サービスプラグと前記封鎖部材の前記注入口とは、所定値未満の間隙を有し対向して配設され、
    前記封鎖部材は、前記サービスプラグに向かって突出し前記間隙を小さくする突出部を有することを特徴とする電池パックの注水構造。
  2. 前記注入口を封鎖する注入口封鎖部材を備え、
    前記封鎖部材は、前記電動車両を構成するフロアパネルに固定されることを特徴とする、請求項１に記載の電池パックの注水構造。
  3. 前記封鎖部材は、前記電池パックに固定され、
    前記注入口は、前記封鎖部材に脆弱部で形成されることを特徴とする、請求項１に記載の電池パックの注水構造。
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