JP6077417B2 - 蓄電装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の蓄電池からなる蓄電池群の一側面に、総プラス端子と、総マイナス端子と、前記総プラス端子および前記総マイナス端子を覆うように設けられて該総プラス端子および該総マイナス端子に接続されたジャンクションボードと、前記総プラス端子の電位および前記総マイナス端子の電位の中間電位を有して前記ジャンクションボードに隣接する位置に設けられた中間端子とを備える蓄電装置に関する。

複数の蓄電池を備える蓄電装置の一側面に、コンタクタやヒューズを備えるジャンクションブロック（ジャンクションボード）を設けたものが、下記特許文献１により公知である。ジャンクションボードに設けられたコンタクタおよびヒューズは、蓄電装置の総プラス端子および総マイナス端子とＰＣＵ（パワー・コントロール・ユニット）との間に配置され、蓄電装置からＰＣＵへの電流の供給を遮断可能である。

特開２０１１−１５４８９号公報

ところで、蓄電装置の一側面に設けられた総プラス端子、総マイナス端子あるいはジャンクションボードに安全にアクセスできるように、総プラス端子および総マイナス端子間に直列に配置された複数の蓄電池の接続を遮断する電気遮断装置（サービスプラグ）が設けられる。サービスプラグの両端は、総プラス端子の電位および総マイナス端子の電位の中間電位の一対の中間端子に接続されるが、サービスプラグを引き抜いて総プラス端子および総マイナス端子間の電気的導通を遮断しても、総プラス端子あるいは総マイナス端子と中間端子との間には電位差が存在するため、作業者が工具等を落としたような場合に、工具を介して総プラス端子と中間端子との間、あるいは総マイナス端子と中間端子間との間に短絡が発生する可能性がある。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、蓄電装置の総プラス端子あるいは総マイナス端子と中間端子との間で短絡が発生するのを防止することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、複数の蓄電池からなる蓄電池群の一側面に、総プラス端子と、総マイナス端子と、前記総プラス端子および前記総マイナス端子を覆うように設けられて該総プラス端子および該総マイナス端子に接続されたジャンクションボードと、前記総プラス端子の電位および前記総マイナス端子の電位の中間電位を有して前記ジャンクションボードに隣接する位置に設けられた中間端子とを備える蓄電装置であって、前記中間端子のみを覆うカバーを備えることを特徴とする蓄電装置が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記蓄電池群の一側面に一対の前記中間端子にケーブルを介して接続されたサービスプラグを備え、前記蓄電池群の一側面と前記ジャンクションボードとの間に前記ケーブルおよび前記サービスプラグの少なくとも一部が位置することを特徴とする蓄電装置が提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項２の構成に加えて、前記カバーは前記ジャンクションボードにより覆われることを特徴とする蓄電装置が提案される。

また請求項４に記載された発明によれば、請求項２または請求項３の構成に加えて、前記ジャンクションボードは前記ケーブルおよび前記サービスプラグの少なくとも一部を収納する凹部を備えることを特徴とする蓄電装置が提案される。

また請求項５に記載された発明によれば、請求項１〜請求項４の何れか１項の構成に加えて、前記カバーはヒンジにより開閉自在に枢支されて閉方向に付勢されることを特徴とする蓄電装置が提案される。

尚、実施の形態のバッテリモジュール２２は本発明の蓄電池群に対応し、実施の形態のバッテリセル２３は本発明の蓄電池に対応し、実施の形態の中間プラス端子４１および中間マイナス端子４２は本発明の中間端子に対応する。

請求項１の構成によれば、蓄電装置は、複数の蓄電池からなる蓄電池群の一側面に、総プラス端子と、総マイナス端子と、総プラス端子および総マイナス端子を覆うように設けられて該総プラス端子および該総マイナス端子に接続されたジャンクションボードと、総プラス端子の電位および総マイナス端子の電位の中間電位を有してジャンクションボードに隣接する位置に設けられた中間端子とを備える。中間端子のみを覆うカバーを備えるので、必要最小限の大きさのカバーを設けるだけで、ジャンクションボードを取り外して総プラス端子および総マイナス端子が露出したときに、中間端子との間で短絡が発生するのを防止することができる。

また請求項２の構成によれば、蓄電池群の一側面に一対の中間端子にケーブルを介して接続されたサービスプラグを備え、蓄電池群の一側面とジャンクションボードとの間にケーブルおよびサービスプラグの少なくとも一部が位置するので、ジャンクションボードを取り外す前に誤ってカバーを開いてケーブルおよびサービスプラグを取り外すことがなくなり、ジャンクションボードを取り外したときに中間端子が露出していないことが保証されて短絡の発生が一層確実に防止される。

また請求項３の構成によれば、カバーはジャンクションボードにより覆われるので、ジャンクションボードを取り外したときにカバーが閉じていることが保証されて短絡の発生がより一層確実に防止される。

また請求項４の構成によれば、ジャンクションボードは、ケーブルおよびサービスプラグの少なくとも一部を収納する凹部を備えるので、蓄電池群の一側面からのジャンクションボードの突出量を小さく抑えることができる。

また請求項５の構成によれば、カバーはヒンジにより開閉自在に枢支されて閉方向に付勢されるので、カバーが開いたままになって中間端子が露出するのを防止することができる。

バッテリパックが搭載される車体後部の斜視図。（第１の実施の形態） バッテリパックの分解斜視図。（第１の実施の形態） 図２の３方向矢視図。（第１の実施の形態） 図３においてジャンクションボードを取り外した状態を示す図。（第１の実施の形態） 図３の５−５線拡大断面図。（第１の実施の形態） 図３の６−６線拡大断面図。（第１の実施の形態） バッテリパックの配線図。（第１の実施の形態） 図３に対応する図。（第２の実施の形態） 図８の９−９線断面図。（第２の実施の形態） 図３に対応する図。（第３の実施の形態） 図４に対応する図。（第３の実施の形態）

第１の実施の形態

以下、図１〜図７に基づいて本発明の第１の実施の形態を説明する。

図１および図２に示すように、ハイブリッド自動車の車体後部のトランクルーム１０のフロアパネル１１に下向きに凹む凹部１１ａが形成されており、この凹部１１ａにバッテリパック１２が搭載される。バッテリパック１２は、上面が開放する容器状に形成された合成樹脂製のケース本体１３ａと、板状に形成されてケース本体１３ａの上面開口部を閉塞する金属製のカバー１３ｂとからなるケース１３を備える。ケース１３の前部および後部から金属製の前部保持部材１４および後部保持部材１５が車幅方向外側に延びており、それらの両端部をフロアパネル１１の上面にボルト１６…で固定することでバッテリパック１２が凹部１１ａ内に吊り下げ支持される。

前部保持部材１４および後部保持部材１５の車幅方向中間部はそれぞれ板状の前壁１７および後壁１８になっており、前壁１７および後壁１８の下端間が底壁１９で一体に接続されるとともに、前壁１７および後壁１８の左端間が左側側壁２０で接続され、前壁１７および後壁１８の右端間が右側側壁２１で接続される。

前部保持部材１４および後部保持部材１５の間には、４個のバッテリモジュール２２…が支持される。バッテリモジュール２２は、例えばリチウムイオンバッテリよりなる１２個のバッテリセル２３…を積層し、その積層方向両端部に積層した一対のエンドプレート２４，２４の四隅どうしを４本のフレーム２５…で接続して構成される。４個のバッテリモジュール２２…は、バッテリセル２３…の積層方向を前後方向に整列させた状態で車幅方向に並置され、一対のエンドプレート２４，２４がそれぞれ前部保持部材１４の前壁１７および後部保持部材１５の後壁１８に締結される。

前部保持部材１４の前壁１７および後部保持部材１５の後壁１８間であって、４個のバッテリモジュール２２…の左側に、バッテリモジュール２２…の高圧直流電流を３相交流に変換するインバータや、前記高圧直流電流を低圧電流に降圧するＤＣ−ＤＣコンバータ等を含むＰＣＵ（パワー・コントロール・ユニット）２６が搭載される。

前部保持部材１４の前面には、バッテリモジュール２２…およびＰＣＵ２６を図示せぬケーブルを介して接続するジャンクションボード２７と、４個のバッテリモジュール２２…を直列に接続する電気回路の１カ所を遮断してジャンクションボード２７への電流供給を停止するサービスプラグ４０とが固定される。ジャンクションボード２７には、バッテリモジュール２２…およびＰＣＵ２６間の電気的接続を遮断するコンタクタ２８，２８やヒューズ２９が設けられる。ＰＣＵ２６の後方の後部保持部材１５の後壁１８の後面に、バッテリモジュール２２…に冷却空気を供給して冷却するための冷却ファン３０が設けられる。

図３〜図５に示すように、ジャンクションボード２７は略矩形の板状部材であり、その前面側に２個のコンタクタ２８，２８およびヒューズ２９が固定される。前部保持部材１４の前面には４本のスタットボルト３３…が植設されており、これらのスタットボルト３３…が嵌合する４個のボルト孔２７ａ…がジャンクションボード２７の四隅に形成される。よって、スタットボルト３３…にボルト孔２７ａ…を嵌合した状態で、スタットボルト３３…にナット３４…を螺合して締結することで、前部保持部材１４の前面にジャンクションボード２７が固定される。

前部保持部材１４の前面には、４個のバッテリモジュール２２…の両端から電流を取り出すための総プラス端子３５および総マイナス端子３６が設けられる。総プラス端子３５および総マイナス端子３６はボルトで構成されており、ジャンクションボード２７の後面側に設けた接続端子３７，３８を総プラス端子３５および総マイナス端子３６に嵌合し、ジャンクションボード２７に形成した開口部２７ｂ，２７ｂを通してナット３９，３９で締結することで、バッテリモジュール２２…とジャンクションボード２７とが電気的に接続される。

図７に示すように、直列に接続された４個のバッテリモジュール２２…の両端に設けられた総プラス端子３５および総マイナス端子３６のうち、総プラス端子３５は一方のコンタクタ２８を介してＰＣＵ２６に接続され、総マイナス端子３６はヒューズ２９および他方のコンタクタ２８を介してＰＣＵ２６に接続される。図中右側の２個のバッテリモジュール２２，２２の中間プラス端子４１と、図中左側の２個のバッテリモジュール２２，２２の中間マイナス端子４２とが２本のケーブル４３，４４で接続されており、ケーブル４３およびケーブル４４間にサービスプラグ４０が接続される。従って、ジャンクションボード２７の着脱やメンテナンスを行う前に、サービスプラグ４０を操作して中間プラス端子４１および中間マイナス端子４２間の電気的導通を遮断することで、総プラス端子３５から総マイナス端子３６に電流が流れないようにして作業の安全性を確保することができる。

図３、図４および図６に示すように、サービスプラグ４０は前部保持部材１４の前面におけるジャンクションボード２７の右側に固定される。ボルトで構成される中間プラス端子４１および中間マイナス端子４２はそれぞれ前部保持部材１４の前面左端および前面右端に設けられており、サービスプラグ４０から左側にＵ字状に延びるケーブル４３の先端が中間プラス端子４１にナット４５で締結され、サービスプラグ４０から右側にＵ字状に延びるケーブル４４の先端が中間マイナス端子４２にナット４５で締結される。中間プラス端子４１および中間マイナス端子４２の前面は、それぞれ上部をヒンジ４６で枢支されたカバー４７によって覆われる。カバー４７は重力あるいは図示せぬスプリングで付勢されており、作業者が手でカバー４７を開いた状態から手を離すと、カバー４７は自動的に中間プラス端子４１あるいは中間マイナス端子４２を覆う位置に閉じられる。

次に、上記構成を備えた本発明の第１の実施の形態の作用を説明する。

図７において、ジャンクションボード２７のメンテナンスを行うような場合に、ジャンクションボード２７の内部のプラス電位の部分とマイナス電位の部分との間で短絡が発生する可能性がある。また前部保持部材１４からジャンクションボード２７を取り外すと総プラス端子３５および総マイナス端子３６が露出するため、総プラス端子３５および総マイナス端子３６間で短絡が発生する可能性がある。このような短絡を防止すべく、作業に先立ってサービスプラグ４０を操作すると、中間プラス端子４１および中間マイナス端子４２間の導通が遮断されるため、総プラス端子３５および総マイナス端子３６間の電位差がなくなって短絡の発生が防止される。

ところで、サービスプラグ４０を操作して中間プラス端子４１および中間マイナス端子４２間の導通を遮断しても、総プラス端子３５および中間マイナス端子４２間にはバッテリモジュール２２の２個分の電位差が存在するため、誤って工具等を落とした場合に、総プラス端子３５および中間マイナス端子４２間で短絡が発生する可能性がある。同様に、総マイナス端子３６および中間プラス端子４１間にはバッテリモジュール２２の２個分の電位差が存在するため、誤って工具等を落とした場合に、総マイナス端子３６および中間プラス端子４１間で短絡が発生する可能性がある。

しかしながら、本実施の形態によれば、中間プラス端子４１および中間マイナス端子４２がカバー４７，４７により覆われているため、ジャンクションボード２７を取り外して総プラス端子３５および総マイナス端子３６が露出していても、総プラス端子３５および中間マイナス端子４２間の短絡や、総マイナス端子３６および中間プラス端子４１間の短絡が確実に防止される。

またサービスプラグ４０およびケーブル４３，４４を前部保持部材１４から取り外す場合、カバー４７，４７をヒンジ４６，４６まわりに上方に回動して開くことで、ケーブル４３，４４を締結するナット４５，４５を操作することができる。カバー４７，４７を開いてケーブル４３，４４の着脱を行った後、作業者が手を離すとカバー４７，４７は重力あるいはスプリングの弾発力で自動的に閉じるため、カバー４７，４７の閉め忘れがなくなって短絡が一層確実に防止される。

第２の実施の形態

次に、図８および図９に基づいて本発明の第２の実施の形態を説明する。

第２の実施の形態は第１の実施の形態の改良であり、第１の実施の形態のジャンクションボード２７の下端に下向きに延びる延長部２７ｃを形成し、サービスプラグ４０および中間プラス端子４１を接続するケーブル４３を延長部２７ｃで覆ったものである。

第１の実施の形態では、ジャンクションボード２７を取り外す前に、誤ってサービスプラグ４０およびケーブル４３，４４を取り外してしまい、中間プラス端子４１および中間マイナス端子４２が露出する可能性がある。この状態でジャンクションボード２７を取り外して総プラス端子３５および総マイナス端子３６が露出すると、総プラス端子３５および中間マイナス端子４２間の短絡や、総マイナス端子３６および中間プラス端子４１間の短絡が発生する可能性がある。

しかしながら、本実施の形態によれば、ケーブル４３がジャンクションボード２７の延長部２７ｃで覆われているため、ジャンクションボード２７を取り外す前にサービスプラグ４０およびケーブル４３，４４を取り外すことができなくなり、作業者に作業手順の誤りを認識させて短絡の発生を一層確実に防止することができる。

しかも、カバー４７，４７は中間プラス端子４１あるいは中間マイナス端子４２だけを覆うので、必要最小限の大きさのカバー４７，４７を設けるだけで、ジャンクションボード２７を取り外して総プラス端子３５および総マイナス端子３６が露出したときに、中間プラス端子４１あるいは中間マイナス端子４２との間で短絡が発生するのを防止することができる。

第３の実施の形態

次に、図１０および図１１に基づいて本発明の第３の実施の形態を説明する。

第３の実施の形態は第２の実施の形態の改良であり、一方のケーブル４３が接続される中間プラス端子４１と、そのカバー４７とをジャンクションボード２７によって覆ったものである。これにより、先にジャンクションボード２７を取り外さないと、前記カバー４７を開いて中間プラス端子４１からケーブル４３を取り外すことができなくなり、作業者が誤ってジャンクションボード２７を取り外す前にサービスプラグ４０およびケーブル４３，４４を取り外すのを防止することができる。

またジャンクションボード２７の後面にケーブル４３および一方のカバー４７を収納する凹部２７ｄを形成したので、ジャンクションボード２７でケーブル４３を覆ったときに、ジャンクションボード２７が前部保持部材１４から前方に突出するのを防止し、バッテリパック１２を小型化することができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、第２の実施の形態ではジャンクションボード２７で一方のケーブル４３を覆っているが、他方のケーブル４４やサービスプラグ４０を覆っても良い。

また第３の実施の形態ではジャンクションボード２７で一方のカバー４７を覆っているが、他方のカバー４７を覆っても良い。

また第３の実施の形態ではジャンクションボード２７の凹部２７ｄに一方のカバー４７および一方のケーブル４３を収納しているが、２本のケーブル４３，４４のうちの少なくとも一方を収納していれば良い。

２２ バッテリモジュール（蓄電池群）
２３ バッテリセル（蓄電池）
２７ ジャンクションボード
２７ｄ 凹部
３５ 総プラス端子
３６ 総マイナス端子
４０ サービスプラグ
４１ 中間プラス端子（中間端子）
４２ 中間マイナス端子（中間端子）
４３ ケーブル
４４ ケーブル
４６ ヒンジ
４７ カバー

Claims (5)

1. 複数の蓄電池（２３）からなる蓄電池群（２２）の一側面に、総プラス端子（３５）と、総マイナス端子（３６）と、前記総プラス端子（３５）および前記総マイナス端子（３６）を覆うように設けられて該総プラス端子（３５）および該総マイナス端子（３６）に接続されたジャンクションボード（２７）と、前記総プラス端子（３５）の電位および前記総マイナス端子（３６）の電位の中間電位を有して前記ジャンクションボード（２７）に隣接する位置に設けられた中間端子（４１，４２）とを備える蓄電装置であって、
   前記中間端子（４１，４２）のみを覆うカバー（４７）を備えることを特徴とする蓄電装置。
2. 前記蓄電池群（２２）の一側面に一対の前記中間端子（４１，４２）にケーブル（４３，４４）を介して接続されたサービスプラグ（４０）を備え、前記蓄電池群（２２）の一側面と前記ジャンクションボード（２７）との間に前記ケーブル（４３，４４）および前記サービスプラグ（４０）の少なくとも一部が位置することを特徴とする、請求項１に記載の蓄電装置。
3. 前記カバー（４７）は前記ジャンクションボード（２７）により覆われることを特徴とする、請求項２に記載の蓄電装置。
4. 前記ジャンクションボード（２７）は前記ケーブル（４３，４４）および前記サービスプラグ（４０）の少なくとも一部を収納する凹部（２７ｄ）を備えることを特徴とする、請求項２または請求項３に記載の蓄電装置。
5. 前記カバー（４７）はヒンジ（４６）により開閉自在に枢支されて閉方向に付勢されることを特徴とする、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の蓄電装置。
   

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