JP6245518B2

JP6245518B2 - 電動車両用電池パックの電気コネクタ取付構造

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Publication number: JP6245518B2
Application number: JP2014036584A
Authority: JP
Inventors: ウェンレオンルー; 静一高崎
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2014-02-27
Filing date: 2014-02-27
Publication date: 2017-12-13
Anticipated expiration: 2034-02-27
Also published as: US20150243956A1; EP2913218B1; CN104875595A; EP2913218A3; EP2913218A2; JP2015162345A; CN104875595B; US9876215B2

Description

本発明は、電動車両用電池パックの電気コネクタ取付構造に関するもので、電動車両用電池パックの高さが低く設定された場合でも電気コネクタを取り付けることができる取付構造に関する。

電動車両用の電池パックは、電動車両に搭載された電動機に電力を供給するためのもので、フロアパネルの下方域に設置される。電池パックは、トレイとカバーとを備えて構成され、トレイの側面には、電池パックに電力を充電するための電気コネクタ（充電コネクタ）と電池パックから電動機に電力を供給するための電気コネクタ（給電コネクタ）とが取り付けられる。
ところで、電気コネクタ（充電コネクタと給電コネクタ）の大きさは、電気コネクタを流れる電気の電気容量で決まる。したがって、電気コネクタを流れる電気の電気容量が小さくならないと電気コネクタの大きさを小さくできない。これにより、電動車両の地上高や居室スペースの制約により、電池パックの高さが設定され、トレイの高さが電気コネクタの取付幅よりも小さくなる場合にはトレイの外周壁に傾斜部を設け、その傾斜部に電気コネクタが取り付けられる（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３−２５１１１１号公報

しかしながら、特にスポーツ自動車タイプの電動車両や軽自動車タイプの電動車両は、地上高が低く設定されがちであるので、電池パックの設置スペースがさらに制約される。これにともない電池パックの高さも低く設定される。この場合には傾斜部の傾斜角度を小さくすればトレイに電気コネクタを取り付けることができるが、電気コネクタに接続された電気ケーブルがトレイの下方に接続されることになるため、電装機器の配置を見直したり、電気ケーブルの長さを長く設定したりしなければならない。また、傾斜部の傾斜角度を小さくすると、トレイに対して傾斜部の占める領域が大きくなるため、トレイの容量（嵩）が小さくなるので、トレイを車両前後方向または車幅方向に拡大しなければならない。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、電動車両の地上高が低く設定され、電池パックの高さが低く設定された場合でも、電池パックに電気コネクタを取り付けることができる電動車両用電池パックの電気コネクタ取付構造を提供することを目的とする。

本発明は、電池を収容するとともに上面が開口した箱状のトレイと、下面が開口した箱状のカバーとが水平面で接合された電動車両用の電池パックと、前記電池パックに接続され、外部から前記電池パックに電力を供給し、あるいは、前記電池パックから外部に電力を供給するための電気ケーブルが接続された電気コネクタと、を備えた電動車両用電池パックの電気コネクタ取付構造であって、前記トレイ、前記カバーのいずれか一方の外周壁は、前記トレイと前記カバーとが接合される接合面よりも内側において前記接合面を通る水平面の下方域と上方域とに渡り設けられるとともに前記電気コネクタが取り付けられる傾斜部と、前記接合面と前記傾斜部との間に、前記接合面を通る水平面から前記電気コネクタと反対方向に張り出して設けられる突出部と、を有し、前記傾斜部は、前記突出部と連続して形成されることを特徴とする。

本発明は、トレイとカバーとが接合される接合面よりも内側において接合面を通る水平面の下方域と上方域とに渡り設けられるとともに電気コネクタが取り付けられる傾斜部と、接合面と傾斜部との間に、接合面を通る水平面から電気コネクタと反対方向に張り出して設けられる突出部と、を有し、傾斜部は、突出部と連続して形成されるので、電動車両の地上高が低く設定され、電池パックの高さが低く設定された場合でも、傾斜部の傾斜角度を小さくすることなく、電池パックに電気コネクタを取り付けることができる。

本発明の一態様では、前記接合面は、前記トレイの開口から外側に張り出された被接合部の上面と、前記カバーの開口から外側に張り出され、前記被接合部の上面と接合される接合部の下面と、に設けられる。
このようにすれば、接合面に十分な幅が確保でき、トレイとカバーとの間における防塵性能、防水性能を高めることができる。

本発明の一態様では、前記トレイ、前記カバーのいずれか一方の外周壁は、前記電気コネクタを挟んで水平方向に向かい合うように設けられた対向部を有し、前記対向部は、前記傾斜部に連続して形成される。
このようにすれば、対向部が電気コネクタの両側を保護し、電動車両が衝突した場合でも電気コネクタを保護することができる。

本発明の一態様では、前記傾斜部は、前記トレイの外周壁に設けられる。
このようにすれば、カバーに傾斜部を設ける場合のように、電池パックの内部において電池と電気コネクタとを接続する電気ケーブルにカバーを開閉するための長さを確保する必要がない。これにより、電池パックの内部にカバーを開閉するためだけに確保する電気ケーブルを収容するための空間が必要なくなり、電池パックの大型化を防止できる。

以上説明したように、本発明によれば、電動車両の地上高が低く設定され、電池パックの高さが低く設定された場合でも、傾斜部の傾斜角度を小さくすることなく、電池パックに電気コネクタを取り付けることができる。

本発明の実施の形態である電動車両用電池パックの電気コネクタ取付構造を採用した電動車両を示す概念斜視図である。図１に示した電池パックの外観を示す斜視図である。図２に示したトレイを示す斜視図である。図２に示したＩＶ−ＩＶ線断面図である。図４に示した電気コネクタの取付構造の要部を示す断面図である。本発明の実施の形態である電動車両用電池パックの電気コネクタ取付構造の変形例を示す図である。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る電動車両用電池パックの電気コネクタ取付構造の好適な実施の形態を詳細に説明する。尚、この実施の形態により、この発明が限定されるものではない。

図１は、本発明の実施の形態である電動車両用電池パックの電気コネクタ取付構造を採用した電動車両を示す概念図である。ここでは、軽自動車タイプの電動車両に搭載される電動車両用電池パックの電気コネクタ取付構造を例に説明するが、これに限られるものではなく、スポーツ自動車タイプの電動車両のほか、電動車両全般に適用可能である。

図１に示すように、本発明の実施の形態である電動車両用電池パックの電気コネクタ取付構造は、電動車両１に搭載された電動機（パワーユニット（図示せず））に電力を供給するためのもので、電池パック３と電池パック３に取り付けられた電気コネクタ６，７（図４参照）とを備えて構成される。

電池パック３は、フロアパネル１１（図４参照）の下方域に設置される。電池パック３は、車両後方側面に設けられた急速充電口（図示せず）から電気コネクタ７を通り電力が供給される。また、車両後方側面に設けられた普通充電口（図示せず）から車載充電器（図示せず）に供給された電力が電気コネクタ７を通り供給される。これにより、電池パック３に電力が充電される。一方、電池パック３は、電気コネクタ６，７を介してモータ等の電動機を含むパワーユニット（図示せず）やヒータ（図示せず）、Ａ／Ｃコンプレッサ（図示せず）等に接続され、これらに電力を供給する。これにより、電池パック３に充電された電力が消費される。

図２は、図１に示した電池パックの外観を示す斜視図であり、図３は、図２に示したトレイを示す斜視図である。また、図４は、図２に示したＩＶ−ＩＶ線断面図であり、図５は、図４に示した電気コネクタの取付構造の要部を示す断面図である。

図２に示すように、電池パック３は、トレイ４とカバー５とを備えて構成され、トレイ４とカバー５とは水平面で接合され、一つの箱体を構成する。
図３に示すように、トレイ４は、電池２を収容するためのもので、上面が開口した浅い箱状に形成されている。トレイ４の底壁４１は、車両前後方向に細長い矩形状に形成され、そのまわりに外周壁４２が形成されている。外周壁４２は、底壁４１から開口４３に向けて漸次拡開され、車両幅方向に設けられる側壁４２１の壁面は傾斜面を成す。また、外周壁４２の車両前側となる領域には電気コネクタ６が取り付けられる前側コネクタ取付部４４が設けられ、車両後側となる領域には電気コネクタ７が取り付けられる後側コネクタ取付部４５が設けられている。

また、開口４３のまわりには、被接合部４６が設けられている。被接合部４６は、カバー５が接合される部分で、開口４３の全周に渡り設けられている。被接合部４６は、開口４３から外側に張り出され、その上面に水平な接合面４６１が形成される。

図２に示すように、カバー５は、トレイ４と略同じ大きさの箱状に形成されている。カバー５は、トレイ４よりもやや深く、下面が開口しており、その上面５１は、トレイ４と同様、車両前後方向に細長い矩形状に形成されている。また、カバー５の高さ方向は、電動車両１に設けられる居室空間、より具体的には、フロアパネル１１に合わせて形成される。本実施の形態では、運転席及び助手席（前席）、後部座席の下方域となる領域が高くなるように形成され、これらの領域の前方となる領域がそれぞれ低くなるように形成される。

また、カバー５は、その上面５１のまわりに外周壁５２が形成されている。外周壁５２は、上面５１から開口５３に向けて漸次拡開され、車両幅方向に設けられる側壁５２１の壁面、車両前側に設けられる前壁５２２（図４参照）の壁面、車両後側に設けられる後壁５２３（図４参照）の壁面は傾斜面を成す。

また、図４に示すように、開口５３のまわりには、接合部５４が設けられている。接合部５４は、トレイ４に接合する部分で、開口５３の全周に渡り設けられている。図５に示すように、接合部５４は、開口５３から外側に張り出され、その下面に水平な接合面５４１が形成されるとともに、その縁に下方域に延びるリップ５４２が形成される。

図３及び図４に示すように、上述したトレイ４の外周壁４２の車両前側となる領域には、上述したように、前側コネクタ取付部４４が設けられ、車両後側となる領域には、上述したように、後側コネクタ取付部４５が設けられている。
図４に示すように、前側コネクタ取付部４４は、電池パック３に電気コネクタ６を取り付けるためのもので、図３に示すように、車両前側となる領域において車幅方向中央に設けられる。図５に示すように、前側コネクタ取付部４４は、傾斜部４４１、接続部４４２、突出部４４３、助走部４４４、対向部４４５を有している。突出部４４３は、接合面４６１の内側において、接合面４６１を通る水平面Ｈからカバー５側に張り出して、すなわち接合面４６１を通る水平面Ｈからカバー５側に膨出して設けられる。

傾斜部４４１は、電気コネクタ６が取り付けられる部分で、所定の長さ、所定の傾きで、接合面４６１を通る水平面Ｈの下方域と上方域とに渡り設けられる。所定の長さは、電気コネクタ６の取付幅を基準とし、電気コネクタ６を取り付けるのに十分な長さが設定される。所定の傾きは、電気コネクタ６に接続された電気ケーブル６１が接続される電装機器との関係が考慮され、電気コネクタ６に接続された電気ケーブル６１が地上限界高さＬよりも上方に配線されるように設定される。例えば、４５°から９０°の範囲に設定される。

接続部４４２は、トレイ４の底壁４１と傾斜部４４１の下端とを接続する部分で、曲面で形成される。突出部４４３は、電気コネクタ６の取付領域を確保するための部分で、傾斜部４４１の上端から接合面４６１を通る水平面Ｈに向かう湾曲面で形成される。すなわち突出部４４３は、傾斜部４４１と連続して形成される。助走部４４４は、被接合部４６から突出部４４３に向かう部分で、被接合部４６から接合面４６１を通る水平面Ｈの下方域にわずかに凹むように設けられ、開口４３の一部を構成する。対向部４４５は、傾斜部４４１に取り付けられた電気コネクタ６を保護するための部分で、電気コネクタ６を挟んで水平方向に向かい合うように傾斜部４４１の両側に形成され、傾斜部４４１のほか、接続部４４２、突出部４４３、助走部４４４に接続される。

上述した傾斜部４４１には、電気コネクタ６が取り付けられる。電気コネクタ６は、一つに限られるものではなく、車両前方域に設けられたヒータ、Ａ／Ｃコンプレッサごとに設けられる。そして、傾斜部４４１にヒータ用として取り付けられた電気コネクタ６にはヒータに接続された電気ケーブル６１が接続され、電池パック３に充電された電力がヒータに供給される。同様に、傾斜部４４１にＡ／Ｃコンプレッサ用として取り付けられた電気コネクタ６にはＡ／Ｃコンプレッサに接続された電気ケーブル６１が接続され、電池パック３に充電された電力がＡ／Ｃコンプレッサに供給される。

また、図４に示すように、後側コネクタ取付部４５は、前側コネクタ取付部４４と同様、電池パック３に電気コネクタ７を取り付けるためのもので、図３に示すように、車両後側となる領域において車幅方向中央に設けられる。図の詳細を省略するが、後側コネクタ取付部４５は、上述した前側コネクタ取付部４４と同様、傾斜部４５１、接続部、突出部４５３、助走部、対向部４５５を有している。突出部４５３は、接合面４６１の内側において、接合面４６１を通る水平面Ｈからカバー５側に張り出して、すなわち接合面４６１を通る水平面Ｈからカバー５側に膨出して設けられる。

傾斜部４５１は、上述した前側コネクタ取付部４４の傾斜部４４１と同様、電気コネクタ７が取り付ける部分で、所定の長さ、所定の傾きで、接合面４６１を通る水平面の下方域と上方域とに渡り設けられる。所定の長さは、電気コネクタ７の取付幅を基準とし、電気コネクタ７を取り付けるのに十分な長さが設定される。所定の傾きは、電気コネクタ７に接続された電気ケーブル（図示せず）が接続される電装機器との関係が考慮され、電気コネクタ７に接続された電気ケーブルが地上限界高さよりも上方に配線されるように設定される。例えば、４５°から９０°の範囲で設定される。

接続部は、トレイ４の底壁４１と傾斜部４５１の下端と接続する部分で、曲面で形成される。突出部４５３は、電気コネクタ７の取付領域を確保するための部分で、傾斜部の上端から接合面４６１を通る水平面Ｈに向かう湾曲面で形成される。すなわち突出部４５３は、傾斜部４５１と連続して形成される。助走部は、被接合部４６から突出部４５３に向かう部分で、被接合部４６から接合面を通る水平面Ｈの下方域にわずかに凹むように設けられ、開口４３の一部を構成する。対向部４５５は、傾斜部４５１に取り付けられた電気コネクタ７を保護するための部分で、電気コネクタ７を挟んで水平方向に向かい合うように傾斜部４５１の両側に形成され、傾斜部４５１のほか、接続部、突出部４５３、助走部に接続される。

上述した傾斜部４５１には、電気コネクタ７が取り付けられる。電気コネクタ７は、一つに限られるものではなく、車両側面後方域に設けられた急速充電口（図示せず）、車両後方域に設けられた車載充電器（図示せず）、パワーユニット（図示せず）ごとに設けられる。そして、傾斜部に急速充電用として取り付けられた電気コネクタ７には急速充電口に接続された電気ケーブル（図示せず）が接続され、急速充電口から供給された電力は、電気ケーブル、電気コネクタ７を通り供給され、電池パック３に充電される。同様に、傾斜部に車載充電器用として取り付けられた電気コネクタ７には車載充電器に接続された電気ケーブルが接続され、車両側面後方域から車載充電器に供給された電力は、電気ケーブル、電気コネクタ７を通り供給され、電池パック３に充電される。同様に、傾斜部４５１にパワーユニット用として取り付けられた電気コネクタ７にはパワーユニットに接続された電気ケーブルが接続され、電池パック３に充電された電力がパワーユニットに供給される。

また、図５に示すように、電池パック３は、トレイ４とカバー５との間にガスケット８が設置される。ガスケット８は、トレイ４とカバー５との間に生じる隙間を埋めるためのもので、具体的には、トレイ４の被接合部４６の上面に形成された接合面４６１とカバー５の接合部５４の下面に形成された接合面５４１との間に設置される。ガスケット８は、ゴム等の弾性体で構成され、トレイ４とカバー５とがネジ（図示せず）等で締結されることにより、ガスケット８が圧縮変形され、トレイ４とカバー５との間に生じる隙間が埋められる。

上述した本発明の実施の形態である電動車両用電池パックの電気コネクタ取付構造は、トレイ４の外周壁４２が、接合面４６１を通る水平面Ｈの下方域と上方域とに渡り設けられた傾斜部４４１と、傾斜部４４１と接合面４６１との間に、接合面４６１を通る水平面Ｈからカバー５側に張り出して設けられた突出部４４３とを有するので、電池パック３の高さが低く設定された場合でも、傾斜部４４１に電気コネクタ６を取り付けることができる。この場合には電気コネクタ６に接続された電気ケーブル６１が地上限界高さＬよりも上方に配線される。同様に、トレイ４の外周壁４２も、接合面４６１を通る水平面Ｈの下方域と上方域とに渡り設けられた傾斜部４５１と、傾斜部４５１と接合面４６１との間に、接合面４６１を通る水平面Ｈからカバー５側に張り出して設けられた突出部４５３とを有するので、電池パック３の高さが低く設定された場合でも、傾斜部４５１に電気コネクタ７を取り付けることができる。そして、この場合にも電気コネクタ７に接続された電気ケーブルが地上限界高さＬよりも上方に配線される。

また、電池パック３を電動車両１に設置した場合に車両前側となる部分に電気コネクタ６を取り付ける傾斜部４４１を有する前側コネクタ取付部４４を設けたので、電動車両１の前側となる位置に設置されたヒータ、Ａ／Ｃコンプレッサ等の電装機器への電力供給が簡単にできる。同様に、電池パック３を電動車両１に設置した場合に車両後側となる部分に電気コネクタ７を取り付ける傾斜部４５１を有する後側コネクタ取付部４５を設けたので、電動車両１の後側に設置された急速充電口、車載充電装置からの電力供給が容易にできる。また、電動車両１の後側に設置されたパワーユニット等の電装機器への電力供給が簡単にできる。

また、傾斜部４４１，４５１がトレイ４の外周壁４２に設けられるので、カバー５の外周壁５２に電気コネクタを取り付ける場合のように、電池パック３の内部において電池と電気コネクタとを接続する電気ケーブルにカバーを開閉するための長さを確保する必要がない。これにより、電池パック３の内部にカバー開閉するためだけに確保する電気ケーブルを収容するための空間を設ける必要がなくなり、電池パック３の大型化を防止できる。

また、トレイ４とカバー５とを接合する水平な接合面４６１，５４１がトレイ４の開口４３から外側に張り出された被接合部４６の上面とカバー５の開口５３から外側に張り出された接合部５４の上面に形成される。したがって、接合面４６１，５４１に十分な幅が確保され、トレイ４とカバー５との間における防塵性能、防水性能を高めることができる。さらに、カバー５の接合部５４の縁に形成されたリップ５４２がトレイ４の被接合部４６の縁４６２と重なり、さらに防塵性能、防水性能を高めることができる。

また、トレイ４の被接合部４６の上面に形成された接合面４６１とカバー５の接合部５４の下面に形成された接合面５４１との間にガスケット８を設置したので、さらに、トレイ４とカバー５との間における防塵性能、防水性能を高めることができる。

また、前側コネクタ取付部４４は、傾斜部４４１の両側に対向部４４５を有するので、対向部４４５が傾斜部４４１に取り付けた電気コネクタ６の両側を保護し、電動車両１が側面衝突した場合でも電気コネクタ６を保護することができる。同様に、後側コネクタ取付部４５も傾斜部の両側に対向部４５５を有するので、対向部４５５が傾斜部４５１に取り付けた電気コネクタ７の両側を保護し、電動車両１が側面衝突した場合でも電気コネクタ７を保護することができる。

図６は、本発明の実施の形態である電動車両用電池パックの電気コネクタ取付構造の変形例を示す図である。図２に示すように、変形例では、カバー５の外周壁５２にコネクタ取付部５５が設けられている。コネクタ取付部５５は、傾斜部５５１と突出部５５３とを有している。傾斜部５５１は、接合面５４１の内側において、接合面５４１を通る水平面Ｈ’の下方域と上方域とに渡り設けられる。また、突出部５５３は、接合面４６１の内側において、接合面４６１を通る水平面Ｈからトレイ４側に張り出して、すなわち接合面４６１を通る水平面Ｈからトレイ４側に膨出して設けられる。

変形例に係る電動車両用電池パックの電気コネクタ取付構造は、カバー５の外周壁５２に傾斜部５５１と突出部５５３とを設けたので、電池パック３の高さが低く設定された場合でも、傾斜部５５１に電気コネクタ６を取り付けることができる。この場合には電気コネクタ６に接続された電気ケーブル６１が地上限界高さＬよりも上方に配線される。

尚、上述した実施形態及び変形例では、突出部４４３（４５３、５５３）が接合面４６１を通る水平面Ｈからカバー５側もしくはトレイ４側に膨出し、湾曲面を形成するように設けられる例を示したが、これに限られず、例えば角部を形成するように突出して設けられていてもよい。
また、上述した実施形態及び変形例では、電気コネクタ６，７が取り付けられるコネクタ取付部４４、４５が電池パック３の車両前後方向両側に設けられた例を示したが、これに限られず、電池パック３の車幅方向側にコネクタ取付部が設けられた例であっても本発明を適用できる。

以上説明したように、本発明に係る電動車両用電池パックの電気コネクタ取付構造は、電動車両の地上高を低く設定し、電動車両用電池パックの高さを低く設定した場合でも、傾斜部の傾斜角度を小さくすることなく、電池パックに電気コネクタを取り付けることができる。これにより、スポーツ自動車タイプの電動車両用電池パックの電気コネクタ取付構造や軽自動車タイプの電動車両用電池パックの電気コネクタ取付構造に好適である。

１電動車両
１１フロアパネル
３電池パック
４トレイ
４１底壁
４２外周壁
４２１側壁
４３開口
４４前側コネクタ取付部
４４１傾斜部
４４２接続部
４４３突出部
４４４助走部
４４５対向部
４５後側コネクタ取付部
４５１傾斜部
４５５対向部
４６被接合部
４６１接合面
５カバー
５１上面
５２外周壁
５２１側壁
５２２前壁
５２３後壁
５３開口
５４接合部
５４１接合面
５４２リップ
５５コネクタ取付部
５５１傾斜部
５５３突出部
６電気コネクタ
６１電気ケーブル
７電気コネクタ
８ガスケット
Ｈ水平面
Ｌ地上限界高さ

Claims

電池を収容するとともに上面が開口した箱状のトレイと、下面が開口した箱状のカバーとが水平面で接合された電動車両用の電池パックと、
前記電池パックに接続され、外部から前記電池パックに電力を供給し、あるいは、前記電池パックから外部に電力を供給するための電気ケーブルが接続された電気コネクタと、
を備えた電動車両用電池パックの電気コネクタ取付構造であって、
前記トレイ、前記カバーのいずれか一方の外周壁は、
前記トレイと前記カバーとが接合される接合面よりも内側において前記接合面を通る水平面の下方域と上方域とに渡り設けられるとともに前記電気コネクタが取り付けられる傾斜部と、
前記接合面と前記傾斜部との間に、前記接合面を通る水平面から前記電気コネクタと反対方向に張り出して設けられる突出部と、を有し、
前記傾斜部は、前記突出部と連続して形成されることを特徴とする電動車両用電池パックの電気コネクタ取付構造。
前記接合面は、
前記トレイの開口から外側に張り出された被接合部の上面と、前記カバーの開口から外側に張り出され、前記被接合部の上面と接合される接合部の下面と、に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の電動車両用電池パックの電気コネクタ取付構造。
前記トレイ、前記カバーのいずれか一方の外周壁は、前記電気コネクタを挟んで水平方向に向かい合うように設けられた対向部を有し、前記対向部は、前記傾斜部に連続して形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の電動車両用電池パックの電気コネクタ取付構造。
前記傾斜部は、前記トレイの外周壁に設けられたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の電動車両用電池パックの電気コネクタ取付構造。