JP6394200B2 - 蓄電パック - Google Patents

Description

本発明は、蓄電パックに関する。

複数の蓄電装置が電気的に接続された蓄電モジュールからなる蓄電パックが知られている。例えば、特許文献１には、互いに接続された複数の蓄電装置（単セル）からなる複数の蓄電モジュール（電池モジュール）が、箱状のケース内に収容されている蓄電パック（二次電池装置）が開示されている。このような蓄電パックは、機台に電力を供給するパワーラインとしてのケーブルが接続される電力用の端子と、機台と通信を行う通信ラインとしてのケーブルが接続される通信用の端子と、が筐体上面に設けられることがある。

特開２０１１−５４３５３号公報

このような蓄電パックでは、機台に接続するためのケーブルを電力用の端子及び通信用の端子にそれぞれ接続する場合、ケーブル同士が互いに接触（干渉）することがある。このため、機台に接続するためのケーブルを電力用の端子及び通信用の端子へ接続することが困難となる場合がある。

そこで、本発明の目的は、電力用の端子及び通信用の端子へ接続されるケーブル同士が互いに接触することを抑制できる蓄電パックを提供することにある。

本発明の蓄電パックは、複数の蓄電装置からなる蓄電モジュールと、蓄電モジュールを収容する筐体と、蓄電モジュールから供給される電力を筐体の外部に出力する第１出力端子と、蓄電モジュールの状態を示す情報を筐体の外部に出力する第２出力端子と、を備える。第１出力端子及び第２出力端子は、筐体の上面に配置されている。第１出力端子においてケーブルが接続される第１接続部と、第２出力端子においてケーブルが接続される第２接続部とは、鉛直方向における位置が互いに異なっている。

ここでいう上面とは、蓄電パックが機台に設置されたときに、鉛直方向において筐体の上部となる面をいう。

この構成の蓄電パックでは、第１出力端子及び第２出力端子の両方が筐体上面に配置されるものの、ケーブルが接続される第１接続部と第２接続部とは、鉛直方向における位置が互いに異なっている。これにより、例えば、第１出力端子及び第２出力端子の両端子から同じ方向に引き出されるようにケーブルが配線されたとしても、ケーブル同士は鉛直方向にずれて配線されることになる。この結果、ケーブル同士が互いに接触することが抑制される。

本発明の蓄電パックでは、筐体の上面は、鉛直方向に互いに段違いに形成される第１面及び第２面が形成され、第１出力端子及び第２出力端子の一方が第１面に配置され、第１出力端子及び第２出力端子の他方が第２面に配置されてもよい。

この構成の蓄電パックでは、鉛直方向において高さが異なる２つの面を形成するだけの簡易な構成で、第１出力端子においてケーブルが接続される第１接続部と、第２出力端子においてケーブルが接続される第２接続部との鉛直方向における互いの位置を互いに異ならせることができる。

本発明の蓄電パックでは、第１面は、第２面よりも鉛直方向において高い位置に形成され、第１出力端子及び第２出力端子の一方が第１面に配置され、第１出力端子及び第２出力端子の他方が第２面に配置され、第１面に配置される第１出力端子及び第２出力端子の一方の、第１接続部又は第２接続部は、鉛直方向に直交する水平方向又は水平方向よりも上方を向いており、第２面に配置される第１出力端子及び第２出力端子の他方の、第１接続部又は第２接続部は、鉛直方向に直交する水平方向又は水平方向よりも下方を向いていてもよい。

この構成の蓄電パックでは、第１面よりも鉛直方向において低い位置に形成される第２面に配置される出力端子の接続部から水平方向にケーブルが引き出され得る方向の集合を水平面内方向としたとき、当該水平面内方向において、ケーブル同士が互いに干渉することを防止できる。

本発明の蓄電パックでは、筐体の上面は、鉛直方向に互いに段違いの第１面及び第２面と、第１面と第２面との間において第１面及び第２面を連続的につなぐ斜面である第３面と、が形成され、第１出力端子及び第２出力端子の一方が第１面に配置され、第１出力端子及び第２出力端子の他方が第３面に配置されてもよい。

この構成の蓄電パックでは、水が溜まりにくい斜面である第３面に、第１出力端子又は第２出力端子が配置される。これにより、第３面と第１出力端子とが互いに固定される固定部分、又は、第３面と第２出力端子とが互いに固定される固定部分におけるシール処理を簡素化することができる。

本発明の蓄電パックでは、第１面は、第３面よりも鉛直方向において高い位置に形成され、第１出力端子及び第２出力端子の一方が第１面に配置され、第１出力端子及び第２出力端子の他方が第３面に配置され、第１面に配置される第１出力端子及び第２出力端子の一方の、第１接続部又は第２接続部は、鉛直方向に直交する水平方向又は水平方向よりも上方を向いており、第３面に配置される第１出力端子及び第２出力端子の他方の、第１接続部又は第２接続部は、鉛直方向に直交する水平方向又は水平方向よりも下方を向いていてもよい。

この構成の蓄電パックでは、第１面よりも鉛直方向において低い位置に形成される第３面に配置される出力端子の接続部から水平方向にケーブルが引き出され得る方向の集合を水平面内方向としたとき、当該水平面内方向において、ケーブル同士が互いに干渉することを防止できる。

この構成の蓄電パックでは、第２接続部にカバーなどの部材を設けることなく、水及び／又は埃などの異物の浸入を防止できる。

本発明の蓄電パックでは、第２出力端子は、出力状況に基づいて点滅するＬＥＤを有し、ＬＥＤは、筐体の上面を上方から見た場合に、点滅が確認できる位置に配置されてもよい。

この構成の蓄電パックでは、容易に蓄電パックにおける通信状況を確認することができる。

本発明によれば、電力用の端子及び通信用の端子へ接続されるケーブル同士が互いに接触することを抑制できる。

一実施形態に係る電池パックを搭載するフォークリフトを示す概略側面図である。 図１の電池パックの概略構成を示す斜視図である。 図１の電池パックの筐体内部に配置される二次電池の断面図である。 図１の電池パックの筐体における天板近傍の断面図である。 図１の電池パックの筐体を上方から見た天板の平面図である。

以下、図面を参照して一実施形態に係る電池パック（蓄電パック）１０が搭載されたフォークリフト１について説明する。図面の説明において、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。また、説明中、「上」、「下」などの方向を示す語は、図面に示された状態に基づいた便宜的な語である。

図１に示されるように、フォークリフト１の車体２の前下部には駆動輪３が設けられている。フォークリフト１の車体２の後下部には操舵輪４が設けられている。フォークリフト１の車体２の前部には、荷役装置が設けられている。荷役装置を構成するマスト５は、車体２の前部に立設されている。マスト５には、リフトブラケット６を介して左右一対のフォーク７が設けられている。フォーク７には、積荷Ｗが搭載される。車体２には、駆動輪３の駆動源となる走行用モータＭ１と、フォーク７の駆動源となる荷役用モータＭ２とが搭載されている。フォークリフト１の車体２の下部には、電池パック１０が搭載されている。以下、フォークリフト１に搭載される電池パック１０について詳細に説明を行う。

図２に示されるように、電池パック１０は、複数の電池モジュール（蓄電モジュール）２０と、ジャンクションボックス５０と、筐体１１と、第１出力端子６０Ａ，６０Ｂと、第２出力端子７０と、を備えている。

電池モジュール２０は、例えば、リチウムイオン二次電池又はニッケル水素蓄電池などの複数の二次電池（蓄電装置）２１からなる。二次電池２１は、一方向に沿って並設されている。図３に示されるように、二次電池２１は、電極組立体３２がケース３１の内部に収容されている。電極組立体３２は、正極及び負極を有している。ケース３１は、電極組立体３２を収容する有底箱状の本体部３３と、本体部３３の開口部を閉塞する板状の蓋部３４とから構成されている。蓋部３４には、接続端子３５，３５（正極端子及び負極端子）が設けられている。蓋部３４には、ケース３１の内圧が閾値まで上昇したときに、破断してケース３１の内圧が開放される開放弁３７が設けられている。「閾値」は、ケース３１の内圧が高まったときに、ケース３１の内圧によってケース３１が破損する前に開放弁３７が破断するように設定される。接続端子３５，３５は、導電部材３８を介して電極組立体３２に電気的に接続されている。電池モジュール２０は、後述する筐体１１の背面板１８にブラケット（図示せず）を介して取り付けられている。

ジャンクションボックス５０には、リレー及びケーブルなどが収容されている。ジャンクションボックス５０は、複数の電池モジュール２０と第１出力端子６０Ａ、６０Ｂとの間を通電可能に接続し、各電池モジュール２０の温度を監視するサーミスタと第２出力端子７０との間を通信可能に接続する。ジャンクションボックス５０は、各電池モジュール２０からの電力及び各電池モジュール２０の温度を監視するサーミスタから送信される情報を中継して、それぞれ第１出力端子６０Ａ，６０Ｂ及び第２出力端子７０を介してフォークリフト１に送出する。ジャンクションボックス５０は、後述する筐体１１の背面板１８にブラケット（図示せず）を介して取り付けられている。

図２に示されるように、筐体１１は、四角板状の底板１９と、底板１９の周縁から立設される四角板状の第１側壁１３、第２側壁１６、前面板１７及び背面板１８と、底板１９と対向して設けられる天板（上面）１２と、を有している。第２側壁１６の上端には、第３側壁１５及び第４側壁１４がこの順番で連続して天板１２まで延びている。筐体１１は、フォークリフト１に搭載された際に、底板１９が鉛直方向下方に位置し、天板１２が鉛直方向上方に位置するように配置される。以下、フォークリフト１に搭載された状態の電池パック１０について説明する。

図２及び図４に示されるように、筐体１１における天板１２には、鉛直方向に直交すると共に互いに段違いに配置される第１面１２Ａ及び第２面１２Ｂが形成されている。第１面１２Ａは、鉛直方向において第２面１２Ｂが形成された位置よりも高い位置に形成されている。第１面１２Ａと第２面１２Ｂとの間には、第１面１２Ａ及び第２面１２Ｂを連続的につなぐ斜面である第３面１２Ｃが形成されている。

図４及び図５に示されるように、第１面１２Ａには、フォークリフト１における各種機器に電力を供給するパワーラインとしての電力用ワイヤーハーネス（ケーブル）６５Ａ，６５Ｂが接続される一対の第１出力端子６０Ａ，６０Ｂが配置されている。第１出力端子６０Ａ，６０Ｂは、電池モジュール２０から供給される電力を筐体１１の外部に出力する端子である。第１出力端子６０Ａは正極端子であり、第１出力端子６０Ｂは負極端子である。第１出力端子６０Ａ，６０Ｂのそれぞれは、ジャンクションボックス５０における複数の電池モジュール２０から電力を集約する部分に接続されている。

第１出力端子６０Ａ，６０Ｂにおいて電力用ワイヤーハーネス６５Ａ，６５Ｂがそれぞれ接続される第１接続部６１Ａ，６１Ｂは、鉛直方向に直交する水平方向に電力用ワイヤーハーネス６５Ａ，６５Ｂに引き出すことが可能な構成となっている。

第３面１２Ｃには、フォークリフト１における各種機器と通信をやりとりする通信ライン（例えば，ＣＡＮ（Controller Area Network））としての通信用ワイヤーハーネス（ケーブル）７５が接続される第２出力端子７０が配置されている。第２出力端子７０は、電池モジュール２０の温度に関する情報（電池モジュールの状態を示す情報）を筐体１１の外部に出力する端子である。第２出力端子７０は、ジャンクションボックス５０における各電池モジュール２０の温度を検知するサーミスタから送出されてくる情報を集約する部分に接続されている。

第１出力端子６０Ａ，６０Ｂにおいて電力用ワイヤーハーネス６５Ａ，６５Ｂが接続される第１接続部６１Ａ，６１Ｂと、第２出力端子７０において通信用ワイヤーハーネス７５が接続される第２接続部７１とは、鉛直方向における位置が互いに異なっている。具体的には、図４に示されるように、第１接続部６１Ａ，６１Ｂは、筐体１１の底板１９からの高さＨがＨ１の位置となるように配置され、第２接続部７１は、筐体１１の底板１９からの高さＨがＨ２の位置となるように配置される。

第２出力端子７０において通信用ワイヤーハーネス７５が接続される第２接続部７１は、鉛直方向に直交する水平方向を向いている。これにより、第２出力端子７０を覆うカバーなどの部材を設けることなく、第２接続部７１に水及び／又は埃などの異物が浸入することを防止できる。

本実施形態の電池パック１０では、図４及び図５に示されるように、第１接続部６１Ａの向きと、第１接続部６１Ｂの向きと、第２接続部７１の向きとは、図４において右方向を向いている点で一致している。すなわち、第１接続部６１Ａから引き出される電力用ワイヤーハーネス６５Ａの方向と，第１接続部６１Ｂから引き出される電力用ワイヤーハーネス６５Ｂの方向と、第２接続部７１から引き出される通信用ワイヤーハーネス７５の方向とが、図４において右方向に延びる点で一致する。

また、本実施形態の電池パック１０では、図５に示されるように、電池パック１０を上方から見た平面視において、電力用ワイヤーハーネス６５Ａの位置と、電力用ワイヤーハーネス６５Ｂの位置と、通信用ワイヤーハーネス７５の位置とが互いに重なっていない。また、本実施形態の電池パック１０では、図４に示されるように、高さ方向において、電力用ワイヤーハーネス６５Ａ及び電力用ワイヤーハーネス６５Ｂの位置と、第２出力端子７０の位置とが互いに重なっていない。

第２出力端子７０は、通信状況に基づいて点滅するＬＥＤ（Light EmittingDiode）７７を含むアッセンブリとして構成されている。図５に示されるように、ＬＥＤ７７は、筐体１１の天板１２を上方から見た場合に、ＬＥＤ７７の点滅が確認できる位置である第２出力端子７０における上部に配置されている。図１に示されるように、フォークリフト１には、電池パック１０が配置される位置の上方の床面に隙間２Ａが設けられている。隙間２Ａは、透明部材などにより覆われていてもよい。これにより、フォークリフトの１のドライバは、床面上方から第２出力端子７０の通信状態を確認することができる。

上記実施形態の電池パック１０では、図４に示されるように、第１出力端子６０Ａ，６０Ｂ及び第２出力端子７０がそれぞれ第１面１２Ａ及び第３面１２Ｃに配置され、電力用ワイヤーハーネス６５Ａ，６５Ｂ及び通信用ワイヤーハーネス７５がそれぞれ接続される第１接続部６１Ａ，６１Ｂの高さ方向における位置Ｈ１及び第２接続部７１の高さ方向における位置Ｈ２が互いに異なっている（Ｈ１＞Ｈ２）。これにより、例えば、電力用ワイヤーハーネス６５Ａ，６５Ｂ及び通信用ワイヤーハーネス７５を筐体１１の天板１２に水平な方向に向けて互いに同じ方向に引き出す場合であっても、電力用ワイヤーハーネス６５Ａ，６５Ｂ及び通信用ワイヤーハーネス７５同士が鉛直方向に互いにずれて配線される。

上記実施形態の電池パック１０では、水が溜まり難い斜面である第３面１２Ｃに第２出力端子７０が配置される。これにより、第２出力端子７０と第３面１２Ｃとが互いに固定される固定部分におけるシール処理を簡素化することができる。

以上、一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

上記実施形態の電池パック１０では、第３面１２Ｃを有する天板１２を例に挙げ、当該第３面１２Ｃに第２出力端子７０が配置される例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、第２出力端子７０が第１面１２Ａに配置され、第１出力端子６０Ａ，６０Ｂが第３面１２Ｃに配置されてもよい。また、第３面１２Ｃに第１出力端子６０Ａ，６０Ｂ及び第２出力端子７０の一方が配置され、第２面１２Ｂに第１出力端子６０Ａ，６０Ｂ及び第２出力端子７０の他方が配置されてもよい。

また、例えば、天板１２は、第３面１２Ｃが形成されずに鉛直方向に互いに段違いの第１面１２Ａ及び第２面１２Ｂのみが形成され、第１出力端子６０Ａ，６０Ｂ及び第２出力端子７０の一方が第１面１２Ａに配置され、第１出力端子６０Ａ，６０Ｂ及び第２出力端子７０の他方が第２面１２Ｂに配置されてもよい。これらの場合であっても、第１出力端子６０Ａ，６０Ｂに接続される電力用ワイヤーハーネス６５Ａ，６５Ｂと、第２出力端子７０に接続される通信用ワイヤーハーネス７５とが互いに重ならないように配線できる。

また、上記実施形態の電池パック１０では、第２出力端子７０における第２接続部７１が、水平方向に向くように配置される例を挙げて説明したが、本発明これに限定されない。例えば、第２接続部７１は、水平方向より下方を向くように配置されてもよい。この場合であっても、第２出力端子７０にカバーなどの部材を設けることなく、水及び／又は埃などの異物の浸入を防止できる。

また、第２接続部７１が水平方向よりも上方を向くように配置されてもよい。この場合であっても、例えば、カバー部材などで覆うことにより、水及び／又は埃などの異物の浸入を防止できる。この場合には、第２出力端子７０は、第２出力端子７０のうち通信用ワイヤーハーネス７５に接続される第２接続部７１のみが筐体１１の外側に露出され、第２出力端子７０のうち第２接続部７１以外の部分が筐体１１の内部に配置されてもよい。この結果、第２出力端子７０が、他の部材及び／又は電力用ワイヤーハーネス６５Ａ，６５Ｂと接触（干渉）することを抑制できる。

また、第１接続部６１Ａ，６１Ｂについても、水平方向よりも下方を向くように配置されてもよいし、水平方向よりも上方を向くように配置されてもよい。この場合であっても、第２接続部７１と同様の効果を得ることができる。第１接続部６１Ａ，６１Ｂ及び第２接続部７１の向きは種々の組合せが可能であるが、鉛直方向において相対的に高い位置に配置される端子の接続部を水平方向又は水平方向よりも上方を向け、相対的に低い位置に配置される端子の接続部を水平方向又は水平方向よりも下方を向けることが、互いの接続部に接続されるケーブルの干渉を防止できる点で望ましい。

上記実施形態の電池パック１０では、第２出力端子７０は、通信状況に基づいて点滅するＬＥＤ７７を含むアッセンブリとして構成されている例を挙げて説明したが、通信用ワイヤーハーネス７５との接続部分である第２接続部７１のみを備える構成であってもよい。

上記実施形態の電池パック１０では、５つの電池モジュール２０を備える例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、１〜４つの電池モジュール又は６つ以上の電池モジュールを備える構成であってもよい。

上記実施形態の電池パック１０では、フォークリフトを機台の一例として説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、自動車などに、本発明の蓄電パックを適用してもよい。

１…フォークリフト、１０…電池パック（蓄電パック）、１１…筐体、１２…天板（上面）、１２Ａ…第１面、１２Ｂ…第２面、１２Ｃ…第３面、２０…電池モジュール（蓄電モジュール）、２１…二次電池（蓄電装置）、５０…ジャンクションボックス、６０Ａ，６０Ｂ…第１出力端子、６１Ａ，６１Ｂ…第１接続部、６５Ａ，６５Ｂ…電力用ワイヤーハーネス（ケーブル）、７０…第２出力端子、７１…第２接続部、７５…通信用ワイヤーハーネス（ケーブル）。

Claims (3)

1. 複数の蓄電装置からなる蓄電モジュールと、
   前記蓄電モジュールを収容する筐体と、
   前記蓄電モジュールから供給される電力を前記筐体の外部に出力する第１出力端子と、
   前記蓄電モジュールの状態を示す情報を前記筐体の外部に出力する第２出力端子と、を備え、
   前記第１出力端子及び前記第２出力端子は、前記筐体の上面に配置されており、
   前記第１出力端子においてケーブルが接続される第１接続部と、前記第２出力端子においてケーブルが接続される第２接続部とは、鉛直方向における位置が互いに異なっており、
   前記筐体の上面は、鉛直方向に互いに段違いの第１面及び第２面と、前記第１面と前記第２面との間において前記第１面及び前記第２面を連続的につなぐ斜面である第３面と、が形成され、
   前記第１出力端子及び前記第２出力端子の一方が前記第１面に配置され、前記第１出力端子及び前記第２出力端子の他方が前記第３面に配置される、蓄電パック。
2. 前記第１面は、前記第３面よりも鉛直方向において高い位置に形成され、
   前記第１出力端子及び第２出力端子の一方が前記第１面に配置され、前記第１出力端子及び前記第２出力端子の他方が前記第３面に配置され、
   前記第１面に配置される前記第１出力端子及び前記第２出力端子の一方の、前記第１接続部又は前記第２接続部は、前記鉛直方向に直交する水平方向又は前記水平方向よりも上方を向いており、
   前記第３面に配置される前記第１出力端子及び前記第２出力端子の他方の、前記第１接続部又は前記第２接続部は、前記鉛直方向に直交する水平方向又は前記水平方向よりも下方を向いている、請求項１に記載の蓄電パック。
3. 前記第２出力端子は、出力状況に基づいて点滅するＬＥＤを有し、
   前記ＬＥＤは、前記筐体の上面を上方から見た場合に、前記点滅が確認できる位置に配置されている、請求項１又は２記載の蓄電パック。

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