JP6724062B2 - バッテリパック - Google Patents

Description

本発明は、電動車両を駆動する複数のバッテリと、前記複数のバッテリを収納するケースおよびカバーと、前記複数のバッテリの電気的接続を遮断する第１サービスプラグおよび第２サービスプラグと、前記ケースに設けられて前記第１サービスプラグおよび前記第２サービスプラグをそれぞれ収納する第１収納部および第２収納部とを備えるバッテリパックに関する。

高電圧のバッテリを収納したバッテリパックの端子カバーが不用意に開かれないように、端子カバーをハウジングに特殊形状ボルトで固定するとともに、高電圧回路を遮断するサービスプラグに覆われた位置に特殊形状工具を配置することで、サービスプラグを抜いて高電圧回路を遮断した後でないと特殊形状工具を取り出すことができず、よって特殊形状ボルトを緩めて端子カバーを開くことができなくしたものが、下記特許文献１により公知である。

特開２０１６−２５０７４号公報

ところで、バッテリパック内に２系統の高電圧回路が並列に配置されており、両高電圧回路がそれぞれサービスプラグを備えている場合、一方のサービスプラグだけを抜いても他方のサービスプラグが装着されたままであるため、両方のサービスプラグが抜かれた状態でないとバッテリパックを開けない構造にする必要がある。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、２個のサービスプラグを備えるバッテリパックのカバーが不用意に開かれないように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、電動車両を駆動する複数のバッテリと、前記複数のバッテリを収納するケースおよびカバーと、前記複数のバッテリの電気的接続を遮断する第１サービスプラグおよび第２サービスプラグと、前記ケースに設けられて前記第１サービスプラグおよび前記第２サービスプラグをそれぞれ収納する第１収納部および第２収納部とを備えるバッテリパックであって、前記カバーは前記ケースに特殊部品で固定され、前記第１サービスプラグは前記特殊部品を取り外す特殊工具を備え、前記第１サービスプラグの一部、あるいは前記第１収納部を閉じる第１リッドの一部、のどちらか１つと、前記第２サービスプラグの一部、あるいは前記第２収納部および前記第２収納部を閉じる第２リッド間に配置されて一部分が前記第２サービスプラグの奥側に配置される部品の一部、のどちらか１つとは、重合部で重なり合い、前記重合部において前記第１サービスプラグの一部あるいは前記第１収納部を閉じる第１リッドの一部は、前記第１サービスプラグおよび前記第１リッドの取り外し方向の奥側に位置していることを特徴とするバッテリパックが提案される。

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、前記第２収納部および前記第２リッド間に配置される前記部品は前記第２収納部の内周にシール部材を介して嵌合する環状部品であり、前記環状部品は前記シール部材の外側に突出部を備え、前記突出部が前記第１リッドの手前側に対して重なっていることを特徴とするバッテリパックが提案される。

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、前記環状部品は前記第２サービスプラグと係合可能な係合部を備え、該環状部品の前記一部分である前記係合部の一部が前記第２サービスプラグの一部よりも奥側に重なっていることを特徴とするバッテリパックが提案される。

また請求項４に記載された発明によれば、請求項１〜請求項３の何れか１項の構成に加えて、前記ケースおよび前記カバーは車両の床下に配置されることを特徴とするバッテリパックが提案される。

また請求項５に記載された発明によれば、請求項４の構成に加えて、前記第１収納部および前記第２収納部は前記ケースの側壁に設けられることを特徴とするバッテリパックが提案される。

なお、実施の形態のバッテリモジュール１２は本発明のバッテリに対応し、実施の形態の特殊ボルト１５は本発明の特殊部品に対応し、実施の形態の環状部品３６は本発明の部品に対応し、実施の形態のインターロックバー３６ａは本発明の係合部に対応し、実施の形態のインターロック突起３６ｂは本発明の突出部に対応する。

請求項１の構成によれば、バッテリパックは、電動車両を駆動する複数のバッテリと、複数のバッテリを収納するケースおよびカバーと、複数のバッテリの電気的接続を遮断する第１サービスプラグおよび第２サービスプラグと、ケースに設けられて第１サービスプラグおよび第２サービスプラグをそれぞれ収納する第１収納部および第２収納部とを備える。

カバーはケースに特殊部品で固定され、第１サービスプラグは特殊部品を取り外す特殊工具を備え、第１サービスプラグの一部、あるいは第１収納部を閉じる第１リッドの一部、のどちらか１つと、第２サービスプラグの一部、あるいは第２収納部および第２収納部を閉じる第２リッド間に配置されて一部分が前記第２サービスプラグの奥側に配置される部品の一部、のどちらか１つとは重合部で重なり合い、重合部において第１サービスプラグの一部あるいは第１収納部を閉じる第１リッドの一部は、第１サービスプラグおよび第１リッドの取り外し方向の奥側に位置しているので、第２サービスプラグを外さなければ第１サービスプラグを外すことができず、よって第１、第２サービスプラグの両方を外さなければ特殊工具でケースからカバーを外せなくなって安全性が確保される。

また請求項２の構成によれば、第２収納部および第２リッド間に配置される前記部品は第２収納部の内周にシール部材を介して嵌合する環状部品であり、環状部品はシール部材の外側に突出部を備え、突出部が第１リッドの手前側に対して重なっているので、環状部材の突出部で第２サービスプラグよりも先に第１サービスプラグが先に外されるのを阻止しながら、突出部がシール部材のシール性を損なうのを防止することができる。

また請求項３の構成によれば、環状部品は第２サービスプラグと係合可能な係合部を備え、該環状部品の前記一部分である係合部の一部が第２サービスプラグの一部よりも奥側に重なっているので、第２サービスプラグを外さないと環状部品を外すことができず、環状部品を外すことができないと第１サービスプラグも外すことができないため、第１、第２サービスプラグの両方を外さなければ特殊工具にアクセスできなくなって安全性が更に向上する。

また請求項４の構成によれば、ケースおよびカバーは車両の床下に配置されるので、水や泥が第１、第２サービスプラグに付着する可能性があるが、第１、第２サービスプラグは第１、第２リッドで閉塞された第１、第２収納部に収納されるので水や泥が付着する虞がない。

また請求項５の構成によれば、第１収納部および第２収納部はケースの側壁に設けられるので、バッテリパックを車両に搭載した状態で第１、第２サービスプラグにアクセスできるだけでなく、第１収納部および第２収納部をケースの底壁に設ける場合に比べて第１、第２サービスプラグが地面との接触により損傷を受け難くなる。

電動車両のバッテリパックの平面図である。 バッテリパックの電気回路図である。 図１の３方向拡大矢視図である。 図３の４−４線断面図である。 特殊ボルトおよび第１サービスプラグの斜視図である。 サービスプラグの抜き取り時の手順を説明する図である。 誤組み防止作用の説明図である。

以下、図１〜図７に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

図１に示すように、電動車両に搭載されるバッテリパック１１は、１２個のバッテリモジュール１２…を収納するケース１３と、ケース１３の上面開口部を閉塞するカバー１４とを備えており、カバー１４の外周部は複数本のボルトでケース１３に締結される。複数本のボルトうち、４本のボルトは特殊ボルト１５…であり、その他の一般ボルト１６…と頭部の形状が異なっている。

図２に示すように、１２個のバッテリモジュール１２…は６個ずつ直列に接続され、二つの直列回路はメインコンタクタ１７，１７の下流側でモータコントロールユニット１８に並列に接続される。一方の直列回路にはヒューズ１９および第１サービスプラグ２０が設けられ、他方の直列回路にはヒューズ１９および第２サービスプラグ２１が設けられる。バッテリパック１１のケース１３からカバー１４を取り外すとき、予め第１サービスプラグ２０および第２サービスプラグ２１を抜き取って二つの直列回路をそれぞれ遮断することで、作業者の安全が確保される。本実施の形態では、第２サービスプラグ２１を抜き取らないと、第１サービスプラグ２０が抜き取れないようにし、第１サービスプラグ２０がないと特殊ボルト１５…を取り外せないようにすることで、作業者の安全を確保するようになっている。

図３および図４に示すように、バッテリパック１１のケース１３の後側面に、第１収納部２２および第２収納部２３が形成されており、第１収納部２２の奥に第１サービスプラグ２０が嵌合する第１プラグ嵌合部２４がボルト２５，２５で固定され、第２収納部２３の奥に第２サービスプラグ２１が嵌合する第２プラグ嵌合部２６がボルト２７，２７で固定される。第１サービスプラグ２０を第１プラグ嵌合部２４から引き抜くと一方の直列回路が遮断され、第２サービスプラグ２１を第２プラグ嵌合部２６から引き抜くと他方の直列回路が遮断される。

図５に示すように、第１サービスプラグ２０は、第１プラグ嵌合部２４に挿入可能な端子部２８と、端子部２８に回転軸２９で揺動可能に枢支された把手部３０とを備え、把手部３０は図５に示す突出位置と図４に示す格納位置との間を９０°揺動可能である。端子部２８は、第１サービスプラグ２０の挿入方向に対して直交する方向に突出する板状の突出部２８ａを備える。把手部３０は、第１サービスプラグ２０の挿入方向に対して直交する方向に突出するピン状の誤組み防止突起３０ａを備える。また把手部３０の先端には、突起３１ａおよび孔３１ｂよりなる特殊工具３１が一体に形成されており、この特殊工具３１は特殊ボルト１５…の頭部の孔１５ａ…および突起１５ｂ…にそれぞれ係合可能である。

第２サービスプラグ２１は、上述した第１サービスプラグ２０に対して基本的に鏡面対称な形状を有しているが、特殊工具３１を備えていない点で異なっている。すなわち、特殊工具３１は第１サービスプラグ２０だけに設けられており、第２サービスプラグ２１には設けられていない。

図３に示すように、第１収納部２２の内部には、挿入された第１サービスプラグ２０の誤組み防止突起３０ａの上下反対側に位置するように誤組み防止突起２２ａが突設される。また第２収納部２３の内部には、挿入された第２サービスプラグ２１の誤組み防止突起３０ａの上下反対側に位置するように誤組み防止突起２３ａが突設される。

図３および図４に示すように、第１収納部２２の開口部には、外周に環状のシール部材３２を有する板状の第１リッド３３が嵌合して２本のボルト３４，３４で締結される。また第１収納部２２の開口部に対して一段奥まった第２収納部２３の開口部に、外周に環状のシール部材３５を有する環状部品３６が嵌合する。そして環状部品３６の開口部には、外周に環状のシール部材３７を有する板状の第２リッド３８が嵌合して環状部品３６と共に２本のボルト３９，３９で締結される。環状部品３６の内部には、第２プラグ嵌合部２６に嵌合した第２サービスプラグ２１の突出部２８ａの奥側に重なる棒状のインターロックバー３６ａが設けられる。また第２収納部２３の開口部に嵌合した環状部品３６の外周部には、第１収納部２２に装着された第１リッド３３の手前側に重なるインターロック突起３６ｂが突設される。

次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。

バッテリパック１１のケース１３からカバー１４を取り外すには、先ず第１リッド３３および第２リッド３８が共にケース１３に取り付けられている状態から（図６（Ａ）参照）、２本のボルト３９，３９を緩めて環状部品３６から第２リッド３８を取り外した後（図６（Ｂ）参照）、第２サービスプラグ２１をその端子部２８から把手部３０を起立させて第２収納部２３内の第２プラグ嵌合部２６からを抜き取る（図６（Ｃ））参照）。このとき、第２収納部２３に嵌合する環状部品３６に設けたインターロックバー３６ａが第２サービスプラグ２１の端子部２８の突出部２８ａの奥側に位置しているので（図３および図４参照）、第２サービスプラグ２１よりも先に環状部品３６を取り外そうとしても、インターロックバー３６ａが突出部２８ａと干渉するために環状部品３６を取り外すことができない。

続いて、第２収納部２３から環状部品３６を取り外した後（図６（Ｄ）参照）、２本のボルト３４，３４を緩めて第１収納部２２から第１リッド３３を取り外す（図６（Ｅ）参照）。このとき、仮に第２収納部２３に環状部品３６を取り残した状態で第１収納部２２から第１リッド３３を取り外そうとしても、環状部品３６に設けたインターロック突起３６ｂが第１リッド３３の手前側に重なるように位置するため（図３および図４参照）、第１リッド３３を取り外すことはできない。そして最後に第１サービスプラグ２０をその端子部２８から把手部３０を起立させて第１収納部２２内の第１プラグ嵌合部２４から抜き取る（図６（Ｆ）参照）。

上述した手順で第１サービスプラグ２０を抜き取ると、その第１サービスプラグ２０に一体に設けられた特殊工具３１で、バッテリパック１１のケース１３にカバー１４を固定する４本の特殊ボルト１５…を緩めることで、ケース１３からカバー１４を取り外すことが可能となる（図５参照）。

以上のように、第１サービスプラグ２０を抜き取るためには、その前に必ず第２サービスプラグ２１を抜き取る必要があるので、第１サービスプラグ２０を抜き取って特殊工具３１が使用可能になる時点で第２サービスプラグ２１が既に抜き取られていることが保証され、第２サービスプラグ２１が装着された状態でケース１３からカバー１４が取り外される事態を確実に防止することができる。

第１サービスプラグ２０および第２サービスプラグ２１を装着するには、図６に示す手順と逆の手順に従えば良い。

また図７（Ａ）に示すように、第２収納部２３に環状部品３６を装着すべきところ、誤って第２リッド３８を装着しようとしても、第２リッド３８のフランジ部が第２収納部２３の開口部に設けられたボルト孔のボス部と干渉するため、第２リッド３８は第２収納部２３の開口部に着座することができず、第２リッド３８の誤組みが確実に防止される。

また図７（Ｂ）に示すように、第２収納部２３に装着すべき環状部品３６を誤って第１収納部２２に装着しようとしても、環状部品３６を第１収納部２２の開口部に充分に深く挿入できないため、環状部品３６は第２収納部２３の開口部に着座することができず、環状部品３６の誤組みが確実に防止される。

また図３に示すように、第１サービスプラグ２０および第２サービスプラグ２１は鏡面対称な部材であるため、誤って第１収納部２２に第２サービスプラグ２１を挿入しようとしても、第２サービスプラグ２１の把手部２８の誤組み防止突起３０ａが第１収納部２２の誤組み防止突起２２ａと干渉するため、第１収納部２２に第２サービスプラグ２１を挿入することは不可能である。同様に、誤って第２収納部２３に第１サービスプラグ２０を挿入しようとしても、第１サービスプラグ２０の把手部２８の誤組み防止突起３０ａが第２収納部２３の誤組み防止突起２３ａと干渉するため、第２収納部２３に第１サービスプラグ２０を挿入することは不可能である。

バッテリパック１１は車両の床下に設けられるため、第１サービスプラグ２０や第２サービスプラグ２１に水や泥が付着する可能性があるが、第１サービスプラグ２０および第２サービスプラグ２１は第１リッド３３および第２リッド３８で閉塞された第１収納部２２および第２収納部２３に収納されるため、水や泥が付着する虞がない。しかも第１収納部２２および第２収納部２３はバッテリパック１１のケース１３の側壁に設けられるので、バッテリパック１１を車両に搭載した状態で第１サービスプラグ２０および第２サービスプラグ２１にアクセスできるだけでなく、第１収納部２２および第２収納部２３をケース１３の底壁に設ける場合に比べて、第１サービスプラグ２０および第２サービスプラグ２１が地面との接触による損傷を受け難くなる。

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、実施の形態では、第２サービスプラグ２１を外さないと第１サービスプラグ２０が外せなくするために、環状部品３６のインターロック突起３６ｂを第１リッド３３の手前側に位置させているが、第２サービスプラグ２１の一部を第１サービスプラグ２０の一部の手前側に位置させても良い。

また実施の形態では二つの直列回路を並列に接続しているが、三つ以上の直列回路を並列に接続しても良い。その場合にはサービスプラグの数も三つ以上になるが、そのうち少なくとも二つのサービスプラグに本発明を適用したものは権利範囲に含まれる。

１２ バッテリモジュール（バッテリ）
１３ ケース
１４ カバー
１５ 特殊ボルト（特殊部品）
２０ 第１サービスプラグ
２１ 第２サービスプラグ
２２ 第１収納部
２３ 第２収納部
３１ 特殊工具
３３ 第１リッド
３５ シール部材
３６ 環状部品（部品）
３６ａ インターロックバー（係合部）
３６ｂ インターロック突起（突出部）
３８ 第２リッド

Claims (5)

1. 電動車両を駆動する複数のバッテリ（１２）と、前記複数のバッテリ（１２）を収納するケース（１３）およびカバー（１４）と、前記複数のバッテリ（１２）の電気的接続を遮断する第１サービスプラグ（２０）および第２サービスプラグ（２１）と、前記ケース（１３）に設けられて前記第１サービスプラグ（２０）および前記第２サービスプラグ（２１）をそれぞれ収納する第１収納部（２２）および第２収納部（２３）とを備えるバッテリパックであって、
   前記カバー（１４）は前記ケース（１３）に特殊部品（１５）で固定され、前記第１サービスプラグ（２０）は前記特殊部品（１５）を取り外す特殊工具（３１）を備え、前記第１サービスプラグ（２０）の一部、あるいは前記第１収納部（２２）を閉じる第１リッド（３３）の一部、のどちらか１つと、前記第２サービスプラグ（２１）の一部、あるいは前記第２収納部（２３）および前記第２収納部（２３）を閉じる第２リッド（３８）間に配置されて一部分が前記第２サービスプラグ（２１）の奥側に配置される部品（３６）の一部、のどちらか１つとは、重合部で重なり合い、前記重合部において前記第１サービスプラグ（２０）の一部あるいは前記第１収納部（２２）を閉じる第１リッド（３３）の一部は、前記第１サービスプラグ（２０）および前記第１リッド（３３）の取り外し方向の奥側に位置していることを特徴とするバッテリパック。
2. 前記第２収納部（２３）および前記第２リッド（３８）間に配置される前記部品（３６）は前記第２収納部（２３）の内周にシール部材（３５）を介して嵌合する環状部品（３６）であり、前記環状部品（３６）は前記シール部材（３５）の外側に突出部（３６ｂ）を備え、前記突出部（３６ｂ）が前記第１リッド（３３）の手前側に対して重なっていることを特徴とする、請求項１に記載のバッテリパック。
3. 前記環状部品（３６）は前記第２サービスプラグ（２１）と係合可能な係合部（３６ａ）を備え、該環状部品（３６）の前記一部分である前記係合部（３６ａ）の一部が前記第２サービスプラグ（２１）の一部よりも奥側に重なっていることを特徴とする、請求項２に記載のバッテリパック。
4. 前記ケース（１３）および前記カバー（１４）は車両の床下に配置されることを特徴とする、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のバッテリパック。
5. 前記第１収納部（２２）および前記第２収納部（２３）は前記ケース（１３）の側壁に設けられることを特徴とする、請求項４に記載のバッテリパック。

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