JP6724504B2 - 電池パック、及び、車両 - Google Patents

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Description

本発明は、電池パック、及び、車両に関する。
特許文献1には、電池パックが記載されている。この電池パックは、複数の二次電池と、各二次電池の動作状態の監視のための制御回路と、制御回路の制御下で動作する遮断器と、それらを収容する筐体と、を備えている。筐体の壁面には、二次電池に対する充放電のための配線用部品である主コネクタと、外部から制御回路への信号の授受を行うための配線用部品である補助コネクタと、が取り付けられている。
特開2011−60614号公報
特許文献1に記載の電池パックにあっては、主コネクタ及び補助コネクタが、筐体の外形から突出して設けられている。したがって、主コネクタ及び補助コネクタに対する意図しない接触により短絡が発生するおそれがある。しかしながら、そのような短絡を防止するために、筐体の外形内に主コネクタ及び補助コネクタを配置するためだけのスペースを確保すると、筐体内における電池モジュール(二次電池)の搭載スペースが減少し、スペース効率が低下する。
そこで、本発明は、スペース効率の低下を抑制しつつ短絡を抑制可能な電池パック、及び車両を提供することを目的とする。
本発明に係る電池パックは、複数の電池モジュールと、少なくとも電池モジュールの制御を行う制御部と、複数の電池モジュールと制御部とを収容する筐体と、電池モジュールを外部に接続するための第1コネクタと、を備え、筐体は、電池モジュールを収容する第1収容部と、制御部を収容する第2収容部と、を有し、第1収容部は、一対の側壁部と、側壁部同士を接続する上面と、を有し、第2収容部は、上面に突設されており、側壁部は、上面から突出する突出部を含み、上面は、上面に交差する方向からみて第2収容部と突出部とによって囲われる包囲領域を含み、突出部には、吊り具を挿通するための挿通孔が設けられており、第1コネクタは、包囲領域に設けられている。
本発明に係る電池パックは、複数の電池モジュールと、少なくとも電池モジュールの制御を行う制御部と、複数の電池モジュールと制御部とを収容する筐体と、電池モジュールを外部に接続するための第1コネクタと、を備え、筐体は、電池モジュールを収容する第1収容部と、制御部を収容する第2収容部と、を有し、第1収容部は、一対の側壁部と、側壁部同士を接続する上面と、を有し、第2収容部は、上面に突設されており、側壁部は、上面から突出する突出部を含み、上面は、上面に交差する方向からみて第2収容部と突出部とによって囲われる包囲領域を含み、第1コネクタは、包囲領域に設けられている。
これらの電池パックにおいては、筐体が、電池モジュールを収容する第1収容部と、電池モジュールの制御のための制御部を収容する第2収容部と、を有する。第2収容部は、第1収容部の上面に突設されている。また、第1収容部の側壁部は、上面から突出する突出部を含む。そして、電池モジュールを外部に接続するための第1コネクタが、第1収容部の上面における第2収容部と突出部とによって囲われた包囲領域に設けられている。したがって、第1コネクタが筐体の外形内に収められるので、第1コネクタにおける短絡が抑制される。特に、第1コネクタを筐体の外形内に収めるに際して、制御部を収容するための第2収容部を利用している。したがって、筐体内のスペース効率の低下を抑制可能である。
ここで、一般に、電池パックは大きな重量(例えば500kg以上の重量)を有する場合がある。このため、電池パックを運搬する際には、例えばクレーン等から延びる吊り具を掛ける要求がある。したがって、電池パックの筐体には、吊り具を掛けるための構造を設けることが望ましい。
そこで、本発明に係る電池パックにおいては、上記の通り、吊り具を挿通するための挿通孔が設けられている。このため、挿通孔に吊り具を挿通することにより、電池パックの運搬が容易になる。特に、ここでは、挿通孔が突出部に設けられている。つまり、吊り具のための構造物(突出部)が、第1コネクタの短絡防止のための包囲領域を創出する。よって、スペース効率の低下を確実に抑制可能である。
本発明に係る電池パックにおいては、第1収容部内において電池モジュールに接続された充電コネクタを備え、第1収容部は、上面に交差する側面を含み、充電コネクタは、側面に突設されており、上面には、電池モジュールと充電コネクタとの接続部に連通する連通孔が形成されていてもよい。このように、電池モジュールと充電コネクタとの接続部に連通する連通孔が、筐体の外形を規定する第2収容部よりも低い第1収容部の上面に設けられていれば、当該接続部へのアクセスが容易になる。
本発明に係る電池パックにおいては、制御部を外部に接続するための第2コネクタを備え、第2コネクタは、第2収容部における包囲領域側の面に設けられていてもよい。この場合、第1コネクタに加えて第2コネクタも包囲領域側に設けられるので、第2コネクタの短絡を抑制しつつ、スペース効率の低下がさらに抑制される。
本発明に係る電池パックにおいては、包囲領域は、筐体の中心よりも一方側に偏って設けられていてもよい。この場合、第1コネクタと、連通孔、及び/又は、第2コネクタとが、筐体の一方側に集約されることになる。したがって、それらに対して筐体の一方側から作業を行うことが可能となり、作業効率が向上する。
本発明に係る車両は、上記の電池パックと、電池パックを収容するパック収容部が設けられた車体と、を備え、パック収容部は、車体の少なくとも一側面に開口している。上記のように、この車両に搭載される電池パックにおいては、第1コネクタと、連通孔、及び/又は、第2コネクタとが、筐体の一方側に集約されている。したがって、パック収容部の開口が設けられた側面側に筐体の一方側が位置するように電池パックをパック収容部に収容すれば、車両の一側面側において、第1コネクタ等に対して作業を行うことが可能になり、作業効率が向上する。
本発明によれば、スペース効率の低下を抑制しつつ短絡を抑制可能な電池パック、及び車両を提供することができる。
リーチリフトを示す側面図である。 図1に示された電池パックを示す図である。 図1に示された電池パックを示す図である。 図3の(b)に示された部分の模式的な断面図である。
引き続いて、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一の要素同士、及び、相当する要素同士には同一の符号を付し、重複する説明を省略する場合がある。また、以下の図面には、理解の容易化のため直交座標系Sを示す。
本実施形態に係る電池パックは、車両に搭載される。車両は、例えば産業車両である。産業車両としては、一例として、荷役作業を行うフォークリフトが挙げられる。ここでは、フォークリフトの一例として、リーチリフトを例示する。図1は、リーチリフトを示す側面図である。図1に示されるように、リーチリフト1は、車体2、荷役装置3、及び、運転室4を備えている。リーチリフト1は、運転者が立って操作するコンパクトなフォークリフトである。
そのため、リーチリフト1の車体2は、カウンタタイプのフォークリフトの車体と比べると小さい。特に、車体2の前後方向における寸法が、相対的に小さい。なお、以下の説明における「前」、「後」、「左」、及び、「右」は、運転室4から荷役装置3に向かう方向を「前」方向としたときの各方向を示す場合がある。また、以下の説明における「上」及び「下」は、それぞれ、鉛直上方及び鉛直下方向を示す場合がある。
車体2は、台座部2aと本体部2bとを含む。台座部2aは、車体2の下部に配置されている。台座部2aは、例えば直方体形状である。台座部2aの後方下部には、後輪(駆動輪、及び、操舵輪)2cとキャスタホイール(不図示)とが設けられている。台座部2aの上面における後方右部は、運転者が立つフロアとされている。
本体部2bは、台座部2aの上部に配置されている。本体部2bは、平面視において、略L字形状である。本体部2bの内部は、各種機器の収容スペース(パック収容部)HSとなっている。収容スペースHSの前部は、リーチリフト1の左右方向(車幅方向)の略全領域に広がるスペースである。収容スペースHSの後部は、リーチリフト1の左右方向の略左半分の領域に広がるスペースである。収容スペースHSの後部における上側には、走行用モータ2dと荷役用モータ2eが配置されている。走行用モータ2dは、駆動輪の駆動源となるモータである。荷役用モータ2eは、荷役装置3の駆動源となるモータである。
収容スペースHSの前部には、電池パック10が収容されている。すなわち、車体2には、電池パック10を収容するパック収容部が設けられている。車体2の左側の側面2sには、収容スペースHSに電池パック10を挿入するための開口を閉じる蓋体2hが開閉可能に設けられている。電池パック10は、走行用モータ2d及び荷役用モータ2e等の電力源となる。
荷役装置3は、左右一対のリーチレグ3a、フォーク3b、及びマスト3cを有している。リーチレグ3aは、台座部2aの前端部から前方に向かって設けられている。各リーチレグ3aの前方下部には、前輪3dが設けられている。マスト3cは、本体部2bの前方に立設されている。マスト3cは、左右一対のリーチレグ3aに前後方向に移動自在に取り付けられている。マスト3cは、リーチシリンダ(不図示)の駆動力により、左右一対のリーチレグ3aに沿って前後方向に移動可能である。
フォーク3bは、マスト3cにリフトブラケット3eを介して取り付けられている。フォーク3bは、積荷Aを支持するための部材である。フォーク3bは、マスト3cに結合されたリフトシリンダ(不図示)の駆動力により、マスト3cに沿って上下方向に移動可能である。運転室4においては、車体2の後部の右側の空いているスペースが上記のフロアEとされている。運転室4には、フロアEの左側においてハンドル4aが設けられている。
引き続いて、電池パック10の詳細について説明する。図2及び図3は、図1に示された電池パックを示す図である。図2の(a)は斜視図であり、図2の(b)は側面図である。また、図3の(a)は上面図であり、図3の(b)は拡大側面図である。なお、以下では、引き続き「上」及び「下」の語句を使用するが、電池パック10の姿勢によっては、図1における「上」及び「下」(すなわち鉛直上方及び鉛直下方)と一致しない場合がある。
図2,3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20と、少なくとも電池モジュール20の制御を行う制御部30と、電池モジュール20と制御部30とを収容する筐体40と、電池モジュール20を外部に接続するための第1コネクタ50と、制御部30を外部に接続するための第2コネクタ60と、電池モジュール20に電気的に接続された充電コネクタ70と、を備えている。
電池モジュール20は、例えば、互いに直列に接続された複数(例えば7〜13)の電池セル21を有している。電池セル21は、例えばリチウムイオン二次電池などの非水電解質二次電池である。電池モジュール20は、例えば、端子台(不図示)において、正極側及び負極側のそれぞれのバスバーに集約されて接続されることにより、互いに並列に接続されている。制御部30は、例えば、電池モジュール20の温度や電圧を監視するための監視ECU(Electronic Control Unit)や、FETリレー等の電子部品を含む。また、制御部30は、例えば、電池モジュール20の温度や電圧に応じて、或いはリーチリフト1側からの要求に応じて、電池モジュール20の充放電を制御することができる。
筐体40は、全体として概ね直方体状の外形を有している。筐体40は、電池モジュール20を収容する直方体状の第1収容部41と、制御部30や端子台等を収容する直方体状の第2収容部42と、を有する。第1収容部41は、互いに対向する一対の平板状の側壁部43と、上面44と、側面45と、を含む。電池モジュール20は、例えば、側壁部43に固定されている。上面44は、長方形状である。上面44は、その短手方向(ここではY軸方向)において、側壁部43同士を接続している。側面45は、上面44から上面44に交差(直交)する方向(ここではZ軸方向)に沿って延在している。
上面44は、側壁部43の上端部よりも下方に位置している。したがって、側壁部43の上端部は、上面44から突出する平板状の突出部43pとなっている。突出部43pのそれぞれには、電池パック10を運搬する際に吊り具(不図示)を挿通するための挿通孔43hが形成されている。挿通孔43hは、互いに対向する一対の突出部43pにおいて、互いに重複する位置に設けられている。
側面45には、上面44側及び一方の側壁部43側に切り欠けた切欠き部45pが形成されている。切欠き部45pの底面45bは、側面45と実質的に平行である。底面45bは、底面45bに対して傾斜する傾斜面45sによって、側面45に接続されている。
第2収容部42は、一対の側壁部43の間において上面44に突設されている。第2収容部42は、上面44の長手方向(ここではX軸方向)における一部分に設けられている。より具体的には、第2収容部42は、上面44の長手方向における両端部を除いた中央部に設けられている。第2収容部42は、第1収容部41の上面44と略平行な上面46と、側面45と略平行な一対の側面47と、を含む。
上面46は、例えば、突出部43pの上端と一致している。したがって、第1収容部41の上面44は、第2収容部42の高さ(側面47の長さ)の分だけ、第2収容部42の上面46よりも低い位置になっている。上面46は、筐体40の外形を規定する。より具体的には、上面46は、筐体40の頂面である。
第1収容部41の上面44に交差する方向(ここではZ軸方向)からみて、上面44には、一対の突出部43pの内面43sと、第2収容部42の側面47と、によって3方向に囲われた包囲領域44rが形成されている。すなわち、上面44は、包囲領域44rを含む。ここでは、第2収容部42が上面44の長手方向の一部分に設けられていることから、包囲領域44rは、第2収容部42を挟んで上面44の長手方向の両端側に設けられている。
第1コネクタ50は、2つの包囲領域44rのうちの側面45側の包囲領域44rに設けられている。第1コネクタ50には、例えば、リーチリフト1側のコネクタ(不図示)に接続されるハーネスが接続される。これにより、第1コネクタ50は、例えば、電池モジュール20をリーチリフト1の走行用モータ2d及び荷役用モータ2e等に電気的に接続する。第1コネクタ50に接続されたハーネス(不図示)の余長は、包囲領域44r上において一対の突出部43pの内面43sと側面47とによって囲われたスペースに取り回される。
第2コネクタ60は、第2収容部42における包囲領域44r側の側面47に設けられている。すなわち、第2コネクタ60は、包囲領域44r上の囲われたスペースに臨んでいる。第2コネクタ60は、リーチリフト1側のコネクタ(不図示)に接続される信号線が接続される。これにより、第2コネクタ60は、例えば、制御部30をリーチリフト1側の制御部(不図示)に電気的に接続する。第2コネクタ60に接続された信号線(不図示)の余長は、包囲領域44r上の囲われたスペースに取り回される。
図4は、図3の(b)に示された部分の模式的な断面図である。図2〜4に示されるように、充電コネクタ70は、第1収容部41内において、電池モジュール20に電気的に接続されている。より具体的には、充電コネクタ70は、第1収容部41内において、端子台の正負のバスバーに対して、例えばボルトBT等を用いて接続されている(図4参照)。
充電コネクタ70は、側面45に突設されている。より具体的には、充電コネクタ70は、側面45の切欠き45pの底面45bに突設されている。充電コネクタ70の先端部は、側面45の切欠き45p以外の面よりも底面45b側に位置している。したがって、充電コネクタ70は、筐体40の全体の外形の内側に位置している。
包囲領域44rには、第1収容部41内における電池モジュール20と充電コネクタ70との接続部(例えば上記の端子台のバスバー)CPに連通する連通孔44pが形成されている。また、包囲領域44rには、この連通孔44pを塞ぐ平板状のカバー48が設けられている。したがって、例えば充電コネクタ70を交換する際には、カバー48を外した状態において、連通孔44pを介して接続部CPにアクセス可能である。
ここで、第1コネクタ50、第2コネクタ60、及び、連通孔44pは、上面44に交差する方向からみて、上面44の長手方向について筐体40の一方側に偏って設けられている。換言すれば、第1コネクタ50等が設けられた包囲領域44rは、筐体40の一方側に偏って設けられている。電池パック10をリーチリフト1の収容スペースHSに収容するときには、この第1コネクタ50等が設けられた包囲領域44rが、車体2の左側の側面2s側に位置するようにする。このため、蓋体2hを開くことにより、車体2の左側において、第1コネクタ50等に対する作業を行うことが可能である。
以上説明したように、電池パック10においては、筐体40が、電池モジュール20を収容する第1収容部41と、電池モジュール20の制御のための制御部30を収容する第2収容部42と、を有する。第2収容部42は、第1収容部41の上面44に突設されている。また、第1収容部41の側壁部43は、上面44から突出する突出部43pを含む。そして、電池モジュール20を外部に接続するための第1コネクタ50が、第1収容部41の上面44における第2収容部42と突出部43pとによって囲われた包囲領域44rに設けられている。
したがって、第1コネクタ50が筐体40の外形内に収められるので、第1コネクタ50における短絡が抑制される。特に、第1コネクタ50を筐体の外形内に収めるに際して、制御部30を収容するための第2収容部42を利用している。したがって、筐体40内のスペース効率の低下を抑制可能である。さらに、ここでは、吊り具を挿通するための挿通孔43hが、突出部43pに設けられている。つまり、吊り具のための構造物(突出部43p)が、第1コネクタ50の短絡防止のための囲われた包囲領域44rを創出する。よって、スペース効率の低下を確実に抑制可能である。
また、電池パック10は、第1収容部41内において電池モジュール20に接続された充電コネクタ70を備えている。また、第1収容部41は、上面44に交差する側面45を含む。また、充電コネクタ70は、側面45に突設されている。そして、上面44には、電池モジュール20と充電コネクタ70との接続部CPに連通する連通孔44pが形成されている。このように、電池モジュール20と充電コネクタ70との接続部CPに連通する連通孔44pが、筐体40の外形を規定する第2収容部42よりも低い第1収容部41の上面44に設けられていれば、当該接続部CPへのアクセスが容易になる。
すなわち、図4に示されるように、第1収容部41の上面44から接続部CPまでの距離D1は、筐体40の頂面である第2収容部42の上面46から接続部CPまでの距離D2よりも小さい。したがって、連通孔44pを筐体40の頂面に設ける場合と比較して、距離D1と距離D2との差の分だけ、接続部CPへのアクセスの容易性が向上する。
また、電池パック10は、制御部30を外部に接続するための第2コネクタ60を備えている。そして、第2コネクタ60は、第2収容部42における包囲領域44r側の側面47に設けられている。このため、第1コネクタ50に加えて第2コネクタ60も包囲領域44r側に設けられるので、第2コネクタ60の短絡を抑制しつつ、スペース効率の低下がさらに抑制される。
さらに、電池パック10においては、第1コネクタ50等が設けられた包囲領域44rは、筐体40の中心よりも一方側に偏って設けられている。この場合、第1コネクタ5−、連通孔44p、及び、第2コネクタ60が、筐体40の一方側に集約されることになる。したがって、それらに対して筐体40の一方側から作業を行うことが可能となり、作業効率が向上する。
ここで、リーチリフト1は、上記の電池パック10と、電池パック10を収容する収容スペースHSが設けられた車体2と、を備えている。そして、収容スペースHSは、車体2の少なくとも一つの側面2sに開口している。上記のように、このリーチリフト1に搭載される電池パック10においては、第1コネクタ50、連通孔44p、及び、第2コネクタ60が、筐体40の一方側に集約されている。したがって、側面2s側に筐体40の一方側が位置するように電池パック10を収容スペースHSに収容すれば、リーチリフトの一つの側面2s側において、第1コネクタ50等に対して作業を行うことが可能になり、作業効率が向上する。
以上の実施形態は、本発明の一側面について説明したものである。したがって、本発明は、上記のものに限定されない。本発明は、各請求項の要旨を変更しない範囲において、上記のものを任意に変更したものとすることができる。
例えば、充電コネクタ70は、第1収容部41の側面45に設けられる態様に限定されない。例えば、充電コネクタ70は、側壁部43に設けられてもよい。
また、上記実施形態においては、第2収容部42を挟んで2つの包囲領域44rが形成されている。したがって、第1コネクタ50、第2コネクタ60、及び、連通孔44pは、それらの2つの包囲領域44rに分散して設けられてもよい。さらには、第2収容部42を、上面44の長手方向の一端部に設けることにより、単一の包囲領域44rを形成してもよい。
1…リーチリフト(車両)、2…車体、10…電池パック、20…電池モジュール、30…制御部、40…筐体、41…第1収容部、42…第2収容部、43…側壁部、43h…挿通孔、43p…突出部、44…上面、44p…連通孔、44r…包囲領域、45…側面、50…第1コネクタ、60…第2コネクタ、70…充電コネクタ、HS…収容スペース(パック収容部)、CP…接続部。

Claims (7)

  1. 複数の電池モジュールと、
    少なくとも前記電池モジュールの制御を行う制御部と、
    前記複数の電池モジュールと前記制御部とを収容する筐体と、
    前記電池モジュールを外部に接続するための第1コネクタと、
    を備え、
    前記筐体は、前記電池モジュールを収容する第1収容部と、前記制御部を収容する第2収容部と、を有し、
    前記第1収容部は、一対の側壁部と、前記側壁部同士を接続する上面と、を有し、
    前記第2収容部は、前記上面に突設されており、
    前記側壁部は、前記上面から突出する突出部を含み、
    前記上面は、前記上面に交差する方向からみて前記第2収容部と前記突出部とによって囲われる包囲領域を含み、
    前記突出部には、吊り具を挿通するための挿通孔が設けられており、
    前記第1コネクタは、前記包囲領域に設けられており、前記筐体の外形内に収められている、
    電池パック。
  2. 前記第1収容部内において前記電池モジュールに接続された充電コネクタを備え、
    前記第1収容部は、前記上面に交差する側面を含み、
    前記充電コネクタは、前記側面に突設されており、
    前記上面には、前記電池モジュールと前記充電コネクタとの接続部に連通する連通孔が形成されている、
    請求項1に記載の電池パック。
  3. 前記制御部を外部に接続するための第2コネクタを備え、
    前記第2コネクタは、前記第2収容部における前記包囲領域側の面に設けられている、
    請求項1又は2に記載の電池パック。
  4. 前記包囲領域は、前記筐体の中心よりも一方側に偏って設けられている、
    請求項2又は3に記載の電池パック。
  5. 請求項4に記載の電池パックと、
    前記電池パックを収容するパック収容部が設けられた車体と、を備え、
    前記パック収容部は、前記車体の少なくとも一側面に開口している、
    車両。
  6. 複数の電池モジュールと、
    少なくとも前記電池モジュールの制御を行う制御部と、
    前記複数の電池モジュールと前記制御部とを収容する筐体と、
    前記電池モジュールを外部に接続するための第1コネクタと、
    を備え、
    前記筐体は、前記電池モジュールを収容する第1収容部と、前記制御部を収容する第2収容部と、を有し、
    前記第1収容部は、一対の側壁部と、前記側壁部同士を接続する上面と、を有し、
    前記第2収容部は、前記上面に突設されており、
    前記側壁部は、前記上面から突出する突出部を含み、
    前記上面は、前記上面に交差する方向からみて前記第2収容部と前記突出部とによって囲われる包囲領域を含み、
    前記第1コネクタは、前記包囲領域に設けられており、前記筐体の外形内に収められている、
    電池パック。
  7. 複数の電池モジュールと、
    少なくとも前記電池モジュールの制御を行う制御部と、
    前記複数の電池モジュールと前記制御部とを収容する筐体と、
    前記電池モジュールを外部に接続するための第1コネクタと、
    前記電池モジュールに接続された充電コネクタと、
    を備え、
    前記筐体は、前記電池モジュールを収容する第1収容部と、前記制御部を収容する第2収容部と、を有し、
    前記第1収容部は、一対の側壁部と、前記側壁部同士を接続する上面と、を有し、
    前記第2収容部は、前記上面に突設されており、
    前記側壁部は、前記上面から突出する突出部を含み、
    前記上面は、前記上面に交差する方向からみて前記第2収容部と前記突出部とによって囲われる包囲領域を含み、
    前記突出部には、吊り具を挿通するための挿通孔が設けられており、
    前記第1コネクタは、前記包囲領域に設けられており、
    前記第1収容部内においてをさらに備え、
    前記第1収容部は、前記上面に交差する側面を含み、
    前記充電コネクタは、前記第1収容部内において前記電池モジュールに接続されると共に、前記側面に突設されており、
    前記上面には、前記電池モジュールと前記充電コネクタとの接続部に連通する連通孔が形成されている、
    電池パック。
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