JP7036904B2 - 電動車両のバッテリーシステム - Google Patents

Description

本開示は、一般に電動車両のバッテリーシステムに関する。

電動車両におけるパック式バッテリーは工学的課題であり、適切なキャビン空間を提供すること、重量をバランス調整すること、安全及び衝突要件に適合すること、及びサービス容易性を提供することを含む、複数の要因を考慮する必要がある。一部の電動車両において、バッテリーパックは、後部座席の下、又はトランク内に置かれる。他の電動車両は、「スケートボード」バッテリーデザインを利用し、ここでは、バッテリーパックは、シャーシの一部であり、車両フロアの一部を形成する。

国際出願番号ＰＣＴ／ＣＡ２０１７／０５０６０７号に開示されたような一人乗り三輪式電動車両において、バッテリーシステムは、運転席の外側に配置された横方向バッテリー区画に組み込まれた一対のバッテリーカートリッジを備える。このような車両デザインは、バッテリーカートリッジデザインに対する特有の課題を提起する。例えば、バッテリーカートリッジが複数のバッテリーモジュールを備え、バッテリー管理システムが各バッテリーモジュールの作動を監視及び制御するために設けられる場合、バッテリー管理システムが正しいバッテリーモジュール上でバッテリー管理動作を行うためには、各バッテリーモジュールがバッテリー管理システムに正しく接続されることが重要である。

国際出願番号ＰＣＴ／ＣＡ２０１７／０５０６０７号

本発明の目的は、従来技術の課題の少なくとも一部を解決するバッテリーシステムを提供することである。

本発明の１つの態様によれば、電動車両用のバッテリーシステムが提供され、バッテリーシステムは、少なくとも２つのバッテリーカートリッジと、この少なくとも２つのバッテリーカートリッジを収容するための少なくとも２つのバッテリー区画とを備える。バッテリーカートリッジは、第１及び第２のバッテリーカートリッジを備え、第１のバッテリーカートリッジは、第２のバッテリーカートリッジの第２の電力コネクタポートとは異なる形状、サイズ、構造、及び配向のうちの少なくとも１つを有する第１の電力コネクタポートを含み、少なくとも２つのバッテリー区画は、物理的に離間されてブリッジ電力ケーブルによって電気的に接続される第１及び第２のバッテリー区画を備える。ブリッジ電力ケーブルは、それぞれ第１及び第２のバッテリー区画に延びる、第１及び第２のコネクタ端部を備え、第１のコネクタ端部は、第１の電力コネクタポートに嵌合し、第２のコネクタ端部は、第２の電力コネクタポートに嵌合する。

第１のコネクタ端部は、第１の電力コネクタポートの形状、サイズ、構造、及び配向に一致することができるが、第２の電力コネクタポートの形状、サイズ、構造、及び配向のうちの少なくとも１つに一致しない。同様に、第２のコネクタ端部は、第２の電力コネクタポートの形状、サイズ、構造、及び配向に一致することができるが、前記第１の電力コネクタポートの形状、サイズ、構造、及び配向のうちの少なくとも１つに一致しない。例えば、第１の電力コネクタポートは、第１のバッテリーカートリッジ上で、第２のバッテリーカートリッジ上の第２の電力コネクタポートとは異なる配向を有し、ブリッジ電力ケーブルは、第１及び第２のバッテリーカートリッジのそれぞれが第１及び第２のバッテリー区画の中に取り付けられた場合に、第１及び第２のコネクタ端部が、第１及び第２の電力コネクタポートの配向にそれぞれ一致する配向を有するように車両に固定することができる。

より詳細には、第１及び第２の電力コネクタポートの各々は、ノッチセクションを備えた鍵穴形状を有することができ、第１の電力コネクタポートのノッチセクションは、第２の電力コネクタポートのノッチセクションとは異なる配向を有する。ノッチセクションは、第１及び第２のバッテリーカートリッジが第１及び第２のバッテリー区画の中にそれぞれ取り付けられた場合に、内側を向くことができる。

第１及び第２のバッテリー区画は、電動車両のローリングシャーシの一部とすること及び電動車両の運転席に隣接して配置することができる。第１及び第２のバッテリー区画の各々は、第１及び第２のバッテリーカートリッジが第１及び第２のバッテリー区画の内部に取り付けられた場合に、人の手が第１及び第２のコネクタ端部のそれぞれのうちの１つ及び第１及び第２の電力コネクタポートのそれぞれのうちの１つに到達するようアクセスするのを可能にする、運転席と連通するアクセスポートをさらに備えることができる。

第１及び第２のバッテリーカートリッジのうちの少なくとも１つは、バッテリーカートリッジの前端から延びる位置決めピンをさらに備えることができる。対応するバッテリー区画の前端は、位置決めピンを受け入れて、電力コネクタポートがバッテリー区画内でコネクタ端部に接続可能であるようにバッテリーカートリッジを位置決めするための位置決め穴を備えることができる。第１及び第２のバッテリーカートリッジのうちの少なくとも１つは、バッテリーカートリッジの後端から延びる取り付けブラケットをさらに備えることができ、取り付けブラケットは、バッテリーカートリッジが、位置決め穴の中の位置決めピンで位置決めされた場合に、少なくとも１つの固定ボルトと位置が揃い、バッテリーカートリッジは、少なくとも１つの固定ボルトのみによってバッテリー区画に固定することができる。

第１及び第２のバッテリーカートリッジの各々は、順次直列に電気的に接続された複数のバッテリーモジュールをさらに備えることができる。第１のバッテリーカートリッジの最後のバッテリーモジュールは、第１のバッテリーカートリッジの前面電力コネクタポートに電気的に接続することができ、第２のバッテリーカートリッジの最初のバッテリーモジュールは、第２のバッテリーカートリッジの前面電力コネクタポートに電気的に接続することができる。

第１及び第２のバッテリーカートリッジの各々は、バッテリー管理システムに通信可能に接続するための外部通信ポートと、バッテリー区画の内部のセンサに通信可能に接続された複数のピンコネクタとを有する通信バスをさらに備えることができる。例えば、第１及び第２のバッテリーカートリッジの各々の通信バスは、第１及び第２のバッテリーカートリッジ内部の少なくとも１つの電圧計又は少なくとも１つのサーモメータに通信可能に接続することができる。

本発明の実施形態による一対のバッテリーカートリッジを有するバッテリーシステムを備え電動車両の上前方右側斜視図である。 本発明の実施形態による一対のバッテリーカートリッジを有するバッテリーシステムを備え電動車両の上後方右側斜視図である。 図１ａ及び１ｂに示す電動車両のローリングシャーシの実施形態の上前方右側斜視図を示す。 図１ａ及び１ｂに示す電動車両のローリングシャーシの実施形態の下後方右側斜視図を示す。 運転席部分及びローリングシャーシの右側バッテリー区画の詳細な斜視図である。 バッテリーカートリッジのうちの１つの上前方斜視図である。 バッテリーカートリッジのうちの１つの上後方斜視図である。 左側バッテリーカートリッジの後端面図である。 左側バッテリーカートリッジの前端面図である。 右側バッテリーカートリッジの前端面図である。 ローリングシャーシ及びバッテリーカートリッジの右側面図である。 左側及び右側バッテリーカートリッジの各々の通信バスに接続したバッテリーモジュールの通信配線回路図である。 左側及び右側バッテリーカートリッジを電気的に接続するためのブリッジ電力ケーブルの一部の斜視図である。

以下、本発明の構成は、図示されかつ詳細に記載された特定の非限定的で例示的な実施形態によって例示される。

本明細書に記載の本発明の実施形態は、概して、バッテリー区画に取り付けられ、物理的に別体であるがブリッジ電力ケーブルによって電気的に直列に接続される複数のバッテリーカートリッジを備える電動車両用バッテリーシステムに関する。特定の実施形態において、バッテリーシステムは、第１及び第２のバッテリーカートリッジ及び第１及び第２のバッテリー区画を備え、各バッテリーカートリッジは、直列に電気的に接続されたバッテリーモジュール群を含む。第１のバッテリーカートリッジは、ブリッジ電力ケーブルによって第２のバッテリーカートリッジに電気的に接続され、第１のバッテリーカートリッジの最後のバッテリーモジュールが、第２のバッテリーカートリッジの最初のバッテリーモジュールに直列に接続されるようになっている。また、各バッテリーモジュールは、バッテリー管理システムと通信し、バッテリー管理システムは、各バッテリーモジュールの電圧及びバッテリーカートリッジの温度を監視して、セルバランス調整及び他のバッテリー管理機能を実行する。第１及び第２のバッテリーカートリッジが対応する第１及び第２のバッテリー区画に正しく配置されるのを保証するために、第１のバッテリーカートリッジは、第２のバッテリーカートリッジ上の第２の電力コネクタポートとは異なる形状、サイズ、構造、及び配向のうちの１つを有する第１の電力コネクタポートを備える。従って、ブリッジ電力ケーブルは、それぞれ第１及び第２のバッテリー区画に延びて、それぞれ第１及び第２の電力コネクタポートと接続する第１及び第２のコネクタ端部を備える。

一部の実施形態において、第１及び第２の電力コネクタポートの間の形状、サイズ、構造、及び配向のうちの１又は２以上の相違によって、技術者は、例えば目視又は触覚確認によって、第１及び第２のバッテリーカートリッジが正しいバッテリー区画に組み込まれていることを容易に確認することができる。追加的に又は代替的に、ブリッジ電力ケーブルの第１のコネクタ端部は、第１の電力コネクタポートの形状、サイズ、構造、及び配向に一致するが、第２の電力コネクタポートの形状、サイズ、構造、及び配向のうちの少なくとも１つに一致しない。同様に、第２のコネクタ端部は、第２の電力コネクタポートの形状、サイズ、構造、及び配向に一致するが、第１の電力コネクタポートの形状、サイズ、構造、及び配向のうちの少なくとも１つに一致しない。結果的に、第１の電力コネクタポートは、第２のコネクタ端部よりも容易に第１のコネクタ端部に接続し、第２の電力コネクタポートは、第１のコネクタ端部よりも容易に第２のコネクタ端部に接続し、これによって、技術者は第１及び第２のバッテリーカートリッジが正しいバッテリー区画に組み込まれているか否かを容易に特定することができる。

本明細書において、「上向き」、「後方」、「水平」及び「垂直」などの方向を示す用語は、相対参照を提供して読み手が本明細書に記載の実施形態を理解するのを助けるために使用され、何らかの構造体の配向又は周囲に対するその使用を制限することは意図されていない。

図１から８を参照して、１つの実施形態によれば、一人乗り三輪式電動車両１０は、全体が１００で示された車両用のモジュール式ローリングシャーシを備える。シャーシは、プラットフォームフレーム１１０上に形成され、さらに、後方サブフレーム１４０、前方サブフレーム１６０及び制御モジュール（図示せず）を含む。シャーシの特定の部分は、アルミハニカムコアを覆うガラス繊維スキンなどの複合材パネルで製造することができる。複合材パネルは、所望のサイズ及び形状に切断するか又は形成することができ、例えば、図示のように、ファスナ１１４（航空宇宙製造で一般に利用される）によって、もしくは接着剤又は溶着などによって結合される。代替的に、パネルコアは、Ｎｏｍｅｘ（商標）（メタアラミドポリマー）、発泡体、チタン、プラスチック又は木材などから形成することができる。代替的に、パネルスキンは、炭素繊維、Ｋｅｖｌａｒ（商標）（パラアミド合成繊維）、アルミ、チタン、鋼、ステンレス鋼、又は木材などで形成することができる。加えて、バイオ複合材料（例えば、亜麻又は大麻繊維）、再生炭素繊維、及び再生ガラス繊維は、これらの用途に利用される当該パネルに組み込むことができる。

プラットフォームフレーム１１０は、これに固定された複数の長手方向接合部１１８を支持するプラットフォーム１１６として形成され、これら両方に対して、前方バルクヘッド１２０及び後方バルクヘッド１２２が固定される。プラットフォームフレーム１１０は、前方バルクヘッドから後方バルクヘッドに延びると共に、後方サブフレーム１４０及び前方サブフレーム１６０のうちに少なくとも一方に電気接地するために、それぞれ左側及び右側バッテリーカートリッジ２００を収容するように構成された、左側及び右側の横方向バッテリー区画１２４をさらに含む。プラットフォームフレーム１１０は、一対の横方向バッテリー区画１２４の間に運転席部分１２６をさらに含み、運転席部分１２６は、プラットフォームフレーム１１０の構造的支持部材を構成することができ、シャーシ１００に対して追加の捩り及び曲げ剛性を与える。前方バルクヘッド１２０は、風防フレーム１３４を支持することができ、後方バルクヘッド１２２は、風防フレーム１３４に結合して運転席部分１２６を密閉するために折り畳み可能なルーフパネル１３６を支持することができる。

後方サブフレーム１４０は後方バルクヘッド１２２に取り付け可能であり、バッテリーカートリッジ２００から電力を受け取るために電気的に接続可能なモーター制御装置（図示せず）、モーター制御装置に電気的に接続したモーター（図示せず）、引用によって本明細書に組み込まれている２０１７年３月１０日出願の同時係属中の国際出願番号ＰＣＴ／ＣＡ２０１７／０５０３２１に開示されたスイングアームとすることができるスイングアーム（図示せず）、スイングアームに従属する駆動輪１４８、及びモーターを駆動輪１４８に連結するドライブトレインなどの構成要素を支持することができる。モーター制御装置は、制御モジュールに電気的に接続可能とすることができ、ユーザは、この制御モジュールを用いてモーター制御装置を管理することができる。モーター制御装置は、モーターの真上でサブフレーム１４０に取り付けられる。これは、モーターのトルク／出力を調節して車両の速度及び加速度を制御するようになっている。後方サブフレーム１４０は、構造的支持部材を構成することができ、シャーシ１００に対して追加の捩り及び曲げ剛性を与える。

前方バルクヘッド１２０、後方バルクヘッド１２２、及びこれらの間に延在する一対の横方向バッテリー区画１２４は、単独で又は組み合わされてプラットフォームフレームの構造的支持部材を構成することができ、シャーシ１００に対して追加の捩り及び曲げ剛性を与える。一対の横方向バッテリー区画１２４は、少なくとも１つの冷却吸気口１２５及び少なくとも１つの冷却排気口１３０を有し、冷却吸気口は、運転席部分１２６から空気、例えば温度と湿度が調節された空気を受け入れるよう接続される。冷却吸気口１２５は、前方バルクヘッド１２０の近くに配置することができ、冷却排気口１３０は、後方バルクヘッド１２２の近くに配置することができるので、冷却吸気口から受け入れた空気は、一対の横方向バッテリー区画１２４を通って後方に流れ、後方バルクヘッド１２２の近くで排出されることができ、この関連で、冷却排気口１３０は排気ファン１３２を含むことができる。冷却吸気口を別にして、一対の横方向バッテリー区画１２４は、運転席部分１２６から熱的にシールされるので、各バッテリーカートリッジ２００は、それ自体、周囲環境からシールする必要はない。

図３から分かるように、運転席１２６内のアクセスポート１２７は、左側及び右側バッテリー区画１２４の各々に関して前方バルクヘッド１２０の近くに設けられる。各アクセスポート１２７は、各バッテリー区画１２４の上部でその内側に向かって配置され、以下に詳細に説明するように、技術者の手がバッテリー区画１２４の内部に容易に到達し、物理的にブリッジ電力ケーブルの電力及び通信コネクタ端部をそれぞれのバッテリーカートリッジ２００の電力通信ポートに接続できる大きさである。

図４（ａ）及び４（ｂ）を参照すると、各バッテリーカートリッジ２００は、上部及び下部の長さにわたって延在する熱交換フィン２０１を有する細長い略矩形の金属ハウジングを備える。ハウジングは、電気回路内で電気的に直列に接続して車両１０用の電力を供給する複数のバッテリーモジュール２０２（図８に示す）を含む。各図面に示す実施形態において、各バッテリーカートリッジ２００は、２０個のバッテリーモジュールを収容する。各モジュール２０２は、容量を増やすために並列に接続された複数のセルを含む。並列構成のセルは、円筒形又はポーチセルとすることができる。円筒形セルは、ニッケルマンガンコバルト（ＮＭＣ）化学的性質のリチウムイオンセルとすることができる。ＮＭＣセルは、優れた比エネルギー及び低自己発熱速度を有し、これはＮＭＣセルを電動パワートレインのための理想的な選択肢とする。しかしながら、異なる実施形態では異なる数及びタイプのバッテリーモジュールを用いることができる。

バッテリーカートリッジ２００は、前端プレート２０３及び後端プレート２０４をさらに含む。前面取り付けブラケット２０５は前端プレート２０２の下部から前方に延び、後面取り付けブラケット２０６は後端プレート２０４の下部から後方に延びる。前端プレートは、各バッテリー区画１２４の前端の嵌合位置決め穴（図示せず）と係合するように構成される位置決めピン２０７を有し、位置決めピン２０７はネジ付きとすることができ、ボルト（図示せず）をピンに取り付けて、バッテリーカートリッジ２００の前端をバッテリー区画１２４の内部の所定位置にしっかり固定することができる。後面取り付けブラケット２０６は、取り付けボルト（図示せず）を受け入れるための一対のボルト開口を備え、取り付けボルトは、バッテリーカートリッジ２００の後端をバッテリー区画１２４の内部の所定位置にしっかり固定する。この構成によって、バッテリーカートリッジ２００は、バッテリー区画１２４内にしっかり固定することができ、さらに、サービス、交換などのためにバッテリーカートリッジ２００をバッテリー区画１２４に比較的容易かつ迅速に組み込むこと及びそこから取り外すことができる。

図５、６（ａ）、及び６（ｂ）を参照すると、左側及び右側バッテリーカートリッジ２００の各々の後端プレート２０４は、後面電力ポート２０８を備える。同様に、左側及び右側バッテリーカートリッジ２００の各々の前端プレート２０３は、前面電力ポート２０９、２１０を備える。ブリッジ電力ケーブル２１４（図９に示す）は、それぞれ左側及び右側バッテリーカートリッジ２００の前端に延びて、それぞれ左側及び右側電力コネクタポート２０９、２１０と嵌合するように構成された、左側及び右側コネクタ端部２１５を有する。また、各前端プレート２０３は、通信ポート２１１を備え、この通信ポートは、バッテリーカートリッジ２００内部の通信バス２１２（図８に示す）と通信すると共に車両１０のバッテリー管理システム（図示せず）の通信ケーブル（図示せず）に接続可能である。

ブリッジ電力ケーブル２１４は、運転席を横切って延びると共に、例えば緊急時に電力ケーブルを迅速に切断するのを可能にする迅速切断機構（図示せず）を備えることができる。適切な迅速切断機構は従来公知であり、例えば、Ｐｏｗｅｒｐｏｌｅ（登録商標）コネクタを挙げることができる。

各電力ポート２０８、２０９、２１０は、伸長ノッチを有する環状の略鍵穴形状であり、これはブリッジ電力ケーブルのコネクタ端部の形状及び大きさに対応する。左側及び右側バッテリーカートリッジ２００がそれぞれ左側及び右側バッテリー区画１２４に正しく挿入されるのを保証するために、左側及び右側電力ポート２０９、２１０の各々のノッチは、それぞれのバッテリーカートリッジ２００が正しいバッテリー区画の内部に取り付けられた場合に内向き方向に向くように、すなわち前面電力コネクタポート２０９、２１０が異なる配向を有するように構成される。バッテリーカートリッジ２００が、それぞれのバッテリー区画１２４に完全に挿入されると、前面電力ポート２０９、２１０は、それぞれの左側及び右側アクセスポート１２７を貫通して挿入された場合に技術者の手の届くところとなるであろう。技術者は、各電力コネクタ２０９、２１０のノッチを感知でき、ノッチが内側に向いているかを迅速に特定し、これによってバッテリーカートリッジ２００が正しいバッテリー区画に取り付けられていることを確認することができる。

バッテリーカートリッジ２０９、２１０が正しいバッテリー区画１２４に取り付けられているのを特定するための他の手段として、ブリッジ電力ケーブル２１４は、ノッチが内向きではなく外向きの場合に技術者がケーブルの電力コネクタ端部を電力コネクタポート２０９、２１０に嵌合するのをより困難にする方法で車両１０に固定される。例えば、ブリッジ電力ケーブル２１４は、バッテリー区画２００の内部にある場合に電力コネクタ端部２１５のノッチが内側に向くように車両１０に固定することができる。一方で、ケーブル２１４は、多少の可撓性を有することができる（１８０度ねじるのは比較的難しい）。従って、技術者にとって、ノッチが外側に向いた状態で電力コネクタ端部２１５を電力コネクタポート２０９、２１０に嵌合するためにケーブルを１８０度ねじるよりは、両方のノッチが内側に向いている場合に電力コネクタ端部２１５を電力コネクタポート２０９、２１０に嵌合すことは比較的容易であろう。

バッテリーカートリッジ２０９、２１０が正しいバッテリー区画１２４に取り付けられていることを特定するための他の手段として、図３に示すように、各前面電力コネクタポート２０９、２１０は、各バッテリーカートリッジ２００の中心線に配置され、各アクセスポート１２７は、各バッテリー区画１２４の中心線から横方向にオフセットしている。この構成は、電力コネクタポート２０９、２１０に到達するために、技術者がアクセスポート１２７を通って下向きかつバッテリー区画１２４の内部で横方向に自身の手を挿入することを強いる。その結果、技術者が手を伸ばす距離は、電力コネクタポートのノッチが外側に向いてアクセスポート１２７からさらに離れる場合にコネクタ端部２１５をコネクタポート２０９、２１０に嵌合するよりも、電力コネクタポートのノッチが内側に向いてよりアクセスポート１２７に近い場合に電力ケーブルのコネクタ端部２１５を電力コネクタポート２０９、２１０に嵌合する方が短い。

また、上記の構成によって、技術者は、目視することなくブリッジ電力ケーブル２１４の右側及び左側コネクタ端部２１５を左側及び右側バッテリーカートリッジ２００のそれぞれの右側及び左側ポート２０９、２１０に接続することができる。換言すると、技術者は、各アクセスポート１２７を利用して、対応するバッテリー区画１２４の内部に到達して完全に感触でコネクタ端部２１５を対応する電力ポート２０９、２１０に接続することができる。これは、迅速で効率的かつ正確な方法でバッテリーカートリッジ２００を車両の電力システムに接続することを可能にする。

図８を参照すると、各バッテリーカートリッジ２００の中の各バッテリーモジュール２０２は直列に接続され、左側バッテリーカートリッジ２００内のバッテリーモジュール２０２は、順次Ｖ１からＶ２０でラベル付けされ、右側バッテリーカートリッジ内のバッテリーモジュールは、順次Ｖ２１からＶ４０でラベル付けされる。さらに、左側バッテリーカートリッジの最後のバッテリーモジュールＶ２０の正端子は、左側バッテリーカートリッジ２００の前面電力ポート２０９に電気的に接続され、右側バッテリーカートリッジ２００の最初のバッテリーモジュールＶ２１は、右側バッテリーカートリッジ２００の前面電力ポート２１０に電気的に接続される。従って、全てのバッテリーモジュールＶ１－Ｖ４０は、ブリッジ電力ケーブルが前面左側及び右側電力ポート２０９、２１０に接続された場合に直列で電気的に接続される。左側バッテリーカートリッジ２００の最初のバッテリーモジュールＶ１は、左側カートリッジ２００の後面バッテリーポート２０８に電気的に接続され、右側バッテリーカートリッジ２００の最後のバッテリーモジュールＶ４０は、右側バッテリーカートリッジの後面バッテリーポート２０８に電気的に接続される。左側及び右側バッテリーカートリッジ２００の後面電力ポート２０８は、電気回路を完成するためにモーター制御装置（図示せず）及びコンタクタボックス（図示せず）に電気的に接続することができる。

また、左側及び右側バッテリーカートリッジ２００の各々は、通信バス２１２を備え、通信バスは、バッテリーカートリッジ２００内の各バッテリーモジュール２０２と通信する。各通信バス２１２は、バッテリーカートリッジ２００の通信ポート２１１及びバッテリーカートリッジ２００内部のセンサと通信する複数のコネクタピンを備える。図８に示す例示的な通信バス２１２において、各通信バスは、３１本のコネクタピンを有し、そのうちの２０本は、各バッテリーモジュール２０２に関連した電圧計（図示せず）に配線によって接続される。各電圧計は、関連のバッテリーモジュールの電圧測定値を提供し、これらの電圧測定値は、バッテリー管理システムがバッテリーモジュール２０２の性能を監視して従来公知の方法でセルバランス調整を行うために利用される。加えて、各バッテリーカートリッジ２００内の４つのサーミスタ２１３は、通信バス２１２に配線されており、バッテリー区画の中の異なる領域での温度測定値を提供するようになっている。

バッテリー管理システムは、左側及び右側バッテリー区画１２４に延びる、左側及び右側通信ケーブル（図示せず）を備える。各通信ケーブルは、それぞれの通信バス２１２のピンに接続するピンを備えたコネクタ端部を有する。各バッテリーモジュール２０２は、通信バス２１２を経由して独自にバッテリー管理システムと通信するので、左側及び右側通信バス２１２がバッテリー管理システムに正しく接続することが重要である。そうでないと、バッテリー管理システムに損傷を与える可能性があり、例えば、バッテリーモジュール２０２のエネルギーに起因する個人の安全性リスク又は火災リスクをもたらす可能性がある。さらに、間違って配線されたモジュール２０２に接続されたバッテリー管理システムを放置すると、間違って配線されたモジュール２０２が空になる可能性があり、間違って配線されたモジュール２０２が恒久的損傷を受ける場合さえある。

別の実施形態において、左側及び右側バッテリー区画２００の各々の通信ポート２１１は、対応する左側及び右側通信コネクタ端部に簡単に嵌合するが非対応の左側及び右側コネクタ端部には簡単に嵌合しない独自の構成を備える。例えば、左側及び右側通信ポート２１１は、電力ポート２０９、２１０のような外側に指向するノッチを備えた類似の円形形状、又は何らかの他の形状又は構造を有することができる。

他の実施形態において、電力ポート２０９、２１０は、指向性ノッチを備えた円形形状とは異なる構成、サイズ、又は形状を備えることができる。例えば、１つの電力ポートは湾曲形状を有し、他の電力ポートは角のある形状を有することができる。他の実施例において、左側及び右側電力ポート２０９、２１０は異なるサイズとすることができる。

本明細書で使用される用語は、特定の実施形態のみを説明することを目的としており、限定を目的としていない。従って、本明細書で使用する場合、単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、前後関係から別段の明確な指示がない限り、複数形態を含む。さらに、本明細書内で使用する場合に、「含む」及び「備える」という用語は、そこに述べた１又は２以上の特徴部、完全体、ステップ、動作、要素、及び構成部品の存在を明示しているが、１又は２以上の他の特徴部、完全体、ステップ、動作、要素、構成部品、及び群の存在又は付加を排除するものではないことは理解されるであろう。「上部」、「下部」、「上向き」、「下向き」、「垂直方向」、「横方向」などの方向に関する用語は、以下の説明において、相対参照を提供する目的でのみ使用され、何らかの物品が使用時にどのように配置されるか、又は組立体又は周囲に対してどのように取り付けられるかに関する何らかの制限を示唆することを意図していない。加えて、本明細書で使用する場合、用語「結合する」及びその変形形態「結合した」「結合している」などは、別段の指示がない限り直接的な結合及び間接的な結合を含むことが意図される。例えば、第１の装置が第２の装置に結合する場合、この結合は直接的な結合によるか、又は他の装置及び結合部を介した間接的な結合によることができる。同様に、第１の装置が第２の装置に対して通信可能に結合される場合、通信は、直接的な結合によるか、又は他の装置及び結合部を介した間接的な結合によることができる。

本明細書に開示された何らかの態様又は実施形態の何らかの一部は、本明細書に開示された他の何らかの態様又は実施形態の何らかの一部に組み込むこと又は組み合わせることが企図される。

特許請求の範囲は、本実施例に記載された好ましい実施形態によって制限されることはなく、全体として明細書に一致する最大の解釈を与えるものである。

１０ 電動車両
１００ シャーシ
１２４ バッテリー区画
２００ バッテリーカートリッジ
２０２ バッテリーモジュール
２０３ 前端プレート
２０４ 後端プレート
２０８ 後面電力ポート
２０９ 前面電力ポート
２１０ 前面電力ポート
２１１ 通信ポート

Claims (10)

1. 電動車両用のバッテリーシステムであって、
   （ａ）第１及び第２のバッテリーカートリッジを含む少なくとも２つのバッテリーカートリッジであって、前記第１のバッテリーカートリッジは、前記第２のバッテリーカートリッジの第２の電力コネクタポートとは異なる形状、サイズ、構造、及び配向のうちの少なくとも１つを有する第１の電力コネクタポートを含む、バッテリーカートリッジと、
   （ｂ）物理的に離間されてブリッジ電力ケーブルによって電気的に接続される第１及び第２のバッテリー区画を含む少なくとも２つのバッテリー区画であって、前記ブリッジ電力ケーブルは、それぞれ前記第１及び第２のバッテリー区画に延びる第１及び第２のコネクタ端部を有する、バッテリー区画と、
   を備え、
   前記第１のコネクタ端部は、前記第１の電力コネクタポートに嵌合し、前記第２のコネクタ端部は、前記第２の電力コネクタポートに嵌合し、
   前記第１のコネクタ端部は、前記第１の電力コネクタポートの形状、サイズ、構造、及び配向に一致するが、前記第２の電力コネクタポートの形状、サイズ、構造、及び配向のうちの少なくとも１つに一致せず、前記第２のコネクタ端部は、前記第２の電力コネクタポートの形状、サイズ、構造、及び配向に一致するが、前記第１の電力コネクタポートの形状、サイズ、構造、及び配向のうちの少なくとも１つに一致しない、バッテリーシステム。
2. 前記第１の電力コネクタポートは、前記第１のバッテリーカートリッジ上で、前記第２のバッテリーカートリッジ上の前記第２の電力コネクタポートとは異なる配向を有し、前記ブリッジ電力ケーブルは、前記第１及び第２のバッテリーカートリッジのそれぞれが前記第１及び第２のバッテリー区画の中に取り付けられた場合に、前記第１及び第２のコネクタ端部が、前記第１及び第２の電力コネクタポートの配向にそれぞれ一致する配向を有するように前記電動車両に固定される、請求項１に記載のバッテリーシステム。
3. 前記第１及び第２の電力コネクタポートの各々は、ノッチセクションを備えた鍵穴形状を備え、前記第１の電力コネクタポートの前記ノッチセクションは、前記第２の電力コネクタポートの前記ノッチセクションとは異なる配向を有する、請求項２に記載のバッテリーシステム。
4. 前記第１及び第２の電力コネクタポートの前記ノッチセクションは、前記第１及び第２のバッテリーカートリッジのそれぞれが前記第１及び第２のバッテリー区画の中に取り付けられた場合に、内側を向く、請求項３に記載のバッテリーシステム。
5. 前記第１及び第２のバッテリー区画は、前記電動車両のローリングシャーシの一部でありかつ前記電動車両の運転席に隣接して配置されており、前記第１及び第２のバッテリー区画の各々は、前記第１及び第２のバッテリーカートリッジが前記第１及び第２のバッテリー区画の内部に取り付けられた場合に、人の手が前記第１及び第２のコネクタ端部のそれぞれのうちの１つ及び前記第１及び第２の電力コネクタポートのそれぞれのうちの１つに到達するようアクセスするのを可能にする、運転席と連通するアクセスポートをさらに備える、請求項４に記載のバッテリーシステム。
6. 前記第１及び第２のバッテリーカートリッジのうちの少なくとも１つは、前記バッテリーカートリッジの前端から延びる位置決めピン（２０７）をさらに備え、対応する前記バッテリー区画の前端は、前記位置決めピンを受け入れて、前記バッテリーカートリッジの前記電力コネクタポートが前記バッテリー区画内で前記コネクタ端部に接続可能であるように前記バッテリーカートリッジを位置決めするための位置決め穴を備える、請求項１から５のいずれかに記載のバッテリーシステム。
7. 前記第１及び第２のバッテリーカートリッジのうちの少なくとも１つは、前記バッテリーカートリッジの後端から延びる取り付けブラケットをさらに備え、前記取り付けブラケットは、前記バッテリーカートリッジが、前記位置決め穴の中の前記位置決めピンで位置決めされた場合に、少なくとも１つの固定ボルトと位置が揃い、前記バッテリーカートリッジは、少なくとも１つの固定ボルトのみによって前記バッテリー区画に固定することができるようになっている、請求項６に記載のバッテリーシステム。
8. 前記第１及び第２のバッテリーカートリッジの各々は、順次直列に電気的に接続された複数のバッテリーモジュールをさらに備え、前記第１のバッテリーカートリッジの最後のバッテリーモジュールは、前記第１のバッテリーカートリッジの前面電力コネクタポートに電気的に接続され、前記第２のバッテリーカートリッジの最初のバッテリーモジュールは、前記第２のバッテリーカートリッジの前面電力コネクタポートに電気的に接続される、請求項１から７のいずれかに記載のバッテリーシステム。
9. 前記第１及び第２のバッテリーカートリッジの各々は、バッテリー管理システムに通信可能に接続するための外部通信ポートと、前記バッテリー区画の内部のセンサに通信可能に接続された複数のピンコネクタとを有する通信バスをさらに備える、請求項８に記載のバッテリーシステム。
10. 前記第１及び第２のバッテリーカートリッジの各々の前記通信バスは、前記第１及び第２のバッテリーカートリッジ内部の少なくとも１つの電圧計又は少なくとも１つのサーモメータに通信可能に接続する、請求項９に記載のバッテリーシステム。

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