JP7420589B2

JP7420589B2 - 蓄電装置

Info

Publication number: JP7420589B2
Application number: JP2020028341A
Authority: JP
Inventors: 玲央江藤
Original assignee: Hino Motors Ltd
Current assignee: Hino Motors Ltd
Priority date: 2020-02-21
Filing date: 2020-02-21
Publication date: 2024-01-23
Anticipated expiration: 2040-02-21
Also published as: JP2021132024A

Description

本発明は、車両に搭載される蓄電装置に関する。

従来、車両の蓄電装置として、例えば、特開２０１１－２１１７９０号公報に記載されるように、複数の電池パックを搭載した装置であって、各電池パックの出力値を算出し、その出力値に応じて出力制御を行うものが知られている。

特開２０１１－２１１７９０号公報

このような蓄電装置において、複数の電池パックを個別に認識したい場合がある。例えば、複数の電池パックを車両に搭載した後、故障やメンテナンスなどにより電池パックを車両から取り外すことがある。そして、電池パックを再び車両に取り付ける場合、電池パックを元の搭載位置に取り付けることが望ましい。複数の同一の電池パックについて、個別に電池パックを識別できないと、例えば一度取り外した電池パックを元の搭載位置に取り付けることが困難となる。

そこで、本発明は、車両に搭載される複数の電池パックを個別に識別することができる蓄電装置を提供することを目的とする。

すなわち、本発明に係る蓄電装置は、車両に搭載され複数の電池パックを有する蓄電装置において、複数の電池パックのそれぞれに設けられ車両の車体へ接地するための複数の端子と、複数の端子のうちいずれかの端子を車体へ接続して接地し複数の電池パックにおいてそれぞれ異なる接続パターンで端子を車体に接続する接続線と、複数の電池パックのそれぞれに設けられ複数の端子のうち接地されている端子を検出する検出部と、検出部の検出結果に基づいて複数の端子のうち接地されている端子の接地情報を記録する記録部を備えて構成されている。この蓄電装置によれば、車両の車体へ接地するための複数の端子が複数の電池パックのそれぞれに設けられ、各電池パックにおいて複数の端子が異なる接続パターンで接続線により車体に接続される。そして、各電池パックにおいて複数の端子のうち車体へ接地されている端子を検出し、車体へ接地されている端子の接地情報を記録する。このため、各電池パックにおいて、異なる接続パターンで端子を接地しておくことで各電池パックを個別に識別することができる。

また、本発明に係る蓄電装置において、複数の端子は電池パックの筐体から突出するボルトであり、接続線の端部は端子に螺合されるナットと電池パックの筐体との間に挟まれて、端子に接続されていてもよい。この場合、接続線の端部が端子に螺合されるナットと電池パックの筐体に挟まれて接続されている。このため、車両の走行により激しい振動があっても接続線が端子から外れることを抑制することができる。

また、本発明に係る蓄電装置において、複数の端子は、筐体に形成される貫通孔に挿通されて設けられ、複数の端子を前記筐体の内面に固定し、貫通孔を封止する固定剤を備えていてもよい。この場合、端子が挿通される貫通孔を固定剤で封止することにより、電池パックの防水性を高めることができる。

また、本発明に係る蓄電装置において、筐体の表面には絶縁のための塗装が行われており、筐体の表面における接続線の端部が接触する領域には非塗装部が形成されていてもよい。この場合、筐体の表面における接続線の端部が接触する領域に非塗装部を形成することにより、塗装されている筐体に対し接続線を電気的に接続させることができる。また、筐体の表面の非塗装部を接続線の端子に接続することにより、非塗装部を接続線の端子で覆うことができ、電池パックの防水性が損なわれることを抑制することができる。

また、本発明に係る蓄電装置において、記録部は端子の接地情報と電池パックの搭載位置情報を関連付けて記録していてもよい。この場合、端子の接地情報と電池パックの搭載位置情報を関連付けて記録しておくことにより、端子の接地情報に基づいて電池パックの搭載位置を特定することができる。

本発明によれば、車両に搭載される複数の電池パックを個別に識別することができる。

本発明の実施形態に係る蓄電装置の構成の概要を示す斜視図である。図１の蓄電装置における端子と接続線の接続構造を示す図である。図１の蓄電装置における接続線７の接続状態を示す水平断面図である。図１の蓄電装置における接続線７の接続状態を示す水平断面図である。図１の蓄電装置の電気的構成の概要を示すブロック図である。図１の蓄電装置の動作を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本発明の実施形態に係る蓄電装置１の構成概要図である。図１に示すように、蓄電装置１は、車両に搭載される装置であって、複数の電池パック２を備えている。電池パック２は、車両に電力を供給するためのバッテリ装置であり、例えば直方体の形状とされる。複数の電池パック２は、車両に対し並べて搭載される。図１では、三つの電池パック２が上下方向に重ねて搭載されている。なお、蓄電装置１において、電池パック２は、二つ又は四つ以上設けられていてもよい。また、電池パック２は、水平方向に並べて搭載されていてもよい。また、蓄電装置１は、例えば電気自動車に搭載されて用いられる。

電池パック２は、例えば、複数の電池セル３及びＥＣＵ（Electronic Control Unit）４を収容している。電池セル３は電力源となるバッテリであり、電池パック２内に複数並設されている。ＥＣＵ４は、電池パック２の全体の制御を行う電子制御ユニットであり、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を含むコンピュータにより構成されている。ＥＣＵ４の詳細については、後述する。

電池パック２には、複数の端子５が設けられている。端子５は、電池パック２を車両の車体に接地するための端子であり、例えば電池パック２の筐体２２から突出させて設けられる。複数の端子５は、電池パック２の内部でＥＣＵ４とそれぞれ接続されている。複数の端子５は、電池パック２の一つの側面に並べて設けられ、例えば横並びに設けられる。

各電池パック２において、複数の端子５のうちいずれかの端子５が車両の車体に接続されて接地されている。すなわち、複数の端子５のうち一部又は全部の端子５には接続線６が接続され、その端子５が接続線６を通じて車体へ接続されている。図１では、各電池パック２の複数の端子５のうち一つが接続線６に接続されているが、複数の端子５において複数の端子５に接続線６が接続される場合もある。接続線６は、電線部材であり、アースケーブルとして機能する。つまり、複数の端子５のうち少なくとも一つの端子５は、接続線６を通じてボディアースされている。

各電池パック２において、異なる接続パターンで端子５が車体に接続されて接地されている。すなわち、各電池パック２において、車体に接続される端子５が異なっている。例えば、一番上の電池パック２は左端の端子５が接地され、上から二番目の電池パック２は真ん中の端子５が接地され、一番下の電池パック２は右端の端子５が接地される。また、一つの電池パック２において、二つ又は三つの端子５が異なる接続パターンで接地されていてもよい。例えば、例えば、一番上の電池パック２は左端と真ん中の端子５が接地され、上から二番目の電池パック２は左端と右端の端子５が接地され、一番下の電池パック２は右端と真ん中の端子５が接地されていてもよい。電池パック２において三つの端子５が設けられる場合、接続パターンは異なる七つパターンを設定することができる。このように各電池パック２において異なる接続パターンで端子５を接地しておくことにより、電池パック２を個別に識別することができる。また、各電池パック２において、接地されている端子５の接地情報を記録しておくことにより、この接地情報に基づいて電池パック２の搭載位置を認識することができる。

電池パック２には、接続案内部材２１が取り付けられている。接続案内部材２１は、接続線６が接続されていない端子５を覆うための部材である。すなわち、接続案内部材２１が取り付けられていない端子５に接続線６が接続されている。接続案内部材２１を取り付けることにより、接続線６を接続して接地したい端子５を確実に接地することができる。例えば、接続案内部材２１は、複数分割して構成される。図１では、一番上の電池パック２において真ん中及び右端の端子５を覆う接続案内部材２１、上から二番目の電池パック２において左端の端子５を覆う接続案内部材２１、上から二番目の電池パック２において右端の端子５を覆う接続案内部材２１、および一番下の電池パック２において左端及び真ん中の端子５を覆う接続案内部材２１が取り付けられている。

図２は、端子５及び接続線６の接続構造を示す図である。

図２に示すように、端子５は、電池パック２の筐体２２から突出するボルトである。接続線６は、線材６１の端部に端子６２を設けて構成されている。端子６２は、例えば金属製の端子部材であり、端子５を挿通可能なリング状に形成されている。端子５に対する接続線６の接続は、端子５に端子６２を挿通させ、ナット５１を端子５に螺合させて締め付けることにより行われる。つまり、接続線６の端子６２は、端子５に螺合されるナット５１と筐体２２との間に挟まれて、端子５に接続される。このように接続線６の接続を行うことにより、車両の走行により激しい振動があっても接続線６が端子５から外れることを抑制することができる。

筐体２２は、表面に絶縁のための塗装が行われている。つまり、筐体２２の表面のほぼ全面において塗装が行われており、表面の一部のみ非塗装部２２ａが形成されている。非塗装部２２ａは、塗装を行わない領域である。非塗装部２２ａは、端子５の周囲に形成され、例えばリング状に形成される。非塗装部２２ａは、接続線６の端子６２が接触する領域に形成される。これにより、端子６２を通じて、接続線６と筐体２２を確実に導通させることができる。

図３及び図４は、接続線７の接続状態を示す水平断面図である。

図３は、接続線６が接続される端子５における接続線７の接続状態を示している。図３に示すように、端子５は、貫通孔２２ｂを挿通して筐体２２に取り付けられている。貫通孔２２ｂは、端子５の取付位置に開口した孔であり、筐体２２の側面を貫通して形成されている。端子５は、棒状の螺合部５２及び螺合部５２の端部に形成される頭部５３を有している。端子５の螺合部５２は、接続線７の端子７２に挿通され、筐体２２の内側から貫通孔２２ｂに挿通されている。接続線７は、ＥＣＵ４に接続される線部材であり、線材７１の端部に端子７２を形成して構成されている。この接続線７は、上述した接続線６と同様に構成されるものを用いることができる。端子５の頭部５３は、固定剤２３により、筐体２２及び端子７２と一体に結合され、筐体２２の内面に接合されている。固定剤２３は、例えば端子５の頭部５３の全周に亘って設けられ、筐体２２の内側から貫通孔２２ｂを封止している。この固定剤２３によって電池パックの防水性を高めることができる。固定剤２３としては、例えばシーリング材が用いられる。このように、接続線６は、ナット５１、端子５及び接続線７を通じてＥＣＵ４に接続されている。

図４は、接続線６が接続されていない端子５における接続線７の接続状態を示している。図４に示すように、端子５は、貫通孔２２ｂを挿通して筐体２２に取り付けられている。すなわち、端子５の螺合部５２は、接続線７の端子７２に挿通され、筐体２２の内側から貫通孔２２ｂに挿通されている。端子５の頭部５３は、固定剤２３により、筐体２２及び端子７２と一体に結合され、筐体２２の内面に接合されている。固定剤２３は、例えば端子５の頭部５３の全周に亘って設けられ、筐体２２の内側から貫通孔２２ｂを封止している。この固定剤２３によって電池パックの防水性を高めることができる。接続線６が接続されていない端子５にはナット５１が螺合されていない。このため、接続線７は、接地されておらず、接地回路が構成されていない。

図５は、電池パック２の電気的構成の概要を示すブロック図である。

図５に示すように、電池パック２のＥＣＵ４には、端子５、電池セル３及び通信部８が接続されている。端子５は、接続線７を介してＥＣＵ４に接続されている。図５において、説明の便宜上、複数の電池セル３を一つとして図示している。ＥＣＵ４は、電池セル３の蓄電量および出力を検出し記憶する。通信部８は、車両内の通信を行う機器であり、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）通信により他の電子制御ユニットと通信を行うことができる。具体的には、電池パック２における端子５の接地情報を出力し、この接地情報に基づいて電池パック２の搭載位置の情報を入力してもよい。なお、電池パック２において、通信部８の設置を省略する場合もある。

ＥＣＵ４は、検出部４１及び記録部４２を有している。検出部４１は、電池パック２に設けられる複数の端子５のうち車体へ接地されている端子５を検出する。例えば、検出部４１は、各端子５における電気抵抗値を計測するなどして接地されている端子５を検出する。記録部４２は、検出部４１の検出結果に基づいて、複数の端子５のうち車体へ接地されている端子５の接地情報を記録する。例えば、検出部４１において右端の端子５が車体へ接地されていると検出された場合、右端の端子５が接地されていることを示す接地情報を記録する。また、記録部４２は、端子５の接地情報と電池パック２の搭載位置情報を関連付けて記録してもよい。例えば、記録部４２は、端子５の接地情報と搭載位置情報として、右端の端子５が接地されている場合に電池パック２の搭載位置は上の位置であること、真ん中の端子５が接地されている場合に電池パック２の搭載位置は真ん中の位置であること、及び左端の端子５が接地されている場合に電池パック２の搭載位置は下の位置であることを記録していてもよい。この場合、どの端子５が接地されているかを検出できれば、電池パック２の搭載位置を認識することができる。端子５の接地情報と電池パック２の搭載位置情報の関連付けは、予めＥＣＵ４に予め設定されていてもよいし、蓄電装置１の車両設置後にＣＡＮ通信などにより外部から取得してもよい。

次に、本実施形態に係る蓄電装置１の動作について説明する。

図６は、蓄電装置１の動作を示すフローチャートである。図６のフローチャートは、例えば各電池パック２のＥＣＵ４によって実行される。まず、図６のＳ１０において、検出処理が行われる。検出処理は、電池パック２に設けられる複数の端子５のうち車体へ接地されている端子５を検出する処理である。例えば、検出部４１は、各端子５における電気抵抗値を計測するなどして接地されている端子５を検出する。

次に、Ｓ１２に処理が移行し、記録処理が行われる。記録処理は、検出処理の検出結果に基づいて、複数の端子５のうち車体へ接地されている端子５の接地情報を記録する処理である。例えば、検出処理において右端の端子５が車体へ接地されていると検出された場合、右端の端子５が接地されていることを示す接地情報が記録される。このとき、記録部４２が端子５の接地情報と電池パック２の搭載位置情報を関連付けて記録している場合、電池パック２の搭載位置を認識することができる。例えば、記録部４２が右端の端子５が接地されている場合に電池パック２の搭載位置は上の位置であること、真ん中の端子５が接地されている場合に電池パック２の搭載位置は真ん中の位置であること、及び左端の端子５が接地されている場合に電池パック２の搭載位置は下の位置であることを記録している場合、端子５の接地情報に基づいて電池パック２の搭載位置を認識することができる。例えば、電池パック２から記録部４２の接地情報及び搭載位置情報を出力して接地情報及び搭載位置情報を確認することにより、電池パック２の搭載位置を認識することができる。また、記録部４２が端子５の接地情報と電池パック２の搭載位置情報を関連付けて記録していない場合であっても、この関連付けた情報を取得することにより、端子５の接地情報に基づいて電池パック２の搭載位置を認識することができる。Ｓ１２の処理を終えたら、図６の一連の制御処理を終了する。

以上説明したように、本実施形態に係る蓄電装置１によれば、車体へ接地するための複数の端子５が複数の電池パック２のそれぞれに設けられ、各電池パック２において異なる接続パターンで端子５が接続線６により車体に接続される。そして、各電池パック２において複数の端子５のうち車体へ接地されている端子５を検出し、車体へ接地されている端子５の接地情報を記録する。このため、各電池パック２において、異なる接続パターンで端子５を接地することで各電池パック２を個別に識別することができる。従って、電池パック２を搭載位置から取り外した場合であっても、その電池パック２を元に搭載位置に取り付けることができる。

例えば、電気自動車などには複数の電池パック２が搭載されるが、電池パック２の搭載位置によって温度のバラツキが生ずる。このため、十分な性能を発揮するためには電池パック２ごとに個別に識別して、その搭載位置を管理することが望ましい。一般には、それぞれの電池パック２の内部のＥＣＵ４に主従関係を持たせるなどして電池パック２を識別する。しかし、この場合、電池パック２を同一のものを用いることができず、電池パック２の製造コストが高くなる。これに対し、電池パック２の内部のＥＣＵ４に個体番号を設定して識別を行う方法もあるが、同一形状の電池パック２であると、搭載位置を誤って組み付けられた場合に識別することは容易でない。これに対し、本実施形態に係る蓄電装置１では、電池パック２を複数する搭載するときに、各電池パック２について、異なる接続パターンで端子５を接地することにより、電池パック２を個別に識別することができるのである。従って、修理やメンテナンスなどにより電池パック２を取り外した場合、接地情報に基づいて電池パック２を元の搭載位置に適切に取り付けることができる。また、同一の電池パック２であっても個別に識別できるため、同一の電池パック２を用いることができ、蓄電装置１の製造コストの低減が図れる。

また、本実施形態に係る蓄電装置１によれば、接続線６の端部が端子５に螺合されるナット５１と電池パック２の筐体２２に挟まれて接続されている。このため、車両の走行により激しい振動があっても接続線６が端子５から外れることを抑制することができる。

また、本実施形態に係る蓄電装置１によれば、複数の端子５が筐体２２の貫通孔２２ｂに挿通されて設けられ、固定剤２３により端子５が筐体２２の内面に固定され貫通孔２２ｂが封止されている。このため、筐体２２の気密性が高められ、電池パックの防水性を高めることができる。

また、本実施形態に係る蓄電装置１によれば、筐体２２の表面における接続線６の端子６２が接触する領域に非塗装部２２ａが形成されている。このため、塗装されている筐体２２に対し接続線６を電気的に接続させることができる。筐体２２の表面の非塗装部２２ａを接続線６の端子６２に接続することにより、非塗装部２２ａを接続線６の端子６２で覆うことができ、電池パック２の防水性が損なわれることを抑制することができる。

また、本実施形態に係る蓄電装置１によれば、端子５の接地情報と電池パック２の搭載位置情報を関連付けて記録しておくことにより、端子５の接地情報を取得することにより、電池パック２の搭載位置を特定することができる。このため、電池パック２を搭載位置から取り外した場合であっても、電池パック２を元の搭載位置に適切に取り付けることができる。

なお、前述した実施形態は、本発明に係る蓄電装置の一実施形態を説明したものであり、本発明に係る蓄電装置は上記実施形態に記載されたものに限定されない。本発明に係る蓄電装置は、各請求項に記載した要旨を変更しないように上記実施形態に係る蓄電装置を変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。

例えば、上述した実施形態に係る蓄電装置１では、蓄電装置１を電気自動車に搭載して用いる場合について説明したが、蓄電装置１を電気自動車以外の車両に搭載して用いてもよい。このような蓄電装置であっても、上述した実施形態に係る蓄電装置１と同様な作用効果を得ることができる。

１…蓄電装置、２…電池パック、３…電池セル、４…ＥＣＵ、５…端子、６…接続線、７…接続線、８…通信部、２１…接続案内部材、２２…筐体、２２ａ…非塗装部、２３…固定剤、４１…検出部、４２…記録部、５１…ナット、５２…螺合部、５３…頭部、６１…線材、６２…端子、７１…線材、７２…端子。

Claims

車両に搭載され複数の電池パックを有する蓄電装置において、
複数の前記電池パックのそれぞれに設けられ、前記車両の車体へ接地するための複数の端子と、
複数の前記端子のうちいずれかの端子を前記車体へ接続して接地し、複数の前記電池パックにおいてそれぞれ異なる接続パターンで前記端子を前記車体に接続する接続線と、
複数の前記電池パックのそれぞれに設けられ、複数の前記端子のうち接地されている端子を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づいて複数の前記端子のうち接地されている前記端子の接地情報を記録する記録部と、
を備える蓄電装置。
前記複数の端子は、前記電池パックの筐体から突出するボルトであり、
前記接続線の端部は、前記端子に螺合されるナットと前記電池パックの筐体との間に挟まれて、前記端子に接続されている、
請求項１に記載の蓄電装置。
前記複数の端子は、筐体に形成される貫通孔に挿通されて設けられ、
前記複数の端子を前記筐体の内面に固定し、前記貫通孔を封止する固定剤を備える、
請求項１又は２に記載の蓄電装置。
前記電池パックの筐体の表面には絶縁のための塗装が行われており、
前記筐体の表面における前記接続線の端部が接触する領域には、前記塗装が行われていない非塗装部が形成されている、
請求項１～３のいずれか一項に記載の蓄電装置。
前記記録部は、前記端子の接地情報と前記電池パックの搭載位置情報を関連付けて記録する、
請求項１～４のいずれか一項に記載の蓄電装置。