JPH09185964A - 電気車両と金属−空気バッテリーと共に用いるコネクタ装置 - Google Patents

電気車両と金属−空気バッテリーと共に用いるコネクタ装置

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JPH09185964A
JPH09185964A JP8332269A JP33226996A JPH09185964A JP H09185964 A JPH09185964 A JP H09185964A JP 8332269 A JP8332269 A JP 8332269A JP 33226996 A JP33226996 A JP 33226996A JP H09185964 A JPH09185964 A JP H09185964A
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ジロン ヨエル
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気車両と金属−空気バッテリーと共に用い
るコネクタ装置を提供する。 【解決手段】 電気車両と金属−空気バッテリーと共に
用いるコネクタ装置１０が、複数の多セル型金属−空気
バッテリー集成体１２を支持するバッテリー支持面１４
と、コネクタ装置１０を車両へ少なくとも間接的に構造
的に接続、分離するための着脱自在の複数のコネクタ手
段とを具備し、コネクタ装置が、更に、冷却流体のため
の入口２２、出口２４と、少なくとも５０ｋＶＡの電力
レベルの電力を伝える電力ケーブル２６と、センサ信号
と制御信号をバッテリー集成体とバッテリー制御装置と
の間で伝達するための信号電線２８とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電気車両で用いるバ
ッテリー用コネクタ装置に関する。より詳細には、本発
明はバッテリーの作用に必要な電気および液体の補充を
迅速、かつ、容易に接続、分離できるようにした電気自
動車内に金属−空気バッテリーを着脱自在に支持し、か
つ、位置決めするための手段を提供する。
【０００２】
【従来の技術】電気自動車用バッテリーは、内燃機関に
より駆動される従来の車両による性能を発揮できるよう
に強力でなければならない。周知のように、こうしたバ
ッテリーは、どのようなタイプのものであっても大きく
て重いものであり、また、電圧と電流との間の所望のバ
ランスをとるように電気的に相互接続される多数のセル
から構成される。走行して揺れる車内では、各バッテリ
ー集成体を鉛直平面及び水平面の両方においてしっかり
と保持しなければならない。同時に、特に、バッテリー
を交換することにより再充電が行われる場合には、迅
速、かつ、容易にバッテリーを取外し、交換できるよう
にする必要がある。
【０００３】電気車両は以下のいずれかの方法で再充電
される。 １）バッテリーを車中に残した状態で行う電気的な再充
電 この方法は、例えば日中に小さな地域内で移動する商用
運搬バンなどに用いられ、夜間の安価な電気を用いて再
充電が行われる。 ２）バッテリーを車両から取り外して行う電気的な再充
電。 この方法によれば、消耗したバッテリーが再充電される
のを待たなくとも、車両のバッテリーが再充電されたこ
とになる。この方法と以下に説明する方法は、サービス
ステーションに入って数分以内で使用のために戻る必要
がある車両にとって適切である。 ３）バッテリーを車両から取り外して行う機械的な再充
電 金属−空気バッテリーは、通常、消耗した金属陽極を交
換することで機械的に再充電を行う。この方法でも、消
耗したバッテリーが再充電されるのを待たなくとも、車
両のバッテリーが再充電されたことになる。消耗したバ
ッテリーの再充電は、特別なバッテリーサービスステー
ションにて行われる。こうしたバッテリーの再充電シス
テムは、同時係属の我々の欧州特許出願第９２３０８４
０４．０号に記載されている。
【０００４】本発明は上記の方法２）、３）を実施する
ための手段を提供する。これらの方法は、車両の持ち主
ではなく、バッテリーサービス機関がバッテリーを所有
する場合、または、再充電ステーションで補修される全
てのバッテリーが共通して所有されている場合に実現可
能となる。
【０００５】成功した電気自動車は概念的には電気的に
駆動されるようになっており、上記車両ではバッテリー
にとって適した位置が設けられている。この位置は車両
の中央で下方の部分の近くであることが多く、従来の車
両で内燃機関が占めている位置と必ずしも同様である必
要はない。
【０００６】金属−空気バッテリーは、電気を生成する
化学反応のために必要な酸素を供給するために空気流を
必要としている。こうしたバッテリーのためのコネクタ
装置は、それ専用の構造を備えるべきである。また、多
くの金属−空気バッテリーは冷却空気を必要としてい
る。反応用空気は使用前に化学的に好ましく浄化される
が、冷却空気は適度に微粒子を除去してあることのみが
必要なので、これら異なる目的のために別々の空気流を
準備するのが有利である。液体により冷却されるバッテ
リーもある。その場合、液密のコネクタが多数必要とな
る。
【０００７】冷却に空気が用いられる場合には、バッテ
リーからの加熱された空気を客室の加熱に利用できるよ
うにするために、戻りラインを設けることがある。更
に、必要となるコネクタは、電力の伝達のための多数の
重いケーブルと、電気センサと制御装置のために多数の
軽量の信号電線とを含んでいる。
【０００８】各接続部に対して個別の雄雌ソケットを設
けることもできるが、補修、充電、交換の度に、これた
多数の接続を行うことは煩瑣で時間を要する作業であ
る。バッテリー用コネクタ装置は最近の米国特許第５３
０１７６５号、第５３７８５５５号、第５３９０７５４
号、第５３９２８７３号に記載されている。これら文献
は多くの先行する他の明細書を引用している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】米国特許第５３９２８
７３号（マスヤマ他）には、少なくとも一つの実施形態
において、バッテリー集成体の外面を横切って冷却空気
を流すようにした箱状構造が開示され、特許請求の範囲
に記載されている。しかしながら、箱状構造は、大きく
て複雑であるため加工コストが高い。更に、金属−空気
バッテリーで必要とされる反応空気を個々のセルに供給
する構成を備えていない。
【００１０】米国特許第５３６６８２２号において開示
され特許請求の範囲に記載された形式の亜鉛−空気バッ
テリーでは、多くのバッテリーセルを具備するバッテリ
ーサブユニットへ下側から反応空気を供給する必要があ
る。従来のコネクタ装置は、この目的には適切ではな
い。
【００１１】従って本発明は、従来のバッテリー用コネ
クタ装置の不利な点を排除し、電気車両の多セル型金属
−空気バッテリーを取り外し可能に支持、位置決めする
適切なコネクタ装置を提供することを意図する。本発明
の更なる目的は、バッテリーセルへ反応空気を供給する
ことにあり、この反応空気の供給はバッテリーのサブユ
ニットの下部ポートへなされる。更に本発明の他の目的
は、バッテリーと自動車の間の必要な電気的、流体的な
接続の全てを迅速、容易に接続、分離可能とすることで
ある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、電気車両と金
属−空気バッテリーと共に用いるコネクタ装置におい
て、バッテリー支持面、すなわち、該バッテリー支持面
により支持された複数の多セル型金属−空気バッテリー
集成体に組み合わせられるバッテリー支持面と、前記コ
ネクタ装置を前記車両へ少なくとも間接的に構造的に接
続、分離するための着脱自在の複数の連結手段とを具備
し、前記コネクタ装置が、更に、冷却流体のための入
口、出口と、少なくとも５０ｋＶＡの電力レベルの電力
を伝える電力ケーブルと、センサ信号と制御信号を前記
バッテリー集成体とバッテリー制御装置との間で伝達す
るための信号電線とを具備し、前記入口、出口、ケーブ
ル、信号電線が、前記複数の多セル型金属−空気バッテ
リー集成体に機能上接続されて成るコネクタ装置を要旨
とする。
【００１３】本発明の複数の多セル型金属−空気バッテ
リー集成体から電力を受ける動力装置を有する電気車両
と共に用いるコネクタ装置は、好ましくは、バッテリー
冷却流体のためのクーラントシステムと、前記バッテリ
ー集成体からのセンサ信号を監視し、前記バッテリー集
成体へ制御信号を発生する制御装置とを具備し、前記第
１の端子ユニットが、複数の液密または気密の着脱自在
に圧力フィット型の冷却流体のための入口と出口とを含
むコネクタを具備し、前記流体のための入口と出口の各
々が、電気車両に設けられた対応する第２の端子ユニッ
トに着脱自在に接続され、前記第２の端子ユニットが、
前記電気車両の冷却装置、電力変換、伝達装置、バッテ
リー制御装置に機能上接続されている。
【００１４】バッテリー支持面の電気車両への取り付け
に関しては、日本国特許庁に同日出願された、整理番号
Ｐ５−９６６９２８の出願明細書に記載されており、本
明細書と一体のものとして参照する。
【００１５】本発明を完全に理解するために、以下の例
示的な図面を参照して好適な実施形態を説明する。ここ
で図面を特に詳細に参照することにより、図示の事項は
例示的なものであり、本発明の好適な実施形態を例示的
に議論するためのものである。また、本発明の原理と概
念的な特徴とを最も有効、かつ、容易に理解できる説明
であると思われるものを提供する目的で記載したもので
あることを強調する。この点で、本発明の根本的な理解
のために必要な程度以上に、詳細に本発明の構造的な詳
細を示すことを意図してはおらず、図面と併わせた説明
によって本発明の幾つかの形態が実際にどのように具現
化されるかを当業者に明らかにするものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施形態を説明する。図１には、電気自動車（図示せ
ず）と共に使用するコネクタ装置１０と、金属−空気バ
ッテリー１２が図示されている。２つの多セル型金属−
空気バッテリー集成体１２ａ、１２ｂが、トレー１６の
支持面１４に支持されれいる。
【００１７】対角線上に対設された一対のラグ１８がコ
ネクタ装置１０を構造的に電気自動車に着脱自在に連
結、固定するための連結手段を構成している。コネクタ
装置１０は、更に、第１の端子ユニット２０を具備して
いる。第１の端子ユニット２０は、電力ケーブル２６は
もとより、冷却流体たのための入口２２と出口２４とを
有している。
【００１８】バッテリーの出力は、定格出力レベル１０
０ｋＶＡのケーブル２６を通じて行われる。図１に図示
するように、バッテリー集成体１２ａ、１２ｂと制御装
置（図示せず）との間でセンサ信号と制御信号を伝達す
るために、複数の信号電線２８が配設されている。
【００１９】第１の端子ユニット２０は雌型の複型コネ
クタを構成しており、前記入口２２、出口２４、ケーブ
ル２６、信号電線２８がバッテリー集成体１２ａ、１２
ｂに機能上連結されている。
【００２０】図２に、第１の端子ユニット３０を更に詳
細に図示する。この第１の端子ユニットは、コネクタ装
置３２の一部を構成している。コネクタ装置３２は、複
数のバッテリー集成体１２ａ、１２ｂにより動力の供給
を受けるように適合した動力装置、すなわち、１または
複数の電動モータを有する電気車両で使用するように構
成されている。
【００２１】流体の圧力や車両の振動によりコネクタが
外れることを防止するために、機械的な連結具３４が配
設されている。コネクタ３５が、送風機や冷却液ポンプ
に電力を供給するために用いられる。
【００２２】図２を参照すると、第１の端子ユニット３
０は、更に、冷却液用の液密の入口２２、出口２４を含
む複数の着脱自在の圧力フィット型のコネクタを具備し
ている。こうしたコネクタは、水または不凍液に対する
耐腐食性を備えた金属により形成される。第１の端子ユ
ニット３０には、また、圧縮空気用の入口５０が配設さ
れている。
【００２３】信号用電線のためのコネクタ２８により、
バッテリー集成体１２ａ、１２ｂからのセンサ信号を監
視し、バッテリー集成体に制御信号を送るための制御装
置に接続される。センサと制御装置との典型的な接続
は、バッテリーの充電状態（駆動用に残っているアンペ
ア時）、反応空気のＣＯ2 レベル、電解液レベル低の警
告灯、バッテリーとトレーの間の機械的連結の確認、端
子の連結の確認灯などに関する接続である。
【００２４】コネクタ２２から２５は、車両に設けられ
た対応する第２の端子ユニット（図示せず）に着脱自在
に接続することができる。第２の端子ユニットにより車
両の冷却システム、電力変換送電システムおよびバッテ
リー制御装置に接続される。機械的連結具３４を緩める
だけで、第２の端子ユニットは、流体的、電気的な接続
を分離することができる。異なるコネクタが１つのユニ
ットとして所定位置に位置決めされており、このユニッ
トが１つの正しい方向でしか接続できないので、再び接
続したときに過誤が生じる可能性がない。
【００２５】図３はバッテリーのコネクタ装置５２を示
す。図３において、第１の端子ユニット５４が、２つの
金属−空気バッテリー集成体５６に接続されている。金
属−空気バッテリー集成体５６は、コネクタ装置５２に
より支持されている。金属−空気バッテリー集成体５６
の各々は、共通のコンテナ６０に収納された３つのサブ
ユニット５８を具備している。サブユニット５８の各々
は、少なくとも２０個の金属−空気セル３８を具備して
いる。
【００２６】図３には、反応空気入口管５３、反応空気
出口管５５、金属−空気バッテリー集成体５６の各々に
独立に供給する圧縮空気入口５７、電力ケーブル５９が
図示されている。冷却液管路は、図４、５に別に図示す
る。図２を参照して既述した信号電線コネクタ２８は、
図を見やすくするために図３から省略されている。
【００２７】図４は、コネクタ装置６２を図示してい
る。コネクタ装置６２において、冷却液は水である。気
候的に必要である場合には、メチルアルコールなどの不
凍液を用いてもよい。３つの供給ライン６４と、３つの
戻りライン６６が、端子ユニット６８を通過している。
従って、６つの液密のコネクタが配設されている。全部
で６つのサブユニット７２に供給するために、ライン６
４、６６は更に供給分岐ライン７４と戻り分岐ライン７
６に分岐されている。
【００２８】図５を参照すると、空気冷却式バッテリー
集成体７８が図示されている。冷却流体は圧縮空気であ
る。本実施形態では、この冷却用圧縮空気はバッテリー
集成体７８で使用した後は周囲に排気される。従って、
戻りラインまたは戻り管路および関連するコネクタは不
要となる。第１の端子ユニット８２に設けられた３つの
気密の入口コネクタ８０が、電気車両に設けられた対応
する第２の端子ユニットに接続される。２つの供給ライ
ン８４が入口コネクタ８０の各々に接続され、６つのサ
ブユニット８６の全てに供給される。
【００２９】本発明は既述の実施形態に限定されず、本
発明の精神、本質から逸脱することなく他の形態とする
ことができることは当業者の当然とするところである。
本実施形態は、従って、限定しない例示であり、本発明
は既述の実施形態ではなく特許請求の範囲により規定さ
れ、特許請求の範囲の等価な範囲内での変更は全て本発
明に包含される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるコネクタ装置の好ましい実施形態
の略示斜視図である。
【図２】本発明のコネクタ装置で用いる端子ユニットの
平面図である。
【図３】６つの多セル型金属−空気バッテリー集成体へ
の空気と電力の接続を示す略示図である。
【図４】冷却水用の接続部を有するバッテリーの斜視図
である。
【図５】冷却空気用の接続部を有するバッテリーの斜視
図である。
【符号の説明】
１０…バッテリー用コネクタ装置 １２…金属−空気バッテリー １４…支持面 ２０…第１の端子ユニット ２２…入口 ２４…出口 ２６…電力ケーブル ２８…信号電線 ３０…第１の端子ユニット

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電気車両と金属−空気バッテリーと共に
    用いるコネクタ装置において、 バッテリー支持面、すなわち、該バッテリー支持面によ
    り支持された複数の多セル型金属−空気バッテリー集成
    体に組み合わせられるバッテリー支持面と、前記コネク
    タ装置を前記車両へ少なくとも間接的に構造的に接続、
    分離するための着脱自在の複数の連結手段とを具備し、 前記コネクタ装置が、更に、冷却流体のための入口、出
    口と、少なくとも５０ｋＶＡの電力レベルの電力を伝え
    る電力ケーブルと、センサ信号と制御信号を前記バッテ
    リー集成体とバッテリー制御装置との間で伝達するため
    の信号電線とを具備し、前記入口、出口、ケーブル、信
    号電線が、前記複数の多セル型金属−空気バッテリー集
    成体に機能上接続されて成るコネクタ装置。
  2. 【請求項２】 複数の多セル型金属−空気バッテリー集
    成体から電力を受ける動力装置を有する電気車両と共に
    用いるコネクタ装置において、 バッテリー冷却流体のためのクーラントシステムと、前
    記バッテリー集成体からのセンサ信号を監視し、前記バ
    ッテリー集成体へ制御信号を発生する制御装置とを具備
    し、 前記第１の端子ユニットが、複数の液密または気密の着
    脱自在に圧力フィット型の冷却流体のための入口と出口
    とを含むコネクタを具備し、前記流体のための入口と出
    口の各々が、電気車両に設けられた対応する第２の端子
    ユニットに着脱自在に接続され、前記第２の端子ユニッ
    トが、前記電気車両の冷却装置、電力変換、伝達装置、
    バッテリー制御装置に機能上接続されている請求項１に
    記載のコネクタ装置。
  3. 【請求項３】 前記第１の端子ユニットが前記コネクタ
    装置により支持された少なくとも３つの多セル型金属−
    空気バッテリー集成体に機能上接続されている請求項１
    に記載のコネクタ装置。
  4. 【請求項４】 前記冷却流体が水である請求項１に記載
    のコネクタ装置。
  5. 【請求項５】 前記冷却流体が水と不凍液である請求項
    １に記載のコネクタ装置。
  6. 【請求項６】 前記冷却流体が空気である請求項１に記
    載のコネクタ装置。
  7. 【請求項７】 前記金属−空気バッテリー集成体が共通
    のコンテナ内に収容された複数の多セル型サブユニット
    から成り、該多セル型サブユニットの各々が少なくとも
    ２０個の金属−空気セルを具備する請求項１に記載のコ
    ネクタ装置。
  8. 【請求項８】 前記金属−空気バッテリー集成体が共通
    のコンテナ内に収容された少なくとも三つのサブユニッ
    トからなる請求項７に記載のコネクタ装置。
JP8332269A 1995-12-12 1996-12-12 電気車両と金属−空気バッテリーと共に用いるコネクタ装置 Pending JPH09185964A (ja)

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