TWI428251B - 電動車輛用電池組 - Google Patents

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TWI428251B TW100130858A TW100130858A TWI428251B TW I428251 B TWI428251 B TW I428251B TW 100130858 A TW100130858 A TW 100130858A TW 100130858 A TW100130858 A TW 100130858A TW I428251 B TWI428251 B TW I428251B
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Seiji Kato
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Honda Motor Co Ltd
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Description

電動車輛用電池組
本申請案依據35 USC 119主張2010年8月31日申請之日本專利申請案第2010-195037號及第2010-195038號的優先權，該等申請案之全部內容藉此以引用方式併入本文中。
本發明係關於一種電動車輛用電池組。更明確而言，本發明係關於當電池組配置於設有擺動臂之電動車輛中時的固定結構。
對於用於將電池組固定於電動車輛(諸如，電動機車、燃料電池機車及混合式機車)中之結構，提供一種結構，其中擺動臂之一端耦接至擺動軸且擺動臂之另一端支撐後輪。用於驅動後輪之電動馬達安裝於擺動臂之另一端之側面上，且電池組配置於該擺動臂之擺動軸附近之一位置中。參見例如日本專利申請案第2008-221976號。
儘管在日本專利申請案第2008-221976號中描述電池組配置於擺動臂之擺動軸附近之一位置中，但並未揭示將電池組固定至擺動臂的具體方法。需要改良將電池組固定至擺動之擺動臂的方法。
更具體言之，當將電池組固定至移動擺動臂時，希望藉由可能地減少固定中的零件之數目以減少重量來緊湊地安裝電池組。
根據本發明之一具體例，一種電動車輛用電池組設有一固定結構，其中在將該電池組固定至該電動車輛之一擺動臂時，減少零件之數目且可減少重量。
根據本發明之一具體例，一種電動車輛用電池組係安裝以將電力供應至該電動車輛中之一電動馬達(M)，該電動車輛設有一擺動臂(30)，該擺動臂(30)之一端耦接至一擺動軸(19)且另一端支撐一後輪(WR)。該電動馬達(M)安裝於該擺動臂(30)之該另一端之側面上，用於驅動該後輪(WR)。該擺動臂(30)設有在該擺動軸附近提供給該擺動臂(30)之一容納空間(35)，及將該電池組定位於該容納空間中的一導向凹槽(44)。該電池組(56)係藉由經由罐封材料固定以定位於該容納空間中之該電池組(56)而安裝於該擺動臂(30)中。另外，該容納空間(35)在該電動車輛之側面上設有一用於插入該電池組之開口，且該電池組(56)係自該電動車輛之該側面插入至該擺動臂(30)之該容納空間中並固定至該容納空間。
根據本發明之一具體例，該容納空間(35)在與該開口相反之側面上設有一切口(38b)，該電池組之一端自該切口(38b)曝露，且該電池組(56)係在該電池組(56)之一部分自該擺動臂(30)曝露之一狀態下固定於該容納空間中。
根據本發明之一具體例，安裝藉由比該擺動臂(30)之材料輕的一零件形成的一蓋，代替該容納空間(35)之該切口(38b)。
根據本發明之一具體例，該罐封材料為樹脂。
根據本發明之一具體例，該樹脂為樹脂塗層，且該電池組(56)係按壓配合於該樹脂塗層中。
根據本發明之一具體例，該電池組(56)係由複數個矩形且板狀之電池組電池所組態，且每一電池係以一較長邊垂直指向而配置。
根據本發明之一具體例，該電池組(56)係由每個電池經封裝之層疊電池組電池的一聚集體來組態。
根據本發明之一具體例，板(50)係由一主要控制該電動馬達(M)之控制板(50a)及一設有一主要用於對該電池組(56)充電之充電電路的加熱元件板(50b)所組態，整合該電池組(56)與該板(50)且係以一整合狀態插入至該擺動臂(30)中並固定至該擺動臂(30)。
根據本發明之一具體例，由於藉由經由該罐封材料固定藉由該容納空間(35)中之該導向凹槽(44)而定位之該電池組(56)不需要一用於固持該電池組(56)之專用箱，故藉由將該擺動臂(30)自身用於一用以固持該電池組(56)之箱從而將該電池組(56)可靠地固定至該擺動臂(30)而減少零件之數目並減少重量，且該容納空間經組態以使得能夠自該側面上之該開口插入該電池組(56)，該電池組(56)可在該後輪(WR)安裝於該擺動臂(30)上之一狀態下附接至該容納空間(35)中且自該容納空間(35)拆卸，且可確保可操作性之增強。
更具體言之，由於由一件重設備組成之該電池組可自後側建置而成，故增強組裝該車輛之簡易性，且可將該電池組(56)可靠地固定至該擺動臂(30)，從而有助於減少零件之數目並減少重量，此係因為不需要根據該電池組(56)之一形狀來部分地懸垂該擺動臂(30)。
根據本發明之一具體例，可藉由設置該切口(38b)而減少該擺動臂(30)之重量。
另外，可藉由使該電池組(56)之部分自該擺動臂(30)曝露而增強該電池組(56)之熱輻射的效應。
根據本發明之一具體例，可藉由以下操作來減少該重量：藉由安裝該蓋來保護該電池組(56)之一曝露部分，及由比該擺動臂(30)之該材料輕的零件形成該蓋，且可減少相對重量。
根據本發明之一具體例，可藉由將樹脂用於該罐封材料來分別地減少該電池組(56)之重量並穩固地固定該電池組(56)。
根據本發明之一具體例，由於藉由將該電池組56按壓配合於該樹脂塗層中而將壓力施加至該樹脂塗層且可容易地將該樹脂塗層插入至其間隙中，故可減少使該樹脂塗層硬化之時間。
根據本發明之一具體例，可藉由使得能夠將組態該電池組(56)之該電池組電池之一較長邊垂直地配置來減小該擺動臂(30)之寬度。
根據本發明之一具體例，可藉由使用由該等電池之該聚集體所組態的該電池組(56)來促進處置。
根據本發明之一具體例，由於該電池組(56)與該板(50)係以該整合狀態插入至該擺動臂(30)中並固定至該擺動臂(30)，故可減少固定中之一專用固定零件。
根據本發明之一具體例，該電池組(56)由複數個矩形板狀電池組電池所組態，且為每個電池提供該容納空間(35)之該導向凹槽(44)。
根據本發明之一具體例，用於釋放由該電池組(56)施加之高壓的一減壓通道係由固定該電池組(56)之該罐封材料藉由以下操作而形成：使一密封栓塞(45)與一鑽孔於該容納空間(35)中之通孔(38a)嚙合，且在將該罐封材料注入至該容納空間中之後移除該密封栓塞(45)。
根據本發明之一具體例，一板(50)配置於該擺動臂(30)附近，由一主要用於控制該電動馬達(M)之控制板(50a)或一設有一主要用於對該電池組(56)充電之充電電路的加熱元件板(50b)組態，且藉由該罐封材料固定。
根據本發明之一具體例，該板(50)配置於該擺動臂(30)之該側面上或背面上。
根據本發明之一具體例，該板(50)固定至該電池組(56)且配置於該擺動臂附近。
根據本發明之一具體例，組態該電池組(56)之該複數個電池組電池係以每一較長邊垂直指向而配置。
根據本發明之一具體例，該擺動臂(30)之該容納空間(35)在上側上設有一開口。
根據本發明之一具體例，該加熱元件板(50b)固定至該控制板(50a)在該控制板(50a)之在一車體中之後側上，該控制板(50a)及該加熱元件板(50b)由該罐封材料環繞，且該加熱元件板(50b)上之發熱構件之一部分曝露於該罐封材料之外。
根據本發明之一具體例，該電池組(56)由每個電池經封裝之層疊電池組電池的該聚集體來組態。
根據本發明之一具體例，每一電池組電池可藉由每一導向凹槽(44)固定。
根據本發明之一具體例，用於釋放由該電池組(56)施加之高壓的該減壓通道可藉由使該罐封材料硬化而形成。
根據本發明之一具體例，可藉由用該控制板(50a)或該加熱元件板(50b)來組態該板(50)並用該罐封材料固定該板(50)來減少一用於固定該板(50)之專用零件。
根據本發明之一具體例，可藉由以下操作來減少諸如佈線之零件的數目：將該板(50)配置於該擺動臂(30)之該側面上或該背面上且緊密地配置形成於該板(50)上且與該電池組(56)有關之零件。另外，可減少該電池組(56)與該電動馬達(M)之間的佈線路徑。
根據本發明之一具體例，可藉由將該板(50)固定至該電池組(56)來減少用於固定該板(50)之該專用零件，且可將該板(50)可靠地配置於該擺動臂附近。
根據本發明之一具體例，由於藉由將該電池組(56)按壓配合於該樹脂塗層中而將壓力施加至該樹脂塗層且使該樹脂塗層填充間隙，故可穩固地固定該電池組。
根據本發明之一具體例，藉由在上側上設置該容納空間(35)之該開口來促進該電池組之安裝，該擺動臂(30)可替換等效於習知類型之電池組箱的零件，且可減少專用零件及重量。
根據本發明之一具體例，可藉由使該加熱元件板(50b)上之該等發熱構件之一部分曝露於該罐封材料之外來增強熱輻射之效應。
根據本發明之一具體例，除高能量密度及熱輻射效能之增強之外，亦藉由使用由該電池聚集體所組態之該層疊電池組來促進用於將該等電池組附接至該擺動臂(30)之工作及用於替換該等電池組之工作。
另外，本發明之適用性之範疇將自下文給予之【實施方式】而變得顯而易見。然而，應理解，【實施方式】及特定實施例雖然指示了本發明之較佳具體例，但其僅以舉例說明之方式來給予，此係因為熟習此項技術者將能自此【實施方式】顯見在本發明之精神及範疇內的各種改變及修改。
參看諸圖式，將在下文詳細描述本發明之較佳具體例。圖1為展示等效於本發明之一具體例之電動機車1的側視圖，電動機車1為具有低台板16之速克達型跨騎型車輛，且後輪WR由容納於擺動臂(擺動單元)30中之電動馬達M驅動。可旋轉地用軸頸連接柄軸(未圖示)的車頭管3連接至車體框架2之前部。覆蓋有把手蓋11之轉向把手8連接至柄軸之上部部分，且經由輪軸7而可轉動地用軸頸連接前輪WF之一對右前叉及左前叉6連接至柄軸之下部部分。
車體框架2設有自車頭管3之後部向下延伸的主管4，及耦接至主管4之後端且在車體後部中向上延伸的後部框架5。支撐低台板16之底板框架15附接至位於低台板16之下側上的主管4。一對右樞軸板及左樞軸板17附接至連接主管4與後部框架5之一部分。
擺動臂30為僅在車輛寬度方向之左側上設有一臂的懸臂型，且經由擺動軸19而可擺動地用軸頸連接至車體框架2，擺動軸19刺穿附接至樞軸板17之連桿18。擺動臂30由諸如鋁之金屬製成且具有部分中空之結構，電動馬達M容納於輪軸32附近，且作為控制裝置之板50配置於車體中在電動馬達M前方。將電力供應至電動馬達M之電池組56(參見圖3)配置於板50之在車輛寬度方向之右側上。
後輪WR經由輪軸32而可旋轉地用軸頸連接至擺動臂30，且擺動臂30之後端經由後部減震器26而自後部框架5懸掛下來。充當行李箱之容納盒21配置於車座20下方，其中該容納盒固持於該對右後部框架及左後部框架5之間。
車體框架2之主管4覆蓋有在車體前側上之前整流罩13及在車體後側上之護腿板12。儀錶9配置於把手蓋11之上部部分中，且車頭燈10附接於車體中的儀錶9之前側上。覆蓋前輪WF之前擋泥板14固定至前叉6之每一上部部分。
後部框架5在車輛寬度方向之外部覆蓋有車座整流罩23，且尾燈24附接至車座整流罩23之後端。連接至後部框架5之後部車架22在尾燈24之上側上突出，且覆蓋後輪WR之後部之上側的後擋泥板25設置於尾燈24之下側上。
圖2為展示安裝電動車輛用電池組之擺動臂30的放大側視圖。圖3為展示擺動臂30之俯視圖，且圖4為展示擺動臂30之分解立體圖。與上文所提及之元件符號相同之元件符號展示相同或類似零件。如上文所描述，擺動臂30具有由諸如鋁之金屬製成且部分中空的結構，且擺動臂30為在車輛寬度方向之左側上以臂部分39支撐後輪WR的懸臂型。形成有擺動軸19(參見圖1)之每一通孔19a的一對右樞軸凸緣及左樞軸凸緣36設置於車體前側上的擺動臂30之下部部分中。
插入有複數個電池組電池56之容納空間35形成於車體中的樞軸凸緣36之上側上，且形成容納空間35之殼層的寬箱38與臂部分39經由彎曲部分40而連續地形成。整體地覆蓋板50及電動馬達M的由薄板製成之擺動臂蓋57附接於車體寬度方向的容納空間35及臂部分39之左側上。
容納有使電動馬達M之旋轉減速之減速齒輪的減速齒輪箱33、41附接至臂部分39之後端。輪軸32自減速齒輪箱41朝向車輛寬度方向之右側突出，且後輪WR之輪子34藉由螺帽32a而固定至輪軸32之一端。無內胎輪胎用於後輪WR，且將氣泡42設置至輪子34。將形成有用於附接後部緩衝墊26(參見圖1)之通孔26a的安裝凸緣37設置至減速齒輪箱33。
矩形容納空間35整體地形成於擺動臂30之一端的側面上的擺動軸附近的內部中。關於容納空間35，當將擺動臂30安裝於電動車輛中時，容納空間35之開口側面(開口)位於電動車輛之側面上，且電池組56可自開口側面插入。
電動車輛用電池組係藉由以下方式而安裝於電動機車中：與板50整合，以整合狀態插入至擺動臂30之容納空間35中並固定至擺動臂30之容納空間35，且不使用專用箱而直接安裝於擺動臂30中。
此具體例中之電池組56設有使得能夠藉由連接多個電池組電池而獲得預定高電壓的模組結構。板狀電池組電池56係以如下狀態容納於形成於寬箱38中的實質上矩形之平行六面體容納空間35中：其中，板狀電池組電池56以其平坦表面在車體之縱向方向上指向而層疊。電池組56為一件重設備且接近於擺動軸19配置於擺動臂30中，當擺動臂30擺動時之慣性力矩減少，且使得能夠進行平穩擺動操作。另外，每個電池組電池係以每個電池之一軟層疊薄片來封裝。根據該層疊型電池組，可預期高能量密度及熱輻射效能之增強，且另外，促進用於將電池組附接至擺動臂30之工作及用於替換電池組之工作。
在此具體例中作為控制裝置之板50緊密地配置於車輛寬度方向的電池組56之左側上。板50係由控制板50a、加熱元件板50b及鋁板50c所組態，且該等板係以各別平坦表面在車輛寬度方向中指向而配置。控制板50a緊密地配置於車輛寬度方向的電池組56之左側上，且加熱元件板50b耦接於車體的控制板50a之後側上。如圖5中所說明，加熱元件板(50b)在車體中的控制板(50a)之後側上固定至控制板(50a)。鋁板50c緊密地配置於車輛寬度方向的電池組56之左側上。
海綿橡膠501具有預定厚度且配置於電池組56與鋁板50c之間。用於插入設置於每一電池組電池之左端處的板狀端子的多個狹槽形成於海綿橡膠501中。板狀端子之位置係藉由將板狀端子500插入至每一狹槽中來指定。根據海綿橡膠501，無罐封材料滲透至橡膠海綿中，因此，減少在稍後描述之罐封製程中對罐封材料59之使用，且可使擺動臂30變輕。鋁板50c配置於接近於海綿橡膠501處。
熱容量較小之元件(諸如，發出信號元件及半導體(FET))主要安裝於控制板50a上。另外，熱值較大之元件(亦即，加熱元件)安裝於加熱元件板50b上，該等熱值較大之元件諸如熱敏電阻51、用於電池組充電器之輸入輸出濾波器群組52、用於改良電池組充電器功率因數之電容器(PFC電路)53、用於在電池組充電器中將AC轉換成DC的電容器(AC-DC變換器)54，及各種變換器(DC-DC變換器)群組55。半導體元件及與安裝於加熱元件板50b上之加熱元件相比較熱值較小之其他元件配置於鋁板50c上。
藉由加熱元件之熱量而施加至另一元件之熱負載可藉由設置上面僅集中有具有大熱值之加熱元件(如上文所描述)的加熱元件板50b來減少。佈局樞軸凸緣36、通孔19a及其他元件之自由度可藉由使加熱元件與其他控制元件隔離來增強。
組態電池組56之每一電池組電池係固定至控制電動馬達M之控制板50a，且控制板50a配置於擺動臂附近。
對電池組56充電，且藉由電連接控制板50a之電路與每一電池組電池而將來自電池組56之電壓供應至控制板50a，且使得能夠進行對電動馬達M之驅動的控制。
另外，可藉由將加熱元件板50b配置於車體中的控制板50a之後側上來防止加熱元件之熱效應被施加至位於車體行進方向之上游側上的控制板50a。另外，可藉由將控制板50a配置於車輛寬度方向之電池組56外部來減少車輛寬度方向之厚度。由於加熱元件板50b配置於在車體之側視圖中板與後輪WR重疊的位置中，故有效利用形成於電池組56與電動馬達M之間的空間，且可配置加熱元件，且亦可防止擺動臂較長。
如圖4中所展示，電池組56為藉由在車體縱向方向上層疊預定數目而在車輛寬度方向中較長之實質上平行六面體形狀，且容納於寬箱38之容納空間35中。用於在每一預定位置中容納每一板狀電池組電池之導向凹槽44形成於容納空間35之內面上。
關於導向凹槽44，在容納經組態電池組56之每一電池組電池時，將每一電池之側面配合至導向凹槽44中，且可藉由沿電池組56之插入方向在容納空間35內部之頂面及底部上形成對應於每一電池組電池的複數個凹槽而固定每一電池之位置。減少用於固持電池之專用零件，且可藉由設置導向凹槽44而使整個容納空間緊湊。
密封栓塞45嚙合於其中的通孔38a形成於寬箱38中。其間，密封栓塞45嚙合於其中的通孔47形成於車體前側上用以耦接電池組56與板50之耦接板46中。密封栓塞45及通孔38a、47用於在擺動臂30之組裝中執行的樹脂罐封製程中。根據罐封製程，電池組56及板50係實體地固定至擺動臂30，且使板50絕緣並隔離，且另外，增強每一零件之熱輻射效能。
在藉由將電池組56及板50插入至寬箱38中且使密封栓塞45與通孔38a、47嚙合來執行定位之後，藉由以寬箱38之開口向上指向將由根據時間流逝而硬化之液態樹脂所製成的罐封材料59注入至電池組56周圍來執行罐封製程。注入罐封材料59，以使得其覆蓋控制板50a及鋁板50c(如圖5中所展示)且覆蓋一表面之側面的一部分，在該表面上安裝分別安裝於發熱板50b上之電容器53及各種變換器群組55及其他元件。罐封材料59亦設有用於增強電池組56及其他元件之熱輻射效能的功能。
更具體言之，控制板(50a)及加熱元件板(50b)係藉由罐封製程而由罐封材料環繞，且形成於加熱元件板(50b)上之加熱元件(電容器53、各種變換器群組55及其他元件)的一部分(上側)曝露於罐封材料。
當在罐封材料59硬化之後移除密封栓塞45時，用於與寬箱38之內部及外部連通的連通孔形成於密封栓塞45所位於之位置中。根據該連通孔，即使自電池組56排出氣體，氣體亦能平順地向外排出且可防止擺動臂30中之壓力之升高。
更具體言之，在溫度變高而使電池組之周圍環境的溫度升高時引導空氣壓力(用於釋放高壓)至外部的用於釋放高壓之減壓通道可藉由罐封材料形成，且可減少用於形成減壓通道之專用構件。
自容納空間35周圍注入至容納空間35中之罐封材料填充容納於容納空間35中之電池組56的空間周圍，且藉由在罐封材料至少存在於空間周圍(包括電池之上部部分耦接至容納空間35中之控制板50a的一部分)中的狀態下硬化罐封材料，而經由容納空間35中之罐封材料來固定電池組56之位置。在此狀態下，容納空間35之開口側面覆蓋有充當蓋子之擺動臂蓋57。
根據此結構，可藉由經由罐封材料固定以定位於容納空間35中之電池組56而將電池組56與擺動臂30整合。可藉由用罐封材料將控制板50a與電池組(每一電池組電池)56固定在一起以減少專用固定零件。
對於罐封材料，可使用(例如)樹脂來使電池組56變輕且穩固地固定電池組56。對於罐封材料之量，罐封材料未必需要填充電池組電池之所有周圍空間且僅須填充等於或大於電池組電池之周圍空間的1/3的間隙。此量為足以可靠地固定每一電池組電池在容納空間35中之位置的量，從而防止過量填充，且節省能量。
在上文所提及之實施例中，在將電池組56插入至容納空間35中且配置電池組56之後，注入為樹脂之罐封材料，然而，亦可藉由以下步驟將電池組56固定於容納空間35中：將合適量之樹脂塗層預先置入於容納空間35中，將電池組56按壓配合於樹脂塗層中以使得樹脂塗層填充該空間，且此後使樹脂塗層硬化。
由於藉由將電池組56中之每一電池組電池按壓配合於樹脂塗層中而將壓力施加至樹脂塗層且用樹脂塗層填充間隙，故可穩固地固定電池組。
在上文所提及之實施例中，組態電池組56之該複數個電池組電池中之每一者呈在插入電池組56之方向中較長的矩形形狀，然而，容納空間35亦可經形成使得電池組56可以電池組電池之較長邊垂直指向而配置。
在此狀況下，可減小擺動臂30之寬度，且更明確而言，可防止擺動臂30之基本尺寸中的寬度增加。
根據電動車輛用電池組之上文所提及之組態，由於容納空間35之開口側面(開口)位於電動車輛之側面上且容納空間經組態以使得電池組56可自該開口側面插入，故可在後輪WR安裝於擺動臂30上自容納空間35拆卸電池組56。
另外，藉由不需要用於固持電池組56之專用箱且將擺動臂30自身用於用於固持電池組56之箱而將電池組56可靠地固定至擺動臂30，亦可減少零件之數目及重量。
由於採納稍後可建置作為一件重設備之電池組56的結構，故不需要根據電池組56之形狀來部分地懸垂擺動臂30，從而增強組裝車輛之簡易性，且可將電池組可靠地固定至擺動臂30，從而有助於減少零件之數目及重量。
由於可藉由將電池組56直接固定至擺動臂30而將擺動臂30用於散熱器，故可增強電池組56之冷卻效應。
另外，可藉由簡化用於安裝電池組56之結構來使整個電池組單元緊湊，且可增強另一組態之設計(諸如，電動設備之配置)的自由度。
圖6及圖7為展示應用於電動機車1之電動系統之組態的方塊圖。與上文所提及之元件符號相同之元件符號表示相同或類似零件。圖7僅展示電池組充電器之組件電路，且圖6展示除了電池組充電器之外的整個組態。在圖6及圖7中，安裝於控制板50a上之元件藉由斷線展示，安裝於鋁板50c上之元件藉由交替長短虛線展示，且安裝於加熱元件板50b上之元件由實線展示。
在控制板50a上，安裝有用於控制信號之小電流流動的元件。此等元件幾乎不產生熱量，且控制板50a由玻璃環氧樹脂板形成。另外，大電流流動且自身不可能輻射熱量之元件主要安裝於鋁板50c上。此等電子組件(例如)為半導體元件(諸如，FET及二極體)、電阻器及薄膜電容器，且其熱輻射效能藉由安裝於具有高熱導率之鋁板50c上而增強。另外，大電流流動且自身可輻射熱量之大尺寸電子組件主要安裝於加熱元件板50b上。此等電子組件(例如)為電感器、變換器及電解電容器，且熱輻射效能藉由將加熱元件板50b配置於幾乎不受電池組之熱量影響之位置中而增強。
在圖6及圖7中所展示之方塊圖中，於加熱元件板50c上安裝電池組充電器200之輸入濾波器209及輸出濾波器201(等效於輸入輸出濾波器群組52)、PFC電路207(等效於用於改良電池組充電器功率因數之電容器53)、AC-DC變換器204(等效於用於在電池組充電器中將AC轉換成DC的電容器54)、DC-DC區段106中之DC-DC變換器108(等效於各種變換器群組55)及輸出濾波器110。
如圖6中所展示，為鋰離子電池組之電池組56經由接觸器104而電連接至反相器123之輸入側，且反相器123之輸出側藉由三相交流線路而連接至電動馬達M。防止供電電流之急劇升高的預充電繼電器105與接觸器104並聯連接，由藉由電磁力而操作之機械接觸點所進行的開關控制施加至接觸器104。
在電池組管理單元(BMU)100中包括用於監視電池組56之電壓、溫度及其他特性之電路(ASIC)101、用於校正電池組電池之容量的分佈的電池平衡放電區段102，及控制此等元件之控制器103。
在BMU 100中之控制器103與作為控制反相器123之控制裝置的控制器122之間配置有恆流線路116、控制線路117、主開關線路118及CAN電信線路119。用於對過充電發警報之警報信號120係自BMU 100中之控制器103傳輸，且接觸器控制信號121係自用於反相器123之控制器122傳輸。
將來自以下各者之信號輸入至用於反相器123之控制器122：偵測電動馬達M之旋轉角的角度感測器124、偵測騎乘者操作節流桿之量的節流感測器125、偵測騎乘者是否坐於車座20上的車座開關(SW)126、偵測電動車輛1之側腳架(未圖示)是否收起的側腳架開關(SW)127，及偵測電動車輛之傾斜(橫傾角)的橫傾角感測器129。當偵測到電池組56之過充電時，作為警告裝置之蜂鳴器128根據來自控制器122之操作信號而操作。
恆流線路116連接至將自電池組56供應之大電流轉換成用於控制之電流的DC-DC區段106。在DC-DC區段106中包括一次側驅動單元107、DC-DC變換器108、輸出整流電路109、輸出濾波器110、將PWM信號供應至一次側驅動單元107之一次側驅動IC 113，及將PWM信號供應至輸出整流電路109之二次側驅動IC 114。將佔用信號115自控制器122供應至一次側驅動IC 113。防盜警報單元133及主開關(SW)136之每一端側連接至恆流線路116。
控制線路117連接至用於反相器123之控制器122。作為防盜警報單元133之操作指示燈的儀錶指示器132之一端連接至控制線路117。偵測車輛速度之車輛速度感測器連接至儀錶指示器132，且在車輛速度超過預定值時，儀錶指示器132充當速度警告燈。
諸如閃光信號燈之燈130、車頭燈10及一般電動設備131(諸如，用於冷卻電池組之風扇)連接至主開關線路118。主開關線路118之一端連接至自動斷電繼電器135，自動斷電繼電器135即使在主SW 136切斷時亦使得能夠進行車頭燈10及其他元件在預定條件下之操作。
如圖7中所展示，連接至電池組56之直流輸入輸出線路(A、B)及連接至商業AC電源供應器之AC插塞215以及其他元件連接至電池組充電器200。在電池組充電器200中包括輸入濾波器209、橋式二極體208、作為功率因數改良電路之PFC電路207、一次側驅動單元206、AC-DC變換器204、輸出整流電路203及輸出濾波器201。配置於一次側驅動單元206與AC-DC變換器204之間的過電流偵測電路212的信號輸入至PFC-PWM驅動IC 213，且其間，連接至輸出濾波器201之電壓偵測電路202的信號經由光耦合器205而輸入至PFC-PWM驅動IC 213。PFC電路207及一次側驅動單元206藉由自PFC-PWM驅動IC 213輸出之PWM信號210、214來驅動。來自用於反相器123之控制器122的佔用信號214(C)輸入至PFC-PWM驅動IC 213。
圖8展示本發明之另一個具體例之一實施例。在圖8中，將相同元件符號分配給具有與圖2及圖3中所展示之元件相同之組態的零件。
在此實施例中，電池組56係以一部分自擺動臂30曝露之狀態而固定。
更具體言之，藉由在內部形成有容納空間35之寬箱38中，在與開口側面相反之側面上，沿著連接至彎曲部分40之切割線，在容納空間35之底部附近在一端之側面上切去作為切口38b來操作在插入電池組之方向上刺穿容納空間35。
接下來，將描述以電池組56之一部分曝露於容納空間35之外的狀態之固定的方法。
首先，將形狀與切口38b相同之罐封蓋安裝於容納空間35之被刺穿部分上，且密封容納空間35之內部。罐封蓋亦可由與擺動臂30相同之材料形成，且亦可由另一種材料形成。
在此狀態下，如在上文所提及之實施例中，藉由使電池組56中之每一電池組電池與一導向凹槽44嚙合而自開口側面將電池組56插入至容納空間35中。
接下來，自容納空間35中之周圍注入具有流動性之罐封材料，且使所注入之罐封材料硬化。在罐封材料硬化之後，拆卸用於密封容納空間35之罐封蓋。使電池組56之末端自擺動臂30之容納空間35曝露，然而，電池組56之位置係藉由罐封材料來固定。另外，自容納空間35曝露之電池組56的末端之側面受罐封材料之塗層所保護。
根據此結構，可藉由用罐封材料覆蓋電池組56而使電池組56與擺動臂30整合，且可藉由切去擺動臂30之一部分(形成切口38b)來減少重量。
另外，可藉由使電池組56之一部分自擺動臂30曝露而增強電池組56之熱輻射之效應。
關於自容納空間35曝露的電池組56之末端處的一部分，亦可用由比組態擺動臂30之材料輕的零件製成的蓋來覆蓋該部分。
電池組56之自容納空間35曝露之末端處的該部分可藉由用形狀與切口38b相同之較輕蓋覆蓋該末端處之該部分而得到可靠保護，且可減少重量(與不向容納空間35設置切口38b之結構相比較)。
圖9及圖10展示本發明之另一具體例之一實施例。在圖9及圖10中，將相同元件符號分配給具有與圖2及圖3中所示之零件相同之組態的零件。
更具體言之，在圖2及圖3中所展示之電動車輛用電池組之實施例中，藉由自擺動臂30之側面將電池組56插入至容納空間35中而將板50配置於該側面上，然而，在圖9及圖10中所展示之實施例中，可藉由將容納空間35之開口配置於頂面上或配置於前部處(在前輪WF之側面上)而自頂面之側面或自前側插入電池組56，且將板50配置於背面上。可藉由使矩形形狀之電池組電池之較長邊在電池組56中在縱向方向上指向來減小擺動臂30之寬度。
根據此組態，由於板50可配置於容納空間35之最後的面上，故可藉由儘可能緊密地配置與電動馬達M有關之零件來減少諸如佈線之零件的數目，且此外，可減少電池組56與電動馬達M之間的佈線路徑。
當容納空間35之開口位於電動車輛之頂面的側面上且電池組56可經由該開口而插入時，藉由設置在上側上裝備有開口之容納空間35來促進電池組之安裝，此係因為所使用之正常電池組箱呈不能自上側插入電池組的形狀，擺動臂可替換等效於習知類型之電池組箱的零件，且該替換可有助於減少零件之數目及重量。
根據電動車輛用電池組之上文所提及之組態，不需要用於固持電池組56之專用箱，藉由將擺動臂30自身用於用於固持電池組56之箱從而將電池組56可靠地固定至擺動臂30而使得能夠減少零件之數目及重量。
由於重電池組56具有使得可自後側建置之結構，故不需要根據電池組56之形狀來部分地懸垂擺動臂30，從而增強車輛組裝之簡易性，且可將電池組可靠地固定至擺動臂30，從而有助於減少零件之數目及重量。
由於可藉由將電池組56直接固定至擺動臂30而將擺動臂30用於散熱器，故可增強冷卻電池組56之效應。
另外，可藉由簡化用於安裝電池組56之結構而使整個電池組單元緊湊，且可增強另一組態之設計(諸如，電動設備之配置)的自由度。
由此描述了本發明，且將顯見本發明可以許多方式變化。此等變化不應被視為脫離本發明之精神及範疇，且如熟習此項技術者所顯見之所有此等修改意欲包括於以下申請專利範圍之範疇內。
1．．．電動機車
2．．．車體框架
3．．．車頭管
4．．．主管
5．．．後部框架
6．．．前叉
7．．．輪軸
8．．．轉向把手
9．．．儀錶
10．．．車頭燈
11．．．把手蓋
12．．．護腿板
13．．．前整流罩
14．．．前擋泥板
15．．．底板框架
16．．．低台板
17．．．樞軸板
18．．．連桿
19．．．擺動軸
19a．．．通孔
20．．．車座
21．．．容納盒
22．．．後部車架
23．．．車座整流罩
24．．．尾燈
25．．．後擋泥板
26．．．後部減震器/後部緩衝墊
26a．．．通孔
30．．．擺動臂/擺動單元
32．．．輪軸
32a．．．螺帽
33．．．減速齒輪箱
34．．．輪子
35．．．容納空間
36．．．樞軸凸緣
37．．．安裝凸緣
38．．．寬箱
38a．．．通孔
38b．．．切口
39．．．臂部分
40．．．彎曲部分
41．．．減速齒輪箱
42．．．氣泡
44．．．導向凹槽
45．．．密封栓塞
46．．．耦接板
47．．．通孔
50．．．板
50a．．．控制板
50b．．．加熱元件板
50c．．．鋁板
51．．．熱敏電阻
52．．．輸入輸出濾波器群組
53．．．電容器(PFC電路)
54．．．電容器(AC-DC變換器)
55．．．各種變換器(DC-DC變換器)群組
56．．．電池組/電池組電池
57．．．擺動臂蓋
59．．．罐封材料
100．．．電池組管理單元(BMU)
101．．．電路(ASIC)
102．．．電池平衡放電區段
103．．．控制器
104．．．接觸器
105．．．預充電繼電器
106．．．DC-DC區段
107．．．一次側驅動單元
108．．．DC-DC變換器
109．．．輸出整流電路
110．．．輸出濾波器
111．．．PWM信號
112．．．PWM信號
113．．．一次側驅動IC
114．．．二次側驅動IC
115．．．佔用信號
116．．．恆流線路
117．．．控制線路
118．．．主開關線路
119．．．CAN電信線路
120．．．警報信號
121．．．接觸器控制信號
122．．．控制器
123．．．反相器
124．．．角度感測器
125．．．節流感測器
126．．．車座開關(SW)
127．．．側腳架開關(SW)
128．．．蜂鳴器
129．．．橫傾角感測器
130．．．燈
131．．．一般電動設備
132．．．儀錶指示器
133．．．防盜警報單元
134．．．車輛速度感測器
135．．．自動斷電繼電器
136．．．主開關(SW)
200．．．電池組充電器
201．．．輸出濾波器
202．．．電壓偵測電路
203．．．輸出整流電路
204．．．AC-DC變換器
205．．．光耦合器
206．．．一次側驅動單元
207．．．PFC電路
208．．．橋式二極體
209．．．輸入濾波器
210．．．PWM信號
212．．．過電流偵測電路
213．．．PFC-PWM驅動IC
214．．．PWM信號/佔用信號(C)
215．．．AC插塞
500．．．板狀端子
501．．．海綿橡膠
A．．．直流輸入輸出線路
B．．．直流輸入輸出線路
M．．．電動馬達
WF．．．前輪
WR．．．後輪
根據下文給予之詳細描述及附圖將能更充分地理解本發明，附圖係僅以舉例說明之方式給予且因此並非本發明之限制，且其中：
圖1為展示安裝有根據本發明之電動車輛用電池組的電動機車的左側視圖；
圖2展示根據本發明之電動車輛用電池組之具體例的一實施例，且為展示配置有電動車輛用電池組之擺動臂的左側視圖；
圖3為展示配置有圖2中所展示之電動車輛用電池組的擺動臂的俯視圖；
圖4為展示擺動臂之分解立體圖；
圖5為展示在罐封製程之後的狀態下的擺動臂的俯視圖；
圖6為展示應用於電動機車之電動系統之整個組態的方塊圖；
圖7為展示應用於電動機車之電動系統中之電池組充電器的組態的方塊圖；
圖8展示根據本發明之電動車輛用電池組之另一具體例，且為展示配置有電動車輛用電池組之擺動臂的俯視圖；
圖9展示根據本發明之電動車輛用電池組之另一具體例，且為展示配置有電動車輛用電池組之擺動臂的左側視圖；及
圖10為展示配置有圖9中所展示之電動車輛用電池組的擺動臂的俯視圖。
26a．．．通孔
30．．．擺動臂/擺動單元
35．．．容納空間
37．．．安裝凸緣
38．．．寬箱
38a．．．通孔
39．．．臂部分
40．．．彎曲部分
44．．．導向凹槽
45．．．密封栓塞
46．．．耦接板
47．．．通孔
50．．．板
50a．．．控制板
50b．．．加熱元件板
50c．．．鋁板
51．．．熱敏電阻
52．．．輸入輸出濾波器群組
53．．．電容器(PFC電路)
54．．．電容器(AC-DC變換器)
55．．．各種變換器(DC-DC變換器)群組
56．．．電池組/電池組電池
M．．．電動馬達

Claims (20)

  1. 一種電動車輛用電池組，該電池組經安裝以將電力供應至該電動車輛中之一電動馬達，該電動車輛設有一端耦接至一擺動軸且另一端支撐一後輪的一擺動臂及安裝於該擺動臂之該另一端之側面上且驅動該後輪的該電動馬達，其中該擺動臂設有：一容納空間，其在該擺動軸附近提供給該擺動臂；及一導向凹槽，其將該電池組定位於該容納空間中；且其中，藉由經由罐封材料固定以定位於該容納空間中之該電池組，將該電池組安裝於該擺動臂中。
  2. 如申請專利範圍第1項之電動車輛用電池組，其中，該電池組係由複數個矩形板狀電池組電池所組態，且為每個電池提供該容納空間中之該導向凹槽。
  3. 如申請專利範圍第1項之電動車輛用電池組，其中，用於釋放由該電池組所產生之高壓的一減壓通道係由固定該電池組之該罐封材料藉由使一密封栓塞與一鑽孔於該容納空間中之通孔嚙合，且在將該罐封材料注入至該容納空間中之後移除該密封栓塞來形成。
  4. 如申請專利範圍第1項之電動車輛用電池組，其中，一板配置於該擺動臂附近，該板由一用於控制該電動馬達之控制板或一設有一用於對該電池組充電之充電電路的加熱元件板所組態，且該板藉由該罐封材料固定。
  5. 如申請專利範圍第4項之電動車輛用電池組，其中，該板配置於該擺動臂之該側面上或背面上。
  6. 如申請專利範圍第4項之電動車輛用電池組，其中，該板固定至該電池組，且該板配置於該擺動臂附近。
  7. 如申請專利範圍第2項之電動車輛用電池組，其中，組態該電池組之該複數個電池組電池係以每一較長邊垂直指向而配置。
  8. 如申請專利範圍第1項之電動車輛用電池組，其中，該罐封材料為樹脂。
  9. 如申請專利範圍第8項之電動車輛用電池組，其中，該樹脂為樹脂塗層，且該電池組係按壓配合並固定於該樹脂塗層中。
  10. 如申請專利範圍第1項之電動車輛用電池組，其中，該擺動臂之該容納空間在上側上設有一開口。
  11. 如申請專利範圍第4項之電動車輛用電池組，其中，該加熱元件板固定至該控制板在該控制板之在一車體中之後側上，該控制板及該加熱元件板由該罐封材料環繞，且該加熱元件板上之發熱構件之一部分曝露於該罐封材料之外。
  12. 如申請專利範圍第1項之電動車輛用電池組，其中，該電池組由每個電池經封裝之層疊電池組電池的一聚集體來組態。
  13. 如申請專利範圍第1項之電動車輛用電池組，其中， 該容納空間在該電動車輛之側面上設有一用於插入該電池組之開口；且該電池組係自電動車輛之該側面插入至該擺動臂之該容納空間中並固定至該容納空間。
  14. 如申請專利範圍第13項之電動車輛用電池組，其中，該容納空間在與該開口相反之側面上設有一切口，該電池組之一端自該切口曝露；且該電池組係在該電池組之一部分自該擺動臂曝露之一狀態下固定於該容納空間中。
  15. 如申請專利範圍第14項之電動車輛用電池組，其中，安裝由比該擺動臂之材料輕的一零件形成的一蓋以代替該容納空間之該切口。
  16. 如申請專利範圍第13項之電動車輛用電池組，其中，該罐封材料為樹脂。
  17. 如申請專利範圍第16項之電動車輛用電池組，其中，該樹脂為樹脂塗層，且該電池組係按壓配合並固定於該樹脂塗層中。
  18. 如申請專利範圍第13項之電動車輛用電池組，其中，該電池組係由複數個矩形且板狀之電池組電池所組態，且每一電池係以一較長邊垂直指向而配置。
  19. 如申請專利範圍第13項之電動車輛用電池組，其中，該電池組由每個電池經封裝之層疊電池組電池的該聚集體 來組態。
  20. 如申請專利範圍第13項之電動車輛用電池組，其中，該板由一用於控制該電動馬達之控制板及一設有一用於對該電池組充電之充電電路的加熱元件板所組態，整合該電池組與該板，且該電池組與該板係以一整合狀態插入至該擺動臂中並固定至該擺動臂。
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