JP5975902B2

JP5975902B2 - バッテリパック

Info

Publication number: JP5975902B2
Application number: JP2013028225A
Authority: JP
Inventors: 賢司稲越; 拓弥本吉
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2013-02-15
Filing date: 2013-02-15
Publication date: 2016-08-23
Anticipated expiration: 2033-02-15
Also published as: JP2014157741A

Description

本発明は、バッテリ及びこれに接続された電気回路を収納するバッテリパックに係り、特に、電気回路に電力の供給が行われていないときにカバー部材の取り外しを行うことが可能なように構成されたバッテリパックに関する。

近年、電力を動力原として駆動する機器として、例えば、電気自動車やハイブリッドカーといった車両が知られている。

この種の車両には、モータを駆動等するための大容量のバッテリ（二次電池）及びこれに接続される電気回路（以下、「高電圧回路」と称す）が収納されたバッテリパックが搭載されるのが一般的である。

このような車両において、バッテリや高電圧回路のメンテナンス作業（点検整備）は、バッテリパックのカバー部材を取り外した状態で行われるが、バッテリから電気回路に出力される電力は高電圧であるため、感電を防止する観点から、カバー部材を取り外す前に、バッテリから供給される出力電圧を完全に遮断する必要がある。

そこで、上記バッテリから供給される出力電圧を遮断する技術として、例えば、高電圧回路にサービスプラグ（コネクタ）を設けたものが広く知られている（特許文献１参照）。

このような技術によれば、バッテリ等のメンテナンス作業を行う際、サービスプラグ（コネクタ）を取り外せば、バッテリと高電圧回路とが電気的に切り離されるため、カバー部材を取り外した、その後の作業（メンテナンス作業）を安全に行うことが可能となる。

特開平０９−１０４２３９号公報

上述したように、バッテリや高電圧回路のメンテナンス作業を安全に行うためには、サービスプラグの取り外しは必須である。しかしながら、特許文献１に記載の車両では、サービスプラグの取り外し以外の措置について何ら考慮されていないため、サービスプラグの取り外しを行わないまま、誤って、カバー部材の取り外しを行う可能性がある。

本発明は、上記不都合を解消するためになされたものであり、その目的は、バッテリや高電圧回路のメンテナンス作業をより安全に行うことが可能なバッテリパックを提供することにある。

前記課題は本発明に係るバッテリパックによれば、バッテリ及び該バッテリに接続された電気回路を支持する基台と、前記基台に対して着脱自在に設けられ、前記基台に取り付けられた状態で該基台を覆うカバー部材と、前記基台に設けられ、前記カバー部材に形成された開口部を介してサービスプラグが接続されたときに前記電気回路への電力の供給を行うとともに、前記サービスプラグとの接続が解除されたときに前記電気回路への電力の供給の停止を行うことが可能なサービスプラグ接続部とを備えたバッテリパックであって、前記基台には、前記サービスプラグ接続部が取り付けられる取付部位に隣接して係合部が設けられ、前記開口部の開口周縁部には、蓋部材が揺動自在に取り付けられ、前記蓋部材は、その前記開口部側で揺動する揺動端部に、前記サービスプラグが前記開口部に挿入された際に前記係合部と係合することが可能な被係合部を有することにより解決される。

上記構成では、サービスプラグがカバー部材に形成された開口部を介してサービスプラグ接続部に接続されている状態で、カバー部材の開口周縁部に（揺動自在に）取り付けられる蓋部材の被係合部が、基台の係合部と係合するように構成されている。一方、サービスプラグがカバー部材の開口部から引き抜かれた状態では、蓋部材の被係合部と基台の係合部との係合状態が解除されることが可能なように構成されている。

すなわち、このように構成されたバッテリパックによれば、カバー部材は、サービスプラグがサービスプラグ接続部に接続されている場合、基台から取り外すことができず、サービスプラグをカバー部材に形成された開口部から引き抜かれたときにはじめて、基台から取り外すことが可能なように構成されている。

従って、上記構成では、サービスプラグを取り外さないまま、カバー部材を基台から取り外してメンテナンス作業を行うといった事態を防止することが可能である。

以上のように、本発明に係るバッテリパックによれば、簡単な構成で、バッテリや高電圧回路のメンテナンス作業を安全に行うことができる。

本発明の実施の一形態に係る車両の後方側に配置されたバッテリパックの斜視図である。バッテリパックの分解斜視図である。サービスプラグがサービスプラグ接続部に接続される前の状態を示すバッテリパックの断面図である。サービスプラグがサービスプラグ接続部に接続された後の状態を示すバッテリパックの断面図である。

以下、本発明の一実施形態を、図面に基づいて説明する。図１は本発明の実施の一形態に係る車両の後方側に配置されたバッテリパックの斜視図、図２はバッテリパックの分解斜視図、図３はサービスプラグがサービスプラグ接続部に接続される前の状態を示すバッテリパックの断面図、図４はサービスプラグがサービスプラグ接続部に接続された後の状態を示すバッテリパックの断面図である。なお図中ＦＲは車両後方を、ＵＰは車両上方をそれぞれ示している。また、以下の説明における左右方向は、車両前方を向いた状態での左右方向を意味する。

図１に示すように、本実施形態に係る車両１は、エンジンとモータとの両方で走行することが可能なハイブリッドカー又はモータのみで走行する電気自動車であり、車両後方側にバッテリパック１０が取り付けられている。

車両１は、車幅方向両側のそれぞれに配置され、車両前後方向に延設される一対のリアサイドフレーム２，２と、リアサイドフレーム２，２に車両前後方向に所定間隔をあけて架設される一対のクロスメンバ３，３とを備えている。

図１及び図２に示すように、バッテリパック１０は、基台１１と、この基台１１に対して着脱可能なカバー部材２１とを備えている。カバー部材２１は、基台１１に取り付けられた状態で、基台１１を上方から覆うように構成されている。なお、上記基台１１と、カバー部材２１とが、それぞれ、特許請求の範囲に記載の「基台」と、「カバー部材」とに該当する。

基台１１は、略板状に形成され、車両前後方向の両端部に、それぞれ、クロスメンバ３取付用のボルト５０を挿通することが可能な複数（本実施形態では車両前後方向両端部のそれぞれに２個ずつ）のボルト挿通孔１１ａと、カバー部材２１取付用のボルト５１を挿通することが可能な複数（本実施形態では車両前後方向両端部のそれぞれに２個ずつ）のボルト挿通孔１１ｂとが形成されている。

基台１１は、ボルト挿通孔１１ａにボルト５０を挿通して締め込むことにより、クロスメンバ３に固定することが可能となっている。

この基台１１には、その所定位置に、複数のバッテリモジュールが直列接続されたバッテリ１６と、このバッテリ１６に電気的に接続される高電圧回路１７とが取り付けられている。

高電圧回路１７は、サービスプラグ３１（図４参照）を接続することが可能なサービスプラグ接続部１７ａや、リレースイッチ（図示省略）等の電気装置を含み、これら電気装置はハーネス等のケーブルを介してバッテリ１６と電気的に接続されている。なお、上記サービスプラグ３１とサービスプラグ接続部１７ａとが、それぞれ、特許請求の範囲に記載の「サービスプラグ」と、「サービスプラグ接続部」とに該当する。

サービスプラグ接続部１７ａの周囲には、その車両前方側と車両後方側とに、それぞれ、断面略Ｌ字状の一対の係合部１２，１２が対向して設けられている。係合部１２は、断面略Ｌ字状に形成され、基台１１の上面から上方へ突出する略板状の突出片部１２ａと、突出片部１２ａの上端部から屈曲してサービスプラグ接続部１７ａの中央部Ｃ１（図３参照）側へ向けて延びる延設片部１２ｂとを有している。突出片部１２ａ，１２ａは、それぞれ、サービスプラグ接続部１７ａの中央部Ｃ１から車両前後方向に略同一距離離間した位置に設けられている。なお、上記係合部１２が特許請求の範囲に記載の「係合部」に該当する。

カバー部材２１は、カバー部材本体部２２と、フランジ部２３とを備え、これらは一体的に形成されている。このカバー部材２１は、例えば、絶縁性を有する部材（例えば、樹脂）等により形成されている。

カバー部材本体部２２は、中空直方体状を有し、基台１１に取り付けられた状態で、車両上方側に位置する板状の上板部２２ａと、上板部２２ａの車幅方向両端部からそれぞれ屈曲し下方へ延びる一対の車幅方向側壁部２２ｂ，２２ｂと、上板部２２ａの車両前後方向両端部からそれぞれ屈曲し、下方へ延びる一対の車両前後方向側壁部２２ｃ，２２ｃとを備えている。

上板部２２ａの所定位置には、サービスプラグ３１を挿通することが可能な略矩形状の開口部２４が形成されている。開口部２４の開口中心部Ｃ２は、サービスプラグ接続部１７ａの中央部Ｃ１の略真上に位置するように配置されている（図３参照）。なお、上記開口部２４が特許請求の範囲に記載の「開口部」に該当する。

サービスプラグ３１は、開口部２４を介して、基台１１に取り付けられたサービスプラグ接続部１７ａと接続することが可能となっている（図４参照）。

サービスプラグ３１は、サービスプラグ接続部１７ａに接続されると、バッテリ１６に直列的に接続され、これにより、バッテリ１６から高電圧回路１７に電力を供給することが可能となる。換言すれば、サービスプラグ３１が、サービスプラグ接続部１７ａから取り外された状態では、バッテリ１６から高電圧の電力が高電圧回路１７に供給されることがないため、基台１１からカバー部材２１から取り外して、バッテリ１６や高電圧回路１７のメンテナンス作業を安全に行うことが可能となる。

開口部２４の開口周縁部２４ａは、それぞれ、下方へ向けて傾斜するように設けられている。

図３及び図４に示すように、開口周縁部２４ａのうち、車両前後方向に位置する一対の開口周縁部２４ａには、それぞれ、揺動軸２６，２６が車幅方向に沿って取り付けられ、この揺動軸２６，２６に、蓋部材２５，２５が揺動自在に軸支されている。なお、上記蓋部材２５が特許請求の範囲に記載の「蓋部材」に該当する。

蓋部材２５，２５は、それぞれ、開口部２４を閉じる閉位置と、開口部２４を開口する開位置との間を移動することが可能となっている。この揺動軸２６には、例えば、捩じりコイルばね（図示省略）が取り付けられ、蓋部材２５は、通常、捩じりコイルばねの付勢力によって閉位置に維持されている。詳しくは後述するが、蓋部材２５，２５は、サービスプラグ３１が開口部２４を介して挿入された際、捩じりコイルばねの付勢力に抗して、閉位置から開位置に移動するように構成されている。

蓋部材２５は、閉位置に位置している状態（図３参照）で、揺動軸２６に軸支され、当該揺動軸から上方且つ開口中心部Ｃ２へ向けて傾斜して延びる略板状の揺動軸取付片部２５ａと、揺動軸取付片部２５ａの開口中心部Ｃ２側の端部から屈曲して当該開口中心部Ｃ２へ向けて略水平に延びる第１傾斜片部２５ｂと、第１傾斜片部２５ｂの開口中心部Ｃ２側の端部から屈曲して下方且つ開口中心部Ｃ２へ向けて傾斜して延びる第２傾斜片部２５ｃと、第２傾斜片部２５ｃの開口中心部Ｃ２側の端部から屈曲して下方へ延びる第３傾斜片部２５ｄとを有している。

蓋部材２５，２５は、閉位置に位置している状態で、第３傾斜片部２５ｄ，２５ｄが、対向配置され、サービスプラグ３１がサービスプラグ接続部１７ａに接続された状態（開位置にある状態、図４参照）で、基台１１の係合部１２に係合するようなっている。なお、上記第３傾斜片部２５ｄが特許請求の範囲に記載の「揺動端部」及び「被係合部」に該当する。

また、蓋部材２５，２５は、サービスプラグ３１がサービスプラグ接続部１７ａに接続された状態（開位置にある状態）で、第１傾斜片部２５ｂ，２５ｂが、サービスプラグ３１の外周面に、それぞれ、当接するようになっている。なお、上記第１傾斜片部が特許請求の範囲に記載の「当接部」に該当する。

図２に示すように、フランジ部２３，２３は、略板状に形成され、車両前後方向側壁部２２ｃ，２２ｃの下端部の所定位置から、それぞれ、車両前後方向に相反する方向に延びている。このフランジ部２３には、その所定位置に、基台１１取付用のボルト５１を挿通することが可能なボルト挿通孔２３ａが複数（本実施形態ではそれぞれ２個）形成されている。

このように構成されたカバー部材２１は、フランジ部２３のボルト挿通孔２３ａと、基台１１のボルト挿通孔１１ｂとにボルト５１を挿通して締め込むことにより、基台１１に対して取り付けられるようになっている。この状態では、基台１１に取り付けられたバッテリ１６や高電圧回路１７が、カバー部材２１によって上方から覆われることとなる。

一方、カバー部材２１の基台１１からの取り外しは、上記取り付け手順とは逆の手順、すなわち、フランジ部２３のボルト挿通孔２３ａと、基台１１のボルト挿通孔１１ｂとに挿通されたボルト５１を取り外すことにより行われる。

次に、カバー部材２１に取り付けられた蓋部材２５，２５の動作について図３及び図４を参照して説明する。

図３に示すように、開口部２４を介してサービスプラグ３１が挿入されていない状態では、捩じりコイルばねの付勢力によって閉位置に維持されている。すなわち、本実施形態では、この状態で、開口部２４を介したバッテリパック１０内部への塵埃等の異物の進入を抑制することが可能となっている。

一方、図４に示すように、開口部２４を介してサービスプラグ３１が挿入されると、サービスプラグ３１の下端部と当接する蓋部材２５，２５は、サービスプラグ３１の下方への移動に伴って、閉位置から開位置へ向かって移動することとなる。そして、サービスプラグ３１がサービスプラグ接続部１７ａに接続されると、蓋部材２５，２５は、第３傾斜片部２５ｄ，２５ｄが、それぞれ、基台１１の係合部１２，１２に係合する開位置に位置することとなる。

この状態では、上述したように、第３傾斜片部２５ｄ，２５ｄと、基台１１の係合部１２，１２とが係合しているため、フランジ部２３のボルト挿通孔２３ａと、基台１１のボルト挿通孔１１ｂとに挿通されたボルト５１を取り外しても、基台１１からカバー部材２１を取り外すことができないようになっている。

また、この状態では、蓋部材２５，２５の第１傾斜片部２５ｂ，２５ｂが、サービスプラグ３１の車両前後方向の外周面と当接する構成されている。すなわち、本実施形態では、サービスプラグ接続部１７ａに接続されたサービスプラグ３１が不用意に移動してしまうことを抑制することができるため、サービスプラグ３１とサービスプラグ接続部１７ａとの接続状態を良好に維持することが可能となっている。

他方、サービスプラグ３１を、開口部２４を介して引き抜いていくと、蓋部材２５，２５は、徐々に、捩じりコイルばねの付勢力によって、開位置から閉位置へ向けて移動することとなる。その後、サービスプラグ３１が開口部２４から完全に引き抜かれると、蓋部材２５，２５は、図３に示す開位置に位置することとなる。

この状態では、第３傾斜片部２５ｄ，２５ｄと、基台１１の係合部１２，１２との係合状態が解除されているため、フランジ部２３のボルト挿通孔２３ａと、基台１１のボルト挿通孔１１ｂとに挿通されたボルト５１を取り外すことによって、カバー部材２１を基台１１から取り外すことが可能となる。

このように、本実施形態では、サービスプラグ３１がカバー部材２１の開口部２４を介してサービスプラグ接続部１７ａに接続されている場合、蓋部材２５，２５の第３傾斜片部２５ｄ，２５ｄが、それぞれ、基台１１の係合部１２，１２と係合するように構成されている。一方、サービスプラグ３１がカバー部材２１の開口部２４から引き抜かれた場合、第３傾斜片部２５ｄ，２５ｄと基台１１の係合部１２，１２との係合状態が解除されるようになっている。

すなわち、このように構成されたバッテリパック１０によれば、カバー部材２１は、サービスプラグ３１がサービスプラグ接続部１７ａに接続されている状態では、基台１１から取り外すことができず、サービスプラグ３１をカバー部材２１に形成された開口部２４から引き抜かれたときにはじめて、基台１１から取り外すことが可能なように構成されている。

このように、本実施形態では、サービスプラグ３１の取り外しを行わないまま、カバー部材２１を基台１１から取り外してメンテナンス作業を行うといった事態を防止することが可能である。

また、本実施形態では、サービスプラグ３１がサービスプラグ接続部１７ａに接続された状態で、蓋部材２５，２５の第１傾斜片部２５ｂ，２５ｂが、サービスプラグ３１を車両前後方向から挟み込むようにしている。このため、サービスプラグ接続部１７ａに接続されたサービスプラグ３１が不用意に移動してしまうことを抑制することができ、その結果、サービスプラグ３１とサービスプラグ接続部１７ａとの接続状態を良好に維持することが可能である。

さらに、本実施形態では、サービスプラグ接続部１７ａに接続されたサービスプラグ３１が、開口部２４から引き抜かれると、捩じりコイルばねの付勢力によって、蓋部材２５，２５は、閉位置に移動するように構成されている。すなわち、本実施形態では、サービスプラグ３１が開口部２４に挿入されていない状態で、開口部２４を介したバッテリパック１０内への塵埃等の異物の進入を抑制することが可能となっている。

なお、本実施形態では、カバー部材２１の開口周縁部２４ａに、一対（２枚）の蓋部材２５を取り付けたが、この蓋部材２５は、１枚であってもよく、また、３枚以上とすることも可能である。この際、基台１１には、蓋部材２５の数に対応して、係合部１２を設ければよい。

また、本実施形態では、サービスプラグ３１がサービスプラグ接続部１７ａに接続された状態で、蓋部材２５，２５（第１傾斜片部２５ｂ，２５ｂ）がサービスプラグ３１の外周面に当接するように構成したが、当接しないように構成することも可能である。

以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、この実施形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により、本発明は限定されることはない。すなわち、この実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論であることを付け加えておく。

１車両
２リアサイドフレーム
３クロスメンバ
１０バッテリパック
１１基台
１１ａボルト挿通孔
１１ｂボルト挿通孔
１２係合部
１２ａ突出片部
１２ｂ延設片部
１６バッテリ
１７高電圧回路
１７ａサービスプラグ接続部
２１カバー部材
２２カバー部材本体部
２２ａ上板部
２２ｂ車幅方向側壁部
２２ｃ車両前後方向側壁部
２３フランジ部
２３ａボルト挿通孔
２４開口部
２４ａ開口周縁部
２５蓋部材
２５ａ揺動軸取付片部
２５ｂ第１傾斜片部
２５ｃ第２傾斜片部
２５ｄ第３傾斜片部
２６揺動軸
３１サービスプラグ
５０ボルト
５１ボルト
Ｃ１中央部
Ｃ２開口中心部

Claims

バッテリ及び該バッテリに接続された電気回路を支持する基台と、
前記基台に対して着脱自在に設けられ、前記基台に取り付けられた状態で該基台を覆うカバー部材と、
前記基台に設けられ、前記カバー部材に形成された開口部を介してサービスプラグが接続されたときに前記電気回路への電力の供給を行うとともに、前記サービスプラグとの接続が解除されたときに前記電気回路への電力の供給の停止を行うことが可能なサービスプラグ接続部とを備えたバッテリパックであって、
前記基台には、前記サービスプラグ接続部が取り付けられる取付部位に隣接して係合部が設けられ、
前記開口部の開口周縁部には、蓋部材が揺動自在に取り付けられ、
前記蓋部材は、その前記開口部側で揺動する揺動端部に、前記サービスプラグが前記開口部に挿入された際に前記係合部と係合することが可能な被係合部を有することを特徴とするバッテリパック。
前記蓋部材は、一対の蓋材からなり、
前記係合部は、前記基台に複数設けられ、前記一対の蓋材の前記被係合部のそれぞれと係合するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のバッテリパック。
前記蓋部材は、前記サービスプラグが前記サービスプラグ接続部に接続された状態で、前記サービスプラグの外周面に当接する当接部を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のバッテリパック。
前記蓋部材は、前記サービスプラグが前記開口部から引き抜かれると、前記開口部を閉じる位置へ移動するように構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のバッテリパック。