特許 6014510 バッテリパック

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6014510

(24)【登録日】2016年9月30日

(45)【発行日】2016年10月25日

(54)【発明の名称】バッテリパック

(51)【国際特許分類】

   H01M 2/10 20060101AFI20161011BHJP

【ＦＩ】

   H01M2/10 M

   H01M2/10 S

【請求項の数】2

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2013-23690(P2013-23690)

(22)【出願日】2013年2月8日

(65)【公開番号】特開2014-154398(P2014-154398A)

(43)【公開日】2014年8月25日

【審査請求日】2015年9月29日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】富士重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000383

【氏名又は名称】特許業務法人 エビス国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】稲越 賢司

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 博

(72)【発明者】

【氏名】小野寺 祐

(72)【発明者】

【氏名】本吉 拓弥

【審査官】 田中 永一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−１３３９７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０５４３２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／００５１２２６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−０５４３５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１１５４８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０５３１２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／０４６９９７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 実開昭６０−１７４２８１（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ ２／１０

Ｈ０５Ｋ ５／００ − ５／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

バッテリ及び該バッテリに接続される電気回路を支持する面を有する略板状の基台と、
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、
前記基台の前記面に設けられ、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されたときに前記電気回路への電力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、
前記カバー部材は、
前記開口部が、前記カバー部材が前記基台に取り付けられた状態で前記サービスプラグ接続部が挿抜可能な位置に形成され、
前記サービスプラグが前記開口部を介して前記サービスプラグ接続部と接続された状態で、前記サービスプラグの所定方向側の側面と当接又は近接する接部を有し、
前記基台の前記面に平行な方向で且つ前記所定方向と反対方向へ移動させることによって前記基台からの取り外しを行うことが可能なように構成されていることを特徴とするバッテリパック。

【請求項2】

前記接部は、前記開口部の開口周縁部に設けら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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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バッテリパックに関する。

【背景技術】

【0002】

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。

【0003】

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。

【0004】

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。

【0005】

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）。

【0006】

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。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開平０９−１０４２３９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

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。

【0009】

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。

【課題を解決するための手段】

【0010】

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面を有する略板状の基台と、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、前記基台の前記面に設けられ、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されたときに前記電気回路への電力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、前記カバー部材は、前記開口部が、前記カバー部材が前記基台に取り付けられた状態で前記サービスプラグ接続部が挿抜可能な位置に形成され、前記サービスプラグが前記開口部を介して前記サービスプラグ接続部と接続された状態で、前記サービスプラグの所定方向側の側面と当接又は近接する接部を有し、前記基台の前記面に平行な方向で且つ前記所定方向と反対方向へ移動させることによって前記基台からの取り外しを行うことが可能なように構成されていることにより解決される。

【0011】

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は、カバー部材に設けられた接部がサービスプラグの所定方向側と当接等するため、カバー部材を当該所定方向とは反対方向へ移動させることができないように構成されている。また、このカバー部材は、サービスプラグの挿入方向と直交する直交方向で且つ上記反対方向へ移動させたときにのみ基台から取り外すことができるように構成されている。

【0012】

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、サービスプラグが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。

【0013】

このように、上記構成では、サービスプラグを取り外さないまま、カバー部材を取り外してメンテナンス作業を行うといった事態を確実に防止することが可能である。

【発明の効果】

【0014】

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、バッテリ等のメンテナンス作業を安全に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】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。

【図2】バッテリパックの分解斜視図である。

【図3】基台及びカバー部材が組み付けられた状態におけるバッテリパックの要部拡大斜視図である。

【図4】サービスプラグが接続された状態におけるバッテリパックの要部拡大断面図である。

【図5】他の実施形態に係るバッテリパックの要部拡大斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施形態を、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は基台及びカバー部材が組み付けられた状態におけるバッテリパックの要部拡大斜視図、図４はサービスプラグが接続された状態におけるバッテリパックの要部拡大断面図である。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。

【0017】

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。

【0018】

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。

【0019】

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。

【0020】

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。

【0021】

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。

【0022】

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。

【0023】

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。

【0024】

また、基台１１の車幅方向両端部の所定位置には、それぞれ、後述する、カバー部材２１の切欠き部２８，２８に挿通させることが可能なカバー部材取付用軸部１２，１２が取り付けられている。

【0025】

カバー部材取付用軸部１２は、略棒形状を有し、基台１１に固定される固定部材１３に取り付けられている。カバー部材取付用軸部１２，１２は、固定部材１３，１３を介して基台１１に取り付けられた状態で、上方から視て、基台１１の車幅方向両端部からそれぞれ車幅方向外側へ向けて突出するように配置される。

【0026】

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。

【0027】

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。

【0028】

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。サービスプラグ３１は、カバー部材２１が基台１１に取り付けられた状態で、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）。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。

【0029】

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。

【0030】

図２及び図４に示すように、開口部２４の開口周縁部には、その車両後方側に、車両前方側で且つ下方へ向けて延設される略板状のストッパ片２５が設けられている。このストッパ片２５は、開口部２４の開口周縁部に一体的に成形されている。なお、ストッパ片２５と開口部２４の開口周縁部とを一体的に成形する場合に限られず、ストッパ片が形成された部材（別部材）を、開口部２４の開口周縁部に、ボルト等により取り付けることも可能である。なお、上記ストッパ片２５が特許請求の範囲に記載の「接部」に該当する。

【0031】

ストッパ片２５の下端部２５ａは、サービスプラグ３１が開口部２４を介してサービスプラグ接続部１７ａと接続された状態で、サービスプラグ３１の車両後方側の外周面から近接する位置（距離Ｌ１離れた位置）に配置されるようになっている。

【0032】

車幅方向側壁部２２ｂには、基台１１に取り付けられたカバー部材取付用軸部１２を挿通することが可能な切欠き部２８が形成されている。
切欠き部２８は、車幅方向側壁部の１２ｂの端部から上方へ向かって開口する長穴状の第１孔部２８ａと、第１孔部２８ａの上側部から連続し、車両前方へ向かって延びる長穴状の第２孔部２８ｂとを有している。

【0033】

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。

【0034】

このように形成されたカバー部材２１の基台１１への取り付けは、（１）まず、基台１１のカバー部材取付用軸部１２，１２が、第１孔部２８ａ，２８ａのそれぞれに挿入されるように、カバー部材２１を下方へ向けて移動させる。（２）次に、カバー部材２１を車両後方側へスライド移動させて、カバー部材取付用軸部１２，１２を、第２孔部２８ｂ，２８ｂの車両前方側に位置させる。（３）その後、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。これにより、カバー部材２１は、基台１１に対して固定される。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。

【0035】

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、（１）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を取り外した後、（２）カバー部材取付用軸部１２，１２が第１孔部２８ａ，２８ａの上側部に位置するまでカバー部材２１を車両前方側へスライド移動させ、（３）その後、カバー部材２１を上方へ向けて移動させることによって行われる。

【0036】

ここで、サービスプラグ３１は、上述したように、カバー部材２１が基台１１に取り付けられた状態で、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に接続されるようになっている。

【0037】

ここで、本実施形態では、図３に示すように、カバー部材２１が基台１１に取り付けられた状態で、カバー部材取付用軸部１２の車両前方側の外周面が、第１孔部２８ａの車両前方側から距離Ｌ２分、離れた位置に配置されるようにしている。
この距離Ｌ２は、サービスプラグ３１の車両後方側の周面からストッパ片２５の下端部２５ａからの距離Ｌ１（図４参照）よりも大きくなるように設定されている。

【0038】

このため、本実施形態では、基台１１にカバー部材２１が取り付けられ、且つ、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、カバー部材２１を、車両前方側へ移動させようとしても、カバー部材取付軸部１８が第１孔部２８ａに達する前に、カバー部材２１のストッパ片２５がサービスプラグ３１に当接するように構成されている。

【0039】

すなわち、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、カバー部材２１を基台１１から取り外そうとして車両前方側へ移動させても、カバー部材２１のストッパ片２５とサービスプラグ３１との当接によって、それ以上のカバー部材２１の移動が規制され、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構成されている。

【0040】

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に形成された開口部２４を介してサービスプラグ接続部１７ａに接続されている状態では、カバー部材２１のストッパ片２５がサービスプラグ３１の車両後方側の外周面と近接する位置に配置されるため、カバー部材２１を車両前方側へ所定距離（距離Ｌ１分）移動させた場合、ストッパ片２５とサービスプラグ３１とが当接し、それ以上、カバー部材２１が車両前方側へ移動することができないように構成されている。また、このカバー部材２１は、車両前方側へ所定距離（上記距離Ｌ２よりも大きな距離Ｌ２分）スライド移動させたときにのみ基台１１から取り外すことができるように構成されている。

【0041】

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に接続されている場合、基台１１から取り外すことができず、サービスプラグ３１がカバー部材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。

【0042】

このように、上記本実施形態では、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。

【0043】

また、本実施形態では、ストッパ片２５が、開口部２４の開口周縁部に形成されているため、その加工が容易である。

【0044】

なお、上述した実施形態では、上述したように、基台１１に、カバー部材取付用軸部１２を設けるとともに、カバー部材２１に、カバー部材取付用軸部１２を挿通することが可能な切欠き部２８を形成したが、これに限られず、例えば、カバー部材及び基台を、図５のように構成することも可能である。

【0045】

具体的に、基台１１´には、上述したカバー部材取付用軸部１２に代えて、当該基台１１´の所定位置に固定される板状の支持部材６１と、支持部材６１の上面から突設し先端部が車両前方側に指向する断面略Ｌ字状の鉤状部材６２とを設ける。

【0046】

一方、カバー部材２１´には、上述した切欠き部２８に代えて、その開口部２４´の開口周縁部に、断面Ｕ字状の移動規制片７１をその開口方向が車幅方向右側となるように取り付ける。なお、図５に示すように、この移動規制片７１は、（上述したストッパ片２５と同様の）ストッパ片２５´を有する取付部材７２に一体的に設けることも可能である。

【0047】

このように構成された、カバー部材２１´の基台１１´への取り付けは、（１）まず、カバー部材２１´の移動規制片７１を開口部２４´（の車両前方側）に挿入する。（２）次に、移動規制片７１の車両後方側が鉤状部材６２に当接するまで、カバー部材２１´を車両後方へ向けてスライド移動させる。（３）その後、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（図２参照）。これにより、カバー部材２１´は基台１１´に対して固定されることとなる。

【0048】

すなわち、本実施形態では、上述した実施形態と同様、ボルト５１を取り外した後、カバー部材２１´を車両前方へ向けてスライド移動しなければ、基台１１´からカバー部材２１´を取り外せないようになっている。

【0049】

また、本実施形態も、上述した実施形態と同様に、サービスプラグ３１が開口部２４´を介してサービスプラグ接続部１７ａ（図４参照）に接続された場合、基台１１´に対するカバー部材２１´の車両前方への移動がストッパ片２５´によって規制されるように構成されている。

【0050】

すなわち、本実施形態も、上述した実施形態と同様に、サービスプラグ３１がサービスプラグ接続部１７ａに接続されている場合（図４参照）、カバー部材２１´を基台１１´から取り外すことができず、サービスプラグ３１がカバー部材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、カバー部材２１´を基台１１´から取り外すことが可能なように構成されている。

【0051】

このように、本実施形態では、開口部２４´を介して、鉤状部材６２と移動規制片７１との嵌合状態を確認することが可能なため、基台１１´に対するカバー部材２１´の取り付けを容易に行うことが可能である。

【0052】

また、本実施形態では、ストッパ片２５´及び移動規制片７１を一体的に形成した場合、この一体的に形成された取付部材７２を、カバー部材２１´に取り付ければよいため、カバー部材２１´の製作を容易に行うことが可能である。

【0053】

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。

【符号の説明】

【0054】

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 カバー部材取付用軸部
１３ 固定部材
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
２５ ストッパ片
２５ａ 下端部
２８ 切欠き部
２８ａ 第１孔部
２８ｂ 第２孔部
３１ サービスプラグ
５０ ボルト
５１ ボルト
６１ 支持部材
６２ 鉤状部材
７１ 移動規制片
７２ 取付部材
Ｌ１ 距離
Ｌ２ 距離

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】