特許 6237299 制御装置

(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】6237299

(24)【登録日】2017年11月10日

(45)【発行日】2017年11月29日

(54)【発明の名称】制御装置

(51)【国際特許分類】

   H05K 7/02 20060101AFI20171120BHJP

【ＦＩ】

   H05K7/02 Z

【請求項の数】6

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2014-23338(P2014-23338)

(22)【出願日】2014年2月10日

(65)【公開番号】特開2015-153759(P2015-153759A)

(43)【公開日】2015年8月24日

【審査請求日】2016年12月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(72)【発明者】

【氏名】前田 和樹

(72)【発明者】

【氏名】加藤 崇行

(72)【発明者】

【氏名】植田 浩生

【審査官】 白石 圭吾

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−２０６７９５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｋ ７／０２

Ｈ０５Ｋ ７／１８

Ｈ０１Ｍ ２／１０

Ｇ０６Ｆ １／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電池モジュールを制御するための制御装置であって、
当該制御装置を起動させるための起動用配線が接続される起動用コネクタと、他のコネクタと、を含む複数のコネクタを備え、
開口部を有する箱状の筐体内に配置されて前記筐体に固定されており、
前記起動用コネクタは、前記筐体の前記開口部と前記起動用コネクタとの間に前記他のコネクタが介在しないように配置されている、
ことを特徴とする制御装置。

【請求項2】

前記起動用コネクタは、前記起動用配線のうちの当該制御装置に電力を供給する配線が接続される電源用コネクタを含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。

【請求項3】

スイッチをさらに備え、
前記起動用コネクタは、前記起動用配線のうちの前記スイッチをオン状態とするための電力を供給する配線が接続されるスイッチ用コネクタを含む、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の制御装置。

【請求項4】

前記筐体は、第１の壁部と、前記第１の壁部から立設され前記開口部を規定する第２の壁部と、を有し、
前記複数のコネクタは、当該制御装置における前記第２の壁部に対向する面に設けられており、
前記起動用コネクタは、前記複数のコネクタのうち最も前記開口部側に設けられている、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の制御装置。

【請求項5】

前記筐体は、第１の壁部と、前記第１の壁部から立設され前記開口部を規定する第２の壁部と、を有し、
前記起動用コネクタは、当該制御装置における前記開口部に対向する面に設けられている、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の制御装置。

【請求項6】

前記電池モジュールは、複数の電池ユニットを含み、
前記起動用コネクタは、前記起動用配線のうちの当該制御装置に電力を供給する配線が接続される電源用コネクタと、前記電池ユニットの温度及び電圧を示す信号を取得するための監視ＥＣＵコネクタと、を含み、
前記筐体は、第１の壁部と、前記第１の壁部から立設され前記開口部を規定する第２の壁部と、を有し、
当該制御装置は、前記第２の壁部に対向する一方の側面と、前記一方の側面の反対側において前記第２の壁部に対向する他方の側面と、を備え、
前記電源用コネクタは、前記一方の側面に配置されており、
前記監視ＥＣＵコネクタは、前記他方の側面に配置されている、
請求項１に記載の制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電池モジュールを制御するための制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、電子機器が記載されている。この電子機器は、配線基板が取り付けられた取り付け金具を、取り付けねじを用いて取り付け体に螺着して構成されている。配線基板の接続コネクタは、取り付け金具の背面を除く３つの側面から露呈する構成とされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００１−１１１２４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の電子機器においては、上述したように、配線基板の接続コネクタが、取り付け金具の３つの側面から露呈されているので、その３つの側面のいずれの側からも作業を行うことができる。

【0005】

ところで、例えば上述したような電子機器は、開口部を有する箱状の筐体内に収容して用いる場合がある。そのような場合には、筐体の開口部からみて手前側の接続コネクタへの配線の接続を行った後に、奥側の接続コネクタに配線の接続を行おうとすると、先に設けられた配線や筐体の壁部が邪魔になり、効率よく配線の接続作業が行えない場合がある。したがって、筐体の開口部からみて奥側の接続コネクタから先に配線の接続を行うことが考えられる。

【0006】

しかしながら、例えば奥側の接続コネクタが電子機器に電力を供給する配線が接続される電源用コネクタである場合には、そのコネクタへの配線の接続により電子機器に電力が供給された状態において、他の手前側の接続コネクタへの配線の接続を行うこととなる。このことは、電子機器の故障の原因になるおそれがある。

【0007】

本発明は、そのような事情に鑑みてなされたものであり、故障が生じることを抑制しつつ効率よく配線の接続作業が可能となる制御装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、本発明に係る制御装置は、電池モジュールを制御するための制御装置であって、当該制御装置を起動させるための起動用配線が接続される起動用コネクタを含む複数のコネクタを備え、開口部を有する箱状の筐体内に配置されて筐体に固定されており、起動用コネクタは、筐体の開口部と起動用コネクタとの間に他の前記コネクタが介在しないように配置されている、ことを特徴とする。

【0009】

この制御装置においては、複数のコネクタのうちの当該制御装置を起動させるための起動用配線が接続される起動用コネクタが、この起動用コネクタと筐体の開口部との間に他のコネクタが介在しないように配置されている。このため、故障が生じることを抑制するために、起動用コネクタへの起動用配線の接続により制御装置が起動可能な状態となる前に他のコネクタへの配線の接続を行っても、その配線が起動用コネクタの配線の接続作業の邪魔になりにくい。よって、この制御装置によれば、故障が生じることを抑制しつつ効率よく配線の接続作業を行うことが可能となる。

【0010】

本発明に係る制御装置においては、起動用コネクタは、起動用配線のうちの当該制御装置に電力を供給する配線が接続される電源用コネクタを含んでもよい。この場合、電源用コネクタへの当該配線の接続によって制御装置に電力を供給する前に、その他のコネクタへの配線の接続を行えば、故障が生じることを確実に抑制可能である。

【0011】

本発明に係る制御装置は、スイッチをさらに備え、起動用コネクタは、起動用配線のうちのスイッチをオン状態とするための電力を供給する配線が接続されるスイッチ用コネクタを含んでもよい。この場合、スイッチ用コネクタへの当該配線が接続されスイッチがオン状態とされる前に、その他のコネクタへの配線の接続を行えば、故障が生じることを確実に抑制することが可能である。

【0012】

本発明に係る制御装置においては、筐体は、第１の壁部と、第１の壁部から立設され開口部を規定する第２の壁部と、を有し、複数のコネクタは、当該制御装置における第２の壁部に対向する面に設けられ、起動用コネクタは、複数のコネクタのうち最も開口部側に設けられてもよい。

【0013】

或いは、本発明に係る制御装置においては、筐体は、第１の壁部と、第１の壁部から立設され開口部を規定する第２の壁部と、を有し、起動用コネクタは、当該制御装置における開口部に対向する面に設けられてもよい。

【0014】

これらのいずれの場合にも、複数のコネクタのうちの起動用コネクタが、起動用コネクタと筐体の開口部との間に他のコネクタが介在しないように配置されることとなる。よって、故障が生じることを抑制しつつ効率よく配線の接続作業を行うことが可能である。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、故障が生じることを抑制しつつ効率よく配線の接続作業が可能となる制御装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本実施形態に係る制御装置を含む電池パックの構成を示す模式図である。

【図2】図１のII−II線に沿っての模式的な断面図である。

【図3】図１，２に示された制御装置の変形例を示す模式的な断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明に係る制御装置の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一の要素同士、或いは相当する要素同士には、互いに同一の符号を付し、重複する説明を省略する場合がある。

【0018】

図１は、本実施形態に係る制御装置を含む電池パックの構成を示す図である。特に、図１の（ａ）は電池パックの模式的な正面図であり、図１の（ｂ）は、図１の（ａ）のIb−Ib線に沿っての模式的な断面図である。図２は、図１のII−II線に沿っての模試的な断面図である。図１，２に示されるように、電池パック１は、筐体１０と、電池モジュール２０と、制御装置３０と、を備えている。

【0019】

筐体１０は、第１の壁部１１と、第１の壁部１１に立設された第２の壁部１２と、を含む。第１の壁部１１は、例えば、矩形板状を呈している。第２の壁部１２は、例えば、第１の壁部１１の外縁に沿うように矩形環状を呈している。したがって、筐体１０は、第１の壁部１１と第２の壁部１２とによって、例えば、開口部１３を有する矩形箱状（有底筒状）に構成されている。第２の壁部１２は、筐体１０の開口部１３を規定する。より具体的には、筐体１０の開口部１３は、第２の壁部１２における第１の壁部１１と反対側の縁部１２ｅによって規定される。筐体１０の開口部１３は、蓋体４０により封止され得る。

【0020】

電池モジュール２０は、筐体１０内に配置され、筐体１０に固定されている。ここでは、電池モジュール２０は、所定の固定部材（不図示）を介して、筐体１０の第１の壁部１１に固定されている。電池モジュール２０は、複数の電池ユニット２１を一体化することにより構成される。複数の電池ユニット２１は、例えば、所定の方向に配列された状態において、その所定の方向の両側に配置された一対のエンドプレート（不図示）により互いに固定され、一体化される。

【0021】

各電池ユニット２１は、例えば、リチウム二次電池等の非水電解質二次電池である電池セルを含む。電池モジュール２０は、例えば、電池ユニット２１の温度や電圧を監視するための監視ＥＣＵ（Electronic Control Unit）やＦＥＴリレー（いずれも不図示）等の電子部品を含む。同図においては、単一の電池モジュール２０が示されているが、電池パック１は、複数の電池モジュール２０を備え得る。その場合には、各々の電池モジュール２０が上述したような監視ＥＣＵやＦＥＴリレー等の電子部品を含む。

【0022】

制御装置３０は、例えばコンピュータを主体として構成される制御ＥＣＵである。制御装置３０は、筐体１０内に配置され、筐体１０に固定されている。ここでは、制御装置３０は、所定の固定部材（不図示）を介して、筐体１０の第１の壁部１１に固定されている。制御装置３０は、スイッチ（不図示）を有している。このスイッチは、後述する電源用コネクタ３３と監視ＥＣＵ用コネクタ３７とを結ぶ配線上に直列に接続されるものであり、スイッチがオン状態とされることにより、電源用コネクタ３３と監視ＥＣＵ用コネクタとを電気的に接続するものである。さらに詳述すると、スイッチは、例えば、電力が供給される（電圧が印可される）ことによりオン状態となるものであり、電子素子等によって構成される。

【0023】

制御装置３０は、電池モジュール２０を制御する。一例として、制御装置３０は、電池モジュール２０の監視ＥＣＵに電気的に接続され、監視ＥＣＵからの信号に基づいて２０の状態を制御する。また、一例として、制御装置３０は、外部の充電スタンドのＥＣＵ（不図示）と電池モジュール２０との双方に電気的に接続され、電池モジュール２０の充電を制御する。さらに、一例として、制御装置３０は、電池パック１が搭載される車両の機台のＥＣＵ（不図示）と電池モジュール２０との双方に電気的に接続され、車両からの要求に応じて電池モジュール２０から車両への供給電力量を制御する。

【0024】

そのような制御のために、制御装置３０は、通信線や電力線等の配線が接続される複数のコネクタ３１を含む。複数のコネクタ３１は、一例として、電源用コネクタ３３、スイッチ用コネクタ３４、充電用コネクタ３５、機台用コネクタ３６、及び監視ＥＣＵ用コネクタ３７を含む。特に、複数のコネクタ３１は、制御装置３０を起動するための起動用配線が接続される起動用コネクタ３２を含む。ここでは、電源用コネクタ３３及びスイッチ用コネクタ３４は、この起動用コネクタに含まれる。また、ここでは、後述するように、監視ＥＣＵ用コネクタ３７も、電源用コネクタとして起動用コネクタ３２に含まれる。

【0025】

電源用コネクタ３３は、起動用配線の接続によって、電池モジュール２０に電気的に接続される。これにより、例えば、起動用配線及び電源用コネクタ３３を介して制御装置３０にプラス側の電位が付与される。また、監視ＥＣＵ用コネクタ３７は、起動用配線の接続によって、電池モジュール２０に電気的に接続される。これにより、例えば、起動用配線及び監視ＥＣＵ用コネクタ３７を介して制御装置３０にマイナス側の電位が付与される。

【0026】

このような電源用コネクタ３３及び監視ＥＣＵ用コネクタ３７への起動用配線の接続により、制御装置３０に電力が供給され得る状態となる。つまり、電源用コネクタ３３及び監視ＥＣＵ用コネクタ３７は、起動用配線のうち、制御装置３０に電力を供給するための配線が接続されるコネクタである。

【0027】

一方、スイッチ用コネクタ３４は、制御装置３０内のスイッチと電気的に接続されており、起動用配線が接続される。これにより、起動用配線からスイッチをオン状態とするための電力が供給されると、制御装置３０のスイッチがオン状態となる。つまり、スイッチ用コネクタ３４は、起動用配線のうち、制御装置３０内のスイッチをオン状態とするため電力を供給する配線が接続されるコネクタである。なお、本実施形態の起動用配線は、筐体１０の外側に設けられた外部スイッチ５０に接続されており、外部スイッチ５０の操作によって起動用配線への電力を供給するか否かを切り替えることができるようになっている。

【0028】

以上のように、制御装置３０にあっては、電源用コネクタ３３及び監視ＥＣＵ用コネクタ３７と電池モジュール２０とが起動用配線によって互いに接続されることで制御装置３０への電力の供給が可能な状態となり、且つ、制御装置３０内のスイッチに接続されたスイッチ用コネクタ３４と外部スイッチ５０に接続された起動用配線とが互いに接続された状態で外部スイッチ５０が操作されて起動用配線へ電力が供給されると、スイッチがオン状態となり、制御装置３０へ電力が供給される。

【0029】

なお、充電用コネクタ３５は、所定の配線が接続されることにより、外部の充電スタンドのＥＣＵに電気的に接続される。また、機台用コネクタ３６は、所定の配線が接続されることにより、車両の機台のＥＣＵに電気的に接続される。さらに、監視ＥＣＵ用コネクタ３７は、上述したような電力の供給の目的とは別に、電池モジュール２０の制御のための信号（例えば電池温度や電圧を示す信号）を取得する目的から、所定の配線の接続により監視ＥＣＵに電気的に接続される。

【0030】

ここで、起動用コネクタ３２のうちの電源用コネクタ３３及びスイッチ用コネクタ３４、充電用コネクタ３５、並びに機台用コネクタ３６は、制御装置３０の一方の側面３０ａ側に並んで配置されている。また、起動用コネクタ３２のうちの監視ＥＣＵ用コネクタ３７は、制御装置３０の他方の側面３０ｂ側に配置されている。制御装置３０の側面３０ａ，３０ｂは、筐体１０の第２の壁部１２の内面に対向する面である。

【0031】

特に、起動用コネクタ３２は、それぞれの側面３０ａ，３０ｂにおいて、複数のコネクタ３１の中で最も筐体１０の開口部１３側に配置されている。より具体的には、起動用コネクタ３２のうちの側面３０ａに配置される電源用コネクタ３３及びスイッチ用コネクタ３４は、側面３０ａに配置される他のコネクタ３１（すなわち充電用コネクタ３５及び機台用コネクタ３６）よりも開口部１３側に配置されている。

【0032】

一方、側面３０ｂに配置されるコネクタ３１は、起動用コネクタ３２のうちの監視ＥＣＵ用コネクタ３７のみであるため、その監視ＥＣＵ用コネクタ３７も、側面３０ｂに配置されるコネクタ３１の中で最も開口部１３側に配置されている。したがって、起動用コネクタ３２は、筐体１０の開口部１３と起動用コネクタ３２との間に、他のコネクタ３１（例えば、充電用コネクタ３５、及び機台用コネクタ３６）が介在しないように配置されている。

【0033】

このため、制御装置３０においては、起動用コネクタ３２への起動用配線の接続により制御装置３０が起動可能な状態となる前に、他のコネクタ３１への配線の接続を行っても、その配線が起動用コネクタ３２への起動用配線の接続作業の邪魔になりにくい。よって、制御装置３０においては、故障が生じることを抑制しつつ効率よく配線の接続作業を行うことが可能である。

【0034】

また、制御装置３０においては、起動用コネクタ３２が、制御装置３０に電力を供給する起動用配線が接続される電源用コネクタ３３及び監視ＥＣＵ用コネクタ（電源用コネクタ）３７を含む。このため、電源用コネクタ３３及び監視ＥＣＵ用コネクタ３７への起動用配線の接続により制御装置３０に電力を供給する前に、その他のコネクタ３１の配線を行えば、故障が生じることを確実に抑制可能である。

【0035】

さらに、制御装置３０においては、起動用コネクタ３２が、スイッチをオン状態とするための電力を供給する起動用配線が接続されるスイッチ用コネクタ３４をさらに含む。このため、電源用コネクタ３３及び監視ＥＣＵ用コネクタ３７への起動用配線の接続により制御装置３０に電力が供給可能な状態となっても、スイッチがオン状態とならない限り、制御装置３０が起動しないため、故障が生じることをより確実に抑制することが可能である。

【0036】

以上の実施形態は、本発明に係る制御装置の一実施形態を説明したものである。したがって、本発明に係る制御装置は、上述した制御装置３０に限定されない。本発明に係る制御装置は、各請求項の要旨を変更しない範囲において、上述した制御装置３０を任意に変更したものとすることができる。

【0037】

例えば、制御装置３０における複数のコネクタ３１の配置は、上述したものに限定されず、図３に示されるような配置としてもよい。すなわち、図３の（ａ）に示されるように、複数のコネクタ３１のうち、電源用コネクタ３３、スイッチ用コネクタ３４、充電用コネクタ３５、及び、機台用コネクタ３６を、制御装置３０の側面３０ｃ側に並べて配置し、且つ、複数のコネクタ３１のうちの監視ＥＣＵ用コネクタ３７を制御装置３０の側面３０ｂ側に配置してもよい。

【0038】

制御装置３０の側面３０ｃは、側面３０ａと側面３０ｂとを互いに接続する面であり、筐体１０の開口部１３に対向する（臨む）面である。換言すれば、側面３０ｃは、制御装置３０における筐体１０の第１の壁部１１の内面と対向する面と反対側の面（第１の壁部１１の内面及び第２の壁部１２の内面と対向しない面）である。この場合にも、起動用コネクタ３２のうちの電源用コネクタ３３及びスイッチ用コネクタ３４は、複数のコネクタ３１のなかで最も筐体１０の開口部１３側に配置される。

【0039】

すなわち、起動用コネクタ３２のうちの電源用コネクタ３３及びスイッチ用コネクタ３４は、筐体１０の開口部１３と電源用コネクタ３３及びスイッチ用コネクタ３４との間に他のコネクタ３１が介在しないように配置されている。一方、この場合には、起動用コネクタ３２のうちの監視ＥＣＵ用コネクタ３７は、側面３０ｂにおいて最も筐体１０の開口部１３側に配置されている。つまり、監視ＥＣＵ用コネクタ３７も、監視ＥＣＵ用コネクタ３７と開口部１３との間に他のコネクタ３１が介在しないように配置されている。したがって、この場合にも、上述したように、故障が生じることを抑制しつつ効率よく配線の接続作業を行うことが可能である。

【0040】

また、図３の（ｂ）に示されるように、複数のコネクタ３１の全てを制御装置３０の側面３０ｃ側に並べて配置してもよい。この場合にも、起動用コネクタ３２は、筐体１０の開口部１３と起動用コネクタ３２との間に他のコネクタ３１が介在しないように配置されている。したがって、この場合にも、上述したように、故障が生じることを抑制しつつ効率よく配線の接続作業を行うことが可能である。このように、制御装置３０における複数のコネクタ３１の配置は、起動用コネクタ３２が、開口部１３との間に他のコネクタ３１が介在しないように配置されるような任意の配置とすることができる。

【0041】

なお、制御装置３０と充電スタンドのＥＣＵとの間の通信や、制御装置３０と機台のＥＣＵとの間の通信は、無線により行うことが可能である。したがって、制御装置にあっては、充電用コネクタ３５及び機台用コネクタ３６のいずれか一方を備えない構成も想定される。

【符号の説明】

【0042】

１０…筐体、１３…開口部、２０…電池モジュール、３０…制御装置、３１…コネクタ、３２…起動用コネクタ、３３…電源用コネクタ（起動用コネクタ）、３４…スイッチ用コネクタ（起動用コネクタ）、３７…監視ＥＣＵ用コネクタ（電源用コネクタ、起動用コネクタ）。

【図1】

【図2】

【図3】