(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023044648
(43)【公開日】2023-03-30
(54)【発明の名称】バッテリ保守のためのアセンブリおよび方法
(51)【国際特許分類】
H01M 50/271 20210101AFI20230323BHJP
H02J 7/00 20060101ALI20230323BHJP
H01M 50/249 20210101ALI20230323BHJP
H01M 50/284 20210101ALI20230323BHJP
H01M 50/502 20210101ALI20230323BHJP
【FI】
H01M50/271 B
H02J7/00 301B
H01M50/249
H01M50/284
H01M50/502
【審査請求】未請求
【請求項の数】20
【出願形態】OL
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2022137312
(22)【出願日】2022-08-30
(31)【優先権主張番号】17/478,470
(32)【優先日】2021-09-17
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
【公序良俗違反の表示】
(特許庁注:以下のものは登録商標)
1.ベルクロ
(71)【出願人】
【識別番号】519447732
【氏名又は名称】トランスポーテーション アイピー ホールディングス,エルエルシー
(74)【代理人】
【識別番号】100082072
【弁理士】
【氏名又は名称】清原 義博
(72)【発明者】
【氏名】ブラッドリー,ニール
(72)【発明者】
【氏名】クマール,アジス クッタンナイル
(72)【発明者】
【氏名】プロット,マイカ
【テーマコード(参考)】
5G503
5H040
5H043
【Fターム(参考)】
5G503AA01
5G503BA01
5G503BB01
5G503FA03
5H040AA18
5H040AS04
5H040CC01
5H040CC06
5H040DD07
5H040DD08
5H043AA04
5H043FA06
(57)【要約】 (修正有)
【課題】バッテリ保守のためのアセンブリを提供する。
【解決手段】バッテリ202と、バッテリに機械的および電気的に結合されたエンドキャップ204とを含んでもよいアセンブリが提供される。エンドキャップは、バッテリに電気的に結合された少なくとも1つの動作システムに電流を供給するように構成された少なくとも1つの電気ケーブル222を有する電気コネクタ218を含んでもよい。エンドキャップはまた、バッテリに結合された少なくとも1つの電子基板も含んでもよく、また電気コネクタおよび電子基板へのアクセスを提供するためにバッテリから取り外されるように構成されてもよい。
【選択図】
図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
アセンブリであって、
エネルギー貯蔵装置に機械的および電気的に結合されるように構成されたエンドキャップであって、前記エネルギー貯蔵装置に電気的に結合された少なくとも1つの車両動作システムに電流を供給するように構成された少なくとも1つの電気ケーブルを有する電気コネクタを含むエンドキャップを備え、
前記エンドキャップが、前記エネルギー貯蔵装置に結合されるように構成された少なくとも1つの電子基板も含み、
前記エンドキャップが、前記電気コネクタおよび前記少なくとも1つの電子基板へのアクセスを提供するために前記エネルギー貯蔵装置から取り外されるように構成される、アセンブリ。
【請求項2】
前記エネルギー貯蔵装置および前記電気コネクタを含む、または前記エネルギー貯蔵装置および前記電気コネクタと接続された回路と電気的に結合されるように構成されたサービス断路器であって、接続位置において前記エネルギー貯蔵装置と前記電気コネクタとの間に電気的接続を提供し、かつ遮断位置において前記エネルギー貯蔵装置と前記電気コネクタとを遮断するように構成されたサービス断路器、をさらに備える、請求項1に記載のアセンブリ。
【請求項3】
前記サービス断路器が、前記接続位置において前記エンドキャップ内に固定されるように構成され、かつ前記サービス断路器が、前記遮断位置において前記エンドキャップから取り外されるように構成される、請求項2に記載のアセンブリ。
【請求項4】
前記エンドキャップに結合され、かつ前記電気コネクタを前記エンドキャップ内に収容するように構成されたカバーをさらに備える、請求項2に記載のアセンブリ。
【請求項5】
前記カバーが、前記サービス断路器が前記接続位置にあるときに前記カバーの取り外しを阻むように前記サービス断路器に結合される、請求項4に記載のアセンブリ。
【請求項6】
前記カバーまたは前記エンドキャップのうちの1つまたは複数が、ガウスメータによって検出可能な磁場を提供するように構成された磁石を含む、請求項4に記載のアセンブリ。
【請求項7】
前記エンドキャップが、前記電気コネクタを受け入れるように構成された空洞を含み、前記空洞が、前記少なくとも1つの電気ケーブルの周りにクランプセンサのクランプを適応させるように構成される、請求項1に記載のアセンブリ。
【請求項8】
前記少なくとも1つの電子基板が、無線伝送カードまたはコンピュータ処理ユニットカードのうちの少なくとも1つである、請求項1に記載のアセンブリ。
【請求項9】
前記エンドキャップが、前記電気コネクタを含む第1のセクションと、前記少なくとも1つの電子基板を含む第2のセクションとを含み、前記第2のセクションは、前記バッテリから前記エンドキャップを取り外すことなく前記少なくとも1つの電子基板へのアクセスを提供するように構成される、請求項1に記載のアセンブリ。
【請求項10】
前記エンドキャップが、前記少なくとも1つの電子基板に結合され、かつ前記エンドキャップ内にあるときに前記少なくとも1つの電子基板を固定するように構成され、また前記エンドキャップ内にないときに前記エンドキャップから取り外されるように構成された取り外し可能なパネルを含む、請求項1に記載のアセンブリ。
【請求項11】
前記エンドキャップ内に結合され、かつロック解除位置からロック位置に移動するように構成されたタグをさらに備え、前記タグが、前記ロック位置において前記電気コネクタを受け入れる電気ポートを覆う、請求項1に記載のアセンブリ。
【請求項12】
前記タグが、前記電気ポートに固定されたベースと、前記ベースに結合された第1のヒンジセクションと、前記第1のヒンジセクションに結合された第2のヒンジセクションと、前記タグを前記ロック位置および前記ロック解除位置に固定するように構成された締結具とを含む、請求項11に記載のアセンブリ。
【請求項13】
アセンブリであって、
エネルギー貯蔵装置と、
前記バッテリに機械的および電気的に結合され、前記バッテリに電気的に結合された少なくとも1つの動作システムに電流を供給するように構成された少なくとも1つの電気ケーブルを有する電気コネクタを含む第1のセクションを含む、エンドキャップであって、
前記バッテリに結合された少なくとも1つの電子基板を含む第2のセクションも含む、エンドキャップと、
前記バッテリと前記電気コネクタとを含む回路内に電気的に結合されたサービス断路器であって、接続位置において前記バッテリと前記電気コネクタとの間に電気的接続を提供し、かつ遮断位置において前記バッテリと前記電気コネクタとを遮断するように構成されたサービス断路器と、
前記電気コネクタを前記第1のセクション内に封入するために前記エンドキャップの前記第1のセクションに結合されたカバーであって、前記サービス断路器が前記接続位置にあるときに、前記サービス断路器が前記タブ部分と係合することによって、前記カバーの移動を阻むように前記サービス断路器に隣接して配置されたタブ部分を含むカバーと、を備える、アセンブリ。
【請求項14】
前記カバーが、前記少なくとも1つの電気ケーブルへのアクセスを許容するために、前記少なくとも1つの電気ケーブルに隣接する開口部を含む、請求項13に記載のアセンブリ。
【請求項15】
前記第1のセクションが、前記電気コネクタを嵌合して受け入れるように構成された空洞を含み、前記空洞が、前記少なくとも1つの電気ケーブルの周りにクランプセンサのクランプを適応させるようにも構成される、請求項13に記載のアセンブリ。
【請求項16】
前記第2のセクションが、前記電子基板に結合され、かつ前記エンドキャップを前記バッテリから取り外すことなく前記少なくとも1つの電子基板へのアクセスを提供するように構成された取り外し可能なパネルを含む、請求項13に記載のアセンブリ。
【請求項17】
前記エンドキャップの前記第1のセクション内に結合され、かつロック解除位置からロック位置に移動するように構成されたタグをさらに備え、前記タグが、前記ロック位置において前記電気コネクタを受け入れる電気ポートを覆う、請求項13に記載のアセンブリ。
【請求項18】
アセンブリであって、
バッテリに機械的および電気的に結合され、前記バッテリに電気的に結合された少なくとも1つの動作システムに電流を供給するように構成された少なくとも1つの電気ケーブルを有する電気コネクタを含む第1のセクションを含む、エンドキャップであって、
前記バッテリに結合された少なくとも1つの電子基板を含む第2のセクションも含む、エンドキャップと、
前記エンドキャップの前記第1のセクション内に結合され、かつロック解除位置からロック位置に移動するように構成されたタグであって、前記ロック位置において、前記タグが前記電気コネクタを受け入れる電気ポートを覆う、タグと、を含む、アセンブリ。
【請求項19】
前記タグが、前記電気ポートに固定されたベースと、前記ベースに結合された第1のヒンジセクションと、前記第1のヒンジセクションに結合された第2のヒンジセクションと、前記タグを前記ロック位置および前記ロック解除位置に固定するように構成された締結具とを含む、請求項18に記載のアセンブリ。
【請求項20】
前記ベースが、前記ロック位置においてロックを受けて前記タグを前記ロック位置に固定するように構成された開口部を含む、請求項19に記載のアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
記述される主題は、バッテリに対する保守を提供することに関するアセンブリおよび方法に関する。
【背景技術】
【0002】
車両は、乗客の輸送および/または貨物の輸送の両方に利用される。車両は、単一の車両システムまたは複数の車両システムとすることができる。内燃機関、バッテリ、ハイブリッドシステム、油圧システムなどを含む、車両に動力を供給するための多数の動力システムが存在する。
【0003】
車両システムが高電力バッテリを利用する場合、感電死、感電などによる保守作業者への傷害を防止するために、相当の注意が必要な場合がある。運転を停止することができるエンジンとは異なり、バッテリは、車両システムが停止している間に電圧の存在を有する場合がある。その結果、保守要員は、バッテリの設置、検査、取り外し、交換などの間に電圧およびアークの危険から自身を保護するために追加の予防措置を講じなければならない。その結果、高電圧バッテリに対応するために、大量の個人用保護具(PPE)が必要になる場合がある。PPEは、ゴム手袋、全体的なアークフラッシュスーツまたは衣類を、典型的な安全眼鏡、安全ウェアなどと共に含むことがあり、それらはかさばり、保管が困難であり、費用がかかる。さらに、バッテリに対応するためにPPEにおよびPPEから着替えることは、時間がかかり、非効率的である。
【0004】
追加の安全用衣類は、典型的には、鉄道の駅において不便をもたらす。特に、すべての保守作業者のために器具を保管することは実用的ではなく、そのような器具を着脱するのに必要な時間が、乗客および/または貨物がスケジュール通りであるときに著しい非効率性および遅れをもたらす。
【発明の概要】
【0005】
1つまたは複数の実施形態では、バッテリと、バッテリに機械的および電気的に結合されたエンドキャップとを含んでもよいアセンブリが、提供される。エンドキャップは、バッテリに電気的に結合された少なくとも1つの動作システムに電流を供給するように構成された少なくとも1つの電気ケーブルを有する電気コネクタを含んでもよい。エンドキャップはまた、バッテリに結合された少なくとも1つの電子基板も含んでもよく、また電気コネクタおよび電子基板へのアクセスを設けるためにバッテリから取り外されるように構成されてもよい。
【0006】
1つまたは複数の実施形態では、バッテリと、バッテリに機械的および電気的に結合されたエンドキャップとを含んでもよいアセンブリが提供される。エンドキャップは、バッテリに電気的に結合された少なくとも1つの動作システムに電流を供給するように構成された少なくとも1つの電気ケーブルを有する電気コネクタを含む第1のセクションを含んでもよい。エンドキャップはまた、バッテリに結合された少なくとも1つの電子基板を含む第2のセクションも含んでもよい。アセンブリは、バッテリおよび電気コネクタを含む回路内に電気的に結合されたサービス断路器を追加的に含んでもよい。サービス断路器は、接続位置においてバッテリと電気コネクタとの間に電気的接続を提供し、遮断位置においてバッテリと電気コネクタとを遮断するように構成することができる。アセンブリはまた、第1のセクション内の電気コネクタを封入するためにエンドキャップの第1のセクションに結合されてもよいカバーも含んでもよい。カバーはまた、サービス断路器が接続位置にあるときにサービス断路器がタブ部分と係合することによってカバーが移動するのを阻むように、サービス断路器に隣接して配置されたタブ部分も含んでもよい。
【0007】
1つまたは複数の実施形態では、バッテリと、バッテリに機械的および電気的に結合されたエンドキャップとを含むことができるアセンブリが、提供される。エンドキャップは、バッテリに電気的に結合された少なくとも1つの動作システムに電流を供給するように構成された少なくとも1つの電気ケーブルを有する電気コネクタを含む第1のセクションを含んでもよい。エンドキャップはまた、バッテリに結合された少なくとも1つの電子基板を含む第2のセクションを含んでもよい。アセンブリはまた、エンドキャップの第1のセクション内に結合されたタグも含んでもよく、またロック解除位置からロック位置に移動するように構成される。ロック位置では、タグは、電気コネクタを受け入れる電気ポートを覆ってもよい。
【0008】
本発明の主題は、添付の図面を参照して、非限定的な実施形態の以下の記述を読むことによって理解される場合がある。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【
図2】エネルギー貯蔵アセンブリの分解組立前方斜視図を示す。
【
図3】エネルギー貯蔵アセンブリの前方平面図を示す。
【
図4】エネルギー貯蔵アセンブリの前方平面図を示す。
【
図5】エネルギー貯蔵アセンブリの分解組立後方斜視図を示す。
【
図6】エネルギー貯蔵アセンブリの分解組立前方斜視図を示す。
【
図7】エネルギー貯蔵アセンブリの分解組立後方斜視図を示す。
【
図8】エネルギー貯蔵アセンブリの分解組立前方斜視図を示す。
【
図9】エネルギー貯蔵アセンブリの分解組立後方斜視図を示す。
【
図10】エネルギー貯蔵アセンブリの一部の前方平面図を示す。
【
図11】エネルギー貯蔵アセンブリの一部の前方平面図を示す。
【
図12】エネルギー貯蔵アセンブリの前方斜視図を示す。
【
図13】エネルギー貯蔵アセンブリの前方斜視図を示す。
【
図14】エネルギー貯蔵アセンブリを維持する方法のフローブロック図を示す。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本明細書に記述される主題の実施形態は、保守を提供するために必要なPPEを低減することができる、現場で車両システムのバッテリの保守を容易にするように構成されたエネルギー貯蔵アセンブリに関する。一実施形態では、維持されるバッテリは、高電力または高電圧バッテリ(例えば、少なくとも200ボルトの貯蔵容量を有する)である。あるいは、維持されるバッテリは、200ボルト未満の貯蔵容量のバッテリであってもよい。バッテリアセンブリは、電気ケーブルを収容し、かつ断路器に結合されたカバーを含む、取り外し可能なエンドキャップを利用する。このスイッチは、電気ケーブルにアクセスするためにカバーを取り外すことで、バッテリから電気ケーブルに供給される電流を遮断するように動作することができる。さらに、クランプ電流計を電気ケーブルに結合するための間隔が提供され、一方、ガウスメータ用の電気ケーブルに隣接してカバーおよび/またはエンドキャップに磁石が提供される。このようにして、電気ケーブルに接触する前に、活線死線試験(live dead live test)が容易に行われる場合がある。バッテリアセンブリはまた、エンドキャップを取り外すことなくコンピュータ処理ユニット(CPU)カード、無線カードなどの電子基板へのアクセスを許容するように構成されてもよい取り外し可能なパネルを含むことができる区画も含むことができる。このようにして、高電圧を含む可能性がある電気ケーブルに保守作業者をさらすことなく、頻繁に故障する電気部品にアクセスすることができる。さらに、保守が完了する前に別の作業者が電気ケーブルのプラグを戻そうとすることを恐れずに、保守作業者が保守の最中に離れることを可能にするために、ロックアウト・タグアウト(LOTO)機能も提供される。
【0011】
図1は、アセンブリ102を含む車両システム100の一例の概略図を示す。車両システムは、スタート地または出発地から、目的地または到着地までの移動において、ルート104に沿って移動するように構成されてもよい。車両システムは、ルートに沿って一緒に移動するように互いに機械的に相互接続された推進力発生車両108および非推進力発生車両110を含む。車両システムは、少なくとも1つの推進力発生車両と、任意選択的に、1つまたは複数の非推進力発生車両とを含んでもよい。あるいは、車両システムは、単一の推進力発生車両のみで形成されてもよい。
【0012】
推進力発生車両は、ルートに沿って車両システムを推進する(例えば、引く、または押す)ための牽引力を発生してもよい。推進力発生車両は、車両システムを推進するための牽引力を生成するように動作するエンジン、1つまたは複数の牽引モータなどの推進サブシステムを含む。推進力発生車両はまた、車両システムの動きを減速または停止させるための制動力を発生する制動システムも含む。1つの推進力発生車両および1つの非推進力発生車両が
図1に示されているが、車両システムは、複数の推進力発生車両および/または複数の非推進力発生車両を含んでもよい。代替的な実施形態では、車両システムは、推進力発生車両のみを含み、これにより推進力発生車両が非推進力発生車両または別の種類の車両に結合されない。さらに別の実施形態では、車両システム内の車両は、論理的または仮想的に互いに結合されるが、機械的には結合されない。車両システムは、鉄道車両、水上車両または水上車両のフリート、飛行機または航空機のフリート、オフロード車両、トラクタトレーラ、建設車両、採掘車両、自動車、トラック、コンバイン、トラクタなどであってもよい。
【0013】
図1の例では、車両システムの車両はそれぞれ、経路に係合する複数の車輪120と、左右の車輪を一緒に結合する少なくとも1つの車軸122とを含む(
図1には左車輪のみが示されている)。任意選択的に、車輪および車軸は、1つまたは複数のトラックまたはボギー台車118に配置される。任意選択的に、トラックは、固定車軸式のトラックであってもよく、これにより車輪は車軸に回転可能に固定され、したがって左車輪は右車輪と同じ速度、量、および同じ時間で回転する。一実施形態では、車両システムは、一部の採掘車両、電気車両などでのように、車軸を含まなくてもよい。
【0014】
アセンブリは、車両システムの動作システムに電力を供給するために利用されるエネルギー貯蔵装置124をさらに含んでもよい。エネルギー貯蔵装置は、1つまたは複数のバッテリまたはバッテリセルを含むことができる。一例では、エネルギー貯蔵装置は、200ボルト以上400ボルト以下の貯蔵容量を動作させる、または有することを含む、高電圧バッテリであってもよい。あるいは、エネルギー貯蔵装置は、400ボルト超または200ボルト未満を貯蔵してもよい。エネルギー貯蔵装置は、車両システムを推進するための主電源、車両システムを推進するためのハイブリッド電源の一部、車両システムを推進するため以外の動作システムに電力を供給するための補助電源などであってもよい。動作システムは、推進システム、制動システム、照明システム、通信システム、液面システム、牽引制御システムなどを含んでもよい。
【0015】
図2~
図9は、エネルギー貯蔵アセンブリ200の様々な図を提供する。一例では、エネルギー貯蔵アセンブリは、
図1の車両システムを含む車両システムに電力を供給するための高電圧バッテリである。本明細書で使用される場合、高電圧バッテリは、少なくとも200ボルトを生成するバッテリを含み、DCバッテリアセンブリを含む、200~400ボルト、600~3000ボルトを生成するバッテリを含むことができる。さらに、他の例では、エネルギー貯蔵アセンブリは、1つまたは複数の燃料電池、スーパーキャパシタ、フライホイールなどを含んでもよい。
【0016】
エネルギー貯蔵アセンブリ200は、1つまたは複数のバッテリ202と、エンドキャップ204とを含む。バッテリは、互いに結合された多数の個々のバッテリまたはバッテリセル206a、206bから構成されてもよい。結合された電池は、直列、並列、直列と並列との組み合わせなどで結合されてもよい。別の例では、バッテリは単一のバッテリセルのみを有する。バッテリはまた、電気コネクタを受け入れるための電気コネクタポート208を含む。電気コネクタポートは、電気的結合を設けるための活線ポート、接地ポートなどを含むことができる個々のポートを含む。
【0017】
バッテリはまた、エンドキャップの回路基板上の少なくとも1つのプロセッサと電子的および/または電気的に結合するための通信ポート210を含んでもよい。通信ポートは、配線接続ポート、USBポート、イーサネットポートなどである。通信ポートは、バッテリに関するデータおよび情報を受信するための通信経路を提供する。
【0018】
エンドキャップは、バッテリに機械的および電気的に結合され、第1の区画214、および第1の区画の隣または近くの第2の区画216を有するハウジング212を含む。一例では、ハウジングは、一体構造であり、これによりエンドキャップ全体を取り外すことができる。あるいは、第1の区画および第2の区画は、互いに取り外し可能に連結することができ、これにより第1の区画および第2の区画は、バッテリから同時に取り外し、かつ取り除くことができ、または任意選択的に、互いに別々にバッテリから取り外し、かつ取り除くことができる。このようにして、各区画に含まれる電気部品は、他の区画を取り外す必要なく、個別に維持することができる。
【0019】
例示的な一実施形態では、エンドキャップの第1の区画は、バッテリの電気コネクタポートに電気的に結合する電気コネクタ218を含む。電気コネクタは、ヘッド220と、第1の電気ケーブル222と、第2の電気ケーブル224とを含んでもよい。第1の電気ケーブルまたは第2の電気ケーブルの少なくとも一方は、バッテリに電気的に結合された少なくとも1つの動作システムに電流を供給するように構成される。一例では、第1の電気ケーブルまたは第2の電気ケーブルの一方は、接地であってもよい。
【0020】
第1の区画は、電気コネクタのヘッドを受け入れる空洞226と、第1の電気ケーブルを受け入れるための第1のチャネル228と、第2の電気ケーブルを受け入れるための第2のチャネル230とを含んでもよい。一例では、第1のチャネルおよび第2のチャネルの各々は、第1の電気ケーブルおよび第2の電気ケーブルをそれぞれ嵌合して受け入れるように成形された弓形のチャネルである。空洞を提供することにより、第1のチャネル、および第2のチャネルは、電気コネクタを第1の区画内に位置合わせすることによって、誤配線を防止するのを容易にする。第1の電気ケーブルおよび第2の電気ケーブルは、第1のチャネルおよび第2のチャネルとそれぞれ係合する前に空洞内で延在してもよい。このようにして、空洞はサイズおよび形状のものであり、また使用者がいずれの電気ケーブルにも物理的に接触する必要なしに、クランプ電流計のクランプを各ケーブルの周りに配置することを可能にするように構成される。その結果、電気コネクタに物理的に接触する必要なしに、電気コネクタ上で活線死線試験を実行することができる。活線死線試験は、クランプ電流計、ガウス計、電圧計などの試験装置が最初に活線コンセントまたは電源で試験装置が適切に動作していることを示すために試験され、次いで遮断されているはずのケーブル、コンセントなどを通って電流が依然として伝導されているかどうかを判定するために配置される試験である。ケーブル、コンセントなどが遮断されている場合、いかなる読み取り値も提供されず、一方、適切に遮断または動作していない場合、存在する電流を表す読み取り値が検出される。
【0021】
任意選択的に、活線死線試験を支援するために、磁石230を第1の区画に関連付けて提供することができる。
図2~
図5に示す例示的な実施形態では、磁石は、第1のケーブルおよび第2のケーブルの上方のエンドキャップに配置されてもよい。このようにして、ガウスメータは、電流が第1の電気ケーブルまたは第2の電気ケーブルのいずれかを通って伝導される場合があるかどうかをガウスメータを用いて判定する前に、ガウスメータが動作し得ることを保守作業者に提示するために、磁石を利用することができる。あるいは、磁石は、第2の区画内、第1の区画のカバー内などにあってもよい。さらに別の例では、磁石に関連してスイッチ付きの電流源を利用してもよい。
【0022】
第1の区画はまた、エンドキャップの第1の区画内部に電気コネクタを収容または封入するために空洞内に嵌合可能に受容されてもよいカバー232(
図3、
図4では除去されている)も含んでもよい。一例では、カバーは、透明材料で作られてもよい。別の例では、カバーは、第1の電気ケーブルまたは第2の電気ケーブルのいずれかにおける電流の結果として生成される磁場に影響を及ぼさない材料で作られてもよい。このようにして、ガウスメータは、電気ケーブルに物理的に接触する必要なしに、第1の電気ケーブルまたは第2の電気ケーブルのいずれかにおける電流を検出してもよい。別の実施形態では、カバーは、クランプ電流計のクランプを電気ケーブルの1つの周りに配置することを可能にする開口部233を含んでもよい。各々の事例において、カバーは、保守要員が、電気コネクタに物理的に接触しなければならない試験を行うことなく、活線死線試験を可能にする構造を提供する。
【0023】
一例では、カバーは、電気コネクタのヘッドに隣接する第1端部234からエンドキャップの縁部の第2端部236まで延在する。第2端部では、カバーは、サービス断路器238の背後の第1の区画の中に延在し、次いでサービス断路器の背後にあってもよいタブ部240の中へと、上方に延在してもよい。このようにすると、サービス断路器を取り外さなければカバーを取り外すことができない。特に、サービス断路器は、バッテリと電気コネクタとの間の回路の電気接続を含む。その結果、サービス断路器を取り外すと、回路が遮断され、これにより電流はもはや第1または第2の電気ケーブルに、またはこれらを通して伝導されなくなる。これもまた、電気ケーブルへの電力が遮断され、遮断が発生したことを確認するための試験を提供することができない限り、電気コネクタに保守を提供する個人が電気コネクタと物理的に関与しないことを保証する。このようにすると、電気コネクタを修理するために必要とされる唯一の保護用衣類は、典型的には保守施設に見られ、容易に保管される安全眼鏡および作業手袋である。
【0024】
一方、第2の区画は、第1の基板244および第2の基板246を受容する。任意選択的に、第2の区画は1つの基板のみを受容するが、他の例示的な実施形態では、第2の区画は3つ以上の基板を受容する。一例では、各基板は、バッテリを監視および管理し、かつバッテリに関連するデータおよび情報を通信するための電子部品を含む回路基板であってもよい。一例では、第1の基板および/または第2の基板のうちの一方は、コンピュータ処理ユニット(CPU)カードであってもよい。任意選択的に、第1の基板および第2の基板は、互いに電気的に結合されてもよい。一例では、第1の基板および/または第2の基板は有線通信接続248を含んでもよく、一方で代替的な例では、第1の基板および/または第2の基板は無線通信接続250を含んでもよい。
【0025】
図6~
図9は、第1の基板および第2の基板が、第2の区画の中で結合されてもよいパネル252に固定されてもよいことを示す。パネルは、第2の区画内に取り外し可能に固定されるように、ボルト止めされる、ねじ止めされる、取り外し可能な接着剤が提供される、摩擦嵌合するなどされてもよい。さらに、パネルは、第1の基板および/または第2の基板をパネルに取り外し可能に固定するために、第1の基板および/または第2の基板がスロット付きセクション内にスライドすることを可能にするスロット付きセクションを含んでもよい。他の例示的な実施形態では、第1の基板および/または第2の基板は、締結具、コネクタ、取り外し可能な接着剤、ベルクロ、摩擦嵌合などを介して、パネルに結合および固定されてもよい。第1の基板および第2の基板の保守を提供するために、第1の基板および第2の基板を、第2の区画から取り外し可能であり得るパネルに固定することによって、バッテリまたは第1のコネクタの電気コネクタに露出される必要なく、パネルを単に取り外すことのみが必要とされる。特に、CPUカードの電子機器は、修理が必要な理由となることが多い。強化された保護用衣類を必要とする危険な電圧を有する可能性がある電気コネクタなどの電気部品からCPUカードを分離することにより、保守要員は、電気コネクタにさらされることがないので、強化された保護用衣類を着用する必要なくCPUをチェックすることができる。
【0026】
図10~
図13は、例示的なエネルギー貯蔵アセンブリの追加の安全機構を示す。例示的な実施形態では、エネルギー貯蔵アセンブリは、1つまたは複数の高出力バッテリ、燃料電池、スーパーキャパシタ、フライホイールなどを含んでもよい。この例示的な実施形態では、エネルギー貯蔵アセンブリは、バッテリを利用し、このバッテリは示されていないが、代わりにエンドキャップ704のみ示され、より具体的には、エンドキャップの第1の区画714のみが示されている。その結果、
図2~
図9よりも詳細に示されるように、エンドキャップの第1の区画は、バッテリの電気コネクタポートに電気的に結合する電気コネクタ718b用のソケット718aを含む。ソケットは、バッテリによる受け入れのために電気コネクタを位置合わせするように提供されてもよい。特に、ソケットは、電気のヘッド720を受け入れるように構成された結合部719aと、結合部から離れるように延在し、かつ第1の区画の端の壁と係合するフランジ719bとを含んでもよい。電気コネクタは、ヘッドと、第1の電気ケーブル722と、第2の電気ケーブル(図示せず)とを含んでもよい。この実施形態では、
図2~
図9の実施形態と同様に、第1の区画は、電気コネクタのヘッドを受け入れる空洞726と、第1の電気ケーブルを受け入れるための第1のチャネル728と、第2の電気ケーブルを受け入れるための第2のチャネル730とを含んでもよい。
図10~
図13に示す例示的な実施形態では、カバーおよびサービス断路器は示されていないが、例示のみを目的としている。
【0027】
図10~
図13は、ロックアウト・タグアウト(LOTO)アセンブリ754も示している。この実施形態におけるLOTOアセンブリは、第2のセクション760に枢動可能に結合された第1のセクション758を有するカバー756を含む。第2のセクション760は、第3のセクション762に枢動可能に結合されてもよい。一例では、第1のセクション、第2のセクション、および第3のセクションは、互いにヒンジ結合されてもよい。
【0028】
第1のセクションは、ソケットに結合するように構成されてもよい。一例では、第1のセクションは直線状であってもよく、また開口部を有してもよく、これにより第1のセクションは、ソケットのフランジを取り囲み、かつ係合し、そしてそれに固定されてもよい。このようにして、カバーの第1のセクションは、カバーの第2および第3のセクションのためのベースを提供する。
【0029】
第1の位置(
図10)において、第2のセクションおよび第3のセクションは、格納位置において空洞内にある。特に、第2のセクションは、第1のセクションから離れるように延在し、一例では、第1のセクションに平行であってもよい。第3のセクションは、第2のセクションから延在する第1の部分766を提供するための屈曲部764と、屈曲部から延びる第2の部分768とを含んでもよい。結果として、第2の部分は、第2のセクションおよび第3のセクションが格納位置にあるときに第2のセクションに係合し、第2のセクションに沿って延びる。一例では、ボルト、ねじ、リベットなどの拘束締結具769は、第2のセクションおよび第3のセクションを通して第1の区画の中に延び、第2のセクションおよび第3のセクションを格納位置内の所定の位置に保持するように提供されてもよい。
【0030】
第2の位置(
図11)では、電気コネクタを取り外して、空洞内にソケットのみを残してもよい。第2の位置、すなわちロック位置では、第2のセクションおよび第3のセクションは、ソケットによって提供される開口部の上に延在する。ロック位置では、拘束締結具は、第3のセクションを第1の区画の空洞に固定することができる。このようにして、カバーをロック位置に固定してもよく、ロック位置では、カバーが挿入を阻止または防止するので、電気コネクタをソケットに挿入することができない。
【0031】
図12および
図13に示すように、カバーはまた、ソケットから延在し、かつ第1の区画内の1つ以上の開口部と位置合わせする開口部772を含むフランジ770を含んでもよい。このようにして、電気コネクタの保守を行っている人物が、電気コネクタをソケットに再び挿入する前に作業領域を離れなければならない場合、その人物は整列した開口部を通してロック774を固定することができる。これにより、高電圧バッテリの保守を提供する訓練を受けていないいずれかの人物が電気コネクタを接続しようとすることが妨げられ、ロック用のキーにアクセスできる保守作業者のみが電気コネクタをソケットに再度挿入できることが確実になる。
【0032】
図14は、高電圧バッテリの保守を提供するための方法1400を示す。一例では、保守を行うために
図2~
図9のエネルギー貯蔵アセンブリが設けられ、別の例では、
図10~
図13のエネルギー貯蔵アセンブリが設けられてもよい。保守の間、本方法に従っているとき、保守要員は、保守エリアで一般的な安全眼鏡および手袋を着用ことのみが必要である。
【0033】
1402において、少なくとも1つの基板を有するパネルがバッテリのエンドキャップから取り外されてもよい。一例では、パネルは、電気コネクタを封入する第1の区画も含むエンドキャップの第2の区画にボルト止めされている場合がある。この例では、ボルトが取り外されると、少なくとも1つの基板がパネルから取り外されてもよいように、少なくとも1つの基板がパネルに固定されてもよい。一例では、少なくとも1つの基板は、検査のためにパネルからスライドして外される。一実施形態では、少なくとも1つの基板はCPUカードであってもよい。完全に封入されていてもよい電気コネクタを有する第1の区画を含む2つの別個の区画を提供することにより、追加のPPEを着用する必要がない場合がある。
【0034】
1404において、少なくとも1つの基板が誤動作している可能性があるかどうかの判定が行われてもよい。保守要員は、少なくとも1つの基板が整流器、抵抗器、コンデンサ、変圧器、トランジスタなどを含む誤動作している部品を有することを確認することができる。1404において、少なくとも1つの基板が誤動作している場合、1406において、少なくとも1つの基板を修理または交換してもよい。一例では、新しいCPUカードをパネルに固定してもよく、またパネルを単に第2の区画に再度挿入し、ボルトで固定してもよい。別の例では、少なくとも1つの基板をパネルに固定する前に、誤動作している部品のみを交換してもよい。別の例では、有線の通信接続を無線の結合に置き換えるなど、構成要素を他のものと交換してもよい。各々の事例において、少なくとも1つの基板は、特殊なPPEを利用する必要なく修理または交換することができる。
【0035】
1404において、少なくとも1つの基板が誤動作していない場合、1408において、サービス断路器を第1の区画から取り外すことができる。少なくとも1つの基板が誤動作していないと判定された後、パネルはエンドキャップ内に元通りに挿入されて固定されてもよく、電気コネクタは誤動作していないか検査されてもよい。第1のステップは、サービス断路器を取り外して、バッテリと電気コネクタとの間の回路を遮断することであってもよい。このようにして、電流が電気コネクタに伝導されなくなるまで、電気コネクタはエンドキャップ内に収容されたままである。したがって、保守作業者は、電気コネクタにもはや電力が供給されなくなるまで電気コネクタを取り扱う必要がない。
【0036】
1410において、任意選択的に、ケーブルを含む電気コネクタが依然としてケーブルを通って電流が伝導されているかどうかを判定するために、保守作業者によって活線死線試験が実行されてもよい。一例では、作業者は、ガウスメータを有し、第1の区画のハウジングまたはカバーの内部の磁石を横切ってプローブを移動させる。このようにして、作業者は、ガウスメータが動作し、かつ機能していることを確認する。次いで、ガウスメータを、カバーが所定の位置に留まっているままの状態で各電気ケーブルを横切って動かしてもよい。一例では、カバーは、磁界に対して透過性であってもよい材料で作られてもよい。別の例では、カバーは、ガウスメータをケーブルの外側で動かすことができるように、各電気ケーブルに対してアクセスを提供する開口部を含む。さらに別の例では、作業者はクランプ電流検出器を利用し、空洞のサイズおよび形状の結果として、カバーの開口部を通してケーブルの周りにクランプを挿入するか、またはカバーを取り外して各ケーブルの周りにクランプを挿入する。
【0037】
1410において、電流が依然としてケーブルの少なくとも1つを通って流れていると判定された場合、1412において、エンドキャップをバッテリから取り外すことができる。電流が依然としてケーブルを通って流れている場合、エンドキャップ全体をバッテリから取り外して、電気コネクタをバッテリから物理的に切り離すことができる。その結果、サービス断路器が電気コネクタへの電流の伝導の停止をもたらさない場合、バックアップの断路器が提供される。このようにして、作業者は、サービス断路器を使用して電気コネクタへの電力を遮断することと、作業者が電気コネクタに物理的に接触しなければならなくなる前に、活線死線試験を利用して電力が供給されていないことを検証することとの両方を行うことができる。ほとんどの場合、そうするためにカバーを取り外す必要さえなく、電気コネクタに電力が供給されないことを確認するまで電気コネクタへのアクセスを防止する。その結果、作業者は、電気コネクタの保守を提供するために安全眼鏡のみが必要となる。
【0038】
1410において電流が検出されない場合、1414において電気コネクタに保守を提供することができる。電気コネクタの交換、ケーブルの交換などが行われてもよい。電気コネクタを交換する必要がある場合、電気コネクタの取り外し後の1416において、作業者がバッテリを離れる必要がある場合、作業者は、LOTOアセンブリで電気コネクタのソケットを覆い、LOTOアセンブリのカバーをロックすることができる。このようにして、電気コネクタまたはソケットにアクセスすることが想定されていない別の個人が誤って電気コネクタをソケットに接続しようと試みることはできない。
【0039】
全体として、本明細書で提供される追加の安全機能のために、保守作業者は、限られたPPEを用いてバッテリの保守を提供してもよい。アクセス、活線死線試験のための機会、サービス断路器などを提供することによって、最小限の量のPPEが必要とされる場合があり、時間とスペースを節約する。
【0040】
1つまたは複数の実施形態では、バッテリと、バッテリに機械的および電気的に結合されたエンドキャップとを含んでもよいアセンブリが提供される。エンドキャップは、バッテリに電気的に結合された少なくとも1つの動作システムに電流を供給するように構成された少なくとも1つの電気ケーブルを有する電気コネクタを含んでもよい。エンドキャップはまた、バッテリに結合された少なくとも1つの電子基板を含んでもよく、また電気コネクタおよび電子基板へのアクセスを設けるためにバッテリから取り外されるように構成されてもよい。
【0041】
任意選択的に、サービス断路器は、バッテリおよび電気コネクタを含む回路内に電気的に結合されてもよい。サービス断路器は、接続位置においてバッテリと電気コネクタとの間に電気的接続を提供し、遮断位置においてバッテリと電気コネクタとを遮断するように構成されてもよい。一態様では、サービス断路器は、接続位置においてエンドキャップ内に固定されるように構成されてもよく、サービス断路器は、遮断位置においてエンドキャップから取り外されるように構成されてもよい。別の態様では、エネルギー貯蔵アセンブリはまた、エンドキャップに結合され、かつエンドキャップ内に電気コネクタを収容するように構成されたカバーも含んでもよい。一例では、カバーは、サービス断路器が接続位置にあるときにカバーの取り外しを阻むようにサービス断路器に結合されてもよい。別の例では、カバーは、少なくとも1つの電気ケーブルへのアクセスを許容するために、少なくとも1つの電気ケーブルに隣接する開口部を含んでもよい。あるいは、カバーは、その中に配置された磁石を含んでもよい。別の例では、エンドキャップは、その中に配置された磁石を含んでもよい。
【0042】
任意選択的に、エンドキャップは、電気コネクタを受け入れるように構成された空洞を含んでもよい。空洞はまた、少なくとも1つの電気ケーブルの周りにクランプセンサのクランプを適応させるように構成されてもよい。一態様では、空洞は、少なくとも1つの電気ケーブルを受け入れるように構成された少なくとも1つのチャネルを含んでもよい。別の態様では、少なくとも1つの電子基板は、1つ以上のプロセッサまたはトランスポンダのうちの少なくとも1つを含んでもよい。一例では、少なくとも1つの電子基板は、1つ以上のプロセッサを含む第1の電子基板と、トランスポンダを含み、かつ第1の電子基板に電気的に結合された第2の電子基板とを含んでもよい。別の例では、少なくとも1つの電子基板は無線伝送カードであってもよい。一例における無線伝送カードは、WiFiまたは他の無線ネットワークに結合するための回路を含む回路基板であってもよい。一例では、無線伝送カードは、無線インターネットカードと呼ばれる場合がある。あるいは、少なくとも1つの電子基板は、コンピュータ処理ユニットカードであってもよい。
【0043】
任意選択的に、少なくとも1つの電子基板は、バッテリに電気的に結合されてもよい。一態様では、少なくとも1つの電子基板は、バッテリに無線で結合されてもよい。一例では、エンドキャップは、電気コネクタを収容する第1のセクションと、少なくとも1つの電子基板を収容する第2のセクションとを含んでもよい。第2のセクションは、エンドキャップをバッテリから取り外すことなく、少なくとも1つの電子基板へのアクセスを提供するように構成されてもよい。別の例では、エンドキャップは、少なくとも1つの電子基板に結合され、かつエンドキャップ内にあるときに少なくとも1つの電子基板を固定するように構成された取り外し可能なパネルを含んでもよく、取り外し可能なパネルはまた、エンドキャップ内にないときにエンドキャップから取り外すようにも構成されてもよい。
【0044】
任意選択的に、エネルギー貯蔵アセンブリはまた、エンドキャップ内に結合されてもよく、またロック解除位置からロック位置に移動するように構成されてもよいタグも含んでもよい。ロック位置では、タグは、電気コネクタを受け入れる電気ポートを覆ってもよい。一態様で、タグは、電気ポートに固定されたベースと、ベースに結合された第1のヒンジセクションと、第1のヒンジセクションに結合された第2のヒンジセクションと、タグをロック位置およびロック解除位置に固定するように構成された締結具とを含んでもよい。別の態様では、ベースは、ロック位置にロックを受けてタグをロック位置に固定するように構成された開口部を含んでもよい。一例では、バッテリは200~400ボルトの範囲内で動作する。
【0045】
1つまたは複数の実施形態では、バッテリと、バッテリに機械的および電気的に結合されたエンドキャップとを含んでもよいアセンブリが提供される。エンドキャップは、バッテリに電気的に結合された少なくとも1つの動作システムに電流を供給するように構成された少なくとも1つの電気ケーブルを有する電気コネクタを含む第1のセクションを含んでもよい。エンドキャップはまた、バッテリに結合された少なくとも1つの電子基板を含む第2のセクションを含んでもよい。アセンブリは、バッテリおよび電気コネクタを含む回路内に電気的に結合されたサービス断路器を追加的に含んでもよい。サービス断路器は、接続位置においてバッテリと電気コネクタとの間に電気的接続を設け、そして遮断位置においてバッテリと電気コネクタとを遮断するように構成することができる。アセンブリはまた、第1のセクション内に電気コネクタを封入するためにエンドキャップの第1のセクションに結合されてもよいカバーも含んでもよい。カバーはまた、サービス断路器が接続位置にあるときにサービス断路器がタブ部分と係合することによってカバーの移動を阻むように、サービス断路器に隣接して配置されたタブ部分も含んでもよい。
【0046】
任意選択的に、カバーは、少なくとも1つの電気ケーブルへのアクセスを許容するために、少なくとも1つの電気ケーブルに隣接する開口部を含むことができる。一態様では、エンドキャップは、その中に配置された磁石を含んでもよい。別の態様では、第1のセクションは、電気コネクタを嵌合して受け入れるように構成された空洞を含むことができる。空洞はまた、少なくとも1つの電気ケーブルの周りにクランプセンサのクランプを適応させるようにも構成することができる。一例では、空洞は、少なくとも1つの電気ケーブルを受け入れるように構成された少なくとも1つのチャネルを含むことができる。別の例では、第2のセクションは、電子基板に結合され、かつエンドキャップをバッテリから取り外すことなく少なくとも1つの電子基板へのアクセスを提供するように構成された取り外し可能なパネルを含んでもよい。
【0047】
任意選択的に、アセンブリはまた、エンドキャップの第1のセクション内に結合されたタグを含み、またロック解除位置からロック位置に移動するように構成されてもよい。ロック位置では、タグは、電気コネクタを受け入れる電気ポートを覆うことができる。一態様では、タグは、電気ポートに固定されたベースと、ベースに結合された第1のヒンジセクションと、第1のヒンジセクションに結合された第2のヒンジセクションと、タグをロック位置およびロック解除位置に固定するように構成された締結具とを含むことができる。一例では、ベースは、ロック位置にロックを受けてタグをロック位置に固定するように構成された開口部を含むことができる。
【0048】
1つまたは複数の実施形態では、バッテリと、バッテリに機械的および電気的に結合されたエンドキャップとを含んでもよいアセンブリが提供される。エンドキャップは、バッテリに電気的に結合された少なくとも1つの動作システムに電流を供給するように構成された少なくとも1つの電気ケーブルを有する電気コネクタを含む第1のセクションを含んでもよい。エンドキャップはまた、バッテリに結合された少なくとも1つの電子基板を含む第2のセクションも含んでもよい。アセンブリはまた、エンドキャップの第1のセクション内に結合されたタグも含んでもよく、またロック解除位置からロック位置に移動するように構成される。ロック位置では、タグは、電気コネクタを受け入れる電気ポートを覆ってもよい。
【0049】
任意選択で、タグは、電気ポートに固定されたベースと、ベースに結合された第1のヒンジセクションと、第1のヒンジセクションに結合された第2のヒンジセクションと、タグをロック位置およびロック解除位置に固定するように構成された締結具とを含むことができる。一態様では、ベースは、ロック位置においてロックを受けてタグをロック位置に固定するように構成された開口部を含む。
【0050】
本明細書で使用される場合、「プロセッサ」および「コンピュータ」という用語、ならびに関連する用語、例えば、「処理デバイス」、「コンピューティングデバイス」、および「コントローラ」は、コンピュータとして当技術分野で言及される集積回路に限定されなくてもよいが、マイクロコントローラ、マイクロコンピュータ、プログラマブルロジックコントローラ(PLC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ、および特定用途向け集積回路、ならびに他のプログラマブル回路を指してもよい。好適なメモリは、例えば、コンピュータ可読媒体を含んでもよい。コンピュータ可読媒体は、例えば、ランダムアクセスメモリ(RAM)、フラッシュメモリなどのコンピュータ可読不揮発性媒体であってもよい。「非一時的コンピュータ可読媒体」という用語は、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュールおよびサブモジュール、または任意のデバイス内の他のデータなどの情報の短期および長期記憶のために実装される有形のコンピュータベースデバイスを表す。したがって、本明細書に記述される方法は、記憶デバイスおよび/またはメモリデバイスを含むが、これらに限定されない、有形の非一時的コンピュータ可読媒体内に具体化される実行可能命令として符号化されてもよい。このような命令は、プロセッサによって実行されると、プロセッサに、本明細書に記述される方法の少なくとも一部を実行させる。したがって、本用語は、揮発性および不揮発性媒体を含むがこれらに限定されない、非一時的コンピュータ記憶デバイスを含むがこれらに限定されない、有形のコンピュータ可読媒体、ならびにファームウェア、物理的および仮想記憶、CD-ROM、DVD、およびネットワークまたはインターネットなどの他のデジタルソースなどの取り外し可能および取り外し不可能な媒体を含む。
【0051】
単数形「a」、「an」、および「the」は、文脈が明示的に別様に示さない限り、複数形の参照を含む。「任意選択の」または「任意選択的に」は、続いて記述される事象または状況が生じてもよく、または生じなくてもよく、かつその記述が、その事象が生じる場合と生じない場合とを含んでもよいことを意味する。本明細書および特許請求の範囲全体を通してここで使用される近似言語は、それが関連する場合がある基本的機能の変更をもたらすことなく許容可能に変化することが可能な任意の定量的表現を修正するために適用されてもよい。したがって、「約」、「実質的に」、および「およそ」などの用語または複数の用語によって修飾される値は、指定された正確な値に限定されない場合がある。少なくともいくつかの場合では、近似言語は、値を測定するための器具の精度に対応する場合がある。本明細書および特許請求の範囲全体を通じて、文脈または言語が他に示さない限り、範囲制限は、組み合わされ、かつ/または入れ替えられる場合があり、かかる範囲は特定されてもよく、またそこに含まれるすべての下位範囲を含んでもよい。
【0052】
この書面による説明は、実施例を使用して、最良の態様を含む実施形態を開示し、かつ当業者が、任意の装置またはシステムの製造および使用ならびに任意の組み込まれた方法の実行を含む実施形態を実践することを可能にする。特許請求の範囲は、本開示の特許性のある範囲を定義し、かつ当業者に生じる他の例を含む。そのような他の例は、それらが特許請求の範囲の文字通りの言語と異ならない構造要素を有する場合、またはそれらが特許請求の範囲の文字通りの言語とは実質的に異なる均等な構造要素を含む場合、特許請求の範囲の範囲内であることが意図される。
【外国語明細書】