特許 7606881 可搬式バッテリー装置

(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】

(24)【登録日】2024-12-18

(45)【発行日】2024-12-26

(54)【発明の名称】可搬式バッテリー装置

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/42 20060101AFI20241219BHJP

   H01M 50/20 20210101ALI20241219BHJP

   H01M 10/613 20140101ALI20241219BHJP

   H01M 10/6563 20140101ALI20241219BHJP

   H01M 50/543 20210101ALI20241219BHJP

【ＦＩ】

H01M10/42 P

H01M50/20

H01M10/613

H01M10/6563

H01M50/543

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2021027580

(22)【出願日】2021-02-24

(65)【公開番号】P2022129043

(43)【公開日】2022-09-05

【審査請求日】2024-01-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000005326

【氏名又は名称】本田技研工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001081

【氏名又は名称】弁理士法人クシブチ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】村上 比呂子

(72)【発明者】

【氏名】稲山 諒

【審査官】辻丸 詔

(56)【参考文献】

【文献】登録実用新案第３１５８４９１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００３－１７８７３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－０８６９１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０１１６３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平８－１４９７０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平４－３４９３４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１０５５６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２５７９１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１９３３２６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ １０／４２

Ｈ０１Ｍ ５０／２０

Ｈ０１Ｍ １０／６１３

Ｈ０１Ｍ １０／６５６３

Ｈ０１Ｍ ５０／５４３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

バッテリーパックが格納されるバッテリーケースを備えた可搬式バッテリー装置において、
前記バッテリーケースは、前記バッテリーパックの格納部を開閉する開閉扉と、前記バッテリーパックに接続される端子部と、を備え、前記開閉扉と前記端子部とを連結し、前記開閉扉の閉動作に連動させて前記端子部を前記バッテリーパックに接続させるリンク機構を備えた
ことを特徴とする可搬式バッテリー装置。

【請求項2】

前記バッテリーケースにヒンジ連結され、前記バッテリーパックの格納時に前方に倒されて前記バッテリーパックの案内面を形成する前面開閉扉を備えた
ことを特徴とする請求項１に記載の可搬式バッテリー装置。

【請求項3】

前記バッテリーパックは雌型端子とガイド孔とを備え、前記端子部は前記雌型端子に接続される雄型端子と前記ガイド孔に嵌合するガイドピンとを備えた
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の可搬式バッテリー装置。

【請求項4】

前記開閉扉の内面に弾性部材を備え、前記開閉扉を閉じたとき、前記弾性部材が前記バッテリーパックを押圧支持する
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の可搬式バッテリー装置。

【請求項5】

前記バッテリーケースの底面にバッテリーパック案内用の一対のガイドレールを備えた
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の可搬式バッテリー装置。

【請求項6】

前記一対のガイドレールの間に冷却ファンを備え、前記バッテリーケースの下部に吸気口を備え、前記バッテリーケースの上部に排気口を備えた
ことを特徴とする請求項５に記載の可搬式バッテリー装置。

【請求項7】

前記バッテリーケースに移動用のキャスターを備えた
ことを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の可搬式バッテリー装置。

【請求項8】

前記バッテリーケースに手持ち用のハンドルを備えた
ことを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の可搬式バッテリー装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、可搬式バッテリー装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、発電機（外部設備機）に複数台の可搬式バッテリー装置を接続し、エンジンで発電機を駆動して発電電力を出力する発電運転モードと、可搬式バッテリー装置に充電された電力を出力するバッテリー運転モードと、を備えるハイブリッド型の発電システムが提案されている。
従来の可搬式バッテリー装置としては、バッテリーパックの質量が重い場合でも、バッテリーの可搬性が高められ、充電の際、バッテリー移動を容易にできるものが提案されている（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】実用新案登録第３１５８４９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、従来の可搬式バッテリー装置では、バッテリーケースに格納されたバッテリーパックに充電する際、作業が困難である。また、例えばエンジンで駆動する発電機（外部設備機）に接続する場合、外部設備機とバッテリーパックとを接続する作業が困難になる、という課題がある。
そこで、本発明の目的は、バッテリーケースに格納されたバッテリーパックに簡単に充電でき、バッテリーパックと外部設備機とを簡単に接続できる可搬式バッテリー装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明は、バッテリーパックが格納されるバッテリーケースを備えた可搬式バッテリー装置において、前記バッテリーケースは、前記バッテリーパックの格納部を開閉する開閉扉と、前記バッテリーパックに接続される端子部と、を備え、前記開閉扉と前記端子部とを連結し、前記開閉扉の閉動作に連動させて前記端子部を前記バッテリーパックに接続させるリンク機構を備えた。

【発明の効果】

【0006】

本発明によれば、開閉扉の閉動作に連動させて端子部をバッテリーパックに接続させるリンク機構を備えたため、バッテリーパックに簡単に充電でき、バッテリーパックと外部設備機とを簡単に接続できる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明の実施形態に係る可搬式バッテリー装置を示す図である。

【図2】ハイブリッド型の発電システムを示す図である。

【図3】可搬式バッテリー装置の一実施形態を示す図であり、（Ａ）は、リンク機構２３の斜視図、（Ｂ）は、同側面図である。

【図4】端子部の構造を示す図である。

【図5】（Ａ）～（Ｆ）は、バッテリーパックを格納する手順を示す図である。

【図6】バッテリーケース内の冷却風の流れを示す図である。

【図7】可搬式バッテリー装置の別実施形態を示す図である。

【図8】（Ａ）、（Ｂ）は、可搬式バッテリー装置の更に別実施形態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本発明の一実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は、ハイブリッド型の発電システムを示す。符号１は、発電機（外部設備機）である。発電機１はエンジン（不図示）により駆動されて発電電力を出力する。発電機１には、ケーブル２を介して、複数台の可搬式バッテリー装置３が並列に接続されている。
この発電システムは、エンジンで発電機１を駆動して発電電力を出力する発電運転モードと、可搬式バッテリー装置３に充電された電力を出力するバッテリー運転モードと、を備える。この発電システムは、ハイブリッド型発電システムであり、本実施形態による可搬式バッテリー装置３の一応用例である。

【0009】

図２は、可搬式バッテリー装置３の一実施形態を示す図である。
可搬式バッテリー装置３は樹脂製のバッテリーケース１０を備えている。バッテリーケース１０の底部の４隅には移動用のキャスター５が設けられている。
バッテリーケース１０には、バッテリーパック２０が格納される２つの格納部１１が形成されている。バッテリーケース１０は、断面形状がＥ型の枠板１９を備えている。Ｅ型の枠板１９は、一対の側面板１２と、背面板１３と、底面板１４と、仕切り板１５とを備えている。バッテリーケース１０は、２つの格納部１１の上面を閉塞可能に、上面開閉扉１７を備えている。バッテリーケース１０は、２つの格納部１１の前面を閉塞可能に、前面開閉扉１８を備えている。２つの格納部１１は横並びに設けられる。

【0010】

なお、上面開閉扉１７および前面開閉扉１８は、２つの格納部１１毎に独立して、２枚ずつ配置してもよい。バッテリーケース１０には１つの格納部１１を設け、単一のバッテリーパック２０を格納する形態としてもよく、３以上の格納部１１を設けて、３以上のバッテリーパック２０を格納する形態としてもよい。

【0011】

２つの格納部１１の底面板１４には、一対のガイドレール３６が設けられている。バッテリーパック２０の格納時には、バッテリーパック２０がガイドレール３６の上に載せられ、入口側から奥側へ押し込まれる。一対のガイドレール３６は、バッテリーケース１０の底面に設けられたバッテリーパック案内用のガイドレールであり、ガイドレール３６によりバッテリーパック２０が左右に位置決めされる。
一対のガイドレール３６の間には冷却ファン４０が配置されている。バッテリーケース１０の下方位置には吸気口３７が形成され、バッテリーケース１０の上方位置には排気口３８が形成されている。吸気口３７にはルーバー３７Ａが配置され、排気口３８にはルーバー３８Ａが配置されている。

【0012】

前面開閉扉１８は、バッテリーケース１０の前面の下端１０Ａにヒンジ連結され、図示のように、開いた状態で、上端が前方に倒される。前面開閉扉１８が前方に倒されたとき、前面開閉扉１８の上端が床面に設置され、前面開閉扉１８が傾斜する。前面開閉扉１８の傾斜面は、バッテリーパック格納時の案内面１８Ａを形成している。

【0013】

背面板１３の裏面にはコントロールパネル４４が配置されている。
コントロールパネル４４には、図示は省略したがインバーター、充電回路、出力回路などが配置されている。バッテリーケース１０の入口側の底部には、端子部２１が設けられている。端子部２１は、格納部１１の入口側の底面板１４に配置されている。端子部２１は、バッテリーパック２０に接続されている。端子部２１は、コントロールパネル４４に接続されている。端子部２１を介して、バッテリーパック２０に充電でき、バッテリーパック２０から電力を出力できる。

【0014】

図３は、上面開閉扉（開閉扉）１７と端子部２１とを連結するリンク機構２３を模式的に示す図である。図３（Ａ）は、リンク機構２３の斜視図、図３（Ｂ）は、同側面図である。
図３に示すように、リンク機構２３は、左右一対で構成されている。
リンク機構２３は、上面開閉扉１７のアーム１６に一端がピン連結された第１リンク２４と、第１リンク２４の他端に一端がピン連結された第２リンク２５とを備えている。第１リンク２４は上下動自在である。
上面開閉扉１７のヒンジ軸１７Ａは第１回転中心軸Ｍ１である。第１回転中心軸Ｍ１は側面板１２または仕切り板１５に支持されている。

【0015】

第２リンク２５は第２回転中心軸Ｍ２を備えている。第２回転中心軸Ｍ２は側面板１２または仕切り板１５に支持されている。第２リンク２５の他端には第３リンク２６の一端がピン連結され、第３リンク２６の他端には連結子２７が連結されている。第３リンク２６と連結子２７は、一体的に上下動自在である。
左右一対の連結子２７は、上下動バー部材２８により連結され、上下動バー部材２８の中央部には、端子部２１が配置されている。
リンク機構２３は、上面開閉扉１７と、上下動バー部材２８とを連結し、上面開閉扉１７の閉動作に連動させて、上下動バー部材２８の中央部に配置された端子部２１をバッテリーパック２０に向けて突出させる。

【0016】

図４は、端子部２１の構造を示す。
バッテリーパック２０の下面には、雌型端子３１が埋め込まれ、雌型端子３１に隣接してガイド孔３２が配置されている。端子部２１は、雌型端子３１に接続される雄型端子３３と、ガイド孔３２に嵌合するガイドピン３４とを備えている。ガイド孔３２の入口３２Ａは拡径されており、ガイドピン３４を誘い込む。上面開閉扉１７の閉動作に連動させて、端子部２１がバッテリーパック２０に向けて突出すると、最初にガイドピン３４がガイド孔３２に嵌合し、この嵌合に遅れてバッテリーパック２０の雌型端子３１に、端子部２１の雄型端子３３が接続される。
端子部２１は、図２に示すように、バッテリーケース１０の背面板１３に設けたコントロールパネル４４に接続され、コントロールパネル４４には、図１に示すように、発電機（外部設備機）１が接続されている。

【0017】

図５（Ａ）～図５（Ｆ）は、バッテリーケース１０にバッテリーパック２０を格納する際の手順を示している。各図では可搬式バッテリー装置３を模式的に示している。
図５（Ａ）は、バッテリーパック２０の格納前の形態を示す。
この状態では、上記端子部２１が上方位置に突出している。上面開閉扉１７の内面にはゴム部材（弾性部材）４１が貼着されている。ゴム部材４１は、バッテリーケース１０にバッテリーパック２０を格納し、上面開閉扉１７を閉じたときに、バッテリーパック２０の上面に当接して、バッテリーパック２０を押圧支持する。

【0018】

バッテリーパック２０の格納時には、図５（Ｂ）に示すように、まず、前面開閉扉１８が開かれて、ついで、上面開閉扉１７が開かれる。上面開閉扉１７の上端には、ロック板４２が配置されている。このロック板４２は、図５（Ａ）に示すように、前面開閉扉１８の上端をロックすることが可能である。

【0019】

前面開閉扉１８が開かれて、図５（Ｂ）に示すように、前方に倒されると、前面開閉扉１８の傾斜面が、バッテリーパック格納時の案内面１８Ａを形成する。この案内面１８Ａの上には、バッテリーパック２０が載せられる。

【0020】

上面開閉扉１７が開かれると、図３のリンク機構２３を介して、端子部２１が下方位置へ降下する。この状態で、案内面１８Ａに載せたバッテリーパック２０を上方へ押し上げると、バッテリーパック２０は、図５（Ｃ）に示すように、案内面１８Ａに案内されて格納部１１に進入する。格納部１１では、一対のガイドレール３６の上に載る。
図５（Ｄ）は、バッテリーパック２０が最終位置に押し込まれた形態を示している。図５（Ｄ）の最終位置では、バッテリーパック２０が、バッテリーパック２０の下面に設けた形状に基づいて、位置決めされている。

【0021】

バッテリーパック２０が最終位置に押し込まれると、図５（Ｅ）に示すように、前面開閉扉１８が閉じられ、上面開閉扉１７が閉じられる。
上面開閉扉１７、前面開閉扉１８の閉動作が完了したとき、図５（Ｆ）に示すように、ロック板４２を操作させて、前面開閉扉１８の上端がロックされる。

【0022】

図５（Ｅ）に示すように、上面開閉扉１７が閉動作するとき、図３のリンク機構２３を介して、端子部２１が上方位置へ突出する。上面開閉扉１７の閉動作において、端子部２１は徐々に上昇する。図４に示すように、最初にガイドピン３４がガイド孔３２に嵌合し、この嵌合に遅れてバッテリーパック２０の雌型端子３１に、端子部２１の雄型端子３３が接続され、バッテリーパック２０と端子部２１が接続される。

【0023】

図６は、バッテリーケース１０内の冷却風の流れを示す。
バッテリーケース１０の各格納部１１にバッテリーパック２０を格納し、前面開閉扉１８を閉じて、上面開閉扉１７を閉じ、ロック板４２により前面開閉扉１８の上端をロックし、冷却ファン４０を駆動する。吸気口３７から吸い込まれる外気は、一点鎖線で示すように、一対のガイドレール３６の間を通って、バッテリーパック２０の下面に達する。この外気は、バッテリーパック２０の下面を冷却し、バッテリーケース１０内を上昇して、バッテリーパック２０の側面を冷却し、排気口３８から排気される。

【0024】

以上説明したように、本実施形態によれば、バッテリーパック２０が格納されるバッテリーケース１０を備えた可搬式バッテリー装置３において、バッテリーケース１０は、バッテリーパック２０の格納部１１を開閉する上面開閉扉（開閉扉）１７と、バッテリーパック２０に接続される端子部２１と、を備え、上面開閉扉１７と端子部２１とを連結し、上面開閉扉１７の閉動作に連動させて端子部２１をバッテリーパック２０に接続させるリンク機構２３を備えた。

【0025】

これによれば、バッテリーケース１０にバッテリーパック２０を格納し、上面開閉扉１７を閉じることで、端子部２１とバッテリーパック２０とが接続される。従って、図１に示すように、ハイブリッド型の発電システムを構築する場合などに、発電機１の近くに複数台のバッテリーパック２０を移動し、各バッテリーパック２０と発電機１とを簡単に接続できる。

【0026】

また、本実施形態では、バッテリーケース１０にヒンジ連結され、バッテリーパック２０の格納時に前方に倒されてバッテリーパック２０の案内面１８Ａを形成する前面開閉扉１８を備えた。

【0027】

これによれば、前面開閉扉１８を開くと、上端が前方に倒れてバッテリーパック格納時の案内面１８Ａが形成されるため、案内面１８Ａに沿ってバッテリーパック２０を挿抜でき、バッテリーパック２０の重量が重い場合でも、バッテリーケース１０にバッテリーパック２０を簡単に格納できる。

【0028】

また、本実施形態では、図４に示すように、バッテリーパック２０は雌型端子３１とガイド孔３２とを備え、端子部２１は雌型端子３１に接続される雄型端子３３とガイド孔３２に嵌合するガイドピン３４とを備えて構成されている。

【0029】

これによれば、最初にガイドピン３４がガイド孔３２に嵌合するため、この嵌合に遅れて案内されて、バッテリーパック２０の雌型端子３１に、端子部２１の雄型端子３３が、正確に接続される。

【0030】

また、本実施形態では、図５（Ａ）に示すように、上面開閉扉１７の内面にゴム部材（弾性部材）４１が配置されている。
これによれば、上面開閉扉１７が閉じられたとき、ゴム部材４１がバッテリーパック２０の上面に当接し、バッテリーパック２０を押圧支持するため、バッテリーパック２０が正確に位置決めされる。

【0031】

また、本実施形態では、図２に示すように、バッテリーケース１０の底面にバッテリーパック案内用の一対のガイドレール３６が設けられている。
これによれば、バッテリーパック２０を格納部１１へ格納するときには、ガイドレール３６の上に載せて、バッテリーパック２０が入口側から奥側へ押し込まれる。従って、バッテリーパック２０を格納部１１内に正確に位置決めできる。

【0032】

また、本実施形態では、一対のガイドレール３６の間に冷却ファン４０を備え、バッテリーケース１０の下部に吸気口３７を備え、バッテリーケース１０の上部に排気口３８を備えて構成されている。
これによれば、吸気口３７から吸い込まれる外気は、バッテリーパック２０の下面及びバッテリーパック２０の側面を冷却し、排気口３８から排気されるため、バッテリーパック２０が効率よく冷却される。

【0033】

本実施形態では、バッテリーケース１０の底部に、移動用のキャスター５を備えて構成されている。これによれば、ハイブリッド型の発電システムを構築する場合などに、発電機１の近くにバッテリーパック２０を簡単に移動できる。

【0034】

可搬式バッテリー装置３が、ハイブリッド型発電システムに適用された場合、複数台の充電済みの可搬式バッテリー装置３を準備しておくことで、発電機１に対し、ユーザーの用途に合わせ、可搬式バッテリー装置３を何台でも接続できる。
大出力の発電機１であって、発電機１単体では始動できないときにも、何台かの可搬式バッテリー装置３を並列接続させれば、発電機１を始動し運転できる。
運転時は必要な出力に合わせて、可搬式バッテリー装置３の接続を切り替えてもよい。また、何台かのうち１台の可搬式バッテリー装置３のバッテリーの残量が少なくなると、その可搬式バッテリー装置３が出力モードから充電モードに切り替わり、少ないバッテリー容合わせ発電機１の余力電力から少しずつ充電するようにしてもよい。

【0035】

例えば、災害時などに、図１のハイブリッド型発電システムを適用すれば、必要に応じてガソリンとバッテリー電力を使い分けることで、最適運転モードによる長時間連続運転が可能になる。発電機１は動いているが、実際定格以下の電力しか使っていない場合、余った電気を充電が必要な可搬式バッテリー装置３に充電でき、常にバッテリーは満タンの状況となり、不測の事態に対応できる。
バッテリーを動力源とすることで、出力の大きさによってエンジンとバッテリーが並列運転を行い、ＣＯ２排出量を抑制できる。バッテリーは低騒音であり、環境に対する負荷低減が図れる。大出力の発電機１は、付属のバッテリーが大きく重くなる。可搬式バッテリー装置３と連動させることで、付属のバッテリーが不要となり、発電機１を小型、軽量化させることができる。

【0036】

また、バッテリーパック２０は、例えば、車載バッテリーなどにも適用される。この場合、バッテリーパック２０を充電するとなると、車両から離れた、充電設備が設置された場所まで、移動させなければならない。
本実施形態では、バッテリーケース１０の格納部１１に、バッテリーパック２０を格納した状態で、充電設備まで移動でき、バッテリーパック２０を格納した状態で、充電設備により充電できる。充電後には、バッテリーケース１０の格納部１１に、バッテリーパック２０を格納した状態で、車両まで移動でき、バッテリーパック２０をバッテリーケース１０から取り出して車両に搭載できる。

【0037】

図７は、可搬式バッテリー装置３の別実施形態を示す図である。
可搬式バッテリー装置３は、樹脂製のバッテリーケース５０を備えている。バッテリーケース５０は、断面の形状がＨ型の枠板３９を備え、２つの格納部５１が背中合わせに構成されている。バッテリーケース５０は各格納部５１の上面をそれぞれ閉塞可能に、２枚の上面開閉扉５７を備えている。また、バッテリーケース５０は、各格納部５１の前面をそれぞれ閉塞可能に、２枚の前面開閉扉５８を備えている。

【0038】

また、前面開閉扉５８は、上記実施形態と同様に前方に倒れたとき、前面開閉扉５８の傾斜面が、バッテリーパック格納時の案内面５８Ａを形成する。上面開閉扉５７は、図示は省略したが、図３と同様のリンク機構を介して、端子部６１に連結されている。端子部６１の構成は、上記実施形態と同じである。

【0039】

図８（Ａ）、図８（Ｂ）は、可搬式バッテリー装置３の更に別実施形態を示す図である。可搬式バッテリー装置３は模式的に示している。可搬式バッテリー装置３は、キャリースタイルであり、それ以外の構成は上記実施形態と同じである。
上面開閉扉６７のヒンジ部分側の、バッテリーケース６０の背面には、引出し式又は折り畳み式の手持ち用のハンドル６３が配置されている。バッテリーケース６０の同背面の下方位置には、一対のキャスター６５が配置されている。
可搬式バッテリー装置３は、手持ち用のハンドル６３を掴んで、図８（Ｂ）に示すように、一対のキャスター６５を転動させて、床面を移動できる。

【0040】

上述した実施形態は、本発明の一態様を例示したものであって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変形、及び応用が可能である。例えば、上述のリンク機構２３は、上面開閉扉１７の閉動作に連動させて端子部２１をバッテリーパック２０に向けて突出させる機構であればよく、実施形態の構成に限定されない。また、ゴム部材４１は、上面開閉扉１７を閉じたときに、バッテリーパック２０を押圧支持できればよく、例えばコイルスプリングなどの弾性部材であってもよい。

【符号の説明】

【0041】

１ 発電機
３ 可搬式バッテリー装置
１０、５０、６０ バッテリーケース
１１ 格納部
１７、５７、６７ 上面開閉扉（開閉扉）
１８、５８ 前面開閉扉
２０ バッテリーパック
２１、６１ 端子部
２３ リンク機構
３６ ガイドレール
３７ 吸気口
３８ 排気口
４０ 冷却ファン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】