JP2015088315A

JP2015088315A - バッテリ装置及び回路遮断構造

Info

Publication number: JP2015088315A
Application number: JP2013225454A
Authority: JP
Inventors: 貞敏蔵楽; Sadatoshi Zoraku
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2013-10-30
Filing date: 2013-10-30
Publication date: 2015-05-07

Abstract

【課題】自動車の衝突時に確実にバッテリの回路を遮断することのできるバッテリ装置及び回路遮断構造を提供する。
【解決手段】バッテリ装置１は、ケース１０の内部に直列接続された複数のバッテリモジュール１１〜１４が収容されたバッテリ装置である。ケース１０内で移動自在に収容されたバッテリモジュール１１と、バッテリモジュール１１の周囲に配置され、ケース１０内に固定されたバッテリモジュール１２と、バッテリモジュール１１とバッテリモジュール１２とを電気的に接続するとともに、バッテリモジュール１１及びバッテリモジュール１２の相対位置が変化したときにバッテリモジュール１１及びバッテリモジュール１２間の接続を切断可能に構成された接続部材２０とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、バッテリ装置及び回路遮断構造に関し、特に自動車の衝突時に確実にバッテリの回路を遮断することのできるバッテリ装置及び回路遮断構造に関する。

自動車等において、車体に搭載したバッテリモジュールを利用して自動車内部の電子機器等を電力を供給し、動作を制御することがある。車両に搭載されたバッテリモジュールからは高い電圧が供給されており、自動車の衝突等の事故の際には、このバッテリモジュールからの電圧の供給を確実に遮断する必要がある。

従来、高電圧回路の遮断構造として、バッテリモジュール間に設けられるリレーにより、回路を遮断する高電圧回路遮断構造（例えば特許文献１）が知られている。特許文献１に記載された発明では、リレーの励磁回路を物理的に切断したり、衝突センサが衝突を検知して電気的に励磁回路を切断したりすることにより高電圧回路を遮断する。

特許第４９７７３９０号公報

特許文献１に記載された発明では、衝突センサが動作しない場合や、衝突時のリレー内部の励磁器の電圧変動によるチャタリングや突入電流により接点が溶着してしまう等の理由によって、リレーが正常に作動しないと、高電圧回路が遮断されずに、車両衝突時に電力供給を止めることができないおそれがある。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、自動車の衝突時に確実にバッテリの回路を遮断することのできるバッテリ装置及び回路遮断構造を提供することを目的とする。

上記課題を解決し、目的を達成するため、本発明に係るバッテリ装置は、ケースの内部に直列接続された複数のバッテリモジュールが収容されたバッテリ装置であって、前記ケース内で移動自在に収容された第１のバッテリモジュールと、前記第１のバッテリモジュールの周囲に配置され、前記ケース内に固定された第２のバッテリモジュールと、前記第１のバッテリモジュールと前記第２のバッテリモジュールとを電気的に接続するとともに、前記第１のバッテリモジュール及び前記第２のバッテリモジュールの相対位置が変化したときに前記第１のバッテリモジュール及び前記第２のバッテリモジュール間の接続を切断可能に構成された接続部材とを備える。

また、前記接続部材は、前記第１のバッテリモジュールに固定された第１の接続端子と、前記第２のバッテリモジュールに固定された第２の接続端子と、一端が前記第１の接続端子の接続部に挿抜可能に接続されるとともに、他端が前記第２の接続端子の接続部に挿抜可能に接続されたＬ字型のバスバーとからなるよう構成されていてもよい。また、前記第１のバッテリモジュール及び前記第２のバッテリモジュールの周囲に配置され、前記ケース内に固定された第３のバッテリモジュールをさらに備え、前記第１のバッテリモジュールと前記第３のバッテリモジュールとは、前記接続部材により接続されるよう構成されていてもよい。そして、前記第１のバッテリモジュールと前記ケースとは、バネ材を介して固定されているよう構成されていてもよい。

上記課題を解決し、目的を達成するため、本発明に係る回路遮断構造は、車両衝突時に、ケースの内部に直列接続された複数のバッテリモジュールが収容されたバッテリ装置からの電力供給を遮断するための回路遮断構造であって、前記ケース内で移動自在に収容された第１のバッテリモジュールと、前記第１のバッテリモジュールの周囲に配置され、前記ケース内に固定された第２のバッテリモジュールと、前記第１のバッテリモジュールと前記第２のバッテリモジュールとを電気的に接続する接続部材とを備え、車両衝突時に発生する慣性のモーメントによって、前記第１のバッテリモジュールを移動させ、前記第１のバッテリモジュール及び前記第２のバッテリモジュールを電気的に接続している接続部材を切断して、バッテリ装置からの電源供給を遮断する。

また、前記接続部材は、前記第１のバッテリモジュールに固定された第１の接続端子と、前記第２のバッテリモジュールに固定された第２の接続端子と、一端が前記第１の接続端子の接続部に挿抜可能に接続されるとともに、他端が前記第２の接続端子の接続部に挿抜可能に接続されたＬ字型のバスバーとからなるよう構成されていてもよい。また、前記第１のバッテリモジュール及び前記第２のバッテリモジュールの周囲に配置され、前記ケース内に固定された第３のバッテリモジュールをさらに備え、前記第１のバッテリモジュールと前記第３のバッテリモジュールとは、前記接続部材により接続されるよう構成されていてもよい。そして、前記第１のバッテリモジュールと前記ケースとは、バネ材を介して固定されるよう構成されていてもよい。

本発明によれば、自動車の衝突時に確実にバッテリの回路を遮断することのできるバッテリ装置及び回路遮断構造を提供することが可能となる。

本発明の第１の実施形態に係る回路遮断構造の構成を示す上面図である。本発明の第１の実施形態に係る回路遮断構造の構成を示す斜視図である。本発明の第１の実施形態に係る回路遮断構造の構成を示す拡大図である。本発明の第１の実施形態に係る回路遮断構造の構成を示す断面拡大図である。

［第１の実施形態］
本発明の実施形態に係る回路遮断構造について、図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る回路遮断構造の構成を示す上面図である。

図１に示すように、本実施の形態の回路遮断構造は、ケース１の内部に直列接続された複数のバッテリモジュール１１〜１４が収容されたバッテリ装置１を備える。各バッテリモジュール１１〜１４には、バッテリ１５が複数設けられ、それぞれのバッテリ１５は、コネクタ１６により、隣接するバッテリ１５に接続される。コネクタ１６は、バッテリモジュール１２とバッテリモジュール１４との間に設けられるように、バッテリモジュール同士を電気的に接続するように構成されていてもよい。

本実施の形態の回路遮断構造においては、バッテリモジュール１１は、ケース１内で前後又は左右に移動自在に固定されている。バッテリモジュール１１の固定部の詳細については、後述する。ケース１は、バッテリモジュール１１の周囲に、バッテリモジュール１１が移動することのできる領域Ｗが形成されている。バッテリモジュール１２〜１４は、バッテリモジュール１１の周囲に配置され、ケース１内で移動不可に固定されている。

バッテリモジュール１１と、隣接するバッテリモジュール１２、１３との間には、バッテリモジュール１１と、隣接するバッテリモジュール１２、１３とを電気的に接続する接続部材２０が設けられている。接続部材２０は、バッテリモジュール１１と、隣接するバッテリモジュール１２、１３との間の相対位置が変化したときに、バッテリモジュール１１と、隣接するバッテリモジュール１２、１３との間の接続を切断可能に構成されている。

次に、図２及び図３を参照して、接続部材２０の詳細な構造について説明する。図２は、本発明の実施の形態に係る回路遮断構造の構成を示した斜視図である。図３は、本発明の実施の形態に係る回路遮断構造の構成を示した拡大図である。以下、図２及び図３を用いて、バッテリモジュール１１と、隣接するバッテリモジュール１２との間に設けられた接続部材２０の構成について説明するが、バッテリモジュール１１と、隣接するバッテリモジュール１３との間に設けられた接続部材２０も同様の構成である。

図２及び図３に示すように、接続部材２０は、バッテリモジュール１２に固定された接続端子２１と、バッテリモジュール１１に固定された接続端子２２とを備える。また、接続部材２０は、接続端子２１及び接続端子２２にそれぞれ設けられた接続部Ｓに挿抜可能に接続されたＬ字型のバスバー２３を備える。この接続部材２０により、バッテリモジュール１２から、接続端子２１、バスバー２３及び接続端子２２を介してバッテリモジュール１１へと、電力が供給される。

バスバー２３が挿抜可能に接続される接続端子２１及び接続端子２２の接続部Ｓは、バッテリモジュール１１が前後又は左右のいずれの方向に移動したとしても、バスバー２３が接続端子２１及び接続端子２２の接続部Ｓに対して挿抜されるように、角度が９０度異なる向きに設けられる。バスバー２３は、全体が絶縁被覆により覆われているが、接続部Ｓが接する箇所にのみ導電部Ｃが設けられている。バッテリモジュール１１がケース１０内で移動しておらず、接続端子２１及び接続端子２２の接続部Ｓがバスバー２３の導電部Ｃに接している場合には、バッテリモジュール１２から、バッテリモジュール１１へと、電力が供給される。

次に、図２及び図４を参照して、バッテリモジュール１１がケース１０内で移動可能となるように固定するための固定部の詳細な構造について説明する。図４は、本発明の実施の形態に係る回路遮断構造の構成を示した断面拡大図である。

図２及び図４に示すように、バッテリモジュール１１とケース１０とは、リベット３０により固定される。ここで、リベット３０と、ケース１０との間には、ばね材として、皿ばね３１が設けられる。この皿ばね３１を介することにより、皿ばね３２の弾性力によって、バッテリモジュール１１とケース１０とが固定される。また、ケース１０の開口は、リベット３０の軸よりも大きな径で設けられており、バッテリモジュール１１に大きな力がかかった際には、バッテリモジュール１１が移動することができるように構成されている。皿ばね３１の弾性力は、バッテリモジュール１１の重量と自動車の衝突時等の加速度（一般的には５Ｇ以上）とに応じて決定される。これにより、バッテリモジュール１１に大きな力がかかっていないときには、バッテリモジュール１１は、ケース１０に固定され、バッテリモジュール１１に大きな力がかかった際には、バッテリモジュール１１はケース１０内を移動する。

このように構成された本実施の形態の回路遮断構造の動作について説明する。図２及び図３に示す接続部材２０は、自動車の衝突時等にバッテリモジュール１１がケース１０内で移動した場合、バッテリモジュール１１の移動に応じて、バスバー２３が接続端子２１及び接続端子２２の接続部Ｓに対して挿抜される。このとき、接続部Ｓの接点は、バスバー２３の導電部Ｃからずれて、バスバー２３の絶縁被覆された箇所に接することになる。その結果、バッテリモジュール１１とバッテリモジュール１２との間の接続が遮断され、バッテリ装置１の全体の電力供給も遮断される。この動作は、自動車の衝突時の慣性のモーメントに応じて生じるため、衝突センサやリレーに頼る必要がなく、確実に回路を遮断することが可能になる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、実施の形態で説明した回路遮断構造においては、バッテリモジュール１１を皿ばねを用いて移動可能に固定していたが、バッテリモジュール１１の固定手段は、ケース１０内を移動可能に固定することができれば、種々の固定手段を用いることが可能である。

１・・・バッテリ装置、１０・・・ケース、１１、１２、１３、１４・・・バッテリモジュール、１５・・・バッテリ、１６・・・コネクタ、２０・・・接続部材、２１、２２・・・接続端子、２３・・・バスバー、３０・・・リベット、３１・・・皿ばね。

Claims

ケースの内部に直列接続された複数のバッテリモジュールが収容されたバッテリ装置であって、
前記ケース内で移動自在に収容された第１のバッテリモジュールと、
前記第１のバッテリモジュールの周囲に配置され、前記ケース内に固定された第２のバッテリモジュールと、
前記第１のバッテリモジュールと前記第２のバッテリモジュールとを電気的に接続するとともに、前記第１のバッテリモジュール及び前記第２のバッテリモジュールの相対位置が変化したときに前記第１のバッテリモジュール及び前記第２のバッテリモジュール間の接続を切断可能に構成された接続部材と
を備える
ことを特徴とするバッテリ装置。
前記接続部材は、
前記第１のバッテリモジュールに固定された第１の接続端子と、
前記第２のバッテリモジュールに固定された第２の接続端子と、
一端が前記第１の接続端子の接続部に挿抜可能に接続されるとともに、他端が前記第２の接続端子の接続部に挿抜可能に接続されたＬ字型のバスバーとからなる
ことを特徴とする請求項１記載のバッテリ装置。
前記第１のバッテリモジュール及び前記第２のバッテリモジュールの周囲に配置され、前記ケース内に固定された第３のバッテリモジュールをさらに備え、
前記第１のバッテリモジュールと前記第３のバッテリモジュールとは、前記接続部材により接続される
ことを特徴とする請求項２記載のバッテリ装置。
前記第１のバッテリモジュールと前記ケースとは、ばね材を介して固定される
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載のバッテリ装置。
車両衝突時に、ケースの内部に直列接続された複数のバッテリモジュールが収容されたバッテリ装置からの電力供給を遮断するための回路遮断構造であって、
前記ケース内で移動自在に収容された第１のバッテリモジュールと、
前記第１のバッテリモジュールの周囲に配置され、前記ケース内に固定された第２のバッテリモジュールと、
前記第１のバッテリモジュールと前記第２のバッテリモジュールとを電気的に接続する接続部材と
を備え、
車両衝突時に発生する慣性のモーメントによって、前記第１のバッテリモジュールを移動させ、前記第１のバッテリモジュール及び前記第２のバッテリモジュールを電気的に接続している接続部材を切断して、バッテリ装置からの電源供給を遮断することを特徴とする回路遮断構造。
前記接続部材は、
前記第１のバッテリモジュールに固定された第１の接続端子と、
前記第２のバッテリモジュールに固定された第２の接続端子と、
一端が前記第１の接続端子の接続部に挿抜可能に接続されるとともに、他端が前記第２の接続端子の接続部に挿抜可能に接続されたＬ字型のバスバーとからなる
ことを特徴とする請求項５記載の回路遮断構造。
前記第１のバッテリモジュール及び前記第２のバッテリモジュールの周囲に配置され、前記ケース内に固定された第３のバッテリモジュールをさらに備え、
前記第１のバッテリモジュールと前記第３のバッテリモジュールとは、前記接続部材により接続される
ことを特徴とする請求項６記載の回路遮断構造。
前記第１のバッテリモジュールと前記ケースとは、ばね材を介して固定される
ことを特徴とする請求項５乃至７のいずれか記載の回路遮断構造。