(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のバッテリを上下の偶数段にして同じ平面上で隣合うバッテリ間の陽極と陰極が縦横へ互違いの配列に設定し、これらバッテリを左右へ２グループに分け、左側のものはバッテリ端子が左方向へ向くよう、また右側のものは同じく右方向へ向くよう、それぞれ横に寝かせた状態に設置する一方、各グループ毎に前後方向へ隣合うバッテリ間の陽極と陰極を結ぶ配線と、同じく左右方向へ隣合うバッテリ間の陽極と陰極を結ぶ配線と、両グループに跨がって左右方向へ隣合うバッテリ間の陽極と陰極を結ぶ配線と、上下に隣合うバッテリ間の陽極と陰極を結ぶ配線と、によりバッテリ全体を出力コネクタと直列に接続したことを特徴とするバッテリユニットの配線構造。
【請求項２】
バッテリの配線にブスバーを用いたことを特徴とする請求項１に記載の配線構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両走行用の電動機を備える車両などに用いられる、バッテリユニットの配線構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から排気エミッションを改善するため、エンジンと電動機を組み合わせたハイブリッド電気自動車が知られている。
【０００３】
このようなハイブリッド電気自動車は、エンジンにより駆動される発電機と、発電された電力を蓄えるバッテリとを備え、これらを電源にインバータを介して電動機を駆動して走行する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような車両においては、数多くのバッテリをユニットとして１括して収納するためのバッテリボックスと、バッテリボックスを出し入れ可能に格納するバッテリ室が設けられる。バッテリボックスの内部において、これらバッテリはスペースの無駄を少なくするため、バッテリ間の間隔をできるだけ詰めて配置することが要求される。しかし、バッテリ全体が直列のバッテリユニット（組み電池）を構成する場合、これらの配線に強電用の電線（ケーブル）を使用すると、ケーブルの太さやとり回しの曲率などに制約され、ユニット全体をコンパクトに納めるのが難しいという不具合が考えられる。なお、従来例としてバッテリの配線に関するものが、特開平５ー１７００３７号公報に開示されている。
【０００５】
この発明はこのような課題の有効な解決手段の提供をする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第１の発明では、複数のバッテリを上下の偶数段にして同じ平面上で隣合うバッテリ間の陽極と陰極が縦横へ互違いの配列に設定し、これらバッテリを左右へ２グループに分け、左側のものはバッテリ端子が左方向へ向くよう、また右側のものは同じく右方向へ向くよう、それぞれ横に寝かせた状態に設置する一方、各グループ毎に前後方向へ隣合うバッテリ間の陽極と陰極を結ぶ配線と、同じく左右方向へ隣合うバッテリ間の陽極と陰極を結ぶ配線と、両グループに跨がって左右方向へ隣合うバッテリ間の陽極と陰極を結ぶ配線と、上下に隣合うバッテリ間の陽極と陰極を結ぶ配線と、によりバッテリ全体を出力コネクタと直列に接続する。
【０００７】
第２の発明では、第１の発明におけるバッテリの配線にブスバーを用いる。
【０００８】
【発明の効果】
第１の発明では、同じ段の縦横に配置されるバッテリは、各グループ毎に前後方向へ隣合うバッテリ間の陽極と陰極を結ぶ配線と、同じく左右方向へ隣合うバッテリ間の陽極と陰極を結ぶ配線と、両グループに跨がって左右方向へ隣合うバッテリ間の陽極と陰極を結ぶ配線と、によりこれらを平面で見ると縦方向（左右方向）へ蛇行するような形に接続される。また、上下に隣合うバッテリ間の陽極と陰極を結ぶ配線により、バッテリ全体は直列に接続される。このため、バッテリ全体の電極は、縦方向の一側で上下方向へ１列に並ぶ偶数のバッテリの中から１組の陽極と陰極を抽出して設定可能になる。これにより、縦方向の両側から出力コネクタへ配線を延ばさずに済むため、バッテリと出力コネクタとの間も最短の配線長さで無理なく接続できる。
【０００９】
各段のバッテリを横に寝かせた状態に設置することにより、バッテリの陽極および陰極（バッテリ端子）が上向きの起てた状態の設置に較べると、各段の高さ（バッテリユニットの高さ）を有効に縮小できる。バッテリ間の電極が対向する状態に寝かすと、配線のとり回しが困難になるが、各段のバッテリは左右へ２グループに分け、左側のものはバッテリ端子が左方向へ向け、右側のものはバッテリ端子が右方向へ向けることにより、バッテリ間の電極どうしが対向するのも避けられる。
【００１０】
第２の発明では、太い電線だとそのとり回しの曲率が大きく、バッテリ全体の外形からはみ出しかねないが、ブスバーを折り曲げて使用することにより、配線の太さやとり回しの曲率などによる外形へのはみ出しを抑えられる。
【００１１】
これらの結果、第１の発明または第２の発明によると、電線の太さやとり回しの曲率などに煩わされることなく、バッテリ間の配線を容易に行うことができる。また、バッテリ全体も最短長さで直列に配線され、電線の太さやとり回しのはみ出しは殆どなくなるため、バッテリ全体（バッテリユニット）をコンパクトにまとめることが可能になる。。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１はバスなど車両の後部に設える動力室を表すものであり、動力室１にエンジン２と、エンジン２により駆動される発電機３と、発電機３で発電される電力を蓄えるバッテリ４と、発電機３およびバッテリ４を電源にインバータ７を介して駆動される走行用の電動機５，６などが収装される。
【００１３】
動力室１はその上面と左右側面および後面がそれぞれ車体パネル（ルーフパネル，サイドパネル，バックパネル）で囲われ、前面は車室との隔壁で仕切られる。後面の車体パネルには、動力室１を部分的に外部へ開放するための、点検や整備用の開閉扉が設けられる。
【００１４】
動力室１の内部において、エンジン２は動力室１の図左側（車両左側）の下段に横置きに搭載され、発電機３はエンジン２に連結される。９はエアクリーナである。電動機５，６は動力室１の図右側（車両右側）の下段に搭載され、その駆動力は減速機１０を介してドライブシャフト、さらに差動装置から駆動輪へと伝達される。
【００１５】
インバータ７は動力室１の図右側（車両右側）の中段のインバータ室１１に格納され、バッテリ４はインバータ室１１の上方のバッテリ室１２に格納される。インバータ室１１と発電機３および電動機５，６との間にエアコンプレッサ１３、エアコンユニット１４、ラジエータユニットおよび補機類などが配設される。
【００１６】
エンジン２と発電機３との間に遮熱板１５が介装される。遮熱板１５は動力室１の前面と後面との間で発電機３をエンジン室１６から仕切るように形成されると共に、エンジン室１６に対してインバータ室１１およびバッテリ室１２も仕切るように動力室１の上部（最上段）へ至るまで延設される。
【００１７】
バッテリ４については、バッテリボックス２０が備えられ、その内部に数多くのバッテリ４が収装される。図２〜図５において、バッテリボックス２０は箱枠状の骨組み２１（フレーム）とそのカバー２２とからなり、多数のバッテリ４がフレーム２１を介して上下２段で前後２列に収装される。
【００１８】
フレーム２１の下面には、その中央と左右に車体側への固定用のフレームブラケット２３が設けられ、これらの間にフォークリフトのつめ用ガイド２４が設けられる。また、フレーム２１の下面両端の一方に出力側のコネクタボックス２５ａ（強電ボックス）が、他方に充電側のコネクタボックス２５ｂが取り付けられる。
【００１９】
バッテリ室１２の床面には、バッテリボックス２０のフレームブラケット２３に受ける溝型のガイドレール２４が取り付けられ、バッテリボックス２０の出し入れに伴う前後方向への動きを案内するようになっている。フレームブラケット２３とガイドレール２４との間には、バッテリボックス２０をバッテリ室１２に固定するためのロック機構（図示せず）が備えられる。
【００２０】
フレーム２１はそれぞれ独立した構築体２１ａ，２１ｂを前後に連結する構成を備える。各構築体２１ａ，２１ｂは、上下２段の支持面２６ａ，２６ｂをもつ４つの柱部材２６と、各支持面２６ａ，２６ｂ上で前後の柱部材２６を連結する左右１対の横梁部材２７と、同じく左右の柱部材２６を連結する前後１対の縦梁部材２８とから形成される（図５参照）。
【００２１】
これら梁部材２７，２８は４つ柱部材２６の同じ支持面２６ａ，２６ｂ上で複数（この例では６つ）のバッテリ４を縦方向へ１列に設置可能な矩形枠２９（バッテリ設置面）を上下２段に形成する（図２，図３参照）。各段の前後１対の縦梁部材２８には、バッテリ４の位置決め用にスペーサ３０が配置される。
【００２２】
バッテリ４は配線の便宜上からも、左右へ２グループに分けられ、左側のものはバッテリ端子４ａが左方向へむくよう、また右側のものはバッテリ端子４ａが右方向へ向くよう、それぞれ横に寝かせた状態でスペーサ３０間に設置される。そして、１グループ毎にバッテリ４は前後１対のリテーナ３１とこれらをスペーサ３０のナットに締め付けるボルト３３を介して矩形枠２９に固定される（図２参照）。
【００２３】
矩形枠２９の中央部には、バッテリ４間の間隔がスペース３０ａで広めに取られ、下段側に補強部材３４が付加される。補強部材３４はフランジ３５ａをもつ１対のチャンネル材３５と、これらの両端に結合するブラケット３５ｂとからなり、チャンネル材３５のフランジ３５ａを上段側における前後の縦梁部材２８の下面に結合する一方、チャンネル材３５のブラケット３５ｂを下段側における前後の縦梁部材２８の内面に結合することにより、下段の中央部を前後方向へ延びるように組み付けられる（図２，図５参照）。
【００２４】
フレーム２１はこのような独立した２つの構築体２１ａ，２１ｂを前後に互いに上下の縦梁部材２８で背中合わせに連結される（図３，図４参照）。カバー２２はフレーム２１の各面（下面を除く）に取り付けられるプレートから形成される。プレートには、バッテリボックス２０内の通気性を確保するため、多数の小孔が設けられる。小孔は人の指を含む小さな異物が入らない大きさに形成され、バッテリ端子４ａに異物などが触れるのを防止する。
【００２５】
コネクタボックス２５ａ，２５ｂはこの場合、フレーム２１下面の横梁部材２７に結合され、バッテリボックス２０の出し入れ方向（前後方向）へ長い収容部を形成する。充電側のボックス２５ａ後面に充電コネクタ（バッテリ数に略同数の端子を備える）が、出力側のボックス２５ｂ後面に出力コネクタ４１（陽極側と陰極側との２つの端子を備える）がそれぞれ組み付けられる（図３参照）。
【００２６】
出力側の強電ボックス２５ｂには、強電部品（シャント抵抗４２，コンタクタ４３，ヒューズ４４）が収装される。車体側へのバッテリボックス固定用のフレームブラケット２３は、バッテリボックス２０の下面にこれをコネクタボックス２５ａ，２５ｂがバッテリ室１２の床面と干渉しない高さに支持する脚部を形成する。
【００２７】
図６はバッテリ全体（バッテリユニット）の配線状態を表すものであり、バッテリ４はフレーム２１を介して上下２段で前後２列に配置される。各段のバッテリ４は、隣合うバッテリ間の陽極と陰極が縦横へ互違いに並ぶように配列され、既述のように２グループに分けられ、左側のものはバッテリ端子４ａ（陽極と陰極）が左方向へ向くよう、右側のものは同じく右方向へ向くよう、それぞれ横に寝かせた状態に設置される。
【００２８】
各段のバッテリ４は、各グループ毎に前後方向へ隣合うバッテリ間の陽極と陰極を結ぶ配線５０と、同じく左右方向へ隣合うバッテリ間の陽極と陰極を結ぶ配線５１と、両グループに跨がって左右方向へ隣合うバッテリ間の陽極と陰極を結ぶ配線５２と、によりこれらを平面で見ると縦方向（左右方向）へ蛇行するような形に接続される。
【００２９】
そして、フレーム２１の左端で上下に重なるバッテリ間の陽極と陰極を配線５３で結ぶことにより、バッテリ全体は直列に接続される。バッテリ全体の陽極側にヒューズ４４とコンダクタ４３を介して出力コネクタ４１の一方の端子が、同じく陰極側にシャント抵抗４２とコンダクタ４３を介して出力コネクタ４１の他方の端子が配線される。
【００３０】
上下の配線５３と反対側（フレームの右端）で上下に重なるバッテリ４から出力コネクタ４１側への配線５４が施されるため、フレームの両端から強電ボック２５ｂへ配線する場合に較べると、出力コネクタ４１との間も最短の配線長さで無理なく接続できる。
【００３１】
図７のように、バッテリ４の蓋５７にプロテクタ５８が取り付けられ、その湾状部５６の内側にバッテリ端子４ａは保護される。前後方向へ隣合うバッテリ間の配線５０および上下に重なるバッテリ間の配線５３は、曲げが比較的に少ない。左右方向へ隣合うバッテリ間の配線５１および両グループに跨がって左右方向へ隣合うバッテリ間の配線５２は、バッテリ４を乗り越える大きな曲げが要求される。
【００３２】
曲げの少ない配線５０，５３は、強電用の電線（通常のケーブル）で形成され、曲げの大きな配線５１，５２には、図８のようにブスバー（帯状導体を積層して絶縁体で被覆したものであり、配線のとり回しに高い柔軟性を備える）が用いられる。出力コネクタ４１との配線５４は、バッテリ４から下方の強電ボックス２５ｂへ垂らされ、曲げが少ないから、配線５０，５３と同じく強電用の電線（通常のケーブル）で形成される。
【００３３】
充電コネクタ４０は各バッテリ４および強電ボックス２５ｂのシャント抵抗４３と並列に配線される。これらの配線６０は束められ、コネクタボックス２５ａから各部へひき延ばされる（図６参照）。
【００３４】
このような構成により、バッテリボックス２０の内部にフレーム２１を介して上下２段で前後２列に数多くのバッテリを効率よく収納できる。バッテリ４は横に寝かせた状態で矩形枠２９に設置されるため、各段の高さ（バッテリボックス２０の高さ）を低く抑えられる。
【００３５】
バッテリ間の電極が対向する状態に寝かすと、配線のとり回しが困難になるが、各段のバッテリ４は左右へ２グループに分け、左側のものはバッテリ端子４ａが左方向へ向け、右側のものは同じく右方向へ向けることにより、バッテリ間の電極どうしが対向するのが避けられる。
【００３６】
強電用の電線は太く、そのとり回しにバッテリ全体の外形から電線がはみ出しかねない部位については、図８のようにブスバー５１，５２を折り曲げて使用することにより、配線の太さやとり回しの曲率などによる配線のはみ出しも抑えられる。
【００３７】
これらの結果、電線の太さやとり回しの曲率などに煩わされることなく、バッテリ間の配線を容易に行うことができる。また、バッテリ全体も最短長さで直列に配線され、電線の太さやとり回しのはみ出しは殆どなくなるため、バッテリ全体（バッテリユニット）を間隔を詰めてコンパクトにまとめられ、車両ヘの良好な搭載性を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態を表す配置構成図である。
【図２】同じくバッテリボックスの縦断面図である。
【図３】同じくバッテリボックスの横断面図である。
【図４】同じくバッテリボックスの平面的な断面図である。
【図５】同じくフレームの一部分解斜視図である。
【図６】同じくバッテリボックスの配線図である。
【図７】同じくバッテリの一部斜視図である。
【図８】同じくバッテリユニットの斜視図である。
【符号の説明】
１  動力室
２  エンジン
３  発電機
４  バッテリ
４ａ  バッテリ端子
５，６  電動機
１２  バッテリ室
２０  バッテリボックス
２１  フレーム
２２  カバー
２５ａ，２５ｂ  コネクタボックス
４０  充電コネクタ
４１  出力コネクタ
４２  シャント抵抗
４３  コンタクタ
４４  ヒューズ
５０，５３，５４  配線（ケーブル）
５１，５２  配線（ブスバー）
【図１】
0003558507.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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