(57)【要約】【課題】他の種類の安全プラグを誤って装着する事態を効果的に阻止する。【解決手段】複数の電池セル同士を接続して構成された電池ブロックと、電池ブロックを収納する外装ケースと、電池ブロックの出力を接続した出力線を電気的に遮断する安全プラグ３２と、安全プラグ３２を装着するため、外装ケースに設けられたプラグ挿入部２６と、を備える電源装置であって、プラグ挿入部２６は、外装ケースから、安全プラグ３２の挿入方向に対して突出する突出壁２８を設けており、安全プラグ３２は、プラグ挿入部２６に挿入された際に突出壁２８と対応する部位を、突出壁２８と干渉しないように形成している。【選択図】図２５
2011165477.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池セル同士を接続して構成された電池ブロックと、
前記電池ブロックを収納する外装ケース(20)と、
前記電池ブロックの出力を接続した出力線を電気的に遮断する安全プラグ(32)と、
前記安全プラグ(32)を装着するため、前記外装ケース(20)に設けられたプラグ挿入部(26)と、
を備える電源装置であって、
前記プラグ挿入部(26)は、前記外装ケース(20)から、前記安全プラグ(32)の挿入方向に対して突出する突出壁(28)を設けており、
前記安全プラグ(32)は、前記プラグ挿入部(26)に挿入された際に前記突出壁(28)と対応する部位を、前記突出壁(28)と干渉しないように形成してなることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電源装置であって、
前記突出壁(28)は、規格化された安全プラグ(32X)を装着できないように、規格化された安全プラグ(32X)が有する突出部分と干渉する位置に設けられており、
前記安全プラグ(32)は、該規格化された安全プラグ(32X)の突出部分と対応する位置を、切り欠くように形成してなることを特徴とする電源装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電源装置であって、
前記突出壁(28)は、前記安全プラグ(32)を前記プラグ挿入部(26)に挿入した際に、前記安全プラグ(32)の背面に突出するように形成してなり、
該規格化された安全プラグ(32X)の突出部分が、該規格化された安全プラグ(32X)の天板(36X)を開閉するための摘み(36a)であり、
前記安全プラグ(32)は、該規格化された安全プラグ(32X)の摘み(36a)と対応する位置を、前記突出壁(28)と干渉しない突出量に形成してなることを特徴とする電源装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一に記載の電源装置であって、さらに、
前記安全プラグ(32)を前記プラグ挿入部(26)に挿入した状態で、前記安全プラグ(32)を被覆するプラグカバー(61)を備えており、
前記プラグカバー(61)は柔軟性を有する部材で構成すると共に、
前記安全プラグ(32)を被覆するよう開口部を形成すると共に、該開口部の内面から突出する係止突起(62)を形成しており、
一方前記突出壁(28)は、前記プラグカバー(61)を被覆した状態で、前記係止突起(62)を挿入する係止孔(29)を形成してなることを特徴とする電源装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一に記載の電源装置であって、
前記安全プラグ(32)は、天板(36)を固定しており、天板(36)で閉鎖される内部空間に、前記電池ブロックと電気的接続され、所定値以上の電流値で溶断する安全ヒューズ(35)を収納してなることを特徴とする電源装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一に記載の電源装置を備える車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として、ハイブリッド自動車や電気自動車等の自動車を駆動するモータの電源用等に使用される大電流用の電源装置及びこれを備える車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータで走行する電気自動車、あるいはモータとエンジンの両方で走行するハイブリッドカー等の自動車は、電池セルを外装ケースに収納している電源装置を搭載している。この電源装置は、モータで自動車を走行させるための出力を得るために、多数の電池セルを直列に接続して出力電圧を高くした電池ブロックとしている。電池ブロックは、外装ケースに収納することで、電池セルを外部の衝撃から保護し、また防塵、防水を図っている。さらに電池ブロックに規定以上の大電流が流れた際に電流を遮断するよう、図３１に示すようにヒューズ３５Ｘを接続している。ヒューズ３５Ｘは一般に交換式とするため、図３２に示すようにヒューズを内蔵した安全プラグ３２Ｘを外装ケース２０Ｘに挿抜式に装着している。
【０００３】
この安全プラグ３２Ｘは、複数の電池ブロック３Ｘを連結する接続部分に安全開閉器８を介装したものである。安全開閉器８は、開閉器本体に対して作業者が安全プラグを挿脱することにより、電池ブロック間の接続状態を開閉し、その結果通電回路を開閉するようにしたものである。また、安全プラグを抜き取ると、インターロック用リードスイッチがオフし、マスタ制御部にてシステムメインリレーをオフするように構成されている。このような作業安全装置を設けることで、保守作業時などに作業者が安全プラグを抜き取って作業することで、誤って電源スイッチが入れられても通電回路は開いたままであり、作業者の感電事故の発生を防止することができる。
【０００４】
またハイブリッドカーで使用される安全プラグは、サービスやメンテナンスの作業者が混乱しないよう、図３３（ａ）に示すような、規格化された安全プラグ３２Ｘが使用されている。この規格化された安全プラグ３２Ｘは、形状及び内部に収納するヒューズ特性が同じであり、天板３６Ｘを着脱式としてヒューズ収納室を開閉できるようにしている。また天板３６Ｘは着脱が容易となるように、摘み３６ａが設けられている。この規格化された安全プラグ３２Ｘを、図３２、図３３（ｂ）に示すように外装ケース２０Ｘのプラグ挿入部２６Ｘに装着する。
【０００５】
しかしながら、電池装置で使用する電池セルは製造業者によって性能が異なり、その接続形態や電池セルの種別、電池セル数等も異なる。このため、安全プラグに収納するヒューズも、電池装置に応じて選定する必要がある。例えば、速断ヒューズが要求される場合、速断ヒューズを規格化された安全プラグに内蔵することが考えられる。しかし、これでは安全プラグの外観が従来のものと同一となるため、他の安全プラグと区別ができなくなる。例えば、ニッケル水素電池とリチウムイオン電池では、使用するヒューズが異なるが、同じケースに収納されると外部から違いを判別できない。この結果、安全プラグごと交換が必要となった際、サービスやメンテナンスの際に、誤って、従来の規格化された安全プラグを装着する可能性が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２９４４２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、従来のこのような問題点を解決するためになされたものであり、その主な目的は、他の種類の安全プラグを誤って装着する事態を効果的に阻止可能として安全性を高めた電源装置及びこれを備える車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の側面に係る電源装置によれば、複数の電池セル同士を接続して構成された電池ブロックと、前記電池ブロックを収納する外装ケースと、前記電池ブロックの出力を接続した出力線を電気的に遮断する安全プラグ３２と、前記安全プラグ３２を装着するため、前記外装ケースに設けられたプラグ挿入部２６と、を備える電源装置であって、前記プラグ挿入部２６は、前記外装ケースから、前記安全プラグ３２の挿入方向に対して突出する突出壁２８を設けており、前記安全プラグ３２は、前記プラグ挿入部２６に挿入された際に前記突出壁２８と対応する部位を、前記突出壁２８と干渉しないように形成することができる。これにより、突出壁と干渉しないように形成された専用の安全プラグのみをプラグ挿入部に挿入できるようにすることで、既存の安全プラグの誤挿入を防止し、安全性を高めることができる。
【０００９】
また、第２の側面に係る電源装置によれば、前記突出壁２８は、規格化された安全プラグ３２Ｘを装着できないように、規格化された安全プラグ３２Ｘが有する突出部分と干渉する位置に設けられており、前記安全プラグ３２は、該規格化された安全プラグ３２Ｘの突出部分と対応する位置を、切り欠くように形成できる。これにより、既存の規格化された安全プラグは物理的に干渉して挿入できないように形成することができ、専用の形状に設計された安全プラグのみを挿入可能として、既存の安全プラグの誤挿入を確実に排除して信頼性を高めることができる。
【００１０】
さらに、第３の側面に係る電源装置によれば、前記突出壁２８は、前記安全プラグ３２を前記プラグ挿入部２６に挿入した際に、前記安全プラグ３２の背面に突出するように形成してなり、該規格化された安全プラグ３２Ｘの突出部分が、該規格化された安全プラグ３２Ｘの天板３６Ｘを開閉するための摘み３６ａであり、前記安全プラグ３２は、該規格化された安全プラグ３２Ｘの摘み３６ａと対応する位置を、前記突出壁２８と干渉しない突出量に形成できる。これにより、既存の規格化された安全プラグの摘みと物理的に干渉するように突出壁を設けると共に、安全プラグはこの部分を低く形成することで、専用の安全プラグのみを挿入可能として、既存の規格化された安全プラグの誤挿入を物理的に阻止できる。
【００１１】
さらにまた、第４の側面に係る電源装置によれば、さらに前記安全プラグ３２を前記プラグ挿入部２６に挿入した状態で、前記安全プラグ３２を被覆するプラグカバー６１を備えており、前記プラグカバー６１は柔軟性を有する部材で構成すると共に、前記安全プラグ３２を被覆するよう開口部を形成すると共に、該開口部の内面から突出する係止突起６２を形成しており、一方前記突出壁２８は、前記プラグカバー６１を被覆した状態で、前記係止突起６２を挿入する係止孔２９を形成できる。これにより、安全プラグの外部をプラグカバーで被覆して保護すると共に、プラグカバーが外れないように係止する構造を設けることで、プラグカバーが外れないように維持できる。一方で、安全プラグを外した状態では、係止孔を利用して、例えば南京錠などを係止孔に挿入して施錠することにより、作業中に誤って他の作業者が他の規格化された安全プラグを誤挿入することを視覚的かつ物理的に阻止できる。このように、突出壁に設けた係止孔を、プラグカバーの装着構造と、他の規格化された安全プラグの誤挿入防止構造に共用できる。
【００１２】
さらにまた、第５の側面に係る電源装置によれば、前記安全プラグ３２は、天板３６を固定しており、天板３６で閉鎖される内部空間に、前記電池ブロックと電気的接続され、所定値以上の電流値で溶断する安全ヒューズ３５を収納することができる。これにより、安全プラグはヒューズを交換式としない構成として開閉のための摘みを省略でき、他の規格化された安全プラグとは異なる専用の形状に設計できる。
【００１３】
さらにまた、第６の側面に係る車両によれば、上記いずれかの電源装置を備えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態に係る電源装置を示す斜視図である。
【図２】図１の状態から第二カバープレートを外した状態を示す分解斜視図である。
【図３】図２の状態からハーネスカバーを外した状態を示す分解斜視図である。
【図４】図３の状態から第一カバープレートを外した状態を示す分解斜視図である。
【図５】図４の状態からさらに前後の端面プレートを外した状態を示す分解斜視図である。
【図６】図５を背面から見た状態を示す分解斜視図である。
【図７】電源装置の模式断面図である。
【図８】図５のハーネスダクトの部分を示す拡大図である。
【図９】電池セルとセパレータの積層構造を示す分解斜視図である。
【図１０】電池ブロックと電源出力ケーブルの配置関係を示す模式平面図である。
【図１１】電池ブロックの分解斜視図である。
【図１２】図３のケース本体を右側側面から見た斜視図である。
【図１３】図１２から第一カバープレートを外した状態を示す斜視図である。
【図１４】図１の安全プラグの部分を示す拡大図である。
【図１５】図１４からプラグカバーを外した状態を示す分解斜視図である。
【図１６】図１５からさらに安全プラグを外した状態を示す分解斜視図である。
【図１７】図１４の安全プラグの部分を背面側から見た斜視図である。
【図１８】図１７からプラグカバーを外した状態を示す分解斜視図である。
【図１９】図１８からさらに安全プラグを外した状態を示す分解斜視図である。
【図２０】図１９を斜め下方から見た分解斜視図である。
【図２１】図１５の安全プラグの斜視図である。
【図２２】図２１の安全プラグを背面から見た斜視図である。
【図２３】図２２の安全プラグにヒューズを内蔵する状態を示す一部断面斜視図である。
【図２４】図２１の安全プラグを分解する状態を示す斜視図である。
【図２５】図１５の安全プラグをプラグ挿入部に装着した状態を示す側面図である。
【図２６】規格化された安全プラグをプラグ挿入部に装着しようとして阻害される状態を示す側面図である。
【図２７】図１４のプラグカバーの斜視図である。
【図２８】図２７を斜め下方から見た斜視図である。
【図２９】エンジンとモータの走行するハイブリッドカーに電源装置を搭載する例を示すブロック図である。
【図３０】モータのみで走行する電気自動車に電源装置を搭載する例を示すブロック図である。
【図３１】ヒューズを内蔵する安全プラグを接続した電源装置を示す回路図である。
【図３２】ヒューズを内蔵した安全プラグを電源装置にセットする状態を示す斜視図である。
【図３３】図３３（ａ）は従来の規格化された安全プラグの斜視図であり、図３３（ｂ）はこの安全プラグを電源装置に装着した状態を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための電源装置及びこれを備える車両を例示するものであって、本発明は電源装置及びこれを備える車両を以下のものに特定しない。なお、特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施の形態に記載されている構成部材の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。また、一部の実施例、実施形態において説明された内容は、他の実施例、実施形態等に利用可能なものもある。さらに本明細書において「規格化された」とは、必ずしも工業規格等として正式に規格化されたもののみならず、採用数が多いものや、事実上の標準として受け入れられているようなものも含む意味で使用する。
【００１６】
図１〜図２８に基づいて、一実施の形態に係る電源装置として、車載用の電源装置に適用した例を説明する。これらの図において、図１は電源装置１００の斜視図、図２は図１の状態から第二カバープレートを外した状態を示す分解斜視図、図３は図２の状態からハーネスカバー６５を外した状態の分解斜視図、図４は図３の状態から第一カバープレートを外した状態を示す分解斜視図、図５は図４の状態からさらに前後の端面プレートを外した状態を示す分解斜視図、図６は図５を背面から見た分解斜視図、図７は電源装置の模式断面図、図８は図５のハーネスダクトの部分を示す拡大図、図９は電池セルとセパレータの積層構造を示す分解斜視図、図１０は電池ブロックと電源出力ケーブルの配置関係を示す模式平面図、図１１は電池ブロックの分解斜視図、図１２は図３のケース本体を右側側面から見た斜視図、図１３は図１２から第一カバープレートを外した状態を示す斜視図、図１４は図１の安全プラグ３２の部分を示す拡大図、図１５は図１４からプラグカバー６１を外した状態を示す分解斜視図、図１６は図１５からさらに安全プラグ３２を外した状態を示す分解斜視図、図１７は図１４の安全プラグ３２の部分を背面側から見た斜視図、図１８は図１７からプラグカバー６１を外した状態を示す分解斜視図、図１９は図１８からさらに安全プラグ３２を外した状態を示す分解斜視図、図２０は図１９を斜め下方から見た分解斜視図、図２１は図１５の安全プラグ３２の斜視図、図２２は図２１の安全プラグ３２を背面から見た斜視図、図２３は図２２の安全プラグ３２にヒューズ３５を内蔵する状態を示す一部断面斜視図、図２４は図２１の安全プラグ３２を分解する状態を示す斜視図、図２５は図１５の安全プラグ３２をプラグ挿入部２６に装着した状態を示す側面図、図２６は、規格化された安全プラグ３２Ｘをプラグ挿入部２６に装着しようとして阻害される状態を示す側面図、図２７は図１４のプラグカバー６１の斜視図、図２８は図２７を斜め下方から見た斜視図を、それぞれ示している。
【００１７】
これらの図に示す電源装置は、主として、エンジンとモータの両方で走行するハイブリッドカーや、モータのみで走行する電気自動車等の電動車両の電源に最適である。ただ、本発明の電源装置は、ハイブリッドカーや電気自動車以外の車両に使用し、また電動車両以外の大出力が要求される用途にも使用できる。
【００１８】
図１〜図５の電源装置１００の外装ケース２０は、上方を開口しているケース本体２０Ａと、このケース本体２０Ａの開口部の内、左側を閉塞する第一カバープレート２０Ｂと、右側を閉塞する第二カバープレート２０Ｃで構成される。これら第一カバープレート２０Ｂ及び第二カバープレート２０Ｃは、必要に応じて封止部材４０を介して、開口部を水密に閉塞した状態に、固定部材で固定している。第二カバープレート２０Ｃは、図２の斜視図及び図７の断面図に示すように、第一カバープレート２０Ｂの上から固定される。ずなわち、第一カバープレート２０Ｂの一部を先にケース本体２０Ａに固定した状態で、制御ブロック７０等をセットし、これを第二カバープレート２０Ｃで被覆するように固定される。
【００１９】
この構成では、第一カバープレート２０Ｂと第二カバープレート２０Ｃとで上ケースを構成し、下ケースであるケース本体２０Ａの開口面を閉塞している。このように上ケースを二分割することで、ケース本体２０Ａと第一カバープレート２０Ｂとを連結して、第一カバープレート２０Ｂがケース本体２０Ａを上方向に支えることができ、強度的な向上が得られる。また第一カバープレート２０Ｂにより、電池ブロックを空冷する冷却気体の送風路を形成すると共に、冷却気体の封止を兼ねた構造とすることができる。さらに、第一カバープレート２０Ｂで４つの電池ブロック３を被覆することで、電池ブロック側とこれを制御する制御ブロック７０側とを第一カバープレート２０Ｂの金属板で分離することができ、電磁ノイズを低減する効果も期待できる。加えて、保守作業の際、制御ブロック７０などの点検、交換に際して、高圧の電池ブロック側を第一カバープレート２０Ｂで被覆したままとできるため、不意に高電圧の部位に触れる事態を回避でき、安全性の向上にも寄与できる利点が得られる。なお、この構成に限られず、上ケースを１枚で構成したり、あるいは３枚以上に分割することもできる。
【００２０】
ケース本体２０Ａは、上方を開口する箱形として、内部に多数の電池セル１と送風機構９と制御回路を内蔵している。ケース本体２０Ａは周囲に本体鍔部２１Ａを設けて、この本体鍔部２１Ａの上縁をカバープレート２０Ｂ、２０Ｃの下面に封止部材４０を介して防水構造で連結している。これらの外装ケースは、金属板や硬質のプラスチック、とくに繊維で補強したプラスチック製とできる。
（接合面）
【００２１】
カバープレート２０Ｂ、２０Ｃとケース本体２０Ａは、それぞれ外側に突出するカバー鍔部２１Ｂ、本体鍔部２１Ａを有し、このカバー鍔部２１Ｂと本体鍔部２１Ａを、固定部材であるボルト２４とナット２５で固定している。本体鍔部２１Ａとカバー鍔部２１Ｂとを接合界面とし、外装ケース２０の鍔部２１とする。このため各鍔部は、外装ケース２０の長手方向に沿ってほぼ平面状に形成している。ただし、若干の段差を設けてもよい。図１及び図２の例では、部分的に段差を設けて水平面の高さを変更している。これにより、例えばケース本体２０Ａとカバープレート２０Ｂ、２０Ｃの接合界面で形成されるねじ頭等、様々な凹凸があってもこれを避けるように設計でき、種々の構造の外装ケースに対して柔軟に対応できる。
【００２２】
図１及び図２の外装ケース２０は、鍔部２１を電池ブロック３の側面に配置している。ただ、鍔部は、電池ブロックの上部や下部、あるいはその中間に配置することもできる。この外装ケース２０は、電池ブロック３のエンドプレート１０をケース本体２０Ａに止ネジ（図示せず）で固定して、電池ブロック３を固定している。止ネジは、ケース本体２０Ａを貫通してエンドプレート１０のネジ孔（図示せず）にねじ込まれて、電池ブロック３を外装ケース２０に固定する。止ネジは、頭部をケース本体２０Ａから突出させている。さらに、図１及び図２の外装ケース２０は、内部に電池ブロック３を固定して、電池ブロック３の外側面と外装ケース２０の側壁２２の内面との間に送風ダクト５を設けている。
（端面プレート３０）
【００２３】
さらに、外装ケース２０は、その両端に図８に示す端面プレート３０を連結している。一対の端面プレート３０は、ケース本体２０Ａと第一カバープレート２０Ｂ及び第二カバープレート２０Ｃの両端面を閉塞する。また端面プレート３０は、図８等に示すように、電池ブロック３のエンドプレート１０と固定される。
【００２４】
端面プレート３０は、電池ブロック３に連結される状態で、供給ダクト６と排出ダクト７からなる送風ダクト５に連結される連結ダクト３１を、プラスチック等で一体的に成形して外側に突出するように設けている。この連結ダクト３１は、強制送風機構９に連結され、あるいは電源装置から冷却気体を排気する外部排気ダクト（図示せず）に連結される。これらのダクトは、硬質のプラスチックや金属板で製作できる。端面プレート３０は、係止構造で電池ブロック３のエンドプレート１０に連結している。ただ、端面プレートは、係止構造以外の連結構造で電池ブロックに連結し、あるいは、ケースに固定することもできる。
【００２５】
これらの図に示す電源装置は、複数の角形電池からなる電池セル１を冷却隙間４ができる状態で積層している電池ブロック３と、この電池ブロック３の電池セル１に冷却気体を強制送風して冷却する強制送風機構９とを備える。電池ブロック３は、積層している電池セル１の間にセパレータ２を挟着している。このセパレータ２は、図９に示すように、電池セル１との間に冷却隙間４ができる形状としている。さらに、図のセパレータ２は、両面に電池セル１を嵌着構造で連結している。電池セル１に嵌着構造で連結されるセパレータ２を介して、隣接する電池セル１の位置ずれを阻止して積層している。
【００２６】
角形電池の電池セル１は、リチウムイオン二次電池である。ただし、電池セルは、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池等の二次電池とすることもできる。図の電池セル１は、所定の厚さを有する四角形で、上面の両端部には正負の電極端子１３を突出して設けており、上面の中央部には安全弁の開口部１Ａを設けている。積層される電池セル１は、隣接する電極端子１３を連結具（図示せず）で連結して、互いに直列に接続される。電源装置は、隣接する電池セル１の正負の電極端子１３を積層状態で連結して、互いに直列に接続している。電池セル１は、正負の電極端子１３をバスバー（図示せず）で連結して互いに直列に接続することができる。隣接する電池セル１を互いに直列に接続する電源装置は、出力電圧を高くして出力を大きくできる。ただし、電源装置は、隣接する電池 セルを並列に接続することもできる。
（電源出力ケーブル５０）
【００２７】
また電池ブロック３からの出力は、電源出力ケーブル５０を介して高電圧出力端子６０と接続される。電源出力ケーブル５０は電池ブロック３の出力と電気的に接続される電源出力用の高電圧線である。この例では、電源出力ケーブル５０として、正極側の出力を取り出す正極電源出力ケーブル５０Ａと、負極側の出力を取り出す負極電源出力ケーブル５０Ｂの２本を備える。また図１０の平面図に示すように４つの電池ブロック３を直列に接続しており、一対の電源出力ケーブル５０Ａ、５０Ｂは、図８に示すように電池ブロック３の同じ面側から取り出される。
【００２８】
電池セル１は、金属製の外装缶で製作している。この電池セル１は、隣接する電池セル１の外装缶のショートを防止するために絶縁材のセパレータ２を挟着している。電池セルは、外装缶をプラスチック等の絶縁材で製作することもできる。この電池セルは、外装缶を絶縁して積層する必要がないので、セパレータを金属製とすることもできる。
【００２９】
セパレータ２は、プラスチック等の絶縁材で製作して、隣接する電池セル１を絶縁している。セパレータ２は、電池セル１を冷却するために、電池セル１との間に、空気等の冷却気体を通過させる冷却隙間４を設けている。図９のセパレータ２は、電池セル１との対向面に、両側縁まで延びる溝２Ａを設けて、電池セル１との間に冷却隙間４を設けている。図のセパレータ２は、複数の溝２Ａを、互いに平行に所定の間隔で設けている。図９のセパレータ２は、両面に溝２Ａを設けており、互いに隣接する電池セル１とセパレータ２との間に冷却隙間４を構成する。この構造は、セパレータ２の両側に形成される冷却隙間４で、両側の電池セル１を効果的に冷却できる特長がある。ただ、セパレータは、片面にのみ溝を設けて、電池セルとセパレータとの間に冷却隙間を設けることもできる。図の冷却隙間４は、電池ブロック３の左右に開口するように水平方向に設けられている。さらに、図９のセパレータ２は、両側に切欠部２Ｂを設けている。このセパレータ２は、両側に設けた切欠部２Ｂにおいて、隣接する電池セル１の対向面の間隔を広くして、冷却気体の通過抵抗を少なくできる。このため、冷却気体を切欠部２Ｂからセパレータ２と電池セル１との間の冷却隙間４にスムーズに送風して、電池セル１を効果的に冷却できる。以上のように、冷却隙間４に強制送風される空気は、電池セル１の外装缶を直接に効率よく冷却する。この構造は、電池セル１の熱暴走を有効に阻止しながら、電池セル１を効率よく冷却できる特長がある。
（エンドプレート１０）
【００３０】
電池ブロック３は、両端にエンドプレート１０を設けて、一対のエンドプレート１０を連結材１１で連結して、積層している電池セル１とセパレータ２とを挟着する状態に固定している。エンドプレート１０は、電池セル１の外形にほぼ等しい外形の四角形としている。連結材１１は、図１１に示すように、両端を内側に折曲して折曲片１１ｄをエンドプレート１０に止ネジ１２で固定している。図示しないが、連結材の折曲部分を延長して、エンドプレートを囲むようにして止ネジで固定することもできる。あるいは、エンドプレートの側面に雌ねじ孔を設けて、連結材を貫通する止ネジをねじ込んで固定してもよい。エンドプレートの外側面に固定される連結材は折曲片を設けることなく、直線状としてエンドプレートに固定される。
（温度検出手段）
【００３１】
さらに図１１に示すように、複数の電池セル１の内幾つかには温度検出手段として温度センサ４１が熱結合されており、電池セル１の温度を温度センサ４１で検出することにより、電池ブロック３全体の温度を推測する。温度センサ４１には熱電対やサーミスタ、ＰＴＣやバリスタ等が使用できる。また電源装置は制御ブロック７０を備え、電池ブロック３の温度に基づいて、冷却能力を制御し、あるいは充放電電流を制御する。各温度センサは、温度ケーブルを介して制御ブロック７０と接続されている。
（電圧検出手段）
【００３２】
加えて、電池ブロック３は電池セル１の電圧を検出する電圧検出手段を備えている。電圧検出手段は、すべての電池セルの電圧をモニタする他、代表的な電池セルの電圧を検出するよう構成してもよい。各電圧検出手段は、電圧検出ケーブルによって制御ブロック７０と接続されている。
（制御ブロック７０）
【００３３】
制御ブロック７０は、電圧検出手段及び温度検出手段と接続されて、電池セル１の電圧及び温度を監視し、これに応じて電池セルの充放電を制御するコントローラである。制御ブロック７０は図４〜図６に示すように、外形を箱形のユニット状としており、その内部には制御回路を収納している。またその前面には、制御回路を制御ブロック７０外部と接続するためのインターフェースとして、複数の接続用コネクタ７２を設けている。
【００３４】
図１１のエンドプレート１０は、外側に補強リブ１０Ａを一体的に成形して設けて補強している金属製である。金属製のエンドプレート１０は十分な強度を有し、止ネジ１２の締結トルクにも耐性を有する。さらに、エンドプレート１０の外側の表面に、連結材１１の折曲片１１ｄを連結する連結孔１０ａを設けている。図１１のエンドプレート１０は、外側表面の四隅部に４個の連結孔１０ａを設けている。連結孔１０ａは雌ネジ穴である。このエンドプレート１０は、連結材１１を貫通する止ネジ１２を雌ネジ穴にねじ込んで連結材１１を固定することができる。
（温度均等化プレート１５）
【００３５】
さらに電池ブロック３の側面に、温度均等化プレート１５を固定することができる。温度均等化プレート１５は、風上側の電池セル１の冷却がより制限されるように、冷却隙間４を部分的に閉塞するように配置される。これにより冷却気体の流入を阻害し、流量が規制される。このとき、冷却隙間４の閉塞量が、冷却気体の進行方向に沿って小さくなるように構成することで、各々の電池セル１の温度差を少なくすることができる。図１１に示す電池ブロック３は、その高さ方向の幅が電池ブロック３の端縁、すなわち風上側に向かうほど幅広に形成した温度均等化プレート１５を固定している。
【００３６】
以上の電池ブロック３は、図４に示すように、２列に分離して配列されて、２列の電池ブロック３の間と外側に送風ダクト５が設けられる。図の電源装置は、２列の電池ブロック３の間に、各々の冷却隙間４に連結する供給ダクト６を設けている。さらに、２列に分離された電池ブロック３の外側には排出ダクト７を設けており、排出ダクト７と供給ダクト６との間に複数の冷却隙間４を並列に連結している。この電源装置は、図１の矢印で示すように、強制送風機構９でもって供給ダクト６から排出ダクト７に向けて冷却気体を強制送風して電池セル１を冷却する。供給ダクト６から排出ダクト７に強制送風される冷却気体は、供給ダクト６から分岐されて、各々の冷却隙間４に送風されて電池セル１を冷却する。電池セル１を冷却した冷却気体は、排出ダクト７に集合して排気される。
（保持機構）
【００３７】
ここで、ケース本体２０Ａに上ケースを固定する状態を説明するため、図３のケース本体２０Ａを右側側面から見た斜視図を図１２に、図１２から第一カバープレート２０Ｂを外した状態を図１３に、それぞれ示す。なおこれらの図においては、外装ケース内部構造の図示を省略している。第一カバープレート２０Ｂ及び第二カバープレート２０Ｃは、図２〜図７に示すように、組み合わせてケース本体２０Ａの開口面を閉塞する上ケースを構成する。第一カバープレート２０Ｂは、図４及び図７に示すように、断面をほぼＬ字状とするよう、水平プレート４３と垂直プレート４４とで構成される。水平プレート４３は、上ケース開口面の左側半分以上を被覆する。垂直プレート４４は、図１２及び図１３に示すように、下方に突出してケース本体２０Ａの底面に固定される。このため垂直プレート４４の先端は、ケース本体２０Ａと対向して接合するように折曲した、垂直接合面４５を設けており、垂直接合面４５には固定のためのねじ穴が開口される。
【００３８】
一方、第二カバープレート２０Ｃは、第一カバープレート２０Ｂを先にケース本体２０Ａに固定した状態で、水平プレート４３と垂直プレート４４の折曲部分近傍で固定される。このため第二カバープレート２０Ｃは、第一カバープレート２０Ｂと重なる第二接合面４６にねじ穴を開口している。この第二カバープレート２０Ｃは、第二接合面４６で第一カバープレート２０Ｂと、また反対側側面に設けられた鍔部でケース本体２０Ａと、それぞれ固定される。
【００３９】
このような構成において、第一カバープレート２０Ｂをケース本体２０Ａに固定する際、下方に突出した垂直プレート４４先端の垂直接合面４５が、電源出力ケーブルを挟むことがある。電源出力ケーブルを挟み込むと固定が阻害され、また電源出力ケーブルを破損する可能性もある。そこで、このような噛み込みを防止するため、第一カバープレート２０Ｂの接合時に電源出力ケーブル５０を噛み込みの生じない位置に一時的に保持する保持機構を設ける。保持機構によって電源出力ケーブル５０を一時的に保持することで、第一カバープレート２０Ｂの固定時には電源出力ケーブル５０が干渉しないように保持できるので、従来のように電源出力ケーブルを押さえる必要がなくなり、作業者が１人でも第一カバープレート２０Ｂの固定作業を行えるようになる。また第一カバープレート２０Ｂの固定後は、電源出力ケーブル５０を保持機構から外して配線できるので、電源出力ケーブル５０のケーブル長を長くする必要もなくなり、熱損失等の問題も回避できる。この電源出力ケーブル５０は図６などに示す筒状の高電圧出力端子６０に接続されて、外部から電力を取り出し可能としている。また電源出力ケーブル５０は、図６に示すように、第二ハーネスダクト６４を用いて外装ケース２０内をガイドされる。
（第二ハーネスダクト６４）
【００４０】
第二ハーネスダクト６４は、図６に示すように上面を開口して、垂直板を複数平行に並べた形状としており、電源出力ケーブル５０や電圧検出ケーブル、温度ケーブル等の制御信号ケーブルを案内する。また各ケーブルを案内するため、開口内には複数条の溝を設けて区画している。さらに各溝にはここに挿入されたケーブル類が簡単に抜けないように、開口部を狭くするように突出させたリブを、溝の開口端で延長方向に沿って複数箇所に設けている。またこの各溝は、可撓性に劣る電源出力ケーブル５０等を無理なく折曲するために、一旦曲率半径を大きくした状態で電源出力ケーブル５０等を折曲した後、逆向きに湾曲させてほぼ直交位置に電源出力ケーブル５０等を案内している。さらに第二ハーネスダクト６４は、図３等に示すように上面をハーネスカバー６５で閉塞される。
【００４１】
この第二ハーネスダクト６４は、図６に示すように制御ブロック７０の上面で水平姿勢に固定される。図１０に、電源出力ケーブル５０を安全プラグ３２に引き出す模式平面図を示す。第二ハーネスダクト６４は上述の通り、垂直姿勢に固定された第一ハーネスダクト５１で案内された電源出力ケーブル５０を第二ハーネスダクト６４で受けて、直角方向に折曲して、安全プラグ３２に案内される。このように、外装ケース２０内部の端縁では第一ハーネスダクト５１を縦置きとして、外装ケースの横幅の拡大を抑え、また電源出力ケーブル５０を外装ケース２０内で横切る領域では第二ハーネスダクト６４を横置きとして外装ケースの厚みが増すことを回避でき、電源装置の小型化に寄与できる。
【００４２】
電源出力ケーブル５０は、端面プレート３０に沿って配置され、さらに外装ケース２０の側面を通って安全プラグ３２に案内される。電源出力ケーブル５０は極力短い距離で、また折曲を少なくして配線することが好ましい。距離が長いとジュール損失がそれだけ大きくなり、また折曲が多いとその部分での破損や劣化の可能性が高くなるからである。このため、外装ケース２０内で基本的に壁面に沿うように電源出力ケーブル５０を案内している。また折曲部分に第二ハーネスダクト６４を配置することで、折曲後の電源出力ケーブル５０を両端で、すなわち第二ハーネスダクト６４と安全プラグ３２で安定的に保持して、ケーブルのたるみやあばれを低減できる。なお電源出力ケーブル５０は極力最短距離で接続することが好ましいが、図３の例では、他の部材との干渉を避けるために部分的にＵ字状に折曲して安全プラグ３２に接続されている。
【００４３】
電池ブロックと接続された電源出力ケーブル５０や制御信号ケーブル等のケーブル類、及び制御ブロック７０と制御信号ケーブルとを接続する接続用コネクタ７２は、ハーネスカバー６５で被覆される。具体的には、図５、図６の分解斜視図に示すように、制御ブロック７０の上面には、第二ハーネスダクト６４が固定される。
（ハーネスカバー６５）
【００４４】
ハーネスカバー６５は、図６等に示すように、電源出力ケーブル５０が露出する露出部分を被覆する閉塞カバー６５Ａと、接続用コネクタ７２を被覆する着脱カバー６５Ｂとに分割されている。このようにハーネスカバー６５を分割して、閉塞カバー６５Ａを閉塞状態に維持しつつ、着脱カバー６５Ｂのみを脱着自在とすることで、表出させたくない高電圧部分を被覆させながら、他の部分を開放できる。このことは、メンテナンス作業時においても、高電圧部分に作業者が誤って手や金属製の部材などを触れないように保護でき、安全性と信頼性を高めることができる。例えば、制御ブロック７０に開口された接続用コネクタ７２や基板を交換する際に、閉塞カバー６５Ａを外すことなく、高電圧部分を隔離したままでの作業が可能となり、安全性と作業性が向上する。また、ハーネスカバー６５を複数の部材に分割することで、境界部分でのケーブル類の引っ掛かりを軽減でき、この点でも作業性の向上が期待できる。
（プラグ挿入部２６）
【００４５】
また外装ケース２０は、図１、図１４〜図２０等に示すように、安全プラグ３２を装着するためのプラグ挿入部２６を設けている。プラグ挿入部２６は、図１２、図２０等に示すように第二カバープレート２０Ｃに開口される。この矩形状の開口部分に、安全プラグ３２が挿入される。
（突出壁２８）
【００４６】
プラグ挿入部２６は、図１２等に示すように、開口部分の周囲を囲むように壁部２７を形成している。壁部２７は、外装ケース表面から、安全プラグ３２の挿入方向に対して突出する姿勢に形成している。また壁部２７は、図１９などに示すように、矩形状開口の長手方向に沿った壁部２７は同じ形状とし、短手方向の壁部２７は、一方を低くし、他方を高くして端縁を傾斜させている。さらに高い方の壁部２７の一部には、部分的に突出させた突出壁２８を設けている。この突出壁２８は、図１９などに示すように、安全プラグ３２の背面に突出するように形成している。さらに突出壁２８には、係止孔２９を開口している。
（安全プラグ３２）
【００４７】
安全プラグ３２の外形は、図２１及び図２２の斜視図に示すように、プラグ本体３３と、プラグ本体３３の下面から突出してプラグ挿入部２６に挿入するための挿入体３４とを備えている。この安全プラグ３２は、図２４に示すように、プラグ本体３３と挿入体３４とを分離可能としている。挿入体３４は、プラグ挿入部２６に挿入するためのコネクタを下端に備えている。
【００４８】
また安全プラグ３２は、電池ブロックの出力を接続した出力線を電気的に遮断するためのヒューズ３５を内蔵している。図２３の天板３６を外した分解斜視図に示すように、ヒューズ３５はプラグ本体３３に収納されている。このプラグ本体３３は、ヒューズ３５をセットした状態で天板３６を固定される。
【００４９】
一方、既存の規格化された安全プラグ３２Ｘは、図３３等に示すように、天板３６Ｘをユーザが取り外しできるように、天板３６Ｘの端部を突出させて摘み３６ａを形成している。ユーザはこの摘み３６ａを指で摘んで、天板３６Ｘを容易に取り外すことができ、内部のヒューズを自分で交換可能としている。
【００５０】
これに対し、図２３の安全プラグ３２はこのようなユーザ自身による交換を想定しておらず、天板３６を開閉式としない。また、天板３６には摘みも設けておらず、既存の規格化された安全プラグ３２Ｘよりも天板３６を切り詰めている。このようにユーザによる交換を行わせない構成することで、ユーザが正規のヒューズと異なるヒューズを誤ってセットする事態を回避している。また既存の規格化された安全プラグ３２Ｘと外観上異ならせて、ユーザに対して専用の安全プラグであることをその外形から視認できるようにし、他の安全プラグと取り違えて誤挿入する事態を回避している。
【００５１】
加えて、この安全プラグ３２は図２５に示すように、プラグ挿入部２６に挿入された際に、突出壁２８と干渉しないように形成されている。すなわち、天板３６を従来のものから切り欠いたような形状としている。換言すると、既存の規格化された安全プラグ３２Ｘは、図２６に示すように、突出壁２８が摘み３６ａ部分と干渉するように形成されているため、物理的にプラグ挿入部２６に挿入することができない。このようにして、専用の安全プラグのみをプラグ挿入部２６に挿入できるようにして、既存の安全プラグの誤挿入を阻止でき、安全性を高めることができる。すなわち、摘みを排除することで、誤ったヒューズの交換を排除すると共に、安全プラグ自体の取り違えも排除でき、ヒューズの誤挿入と安全プラグの誤挿入の両方を確実に排除でき、メンテナンス作業時の安全性と電源装置自体の信頼性とを高めている。
【００５２】
なお図２５の例では、安全プラグ３２は、天面の摘みに対応する部位を全く突出させていないが、既存の規格化された安全プラグの摘みと対応する位置を、突出壁と干渉しない程度の突出量であれば、突出させてもよいことはいうまでもない。
（インターロック機構）
【００５３】
またこの安全プラグ３２は、従来の規格化された安全プラグと同様のインターロック機構を備えている。すなわち、安全プラグ３２をプラグ挿入部２６から抜き取ると、安全プラグ３２に内蔵されたインターロック用リードスイッチがオフし、電源装置の制御部にてシステムメインリレーをオフするように構成されている。このため安全プラグ３２は、プラグ挿入部２６から抜き取ることでインターロック用リードスイッチが機械的にオフされるようなインターロック機構を内蔵する。この様子を図２４に示す。この図に示すように、所定の手順で安全プラグ３２を操作して抜き取ることにより、インターロック用リードスイッチが機械的にオフされる。このようなインターロック機構を設けることで、保守作業時などに作業者が安全プラグ３２を抜き取って作業することで、誤って電源スイッチが入れられても通電回路は開いたままであり、作業者の感電事故の発生を防止することができる。
（プラグカバー６１）
【００５４】
プラグカバー６１は、安全プラグ３２をプラグ挿入部２６に装着した状態で、安全プラグ３２を被覆する。これにより安全プラグ３２を周囲の粉塵や雨水などから保護する。このプラグカバー６１は図２７及び図２８に示すように、安全プラグ３２を被覆できる大きさに形成する。このプラグカバー６１は、柔軟性を有し変形しやすい材質で構成し、好ましくはゴムで一体成型する。さらにプラグカバー６１の下端は、突出壁２８を含めたプラグ挿入部２６に合致する大きさ及び形状とする。
（係止突起６２）
【００５５】
さらにプラグカバー６１の内面には、図２０、図２８に示すように係止突起６２を形成している。係止突起６２は、突出壁２８の係止孔２９と挿入できるよう、対応する位置及び大きさに形成される。この係止突起６２は、好ましくはプラグカバー６１と一体に成型される。また係止突起６２は先端部分６２ａで外径を大きくすることが好ましい。これより、プラグカバー６１で安全プラグ３２を被覆する際に、係止突起６２を係止孔２９に挿入して抜けにくいように維持できる。
【００５６】
またこの係止孔２９は、メンテナンス作業時などに安全プラグ３２を外した際、誤って他の規格化された安全プラグ３２Ｘを挿入できないように、キーホールとして利用することもできる。例えば、南京錠などを係止孔２９に挿入して施錠することで、プラグ挿入部２６の開口が南京錠によって部分的に閉塞される結果、安全プラグの物理的な挿入が阻害される。また、施錠によって視覚的にも、安全プラグの挿入を禁止している状態を示すことができる。これにより、面点ナンス中に誤って他の作業者が誤った安全プラグを挿入することが無くなり、一層安全性を高めることができる。このように、突出壁２８に設けた係止孔２９を、プラグカバー６１の装着構造と、他の規格化された安全プラグの誤挿入防止構造に共用できる。
【００５７】
以上の電源装置は、車載用のバッテリシステムとして利用できる。電源装置を搭載する車両としては、エンジンとモータの両方で走行するハイブリッドカーやプラグインハイブリッドカー、あるいはモータのみで走行する電気自動車等の電動車両が利用でき、これらの車両の電源として使用される。
【００５８】
図２９に、エンジンとモータの両方で走行するハイブリッドカーに電源装置を搭載する例を示す。この図に示す電源装置を搭載した車両ＨＶは、車両ＨＶを走行させるエンジン９６及び走行用のモータ９３と、モータ９３に電力を供給するバッテリシステム１００Ｂと、バッテリシステム１００Ｂの電池を充電する発電機９４とを備えている。バッテリシステム１００Ｂは、ＤＣ／ＡＣインバータ９５を介してモータ９３と発電機９４に接続している。車両ＨＶは、バッテリシステム１００Ｂの電池を充放電しながらモータ９３とエンジン９６の両方で走行する。モータ９３は、エンジン効率の悪い領域、例えば加速時や低速走行時に駆動されて車両を走行させる。モータ９３は、バッテリシステム１００Ｂから電力が供給されて駆動する。発電機９４は、エンジン９６で駆動され、あるいは車両にブレーキをかけるときの回生制動で駆動されて、バッテリシステム１００Ｂの電池を充電する。
【００５９】
また図３０に、モータのみで走行する電気自動車に電源装置を搭載する例を示す。この図に示す電源装置を搭載した車両ＥＶは、車両ＥＶを走行させる走行用のモータ９３と、このモータ９３に電力を供給するバッテリシステム１００Ｃと、このバッテリシステム１００Ｃの電池を充電する発電機９４とを備えている。モータ９３は、バッテリシステム１００Ｃから電力が供給されて駆動する。発電機９４は、車両ＥＶを回生制動する時のエネルギーで駆動されて、バッテリシステム１００Ｃの電池を充電する。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明に係る車両用電源装置及びこれを備える車両は、ＥＶ走行モードとＨＥＶ走行モードとを切り替え可能なプラグイン式ハイブリッド電気自動車やハイブリッド式電気自動車、電気自動車等の電源装置として好適に利用できる。
【符号の説明】
【００６１】
１００…電源装置
１００Ｂ、１００Ｃ…バッテリシステム
１…電池セル；１Ａ…開口部
２…セパレータ；２Ａ…溝；２Ｂ…切欠部
３、３Ｘ…電池ブロック
４…冷却隙間
５…送風ダクト
６…供給ダクト
７…排出ダクト
８…安全開閉器
９…送風機構
１０…エンドプレート；１０Ａ…補強リブ；１０ａ…連結孔
１１…連結材；１１ｄ…折曲片
１２…止ネジ
１３…電極端子
１５…温度均等化プレート
２０、２０Ｘ…外装ケース；２０Ａ…ケース本体；２０Ｂ…第一カバープレート
２０Ｃ…第二カバープレート
２１…鍔部
２１Ａ…本体鍔部
２１Ｂ…カバー鍔部
２２…側壁
２４…ボルト
２５…ナット
２６、２６Ｘ…プラグ挿入部
２７…壁部
２８…突出壁
２９…係止孔
３０…端面プレート
３１…連結ダクト
３２…安全プラグ
３２Ｘ…規格化された安全プラグ
３３…プラグ本体
３４…挿入体
３５、３５Ｘ…ヒューズ
３６、３６Ｘ…天板
３６ａ…摘み
４０…封止部材
４１…温度センサ
４３…水平プレート
４４…垂直プレート
４５…垂直接合面
４６…第二接合面
５０…電源出力ケーブル
５０Ａ…正極電源出力ケーブル
５０Ｂ…負極電源出力ケーブル
５１…第一ハーネスダクト
６０…高電圧出力端子
６１…プラグカバー
６２…係止突起
６２ａ…先端部分
６４…第二ハーネスダクト
６５…ハーネスカバー
６５Ａ…閉塞カバー
６５Ｂ…着脱カバー
６５Ｃ…第二着脱カバー
７０…制御ブロック
７２…接続用コネクタ
９３…モータ
９４…発電機
９５…ＤＣ／ＡＣインバータ
９６…エンジン
ＥＶ、ＨＶ…車両
【図１】
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【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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【図９】
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【図１０】
2011165477.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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