電源裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種電源裝置，其可實現(xiàn)空間節(jié)省和部件件數(shù)的削減。上述電源裝置具有：由多個電池串聯(lián)連接而成的電池集合體（1）；具有用于控制電池集合體與負載之間的連接的繼電器（22）和電路（24）、以及用于把持繼電器和電路的上蓋（26）的電氣接線箱（2）；和束集并把持多個電池的端板（3）。該端板設置于電池集合體與電氣接線箱之間，且具有分別與電池集合體的總正極和總負極所連接的端子以及電氣接線箱所對應的端子相連接的插座端子（31a、31b），該插座端子的端子連接口（32）分別面對端板的電池集合體側(cè)和電氣接線箱側(cè)。
【專利說明】電源裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電源裝置，具體涉及一種例如用作驅(qū)動電動汽車或混合動力汽車等電動機的直流電源的電源裝置。
【背景技術】
[0002]例如，在使用電動馬達來行駛的電動汽車或發(fā)動機與電動馬達并用來行駛的混合動力汽車等中，安裝有電源裝置(參照專利文獻I)。這樣的電源裝置是向上述電動馬達提供電力的裝置，并具有:由多個蓄電池串聯(lián)連接而成的電池集合體；將上述電池集合體夾持在彼此之間的一對端板；以及配置于上述電池集合體與上述電動馬達之間的電氣接線箱(接線盒)。電氣接線箱具有對電池集合體與電動馬達間的連接進行接通/斷開控制的繼電器和電路。在該情況下，繼電器由上蓋把持，電路由下蓋把持，將這些上蓋和下蓋相互裝配起來而構成電氣接線箱。
[0003]在這樣的現(xiàn)有的電源裝置中，電池集合體和電氣接線箱利用螺栓等緊固到同一安裝面上來進行固定。而且，通過使分別連接到電池集合體的總正極和總負極上的導線線束與在電氣接線箱的上蓋露出的連接器進行連接，從而將這些電池集合體與電氣接線箱電連接。
[0004]專利文獻1:日本特開平11-299115號公報
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明要解決的課題
[0006]但是，在如上所述的電源裝置的結(jié)構中，為了將來自電池集合體的導線線束連接到上蓋的連接器，在電氣接線箱附近，特別是在其上方，需要用于處理導線線束的空間。另夕卜，在連接導線線束之后，由于上述空間成為空閑空間，所以，難以實現(xiàn)電源裝置的空間節(jié)省。并且，電源裝置除了導線線束以外，還有電氣接線箱的上蓋、下蓋、繼電器以及電路等，部件件數(shù)很多，裝配費時費力，并且還有可能引起操作錯誤。
[0007]本發(fā)明是鑒于上述現(xiàn)狀而提出，其所要解決的課題在于實現(xiàn)電源裝置的空間節(jié)省和部件件數(shù)的削減。
[0008]解決課題的手段
[0009]為了解決上述課題，本發(fā)明的電源裝置其特征在于，具有:電池集合體，上述電池集合體由多個電池串聯(lián)連接而成；電氣接線箱，上述電氣接線箱具有用于控制上述電池集合體與負載之間的連接的繼電器和電路，以及用于把持上述繼電器和上述電路的上蓋；和端板，上述端板束集并把持上述多個電池，上述端板設置于上述電池集合體與上述電氣接線箱之間，上述端板具有插座端子，上述插座端子分別與連接于上述電池集合體的總正極及總負極的端子和與上述電氣接線箱所對應的端子相連，使上述插座端子的端子連接口分別面對上述端板的上述電池集合體側(cè)和上述電氣接線箱側(cè)。
[0010]由此，能夠?qū)㈦姵丶象w與電氣接線箱經(jīng)由設置于該兩者間的端板的插座端子而相互連接。其結(jié)果是，能夠?qū)崿F(xiàn)電源裝置的空間節(jié)省，并且能夠?qū)崿F(xiàn)部件件數(shù)的削減。
[0011]在此情況下，只要端板是由絕緣構件構成，并且是對由上蓋把持的繼電器和電路進行定位固定的結(jié)構即可。由此，能夠以端板取代電氣接線箱的下蓋。
[0012]此外，作為一個例子，只要電池集合體為具有分別與總正極以及總負極相連接、并與端板的插座端子的面對電池集合體的端子連接口相連接的插頭端子的結(jié)構，電氣接線箱為具有與端板的插座端子的面對電氣接線箱的端子連接口相連接的插頭端子的結(jié)構即可，其中，該端板與電池集合體的插頭端子相連接。
[0013]發(fā)明效果
[0014]根據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)電源裝置的空間節(jié)省，并且能夠?qū)崿F(xiàn)部件件數(shù)的削減。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的一個實施方式的電源裝置的構成部件的局部分解示意圖。
[0016]圖2是裝配了圖1所示的構成部件后的電源裝置的外觀的立體示意圖。
[0017]圖3是電氣接線箱結(jié)構的分解立體示意圖。
[0018]圖4是端板整體結(jié)構的示意圖。
[0019]圖5是端板的插座端子的整體結(jié)構的立體示意圖。
[0020]圖6是用于說明端板的插座端子的端子連接的示意圖。
[0021]符號說明
[0022]I電池集合體
[0023]2電氣接線箱
[0024]22繼電器
[0025]24 電路
[0026]26 上蓋
[0027]31插座端子
[0028]32端子連接口
【具體實施方式】
[0029]以下，參照附圖來說明本發(fā)明的電源裝置。本發(fā)明的電源裝置是安裝在例如使用電動馬達驅(qū)動行駛的電動汽車或并用發(fā)動機和電動馬達驅(qū)動行駛的混合動力汽車等中，向上述電動馬達供給電力的裝置。在本實施方式中，做為一個例子，盡管假設了電源裝置被安裝在這樣的汽車等車輛中的情況來進行說明，但這并不是對電源裝置的用途作特別限定。
[0030]在圖1以及圖2中，示出了本發(fā)明的一個實施方式的電源裝置的整體結(jié)構。圖1是本發(fā)明一個實施方式的電源裝置的構成部件的局部分解示意圖，圖2是裝配了構成部件后的電源裝置的外觀的立體示意圖。如圖1以及圖2所示，電源裝置具有:由多個電池串聯(lián)連接而成的電池集合體I ;電氣接線箱(接線盒)2，其具有對電池集合體I與負載之間的連接進行控制的繼電器22和電路24(圖3)，以及用于把持繼電器22和電路24的上蓋26 ;以及端板3，其設置于電池集合體I與電氣接線箱2之間，束集并把持上述電池。
[0031]電池集合體I由多個形成為薄片型的鋰電池等蓄電池(以下通稱為電池)排列而成。這些電池以正極與負極相鄰地交替配置、相鄰的電池的正極與負極之間分別由被稱為匯流條(bus-bar)的導體串聯(lián)連接。電池集合體I的電池串聯(lián)數(shù)量取決于所期望的直流電壓，位于電池集合體I兩端的電池的正極(以下稱為總正極)和負極(以下稱為總負極)為電池集合體I的直流輸出。此外，在電池串聯(lián)數(shù)量為奇數(shù)的情況下，總正極和總負極被定位在與電池集合體I排列方向交叉的方向上，并互呈相反側(cè)，在串聯(lián)數(shù)量為偶數(shù)的情況下，總正極和總負極被定位在相對于上述方向的相同一側(cè)。
[0032]用于將多個電池的正極與負極之間連接的多個導體，能夠作為安裝于由絕緣構件(作為一個例子為樹脂構件)形成的箱體內(nèi)的匯流條組件來形成。例如，在電池集合體I的各電池的正極和負極上，連接有從電池的上表面或電池側(cè)面突出設置的柱狀的電極端子(正極端子或負極端子)，在柱狀的各電極端子的外表面上形成螺紋槽。而且，可通過在各導體上，貫通設置與彼此相鄰的電池的正極端子和負極端子的位置相對應的一對孔，將各電極端子插入導體的孔中，使螺母與各電極端子的螺紋螺合，并將導體緊固在各電極端子上即可。此外，位于電池集合體I的兩端的電池的總正極或總負極的柱狀電極端子呈不與相鄰的電池的電極端子相連，而與導線線束、匯流條等引出導體相連的結(jié)構。
[0033]在圖3中，以分解立體圖示出了電氣接線箱2的結(jié)構。電氣接線箱2對流過電池集合體I和作為負載的電動馬達之間的電流進行分配和控制。如圖3所示，電氣接線箱2具有:對電池集合體I和作為負載的電動馬達之間的連接進行控制的繼電器22和電路24 ；以及把持繼電器22和電路24的上蓋26。繼電器22藉助逆變器(inverter)向電動馬達供給電力，并且包括接通或斷開向逆變器供給電力的電池集合體I的輸出的主繼電器。該主繼電器具有一對繼電器端子，其中一個繼電器端子經(jīng)由電路24與電池集合體I的總正極相連接，另一個繼電器端子經(jīng)由電路24與電池集合體I的總負極相連接。
[0034]如圖3所示，在本實施方式中，電路24由對平板導體進行沖切加工或彎曲加工等而成的匯流條構成。另外，電路24包括在主繼電器導通前使電池集合體I的輸出接通預定時間的預充電電路和其它控制電路。此外，預充電電路具有例如與主繼電器并連，在主繼電器接通前對流向逆變器的充電電流進行限流供給，并在初始充電結(jié)束后將主繼電器接通的功能。
[0035]上蓋26是用于收容和保護繼電器22和電路24的蓋構件，由樹脂等制成。上蓋26在預定方向(作為一例，為電氣接線箱2與端板3的固定方向)的兩側(cè)具有收容繼電器22和電路24的收容部，在預定方向一側(cè)的收容部內(nèi)，安裝有電路24，而在預定方向的另一側(cè)的收容部內(nèi)，安裝有繼電器22。在該情況下，預定方向一側(cè)相當于電氣接線箱2的固定到端板3的固定側(cè)，預定方向的另一側(cè)相當于與上述固定側(cè)相反的一側(cè)。此外，對將繼電器22和電路24安裝到上蓋26的收容部內(nèi)的安裝方法沒有特別地限定，能夠適用例如嵌合、緊固和接合等任意方法。
[0036]在圖4中示出了端板3的整體結(jié)構。端板3是成對設置在電池集合體I的電池的排列方向的兩端，用于束集所排列的多個電池的板狀構件。此外，在圖1以及圖2中，僅僅示出了在電池集合體I的電池的排列方向的一端，設在電池集合體I與電氣接線箱2之間的端板3，但在另一端也設置有同樣的端板。不過，在另一端的端板也可以不設置后述的插座端子。上述一對端板3通過分別利用螺栓等緊固在形成為例如帶狀的緊固帶的兩端來固定并相互連結(jié)。由此，能夠?qū)㈦姵丶象wI夾持在一對端板3之間，將電池集合體I的多個電池束集并把持。[0037]在本實施方式中，端板3具有與電池集合體I的總正極和總負極相連接的端子以及與電氣接線箱2所對應的端子相連接的插座端子31。在圖5以及圖6中示出了插座端子31的整體結(jié)構。圖5是表示插座端子31的整體結(jié)構的立體圖，圖6是用于說明插座端子31的端子連接的示意圖。插座端子31形成為在預定的連接方向(圖6所示的箭頭6a、6b的方向)的兩側(cè)具有端子連接口 32的結(jié)構。即，插座端子31為所謂的插座-插座端子(FF端子)，如圖6所示，在連接方向的兩側(cè)的端子連接口 32中分別嵌入連接端子(例如插頭端子)62、64，使上述連接端子62、64彼此之間電連接。在本實施方式中，使端子連接到插座端子31的連接方向與端板3與電池集合體I及與電氣接線箱2的固定方向一致。即，使插座端子31的端子連接口 32分別面對著端板3的電池集合體I側(cè)和電氣接線箱2偵U。
[0038]在該情況下，如圖1所示，端板3具有兩個插座端子31a、31b，各插座端子31a、31b的端子連接口 32分別面對著端板3的電池集合體I側(cè)和電氣接線箱2側(cè)。換言之，端板3在電池集合體I側(cè)具有分別與兩個插座端子31a、31b的一側(cè)端子連接口 32相連通的一對開口部34a、34b，并在電氣接線箱2側(cè)具有分別與兩個插座端子31a、31b的另一側(cè)端子連接口 32相連通的開口部35a、35b。即，插座端子31a、31b設置為端子連接口 32面對著分別形成于端板3的電池集合體I側(cè)和電氣接線箱2側(cè)的開口部34、35。
[0039]例如，端板3能夠以樹脂等絕緣構件成形，并且內(nèi)設有兩個插座端子31a、31b，在電池集合體I側(cè)形成有與這些插座端子31a、31b的端子連接口 32相連通的開口部34a、34b，并且在電氣接線箱2側(cè)形成有開口部35a、35b。此時，端板3內(nèi)部既可以是以材料(樹月旨)充滿的結(jié)構，也可以是形成有預定的空間并且在上述空間中設置有加固用肋部等的結(jié)構。另外，還能夠采用端板3上穿設有用于安裝插座端子31a、31b的貫通孔，使插座端子31a、31b嵌合到上述貫通孔中，并與端板3形成一體的結(jié)構等。在該情況下，貫通孔兩側(cè)的開口相當于開口部34、35。
[0040]通過形成這樣的結(jié)構，由于插座端子31a、31b本身處于埋設在端板3中的狀態(tài)而沒有露出于外部，所以為操作者等不能直接接觸的結(jié)構。因此，即使在使端板3與電池集合體I電連接的情況下，也能夠可靠地防止操作人員等觸碰到插座端子31a、31b本身，從而能夠抑制觸電事故等的發(fā)生，同時能夠?qū)崿F(xiàn)作業(yè)的安全性。
[0041]而且，電池集合體I具有分別與總正極及總負極相連接，并與插座端子31a、31b的電池集合體I側(cè)的端子連接口 32連接的一對插頭端子。在本實施方式中，如上所述，在位于電池集合體I兩端的電池的總正極或總負極的柱狀電極端子上，連接有導線線束和/或匯流條等引出導體。在該情況下，上述引出導體被引出直到端板3的電池集合體I側(cè)的開口部34a、34b,在其前端部分連接有上述插頭端子,并使上述插頭端子從供端板3安裝的安裝面12朝向端板3的開口部34a、34b露出。作為一例，與從總正極引出的引出導體相連接的插頭端子(以下稱為總正極插頭端子)朝向開口部34a露出，而與從總負極引出的引出導體相連接的插頭端子(以下稱為總負極插頭端子)朝向開口部34b露出。
[0042]由此，在利用緊固帶等將一對端板3相互連結(jié)，將電池集合體I的電池束集并把持的狀態(tài)下，電池集合體I的總正極插頭端子經(jīng)由開口部34a與端板3的插座端子31a的電池集合體I側(cè)的端子連接口 32相連接。同樣，電池集合體I的總負極插頭端子經(jīng)由開口部34b與端板3的插座端子31b的電池集合體I側(cè)的端子連接口 32相連接。因此，在該狀態(tài)下，電池集合體I的總正極插頭端子和總負極插頭端子不會成為露出外部的狀態(tài)，能夠有效地防止短路等不利狀況的發(fā)生。
[0043]作為一例，在本實施方式中，在電池集合體I上突出設置有插頭端子(總正極插頭端子和總負極插頭端子)來與端板3的插座端子31a、31b相連接，但是，也可以是例如在電池集合體I中內(nèi)設置插座端子而非插頭端子的結(jié)構。在該情況下，可借助能夠同時嵌入到電池集合體I的插座端子和端板3的插座端子31a、31b兩者的端子片(如圖6所示的連接端子62、64)將電池集合體I的插座端子與端板3的插座端子31a、31b連接。由此,插頭端子始終不會從電池集合體I向外部露出，能夠成為能更可靠地抑制短路或觸電等的發(fā)生的結(jié)構。
[0044]此外，將檢測各電池的電壓用的電壓檢測端子與引出導體一同緊固連接在電池集合體I的總負極的電極端子上即可。而且，只要將電壓檢測電線壓合連接到電壓檢測端子，并與配置于電池集合體I的電氣接線箱2 —側(cè)或其相反一側(cè)，或者電池集合體I的上表面等的電子控制單元(ECU)相連接即可。例如，在電子控制單元(ECU)配置在電池集合體I的電氣接線箱2 —側(cè)的情況下，在端板3上，除了用于使電池集合體I與電氣接線箱2連接的插座端子31a、31b以外，還可設置用于將上述電壓檢測電線與電子控制單元連接的端子。
[0045]另外，電氣接線箱2具有與插座端子31a、31b的電氣接線箱2側(cè)的端子連接口 32相連接的一對插頭端子，其中，該插座端子31a、31b與電池集合體I的插頭端子(總正極插頭端子及總負極插頭端子)相連接。在本實施方式中，如上所述，主繼電器的一對繼電器端子連接在電氣接線箱2的電路24。因此，上述插頭端子從電路24朝向開口部35a、35b露出，從而經(jīng)由電路24能夠與上述的一對繼電器端子相連接。
[0046]由此，通過將電氣接線箱2相對于端板3定位固定，能夠使電路24的一對插頭端子經(jīng)由開口部35a、35b與插座端子31a、31b的電氣接線箱2側(cè)的端子連接口 32相連接。即，能夠使電路24的一對插頭端子經(jīng)由端板3的插座端子31a、31b與電池集合體I的總正極插頭端子以及總負極插頭端子相連接。以下，將電路24的一對插頭端子中的與電池集合體I的總正極插頭端子相連接的插頭端子稱為總正極側(cè)插頭端子，并將與總負極插頭端子相連接的另一個插頭端子稱為總負極側(cè)插頭端子。其結(jié)果為，電池集合體I與電氣接線箱2被相互電連接。
[0047]此外，當電路24的插頭端子從開口部35a、35b嵌入到端板3的插座端子3la、3Ib后，用螺栓等將電氣接線箱2固定在端板3即可。由此，電氣接線箱2安裝于端板3上，以將該端板3夾在當中的狀態(tài)與電池集合體I形成為一體。另外，在本實施方式中，在電氣接線箱2上突出設置了插頭端子(總正極側(cè)插頭端子以及總負極側(cè)插頭端子)來與端板3的插座端子31a、31b相連接，但是，也能夠做成例如在電氣接線箱2中內(nèi)設插座端子而非插頭端子的結(jié)構。在該情況下，通過能夠嵌入到電氣接線箱2的插座端子和端板3的插座端子31a、31b兩者中的端子片(如圖6所示的連接端子62、64)將電氣接線箱2的插座端子與端板3的插座端子31a、31b連接即可。
[0048]而且，在這樣安裝了電氣接線箱2的狀態(tài)下，端板3對由上蓋26把持的繼電器22和電路24進行定位固定。因此，通過由樹脂等絕緣構件構成端板3，能夠?qū)⑸鲜龆税?構成為兼有與電氣接線箱2的下蓋同樣功能的構件。由此，能夠以端板3代替電氣接線箱2的下蓋使用，而無需另行設置上述下蓋，能夠削減電源裝置的部件件數(shù)。
[0049]在此，只要能夠使總正極插頭端子嵌入到開口部34a，并使總負極插頭端子嵌入到開口部34b,則能夠任意設定與插座端子31a、31b的端子連接口 32相連通的端板3的電池集合體I側(cè)的開口部34a、34b的位置以及電池集合體I的總正極插頭端子和總負極插頭端子的位置。同樣，只要能夠使總正極側(cè)插頭端子嵌入到開口部35a，并使總負極側(cè)插頭端子嵌入到開口部35b，則能夠任意設定上述端板3的電氣接線箱2側(cè)的開口部35a、35b的位置以及電氣接線箱2中的電路24的一對插頭端子的位置。此時，只要電氣集合體I的總正極插頭端子與電氣接線箱2中的電路24的總正極側(cè)插頭端子能夠經(jīng)由插座端子31a相互連接，則端板3的電池集合體I側(cè)的開口部34a和電氣接線箱2側(cè)的開口部35a可以處于不對稱位置。同樣，只要電氣集合體I的總負極插頭端子與電氣接線箱2中的電路24的總負極側(cè)插頭端子能夠經(jīng)由插座端子31b相互連接，則端板3的電池集合體I側(cè)的開口部34b和電氣接線箱2側(cè)的開口部35b也可以處于不對稱位置。
[0050]這樣，根據(jù)本實施方式的電源裝置，經(jīng)由設置于電池集合體I與電氣接線箱2間的端板3的插座端子31a、31b能夠?qū)烧呦嗷ミB接。因此，在將電池集合體I與電氣接線箱2連接時，不需要將導線線束等引出到外部，只要將引出導體從電池集合體I的總正極以及總負極引出到總正極插頭端子以及總負極插頭端子即可，因而能夠?qū)崿F(xiàn)電線的節(jié)省。另外，在電池集合體I的外部也不需要處理導線線束等。而且，因為能夠用端板3來代用，所以也不需要電氣接線箱2的下蓋。
[0051]其結(jié)果為，能夠?qū)崿F(xiàn)電源裝置的空間節(jié)省，并且能夠?qū)崿F(xiàn)部件件數(shù)的削減。由此，例如在電氣接線箱2的附近不需要用于處理導線線束的空間，而上述空間也不會在連接導線線束后成為無用的空閑空間。因此，不僅實現(xiàn)了空間節(jié)省，還能夠有效活用上述空間。另夕卜，通過部件件數(shù)的削減，能夠簡化裝配作業(yè)，還能夠防止操作錯誤。
【權利要求】
1.一種電源裝置，其特征在于，具有: 電池集合體，所述電池集合體由多個電池串聯(lián)連接而成； 電氣接線箱，所述電氣接線箱具有用于控制所述電池集合體與負載之間的連接的繼電器和電路，以及用于把持所述繼電器和所述電路的上蓋；和端板，所述端板束集并把持所述多個電池， 所述端板設置于所述電池集合體與所述電氣接線箱之間， 所述端板具有插座端子，所述插座端子分別與連接于所述電池集合體的總正極及總負極的端子和與所述電氣接線箱所對應的端子相連， 使所述插座端子的端子連接口分別面對所述端板的所述電池集合體側(cè)和所述電氣接線箱側(cè)。
2.根據(jù)權利要求1所述的電源裝置，其特征在于， 所述端板由絕緣構件制成，并對由所述上蓋保持的所述繼電器和所述電路進行定位固定。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的電源裝置，其特征在于， 所述電池集合體具有電池集合體插頭端子，所述電池集合體插頭端子分別與總正極以及總負極相連，并與所述端板的插座端子的面對所述電池集合體的端子連接口相連， 所述電氣接線箱具有電氣接線箱插頭端子，所述電氣接線箱插頭端子與所述端板的插座端子的面對所述電氣接線箱的端子連接口相連，其中，所述端板被連接于所述電池集合體的插頭端子。
【文檔編號】H01M2/20GK103427050SQ201310196349
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2013年5月24日 優(yōu)先權日:2012年5月24日
【發(fā)明者】池田智洋, 加藤潤之, 林強, 木村健治, 片山順多, 佐藤勝則 申請人:矢崎總業(yè)株式會社