插头装置 |
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| 申请号 | CN201080024072.X | 申请日 | 2010-06-04 | 公开(公告)号 | CN102449860B | 公开(公告)日 | 2014-09-10 |
| 申请人 | 丰田自动车株式会社; | 发明人 | 渡边广隆; | ||||
| 摘要 | 一种用于提高蓄电堆叠体的更换作业的作业性的插头装置，具有：保持堆叠体连接 导线 (54)的第1保持部(81)，与第1保持部(81)分离、保持堆叠体连接导线(55)的第2保持部(82)，和将第1以及第2保持部(81、82)能够装卸地固定的固定部(70)；在安装有插头夹具(60)的第1状态下，第1以及第2保持部(81、82)被固定于固定部(70)，并且堆叠体连接导线(54、55)电连接，在解除了插头夹具(60)的安装的第2状态下，允许第1以及第2保持部(81、82)从固定部(70)脱离，堆叠体连接导线(54、55)的电连接切断。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种插头装置，插头夹具能够装卸地安装于所述插头装置，所述插头装置用于第1蓄电堆叠体具备的第1导线与第2蓄电堆叠体具备的第2导线的连接，其中，具有： |
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| 说明书全文 | 插头装置技术领域[0001] 本发明涉及使用于蓄电堆叠体(stack)之间的电连接以及非连接的插头装置。 背景技术[0002] 近年来，使电动汽车、混合动力汽车等的驱动用或者作为辅助电源而使用的蓄电装置的输出上升的必要性提高。专利文献1公开了一种电源装置，其具备多个电池组件，通过在安全插头连接台安装安全插头而将所有的电池组件串联连接，从电源输出部输出其串联电压。 [0003] 专利文献1：日本特开2007-250472号公报 [0004] 专利文献2：日本特开2009-152053号公报 发明内容[0005] 然而，在更换电池组件的情况下，必须在将安全插头拔出后将与各电池组件相连的电路物理性分离。因此，更换电池组件(蓄电堆叠体)会花费时间、劳力。因此，本发明的目的在于提高蓄电堆叠体更换时的作业性。 [0006] 为了解决上述课题，本申请发明的插头装置，(1)插头夹具能够装卸地安装于所述插头装置，所述插头装置用于第1蓄电堆叠体具备的第1导线与第2蓄电堆叠体具备的第2导线的连接，其中，具有：第1保持部，其保持所述第1导线；第2保持部，其与所述第1保持部分离，保持所述第2导线；和固定部，所述第1以及第2保持部能够装卸地固定于所述固定部；在安装着所述插头夹具的第1状态下，所述第1以及第2保持部固定于所述固定部，并且所述第1以及第2导线电连接；在所述插头夹具的安装被解除了的第2状态下，允许所述第1以及第2保持部从所述固定部脱离，所述第1以及第2导线的电连接切断。 [0007] (2)在(1)的结构中，所述第1蓄电堆叠体包含：具备第3导线的第1蓄电块(block)和具备第4导线的第2蓄电块；所述第3以及第4导线，在所述第1状态下彼此电连接，在所述第2状态下彼此电连接切断。根据(2)的结构，能够在第1以及第2蓄电块的电连接切断的状态下，进行第1蓄电堆叠体的更换作业。 [0008] (3)在(2)的结构中，优选：由所述第1保持部保持所述第3以及第4导线。根据(3)的结构，在蓄电堆叠体的更换时能够将第1、第3以及第4导线一起从固定部卸下，能够使更换作业更容易。 [0009] (4)在(1)～(3)的结构中，可以构成为：所述第1保持部具有与所述第1导线导通的第1开关部；所述第2保持部具有与所述第2导线导通的第2开关部；在所述第1状态下，所述第1以及第2开关部导通，在所述第2状态下，所述第1以及第2开关部的导通切断。根据(4)的结构，机械以及电连接、非连接第1以及第2蓄电堆叠体的功能被集成于第1以及第2保持部，构造得以简单化。 [0010] (5)在(1)的结构中，可以构成为：所述固定部具有壳体，所述壳体具备与所述第1以及第2保持部嵌合的嵌合构造。能够通过简单的结构，进行第1以及第2保持部的装卸。 [0012] 图1是安装着服务插头夹具(service plug grip)的状态下的插头装置以及蓄电堆叠体的俯视图。 [0013] 图2是解除了服务插头夹具的安装的状态下的插头装置以及蓄电堆叠体的俯视图。 [0014] 图3是第1以及第2保持部分离的状态下的蓄电堆叠体的俯视图。 [0015] 图4是第1保持部的放大图。 [0016] 图5A是固定部的俯视图(Z向视图)。 [0017] 图5B是固定部的Y向视图。 [0018] 图5C是固定部的X向视图。 [0019] 图6是变形例1的插头装置和蓄电堆叠体的俯视图，表示服务插头夹具的安装被解除了的状态。 [0020] 图7是变形例1的多个保持部分离的状态下的蓄电堆叠体的俯视图。 [0021] 图8是变形例2的插头装置和蓄电堆叠体的俯视图，表示服务插头夹具的安装被解除了的状态。 [0022] 图9是变形例2的多个保持部分离的状态下的蓄电堆叠体的俯视图。 具体实施方式[0023] 一边参照附图一边对本发明的实施方式进行说明。图1是插头装置以及蓄电堆叠体的俯视图，表示多个蓄电堆叠体互相机械以及电连接的状态。图2与图1相对应，表示多个蓄电堆叠体机械连接、电非连接的状态。图3与图1相对应，表示多个蓄电堆叠体机械以及电非连接的状态。X轴、Y轴以及Z轴表示互相正交的不同的三轴。参照这些图，蓄电装置1包含第1蓄电堆叠体10以及第2蓄电堆叠体30。 [0024] 第1蓄电堆叠体10包含第1以及第2蓄电块11、12。第1蓄电堆叠体10具备堆叠体正极端子部10B以及堆叠体负极端子部10C。堆叠体正极端子部10B经由堆叠体导线51连接于未图示的包含三相交流电机的负载部。堆叠体负极端子部10C经由作为第1导线的堆叠体连接导线54以及作为第2导线的堆叠体连接导线55与第2蓄电堆叠体30电连接。 [0025] 第1以及第2蓄电块11、12位于端板21、22之间。这些端板21、22通过约束带25连结。约束带25向端板21、22互相接近的方向付与张紧力。因此，第1以及第2蓄电块11、12由端板21、22压缩。 [0026] 第1蓄电块11包含多个蓄电元件23。这些蓄电元件23在端板21、22相对(相对向、相面对)的方向(Y轴方向)上层叠。蓄电元件23在X轴方向的一端部具备元件正极部23B，在另一端部具备元件负极部23C。在Y轴方向上排列的蓄电元件23彼此的元件正极部23B以及元件负极部23C相对，这些相对的元件正极部23B以及元件负极部23C使用母线(导电板)24连接。 [0027] 在蓄电元件23的Z轴方向的端面，设有气体放泄阀23A。气体放泄阀23A可以是破坏式的阀。当由于蓄电异常、电解液电解而产生气体时，气体从气体放泄阀23A释放。由此，能够抑制蓄电元件23的内压上升。 [0028] 第1蓄电块11具备：用于与第2蓄电块12电连接的作为第3导线的块连接导线53，和用于将第1蓄电堆叠体10以及第2蓄电堆叠体30电连接的堆叠体连接导线54。在图1所示的状态下，块连接导线53，其一端部与作为第4导线的块连接导线52电连接，另一端部与块正极部11B机械以及电连接。 [0029] 第2蓄电块12具备堆叠体导线51以及块连接导线52。在图1所示的状态下，块连接导线52，其一端部连接于块连接导线53，另一端部连接于块正极部12B。第2蓄电块12的其他结构与第1蓄电块11同样，所以不重复进行说明。 [0030] 第2蓄电堆叠体30包含第3以及第4蓄电块31、32。第2蓄电堆叠体30具备堆叠体正极端子30B以及堆叠体负极端子30C。堆叠体正极端子30B经由堆叠体连接导线55以及54电连接于第1蓄电堆叠体10。堆叠体负极端子30C经由堆叠体导线58连接于所述负载部。 [0031] 第3蓄电块31具备块正极部31B，在块正极部31B连接有用于电连接于第4蓄电块32的块连接导线56。第4蓄电块41具备块负极部32C，在块负极部32C连接有用于电连接于第3蓄电块31的块连接导线57。 [0032] 接下来，参照图2以及图3，对用于固定第1以及第2蓄电堆叠体的固定构造进行说明。块连接导线52的顶端部被保持于保持块81A。块连接导线53的顶端部被保持于保持块81B。保持块81A、81B的Y轴方向的端面互相机械连结。堆叠体连接导线54的顶端部被保持于保持块81C。保持块81B、81C的X轴方向的端面互相机械连结。 [0033] 保持块81A、81B以及81C通过机械连结而作为第1保持部81而单元化。保持块81A、81B以及81C分别在俯视(Z轴方向观察)下形成为矩形状，第1保持部81在俯视下形成为L字状。 [0034] 块连接导线56的顶端部被保持于保持块82A。块连接导线57的顶端部被保持于保持块82B。保持块82A、82B的Y轴方向的端面互相机械连结。堆叠体连接导线55的顶端部被保持于保持块82C。保持块82B、82C的X轴方向的端面互相机械连结。即，保持块82A、82B以及82C通过机械连结而单元化，形成第2保持部82。保持块82A、82B以及82C在俯视下形成为矩形状，第2保持部82在俯视下形成为L字状。 [0035] 图4是第1保持部81的放大图，将开关的结构简略化而图示。参照图2、图3以及图4，块连接导线52、53通过块连接开关85在导通以及非导通之间切换，堆叠体连接导线54、55通过堆叠体连接开关86在导通以及非导通之间切换，块连接导线56、57通过块连接开关87在导通以及非导通之间切换。堆叠体连接开关86相当于第1以及第2开关部。 [0036] 通过对于位于固定部70的第1以及第2保持部81、82安装服务插头夹具60，将块连接开关85、堆叠体连接开关86以及块连接开关87设定为导通状态。通过解除服务插头夹具60对固定于固定部70的第1以及第2保持部81、82的安装，块连接开关85、堆叠体连接开关86以及块连接开关87从导通状态切换为非导通状态。 [0037] 图5A是固定部70的俯视图(Z向视图)，图5B是固定部70的Y向视图，图5C是固定部70的X向视图。参照图5，固定部70包含壳体71。壳体71为有底筒状，上侧开口。固定部70通过紧固螺栓72固定于未图示的下部壳体。 [0038] 下部壳体位于搭载于车辆的蓄电装置的下侧，固定于未图示的上部壳体，由此覆盖蓄电装置的下侧。在壳体71的X轴方向的端面，形成有在Z轴方向上延伸的突状部73。突状部73在X轴方向观察形成为抛物面状。在壳体71的Y轴方向的端面，形成有多个凹部71A。这些凹部71A在X轴方向上排列形成，以使得与块连接导线52～57、堆叠体连接导线54～55面接触的方式载置块连接导线52～57、堆叠体连接导线54～55。 [0039] 第1保持部81嵌合于壳体71。第1保持部81在嵌合于壳体71的状态下，通过未图示的锁定部能够装卸地锁定于其位置。锁定部可以是与形成于第1保持部81的孔部卡合的爪部。在该情况下，通过在装卸时爪部弹性变形，能够进行锁定以及锁定解除。另外，也可以是在壳体71形成孔部、在第1保持部81设置能够装卸地压入该孔部的突起部的结构。进而，也可以是第1保持部81嵌合于壳体71而摩擦接触由此固定的结构。另外，也可以是第1保持部81一边沿着形成于壳体71的轨道滑动移动一边收纳于壳体71内的结构。在该情况下，可以是设置有允许、禁止位于壳体71内的第1保持部81的滑动移动的锁定机构的结构。 [0040] 接下来，一边参照图1～图3一边对将第1以及第2保持部81、82从固定部70卸下的方法进行说明。在图1所示的状态下，在第1以及第2保持部81、82安装着服务插头夹具60，块连接导线52、53相互导通，堆叠体连接导线54、55相互导通，块连接导线56、57相互导通。 [0041] 在第1以及第2蓄电堆叠体10、30中的某一方发生故障的情况下，将图1所示的服务插头夹具60从第1以及第2保持部81、82拔出。参照图2，当服务插头夹具60从第1以及第2保持部81、82拔出时，块连接导线52、53变得不相互导通，堆叠体连接导线54、55变得不相互导通，块连接导线56、57变得不相互导通。 [0042] 因此，仅通过将服务插头夹具60从第1以及第2保持部81、82拔出，就会将第1～第4蓄电块11～32的电连接切断。不需要对于块连接导线52、53的连接部分、堆叠体连接导线54、55的连接部分、块连接导线56、57的连接部分分别准备单独的服务插头夹具60，所以能够削减成本。进而，通过削减服务插头夹具60的个数，能够防止蓄电堆叠体更换时忘记拔出服务插头夹具60。通过削减服务插头夹具60的个数，蓄电装置小型化。 [0043] 当服务插头夹具60从第1以及第2保持部81、82拔出时，第1以及第2保持部81、82露出到外部。参照图3，通过沿Z轴方向拉嵌合于壳体71的第1保持部81，能够将壳体 71以及第1保持部81的锁定解除，从固定部70卸下第1保持部81。通过沿Z轴方向拉嵌合于壳体71的第2保持部82，能够将壳体71以及第2保持部82的锁定解除，从固定部70卸下第2保持部82。 [0044] 这样，仅通过将服务插头夹具60从第1以及第2保持部81、82拔出，第1以及第2保持部81、82就变为能够互相分离的状态。由此，在第1以及第2蓄电堆叠体10、30中的某一方发生故障的情况下，能够再利用另一方。结果，重建性提高，即能够通过再利用而削减成本。并且，减轻了蓄电堆叠体更换时的劳力。 [0045] 在这里，也考虑了在第1以及第2蓄电堆叠体10、30中的某一方发生故障时，更换所有这些蓄电堆叠体10、30即更换蓄电装置整体的方法。然而，该方法随着所需电池容量提高或者蓄电堆叠体的个数增加，导致更换费用的增大。根据上述的实施方式，能够以蓄电堆叠体为单位更换，所以能够削减成本。 [0046] 在上述的实施方式中，将保持块的个数设为6个，将保持部的个数设为2个，但本发明并不限定于此，能够根据蓄电堆叠体、蓄电块的结构或者个数适当变更。下面作为变形例说明其具体例。 [0047] (变形例1) [0048] 图6以及图7是变形例1的蓄电装置，图6表示将蓄电堆叠体固定于固定部的状态。图7表示将蓄电堆叠体从固定部卸下的状态。对于具有与实施方式1相同功能的结构要素，付与相同附图标记。本变形例的蓄电装置包含第1～第3蓄电堆叠体101～103。本变形例的蓄电堆叠体由一个蓄电块构成，这一点与上述实施方式不同。在蓄电装置的正极端子连接有堆叠体导线61，在负极端子连接有堆叠体导线66。 [0049] 在第1蓄电堆叠体101的负极端子，连接有堆叠体连接导线62，堆叠体连接导线62的顶端部被保持于第1保持块83。在第2蓄电堆叠体102的正极端子，连接有堆叠体连接导线63，堆叠体连接导线63的顶端部被保持于第2保持块84A。在第2蓄电堆叠体102的负极端子，连接有堆叠体连接导线64，堆叠体连接导线64的顶端部被保持于第3保持块 84B。在第3蓄电堆叠体103的正极端子，连接有堆叠体连接导线65，堆叠体连接导线65的顶端部被保持于第4保持块85。 [0050] 第1保持块83、第2～第3保持块84A～84B以及第4保持块85能够互相分离，第2～第3保持块84A～84B不能互相分离地X轴方向的端面连接。在变形例1的结构中，通过将服务插头夹具60从第1～第4保持块83～85卸下，堆叠体连接导线62、63变得不导通，堆叠体连接导线64、65变得不导通。另外，第1保持块83、第2～第3保持块84A～84B以及第4保持块85变为能够相互分离的状态。根据本变形例1的结构，能够得到与上述实施方式1同样的效果。 [0051] (变形例2) [0052] 图8以及图9是变形例2的蓄电装置，图8表示将蓄电堆叠体固定于固定部的状态。图9表示将蓄电堆叠体从固定部卸下的状态。对于具有与实施方式1相同功能的结构要素，付与相同附图标记。本变形例的蓄电装置包含第1～第3蓄电堆叠体201～203。本变形例的蓄电堆叠体由一个蓄电块构成，这一点与上述实施方式不同。 [0053] 在蓄电装置的正极端子连接有堆叠体导线92，在负极端子连接有堆叠体导线97。负载导线91、98连接于未图示的包含三相交流电机的负载部。负载导线91、98的顶端部分别被保持于第1以及第8保持块86、90。在第1蓄电堆叠体201的负极端子，连接有堆叠体连接导线93，在第2蓄电堆叠体202的正极端子，连接有堆叠体连接导线94。堆叠体连接导线93的顶端部被保持于第3保持块87B，堆叠体连接导线94的顶端部被保持于第4保持块88A。 [0054] 在第2蓄电堆叠体202的负极端子，连接有堆叠体连接导线95，在第3蓄电堆叠体203的正极端子，连接有堆叠体连接导线96。堆叠体连接导线95的顶端部被保持于第5保持块88B，堆叠体连接导线96的顶端部被保持于第6保持块89A。第3蓄电堆叠体203的负极端子连接于堆叠体导线97，堆叠体导线97的顶端部被保持于第7保持块89B。 [0055] 第1保持块86、第2～第3保持块87A～87B、第4～第5保持块88A～88B以及第6～第7保持块89A～89B能够互相分离。第2～第3保持块87A～87B不能够互相分离。第3～第4保持块88A～88B不能够互相分离。第4～第5保持块89A～89B不能够互相分离。 [0056] 在变形例2的结构中，通过将服务插头夹具60从第1～8保持块86～90卸下，负载导线91以及堆叠体导线92变得不互相导通。堆叠体连接导线93、94变得不互相导通。堆叠体连接导线95、96变得不互相导通。堆叠体导线97以及堆叠体导线98变得不互相导通。另外，第1保持块86、第2～第3保持块87A～87B、第4～第5保持块88A～88B以及第6～第7保持块89A～89B变为能够相互分离的状态。根据变形例2的结构，能够得到与上述实施方式同样的效果。 [0057] 附图标记说明 [0058] 10：第1蓄电堆叠体 [0059] 11：第1蓄电块 [0060] 12：第2蓄电块 [0061] 60：服务插头夹具 [0062] 70：固定部 [0063] 81：第1保持部 [0064] 82：第2保持部 |
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