JP6460215B2 - Service plug device - Google Patents
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Description
この発明は、例えば電動車両のバッテリユニット等に適用される電源遮断用のサービスプラグ装置に係り、特に報知手段を備えたサービスプラグ装置に関する。 The present invention relates to a power plug service plug device applied to, for example, a battery unit of an electric vehicle, and more particularly to a service plug device provided with a notification means.
例えば電気自動車等の電動車両に使用される電源は、複数のバッテリモジュールを直列接続してなるバッテリユニットを備えている。またバッテリユニットのメンテナンス時の安全性を確保するために、例えば特許文献1あるいは特許文献2に開示されているように電源遮断用のサービスプラグ装置が設けられている。サービスプラグ装置は、バッテリモジュールどうしを直列接続している電源回路の中間部に設けられた端子対と、該端子対を電気的に遮断することが可能なプラグ本体などを備えている。 For example, a power source used for an electric vehicle such as an electric vehicle includes a battery unit formed by connecting a plurality of battery modules in series. Further, in order to ensure safety during maintenance of the battery unit, a service plug device for shutting off the power supply is provided as disclosed in, for example, Patent Document 1 or Patent Document 2. The service plug device includes a terminal pair provided at an intermediate portion of a power supply circuit in which battery modules are connected in series, a plug main body capable of electrically disconnecting the terminal pair, and the like.
プラグ本体には、該プラグ本体がベース部材に挿入された状態においてベース部材の端子対と導通する導通部材が設けられている。この導通部材が端子対と導通することにより電源回路が閉路し、バッテリの電圧をモータ等の負荷に印加することができる状態となるように構成されている。前記プラグ本体には、作業者が手動で操作可能な操作レバーが設けられている。電源を遮断する際に操作レバーをロック位置からロック解除位置に操作したのち、プラグ本体をベース部材の端子対から引抜くことによって、電源回路が遮断される。 The plug body is provided with a conducting member that is electrically connected to the terminal pair of the base member when the plug body is inserted into the base member. When this conducting member conducts with the terminal pair, the power supply circuit is closed, and the battery voltage can be applied to a load such as a motor. The plug body is provided with an operation lever that can be manually operated by an operator. When the operation lever is operated from the lock position to the unlock position when the power is shut off, the power supply circuit is shut off by pulling the plug body out of the terminal pair of the base member.
電動車両の電源回路には該車両のメインスイッチがオン操作されたときに自動で閉じるコンタクタが設けられている。コンタクタは、モータ等の負荷とバッテリとの間に設けられていて、メインスイッチがオン操作されたときにオンとなり、メインスイッチがオフ操作されるとオフに切り換わるようになっている。 The power circuit of the electric vehicle is provided with a contactor that automatically closes when the main switch of the vehicle is turned on. The contactor is provided between a load such as a motor and a battery, and is turned on when the main switch is turned on, and is turned off when the main switch is turned off.
バッテリユニットのメンテナンス等を行なう際には、メインスイッチをオフにし、安全のために作業員がサービスプラグ装置の操作レバーを操作して電源回路を遮断状態にすることが行なわれている。しかしメインスイッチをオフにしたのちも、コンタクタが何らかの原因(例えば溶着等)によってオンのままになっていることも考えられなくはない。もし、コンタクタがオンのままサービスプラグ装置のプラグ本体をベース部材から引抜いてしまうと、バッテリの電圧がベース部材の端子対に印加されたままプラグ本体の導通部材が端子対から離れるため端子対からアークが発生し、作業者や周囲の部材にアークの影響が及ぶことが懸念される。 When performing maintenance of the battery unit or the like, the main switch is turned off, and for safety, an operator operates the operation lever of the service plug device to shut off the power supply circuit. However, even after the main switch is turned off, it can be considered that the contactor remains on for some reason (for example, welding or the like). If the plug body of the service plug device is pulled out from the base member while the contactor is on, the conductive member of the plug body is separated from the terminal pair while the battery voltage is applied to the terminal pair of the base member. There is a concern that an arc may be generated, affecting the operator and surrounding members.
従って本発明の目的は、プラグ本体をベース部材から引抜く操作を行なう際に、電源回路が閉路していることを報知することができるようにすることにより、安全にプラグ本体を扱うことができるサービスプラグ装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to safely handle the plug body by enabling the notification that the power supply circuit is closed when the plug body is pulled out from the base member. It is to provide a service plug device.
本発明は、バッテリユニットの電源回路の途中に設けられた端子対を含むベース部材と、前記端子対に対し脱着可能なプラグ本体とを備えたサービスプラグ装置において、前記プラグ本体は、該プラグ本体を前記端子対に脱着する際に操作される操作レバーと、前記プラグ本体が前記端子対に接した状態において前記端子対を短絡させる導通部材とを有し、さらに、前記ベース部材または前記プラグ本体に、前記電源回路が閉路状態にあることを報知する報知手段を備え、かつ前記報知手段を動作させるための報知用回路に、前記操作レバーがロック位置からロック解除位置に操作された状態においてオンとなるレバー操作検出スイッチを備えている。 The present invention provides a service plug device including a base member including a terminal pair provided in the middle of a power supply circuit of a battery unit, and a plug body detachable from the terminal pair, wherein the plug body includes the plug body. An operation lever that is operated when attaching / detaching the terminal pair to / from the terminal pair, and a conductive member that short-circuits the terminal pair in a state where the plug body is in contact with the terminal pair, and further, the base member or the plug body Provided with a notifying means for notifying that the power supply circuit is in a closed state , and the notifying circuit for operating the notifying means is turned on when the operation lever is operated from the locked position to the unlocked position. A lever operation detection switch is provided .
本発明の1つの実施形態に係る前記報知手段は、前記電源回路が閉路状態にあるときに通電されることにより注意喚起のための表示をなす表示器を備えている。この実施形態において、前記表示器を動作させるための報知用回路に、前記操作レバーがロック位置からロック解除位置に操作された状態においてオンとなるレバー操作検出スイッチを備えていてもよい。 The notification means according to an embodiment of the present invention includes a display that displays a warning when energized when the power supply circuit is in a closed state. In this embodiment, the notification circuit for operating the display device may include a lever operation detection switch that is turned on when the operation lever is operated from the lock position to the lock release position.
本発明の他の実施形態に係る前記報知手段は、前記電源回路が開路状態にあるとき通電されることにより前記プラグ本体の引抜操作を許可する表示をなす表示器を備えている。本発明のさらに別の実施形態に係る前記報知手段は、注意喚起のための表示を行なう第1の表示器と、該第1の表示器とは異なる態様の表示によって前記プラグ本体の引抜操作を許可する第2の表示器とを有し、前記電源回路が閉路した状態において前記第1の表示器をオンにするとともに前記第2の表示器をオフとし、前記電源回路が開路した状態において前記第1の表示器をオフにするとともに前記第2の表示器をオンにする報知用回路を備えている。 The notification means according to another embodiment of the present invention includes a display that displays a display that permits the pull-out operation of the plug body when energized when the power supply circuit is in an open circuit state. According to still another embodiment of the present invention, the notification means performs a pull-out operation of the plug main body according to a first display that performs a display for alerting and a display in a mode different from the first display. A second indicator to be permitted, and when the power supply circuit is closed, the first indicator is turned on and the second indicator is turned off, and the power supply circuit is opened. A notification circuit is provided for turning off the first display and turning on the second display.
本発明によれば、電源回路を遮断するためにプラグ本体をベース部材から引抜く際、電源回路が閉路状態にあることを報知手段によって注意喚起がなされるため、電源回路が閉路した状態のまま不用意にプラグ本体が引抜かれることを回避でき、プラグ本体の扱いを安全に行なうことができる。 According to the present invention, when the plug body is pulled out from the base member to shut off the power supply circuit, the notification means alerts that the power supply circuit is in the closed state, so that the power supply circuit remains in the closed state. The plug body can be prevented from being pulled out carelessly, and the plug body can be handled safely.
以下に本発明の第1の実施形態に係るサービスプラグ装置について、図1から図5を参照して説明する。 Hereinafter, a service plug device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は、電動車両の電源として該車両に搭載されるバッテリユニット10の一例を模式的に示している。電動車両は走行用動力源として電気モータのみを備えた電気自動車でもよいし、エンジンと電気モータとを併用するハイブリッド車であってもよい。バッテリユニット10は電動車両の車体に搭載されている。バッテリユニット10は、バッテリケース11と、バッテリケース11に収容されたバッテリ12と、電源遮断用のサービスプラグ装置13などを備えている。
FIG. 1 schematically shows an example of a
図2は、バッテリユニット10の電源回路20の概略を示している。駆動用バッテリとして機能するバッテリ12は、互いに直列接続される一対のバッテリモジュール12a,12bを有している。バッテリモジュール12a,12bは互いに同等の電圧を生じるように、それぞれ複数のバッテリセル(例えばリチウムイオン電池)の組合わせによって構成されている。
FIG. 2 shows an outline of the
電源回路20の一例は、一方のバッテリモジュール12aの正極と負荷21との間に設けられた第1のコンタクタ25と、第1のコンタクタ25と並列に接続されたプリチャージコンタクタ26および抵抗27と、他方のバッテリモジュール12bの負極と負荷21との間に設けられた第2のコンタクタ28などを備えている。負荷21は、走行用のモータやエアコンディショナ等のようにバッテリ12を電源とする機器である。
An example of the
第1および第2のコンタクタ25,28は、車両のメインスイッチがオンされたときに閉路し、車両の走行中は常時閉じた状態が維持されるようになっている。プリチャージコンタクタ26は、車両のメインスイッチがオンされた瞬間にメインのコンタクタ25よりも早いタイミングで閉じることにより、電源投入時に過剰な電流が電源回路20に流れることを抵抗27によって抑制するようになっている。
The first and
電動車両が停車して該車両のメインスイッチをオフにすると、コンタクタ25,28がオフとなり、電源回路20が開路する。バッテリユニット10のメンテナンス等を行なう際には、安全のためにサービスプラグ装置13によってバッテリユニット10を電源遮断状態にする必要がある。
When the electric vehicle stops and the main switch of the vehicle is turned off, the
サービスプラグ装置13は、バッテリ12の直列回路の中間位置(バッテリの発生電圧を2分する位置)に設けられている。図2に示す第1の実施形態の場合、一方のバッテリモジュール12aの負極と、他方のバッテリモジュール12bの正極との間に、サービスプラグ装置13が設けられている。
The
図3から図5にサービスプラグ装置13の一例が示されている。サービスプラグ装置13は、バッテリケース11に固定されたベース部材30と、ベース部材30に脱着可能に挿着されるプラグ本体31と、報知手段として機能するLED等からなる表示器32と、表示器32に接続される報知用回路33(図2に示す)などを備えている。
An example of the
ベース部材30は、電気絶縁材料からなる基板35と、基板35に設けられた端子対36とを含んでいる。端子対36は、第1の端子36aと第2の端子36bとによって構成され、一方のバッテリモジュール12aと他方のバッテリモジュール12bとの間に配置されている。第1の端子36aは一方のバッテリモジュール12aの負極に接続され、第2の端子36bは他方のバッテリモジュール12bの正極に接続されている。
The
プラグ本体31は、電気絶縁材料からなるボディ40と、ボディ40に設けられた導通部材41(図5に示す)と、軸を中心に起立位置と倒伏位置とにわたって回動可能な操作レバー43とを有している。導通部材41は金属からなり、端子36a,36bに挿入可能な形状としている。導通部材41が端子36a,36bに挿入された状態において、端子36a,36b同士が互いに接して電気的に導通(短絡)する。
The
プラグ本体31は、バッテリケース11に形成されたサービスプラグ用開口部50に配置されている。サービスプラグ用開口部50は、防水防塵用のカバー51によって覆われている。カバー51の上面には操作レバー43を操作できるように開口52が形成されている。この開口52は、操作レバー43を操作する必要がないときには蓋によって塞がれている。
The
操作レバー43は、図3に示されるように操作レバー43が倒された状態のロック位置と、図4に示されるように操作レバー43を起立させた状態のロック解除位置とにわたって回動可能である。ロック位置(図3)では、プラグ本体31をベース部材30に挿入した状態で固定することができる。ロック解除位置(図4)では、プラグ本体31をベース部材30から引抜くことができる状態となる。
The
図5は、プラグ本体31をベース部材30から引抜いた状態を示している。プラグ本体31をベース部材30から引抜くと、導通部材41が端子36a,36bから離れ、端子36a,36bが互いに電気的に独立することにより、電源回路20のバッテリモジュール12a,12b間が分断されて電源遮断状態となる。
FIG. 5 shows a state in which the
表示器32は、操作レバー43をロック位置(図3)からロック解除位置(図4)に操作する際に、万一、何らかの不具合(例えば溶着等)によって電源回路20のコンタクタ25,28がオンのままとなっているときに、電源回路20が閉路状態であることを作業者に報知することができるようになっている。本実施形態の表示器32はベース部材30に設けられているが、他の実施形態として表示器32がプラグ本体31に配置されていてもよい。
In the
図2に示すように表示器32は報知用回路33を介して負荷21の両極に接続され、コンタクタ25,28がクローズ(オン)となって電源回路20が閉路した状態において、表示器32に通電がなされて点灯することにより、操作レバー43をロック解除位置に操作しようとする作業者に注意喚起を促す回路構成としている。
As shown in FIG. 2, the
プラグ本体31をベース部材30から引抜く際に、操作レバー43を図3に示すロック位置(操作レバー43が倒れた状態)から、図4に示すロック解除位置(操作レバー43を起こす状態)に操作する。このロック解除操作の際に、表示器32を目視する。コンタクタ25,28が正常に機能しオフとなって電源回路20が開路していれば、そのままプラグ本体31を引抜いても差し支えないため、操作レバー43をロック解除位置に移動させる操作を許可するために表示器32を消灯させておく。このときコンタクタ25,28はオフとなっているため、プラグ本体31をベース部材30から引抜いてもアークが発生することが無く、プラグ本体31を安全に扱うことができる。
When the
図5に示されるようにプラグ本体31がベース部材30から引抜かれると、プラグ本体31の導通部材41が端子対36(端子36a,36b)から離れることにより、端子36a,36bが互いに電気的に独立して電源遮断状態となる。このためバッテリユニット10のメンテナンス等の作業を安全に行なうことができる。
As shown in FIG. 5, when the
万一、コンタクタ25,28が故障によりオンのままとなっている場合には、不用意にプラグ本体31を引抜くと、端子対36から予期せずにアークが発生するなどして好ましくないため、警告表示として例えば表示器32を赤色に点灯させる。作業者は表示器32が点灯しているのを見て、このままプラグ本体31を引抜くことが危険であると判断することができる。よって、しかるべき不具合対策を講じたのち、プラグ本体31をベース部材30から引抜くことができる。
If the
図6は第2の実施形態に係るサービスプラグ装置13Aを有するバッテリユニット10の回路構成を示している。サービスプラグ装置13Aの操作レバー43は、第1の実施形態(図1〜図5)と同様に、ロック位置とロック解除位置とに移動させることができる。この第2の実施形態のサービスプラグ装置13Aの報知用回路33には、操作レバー43がロック位置にあるときにオフ、操作レバー43がロック解除位置に操作された状態においてオンとなるレバー操作検出スイッチ60を有している。
FIG. 6 shows a circuit configuration of the
電源を遮断するために操作レバー43をロック位置からロック解除位置へ操作すると、レバー操作検出スイッチ60がオンとなり、報知用回路33が閉路することにより、表示器32を機能させることができる状態となる。このため、万一、コンタクタ25,28がオンのままとなっていれば、表示器32が点灯することにより、電源回路20が閉路状態であることを、プラグ本体31をベース部材30から引抜く前に、作業者に知らせることができる。
When the
このようなレバー操作検出スイッチ60を備えた第2の実施形態によれば、操作レバー43がロック位置からロック解除位置へ操作された状態において報知用回路33が閉路するため、車両走行中のように操作レバー43を操作する可能性が全く無いときに表示器32に無駄な電力が供給されることを回避できる。それ以外の構成と効果は第1の実施形態(図1〜図5)と共通であるため、両者に共通の箇所に共通の符号を付して説明を省略する。
According to the second embodiment provided with such a lever
図7は第3の実施形態に係るサービスプラグ装置13Bを有するバッテリユニット10の回路構成を示している。この実施形態の報知用回路33は、一方のバッテリモジュール12aの正極と他方のバッテリモジュール12bの負極との間に、表示器70と常閉接点71が直列に接続されている。そしてコンタクタ25,28がオフとなって電源回路20が開路した状態において、常閉接点71がオンとなって表示器70に通電されることにより、プラグ本体31の引抜きを許可する表示(例えば緑色の操作許可表示)が表示器70によってなされるようにしている。万一、何らかの原因によってコンタクタ25,28がオンのままとなっていて電源回路20が閉路した状態においては、常閉接点71がオフとなり、表示器70が点灯しないことにより、注意を喚起するといった回路構成である。
FIG. 7 shows a circuit configuration of the
図8は第4の実施形態に係るサービスプラグ装置13Cを有するバッテリユニット10の回路構成を示している。この実施形態の報知手段は、注意喚起表示(例えば赤色表示)のための第1の表示器32と、第1の表示器32とは異なる態様で操作許可表示(例えば緑色表示)をなす第2の表示器70とを含んでいる。一方のバッテリモジュール12aの正極と他方のバッテリモジュール12bの負極との間に第1の表示器32と常開接点80が直列に接続され、かつ、一方のバッテリモジュール12aの正極と他方のバッテリモジュール12bの負極との間に第2の表示器70と常閉接点71が直列に接続されている。
FIG. 8 shows a circuit configuration of the
この第4の実施形態のサービスプラグ装置13Cは、コンタクタ25,28が閉じて電源回路20が閉路した状態においては、常開接点80がオンとなって第1の表示器32に通電されることにより、プラグ本体31の引抜き操作に対し注意を促す表示(例えば赤色の注意喚起表示)が第1の表示器32によってなされるとともに、常閉接点71がオフとなり第2の表示器70への通電が断たれて第2の表示器70が消灯する。
In the
逆にコンタクタ25,28がオフとなって電源回路20が開路した状態においては、常開接点80がオフとなって第1の表示器32への通電が断たれて第1の表示器32が消灯するとともに、常閉接点71がオンとなり、第2の表示器70が点灯することによって、プラグ本体31の引抜きを許可する表示(例えば緑色の操作許可表示)がなされる回路構成としている。
On the contrary, in the state where the
以上説明した各実施形態によれば、電源回路20を遮断するためにプラグ本体31をベース部材30から引抜く際、電源回路20が閉路状態にあることを表示器32,70等の報知手段によって注意喚起がなされるため、電源回路20が閉路した状態のまま不用意にプラグ本体31が引抜かれることを回避でき、プラグ本体31の扱いを安全に行なうことができる。
According to each embodiment described above, when the
なお本発明を実施するに当たり、報知手段は目視で確認できる表示器以外に警報音によって作業者に報知するものでもよいし、LED以外の表示器による表示でもよい。また、バッテリユニットや電源回路、バッテリをはじめとして、ベース部材、プラグ本体、操作レバー、端子対、報知用回路など、サービスプラグ装置を構成する各要素の構造及び配置等の態様を適宜に変更して実施できることは言うまでもない。 In practicing the present invention, the notification means may notify the worker by an alarm sound in addition to a display that can be visually confirmed, or display by a display other than the LED. In addition to battery units, power supply circuits, batteries, etc., the structure, arrangement, etc. of each element constituting the service plug device such as the base member, plug body, operation lever, terminal pair, notification circuit, etc. are appropriately changed. Needless to say, this can be done.
10…バッテリユニット、12…バッテリ、12a…一方のバッテリモジュール、12b…他方のバッテリモジュール、13,13A,13B,13C…サービスプラグ装置、20…電源回路、25,28…コンタクタ、30…ベース部材、31…プラグ本体、32…表示器(報知手段の一例)、33…報知用回路、36…端子対、36a,36b…端子、41…導通部材、43…操作レバー、60…レバー操作検出スイッチ、70…表示器(報知手段の一例)。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記端子対に対し脱着可能なプラグ本体とを備えたサービスプラグ装置において、
前記プラグ本体は、該プラグ本体を前記端子対に脱着する際に操作される操作レバーと、前記プラグ本体が前記端子対に接した状態において前記端子対を短絡させる導通部材とを有し、さらに、
前記ベース部材または前記プラグ本体に、
前記電源回路が閉路状態にあることを報知する報知手段を備え、かつ
前記報知手段を動作させるための報知用回路に、前記操作レバーがロック位置からロック解除位置に操作された状態においてオンとなるレバー操作検出スイッチを備えたことを特徴とするサービスプラグ装置。 A base member including a terminal pair provided in the middle of the power supply circuit of the battery unit;
In a service plug device comprising a plug body removable from the terminal pair,
The plug body includes an operation lever that is operated when the plug body is attached to and detached from the terminal pair, and a conductive member that short-circuits the terminal pair in a state where the plug body is in contact with the terminal pair. ,
In the base member or the plug body,
Informing means for informing that the power supply circuit is in a closed state , and
A service plug device characterized in that a notifying circuit for operating the notifying means is provided with a lever operation detecting switch which is turned on when the operating lever is operated from the locked position to the unlocked position .
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