JP4957011B2 - 電池パック構造 - Google Patents

Description

本発明は、電池パックの構造に関し、特に、電池に接続されるジャンクションボックスに設けられたバイパスコンデンサの取付構造に関する。

ハイブリッド車両では、ＤＣ／ＤＣコンバータ内の半導体部品・トランス等の冷却と高圧配線の簡素化とを目的として、ＤＣ／ＤＣコンバータをエンジンルーム内のインバータにに一体化したものが公知である。これに対して、サービス性向上（単品交換の実現）とインバータ装置の小型化とを目的として、室内に配置される技術が以下に開示される。

特開２００５−１７８７３２号公報（特許文献１）は、ユーティリティの低下等を招くことなく、高圧電装機器を効率的に冷却する車両モータ用高圧電装の冷却装置を開示する。この冷却装置は、走行用のモータを制御するインバータと、モータにインバータを介して給電する蓄電装置と、蓄電装置の電源電圧を降圧する降圧装置と、蓄電装置とインバータに冷却空気を導くファンとを備えた車両モータ用高圧電装の冷却装置である。冷却装置は、蓄電装置とインバータと降圧装置とファンをシート下に集中的に配置し、シートの車幅方向一端の下側に冷却空気入口を設け、車幅方向他端の下側に冷却空気出口を設けている。

上述した公報に開示された冷却装置によると、蓄電装置やインバータ等の高圧電装機器をシート下に集中的にパッケージングしているので、いわゆるトランクスルー構造の採用が可能になり、ユーティリティの低下を回避できる。また、高圧電装機器がトランクルームやフロア下に位置することもないので、トランクルームスペース及びフットスペースを確保できる。さらに、高圧電装機器が室内に位置するので、地上高確保によるシート座面の上昇を招くことがなく、乗員に高さ方向の閉塞感を感じさせることも少ない。
特開２００５−１７８７３２号公報

しかしながら、上述した公報に開示された冷却装置のように、室内にＤＣ／ＤＣコンバータを配置すると、室内で高圧のスイッチングが行なわれるため、車両の周囲の電波に対してノイズを発生する可能性がある。そのため、たとえば、ＤＣ／ＤＣコンバータとラジオ用アンテナとの距離が近くなる場合には、ラジオ性能が悪化したり、あるいは、スマートキー等のようにラジオと同様に電波を使用する場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータの作動に起因したノイズによりその性能が悪化したりするという問題がある。そこで、電力ラインにバイパスコンデンサを追加することにより、ノイズを低減することが考えられるが、電力ラインに対してリード線等を用いてバイパスコンデンサを接続すると、インダクタンスが増加して、ノイズの低減効果が薄れるという問題がある。また、バイパスコンデンサを固定するブラケットを設けると、部品点数の増加によりコストが上昇したり、搭載性が悪化したりする。さらには、搭載性の悪化により、ブラケットの強度が確保できなかったり、ブラケットをバッテリパネルに組み付けるとなると、ジャンクションボックスの取付位置との関係から、取付公差が大きくなり、公差吸収ができず組付性が悪化するという問題がある。上述した公報に開示された冷却装置においては、このような問題点については言及されていないため解決することはできない。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ノイズの低減効果を確保する電池パック構造を提供することである。本発明のさらなる目的は、組付性の悪化を抑制する電池パック構造を提供することである。本発明のさらなる目的は、コストの上昇を抑制する電池パック構造を提供することである。

第１の発明に係る電池パック構造は、車両の走行用駆動源に供給する電力を蓄電する蓄電機構と、車両の室内に設けられ、蓄電機構の電圧を低電圧に変換する電力変換器と、蓄電機構と電力変換器とにそれぞれ電気的に接続されたジャンクションボックスと、ジャンクションボックスに直接的に取り付けられ、ジャンクションボックスに隣接して設けられるバイパスコンデンサとを含む。バイパスコンデンサの端子部材は、バイパスコンデンサの位置を固定するのに十分な剛性を有するものである。端子部材が、ジャンクションボックスに取り付けられると、電気的に接続されるとともに、端子部材によりバイパスコンデンサの位置が固定される。

第１の発明によると、ジャンクションボックスに隣接して設けられるバイパスコンデンサの端子部材は、バイパスコンデンサを固定するのに十分な剛性を有するものである。端子部材がジャンクションボックスに直接的に取り付けられると、電気的に接続されるともに、端子部材によりバイパスコンデンサの位置が固定される。たとえば、バイパスコンデンサとジャンクションボックスとを直線的に接続する端子部材を設けることにより、接触抵抗の増加が抑制され、さらに、リード線等を用いる必要がないため、インダクタンスの増加が抑制される。これにより、ノイズの低減効果を確保することができる。したがって、ノイズの低減効果を確保する電池パック構造を提供することができる。また、端子部材の剛性によりバイパスコンデンサの位置が固定される。すなわち、バイパスコンデンサの端子部材は、バイパスコンデンサを支持するブラケットとしての機能と、ジャンクションボックスへのハーネスとしての機能とを兼ね備えるため、バイパスコンデンサに対してブラケットを別途設ける必要がない。そのため、部品点数の増加を抑制することができる。したがって、コストの上昇を抑制する電池パック構造を提供することができる。

第２の発明に係る電池パック構造においては、第１の発明の構成に加えて、端子部材は、端部がＧＮＤラインに接続される略直線形状のＧＮＤ接続部材を含む。

第２の発明によると、端子部材は、端部がＧＮＤラインに接続される略直線形状のＧＮＤ接続部材である。ＧＮＤ接続部材は、略直線形状に形成されることにより、少なくともバイパスコンデンサからジャンクションボックスまでの経路を短くすることができる。そのため、ＧＮＤラインに接続されるまでの経路が短縮されることにより、接触抵抗の増加が抑制され、ノイズの低減効果を確保することができる。さらに、略直線形状に形成されることにより、部材の撓み量の増加が抑制され、ＧＮＤ接続部材の、断面積、材質および長さに基づく全方向の剛性を有する。ＧＮＤ接続部材は、その剛性によりバイパスコンデンサの位置を全方向に固定するブラケットとして機能を有する。たとえば、ＧＮＤ接続部材の長さを短縮したり、断面積あるいは厚みの増加させたりすると、ＧＮＤ接続部材の剛性の増加が図れる。したがって、ブラケットを別途設けることなくバイパスコンデンサの位置を固定することができる。そのため、部品点数の増加を抑制することができ、搭載性の悪化の抑制、コストの上昇の抑制および設計負担の低減が図れる。

第３の発明に係る電池パック構造においては、第２の発明の構成に加えて、ＧＮＤ接続部材の端部と、ジャンクションボックスと、電池パックを収納する筐体とは締結部材により共締めされる。

第３の発明によると、ＧＮＤ接続部材の端部と、ジャンクションボックスと、電池パックの筐体とは締結部材（たとえば、ボルトおよびナット）により共締めされる。そのため、バイパスコンデンサを固定する部品を新たに追加する必要がないため、部品点数の増加が抑制されて、コストの上昇が抑制される。

第４の発明に係る電池パック構造においては、第１〜３のいずれかの発明の構成に加えて、端子部材は、ジャンクションボックスに設けられる電力ラインの端子部に接続され、予め定められた方向に対しての撓み量が増加するように屈曲された電力ライン接続部材を含む。

第４の発明によると、端子部材は、ジャンクションボックスに設けられる電力ラインの端子部に接続され、予め定められた方向に対して撓み量が増加するように屈曲された（たとえば、Ｕ字形状に屈曲された）電力ライン接続部材を含む。これにより、バイパスコンデンサを組み付ける際の、バイパスコンデンサとジャンクションボックスとにおける予め定められた方向についての取付公差は、屈曲部を有する電力ライン接続部材が撓むことにより吸収することができる。これにより、組付性の悪化を抑制することができる。また、撓みにより電力ライン接続部材がジャンクションボックスに確実に着座するため、接触抵抗の増加を抑制することができる。したがって、ノイズの低減効果を確保することができる。

第５の発明に係る電池パック構造においては、第４の発明の構成に加えて、電力ライン接続部材の端部はボルトにより締結される。予め定められた方向は、ボルトの軸方向と略同じ方向である。

第５の発明によると、予め定められた方向は、ボルトの軸方向と略同じ方向である。これにより、バイパスコンデンサを組付ける際の、バイパスコンデンサとジャンクションボックスとにおけるボルト軸方向についての取付公差を吸収することができる。これにより、組付性の悪化を抑制することができる。

第６の発明に係る電池パック構造においては、第５の発明の構成に加えて、電力ライン接続部材の端部には、ボルトが貫通する長穴形状の貫通穴が形成される。

第６の発明によると、電力ライン接続部材の端部には、ボルトが貫通する長穴形状の貫通穴が形成される。これにより、バイパスコンデンサを組み付ける際の、長穴の長手方向についての公差を吸収することができる。そのため、組付性の悪化を抑制することができる。

第７の発明に係る電池パック構造においては、第４〜６のいずれかの発明の構成に加えて、電力ライン接続部材は、略Ｕ字形状の屈曲部分を有する。

第７の発明によると、電力ライン接続部材は、略Ｕ字形状の屈曲部を有する。略Ｕ字形状に屈曲されることにより、バイパスコンデンサを組み付ける際の、バイパスコンデンサとジャンクションボックスとにおける予め定められた方向についての取付公差を電力ライン接続部材が撓むことにより吸収することができる。これにより、組付性の悪化を抑制することができる。

第８の発明の係る電池パック構造においては、第４〜７のいずれかの発明の構成に加えて、ジャンクションボックスと駆動源との間には、蓄電機構の電力を変換して駆動源に供給する電気機器が設けられる。電力ライン接続部材と電気機器に接続される出力線とは、電力ラインの端子部に締結部材により共締めされる。

第８の発明によると、電力ライン接続部材と電気機器（たとえば、インバータあるいは昇圧コンバータ）に接続される出力線とは、電力ラインの端子部に締結部材により共締めされる。そのため、バイパスコンデンサを固定する部品を新たに追加する必要がないため、部品点数の増加が抑制されて、コストの上昇が抑制される。

第９の発明に係る電池パック構造においては、第１〜８のいずれかの発明の構成に加えて、蓄電機構は、電力変換器およびジャンクションボックスに隣接する位置に設けられる。

第９の発明によると、蓄電機構は、電力変換器（たとえば、ＤＣ／ＤＣコンバータ）およびジャンクションボックスに隣接する位置に設けられる。したがって、蓄電機構、電力変換器およびジャンクションボックスは車両の室内に一体的に設けられる。本発明により、電力変換器における高圧のスイッチングによりノイズが発生しても、バイパスコンデンサにより低減される。したがって、ラジオ性能の低下あるいはスマートキーの性能低下等を抑制することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰り返さない。

図１に、本実施の形態に係る電池パックを含む電気システムの一例として示される負荷駆動装置の構成を示す電気回路図を示す。本実施の形態においては、このような負荷駆動装置が搭載された電気自動車への適用例について説明するが、回転電機を駆動源とする車両であれば、特に電気自動車に限定して適用されるものではない。たとえば、燃料電池自動車あるいは内燃機関および回転電機を駆動源とするハイブリッド車両に適用するようにしてもよい。

図１に示すように、この負荷駆動装置は、電池パック１００と、昇圧コンバータ２０と、インバータ３０と、制御装置４０と、モータジェネレータＭＧと、補機用バッテリＢ２と、補機６０と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、電源ラインＰＬ１〜ＰＬ３と、接地ラインＳＬ１，ＳＬ２と、Ｕ，Ｖ，Ｗ各相ラインＵＬ，ＶＬ，ＷＬとを備える。電池パック１００は、電源ラインＰＬ１および接地ラインＳＬ１を介して昇圧コンバータ２０に接続される。そして、昇圧コンバータ２０は、電源ラインＰＬ２および接地ラインＳＬ１を介してインバータ３０に接続され、インバータ３０は、Ｕ，Ｖ，Ｗ各相ラインＵＬ，ＶＬ，ＷＬを介してモータジェネレータＭＧに接続される。また、電池パック１００は、電源ラインＰＬ３および接地ラインＳＬ２を介して、補機用バッテリＢ２および補機６０に接続される。

電池パック１００は、バッテリＢ１と、システムメインリレー１０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０とを含む。バッテリＢ１は、モータジェネレータＭＧおよび補機用バッテリＢ２に電力を供給するための主電源であって、たとえば、ニッケル水素またはリチウムイオン等の二次電池からなる。バッテリＢ１は、システムメインリレー１０を介して電源ラインＰＬ１および接地ラインＳＬ１に接続され、直流電圧を昇圧コンバータ２０およびＤＣ／ＤＣコンバータ５０に供給するとともに、電源ラインＰＬ１および接地ラインＳＬ１ならびにシステムメインリレー１０を介して昇圧コンバータ２０により充電される。

システムメインリレー１０は、リレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２とからなる。リレーＳＭＲ１は、バッテリＢ１の正極端子と電源ラインＰＬ１との間に配設され、リレーＳＭＲ２は、バッテリＢ１の負極端子と接地ラインＳＬ１との間に配設される。システムメインリレー１０は、制御装置４０からの制御信号に応じて、電源ラインＰＬ１および接地ラインＳＬ１にバッテリＢ１を電気的に接続し、または、電源ラインＰＬ１および接地ラインＳＬ１からバッテリＢ１を電気的に切離す。

ＤＣ／ＤＣコンバータ５０は、電源ラインＰＬ１および接地ラインＳＬ１に接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ５０は、制御装置４０からの制御信号に基づいて、バッテリＢ１からの直流電圧（たとえば３００Ｖ程度）を降圧し（たとえば１２Ｖ）、その降圧した直流電圧を電源ラインＰＬ３および接地ラインＳＬ２へ出力する。

昇圧コンバータ２０は、パワートランジスタＱ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２と、リアクトルＬとを含む。昇圧コンバータ２０は、制御装置４０からの制御信号に基づいてバッテリＢ１からの直流電圧をリアクトルＬを用いて昇圧し、その昇圧した昇圧電圧を電源ラインＰＬ２に供給する。また、昇圧コンバータ２０は、インバータ３０から受ける直流電圧をバッテリＢ１の電圧レベルに降圧してバッテリＢ１を充電する。

インバータ３０は、パワートランジスタＱ３〜Ｑ８と、ダイオードＤ３〜Ｄ８とを含む。パワートランジスタＱ３，Ｑ４およびダイオードＤ３，Ｄ４は、Ｕ相アームＵを構成し、パワートランジスタＱ５，Ｑ６およびダイオードＤ５，Ｄ６は、Ｖ相アームＶを構成し、パワートランジスタＱ７，Ｑ８およびダイオードＤ７，Ｄ８は、Ｗ相アームＷを構成する。そして、各相アームにおける各パワートランジスタの接続点は、Ｕ，Ｖ，Ｗ各相ラインＵＬ，ＶＬ，ＷＬを介してモータジェネレータＭＧの各相コイルの反中性点側にそれぞれ接続される。インバータ３０は、制御装置４０からの制御信号に基づいて昇圧コンバータ２０からの昇圧電圧を３相交流電圧に変換し、その変換した３相交流電圧をＵ，Ｖ，Ｗ各相ラインＵＬ，ＶＬ，ＷＬを介してモータジェネレータＭＧへ出力する。また、インバータ３０は、モータジェネレータＭＧから受ける３相交流電圧を直流電圧に整流して電源ラインＰＬ２に供給する。

モータジェネレータＭＧは、たとえば３相交流同期電動機であって、インバータ３０からＵ，Ｖ，Ｗ各相ラインＵＬ，ＶＬ，ＷＬを介して受ける３相交流電力によって回転トルクを発生する。また、モータジェネレータＭＧは、制動時に発電する回生電力をＵ，Ｖ，Ｗ各相ラインＵＬ，ＶＬ，ＷＬを介してインバータ３０へ出力する。

補機用バッテリＢ２は、補機６０に電力を供給するためのバッテリであって、たとえば１２Ｖ程度の二次電池である。補機用バッテリＢ２は、電源ラインＰＬ３および接地ラインＳＬ２を介してＤＣ／ＤＣコンバータ５０および補機６０と接続され、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０によって降圧されたバッテリＢ１からの直流電力が供給されて充電される。補機６０は、ランプや小型モータ、制御回路などの電気負荷であって、補機用バッテリＢ２から電力の供給を受けて動作する。

コンデンサＣ１は、電源ラインＰＬ１と接地ラインＳＬ１との間に接続され、電圧変動に起因するバッテリＢ１および昇圧コンバータ２０に対しての影響を低減する。コンデンサＣ２は、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬ１との間に接続され、電圧変動に起因するインバータ３０および昇圧コンバータ２０に対しての影響を低減する。

制御装置４０は、この負荷駆動装置が起動されると、システムメインリレー１０にオン指令を出力する。そして、制御装置４０は、バッテリＢ１からの直流電力を用いてモータジェネレータＭＧを駆動するため、モータジェネレータＭＧのトルク指令値、各相電流値、回転数、およびバッテリＢ１の出力電圧に基づいて、電源ラインＰＬ２の最適電圧レベルおよびモータジェネレータＭＧの各相コイル電圧を演算する。制御装置４０は、その演算結果に基づいてパワートランジスタＱ１〜Ｑ８をオン／オフするＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を生成し、その生成したＰＷＭ信号を昇圧コンバータ２０およびインバータ３０へ出力する。

また、制御装置４０は、モータジェネレータＭＧによって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリＢ１を充電するため、昇圧コンバータ２０およびインバータ３０におけるパワートランジスタＱ１〜Ｑ８のスイッチング動作を制御する。

さらに、制御装置４０は、補機用バッテリＢ２の容量が低下すると、バッテリＢ１から補機用バッテリＢ２を充電するため、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０を駆動する。

この負荷駆動装置においては、バッテリＢ１、システムメインリレー１０およびＤＣ／ＤＣコンバータ５０が電池パック１００として構成され、電池パック１００からの電力を用いてモータジェネレータＭＧが駆動される。また、補機用バッテリＢ２は、電池パック１００によって充電され、補機６０は、補機用バッテリＢ２から電力の供給を受ける。

本実施の形態において、バイパスコンデンサ２５０は、２つのコンデンサが直列に接続され、さらに、コンデンサ間がＧＮＤ（接地）接続される構成を有する。バイパスコンデンサ２５０には、電力ラインＰＬ１に接続される端子部材（以下、Ｐバスバーという）と、接地ラインＳＬ１に接続される端子部材（以下、Ｎバスバーという）と、ＧＮＤ接続される端子部材（以下、ＧＮＤバスバーという）が設けられる。なお、バイパスコンデンサ２５０の構造については、周知の技術であるため、その詳細な説明は行なわない。また、バイパスコンデンサ２５０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０の作動に起因して発生するノイズが低減できればよくその構造については、上述した構造に限定されるものではない。

図２に、本実施の形態に係る電池パック１００の外観斜視図を示す。図２に示すように、電池パック１００は、バッテリＢ１を収納する電池パックパネル１０２および底面パネル１０８と、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０を覆う機器ボックスカバー（１）１０４と、ジャンクションボックス（以下、Ｊ／Ｂという）（図示せず）を覆う機器ボックスカバー（２）１０６とをさらに含む。本実施の形態に係る電池パック１００は、車両の室内に設けられる。たとえば、電池パック１００は、室内のシート下に設けられるようにしてもよいし、後部シートの後方に設けられるようにしてもよく、特に限定されるものではない。

図３の電池パック１００の上面図に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０（一点鎖線）は、バッテリＢ１（二点鎖線）に離隔し、かつ隣接した位置に設けられる。ＤＣ／ＤＣコンバータ５０は、その長手方向（図３の紙面左右方向）がバッテリＢ１の長手方向と略平行になるように設けられる。

バッテリＢ１は、複数の電池モジュールからなり、複数の電池モジュールの各々は、複数個の電池セルが直列に接続されて構成される。そして、複数の電池モジュールは、直列に接続され、高電圧（３００Ｖ程度）の直流電源を構成する。

Ｊ／Ｂ２０２（細破線）は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０の長手方向（図３の紙面左右方向）に沿って、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０と直列に設けられる。また、Ｊ／Ｂ２０２は、その長手方向がバッテリＢ１の長手方向と略平行になるように設けられる。さらに、バイパスコンデンサ２５０（太線）が、Ｊ／Ｂ２０２の、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０とは反対側に直列に設けられる。

Ｊ／Ｂ２０２には、システムメインリレー１０を介してバッテリＢ１に接続される電力ラインＰＬ１および接地ラインＳＬ１に対応する電源ケーブルの端子と、昇圧コンバータ２０に接続される電力ラインＰＬ１および接地ラインＳＬ１に対応する電源ケーブルの端子と、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０に接続されるケーブルの端子とが接続される。Ｊ／Ｂ２０２に各ケーブルの端子が接続されると、システムメインリレー１０と昇圧コンバータ２０とが電気的に接続され、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０が昇圧コンバータ２０に対して並列に接続される。

また、図４に、図３における４−４断面を示す。図４に示すように、Ｊ／Ｂ２０２の上方（図４の紙面上方）には、システムメインリレー１０を構成するリレーＳＭＲ１、ＳＭＲ２その他バッテリＢ１に付属する部品が設けられる。

以上のような構成を有する電池パック１００は、上述したように車両の室内に搭載される。室内にＤＣ／ＤＣコンバータ５０を含む電池パック１００を配置すると、室内で高圧のスイッチングが行なわれるため、車両の周囲の電波に対してノイズを発生する可能性がある。たとえば、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０とラジオ用アンテナとの距離が近くなる場合には、ラジオ性能が悪化したり、あるいは、スマートキー等のようにラジオと同様に電波を使用する場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０の作動に起因したノイズよりその性能が悪化したりするという問題がある。

そこで、上述したバイパスコンデンサ２５０を、電力ラインＰＬ１および接地ラインＳＬ１に追加することにより、ノイズ低減が図られるが、電力ラインＰＬ１、接地ラインＳＬ１およびＧＮＤ接続に対してリード線等を用いてバイパスコンデンサ２５０を接続すると、インダクタンスが増加して、ノイズの低減効果が薄れるという問題がある。特により一層のノイズ低減を得るためには、ＧＮＤ接続の経路を短くするなどして接触抵抗を低下させることが望ましい。

また、バイパスコンデンサ２５０を固定するブラケットを別途設けると、部品点数の増加によりコストが上昇したり、搭載性が悪化したりする。さらには、搭載性の悪化により、ブラケットの強度が確保できなかったり、ブラケットを電池パックパネル１０２あるいは底面パネル１０８に組み付けるとなると、Ｊ／Ｂ２０２に組付けられたバイパスコンデンサ２５０の取付位置との関係において、取付公差が大きくなり公差が吸収しきれずに組付性が悪化するという問題がある。

本発明は、Ｊ／Ｂ２０２に電気的に接続され、Ｊ／Ｂ２０２に隣接して設けられるバイパスコンデンサ２５０の端子部材がＪ／Ｂ２０２に接続されると、電気的に接続されるとともに、端子部材の剛性によりバイパスコンデンサの位置を固定する点に特徴を有する。本実施の形態において、端子部材はＧＮＤバスバー２５６である。

図５に、バイパスコンデンサ２５０をＪ／Ｂ２０２の端子部に組付けた状態における図３の破線枠の拡大図を示す。図５に示すように、バイパスコンデンサ２５０は、Ｊ／Ｂ２０２に対向するように設けられる。バイパスコンデンサ２５０は、略直方体の形状を有する。バイパスコンデンサ２５０の上面（図５の手前の面）には、電力ラインＰＬ１に接続されるＰバスバー２５２、接地ラインＳＬ１に接続されるＮバスバー２５４が設けられる。また、Ｐバスバー２５２、Ｎバスバー２５４が設けられる上面に対向する下面側には、ＧＮＤ接続されるＧＮＤバスバー２５６が設けられる。Ｐバスバー２５２およびＮバスバー２５４の端部の位置は、図５の紙面奥方向についてＧＮＤバスバー２５６の端部の位置と異なる位置となる。

本実施の形態において、Ｐバスバー２５２、Ｎバスバー２５４およびＧＮＤバスバー２５６は、導体の金属平板により形成される端子部材である。Ｐバスバー２５２、Ｎバスバー２５４およびＧＮＤバスバー２５６の端部は、ボルトおよびナット等の締結部材によりＪ／Ｂ２０２側に固定される。

なお、Ｐバスバー２５２、Ｎバスバー２５４およびＧＮＤバスバー２５６は、特に金属平板に限定されるものではない。特に、ＧＮＤバスバー２５６については、その端部が、Ｊ／Ｂ２０２の端子部にボルトおよびナット等の締結部材により固定されたときに、バイパスコンデンサ２５０の位置を固定する十分な剛性を有する導体の金属部材であれば、金属部材の長さ、厚みあるいは断面積等の部材の剛性に関連する形状あるいは材質についても、特に限定されるものではない。上記したＧＮＤバスバー２５６の形状および材質は、バイパスコンデンサ２５０の重量に基づいて決定するようにすればよい。

Ｐバスバー２５２およびＮバスバー２５４の先端部には、それぞれＰバスバー２５２およびＮバスバー２５４を図５の紙面奥方向に貫通する貫通穴２５８，２６０が形成される。貫通穴２５８，２６０は、Ｐバスバー２５２およびＮバスバー２５４の端部の長手方向（図５の紙面上下方向）に沿って長穴形状に形成される。また、ＧＮＤバスバー２５６の端部には、丸穴形状の貫通穴２６６が形成される。

図６に、図５における６−６断面を示す。図６に示すように、Ｐバスバー２５２には、Ｕ字形状の屈曲部２６２が形成される。本実施の形態において、屈曲部２６２は、Ｕ字の開く方向がＪ／Ｂ２０２に向くように形成される。Ｐバスバー２５２は、バイパスコンデンサ２５０をＪ／Ｂ２０２に組付けたときに、Ｐバスバー２５２の端部がＪ／Ｂ２０２の端子部２０６に当接するように形成される。Ｐバスバー２５２の端部と、昇圧コンバータ２０に接続される出力線２１２の端子とがＪ／Ｂ２０２の端子部２０６にボルト２０８およびナット２１０等の締結部材により共締めされる。本実施の形態において出力線２１２は、昇圧コンバータ２０に接続されるとしたが、昇圧コンバータ２０を有しない場合には、インバータに接続される。

なお、Ｎバスバー２５４についてもＰバスバー２５２と同様の屈曲部２６４が形成される。Ｎバスバー２５４についても、昇圧コンバータ２０に接続される出力線（図示せず）の端子とがボルトおよびナット等の締結部材により共締めされる。

図７は、図５における７−７断面を示す。図７に示すように、ＧＮＤバスバー２５６は、略直線形状を有する端子部材である。Ｊ／Ｂ２０２が底面パネル１０８に組付けられた状態において、Ｊ／Ｂ２０２の端子台２０４には、底面パネル１０８に設けられたスタッドボルト２１４の軸部分２２４がカラー２１６を介して貫通した状態となる。バイパスコンデンサ２５０がＪ／Ｂ２０２に組付けられた状態において、ＧＮＤバスバー２５６は、底面パネル１０８とによりカラー２１６を挟み込む状態となる。このとき、スタッドボルト２１４の軸部分は、ＧＮＤバスバー２５６の端部に形成された丸穴形状の貫通穴２６６に貫通した状態となる。バイパスコンデンサ２５０が組付けられた状態で、ナット２１８がスタッドボルト２１４の軸部分に螺合されて、ＧＮＤバスバー２５６がＪ／Ｂ２０２および底面パネル１０８に共締めされる。

以上のような構造を有する本実施の形態に係る電池パック１００の作用について説明する。

図８に示すように、バイパスコンデンサ２５０は、上述したように略直方体の形状を有する。バイパスコンデンサ２５０の長手方向の中央下部にＧＮＤバスバー２５６が設けられる。ＧＮＤバスバー２５６は、バイパスコンデンサ２５０からＪ／Ｂ２０２側に向けて突出して形成される。また、Ｐバスバー２５２およびＮバスバー２５４が上部側であって、ＧＮＤバスバー２５６と上下方向に重ならない位置にを長手方向に挟む位置に設けられる。バイパスコンデンサ２５０およびＮバスバー２５４は、ＧＮＤバスバー２５６と同様に、バイパスコンデンサ２５０からＪ／Ｂ２０２側に向けて突出して形成される。

バイパスコンデンサ２５０は、Ｊ／Ｂ２０２の端子台２０４から突出したスタッドボルト２１４の軸部分がバイパスコンデンサ２５０のＧＮＤバスバー２５６の端部の貫通穴を貫通するように、スタッドボルト２１４の軸方向と略平行な方向に移動させて組付けられる。バイパスコンデンサ２５０のＧＮＤバスバー２５６がスタッドボルト２１４に組付けられた後に、ナット２１８が締結される。ナット２１８、スタッドボルト２１４を介して底面パネル１０８に電気的に接続されることにより、ＧＮＤバスバー２５６がＧＮＤ接続される。

このとき、バイパスコンデンサ２５０のＰバスバー２５２およびＮバスバー２５４は、それぞれＪ／Ｂ２０２の端子部に当接した位置あるいは、Ｐバスバー２５２、Ｎバスバー２５４およびＧＮＤバスバー２５６の形状等の公差により端子部２０６の接合面に離隔した位置となる。

Ｐバスバー２５２と昇圧コンバータ２０に接続される出力線２１２の端子とは、端子部２０６にボルト２０８およびナット２１０により共締めされる。Ｐバスバー２５２には、Ｕ字形状の屈曲部２６２が形成されているため、公差により端子部２０６と離隔した位置のＰバスバー２５２の端部は、ボルト２０８およびナット２１０の締結力により、Ｐバスバー２５２が撓んで、端子部２０６と当接する。Ｎバスバー２５４においてもＰバスバー２５２の場合と同様にＮバスバー２５４が撓むことによりＪ／Ｂ２０２の端子部２１８と当接する。その詳細な説明は繰り返さない。

Ｊ／Ｂ２０２に組付けられたバイパスコンデンサ２５０は、ＧＮＤバスバー２５６の剛性によりその位置が固定される。また、Ｐバスバー２５２、Ｎバスバー２５４およびＧＮＤバスバー２５６の端部の位置についてボルト２０８の軸方向の公差を有していても、Ｕ字形状の屈曲部２６２，２６４が形成されることにより、Ｐバスバー２５２、Ｎバスバー２５４はボルトの軸方向について撓み量が増加するため、それらの公差はＰバスバー２５２およびＮバスバー２５４の撓みにより吸収される。また、撓みによりＰバスバー２５２およびＮバスバー２５４がＪ／Ｂ２０２に確実に着座するため、接触抵抗の増加が抑制される。

さらに、Ｐバスバー２５２およびＮバスバー２５６の先端部には、長穴形状の貫通穴が形成される。そのため、Ｐバスバー２５２、Ｎバスバー２５４およびＧＮＤバスバー２５６の端部における長手方向に公差は長穴形状により吸収される。これらの公差の吸収により組付性の悪化が抑制される。

ＰバスバーおよびＮバスバーが締結された後においては、少なくともＰバスバーおよびＮバスバーを締結するボルトの軸方向と直交する方向の位置が固定される。

以上のようにして、本実施の形態に係る電池パック構造によると、バイパスコンデンサのＧＮＤバスバーは、バイパスコンデンサを支持するブラケットとしての機能と、Ｊ／Ｂへのハーネスとしての機能とを兼ね備えるため、バイパスコンデンサに対してブラケットを別途設ける必要がない。そのため、部品点数の増加を抑制することができ、搭載性の悪化の抑制、組付性の悪化の抑制、コストの上昇の抑制およびブラケットの設計負担の低減が図れる。また、バイパスコンデンサをＪ／Ｂに隣接する位置に設けることにより、Ｊ／Ｂの搭載性の大幅な悪化を抑制することができる。

さらに、ＧＮＤバスバーは、略直線形状に形成されることにより、部材の撓み量の増加が抑制され、ＧＮＤバスバーの、断面形状、材質および長さに基づく全方向の剛性を有する。ＧＮＤバスバーは、その剛性によりバイパスコンデンサの位置を全方向に固定するブラケットとして機能を有する。たとえば、ＧＮＤバスバーの長さを短縮したり、断面積あるいは厚みの増加させたりすると、ＧＮＤバスバーの剛性の増加が図れる。これにより、バイパスコンデンサの振動等に対する強度を向上させることができる。

さらに、リード線等を用いずに、ＧＮＤバスバーを直接的にＪ／Ｂに取り付けてＧＮＤ接続されるため、インダクタンスの増加を抑制して、ノイズの低減効果を保持することができる。特にＧＮＤバスバーは、略直線形状に形成されるため、少なくともバイパスコンデンサからＪ／Ｂまでの経路が短縮されるため、接触抵抗の増加を抑制して、ノイズの低減効果を確保することができる。したがって、ノイズの低減効果を確保しつつ、組付性の悪化およびコストの上昇を抑制する電池パック構造を提供することができる。

また、ＧＮＤバスバーの端部と、Ｊ／Ｂと、電池パックのバッテリパネルとはボルトおよびナットにより共締めされる。さらに、ＰバスバーおよびＮバスバーと昇圧コンバータに接続される出力線とは、Ｊ／Ｂの端子部にボルトおよびナットにより共締めされる。そのため、バイパスコンデンサを固定する部品を新たに追加する必要がないため、部品点数の増加が抑制されて、コストの上昇が抑制される。

さらに、本実施の形態において、ＰバスバーおよびＮバスバーの途中には、Ｕ字形状になるように屈曲して形成されるが、特にＵ字形状に限定されるものではなく、予め定められた方向に撓み量が増加するように屈曲された形状であればよい。たとえば、ＰバスバーおよびＮバスバーの撓み量は、Ｊ／Ｂの端子部からバイパスコンデンサまでの経路長さを直線で結ぶときの距離よりも長くするほど増加していく傾向を示す。したがって、少なくともＰバスバーおよびＮバスバーの撓み量が想定される公差を吸収できるような経路長さになるように屈曲した形状にすればよい。また、予め定められた方向とは、Ｐバスバー、ＮバスバーおよびＧＮＤバスバーの端部の位置の公差を吸収できる方向であって、本実施の形態においては、ＰバスバーおよびＮバスバーを締結するボルトの軸方向である。また、ＰバスバーおよびＮバスバーのＪ／Ｂの端子部からバイパスコンデンサまでの経路長さを増加させることにより、撓み量は増加する。

なお、本実施の形態においては、Ｊ／Ｂ２０２に組付けられたＰバスバー２５２に対してボルト２０８を挿入し、ナット２１０により締結される構造としたが、特にこのような構造に限定されるものではなく、たとえば、図９に示すように、端子部２０６にスタッドボルト２２０を設けておくようにしてもよい。すなわち、スタッドボルト２１４の軸部分の突出方向と同じ方向に向けて軸部分が突出するようにスタッドボルト２２０を端子部２０６に設けるようにしてもよい。加えて、Ｎバスバー２５４が締結される端子部において、スタッドボルト２１４の軸部分の突出方向と同じ方向に向けて軸部分が突出するようにスタッドボルトを設けるようにしてもよい。

このようにすると、図１０に示すように、バイパスコンデンサ２５０は、Ｊ／Ｂ２０２の端子台２０４から突出したスタッドボルト２１４の軸部分がバイパスコンデンサ２５０のＧＮＤバスバー２５６の端部の貫通穴を貫通するように、また、Ｊ／Ｂ２０２の端子部２０６から突出したスタッドボルト２２０の軸部分がＰバスバー２５２の端部の貫通穴を貫通するように、さらに、Ｎバスバー２５４が締結される、Ｊ／Ｂ２０２の端子部から突出したスタッドボルト２２２の軸部分がＮバスバー２５４の端部の貫通穴を貫通するように、スタッドボルト２１４，２２０，２２２の軸方向と略平行な方向に移動させて組付けられる。バイパスコンデンサ２５０がＪ／Ｂ２０２に組付けられた後に、スタッドボルト２１４，２２０，２２０がナット２１８等を用いてそれぞれ締結される。ナット２１８、スタッドボルト２１４を介して底面パネル１０８に電気的に接続されることにより、ＧＮＤバスバー２５６がＧＮＤ接続される。

このようにしてもＰバスバー２５２の貫通穴をスタッドボルト２２０に挿入して、Ｎバスバー２５４の貫通穴をスタッドボルト２２２に挿入して、ナットを螺合することにより、Ｐバスバー２５２およびＮバスバー２５４をＪ／Ｂ２０２に締結することができるため、上述した本実施の形態に係る電池パック構造の効果と同様の効果を得ることができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明による電池パックを含む電気システムの一例として示される負荷駆動装置の構成を示す電気回路図である。 本実施の形態に係る電池パックの外観斜視図である。 本実施の形態に係る電池パックの上面図である。 図３の４−４断面を示す図である。 図３の破線枠の拡大図である。 図５の６−６断面を示す図である。 図５の７−７断面を示す図である。 バイパスコンデンサの組付け方向を示す図（その１）である。 バイパスコンデンサの他の形態の取付構造を示す図である。 バイパスコンデンサの組付け方向を示す図（その２）である。

符号の説明

１０ システムメインリレー、２０ 昇圧コンバータ、３０ インバータ、４０ 制御装置、５０ ＤＣ／ＤＣコンバータ、６０ 補機、１００ 電池パック、１０２ バッテリパネル、１０４，１０６ 機器ボックスカバー、１０８ 底面パネル、２０２ Ｊ／Ｂ、２０４ 端子台、２０６ 端子部、２０８ ボルト、２１０，２１８ ナット、２１２ 出力線、２１４，２２０，２２２ スタッドボルト、２１６ カラー、２２４ 軸部分、２５０ バイパスコンデンサ、２５２ Ｐバスバー、２５４ Ｎバスバー、２５６ ＧＮＤバスバー、２５８，２６０，２６６ 貫通穴、２６２，２６４ 屈曲部、Ｂ１ バッテリ、Ｂ２ 補機用バッテリ、ＳＭＲ１，ＳＭＲ２ リレー、Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ、ＰＬ１〜ＰＬ３ 電源ライン、ＳＬ１，ＳＬ２ 接地ライン、Ｕ Ｕ相アーム、Ｖ Ｖ相アーム、Ｗ Ｗ相アーム、ＵＬ Ｕ相ライン、ＶＬ Ｖ相ライン、ＷＬ Ｗ相ライン、ＭＧ モータジェネレータ、Ｑ１〜Ｑ８ パワートランジスタ、Ｄ１〜Ｄ８ ダイオード。

Claims (9)

1. 車両の走行用駆動源に供給する電力を蓄電する蓄電機構と、
   前記車両の室内に設けられ、前記蓄電機構の電圧を低電圧に変換する電力変換器と、
   前記蓄電機構と前記電力変換器とにそれぞれ電気的に接続されたジャンクションボックスと、
   前記ジャンクションボックスに直接的に取り付けられ、前記ジャンクションボックスに隣接して設けられるバイパスコンデンサとを含み、
   前記バイパスコンデンサの端子部材は、前記バイパスコンデンサの位置を固定するのに十分な剛性を有するものであって、前記端子部材が、前記ジャンクションボックスに取り付けられると、電気的に接続されるとともに、前記端子部材により前記バイパスコンデンサの位置が固定される、電池パック構造。
2. 前記端子部材は、端部がＧＮＤラインに接続される略直線形状のＧＮＤ接続部材を含む、請求項１に記載の電池パック構造。
3. 前記ＧＮＤ接続部材の端部と、前記ジャンクションボックスと、前記電池パックを収納する筐体とは締結部材により共締めされる、請求項２に記載の電池パック構造。
4. 前記端子部材は、前記ジャンクションボックスに設けられる電力ラインの端子部に接続され、予め定められた方向に対しての撓み量が増加するように屈曲された電力ライン接続部材を含む、請求項１〜３のいずれかに記載の電池パック構造。
5. 前記電力ライン接続部材の端部はボルトにより締結され、
   前記予め定められた方向は、前記ボルトの軸方向と略同じ方向である、請求項４に記載の電池パック構造。
6. 前記電力ライン接続部材の端部には、前記ボルトが貫通する長穴形状の貫通穴が形成される、請求項５に記載の電池パック構造。
7. 前記電力ライン接続部材は、略Ｕ字形状の屈曲部を有する、請求項４〜６のいずれかに記載の電池パック構造。
8. 前記ジャンクションボックスと前記駆動源との間には、前記蓄電機構の電力を変換して前記駆動源に供給する電気機器が設けられ、
   前記電力ライン接続部材と前記電気機器に接続される出力線とは、前記電力ラインの端子部に締結部材により共締めされる、請求項４〜７のいずれかに記載の電池パック構造。
9. 前記蓄電機構は、前記電力変換器および前記ジャンクションボックスに隣接する位置に設けられる、請求項１〜８のいずれかに記載の電池パック構造。

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