無人搬運車的電池組單元的制作方法
【專利摘要】無人搬運車的電池組單元具備：殼體，其安裝于無人搬運車的車體；電池組，其被收容于殼體；控制基板，其被收容于殼體，構成用于監(jiān)視電池組的充放電狀態(tài)的充放電監(jiān)視器；以及電氣部件，其被收容于殼體，與電池組電連接。電池組以電池組的底面與殼體的底面分離的狀態(tài)配置于殼體內(nèi)。
【專利說明】無人搬運車的電池組單元
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種將電池組用作電源的無人搬運車的電池組單元。
【背景技術】
[0002]在工廠、倉庫內(nèi)使用的無人搬運車利用電動機進行行駛，通常使用鉛酸蓄電池作為電動機的驅(qū)動源的電池組。在日本JP1991-37967A中公開了一種在設于工廠、倉庫內(nèi)的充電站中將電池組滿充電之后使用的無人搬運車。另外，在日本JP2007-74800A中公開了一種將并非滿充電而是部分充電也能夠使用的鋰離子電池設為電池組的無人搬運車。
[0003]日本JP2007-74800A所公開的無人搬運車利用由鋰離子電池構成的電池組的電力來行駛。在構成電池充放電管理系統(tǒng)的充電站中對無人搬運車的電池組充電。在充電站中，在電池組的剩余容量成為充電開始容量時開始充電，在電池組的剩余容量成為充電停止容量時停止充電。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]在將鋰離子電池用作電池組的無人搬運車中，將電池組、用于監(jiān)視電池組的充放電狀態(tài)的充放電監(jiān)視器等控制基板、其它電氣部件集中到一起而收容到電池組殼體內(nèi)，由此構成電池組單元。在這種電池組單元中，由于電池組殼體內(nèi)的濕度、溫度、氣候條件等，有時在電池組殼體內(nèi)表面產(chǎn)生結露。當該結露沿著電池組殼體內(nèi)表面流下等而附著于電池組、電氣部件等時，有可能產(chǎn)生電氣故障。
[0005]本發(fā)明的目的在于，提供一種無人搬運車的電池組單元，能夠避免電池組殼體內(nèi)的結露附著于電池組、電氣部件。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的某一方式，無人搬運車的電池組單元具備:殼體，其安裝于無人搬運車的車體；電池組，其被收容于殼體；控制基板，其被收容于殼體，構成用于監(jiān)視電池組的充放電狀態(tài)的充放電監(jiān)視器；以及電氣部件，其被收容于殼體，與電池組電連接。電池組以電池組的底面與殼體的底面分離的狀態(tài)配置于殼體內(nèi)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]圖1是例示本發(fā)明的實施方式的無人搬運車的行駛路徑的圖。
[0008]圖2是本實施方式的無人搬運車的概要結構圖。
[0009]圖3是表示充電時的無人搬運車的電池組單元與充電站的連接的圖。
[0010]圖4是搭載于無人搬運車的電池組單元的俯視圖。
[0011]圖5是電池組單元的側視圖。
[0012]圖6是電池組單元的俯視圖。
[0013]圖7是沿圖6的VI1-VII線的剖面圖。
[0014]圖8是沿圖6的VII1-VIII線的剖面圖。
【具體實施方式】
[0015]下面，參照【專利附圖】
【附圖說明】本實施方式的無人搬運車的電池組單元。
[0016]如圖1所示，無人搬運車I沿著行駛路線R行駛，行駛路線R是以通過保管有部件等的揀貨站(Picking Stat1n)PS和生產(chǎn)線的組裝站BS的方式設定的環(huán)行軌道。無人搬運車I使用搭載于車輛的軌道傳感器來檢測行駛路線R而行駛，因此能夠以無人狀態(tài)行駛。
[0017]在揀貨站PS中，將組裝站BS所需的部件裝載于無人搬運車I。無人搬運車I在行駛路線R上行駛，將所裝載的部件搬運到組裝站BS。在組裝站BS中，將無人搬運車I所裝載的部件卸下。之后，無人搬運車I再次在行駛路線R上行駛，返回到揀貨站PS。這樣，無人搬運車I在揀貨站PS與組裝站BS之間循環(huán)行駛。在環(huán)行軌道的行駛路線R外側且揀貨站PS與組裝站BS之間配置有充電站CS。
[0018]充電站CS具備設備側控制裝置2以及由該設備側控制裝置2控制的自動充電器3。另外，在行駛路線R里側且組裝站BS的入口位置和出口位置設有基站4，用于執(zhí)行無人搬運車I與設備側控制裝置2之間的信號的發(fā)送和接收。
[0019]如圖2所示，無人搬運車I具備:車體6 ;腳輪9，其配置于車體6的四角的下部；兩個支承軸7，其從車體6的前側下部和后側下部朝向地面沿鉛直方向延伸；驅(qū)動單元8，其以可轉(zhuǎn)動的方式設于支承軸7 ;驅(qū)動輪10，其與驅(qū)動單元8相鄰配置；以及控制器(未圖示)，其控制驅(qū)動單元8。
[0020]腳輪9是支承車輛的重量的車輪，構成為跟隨車輛的移動方向而轉(zhuǎn)動。驅(qū)動單元8被設為能夠繞支承軸7的軸轉(zhuǎn)動，在驅(qū)動單元8的左右兩側配置有驅(qū)動輪10。對一個驅(qū)動單元8配置兩個的驅(qū)動輪10分別由內(nèi)置于驅(qū)動單元8內(nèi)的一對驅(qū)動電動機獨立地驅(qū)動。此外，在驅(qū)動單元8的前側和后側設有支架，在這些支架上設置有用于檢測行駛路線R的軌道傳感器(未圖示)。
[0021]用于使驅(qū)動單元8的驅(qū)動電動機進行驅(qū)動的電源即電池組B以被收容于電池組單元5的電池組殼體BC內(nèi)的狀態(tài)搭載于車體6的中央位置。
[0022]如圖3所示，在電池組殼體BC內(nèi)收容了由鋰離子二次電池構成的電池組B以及將電池組B的電力提供給各驅(qū)動單元8的驅(qū)動電動機的功率繼電器等電氣部件。并且，在電池組殼體BC內(nèi)收容了用于監(jiān)視電池組B的狀態(tài)的充放電監(jiān)視器11、充放電監(jiān)視器11的控制基板11A(參照圖7)以及通信單元14等，該通信單元14與自動充電器3、設備側控制裝置2的基站4之間發(fā)送和接收信號。
[0023]電池組B由三個電池模組BM構成，這些電池模組BM通過母線BB進行串聯(lián)連接。電池模組BM的數(shù)量并不限定于三個，根據(jù)需要任意地設定。電池模組BM是通過將多個單電池串聯(lián)連接而構成的。在本實施方式中，電池組B由三個電池模組BM構成，滿充電狀態(tài)的電池組B的輸出電壓為25V左右。
[0024]在電池組B的供電線12的端部設有受電觸點13。受電觸點13以暴露于外部的方式設置于電池組殼體BC的殼體壁面。通過將充電站CS的自動充電器3所具備的供電觸點23與受電觸點13連接來對電池組B進行充電。此外，供電觸點23構成為相對于自動充電器3伸縮自由。
[0025]充放電監(jiān)視器11每隔規(guī)定時間(例如1msec)對電池組B的充電容量(電池組電壓)、各單電池的充電容量(單電池電壓)、各電池模組BM的充電容量、電池組B的輸入輸出電流量、電池組B的異常歷史記錄等各種電池組狀態(tài)信息進行監(jiān)視并存儲，并且顯示這些電池組狀態(tài)信息。充放電監(jiān)視器11經(jīng)由以暴露于外部的方式設于電池組殼體BC的殼體壁面的通信單元14將電池組狀態(tài)信息發(fā)送到設備側控制裝置2、自動充電器3。電池組單元5的通信單元14、設備側控制裝置2的基站4以及自動充電器3的通信單元24利用光通信等通信方法來發(fā)送和接收信息。
[0026]充放電監(jiān)視器11在判斷為構成電池組B的各電池模組BM的充電容量(電壓)為關機閾值(例如2.8V?3V)以下即處于過放電狀態(tài)的情況下，顯示電池組B處于異常狀態(tài)的情況并且使無人搬運車I異常停止。關機閾值為根據(jù)無人搬運車I的行駛狀態(tài)等變更的閾值，通常設定為3.0V0但是，在無人搬運車I通過行駛路線R的組裝站BS時，關機閾值被設定為低于3.0V的設定值、例如2.8V。
[0027]也就是說，充放電監(jiān)視器11在經(jīng)由通信單元14接收到從設置于組裝站BS的入口位置的基站4發(fā)送的關機禁止命令時，將關機閾值從3.0V變更為2.8V。另外，充放電監(jiān)視器11在經(jīng)由通信單元14接收到從設置于組裝站BS的出口位置的基站4發(fā)送的關機禁止解除命令時，將關機閾值從2.8V變更為3.0V。通過這樣變更關機閾值，能夠抑制無人搬運車I在組裝站BS區(qū)域內(nèi)的異常停止的發(fā)生頻率。
[0028]無人搬運車I利用電池組B的電力來行駛，因此伴隨著行駛而電池組B的充電容量(電池組電壓)下降。因此，使無人搬運車I在充電站CS中臨時停止，由自動充電器3對電池組B進行充電。如圖3所示，自動充電器3具備:直流電源21，其能夠使電壓升壓至電池組B的上限電壓(例如25.02V);充電控制裝置20，其控制從直流電源21提供給電池組B的充電電流值和充電電壓值；以及通信單元24，其能夠與無人搬運車I的通信單元14進行通信。通信單元24與無人搬運車I的通信單元14之間交換各種電池組狀態(tài)信息。
[0029]根據(jù)無人搬運車I的電池組B的電池組電壓來判斷是否進行充電。更具體地說，充電站CS判斷當前電池組B的電池組電壓是否需要充電、即電池組電壓是否低于不需充電閾值電壓。在判斷為需要充電的情況下，由自動充電器3對無人搬運車I的電池組B進行充電。
[0030]不需充電閾值電壓被設定為在電池組B的過充電電壓與過放電電壓之間的電壓，例如24.9Vο在電池組B的電池組電壓低于這樣設定的不需充電閾值電壓時判斷為電池組B需要充電，在電池組電壓高于不需充電閾值電壓時判斷為電池組B不需要充電。此外，通過使過放電電壓與不需充電閾值電壓的電壓差充分大，能夠防止電池組B成為過放電狀態(tài)，從而能夠保護電池組B。
[0031]在對電池組B進行充電時，使自動充電器3的供電觸點23朝向無人搬運車I的受電觸點13伸長，供電觸點23與受電觸點13連接。通過這樣供電觸點23與受電觸點13連接，從自動充電器3的直流電源21對電池組B提供充電電力。充電控制裝置20不僅構成為能夠執(zhí)行恒定電流-恒定電壓方式的普通充電，還構成為能夠執(zhí)行將比普通充電時的充電電流大的充電電流提供給電池組B的恒定電流-恒定電壓方式的快速充電?？焖俪潆娺m合于需要短時間充電的無人搬運車I的電池組充電，在本實施方式中，充電控制裝置20執(zhí)行快速充電。
[0032]充電控制裝置20還能夠在電池組B變?yōu)闈M充電之前使充電停止。例如，充電控制裝置20進行在無人搬運車I的電池組電壓上升至不需充電閾值電壓的時間點停止對電池組B充電的部分充電。另外，充電控制裝置20進行執(zhí)行恒定電流-恒定電壓方式的充電預先設定的規(guī)定時間并在規(guī)定時間經(jīng)過時停止對電池組B充電的部分充電。
[0033]另外，在搭載于無人搬運車I的電池組單元5中，由于電池組殼體BC內(nèi)的濕度、溫度、氣候條件等，有時在電池組殼體BC內(nèi)表面產(chǎn)生結露。當該結露沿著電池組殼體BC的內(nèi)表面流下等而附著于電池組B、電氣部件等時，有可能產(chǎn)生電氣故障。
[0034]因此，本實施方式的無人搬運車I的電池組單元5構成為能夠避免電池組殼體BC內(nèi)的結露附著于電池組B、電氣部件等這一情況。
[0035]圖4是表示搭載于無人搬運車I的車體6的電池組單元5的樣子的俯視圖。
[0036]如圖4所示，在無人搬運車I的車體6的中央位置處，由沿車輛前后方向等延伸的車架分隔而形成有搭載空間6A，在該搭載空間6A內(nèi)收納了電池組單元5。利用未圖示的固定單元將電池組單元5固定于搭載空間6A。電池組單元5具有電池組殼體BC，電池組殼體BC通過殼體壁形成為箱狀。
[0037]此外，在充電時，與自動充電器3相對置的電池組殼體BC的車輛右側面?zhèn)鹊臍んw壁(殼體側壁面)如圖5所示那樣從車體6的搭載空間6A暴露于外部。在電池組殼體BC的殼體側壁面以暴露的狀態(tài)配置受電觸點13、通信單元14以及用于顯示電池組B的狀態(tài)的顯示裝置15。
[0038]如圖6和圖7所示，在電池組殼體BC內(nèi)部設置有作為分隔內(nèi)部空間的縱壁的縱壁支架25?？v壁支架25是以相對于電池組殼體BC的底面沿鉛直方向豎立的方式固定并且沿車輛前后方向延伸的壁部件。在電池組殼體BC內(nèi)部且與縱壁支架25相比靠里側的區(qū)域(由縱壁支架25分隔的區(qū)域中的遠離殼體側壁面一側的區(qū)域)中沿上下方向并列設置構成電池組B的電池模組BM。另外，在電池組殼體BC內(nèi)部且與縱壁支架25相比靠近前側的區(qū)域(由縱壁支架25分隔的區(qū)域中的接近殼體側壁面一側的區(qū)域)中，在遠離電池組殼體BC的底面的位置處配置有受電觸點13、通信單元14、顯示裝置15以及功率繼電器26等電氣部件。
[0039]如圖7和圖8所示，在縱壁支架25的上部設有一對橫梁支架27。一對橫梁支架27在車輛前后方向上隔著規(guī)定間隔平行地配置。構成為，橫梁支架27的基端部固定于縱壁支架25的上部，橫梁支架27的前端向電池組殼體BC的里側延伸。在一對橫梁支架27的上表面設有一個支承板材28，在支承板材28的上表面載置有構成充放電監(jiān)視器11的控制基板IIA等。此外，在橫梁支架27的下方配置有電池模組BM，支承板材28構成為覆蓋電池組B的上方。
[0040]三個電池模組BM沿上下方向?qū)盈B，在上下相鄰的電池模組BM彼此的前側端之間和后側端之間插入隔件29。各電池模組BM隔著隔件29層疊，因此在相鄰的電池模組BM之間形成有間隙。利用該間隙能夠允許由于電池模組BM的充電、放電導致溫度上升而引起的層疊方向的熱膨脹。另外，空氣通過電池模組BM之間的間隙，因此能夠促進與電池模組BM的溫度上升相伴隨的散熱。
[0041]在配置于最下部的電池模組BM的下表面(底面)與電池組殼體BC的底面之間配置有柱套筒(collar sleeve) 30，最下部的電池模組BM的下表面處于從電池組殼體BC的底面浮起的狀態(tài)。這三個電池模組BM具有沿上下方向貫通的固定孔32，利用貫通各電池模組BM的固定孔32和柱套筒30的固定螺栓31來固定電池模組BM和電池組殼體BC。
[0042]如圖8所示，層疊而成的電池模組BM通過母線BB進行電連結，與位于最上部和最下部的電池模組BM的輸出端子相連接的母線BB連接于受電觸點13。此外，將位于最上部和最下部的電池模組BM的輸出端子與受電觸點13連接的母線BB的一部分并未圖示，但是構成為經(jīng)由功率繼電器26對驅(qū)動單元8提供電力。
[0043]在上述無人搬運車I的電池組單元5中，根據(jù)電池組殼體BC周圍溫度的變化、電池組殼體BC內(nèi)的濕度等條件，有時在電池組殼體BC內(nèi)表面產(chǎn)生結露。因此，在電池組單元5中，利用柱套筒30將在電池組殼體BC內(nèi)設于最下部的電池模組BM以從殼體底面浮起的方式配置。因此，即使在電池組殼體BC內(nèi)表面產(chǎn)生的結露流過電池組殼體BC內(nèi)表面而積存于殼體底面，也能夠防止結露水附著于電池模組BM的情況。另外，能夠利用從電池模組BM產(chǎn)生的熱使積存于殼體底面的結露水干燥。
[0044]并且，在無人搬運車I的電池組單元5中，功率繼電器26、通信單元14、顯示裝置15等電氣部件、控制基板IlA也被配置在與電池組殼體BC的底面分離的位置。因而，也能夠防止結露水附著于這些電氣部件等的情況。
[0045]并且，在無人搬運車I的電池組單元5中，構成電池組B的電池模組BM被配置在由縱壁支架25、橫梁支架27以及支承板材28分隔形成的空間內(nèi)。因此，即使在從外部、特別是從電池組單元5的側面?zhèn)仁軟_擊的情況下，也能夠防止配置于縱壁支架25的功率繼電器26、通信單元14、顯示裝置15等的電氣部件、配置于支承板材28的控制基板IlA與電池模組BM接觸。這樣，能夠使用縱壁支架25、橫梁支架27以及支承板材28來保護電池模組BM,從而能夠防止電池模組BM破損等。
[0046]并且，在無人搬運車I的電池組單元5中，縱壁支架25、橫梁支架27以及支承板材28用于將作為配置電池模組BM的空間與配置功率繼電器26等電氣部件和控制基板IlA的空間相分離的分隔壁而發(fā)揮功能。因而，能夠防止這些電氣部件、控制基板IlA受到由電池模組BM的溫度變化引起的影響。
[0047]根據(jù)上述本實施方式的無人搬運車I的電池組單元5，能夠得到以下示出的效果。
[0048](I)無人搬運車I的電池組單元5具備:電池組B ;控制基板11A，其構成用于監(jiān)視電池組B的充放電狀態(tài)的充放電監(jiān)視器11 ;與電池組B電連接的功率繼電器26等電氣部件；以及電池組殼體BC，其收容這些結構部件等。電池組B以電池組B的底面與電池組殼體BC的底面分離的方式配置于電池組殼體BC內(nèi)。由此，即使在電池組殼體BC內(nèi)產(chǎn)生的結露積存于殼體底面，也能夠防止結露水附著于電池組B等情況。另外，利用從電池組B產(chǎn)生的熱，能夠使積存于殼體底面的結露水干燥。
[0049](II)電池組B是層疊多個電池模組BM而構成的，在沿上下方向相鄰的電池模組BM之間插入隔件29以形成間隙。由此，能夠允許因電池模組BM的充電、放電導致溫度上升而引起的層疊方向的熱膨脹。另外，空氣通過電池模組BM之間的間隙，因此能夠促進與電池模組BM的溫度上升相伴隨的散熱。
[0050](III)無人搬運車I的側部側的電池組殼體BC的殼體壁(側壁面)從車體6的搭載空間6A暴露于外部，在電池組殼體BC內(nèi)以與側壁面相對置的方式設置從殼體底面豎立的縱壁支架25。在與縱壁支架25相比靠電池組殼體BC的里側的位置配置電池組B，在與縱壁支架25相比靠近前側的位置配置電氣部件。因此，即使在從暴露于外部的電池組殼體BC的側壁面受沖擊的情況下，也能夠防止配置于縱壁支架25的功率繼電器26等電氣部件與電池模組BM接觸的情況。因此，能夠防止電池模組BM被破壞，從而能夠保護電池模組BM。另外，能夠防止這些電氣部件、控制基板IlA受到由電池模組BM的溫度變化引起的影響。
[0051](IV)在縱壁支架25的上部設有橫梁支架27，在橫梁支架27上配置有覆蓋電池組B上方的支承板材28。構成充放電監(jiān)視器11的控制基板IlA被載置在支承板材28的上表面。因此，即使從暴露于外部的電池組殼體BC的側壁面受沖擊的情況下，也能夠防止配置于支承板材28上的控制基板IlA與電池模組BM接觸的情況。因此，能夠防止電池模組BM被破壞，從而能夠保護電池模組BM。另外，能夠防止控制基板IlA受到由電池模組BM的溫度變化引起的影響。
[0052](V)充放電監(jiān)視器11監(jiān)視構成電池組B的多個電池模組BM的電壓，在任一個電池模組BM的電壓變?yōu)轭A先設定的設定電壓值以下的情況下，顯示電池組B處于異常狀態(tài)這一情況并且使無人搬運車I異常停止。在無人搬運車I在組裝站BS的區(qū)域內(nèi)行駛的情況下，與在其它區(qū)域內(nèi)行駛的情況相比，減小設定電壓值。因此，在無人搬運車I在組裝站BS的區(qū)域內(nèi)行駛期間，能夠抑制無人搬運車I的異常停止產(chǎn)生頻率。
[0053]以上，說明了本發(fā)明的實施方式，但是上述實施方式僅示出本發(fā)明的應用例的一部分，并非是意圖將本發(fā)明的技術范圍限定于上述實施方式的具體結構。
[0054]本申請主張2012年8月2日在日本專利局申請的日本JP2012-171715的優(yōu)先權，并以此為基礎提出申請，通過參照將這些申請的全部內(nèi)容取入到本說明書。
【權利要求】
1.一種無人搬運車的電池組單元，具備: 殼體，其安裝于上述無人搬運車的車體； 電池組，其被收容于上述殼體； 控制基板，其被收容于上述殼體，構成用于監(jiān)視上述電池組的充放電狀態(tài)的充放電監(jiān)視器；以及 電氣部件，其被收容于上述殼體，與上述電池組電連接， 其中，上述電池組以上述電池組的底面與上述殼體的底面分離的狀態(tài)配置于上述殼體內(nèi)。
2.根據(jù)權利要求1所述的無人搬運車的電池組單元，其特征在于， 上述電池組是將由鋰離子電池構成的多個電池模組層疊而構成的， 在相鄰的上述電池模組之間插入隔件以形成間隙。
3.根據(jù)權利要求1或者2所述的無人搬運車的電池組單元，其特征在于， 上述殼體以上述殼體的側壁面暴露于外部的方式配置于上述無人搬運車， 在上述殼體內(nèi)，以與上述殼體的側壁面相對置的方式設置有從上述殼體的底面豎立的縱壁支架， 上述電池組配置于與上述殼體的側壁面分離、且與上述縱壁支架相比靠上述殼體的里側的位置， 上述電氣部件配置于接近上述殼體的側壁面、且與上述縱壁支架相比靠上述殼體的近前側的位置。
4.根據(jù)權利要求3所述的無人搬運車的電池組單元，其特征在于， 還具備: 橫梁支架，其固定于上述縱壁支架的上部；以及 支承板材，其設于上述橫梁支架，配置成覆蓋上述電池組的上方， 其中，上述控制基板配置于上述支承板材的上表面。
5.根據(jù)權利要求1?4中的任一項所述的無人搬運車的電池組單元，其特征在于， 還具備: 固定孔，設于上述電池組，沿上下方向貫通； 筒狀的套筒，其配置于上述電池組的底面與上述殼體的底面之間；以及 螺栓，其以貫通上述固定孔與上述套筒的狀態(tài)來固定上述電池組和上述殼體。
【文檔編號】H01M10/48GK104508859SQ201380041067
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2013年7月31日 優(yōu)先權日:2012年8月2日
【發(fā)明者】福井敏人, 平山滿 申請人:日產(chǎn)自動車株式會社