(57)【要約】【課題】低コストで廃棄時の電池のエネルギを放電可能な車両用電源装置を提供する。【解決手段】車両用電源装置であって、複数の二次電池を含む組電池４０と、複数の二次電池の電圧を均等化するために複数の二次電池の各々に対して電極間を短絡する均等化回路５０と、組電池を廃棄するために複数の二次電池が完全に放電するまで均等化回路５０を用いて複数の二次電池の各々の放電を進行させるための放電スイッチＳＷとを備える。放電スイッチＳＷをオン状態とすると複数の二次電池の電極間が抵抗で接続され各二時電池が放電される。【選択図】図１
2010182579.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の二次電池を含む組電池と、
前記複数の二次電池の電圧を均等化するために前記複数の二次電池の各々に対して電極間を短絡する均等化回路と、
前記組電池を廃棄するために、前記複数の二次電池が完全に放電するまで前記均等化回路を用いて前記複数の二次電池の各々の放電を進行させるための放電スイッチとを備える、車両用電源装置。
【請求項２】
前記均等化回路は、前記複数の二次電池とそれぞれ対応する複数の抵抗と、
前記放電スイッチの作動に応じて、前記複数の抵抗の各々を対応する二次電池の正負電極間に一斉に接続する個別スイッチと、
前記個別スイッチによって前記複数の抵抗が接続状態になったときの前記組電池の電圧を検出し、前記組電池のエネルギ残存状態が視認可能な電圧センサとを含む、請求項１に記載の車両用電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両用電源装置に関し、特に、複数の二次電池を含む組電池を備えた車両用電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境に配慮する車両として電気自動車やハイブリッド自動車などのモータを駆動源とし、そのモータを駆動するための電池を搭載する車両の開発が盛んになってきている。
【０００３】
これらの車両を廃車とする場合、あるいは電池を交換する場合、古くなった電池の端子電圧が理想的には０ボルトとなるように放電処理してから電池を廃棄することが望ましい。
【０００４】
ところで、特開２００７−２１４０７２号公報（特許文献１）には、燃料電池スタックのセル電圧測定装置が開示されている。この測定装置には、燃料電池の各セルごとに設けられた抵抗を備えており、この抵抗を利用して燃料電池を放電することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２１４０７２号公報
【特許文献２】特開２００８−１７６９６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
燃料電池を備えていない形式の電気自動車やハイブリッド自動車は、特開２００７−２１４０７２号公報で開示されたような燃料電池スタックのセル電圧測定装置を備えていないのが普通である。
【０００７】
たとえば、使用後の安全性を確保するために、放電用抵抗と放電スイッチを組電池につけることも考えられる。しかしながら廃棄処理専用の放電用抵抗をつけるのでは、コストアップとなる。また、組電池全体に１つの放電用抵抗をつけるとすると、各セルの充電量にばらつきがある場合、各セルが安全に放電されず電気エネルギが残ってしまう。また放電用抵抗だけでは、電気エネルギが残っているか否かは外部から確認することはできない。
【０００８】
この発明の目的は、低コストで廃棄時の電池のエネルギを放電可能な車両用電源装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は、要約すると、車両用電源装置であって、複数の二次電池を含む組電池と、複数の二次電池の電圧を均等化するために複数の二次電池の各々に対して電極間を短絡する均等化回路と、組電池を廃棄するために複数の二次電池が完全に放電するまで均等化回路を用いて複数の二次電池の各々の放電を進行させるための放電スイッチとを備える。
【００１０】
好ましくは、均等化回路は、複数の二次電池とそれぞれ対応する複数の抵抗と、放電スイッチの作動に応じて、複数の抵抗の各々を対応する二次電池の正負電極間に一斉に接続する個別スイッチと、個別スイッチによって複数の抵抗が接続状態になったときの組電池の電圧を検出し、組電池のエネルギ残存状態が視認可能な電圧センサとを含む。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、低コストで、電池の全セルの電気エネルギを確実に放電することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】車両用電源装置を搭載する車両１００の構成を示した図である。
【図２】電池廃棄処理の工程を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付し、その説明は繰返さない。
【００１４】
図１は、車両用電源装置を搭載する車両１００の構成を示した図である。
図１を参照して、車両１００は、車輪を駆動するためのモータ１０と、モータ１０のステータコイルに駆動用の電流を与えるインバータ２０と、インバータ２０に電源電圧を供給する組電池４０とを含む。インバータ２０と組電池４０との間にはシステムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧが設けられている。
【００１５】
組電池４０は、直列に接続された電池セルＣ１〜Ｃｎを含む。
車両１００は、さらに、組電池４０に含まれる電池セルＣ１〜Ｃｎの電圧均等化のための放電回路を有する均等化回路５０と、電圧メータ６０と、放電スイッチＳＷと、制御装置３０とを含む。
【００１６】
組電池４０と、均等化回路５０と、放電スイッチＳＷと、電圧メータ６０とは電池パック２００に収容されている。
【００１７】
均等化回路５０は、直列に接続された放電用抵抗Ｒ１〜Ｒｎと、抵抗Ｒ１の一方端と電池セルＣ１の正極とを接続するスイッチＳＲ１と、抵抗Ｒ１の他方端と抵抗Ｒ２の一方端とに共に接続された中間タップと電池セルＣ１の負極と電池セルＣ２の正極とに共に接続された中間タップとを接続するスイッチＳＲ２と、抵抗Ｒ２の他方端と抵抗Ｒ３の一方端とに共に接続された中間タップと電池セルＣ２の負極と電池セルＣ３の正極とに共に接続された中間タップとを接続するスイッチＳＲ３と、抵抗Ｒ３の他方端と抵抗Ｒ４の一方端とに共に接続された中間タップと電池セルＣ３の負極と電池セルＣ４の正極とに共に接続された中間タップとを接続するスイッチＳＲ４とを含む。
【００１８】
均等化回路５０は、さらに、抵抗Ｒｎ−３の他方端と抵抗Ｒｎ−２の一方端とに共に接続された中間タップと電池セルＣｎ−３の負極と電池セルＣｎ−２の正極とに共に接続された中間タップとを接続するスイッチＳＲｎ−２と、抵抗Ｒｎ−２の他方端と抵抗Ｒｎ−１の一方端とに共に接続された中間タップと電池セルＣｎ−２の負極と電池セルＣｎ−１の正極とに共に接続された中間タップとを接続するスイッチＳＲｎ−１と、抵抗Ｒｎ−１の他方端と抵抗Ｒｎの一方端とに共に接続された中間タップと電池セルＣｎ−１の負極と電池セルＣｎの正極とに共に接続された中間タップとを接続するスイッチＳＲｎと、抵抗Ｒｎの他方端と電池セルＣｎの負極とを接続するスイッチＳＲｎ＋１とを含む。
【００１９】
直列に接続された抵抗Ｒ１〜Ｒｎの両端の電圧は電圧メータ６０によって検出される。電圧メータ６０は、電池パック２００の外部から組電池にエネルギが残存しているか否かが見てわかるような電圧センサであればよく、指針などを備えるものであっても無くてもよい。
【００２０】
放電スイッチＳＷは、均等化回路５０を強制的に作動させるためのスイッチである。放電スイッチＳＷがオフ状態からオン状態に変更されると、スイッチＳＲ１〜ＳＲｎ＋１が一斉に導通するようになっている。放電スイッチＳＷがオフ状態のときは、制御装置３０がスイッチＳＲ１〜ＳＲｎ＋１にそれぞれ対応する制御信号ＳＯＮ１〜ＳＯＮｎ＋１によって個別にスイッチＳＲ１〜ＳＲｎ＋１をオンオフ制御することができる。
【００２１】
車両が走行する場合には、制御装置３０は、システムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧをともに導通状態に制御するとともに、インバータ２０に対してモータ１０のステータコイルに回転磁界を発生させるような指令を行なう。
【００２２】
また組電池４０中の電池セルＣ１〜Ｃｎに電圧のばらつきが発生すると、制御装置３０は制御信号ＳＯＮ１〜ＳＯＮｎ＋１を用いて必要なスイッチを導通させて、電圧が他の電池セルと比べて高くなっている電池セルの放電を行なう。この放電によってセル電圧均等化処理が実行される。この電池セルの電圧ばらつきは、各電池セルの自己放電速度が異なるために発生する。自己放電が大きい電池セルは、他の電池セルよりもセル電圧が低くなる。
【００２３】
図２は、電池廃棄処理の工程を示したフローチャートである。
図１、図２を参照して、まず処理が開始されると、ステップＳ１において作業者は放電スイッチＳＷをオン状態に固定する。するとステップＳ２において均等化回路５０が作動し、電池セルＣ１〜Ｃｎの放電が開始される。
【００２４】
ステップＳ３では、作業者は電圧メータ６０の示す電圧値が０付近まで低下したか否かをチェックする。まだ電圧メータの示す値が０付近でなかった場合にはステップＳ１の放電スイッチのオン状態固定とステップＳ２の各電池セルの放電が継続される。
【００２５】
ステップＳ３において電圧メータ６０の示す値が０付近まで低下していた場合にはステップＳ３からＳ４に処理が進む。電圧メータ６０の示す値が０付近まで低下したか否かは、電圧メータ６０の示す値がゼロ付近の予め定められたしきい値（基準値）より低いか否かで判断する。ステップＳ４では、放電スイッチＳＷがオフ状態に設定される。なお、ステップＳ４の操作は行なわなくても良い。
【００２６】
続いてステップＳ５において車両１００から組電池４０を取外す。なお、組電池４０だけでなく電池パック２００ごと車両から取外してもよい。そしてステップＳ６において放電された組電池４０を廃棄する。以上でステップＳ７に処理が進み、電池廃棄処理が終了する。
【００２７】
なお、図２で示したフローチャートでは車両に搭載した状態で組電池を放電させたが、車両から電池パック２００を取外した後に、放電スイッチＳＷをオン状態とし、電圧メータ６０が０付近になったことを確認してから組電池４０を廃棄するようにしてもよい。
【００２８】
以上説明したように、本実施の形態では、放電回路を備えた均等化回路５０を使用して廃棄時の放電を実行する。このために全セルの均等化放電回路を強制的に作動させる放電スイッチＳＷを設ける。そして組電池４０の放電状態を確認できるように電圧メータ６０をさらに設ける。
【００２９】
これにより、既存のセル電圧均等化回路を放電回路として使用するので新たに放電回路を付加する必要がなく低コストで廃棄時の電池の放電をすることができる。
【００３０】
また、たとえば、直列に接続された電池セルの両端を抵抗で接続するだけではセル電圧にばらつきがある場合、一部のセルが完全に放電されないことも考えられる。本実施の形態では、各セルごとに放電回路があるため、各セルの充電量にばらつきがある場合でも各セルを完全に放電できる。
【００３１】
また、電圧メータ６０を設けることにより放電状態が確認でき、廃棄してもよいか否かが作業者が容易に判断することができる。
【００３２】
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。
【符号の説明】
【００３３】
１０  モータ、２０  インバータ、３０  制御装置、４０  組電池、５０  均等化回路、６０  電圧メータ、１００  車両、２００  電池パック、Ｃ１〜Ｃｎ  電池セル、Ｒ１〜Ｒｎ  抵抗、ＳＭＲＢ，ＳＭＲＧ  システムメインリレー、ＳＲ１〜ＳＲｎ  スイッチ、ＳＷ  放電スイッチ。
【図１】
2010182579.tif 000003
【図２】
2010182579.tif 000004