(57)【要約】【課題】二次電池の正極側および負極側の接続を共に遮断できる構成で部品点数を低減できる構成を提案する。【解決手段】バッテリ３２とインバータ２４とを接続する正極側電力ライン３８ａにシステムメインリレー３４を設け、バッテリ３２とインバータ２４とを接続する負極側電力ライン３８ｂにサービスプラグ３６を設ける。これにより、バッテリ３２とインバータ２４との正極側および負極側の接続を共に遮断することができる構成で部品点数を低減することができる。この結果、故障の発生率を抑制したり装置を小型化することができる。【選択図】図１
2010141955.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行用の動力を入出力可能な電動機を備える車両に搭載されて前記電動機と電力のやりとりが可能な二次電池を有する車載用蓄電装置であって、
所定の接続解除指示に基づいて前記二次電池と前記電動機側との正極側または負極側の一方の接続および接続の解除が可能な第１の接続解除手段と、
操作者の操作により前記二次電池と前記電動機側との正極側および負極側の前記一方とは異なる他方の接続および接続の解除が可能な第２の接続解除手段と、
を備える車載用蓄電装置。
【請求項２】
請求項１記載の車載用蓄電装置であって、
前記第１の接続解除手段は、前記所定の接続解除指示として電気信号に基づいて前記二次電池と前記電動機側との電気的な接続および接続の解除が可能なリレーであり、
前記第２の接続解除手段は、操作者によって着脱されることにより前記二次電池と前記電動機側との接続および接続の解除が可能な手段である、
車載用蓄電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載用蓄電装置に関し、詳しくは、走行用の動力を入出力可能な電動機を備える車両に搭載されて電動機と電力のやりとりが可能な二次電池を有する車載用蓄電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の車載用蓄電装置としては、バッテリの正極側および負極側に合計３つのシステムメインリレーを備えると共にバッテリの中間位置に操作者が取り外すことで高電圧を遮断可能なサービスプラグを備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、点検整備時や事故発生時にはシステムメインリレーを全てオフすると共にサービスプラグを取り外すことで、バッテリの中間位置で高電圧を遮断し、作業の安全性を確保している。
【特許文献１】特開２００１−３２０８０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
こうした車載用蓄電装置では、安全性の確保のためにバッテリと電動機側との正極側および負極側の接続を共に遮断することが望まれる。また、車載用蓄電装置では、車両の限られたスペースを有効に利用するために、できる限り小型化を図る必要がある。さらに、車載用蓄電装置では、車両の動特性を保持するためにその故障の発生率を低く抑制することも望まれる。これらのことから、車載用蓄電装置では、安全性を確保しつつ、部品点数を減じることによって小型化と故障の発生率を抑制することとが望まれる。
【０００４】
本発明の車載用蓄電装置は、二次電池の正極側および負極側の接続を共に遮断できる構成で部品点数を低減できる構成を提案することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の車載用蓄電装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の車載用蓄電装置は、
走行用の動力を入出力可能な電動機を備える車両に搭載されて前記電動機と電力のやりとりが可能な二次電池を有する車載用蓄電装置であって、
所定の接続解除指示に基づいて前記二次電池と前記電動機側との正極側または負極側の一方の接続および接続の解除が可能な第１の接続解除手段と、
操作者の操作により前記二次電池と前記電動機側との正極側および負極側の前記一方とは異なる他方の接続および接続の解除が可能な第２の接続解除手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明の車載用蓄電装置では、二次電池の正極と電動機の正極側端子とを接続する接続ラインまたは二次電池の負極と電動機の負極側端子とを接続する接続ラインのいずれか一方に第１の接続解除手段を設けるものとした。これにより、所定の接続解除指示によって二次電池と電動機側との接続および接続の解除ができる。また、第１の接続解除手段を設けた接続ラインとは異なる接続ラインに第２の接続解除手段を設けるものとした。これにより、操作者の操作によって二次電池と電動機側との接続および接続の解除ができる。さらに、第１の接続解除手段と第２の接続解除手段とによって二次電池と電動機側との接続を共に解除することにより、二次電池と電動機側との正極側および負極側の接続を共に遮断することができる。そして、こうした構成により、二次電池と電動機側の正極側および負極側の両方に第１の接続解除手段を設けるものに比して第１の接続解除手段を少なくすることができ、二次電池の正極側および負極側の接続を共に遮断できる構成で部品点数を低減することができる。この結果、故障の発生率を抑制したり装置を小型化することができる。なお、「電動機側」は、電動機を駆動すると共に蓄電装置と電力をやりとりする駆動回路を備える場合には駆動回路に相当し、駆動回路を備えない場合には電動機に相当する。
【０００８】
こうした本発明の車載用蓄電装置において、前記第１の接続解除手段は、前記所定の接続解除指示として電気信号に基づいて前記二次電池と前記電動機側との電気的な接続および接続の解除が可能なリレーであり、前記第２の接続解除手段は、操作者作によって着脱されることにより前記二次電池と前記電動機側との接続および接続の解除が可能な手段である、ものとすることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１０】
図１は、本発明の一実施例としての車載用蓄電装置を搭載した電気自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の電気自動車２０は、図示するように、駆動輪２８ａ，２８ｂに接続されたモータ２２と、モータ２２を駆動するインバータ２４と、インバータ２４を介してモータ２２と電力をやりとりするバッテリ３２と、インバータ２４とバッテリ３２とこれらの接続や接続の解除を行なうシステムメインリレー３４とが収容された収容ボックス３０と、車両全体をコントロールする電子制御ユニット４０とを備える。ここで、実施例の車載用蓄電装置としては、主として、バッテリ３２やシステムメインリレー３４，後述するサービスプラグ３６が該当する。
【００１１】
モータ２２は、発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ２４を介してバッテリ３２と電力のやりとりを行なう。インバータ２４は、６つのスイッチング素子と６つのダイオードとからなる周知のインバータ回路として構成されており、バッテリ３２から供給される直流電力を擬似的な三相交流電力に変換してモータ２２に供給する。
【００１２】
収容ボックス３０は、インバータ２４と、バッテリ３２と、インバータ２４とバッテリ３２とを電気的に接続する電力ライン３８と、電力ライン３８の正極側電力ライン３８ａに設けられたシステムメインリレー３４と、を一体に収容し、これらを保護するケースとして構成されている。システムメインリレー３４は、オンする際に突入電流が生じないよう突入電流防止回路が設けられた周知のリレーとして構成されている。また、電力ライン３８の負極側電力ライン３８ｂには、サービスプラグ３６が設けられている。サービスプラグ３６は、操作者によって着脱が可能なように収容ボックス３０の表面側に設けられており、サービスプラグ３６が操作者によって取り外されるとインバータ２４とバッテリ３２との電気的な接続が遮断される。
【００１３】
電子制御ユニット４０は、ＣＰＵ４２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ４２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ４４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ４６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。電子制御ユニット４０には、モータ２２を駆動制御するために必要な信号やバッテリ３２を管理するために必要な信号，イグニッションスイッチ５０からのイグニッション信号，シフトレバー５１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ５２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル５３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ５４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル５５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ５６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ５８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。電子制御ユニット４０からは、モータ２２を駆動制御するためのインバータ２４のスイッチング素子へのスイッチング制御信号やシステムメインリレー３４へのオンオフ信号などが出力ポートを介して出力されている。
【００１４】
このように構成された実施例の電気自動車２０では、バッテリ３２とインバータ２４とを接続する正極側電力ライン３８ａにシステムメインリレー３４を設けるものとしたから、イグニッションがオフされたときなどのシステムオフ時には電子制御ユニット４０からの電気信号に基づいてバッテリ３２とインバータ２４との接続を遮断することができる。また、バッテリ３２とインバータ２４とを接続する負極側電力ライン３８ｂにサービスプラグ３６を設けるものとしたから、事故発生時や点検整備時などに操作者がサービスプラグ３６を取り外すことによりバッテリ３２とインバータ２４との接続を遮断することができる。さらに、システムメインリレー３４とサービスプラグ３６とによってバッテリ３２とインバータ２４との接続を共に遮断することにより、バッテリ３２とインバータ２４との正極側および負極側の接続を共に遮断することができる。そして、システムメインリレー３４を正極側電極ライン３８ａのみに設けるものとしたから、正極側電極ライン３８ａおよび負極側電極ライン３８ｂの両方にシステムメインリレーをそれぞれ設けたものに比してシステムメインリレーを少なくすることができる。したがって、こうした構成により、バッテリ３２とインバータ２４との正極側および負極側の接続を共に遮断することができる構成で部品点数を低減することができるのである。この結果、故障の発生率を抑制したり装置を小型化することができる。
【００１５】
以上説明した実施例の電気自動車２０によれば、バッテリ３２とインバータ２４とを接続する正極側電力ライン３８ａにシステムメインリレー３４を設け、バッテリ３２とインバータ２４とを接続する負極側電力ライン３８ｂにサービスプラグ３６を設けるものとしたから、バッテリ３２とインバータ２４との正極側および負極側の接続を共に遮断することができる構成で部品点数を低減することができる。この結果、故障の発生率を抑制したり装置を小型化することができる。
【００１６】
実施例の電気自動車２０に搭載された車載用蓄電装置では、バッテリ３２とインバータ２４とを接続する接続ライン３８のうち正極側接続ライン３８ａにシステムメインリレー３４を設けると共に負極側接続ライン３８ｂにサービスプラグ３６を設けるものとしたが、正極側接続ライン３８ａにサービスプラグ３６を設けると共に負極側接続ライン３８ｂにシステムメインリレー３４を設けるものとしてもよい。
【００１７】
実施例の電気自動車２０に搭載された車載用蓄電装置では、操作者が着脱することによりバッテリ３２とインバータ２４との接続および接続の解除が可能なサービスプラグ３６を備えるものとしたが、サービスプラグ３６に代えて操作者の操作によりバッテリ３２とインバータ２４との接続および接続の解除が可能なスイッチやレバーを備えるものとしてもよい。
【００１８】
実施例の電気自動車２０では、インバータ２４と、バッテリ３２と、電力ライン３８と、システムメインリレー３４と、を一体に収納するケースとしての収容ボックス３０を設けるものとしたが、これらのうち一部を収納するケースを１以上設けるものとしてもよい。また、これらを収納するケースを設けないものとしても構わない。
【００１９】
実施例の電気自動車２０では、同期発電電動機としてのモータ２２と、このモータ２２を駆動するインバータ２４を備えるものとしたが、これに代えて直流電力を用いて動力を出力する直流モータを備えるものとしてもよい。この場合、インバータ２４が接続ライン３８に接続されている箇所に直流モータが接続されるものとすればよい。
【００２０】
実施例の車載用蓄電装置は、駆動軸２６に動力を出力するモータ２２を備える電気自動車２０に搭載されるものとしたが、走行用の動力を入出力可能なモータを備える車両に搭載されるものとすればよく、図２に例示するように、モータ２２に加えて駆動軸２６に遊星歯車機構１２６を介してエンジン１２２とモータ１２４とを接続したハイブリッド自動車１２０に搭載されるものとしてもよい。この場合、モータ２２，１２４の電力母線とバッテリ３２とを接続する接続ラインの正極側または負極側の一方にシステムメインリレー３４を備え、他方にサービスプラグ３６を備えるものとすればよい。また、列車など自動車以外の車両に搭載されるものとしても構わない。
【００２１】
ここで、実施例や変形例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、モータ２２が「電動機」に相当し、バッテリ３２が「二次電池」に相当し、システムメインリレー３４が「第１の接続解除手段」に相当し、サービスプラグ３６が「第２の接続解除手段」に相当する。ここで、「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータ２２に限定されるものではなく、誘導電動機など、走行用の動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「二次電池」としては、バッテリ３２に限定されるものではなく、電動機と電力のやりとりが可能であれば如何なるものとしても構わない。「第１の接続解除手段」としては、システムメインリレー３４に限定されるものではなく、所定の接続解除指示に基づいて二次電池と電動機側との正極側または負極側の一方の接続および接続の解除が可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「第２の接続解除手段」としては、サービスプラグ３６に限定されるものではなく、レバーやスイッチなど、操作者の操作により二次電池と電動機側との正極側および負極側の一方とは異なる他方の接続および接続の解除が可能なものであれば、如何なるものとしても構わない。なお、実施例や変形例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００２２】
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明は、車載用蓄電装置の製造産業などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施例としての車載用蓄電装置を搭載した電気自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】変形例としてのハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。
【符号の説明】
【００２５】
２０  電気自動車、２２  モータ、２４  インバータ、２６  駆動軸  ２８ａ，２８ｂ  駆動輪、３０  収容ボックス、３２  バッテリ、３４  システムメインリレー、３６  サービスプラグ、３８  接続ライン、３８ａ  正極側接続ライン、３８ｂ  負極側接続ライン、４０  電子制御ユニット、４２  ＣＰＵ、４４  ＲＯＭ、４６  ＲＡＭ、５０  イグニッションスイッチ、５１  シフトレバー、５２  シフトポジションセンサ、５３  アクセルペダル、５４  アクセルペダルポジションセンサ、５５  ブレーキペダル、５６  ブレーキペダルポジションセンサ、５８  車速センサ、１２０  ハイブリッド自動車、１２２  エンジン、１２４  モータ、１２６  遊星歯車機構。
【図１】
2010141955.tif 000003
【図２】
2010141955.tif 000004