(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池を内蔵している電池ホルダー（１）と、この電池ホルダー（１）に収納している電池に流れる電流を検出する電流センサー（２）と、電池ホルダー（１）の電池に過電流が流れたときに電流を遮断するヒューズユニット（３）と、異常時に電池ホルダー（１）の電池に流れる電流を遮断するリレーユニット（４）とを備える電源装置において、
電流センサー（２）とリレーユニット（４）との間に電池ホルダー（１）を配設してなることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
ヒューズユニット（３）が電流センサー（２）を内蔵している請求項１に記載される電源装置。
【請求項３】
複数の電池を内蔵している電池ホルダー（１）と、この電池ホルダー（１）に収納している電池に流れる電流を検出する電流センサー（２）と、電池ホルダー（１）の電池に過電流が流れたときに電流を遮断するヒューズユニット（３）と、異常時に電池ホルダー（１）の電池に流れる電流を遮断するリレーユニット（４）と、電流センサー（２）の信号でリレーユニット（４）を制御するコントロールユニット（５）を備える電源装置において、
電流センサー（２）とリレーユニット（４）との間に電池ホルダー（１）を配設して、電流センサー（２）をリレーユニット（４）から離して配設すると共に、コントロールユニット（５）とヒューズユニット（３）とを互いに接近して配設してなることを特徴とする電源装置。
【請求項４】
ヒューズユニット（３）が電流センサー（２）を内蔵している請求項３に記載される電源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として、自動車を走行させるモーターを駆動するのに使用される電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車を走行させるモーターを駆動する電源装置は、出力を大きくするために、たとえば数百個と極めて多数の二次電池を内蔵している。多数の電池を内蔵する電源装置は高価であるので、好ましい状態で充放電して、寿命を長くすることが大切である。しかしながら、多数の電池を内蔵している電源装置は、大出力な用途に使用されるので、大電流で放電され、また、短時間で充電するために大電流で充電される。大電流の放電と充電は、電池性能を低下させる原因となる。このため、この種の電源装置は、電池の状態を正確に検出しながら、安全に保護して充電し、また放電することが大切である。
【０００３】
このことを実現するために、この種の電源装置は、種々の保護回路を設けている。図１は、従来の電源装置の回路図である。この図に示す電源装置は、保護回路として、電池に流れる電流を検出する電流センサー２と、過電流が流れるときに電流を遮断するヒューズ７と、異常時に電流を遮断するリレーユニット４と、リレーユニット４を制御するコントロールユニット５とを備えている。図１の回路図に示す電源装置の平面図を図２と図３に示す。図２の電源装置は、複数の電池を内蔵する電池ホルダー１の右側に、コントロールユニット５とヒューズユニット３を配設し、左側にはリレーユニット４と電流センサー２とを配設している。さらに、図３の電源装置は、電池ホルダー１の前部にリレーユニット４とヒューズユニット３とコントロールユニット５と電流センサー２とを接近して配設している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図２と図３に示す電源装置は、電流センサー２で正確に電流を検出するのが難しく、電流の検出エラーによってコントロールユニット５が誤動作することがある。それは、電流センサー２がリレーユニット４の近傍にあって、リレーユニット４で発生するノイズが、電流センサー２に影響を与えるからである。電流センサーは、磁界を検出して電流を検出する。このため、近傍でノイズが発生すると正確に検出できなくなる。とくに、多数の電池を接続している大出力な電源装置は、数十Ａ以上の極めて大きい電流を制御するために、大容量のリレーユニットが使用される。大容量のリレーユニットは、漏磁束が大きく、その近傍の磁界を大幅に変動させて大きなノイズを発生させる。
【０００５】
本発明は、このような欠点を解決することを目的に開発されたもので、本発明の重要な目的は、電流センサーでもって正確に電流を検出して、常に理想的な状態で使用できる電源装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の電源装置は、複数の電池を内蔵している電池ホルダー１と、この電池ホルダー１に収納している電池に流れる電流を検出する電流センサー２と、電池ホルダー１の電池に過電流が流れたときに電流を遮断するヒューズユニット３と、異常時に電池ホルダー１の電池に流れる電流を遮断するリレーユニット４とを備える。電源装置は、電流センサー２とリレーユニット４との間に電池ホルダー１を配設して、電流センサー２をリレーユニット４から離して配設している。
【０００７】
本発明の請求項２の電源装置は、ヒューズユニット３が電流センサー２を内蔵している。
【０００８】
本発明の請求項３の電源装置は、複数の電池を内蔵している電池ホルダー１と、この電池ホルダー１に収納している電池に流れる電流を検出する電流センサー２と、電池ホルダー１の電池に過電流が流れたときに電流を遮断するヒューズユニット３と、異常時に電池ホルダー１の電池に流れる電流を遮断するリレーユニット４と、電流センサー２の信号でリレーユニット４を制御するコントロールユニット５を備える。電源装置は、電流センサー２とリレーユニット４との間に電池ホルダー１を配設して、電流センサー２をリレーユニット４から離して配設すると共に、コントロールユニット５とヒューズユニット３とを互いに接近して配設している。
【０００９】
本発明の請求項４の電源装置は、ヒューズユニット３が電流センサー２を内蔵している。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための電源装置を例示するものであって、本発明は電源装置を以下のものに特定しない。
【００１１】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００１２】
電源装置は、用途を特定するものではないが、自動車を走行させるモーターを駆動する電源に最適である。この電源装置は、図４の回路図に示すように、複数の電池を内蔵している電池ホルダー１と、この電池ホルダー１の電池に流れる負荷電流と充電電流を検出する電流センサー２と、電池ホルダー１の電池に過電流が流れたときに電流を遮断するヒューズユニット３と、異常時に電池ホルダー１の電池に流れる電流を遮断するリレーユニット４と、電流センサー２の信号でリレーユニット４を制御するコントロールユニット５を備える。
【００１３】
この回路図に示す電源装置が備える、電池ホルダー１と電流センサー２とヒューズユニット３とリレーユニット４とコントロールユニット５の配置を図５と図６の平面図に示し、さらに、図５に示す電源装置の詳細図を図７の平面図に示している。これ等の図に示す電源装置は、電流センサー２とリレーユニット４との間に電池ホルダー１を配設して、電流センサー２をリレーユニット４から離して配設している。
【００１４】
図５と図７の電源装置は、一方の端部（図において右側端部）に、コントロールユニット５とヒューズユニット３と電流センサー２を配設して、他方の端部（左側端部）にリレーユニット４を配設している。すなわち、電流センサー２とリレーユニット４を、電池ホルダー１の反対側の端部に配設して、電流センサー２をリレーユニット４から分離し、さらに、両者の間に電池ホルダー１を配設することにより、リレーユニット４で発生するノイズを電池ホルダー１で遮断し、電流センサー２がリレーユニット４のノイズで誤動作するのを防止している。
【００１５】
図６の電源装置は、一方の電池ホルダー１の端部にリレーユニット４を配設し、他方の電池ホルダー１の端部であって前方にコントロールユニット５とヒューズユニット３と電流センサー２とを配設している。図において、電池ホルダー１の左側の端部にリレーユニット４を配設し、電池ホルダー１の右側であってその前方にコントロールユニット５とヒューズユニット３と電流センサー２を配設して、電流センサー２をリレーユニット４から分離し、電流センサー２とリレーユニット４の間に電池ホルダー１を配設することにより、リレーユニット４で発生するノイズを電池ホルダー１で遮断し、電流センサー２がリレーユニット４のノイズで誤動作するのを防止している。
【００１６】
これ等の図に示す電池ホルダー１は、多数の二次電池６を内蔵している。電池ホルダー１は、複数の二次電池６を直列に連結している複数本の電池ユニットを平行な姿勢で内蔵している。二次電池６はニッケル−水素電池、ニッケル−カドミウム電池、リチウムイオン二次電池等の二次電池である。電池ホルダー１に内蔵される二次電池６の個数は、電源装置の出力により最適値に設定される。自動車走行用のモーターを駆動する電源装置は、１００〜３００個の二次電池６を直列に接続して、出力電圧を高くしている。二次電池６は、必ずしも全てを直列に接続せず、並列に接続したものを直列に接続することもできる。電池を並列に接続している電源装置は、出力電流を大きくできる。
【００１７】
図に示す電源装置は、２組の電池ホルダー１を直列に接続している。２組の電池ホルダー１の間には、ヒューズユニット３と遮断プラグ８を直列に接続している。さらに、ヒューズユニット３は電流センサー２を内蔵している。このヒューズユニット３を図８に示す。このヒューズユニット３は、プラスチックを箱形に成形しているヒューズホルダー９に、ヒューズ７と電流センサー２を内蔵している。さらに、このヒューズユニット３は、遮断プラグ８を挿入するプラグ端子１０も備える。
【００１８】
ヒューズ７はリード７Ａの両端をヒューズホルダー９にネジ１１で固定している。ヒューズ７の一端は電池ホルダー１に設けられている片方の接続端子に接続され、他端はバスバー１２を介して、遮断プラグ８を挿入する一方のプラグ端子１０に接続している。
【００１９】
電流センサー２は角筒状で、中心孔２Ａにヒューズ７のリード７Ａを挿通して、ヒューズホルダー９に固定している。電流センサー２は内部にコイルを巻いて、ヒューズ７のリード７Ａに流れる電流を検出する。電流センサー２は、リード線をコントロールユニット５に接続して、電池に流れる電流を検出する信号をコントロールユニット５に入力する。
【００２０】
図９は、他の構造のヒューズユニット３を示す。この図のヒューズユニット３は、ヒューズ７の両端のリード７Ａをヒューズホルダー９に固定している。ヒューズ７は、リード７Ａの一端をケーブル１３を介して電池ホルダー１の接続端子に接続し、他端には、バスバー１２の一端をネジ１１で固定して接続している。バスバー１２はＬ字状で一端をプラグ端子１０に接続している。バスバー１２の両端は、ヒューズ７のリード７Ａと同じようにネジ１１を介してヒューズホルダー９に固定される。
【００２１】
この図のヒューズユニット３は、電流センサー２の中心孔２Ａにバスバー１２を挿入して、ヒューズホルダー９に固定している。電流センサー２は、図８に示すものと同じものが使用される。
【００２２】
図８と図９に示すヒューズユニット３は、電源装置を使用するときに、図７に示すように遮断プラグ８を挿入し、メンテナンスのときや組み立てのときには、遮断プラグ８を引き抜いて、出力端子１４の出力電圧を０Ｖとする。出力端子１４の高電圧を０Ｖとして、感電等の事故を防いで安全に作業するためである。
【００２３】
さらに、図に示す電源装置は、電池ホルダー１と＋−の出力端子１４との間にリレーユニット４のスイッチ１５を接続している。図のリレーユニット４は、３回路のスイッチ１５を備えている。＋側の出力端子１４は、並列に接続している２組のスイッチ１５を介して電池ホルダー１に接続される。２組のスイッチ１５は、片方のスイッチ１５に、直列に抵抗１６を接続し、他のスイッチ１５には抵抗を接続していない。このリレーユニット４は、電流を遮断するときに、２組のスイッチ１５をわずかな時間差で遮断する。電流を遮断するとき、抵抗を接続してしないスイッチ１５が先に遮断され、その後、わずかに遅れて抵抗１６を接続しているスイッチ１５が遮断される。−側の出力端子１４に接続しているスイッチ１５は、抵抗１６を接続しているスイッチ１５と同時に遮断される。このリレーユニット４は、大電流を速やかに遮断して、接点のアーク等を少なくして、電流遮断時のノイズを低レベルにできる。このため、リレーユニット４のノイズに起因する電流センサー２の誤検出をより少なくできる。
【００２４】
リレーユニット４は、コントロールユニット５に制御されてスイッチ１５をオンオフに切り換える。コントロールユニット５は、電流センサー２からの信号でリレーユニット４を制御する。電池に設定電流よりも大きな過大電流が流れると、このことを電流センサー２で検出して、コントロールユニット５はリレーユニット４のスイッチ１５をオフに切り換えて電流を遮断する。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の電源装置は、電流センサーでもって正確に電流を検出して、常に理想的な状態で使用できる特長がある。それは、本発明の電源装置が、電流センサーとリレーユニットとの間に、複数の電池を内蔵している電池ホルダーを配設しているからである。この構造の電源装置は、介在する電池ホルダーによって、電流センサーをリレーユニットから離して配設できるので、リレーユニットで発生するノイズが電流センサーに影響を与えるのを有効に防止できる。したがって、本発明の電源装置は、電流の検出エラーを極減して正確に電流を検出し、安心して使用できる特長がある。とくに、多数の電池を接続した大出力の電源装置として、大容量のリレーユニットを使用する場合においても、電流センサーに悪影響を与えることなく正確に電流を検出できる。さらに、コントロールユニット等を備える電源装置においては、これ等の誤動作を確実に阻止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の電源装置の回路図
【図２】図１の回路図に示す電源装置の一例を示す概略平面図
【図３】図１の回路図に示す電源装置の他の一例を示す概略平面図
【図４】本発明の実施例の電源装置の回路図
【図５】図４の回路図に示す電源装置の一例を示す概略平面図
【図６】図４の回路図に示す電源装置の他の一例を示す概略平面図
【図７】図５に示す電源装置の詳細を示す平面図
【図８】ヒューズユニットの一例を示す斜視図
【図９】ヒューズユニットの他の一例を示す平面図
【符号の説明】
１…電池ホルダー
２…電流センサー          ２Ａ…中心孔
３…ヒューズユニット
４…リレーユニット
５…コントロールユニット
６…二次電池
７…ヒューズ              ７Ａ…リード
８…遮断プラグ
９…ヒューズホルダー
１０…プラグ端子
１１…ネジ
１２…バスバー
１３…ケーブル
１４…出力端子
１５…スイッチ
１６…抵抗
【図１】
0003619720.tif 000002
【図２】
0003619720.tif 000003
【図３】
0003619720.tif 000004
【図４】
0003619720.tif 000005
【図５】
0003619720.tif 000006
【図６】
0003619720.tif 000007
【図７】
0003619720.tif 000008
【図８】
0003619720.tif 000009
【図９】
0003619720.tif 000010