(57)【要約】【課題】電気的に無負荷状態において蓄電デバイス間に流れる還流電流に起因する不都合を解消することができる蓄電システムを提供する。【解決手段】蓄電部３０と還流電流検出部４０と表示器４５とを備え、蓄電部３０は、異なる種類の複数の電池３１，３２が並列接続されている。還流電流検出部４０において、電気的に無負荷状態において電池３１，３２間に流れる還流電流が検出され、検出結果に基づいて表示器４５が点灯する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる種類の複数の蓄電デバイスを並列接続して構成され、負荷に対し放電可能であるとともに前記複数の蓄電デバイスを充電可能である蓄電部と、
電気的に無負荷状態において前記蓄電デバイス間に流れる還流電流を検出する還流電流検出手段と、
前記還流電流検出手段の検出結果に基づいて報知する報知手段と、
を備えたことを特徴とする蓄電システム。
【請求項２】
前記還流電流検出手段は、
前記還流電流が流れる経路に設けられた電流検出抵抗と、
前記電流検出抵抗の両端に発生する電圧が閾値よりも大きいと還流電流が流れたと判定する比較判定手段と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の蓄電システム。
【請求項３】
前記異なる種類の複数の蓄電デバイスは、鉛蓄電池とニッケル水素電池であることを特徴とする請求項１または２に記載の蓄電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
異なる種類の電池を組み合わせて構成した電池システムが知られている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１８５３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、鉛蓄電池とニッケル水素電池等を並列接続して蓄電システムを構成する場合において、電気的に無負荷状態で各電池の電位差により電池間に還流電流が流れ、還流電流が流れている状態での電池交換のための取り外しを行うことは好ましくない。
【０００５】
本発明の目的は、電気的に無負荷状態において蓄電デバイス間に流れる還流電流に起因する不都合を解消することができる蓄電システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明では、異なる種類の複数の蓄電デバイスを並列接続して構成され、負荷に対し放電可能であるとともに前記複数の蓄電デバイスを充電可能である蓄電部と、電気的に無負荷状態において前記蓄電デバイス間に流れる還流電流を検出する還流電流検出手段と、前記還流電流検出手段の検出結果に基づいて報知する報知手段と、を備えたことを要旨とする。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、電気的に無負荷状態において蓄電デバイス間に流れる還流電流が還流電流検出手段により検出される。そして、還流電流検出手段の検出結果に基づいて報知手段により報知される。
【０００８】
よって、例えば、還流電流が流れている状態での蓄電デバイスの交換のための取り外しを行うことが回避され、電気的に無負荷状態において蓄電デバイス間に流れる還流電流に起因する不都合を解消することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の蓄電システムにおいて、前記還流電流検出手段は、前記還流電流が流れる経路に設けられた電流検出抵抗と、前記電流検出抵抗の両端に発生する電圧が閾値よりも大きいと還流電流が流れたと判定する比較判定手段と、を有することを要旨とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、比較判定手段において、還流電流が流れる経路に設けられた電流検出抵抗の両端に発生する電圧が閾値よりも大きいと還流電流が流れたと判定される。これにより容易に還流電流を検出することができる。
【００１１】
請求項３に記載のように、請求項１または２に記載の蓄電システムにおいて、前記異なる種類の複数の蓄電デバイスは、鉛蓄電池とニッケル水素電池であるとよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、電気的に無負荷状態において蓄電デバイス間に流れる還流電流に起因する不都合を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態における蓄電システムの回路構成図。
【図２】作用を説明するためのタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、エンジンを搭載した車両（自動車）１０には、蓄電システム２０と負荷５０が搭載されている。また、車両１０はアイドルストップ機能を有している。蓄電システム２０は、蓄電部（バッテリ）３０と、還流電流検出手段としての還流電流検出部４０と、報知手段としての表示器４５を備えている。負荷５０は、アイドルストップのエンジン再始動用モータや、補機類などであり、蓄電システム２０の蓄電部３０から負荷５０に電力が供給される。また、エンジン再始動用モータが、車両が減速した際などにおける回生時の発電機能を備えており、モータで発生する回生エネルギーが蓄電部３０（鉛蓄電池３１、ニッケル水素電池３２）に回収される。
【００１５】
蓄電部３０においては、複数の電池３１，３２が並列接続されている。詳しくは、第１の蓄電デバイスとしての鉛蓄電池３１と、第２の蓄電デバイスとしてのニッケル水素電池３２が並列接続されている。鉛蓄電池３１は容量が大きく、ニッケル水素電池３２はパワーが大きい。鉛蓄電池３１の出力電圧は７〜１４ボルト程度であり、ニッケル水素電池３２の出力電圧は９〜１６ボルト程度である。
【００１６】
鉛蓄電池３１は、起電力（開回路電圧）を発生させる部位に対する内部抵抗を有する。ニッケル水素電池３２は、起電力（開回路電圧）を発生させる部位に対する内部抵抗を有する。鉛蓄電池３１とニッケル水素電池３２の内部抵抗の値は相違している。
【００１７】
蓄電部３０において、鉛蓄電池３１の負極とニッケル水素電池３２の負極とが接続されるとともに、鉛蓄電池３１の正極とニッケル水素電池３２の正極とが接続されている。蓄電部３０の負極および正極に負荷５０が接続されている。蓄電部３０（鉛蓄電池３１、ニッケル水素電池３２）は負荷５０に対し放電する。また、鉛蓄電池３１およびニッケル水素電池３２は回生エネルギーを回収する際に充電され、この充電の際、電池３１，３２の内部抵抗により充電電流が分配される。
【００１８】
このように、蓄電部３０は、異なる種類の複数の蓄電デバイスを並列接続して構成されており、具体的には、異なる種類の複数の蓄電デバイスは、鉛蓄電池とニッケル水素電池である。また、蓄電部３０は、負荷５０に対し放電可能であるとともに複数の電池３１，３２を充電可能である。
【００１９】
充電および放電の少なくとも一方を行った後の蓄電部３０の電気的に無負荷状態において電池３１，３２間に還流電流Ｉｃが流れる。還流電流Ｉｃは、電池３１と電池３２の充電率の差、および内部抵抗の差に基づいて流れる。つまり、蓄電池を並列に接続した場合、電気的に無負荷状態において個々の蓄電池に流れる電流が還流電流であり、種類の異なる蓄電池は、その内部抵抗が相違している。そのため、充放電時において各蓄電池へ入出力される電流量も内部抵抗の相違によって異なり、電気的に無負荷状態になったときに蓄電池間の電圧を平衡化させるために蓄電池間において還流電流が流れる。この還流電流は、それぞれの蓄電池が本来の電位に戻るまで流れる。
【００２０】
蓄電部３０における鉛蓄電池３１の負極端子とニッケル水素電池３２の負極端子との間はケーブルにて接続されている。
還流電流検出部４０は、抵抗４１、差動増幅器４２、比較回路４３、増幅器４４を有する。抵抗４１はケーブルの内部抵抗（配線抵抗）であり、還流電流が流れる経路に設けられており、電流検出抵抗として機能する。つまり、還流電流が流れると抵抗４１の両端に電圧が発生する。差動増幅器４２の一方の入力端子はケーブルの内部抵抗（配線抵抗）４１の一端に接続され、差動増幅器４２の他方の入力端子はケーブルの内部抵抗（配線抵抗）４１の他端に接続されている。そして、ケーブルに電流が流れると内部抵抗（配線抵抗）４１の両端間に電流の大きさに応じた電位差が生じ、この電位差に応じた電圧が差動増幅器４２から出力される。
【００２１】
差動増幅器４２の出力端子には比較回路４３が接続されている。そして、比較回路４３においてケーブルに流れる電流に応じた電圧値と閾値とが比較され、比較結果に応じたレベルの信号（大小によりＬレベルまたはＨレベルの信号）が出力される。つまり、比較判定手段としての差動増幅器４２および比較回路４３により、抵抗４１の両端に発生する電圧が閾値よりも大きいと還流電流が流れたと判定される。このように、還流電流検出部４０において、電気的に無負荷状態において電池３１，３２間に流れる還流電流が検出される。
【００２２】
比較回路４３の出力端子には増幅器４４を介して表示器（インジケータ）４５が接続されている。表示器４５として、ランプ、ＬＥＤ等を挙げることができる。そして、比較回路４３の出力が増幅器４４により増幅されて還流電流が流れたときに表示器４５において点灯動作できるようになっている。つまり、表示器４５により、還流電流検出部４０の検出結果に基づいて報知が行われる。
【００２３】
次に、蓄電システムの作用を説明する。
図２に示すように、ｔ１のタイミングで負荷５０が駆動（オン）し、ｔ２のタイミングで負荷５０が非駆動状態（オフ）にされたとする。
【００２４】
負荷５０が駆動（オン）している間は放電が行われ負荷電流ｉｒが流れる。つまり、蓄電部３０（鉛蓄電池３１、ニッケル水素電池３２）の正極から、電流が負荷５０を通り、蓄電部３０（鉛蓄電池３１、ニッケル水素電池３２）の負極に流れる。このとき流れる電流は、トータルで４００アンペアから８００アンペア程度であり、並列に接続されている鉛蓄電池３１とニッケル水素電池３２それぞれの内部抵抗によって分担される。
【００２５】
負荷５０が非駆動状態（オフ）にされるとその直後に鉛蓄電池３１とニッケル水素電池３２との間に還流電流Ｉｃが流れる。この還流電流Ｉｃにより抵抗４１の両端子間に電位差が生じる。この電位差は差動増幅器４２において差動がとられると共に増幅される。そして、比較回路４３で閾値と比較される。例えば、閾値は、２０ｍＡの電流値相当であり、図２において閾値に相当する電流をＩｔｈで示す。
【００２６】
還流電流に応じた電圧値が閾値よりも大きいと（図２のｔ２〜ｔ３の期間）、表示器４５が点灯する。具体的には、負荷駆動停止後、数分間は安定するまで還流電流が流れ、その期間は表示器４５が点灯する。これにより、運転者や整備者に還流電流が流れていることを表示器（インジケータ）４５で知らせることができ、運転者や整備者による電池交換のための取り外しが行われない。電池交換は表示器４５が消えた後に行われ、還流電流に起因する不都合が発生することはない。
【００２７】
同様に、充電直後にも還流電流が流れるが、その際にも表示器４５が点灯して報知する。
このようにして、電気的に無負荷状態において電池３１，３２間に流れる還流電流を検出して検出結果に基づいて表示器４５を用いて報知する。具体的には、還流電流が流れていることを表示器４５の点灯にて知らせる。
【００２８】
なお、図２において負荷５０が駆動（オン）している時において、還流電流検出部４０の差動増幅器４２においてケーブルに流れる電流に応じた電圧値が出力され、比較回路４３で閾値と比較され、ケーブルに流れる電流に応じた電圧値が閾値よりも大きいと表示器４５が点灯する。負荷が駆動しているときに表示器４５が点灯していても問題はない。
【００２９】
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）蓄電システム２０の構成として、蓄電部３０と還流電流検出部４０と表示器４５とを備えた。よって、還流電流が流れていることが報知され、例えば、還流電流が流れている状態での電池交換のための取り外しを行うことが回避され、電気的に無負荷状態において電池３１，３２間に流れる還流電流に起因する不都合を解消することができる。
【００３０】
（２）具体的には、還流電流検出部４０は、還流電流が流れる経路に設けられた電流検出抵抗としての抵抗４１と、比較判定手段としての差動増幅器４２および比較回路４３を有する。そして、比較判定手段（差動増幅器４２、比較回路４３）において、抵抗４１の両端に発生する電圧が閾値よりも大きいと還流電流が流れたと判定する。よって、簡単な構成にて容易に還流電流を検出することができる。
【００３１】
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
・図２では負荷電流が流れる期間ｔ１〜ｔ２および還流電流が流れる期間ｔ２〜ｔ３において表示器４５を点灯したが、還流電流が流れる期間ｔ２〜ｔ３においてのみ表示器４５を点灯させてもよい。つまり、負荷５０が駆動（オン）しているとき、あるいは、蓄電部３０（鉛蓄電池３１、ニッケル水素電池３２）が充電されるときは表示器４５を点灯させないようにしてもよい。
【００３２】
・還流電流検出抵抗として配線抵抗（４１）を用いたが、専用の抵抗を用いてもよい。
・還流電流検出用に抵抗を用いたが、これに代わり、ホール素子や磁気抵抗素子を用いて還流電流を検出してもよい。
【００３３】
・ＬＥＤを用いて還流電流検出と報知を同一のデバイスで実現してもよい。
・報知手段は表示器４５以外にも音で警報するブザー等であってもよい。また、視覚と聴覚による報知であってもよい。
【００３４】
・蓄電部３０において複数の蓄電デバイスとして鉛蓄電池３１とニッケル水素電池３２を用いたが、これに限定されるものではない。例えば、蓄電デバイスとしてリチウムイオン電池やキャパシタを用いてもよい。具体的には、鉛蓄電池３１とキャパシタを並列接続して蓄電部を構成してもよい。
【００３５】
・蓄電部３０において複数の蓄電デバイスとして３種類以上の電池を並列接続してもよい。例えば、鉛蓄電池とニッケル水素電池とリチウムイオン電池を用いてもよい。
【符号の説明】
【００３６】
２０…蓄電システム、３０…蓄電部、３１…鉛蓄電池、３２…ニッケル水素電池、４０…還流電流検出部、４１…抵抗、４２…差動増幅器、４３…比較回路、４４…増幅器、４５…表示器、５０…負荷。
【図１】
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【図２】
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