(57)【要約】      （修正有）【課題】電圧変換が無くとも鉛バッテリに接続可能とした車載用の電源装置を提供する。【解決手段】車載用のバッテリシステムは、鉛バッテリＰＢと、鉛バッテリＰＢと並列に接続されるサブバッテリ１００とを備える。サブバッテリ１００は、複数の蓄電器１を直列に接続した蓄電ブロック１０と、複数の蓄電ブロック１０を収納するための、主面を備える収納ケース３０とを備え、収納ケース３０の主面の一方を、鉛バッテリＰＢで押圧させる押圧面３３として、該押圧面３３を介して、鉛バッテリＰＢで収納ケース３０を押圧するよう構成される。これにより、蓄電器の体積膨張による応力変化を抑制でき、もって蓄電器の長寿命化に寄与できる。【選択図】図２
2014089840.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛バッテリと、
前記鉛バッテリと並列に接続されるサブバッテリと
を備える車載用のバッテリシステムであって、
前記サブバッテリは、
複数の蓄電器を直列に接続した蓄電ブロックと、
前記複数の蓄電ブロックを収納するための、主面を備える収納ケースと
を備え、
前記収納ケースの主面の一方を、前記鉛バッテリで押圧させる押圧面として、該押圧面を介して、前記鉛バッテリで前記収納ケースを押圧するよう構成してなることを特徴とする車載用のバッテリシステム。
【請求項２】
請求項１に記載の車載用のバッテリシステムであって、さらに、
前記収納ケースを、車両の所定位置に固定するための固定機構を備えており、
前記固定機構は、前記収納ケースの押圧面を上面とする姿勢で、前記鉛バッテリを重ねた状態で、該鉛バッテリとサブバッテリとを纏めて車両の所定位置に固定するよう構成してなることを特徴とする車載用のバッテリシステム。
【請求項３】
請求項２に記載の車載用のバッテリシステムであって、
前記固定機構は、前記鉛バッテリとサブバッテリとを積層した状態で、その表面に沿って周囲を覆うように断面視コ字状に形成されてなることを特徴とする車載用のバッテリシステム。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一に記載の車載用のバッテリシステムであって、
前記鉛バッテリの重量Ａと、前記サブバッテリの重量Ｂとの比率が、Ａ／Ｂ≧１であることを特徴とする車載用のバッテリシステム。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一に記載の車載用のバッテリシステムであって、
前記収納ケースの押圧面が、これと押圧させる鉛バッテリの主面よりも小さく形成されてなることを特徴とする車載用のバッテリシステム。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一に記載の車載用のバッテリシステムであって、
前記蓄電器が、その外装缶を角形としてなることを特徴とする車載用のバッテリシステム。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一に記載の車載用のバッテリシステムであって、
前記蓄電器が、角形の二次電池セルであることを特徴とする車載用のバッテリシステム。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一に記載の車載用のバッテリシステムであって、
アイドリングストップの車両に搭載可能であり、車両の回生発電の電力でもって、前記鉛バッテリとサブバッテリの両方を充電可能としてなることを特徴とする車載用のバッテリシステム。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一に記載の電源装置を備えるバッテリシステムであって、
車両を走行させるエンジンと、
前記エンジンで駆動され、かつ車両の回生制動で駆動されるオルタネータと
を備え、
前記オルタネータで、回生制動時に電源装置を充電するアイドリングストップ機能を有することを特徴とする車両。
【請求項１０】
鉛バッテリと並列に接続可能な車載用の電源装置であって、
複数の蓄電器を直列に接続した蓄電ブロックと、
前記複数の蓄電ブロックを収納するための、主面を備える収納ケースと
を備え、
前記収納ケースの主面の一方を、鉛バッテリと押圧させる押圧面とし、
使用時には、前記収納ケースの押圧面を鉛バッテリで押圧するように構成してなることを特徴とする車載用の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載用のバッテリシステム及びこれを備える車両並びに車載用の電源装置に関し、例えば鉛蓄電池と並列にサブバッテリを接続してなる車両用のバッテリシステムと、このバッテリシステムを搭載する車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両は、電装用のバッテリとして、定格電圧を１２Ｖとする鉛蓄電池を用いた鉛バッテリを搭載し、また大型車両にあっては１２Ｖの鉛バッテリを２組直列に接続して定格電圧を２４Ｖとする鉛バッテリを搭載している。鉛バッテリは、車両のオルタネータで充電されて、車両の電装機器やセルモータなどに電力を供給している。この鉛バッテリは、放電抵抗は小さいが、充電抵抗が大きいので、効率よく充電するのが難しい欠点がある。この欠点を改善し、さらに容積や重量に対する電池容量（Ａｈ）を大きくすることを目的として、鉛バッテリと並列にリチウムイオン二次電池を接続している車両用のバッテリシステムは開発されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−４６５０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような積層型の二次電池の場合は、充放電を繰り返すことにより、二次電池の外装缶が膨張して、内部抵抗が増加し、寿命が短くなるという問題があった。特に大電流での充放電を短時間で行う程、このような膨張の程度も大きくなる。また、鉛バッテリは車両のエンジンルームに設置されるため、周囲温度も高く、またエンジンなどの駆動系によって振動するため、二次電池にとっては過酷な環境下で使用されることとなって、短期に寿命に至ることが考えられる。さらに、膨張により内部短絡を生じる可能性もある。
【０００５】
本発明は、従来のこのような問題点に鑑みてなされたものである。本発明の主な目的は、鉛バッテリと共に使用される電源装置の膨張を抑制して長寿命化を図った車載用のバッテリシステム及びこれを備える車両並びに車載用の電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の一の車載用のバッテリシステムによれば、鉛バッテリと、前記鉛バッテリと並列に接続されるサブバッテリとを備える車載用のバッテリシステムであって、前記サブバッテリは、複数の蓄電器を直列に接続した蓄電ブロックと、前記複数の蓄電ブロックを収納するための、主面を備える収納ケースとを備え、前記収納ケースの主面の一方を、前記鉛バッテリで押圧させる押圧面として、該押圧面を介して、前記鉛バッテリで前記収納ケースを押圧するよう構成できる。上記構成により、蓄電器の体積膨張による応力変化を抑制でき、もって蓄電器の長寿命化に寄与できる。
【０００７】
また、他の車載用のバッテリシステムによれば、さらに前記収納ケースを、車両の所定位置に固定するための固定機構を備えており、前記固定機構は、前記収納ケースの押圧面を上面とする姿勢で、前記鉛バッテリを重ねた状態で、該鉛バッテリとサブバッテリとを纏めて車両の所定位置に固定するよう構成できる。上記構成により、サブバッテリと鉛バッテリを共通の固定機構で固定でき、固定作業を簡素化できる利点が得られる。
【０００８】
さらに、他の車載用のバッテリシステムによれば、前記固定機構は、前記鉛バッテリとサブバッテリとを積層した状態で、その表面に沿って周囲を覆うように断面視コ字状に形成できる。上記構成により、固定機構によるサブバッテリと鉛バッテリの締結作業を容易にでき、また鉛バッテリの交換作業を容易に行える利点が得られる。
【０００９】
さらにまた、他の車載用のバッテリシステムによれば、前記鉛バッテリの重量Ａと、前記サブバッテリの重量Ｂとの比率が、Ａ／Ｂ≧１とすることができる。
【００１０】
さらにまた、他の車載用のバッテリシステムによれば、前記収納ケースの押圧面を、これと押圧させる鉛バッテリの主面よりも小さく形成することができる。上記構成により、収納ケースの主面の全面を、鉛バッテリの主面で押圧でき、その膨張を抑制できる。
【００１１】
さらにまた、他の車載用のバッテリシステムによれば、前記蓄電器の外装缶を角形とすることができる。
【００１２】
さらにまた、他の車載用のバッテリシステムによれば、前記蓄電器を、角形の二次電池セルとすることができる。
【００１３】
さらにまた、他の車載用のバッテリシステムによれば、アイドリングストップの車両に搭載可能であり、車両の回生発電の電力でもって、前記鉛バッテリとサブバッテリの両方を充電可能とすることができる。
【００１４】
さらにまた、本発明のバッテリシステムを備える車両によれば、上記のバッテリシステムを備えると共に、車両を走行させるエンジンと、前記エンジンで駆動され、かつ車両の回生制動で駆動されるオルタネータとを備え、前記オルタネータで、回生制動時に電源装置を充電するアイドリングストップ機能を有することができる。
【００１５】
さらにまた、本発明の車両用の電源装置によれば、複数の蓄電器を直列に接続した蓄電ブロックと、前記複数の蓄電ブロックを収納するための、主面を備える収納ケースとを備え、前記収納ケースの主面の一方を、鉛バッテリと押圧させる押圧面とし、使用時には、前記収納ケースの押圧面を鉛バッテリで押圧するように構成できる。上記構成により、蓄電器の体積膨張による応力変化を抑制でき、もって蓄電器の長寿命化に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態１に係る車載用のバッテリシステムを示す斜視図である。
【図２】図１の車載用のバッテリシステムの分解斜視図である。
【図３】図１の車載用のバッテリシステムのＩＩＩ−ＩＩＩ線における垂直断面図である。
【図４】図２のサブバッテリの内部構造を示す透視斜視図である。
【図５】図４のサブバッテリを背面側から見た分解斜視図である。
【図６】実施の形態２に係る車載用のバッテリシステムの模式垂直断面図である。
【図７】バッテリシステムを車両に接続した状態を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための車載用のバッテリシステム及びこれを備える車両並びに車載用の電源装置を例示するものであって、本発明は車載用のバッテリシステム及びこれを備える車両並びに車載用の電源装置を以下のものに特定しない。また実施の形態に記載されている構成部材の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。また、一部の実施例、実施形態において説明された内容は、他の実施例、実施形態等に利用可能なものもある。
（実施の形態１）
【００１８】
本発明の実施の形態１に係る車載用のバッテリシステム１０００の斜視図を図１に、この車載用のバッテリシステム１０００の分解斜視図を図２に、この車載用のバッテリシステム１０００の内部構造を図３の断面図に、それぞれ示す。これらの図に示す車載用のバッテリシステム１０００は、車両に備えられたバッテリ固定用のトレイＴＲに、固定機構４０でもって固定されている。このバッテリシステム１０００は、鉛バッテリＰＢと、サブバッテリ１００で構成される。サブバッテリ１００は、鉛バッテリＰＢと並列に電気接続されており、鉛バッテリＰＢの出力端子から、バッテリシステム１０００の出力が得られる。鉛バッテリＰＢには、既存の定格電圧を１２Ｖとする鉛蓄電池が用いられる。また鉛バッテリＰＢは、外観を箱形としている。
（サブバッテリ１００）
【００１９】
一方サブバッテリ１００は、図４の透視斜視図及び図５の分解斜視図に示すように、複数の蓄電器１を直列に接続した蓄電ブロック１０と、蓄電ブロック１０と電気的に接続された回路基板２０と、これらを収納する収納ケース３０とを備える。
（収納ケース３０）
【００２０】
収納ケース３０は対向する主面を有する箱形とし、横長の姿勢で上面側の主面に鉛バッテリＰＢを載置して、トレイＴＲに固定する。このため収納ケース３０は、上面に鉛バッテリＰＢを載置しても十分な強度に設計される。ここでは、収納ケース３０を軽量で絶縁性に優れた樹脂製としている。また、上面側の主面を、鉛バッテリＰＢを載置して押圧される押圧面３３とし、下面側の主面をトレイＴＲに載置する載置面３４としている。このように、載置面３４を下面としてサブバッテリ１００をトレイＴＲ上に載置し、さらにその上面の押圧面３３に鉛バッテリＰＢを積層して、このバッテリ積層体１０１を固定機構４０でトレイＴＲ上に固定する。この結果、収納ケース３０がトレイＴＲ上に強固に固定されると共に、上下の主面を挟持されて押圧され、この収納ケース３０に収納された蓄電ブロック１０を構成する蓄電器１の膨張を抑制できる。特に鉛バッテリＰＢはある程度の重量を有するため、これを利用してサブバッテリ１００を安定的に保持できる。ここで鉛バッテリＰＢの重量をＡ［ｋｇ］、サブバッテリ１００の重量をＢ［ｋｇ］とする場合、Ａ／Ｂ≧１とすることが好ましい。このようにすることで、特に車両のエンジンルームのような、振動が連続的に生じる環境下に置かれても、鉛バッテリＰＢで押圧することで振動を抑制できる効果が得られる。
【００２１】
このようにして、サブバッテリ１００は上面側の主面を鉛バッテリＰＢで押圧し、下面側の主面をトレイＴＲの床面に押圧して、これらの間で狭持され、膨張を抑制される。なお、バッテリ固定用のトレイＴＲは、図３の断面図に示すように車両のシャーシＳＳに予め固定されている。また車両のシャーシ自体を、トレイとして利用することもできる
【００２２】
なお収納ケース３０の押圧面３３は、これと押圧させる鉛バッテリＰＢの主面よりも小さく形成することが好ましい。これにより、収納ケース３０の主面の全面を、鉛バッテリＰＢの主面で押圧でき、その膨張を抑制できる。
【００２３】
また、サブバッテリ１００の主面を広い面積で鉛バッテリＰＢと接触させることで、鉛バッテリＰＢでもってサブバッテリ１００の発熱を吸収できる利点も得られる。すなわち、鉛バッテリＰＢは多くの水分を含んでいるため熱容量が大きく、サブバッテリ１００が発熱してもこれを吸収できる。特にサブバッテリ１００に二次電池等を使用する場合は、充放電によって発熱が生じる。二次電池の発熱は、二次電池自体の寿命にも影響を与えるため、十分な放熱性が要求されるところ、例えば車両のエンジンルームに置かれる場合は周囲が非常に高温となり、冷却を図ることが困難となる。このような状況下で、既存の鉛バッテリＰＢを利用してサブバッテリ１００の膨張を抑制することに加え、放熱性の改善にも利用することができ、追加の冷却機構を付加することなく、安価にかつ簡便に蓄電器１の長寿命化を図ることができる利点が得られる。
【００２４】
なお、サブバッテリと鉛バッテリとの間は、直接接触させる他、間に絶縁体や緩衝材、熱伝導シート等の介在物を、必要に応じて介在させることもできる。例えば熱伝導シートは、サブバッテリと鉛バッテリとの接触界面に隙間が形成されるのを防ぎ、空気層によって断熱される事態を回避できる。また、サブバッテリの表面を鉛バッテリと絶縁する必要がある場合は、絶縁シートを介在させることで安全性を高められる。
（蓄電ブロック１０）
【００２５】
サブバッテリ１００は、図３〜図５に示すように、蓄電ブロック１０と、蓄電ブロック１０と電気的に接続された回路基板２０と、これら蓄電ブロック１０と回路基板２０とを収納する収納ケース３０と、蓄電ブロック１０の総電圧を出力する一対のサブ出力端子３６とを備える。収納ケース３０は、図５の例では上ケース３１と下ケース３２に二分割され、内部に蓄電ブロック１０と回路基板２０とを収納する収納空間を形成している。
蓄電ブロック１０は、複数の蓄電器１を直列に接続して構成される。また、並列接続を組み合わせることもできる。図５の例では、２本の蓄電器１を並列に接続し、これを３組直列に接続している。蓄電器１同士の接続は、リード板５２を用いる。また蓄電ブロック１０の端縁においては正極側リード板及び負極側リード板を設けて、総電圧を取り出し、サブ出力端子３６と接続する。
（蓄電器１）
【００２６】
蓄電器１は、蓄電可能な部材であり、リチウムイオン二次電池が好適に利用できる。ただ、本発明は蓄電器をリチウムイオン二次電池に限定するものでなく、リチウムポリマー電池やニッケル水素電池等、他の二次電池も使用できる。また、この例では蓄電器１として二次電池セルを使用する例を説明しているが、本発明は蓄電器として電池セルに代えて、あるいはこれに加えて、電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）等のキャパシタを利用することもできる。本明細書においては、バッテリにキャパシタを包含する意味で使用する。
（回路基板２０）
【００２７】
回路基板２０は、図３〜図５に示すように、蓄電ブロック１０と収納ケース３０の側面との間に配置されている。この回路基板２０は、二次電池１の充放電を監視する電子回路を実装している。また回路基板２０には、各二次電池１の異常を、電流や電圧、温度等に基づいて監視し、異常と判定されたときにはこれを遮断する安全回路を実装することもできる。
（サブ出力端子３６）
【００２８】
また収納ケース３０の側面には、一対のサブ出力端子３６を突出させている。サブ出力端子３６は、蓄電ブロック１０の総電圧の正極側と接続された正極側サブ出力端子と、負極側と接続された負極側サブ出力端子とで構成される。正極側サブ出力端子は収納ケース３０の内部で、正極側リード板と、負極側サブ出力端子は負極側リード板と、それぞれ接続されている。さらに収納ケース３０の外部において、サブ出力端子３６は、鉛バッテリＰＢの鉛出力端子ＯＴとケーブル５０を介して接続される。サブバッテリ１００を鉛バッテリＰＢと並列に接続するために、正極側サブ出力端子は正極側の鉛出力端子と、負極側サブ出力端子は、負極側の鉛出力端子と、それぞれ接続されている。このようなケーブル５０には、ハーネスや金属リードが利用できる。またケーブル５０は、固定機構４０等の部材と短絡しないよう、表面を絶縁することが好ましい。
（固定機構４０）
【００２９】
また車載用のバッテリシステム１０００は、収納ケース３０を車両の所定位置に固定するための固定機構４０を備えている。固定機構４０は、収納ケース３０の押圧面３３を上面とする姿勢で、鉛バッテリＰＢを重ねた状態で、該鉛バッテリＰＢとサブバッテリ１００とを纏めて車両の所定位置に固定する。これにより、サブバッテリ１００と鉛バッテリＰＢを共通の固定機構４０で固定でき、固定作業を簡素化できる利点が得られる。
【００３０】
図１〜図３に示す固定機構４０は、鉛バッテリＰＢとサブバッテリ１００とを積層したバッテリ積層体１０１の表面に沿って、周囲を覆うように断面視コ字状に形成されている。ここでは、固定機構４０は固定板４２と一対のロッド４４で構成される。これら固定板４２やロッド４４は、十分な強度を備える材質、例えば金属製とすることが好ましい。固定板４２は、鉛バッテリＰＢの上面に配置され、その両端を鉛バッテリＰＢの側面から突出させて、各々にねじ穴を開口させている。そしてバッテリ積層体１０１の側面には、それぞれロッド４４を配置する。ロッド４４の先端は、固定板４２のねじ穴に螺合可能なねじ溝を切っており、また他端は、鉤状に折曲させた鉤状部４５としている。トレイＴＲには、バッテリ積層体１０１を配置する位置の側面に、予めスリットＳＬを開口しており、このスリットＳＬにロッド４４の鉤状部４５を挿入して、またねじ溝を固定板４２のねじ穴に螺合させてナット４６等で固定し、固定機構４０でもってバッテリ積層体１０１をトレイＴＲに固定する。
【００３１】
この構成の固定機構４０は、一の固定機構４０で鉛バッテリＰＢとサブバッテリ１００を同時に固定できるので、固定作業を容易にできる利点が得られる。また鉛バッテリＰＢは定期的に交換する必要があることから、固定作業の省力化は交換作業の効率化の面でも有利となる。
【００３２】
図１〜図３の例では、このような固定板４２やロッド４４で構成された固定機構４０を２つ、バッテリ積層体１０１の周囲で互いに離間させつつ平行に設けている。ただ、固定機構の数はこれに限らず、求められる固定強度やバッテリ積層体の大きさなどに応じて、１のみ、あるいは３以上とすることもできる。さらに固定機構の構成も、固定板とロッドの組み合わせに限らず、例えばベルト状にバッテリ積層体を巻き付けたり、あるいは鉛バッテリとサブバッテリを貫通するねじ穴を四隅に開口させて螺合させるなど、既知の固定方法が適宜利用できる。
【００３３】
このように、収納ケース３０の主面の一方を鉛バッテリＰＢで押圧させる押圧面３３として、この押圧面３３を介して、鉛バッテリＰＢで収納ケース３０を押圧した状態に、固定機構４０で固定する。これにより、鉛バッテリＰＢの重量と固定機構４０の相乗効果によって二次電池の体積膨張による応力変化を抑制でき、もって二次電池の長寿命化が図られる。
（実施の形態２）
【００３４】
以上の例では、蓄電器として角型の二次電池を使用した例を説明したが、本発明はこの構成に限らず、円筒形の二次電池を用いることもできる。このような例を実施の形態２に係るバッテリシステム１０００’として、図６の垂直断面図に示す。この断面図では、説明を容易にするため固定機構の図示を省略している。ここでは、サブバッテリ１００’において蓄電器１’としてニッケル水素電池を使用している。このニッケル水素電池を５本、横並びに並べた状態で直列に接続して、これを２組直列に接続して、計１０本のニッケル水素電池を直列に接続した蓄電ブロック１０’を構成している。この構成であれば、定格１．２Ｖのニッケル水素電池を１０本用いて、容易に１２Ｖの蓄電ブロック１０’を構成できる。すなわち、昇圧や降圧といった電圧変換を不要として、変換回路を省略して構成を大幅に簡素化できる。さらにこの蓄電ブロック１０’を、円筒形の外装缶を直立させた姿勢で収納ケース３０’に収納してサブバッテリ１００’を構成する。このサブバッテリ１００’の上面に載置した鉛バッテリＰＢとトレイＴＲの床面との間で挟持することにより、外装缶の膨張を機械的に抑制でき、長寿命化も図られる。さらにこの例でも、蓄電器としてニッケル水素電池に代えて、リチウムイオン二次電池、リチウムポリマー電池等、他の二次電池やキャパシタも使用できる。
（回路図）
【００３５】
以上のバッテリシステム１０００を、車両に接続した例を図７に示す。この図に示す車両は、アイドリングストップ機能を有しており、エンジン９６で車輪９７を駆動して走行する。またサブバッテリ１００は、鉛バッテリＰＢと並列に接続される。このサブバッテリ１００は、鉛バッテリＰＢを補助する補助バッテリとして機能する。鉛バッテリＰＢとサブバッテリ１００である車載用の電源装置は、電流調整回路等を介することなく、ケーブル５０で直接に接続される。したがって、鉛バッテリＰＢとサブバッテリ１００の電圧は常に同じ電圧となる。ただ、本発明のバッテリシステムは、鉛バッテリとサブバッテリとをリレーや半導体スイッチング素子等のスイッチング素子を介して並列に接続し、ダイオード等を介して並列に接続することもできる。
【００３６】
鉛バッテリＰＢは、６セルを直列に接続して定格電圧を１２Ｖとするバッテリである。ただ、本発明は鉛バッテリ側の定格電圧を１２Ｖには特定しない。すなわち、２個の鉛バッテリを直列に接続して定格電圧を２４Ｖとし、また、３個の鉛バッテリを直列に接続して３６Ｖ、４個の鉛バッテリを直列に接続して４８Ｖとして使用することもできるからである。従来の電装機器は、１２Ｖの電源電圧で動作するように設計されているが、２４Ｖ〜４８Ｖの鉛バッテリを搭載する車両は、この電圧で動作する電装機器を搭載する。
【００３７】
サブバッテリ１００は、充放電の効率を改善し、かつ鉛バッテリＰＢの劣化を防止するために並列に接続される。サブバッテリ１００は、鉛バッテリＰＢと並列に接続されて、同じ電圧となる。この状態において、サブバッテリ１００と鉛バッテリＰＢとの充放電の電流バランス、すなわち適合性が大切である。適合性が悪いと、鉛バッテリやサブバッテリのみが充電されたり、あるいは鉛バッテリやサブバッテリのみが放電されたりするため、両方を並列に接続しても、充放電の効率を改善できず、また鉛バッテリの寿命も効果的には長くできなくなる。
【００３８】
鉛バッテリＰＢとサブバッテリ１００の適合性は、サブバッテリ１００の開路電圧−放電深度特性をコントロールして実現する。サブバッテリ１００の開路電圧−放電深度特性は、たとえばニッケル水素電池においては正極の亜鉛量等で調整でき、リチウムイオン二次電池やリチウムポリマー電池にあっては、正極活物質であるリチウム含有化合物の選択により調整できる。
【００３９】
以上のバッテリシステム１０００は、回生制動によらずエンジン９６でオルタネータ６を駆動して充電する車両においても、燃費効率を改善できる。それは、鉛バッテリＰＢの最大で８倍もの電力を、サブバッテリ１００に充電できるからである。車両のオルタネータ６は、鉛バッテリＰＢを一定の電圧で充電して劣化を防止し、かつ電装機器５の供給電圧を一定とするために、出力電圧を常に一定の電圧である約１４Ｖに安定化している。したがって、オルタネータ６が鉛バッテリＰＢを充電する電流は小さく、大電流では充電されない。したがって、車両には出力電流を１００Ａとするオルタネータ６が搭載されても、このオルタネータ６が１００Ａで鉛バッテリＰＢを充電することはなく、オルタネータ６は電装機器５に電力を供給するために出力電流を大きくしている。このオルタネータ６がバッテリシステム１０００を大電流で充電できることは、車両の燃費効率を改善することに有効である。それは、オルタネータ６を高い発電効率の領域で運転し、かつエンジン９６も燃料消費率の小さい領域で運転できるからである。オルタネータ６は軽負荷での発電効率が低く、エンジン９６は軽負荷での燃料消費率が大きくなるからである。
【００４０】
さらに、この電源装置を用いた車両用のバッテリシステム１０００は、回生制動の発電電力を鉛バッテリＰＢのみでなく、サブバッテリ１００に充電して鉛バッテリＰＢを大電流充電から保護し、またオルタネータ６で充電されない状態では、鉛バッテリＰＢのみでなく充電されたサブバッテリ１００から電装機器５に電力を供給するので、鉛バッテリＰＢを充電と過放電から防止して、寿命を長くできる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明に係る車載用のバッテリシステム及びこれを備える車両並びに車載用の電源装置は、車両に搭載する電装用バッテリや補機バッテリとして好適に利用できる。特に、回生制動で鉛バッテリを充電するアイドリングストップ機能を備えた車両に適用すると、鉛バッテリの負荷を軽減できる。
【符号の説明】
【００４２】
１０００、１０００’…バッテリシステム
１００、１００’…サブバッテリ
１０１…バッテリ積層体
１、１’…蓄電器
５…電装機器
６…オルタネータ
１０、１０’…蓄電ブロック
２０…回路基板
３０、３０’…収納ケース
３１…上ケース
３２…下ケース
３３…押圧面
３４…載置面
３６…サブ出力端子
４０…固定機構
４２…固定板
４４…ロッド
４５…鉤状部
４６…ナット
５０…ケーブル
５２…リード板
９６…エンジン
９７…車輪
ＰＢ…鉛バッテリ
ＯＴ…鉛出力端子
ＴＲ…トレイ
ＳＬ…スリット
ＳＳ…シャーシ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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