(57)【要約】  本発明の実施形態に係る移動体１は、電動モータ２が発生する駆動力を用いて移動する。移動体１は、電動モータ２と、移動体１の本体１０に対して着脱可能なバッテリ３と、バッテリ３を本体１０に装着したときに、バッテリ３と本体１０とを電気的に接続する接続部５と、接続部５の温度を検出する温度センサ６０とを備える。電動モータ２は、接続部５を介してバッテリ３から供給される電力に応じて、移動体１を移動させる駆動力を発生する。制御部７、３３は、移動体１の移動中において、検出した温度が第１閾値以上のときは、第１閾値未満のときよりも移動体１の移動中の消費電力を低下させる制御を行う。
2017077725.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータが発生する駆動力を用いて移動する移動体であって、
前記電動モータと、
前記移動体の本体に対して着脱可能なバッテリと、
前記バッテリを前記本体に装着したときに、前記バッテリと前記本体の電気回路とを電気的に接続する接続部と、
前記接続部の温度を検出する温度センサと、
を備え、
前記電動モータは、前記接続部を介して前記バッテリから供給される電力に応じて、前記移動体を移動させる駆動力を発生し、
前記移動体の移動中において、前記検出した温度が第１閾値以上のときは、前記第１閾値未満のときよりも前記移動体の移動中の消費電力を低下させる制御を行う制御部をさらに備えた、移動体。
【請求項２】
前記接続部は、前記バッテリから出力される電流が流れる電流端子を有し、
前記電流端子と前記温度センサとの間には絶縁部が位置しており、
前記温度センサは、前記絶縁部を介して前記電流端子の温度を検出する、請求項１に記載の移動体。
【請求項３】
前記絶縁部は、前記バッテリおよび前記本体のうちの一方が備える高電圧回路と低電圧回路とを絶縁し、
前記電流端子は、前記高電圧回路側に設けられ、
前記温度センサは、前記低電圧回路側に設けられる、請求項２に記載の移動体。
【請求項４】
前記接続部は、前記バッテリ側のコネクタと前記本体側のコネクタとを含み、
前記温度センサは、前記バッテリ側のコネクタに設けられる、請求項１から３のいずれかに記載の移動体。
【請求項５】
前記制御部は、前記バッテリが備えるバッテリマネージメントシステムであり、前記バッテリの出力を抑制することで、前記移動体の移動中の消費電力を低下させる、請求項１から４のいずれかに記載の移動体。
【請求項６】
前記温度センサは、前記バッテリの充電時における前記接続部の温度をさらに検出し、
前記制御部は、前記バッテリの充電中において、前記検出した温度が所定値以上のときは、前記所定値未満のときよりも充電電流を低下させる制御を行う、請求項１から５のいずれかに記載の移動体。
【請求項７】
前記接続部は、前記バッテリ側のコネクタと前記本体側のコネクタとを含み、
前記温度センサは、前記本体側のコネクタに設けられる、請求項１から３のいずれかに記載の移動体。
【請求項８】
前記制御部は、前記バッテリの出力および前記電動モータのトルクの少なくとも一方を抑制することで、前記移動体の移動中の消費電力を低下させる、請求項１から７のいずれかに記載の移動体。
【請求項９】
前記制御部は、前記移動体の移動中の消費電力を低下させるとき、前記バッテリの出力および前記電動モータのトルクの少なくとも一方を漸減させる、請求項８に記載の移動体。
【請求項１０】
前記制御部は、前記バッテリの出力および前記電動モータのトルクの少なくとも一方を漸減させたのち、前記電動モータの回転数をゼロにする、請求項９に記載の移動体。
【請求項１１】
前記移動体の移動中の消費電力を低下させる制御が行なわれていることを前記移動体の乗員に報知する報知部をさらに備える、請求項１から１０のいずれかに記載の移動体。
【請求項１２】
前記制御部は、前記検出した温度が前記第１閾値よりも高い第２閾値以上のときは、前記バッテリから前記電動モータへの電力供給を停止する、請求項１から１１のいずれかに記載の移動体。
【請求項１３】
前記制御部は、前記検出した温度が第１閾値以上になったことを示す温度情報を記憶する、請求項１から１２のいずれかに記載の移動体。
【請求項１４】
前記移動体の再始動時、前記制御部は、前記記憶した温度情報に基づいて前記移動体の消費電力を制御する、請求項１３に記載の移動体。
【請求項１５】
前記移動体は電動車両であり、
前記制御部は、前記電動車両の走行中において、前記検出した温度が前記第１閾値以上のときは、前記第１閾値未満のときよりも前記電動車両の走行中の消費電力を低下させる制御を行う、請求項１から１４のいずれかに記載の移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、着脱可能バッテリから供給される電力を用いて駆動力を生成する移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動モータを駆動源とする移動体の１つとして電動二輪車がある。電動モータは、例えば電動二輪車に内蔵されたバッテリから電力を供給されて回転し、電動二輪車は走行することができる。【０００３】
特許文献１は、電動二輪車に内蔵されたバッテリを充電する装置を開示している。この電動二輪車に内蔵されたバッテリは車体から取り外しできないバッテリであるため、充電は、車体表面に設けられた充電カプラに、外部充電器のコネクタを接続することで行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１２／０７０４３２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１が開示するような電動二輪車に内蔵されたバッテリは、ガソリンエンジン車等で用いられる電圧１２Ｖの鉛蓄電池と比較して、大電流の充電が繰り返し行われるため、バッテリの充電に用いる充電カプラにおける発熱対策が求められる。充電カプラは車体外部環境にしばしば露出するため、外部環境等の影響により、充電カプラ部分に異物等が付着して電気抵抗値が増加し、熱が発生する可能性がある。そこで、特許文献１では、充電カプラにサーミスタ（温度センサ）を配置して温度を監視し、所定温度以上になると、充電電流を低下させる制御を行っている。特許文献１が開示する電動二輪車のバッテリの充電においては、充電電流を低下させるだけで、容易に発熱量を低下させることができる。【０００６】
一方、電動二輪車の形態として、車体に対してバッテリを着脱可能とし、車体からバッテリを取り外した状態で、バッテリを充電器に接続して充電を行う形態が考えられる。電動二輪車を走行させるときは、バッテリを車体に装着し、バッテリと車体を電気的に接続する接続部を介して電動モータへ電力が供給される。このような電動二輪車においては、バッテリを車体から取り外した際に、上記接続部が外部環境に露出するため、異物等が付着する可能性がある。電動二輪車の走行中は、この接続部にはバッテリから出力された大電流が流れるため、接続部に異物が付着した状態で走行した場合、接続部に熱が発生する可能性がある。【０００７】
本発明は、バッテリと移動体本体を電気的に接続する接続部の温度を監視し、その温度に応じて移動中の消費電力を低下させる移動体を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の実施形態に係る移動体は、電動モータが発生する駆動力を用いて移動する移動体であって、前記電動モータと、前記移動体の本体に対して着脱可能なバッテリと、前記バッテリを前記本体に装着したときに、前記バッテリと前記本体の電気回路とを電気的に接続する接続部と、前記接続部の温度を検出する温度センサとを備え、前記電動モータは、前記接続部を介して前記バッテリから供給される電力に応じて、前記移動体を移動させる駆動力を発生し、前記移動体の移動中において、前記検出した温度が第１閾値以上のときは、前記第１閾値未満のときよりも前記移動体の移動中の消費電力を低下させる制御を行う制御部をさらに備える。【０００９】
移動体の移動中において、バッテリと移動体本体とを電気的に接続する接続部の温度が閾値以上になったときは、移動体の消費電力を低下させる。これにより、移動体の移動中における接続部の発熱を抑制することができる。【００１０】
ある実施形態によれば、前記接続部は、前記バッテリから出力される電流が流れる電流端子を有し、前記電流端子と前記温度センサとの間には絶縁部が位置しており、前記温度センサは、前記絶縁部を介して前記電流端子の温度を検出する。発熱源となる電流端子の温度に応じて消費電力を制御することにより、移動体の移動中における接続部の発熱を抑制することができる。【００１１】
ある実施形態によれば、前記絶縁部は、前記バッテリおよび前記本体のうちの一方が備える高電圧回路と低電圧回路とを絶縁し、前記電流端子は、前記高電圧回路側に設けられ、前記温度センサは、前記低電圧回路側に設けられる。これにより、絶縁回路を設けることなく、低電圧回路側に設けられた温度センサを用いて、高電圧回路側に設けられた電流端子の温度を検出することができる。【００１２】
ある実施形態によれば、前記接続部は、前記バッテリ側のコネクタと前記本体側のコネクタとを含み、前記温度センサは、前記バッテリ側のコネクタに設けられる。これにより、接続部の温度を検出することができ、接続部の温度に応じて消費電力を制御することにより、移動体の移動中における接続部の発熱を抑制することができる。【００１３】
ある実施形態によれば、前記制御部は、前記バッテリが備えるバッテリマネージメントシステムであり、前記バッテリの出力を抑制することで、前記移動体の移動中の消費電力を低下させる。バッテリマネージメントシステムが接続部の温度に応じてバッテリ出力を低下させることにより、移動体の移動中における接続部の発熱を抑制することができる。【００１４】
ある実施形態によれば、前記温度センサは、前記バッテリの充電時における前記接続部の温度をさらに検出し、前記制御部は、前記バッテリの充電中において、前記検出した温度が所定値以上のときは、前記所定値未満のときよりも充電電流を低下させる制御を行う。バッテリの充電中においては、接続部の温度に応じて充電電流を制御することにより、受電中における接続部の発熱を抑制することができる。【００１５】
ある実施形態によれば、前記接続部は、前記バッテリ側のコネクタと前記本体側のコネクタとを含み、前記温度センサは、前記本体側のコネクタに設けられる。これにより、接続部の温度を検出することができ、接続部の温度に応じて消費電力を制御することにより、移動体の移動中における接続部の発熱を抑制することができる。【００１６】
ある実施形態によれば、前記制御部は、前記バッテリの出力および前記電動モータのトルクの少なくとも一方を抑制することで、前記移動体の移動中の消費電力を低下させる。接続部の温度に応じてバッテリの出力および前記電動モータのトルクの少なくとも一方を抑制することにより、移動体の移動中における接続部の発熱を抑制することができる。【００１７】
ある実施形態によれば、前記制御部は、前記移動体の移動中の消費電力を低下させるとき、前記バッテリの出力および前記電動モータのトルクの少なくとも一方を漸減させる。接続部が所定以上に発熱した場合でも、移動体を徐々に減速させることにより、移動体に急制動が起こることを防止することができる。【００１８】
ある実施形態によれば、前記制御部は、前記バッテリの出力および前記電動モータのトルクの少なくとも一方を漸減させたのち、前記電動モータの回転数をゼロにする。接続部が所定以上に発熱した場合でも、移動体を徐々に減速させて停止させることにより、移動体に急制動が起こることを防止することができる。【００１９】
ある実施形態によれば、前記移動体は、前記移動体の移動中の消費電力を低下させる制御が行なわれていることを前記移動体の乗員に報知する報知部をさらに備える。これにより、乗員は消費電力を低下させる制御が行なわれていることを認識することができる。【００２０】
ある実施形態によれば、前記制御部は、前記検出した温度が前記第１閾値よりも高い第２閾値以上のときは、前記バッテリから前記電動モータへの電力供給を停止する。これにより、移動体の移動中における接続部の発熱を抑制することができる。【００２１】
ある実施形態によれば、前記制御部は、前記検出した温度が第１閾値以上になったことを示す温度情報を記憶する。温度情報を記憶しておくことにより、その温度情報を移動体の制御に活用したり、メンテナンス時に活用したりすることができる。【００２２】
ある実施形態によれば、前記移動体の再始動時、前記制御部は、前記記憶した温度情報に基づいて前記移動体の消費電力を制御する。温度情報に基づいて移動体の制御を行うことにより、移動体の状態に応じた制御を行うことができる。【００２３】
ある実施形態によれば、前記移動体は電動車両であり、前記制御部は、前記電動車両の走行中において、前記検出した温度が前記第１閾値以上のときは、前記第１閾値未満のときよりも前記電動車両の走行中の消費電力を低下させる制御を行う。【００２４】
車両走行中において、接続部の温度が閾値以上になったときは、電動車両の消費電力を低下させる。これにより、車両走行中における接続部の発熱を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の実施形態に係る移動体によれば、移動体の移動中において、移動体本体とバッテリとの接続部の温度が閾値以上になったときは、移動体の消費電力を低下させる。これにより、移動体の移動中における接続部の発熱を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に係る電動二輪車を示す側面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るバッテリおよび接続部を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係るバッテリのコネクタと車両本体のコネクタとを示す斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る電流端子の温度と温度センサにより検出される温度との関係を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る車両本体にバッテリが装着された状態を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係る接続部の温度に応じて電動モータへの供給電力を調整する処理を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施形態に係る供給電力を漸減させる処理を示す図である。
【図８】本発明の実施形態に係る車両本体にバッテリが装着された状態を示す図である。
【図９】本発明の実施形態に係るバッテリおよび接続部を示す斜視図である。
【図１０】本発明の実施形態に係るバッテリのコネクタと車両本体のコネクタとを示す斜視図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る温度センサが取り付けられた絶縁部材を示す斜視図である。
【図１２】本発明の実施形態に係るバッテリおよび接続部を示す斜視図である。
【図１３】本発明の実施形態に係るバッテリのコネクタと車両本体のコネクタとを示す斜視図である。
【図１４】本発明の実施形態に係る車両本体のコネクタを示す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。同様の構成要素には同様の参照符号を付し、重複する場合にはその説明を省略する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
【００２８】
図１は、本発明の実施形態に係る移動体の一例である鞍乗型電動車両を示す側面図である。図１に示す例では、鞍乗型電動車両はスクーター型の電動二輪車１である。なお、本発明の実施形態に係る鞍乗型電動車両は、ここで例示するスクーター型の電動二輪車に限定されない。本発明の実施形態に係る鞍乗型電動車両は、いわゆるオンロード型、オフロード型、モペット型等の他の型式の電動二輪車であってもよい。また、本発明の実施形態に係る鞍乗型電動車両は、乗員が跨って乗車する任意の車両を意味し、二輪車に限定されない。本発明の実施形態に係る鞍乗型電動車両は、車体を傾けることによって進行方向を変える型式の三輪車（ＬＭＷ）等であってもよく、ＡＴＶ（Ａｌｌ  Ｔｅｒｒａｉｎ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）等の他の鞍乗型電動車両であってもよい。
【００２９】
以下の説明において、前、後、左、右は、それぞれ電動二輪車１に乗車した乗員から見たときの前、後、左、右を意味するものとする。図面上に示すｘ方向は電動二輪車１の前後方向に対応し、ｙ方向は上下方向に対応し、ｚ方向は左右方向に対応している。
【００３０】
図１に示すように、電動二輪車１は、車両本体１０と、ステアリングハンドル１８と、前輪１２と、後輪１３と、電動モータ２とを備えている。分かり易く説明するために、図１では電動二輪車１内部の一部を透かして示している。
【００３１】
車両本体１０は、車体フレームと車体カバーを含む構造を有する。車両本体１０は、フロントフォーク１４を支持している。フロントフォーク１４の上部には、ステアリングハンドル１８が取り付けられている。フロントフォーク１４の下端部には前輪１２が支持されている。ステアリングハンドル１８の近傍には、走行速度、バッテリ残量、運転モード等の各種情報を表示する表示部１９が設けられている。
【００３２】
後輪１３および電動モータ２は、スイングアーム１６により車両本体１０に揺動可能に支持されている。この例では、駆動輪は後輪１３であり、従動輪は前輪１２である。電動モータ２の回転が後輪１３に伝達されることにより、電動二輪車１は走行する。
【００３３】
電動二輪車１は、さらに、電動モータ２に電力を供給するバッテリ３と、電動モータ２の動作を制御するＭＣＵ（Ｍｏｔｏｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）７を備えている。
【００３４】
車両本体１０は、乗員が着座するシート１７を支持している。車両本体１０のシート１７の下部にはバッテリ３を収容するバッテリケース４が設けられている。バッテリケース４は、上面が開口した箱状であり、バッテリケース４の上面を覆うようにシート１７が設けられている。
【００３５】
バッテリ３は、車両本体１０に対して着脱可能であり、車両本体１０からバッテリ３を取り外した状態で、バッテリ３を外部の充電器（図示せず）に接続して充電を行う。図１に点線で示すようにシート１７は開閉式のシートである。乗員は、シート１７を開き、バッテリ３を手で握って上方へ持ち上げることで、バッテリ３を車両本体１０の外部へ取り外すことができる。
【００３６】
電動二輪車１を走行させるときは、バッテリ３をバッテリケース４に装着する。接続部５はバッテリ３と車両本体１０の電気回路とを電気的に接続する。バッテリ３から出力された電力は、接続部５およびＭＣＵ７を介して電動モータ２へ供給される。なお、バッテリ３の個数は１個に限定されず、２個以上のバッテリ３がバッテリケース４に収容されてもよい。
【００３７】
図２は、バッテリ３および接続部５を示す斜視図である。分かり易く説明するために、バッテリ３内部を透かして示している。接続部５は、バッテリ３に設けられたコネクタ５１と車両本体１０に設けられたコネクタ５２とを含む。バッテリ３をバッテリケース４に装着したとき、コネクタ５１とコネクタ５２とが電気的に接続される。
【００３８】
バッテリ３は、バッテリモジュール３１と、把持部３２と、バッテリマネージメントシステム（ＢＭＳ）３３と、表示部３９とを備える。バッテリモジュール３１は複数のセルを含んでいる。ＢＭＳ３３は、マイクロコンピュータ３５と、スイッチ３７とを備える。マイクロコンピュータ３５は、バッテリ３の各種動作を制御する。スイッチ３７は、各種動作時の電流のオン／オフを切り替える。表示部３９はバッテリ３の状態を表示する。表示部３９は、例えば、バッテリの残量、バッテリ状態が正常であるか異常であるか等を表示する。
【００３９】
バッテリケース４（図１）に対し、バッテリ３はスライド式に挿入および取り外しが可能になっている。乗員は、シート１７を開き、バッテリ３の把持部３２を手で握り、バッテリ３を上方へスライドさせることで車両本体１０からバッテリ３を取り外すことができる。車両本体１０にバッテリ３を装着するときは、バッテリ３をバッテリケース４内に挿入して下方へスライドさせることで装着される。このスライドさせて装着したときに、バッテリ３のコネクタ５１と車両本体１０のコネクタ５２とが電気的に接続される。
【００４０】
図３は、バッテリ３のコネクタ５１と車両本体１０のコネクタ５２とを示す斜視図である。コネクタ５１は、電流端子５３と、信号端子５５と、絶縁部材５７とを備える。電流端子５３には電線２３が接続され、信号端子５５には信号線２５が接続されている。コネクタ５２は、電流端子５４と、信号端子５６とを備える。電流端子５４には電線２４が接続され、信号端子５６には信号線２６が接続されている。
【００４１】
電流端子５３および５４は、バッテリ３の着脱時のスライド方向に沿って延びており、バッテリ３をバッテリケース４内に挿入して下方へスライドさせたとき、電流端子５４が電流端子５３に挿入されることにより互いに電気的に接続される。バッテリモジュール３１から出力された大電流は電線２３を介して電流端子５３に流れる。この大電流は、電流端子５３から電流端子５４および電線２４を介してＭＣＵ７へ入力されるとともに、電動モータ２の駆動に用いられる。
【００４２】
また、コネクタ５１とコネクタ５２の接続時は、信号端子５５と信号端子５６が電気的に接続される。信号線２５および２６、信号端子５５および５６を介して、バッテリ３と車両本体１０との間で制御信号の送受信が行われる。
【００４３】
高電圧が印加される電流端子５３および電線２３は、バッテリ３が備える高電圧回路の構成要素である。ここで、高電圧とは例えば６０Ｖ以上の電圧である。例えば、出力電圧６０Ｖのバッテリ２個を直列に接続する形態では両端の電圧は１２０Ｖになる。一方、低電圧が印加される信号端子５５および信号線２５は、バッテリ３が備える低電圧回路の構成要素である。ここで、低電圧とは例えば１．０から１２Ｖ程度の電圧である。同様に、高電圧が印加される電流端子５４および電線２４は、車両本体１０が備える高電圧回路の構成要素である。また、低電圧が印加される信号端子５６および信号線２６は、車両本体１０が備える低電圧回路の構成要素である。
【００４４】
本実施形態の電動二輪車１では、バッテリ３は車両本体１０に対して着脱可能であり、車両本体１０からバッテリ３を取り外した状態で、バッテリ３を外部の充電器（図示せず）に接続して充電を行う。このようにバッテリ３を車両本体１０から取り外した際には、電流端子５３および５４は外部環境に露出するため、それらの少なくとも一方に異物等が付着する可能性がある。電動二輪車１の走行中は、これら電流端子５３および５４には大電流が流れるため、電流端子５３および／または５４に異物等が付着した状態で走行した場合は熱が発生する可能性がある。そこで、本実施形態の電動二輪車１では、電流端子５３および５４の温度を検出し、その温度に応じて電動二輪車１の移動中の消費電力を制御する。
【００４５】
図３の例では、電流端子５３および５４の温度の検出に用いる温度センサ６０は、バッテリ３のコネクタ５１に設けられている。この例では、温度センサ６０は低電圧回路側に設けられ、高電圧回路側の電流端子５３と温度センサ６０との間には絶縁部材５７が配置されている。絶縁部材５７により温度センサ６０と電流端子５３とは電気的に絶縁されている。本実施形態では、この絶縁部材５７を介して電流端子５３の温度を間接的に測定することにより、高電圧回路と低電圧回路とを電気回路的に分離し、絶縁回路が不要な構造になっている。
【００４６】
電流端子５３および５４の材料としては、例えば無酸素銅（Ｏｘｙｇｅｎ−Ｆｒｅｅ  Ｃｏｐｐｅｒ）などの導電性の高い材料が用いられる。導電性の高い材料は熱伝導性も高いため、電流端子５３と電流端子５４との間の温度差は非常に小さい。このため、実用上は、電流端子５３の温度を測定することは、電流端子５４の温度を測定していることにも相当する。
【００４７】
温度センサ６０としては任意の温度センサを用いることができ、例えばサーミスタ、熱電対等を用いることができる。この例では、温度センサ６０として、温度変化に応じて電気抵抗値が変化するサーミスタを用いる。温度センサ６０は信号線６２を介してＢＭＳ３３に接続されており、ＢＭＳ３３は温度センサ６０の電気抵抗値から温度を検出することができる。
【００４８】
温度センサ６０は電流端子５３の近傍に配置されるが、両者の間には絶縁部材５７が存在しているため、温度センサ６０により検出される温度は、電流端子５３の実際の温度よりも少し低くなる。図４は、電流端子５３の温度と温度センサ６０により検出される温度との関係の一例を示すグラフである。縦軸は電流端子５３の温度を示し、横軸は温度センサ６０により検出される温度を示している。電流端子５３と温度センサ６０の温度の関係は、予め測定しておくことにより得ることができる。例えば、ＢＭＳ３３は、そのような電流端子５３と温度センサ６０の温度の関係を予め記憶しており、その関係と温度センサ６０の測定値とに基づいて、電流端子５３の温度を認識することができる。
【００４９】
電動二輪車１の走行中において、ＢＭＳ３３は、検出した温度が閾値以上のときは、閾値未満のときよりもバッテリ３の出力を抑制することで、走行中の消費電力を低下させる。これにより、電動二輪車１の走行中におけるコネクタ５１および５２の発熱を抑制することができる。
【００５０】
なお、閾値と比較する温度は、温度センサ６０の測定値でもよいし、上記の関係に基づいて計算した電流端子５３の温度でもよい。温度センサ６０の測定値を用いる場合は、例えば、閾値は摂氏８０度である。また、計算した電流端子５３の温度を用いる場合は、例えば、閾値は摂氏９０度である。
【００５１】
図５は、車両本体１０にバッテリ３が装着された状態を示す図である。図５の例では、車両本体１０には２個のバッテリ３が装着されており、それら２個のバッテリ３は直列接続されている。１個のバッテリ３の出力電圧が６０Ｖのとき、両端の電流端子５３および５４の電圧は１２０Ｖになる。電流値は例えば最大で１２０アンペアである。
【００５２】
バッテリ３のＢＭＳ３３は、マイクロコンピュータ３５と、スイッチ３７と、セルモニタ８２と、外部通信部８３と、絶縁電源８７と、電源８８と、メモリー８９とを備える。車両本体１０に設けられたＭＣＵ７は、マイクロコンピュータ７１と、メモリー７２と、外部通信部７３と、インバータ７４を備える。
【００５３】
この例では、バッテリモジュール３１の出力電圧は６０Ｖである。電源８８は、マイクロコンピュータ３５に電力を供給し、絶縁電源８７は外部通信部８３に電力を供給する。セルモニタ８２は、バッテリモジュール３１の状態を監視する。バッテリモジュール３１にはその温度を測定する温度センサ８１が配置されており、セルモニタ８２は、温度センサ８１を用いてバッテリモジュール３１の温度を監視する。また、セルモニタ８２は、バッテリモジュール３１の電圧を監視する。マイクロコンピュータ３５は、電流検出器８６を用いて電流値を監視する。スイッチ３７は、各種動作時の電流のオン／オフを切り替える。バッテリ３にはヒューズ８５が設けられ、定格以上の大電流が流れる等の異常時にはヒューズ８５により電流が遮断される。
【００５４】
ＢＭＳ３３の外部通信部８３とＭＣＵ７の外部通信部７３とは、接続部５を介して各種制御信号の送受信を行う。送受信は、例えばＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）を用いて行われる。メモリー７２および８９は、マイクロコンピュータ７１および３５が実行する各種処理の手順を規定したコンピュータプログラムを格納する記憶媒体である。マイクロコンピュータ７１および３５はメモリー７２および８９から読み出したコンピュータプログラムに基づいて各種処理を実行する。
【００５５】
バッテリ３から出力された直流電力は、接続部５を介してインバータ７４に入力される。インバータ７４は、マイクロコンピュータ７１による制御に応じた交流電力を電動モータ２に出力し、電動モータ２は回転して駆動力を発生する。なお、インバータ７４は、ＭＣＵ７とは別に設けられていてもよい。また、この例では電動モータ２とＭＣＵ７とは別々に設けられているが、電動モータ２とＭＣＵ７を含むモータユニットが用いられてもよい。
【００５６】
図６は、接続部５の温度に応じて電動モータ２への供給電力を調整する処理の一例を示すフローチャートである。
【００５７】
電動二輪車１の走行中において、バッテリ３のＢＭＳ３３は、コネクタ５１に設けられた温度センサ６０の測定値を監視する（ステップＳ１１）。ＢＭＳ３３は、温度センサ６０の測定値が第２の閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。第２の閾値は、後述する第１の閾値よりも高い温度であり、例えば摂氏１００度である。
【００５８】
温度センサ６０の測定値が第２の閾値以上のときは、ＢＭＳ３３は電力供給を停止し、電流端子５３および５４に電流が流れないようにする（ステップＳ１７）。これにより電動二輪車１は減速して停止する。温度センサ６０の測定値が第２の閾値以上であるという異常に基づく停止であるため、マイクロコンピュータ７１は、乗員が電動二輪車１の電源をオフにするまで、電動二輪車１を走行させない制御を維持する。
【００５９】
ステップＳ１２において、温度センサ６０の測定値が第２の閾値未満のとき、ＢＭＳ３３は、温度センサ６０の測定値が第１の閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１３）。第１の閾値は例えば摂氏８０度である。ステップＳ１３において、温度センサ６０の測定値が第１の閾値以上のときは、電動モータ２への供給電力を漸減させる（ステップＳ１４）。例えば、マイクロコンピュータ３５はマイクロコンピュータ７１と通信を行い、インバータ７４の出力電力を低下させることにより電動モータ２への供給電力を徐々に低下させる。例えば、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御により、電動モータ２への供給電力を徐々に低下させる。インバータ７４を制御して電動モータ２の消費電力を低下させることは、結果としてバッテリ３の出力電力を低下させることになる。これにより、電流端子５３および５４を流れる電力が低下し、接続部５の発熱を抑制することができる。また、電気アクセサリ等の各種機器の消費電力を低下させてもよい。このように、電動二輪車１の消費電力を低下させることにより、電流端子５３および５４を流れる電力が低下し、接続部５の発熱を抑制することができる。
【００６０】
また、このとき、マイクロコンピュータ７１は、電動二輪車１の表示部１９に、供給電力を低下させる処理が行なわれていることを乗員に報知するための情報を表示させる。これにより、乗員は、供給電力を低下させていること、すなわち、電動モータ２の駆動力が低下していっていることを知ることができる。これにより、乗員は電動二輪車１の操作を穏やかにしたり、停車させたりする等の対応を行うことができる。なお、乗員への報知の方法は任意であり、例えば、光を点滅させて報知してもよいし、光と音を組み合わせて報知してもよい。
【００６１】
ステップＳ１４の処理の後、ステップＳ１１の処理に戻る。温度センサ６０の測定値が、第２の閾値未満且つ第１の閾値以上のときは、電動モータ２への供給電力を漸減させる処理を継続する。電動モータ２への供給電力は漸減していき、電動二輪車１は少しずつ減速して最終的に停止する。
【００６２】
ステップＳ１３において、温度センサ６０の測定値が第１の閾値未満であると判定したときは、その測定値が第３の閾値未満であるか否かを判定する（ステップＳ１５）。第３の閾値は、第１の閾値よりも低い温度であり、例えば摂氏７５度である。ＢＭＳ３３は、温度センサ６０の測定値が第３の閾値未満のときは、接続部５の温度が十分に低下したと判断し、電動モータ２への供給電力を漸減させる制御を解除し、通常状態に戻る。このとき、電動モータ２への供給電力が急激に上昇しないように、徐々に供給電力を上昇させていってもよい。通常状態に戻った後は、ステップＳ１１の検出処理を再び行う。
【００６３】
ステップＳ１５において温度センサ６０の測定値が第３の閾値以上のときは、電動モータ２への供給電力を漸減させる処理を継続しつつステップＳ１１に戻り、測定値が第３の閾値未満になるまで供給電力を漸減させる処理を継続する。
【００６４】
なお、通常状態が維持されている等、ステップＳ１４の処理を一度も経ることなく、ステップＳ１３において測定値が第１の閾値未満と判定されたときは、ステップＳ１５およびステップＳ１６において通常状態をそのまま維持し、ステップＳ１１の検出処理を再び行う。
【００６５】
本実施形態では、ステップＳ１３において温度センサ６０の測定値が第１の閾値以上のときは、電力供給を即座に停止させずに、供給電力を漸減させる。これにより、電動二輪車１が急減速することを防止することができる。漸減の方法としては、無段階に連続的に供給電力を低下させていってもよいし、離散的に低下させていってもよい。図７は、供給電力を漸減させる処理の一例を示す図である。縦軸は供給電力を示し、横軸は乗員のアクセル操作量を示している。アクセル−供給電力特性Ｃ１は、接続部５の温度が低い通常状態での特性を示している。接続部５の温度が高くなり、供給電力を低下させるときは、供給電力を漸減させていく。アクセル−供給電力特性Ｃ２は、ある程度漸減させていったときの特性であり、アクセル操作量に対する供給電力が徐々に低下していっている。アクセル−供給電力特性Ｃ３は、特性Ｃ２よりもさらに漸減させていったときの特性である。
【００６６】
供給電力を漸減させていくと、最終的に供給電力はゼロになり、電動モータ２の回転は停止する。このように、供給電力を漸減させていくことにより、乗員はその間に電動二輪車１を適切な場所に移動させて停止させることができる。
【００６７】
電動二輪車１の停止後、マイクロコンピュータ７１は、温度センサ６０の測定値が十分に小さくなるまで、電動二輪車１を走行させない制御を行ってもよい。また、表示部１９等に情報を表示させ、乗員に電動二輪車１の電源をオフにすることを促してもよい。電動二輪車１の電源をオフにした後、電源を再びオンにしたときは、電源オフ前の温度の測定履歴をリセットしてから、ステップＳ１１の処理を行うようにしてもよい。電源を再びオンにした後、温度センサ６０の測定値が第２の閾値未満であっても第１の閾値以上である場合は、電動二輪車１を走行させない制御を行ってもよい。
【００６８】
また、バッテリ３がＤＣ／ＤＣコンバータを備え、ＤＣ／ＤＣコンバータにより電圧を低下させることでバッテリ３の出力電力を低下させてもよい。図８は、ＤＣ／ＤＣコンバータ８４を備えるバッテリ３を示す図である。ＤＣ／ＤＣコンバータ８４は、バッテリモジュール３１に接続されており、マイクロコンピュータ３５による制御に応じた電圧を出力する。例えば、図６のステップＳ１３において、マイクロコンピュータ３５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ８４の出力電圧を低下させることによりバッテリ３の出力電力を低下させ、電動モータ２への供給電力を低下させる。このように、電動二輪車１の消費電力を低下させることにより、電流端子５３および５４を流れる電力が低下し、接続部５の発熱を抑制することができる。なお、電動二輪車１の通常制御時およびバッテリ３の充電時は、ＤＣ／ＤＣコンバータ８４を通さずに電流の入出力を行ってもよい。
【００６９】
なお、上述の例では、温度センサ６０はバッテリ３のコネクタ５１に設けられていたが、車両本体１０のコネクタ５２に設けられてもよい。図９は、コネクタ５２に温度センサ６０が設けられた実施形態におけるバッテリ３および接続部５を示す斜視図である。図１０は、コネクタ５１とコネクタ５２とを示す斜視図である。
【００７０】
この例では、電流端子５４の一部はねじ切りされており、電線２４に取り付けられた圧着端子２８がナット２９を用いて電流端子５４に固定される。温度センサ６０は、ラグ端子形状の絶縁部材６５に取り付けられている。このラグ端子形状の絶縁部材６５は、圧着端子２８とともにナット２９を用いて電流端子５４に固定される。
【００７１】
図１１は、温度センサ６０が取り付けられた絶縁部材６５を示す斜視図である。絶縁部材６５に形成された穴６６に電流端子５４を通してナットで固定することで、絶縁部材６５は電流端子５４に固定される。絶縁部材６５は、例えば金属材料を樹脂でコーティングすることで形成される。絶縁部材６５の内部に金属を含むことで熱伝導性を向上させ、電流端子５４と温度センサ６０との温度差を小さくすることができる。また、絶縁部材６５の内部に金属を含むことで、絶縁部材６５の強度を高くすることができる。電気的な絶縁は、絶縁部材６５の表面にコーティングされた樹脂により実現される。温度センサ６０は低電圧回路側に属し、電流端子５４は高電圧回路側に属している。この例では、この絶縁部材６５を介して電流端子５４の温度を間接的に測定することにより、高電圧回路と低電圧回路とを電気回路的に分離し、絶縁回路が不要な構造になっている。
【００７２】
温度センサ６０は信号線６２を介してＭＣＵ７に接続されており、ＭＣＵ７は温度センサ６０を用いて温度を検出することができる。図６を用いて説明したＢＭＳ３３のマイクロコンピュータ３５の動作と同様に、ＭＣＵ７のマイクロコンピュータ７１は、温度センサ６０の測定値を監視し、測定値に応じて電動モータ２への供給電力を低下させる制御を行う。例えば、マイクロコンピュータ７１は、インバータ７４が出力する電力を低下させることにより電動モータ２への供給電力を低下させ、電動モータ２のトルクを低下させる。このように、電動二輪車１の消費電力を低下させることにより、電流端子５３および５４を流れる電力が低下し、接続部５の発熱を抑制することができる。
【００７３】
供給電力を低下させるときは、上述と同様に供給電力を漸減させる。すなわち、電動モータ２のトルクを漸減させる。図６および図７を用いて説明したように、供給電力を漸減させていき、最終的に供給電力はゼロになり、電動モータ２の回転は停止する。このように、供給電力を漸減させていくことにより、乗員はその間に電動二輪車１を適切な場所に移動させて停止させることができる。
【００７４】
図１２は、コネクタ５２に温度センサ６０が設けられた接続部５の別の形態を示す斜視図である。図１３は、コネクタ５１とコネクタ５２とを示す斜視図である。図１４は、コネクタ５２の分解斜視図である。分かり易く説明するために、図１３および図１４では、コネクタ５２の一部を切り取って図示している。
【００７５】
この例では、温度センサ６０はコネクタ５２の内部に配置されている。コネクタ５２の内部において、絶縁部材６５に形成された穴に電流端子５４が通った状態で、絶縁部材６５は絶縁部材６７に嵌めこまれている。絶縁部材６７は、温度センサ６０が取り付けられた絶縁部材６５の位置を固定する。温度センサ６０は信号線６２を介してＭＣＵ７に接続されており、ＭＣＵ７は温度センサ６０を用いて温度を検出することができる。上述と同様の制御を行うことにより、接続部５の発熱を抑制することができる。
【００７６】
また、ＢＭＳ３３および／またはＭＣＵ７は、検出温度が第１閾値以上になった場合、そのことを示す温度情報を記憶しておいてもよい。温度情報は例えばメモリー７２および／または８９に記憶される。電動二輪車１のコンディションの履歴として温度情報を記憶しておくことにより、その温度情報を電動二輪車１の制御に活用したり、メンテナンス時に活用したりすることができる。
【００７７】
また、マイクロコンピュータ３５および／または７１は、電動二輪車１の再始動時、記憶した温度情報に基づいて電動二輪車１の消費電力を制御してもよい。例えば、検出温度が第１閾値以上になった回数が所定回数以上のときは、検出温度が第１閾値以下のときにおいても、電動二輪車１の消費電力を低く抑える制御を行ってもよい。
【００７８】
また、温度センサ６０がバッテリ３のコネクタ５１に設けられる実施形態では、温度センサ６０は、バッテリ３の充電時におけるコネクタ５１の温度を検出してもよい。温度センサ６０はバッテリ３に設けられているため、車両本体１０からバッテリ３が取り外された状態でも、温度センサ６０はコネクタ５１の温度を検出することができる。ＢＭＳ３３は、バッテリ３の充電中において、検出した温度が所定値以上のときは、所定値未満のときよりも充電電流を低下させる制御を行ってもよい。バッテリ３の充電中においては、コネクタ５１の温度に応じて充電電流を制御することにより、充電中におけるコネクタ５１の発熱を抑制することができる。
【００７９】
また、上述の例では、コネクタに設けられる温度センサ６０の数は１個であったが、温度センサ６０は複数個設けられてもよい。例えば、正極端子の近傍および負極端子の近傍のそれぞれに温度センサ６０が設けられていてもよい。また、コネクタ５１および５２の両方に温度センサ６０が設けられていてもよい。
【００８０】
また、上述の例では、電動モータ２は交流モータであったが、直流モータであってもよい。電動モータ２が直流モータである場合は、インバータ７４の代わりに直流モータの電圧および電流を制御する制御装置が設けられてもよい。
【００８１】
また、上述の例では、電動モータ２の駆動力が伝達される駆動輪は後輪１３であったが、電動車両の形態に応じて、前輪１２に電動モータ２の駆動力が伝達されてもよい。また、前輪１２および後輪１３の両方に駆動力が伝達されてもよい。
【００８２】
また、上述の例では、バッテリが搭載される移動体は車両であったが、本発明は車両に限定されず、電動モータで駆動される船舶や航空機であってもよい。また、本発明は、電動モータと内燃機関を併用するハイブリッドシステムにも適用可能である。また、移動体は、人が乗る輸送機械に限定されず、無人で動作する輸送機械であってもよい。また、本発明はロボット等の機械にも適用することができる。本発明は、着脱可能なバッテリを用いて動作する機械に適用することができる。
【００８３】
以上、本発明の実施形態を説明した。上述の実施形態の説明は、本発明の例示であり、本発明を限定するものではない。また、上述の実施形態で説明した各構成要素を適宜組み合わせた実施形態も可能である。本発明は、特許請求の範囲またはその均等の範囲において、改変、置き換え、付加および省略などが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明は、着脱可能バッテリから供給される電力を用いて駆動力を生成する移動体の分野において特に有用である。
【符号の説明】
【００８５】
１  電動二輪車（移動体）
２  電動モータ
３  バッテリ
４  バッテリケース
５  接続部
７  モータコントロールユニット（ＭＣＵ）
１０  車両本体
１２  前輪
１３  後輪
１４  フロントフォーク
１６  リアアーム
１７  シート
１８  ステアリングハンドル
１９  表示部
２３、２４  電線
２５、２６  信号線
２８  圧着端子
２９  ナット
３１  バッテリモジュール
３２  把持部
３３  バッテリマネージメントシステム（ＢＭＳ）
３５  マイクロコンピュータ
３７  スイッチ
３９  表示部
５１、５２  コネクタ
５３、５４  電流端子
５５、５６  信号端子
５７  絶縁部材
６０  温度センサ
６２  信号線
６５、６７  絶縁部材
６６  穴
７１  マイクロコンピュータ
７２  メモリー
７３  外部通信部
７４  インバータ
８１  温度センサ
８２  セルモニタ
８３  外部通信部
８４  ＤＣ／ＤＣコンバータ
８５  ヒューズ
８６  電流検出器
８７、８８  電源
８９  メモリー
【図１】
2017077725.tif 000003
【図２】
2017077725.tif 000004
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2017077725.tif 000014
【図１３】
2017077725.tif 000015
【図１４】
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【国際調査報告】
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2017077725.tif 000018
2017077725.tif 000019