(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に取付けられた筐体内に実装された高圧電池と、この車両に搭載された低圧電池とを備え、この低圧電池の回路に接続され前記筐体内に送風する冷却扇とを備えた高圧電池の冷却装置において、
高圧電源および低圧電源を共に有する充電装置が使用され、前記高圧電池がこの充電装置の高圧電源に接続されると連動して前記冷却扇をその充電装置の低圧電源から供給する回路を設け、
前記高圧電池を利用する装置が接続された高圧回路の共通電位と前記低圧電池を利用する装置が接続された低圧回路の共通電位とが分離された構成であり、
前記低圧電池が前記低圧回路から切り離されている期間には前記高圧回路の共通電位を前記低圧回路の共通電位に接続するリレー回路を備えた
ことを特徴とする高圧電池の冷却装置。
【請求項２】
車両に取付けられた筐体内に実装された高圧電池と、この車両に搭載された低圧電池とを備え、この低圧電池の回路に接続され前記筐体内に送風する冷却扇とを備えた高圧電池の冷却装置において、
高圧電源および低圧電源を共に有する充電装置が使用され、前記高圧電池がこの充電装置の高圧電源に接続されると連動して前記冷却扇をその充電装置の低圧電源から供給する回路を設け、
前記充電装置と車両に搭載された電池とが高圧回路および低圧回路を共に備えた一個のプラグおよびレセプタクルを経由して接続され、
前記高圧電池を利用する装置が接続された高圧回路の共通電位と前記低圧電池を利用する装置が接続された低圧回路の共通電位とが分離された構成であり、
前記プラグおよびレセプタクルが接続されている期間には前記高圧回路の共通電位を前記低圧回路の共通電位に接続するリレー回路を備えた
ことを特徴とする高圧電池の冷却装置。
【請求項３】
前記冷却扇を前記充電装置の低圧電源に接続する回路には、前記低圧電池の出力電流が充電装置に流入することを阻止する逆流防止ダイオードを含む請求項１または２記載の高圧電池の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気自動車、または内燃機関および電動発電機を併用して走行するハイブリッド自動車に利用する。本発明は、走行用の電気エネルギを充電保持する高圧電池と、車両に装備された各種装置に動作電流を供給する低圧電池とを共に備えた自動車に利用する。本発明は、電動発電機が発電機として作動するときに発生した電気エネルギを蓄積するとともに、電動発電機が電動機として作動するときに電気エネルギを供給する高圧電池の冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気自動車またはハイブリッド自動車は、走行用の電動機（または電動発電機）に供給する直流電源として高圧電池を搭載している。その高圧電池の定格端子電圧は例えば３００Ｖである。一方、電気自動車またはハイブリッド自動車は、この高圧電池とは別に、車両に装備された各種ランプ、コンピュータなどの各種制御回路、音響機器、冷暖房装置、その他に供給するために低圧電池を搭載する。低圧電池の端子電圧は例えば２４Ｖ（大型車両の標準）または１２Ｖ（小型車両の標準）である。
【０００３】
そして、高圧電池は保守作業その他に際して、その回路に人体が触れると感電する危険があることその他の理由により、車両に取り付けられた筐体の中に実装されることになった。さらに、この高圧電池は充放電時に発熱することから、その筐体に電動の冷却扇から送風する冷却装置が設けられるようになった。この冷却扇およびその制御回路の電源電流は原則として車両に搭載された低圧電池から供給される。あるいは特開平４−３１２３０４号公報には、高圧電池を充電するための高圧電源から、抵抗回路で分圧して高圧電池の冷却扇を駆動する回路についての説明がある。
【０００４】
さらに、高圧電池から供給される高圧回路は、インバータおよび電動発電機に接続されるが、この高圧回路の共通電位（多くはマイナス側）は、低圧電池から供給される低圧回路の共通電位（多くはマイナス側）とは分離する技術が利用されるようになった（特開平７−１７７６７４号公報参照）  。これは、主として車両の点検作業などの際に、あやまって工具や人体が高圧回路に触れると危険があることから、高圧回路の共通電位を車両のシャシなどにいわゆるアース接続することなく浮動電位としておくものである。このように高圧回路を浮動電位とすることにより、かりに工具や人体が高圧回路に触れても、そのアース帰路が断たれて直接大電流が流れることがないように配慮されたものである。
【０００５】
このような電気自動車またはハイブリッド自動車では、しばしば走行用の電気エネルギを保持している高圧電池を外部電源で充電することが必要になる。すなわち、車両に充電用の発電機を搭載して内燃機関により駆動する場合も、あるいは車両の制動時に電気制動を用いて発電する場合も、高圧電池の充電エネルギは走行にしたがって消費され不足することになる。そして高圧電池の充電量が低下したときには、車両基地などに装備された充電装置からケーブルを車両の電気端子に接続して、このケーブルを通じて高圧電池を充電することができるような設備が設けられている。
【０００６】
これまでに販売されたこのような高圧電池を充電するための充電装置には、高圧電池の充電電源（例えば定格電圧３００Ｖ）とともに低圧電池の充電電源（例えば定格電圧２４Ｖ）が併設されていて、必要な場合には低圧電池も同時に充電することができるように構成されている。このような装置は、充電用のケーブルの先端にはプラグが設けてあり、このプラグが車両側の電気端子として設けられたレセプタクルに接続される。そのプラグは標準的に三端子構造であり、高圧電源の共通電位（例えばマイナス側）と低圧電源の共通電位（例えばマイナス側）は共通に接続されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、外部の充電装置から停車中の車両の高圧電池を充電する場合にも高圧電池は発熱する。高圧電池が筐体に実装されている場合には、高圧電池は高い温度になるから冷却扇を駆動して筐体内に送風することが必要になる。しかし、高圧電池を充電するときには、車両が停止しその電気回路、とくに低圧回路は電池電源がオフになっている状態が多く、車両の低圧電池を電源として冷却扇を駆動することができない。また、この高圧電池の充電中に車両の低圧電池を利用してこの冷却扇を駆動するように構成すると、低圧電池の充電エネルギは消耗してしまうことになる。例えば高圧電池の充電は夕方の業務終了時から、翌朝の始業時まで行うような手順が一般的であり、冷却扇を駆動するためにこの間にわたり低圧電池の電流を利用することは望ましいことではない。
【０００８】
また、上述のように高圧回路の共通電位（マイナス側）と低圧回路の共通電位（マイナス側）が分離されている構造の車両では、外部の充電装置をケーブルを介して車両の高圧電池の端子に接続すると、車両の低圧回路はその共通電位（マイナス側）が接続されないことになり、車両側で充電装置の低圧電源を利用することができない。このように二つの電源の共通電位が分離されている構造の車両では、外部の充電装置から供給される高圧電源および低圧電源を同時に利用するときには、二つの共通電位を操作により接続する操作スイッチを車両に設けることが考えられるが、このような操作スイッチは充電開始時に操作を忘れると冷却扇が作動しないまま充電が行われることになり、また充電終了時に操作を忘れると、二つの電源の共通電位を分離してある危険を回避するなどの意味を失うことになる。
【０００９】
本発明はこのような背景に行われたものであって、外部の充電装置から高圧電池を充電する場合にも、電池が配置された筐体内に送風する冷却扇を長時間にわたり連続駆動することができる装置を提供することを目的とする。本発明は、高圧回路の共通電位と低圧回路の共通電位が分離されている車両においても、外部の充電装置が接続されたときに、特別なスイッチ操作などを行うことなく、自動的に車両の高圧回路と低圧回路のそれぞれの共通電位が接続され、充電装置から供給される高圧電源および低圧電源を車両側で同時に利用することができる装置を提供することを目的とする。本発明は、高圧電池の充電が完了し充電装置との接続が切り離すときにも、特別なスイッチ操作を行うことなく、自動的に車両の高圧回路の共通電位と低圧回路の共通電位とが切り離される装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、高圧電源および低圧電源を共に有する充電装置が車両電源に接続されたときに、車両の高圧電池を充電中にはその充電装置から供給される低圧電源の電流を利用して、高圧電池の冷却扇を駆動する回路を設けたことを特徴とする。さらに、高圧回路と低圧回路の共通電位が分離されている車両では、外部の充電装置を接続すると連動して二つ共通電位を接続し、外部の充電装置から供給される低圧電源の電流を同時に利用することができるように構成したことを特徴とする。
【００１１】
すなわち本発明は、車両に取付けられた筐体（３）内に実装された高圧電池（１）と、この車両に搭載された低圧電池（２）とを備え、この低圧電池（２）の回路に接続され前記筐体（３）内に送風する冷却扇（４）とを備えた高圧電池の冷却装置において、高圧電源および低圧電源を共に有する充電装置（５）が使用され、前記高圧電池（１）がこの充電装置（５）の高圧電源に接続されると連動して前記冷却扇（４）をその充電装置（５）の低圧電源から供給する回路（６）を設けたことを特徴とする。
【００１２】
この充電装置（５）と車両に搭載された電池（１、２）とが高圧回路および低圧回路を共に備えた一個のプラグ（７）およびレセプタクル（８）を経由して接続される構成とすることにより、高圧回路の接続と低圧回路の接続とを連動させることができる。
【００１３】
上記括弧内の数字は、あとから説明する実施例図面の参照数字である。この参照数字は、本発明の構成を理解しやすいように付すものであって、本発明の構成を実施例に限定して理解するためのものではない。以下の記載においても同様である。
【００１４】
この構成により、高圧電池の充電を行う期間にわたり、高圧電池を冷却するための冷却扇を連続的に駆動させることができる。冷却扇を長時間にわたり駆動させても車両の低圧電池が消耗するようなことはない。この構成により、高圧電源を車両側に接続するひとつの動作により、連動して充電装置の低圧電源出力が冷却扇に接続される。
【００１５】
前記冷却扇を前記充電装置の低圧電源に接続する回路（６）には、前記低圧電池の出力電流が充電装置に流入することを阻止する逆流防止ダイオード（９）を含む構成とすることができる。
【００１６】
また、車両側の電気配線が、前記高圧電池（１）を利用する装置が接続された高圧回路の共通電位と前記低圧電池（２）を利用する装置が接続された低圧回路の共通電位とが分離された構成であるときには、この低圧電池（２）が開閉回路（１０）その他により前記低圧回路から切り離されている期間には、前記高圧回路の共通電位を前記低圧回路の共通電位に接続するリレー回路（１１）を設ける構成とすることができる。
【００１７】
同じく、車両側の電気配線が、前記高圧電池（１）を利用する装置が接続された高圧回路の共通電位と前記低圧電池（２）を利用する装置が接続された低圧回路の共通電位とが分離された構成であるときには、前記プラグ（７）およびレセプタクル（８）が接続されている期間には、前記高圧回路の共通電位を前記低圧回路の共通電位に接続するリレー回路（１２）を備えた構成とすることができる。
【００１８】
この構成により、高圧電池を充電するための充電装置のプラグを車両側のレセプタクルに接続する操作により、自動的に車両側の二つの共通電位が接続され、充電装置から供給される低圧電源を車両側で利用することができるようになる。また充電装置のプラグをレセプタクルから切り離す操作により、車両側の二つの共通電位の接続は自動的に分離されるから、車両側の共通電位の接続および分離には何ら特別の操作を必要とすることがなく、充電完了後の操作忘れなどの問題を起こす問題もない。
【００１９】
【発明の実施の形態】
（第一実施例）
図１は本発明第一実施例装置の要部電気回路図である。図の右側は車両側の回路であり、この車両には、走行用の電気エネルギを保持する定格電圧３００Ｖの高圧電池１と、車両の各種装置に供給する定格電圧２４Ｖの低圧電池２が装備されている。高圧電池１からは図外のインバータを介して、車両の駆動車軸と連結された電動発電機との間で電気エネルギが授受される。すなわち車両の加速時には高圧電池１から電動発電機に電気エネルギを供給し、車両の制動時には電動発電機から発生する電気エネルギを回生充電する。高圧電池１は容量が大きく端子電圧が高いから、外部から簡単に操作ができないように金属製の筐体３の中に収容されている。そして、この高圧電池１は充電および放電に際して発熱するので、この筐体３には冷却扇４から送風冷却されるように構成されている。この冷却扇４は、車両の走行中には低圧電池２から開閉回路１０およびダイオード１３を介して、低圧電池２（２４Ｖ）により駆動される。
【００２０】
この高圧電池１は車両走行により放電および充電が繰り返されるが、運用状態によってはしだいに放電されることがあり、その場合には外部から車両が使用されないときに補充充電を行うことが必要である。たとえば、この車両が市内バスに利用されているような運用形態では、夜間の車両運行を行わない時間を利用して、車両基地で長時間にわたりゆるやかな充電を行うことによりその充電状態が維持される。長時間のゆるやかな充電を行うことにより高圧電池の寿命は長くなる。そしてこのような長時間にわたる充電を実行中にも、高圧電池１の温度は上昇するから、冷却扇４を連続的に駆動回転させて冷却をおこなわなければならない。
【００２１】
この装置では、車両基地に充電装置５が装備されている。この充電装置５は、交流商用電源１００または２００Ｖを電源として、直流定格電圧３００Ｖの電池を充電するための充電電流を発生することができる。同時に交流商用電源１００または２００Ｖから、直流定格電圧２４Ｖの電池を充電するための充電電流を発生することができる。この出力は、一つのケーブル１４によりプラグ７の３個の端子に接続されている。この３個の端子の第一は＋３００Ｖであり、第二は＋２４Ｖであり、さらに第三は共通電位となる０Ｖである。このプラグ７は車両に設けられたレセプタクル８に接続される。
【００２２】
一方、この車両は上述のように、高圧電池１から供給される高圧回路の共通電位（３００Ｖマイナス側）と、低圧電池２から供給される低圧回路の共通電位（２４Ｖマイナス側）は、切り離された状態として利用されるように構成されている。この構成および作用については詳しくは上述の従来例公報を参照されたい。したがって、レセプタクル８の３個の端子のうち共通電位（０Ｖ）の端子を高圧電池１のマイナス側に接続すると、低圧電源２４Ｖは電流帰路がなくなり利用することができない。このため、本発明では車両側の低圧電源（２４Ｖ）の開閉回路１０がオフになると、この開閉回路１０に接続されたリレー１１の付勢状態が解除されて、高圧電池１のマイナス側を低圧電源のマイナス側共通電位に接続するように構成されている。開閉回路１０がオフに操作されるのは、たとえば車両の運行が終了して車庫に格納されたときである。このときには、車両点検その他が行われることはないから高圧回路と低圧回路の共通電位を接続状態としても問題はない。
【００２３】
リレー１１が高圧電池１のマイナス側を低圧電池２のマイナス側に接続すると、レセプタクル８から回路６を経由して冷却扇４を駆動する回路が閉成される。すなわち、低圧電源の開閉回路１０をオフ状態とし、充電装置５のプラグ７を車両側のレセプタクル８に接続する操作により、ほかにいっさいのスイッチ操作などを必要とすることなく、高圧電池１の充電期間を通じて冷却扇４が駆動され高圧電池１の冷却が行われる。また、プラグ７がレセプタクル８から外されることにより冷却扇４は自動的に回転を停止する。運転を開始するために開閉回路１０をオン状態とすることにより、リレー１１が付勢されて自動的に二つの共通電位は分離された状態となる。
【００２４】
（第二実施例）
図２は本発明第二実施例装置の回路図である。上記第一実施例装置では、リレー回路としてノーマリ・オン、すなわち付勢されてないときに閉じている接点を利用したが、この第二実施例装置ではリレー１２にはノーマリ・オフ、すなわち付勢されてないときには開いている接点を利用するものである。
【００２５】
すなわち、図２に示す回路では、プラグ７がレセプタクル８に接続されると、低圧電源２４Ｖによりリレー１２が付勢され、高圧電池１のマイナス側を低圧電池２のマイナス側に接続する。そして冷却扇４にはダイオード９を介して充電装置５から低圧電源が供給され、充電中の期間を通じて冷却扇４を駆動回転させることができる。ダイオード９は、プラグ７がレセプタクル８から外される前に開閉回路１０が閉じた状態になると、リレー１２が低圧電池２により付勢されて、プラグ７が外された後も、リレー１２が付勢状態のままになることがないように設けた逆流防止ダイオードである。
【００２６】
この第二実施例装置でも、単に充電装置のプラグ７を車両のレセプタクル８に接続するだけで、二つの共通電位が接続され、冷却扇４を充電中に外部電源により駆動回転させることができる。この第二実施例装置では、高圧電池１を充電中に開閉回路１０を閉じることにより、同時に低圧電池２を充電することができる。
【００２７】
上記二つの実施例では、リレーとして巻線形リレーを利用するように説明したが、サイリスタその他半導体リレーを利用しても同様に本発明を実施することができる。ここでは上記二つの実施例を説明したが、本発明の回路は、さまざまに実現することができる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の装置によれば、外部の充電装置を利用して長時間にわたり高圧電池を充電する場合にも、電池が配置された筐体内に送風する冷却扇を充電時間にわたり連続駆動することができる。また、高圧回路の共通電位と低圧回路の共通電位が分離されている車両においても、外部の充電装置が接続されたときに、特別なスイッチ操作などを行うことなく、自動的に車両の高圧回路と低圧回路のそれぞれの共通電位が接続され、充電装置から供給される高圧電源および低圧電源を車両側で同時に利用することができる。さらに、高圧電池の充電が完了し充電装置との接続を切り離すときにも、特別なスイッチ操作を行うことなく、自動的に車両の高圧回路の共通電位と低圧回路の共通電位とが切り離された状態に復旧することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明第一実施例装置の回路図。
【図２】本発明第二実施例装置の回路図。
【符号の説明】
１  高圧電池
２  低圧電池
３  筐体
４  冷却扇
５  充電装置
６  冷却扇を駆動する低圧電源の回路
７  プラグ
８  レセプタクル
９  逆流防止用ダイオード
１０  開閉回路
１１  リレー（ノーマリ・オン）
１２  リレー（ノーマリ・オフ）
１３  ダイオード
１４  ケーブル
【図１】
0003576976.tif 000002
【図２】
0003576976.tif 000003