(57)【要約】  複数の二次電池等の蓄電器を使用する電源装置を限られたスペースに設置し易くする。電源装置(１００)は、複数の蓄電器(１)を直列又は並列に接続してなる蓄電ブロック(１０)と、蓄電ブロック(１０)を収納する収納ケース(３０)と、蓄電ブロック(１０)と電気的に接続されてこれを監視するための回路部(２０)と、回路部(２０)を収納する回路ケース(２３)を備え、収納ケース(３０)と回路ケース(２３)を別部材とする。上記構成により、蓄電ブロック(１０)を収納した収納ケース(３０)と、回路部(２０)を収納した回路ケース(２３)とを別体としたことで、これらの配置を柔軟に変更できるので、限られたスペース内でも配置し易くできる。
2014068899.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の蓄電器を直列又は並列に接続してなる蓄電ブロックと、
前記蓄電ブロックを収納する収納ケースと、
前記蓄電ブロックと電気的に接続されてこれを監視するための回路部と、
前記回路部を収納するための、前記収納ケースと別部材の回路ケースと
を備える電源装置であって、
前記収納ケースと回路ケースは、互いを電気的に接続するための接続コネクタをそれぞれを備えてなることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電源装置であって、
前記接続コネクタ同士を、接続ケーブルを介して接続してなることを特徴とする電源装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電源装置であって、
前記接続コネクタ同士を、直接係合させて接続しており、
前記収納ケースと回路ケースとを接触させてなることを特徴とする電源装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一に記載の電源装置であって、さらに、
前記蓄電ブロックの出力のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるスイッチング部と、
前記スイッチング部を収納するスイッチケースと
を備えてなることを特徴とする電源装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか一に記載の電源装置であって、さらに、
前記蓄電ブロックの出力のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるスイッチング部を備えており、
前記スイッチング部が、前記回路ケースに収納されてなることを特徴とする電源装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一に記載の電源装置であって、
前記収納ケースを構成する第一材質と、前記回路ケースを構成する第二材質とを異なる材質で構成してなることを特徴とする電源装置。
【請求項７】
請求項６に記載の電源装置であって、
前記第一材質を、放熱性に優れた材質とし、
前記第二材質を、耐ノイズ性に優れた材質としてなることを特徴とする電源装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一に記載の電源装置であって、
前記収納ケース及び回路ケースは、それぞれ外形を矩形状としてなることを特徴とする電源装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一に記載の電源装置であって、
前記回路ケースは、車両側との通信を行う通信コネクタを備えてなることを特徴とする電源装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一に記載の電源装置であって、
前記複数の蓄電器は、それぞれ一方向に延長された外形を有すると共に、長手方向の両端に正負の電極端子が設けられており、
前記蓄電器組は、各記蓄電器を、その長手方向を水平姿勢として、かつ前記複数の蓄電器組を互いに平行な姿勢で鉛直方向に並べた状態で、前記収納ケース内に保持されてなることを特徴とする電源装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一に記載の電源装置であって、
前記蓄電器を、二次電池で構成してなることを特徴とする電源装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一に記載の電源装置であって、
前記電源装置は、鉛バッテリと並列に接続される車載用のサブバッテリであることを特徴とする電源装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の電源装置であって、
アイドリングストップ機能を有する車両に搭載可能であり、該車両の回生発電の電力でもって、鉛バッテリと車両用電源装置の両方を充電可能としてなることを特徴とする電源装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一に記載の電源装置を備える車両であって、
前記電源装置から電力供給される走行用のモータと、
前記電源装置及び前記モータを搭載してなる車両本体と、
前記モータで駆動されて前記車両本体を走行させる車輪と
を備えることを特徴とする車両。
【請求項１５】
請求項１〜１３のいずれか一に記載の電源装置を備える車両であって、
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１６】
請求項１〜１１のいずれか一に記載の電源装置を備える蓄電装置であって、
前記電源装置への充放電を制御する電源コントローラを備えており、
前記電源コントローラでもって、外部からの電力により前記電源装置への充電を可能とすると共に、前記電源装置に対し充電を行うよう制御可能としてなることを特徴とする蓄電装置。
【請求項１７】
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又は並列に接続してなる蓄電ブロックと、
前記蓄電ブロックを収納する収納ケースと、
前記蓄電ブロックと電気的に接続されてこれを監視するための回路部と、
前記回路部を収納する回路ケースと
を備えており、
前記収納ケースと回路ケースを別部材としてなることを特徴とするバッテリシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源装置及びこれを備える車両並びに蓄電装置、バッテリシステムに関し、例えば鉛蓄電池と並列にサブバッテリを接続した車両用のバッテリシステムや、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等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】
このようなサブバッテリでは、内部に多数の二次電池と、これを制御する制御回路を実装した回路基板を備えているため、これらの収納ケースの外形もある程度の大きさとなる。しかしながら、サブバッテリの配置スペースは限られているため、その設置空間の確保が困難となる。特に車載用途においては、エンジンルームや室内（キャビン内）は既に多くの部材が存在するため、纏まった空間を確保することは容易でない。かといって、サブバッテリの一層の小型化を図ろうとすれば、使用する二次電池の本数を減らす等、出力や容量の低下に繋がることとなって、所期の性能を発揮できなくなる。【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、複数の二次電池等の蓄電器を使用する電源装置を限られたスペースに設置し易くした電源装置及び電源装置を備える車両並びに蓄電装置、バッテリ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及び発明の効果】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の電源装置によれば、複数の蓄電器を直列又は並列に接続してなる蓄電ブロックと、前記蓄電ブロックを収納する収納ケースと、前記蓄電ブロックと電気的に接続されてこれを監視するための回路部と、前記回路部を収納するための、前記収納ケースと別部材の回路ケースとを備える電源装置であって、前記収納ケースと回路ケースは、互いを電気的に接続するための接続コネクタをそれぞれを備えることができる。上記構成により、蓄電ブロックを収納した収納ケースと、回路部を収納した回路ケースとを別体としたことで、これらの配置を柔軟に変更できるので、限られたスペース内でも配置し易くできる。
【０００７】
また、他の電源装置によれば、前記接続コネクタ同士を、接続ケーブルを介して接続することができる。これにより、蓄電ブロックと回路部とを別ユニットとしつつも、電気的な接続は維持され、一体的な電源装置と同様に利用できる。
【０００８】
さらに、他の電源装置によれば、前記接続コネクタ同士を、直接係合させて接続しており、前記収納ケースと回路ケースとを接触させることができる。上記構成により、ユニット同士の接続を、接続ケーブルを介在させることなく一体的に接続することも、また接続ケーブルを介して離間させることも可能となり、使用態様や目的に応じて一体的にも個別にも利用可能としてレイアウトの柔軟性を一層高められる。
【０００９】
さらにまた、他の電源装置によれば、前記接続コネクタ同士を、直接係合させて接続しており、前記収納ケースと回路ケースとを接触させることができる。上記構成により、これら収納ケースと回路ケースを接触部分でもって電気接続できるため、ハーネスを不要とでき、コスト削減や信頼性向上が図られる。
【００１０】
さらにまた、他の電源装置によれば、さらに前記蓄電ブロックの出力のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるスイッチング部と、前記スイッチング部を収納するスイッチケースとを備えることができる。上記構成により、スイッチング部を蓄電ブロック等と別部材に配置できるので、例えば騒音を発するスイッチング部を室外に、蓄電ブロックをエンジンルーム外に、といった、各ユニットをそれぞれ適した環境下に設置するよう選択でき、利便性を高められる。
【００１１】
さらにまた、他の電源装置によれば、前記蓄電ブロックの出力のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるスイッチング部を備えており、前記スイッチング部を、前記回路ケースに収納することができる。上記構成により、スイッチング部と回路部の回路系を纏めることができ、構成を簡素化しつつも、蓄電ブロックとは別部材としてそれぞれに適した環境下に配置できる利点を担保できる。
【００１２】
さらにまた、他の電源装置によれば、前記収納ケースを構成する第一材質と、前記回路ケースを構成する第二材質とを異なる材質で構成できる。上記構成により、収納ケースと回路ケースの特性に応じて適切な材質を選択できる。
【００１３】
さらに、他の電源装置によれば、前記第一材質を、放熱性に優れた材質とし、前記第二材質を、耐ノイズ性に優れた材質とすることができる。上記構成により、収納ケース側では蓄電器の発熱を効率よく放熱させる一方、回路ケース側では回路部をノイズから保護して、それぞれのケースの機能に応じた適切な保護が図られる。
【００１４】
さらにまた、他の電源装置によれば、前記収納ケース及び回路ケースを、それぞれ外形を矩形状に形成できる。上記構成により、収納ケースや回路ケースを組み合わせ易くなり、配置変更を比較的容易に行える利点が得られる。
【００１５】
さらにまた、他の電源装置によれば、前記回路ケースが、車両側との通信を行う通信コネクタを備えることができる。上記構成により、車両側とのデータ通信が可能となり、負荷側である車両の状態に応じた充放電が可能となる。
【００１６】
さらにまた、他の電源装置によれば、前記複数の蓄電器は、それぞれ一方向に延長された外形を有すると共に、長手方向の両端に正負の電極端子が設けられており、前記蓄電器組は、各記蓄電器を、その長手方向を水平姿勢として、かつ前記複数の蓄電器組を互いに平行な姿勢で鉛直方向に並べた状態で、前記収納ケース内に保持させることができる。上記構成により、収納ケースの内部に結露等によって水分が溜まる事態が生じても、総電圧の正負が短絡する事態を回避し、安全性を高めることができる。
【００１７】
さらにまた、他の電源装置によれば、前記蓄電器を、二次電池で構成することができる。上記構成により、広く普及した二次電池でもって電源装置を構成でき、高密度での蓄電が可能となり、大容量化等にも対応できる。
【００１８】
さらにまた、他の電源装置によれば、前記電源装置を、鉛バッテリと並列に接続される車載用のサブバッテリとすることができる。
【００１９】
さらにまた、他の電源装置によれば、アイドリングストップ機能を有する車両に搭載可能であり、該車両の回生発電の電力でもって、鉛バッテリと車両用電源装置の両方を充電可能とできる。
【００２０】
さらにまた、本発明の電源装置を備える車両によれば、前記電源装置から電力供給される走行用のモータと、前記電源装置及び前記モータを搭載してなる車両本体と、前記モータで駆動されて前記車両本体を走行させる車輪とを備えることができる。
【００２１】
さらにまた、他の電源装置を備える車両によれば、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。
【００２２】
さらにまた、本発明の電源装置を備える蓄電装置によれば、前記電源装置への充放電を制御する電源コントローラを備えており、前記電源コントローラでもって、外部からの電力により前記電源装置への充電を可能とすると共に、前記電源装置に対し充電を行うよう制御可能とできる。
【００２３】
さらにまた、本発明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又は並列に接続してなる蓄電ブロックと、前記蓄電ブロックを収納する収納ケースと、前記蓄電ブロックと電気的に接続されてこれを監視するための回路部と、前記回路部を収納する回路ケースとを備えており、前記収納ケースと回路ケースを別部材とすることができる。上記構成により、蓄電ブロックを収納した収納ケースと、回路部を収納した回路ケースとを別体としたことで、これらの配置を柔軟に変更できるので、限られたスペース内でも配置し易くできる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電源装置を示す斜視図である。
【図２】図１の電源装置のＩＩ−ＩＩ線における垂直断面図である。
【図３】実施の形態２に係る電源装置を示す模式斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態３に係る電源装置を示す斜視図である。
【図５】図４の電源装置のＩＶ−ＩＶ線における垂直断面図である。
【図６】車載用のバッテリシステムを示す斜視図である。
【図７】図６の車載用のバッテリシステムの分解斜視図である。
【図８】電源装置をサブバッテリとして鉛バッテリと並列に接続した状態を示す回路図である。
【図９】エンジンとモータで走行するハイブリッド車に電源装置を搭載する例を示すブロック図である。
【図１０】モータのみで走行する電気自動車に電源装置を搭載する例を示すブロック図である。
【図１１】蓄電用の電源装置に適用する例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
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電源装置及び電源装置を備える車両並びに蓄電装置、バッテリシステムを例示するものであって、本発明は電源装置及び電源装置を備える車両並びに蓄電装置、バッテリシステム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）
【００２６】
本発明の実施の形態１に係る電源装置１００の斜視図を図１に、この電源装置１００のこの電源装置１００の内部構造を図２の断面図に、それぞれ示す。これらの図に示す電源装置１００は、蓄電ユニット１１と制御ユニット２１とスイッチユニット３１で構成される。蓄電ユニット１１は、複数の蓄電器１で構成された蓄電ブロック１０と、蓄電ブロック１０を収納する収納ケース３０とで構成される。一方制御ユニット２１は、蓄電ブロック１０と電気的に接続される回路部２０と、回路部２０を収納する回路ケース２３とで構成される。またスイッチユニット３１は、スイッチング部２５と、このスイッチング部２５を収納するスイッチケース２９で構成される。このスイッチング部２５は、蓄電ブロック１０の出力のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるための部材である。これら制御ユニット２１と蓄電ユニット１１とスイッチユニット３１との間は、接続ケーブル６０を介して接続されている。
【００２７】
このように蓄電ユニット１１と制御ユニット２１とを別部材としたことで、これらの配置を柔軟に変更できる。すなわち、電源ケースを一の大きなケースとせずに、これよりも小さい複数のケースに分割したことで、レイアウトの変更を可能とし、限られたスペース内に蓄電ブロック１０と回路部２０とを配置し易くできる。例えば、収納ケースを車両の室内に配置し、回路ケースをエンジンルームに配置することもできる。この結果、エンジンルームのような高温で振動に晒される過酷な環境から二次電池を排除して、その安定利用と長寿命化を図ることができ、一方で回路部２０は室内から排除することで、室内における電源装置の専有面積を低減して、快適な居住性を損なうことを回避できる。
【００２８】
加えて、スイッチング部２５も、蓄電ブロック１０や回路部２０と別部材のスイッチユニット３１としている。これより、蓄電ブロックの位置に制約されない、柔軟な配置が可能となる。特にスイッチング部２５は、蓄電ブロック１０の出力ＯＮ／ＯＦＦを切り替えるためのスイッチやリレーを備えている。このため、ＯＮ／ＯＦＦの切り替え時に接点を開閉させる動作音が生じる。この結果、例えば車両の車内に配置すると動作音が騒音となってユーザに不快感を与えることがあり、車内に配置しないことが求められる。一方で蓄電ブロックは、上述の通りエンジンルームに配置することは、環境温度や振動などの点で望ましくない。このように、蓄電ブロックとスイッチング部は、望ましい配置位置が異なる。そこで、このような配置位置の要求に柔軟に対応できるように、蓄電ブロック１０とスイッチング部２５を個別のユニットとした。また、異なる位置に配置されたユニット間を接続ケーブルで電気的に接続することで、異なる位置にユニットに配置しつつもこれらを有機的に連携させて機能させることができ、一体型とした場合と同様の効果が実現できる。
【００２９】
各ユニットは、接続ケーブルを接続するための接続コネクタを設けている。図１の例では、スイッチユニット３１の側面には蓄電側接続コネクタ２６を、制御ユニット２１には回路側接続コネクタ２７を、それぞれ設けている。またスイッチユニット３１には、スイッチ側接続コネクタ２８を設けている。これらの接続コネクタ間を、接続ケーブルでもって接続する。この例ではスイッチ側接続コネクタ２８と蓄電側接続コネクタ２６、スイッチ側接続コネクタ２８と回路側接続コネクタ２７を、それぞれ別個の接続ケーブルで接続している。必要に応じてスター型やデイジーチェーン型の接続を採用することもできる。
【００３０】
加えて、接続ケーブルを介することなく、接続コネクタ同士を直接係合可能としてもよい（後述する図５）。この場合は、各ユニットの配置位置に制限がない場合は、ユニット同士を直接接続させて同じ場所に配置することができ、一方で例えばスイッチング部はエンジンルーム、蓄電ブロックは室内といったように配置位置に指定がある場合は、接続ケーブルを利用して接続するといった、用途や目的に応じた柔軟な配置が選択できる。
【００３１】
以下では、電源装置１００を車載用の電池として、後述する図８に示すように、鉛バッテリＰＢのような１２Ｖの電装用バッテリと並列に接続されたサブバッテリＳＢに利用する例を説明する。
（蓄電ユニット１１）
【００３２】
蓄電ユニット１１は、蓄電器１を収納する部材である。蓄電ユニット１１は、蓄電ブロック１０と、蓄電ブロック１０を収納する収納ケース３０とで構成される。蓄電ブロック１０は、複数の蓄電器１を直接又は並列に接続して構成される。
（制御ユニット２１）
【００３３】
一方制御ユニット２１は、回路部２０と、この回路部２０を収納する回路ケース２３とで構成される。回路部は、蓄電ブロック１０と電気的に接続され、これを監視する。
【００３４】
ここで、収納ケース３０を構成する第一材質と、回路ケース２３を構成する第二材質とは、異なる材質で構成することが好ましい。このようにすることで、収納ケース３０と回路ケース２３の特性に応じて適切な材質を選択して、制御ユニット２１と蓄電ユニット１１とで求められる異なる仕様に特化した機能性を持たせやすくできる。すなわち、蓄電ブロック１０と、回路部２０とでは、求められる仕様も異なる。このため、これらを共通のケースに収納する場合は、これらの要求を同時に満たすことが困難な場合もあった。例えば、収納ケース３０側では蓄電器１の発熱を効率よく放熱させることが求められる一方、回路部２０の発熱量が少ない場合は、そのような要求はさほど高くない。逆に回路部２０では、外部からのノイズを低減させることが求められるところ、蓄電ブロックではそのような必要性は低い。
【００３５】
そこで、蓄電ブロック１０と回路部２０とを別途の部材にユニット化すると共に、これらを含むケースの材質を異ならせることで、各ユニットで要求される仕様に応じた機能性を持たせることが可能となる。例えば、蓄電ユニット１１側では蓄電器１の発熱を効率よく放熱させることが求められるので、収納ケース３０を構成する第一材質は放熱性に優れた材質とする。例えば、絶縁性を備えつつも放熱性を備えた樹脂製のケースとする。その一方、制御ユニット２１側では回路部２０を外乱やノイズから保護することが重要となるので、回路ケース２３を構成する第二材質を耐ノイズ性に優れた材質とする。例えば金属製のケースで回路ケース２３を構成することで、シールド性を高められる。このように、各ユニットを構成するケースの材質を、それぞれ異ならせることで、それぞれのケースで求められる仕様に応じた機能を付加し、適切な保護が図られる。
（接続ケーブル６０）
【００３６】
また、蓄電ブロック１０を回路部２０で監視するため、これらを電気的に接続する必要がある。このため蓄電ユニット１１と制御ユニット２１とは、接続ケーブル６０でもって接続されている。蓄電ユニット１１と制御ユニット２１はそれぞれ、接続ケーブル６０を接続するための接続コネクタを備えている。接続ケーブル６０を介在させてこれらのユニット同士を接続できるので、蓄電ユニット１１と制御ユニット２１とは物理的に離間させて配置できる。また各ユニットに接続コネクタを設けることで、接続ケーブル６０との接続をコネクタ式とでき、その着脱も容易に行える利点が得られる。
（実施の形態２）
【００３７】
一方で、上記の例ではスイッチング部２５と蓄電ブロック１０と回路部２０とを別ユニットで構成した例を説明したが、例えばスイッチング部を回路部と纏めることもできる。このような例を実施の形態２として、図３に示す。ここでは、回路ケース２３Ｂにスイッチング部２５Ｂと回路部２０Ｂとを収納している。これにより、蓄電ブロック１０と回路系とを分離したシンプルな構成としつつ、蓄電ブロック１０と回路系とをそれぞれ適した位置に配置できる利点が得られる。なおこの場合は、スイッチング部２５Ｂを、回路部２０Ｂより上方に配置することが好ましい。これによって、スイッチング部２５Ｂの発熱が伝わりやすい上方には回路部２０Ｂを配置せず、伝熱し難い下方に配置したことで回路部２０Ｂに熱の影響が及ぶ事態を抑制して、回路部２０Ｂを保護できる。
（実施の形態３）
【００３８】
さらに、蓄電ユニット１１と制御ユニット２１との電器接続は、必ずしも接続ケーブルを要するものでなく、これらを直接接続することもできる。このような例を実施の形態３として、図４及び図５に示す。これらの図に示す電源装置１００Ｂは、蓄電ユニット１１と制御ユニット２１とを接触させて一体化させている。ここでは、収納ケース３０の側面に設けられた蓄電側接続コネクタ２６と、回路ケース２３の側面に設けられた回路側接続コネクタ２７とを直接係合させて接続している。これにより、接続ケーブルを介在させることなく回路部２０と蓄電ブロック１０とを電気接続でき、接続ケーブルの引き回しも不要とできる。また、このように蓄電ユニット１１と制御ユニット２１とを接触させる構成においても、回路部２０と蓄電ブロック１０の位置関係を比較的自由に設定できることから、与えられる設置空間の形状に応じて、蓄電ユニット１１と制御ユニット２１の配置位置を調整でき、一意的な従来の電源装置の外形に比べて、より柔軟な設計が可能となり、限られた設置スペースへの配置に寄与し得る。
（収納ケース３０）
【００３９】
以下、各ユニットの詳細について説明する。まず蓄電ユニット１１について、図１等に示すように、収納ケース３０は、外形を矩形状としている。収納ケース３０は、好ましくは絶縁性に優れた材質、例えば樹脂製とする。収納ケース３０の内部には、複数の蓄電器１を収納している。
【００４０】
また収納ケース３０の上面には、一対の出力端子３６を突出させている。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出力端子３６＋と、負極側と接続された負極側出力端子３６−とで構成される。また正極側出力端子３６＋は収納ケース３０の内部で、正極側リード板５０＋と、負極側出力端子３６−は負極側リード板５０−と、それぞれ接続されている。
【００４１】
また収納ケースの３０上面には、ガス抜き用の孔３７を開口している。これは、蓄電器１がガスを排出するものである場合に、収納ケース３０内部が過度に高圧にならないよう、ガスを収納ケース３０から排出するための孔３７である。またガス排出孔３７には、ここから排出されるガスを安全に車外に排出するためのダクトを接続することが好ましい。
【００４２】
蓄電ブロック１０は、収納ケース３０内の下面側に位置する負極側接続端子１２と、収納ケース３０内の上面側に位置する正極側接続端子１４とを備える。負極側出力端子３６−は収納ケース３０の上面側に位置され、収納ケース３０の下面側に位置する負極側接続端子１２と、負極側リード板５０−で接続している。また正極側出力端子３６＋は、正極側の出力端子と正極側リード板５０＋で接続される。この正極側リード板５０＋は、負極側リード板５０−よりも短くしている。さらに蓄電ブロック１０は、負極側接続端子１２を接地している。
（蓄電器１）
【００４３】
蓄電器１は、蓄電可能な部材であり、二次電池セルが好適に利用できる。二次電池セルとしては、ニッケル水素電池が好適に利用できる。特にニッケル水素電池の電源電圧は、１．２Ｖであるので、１０個のニッケル水素電池を直列に接続すれば１２Ｖとなり、電源電圧を１２Ｖとする鉛バッテリＰＢとの並列接続に適合する。図２、図５の例では、２本のニッケル水素電池である蓄電器１を、長手方向に接続した蓄電器組２として、これを５組互いに平行に同一平面上に並べて蓄電ブロック１０を構成する。すなわち蓄電ブロック１０は、１０本のニッケル水素電池で構成される。直列接続する本数を調整することで、電源装置１００の電圧を、接続先の鉛バッテリＰＢと一致させるように調整できる。例えば、トラック等の大型車両のように、定格電圧を２４Ｖとする鉛バッテリＰＢに対しては、ニッケル水素電池の蓄電器１を２０本直列に接続することで、２４Ｖに対応させることができる。また必要に応じて３６Ｖ、４８Ｖ等、ニッケル水素電池を１０本単位で、すなわち１０ｎ（ｎは自然数）個を直列に接続することにより、１２Ｖの倍数で出力電圧を調整でき、多くの規格化された電源装置の電圧に適合できる。あるいは、任意のＮ個（Ｎはｎより大きい自然数）のニッケル水素電池を接続して、１．２Ｖ刻みで蓄電ブロックの総電圧を調整できる。さらにニッケル水素電池を並列接続してもよく、これによって電源装置の電気容量を増加できる。
【００４４】
また、蓄電器組２を２つの蓄電器１を長手方向に接続して構成することで、蓄電器１同士の間に挟まれた蓄電器が存在することをなくし、各蓄電器１の端面の一方が必ず、他の蓄電器の存在しない開放面となるので、この面からの放熱性を確保できる。すなわち、長手方向に多数の蓄電器を連結する構成に比べ、中間に配置された蓄電器が他の蓄電器よりも放熱され難くなって劣化が進行する事態を阻止でき、均等な放熱が図られる。また、この面を収納ケース３０の側面に面するように配置することで、さらに放熱性を向上できる。
【００４５】
なお蓄電器には、ニッケル水素電池に代えて、リチウムイオン二次電池やリチウムポリマー電池等、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。
【００４６】
図２、図５に示す例では、蓄電器１は円筒形の外装缶を利用している。ここでは、複数本の円筒形の蓄電器１を、水平姿勢に保持して、収納ケース３０の内面に沿うように平面状に並べている。また、収納ケース３０内から回路部２０を排除したことで、蓄電ブロック１０を構成する各蓄電器１が、収納ケース３０の両側の主面に面するように配置でき、これらの主面を蓄電器１の放熱面として利用でき、放熱性を向上できる。すなわち、従来であれば回路部２０が邪魔になって蓄電ブロックの放熱面が損なわれていたところ、回路部２０を収納ケース内から除去したことで、収納ケースを構成する面のより広い面積でもって、蓄電器の放熱を図ることが可能となる。加えて、従来であれば蓄電器１の発熱が回路部２０に影響を与える事態を回避するため、両者を離間させたり、断熱壁を設けたりする等の断熱構造が必要であったところ、このような断熱機構も不要とでき、この点においても構成の簡素化、低コスト化、収納ケースの小型化等の面において有利となる。また、以上の例では蓄電ブロックは、蓄電器を同一平面上に並べる例を説明したが、複数の層状に配置することもできる。
（制御ユニット２１）
【００４７】
一方、制御ユニット２１は図２、図５等に示すように、回路部２０と、これを収納する回路ケース２３で構成される。回路部２０は、蓄電器の温度や電圧、電流等の状態を監視する監視回路や、蓄電器の充放電を制御する制御回路等の少なくともいずれかを含む。監視回路は、例えば何れかの蓄電器の異常を検出した際に、出力を停止したり、回路を遮断する信号を送出する安全回路としても機能する。また回路ケース２３の上面には、車両側との通信を行う通信コネクタ２４を備えている。通信コネクタ２４は、車両側の制御回路とケーブル等を介して接続される。これにより制御ユニット２１は車両側制御回路と、ＣＡＮ等の所定のプロトコルに従ってデータ通信を行い、必要な電力を供給する。
【００４８】
なお、図１〜図５の例では、出力端子３６を蓄電ユニット１１に、通信コネクタ２４を制御ユニット２１に、それぞれ設けた例を示しているが、この構成に限らず、これらの端子はいずれのユニット側に設けてもよい。また、これらの端子を纏めることも可能である。例えば、通信コネクタに総電圧の出力端子を含めた、通信と出力を統合したコネクタを利用することもできる。
（横置き姿勢）
【００４９】
蓄電ブロック１０は、図２、図５の垂直断面図に示すように、各蓄電器１を横置き姿勢として保持している。横置き姿勢とは、収納ケース３０内に水が溜まった場合の、水面とほぼ平行となる方向を意味する。ここでは、蓄電器１を長手方向に連結して蓄電器組２を構成する。そして、垂直方向、すなわち水面と交差する方向に、蓄電器組２を積み上げるようにして蓄電ブロック１０を構成する。このような配置とすることで、冠水時に端子が水分と触れる蓄電器の数を制限できる。すなわち、仮に蓄電器を縦置き姿勢で収納ケース内に配置した場合は、各蓄電器の組の底面が収納ケースの下部に位置する状態となる。この状態で、収納ケースの底面に何らかの理由で水分が溜まってしまうと、各蓄電器の組の端子が冠水してしまい、意図しない短絡を生じる可能性があった。
【００５０】
これに対し、本実施の形態では各蓄電器を横置き姿勢としたことで、万一収納ケース３０内に水分が溜まることがあっても、冠水する蓄電器の本数を最小限に抑えることが可能となる。すなわち、図２、図５の断面図に示すように、蓄電ブロック１０を構成する各蓄電器組２は、それぞれ水平姿勢で、鉛直方向に並べられているため、底面に位置する蓄電器組の両端のみが冠水する状態となる。この状態では、短絡が生じても蓄電器２個分の電位差で足りるため、例えば１．２Ｖのニッケル水素電池を用いた場合は２．４Ｖとなって、短絡電流も少なくて済む。特に、ニッケル水素電池を用いた電源装置の場合、過充電時等にニッケル水素電池から排出されるガスを外部へ排気する必要があり、ガス排出孔を開口する等、収納ケースを密閉構造とすることができない。この結果、収納ケース内への浸水を完全に遮断することが困難となるものの、上述の通り、ガス排出用の開口を有する収納ケースに各蓄電器を横置き姿勢で配置する構成とすることで、冠水による被害を大幅に抑制しつつ、ニッケル水素電池から排出されるガスを収納ケースの外部へ安全に排気させることができる。
【００５１】
さらに、出力端子３６と接続する蓄電ブロック１０の総電圧の内、底面側に位置する蓄電器を負極側とすることで、安全性を向上できる。すなわち、負極側はシャーシアース等と接続される場合が多いため、この部分が短絡しても、正極側の短絡に比べて電位差が少なくて済む。
（第一リード板５１）
【００５２】
各層の蓄電器組２は、上下に並ぶ蓄電器組２の端縁と、第一リード板５１によって接続される。第一リード板５１は、蓄電器組２同士を最短距離で導通させる。このようなリード板は、導電性に優れた金属板で構成される。
【００５３】
また蓄電ブロック１０の総電圧は、正極側リード板５０＋及び負極側リード板５０−を介して出力端子３６と接続される。図２、図５の断面図に示す例では、直列接続された蓄電ブロック１０の正極側を、正極側リード板５０＋を介して正極側出力端子３６＋と接続し、また蓄電ブロック１０の負極側を、負極側リード板５０−を介して負極側出力端子３６−と接続している。ここで、上述の通り蓄電ブロック１０の総電圧が表れる蓄電器の端縁の内、最下層を負極側リード板５０−と接続することが好ましい。すなわち図２、図５に示す蓄電器１の配列において、蓄電ブロック１０の左上の端縁と右下の端縁の内、右下の蓄電器の端縁を負極側リード板５０−と接続し、左上の蓄電器の端縁を正極側リード板５０＋と接続する。これにより、蓄電ブロック１０の最下層には負極側の総電圧が位置するため、万一浸水等によって短絡することがあっても、電位差を小さくして大きな短絡電流が通電することを回避できる。
【００５４】
また収納ケース３０内に浸水した水分の水位が上昇しても、上昇分に応じて蓄電器組の本数が増えるのみであって、蓄電ブロック１０が完全に冠水しない限りは総電圧に相当する短絡は生じないため、相応の短絡電流に抑制できるという利点も得られる。
【００５５】
さらに、正極側リード板５０＋は最上層、すなわち蓄電ブロック１０の最も高い位置に配置されるため、収納ケース３０内に浸水することがあっても、この部分までもが短絡する可能性を相対的に低減でき、安全性を向上できる。加えて、出力端子３６を収納ケース３０の上面、すなわち収納ケース３０の最も高い位置に設けたことでも、同様にこの出力端子３６同士の短絡の可能性を低減できる効果が得られる。
【００５６】
さらに加えて、正極側の総電圧が蓄電ブロック１０の最上層に位置することで、正極側出力端子３６＋との距離が近くなり、これらを接続する正極側リード板５０＋の長さを短くできる。このことは、正極側リード板５０＋が表出する面積を小さくできることに繋がり、この部分が短絡する可能性も抑制できることに繋がる。特に図２、図５の断面図に示すように、正極側リード板５０＋の長さを、負極側リード板５０−よりも相当短くできるため、表出面積を小さくした分だけ、短絡が発生するリスクも低減できることに繋がる。
【００５７】
なお、負極側リード板５０−は、図２、図５において蓄電ブロック１０の右側に面した各第一リード板５１との意図しない導通を防ぐため、これら第一リード板５１と負極側リード板５０−との間に、絶縁シート等の絶縁製部材を配置することが望ましい。
（バッテリシステム）
【００５８】
以上の電源装置１００をサブバッテリＳＢとして、鉛バッテリＰＢと並列に接続することで、車両用のバッテリシステム１０００を構成できる。この例を、図６及び図７の分解斜視図に示す。これらの図に示すバッテリシステム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ＳＢ１００で構成される。サブバッテリＳＢ１００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。
【００５９】
この場合、収納ケース３０の主面の大きさを、鉛バッテリＰＢの主面の大きさとほぼ等しくすることが好ましい。これにより、サブバッテリＳＢと鉛バッテリＰＢとを積層して、車両用のバッテリシステム１０００を一体的に構築でき、また固定構造で固定し易くなる。さらに、熱容量の大きな鉛バッテリＰＢと積層することで、蓄電器の放熱を効率よく吸収して放熱を図ることもできる。
【００６０】
なお、図６、図７の例では、収納ケース３０の主面を、鉛バッテリＰＢの主面よりもやや小さく形成している。このようにすることで、収納ケース３０の上面側の主面を、鉛バッテリＰＢの主面で押圧して、この状態で固定機構によりトレイ上に固定できる。この状態で、サブバッテリＳＢ１００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る結果、収納ケース３０内部の蓄電ブロックが充放電によって膨張しようとしても、これを機械的に抑制でき、膨張による内部抵抗の増加や内部短絡を抑え、蓄電器の長寿命化を図ることができる。なお、バッテリ固定用のトレイＴＲは、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
【００６１】
また収納ケース３０の側面には、一対の出力端子３６を突出させている。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、正極側出力端子は正極側の鉛出力端子と、負極側出力端子は、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）
【００６２】
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。
【００６３】
図６、図７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。
【００６４】
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。
【００６５】
図６、図７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等に応じて、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等、既知の固定方法が適宜利用できる。
【００６６】
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。
（回路図）
【００６７】
また、電源装置１００を鉛バッテリＰＢと接続した車両用のバッテリシステム１０００の回路図の一例を、図８に示す。この図に示す車両は、エンジン９６で車輪９７を駆動して走行する。また電源装置１００は、鉛バッテリＰＢと並列に接続されており、鉛バッテリＰＢを補助するサブバッテリＳＢとして機能する。さらにサブバッテリＳＢは、スイッチング部２５と直列に接続された状態で鉛バッテリＰＢと並列に接続されており、スイッチング部２５をＯＮさせることでサブバッテリＳＢを鉛バッテリＰＢと並列接続し、ＯＦＦさせることでサブバッテリＳＢを切り離すことができる。鉛バッテリＰＢとサブバッテリＳＢである電源装置１００は、電流調整回路等を介することなく、リード線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ＳＢ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。
【００６８】
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の定格電圧を１２Ｖには特定しない。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。
【００６９】
サブバッテリＳＢ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ＳＢ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ＳＢ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。
【００７０】
鉛バッテリＰＢとサブバッテリＳＢの適合性は、サブバッテリＳＢ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ＳＢの開路電圧−放電深度特性は、例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。
【００７１】
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ＳＢである電源装置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。
【００７２】
さらに、この電源装置１００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、電源装置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電源装置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。
【００７３】
以上の電源装置は、車載用の電源として利用できる。電源装置を搭載する車両としては、エンジンとモータの両方で走行するハイブリッド自動車やプラグインハイブリッド自動車、あるいはモータのみで走行する電気自動車等の電動車両が利用でき、これらの車両の電源として使用される。
（ハイブリッド車用電源装置）
【００７４】
図９に、エンジンとモータの両方で走行するハイブリッド自動車に電源装置を搭載する例を示す。この図に示す電源装置を搭載した車両ＨＶは、車両ＨＶを走行させるエンジン９６及び走行用のモータ９３と、モータ９３に電力を供給する電源装置１００と、電源装置１００の電池を充電する発電機９４と、電源装置１００とモータ９３を搭載する車両本体９０と、モータ９３で駆動されて車両本体９０を走行させ、又はエンジン９６の駆動によって車両本体９０を走行させる車輪９７とを備えている。電源装置１００は、ＤＣ／ＡＣインバータ９５を介してモータ９３と発電機９４に接続している。車両ＨＶは、電源装置１００の電池を充放電しながらモータ９３とエンジン９６の両方で走行する。モータ９３は、エンジン効率の悪い領域、例えば加速時や低速走行時に駆動されて車両を走行させる。モータ９３は、電源装置１００から電力が供給されて駆動する。発電機９４は、エンジン９６で駆動され、あるいは車両にブレーキをかけるときの回生制動で駆動されて、電源装置１００の電池を充電する。
（電気自動車用電源装置）
【００７５】
また、図１０に、モータのみで走行する電気自動車に電源装置を搭載する例を示す。この図に示す電源装置を搭載した車両ＥＶは、車両ＥＶを走行させる走行用のモータ９３と、このモータ９３に電力を供給する電源装置１００と、この電源装置１００の電池を充電する発電機９４と、電源装置１００とモータ９３を搭載する車両本体９０と、モータ９３で駆動されて車両本体９０を走行させる車輪９７とを備えている。電源装置１００は、ＤＣ／ＡＣインバータ９５を介してモータ９３と発電機９４に接続している。モータ９３は、電源装置１００から電力が供給されて駆動する。発電機９４は、車両ＥＶを回生制動する時のエネルギーで駆動されて、電源装置１００の電池を充電する。
（蓄電用電源装置）
【００７６】
さらに、この電源装置は、移動体用の動力源としてのみならず、定置型の蓄電用設備としても利用できる。例えば家庭用、工場用の電源として、太陽光や深夜電力等で充電し、必要時に放電する電源システム、あるいは日中の太陽光を充電して夜間に放電する街路灯用の電源や、停電時に駆動する信号機用のバックアップ電源等にも利用できる。このような例を図１１に示す。この図に示す電源装置１００は、複数の電池パック８１をユニット状に接続して電池ユニット８２を構成している。各電池パック８１は、複数の電池セルが直列及び／又は並列に接続されている。各電池パック８１は、電源コントローラ８４により制御される。この電源装置１００は、電池ユニット８２を充電用電源ＣＰで充電した後、負荷ＬＤを駆動する。このため電源装置１００は、充電モードと放電モードを備える。負荷ＬＤと充電用電源ＣＰはそれぞれ、放電スイッチＤＳ及び充電スイッチＣＳを介して電源装置１００と接続されている。放電スイッチＤＳ及び充電スイッチＣＳのＯＮ／ＯＦＦは、電源装置１００の電源コントローラ８４によって切り替えられる。充電モードにおいては、電源コントローラ８４は充電スイッチＣＳをＯＮに、放電スイッチＤＳをＯＦＦに切り替えて、充電用電源ＣＰから電源装置１００への充電を許可する。また充電が完了し満充電になると、あるいは所定値以上の容量が充電された状態で負荷ＬＤからの要求に応じて、電源コントローラ８４は充電スイッチＣＳをＯＦＦに、放電スイッチＤＳをＯＮにして放電モードに切り替え、電源装置１００から負荷ＬＤへの放電を許可する。また、必要に応じて、充電スイッチＣＳをＯＮに、放電スイッチＤＳをＯＮにして、負荷ＬＤの電力供給と、電源装置１００への充電を同時に行うこともできる。
【００７７】
電源装置１００で駆動される負荷ＬＤは、放電スイッチＤＳを介して電源装置１００と接続されている。電源装置１００の放電モードにおいては、電源コントローラ８４が放電スイッチＤＳをＯＮに切り替えて、負荷ＬＤに接続し、電源装置１００からの電力で負荷ＬＤを駆動する。放電スイッチＤＳはＦＥＴ等のスイッチング素子が利用できる。放電スイッチＤＳのＯＮ／ＯＦＦは、電源装置１００の電源コントローラ８４によって制御される。また電源コントローラ８４は、外部機器と通信するための通信インターフェースを備えている。図１１の例では、ＵＡＲＴやＲＳ−２３２Ｃ等の既存の通信プロトコルに従い、ホスト機器ＨＴと接続されている。また必要に応じて、電源システムに対してユーザが操作を行うためのユーザインターフェースを設けることもできる。
【００７８】
各電池パック８１は、信号端子と電源端子を備える。信号端子は、パック入出力端子ＤＩと、パック異常出力端子ＤＡと、パック接続端子ＤＯとを含む。パック入出力端子ＤＩは、他のパック電池や電源コントローラ８４からの信号を入出力するための端子であり、パック接続端子ＤＯは子パックである他のパック電池に対して信号を入出力するための端子である。またパック異常出力端子ＤＡは、パック電池の異常を外部に出力するための端子である。さらに電源端子は、電池パック８１同士を直列、並列に接続するための端子である。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明に係る電源装置及び電源装置を備える車両並びに蓄電装置、バッテリシステムは、車両の電装用バッテリや補機バッテリに好適に利用できる。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。さらに本発明は、ＥＶ走行モードとＨＥＶ走行モードとを切り替え可能なプラグイン式ハイブリッド電気自動車やハイブリッド式電気自動車、電気自動車等の電源装置として好適に利用できる。またコンピュータサーバのラックに搭載可能なバックアップ電源装置、携帯電話等の無線基地局用のバックアップ電源装置、家庭内用、工場用の蓄電用電源、街路灯の電源等、太陽電池と組み合わせた蓄電装置、信号機等のバックアップ電源用等の用途にも適宜利用できる。
【符号の説明】
【００８０】
１０００…バッテリシステム
１００、１００Ｂ…電源装置
１０１…バッテリ積層体
１…蓄電器
２…蓄電器組
５…電装機器
６…オルタネータ
１０…蓄電ブロック
１１…蓄電ユニット
１２…負極側接続端子
１４…正極側接続端子
２０、２０Ｂ…回路部
２１…制御ユニット
２２…仕切壁
２３、２３Ｂ…回路ケース
２４…通信コネクタ
２５、２５Ｂ…スイッチング部
２６…蓄電側接続コネクタ
２７…回路側接続コネクタ
２８…スイッチ側接続コネクタ
２９…スイッチケース
３０…収納ケース
３１…スイッチユニット
３６…出力端子；３６＋…正極側出力端子；３６−…負極側出力端子
３７…ガス排出孔
４０…固定機構
４２…固定板
４４…ロッド
４５…鉤状部
４６…ナット
５０…リード線
５０＋…正極側リード板
５０−…負極側リード板
５１…第一リード板
５４…バスバー
６０…接続ケーブル
８１…電池パック
８２…電池ユニット
８４…電源コントローラ
８５…並列接続スイッチ
９０…車両本体
９３…モータ
９４…発電機
９５…ＤＣ／ＡＣインバータ
９６…エンジン
９７…車輪
ＰＢ…鉛バッテリ
ＳＢ…サブバッテリ
ＴＲ…トレイ
ＳＬ…スリット
ＳＳ…シャーシ
ＥＶ、ＨＶ…車両
ＬＤ…負荷
ＣＰ…充電用電源
ＤＳ…放電スイッチ
ＣＳ…充電スイッチ
ＯＬ…出力ライン
ＨＴ…ホスト機器
ＤＩ…パック入出力端子；ＤＡ…パック異常出力端子；ＤＯ…パック接続端子
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
2014068899.tif 000014
2014068899.tif 000015
2014068899.tif 000016
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