(57)【要約】  複数の二次電池等の蓄電器を使用する電源装置の放熱性を改善する。電源装置(１００)は、複数の蓄電器(１)を直列に接続した蓄電ブロックと、蓄電ブロックを監視するための回路基板と、蓄電ブロックと回路基板を収納する収納ケース(３０)とを備える。蓄電ブロックは、蓄電器(１)を２個、一直線状に接続されて蓄電器組(２)を構成し、さらに蓄電器組(２)を複数、同一平面に並べたものとできる。上記構成により、一方向に接続した蓄電器(１)を２個のみとすることで、各蓄電池はそれぞれ収納ケース(３０)の何れかの面に面する部位を有しており、この部分から放熱を図ることができるので、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い結果、劣化が進みやすくなる事態を回避できる。特に、各蓄電器(１)の端面の一方を必ず、他の蓄電器の存在しない開放面とできるので、放熱性を向上できる。
2014068897.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の蓄電器を直列に接続した蓄電ブロックと、
前記蓄電ブロックを監視するための回路基板と、
前記蓄電ブロックと回路基板を収納する収納ケースと
を備える電源装置であって、
前記蓄電ブロックは、前記蓄電器を２個、一直線状に接続されて蓄電器組を構成し、さらに前記蓄電器組を複数、同一平面に並べ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３】
請求項１又は２に記載の電源装置であって、
前記蓄電ブロックを一列のみとしてなることを特徴とする電源装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一に記載の電源装置であって、
前記蓄電ブロックは、互いに平行に配置される５つの蓄電器組で構成されてなることを特徴とする電源装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一に記載の電源装置であって、
前記蓄電器の外形を、円筒形としてなることを特徴とする電源装置。
【請求項６】
請求項１から５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７】
請求項６に記載の電源装置であって、
前記蓄電器を、ニッケル水素電池で構成してなることを特徴とする電源装置。
【請求項８】
請求項１から７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９】
請求項８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１０】
請求項８又は９に記載の電源装置であって、
前記収納ケースの主面の大きさが、鉛バッテリの主面の大きさと略等しくしてなることを特徴とする電源装置。
【請求項１１】
請求項１から１０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１２】
請求項１から１０のいずれか一に記載の電源装置を備える車両であって、
走行用のエンジンと、
前記走行用のエンジンを冷却するためのラジエータと、
前記ラジエータに向けて強制送風する冷却ファンとを備え、
前記冷却風路は、前記冷却ファンの風路上に配置されてなることを特徴とする車両。
【請求項１３】
請求項１から１０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１４】
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１５】
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に接続した蓄電ブロックと、
前記蓄電ブロックを監視するための回路基板と、
前記蓄電ブロックと回路基板を収納する収納ケースと
を備え、
前記蓄電ブロックは、前記蓄電器を２個、一直線状に接続されて蓄電器組を構成し、さらに前記蓄電器組を複数、同一平面に並べ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を、通常の鉛バッテリと同様にエンジンルームに配置する場合は、極めて高温となる環境下に置かれることとなる。特にサブバッテリにニッケル水素電池やリチウムイオン二次電池を用いる場合は、高温によって電池性能が劣化する。このため、十分な放熱対策が必要となるところ、従来の電源装置ではそのような熱対策が十分でなかった。特に、サブバッテリの容量を増すために電池セルを多くすると、図１４の透過斜視図に示すように、電池セル１４０１を長さ方向に多数繋げて、さらに複数層を積層して配置する必要が生じるところ、中間に配置された電池セル１４０１は放熱性が悪くなり、他の電池セル１４０１よりも劣化が進み易くなる。複数の電池セル１４０１を接続したサブバッテリにおいては、いずれか一の電池セルが劣化して容量が低下すると、他の電池セル１４０１もこれに合わせて使用することとなって、サブバッテリとして利用可能な容量も低下してしまう。このため、電池セル１４０１の放熱を図る際には、放熱性の確保に加えて、放熱が均等に行われるようにようにする必要があるところ、現状ではこのような放熱構造は実現されていない。【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において、放熱性を改善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に接続した蓄電ブロックと、前記蓄電ブロックを監視するための回路基板と、前記蓄電ブロックと回路基板を収納する収納ケースとを備える電源装置であって、前記蓄電ブロックは、前記蓄電器を２個、一直線状に接続されて蓄電器組を構成し、さらに前記蓄電器組を複数、同一平面に並べたものとできる。上記構成により、一方向に接続した蓄電器を２個のみとすることで、各蓄電池はそれぞれ収納ケースの何れかの面に面する部位を有しており、この部分から放熱を図ることができるので、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い結果、劣化が進みやすくなる事態を回避できる。特に、各蓄電器の端面の一方を必ず、他の蓄電器の存在しない開放面とできるので、放熱性を向上できる。
【０００７】
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。
【０００８】
さらに、他の電源装置によれば、前記蓄電ブロックを一列のみとすることができる。
【０００９】
さらにまた、他の電源装置によれば、前記蓄電ブロックを、互いに平行に配置される５つの蓄電器組で構成することができる。上記構成により、１０本の蓄電器でもって蓄電ブロックを構成でき、例えば蓄電器に１．２Ｖのニッケル水素電池を利用すれば、蓄電ブロックの総電圧を１２Ｖとすることができ、昇圧や高圧等の電圧変換を行うことなく、鉛バッテリの定格出力と一致させることができる。
【００１０】
さらにまた、他の電源装置によれば、前記蓄電器の外形を、円筒形とすることができる。
【００１１】
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。
【００１２】
さらにまた、他の電源装置によれば、前記蓄電器を、ニッケル水素電池で構成することができる。上記構成により、高温環境下でも優れた特性を示す蓄電が可能となる。
【００１３】
さらにまた、他の電源装置によれば、この電源装置を、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。
【００１４】
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することができる。
【００１５】
さらにまた、他の電源装置によれば、前記収納ケースの主面の大きさを、鉛バッテリの主面の大きさと略等しくすることができる。上記構成により、電源装置の収納ケースを鉛バッテリと重ねて、車両用のバッテリシステムを一体的に構築できる。また鉛バッテリと積層することで、鉛バッテリの熱容量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。
【００１６】
さらにまた、本発明に係る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。
【００１７】
さらにまた、他の電源装置を備える車両によれば、走行用のエンジンと、前記走行用のエンジンを冷却するためのラジエータと、前記ラジエータに向けて強制送風する冷却ファンとを備え、前記冷却風路を、前記冷却ファンの風路上に配置することができる。
【００１８】
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ものとできる。
【００１９】
さらにまた、本発明に係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することができる。
【００２０】
さらにまた、本発明に係る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に接続した蓄電ブロックと、前記蓄電ブロックを監視するための回路基板と、前記蓄電ブロックと回路基板を収納する収納ケースとを備え、前記蓄電ブロックは、前記蓄電器を２個、一直線状に接続されて蓄電器組を構成し、さらに前記蓄電器組を複数、同一平面に並べたものとすることができる。上記構成により、一方向に接続した蓄電器を２個のみとすることで、各蓄電池はそれぞれ収納ケースの何れかの面に面する部位を有しており、この部分から放熱を図ることができるので、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い結果、劣化が進みやすくなる事態を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施の形態に係る電源装置を示す斜視図である。
【図２】図１の電源装置の分解斜視図である。
【図３】図１の電源装置のＩＩＩ−ＩＩＩ線における垂直断面図である。
【図４】図１の電源装置のＩＶ−ＩＶ線における垂直断面図である。
【図５】図１の電源装置の冷却風路と風路開口部を示す斜視図である。
【図６】変形例に係る電源装置の冷却風路を示す模式断面図である。
【図７】電源装置を車両のエンジンルームに設置する例を示す模式図である。
【図８】他の変形例に係る電源装置を示す模式断面図である。
【図９Ａ】車載用のバッテリシステムを示す斜視図である。
【図９Ｂ】図９Ａの車載用のバッテリシステムの分解斜視図である。
【図１０】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１１】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１２】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１３】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。
【図１４】従来の電源装置を示す透過斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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）
【００２３】
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の分解斜視図を図２に、この電源装置１００の内部構造を図３、図４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、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と電気的に接続された回路基板２０と、これら複数の蓄電器１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出力端子３６とを備える。図１においては、電源装置１００の内部構造を示すため収納ケース３０を破線で示している。以下では、電源装置１００を車載用の電池として、後述する図１０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。
（収納ケース３０）
【００２４】
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と回路基板２０を収納している。
【００２５】
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。また図４の垂直断面図に示すように、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。さらに収納ケース３０の内部において上方には、後述する蓄電ブロック１０やスイッチング部２５等を配線するためのバスバー５４を設けている。
【００２６】
さらに収納ケースの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。
【００２７】
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）
【００２８】
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１〜図４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。
【００２９】
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、図１４に示すような長手方向に多数の蓄電器１４０１を連結する構成に比べ、中間に配置された蓄電器１４０１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。
【００３０】
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。
【００３１】
図１〜図４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。ここでは、蓄電ブロック１０を１列として、収納ケース３０の一方の主面（図３において左側の主面）に沿わせることで、この主面を蓄電器１の放熱面として利用できる。また他方の主面（図３において右側の主面）には、回路基板２０を配置することで、発熱源となる蓄電ブロック１０と回路基板２０とを離間させて、蓄電器１の発熱が回路基板２０に影響を与える事態を軽減できる。
（冷却風路３１）
【００３２】
また、収納ケース３０内で蓄電ブロック１０を配置する電池収納空間ＢＳには、図５に示すように冷却風を流すための冷却風路３１を形成している。さらに収納ケース３０の表面には、冷却風路３１と連通させた風路開口部３４を開口している。風路開口部３４は、図５に示すように収納ケース３０の対向する面に、それぞれ開口されている。この内、一方の風路開口部３４ａは冷却風路３１の取り入れ口とし、他方の風路開口部３４ｂを冷却空気の排出口とする。またこれらの風路開口部３４ａ、３４ｂは、図５に示すように冷却風路３１と対向する位置に開口されている。この構成により、風路開口部３４ａから案内された冷却風を、そのまま一直線状に冷却風路３１に案内して、他方の風路開口部３４ｂから排出できる。いいかえると、冷却風の進行方向を収納ケース３０の内部で折曲させること無く、冷却風路３１に導入した冷却風を蓄電器１とスムーズに熱交換させることができる。なお図５においては、冷却風路３１及び裏面側の風路開口部３４ｂを判り易く示すために、収納ケース３０内部の蓄電器等の部材の図示を省略している。また冷却風の流れを一点鎖線で示している。
【００３３】
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。例えば、図６の模式断面図に示す電源装置１００Ｂのように、５本の蓄電器組で構成された蓄電ブロック１０Ａ、１０Ｂを、２層重ねて収納ケース３０Ｂ内に配置してもよい。この場合、冷却風路３１Ｂは、蓄電ブロック１０Ａ、１０Ｂ同士の間に形成することができる。これによって、一の冷却風路３１Ｂの両側に配置された蓄電ブロック１０Ａ、１０Ｂを、同時に効率よく冷却できる。
（被覆部３２）
【００３４】
また、冷却風路に蓄電器を直接表出させる他、図６に示すように、被覆部３２で蓄電器１の外装缶の表面を被覆させてもよい。特に、冷却風路を設ける場合は収納ケースを密閉構造とできないため、埃や水滴が収納ケース内に侵入することが考えられる。これらから蓄電器１を保護するため、冷却風路３１Ｂに面した蓄電器１の表面を被覆部で被覆することが好ましい。このようにすることで、円筒形とした蓄電器の表面積を広くして放熱性を高めると共に、被覆部もこの円筒形に沿った円筒状の曲面として、同様に放熱面積を広くして放熱性を向上できる。
【００３５】
被覆部３２は、蓄電器１の内、冷却風路３１Ｂと対向する面を被覆している。すなわち、図６の断面図において、上段の第一蓄電ブロック１０Ａと下段の第二蓄電ブロック１０Ｂとの間に、冷却風路３１Ｂを形成するよう、各第一蓄電ブロック１０Ａ、第二蓄電ブロック１０Ｂのそれぞれの表面を被覆部３２で被覆している。この被覆部３２を絶縁性の部材で構成することで、蓄電器１の表面を冷却風路３１Ｂに直接表出させず、これを絶縁している。また被覆部３２は、冷却風に含まれる水滴や埃から蓄電器１を保護できる。この被覆部３２でもって、収納ケース３０の内部に、蓄電器１の収納空間と冷却風路３１Ｂとを隔離している。換言すると、収納ケース３０はその内部に被覆部３２でもって、冷却風路３１Ｂを画定している。被覆部３２は、好ましくは収納ケース３０と一体に形成される。ただ、収納ケースと別部材で被覆部を形成することも可能である。例えば、蓄電器を保持する蓄電ホルダを形成して、蓄電ホルダの一部に被覆部を設け、この蓄電ホルダを収納ケースに収納する二重構造とすることができる。
【００３６】
また、冷却風路に冷却風を強制的に流すためには、ファン等の強制冷却機構を設けることが好ましい。このような強制冷却機構は、新たに追加する他、既存の部材を兼用することが構成の簡素化や製造コストの削減の面から好ましい。例えば、車載用の電源装置においては、ラジエータ用の冷却ファンを利用することもできる。図７に、電源装置１００を車両のエンジンルームに設置した例の模式図を示す。この図に示す車両は、走行用のエンジン９６と、このエンジン９６を冷却するための冷媒を循環させるラジエータ９９と、ラジエータ９９に向けて強制送風する冷却ファン９８とを備えている。この図に示すように、ラジエータ用の冷却ファン９８で送風される風路上に電源装置１００を配置する。このとき、風路開口部がこの風路上に交差するように開口され、冷却風路３１が冷却ファン９８の冷却風の送風方向と一致するように配置することで、ラジエータ用の冷却ファン９８を、電源装置１００の蓄電器１の冷却に共用できる。この結果、蓄電器の冷却用に専用のファンを別途用意することなく、既存の設備を利用して電源装置の効率的な冷却を図ることが可能となる。
（回路基板２０）
【００３７】
回路基板２０は、蓄電ブロック１０と収納ケース３０の主面との間に配置されている。この回路基板２０は、蓄電器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、各蓄電器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。
（スイッチング部２５）
【００３８】
一方スイッチング部２５は、蓄電ブロック１０の出力と接続され、その出力のＯＮ／ＯＦＦを切り替える部材である。後述する図１０の回路図に示す例では、蓄電ブロック１０が鉛バッテリＰＢと並列に接続された状態で、蓄電ブロック１０と鉛バッテリＰＢとの間にスイッチング部２５が配置される。スイッチング部２５をＯＮすると蓄電ブロック１０が鉛バッテリＰＢと並列に接続され、ＯＦＦすると蓄電ブロック１０が回路から切断される。このようなスイッチング部２５には、リレーや半導体スイッチング素子が利用できる。このスイッチング部２５は、通電によって発熱する発熱部材となる。
（仕切壁２２）
【００３９】
収納ケース３０の内部は、図３の断面図に示すように、仕切壁２２によって区画されている。仕切壁２２は、蓄電ブロック１０を配置する電池収納空間ＢＳと、回路基板２０を配置する断熱空間ＨＧとに区分けする。仕切壁２２は、断熱性を備える部材で構成する。このように断熱性の仕切壁２２を設けたことで、蓄電ブロック１０と回路基板２０とを物理的に隔離して、蓄電器１の発熱が回路基板２０に及ぶことを抑制して回路基板２０を保護できる。一方、電池収納空間ＢＳには蓄電ブロック１０が配置される。また断熱空間ＨＧ内には、回路基板２０とスイッチング部２５が配置される。
【００４０】
図３の断面図に示すように、スイッチング部２５は、回路基板２０よりも上方に配置することが好ましい。これにより、スイッチング部２５の発熱は自然対流により上方に伝熱されるため、スイッチング部２５の下方に配置した回路基板２０に熱が影響を与えることを抑制できる。特に、スイッチング部２５を回路基板２０のほぼ上方に配置する配置例に限られず、図３の断面図に示す電源装置１００のように、スイッチング部２５を回路基板２０とオフセットさせて配置させることが好ましい。図３の例では、断熱空間ＨＧ内において回路基板２０とスイッチング部２５とを対角線状に配置させている。このように配置したことで、限られた空間内で回路基板２０をスイッチング部２５から極力離間させ、スイッチング部２５からの発熱による影響をさらに抑制できる。
（回路包囲板２６）
【００４１】
回路基板２０は、その周囲を覆うこともできる。図１〜図３の例では、回路基板２０と周囲を回路包囲板２６で囲んでいる。回路包囲板２６は、断熱性を備える部材で構成する。このように断熱性の回路包囲板２６を設けたことで、蓄電ブロック１０と回路基板２０とを物理的に隔離して、蓄電器１の発熱が回路基板２０に及ぶことを抑制して回路基板２０を保護できる。なお、基板包囲版を省略して、仕切壁と兼用してもよい。例えば、仕切壁を延長して収納ケース内部を完全に区画し、蓄電ブロックと物理的に隔離させ、仕切壁で回路基板を保護することもできる。
（横置き姿勢）
【００４２】
蓄電ブロック１０は、図４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。
【００４３】
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４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。
【００４４】
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）
【００４５】
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。
【００４６】
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４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４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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。同様に、バスバー５４も収納ケース３０の上部に配置したことで、この部分が浸水によって冠水するリスクを低減でき、信頼性、安定性の向上に繋がる。
【００４９】
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４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。
【００５０】
なお、負極側リード板５０−は、図４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。
【００５１】
以上の例では、蓄電器を収納ケースの内部で、水平姿勢に配置した例を説明した。ただ、複数本の円筒形の蓄電器を、収納ケースの内面で垂直姿勢に保持することもできる。このような変形例に係る電源装置１００Ｃを、図８の斜視図に示す。ここでは、蓄電ブロック１０Ａ、１０Ｂを２列設け、各蓄電ブロック１０Ａ、１０Ｂを収納ケース３０Ｃの対向する主面にそれぞれ沿わせると共に、これら蓄電ブロック１０同士を離間させて、間に冷却風路３１を設ける。さらに、２列の蓄電ブロック１０の一方を、収納ケース３０Ｃの一方の主面の内面と対向させ、他方の蓄電ブロック１０は、この蓄電ブロック１０と収納ケース３０Ｃの他方の主面の内面側との間に、回路基板２０を配置している。このように配置したことで、冷却風路３１と回路基板２０とが離間され、冷却風の導入を回路基板２０で妨げる事態が回避される。
（バッテリシステム）
【００５２】
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９Ａの斜視図及び図９Ｂ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。
【００５３】
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。
【００５４】
なお、図９Ａ、図９Ｂ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
【００５５】
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）
【００５６】
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。
【００５７】
図９Ａ、図９Ｂ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。
【００５８】
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。
【００５９】
図９Ａ、図９Ｂ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。
【００６０】
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）
【００６１】
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１０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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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）
【００６８】
図１１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）
【００６９】
また、図１２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）
【００７０】
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１３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。
【００７１】
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１３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。
【００７２】
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】
【００７３】
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】
【００７４】
１０００…バッテリシステム
１００、１００Ｂ、１００Ｃ…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、１０Ａ、１０Ｂ…蓄電ブロック
１２…負極側接続端子
１４…正極側接続端子
２０…回路基板
２２…仕切壁
２５…スイッチング部
２６…基板包囲版
３０、３０Ｂ、３０Ｃ…収納ケース
３１、３１Ｂ…冷却風路
３２…被覆部
３４、３４ａ、３４ｂ…風路開口部
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
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
９８…冷却ファン
９９…ラジエータ
１４０１・・・電池セル
ＰＢ…鉛バッテリ
ＯＴ…鉛出力端子
ＳＢ…サブバッテリ
ＨＧ…断熱空間
ＢＳ…電池収納空間
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】
2014068897.tif 000003
【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９Ａ】
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【図９Ｂ】
2014068897.tif 000012
【図１０】
2014068897.tif 000013
【図１１】
2014068897.tif 000014
【図１２】
2014068897.tif 000015
【図１３】
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【図１４】
2014068897.tif 000017
【国際調査報告】
2014068897.tif 000018
2014068897.tif 000019