(57)【要約】  複数の二次電池セル（ＢＴ）を備えた第１組電池（１０（Ａ））と、複数の二次電池セル（ＢＴ）を備えるとともに第１組電池（１０（Ａ））の低電位端子に直列に接続された第２組電池（１０（Ｂ））と、第１組電池（１０（Ａ））と第２組電池（１０（Ｂ））との接続を切り替える断路モジュール（ＳＤ）と、第２組電池（１０（Ｂ））の複数の二次電池セル（ＢＴ）の電圧を測定する電圧測定回路（２０）と、第２組電池（１０（Ｂ））の高電位端子と電圧測定回路（２０）との間に接続された第１電源配線（Ｗ１）と、第２組電池（１０（Ｂ））の低電位端子と電圧測定回路（２０）との間に接続された第２電源配線（Ｗ２）と、第１電源配線（Ｗ１）と第２電源配線（Ｗ２）とを高周波で短絡するフィルタ（ＦＬ１）と、を備えたことを特徴とする二次電池装置。
2010110377.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の二次電池セルを備えた第１組電池と、
複数の二次電池セルを備えるとともに前記第１組電池の低電位端子に直列に接続された第２組電池と、
前記第１組電池と前記第２組電池との接続を機械的に開閉可能に設けられる断路モジュールと、
前記第２組電池の複数の二次電池セルの電圧を測定する電圧測定回路と、
前記第２組電池の高電位端子と前記電圧測定回路との間に接続された第１電源配線と、
前記第２組電池の低電位端子と前記電圧測定回路との間に接続された第２電源配線と、
前記第１電源配線と前記第２電源配線との間に接続されたフィルタと、を備えたことを特徴とする二次電池装置。
【請求項２】
前記フィルタは、数ＭＨｚ以上の周波数帯域の信号を減衰するように構成されたことを特徴とする請求項１記載の二次電池装置。
【請求項３】
前記フィルタは、前記電圧測定回路と前記第２組電池との間に並列に接続された第１フィルタと第２フィルタとを備えることを特徴とする請求項１記載の二次電池装置
【請求項４】
前記第１フィルタは、前記第１配線と前記第２配線とを高周波で短絡する第１コンデンサを備え、
前記第２フィルタは、前記第１電源配線および前記第２電源配線に直列に接続されたインダクタと、前記インダクタよりも前記電圧測定回路側において前記第１配線および前記第２配線とを高周波で短絡する第２コンデンサと、をさらに備えたことを特徴とする請求項３記載の二次電池装置。
【請求項５】
前記複数の二次電池セルの残容量を均等化する均等化回路と、外部電源から供給される電圧を変圧して前記均等化回路に出力する変圧器と、前記変圧器と前記均等化回路との間に接続された２つの第３電源配線と、前記２つの第３電源配線のそれぞれに直列に接続されるとともに流れる電流により発生する電界が互いに相殺されるように構成されたインダクタと、をさらに備えたことを特徴とする二次電池装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の二次電池装置を備えたことを特徴とする車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は二次電池装置および車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
高電圧電源として、直列に接続された複数の二次電池セルを含む複数の組電池を備えた二次電池装置が用いられている。例えば、車両に搭載される二次電池装置は、直列に接続された複数の組電池を備えている。【０００３】
この複数の組電池の中心電位付近に、サービスディスコネクトまたはサービスプラグなどと呼ばれる断路器が設けられることがある（例えば特開２００９−１４４９８号公報参照）。このように断路器を設けると、何らかの部材が高圧バッテリを備える二次電池装置に接触した場合であっても、この部材に印加される電圧を低く抑えることができ、二次電池装置を扱う作業者の安全性を向上させることができる。【０００４】
また、リチウムイオン電池を備える二次電池装置では、高周波に対するインピーダンスおよびインダクタンスが大きいことが知られている。二次電池装置の充電容量が大きく、構造が大きくなると、遮断器により組電池間の接続を遮断した場合に、二次電池セルに浮遊容量が生じることがあった。この浮遊容量と内部配線のインダクタンスとにより共振回路が構成され、周波数が数ＭＨｚ以上の高周波電圧が発生し、組電池の監視回路が故障することがあった。
【発明の開示】
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みて成されたものであって、作業者の安全性を担保するとともに信頼性の高い二次電池装置および車両を提供することを目的とする。
【０００６】
本発明の態様による二次電池装置は、複数の二次電池セルを備えた第１組電池と、複数の二次電池セルを備えるとともに前記第１組電池の低電位端子に直列に接続された第２組電池と、前記第１組電池と前記第２組電池との接続を切り替える断路モジュールと、前記第２組電池の複数の二次電池セルの電圧を測定する電圧測定回路と、前記第２組電池の高電位端子と前記電圧測定回路との間に接続された第１電源配線と、前記第２組電池の低電位端子と前記電圧測定回路との間に接続された第２電源配線と、前記第１電源配線と前記第２電源配線とを高周波で短絡するフィルタと、を備える。
【０００７】
本発明の態様による車両は、複数の二次電池セルを備えた第１組電池と、複数の二次電池セルを備えるとともに前記第１組電池の低電位端子に直列に接続された第２組電池と、前記第１組電池と前記第２組電池との接続を切り替える断路モジュールと、前記第２組電池の複数の二次電池セルの電圧を測定する電圧測定回路と、前記第２組電池の高電位端子と前記電圧測定回路との間に接続された第１電源配線と、前記第２組電池の低電位端子と前記電圧測定回路との間に接続された第２電源配線と、前記第１電源配線と前記第２電源配線とを高周波で短絡するフィルタと、を備えたことを特徴とする二次電池装置を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の一実施形態にかかる二次電池装置とその駆動系統との一構成例を概略的に示す図である。
【図２】図２は、図１に示す二次電池装置の第１フィルタおよび第２フィルタの一構成例を説明するための図である。
【図３】図３は、図１に示す二次電池装置の二次電池セルの一構成例を概略的に示す断面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、図３に示す二次電池セルの等価回路の一例を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、高周波領域での二次電池セルの等価回路の一例を示す図である。
【図５】図５は、二次電池装置の断路モジュールを接続したときに生じた高周波の電圧波形の一例を示す図である。
【図６】図６は、図１に示す二次電池装置の第１フィルタのインピーダンス特性の一例を示す図である。
【図７】図７は、図１に示す二次電池装置の第２フィルタのフィルタ特性の一例を示す図である。
【図８】図８は、本発明の一実施形態に係る車両の一構成例を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態に係る二次電池装置について、図面を参照して説明する。【００１０】
図１に、本発明の一実施形態に係る二次電池装置およびその駆動系統の一例を示す。本実施形態に係る二次電池装置は、Ｎ組の組電池１０（１）〜１０（Ｎ）と、断路モジュールＳＤと、監視回路２０と、変圧回路３０と、第１フィルタＦＬ１と、第２フィルタＦＬ２と、第３フィルタＦＬ３と、を備えている。駆動系統は、インバータ４０と、インバータ４０から電力が供給されるモータ５０と、を備えている。【００１１】
Ｎ組の組電池１０（１）〜１０（Ｎ）は直列に接続されている。組電池１０（１）〜１０（Ｎ）は、第１組電池１０（Ａ）と、第１組電池１０（Ｂ）の低電位側に接続された第２組電池１０（Ｂ）とを備えている（１≦Ａ＜Ｂ≦Ｎ）。直列に接続された複数の組電池１０（１）〜１０（Ｎ）の端部には図示しないコネクタが直列に接続され、コネクタにより、駆動系統と複数の組電池１０（１）〜１０（Ｎ）との接続を遮断することが可能となっている。【００１２】
断路モジュールＳＤは、第１組電池１０（Ａ）と第２組電池１０（Ｂ）との間に接続されている。断路モジュールＳＤは、組電池１０（１）〜１０（Ｎ）のメンテナンス等を行なう作業者の安全性を担保するために設けられるサービスディスコネクトである。作業者は、メンテナンス等の作業を行なう前に、断路モジュールＳＤを操作して第１組電池１０（Ａ）と第２組電池１０（Ｂ）との間の接続を解除する。このことにより、組電池の直列接続が分断されるので、作業者が使用する部材に危険な程度の高電圧が印加されることが防止され、作業者は比較的安全に作業を行なうことができる。【００１３】
監視回路２０は、組電池１０（Ａ）、１０（Ｂ）から電源電圧を得ているとともに、第３フィルタＦＬ３を介して接続された変圧回路３０から電源電圧を得ている。【００１４】
変圧器３０は、外部電源６０から電源電圧が供給される一次回路３１と、一次回路３１に供給された電圧を変圧して監視回路２０へ出力する二次回路３２とを備えたトランス回路である。一次回路３１と二次回路３２とは電気的に絶縁されている。【００１５】
ここで、一次回路３１のグランド電位は、モータ５０のグランド電位と共通である。そのため、モータ５０が動作することによって生じるノイズ電圧や、複数の組電池１０（１）〜１０（Ｎ）で生じたノイズ電圧がインバータ４０やモータ５０を介して、一次回路３１から二次回路３２に印加されることがある。このようなノイズ電圧が二次回路３２に供給されると、監視回路２０や、後述する監視回路２０の均等化回路２４や、監視回路２０が電池管理部との間で通信を行なう通信モジュール２６の、故障や誤作動の原因となる。【００１６】
そこで、本実施形態に係る二次電池装置では、二次回路３２と監視回路２０との間に第３フィルタＦＬ３を設けている。第３フィルタＦＬ３は、二次回路３２と監視回路２０との間に接続された２つの配線のそれぞれに直列に接続されたインダクタＬ３を備えている。２つのインダクタＬ３は向かい合うように配置されて、電流が流れると互いに相殺する向きの磁界が発生するように構成されている。第２回路３２にノイズ電圧が供給されると、２つのインダクタＬ３によりノイズ電圧が相殺されるため、第２回路３２から監視回路２０にノイズ電圧を含む電源電圧が供給されることが防止される。インダクタＬ３のインピーダンス特性は、後述するように、二次電池セルＢＴのインピーダンス特性に応じて設定される。【００１７】
図２に、本実施形態に係る二次電池装置の一部分の構成例を示す。図２には、組電池１０（Ａ）、１０（Ｂ）と、組電池１０（Ａ）、１０（Ｂ）に取り付けられた監視回路２０と、組電池１０（Ａ）、１０（Ｂ）と監視回路２０との間の一構成例を示しているが、他の組電池および監視回路２０の間の構成も同様である。【００１８】
組電池１０（Ａ）、１０（Ｂ）は、直列に接続された複数の二次電池セルＢＴを備えている。【００１９】
監視回路２０は、電圧測定回路２２と、通信モジュール２６と、均等化回路２４とを備えている。二次電池セルＢＴの正極端子と電圧測定回路２２との間には測定用配線Ｗ３が電気的に接続されている。同様に、二次電池セルＢＴの負極端子と電圧測定回路２２との間にも、測定用配線Ｗ３が電気的に接続されている。【００２０】
測定用配線Ｗ３は抵抗１６を備えている。隣合う複数の測定用配線Ｗ３間には、抵抗１６よりも監視回路２０側に容量１８が接続されている。抵抗１６および容量１８は、後述する二次電池セルＢＴの特性に応じて、周波数が数百Ｈｚの低周波のノイズ成分を減衰させるように構成されている。【００２１】
電圧測定回路２２は、測定用配線Ｗ３に印加された電圧の値を検出することにより、複数の二次電池セルＢＴの正極端子と負極端子との間の電圧を測定する。高電位側に配置された監視回路２０の電圧測定回路２２は、隣接する低電位側の監視回路２０の電圧測定回路２２で測定された測定値の値を基準電圧として、接続された複数の二次電池セルＢＴの電圧を測定する。電圧測定回路２２は、測定した電圧値を通信モジュール２６に送信する。【００２２】
通信モジュール２６は、電圧測定回路２２から受信した電圧値を低電位側に配置された監視回路２０の電圧測定回路２２に送信する。最も低電位側に配置された監視回路２０の通信モジュール２６は、受信した電圧値を図示しない電池管理部に送信する。電池管理部は、算出した電圧値を図示しない上位システムに送信する。上位システムは、例えば、電池管理部から供給された電圧値に基づいて、二次電池セルＢＴの過充電および過放電を監視し、異常発生時には外部装置と二次電池装置との接続を切断する。このように、各二次電池セルＢＴの電圧を測定して監視することにより、二次電池セルＢＴの過充電および過放電を防止している。【００２３】
均等化回路２４は、変圧器３０から出力される電圧により内部回路を駆動する。均等化回路２４は、電池管理部から供給された放電時間に応じて、該当する二次電池セルＢＴを放電させて二次電池セルＢＴの残容量の均等化を行なう。電池管理部は、複数の組電池１０（１）〜１０（Ｎ）に流れる電流の値と、複数の二次電池セルＢＴの電圧の値とから複数の二次電池セルＢＴの残容量偏差を演算する手段と、残容量の多い二次電池セルＢＴの放電時間を演算する手段を備える。電池管理部で演算された二次電池セルＢＴの放電時間は、制御信号として通信モジュール２６により均等化回路２４に供給される。【００２４】
例えば残容量の均等化をせずに残容量の高いセルが存在する状態で複数の二次電池セルＢＴの充電を行うと、残容量の低い二次電池セルＢＴが満充電状態にならないまま残容量の高い二次電池セルＢＴが満充電状態となり、全体充電が完了することがある。二次電池セルＢＴの残容量の均等化を行なうことにより、個々の二次電池セルＢＴの電池容量を効率的に利用できる。【００２５】
電圧測定回路２２と通信モジュール２６とは、組電池１０（Ａ）、１０（Ｂ）から電源電圧を得ている。組電池１０（Ａ）、１０（Ｂ）の高電位端子と、電圧測定回路２２および通信モジュール２６との間には第１配線Ｗ１が電気的に接続されている。組電池１０（Ａ）、１０（Ｂ）の低電位端子と、電圧測定回路２２および通信モジュール２６との間には第２配線Ｗ２が電気的に接続されている。第１配線Ｗ１および第２配線Ｗ２は、組電池１０（Ａ）、１０（Ｂ）から電圧測定回路２２と通信モジュール２６とに電源電圧を供給する配線である。電圧測定回路２２および通信モジュール２６は、第１配線Ｗ１により得られる電圧と、第２配線Ｗ２により得られる電圧との電位差により内部回路を駆動する。【００２６】
第１配線Ｗ１および第２配線Ｗ２には、第１フィルタＦＬ１が設けられている。第１フィルタＦＬ１は、第１配線Ｗ１と第２配線Ｗ２との間に接続されたコンデンサ（第１コンデンサ）Ｃ１を備えている。コンデンサＣ１は、第１配線Ｗ１と第２配線Ｗ２とを高周波で短絡するバイパスコンデンサである。【００２７】
第１配線Ｗ２および第２配線Ｗ２には、第１フィルタＦＬ１よりも電圧測定回路２０側に第２フィルタＦＬ２が設けられている。第２フィルタＦＬ２は、第１配線Ｗ１と第２配線Ｗ２とのそれぞれに直列に接続されたインダクタＬ２と、インダクタＬ２の電圧測定回路２０側において第１配線Ｗ１と第２配線Ｗ２との間に接続されたコンデンサ（第２コンデンサ）Ｃ２と、を備えている。コンデンサＣ２は、第１配線Ｗ１と第２配線Ｗ２とを高周波で短絡される。【００２８】
第１フィルタＦＬ１により減衰される信号の周波数帯域および第２フィルタＦＬ２により減衰される信号の周波数帯域は、二次電池セルＢＴの周波数変化に対するインピーダンス特性に対応して調整される。【００２９】
なお、上記した監視回路２０は、各々が通信モジュール２６はディジーチェイン接続にされているが、スター型接続で各々が直接電源管理部に電圧値を供給するように構成されていてもよい。また、例えば、サービスディスコネクトＳＤよりも高電位側の組電池１０（１）〜１０（Ａ）に接続された監視回路２０の通信モジュール２６を直列に接続するとともに、サービスディスコネクトＳＤよりも低電位側の組電池１０（１）〜１０（Ｂ）に接続された監視回路２０の通信モジュール２６を直列に接続するように構成されてもよい。また、均等化回路２４は、特に必要がない場合は省略してもよい。【００３０】
図３に二次電池セルＢＴの構成の一例を概略的に示す。二次電池セルＢＴは、導電性材料により形成された容器２、容器１内に収容された電解液（図示せず）、セパレータを挟んで対向する正極と負極とを含む電極体４、容器２と電気的に接続された（あるいは一体に形成された）正極端子６、および、絶縁体９により容器２と絶縁され、容器２を貫通する負極端子８、を備えている。【００３１】
電極体４の正極は、内部配線５により正極端子６および容器２と電気的に接続されている。電極体４の負極は、内部配線７により負極端子８と電気的に接続されている。容器２は、対向する３組の壁板を備えた略直方体形状であって、正極端子６と負極端子８とは１つの壁板から外側に突出するように配置されている。【００３２】
高速充電が可能な二次電池セルＢＴでは、二次電池セルＢＴの充電電流が大きくなるため、内部配線５、７を大電流が流れても発熱等により劣化することがないような構造とする必要がある。大きな電流が流れても劣化しないように内部配線５、７を構成すると、内部配線５、７の構造が大きくなり、容器２と容器２内の構造との間に生じる容量が無視できない程の大きさになることがある。発明者らは、高周波領域では内部配線５、７がインダクタとなり、容器２と容器内の構造との間に生じる容量と内部配線５、７のインダクタとにより共振回路が構成されることを見出した。【００３３】
上記のように、容器２と容器２内の構造との間に容量が生じた状態で、断路モジュールＳＤを戻して再び組電池１０（Ａ）と組電池１０（Ｂ）とを接続すると、容量と、上述の高周波インピーダンスと、インダクタンスとの作用により、二次電池に高周波で大きなノイズ電圧が発生することがあった。【００３４】
このような大きなノイズ電圧が発生すると、例えば組電池１０（Ａ）、１０（Ｂ）に接続された電圧測定回路２２および通信モジュール２６に大きな高周波電流が供給され、電圧測定回路２２および通信モジュール２６が故障することがあった。その結果、電圧測定精度が低下したり、電圧測定結果が通信できなくなったりすることがあった。【００３５】
図４Ａに、上記二次電池セルＢＴの等価回路を示す。図４Ａの等価回路は、起電力Ｖ、電極抵抗ｒ１、低周波電極容量Ｃ、配線抵抗ｒ２、低周波配線インダクタンスＬ、高周波配線インダクタンスＬs、高周波内部配線抵抗ｒ3、および、高周波容量Ｃｓで表される。【００３６】
電極抵抗ｒ１は電極体４の抵抗である。低周波電極容量Ｃは電極体４に生じる容量である。配線抵抗ｒ２は、二次電池セルＢＴ同士を接続する配線の抵抗である。低周波配線インダクタンスＬは二次電池セルＢＴ同士を接続する配線のインダクタンスである。高周波配線インダクタンスＬｓは、内部配線５のインダクタンスである。高周波内部配線抵抗ｒ３は内部配線５の抵抗である。高周波容量Ｃｓは、容器２と、容器２に収容された電極体４および内部配線５との間に生じる容量である。【００３７】
図４Ｂに、高周波領域での二次電池セルＢＴの等価回路を示す。図４Ｂの等価回路は、図４Ａに示した等価回路の高周波領域で認識される要素のみ示している。高周波領域の信号を入力した場合、二次電池セルＢＴの等価回路では、高周波インダクタンスＬｓと、高周波内部配線抵抗ｒ３と、高周波容量Ｃｓが並列に接続された共振回路が構成される。【００３８】
二次電池セルＢＴに高周波容量Ｃｓが生じた状態で、サービスディスコネクトＳＤにより組電池１０（Ａ）と組電池１０（Ｂ）とを接続すると、高周波容量Ｃｓと、高周波配線インダクタンスＬｓとの共振作用により、組電池１０（１）〜１０（Ｎ）に高周波で大きな電圧（ノイズ電圧）が発生することがあった。【００３９】
図５に、ノイズ電圧の波形の一例を示す。例えば図１に示すように複数の組電池１０（１）〜１０（Ｎ）が直列に接続され、そのほぼ中間電位となるところに断路モジュールＳＤが設けられている場合、断路モジュールＳＤにより組電池１０（Ａ）と組電池１０（Ｂ）とを接続したときに発生する、周波数が数ＭＨｚ以上のノイズ電圧が発生する。【００４０】
図５の例では１５ＭＨｚ、２０Ｖのノイズ電圧が測定され、このノイズ電圧は５０Ｖ以上にも達する場合があった。特に、複数の組電池１０（１）〜１０（Ｎ）のうち、低電位側において断路モジュールＳＤに接続された組電池１０（Ｂ）がこのノイズ電圧の影響を受けやすかった。なお、図５に示すノイズ電圧は、負極がチタン酸リチウム、正極がコバルト酸リチウムの単セル電圧略２．４Ｖの二次電池セルを直列に接続した組電池において測定されたものである。【００４１】
このノイズ電圧により発生する高周波電流が電圧測定回路２０の電圧測定回路２２および通信モジュール２６に供給されると、電圧測定回路２２および通信モジュール２６が故障することがあった。電圧測定回路２２および通信モジュール２６が故障すると、組電池１０の電圧測定精度が低下したり、通信モジュール２６により通信が行なわれなかったりすることがあった。【００４２】
そこで本実施形態に係る二次電池装置では、図２に示すように第１配線Ｗ１と第２配線Ｗ２との間に並列にコンデンサＣ１を接続することによって、サービスディスコネクトＳＤを接続した場合に組電池１０に生じるノイズ電圧により発生する高周波電流を、コンデンサＣ１側に導いている。【００４３】
図６に、二次電池セルＢＴのインピーダンス特性とコンデンサＣ１のインピーダンス特性との一例を示す。例えば、二次電池セルＢＴのインピーダンス特性が特性ＣＨ１のように、周波数ｆ１（ピーク周波数）のときにインピーダンスが極大値となり、周波数ｆ１よりも高周波領域において極小値となり、さらに高周波領域ではインピーダンスが大きくなる。この場合、第１フィルタＦＬ１のコンデンサＣ１のインピーダンス特性は、数ＭＨｚ以上の周波数帯域で、二次電池セルＢＴよりも低インピーダンスとなるように設定される。図６では、少なくとも二次電池セルＢＴのピーク周波数ｆ１を含む高周波領域で二次電池セルＢＴよりも低インピーダンスとなるように設定されている。【００４４】
このようにフィルタＦＬ１を設けることによって、組電池１０（１）〜１０（Ｎ）で発生した高周波電流が電圧測定回路２２および通信モジュール２６に供給されることを抑制することができる。このことによって、電圧測定回路２２および通信モジュール２６の故障を防止することができる。その結果、電圧測定精度の低下を抑制するとともに、通信不良を防止することが可能となる。【００４５】
第２フィルタＦＬ２は、第１フィルタＦＬ１によりノイズ電圧を充分減衰させることができなかった場合に設けられる。第１フィルタＦＬ１のコンデンサＣ１として充分に高性能なコンデンサを用いると、コンデンサの構造が大きくなるため二次電池装置全体が大きくなることがあった。また、充分に高性能なコンデンサを用いると、二次電池装置の製造コストを低く抑えることが難しかった。【００４６】
そこで本実施形態では、第１フィルタＦＬ１のコンデンサＣ１は回路基板に搭載可能な大きさで比較的安価なものを選択し、第１フィルタＦＬ１よりも監視回路２０側にさらに並列に接続された第２フィルタＦＬ２を設けて、さらにノイズ電圧を減衰させている。【００４７】
図７に第２フィルタＦＬ２のフィルタ特性の一例を示す。第２フィルタＦＬ２は、第１配線Ｗ１および第２配線Ｗ２のそれぞれに直列に接続されたインダクタＬ２と、第１配線Ｗ１と第２配線Ｗ２との間に接続されたコンデンサＣ２とで構成されたπ型フィルタである。第２フィルタＦＬ２は、周波数ｆ３以上の周波数の信号を減衰するフィルタ特性ＣＨ３となるように設定されている。第２フィルタＦＬ２により信号が減衰される最小値である周波数ｆ３（カットオフ周波数）は、ピーク周波数ｆ１よりも小さくなるように設定されることが望ましい。【００４８】
第２フィルタＦＬ２により減衰される信号の周波数帯域は、第１フィルタＦＬ１と同様に、周波数が数ＭＨｚ以上の周波数帯域の信号を減衰するように設定される。さらに、本実施形態では、第１フィルタＦＬ１と第２フィルタＦＬ２とは異なる構成であるため、互いに信号を減衰する周波数帯域を異なる領域として、より広い周波数帯域の信号を減衰するように設定することも可能である。本実施形態では、第２フィルタＦＬ２により減衰される信号の周波数帯域は、第１フィルタＦＬ１により減衰される信号の周波数帯域よりも低い帯域を含むように設定されている。【００４９】
このように、第１フィルタＦＬ１と第２フィルタＦＬ２とによって、二次電池セルＢＴの共振作用によって発生する高周波電流が減衰され、電圧測定回路２０に供給されることが抑制される。【００５０】
上記のように、本実施形態に係る二次電池装置によれば、第１フィルタＦＬ１によって高周波電流が電圧測定回路２２および通信モジュール２６に流れることを抑制し、二次電池セルＢＴの電圧測定精度の低下を防止する二次電池装置を提供することができる。【００５１】
さらに、図２に示すように、第１配線Ｗ１および第２配線Ｗ２に高周波フィルタとして第２フィルタＦＬ２を接続することによって、二次電池装置に搭載可能な大きさであって比較的安価な第１フィルタＦＬ１を用いた場合であっても、電圧測定回路２２および通信モジュール２６に入力される高周波電流を除去することが可能となる。【００５２】
本実施形態では、第２フィルタＦＬ２により減衰される信号の周波数帯域は、第１フィルタＦＬ１により減衰される信号の周波数帯域よりも低い周波数帯域を含むように設定されているため、より広い周波数帯域に渡って高周波電流を除去することができ、電圧測定回路２２および通信モジュール２６に高周波電流が供給されることをより効果的に抑制することができる。【００５３】
さらに、本実施形態では、第３フィルタＦＬ３が、変圧器３０から電圧測定回路２０へ電源電圧を供給する配線に設けられている。第３フィルタＦＬ３のインダクタＬ３は、第１フィルタＦＬ１および第２フィルタＦＬ２と同様の周波数帯域の信号を減衰させるように設定される。このような第３フィルタＦＬ３によって変圧器３０から電圧測定回路２０へノイズ電圧が供給されることが抑制され、均等化回路２４へ供給される電圧が安定し、監視回路２０の故障が防止される。すなわち、本実施形態に係る二次電池装置によれば、組電池の監視回路の故障を防止し、作業者の安全性を担保するとともに信頼性の高い二次電池装置を提供することができる。【００５４】
図８に、上記二次電池装置を車両に搭載した場合の一構成例を概略的に示す。車両は、上記二次電池装置と、電池管理部７０と、上位制御システムＳＹ、駆動輪ＷＲ、ＷＬ、および、シャーシ１０００を備えている。インバータ４０は、入力した組電池１０（１）〜１０（Ｎ）から供給された直流電圧をモータ駆動用の３相の交流（ＡＣ）の高電圧に変換する。インバータ４０は、電池管理部（ＢＭＵ：Battery Management Unit）７０あるいは車両全体の動作を制御するための上位制御システムＳＹからの制御信号に基づいて、出力電圧が制御される。インバータ４０の３相の出力端子は、モータ５０の各３相の入力端子に接続されている。モータの回転は、例えば差動ギアユニットを介して、駆動輪ＷＲ、ＷＬに伝達される。【００５５】
上記の二次電池装置を車両に搭載すると、第１フィルタＦＬ１、第２フィルタＦＬ２、および、第３フィルタＦＬ３によって、二次電池装置の監視回路２０に高周波電流が供給されることが抑制される。したがって、本実施形態に係る車両によれば、組電池の監視回路の故障を防止し、作業者の安全性を担保するとともに信頼性の高い二次電池装置を備えた車両を提供することができる。【００５６】
なお、本実施形態に係る二次電池装置は車両に搭載されている。図１では、複数の組電池１０（１）〜１０（Ｎ）には、車両を駆動するモータ５０がインバータ４０を介して接続されている。複数の組電池１０（１）〜１０（Ｎ）とインバータ４０との間には、フィルタＦＬ０が接続されている。フィルタＦＬ０は、コンデンサＣ０を備えている。【００５７】
コンデンサＣ０は、組電池１０（１）の高電位端子とインバータ４０との間に接続された配線とグランドとの間、および、組電池１０（Ｎ）の低電位端子とインバータ４０との間に接続された配線とグランドとの間に接続されている。【００５８】
このようにコンデンサＣ０をインバータ４０と複数の組電池１０（１）〜（Ｎ）との間に接続された配線に接続すると、複数の組電池１０（１）〜１０（Ｎ）からインバータ４０へ出力される電力のノイズ成分は、コンデンサＣ０側に導かれる。そのため、フィルタＦＬ０によって、インバータ４０へノイズ成分が供給されることが抑制される。【００５９】
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。例えば、図１に示す二次電池装置の場合では、各電圧測定回路２０に接続された第１配線Ｗ１と第２配線Ｗ２との間に第１フィルタＦＬ１および第２フィルタＦＬ２、が接続されていたが、第１フィルタＦＬ１および第２フィルタＦＬ２は、少なくとも組電池１０（Ｂ）の二次電池セルＢＴの電圧を測定する電圧測定回路２２および通信モジュール２６に接続された第１配線Ｗ１と第２配線Ｗ２との間に設けられればよい。【００６０】
すなわち、高周波電流の影響を最も受けやすい電圧測定回路２２および通信モジュール２６に第１フィルタＦＬ１および第２フィルタＦＬ２が接続されるため、この電圧測定回路２２および通信モジュール２６に供給される高周波電流は第１フィルタＦＬ１および第２フィルタＦＬ２側に流れ、電圧測定精度の低下が効果的に抑制される。【００６１】
また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。例えば、第１フィルタＦＬ１によって充分にノイズ電圧を減衰させることができれば、第２フィルタＦＬ２は省略してもよい。【００６２】
なお、上記実施形態に記載された種々のモジュールは、ソフトウェアとして実現されても良く、ハードウェアとして実現されてもよい。さらに、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせにより実現されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明によれば、作業者の安全性を担保するとともに信頼性の高い二次電池装置および車両を提供することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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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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【手続補正書】
【提出日】平成23年10月11日(2011.10.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項５】
前記複数の二次電池セルの残容量を均等化する均等化回路と、外部電源から供給される電圧を変圧して前記均等化回路に出力する変圧器と、前記変圧器と前記均等化回路との間に接続された２つの第３電源配線と、前記２つの第３電源配線のそれぞれに直列に接続されるとともに流れる電流により発生する電界が互いに相殺されるように構成されたインダクタと、をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の二次電池装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
第１配線Ｗ１および第２配線Ｗ２には、第１フィルタＦＬ１よりも電圧測定回路２２側に第２フィルタＦＬ２が設けられている。第２フィルタＦＬ２は、第１配線Ｗ１と第２配線Ｗ２とのそれぞれに直列に接続されたインダクタＬ２と、インダクタＬ２の電圧測定回路２２側において第１配線Ｗ１と第２配線Ｗ２との間に接続されたコンデンサ（第２コンデンサ）Ｃ２と、を備えている。コンデンサＣ２は、第１配線Ｗ１と第２配線Ｗ２とを高周波で短絡される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
このノイズ電圧により発生する高周波電流が監視回路２０の電圧測定回路２２および通信モジュール２６に供給されると、電圧測定回路２２および通信モジュール２６が故障することがあった。電圧測定回路２２および通信モジュール２６が故障すると、組電池１０の電圧測定精度が低下したり、通信モジュール２６により通信が行なわれなかったりすることがあった。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
このように、第１フィルタＦＬ１と第２フィルタＦＬ２とによって、二次電池セルＢＴの共振作用によって発生する高周波電流が減衰され、監視回路２０に供給されることが抑制される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
さらに、本実施形態では、第３フィルタＦＬ３が、変圧器３０から監視回路２０へ電源電圧を供給する配線に設けられている。第３フィルタＦＬ３のインダクタＬ３は、第１フィルタＦＬ１および第２フィルタＦＬ２と同様の周波数帯域の信号を減衰させるように設定される。このような第３フィルタＦＬ３によって変圧器３０から監視回路２０へノイズ電圧が供給されることが抑制され、均等化回路２４へ供給される電圧が安定し、監視回路２０の故障が防止される。すなわち、本実施形態に係る二次電池装置によれば、組電池の監視回路の故障を防止し、作業者の安全性を担保するとともに信頼性の高い二次電池装置を提供することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。例えば、図１に示す二次電池装置の場合では、各電圧測定回路２２に接続された第１配線Ｗ１と第２配線Ｗ２との間に第１フィルタＦＬ１および第２フィルタＦＬ２、が接続されていたが、第１フィルタＦＬ１および第２フィルタＦＬ２は、少なくとも組電池１０（Ｂ）の二次電池セルＢＴの電圧を測定する電圧測定回路２２および通信モジュール２６に接続された第１配線Ｗ１と第２配線Ｗ２との間に設けられればよい。
【国際調査報告】
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