(57)【要約】【課題】  電源装置が、直列に接続された複数の２次電池を有して電動機と補機とにそれぞれ電力を供給可能とするバッテリを備えた場合に、電源装置の構成を、より簡単にさせる。【解決手段】  電源装置１は、直列に接続された複数の２次電池１４ａを有して電動機７と補機１２とにそれぞれ電力を供給可能とするバッテリ１４を備える。電動機７の定格電圧Ｖ１よりも補機１２の定格電圧Ｖ２を低くする。各電池１４ａの端子電圧ＢＶ２をそれぞれ補機１２の定格電圧Ｖ２以下とする。電池１４ａ群から少なくとも１つの電池１４ａを選択可能とする選択装置１８を設ける。この選択された電池１４ａにより補機１２に電力を供給する。【選択図】  図１
2006020424.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列に接続された複数の２次電池を有して電動機と補機とにそれぞれ電力を供給可能とするバッテリを備え、上記電動機の定格電圧よりも上記補機の定格電圧を低くした電源装置において、
上記各電池の端子電圧をそれぞれ上記補機の定格電圧以下とし、上記電池群から少なくとも１つの電池を選択可能とする選択装置を設け、この選択された電池により上記補機に電力を供給するようにしたことを特徴とする電源装置。
【請求項２】
上記電池群から充電率の値がより高い高充電率電池を上記選択装置により選択するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
上記電池群から充電率の値がより低い低充電率電池を選択可能とする選択装置と、この選択された上記低充電率電池に電力を供給可能とする他の発電機とを設けたことを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項４】
上記電池群における一部の電池群を上記選択装置の選択対象にしたことを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１つに記載の電源装置。
【請求項５】
請求項１に記載の電源装置を備え、走行用駆動力を上記電動機により出力させるようにしたことを特徴とする電動車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直列に接続された複数の２次電池を有して電動機と補機とに電力を供給可能とするバッテリを備えた電源装置、およびこの電源装置を備えた電動車両に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上記電源装置、およびこの電源装置を備えた電動車両には、従来、下記特許文献１，２に示されるものがある。
【０００３】
上記特許文献１のものによれば、上記電源装置を備えた電動車両は、走行用駆動力を出力可能とする電動機と、走行駆動を補助する灯火器などの補機と、直列に接続された複数の２次電池を有して上記電動機と補機とにそれぞれ電力を供給可能とするバッテリとを備え、上記電動機の定格電圧よりも上記補機の定格電圧が低く設定されている。
【０００４】
そして、上記バッテリから電動機への電力の供給により、この電動機が駆動力を出力する。すると、この駆動力により、車輪が回転させられて車両が走行可能とされる。また、上記バッテリの出力電圧の一部が直流−直流変換器により低下させられて、その電力が上記補機に供給される。
【０００５】
一方、上記特許文献２のものによれば、バッテリにおける各電池の充電率（充電状態（ＳＯＣ）と同義語）の値が互いに均等となるよう、これら各電池を制御する充電率均等化装置が設けられている。
【０００６】
【特許文献１】特許第３２４００２０号公報
【特許文献２】特許第３３０４７７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記特許文献１において、バッテリと補機との間に介設される直流−直流変換器は、スイッチング回路の他に出力電圧制御回路など、多くの部品を有して構成が複雑である。このため、上記電源装置の構成が複雑となっている。
【０００８】
一方、上記バッテリを長期にわたり使用すると、各電池は劣化して、それぞれの温度や特性に基づき、その各充電率の値が互いに不均等になりがちとなる。そして、この状態で、バッテリを使用し続けると、上記電池群のうち、劣化の度合いが進行して充電率の値がより低くなった一部の電池は、充電時や出力時に温度が急上昇して、劣化が急速に進行するという不都合を生じる。
【０００９】
ここで、上記バッテリは、一般に、一部の電池の劣化が進行したとき、この一部の電池のみを新しいものに交換するということは困難な構造とされている。このため、上記したように、一部の電池の劣化が進行した場合には、バッテリを全体的に新しいものに交換する必要が生じる。つまり、一部の電池の劣化により、バッテリの寿命が無用に劣化させられるという問題点がある。
【００１０】
そこで、上記特許文献１における電池群に対し、特許文献２の充電率均等化装置を適用することが考えられる。このようにすれば、各電池の充電率の値が互いに均等化される。よって、上記問題点が解決されると考えられる。
【００１１】
しかし、上記したように、充電率均等化装置は構成が複雑である。このため、このような装置を適用すると、上記電源装置の構成が複雑になるという問題点が生じてくる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上記のような事情に注目してなされたもので、本発明の目的は、電源装置が、直列に接続された複数の２次電池を有して電動機と補機とにそれぞれ電力を供給可能とするバッテリを備えた場合に、上記電源装置の構成を、より簡単にさせることである。
【００１３】
また、本発明の他の目的は、上記バッテリの無用な劣化が簡単な構成によって達成されるようにすることである。
【００１４】
請求項１の発明は、直列に接続された複数の２次電池１４ａを有して電動機７と補機１２とにそれぞれ電力を供給可能とするバッテリ１４を備え、上記電動機７の定格電圧Ｖ１よりも上記補機１２の定格電圧Ｖ２を低くした電源装置において、
上記各電池１４ａの端子電圧ＢＶ２をそれぞれ上記補機１２の定格電圧Ｖ２以下とし、上記電池１４ａ群から少なくとも１つの電池１４ａを選択可能とする選択装置１８を設け、この選択された電池１４ａにより上記補機１２に電力を供給するようにしたものである。
【００１５】
請求項２の発明は、請求項１の発明に加えて、上記電池１４ａ群から充電率の値がより高い高充電率電池１４ａを上記選択装置１８により選択するようにしたものである。
【００１６】
請求項３の発明は、請求項１の発明に加えて、上記電池１４ａ群から充電率の値がより低い低充電率電池１４ａを選択可能とする選択装置１８と、この選択された上記低充電率電池１４ａに電力を供給可能とする他の発電機１１とを設けたものである。
【００１７】
請求項４の発明は、請求項１から３のうちいずれか１つの発明に加えて、上記電池１４ａ１−ｎ群における一部の電池１４ａ１−ｍ群を上記選択装置１８の選択対象にしたものである。
【００１８】
請求項５の発明は、請求項１に記載の電源装置１を備え、走行用駆動力を上記電動機７により出力させるようにしたものである。
【００１９】
なお、この項において、上記各用語に付記した符号は、本発明の技術的範囲を後述の「実施例」の項や図面の内容に限定解釈するものではない。
【発明の効果】
【００２０】
本発明による効果は、次の如くである。
【００２１】
請求項１の発明は、直列に接続された複数の２次電池を有して電動機と補機とにそれぞれ電力を供給可能とするバッテリを備え、上記電動機の定格電圧よりも上記補機の定格電圧を低くした電源装置において、
上記各電池の端子電圧をそれぞれ上記補機の定格電圧以下とし、上記電池群から少なくとも１つの電池を選択可能とする選択装置を設け、この選択された電池により上記補機に電力を供給するようにしている。
【００２２】
このため、上記補機への電力の供給は、上記バッテリが有する電池群のうち、上記選択装置により選択された一部の電池の利用により達成される。そして、上記選択装置は、従来の技術における直流−直流変換器に比べ、例えば、構成の単純なスイッチング回路を主構成として得ることができる。よって、電源装置の構成を、より簡単にできる。
【００２３】
請求項２の発明は、上記電池群から充電率の値がより高い高充電率電池を上記選択装置により選択するようにしている。
【００２４】
このため、上記バッテリの使用により、各電池の各充電率の値が不均等になろうとした場合、上記したように補機に電力を供給するために、高充電率電池が選択されて、出力させられる。
【００２５】
よって、上記高充電率電池の充電率が低下させられて、各電池の各充電率が不均等になることが防止される。この結果、上記バッテリが無用に劣化させられるということが防止される。
【００２６】
また、上記したように、各電池の各充電率が不均等になろうとすることを防止する上で、従来の技術における構成の複雑な充電率均等化装置の適用は不要である。
【００２７】
よって、上記したバッテリの無用な劣化の防止は簡単な構成により達成される。また、上記したように充電率均等化装置が不要である分、電源装置を軽量にできる。
【００２８】
請求項３の発明は、上記電池群から充電率の値がより低い低充電率電池を選択可能とする選択装置と、この選択された上記低充電率電池に電力を供給可能とする他の発電機とを設けている。
【００２９】
このため、上記バッテリの使用により、各電池の各充電率の値が不均等になろうとした場合、上記したように低充電率電池が選択されて、これに対し上記他の発電機により充電される。
【００３０】
よって、上記低充電率電池の充電率が上昇させられて、各電池の各充電率が不均等になることが防止される。この結果、上記バッテリが無用に劣化させられるということが防止される。
【００３１】
請求項４の発明は、上記電池群における一部の電池群を上記選択装置の選択対象にしている。
【００３２】
ここで、上記電池における他部の電池については、例えば、その周りの温度環境が好条件であるとする。この場合には、上記他部の電池は、上記高、低充電率電池になる可能性が低い。そこで、上記したように、上記他部の電池を上記選択装置による選択対象から除外し、一部の電池を上記選択装置の選択対象としている。
【００３３】
上記の結果、上記選択装置の選択対象が少なくなる分、この選択装置の構成をより簡単にできる。つまり、電源装置の構成を、より簡単にできる。
【００３４】
請求項５の発明は、請求項１に記載の電源装置を備え、走行用駆動力を上記電動機により出力させるようにしている。
【００３５】
このため、上記電源装置を電動車両に適用することにより、この電動車両の構成を、より簡単にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
本発明の電源装置に関し、この電源装置が、直列に接続された複数の２次電池を有して電動機と補機とにそれぞれ電力を供給可能とするバッテリを備えた場合に、上記電源装置の構成を、より簡単にさせるようにする、という目的を実現するため、本発明を実施するための最良の形態は、次の如くである。
【００３７】
即ち、上記電源装置が、直列に接続された複数の２次電池を有して電動機と補機とにそれぞれ電力を供給可能とするバッテリを備え、上記電動機の定格電圧よりも上記補機の定格電圧が低くされている。上記各電池の端子電圧がそれぞれ上記補機の定格電圧以下とされ、上記電池群から少なくとも１つの電池を選択可能とする選択装置が設けられ、この選択された電池により上記補機に電力が供給される。
【実施例１】
【００３８】
本発明をより詳細に説明するために、その実施例１を添付の図１に従って説明する。
【００３９】
図１において、符号Ａは自動車で例示されるハイブリッド式の電動車両である。
【００４０】
上記電動車両Ａは、走行用駆動装置としての電源装置１を備えている。この電源装置１は、車体に支持される内燃機関２と、この内燃機関２にクラッチ３を介し連動連結されるモータ／ジェネレータ４と、このモータ／ジェネレータ４に連動連結されるトランスミッション５とを備えている。
【００４１】
上記モータ／ジェネレータ４は、電動機７と発電機８とを一体的に備えている。上記電動機７は、上記トランスミッション５に連動連結された車輪に駆動力を出力する。一方、上記発電機８は、主に上記内燃機関２により駆動させられて、電力を出力する。
【００４２】
上記内燃機関２には、スタータモータ１０と他の発電機１１とがそれぞれ連結されている。また、上記電源装置１は補機１２を備え、この補機１２は、例えば、ヘッドライトの灯火器、空調用のコンプレッサ、およびウィンドレギュレータのモータなどである。
【００４３】
上記電動機７と発電機８の定格電圧Ｖ１は２８８Ｖである。上記スタータモータ１０、他の発電機１１、および補機１２の定格電圧Ｖ２は１２Ｖであり、この補機１２の定格電圧Ｖ２は、上記電動機７の定格電圧Ｖ１よりもかなり低く設定されている。
【００４４】
上記電動機７、スタータモータ１０、および補機１２にそれぞれ電力を供給可能とするバッテリ１４が設けられている。この場合、上記電動機７は、上記バッテリ１４にモータコントロールユニット１６を介し接続され、上記バッテリ１４は上記発電機８からの電力供給により充電される。上記バッテリ１４は、直列に接続された複数の第１−第ｎ電池１４ａ１−ｎを備えている。これら各電池１４ａは２次電池である。上記バッテリ１４の端子電圧ＢＶ１は上記電動機７の定格電圧Ｖ１と同じ２８８Ｖとされている。また、上記各電池１４ａの端子電圧ＢＶ２はそれぞれ上記補機１２の定格電圧Ｖ２と同じ１２Ｖとされている。
【００４５】
なお、上記各電池１４ａの端子電圧ＢＶ２はそれぞれ上記補機１２の定格電圧Ｖ２以下であればよい。例えば、上記電池１４ａの定格電圧Ｖ２は、上記補機１２の定格電圧Ｖ２以下の６Ｖや３Ｖなどとしてもよい。また、上記補機１２の定格電圧Ｖ２を２４Ｖとして、上記電池１４ａの端子電圧ＢＶ２を２４Ｖ、１２Ｖ、８Ｖなどとしてもよい。
【００４６】
上記電池１４ａ１−ｎ群から少なくとも１つの所望の電池１４ａを選択可能とする選択装置１８が設けられている。この場合、上記電池１４ａ１−ｎ群における一部の電池１４ａ１−ｍ群が上記選択装置１８の選択対象とされ、他部電池１４ａｎは上記選択対象から除外されている。
【００４７】
そして、上記選択装置１８により選択された電池１４ａにより、上記スタータモータ１０と補機１２とに、その定格電圧Ｖ２に合致する１２Ｖにて電力が供給される。この電力供給時、上記電池１４ａ１−ｎ群は、直列状態をそのまま保っており、上記バッテリ１４の端子電圧ＢＶ１は、２８８Ｖに維持される。
【００４８】
なお、上記電池１４ａの端子電圧ＢＶ２が、例えば６Ｖ（もしくは、４Ｖ）であるならば、上記選択装置１８により直列回路の２つの電池１４ａ（もしくは、３つの電池１４ａ）が選択されて、その端子電圧が上記スタータモータ１０と補機１２の各定格電圧Ｖ２に合致する６Ｖ×２＝１２Ｖ（もしくは、４Ｖ×３＝１２Ｖ）とされる。
【００４９】
上記選択装置１８は、上記一部の電池１４ａ１−ｍの各充電率（０−１００％）をそれぞれ検出する充電率測定部１９と、この充電率測定部１９の検出信号を入力して、いずれの検出信号が所定のものに合致するか否かを判定する判定部２０と、この判定部２０の判定結果に基づき、上記一部の電池１４ａ１−ｍのうちから、所定の電池１４ａを選択し、その選択された電池１４ａを上記補機１２に接続させて、この電池１４ａから上記補機１２に電力を供給させる選択部２１と、上記電池１４ａから補機１２への電力供給が、上記選択部２１の選択動作時に瞬間的に途切れる、ということを防止するコンデンサ２２とを備えている。
【００５０】
上記充電率測定部１９は、上記各電池１４ａ１−ｎのそれぞれの端子間の電圧を実測してそれぞれの充電率を測定する。この場合、上記各電池１４ａ１−ｎの充電時の電流、出力時の電流、および温度のうち、少なくともいずれか一つを検出して、上記充電率測定部１９による測定値を補正するようにしてもよい。
【００５１】
上記選択装置１８により、上記一部の電池１４ａ１−ｍ群から充電率の値がより高い（例えば、７０％以上）高充電率電池１４ａが選択される。すると、この選択された高充電率電池１４ａは、上記選択部２１により上記補機１２に接続されて、上記高充電率電池１４ａから上記補機１２に電力が供給される。
【００５２】
また、上記電池１４ａ１−ｍから充電率の値がより低い（例えば、３０％以下）低充電率電池１４ａが上記選択装置１８により選択可能とされている。そして、この選択装置１８により選択された上記低充電率電池１４ａに対し、上記他の発電機１１から１２Ｖにて電力が供給可能とされている。
【００５３】
なお、図１中一点鎖線で示すように、上記バッテリ１４が有する全ての電池１４ａ１−ｎ群から、少なくとも１つの所望の電池１４ａを上記選択装置１８により選択するようにしてもよい。また、上記他の発電機１１はなくてもよい。
【００５４】
上記構成によれば、直列に接続された複数の２次電池１４ａを有して電動機７と補機１２とにそれぞれ電力を供給可能とするバッテリ１４を備え、上記電動機７の定格電圧Ｖ１よりも上記補機１２の定格電圧Ｖ２を低くした電源装置において、
上記各電池１４ａの端子電圧ＢＶ２をそれぞれ上記補機１２の定格電圧Ｖ２以下とし、上記電池１４ａ群から少なくとも１つの電池１４ａを選択可能とする選択装置１８を設け、この選択された電池１４ａにより上記補機１２に電力を供給するようにしている。
【００５５】
このため、上記補機１２への電力の供給は、上記バッテリ１４が有する電池１４ａ群のうち、上記選択装置１８により選択された一部の電池１４ａの利用により達成される。そして、上記選択装置１８は、従来の技術における直流−直流変換器に比べ、例えば、構成の単純なスイッチング回路を主構成として得ることができる。よって、電源装置１の構成を、より簡単にできる。
【００５６】
また、前記したように、上記電池１４ａ群から充電率の値がより高い高充電率電池１４ａを上記選択装置１８により選択するようにしている。
【００５７】
このため、上記バッテリ１４の使用により、各電池１４ａの各充電率の値が不均等になろうとした場合、上記したように補機１２に電力を供給するために、高充電率電池１４ａが選択されて、出力させられる。
【００５８】
よって、上記高充電率電池１４ａの充電率が低下させられて、各電池１４ａの各充電率が不均等になることが防止される。この結果、上記バッテリ１４が無用に劣化させられるということが防止される。
【００５９】
また、上記したように、各電池１４ａの各充電率が不均等になろうとすることを防止する上で、従来の技術における構成の複雑な充電率均等化装置の適用は不要である。
【００６０】
よって、上記したバッテリ１４の無用な劣化の防止は簡単な構成により達成される。また、上記したように充電率均等化装置が不要である分、電源装置１を軽量にできる。
【００６１】
また、前記したように、上記電池１４ａ群から充電率の値がより低い低充電率電池１４ａを選択可能とする選択装置１８と、この選択された上記低充電率電池１４ａに電力を供給可能とする他の発電機１１とを設けている。
【００６２】
このため、上記バッテリ１４の使用により、各電池１４ａの各充電率の値が不均等になろうとした場合、上記したように低充電率電池１４ａが選択されて、これに対し上記他の発電機１１により充電される。
【００６３】
よって、上記低充電率電池１４ａの充電率が上昇させられて、各電池１４ａの各充電率が不均等になることが防止される。この結果、上記バッテリ１４が無用に劣化させられるということが防止される。
【００６４】
また、前記したように、上記電池１４ａ１−ｎ群における一部の電池１４ａ１−ｍ群を上記選択装置１８の選択対象にしている。
【００６５】
ここで、上記電池１４ａ１−ｎにおける他部の電池１４ａｎについては、例えば、その周りの温度環境が好条件であるとする。この場合には、上記他部の電池１４ａは、上記高、低充電率電池１４ａになる可能性が低い。そこで、上記したように、上記他部の電池１４ａｎを上記選択装置１８による選択対象から除外し、一部の電池１４ａ１−ｍを上記選択装置１８の選択対象としている。
【００６６】
上記の結果、上記選択装置１８の選択対象が少なくなる分、この選択装置１８の構成をより簡単にできる。つまり、電源装置１の構成を、より簡単にできる。
【００６７】
また、前記したように、請求項１に記載の電源装置１を備え、走行用駆動力を上記電動機７により出力させるようにしている。
【００６８】
このため、上記電源装置１を電動車両Ａに適用することにより、この電動車両Ａの構成を、より簡単にできる。
【００６９】
なお、以上は図示の例によるが、上記高、低充電率電池１４ａをそれぞれ選択する選択装置１８は、個別に設けてもよい。
【００７０】
以下の図２は、実施例２を示している。この実施例２は、前記実施例１と構成、作用効果において多くの点で共通している。そこで、これら共通するものについては、図面に共通の符号を付してその重複した説明を省略し、異なる点につき主に説明する。また、この実施例における各部分の構成を、本発明の目的、作用効果に照らして種々組み合せてもよい。
【実施例２】
【００７１】
本発明をより詳細に説明するために、その実施例２を添付の図２に従って説明する。
【００７２】
図２において、電動車両Ａは自動二輪車である鞍乗型車両である。
【００７３】
上記電動車両Ａは、車体２５と、この車体２５の前部に操向可能に支持される前車輪２６と、上記車体２５の後部に支持される後車輪２７と、上記車体２５に支持され、上記後車輪２７を走行駆動可能とさせる前記電源装置１とを備えている。
【００７４】
上記電源装置１は、上記後車輪２７を駆動させる電動機７と、この電動機７に電力を供給するバッテリ１４とを備えている。このバッテリ１４は、別途の電源により充電される。上記バッテリ１４は車体２５に設けられた支持部２８に着脱可能に支持されている。この支持部２８に支持されたバッテリ１４と、上記電動機７および補機１２とは車体２５を介することなく、ワイヤハーネスにより接続される（フローティング状態）。上記バッテリ１４は、２つ（ｎ＝２）の電池１４ａを備えている。
【００７５】
上記電動機７の定格電圧Ｖ１は２４Ｖ、補機１２の定格電圧Ｖ２は１２Ｖ、バッテリ１４の端子電圧ＢＶ１は２４Ｖ、電池１４ａの端子電圧ＢＶ２は１２Ｖである。
【００７６】
上記したように、上記バッテリ１４が有する電池１４ａは２つだけである。このため、上記選択装置１８における充電率測定部１９と判定部２０とを単に電圧比較器にすることができる。また、上記選択部２１には、単に、汎用リレーを用いることができる。よって、上記電源装置１の構成は極めて簡単、かつ、軽量にできる。
【００７７】
この結果、特に、余剰空間が狭く、軽量が強く要求される鞍乗型車両Ａにとって、上記電源装置１を利用することは極めて有益である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】実施例１を示し、電源装置の電気ブロック図である。
【図２】実施例２を示し、鞍乗型車両の全体側面図である。
【符号の説明】
【００７９】
Ａ    電動車両
１    電源装置
２    内燃機関
７    電動機
８    発電機
１１  他の発電機
１２  補機
１４  バッテリ
１４ａ  電池
１８  選択装置
Ｖ１  定格電圧
Ｖ２  定格電圧
ＢＶ１  端子電圧
ＢＶ２  端子電圧
【図１】
2006020424.tif 000003
【図２】
2006020424.tif 000004