(57)【要約】【課題】冷却ファンの運転に関係なく常に電池の最高温度を正確に検出して、電池の高温による劣化を有効に防止する。【解決手段】車両用の電源装置は、複数本の電池モジュール１０と、電池モジュール１０を収納する電池ケース２と、電池モジュール１０の温度を検出する温度センサー３０と、電池ケース２に強制送風する冷却ファン９とを備える。電源装置は、冷却ファン９を運転する状態で、最も温度が高くなる電池モジュール１０の温度を検出する第１の温度センサー３０Ａと、冷却ファン９の運転を停止する状態で最も温度が高くなる電池モジュール１０の温度を検出する第２の温度センサー３０Ｂと、冷却ファン９を運転する状態で、最も温度が低くなる電池モジュール１０の温度を検出する第３の温度センサー３０Ｃと、冷却ファン９の運転を停止する状態で、最も温度が低くなる電池モジュール１０の温度を検出する第４の温度センサー３０Ｄとを備える。【選択図】図１０
2006074869.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池(1)を直線状に連結している複数本の電池モジュール(10)と、複数本の電池モジュール(10)を収納する電池ケース(2)と、電池モジュール(10)の温度を検出する温度センサー(30)と、電池ケース(2)に強制送風して電池モジュール(10)を冷却する冷却ファン(9)とを備える車両用の電源装置であって、
冷却ファン(9)を運転する状態で、最も温度が高くなる電池モジュール(10)の温度を検出する第１の温度センサー(30A)と、冷却ファン(9)の運転を停止する状態で最も温度が高くなる電池モジュール(10)の温度を検出する第２の温度センサー(30B)と、冷却ファン(9)を運転する状態で、最も温度が低くなる電池モジュール(10)の温度を検出する第３の温度センサー(30C)と、冷却ファン(9)の運転を停止する状態で、最も温度が低くなる電池モジュール(10)の温度を検出する第４の温度センサー(30D)とを備える車両用の電源装置。
【請求項２】
第３の温度センサー(30C)と第４の温度センサー(30D)とがひとつの温度センサーである請求項１に記載される車両用の電源装置。
【請求項３】
電池(1)を直線状に連結している複数本の電池モジュール(10)と、複数本の電池モジュール(10)を収納する電池ケース(2)と、電池モジュール(10)の温度を検出する温度センサー(30)と、電池ケース(2)に強制送風して電池モジュール(10)を冷却する冷却ファン(9)とを備える車両用の電源装置であって、
電池ケース(2)は、その中央部分に長手方向に伸びる冷却ダクト(14)を設けると共に、この冷却ダクト(14)の周囲に、複数組のサブケース(11)を平行に配置して、サブケース(11)に複数本の電池モジュール(10)を分割して収納しており、
各々のサブケース(11)は、冷却ダクト(14)に対向する内側と、反対側に位置する外側とに複数の電池モジュール(10)を平行に配置して、冷却ダクト(14)から送風される空気を内側の電池モジュール(10)の間から外側の電池モジュール(10)の間に流して電池モジュール(10)を冷却するようにしており、
温度センサー(30)が、最上部または最下部に配置されるサブケース(11)の外側に配置される電池モジュール(10)の温度を検出する第１の温度センサー(30A)と、最下部に配置されるサブケース(11)の内側で最上部に配置される電池モジュール(10)の温度を検出する第２の温度センサー(30B)と、最下部に配置されるサブケース(11)の内側で最下部に配置される電池モジュール(10)の温度を検出する第３の温度センサー(30C)とを備えており、
第１の温度センサー(30A)で冷却ファン(9)を運転する状態における電池モジュール(10)の最高温度を検出し、第２の温度センサー(30B)で冷却ファン(9)を停止する状態における電池モジュール(10)の最高温度を検出し、さらに第３の温度センサー(30C)で冷却ファン(9)を運転する状態と停止する状態における電池モジュール(10)の最低温度を検出するようにしてなる車両用の電源装置。
【請求項４】
電池(1)を直線状に連結している複数本の電池モジュール(10)と、複数本の電池モジュール(10)を収納する電池ケース(2)と、電池モジュール(10)の温度を検出する温度センサー(30)と、電池ケース(2)に強制送風して電池モジュール(10)を冷却する冷却ファン(9)とを備える車両用の電源装置であって、
電池ケース(2)は、その中央部分に長手方向に伸びる冷却ダクト(14)を設けると共に、この冷却ダクト(14)の周囲に、３列のサブケース(11)を平行に配置して、サブケース(11)に複数本の電池モジュール(10)を分割して収納しており、
３組のサブケース(11)は、冷却ダクト(14)の両側に２列に配置している下段サブケース(11A)と、この下段サブケース(11A)の上方に配置している上段サブケース(11B)とからなり、
下段サブケース(11A)は、内側と外側に上下に離して複数列に電池モジュール(10)を平行に配置して、冷却ダクト(14)から送風される空気を内側の電池モジュール(10)から外側の電池モジュール(10)に強制送風して、電池モジュール(10)を冷却するようにしており、
上段サブケース(11B)は、下側と上側に複数列に電池モジュール(10)を平行に配置して、冷却ダクト(14)から送風される空気を下側の電池モジュール(10)から上側の電池モジュール(10)に強制送風して、電池モジュール(10)を冷却するようにしており、
温度センサー(30)が上段サブケース(11B)の上側に配置される電池モジュール(10)、または下段サブケース(11A)の外側に配置される電池モジュール(10)の温度を検出する第１の温度センサー(30A)と、下段サブケース(11A)の内側で最上部に配置される電池モジュール(10)の温度を検出する第２の温度センサー(30B)と、下段サブケース(11A)の内側で最下部に配置される電池モジュール(10)の温度を検出する第３の温度センサー(30C)とを備えており、
第１の温度センサー(30A)で冷却ファン(9)を運転する状態における電池モジュール(10)の最高温度を検出し、第２の温度センサー(30B)で冷却ファン(9)を停止する状態における電池モジュール(10)の最高温度を検出し、さらに第３の温度センサー(30C)で冷却ファン(9)を運転する状態と停止する状態における電池モジュール(10)の最低温度を検出するようにしてなる車両用の電源装置。
【請求項５】
内部に同じ配列で、あるいは対称な配列で電池モジュール(10)と温度センサー(30)を配置している複数の電池ケース(2)を備えており、いずれか一方の電池ケース(2)の温度センサー(30)が電池温度を検出できない状態において、他の電池ケース(2)の同じ位置に配置され、あるいは対称位置に配置される温度センサー(30)でもって、電池温度が検出できない電池(1)の温度を検出するようにしてなる請求項３又は４に記載される車両用の電源装置。
【請求項６】
温度センサー(30)がサーミスタである請求項１ないし６のいずれかに記載される車両用の電源装置。
【請求項７】
第１の温度センサー(30A)と、第２の温度センサー(30B)の信号で、電池(1)に流す最大電流を制限する制御回路(31)を備えており、制御回路(31)は、温度センサー(30)で検出する電池(1)の温度が高くなると、最大電流を小さくするように制御する請求項６に記載される車両用の電源装置。
【請求項８】
第３の温度センサー(30C)または第４の温度センサー(30D)の信号で、電池(1)に流す最大電流を制限する制御回路(31)を備えており、制御回路(31)は、温度センサー(30)で検出する電池(1)の温度が低くなると、最大電流を小さくするように制御する請求項６に記載される車両用の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として、燃料電池車、ハイブリッド自動車、電気自動車等の自動車に搭載されて大電流で充放電される車両用の電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用の電源装置は、多数の電池を直列に連結して出力電圧を高くしている。また、この電源装置は、電池を大電流で充放電すると電池温度が高くなる。電池の温度上昇は電池の性能を低下して寿命を短くするので、電池温度で電池の充放電電流を制御する装置が開発されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−５６９６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この公報には、電池に温度ばらつきが発生した場合に、安定した充放電を可能とする電源装置が記載される。この電源装置は、車両を走行させるモータに接続される二次電池の充放電電力を電池温度で制御する。この装置は、温度センサーで二次電池の温度を複数カ所で検出する。検出された最低温度と、所定の低温値および高温値との大小関係を比較する。さらに、最高温度と最低温度の温度差が所定値以上の場合に、温度に依存しない一定値を充電電力の上限値として取得し、一定値を超えないように二次電池の充電電力を制御する。さらに、この公報は、３つの温度センサーで二次電池の温度を検出することが実施例に記載される。この実施例は、３つの温度センサーを、二次電池の上側（冷却ファインの設置場所の近傍）と下側と、さらに両者の中間に配置している。温度センサーを異なる場所に配置して、組電池として構成される二次電池の温度を適確に検知できるようにしている。
【０００４】
このように複数カ所で電池温度を検出する電源装置は、電池温度を検出して、電池の充放電をコントロールして電池寿命を長くできる。この装置は、電池の最高温度を正確に検出して、電池の充放電をコントロールすることが大切である。それは、最も高温になった電池の劣化が大きいからである。このことを実現するために、電池の最高温度を検出する位置に温度センサーを配置している。ただ、電池の温度分布は、冷却ファンを運転する状態と停止する状態で異なるので、冷却ファンを運転する状態で最高温度を検出する温度センサーは、冷却ファンの運転を停止する状態で電池の最高温度を検出できない。このため、冷却ファンの運転を停止する状態で、電池の最高温度が異常に高くなって、電池を劣化させる原因となる。
【０００５】
さらに、複数の温度センサーを内蔵する車両用の電源装置は、温度センサーが故障して電池温度を検出できなくなることがある。この状態で電池の充放電を禁止すると、ハイブリッド自動車では通常の状態で走行できなくなって加速が著しく悪くなる等の弊害が発生する。また、電気自動車や燃料電池車では、電池の充放電が禁止されると走行できなくなってしまう。ただ、電池の温度を検出できない状態で電池を充放電させて車両を走行させると、電池温度が異常に高くなって、電池を著しく劣化させる弊害が発生する。
【０００６】
本発明は、このような欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、冷却ファンの運転に関係なく常に電池の最高温度を正確に検出して、電池の高温による劣化を有効に防止しながら、車両を走行できる車両用の電源装置を提供することにある。
また、本発明の他の大切な目的は、いずれかの温度センサーが故障して電池温度を検出できなくなる状態で、電池温度が異常に高くなるのを防止しながら、車両を走行できる車両用の電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１の車両用の電源装置は、電池１を直線状に連結している複数本の電池モジュール１０と、複数本の電池モジュール１０を収納する電池ケース２と、電池モジュール１０の温度を検出する温度センサー３０と、電池ケース２に強制送風して電池モジュール１０を冷却する冷却ファン９とを備える。電源装置は、冷却ファン９を運転する状態で、最も温度が高くなる電池モジュール１０の温度を検出する第１の温度センサー３０Ａと、冷却ファン９の運転を停止する状態で最も温度が高くなる電池モジュール１０の温度を検出する第２の温度センサー３０Ｂと、冷却ファン９を運転する状態で、最も温度が低くなる電池モジュール１０の温度を検出する第３の温度センサー３０Ｃと、冷却ファン９の運転を停止する状態で、最も温度が低くなる電池モジュール１０の温度を検出する第４の温度センサー３０Ｄとを備える。
【０００８】
本発明の車両用の電源装置は、第３の温度センサー３０Ｃと第４の温度センサー３０Ｄとをひとつの温度センサーとすることができる。
【０００９】
本発明の請求項３の車両用の電源装置は、電池１を直線状に連結している複数本の電池モジュール１０と、複数本の電池モジュール１０を収納する電池ケース２と、電池モジュール１０の温度を検出する温度センサー３０と、電池ケース２に強制送風して電池モジュール１０を冷却する冷却ファン９とを備える。電池ケース２は、その中央部分に長手方向に伸びる冷却ダクト１４を設けると共に、この冷却ダクト１４の周囲に、複数組のサブケース１１を平行に配置して、サブケース１１に複数本の電池モジュール１０を分割して収納している。各々のサブケース１１は、冷却ダクト１４に対向する内側と、反対側に位置する外側とに複数の電池モジュール１０を平行に配置して、冷却ダクト１４から送風される空気を内側の電池モジュール１０の間から外側の電池モジュール１０の間に流して電池モジュール１０を冷却する。温度センサー３０は、最上部または最下部に配置されるサブケース１１の外側に配置される電池モジュール１０の温度を検出する第１の温度センサー３０Ａと、最下部に配置されるサブケース１１の内側で最上部に配置される電池モジュール１０の温度を検出する第２の温度センサー３０Ｂと、最下部に配置されるサブケース１１の内側で最下部に配置される電池モジュール１０の温度を検出する第３の温度センサー３０Ｃとを備える。電源装置は、第１の温度センサー３０Ａで冷却ファン９を運転する状態における電池モジュール１０の最高温度を検出し、第２の温度センサー３０Ｂで冷却ファン９を停止する状態における電池モジュール１０の最高温度を検出し、さらに第３の温度センサー３０Ｃで冷却ファン９を運転する状態と停止する状態における電池モジュール１０の最低温度を検出する。
【００１０】
本発明の請求項４の車両用の電源装置は、電池１を直線状に連結している複数本の電池モジュール１０と、複数本の電池モジュール１０を収納する電池ケース２と、電池モジュール１０の温度を検出する温度センサー３０と、電池ケース２に強制送風して電池モジュール１０を冷却する冷却ファン９とを備える。電池ケース２は、その中央部分に長手方向に伸びる冷却ダクト１４を設けると共に、この冷却ダクト１４の周囲に３列のサブケース１１を平行に配置して、サブケース１１に複数本の電池モジュール１０を分割して収納している。３組のサブケース１１は、冷却ダクト１４の両側に２列に配置している下段サブケース１１Ａと、この下段サブケース１１Ａの上方に配置している上段サブケース１１Ｂとからなる。下段サブケース１１Ａは、内側と外側に上下に離して複数列に電池モジュール１０を平行に配置して、冷却ダクト１４から送風される空気を内側の電池モジュール１０から外側の電池モジュール１０に強制送風して電池モジュール１０を冷却する。上段サブケース１１Ｂは、下側と上側に複数列に電池モジュール１０を平行に配置して、冷却ダクト１４から送風される空気を下側の電池モジュール１０から上側の電池モジュール１０に強制送風して電池モジュール１０を冷却する。温度センサー３０は、上段サブケース１１Ｂの上側、または下段サブケース１１Ａの外側に配置される電池モジュール１０の温度を検出する第１の温度センサー３０Ａと、下段サブケース１１Ａの内側で最上部に配置される電池モジュール１０の温度を検出する第２の温度センサー３０Ｂと、下段サブケース１１Ａの内側で最下部に配置される電池モジュール１０の温度を検出する第３の温度センサー３０Ｃとを備える。電源装置は、第１の温度センサー３０Ａで冷却ファン９を運転する状態における電池モジュール１０の最高温度を検出し、第２の温度センサー３０Ｂで冷却ファン９を停止する状態における電池モジュール１０の最高温度を検出し、さらに第３の温度センサー３０Ｃで冷却ファン９を運転する状態と停止する状態における電池モジュール１０の最低温度を検出する。
【００１１】
本発明の車両用の電源装置は、内部に同じ配列で、あるいは対称な配列で電池モジュール１０と温度センサー３０を配置している複数の電池ケース２を備えて、いずれか一方の電池ケース２の温度センサー３０が電池温度を検出でない状態において、他の電池ケース２の同じ位置に配置され、あるいは対称位置に配置される温度センサー３０でもって、電池温度が検出できない電池１の温度を検出することができる。
【００１２】
本発明の車両用の電源装置は、温度センサー３０をサーミスタとすることができる。さらに、車両用の電源装置は、第１の温度センサー３０Ａと、第２の温度センサー３０Ｂの信号で、電池１に流す最大電流を制限する制御回路３１を備えて、温度センサー３０で検出する電池１の温度が高くなると、最大電流を小さくするように制御回路３１で制御することができる。さらにまた、車両用の電源装置は、第３の温度センサー３０Ｃまたは第４の温度センサー３０Ｄの信号で、電池１に流す最大電流を制限する制御回路３１を備えて、温度センサー３０で検出する電池１の温度が低くなると、最大電流を小さくするように制御回路３１で制御することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の車両用の電源装置は、冷却ファンを運転する状態と、運転しない状態の両方で、電池の最高温度を正確に検出して、電池の高温による劣化を有効に防止できる。それは、本発明の電源装置が、冷却ファンを運転する状態で最高温度となる電池モジュールと、冷却ファンの運転を停止する状態で最高温度となる電池モジュールの温度の両方を別々の温度センサーで検出するからである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための車両用の電源装置を例示するものであって、本発明は電源装置を以下のものに特定しない。
【００１５】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００１６】
以下、車両用の電源装置として、ハイブリッドカーや電気自動車等の自動車の電源用に使用する電源装置を詳述する。ただし、本発明は、車両を自動車に特定しない。本発明の電源装置は、走行用のモーターを電池で駆動する他の車両、たとえば、電動カート、モノレール等の電動車両、遊園地で使用される乗り物、耕運機等の農業機械を駆動するモーターの電源として使用できる。
【００１７】
図１ないし図６に示す車両用の電源装置は、複数の電池１を収納している電池ケース２と、この電池ケース２に収納している電池１の充放電を制御する制御回路３１を実現する電気部品２１を内蔵している電気部品ケース２０とを備えている。
【００１８】
電池ケース２は、内部に空気を送風して、収納している電池１を空気で冷却する。電池ケース２は車外の外気を送風し、あるいは車内の空気を送風して電池１を冷却する。電池ケース２は、空気を吸入する吸入口３と、吸入口３から吸入した空気を外部に排気する排気口４を開口している。車外の外気を電池ケース２に供給する電源装置は、図２に示すように、電池ケース２の吸入口３にダクト５を連結し、このダクト５を介して吸入口３を車外に連結する。この電源装置は、排気口４もダクト（図示せず）を介して車外に連結する。この電池ケース２は、ダクト５を介して吸入口３から外気を吸入し、また、吸入した空気を排気口４からダクトを介して車外に排気する。ただし、電源装置は、車内の空気を電池ケース２に送風して電池１を冷却することもできる。この電源装置は、吸入口３と排気口４を車内に開口する。
【００１９】
図５の電源装置は、ふたつの電池ケース２を備える。電池ケース２は、互いに離して配置されて、その外側を外ケース７でカバーしている。電池ケース２は、細長い電池モジュール１０を平行に収納できるように、全体の形状を細長い形状としている。細長いふたつの電池ケース２は、縦一列に互いに離して配置されて、その間に吸入隙間８を設けている。
【００２０】
外ケース７は、中央部の上面に吸入口３を、両端部に排気口４を設けている。吸入口３は、電池ケース２の間の吸入隙間８に連結している。電池ケース２は、吸入隙間８に連結して吸入開口（図示せず）を設けている。吸入口３から吸入された空気は、電池ケース２の間に設けている吸入隙間８を通過し、吸入開口から各々の電池ケース２に流入される。電池ケース２に流入される空気は、内部に収納している電池１を冷却して外部に排気される。
【００２１】
電池ケース２は、排気側に冷却ファン９を固定している。冷却ファン９は、縦一列に配置されているふたつの電池ケース２の両端部に固定される。冷却ファン９を固定しているふたつの電池ケース２は、その外側を外ケース７でカバーしている。冷却ファン９は、電池ケース２内の空気を吸入して強制的に排気する。車外の外気を電池ケース２に吸入する電源装置は、外気を電気部品ケース２０内には送風しないようにする。電気部品ケース２０に外気が送風されると、電気部品ケース２０の電気部品２１が外気に含まれる塵や塩分を含むソルトミストで故障しやすくなるからである。
【００２２】
外気を電池ケース２に装置する電源装置は、冷却ファン９でもって、電池ケース２内の空気を排気して、電気部品ケース２０内の空気を強制的に排気しない。この電源装置は、電池ケース２の内圧が電気部品ケース２０の内圧よりも低くなって、電池ケース２の空気が電気部品ケース２０に流入するのを防止できる。したがって、この電源装置は、電気部品ケース２０と電池ケース２との間を、空気の流通を完全に遮断することなく、電気部品ケース２０に外気が送風されない。
【００２３】
図の電源装置は、縦一列に配置しているふたつの電池ケース２の両端部に冷却ファン９を固定している。電池ケース２の両端部は、外ケース７の両端部に位置する。外ケース７は両端部に排気口４を開口している。冷却ファン９は外ケース７の両端部に配置されて、排気する空気を排気口４から外部に排気する。この構造の電源装置は、両方の電池ケース２に収納する電池１をバランスよく均一に冷却できる。各々の冷却ファン９が、電池ケース２に空気を強制的に循環させるからである。すなわち、電池ケース２の中央部に設けた吸入口３から両端の排気口４に向かって、電池ケース２の内部に空気を通過させて、収納している電池１を冷却できる。
【００２４】
各々の電池ケース２に電池１を収納する状態を図７と図８に示す。電池１は電池モジュール１０の状態で電池ケース２に収納される。電池モジュール１０は、複数の電池１を直列に直線状に連結したものである。図の電池モジュール１０は、６個の円筒型電池１を直線状に直列に連結している。ただし、電池モジュールは、５個以下の電池を連結したもの、あるいは７個以上の電池を連結したものとすることもできる。
【００２５】
さらに、図の電源装置は、各々の電池ケース２に複数のサブケース１１を収納し、このサブケース１１に複数の電池モジュール１０を収納している。この電池ケース２は、中央部分に長手方向に伸びる冷却ダクト１４を設けて、冷却ダクト１４の周囲に、複数組のサブケース１１を平行に配置して、サブケース１１に複数本の電池モジュール１０を分割して収納している。
【００２６】
各々のサブケース１１は、冷却ダクト１４に対向する内側と、反対側に位置する外側とに複数の電池モジュール１０を平行に収納している。複数の電池モジュール１０は、空気通過隙間１３ができるように、サブケース１１に収納している。各々のサブケース１１は、冷却ダクト１４から送風される空気を内側の電池モジュール１０の間から外側の電池モジュール１０の間に流して電池モジュール１０を冷却するようにしている。
【００２７】
図の電池ケース２は、３列のサブケース１１を平行に配置して、サブケース１１に複数本の電池モジュール１０を平行な姿勢で収納している。３組のサブケース１１は、冷却ダクト１４の両側に２列に配置している下段サブケース１１Ａと、この下段サブケース１１Ａの上方に配置している上段サブケース１１Ｂとからなる。
【００２８】
下段サブケース１１Ａは、内側と外側に上下に離して複数列に電池モジュール１０を平行に配置して、冷却ダクト１４から送風される空気を内側の電池モジュール１０から外側の電池モジュール１０に強制送風して、電池モジュール１０を冷却するようにしている。図の下段サブケース１１Ａは、内側に３本、外側に２本に電池モジュール１０を配置して、全体で５本の電池モジュール１０を収納している。
【００２９】
上段サブケース１１Ｂは、内側である下側と、外側である上側に複数列に電池モジュール１０を平行に配置して、冷却ダクト１４から送風される空気を下側の電池モジュール１０から上側の電池モジュール１０に強制送風して、電池モジュール１０を冷却するようにしている。図の上段サブケース１１Ｂは、下側に３本、上側に２本の電池モジュール１０を配置して、５本の電池モジュール１０を収納する。図のサブケース１１は、内側に３本、外側に２本の電池モジュール１０を収納して、合計５本の電池モジュール１０を収納するが、サブケースは、４本以下あるいは６本以上の電池モジュールを収納することもできる。
【００３０】
電池ケース２に収納される３組のサブケース１１は、同じ形状で、同じ配列で電池モジュール１０を収納している。この電源装置は、同じサブケース１１を多数に製作して安価に能率よく多量生産できる特長がある。
【００３１】
サブケース１１は、収納する電池モジュール１０を冷却するために、空気の透過隙間１５を開口している。電池ケース２は、サブケース１１との間に空気ダクト１６を設けている。空気ダクト１６は、冷却ファン９の吸入側に連結される。これらの図に示す電源装置は、冷却空気を電池モジュール１０の間に強制送風して電池１を冷却する。
【００３２】
さらに、電源装置は、図９と図１０に示すように、電池モジュール１０の温度を検出するために、特定の電池モジュール１０の表面に温度センサー３０を固定している。ただし、図９の電池ケース２は、温度センサー３０の配置をわかりやすくするために、サブケースを取り除いた状態を示している。温度センサー３０は、冷却ファン９を運転する状態と停止する状態で、最も高温になる電池モジュールと、最も低温の電池モジュールの温度を検出する。とくに、最も高温になる電池モジュールの温度検出が大切である。電池モジュール１０は、複数の電池１を直列に直線状に連結しているので、好ましくは、最も高温になる電池と低温の電池の温度を検出する。
【００３３】
したがって、温度センサー３０は、冷却ファン９を運転する状態で、最も温度が高くなる電池モジュールの温度を検出する第１の温度センサー３０Ａと、冷却ファン９の運転を停止する状態で最も温度が高くなる電池モジュール１０の温度を検出する第２の温度センサー３０Ｂを備える。さらに、冷却ファン９を運転する状態で、最も温度が低くなる電池モジュール１０の温度を検出する第３の温度センサー３０Ｃと、冷却ファン９の運転を停止する状態で、最も温度が低くなる電池モジュール１０の温度を検出する第４の温度センサー３０Ｄも備える。最も温度の低い電池モジュール１０の温度を検出する第３の温度センサー３０Ｃと第４の温度センサー３０Ｄは、ひとつの温度センサーとすることができる。
【００３４】
図に示すように、電池ケース２の中央に冷却ダクト１４を設けて、その周囲に複数のサブケース１１を配置する電源装置は、最上部または最下部に配置されるサブケース１１の外側に収納される電池モジュール１０の温度を検出するように第１の温度センサー３０Ａを配置し、最下部に配置されるサブケース１１の内側で最上部に配置される電池モジュール１０の温度を検出するように第２の温度センサー３０Ｂを配置する。さらに、最下部に配置されるサブケース１１の内側で最下部に配置している電池モジュール１０の温度を検出するように第３の温度センサー３０Ｃ（第４の温度センサー３０Ｄ）を配置する。
【００３５】
第１の温度センサー３０Ａは、冷却ファン９を運転する状態における電池モジュール１０の最高温度を検出する。第２の温度センサー３０Ｂは冷却ファン９を停止する状態における電池モジュール１０の最高温度を検出する。さらに第３の温度センサー３０Ｃ（第４の温度センサー３０Ｄ）は冷却ファン９を運転する状態と停止する状態における電池モジュール１０の最低温度を検出する。
【００３６】
さらに、図７と図８に示すように、電池ケース２に３組のサブケース１１を配置して、各々のサブケース１１に５本の電池モジュール１０を収納する電源装置は、図９と図１０に示すように、上段サブケース１１Ｂの上側に、または下段サブケース１１Ａの外側に配置される電池モジュール１０の温度を検出するように第１の温度センサー３０Ａを配置し、下段サブケース１１Ａの内側で最上部に配置される電池モジュール１０の温度を検出するように第２の温度センサー３０Ｂを配置する。さらに、下段サブケース１１Ａの内側で最下部に配置している電池モジュール１０の温度を検出するように第３の温度センサー３０Ｃ（第４の温度センサー３０Ｄ）を配置する。
【００３７】
第１の温度センサー３０Ａと第２の温度センサー３０Ｂは、電池モジュール１０の両端の電池１ではなくて、両端の電池１に挟まれる中間の電池１の表面に固定している。中間の電池温度が両端の電池温度よりも高くなるからである。したがって、第１の温度センサー３０Ａと第２の温度センサー３０Ｂを中間の電池１の表面に固定して、電池モジュール１０の最も高温の電池の温度を検出できる。第３の温度センサー３０Ｃ（第４の温度センサー３０Ｄ）は、電池モジュール１０の端部に配置される電池１の表面に固定している。端部の電池温度が最も低くなるので、ここに第３の温度センサー３０Ｃ（第４の温度センサー３０Ｄ）を固定して、電池モジュール１０の最も低い温度を検出できる。
【００３８】
電源装置は、第１の温度センサー３０Ａでもって、冷却ファン９を運転する状態における電池モジュール１０の最高温度を検出する。第２の温度センサー３０Ｂでは冷却ファン９を停止する状態における電池モジュール１０の最高温度を検出する。さらに第３の温度センサー３０Ｃ（第４の温度センサー３０Ｄ）では冷却ファン９を運転する状態と停止する状態における電池モジュール１０の最低温度を検出する。
【００３９】
さらに、図９と図１０に示す電源装置は、上段サブケース１１Ｂの上側に配置される電池モジュール１０と、下段サブケース１１Ａの外側に配置される電池モジュール１０の両方に第１の温度センサー３０Ａを配置している。この電源装置は、両方の第１の温度センサー３０Ａでもって、冷却ファン９を運転する状態における電池モジュール１０の最高温度を検出する。この電源装置は、ふたつの第１の温度センサー３０Ａで検出される電池温度のうち、高い方の電池温度を、冷却ファン９を運転する状態における電池モジュール１０の最高温度をすることができる。さらに、この電源装置は、ふたつの第１の温度センサー３０Ａのいずれか一方が故障した場合には、他方の正常な温度センサーで検出される電池温度を電池モジュール１０の最高温度とすることができる。ただ、電源装置は、上段サブケースの上側に配置される電池モジュールと、下段サブケースの外側に配置される電池モジュールのいずれか一方にのみ第１の温度センサーを配置して、この温度センサーで冷却ファンを運転する状態における電池モジュールの最高温度を検出することもできる。
【００４０】
さらに、図５、図９及び図１０に示す電源装置は、複数の電池ケース２を備えており、この電池ケース２には、内部に左右対称な配列で電池モジュール１０と冷却ファン９を配置している。このように電池モジュール１０と冷却ファン９を配置する各々の電池ケース２は、内部に収納する電池モジュール１０を同じように冷却する。この構造によると、対称位置にある電池モジュール１０の温度がほぼ等しくなる。温度センサー３０は、各々の電池ケース２に収納している電池モジュール１０の対称位置に配置する。この電源装置は、いずれか一方の電池ケース２の温度センサー３０が電池温度を検出でない状態になると、他の電池ケース２の対称位置に配置される温度センサー３０でもって、電池温度が検出できない電池の温度を検出することができる。以上の電池ケース２は、左右対称に電池モジュール１０と冷却ファン９と温度センサー３０を配置するが、同じ位置に電池モジュールと冷却ファンと温度センサーを配置して、いずれかの温度センサーが故障するときに、他の電池ケースの同じ位置の温度センサーで電池モジュールの温度を検出することができる。
【００４１】
電源装置は、図１１に示すように、第１の温度センサー３０Ａと第２の温度センサー３０Ｂの信号で、電池１に流す最大の充放電電流を制限する制御回路３１を備えている。制御回路３１は、電気部品ケース２０に収納されて、温度センサー３０で検出する電池１の温度で充放電する最大電流を制限する。制御回路３１は、電池温度が高くなるにしたがって、最大電流を小さくするように制御する。また、制御回路３１は、第１の温度センサー３０Ａと第２の温度センサー３０Ｂのみでなく、第３の温度センサー３０Ｃと第４の温度センサー３０Ｄで検出される電池１の最低温度で、充放電する最大電流を制限することもできる。この制御回路３１は、温度センサー３０で検出される電池１の最低温度が、たとえば０℃よりも低下すると、充放電させる最大電流を少なくする。とくに、電池温度が低くなるにしたがって、充放電させる最大電流を少なく制限する。
【００４２】
電気部品ケース２０は、電池ケース２の電池１を保護しながら充放電させる電気部品２１を収納している。図１ないし図６の電源装置は、電気部品ケース２０を電池ケース２の中間に直交する姿勢で連結して、電池ケース２と電気部品ケース２０を、平面形状においてＴ字状に配置している。この電源装置は、電池ケース２の中央部分の上面に吸入口３を開口して、両端部分の上面に排気口４を開口している。
【００４３】
電気部品ケース２０は、電池ケース２とは別に製作されたケースで、電池ケース２に循環される空気を流入しない構造としている。電池ケース２と電気部品ケース２０はベースプレート１９の上面に固定されて、車両に搭載される。図の電源装置は、電気部品ケース２０の天板と両側の側板を外ケース７の側面に連結して、電気部品ケース２０を外ケース７に連結している。電気部品ケース２０は外ケース７よりも低くしている。さらに、電気部品ケース２０は、外ケース７から離れる端部をさらに低くして段差のある形状としている。
【００４４】
電気部品ケース２０は、高電圧部品２１Ａと低電圧部品２１Ｂとからなる電気部品２１を収納している。高電圧部品２１Ａは、多数の電池１を直列に接続して高くなっている出力側に接続される部品で、たとえば電流センサー、リレー、ヒューズ、抵抗等である。低電圧部品２１Ｂは、たとえば１２Ｖの電装バッテリーで動作する充放電の制御回路、電池の残容量の演算回路、保護回路等である。図４と図６の電気部品ケース２０は、下部に高電圧部品２１Ａを配置して、上部に低電圧部品２１Ｂを配置している。この電気部品ケース２０は、自動車の後部座席の肘掛部に安全に配置できる。それは、上部に低電圧部品２１Ｂを配置しているからである。
【００４５】
さらに、図の電源装置は、外ケース７を後部座席の背もたれの背面に配置して、電気部品ケース２０を肘掛部に配置するのに適している。とくに、図に示すように、上に向かって幅が狭くなるように両面を傾斜面とする外ケース７は、背もたれの対面に配置するのに適している。ここに配置される電源装置は、車両の後輪近傍から空気を吸入して、電池ケース２に循環させる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施例にかかる車両用の電源装置の斜視図である。
【図２】図１に示す車両用の電源装置にダクトを接続する状態を示す斜視図である。
【図３】図１に示す車両用の電源装置の平面図である。
【図４】図３に示す車両用の電源装置のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】図１に示す車両用の電源装置の内部構造を示す斜視図である。
【図６】図５に示す車両用の電源装置の側面図である。
【図７】図４に示す車両用の電源装置の電池ケースの拡大断面図である。
【図８】図４に示す車両用の電源装置の電池ケースの分解斜視図である。
【図９】電池ケースに収納される電池モジュールと温度センサーの配置の一例を示す斜視図である。
【図１０】電池ケースに収納される電池モジュールと温度センサーの配置の一例を示す概略構成図である。
【図１１】本発明の一実施例にかかる車両用の電源装置の回路図である。
【符号の説明】
【００４７】
１…電池
２…電池ケース
３…吸入口
４…排気口
５…ダクト
７…外ケース
８…吸入隙間
９…冷却ファン
１０…電池モジュール
１１…サブケース        １１Ａ…下段サブケース
１１Ｂ…上段サブケース
１３…空気通過隙間
１４…冷却ダクト
１５…透過隙間
１６…空気ダクト
１９…ベースプレート
２０…電気部品ケース
２１…電気部品          ２１Ａ…高電圧部品
２１Ｂ…低電圧部品
３０…温度センサー      ３０Ａ…第１の温度センサー
３０Ｂ…第２の温度センサー
３０Ｃ…第３の温度センサー
３０Ｄ…第４の温度センサー
３１…制御回路
【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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