(57)【要約】【課題】電池パックのインピーダンスを許容範囲内にすることができる車両用電源装置を提供する。【解決手段】電池３１は、車両に搭載され、車両側負荷２に電源を供給する。装着部１２に着脱自在なサービスプラグ１１に電池３１のインピーダンスを整合するインダクタ１３が内蔵されている。サービスプラグ１１としては、異なるインダクタンスのインダクタ１３を内蔵したものを複数種類用意する。電池パック１のインダクタンス成分に応じて許容範囲に達するようなインダクタンスのサービスプラグ１１を選んで装着する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、負荷に電源供給するための電池と、
前記電池のインピーダンスを整合するインピーダンス整合手段と、
前記インピーダンス整合手段を着脱自在に装着する装着部と、を備えたことを特徴とする車両用電源装置。
【請求項２】
前記電池に過電流が流れると溶断して遮断するサービスプラグに前記インピーダンス整合手段が内蔵され、
前記装着部は、前記サービスプラグの装着部から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用電源装置。
【請求項３】
前記電池から前記負荷に対する電源をオンオフするリレーに前記インピーダンス整合手段が内蔵され、
前記装着部は、前記リレー６の装着部から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用電源装置。
【請求項４】
前記装着部は、前記電池に接続される電線又はバスバ上に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の車両用電源装置。
【請求項５】
前記インピーダンス整合手段は、コンデンサから構成され、
前記電池を収容する収容部と、
前記収容部に取り付けられ、前記電池の正極に接続される正極端子、前記電池の負極に接続される負極端子を有するコネクタと、を備え、
前記装着部は、前記電池の正極と前記正極端子との間を接続する電線又はバスバと、前記電池の負極と前記負極端子との間を接続する電線又はバスバと、の間に前記コンデンサを着脱自在に装着するように設けられたことを特徴とする請求項４に記載の車両用電源装置。
【請求項６】
車両に搭載され、負荷に電源供給するための電池と、
前記電池に接続される電線又はバスバと、
前記電線又はバスバ上に設けられ、前記電池のインピーダンスを整合するインピーダンス整合手段を着脱自在に装着する装着部と、を備えたことを特徴とする車両用電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＥＶやＰＨＥＶ、ＨＥＶ等の車両は、複数の電池を直列接続して設けた電池パックにより駆動用モータに大電流を供給している。ところで、通電開始時の過電流や、負荷電流が流れている状態でリレーが遮断されると電池パックに流れる負荷電流が急激に変化する。負荷電流が急激に変化すると、電池パックのインダクタンス成分で大きな逆起電圧が発生し、機器の故障や周辺デバイスへのノイズが発生する恐れがある。
【０００３】
そこで、従来では、プリチャージなどを行って負荷電流の急激な変化を抑制して、逆起電圧の発生を抑制する対策を行っている（特許文献１）。しかしながら、電池パックのインダクタンス成分を含むインピーダンスは、電池の製造上のばらつきや添加物の配合、高圧ケーブルやバスバの配索状態などによりばらつくことがある。また、電池を複数のメーカから調達する場合もばらつきの原因となる。このため、電池パックのインピーダンスがばらつき上記対策の許容範囲外になると、逆起電圧の発生の抑制を十分に行うことができない、という問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１９２９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、電池パックのインピーダンスを許容範囲内にすることができる車両用電源装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の態様である車両用電源装置は、車両に搭載され、負荷に電源供給するための電池と、前記電池のインピーダンスを整合するインピーダンス整合手段と、前記インピーダンス整合手段を着脱自在に装着する装着部と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、前記電池に過電流が流れると溶断して遮断するサービスプラグに前記インピーダンス整合手段が内蔵され、前記装着部は、前記サービスプラグの装着部から構成されていてもよい。
【０００８】
また、前記電池から前記負荷に対する電源をオンオフするリレーに前記インピーダンス整合手段が内蔵され、前記装着部は、前記リレーの装着部から構成されていてもよい。
【０００９】
また、前記装着部は、前記電池に接続される電線又はバスバ上に設けられていてもよい。
【００１０】
また、前記インピーダンス整合手段は、コンデンサから構成され、前記電池は、複数が互いに直列接続して設けられ、複数の前記電池を収容する収容部と、前記収容部に取り付けられ、複数の前記電池の正極に接続される正極端子、複数の前記電池の負極に接続される負極端子を有するコネクタと、を備え、前記装着部は、複数の前記電池の正極と前記正極端子との間を接続する電線又はバスバと、複数の前記電池の負極と前記負極端子との間を接続する電線又はバスバと、の間に前記コンデンサを着脱自在に装着するように設けられていてもよい。
【００１１】
本発明の態様である車両用電源装置は、車両に搭載され、負荷に電源を供給するための電池と、前記電池を収容する収容部と、前記収容部に取り付けられ、前記電池の正極に接続される正極端子、前記電池の負極に接続される負極端子を有するコネクタと、前記電池の正極と前記正極との間を接続する電線又はバスバと、前記電池の負極と前記負極端子との間を接続する電線又はバスバと、の間に前記電池のインピーダンスを整合するコンデンサを着脱自在に装着する装着部と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように上記態様によれば、インピーダンス整合手段が着脱自在に設けられているので、電池のインピーダンスが許容範囲外であればインピーダンス整合手段により許容範囲内に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態における本発明の車両用電源装置としての電池パックを示す回路図である。
【図２】インピーダンス整合していない図１に示す電源装置である。
【図３】第２実施形態における本発明の車両用電源装置としての電池パックを示す回路図である。
【図４】第３実施形態における本発明の車両用電源装置としての電池パックを示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１実施形態）
以下、本発明の一実施形態を、図１及び図２に基づいて説明する。図１は、本発明の車両用電源装置としての電池パックの一実施形態を示す回路図である。図１に示す電池パック１は、車両に搭載された車両側負荷２に電源を供給する。まず、一般的な電池パック１について図２を参照して説明する。同図に示すように、電池パック１は、互いに直列接続された複数の電池モジュール３と、複数の電池モジュール３を収容する収容部としての収容ケース４と、コネクタ５と、を備えている。
【００１５】
複数の電池モジュール３各々には、直列に接続された複数の電池３１が収容ケース３２に収容されている。コネクタ５は、正極端子５１と、負極端子５２と、これら端子５１、５２を覆うコネクタハウジング５３と、を有している。正極端子５１は、複数の電池モジュール３のうち最も正側の正極（以下、単に電池モジュール３の正極）に接続される。負極端子５２は、複数の電池モジュール３のうち最も負側の負極（以下、単に電池モジュール３の負極）に接続される。
【００１６】
これら正極端子５１及び負極端子５２は、収容ケース４に設けた孔を通って収容ケース外４に突出して設けられている。コネクタハウジング５３は、略筒状に形成され、収容ケース４外面に取り付けられ、正極端子５１、負極端子５２を囲む。ワイヤハーネスを用いてこのコネクタ５と車両側負荷２とを接続すると、電池モジュール３からの電源を車両側負荷２に供給することができる。
【００１７】
また、電池パック１は、リレー６、７と、プリチャージリレー８と、プリチャージ抵抗９と、これらリレー６〜８を装着する装着部１０と、を備えている。上記リレー６、７、プリチャージリレー８及びプリチャージ抵抗９も収容ケース４内に収容されている。リレー６、７は各々、リレー本体６１、７１と、リレー本体６１、７１を収容するケース６２、７２と、を有している。
【００１８】
リレー６は、複数の電池モジュール３の正極と、正極端子５１と、の間に設けられる。リレー７は、複数の電池モジュール３の負極と、負極端子５２と、の間に設けられる。これらリレー６、７をオンオフすることにより、電池パック１から車両側負荷２への電源供給をオンオフすることができる。
【００１９】
プリチャージリレー８は、プリチャージリレー８は、リレー本体８１と、リレー本体８１を収容する収容ケース８２と、を有し、プリチャージ抵抗９に直列に接続されている。プリチャージリレー８及びプリチャージ抵抗９から成る直列回路が、リレー６に並列に接続されている。これら、プリチャージリレー８及びプリチャージ抵抗９は、通電開始時の過電流や逆起電圧の対策のために設けられている。
【００２０】
車両側負荷２のキャパシタ成分に電荷がたまっていない状態でリレー６、７をオンすると、リレー６、７をオンした瞬間に大電流が流れてしまう。そこで、車両の起動時などキャパシタ成分に電荷がたまっていない状態でリレー６、７をオンするときは、リレー７、プリチャージリレー８を先にオンする。これにより、プリチャージ抵抗９により大電流が流れるのを防止し、車両側負荷２のキャパシタ成分にある程度電荷がたまる。電荷がたまると、リレー６をオフしてプリチャージリレー８をオンする。
【００２１】
一方、リレー６、７がオンして大きな負荷電流が流れているときにリレー６、７をオフすると、背景技術にも説明したように大きな逆起電圧が発生する。そこで、リレー６、７をオフするときは、その前にプリチャージリレー８をオンしてプリチャージ抵抗９により負荷電流を小さくした後、リレー６、７をオフする。
【００２２】
装着部１０は、電池モジュール３−コネクタ５間の電線に設けたコネクタや、バスバに設けたネジ止めするための台などから構成されている。
【００２３】
また、電池パック１は、サービスプラグ１１と、サービスプラグ１１の装着部１２と、を備えている。これらサービスプラグ１１及び装着部１２は、収容ケース４に収容されている。サービスプラグ１１は、過電流が流れると溶断して電源を遮断するヒューズ１１１と、ヒューズ１１１を内蔵するケース１１２と、を有している。このケース１１２が装着部１２に着脱自在に装着される。
【００２４】
サービスプラグ１１が装着部１２に装着されると、リレー６、７のオンにより電池モジュール３−車両側負荷２間に閉回路が形成され、電池モジュール３から車両側負荷２に電源を供給することができる。サービスプラグ１１が装着部１２から外されると、電池モジュール３−車両側負荷２間の閉回路が遮断され、リレー６、７がオンしても電池モジュール３から車両側負荷２に電源を供給することはできない。このため、点検時などはサービスプラグ１１を外して行う。
【００２５】
また、本実施例では、装着部１２は、電池モジュール３間に設けられている。ただし、装着部１２は、電池モジュール３と車両側負荷２との閉回路上であればどこに設けてもよく、電池モジュール３とリレー６、７との間でもよいし、リレー６、７とコネクタ５との間でもよい。
【００２６】
上述した電池パック１は、背景技術でも説明したように、電池３１の製造上のばらつきや添加物の配合、高圧ケーブルやバスバの配索状態などによりインダクタンス成分を含むインピーダンスがばらつくことがある。
【００２７】
そこで、第１実施形態では、図１に示すように、サービスプラグ１１のケース１１２内にインピーダンス整合手段としてのインダクタ１３を内蔵させる。そして、電池パック１のインダクタンス成分が許容範囲に達していない場合、インダクタ１３を内蔵したサービスプラグ１１を装着部１２に装着する。これにより、インダクタ１３が電池パック１に直列に接続され、電池パック１のインダクタンス成分を許容範囲内に調整することができる。
【００２８】
サービスプラグ１１としては、異なるインダクタンスのインダクタ１３を内蔵したものを複数種類用意する。そして、電池パック１のインダクタンス成分に応じて許容範囲に達するようなインダクタンスのサービスプラグ１１を選んで装着する。
【００２９】
上述した第１実施形態によれば、電池パック１には、装着部１２に着脱自在なサービスプラグ１１にインダクタ１３が内蔵されている。これにより、電池パック１のインピーダンスが許容範囲外であればインダクタ１３内蔵のサービスプラグ１１を装着して、インピーダンスを許容範囲内に調整することができる。また、電池パック１のインピーダンスが既に許容範囲内であれば、図２に示すようにインダクタ１３が内蔵されていないサービスプラグ１１を装着する。
【００３０】
また、上述した第１実施形態によれば、インダクタ１３をサービスプラグ１１に内蔵している。これにより、サービスプラグ１１の装着部１３を流用して、インダクタ１３を容易に接続することができる。
【００３１】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について図３を参照して説明する。第１実施形態では、サービスプラグ１１にインダクタ１３を内蔵させていたが、第２実施形態では、リレー６のケース６２にインダクタ１４を内蔵させている。そして、第１実施形態と同様に、リレー６としては、異なるインダクタンスのインダクタ１４を内蔵したものを複数用意する。そして、電池パック１のインダクタンス成分が許容範囲に達していない場合、足りない分のインダクタンスのリレー６を選んで装着する。また、電池パック１のインピーダンスが既に許容範囲内であればインダクタ１３が内蔵されていないリレー６を装着する。
【００３２】
上述した第２実施形態によれば、インダクタ１４をリレー６に内蔵している。これにより、リレー６の装着部１０を流用して、インダクタンス１４を容易に接続することができる。
【００３３】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態について図４を参照して説明する。第１及び第２実施形態では、インピーダンス整合手段としてインダクタ１３、１４を用い、電池パック１のインダクタンス成分を調整していたが、第３実施形態では、インピーダンス整合手段としてのインピーダンス整合部１５に、コンデンサ１５１及びインダクタ１５２が内蔵されている。
【００３４】
電池パック１のインダクタンス成分が許容範囲を超えている場合、コンデンサ１５１を電池モジュール３に並列に接続して、インダクタンス成分を打ち消す必要がある。そこで、第２実施形態では、電池モジュール３の正極に接続されたリレー６と正極端子５１とを接続するバスバ、電池モジュール３の負極に接続されたリレー７と負極端子５２とを接続するバスバに装着部１６を設ける。装着部１６は、コネクタであってもよいし、インピーダンス整合部１５をネジ止めするための台から構成されてもよい。
【００３５】
そして、装着部１６にインピーダンス整合部１５を装着すると、バスバ間にコンデンサ１５１が挿入される。これにより、電池モジュール３に対して並列にコンデンサ１５１を接続することができる。また、インピーダンス整合部１５のインダクタ１５２が、電池モジュール３と直列に接続する。
【００３６】
そして、第１実施形態と同様に、インピーダンス整合部１５としては、異なるインダクタンスのインダクタ１５２、異なるコンダクタンスのコンデンサ１５１を内蔵したものを複数用意する。そして、電池パック１のインダクタンス成分が許容範囲に達していない場合、足りない分を補うようなインピーダンス整合部１５を選んで装着する。また、電池パック１のインダクタンス成分が許容範囲を超えている場合、超えた分を打ち消すようなインピーダンス整合部１５を選んで装着する。電池パック１のインピーダンスが既に許容範囲内であればインピーダンス整合部１５を装着しない。
【００３７】
上述した第３実施形態によれば、電池パック１のインダクタ成分が許容範囲を超えている場合、コンデンサ１５１内蔵のインピーダンス整合部１５を接続することにより、インダクタンス成分を下げて許容範囲に調整することができる。
【００３８】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１  電池パック（車両用電源装置）
２  車両側負荷（負荷）
４  収容ケース（収容部）
５  コネクタ
６  リレー
１０、１２、１６  装着部
１３、１４  インダクタ（インピーダンス整合手段）
１５  インピーダンス整合部（インピーダンス整合手段）
３１  電池
５１  正極端子
５２  負極端子
１５１  コンデンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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