(57)【要約】【課題】複数の電池を備える電源装置において、電池が増加しても、コストや電源装置の体格の増大を抑える。【解決手段】モジュール２−１〜２−ｎと電源部３１とを備えて電源装置１を構成し、モジュール２−１〜２−ｎは、それぞれ、電池２１を備え、各電池２１は、互いに並列接続され、電源部３１は、各電池２１からそれぞれ供給される電力を用いて、モジュール２−１〜２−ｎの監視部２３５へ電力を供給する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のモジュールと、
電源部と、
を備え、
前記複数のモジュールは、それぞれ、電池と負荷とを備え、
前記各電池は、互いに並列接続され、
前記電源部は、前記各電池の並列接続点に接続され、前記各電池からそれぞれ供給される電力を用いて、前記各モジュールの電池以外の負荷へ電力を供給する
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、
前記電源部は、前記各電池からそれぞれ供給される電力を用いて、前記各負荷へ並行に電力を供給する
ことを特徴とする電源装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電源装置であって、
前記各モジュールの電池以外の負荷を互いに並列接続させるコネクタと、
前記電源部と前記コネクタとの間に設けられるスイッチと、
省電力モードになると、前記電源部から前記各モジュールへの電力供給が遮断されるように、前記スイッチの動作を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電池を備える電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、例えば、電動フォークリフト、ハイブリッドカー、又は電気自動車など、電動モータを利用する車両が注目されている。
この種の車両に搭載される電池装置として、例えば、特許文献１の図５に開示されるように、複数の電池が互いに並列接続されるものがある。
【０００３】
また、このように、複数の電池が互いに並列接続される電源装置として、電池の状態を監視する監視部などの負荷が電池毎に設けられるものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−０７６６０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述のように、監視部などの負荷が電池毎に設けられる電源装置において、各負荷が自身に対応する電池から電力をもらう場合では、電池から負荷に電力を供給するための電源部も電池毎に設ける必要があり、電池の増加に伴う電源部の増加によるコストや電源装置の体格の増大が懸念される。
【０００６】
そこで、本発明は、複数の電池を備える電源装置において、電池が増加しても、電源部を増加させないことで、コストや電源装置の体格の増大を抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本実施形態の電源装置は、複数のモジュールと、電源部とを備える。複数のモジュールは、それぞれ、電池と負荷とを備え、各電池は、互いに並列接続され、電源部は、各電池の並列接続点に接続され、各電池からそれぞれ供給される電力を用いて、各モジュールの電池以外の負荷へ電力を供給する。
【０００８】
これにより、電池が増加しても、電源部が増加しないため、コストや電源装置の体格の増大を抑えることができる。
また、電源部は、各電池からそれぞれ供給される電力を用いて、各負荷へ並行に電力を供給する。
【０００９】
これにより、電源部からの電力が各モジュールの電池以外の負荷へ順番に供給される場合に比べて、途中のモジュールの電池以外の負荷により電圧降下が生じない分、電池の消費電力を抑えることができる。また、電源部の出力電力を予め高く設定する必要がないため、高耐圧の部品を用意する必要がなく、コストを抑えることができる。
【００１０】
また、本実施形態の電源装置は、各モジュールの電池以外の負荷を互いに並列接続させるコネクタと、電源部とコネクタとの間に設けられるスイッチと、省電力モードになると、電源部から各モジュールの電池以外の負荷への電力供給が遮断されるように、スイッチの動作を制御する制御部とを備える。
【００１１】
これにより、電池の消費電力を抑えることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、複数の電池を備える電源装置において、電池が増加しても、電源部を増加させないことで、コストや電源装置の体格の増大を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態の電池装置を示す図である。
【図２】第２実施形態の電池装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態の電源装置を示す図である。
図１に示す電源装置１は、例えば、車両（例えば、電動フォークリフト、ハイブリッドカー、又は電気自動車など）に搭載されるものであって、複数のモジュール２（２−１〜２−ｎ）と、制御ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３とを備える。
【００１５】
モジュール２−１〜２−ｎは、それぞれ、電池２１と、スイッチ２２と、監視ＥＣＵ２３とを備える。
電池２１は、直列接続される複数の電池（例えば、リチウムイオン二次電池やニッケル水素電池など）により構成される。また、モジュール２−１〜２−ｎの各電池２１は、互いに並列接続されている。なお、電池２１は、１つの電池により構成されてもよい。
【００１６】
スイッチ２２は、例えば、機械式リレー又はトランジスタなどにより構成され、電池２１とグランドとの間に設けられている。また、スイッチ２２がオンすると、電池２１から、例えば、車両駆動用モータや電装機器などの負荷４へ電力が供給され、スイッチ２２がオフすると、電池２１から前記負荷４への電力供給が遮断される。なお、スイッチ２２は、電池２１と、車両駆動用モータや電装機器などの負荷４との間に設けられてもよい。
【００１７】
監視ＥＣＵ２３は、コネクタ２３１、２３２と、レギュレータ２３３と、監視回路２３４と、監視部２３５とを備える。
コネクタ２３１、２３２は互いに接続されるとともに、レギュレータ２３３に接続されている。
【００１８】
レギュレータ２３３は、例えば、ＬＤＯ（Low Drop Out）レギュレータなどにより構成され、コネクタ２３１の出力電圧を降圧する。なお、レギュレータ２３３を省略してもよい。
【００１９】
監視回路２３４は、例えば、ＩＣ（Integrated Circuit）などにより構成され、電池２１の状態（例えば、電圧、電流、温度など）を監視する。
監視部２３５は、レギュレータ２３３から供給される電力により駆動し、監視回路２３４の監視結果を制御ＥＣＵ３へ送信する。また、監視部２３５は、制御ＥＣＵ３から送信される電力遮断指示を受信すると、スイッチ２２をオフさせる。なお、監視部２３５は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、マルチコアＣＰＵ、プログラマブルなデバイス（ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）など）などにより構成される。また、レギュレータ２３３を省略する場合、監視部２３５はコネクタ２３１を介して供給される電力により駆動する。
【００２０】
制御ＥＣＵ３は、電源部３１と、レギュレータ３２と、スイッチ３３と、コネクタ３４と、制御部３５とを備える。
電源部３１は、例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータなどにより構成され、各電池２１の出力電圧を予め決められた電圧に変換する。
【００２１】
レギュレータ３２は、例えば、ＬＤＯレギュレータなどにより構成され、電源部３１の出力電圧を降圧する。なお、レギュレータ３２を省略してもよい。
スイッチ３３は、例えば、機械式リレー又はトランジスタなどにより構成され、レギュレータ３２とコネクタ３４との間に設けられている。スイッチ３３がオンすると、レギュレータ３２とコネクタ３４とを電気的に接続し、スイッチ３３がオフすると、レギュレータ３２とコネクタ３４とを電気的に切断する。
【００２２】
また、各電池２１が並列接続された接続点と電源部３１とが接続され、電源部３１は複数のモジュール２−１〜２−ｎへ電力供給する。言い換えると、複数のモジュール２−１〜２−ｎの電池以外の負荷は、各電池の並列接続点から電源部３１を介して電力供給されている。また、スイッチ３３により、電源部３１から複数のモジュール２−１〜２−ｎの電池以外の負荷への電力が供給／遮断される。
【００２３】
制御部３５は、各監視部２３５から送信される監視結果により、各電池２１のうちの少なくとも１つの電池２１が異常（例えば、過充電状態又は過放電状態）であると判断すると、各監視部２３５へスイッチ２２をオフさせる旨の電力遮断指示を送信する。また、制御部３５は、省電力モードになると、電池２１からモジュール２−１〜２−ｎへの電力供給が遮断されるように、スイッチ３３をオフさせる。また、制御部３５は、省電力モードになると、スイッチ３３をオフさせた後、一定時間経過後にスイッチ３３をオンさせ、さらに一定時間経過後にスイッチ３３をオフさせることを繰り返し行ってもよい。なお、制御部３５は、例えば、ＣＰＵ、マルチコアＣＰＵ、プログラマブルなデバイス（ＦＰＧＡやＰＬＤなど）などにより構成される。また、監視部２３５により電池２１が異常であるか否かが判断され、その結果が制御部３５へ送信されてもよい。
【００２４】
第１実施形態の電源装置１では、制御ＥＣＵ３及びモジュール２−１〜２−ｎが電気的に直列接続されている。すなわち、制御ＥＣＵ３のコネクタ３４とモジュール２−１のコネクタ２３１が接続され、モジュール２−１のコネクタ２３１とモジュール２−１のコネクタ２３２が接続され、モジュール２−１のコネクタ２３２とモジュール２−２のコネクタ２３１が接続され、モジュール２−２のコネクタ２３１とモジュール２−２のコネクタ２３２が接続され、モジュール２−２のコネクタ２３２とモジュール２−３のコネクタ２３１が接続され、・・・・、モジュール２−（ｎ−１）のコネクタ２３２とモジュール２−ｎのコネクタ２３１が接続されている。そして、スイッチ３３がオンしているとき、電源部３１からモジュール２−１〜２−ｎへ電力が供給され、スイッチ３３がオフすると、電源部３１からモジュール２−１〜２−ｎへの電力供給が遮断される。
【００２５】
第１実施形態の電源装置１では、電源部３１が、各電池２１からそれぞれ供給される電力を用いて、各モジュール２の電池２１以外の負荷（例えば、監視部２３５など）へ電力を供給している。これにより、電源装置１全体の放電容量を増加させるために、電池２１が増加しても、電源部３１が増加しないため、コストや電源装置１の体格の増大を抑えることができる。
【００２６】
また、第１実施形態の電源装置１では、電源部３１とコネクタ３４との間にスイッチ３３が設けられ、省電力モードになると、電源部３１から各モジュール２への電力供給が遮断されるように、スイッチ３３がオフされるため、電池２１の消費電力を抑えることができる。
＜第２実施形態＞
図２は、第２実施形態の電源装置を示す図である。なお、図１に示す構成と同じ構成には同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００２７】
図２に示す電源装置１において、図１に示す電源装置１と異なる点は、電源部３１が、各電池２１からそれぞれ供給される電力を用いて、モジュール２−１〜２−ｎへ並行に電力を供給する点である。すなわち、制御ＥＣＵ３のコネクタ３４とモジュール２−１のコネクタ２３１が接続され、コネクタ３４とモジュール２−２のコネクタ２３１が接続され、・・・、コネクタ３４とモジュール２−ｎのコネクタ２３１が接続されている。そして、スイッチ３３がオンすると、電源部３１からモジュール２−１〜２−ｎへ並行に電力が供給され、スイッチ３３がオフすると、電源部３１からモジュール２−１〜２−ｎへの電力供給が遮断される。なお、第２実施形態の電源装置１では、図１に示すコネクタ２３２を省略している。
【００２８】
第２実施形態の電源装置１では、電源部３１からモジュール２−１〜２−ｎへ並行に電力が供給されるため、図１に示す第１実施形態の電源装置１のように、電源部３１からの電力がモジュール２−１〜２−ｎへ順番に供給される場合に比べて、途中のモジュール２の電池２１以外の負荷（例えば、図１に示すコネクタ２３１やコネクタ２３２の抵抗成分、コネクタ２３１、２３２などを接続するハーネスの抵抗成分、及びコネクタ２３１、２３２が搭載される基板などの抵抗成分）による電圧降下が生じない分、電池２１の消費電力を抑えることができる。また、電源部３１の出力電力を予め高く設定する必要がないため、高耐圧の部品を用意する必要がなく、コストを抑えることができる。
【００２９】
また、第２実施形態の電源装置１においても、電源部３１とコネクタ３４との間にスイッチ３３が設けられ、省電力モードになると、電源部３１から各モジュール２への電力供給が遮断されるように、スイッチ３３がオフされるため、電池２１の消費電力を抑えることができる。
【符号の説明】
【００３０】
１  電源装置
２  モジュール
３  制御ＥＣＵ
４  負荷
２１  電池
２２  スイッチ
２３  監視ＥＣＵ
２３１、２３２  コネクタ
２３３  レギュレータ
２３４  監視回路
２３５  監視部
３１  電源部
３２  レギュレータ
３３  スイッチ
３４  コネクタ
３５  制御部
【図１】
2015208139.tif 000003
【図２】
2015208139.tif 000004