(57)【要約】【課題】電動車両の車輪を駆動させるモータに電力を供給するバッテリに対して充電を行う電動車両用充電器において、製造コストを削減する事が可能な電動車両用充電器を提供することを目的としたものである。【解決手段】充電器１００は、バッテリ５０に電力を供給して充電を行う電力供給部分（１０２〜１２０）と、バッテリ５０に対する充電状態及びバッテリ５０の状態を検出する状態検出部分（７１〜７７，１２３〜１３２）と、この状態検出部分によって検出した充電状態とバッテリ５０の状態を勘案して、上記電力供給部分を制御する単一の制御部分（ＣＰＵ１０１）とを有する。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動車両の車輪を駆動させるモータに電力を供給するバッテリに対して充電を行う電動車両用充電器において、
前記バッテリに電力を供給して充電を行う電力供給手段と、
前記バッテリに対する充電状態及びバッテリの状態を検出する状態検出手段と、
前記状態検出手段によって検出した充電状態とバッテリの状態のうち少なくとも一つの状態の検出結果に基づいて、前記電力供給手段を制御する単一の制御手段と、
を有することを特徴とする電動車両用充電器。
【請求項２】
前記バッテリは、電流及び電圧の可変制御が可能なバッテリであることを特徴とする請求項１に記載の電動車両用充電器。
【請求項３】
前記バッテリは、セルが直列接続されて構成された単一のバッテリモジュールによって形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動車両用充電器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動車両の車輪を駆動させるモータに電力を供給するバッテリに対して充電を行う電動車両用充電器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地球環境問題や交通環境問題を背景として、バッテリを電源とするモータにより車輪を駆動する電動二輪車等の電動車両に対する関心が高まっている。
【０００３】
電動車両は、バッテリを動力源としているため、そのバッテリ使用等に基づく放電によりバッテリ容量（電気容量）が低下する。そのため、バッテリに対して充電器を接続し、この充電器からバッテリに対して充電を行うことにより、バッテリ容量を補充している。
【０００４】
このような電動車両では、バッテリの充放電状態を管理することが重要である。そこで、電動車両においては、モータ制御用のコントローラに加えて、バッテリの充放電状態を管理するためのバッテリ管理用コントローラであるＢＭＣ（Ｂａｔｔｅｒｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）を別個に設けている。
【０００５】
図５は、従来（の更に従来）の充電器２００、ＢＭＣ２５０、及び、バッテリ１９９との関係を示した図である（特許文献１参照）。
【０００６】
従来は、１．２ＶのＮｉ−Ｃｄ，Ｎｉ−ＭＨ等のバッテリ１９９を使用しており、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）が内蔵されたＢＭＣ２５０と充電器２００との間は、充電制御用信号線を利用することにより、ＯＮ／ＯＦＦ制御によって充放電を行っていた。
【０００７】
ところが、バッテリとして、電流及び電圧の可変制御が可能なリチウムイオン電池を使用する場合には、上記Ｎｉ−Ｃｄ，Ｎｉ−ＭＨに比べて細かい制御が必要である。そのため、本出願人は、図６〜図８に示すように、リチウムイオン電池としてのバッテリ２９９を使用する場合には、充電器３００とＢＭＣ３５０との間は、データ通信を行うことで細かい制御を行っていた。尚、図７は、主に充電器３００の機能を説明した機能ブロック図であり、図８は、主にＢＭＣ３５０の機能を説明した機能ブロック図である。
【０００８】
図７に示すように、充電器３００には、充電器３００全体の制御を行う一つのＣＰＵ３０１ａが内蔵されている。充電器３００には、ホット（＋）線３４１とグランド（−）線３４２が配線されている。そして、これらの線３４１，３４２はＡＣプラグ３４９に接続されている。
【０００９】
更に、充電器３００には、ＡＣプラグ１４９側からＢＭＣ３５０に接続される出力コネクタ３４８側にかけて、ホット線３４１及びグランド線３４２によって、順に、高周波対策チョークコイル３０２、ヒューズ３０３、フィルタ３０４、整流器３０５、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：電解効果トランジスタ）３０６、トランスＤＣ／ＤＣコンバータ３０７、電圧検出回路３０８、充電ＳＷ（Ｓｗｉｔｃｈ）３０９、ヒューズ３１０、及び、シャント抵抗器３１１が接続されている。
【００１０】
このうち、高周波対策チョークコイル３０２は、特定の周波数以上の高周波電流を阻止するためのコイルである。フィルタ３０４は、異なった周波数の電気信号を分離するフィルタである。整流器３０５は、ＡＣ（交流）電流を整流してＤＣ（直流）電流に変換する回路である。ＦＥＴ３０６は、電圧増幅を行うトランジスタであり、後述のスイッチングＩＣ出力制御回路３１３によりスイッチングのタイミングが制御される。トランスＤＣ／ＤＣコンバータ３０７は、ＡＣプラグ３４９側（一次側）と出力コネクタ３４８側（二次側）の絶縁を行うと共に、ＤＣ（直流）入力からバッテリ２９９を充電するための所定電圧を作り出すコンバータである。電圧検出回路３０８は、バッテリ２９９側の電圧を検出する回路である。充電ＳＷ３０９ａは、ＣＰＵ３０１ａからの命令により充電を開始又は停止するためのスイッチである。シャント抵抗器３１１は、バッテリ２９９側の電流を検出のために用いる抵抗器である。また、電流検出回路３１２は、シャント抵抗器３１１により電流を検出した結果をＣＰＵ３０１ａに伝達する回路である。
【００１１】
更に、充電器３００には、ＦＥＴ３０６のスイッチングのタイミングを制御して、トランスＤＣ／ＤＣコンバータ３０７に掛ける電圧を切り替えるためのスイッチングＩＣ出力制御回路１１３が設けられている。このスイッチングＩＣ出力制御回路３１３は、整流器３０５の出力ＤＣ電流に基づいた電源３１４によって作動する。また、スイッチングＩＣ出力制御回路３１３は、過熱保護回路３１５、過電流保護回路３１６、及び、過電圧保護回路３１７からの信号に基づいて、ＦＥＴ３０６のスイッチングのタイミングを制御する。
【００１２】
このうち、過熱保護回路３１５は、ＦＥＴ３０６の近傍に設けられており、ＦＥＴ３０７の温度を検出して一定温度値以上になった場合には、その旨の信号をスイッチングＩＣ出力制御回路３１３に送信する回路であり、ＦＥＴ３０６がスイッチング動作を繰り返すことによる発熱により、一定温度を越えないようにするために使用される。また、過電流保護回路３１６は、ＦＥＴ３０６とトランスＤＣ／ＤＣコンバータ３０７の間の電流を検出して一定電流値以上になった場合には、その旨の信号をスイッチングＩＣ出力制御回路３１３に送信する回路であり、トランスＤＣ／ＤＣコンバータ３０７に流れる過電流を抑制するために使用される。また、過電圧保護回路３１７は、電圧検出回路３０８の出力信号に基づいてバッテリ２９９にかかる電圧が一定電圧値以上になった場合には、その旨の信号をスイッチングＩＣ出力制御回路３１３に送信する回路であり、バッテリ２９９を保護するために使用される。
【００１３】
更に、スイッチングＩＣ出力制御回路３１３の近傍には、温度検出センサ３１８が設けられており、検出した温度に係る信号をＣＰＵ３０１ａに送信している。また、充電器３００には、フィルタ３０４と整流器３０５の間のＡＣ（交流）成分を検出することで、ＡＣプラグ３４９がコンセント（外部電源）に接続されたことを検出し、その旨の信号をＣＰＵ３０１に送信するＡＣ検出回路３１９が設けられている。
【００１４】
また、充電器３００には、電圧検出回路３０８、電流検出回路３１２、及び、温度検出センサ３１８等からの信号に基づいて、スイッチングＩＣ出力制御回路３１３に対して、どの程度の電圧制御及び電流制御を行うかの信号を送信する電圧制御／電流制御回路３２０が設けられている。
【００１５】
更に、充電器３００には、充電器３００を冷却するファン３２１と、ＣＰＵ３０１ａの制御によりファン３２１に対するＯＮ／ＯＦＦのスイッチングを行うことが可能なＳＷ３２２が設けられている。
【００１６】
また、充電器３００には、ＣＰＵ３０１ａが出力コネクタ３４８を介してＢＭＣ３５０とデータ通信を行うための通信Ｉ／Ｆ３４１が設けられている。更に、充電器３００には、充電状態（充電中、待機中、異常等）を示す２色発光ＬＥＤ３４２が設けられており、ＣＰＵ３０１ａからの命令によって発光する。
【００１７】
また、図８に示すように、ＢＭＣ３５０には、ＢＭＣ３５０全体の制御を行う単一のＣＰＵ３０１ｂが内臓されており、このＣＰＵ３０１ｂを所定のアルゴリズムにより実行させるためのプログラムが記憶されているＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  ａｎｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）３２３が設けられている。また、通信Ｉ／Ｆ３２４、３２５を介して、ＰＣ（パーソナル・コンピュータ）等により、ＥＥＰＲＯＭ３２３のデータ読み出しを行うと共に、通信Ｉ／Ｆ３２６を介してモータを駆動制御するためのＭＣＵ（Ｍｏｔｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）２４０と通信することができる。
【００１８】
ＢＭＣ３５０には、バッテリ２９９に流れる電流の検知に使用するＣＴ（Ｃｕｒｅｎｔ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ：変流器）３２６が接続されていると共に、このＣＴ３２６を介してバッテリ２９９に流れる電流を検知して、検知結果に係る信号をＣＰＵ３０１ｂに送信する電流検出回路３２７が設けられている。
【００１９】
また、充電器３００には、バッテリ２９９へ供給する電圧を検出して、検出結果に係る信号をＣＰＵ３０１ｂに送信する総電圧検出回路３２８と、ＣＰＵ３０１ｂを駆動する電力を供給する電源３２９が設けられている。この電源３２９は、充電ＳＷ３０９ｂがＣＰＵ３０１ｂの命令によりＯＮされている際に外部電源から供給される電力を利用する場合と、充電ＳＷ３０９ｂがＯＦＦされている際にバッテリ２９９から供給される電力を利用する場合がある。
【００２０】
更に、バッテリ２９９は車両から取り外して充電することが可能であり、充電時及び充電後の使用時におけるバッテリ容量（充電量）を表示するための複数のＬＥＤ群３５１が設けられている。このＬＥＤ群３５１は、ＬＥＤ駆動回路３５２によって点灯し、ＣＰＵ３０１ｂの命令によって点灯制御されている。また、ＢＭＣ３５０には、使用者が押すことができるＳＷ３４３が設けられており、このＳＷ３４３を押した旨をＣＰＵ３０１ｂに知らせる容量表示ＳＷ入力回路３５４により、上記ＬＥＤ駆動回路３５２が動作する。
【００２１】
一方、バッテリ２９９は、７つのセルを直列接続して構成されたバッテリモジュールが内蔵されて形成されている。各セル間には、それぞれセル電圧検出部２７１〜２７７が設けられており、各セルの電圧を検出して、検出結果に係る信号をＣＰＵ３０１ｂに送信するように構成されている。また、任意のセルの近傍に、セルの温度を検出するための温度検出センサ３３１が設けられており、セルの温度結果に係る信号をＣＰＵ３０１ｂに送信するように構成されている。
【００２２】
【特許文献１】
特開２００１−１１９８０１号公報
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図６に示す充電方式では、別体である充電器３００とＢＭＣ３５０の間でデータ通信を行うために、充電器３００とＢＭＣ３５０の両方にそれぞれＣＰＵを内蔵させるとともに、別体による部品点数の増大から、コスト高になるという問題が生じていた。
【００２４】
本発明は上述した事情を鑑みてなされたものであり、電動車両の車輪を駆動させるモータに電力を供給するバッテリに対して充電を行う電動車両用充電器において、製造コストを削減する事が可能な電動車両用充電器を提供することを目的としたものである。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するため、請求項１に係る発明は、電動車両の車輪を駆動させるモータに電力を供給するバッテリに対して充電を行う電動車両用充電器において、前記バッテリに電力を供給して充電を行う電力供給手段と、前記バッテリに対する充電状態及びバッテリの状態を検出する状態検出手段と、前記状態検出手段によって検出した充電状態とバッテリの状態のうち少なくとも一つの状態の検出結果に基づいて、前記電力供給手段を制御する単一の制御手段と、を有することを特徴とする電動車両用充電器である。
【００２６】
請求項２に係る発明は、前記バッテリは、電流及び電圧の可変制御が可能なバッテリであることを特徴とする請求項１に記載の電動車両用充電器である。
【００２７】
請求項３に係る発明は、前記バッテリは、セルが直列接続されて構成された単一のバッテリモジュールによって形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動車両用充電器である。
【００２８】
ここで、本発明の「単一のバッテリモジュール」には、セルが直列接続されて構成されたバッテリモジュールが複数存在し、これら複数のバッテリモジュールが並列に接続されて構成された複合のバッテリモジュールは含まない。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る電動車両として、特に電動二輪車の実施形態につき、添付図面を参照して説明する。
【００３０】
図１は、本発明の実施形態に係る電動二輪車１の側面図である。
【００３１】
図１に示すように、電動二輪車１は、その車体前方上部にヘッドパイプ２を備え、このヘッドパイプ内には、車体方向変更用の図示しないステアリング軸が回動自在に挿通されている。このステアリング軸の上端には、ハンドル３ａが固定されたハンドル支持部３が取り付けられており、このハンドル３ａの両端にはグリップ４が取り付けられている。また、不図示の右側（図１の奥側）のグリップＧは回動可能なスロットルグリップを構成している。
【００３２】
そして、ヘッドパイプ２の下端から下方に向けて、左右一対のフロントフォーク５が取り付けられている。フロントフォーク５それぞれの下端には、前輪６が前車軸７を介して取り付けられており、前輪６は、フロントフォーク５により緩衝懸架された状態で前車軸７により回転自在に軸支されている。
【００３３】
ハンドル支持部３のハンドル３ａの前方には、後述するバッテリの充電状態、電動二輪車１の走行状態、走行モード等を表示するための例えば液晶の表示部、警告音（電子ブザー等）の警音出力部および数値、文字情報等の情報入力用の複数のスイッチ（例えば、３つのスイッチ）を含む入力部等が一体化されたメータ８ａを含む表示操作部（総称してメータと記載することもある）８が配置され、ハンドル支持部３におけるメータ８ａの下方には、補機（灯火器類、警告器類、その操作用のスイッチ等を含む）であるヘッドランプ９が固定されており、そのヘッドランプ９の両側方には、補機であるフラッシャランプ１０（図１には一方のみ図示）がそれぞれ設けられている。
【００３４】
ヘッドパイプ２から側面視で略Ｌ字形を成す左右一対の車体フレーム１１が車体後方に向かって延設されている。この車体フレーム１１は、丸パイプ状であり、ヘッドパイプ２から車体後方に向けて斜め下方に延びた後、後方に向かって水平に延びて側面視略Ｌ字状を成している。
【００３５】
この一対の車体フレーム１１の後方側端部には、その後方側端部から後方に向けて斜め上方に左右一対のシートレール１２が延設されており、このシートレール１２の後方側端部１２ａは、シート１３の形状に沿って後方側に屈曲されている。そして、この左右一対のシートレール１２の間には、バッテリボックス１４が常設されている。このバッテリボックス１４には、図２に示すように、バッテリケース５０とＢＭＣ（Ｂａｔｔｅｒｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）付き充電器（以下、単に「充電器」という）１００が内蔵されている。
【００３６】
また、左右一対のシートレール１２の屈曲部分近傍には、逆Ｕ字状を成すシートステー１５が車体前方に向かって斜め上方に傾斜して溶着されており、このシートステー１５と左右のシートレール１２で囲まれる部分に上記シート１３が開閉可能、すなわち、シート１５の前端部が上下に回動可能に配置されている。
【００３７】
シートレール１２の後端部にはリヤフェンダ１６が取り付けられており、このリヤフェンダ１６の後面には、補機であるテールランプ１７が取り付けられている。さらに、テールランプ１７の左右には、補機であるフラッシュランプ（図１においては一方のみ図示）１８が取り付けられている。
【００３８】
一方、左右一対の車体フレーム１１のシート１３下方の水平部には、リヤアームブラケット１９（図１には一方のみ図示）がそれぞれ溶着されており、左右一対のリヤアームブラケット１９には、リヤアーム２０の前端がピボット軸２１を介して揺動自在に支持されている。そして、このリヤアーム２０の後端部２０ａには駆動輪である後輪２２が回転自在に軸支されており、このリヤアーム２０および後輪２２は、リヤクッション２３により緩衝懸架されている。
【００３９】
左右一対の車体フレーム１１の水平部後方側には、サイドスタンド２５が軸２６を介して回動可能に左側のリヤアーム２０に支持されており、サイドスタンド２５は、リターンスプリング２７により閉じ側に付勢されている。
【００４０】
そして、リヤアーム２０の後端部２０ａ内には、後輪２２に連結され、その後輪２２を回転駆動させるためのアキシャルギャップ型電動モータ（以下、単に「電動モータ」という）２８と、この電動モータ２８に電気的に接続されており、電動モータ２８を駆動制御するための（図１において不図示で、図３に図示）ＭＣＵ（Ｍｏｔｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）４０とがそれぞれ取り付けられている。
【００４１】
また、表示操作部８は、メータ８ａにおける表示部の表示態様、および補機の駆動制御等を行うためのメータマイクロコンピュータ（以下、メータマイコンと略記する）を含むメータコントローラを備えている。メータ８ａの近傍には、ドライバの操作によりＭＣＵ４０をＯＮ／ＯＦＦ操作するための不図示のメインスイッチが設けられている。
【００４２】
一方、スロットルグリップＧは、その軸心回りを回動自在となっており、このスロットルグリップＧ内部には、スロットルグリップＧを全閉位置まで回動させたときにスイッチＯＮして全閉信号をＭＣＵ４０に送信するための不図示の全閉スイッチが設けられている。また、スロットルグリップＧにワイヤで接続されており、このスロットルグリップＧの回動に応じて回動操作量を検出し、スロットルポテンショ値としてＭＣＵ４０に送信するための不図示のポテンショメータが設けられている。なお、全閉スイッチおよびポテンショメータによりスロットル部を構成する。
【００４３】
次に、本実施形態に係る充電器１００について説明する。
【００４４】
従来は、ＢＭＣと充電器が別体であったが、本実施形態に係る充電器１００は、図２に示すように、ＢＭＣと充電器が一体となって充電器１００を構成し、バッテリ５０に電力を供給して充電を行うと共に、バッテリ５０に対する充電（容量）状態〔供給電力（電流、電圧）〕等及びバッテリ５０の状態（電圧、電流、温度等）を検出して、この検出した充電状態とバッテリの状態のうち少なくとも一つの状態の検出結果に基づいて、バッテリ５０の容量管理及びバッテリ５０の充放電制御を行うことができるものである。
【００４５】
図３は、図２のうち、主に充電器１００を説明した図であり、図４は、図２のうち、主にバッテリ５０を説明した図である。
【００４６】
図３に示すように、充電器１００には、ホット（＋）線１４１ａとグランド（−）線１４２ａが配線されている。そして、これらの線１４１ａ，１４２ａはＡＣプラグ１４９に接続されている。また、充電器１００には、充電器１００全体の制御を行う単一のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１０１が内臓されている。
【００４７】
更に、充電器１００には、ＡＣプラグ１４９側からバッテリ５０側にかけて、ホット線１４１ａ及びグランド線１４２ａによって、順に、高周波対策チョークコイル１０２、ヒューズ（Ｆｕｓｅ）１０３、フィルタ１０４、整流器１０５、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：電解効果トランジスタ）１０６、トランスＤＣ／ＤＣコンバータ１０７、電圧検出回路１０８、充電ＳＷ（Ｓｗｉｔｃｈ）１０９、ヒューズ１１０、及び、シャント抵抗器１１１が接続されている。
【００４８】
このうち、高周波対策チョークコイル１０２は、特定の周波数以上の高周波電流を阻止するためのコイルである。フィルタ１０４は、異なった周波数の電気信号を分離するフィルタである。整流器１０５は、ＡＣ（交流）電流を整流してＤＣ（直流）電流に変換する回路である。ＦＥＴ１０６は、電圧増幅を行うトランジスタであり、後述のスイッチングＩＣ出力制御回路１１３によりスイッチングのタイミングが制御される。トランスＤＣ／ＤＣコンバータ１０７は、ＡＣプラグ１４９側（一次側）とバッテリ５０側（二次側）の絶縁を行うと共に、ＤＣ（直流）入力からバッテリ５０を充電するための所定電圧を作り出すコンバータである。電圧検出回路１０８は、バッテリ５０側の電圧を検出する回路である。充電ＳＷ１０９は、ＣＰＵ１０１の命令により、充電を開始又は停止するためのスイッチである。シャント抵抗器１１１は、バッテリ５０側の電流を検出のために用いる抵抗器である。また、電流検出回路１１２は、シャント抵抗器１１１により電流を検出した結果をＣＰＵに伝達する回路である。
【００４９】
更に、充電器１００には、ＦＥＴ１０７のスイッチングのタイミングを制御して、トランスＤＣ／ＤＣコンバータ１０７に掛ける電圧を切り替えるためのスイッチングＩＣ出力制御回路１１３が設けられている。このスイッチングＩＣ出力制御回路１１３は、整流器１０５の出力ＤＣ電流に基づいた電源１１４によって作動する。また、スイッチングＩＣ出力制御回路１１３は、過熱保護回路１１５、過電流保護回路１１６、及び、過電圧保護回路１１７からの信号に基づいて、ＦＥＴ１０７のスイッチングのタイミングを制御する。
【００５０】
このうち、過熱保護回路１１５は、ＦＥＴ１０７の近傍に設けられており、ＦＥＴ１０７の温度を検出して一定温度値以上になった場合には、その旨の信号をスイッチングＩＣ出力制御回路１１３に送信する回路であり、ＦＥＴ１０６がスイッチング動作を繰り返すことによる発熱により、一定温度を越えないようにするために使用される。また、過電流保護回路１１６は、ＦＥＴ１０６とトランスＤＣ／ＤＣコンバータ１０７の間の電流を検出して一定電流値以上になった場合には、その旨の信号をスイッチングＩＣ出力制御回路１１３に送信する回路であり、トランスＤＣ／ＤＣコンバータ１０７に流れる過電流を抑制するために使用される。また、過電圧保護回路１１７は、電圧検出回路１０８の出力信号に基づいてバッテリ５０にかかる電圧が一定電圧値以上になった場合には、その旨の信号をスイッチングＩＣ出力制御回路１１３に送信する回路であり、バッテリ５０を保護するために使用される。
【００５１】
更に、スイッチングＩＣ出力制御回路１１３の近傍には、温度検出センサ１１８が設けられており、検出した温度に係る信号をＣＰＵ１０１に送信している。また、充電器１００には、フィルタ１０４と整流器１０５の間のＡＣ（交流）成分を検出することで、ＡＣプラグ１４９がコンセント（外部電源）に接続されたことを検出し、その旨の信号をＣＰＵ１０１に送信するＡＣ検出回路１１９が設けられている。
【００５２】
また、充電器１００には、電圧検出回路１０８、電流検出回路１１２、及び、温度検出センサ１１８等からの信号に基づいて、スイッチングＩＣ出力制御回路１１３に対して、どの程度の電圧制御及び電流制御を行うかの信号を送信する電圧制御／電流制御回路１２０が設けられている。
【００５３】
更に、充電器１００には、充電器１００及びバッテリ５０（後述のバッテリモジュール５３）を同時に冷却するファン１２１と、ＣＰＵ１０１の制御によりファン１２１に対するＯＮ／ＯＦＦのスイッチングを行うことが可能なＳＷ１２２が設けられている。
【００５４】
更に、充電器１００には、ＣＰＵ１０１を所定のアルゴリズムにより実行させるためのプログラム（ｐ）や、下記の各種データが記憶されているＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  ａｎｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１２３が設けられている。そして、通信Ｉ／Ｆ１２４、１２５を介し、ＰＣ（パーソナル・コンピュータ）等により、充電器１００内の不図示のＲＡＭモニタ、ＲＡＭ書換、ＥＥＰＲＯＭ１２３のデータ読み出し、ＥＥＰＲＯＭ１２３内のデータ書き換え、ロギングを行うことができる（ロギング機能）。尚、通信Ｉ／Ｆ１２４は、充電器１００の基盤上に設けられたものであり、通信Ｉ／Ｆ１２５は、ＰＣ等との通信用に電圧を変化させるものである。また、ＭＣＵ４０と通信するための通信Ｉ／Ｆ１２６も設けられている。
【００５５】
更に、充電器１００には、ホット線１４１ａから分岐したホット線１４１ｂと、グランド線１４２ａから分岐したグランド線１４２ｂが配線されている。そして、ホット線１４１ｂは、ヒューズ１３２を介してバッテリボックス１４外部のＭＣＵ４０のプラス（＋）端子に接続されている。
【００５６】
また、ホット線１４１ｂには、バッテリ５０に流れる電流の検知に使用するＣＴ（Ｃｕｒｅｎｔ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ：変流器）１２６が接続されていると共に、このＣＴ１２６を介してバッテリ５０に流れる電流を検知して、検知結果に係る信号をＣＰＵ１０１に送信する電流検出回路１２７が設けられている。
【００５７】
また、充電器１００には、バッテリ５０へ供給する電圧を検出して、検出結果に係る信号をＣＰＵ１０１に送信する総電圧検出回路１２８と、ホット線１４１ｂに接続されることにより、ＣＰＵ１０１を駆動する電力を供給する電源１２９が設けられている。この電源１２９は、充電ＳＷ１０９がＣＰＵ１０１の命令によりＯＮされている際にＡＣプラグ１４９から供給される電力を利用する場合と、充電ＳＷ１０９がＯＦＦされている際にバッテリ５０から供給される電力を利用する場合がある。
【００５８】
一方、バッテリ５０は、図４に示すように、バッテリケース５１により構成されており、このバッテリケース５１内には、配線シールド（バッテリモジュールパック）に覆われたバッテリモジュール５３が内蔵されている。このバッテリモジュール５３は、本実施形態においては、７つのセル（Ｃｅｌｄａ）６１〜６７を直列接続して構成されたものである。また、セル６１は、３つの単セル６１ａ，６１ｂ，６１ｃを並列接続して構成されている。このような３つの単セルの並列接続に関しては、他のセル６２〜６７についても同様である。
【００５９】
尚、複数のバッテリモジュール５３を並列に接続して構成された複合のバッテリモジュールを用いてもよい。また、単セルは、１つ若しくは２つでもよく、又は４つ若しくはそれ以上でもよい。
更に、各セル６１〜６７の間には、それぞれセル電圧検出部７１〜７７が設けられており、各セル６１〜６７の電圧を検出して、検出結果に係る信号をＣＰＵ１０１に送信するように構成されている。また、任意のセル（ここでは、セル６６）の近傍に、セルの温度を検出するための温度検出センサ１３１が設けられており、セル６６の温度結果に係る信号をＣＰＵ１０１に送信するように構成されている。
【００６０】
また、最後のセル６７は、充電器１００から延出されたグランド線１４２ａに接続されていると共に、ヒューズ５３を介してＭＣＵ４０から延出されているグランド線１４２ｃにも接続されている。
【００６１】
上記のような充電器１００並びにバッテリ５０の構成、及びＣＰＵ１０１の制御動作によって、以下に示すような処理を実現することができる。
【００６２】
充電器１００は、バッテリ５０の電圧、電流、温度を検出し、過充電、過放電、高温時充放電、低温時充電等のバッテリ寿命を短縮する使用方法からバッテリを保護する（バッテリ管理機能）。
【００６３】
また、充放電電流を積算することによりバッテリの残存容量を管理する（バッテリ容量管理機能）。充電効率を導出し、充電時容量積算の補正を行う。充電状況、バッテリ電圧により充電完了補正を行う。充電終了時の温度により充電完了補正を行う。放電効率を導出し、放電時容量積算の補正を行う。バッテリ電圧、電流、温度により容量学習を行う。バッテリデータを基に充電開始、温度待機、ＣＣ充電、ＣＶ充電、トリクル充電、予備充電、満充電等を制御する（充電機能）。車両との通信、サービスツールとの通信を行う（通信機能）。充電終了条件、充電総時間、充電回数、充電停止回数、充電器異常、０℃以下放電回数、学習回数、学習容量、自己遮断回数、容量飛び回数等のバッテリ５０の使用状況の履歴をＥＥＰＲＯＭ１２３に記憶する。出力短絡、無負荷出力電圧、通信接点短絡、その他保護機能等によりバッテリ５０及び充電器１００を保護する（保護機能）。冷却ファン１２１により充電器１００内部及びバッテリ５０の加熱を防止する（付属機能）。通信異常、入力ライン断線、充電器異常、充電電流異常、放電電流異常、低電圧電池異常、電池高温異常、電池低温異常、上限電圧検出異常、上限温度検出異常、通信異常、充電器高温異常、充電器電流異常、半導体加熱異常等の異常検出を行う（異常処理機能）。
【００６４】
以上説明したように本実施形態によれば、ＢＭＣと充電器を一体にして充電器１００を構成することにより、製造のコストダウンを図ることができる。また、ＢＭＣと充電器の間の通信（信号）ラインを削除することができるため、信頼性の更なる向上を図ることができる。特に、定電流充電、定電圧充電が必要なリチウムイオンバッテリの充電を行う場合にも充電制御用に特別にハーネスを増加させる必要がない。
【００６５】
また、通信Ｉ／Ｆ１２５により、外部のＰＣとデータ送受信を行うことで、ＥＥＰＲＯＭ１２３内のプログラム（ｐ）やデータを書き換えることにより、バッテリ種類の変更にも対応が可能である。更に、各種バッテリ専用のパラメータを持たせることにより、より緻密な充放電制御を行うことができる。更にまた、各種バッテリ専用のパラメータを変更させることにより、バッテリを交換する場合に、充電器内部のバッテリ専用パラメータを交換後のバッテリに最適なパラメータに変更することができ、より緻密な充放電制御を実施できる。
【００６６】
また、充電器１００がＢＭＣの機能を有することで、バッテリ５０の容量管理、バッテリ５０の使用履歴保存、バッテリ５０の充放電履歴保存、バッテリ５０の異常履歴保存を行うことができる。更に、通信Ｉ／Ｆ１２５により、外部のＰＣから、上記履歴へのアクセスが可能であり、これによりバッテリ５０及び充電器１００の異常に関する履歴を確認することができる。
【００６７】
また、本実施形態においては、上記の如く、単一のバッテリモジュール５３ではなく、複合のバッテリモジュールを用いてもよいが、特に単一のバッテリモジュール５３を用いる場合には、配線を少なくして簡単な構造のバッテリを構成することができるため、更なる製造のコストダウンを図ることができる。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、電動車両の車輪を駆動させるモータに電力を供給するバッテリに対して充電を行う電動車両用充電器において、バッテリに電力を供給して充電を行う電力供給手段と、バッテリに対する充電状態及びバッテリの状態を検出する状態検出手段を一体の充電車両用充電器に備え、電力供給手段を制御する制御手段を単一とすることで、製造コストを削減することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係わるアキシャルギャップ型回転電機が搭載された装置の一例である電動二輪車の側面図。
【図２】バッテリボックス１４の内部構成図。
【図３】図２のうち、主に充電器１００を説明した機能ブロック図。
【図４】図２のうち、主にバッテリ５０を説明した構成図。
【図５】従来（の更に従来）の充電器２００、ＢＭＣ２５０、及び、バッテリ１９９との関係を示した図。
【図６】従来の充電器３００、ＢＭＣ３５０、及びバッテリ２９９との関係を示した図。
【図７】図６のうち、主に充電器３００を説明した機能ブロック図。
【図８】図６のうち、主にＢＭＣ３５０を説明した機能ブロック図。
【符号の説明】
１  電動二輪車
１４  バッテリボックス
４０  ＭＣＵ
５０  バッテリ
５１  バッテリケース
５２  配線シールド
５３  ＦＵＳＥ
６１〜６７  セル
７１〜７７  セル電圧検出部
１０１  ＣＰＵ
１０２  高周波対策チョークコイル
１０３  ヒューズ
１０４  フィルタ
１０５  整流器
１０６  ＦＥＴ
１０７  トランスＤＣ／ＤＣコンバータ
１０８  電圧検出回路
１０９  充電ＳＷ
１１０  ヒューズ
１１１  シャント抵抗器
１１２  電流検出回路
１１３  スイッチングＩＣ出力制御回路
１１４  電源
１１５  過熱保護センサ
１１６  過電流保護回路
１１７  過電圧保護回路
１１８  温度検出センサ
１１９  ＡＣ検出回路
１２０  電圧制御／電流制御回路
１２１  ファン
１２２  ＳＷ
１２３  ＥＥＰＲＯＭ
１２４  通信Ｉ／Ｆ
１２５  通信Ｉ／Ｆ
１２６  通信Ｉ／Ｆ
１２７  電流検出回路
１２８  総電圧検出回路
１２９  電源
１３１  温度検出センサ
１３２  ヒューズ
１４１ａ，ｂ  ホット（＋）線
１４２ａ，ｂ，ｃ  グランド（−）線
【図１】
2004274875.tif 000003
【図２】
2004274875.tif 000004
【図３】
2004274875.tif 000005
【図４】
2004274875.tif 000006
【図５】
2004274875.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
2004274875.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成16年3月17日(2004.3.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
更に、充電器３００には、ＡＣプラグ３４９側からＢＭＣ３５０に接続される出力コネクタ３４８側にかけて、ホット線３４１及びグランド線３４２によって、順に、高周波対策チョークコイル３０２、ヒューズ３０３、フィルタ３０４、整流器３０５、ＦＥＴ(Field Effect Transistor：電解効果トランジスタ)３０６、トランスＤＣ／ＤＣコンバータ３０７、電圧検出回路３０８、充電ＳＷ(Switch)３０９、ヒューズ３１０、及び、シャント抵抗器３１１が接続されている。


【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
更に、充電器３００には、ＦＥＴ３０６のスイッチングのタイミングを制御して、トランスＤＣ／ＤＣコンバータ３０７に掛ける電圧を切り替えるためのスイッチングＩＣ出力制御回路３１３が設けられている。このスイッチングＩＣ出力制御回路３１３は、整流器３０５の出力ＤＣ電流に基づいた電源３１４によって作動する。また、スイッチングＩＣ出力制御回路３１３は、過熱保護回路３１５、過電流保護回路３１６、及び、過電圧保護回路３１７からの信号に基づいて、ＦＥＴ３０６のスイッチングのタイミングを制御する。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
また、充電器３００には、ＣＰＵ３０１ａが出力コネクタ３４８を介してＢＭＣ３５０とデータ通信を行うための通信Ｉ／Ｆ３６０が設けられている。更に、充電器３００には、充電状態（充電中、待機中、異常等）を示す２色発光ＬＥＤ３６１が設けられており、ＣＰＵ３０１ａからの命令によって発光する。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
また、図８に示すように、ＢＭＣ３５０には、ＢＭＣ３５０全体の制御を行う単一のＣＰＵ３０１ｂが内臓されており、このＣＰＵ３０１ｂを所定のアルゴリズムにより実行させるためのプログラムが記憶されているＥＥＰＲＯＭ(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory)３２３が設けられている。また、通信Ｉ／Ｆ３２４、３２５を介して、ＰＣ（パーソナル・コンピュータ）等により、ＥＥＰＲＯＭ３２３のデータ読み出しを行うと共に、通信Ｉ／Ｆ３７０を介してモータを駆動制御するためのＭＣＵ(Moter Control Unit)２４０と通信することができる。


【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2004274875.tif 000011
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
2004274875.tif 000012