(57)【要約】【課題】第２の蓄電デバイス対応の車両で第１の蓄電デバイスが使用された場合に、第１の蓄電デバイスに発生した異常を第２の蓄電デバイス対応の車両へ通知できる蓄電装置を提供する。【解決手段】蓄電デバイスの状態を検出、制御、及び通知する電子制御ユニットが蓄電装置に備えられる蓄電デバイスである第１の蓄電デバイス１１と、電子制御ユニットが蓄電装置に備えられない蓄電デバイスである第２の蓄電デバイスから検出された状態を示す状態検出信号を用いて、第２の蓄電デバイスを含む蓄電装置から第２の蓄電デバイス対応の車両２へ状態検出信号が出力される状態検出信号線Ｌｄを介して、第１の蓄電デバイス１１の異常を車両２へ通知する蓄電デバイス制御ユニット１２とを備えて、蓄電装置１を構成する。【選択図】図１
2017147077.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電デバイスの状態を検出、制御、及び通知する電子制御ユニットが蓄電装置に備えられる蓄電デバイスである第１の蓄電デバイスと、
前記電子制御ユニットが蓄電装置に備えられない蓄電デバイスである第２の蓄電デバイスから検出された状態を示す状態検出信号を用いて、前記第２の蓄電デバイスを含む蓄電装置から前記第２の蓄電デバイス対応の車両へ前記状態検出信号が出力される状態検出信号線を介して、前記第１の蓄電デバイスの異常を前記車両へ通知する蓄電デバイス制御ユニットと
を含む蓄電装置。
【請求項２】
請求項１に記載の蓄電装置であって、
前記蓄電デバイス制御ユニットは、過充電電圧、過放電電圧、又は過電流を表す前記第１の蓄電デバイスの異常を、前記第２の蓄電デバイスの温度又は電解液の液面レベルを示す前記状態検出信号に変換し、前記状態検出信号に変換された前記第１の蓄電デバイスの異常を前記状態検出信号線を介して前記車両へ通知する
蓄電装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の蓄電装置であって、
前記蓄電デバイス制御ユニットは、予め設定された複数の閾値の内、前記第１の蓄電デバイスの異常の程度に対応する所定の閾値以上の信号レベルの前記状態検出信号を用いて前記第１の蓄電デバイスの異常を通知する
蓄電装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の蓄電装置であって、
前記蓄電デバイス制御ユニットは、複数の前記状態検出信号の信号レベルの組み合わせを用いて前記第１の蓄電デバイスの異常を通知する
蓄電装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項に記載の蓄電装置であって、
前記第１の蓄電デバイスはリチウムイオン電池であり、前記第２の蓄電デバイスは鉛蓄電池である
蓄電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は蓄電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッドカー、電気自動車、及び電動フォークリフト等の車両が備えるモータを駆動するための蓄電デバイスには様々な種類が存在する。そして、蓄電デバイスを含む蓄電装置及び該蓄電デバイスに対応する車両の仕様は、蓄電デバイスの種類によって異なる。
【０００３】
例えば、蓄電デバイスの状態を検出、制御、及び通知する電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）が蓄電装置に備えられる第１の蓄電デバイスがある。第１の蓄電デバイスの一例としては、リチウムイオン電池、リチウムイオンキャパシタ、ナトリウムイオン電池、及びニッケル水素電池等が挙げられる。第１の蓄電デバイスに対応する車両は、蓄電デバイスの状態を蓄電装置側から受信するための通信機能を備える。第１の蓄電デバイスに異常が発生した場合、電子制御ユニットは、第１の蓄電デバイスに対応する車両が備える走行制御ユニットへ第１の蓄電デバイスの異常を通知する。
【０００４】
また、例えば、蓄電デバイスの状態を検出、制御、及び通知する電子制御ユニットが蓄電装置に備えられない第２の蓄電デバイスがある。第２の蓄電デバイスの一例としては、鉛蓄電池が挙げられる。第２の蓄電デバイスを含む蓄電装置には上述のような電子制御ユニットが備えられないため、第２の蓄電デバイスに対応する車両は、第２の蓄電デバイスの状態を蓄電装置側から受信するための通信機能を備えない。そこで、第２の蓄電デバイスに対応する車両が備える走行制御ユニットは、第２の蓄電デバイスに設置された電圧センサや電流センサ等により検出された第２の蓄電デバイスの状態に応じて第２の蓄電デバイスの使用を制御する。
【０００５】
なお、関連する技術として、特許文献１及び特許文献２に記載の技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２７８３３４号公報
【特許文献２】特開２０１４−１４３７９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
第２の蓄電デバイス対応の車両で第１の蓄電デバイスを使用することが望まれる場合がある。しかしながら、第２の蓄電デバイスに対応する車両は、該車両に搭載された第１の蓄電デバイスの状態を蓄電装置側から受信するための通信機能を備えない。このため、第１の蓄電デバイスに発生した異常を、第１の蓄電デバイスを含む蓄電装置が第２の蓄電デバイス対応の車両へ通知する方法がない。
【０００８】
本発明の一側面に係る目的は、第２の蓄電デバイス対応の車両で第１の蓄電デバイスが使用された場合に、第１の蓄電デバイスに発生した異常を第２の蓄電デバイス対応の車両へ通知できる蓄電装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一実施形態に従った蓄電装置は第１の蓄電デバイス及び蓄電デバイス制御ユニットを含む。
第１の蓄電デバイスは、蓄電デバイスの状態を検出、制御、及び通知する電子制御ユニットが蓄電装置に備えられる蓄電デバイスである。蓄電デバイス制御ユニットは、前記電子制御ユニットが蓄電装置に備えられない蓄電デバイスである第２の蓄電デバイスから検出された状態を示す状態検出信号を用いて、前記第２の蓄電デバイスを含む蓄電装置から前記第２の蓄電デバイス対応の車両へ前記状態検出信号が出力される状態検出信号線を介して、前記第１の蓄電デバイスの異常を前記車両へ通知する。
【発明の効果】
【００１０】
一実施形態に従った蓄電装置によれば、第２の蓄電デバイス対応の車両で第１の蓄電デバイスが使用された場合に、第１の蓄電デバイスに発生した異常を第２の蓄電デバイス対応の車両へ通知できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に従った蓄電装置の構成例を示す図である。
【図２】実施形態に従った異常通知信号の一例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら実施形態について詳細を説明する。
図１は、実施形態に従った蓄電装置の構成例を示す図である。図１に示す一例では、蓄電装置１は、第１の蓄電デバイス１１、蓄電デバイス制御ユニット１２、スイッチ１３、電圧センサ１４−１〜１４−Ｎ（Ｎは２以上の整数）、電流センサ１５、電力線用コネクタ１６、及び状態検出信号線用コネクタ１７を備える。
【００１３】
第１の蓄電デバイス１１は、蓄電デバイスの状態を検出、制御、及び通知する電子制御ユニットが蓄電装置に備えられる蓄電デバイスである。第１の蓄電デバイス１１の一例としては、リチウムイオン電池、リチウムイオンキャパシタ、ナトリウムイオン電池、及びニッケル水素電池等が挙げられる。図１には、第１の蓄電デバイス１１の一例として、Ｎ個の単電池１１−１〜１１−Ｎが直列に接続された電池ブロックが示されているが、第１の蓄電デバイス１１は、図１に示した構成の電池ブロックに限られない。
【００１４】
蓄電デバイス制御ユニット１２は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）といったプロセッサ、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、又はＰＬＤ（Programmable Logic Device）である。蓄電デバイス制御ユニット１２は、第１の蓄電デバイス１１の状態を検出及び制御し、蓄電装置１全体の動作を制御する。また、蓄電デバイス制御ユニット１２は、第１の蓄電デバイス１１の状態を車両側に通知する通信機能を更に備えてもよい。蓄電デバイス制御ユニット１２は、例えば以下の説明のように動作する。
【００１５】
蓄電装置１が車両２に接続されると、蓄電デバイス制御ユニット１２はスイッチ１３をオンにする。車両２は第２の蓄電デバイスに対応する車両である。第２の蓄電デバイスは、蓄電デバイスの状態を検出、制御、及び通知する電子制御ユニットが蓄電装置に備えられない蓄電デバイスである。第２の蓄電デバイスの一例としては、鉛蓄電池が挙げられる。車両２は、車両２と接続された蓄電装置に含まれる蓄電デバイスの状態を該蓄電装置側から受信するための通信機能を備えない。図１に示す一例では、車両２は、駆動回路２１、モータ２２、表示ユニット２３、電力線用コネクタ２４、及び状態検出信号線用コネクタ２５を含む。
【００１６】
スイッチ１３は、例えば、リレーである。スイッチ１３がオンになると、第１の蓄電デバイス１１から出力された直流電力は、電圧線Ｌｐ１及び中性線Ｌｐ２を介して駆動回路２１に入力される。駆動回路２１は、モータ２２を駆動する回路であり、入力された直流電力を交流電力へ変換し、変換された交流電力をモータ２２へ出力する。モータ２２は、入力された交流電力により動作する。
【００１７】
蓄電デバイス制御ユニット１２は、電圧センサ１４−１〜１４−Ｎにより夫々測定された電圧値を取得する。また、蓄電デバイス制御ユニット１２は、電流センサ１５により測定された電流値を取得する。なお、第１の蓄電デバイス１１の状態を制御するために、温度センサ（図示せず）により測定された第１の蓄電デバイス１１の温度が更に取得されてもよい。蓄電デバイス制御ユニット１２は、取得された電圧値及び電流値等から、第１の蓄電デバイス１１の状態を検出する。検出される第１の蓄電デバイス１１の状態の一例としては、電圧値、電流値、温度、及び電池容量等が挙げられる。蓄電デバイス制御ユニット１２は、検出された第１の蓄電デバイス１１の状態に応じて第１の蓄電デバイス１１の状態を制御する。蓄電デバイス制御ユニット１２による制御の一例としては、第１の蓄電デバイス１１からの出力電力を停止するためにスイッチ１３をオフにすること等が挙げられる。
【００１８】
第１の蓄電デバイス１１から検出された状態が異常である場合、蓄電デバイス制御ユニット１２は、第１の蓄電デバイス１１の異常を、第２の蓄電デバイスに対する状態検出信号を用いて状態検出信号線Ｌｄを介して車両２へ通知する。
【００１９】
第１の蓄電デバイス１１の異常の一例としては、過充電電圧、過放電電圧、過電流、容量劣化、及び高温等が挙げられる。第１の蓄電デバイス１１の異常は、第１の蓄電デバイス１１から検出された状態を基に判定され、検出された状態の程度に応じて重大異常と軽微異常とに区別されてもよい。
【００２０】
また、上述の状態検出信号とは、第２の蓄電デバイスの温度や電解液の液面レベルといった、第２の蓄電デバイスから検出された第２の蓄電デバイスの状態を示す信号を指す。仮に、第２の蓄電デバイスを含む蓄電装置（図示せず）が車両２に接続された場合、状態検出信号は、状態検出信号線Ｌｄを介して該蓄電装置から車両２へ出力される。例えば、電解液の液面レベルは、第２の蓄電デバイスに設置された液面レベルセンサ（図示せず）により測定され、測定値を示す状態検出信号は、第１の状態検出信号線Ｌｄ１を介して液面レベルセンサから表示ユニット２３へ出力される。また、例えば、第２の蓄電デバイスの温度は、第２の蓄電デバイスに設置された温度センサ（図示せず）により測定され、測定値を示す状態検出信号は、第２の状態検出信号線Ｌｄ２を介して温度センサから表示ユニット２３へ出力される。
【００２１】
図１に示すように、蓄電デバイス制御ユニット１２から延伸する状態検出信号線Ｌｄは、表示ユニット２３から延伸する状態検出信号線Ｌｄと、状態検出信号線用コネクタ１７、２５を介して接続される。なお、図１には、第１の状態検出信号線Ｌｄ１及び第２の状態検出信号線Ｌｄ２の２本の状態検出信号線Ｌｄが示されているが、状態検出信号線Ｌｄの数は、車両２から延伸する状態検出信号線Ｌｄの数に応じて任意であってよい。
【００２２】
例えば、蓄電デバイス制御ユニット１２は、過充電電圧、過放電電圧、又は過電流を表す第１の蓄電デバイス１１の異常を、第２の蓄電デバイスの温度又は電解液の液面レベルを示す状態検出信号に変換する。そして、蓄電デバイス制御ユニット１２は、状態検出信号に変換された第１の蓄電デバイス１１の異常を状態検出信号線Ｌｄを介して車両２へ通知する。図２は、実施形態に従った第１の蓄電デバイスの異常通知の一例を説明する図である。図２（Ａ）は、単一の状態検出信号が用いられる一例であり、図２（Ｂ）は、複数の状態検出信号が用いられる一例である。
【００２３】
図２（Ａ）に示すように、蓄電デバイス制御ユニット１２は、予め設定された複数の閾値の内、第１の蓄電デバイス１１の異常の程度に対応する所定の閾値以上の信号レベルの状態検出信号を用いて、第１の蓄電デバイス１１の異常を通知してもよい。図２（Ａ）に示す一例では、第１の蓄電デバイス１１の重大異常を示す異常閾値と、第１の蓄電デバイス１１の軽微異常を示す警告閾値とが所定の閾値として設定される。第１の蓄電デバイス１１が正常である場合、警告閾値未満の状態検出信号を用いて第１の蓄電デバイス１１の正常が通知される。第１の蓄電デバイス１１に軽微な異常がある場合、警告閾値以上で異常閾値未満の状態検出信号を用いて第１の蓄電デバイスの軽微異常が通知される。第１の蓄電デバイス１１に重大な異常がある場合、異常閾値以上の状態検出信号を用いて第１の蓄電デバイス１１の重大異常が通知される。
【００２４】
なお、状態検出信号が図２（Ａ）に示すようなアナログ信号ではなく、ＯＮ又はＯＦＦといったデジタル信号である場合には、例えば、所定の閾値をＯＮ状態の信号レベルに設定してもよい。この場合、例えば、第１の蓄電デバイス１１の正常はＯＦＦ状態の信号レベルの状態検出信号を用いて通知され、第１の蓄電デバイス１１の異常はＯＮ状態の信号レベルの状態検出信号を用いて通知される。
【００２５】
また、図２（Ｂ）に示すように、蓄電デバイス制御ユニット１２は、複数の状態検出信号の信号レベルの組み合わせを用いて第１の蓄電デバイス１１の異常を通知してもよい。図２（Ｂ）に示す一例では、第１の状態検出信号のＯＮ状態及びＯＦＦ状態の各信号レベルと、第２の状態検出信号のＯＮ状態及びＯＦＦ状態の各信号レベルとの組み合わせを用いて第１の蓄電デバイス１１の異常が通知される。例えば、第１の状態検出信号は、電解液の液面レベルを示す状態検出信号であり、第２の状態検出信号は、第２の蓄電デバイスの温度を示す状態検出信号である。なお、第１の状態検出信号が第２の蓄電デバイスの温度を示す状態検出信号であり、第２の状態検出信号が電解液の液面レベルを示す状態検出信号であってもよい。第１の蓄電デバイス１１が正常である場合、ＯＦＦ状態の信号レベルの第１及び第２の状態検出信号を用いて第１の蓄電デバイス１１の正常が通知される。第１の蓄電デバイス１１に軽微な異常がある場合、ＯＮ状態の信号レベルの第１の状態検出信号とＯＦＦ状態の信号レベルの第２の状態検出信号とを用いて第１の蓄電デバイス１１の軽微異常が通知される。第１の蓄電デバイス１１に重大な異常がある場合、ＯＮ状態の信号レベルの第１及び第２の状態検出信号を用いて第１の蓄電デバイス１１の重大異常が通知される。
【００２６】
なお、各状態検出信号が図２（Ｂ）に示すようなデジタル信号ではなく、アナログ信号である場合には、各状態検出信号に所定の閾値を設定してもよい。この場合、所定の閾値以上か否かで区別される、各状態検出信号の信号レベルの組み合わせを用いて第１の蓄電デバイス１１の異常は通知される。
【００２７】
蓄電デバイス制御ユニット１２は、図２を参照しながら上述したような状態検出信号を任意のタイミングで出力してもよい。例えば、車両２の走行時の振動等により、車両２に搭載された蓄電デバイス中の電解液の液面が傾いたり揺れると液面レベルが正確に検出されない。そこで、車両２は、モータ２２の動作中には液面レベルを取得しないように構成される。しかしながら、車両２がこのように構成される場合であっても、蓄電デバイス制御ユニット１２は、モータ２２の動作中に、液面レベルを示す状態検出信号を用いて第１の蓄電デバイスの異常を通知してもよい。
【００２８】
更に、図２を参照しながら上述した通知方法に代えて、蓄電デバイス制御ユニット１２は、次のような方法により第１の蓄電デバイス１１の異常を通知してもよい。すなわち、蓄電デバイス制御ユニット１２は、複数の状態検出信号の中から、第１の蓄電デバイス１１の異常を車両２へ通知する緊急度に従って特定の状態検出信号を選択し、選択した状態検出信号を用いて第１の蓄電デバイス１１の異常を通知してもよい。例えば、上述したように、車両２は、モータ２２の動作中に液面レベルを取得しないように構成される。一方、例えば、車両２は、第２の蓄電デバイスの温度をモータ２２の動作中にも取得するように構成される。そこで、蓄電デバイス制御ユニット１２は、車両２へ通知する緊急度が低い第１の蓄電デバイス１１の異常については、車両２に直ちに取得されない可能性がある、液面レベルを示す状態検出信号を用いて通知する。一方、蓄電デバイス制御ユニット１２は、車両２へ通知する緊急度が高い第１の蓄電デバイス１１の異常については、車両２に直ちに取得される可能性が高い、第２の蓄電デバイスの温度を示す状態検出信号を用いて通知する。なお、車両２へ通知する緊急度が高いか否かは、第１の蓄電デバイス１１の異常が大きいか否かと対応してもよいし、対応しなくてもよい。
【００２９】
蓄電デバイス制御ユニット１２は、表示ユニット２３により取得及び認識される状態検出信号の信号レベルが適切になるように、出力される状態検出信号の信号レベルを調整する。なお、状態検出信号の出力信号レベルをこのように調整するインタフェース回路を蓄電デバイス制御ユニット１２とは別に設けてもよい。
【００３０】
蓄電デバイス制御ユニット１２から出力された状態検出信号は、状態検出信号線Ｌｄを介して表示ユニット２３に入力される。表示ユニット２３は、入力された状態検出信号の信号レベルに従って第１の蓄電デバイス１１の正常又は異常を表示し、入力された信号レベルが第１の蓄電デバイス１１の異常を示す場合にはアラームを出力する。例えば、表示ユニット２３は、入力された状態検出信号の信号レベルに従った液面レベルや温度を表示する。ユーザは、表示ユニット２３の表示を参照することで、第１の蓄電デバイス１１の正常又は異常を判断できる。なお、表示ユニット２３が実行する表示プログラムを書き換えることで、入力された状態検出信号の信号レベルに従って第１の蓄電デバイス１１の正常又は異常を表示ユニット２３が直接表示するように構成してもよい。
【００３１】
このように、実施形態に従った蓄電装置によれば、第２の蓄電デバイス対応の車両で第１の蓄電デバイスが使用された場合に、第１の蓄電デバイスの異常を第２の蓄電デバイス対応の車両へ通知できる。
【００３２】
本発明は、以上の実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１      蓄電装置
１１      第１の蓄電デバイス
１１−１〜１１−Ｎ      単電池
１２      蓄電デバイス制御ユニット
１３      スイッチ
１４−１〜１４−Ｎ      電圧センサ
１５      電流センサ
１６      電力線用コネクタ
１７      状態検出信号線用コネクタ
２      車両
２１      駆動回路
２２      モータ
２３      表示ユニット
２４      電力線用コネクタ
２５      状態検出信号線用コネクタ
Ｌｄ（Ｌｄ１、Ｌｄ２）      状態検出信号線
Ｌｐ１      電圧線
Ｌｐ２      中性線
【図１】
2017147077.tif 000003
【図２】
2017147077.tif 000004