DE112021002462T5

DE112021002462T5 - Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz und Spreizsitzfahrzeug

Info

Publication number: DE112021002462T5
Application number: DE112021002462.0T
Authority: DE
Inventors: Haruyoshi Hino
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 2020-04-22
Filing date: 2021-04-20
Publication date: 2023-02-09
Also published as: GB202215467D0; TW202144227A; TWI832046B; GB2608955A; FR3109674A1

Abstract

Die vorliegende Lehre zielt darauf ab, einen Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz vorzusehen, der in der Lage ist, eine geringe Größe mit einer einfachen Konfiguration aufzuweisen, und in der Lage ist, innerhalb einer kurzen Zeitdauer geladen zu werden. Der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz weist mehrere Lithiumionenbatterien, ein Gehäuse und einen elektrischen Verbinder, der an dem Gehäuse angebracht ist, auf, wobei der elektrische Verbinder mit einem Gegenverbinder verbunden wird und konfiguriert ist, um einen elektrischen Strom, der empfangen und ausgegeben wird, zu einem Fahrzeugkörper zu übertragen. Der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz weist eine Ladungskapazität von 2,5 Ah oder mehr, eine maximale Ladespannung von 12 V oder mehr und 60 V oder weniger, und plattenförmige Stromschienen zum Schalten des elektrischen Verbinders und der Mehrzahl von Lithiumionenbatterien in Reihe ohne irgendeine Parallelschaltung auf, um in der Lage zu sein, Elektrizität zu empfangen und auszugeben, die in Antriebsleistung zum Erhöhen einer Antriebskraft des Spreizsitzfahrzeugs umgewandelt werden soll, wobei die plattenförmigen Stromschienen eine solche Breite und eine solche Dicke aufweisen, dass ein Laden von Elektrizität zum Erhöhen der Antriebskraft des Spreizsitzfahrzeugs mit einem elektrischen Strom, der entlang einer einzelnen Route, die durch die Reihenschaltung gebildet ist, fließt, unter der maximalen Ladespannung von 12 V oder mehr und 60 V oder weniger möglich ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz und ein Spreizsitzfahrzeug.
Hintergrundtechnik
Ein Batteriesatz (Batteriepack) zur Verwendung in einem Spreizsitzfahrzeug ist beispielsweise in der Patentliteratur 1 (PTL1) offenbart. Das Spreizsitzfahrzeug der PTL1 ist ein Fahrzeug, das keinen Verbrennungsmotor (engine) aufweist. Die PTL1 zeigt ein Elektromotorrad als ein Beispiel des Spreizsitzfahrzeugs. Der Batteriesatz der PTL1 ist in ein Spreizsitzfahrzeug eingebaut.
Der Batteriesatz der PTL1 weist mehrere Gehäuse zum Unterbringen von Batterieeinheiten auf. Ein Wärmeableitungsraum ist zwischen einigen der mehreren Gehäuse vorgesehen. Dies ist, wie die Technik der PTL1 versucht, die Wärmeableitungsfähigkeit des Batteriesatzes zu erhöhen, während der Batteriesatz einen großen Betrag an Energiekapazität beibehält.
Zitatliste
Patentliteratur
PTL1: Japanische Patentanmeldung Offenlegungsnummer 2013-232280
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Es ist erwünscht, einen Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz in einem Spreizsitzfahrzeug mit einer einfachen Konfiguration zu verkleinern, zum Zweck einer erhöhten Befestigbarkeit an dem Fahrzeug. Es ist ebenfalls erwünscht, dass ein Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz zur Verwendung in einem Spreizsitzfahrzeug in der Lage ist, Elektrizität innerhalb einer kurzen Zeitdauer zu laden, wobei die Elektrizität ausreichend ist, um eine Antriebskraft des Spreizsitzfahrzeugs zu erhöhen.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, einen Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz vorzusehen, der mit einer einfachen Konfiguration verkleinert sein kann, und der in der Lage ist, Elektrizität innerhalb einer kurzen Zeitdauer zu laden, wobei die Elektrizität ausreicht, um eine Antriebskraft eines Spreizsitzfahrzeugs zu erhöhen.
Lösung des Problems
Der vorliegende Erfinder untersuchte Charakteristika eines Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes, der für ein Spreizsitzfahrzeug geeignet ist.
Ein Spreizsitzfahrzeug ist derart konfiguriert, dass die Fahrzeughaltung beim Fahren durch eine Gewichtsverlagerung des Fahrers gesteuert wird.
Ein Batteriemodul für einen EV-Gabelstapler ist beispielsweise in der japanischen Patentanmeldung Offenlegungsnummer 2014-180185 offenbart. Der Gabelstapler ist ein Fahrzeug, das primär dazu bestimmt ist, schwere Objekte hochzuheben und zu befördern. Der Gabelstapler ist nicht so konfiguriert, dass die Fahrzeughaltung durch eine Gewichtsverlagerung des Fahrers gesteuert wird. Der Gabelstapler ist derart ausgewogen, dass ein Gewichtsgleichgewicht beibehalten werden kann, wenn ein schweres Objekt befördert wird.
Andererseits besteht unter dem Gesichtspunkt der Manövrierfähigkeit und des Fahrverhaltens, die oben genannt sind, eher der Wunsch nach einer Verkleinerung. Der Gewichtsanteil eines Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes an dem gesamten Spreizsitzfahrzeug ist höher als diejenigen der anderen angebrachten Komponenten. Ein Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz für die Verwendung in einem Spreizsitzfahrzeug muss eine kleine Größe aufweisen, während er in der Lage ist, Elektrizität zu empfangen und zum Erhöhen einer Antriebskraft auszugeben.
Als ein Ergebnis der Studien hinsichtlich des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes, der solche Charakteristika aufweist, entdeckte der vorliegende Erfinder Folgendes.
Normalerweise werden in einem Batteriesatz mehrere Batterien in Kombination verwendet, zu dem Zweck des Lieferns eines großen Betrags einer Energiekapazität oder Ladungskapazität.
Beispielsweise weist der Batteriesatz der PTL1 mehrere Batterien auf. Beispielsweise sind bei der PTL1 168 Batterien zum Beispiel parallel und in Reihe geschaltet, um einen erhöhten Betrag einer Energiekapazität zu liefern. Detaillierter bilden 12 Batterien, die parallel geschaltet sind, eine Gruppe, und 14 Gruppen sind in Reihe geschaltet. Der Batteriesatz der PTL1 weist einen Steuerabschnitt auf. Der Steuerabschnitt ist eine Batterieverwaltungssteuerung (BMC = Battery Management Controller) mit einer CPU und einem Speicher. Der Steuerabschnitt überwacht und steuert Ladungszustände der Batterien, die parallel geschaltet sind. Der Steuerabschnitt ist, durch einen elektrischen Draht, mit jeder der Batterien, die in dem Batteriesatz enthalten sind, verbunden. Der Steuerabschnitt überwacht einen Zustand jeder Batterie. Der Steuerabschnitt zentralisiert die Steuerung jeder Batterie. Mit anderen Worten werden Informationen von jeder Batterie, die einen Zustand der Batterie darstellen, an dem Steuerabschnitt zentralisiert. Basierend auf den zentralisierten Informationen steuert der Steuerabschnitt jede Batterie. Spezieller erfasst der Steuerabschnitt, der mit jeder Batterie verbunden ist und die CPU und den Speicher aufweist, die Temperatur, den elektrischen Strom, die Spannung, die Verwendungshäufigkeit und dergleichen jeder Batterie und zentralisiert und überwacht somit den Zustand jeder Batterie und steuert ferner jede Batterie.
In dem Batteriesatz der PTL1 sind 12 Batterien, die eine Gruppe bilden, parallel geschaltet. Die Batterien, die parallel geschaltet sind, zeigen aufgrund des Zustands einer Elektrode und des Zustands eines Elektrolyts Schwankungen in ihren Charakteristika, einschließlich eines inneren Widerstands. Beim Laden werden gleiche Spannungen an die Batterien, die parallel geschaltet sind, angelegt. Jedoch sind elektrische Ströme, die durch die Batterien, die parallel geschaltet sind, fließen, entsprechend der Schwankungen der Charakteristika. Genauer gesagt unterscheiden sich daher Ladungsmengen der Batterien, die parallel geschaltet sind, abhängig von den Schwankungen der Charakteristika. Der Steuerabschnitt steuert durch das Erfassen des Zustands jeder Batterie die Landungsmenge einer Batterie, die wahrscheinlich aufgrund der Parallelschaltung eine andere Landungsmenge aufweist.
Der vorliegende Erfinder untersuchte verschiedene Konfigurationen eines Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes, der für ein Spreizsitzfahrzeug geeignet ist. Bei der Untersuchung durch den vorliegenden Erfinder wurde ein Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz mit einer Ladungskapazität von 2,5 Ah oder mehr durch Einstellen einer Ladespannung des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes auf 12 V oder mehr und 60 V oder weniger konfiguriert, während absichtlich mehrere Lithiumionenbatterien in Reihe und nicht parallel zueinander geschaltet wurden. Zusätzlich wurde bei der Untersuchung eine plattenförmige Stromschiene für die Reihenschaltung der mehreren Lithiumionenbatterien verwendet, wobei die plattenförmige Stromschiene eine Länge, eine Breite und eine Dicke aufweist, wobei die Dicke geringer ist als sowohl die Länge als auch die Breite. Der vorliegende Erfinder entdeckte, dass diese Konfiguration ermöglicht, dass der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz mit einer einfachen Konfiguration kleiner gemacht wird, so dass er innerhalb einer kurzen Zeitdauer geladen werden kann. Da die Ladespannung des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes, der eine Ladungskapazität von 2,5 Ah oder mehr aufweist, auf 12 V oder mehr eingestellt ist, ist der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz in der Lage, ausreichend Energie zu laden, um die Antriebskraft des Spreizsitzfahrzeugs zu erhöhen.
Wenn mehrere Lithiumionenbatterien nicht parallel geschaltet sind, sondern in Reihe geschaltet sind, sind elektrische Ströme, die beim Laden durch die jeweiligen Lithiumionenbatterien fließen, im Wesentlichen gleich. Das heißt, dass die elektrischen Ströme, die durch die jeweiligen Lithiumionenbatterien fließen, ungeachtet eines inneren Widerstands jeder Lithiumbatterie im Wesentlichen gleich sind. Es ist daher einfach, ein Gleichgewicht zwischen den Ladungsmengen der jeweiligen Lithiumionenbatterien beizubehalten. Folglich kann beispielsweise eine Schaltung, die einen elektrischen Strom, eine Spannung oder eine Temperatur jeder Lithiumionenbatterie verwaltet, vereinfacht oder beseitigt sein. Beispielsweise ist es möglich, ein Gleichgewicht zwischen Ladungsmengen der jeweiligen Lithiumionenbatterien beizubehalten, ohne eine Steuervorrichtung zum Überwachen und Steuern der Zustände der Lithiumionenbatterien, die parallel geschaltet sind. Folglich kann ein Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz mit einer einfachen Konfiguration und einer geringen Größe erhalten werden.
Bei der Konfiguration sind die mehreren Lithiumionenbatterien nicht parallel geschaltet, sondern zueinander in Reihe geschaltet, während die maximale Spannung, die den Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz laden kann, 20 V oder mehr und 60 V oder weniger beträgt. In diesem Fall ist die maximale Spannung, die über die mehreren Lithiumionenbatterien, die in Reihe geschaltet sind, die angelegt wird, 60 V oder weniger.
Folglich arbeitet der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz in einem Bereich, der zu einer „Kleinspannung“ (ELV = Extra Low Voltage) oder einer „Sicherheitskleinspannung“ (SELV = Safety Extra Low Voltage) gemäß dem IEC (International Electrotechnical Commission) Standard-Nr. IEC60950 gehört. Da die Spannung des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes eine Niederspannung ist, kann die Isolationsstruktur desselben einfacher sein als im Fall einer Hochspannung.
Wie oben erwähnt wurde, ist die Spannung, die über die mehreren Lithiumionenbatterien, die in Reihe geschaltet sind, angelegt wird, eine Niederspannung, die zu der „Kleinspannung“ gehört. In diesem Fall kann die Anzahl von Lithiumionenbatterien, die in Reihe geschaltet sind, verglichen mit einem Fall, der beispielsweise zu einem Spannungsbereich höher als eine Spannung, die zu der „Kleinspannung“ gehört, gehört, reduziert sein. Folglich können Schwankungen der Ladungsfähigkeitscharakteristika zwischen den jeweiligen Lithiumionenbatterien, die in dem Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz enthalten sind, verglichen mit einem Fall, in dem viele Lithiumionenbatterien für eine Anpassung an hohe Spannungen verwendet sind, reduziert sein. Dies ermöglicht eine weitere Vereinfachung oder Beseitigung der Überwachungs- und Steuer-Schaltung. Folglich kann ein Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz mit einer einfachen Konfiguration und einer geringen Größe erreicht werden.
Die mehreren Lithiumionenbatterien sind durch Stromschienen jeweils in Reihe geschaltet. Ein elektrischer Verbinder ist an einem Gehäuse angebracht. Der elektrische Verbinder kann daher ebenfalls durch eine Stromschiene verbunden sein. Die Stromschiene weist eine plattenartige Form mit einer Länge, einer Breite und einer Dicke auf. Die Dicke ist kleiner als sowohl die Länge als auch die Breite.
Beispielsweise ist das Batteriemodul, das in der japanischen Patentanmeldung Offenlegungsnummer 2014-180185 gezeigt ist, die oben genannt ist, ein Modul für einen Gabelstapler zu Geschäftszwecken. Das Batteriemodul des Gabelstaplers wird beispielsweise während Nicht-Geschäftszeiten geladen. Bei dem Batteriemodul des Gabelstaplers wird keine kurze Ladezeit zum Laden eines großen elektrischen Stroms erwartet, und ferner ist weder eine Stromschiene gezeigt noch die Struktur einer Stromschiene gezeigt.
Das Schalten der mehreren Lithiumionenbatterien in Reihe durch die plattenförmigen Stromschienen ohne irgendeine Parallelschaltung kann die Formen und die Anordnung der Stromschienen vereinfachen, so dass eine Anordnungsregion der Stromschienen reduziert sein kann, verglichen beispielsweise mit einem Fall des Kombinierens einer Parallelschaltung und einer Serienschaltung mehrerer Lithiumionenbatterien. Folglich kann ein Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz ohne eine Steuervorrichtung zum Überwachen und Steuern der Zustände von Lithiumionenbatterien, die parallel geschaltet sind, erreicht werden.
Die Stromschiene weist einen elektrischen Widerstand auf, der geringer ist als beispielsweise der eines Drahts, der einen Leiterdurchmesser gleich der Dicke der Stromschiene und eine Länge gleich der Länge der Stromschiene aufweist. Wenn ein elektrischer Ladestrom der Lithiumionenbatterien, die in Reihe geschaltet sind, durch die Stromschienen fließt, wird folglich eine weiter unterdrückte Wärmemenge durch die Stromschienen selbst erzeugt. Ferner wird, wenn ein elektrischer Entladestrom der Lithiumionenbatterien, die in Reihe geschaltet sind, durch die Stromschienen fließt, eine weiter unterdrückte Wärmemenge durch die Stromschienen selbst erzeugt. Folglich kann bei dem Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz eine Struktur zur Wärmeableitung, die beim Laden mit einem großen elektrischen Strom erforderlich ist, vereinfacht und verkleinert sein. Folglich kann ein Laden mit einem großen elektrischen Strom ohne eine Parallelschaltung der mehreren Lithiumionenbatterien ermöglicht sein. Dies ermöglicht es beispielsweise, dass ein Elektromotorfahrzeug, das mit dem Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz ausgestattet ist, in einer Zeitdauer geladen wird, die näherungsweise einer Zeitdauer entspricht, die zum Auffüllen eines Flüssigkraftstoffs an einer herkömmlichen oder existierenden Tankstelle erforderlich ist. Eine Langzeitbesetzung einer Ladestation ist daher nicht notwendig.
Auf diese Weise macht es das Beseitigen einer Parallelschaltung, während es ein Liefern eines elektrischen Ladestroms von außerhalb gemäß Spezifikationen des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes erlaubt, möglich, ein Gleichgewicht zwischen Ladungsmengen der jeweiligen Lithiumionenbatterien beizubehalten, ohne eine Steuervorrichtung zum Überwachen und Steuern von Lithiumbatterien, die parallel geschaltet sind. Es ist auch möglich, die Isolationsstruktur zu vereinfachen. Es ist möglich, einen Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz mit einer einfachen Konfiguration und einer geringen Größe zu erreichen. Es ist möglich, den Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz innerhalb einer kurzen Zeitdauer zu laden, da ein Laden des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes mit einem großen elektrischen Strom ohne eine Parallelschaltung der mehreren Lithiumionenbatterien ermöglicht sein kann.
Folglich kann ein Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz mit einer einfachen Konfiguration und einer geringen Größe, der in der Lage ist, Elektrizität innerhalb einer kurzen Zeitdauer zu laden, erreicht werden, wobei die Elektrizität ausreicht, um eine Antriebskraft eines Spreizsitzfahrzeugs zu erhöhen.
Ein Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz gemäß Aspekten der vorliegenden Lehre, der basierend auf dem oben beschriebenen Wissen erreicht ist, weist die folgenden Konfigurationen auf.
(1) Ein Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz zur Verwendung in einem Spreizsitzfahrzeug, wobei der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz folgende Merkmale aufweist:

mehrere Lithiumionenbatterien;
ein Gehäuse, das die mehreren Lithiumionenbatterien unterbringt; und
einen elektrischen Verbinder, der an dem Gehäuse angebracht ist, wobei der elektrische Verbinder mit einem Gegenverbinder, der in einem Fahrzeugkörper des Spreizsitzfahrzeugs angeordnet ist, verbunden wird, wobei der elektrische Verbinder konfiguriert ist, um einen elektrischen Strom, der von dem Fahrzeugkörper empfangen und zu demselben ausgegeben wird, zu übertragen,
wobei der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz eine Ladungskapazität von 2,5 Ah oder mehr, eine maximale Ladespannung von 12 V oder mehr und 60 V oder weniger, und eine plattenförmige Stromschiene zum Schalten des elektrischen Verbinders und der mehreren Lithiumionenbatterien in Reihe ohne irgendeine Parallelschaltung aufweist, um in der Lage zu sein, Elektrizität zu empfangen und auszugeben, die in Antriebsleistung zum Erhöhen einer Antriebskraft des Spreizsitzfahrzeugs umgewandelt werden soll, wobei die plattenförmige Stromschiene eine solche Breite und Dicke aufweist, dass ein Laden von Elektrizität zum Erhöhen der Antriebskraft des Spreizsitzfahrzeugs mit einem elektrischen Strom, der entlang einer einzelnen Route, die durch die Reihenschaltung gebildet ist, fließt, unter der maximalen Ladespannung von 12 V oder mehr und 60 V oder weniger ermöglicht sein kann.

Bei der vorhergehenden Konfiguration weist der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz die mehreren Lithiumionenbatterien, das Gehäuse, den elektrischen Verbinder und die Stromschiene auf. Der elektrische Verbinder ist an dem Gehäuse angebracht. Der elektrische Verbinder wird mit dem Gegenverbinder, der in dem Fahrzeugkörper angeordnet ist, verbunden. Die Stromschiene schaltet den Verbinder und die mehreren Lithiumionenbatterien in Reihe ohne irgendeine Parallelschaltung. Der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz weist eine Ladungskapazität von 2,5 Ah oder mehr und eine maximale Ladungsspannung von 12 V oder mehr und 60 V oder weniger auf. Somit empfängt der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz Elektrizität und gibt dieselbe aus, die in Antriebsleistung zum Erhöhen der Antriebskraft des Spreizsitzfahrzeugs umgewandelt werden soll. Die Stromschiene ist plattenförmig. Die Stromschiene weist eine solche Breite und Dicke auf, dass ein Laden von Elektrizität zum Erhöhen der Antriebskraft des Spreizsitzfahrzeugs mit dem elektrischen Strom, der entlang der einzelnen Route, die durch die Reihenschaltung gebildet ist, fließt, ermöglicht werden kann. Die Stromschiene weist eine solche Breite und eine solche Dicke auf, dass ein Laden der Elektrizität mit einem elektrischen Strom, der entlang der einzelnen Route fließt, unter der maximalen Ladespannung von 12 V oder mehr und 60 V oder weniger ermöglicht sein kann.
Die Stromschiene weist einen elektrischen Widerstand auf, der beispielsweise geringer ist als der eines Drahts, der einen Leiterdurchmesser gleich der Dicke der Stromschiene und eine Länge gleich der Länge der Stromschiene aufweist. Wenn ein elektrischer Strom in der einzelnen Route, die durch die Reihenschaltung der Lithiumionenbatterien und des elektrischen Verbinders gebildet ist, fließt, wird somit eine weiter unterdrückte Wärmemenge durch die Stromschiene selbst erzeugt. Folglich kann eine Struktur zur Wärmeableitung, die beim Laden mit einem großen elektrischen Strom erforderlich ist, vereinfacht und verkleinert sein.
Mit der Stromschiene, die die mehreren Lithiumionenbatterien in Reihe ohne irgendeine Parallelschaltung schaltet, weist der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz eine Ladungskapazität von 2,5 Ah oder mehr auf. Der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz weist eine maximale Ladespannung von 12 V oder mehr und 60 V oder weniger als eine Spannung, die einer Spannung über der Reihenschaltung entspricht, auf. Hier sind 12 V die untere Grenze einer Spannung, die verbreitet als eine Spannung einer Leistungsquelle verwendet wird, die zum Erhöhen einer Antriebskraft eines Spreizsitzfahrzeugs beiträgt. Die Ladungskapazität von 2,5 Ah oder mehr entspricht einer Elektrizität, die in der Lage ist, eine Antriebskraft eines Spreizsitzfahrzeugs zu erhöhen, anders als eine Kapazität zum Betreiben eines Niederleistungsgeräts, wie zum Beispiel eines Mobiltelefons. Der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz, der eine Ladungskapazität von 2,5 Ah oder mehr und eine maximale Ladespannung von 12 V oder mehr und 60 V oder weniger aufweist, ist in der Lage, Elektrizität zu empfangen und auszugeben, mit der die Antriebskraft des Spreizsitzfahrzeugs erhöht werden kann.
Da die Stromschiene die mehreren Lithiumionenbatterien ohne irgendeine Parallelschaltung in Reihe schaltet, kann die Anordnung der Stromschiene verglichen mit beispielsweise einem Fall, bei dem eine Parallelschaltung und eine Reihenschaltung zusammen existieren, vereinfacht sein. Beispielsweise variieren in einem Fall mehrerer Lithiumionenbatterien, die parallel geschaltet sind, elektrische Ströme, die durch die jeweiligen Lithiumionenbatterien, die parallel geschaltet sind, fließen, beim Laden abhängig von inneren Widerständen der jeweiligen Lithiumionenbatterien. Folglich weisen die Lithiumionenbatterien unterschiedliche Ladungsmengen auf.
Bei einer Struktur von mehreren Lithiumionenbatterien, die ohne irgendeine Parallelschaltung in Reihe geschaltet sind, sind elektrische Ströme, die beim Laden durch die jeweiligen Lithiumionenbatterien fließen, im Wesentlichen gleich. Es ist daher einfach, ein Gleichgewicht zwischen Ladungsmengen der jeweiligen Lithiumionenbatterien beizubehalten. Folglich kann beispielsweise eine Schaltung zum Überwachen einer Ladungsmenge jeder Lithiumionenbatterie vereinfacht oder beseitigt sein.
Mit der Stromschiene, die die oben beschriebene Struktur aufweist, die die mehreren Lithiumionenbatterien ohne irgendeine Parallelschaltung in Reihe schaltet, kann eine Verkleinerung des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes erreicht werden, während eine Elektrizität, die angepasst ist, um die Antriebskraft des Spreizsitzfahrzeugs zu erhöhen, innerhalb einer kurzen Zeitdauer geladen werden kann.
Die mehreren Lithiumionenbatterien sind nicht parallel geschaltet, sondern durch die Stromschiene in Reihe zueinander geschaltet. Beispielsweise empfangen in einem Fall von Lithiumionenbatterien, die parallel geschaltet sind, die Lithiumionenbatterien, die parallel geschaltet sind, bei einer Verbindung mit einer Leistungsquelle zum Laden elektrische Ströme, wobei die elektrischen Ströme abhängig von inneren Widerständen der jeweiligen Lithiumionenbatterien verschieden sind. Folglich weisen die Lithiumionenbatterien unterschiedliche Ladungsmengen auf.
Bei der Struktur von Lithiumionenbatterien, die ohne irgendeine Parallelschaltung in Reihe geschaltet sind, sind elektrische Ströme, die durch die jeweiligen Lithiumionenbatterien beim Laden empfangen werden, im Wesentlichen gleich. Es ist daher einfach, ein Gleichgewicht zwischen Ladungsmengen der jeweiligen Lithiumionenbatterien beizubehalten. Folglich kann der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz ohne irgendeine Steuervorrichtung zum Überwachen und Steuern der Zustände von Lithiumionenbatterien, die parallel geschaltet sind, erreicht werden.
Ferner schaltet die Stromschiene den Verbinder und die mehreren Lithiumionenbatterien in Reihe ohne irgendeine Parallelschaltung. Dies kann die Form jeder Stromschiene ebenso wie die wechselseitige Anordnung von Stromschienen vereinfachen, verglichen beispielweise mit einem Fall des Kombinierens einer Parallelschaltung und einer Reihenschaltung mehrerer Lithiumionenbatterien. Folglich kann die Größe eines Raums, in dem die Stromschiene angeordnet ist, reduziert sein.
Bei der Konfiguration sind die mehreren Lithiumionenbatterien nicht parallel geschaltet, sondern sind in Reihe zueinander geschaltet, während die maximale Spannung, die den Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz laden kann, 20 V oder mehr und 60 V oder weniger beträgt. In diesem Fall ist die maximale Spannung, die über die mehreren Lithiumionenbatterien, die in Reihe geschaltet sind, angelegt werden kann, 60 V oder weniger.
Folglich arbeitet der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz in einem Bereich, der als „Kleinspannung“ (Kleinspannung: ELV, oder Sicherheitskleinspannung: SELV) gemäß dem IEC (International Electrotechnical Commission) Standard-Nr. IEC60950 bezeichnet wird. Da die Spannung des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes eine Niederspannung ist, kann seine Isolationsstruktur einfacher sein als die im Fall einer Hochspannung. Folglich kann die Größe des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes verringert sein.
Wie oben erwähnt wurde, ist die Spannung, die über die mehreren Lithiumionenbatterien, die in Reihe geschaltet sind, angelegt wird, eine Niederspannung, die als die „Kleinspannung“ bezeichnet wird. In diesem Fall kann die Anzahl von Lithiumionenbatterien, die in Reihe geschaltet sind, verglichen mit einem Fall in beispielsweise einem höheren Spannungsbereich als einer Spannung, die als die „Kleinspannung“ bezeichnet wird, reduziert sein. Folglich können Schwankungen der Ladefähigkeitscharakteristika zwischen den jeweiligen Lithiumionenbatterien, die in dem Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz enthalten sind, verglichen mit einem Fall, in dem beispielsweise viele Lithiumionenbatterien zur Anpassung an hohe Spannungen verwendet sind, reduziert sein. Dies ermöglicht beispielsweise eine weitere Vereinfachung oder Beseitigung einer Schaltung zum Überwachen der Ladungsmenge jeder Lithiumionenbatterie. Folglich kann der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz mit einer einfachen Konfiguration und einer geringen Größe erreicht werden.
Wie oben beschrieben ist, weist der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz, bei dem eine Reihenschaltung mit einer Stromschiene ohne irgendeine Parallelschaltung verbunden ist, eine maximale Ladespannung von 60 V oder weniger und eine Ladungskapazität von 2,5 Ah oder mehr auf. Damit kann eine Elektrizität, die der Antriebskraft des Spreizsitzfahrzeugs entspricht, geladen werden. Da die mehreren Lithiumionenbatterien durch eine Stromschiene ohne irgendeine Parallelschaltung in Reihe geschaltet sind, wobei die Stromschiene eine solche Breite und eine solche Dicke aufweist, dass ein Laden mit einem elektrischen Strom, der entlang der oben beschriebenen einzelnen bzw. einzigen Route fließt, unter der maximalen Ladespannung von 60 V oder weniger erreichbar ist, kann die Verdrahtungsstruktur vereinfacht sein. Ferner können sowohl eine Struktur zum Ableiten von Wärme, die beim Laden mit einem großen elektrischen Strom involviert ist, als auch eine Isolationsstruktur vereinfacht sein. Der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz mit einer einfachen Konfiguration und einer geringen Größe kann erreicht werden. Da ein Laden des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes mit einem großen elektrischen Strom ohne eine Parallelschaltung der mehreren Lithiumionenbatterien erreicht werden kann, kann der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz innerhalb einer kurzen Zeitdauer geladen werden.
Folglich kann der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz mit einer einfachen Konfiguration und einer geringen Größe, der in der Lage ist, Elektrizität in einer kurzen Zeitdauer zu laden, erreicht werden, wobei die Elektrizität ausreicht, um die Antriebskraft des Spreizsitzfahrzeugs zu erhöhen.
Bei einem Aspekt der vorliegenden Lehre kann der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz die folgende Konfiguration aufweisen.
(2) Bei dem Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz nach (1),

weist jede der Lithiumionenbatterien eine unabhängige negative Elektrode auf, wobei die unabhängige negative Elektrode zumindest ein Material aufweist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Spinell-Struktur-Lithiumtitanat, einem Niob-Titan-enthaltenen Verbundoxid und Graphit besteht, wobei die Stromschiene die unabhängige negative Elektrode mit einer positiven Elektrode oder einer negativen Elektrode verbindet, ohne die unabhängige negative Elektrode mit einer anderen unabhängigen negativen Elektrode zu verbinden, um eine Reihenschaltungsstruktur der mehreren Lithiumionenbatterien ohne irgendeine Parallelschaltung vorzusehen.

Bei der vorhergehenden Konfiguration weist jede der mehreren Lithiumionenbatterien die unabhängige negative Elektrode auf. Die Struktur, die keine Parallelschaltung aufweist, bewirkt, dass jede negative Elektrode elektrisch unabhängig von irgendeiner anderen negativen Elektrode ist. Das heißt, dass jede negative Elektrode nicht elektrisch mit irgendeiner anderen unabhängigen negativen Elektrode verbunden ist. Jede dieser negativen Elektroden enthält zumindest ein Material, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Spinell-Struktur-Lithiumtitanat, einem Niob-Titan-enthaltenden Verbundoxid und Graphit besteht.
Eine negative Elektrode, die zumindest ein Material, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Spinell-Struktur-Lithiumtitanat, einem Niob-Titan-enthaltenden Verbundoxid und Graphit besteht, kann die Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines inneren Kurzschlie-ßens reduzieren, die andernfalls durch eine Zersetzung von Lithium in einer negativen Elektrode verursacht werden kann, wie beispielsweise in der japanischen Patentanmeldung Offenlegungsnummer 2015-153719 beschrieben ist. Folglich kann eine Schaltung zum Überwachen des Ladungszustands jeder Lithiumionenbatterie vereinfacht oder beseitigt sein. Die Stromschiene verbindet solche Lithiumionenbatterien, ohne eine unabhängige negative Elektrode mit einer anderen unabhängigen negativen Elektrode elektrisch zu verbinden. Dies kann eine Struktur der Stromschiene vereinfachen, verglichen beispielsweise mit einem Fall des Kombinierens einer Parallelschaltung und einer Reihenschaltung. Überdies kann eine Schaltung zum Überwachen und Steuern jeder Lithiumionenbatterie weiter vereinfacht oder beseitigt sein. Beispielsweise kann die Verwendung eines Leiters zur Erfassung, der mit jeder Lithiumionenbatterie verbunden ist, um den Ladungszustand der Lithiumionenbatterie zu erfassen, reduziert oder beseitigt sein. Eine Verdrahtung, die die Stromschiene enthält, kann weiter vereinfacht sein. Folglich kann der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz, der mit einer einfacheren Konfiguration verkleinert ist und in der Lage ist, innerhalb einer kurzen Zeitdauer geladen zu werden, erreicht werden.
Bei einem Aspekt der vorliegenden Lehre kann der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz die folgende Konfiguration aufweisen.
(3) Der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz nach (1) oder (2), der ferner folgendes Merkmal aufweist:

einen Elektrischer-Strom-Unterbrecher, der einen elektrischen Strom unterbricht, der durch die mehreren Lithiumionenbatterien fließt, wobei der Elektrischer-Strom-Unterbrecher in Reihe zu dem elektrischen Verbinder und den mehreren Lithiumionenbatterien geschaltet ist.

Die vorhergehende Konfiguration kann ein unbeabsichtigtes Ausfließen des elektrischen Stroms der mehreren Lithiumionenbatterien nach außen durch den elektrischen Verbinder unterdrücken. Es ist daher möglich, die folgende Situation zu unterdrücken: In einem Fall eines Trennens oder Anbringens des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes von oder an dem Fahrzeugkörper kann der elektrischer Verbinder beispielsweise unbeabsichtigt in Kontakt mit einem Leiter an einem Ort außerhalb des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes kommen, weshalb ein großer elektrischer Strom, der durch eine Kurzschließen bewirkt wird, bewirkt, dass der Leiter an den elektrischen Verbinder geschweißt wird. Folglich kann die Wahrscheinlichkeit einer Situation, durch die beispielsweise der externe Leiter an den elektrischen Verbinder geschweißt wird, mit einer einfachen Konfiguration der Steuervorrichtung, die vereinfacht oder beseitigt ist, unterdrückt werden.
Bei einem Aspekt der vorliegenden Lehre kann der Batteriesatz die folgende Konfiguration aufweisen.
(4) Bei dem Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz nach einem von (1) bis (3),
ist ein Datenausgabeabschnitt innerhalb des Gehäuses vorgesehen, wobei der Datenausgabeabschnitt konfiguriert ist, um Spezifikationsdaten zum Identifizieren elektrischer Spezifikationen des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes auszugeben, und
der elektrische Verbinder weist einen Datenkommunikationsanschluss zum Ausgaben der Spezifikationsdaten nach außerhalb des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes auf.
Bei der vorhergehenden Konfiguration werden die Spezifikationsdaten zum Identifizieren der elektrischen Spezifikationen des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes von dem Datenausgabeabschnitt, der innerhalb des Gehäuses vorgesehen ist, nach außerhalb des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes über den elektrischen Verbinder ausgegeben. Dies macht es beispielsweise möglich, dass ein elektrischer Ladestrom gemäß den Spezifikationen des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes von außerhalb geliefert wird. Folglich können die Lithiumionenbatterien mit dem elektrischen Ladestrom gemäß den Spezifikationen geladen werden, sowohl wenn eine Steuervorrichtung zum Einstellen der Menge eines elektrischen Ladestroms, der von außerhalb geliefert wird, innerhalb des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes vorgesehen ist, als auch wenn die Steuervorrichtung nicht innerhalb des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes vorgesehen ist.
Bei einem Aspekt der vorliegenden Lehre kann der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz die folgende Konfiguration aufweisen:
(5) Bei dem Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz nach einem beliebigen von (1) bis (4),
ist ein dem Laden gewidmeter Verbinder an dem Gehäuse angebracht, wobei der dem Laden gewidmete Verbinder konfiguriert ist, um einen elektrischen Ladestrom von außerhalb des Spreizsitzfahrzeugs, in den der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz eingebaut ist, direkt in den Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz aufzunehmen.
Die vorhergehende Konfiguration ermöglicht es, den elektrischen Ladestrom von außerhalb des Spreizsitzfahrzeugs direkt in den Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz aufzunehmen, ohne einen Verbindungspartner des elektrischen Verbinders zu ändern.
Bei einem Aspekt der vorliegenden Lehre kann der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz die folgende Konfiguration aufweisen.
(6) Ein Spreizsitzfahrzeug, das folgende Merkmale aufweist:

den Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz gemäß einem von (1) bis (5);
einen Gegenverbinder, der konfiguriert ist, um mit dem elektrischen Verbinder des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes verbunden zu sein;
ein Antriebsrad;
eine Motorsteuervorrichtung, die konfiguriert ist, um eine Lieferung von Elektrizität von dem Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz zu einem Motor über den Gegenverbinder und eine Lieferung von Elektrizität von dem Motor zu dem Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz über den Gegenverbinder zu steuern; und
den Motor, der konfiguriert ist, um das Antriebsrad mit Elektrizität, die von der Motorsteuervorrichtung geliefert wird, anzutreiben und Elektrizität durch das Antriebsrad, das angetrieben wird, zu erzeugen, wobei
das Spreizsitzfahrzeug ohne den Einschluss irgendeiner Steuervorrichtung konfiguriert ist, die konfiguriert ist, um zumindest einen Parameter eines elektrischen Stroms, einer Spannung oder einer Temperatur, der von jeder der mehreren Lithiumionenbatterien erfasst wird, zu erfassen und basierend auf dem zumindest einen erfassten Parameter eine Spannung und/oder einen elektrischen Strom zumindest einer Lithiumionenbatterie der mehreren Lithiumionenbatterien zu ändern.

Mit der vorhergehenden Konfiguration kann ein Spreizsitzfahrzeug mit einer einfachen Konfiguration und einer geringen Größe, das in der Lage ist, den Batteriesatz innerhalb einer kurzen Zeitdauer zu laden, erreicht werden.
Bei einem Aspekt der vorliegenden Lehre kann das Spreizsitzfahrzeug die folgende Konfiguration aufweisen.
(7) Das Spreizsitzfahrzeug nach (6), das ferner folgende Merkmale aufweist:

einen Lenker zum Steuern, der sich in der Links-Rechts-Richtung des Spreizsitzfahrzeugs erstreckend abgeordnet ist; und
einen Sattel, der dafür konfiguriert ist, dass ein Fahrer im Spreizsitz auf demselben sitzt,
wobei das Spreizsitzfahrzeug als ein Neigefahrzeug konfiguriert ist, um eine Kurve auf eine solche Weise zu fahren, dass beim Kurvenfahren ein Fahrer, der den Lenker greift, sein Gewicht verlagert, um zu bewirken, dass sich das Spreizsitzfahrzeug zu der Innenseite der Kurve hin neigt.

Für ein Spreizsitzfahrzeug als ein Neigefahrzeug sind die Leichtigkeit und die Ansprechempfindlichkeit als Antwort auf eine Fahrermanipulation wichtig, weshalb eine Verringerung der Größe stark erwünscht ist. Das Spreizsitzfahrzeug ist jedoch mit einem Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz ausgestattet, was es nicht einfach macht, einen hohen Level einer Ansprechempfindlichkeit und einer Leichtigkeit in einem Spreizsitzfahrzeug als einem Neigefahrzeug zu erreichen. Diesbezüglich kann die vorhergehende Konfiguration ein Spreizsitzfahrzeug als ein Neigefahrzeug mit einer guten Ansprechempfindlichkeit und Leichtigkeit schaffen, das in der Lage ist, mit einer einfachen Konfiguration verkleinert zu sein und in der Lage ist, einen Batteriesatz innerhalb einer kurzen Zeitdauer zu laden.
Durch die Verwendung von Elektrizität, die in dem Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz gespeichert ist, kann eine Erhöhung der Antriebskraft des Spreizsitzfahrzeugs ermöglicht sein. Der Ausdruck „Elektrizität“, wie er hierin verwendet wird, umfasst zumindest chemische Energie, die beispielsweise in einem sekundären Batteriesatz gespeichert ist. Bei einer beispielhaften Konfiguration kann das Spreizsitzfahrzeug auch einen Kondensator aufweisen, und kann nicht nur mit chemischer Energie fahren, sondern auch mit elektro-physikalischer Energie, die in dem Kondensator gespeichert ist. Das Spreizsitzfahrzeug kann beispielsweise ein Fahrzeug sein, das keine Maschine aufweist. Das Spreizsitzfahrzeug kann beispielsweise ein rein elektrisches Spreizsitzfahrzeug sein. Das Spreizsitzfahrzeug ist jedoch nicht auf die obigen begrenzt und kann ein Fahrzeug sein, das mit einer Maschine als einem Verbrennungsmotor ausgestattet ist. Beispielsweise ist ein Plug-in-Hybrid-Fahrzeug, das eine Funktion des Ladens mit Elektrizität, die von außerhalb des Fahrzeugs geliefert wird, aufweist, und in der Lage ist, mit einer Maschine, die in das Fahrzeug eingebaut ist, zu fahren, durch das Spreizsitzfahrzeug umfasst.
Wenn das Spreizsitzfahrzeug fährt, wird der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz mit Elektrizität geladen, die durch den Motor, der durch das Antriebsrad angetrieben wird, erzeugt wird. Der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz wird mit einer Ladevorrichtung, die außerhalb des Spreizsitzfahrzeugs angeordnet ist, verbunden, um geladen zu werden. In einem Fall, in dem der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz in einem Spreizsitzfahrzeug verwendet wird, das mit einer Maschine ausgestattet ist, wird der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz mit Elektrizität von einem Generator, der durch die Maschine angetrieben wird, geladen.
Das Spreizsitzfahrzeug ist ein Fahrzeug zum Fahren in einem Reitstil auf einem Sattel. Ein Fahrer sitzt mit den Beinen rittlings auf einem Sattel des Spreizsitzfahrzeugs. Das Spreizsitzfahrzeug ist beispielsweise ein Neigefahrzeug. Beispiele des Spreizsitzfahrzeugs umfassen ein Motorrad vom Scooter-Typ, ein Motorrad vom Moped-Typ, ein Motorrad vom Offroad-Typ, oder ein Motorrad vom On-Road-Typ. Das Spreizsitzfahrzeug ist nicht auf ein Motorrad begrenzt, und kann ein Geländefahrzeug (ATV = All-Terrain-Vehicle) oder dergleichen sein, oder kann beispielsweise ein dreirädriges Motorrad sein. Das dreirädrige Motorrad kann zwei Vorderräder und ein Hinterrad aufweisen oder kann ein Vorderrad und zwei Hinterräder aufweisen.
Der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz ist ein Batteriesatz zur Verwendung in einem Spreizsitzfahrzeug. Der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz ist ein Satz (Pack), der mehrere Lithiumionenbatterien kombiniert und integriert aufweist. Der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz ist an einem Fahrzeugkörper des Spreizsitzfahrzeugs befestigt.
Der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz kann beispielsweise auf eine nicht-auswechselbare Art und Weise an dem Fahrzeugkörper befestigt sein.
Der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz ist nicht speziell begrenzt und kann beispielsweise auf eine auswechselbare Art und Weise an dem Fahrzeugkörper befestigt sein. Der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz kann ohne die Verwendung eines anderen Werkzeugs als eines Schlüssels, wie zum Beispiel eines Schraubenschlüssels, von dem Fahrzeugkörper entfernbar sein, oder kann durch die Verwendung eines anderen Werkzeugs als eines Schlüssels, wie zum Beispiel eines Schraubenschlüssels, bezüglich des Fahrzeugkörpers auswechselbar sein.
Der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz muss beispielsweise keine Überwachungsschaltung für jede Lithiumionenbatterie aufweisen. Der Ausdruck Überwachungsschaltung, wie er hierin verwendet wird, bezieht sich auf eine Schaltung, die zumindest einen Parameter misst, der aus einer Parametergruppe ausgewählt ist, die aus einer Spannung, einem elektrischen Strom und einer Temperatur besteht, und die den zumindest einen Parameter nach außerhalb ausgibt. Beispiele der Überwachungsschaltung enthalten eine Spannungserfassungsschaltung, eine Elektrischer-Strom-Erfassungsschaltung, und eine Temperaturerfassungsschaltung. Der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz muss beispielsweise keine Spannungserfassungsschaltung für jede Lithiumionenbatterie aufweisen. In einem solchen Fall kann der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz eine Überwachungsschaltung entsprechend einem anderen Parameter (wie zum Beispiel einem elektrischen Strom und/oder einer Temperatur) für jede Lithiumionenbatterie aufweisen, oder kann beispielsweise eine Spannungserfassungsschaltung für die gesamte Mehrzahl von Lithiumionenbatterien aufweisen.
Die Lithiumionenbatterie ist eine Batterie, die zum Laden und Entladen in der Lage ist. Die Lithiumionenbatterie kann eine sekundäre Batterie sein, die ein Laden und Entladen durch eine chemische Reaktion auf Elektroden durchführt. Die Lithiumionenbatterie führt ein Laden und Entladen durch Oxidations- und Reduktions-Reaktionen auf Elektroden durch. Die Lithiumionenbatterie wandelt chemische Energie, die in derselben gespeichert ist, in elektrische Energie um. Die Klemmenspannung der Lithiumionenbatterie ist nicht proportional zu der Elektrizitätsmenge, die in der Batterie gespeichert ist. Beispielsweise ist ein Lithiumionenkondensator nicht durch die Lithiumionenbatterie umfasst.
Die Lithiumionenbatterie weist eine positive Elektrode auf, die ein Lithiumoxid enthält. Eine Lithiumbatterie, die eine positive Elektrode aufweist, die ein Lithiummetall enthält, ist nicht durch die Lithiumionenbatterie umfasst. Die Lithiumionenbatterie ist eine nicht-wässrige Lithiumionenbatterie unter Verwendung eines nicht-wässrigen Elektrolyts, wie zum Beispiel eines organischen Lösungsmittels.
Die Lithiumionenbatterie kann eine Batterie sein, die in der Lage ist, Elektrizität zum Antreiben des Motors des Spreizsitzfahrzeugs zu speichern. Die Lithiumionenbatterie ist in der Lage, Elektrizität zu speichern, die von außerhalb des Spreizsitzfahrzeugs geliefert wird. Die Lithiumionenbatterie kann in der Lage sein, Elektrizität zu speichern, die von dem Motor geliefert wird, falls der Motor des Spreizsitzfahrzeugs Elektrizität erzeugt. Mit anderen Worten kann die Lithiumionenbatterie in der Lage sein, regenerierten elektrischen Strom des Motors zu speichern.
Als die Lithiumionenbatterie kann beispielsweise eine Lithiumionenbatterie mit einer maximalen kontinuierlichen Laderate von 10 C oder mehr verwendet werden. Als die Lithiumionenbatterie kann beispielsweise eine Lithiumionenbatterie mit einer maximalen kontinuierlichen Laderate von 20 C oder mehr verwendet werden. Als die Lithiumionenbatterie kann beispielsweise eine Lithiumionenbatterie mit einer maximalen kontinuierlichen Laderate von 40 C oder mehr verwendet werden. Hier kann es annehmbar sein, dass die Lithiumionenbatterie beispielsweise eine maximale kontinuierliche Laderate von 10 C oder weniger aufweist.
Die maximale Laderate bezieht sich auf die höchste maximale Laderate, die zu der Lithiumionenbatterie oder dem Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz erhalten werden kann. Die maximale Laderate stellt die Geschwindigkeit des Ladens dar. Die Einheit ist C. In einem Fall des Messens des Ladens mit einem konstanten elektrischen Strom ist die Größe eines elektrischen Stroms, der in der Lage ist, die Kapazität einer Batterie in einer Stunde vollständig zu laden, als 1 C definiert. Beispielsweise ist 1 C 2,5 A, wenn die Kapazität der Batterie 2,5 Ah ist.
Die Kapazität oder Ladungskapazität einer Batterie ist die Elektrizitätsmenge, die in die Batterie geladen werden kann. Die Einheit ist Ah. Die Ladungskapazität ist gleich der Entladungskapazität. Die Entladungskapazität ist beispielsweise die Menge an elektrischem Strom, die mit der Zeit akkumuliert wird, von einem Zeitpunkt, zu dem elektrische Ströme ausgegeben werden, wenn eine vollständig geladene Batterie das Ausgeben eines elektrischen Stroms mit dem Ausgeben einer Anfangsspannung beginnt, bis zu einem Zeitpunkt, wenn ihre Ausgangsspannung eine Schlussspannung erreicht. Entladebedingungen sind, dass der elektrische Strom derart entladen werden muss, dass die Schlussspannung beispielsweise durch eine Zehn-Stunden-Entladung erreicht wird (Zehn-Stunden-Rate). Der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz ist durch eine Reihenschaltung von Lithiumionenbatterien konfiguriert. Daher variiert eine Entladespannung, die eine Bedingung der Entladungskapazität ist, abhängig von der Anzahl von Lithiumionenbatterien, die in dem Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz enthalten ist. Die Entladungskapazität ist ungeachtet der Anzahl von Lithiumionenbatterien eingestellt.
Der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz, der eine Ladungskapazität von 2,5 Ah oder mehr aufweist, kann Elektrizität ausreichend laden oder entladen, um die Antriebskraft des Spreizsitzfahrzeugs zu erhöhen. Beispielsweise entspricht im Fall eines Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes 1, der eine Ausgangsspannung von 12 V und eine Ladungskapazität von 2,5 Ah aufweist, die Ausgabe eines elektrischen Stroms von 50 A für 20 Sekunden einem Elektrizitätsverbrauch von etwa 10 %. Infolge dieses Verbrauchs kann die Antriebskraft um etwa 600 W, oder einfach etwa 0,8 PS, für 20 Sekunden unterstützt werden. Die Ladungskapazität von 2,5 Ah oder mehr ist auf einem solchen Kapazitätspegel, dass durch die Verwendung von 50 % der Ladungskapazität eine Erhöhung der Antriebskraft für 20 Sekunden kontinuierlich fünfmal zumindest ohne den Bedarf eines Nachladens durchgeführt werden kann.
Der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz, der eine Ladungskapazität von 2,5 Ah oder mehr aufweist, ist größenmäßig beispielsweise kleiner als eine Vorrichtung zum Laden elektro-physikalischer Energie, wie zum Beispiel eines Kondensators.
Der elektrische Verbinder überträgt einen elektrischen Strom, der von Komponenten des Fahrzeugkörpers empfangen wird und zu denselben ausgegeben wird. Beispielsweise überträgt der elektrische Verbinder einen elektrischen Strom, der zu dem Motor des Spreizsitzfahrzeugs hin ausgegeben wird. Beispielsweise überträgt der elektrische Verbinder einen elektrischen Strom, der von dem Motor geliefert wird, falls der Motor des Spreizsitzfahrzeugs Elektrizität erzeugt.
Der elektrische Verbinder kann als ein Verbinder zum Übertragen eines elektrischen Stroms verwendet werden, der von außerhalb des Spreizsitzfahrzeugs geliefert wird. Alternativ kann der elektrische Verbinder als ein Verbinder vorgesehen sein, der von dem Verbinder zum Übertragen eines elektrischen Stroms, der von außerhalb des Spreizsitzfahrzeugs geliefert wird, verschieden ist.
Der elektrische Verbinder ist an dem Gehäuse angebracht. Der elektrische Verbinder ist nicht an einer Position entfernt von dem Gehäuse angeordnet. Beispielsweise ist ein Verbinder, der an einem distalen Ende eines flexiblen Kabels, das sich von dem Gehäuse nach außen erstreckt, verschieden von dem elektrischen Verbinder der vorliegenden Lehre. Der elektrische Verbinder ist angebracht, um beispielsweise in eine Öffnung, die in dem Gehäuse gebildet ist, zu passen. Der elektrische Verbinder ist, indem er an dem Gehäuse angebracht ist, derart konfiguriert, dass die Positionsbeziehung des elektrischen Verbinders relativ zu dem Gehäuse beispielsweise nicht geändert werden kann. Der elektrische Verbinder kann beispielsweise an dem Fahrzeugkörper (beispielsweise einer Fahrzeugkörperverkleidung) ebenso wie an dem Gehäuse angebracht sein. Die Fahrzeugkörperverkleidung kann einen aufmachbaren/verschließbaren Deckel an einer Position aufweisen, die dem elektrischen Verbinder, der an dem Gehäuse angebracht ist, entspricht, um den elektrischen Verbinder von außerhalb zugreifbar zu machen, wenn der Deckel geöffnet ist.
Die Stromschiene ist ein Bauglied zum Übertragen eines elektrischen Stroms. Die Stromschiene ist aus Metall gefertigt. Die Stromschiene ist beispielsweise aus einem Kupfer- oder Aluminium-Material gefertigt. Die Stromschiene ist mit der Lithiumionenbatterie oder dem elektrischen Verbinder gekoppelt. Die gesamte Verdrahtung, die die Lithiumionenbatterien und den elektrischen Verbinder in Reihe schaltet, ist durch die Stromschiene gebildet. Die Verdrahtung ist eine elektrische Komponente, die primär dazu bestimmt ist, einen elektrischen Strom zu übertragen. In einer Route der Reihenschaltung können beispielsweise elektrische Komponenten angeordnet sein, wie zum Beispiel eine Sicherung, die dazu bestimmt ist, einen Überstrom zu unterdrücken, und ein Schalter, der dazu bestimmt ist, eine elektrische Strom route zu schalten.
Die Stromschiene weist eine Länge, eine Breite und eine Dicke auf. Die Länge ist eine Abmessung in einer Richtung, die eine Erstreckungsrichtung schneidet, die durch zwei Koppelabschnitte verläuft, was Abschnitte des Koppelns mit der Lithiumionenbatterie oder dem elektrischen Verbinder bedeutet. Die Breite ist eine Abmessung in einer Richtung, die die Erstreckungsrichtung schneidet. Die Dicke ist eine Abmessung in einer Richtung, die die Erstreckungsrichtung und die Breitenrichtung schneidet. Die Breite und die Dicke sind Abmessungen in Richtungen, die die Erstreckungsrichtung schneiden. Die Länge ist kleiner als die Breite. Die Dicke ist kleiner als die Breite. Die Stromschiene kann beispielsweise plattenförmig sein. Spezieller kann die Stromschiene beispielsweise wie eine flache Platte geformt sein, und kann vollständig gebogen sein oder an einem oder mehreren Abschnitten gebogen sein. Die Stromschiene weist eine Mehrzahl von Oberflächen auf, von denen zwei parallele Oberflächen sind, die sich entlang sowohl der Längenrichtung als auch der Breitenrichtung erstrecken. Mit anderen Worten weist die Stromschiene diese zwei parallelen Oberflächen auf, die die Dickenrichtung schneiden. Die Breite der Stromschiene kann gleichmäßig sein, oder kann an einem bestimmten Punkt variieren. Die Stromschiene kann beispielsweise ein Produkt einer Pressformerei sein. Beispielsweise ist ein Anschlussdraht nicht von der Stromschiene umfasst.
Die Stromschiene weist beispielsweise keinen isolierenden Belag auf. Die Stromschiene, die keinen isolierenden Belag aufweist, kann eine hohe Wärmeableitungsfähigkeit, die für einen großen elektrischen Strom angepasst ist, liefern. Die Stromschiene weist beispielsweise eine Starrheit auf, die ermöglicht, dass die Form derselben in der Luft beibehalten wird, während die Stromschiene mit einer Mehrzahl von Abschnitten (beispielsweise zwei Abschnitten) verbunden und an denselben befestigt ist. Die Stromschiene weist beispielsweise eine Starrheit auf, die das Gewicht der Stromschiene selbst tragen kann, um wesentliche Schwingungen, Deformationen oder Verschiebungen der Stromschiene zu verhindern, die andernfalls Schwingungen beim Fahren des Spreizsitzfahrzeugs bewirken können. Die Stromschiene umfasst beispielsweise nicht einen Leiter, der durch das Gewicht des Leiters selbst deformiert wird, und daher eine Position einer Verbindung mit einem Partner nicht beibehalten kann, während der Leiter nicht mit dem Partner verbunden ist. Die Stromschiene weist beispielsweise eine solche Starrheit auf, dass ihre Positionsbeziehung relativ zu dem Gehäuse oder zu einer Vorrichtung oder Komponente in dem Gehäuse im Wesentlichen beibehalten werden kann, selbst wenn das Spreizsitzfahrzeug fährt. Die Stromschiene weist eine solche Starrheit auf, dass zwei Lithiumionenbatterien, die miteinander elektrisch verbunden sind, auch in einem mechanischen Sinn als ein einzelnes Stück gekoppelt sein können. Die Stromschiene weist eine Dicke auf, die ermöglicht, eine Starrheit, wie sie oben beschrieben ist, zu liefern. Die Stromschiene ist jedoch nicht auf die obige begrenzt und kann teilweise einen isolierenden Belag enthalten. Die Stromschiene ist beispielsweise durch Schweißen mit der Lithiumionenbatterie und dem elektrischen Verbinder gekoppelt. Alternativ kann die Stromschiene beispielsweise durch Schrauben oder Muttern mit der Lithiumionenbatterie und dem elektrischen Verbinder gekoppelt sein. Spezieller kann die Stromschiene beispielsweise durch Schrauben oder Muttern mit einem Anschluss der Lithiumionenbatterie und einem Anschluss des elektrischen Verbinders gekoppelt sein. In einem solchen Fall ist die Breite der Stromschiene größer als der Durchmesser der Schraube oder Mutter. Die Breite der Stromschiene kann beispielsweise größer sein als der Durchmesser der Schraube oder Mutter des elektrischen Verbinders. Die Breite der Stromschiene kann beispielsweise größer sein als die Breite des Anschlusses der Lithiumionenbatterie. Die Stromschiene ist jedoch nicht auf das Obige begrenzt und kann beispielsweise eine Breite aufweisen, die kleiner ist als die Breite des Anschlusses der Lithiumionenbatterie. Die Stromschiene kann beispielsweise durch Löten gekoppelt sein.
Auf eine Stromschiene mit einer Dicke von 0,5 mm oder mehr sind beispielsweise Spezifikationen mit einer Stärke, die auf industriellen Standards von Stromschienen basiert, anwendbar. Eine Stromschiene mit einer Dicke von 0,5 mm oder mehr macht es leicht, eine Stromschiene mit einer Starrheit, die auf Standards basiert, zu erhalten. Eine Stromschiene, die konfiguriert ist, um einen elektrischen Strom von 50 A auszugeben, weist beispielsweise eine Querschnittfläche von etwa 20 mm² auf, wenn sie auf den industriellen Standards basiert. In diesem Fall kann die Breite der Stromschiene mit einer Dicke von 0,5 mm oder mehr etwa 40 mm oder weniger betragen. Unter Berücksichtigung der Batteriegröße kann die Stromschiene mit einem hohen Freiheitsgrad angeordnet werden, wobei ein Abstand zwischen Stromschienen unterdrückt wird. Auf eine Stromschiene mit einer Dicke von 2 mm oder mehr sind beispielsweise Spezifikationen von Komponenten basierend auf japanischen industriellen Standards von Stromschienen wie auch der Starrheit anwendbar. Folglich macht es eine Stromschiene mit einer Dicke von 2 mm oder mehr einfach, eine hohe Starrheit zu erhalten, so dass sowohl die Form der Stromschiene selbst als auch der Abstand zwischen Lithiumionenbatterien, die durch die Stromschiene verbunden sind, leicht beibehalten werden können. Darüber hinaus ist es für eine Stromschiene einfach, eine Festigkeit zu erhalten, die auf industriellen Standards basiert.
Die Dicke der Stromschiene ist nicht speziell begrenzt und kann beispielsweise geringer als 0,5 mm sein.
Die Breite und die Dicke der Stromschiene sind derart eingestellt, dass ein Laden mit dem elektrischen Strom, der entlang der einzelnen Route, die durch die Reihenschaltung gebildet ist, fließt, unter der maximalen Ladespannung von 12 V oder mehr und 60 V oder weniger möglich ist. Unter der Annahme eines elektrischen Stroms von 50 A weist die Stromschiene beispielsweise eine Breite und eine Dicke auf, die der Stromschiene eine Querschnittfläche von 20 mm² oder mehr vermittelt.
Der Datenkommunikationsanschluss kann beispielsweise in den elektrischen Verbinder integriert sein. Der Datenkommunikationsanschluss ist jedoch nicht darauf begrenzt und kann unabhängig von dem elektrischen Verbinder vorgesehen sein.
Die Daten zum Identifizieren der Spezifikationen des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes sind beispielsweise Daten, die den maximalen elektrischen Ladestrom des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes darstellen. Die Daten sind nicht speziell begrenzt und können beispielsweise Daten zum Identifizieren des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes oder Daten zum Identifizieren eines Typs des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes sein. In einem solchen Fall bezieht sich eine externe Vorrichtung auf eine Datenbank basierend auf den identifizierenden Daten, um Informationen über den maximalen elektrischen Ladestrom zu erhalten.
Der Datenkommunikationsanschluss ist beispielsweise in den Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz eingebaut und ist elektrisch mit dem Datenausgabeabschnitt verbunden, der die Daten zum Erhalten der Spezifikationen speichert. Hierbei kann der Datenausgabeabschnitt, der mit dem Datenkommunikationsanschluss verbunden ist, beispielsweise an einem Ort außerhalb des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes an dem Spreizsitzfahrzeug befestigt sein. Der Datenausgabeabschnitt speichert die Daten, um die Spezifikationen des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes zu erhalten. Der Datenausgabeabschnitt kann in den Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz eingebaut sein.
Eine Verbindung umfasst einen Zustand, bei dem eine elektrische Komponente dazwischengeschaltet ist. Beispiele der elektrischen Verbindung beinhalten einen Schalter, ein Relais, einen Widerstand, einen Verbindungsanschluss und eine Sicherung.
Der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz empfängt Elektrizität und gibt dieselbe aus, die in Antriebsleistung umgewandelt werden soll, um die Antriebskraft des Spreizsitzfahrzeugs zu erhöhen. Das bedeutet, dass die Elektrizität, die der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz beim Entladen ausgibt, in Antriebsleistung umgewandelt wird, die zu einer Erhöhung der Antriebskraft des Spreizsitzfahrzeugs beiträgt. Die Elektrizität wird beispielsweise durch einen Motor in Antriebsleistung umgewandelt. Die Antriebsleistung, die durch die Umwandlung erhalten wird, wird schließlich zu einem Rad übertragen.
Beispielsweise kann das Spreizsitzfahrzeug ein reines Elektromotorfahrzeug sein, das mit Elektrizität fährt, die hauptsächlich in den Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz geladen ist. Eine Erhöhung der Antriebskraft des Spreizsitzfahrzeugs hängt von der Elektrizität ab, die in den Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz geladen ist. Das Spreizsitzfahrzeug ist jedoch nicht speziell auf das obige begrenzt und kann eine Maschine als einen Verbrennungsmotor aufweisen. Beispielsweise kann es möglich sein, dass Elektrizität durch einen Motor in Antriebsleistung umgewandelt wird und verwendet wird, um die Maschine anzutreiben, um folglich die Antriebskraft des Spreizsitzfahrzeugs zu erhöhen. Beispielsweise kann es für einen Generator, der für eine Maschine vorgesehen ist, möglich sein, dass sowohl Elektrizität, die in den Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz geladen ist, als auch Elektrizität, die durch den Generator erzeugt wird, zu einem Motor geliefert werden.
Der Elektrischer-Strom-Unterbrecher ist eine elektrische Komponente, die in der Lage ist, zwischen einem Zustand des Übertragens eines elektrischen Stroms und einem Zustand eines Unterbrechens eines elektrischen Stroms umzuschalten. Der Elektrischer-Strom-Unterbrecher ist eine elektrische Komponente, die zum Beispiel gemäß der Flussmenge eines elektrischen Stroms von dem Zustand eines Übertragens eines elektrischen Stroms zu dem Zustand eines Unterbrechens eines elektrischen Stroms umschaltet. Ein Beispiel eines solchen Elektrischer-Strom-Unterbrechers kann eine Sicherung oder einen Trennschalter beinhalten. Der Elektrischer-Strom-Unterbrecher ist nicht auf die obigen speziell begrenzt und kann eine elektrische Komponente sein, die beispielsweise gemäß einer Fahrerbetätigung von dem Zustand eines Übertragens eines elektrischen Stroms zu dem Zustand eines Unterbrechens eines elektrischen Stroms umschaltet. Ein Beispiel eines solchen Elektrischer-Strom-Unterbrechers kann ein Relais, einen Schalter und einen Wartungsstecker beinhalten.
Die hierin verwendete Terminologie dient lediglich zum Definieren spezieller Ausführungsbeispiele und ist nicht dazu bestimmt, die Lehre zu begrenzen.
Wie er hierin verwendet wird, umfasst der Ausdruck „und/oder“ jede und alle Kombinationen von einem oder mehreren der zugehörigen aufgelisteten Punkte.
Wie sie hierin verwendet sind, spezifizieren die Ausdrücke „enthalten“, „aufweisen“, oder „haben“, und Variationen derselben das Vorliegen der genannten Merkmale, Schritte, Operationen, Elemente, Komponenten, und/oder Äquivalente derselben, und können einen oder mehrere der Schritte, Operationen, Elemente, Komponenten, und/oder Gruppen derselben beinhalten.
Wie sie hierin verwendet sind, werden die Ausdrücke „angebracht“, „gekoppelt“ und/oder Äquivalente derselben in einem breiten Sinn verwendet, und beinhalten sowohl eine direkte als auch eine indirekte Anbringung und Kopplung, es sei denn etwas anderes ist dargelegt.
Wenn es nicht anderweitig definiert ist, haben alle Ausdrücke (einschließlich technischer und wissenschaftlicher Ausdrücke, die hierin verwendet sind), die gleiche Bedeutung, wie sie allgemein durch Fachleute auf dem Gebiet, auf das sich die vorliegende Lehre bezieht, verstanden wird.
Es ist ferner zu verstehen, dass Ausdrücke, wie zum Beispiel diejenigen, die in üblicherweise verwendeten Wörterbüchern definiert sind, als eine Bedeutung aufweisend interpretiert werden sollten, die konsistent mit ihrer Bedeutung im Kontext der vorliegenden Offenbarung und der verwandten Technik ist, und nicht in einem idealisierten oder übermäßig formalen Sinn interpretiert werden sollten, es sei denn es ist ausdrücklich hierin so definiert.
Es ist zu verstehen, dass die Beschreibung der vorliegenden Lehre eine Anzahl von Techniken und Schritten offenbart.
Jede und jeder derselben besitzt einen individuellen Vorteil und kann auch in Verbindung mit einer oder mehreren, oder in einigen Fällen allen, der anderen offenbarten Techniken verwendet werden.
Folglich wird diese Beschreibung zu Zwecken der Klarheit davon absehen, jede mögliche Kombination der einzelnen Schritte auf eine überflüssige Art und Weise zu wiederholen.
Nichtdestotrotz sollten die Beschreibung und die Ansprüche mit dem Verständnis gelesen werden, dass solche Kombinationen vollständig innerhalb des Bereichs der vorliegenden Lehre und der Ansprüche liegen.
Die Beschreibung wird eine Erklärung über einen neuartigen Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz geben.
In der nachfolgenden Beschreibung werden zu Zwecken der Erläuterung zahlreiche spezifische Einzelheiten wiedergegeben, um ein umfassendes Verständnis der vorliegenden Lehre zu liefern.
Es ist jedoch offensichtlich, dass Fachleute die vorliegende Lehre ohne diese spezifischen Einzelheiten praktizieren können.
Die vorliegende Offenbarung ist als eine Veranschaulichung der vorliegenden Lehre zu verstehen und ist nicht dazu bestimmt, die vorliegende Lehre auf die spezifischen Ausführungsbeispiele, die durch die Zeichnungen oder die nachfolgenden Beschreibungen erklärt werden, zu begrenzen.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Lehre kann ein Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz, der in der Lage ist, mit einer einfachen Konfiguration verkleinert zu sein, und der in der Lage ist, innerhalb einer kurzen Zeitdauer geladen zu werden, erhalten werden.
Figurenliste

[1] ein Diagramm, das schematisch einen Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, ein Spreizsitzfahrzeug, das mit dem Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz ausgerüstet ist, und ein Vergleichsbeispiel zeigt.
[2] ein Diagramm, das in einem größeren Maßstab das Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, das in 1 gezeigt ist, zeigt.
[3] ein Diagramm, das das Spreizsitzfahrzeug, das in 1 gezeigt ist, detaillierter zeigt.
[4] ein Diagramm, das einen Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt.
[5] eine perspektivische Ansicht einer Stromschiene eines Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
[6] ein Diagramm, das schematisch einen Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz zeigt, der Stromschienen, wie sie in 5 gezeigt sind, aufweist.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Im Folgenden wird die vorliegende Lehre basierend auf Ausführungsbeispielen bezugnehmend auf die Zeichnungen beschrieben.
Erstes Ausführungsbeispiel
1 ist ein Diagramm, das schematisch einen Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, ein Spreizsitzfahrzeug, das mit dem Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz ausgestattet ist, und ein Vergleichsbeispiel zeigt. Der Teil (a-1) von 1 zeigt schematisch das Spreizsitzfahrzeug, das mit dem Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ausgestattet ist. Der Teil (b-1) von 1 zeigt schematisch den Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
Der Teil (a-2) von 1 zeigt schematisch ein Spreizsitzfahrzeug, das mit einem Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz gemäß dem Vergleichsbeispiel ausgestattet ist. Der Teil (b-2) von 1 zeigt schematisch den Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz gemäß dem Vergleichsbeispiel.
2 ist ein Diagramm, das in einem größeren Maßstab den Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, der in 1 gezeigt ist, zeigt.
Ein Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1, der in dem Teil (b-1) von 1 gezeigt ist, ist ein Batteriesatz (Battery Pack) zur Verwendung in einem Spreizsitzfahrzeug 100. Der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz ist ein Batteriesatz, der zum Laden und Entladen in der Lage ist. Der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 empfängt Elektrizität und gibt dieselbe aus, die in Antriebsleistung zum Erhöhen einer Antriebskraft des Spreizsitzfahrzeugs 100 umgewandelt werden soll. Der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 wird mit einer Spannung geladen, die gleich oder geringer als eine maximale Ladespannung ist. Die maximale Ladespannung des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes 1 ist 12 V oder mehr und 60 V oder weniger. Die maximale Ladespannung des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes 1 ist beispielsweise 48 V. Die maximale Ladespannung kann beispielsweise auf 14 V eingestellt sein oder kann beispielsweise auf 36 V eingestellt sein.
Der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 weist eine Ladungskapazität von 2,5 Ah oder mehr auf. Der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 empfängt daher Elektrizität zum Erhöhen der Antriebskraft des Spreizsitzfahrzeugs 100 und gibt dieselbe aus.
Der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 weist Lithiumionenbatterien 11, ein Gehäuse 12, einen elektrischen Verbinder 13 und Stromschienen bzw. Sammelschienen 14a bis 14f auf.
Bei dem Beispiel, das in dem Teil (b-1) von 1 gezeigt ist, weist der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 fünf Lithiumionenbatterien 11 auf. Die Lithiumionenbatterien 11 sind nicht parallel geschaltet, sondern sind in Reihe zueinander geschaltet.
Die Anzahl von Lithiumionenbatterien 11 ist derart eingestellt, dass eine maximale Spannung über der Reihenschaltung gleich oder größer als die maximale Spannung des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes 1 sein kann.
Die Lithiumionenbatterie 11 ist eine Batterie, die zum Laden und Entladen in der Lage ist. Die Lithiumionenbatterie 11 ist eine sekundäre Batterie, die ein Laden und Entladen durch eine chemische Reaktion auf Elektroden durchführt. Die Lithiumionenbatterie 11 weist eine positive Elektrode 11a, die ein Lithiumoxid enthält, auf. Die Lithiumionenbatterie 11 ist eine nicht-wässrige Lithiumionenbatterie unter Verwendung eines nicht-wässrigen Elektrolyts. Die Lithiumionenbatterie 11 weist eine negative Elektrode 11b auf, die beispielsweise zumindest ein Material aufweist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Spinell-Struktur-Lithiumtitanat, einem Niob-Titan-enthaltenden Verbundoxid oder Graphit besteht. Hierbei ist die negative Elektrode 11b der Lithiumionenbatterie 11 nicht speziell begrenzt und eine negative Elektrode, die eine andere Substanz als die obigen enthält, kann annehmbar sein.
Die Lithiumionenbatterie 11 weist einen maximalen elektrischen Ladestrom auf, der höher ist als der einer Batterie, deren positive Elektrode ein anderes Material enthält, wie zum Beispiel einer Blei-Säure-Batterie oder einer Nickel-Metall-Hybrid-Batterie. Die Lithiumionenbatterie 11 weist eine maximale kontinuierliche Laderate von 10 C oder mehr auf.
Das Gehäuse 12 bringt die Lithiumionenbatterien 11 unter. Das Gehäuse 12 weist beispielsweise eine geschlossene Struktur auf.
Speziell weist das Gehäuse 12 eine Struktur auf, die die Lithiumionenbatterien 11 von außerhalb unsichtbar macht. Dies kann das Auftreten einer Situation unterdrücken, bei der die Lithiumionenbatterien 11 durch einen Fremdkörper, der von außerhalb des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes 1 hereingelangt, kontaktiert wird.
Spezieller weist das Gehäuse 12 beispielsweise eine wasserfeste Struktur auf. Wenn der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 beispielsweise in dem Spreizsitzfahrzeug 100 vorgesehen ist, kann der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 möglicherweise Flüssigkeit, wie zum Beispiel Wasser oder Öl, ausgesetzt sein. Das Gehäuse 12 unterdrückt ein Eindringen der Flüssigkeit. Folglich wird ein Kontakt der Flüssigkeit mit den Lithiumionenbatterien 11 unterdrückt.
Der elektrische Verbinder 13, der mit einem Gegenverbinder (nicht gezeigt), der in einem Fahrzeugkörper 102 (siehe 3) des Spreizsitzfahrzeugs 100 angeordnet ist, verbunden ist, überträgt einen elektrischen Strom, der empfangen und ausgegeben wird, zu dem Fahrzeugkörper 102. Elektrizität, die in dem Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz gespeichert ist, wird durch den elektrischen Verbinder zu dem Fahrzeugkörper 102 des Spreizsitzfahrzeugs 100 geliefert.
Bei einer Regeneration wird regenerierte Elektrizität von dem Fahrzeugkörper 102 des Spreizsitzfahrzeugs 100 durch den elektrischen Verbinder 13 zu dem Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 geliefert.
Der elektrische Verbinder 13 dieses Ausführungsbeispiels kann auch mit einer Ladevorrichtung, wie zum Beispiel einer Ladestation, die außerhalb des Spreizsitzfahrzeugs 100 angeordnet ist, verbunden werden. Wenn das Spreizsitzfahrzeug 100 angehalten ist, wird ein Gegenverbinder, der in einer externen Ladevorrichtung angeordnet ist, statt des Gegenverbinders, der in dem Fahrzeugkörper 102 (siehe 3) angeordnet ist, verbunden. Folglich wird der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 geladen.
Die Stromschienen 14a bis 14f sind Leiter, die die Lithiumionenbatterien 11 und den elektrischen Verbinder 13 verbinden. Die Stromschienen 14a bis 14f sind aus Metall gefertigt.
Der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 weist mehrere Stromschienen 14 auf. Jede der Stromschienen 14a bis 14f weist eine plattenartige Form mit einer Länge L, einer Breite W und einer Dicke T auf. Die Stromschienen 14a bis 14f können die gleiche Größe und die gleiche Form aufweisen oder können verschiedene Größen und verschiedene Formen aufweisen. Bei einem Beispiel haben die Stromschienen 14a bis 14e die gleiche Größe und die gleiche Form. Die Stromschiene 14f hat eine Größe und eine Form, die von denen der Stromschienen 14a bis 14e verschieden ist.
In den Zeichnungen sind zur Klarheit der Zeichnungen die Länge L, die Breite W und die Dicke T eines Teils der Stromschienen 14e und 14f gezeigt. Jede der Stromschienen 14a bis 14e weist eine Dicke T auf, die kleiner ist als sowohl ihre Länge L als auch ihre Breite W. Die Stromschiene 14f weist eine Dicke T' auf, die kleiner ist als sowohl ihre Länge L' als auch ihre Breite W.
Die Stromschienen 14a bis 14f (die hierin nachfolgend auch als die Stromschienen 14 bezeichnet werden) schalten die Lithiumionenbatterien 11 und den elektrischen Verbinder 13 in Reihe. Die Stromschienen 14 schalten die Lithiumionenbatterien 11 ohne irgendeine Parallelschaltung in Reihe. Jede der Stromschienen 14 verbindet eine positive Elektrode 11a von einer Lithiumionenbatterie 11 mit einer negativen Elektrode 11 b einer anderen Lithiumionenbatterie 11 elektrisch, die von der einen Lithiumionenbatterie 11 verschieden ist. Einige der Stromschienen 14 verbinden den elektrischen Verbinder 13 mit den Lithiumionenbatterien 11. Die Stromschienen 14 sind über Anschlüsse (nicht gezeigt) mit den positiven Elektroden 11a und den negativen Elektroden 11b der Lithiumionenbatterien 11 verbunden.
Jede der Stromschienen 14 verbindet nicht zwei oder mehr positive Elektroden 11a, die in zwei oder mehr Lithiumionenbatterien 11 angeordnet sind. Jede der Stromschienen 14 verbindet nicht zwei oder mehr negative Elektroden 11b, die in zwei oder mehr Lithiumionenbatterien 11 angeordnet sind. Die Lithiumionenbatterien 11 sind nicht parallel geschaltet.
Jede Stromschiene 14 weist keinen isolierenden Belag auf. Der Leiterabschnitt jeder Stromschiene 14 ist nach außerhalb freiliegend. Die Stromschienen 14 können eine hohe Wärmeableitungsfähigkeit liefern, die an einen großen elektrischen Strom angepasst ist.
Die Stromschienen 14 sind beispielsweise durch Schweißen mit den Lithiumionenbatterien 11 und dem elektrischen Verbinder 13 gekoppelt.
Jede der Stromschienen 14a bis 14f weist beispielsweise einen elektrischen Widerstand auf, der geringer ist als der eines Drahts, der einen Leiterdurchmesser gleich der Dicke T und eine Länge gleich der Länge L der Stromschienen 14a bis 14e aufweist. Wenn ein elektrischer Ladestrom der Lithiumionenbatterien 11, die in Reihe geschaltet sind, durch die Stromschienen 14a bis 14f fließt, wird durch die Stromschienen 14a bis 14f selbst eine weiter unterdrückte Wärmemenge erzeugt.
Bei einer Schaltung, die die Stromschienen 14a bis 11f, die Lithiumionenbatterien 11 und den elektrischen Verbinder 13 aufweist, ist ein Gesamtwiderstand, was die Gesamtsumme der Widerstände der Stromschienen 14a bis 11f bedeutet, geringer als ein Ladewiderstand von einer Lithiumionenbatterie 11. Der Ladewiderstand der Lithiumionenbatterie 11 wird aus dem maximalen elektrischen Ladestrom relativ zu der maximalen Ladespannung der Lithiumionenbatterie 11 erhalten. Ein Gesamtreihenwiderstand der Stromschienen 14a bis 11f ist geringer als der Ladewiderstand einer Lithiumionenbatterie. Folglich ist die Wärmemenge, die von den gesamten Stromschienen beim Laden erzeugt wird, geringer als die Wärmemenge, die von einer Lithiumionenbatterie 11 erzeugt wird. Die Stromschienen 14a bis 11f sind in dem Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 verteilt angeordnet. Folglich wird Wärme, die durch die Stromschienen 14a bis 11f aufgrund eines elektrischen Stroms, der durch die Stromschienen 14a bis 11f fließt, erzeugt wird, in dem Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 verteilt. Folglich kann eine Konzentration von Wärme, die in dem Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 erzeugt wird, unterdrückt werden.
Die Lithiumionenbatterien 11, die in dem Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 dieses Ausführungsbeispiels enthalten sind, sind nicht parallel geschaltet, sondern sind in Reihe zueinander geschaltet. Es existieren Schwankungen des inneren Widerstands zwischen den Lithiumionenbatterien 11. Jedoch sind elektrische Ströme, die durch die jeweiligen Lithiumionenbatterien 11, die in Reihe geschaltet sind, fließen, ungeachtet von Unterschieden des inneren Widerstands im Wesentlichen gleich. Es ist daher leicht, ein Gleichgewicht zwischen den Ladungsmengen der jeweiligen Lithiumionenbatterien 11 beizubehalten.
Zum Beispiel sind in einem Fall, in dem ein Laden begonnen wird, wenn die Ladungsmenge jeder Lithiumionenbatterie 11 null ist, die akkumulierten Mengen der elektrischen Ströme in den jeweiligen Lithiumionenbatterien 11 zu einem beliebigen Zeitpunkt im Wesentlichen gleich. Das heißt, dass die Ladungsmengen der jeweiligen Lithiumionenbatterien 11 im Wesentlichen gleich sind. Auch beim Entladen der Lithiumionenbatterien 11 fließen im Wesentlichen gleiche elektrische Ströme in den jeweiligen Lithiumionenbatterien 11. Folglich sind die Ladungsmengen der jeweiligen Lithiumionenbatterien 11 zu einem beliebigen Zeitpunkt im Wesentlichen gleich. Beim Laden erreichen die Lithiumionenbatterien 11 daher einen vollen Ladungszustand im Wesentlichen zu der gleichen Zeit.
Dies macht es möglich, ein Gleichgewicht zwischen den Ladungsmengen der jeweiligen Lithiumionenbatterien beizubehalten, ohne eine Steuervorrichtung zum Überwachen und Steuern von Zuständen von Lithiumionenbatterien, die parallel geschaltet sind. Folglich kann der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 mit einer einfachen Konfiguration klein gemacht werden.
Eine Standardarbeitsspannung jeder Lithiumionenbatterie 11 ist beispielsweise 2,3 V. Jede Lithiumionenbatterie 11 kann jedoch mit einer Spannung geladen werden, die höher als die Standardarbeitsspannung ist. Jede Lithiumionenbatterie 11 wird beispielsweise mit einer Spannung von 3 V oder mehr geladen.
Während die Lithiumionenbatterien 11 konfiguriert sind, um nicht parallel geschaltet zu sein, sondern in Reihe zueinander geschaltet zu sein, beträgt die maximale Spannung, die den Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 laden kann, 12 V oder mehr und 60 V oder weniger. Bei dieser Konfiguration beträgt die maximale Spannung, die über eine Gruppe der Lithiumionenbatterien 11, die in Reihe geschaltet sind, angelegt wird, 12 V oder mehr und 60 V oder weniger.
Da die maximale Spannung, mit der der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 geladen werden kann, 12 V oder mehr beträgt, ist ein Entwurf möglich, bei dem er in direkter elektrischer Verbindung mit einer gewöhnlichen elektrischen Komponente, die an dem Spreizsitzfahrzeug 100 befestigt ist, ist. Da die maximale Spannung, mit der der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 geladen werden kann, 12 V oder mehr beträgt, ist ein Entwurf möglich, bei dem ein Motor 105, der in der Regel an dem Spreizsitzfahrzeug 100 befestigt ist, als ein Motor 105 verwendet wird, der eine Lieferung der geladenen Elektrizität empfängt. Da die maximale Spannung, mit der der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 geladen werden kann, 12 V oder mehr beträgt, kann der Motor 105, der eine Lieferung der geladenen Elektrizität empfängt, leicht die Antriebskraft des Spreizsitzfahrzeugs 100 erhöhen.
Der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 arbeitet in einem Bereich, der zu einer „Kleinspannung“ (Kleinspannung: ELV, oder Schutzkleinspannung: SELV) gemäß dem IEC (International Electrotechnical Commission) Standard-Nr. IEC60950 gehört. Eine Potenzialdifferenz an jedem Knoten in dem Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 überschreitet 60 V nicht.
Das ist der Grund, warum der „Betriebsisolations“-Bereich als ein Isolationsleveljedes Knotens, der in dem Batteriesatz verwendet wird, ausreicht. Eine Isolationsstruktur des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes 1, dessen Spannung eine niedrige Spannung ist, kann verglichen mit einem Hochspannungsfall vereinfacht sein.
Als die Lithiumionenbatterie 11 kann beispielsweise eine Lithiumionenbatterie 11 verwendet werden, die eine Ladungskapazität von 5 Ah oder mehr und 40 Ah oder weniger aufweist. In einem Fall, in dem eine solche Lithiumionenbatterie 11 eine maximale Ladespannung von 3 V aufweist, weist der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1, der 5 Lithiumionenbatterien 11, die in Reihe geschaltet sind, aufweist, eine maximale Ladespannung von 15 V auf.
In einem Fall, in dem beispielsweise die Lithiumionenbatterie 11 eine Ladungskapazität von 5 Ah und eine maximale kontinuierliche Laderate von 10 C hat, hat die Lithiumionenbatterie 11 einen maximalen kontinuierlichen elektrischen Ladestrom von 50 A. In einem Fall, in dem zum Beispiel die Lithiumionenbatterie 11 eine Ladungskapazität von 20 Ah und eine maximale kontinuierliche Laderate von 10 C hat, hat die Lithiumionenbatterie 11 einen maximalen kontinuierlichen elektrischen Ladestrom von 200 A. Es ist somit nicht leicht, die Fähigkeit, eine Batterie vollständig zu laden, nur basierend auf dem elektrischen Ladestrom zu begreifen. Dies ist aufgrund dessen der Fall, dass die Fähigkeit der Batterie, die volle Ladung zu erreichen, abhängig nicht nur von dem elektrischen Ladestrom, sondern auch von der Ladungskapazität variiert. In der Beschreibung hierin wird daher eine Angabe unter Verwendung einer Laderate, die einen Unterschied der Ladungskapazität berücksichtigt, verwendet, um die Fähigkeit der Batterie, die volle Ladung zu erreichen, anzuzeigen.
Wie oben erwähnt wurde, ist die Spannung, die über die mehreren Lithiumionenbatterien 11, die in Reihe geschaltet sind, angelegt wird, eine geringe Spannung, die zu der „Kleinspannung“ gehört. In diesem Fall kann die Anzahl von Lithiumionenbatterien 11, die in Reihe geschaltet ist, verglichen mit einem Fall, in dem beispielsweise eine Spannung höher als eine Spannung, die zu der „Kleinspannung“ gehört, angelegt wird, reduziert sein. Beispielsweise weist der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 dieses Ausführungsbeispiels fünf Lithiumionenbatterien 11, die in Reihe geschaltet sind, auf.
Folglich können Schwankungen der Ladefähigkeitscharakteristika zwischen den jeweiligen Lithiumionenbatterien 11, die in dem Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 enthalten sind, bei diesem Ausführungsbeispiel verglichen mit einem Fall, in dem zum Beispiel eine größere Anzahl von Batterien zur Anpassung an höhere Spannungen, die höher als die „Kleinspannung“ sind, verwendet wird, reduziert sein.
Folglich kann der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 dieses Ausführungsbeispiels leicht ein Gleichgewicht zwischen Ladungsmengen der jeweiligen Lithiumionenbatterien 11 beibehalten, ohne eine Steuervorrichtung, wie zum Beispiel ein Batterieverwaltungssystem (BMS).
Die Lithiumionenbatterien 11 der jeweiligen Lithiumionenbatterien 11, die in dem Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 dieses Ausführungsbeispiels enthalten sind, sind durch die Stromschienen 14a bis 14f, die einen geringen Widerstand aufweisen, verbunden. Folglich kann bei dem Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 eine hohe maximale kontinuierliche Laderate ohne irgendeine Parallelschaltung der mehreren Lithiumionenbatterien 11 erhalten werden.
Beispielsweise ist der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1, der eine maximale kontinuierliche Laderate von 10 C oder mehr hat, in der Lage, 50 % oder mehr der Ladungskapazität des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes 1 innerhalb von drei Minuten zu laden. Dies macht es möglich, dass beispielsweise ein Elektromotorfahrzeug, das mit dem Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 dieses Ausführungsbeispiels ausgestattet ist, innerhalb einer Zeitdauer geladen wird, die näherungsweise einer Zeitdauer entspricht, die für eine Auffüllung eines Flüssigkraftstoffs an einer herkömmlichen oder existierenden Tankstelle erforderlich ist. Eine Ladestation wird daher für eine kurze Zeit besetzt.
Der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 des Ausführungsbeispiels kann alternativ konfiguriert sein, um eine maximale kontinuierliche Laderate von weniger als 10 C aufzuweisen.
Im Obigen wird angenommen, dass die Elektrizitätsmenge, die geladen wird, beispielsweise 50 % der Ladungskapazität des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes 1 ist, da es häufig der Fall ist, dass das Spreizsitzfahrzeug 100, das keine Hilfsleistungsquelle, wie zum Beispiel einen Maschinengenerator, aufweist, normalerweise mit einer ausreichenden Reserve relativ zu der Nullprozent-Ladungsmenge geladen ist. Selbst wenn die Ladungsmenge des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes 1 beispielsweise mehr als 50 % ist, wird das Spreizsitzfahrzeug 1 häufiger geladen (wie zum Beispiel, wenn der Fahrer zu Hause ist).
Wenn es möglich ist, dass 50 % oder mehr des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes 1 beispielsweise innerhalb von drei Minuten geladen werden, wird der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 häufiger geladen. Spezieller macht, wenn eine Ladestation in einer Reiseroute existiert, das Spreizsitzfahrzeug 100 bei einer denkbaren Verwendung einen Zwischenstopp an der Ladestation für wenige Minuten, um geladen zu werden, selbst wenn die Ladungsmenge des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes 1 70 % oder mehr beträgt.
In einem Fall einer Ladestation, die zwei oder mehr Ladevorrichtungen aufweist, ist es beispielsweise möglich, eine Ladevorrichtung (Überholspur), die für ein Fahrzeug, das eine Ladung in wenigen Minuten abschließt, von einer Ladevorrichtung für die anderen Fahrzeuge zu unterscheiden. In einem solchen Fall hat ein spezielles Fahrzeug, dass das Laden in wenigen Minuten abschließt, keine lange Wartezeit und muss nur für eine kurze Zeit bleiben, bevor sein Laden abgeschlossen ist.
Der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 dieses Ausführungsbeispiels weist die Lithiumionenbatterien 11 auf, die nicht parallel geschaltet sind, sondern in Reihe geschaltet sind. Daher können die maximale kontinuierliche Laderate und der maximale elektrische Ladestrom des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes 1 die maximale kontinuierliche Laderate und den maximalen elektrischen Ladestrom der Lithiumionenbatterien 11 nicht übersteigen. Mit anderen Worten sind die maximale kontinuierliche Laderate und der maximale elektrische Ladestrom des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes 1 hauptsächlich durch die maximale kontinuierliche Laderate und den maximalen elektrischen Ladestrom der Lithiumionenbatterien 11 beschränkt.
Beispiele einer Lithiumionenbatterie mit einer maximalen kontinuierlichen Laderate von 10 C oder mehr umfassen:

eine Lithiumionenbatterie mit einer Ladungskapazität von 40 Ah oder weniger und einem maximalen elektrischen Ladestrom von 400 A;
eine Lithiumionenbatterie mit einer Ladungskapazität von 20 Ah oder weniger und einem maximalen elektrischen Ladestrom von 200 A;
eine Lithiumionenbatterie mit einer Ladungskapazität von 10 Ah oder weniger und einem maximalen elektrischen Ladestrom von 100 A; oder
eine Lithiumionenbatterie mit einer Ladungskapazität von 5 Ah oder weniger und einem maximalen elektrischen Ladestrom von 50 A.

Das Auswählen einer Lithiumionenbatterie mit einer Ladungskapazität von 5 Ah oder weniger macht es möglich, eine maximale kontinuierliche Laderate von 10 C oder mehr zu liefern, selbst wenn ein elektrischer Ladestrom, der von einer Ladevorrichtung geliefert werden kann, so klein wie 50 A ist.
Eine maximale Distanz, die das Spreizsitzfahrzeug 100 (siehe 3) mit der geladenen Elektrizität fahren kann, hängt von einer gesamten Ladungsmenge des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes 1 ab. Die gesamte Ladungsmenge des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes 1 ist proportional zu der Anzahl der eingebauten Lithiumionenbatterien 11. Da die Lithiumionenbatterien 11 nicht parallel geschaltet, sondern in Reihe geschaltet sind, ist es möglich, dass die Anzahl von Lithiumionenbatterien 11 unabhängig von dem maximalen elektrischen Ladestrom und der maximalen kontinuierlichen Laderate eingestellt wird. Die Anzahl von Lithiumionenbatterien 11, die in dem Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 enthalten sind, ist gleich der Anzahl von Reihenschaltungen der Lithiumionenbatterien 11.
Beim Entwurf des Spreizsitzfahrzeugs 100 kann die maximale Distanz, die das Spreizsitzfahrzeug 100 fahren kann, durch die Verwendung der Anzahl von Lithiumionenbatterien 11, die in dem Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 enthalten ist, eingestellt werden.
Die Ladespannung des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes 1 ist proportional zu der Anzahl der Lithiumionenbatterien 11. Das heißt, das Produkt einer Ladespannung einer Lithiumionenbatterie 11 und der Anzahl der Lithiumionenbatterien 11 ist im Wesentlichen gleich der Ladespannung des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes 1.
Die maximale Ladespannung des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes 1 ist 20 V oder mehr und 60 V oder weniger. Folglich ist die Anzahl der Lithiumionenbatterien 11 derart eingestellt, dass das oben genannte Produkt 60 V oder weniger sein kann.
Eine Spannung, die an den Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 angelegt wird, um zu bewirken, dass der vorher genannte maximale elektrische Ladestrom durch den Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 fließt, wird durch die Anzahl von Lithiumionenbatterien 11, die in Reihe geschaltet sind, geteilt, und als ein Ergebnis wird eine Spannung, die im Wesentlichen an jede Lithiumionenbatterie 11 angelegt wird, erhalten. Die erhaltene Spannung wird durch den maximalen elektrischen Ladestrom geteilt und als ein Ergebnis wird ein innerer Widerstand jeder Lithiumionenbatterie 11 erhalten.
Jede der Stromschienen 14a bis 14f weist eine plattenartige Form auf. Ein Gesamtwiderstand der Stromschienen 14a bis 14f ist geringer eingestellt als der innere Widerstand jeder Lithiumionenbatterie 11, wie oben erwähnt wurde. Beispielsweise kann der Gesamtwiderstand durch Erhöhen der Breite W oder der Dicke T der Stromschienen 14a bis 14f reduziert werden.
Das Einstellen des Gesamtwiderstands der Stromschienen 14a bis 14f, um geringer zu sein als der innere Widerstand jeder Lithiumionenbatterie 11, kann einen Einfluss des Widerstands der Stromschienen 14 auf die Spannung, den elektrischen Strom und die maximale kontinuierliche Laderate des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes 1 unterdrücken.
Wie oben beschrieben wurde, sind bei dem Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 dieses Ausführungsbeispiels die Lithiumionenbatterien 11 durch die Stromschienen 14b bis 14e miteinander verbunden, und die Lithiumionenbatterien 11 sind ferner durch die Stromschienen 14a, 14f mit dem elektrischen Verbinder 13 verbunden. Das Beseitigen einer Parallelschaltung der Lithiumionenbatterien 11 macht es möglich, ein Gleichgewicht zwischen Ladungsmengen der jeweiligen Lithiumionenbatterien 11 beizubehalten, mit einer Schaltung, die einfacher als eine zentralisierte Steuervorrichtung, wie zum Beispiel eine Batterieverwaltungssteuerung (BMC) ist, oder ohne eine solche Schaltung. Darüber hinaus kann die Isolationsstruktur vereinfacht sein. Folglich kann der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 mit einer einfachen Konfiguration und einer geringen Größe erreicht werden. Der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 kann innerhalb einer kurzen Zeitdauer geladen werden, ohne eine Parallelschaltung der mehreren Lithiumionenbatterien 11.
Beispielsweise kann ein Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 91 gemäß dem Vergleichsbeispiel, das in dem Teil (2-b) von 1 gezeigt ist, als ein Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz betrachtet werden, der eine maximale Ladespannung von 60 V oder weniger aufweist und konfiguriert ist, um eine Elektrizität zum Erhöhen einer Antriebskraft eines Spreizsitzfahrzeugs zu empfangen. Der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 91 des Vergleichsbeispiels weist eine Kombination einer Parallelschaltung und einer Reihenschaltung auf. Ein elektrischer Strom, der durch Stromschienen 914b bis 914e fließt, die die Lithiumionenbatterien 911 miteinander verbinden, ist gering. Bei dem Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 91 des Vergleichsbeispiels sind jedoch die Formen und die Anordnung der Stromschienen 914b bis 914e verglichen mit dem Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 des Ausführungsbeispiels, das in dem Teil (1-b) von 1 gezeigt ist, komplizierter. Der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 91 des Vergleichsbeispiels ist groß. Folglich tendiert auch das Spreizsitzfahrzeug 910, das mit dem Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 91 ausgestattet ist, dazu, groß zu sein.
Diesbezüglich kann der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 mit einer einfachen Konfiguration und einer geringen Größe, der in der Lage ist, innerhalb einer kurzen Zeitdauer geladen zu werden, erreicht werden.
3 ist ein Diagramm, das detaillierter eine Kontur des Spreizsitzfahrzeugs, das in 1 gezeigt ist, zeigt.
Das Spreizsitzfahrzeug 100, das in 3 gezeigt ist, weist den Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 auf. Das Spreizsitzfahrzeug 100 weist den Fahrzeugkörper 102 und Räder 103a, 103b auf. Der Fahrzeugkörper 102 ist mit einer Motorsteuervorrichtung 104 und dem Motor 105 versehen. Der Fahrzeugkörper 102 weist einen Sattel 107 und einen Lenker 108 zum Steuern auf. Der Sattel 107 ist dafür konfiguriert, dass ein Fahrer im Spreizsitz auf demselben sitzt. Der Lenker 108 zum Steuern ist angeordnet, um sich in einer Links-Rechts-Richtung des Spreizsitzfahrzeugs 100 zu erstrecken. Das Spreizsitzfahrzeug 100 ist, als ein Neigefahrzeug, konfiguriert, um eine Kurve auf eine solche Art und Weise zu fahren, dass beim Fahren der Kurve ein Fahrer, der den Lenker 108 greift, sein/ihr Gewicht verlagert, um zu bewirken, dass sich das Spreizsitzfahrzeug 100 zu der Innenseite der Kurve hin neigt. Das Spreizsitzfahrzeug 100 weist keine Maschine, wie einen Verbrennungsmotor, auf. Das Spreizsitzfahrzeug 100 ist ohne den Einschluss einer Steuervorrichtung konfiguriert. Die Steuervorrichtung, wie sie hierin genannt wird, ist konfiguriert, um zumindest einen Parameter von einem elektrischen Strom, einer Spannung oder einer Temperatur, der von jeder der mehreren Lithiumionenbatterien 11, die in dem Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 enthalten sind, erfasst wird, zu erfassen, und basierend auf dem zumindest einen erfassten Parameter die Spannung und/oder den elektrischen Strom von zumindest einer Lithiumionenbatterie 11 der mehreren Lithiumionenbatterien 11 zu ändern. Eine solche Steuervorrichtung ist auch nicht in dem Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 angeordnet.
Das Hinterrad 103b ist ein Antriebsrad. Der Motor 105 treibt das Rad 103b mit Elektrizität an, die von dem Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 geliefert wird. Weil das Rad 103 angetrieben wird, fährt das Spreizsitzfahrzeug 100.
Elektrizität in dem Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 wird über die Motorsteuervorrichtung 104 zu dem Motor 105 geliefert. Der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 ist über den elektrischen Verbinder 13 mit der Motorsteuervorrichtung 104 verbunden. Die Motorsteuervorrichtung 104 steuert ein Liefern von Elektrizität von dem Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 zu dem Motor 105 über den Gegenverbinder und eine Lieferung von Elektrizität von dem Motor 105 zu dem Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 über den Gegenverbinder. Das heißt, dass der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 über den elektrischen Verbinder 13 mit dem Fahrzeugkörper 102 des Spreizsitzfahrzeugs 100 verbunden ist. Ein elektrischer Strom wird von dem Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 über den elektrischen Verbinder 13 zu der Motorsteuereinheit 104 übertragen.
Wenn beispielsweise ein Bremsen durch ein regeneratives Bremsen des Motors 105 auf das Spreizsitzfahrzeug 100 angewendet wird, wird Elektrizität, die in dem Motor 105 erzeugt wird, über die Motorsteuervorrichtung 104 zu dem Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 geliefert. Zu dieser Zeit wird der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 geladen.
Das Spreizsitzfahrzeug 100, das in 3 gezeigt ist, besitzt eine Funktion, mit Elektrizität, die von außerhalb des Spreizsitzfahrzeugs 100 geliefert wird, geladen zu werden. Spezieller besitzt der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 eine Funktion, mit Elektrizität, die von außerhalb des Spreizsitzfahrzeugs 100 geliefert wird, geladen zu werden.
Beispielsweise wird der Gegenverbinder, der in der Motorsteuervorrichtung 104 angeordnet ist, von dem elektrischen Verbinder 13 getrennt und ein Verbinder einer Ladevorrichtung, die außerhalb des Spreizsitzfahrzeugs 100 vorgesehen ist, wird mit dem elektrischen Verbinder 13 verbunden. Der Verbinder der Ladevorrichtung, die außerhalb vorgesehen ist, ist beispielsweise ein Verbinder, der in einer Ladevorrichtung einer Ladestation angeordnet ist. Als der Verbinder der Ladevorrichtung kann beispielsweise ein Verbinder einer Ladevorrichtung, die in ein gewöhnliches Haus eingebaut ist und die eine kommerzielle Leistungsquelle verwendet, verwendet werden.
Die mehreren Lithiumionenbatterien 11 sind durch die Stromschienen 14 miteinander verbunden, und ferner ist der elektrische Verbinder 13 durch die Stromschienen 14 ebenfalls verbunden, weshalb der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 mit einem großen elektrischen Strom ohne eine Parallelschaltung der mehreren Lithiumionenbatterien 11 geladen werden kann, wie Bezug nehmend auf den Teil (1-b) von 1 beschrieben wurde. Zum Beispiel weist der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 eine maximale kontinuierliche Laderate von 10 C oder mehr auf. Es ist jedoch auch möglich, dass der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 eine maximale kontinuierliche Laderate von 20 C oder mehr oder beispielsweise 40 C oder mehr aufweist, gemäß Spezifikationen der Lithiumionenbatterien 11 und Stromschienen 14, die für die Spezifikationen geeignet sind.
Der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1, der eine maximale kontinuierliche Laderate von 10 C oder mehr hat, macht es möglich, dass zum Beispiel 50 % oder mehr der Ladungskapazität des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes 1 innerhalb von 3 Minuten geladen werden.
Folglich muss das Spreizsitzfahrzeug 100 eine Ladestation nicht für eine lange Zeit zum Laden besetzen.
Vergleichsbeispiel
Um in der Lage zu sein, die gleiche Energiemenge (elektrische Ladungen) wie bei dem Ausführungsbeispiel in der gleichen Ladezeit wie bei dem Ausführungsbeispiel zu laden, während ein elektrischer Strom, der durch die Stromschienen bei einem Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz, der mit einer Reihenschaltung ohne irgendeine Parallelschaltung konfiguriert ist, fließt, kann ein erstes Verfahren denkbar sein, bei dem die Anzahl von Lithiumionenbatterien, die in Reihe geschaltet sind, erhöht ist. Dies ist der Fall, da die Energiemenge (elektrische Ladungen) proportional zu dem Produkt eines elektrischen Stroms und einer Spannung des Satzes (packs) ist. Selbst wenn die Ladungsmenge jeder einzelnen Lithiumionenbatterie kleiner ist als die Ladungsmenge in einem voll geladenen Zustand, kann Energie (elektrische Ladungen) durch Erhöhen der Anzahl von Lithiumionenbatterien, die in Reihe geschaltet sind, kompensiert werden. Diesbezüglich bedeutet jedoch eine Erhöhung der Anzahl von Lithiumionenbatterien, die in Reihe geschaltet sind, um die Energie zu erhöhen, eine Zunahme einer Ladespannung. Folglich kann eine maximale Ladespannung jenseits eines Bereichs von 12 V oder mehr und 60 V oder weniger sein. Überdies bedeutet eine Erhöhung der Anzahl von Lithiumionenbatterien, die in Reihe geschaltet sind, um die Energie zu erhöhen, eine Erhöhung der Ausgangsspannung des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes. Dies erfordert, dass eine Motorsteuervorrichtung und ein Motor eine erhöhte maximale Spannung haben. Ferner macht ein Erhöhen der Anzahl von Lithiumionenbatterien den Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz größer. Folglich wird auch das Spreizsitzfahrzeug 910, das mit dem Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 91 ausgestattet ist, größer.
Um in der Lage zu sein, die gleiche Energiemenge (elektrische Ladungen) wie bei dem Ausführungsbeispiel in der gleichen Zeit wie bei dem Ausführungsbeispiel zu laden, während ein elektrischer Strom der durch die Stromschienen fließt, reduziert wird, kann ein zweites Verfahren denkbar sein, bei dem die Anzahl von Lithiumionenbatterien, die parallel geschaltet sind, auf mehr als eins eingestellt ist. Eine Parallelschaltung hat weniger Spannungsprobleme verglichen mit einem Fall einer Reihenschaltung. Folglich ist das Erhöhen der Laderate bei einer Parallelschaltung im Prinzip einfach. Jedoch wird im Fall einer Parallelschaltung der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz größer.
Erstens ist im Fall des Erhöhens der Anzahl von Lithiumionenbatterien, die parallel geschaltet sind, die Anzahl von Lithiumionenbatterien das Doppelte, Dreifache, ..., verglichen mit einem Fall ohne Parallelschaltung. Folglich ist das Volumen der Lithiumionenbatterien selbst erhöht. Die Lebensdauer einer Lithiumionenbatterie wird leicht durch die Temperatur beeinflusst. Es ist daher notwendig, die Abstände zwischen den jeweiligen Lithiumionenbatterien größer zu machen, um die Wärmeableitungsmenge zu erhöhen, wenn die Anzahl von Lithiumionenbatterien zunimmt. Das Volumen der gesamten mehreren Lithiumionenbatterien, die die Abstände enthalten, nimmt zu.
Zweitens macht die Koexistenz einer Serienschaltung und einer Parallelschaltung die Verdrahtung kompliziert. Daher ist ein Raum zum Aufnehmen der komplizierten Verdrahtung erforderlich.
Schließlich variiert im Falle des Parallelschaltens der Lithiumionenbatterien eine Ladungsmenge abhängig von Schwankungen des inneren Widerstands zwischen den jeweiligen Lithiumionenbatterien. Um Schwankungen der Ladungsmenge zu unterdrücken, ist eine Steuervorrichtung zum Überwachen und Steuern von Zuständen der Lithiumionenbatterien, die parallel geschaltet sind, erforderlich.
Die Lithiumionenbatterien 911, die in dem Teil (b-2) von 1 gezeigt sind parallel geschaltet, und sind in Reihe. Die Konfiguration weist zwei Parallele und fünf Serielle auf. In dem gesamten Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 91 des Vergleichsbeispiels wird eine maximale kontinuierliche Laderate erreicht, die äquivalent zu der des Ausführungsbeispiels, das in Teil (b-1) von 1 gezeigt ist, ist.
Die Stromschienen 914a bis 914f, die die Lithiumionenbatterien 911 verbinden, weisen komplizierte Formen auf, da die Verbindung sowohl eine Parallelschaltung als auch eine Reihenschaltung aufweist. Beispielsweise kann die Dicke der Stromschienen 914b bis 914f, die die Lithiumionenbatterien 911 miteinander verbinden, kleiner sein als die des Ausführungsbeispiels, das in dem Teil (b-1) von 1 gezeigt ist. Jedoch haben die Stromschienen 914a bis 914f, die die Lithiumionenbatterien 911 verbinden, kompliziertere Formen, da die Verbindung sowohl eine Parallelschaltung als auch eine Reihenschaltung enthält. Die Anordnung der Stromschienen 914a bis 914f ist kompliziert. Folglich ist ein Raum zum Verdrahten der Stromschienen 914a bis 914f ausgedehnter als der des Ausführungsbeispiels, das in dem Teil (b-1) von 1 gezeigt ist.
Zusätzlich sind Steuerschaltungen 916, 917 vorgesehen, um Schwankungen der Ladungsmenge zwischen den jeweiligen Lithiumionenbatterien 911, die parallel geschaltet sind, zu unterdrücken. Die Steuerschaltungen 916, 917 enthalten individuelle Steuerabschnitte 917 und einen zentralen Steuerabschnitt 916. Jeder individuelle Steuerabschnitt 917 weist eine Schaltung auf, die einen elektrischen Strom jeder Lithiumionenbatterie 911 erfasst und den elektrischen Strom begrenzt. Jeder individuelle Steuerabschnitt 917 liefert ein Erfassungsergebnis, als elektrische Stromdaten, zu einer Steuervorrichtung. Der zentrale Steuerabschnitt 916 berechnet eine Ladungsmenge jeder Lithiumionenbatterie 911 aus den elektrischen Stromdaten jeder Lithiumionenbatterie 911. Der zentrale Steuerabschnitt 916 bewirkt, dass jeder individuelle Steuerabschnitt 917 den elektrischen Strom der entsprechenden Lithiumionenbatterie 911 begrenzt, gemäß einem Berechnungsergebnis. Auf diese Weise führt der zentrale Steuerabschnitt 916 eine Steuerung durch, um einen Teil der mehreren Lithiumionenbatterien 911 vor einer Überladung zu bewahren.
Der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 91, der in dem Teil (b-2) von 1 gezeigt ist, ist größer als beispielsweise der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel, das in dem Teil (b-1) von 1 gezeigt ist. Folglich ist das Spreizsitzfahrzeug 910, das in dem Teil (a-2) von 1 gezeigt ist, das mit dem Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 91 ausgestattet ist, größer ist als das Spreizsitzfahrzeug 100 gemäß dem Ausführungsbeispiel, das in dem Teil (a-1) von 1 gezeigt ist.
Der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 dieses Ausführungsbeispiels, der in dem Teil (b-1) von 1 gezeigt ist, ist beispielsweise kleiner als der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 gemäß dem Vergleichsbeispiel, das in dem Teil (b-2) von 1 gezeigt ist. Folglich ist das Spreizsitzfahrzeug 100, das in dem Teil (a-1) von 1 gezeigt ist, das mit dem Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 dieses Ausführungsbeispiels ausgestattet ist, kleiner als das Spreizsitzfahrzeug 910 gemäß dem Vergleichsbeispiel, das in dem Teil (a-2) von 1 gezeigt ist.
Zweites Ausführungsbeispiel
4 ist ein Diagramm, das schematisch einen Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt. Ein Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 21 gemäß diesem Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel dahin gehend, dass er ferner einen dem Laden gewidmeten Verbinder 15 und einen Elektrischer-Strom-Unterbrecher 18 aufweist. Zusätzlich weist ein elektrischer Verbinder 13 einen Datenkommunikationsanschluss 13a auf. Der dem Laden gewidmete Verbinder 15 weist ebenfalls einen Datenkommunikationsanschluss 19b auf. Die anderen Konfigurationen wurden mit den gleichen Bezugszeichen, mit dem der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 versehen ist, der in dem Teil (1-b) von 1 gezeigt ist, versehen und einige der Beschreibungen der anderen Konfigurationen sind weggelassen.
Mit dem dem Laden gewidmeten Verbinder 15 des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes 21, der in 4 gezeigt ist, wird ein Verbinder einer Ladevorrichtung, die außerhalb eines Spreizsitzfahrzeugs 100 angeordnet ist, verbunden. Der dem Laden gewidmete Verbinder 15 ist parallel zu dem elektrischen Verbinder 13 relativ zu einer Gruppe von Lithiumionenbatterien 11 geschaltet. Der dem Laden gewidmete Verbinder 15 wird nur verwendet, wenn der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 21 mit Elektrizität, die von außerhalb des Spreizsitzfahrzeugs 100 geliefert wird, geladen wird.
Der Datenkommunikationsanschluss 13a gibt Daten zum Identifizieren von Spezifikationen des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes 1 nach außerhalb des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes 1 aus. Der Datenkommunikationsanschluss 13a ist mit dem elektrischen Verbinder 13 integriert. Der Datenkommunikationsanschluss 13a ist mit einem Datenausgabeabschnitt 17 elektrisch verbunden. Der Datenausgabeabschnitt 17 speichert Daten zum Identifizieren elektrischer Spezifikationen des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes 1. Der Datenausgabeabschnitt 17 ist in den Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 eingebaut. Während der Datenkommunikationsanschluss 13a elektrisch mit dem Äußeren des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes 1 verbunden ist, gibt der Datenausgabeabschnitt 17 Spezifikationsdaten, die in demselben gespeichert sind, über den Datenkommunikationsanschluss 13a aus. Der Datenkommunikationsanschluss 13a gibt Daten zum Unterscheiden des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes 1 als die Spezifikationsdaten zum Identifizieren der Spezifikationen aus.
Beispielsweise kann eine externe Vorrichtung des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes 1 Informationen über einen maximalen elektrischen Ladestrom des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes 1 basierend auf den Spezifikationsdaten, die über den Datenkommunikationsanschluss 13a ausgegeben werden, erhalten. Beispielsweise erhält eine Motorsteuervorrichtung 104, die in einem Fahrzeugkörper 102 (siehe 3) angeordnet ist, Informationen über einen maximalen elektrischen Ladestrom, der zu dem Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 mit einem regenerativen Bremsen des Spreizsitzfahrzeugs 100 geliefert werden kann, basierend auf den Spezifikationsdaten, die über den Datenkommunikationsanschluss 13a ausgegeben werden.
Der Datenkommunikationsanschluss 19b gibt Spezifikationsdaten zum Identifizieren von Spezifikationen des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes 1 nach außerhalb des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes 1 aus. Der Datenkommunikationsanschluss 19b ist mit dem dem Laden gewidmeten Verbinder 15 integriert. Der Datenkommunikationsanschluss 19b ist elektrisch mit dem Datenausgabeabschnitt 17 verbunden. Eine Ladevorrichtung, die außerhalb des Spreizsitzfahrzeugs 100 angeordnet ist, kann Informationen über einen maximalen elektrischen Ladestrom des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes 1 beispielsweise Bezug nehmend auf eine Datenbank basierend auf den Spezifikationsdaten, die über den Datenkommunikationsanschluss 19b ausgegeben werden, erhalten. Beispielsweise erhält eine Ladevorrichtung an einer Ladestation (nicht gezeigt) Informationen über einen maximalen elektrischen Ladestrom, der zu dem Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 geliefert werden kann, basierend auf den Spezifikationsdaten, die über den Datenkommunikationsanschluss 19b ausgegeben werden.
Der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 21 weist den elektrischen Verbinder 13 und den dem Laden gewidmeten Verbinder 15 auf. Dies ermöglicht, dass der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 21 geladen wird, während der Fahrzeugkörper 102 des Spreizsitzfahrzeugs 100 mit dem elektrischen Verbinder 13 verbunden bleibt. Folglich kann eine Ladeoperation einfach sein und überdies kann ein Freiheitsgrad einer Einbauposition des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes 21 erhöht sein.
Jede Lithiumionenbatterie 11 weist eine negative Elektrode 11b auf, die zumindest eines aufweist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Spinell-Struktur-Lithiumtitanat, einem Niob-Titan-enthaltenden Verbundoxid oder Graphit besteht. Jede Lithiumionenbatterie 11 weist daher große zulässige Bereiche einer Ladespannung und einer Entladespannung auf. Folglich ist es einfach, ein Gleichgewicht zwischen Ladungsmengen der jeweiligen Lithiumionenbatterien beizubehalten, ohne eine Steuervorrichtung, wie z.B. ein Batterieverwaltungssystem (BMS), vorzusehen.
Der Elektrischer-Strom-Unterbrecher 18 des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes 21 ermöglicht eine Leitung eines elektrischen Stroms durch die Lithiumionenbatterien 11 oder blockiert den elektrischen Strom.
Der Elektrischer-Strom-Unterbrecher 18 des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes 21 ist beispielsweise konfiguriert, um auf eine Verbindung eines Gegenverbinders mit dem elektrischen Verbinder 13 oder mit dem dem Laden gewidmeten Verbinder 15 hin in einen Ein-Zustand gebracht zu werden. Der Elektrischer-Strom-Unterbrecher 18 ist beispielsweise konfiguriert, um durch einen elektrischen Strom, der durch einen Gegenverbinder geleitet wird, in den Ein-Zustand gebracht zu werden. Als eine Einrichtung zum Erzeugen des Ein-Zustands, kann zum Beispiel eine Vorrichtung, die eine physikalische Verbindung erfasst oder ein Signal erfasst, das auf eine Verbindung hin von einer Gegenvorrichtung empfangen wird, vorgesehen sein.
Die Konfiguration dieses Ausführungsbeispiels kann ein unbeabsichtigtes Ausfließen des elektrischen Stroms der Lithiumionenbatterien 11 nach außen durch den elektrischen Verbinder 13 ohne den dem Laden gewidmeten Verbinder 15 unterdrücken. Es ist daher möglich, die folgende Situation zu unterdrücken: Während eines Betriebs des Trennens oder Anbringens des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes 1 von dem oder an dem Fahrzeugkörper 102 (siehe 3) kann der elektrische Verbinder 13 oder der dem Laden gewidmete Verbinder 15 beispielsweise unbeabsichtigt in Kontakt mit einem Leiter einer bestimmten Art an einem Ort außerhalb des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes 1 kommen, weshalb ein gro-ßer elektrischer Strom, der durch ein Kurzschließen bewirkt wird, bewirken kann, dass der Leiter an den elektrischen Verbinder 13 oder den dem Laden gewidmeten Verbinder 15 geschweißt wird.
Folglich kann eine Situation, in der beispielsweise ein elektrischer Leiter an den elektrischen Verbinder 13 oder den dem Laden gewidmeten Verbinder geschweißt wird, mit einer einfachen Konfiguration unterdrückt werden, ohne das Vorsehen einer Steuervorrichtung, wie zum Beispiel eines Batterieverwaltungssystems (BMS).
Drittes Ausführungsbeispiel
5 ist eine perspektivische Ansicht einer Stromschiene eines Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
Eine Stromschiene 314b, die in 5 gezeigt ist, weist eine plattenartige Form auf. Die Stromschiene 314b weist jedoch nicht die Form einer flachen Platte auf. Die Stromschiene 314b weist gebogene Abschnitte auf. Die Stromschiene 314b ist durch eine flache Platte gefertigt, die einem Biegeprozess unterzogen wurde.
Die Stromschiene 314b weist eine Länge L, eine Breite W und eine Dicke T auf. Die Dicke T ist kleiner als sowohl die Länge L als auch die Breite W.
6 ist ein Diagramm, das einen Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz schematisch zeigt, der die Stromschiene, die in 5 gezeigt ist, aufweist.
Ein Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 31, der in 6 gezeigt ist, weist Stromschienen 314a bis 314f auf.
Die Stromschienen 314b bis 314e haben die gleiche Form wie die Form, die in 5 gezeigt ist. Der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 31 weist Lithiumionenbatterien 11 auf, die Batterien identisch zu denjenigen, die in dem Teil (1-b) von 1 gezeigt sind, sind. Die Lithiumionenbatterien 11 des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes 31 sind jedoch in einer anderen Richtung angeordnet als die Anordnungsrichtung, die in dem Teil (1-b) von 1 gezeigt ist. Bei dem Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 31 sind alle Lithiumionenbatterien so angeordnet, dass ihre positiven Elektroden 11a in die gleiche Richtung zeigen.
Die anderen Punkte sind die gleichen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, das in dem Teil (1-b) von 1 gezeigt ist.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben gegebenen Beispiele begrenzt und beispielsweise können die folgenden Konfigurationen (8) bis (13) angewendet werden. Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele können als Ausführungsbeispiele der nachfolgenden (8) bis (13) genannt werden.
(8) Bei dem Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz gemäß irgendeinem von (1) bis (5),
ist die Stromschiene strukturiert, um keinen isolierenden Belag aufzuweisen und ein Leitermetall ist freigelegt.
Die vorhergehende Konfiguration kann eine hohe Wärmeableitungsfähigkeit, die an einen großen elektrischen Strom angepasst ist, liefern.
(9) Bei dem Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz gemäß einem von (1) bis (5),
ist das Gehäuse eine fluiddichte Struktur.
Mit der vorhergehenden Konfiguration kann, selbst wenn der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz 1 möglicherweise Flüssigkeiten, wie zum Beispiel Wasser oder Öl, ausgesetzt wird, das Gehäuse ein Eindringen der Flüssigkeit unterdrücken. Folglich kann ein Kontakt der Flüssigkeit mit den Lithiumionenbatterien unterdrückt werden.
(10) Bei dem Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz gemäß einem beliebigen von (1) bis (5),
weist die Stromschiene einen Gesamtwiderstand auf, der geringer ist als ein Ladewiderstand von einer Lithiumionenbatterie.
Die vorhergehende Konfiguration unterdrückt einen Einfluss des Widerstands der Stromschiene auf die Spannung, den elektrischen Strom und die maximale kontinuierliche Laderate des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes 1.
(11) Bei dem Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz gemäß einem beliebigen von (1) bis (5),
ist der Datenkommunikationsanschluss mit dem elektrischen Verbinder integriert.
Mit der vorhergehenden Konfiguration ist eine Kommunikation über den Datenkommunikationsanschluss durch eine Verbindung des elektrischen Verbinders mit einem Gegenverbinder ermöglicht. Eine Operation für die Verbindung ist einfach.
(12) Bei dem Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz gemäß einem beliebigen von (1) bis (5),
ist der Datenkommunikationsanschluss mit dem dem Laden gewidmeten Verbinder integriert.
Mit der vorhergehenden Konfiguration ist eine Kommunikation über den Datenkommunikationsanschluss durch eine Verbindung des dem Laden gewidmeten Verbinders mit einem Gegenverbinder möglich. Eine Operation für die Verbindung ist einfach.
Bezugszeichenliste

1, 21, 31: Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz
11: Lithiumionenbatterie
12: Gehäuse
13: elektrischer Verbinder
14 (14a bis 14f), 314a bis 314f: Stromschiene
18: Elektrischer-Strom-Unterbrecher
13a, 19b: Datenkommunikationsanschluss
100: Spreizsitzfahrzeug
102: Fahrzeugkörper
104: Motorsteuervorrichtung
105: Motor
107: Sattel
108: Lenker

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2013232280 [0004]
JP 2014180185 [0009, 0021]
JP 2015153719 [0045]

Claims

Ein Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz zur Verwendung in einem Spreizsitzfahrzeug, wobei der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz folgende Merkmale aufweist: mehrere Lithiumionenbatterien; ein Gehäuse, das die mehreren Lithiumionenbatterien unterbringt; und einen elektrischen Verbinder, der an dem Gehäuse angebracht ist, wobei der elektrische Verbinder mit einem Gegenverbinder verbunden wird, der in einem Fahrzeugkörper des Spreizsitzfahrzeugs angeordnet ist, wobei der elektrische Verbinder konfiguriert ist, um einen elektrischen Strom zu übertragen, der von dem Fahrzeugkörper empfangen und zu demselben ausgegeben wird, wobei der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz eine Ladungskapazität von 2,5 Ah oder mehr, eine maximale Ladespannung von 12 V oder mehr und 60 V oder weniger und eine plattenförmige Stromschiene zum Schalten des elektrischen Verbinders und der mehreren Lithiumionenbatterien ohne jegliche Parallelschaltung in Reihe aufweist, um in der Lage zu sein, Elektrizität zu empfangen und auszugeben, die in Antriebsleistung zum Erhöhen einer Antriebskraft des Spreizsitzfahrzeugs umgewandelt werden soll, wobei die plattenförmige Stromschiene eine solche Breite und eine solche Dicke aufweist, dass ein Laden von Elektrizität zum Erhöhen der Antriebskraft des Spreizsitzfahrzeugs mit einem elektrischen Strom, der entlang einer einzelnen Route, die durch die Reihenschaltung gebildet ist, fließt, unter der maximalen Ladespannung von 12 V oder mehr und 60 V oder weniger ermöglicht sein kann.
Der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz gemäß Anspruch 1, bei dem jede der mehreren Lithiumionenbatterien eine unabhängige negative Elektrode aufweist, wobei die unabhängige negative Elektrode zumindest ein Material aufweist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Spinell-Struktur-Lithiumtitanat, einem Niob-Titan-enthaltenden Verbundoxid und Graphit besteht, wobei die Stromschiene die unabhängige negative Elektrode mit einer positiven Elektrode oder einer negativen Elektrode verbindet, ohne die unabhängige negative Elektrode mit einer anderen unabhängigen negativen Elektrode zu verbinden, um eine Reihenschaltungsstruktur der mehreren Lithiumionenbatterien ohne irgendeine Parallelschaltung vorzusehen.
Der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz nach Anspruch 1 oder 2, der ferner einen Elektrischer-Strom-Unterbrecher aufweist, der einen elektrischen Strom, der durch die mehreren Lithiumionenbatterien fließt, unterbricht, wobei der Elektrischer-Strom-Unterbrecher in Reihe zu dem elektrischen Verbinder und den mehreren Lithiumionenbatterien geschaltet ist.
Der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem ein Datenausgabeabschnitt innerhalb des Gehäuses vorgesehen ist, wobei der Datenausgabeabschnitt konfiguriert ist, um Spezifikationsdaten zum Identifizieren elektrischer Spezifikationen des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes auszugeben, und der elektrische Verbinder einen Datenkommunikationsanschluss zum Ausgeben der Spezifikationsdaten nach außerhalb des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes aufweist.
Der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem ein dem Laden gewidmeter Verbinder an dem Gehäuse angebracht ist, wobei der dem Laden gewidmete Verbinder konfiguriert ist, um einen elektrischen Ladestrom direkt von außerhalb des Spreizsitzfahrzeugs, in dem der Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz eingebaut ist, in den Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz aufzunehmen.
Ein Spreizsitzfahrzeug, das folgende Merkmale aufweist: den Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz nach einem der Ansprüche 1 bis 5; einen Gegenverbinder, der konfiguriert ist, um mit dem elektrischen Verbinder des Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatzes verbunden zu sein; ein Antriebsrad; eine Motorsteuervorrichtung, die konfiguriert ist, um eine Lieferung von Elektrizität von dem Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz zu einem Motor über den Gegenverbinder und eine Lieferung von Elektrizität von dem Motor zu dem Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz über den Gegenverbinder zu steuern; und den Motor, der konfiguriert ist, um das Antriebsrad mit Elektrizität, die von der Motorsteuervorrichtung geliefert wird, anzutreiben und um Elektrizität durch das Antriebsrad, das angetrieben wird, zu erzeugen, wobei das Spreizsitzfahrzeug ohne den Einschluss irgendeiner Steuervorrichtung konfiguriert ist, die konfiguriert ist, um zumindest einen Parameter eines elektrischen Stroms, einer Spannung oder einer Temperatur, der von jedem der mehreren Lithiumionenbatterien erfasst wird, zu erfassen und basierend auf dem zumindest einen erfassten Parameter eine Spannung und/oder einen elektrischen Strom der zumindest einen Lithiumionenbatterie der mehreren Lithiumionenbatterien zu steuern.
Das Spreizsitzfahrzeug nach Anspruch 6, das ferner folgende Merkmale aufweist: einen Lenker zum Steuern, der sich in einer Links-Rechts-Richtung des Spreizsitzfahrzeug erstreckend angeordnet ist; und einen Sattel, der konfiguriert ist, damit ein Fahrer im Spreizsitz auf demselben sitzt, wobei das Spreizsitzfahrzeug als ein Neigefahrzeug konfiguriert ist, um eine Kurve auf eine solche Art und Weise zu fahren, dass beim Fahren der Kurve ein Fahrer, der den Lenker greift, sein Gewicht verlagert, um zu bewirken, dass sich das Spreizsitzfahrzeug zu der Innenseite der Kurve hin neigt.