JP2001114152A - 電動車両用バッテリ構造 - Google Patents
電動車両用バッテリ構造Info
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
Abstract
きくし、バッテリユニットをフットステップ下に配置し
た場合に、フットステップ部のボリュームを小さくして
車両の全高・全幅の制約条件を小さくすると共に、セル
容量のバラ付きをなくして過充電・過放電を防止するこ
とで、バッテリ寿命を延ばすことができる電動車両用の
バッテリ構造を提供する。 【解決手段】 小型の円筒型電池7を複数個直列に接続
してバッテリブロック8を構成し、該バッテリブロック
8を複数並列に接続してバッテリモジュール9を構成
し、該バッテリモジュール9を複数直列に接続したこと
を特徴とする電動車両用バッテリ構造。
Description
電源であるバッテリ構造に関するものである。
車両の駆動電源に採用している例としては、電動スクー
タでは例えば特開平5−330465号公報に記載され
たものなどがあり、これは円筒型電池がフットステップ
下に直列に接続されて配置されている。また、複数個の
電池(セル)から構成されたバッテリモジュールを並列
に接続して電動車両用の駆動電源に採用しているものと
して、特開平11−136875号公報に記載されたも
のがある。
うな従来のものにあっては、 (1)大容量の大型円筒型電池を直列接続してバッテリ
ユニットを構成すると、車両のバッテリユニット搭載部
の設計の自由度が電池形状に大きく制限される。
下に集合させた場合、フットステップ部のボリュームが
エンジン車両に比べて大きくなり、車両の全高・全幅に
大きな制約条件となる。
に接続した場合、セル容量のバラ付きから過充電・過放
電に陥るセルが発生し、バッテリ寿命が低下する。
載部の設計の自由度を大きくし、バッテリユニットをフ
ットステップ下に配置した場合に、フットステップ部の
ボリュームを小さくして車両の全高・全幅の制約条件を
小さくすると共に、セル容量のバラ付きをなくして過充
電・過放電を防止することで、バッテリ寿命を延ばすこ
とができる電動車両用のバッテリ構造を提供することを
課題としている。
めに、請求項1に記載の発明は、小型の円筒型電池を複
数個直列に接続してバッテリブロックを構成し、該バッ
テリブロックを複数並列に接続してバッテリモジュール
を構成し、該バッテリモジュールを複数直列に接続した
ことを特徴としている。
ブロックのブロック温度を検出する温度検出手段と、前
記各バッテリモジュールのモジュール電圧を検出する電
圧検知手段とを備え、前記複数のバッテリブロックのブ
ロック温度のうち、少なくとも1つが充電終了条件を満
たしたときに充電を終了し、前記複数のバッテリモジュ
ールのモジュール電圧のうち、少なくとも1つが充電終
了条件を満たしたときに放電を終了し、前記複数のバッ
テリモジュールのモジュール電圧のうち、少なくとも1
つが放電終了条件を満たしたときに放電を終了するよう
に構成したことを特徴としている。
ジュールはフットレスト部に左右一対搭載され、該両バ
ッテリモジュールは、車両方向の中心線の部分に間隙が
開くように搭載されていることを特徴としている。
された両バッテリモジュールは、車両前方の方が、後方
よりも幅が狭くなるように搭載されていることを特徴と
している。
ジュールは車両の後輪上部に搭載され、該両バッテリモ
ジュールは、車両方向の中心線の部分に間隙が開くよう
に搭載されていることを特徴としている。
された両バッテリモジュールは、車両後方の方が、前方
よりも幅が狭くなるように搭載されていることを特徴と
している。
いて、図1乃至図5によって説明する。
リ構造を備えた電動車両の外観図である。図2は、同バ
ッテリ構造の取付状態を示した斜視図である。図3は、
同バッテリ構造の上部カバーを外した状態の平面図であ
る。図4は、同バッテリ構造の図2のA−A断面図であ
る。図5は、同バッテリ構造の電気系統を示したブロッ
ク図の実施例である。
電動車両1の車体フレーム2には、電動車両1の駆動エ
ネルギー源であるバッテリを一つのユニットとして構成
したバッテリユニット3が装備されている。
トレスト部4から後輪5の上部に至る長さを有してい
る。バッテリユニット3の幅は車体フレーム2の内寸法
一杯に収まる大きさとし、バッテリユニット3の高さは
後述する小型の円筒型電池を立てた状態で収めることが
できる大きさとしている。
をフットレスト部4の下に収め、後方を後輪5の上部で
かつシート6の下部に当たる箇所に収まる形状と大きさ
としている。
1を外した状態の平面図であり、バッテリユニット3の
中には、複数の小型の円筒型電池(以下、バッテリセル
という。)7が立てた状態で稠密に収められている。
接続され一つのバッテリブロック8を形成している。こ
の発明の実施の形態では、10個のバッテリセル7で1
単位のバッテリブロック8を構成している。
べてそれぞれのバッテリブロック8,8,8を並列に接
続してバッテリモジュール9を形成している。
方に2個と後方に2個の合計4個を一つのケースに収め
てバッテリユニット3を構成している。
ジュール9は具体的には電動車両1の前方のフットレス
ト部4の下に左右一対搭載されている。この一対のバッ
テリモジュール9,9は、車両方向の中心線の部分に間
隙が開くように搭載されており、空気の流れによる冷却
効果を高めている。また、この一対のバッテリモジュー
ル9,9は、電動車両1の前方の方が後方よりも幅が狭
くなるように搭載されており、空気抵抗を少なくできる
ボディ形状を構成できるようになっている。
ジュール9,9は、電動車両1の後輪5の上部に左右一
対搭載されている。この一対のバッテリモジュール9,
9は、車両方向の中心線の部分に間隙が開くように搭載
されており、空気の流れによる冷却効果を高めている。
の後方に位置する一対のバッテリモジュール9,9は等
間隔を置いて平行に左右一対搭載されている。この一対
のバッテリモジュール9,9の配置は、これに限らず、
それぞれのバッテリモジュール9,9の電動車両1の後
方に当たる方がその前方よりも幅が狭くなるように搭載
するようにしてもよい。このようにすれば、空気抵抗を
少なくできるボディ形状を構成できることになる。
5のブロック図に示したとおり、バッテリユニット3は
電動車両1のバッテリー取付部10及び充電器12のバ
ッテリ接続部(図示せず)に対して着脱できるように、
電動車両1とバッテリユニット3と充電器12の3個の
要素から構成されている。
リ構造の電気系統について説明する。
によって形成したバッテリブロック8が構成され、この
バッテリブロック8を複数並列に接続することによって
形成したバッテリモジュール9が構成され、このバッテ
リモジュール9を直列に複数接続したバッテリユニット
3が構成されている。
端子13,14を接続している。これらの端子13,1
4は充電時に充電器12に接続し、放電時に電動車両側
のモータ駆動回路15に接続する。また、これらの端子
13,14は、バッテリユニット3を充電器12あるい
は電動車両1に装着することによって接点同士が接触し
て導通する構造のものを使用している。
ク8の温度を検出するためのサーミスタ16と、充放電
時にバッテリユニット3に流れる電流を検出するための
電流検出手段17と、バッテリーユニット10の端子間
電圧を検出するための電圧検出手段18が設けられてお
り、車両制御部であるCPU19を介して、バッテリユ
ニット3の残存容量を表示するための表示装置20を設
けている。
に配置し、バッテリブロック8毎にバッテリ温度を検出
できるようにしている。
容量を求めるための残存容量演算手段と、バッテリセル
7の温度を検出するための温度検出手段と、充電を停止
させるための充電停止手段と、バッテリユニット3のリ
フレッシュを実施するための放電制御手段と、充電器1
2の接続の有無を判定するための接続判定手段と、最長
充電時間を求めるための充電時間演算手段などから構成
しており、通信インターフェイス21、充電器用通信イ
ンターフェイス26を介して、充電器12の出力を設定
するための充電器制御部27と接続されている。
段が検出した電流の積算値、すなわち充電・放電時に流
れた電流の加算・減算からバッテリユニット3の残存容
量を求める構成を採っている。なお、求めた残存容量
は、図示してないメモリに記憶させている。前記温度検
出手段は、サーミスタ10の出力に基づいてバッテリブ
ロック8の温度を検出する構成を採っている。
段が求めたバッテリユニット3の残存容量と、前記温度
検出手段が求めたバッテリー温度とに基づいて充電電流
を設定し、この充電電流を充電指示信号として充電器1
2に前記通信インターフェイス21、充電器用通信イン
ターフェイス26を介して、送出する構成を採ってい
る。
と充電開始時のバッテリ温度とに割付けて形成し、充電
開始時の全てのバッテリブロック8のバッテリ温度の例
えば平均値が予め定めた温度より高いときには温度が高
くなればなるほど、しかも残存容量が多ければ多いほど
充電電流が小さくなるようにしている。
リブロック8の全てのバッテリ温度が予め定めた充電開
始温度の範囲内にあるときのみに前記充電指示信号を充
電器12に送出する構成を採っている。
定めた充電停止温度に達したときや、バッテリ電圧が予
め定めた充電停止電圧に達したとき、あるいは定電流充
電時に充電終期に起こる特有の現象を検出したときに、
前記通信インターフェイス21、充電器用通信インター
フェイス26を介して充電器4に充電停止信号を送出す
る構成を採っている。
ック8のうち一つでも前記条件(充電停止温度、温度上
昇率)を満たしたときに充電を停止するようにしてい
る。
電圧のうち、少なくとも1つが充電終了条件を満たした
ときに放電を終了し、前記複数のバッテリモジュール9
の電圧のうち、少なくとも1つが放電終了条件を満たし
たときに放電を終了するように構成している。
ターフェイス21及び信号端子22,23を介して充電
器12あるいは電動車両1のモータ駆動回路15に接続
するようにしている。信号端子22,23も前記端子1
3,14と同様に接触式のものを使用している。
給電される交流電源をAC/DCコンバータ25で直流
に変換し、充電電流として充電用端子13,14に供給
する構成を採っている。また、この充電器12には、車
両制御部であるCPU19が設定した充電電流を流すた
めに充電器用通信インターフェイス26と充電器制御部
27とを有している。
端子23を介して車両制御部であるCPU19からの信
号を受信したり車両制御部であるCPU19へ信号を発
信するために設けてあり、充電指示信号や充電停止信号
を受信してこれらの信号を充電器制御部27の比較・演
算手段(図示せず)に送出する構成を採っている。
したものは、充電時あるいはリフレッシュ時にLED2
9を点灯させるためのLEDドライバである。
電器用通信インターフェイス26が送出した充電指示信
号から目標とする充電電流を求め、AC/DCコンバー
タ25の下流側に設けた電流検出手段30と電圧検出手
段18の出力に基づいて充電電流が目標充電電流と一致
するように出力制御部31にフィードバック制御を実施
するように構成している。
27の比較・演算手段が送出した制御信号によってAC
/DCコンバータ25の出力を制御する。
を示したブロック図の他の実施例1を示したものであ
り、図5に示した実施の形態1のブロック図と異なるの
は、バッテリユニット3を回路上独立構造とせず、電動
車両1の回路内に組み込んでいる点である。したがっ
て、電気系統の機能としては図5に示したものと変わり
ないので、同一の構成に同一の符号を付してその説明は
省略する。
を示したブロック図の他の実施例2を示したものであ
り、図5に示した実施の形態1のブロック図と異なるの
は、バッテリユニット3を回路上独立構成とせず、電動
車両1の回路内に組み込んでいること及び充電器制御部
を充電出力部32から除いて、CPU19に組み込んで
車両制御部と充電器制御部を一緒にした点である。した
がって、電気系統の機能としては図5及び図6に示した
ものと同様であり、同一の構成に同一の符号を付してそ
の説明は省略する。
載された発明によれば、バッテリモジュール毎の温度検
出及び電圧検出による充放電制御により、小型の円筒型
電池を並列接続しても電池寿命の確保が可能となり、1
種類の円筒型電池で航続距離にバリエーションを持たせ
た商品開発が可能となると共に、小型小容量の円筒型電
池の採用が可能になり車両のレイアウトの自由度が高く
なる。
果に加え、小型の円筒型電池をフットレスト部に略上下
方向に沿って略垂直に搭載することにより、低コストで
フットレスト部を薄くすることができる。
ば、バッテリユニット間に間隙を開けて搭載することに
より、十分な放熱性を確保することができる。
スト部の一対のバッテリユニットを前方ほど幅が狭くな
るように搭載することにより、これらバッテリユニット
の外側を左右のフレームが通っていることから、これら
フレームの剛性を確保することができると共に足付き性
を向上させることができる。
部に配置されたバッテリユニットについては、その間隙
を後輪の逃げスペース及びヘルメット搭載スペースとし
て有効利用することができる。
に配置された一対のバッテリユニットを後方に向かうほ
ど幅が狭くなるように搭載することにより、これらの外
側を覆うカバーも後ろ側の幅を狭くすることができ、空
気抵抗を軽減することができる。
た電動車両の外観図である。
る。
面図である。
の実施例である。
の他の実施例1である。
の他の実施例2である。
Claims (6)
- 【請求項1】 小型の円筒型電池を複数個直列に接続し
てバッテリブロックを構成し、該バッテリブロックを複
数並列に接続してバッテリモジュールを構成し、該バッ
テリモジュールを複数直列に接続したことを特徴とする
電動車両用バッテリ構造。 - 【請求項2】 前記各バッテリブロックのブロック温度
を検出する温度検出手段と、 前記各バッテリモジュールのモジュール電圧を検出する
電圧検知手段とを備え、 前記複数のバッテリブロックのブロック温度のうち、少
なくとも1つが充電終了条件を満たしたときに充電を終
了し、 前記複数のバッテリブロックのブロック電圧のうち、少
なくとも1つが充電終了条件を満たしたときに放電を終
了し、 前記複数のバッテリモジュールのモジュール電圧のう
ち、少なくとも1つが放電終了条件を満たしたときに放
電を終了するように構成したことを特徴とする請求項1
記載の電動車両用バッテリ構造。 - 【請求項3】 前記バッテリモジュールはフットレスト
部に左右一対搭載され、該両バッテリモジュールは、車
両方向の中心線の部分に間隙が開くように搭載されてい
ることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電
動車両用バッテリ構造。 - 【請求項4】 前記左右に搭載された両バッテリモジュ
ールは、車両前方の方が、後方よりも幅が狭くなるよう
に搭載されていることを特徴とする請求項3記載の電動
車両用バッテリ構造。 - 【請求項5】 前記バッテリモジュールは車両の後輪の
上部に搭載され、該両バッテリモジュールは、車両方向
の中心線の部分に間隙が開くように搭載されていること
を特徴とする請求項1または請求項2に記載の電動車両
用バッテリ構造。 - 【請求項6】 前記左右に搭載された両バッテリモジュ
ールは、車両後方の方が、前方よりも幅が狭くなるよう
に搭載されていることを特徴とする請求項5記載の電動
車両用バッテリ構造。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29705199A JP4265845B2 (ja) | 1999-10-19 | 1999-10-19 | 電動車両用バッテリ構造 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29705199A JP4265845B2 (ja) | 1999-10-19 | 1999-10-19 | 電動車両用バッテリ構造 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001114152A true JP2001114152A (ja) | 2001-04-24 |
JP4265845B2 JP4265845B2 (ja) | 2009-05-20 |
Family
ID=17841586
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29705199A Expired - Fee Related JP4265845B2 (ja) | 1999-10-19 | 1999-10-19 | 電動車両用バッテリ構造 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4265845B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6977480B2 (en) | 2001-11-22 | 2005-12-20 | Hitachi, Ltd. | Power supply unit, distributed power supply system and electric vehicle loaded therewith |
-
1999
- 1999-10-19 JP JP29705199A patent/JP4265845B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6977480B2 (en) | 2001-11-22 | 2005-12-20 | Hitachi, Ltd. | Power supply unit, distributed power supply system and electric vehicle loaded therewith |
KR100879762B1 (ko) * | 2001-11-22 | 2009-01-21 | 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼 | 전원장치와 분산형 전원시스템 및 이것을 탑재한 전기자동차 |
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---|---|
JP4265845B2 (ja) | 2009-05-20 |
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