JP2015216729A - 電動車両のバッテリ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両が衝撃を受けた場合でも、車両の走行を確保できるバッテリ制御装置を提供する。【解決手段】バッテリ制御装置は、車体の所定位置に搭載された第１の組電池４と、車体の他の場所に搭載され。第１の組電池４と電気的に接続された第２の組電池５とを用いて車両走行用の電動モータ１を駆動する電動車両に適用される。バッテリ制御装置は電動車両への衝撃入力時に、第１の組電池４と第２の組電池５との電気的接続を遮断するとともに、第２の組電池５を構成する単電池のうち、所定個数の直列接続された単位電池から電動モータ１に電力を供給する切り換え回路６を備える。【選択図】図１

Description

この発明は、複数組の組電池を用いて走行用の電動モータを駆動する電動車両のバッテリ制御に関する。

特許文献１は、電動車両の走行用の電動モータを駆動する蓄電池の蓄電容量を確保するために、複数組の組電池を分散して配置することを提案している。組電池は複数個の単電池により構成され、さらに複数個の組電池を直列接続した電源から、走行用の電動モータを供給している。

各組電池は車両の前後のシートの下方や、前後のシートの間の床下、さらにはトランクルームなどに分散して収納される。これらの組電池は電力線によって相互に接続されることで一体の電源を構成する。一体の電源はインバータを介して電動モータに接続される。

特開２０１３−２３２０６号公報

このように異なる場所に配置された複数組の組電池を用いて走行用電動モータの電源を構成する場合には、必然的に単電池の接続数が増加する。車両に例えば外部から大きな衝撃が入力した場合、衝撃により例えば一部の単電池の内部抵抗が増加するなどの異常が発生する可能性がある。

こうした異常発生のもとで、電動車両を例えば安全な場所に移動させるために、電源から走行用電動モータへの電力供給を行なうと、異常が発生した単電池に電流が流れ続けることで、単電池の温度が上昇し、他の単電池にも高温によるダメージを与えることになりかねない。

この発明は複数組の組電池を電源として走行用電動モータを駆動する電動車両におけるこのような問題を解決すべくなされたもので、車両が外部から衝撃を受けた場合でも、車両の走行を確保できるバッテリ制御装置を提供することを目的とする。

以上の目的を達成するために、この発明は、車体の所定位置に搭載された第１の組電池と、車体の他の場所に搭載され。第１の組電池と電気的に接続された第２の組電池と、を用いて走行用の電動モータを駆動する電動車両のバッテリ制御装置に適用される。バッテリ制御装置は、電動車両に車両外部から衝撃が入力した場合に、第１の組電池と第２の組電池との電気的接続を遮断するとともに、第２の組電池を構成する単電池のうち、少なくとも所定個数の直列接続された単位電池から電動モータに電力を供給する手段と、を備えている。

電動車両に車両外部から衝撃が入力した場合には、第１の組電池と第２の組電池との電気的接続が遮断される。さらに、第２の組電池を構成する単電池のうち、少なくとも所定個数の直列接続された単位電池から電動モータへ電力を供給することで、車両移動用の最低限の駆動力を確保する。第１の組電池と第２の組電池との電気的接続を遮断することで、第１の組電池を構成する単電池に衝撃による異常が生じた場合でも、電動モータの駆動に際して第１の組電池には電流が流れず、したがって、異常を生じた単電池には電流が流れない。したがって、電動車両の移動を確保しつつ、異常を来した単電池が他の単電池等に及ぼすダメージを回避できる。

例えば第２の組電池を車両外部からの衝撃の影響を受けにくい場所に配置し、第１の組電池をその他の場所に配置することで、電動車両に車両外部から衝撃が入力した時に、衝撃の影響を受けやすい第１の組電池を電気的に遮断した状態で、車両外部からの衝撃の影響を受けにくい第２の組電池の電力みを用いて電動車両を安全な場所へ移動させることができる。

この発明の第１の実施形態による、電動車両のバッテリ制御装置の回路図である。 この発明の第１の実施形態によるＥＶコントローラが実行するバッテリ制御ルーチンを説明するフローチャートである。 この発明の第１の実施形態による第１の組電池と第２の組電池の筐体の配置を示す車両の概略縦断面図である。 この発明の第２の実施形態によるＥＶコントローラが実行するバッテリ制御ルーチンを説明するフローチャートである。 この発明の第３の実施形態による、電動車両のバッテリ制御装置の回路図である。 この発明の第４の実施形態による、電動車両のバッテリ制御装置の回路図である。 この発明の第４の実施形態によるＥＶコントローラが実行するバッテリ制御ルーチンを説明するフローチャートである。 この発明の第５の実施形態による、電動車両のバッテリ制御装置の回路図である。 この発明の第６の実施形態による、電動車両のバッテリ制御装置の回路図である。 この発明の第６の実施形態によるＥＶコントローラが実行するバッテリ充電制御ルーチンを説明するフローチャートである。 この発明の第７の実施形態による、電動車両のバッテリ制御装置の回路図である。

図１−３を参照して、この発明の第１の実施形態によるバッテリ制御装置を説明する。

図１を参照すると、電動車両の走行用の電動モータ１は車両に搭載したバッテリ電源３からインバータ２を介して供給される電力により駆動される。

バッテリ電源３は、第１の組電池４と第２の組電池５とを備える。第１の組電池４は直列ないし並列に接続された複数の単電池によって構成される。第２の組電池５は第１の組電池４の正極に接続される組電池ユニット５Ａと、負極に接続される組電池ユニット５Ｂの２組の組電池とで構成される。組電池ユニット５Ａと５Ｂは直列ないし並列に接続された複数の単電池によってそれぞれ構成される。なお、第２の組電池５を組電池ユニット５Ａと５Ｂの一方のみで構成することも可能である。以上の構成により、直流電流の流れに関して言えば、第２の組電池５の組電池ユニット５Ｂが最も上流側に配置され、組電池ユニット５Ａが最も下流側に配置され、組電池ユニット５Ｂと５Ａの間に第１の組電池４が配置される。

図３を参照すると、第１の組電池４は筐体４Ｘに収装して電動車両のトランクルーム１１またはエンジンルーム１２に配置される。第２の組電池５（５Ａ、５Ｂ）は筐体５Ｘに収装して車室１３の床下に配置される。言い換えれば、第２の組電池５（５Ａ、５Ｂ）の筐体５Ｘは電動車両の縦断方向に関して中央近くに配置され、第１の組電池４の筐体４Ｘは電動車両の縦断方向に関して第２の組電池５（５Ａ、５Ｂ）より外側に配置される。以下の説明では、第１の組電池４はトランクルーム１１に配置されるものとする。

再び図１を参照すると、第１の組電池４と第２の組電池５とは、切り換え回路６を介して直列に接続される。正確には、負極側から数えて組電池ユニット５Ｂ，第１の組電池４、及び組電池ユニット５Ａの順で直列に接続され、組電池ユニット５Ｂと第１の組電池４の間及び第１の組電池４と組電池ユニット５Ａの間に切り換え回路６が介装される。切り換え回路６が切り換え手段を構成する。

切り換え回路６は、リレー７と８によって構成される。リレー７は第１の組電池４と組電池ユニット５Ａを接続する回路に設けられる。リレー８は第１の組電池４とリレー７とを迂回して、組電池ユニット５Ｂと５Ａを直接接続するバイパス回路１４に設けられる。切り換え回路６は第２の組電池５の筐体５Ｘに収装される。

第２の組電池５の組電池ユニット５Ａの正極はメインリレー９Ａを介してインバータ２に接続される。一方第２の組電池５の組電池ユニット５Ｂの負極はメインリレー９Ｂを介してインバータ２に接続される。

電動モータ１とインバータ２とバッテリ電源３の制御は電動車両（ＥＶ）コントローラ１５によって行なわれる。一方、切換回路６のリレー７と８の制御はバッテリコントローラ１６によって行なわれる。

ＥＶコントローラ１５とバッテリコントローラ１６は、それぞれが中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏ インタフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成される。ＥＶコントローラ１５とバッテリコントローラ１６を単一のマイクロコンピュータで構成することも可能である。あるいは、ＥＶコントローラ１５とバッテリコントローラ１６の一方または両方を複数のマイクロコンピュータで構成することも可能である。

ＥＶコントローラ１５には車両の加速度を検出する加速度センサ１７から検出データが信号入力される。なお、加速度センサ１７は、例えば車両に搭載されたエアバッグを作動させるかどうかを判定するために設ける加速度センサと兼用することが可能である。加速度センサ１７が加速度検出手段を構成する。

バッテリコントローラ１６には絶縁センサ１８の検出データが信号入力される。絶縁センサ１８は電流センサで構成されるので、絶縁センサ１８の検出データは電流値である。

バッテリ制御装置は以上ように構成される。

次に、図２を参照して、ＥＶコントローラ１５が車両外部からの衝撃に対して、バッテリを保護しつつ車両の一時的走行を可能とするために実行するバッテリ制御ルーチンを説明する。このルーチンは、電動車両の運転中に例えば１０ミリ秒の一定間隔で繰り返し実行される。

ステップＳ１で、ＥＶコントローラ１５は加速度センサ１７が検出した車両の加速度が所定値以上かどうかを判定する。ここで所定値は、例えば車両が他の車両あるいは外部の固定物と衝突した場合のように、第１の組電池４に物理的なダメージを与える可能性のある衝撃が電動車両に入力したかどうかを判定するための値である。ステップＳ１の判定はしたがって、電動車両に車両外部から大きな衝撃が入力したかどうかを判定していることになる。

ステップＳ１の判定が否定的な場合には、電動車両に大きな衝撃が入力していないことを意味する。この場合には、第１の組電池４と第２の組電池５のいずれについても異常が生じるおそれがないので、ＥＶコントローラ１５はステップＳ１０でバッテリ電源３の通常制御を実行した後、ルーチンを終了する。なお、ステップＳ１０で行なわれるバッテリ電源３の通常制御においては、車両のアクセルペダルの踏み込み量などに基づくトルク要求値に応じて、ＥＶコントローラ１５がインバータ２を介してバッテリ電源３から電動モータ１への電流供給を制御する。この制御の内容は公知であるので詳しい説明を省略する。

一方、ステップＳ１の判定が否定的な場合には、電動車両に大きな衝撃が入力したことを意味する。この場合に、ＥＶコントローラ１５はステップＳ２で直ちにメインリレー９Ａと９Ｂをともに遮断する。これにより、バッテリ電源３とインバータ２の電気的接続が完全に遮断される。

次のステップＳ３で、ＥＶコントローラ１５はバッテリコントローラ１６に対して切り換え回路６の遮断指令を出力する。遮断指令は第１の組電池４と第２の組電池５の接続を遮断する指令信号である。遮断指令を受けたバッテリコントローラ１６はリレー７を遮断する。これにより、第１の組電池４と組電池ユニット５Ａとの接続が遮断される。

次のステップＳ４で、ＥＶコントローラ１５は切り換え回路６にバイパス指令を出力する。バイパス指令はバイパス回路１４を介して第２の組電池５の組電池ユニット５Ａと５Ｂを直列接続する指令信号である。バイパス指令を受けたバッテリコントローラ１６はリレー８を閉じることで、バイパス回路１４を導通させる。

ステップＳ３とＳ４の処理の結果、バッテリ電源３は、直列接続された組電池ユニット５Ａと５Ｂからなる第２の組電池５のみで構成されることになる。

次のステップＳ５で、バッテリコントローラ１６に入力される絶縁センサ１８の検出値を読み込む。

ステップＳ６では、検出した絶縁度からバイパス回路１４で接続された第２の組電池５から漏電が生じているかどうかを判定する。リレー７が遮断状態であって、リレー８が連通状態であり、メインリレー９Ａと９Ｂがともに遮断状態にある場合には、第２の組電池５の内部に電流は流れない。この状態で、絶縁センサ１８が実質的な電流値を検出する場合には、ＥＶコントローラ１５は第２の組電池５に漏電が生じていると判定する。

ステップＳ６の判定が肯定的、すなわち第２の組電池５に漏電がある場合には、ＥＶコントローラ１５はバッテリ電源３が電動モータ１を駆動するのに適した状態にないと判定し、ステップＳ９で電動モータ１の再起動を禁止して、ルーチンを終了する。

第２の組電池５に漏電がある場合には、次のケースが考えられる。

まず、第２の組電池５それ自体の絶縁抵抗が低下している場合である。また、第１の組電池４と第２の組電池５との接続はリレー７によって遮断されているが、組電池ユニット５Ｂと第１の組電池４との接続自体は遮断されていない。そのため、第２の組電池５それ自体は正常であっても、第１の組電池４が漏電を起こしていれば、組電池ユニット５Ｂから第１の組電池４へと電流が流れ、絶縁センサ１８が実質的な電流を検出することになる。いずれの場合も、ＥＶコントローラ１５はバッテリ電源３が電動モータ１の駆動に適した状態にないと判定する。

一方、ステップＳ５の判定が否定的な場合、すなわち、第２の組電池５に漏電がない場合には、ＥＶコントローラ１５はステップＳ７で、システム再始動指令が存在するかどうかを判定する。システム再始動指令は、電動車両のドライバがスタータスイッチをＯＮにすることでＥＶコントローラ１５に入力される。

システム再始動指令が存在しない場合、ＥＶコントローラ１５は何も行なわずにルーチンを終了する。システム再始動指令が存在する場合、ＥＶコントローラ１５はステップＳ８でメインリレー９Ａと９Ｂをともに閉じ、第２の組電池５のみで構成されたバッテリ電源３からインバータ２を介して電動モータ１への電力供給を再開する。ステップＳ８の処理の後、ＥＶコントローラ１５はルーチンを終了する。

このルーチンの実行により、車両に大きな衝撃が入力すると、まずメインリレー９Ａと９Ｂが遮断され、電動モータ１の運転が停止する。次に切り換え回路６のリレー７が遮断され、第１の組電池４と第２の組電池５との接続が遮断される。

車体の中央部付近に配置された第２の組電池５に対して、トランクルーム１１に配置された第１の組電池４は電動車両外部からの衝撃によりダメージを受けやすい。特に、例えば車両が追突された場合や、後進により障害物や他の車両に衝突した場合などは、第１の組電池４は大きな衝撃を受ける。車体の中央部付近に配置された第２の組電池５は、サイドメンバなどの車両の構造物が変形して衝撃を吸収することで、受ける衝撃の程度は第１の組電池４と比較して小さく抑えられる。そのため、衝撃による被害の程度も第２の組電池５は第１の組電池より低く抑えられる。切り換え回路６のリレー７を遮断するのは、衝撃の被害を受けにくい第２の組電池５を衝撃の被害を受けやすい第１の組電池４から電気的に切り離すためである。

さらに、切り換え回路６において、リレー８が綴じ、バイパス回路１４を介して組電池ユニット５Ａと５Ｂが直列に接続される。このようにして第２の組電池５のみでバッテリ電源３が新たに構成される。

次に、バッテリ電源３に漏電が生じていないかどうかが確認され、漏電が生じてない場合に限って、バッテリ電源３を用いて電動モータの駆動が行なわれる。これにより、電動車両は安全な場所へと走行することが可能となる。一方、バッテリ電源３に漏電が生じている場合は、バッテリ電源３による電動モータ１の再起動が禁止される。この場合には、システム再始動指令が入力されても、ＥＶコントローラ１５は電動モータ１の再起動を行なわない。

したがって、このバッテリ制御ルーチンの実行によって、電動車両が衝撃を受けた場合でも、衝撃により異常の生じた単電池が他の単電池へ与えるダメージを抑えつつ車両を安全な場所へと移動することが可能となる。

また、この実施形態では、第１の組電池４を収装した筐体４Ｘをトランクルーム１１に配置する一方、第２の組電池５と切り換え回路６を収装した筐体５Ｘを車室１３の床下に収装している。このように、第１の組電池４と第２の組電池５とで収装する筐体を分けることで、例えば第１の組電池４の電解液の漏れが第２の組電池５に好ましくない影響をおよぼすのを防止できる。また、第１の組電池４の発熱の影響が第２の組電池５に及ぶのを防止することができる。つまり、第１の組電池４がダメージを受けた場合でも、その影響が第２の組電池５に及びにくい環境を創出することができる。

以上の実施形態では、第１の組電池４の筐体４Ｘを車両のトランクルーム１１に搭載するケースを例にとって説明したが、第１の組電池４筐体４Ｘを車両のエンジンルーム１２に搭載する場合も、車両が前方の障害物や車両に衝突した場合には第２の組電池５に比べて第１の組電池４がより大きな衝撃を受ける。したがって、第１の実施形態によるバッテリ制御装置は第１の組電池４の筐体４Ｘを車両のエンジンルーム１２に搭載するケースに対しても有効である。

図４を参照して、ＥＶコントローラ１５が実行するバッテリ制御ルーチンに関するこの発明の第２の実施形態を説明する。

図４を参照すると、この実施形態は図２のバッテリ制御ルーチンのステップＳ１とＳ２の間にステップＳ１０１を設けたものに相当する。ハードウェアの構成及びバッテリ制御ルーチンのその他のステップとバッテリ制御ルーチンの実行条件は第１の実施形態と同一である。

この実施形態によるバッテリ制御ルーチンにおいては、ＥＶコントローラ１５はステップＳ１で加速度が所定値以上の場合には、ステップＳ１０１で加速度の方向を判定する。

すなわち、加速度のベクトルが第１の組電池４から第２の組電池５に向かうベクトルの向きかどうかを判定する。具体的には、加速度センサ１７が検出する加速度の符号によりこの判定を行なうことができる。そのために、加速度センサ１７は車両前方に向けての加速度を正の加速度として検出し、車両後方に向けての加速度を負の加速度として検出するようにあらかじめ設定される。

第１の組電池４の筐体４Ｘは第２の組電池５の筐体５Ｘの後方のトランクルーム１１内に搭載されている。したがって、加速度が正の値の場合には、ステップＳ１０１の判定は肯定的となり、加速度が負の値の場合には、ステップＳ１０１の判定は否定的となる。つまり、電動車両が後進中に障害物に衝突した場合や他の車両に追突された場合には、ステップＳ１０１の判定が肯定的となり、電動車両が前進中に障害物や前方の他の車両に追突した場合には、ステップＳ１０１の判定が否定的となる。

ＥＶコントローラ１５は、ステップＳ１０１の判定が否定的な場合、すなわち衝撃の方向が第２の組電池５から第１の組電池４へ向かう方向の場合には、ステップＳ１０でバッテリ電源３の通常制御を行なってルーチンを終了する。この場合には、エンジンルーム１２により衝撃が吸収され、トランクルーム１１内の第１の組電池４や車室１３の床下の第２の組電池５に衝撃の影響が及びにくいので、ステップＳ２以降の電源の切り換えを行なわず、バッテリ電源３の通常制御を行なうのである。

一方、ＥＶコントローラ１５は、ステップＳ１０１の判定が否定的な場合、すなわち衝撃の方向が第１の組電池４から第２の組電池５へ向かう方向の場合にはステップＳ２以降でバッテリ電源３の切り換え処理を行なう。第１の組電池４から第２の組電池５へ向かう衝撃に対しては、トランクルーム１１内の第１の組電池５が最も衝撃のダメージを受けやすい。そこで、第１の組電池４を切り離して、第２の組電池５のみでバッテリ電源３を構成したうえで、再起動指令に応じた電動モータ１の再起動が行なわれる。

このバッテリ制御ルーチンによれば、衝撃による加速度の大きさのみならずその方向に応じて、トランクルーム１１内の第１の組電池４が被る衝撃を判断し、その結果に応じて電動モータ１の切り離しと第２の組電池５のみによる電動モータ１の再起動とが行なわれる。したがって、第１の組電池４のダメージを正確に推測して、電動モータ１の再起動をより適切に行なうことができる。

なお、この実施形態は、第１の組電池４をトランクルーム１１に搭載する場合を対象としているが、第１の組電池４をエンジンルーム１２に搭載する場合も同様に、衝撃が第２の組電池５から第１の組電池４へ向かう場合には、ステップＳ１０でバッテリ電源３の通常制御を行ない、衝撃が第２の組電池５から第１の組電池４へ向かう場合には、ステップＳ２以降の処理により第１の組電池５を切り離し、第２の組電池５のみでバッテリ電源３を構成したうえで、再起動指令に応じた電動モータ１の再起動が行なわれる。

いずれの場合でも、加速度の方向が第１の組電池４から第２の組電池５へ向かう方向かどうかを判定する点では、ステップＳ１０１の判断内容は同じである。ただし、第１の組電池４をトランクルーム１１に搭載する場合には、正の加速度が第１の組電池４から第２の組電池５へ向かう衝撃を表し、負の加速度が第２の組電池５から第１の組電池４へ向かう衝撃を表す。一方、第１の組電池４をエンジンルーム１２に搭載する場合には、正の加速度が第２の組電池５から第１の組電池４へ向かう衝撃を表し、負の加速度が第１の組電池４から第２の組電池５へ向かう衝撃を表す。

この実施形態のステップＳ１とＳ１０１が判定手段を構成する。

図５を参照してこの発明の第３の実施形態を説明する。

この実施形態はハードウェアの構成、具体的には切り換え回路６の構成が第１の実施形態と異なる。この実施形態による換え回路６は、組電池ユニット５Ｂの正極と第１の組電池４の負極とを接続する回路１９の、バイパス回路１４の分岐点の下流側に配置されたリレー２０をさらに備える。

このリレー２０はリレー７と同時にバッテリコントローラ１６に開閉操作される。すなわち、通常時においてはリレー７と２０はともに閉じている。一方、図２または図５のバッテリ制御ルーリンのステップＳ３でＥＶコントローラ１５が第１組電池４と第２組電池５の接続を遮断する際は、バッテリコントローラ１６がリレー７と２０をともに開くように構成される。

この実施形態では、第１の組電池４と第２の組電池５とを接続する２本のケーブルの各々にリレー７(２９)を設けている。そのため、ステップＳ３で第１組電池４と第２組電池５の接続を遮断する際に、第１の組電池４を第２の組電池５から電気的に完全に切り離すことができる。例えば第１の組電池４が衝撃により漏電状態となっていても、ステップＳ３でリレー７と２０を開くことで、以後は第１の組電池４を介した第２の組電池５からの漏電を完全に阻止することができる。

この実施形態によれば、第２の組電池５それ自体は正常であるが、第１の組電池４を介して第２の組電池５からの漏電が生じている場合に、第１の組電池４を第２の組電池５から電気的に完全に切り離して、第２の組電池５を安全に使用することができる。その結果、安全を確保しつつ電動モータ１の再起動の可能性を高めることができる。

図６と図７を参照してこの発明の第４の実施形態を説明する。

この実施形態はハードウェアの構成とＥＶコントローラ１５が実行するバッテリ制御ルーチンが第３の実施形態と異なる。

ハードウェアに関して、この実施形態は第１の実施形態によるバッテリ電源３の制御装置に第１の組電池４の放電を行なう放電機構２１を備えたものに相当する。

放電機構２１は第１組電池４の正極と負極を接続する、直列接続されたリレー２２と抵抗２３とからなる。回路１９には、抵抗２３と第１組電池４の負極の間に電流センサ２４が設けられる。電流センサ２４が検出する回路１９の電流値はバッテリコントローラ１６に信号入力される。

ＥＶコントローラ１５は第１の実施形態の図２のバッテリ制御ルーチンに代えて、図７に示すバッテリ制御ルーチンを実行する。このルーチンは、第２の実施形態の図４のバッテリ制御ルーチンのステップＳ２とＳ３の間にステップＳ２０１とステップＳ２０２を挿入したものに相当する。バッテリ制御ルーチンのその他のステップとバッテリ制御ルーチンの実行条件は図４のバッテリ制御ルーチンと同一である。

図７を参照すると、ステップＳ３で切り換え回路６の遮断指令をバッテリコントローラ１６に出力してリレー７を遮断した後、ＥＶコントローラ１５はステップＳ２０１で、リレー２２を閉じることで放電機構２１を用いて第１組電池４の放電を行なう。

次のステップＳ２０２で、ＥＶコントローラ１５は電流センサ２４の検出す電流値がゼロかどうかを判定する。ここで電流値は放電機構２１の抵抗２３と第１組電池４の負極との間の回路１９に設けられている。そのため、放電機構２１が第１組電池４の放電を行っている間は電流センサ２４の検出す電流値はゼロにはならない。電流センサ２４の検出す電流値がゼロになることはすなわち、第１組電池４の放電が完了したことを意味する。

ステップＳ２０２の判定が否定的な場合、すなわち第１組電池４の放電が完了していない場合は、ＥＶコントローラ１５はステップＳ９でシステム再起動を禁止してルーチンを終了する。

ステップＳ２０２の判定が肯定的な場合、すなわち第１組電池４の放電が完了している場合は、ＥＶコントローラはステップＳ４以降の処理を行なう。

この実施形態によれば、第１の組電池４の放電が完了するまでは、電動モータ１の再起動は行なわれない。したがって、第１の組電池４がダメージを受けた場合でも、第１の組電池４が電動モータ１の再起動によって他の機器や第２の組電池５に及ぼすダメージを完全に排除することができる。

図８を参照してこの発明の第５の実施形態を説明する。

この実施形態によるバッテリ制御装置は、第１の実施形態のバッテリ制御装置に手動遮断スイッチ２５を加えたものに相当する。手動遮断スイッチ２５は切り換え回路６と組電池ユニット５Ａとを接続する回路に設けられる。手動遮断スイッチ２５は電動車両の点検整備のためのサービスプラグを兼用する。手動遮断スイッチ２５は常時においてはスイッチオンの状態に保持される。

この実施形態によれば、第１の実施形態のバッテリ制御ルーチンを実行して電動車両を移動させた後に、ドライバが手動遮断スイッチ２５をオフにすることで、バッテリ電源３の電力供給を確実に停止させることができる。

手動遮断スイッチ２５は図８に一点鎖線の枠３１で示される第２の組電池５の回路内のどこに設けても良い。

図９と図１０を参照して、この発明の第６の実施形態を説明する。

第１―第５の実施形態はいずれも、電動車両に車両外部から衝撃が入力した場合にバッテリ電源３から電動モータ１への電力供給を確実に行なうことを目的とし、そのためのバッテリ制御ルーチンを実行している。この実施形態は、バッテリ制御ルーチンの実行に加えて、バッテリ電源３への充電を制限するためのバッテリ充電制御ルーチンに関する。

図９を参照すると、バッテリ電源３の構成は第１の実施形態と同一である。ＥＶコントローラ１５はバッテリ制御ルーチンと並行して図１０に示すバッテリ充電制御ルーチンを実行する。電動車両は、この制御と関連して、外部電源からインバータ２を介してバッテリ電源３に充電を行なうための外部充電入力リレーボックス２６と、機械ブレーキ２７をアシストするブレーキアシストを制御する車両電装コントローラ２８、車速センサ２９，及びブレーキペダル踏み込み量検知センサ３０を含む様々な機器を備える。

図１０を参照すると、ステップＳ１１でＥＶコントローラ１５は、バッテリ制御ルーチンのステップＳ３とＳ４において、切り換え回路６の切り換え処理が行なわれたかどうか、より具体的には遮断指令とバイパス指令が出力されたかどうかを判定する。

判定が否定的な場合には、ＥＶコントローラ１５は以後のステップを実行することなく直ちにルーチンを終了する。判定が肯定的な場合は、電動車両に衝撃が入力したことにより、第１の組電池４を切り離して、第２の組電池５単独でバッテリ電源３を構成した場合を意味する。この場合には、ＥＶコントローラ１５は次の制御を行なう。

ＥＶコントローラ１５はステップＳ１２において、外部充電器が接続された場合でも、外部充電器からの電力の入力を受け付けないように、外部充電入力リレーボックス２６に入力停止指令信号を出力する。ステップＳ１２の処理が充電制限手段に相当する。

ステップＳ１３において、ＥＶコントローラ１５は単電池の電圧検出を切り換え回路６より車両前方に位置する第２の組電池５に限定する。ＥＶコントローラ１５は電動車両の通常走行においては、各単電池の充電状態を検出するために各単電池の電圧を検出するが、衝撃入力後はこの対象を、電動モータ１の駆動に使用される第２の組電池５に限定するのである。

ステップＳ１４で、ＥＶコントローラ１５は、電動車両のブレーキングに伴って行なわれる回生発電による充電対象が第２の組電池５のみとなることから、インバータ２に対して回生発電による充電の対象を第２の組電池５に限定する場合の電圧値へと低下させるよう指令する。この電圧値は予め定められる。ステップＳ１４の処理が充電制限手段に相当する。

ステップＳ１５で、ＥＶコントローラ１５は新たな電圧値と、車速センサ２９が検出する電動車両の車速と、ブレーキペダル踏み込み量検知センサ３０が検出するブレーキペダル踏み込み量とに基づき、機械ブレーキと回生ブレーキとの比率を決定し、決定した比率が得られるように、ブレーキシリンダの圧力と電動モータ１の回生電力を制御する。

ステップＳ１５の処理の後、ＥＶコントローラ１５はバッテリ充電制御ルーチンを終了する。

電動車両に大きな衝撃が入力した際には、バッテリ制御ルーチンの実行により、第１の組電池４を切り離し、第２の組電池５のみで電動モータ１を駆動する。この処理の結果、電動モータ１の駆動電圧が低下する。この実施形態によれば、ＥＶコントローラ１５がバッテリ制御ルーチンと並行してバッテリ充電制御ルーチンを実行することで、第２の組電池５への入力電力を制限するので、衝撃入力後の過大電圧印加による第２の組電池５の寿命低下を防止することができる。

また、切り換え回路６による電源の切り換えが行なわれた場合には、ステップＳ１２において、外部充電器からの電力の入力を受け付けないように、外部充電入力リレーボックス２６に入力停止指令信号を出力するので、切り換え回路６の切り換え処理後の第２の組電池５に過大な電圧がチャージされるのを防止でき、衝撃入力後の過大電圧印加による第２の組電池５の寿命低下を防止することができる。

図１１を参照して、この発明の第７の実施形態を説明する。

第１―第６の実施形態による切り換え回路６はいずれも、第１の組電池４を第２の組電池５から切り離し、第２の組電池５のみでバッテリ電源３を担うように構成されている。しかしながら、切り換え回路６が切り離すのは第１の組電池４に限定されない。

この実施形態では、第２の組電池５を組電池ユニット５Ａ−５Ｄで構成する。組電池ユニット５Ｄは組電池ユニット５Ｂと第１の組電池４との間に配置され、組電池ユニット５Ｃは第１の組電池４と組電池ユニット５Ａの間に配置される。組電池ユニット５Ｃと５Ｄは組電池ユニット５Ａと５Ｂに比べて車両の後方寄りに配置される。

第１の実施形態と同様に構成された切り換え回路６は、組電池ユニット５Ｂと５Ｄの間及び組電池ユニット５Ｃと５Ａの間で回路を切り換える。

切り換え回路６をこのように第２の組電池５の回路内に設けることで、切り替え後の電動モータ１への電力供給は、組電池ユニット５Ａと５Ｂのみを用いて行なわれることになる。つまり、電動車両に大きな衝撃が入力した際には第１の組電池４に加えて、車室１３の後方寄りに配置された組電池ユニット５Ｃと５Ｄをもバッテリ電源３から除外し、第２の組電池５のうち車室１３の前方寄りに配置された組電池ユニット５Ａと５Ｂのみでバッテリ電源３を構成する。電動車両に大きな衝撃が入力した後に切り換え回路６が新たなバッテリ電源３として使用する組電池ユニット５Ａと５Ｂの合計のバッテリ容量は、第１の組電池４と第２の組電池５の組電池ユニット５Ｃと５Ｄの合計のバッテリ容量より小さく設定される。

この実施形態によれば、切り換え回路６を配置する位置によって、電動車両に大きな衝撃が入力した後のバッテリ電源３の構成を自由に設定することが可能である。電動車両の最低限の走行動力を得るために、必ずしも第２の組電池５の全量を必要としない場合には、このようにして、第２の組電池５のうち電動車両の走行に必要な最小限の組電池ユニット５Ａと５Ｂのみでバッテリ電源３を構成する。

以上のように、この発明をいくつかの特定の実施形態を通じて説明して来たが、この発明は上記の各実施形態に限定されるものではない。当業者にとっては、特許請求の範囲でこれらの実施形態にさまざまな修正あるいは変更を加えることが可能である。

１ 電動モータ
２ インバータ
３ バッテリ電源
４ 第１の組電池
４Ｘ 筐体
５ 第２の組電池
５Ａ 組電池ユニット
５Ｂ 組電池ユニット
５Ｃ 組電池ユニット
５Ｄ 組電池ユニット
５Ｘ 筐体
６ 切り換え回路
７，８ リレー
９Ａ，９Ｂ メインリレー
１１ トランクルーム
１２ エンジンルーム
１３ 車室
１４ バイパス回路
１５ ＥＶコントローラ
１６ バッテリコントローラ
１７ 加速度センサ
１８ 絶縁センサ
１９ 回路
２０ リレー
２１ 放電機構
２２ リレー
２３ 抵抗
２４ 電流センサ
２５ 手動遮断スイッチ
２６ 外部充電入力リレーボックス
２７ 機械ブレーキ
２８ 車両電装コントローラ
２９ 車速センサ
３０ ブレーキペダル踏み込み量検知センサ

Claims (9)

1. 車体の所定位置に搭載された第１の組電池と、車体の他の場所に搭載され。第１の組電池と電気的に接続された第２の組電池とを用いて走行用の電動モータを駆動する電動車両のバッテリ制御装置において、
   電動車両への衝撃入力時に、第１の組電池と第２の組電池との電気的接続を遮断するとともに、第２の組電池を構成する単電池のうち、所定個数の直列接続された単位電池から電動モータに電力を供給する切り換え手段と、
   を備えたことを特徴とする、電動車両のバッテリ制御装置。
2. 車体の加速度を検出する加速度検出手段と、加速度が所定値以上であって、加速度の向きが第１の組電池から第２の組電池に向かうベクトル方向の場合に、車両に衝撃が入力したと判定する判定手段をさらに備えたことを特徴とする、請求項１に記載の電動車両のバッテリ制御装置。
3. 第１の組電池と第２の組電池は２本のケーブルによって接続されるとともに、前記切り換え手段は第１の組電池と第２の組電池との電気的接続を遮断する際に２本のケーブルによる接続をともに遮断するよう構成されることを特徴とする、請求項１または２に記載の電動車両のバッテリ制御装置。
4. 車体の中央部に第２の組電池と前記切り換え手段とを収容した筐体を搭載し、車体の後部に第１の組電池を収容した筐体を搭載することを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の電動車両のバッテリ制御装置。
5. 第１の組電池の放電を行なう放電機構をさらに備えたことを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の電動車両のバッテリ制御装置。
6. 第２の組電池と前記切り換え手段との間に手動遮断スイッチを設けたことを特徴とする、請求項１から５のいずれかに記載の電動車両のバッテリ制御装置。
7. 前記切り換え手段が作動している状態では、前記電動モータの回生発電による電力の前記第２の組電池への入力を制限する充電制限手段をさらに備えることを特徴とする、請求項１から６のいずれかに記載の電動車両のバッテリ制御装置。
8. 前記切り換え手段が作動している状態では、外部電源による充電入力を遮断する入力遮断手段をさらに備えたことを特徴とする、請求項１から７のいずれかに記載の電動車両のバッテリ制御装置。
9. 前記所定個数の直列接続された単位電池の合計のバッテリ容量は、その他の単位電池の合計のバッテリ容量より小さく設定されることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の電動車両のバッテリ制御装置。

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