JP7430262B2 - 電力供給装置および機械装置 - Google Patents

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Description

本発明は、主に電力供給装置に関する。
特許文献１には、第１のバッテリユニットと、該第１のバッテリユニットを加温するヒータと、該ヒータを駆動するための電力を発生する第２のバッテリユニットと、を備える車両の構成が開示されている。このような構成によれば、低温環境下においても、第１のバッテリユニットの出力電力が基準をみたすように第１のバッテリユニットをヒータにより加温することができる。これにより、第１のバッテリユニットは、内燃機関を始動するのに必要な電力を始動装置に適切に供給することが可能となり、その際に第１のバッテリユニットに加わる過負荷が抑制されうる。
特許第６４８３９２４号公報
上述のとおり、特許文献１には、第１のバッテリユニットが低温の場合にヒータにより該第１のバッテリユニットを加温することが開示されている。しかしながら、このヒータを駆動するための電力を発生する第２のバッテリユニットも低温であることが考えられるため、ヒータを駆動するのに際して、制御面における改善の余地があった。
本発明は、バッテリユニットに過負荷を加えることなくヒータを駆動することを例示的目的とする。
本発明の第１側面は電力供給装置に係り、前記電力供給装置は、
バッテリユニットと、前記バッテリユニットの電力に基づいて熱を発生するヒータと、前記バッテリユニットの温度に応じた駆動力で前記ヒータを駆動する駆動部とを備え、
前記バッテリユニットは、互いに直列に電気接続された複数のバッテリセルを含み、
前記ヒータに過電流が加わることを防止することにより前記ヒータを保護する保護ユニットを更に備え、
前記ヒータは、前記複数のバッテリセルの間を跨ぐように前記複数のバッテリセルを覆っており、
前記ヒータのうち、前記複数のバッテリセルの其々を覆う部分を第１部分とし、前記複数のバッテリセル間を跨ぐ部分を第２部分としたとき、前記保護ユニットは前記第２部分に配されている
ことを特徴とする。
本発明によれば、バッテリユニットに過負荷を加えることなくヒータを駆動することができる。
実施形態に係る作業機の構成を示す斜視図である。 作業機の構成例を示すブロック図である。 制御部の構成例を示すブロック図である。 バッテリユニットの構造の例を示す斜視図である。 バッテリセルおよびヒータの構造の例を示す斜視図である。 バッテリユニットの回路構成の一例を示す図である。 ヒータの駆動態様を示すタイミングチャートである。 バッテリユニットの回路構成の他の例を示す図である。
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴のうち二つ以上の特徴が任意に組み合わされてもよい。また、同一若しくは同様の構成には同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。
図１は、実施形態に係る作業機１の斜視図を示す。図２は、作業機１の構成例を示す。作業機１は、電力供給装置１１、操作装置１２、表示装置１３、内燃機関１４、始動装置１５および作業機構１６を備える。
電力供給装置１１は、バッテリユニット１１１、ヒータ１１２、温度センサ１１３、スイッチ部１１４、および制御部１１５を備える。バッテリユニット１１１は電力を発生する。ヒータ１１２は、バッテリユニット１１１の電力に基づいて熱を発生する。ヒータ１１２は、バッテリユニット１１１に対して設けられており、上記発生した熱によりバッテリユニット１１１を加温可能とする。温度センサ１１３は、バッテリユニット１１１に対して設けられており、バッテリユニット１１１の温度を検出可能とする。スイッチ部１１４は、バッテリユニット１１１の電力の出力の可否を設定する。制御部１１５は、電力供給装置１１内の全体を制御するためのシステムコントローラとして機能する。他の詳細については後述とする。
操作装置１２は、操作子１２１および操作子１２２を備え、それらに対してユーザから操作入力があった場合には対応の信号を制御部１１５に出力する。詳細については後述とするが、本実施形態では、ユーザは、操作子１２１を操作しながら操作子１２２を操作することで作業機構１６を作業状態にすることができる。操作子１２１及び１２２には、レバー式、ボタン式等の公知の方式の何れかが採用されればよい。
表示装置１３は、制御部１１５からの信号に基づく内容を表示する。表示装置１３には、例えばＬＥＤ等を含むインジケータが用いられうるが、代替的／付随的に、液晶ディスプレイが用いられてもよいし、操作装置１２の一部／全部の機能を兼ねるタッチパネルディスプレイが用いられてもよい。
内燃機関１４は、所定の動力（回転）を発生する。詳細については後述とするが、内燃機関１４には付随的に温度センサ１４１が設けられる。始動装置１５は、スターターモータ等とも称される電動機であり、電力供給装置１１からの電力に基づいて内燃機関１４を始動させ、内燃機関１４を稼働状態にする。作業機構１６は、稼働状態となった内燃機関１４からの動力に基づいて所定の作業を行う。本実施形態では、作業機構１６は、作業機１本体の底部に設けられ、作業内容として芝刈りを行うディスクブレードとする。これらの要素１４～１６には公知のものが用いられればよい。
図３は、制御部１１５の構成例を示す。制御部１１５は、駆動部１１５１、取得部１１５２、インタフェース部１１５３、スイッチ制御部１１５４、メインコントローラ１１５５および記憶部１１５６を含む。駆動部１１５１は、ヒータ１１２を駆動するヒータドライバであり、ヒータ１１２の駆動力を変更可能に設定（調整）することができる。取得部１１５２は、温度センサ１１３及び１４１の検出結果を取得し、更に、後述の電圧センサ１１９（図４及び図６参照）の検出結果を取得する。
インタフェース部１１５３は、入力部ｉ１、ｉ２及びｉ３、並びに、出力部о１及びо２を含む（図２参照）。例えば、ユーザによる操作子１２１及び１２２への操作入力は、それぞれ、入力部ｉ１及びｉ２を介して制御部１１５に入力される。温度センサ１４１の検出結果は、入力部ｉ３を介して制御部１１５に入力される。ユーザに所定の通知を行うための信号は、出力部о１を介して表示装置１３に出力される。また、バッテリユニット１１１の電力は、出力部о２を介して始動装置１５に出力される。
スイッチ部１１４は、出力部о２による電力の出力の可否を設定し、例えば、導通状態になることで該電力の出力を実現し、また、非導通状態になることで該電力の出力を抑制する。詳細については後述とするが、スイッチ制御部１１５４は、所定条件の成立に基づいてスイッチ部１１４を制御する。
メインコントローラ１１５５は、制御部１１５の主な制御内容を実行するための演算処理、例えば取得部１１５２により取得された温度センサ１１３等の検出結果に基づく演算処理、を行う。例えば、メインコントローラ１１５５は、該演算の結果に基づいて、駆動部１１５１によりヒータ１１２を駆動し、また、スイッチ制御部１１５４によりスイッチ部１１４を制御する。記憶部１１５６は、メインコントローラ１１５５の演算処理に必要な情報を記憶する。
図４は、バッテリユニット１１１の構造の一例を示す。バッテリユニット１１１は、複数（本実施形態では３つ）のバッテリセル１１１ａ、１１１ｂ及び１１１ｃ、並びに、それらを保持するバッテリホルダ１１１０を含む。バッテリセル１１１ａ、１１１ｂ及び１１１ｃには、リチウムイオン電池等、充電可能な二次電池が用いられる。
バッテリホルダ１１１０は、バッテリセル１１１ａ、１１１ｂ及び１１１ｃを其れらが直列接続となるように保持する。バッテリホルダ１１１０には、ニッケル等で構成された電極が設けられると共に、バッテリセル１１１ａ、１１１ｂ及び１１１ｃの個々の出力電圧を検出可能な電圧センサ１１９が設けられる。
本実施形態では、電圧センサ１１９の他、前述の温度センサ１１３もバッテリホルダ１１１０に設けられる。温度センサ１１３は、ヒータ１１２とは異なる位置に設けられればよく、例えば上記電極に設けられてもよい。これにより、温度センサ１１３は、ヒータ１１２の影響を受けることなく、バッテリユニット１１１の温度を適切に検出可能となる。
図５は、バッテリセル１１１ａ、１１１ｂ及び１１１ｃ並びにヒータ１１２の構造の一例を示す（図４のバッテリホルダ１１１０を不図示とする。）。図５に示されるように、ヒータ１１２は、通電により熱を発生する複数（本実施形態では３つ）の電熱線および該複数の電熱線を内包するシート部材によりシート状に構成され、バッテリセル１１１ａ、１１１ｂ及び１１１ｃを其れらの間に跨って覆うように配される。駆動部１１５１は、これら複数の電熱線の１以上を選択的に駆動することにより、ヒータ１１２の駆動力、即ちヒータ１１２の加温のレベル、を変更可能となっている。
ここで、ヒータ１１２のうち、個々のバッテリセル１１１ａ、１１１ｂ及び１１１ｃを覆う部分を被覆部１１２１とし、複数のバッテリセル１１１ａ、１１１ｂ及び１１１ｃ間を跨ぐ部分を跨設部１１２２とする。これら部分１１２１及び１１２２のうち、跨設部１１２２には、ヒータ１１２を保護するための保護ユニット１９が配されうる。これにより、保護ユニット１９は、個々のバッテリセル１１１ａ等の温度の影響を受けることなくヒータ１１２を適切に保護可能となる。保護ユニット１９には、ヒータ１１２に過電流が加わることを防止する素子、例えば電流ヒューズ、温度ヒューズ等のヒューズ素子、又は、ヒューズ素子を含む回路ユニット、パッケージ若しくは電子部品、が用いられればよい。この観点においても、保護ユニット１９は、個々のバッテリセル１１１ａ等の温度の影響を受け難い跨設部１１２２に配されるとよく、それによりヒータ１１２の適切な制御が可能となる。
図６は、バッテリセル１１１ａ、１１１ｂ及び１１１ｃ並びにヒータ１１２の回路構成の一例を示す。尚、説明の容易化のため、保護ユニット１９は不図示とする。
本実施形態では、ヒータ１１２は、３つの電熱線（区別のため、それぞれ電熱線ＨＴｘ、ＨＴｙ及びＨＴｚ、とする。）を含む。電熱線ＨＴｘ、ＨＴｙ及びＨＴｚの電気抵抗値は、一例として、それぞれ、２．０［Ω（оｈｍ）］、１．６［Ω］及び１．２［Ω］とする。電熱線ＨＴｘ、ＨＴｙ及びＨＴｚにはスイッチ素子ＳＷｘ、ＳＷｙ及びＳＷｚがそれぞれ直列に電気接続される。個々のスイッチ素子ＳＷｘ、ＳＷｙ及びＳＷｚには、典型的にはＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）トランジスタ、バイポーラトランジスタ等が用いられうる。電熱線ＨＴｘ及びスイッチ素子ＳＷｘにより形成される電気経路と、電熱線ＨＴｙ及びスイッチ素子ＳＷｙにより形成される電気経路と、電熱線ＨＴｚ及びスイッチ素子ＳＷｚにより形成される電気経路とは、互いに並列に配される。
駆動部１１５１は、スイッチ素子ＳＷｘ、ＳＷｙ及びＳＷｚを個別に制御することにより電熱線ＨＴｘ、ＨＴｙ及び／又はＨＴｚを選択的に駆動可能であり、それによりヒータ１１２によるバッテリユニット１１１の加温のレベルを変更することができる。例えば、駆動部１１５１は、電熱線ＨＴｘ、ＨＴｙ及びＨＴｚの全部を駆動することにより加温のレベルを最大にし、其れらの一部を駆動することにより加温のレベルを小さくする。
前述のとおり、ユーザは、操作子１２１を操作しながら操作子１２２を操作することで作業機構１６を作業状態にすることができる。本実施形態では、操作子１２１への操作入力により制御部１１が起動状態となり、操作子１２２への操作入力により内燃機関１４が始動されるものとする。ヒータ１１２によるバッテリユニット１１１の加温は、制御部１１５が起動状態となる操作子１２１への操作入力に応じて開始されればよく、該加温が完了した場合、そのことが表示装置１３に表示されればよい。ユーザは、該表示に応じて操作子１２２への操作入力を行うことにより作業機構１６を作業状態にすることができる。
ところで、前述のとおり、個々のバッテリセル１１１ａ等には二次電池が用いられる。バッテリユニット１１１が低温になると、個々のバッテリセル１１１ａ等が内蔵する電解液の粘度が高くなり、このことは、個々のバッテリセル１１１ａ等に、内部抵抗の増大に起因する出力電圧の低下等、電気的な影響を与えうる。一方、ヒータ１１２の駆動力を大きくすると（加温のレベルを高くすると）、ヒータ１１２に供給される電流量が大きくなり、それによりバッテリユニット１１１の負荷が大きくなる。そのため、低温のバッテリユニット１１１の電力を用いてヒータ１１２を駆動することと、その駆動力を大きくすることと、を同時に実現することは一般に難しく、バッテリユニット１１１には、温度に対応して、出力が許容される電流量ないし電力が設定される。
図７は、ヒータ１１２の駆動態様を示すタイミングチャートである。横軸は、時間軸を示し、縦軸は、検出温度Ｔ、内部抵抗値Ｒ、許容電流量Ｉおよび出力電圧値Ｖのそれぞれの値を示す。
検出温度Ｔは、温度センサ１１３により検出された温度を示す。内部抵抗値Ｒは、検出温度Ｔに対応するバッテリセル１１１ａの内部抵抗の値を示す。許容電流量Ｉは、検出温度Ｔに対応するバッテリセル１１１ａが出力可能な電流量を示す。これら検出温度Ｔ、内部抵抗値Ｒ及び許容電流量Ｉは相互に対応する関係にあり、検出温度Ｔ、内部抵抗値Ｒ及び許容電流量Ｉのうちの１つに基づいて他の２つを特定ないし算出可能である。例えば、内部抵抗値Ｒ及び許容電流量Ｉは、所定の参照テーブルを参照することにより検出温度Ｔに基づいて特定ないし算出可能である。該参照テーブルは、予め用意されていればよく、実測やシミュレーション解析等により取得可能である。また、出力電圧値Ｖは、電圧センサ１１９により検出されたバッテリセル１１１ａの出力電圧の値を示す。
尚、ここではバッテリセル１１１ａの内部抵抗値Ｒ、許容電流量Ｉおよび出力電圧値Ｖが示されるが、バッテリセル１１１ｂ及び１１１ｃについても同様とする。
図中には、ヒータ１１２に供給される総電流量（電熱線ＨＴｘ、ＨＴｙ及びＨＴｚに供給される電流量の合計値）Ｊが併せて示される。駆動部１１５１は、ヒータ１１２の駆動を開始した時刻ｔ０では、総電流量Ｊが許容電流量Ｉ以下となるように、例えばヒータ１１２の加温のレベルを小さいものに留める。その後、駆動部１１５１は、検出温度Ｔの上昇（即ち、許容電流量Ｉの上昇）に伴ってヒータ１１２による加温のレベルを高くする。例えば、時刻ｔ０では加温のレベルを最小とし、その後の時刻ｔ１、ｔ２、・・・、ｔ４で、加温のレベルを順に高くすることができる。尚、ここでは、ヒータ１１２による加温は時刻ｔ５まで行われるものとする。
本実施形態では、加温のレベルをステップ状に高くする態様を例示したが、他の実施形態として、加温のレベルをリニア状に高くしてもよい。このことは、いわゆるＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御により実現可能であり、加温のレベルは、ヒータ１１２の駆動信号のデューティ比（所定周期に対するハイレベルの期間の比）を変更することで任意に設定可能である。
尚、時刻ｔ０から時刻ｔ５まで（或いは、加温のレベルを最大にして検出温度Ｔが定常状態となるまで）の期間は、バッテリユニット１１１のサイズ等によって異なりうるが、例えば１［分］未満あるいは１～４［分］程度である。
このような構成によれば、バッテリユニット１１１をその温度に応じた電力で使用することが可能となり、バッテリユニット１１１に過負荷を加えることなくヒータ１１２を駆動することができる。
本実施形態では、ヒータ１１２はバッテリユニット１１１に設けられ、該ヒータ１１２の駆動によりバッテリユニット１１１が加温される。これにより、寒冷地等の低温環境（例えば－４０度、－２５度等）の下では、電力供給装置１１は、バッテリユニット１１１を所望の温度まで高くし、それから、内燃機関１４の始動に要する電力を始動装置１５に供給する。
内燃機関１４が始動されて稼働状態となった後、バッテリユニット１１１は稼働状態の内燃機関１４の動力に基づいて充電可能である。そのため、内燃機関１４が稼働状態となった後においても、該充電が低温環境下で行われないように／該充電が所望の範囲内の温度で行われるように、ヒータ１１２の駆動は継続されうる。他の実施形態として、内燃機関１４とバッテリユニット１１１とが近接して設置され、バッテリユニット１１１が稼働状態の内燃機関１４から熱を受けうる場合には、ヒータ１１２の駆動は、始動装置１５への電力の供給の前（内燃機関１４の始動前）に抑制されてもよい。
ここで、内燃機関１４を始動するのに始動装置１５に供給されるべき電力は、内燃機関１４の温度によって異なる。例えば、内燃機関１４が低温であるほど、始動装置１５に供給されるべき電力は大きくなる。そのため、バッテリユニット１１１は、始動装置１５に充分な電力を供給することが可能となる温度まで（許容電流量Ｉが充分に大きくなるまで）、ヒータ１１２により加温される必要がある。これを実現可能とするため、本実施形態では、内燃機関１４に温度センサ１４１が設けられる。制御部１１５は、この温度センサ１４１の検出結果に基づいて駆動部１１５１によりヒータ１１２を駆動し、スイッチ制御部１１５４によりスイッチ部１１４を制御するとよい。
例えば、内燃機関１４が比較的低温の場合には、制御部１１５は、時刻ｔ５まで駆動部１１５１によりヒータ１１２を駆動してバッテリユニット１１１を加温し、その後、スイッチ制御部１１５４によりスイッチ部１１４を導通状態にする。
一方、内燃機関１４が比較的高温の場合には、制御部１１５は、例えば、時刻ｔ１～ｔ４の何れかまで駆動部１１５１によりヒータ１１２を駆動してバッテリユニット１１１を加温し、その後、スイッチ制御部１１５４によりスイッチ部１１４を導通状態にする。また、内燃機関１４が充分に高温の場合には、制御部１１５は、時刻ｔ０で（ヒータ１１２を駆動することなく）、スイッチ制御部１１５４によりスイッチ部１１４を導通状態にすることもできる。
バッテリユニット１１１を何れの温度まで加温してからスイッチ部１１４を導通状態にするか（或いは、時刻ｔ０以降の何れのタイミングでスイッチ部１１４を導通状態にするか）は、記憶部１１５６にデータベースとして記憶されうる。例えば、記憶部１１５６には、或る温度の内燃機関１４を始動装置１５により始動するのに要する電力と、その電力を出力可能となるバッテリユニット１１１の温度と、の関係を示す情報が記憶されている。よって、スイッチ制御部１１５４は、記憶部１１５６から読み出された情報と、温度センサ１４１の検出結果とに基づいて、スイッチ部１１４を制御することができる。
内燃機関１４が始動されて稼働状態となった後、作業機構１６は、該稼働状態となった内燃機関１４の動力に基づいて作業状態となる。これにより、ユーザは、作業機１を用いて所定の作業を行うことが可能となる。その際、バッテリユニット１１１は、該稼働状態となった内燃機関１４の動力に基づいて充電されうる。
作業後においては、ユーザは、操作子１２１及び／又は１２２を操作して内燃機関１４を停止させることができる。内燃機関１４の停止後、時間の経過と共に内燃機関１４およびバッテリユニット１１１は再び低温となりうる。典型的には、作業機１本体において、内燃機関１４とバッテリユニット１１１とは離間して設置され、多くの場合、バッテリユニット１１１は、内燃機関１４よりも速やかに低温になりうる。一方、ユーザが比較的短時間内に内燃機関１４を再び始動させることも考えられるため、内燃機関１４の停止後、駆動部１１５１は所定期間に亘ってヒータ１１２の駆動を継続してもよい。これにより、ユーザは、内燃機関１４を再び稼働状態にする場合には、これを速やかに実現することが可能となる。
付随的に、取得部１１５２は、バッテリユニット１１１の負荷状態を取得してもよく、駆動部１１５１は、この負荷状態に基づいてヒータ１１２の駆動力を設定してもよい。負荷状態は、バッテリセル１１１ａ、１１１ｂ及び１１１ｃの個々の出力電圧を電圧センサ１１９により検出することで評価可能である。例えば、バッテリセル１１１ａ、１１１ｂ及び１１１ｃは、其れらが互いに同じ温度であっても、劣化の度合いに起因して互いに異なる電圧を出力する可能性がある。そのため、負荷状態は、バッテリセル１１１ａ、１１１ｂ及び１１１ｃの出力電圧のうち最小のものに基づいて評価されてもよい。このような態様によれば、バッテリセル１１１ａ、１１１ｂ及び１１１ｃの個々に過負荷が加わることを適切に防止可能となる。
本実施形態では、操作子１２１を操作しながら操作子１２２を操作すること（いわゆる２ステップ操作）により作業を実行可能となる態様を例示したが、他の操作方式が採用されてもよい。他の実施形態として、操作子１２１及び１２２の一方が設けられ、それを操作すること（いわゆる１ステップ操作）により作業を実行可能としてもよい。
例えば、操作子１２１及び１２２のうち操作子１２１が設けられている場合、電力供給装置１１においては、ユーザによる操作子１２１への操作入力に応じて、制御部１１５が起動されると共に駆動部１１５１はヒータ１１２を駆動する。その後、内燃機関１４を始動装置１５により始動するのに要する電力をバッテリユニット１１１が出力可能となったタイミングで、バッテリユニット１１１の加温の完了が表示装置１３によりユーザに通知されるとよい。スイッチ制御部１１５４は、該通知に応じて操作子１２１への操作入力がユーザにより再度行われたことに基づいて、スイッチ部１１４が導通状態となるようにスイッチ部１１４を制御すればよい。
図８は、変形例として、バッテリユニット１１１及びヒータ１１２を含む回路構成の一例を、図６同様に示す。本変形例においては、説明の容易化のため、電熱線ＨＴｘ、ＨＴｙ及びＨＴｚは電熱線ＨＴと図示され、また、スイッチ素子ＳＷｘ、ＳＷｙ及びＳＷｚはスイッチ素子ＳＷと図示される。ここでは、電熱線ＨＴ（ヒータ１１２）はスイッチ素子ＳＷに対して接地側に配されるものとしたが、電熱線ＨＴ及びスイッチ素子ＳＷの位置は相互に入替え可能である。
本変形例においては、電力発生部８１およびスイッチ素子８２が更に設けられる。電力発生部８１は、稼働状態となった内燃機関１４の動力に基づいて電力を発生可能に構成される。典型的には、電力発生部８１には、インダクタ、キャパシタ等により構成される公知のチャージコイルユニットが用いられ、電力発生部８１は、内燃機関１４に設けられるフライホイールの回転に基づいて電力を発生する。
スイッチ素子８２は、バッテリセル１１１ａ～１１１ｃ（バッテリユニット１１１）から電熱線ＨＴ及びスイッチ素子ＳＷまでの電気経路に挿入される形で配される。駆動部１１５１は、スイッチ素子ＳＷ及び８２を個別に制御可能とする。
このような構成において、内燃機関１４の始動前においては、スイッチ素子ＳＷ及び８２の双方を導通状態とすることにより、電熱線ＨＴはバッテリセル１１１ａ～１１１ｃから電力を受け取ることができる。一方、内燃機関１４の始動後においては、スイッチ素子ＳＷを導通状態とし且つスイッチ素子８２を非導通状態とすることにより、電熱線ＨＴは電力発生部８１から電力を受け取ることができる。
また、バッテリユニット１１１が所望の温度に達した場合には、駆動部１１５１は、スイッチ素子ＳＷ及び８２を制御することにより、電力発生部８１の電力の供給先を電熱線ＨＴからバッテリセル１１１ａ～１１１ｃに切り替えることも可能である。このような構成によれば、バッテリユニット１１１の温度維持およびバッテリユニット１１１の充電の双方を比較的簡便に実現可能となる。
以上の説明においては、理解の容易化のため、各要素をその機能面に関連する名称で示したが、各要素は、上記実施形態で説明された内容を主機能として備えるものに限られるものではなく、それを補助的に備えるものであってもよい。また、上記実施形態では、ヒータ１１２を駆動するための電力と、始動装置１５に供給する電力とは何れも共通のバッテリユニット１１１により発生されることとしたが、これらの電力は個別に（互いに異なるバッテリユニットにより）発生されてもよい。また、上記実施形態では作業機１を例示して電力供給装置１１を説明したが、作業機１の作業内容は、芝刈り作業の他、除雪作業、農作業等、多様な作業を含みうる。また、電力供給装置１１の適用対象は作業機１に限られるものではなく、例えば、電力供給装置１１は、車両等、内燃機関１４の動力を用いて稼働する多様な機械装置に適用可能である。
上記実施形態で示された特徴は以下のとおり纏められる：
第１の態様は電力供給装置（例えば１１）に係り、前記電力供給装置は、バッテリユニット（例えば１１１）と、前記バッテリユニットの電力に基づいて熱を発生するヒータ（例えば１１２）と、前記バッテリユニットの温度に応じた駆動力で前記ヒータを駆動する駆動部（例えば１１５１）とを備える
ことを特徴とする。第１の態様によれば、バッテリユニットをその温度に応じた電力で使用することが可能となり、バッテリユニットに過負荷が加わることなくヒータを駆動することができる。これにより、例えば寒冷地においてバッテリユニットに過負荷が加わることを防止可能となる。
第２の態様では、前記バッテリユニットの負荷状態を取得する取得部（例えば１１５２）を更に備え、前記駆動部は、前記温度および前記負荷状態に基づいて前記駆動力を設定する
ことを特徴とする。第２の態様によれば、バッテリユニットに過負荷が加わることを適切に防止可能となる。
第３の態様では、前記ヒータは、前記バッテリユニットに対して設けられている
ことを特徴とする。第３の態様によれば、バッテリユニットを加温可能となる。
第４の態様では、前記バッテリユニットは、直列に電気接続された複数のバッテリセル（例えば１１１ａ等）を含む
ことを特徴とする。第４の態様によれば、出力可能な電力を大きくすることができる。
第５の態様では、前記取得部は、前記複数のバッテリセルの其々の出力電圧を取得可能であり、それら出力電圧のうち最小のものに基づいて前記負荷状態を取得する
ことを特徴とする。第５の態様によれば、複数のバッテリセルの其々に過負荷が加わることを防止可能となる。
第６の態様では、前記温度を検出するための温度センサであって、前記ヒータとは異なる位置において前記バッテリユニットに対して設けられた温度センサ（例えば１１３）を更に備える
ことを特徴とする。第６の態様によれば、バッテリユニットの温度に応じてヒータの駆動力を設定可能となる。また、温度センサは、ヒータとは異なる位置に設けられるため、温度の検出に際してヒータの影響を受けることもない。
第７の態様では、前記ヒータに過電流が加わることを防止することにより前記ヒータを保護する保護ユニット（例えば１９）を更に備え、前記ヒータは、前記複数のバッテリセルを其れらの間に跨って覆っており、前記ヒータのうち、個々のバッテリセルを覆う部分を第１部分（例えば被覆部１１２１）とし、前記複数のバッテリセル間を跨ぐ部分を第２部分（例えば跨設部１１２２）としたとき、前記保護ユニットは前記第２部分に配されている
ことを特徴とする。第７の態様によれば、バッテリセルの温度の影響を受けることなくヒータを適切に保護可能となる。
第８の態様では、内燃機関（例えば１４）を始動するための始動装置（例えば１５）に電力を出力可能な出力部（例えばо２）と、前記出力部による電力の出力の可否を設定するスイッチ部（例えば１１４）と、前記始動装置による前記内燃機関の始動に要する電力を前記バッテリユニットが出力可能となったときに前記出力部からの電力の出力が実現されるように前記スイッチ部を制御するスイッチ制御部（例えば１１５４）と、を更に備える
ことを特徴とする。第８の態様によれば、始動装置に供給されるべき電力が適切に出力可能となる。
第９の態様では、前記スイッチ制御部は、前記内燃機関の温度に基づいて前記スイッチ部を制御する
ことを特徴とする。第９の態様によれば、内燃機関の温度に応じた電力が適切に出力可能となる。
第１０の態様では、前記スイッチ制御部は、前記内燃機関を始動するための操作入力があったことに応じて前記出力部からの電力の出力が実現されるように前記スイッチ部を制御する
ことを特徴とする。第１０の態様によれば、内燃機関を適切に始動可能となる。
第１１の態様では、前記バッテリユニットは、前記内燃機関の動力に基づいて充電可能に構成され、前記駆動部は、前記内燃機関の始動後、前記ヒータの駆動を継続する
ことを特徴とする。第１１の態様によれば、バッテリユニットを適切に充電することができる。
第１２の態様では、前記内燃機関の始動後、該内燃機関の動力に基づいて電力を発生する電力発生部を更に備えており、前記ヒータは、前記内燃機関の始動前においては前記バッテリユニットから電力を受け取り、前記内燃機関の始動後においては前記電力発生部から電力を受け取る
ことを特徴とする。第１２の態様によれば、ヒータに適切に電力を供給可能となる。電力発生部には、内燃機関に設けられるフライホイールの回転に基づいて電力を発生する公知のチャージコイルユニットが用いられればよい。
第１３の態様では、前記電力発生部は、前記バッテリユニットが所望の温度に達した際、電力の供給先を前記ヒータから前記バッテリユニットに切り替える
ことを特徴とする。第１３の態様によれば、バッテリユニットを適切に充電することができる。
第１４の態様では、前記駆動部は、前記内燃機関の停止後、所定期間に亘って前記ヒータを駆動する
ことを特徴とする。第１４の態様によれば、速やかに内燃機関を再び稼働状態にすることができる。
他の態様では、作業機（例えば１）、車両あるいは機械装置に係り、それらは、上述の電力供給装置（例えば１１）と、前記内燃機関と、前記始動装置とを備える
ことを特徴とする。即ち、上述の電力供給装置は、作業機、車両等、内燃機関の動力を用いて稼働する多様な機械装置に適用可能である。
発明は上記の実施形態に制限されるものではなく、発明の要旨の範囲内で、種々の変形・変更が可能である。

Claims (16)

  1. バッテリユニットと、前記バッテリユニットの電力に基づいて熱を発生するヒータと、前記バッテリユニットの温度に応じた駆動力で前記ヒータを駆動する駆動部とを備え、
    前記バッテリユニットは、互いに直列に電気接続された複数のバッテリセルを含み、
    前記ヒータに過電流が加わることを防止することにより前記ヒータを保護する保護ユニットを更に備え、
    前記ヒータは、前記複数のバッテリセルの間を跨ぐように前記複数のバッテリセルを覆っており、
    前記ヒータのうち、前記複数のバッテリセルの其々を覆う部分を第１部分とし、前記複数のバッテリセル間を跨ぐ部分を第２部分としたとき、前記保護ユニットは前記第２部分に配されている
    ことを特徴とする電力供給装置。
  2. 前記バッテリユニットの負荷状態を取得する取得部を更に備え、
    前記駆動部は、前記温度および前記負荷状態に基づいて前記駆動力を設定する
    ことを特徴とする請求項１記載の電力供給装置。
  3. 前記ヒータは、前記バッテリユニットに対して設けられている
    ことを特徴とする請求項２記載の電力供給装置。
  4. 前記取得部は、前記複数のバッテリセルの其々の出力電圧を取得可能であり、それら出力電圧のうち最小のものに基づいて前記負荷状態を取得する
    ことを特徴とする請求項２記載の電力供給装置。
  5. 前記温度を検出するための温度センサであって、前記ヒータとは異なる位置において前記バッテリユニットに対して設けられた温度センサを更に備える
    ことを特徴とする請求項４記載の電力供給装置。
  6. 内燃機関を始動するための始動装置に電力を出力可能な出力部と、
    前記出力部による電力の出力の可否を設定するスイッチ部と、
    前記始動装置による前記内燃機関の始動に要する電力を前記バッテリユニットが出力可能となったときに前記出力部からの電力の出力が実現されるように前記スイッチ部を制御するスイッチ制御部と、を更に備える
    ことを特徴とする請求項１から請求項５の何れか１項記載の電力供給装置。
  7. 前記スイッチ制御部は、前記内燃機関の温度に基づいて前記スイッチ部を制御する
    ことを特徴とする請求項６記載の電力供給装置。
  8. 前記スイッチ制御部は、前記内燃機関を始動するための操作入力があったことに応じて前記出力部からの電力の出力が実現されるように前記スイッチ部を制御する
    ことを特徴とする請求項６又は請求項７記載の電力供給装置。
  9. 前記バッテリユニットは、前記内燃機関の動力に基づいて充電可能に構成され、
    前記駆動部は、前記内燃機関の始動後、前記ヒータの駆動を継続する
    ことを特徴とする請求項６から請求項８の何れか１項記載の電力供給装置。
  10. 前記内燃機関の始動後、該内燃機関の動力に基づいて電力を発生する電力発生部を更に備えており、
    前記ヒータは、前記内燃機関の始動前においては前記バッテリユニットから電力を受け取り、前記内燃機関の始動後においては前記電力発生部から電力を受け取る
    ことを特徴とする請求項６から請求項９の何れか１項記載の電力供給装置。
  11. 前記電力発生部は、前記バッテリユニットが所望の温度に達した際、電力の供給先を前記ヒータから前記バッテリユニットに切り替える
    ことを特徴とする請求項１０記載の電力供給装置。
  12. 前記駆動部は、前記内燃機関の停止後、所定期間に亘って前記ヒータを駆動する
    ことを特徴とする請求項６から請求項１１の何れか１項記載の電力供給装置。
  13. バッテリユニットと、
    前記バッテリユニットの電力に基づいて熱を発生するヒータと、
    前記バッテリユニットの温度に応じた駆動力で前記ヒータを駆動する駆動部と、
    内燃機関を始動するための始動装置に電力を出力可能な出力部と、
    前記出力部による電力の出力の可否を設定するスイッチ部と、
    前記始動装置による前記内燃機関の始動に要する電力を前記バッテリユニットが出力可能となったときに前記出力部からの電力の出力が実現されるように前記スイッチ部を制御するスイッチ制御部と、を備え、
    前記スイッチ制御部は、前記内燃機関の温度に基づいて前記スイッチ部を制御する
    ことを特徴とする電力供給装置。
  14. バッテリユニットと、
    前記バッテリユニットの電力に基づいて熱を発生するヒータと、
    前記バッテリユニットの温度に応じた駆動力で前記ヒータを駆動する駆動部と、
    内燃機関を始動するための始動装置に電力を出力可能な出力部と、
    前記出力部による電力の出力の可否を設定するスイッチ部と、
    前記始動装置による前記内燃機関の始動に要する電力を前記バッテリユニットが出力可能となったときに前記出力部からの電力の出力が実現されるように前記スイッチ部を制御するスイッチ制御部と、を備え、
    前記スイッチ制御部は、前記内燃機関を始動するための操作入力があったことに応じて前記出力部からの電力の出力が実現されるように前記スイッチ部を制御する
    ことを特徴とする電力供給装置。
  15. バッテリユニットと、
    前記バッテリユニットの電力に基づいて熱を発生するヒータと、
    前記バッテリユニットの温度に応じた駆動力で前記ヒータを駆動する駆動部と、
    内燃機関を始動するための始動装置に電力を出力可能な出力部と、を備え、
    前記駆動部は、前記内燃機関の停止後、所定期間に亘って前記ヒータを駆動する
    ことを特徴とする電力供給装置。
  16. 請求項８から請求項１５の何れか１項記載の電力供給装置と、前記内燃機関と、前記始動装置とを備える
    ことを特徴とする機械装置。
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