JPH0684546A - 電気自動車用蓄電池装置 - Google Patents

電気自動車用蓄電池装置

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JPH0684546A
JPH0684546A JP4259093A JP25909392A JPH0684546A JP H0684546 A JPH0684546 A JP H0684546A JP 4259093 A JP4259093 A JP 4259093A JP 25909392 A JP25909392 A JP 25909392A JP H0684546 A JPH0684546 A JP H0684546A
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JP
Japan
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storage battery
battery group
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electromagnetic switch
mgb
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JP4259093A
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English (en)
Inventor
Akifumi Tanaka
昌文 田中
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Japan Storage Battery Co Ltd
Original Assignee
Japan Storage Battery Co Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高電圧蓄電池を電源とする電気自動車の蓄電
池間容量のアンバランスを最小に押さえるとともに、保
守点検時等における危険性を低下しうる電気自動車用蓄
電池装置を提供する。 【構成】 電気自動車の高電圧蓄電池電源を複数の蓄電
池群Bに分割し、これらを電磁スイッチMgBを介して
接続し、始動スイッチSWのON・OFFに連動させて
放電回路と充電回路とに切り替え、充電に際しては複数
の蓄電池群に分割して並列充電回路を構成させる。過充
電による早期寿命劣化を防ぐとともに、電気自動車放置
中においても、高電圧蓄電池電源は複数の蓄電池群に分
割されて並列状態にあるので、高電圧にともなう危険性
を低減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【案業上の利用分野】この発明は電気自動車用蓄電池装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】20〜30年前より開発が始まった電気
自動車は、地球環境問題ともあいまって、最近、より急
ピッチで開発が進められているが、現在のところは特定
区域内での運搬車とかパトロ−ル車など走行距離が比較
的短かい用途に使用が限定されている。
【0003】従来、電気自動車の動力源である蓄電池電
圧は100V系が標準であったが、エンジン車なみの走
行距離、加速性等が要求されるようになり、300V系
が標準に成りつつある。300V系の蓄電池では充電電
圧が約400Vの高電圧になるため、100V系蓄電池
のように直接触れて保守点検するということができな
い。このため、保守点検の不要な密閉形蓄電池が採用さ
れるようになってきている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】現在、電気自動車に使
用される蓄電池は主に鉛蓄電池である。同じ鉛蓄電池で
あっても、密閉形蓄電池と開放形蓄電池とでは充電時性
が大きく相違する。開放形蓄電池では、充電時に過電流
が流れたり過充電状態になったりしても、電解液中の水
の電気分解によりある程度充電が調整できたものの、密
閉形蓄電池では、電解液量が開放形に比較して1/2と
少ないため、過充電状態となると急激に電解液が減少し
容量が低下してしまう。又、熱容量が小さく、過充電状
態が長期間続くと焼損の危険性なしともいえない。この
ような理由で、密閉形蓄電池を充電する場合、開放形蓄
電池に使用する充電器よりはるかに精度の高い充電器が
必要となる。
【0005】一方、充電器の精度がどのように向上して
も、蓄電池間に容量バラツキがあれば充電量にアンバラ
ンスが生じ、充電完了状態に達した蓄電池は他の末充電
完了の蓄電池が完全充電状態になるまで過充電を受け、
電解液が減少し容量低下を来たしてしまう。これにより
再び容量アンバランスが生じ、前回に遅く完全充電状態
に達したほうの蓄電池が今度は過充電を受けるというこ
との繰り返しにより、蓄電池全体としては数サイクルで
容量が低下してしまい使用できない状態となる。
【0006】これを具体的に説明する。例えば、2.4
V/セルで充電する場合、1セルであれば当然2.4V
しか印加されない。しかし、これが2セルになって4.
8Vで充電した場合、1セルが未充電状態で2.3Vの
充電状態であれば、他のセルに2.5Vの電圧が印加さ
れ過充電を受けることになる。これが10セルの場合、
9セルが2.3V/セルの末充電状態であれば他の1セ
ルに3.3Vの電圧が印加され、著しい過充電状態とな
る。このように、充電時の直列接続セル数が増加するに
従い、1セルでも不均一なセルが発生すると、このセル
に集中して印加される電圧も増大する。例えば300V
系(150セル)で使用する場合、1セル先に完全充電
状態になると、このセルに10〜30Vの高電圧が印加
され、1〜2Vサイクルで電池内電解液が飛散すること
がある。1セルでも電池内電解液が飛散すると、内部抵
抗が増大し、全体の充放電ができなくなる。
【0007】このような寿命劣化の問題とは別に、先に
も述べたように電源電圧が300Vにも達すれば、リー
ク時の危険性が高まることや、そのままでは故障した蓄
電池の交換すらできないという問題も予想される。
【0008】この発明は上記のような課題を解決するた
めに成されたものであり、その目的とするところは、高
電圧蓄電池を電源とする電気自動車の充電アンバランス
による寿命劣化を最小に押さえるとともに、保守点検時
等における危険性を低下しうる電気自動車用蓄電池装置
を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】そこで、複数の蓄電池群
と放電回路と充電回路と始動スイッチとを備え、放電回
路は、蓄電池群接続用電磁スイッチのa接点であって隣
接する蓄電池群の異極性端子間に接続されたものと、負
荷と、負荷遮断用電磁スイッチのa接点とを有するもの
であり、充電回路は、蓄電池群接続用電磁スイッチのb
接点であって隣接する蓄電池群の一の同極性端子間に接
続されたものと、ダイオードであって充電電流のみが流
入する方向にもう一方の極性端子に各蓄電池群ごとに接
続されたものとを有するものであり、始動スイッチをO
Nとすることにより、蓄電池群接続用電磁スイッチのb
接点がOFFとなって充電回路が開になるとともに、蓄
電池接続用電磁スイッチ及び負荷遮断用電磁スイッチの
a接点がONとなって、直列接続された複数の蓄電池群
から負荷に電力が供給され、始動スイッチをOFFとす
ることにより、蓄電池群接続用電磁スイッチ及び負荷遮
断用電磁スイッチのa接点がOFFとなり蓄電池群の直
列接続の解除と負荷の遮断とがなされるとともに、蓄電
池群接続用電磁スイッチのb接点がONとなり各蓄電池
群を各ダイオードを介して並列充電することが可能とな
るよう構成された電気自動車用蓄電池装置、とすること
により前記課題を解決するものである。
【0010】
【作用】前途したように、直列蓄電池数(又はセル数)
が増加する程、充放電の繰返しのよる容量ンバランスの
影響で、寿命が短かくなる。この割合は、概算、蓄電池
電圧の2乗に反比例することが経験的に知られている。
これによれば、100V系蓄電池と300V系蓄電池と
の寿命を比較すると、300V系蓄電池の寿命は100
V系電池の1/9と大幅に短寿命である。本発明は、高
電圧蓄電池を電源とする電気自動車の蓄電池群を、始動
スイッチのON・OFFにより放電回路と充電回路とに
切り替え、始動スイッチがOFFのときには所定の蓄電
池群に分割し、並列充電が可能な回路構成とすることに
より、蓄電池間の充電アンバランスを最小にし、もって
電気自動車用蓄電池の長寿化をはかり、かつ放置中の電
源電圧の低化により安全性を高めんとするものである。
【0011】
【実施例】以下、本発明をその実施例を示す図面にて詳
述する。図1は本発明の1実施例である400V電気自
動車用蓄電池装置の概要回路図である。B1 〜B4 は、
各々50セルの鉛蓄電池が直列接続された蓄電池群であ
り、開路電圧が100Vを越えないようにしてある。各
蓄電池群Bの端末端子は+、−で示されている。
【0012】MgBは隣接する蓄電池群の間に配された
蓄電池群接続用電磁スイッチであり、励磁コイルMgS
と接点MgCとを備えている。この電磁スイッチMgB
は、励磁コイルMgSが無電位のとき短絡状態となるb
接点と、励磁コイルMgSが電圧印加のとき短絡状態と
なるa接点とを備えている。
【0013】第1の蓄電池群B1 と第2の蓄電池群B2
との間には第1の蓄電池群接続用電磁スイッチMgB1
が配されている。この蓄電池群接続用電磁スイッチMg
1のa接点は第1の蓄電池群B1 の負端子と第2の蓄
電池群B2 の正端子との間に接続さており、b接点は第
1の蓄電池群B1 の負端子と第2の蓄電池群B2 の負端
子との間に接続されている。以下同様に、第2の蓄電池
群B2 と第3の蓄電池群B3 との間には第2の蓄電池群
接続用電磁スイッチMgB2 が、第3の蓄電池群B3
第4の蓄電池群B4 との間には第3の蓄電池群接続用電
磁スイッチMgB3 が、それぞれ接続されている。
【0014】D1 はダイオードであり、ダイオ−ドD1
の正極が蓄電池群B1 の正端子に接続されている。以下
同様に、ダイオ−ドD2 が第2の蓄電池群B2 に、ダイ
オ−ドD3 が第3の蓄電池群B3 に、ダイオ−ドD4 が
第4の蓄電池群B4 に、それぞれ接続されている。そし
て、これらダイオードの他端は並列に充電プラグの正極
に接続されている。これらダイオードは、蓄電池群接続
用電磁スイッチMgB1 〜MgB3 のa接点短絡時に短
絡回路が形成されるのを防ぐための物である。ダイオ−
ドD4 は短絡防止には不要であるが、蓄電池群B1 〜B
4 を並列充電する際、ダイオ−ドD4 がなけば蓄電池群
4 の充電印加電圧が0.7V高くなるため、これを防
ぎ充電電圧を均一するためのものである。
【0015】MgLは負荷遮断用電磁スイッチであり、
その励磁コイルMgCに電圧が印加されると接点MgS
が閉じるa接点を介して負荷に電力が供給できるよう構
成されている。Cは負荷電流を調整するためのコントロ
−ラ、Mはモ−タ、SWはエンジン始動スイッチ、Pは
充電器に接続するためのプラグである。
【0016】始動スイッチSWを投入すると、電磁スイ
ッチMgLの励磁コイルMgCに励磁電流が流れ、接点
MgSが閉じる。これと同時に蓄電池群接続用電磁スイ
ッチMgB1 〜MgB3 の各々の励磁コイルMgSにも
励磁電流が流れ、各a接点が閉じる。この瞬間、各蓄電
池群B1 〜B4 の負端子に接続されたb接点が切り離さ
れ、蓄電池群B1 〜B4 は蓄電池群接続用電磁スイッチ
MgB1 〜MgB3 のa接点により直列に接続され、4
00V電源より負荷であるモータMに電力が供給され
る。
【0017】この実施例では、ダイオ−ドD1 〜D4 は
各蓄電池群Bの正端子に接続されているが、各蓄電池群
Bの負端子に接続するとともに、蓄電池群接続用電磁ス
イッチMgB1 〜MgB3 のb接点を各蓄電池群Bの正
端子間に接続しても等価な回路が得られる。さらにこの
実施例では全ての電磁スイッチの励磁コイルMgCが第
1の蓄電池群B1 を電源としているが、どの蓄電池群B
を電源にしても良く、別途、励磁用電源を用いてもよ
い。
【0018】始動スイッチSWをOFFにすると、蓄電
池群接続用電磁スイッチMgB1 〜MgB3 のb接点が
ONになり、各蓄電池群Bの負端子は充電器負極に、正
端子はダイオ−ドD1 〜D4 を介して充電器正極に接続
され、各蓄電池群Bの並列充電が可能となる。尚、始動
スイッチSWをOFFにすると同時に負荷遮断用電磁ス
イッチMgLのa接点もOFFとなるので、充電電流が
モ−タ負荷Mに流れることはない。
【0019】
【発明の効果】以上のべたように、本発明にかかる電気
自動車用蓄電池装置によれば、電気自動車の高電圧蓄電
池電源を始動スイッチのON・OFFに連動させて放電
回路と充電回路とに切り替え、充電に際しては複数の蓄
電池群に分割して並列充電回路を構成し、過充電による
早期寿命劣化を防ぐとともに、電気自動車放置中におい
ても、高電圧蓄電池電源は複数の蓄電池群に分割されて
並列状態にあるので、高電圧にともなう危険性を低減す
ることができる。来るべき電気自動車時代において、本
発明の効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施例を示す回路図である。
【符号の説明】
B 蓄電池群 C コントローラ D ダイオード M 負荷 MgB 蓄電池群接続用電磁スイッチ MgL 負荷遮断用電磁スイッチ SW 始動スイッチ a 電磁スイッチのa接点 b 電磁スイッチのb接点

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の蓄電池群と放電回路と充電回路と
    始動スイッチとを備え、 放電回路は、蓄電池群接続用電磁スイッチ(MgB)の
    a接点であって隣接する蓄電池群の異極性端子間に接続
    されたものと、負荷(M)と、負荷遮断用電磁スイッチ
    (MgL)のa接点とを有するものであり、 充電回路は、蓄電池群接続用電磁スイッチ(MgB)の
    b接点であって隣接する蓄電池群の一の同極性端子間に
    接続されたものと、ダイオード(D)であって充電電流
    のみが流入する方向にもう一方の極性端子に各蓄電池群
    ごとに接続されたものと、を有するものであり、 始動スイッチ(SW)をONとすることにより、蓄電池
    群接続用電磁スイッチ(MgB)のb接点がOFFとな
    って充電回路が開になるとともに、蓄電池接続用電磁ス
    イッチ(MgB)及び負荷遮断用電磁スイッチ(Mg
    L)のa接点がONとなって、直列接続された複数の蓄
    電池群(B)から負荷(M)に電力が供給され、 始動スイッチ(SW)をOFFとすることにより、蓄電
    池群接続用電磁スイッチ(MgB)及び負荷遮断用電磁
    スイッチ(MgL)のa接点がOFFとなり蓄電池群の
    直列接続の解除と負荷の遮断とがなされるとともに、蓄
    電池群接続用電磁スイッチ(MgB)のb接点がONと
    なり各蓄電池群(B)を各ダイオード(D)を介して並
    列充電することが可能となるよう構成された、電気自動
    車用蓄電池装置。
JP4259093A 1992-09-01 1992-09-01 電気自動車用蓄電池装置 Pending JPH0684546A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6486551B1 (en) 1998-01-28 2002-11-26 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Wired board and method of producing the same
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