WO2021214904A1 - 電動車両用電池パック及びピュア電動車両 - Google Patents

電動車両用電池パック及びピュア電動車両 Download PDF

Info

Publication number
WO2021214904A1
WO2021214904A1 PCT/JP2020/017299 JP2020017299W WO2021214904A1 WO 2021214904 A1 WO2021214904 A1 WO 2021214904A1 JP 2020017299 W JP2020017299 W JP 2020017299W WO 2021214904 A1 WO2021214904 A1 WO 2021214904A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electric vehicle
battery pack
lithium ion
lithium
ion batteries
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/017299
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
日野 陽至
Original Assignee
ヤマハ発動機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ヤマハ発動機株式会社 filed Critical ヤマハ発動機株式会社
Priority to PCT/JP2020/017299 priority Critical patent/WO2021214904A1/ja
Priority to GB2215467.8A priority patent/GB2608955A/en
Priority to PCT/JP2021/015985 priority patent/WO2021215426A1/ja
Priority to DE112021002462.0T priority patent/DE112021002462T5/de
Priority to FR2104218A priority patent/FR3109674A1/fr
Priority to TW110114505A priority patent/TWI832046B/zh
Publication of WO2021214904A1 publication Critical patent/WO2021214904A1/ja

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/64Constructional details of batteries specially adapted for electric vehicles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/16Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles

Definitions

  • the present invention relates to a battery pack for an electric vehicle and a pure electric vehicle.
  • Patent Document 1 discloses a battery pack for a saddle-mounted vehicle.
  • the saddle-mounted vehicle of Patent Document 1 is a vehicle without an engine, that is, a pure electric vehicle.
  • Patent Document 1 describes an electric motorcycle as an example of a saddle-mounted vehicle.
  • the battery pack of Patent Document 1 is provided in a saddle-mounted vehicle which is a pure electric vehicle.
  • the battery pack of Patent Document 1 includes a plurality of cases for accommodating a battery unit. A heat dissipation space is formed between some of the plurality of cases. As a result, in the technique of Patent Document 1, heat dissipation is increased while increasing the energy capacity of the battery pack.
  • the battery pack for an electric vehicle used for a pure electric vehicle be miniaturized with a simple configuration in order to improve the mountability on the vehicle. Further, it is desired that the battery pack for an electric vehicle used for a pure electric vehicle can be charged in a short time, for example.
  • An object of the present invention is to provide a battery pack for an electric vehicle that can be miniaturized with a simple configuration and can be charged in a short time.
  • the present inventors examined the characteristics of a battery pack for an electric vehicle suitable for a pure electric vehicle. As a result, the present inventors have found the following.
  • the battery pack of Patent Document 1 has a plurality of batteries.
  • the battery pack of Patent Document 1 has a control unit.
  • the control unit is a battery management controller (BMC) having a CPU and a memory.
  • the control unit is connected to each battery of the battery pack by an electric wire.
  • the control unit monitors the status of each battery.
  • the control unit centrally controls each battery. More specifically, a control unit connected to each battery and having a CPU and a memory monitors the state of each battery by detecting the temperature, current, voltage, frequency of use, etc. in each battery and controls each battery. do.
  • each of the batteries connected in parallel has variations in characteristics such as internal resistance due to the state of the electrodes and the state of the electrolyte.
  • characteristics such as internal resistance due to the state of the electrodes and the state of the electrolyte.
  • the control unit controls the charge amount of the batteries having different charge amounts by detecting the state of each battery.
  • the present inventor has examined various configurations of battery packs for electric vehicles suitable for pure electric vehicles.
  • the present inventor sets the charging voltage of the battery pack for an electric vehicle to 60 V or less, connects a plurality of lithium-ion batteries and an electric connection connector with a bus bar, and dares not to connect the plurality of lithium-ion batteries in parallel with each other. We considered connecting in series. Further, the present inventor has considered providing a data communication terminal for outputting data for specifying the specifications of the battery pack for an electric vehicle to the outside of the battery pack for an electric vehicle. The present inventor has found that, with this configuration, the battery pack for an electric vehicle can be miniaturized with a simple configuration and can be charged in a short time.
  • each lithium-ion battery does not have a control device having a CPU such as a battery management controller (BMC) or a battery management system (BMS) that centrally manages the current, voltage, or temperature of each lithium-ion battery. It is possible to keep the balance of the amount of charge in. That is, it is possible to maintain the balance of the charge amount in each lithium ion battery without a configuration in which the control device centrally controls each lithium ion battery. Therefore, a small battery pack for an electric vehicle can be realized with a simple configuration.
  • BMC battery management controller
  • BMS battery management system
  • the battery pack for electric vehicles operates within the range belonging to the "extra low voltage” (ELV or safety extra low voltage: SELV) in the standard IEC60950 of the International Electrotechnical Commission (IEC). do. Since the voltage of the battery pack for electric vehicles is low, the insulation structure can be made simpler than that for high voltage.
  • ELV extra low voltage
  • the voltage applied to both ends of a plurality of lithium ion batteries connected in series is a low voltage belonging to the "extra low voltage". Therefore, for example, a smaller number of lithium-ion batteries can be connected in series than in the case of belonging to a voltage range higher than the "extra-low voltage" voltage. Therefore, for example, it is possible to reduce variations in the charging capacity characteristics of each lithium-ion battery included in the battery pack for an electric vehicle, as compared with the case where many lithium-ion batteries are used to cope with a high voltage. .. From this, it is possible to maintain the balance of the charge amount in each lithium ion battery without providing a control device such as a battery management system (BMS). Therefore, a small battery pack for an electric vehicle can be realized with a simple configuration.
  • BMS battery management system
  • Each of the multiple lithium-ion batteries is connected by a bus bar.
  • the electrical connector is attached to the case. Therefore, the electrical connector can also be connected by the bus bar. Therefore, it is possible to charge with a large current without connecting a plurality of lithium ion batteries in parallel.
  • the data for specifying the specifications of the battery pack for the electric vehicle is output from the data communication terminal to the outside of the battery pack for the electric vehicle, the charging current according to the specifications of the battery pack for the electric vehicle is supplied from the outside. be able to. Therefore, even if a control device for adjusting the amount of charging current supplied from the outside is not provided inside the battery pack for the electric vehicle, the lithium ion battery can be charged with the charging current according to the specifications. ..
  • each lithium ion can be omitted while omitting a control device such as a battery management controller (BMC). It is possible to keep the balance of the charge amount in the battery.
  • the insulating structure can be simplified. It is possible to realize a small battery pack for an electric vehicle with a simple configuration. Then, since charging with a large current can be realized as a battery pack for an electric vehicle without connecting a plurality of lithium ion batteries in parallel, the battery pack for an electric vehicle can be charged in a short time. In this way, it is possible to realize a battery pack for an electric vehicle that has a simple configuration, is compact, and can be charged in a short time.
  • the battery pack for an electric vehicle according to each viewpoint of the present invention completed based on the above findings has the following configurations.
  • a battery pack for an electric vehicle used for a pure electric vehicle Battery packs for electric vehicles With multiple lithium-ion batteries
  • a case accommodating the plurality of lithium ion batteries and An electrical connection connector attached to the case, which is connected to a mating connector provided on the vehicle body of the pure electric vehicle and transmits a current input / output to the vehicle body.
  • a bus bar that electrically connects each of the plurality of lithium-ion batteries and the electrical connector, With The electric vehicle battery pack has a maximum charging voltage of 60 V or less, and is provided with a data communication terminal that outputs data for specifying the specifications of the electric vehicle battery pack to the outside of the electric vehicle battery pack.
  • Each of the plurality of lithium ion batteries is connected in series by the bus bar without being connected in parallel to each other.
  • the battery pack for an electric vehicle in the above configuration includes a plurality of lithium ion batteries.
  • a plurality of lithium-ion batteries are connected in series without being connected in parallel with each other. Therefore, the currents flowing through each lithium-ion battery during charging are substantially equal. Therefore, it is easy to maintain the balance of the charge amount in each lithium ion battery. Therefore, for example, it is possible to maintain the balance of the charge amount in each lithium-ion battery without providing a control device such as a battery management system (BMS) that centrally manages the current, voltage, or temperature of each lithium-ion battery. Is. Therefore, a small battery pack for an electric vehicle can be realized with a simple configuration.
  • BMS battery management system
  • the battery pack for electric vehicles operates within the range belonging to the "extra low voltage” (ELV or safety extra low voltage: SELV) in the standard IEC60950 of the International Electrotechnical Commission (IEC). do. Since the voltage of the battery pack for electric vehicles is low, the insulation structure can be made simpler than that for high voltage.
  • ELV extra low voltage
  • the voltage applied to both ends of the plurality of lithium ion batteries connected in series is a low voltage belonging to the “extra low voltage”. Therefore, for example, a smaller number of lithium-ion batteries can be connected in series than in the case of belonging to a voltage range higher than the "extra-low voltage" voltage. Therefore, for example, it is possible to reduce variations in the charging capacity characteristics of each lithium-ion battery included in the battery pack for an electric vehicle, as compared with the case where many lithium-ion batteries are used to cope with a high voltage. .. From this, it is possible to maintain the balance of the charge amount in each lithium ion battery without providing a control device such as a battery management system (BMS).
  • BMS battery management system
  • a small battery pack for an electric vehicle can be realized with a simple configuration.
  • Each of the plurality of lithium-ion batteries is connected by a bus bar.
  • the electrical connector is attached to the case. Therefore, the electrical connector can also be connected by the bus bar. Therefore, it is possible to charge with a large current without connecting a plurality of lithium ion batteries in parallel.
  • the data for specifying the specifications of the battery pack for the electric vehicle is output from the data communication terminal to the outside of the battery pack for the electric vehicle, for example, the charging current according to the specifications of the battery pack for the electric vehicle can be obtained from the outside. Can be supplied. Therefore, even if a control device for adjusting the amount of charging current supplied from the outside is not provided inside the battery pack for the electric vehicle, the lithium ion battery can be charged with the charging current according to the specifications. ..
  • each lithium ion can be omitted while omitting a control device such as a battery management controller (BMC). It is possible to keep the balance of the charge amount in the battery.
  • the insulating structure can be simplified. A battery pack for a small electric vehicle can be realized with a simple configuration. Then, since charging with a large current can be realized as a battery pack for an electric vehicle without connecting a plurality of lithium ion batteries in parallel, the battery pack for an electric vehicle can be charged in a short time. In this way, it is possible to realize a battery pack for an electric vehicle that has a simple configuration, is compact, and can be charged in a short time.
  • the battery pack for an electric vehicle can adopt the following configuration.
  • Each of the plurality of lithium ion batteries has a negative electrode containing at least one selected from the group consisting of spinel-type lithium titanate, niobium titanium-containing composite oxide, and graphite.
  • the allowable range of charge voltage and discharge voltage is wider than that of a lithium ion battery in which the negative electrode does not have any of spinel-type lithium titanate, niobium-titanium-containing composite oxide, and graphite. Therefore, it is easy to keep the balance of the charge amount in each lithium ion battery without providing a control device such as a battery management system (BMS). Therefore, a small battery pack for an electric vehicle can be realized with a simpler configuration.
  • BMS battery management system
  • the battery pack for an electric vehicle can adopt the following configuration.
  • a relay that is connected in series with the plurality of lithium ion batteries and cuts off the current flowing through the plurality of lithium ion batteries is provided.
  • the electric connector carelessly contacts the conductor outside the battery pack for the electric vehicle, and the conductor is caused by a large current due to a short circuit. It is possible to suppress the situation where the electric current is welded to the electrical connector. Therefore, without providing a control device such as a battery management system (BMS), it is possible to suppress a situation in which, for example, an external conductor is welded to an electrical connection connector with a simple configuration.
  • BMS battery management system
  • the battery pack can adopt the following configuration. (4) A battery pack for an electric vehicle according to any one of (1) to (3). A charging-dedicated connector for directly taking a charging current into the electric vehicle battery pack from the outside of a pure electric vehicle provided with the electric vehicle battery pack is attached to the case.
  • the charging current can be directly taken into the battery pack for the electric vehicle from the outside of the pure electric vehicle without replacing the connection partner of the electric connection connector.
  • the pure electric vehicle can adopt the following configuration. (5) It is a pure electric vehicle
  • the pure electric vehicle is A battery pack for an electric vehicle according to any one of (1) to (4) and A mating connector configured to be connected to the electrical connector of the battery pack for an electric vehicle,
  • Motor control configured to control power supply from the battery pack for an electric vehicle to a motor via the mating connector and power supply from the motor to the battery pack for an electric vehicle via the mating connector.
  • the motor is provided with the motor configured to drive the drive wheels with electric power supplied from the motor control device, while generating electric power by driving the drive wheels.
  • At least one parameter of the current, voltage or temperature detected from each of the plurality of lithium ion batteries is acquired, and based on the acquired at least one parameter, among the plurality of lithium ion batteries. It does not include a control device configured to change the voltage and / or current of at least one of the lithium-ion batteries.
  • the pure electric vehicle of (5) The pure electric vehicle is a saddle-mounted vehicle.
  • the saddle-mounted vehicle is A steering bar handle provided so as to extend in the left-right direction of the saddle-mounted vehicle, and Equipped with a saddle configured for the driver to sit across As a lean vehicle, the driver who grips the bar handle at the time of turning is configured to turn by shifting the weight so as to lean inward of the curve.
  • a pure electric vehicle is a vehicle that runs on the electric power stored in a battery pack.
  • the electric power referred to here includes, for example, at least the chemical energy stored in the secondary battery pack.
  • the pure motor vehicle may also include a capacitor and may be configured to run on the physical energy stored in the capacitor in addition to the chemical energy.
  • a pure motor vehicle is, for example, a vehicle that does not have an engine. Vehicles equipped with an engine as an internal combustion engine are not included in pure electric vehicles. For example, a plug-in hybrid vehicle that has a function of charging with electric power supplied from the outside of the vehicle and can run on an engine mounted on the vehicle is not included in a pure electric vehicle.
  • the pure electric vehicle is, for example, a saddle-mounted vehicle.
  • the pure electric vehicle is, for example, a pure electric saddle type vehicle.
  • a saddle-mounted vehicle is a vehicle that rides in a riding style. The driver sits across the saddle of a saddle-mounted vehicle.
  • the saddle-mounted vehicle is, for example, a lean vehicle. Examples of the saddle-type vehicle include a scooter type, a moped type, an off-road type, and an on-road type motorcycle.
  • the saddle-mounted vehicle is not limited to a motorcycle, and may be, for example, an ATV (All-Terrain Vehicle) or the like, or may be a motorcycle.
  • a tricycle may have two front wheels and one rear wheel, or may have one front wheel and two rear wheels.
  • the pure electric vehicle is not particularly limited, and may be, for example, an automobile having four or more wheels and a passenger compartment.
  • the battery pack for electric vehicles is a battery pack used for pure electric vehicles.
  • a battery pack for an electric vehicle is a pack in which a plurality of lithium-ion batteries are integrally combined.
  • the battery pack for an electric vehicle is mounted on the body of a pure electric vehicle.
  • the battery pack for electric vehicles is removable from the vehicle body.
  • the battery pack for an electric vehicle may be removable from the vehicle body without a tool other than a key such as a spanner, or may be removable from the vehicle body by using a tool such as a spanner.
  • the battery pack for an electric vehicle does not have to have a monitor circuit for each lithium ion battery, for example.
  • the monitor circuit referred to here is a circuit for measuring at least one parameter selected from a parameter group consisting of voltage, current and temperature and outputting the at least one parameter to the outside.
  • Examples of the monitor circuit include a voltage detection circuit, a current detection circuit, and a temperature detection circuit.
  • the battery pack for an electric vehicle does not have to have a voltage detection circuit for each lithium ion battery, for example.
  • each lithium-ion battery may have a monitor circuit for other parameters (for example, current and / or temperature), or may have a voltage detection circuit for the entire plurality of lithium-ion batteries.
  • Lithium-ion batteries are batteries that can be charged and discharged.
  • a lithium ion battery is a secondary battery that charges and discharges by a chemical reaction of electrodes.
  • Lithium-ion batteries are charged and discharged by oxidation and reduction reactions of electrodes.
  • Lithium-ion batteries convert stored chemical energy into electrical energy.
  • the terminal voltage of a lithium-ion battery is not proportional to the amount of power stored in the battery.
  • lithium ion capacitors are not included in lithium ion batteries.
  • Lithium-ion batteries contain a lithium oxide in the positive electrode. Lithium batteries that use lithium metal for the positive electrode are not included in lithium ion batteries.
  • the lithium ion battery is a non-aqueous lithium ion battery that uses a non-aqueous electrolyte such as an organic solvent.
  • a lithium-ion battery is a battery that can store electric power for driving a motor of a pure electric vehicle. Lithium-ion batteries can store electric power supplied from the outside of a pure electric vehicle. Further, the lithium ion battery can store the electric power supplied from the motor when the motor of the pure electric vehicle generates electric power. That is, the regenerative current of the motor can be stored.
  • the lithium ion battery for example, a lithium ion battery having a continuous maximum charging rate of 10 C or more can be used. Further, as the lithium ion battery, for example, a lithium ion battery having a continuous maximum charging rate of 20 C or more can be used. Furthermore, as the lithium ion battery, for example, a lithium ion battery having a continuous maximum charging rate of 40 C or more can be used. However, the lithium ion battery may have a continuous maximum charging rate of, for example, 10 C or less.
  • the maximum charging rate is the maximum maximum charging rate allowed by the power storage unit. The maximum charging rate represents the speed of charging. The unit is C. In the case of constant current charge measurement, the magnitude of the current that completely charges the capacity of the battery in one hour is defined as 1C. For example, when the capacity of the battery is 2Ah, 1C is 2A.
  • the electrical connector transmits the current input and output to the vehicle body.
  • the electrical connector transmits the current output to the motor of a pure electric vehicle.
  • the electrical connector transmits the current supplied by the motor when the motor of a pure electric vehicle generates electricity.
  • the electrical connector may be used as a connector for transmitting a current supplied from the outside of a pure electric vehicle.
  • the electrical connection connector may be provided as a connector different from the connector that transmits the current supplied from the outside of the pure electric vehicle.
  • the electrical connector is attached to the case.
  • the electrical connector does not extend from the case to the outside of the case by a flexible conductor such as a cable.
  • the electrical connector is attached, for example, so as to fit into an opening provided in the case.
  • the electrical connector may be attached to the vehicle body (for example, the vehicle body cover) as well as to the case, for example.
  • a lid that can be opened and closed is provided at a position corresponding to the electrical connection connector attached to the case, and the electrical connection connector is configured to be accessible from the outside by opening the lid. May be good.
  • Basba is a member that transmits electric current.
  • Basba is made of metal.
  • the bus bar is made of, for example, a copper or aluminum material.
  • the bus bar is, for example, rod-shaped, tubular or plate-shaped.
  • the bus bar is, for example, ribbon-shaped. That is, the bus bar may be, for example, straight rod-shaped, straight tubular or flat plate-shaped, or may be bent at at least one point.
  • Basba is, for example, a stamped product.
  • leads that are not rod-shaped, tubular or plate-shaped are not included in the bus bar.
  • Basba has, for example, no insulation coating. As a result, high heat dissipation corresponding to a large current can be obtained.
  • the bus bar has such rigidity that it can be supported in the air, for example, in a state of being fixed with electrical connections at a plurality of locations (for example, two locations).
  • the bus bar has rigidity capable of supporting the weight of the bus bar itself so as not to substantially swing, deform or displace due to vibration during running of the pure electric vehicle, for example.
  • the bus bar has rigidity so that, for example, the relative positional relationship with the case itself or the equipment or parts in the case can be substantially maintained even when the pure electric vehicle is running.
  • the bus bar has a cross-sectional area to have such rigidity. Usually, the cross-sectional area of the bus bar is larger than the cross-sectional area of the lead wire.
  • the bus bar is not limited to this, and may have an insulating coating in part.
  • the bus bar is connected to, for example, a lithium ion battery and an electrical connector with bolts or nuts. More specifically, the bus bar is connected, for example, to the terminals of a lithium ion battery and the terminals of an electrical connector with bolts or nuts. Therefore, the width of the bus bar is larger than the diameter of the bolt or nut.
  • the width of the bus bar is, for example, larger than the diameter of the bolt or nut of the electrical connector.
  • the width of the bus bar is, for example, larger than the width of the terminal of the lithium ion battery.
  • the bus bar is not limited to this, and may be bonded by welding or soldering, for example.
  • the data communication terminal may be integrated with, for example, an electrical connector. However, the data communication terminal is not limited to this, and may be provided independently of the electrical connector.
  • the data for specifying the specifications of the battery pack for an electric vehicle is, for example, data representing the maximum charging current of the battery pack for an electric vehicle.
  • the data is not particularly limited, and may be, for example, data that identifies the battery pack for an electric vehicle or data that identifies the type of the battery pack for an electric vehicle. In this case, the maximum charging current information is obtained by referring to the database based on the data identified by the external device.
  • the data communication terminal is, for example, built in a battery pack for an electric vehicle and is electrically connected to a data output device that stores data for specifying specifications.
  • the data output device connected to the data communication terminal may be mounted outside the battery pack for the electric vehicle, for example, in a pure electric vehicle.
  • the data output device stores data for specifying the specifications of the battery pack for an electric vehicle.
  • the data output device is built in the battery pack for the electric vehicle.
  • connection includes a state in which an electrical component is inserted in the middle.
  • electrical components include switches, relays, resistors, connection terminals, and fuses.
  • the part that can be inserted in the middle of the bus bar is a relay.
  • the terminology used herein is for the purpose of defining only specific embodiments and is not intended to limit the invention.
  • the term “and / or” includes any or all combinations of one or more related listed components.
  • the use of the terms “including, including,””comprising,” or “having,” and variations thereof, is a feature, process, operation, described. It identifies the presence of elements, components and / or their equivalents, but can include one or more of steps, actions, elements, components, and / or groups thereof.
  • the terms “attached”, “combined” and / or their equivalents are widely used and are both direct and indirect attachments and bindings unless otherwise specified. Including.
  • the present invention it is possible to realize a battery pack for an electric vehicle that can be miniaturized with a simple configuration and can be charged in a short time.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a battery pack for an electric vehicle according to the first embodiment of the present invention.
  • the battery pack 1 for an electric vehicle shown in FIG. 1 is a battery pack used for a pure electric vehicle 100 (see FIG. 2).
  • the battery pack 1 for an electric vehicle is a battery pack that can be charged and discharged.
  • the battery pack 1 for an electric vehicle is charged at a voltage equal to or lower than the maximum charging voltage.
  • the maximum charging voltage of the battery pack 1 for an electric vehicle is 60 V or less.
  • the maximum charging voltage of the battery pack 1 for an electric vehicle is, for example, 48V. However, the maximum charging voltage may be set to, for example, 14V, or may be set to, for example, 36V.
  • the battery pack 1 for an electric vehicle includes a lithium ion battery 11, a case 12, and an electric connector 13. Further, the battery pack 1 for an electric vehicle includes a bus bar 14 and a data communication terminal 19a.
  • the battery pack 1 for an electric vehicle includes five lithium ion batteries 11.
  • the lithium ion batteries 11 are connected in series without being connected in parallel with each other.
  • the number of lithium-ion batteries 11 is set so that the maximum voltage across the series is equal to or greater than the maximum voltage of the battery pack 1 for an electric vehicle.
  • the lithium ion battery 11 is a battery that can be charged and discharged.
  • the lithium ion battery 11 is a secondary battery that charges and discharges by a chemical reaction of electrodes.
  • the lithium ion battery 11 contains a lithium oxide in the positive electrode.
  • the lithium ion battery is a non-aqueous lithium ion battery that uses a non-aqueous electrolyte.
  • the lithium ion battery contains, for example, at least one selected from the group consisting of spinel-type lithium titanate, niobium titanium-containing composite oxide, and graphite in the negative electrode.
  • the negative electrode of the lithium ion battery is not particularly limited, and a negative electrode containing a substance other than the above can also be adopted.
  • the lithium ion battery 11 has a larger maximum charging current than a battery using another positive electrode material such as a lead battery or a nickel hydrogen battery.
  • the lithium ion battery 11 has a continuous maximum charging rate of 10 C or more.
  • the case 12 houses the lithium-ion battery 11.
  • Case 12 has, for example, a closed structure. More specifically, the case 12 has a structure in which the lithium ion battery 11 cannot be seen from the outside. As a result, the situation in which a foreign substance is inserted from the outside of the battery pack 1 for an electric vehicle and comes into contact with the lithium ion battery 11 is suppressed.
  • the case 12 has, for example, a waterproof structure. For example, when the battery pack 1 for an electric vehicle is provided in a saddle-type vehicle as a pure electric vehicle (see FIG. 2), the battery pack 1 for an electric vehicle may be exposed to a liquid such as water or oil. The case 12 suppresses the ingress of liquid. Therefore, the contact between the lithium ion battery 11 and the liquid is suppressed.
  • the electric connection connector 13 is connected to a mating connector (not shown) provided on the vehicle body 102 (see FIG. 2) of the pure electric vehicle 100, and transmits an input / output current to the vehicle body 102.
  • the electric power stored in the battery pack 1 for the electric vehicle is supplied to the vehicle body of the pure electric vehicle through the electric connector 13. Further, at the time of regeneration, the regenerative power is supplied from the vehicle body of the pure electric vehicle to the battery pack 1 for the electric vehicle through the electric connector 13.
  • the electrical connection connector 13 of the present embodiment can also be connected to a charging device provided outside the pure electric vehicle 100, such as a charging station. While the pure electric vehicle 100 is stopped, the mating connector provided in the external charging device is connected instead of the mating connector provided in the vehicle body 102 (see FIG. 2). As a result, the battery pack 1 for the electric vehicle is charged.
  • the bus bar 14 is a conductor that connects the lithium ion battery 11 and the electrical connector 13.
  • the bus bar 14 is a metal plate-shaped member.
  • the bus bar 14 connects the lithium ion batteries 11 to each other.
  • the bus bar 14 connects the lithium ion battery 11 and the electrical connector 13 in series.
  • the bus bar 14 has no insulating coating.
  • the conductor portion of the bus bar 14 is exposed to the outside. In the bus bar 14, high heat dissipation corresponding to a large current can be obtained.
  • the bus bar 14 is connected to the terminal of the lithium ion battery 11 and the terminal of the electrical connector 13 with bolts or nuts.
  • the total resistance which is the total resistance of the bus bar 14 is lower than the charging resistance of one lithium ion battery 11.
  • the charging resistance of the lithium ion battery 11 is obtained from the maximum charging current with respect to the maximum charging voltage of the lithium ion battery 11.
  • the total resistance of the bus bar 14 is lower than the charging resistance of one lithium-ion battery 11.
  • the bus bars 14 are arranged so as to be dispersed inside the battery pack 1 for an electric vehicle. Therefore, the heat generated in the bus bar 14 due to the current flowing through the bus bar 14 is dispersed inside the battery pack 1 for the electric vehicle. Therefore, it is possible to suppress the concentration of heat generated in the battery pack 1 for the electric vehicle due to the heat generated in the bus bar.
  • the data communication terminal 19a outputs data for specifying the specifications of the battery pack 1 for the electric vehicle to the outside of the battery pack 1 for the electric vehicle.
  • the data communication terminal 19a is integrated with the electrical connector 13.
  • the data communication terminal 19a is electrically connected to the data output device 17.
  • the data output device 17 stores data for specifying the specifications of the battery pack 1 for an electric vehicle.
  • the data output device 17 is built in the battery pack 1 for an electric vehicle.
  • the data output device 17 outputs data stored in a state where the data communication terminal 19a is electrically connected to the outside of the battery pack 1 for an electric vehicle via the data communication terminal 19a.
  • the data communication terminal 19a outputs data for identifying the battery pack 1 for an electric vehicle as data for specifying the above specifications.
  • the external device of the battery pack 1 for an electric vehicle may obtain information on the maximum charging current of the battery pack 1 for an electric vehicle based on the data output via the data communication terminal 19a, for example, by referring to a database. can.
  • the lithium ion batteries 11 included in the battery pack 1 for an electric vehicle of the present embodiment are connected in series without being connected in parallel to each other.
  • Each lithium-ion battery 11 has a variation in internal resistance.
  • the currents flowing through the lithium-ion batteries 11 connected in series are substantially equal regardless of the difference in internal resistance. Therefore, it is easy to maintain the balance of the charge amount in each lithium ion battery 11. For example, when charging is started from a state where the charge amount of each lithium ion battery 11 is 0, the current integrated amount of each lithium ion battery 11 at an arbitrary time is substantially equal. That is, the charge amount of each lithium ion battery 11 is substantially equal. Further, even when each lithium ion battery 11 is discharged, the current flowing through each lithium ion battery 11 is substantially equal.
  • each lithium ion battery 11 at an arbitrary time is substantially equal. Therefore, the timing at which each lithium ion battery 11 is fully charged during charging is substantially the same. Therefore, for example, it is possible to maintain the balance of the charge amount in each lithium-ion battery without providing a control device such as a battery management system (BMS) that centrally manages the current, voltage, or temperature of each lithium-ion battery. Is. Therefore, the battery pack 1 for an electric vehicle can be miniaturized with a simple configuration.
  • the standard working voltage of each lithium ion battery 11 is, for example, 2.3V. However, each lithium ion battery 11 can be charged with a voltage exceeding the standard working voltage.
  • Each lithium ion battery 11 is charged with a voltage of, for example, 3 V or more.
  • the lithium ion battery 11 is configured to be connected in series without being connected in parallel to each other, and the maximum voltage that can be charged by the battery pack 1 for an electric vehicle is 60 V or less. In this case, the maximum voltage applied to both ends of the set of lithium ion batteries 11 connected in series is 60 V or less.
  • the battery pack 1 for an electric vehicle operates in a range belonging to the "extra low voltage” (ELV or safety extra low voltage: SELV) in the standard IEC60950 of the International Electrotechnical Commission (IEC).
  • ELV extra low voltage
  • SELV safety extra low voltage
  • the lithium ion battery 11 a lithium ion battery having a charging capacity of 5 Ah or more and 40 Ah or less can be adopted.
  • the maximum charging voltage of such a lithium ion battery 11 is 3V
  • the maximum charging voltage of the battery pack 1 for an electric vehicle having five lithium ion batteries 11 connected in series is 15V.
  • the continuous maximum charge flow of the lithium ion battery 11 is 50 A.
  • the continuous maximum charge flow of the lithium ion battery 11 is 200 A.
  • the ability to fully charge the battery is difficult to grasp only from the charging current. This is because the ability of a battery to be fully charged depends not only on the charging current but also on the charging capacity. Therefore, in the present specification, as a capacity for the battery to be fully charged, a display based on a charging rate in consideration of a difference in charging capacity is adopted.
  • the voltage applied to both ends of the plurality of lithium ion batteries connected in series is a low voltage belonging to the “extra low voltage”. Therefore, for example, a smaller number of lithium-ion batteries 11 can be connected in series as compared with the case where a voltage higher than the "extra-low voltage” is applied.
  • the battery pack 1 for an electric vehicle of the present embodiment has five lithium ion batteries 11 connected in series. Therefore, for example, as compared with the case where many lithium-ion batteries are used to cope with a high voltage higher than the "extra-low voltage", the battery pack 1 for an electric vehicle of the present embodiment is made of each lithium-ion battery 11. It is possible to reduce variations in the characteristics of charging capacity. For this reason, the battery pack 1 for an electric vehicle of the present embodiment can more easily maintain the balance of the charge amount in each lithium ion battery without providing a control device such as a battery management system (BMS).
  • BMS battery management system
  • Each lithium-ion battery included in the battery pack 1 for an electric vehicle of the present embodiment has a continuous maximum charging rate of 10 C or more. Then, the lithium ion battery is connected by a low resistance bus bar 14. Therefore, a continuous maximum charge rate of 10 C or more can be realized as the battery pack 1 for an electric vehicle without connecting a plurality of lithium ion batteries in parallel. For example, when the battery pack 1 for an electric vehicle has a continuous maximum charging rate of 10 C or more, it is possible to charge 50% or more of the charging capacity of the battery pack 1 for an electric vehicle within 3 minutes.
  • the electric vehicle equipped with the battery pack 1 for the electric vehicle of the present embodiment can be charged in a time close to the time required for replenishing the liquid fuel in the conventional or current gas station. Therefore, the time to occupy the charging station is short.
  • the assumption of the amount of electric power to be charged is, for example, 50% of the charging capacity of the battery pack for an electric vehicle. This is because a pure electric vehicle that does not have an auxiliary power source such as an engine generator is usually charged with a sufficient margin for a charge amount of 0%.
  • a pure electric vehicle is charged at a high frequency, for example, when the driver is at home, even when the charge amount of the battery pack 1 for the electric vehicle is more than 50%.
  • the battery pack 1 for an electric vehicle will be charged more frequently.
  • the charging station is equipped with a plurality of charging devices, it is possible to distinguish between a charging device dedicated to a vehicle (first lane) that completes charging within a few minutes and a charging device for a vehicle that does not. .. In this case, a specific vehicle that can be fully charged within a few minutes has a short waiting time and can be charged after a short stay.
  • the battery pack 1 for an electric vehicle of the present embodiment has a lithium ion battery 11 connected in series without being connected in parallel. Therefore, the continuous maximum charging rate and the maximum charging current of the battery pack 1 for the electric vehicle cannot exceed the continuous maximum charging rate and the maximum charging current of the lithium ion battery 11. In other words, the continuous maximum charging rate and the maximum charging current of the battery pack 1 for the electric vehicle are mainly restricted by the continuous maximum charging rate and the maximum charging current of the lithium ion battery 11.
  • the lithium ion battery 11 having a continuous maximum charging rate of 10 C or more for example, A lithium-ion battery with a charging capacity of 40 Ah or less and a maximum charging current of 400 A, A lithium-ion battery with a charging capacity of 20 Ah or less and a maximum charging current of 200 A, A lithium-ion battery having a charging capacity of 10 Ah or less and a maximum charging current of 100 A, or Lithium-ion batteries having a charging capacity of 5 Ah or less and a maximum charging current of 50 A can be mentioned.
  • the maximum distance that the pure electric vehicle 100 (see FIG. 2) can travel with the charged electric power depends on the total charge amount of the battery pack 1 for the electric vehicle.
  • the total charge amount of the battery pack 1 for an electric vehicle is proportional to the number of built-in lithium ion batteries 11. Since the lithium ion batteries 11 are connected in series without being connected in parallel, the number of lithium ion batteries 11 can be set independently of the maximum charging current and the maximum continuous charging rate.
  • the number of lithium-ion batteries 11 included in the battery pack 1 for an electric vehicle is equal to the number of series-connected lithium-ion batteries 11.
  • the maximum distance that the pure electric vehicle 100 can travel can be set by the number of lithium ion batteries 11 included in the battery pack 1 for the electric vehicle.
  • the charging voltage of the battery pack 1 for an electric vehicle is proportional to the number of lithium ion batteries 11. That is, when the continuous charge rate [C] of the battery pack 1 for an electric vehicle is maintained at the same level as the continuous charge rate of each lithium ion battery 11, the charge voltage of one lithium ion battery 11 and the number of lithium ion batteries 11 are maintained. Is substantially the charging voltage of the battery pack 1 for the electric vehicle.
  • the maximum charging voltage of the battery pack 1 for an electric vehicle is 60 V or less. Therefore, the number of lithium ion batteries 11 is set so that the above product is 60 V or less.
  • the voltage applied to the electric vehicle battery pack 1 in order to pass the above maximum charging current to the electric vehicle battery pack 1 is divided by the number of lithium ion batteries 11 connected in series, and is substantially applied to each lithium ion battery 11.
  • the voltage applied to is obtained.
  • the internal resistance of each lithium ion battery 11 can be obtained.
  • the total resistance of the bus bar 14 is set to be smaller than the internal resistance of each of the lithium ion batteries 11. For example, the total resistance can be reduced by increasing the width or thickness of the bus bar 14.
  • the total resistance of the bus bar 14 By setting the total resistance of the bus bar 14 to be smaller than the internal resistance of each lithium ion battery 11, the influence of the resistance of the bus bar 14 on the voltage, current, and continuous maximum charging rate of the battery pack 1 for the electric vehicle is suppressed. Will be done.
  • each of the lithium ion batteries 11 is connected by the bus bar 14, and the electric connection connector 13 is also connected by the bus bar, so that the lithium ion battery 11
  • the control device such as the battery management controller (BMC).
  • the insulating structure can be simplified. Therefore, a small battery pack 1 for an electric vehicle can be realized with a simple configuration. Then, the battery pack for an electric vehicle can be charged in a short time without connecting a plurality of lithium ion batteries 11 in parallel. In this way, it is possible to realize a battery pack for an electric vehicle that has a simple configuration, is compact, and can be charged in a short time.
  • FIG. 2 is a diagram showing an outline of a pure electric vehicle as an application example of the battery pack 1 for an electric vehicle shown in FIG.
  • the pure electric vehicle 100 shown in FIG. 2 has a battery pack 1 for an electric vehicle.
  • the pure electric vehicle 100 includes a vehicle body 102 and wheels 103a and 103b.
  • the vehicle body 102 is provided with a motor control device 104 and a motor 105.
  • the vehicle body 102 includes a saddle 107 and a bar handle 108 for steering.
  • the saddle 107 is configured so that the driver sits across it.
  • the steering bar handle 108 is provided so as to extend in the left-right direction of the pure electric vehicle 100.
  • the pure electric vehicle 100 is configured to turn as a lean vehicle by shifting the weight so as to lean inward of the curve by a driver who holds the bar handle 108 at the time of turning.
  • the pure electric vehicle 100 does not include an engine as an internal combustion engine.
  • the pure electric vehicle 100 does not have a control device.
  • the control device referred to here acquires at least one parameter of the current, voltage, or temperature detected from each of the plurality of lithium ion batteries 11 in the battery pack 1 for an electric vehicle, and at least one of the acquired parameters. It is configured to change the voltage and / or current of at least one lithium ion battery 11 among the plurality of lithium ion batteries 11 based on the parameters.
  • Such a control device is also not provided in the battery pack 1 for an electric vehicle.
  • the rear wheel 103b is a driving wheel.
  • the motor 105 drives the wheels 103b by the electric power supplied from the battery pack 1 for the electric vehicle.
  • the pure electric vehicle 100 runs by driving the wheels 103b.
  • the electric power of the battery pack 1 for the electric vehicle is supplied to the motor 105 via the motor control device 104.
  • the battery pack 1 for an electric vehicle is connected to the motor control device 104 via the electric connection connector 13. That is, the battery pack 1 for the electric vehicle is connected to the vehicle body 102 of the pure electric vehicle 100 via the electric connection connector 13.
  • the electric current is transmitted from the battery pack 1 for the electric vehicle to the motor control device 104 via the electric connector 13.
  • the pure electric vehicle 100 is braked by the regenerative braking of the motor 105
  • the power generated by the motor 105 is supplied to the electric vehicle battery pack 1 via the motor control device 104.
  • the battery pack 1 for the electric vehicle is charged.
  • the pure electric vehicle 100 shown in FIG. 2 has a function of being charged by electric power supplied from the outside of the pure electric vehicle 100. More specifically, the battery pack 1 for an electric vehicle has a function of being charged by electric power supplied from the outside of the pure electric vehicle 100.
  • the mating connector provided in the motor control device 104 is removed from the electric connection connector 13, and the connector of the charging device provided outside the pure electric vehicle 100 is connected to the electric connection connector 13.
  • the connector of the charging device provided externally is, for example, a connector provided in the charging device of the charging station.
  • the connector of the charging device for example, a connector of a charging device provided in a general household and using a commercial power source can also be adopted.
  • the externally provided charging device reads data via the data communication terminal 19a of the battery pack 1 for the electric vehicle before supplying the electric power for charging.
  • the externally provided charging device can obtain information on the maximum charging current of the battery pack 1 for an electric vehicle based on the data output via the data communication terminal 19a, for example, by referring to a database. Based on the obtained information, a current corresponding to the maximum charging current of the battery pack 1 for an electric vehicle is supplied. Further, the charging device can also determine whether or not the battery pack 1 for an electric vehicle has a rechargeable attribute based on the data output via the data communication terminal 19a.
  • the battery pack 1 for an electric vehicle has a plurality of lithium ion batteries 11 because each of the plurality of lithium ion batteries 11 is connected by the bus bar 14, and the electric connection connector 13 is also connected by the bus bar 14.
  • the lithium-ion battery 11 can be charged with a large current without being connected in parallel.
  • the battery pack 1 for an electric vehicle has a continuous maximum charging rate of 10 C or more.
  • the battery pack 1 for an electric vehicle can have a continuous maximum charging rate of, for example, 20 C or more or 40 C or more, depending on the specifications of the lithium ion battery 11 and the bus bar 14 corresponding to the specifications.
  • the battery pack for an electric vehicle has a continuous maximum charging rate of 10 C or more, for example, 50% or more of the charging capacity of the battery pack 1 for an electric vehicle can be charged within 3 minutes. Therefore, the pure electric vehicle 100 does not need to occupy the charging station for a long time for charging.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing a battery pack for an electric vehicle according to a second embodiment of the present invention.
  • the electric vehicle battery pack 21 according to the present embodiment is different from the electric vehicle battery pack 1 according to the first embodiment in that it further includes a charging connector 15 and a relay 18.
  • the charging-only connector 15 also includes a data communication terminal 19b.
  • Other configurations are designated by the same reference numerals as those of the battery pack 1 for electric vehicles shown in FIG. 1, and some description thereof will be omitted.
  • the dedicated charging connector 15 of the battery pack 21 for an electric vehicle shown in FIG. 3 is connected to a connector of a charging device provided outside the pure electric vehicle 100.
  • the charging-dedicated connector 15 is connected to the set of lithium-ion batteries 11 in parallel with the electrical connection connector 13.
  • the charging-dedicated connector 15 is used only when the battery pack 21 for the electric vehicle is charged by the electric power supplied from the outside of the pure electric vehicle 100.
  • the data communication terminal 19b outputs data for specifying the specifications of the battery pack 1 for the electric vehicle to the outside of the battery pack 1 for the electric vehicle.
  • the data communication terminal 19b is integrated with the charging connector 15.
  • the data communication terminal 19b is electrically connected to the data output device 17.
  • the charging device provided outside the pure electric vehicle 100 obtains information on the maximum charging current of the battery pack 1 for the electric vehicle based on the data output via the data communication terminal 19b, for example, by referring to a database. Can be done.
  • the battery pack 21 for an electric vehicle has an electric connection connector 13 and a charging-only connector 15. Therefore, the battery pack 21 for the electric vehicle can be charged while maintaining the connection state of the vehicle body 102 of the pure electric vehicle 100 with respect to the electric connection connector 13. Therefore, the charging operation can be facilitated, and the degree of freedom in the installation position of the battery pack 21 for the electric vehicle can be increased.
  • Each lithium ion battery 11 has a negative electrode containing at least one selected from the group consisting of spinel-type lithium titanate, niobium titanium-containing composite oxide, and graphite. Therefore, each lithium ion battery 11 has a wide allowable range of charge voltage and discharge voltage. Therefore, it is easy to keep the balance of the charge amount in each lithium ion battery without providing a control device such as a battery management system (BMS).
  • BMS battery management system
  • the relay 18 of the battery pack 21 for an electric vehicle conducts or cuts off the current flowing through the lithium ion battery 11.
  • the relay 18 of the battery pack 21 for an electric vehicle is configured to be turned on when, for example, a mating connector is connected to the electric connection connector 13 or the charging-only connector 15. For example, it is configured to be turned on by the current that energizes the mating connector.
  • a device for detecting a physical connection or a signal received from the other party at the time of connection may be provided.
  • the electric connection connector 13 or the battery pack for charging 15 is a battery pack for an electric vehicle. It is possible to prevent a situation in which the conductor is inadvertently contacted with some conductor outside of No. 1 and the conductor is welded to the electric connection connector 13 or the charging dedicated connector 15 due to a large current due to a short circuit.
  • a control device such as a battery management system (BMS)
  • BMS battery management system
  • the present invention is not limited to the above-mentioned example, and for example, the following configurations (7) to (11) can be adopted.
  • Examples of the following embodiments (7) to (11) include the above-described embodiments.
  • a battery pack for an electric vehicle according to any one of (1) to (4).
  • the case has a liquidtight structure.
  • the battery pack for an electric vehicle may be exposed to a liquid such as water or oil, the ingress of the liquid is suppressed depending on the case. Therefore, the contact between the lithium ion battery and the liquid is suppressed.
  • a battery pack for an electric vehicle according to any one of (1) to (4).
  • the bus bar has a total resistance lower than the charging resistance of one lithium-ion battery.
  • a battery pack for an electric vehicle according to any one of (1) to (4).
  • the data communication terminal is integrated with the electrical connector.
  • a battery pack for an electric vehicle according to any one of (1) to (4).
  • the data communication terminal is integrated with the charging-dedicated connector.
  • a battery pack for an electric vehicle according to any one of (1) to (4).
  • the minimum charging voltage of the battery pack for an electric vehicle is 12V.
  • the battery pack for electric vehicles is charged with a charging voltage of 12V or higher.
  • the battery pack for electric vehicles will not be charged at a voltage less than 12V.
  • Each of the lithium-ion batteries connected in series can be charged with enough electric power to drive a pure electric vehicle.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

本発明の目的は、簡単な構成で小型化でき短時間で充電可能な電動車両用電池パック(1)を提供する。複数のリチウムイオン電池(11)と、複数のリチウムイオン電池(11)を収容するケース(12)と、ピュア電動車両(100)の車体(102)に設けられる相手コネクタと接続され、車体(102)に対し入出力される電流を伝達するケース(12)に取付けられた電気接続コネクタ(13)と、複数のリチウムイオン電池(11)の各々及び電気接続コネクタ(13)を電気的に接続するバスバ(14)と、を備え、電動車両用電池パック(1)は、60V以下の最大充電電圧を有するとともに、電動車両用電池パック(1)の仕様を特定するためのデータを電動車両用電池パック(1)の外部に出力するデータ通信端子(19a)を備え、複数のリチウムイオン電池(11)の各々は互いに並列接続されることなくバスバ(14)で構成された導体によって直列接続されている。

Description

電動車両用電池パック及びピュア電動車両
 本発明は、電動車両用電池パック及びピュア電動車両に関する。
 例えば、特許文献1には、鞍乗型車両の電池パックが示されている。特許文献1の鞍乗型車両は、エンジンを有さない車両、即ちピュア電動車両である。特許文献1には、鞍乗型車両の例として電動二輪車が記載されている。特許文献1の電池パックは、ピュア電動車両である鞍乗型車両に備えられる。
 特許文献1の電池パックは、電池ユニットを収容する複数のケースを備える。複数のケースのうち一部のケースの間に放熱用空間が形成される。これによって、特許文献1の技術では、電池パックにおけるエネルギー容量を大きくしつつ放熱性の増加が図られている。
特開2013-232280号公報
 ピュア電動車両に用いる電動車両用電池パックは、車両への搭載性を高めるために簡単な構成で小型化することが望まれている。また、ピュア電動車両に用いる電動車両用電池パックは、例えば短時間で充電可能であることが望まれている。
 本発明の目的は、簡単な構成で小型化でき短時間で充電可能な電動車両用電池パックを提供することである。
 本発明者らは、ピュア電動車両に適した電動車両用電池パックの特性について検討した。この結果、本発明者らは、次のことを見いだした。
 電池パックでは、通常、大きなエネルギー容量、即ち充電容量を得るため、複数の電池が組合せて用いられている。
 例えば、特許文献1の電池パックは、複数の電池を有する。例えば、特許文献1では、エネルギー容量を大きくするため、例えば168個の電池が、並列及び直列接続されている。より詳細には、並列接続された12個の電池が1つの組を構成し、14の組が直列接続されている。また、特許文献1の電池パックは、制御部を有する。制御部は、CPU及びメモリを有するバッテリマネジメントコントローラ(BMC)である。制御部は、電池パックが有する各電池と電線で接続されている。制御部は、各電池の状態を監視する。制御部は、各電池の制御を集中して行なう。
 より詳細には、各電池に接続され、CPU及びメモリを有する制御部は、各電池における温度、電流、電圧及び使用頻度等を検出することによって各電池の状態を監視するとともに、各電池を制御する。
 特許文献1の電池パックでは、1つの組をなす12個の電池が並列接続されている。並列接続された電池のそれぞれは、電極の状態や電解質の状態に起因して内部抵抗といった特性のばらつきを有する。充電時、並列接続された電池には互いに等しい電圧が印加される。しかし、並列接続された電池には特性のばらつきに応じた電流が流れる。つまり、並列接続された電池の充電量は、厳密には、特性のばらつきに応じて異なる。制御部は、各電池の状態を検出することによって、異なる充電量を有する電池の充電量を制御する。
 本発明者は、電動車両用電池パックについてピュア電動車両に適した種々の構成を検討した。本発明者は、電動車両用電池パックの充電電圧を60V以下に設定するとともに、複数のリチウムイオン電池及び電気接続コネクタをバスバで接続し、複数のリチウムイオン電池を敢えて互いに並列接続することなく敢えて直列接続することを検討した。また、本発明者は、電動車両用電池パックの仕様を特定するためのデータを前記電動車両用電池パックの外部に出力するデータ通信端子を設けることを検討した。本発明者は、この構成によって、電動車両用電池パックが簡単な構成で小型化でき短時間で充電可能となることを見いだした。
 複数のリチウムイオン電池が互いに並列接続されることなく直列接続される場合、充電時に各リチウムイオン電池に流れる電流は実質的に等しくなる。このため、各リチウムイオン電池における充電量のバランスが保ちやすい。従って、例えば、各リチウムイオン電池の電流、電圧、又は温度を集中的に管理するバッテリマネジメントコントローラ(BMC)又はバッテリマネジメントシステム(BMS)といったCPUを有する制御装置を設けることなしに、各リチウムイオン電池における充電量のバランスを保つことが可能である。つまり、制御装置で各リチウムイオン電池を集中制御する構成無しに、各リチウムイオン電池における充電量のバランスを保つことが可能である。従って、簡単な構成で小型の電動車両用電池パックを実現できる。
 また、複数のリチウムイオン電池は、互いに並列接続されることなく直列接続される構成としつつ、電動車両用電池パックが充電できる最大電圧は、60V以下である。この場合、直列接続された複数のリチウムイオン電池の両端に掛かる最大電圧は、60V以下である。
 このため、電動車両用電池パックは、国際電気標準会議(International Electrotechnical Commission:IEC)の規格IEC60950における「特別低電圧」(extra low voltage:ELV、又はsafety extra low voltage:SELV)に属する範囲で動作する。電動車両用電池パックの電圧は低電圧であるため高電圧用に較べて絶縁構造が簡単にできる。
 また、上述したように、直列接続された複数のリチウムイオン電池の両端に掛かる電圧は、「特別低電圧」に属する低い電圧である。このため、例えば「特別低電圧」の電圧よりも高電圧の範囲に属する場合と比べて少ない数のリチウムイオン電池を直列接続することができる。このため、例えば、高電圧に対応するために多くのリチウムイオン電池を用いる場合と比べて、電動車両用電池パックが備える各リチウムイオン電池の充電能力の特性のばらつきを低減することが可能である。このことから、バッテリマネジメントシステム(BMS)といった制御装置を設けることなしに、各リチウムイオン電池における充電量のバランスを保つことが可能である。従って、簡単な構成で小型の電動車両用電池パックを実現できる。
 複数のリチウムイオン電池のそれぞれがバスバで接続される。また、電気接続コネクタはケースに取付けられている。このため、電気接続コネクタもバスバで接続することができる。このため、複数のリチウムイオン電池を並列接続すること無しに、大電流で充電することができる。さらに、電動車両用電池パックの仕様を特定するためのデータがデータ通信端子から電動車両用電池パックの外部に出力されるので、外部から電動車両用電池パックの仕様に応じた充電電流を供給することができる。このため、電動車両用電池パックの内部に、外部から供給される充電電流の量を調整するための制御装置が設けられない場合でも、リチウムイオン電池が仕様に応じた充電電流で充電可能である。これによって、例えば、電動車両用電池パックを搭載した電動車両を、従来又は現在のガスステーションにおける液体燃料の補給に掛かる時間に近い時間で充電することが可能となる。従って、充電ステーションを長時間占拠する必要がない。
 このように、並列接続を無くすとともに、外部から電動車両用電池パックの仕様に応じた充電電流の供給を可能とすることにより、バッテリマネジメントコントローラ(BMC)といった制御装置を省略しつつ、各リチウムイオン電池における充電量のバランスを保つことが可能である。また、絶縁構造も簡単にすることが可能となる。簡単な構成で小型の電動車両用電池パックを実現することが可能である。そして、複数のリチウムイオン電池を並列接続すること無しに、電動車両用電池パックとして大電流での充電が実現できるので、電動車両用電池パックを短時間で充電可能である。
 このように、簡単な構成で小型であり、短時間で充電可能な電動車両用電池パックを実現できる。
 以上の知見に基づいて完成した本発明の各観点による電動車両用電池パックは、次の構成を備える。
 (1)ピュア電動車両に用いる電動車両用電池パックであって、
 電動車両用電池パックは、
複数のリチウムイオン電池と、
前記複数のリチウムイオン電池を収容するケースと、
前記ピュア電動車両の車体に設けられる相手コネクタと接続され、前記車体に対し入出力される電流を伝達する前記ケースに取付けられた電気接続コネクタと、
前記複数のリチウムイオン電池の各々及び前記電気接続コネクタを電気的に接続するバスバと、
を備え、
 前記電動車両用電池パックは、60V以下の最大充電電圧を有するとともに、電動車両用電池パックの仕様を特定するためのデータを前記電動車両用電池パックの外部に出力するデータ通信端子を備え、
 前記複数のリチウムイオン電池の各々は互いに並列接続されることなく前記バスバによって直列接続されている。
 上記構成における電動車両用電池パックは、複数のリチウムイオン電池を備える。複数のリチウムイオン電池は、互いに並列接続されることなく直列接続される。従って、充電時に各リチウムイオン電池に流れる電流は実質的に等しい。このため、各リチウムイオン電池における充電量のバランスが保ちやすい。従って、例えば、各リチウムイオン電池の電流、電圧、又は温度を集中的に管理するバッテリマネジメントシステム(BMS)といった制御装置を設けることなしに、各リチウムイオン電池における充電量のバランスを保つことが可能である。従って、簡単な構成で小型の電動車両用電池パックを実現できる。
 また、複数のリチウムイオン電池は、互いに並列接続されることなく直列接続される構成としつつ、電動車両用電池パックが充電できる最大電圧は、60V以下である。この場合、直列接続された複数のリチウムイオン電池の両端に掛かる最大電圧は、60V以下である。
 このため、電動車両用電池パックは、国際電気標準会議(International Electrotechnical Commission:IEC)の規格IEC60950における「特別低電圧」(extra low voltage:ELV、又はsafety extra low voltage:SELV)に属する範囲で動作する。電動車両用電池パックの電圧は低電圧であるため高電圧用に較べて絶縁構造が簡単にできる。
 また、上述したように、直列接続された複数のリチウムイオン電池の両端に掛かる電圧は、「特別低電圧」に属する低い電圧である。このため、例えば「特別低電圧」の電圧よりも高電圧の範囲に属する場合と比べて少ない数のリチウムイオン電池を直列接続することができる。このため、例えば、高電圧に対応するために多くのリチウムイオン電池を用いる場合と比べて、電動車両用電池パックが備える各リチウムイオン電池の充電能力の特性のばらつきを低減することが可能である。このことから、バッテリマネジメントシステム(BMS)といった制御装置を設けることなしに、各リチウムイオン電池における充電量のバランスを保つことが可能である。従って、簡単な構成で小型の電動車両用電池パックを実現できる。
 複数のリチウムイオン電池のそれぞれがバスバで接続される。また、電気接続コネクタはケースに取付けられている。このため、電気接続コネクタもバスバで接続することができる。このため、複数のリチウムイオン電池を並列接続すること無しに、大電流で充電することができる。さらに、電動車両用電池パックの仕様を特定するためのデータがデータ通信端子から電動車両用電池パックの外部に出力されるので、例えば、外部から電動車両用電池パックの仕様に応じた充電電流を供給することができる。このため、電動車両用電池パックの内部に、外部から供給される充電電流の量を調整するための制御装置が設けられない場合でも、リチウムイオン電池が仕様に応じた充電電流で充電可能である。
 このように、並列接続を無くすとともに、外部から電動車両用電池パックの仕様に応じた充電電流の供給を可能とすることにより、バッテリマネジメントコントローラ(BMC)といった制御装置を省略しつつ、各リチウムイオン電池における充電量のバランスを保つことが可能である。また、絶縁構造も簡単にすることが可能となる。簡単な構成で小型の電動車両用電池パックを実現できる。そして、複数のリチウムイオン電池を並列接続すること無しに、電動車両用電池パックとして大電流での充電が実現できるので、電動車両用電池パックを短時間で充電可能である。
 このように、簡単な構成で小型であり、短時間で充電可能な電動車両用電池パックを実現できる。
 本発明の一つの観点によれば、電動車両用電池パックは、以下の構成を採用できる。
 (2) (1)の電動車両用電池パックであって、
 前記複数のリチウムイオン電池の各々は、スピネル型チタン酸リチウム、ニオブチタン含有複合酸化物、及びグラファイトからなる群から選択される少なくともいずれかを含有する負極を有する。
 上記構成によれば、充電又は放電に伴う負極からのリチウムイオンの出入りの前後で、リチウムイオンを受容する結晶構造の変形を抑えることができる。このため、負極が、スピネル型チタン酸リチウム、ニオブチタン含有複合酸化物、及びグラファイトのいずれも有さないリチウムイオン電池と比べ、充電電圧及び放電電圧の許容範囲が広い。従って、バッテリマネジメントシステム(BMS)といった制御装置を設けることなしに、各リチウムイオン電池における充電量のバランスを保つことが容易である。従って、より簡単な構成で小型の電動車両用電池パックを実現できる。
 本発明の一つの観点によれば、電動車両用電池パックは、以下の構成を採用できる。
 (3) (1)又は(2)の電動車両用電池パックであって、
 前記複数のリチウムイオン電池と直列に接続され、前記複数のリチウムイオン電池に流れる電流を遮断するリレーを備える。
 上記構成によれば、複数のリチウムイオン電池の電流が不用意に電気接続コネクタから外部に流れる事態を抑制することが可能である。このため、例えば電動車両用電池パックが車体から取外される場合又は車体に取付けられる場合に、電気接続コネクタが電動車両用電池パックの外部で不用意に導体に接触しショートによる大電流によって導体が電気接続コネクタに溶着する事態を抑制することが可能である。このため、バッテリマネジメントシステム(BMS)といった制御装置を設けること無しに、簡単な構成で、例えば外部の導体が電気接続コネクタに溶着する事態を抑制することが可能である。
 本発明の一つの観点によれば、電池パックは、以下の構成を採用できる。
 (4) (1)から(3)いずれか1の電動車両用電池パックであって、
 前記電動車両用電池パックが設けられたピュア電動車両の外部から、直接前記電動車両用電池パックに充電電流を取り込むための、充電専用コネクタが前記ケースに取付けられている。
 上記構成によれば、電気接続コネクタの接続相手を取換えること無く、ピュア電動車両の外部から、直接電動車両用電池パックに充電電流を取り込むことができる。
 本発明の一つの観点によれば、ピュア電動車両は、以下の構成を採用できる。
 (5) ピュア電動車両であって、
前記ピュア電動車両は、
(1)~(4)のいずれか1の電動車両用電池パックと、
前記電動車両用電池パックの前記電気接続コネクタと接続されるように構成された相手コネクタと、
駆動輪と、
前記電動車両用電池パックから前記相手コネクタを介したモータへの電力供給と、前記モータから前記相手コネクタを介した前記電動車両用電池パックへの電力供給とを制御するように構成されたモータ制御装置と、
前記モータ制御装置から供給される電力によって前記駆動輪を駆動する一方、前記駆動輪が駆動されることにより電力を発生させるように構成された前記モータと
を備え、
前記複数のリチウムイオン電池の各々から検出される電流、電圧又は温度のうち、少なくとも1つのパラメータを取得するとともに、取得された前記少なくとも1つのパラメータに基づいて、前記複数のリチウムイオン電池のうち、少なくとも1つの前記リチウムイオン電池の電圧及び/又は電流を変更するように構成された制御装置を備えていない。
 上記構成によれば、簡単な構成で小型であり、短時間で電池パックに充電可能なピュア電動車両を実現できる。
 (6) (5)のピュア電動車両であって、
前記ピュア電動車両は、鞍乗型車両であり、
前記鞍乗型車両は、
前記鞍乗型車両の左右方向に延びるように設けられた操舵用のバーハンドルと、
運転者が跨って着座するように構成されたサドルと
を備え、
リーン車両として、旋回時に前記バーハンドルを把持する運転者によってカーブ内側にリーンするように体重移動が行われることにより旋回するように構成されている。
 リーン車両としての鞍乗型車両にとって、運転者の操作に対する応答性や軽快性は重要であり、小型化に対する要求が高い。その一方で、ピュア電動車両には電池パックが搭載される。そのため、リーン車両としてのピュア電動鞍乗型車両にとって、応答性や軽快性を高いレベルで実現することに苦労した。しかし、上記構成によれば、応答性や軽快性に優れ、簡単な構成で小型化でき短時間で電池パックを充電可能な、リーン車両としてのピュア電動鞍乗型車両を提供できる。
 ピュア電動車両は、電池パックに蓄えられた電力で走行する車両である。ここでいう電力は、例えば、少なくとも、二次電池パックに蓄えられた化学的エネルギーを含む。ピュア電動車両は、キャパシタも備え、化学的エネルギーに加えて、キャパシタに蓄えられた物理エネルギーで走行するように構成されていてもよい。ピュア電動車両は、例えばエンジンを有さない車両である。内燃機関としてのエンジンが搭載された車両はピュア電動車両に含まれない。例えば、車両の外部から供給される電力で充電する機能を有し、搭載されたエンジンでも走行可能なプラグインハイブリッド車は、ピュア電動車両に含まれない。
 ピュア電動車両は、例えば、鞍乗型車両である。即ち、ピュア電動車両は、例えば、ピュア電動鞍乗型車両である。鞍乗型車両は、騎乗スタイルで乗車する車両である。運転者は、鞍乗型車両のサドルに跨って着座する。鞍乗型車両は、例えば、リーン車両である。鞍乗型車両としては、例えば、スクータ型、モペット型、オフロード型、オンロード型の自動二輪車が挙げられる。また、鞍乗型車両としては、自動二輪車に限定されず、例えば、ATV(All-Terrain Vehicle)等であってもよく、自動三輪車であってもよい。自動三輪車は、2つの前輪と1つの後輪とを備えていてもよく、1つの前輪と2つの後輪とを備えていてもよい。また、ピュア電動車両は、特に限られず、例えば4つ以上の車輪と車室を有する自動車でもよい。
 電動車両用電池パックは、ピュア電動車両に用いる電池パックである。電動車両用電池パックは、複数のリチウムイオン電池を一体に組合せたパックである。電動車両用電池パックは、ピュア電動車両の車体に搭載される。電動車両用電池パックは、車体に対し取り外し可能である。但し、電動車両用電池パックは、キー以外の例えばスパナといった工具無しに車体から取り外し可能でもよく、あるいは、スパナといった工具を用いることによって車体から取り外し可能でもよい。電動車両用電池パックは、例えば、リチウムイオン電池ごとにモニタ回路を有していなくてもよい。ここでいうモニタ回路は、電圧、電流及び温度からなるパラメータ群から選択される少なくとも1つのパラメータを計測して当該少なくとも1つのパラメータを外部へ出力するための回路である。モニタ回路としては、例えば、電圧検出回路、電流検出回路、温度検出回路が挙げられる。電動車両用電池パックは、例えば、リチウムイオン電池ごとに電圧検出回路を有していなくてもよい。この場合、リチウムイオン電池ごとに他のパラメータ(例えば電流及び/又は温度)のモニタ回路を有していてもよく、複数のリチウムイオン電池の全体に対する電圧検出回路を有していてもよい。
 リチウムイオン電池は、充電及び放電が可能な電池である。リチウムイオン電池は、電極の化学反応によって充電及び放電を行う二次電池である。リチウムイオン電池は、電極の酸化及び還元反応によって充電及び放電を行う。リチウムイオン電池は、蓄えられた化学エネルギーを電気エネルギーに変換する。リチウムイオン電池の端子電圧は、電池に蓄えられた電力量と比例しない。例えば、リチウムイオンキャパシタは、リチウムイオン電池に含まれない。
 リチウムイオン電池は、正極にリチウム酸化物を含有する。正極にリチウム金属を用いるリチウム電池は、リチウムイオン電池に含まれない。リチウムイオン電池は、例えば、有機溶媒といった非水電解質を用いる非水リチウムイオン電池である。
 リチウムイオン電池は、ピュア電動車両のモータを駆動するための電力を蓄えることができる電池である。リチウムイオン電池は、ピュア電動車両の外部から供給される電力を蓄えることができる。また、リチウムイオン電池は、ピュア電動車両のモータが発電する場合、モータから供給される電力を蓄えることができる。即ち、モータの回生電流を蓄えることができる。
 リチウムイオン電池としては、例えば10C以上の連続最大充電レートを有するリチウムイオン電池が使用され得る。また、リチウムイオン電池としては、例えば20C以上の連続最大充電レートを有するリチウムイオン電池が使用され得る。またさらに、リチウムイオン電池としては、例えば40C以上の連続最大充電レートを有するリチウムイオン電池が使用され得る。但し、リチウムイオン電池は、例えば10C以下の連続最大充電レートを有してもよい。
 最大充電レートとは、蓄電部が許容する最大の最大充電レートである。最大充電レートとは、充電のスピードを表す。単位はCである。定電流充電測定の場合、電池の容量を1時間で完全充電させる電流の大きさを1Cと定義される。例えば、電池の容量が2Ahである場合、1Cは、2Aである。
 電気接続コネクタは、車体に対し入出力される電流を伝達する。例えば、電気接続コネクタは、ピュア電動車両のモータに向けて出力された電流を伝達する。また例えば、電気接続コネクタは、ピュア電動車両のモータが発電する場合、モータから供給される電流を伝達する。
 電気接続コネクタは、ピュア電動車両の外部から供給される電流を伝達するコネクタとして利用されてもよい。但し、電気接続コネクタは、ピュア電動車両の外部から供給される電流を伝達するコネクタと異なるコネクタとして設けられてもよい。電気接続コネクタは、ケースに取り付けられる。電気接続コネクタは、ケーブル等の可撓性導電体によってケースからケース外部へ延出されていない。電気接続コネクタは、例えば、ケースに設けられた開口に嵌め込まれるように取り付けられる。電気接続コネクタは、ケースに取り付けられることにより、例えば、電気接続コネクタとケースとの相対的な位置関係が変わらないように構成されている。電気接続コネクタは、例えば、ケースに取り付けられると共に、車体(例えば車体カバー)にも取り付けられてもよい。車体カバーにおいて、ケースに取り付けられた電気接続コネクタと対応する位置に、開閉可能な蓋が設けられ、電気接続コネクタは、蓋が開かれることにより、外部からアクセス可能になるように構成されていてもよい。
 バスバは、電流を伝える部材である。バスバは、金属製である。バスバは、例えば銅又はアルミニウム材料で形成される。バスバは、例えば、棒状、管状又は板状である。バスバは、例えばリボン状である。即ち、バスバは、例えば、直棒状、直管状又は平板状であってもよく、少なくとも1つの箇所で屈曲されていてもよい。バスバは、例えば、プレス加工品である。例えば、棒状、管状又は板状でないリード線は、バスバに含まれない。バスバは、例えば、絶縁被覆を有さない。これによって、大電流に対応する高い放熱性が得られる。バスバは、例えば、複数箇所(例えば2箇所)で電気的接続と共に固定された状態で、空気中で支持されることが可能であるような剛性を有する。バスバは、例えば、ピュア電動車両の走行時の振動に起因して実質的に揺動、変形又は変位しないように、バスバ自体の重量を支えることができる剛性を有する。バスバは、例えば、ピュア電動車両の走行時においてもケース自体又は当該ケース内の機器若しくは部品との相対的な位置関係が実質的に維持されることができるように剛性を有する。バスバは、このような剛性を有するための断面積を有する。通常、バスバの断面積は、リード線の断面積よりも大きい。但し、バスバはこれに限られず、一部に絶縁被覆を有してもよい。 バスバは、例えば、リチウムイオン電池及び電気接続コネクタとボルト又はナットで結合される。より詳細には、バスバは、例えば、リチウムイオン電池の端子及び電気接続コネクタの端子とボルト又はナットで結合される。このため、バスバの幅は、ボルト又はナットの直径よりも大きい。バスバの幅は、例えば、電気接続コネクタのボルト又はナットの直径よりも大きい。バスバの幅は、例えば、リチウムイオン電池の端子の幅よりも大きい。但し、バスバはこれに限られず、例えば、溶着、又ははんだ付けによって結合されてもよい。
 データ通信端子は、例えば、電気接続コネクタと一体化していてもよい。但し、データ通信端子は、これに限られず、電気接続コネクタから独立して設けられてもよい。
 電動車両用電池パックの仕様を特定するためのデータは、例えば、電動車両用電池パックの最大充電電流を表すデータである。データは、特に限定されず、例えば、電動車両用電池パックを識別するデータ、又は、電動車両用電池パックの種類を識別するデータでもよい。この場合、外部装置が識別するデータに基づきデータベースを参照して、最大充電電流の情報を得る。データ通信端子は、例えば、電動車両用電池パックに内蔵され、仕様を特定するためのデータを記憶しているデータ出力装置と電気的に接続されている。ただし、データ通信端子と接続されるデータ出力装置は、電動車両用電池パックの外部で、例えば、ピュア電動車両に搭載されてもよい。データ出力装置は、電動車両用電池パックの仕様を特定するためのデータを記憶している。データ出力装置は、電動車両用電池パックに内蔵されている。
 接続には、途中に電気部品が挿入された状態を含む。このような電気部品としては、例えば、スイッチ、リレー、抵抗器、接続端子、及びヒューズが挙げられる。なお、バスバの途中に挿入可能な部品は、リレーである。
 本明細書にて使用される専門用語は特定の実施例のみを定義する目的であって発明を制限する意図を有しない。
 本明細書にて使用される用語「および/または」はひとつの、または複数の関連した列挙された構成物のあらゆるまたはすべての組み合わせを含む。
 本明細書中で使用される場合、用語「含む、備える(including)」「含む、備える(comprising)」または「有する(having)」およびその変形の使用は、記載された特徴、工程、操作、要素、成分および/またはそれらの等価物の存在を特定するが、ステップ、動作、要素、コンポーネント、および/またはそれらのグループのうちの1つまたは複数を含むことができる。
 本明細書中で使用される場合、用語「取り付けられた」、「結合された」および/またはそれらの等価物は広く使用され、特に指定しない限り直接的および間接的な取り付け、および結合の両方を包含する。
 他に定義されない限り、本明細書で使用される全ての用語(技術用語および科学用語を含む)は、本発明が属する当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。
 一般的に使用される辞書に定義された用語のような用語は、関連する技術および本開示の文脈における意味と一致する意味を有すると解釈されるべきであり、本明細書で明示的に定義されていない限り、理想的または過度に形式的な意味で解釈されることはない。
 本発明の説明においては、多数の技術および工程が開示されていると理解される。
 これらの各々は個別の利益を有し、それぞれは、他の開示された技術の1つ以上、または、場合によっては全てと共に使用することもできる。
 したがって、明確にするために、この説明は、不要に個々のステップの可能な組み合わせをすべて繰り返すことを控える。
 それにもかかわらず、明細書および特許請求の範囲は、そのような組み合わせがすべて本発明および請求項の範囲内にあることを理解して読まれるべきである。
 本明細書では、新しい電動車両用電池パックについて説明する。
 以下の説明では、説明の目的で、本発明の完全な理解を提供するために多数の具体的な詳細を述べる。
 しかしながら、当業者には、これらの特定の詳細なしに本発明を実施できることが明らかである。
 本開示は、本発明の例示として考慮されるべきであり、本発明を以下の図面または説明によって示される特定の実施形態に限定することを意図するものではない。
 本発明によれば、簡単な構成で小型化でき短時間で充電可能な電動車両用電池パックを実現できる。
本発明の第一実施形態に係る電動車両用電池パックを模式的に示す図である。 図1に示した電動車両用電池パックの適用例としてのピュア電動車両の概略を示す図である。 本発明の第二実施形態に係る電動車両用電池パックを模式的に示す図である。
 以下、本発明を、実施形態に基づいて図面を参照しつつ説明する。
[第一実施形態]
 図1は、本発明の第一実施形態に係る電動車両用電池パックを模式的に示す図である。
 図1に示す電動車両用電池パック1は、ピュア電動車両100(図2参照)に用いる電池パックである。電動車両用電池パック1は、充電及び放電が可能な電池パックである。電動車両用電池パック1は、最大充電電圧以下の電圧で充電される。電動車両用電池パック1の最大充電電圧は、60V以下である。電動車両用電池パック1の最大充電電圧は、例えば48Vである。但し、最大充電電圧は、例えば14Vに設定されてもよく、また、例えば36Vに設定されてもよい。
 電動車両用電池パック1は、リチウムイオン電池11と、ケース12と、電気接続コネクタ13とを備える。また、電動車両用電池パック1は、バスバ14と、データ通信端子19aとを備える。
 図1に示す例では、電動車両用電池パック1は、5つのリチウムイオン電池11を備える。リチウムイオン電池11は、互いに並列接続されることなく直列接続されている。
 リチウムイオン電池11の数は、直列接続した両端の最大電圧が、電動車両用電池パック1の最大電圧以上となるように設定される。
 リチウムイオン電池11は、充電及び放電が可能な電池である。リチウムイオン電池11は、電極の化学反応によって充電及び放電を行う二次電池である。リチウムイオン電池11は、正極にリチウム酸化物を含有する。リチウムイオン電池は、非水電解質を用いる非水リチウムイオン電池である。リチウムイオン電池は負極に、例えば、スピネル型チタン酸リチウム、ニオブチタン含有複合酸化物、及びグラファイトからなる群から選択される少なくともいずれかを含有する。但し、リチウムイオン電池の負極は特に限られず、上記以外の物質を含有する負極も採用され得る。
 リチウムイオン電池11は、例えば鉛電池やニッケル水素電池といった他の正極材料を用いた電池と比べて最大充電電流が大きい。リチウムイオン電池11は、10C以上の連続最大充電レートを有する。
 ケース12は、リチウムイオン電池11を収容する。ケース12は、例えば閉鎖構造を有する。
 より詳細には、ケース12は、外部からリチウムイオン電池11が見えないような構造を有する。これによって、電動車両用電池パック1の外部から異物が差し込まれてリチウムイオン電池11に接触する事態が抑制される。
 さらに詳細には、ケース12は、例えば防水構造を有する。例えば、電動車両用電池パック1が、ピュア電動車両(図2参照)としての鞍乗型車両に備えられる場合、電動車両用電池パック1が、水又は油といった液体を浴びる可能性がある。ケース12によって、液体の進入が抑制される。従って、リチウムイオン電池11と液体の接触が抑制される。
 電気接続コネクタ13は、ピュア電動車両100の車体102(図2参照)に設けられる図示しない相手コネクタと接続され、車体102に対し入出力される電流を伝達する。電動車両用電池パック1に蓄えられた電力は、電気接続コネクタ13を通して、ピュア電動車両の車体に供給される。
 また、回生時、ピュア電動車両の車体から、回生電力が、電気接続コネクタ13を通して、電動車両用電池パック1に供給される。
 本実施形態の電気接続コネクタ13は、例えば充電ステーションといったピュア電動車両100の外部に設けられた充電装置にも接続可能である。ピュア電動車両100が停車中に、車体102(図2参照)に設けられた相手コネクタの代わりに、外部の充電装置に設けられた相手コネクタが接続される。これによって、電動車両用電池パック1が充電される。
 バスバ14は、リチウムイオン電池11及び電気接続コネクタ13を接続する導体である。バスバ14は、金属製の板状部材である。バスバ14は、リチウムイオン電池11どうしを接続する。バスバ14は、リチウムイオン電池11及び電気接続コネクタ13を直列に接続する。バスバ14は、絶縁被覆を有さない。バスバ14の導体部分は外部に露出している。バスバ14では、大電流に対応する高い放熱性が得られる。
 バスバ14は、リチウムイオン電池11の端子及び電気接続コネクタ13の端子とボルト又はナットで結合される。
 バスバ14、リチウムイオン電池11及び電気接続コネクタ13を含む回路の中で、バスバ14の抵抗の総計である総抵抗は、1つのリチウムイオン電池11の充電抵抗よりも低い。リチウムイオン電池11の充電抵抗は、リチウムイオン電池11の最大充電電圧に対する最大充電電流から求められる。バスバ14の総抵抗は、1つのリチウムイオン電池11の充電抵抗よりも低い。このことによって、充電時にバスバ全体から発生する熱は、1つのリチウムイオン電池11から発生する熱以下である。バスバ14は、電動車両用電池パック1の内部に分散するように配置されている。従って、バスバ14に流れる電流に起因してバスバ14で発生する熱は、電動車両用電池パック1の内部に分散する。従って、バスバで発生する熱による、電動車両用電池パック1で発生する熱の集中が抑制できる。
 データ通信端子19aは、電動車両用電池パック1の仕様を特定するためのデータを電動車両用電池パック1の外部に出力する。データ通信端子19aは、電気接続コネクタ13と一体化している。データ通信端子19aは、データ出力装置17と電気的に接続されている。データ出力装置17は、電動車両用電池パック1の仕様を特定するためのデータを記憶している。データ出力装置17は、電動車両用電池パック1に内蔵されている。データ出力装置17は、データ通信端子19aが電動車両用電池パック1の外部と電気的に接続された状態で記憶されたデータを、データ通信端子19aを介して出力する。データ通信端子19aは、上記仕様を特定するためのデータとして、電動車両用電池パック1を識別するデータを出力する。
 例えば、電動車両用電池パック1の外部装置は、データ通信端子19aを介して出力されたデータに基づき、例えばデータベースを参照して、電動車両用電池パック1の最大充電電流の情報を得ることができる。
 本実施形態の電動車両用電池パック1が備える各リチウムイオン電池11は、互いに並列接続されることなく直列接続される。各リチウムイオン電池11は、内部抵抗のばらつきを有する。しかし、直列接続された各リチウムイオン電池11に流れる電流は、内部抵抗の差に拘わらず実質的に等しい。このため、各リチウムイオン電池11における充電量のバランスが保ちやすい。
 例えば、各リチウムイオン電池11の充電量が0の状態から充電を開始する場合、任意の時刻における各リチウムイオン電池11の電流積算量は実質的に等しい。即ち、各リチウムイオン電池11の充電量は実質的に等しい。また、各リチウムイオン電池11が放電する場合にも、各リチウムイオン電池11に流れる電流は実質的に等しい。このため、任意の時刻における各リチウムイオン電池11の充電量は実質的に等しい。従って、各リチウムイオン電池11は、充電中に満充電となるタイミングも実質的に等しい。
 従って、例えば、各リチウムイオン電池の電流、電圧、又は温度を集中的に管理するバッテリマネジメントシステム(BMS)といった制御装置を設けることなしに、各リチウムイオン電池における充電量のバランスを保つことが可能である。従って、電動車両用電池パック1が簡単な構成で小型化できる。
 各リチウムイオン電池11の標準使用電圧は、例えば2.3Vである。但し、各リチウムイオン電池11は、標準使用電圧を超えた電圧で充電可能である。各リチウムイオン電池11は、例えば、3V以上の電圧で充電される。
 また、リチウムイオン電池11は、互いに並列接続されることなく直列接続される構成としつつ、電動車両用電池パック1が充電できる最大電圧は、60V以下である。この場合、直列接続されたリチウムイオン電池11の組の両端に掛かる最大電圧は、60V以下である。
 電動車両用電池パック1は、国際電気標準会議(International Electrotechnical Commission:IEC)の規格IEC60950における「特別低電圧」(extra low voltage:ELV、又はsafety extra low voltage:SELV)に属する範囲で動作する。電動車両用電池パック1の内部におけるいずれのノードの電位差も60Vを超えない。
 このため、電池パックに用いられる各ノードの絶縁の程度は、「機能絶縁」(Operational Insulation)の範囲で足りる。電動車両用電池パック1の電圧は低電圧であるため高電圧用に較べて絶縁構造が簡単にできる。
 例えば、リチウムイオン電池11として、5Ah以上40Ah以下の充電容量を有するリチウムイオン電池が採用され得る。このようなリチウムイオン電池11の最大充電電圧が3Vである場合、直列接続された5個のリチウムイオン電池11を有する電動車両用電池パック1最大充電電圧は、15Vである。
 例えば、リチウムイオン電池11が5Ahの充電容量及び10Cの連続最大充電レートを有する場合、リチウムイオン電池11の連続最大充電流は50Aである。また、例えば、リチウムイオン電池11が20Ahの充電容量及び10Cの連続最大充電レートを有する場合、リチウムイオン電池11の連続最大充電流は200Aである。このように、電池を満充電にする能力は、充電電流のみから把握されにくい。電池が満充電になるための能力は、充電電流だけでなく充電容量に応じて異なるからである。そこで、本明細書では、電池が満充電になるための能力として、充電容量の差を考慮した充電レートによる表示が採用されている。
 また、上述したように、直列接続された複数のリチウムイオン電池の両端に掛かる電圧は、「特別低電圧」に属する低い電圧である。このため、例えば「特別低電圧」の電圧よりも高電圧が掛かる場合と比べて少ない数のリチウムイオン電池11を直列接続することができる。例えば、本実施形態の電動車両用電池パック1は、直列接続された5個のリチウムイオン電池11を有する。
 このため、例えば、「特別低電圧」よりも高い高電圧に対応するために多くのリチウムイオン電池を用いる場合と比べて、本実施形態の電動車両用電池パック1は、各リチウムイオン電池11の充電能力の特性のばらつきを低減することが可能である。
 このことから、本実施形態の電動車両用電池パック1は、バッテリマネジメントシステム(BMS)といった制御装置を設けることなしに、各リチウムイオン電池における充電量のバランスをより保ちやすい。
 本実施形態の電動車両用電池パック1が有する各リチウムイオン電池が10C以上の連続最大充電レートを有する。そして、リチウムイオン電池は、低抵抗のバスバ14で接続される。このため、複数のリチウムイオン電池を並列接続すること無しに、電動車両用電池パック1として10C以上の連続最大充電レートが実現可能になる。
 例えば、電動車両用電池パック1が10C以上の連続最大充電レートを有することによって、電動車両用電池パック1の充電容量の50%以上を3分以内で充電することが可能である。これによって、例えば、本実施形態の電動車両用電池パック1を搭載した電動車両を、従来又は現在のガスステーションにおける液体燃料の補給に掛かる時間に近い時間で充電することが可能となる。従って、充電ステーションを占拠する時間が短い。
 ここで、充電する電力量の想定を、例えば電動車両用電池パックの充電容量の50%とするのは、
 エンジン発電機といった補助電源を備えないピュア電動車両は、通常、0%の充電量に対し十分な余裕を見込んで充電される場合が多いためである。例えば、ピュア電動車両は、電動車両用電池パック1の充電量が50%よりも多い場合でも、例えば運転者の在宅時といった高い頻度で充電される。
 例えば3分以内で電動車両用電池パック1の50%以上が充電可能であれば、電動車両用電池パック1はより頻繁に充電されるようになる。具体的には、走行経路に充電ステーションがある場合、たとえ電動車両用電池パック1の充電量が70%以上でもその充電ステーションに数分間立ち寄って充電する使い方が考えられる。
 また、例えば、充電ステーションが複数台の充電装置を備える場合、数分以内に充電が完了する車両専用の充電装置(ファーストレーン)と、そうでない車両用の充電装置を区別することが可能になる。この場合、数分以内に充電が完了できる特定の車両は、待ち時間も少なく短時間の滞在で充電が終了する。
 本実施形態の電動車両用電池パック1は、並列接続されることなく直列接続されたリチウムイオン電池11を有する。従って、電動車両用電池パック1の連続最大充電レート及び最大充電電流は、リチウムイオン電池11の連続最大充電レート及び最大充電電流を超えることができない。言換えると、電動車両用電池パック1の連続最大充電レート及び最大充電電流は、主に、リチウムイオン電池11の連続最大充電レート及び最大充電電流の制約を受ける。
 10C以上の連続最大充電レートを有するリチウムイオン電池11の例としては、例えば、
40Ah以下の充電容量及び400Aの最大充電電流を有するリチウムイオン電池、
20Ah以下の充電容量及び200Aの最大充電電流を有するリチウムイオン電池、
10Ah以下の充電容量及び100Aの最大充電電流を有するリチウムイオン電池、又は、
5Ah以下の充電容量及び50Aの最大充電電流を有するリチウムイオン電池、が挙げられる。
 充電容量が5Ah以下のリチウムイオン電池を選択することによって、充電装置から供給可能な充電電流が50A程度であっても、10C以上の連続充電レートが提供可能である。
 一方で、充電された電力でピュア電動車両100(図2参照)が走行可能な最大距離は、電動車両用電池パック1の総充電量に依存する。電動車両用電池パック1の総充電量は、内蔵するリチウムイオン電池11の数に比例する。リチウムイオン電池11は、並列接続されることなく直列接続されるので、リチウムイオン電池11の数は、最大充電電流及び連続最大充電レートと独立に設定することができる。なお、電動車両用電池パック1が備えるリチウムイオン電池11の数は、リチウムイオン電池11の直列接続の数に等しい。
 ピュア電動車両100の設計において、電動車両用電池パック1が有するリチウムイオン電池11の数によって、ピュア電動車両100の走行可能な最大距離を設定することができる。
 電動車両用電池パック1の充電電圧は、リチウムイオン電池11の数に比例する。つまり、電動車両用電池パック1の連続充電レート[C]を、各リチウムイオン電池11の連続充電レートを等価に維持する場合、1つのリチウムイオン電池11の充電電圧と、リチウムイオン電池11の数の積が、実質的に電動車両用電池パック1の充電電圧となる。
 電動車両用電池パック1の最大充電電圧は、60V以下である。このため、リチウムイオン電池11の数は、上記の積が60V以下となるように設定される。
 上記の最大充電電流を電動車両用電池パック1に流すために電動車両用電池パック1に掛ける電圧を直列接続されるリチウムイオン電池11の数で割った電圧として、各リチウムイオン電池11に実質的に掛かる電圧が得られる。得られた電圧を最大充電電流で除することで、各リチウムイオン電池11の内部抵抗が得られる。
 バスバ14の総抵抗は、上記各リチウムイオン電池11の内部抵抗よりも小さくなるように設定される。例えば、バスバ14の幅又は厚さを増大することで総抵抗を減少することができる。
 バスバ14の総抵抗が、各リチウムイオン電池11の内部抵抗よりも小さく設定されることで、電動車両用電池パック1の電圧、電流、及び連続最大充電レートに対する、バスバ14の抵抗の影響が抑制される。
 上述したように、本実施形態の電動車両用電池パック1によれば、リチウムイオン電池11のそれぞれがバスバ14で接続され、さらに、電気接続コネクタ13もバスバで接続されるので、リチウムイオン電池11の並列接続を無くすことにより、バッテリマネジメントコントローラ(BMC)といった制御装置を省略しつつ、各リチウムイオン電池11における充電量のバランスを保つことが可能である。また、絶縁構造も簡単にすることが可能となる。従って、簡単な構成で小型の電動車両用電池パック1を実現できる。そして、複数のリチウムイオン電池11を並列接続すること無しに、電動車両用電池パックを短時間で充電可能である。
 このように、簡単な構成で小型であり、短時間で充電可能な電動車両用電池パックを実現できる。
 図2は、図1に示した電動車両用電池パック1の適用例としてのピュア電動車両の概略を示す図である。
 図2に示すピュア電動車両100は、電動車両用電池パック1を有している。ピュア電動車両100は、車体102、及び、車輪103a,103bを備えている。車体102には、モータ制御装置104、及び、モータ105が設けられている。車体102は、サドル107と、操舵用のバーハンドル108とを備えている。サドル107は、運転者が跨って着座するように構成されている。操舵用のバーハンドル108は、ピュア電動車両100の左右方向に延びるように設けられている。ピュア電動車両100は、リーン車両として、旋回時にバーハンドル108を把持する運転者によってカーブ内側にリーンするように体重移動が行われることにより旋回するように構成されている。ピュア電動車両100は、内燃機関としてのエンジンを備えていない。ピュア電動車両100は、制御装置を備えていない。ここでいう制御装置は、電動車両用電池パック1における複数のリチウムイオン電池11の各々から検出される電流、電圧又は温度のうち、少なくとも1つのパラメータを取得するとともに、取得された前記少なくとも1つのパラメータに基づいて、複数のリチウムイオン電池11のうち、少なくとも1つのリチウムイオン電池11の電圧及び/又は電流を変更するように構成されている。このような制御装置は、電動車両用電池パック1にも設けられていない。
 後ろの車輪103bは駆動輪である。モータ105は、電動車両用電池パック1から供給される電力によって車輪103bを駆動する。車輪103bが駆動されることによってピュア電動車両100が走行する。
 電動車両用電池パック1の電力は、モータ制御装置104を介してモータ105に供給される。電動車両用電池パック1は、電気接続コネクタ13を介して、モータ制御装置104と接続されている。即ち、電動車両用電池パック1は、電気接続コネクタ13を介して、ピュア電動車両100の車体102と接続されている。電流は、電動車両用電池パック1から、電気接続コネクタ13を介して、モータ制御装置104に伝達される。
 例えば、ピュア電動車両100がモータ105の回生制動によって制動される場合、モータ105で発電された電力が、モータ制御装置104を介して電動車両用電池パック1に供給される。この時、電動車両用電池パック1が充電される。
 図2に示すピュア電動車両100は、ピュア電動車両100の外部から供給される電力で充電される機能を有する。より詳細には、電動車両用電池パック1は、ピュア電動車両100の外部から供給される電力で充電される機能を有する。
 例えば、電気接続コネクタ13から、モータ制御装置104に設けられた相手コネクタが取り外され、ピュア電動車両100の外部に設けられた充電装置のコネクタが電気接続コネクタ13に接続される。外部に設けられた充電装置のコネクタは、例えば、充電ステーションの充電装置に設けられたコネクタである。充電装置のコネクタとして、例えば、一般家庭に設けられ商用電源を用いる充電装置のコネクタも採用可能である。
 外部に設けられた充電装置は、充電の電力を供給する前に、電動車両用電池パック1のデータ通信端子19aを介してデータを読み出す。外部に設けられた充電装置は、データ通信端子19aを介して出力されたデータに基づき、例えばデータベースを参照して、電動車両用電池パック1の最大充電電流の情報を得ることができる。得られた情報に基づき、電動車両用電池パック1の最大充電電流に応じた電流が供給される。
 また、上記の充電装置は、データ通信端子19aを介して出力されたデータに基づき、電動車両用電池パック1が充電可能な属性を有するか否かを判断することもできる。
 電動車両用電池パック1は、図1を参照して説明したように、複数のリチウムイオン電池11のそれぞれがバスバ14で接続され、さらに、電気接続コネクタ13もバスバ14で接続されるので、複数のリチウムイオン電池11を並列接続すること無しに、大電流で充電することができる。例えば、電動車両用電池パック1は、10C以上の連続最大充電レートを有する。但し、電動車両用電池パック1は、リチウムイオン電池11の仕様及びこの仕様に対応するバスバ14に応じて、例えば20C以上又は40C以上の連続最大充電レートを有することも可能である。
 電動車両用電池パックが10C以上の連続最大充電レートを有することによって、例えば、電動車両用電池パック1の充電容量の50%以上を3分以内で充電することが可能である。従って、ピュア電動車両100は、充電のため、充電ステーションを長時間占拠する必要がない。
[第二実施形態]
 図3は、本発明の第二実施形態に係る電動車両用電池パックを模式的に示す図である。
 本実施形態に係る電動車両用電池パック21は、第一実施形態に係る電動車両用電池パック1に対し、充電専用コネクタ15、及びリレー18を更に備える点が異なる。また、充電専用コネクタ15もまた、データ通信端子19bを備える。この他の構成は、図1に示す電動車両用電池パック1と同じ符号を付し、一部の説明を省略する。
 図3に示す電動車両用電池パック21の充電専用コネクタ15は、ピュア電動車両100の外部に設けられた充電装置のコネクタが接続される。充電専用コネクタ15は、リチウムイオン電池11の組に対し、電気接続コネクタ13と並列に接続されている。充電専用コネクタ15は、ピュア電動車両100の外部から供給される電力で電動車両用電池パック21が充電される場合のみ使用される。
 データ通信端子19bは、電動車両用電池パック1の仕様を特定するためのデータを電動車両用電池パック1の外部に出力する。データ通信端子19bは、充電専用コネクタ15と一体化している。データ通信端子19bは、データ出力装置17と電気的に接続されている。ピュア電動車両100の外部に設けられた充電装置は、データ通信端子19bを介して出力されたデータに基づき、例えばデータベースを参照して、電動車両用電池パック1の最大充電電流の情報を得ることができる。
 電動車両用電池パック21は、電気接続コネクタ13と充電専用コネクタ15とを有する。このため、ピュア電動車両100の車体102の、電気接続コネクタ13に対する接続状態を維持したまま、電動車両用電池パック21を充電することができる。従って、充電作業を容易にできるとともに、電動車両用電池パック21の設置位置の自由度を高めることができる。
 各リチウムイオン電池11は、スピネル型チタン酸リチウム、ニオブチタン含有複合酸化物、及びグラファイトからなる群から選択される少なくともいずれかを含有する負極を有する。このため、各リチウムイオン電池11は、充電電圧及び放電電圧の許容範囲が広い。従って、バッテリマネジメントシステム(BMS)といった制御装置を設けることなしに、各リチウムイオン電池における充電量のバランスを保つことが容易である。
 電動車両用電池パック21のリレー18は、リチウムイオン電池11に流れる電流を導通又は遮断する。
 電動車両用電池パック21のリレー18は、例えば、電気接続コネクタ13又は充電専用コネクタ15に相手コネクタが接続された場合にオン状態となるように構成されている。例えば、相手コネクタに通電する電流によってオン状態となるように構成されている。オン状態とする手段として、例えば、物理的な接続、又は接続時に相手から受信する信号を検出する装置が設けられてもよい。
 本実施形態の構成によれば、リチウムイオン電池11の電流が不用意に電気接続コネクタ13又は充電専用コネクタ15から外部に流れる事態を抑制することが可能である。このため、例えば電動車両用電池パック1が車体102(図2参照)から取外される場合又は車体に取付けられる作業の最中に、電気接続コネクタ13又は充電専用コネクタ15が電動車両用電池パック1の外部で不用意に何らかの導体に接触し、ショートによる大電流によって導体が電気接続コネクタ13又は充電専用コネクタ15に溶着する事態を抑制することが可能である。
 バッテリマネジメントシステム(BMS)といった制御装置を設けること無しに、簡単な構成で、例えば外部の導体が電気接続コネクタ13又は充電専用コネクタ15に溶着する事態を抑制することが可能である。
 本発明は、上述した例に限定されず、例えば、下記(7)~(11)の構成を採用し得る。下記(7)~(11)の実施形態としては、上述した実施形態が挙げられる。
 (7) (1)から(4)いずれか1の電動車両用電池パックであって、
 前記ケースは、液密構造を有する。
  上記構成によれば、電動車両用電池パックが、水又は油といった液体を浴びる可能性がある場合でも、ケースによって、液体の進入が抑制される。従って、リチウムイオン電池と液体の接触が抑制される。
 (8) (1)から(4)いずれか1の電動車両用電池パックであって、
 前記バスバは、1つのリチウムイオン電池の充電抵抗よりも低い総抵抗を有する。
 上記構成によれば、電動車両用電池パック1の電圧、電流、及び連続最大充電レートに対する、バスバの抵抗の影響が抑制される。
 (9) (1)から(4)いずれか1の電動車両用電池パックであって、
 前記データ通信端子は、前記電気接続コネクタと一体化している。
 上記構成によれば、電気接続コネクタが相手コネクタと接続されることによって、データ通信端子を介した通信が可能になる。接続の作業が簡単になる。
 (10) (1)から(4)いずれか1の電動車両用電池パックであって、
 前記データ通信端子は、前記充電専用コネクタと一体化している。
 上記構成によれば、充電専用コネクタが相手コネクタと接続されることによって、データ通信端子を介した通信が可能になる。接続の作業が簡単になる。
 (11) (1)から(4)いずれか1の電動車両用電池パックであって、
 前記電動車両用電池パックの最低充電電圧は、12Vである。
 電動車両用電池パックが12V以上の充電電圧で充電される。電動車両用電池パックが12V未満の電圧では充電されない。直列接続されたリチウムイオン電池のそれぞれに、ピュア電動車両を走行できる程度の電力を充電することができる。
 1,21  電動車両用電池パック
 11  リチウムイオン電池
 12  ケース
 13  電気接続コネクタ
 14  バスバ
 19a,19b データ通信端子

Claims (6)

  1. ピュア電動車両に用いる電動車両用電池パックであって、
     電動車両用電池パックは、
    複数のリチウムイオン電池と、
    前記複数のリチウムイオン電池を収容するケースと、
    前記ピュア電動車両の車体に設けられる相手コネクタと接続され、前記車体に対し入出力される電流を伝達する前記ケースに取付けられた電気接続コネクタと、
    前記複数のリチウムイオン電池の各々及び前記電気接続コネクタを電気的に接続するバスバと、
    を備え、
     前記電動車両用電池パックは、60V以下の最大充電電圧を有するとともに、電動車両用電池パックの仕様を特定するためのデータを前記電動車両用電池パックの外部に出力するデータ通信端子を備え、
     前記複数のリチウムイオン電池の各々は互いに並列接続されることなく前記バスバによって直列接続されている。
  2.  請求項1に記載の電動車両用電池パックであって、
     前記複数のリチウムイオン電池の各々は、スピネル型チタン酸リチウム、ニオブチタン含有複合酸化物、及びグラファイトからなる群から選択される少なくともいずれかを含有する負極を有する。
  3.  請求項1又は2に記載の電動車両用電池パックであって、
     前記複数のリチウムイオン電池と直列に接続され、前記複数のリチウムイオン電池に流れる電流を遮断するリレーを備える。
  4.  請求項1から3いずれか1項に記載の電動車両用電池パックであって、
     前記電動車両用電池パックが設けられたピュア電動車両の外部から、直接前記電動車両用電池パックに充電電流を取り込むための、充電専用コネクタが前記ケースに取付けられている。
  5.  ピュア電動車両であって、
     前記ピュア電動車両は、
     請求項1から4いずれか1項に記載の電動車両用電池パックと、
    前記電動車両用電池パックの前記電気接続コネクタと接続されるように構成された相手コネクタと、
    駆動輪と、
    前記電動車両用電池パックから前記相手コネクタを介したモータへの電力供給と、前記モータから前記相手コネクタを介した前記電動車両用電池パックへの電力供給とを制御するように構成されたモータ制御装置と、
    前記モータ制御装置から供給される電力によって前記駆動輪を駆動する一方、前記駆動輪が駆動されることにより電力を発生させるように構成された前記モータと
    を備え、
    前記複数のリチウムイオン電池の各々から検出される電流、電圧又は温度のうち、少なくとも1つのパラメータを取得するとともに、取得された前記少なくとも1つのパラメータに基づいて、前記複数のリチウムイオン電池のうち、少なくとも1つの前記リチウムイオン電池の電圧及び/又は電流を変更するように構成された制御装置を備えていない。
  6.  請求項5記載のピュア電動車両であって、
    前記ピュア電動車両は、鞍乗型車両であり、
    前記鞍乗型車両は、
    前記鞍乗型車両の左右方向に延びるように設けられた操舵用のバーハンドルと、
    運転者が跨って着座するように構成されたサドルと
    を備え、
    リーン車両として、旋回時に前記バーハンドルを把持する運転者によってカーブ内側にリーンするように体重移動が行われることにより旋回するように構成されている。
PCT/JP2020/017299 2020-04-22 2020-04-22 電動車両用電池パック及びピュア電動車両 WO2021214904A1 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2020/017299 WO2021214904A1 (ja) 2020-04-22 2020-04-22 電動車両用電池パック及びピュア電動車両
GB2215467.8A GB2608955A (en) 2020-04-22 2021-04-20 Straddled vehicle battery pack and straddled vehicle
PCT/JP2021/015985 WO2021215426A1 (ja) 2020-04-22 2021-04-20 ストラドルドビークル電池パック及びストラドルドビークル
DE112021002462.0T DE112021002462T5 (de) 2020-04-22 2021-04-20 Spreizsitzfahrzeug-Batteriesatz und Spreizsitzfahrzeug
FR2104218A FR3109674A1 (fr) 2020-04-22 2021-04-22 Bloc-batterie de véhicule à selle et véhicule à selle
TW110114505A TWI832046B (zh) 2020-04-22 2021-04-22 跨坐型車輛電池組及跨坐型車輛

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2020/017299 WO2021214904A1 (ja) 2020-04-22 2020-04-22 電動車両用電池パック及びピュア電動車両

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021214904A1 true WO2021214904A1 (ja) 2021-10-28

Family

ID=78269117

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2020/017299 WO2021214904A1 (ja) 2020-04-22 2020-04-22 電動車両用電池パック及びピュア電動車両
PCT/JP2021/015985 WO2021215426A1 (ja) 2020-04-22 2021-04-20 ストラドルドビークル電池パック及びストラドルドビークル

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2021/015985 WO2021215426A1 (ja) 2020-04-22 2021-04-20 ストラドルドビークル電池パック及びストラドルドビークル

Country Status (1)

Country Link
WO (2) WO2021214904A1 (ja)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003299257A (ja) * 2002-04-01 2003-10-17 Canon Inc 充電装置
JP2013232280A (ja) * 2010-11-22 2013-11-14 Yamaha Motor Co Ltd 鞍乗型車両の電池パックおよび鞍乗型車両
JP2014180185A (ja) * 2013-03-15 2014-09-25 Toshiba Corp 電池モジュール
JP2015153719A (ja) * 2014-02-19 2015-08-24 株式会社東芝 電源システム、および車両
JP2018006307A (ja) * 2016-07-05 2018-01-11 永浦 千恵子 蓄電システム

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4709710B2 (ja) * 2006-08-04 2011-06-22 株式会社東芝 非水電解質電池、電池パック及び自動車
KR101900975B1 (ko) * 2011-03-30 2018-09-20 히타치 긴조쿠 가부시키가이샤 리튬 이온 전지용 부극 단자 및 덮개 부재 및 리튬 이온 전지
JP2013051857A (ja) * 2011-08-31 2013-03-14 Sony Corp 蓄電装置、電子機器、電動車両および電力システム
JP2013112303A (ja) * 2011-11-30 2013-06-10 Daihatsu Motor Co Ltd ハイブリッドカーの電源装置
JP5661075B2 (ja) * 2012-07-30 2015-01-28 三菱電機株式会社 充放電装置
JP6237284B2 (ja) * 2014-02-03 2017-11-29 株式会社豊田自動織機 電池ユニット
JP2019160446A (ja) * 2018-03-08 2019-09-19 ヤマハ発動機株式会社 リーン車両用バッテリ及びリーン車両

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003299257A (ja) * 2002-04-01 2003-10-17 Canon Inc 充電装置
JP2013232280A (ja) * 2010-11-22 2013-11-14 Yamaha Motor Co Ltd 鞍乗型車両の電池パックおよび鞍乗型車両
JP2014180185A (ja) * 2013-03-15 2014-09-25 Toshiba Corp 電池モジュール
JP2015153719A (ja) * 2014-02-19 2015-08-24 株式会社東芝 電源システム、および車両
JP2018006307A (ja) * 2016-07-05 2018-01-11 永浦 千恵子 蓄電システム

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021215426A1 (ja) 2021-10-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4078553B2 (ja) 車両用リチウム電池モジュール
JP6419992B2 (ja) ハイブリッドエネルギー貯蔵モジュールシステム
US9812693B2 (en) Separate welding planes for a battery module
JP5486780B2 (ja) 電池システム
JP5276915B2 (ja) 二次電池を用いた電源装置
US20050253460A1 (en) Electric vehicle
JP2010539635A (ja) 車両ハイブリッドエネルギーシステム
JPWO2012043643A1 (ja) 電動二・三輪車両用スイングアーム装置
JP5262027B2 (ja) 組電池、及び電池システム
JP2021529497A (ja) 補助バッテリーを備えたハイブリッドエネルギー貯蔵モジュールシステム
WO2013103402A1 (en) Electrochemical cell having a safety device
JP6949886B2 (ja) 給電回路
JP6312474B2 (ja) 車両用電源システム
WO2021214904A1 (ja) 電動車両用電池パック及びピュア電動車両
JP4871180B2 (ja) 蓄電デバイスの制御装置
WO2021214903A1 (ja) 電動車両用電池パック及びピュア電動車両
JP2012186873A (ja) 電池制御装置
TWI832046B (zh) 跨坐型車輛電池組及跨坐型車輛
JP2012112811A (ja) 二次電池装置および車両
TWI820416B (zh) 跨坐型車輛電池組及跨坐型車輛
TW201838239A (zh) 電池組
JP7276682B2 (ja) 蓄電素子の管理装置、蓄電装置、及び、蓄電素子の管理方法
JP5685624B2 (ja) 電池システム
GB2608956A (en) Straddled vehicle battery pack and straddled vehicle
KR101543265B1 (ko) 차량용 전원공급장치 및 차량의 전원 제어방법

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20932566

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20932566

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP