JPH10145978A - 車載バッテリの管理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バッテリグループを車両の複数箇所に搭載す
る構成においても、充電されたエネルギーを車両の運転
状態に応じて効率的に利用することができる車載バッテ
リの管理システムを提供する。 【解決手段】 夫々所要数の単位バッテリで構成される
バッテリグループ１ａ，１ｂを電気自動車の２箇所に搭
載して、これらを直列に接続してモータ９を駆動するた
めの電源とする場合に、バッテリグループ１ａ，１ｂを
充電器７ａ，７ｂにより夫々独立に充電すると共に、補
機用電源を生成するスイッチング電源１０ａ，１０ｂを
充電器７ａ，７ｂと一体に構成して設けて、制御回路１
１は、充電時及び自動車の運転時におけるバッテリグル
ープ１ａ，１ｂの温度変化をモニタして、その温度が４
０度及び５０度を超えた方の側に設けられている冷却フ
ァン４ａ若しくは４ｂを動作させて送風冷却し、自動車
の運転時には残存容量が多い方のスイッチング電源１０
ａ若しくは１０ｂを動作させて補機用電源を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両に搭載される
バッテリを制御する管理システムに関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】この様な車両例えば電
気自動車のバッテリは、１２Ｖ程度の端子電圧を有する
単位バッテリを複数個直列に接続することによって、モ
ータを駆動させるのに必要な電圧を得るように構成され
ている。上記電気自動車のバッテリは、通常はトランク
ルームに配置されるが、最近は、電気自動車の車体空間
を有効に利用するために、当該バッテリを複数のバッテ
リグループに分割して構成し、各バッテリグループを、
トランクルームだけでなく、例えば座席下にも配置する
などして分散搭載することが行われている。

【０００３】このようにバッテリを分散搭載した状態で
充電を行う場合は、各バッテリグループの配置された環
境によって、単位バッテリ当たりの満充電時の容量が変
化してしまう。例えば、図６は、異なる周囲温度下にお
いて、単位バッテリを構成しているセル１個（単位バッ
テリは、例えば１０個のセルからなっている。）を充電
した場合の結果を、横軸に充電電流の時間積（Ａｈ）を
とり、縦軸に端子電圧（Ｖ）をとって示したものであ
る。この図６に示すように、周囲温度が低くなるほどセ
ルの充電容量は多くなる傾向にある。

【０００４】従って、この様な場合に、各バッテリグル
ープを一つの充電器によって一括して充電すると、各バ
ッテリグループの充電容量が夫々の搭載箇所の環境によ
って異なる結果、使用できる充電エネルギー量は、最低
の充電容量となったバッテリグループによって規定され
てしまうことになり、効率的な利用を行うことができな
いという問題があった。

【０００５】斯様な問題を解決するため、各バッテリグ
ループに対応して個別の充電器を設け、各バッテリグル
ープ毎に充電を行って夫々を満充電状態にして使用する
ようにしたものがある。しかしながら、実際に電気自動
車を運転させると、その運転状況に応じて各バッテリグ
ループ毎の放電状態に差が生じ、結果として残存容量に
不平衡が生じるため、効率的な利用を行う目的が十分に
達成されていないという課題を生じていた。

【０００６】本発明は上記課題を解決するものであり、
その目的は、バッテリグループを車両の複数箇所に搭載
する車載バッテリにおいて、充電されたエネルギーを車
両の運転状態に応じて効率的に利用することができる車
載バッテリの管理システムを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の車載バッテリの管理システムは、所
要数の単位バッテリから構成された複数のバッテリグル
ープを車両に搭載してなる車載バッテリにおいて、交流
電源から複数のバッテリグループ毎に充電を行うように
設けられた複数の充電器と、複数のバッテリグループ毎
に冷却を行うように設けられた複数の冷却ファンと、各
バッテリグループの温度を夫々検出する複数の温度検出
手段と、車両の走行に関して補助的な機能を果たす補機
に対して供給する電源を生成するために、各バッテリグ
ループ毎に設けられた複数のスイッチング電源と、複数
の充電器によって複数のバッテリグループに対して行う
充電を独立に制御すると共に、複数のバッテリグループ
の充電時において、複数の温度検出手段が検出する各バ
ッテリグループの温度を参照し、当該温度が所定温度を
超えたバッテリグループの冷却ファンの運転を開始させ
るように制御し、また、車両の運転時において、複数の
バッテリグループの内で残存容量の多いものに対して設
けられているスイッチング電源を動作させて補機用電源
を生成するように制御する制御手段とを具備したことを
特徴とする。

【０００８】斯様に構成すれば、複数のバッテリグルー
プの充電が独立に制御され、充電時において、所定温度
を超えたバッテリグループに対して設けられている冷却
ファンが運転開始されて冷却が行われ、各バッテリグル
ープの充電が行われる場合の周囲温度が略同様に保たれ
ると共に、車両の運転時には、残存容量の多いバッテリ
グループに対して設けられているスイッチング電源から
補機用電源が生成されるので、車両が実際に運転された
場合でも、各バッテリグループの残存容量は略同様に調
整される。

【０００９】この場合、制御手段を、車両の運転時にも
各バッテリグループの温度が所定温度を超えた場合は冷
却ファンを充電時と同様に運転させるように構成しても
良く（請求項２）、斯様に構成すれば、各バッテリグル
ープの放電時における使用環境が略同様に維持される。

【００１０】各スイッチング電源の容量を、バッテリグ
ループの数をｎとすると、補機用電源の最大容量に対し
て略１／ｎに設定し（請求項３）、また、制御手段を、
車両の運転状態において補機用電源の容量が多く必要と
される場合は、複数のバッテリグループの内で残存容量
の多いものから順次選択されたスイッチング電源を同時
に動作させることにより必要な補機用電源の容量を確保
する（請求項４）構成としても良い。斯様に構成すれ
ば、残存容量の多いバッテリグループから補機用電源が
生成され、また、補機の動作状態に応じて必要な容量の
電源が生成されて供給される。

【００１１】各スイッチング電源を、夫々対応するバッ
テリグループの充電器内部に一体的に構成しても良く、
斯様に構成すれば、各スイッチング電源に対する入力電
源の供給が容易となる（請求項５）。

【００１２】温度検出手段を、１つのバッテリグループ
の複数箇所に配置された温度センサによって構成し、制
御手段を、複数の温度センサが夫々検出した温度の相加
平均を各バッテリグループの温度とする構成にするのが
好適であり、斯様に構成すれば、各バッテリグループの
温度は平均化された値として得られる（請求項６）。

【００１３】充電器を、入力された電源を高周波電源に
変換するインバータと、このインバータによって変換さ
れた高周波電源電圧を昇圧する高周波トランスと、この
高周波トランスによって昇圧された高周波電源電圧を整
流する整流回路とで構成するのが好ましく、斯様に構成
すれば、交流電源と各バッテリグループとは電気的に絶
縁される（請求項７）。

【００１４】また、交流電源を整流する１つの整流回路
を備え、各充電器の入力部には、１つの整流回路によっ
て整流された直流電源が与えられるように構成しても良
く、斯様に構成すれば、全体が小形に構成される（請求
項８）。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を車両たる電気自動
車（以下、単に自動車と称す）に適用した場合の一実施
例について、図１乃至図５を参照して説明する。図５
は、２つのバッテリグループ１ａ及び１ｂ（具体的には
図１参照）を、自動車の車体２に分散搭載した状態を示
す摸式的な図である。バッテリグループ１ａ及び１ｂを
構成している単位バッテリは、１個のセル電圧が１．２
Ｖ程度のセル１０個から構成されており、約１２Ｖの端
子電圧を有している。

【００１６】例えば、モータ９（図１参照）を駆動する
のに必要な電圧が２８８Ｖである場合に、この電圧を、
２つのバッテリグループ１ａ，１ｂ（ｎ＝２）によって
分割するため、バッテリグループ１ａ，１ｂは、例えば
夫々１１個，１３個の単位バッテリが直列接続されて、
夫々１３２Ｖ，１５６Ｖの端子電圧を有するように構成
されている。また、これらのバッテリグループ１ａ，１
ｂは、バッテリケース３ａ，３ｂに収納されて一体化さ
れている。

【００１７】バッテリグループ１ａ及び１ｂは、自動車
の座席下である車体２下部及び後部トランクルームに配
置されていると共に、各バッテリグループ１ａ，１ｂを
冷却するための冷却ファン４ａ，４ｂが夫々に設けられ
ている。冷却ファン４ａ，４ｂは、車体２の側部に設け
られた空気取入れ口２ａ，２ｂから取入れた外気をバッ
テリケース３ａ，３ｂ内に送風することにより、バッテ
リグループ１ａ，１ｂを冷却するようになっている。

【００１８】充電時における管理システムの電気的構成
を示す図１において、ダイオードブリッジで構成された
整流回路５の交流入力端子は、図示しないプラグ及びコ
ンセントを介して２００Ｖの商用交流電源（交流電源）
６に接続されており、整流回路５の直流出力端子は、充
電器７ａ及び７ｂの入力端子に夫々接続されている。

【００１９】充電器７ａ，７ｂの正及び負側出力端子
は、バッテリグループ１ａ，１ｂの正及び負側端子に夫
々接続されている。駆動回路８は、３相ブリッジ接続さ
れたトランジスタによってインバータを構成しており、
その駆動回路８の正及び負側入力端子は、バッテリグル
ープ１ａの正側端子及びバッテリグループ１ｂの負側端
子に接続されている。バッテリグループ１ａの負側端子
は、バッテリグループ１ｂの正側端子に接続されてい
る。具体的には図示しないが、駆動回路８のＵ，Ｖ，Ｗ
の３相出力端子は、例えばインダクションモータで構成
されるモータ９の対応する各相のステータコイルに夫々
接続されている。

【００２０】充電器７ａ，７ｂの内部には、補機用電源
としてのスイッチング電源１０ａ，１０ｂが夫々設けら
れており、バッテリグループ１ａ，１ｂの端子電圧を受
けて、補機用電源として必要なレベルの電圧（例えば、
１２Ｖ）を生成するようになっている。尚、ここで言う
「補機」とは、自動車の走行に関して補助的な機能を果
たす、図示しないインストルメントパネル表示ランプ、
ヘッドライト、ワイパモータ、ストップランプや方向指
示器などの一切を総称するものである。そして、スイッ
チング電源１０ａ，１０ｂの容量は、補機用電源として
要求される最大容量の夫々略１／２（略１／ｎ）となる
ように設定される。例えば、最大容量が５０Ａの場合
は、スイッチング電源１０ａ，１０ｂの容量は、夫々略
２５Ａに設定される。

【００２１】マイクロコンピュータなどで構成される制
御回路（制御手段）１１の入力端子は、各バッテリグル
ープ１ａ，１ｂの端子間に夫々設けられた電圧検出器１
２ａ，１２ｂの出力端子に夫々接続されている。バッテ
リグループ１ａ及び充電器７ａの負側端子間，バッテリ
グループ１ｂ及び充電器７ｂの負側端子間には、夫々電
流検出器１３ａ，１３ｂが設けられており、制御回路１
１の入力端子は、その電流検出器１３ａ，１３ｂの出力
端子にも夫々接続されている。

【００２２】そして、制御回路１１は、電圧及び電流検
出器１２ａ，１２ｂ及び１３ａ，１３ｂの出力信号を参
照することによって、充電時における各バッテリグルー
プ１ａ，１ｂの端子電圧Ｖａ，Ｖｂ及び充電電流Ｉｃ
ａ，Ｉｃｂの値を夫々得るようになっている。

【００２３】また、制御回路１１の入力端子は、バッテ
リグループ１ａ，１ｂの温度を検出する温度検出器（温
度検出手段）１４ａ，１４ｂの出力端子に夫々接続され
ている。そして、制御回路１１は、温度検出器１４ａ，
１４ｂの出力信号を参照することによって、バッテリグ
ループ１ａ，１ｂの温度を得るようになっている。尚、
温度検出器１４ａ及び１４ｂは、夫々複数例えば３個の
温度センサ１４ａａ，１４ａｂ，１４ａｃ及び１４ｂ
ａ，１４ｂｂ，１４ｂｃからなり、それら３個の温度セ
ンサが、バッテリケース３ａ，３ｂの前端部，中央部及
び後端部の３か所に夫々取付けられている。

【００２４】そして、制御回路１１は、温度検出器１４
ａ，１４ｂの３個の温度センサ１４ａａ乃至１４ａｃ，
１４ｂａ乃至１４ｂｃが検出したバッテリケース３ａ，
３ｂの各部の温度を相加平均することにより、バッテリ
グループ１ａ，１ｂの温度として得るようになってい
る。

【００２５】バッテリグループ１ａ，１ｂに対しては、
夫々の残存容量を検出する残存容量計１５ａ，１５ｂが
設けられている。これらの残存容量計１５ａ，１５ｂ
は、バッテリグループ１ａ，１ｂの端子電圧及び放電電
流を独立に検出して、各バッテリグループ１ａ，１ｂの
残存容量を演算により検出する。そして、残存容量計１
５ａ，１５ｂの出力端子は制御回路１１の入力端子に接
続されており、検出した残存容量を制御回路１１に対し
て出力するようになっている。

【００２６】制御回路１１の出力端子は、冷却ファン４
ａ，４ｂの制御入力端子に接続されており、制御回路１
１は、冷却ファン４ａ，４ｂに制御信号を与えて運転を
制御するようになっている。また、制御回路１１の出力
端子は、充電器７ａ，７ｂ及びスイッチング電源１０
ａ，１０ｂの制御入力端子に夫々接続されており、制御
回路１１は、充電器７ａ，７ｂ及びスイッチング電源１
０ａ，１０ｂに夫々制御信号を与えて制御するようにな
っている。

【００２７】図２は、バッテリグループ１ａを充電する
充電器７ａと、その充電器７ａを制御する部分に係る制
御回路１１の電気的構成を詳細に示したものである。整
流回路５の直流出力端子は、充電器７ａを構成するイン
バータ１６ａの入力端子に接続されている。このインバ
ータ１６ａは、４個のトランジスタＴA ，ＴB ，ＴX及
びＴY が単相ブリッジ接続されて構成されており、その
出力端子は、高周波トランスからなる昇圧トランス１７
ａの１次側両端子に接続されている。

【００２８】昇圧トランス１７ａの２次側の中点タップ
は、充電器７ａの負側端子に接続されている。また、昇
圧トランス１７ａの２次側両端子は、バッテリグループ
１ａの正側端子にカソードが共通に接続された整流素子
（整流回路）１８ａ及び１９ａのアノードに接続されて
いる。尚、充電器７ａには、小型のフィルムコンデンサ
からなるノイズ除去用コンデンサ２０ａが並列に接続さ
れている。

【００２９】一方、電流検出器１３ａの出力端子は、制
御回路１１の増幅器２１ａを介して実効値変換回路２２
ａの入力端子に接続されている。この実効値変換回路２
２ａは、電流検出器１３ａが検出した充電電流Ｉcaのパ
ルス状の波形を、一定の直流レベル信号Ｖda、即ち実効
値に変換するものである。実効値変換回路２２ａの出力
端子は、差動増幅器２３ａの反転入力端子に接続されて
おり、その差動増幅器２３ａの非反転入力端子は、外部
から設定された電流指令値に応じたレベルの参照電圧Ｖ
ｒが印加されるようになっている。

【００３０】差動増幅器２３ａの出力端子は、ＰＷＭ制
御回路２４ａの入力端子に接続されており、差動増幅器
２３ａは、直流レベル信号Ｖdaと参照電圧Ｖｒとの差動
増幅出力信号Ｖdia をＰＷＭ制御回路２４ａに与えるよ
うになっている。そのＰＷＭ制御回路２４ａの出力端子
は、インバータ１６ａのトランジスタＴA ，ＴB ，ＴX
及びＴY のベースに夫々接続されている。ＰＷＭ制御回
路２４ａは、例えば数１０ＫＨｚ程度の周波数の搬送波
に基づいて、差動増幅器２３ａの出力信号Ｖdia のレベ
ルに応じたＰＷＭ信号を作成し、トランジスタＴA ，Ｔ
B ，ＴX 及びＴY のベースにベース信号ＢA ，ＢB ，Ｂ
X 及びＢY として夫々出力するようになっている。

【００３１】例えば、図３に示すように、信号Ｖdia の
レベルが適正な（ａ）の場合よりも小さい時は、ＰＷＭ
制御回路２４ａによって出力されるＰＷＭ信号のデュー
ティ比は大きくなり（（ｂ）参照）、信号Ｖdia のレベ
ルが（ａ）の場合よりも大きい時は、出力されるＰＷＭ
信号のデューティ比は小さくなる（（ｃ）参照）。トラ
ンジスタＴA 及びＴY とトランジスタＴB 及びＴX に与
えられるベース信号ＢA 及びＢY ，ベース信号ＢB 及び
ＢX は夫々同一の信号であり、また、両者の位相は１８
０度異なるようにして出力される。尚、図示はしない
が、バッテリグループ１ｂに関する部分についても、同
様に構成されている。

【００３２】次に、本実施例の作用について図４をも参
照して説明する。 （１）バッテリグループ１ａ，１ｂの充電 バッテリグループ１ａ，１ｂの充電を行う場合は、充電
器７ａ，７ｂの入力端子には、商用交流電源６の交流電
圧が全波整流されて与えられる。以下、バッテリグルー
プ１ａに関して説明する。充電器７ａのインバータ１６
ａは、制御回路１１により与えられるＰＷＭ信号（ベー
ス信号ＢA,ＢB,ＢX,ＢY)に応じてトランジスタＴA 乃至
ＴY をオンオフすることにより、全波整流された直流電
圧から交流電圧（高周波電源電圧）を生成して昇圧トラ
ンス１７ａの１次側に通電する。

【００３３】すると、昇圧トランス１７ａの２次側に現
れる昇圧された交流出力電圧は、整流素子１８ａ及び１
９ａのアノードに印加される。そして、整流素子１８ａ
及び１９ａによって整流され、ノイズ除去用コンデンサ
２０ａによってスイッチングノイズが除去された直流電
圧がバッテリグループ１ａに印加されることにより充電
が行われる。

【００３４】この時、制御回路１１は、電流検出器１３
ａによって検出した充電電流Ｉcaに基づいてインバータ
１６ａにＰＷＭ信号（ベース信号ＢA,ＢB,ＢX,ＢY)を与
えることにより、充電電流Ｉcaを、外部より与えられた
電流指令値に追従させるようにフィードバック制御す
る。そして、前述した図３のように、充電電流Ｉcaの電
流値の増加，減少に応じて、ＰＷＭ信号（ベース信号Ｂ
A,ＢB,ＢX,ＢY)のデューティ比は小，大に変化すること
によって、充電電流Ｉcaは一定値を維持するように制御
される。図４は、バッテリグループ１ａを充電した場合
の端子電圧Ｖａ及び充電電流Ｉcaの時間経過に伴う変化
の状態を実測した一例を示すものである。充電の開始か
ら終了まで、充電電流Ｉcaは８Ａで略一定に制御されて
いるのが分かる。

【００３５】また、制御回路１１は、温度検出器１４ａ
によってバッテリグループ１ａの温度変化をモニタして
おり、その温度が所定温度（例えば、４０度）を超えた
場合には、冷却ファン４ａを動作させて送風を行い、バ
ッテリグループ１ａ（バッテリケース３ａの内部）を冷
却する。尚、バッテリグループ１ｂについても、同様の
作用が独立して行われる。

【００３６】そして、制御回路１１は、電圧検出器１２
ａ，１２ｂを参照して、バッテリグループ１ａ，１ｂの
端子電圧が夫々１３２Ｖ，１５６Ｖに達することにより
満充電状態になったと判断すると、充電器７ａ，７ｂに
よる充電動作を停止させる。

【００３７】（２）電気自動車を走行させる場合 電気自動車を走行させる場合は、バッテリグループ１ａ
及び１ｂは直列接続された状態で２８８Ｖの電圧を以て
放電する。そして、制御回路１１は、駆動回路８に制御
信号を与えてモータ９を回転駆動することにより、モー
タ９の回転軸にトランスミッションなどを介して連結さ
れているシャフト及び走行輪を回転させて、自動車を走
行させる。

【００３８】また、自動車を運転する場合には、モータ
９を回転駆動させる以外に、前述の補機に対して電源を
供給し、動作させる必要がある。このために、制御回路
１１は、残存容量計１５ａ，１５ｂを参照して、例えば
バッテリグループ１ｂの残存容量がバッテリグループ１
ａよりも多い場合には、バッテリグループ１ｂ側に設け
られているスイッチング電源１０ｂに制御信号を与えて
動作させ、補機用電源を生成して供給する。

【００３９】特に、ヘッドライトを点灯させて夜間に走
行するなどの、補機用電源の容量を多く必要とする場合
には、スイッチング電源１０ａをも動作させて、必要と
される容量の電源を供給する。

【００４０】また、制御回路１１は、自動車の走行時に
も温度検出器１４ａ，１４ｂによってバッテリグループ
１ａ，１ｂの温度変化をモニタしており、その温度が所
定温度（例えば、５０度）を超えた方の側に設けられて
いる冷却ファン４ａ若しくは４ｂを動作させて送風を行
い、バッテリグループ１ａ若しくは１ｂを冷却する。従
って、各バッテリグループ１ａ，１ｂの放電時の温度が
略同様に保たれることにより、両者の放電特性、即ち、
残存容量の減少状態も略同様となる。

【００４１】以上のように本実施例によれば、所要数の
単位バッテリで構成されるバッテリグループ１ａ，１ｂ
を自動車の車体２の２箇所に搭載して、これらのバッテ
リグループ１ａ及び１ｂを直列に接続してモータ９を駆
動するための電源とする場合に、バッテリグループ１
ａ，１ｂを充電器７ａ，７ｂにより夫々独立に充電する
と共に、自動車の運転時に補機を動作させるための電源
を生成するスイッチング電源１０ａ，１０ｂを充電器７
ａ，７ｂと一体に構成して設けた。

【００４２】そして、制御回路１１は、充電時及び自動
車の運転時におけるバッテリグループ１ａ，１ｂの温度
変化を温度検出器１４ａ，１４ｂによりモニタして、そ
の温度が４０度及び５０度を超えた方の側に設けられて
いる冷却ファン４ａ若しくは４ｂを動作させてバッテリ
グループ１ａ若しくは１ｂを送風冷却すると共に、自動
車の運転時には、バッテリグループ１ａ，１ｂの内残存
容量が多い方の側に設けられているスイッチング電源１
０ａ若しくは１０ｂを動作させて補機用電源を生成する
ようにした。

【００４３】従って、夫々異なる環境に設置されたバッ
テリグループ１ａ，１ｂの周囲温度を略同様に保つこと
により夫々を満充電状態にして、両者を直列に接続して
使用した場合でも、各バッテリグループ１ａ，１ｂにお
いて夫々満充電された容量を有効に利用することができ
る。

【００４４】また、自動車の運転時においても、バッテ
リグループ１ａ，１ｂの周囲温度を略同様に保ち、更
に、自動車の運転状態によってバッテリグループ１ａ，
１ｂの残存容量に不平衡が生じた場合でも、その不平衡
を補償することが可能となり、１回の充電による自動車
の走行距離を延ばすことができ、バッテリグループ１
ａ，１ｂの寿命をも長期化することが可能となる。加え
て、スイッチング電源１０ａ，１０ｂを充電器７ａ，７
ｂと一体に構成したことにより、スイッチング電源１０
ａ，１０ｂに対する入力電源の供給が容易になる。

【００４５】更に、本実施例によれば、スイッチング電
源１０ａ，１０ｂの電源容量を、補機用電源として必要
な最大容量の夫々略１／２に設定し、自動車の運転状態
によって補機用電源を消費する割合が高まった場合に
は、残りの他方の側に設けられているスイッチング電源
１０ｂ若しくは１０ａを同時に動作させて補機用電源を
生成するので、電源消費が増大した場合にも対応するこ
とができる。

【００４６】加えて、本実施例によれば、温度検出器１
４ａ及び１４ｂを構成する各３個の温度センサ１４ａ
ａ，１４ａｂ，１４ａｃ及び１４ｂａ，１４ｂｂ，１４
ｂｃをバッテリケース３ａ及び３ｂの前端部，中央部及
び後端部の３か所に夫々取付けて、制御回路１１は、各
３個の温度センサ１４ａａ乃至１４ａｃ及び１４ｂａ乃
至１４ｂｃが検出したバッテリケース３ａ及び３ｂの各
部の温度を相加平均することにより、バッテリグループ
１ａ及び１ｂの温度を求めるようにしたので、比較的大
きな体積を有するバッテリグループ１ａ及び１ｂの温度
を平均値として適正に得ることができる。

【００４７】また、本実施例によれば、充電器７ａを、
インバータ１６ａ及び昇圧トランス１７ａを中心として
構成し、充電器７ｂも同様の構成として、各充電器７
ａ，７ｂには、商用交流電源６の交流電圧を整流回路５
によって整流したものを入力電源として供給するように
したので、商用交流電源６とバッテリグループ１ａ及び
１ｂとを絶縁することができると共に、バッテリグルー
プ１ａ及び１ｂの充電を一定電流で行い得て、更に、全
体を小形に構成することができる。

【００４８】本発明は上記し且つ図面に記載した実施例
にのみ限定されるものではなく、次のような変形または
拡張が可能である。バッテリグループの数（ｎ）は３個
以上であっても良い。また、各バッテリグループを構成
する単位バッテリの数も、必要とされる電圧に応じて適
宜変更して良い。温度検出手段を構成する温度センサの
数は、３個に限らず適宜変更して良い。充電器７ａ，７
ｂに入力電源を与える整流回路を夫々別個に設けても良
い。

【００４９】バッテリグループ１ａ，１ｂの充電時また
は放電時において、冷却ファン４ａ，４ｂを運転開始さ
せる所定温度は４０度または５０度に限ること無く適宜
変更して良い。バッテリグループ１ａ，１ｂの温度は、
各３つの温度センサ１４ａａ乃至１４ａｃ，１４ｂａ乃
至１４ｂｃが検出した温度の相加平均により求めるもの
に限らず、３つの温度の内の最大値若しくは中間値を選
択しても良い。また、温度センサの数は３個より多く若
しくは少なくしても良く、数を多くすればより平均的な
温度を得ることができ、数を少なくすればコストを低下
させることができる。スイッチング電源１０ａ，１０ｂ
を、充電器７ａ，７ｂとは別体で構成しても良い。ま
た、スイッチング電源１０ａ，１０ｂの電源容量は、補
機用電源として必要な最大容量の夫々略１／２に限るこ
と無く、両者で負担する割合を異なるものに設定しても
良い。

【００５０】また、補機用電源としては、スイッチング
電源１０ａ，１０ｂを以て構成する代わりに、リニアレ
ギュレータなどを用いた回路によって構成しても良い。
更に、補機用電源は、複数のバッテリグループを直列に
接続した正負端子間に１個だけ設けても良い。各バッテ
リグループは、直列に接続して使用するものに限らず、
夫々のバッテリグループにおいて必要な電位を確保でき
る場合は並列に接続して使用するものでも良い。モータ
９はインダクションモータに限ること無く、ブラシレス
モータ，リラクタンスモータや２相モータで構成しても
良い。車両は電気自動車に限ること無く、搭載されたバ
ッテリによって駆動されるものであれば適用が可能であ
る。

【００５１】

【発明の効果】本発明は以上説明した通りであるので、
以下の効果を奏する。請求項１記載の車載バッテリの管
理システムによれば、制御手段は、複数の充電器によっ
て複数のバッテリグループに対して行う充電を独立に制
御すると共に、複数のバッテリグループの充電時におい
て、複数の温度検出手段が検出する各バッテリグループ
の温度を参照し、当該温度が所定温度を超えたバッテリ
グループの冷却ファンの運転を開始させるように制御
し、また、複数のバッテリグループの内で残存容量の多
いものに対して設けられているスイッチング電源を動作
させて補機用電源を生成するように制御するので、自動
車の運転状態によって各バッテリグループの残存容量に
不平衡が生じた場合でも、その不平衡を補償することが
可能となり、１回の充電による自動車の走行距離を延ば
すことができ、各バッテリグループの寿命をも長期化す
ることが可能となる。

【００５２】請求項２記載の車載バッテリの管理システ
ムによれば、制御手段は、車両の運転時にも各バッテリ
グループの温度が所定温度を超えた場合は冷却ファンを
充電時と同様に運転させるので、各バッテリグループの
放電時における使用環境を略同様に維持することができ
る。

【００５３】請求項３または４記載の車載バッテリの管
理システムによれば、制御手段は、各スイッチング電源
の容量を、バッテリグループの数をｎとすると、補機用
電源の最大容量に対して略１／ｎに設定し（請求項
３）、また、制御手段は、車両の運転状態において補機
用電源の容量が多く必要とされる場合は、複数のバッテ
リグループの内で残存容量の多いものから順次選択され
たスイッチング電源を同時に動作させる（請求項４）の
で、補機用電源の消費が増大した場合にも対応すること
ができる。

【００５４】請求項５記載の車載バッテリの管理システ
ムによれば、各スイッチング電源を、夫々対応するバッ
テリグループの充電器内部に一体的に構成したので、各
スイッチング電源に対する入力電源の供給が容易とな
る。

【００５５】請求項６記載の車載バッテリの管理システ
ムによれば、制御手段は、１つのバッテリグループの複
数箇所に配置された複数の温度センサが夫々検出した温
度の相加平均を各バッテリグループの温度とするので、
各バッテリグループの温度を平均値として適正に得るこ
とができる。

【００５６】請求項７記載の車載バッテリの管理システ
ムによれば、充電器を、入力された電源を交流電源周波
数よりも高い周波数の電源に変換するインバータと、こ
のインバータによって変換された高周波電源電圧を昇圧
する高周波トランスと、この高周波トランスによって昇
圧された高周波電源電圧を整流する整流回路とで構成し
たので、交流電源と各バッテリグループとを電気的に絶
縁することができると共に、バッテリグループの充電を
一定電流で行うことができる。

【００５７】請求項８記載の車載バッテリの管理システ
ムによれば、各充電器の入力部には、１つの整流回路に
よって整流された直流電源が与えられるように構成した
ので、全体を小形に構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における電気的構成を示すブ
ロック図

【図２】充電器及び制御回路の当該充電器に対する定電
流制御に係る部分の詳細な電気的構成図

【図３】ＰＷＭ制御回路が出力するＰＷＭ信号の波形図

【図４】バッテリグループの充電時における電圧及び電
流特性を示す図

【図５】各バッテリグループの搭載位置を示す自動車の
車体の摸式図

【図６】周囲温度が異なる場合のバッテリの充電特性を
示す図

【符号の説明】

１ａ，１ｂはバッテリグループ、２は車体、４ａ，４ｂ
は冷却ファン、５は整流回路５、６は商用交流電源（交
流電源）、７ａ，７ｂは充電器、１０ａ，１０ｂはスイ
ッチング電源、１１は制御回路（制御手段）、１４ａ，
１４ｂは温度検出器（温度検出手段）、１４ａａ，１４
ａｂ，１４ａｃ及び１４ｂａ，１４ｂｂ，１４ｂｃは温
度センサ、１６ａはインバータ、１７ａは昇圧トランス
（高周波トランス）、１８ａ及び１９ａは整流素子（整
流回路）を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石原 治彦 愛知県瀬戸市穴田町991番地 株式会社東 芝愛知工場内 (72)発明者 橋詰 正三 大阪府大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電力株式会社内 (72)発明者 西山 浩一 京都府京都市南区吉祥院西ノ庄猪之馬場町 １ 日本電池株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所要数の単位バッテリから構成された複
   数のバッテリグループを車両に搭載してなる車載バッテ
   リにおいて、 交流電源から前記複数のバッテリグループ毎に充電を行
   うように設けられた複数の充電器と、 前記複数のバッテリグループ毎に冷却を行うように設け
   られた複数の冷却ファンと、 各バッテリグループの温度を夫々検出する複数の温度検
   出手段と、 車両の走行に関して補助的な機能を果たす補機に対して
   供給する電源を生成するために、各バッテリグループ毎
   に設けられた複数のスイッチング電源と、 前記複数の充電器によって前記複数のバッテリグループ
   に対して行う充電を独立に制御すると共に、複数のバッ
   テリグループの充電時において、前記複数の温度検出手
   段が検出する各バッテリグループの温度を参照し、当該
   温度が所定温度を超えたバッテリグループの冷却ファン
   の運転を開始させるように制御し、また、車両の運転時
   において、複数のバッテリグループの内で残存容量の多
   いものに対して設けられている前記スイッチング電源を
   動作させて前記補機用電源を生成するように制御する制
   御手段とを具備したことを特徴とする車載バッテリの管
   理システム。
2. 【請求項２】 制御手段は、車両の運転時にも各バッテ
   リグループの温度が所定温度を超えた場合は冷却ファン
   を充電時と同様に運転させるようになっていることを特
   徴とする請求項１記載の車載バッテリの管理システム。
3. 【請求項３】 各スイッチング電源の容量は、バッテリ
   グループの数をｎとすると、補機用電源の最大容量に対
   して略１／ｎに設定されていることを特徴とする請求項
   １または２記載の車載バッテリの管理システム。
4. 【請求項４】 制御手段は、車両の運転状態において補
   機用電源の容量が多く必要とされる場合は、複数のバッ
   テリグループの内で残存容量の多いものから順次選択さ
   れたスイッチング電源を同時に動作させることにより、
   必要な補機用電源の容量を確保することを特徴とする請
   求項１乃至３の何れかに記載の車載バッテリの管理シス
   テム。
5. 【請求項５】 各スイッチング電源は、夫々対応するバ
   ッテリグループの充電器内部に一体的に構成されている
   ことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の車載
   バッテリの管理システム。
6. 【請求項６】 温度検出手段は、１つのバッテリグルー
   プの複数箇所に配置された温度センサによって構成さ
   れ、 制御手段は、前記複数の温度センサが夫々検出した温度
   の相加平均を各バッテリグループの温度とすることを特
   徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の車載バッテリ
   の管理システム。
7. 【請求項７】 充電器は、入力された電源を高周波電源
   に変換するインバータと、 このインバータによって変換された高周波電源電圧を昇
   圧する高周波トランスと、 この高周波トランスによって昇圧された高周波電源電圧
   を整流する整流回路とから構成されていることを特徴と
   する請求項１乃至６の何れかに記載の車載バッテリの管
   理システム。
8. 【請求項８】 交流電源を整流する１つの整流回路を備
   え、各充電器の入力部には、前記１つの整流回路によっ
   て整流された直流電源が与えられるように構成されてい
   ることを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の車
   載バッテリの管理システム。