特許 5675045 バッテリシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5675045

(24)【登録日】2015年1月9日

(45)【発行日】2015年2月25日

(54)【発明の名称】バッテリシステム

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20150205BHJP

   H02H 7/00 20060101ALI20150205BHJP

   H02H 7/18 20060101ALI20150205BHJP

【ＦＩ】

   H02J7/00 S

   H02H7/00 L

   H02H7/18

【請求項の数】5

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2008-301743(P2008-301743)

(22)【出願日】2008年11月26日

(65)【公開番号】特開2010-130768(P2010-130768A)

(43)【公開日】2010年6月10日

【審査請求日】2011年10月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001889

【氏名又は名称】三洋電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100074354

【弁理士】

【氏名又は名称】豊栖 康弘

(74)【代理人】

【識別番号】100104949

【弁理士】

【氏名又は名称】豊栖 康司

(72)【発明者】

【氏名】古川 公彦

(72)【発明者】

【氏名】矢野 準也

(72)【発明者】

【氏名】田中 邦穂

【審査官】 早川 卓哉

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−１５３８２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−００６５５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−３４０２６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１８２７７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０４００５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２０６０２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０６１２０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２８４９８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２７８００３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｊ７／００

Ｈ０２Ｈ７／００

Ｈ０２Ｈ７／１８

Ｈ０１Ｍ１０／４２−１０／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

充電できる電池(1)と、
前記電池(1)と直列に接続され、それ自体に流れる過電流で溶断されるヒューズ(8)と、
前記電池(1)の出力側に直列に接続されるリレー(2)と、
前記リレー(2)をオンからオフに制御する電流遮断回路(4)とを備え、
前記電流遮断回路(4)は、
前記電池(1)の許容充放電電流の最大値を越えた電流が流れる過電流を検出する検出部と、
該検出部が過電流を検出してから前記リレー(2)がオフ状態になるまでの遅延時間を特定するタイマ部(24)とを含み、
前記遅延時間経過後に前記リレー(2)をオンからオフに切り替えた際に、前記リレー(2)が溶着せずに電流を遮断できる最大電流を最大遮断電流とし、
前記ヒューズ(8)は、前記遅延時間における溶断電流が、前記リレー(2)の最大遮断電流以下であって、前記電池(1)の許容充放電電流の最大値以上の値に設定されることを特徴とするバッテリシステム。

【請求項2】

請求項１に記載のバッテリシステムにおいて、
前記電池(1)は、充電できる複数の電池セル(5)を含み、
さらに、前記電池セル(5)に内蔵され、過電流または過充電で電池セル(5)の内部接続回路を遮断する内部電流遮断部を備え、
前記ヒューズの溶断特性が、前記内部電流遮断部の遮断特性よりも小さい電流で溶断される特性であることを特徴とするバッテリシステム。

【請求項3】

請求項２に記載のバッテリシステムにおいて、
前記内部電流遮断部は、前記タイマ部(24)の遅延時間における遮断電流をリレー(2)の最大遮断電流よりも大きく設定されることを特徴とするバッテリシステム。

【請求項4】

前記電池セル(5)の内部電流遮断部がＣＩＤ（Current Interrupt Device カレントインタラプトデバイス）である請求項２または３に記載されるバッテリシステム。

【請求項5】

前記電池(1)の出力電圧が１０Ｖ以上で５００Ｖ以下である請求項１
ないし４のいずれかに記載されるバッテリシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両を走行させるモータに電力を供給する車両用の電源装置に最適なバッテリシステムに関し、とくに、過電流を検出して電池の電流をヒューズとリレーで遮断するバッテリシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

電池の過電流を防止するためにヒューズとリレーとを直列に接続しているバッテリシステムは開発されている。（特許文献１参照）
特許文献１のバッテリシステムは、図１に示すように、電池９１を２組の電池ブロック９５に分割して、電池ブロック９５をヒューズ９８を介して直列に接続している。さらに、電池９１の出力側にはリレー９２を接続している。このバッテリシステムは、走行用バッテリに過電流が流れるとヒューズ９８を溶断して電池９１の電流を遮断する。さらに、このバッテリシステムは、リレー９２のオンオフを制御する制御回路９４でリレー９２をオフに切り換えて、電池９１の電流を遮断する。バッテリシステムの制御回路９４は、電池９１の電流を検出する電流検出回路９９を備えており、検出電流で電池９１の充放電を管理している。電流検出回路９９は、電池９１を正常に充放電する電流範囲、たとえば車両用のバッテリシステムにあっては、２００Ａ以下の電流を検出している。電池にこの電流よりも大きな電流が流れると、すなわち電池に異常な過電流が流れると、リレーをオフに切り換えて電池の電流を遮断している。図１のバッテリシステムは、過電流でヒューズ９８を溶断し、もしくは、過電流でリレー９２をオフに切り換えることで高い安全性を実現する。

【特許文献1】特開２００８−１９３７７６号公報

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

ただ、図１に示すバッテリシステムは、電池９１の過電流でヒューズ９８を溶断し、また、過電流でリレー９２をオフに切り換えることができないことがある。それは、過電流を検出してリレーをオフに制御するとき、リレーの接点が大電流で溶着してオフに切り換えできなくなることがあるからである。リレーは、最大遮断電流を超える電流を遮断しようとすると、遮断時に発生するアークで接点が溶着することがある。このため、図１に示すバッテリシステムは、制御回路９４が電池９１の過電流を検出してリレー９２をオフに制御するとき、過電流が最大遮断電流よりも大きいとリレー９２の接点が溶着して電流を遮断できなくなる弊害がある。

【0004】

本発明の第１の目的は、以上の弊害を避けることを目的とするものであって、本発明の大切な目的は、リレーの接点を溶着させることなく電池の電流を確実に遮断できるバッテリシステムを提供することにある。

【0005】

さらに、電池は異常な充電状態になると電流を遮断するＣＩＤ（Current Interrupt Device カレントインタラプトデバイス）等の内部電流遮断部を備えることがある。この内部電流遮断部は、電池が異常な充電状態になったときに電流を遮断して、電池の安全性を確保する。たとえば、内部電流遮断部のＣＩＤは、電池の内圧が異常に高くなったときに電流を遮断して電池の安全性を確保するものである。ＣＩＤが動作して電流を遮断するのは、電池が過充電されて内圧が異常に上昇した状態であるから、ＣＩＤが電流を遮断する状態は、電池が過充電された状態を保持してしまうこととなる。したがって、ＣＩＤは安全性を確保する装置ではあるが、その動作は極力少なくすることが大切である。ところがＣＩＤは電流遮断するように設計されているため、電池構造中、比較的電流耐量が低くなっている。そのため過大な電流によりＣＩＤが電流を遮断してしまうことがある。

【0006】

本発明の第２の目的は、以上の欠点を解決する、すなわち電池のＣＩＤを動作させることなく、ヒューズやリレーで電池の過電流を確実に遮断できるバッテリシステムを提供することにある。

【課題を解決するための手段及び発明の効果】

【0007】

本発明の請求項１のバッテリシステムは、充電できる電池１と、この電池１と直列に接続されてそれ自体に流れる過電流で溶断されるヒューズ８と、電池１の出力側に直列に接続してなるリレー２と、電池１の過電流を検出してリレー２をオンからオフに制御する電流遮断回路４とを備えている。電流遮断回路４は、電池１の過電流を検出してリレー２をオンからオフに切り換えるまでの遅延時間を特定するタイマ部２４を備えている。ヒューズ８は、タイマ部２４の遅延時間における溶断電流を、リレー２の最大遮断電流以下であって、電池１の許容充放電電流の最大値よりも大きく設定している。このバッテリシステムは、電池１にリレー２の最大遮断電流よりも大きな過電流が流れる状態において、タイマ部２４の遅延時間内ではヒューズ８が溶断され、遅延時間が経過したタイミングでは電流遮断回路４がリレー２をオンからオフに切り換える。

【0008】

以上のバッテリシステムは、リレーの接点を溶着することなく、リレーで電池の過電流を確実に遮断し、さらにヒューズによっても電池の過電流を確実に遮断できる特徴がある。それは、以上のバッテリシステムが、電池の過電流を検出してリレーをオンからオフに切り換えるまでに遅延時間を設け、この遅延時間におけるヒューズの溶断電流をリレーの最大遮断電流以下であって、電池の許容充放電電流の最大値よりも大きく設定しているからである。このバッテリシステムは、電池にリレーの最大遮断電流よりも大きな過電流が流れる状態においては、遅延時間内ではヒューズが溶断されて遮断すると共に、遅延時間が経過したタイミングではリレーをオフに切り換えて遮断する。したがって、リレーの接点を溶着することなく、リレーとヒューズの両方で電池の過電流を確実に安全に遮断できる。逆に、過電流が遅延時間以上に継続する場合は、ヒューズの溶断特性よりも低い電流であるが、リレーの最大遮断電流よりは低いため、リレーを溶着させることなく電流を遮断することが可能である。

【0009】

本発明の請求項２のバッテリシステムは、充電できる複数の電池セル５を備える電池１と、この電池１と直列に接続されてそれ自体に流れる過電流で溶断されるヒューズ８と、電池セル５に設けられて、過電流または過充電で電池セル５の内部接続回路を遮断する内部電流遮断部とを備えている。ヒューズ８の溶断特性は、内部電流遮断部の遮断特性よりも小さい電流で溶断する特性に設定している。このバッテリシステムは、電池１に過電流が流れる状態において、電池セル５に内蔵される内部電流遮断部よりもヒューズ８が先に溶断される。

【0010】

本発明の請求項３のバッテリシステムは、充電できる複数の電池セル５を備える電池１と、この電池１の出力側に直列に接続してなるリレー２と、電池１の過電流を検出してリレー２をオンからオフに制御する電流遮断回路４と、電池セル５に内蔵されて、過電流または過充電で電池セル５の内部接続回路を遮断する内部電流遮断部とを備えている。電流遮断回路４は、電池１の過電流を検出してリレー２をオンからオフに切り換えるまでの遅延時間を特定するタイマ部２４を備えている。内部電流遮断部は、タイマ部２４の遅延時間における遮断電流をリレー２の最大遮断電流よりも大きく設定している。このバッテリシステムは、電池１に過電流が流れる状態において、内部電流遮断部が電流を遮断しない状態で、リレー２がオンからオフに切り換えられて電池１の電流を遮断する。

【0011】

以上のバッテリシステムは、電池セルに内蔵される内部電流遮断部を動作させることなく、ヒューズやリレーで電池の過電流を確実に遮断できる特徴がある。それは、以上のバッテリシステムが、電池の内部電流遮断部が電流を遮断するよりも先に、ヒューズやリレーで電池の電流を遮断するからである。

【0012】

本発明のバッテリシステムは、電池セル５の内部電流遮断部をＣＩＤ（Current Interrupt Device カレントインタラプトデバイス）とすることができる。

【0013】

さらに、本発明のバッテリシステムは、電池１の出力電圧を１０Ｖ以上で５００Ｖ以下とすることができる。

【発明を実施するための最良の形態】

【0014】

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するためのバッテリシステムを例示するものであって、本発明はバッテリシステムを以下のものに特定しない。

【0015】

さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。

【0016】

図２に示すバッテリシステムは、ハイブリッドカー、燃料電池車、電気自動車等の車両に搭載されて、負荷１０として接続されるモーター１１を駆動して車両を走行させる。電池１の負荷１０となるモーター１１は、インバータ１２を介して電池１に接続される。インバータ１２は、電池１の直流を３相の交流に変換して、モーター１１への供給電力をコントロールする。

【0017】

この図のバッテリシステムは、電池１と、この電池１と直列に接続しているヒューズ８と、この電池１の出力側に接続されて、負荷１０への電力供給をオンオフに切り換えるリレー２と、このリレー２をオンに切り換える前に、負荷１０のコンデンサ１３をプリチャージするプリチャージ回路３と、このプリチャージ回路３とリレー２をオンオフに制御する電流遮断回路４とを備える。

【0018】

電池１は、インバータ１２を介して車両を走行させるモーター１１を駆動する。モーター１１に大電力を供給できるように、電池１は多数の充電できる電池セル５を直列に接続して出力電圧を高くしている。電池セル５は、リチウムイオン電池やニッケル水素電池が使用される。電池セルをリチウムイオン電池とするバッテリシステムは、複数のリチウムイオン電池を直列に接続している。電池セルをニッケル水素電池とするバッテリシステムは、複数のニッケル水素電池を直列に接続して電池モジュールとし、さらに複数の電池モジュールを直列に接続して出力電圧を高くしている。バッテリシステムは、電池をリチウムイオン電池やニッケル水素電池に特定しない。電池には、ニッケルカドミウム電池などの充電できる全ての電池を使用できる。

【0019】

電池１は、モーター１１に大電力を供給できるように、たとえば、出力電圧を２００〜４００Ｖと高くしている。ただし、バッテリシステムは、電池の出力側にＤＣ／ＤＣコンバータ（図示せず）を接続して、電池の電圧を昇圧して、負荷に電力を供給することもできる。このバッテリシステムは、直列に接続する電池の個数を少なくして、電池の出力電圧を低くできる。したがって、電池１は、たとえば出力電圧を１５０〜４００Ｖとすることができる。

【0020】

電流遮断回路４は、電池１の充放電を制御するために、電池１を構成する電池セル５の電圧を検出する電圧検出回路２２と、電池の電流を検出する電流検出回路２１を備えている。

【0021】

電圧検出回路２２は、複数の電池セル５の電圧を検出し、あるいは複数の電池セルを直列に接続している電池モジュールの電圧を検出する。電池をリチウムイオン電池とするバッテリシステムは、電圧検出回路でもって各々のリチウムイオン電池の電圧を検出し、電池をニッケル水素電池とするバッテリシステムは、電圧検出回路でもって、複数のニッケル水素電池を直列に接続している電池モジュールの電圧を検出する。

【0022】

電流検出回路２１は、電池セル５の残容量を検出するために、電池１に流れる電流を電流センサ９で検出する。バッテリシステムは、電池１の残容量を検出して、電池１を充放電する電流をコントロールするので、電流検出回路２１を備えている。電流遮断回路４は、電流検出回路２１で検出される電池１の電流を積算して残容量を演算する。バッテリシステムは、電池１の残容量を５０％付近とするように、車両側に信号を伝送して、充放電の電流をコントロールする。種々の走行状態で電池１の劣化をできるかぎり少なくするためである。電池１の残容量は、充電電流の積算値で増加し、また、放電電流の積算値で減少するので、充電電流と放電電流の積算値で演算できる。

【0023】

電流遮断回路４は、過電流を検出してリレー２をオンからオフに切り換えて電池１の電流を遮断する。電流遮断回路４の電流検出回路２１は、電池１の電流を検出するが、電池１を充放電する範囲での電流を検出している。したがって、電池１に過電流が流れる状態で過電流の大きさを検出することはできない。すなわち、電流検出回路２１は、過電流が流れたかたどうかは検出できるが、過電流の大きさは検出できない。したがって、電流遮断回路４は過電流を検出すると、その電流の大きさに関係なくリレー２をオンからオフに切り換えて、電池１の電流を遮断する。ただし、電流遮断回路４は、過電流を検出して直ちにリレー２をオフには切り換えない。

【0024】

電流遮断回路４は、過電流を検出してからリレー２をオフに切り換える遅延時間を記憶するタイマ部２４を備えている。電流遮断回路４は、過電流を検出した後、このタイマ部２４に記憶される遅延時間が経過したタイミングで、リレー２をオンからオフに切り換える。図３は、電流遮断回路４がリレー２をオフに切り換える遅延時間を０．３秒に設定している。この電流遮断回路４は、過電流を検出して、遅延時間の０．３秒が経過したタイミングでリレー２をオフに切り換えて、電池１の電流を遮断する。すなわち、過電流を検出して０．３秒経過するまでは、電池１の電流を遮断しない。

【0025】

リレー２は、電流遮断回路４で接点をオンオフに切り換える。リレー２は、図示しないが、接点をオンオフに切り換える励磁コイルを備えている。電流遮断回路４は、この励磁コイルの電流を制御して接点をオンオフに切り換える。通常のリレーは、励磁コイルに通電して接点をオン、励磁コイルの電流を遮断して接点をオフに切り換える。

【0026】

一般に、リレーは、電流を遮断できる最大遮断電流が特定される。最大遮断電流は、接点容量を大きく、可動接点を固定接点に強く押圧して大きくできる。ただ、最大遮断電流の大きいリレーは、可動接点と固定接点が大きく、また、大きな可動接点を速やかに固定接点から引き離すためにバネを強く、また、可動接点を固定接点から速く離すために、可動接点を往復運動させるストロークも大きくする必要がある。強いバネのリレーは、励磁コイルを大きく、また、その電流を大きく、すなわち励磁コイルを大きくして消費電力を大きくする必要がある。励磁コイルの消費電力は、接点をオンに保持する状態で常に消費される。消費電力の大きなリレーは、励磁コイルの発熱も大きく、また、接点をオンに保持する状態で大きな電力を消費する欠点がある。このため、電力の最大遮断電流は、大きさや消費電力、さらに発熱量からその用途に応じて最適な電流値に設定される。

【0027】

たとえば、車両用のバッテリシステムにあっては、リレーの小型化と軽量化が必須であるから、最大遮断電流をむやみに大きくすることはできない。ところが、負荷に供給する電力を大きくするために、バッテリシステムの出力電圧を高くすると、負荷をショートして流れるショート電流は極めて大きくなる。さらに、ショート電流のエネルギーは電流の二乗に比例して大きくなる。このため、バッテリシステムは、負荷をショートして大きなショート電流が流れる状態でリレーをオフに制御すると、可動接点が固定接点に溶着してオフに切り換えできなくなることがある。

【0028】

リレー２の接点溶着を防止し、電池１の過電流を確実に遮断し、さらに、過電流よりも小さい電流範囲では電池１の電流を遮断しない特性を実現するために、ヒューズ８を独特の特性としている。ヒューズ８が溶断して電流を遮断する時間は、図３の曲線Ａで示すように、電流が大きくなると短くなる。ヒューズ８は、それ自体の発熱で溶断されることから、溶断する電流値を正確にコントロールするのが難しい。溶断しやすいヒューズは、電池の充放電を許容する電池の許容充放電電流の範囲で溶断してしまう。反対に溶断し難いヒューズは、リレーの接点溶着を確実に防止できない。本発明のバッテリシステムは、ヒューズ８とリレー２との特性を好ましい状態に設定することで、リレー２の接点が溶着するのを確実に阻止し、さらに、電池１の過電流または過充電をリレー２とヒューズ８とで確実に遮断する。このことを実現するために、ヒューズ８が溶断する溶断電流は、電流遮断回路４のタイマ部２４の遅延時間における溶断電流をリレー２の最大遮断電流よりも小さくしている。

【0029】

図３は、リレー２の最大遮断電流を５００Ａ、遅延時間を０．３秒としているので、ヒューズ８の０．３秒後の溶断電流を５００Ａよりも小さくしている。このヒューズ８は、タイマ部２４がカウントする０〜０．３秒の間で、リレー２の接点が溶着するよりも大きい電流、すなわちリレー２の最大遮断電流よりも大きい電流で溶断して、電池１の電流を遮断する。したがって、遅延時間の０．３秒までの間にヒューズ８が溶断しない過電流は、リレー２の接点が溶着しない電流であるから、遅延時間の０．３秒後にリレー２をオフに切り換えて接点が溶着することはない。また、遅延時間の０．３秒が経過した後は、ヒューズ８が溶断されたか否かに関わらず、リレー２が電池１の電流を遮断するので、ヒューズ８には、遅延時間の０．３秒後の溶断特性は要求されない。ヒューズ８に要求される溶断特性は、過電流が流れた瞬間から遅延時間まで、すなわち０〜０．３秒までの間の溶断特性である。とくに、過電流が流れて遅延時間の０．３秒後の溶断電流のみが要求される特性である。ただ、ヒューズ８は、電池１の充放電を許容する許容充放電電流の範囲で溶断することは好ましくない。したがって、ヒューズ８は、遅延時間である０．３秒後の溶断電流を、電池１の許容充放電電流の最大値である２００Ａよりも大きくしている。このことから、ヒューズ８は、図３の曲線Ａと「電池の許容充放電電流の最大値」の間の電流で溶断するように設計される。曲線Ｂの溶断特性のヒューズ８は、遅延時間の０．３秒が経過した後に、電池１を充放電する最大電流である２００Ａよりも小さい電流で溶断されて、電池１の許容充放電電流の範囲で充放電できなくしてしまう。そのため、正常電流値においてバッテリシステムを使用できなくするため採用できない。

【0030】

さらに、電池１を構成する電池セル５は、過電流または過充電等の異常な状態になると、電池セル５の内部接続回路を遮断して、すなわち自己で電流を遮断する内部電流遮断部を備えている。この内部電流遮断部には、電池内圧の異常な上昇で動作して電流を遮断するＣＩＤがある。ＣＩＤが動作して電流を遮断するのは、電池セル５が過充電されて内圧が異常に上昇した状態にあるが、電流を遮断する構造のため、他の電池セル構造部材と比較して過電流耐量が低くなっている。そのため、過電流発生時は、電池セルの中で最も溶断が発生しやすい。

【0031】

図３の曲線Ｃは、内部電流遮断部が動作して電流を遮断する遮断特性を示している。ヒューズ８の溶断特性（曲線Ａ及び曲線Ｂ）は、内部電流遮断部の遮断特性よりも小さい電流で溶断するように設定している。したがって、遅延時間０．３秒より前では、ヒューズ８が溶断することで、内部電流遮断部による電流遮断を防止できる。

【0032】

さらに、図３の曲線Ｃで示すように、内部電流遮断部の遮断特性は、タイマ部２４の遅延時間である０．３秒より後における遮断電流をリレー２の最大遮断電流の５００Ａよりも大きく設定している。このバッテリシステムは、電池１に過電流が流れる状態において、内部電流遮断部が電流を遮断するよりも小さい過電流でリレー２をオンからオフに切り換えて電池１の電流を遮断するので、内部電流遮断部が電流を遮断するよりも先に、電池１の電流を遮断する。このため、内部電流遮断部の動作を防止しながら、過電流を遮断することができる。

【0033】

電池１に接続される負荷１０は、インバータ１２の出力側にモーター１１を接続している。負荷１０であるインバータ１２は、並列に大容量のコンデンサ１３を接続している。このコンデンサ１３は、リレー２をオンに切り換える状態で、電池１と両方から負荷１０のインバータ１２に電力を供給する。とくに、コンデンサ１３からは、負荷１０のインバータ１２に瞬間的に大電力を供給する。電池１に並列にコンデンサ１３を接続することで、負荷１０に供給できる瞬間電力を大きくしている。コンデンサ１３から負荷１０のインバータ１２に供給できる瞬間最大電力は、静電容量に比例するので、このコンデンサ１３は、たとえば４０００〜６０００μＦと極めて大きい静電容量としている。放電状態にある大容量のコンデンサ１３が、出力電圧の高い電池１に接続されると、瞬間的に極めて大きいチャージ電流が流れる。コンデンサ１３のインピーダンスが極めて小さいからである。

【0034】

プリチャージ回路３は、イグニッションスイッチ１４から入力されるオン信号で、リレー２をオンに切り換えるに先だって、負荷１０のコンデンサ１３をプリチャージする。プリチャージ回路３は、コンデンサ１３の充電電流を制限しながらコンデンサ１３をプリチャージする。プリチャージ回路３は、プリチャージ抵抗６にプリチャージスイッチ７を直列に接続している。プリチャージ抵抗６は、負荷１０のコンデンサ１３のプリチャージ電流を制限する。プリチャージ回路３は、プリチャージ抵抗６の電気抵抗を大きくしてプリチャージ電流を小さくできる。たとえば、プリチャージ抵抗６は、１０Ω、３０Ｗのセメント抵抗である。このプリチャージ抵抗６は、出力電圧４００Ｖの電池１がコンデンサ１３を充電するピークの充電電流を４０Ａに制限する。

【0035】

プリチャージ回路３は、リレー２の接点に並列に接続される。図のバッテリシステムは、プラス側とマイナス側の両方にリレー２を設けて、プラス側のリレー２Ａの接点と並列にプリチャージ回路３を接続している。このバッテリシステムは、マイナス側のリレー２Ｂをオンとし、プラス側のリレー２Ａをオフとする状態で、プリチャージ回路３でコンデンサ１３をプリチャージする。プリチャージ回路３でコンデンサ１３がプリチャージされると、プラス側のリレー２Ａをオフからオンに切り換えて、プリチャージ回路３のプリチャージスイッチ７をオフに切り換える。

【0036】

プリチャージ回路３は、プリチャージスイッチ７をオンにして、コンデンサ１３をプリチャージする。プリチャージスイッチ７は、リレー等の機械的な接点を有するスイッチである。ただ、プリチャージスイッチは、トランジスターやＦＥＴ等の半導体スイッチング素子も使用できる。半導体スイッチング素子のプリチャージスイッチは、接点のような劣化がないので寿命を長くできる。また、非常に短時間で高速にオンオフに切り換えできるので、コンデンサをオンオフに切り換えながらプリチャージすることができる。

【0037】

プリチャージ回路３でコンデンサ１３がプリチャージされた後、プリチャージ回路３と並列に制御しているプラス側のリレー２Ａをオンに切り換えて、電池１から負荷１０に電力を供給できる状態、すなわち電池１でモーター１１を駆動して車両を走行できる状態とする。

【図面の簡単な説明】

【0038】

【図1】本出願人が先に出願した電源装置の概略構成図である。

【図2】本発明の一実施例にかかるバッテリシステムの概略構成図である。

【図3】本発明の一実施例にかかるバッテリシステムのヒューズとリレーと内部電流遮断部が電流を遮断する特性を示す図である。

【符号の説明】

【0039】

１…電池
２…リレー ２Ａ…プラス側のリレー
２Ｂ…マイナス側のリレー
３…プリチャージ回路
４…電流遮断回路
５…電池セル
６…プリチャージ抵抗
７…プリチャージスイッチ
８…ヒューズ
９…電流センサ
１０…負荷
１１…モーター
１２…インバータ
１３…コンデンサ
１４…イグニッションスイッチ
２１…電流検出回路
２２…電圧検出回路
２４…タイマ部
９１…電池
９２…リレー
９４…制御回路
９５…電池ブロック
９８…ヒューズ
９９…電流検出回路

【図1】

【図2】

【図3】