特許第6439976号(P6439976)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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  • 特許6439976-非接触給電電池装置 図000002
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(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】6439976
(24)【登録日】2018年11月30日
(45)【発行日】2018年12月19日
(54)【発明の名称】非接触給電電池装置
(51)【国際特許分類】
   H02J 7/00 20060101AFI20181210BHJP
   H02J 50/10 20160101ALI20181210BHJP
   H01M 10/625 20140101ALI20181210BHJP
   H01M 10/613 20140101ALI20181210BHJP
   H01M 10/6563 20140101ALI20181210BHJP
   H01M 10/6556 20140101ALI20181210BHJP
   H01M 10/6553 20140101ALI20181210BHJP
   H01M 10/46 20060101ALI20181210BHJP
   H01M 10/44 20060101ALI20181210BHJP
   H01M 2/10 20060101ALI20181210BHJP
   B60L 11/18 20060101ALI20181210BHJP
【FI】
   H02J7/00 301A
   H02J7/00 301D
   H02J7/00 P
   H02J50/10
   H01M10/625
   H01M10/613
   H01M10/6563
   H01M10/6556
   H01M10/6553
   H01M10/46
   H01M10/44 Q
   H01M2/10 S
   B60L11/18 Z
【請求項の数】1
【全頁数】7
(21)【出願番号】特願2015-88775(P2015-88775)
(22)【出願日】2015年4月23日
(65)【公開番号】特開2016-208702(P2016-208702A)
(43)【公開日】2016年12月8日
【審査請求日】2018年1月11日
(73)【特許権者】
【識別番号】000003207
【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100117606
【弁理士】
【氏名又は名称】安部 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100136423
【弁理士】
【氏名又は名称】大井 道子
(74)【代理人】
【識別番号】100121186
【弁理士】
【氏名又は名称】山根 広昭
(72)【発明者】
【氏名】相馬 貴也
【審査官】 田中 寛人
(56)【参考文献】
【文献】 特開2011−250691(JP,A)
【文献】 特開2008−005573(JP,A)
【文献】 特開平11−289679(JP,A)
【文献】 特開2011−116331(JP,A)
【文献】 国際公開第2011/016284(WO,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H01M 10/6563
H01M 10/6556
H01M 10/6553
H01M 10/625
H01M 10/613
H01M 2/10
H01M 10/44
H01M 10/46
H02J 7/00
H02J 50/10
B60L 11/18
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1電池モジュールと、
第2電池モジュールと、
外部装置用インバータと、
冷却装置と
を備え、
前記第1電池モジュールは、
第1電池と、非接触給電用インバータと、第1外装体と、前記第2電池モジュールに非接触で送電するための第1送電回路とを備え、
前記非接触給電用インバータは、前記第1電池に電気的に接続されており、
前記第1外装体は、前記第1電池と、前記非接触給電用インバータと、前記第1送電回路とを収容し、
前記第1送電回路は、前記第1外装体の一側面に沿って配置され、かつ、前記非接触給電用インバータに電気的に接続されており、
前記第2電池モジュールは、
第2電池と、第2送電回路と、第2外装体とを備え、
前記第2外装体は、前記第2電池と、前記第2送電回路とを収容し、
前記第2送電回路は、前記第2外装体の一側面に沿って配置され、かつ、前記第2電池に電気的に接続されており、
前記外部装置用インバータは、
前記第2電池に電気的に接続されており、外部装置に電気的に接続される接続端子を備え、
前記冷却装置は、
吸気口と、排気口と、前記吸気口から前記排気口へ通じる通気経路とを備えた収容部と、
前記吸気口から前記排気口に向けて前記通気経路内に空気を流すように配置された送風機と
を備え、
前記通気経路には、前記吸気口から前記排気口に向けて、前記第1電池モジュールと、前記第2電池モジュールと、前記外部装置用インバータとが順に配置されており、前記第1電池モジュールの、前記第1送電回路が配置された前記第1外装体の一側面が、前記第2電池モジュールの方に向けられ、かつ、前記第2電池モジュールの、前記第2送電回路が配置された前記第2外装体の一側面が、前記第1電池モジュールの方に向けられている、
非接触給電電池装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、非接触給電電池装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特開2014−127338号公報には、複数のセルが積層してなる少なくとも1つのバッテリーモジュールと、バッテリーモジュールを冷却する冷却媒体とを備えるバッテリーユニットを搭載した電動車両に関する発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2014−127338号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、プラグインハイブリッド車では、ハイブリッド車に比べて電池容量が大きく、使用者にとって電池を活用する用途に自由度が大きい。また、将来的なニーズとして、使用者が補助バッテリを任意に後付けで追加できるようになれば、車両に積まれたバッテリの利用用途が広がる。このようなニーズは、プラグインハイブリッド車だけでなく、燃料電池車や電気自動車やハイブリッド車などにも生じ得る。
【0005】
本件発明者は、かかるニーズが生じることを想定した上で、使用者が任意に後付けでバッテリを追加でき、既設のバッテリとの間で送電が可能なシステムの構築を検討している。この場合、車両に既設のバッテリに対して、使用者が後から設置するバッテリを、有線回路によって接続してもよい。既設のバッテリの端子を使用者が扱える状態に置く必要がある。これに対して、プラグインハイブリッド車など、走行駆動用のバッテリは、高い出力電圧を有している。車両に既設のバッテリの接続端子を、使用者が直接扱える状態に置くことは感電などを防止する機構を追加する必要がある。このため、本発明者は、使用者が後から設置するバッテリと、既設のバッテリとの送電方法としては、非接触給電方式がよいと考えている。
【0006】
ここで、非接触給電方式では、非接触給電用のインバータを用意する必要があり、かかるインバータは発熱源となるため、かかるインバータを冷却する冷却装置が必要になる。
【課題を解決するための手段】
【0007】
ここで提案される非接触給電電池装置は、第1電池モジュールと、第2電池モジュールと、外部装置用インバータと、冷却装置とを備えている。
【0008】
第1電池モジュールは、第1電池と、非接触給電用インバータと、第1外装体と、第1送電回路とを備えている。非接触給電用インバータは、第1電池に電気的に接続されている。第1外装体は、第1電池と、非接触給電用インバータと、第1送電回路とを収容している。第1送電回路は、第1外装体の一側面に沿って配置され、かつ、非接触給電用インバータに電気的に接続されている。
【0009】
第2電池モジュールは、第2電池と、第2送電回路と、第2外装体とを備えている。第2外装体は、第2電池と、第2送電回路とを収容している。第2送電回路は、第2外装体の一側面に沿って配置され、かつ、第2電池に電気的に接続されている。
【0010】
外部装置用インバータは、第2電池に電気的に接続されており、外部装置に電気的に接続される接続端子を備えている。
【0011】
冷却装置は、収容部と、送風機とを備えている。収容部は、吸気口と、排気口と、吸気口から排気口へ通じる通気経路とを備えている。通気経路には、吸気口から排気口に向けて、第1電池モジュールと、第2電池モジュールと、外部装置用インバータとが順に配置されている。第1電池モジュールの第1送電回路が配置された前記第1外装体の一側面が、第2電池モジュールの方に向けられ、かつ、第2電池モジュールの第2送電回路が配置された第2外装体の一側面が、第1電池モジュールの方に向けられている。送風機は、吸気口から排気口に向けて空気を流すように配置されている。
【0012】
この場合、非接触給電用インバータを含む第1電池モジュールと、第2電池モジュールと、外部装置用インバータとの冷却装置を共通化でき、装置構成の小型化と簡素化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
図1図1は、非接触給電電池装置100の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、ここで提案される非接触給電電池装置について一実施形態を説明する。図1は、非接触給電電池装置100の模式図である。
【0015】
非接触給電電池装置100は、図1に示すように、第1電池モジュール101と、第2電池モジュール102と、外部装置用インバータ103と、冷却装置104とを備えている。
【0016】
第1電池モジュール101は、第1電池111と、非接触給電用インバータ112と、第1外装体113と、第1送電回路114とを備えている。
【0017】
非接触給電用インバータ112は、第1電池111に電気的に接続されている。この実施形態では、第1電池モジュール101と、第2電池モジュール102との間で、非接触による電力伝送(非接触給電)が行われる。非接触給電用インバータ112は、かかる非接触給電を行うためのインバータ(変換装置)である。
【0018】
第1外装体113は、第1電池111と、非接触給電用インバータ112と、第1送電回路114とを収容している。第1送電回路114は、第1外装体113の一側面113aに沿って配置され、かつ、非接触給電用インバータ112に電気的に接続されている。
【0019】
第2電池モジュール102は、第2電池121と、第2送電回路122と、第2外装体123と、整流回路124とを備えている。第2外装体123は、第2電池121と、第2送電回路122と、整流回路124とを収容している。第2送電回路122は、第2外装体123の一側面123aに沿って配置され、かつ、第2電池121に電気的に接続されている。
【0020】
ここで、第1電池111と第2電池121は、それぞれいわゆる二次電池である。第1電池111および第2電池121は、複数の単電池が組み合わされた組電池である。第1電池111および第2電池121は、組電池に限らず、単電池でもよい。第1電池111および第2電池121の、電池の構造は、特に言及されない。プラグインハイブリッド車やハイブリッド車や燃料電池車などの車両用途では、リチウムイオン二次電池やニッケル水素電池などの比較的、高容量でかつ高出力の二次電池が適用される。
【0021】
かかる第1電池モジュール101や第2電池モジュール102は、電池制御ユニット201から制御信号を受けて制御される。プラグインハイブリッド車やハイブリッド車などのハイブリッド車両では、電池制御ユニット201は、さらにエンジン制御ユニット202から制御信号を受けて制御されうる。
【0022】
次に、外部装置用インバータ103は、整流回路124を介して第2電池121に電気的に接続されている。外部装置211、212に電気的に接続される接続端子131、132を備えている。ここで、整流回路124は、外部装置用インバータ103からの交流を直流に変換するものである。外部装置用インバータ103は、第2電池モジュール102と外部装置211、212との間に設けられており、第2電池121の直流の出力を交流に変換する装置である。外部装置211、212は、例えば、車両用途では、走行駆動用のモータであったり、回生エネルギを電気に変換する発電機であったりする。
【0023】
冷却装置104は、収容部141と、送風機142とを備えている。収容部141は、吸気口146と、排気口147と、吸気口146から排気口147へ通じる通気経路148とを備えている。収容部141内に形成される通気経路148には、吸気口146から排気口147に向けて、第1電池モジュール101と、第2電池モジュール102と、外部装置用インバータ103とが順に配置されている。
【0024】
ここで、第1送電回路114が配置された第1外装体113の一側面は、第2電池モジュール102の方に向けられるように、第1電池モジュール101の向きが設定されている。また、第2送電回路122が配置された第2外装体123の一側面が、第1電池モジュール101の方に向けられるように、第2電池モジュール102の向きが設定されている。そして、送風機142は、吸気口146から排気口147に向けて空気を流すように配置されている。吸気口146と排気口147は、例えば、車両用途では、ともにラゲッジスペースに連通されているとよい。
【0025】
かかる非接触給電電池装置100によれば、第1電池モジュール101の第1送電回路114が配置された第1外装体113の一側面と、第2電池モジュール102の第2送電回路122が配置された第2外装体123の一側面とが向かい合っている。このため、電池制御ユニット201による制御によって、第1電池モジュール101と、第2電池モジュール102との間で非接触によって送電される。
【0026】
また、この非接触給電電池装置100によれば、冷却装置104の収容部141の通気経路148に、第1電池モジュール101と第2電池モジュール102と外部装置用インバータ103が収容されている。このため、1つの送風機142によって、第1電池モジュール101と第2電池モジュール102と外部装置用インバータ103とを冷却することができる。
【0027】
さらに、非接触給電用インバータ112、第1電池111を含む第1電池モジュール101と、第2電池121を含む第2電池モジュール102と、外部装置用インバータ103とが発熱する。このうち、外部装置用インバータ103の発熱が大きい。この非接触給電電池装置100によれば、最も発熱が大きい外部装置用インバータ103を冷却装置104の通気経路148の下流側に配置することで、第1電池モジュール101と第2電池モジュール102と外部装置用インバータ103を順に冷却している。このため、非接触給電用インバータ112を含む第1電池モジュール101と、第2電池モジュール102と、外部装置用インバータ103とを冷却する冷却装置104を共通化でき、全体として装置構成の小型化および簡素化が図られる。つまり、第1電池モジュール101と、第2電池モジュール102と、外部装置用インバータ103とを冷却する冷却装置104を共通にするため、第1電池モジュール101と第2電池モジュール102は、冷却装置104と外部装置用インバータ103との間に配置されているとよい。
【0028】
ここで、第2電池モジュール102と外部装置用インバータ103は、例えば、プラグインハイブリッド車両、ハイブリッド車両、あるいは、燃料電池車などの既設の電池システムである。第1電池モジュール101は、例えば、既設の電池システムに対して使用者が任意に後付けで取り付けることができる電池モジュールとしてもよい。
【0029】
以上、ここで提案される非接触給電電池装置の実施の形態を説明したが、本発明に係る非接触給電電池装置は、上述した実施の形態に限定されない。
【符号の説明】
【0030】
100 非接触給電電池装置
101 第1電池モジュール
102 第2電池モジュール
103 外部装置用インバータ
104 冷却装置
111 第1電池
112 非接触給電用インバータ
113 第1外装体
114 第1送電回路
121 第2電池
122 第2送電回路
123 第2外装体
124 整流回路
131、132 接続端子
141 収容部
142 送風機
146 吸気口
147 排気口
148 通気経路
201 電池制御ユニット
202 エンジン制御ユニット
211、212 外部装置
図1