特開 2024-76571 電気経路切替えユニット及び蓄電装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024076571

(43)【公開日】2024-06-06

(54)【発明の名称】電気経路切替えユニット及び蓄電装置

(51)【国際特許分類】

   H02J 9/06 20060101AFI20240530BHJP

   H02H 5/00 20060101ALI20240530BHJP

【ＦＩ】

H02J9/06

H02H5/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022188177

(22)【出願日】2022-11-25

(71)【出願人】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(71)【出願人】

【識別番号】598076591

【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003708

【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所

(72)【発明者】

【氏名】中山 悟

(72)【発明者】

【氏名】加藤 修一

【テーマコード（参考）】

5G015

【Ｆターム（参考）】

5G015GB05

5G015HA15

5G015JA05

5G015JA11

5G015JA31

5G015JA54

(57)【要約】

【課題】衝撃に起因して主回路の瞬停状態が発生しても、瞬停時間を短く抑えることが可能な電気経路切替えユニットを提供すること。
【解決手段】実施形態の電気経路切替えユニットは、第１のコンタクタ、第２のコンタクタ、衝撃センサ及び電池管理部を備える。第１コンタクタ及び第２のコンタクタは、電池モジュールを通して電流が流れる主回路に、互いに対して電気的に並列に配置される。衝撃センサは、衝撃に関するパラメータを検知する。電池管理部は、第１のコンタクタの通電状態、かつ、第２のコンタクタの非通電状態において、衝撃センサでの検知結果がパラメータの許容限界値に対応した所定の条件を満たしたことに基づいて、第２のコンタクタを通電状態に切替える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電池モジュールを通して電流が流れる主回路に配置され、非通電状態と通電状態との間で切替わり可能な第１のコンタクタと、
前記主回路において前記第１のコンタクタに対して電気的に並列に配置され、非通電状態と通電状態との間で切替わり可能な第２のコンタクタと、
衝撃に関するパラメータを検知する衝撃センサと、
前記第１のコンタクタの前記通電状態、かつ、前記第２のコンタクタの前記非通電状態において、前記衝撃センサでの検知結果が前記パラメータの許容限界値に対応した所定の条件を満たしたことに基づいて、前記第２のコンタクタを前記通電状態に切替える電池管理部と、
を具備する、電気経路切替えユニット。

【請求項2】

前記電池管理部は、前記第１のコンタクタの前記通電状態、かつ、前記第２のコンタクタの前記非通電状態において、前記衝撃センサが検知した前記パラメータが前記許容限界値を超えたこと、及び、前記衝撃センサでの前記パラメータの前記検知結果から前記パラメータが前記許容限界値を超える予測をしたことのいずれかに基づいて、前記第２のコンタクタを前記通電状態に切替える、請求項１の電気経路切替えユニット。

【請求項3】

前記電池管理部は、前記第１のコンタクタの前記通電状態、かつ、前記第２のコンタクタの前記非通電状態において、前記パラメータの前記検知結果が前記所定の条件を満たしたことに基づいて、前記第１のコンタクタを前記非通電状態に切替え、
前記第１のコンタクタの前記通電状態、かつ、前記第２のコンタクタの前記非通電状態において、前記衝撃センサでの前記パラメータの前記検知結果が前記所定の条件を満たした場合、前記第１のコンタクタが前記非通電状態に切替わった時点から規定時間経過するまでの間に、前記第２のコンタクタが通電状態に切替わる、
請求項１の電気経路切替えユニット。

【請求項4】

前記第１のコンタクタ及び前記第２のコンタクタのそれぞれは、前記電池管理部からの電力の供給によって励磁されることにより、前記非通電状態から前記通電状態となり、
前記電池管理部から前記第２のコンタクタへの前記電力の供給経路に配置され、前記電池管理部からの前記電力が前記第１のコンタクタに入力されるタイミングに対して、前記電池管理部からの前記電力が前記第２のコンタクタに入力されるタイミングを遅延させる遅延回路をさらに具備する、
請求項１の電気経路切替えユニット。

【請求項5】

前記第１のコンタクタ及び前記第２のコンタクタのそれぞれは、固定接点及び可動接点を備え、
前記第１のコンタクタ及び前記第２のコンタクタのそれぞれでは、前記非通電状態において前記可動接点が前記固定接点から離れるとともに、前記可動接点の移動によって前記固定接点に前記可動接点が接触することにより、前記非通電状態から前記通電状態に切替わり、
前記第１のコンタクタ及び前記第２のコンタクタでは、前記可動接点の移動方向が、互いに対して異なる、
請求項１の電気経路切替えユニット。

【請求項6】

請求項１乃至請求項５のいずれか１項の電気経路切替えユニットと、
前記主回路に配置され、前記第１のコンタクタ及び前記第２のコンタクタの少なくとも一方が前記通電状態になることにより、前記主回路を通して前記電流が流れる電池モジュールと、
を具備する、蓄電装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、電気経路切替えユニット及び蓄電装置に関する。

【背景技術】

【0002】

１つ以上の電池モジュールから蓄電部が形成され、蓄電部を通して主回路に電流を流すことが可能な蓄電装置が、用いられている。このような蓄電装置では、主回路にコンタクタが配置され、コンタクタは、非通電状態と通電状態との間で切替わり可能である。蓄電装置では、コンタクタが通電状態になることにより、主回路を通して蓄電部の電池モジュールに電流が流れる。これにより、電池モジュールから主回路を通して電流を出力可能になるとともに、電池モジュールへ主回路を通して電流を入力可能となる。

【0003】

前述のような蓄電装置では、強い衝撃を受けた場合において、コンタクタが非通電状態で維持され、主回路に電流が流れない瞬停状態が発生することがある。蓄電装置では、衝撃に起因して主回路の瞬停状態が発生しても、瞬停状態が継続される時間である瞬停時間を短く抑えることが、求められている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２１－１６４３５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明が解決しようとする課題は、衝撃に起因して主回路の瞬停状態が発生しても、瞬停時間を短く抑えることが可能な電気経路切替えユニット及び蓄電装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

実施形態によれば、電気経路切替えユニットは、第１のコンタクタ、第２のコンタクタ、衝撃センサ及び電池管理部を備える。第１コンタクタは、電池モジュールを通して電流が流れる主回路に配置され、第２のコンタクタは、主回路において第１のコンタクタに対して電気的に並列に配置される。第１のコンタクタ及び第２のコンタクタのそれぞれは、通電状態と非通電状態との間で切替わり可能である。衝撃センサは、衝撃に関するパラメータを検知する。電池管理部は、第１のコンタクタの通電状態、かつ、第２のコンタクタの非通電状態において、衝撃センサでの検知結果がパラメータの許容限界値に対応した所定の条件を満たしたことに基づいて、第２のコンタクタを通電状態に切替える。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、第１の実施形態に係る蓄電装置を示す概略図である。

【図2】図２は、第１の実施形態に係る蓄電装置において、２つのコンタクタの一方の構成の一例を示す概略図である。

【図3】図３は、第１の実施形態に係る蓄電装置において、コンタクタのそれぞれが設置される姿勢の一例を示す概略図である。

【図4】図４は、第１の実施形態に係る蓄電装置に設けられる遅延回路の一例を示す概略図である。

【図5】図５は、第１の実施形態に係る蓄電装置の電池管理部によって行われるコンタクタのそれぞれの動作制御の一例を概略的に示すフローチャートである。

【図6】図６は、第１の実施形態に係る蓄電装置の衝撃センサによって検知される、衝撃に関するパラメータの時間変化の一例を示す概略図である。

【図7】図７は、第１の実施形態に係る蓄電装置において、衝撃が発生した場合のコンタクタのそれぞれの動作の時間変化の一例を示す概略図である。

【図8】図８は、第１の実施形態に係る蓄電装置において、２つのコンタクタの両方を非通電状態から通電状態に切替える場合の、コンタクタのそれぞれの動作の時間変化の一例を示す概略図である。

【図9】図９は、図８の一例のようにコンタクタのそれぞれの動作が経時的に変化した場合の、コンタクタのそれぞれでの消費電流の時間変化を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、実施形態等について、図面を参照して説明する。

【0009】

まず、実施形態の一例として、第１の実施形態について説明する。図１は、第１の実施形態に係る蓄電装置１を示す。図１に示すように、蓄電装置１は、蓄電部２を備え、蓄電部２は、１つ以上の電池モジュール３を備える。電池モジュール３のそれぞれは、図示しない複数の電池セル（単セル）を備え、電池モジュール３のそれぞれでは、複数の電池セルが電気的に接続される。また、図１の一例では、蓄電部２に２つの電池モジュール３が設けられ、２つの電池モジュール３は、電気的に直列に接続される。なお、蓄電部２は、１つの電池モジュール３から形成されてもよく、３つ以上の電池モジュール３から形成されてもよい。また、蓄電部２が複数の電池モジュール３から形成される場合、蓄電部２において、複数の電池モジュール３が電気的に並列に接続されてもよい。また、蓄電部２において、複数の電池モジュール３が電気的に直列に接続される直列接続構造、及び、複数の電池モジュール３が電気的に並列に接続される並列接続構造の両方が、形成されてもよい。

【0010】

蓄電装置１には、主回路５が形成され、蓄電装置１では、蓄電部２を形成する１つ以上の電池モジュール３を通して、主回路５に電流を流すことが可能である。また、蓄電装置１では、外部端子６を備え、主回路５は、外部端子６を介して、外部の負荷及び電源等に電気的に接続可能である。主回路５が外部端子６を介して負荷に接続されることにより、電池モジュール３から外部の負荷に主回路５を通して電流を出力可能となる。また、主回路５が外部端子６を介して外部の電源に接続されることにより、電源から電池モジュール３へ主回路５を通して電流を入力可能となる。

【0011】

電池モジュール３のそれぞれは、ＣＭＵ（Cell Monitoring Unit）等の電池監視部（図示しない）を備える。電池モジュール３のそれぞれの電池監視部は、プロセッサ又は集積回路、及び、メモリ等の記憶媒体を備える。電池モジュール３のそれぞれの電池監視部では、プロセッサ又は集積回路は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、マイコン、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、及び、ＤＳＰ（Digital Signal processor）等のいずれかを含む。電池モジュール３のそれぞれの電池監視部は、プロセッサ等を１つのみ備えてもよく、プロセッサ等を複数備えてもよい。

【0012】

ある一例では、電池モジュール３のそれぞれでは、電池監視部によって、その電池モジュール３を形成する電池セルのそれぞれの電圧、電流及び温度等のいずれかが監視される。また、電池モジュール３のそれぞれでは、電池監視部によって、その電池モジュール３全体での電圧及びその電池３モジュール温度等が監視されてもよい。電池モジュール３のそれぞれの電池監視部は、他の電池モジュール３の電池監視部と通信可能であり、情報交換可能である。

【0013】

また、蓄電装置１には、ＢＭＵ（Battery Management Unit）である電池管理部７が設けられる。電池管理部７は、プロセッサ又は集積回路、及び、メモリ等の記憶媒体を備える。電池管理部７では、プロセッサ又は集積回路は、ＣＰＵ、ＡＳＩＣ、マイコン、ＦＰＧＡ、及び、ＤＳＰ等のいずれかを含む。電池管理部７は、プロセッサ等を１つのみ備えてもよく、プロセッサ等を複数備えてもよい。電池管理部７は、蓄電装置１全体を制御及び管理する。電池管理部７は、電池モジュール３の電池監視部と通信可能であり、情報交換可能である。電池管理部７は、電池モジュール３のそれぞれの電池監視部で監視されている電圧、電流及び温度等に関する情報を、取得する。

【0014】

図１の一例では、蓄電装置１の主回路５において、２つの電池モジュール３の間に、ヒューズ８が配置される。ヒューズ８は、２つの電池モジュール３に対して、電気的に直列に接続される。主回路５に過度の大電流が流れると、ヒューズ８が溶断される。ヒューズ８が溶断されることにより、主回路５は電流が流れない開状態になる。ヒューズ８は、前述のように溶断されると、溶断されたことを示す接点信号を電池管理部７に出力する。

【0015】

また、図１の一例では、蓄電装置１に通信線等を介して上位の処理装置１１が接続可能である。処理装置１１は、例えば、蓄電装置１の外部のサーバ等である。処理装置１１は、蓄電装置１に接続された状態において、電池管理部７と通信可能であり、情報交換可能である。処理装置１１には、例えば、電池モジュール３のいずれかにおいて電圧の異常が発生していること、及び、ヒューズ８が溶断していること等が、電池管理部７から通知される。

【0016】

また、蓄電装置１には、主回路５を流れる電流を検知する電流センサ１２が設けられる。これにより、主回路５が外部端子６を介して外部の負荷に接続される状態では、電池モジュール３から負荷に出力される電流を、電流センサ１２によって検知可能となる。そして、主回路５が外部端子６を介して外部の電源に接続される状態では、電源から電池モジュール３に入力される電流を、電流センサ１２によって検知可能となる。電池管理部７は、電流センサ１２での検知結果を取得する。

【0017】

蓄電装置１では、２つのコンタクタ１５，１６が、主回路５に配置される。主回路５では、コンタクタ（第２のコンタクタ）１６は、コンタクタ（第１のコンタクタ）１５に対して電気的に並列に配置される。コンタクタ１５，１６のそれぞれは、電流を通す通電状態（オン状態）と電流を遮断する非通電状態（オフ状態）との間で切替わり可能である。

【0018】

図２は、２つのコンタクタ１５，１６の一方の構成の一例を概略的に示す。なお、本一例では、２つのコンタクタ１５，１６の他方の構成も、図２の一例の構成と同様になるものとする。図２の一例では、コンタクタ１５，１６のそれぞれは、固定部２１、及び、固定部２１に対して移動可能な可動部２２を備える。そして、固定部２１は、固定接点２３を備え、可動部２２は、可動接点２５を備え、コンタクタ１５，１６のそれぞれでは、可動接点２５の移動方向（矢印Ｍで示す方向）が規定される。コンタクタ１５，１６のそれぞれは、可動接点２５が固定接点２３に接触することにより、非通電状態から通電状態に切替わる。

【0019】

また、コンタクタ１５，１６のそれぞれは、バネ部材２６及びコイル２７を備え、コンタクタ１５，１６のそれぞれでは、バネ部材２６によって、可動接点２５が固定接点２３に接触しない状態に付勢される。このため、コンタクタ１５，１６のそれぞれは、バネ部材２６によって、非通電状態に付勢される。また、コンタクタ１５，１６のそれぞれは、コイル２７に電力が供給されることにより、励磁される。コイル２７への電力の供給によって励磁されることにより、コンタクタ１５，１６のそれぞれでは、バネ部材２６による付勢に反して可動部２２が移動し、可動接点２５が固定接点２３に接触する。これにより、コンタクタ１５，１６のそれぞれは、バネ部材２６による付勢に反して、非通電状態から通電状態に切替わる。

【0020】

なお、コンタクタ１５，１６のそれぞれは、図２の一例の構成に限るものではない。すなわち、コンタクタ１５，１６のそれぞれは、可動接点２５が固定接点２３に接触しない非通電状態に付勢される。そして、電力の供給によって励磁されることにより、コンタクタ１５，１６のそれぞれでは、付勢に反して可動接点２５が固定接点２３に接触する。これにより、コンタクタ１５，１６のそれぞれは、通電状態に切替わる。

【0021】

また、蓄電装置１では、コンタクタ（第１のコンタクタ）１５の可動接点２５の移動方向は、コンタクタ（第２のコンタクタ）１６の可動接点２５の移動方向とは異なることが、好ましい。図３は、蓄電装置１において２つのコンタクタ１５，１６のそれぞれが設置される姿勢の一例を示す。図３の一例では、コンタクタ１５の可動接点２５の移動方向（矢印Ｍ１で示す方向）は、コンタクタ１６の可動接点２５の移動方向（矢印Ｍ２で示す方向）に対して交差し、コンタクタ１６の可動接点２５の移動方向に対して直交又は略直交する。別のある一例では、コンタクタ１６の可動接点２５の移動方向がコンタクタ１５の可動接点２５の移動方向に対して傾斜する状態で、コンタクタ１５，１６が蓄電装置１に設置される。この場合、コンタクタ１６の可動接点２５の移動方向は、コンタクタ１５の可動接点２５の移動方向に対して、例えば、４５°又は略４５°の角度を成す。

【0022】

また、電池管理部７は、コンタクタ１５，１６のそれぞれへの電力の供給を制御し、コンタクタ１５，１６のそれぞれの動作を制御する。コンタクタ１５，１６のそれぞれは、電池管理部７から電力が供給されることにより、前述のように励磁され、非通電状態から通電状態に切替わる。

【0023】

ここで、蓄電部２を形成する１つ以上の電池モジュール３には、コンタクタ１５，１６の少なくとも一方が通電状態になることにより、主回路５を通して電流が流れる。このため、コンタクタ１５，１６の少なくとも一方が通電状態になることにより、電池モジュール３から主回路５を通して電流を出力可能になるとともに、電池モジュール３へ主回路５を通して電流を入力可能となる。主回路５では、コンタクタ１５のみが通電状態の場合、コンタクタ１６のみが通電状態の場合、及び、コンタクタ１５，１６の両方が通電状態の場合で、電流が流れる電気経路が、互いに対して異なる。蓄電装置１では、コンタクタ１５，１６及びコンタクタ１５，１６の動作を制御する電池管理部７等によって、主回路５において電流が流れる電気経路を切替える電気経路切替えユニット１０が、形成される。

【0024】

また、図１の一例の蓄電装置１では、電池管理部７からコンタクタ１６への電力の供給経路に、電気経路切替えユニット１０の一部として、遅延回路１７が配置される。遅延回路１７が設けられることにより、電池管理部７からコンタクタ１５，１６へ同時に電力が出力されても、電力がコンタクタ（第１のコンタクタ）１５に入力されるタイミングに対して、電力がコンタクタ（第２のコンタクタ）１６に入力されるタイミングが、遅延する。

【0025】

図４は、遅延回路１７の一例を示す。図４の一例では、遅延回路１７は、抵抗３１、コンデンサ３２及び還流ダイオード３３から形成される。そして、還流ダイオード３３は、抵抗３１に電気に並列に接続され、抵抗３１のコンタクタ１６側（出力側）の接続端とグランドとの間に、コンデンサ３２が配置される。なお、電池管理部７からコンタクタ１６への電力の供給経路に設けられる遅延回路１７の構成は、図４の一例の構成に限るものではない。

【0026】

また、蓄電装置１には、電気経路切替えユニット１０の一部として、衝撃センサ１８が設けられる。衝撃センサ１８は、蓄電装置１が受ける衝撃に関するパラメータを検知する。ある一例では、コンタクタ１５の可動接点２５の移動方向に作用する衝撃に関するパラメータとして、衝撃センサ１８は、コンタクタ１５の可動接点２５の移動方向についての加速度を検知する。電池管理部７は、衝撃センサ１８での検知結果に基づいて、コンタクタ１５，１６のそれぞれの動作を制御する。

【0027】

図５は、電池管理部７によって行われるコンタクタ１５，１６のそれぞれの動作制御の一例を示す。図５の一例に示す処理は、コンタクタ（第１のコンタクタ）１５の通電状態、かつ、コンタクタ（第２のコンタクタ）１６の非通電状態において、定期的に行われる。図５の一例の処理を開始すると、電池管理部７は、衝撃に関するパラメータの衝撃センサ１８での検知結果を取得する（Ｓ１０１）。そして、電池管理部７は、衝撃センサ１８で検知したパラメータが許容限界値を超えたか否かを判定する（Ｓ１０２）。

【0028】

検知されたパラメータが許容限界値以下の場合は（Ｓ１０２－Ｎｏ）、電池管理部７は、コンタクタ１５を通電状態で維持し（Ｓ１０３）、コンタクタ１６を非通電状態で維持する（Ｓ１０４）。一方、検知されたパラメータが許容限界値を超えた場合は（Ｓ１０２－Ｙｅｓ）、電池管理部７は、コンタクタ１５への電力の供給を停止し、コンタクタ１５を非通電状態に切替える（Ｓ１０５）。そして、電池管理部７は、コンタクタ１６へ電力を供給し、コンタクタ１６を通電状態へ切替える（Ｓ１０６）。

【0029】

なお、ある一例では、Ｓ１０２の処理の代わりに、電池管理部７は、衝撃センサ１８でのパラメータの検知結果から、リアルタイムより後におけるパラメータの時間変化を予測する。そして、電池管理部７は、リアルタイムより後においてパラメータが許容値を超えるか否かを予測する。この際、電池管理部７は、例えば、衝撃センサ１８で検知されたパラメータの時間変化から、パラメータの時間増加率等を算出する。そして、電池管理部７は、算出した時間増加率等に基づいて、リアルタイムより後においてパラメータが許容値を超えるか否かを予測する。パラメータが許容限界値を超えない予測をした場合は、電池管理部７は、コンタクタ１５を通電状態で維持し、コンタクタ１６を非通電状態で維持する。一方、パラメータが許容限界値を超える予測をした場合は、電池管理部７は、コンタクタ１５を非通電状態に切替え、コンタクタ１６を通電状態へ切替える。

【0030】

また、別のある一例では、電池管理部７は、衝撃センサ１８で検知したパラメータが許容限界値を超えたか否かを判定するとともに、衝撃センサ１８でのパラメータの検知結果から、リアルタイムより後におけるパラメータの時間変化を予測する。この場合、電池管理部７は、パラメータが許容限界値を超えたこと、及び、パラメータが許容限界値を超える予測をしたことのいずれかに基づいて、コンタクタ１５を非通電状態に切替え、コンタクタ１６を通電状態へ切替える。

【0031】

図６は、衝撃センサ１８で検知されるパラメータの時間変化の一例を示す。図６の一例では、衝撃に関するパラメータとして、コンタクタ１５の可動接点２５の移動方向についての加速度αが、衝撃センサ１８によって検知される。図６では、横軸に時間を示し、縦軸に加速度αを示す。また、加速度αは、コンタクタ１５の可動接点２５の移動方向の一方側を正側とし、かつ、正側とは反対側を負側として示される。図６の一例では、時間ｔ１において、蓄電装置１に衝撃が発生する。そして、時間ｔ１以後において、加速度αは、正側及び負側へ振動する状態で経時的に変化し、加速度αの振動の大きさ｜α｜は、経時的に増加する。そして、時間ｔ１より後の時間ｔ２において、加速度αの大きさ｜α｜が許容限界値αｌｉｍまで増加する。

【0032】

ここで、コンタクタ１５の通電状態、かつ、コンタクタ１６の非通電状態において、時間ｔ１で蓄電装置１に衝撃が発生したとする。ある一例では、時間ｔ２又はその直後において、電池管理部７は、衝撃に関するパラメータである加速度αが許容限界値αｌｉｍを超えたと判定する。そして、時間ｔ２又はその直後において、電池管理部７は、コンタクタ１５への電力の出力を停止し、コンタクタ１６への電力の出力を開始する。別のある一例では、時間ｔ１と時間ｔ２との間の時間ｔ３において、電池管理部７は、時間ｔ３より後に加速度αが許容限界値αｌｉｍを超えることを予測する。そして、時間ｔ３又はその直後において、電池管理部７は、コンタクタ１５への電力の出力を停止し、コンタクタ１６への電力の出力を開始する。

【0033】

前述のように、本実施形態では、コンタクタ１５の通電状態、かつ、コンタクタ１６の非通電状態において、電池管理部７は、衝撃に関するパラメータの衝撃センサ１８での検知結果がパラメータの許容限界値に対応した所定の条件を満たしたか否かを、判定する。そして、電池管理部７は、パラメータの検知結果が許容限界値に対応した所定の条件を満たしたことに基づいて、コンタクタ１５を非通電状態に切替え、コンタクタ１６を通電状態へ切替える。

【0034】

図７は、衝撃が発生した場合のコンタクタ１５，１６のそれぞれの動作の時間変化の一例を示す。図７では、横軸が時間を示す。そして、図７では、縦軸が、コンタクタ１５，１６のそれぞれのオンオフを、すなわち、コンタクタ１５，１６のそれぞれが通電状態（オン状態）及び非通電状態（オフ状態）のいずれであるかを示す。図７の一例では、コンタクタ１５の通電状態、かつ、コンタクタ１６の非通電状態において、時間ｔ４で蓄電装置１に衝撃が発生する。そして、時間ｔ４より後の時間ｔ５において、電池管理部７は、衝撃に関するパラメータが許容限界値に対応した所定の条件を満たしたことに基づいて、コンタクタ１５への電力の出力を停止し、コンタクタ１６への電力の出力を開始する。ここで、時間ｔ４から時間ｔ５までの間の時間は、衝撃が発生してから発生した衝撃に対応する指令が電池管理部７から出力されるまでの時間に相当する。

【0035】

図７の一例では、時間ｔ５より後の時間ｔ６において、コンタクタ１５は、電池管理部７からの電力の入力が停止されたことに対応して、非通電状態になる。時間ｔ５から時間ｔ６までの間の時間は、コンタクタ１５の反応時間に相当する。

【0036】

また、図７の一例では、時間ｔ６より後の時間ｔ７において、電池管理部７からの電力のコンタクタ１６への入力が、開始される。ここで、本実施形態では、電池管理部７からコンタクタ１６への電力の供給経路に、前述のように遅延回路１７が配置される。このため、電池管理部７からコンタクタ１６への電力の出力開始のタイミングが、電池管理部７からコンタクタ１６への電力の出力停止のタイミングと同時又はほぼ同時でも、コンタクタ１６への電力の入力が開始されるタイミングは、コンタクタ１５への電力の入力が停止されるタイミングに比べて、遅延する。このため、図７の一例では、コンタクタ１５が非通電状態に切替わった時間ｔ６より後の時間ｔ７で、コンタクタ１６への電力の入力が開始される。

【0037】

また、図７の一例では、時間ｔ７より後の時間ｔ８において、コンタクタ１６は、電池管理部７からの電力の入力が開始されたことに対応して、通電状態になる。時間ｔ７から時間ｔ８までの間の時間は、コンタクタ１６の起動時間に相当する。

【0038】

前述のようにコンタクタ１５，１６のそれぞれが動作することにより、図７の一例では、時間ｔ６から時間ｔ８までの間において、主回路５に電流が流れない瞬停状態が発生する。すなわち、図７の一例では、時間ｔ６から時間ｔ８までの間が、瞬停状態が継続される時間である瞬停時間に相当する。また、図７の一例では、コンタクタ１５が非通電状態に切替わった時点である時間ｔ６から規定時間Ｔｒｅｆ経過するまでの間に、コンタクタ１６が通電状態に切替わる。すなわち、時間ｔ６から時間ｔ６＋Ｔｒｅｆまでの間の時間ｔ８において、コンタクタ１６が通電状態に切替わる。

【0039】

また、本実施形態の蓄電装置１は、コンタクタ１５，１６の両方を通電状態にして、使用可能である。この場合、コンタクタ１５，１６を非通電状態から通電状態へ切替える必要がある。図８は、２つのコンタクタ１５，１６の両方を非通電状態から通電状態に切替える場合の、コンタクタ１５，１６のそれぞれの動作の時間変化の一例を示す。図８では、横軸が時間を示し、縦軸がコンタクタ１５，１６のそれぞれのオンオフを示す。また、図９は、図８の一例のようにコンタクタ１５，１６のそれぞれの動作が経時的に変化した場合の、コンタクタ１５，１６のそれぞれでの消費電流の時間変化を示す。図９では、横軸が時間を、縦軸が消費電流を示す。また、図８及び図９のそれぞれでは、コンタクタ１５についての時間変化を実線で、コンタクタ１６についての時間変化を破線で示す。

【0040】

図８及び図９の一例では、コンタクタ１５，１６の非通電状態において、時間ｔ９で、電池管理部７からコンタクタ１５，１６へ電力が同時に出力される。そして、時間ｔ９より後の時間ｔ１０において、コンタクタ１６は、電池管理部７からの電力の入力が開始されたことに対応して、通電状態になる。本実施形態では、コンタクタ１５，１６へ電池管理部７から同時に出力されても、遅延回路１７によって、コンタクタ１６への電力の入力が開始されるタイミングは、コンタクタ１５への電力の入力が開始されるタイミングに比べて、遅延する。図８及び図９の一例では、時間ｔ１０より後の時間ｔ１１において、コンタクタ１５は、電池管理部７からの電力の入力が開始されたことに対応して、通電状態になる。

【0041】

また、図９等に示すように、コンタクタ１５，１６のそれぞれでは、非通電状態において、消費電流は０又は略０となる。そして、コンタクタ１５，１６のそれぞれでは、非通電状態から通電状態への切替わりにおいて、付勢に反して可動部２２を移動させるため、消費電流が極大となる。また、コンタクタ１５，１６のそれぞれでは、通電状態に切替わった後に通電状態で維持されている間は、移動させた位置で可動部２２を維持するため、電流が消費される。ただし、コンタクタ１５，１６のそれぞれでは、通電状態で維持される間の消費電流は、非通電状態から通電状態への切替わりにおける消費電流に比べて、小さい。

【0042】

本実施形態では、コンタクタ１５，１６の非通電状態において、電池管理部７からコンタクタ１５，１６へ電力が同時に出力されても、遅延回路１７によって、コンタクタ１６が通電状態に切替わるタイミングは、コンタクタ１５が通電状態に切替わるタイミングに比べて、遅延する。このため、コンタクタ１６での消費電流が極大（ピーク）となるタイミングは、コンタクタ１５での消費電流が極大となるタイミングに対して、遅延する。したがって、コンタクタ１５での消費電流のピークが、コンタクタ１６での消費電流のピークと、時間的に重ならない。

【0043】

前述のように本実施形態では、コンタクタ１５，１６が、主回路５において互いに対して電気的に並列に配置され、衝撃に関するパラメータを検知する衝撃センサ１８が、蓄電装置１に設けられる。そして、コンタクタ１５の通電状態、かつ、コンタクタ１６の非通電状態では、電池管理部７は、衝撃センサ１８での検知結果がパラメータの許容限界値に対応した所定の条件を満たしたことに基づいて、コンタクタ１６を通電状態に切替える。このため、強い衝撃を受けた場合等は、電池管理部７は、衝撃センサ１８での検知結果に対応させて、コンタクタ１６を適切に通電状態に切替える。これにより、衝撃によってコンタクタ１５が非通電状態で維持されても、電池管理部７によってコンタクタ１６が通電状態に切替わることにより、主回路５に電流が流れ、主回路５に電流が流れない瞬停状態が終了する。すなわち、本実施形態では、衝撃に起因して主回路５の瞬停状態が発生しても、瞬停時間が短く抑えられる。

【0044】

また、本実施形態では、電池管理部７は、コンタクタ１５の通電状態、かつ、コンタクタ１６の非通電状態において、衝撃センサ１８が検知したパラメータが許容限界値を超えたこと、及び、衝撃センサ１８でのパラメータの検知結果からパラメータが許容限界値を超える予測をしたことのいずれかに基づいて、コンタクタ１６を通電状態に切替える。したがって、蓄電装置１が強い衝撃を受けた場合に、適切にコンタクタ１６が非通電状態から通電状態に切替えられる。これにより、衝撃に起因して主回路５の瞬停状態が発生しても、瞬停時間が適切に短く抑えられる。例えば、衝撃に起因してコンタクタ１５が非通電状態に切替わった時点から規定時間Ｔｒｅｆ経過するまでの間に、コンタクタ１６が通電状態に切替えられる。これにより、衝撃に起因して発生した瞬停状態の瞬停時間が、適切に規定時間Ｔｒｅｆより短く抑えられる。

【0045】

また、本実施形態では、遅延回路１７が設けられるため、コンタクタ１５，１６の非通電状態において、電池管理部７からコンタクタ１５，１６へ電力が同時に出力されても、前述のように、コンタクタ１６での消費電流が極大となるタイミングが、コンタクタ１５での消費電流が極大となるタイミングに対して、遅延する。これにより、コンタクタ１５，１６の両方を通電状態に切替える場合でも、電池管理部７からコンタクタ１５，１６への電力について、容量が不足することが有効に防止される。

【0046】

また、実施形態のある一例では、コンタクタ１５，１６において、可動接点２５の移動方向が、互いに対して異なる。このため、コンタクタ１５への衝撃の影響が大きい場合でも、コンタクタ１６への衝撃の影響は、低減される。したがって、衝撃によってコンタクタ１５が非通電状態で維持されても、コンタクタ１６は、電池管理部７による制御によって、適切に動作する。

【0047】

なお、蓄電装置１及び電気経路切替えユニット１０において、コンタクタ１５，１６の両方を通電状態にして使用することがない場合は、遅延回路１７は、必ずしも設ける必要はない。また、コンタクタ１５の可動接点２５の移動方向は、コンタクタ１６の可動接点２５の移動方向に対して、必ずしも異なる必要はない。すなわち、実施形態及びその変形例では、衝撃センサ１８での検知結果に対応させて、前述のようにコンタクタ１５，１６のそれぞれの動作が制御されればよい。

【0048】

これらの少なくとも一つの実施形態又は実施例によれば、第２のコンタクタは、主回路において第１のコンタクタに対して電気的に並列に配置され、衝撃センサは、衝撃に関するパラメータを検知する。電池管理部は、第１のコンタクタの通電状態、かつ、第２のコンタクタの非通電状態において、衝撃センサでの検知結果がパラメータの許容限界値に対応した所定の条件を満たしたことに基づいて、第２のコンタクタを通電状態に切替える。これにより、衝撃に起因して主回路の瞬停状態が発生しても、瞬停時間を短く抑えることが可能な電気経路切替えユニット及び蓄電装置を提供することができる。

【0049】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0050】

１…蓄電装置、２…蓄電部、３…電池モジュール、５…主回路、７…電池管理部、１０…電気経路切替えユニット、１５…コンタクタ（第１のコンタクタ）、１６…コンタクタ（第２のコンタクタ）、１７…遅延回路、１８…衝撃センサ、２３…固定接点、２５…可動接点。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】