特許 7551440 車両の走行用電池の再利用防止方法

(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】

(24)【登録日】2024-09-06

(45)【発行日】2024-09-17

(54)【発明の名称】車両の走行用電池の再利用防止方法

(51)【国際特許分類】

   B60L 3/04 20060101AFI20240909BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20240909BHJP

   H01M 10/44 20060101ALI20240909BHJP

   B60L 1/00 20060101ALI20240909BHJP

   B60L 50/60 20190101ALI20240909BHJP

   B60L 58/16 20190101ALI20240909BHJP

【ＦＩ】

B60L3/04 D

H01M10/48 A

H01M10/44 Q

B60L1/00 L

B60L50/60

B60L58/16

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020173222

(22)【出願日】2020-10-14

(65)【公開番号】P2022064527

(43)【公開日】2022-04-26

【審査請求日】2023-09-25

(73)【特許権者】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ

(74)【代理人】

【識別番号】100100354

【弁理士】

【氏名又は名称】江藤 聡明

(72)【発明者】

【氏名】村上 司

【審査官】清水 康

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－０４７９１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１４／１２５５７８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１５－２１６７２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１１４８１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１４／０２７５０９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／００４３７８９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１３－２３７３５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１５１８９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０４９９５５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｌ １／００ － ３／１２

Ｂ６０Ｌ ７／００ － １３／００

Ｂ６０Ｌ １５／００ － ５８／４０

Ｈ０１Ｍ １０／４２ － １０／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両に搭載される走行用電池の不適正な再利用防止方法であって、
前記車両が、複数の電池セルが積層された電池モジュールと、
補機バッテリを駆動電源として、前記電池モジュールの前記電池セル毎の電圧制御を行うことが可能な電子制御ユニットと、
前記車両に加えられた衝撃の大きさを検知する衝撃検知センサと、を備え、
特定の電池セルを知る者が電池モジュールを再利用できる状態に戻すことができるようにするために、前記衝撃検知センサが所定値以上の前記衝撃を検知した場合、前記電子制御ユニットは、前記電池モジュールの予め選択した前記特定の電池セルのみを低電圧化制御することを特徴とする走行用電池の再利用防止方法。

【請求項2】

前記電子制御ユニットは、前記衝撃検知センサが所定値以上の前記衝撃を検知した場合、自己の駆動電源を前記補機バッテリから前記電池モジュールの前記予め選択した電池セル以外の電池セルに切り替えることを特徴とする請求項１に記載の走行用電池の再利用防止方法。

【請求項3】

前記電子制御ユニットは、前記低電圧化制御する前記電池セルを前記車両の出荷検査時に記憶することを特徴する請求項１又は２に記載の走行用電池の再利用防止方法。

【請求項4】

前記電池セルの低電圧化制御は、劣化状態の少ない電池セルで実施することを特徴とする請求項１～３の何れか１項に記載の走行用電池の再利用防止方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、走行用電池の再利用防止方法、特に事故を起こした車両の走行用電池の再利用防止方法に関する。

【背景技術】

【0002】

電動車は、搭載した走行用電池からのエネルギーを走行の駆動源としている。その様な電動車において、車両に外郭形状が大きく損傷するほどの衝撃を受けた（衝突事故を起こした様な）場合、走行用電池による感電や火災を防ぐという安全面の理由から衝撃を検知した瞬間に走行用電池の電圧を規定電圧以下に下げる制御が行われている。

【0003】

特許文献１には、車両が外部からの衝撃を受けると、複数の直列に接続された電池モジュールが、遮断装置の動作によって３つのグループに分岐され、電池モジュールの電圧が設定電圧以下になる構成が開示されている。

【0004】

特許文献２には、自動車が衝突した場合に衝突検出装置によって衝突が検出され、衝突状態であることを開閉制御装置に伝達し、開閉制御装置は開閉器を操作して正常運転時に電源が発生していた電圧を下げることが開示されている。

【0005】

特許文献３には、車両の衝突が検知されたときに、安全装置が作動してバッテリ内部において隣接する各電池間を短絡させる構成が開示されている。

【0006】

この様な状況において、事故を起こした車両であっても、走行用電池の部分には大きな損傷がなく、走行用電池それ自体は再利用が可能な状態にある場合が有る。その様な場合に、第三者がこれを取り出し、勝手に転用する様な状況も考えられる。その様な転用状況は安全性の管理の面からも好ましくない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２０１０－２６４８３０号公報

【文献】特開２０００－９２６０５号公報

【文献】特開平９－２８４９０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

特許文献１－３に開示された技術では、何れも、車両が衝突事故を起こした場合に安全に走行用電池（電池モジュール）の電圧を下げる技術が開示されているが、その後の再利用を防止する方法については何ら開示していない。したがって、事故を起こした車両から走行用電池（電池モジュール）が取り出されて、不適正に再利用される怖れが有る。

【0009】

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、事故車両から走行用電池が取り出されても、第三者による不適正な再利用可能を防止することのできる走行用電池の再利用防止方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記目的を達成するため請求項１に記載の走行用電池の再利用防止方法は、
車両に搭載される走行用電池の不適正な再利用防止方法であって、
前記車両が、複数の電池セルが積層された電池モジュールと、
補機バッテリを駆動電源として、前記電池モジュールの前記電池セル毎の電圧制御を行うことが可能な電子制御ユニットと、
前記車両に加えられた衝撃の大きさを検知する衝撃検知センサと、を備え、
特定の電池セルを知る者が電池モジュールを再利用できる状態に戻すことができるようにするために、前記衝撃検知センサが所定値以上の前記衝撃を検知した場合、前記電子制御ユニットは、前記電池モジュールの予め選択した前記特定の電池セルのみを低電圧化制御することを特徴とする。

【0011】

この方法により、事故車両の電池モジュールを再利用する場合は、低電圧化制御した特定の電池セルを知る必要がある。すなわち、低電圧化制御した特定の電池セルが分からなければ電池モジュールを再利用できる状態には戻すことが困難となる。したがって、事故を起こした車両から第三者により電池モジュールが取り出されたとしても、予め低電圧化された電池セルを認識できる者、すなわち電子制御ユニットの設定を行った適正に使用が許されている者でなければ、再利用を行うことができない。これにより、走行用電池の不適正な再利用を安易に行うことが防止される。

【0012】

請求項２に記載の走行用電池の再利用防止方法は、請求項１に記載の走行用電池の再利用防止方法において、
前記電子制御ユニットは、前記衝撃検知センサが所定値以上の前記衝撃を検知した場合、自己の駆動電源を前記補機バッテリから前記電池モジュールの前記予め選択した電池セル以外の電池セルに切り替えることを特徴とする。

【0013】

この方法により、車両が事故を起こして補機バッテリ等が損傷し、電子制御ユニットの電源が喪失しても、電池モジュールの電池セルから電源を得ることにより、直ちに電池モジュールの低電圧化制御が行われる。

【0014】

請求項３に記載の走行用電池の再利用防止方法は、請求項１又は２に記載の走行用電池の再利用防止方法において、
前記電子制御ユニットは、前記低電圧化制御する前記電池セルを前記車両の出荷検査時に記憶することを特徴する。

【0015】

この方法により、電池モジュールには事故を起こした場合に低電圧化制御する電池セルが予め割り当てられているので、再利用する場合には低電圧化制御された電池セルを直ちに知ることができ、当該電池セルのみを充電して、電池モジュールを再利用することができる。また、低電圧化制御された電池モジュールが不適正に持ち出された場合にそれが流通する過程において、一部の低電圧化制御された電池セルの存在をチェックすることにより、電池モジュールは不適正に持ち出されたものであることなどの確認をすることも可能となる。

【0016】

請求項４に記載の走行用電池の再利用防止方法は、請求項１～３の何れか１項に記載の走行用電池の再利用防止方法において、
前記電池セルの低電圧化制御は、劣化状態の少ない電池セルで実施することを特徴とする。

【0017】

この方法により、電池セルの低電圧化制御は、劣化状態（State Of Health）の少ない電池セルで実行するので、低電圧化制御を実行しても電池セルの寿命に悪影響を与えることはない。

【発明の効果】

【0018】

事故を起こした車両から、第三者が電池モジュールを不適正に取り出して再使用しようとしても、低電圧化制御した電池セルの存在により、的確な作動を得られず、また、その原因が不明であるので、容易に電池モジュールを再利用可能な状態にすることができない。したがって、電池モジュールの不適正な再利用が防止される。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の走行用電池の再利用防止方法の実施の形態に係るフロー図である。

【図2】走行用電池の電池モジュールと電子制御ユニットとの結線図である。

【図3】図２の結線図において、衝撃検知センサが規定値以上の衝撃を検知した場合の説明図である。

【図4】図２の結線図において、衝撃検知センサが規定値以上の衝撃を検知した場合の説明図である。

【図5】本発明の走行用電池の再利用防止方法により電池セルを低電圧化制御している説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の走行用電池の再利用防止方法の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。

【0021】

図１は、本発明の走行用電池の再利用防止方法の実行フロー図である。電池モジュールを搭載した車両が走行を始めると、衝撃検知センサは、車両が衝撃を受けたかどうか監視を開始する（ステップＳ１０）。衝撃検知センサが所定値以上の衝撃を検知すると（ステップＳ１２：Ｙｅｓの場合）、衝撃を検知したことの電気信号を電子制御ユニット（ＥＣＵ）に送信する（ステップＳ１４）。

【0022】

電子制御ユニット（ＥＣＵ）は、通常は走行用の電池モジュールとは別の１２Ｖの鉛電池（補機バッテリ）から動作電圧を得ているが、車両衝撃検知センサが所定値以上の衝撃を検知したときは、鉛電池は使用不可能になると想定し、分岐電源供給回路に切り替えて（接続して）、駆動電圧をこの分岐電源供給回路から得る（ステップＳ１６）。分岐電源供給回路は、後述する電池モジュールの結線図で詳しく説明する。

【0023】

次に、電子制御ユニットは、電池モジュールを構成する複数の電池セルの中で予め決められた電池セルの低電圧化制御を行う（ステップＳ１８）。電池セルの低電圧化制御は、これも後述する電池モジュールの結線図で詳しく説明するが、電池セルの電力を消耗させ規定電圧以下にすることである。電池セルの低電圧化制御は、実行することが決められた電池セルが複数ある場合は、複数台同時に行っても、順次に行ってもよい。

【0024】

決められた電池セルの低電圧化制御が終了すれば（ステップＳ２０：Ｙｅｓの場合）、フローは終了する。

【0025】

図２は、電池モジュールと電子制御ユニットの結線図である。本実施の形態では、８台の電池セルｅ１～ｅ８が直列に接続され、電池モジュール１０を構成している。各々の電池セルには、抵抗がスイッチを介してそれぞれ接続され、電圧制御回路を構成している。例えば、電池セルｅ１には、スイッチＳ１を介して抵抗Ｒ１が接続され、電圧制御回路を構成している。同じように電池セルｅ８には、スイッチＳ８を介して抵抗Ｒ８が接続され、電圧制御回路を構成している。本実施の形態では、抵抗Ｒ４～Ｒ８は可変抵抗であり、Ｒ１～Ｒ３は固定抵抗である。これらのスイッチＳ１～Ｓ８は、電子制御ユニット１６にてオン、オフが制御される。

【0026】

スイッチＳ０は、後述するように、電子制御ユニット１６の駆動電源を通常の鉛電池（補機バッテリ）２０から分岐電源供給回路に切り替えるためのスイッチである。このスイッチＳ０も電子制御ユニット１６にてオン・オフが制御される。スイッチＳ０、Ｓ１～Ｓ８、抵抗Ｒ１～Ｒ８、電子制御ユニット１６は、インラインユニット１２を構成する。また、電池モジュール１０の左側には走行用モータ（図示していない）を駆動するためのインバータ２４とメインリレー２２が接続されている。インラインユニット１２の右側には、衝撃検知センサ１８と通常の電源である鉛電池２０が接続されている。

【0027】

電子制御ユニット１６は、前述したように通常は鉛電池２０からスイッチＳ９を介して動作電圧が供給されている。しかし、衝撃検知センサ１８が、車両に加えられた規定値以上の衝撃を検知したときは、後述するように分岐電源供給回路に切り替えて電池セルより駆動電圧が供給される。このスイッチＳ９も電子制御ユニット１６にてオン・オフが制御される。また、衝撃検知センサ１８と電子制御ユニット１６は常時接続されており、以下で示すように衝撃検知センサ１８が規定値以上の衝撃を検知したとき、その旨の電気信号を電子制御ユニット１６に送信する。

【0028】

図３は、図２の結線図において、衝撃検知センサが規定値以上の衝撃を検知した場合の説明図である。すなわち、衝撃検知センサ１８が車両の外郭形状の大きな変形を伴う衝撃（規定値以上の衝撃）を検知したときに、その検知信号を電子制御ユニット１６に送る。図３は、その検知信号が電子制御ユニット１６に送られている様子を示す。

【0029】

図４は、図３に続いて衝撃検知センサが規定値以上の衝撃を検知した場合の説明図である。衝撃検知センサ１８が規定値以上の衝撃を検知したとき、一般的に斜線で示した箇所が損傷個所２６に含まれ、これにより通常の鉛電池２０が使用できなくなる。

【0030】

図５は、本発明の走行用電池の再利用防止方法により電池セルを低電圧化制御している説明図である。本実施の形態では、低電圧化制御の対象の電池セルはｅ５とｅ７の２つである。

【0031】

まず、分岐電源供給回路１４について説明する。電子制御ユニット１６に衝撃検知センサ１８からの検知信号が入力されると、電子制御ユニット１６は、スイッチＳ９を開き、インラインユニット１２内のスイッチＳ０を閉じる。これにより、電子制御ユニット１６の駆動電源は、電池セルｅ１、ｅ２、ｅ３により供給される。すなわち、分岐電源供給回路１４は、本実施の形態では、電池セルｅ１、ｅ２、ｅ３とスイッチＳ０で構成され、スイッチＳ０を閉じることで電子制御ユニット１６に駆動電圧が供給されることとなる。その分岐電源供給回路１４を太線で示している。

【0032】

ここで、分岐電源供給回路１４を構成する電池セルは、低電圧化制御を行わない電池セルに限られ、本実施の形態では、電池セルｅ１～ｅ３である。なお、スイッチＳ９は、衝撃検知センサ１８からの検知信号が電子制御ユニット１６に入力されると自動的に開かれ、車両に衝撃を受けたときに鉛電池２０が規定の電圧を保持しているか否かに拘わらない。すなわち、車両が事故を起こして補機バッテリ等が損傷し、電子制御ユニット１６の電源が喪失しても、電池モジュールの電池セルから電源を得ることにより、直ちに電池モジュールの低電圧化制御が行われる。

【0033】

次いで低電圧化制御が行われる。本実施の形態では、電池セルｅ５と電池セルｅ７の低電圧化制御が行われる。電子制御ユニット１６は、スイッチＳ５とスイッチＳ７を閉じ、電池セルｅ５と電池セルｅ７はそれぞれ抵抗Ｒ５、抵抗Ｒ７に接続され、それぞれの電池セルの電力が消耗させられる。すなわち、電池セルの所有している電力容量を抵抗で消耗させ、規定の電圧以下にすることが行われる。

【0034】

ここで、低電圧化制御される電池セルｅ５及び電池セルｅ７は、劣化状態（State Of Health）の少ない電池セルであるので、低電圧化制御を実行してもそれぞれの電池セルの寿命に悪影響を及ぼすことはない。

【0035】

また、上述の電子制御ユニット１６は、低電圧化制御する電池セル、すなわち電池セルｅ５とｅ７であること、を車両の出荷検査時に記憶するようにしている。これにより、電池モジュール１４には事故を起こした場合に低電圧化制御する特定の電池セル（ｅ５、ｅ７）が割り当てられているので、再利用する場合には低電圧化制御された電池セルを直ちに知ることができ、当該電池セルのみを充電して、電池モジュール１０を再利用可能な状態にすることができる。

【0036】

また、低電圧化制御された電池モジュールが不適正に持ち出された場合に、それが流通する過程において、一部の低電圧化制御された電池セルの存在をチェックすることにより、電池モジュールは不適正に持ち出されたものであることなどの確認をすることも可能となる。

【0037】

更に、車両に通信機能を搭載しておき、車両の外部から低電圧化制御することが可能に構成することも可能である。これにより、車両が盗難された場合に、所有者は、例えば、携帯電話により自ら低電圧化制御を遠隔で実行し、盗難された車両を動かなくすることができる。

【0038】

本実施形態の走行用電池の再利用防止方法によれば、事故車両の電池モジュールを再利用する場合は、低電圧化制御した特定の電池セルを知る必要がある。すなわち、低電圧化制御した特定の電池セルが分からなければ電池モジュールを再利用できる状態には戻すことが困難となる。したがって、事故を起こした車両から第三者により電池モジュールが取り出されたとしても、予め低電圧化された電池セルを認識できる者、すなわち電子制御ユニットの設定を行った適正に使用が許されている者でなければ、再利用を行うことができない。これにより、走行用電池の不適正な再利用を安易に行うことが防止される。

【0039】

なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、低電圧化制御される電池セルは２個の場合を例示したが、この台数に拘らない。また、電池モジュールの電池セルの数も８台の場合を例示したが、この台数に拘らない。

【符号の説明】

【0040】

１０ 電池モジュール
１２ インラインユニット
１４ 分岐電源供給回路
１６ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
１８ 衝撃検知センサ
２０ 鉛電池（補機バッテリ）
２２ メインリレー
２４ インバータ
２６ 損傷個所
ｅ１～ｅ８ 電池セル
Ｓ０～Ｓ９ スイッチ
Ｒ１～Ｒ８ 抵抗

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】