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JP7724794B2 - 起動装置、蓄電装置、及び電力装置 - Google Patents
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JP7724794B2 - 起動装置、蓄電装置、及び電力装置 - Google Patents

起動装置、蓄電装置、及び電力装置

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Description

本発明は、起動装置、蓄電装置、及び電力装置に関する。
近年、蓄電部を有する蓄電装置は、電気自動車をはじめとする移動体や携帯端末などの様々な種類の電力装置のエネルギー源として利用されている。その蓄電装置のなかには、蓄電装置の外部から既定の電圧の制御信号を与えることによって、蓄電部に蓄えた電力を蓄電装置の外部に出力しない非起動状態から、蓄電部に蓄えた電力を蓄電装置の外部に出力可能な起動状態にするが、これに対して蓄電装置の外部から上記の制御信号を与えないと非起動状態維持するものがある(特許文献1参照。)。
特許文献1の電力装置は、蓄電装置が出力する電力の変換を制御する制御部(ECU)と、制御用の電源として利用されるサブバッテリ(鉛電池)とを備えている。制御部は、サブバッテリの電力を利用して活性化されたのちに、さらに同電力を使用して蓄電装置を起動状態にするための制御を実施している。
国際公開第2018/147046号
しかしながら、蓄電装置を非起動状態から起動状態に切り替えるたびに、蓄電装置を安定に起動させるだけの電力が、蓄電装置が起動するまでに必要とされる。特許文献1の方法で、蓄電装置を起動状態に切り替えるための電力をサブバッテリから供給するには、比較的大きな容量のサブバッテリを要することがある。これにより、蓄電装置を適用する電力装置の利便性が低下することがあった。
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、蓄電装置を適用する電力装置の利便性をより高めることができる蓄電装置の起動装置、蓄電装置、及び電力装置を提供することを目的の一つとする。
請求項1記載の発明は、蓄電部(1211)を有する蓄電装置(121)の起動装置(140、147B、147BB)であって、前記蓄電装置は、前記蓄電部の電力を該蓄電装置の外部に出力可能な、又は該蓄電装置の外部の電力を前記蓄電部に入力可能な起動状態と、前記蓄電部の電力を該蓄電装置の外部に出力不能な、又は該蓄電装置の外部の電力を前記蓄電部に入力不能な非起動状態と、に切り替える切替制御部(1219、1219S、1219T)を備えていて、該起動装置は、前記蓄電装置の外部に設けられ、かつ前記切替制御部と電気的に接続可能な電源部(147、147A、1471)を備える起動装置である。
請求項2記載の発明に係る前記蓄電装置は、動作部(130、135)を備える電力装置(1)に対して着脱可能に設けられ、前記蓄電装置の前記蓄電部と前記動作部とは、第1電力伝達経路(PL1)を介して電気的に接続され、前記電源部と前記切替制御部とは、第2電力伝達経路(PL2)を介して電気的に接続される。
請求項3記載の発明に係る前記起動装置は、該起動装置の外部の電源が接続される第1外部接続部(CN1、CN6b)を有し、前記電源部と前記第1外部接続部とは電気的に接続される。
請求項4記載の発明に係る前記起動装置は、前記電源部は、前記第1電力伝達経路に対し、第3電力伝達経路(PL3)を介して電気的に接続される。前記第1外部接続部に対し、前記第3電力伝達経路が接続される。
請求項5記載の発明に係る前記起動装置は、前記電力装置又は前記起動装置は、前記第3電力伝達経路上に電力変換部(146)を備える。
請求項6記載の発明に係る前記蓄電装置は、前記第1電力伝達経路上に介装され互いに着脱可能に設けられる一対の第1電力接続部(121Pb)及び第2電力接続部(121P)のうちの前記第2電力接続部と、前記第2電力伝達経路上に介装され互いに着脱可能に設けられる一対の第3電力接続部(121Pab)及び第4電力接続部(121Pa)のうちの前記第4電力接続部と、を備える。
請求項7記載の発明に係る前記起動装置は、前記第2電力接続部と、前記第4電力接続部とは、一体的に設けられる。
請求項8記載の発明に係る前記第2電力接続部と、前記第4電力接続部とは、別個独立に設けられる。
請求項9記載の発明に係る前記蓄電装置は、該蓄電装置の外部の電源が接続される第2外部接続部(CN6b)と、前記切替制御部と前記第2外部接続部とを電気的に接続する第4電力伝達経路(PL4)と、を有し、前記第4電力伝達経路(PL4)は、前記第2電力伝達経路と並列に設けられる。
請求項10記載の発明に係る前記第2外部接続部は、前記起動装置(147BB)を接続可能に設けられる。
請求項11記載の発明に係る前記電力装置は、前記動作部を制御する第1制御部(140M)を備え、前記起動装置(140)は、前記第1制御部と近接した位置に配置される。
請求項12記載の発明に係る前記第1制御部は、前記蓄電装置の断続部を制御する第2制御部(1212S、1212T)と、通信経路を介して通信可能に接続され、前記蓄電装置は、前記通信経路上に介装され互いに着脱可能に設けられる一対の第1通信接続部(121bbと121cb)及び第2通信接続部(121bと121c)のうちの前記第2通信接続部を備える。
請求項13記載の発明に係る前記蓄電装置は、前記第2電力伝達経路上に介装され互いに着脱可能に設けられる一対の第3電力接続部(121ab)及び第4電力接続部(121a)のうちの前記第4電力接続部を備え、前記第2通信接続部と、前記第4電力接続部とは、一体的に設けられる。
請求項14記載の発明に係る前記起動装置(99S)は、前記電力装置(1G)に対して着脱可能に設けられる。
請求項15記載の発明に係る前記起動装置は、前記電力装置の利用者の該電力装置の起動の意思を受け付ける入力部(99)と通信可能に、又は該入力部を制御する制御部(160)と通信可能に設けられ、前記入力部への入力情報に基づいて、前記電源部の電力を該起動装置の外部に供給するよう設けられる。
請求項16記載の発明に係る前記起動装置は、前記電源部と直列に、前記電源部の電力を該起動装置の外部に供給するか否かを切り替える開閉部(148B)が設けられている。
請求項17記載の発明に係る前記起動装置は、前記電力装置の利用許可に係る認証に供される認証情報を記憶する記憶部(176)を備える。
請求項18記載の発明に係る前記起動装置は、前記電力装置の第1通信部(160)と通信可能に設けられる第2通信部(170)を備える。
請求項19記載の発明に係る前記第2通信部は、前記電力装置の動作に供される動作情報、又は前記認証情報を送信可能に設けられる。
請求項20記載の発明に係る前記起動装置は、前記電源部(1471)とは異なる他の電源部(173)を備える。
請求項21記載の発明に係る前記蓄電装置は、該蓄電装置と着脱可能に設けられる電力装置(1)の電力端子である第1電力端子(121Pb)に着脱可能に設けられる電力端子である第2電力端子(121P)を備え、前記切替制御部は、前記蓄電部と前記第2電力端子とを接続する第1電力伝達経路(PL1)上に設けられ、該電力伝達経路[電気回路]の開閉を切り替える断続部(1213)を備える。
請求項22記載の発明に係る前記断続部は、第1断続部(1213M)と、該第1断続部と並列に設けられる第2断続部(1213S)とを含む。
請求項23記載の発明に係る前記切替制御部は、前記電源部の電力を、前記切替制御部の出力状態を切り換える切替信号に変化させる信号変換部(1214)と、前記切替信号の検出に応じて前記断続部を制御する断続制御部(1212S、1212T)とを備え、前記断続部は、制御により断続が制御される複数の半導体切替素子(1213S、1213M、1213P)を含み、前記断続制御部は、出力許可を示す前記切替信号を検出しない場合に、前記複数の半導体切替素子を夫々遮断状態にするように制御して、前記蓄電装置の前記非起動状態を生成し、前記出力許可を示す前記切替信号を検出した場合に、前記複数の半導体切替素子を夫々導通状態にするように制御して、前記蓄電装置の前記起動状態を生成する。
請求項24記載の発明に係る前記電源部は、電力を変換する電力変換部(130)を備えた前記電力装置に配置され、前記電力変換部は、起動された前記蓄電装置からの電力を変換し、又は変換して生成した電力を、起動された前記蓄電装置に送る。
請求項25記載の発明に係る起動装置は、前記蓄電装置からの電力が入力される入力端子(140p)と、前記電源部から出力される電力の一部を出力可能に構成された出力端子(140a)と、を備える。
請求項26記載の発明は、前記入力端子から前記出力端子までの経路に配置され、前記入力端子の電圧を変換した後の電力を前記電源部に供給する電圧変換部(146)を備え、前記入力端子に許容される許容入力電圧と、前記出力端子に許容される許容出力電圧とが互いに異なる。
請求項27記載の発明に係る前記起動装置は、前記蓄電装置に対して着脱可能に設けられる。
請求項28記載の発明は、蓄電部(1211)を有する蓄電装置(121)を充電又は放電させる動作部(130)を備え、前記蓄電装置は、前記蓄電部の電力を該蓄電装置の外部に出力可能な、又は該蓄電装置の外部の電力を前記蓄電部に入力可能な起動状態と、前記蓄電部の電力を該蓄電装置の外部に出力不能な、又は該蓄電装置の外部の電力を前記蓄電部に入力不能な非起動状態と、に切り替える切替制御部(1219、1219S、1219T)を備え、前記蓄電装置を起動させる起動装置(140)は、前記蓄電装置の外部に設けられ、かつ前記切替制御部と電気的に接続可能な電源部(147、147A)を備える電力装置である。
請求項29記載の発明に係る電力装置は、上部に開口がある収納空間を形成する第1収納部(120)と第2収納部(80)とが設けられており、前記蓄電装置は、前記第1収納部に収納され、前記起動装置は、前記第2収納部に収納される。
請求項30記載の発明は、蓄電部(1211)を有する蓄電装置(121)であって、前記蓄電部の電力を該蓄電装置の外部に出力可能な、又は該蓄電装置の外部の電力を前記蓄電部に入力可能な起動状態と、前記蓄電部の電力を該蓄電装置の外部に出力不能な、又は該蓄電装置の外部の電力を前記蓄電部に入力不能な非起動状態と、に切り替える切替制御部(1219、1219S、1219T)と、前記蓄電装置の外部に設けられ、かつ前記切替制御部と電気的に接続可能な電源部(147、147A、1471)を有する起動装置(140、147A)が接続される接続部(121a、CN6Ab)と、を備える蓄電装置である。
請求項1から30に記載の発明によれば、蓄電部を有する蓄電装置の起動装置であって、前記蓄電装置は、前記蓄電部の電力を該蓄電装置の外部に出力可能な、又は該蓄電装置の外部の電力を前記蓄電部に入力可能な起動状態と、前記蓄電部の電力を該蓄電装置の外部に出力不能な、又は該蓄電装置の外部の電力を前記蓄電部に入力不能な非起動状態と、に切り替える切替制御部を備えていて、前記起動装置は、前記蓄電装置の外部に設けられ、かつ前記切替制御部と電気的に接続可能な電源部を備える起動装置であることにより、蓄電装置を適用する電力装置の利便性をより高めることができる。
第1の実施形態の鞍乗り型電動車両の左側面図である。 図1の鞍乗り型電動車両の断面図である。 第1の実施形態のバッテリを収納する収納部を説明するための斜視図である。 第1の実施形態のバッテリを収納する収納部を説明するための斜視図である。 第1の実施形態のECUの配置を説明するための平面図である。 第1の実施形態の電動二輪車の制御システムのブロック図である。 第1の実施形態のECUの概略構成図である。 第1の実施形態の電源系統の概略構成図である。 第1の実施形態のバッテリの起動状態にする手順のフローチャートである。 図7Aの活性化信号ACTを出力させる処理のフローチャートである。 第1の実施形態のバッテリの非起動状態にする手順のフローチャートである。 第1の実施形態のバッテリの状態遷移について説明するための図である。 第2の実施形態の電動二輪車のブロック図である。 第2の実施形態の起動装置の概略構成図である。 第4の実施形態の電源系統の概略構成図である。 図12に示す電源系統を説明するための図である。 第4の実施形態のバッテリの起動処理のフローチャートである。 第4の実施形態に適用されるバッテリの起動手順のフローチャートである。 第4の実施形態の第1変形例の電源系統の概略構成図である。 第5の実施形態の電源系統の概略構成図である。 第6の実施形態の電源系統の概略構成図である。 第6の実施形態の第2変形例の電源系統の概略構成図である。 第7の実施形態の電源系統の概略構成図である。 第8の実施形態の電源系統の概略構成図である。 図18Aに係るキースイッチの正面図である。 第8の実施形態のバッテリの起動時の処理の手順を示すフローチャートである。 第8の実施形態の携帯機の処理の手順を示すフローチャートである。
(第1の実施形態)
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとし、左手LH、前方FR、及び上方UPの各方向は、運転中の乗員(利用者)から見た方向を意味するものとする。実施形態の電動二輪車は、車両、移動体、電力装置(電力機器)の一例である。これらを代表して電動二輪車を実施例に挙げて、これについて説明する。
実施形態において「XXが十分に充電されている」とは、XXに蓄えた電力を利用可能と判定し得る基準電圧を、XXの端子電圧が超えている状態をいう。実施形態おいて「XXと電気的に接続可能」とは、接続コネクタ、端子、ケーブル、回路基板上の配線パターンなどを介して「XX」に信号又は電力を授受するように接続する接触型の接続と、「XX」に電磁的に信号又は電力を授受するように接続する非接触型の接続の両方を含む。上記の「電気的に接続可能」であることには、「XX」に直接的に信号又は電力を供給することと、「XX」以外の電気回路「YY」に信号又は電力を供給することにより、これに応じた電気回路「YY」が「XX」に対して信号又は電力を供給することの両方を含む。
実施形態おいて「XXに対して着脱可能」又は「着脱自在」とは、接続コネクタ、端子、ケーブル、回路基板上の配線パターンなどを介して「XX」に機械的に又は電気的に接続した状態を着状態(装着状態)とし、着状態を解除することが工具を利用せずに、又はドライバなどの一般的な工具を利用して比較適容易にできることをいう。上記の「XX」に対して「着状態」あることには、「XX」に対して着状態にあるときに、「XX」以外の「YY」によって機械的に支持される場合が含まれる。
なお、同様の又は類似の機能を有するものに、同じ符号をつけ、説明を省略することがある。
実施形態に示す「蓄電装置」は、電力を利用する電力装置を機能させる電力を一時的に保管する保管対象物の一例である。例えば、「蓄電装置」は、電力を利用する電力装置に対して着脱自在に装着される電力の保管対象物の一例である。実施形態では、「蓄電装置」の一例として電力を利用して移動する移動体に対して着脱自在に装着される蓄電装置を例示する。上記の移動体の一例として車両(鞍乗り型電動車両)に適用した場合を中心に説明する。さらに、その他の適用例の一部についても後述する。
図1は、実施形態の鞍乗り型電動車両の左側面図である。図1には、低床フロアを有するスクータ型の鞍乗型電動車両(以下、「電動二輪車1」という)の一例が示されている。電動二輪車1は、操向ハンドル2とシート26との間に乗員が足を乗せる低床フロア15が形成された、いわゆるスタータ型車両である。電動二輪車1は、車体の内部に設けられた収納ボックス80(図2)の容量を、より多くするように車体内の各部が配置されている車両の一例である。
電動二輪車1は、後輪WRに設けられた電動モータ135の動力によって駆動されて走行する。この電動モータ135を駆動する電力は、バッテリ121から供給される電力(供給電力という。)に基づく。
操向ハンドル2はメータカバー3で覆われている。操向ハンドル2の車幅方向右側にスロットルグリップ2Rが設けられ、その車体前方には前輪ブレーキレバーが配設されている。一方、車幅方向左側にグリップ2Lが設けられ、その車体前方には後輪ブレーキレバー28が配設されている。
フロアパネル8は、シート26に座った乗員の足に対向するように配設されている。フロアパネル8の前方側に、フロントカウル7が配設されている。フロントカウル7には、ヘッドライト5及びコンビネーションライト6を支持するセンタパネル4が取り付けられている。
左右一対のフロントフォーク10の下端部には、操向ハンドル2によって操舵される前輪WFが、車軸11軸回りに回転自在に支持されている。フロントフォーク10には、前輪WFの上方を覆うフロントフェンダ9が取り付けられている。前輪WFの後方でフロントカウル7の車幅方向内側の位置には、前輪WFが巻き上げる砂や水等の侵入を防ぐフロントインナカバー12が配設されている。
低床フロア15の下部には、バッテリ121を収納する収納部120が設けられている。収納部120の側方は、左右一対のサイドカバー13で覆われていて、収納部120の下側は、アンダカバー14で覆われている。収納部120の上端部は、開口していて、バッテリ121を着脱可能に形成されている(図3A、図3B参照。)。収納部120の上端部の開口は、開閉式の蓋部材16によって覆われる。蓋部材16の上面は、低床フロア15の少なくとも一部を形成する。左右一対のサイドカバー13の後方端部は、これに対応する一対のリヤカウル27に連なるように形成されている。左右のリヤカウル27の前端部の間に、これを連結するシート下パネル17が配設されている。
左のリヤカウル27には、外部から操作可能な外部起動スイッチ148Eが配置されている。外部起動スイッチ148Eは、押し釦型のスイッチ(モーメンタリ型スイッチ)であり、操作部(ノブ)が押されている状態を検出する。例えば、外部起動スイッチ148Eの操作部は、リヤカウル27の表面から突出しないように形成された可撓性の蓋部材で覆われていて、外部からの水の侵入がないように保護されている。乗員は、外部起動スイッチ148Eの操作部を覆う蓋部材を押すことにより、非起動状態のバッテリ121を利用できるように活性化させたり、起動状態のバッテリ121を利用できなくするように非活性化させたりすることができる。
上記の場合、外部起動スイッチ148Eが配置された位置は、車体の側方である。乗員は、シート26に着座して、車両の前方を見て電動二輪車1を走行させる。それゆえ、外部起動スイッチ148Eが配置された位置は、走行中の乗員の視野から外れる。また、外部起動スイッチ148Eの位置は、走行中に容易に操作されないような範囲内に決定されている。また、さらに、走行中に外部起動スイッチ148Eが万一操作されても、作動しないように、電動二輪車1は制御されている。
シート26の下部には、収納ボックス80(図2参照。)が設けられている。シート26は、車体前方側を軸(軸26c)にして、シート26の後部を跳ね上げるように回動自在に形成されている。シート26は、収納ボックス80の上部開口を覆う蓋を兼ねる。シート26の車体前方面が収納部120の後端部よりも車体後方になるように、シート26が配置されている。また、リヤカウル27の後端部にはテールライト60が配設されている。
電動モータ135は、例えば、後輪WRの車軸23と電動モータ135の出力軸とが同軸になるように配置されている。後輪WRを回転自在に軸支するスイングアーム45(図2参照。)の左右側面には、それぞれ、スイングアームカバー22L、22R取り付けられ、スイングアーム45の上部には、リヤフェンダ24が固定されている。スイングアーム45は、スイングアームピボット38を軸にして揺動する。スイングアームピボット38の前方には、サイドスタンド18が揺動可能に取り付けられている。
リヤカウル27の後端縁27aは、車体側面視で後方に傾斜している。この後端縁27aに沿うように、電動モータ135への供給電力を制御するPCU(Power control unit)50が車体後方側に傾斜して配設されている。PCU50は、収納ボックス80の外部で、かつ左右のリヤカウル27と後端縁27aとに囲まれるように配置されている。
例えば、PCU50は、スイングアーム45の前端に設けられるスイングアームピボット38の後方かつ後輪WRの前端部と重なる位置に配設されている。PCU50から電動モータ135まで電力を供給するための電力ケーブルは、リヤカウル27、スイングアームカバー22Lなどで保護されるように敷設される。
フロアパネル8には、車幅方向右側のキースイッチノブ99(キースイッチ)が配設される。例えば、キースイッチノブ99は、キースイッチの面の垂直の軸を中心に回転可能に支持されていて、操作されることによりキースイッチをロック、OFF及びONに設定可能に構成されている。
さらに、フロアパネル8の近傍には、盗難防止装置やUSB機器の接続端子等を設けることができる。盗難防止装置とは、例えば、特定の識別情報を無線で送信するリモコンキー(不図示)から、所定の識別情報を受信することにより、そのリモコンキーが操作された場合に、これに応答して電動二輪車1の操作を許可するための装置である。
メータカバー3の車幅方向中央には、車速やバッテリ残量等を表示するメータ装置が配設されている。メータカバー3の車幅方向左側には、ヘッドライト5の光軸を切り替えるディマースイッチ、ウインカスイッチ及びホーンスイッチなどが配設されており、車幅方向右側には、動力特性を切り替えるためのモード切り替えスイッチ、歩行者等に車両の接近を報知する電子音の停止スイッチなどが配設されている。これらの電装品は、バッテリ121が起動状態にある期間に機能する。
図2は、図1の鞍乗り型電動車両の断面図である。図2の示す断面は、電動二輪車1の車体前後方向に延伸する車体中心軸を含む。操向ハンドル2の下端部には、車体フレームFのヘッドパイプF1に回転自在に軸支されるステアリングステム42と、左右一対のフロントフォーク10を支持するボトムブリッジ43とが設けられている。
ヘッドパイプF1の後面には、車体後方下方に延びるメインフレームF2が接続されている。メインフレームF2は、バッテリボックス120と、スイングアーム45とを支持するように形成されている。
バッテリ121は、低床フロア15の下部の収納部120内に配設されるバッテリケース120Cに収納されている。この図2に示す状態は、バッテリ121とバッテリケース120Cの上方を覆う蓋部材16を開いた状態(図3A参照。)である。蓋部材16は、車体から取り外すことができる。なお、バッテリ121の充電は、バッテリ121を車体から取り外して、専用の充電器を用いて行われる。専用の充電器は、バッテリ121に電気的に接続して充電することができ、かつ機械的に結合可能な構成を有する電力装置の一例である。専用の充電器がバッテリ121の充電を行う場合、本実施形態のようにバッテリ121を非起動状態から起動状態にしてから所望の充電を実施する。
スイングアーム45は、スイングアームピボット38から上方に延出するアーム部47によってリヤクッション70を押圧するカンチレパー式に形成されている。リヤクッション70の車体後方側の軸支部70aがアーム部47の上端に配置され、リヤクッション70の車体前方側の軸支部70bが車体フレームF側に配置されている。リヤクッション70は、軸支部70aと軸支部70bの各軸回りに揺動自在に支持される。これにより、リヤクッション70は、バッテリ121とPCU50との間に配設される。
テールライト60の上方には、開閉式のシート26を閉状態で保持するためのシートキャッチ機構26dが配設される。シートキャッチ機構26dを操作することでシート26の閉状態の保持を解除することができる。
上記の通り、収納ボックス80は、シート26の下方で、かつリヤクッション70及びPCU50の上方に配設されている。収納ボックス80は、車体前方側の天地寸法より車体後方側の天地寸法の方が小さく形成されている。収納ボックス80による収納空間81は、収納ボックス80の外周壁とシート底板26bとによって囲まれた空間となる。
収納ボックス80内の車両後方寄りの位置には、起動装置140が配置される起動装置配置部140Sが設けられている。例えば、起動装置140は、車体と別体のユニットとして形成されている。「車体と別体」とは、車体の起動装置配置部140Sに対して着脱容易な状態で取り付けられていること、又は車体の起動装置配置部140Sに対して後付けが可能であることをいう。図3Cに示すように、例えば、起動装置配置部140Sは、電装品の一部であるフューズが収納されるヒューズボックスFBの近傍、又はヒューズボックスFBの内部に設けられていてよい。
図3Aと図3Bは、実施形態のバッテリ121を収納する収納部120を説明するための斜視図である。図3Aに、蓋部材16を車体から取り外した状態を示す。バッテリ121が収納部120(第1収納部)に収納された状態で配置されている。
例えば、バッテリ121は、下端部にコネクタが配置され、上端部にハンドルが設けられている。バッテリ121は、下端部を基準にした上端部までの高さが、その幅よりも長い略直方体で形成されている。そこで低床フロア15の高さを抑えるように、バッテリ121を寝かせた状態で収納部120に収納する。
図3Bに、バッテリ121を着脱するために、バッテリ121を起こした状態を示す。バッテリ121は、バッテリケース120C内に配置される。
例えば、バッテリ121を、車体側に設けたバッテリケース120Cに収めた状態で収納部120に収納する。収納部120内にステーが設けられ、ステーには、車体の左右方向に沿った回転軸を中心にしてバッテリケース120Cを回転自在に支持するための軸部が設けられている。バッテリケース120Cは、その軸部を中心に回動可能に形成されている。例えば、バッテリ121を装着するときには、バッテリケース120Cの開口部を上方に向けた状態にして、バッテリ121をバッテリケース120C内に収めるように下方向に移動させる。バッテリ121を外すときには、バッテリケース120Cの開口部を上方に向けた状態にして、バッテリケース120C内に収まっているバッテリ121を上方向に移動させる。バッテリ121を収納部120に収納するときには、バッテリケース120Cの開口部を車体後方に向けた状態で配置する。
図3Cは、実施形態の起動装置140の配置を説明するための平面図である。この図3Cに示す平面図は、シート26を開いて、車体前方FR側に立てた状態にして、収納ボックス80(第2収納部)内を開口側(車体上方側)から平面視した状況を示すものである。収納ボックス80内の車体後方側にヒューズボックスFBと、ヒューズボックスFBの外側に起動装置140を配置した状態を示す。ヒューズボックスFBの蓋を外さない状態で起動装置140の外観を目視できる。例えば、電動二輪車1(移動体)の進行方向を基準に、収納ボックス80の開口の前後方向の中央で収納ボックス80を前方と後方とに分けると、起動装置140は、後方側に設けられている。起動装置140には、起動装置140の制御状態を表示するLEDが上方から視認可能な位置に設けられていて、シート26を開いただけで、そのLEDの表示を確認することができる。
電動二輪車1は、バッテリ121から電気回路110を介して、PCU50内のPDU(Power Device Unit)130から供給される電力によって、電動モータ135が駆動され、この電動モータ135が駆動されたときの回転動力を、後輪WRに伝達させることによって走行する。
実施形態のバッテリ121は、1つのバッテリユニットとして形成されていてもよく、又は複数のバッテリユニットに分割されて形成されていてもよい。以下の説明は、1つのバッテリ121を適用する事例を例示するが、これに制限されない。搭載されたバッテリ121の状態は、例えばバッテリ121内に配置されるBMU1212(図4)によって管理されている。
図4は、実施形態の電動二輪車1の制御システム100のブロック図である。
制御システム100は、電気回路110と、バッテリ121と、PDU130(負荷)と、起動装置140と、MCU140Mとを含む。
電気回路110は、バッテリ121(蓄電装置)と、コンタクタ115とPDU130とを含むPCU50とを電気的に接続する。図4に示す接続では、バッテリ121と、コンタクタ115と、PDU130とを直列に接続した事例を示す。なお、PDU130とMCU140Mの組み合わせは、前述のPCU50の一例である。電動二輪車1の走行は、例えば、MCU(Main Control Unit)140M等によって制御される。
例えば、電気回路110は、制御信号等の伝搬に利用するCAN通信規格に準じたCAN-BUS(通信線)を含む。少なくともバッテリ121と起動装置140とMCU140Mとは、CAN-BUSに接続されており、CAN-BUSを介して通信する。例えば、起動装置140から送信される信号は、CAN-BUSによって、信号を受信可能なバッテリ121、MCU140Mなどの各デバイスに伝搬される。起動装置140は、各デバイスからの応答の有無などに基づいて、CAN-BUSを介した通信状態を監視するなお、電気回路110の接続は、これに制限されることなく他の接続形態であってもよい。
バッテリ121は、蓄電装置の一例である。バッテリ121は、リチウムイオンバッテリ、ニッケル水素バッテリ、鉛バッテリなどの二次電池型の複数の単バッテリセルを有している。複数の単バッテリセルを直列に複数接続して係止されていることによって、バッテリ121は、その公称電圧に準じた電圧を発生させる。例えば、公称電圧は、電動モータ135の駆動電流を少なくするように、原動機型の車両における原動機の始動用に設けられているバッテリの電圧(例えば12V。)よりも高い48V、96Vなどの電圧が選択されるとよい。なお、これに制限されることなく任意の電圧を選択してよい。バッテリ121からの電力は、電気回路110を介して、電動モータ135の出力を制御するPDU130に供給され、例えば、PDU130によって直流から3相交流に変換された後に、3相交流モータである電動モータ135に供給される。PDU130は、所謂インバータである。PDU130は、バッテリ本体1211を有するバッテリ121を充電又は放電させる。
さらに、バッテリ121の出力電圧は、DC/DCコンバータ(不図示)によって、低電圧(例えば12V。)に降圧され、MCU140Mなどの制御系部品に供給される。また、DC/DCコンバータによって降圧された低電圧の電力は、その一部がヘッドライト5、コンビネーションライト6、テールライト60などを含む一般電装部品に供給される。なお、このDC/DCコンバータの出力は、起動装置140の入力に接続されていなくてもよい。この場合、起動装置140には、起動状態のバッテリ121から、その出力電圧が供給される。なお、本実施形態の電動二輪車1は、MCU140Mの電源電圧に対応するこの低電圧の回路に直接接続されるバッテリであって、上記の低電圧を定格電圧にするバッテリを備えずに構成することができる。
バッテリ121は、例えば、AC100Vを電源として利用する充電器(不図示)等を用いて予め充電される。充電後にバッテリ121は、電動二輪車1に搭載される。
実施形態のバッテリ121は、バッテリ本体1211(蓄電部)と、BMU(Battery Managing Unit)1212と、双方向スイッチ1213(開閉部、断続部)と、絶縁部1214と、CAN-BUSトランシーバ1215(以下、トランシーバ1215という。)と、バッテリ電源部1216(以下、単に電源部1216という。)と、切替制御部1219と、高電位側端子121Pと、低電位側端子121Nと、コネクタ121Cとを備える。
バッテリ本体1211は、直列に接続された複数のセルによる二次電池を成す。
双方向スイッチ1213は、バッテリ本体1211と直列に設けられ、後述する切替制御部1219の制御により、その導通状態が決定される。双方向スイッチ1213は、バッテリ本体1211と高電位側端子121P(第2電力端子)との間を繋ぐ電力伝達経路PL上に設けられ、電力伝達経路PLをなす電気回路の開閉を切り替える。
BMU1212は、バッテリ本体1211の状態を検出し、検出した状態を起動装置140等に通知する。例えば、BMU1212は、電池制御部1212B、通信制御部1212Cを備える。電池制御部1212Bは、例えば、バッテリ本体1211の各セルの状態(電圧、SoC等)の変化を検出し、各セルの充電状態が均一になるように調整する。通信制御部1212Cは、起動装置140と所定のプロトコルに従って通信する。例えば、通信制御部1212Cは、バッテリ121の充放電を制御するための情報を、起動装置140との間で通信する。さらに、BMU1212は、活性化信号ACTを検出する活性信号検出部1212Aを設けてもよい。活性信号検出部1212Aは、例えば、活性化信号ACTの状態を検出する。活性化信号ACTは、起動信号の一例である。
絶縁部1214は、光カプラなどで構成され、BMU1212とコネクタ121Cの間の信号について、BMU1212側とコネクタ121C側とを電気的に絶縁する。例えば、絶縁部1214は、コネクタ121Cの端子aからBMU1212に向けて供給される活性化信号ACTを電気的に絶縁して変換し、BMU1212に供給する。なお、絶縁部1214に接続されるコネクタ121Cの端子aは、Activate線1217を介して起動装置140に接続される。また、絶縁部1214は、BMU1212とトランシーバ1215との間に設けられ、BMU1212とトランシーバ1215との間の信号を電気的に絶縁して変換する。
トランシーバ1215は、BMU1212と起動装置140との間の通信に利用する信号を変換して双方向に中継する。例えば、起動装置140とバッテリ121は、CAN規格に従いCAN-BUSを介して通信する。この場合のトランシーバ1215は、絶縁部1214に対してコネクタ121C側に設けられる。トランシーバ1215に接続されるコネクタ121Cの端子bと端子cは、CAN通信線1218を介してCAN-BUSに接続される。トランシーバ1215は、CAN-BUSとの電気的な接続条件(CAN規格の物理的条件)を充足する。
電源部1216は、バッテリ121が起動状態になると、バッテリ本体1211から電力の供給を受け、BMU1212、絶縁部1214等にその電力の一部を供給する。例えば、電源部1216は、絶縁部1214に対してバッテリ本体1211側に設けられており、コネクタ121C側とは電気的に絶縁されている。
上記の通り、バッテリ121の電力により機能する蓄電池管理部(BMU1212)と、トランシーバ1215は、絶縁部1214により互いに電気的に絶縁される。
切替制御部1219は、起動装置140から有意を示す活性化信号ACTを検出して、活性化信号ACTとして供給される電力を用いて、双方向スイッチ1213の状態を制御する。切替制御部1219は、コネクタ121C側から電力を受ける。切替制御部1219は、電源部1216の出力状態(出力電圧)に基づいて、双方向スイッチ1213の制御を切り替える。例えば、切替制御部1219は、電源部1216の出力電圧を検出することで、電源部1216が所定値を超える電力(電圧)を出力していない状態、つまりバッテリ121の非起動状態を間接的に検出する。活性化信号ACTを検出した場合には、切替制御部1219は、双方向スイッチ1213の状態をON状態に遷移させる。電源部1216が所定値を超える電力(電圧)を出力している状態、つまりバッテリ121の起動状態に、活性化信号ACTを検出した場合には、切替制御部1219は、双方向スイッチ1213の状態をOFF状態に遷移させる。切替制御部1219は、活性化信号ACTの検出から双方向スイッチ1213の状態遷移を実行するまでに応答を遅延させる遅延回路(タイマー回路)を備える。
なお、切替制御部1219と双方向スイッチ1213の組は、互いに電気的に絶縁されたリレーを用いて構成してもよい。例えば、切替制御部1219は、双方向スイッチ1213を備えていてもよい。切替制御部1219による双方向スイッチ1213の制御の詳細について後述する。
高電位側端子121Pは、バッテリ121の正極である。低電位側端子121Nは、バッテリ121の負極である。双方向スイッチ1213が導通状態にある場合に、高電位側端子121Pと低電位側端子121Nとの間に所望の電圧が発生する。
コネクタ121Cは、バッテリ121を制御するための信号を授受するための複数の信号端子を含む。例えば、コネクタ121Cを介して授受される信号には、バッテリ121を活性化するための活性化信号ACTと、BMU1212が起動装置140と通信するための信号が含まれる。コネクタ121Cは、これらの信号用の端子の他に、接地端子等を含む。上記のコネクタ121Cは、電気的信号を授受する場合の一例であり、これに制限されることはなく、適宜変更してもよい。
バッテリ121の充放電の状況、バッテリ本体1211の蓄電量、温度、活性化信号ACTなどは、BMU1212によって監視され、監視の結果は、通信によって後述の起動装置140と共有される。BMU1212は、起動装置140からの制御指令、又は、上記の監視結果により双方向スイッチ1213等を制御することにより、バッテリ本体1211等の充放電を制限してもよい。
コンタクタ115は、バッテリ121の高電位側端子121PとPDU130との間に設けられている。コンタクタ115は、バッテリ121の高電位側端子121PとPDU130との間の電気的な接続を断続する。コンタクタ115は、導通状態で、バッテリ121をPDU130に接続し、遮断状態でその接続を解く。
MCU140Mは、CAN-BUSトランシーバ143M(以下、トランシーバ143Mという。)と、管理部145Mとを備える。MCU140Mには、例えば、スロットル(アクセル)センサ180からの出力要求の情報が入力される。管理部145Mは、MCU140Mに入力された出力要求の情報に基づいて、コンタクタ115、PDU130などを制御する。MCU140Mは、起動状態になったバッテリ121からの電力によって稼働し、バッテリ121が非起動状態になると機能が停止される。
MCU140Mは、コンタクタ115を制御することにより、バッテリ121からの電力の供給を制限する。MCU140Mは、PDU130が電動モータ135に供給する電力を制御することによって、電動モータ135の駆動を制御する。
起動装置140は、機能停止状態にあるバッテリ121を起動させる起動装置である。起動装置140は、例えば、コネクタCN1からCN4と、電気回路部品とが実装されたユニット(プリント配線基板)140PBとして構成されている。
さらに図5を参照して、実施形態の起動装置140の構成例について説明する。図5は、実施形態の起動装置140の概略構成図である。
コネクタCN1の各端子について、電動二輪車1の本体側の接続先を説明する。
コネクタCN1は、端子aからcと、pと、nと、gとを備える。CN1の端子aからcと、pと、nと、gとを、それぞれ端子140aから140cと、140pと、140nと、140gと呼ぶ。コネクタCN1は、これに対応する本体側コネクタCN1bに接続される。本体側コネクタCN1bは、コネクタCN1の各端子に対応する端子を有する。以下の説明では、コネクタCN1の各端子を代表して説明する。
端子140a(出力端子)は、Activate線1217を介してバッテリ121のコネクタ121C内の端子aに接続される。端子140bと140cは、起動装置140の外部でCAN-BUSに接続される。端子140pは電源端子(電力端子)である。例えば、端子140p(入力端子)は、バッテリ121の正極側の端子121P(第2電力端子)に対応する端子121Pb(第1電力端子)に接続される。端子140gは、共通電位にする極(低電位側端子121Nb)に接続される。本実施形態では、バッテリ121の負極側の電位を基準電位とする。端子140gは、バッテリ121の負極側の低電位側端子121Nに対応する低電位側端子121Nbに接続される。なお、本実施形態における端子140nは、予備端子である。
コネクタCN2は、充電装置150などが接続される一対の端子を備える。例えば、コネクタCN2に接続された充電装置150は、バッテリ121を起動させるための電力を起動装置140に供給する。なお、充電装置150は、充電装置150の外部から供給される直流電力を変換し、二次電池147を充電する。
コネクタCN3は、外部起動スイッチ148Eが接続される端子aとbと、報知部142Bが接続される端子cとdとを備える。コネクタCN3の端子aとcに接続される配線L1、L2には、過電圧を制限するための過電圧保護回路OVPが設けられている。
コネクタCN4には、外部装置200が接続される。コネクタCN4は、端子aからdを備える。例えば、コネクタCN4は、USB規格に準じた形状で形成されている。例えば、コネクタCN4に接続された外部装置200は、活性化された状態のバッテリ121の電力を利用して充電される。起動装置140は、コネクタCN4を介して、バッテリ121の電力を放電させる。なお、放電用に外部装置200を起動装置140に接続しない場合には、このコネクタCN4のユニット140PBへの実装を省略してもよい。
例えば、起動装置140(電力変換部)は、活性化信号生成部141と、出力部142Aと、報知部142B,142Cと、CAN-BUSトランシーバ143(以下、トランシーバ143という。)と、放電部144と、管理部145と、DC/DC変換部146と、二次電池147(電源部)と、スイッチ148と、DC/DC変換部149と、を備える。
活性化信号生成部141は、バッテリ121を利用可能な状態にするための活性化信号ACTを生成する。活性化信号生成部141の出力が端子140aに接続されていて、活性化信号生成部141は、活性化信号ACTを端子140aに出力する。活性化信号生成部141は、活性化信号ACTを、Activate線1217(図4)を介してバッテリ121に供給する。これにより活性化信号生成部141は、バッテリ121の起動状態を制御することができる。
例えば、活性化信号生成部141は、DC/DC変換部141aを含む。DC/DC変換部141aは、その入力電圧が定格入力電圧範囲になると、これに応じて、所定の直流電圧を出力する。この所定の直流電圧は、活性化信号ACTの有意を示す直流電圧に相当する。活性化信号生成部141は、DC/DC変換部141aが生成した直流電圧を出力して、これにより、活性化信号ACTが有意な状態にあることを出力する。
活性化信号生成部141の入力は、配線L1を介してコネクタCN3の端子aに接続されている。コネクタCN3には外部起動スイッチ148Eが接続されているため、活性化信号生成部141の入力は、コネクタCN3の端子aを介して外部起動スイッチ148Eの第1の極に接続される。外部起動スイッチ148Eの第2の極は、コネクタCN3の端子bと配線L2とを介して、後述する二次電池147の正極に接続されている。活性化信号生成部141は、乗員の外部起動スイッチ148Eの操作に応じて、二次電池147の端子電圧を活性化信号ACTとして出力することで、バッテリ121の起動状態を制御する。
出力部142Aは、起動装置140の外部に設けられた負荷回路である報知部142Bを、管理部145からの制御に応じて駆動する。出力部142Aは、エミッタ接地型のバッファ回路(トランジスタ1段のインバータ回路)142aと、抵抗142bとを含む。LED、チャイムは、上記の報知部142Bの一例であり、コネクタCN3を介して起動装置140に接続される。なお、起動装置140の外部に設けられた報知部142Bに変えて、起動装置140の内部に報知部142Cを設けてもよい。上記の報知部142Cは、起動装置140が備える報知部の一例である。
LED145Dは、起動装置140に設けられ、管理部145からの制御に応じてバッファ回路145Daによって駆動される。バッファ回路145Daは、トランジスタ回路142aと同様の構成を有する。
トランシーバ143は、BMU1212と起動装置140との間の通信等に利用する信号を変換して双方向に中継する。例えば、起動装置140とバッテリ121は、CAN規格に従いCAN-BUSを介して通信する。この場合のトランシーバ143は、CAN-BUSとの電気的な接続条件(CAN規格の物理的条件)を充足する。トランシーバ143は、後述するDC/DC変換部149によって生成された直流電圧を電源として利用する。そのため、トランシーバ143は、DC/DC変換部149が所定の電圧を出力する期間に活性化され、CAN-BUSを介した通信が可能になる。
放電部144は、活性化されているバッテリ121に蓄えられた電力を消費して、放電させる。放電部144は、例えば、DC/DC変換部144aと、設定部144bとを備える。DC/DC変換部144aの入力は、コネクタCN1の端子p(入力端子)に接続される。DC/DC変換部144aの出力は、DC/DC変換部149の第2入力と、設定部144bとに接続されている。DC/DC変換部144aは、バッテリ121から供給される直流電力に基づいて、後述の二次電池147を充電するための電圧の直流電力を生成して、出力端子から出力する。なお、DC/DC変換部144aが出力する電圧は、コネクタCN4の端子aから出力する電圧に対応付けて決定するとよい。例えば、この電圧は、USB規格により規定される電圧に準じたものであって良い。
設定部144bの複数の出力は、コネクタCN4の端子bと端子cとに接続されている。設定部144bは、設定に応じた電圧を、コネクタCN4の端子bと端子cとに出力する。設定部144bにおける上記の設定は、コネクタCN4に接続される装置の種類に応じて決定するとよい。
管理部145は、例えば、通信処理部145cと、状態検出部145sと、計時部145tと、制御部145tcとを備える(図4参照)。
なお、管理部145は、例えば、CPUなどのプロセッサを含む半導体装置である。上記の半導体装置は、DC/DC変換部149を電源にするように構成されていて、DC/DC変換部149が所定の電圧を出力している期間に活性化される。そのプロセッサが所定のプログラムを実行することによって、通信処理部145c、状態検出部145s、計時部145t、制御部145tcなどの機能部の一部又は全部を実現してもよく、電気回路の組み合わせ(circuitry)によって上記を実現してもよい。管理部145は、内部に備える記憶部の記憶領域を利用して各データの転送処理、及び起動制御のための処理を、プロセッサによる所定のプログラムの実行によって実行してもよい。管理部145に、例えば制御用のマイクロプロセッサ(半導体装置)を適用してよい。以下、順に上記の各部について説明する。
通信処理部145cは、トランシーバ143とCAN-BUSとを介して、バッテリ121のBMU1212と通信する。
状態検出部145sは、通信処理部145cによるバッテリ121との通信の結果に基づいて、活性化信号ACTを受けたバッテリ121の状態、バッテリ121との通信状態などを検出する。
状態検出部145sは、検出した結果に基づいて、その結果を識別可能な表示方法で、報知部142BのLEDとLED145Dを点灯させる。検出した結果を識別可能な表示方法とは、報知部142BのLEDとLED145Dの点灯状態と消灯状態を繰り返す周期、その周期のなかで点灯状態の比率(DUTY)などを、予め定めた所定の規則に従って表示させるとよい。なお、LED145Dは、ユニットPB上に設けられている。
計時部145tは、例えば、所定の周期のクロックパルスを計数するカウンタを含む時限タイマである。制御部145tcは、例えば、管理部145の通電後に初期化処理が実行され、そののち所定の時間が経過するまでを検出する。計時部145tは、外部起動スイッチ148E(入力部)が乗員の意思(例えば、乗員の要求に基づいた操作)を受け付けてからの経過時間を計測するとよい。この場合、管理部145の通電後に初期化処理が実行される時間を平均的な値を用いて近似するとよい。
制御部145tcは、上記の所定の時間が経過すると、DC/DC変換部149を制御して、DC/DC変換部149から活性化信号ACTを出力させる。
例えば、制御部145tcは、計時部145tが計測した経過時間が所定以上になったときに切替制御部1219が切り替わるように、又は計時部145tが計測した経過時間が所定未満であるときに切替制御部1219が切り替わらないように制御するとよい。上記の経過時間を比較するときの基準値(閾値)は、例えば1秒などにしてもよい。
なお、計時部145tは、バッテリ121のBMU1212に対して要求を通知してからの経過時間を計数する。制御部145tcは、計時部145tによる計数結果が所定の値に達するまでに、その要求に対する応答がないときに、通信の異常を検出して、この検出結果に応じてLED145DとLED145Eの表示方法を決定するとよい。
本実施形態の管理部145は、後述するDC/DC変換部146の充電電流の大きさの基準値を調整するように構成されていてもよい。
DC/DC変換部146は、後述の二次電池147を充電するための直流電力を、所望の大きさの電圧の定電圧制御又は所望の大きさの電流の定電流制御によって生成する直流電力変換器である。DC/DC変換部146の第1入力は、コネクタCN1の端子140pに接続される。DC/DC変換部146の第2入力は、コネクタCN2の端子aに接続される。DC/DC変換部146は、後述の二次電池147を充電するための直流電力を生成して、出力端子から出力する。DC/DC変換部146の出力端子は、ユニットPB上の配線L2を介して、後述する二次電池147の正極とコネクタCN3の端子bに接続されている。
DC/DC変換部146は、例えば、電力変換用の半導体装置146ICとその周辺回路と、定電圧ダイオード146ZDとを含めて構成してもよい。半導体装置146ICは、OUT端子に接続された分圧抵抗器RVDによって分圧された電圧をFB端子の電圧として検出して、出力電圧の定電圧制御を実施可能に構成されている。半導体装置146ICは、内部に出力電流を検出する電流センサを含み、出力電圧の検出結果と、出力電流の検出結果とに基づいて、出力電流の定電流制御を実施可能に構成されている。なお、PROG端子に接続される複数の抵抗(RIT)の合成インピーダンスを調整することで、出力電流を調整することができる。ドライバ146Qは、半導体装置146ICの出力電流の大きさを調整するために、管理部145の制御に応じて抵抗(RIT)の合成インピーダンスを切り替えるためのスイッチである。
半導体装置146ICは、充電中の状態を、LED146Dの点灯状態によって表示する。DC/DC変換部146の周辺回路には、入力電圧、出力電圧をそれぞれ安定化させるためのコンデンサと、コネクタCN2の端子aに過電圧が出力されないように保護するための定電圧ダイオード146ZDなどが設けられている。半導体装置146ICは、所定の長さの充電期間を確保するように充電時間を制限するように構成してもよい。これに代えて、充電時間の制限を行わなず、電圧と電流の検出結果に応じて充電を中断するように構成してもよい。
二次電池147は、その負極端子が接地されていて、その正極端子が、DC/DC変換部146の出力端子に並列になるように接続される。二次電池147は、DC/DC変換部146の出力電圧によって充電され、バッテリ121を起動させるための電力を蓄える。
スイッチ148は、コネクタCN3の端子aと端子bとの間に、並列になるように接続されるスイッチである。コネクタCN3には、外部起動スイッチ148Eが接続されているので、スイッチ148は、外部起動スイッチ148Eに並列になるように結線されている。スイッチ148と外部起動スイッチ148Eは、ともにテンポラリー型、つまり操作ノブを押している期間に限り、その接点が導通するタイプのスイッチである。
DC/DC変換部149の第1入力は、活性化信号生成部141の入力と同様に、コネクタCN3の端子aを介して外部起動スイッチ148Eに接続されている。DC/DC変換部149の第2入力は、DC/DC変換部144aの出力に接続されている。DC/DC変換部149に出力は、管理部145を形成する半導体装置と、トランシーバ143の電源端子に接続されている。DC/DC変換部149は、第1入力と第2入力の何れかの入力電圧が定格入力電圧範囲になると、これに応じて、管理部145とトランシーバ143とを機能させるための直流電圧を生成して出力する。
上記のように構成された起動装置140は、外部起動スイッチ148Eの操作に応じて、バッテリ121の起動状態を制御することを可能にする。
なお、電圧変換部146は、コネクタCN1の端子140p(入力端子)からコネクタCN1の端子140a(出力端子)までの経路に配置され、端子140pの電圧を変換した後の電力を二次電池147(電源部)に供給する。この場合、端子140pに許容される許容入力電圧と、端子140aに許容される許容出力電圧とが互いに異なるように構成してよい。
二次電池147と切替制御部1219との間に、二次電池147から切替制御部1219に電力を送る電力伝達経路の電気回路がある。この経路を起動経路と呼ぶ。起動経路を具体的に説明すると、例えば、起動装置140内の二次電池147を起点にして、配線L2、外部起動スイッチ148E、配線L1、活性化信号生成部141、及びコネクタCN1を通り、Activate線1217を経て、バッテリ121のコネクタCN121Cから切替制御部1219に至る経路である。
さらに、バッテリ121のバッテリ本体1211と切替制御部1219との間に、バッテリ本体1211から切替制御部1219に電力を送る電力伝達経路の電気回路がある。この経路を起動中経路と呼ぶ。起動中経路を具体的に説明すると、例えば、バッテリ121内のバッテリ本体1211を起点にして、スイッチ1213、及び電力伝達経路PLを経て高電位端子121Pを通り、車両BD内の電力配線を経て、起動装置140のコネクタCN1の端子140p、配線L3、DC/DC変換部146、配線L2、外部起動スイッチ148E、配線L1、活性化信号生成部141、及びコネクタCN1を通り、Activate線1217を経て、バッテリ121のコネクタCN121Cから切替制御部1219に至る経路である。なお、配線L2に二次電池147が接続された状態のままで、上記の経路が成立する。
バッテリ121は、起動装置140を利用することで、切替制御部1219に対する電力伝達経路として、起動経路と、起動経路とは並列になる起動中経路とを備えることになる。
バッテリ121は、電動二輪車1に搭載された状態で、上記の2つの経路で制御用の電力を受けることができ、起動装置140等からの制御に従って稼動状態が決定される。
次に、図6を参照して、突入電流の抑制制御を実施するバッテリ121について説明する。図6は、実施形態の電源系統の概略構成図である。図6には、その左側から、外部起動スイッチ148Eと、起動装置140と、バッテリ121と、車体BD内の車体側回路とが順に配列されている。
バッテリ121におけるスイッチ1213は、互いに並列に接続されるメインリレーのスイッチ1213M(第1断続部)と、サブリレーのスイッチ1213S(第2断続部)とを備える。スイッチ1213Mの導通状態(又は導通開始段階)のインピーダンスが比較的小さく形成されている。これに対し、スイッチ1213Sの導通状態のインピーダンスが所定の大きさ以上になるように形成されている。スイッチ1213Mの導通状態のインピーダンスと、スイッチ1213Sの導通状態(又は導通開始段階)のインピーダンスとを比べると、後者のインピーダンスのほうが大きい。スイッチ1213Sの導通状態のインピーダンスは、突入電流を所望の大きさに軽減することを目的に決定するとよい。その際に、バッテリ121の充電時の条件も加味して決定するとよい。
スイッチ1213Mとスイッチ1213Sは、スイッチ1213を構成する。電源部1216の電源入力は、スイッチ1213Mとスイッチ1213Sの高電位出力端子121P側に接続されている。
切替制御部1219は、切替制御部1219Mと、切替制御部1219Sとを備える。切替制御部1219Mは、活性化信号ACTの状態に応じてスイッチ1213Mを制御する。切替制御部1219Sは、活性化信号ACTの状態に応じてスイッチ1213Sを制御する。切替制御部1219Mと、切替制御部1219Sは、長さが互いに異なるタイマを備える。タイマの長さは、切替制御部1219Mよりも、切替制御部1219Sのほうが短い。切替制御部1219Sのタイマの長さは、0でもよい。さらに、切替制御部1219Sは、スイッチ1213Sの等価インピーダンスを調整してもよい。
上記の構成によれば、バッテリ121は、二次電池147(電源部)と切替制御部1219との間の電力伝達経路[電気回路]である起動経路とは並列になる電力伝達経路として、バッテリ本体1211と切替制御部1219とを電気的に接続する電力伝達経路[電気回路]を備える。
図7と図8を参照して、実施形態のバッテリ121の起動手順と非起動手順について説明する。
<起動手順>
先に、バッテリ121の典型的な起動手順の一例を示す。
乗員は、電動二輪車1に対して、以下の操作を行う。
(1)乗員は、例えば電動二輪車1の利用を開始する段階で、キースイッチノブ99を操作して、キースイッチをロック又はOFFにセットする。
(2)乗員は、充電済みのバッテリ121を電動二輪車1に搭載する。
(3)乗員は、外部起動スイッチ148Eを長押し操作する。
(4)乗員は、チャイムの鳴動を確認して、そのときを基準に規定時間(例えば、約1秒)が経過してから、キースイッチノブ99を操作して、キースイッチをONにセットする。
(5)乗員は、サイドスタンド18を車体側に戻す。
(6)乗員は、後輪ブレーキレバー28を所定時間(例えば、約2秒)続けて握り、その後で後輪ブレーキレバー28を離す。
(7)乗員は、スロットルグリップ2Rを操作して、走行を開始する。
上記のうち、(1)と(2)と(5)については、上記の条件を満たしていれば省略することができる。上記の(3)と(4)に係り、バッテリ121の活性化のための制御について、図7Aと図7Bとを参照して説明する。図7Aは、実施形態のバッテリ121の起動状態にする手順のフローチャートである。
起動装置140の初期状態(S10)は、二次電池147が十分に充電されていて、メインリレーのスイッチ1213Mと、サブリレーのスイッチ1213Sの両方がOFF状態にある。起動装置140は、外部起動スイッチ148Eの操作を待機する(SA10)。なお、管理部145には通電されていない。
バッテリ121の初期状態は、上記の通り、十分に充電されているが、メインリレーのスイッチ1213Mと、サブリレーのスイッチ1213Sの両方がOFF状態になる非起動状態であるためその出力を停止している(SB10)。
MCU140Mは、電源が供給されていない停止中の状態にある(SC10)。
まず、乗員により外部起動スイッチ148Eを所定時間継続して押す操作(これを単に、「外部起動スイッチ操作」という。)が行われると、起動装置140の活性化信号生成部141とDC/DC変換部149は、外部起動スイッチ操作に伴って上昇した電圧(「入力電圧」という。)を検出して電圧変換を開始する。これに遅れて、管理部145は、DC/DC変換部149からの電力が供給されてから、上記の入力電圧を検出すると(SA11)、バッテリ起動タイマのカウントを開始する(SA12)。その後も、管理部145は、上記の入力電圧の検出を継続する。管理部145は、所定の条件が満たされると、これに応じて活性化信号生成部141を制御して、活性化信号生成部141からバッテリ121に対して活性化信号ACTを出力させる(SA13)。このとき、活性化信号ACTが出力されて、バッテリ121を起動させる制御を開始したことを示すように、例えば、チャイムの鳴動などにより報知部142B又は142Cから報知させるとよい。
ここで、上記のSA13における所定の条件について、図7Bを参照して説明する。図7Bは、図7Aの活性化信号ACTを出力させる処理のフローチャートである。
SA12を終えたのち、管理部145は、バッテリ起動タイマが規定値を超えたか否かを判定する(SA131)。バッテリ起動タイマが規定値を超えた場合、管理部145は、外部起動スイッチ操作が継続しているか否かを判定する(SA132)。外部起動スイッチ操作が継続している場合には、管理部145は、活性化信号生成部141を制御して、活性化信号生成部141からバッテリ121に対して活性化信号ACTを出力させて(SA133)、処理をSA17に進める。
これに対し、上記のSA131において、バッテリ起動タイマが規定値を超えなかった場合、又はSA132において、外部起動スイッチ操作が継続していなかった場合には、管理部145は、上記の活性化信号ACTを出力することなく、処理をS10に戻す。
図7Aに戻り説明を続ける。バッテリ121の切替制御部1219Sは、活性化信号ACTを検出して(SB13)、スイッチ1213S(サブリレー)をON状態に制御する(SB14)。これにより、バッテリ121内の回路においてプリチャージが開始される。
切替制御部1219Mは、上記に併わせて駆動電力供給待機タイマの計時を開始する(SB15)。切替制御部1219Mは、駆動電力供給待機タイマが満了すると、スイッチ1213M(メインリレー)をON状態に制御する(SB16)。これにより、バッテリ121は、駆動用電力の供給が可能な状態になる。電源部1216は、給電中を示す信号を、切替制御部1219に対して供給する。
バッテリ121は、負荷の稼働に応じて、駆動用電力を出力する(SB17)。
例えば、キースイッチノブ99の操作が行われると、MCU140Mの制御によりコンタクタ115がON状態になって、駆動用電力の電動モータ135への供給が可能になる。MCU140Mは、これに応じて初期化処理を実行して(SC17)、初期化処理を終了した段階で待機する。
起動装置140に対してバッテリ121からの電圧(駆動用電力)が供給されると、起動装置140は、これに基づいて二次電池147を充電する(SA17)。なお、起動装置140に対してバッテリ121からの電圧(駆動用電力)が供給されることにより、放電部144のDC/DC変換部141aは、バッテリ121からの電圧を所定の電圧に降圧して、これをDC/DC変換部149に送り、管理部145などの電源の電力にする。これにより、管理部145の電源に供給される電力は、バッテリ121からの電力に基づいたものになり、安定化される。
上記の手順によって、バッテリ121は、駆動用電力の供給を継続し(SB20)、電源部1216が給電中を示す信号を、切替制御部1219に対して継続的に供給する。MCU140Mは、スロットルグリップ2Rの操作の検出結果に基づいてPDU130を制御して、電動モータ135の駆動を制御する(SC20)ことにより、電動二輪車1は、走行可能な状態になる(S20)。
なお、起動装置140は、外部起動スイッチ148Eの操作を検出可能な状態になる(SA30)。上記の処理のほか、起動装置140の管理部145は、バッテリ121のBMU1212と通信して、バッテリ121の状態などを検出して、その結果をLED145Eに表示させてもよい。
なお、バッテリ121が起動状態になると、起動装置140は、バッテリ121からの電力を利用することができる。バッテリ121が起動状態になっている期間内は、二次電池147が充電される期間になり、起動装置140内で必要とされる電力も含めて、バッテリ121からの電力が利用されることになる。これは、後述する「終了手順」も同様である。
<終了手順>
次に、バッテリ121の典型的な終了手順の一例を示す。
乗員は、運転終了後に電動二輪車1に対して以下の操作を行う。
(1)乗員は、キースイッチノブ99を操作して、キースイッチをOFFにセットする。
(2)乗員は、外部起動スイッチ148Eを規定時間(例えば、約1秒)を超えて長押し操作する。
これにより、バッテリ121は、非起動状態になる。
上記の(2)に係り、バッテリ121の非活性化のための制御について、図8を参照して説明する。図8は、実施形態のバッテリ121を非起動状態にする手順のフローチャートである。
この図8におけるに起動装置140の初期状態(SA30)は、前述の図7の手順の最後の状態に相当する。バッテリ121の初期状態は、バッテリ121のスイッチ1213M(メインリレー)とスイッチ1213S(サブリレー)は、ともにON状態にあって、活性化状態にある(SB20)。MCU140Mは、キースイッチがOFFにセットされた運転要求操作が中断した状態である(SC30A)。
まず、前述したように外部起動スイッチ操作が行われると、起動装置140の活性化信号生成部141とDC/DC変換部149は、外部起動スイッチ操作に伴う入力電圧を検出して電圧変換を開始する。既に電源用に電力が供給されている管理部145は、上記の入力電圧を検出すると(SA31)、駆動電力供給待機タイマのカウントを開始する(SA32)。その後も、管理部145は、上記の入力電圧の検出を継続する。管理部145は、所定の条件を満たした場合、これに応じて活性化信号生成部141を制御して、活性化信号生成部141からバッテリ121に対して活性化信号ACTを出力させる(SA33)。このとき、例えば、管理部145は、チャイムの鳴動などを報知部から報知させないことで、起動時の事象と区別可能にする。なお、上記の所定の条件は、前述のSA13に示したものと同一でよい。この場合、図7Bの処理を適用することができる。
バッテリ121は、活性化信号ACTを検出する(SB33)。上記の通り、バッテリ121は、既に起動状態にあり、スイッチ1213M(メインリレー)とスイッチ1213S(サブリレー)がともにON状態にある。例えば、バッテリ121の切替制御部1219は、バッテリ121が起動状態にある期間に、活性化信号ACTを再び検出することになる。この場合、切替制御部1219は、切替制御部1219の動作をバッテリ121の起動時の制御とは異なる制御を実施する。例えば、切替制御部1219は、スイッチ1213M(メインリレー)とスイッチ1213S(サブリレー)をトグルスイッチとして機能させる。
より具体的には、この期間に切替制御部1219が活性化信号ACTを検出した場合に、切替制御部1219は、スイッチ1213M(メインリレー)とスイッチ1213S(サブリレー)をOFF状態にする(SB41)。その結果、バッテリ121が、非起動状態になって、その外部への電力の供給を停止する。起動装置140は、電力を消失して、二次電池147の充電を停止する(SA41)。なお、二次電池147は、これまでに充電された電力を保持する。MCU140Mは、電力を消失して、その機能を停止する(SC41)。
これにより、バッテリ121を非起動状態にすることができる。
図9は、実施形態のバッテリ121の状態遷移について説明するための図である。図9には、バッテリ121の状態遷移が示されている。以下、バッテリ121の各状態について順に説明する。
状態ST0:待機状態(停止状態)
まず、バッテリ121は、充電も放電もしない停止状態(非起動状態)にある。停止状態(非起動状態)は、換言すれば、バッテリ本体1211の電力をバッテリ121の外部に出力不能な、又はバッテリ121の外部の電力をバッテリ本体1211に入力不能な状態のことである。この状態のバッテリ121は、活性化信号ACTを検出可能な待機状態にある。切替制御部1219は、活性化信号ACTを検出すると、プリチャージを実行する状態STpchに、その制御状態を遷移させる。
状態STpch:プリチャージ状態
このプリチャージ状態では、切替制御部1219は、活性化信号ACTを検出すると、メインリレーのスイッチ1213Mを開放状態にしたままで、サブリレーのスイッチ1213Sを導通状態に遷移させる。その後、所定の時間が経過すると、切替制御部1219は、メインリレーのスイッチ1213Mを導通状態に遷移させて、スイッチ1213Mとスイッチ1213Sをともに導通状態にする。これにより、プリチャージ亊の突入電流を抑制することができる。例えば、電源部1216の出力電圧が上昇して所定の電圧を超えると、BMU1212は、初期化処理を実行する状態ST1になる。
状態ST1:初期化状態
この初期化状態では、BMU1212は、予め定められた初期化処理を実施する。BMU1212は、初期化処理の終了により、その制御状態を、被制御状態(状態ST2)に遷移させる。なお、この初期化処理に掛かる時間は、予め推定することができ、例えば、時間T1に比べて十分に短いものとする。ただし、初期化処理中に活性化信号ACTが途絶えると、BMU1212は、その制御状態を、活性化信号ACTを待機する待機状態(状態ST0)に遷移させる。
状態ST2:被制御状態
被制御状態(起動状態)とは、バッテリ本体1211の電力をバッテリ121の外部に出力可能な、又はバッテリ121の外部の電力をバッテリ本体1211に入力可能な状態である。例えば、電動二輪車1は、この被制御状態にある場合、MCU140Mからの制御により、バッテリ121の電力を利用して走行できる。
なお、バッテリ121は、外部起動スイッチ148Eの操作に基づく終了指令を受信すると、状態ST0(停止状態)に遷移する。例えば、外部起動スイッチ148Eの操作に基づく終了指令とは、上述の通り、活性化状態で活性化信号ACTを検出することに相当する。
上記の実施形態によれば、バッテリ121の切替制御部1219は、バッテリ本体1211の電力を該蓄電装置の外部に出力可能な、又は該蓄電装置の外部の電力をバッテリ本体1211に入力可能な起動状態と、バッテリ本体1211の電力を該蓄電装置の外部に出力不能な、又は該蓄電装置の外部の電力をバッテリ本体1211に入力不能な非起動状態と、に切り替える。起動装置140は、バッテリ121の外部に設けられ、かつ切替制御部1219と電気的に接続可能な二次電池147を備えることにより、バッテリ121を適用する電動二輪車1の利便性をより高めることができる。
なお、二次電池147(電源部)から切替制御部1219に供給された電力によって、切替制御部1219における状態切り替え動作が行われる。
(第2の実施形態)
以下、図10と11を参照して、第2の実施形態について説明する。
第2の実施形態は、第1の実施形態では二次電池147を利用する事例について説明したが、本実施形態では、これに代えてキャパシタ147Aを利用する事例について説明する。
図10は、第2の実施形態の電動二輪車1のブロック図である。以下、相違点を中心に説明する。制御システム100Aは、前述の制御システム100の起動装置140に代えて、起動装置140Aを備える。
ここで図11を参照して、第2の実施形態の起動装置140Aの構成例について説明する。図11は、第2の実施形態の起動装置140Aの概略構成図である。
起動装置140Aは、起動装置140の管理部145と、DC/DC変換部146と、二次電池147とに代えて、管理部145Aと、DC/DC変換部146Aと、キャパシタ147A(電源部)と、電流制限部147CLとを備える。
キャパシタ147Aは、負極端子が接地されていて、正極端子が、電流制限部147CLを介してDC/DC変換部146Aの出力端子に並列になるように接続される。キャパシタ147Aは、DC/DC変換部146Aの出力電圧によって充電され、バッテリ121を起動させるための電力を蓄える。
過電圧制限部147CLは、キャパシタ147Aの過充電により、キャパシタ147Aの端子間に過電圧が生じることを制限するための保護回路である。例えば、過電圧制限部147CLは、抵抗147Rと、逆バイアスされる定電圧ダイオード147ZDの並列回路として構成されている。
本実施形態の管理部145Aは、制御によりキャパシタ147Aと放電部144との間を、後述のスイッチ146SWを制御して遮断させることができる。
DC/DC変換部146Aは、キャパシタ147Aを充電するための直流を整流する。
DC/DC変換部146Aの第1入力は、放電部144のDC/DC変換部144aの出力に接続される。DC/DC変換部146Aの第2入力は、コネクタCN2の端子aに接続される。DC/DC変換部146Aは、DC/DC変換部144aを経てバッテリ121から供給される直流電力又は起動装置140の外部装置(例えば、充電装置150など。)から供給される直流電力に基づいて、キャパシタ147Aを充電する。DC/DC変換部146Aは、直流電力を出力端子から出力する。なお、DC/DC変換部146Aは、の出力端子は、過電圧制限部147CLとコネクタCN3の端子bに接続されている。
起動装置140Aは、前述の起動装置140と上記の違いがあるが、起動装置140に変えて利用することができる。なお、電力を蓄える媒体が二次電池147とキャパシタ147Aとのように種類が異なるが、それぞれのケースで必要な容量を選定するとよい。
本実施形態についても、第1の実施形態と同様の効果を奏する。
(第3の実施形態)
以下、第3の実施形態について説明する。
第1と第2の実施形態に示した電動二輪車1は、バッテリ121を適用する電力装置の一例である。本実施形態では、バッテリ121を適用する電力装置の他の事例について説明する。
例えば、実施形態の電力装置は、様々な利用形態で利用される。以下、いくつかの利用形態を例示する。
- バッテリ121に電力を蓄えて、その電力を利用するケース(ケース1)
- バッテリ121に蓄えた電力を利用するケース(ケース2)
- バッテリ121に電力を蓄えるケース(ケース3)
ここで例示する各ケースにおけるバッテリ121は、何れの場合であっても各電力装置の本体に対して、又は各電力装置が備える駆動部に対して着脱可能に構成できる。
(ケース1)
バッテリ121に電力を蓄えて、その電力を利用するケース(ケース1)における電力装置の典型的な利用形態として、その電力を電動機などで動力に変換する車両(移動体)などの利用形態が挙げられる。
例えば、電動機の動力を車輪に伝達して駆動させて、その車両を走行させる場合がある。人を運ぶ車両には、自動車(電気自動車、電動自動車、ハイブリッドカー、電動三輪などと呼ばれる。)、オートバイ(電動自動二輪。これは第1の実施形態に相当。)、自転車、一輪車、などがある。物を運ぶ車両には、搬送車、台車(自律走行車)などがある。上記の車両の車輪の個数、駆動輪の個数、駆動軸の配置、運転制御の方法、操向制御の方法などに制限はない。
このような車両の場合、電力を用いて電動機を力行させることのほかに、制動時などに電動機に生じるエネルギーを回生する場合がある。この回生により生じる電力をバッテリ121に充電することで、このケース1に相当する事例になる。
さらに、このケース1に分類される装置には、電動機の動力を車輪に伝達して駆動させて、その車両を走行させるだけでなく、所定の用途にその動力に利用する駆動部を有するものが含まれてよい。特定の作業を支援するように形成された車両には、例えば芝刈り機、雪掻き機などがある。電力装置の適用例には、土木・建設業で利用される建設機械なども含まれる。建築機械は、一般的な車両(乗用車)に比べて移動量が少ない移動体の一例である。このような建設機械の作業用の動力を電動化することによって、作業時の騒音を低減させて、周囲環境への影響を低減できる。
上記の例は、地上(平面上)を移動する車両(移動体)の一例であるが、動力によってプロペラを旋回させて飛行する飛行体(移動体)への適用も可能である。この飛行体は、搭乗者の有無を問わない。また、船舶(移動体)への適用も可能である。この船舶に搭載される電動機は、船舶用の推進機として利用することができる。
さらにこのケース1に分類される装置には、走行用の動力にはその電力を利用せずに、所定の用途にその動力に利用する駆動部を有するものが含まれてよい。
(ケース2)
バッテリ121に蓄えた電力を利用するケース2における電力装置には、上記のケース1に相当する電力装置のほかに、以下のものが含まれる。
例えば、ケース2における電力装置には、バッテリ121に蓄えた電力を、他の機器の供給するものが含まれる。このような電力装置は、給電器、放電器と呼ばれることがある。
上記の電力装置は、他の機器を機能させるための電力を、所定の方式(直流又は交流。交流の場合、単相/3相などの相数の条件を含む。)で所定の定格電圧の電力に、内部に備える電力変換装置によって変換して、その電力装置の外部に出力する。
なお、上記の電力装置は、専らバッテリ121に蓄えた電力を、他の機器の供給することのほか、他の機器が供給する電力を用いて、バッテリ121に電力を蓄えるように形成されていてもよい。上記の場合、給電機のように給電機能を有する電力装置であっても、バッテリ121に電力を蓄える充電器と呼ばれることがある。このような電力装置には、給電機と充電器の双方の機能を有するものが含まれることがある。
(ケース3)
バッテリ121に電力を蓄えるケース3における電力装置には、バッテリ121用のいわゆる充電器が含まれる。なお、ケース3における電力装置は、バッテリ121を充電するために直流電圧を生成する電力変換器(DC/DC変換器、整流器など。)を備えていてよい。
また、複数のバッテリ121を充電するための電力装置のなかには、交換器(バッテリ交換器)などと呼ばれるものがある。このような交換器は、ケース3の装置の一例である。
上記の通り、上記の各電力装置において、バッテリ121の起動装置として、起動装置140又は起動装置140に類似のものを用いることで、第1と第2の実施形態と同様にバッテリ121の起動状態と非起動状態とを切り替えることができる。このように、バッテリ121を適用する電力装置には、車両のほか、車両以外の移動体、充電器、給電器、携帯して利用される装置などが含まれていてもよい。携帯して利用される装置には、雑草などの刈り取り機、生成した風を利用して枯葉などを吹き飛ばすブロア装置などの電力装置が含まれてよい。刈り取り機は、芝刈り機の一例である。上記の刈り取り機、ブロア装置などの電力装置は、これらを機能させる動力を、バッテリ121からの電力を利用する電動機によって生成する。
上記のケース分けの区分は、機能を区分して説明するために便宜上設定したものであり、電力装置が複数の機能を有することを制限するものではない。例えば、給電機は、上記の通りケース2とケース3に含まれる。また、移動用に電力を利用するケース1の電力装置が、電力変換器(インバータ)からの回生電力を利用してバッテリ121を充電していれば、ケース3の適用例に含まれるし、電力装置がさらに備える補機に、他の電力変換器を利用してバッテリ121からの電力を供給する場合には、バッテリ121に蓄えた電力を利用するケース2にも含まれる。
(第4の実施形態)
以下、第4の実施形態について説明する。
本実施形態では、第1と第2の実施形態に示した電動二輪車1のより詳細な具体例について説明する。なお、本実施形態では、キースイッチ99(図1)のノブ99N(図18B)を操作することをきっかけにしてバッテリ121Aの活性化を行う電動二輪車1Aについて説明する。
図12Aと図12Bとを参照して、実施形態の電動二輪車1Aの電源系統について説明する。図12Aは、第4の実施形態の電源系統の概略構成図である。図12Bは、図12に示す電源系統を説明するための図である。図12Aには、その左側にバッテリ121Aが示され、その右側に車体BDに搭載される、PCU50を含む車体側回路と、起動装置140Bとが示されている。
(バッテリ121A)
実施形態のバッテリ121Aは、前述のバッテリ121に対応するものである。
例えば、バッテリ121Aは、バッテリ本体1211(蓄電部)と、トランシーバ1215Aと、電源部1216と、切替制御部1219Aと、コネクタ121Cとを備える。
コネクタ121Cには、高電位出力端子121Pと、低電位側端子121Nと、端子121aから端子121c、121gなどが設けられている。ここに示す以上の端子がさらに設けられていてもよい。これらの各端子は、共通する支持台(不図示)に設けられている。例えば、コネクタ121Cとその各端子には、国際公開番号WO2021/010433パンフレットなどに開示された雌型端子支持台と雌型接続子などを適用してもよい。
コネクタ121Cは、車両BD側に設けられたコネクタ121Cbと対になる。コネクタ121Cの支持台は、コネクタ121Cbの支持台に勘合する。これにより車両BDの移動中に、各端子の結合部が不要に揺動しないように支持される。コネクタ121Cbには、コネクタ121Cの各端子に対応する車両BD側端子がそれぞれ設けられている。例えば、コネクタ121Cの高電位出力端子121Pと、低電位側端子121Nと、端子121aから端子121c、121gには、高電位出力端子121Pbと、低電位側端子121Nbと、端子121abから端子121cb、121gbがそれぞれ対応する。高電位出力端子121Pbと、低電位側端子121Nbと、端子121abから端子121cb、121gbは、コネクタ121Cbに設けられている端子の一例である。上記と同様に、コネクタ121Cbとその各端子には、国際公開番号WO2021/010433パンフレットなどに開示された雄型端子支持台と雄型接続子などを適用してもよい。
トランシーバ1215Aは、トランシーバ1215と同等に信号を変換するほか、その内部の1次側回路と2次側回路を絶縁する絶縁回路を含む。なお、この絶縁機能は、後述する絶縁部1214Aの一部として構成してもよい。例えば、その1次側回路は、CAN-BUS規格に対応し、2次側回路は、切替制御部1219Aに信号を出力する。トランシーバ1215Aの1次側回路は、活性化信号ACTが有意な状態であるときに、活性化信号ACTとして供給される電力の一部を利用して機能する。
切替制御部1219Aは、BMU1212S(断続制御部)と、双方向スイッチ1213A(断続部)と、絶縁部1214Aとを備える。切替制御部1219Aは、BMU1212Sと、双方向スイッチ1213Aと、絶縁部1214Aとを含めて構成した一例である。
絶縁部1214Aは、光カプラなどで構成され、BMU1212Sとコネクタ121Cの間の活性化信号ACTについて、BMU1212S側とコネクタ121C側とを電気的に絶縁する。絶縁部1214Aは、コネクタ121C側から供給される活性化信号ACTを検出して、これを変換して出力する。
双方向スイッチ1213Aは、スイッチ1213M(第1断続部)と、スイッチ1213S(第2断続部)と、スイッチ1213P(第3断続部)とを備える。スイッチ1213M(第1断続部)と、スイッチ1213S(第2断続部)と、スイッチ1213Pは、半導体スイッチング素子(半導体切替素子)を夫々含む。双方向スイッチ1213Aは、各スイッチを半導体スイッチング素子を用いて構成した事例の一例である。この実施形態では、半導体スイッチング素子としてMOSFETを適用した事例を例示する。図12Aに示すMOSFETのシンボルには、MOSFET本体に逆並列に接続されるダイオードを併記している。このダイオードは、MOSFETのボディーダイオードであってもよく、MOSFETとは分離して設けられたダイオードであってもよい。説明を容易にするため、ダイオードに符号をつけて説明する。
例えば、スイッチ1213Mは、MOSFET1213MSと、ダイオード1213MDとを備える。スイッチ1213Sは、MOSFET1213SSと、ダイオード1213SDと、定電流回路1213SCとを備える。スイッチ1213Pは、MOSFET1213PSと、ダイオード1213PDとを備える。例えば、MOSFET1213MSとMOSFET1213PSは、Nチャネル型であり、MOSFET1213SSは、Pチャネル型である。
MOSFET1213PSのソースとダイオード1213PDのアノードは、高電位出力端子121Pに接続されている。
MOSFET1213PSのドレインとダイオード1213PDのカソードには、MOSFET1213MSのドレインとダイオード1213MDのカソードと、定電流回路1213SCの第1端子が接続されている。定電流回路1213SCの第2端子には、MOSFET1213SSのドレインとダイオード1213SDのカソードと、が接続されている。定電流回路1213SCは、所定の値以上のインピーダンスを有する素子を含む。定電流回路1213SCは、放電電流の方向を順方向としたときに、放電電流の電流値を所定の大きさの電流値までに制限する。放電電流の電流値が上記の所定の電流値に満たない場合には、定電流回路1213SCは、回路のインピーダンスなどにより決定される放電電流を流す。定電流回路1213SCは、過電流保護回路の一例である。なお、上記の電流の制限は、定電流回路1213SCとMOSFET1213SSの組み合わせで実現されている。
MOSFET1213MSのソースとダイオード1213MDのアノードと、MOSFET1213SSのソースとダイオード1213SDのアノードとは、高電位出力端子121Pに接続されている。
スイッチ1213M(第1断続部)と、スイッチ1213S(第2断続部)は、充電電流と放電電流の両方を流す第1状態と、放電電流を流す第2状態を設定可能である。
スイッチ1213P(第3断続部)は、充電電流と放電電流の両方を流す第3状態と、充電電流を流す第4状態を設定可能である。
例えば、上記のスイッチ1213M(第1断続部)と、スイッチ1213P(第3断続部)の組み合わせにより、これらをともに導通状態にしたり、遮断状態にしたりすることで双方向スイッチに相当する状態を生成する。また、上記のスイッチ1213S(第2断続部)と、スイッチ1213P(第3断続部)の組み合わせも、上記の組み合わせの場合と同様である。
上記の通り、MOSFET1213MSと、MOSFET1213SSは、互いに並列に接続される。定電流回路1213SCによって電流の大きさが制限されるMOSFET1213SSを、放電開始時などに利用することで、突入電流を制限できる。
双方向スイッチ1213Aは、起動装置140Bからの起動指令に応じたBMU1212Sによる断続制御(ON/OFF control)によって、その稼働状態が切り換わる。
(BMU1212S)
BMU1212Sは、双方向スイッチ1213Aを制御する。また、BMU1212Sは、双方向スイッチ1213Aを用いて、バッテリ121Aの充放電に関わる幾つかの保護機能に係る制御を実行する。保護機能の詳細な一例として、バッテリ121Aの過充電保護と、過電流保護とについて説明する。
例えば、実施形態のBMU1212Sは、状態検出部1212Dと、論理合成部1212Eと、をさらに備える。
状態検出部1212Dは、バッテリ本体1211の動作状態、双方向スイッチ1213Aの温度などを検出する。バッテリ本体1211の動作状態には、各セルの電圧、SoC、バッテリ本体1211に流れる電流、バッテリ本体1211の温度などが含まれる。
バッテリ本体1211の状態が所望の条件を満たしているときに、状態検出部1212Dは、バッテリ121Aを稼働させる信号を出力する。バッテリ121Aを稼働させる信号には、充電有効化信号と放電有効化信号が含まれる。
図12Cを参照して、バッテリ121Aの活性化信号ACTに応じた起動処理について説明する。図12Cは、第1の実施形態のバッテリ121Aの起動処理のフローチャートである。
切替制御部1219Mの活性信号検出部1212Aは、活性化信号ACTを検出すると(ステップSB51)、電池制御部1212Bを活性化させる。
切替制御部1219Mの電池制御部1212Bは、この活性化要求に応じて、バッテリ121の充電を許可する信号を出力して、論理合成部1212Eを介してMOSFET1213PSをONにする。なお、このとき、状態検出部1212Dが充電有効化信号を出力しているものとする。さらに、電池制御部1212Bは、放電を許可する信号を出力して、MOSFET1213SSをONにする(ステップSB52)。さらに、電池制御部1212Bは、切替制御部1219Mからの通知を含めて、MOSFET1213PSをONにするとよい。
所定の条件が満たされた段階で、状態検出部1212Dは、論理合成部1212Eを介してMOSFET1213MSをONにする(ステップSB53)。
上記の手順によって、MOSFET1213PSと、MOSFET1213SSと、MOSFET1213MSの各素子がONになる。切替制御部2451WO011219Mは、このような状態になったことを、切替制御部1219Sに通知する。
なお、上記の通り、状態検出部1212Dと論理合成部1212Eとの組み合わせは、前述の切替制御部1219S(図6)による制御に相当する。
前述の図12Aに戻り説明を続ける。実施形態のBMU1212Sは、バッテリ本体1211の充電を制限すべき状況が発生すると、2通りの保護対策を実施可能に構成されている。第1保護対策は、活性信号検出部1212Aから論理合成部1212Eを経てこの状態の継続を解除する第1保護である。第2保護対策は、状態検出部1212Dの結果を診断した状態検出部1212Dの診断結果を用いて、論理合成部1212Eを経てこの状態の継続を解除するものである。
例えば、この制御により、状態検出部1212Dは、平時には、その充電時にスイッチ1213S内のMOSFET1213PSを導通状態にする。また、状態検出部1212Dは、バッテリ本体1211の各セルの電圧の異常、又は直列に接続された全セルの両端に掛かる電圧の異常(過電圧状態)、又はバッテリ本体1211の温度異常、双方向スイッチ1213Aの温度異常を検出した場合には、MOSFET1213PSを遮断状態にする。状態検出部1212Dは、論理合成部1212Eを介して、スイッチ1213のMOSFET1213PSのゲート電圧を制御することで、これを実現する。
(起動装置140B)
起動装置140Bは、車両BD及びPCU50に対して着脱容易に構成され、車両BD及びPCU50に接続された状態で利用される。
起動装置140Bは、起動装置140(図5)と基本的に同様の回路で構成してよい。図12Aにその主たる構成要素を示す。起動装置140Bは、例えば、活性化信号生成部141と、トランシーバ143と、管理部145と、DC/DC変換部146と、二次電池147(電源部)と、スイッチ148Bとを備える。
スイッチ148Bは、前述のスイッチ148(図5)と同様に接続されている。このスイッチ148Bは、キースイッチ99のノブ99N(図18B)の操作に応じて連動する。例えば、キースイッチ99をONに操作するとスイッチ148Bを導通させる。その結果、二次電池147(電源部)の電力が、スイッチ148Bを介して、活性化信号生成部141に供給される。活性化信号生成部141は、この電力を活性化信号ACTとして、バッテリ121Aに供給する。
上記のように、バッテリ121Aは、活性化信号ACTの供給を検出することにより、これに応じて起動する。バッテリ121Aが起動すると、バッテリ121Aからの電力が高電位出力端子121Pを介して車両BD側に供給される。
なお、DC/DC変換部146は、バッテリ121Aが出力する直流電位を降圧して、二次電池147に供給して、二次電池147を充電する。
<起動手順>
図12Dを参照して、本実施形態に適用されるバッテリ121Aの典型的な起動手順の一例を示す。図12Dは、第4の実施形態に適用されるバッテリ121Aの起動手順のフローチャートである。
本実施形態の場合、乗員は、電動二輪車1に対して、以下の操作を行う。例えば、この電動二輪車1は、起動装置140BがPCU50に対して接続された状態にある。
(1)乗員は、例えば電動二輪車1の利用を開始する段階で、キースイッチ99のノブ99Nを操作して、キースイッチ99をロック(「LOCK」)又は「OFF」にセットする。
(2)乗員は、充電済みのバッテリ121を電動二輪車1に搭載する。
(3’)乗員は、キースイッチ99のノブ99Nを操作して、キースイッチを「ON」にセットする。
起動装置140Bは、初期化処理を実施して(ステップSU10)、これを終えて待機状態になる。待機状態にあるときに、このノブ99Nを押し込む操作(ノブ99Nの「PUSH」操作という。)を検出して(ステップSU20)、さらにノブ99Nが「ON」の位置まで移動された操作を検出する(ステップSU40)と、これに連動してスイッチ148BがONになる。
これにより、起動装置140Bは、活性化信号生成部141によって生成される活性化信号ACTをバッテリ121Aに送ってバッテリ121Aの活性化を開始して起動させる(ステップSU50)。起動装置140Bは、その起動が完了するとチャイム音を出力して、動作状況の監視処理に遷移する(ステップSU60)。起動装置140Bは、ノブ99Nの「OFF」操作を検出するまでこの状態を継続する(ステップSU70)。
(4’)乗員は、チャイムの鳴動により、バッテリ121Aの活性化完了を確認する。
(5)から(7)の各手順は、前述した手順と同じである。なお、上記の手順から、各手順を適宜省略してよいことは、第1の実施形態と同様である。
なお、起動装置140Bは、ノブ99Nの「OFF」操作を検出すると、バッテリ121Aを非活性化して、処理を終える。
上記の実施形態によれば、起動装置140Bは、PCU50とは別体で設けられていて、PCU50に対して接続された状態で、バッテリ121Aを起動させる。実施形態の起動装置140Bは、前述の起動装置140(図2、図3C)のように、PCU50とは分離して配置することができる。
上記を別の観点で示すと、起動装置140Bと、PCU50は、別のユニットで構成されている。本実施形態の起動装置140Bには、上記の通りDC/DC変換部146と、スイッチ148Bと、活性化信号生成部141と、トランシーバ143と、管理部145とが設けられている。PCU50には、トランシーバ143Mと、管理部145Mとが設けられている。少なくとも、DC/DC変換部146と、トランシーバ143とは、同一のユニットに実装されている。これに対し、DC/DC変換部146と、トランシーバ143Mとは、別のユニットに実装されている。管理部145Mは、PDU130(駆動部)の近くに配置される。この管理部145Mと同じユニットに配置されるトランシーバ143Mと、起動装置140Bに配置されるトランシーバ143とは、CAN-BUSにそれぞれ接続されている。このようにCAN-BUSを利用した通信を用いることで、物理的な配置関係の制約を緩和させることができる。例えば、起動装置140Bを、図1から図3に例示した配置位置よりも、PCU50から離れた位置に配置することも可能である。
さらに、バッテリ121は、電動二輪車1などの電力装置に対して着脱可能に設けられる。電力装置は、電動二輪車1のほか、給電器、充電器でもよい。実施形態の電力装置は、例えば、電力を消費する動作部を備える。PDU130と、電動モータ135は、電動二輪車1における動作部の一例である。
バッテリ121のバッテリ本体1211(蓄電部)と、PDU130と電動モータ135などの動作部とは、第1電力伝達経路PL1(図12B)を介して電気的に接続される。
二次電池147と切替制御部1219とは、第2電力伝達経路PL2(図12B)を介して電気的に接続される。第1電力伝達経路PL1と第2電力伝達経路PL2は、電力伝達経路[電気伝達経路]の一例である。
起動装置140は、起動装置140の外部の電源が接続される第1外部接続部を有する。実施形態のコネクタCN1の端子140Pは、第1外部接続部の一例である。例えば、端子140Pには、バッテリ121が接続される。二次電池147とコネクタCN1の端子140Pとは電気的に接続される。
二次電池147は、第1電力伝達経路PL1に対し第3電力伝達経路PL3(図12B)を介して電気的に接続される。第3電力伝達経路PL3は、電力伝達経路の一例である。端子140Pに対し、第3電力伝達経路PL3が接続される。
上記のように電動二輪車1における起動装置140は、第3電力伝達経路PL3上にDC/DC変換部146(電力変換部)が設けられている。DC/DC変換部146は、降圧部の一例である。なお、DC/DC変換部146が設けられる位置は、第3電力伝達経路PL3上であればよい。DC/DC変換部146が起動装置140内に配置されることに制限はなく、例えば、電動二輪車1内であれば起動装置140の外部であってもよい。
以下、実施形態のバッテリ121について整理する。
バッテリ121は、起動装置140から活性化信号ACT(起動信号)を受けて起動する。バッテリ121は、バッテリ本体1211(蓄電部)と、切替制御部1219Sとを備える。切替制御部1219Sは、起動装置140からの電力によって、起動状態と非起動状態との切り替えを実施するように構成されている。
このようなバッテリ121は、高電位出力端子121P(第2電力接続部)と、端子121a(第4電力接続部)と、を備える。高電位出力端子121P(第2電力接続部)は、第1電力伝達経路PL1上に介装され互いに着脱可能に設けられる一対の高電位出力端子121Pb(第1電力接続部)及び高電位出力端子121P(第2電力接続部)のうちの前者である。端子121a(第4電力接続部)は、第2電力伝達経路PL2上に介装され互いに着脱可能に設けられる一対の端子121ab(第3電力接続部)及び端子121a(第4電力接続部)のうちの前者である。電位出力端子121Pb(第1電力接続部)、高電位出力端子121P(第2電力接続部)、端子121ab(第3電力接続部)及び端子121a(第4電力接続部)は、電力接続部の一例である。このような電力接続部は、着脱自在なコネクタやカプラ(端子)であってもよく、これに代えて、ケーブルが固定される結線部等でもよい。
高電位出力端子121P(第2電力接続部)と、端子121a(第4電力接続部)とは、一体的に設けられる。例えば、高電位出力端子121P(第2電力接続部)と、端子121a(第4電力接続部)とは、物理的に一体的に形成された支持部に設けられている。高電位出力端子121P(第2電力接続部)と、端子121a(第4電力接続部)とを支持する支持部は、物理的に一体的に形成されている。これにより、一度の脱着作業で2つの経路を断続可能にする。
上記の通り、バッテリ121の切替制御部1219Aは、絶縁部1214Aと、BMU1212Sとを備えている。絶縁部1214A(信号変換部)が、二次電池147の出力に基づいて生成された電力を、切替制御部1219Aの出力状態を切り換える切替信号に変化させると、BMU1212Sは、その切替信号の検出に応じて双方向スイッチ1213A(断続部)を制御する。双方向スイッチ1213Aは、制御により断続が制御される複数のMOSFETを含むとよい。
例えば、BMU1212Sは、絶縁部1214Aによって生成される出力許可を示す切替信号を検出しない場合に、複数のMOSFETを夫々遮断状態にするように制御して、バッテリ121の非起動状態を生成する。これに対し、BMU1212Sは、上記の出力許可を示す切替信号を検出した場合に、複数のMOSFETを夫々導通状態にするように制御して、バッテリ121の起動状態を生成する。なお、二次電池147(電源部)の出力に基づいて生成された電力、又は二次電池147が出力する電力のことを、単に電源部の電力ということがある。このようにして、BMU1212Sは、二次電池147の電力に基づいて、双方向スイッチ1213Aを制御することにより、バッテリ121の状態を制御することができる。
電動二輪車1A(電力装置)は、PCU50内に、PDU130と、PDU130などの動作部を制御するMCU140M(第1制御部)とを備える。起動装置140は、MCU140Mと物理的に近接した位置に配置される。この位置は、起動装置140と、MCU140Mを含むPCU50との電気的な関係が近いということを単に示すものではない。例えば、前述の図2の断面図に示すように、車両BDにおいて、PCU50と、起動装置140を搭載する位置を、車両BDの長さに比べても十分に近い位置に配置するとよい。
MCU140M(第1制御部)は、バッテリ121の断続部1213を制御するBMU1212S(第2制御部)と、CAN-BUSを含む通信経路を介して通信可能に接続される。バッテリ121は、CAN-BUSを含む通信経路上に介装され互いに着脱可能に設けられる一対の通信用の端子である端子121bbと121cb(第1通信接続部)及び端子121bと121c(第2通信接続部)のうちの端子121bと121cを備える。
上記のように、電動二輪車1Aの場合、比較的容量の大きなサブバッテリを設けずに構成できる。例えば、二次電池147(電源部)からバッテリ121A内の切替制御部1219Aに供給された電力によって、切替制御部1219Aにおける状態切り替え動作が行われる。二次電池147の容量は、例えば、切替制御部1219Aにおける状態切り替え動作を可能にする容量を満たす程度のものでよい。
これに対し、鉛電池などの比較的容量の大きなサブバッテリを設ける比較例の場合には、蓄電装置を適用する電力装置のコストの増加を招いたり、サブバッテリを電力装置内に配置する場所の確保が必要になったり、サブバッテリの定期メンテナンスなどが必要になったりすることがあった。
本実施形態の電動二輪車1Aであれば、上記の比較例とは異なり、バッテリ121Aを利用する際の利便性をより高めることができる。
(第4の実施形態の第1変形例)
図13を参照して、第4の実施形態の第1変形例について説明する。第4の実施形態に示した起動装置140Bは、トランシーバ143と、管理部145とを備えるものであった。本変形例は、上記に代えて、起動装置140Cの外部にトランシーバ143と、管理部145とを備える電動二輪車1Bについて説明する。
図13は、第4の実施形態の第1変形例の電源系統の概略構成図である。図13には、電動二輪車1Bに係るPCU50Aを含む車体側回路と、起動装置140Cとが示されている。
PCU50Aは、PCU50のトランシーバ143Mと、管理部145Mに代えて、トランシーバ143と、管理部145Aとを備える。管理部145Aは、トランシーバ143を介してCAN-BUSに接続される。管理部145Aは、管理部145と管理部145Mの主たる機能を併せ持つ。換言すれば管理部145Aは、管理部145と管理部145Mの機能を統合し一体化したものである。具体的には、管理部145Aは、スロットル(アクセル)センサ180(図4)からの出力要求の情報に基づいて、PDU130などを制御する。さらに、管理部145Aは、バッテリ121Aの状態を監視するとともに、その活性化・非活性化を制御する。
起動装置140Cは、起動装置140Bに比べて、トランシーバ143と、管理部145とが削除され、コネクタCN1に代えてコネクタCN1Aを備える。コネクタCN1Aは、コネクタCN1に比べて、CAN-BUSに接続される端子(端子140bと140c)が削除されている。
PCU50Aには、起動装置140Cが着脱可能に接続される。PCU50Aと起動装置140Cは、ケーブルを介して接続されてもよく、1対のコネクタで接続されてもよい。例えば、PCU50Aは、コネクタCN1Aに対になるコネクタCN1Abを備える。コネクタCN1Abに設けられる端子は、コネクタCN1Aと同様に、コネクタCN1bに比べて、CAN-BUSに接続される端子(端子140bbと140cb)が削除されている。図13に示す形態は、コネクタ接続の一例であるがこれに制限されない。
本変形例によれば、着脱可能なユニットが、起動装置140Bから起動装置140Cに代わるが、上記の実施形態と同様の効果を奏する。なお、管理部145Aとして一体化したことにより、構成を簡素化できる。
上記を別の観点で示すと、起動装置140Cと、PCU50Aは、別のユニットで構成されている。本変形例の起動装置140Cには、DC/DC変換部146と、スイッチ148Bと、活性化信号生成部141とが設けられている。本変形例のPCU50Aには、トランシーバ143と、管理部145Aとが設けられている。少なくとも、DC/DC変換部146と、トランシーバ143とは、別のユニットに実装されている。
(第4の実施形態の第2変形例)
前述の図12Aを参照して、第4の実施形態の第2変形例について説明する。第4の実施形態に示した起動装置140Bは、活性化信号ACTをバッテリ121Aに供給して、バッテリ121Aを起動させる。この後、起動装置140Bにはバッテリ121Aからの電力が供給される。起動装置140Bは、これを用いて、DC/DC変換部146が二次電池147を充電するものであった。本変形例の起動装置140Bは、上記に代えて、二次電池147を充電する機能を有していないものであってもよい。具体的には、降圧型のDC/DC変換部146を起動装置140Bから削除できる。この場合、外部に設けた充電装置(電源装置)150を用いて、充電装置150からの電力で二次電池147を充電するとよい。
(第5の実施形態)
図14を参照して、第5の実施形態について説明する。
第4の実施形態と、その第1変形例に示した電動二輪車1は、着脱容易に構成された起動装置140B又は起動装置140Cを備えるものであった。本実施形態では、これに代えて、二次電池147を着脱容易に構成した電動二輪車1Cについて、第4の実施形態の第1変形例の構成との違いを中心に説明する。
図14は、第5の実施形態の電源系統の概略構成図である。図14には、車体BDに搭載される、PCU50Bを含む車体側回路と、起動装置140Dとが示されている。
起動装置140Dは、前述の起動装置140Cとは異なり、PCU50Bに対して装着又は実装されている。それゆえ、起動装置140Dは、起動装置140Cとは異なり、コネクタCN1Aを備えていない。PCU50Bは、PCU50Aとは異なり、コネクタCN1Abを備えていない。上記のようにコネクタCN1AとコネクタCN1Abとが削除されているが、起動装置140DとPCU50B間の電気的な接続関係で、上記のコネクタCN1AとコネクタCN1Abとを経由していたものには違いがない。
次に、二次電池147(電源部)を着脱型に代えたことによる相違点について説明する。着脱型の二次電池を二次電池147Bと呼ぶ。
起動装置140Dは、起動装置140Cに比べて、二次電池147(電源部)を備えていない。これに代えて、起動装置140Cは、二次電池147Bを接続するために接続部CN6bを備える。接続部CN6bの端子aは、DC/DC変換部146と活性化信号生成部141とを接続する第3電力伝達経路PL3に接続され、接続部CN6bの端子bは、基準電位に接続される。接続部CN6bの形状及び接続形態は、適宜定めてもよい。
二次電池147Bは、二次電池147(図5)に代わる電源部の一例である。二次電池147Bは、二次電池本体1471を備える。二次電池147Bの二次電池本体1471の種類及び容量は、前述の二次電池147と同等の方法で決定してよい。
二次電池147Bは、起動装置140Cの接続部CN6bに電気的に接続するための接続部CN6を備える。接続部CN6は、例えばコネクタとして形成されていてよい。なお、二次電池147Bには、携帯端末装置に直流電力を供給する所謂モバイルバッテリ装置を適用してもよい。二次電池147Bは、二次電池本体1471に加えて、これに付随する充放電制御回路を備えていてもよい。
<起動手順>
本実施形態に適用される、二次電池147Bを用いたバッテリ121Aの典型的な起動手順の一例を示す。
本実施形態の場合、乗員は、電動二輪車1Cに対して、以下の操作を行う。例えば、この電動二輪車1Cには、二次電池147Bが接続されていない状態にある。
(1)乗員は、例えば電動二輪車1の利用を開始する段階で、キースイッチ99のノブ99Nを操作して、キースイッチをロック(「LOCK」)又は「OFF」にセットする。
(2)乗員は、充電済みのバッテリ121Aを電動二輪車1に搭載する。
(2’)乗員は、充電済みの二次電池147Bを、電動二輪車1の起動装置140Dに接続する。
(3’)乗員は、キースイッチ99のノブ99Nを操作して、キースイッチを「ON」にセットする。
起動装置140Dは、このキースイッチ99のノブ99Nの操作を検出して、バッテリ121Aに活性化信号ACTを送ってバッテリ121Aの活性化を開始して起動させる。
(4’)乗員は、チャイムの鳴動により、バッテリ121Aの活性化完了を確認する。
(5)から(7)の各手順は、前述した手順と同じである。
この二次電池147Bは、電動二輪車1Cの起動装置140Dに接続されている状態で充電される。バッテリ121Aの活性化完了後に、二次電池147Bを、電動二輪車1の起動装置140Dから外すことも可能である。
上記の実施形態によれば、二次電池147Bは、バッテリ121Aの外部に設けられ、かつ切替制御部1219Aと電気的に接続可能な電源部である。このような二次電池147Bは、起動装置の一例である。上記のように着脱する構成の範囲が、前述の実施形態とは異なるが、前述の実施形態と同様の効果を奏する。
なお、上記の通り、二次電池147Bは、二次電池147Bの外部の電源が接続される第1外部接続部を有する。実施形態の接続部CN6bの端子a、bは、第1外部接続部の一例である。接続部CN6bには、二次電池147Bの二次電池本体1471に接続される接続部CN6の端子a、bが電気的に接続される。
二次電池147Bは、第1電力伝達経路PL1に対し第3電力伝達経路PL3を介して電気的に接続される。第3電力伝達経路PL3は、電力伝達経路の一例である。接続部CN6bの端子aに対し、第3電力伝達経路PL3が接続される。
(第6の実施形態)
図15を参照して、第6の実施形態について説明する。
第5の実施形態に示した電動二輪車1Cは、着脱容易に構成される二次電池147Bは、起動装置140Cの接続部CN6bに接続されるものであった。本実施形態では、これに代えて、バッテリ121Bに着脱可能に接続されるように構成される二次電池147BBを用いる電動二輪車1Dについて説明する。
図15は、第6の実施形態の電源系統の概略構成図である。
バッテリ121Bは、バッテリ121Aに対して、さらに接続部CN6Abを備える。
接続部CN6Abの端子aは、コネクタ121Cにおいて活性化信号ACTが電気的に授受される接続コネクタ121Cの端子121aに電気的に接続されている。接続部CN6Abの端子bは、バッテリ121BにおけるPCU50Bとのインタフェース側の基準電位になる接続コネクタ121Cの端子121g接続されている。
実施形態によれば、このように構成されたバッテリ121Bは、コネクタ121Cを経て活性化信号ACTを受けることのほか、接続部CN6Abを経て、二次電池147BBからの活性化信号ACTBを受けることができる。このように、バッテリ121Bは、活性化信号ACTと活性化信号ACTBの2系統の活性化信号を受ける接続端子を夫々備える。これにより、活性化信号を受ける接続端子を冗長化できる。この場合、二次電池147Bの装着は、接続部CN6bへの装着と接続部CN6Abへの装着の両方であってもよく、何れか一方のみの装着であってもよい。
なお、コネクタ121Cにおける高電位出力端子121P(第2電力接続部)と、接続部CN6Ab(第4電力接続部)とは、別個独立に設けられている。このように構成することにより、高電位出力端子121Pが高電位出力端子121Pbに装着中であっても、接続部CN6Ab(第4電力接続部)と接続部CN6(第3接続部)との着脱を行える。
(第6の実施形態の第1変形例)
前述の図14を参照して、第6の実施形態の第1変形例について説明する。
第6の実施形態のバッテリ121Bは、活性化信号ACTと活性化信号ACTBの2系統の活性化信号を受ける接続端子を夫々備えるものであった。本変形例に示す事例は、活性化信号ACTBを受ける経路が、先の実施形態とは異なる。以下、これについて説明する。
前述のバッテリ121A(図14)は、コネクタCN1の端子121aを利用して、活性化信号ACTを受けていた。これに加えて、コネクタCN1に端子121d(不図示)を追加して、この端子を利用して活性化信号ACTBを受けるように構成してもよい。
このようなバッテリ121Bは、バッテリ121Aの外部の電源が接続される第2外部接続部(CN6b)と、切替制御部1219Aと第2外部接続部(CN6b)とを電気的に接続する第4電力伝達経路(PL4)と、を有している。これにより第4電力伝達経路(PL4)は、前記第2電力伝達経路と並列に設けられた構成になっている。第2外部接続部(CN6b)は、二次電池147BB(起動装置)を接続可能に設けられている。
さらに、この場合のバッテリ121Aは、その内部でコネクタCN1の端子121aと端子121dが短絡されていればよい。
本変形例によれば、バッテリ121Aは、そのコネクタCN1から、冗長化された活性化信号(ACT)を受けることができる。
(第6の実施形態の第2変形例)
図16を参照して、第6の実施形態の第2変形例について説明する。
第6の実施形態のバッテリ121Bは、活性化信号ACTと活性化信号ACTBの2系統の活性化信号を受ける接続端子を夫々備えるものであった。本変形例に示す事例は、活性化信号ACTBを受けるものである。以下、これについて説明する。
図16は、第6の実施形態の第2変形例の電源系統の概略構成図である。図16には、バッテリ121Eと、車体BDに搭載されるPCU50Cを含む車体側回路とが示されている。
本変形例のPCU50Cは、前述のPCU50Bに対して、起動装置140Dを備えていないこと、管理部145Aに代えて管理部145Bを備えることが異なる。
管理部145Bは、キースイッチ99の状態示す情報を、スイッチ1213Sの制御に利用しない。管理部145Bは、管理部145Aに比べて、この点が異なる。管理部145Bは、キースイッチ99がONになったことを検出すると、CAN-BUSを経由する通信によって、バッテリ121EのBMU1212Tにこれを通知する。
本変形例のバッテリ121Eは、実施形態のバッテリ121Bと同様に、接続部CN6Abを経て、二次電池147BBからの活性化信号ACTBを受けることができる。ただし、バッテリ121Eは、活性化信号ACTを受ける経路を備えていない。また、バッテリ121Eは、切替制御部1219Aに代えて切替制御部1219Bを備える。切替制御部1219Bは、切替制御部1219AのBMU1212Sに代えてBMU1212Tを備える。
BMU1212Tは、二次電池147BBが接続部CN6Abに装着されると、これに応じた活性化信号ACTBを受ける。BMU1212Tは、さらに、管理部145BとCAN-BUSとを経由して、キースイッチ99がONになったことの通知を受ける。BMU1212Tは、活性化信号ACTBを受けている期間内に、キースイッチ99がONになったことの通知を受けた場合に、バッテリ121Eを活性化させる。
このように、活性化信号ACTを出力しないPCU50Cを利用する場合には、二次電池147BBを用いるとよい。これにより、バッテリ121Eは、活性化信号ACTBを二次電池147BBから受けることができる。
なお、バッテリ121EのBMU1212Tは、キースイッチ99がONになったことを通信によって検知する。これにより、単に二次電池147BBが接続された段階では、BMU1212Tは、バッテリ121Eが活性化することを抑制する。その後、キースイッチ99がONになったことを検知した段階で、BMU1212Tは、活性化を開始する。これにより、バッテリ121Eが不用意に電力を出力することがなくなる。
本変形例によれば、PCU50Cと二次電池147BBを用いることで、バッテリ121Eを活性化させることができる。
このようなバッテリ121Eは、バッテリ121Aの外部の電源が接続される第2外部接続部(CN6b)と、切替制御部1212Sと第2外部接続部(CN6b)とを電気的に接続する第4電力伝達経路(PL4)と、を有している。これにより第4電力伝達経路(PL4)は、前記第2電力伝達経路と並列に設けられた構成になっている。第2外部接続部(CN6b)は、二次電池147BB(起動装置)を接続可能に設けられている。
(第7の実施形態)
図17を参照して、第7の実施形態について説明する。
第4の実施形態に示した電動二輪車1のバッテリ121Aは、活性化信号ACTを、切替制御部1219A内の切替制御部1219Mによって検出して、スイッチ1213Sを導通状態に遷移させていた。これに代えて、本実施形態は、活性化信号ACTを、スイッチ1213Sの状態遷移用に直接利用する事例について、第4の実施形態の構成との違いを中心に説明する。
図17は、第7の実施形態の電源系統の概略構成図である。図17には、バッテリ121Dと、PCU50を含む車体側回路と、起動装置140Bとが示されている。PCU50を含む車体側回路と、起動装置140Bは、車体BDに搭載される。
バッテリ121Dは、バッテリ121Aに対して、スイッチ1213Sのゲートに供給される信号が、絶縁部1214によって変換された活性化信号ACTである点が異なる。スイッチ1213Sの状態は、活性化信号ACTの状態により決定する。活性化信号ACTが有意になると、スイッチ1213Sは導通状態になる。活性化信号ACTが消失すると、スイッチ1213Sは遮断状態になる。
上記のように、第4の実施形態の構成に比べると、スイッチ1213Sが導通状態になる期間に違いが生じるが、活性化信号ACTの状態で、スイッチ1213Sの状態を決定できる。
(第8の実施形態)
図18Aから図20を参照して、第8の実施形態について説明する。
第4の実施形態に示した電動二輪車1のバッテリ121Aの起動操作に、車両BDに配置されているキースイッチ99を利用する事例を説明した。これに代えて、本実施形態は、バッテリ121Aの起動操作に、リモートキー99Sを利用する電動二輪車1Gについて、第4の実施形態の構成との違いを中心に説明する。
図18Aは、第8の実施形態の起動装置の概略構成図である。図18Aには、起動装置140Eのほか、電動二輪車1Gに付随して利用されるリモート操作用のリモートキー99Sが示されている。図18Bは、図18Aに係るキースイッチ99の正面図である。
起動装置140Eは、前述の図12Aの起動装置140に代わるものである。起動装置140Eは、前述の図12Aに示したバッテリ121Aと、PCU50を含む車体側回路とともに、車体BDに搭載される。
図18Aに示す、起動装置140Eとリモートキー99Sには、車両用電子キーシステムが含まれる。車両用電子キーシステムの基本的な構成には、例えば車載装置160と、携帯機170とが含まれる。車載装置160は、車両BDに搭載される車両側制御装置である。携帯機170は、車両BDの乗員等の利用者・操作者に携帯(所持)されて、車載装置160と無線により交信する。
リモートキー99Sは、携帯機170の主たる機能を実現するICチップを含む。リモートキー99Sには、カードキー型と従来キー型がある。この実施形態のリモートキー99Sとして、使用者がポケット等に所持したままバッテリ121Eを利用可能にするカードキー型を例示する。これに制限されない。
リモートキー99Sは、例えば、二次電池147に比べて、さらに携帯機170と、スイッチ175とを備える。
携帯機170は、例えば、LF受信回路171と、RF送信回路172と、電源部173(PS)と、コントロールユニット174とを備える。LF受信回路171と、RF送信回路172は、アンテナを含む。LF受信回路171は、例えば、125[kHz]のLF信号であるリクエスト信号Srを受信する。RF送信回路172は、例えば、315[MHz]のRF信号である応答信号Saを送信する。電源部173は、例えば二次電池本体1471から電力の供給を受けて、リモートキー99S内の各部に電力を供給する。これに代えて、電源部173が、携帯機170用の一次電池177を備えていて、この一次電池177の電力を利用してもよい。コントロールユニット174は、電源部173から電力の供給を受けて機能する。コントロールユニット174は、平時にはスリープ状態となっていてよい。例えば、コントロールユニット174は、スイッチ175の操作に応じて起動して、スイッチ175の操作に応じた信号を送信する。また、コントロールユニット174は、車載装置160から携帯機170に対して送信されたリクエスト信号Srの受信により起動して、所定の条件が満たされた場合にリクエスト信号Srに対する応答信号を車載装置160に対して送信する。なお、コントロールユニット174は、備える記憶部176に認証処理用の認証情報を格納することができる。例えば、コントロールユニット174は、認証情報を用いて照合処理をしたり、車載装置160に対してこの認証情報を送信したりするように構成されている。
車載装置160のコントロールユニット164は、電力の供給を受けている。例えば、コントロールユニット164は、平時にはスリープ状態となっている。コントロールユニット164は、キースイッチ99の操作、キースイッチ99を制御する制御部160の制御、又はRF信号の受信の何れかをきっかけに、これに応じて起動する。コントロールユニット164は、その後車載装置160から携帯機170に対して、リクエスト信号Srを送信する。なお、車載装置160の各アンテナの配置に制限はなく、車両BD内の所望の位置に配置してよい。
なお、車載装置160から携帯機170に対して送信されるリクエスト信号Srは、携帯機170を起動するための起動コードを含むデータ数の比較的に少ない起動リクエスト信号Sr1と、セキュリティ性を確保するためにチャレンジコードを含むデータ数の比較的に多いチャレンジコードリクエスト信号Sr2とを含めて構成される。起動リクエスト信号Sr1と、チャレンジコードリクエスト信号Sr2の構成及び送信方法は、既知の方法などを参照して適宜定めてよい。なお、車載装置160は、上記手順のなかで、例えば、携帯機170が送信するIDを取得して、備えている認証用IDと取得したIDとを照合して、携帯機170の認証可否、つまりリモートキー99Sの妥当性を検証するとよい。
図18Bに示すように、キースイッチ99には、そのノブであるノブ99Nが設けられている。例えば、キースイッチ99には、ノブ99Nのノブ押し操作と回転操作をそれぞれ検出するために、ノブ押し検出スイッチ991とノブ回転検出スイッチ992と、キースイッチ制御部993とが設けられている。
ノブ99Nは、運転者等の使用者により、LOCK位置で押し込むこと及びLOCK位置からOFF位置へ、OFF位置からON位置へ回転可能に設けられている。このノブ99Nは、ノブ99Nの操作を制限するノブロックを設定するロック(LOCK)位置と、ノブ99Nを押して(PUSH)、車載装置160と携帯機170との間での認証が成功するとノブロックが解除されると回転可能な位置であり始動準備中又は停止中のオフ(OFF)位置と、バッテリ121Aを起動させて、その後運転するときのオン(ON)位置に、順に回転することが可能である。ON位置で、バッテリ121からPCU50等に電力が供給され、走行可能になる。
図19を参照して、本実施形態のバッテリ121の起動時の処理について説明する。図19は、本実施形態のバッテリ121の起動時の処理の手順を示すフローチャートである。
キースイッチ制御部993は、初期化処理を実施する(ステップSU10)。
キースイッチ制御部993は、ノブ99Nの「PUSH」操作がなされたか否かを識別する(ステップSU20)。ステップSU20における判定により、ノブ99Nの「PUSH」操作が識別されなかった場合(ステップSU20:No)、キースイッチ制御部993は、ステップSU40の処理に進ませる。ステップSU20における判定により、ノブ99Nの「PUSH」操作が識別された場合(ステップSU20:Yes)、キースイッチ制御部993は、車載装置160を制御して、車載装置160に携帯機170の認証処理を実施させる(ステップSU30)。
ステップSU20の判定の後、又は、ステップSU30の処理を終えた後、キースイッチ制御部993は、認証可否を識別する(ステップSU40)。ステップSU40における判定により、認証成功の場合(ステップSU40:Yes)、キースイッチ制御部993は、バッテリ121の起動処理(活性化状態に遷移させる処理)を実施する(ステップSU50)。ステップSU50の起動処理を終えた後、キースイッチ制御部993は、通常動作中の動作状況を監視する(ステップSU60)。
ノブ99Nの「OFF」操作が検出されるまで、キースイッチ制御部993は、動作状況の監視を継続して(ステップSU70)、異常が検出されたら所定の処理を実施する。ノブ99Nの「OFF」操作が検出された場合には、キースイッチ制御部993は、バッテリ121の機能停止処理(非活性化状態に遷移させる処理)を実施する。
図20を参照して、本実施形態のリモートキー99Sの携帯機の処理について説明する。図20は、本実施形態の携帯機の処理の手順を示すフローチャートである。以下、携帯機170を例示して説明する。
携帯機受信部171は、LF信号を受信する(ステップSS31)。
次に、携帯機制御部174は、受信した信号に含まれる携帯機の識別番号と自機に割り付けられている識別番号とを照合し、照合が成功したか否かを判定する(ステップSS32)。ステップSS32における照合の結果、照合が不成功であったと判定した場合(ステップSS32:No)、処理を終える。
一方、ステップSS32における照合の結果、照合が成功したと判定した場合(ステップSS32:Yes)、携帯機制御部174は、受信信号に対する応答を携帯機送信部172から送信させるアンサー処理を実施して、処理を終える(ステップSS34)。
上記の実施形態によれば、リモートキー99S(起動装置)は、電動二輪車1Gに対して着脱可能に設けられる。
リモートキー99Sは、電動二輪車1Gの利用者の該電力装置の起動の意思を受け付けるキースイッチ99(入力部)又はキースイッチ99を制御する車載装置160(制御部)と通信可能に設けられ、キースイッチ99への入力情報に基づいて、二次電池本体1471の電力をリモートキー99Sの外部に供給するよう設けられている。
リモートキー99Sは、二次電池本体1471と直列に、二次電池本体1471の電力を該起動装置の外部に供給するか否かを切り替える開閉部(148、148B)が設けられている。
リモートキー99Sは、電動二輪車1Gの利用許可に係る認証に供される認証情報を記憶する記憶部176を備える。リモートキー99Sは、電動二輪車1Gの車載装置160(第1通信部)と通信可能に設けられる携帯機170(第2通信部)を備える。
リモートキー99Sの携帯機170は、電動二輪車1Gの動作に供される動作情報又は上記の認証情報を送信可能に設けられる。なお、上記の動作情報には、各種指令情報などが含まれていてよい。
リモートキー99Sは、二次電池本体1471とは異なる他の電源部である電源部173を備える。電源部173は、二次電池本体1471又は一次電池177からの電力を受けて、この電力を用いてリモートキー99Sを機能させるとよい。
なお、リモートキー99Sは、バッテリ121(蓄電装置)に対して着脱可能に設けられていてもよい。これについては、前述の第6の実施形態を参考にしてよい。この場合、起動装置140Eは、さらに二次電池147を備えるとよい。
上記の実施形態の起動装置(140、二次電池147B、147BB、リモートキー99S)は、蓄電装置(バッテリ121)内の切替制御部と電気的に接続可能な電源部(二次電池147、二次電池本体1471、又はキャパシタ147A)を備えることで、蓄電部の電力を該蓄電装置の外部に出力可能な、又は該蓄電装置の外部の電力を蓄電部に入力可能な起動状態と、蓄電部の電力を該蓄電装置の外部に出力不能な、又は該蓄電装置の外部の電力を蓄電部に入力不能な非起動状態とを、切替制御部(1219、1219S、1219T)に切り替えることができ、バッテリ121を適用する電動二輪車1などの利便性をより高めることができる。
なお、実施形態による電動二輪車1の起動装置140、バッテリ121、PCU50、リモートキー99Sは、コンピュータシステムを含む。例えば、起動装置140とMCU140MとBMU1212は、上記の処理を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、当該記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、上述した種々の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、CD-ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(例えばDRAM(Dynamic Random Access Memory))のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムに既に記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。
以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。
なお、上記のモーメント型の外部起動スイッチ148Eの操作に応じて双方向スイッチ1213を制御する過程で、管理部145の処理を含めた事例について説明したが、これをハードウェアで実現してもよい。
また、実施形態に示した電力の保管対象物は、電力(電気エネルギー)を、エネルギーの態を変えて保管するものの一例である。蓄電装置は、電力と化学的エネルギーとに態を換える電極を有している。蓄電装置は、例えば電極の酸化還元を利用する所謂蓄電池(バッテリ)であってよい。
電動二輪車1A(1C)又はバッテリ121B(121C)に、二次電池147Bを接続する端子(電極)を、二次電池147Bの充電と放電の両方の利用形態で共用する一例を示したが、二次電池147Bに、これを充電用と放電用に分けて設けることに制限はなく、適宜選択できる。バッテリ121B(121C)を活性化する場合には、少なくとも二次電池147Bの放電用の端子を、電動二輪車1A(1C)又はバッテリ121B(121C)への接続用に利用するとよい。
1、1A、1B、1C、1D、1E、1F、1G・・・電動二輪車(移動体、電力装置)
26・・・シート(蓋部)
50、50A、50B,50C・・・PCU
80・・・収納ボックス(第2収納部)
99・・・キースイッチ(入力部)
99S・・・リモートキー
100・・・制御システム
110・・・電気回路
115・・・コンタクタ
120・・・収納部(第1収納部)
121、121A、121B、121D、121E・・・バッテリ(蓄電装置、保管対象物)
120C・・・バッテリケース
130・・・PDU(負荷、電力変換部)
135・・・電動モータ
140、140A、140B・・・起動装置
140M・・・MCU
141・・・活性化信号生成部
142・・・報知部
143・・・CAN-BUSトランシーバ(トランシーバ)
144・・・放電部
145、145A・・・管理部
146・・・DC/DC変換部(電圧変換部)
147、147B、147BB・・・二次電池(電源部)
147A・・・キャパシタ(電源部)
148・・・スイッチ(開閉部)
148E・・外部起動スイッチ(入力部)
149・・・DC/DC変換部
180・・・スロットル(アクセル)センサ
1211・・・バッテリ本体(蓄電部)
1212、1212S、1212T・・・BMU(断続制御部)
1213・・・双方向スイッチ(断続部)
1213M・・・スイッチ(第1断続部)
1213S・・・スイッチ(第2断続部)
1213P・・・スイッチ(第3断続部)
1214・・・絶縁部
1215・・・CAN-BUSトランシーバ(通信IF部)
1217・・・Activate線(活性化信号送信線)
1218・・・CAN通信線(信号送信線)
1219、1219S、1219M・・・切替制御部

Claims (27)

  1. 蓄電部を有する蓄電装置の起動装置であって、
    前記蓄電装置は、
    前記蓄電部の電力を該蓄電装置の外部に出力可能な、又は該蓄電装置の外部の電力を前記蓄電部に入力可能な起動状態と、前記蓄電部の電力を該蓄電装置の外部に出力不能な、又は該蓄電装置の外部の電力を前記蓄電部に入力不能な非起動状態と、に切り替える切替制御部を備えていて、
    前記起動装置は、
    前記蓄電装置の外部に設けられ、かつ前記切替制御部と電気的に接続可能な電源部
    を備え
    前記蓄電装置は、動作部を備える電力装置に対して着脱可能に設けられ、
    前記蓄電装置の前記蓄電部と前記動作部とは、第1電力伝達経路を介して電気的に接続され、
    前記電源部と前記切替制御部とは、第2電力伝達経路を介して電気的に接続され、
    前記蓄電装置は、
    該蓄電装置の外部の電源が接続される第2外部接続部と、
    前記切替制御部と前記第2外部接続部とを電気的に接続する第4電力伝達経路と、
    を有し、
    前記第4電力伝達経路は、
    前記第2電力伝達経路と並列に設けられる
    起動装置。
  2. 前記起動装置は、該起動装置の外部の電源が接続される第1外部接続部を有し、
    前記電源部と前記第1外部接続部とは電気的に接続される
    請求項に記載の起動装置。
  3. 前記電源部は、前記第1電力伝達経路に対し、第3電力伝達経路を介して電気的に接続され、前記第1外部接続部に対し、前記第3電力伝達経路が接続される
    請求項に記載の起動装置。
  4. 前記電力装置又は前記起動装置は、前記第3電力伝達経路上に電力変換部を備える
    請求項に記載の起動装置。
  5. 前記蓄電装置は、
    前記第1電力伝達経路上に介装され互いに着脱可能に設けられる一対の第1電力接続部及び第2電力接続部のうちの前記第2電力接続部と、
    前記第2電力伝達経路上に介装され互いに着脱可能に設けられる一対の第3電力接続部及び第4電力接続部のうちの前記第4電力接続部と、
    を備える請求項から請求項の何れか1項に記載の起動装置。
  6. 前記第2電力接続部と、前記第4電力接続部とは、一体的に設けられる
    請求項に記載の起動装置。
  7. 前記第2電力接続部と、前記第4電力接続部とは、別個独立に設けられる
    請求項に記載の起動装置。
  8. 前記第2外部接続部は、前記起動装置を接続可能に設けられる
    請求項に記載の起動装置。
  9. 前記電力装置は、前記動作部を制御する第1制御部を備え、
    前記起動装置は、前記第1制御部と近接した位置に配置される
    請求項から請求項の何れか1項に記載の起動装置。
  10. 前記第1制御部は、
    前記蓄電装置の断続部を制御する第2制御部と、通信経路を介して通信可能に接続され、
    前記蓄電装置は、
    前記通信経路上に介装され互いに着脱可能に設けられる一対の第1通信接続部及び第2通信接続部のうちの前記第2通信接続部
    を備える請求項に記載の起動装置。
  11. 前記蓄電装置は、
    前記第2電力伝達経路上に介装され互いに着脱可能に設けられる一対の第3電力接続部及び第4電力接続部のうちの前記第4電力接続部
    を備え、
    前記第2通信接続部と、前記第4電力接続部とは、一体的に設けられる
    請求項10に記載の起動装置。
  12. 蓄電部を有する蓄電装置の起動装置であって、
    前記蓄電装置は、
    前記蓄電部の電力を該蓄電装置の外部に出力可能な、又は該蓄電装置の外部の電力を前記蓄電部に入力可能な起動状態と、前記蓄電部の電力を該蓄電装置の外部に出力不能な、又は該蓄電装置の外部の電力を前記蓄電部に入力不能な非起動状態と、に切り替える切替制御部を備えていて、
    前記起動装置は、
    前記蓄電装置の外部に設けられ、かつ前記切替制御部と電気的に接続可能な電源部
    を備え、
    前記蓄電装置は、動作部を備える電力装置に対して着脱可能に設けられ、
    前記蓄電装置の前記蓄電部と前記動作部とは、第1電力伝達経路を介して電気的に接続され、
    前記電源部と前記切替制御部とは、第2電力伝達経路を介して電気的に接続され、
    前記起動装置は、前記電力装置に対して着脱可能に設けられ
    起動装置。
  13. 前記起動装置は、前記電力装置の利用者の該電力装置の起動の意思を受け付ける入力部と通信可能に、又は該入力部を制御する制御部と通信可能に設けられ、
    前記入力部への入力情報に基づいて、前記電源部の電力を該起動装置の外部に供給するよう設けられる
    請求項12に記載の起動装置。
  14. 前記起動装置は、前記電源部と直列に、前記電源部の電力を該起動装置の外部に供給するか否かを切り替える開閉部が設けられている
    請求項13に記載の起動装置。
  15. 前記起動装置は、前記電力装置の利用許可に係る認証に供される認証情報を記憶する記憶部を備える
    請求項13又は請求項14に記載の起動装置。
  16. 前記起動装置は、前記電力装置の第1通信部と通信可能に設けられる第2通信部を備える
    請求項15に記載の起動装置。
  17. 前記第2通信部は、前記電力装置の動作に供される動作情報又は前記認証情報を送信可能に設けられる
    請求項16に記載の起動装置。
  18. 前記起動装置は、前記電源部とは異なる他の電源部を備える
    請求項15から請求項17の何れか1項に記載の起動装置。
  19. 前記蓄電装置は、
    該蓄電装置と着脱可能に設けられる電力装置の電力端子である第1電力端子に着脱可能に設けられる電力端子である第2電力端子を備え、
    前記切替制御部は、
    前記蓄電部と前記第2電力端子とを接続する第1電力伝達経路上に設けられた断続部
    を備える請求項1から請求項18の何れか1項に記載の起動装置。
  20. 前記断続部は、
    第1断続部と、該第1断続部と並列に設けられる第2断続部とを含む
    請求項19に記載の起動装置。
  21. 前記切替制御部は、
    前記電源部の電力を、前記切替制御部の出力状態を切り換える切替信号に変化させる信号変換部と、
    前記切替信号の検出に応じて前記断続部を制御する断続制御部と
    を備え、
    前記断続部は、制御により断続が制御される複数の半導体切替素子を含み、
    前記断続制御部は、
    出力許可を示す前記切替信号を検出しない場合に、前記複数の半導体切替素子を夫々遮断状態にするように制御して、前記蓄電装置の前記非起動状態を生成し、
    前記出力許可を示す前記切替信号を検出した場合に、前記複数の半導体切替素子を夫々導通状態にするように制御して、前記蓄電装置の前記起動状態を生成する
    請求項20に記載の起動装置。
  22. 前記電源部は、電力を変換する電力変換部を備えた前記電力装置に配置され、
    前記電力変換部は、起動された前記蓄電装置からの電力を変換し、又は変換して生成した電力を、起動された前記蓄電装置に送る、
    請求項19から請求項21の何れか1項に記載の起動装置。
  23. 前記蓄電装置からの電力が入力される入力端子と、
    前記電源部から出力される電力の一部を出力可能に構成された出力端子と、
    を備える請求項1から請求項22の何れか1項に記載の起動装置。
  24. 前記入力端子から前記出力端子までの経路に配置され、前記入力端子の電圧を変換した後の電力を前記電源部に供給する電圧変換部
    を備え、
    前記入力端子に許容される許容入力電圧と、前記出力端子に許容される許容出力電圧とが互いに異なる、
    請求項23に記載の起動装置。
  25. 蓄電部を有する蓄電装置の起動装置であって、
    前記蓄電装置は、
    前記蓄電部の電力を該蓄電装置の外部に出力可能な、又は該蓄電装置の外部の電力を前記蓄電部に入力可能な起動状態と、前記蓄電部の電力を該蓄電装置の外部に出力不能な、又は該蓄電装置の外部の電力を前記蓄電部に入力不能な非起動状態と、に切り替える切替制御部を備えていて、
    前記起動装置は、
    前記蓄電装置の外部に設けられ、かつ前記切替制御部と電気的に接続可能な電源部
    を備え、
    前記起動装置は、前記蓄電装置に対して着脱可能に設けられ
    起動装置。
  26. 蓄電部を有する蓄電装置を充電又は放電させる動作部
    を備え、
    前記蓄電装置は、
    前記蓄電部の電力を該蓄電装置の外部に出力可能な、又は該蓄電装置の外部の電力を前記蓄電部に入力可能な起動状態と、前記蓄電部の電力を該蓄電装置の外部に出力不能な、又は該蓄電装置の外部の電力を前記蓄電部に入力不能な非起動状態と、に切り替える切替制御部を備え、
    前記蓄電装置を起動させる起動装置は、
    前記蓄電装置の外部に設けられ、かつ前記切替制御部と電気的に接続可能な電源部を備え
    上部に開口がある収納空間を形成する第1収納部と第2収納部とが設けられており、
    前記蓄電装置は、前記第1収納部に収納され、
    前記起動装置は、前記第2収納部に収納される、
    電力装置。
  27. 蓄電部を有する蓄電装置であって、
    前記蓄電部の電力を該蓄電装置の外部に出力可能な、又は該蓄電装置の外部の電力を前記蓄電部に入力可能な起動状態と、前記蓄電部の電力を該蓄電装置の外部に出力不能な、又は該蓄電装置の外部の電力を前記蓄電部に入力不能な非起動状態と、に切り替える切替制御部と、
    前記蓄電装置の外部に設けられ、かつ前記切替制御部と電気的に接続可能な電源部を有する起動装置が接続される接続部と、
    を備え
    前記起動装置は、前記蓄電装置に対して着脱可能に設けられる
    蓄電装置。
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