蓄電装置、接続装置、蓄電システム、電子機器、電動車両および電力システム
【課題】アドレス等を設定するための電子部品に対してケースの外側からアクセスすることを可能とし、さらに、電子部品の設定時の感電のおそれを確実に防止する。
【解決手段】ケースの背面板２１の窓２５の内側には、コネクタ３ａ、３ｂが立設されている。バスバー１１の支持板１３と一体のカバー１４によって、窓２６が塞がれる。窓２６の内側にスライドスイッチ２８、ロータリースイッチ２９、ＪＴＡＧコネクタ３０が配されている。バスバー１１が窓２５からケース内に挿入されると、板状突起１２ａ、１２ｂがコネクタ３ａ、３ｂに挿入され、バスバー１１を通じてコネクタ３ａ、３ｂ間が接続状態となる。つまみ１５を持ってバスバー１１を引き抜くと、コネクタ３ａ、３ｂ間が非接続状態となる。非接続状態において、高電圧が外部に出力されず、窓２６が開放され、窓２６を通じて内部の電子部品に対するアクセスが可能となる。
【解決手段】ケースの背面板２１の窓２５の内側には、コネクタ３ａ、３ｂが立設されている。バスバー１１の支持板１３と一体のカバー１４によって、窓２６が塞がれる。窓２６の内側にスライドスイッチ２８、ロータリースイッチ２９、ＪＴＡＧコネクタ３０が配されている。バスバー１１が窓２５からケース内に挿入されると、板状突起１２ａ、１２ｂがコネクタ３ａ、３ｂに挿入され、バスバー１１を通じてコネクタ３ａ、３ｂ間が接続状態となる。つまみ１５を持ってバスバー１１を引き抜くと、コネクタ３ａ、３ｂ間が非接続状態となる。非接続状態において、高電圧が外部に出力されず、窓２６が開放され、窓２６を通じて内部の電子部品に対するアクセスが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願開示は、複数の蓄電素子をケースに収納してなる蓄電装置と、蓄電装置に適用できる接続装置、並びに蓄電装置からの電力を利用する蓄電システム、電子機器、電動車両および電力システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、リチウムイオン電池などの二次電池の用途が太陽電池、風力発電などの新エネルギーシステムと組み合わせた電力貯蔵用蓄電装置、自動車用蓄電池等に急速に拡大している。大出力を発生するために多数の蓄電素子例えば単位電池（単電池、セルとも呼ばれる。以下の説明では、単に電池と適宜称する。）を使用する場合、複数の蓄電モジュールを直列に接続する構成が採用される。蓄電モジュールは、複数個例えば８個の電池を並列および／または直列に接続して、電池ブロックを構成する。多数の電池ブロックが外装ケースに収納されて蓄電モジュール（組電池とも呼ばれる。）が構成される。
【０００３】
一例として、蓄電装置の単体の出力電圧が数十Ｖとされている。かかる蓄電装置を複数個直列に接続して数百Ｖの出力電圧を得るようになされる。特に、このように高電圧を発生している場合には、感電の防止に考慮を払うことが必要とされる。例えば下記の特許文献１には、自動車用のバッテリを交換する際に、感電を防止するために、使用済みのバッテリを交換する時に、位置決めピンが孔に嵌合すると、遮断スイッチがオフする構成が記載されている。遮断スイッチがオフすると、コネクタの接続端子への通電が遮断され、安全性が確保される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１８４６２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１に記載のものは、バッテリ交換時に昇降するアクチュエータの動きを利用するものである。しかしながら、そのような昇降機構を有しない蓄電装置に対しては適用できない問題がある。さらに、複数の蓄電装置を接続して使用する場合、複数の蓄電装置に対して共通のコントローラが設けられている。電池モニタ部と共通のコントローラとの間で通信がなされ、各蓄電装置の充電動作、放電動作等がコントローラによって制御される。
【０００６】
コントローラが複数の蓄電装置からの電圧等の情報を受信し、各蓄電装置を制御する処理のために、各蓄電装置に対して識別用のアドレスが割り当てられる。蓄電装置の構成が同一とされており、各蓄電装置にユニークなアドレスがユーザによって設定される。アドレス設定用の電子部品をケース内部に設けると、電子部品の設定操作のために、ケースの蓋を開けることが必要となり、作業性が低下したり、感電のおそれがある。蓋を開けないで、ケースに設けられている開口を通じて電子部品を設定する場合も同様の問題がある。したがって、電子部品をケースの外に露出させることが作業性の点から望ましい。しかしながら、この構成でも、近傍の電圧出力端子に触れると、感電のおそれがあり、安全性の点で問題がある。
【０００７】
したがって、電子部品に対してケースの外側からアクセスすることを可能とし、さらに、電子部品の設定操作時の感電のおそれを確実に防止することができる蓄電装置と、蓄電装置に適用できる接続装置、並びに蓄電装置からの電力を利用する蓄電システム、電子機器、電動車両および電力システムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の課題を解決するために、本願開示の蓄電装置は、電池部がケース内に収容された蓄電装置であって、
電池部の正と負の両極のそれぞれにケースの外から電気的に接続するための両極の外部端子と、
電子部品と、
を備え、
両極の外部端子の少なくとも一方側と電池部との接続が断たれる場合にのみ、電子部品がアクセス可能とされる蓄電装置である。
本願開示の蓄電装置は、電池部と電子部品とが同一のケース内に収容された蓄電装置であって、
電池部の正と負の両極のそれぞれにケースの外から電気的に接続するための両極の外部端子と、
両極の外部端子の少なくとも一方側と電池部との接続状態を切り替えるための接続部と、
を備え、
接続部により、接続状態が断状態の場合にのみ、電子部品がアクセス可能とされる蓄電装置である。
【０００９】
本願開示の接続装置は、電源ライン中に挿入されている第１および第２の導電体と、
第１および第２の導電体と接触する状態と、第１および第２の導電体の少なくとも一方と離間する状態とが切り替えられる接続部と、
接続部を支持する支持部と一体に構成され、第１および第２の導電体の近傍の電子部品に対するアクセスを阻止するカバーとを有する。
【発明の効果】
【００１０】
少なくとも一つの実施の形態によれば、接続部と一体のカバーが電子部品に対するアクセスを阻止するようになされる。電子部品に対してアクセスするために、カバーを取り除くように、接続部が引き抜かれる。接続部が引き抜かれると、第１および第２の導電体の接続が断たれ、外部端子に対して電圧が出力されなくなる。したがって、外部端子に接触して感電するおそれを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】蓄電モジュールの概要を説明するためのブロック図である。
【図２】蓄電モジュールの電気的構成を示すブロック図である。
【図３】バスバーを取り外した状態を示す斜視図である。
【図４】バスバーを取り付けた状態を示す斜視図である。
【図５】蓄電モジュールの背面図である。
【図６】ケースの一部を切り欠いた蓄電モジュールの平面図である。
【図７】バスバーの斜視図である。
【図８】コネクタにバスバーを取り付け状態を示す斜視図である。
【図９】蓄電システムの応用例を説明するためのブロック図である。
【図１０】蓄電システムの応用例を説明するためのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に説明する実施の形態は、この発明の好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、この発明の範囲は、以下の説明において、特にこの発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施の形態に限定されないものとする。
【００１３】
「蓄電モジュールの概要」
大出力を発生するために多数の蓄電素子例えば二次電池セル（以下、電池と称する）を使用する場合、複数の蓄電装置（以下、蓄電モジュールと称する）を接続し、複数の蓄電モジュールに対して共通に制御装置を設ける構成が採用される。かかる構成を電池システムと称する。蓄電モジュールは、複数の電池セルとコントローラとを組み合わせた単位である。
【００１４】
図１に示すように、蓄電モジュール１には、ケース内に直列接続された電池ＢＴ１〜ＢＴＮが収納されている。電池ＢＴ１〜ＢＴＮの正極側の端子がヒューズ２を介して第１の導電体としてのコネクタ３ａと接続される。コネクタ３ａの近傍に他方のコネクタ３ｂが設けられている。コネクタ３ｂが正極側の外部端子４と接続されている。電池ＢＴ１〜ＢＴＮの負極側の端子が負極側の外部端子５と接続されている。ケース内において、電池間または複数の電池を含む電池ブロック間を直列接続するために、接続用の金属板例えばバスバーが使用される。バスバーは、細長い棒状の金属である。
【００１５】
コネクタ３ａおよび３ｂに対して接続部として、挿入離脱自在のバスバー１１が設けられる。バスバー１１は、一対の板状突起１２ａおよび１２ｂを持つように導電板が折り曲げられ、導電板の基部が支持板１３の一面に取り付けられた構成を有する。支持板１３の一端が延長されることによってカバー１４が形成される。さらに、支持板１３の他面には、つまみ１５が形成される。カバー１４およびつまみ１５を有する支持板１３は、例えば合成樹脂の成形品である。
【００１６】
例えばコネクタ３ａおよび３ｂがそれぞれバネ接点板を対向させた間隙（スリット）を有し、バスバー１１の板状突起１２ａおよび１２ｂが各コネクタの間隙内に挿入されることによって、コネクタ３ａ、コネクタ３ｂ間がバスバー１１によって接続（導通）される。一方、バスバー１１の板状突起１２ａおよび１２ｂが各コネクタの間隙から抜き取られることによって、コネクタ３ａ、コネクタ３ｂ間が切断（非導通）される。このように、バスバー１１をコネクタ３ａおよび３ｂに挿入する接続状態と、バスバー１１をコネクタ３ａおよび３ｂから抜き取った非接続状態とを切り替えることができる。
【００１７】
図１では、省略されているが、コネクタ３ａおよび３ｂの近傍に、蓄電モジュールの例えばアドレスを設定するための電子部品が配置されている。バスバー１１をコネクタ３ａおよび３ｂに挿入した接続状態では、カバー１４が電子部品の操作面の前方の窓を塞ぐ。すなわち、接続状態においては、電子部品に対するアクセスが阻止される。一方、バスバー１１をコネクタ３ａおよび３ｂから抜き取ると、設定部の操作面の前方の窓が開き、窓を通じて操作面を操作して例えば蓄電モジュールのアドレスを設定することができる。
【００１８】
バスバー１１を取り外して操作面の前方の窓を開けた場合にのみ、操作面に対するアクセスが可能となり、電子部品の設定操作が可能となる。設定操作をケースの外側から行うことによって、ケース内部で電子部品を操作するのと比較して作業性を向上できると共に、安全性を高めることができる。特に、複数の蓄電モジュールを直列に接続した場合に、上位側の蓄電モジュールの内部回路の電位が下位側の蓄電モジュールの内部回路の電位に比して全体として高くなり、電子部品を内部に設けないことにより安全性を向上できる。さらに、外部端子４に対して高電圧が出力されないので、設定操作時に外部端子４に触れることによる感電のおそれをなくすことができる。
【００１９】
「蓄電モジュールの一例」
図２は、蓄電モジュール１の電気的構成の一例を示し、図３および図４は、蓄電モジュール１の外観を示す斜視図である。蓄電モジュール１の外装ケースは、板金加工された金属製の外装下ケース２２ａおよび外装上ケース２２ｂからなる。ケースの外装下ケース２２ａが箱状の構成を有し、その開口を覆うように、外装上ケース２２ｂが設けられる。外装下ケース２２ａおよび外装上ケース２２ｂの材料としては、高い熱伝導率および輻射率を有する材料を用いることが好ましい。優れた筐体放熱性を得ることができ、ケース内の温度上昇を抑制することができる。優れた筐体放熱性を有することで、ケースの開口部を最小限または廃止することができ、高い防塵防滴性を実現することができる。例えば、外装下ケース２２ａおよび外装上ケース２２ｂの材料は、アルミニウムまたはアルミニウム合金または銅または銅合金である。
【００２０】
ケース内には、図２に示すように、それぞれ８本の電池が並列に接続された電池ブロックＢ１〜Ｂ１６が直列に接続されて収納される。一つの電池ブロックは、例えば８本の円筒状リチウムイオン２次電池を並列接続したものである。例えば１６個の電池ブロックＢ１〜Ｂ１６は、それぞれ制御ブロックに接続され、充放電が制御される。充放電は、外部正極端子４および外部負極端子５を介してなされる。一つの蓄電モジュールからは、１６×Ｖbat の電圧が出力される。Ｖbatは、一つの電池ブロックの電圧である。
【００２１】
ケースの背面板２１には、蓄電モジュール１に対して充放電のための外部正極端子４および外部負極端子５が設けられている。外部正極端子４の両側には、端子間のショートを防止するためのショート防止壁が設けられている。外部負極端子５の両側には、端子間のショートを防止するためのショート防止壁が設けられている。
【００２２】
さらに、蓄電モジュール１の背面板２１に互いに近接して窓２５および２６が形成されている。さらに、背面板２１には、コントローラとの通信のためのコネクタ２７が設けられている。蓄電モジュール１内には、電池の電圧、電流、温度の監視を行う制御ブロックが設けられている。制御ブロックからの情報が外部のコントローラに対して通信により送信される。コントローラが充電管理、放電管理、劣化抑制等のための管理を行う。
【００２３】
通信コネクタ２７を介してなされる蓄電モジュール１の制御ブロックとコントローラとの通信としては、例えばシリアルインターフェースが使用される。シリアルインターフェースとしては、具体的にＳＭバス(System Management Bus)等が使用される。例えばＩ２
Ｃバスを使用することができる。Ｉ２Ｃバスは、ＳＣＬ（シリアルクロック）と双方向のＳＤＡ（シリアル・データ）の２本の信号線で通信を行う同期式のシリアル通信である。
【００２４】
背面板２１に形成されている窓２５の内側には、コネクタ３ａおよび３ｂが立設されている。コネクタ３ａおよび３ｂは、それぞれ対向配置された２枚のバネ接点板を有し、２枚のバネ接点板の対向間隙内に、窓２５を通じてバスバー１１の板状突起１２ａ、１２ｂが挿入されるようになされている。さらに、バスバー１１の支持板１３と一体のカバー１４によって、窓２６が塞がれるようになされている。板状突起１２ａおよび１２ｂがコネクタ３ａおよび３ｂの２枚のバネ接点板によりそれぞれ挟まれているので、コネクタ３ａおよび３ｂに対してバスバー１１の挿入状態を保持することができる。
【００２５】
背面板２１に形成されている窓２６の内側には、設定または接続用の電子部品が配置されている。図５にも示されているように、電子部品は、例えばスライドスイッチ２８、ロータリースイッチ２９およびＪＴＡＧコネクタ３０からなる。ロータリースイッチ２９によって蓄電モジュール１に対するアドレスが設定される。すなわち、蓄電モジュール１を複数台接続して使用することが可能とされ、複数台接続した場合に各蓄電モジュールに対して識別用のアドレスが設定される。このアドレスに基づいて外部のコントローラが制御処理を行う。スライドスイッチ２８は、ロータリースイッチ２９により指定されるアドレスを増やすために使用される。
【００２６】
ＪＴＡＧコネクタ３０は、ＪＴＡＧ(Joint European Test Action)によって提案された標準のコネクタである。ＪＴＡＧコネクタ３０を通じてケース内部の制御ブロックのＭＰＵ(MicroProcessing Unit)、ＩＣ(Integrated Circuit)等の検査のために、テストデータが入出力され、また、内部のＭＰＵのファームウエァの書き換えがなされる。なお、電子部品としては、上述した素子以外のスイッチング部品、コネクタ等を使用しても良い。
【００２７】
図６は、バスバー１１の上面図と、外装上ケース２２ｂの一部を切り抜いた上面図である。図７にも示すように、バスバー１１の板状突起１２ａおよび１２ｂは、周囲が箱状のバスバーカバー１６で囲まれている。バスバー１１の支持板１３およびカバー１４のそれぞれの端部にビス止めのための孔１７ａおよび１７ｂが設けられている。
【００２８】
外装下ケース２２ａに固定される基部３１に対してヒューズ２が取り付けられている。ヒューズ２の両端に対してケース内部のバスバー（図示せず）が接続されている。コネクタ３ａは、コネクタカバー３２ａ内に設けられ、コネクタ３ｂは、コネクタカバー３２ｂ内に設けられている。
【００２９】
バスバー１１のバスバーカバー１６が窓２５からケース内に挿入されると、バスバーカバー１６内にコネクタカバー３２ａおよび３２ｂが挿入され、板状突起１２ａおよび１２ｂがコネクタ３ａおよび３ｂのスリット内に挿入され、バスバー１１を通じてコネクタ３ａおよび３ｂ間が接続状態となる。つまみ１５を持ってバスバー１１を引き抜くと、コネクタ３ａおよび３ｂ間が非接続状態となる。非接続状態において、窓２６が開放され、窓２６を通じて内部の設定用電子部品（スライドスイッチ２８、ロータリースイッチ２９およびＪＴＡＧコネクタ３０）に対するアクセスが可能となる。そして、アドレスの設定、内部のＩＣ等のテスト、内部のＭＰＵのファームウエァの書き換え等の処理がなされる。
【００３０】
上述した本願開示によれば、電子部品の設定操作をケースの外側から行うことによって、ケース内部の電子部品を操作するのと比較して作業性を向上できると共に、安全性を高めることができる。特に、複数の蓄電モジュールを直列に接続した場合に、上位側の蓄電モジュールの内部回路の電位が高くなる。さらに、バスバー１１を取り外して操作面の前方の窓を開けた場合にのみ、電子部品に対するアクセスが可能となる。この場合、外部端子４に対して高電圧が出力されないので、設定操作時に外部端子４に触れることによる感電のおそれをなくすことができる。
【００３１】
上述した説明では、蓄電素子として、リチウムイオン二次電池を使用している。しかしながら、リチウムイオン二次電池以外の二次電池を使用しても良い。さらに、二次電池以外の蓄電素子例えば電気二重層キャパシタ (Electric Double Layer Capaciter)を使用しても良い。さらに、バスバー１１のカバーによって窓を塞ぐことによって設定部に対するアクセスを阻止しているが、バスバー１１が蓋開閉の可否を規定できる形状を有し、バスバー１１を取り外さないと設定部を覆う蓋が開かないような構成も可能である。
【００３２】
本願開示は、上述した蓄電装置が再生可能エネルギーから発電を行う発電装置によって充電される蓄電システムである。
本願開示は、上述した蓄電装置を有し、蓄電装置に接続される電子機器に電力を供給する蓄電システムである。
本願開示は、上述した蓄電装置から、電力の供給を受ける電子機器である。
これらの電子機器および電力システムは、例えば住宅の電力供給システムとして実施される。さらに、外部の電力供給網と協働して電力の効率的な供給を図るシステムとして実施される。
さらに、本願開示は、上述した蓄電装置から、電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、蓄電装置に関する情報に基いて車両制御に関する情報処理を行なう制御装置とを有する電動車両である。
本願開示は、他の機器とネットワークを介して信号を送受信する電力情報送受信部とを備え、送受信部が受信した情報に基づき、上述した蓄電装置の充放電制御を行う電力システムである。
本願開示は、上述した蓄電装置から、電力の供給を受け、または発電装置または電力網から蓄電装置に電力を供給する電力システムである。
「応用例としての住宅における蓄電システム」
本願開示を住宅用の蓄電システムに適用した例について、図９を参照して説明する。例えば住宅１０１用の蓄電システム１００においては、火力発電１０２ａ、原子力発電１０２ｂ、水力発電１０２ｃ等の集中型電力系統１０２から電力網１０９、情報網１１２、スマートメータ１０７、パワーハブ１０８等を介し、電力が蓄電装置１０３に供給される。これと共に、家庭内発電装置１０４等の独立電源から電力が蓄電装置１０３に供給される。蓄電装置１０３に供給された電力が蓄電される。蓄電装置１０３を使用して、住宅１０１で使用する電力が給電される。住宅１０１に限らずビルに関しても同様の蓄電システムを使用できる。
【００３３】
住宅１０１には、発電装置１０４、電力消費装置１０５、蓄電装置１０３、各装置を制御する制御装置１１０、スマートメータ１０７、各種情報を取得するセンサー１１１が設けられている。各装置は、電力網１０９および情報網１１２によって接続されている。発電装置１０４として、太陽電池、燃料電池等が利用され、発電した電力が電力消費装置１０５および／または蓄電装置１０３に供給される。電力消費装置１０５は、冷蔵庫１０５ａ、空調装置１０５ｂ、テレビジョン受信機１０５ｃ、風呂１０５ｄ等である。さらに、電力消費装置１０５には、電動車両１０６が含まれる。電動車両１０６は、電気自動車１０６ａ、ハイブリッドカー１０６ｂ、電気バイク１０６ｃである。
【００３４】
蓄電装置１０３に対して、上述した本願開示の蓄電装置が適用される。蓄電装置１０３は、二次電池又はキャパシタから構成されている。例えば、リチウムイオン電池によって構成されている。リチウムイオン電池は、定置型であっても、電動車両１０６で使用されるものでも良い。スマートメータ１０７は、商用電力の使用量を測定し、測定された使用量を、電力会社に送信する機能を備えている。電力網１０９は、直流給電、交流給電、非接触給電の何れか一つまたは複数を組み合わせても良い。
【００３５】
各種のセンサー１１１は、例えば人感センサー、照度センサー、物体検知センサー、消費電力センサー、振動センサー、接触センサー、温度センサー、赤外線センサー等である。各種センサー１１１により取得された情報は、制御装置１１０に送信される。センサー１１１からの情報によって、気象の状態、人の状態等が把握されて電力消費装置１０５を自動的に制御してエネルギー消費を最小とすることができる。さらに、制御装置１１０は、住宅１０１に関する情報をインターネットを介して外部の電力会社等に送信することができる。
【００３６】
パワーハブ１０８によって、電力線の分岐、直流交流変換等の処理がなされる。制御装置１１０と接続される情報網１１２の通信方式としては、ＵＡＲＴ(Universal Asynchronous Receiver-Tranceiver:非同期シリアル通信用送受信回路）等の通信インターフェースを使う方法、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＺｉｇＢｅｅ、Ｗｉ−Ｆｉ等の無線通信規格によるセンサーネットワークを利用する方法がある。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ方式は、マルチメディア通信に適用され、一対多接続の通信を行うことができる。ＺｉｇＢｅｅは、ＩＥＥＥ(Institute of Electrical and Electronics Engineers) ８０２．１５．４の物理層を使用するものである。ＩＥＥＥ８０２．１５．４は、ＰＡＮ(Personal Area Network) またはＷ(Wireless)ＰＡＮと呼ばれる短距離無線ネットワーク規格の名称である。
【００３７】
制御装置１１０は、外部のサーバ１１３と接続されている。このサーバ１１３は、住宅１０１、電力会社、サービスプロバイダーの何れかによって管理されていても良い。サーバ１１３が送受信する情報は、たとえば、消費電力情報、生活パターン情報、電力料金、天気情報、天災情報、電力取引に関する情報である。これらの情報は、家庭内の電力消費装置（たとえばテレビジョン受信機）から送受信しても良いが、家庭外の装置（たとえば、携帯電話機等）から送受信しても良い。これらの情報は、表示機能を持つ機器、たとえば、テレビジョン受信機、携帯電話機、ＰＤＡ(Personal Digital Assistants)等に、表
示されても良い。
【００３８】
各部を制御する制御装置１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit ）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等で構成され、この例では、蓄電装置１０３に格納されている。制御装置１１０は、蓄電装置１０３、家庭内発電装置１０４、電力消費装置１０５、各種センサー１１１、サーバ１１３と情報網１１２により接続され、例えば、商用電力の使用量と、発電量とを調整する機能を有している。なお、その他にも、電力市場で電力取引を行う機能等を備えていても良い。
【００３９】
以上のように、電力が火力１０２ａ、原子力１０２ｂ、水力１０２ｃ等の集中型電力系統１０２のみならず、家庭内発電装置１０４（太陽光発電、風力発電）の発電電力を蓄電装置１０３に蓄えることができる。したがって、家庭内発電装置１０４の発電電力が変動しても、外部に送出する電力量を一定にしたり、または、必要なだけ放電するといった制御を行うことができる。例えば、太陽光発電で得られた電力を蓄電装置１０３に蓄えると共に、夜間は料金が安い深夜電力を蓄電装置１０３に蓄え、昼間の料金が高い時間帯に蓄電装置１０３によって蓄電した電力を放電して利用するといった使い方もできる。
【００４０】
なお、この例では、制御装置１１０が蓄電装置１０３内に格納される例を説明したが、スマートメータ１０７内に格納されても良いし、単独で構成されていても良い。さらに、蓄電システム１００は、集合住宅における複数の家庭を対象として用いられてもよいし、複数の戸建て住宅を対象として用いられてもよい。
【００４１】
「応用例としての車両における蓄電システム」
本願開示を車両用の蓄電システムに適用した例について、図１０を参照して説明する。図１０に、本願開示が適用されるシリーズハイブリッドシステムを採用するハイブリッド車両の構成の一例を概略的に示す。シリーズハイブリッドシステムはエンジンで動かす発電機で発電された電力、あるいはそれをバッテリーに一旦貯めておいた電力を用いて、電力駆動力変換装置で走行する車である。
【００４２】
このハイブリッド車両２００には、エンジン２０１、発電機２０２、電力駆動力変換装置２０３、駆動輪２０４ａ、駆動輪２０４ｂ、車輪２０５ａ、車輪２０５ｂ、バッテリー２０８、車両制御装置２０９、各種センサ２１０、充電口２１１が搭載されている。バッテリー２０８に対して、上述した本願開示の蓄電装置が適用される。
【００４３】
ハイブリッド車両２００は、電力駆動力変換装置２０３を動力源として走行する。電力駆動力変換装置２０３の一例は、モータである。バッテリー２０８の電力によって電力駆動力変換装置２０３が作動し、この電力駆動力変換装置２０３の回転力が駆動輪２０４ａ、２０４ｂに伝達される。なお、必要な個所に直流−交流（ＤＣ−ＡＣ）あるいは逆変換（ＡＣ−ＤＣ変換）を用いることによって、電力駆動力変換装置２０３が交流モータでも直流モータでも適用可能である。各種センサ２１０は、車両制御装置２０９を介してエンジン回転数を制御したり、図示しないスロットルバルブの開度（スロットル開度）を制御したりする。各種センサ２１０には、速度センサ、加速度センサ、エンジン回転数センサなどが含まれる。
【００４４】
エンジン２０１の回転力は発電機２０２に伝えられ、その回転力によって発電機２０２により生成された電力をバッテリー２０８に蓄積することが可能である。
【００４５】
図示しない制動機構によりハイブリッド車両が減速すると、その減速時の抵抗力が電力駆動力変換装置２０３に回転力として加わり、この回転力によって電力駆動力変換装置２０３により生成された回生電力がバッテリー２０８に蓄積される。
【００４６】
バッテリー２０８は、ハイブリッド車両の外部の電源に接続されることで、その外部電源から充電口２１１を入力口として電力供給を受け、受けた電力を蓄積することも可能である。
【００４７】
図示しないが、二次電池に関する情報に基いて車両制御に関する情報処理を行なう情報処理装置を備えていても良い。このような情報処理装置としては、例えば、電池の残量に関する情報に基づき、電池残量表示を行う情報処理装置などがある。
【００４８】
なお、以上は、エンジンで動かす発電機で発電された電力、或いはそれをバッテリーに一旦貯めておいた電力を用いて、モーターで走行するシリーズハイブリッド車を例として説明した。しかしながら、エンジンとモーターの出力がいずれも駆動源とし、エンジンのみで走行、モーターのみで走行、エンジンとモーター走行という３つの方式を適宜切り替えて使用するパラレルハイブリッド車に対しても本願開示は有効に適用可能である。さらに、エンジンを用いず駆動モータのみによる駆動で走行する所謂、電動車両に対しても本願開示は有効に適用可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１・・・蓄電モジュール
２・・・ヒューズ
３ａ，３ｂ・・・コネクタ
４・・・外部正極端子
５・・・外部負極端子
１１・・・バスバー
１２ａ，１２ｂ・・・板状突起
１４・・・カバー
２１・・・背面板
２５，２６・・・窓
２８・・・スライドスイッチ
２９・・・ロータリースイッチ
３０・・・ＪＴＡＧコネクタ
【技術分野】
【０００１】
本願開示は、複数の蓄電素子をケースに収納してなる蓄電装置と、蓄電装置に適用できる接続装置、並びに蓄電装置からの電力を利用する蓄電システム、電子機器、電動車両および電力システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、リチウムイオン電池などの二次電池の用途が太陽電池、風力発電などの新エネルギーシステムと組み合わせた電力貯蔵用蓄電装置、自動車用蓄電池等に急速に拡大している。大出力を発生するために多数の蓄電素子例えば単位電池（単電池、セルとも呼ばれる。以下の説明では、単に電池と適宜称する。）を使用する場合、複数の蓄電モジュールを直列に接続する構成が採用される。蓄電モジュールは、複数個例えば８個の電池を並列および／または直列に接続して、電池ブロックを構成する。多数の電池ブロックが外装ケースに収納されて蓄電モジュール（組電池とも呼ばれる。）が構成される。
【０００３】
一例として、蓄電装置の単体の出力電圧が数十Ｖとされている。かかる蓄電装置を複数個直列に接続して数百Ｖの出力電圧を得るようになされる。特に、このように高電圧を発生している場合には、感電の防止に考慮を払うことが必要とされる。例えば下記の特許文献１には、自動車用のバッテリを交換する際に、感電を防止するために、使用済みのバッテリを交換する時に、位置決めピンが孔に嵌合すると、遮断スイッチがオフする構成が記載されている。遮断スイッチがオフすると、コネクタの接続端子への通電が遮断され、安全性が確保される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１８４６２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１に記載のものは、バッテリ交換時に昇降するアクチュエータの動きを利用するものである。しかしながら、そのような昇降機構を有しない蓄電装置に対しては適用できない問題がある。さらに、複数の蓄電装置を接続して使用する場合、複数の蓄電装置に対して共通のコントローラが設けられている。電池モニタ部と共通のコントローラとの間で通信がなされ、各蓄電装置の充電動作、放電動作等がコントローラによって制御される。
【０００６】
コントローラが複数の蓄電装置からの電圧等の情報を受信し、各蓄電装置を制御する処理のために、各蓄電装置に対して識別用のアドレスが割り当てられる。蓄電装置の構成が同一とされており、各蓄電装置にユニークなアドレスがユーザによって設定される。アドレス設定用の電子部品をケース内部に設けると、電子部品の設定操作のために、ケースの蓋を開けることが必要となり、作業性が低下したり、感電のおそれがある。蓋を開けないで、ケースに設けられている開口を通じて電子部品を設定する場合も同様の問題がある。したがって、電子部品をケースの外に露出させることが作業性の点から望ましい。しかしながら、この構成でも、近傍の電圧出力端子に触れると、感電のおそれがあり、安全性の点で問題がある。
【０００７】
したがって、電子部品に対してケースの外側からアクセスすることを可能とし、さらに、電子部品の設定操作時の感電のおそれを確実に防止することができる蓄電装置と、蓄電装置に適用できる接続装置、並びに蓄電装置からの電力を利用する蓄電システム、電子機器、電動車両および電力システムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の課題を解決するために、本願開示の蓄電装置は、電池部がケース内に収容された蓄電装置であって、
電池部の正と負の両極のそれぞれにケースの外から電気的に接続するための両極の外部端子と、
電子部品と、
を備え、
両極の外部端子の少なくとも一方側と電池部との接続が断たれる場合にのみ、電子部品がアクセス可能とされる蓄電装置である。
本願開示の蓄電装置は、電池部と電子部品とが同一のケース内に収容された蓄電装置であって、
電池部の正と負の両極のそれぞれにケースの外から電気的に接続するための両極の外部端子と、
両極の外部端子の少なくとも一方側と電池部との接続状態を切り替えるための接続部と、
を備え、
接続部により、接続状態が断状態の場合にのみ、電子部品がアクセス可能とされる蓄電装置である。
【０００９】
本願開示の接続装置は、電源ライン中に挿入されている第１および第２の導電体と、
第１および第２の導電体と接触する状態と、第１および第２の導電体の少なくとも一方と離間する状態とが切り替えられる接続部と、
接続部を支持する支持部と一体に構成され、第１および第２の導電体の近傍の電子部品に対するアクセスを阻止するカバーとを有する。
【発明の効果】
【００１０】
少なくとも一つの実施の形態によれば、接続部と一体のカバーが電子部品に対するアクセスを阻止するようになされる。電子部品に対してアクセスするために、カバーを取り除くように、接続部が引き抜かれる。接続部が引き抜かれると、第１および第２の導電体の接続が断たれ、外部端子に対して電圧が出力されなくなる。したがって、外部端子に接触して感電するおそれを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】蓄電モジュールの概要を説明するためのブロック図である。
【図２】蓄電モジュールの電気的構成を示すブロック図である。
【図３】バスバーを取り外した状態を示す斜視図である。
【図４】バスバーを取り付けた状態を示す斜視図である。
【図５】蓄電モジュールの背面図である。
【図６】ケースの一部を切り欠いた蓄電モジュールの平面図である。
【図７】バスバーの斜視図である。
【図８】コネクタにバスバーを取り付け状態を示す斜視図である。
【図９】蓄電システムの応用例を説明するためのブロック図である。
【図１０】蓄電システムの応用例を説明するためのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に説明する実施の形態は、この発明の好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、この発明の範囲は、以下の説明において、特にこの発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施の形態に限定されないものとする。
【００１３】
「蓄電モジュールの概要」
大出力を発生するために多数の蓄電素子例えば二次電池セル（以下、電池と称する）を使用する場合、複数の蓄電装置（以下、蓄電モジュールと称する）を接続し、複数の蓄電モジュールに対して共通に制御装置を設ける構成が採用される。かかる構成を電池システムと称する。蓄電モジュールは、複数の電池セルとコントローラとを組み合わせた単位である。
【００１４】
図１に示すように、蓄電モジュール１には、ケース内に直列接続された電池ＢＴ１〜ＢＴＮが収納されている。電池ＢＴ１〜ＢＴＮの正極側の端子がヒューズ２を介して第１の導電体としてのコネクタ３ａと接続される。コネクタ３ａの近傍に他方のコネクタ３ｂが設けられている。コネクタ３ｂが正極側の外部端子４と接続されている。電池ＢＴ１〜ＢＴＮの負極側の端子が負極側の外部端子５と接続されている。ケース内において、電池間または複数の電池を含む電池ブロック間を直列接続するために、接続用の金属板例えばバスバーが使用される。バスバーは、細長い棒状の金属である。
【００１５】
コネクタ３ａおよび３ｂに対して接続部として、挿入離脱自在のバスバー１１が設けられる。バスバー１１は、一対の板状突起１２ａおよび１２ｂを持つように導電板が折り曲げられ、導電板の基部が支持板１３の一面に取り付けられた構成を有する。支持板１３の一端が延長されることによってカバー１４が形成される。さらに、支持板１３の他面には、つまみ１５が形成される。カバー１４およびつまみ１５を有する支持板１３は、例えば合成樹脂の成形品である。
【００１６】
例えばコネクタ３ａおよび３ｂがそれぞれバネ接点板を対向させた間隙（スリット）を有し、バスバー１１の板状突起１２ａおよび１２ｂが各コネクタの間隙内に挿入されることによって、コネクタ３ａ、コネクタ３ｂ間がバスバー１１によって接続（導通）される。一方、バスバー１１の板状突起１２ａおよび１２ｂが各コネクタの間隙から抜き取られることによって、コネクタ３ａ、コネクタ３ｂ間が切断（非導通）される。このように、バスバー１１をコネクタ３ａおよび３ｂに挿入する接続状態と、バスバー１１をコネクタ３ａおよび３ｂから抜き取った非接続状態とを切り替えることができる。
【００１７】
図１では、省略されているが、コネクタ３ａおよび３ｂの近傍に、蓄電モジュールの例えばアドレスを設定するための電子部品が配置されている。バスバー１１をコネクタ３ａおよび３ｂに挿入した接続状態では、カバー１４が電子部品の操作面の前方の窓を塞ぐ。すなわち、接続状態においては、電子部品に対するアクセスが阻止される。一方、バスバー１１をコネクタ３ａおよび３ｂから抜き取ると、設定部の操作面の前方の窓が開き、窓を通じて操作面を操作して例えば蓄電モジュールのアドレスを設定することができる。
【００１８】
バスバー１１を取り外して操作面の前方の窓を開けた場合にのみ、操作面に対するアクセスが可能となり、電子部品の設定操作が可能となる。設定操作をケースの外側から行うことによって、ケース内部で電子部品を操作するのと比較して作業性を向上できると共に、安全性を高めることができる。特に、複数の蓄電モジュールを直列に接続した場合に、上位側の蓄電モジュールの内部回路の電位が下位側の蓄電モジュールの内部回路の電位に比して全体として高くなり、電子部品を内部に設けないことにより安全性を向上できる。さらに、外部端子４に対して高電圧が出力されないので、設定操作時に外部端子４に触れることによる感電のおそれをなくすことができる。
【００１９】
「蓄電モジュールの一例」
図２は、蓄電モジュール１の電気的構成の一例を示し、図３および図４は、蓄電モジュール１の外観を示す斜視図である。蓄電モジュール１の外装ケースは、板金加工された金属製の外装下ケース２２ａおよび外装上ケース２２ｂからなる。ケースの外装下ケース２２ａが箱状の構成を有し、その開口を覆うように、外装上ケース２２ｂが設けられる。外装下ケース２２ａおよび外装上ケース２２ｂの材料としては、高い熱伝導率および輻射率を有する材料を用いることが好ましい。優れた筐体放熱性を得ることができ、ケース内の温度上昇を抑制することができる。優れた筐体放熱性を有することで、ケースの開口部を最小限または廃止することができ、高い防塵防滴性を実現することができる。例えば、外装下ケース２２ａおよび外装上ケース２２ｂの材料は、アルミニウムまたはアルミニウム合金または銅または銅合金である。
【００２０】
ケース内には、図２に示すように、それぞれ８本の電池が並列に接続された電池ブロックＢ１〜Ｂ１６が直列に接続されて収納される。一つの電池ブロックは、例えば８本の円筒状リチウムイオン２次電池を並列接続したものである。例えば１６個の電池ブロックＢ１〜Ｂ１６は、それぞれ制御ブロックに接続され、充放電が制御される。充放電は、外部正極端子４および外部負極端子５を介してなされる。一つの蓄電モジュールからは、１６×Ｖbat の電圧が出力される。Ｖbatは、一つの電池ブロックの電圧である。
【００２１】
ケースの背面板２１には、蓄電モジュール１に対して充放電のための外部正極端子４および外部負極端子５が設けられている。外部正極端子４の両側には、端子間のショートを防止するためのショート防止壁が設けられている。外部負極端子５の両側には、端子間のショートを防止するためのショート防止壁が設けられている。
【００２２】
さらに、蓄電モジュール１の背面板２１に互いに近接して窓２５および２６が形成されている。さらに、背面板２１には、コントローラとの通信のためのコネクタ２７が設けられている。蓄電モジュール１内には、電池の電圧、電流、温度の監視を行う制御ブロックが設けられている。制御ブロックからの情報が外部のコントローラに対して通信により送信される。コントローラが充電管理、放電管理、劣化抑制等のための管理を行う。
【００２３】
通信コネクタ２７を介してなされる蓄電モジュール１の制御ブロックとコントローラとの通信としては、例えばシリアルインターフェースが使用される。シリアルインターフェースとしては、具体的にＳＭバス(System Management Bus)等が使用される。例えばＩ２
Ｃバスを使用することができる。Ｉ２Ｃバスは、ＳＣＬ（シリアルクロック）と双方向のＳＤＡ（シリアル・データ）の２本の信号線で通信を行う同期式のシリアル通信である。
【００２４】
背面板２１に形成されている窓２５の内側には、コネクタ３ａおよび３ｂが立設されている。コネクタ３ａおよび３ｂは、それぞれ対向配置された２枚のバネ接点板を有し、２枚のバネ接点板の対向間隙内に、窓２５を通じてバスバー１１の板状突起１２ａ、１２ｂが挿入されるようになされている。さらに、バスバー１１の支持板１３と一体のカバー１４によって、窓２６が塞がれるようになされている。板状突起１２ａおよび１２ｂがコネクタ３ａおよび３ｂの２枚のバネ接点板によりそれぞれ挟まれているので、コネクタ３ａおよび３ｂに対してバスバー１１の挿入状態を保持することができる。
【００２５】
背面板２１に形成されている窓２６の内側には、設定または接続用の電子部品が配置されている。図５にも示されているように、電子部品は、例えばスライドスイッチ２８、ロータリースイッチ２９およびＪＴＡＧコネクタ３０からなる。ロータリースイッチ２９によって蓄電モジュール１に対するアドレスが設定される。すなわち、蓄電モジュール１を複数台接続して使用することが可能とされ、複数台接続した場合に各蓄電モジュールに対して識別用のアドレスが設定される。このアドレスに基づいて外部のコントローラが制御処理を行う。スライドスイッチ２８は、ロータリースイッチ２９により指定されるアドレスを増やすために使用される。
【００２６】
ＪＴＡＧコネクタ３０は、ＪＴＡＧ(Joint European Test Action)によって提案された標準のコネクタである。ＪＴＡＧコネクタ３０を通じてケース内部の制御ブロックのＭＰＵ(MicroProcessing Unit)、ＩＣ(Integrated Circuit)等の検査のために、テストデータが入出力され、また、内部のＭＰＵのファームウエァの書き換えがなされる。なお、電子部品としては、上述した素子以外のスイッチング部品、コネクタ等を使用しても良い。
【００２７】
図６は、バスバー１１の上面図と、外装上ケース２２ｂの一部を切り抜いた上面図である。図７にも示すように、バスバー１１の板状突起１２ａおよび１２ｂは、周囲が箱状のバスバーカバー１６で囲まれている。バスバー１１の支持板１３およびカバー１４のそれぞれの端部にビス止めのための孔１７ａおよび１７ｂが設けられている。
【００２８】
外装下ケース２２ａに固定される基部３１に対してヒューズ２が取り付けられている。ヒューズ２の両端に対してケース内部のバスバー（図示せず）が接続されている。コネクタ３ａは、コネクタカバー３２ａ内に設けられ、コネクタ３ｂは、コネクタカバー３２ｂ内に設けられている。
【００２９】
バスバー１１のバスバーカバー１６が窓２５からケース内に挿入されると、バスバーカバー１６内にコネクタカバー３２ａおよび３２ｂが挿入され、板状突起１２ａおよび１２ｂがコネクタ３ａおよび３ｂのスリット内に挿入され、バスバー１１を通じてコネクタ３ａおよび３ｂ間が接続状態となる。つまみ１５を持ってバスバー１１を引き抜くと、コネクタ３ａおよび３ｂ間が非接続状態となる。非接続状態において、窓２６が開放され、窓２６を通じて内部の設定用電子部品（スライドスイッチ２８、ロータリースイッチ２９およびＪＴＡＧコネクタ３０）に対するアクセスが可能となる。そして、アドレスの設定、内部のＩＣ等のテスト、内部のＭＰＵのファームウエァの書き換え等の処理がなされる。
【００３０】
上述した本願開示によれば、電子部品の設定操作をケースの外側から行うことによって、ケース内部の電子部品を操作するのと比較して作業性を向上できると共に、安全性を高めることができる。特に、複数の蓄電モジュールを直列に接続した場合に、上位側の蓄電モジュールの内部回路の電位が高くなる。さらに、バスバー１１を取り外して操作面の前方の窓を開けた場合にのみ、電子部品に対するアクセスが可能となる。この場合、外部端子４に対して高電圧が出力されないので、設定操作時に外部端子４に触れることによる感電のおそれをなくすことができる。
【００３１】
上述した説明では、蓄電素子として、リチウムイオン二次電池を使用している。しかしながら、リチウムイオン二次電池以外の二次電池を使用しても良い。さらに、二次電池以外の蓄電素子例えば電気二重層キャパシタ (Electric Double Layer Capaciter)を使用しても良い。さらに、バスバー１１のカバーによって窓を塞ぐことによって設定部に対するアクセスを阻止しているが、バスバー１１が蓋開閉の可否を規定できる形状を有し、バスバー１１を取り外さないと設定部を覆う蓋が開かないような構成も可能である。
【００３２】
本願開示は、上述した蓄電装置が再生可能エネルギーから発電を行う発電装置によって充電される蓄電システムである。
本願開示は、上述した蓄電装置を有し、蓄電装置に接続される電子機器に電力を供給する蓄電システムである。
本願開示は、上述した蓄電装置から、電力の供給を受ける電子機器である。
これらの電子機器および電力システムは、例えば住宅の電力供給システムとして実施される。さらに、外部の電力供給網と協働して電力の効率的な供給を図るシステムとして実施される。
さらに、本願開示は、上述した蓄電装置から、電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、蓄電装置に関する情報に基いて車両制御に関する情報処理を行なう制御装置とを有する電動車両である。
本願開示は、他の機器とネットワークを介して信号を送受信する電力情報送受信部とを備え、送受信部が受信した情報に基づき、上述した蓄電装置の充放電制御を行う電力システムである。
本願開示は、上述した蓄電装置から、電力の供給を受け、または発電装置または電力網から蓄電装置に電力を供給する電力システムである。
「応用例としての住宅における蓄電システム」
本願開示を住宅用の蓄電システムに適用した例について、図９を参照して説明する。例えば住宅１０１用の蓄電システム１００においては、火力発電１０２ａ、原子力発電１０２ｂ、水力発電１０２ｃ等の集中型電力系統１０２から電力網１０９、情報網１１２、スマートメータ１０７、パワーハブ１０８等を介し、電力が蓄電装置１０３に供給される。これと共に、家庭内発電装置１０４等の独立電源から電力が蓄電装置１０３に供給される。蓄電装置１０３に供給された電力が蓄電される。蓄電装置１０３を使用して、住宅１０１で使用する電力が給電される。住宅１０１に限らずビルに関しても同様の蓄電システムを使用できる。
【００３３】
住宅１０１には、発電装置１０４、電力消費装置１０５、蓄電装置１０３、各装置を制御する制御装置１１０、スマートメータ１０７、各種情報を取得するセンサー１１１が設けられている。各装置は、電力網１０９および情報網１１２によって接続されている。発電装置１０４として、太陽電池、燃料電池等が利用され、発電した電力が電力消費装置１０５および／または蓄電装置１０３に供給される。電力消費装置１０５は、冷蔵庫１０５ａ、空調装置１０５ｂ、テレビジョン受信機１０５ｃ、風呂１０５ｄ等である。さらに、電力消費装置１０５には、電動車両１０６が含まれる。電動車両１０６は、電気自動車１０６ａ、ハイブリッドカー１０６ｂ、電気バイク１０６ｃである。
【００３４】
蓄電装置１０３に対して、上述した本願開示の蓄電装置が適用される。蓄電装置１０３は、二次電池又はキャパシタから構成されている。例えば、リチウムイオン電池によって構成されている。リチウムイオン電池は、定置型であっても、電動車両１０６で使用されるものでも良い。スマートメータ１０７は、商用電力の使用量を測定し、測定された使用量を、電力会社に送信する機能を備えている。電力網１０９は、直流給電、交流給電、非接触給電の何れか一つまたは複数を組み合わせても良い。
【００３５】
各種のセンサー１１１は、例えば人感センサー、照度センサー、物体検知センサー、消費電力センサー、振動センサー、接触センサー、温度センサー、赤外線センサー等である。各種センサー１１１により取得された情報は、制御装置１１０に送信される。センサー１１１からの情報によって、気象の状態、人の状態等が把握されて電力消費装置１０５を自動的に制御してエネルギー消費を最小とすることができる。さらに、制御装置１１０は、住宅１０１に関する情報をインターネットを介して外部の電力会社等に送信することができる。
【００３６】
パワーハブ１０８によって、電力線の分岐、直流交流変換等の処理がなされる。制御装置１１０と接続される情報網１１２の通信方式としては、ＵＡＲＴ(Universal Asynchronous Receiver-Tranceiver:非同期シリアル通信用送受信回路）等の通信インターフェースを使う方法、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＺｉｇＢｅｅ、Ｗｉ−Ｆｉ等の無線通信規格によるセンサーネットワークを利用する方法がある。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ方式は、マルチメディア通信に適用され、一対多接続の通信を行うことができる。ＺｉｇＢｅｅは、ＩＥＥＥ(Institute of Electrical and Electronics Engineers) ８０２．１５．４の物理層を使用するものである。ＩＥＥＥ８０２．１５．４は、ＰＡＮ(Personal Area Network) またはＷ(Wireless)ＰＡＮと呼ばれる短距離無線ネットワーク規格の名称である。
【００３７】
制御装置１１０は、外部のサーバ１１３と接続されている。このサーバ１１３は、住宅１０１、電力会社、サービスプロバイダーの何れかによって管理されていても良い。サーバ１１３が送受信する情報は、たとえば、消費電力情報、生活パターン情報、電力料金、天気情報、天災情報、電力取引に関する情報である。これらの情報は、家庭内の電力消費装置（たとえばテレビジョン受信機）から送受信しても良いが、家庭外の装置（たとえば、携帯電話機等）から送受信しても良い。これらの情報は、表示機能を持つ機器、たとえば、テレビジョン受信機、携帯電話機、ＰＤＡ(Personal Digital Assistants)等に、表
示されても良い。
【００３８】
各部を制御する制御装置１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit ）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等で構成され、この例では、蓄電装置１０３に格納されている。制御装置１１０は、蓄電装置１０３、家庭内発電装置１０４、電力消費装置１０５、各種センサー１１１、サーバ１１３と情報網１１２により接続され、例えば、商用電力の使用量と、発電量とを調整する機能を有している。なお、その他にも、電力市場で電力取引を行う機能等を備えていても良い。
【００３９】
以上のように、電力が火力１０２ａ、原子力１０２ｂ、水力１０２ｃ等の集中型電力系統１０２のみならず、家庭内発電装置１０４（太陽光発電、風力発電）の発電電力を蓄電装置１０３に蓄えることができる。したがって、家庭内発電装置１０４の発電電力が変動しても、外部に送出する電力量を一定にしたり、または、必要なだけ放電するといった制御を行うことができる。例えば、太陽光発電で得られた電力を蓄電装置１０３に蓄えると共に、夜間は料金が安い深夜電力を蓄電装置１０３に蓄え、昼間の料金が高い時間帯に蓄電装置１０３によって蓄電した電力を放電して利用するといった使い方もできる。
【００４０】
なお、この例では、制御装置１１０が蓄電装置１０３内に格納される例を説明したが、スマートメータ１０７内に格納されても良いし、単独で構成されていても良い。さらに、蓄電システム１００は、集合住宅における複数の家庭を対象として用いられてもよいし、複数の戸建て住宅を対象として用いられてもよい。
【００４１】
「応用例としての車両における蓄電システム」
本願開示を車両用の蓄電システムに適用した例について、図１０を参照して説明する。図１０に、本願開示が適用されるシリーズハイブリッドシステムを採用するハイブリッド車両の構成の一例を概略的に示す。シリーズハイブリッドシステムはエンジンで動かす発電機で発電された電力、あるいはそれをバッテリーに一旦貯めておいた電力を用いて、電力駆動力変換装置で走行する車である。
【００４２】
このハイブリッド車両２００には、エンジン２０１、発電機２０２、電力駆動力変換装置２０３、駆動輪２０４ａ、駆動輪２０４ｂ、車輪２０５ａ、車輪２０５ｂ、バッテリー２０８、車両制御装置２０９、各種センサ２１０、充電口２１１が搭載されている。バッテリー２０８に対して、上述した本願開示の蓄電装置が適用される。
【００４３】
ハイブリッド車両２００は、電力駆動力変換装置２０３を動力源として走行する。電力駆動力変換装置２０３の一例は、モータである。バッテリー２０８の電力によって電力駆動力変換装置２０３が作動し、この電力駆動力変換装置２０３の回転力が駆動輪２０４ａ、２０４ｂに伝達される。なお、必要な個所に直流−交流（ＤＣ−ＡＣ）あるいは逆変換（ＡＣ−ＤＣ変換）を用いることによって、電力駆動力変換装置２０３が交流モータでも直流モータでも適用可能である。各種センサ２１０は、車両制御装置２０９を介してエンジン回転数を制御したり、図示しないスロットルバルブの開度（スロットル開度）を制御したりする。各種センサ２１０には、速度センサ、加速度センサ、エンジン回転数センサなどが含まれる。
【００４４】
エンジン２０１の回転力は発電機２０２に伝えられ、その回転力によって発電機２０２により生成された電力をバッテリー２０８に蓄積することが可能である。
【００４５】
図示しない制動機構によりハイブリッド車両が減速すると、その減速時の抵抗力が電力駆動力変換装置２０３に回転力として加わり、この回転力によって電力駆動力変換装置２０３により生成された回生電力がバッテリー２０８に蓄積される。
【００４６】
バッテリー２０８は、ハイブリッド車両の外部の電源に接続されることで、その外部電源から充電口２１１を入力口として電力供給を受け、受けた電力を蓄積することも可能である。
【００４７】
図示しないが、二次電池に関する情報に基いて車両制御に関する情報処理を行なう情報処理装置を備えていても良い。このような情報処理装置としては、例えば、電池の残量に関する情報に基づき、電池残量表示を行う情報処理装置などがある。
【００４８】
なお、以上は、エンジンで動かす発電機で発電された電力、或いはそれをバッテリーに一旦貯めておいた電力を用いて、モーターで走行するシリーズハイブリッド車を例として説明した。しかしながら、エンジンとモーターの出力がいずれも駆動源とし、エンジンのみで走行、モーターのみで走行、エンジンとモーター走行という３つの方式を適宜切り替えて使用するパラレルハイブリッド車に対しても本願開示は有効に適用可能である。さらに、エンジンを用いず駆動モータのみによる駆動で走行する所謂、電動車両に対しても本願開示は有効に適用可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１・・・蓄電モジュール
２・・・ヒューズ
３ａ，３ｂ・・・コネクタ
４・・・外部正極端子
５・・・外部負極端子
１１・・・バスバー
１２ａ，１２ｂ・・・板状突起
１４・・・カバー
２１・・・背面板
２５，２６・・・窓
２８・・・スライドスイッチ
２９・・・ロータリースイッチ
３０・・・ＪＴＡＧコネクタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池部がケース内に収容された蓄電装置であって、
前記電池部の正と負の両極のそれぞれに前記ケースの外から電気的に接続するための両極の外部端子と、
電子部品と、
を備え、
前記両極の外部端子の少なくとも一方側と前記電池部との接続が断たれる場合にのみ、前記電子部品がアクセス可能とされる蓄電装置。
【請求項２】
電池部と電子部品とが同一のケース内に収容された蓄電装置であって、
前記電池部の正と負の両極のそれぞれに前記ケースの外から電気的に接続するための両極の外部端子と、
前記両極の外部端子の少なくとも一方側と前記電池部との接続状態を切り替えるための接続部と、
を備え、
前記接続部により、前記接続状態が断状態の場合にのみ、前記電子部品がアクセス可能とされる蓄電装置。
【請求項３】
前記両極の外部端子は前記ケースに取り付けられており、
前記両極の外部端子の少なくとも一方側に対応する前記電池部側に接続され、前記ケースに取り付けられている第１の導電体と、
前記両極の外部端子の少なくとも一方側に接続され、前記ケースに取り付けられている第２の導電体と、
前記接続部と一体に構成され、前記電子部品に対するアクセスを阻止するカバーと、
を備え、
前記接続部は、前記第１の導電体と前記第２の導電体との間の接続状態と非接続状態とを切り替えるものであり、
前記電子部品は、前記第１および第２の導電体の近傍に取り付けられ、
前記接続部により前記第１および第２の導電体を非接続状態とする場合にのみ、前記電子部品に対するアクセスが可能とされる、請求項２に記載の蓄電装置。
【請求項４】
前記第１の導電体と、前記接続部と、前記第２の導電体と、前記両極の外部端子の一方とで構成される経路中にヒューズが挿入される請求項３に記載の蓄電装置。
【請求項５】
前記電子部品は、他の装置と接続される場合に、当該装置のアドレスを設定するためのスイッチ部である請求項１〜４の何れかに記載の蓄電装置。
【請求項６】
外部の制御装置との通信のための通信用端子を備える請求項１〜５の何れかに記載の蓄電装置。
【請求項７】
電源ライン中に挿入されている第１および第２の導電体と、
前記第１および第２の導電体と接触する状態と、前記第１および第２の導電体の少なくとも一方と離間する状態とが切り替えられる接続部と、
前記接続部を支持する支持部と一体に構成され、前記第１および第２の導電体の近傍の電子部品に対するアクセスを阻止するカバーと、
を有する接続装置。
【請求項８】
前記第１および第２の導電体がスリットを持つように立設されており、
前記接続部が導電板を略コ字状に折り曲げ、前記導電板の脚部が前記第１および第２の導電体のスリット内に着脱自在とされ、
前記接続部の基部が板状支持体の一面に固定され、前記板状支持体の延長部が前記カバーを構成し、
前記板状支持体の他面につまみが設けられている請求項７に記載の接続装置。
【請求項９】
請求項１〜６の何れかに記載の蓄電装置が再生可能エネルギーから発電を行う発電装置によって充電される蓄電システム。
【請求項１０】
請求項１〜６の何れかに記載の蓄電装置を有し、前記蓄電装置に接続される電子機器に電力を供給する蓄電システム。
【請求項１１】
請求項１〜６の何れかに記載の蓄電装置から、電力の供給を受ける電子機器。
【請求項１２】
請求項１〜６の何れかに記載の蓄電装置から、電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、前記蓄電装置に関する情報に基いて車両制御に関する情報処理を行なう制御装置とを有する電動車両。
【請求項１３】
他の機器とネットワークを介して信号を送受信する電力情報送受信部とを備え、
前記送受信部が受信した情報に基づき、請求項１〜６の何れかに記載の蓄電装置の充放電制御を行う電力システム。
【請求項１４】
請求項１〜６の何れかに記載の蓄電装置から、電力の供給を受け、または発電装置または電力網から前記蓄電装置に電力を供給する電力システム。
【請求項１】
電池部がケース内に収容された蓄電装置であって、
前記電池部の正と負の両極のそれぞれに前記ケースの外から電気的に接続するための両極の外部端子と、
電子部品と、
を備え、
前記両極の外部端子の少なくとも一方側と前記電池部との接続が断たれる場合にのみ、前記電子部品がアクセス可能とされる蓄電装置。
【請求項２】
電池部と電子部品とが同一のケース内に収容された蓄電装置であって、
前記電池部の正と負の両極のそれぞれに前記ケースの外から電気的に接続するための両極の外部端子と、
前記両極の外部端子の少なくとも一方側と前記電池部との接続状態を切り替えるための接続部と、
を備え、
前記接続部により、前記接続状態が断状態の場合にのみ、前記電子部品がアクセス可能とされる蓄電装置。
【請求項３】
前記両極の外部端子は前記ケースに取り付けられており、
前記両極の外部端子の少なくとも一方側に対応する前記電池部側に接続され、前記ケースに取り付けられている第１の導電体と、
前記両極の外部端子の少なくとも一方側に接続され、前記ケースに取り付けられている第２の導電体と、
前記接続部と一体に構成され、前記電子部品に対するアクセスを阻止するカバーと、
を備え、
前記接続部は、前記第１の導電体と前記第２の導電体との間の接続状態と非接続状態とを切り替えるものであり、
前記電子部品は、前記第１および第２の導電体の近傍に取り付けられ、
前記接続部により前記第１および第２の導電体を非接続状態とする場合にのみ、前記電子部品に対するアクセスが可能とされる、請求項２に記載の蓄電装置。
【請求項４】
前記第１の導電体と、前記接続部と、前記第２の導電体と、前記両極の外部端子の一方とで構成される経路中にヒューズが挿入される請求項３に記載の蓄電装置。
【請求項５】
前記電子部品は、他の装置と接続される場合に、当該装置のアドレスを設定するためのスイッチ部である請求項１〜４の何れかに記載の蓄電装置。
【請求項６】
外部の制御装置との通信のための通信用端子を備える請求項１〜５の何れかに記載の蓄電装置。
【請求項７】
電源ライン中に挿入されている第１および第２の導電体と、
前記第１および第２の導電体と接触する状態と、前記第１および第２の導電体の少なくとも一方と離間する状態とが切り替えられる接続部と、
前記接続部を支持する支持部と一体に構成され、前記第１および第２の導電体の近傍の電子部品に対するアクセスを阻止するカバーと、
を有する接続装置。
【請求項８】
前記第１および第２の導電体がスリットを持つように立設されており、
前記接続部が導電板を略コ字状に折り曲げ、前記導電板の脚部が前記第１および第２の導電体のスリット内に着脱自在とされ、
前記接続部の基部が板状支持体の一面に固定され、前記板状支持体の延長部が前記カバーを構成し、
前記板状支持体の他面につまみが設けられている請求項７に記載の接続装置。
【請求項９】
請求項１〜６の何れかに記載の蓄電装置が再生可能エネルギーから発電を行う発電装置によって充電される蓄電システム。
【請求項１０】
請求項１〜６の何れかに記載の蓄電装置を有し、前記蓄電装置に接続される電子機器に電力を供給する蓄電システム。
【請求項１１】
請求項１〜６の何れかに記載の蓄電装置から、電力の供給を受ける電子機器。
【請求項１２】
請求項１〜６の何れかに記載の蓄電装置から、電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、前記蓄電装置に関する情報に基いて車両制御に関する情報処理を行なう制御装置とを有する電動車両。
【請求項１３】
他の機器とネットワークを介して信号を送受信する電力情報送受信部とを備え、
前記送受信部が受信した情報に基づき、請求項１〜６の何れかに記載の蓄電装置の充放電制御を行う電力システム。
【請求項１４】
請求項１〜６の何れかに記載の蓄電装置から、電力の供給を受け、または発電装置または電力網から前記蓄電装置に電力を供給する電力システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１２４０４３（Ｐ２０１２−１２４０４３Ａ）
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７４３８１（Ｐ２０１０−２７４３８１）
【出願日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ
２．ＺＩＧＢＥＥ
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ
２．ＺＩＧＢＥＥ
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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