车辆用电源装置的制作方法

本发明涉及一种车辆用电源装置，特别是涉及能够在废弃时或者发生事故时有效地使电池放电的车辆用电源装置。

背景技术：

作为乘用车等车辆，出现了混合动力汽车、电动汽车，这些车辆搭载有大型电池。例如，专利文献1至专利文献5中记载有这样的电池的结构。

在随着车辆的废弃而对电池进行处理时，为了保护环境、保障安全而需要根据一定的规则进行使电池放电的放电作业。通常，在该放电作业中，将电池从车辆拆下，将拆下的电池与放电装置连接，由放电装置的负载将电池的电力吸收，由此进行放电直至电池的电压小于或等于恒定值为止。

另外，在混合动力汽车、电动汽车发生碰撞事故时，也需要进行电池的放电作业，以保护乘员、救助者等免受电击。

专利文献1：日本特开平10-164709号公报

专利文献2：日本特开平8-107601号公报

专利文献3：日本特开平4-145808号公报

专利文献4：日本特开2006-224772号公报

专利文献5：日本特开2006-246569号公报

技术实现要素：

然而，存在如下问题，即，在维修工厂，将电池从车辆拆下并与放电装置连接是伴随着作为几百千克的重量体的电池的移动的重体力劳动，因此提高作业效率并不简单。

另外，存在如下问题，即，如果因电池的无力化而利用专用的放电装置，则产生放电装置的导入、维持管理成本，因此会使得车辆的废弃成本提升。

并且，存在如下问题，即，能够通过与放电装置连接而使得电池的电压下降，但放电装置所具有的负载的电阻值较高，因此使电池完全无力化并不简单。

并且，还存在如下问题，即，在发生碰撞事故时，为了使电池实现无力化，考虑到在发生事故时需要进行救助活动的情况，携带放电装置而使电池无力化并不现实。

本发明就是鉴于上述问题而提出的，本发明的目的在于提供能够以简单的结构可靠地使电池放电的车辆用电源装置。

本发明的车辆用电源装置的特征在于，具有：电池；电力供给线路，其具有电力供给正极线路以及电力供给负极线路；功率控制单元，其经由所述电力供给线路而与所述电池连接；第1主开关，其安装于所述电力供给正极线路；第2主开关，其安装于所述电力供给负极线路；预充电用电阻和电阻用开关，它们在将所述电力供给正极线路和所述电力供给负极线路旁通的旁通线路串联连接；以及充电用插头，其安装于所述电力供给线路，能够实现将电力从所述电池供给至所述功率控制单元的电力供给状态、以及将所述电力的供给断开的断开状态，如果所述充电用插头变为所述断开状态，则通过使所述电阻用开关变为导通状态而使得电流从所述电池向所述预充电用电阻流动。

另外，本发明的车辆用电源装置的特征在于，如果所述充电用插头变为所述断开状态，则电流向所述充电用插头所具有的放电用电阻流动。

另外，本发明的车辆用电源装置的特征在于，具有对所述电池的充放电进行控制的电源控制装置，如果电流从所述电池向所述预充电用电阻流动的时间大于或等于恒定时间，则所述电源控制装置将电流从所述电池向所述预充电用电阻的供给断开，使得电流从所述电池供给至所述电源控制装置。

另外，本发明的车辆用电源装置的特征在于，具有对所述电池的充放电进行控制的电源控制装置，如果所述电池的电压小于规定值，则所述电源控制装置将电流从所述电池向所述预充电用电阻的供给断开，使得电流从所述电池供给至所述电源控制装置。

另外，本发明的车辆用电源装置的特征在于，能够将所述电源控制装置和所述电池一起从车辆拆下。

另外，本发明的车辆用电源装置的特征在于，所述充电用插头安装成能够沿车辆的前后方向移位。

另外，本发明的车辆用电源装置的特征在于，所述第1主开关、所述第2主开关以及所述电阻用开关分别由继电器构成。

发明的效果

本发明的车辆用电源装置的特征在于，具有：电池；电力供给线路，其具有电力供给正极线路以及电力供给负极线路；功率控制单元，其经由所述电力供给线路而与所述电池连接；第1主开关，其安装于所述电力供给正极线路；第2主开关，其安装于所述电力供给负极线路；预充电用电阻和电阻用开关，它们在将所述电力供给正极线路和所述电力供给负极线路旁通的旁通线路串联连接；以及充电用插头，其安装于所述电力供给线路，能够实现将电力从所述电池供给至所述功率控制单元的电力供给状态、以及将所述电力的供给断开的断开状态，如果所述充电用插头变为所述断开状态，则通过使所述电阻用开关变为导通状态而使得电流从所述电池向所述预充电用电阻流动。由此，根据本发明的车辆用电源装置，在将电池废弃时或者发生车辆事故时，如果充电用插头变为断开状态，则通过使电阻用开关变为导通状态而使得电流从电池向预充电用电阻流动。由此，无需将电池与电池放电用的专用设备连接便能够使电池放电。

另外，本发明的车辆用电源装置的特征在于，如果所述充电用插头变为所述断开状态，则电流向所述充电用插头所具有的放电用电阻流动。由此，根据本发明的车辆用电源装置，电流向充电用插头具有的放电用电阻流动而能够使得放电时的整个放电用电路的电阻值增大，能够更有效地进行放电。

另外，本发明的车辆用电源装置的特征在于，具有对所述电池的充放电进行控制的电源控制装置，如果电流从所述电池向所述预充电用电阻流动的时间大于或等于恒定时间，则所述电源控制装置将电流从所述电池向所述预充电用电阻的供给断开，使得电流从所述电池供给至所述电源控制装置。由此，根据本发明的车辆用电源装置，在经过了恒定时间之后，通过使电流从电池向电源控制装置流动而能够更可靠地使电池放电。

另外，本发明的车辆用电源装置的特征在于，具有对所述电池的充放电进行控制的电源控制装置，如果所述电池的电压小于规定值，则所述电源控制装置将电流从所述电池向所述预充电用电阻的供给断开，使得电流从所述电池供给至所述电源控制装置。由此，根据本发明的车辆用电源装置，在电池的电压小于规定值之后，通过使电流从电池向电源控制装置流动而能够使电池更靠地放电。

另外，本发明的车辆用电源装置的特征在于，能够将所述电源控制装置和所述电池一起从车辆拆下。由此，根据本发明的车辆用电源装置，能够将电源控制装置和电池一起从车辆拆下并废弃，因此即使在废弃之后也能够使电池放电。

另外，本发明的车辆用电源装置的特征在于，所述充电用插头安装成能够沿车辆的前后方向移位。由此，根据本发明的车辆用电源装置，充电用插头能够沿前后方向移位，从而，在车辆发生碰撞事故时，电池等向前方移动而使得充电用插头变为断开状态，能够使电池放电。因而，在发生车辆碰撞事故时，即使不利用人力进行操作也能够使电池放电。并且，在车辆的维修时，机修师以手动方式对充电用插头施加冲击而能够使电池放电。

另外，本发明的车辆用电源装置的特征在于，所述第1主开关、所述第2主开关以及所述电阻用开关分别由继电器构成。由此，根据本发明的车辆用电源装置，能够以简单的结构构成各开关。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式所涉及的车辆用电源装置的图，(a)是表示具有车辆用电源装置的车辆的斜视图，(b)是表示车辆用电源装置的框图。

图2是表示本发明的实施方式所涉及的车辆用电源装置的电路图。

图3是表示本发明的实施方式所涉及的车辆用电源装置的图，(a)是表示电源控制装置等的连接结构的框图，(b)及(c)是表示充电用插头的结构的示意图。

图4是表示利用本发明的实施方式所涉及的车辆用电源装置使电池放电的方法的流程图。

图5是表示本发明的实施方式所涉及的车辆用电源装置的行驶状态的电路图。

图6是表示本发明的实施方式所涉及的车辆用电源装置的放电状态的电路图。

图7是表示本发明的实施方式所涉及的车辆用电源装置的、其他放电状态的电路图。

图8是表示本发明的实施方式所涉及的车辆用电源装置的图，(a)及(b)是表示电池组和充电用插头的结构的示意图，(c)是表示碰撞时的车辆的侧视图。

标号的说明

10车辆用电源装置

11电池

12电力供给正极线路

13电力供给负极线路

14电力供给线路

15功率控制单元

16第1主开关

17第2主开关

18旁通线路

19预充电用电阻

20电阻用开关

21充电用插头

22电源控制装置

23电机

24预充电用开关

25放电用电阻

26车辆控制装置

27连接器

28连接器

29电池组

30车辆

31车体

32电池配置区域

33电压检测电路

34放电电路

35放电切换电路

36充电用插头夹钳

37充电用插头底座

38底面

40车辆

具体实施方式

下面，基于附图对本发明的实施方式所涉及的车辆用电源装置10进行详细说明。

图1(a)是对搭载有车辆用电源装置10的车辆30进行说明的斜视图。图1(b)是表示车辆30的连接结构的框图。

如图1(a)所示，汽车、电车等车辆30搭载有用于对电机、各种电气装配部件供给电力的车辆用电源装置10。在车辆30是汽车的情况下，近年来ev(electricvehicle)车、hev(hybridelectricvehicle)车、phev(plug-inhybridelectricvehicle)车等正在普及。而且，上述车辆30也搭载有具有较高的蓄电功能的车辆用电源装置10。

车辆30具有：车体31；车辆用电源装置10，其配置于在车辆30的底面38的附近规定的电池配置区域32；电机23(参照图1(b))，其由从车辆用电源装置10供给的电力驱动；以及轮胎(未图示)，其利用电机的驱动力而旋转。这里，电池配置区域32还可以配置于除了底面38以外的区域，例如，还可以将电池配置区域32设定于后部坐席的后方。

如图1(b)所示，在本实施方式中，具有电池11以及功率控制单元15。电池11例如为锂离子电池、镍氢电池，由板状的多个电池单元构成。

功率控制单元15具有将从电池11供给的直流电力变换为规定频率的交流电力的逆变器电路。电机23利用在功率控制单元15生成的交流电力而旋转，由此车辆30的轮胎旋转。

图2是表示车辆用电源装置10的框图。在车辆用电源装置10中，电池11和功率控制单元15经由电力供给线路14而连接。电力供给线路14具有：电力供给正极线路12，其与电池11的正极连接；以及电力供给负极线路13，其与电池11的负极连接。

在电力供给正极线路12安装有第1主开关16，在电力供给负极线路13安装有第2主开关17。第1主开关16以及第2主开关17成为导通状态而将直流电力从电池11供给至功率控制单元15。另一方面，第1主开关16以及第2主开关17成为断开状态而不从电池11向功率控制单元15供给直流电力。作为第1主开关16以及第2主开关17，例如采用继电器(系统主继电器)。通过采用继电器而能够以较小的控制电力进行大电流的开关。关于上述事项，后述的其他开关也一样。

在电力供给正极线路12与电力供给负极线路13之间形成有旁通线路18。在旁通线路18串联连接有预充电用电阻19和电阻用开关20。预充电用电阻19是用于预充电的电阻，经由预充电用开关24而与功率控制单元15连接。电阻用开关20是利用预充电用电阻19而使电池11放电的开关。这里，预充电是指在将电池11和功率控制单元15连接，向功率控制单元侧电容器部进行充电时，进行预备充电，以使得不会因浪涌电流向第1主开关16以及第2主开关17流动而触点熔接。

在电力供给负极线路13安装有充电用插头21(serviceplug)。充电用插头21能够形成将电力从电池11供给至功率控制单元15的电力供给状态、以及将电力的供给断开的断开状态。电力供给状态和断开状态的切换可以通过使充电用插头21移位而进行。例如，通过使充电用插头21滑动而能够对电力供给状态和断开状态进行切换。另外，在充电用插头21内置有放电用电阻25。放电用电阻25在充电用插头21处于电力供给状态时未与电力供给负极线路13连接。另一方面，放电用电阻25在充电用插头21处于断开状态时与电力供给负极线路13连接。另外，在充电用插头21还内置有ntc热敏电阻，如后所述，如果在放电时ntc热敏电阻的电阻值增大至大于或等于恒定值，则对放电用电路进行切换。

电源控制装置22与包含电池11的正极以及负极的整个电池单元连接。电源控制装置22还被称为bcu(batterycontrolunit)，对车辆用电源装置10的各部位的动作进行控制。上述各开关的导通以及断开由电源控制装置22进行控制。

参照图3对上述的电源控制装置22以及充电用插头21进行详细叙述。图3(a)是详细表示电源控制装置22的框图，图3(b)是表示电力供给状态下的充电用插头21的示意图，图3(c)是表示断开状态下的充电用插头21的示意图。

参照图3(a)，电源控制装置22具有电压检测电路33、放电电路34以及放电切换电路35。另外，电源控制装置22经由连接器27而与电池11连接。并且，电源控制装置22经由连接器28而与充电用插头21连接。

电压检测电路33是对构成电池11的所有电池单元的电压进行检测的电路。如后所述，放电切换电路35是基于电池11的放电时间或者伴随着放电的电压变化而对电力的路径进行切换的电路。放电电路34是具有电阻值小于上述预充电用电阻19的电阻值的电阻、且进行电池11的追加放电的电路。

参照图3(b)，充电用插头21具有充电用插头底座37以及充电用插头夹钳36。充电用插头夹钳36以能够滑动移动的方式与充电用插头底座37组合。图3(b)中示出了进行通常行驶的状态、即将电力从电池11供给至功率控制单元15的电力供给状态。这里，车辆控制装置26经由充电用插头夹钳36的内部电路而导通。车辆控制装置26还被称为ecu(electriccontrolunit)。

图3(c)中示出了断开状态、即放电状态的充电用插头21。使充电用插头夹钳36在纸面上向左侧滑动，由此从图3(b)所示的行驶状态向图3(c)所示的放电状态转换。在放电状态下，能够与充电用插头21的内部的放电用电阻25(参照图2)导通。

基于图4并参照上述各图以及图5至图8，对使用本实施方式的车辆用电源装置10的电池11的放电方法进行说明。图4是表示放电方法的流程图，图5表示通常行驶状态(电力供给状态)下的车辆用电源装置10的动作，图6表示放电的前半段的车辆用电源装置10的动作，图7表示放电的后半段的车辆用电源装置10的动作，图8表示充电用插头21的动作。

参照图5，在通常行驶状态(电力供给状态)下，经由由电力供给正极线路12以及电力供给负极线路13构成的电力供给线路14，将直流电力从电池11供给至功率控制单元15。功率控制单元15将直流电力变换为规定频率的交流电力，将该交流电力供给至图1(b)所示的电机23。

在图5中，对处于导通状态的开关标注剖面线，对处于断开状态的开关未标注剖面线。这里，第1主开关16以及第2主开关17处于导通状态，电阻用开关20以及预充电用开关24处于断开状态。关于与上述剖面线相关的事项，图6以及图7也一样。另外，充电用插头21处于导通状态，充电用插头21未将在电力供给负极线路13流通的电力断开。

然后，在步骤s10中，对充电用插头21进行操作以使其从导通状态转换为断开状态。可以由乘员、作业人员或者救助者进行对充电用插头21的操作。并且，如后所述，可以通过车辆30碰撞所产生的冲击而使得充电用插头21移位。

参照图8说明利用车辆30发生碰撞事故时的冲击对充电用插头21进行操作的方法。图8(a)是表示行驶时的电池组29和充电用插头21的结构的俯视图，图8(b)是表示因发生碰撞事故而变为断开状态(放电状态)的电池组29以及充电用插头21的俯视图，图8(c)是表示发生碰撞事故后的车辆30的侧视图。

首先，如图8(a)所示，在车辆30的行驶状态下，充电用插头21的前端部分配置为比电池组29的前表面靠前方。这里，充电用插头21在前后方向上移位而从导通状态向断开状态转换。

如图8(c)所示，如果其他车辆40从后方与车辆30碰撞，则对电池组29作用有使其向前方移动的力。

由此，参照图8(b)，电池组29朝向前方移动，另一方面，充电用插头21例如与座椅靠背等车体侧部件的一部分接触，充电用插头21被压入电池组29。由此，能够使得充电用插头21从图5所示的电力供给状态向图6所示的断开状态转换。

在步骤s11中，将充电用插头21的12v系的互锁电路断开，放电切换电路35导通。具体而言，使得充电用插头21的状态从图3(b)所示的行驶状态向图3(c)所示的放电状态转换。由此，在步骤s12中，将表示互锁电路断开和放电切换导通的信号输入至电源控制装置22以及车辆控制装置26。

在步骤s13中，参照图6，基于电源控制装置22的指示而使得第1主开关16以及第2主开关17变为断开状态。另外，在步骤s14中，基于电源控制装置22的指示而使得电阻用开关20变为导通状态。此时，内置于充电用插头21的放电用电阻25安装于电力供给负极线路13。由此，在步骤s15中，电流从预充电用电阻19以及放电用电阻25通过而使得电池11放电。另外，在步骤s15中，充电用插头21的温度升高而使得内置于充电用插头21的ntc热敏电阻的温度也升高，由此使得电阻值下降而进行放电。

这里，在本实施方式中，利用预充电用电阻19以及放电用电阻25而进行放电，但也可以使电流仅从预充电用电阻19通过而进行放电。并且，还可以使电流仅从放电用电阻25通过而进行放电。

在步骤s16中，如果持续进行上述放电，则从预充电用电阻19以及放电用电阻25通过的电流减少，由此充电用插头21的温度下降。因而，在步骤s17中，ntc热敏电阻也因温度下降，由此电阻值升高，逐渐变得无法进行电池11的放电。

在步骤s18中，电源控制装置22利用图3(a)所示的电压检测电路33对电池11的电池单元的电压进行监视，判断该电压是否小于作为阈值的2v。如果该电压小于2v，即，如果步骤s18的结果为yes，则电源控制装置22使得处理进入步骤s19。另一方面，如果该电压大于或等于2v，即，如果步骤s18的结果为no，则电源控制装置22使得处理返回至步骤s15而持续进行放电。在步骤s19中，也利用电源控制装置22的放电切换电路35对电池11的电池单元的电压进行监视，从而能够进行更准确的监视。

在步骤s20中，电源控制装置22因监视的电压小于恒定值而对放电用电路进行切换。具体而言，如图7所示，电源控制装置22使得第1主开关16、第2主开关17以及电阻用开关20变为断开状态。而且，电源控制装置22使得来自电池11的电流向电源控制装置22的内部电阻流动。具体而言，参照图3(a)，电源控制装置22的放电切换电路35使得来自电池11的电流向放电电路34流动。

电源控制装置22的内部电阻的电阻值小于预充电用电阻19以及放电用电阻25的合计电阻值。或者，电源控制装置22的内部电阻的电阻值小于预充电用电阻19以及放电用电阻25的各自的电阻值。因而，在步骤s21中，即使在电池11的电压值低至小于2v的情况下，也能够通过使电流从电池11向电源控制装置22流动而使得电池11大致完全放电。

这里，在步骤s20中，电源控制装置22因电池11的电池单元的电压小于恒定值而对放电用电路进行切换，也可以基于放电时间而进行切换。具体而言，电源控制装置22可以对利用预充电用电阻19以及放电用电阻25的放电时间进行监视，如果该放电时间大于或等于恒定值，则对放电用电路进行切换。并且，电源控制装置22还可以对上述电压以及放电时间这两者进行监视，如果电压小于阈值、且放电时间大于或等于恒定值，则对放电用电路进行切换。

在步骤s22中，将电池11从车辆30拆下而废弃。此时，如果以在电源控制装置22和电池11连接的状态下废弃，则在废弃之后电流也从电池11向电源控制装置22流动而使得电池11放电。因而，能够在废弃后防止电池11的电压恢复，能够提高对废弃后的电池11进行处理的作业者的安全性。

以上对电池11的放电方法进行了说明。

以上对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于此，可以在未脱离本发明的主旨的范围内进行变更。另外，上述各方式可以相互组合。