JP2001286004A - 走行車輌用電源システム - Google Patents
走行車輌用電源システムInfo
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】自動車等の走行車輌の減速時におけるエネルギ
ーを回生エネルギーとして充分に受け入れることができ
る走行車輌用電源システムを提供する。 【解決手段】非水系二次電池群と水溶液系二次電池群と
を組み合わせた走行車輌用電源システムであって、前記
非水系二次電池群の回生能力(A/l・kg)を、前記水溶
液系二次電池群の回生能力(A/l・kg)より大きくし
た。
ーを回生エネルギーとして充分に受け入れることができ
る走行車輌用電源システムを提供する。 【解決手段】非水系二次電池群と水溶液系二次電池群と
を組み合わせた走行車輌用電源システムであって、前記
非水系二次電池群の回生能力(A/l・kg)を、前記水溶
液系二次電池群の回生能力(A/l・kg)より大きくし
た。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は自動車等に使用され
る走行車両用電源システムに関するものである。
る走行車両用電源システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、自動車には12V系鉛蓄電池が搭
載される電源システム(14Vシステム)が用いられて
きた。該14Vシステムでは、12V系鉛蓄電池から自
動車のエンジンを始動する起動装置(スターターモー
タ)に電流を供給(放電)し、前記エンジンが始動した
後は、該エンジンの回転力によって作動する発電機から
12V系鉛蓄電池に電流が常時供給(充電)される。と
ころが、自動車の減速時のエネルギーは、熱として消費
されていた。近年、12V系鉛蓄電池に代って、36V
系鉛蓄電池を搭載する新しい電源システム(42Vシス
テム)が提案されている。該42Vシステムでは、自動
車のエンジンを始動する車輌起動装置として、高出力な
モータジェネレータを使用することが可能になり、該モ
ータジェネレータにより、従来、熱として消費されてい
た自動車の減速時におけるエネルギーを、回生エネルギ
ーとして電気エネルギーに変換して36V系鉛蓄電池に
電流を供給(充電)し、エネルギー効率を高め、自動車
の燃費向上を可能にしようとするものである。
載される電源システム(14Vシステム)が用いられて
きた。該14Vシステムでは、12V系鉛蓄電池から自
動車のエンジンを始動する起動装置(スターターモー
タ)に電流を供給(放電)し、前記エンジンが始動した
後は、該エンジンの回転力によって作動する発電機から
12V系鉛蓄電池に電流が常時供給(充電)される。と
ころが、自動車の減速時のエネルギーは、熱として消費
されていた。近年、12V系鉛蓄電池に代って、36V
系鉛蓄電池を搭載する新しい電源システム(42Vシス
テム)が提案されている。該42Vシステムでは、自動
車のエンジンを始動する車輌起動装置として、高出力な
モータジェネレータを使用することが可能になり、該モ
ータジェネレータにより、従来、熱として消費されてい
た自動車の減速時におけるエネルギーを、回生エネルギ
ーとして電気エネルギーに変換して36V系鉛蓄電池に
電流を供給(充電)し、エネルギー効率を高め、自動車
の燃費向上を可能にしようとするものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、該42Vシス
テムに使用されるモータジェネレータは、3〜4kWと高
出力であり、回生時の電流値は40〜80A(2〜4C
A相当)に達するが、従来の鉛蓄電池で、このような大
電流充電を受け入れることは難しい。即ち、鉛蓄電池
は、1CA以上になると充電時の副反応である水の分解
反応が促進され、充電効率が落ちて電池寿命に悪影響を
及ぼすためである。特に、エンジンルームへの搭載(雰
囲気温度60℃)を前提とされる自動車においては短寿
命になる惧れがある。本発明は、自動車等の走行車輌の
減速時におけるエネルギーを、回生エネルギーとして充
分に受け入れることができる走行車輌用電源システムを
提供することを目的とする。
テムに使用されるモータジェネレータは、3〜4kWと高
出力であり、回生時の電流値は40〜80A(2〜4C
A相当)に達するが、従来の鉛蓄電池で、このような大
電流充電を受け入れることは難しい。即ち、鉛蓄電池
は、1CA以上になると充電時の副反応である水の分解
反応が促進され、充電効率が落ちて電池寿命に悪影響を
及ぼすためである。特に、エンジンルームへの搭載(雰
囲気温度60℃)を前提とされる自動車においては短寿
命になる惧れがある。本発明は、自動車等の走行車輌の
減速時におけるエネルギーを、回生エネルギーとして充
分に受け入れることができる走行車輌用電源システムを
提供することを目的とする。
【0004】
【発明が解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされたもので、非水系二次電池群と水溶
液系二次電池群とを組み合わせた走行車輌用電源システ
ムであって、前記非水系二次電池群の回生能力(A/l・
kg)を前記水溶液系二次電池群の回生能力(A/l・kg)
より大きくしたことを特徴とするものである。前記水溶
液系二次電池群は、鉛蓄電池で構成されていることが望
ましく、該鉛蓄電池として36V系制御弁式鉛蓄電池を
用いるのが望ましい。また、前記非水系二次電池群は、
リチウム二次電池であることが望ましく、該リチウム二
次電池として36V系リチウムイオン二次電池を用いて
も良い。
成するためになされたもので、非水系二次電池群と水溶
液系二次電池群とを組み合わせた走行車輌用電源システ
ムであって、前記非水系二次電池群の回生能力(A/l・
kg)を前記水溶液系二次電池群の回生能力(A/l・kg)
より大きくしたことを特徴とするものである。前記水溶
液系二次電池群は、鉛蓄電池で構成されていることが望
ましく、該鉛蓄電池として36V系制御弁式鉛蓄電池を
用いるのが望ましい。また、前記非水系二次電池群は、
リチウム二次電池であることが望ましく、該リチウム二
次電池として36V系リチウムイオン二次電池を用いて
も良い。
【0005】ここで、前記非水系二次電池群と前記水溶
液系二次電池群は並列に接続されており、非水系二次電
池群側に、DC/DCコンバータを付加して、前記水溶
液系二次電池の電池電圧と合わせており、また、前記水
溶液系二次電池群と前記非水系二次電池群のそれぞれの
充電状態を個別に制御するコントローラを備えているこ
とが望ましい。更にまた、前記水溶液系二次電池群は、
車輌起動装置に至る放電経路を有することができる。
液系二次電池群は並列に接続されており、非水系二次電
池群側に、DC/DCコンバータを付加して、前記水溶
液系二次電池の電池電圧と合わせており、また、前記水
溶液系二次電池群と前記非水系二次電池群のそれぞれの
充電状態を個別に制御するコントローラを備えているこ
とが望ましい。更にまた、前記水溶液系二次電池群は、
車輌起動装置に至る放電経路を有することができる。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例に基づいて
更に詳細に説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定
されるものではなく、その要旨を変更しない範囲におい
て、適宜変更して実施することができる。ここで、前記
非水系二次電池群又は前記水溶液系二次電池群とは、非
水系二次電池又は水溶液系二次電池のそれぞれ単電池も
しくは単電池を複数個結合した組電池を意味する。 〔非水系二次電池の説明〕本発明で使用する非水系二次
電池としては、いわゆるリチウム二次電池、特にリチウ
ムイオン二次電池が使用可能である。この電池は次のよ
うにして準備される。正極にはリチウムを含んだマンガ
ン酸化物、負極には活物質である炭素粉末を使用し、こ
の正、負極及びセパレータを用いて、捲回式の電極体を
作製し、円筒型電池缶に挿入する。これに電解液を注入
し、正極端子を兼ねる封口体にて密閉する。 〔水溶液系二次電池の説明〕本発明で使用する水溶液系
二次電池としては、いわゆる鉛蓄電池、特に制御弁式鉛
蓄電池を例示することができる。この電池は次のように
して準備される。正極には二酸化鉛、負極には海面状鉛
を使用し、正、負極及びガラス繊維セパレータを用い
て、積層した極板群を作製し、角型電槽内に挿入する。
これに制御弁を開放した蓋をつけ、電解液である希硫酸
を注入し、前記制御弁を取付けて電池を密閉化する。 〔走行車輌用電源システム1の構成〕コントローラ5付
きの非水系二次電池群1とコントローラ6付きの水溶液
系二次電池群2が並列に接続され、モータジェネレータ
3とDIV(電流分配器)4とを組み合わせた走行車輌
用電源システム1を図1に示す。図1中、非水系二次電
池群1にはリチウムイオン二次電池(3.6V−3.5
Ah)が10本直列で使用され、非水系二次電池群1の
電池電圧としては36Vである。該非水系二次電池群1
の充電状態はコントローラ5によって常に制御されてい
る。また、水溶液系二次電池群2には18セルからなる
36V系制御弁式鉛蓄電池(36V−18Ah)が使用
され、該水溶液系二次電池群2の充電状態はコントロー
ラ6によって常に制御されている。 〔走行車輌用電源システム2の構成〕コントローラ5付
きの非水系二次電池群1とコントローラ6付きの水溶液
系二次電池群2とが並列に接続され、モータジェネレー
タ3とDIV(電流分配器)4と非水系二次電池群1側
に付加したDC/DCコンバータ7とを組み合わせた走
行車輌用電源システム2を図2に示す。DC/DCコン
バータ7により、前記非水系二次電池群1側の電圧を前
記水溶液系二次電池群2の電池電圧と合わせている。図
2中、非水系二次電池群1にはリチウムイオン二次電池
(3.6V−3.5Ah)が1〜9本直列で使用され、
非水系二次電池群1の電池電圧としては3.6×nV
(nはリチウムイオン二次電池の本数)である。該非水
系二次電池群1の充電状態はコントローラ5によって常
に制御されている。また、水溶液系二次電池群2には1
8セルからなる36V系制御弁式鉛蓄電池(36V−1
8Ah)が使用され、該水溶液系二次電池群2の充電状
態はコントローラ6によって常に制御されている。 〔走行車輌用電源システム1および2の作動方法〕車輌
起動時においては水溶液系二次電池群2からの出力によ
って起動させる。一方、制動時に生じる回生エネルギー
は、電気エネルギーとして該水溶液系二次電池群2に一
部が回生(充電)されるが、より回生能力の大きい非水
系二次電池群1にも回生(充電)されるため、走行車輌
用電源システム1および2としてのエネルギー効率を高
めている。
更に詳細に説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定
されるものではなく、その要旨を変更しない範囲におい
て、適宜変更して実施することができる。ここで、前記
非水系二次電池群又は前記水溶液系二次電池群とは、非
水系二次電池又は水溶液系二次電池のそれぞれ単電池も
しくは単電池を複数個結合した組電池を意味する。 〔非水系二次電池の説明〕本発明で使用する非水系二次
電池としては、いわゆるリチウム二次電池、特にリチウ
ムイオン二次電池が使用可能である。この電池は次のよ
うにして準備される。正極にはリチウムを含んだマンガ
ン酸化物、負極には活物質である炭素粉末を使用し、こ
の正、負極及びセパレータを用いて、捲回式の電極体を
作製し、円筒型電池缶に挿入する。これに電解液を注入
し、正極端子を兼ねる封口体にて密閉する。 〔水溶液系二次電池の説明〕本発明で使用する水溶液系
二次電池としては、いわゆる鉛蓄電池、特に制御弁式鉛
蓄電池を例示することができる。この電池は次のように
して準備される。正極には二酸化鉛、負極には海面状鉛
を使用し、正、負極及びガラス繊維セパレータを用い
て、積層した極板群を作製し、角型電槽内に挿入する。
これに制御弁を開放した蓋をつけ、電解液である希硫酸
を注入し、前記制御弁を取付けて電池を密閉化する。 〔走行車輌用電源システム1の構成〕コントローラ5付
きの非水系二次電池群1とコントローラ6付きの水溶液
系二次電池群2が並列に接続され、モータジェネレータ
3とDIV(電流分配器)4とを組み合わせた走行車輌
用電源システム1を図1に示す。図1中、非水系二次電
池群1にはリチウムイオン二次電池(3.6V−3.5
Ah)が10本直列で使用され、非水系二次電池群1の
電池電圧としては36Vである。該非水系二次電池群1
の充電状態はコントローラ5によって常に制御されてい
る。また、水溶液系二次電池群2には18セルからなる
36V系制御弁式鉛蓄電池(36V−18Ah)が使用
され、該水溶液系二次電池群2の充電状態はコントロー
ラ6によって常に制御されている。 〔走行車輌用電源システム2の構成〕コントローラ5付
きの非水系二次電池群1とコントローラ6付きの水溶液
系二次電池群2とが並列に接続され、モータジェネレー
タ3とDIV(電流分配器)4と非水系二次電池群1側
に付加したDC/DCコンバータ7とを組み合わせた走
行車輌用電源システム2を図2に示す。DC/DCコン
バータ7により、前記非水系二次電池群1側の電圧を前
記水溶液系二次電池群2の電池電圧と合わせている。図
2中、非水系二次電池群1にはリチウムイオン二次電池
(3.6V−3.5Ah)が1〜9本直列で使用され、
非水系二次電池群1の電池電圧としては3.6×nV
(nはリチウムイオン二次電池の本数)である。該非水
系二次電池群1の充電状態はコントローラ5によって常
に制御されている。また、水溶液系二次電池群2には1
8セルからなる36V系制御弁式鉛蓄電池(36V−1
8Ah)が使用され、該水溶液系二次電池群2の充電状
態はコントローラ6によって常に制御されている。 〔走行車輌用電源システム1および2の作動方法〕車輌
起動時においては水溶液系二次電池群2からの出力によ
って起動させる。一方、制動時に生じる回生エネルギー
は、電気エネルギーとして該水溶液系二次電池群2に一
部が回生(充電)されるが、より回生能力の大きい非水
系二次電池群1にも回生(充電)されるため、走行車輌
用電源システム1および2としてのエネルギー効率を高
めている。
【0007】
【実施例】上記走行車輌用電源システム1を本発明品1
とし、上記走行車輌用電源システム2で非水系二次電池
群1としてリチウムイオン二次電池(3.6V−3.5
Ah)1本を用いたものを発明品2として充電試験を行
った。比較例として、18セルからなる36V系制御弁
式鉛蓄電池(36V−18Ah)のみを用いた従来提案
の電源システムについても充電試験を行った。図3に
は、本発明品1、本発明品2、比較例のそれぞれの5秒
目電池電圧と36V系制御弁式鉛蓄電池を基準とした充
電率との関係を示す。本発明品1および本発明品2は、
リチウムイオン二次電池の回生能力が大きいために、充
電率が12Cを超えても5秒目電池電圧は42V以下に
抑えられて36V系制御弁式鉛蓄電池から水素発生しな
いため、充電が可能で走行車輌用電源システムとして回
生エネルギーを充分に受け入れることができる。一方、
比較例は、充電率が2Cを超えると電池電圧が47V以
上となり、36V系制御弁式鉛蓄電池から水素発生して
充電が不可能となった。
とし、上記走行車輌用電源システム2で非水系二次電池
群1としてリチウムイオン二次電池(3.6V−3.5
Ah)1本を用いたものを発明品2として充電試験を行
った。比較例として、18セルからなる36V系制御弁
式鉛蓄電池(36V−18Ah)のみを用いた従来提案
の電源システムについても充電試験を行った。図3に
は、本発明品1、本発明品2、比較例のそれぞれの5秒
目電池電圧と36V系制御弁式鉛蓄電池を基準とした充
電率との関係を示す。本発明品1および本発明品2は、
リチウムイオン二次電池の回生能力が大きいために、充
電率が12Cを超えても5秒目電池電圧は42V以下に
抑えられて36V系制御弁式鉛蓄電池から水素発生しな
いため、充電が可能で走行車輌用電源システムとして回
生エネルギーを充分に受け入れることができる。一方、
比較例は、充電率が2Cを超えると電池電圧が47V以
上となり、36V系制御弁式鉛蓄電池から水素発生して
充電が不可能となった。
【0008】
【発明の効果】上述したように、本発明は、非水系二次
電池群と水溶液系二次電池群との効果的な組み合わせに
よって、自動車等の走行車輌の制動時におけるエネルギ
ーを回生エネルギーとして効率よく利用することがで
き、その工業的価値は極めて大きい。
電池群と水溶液系二次電池群との効果的な組み合わせに
よって、自動車等の走行車輌の制動時におけるエネルギ
ーを回生エネルギーとして効率よく利用することがで
き、その工業的価値は極めて大きい。
【図1】本発明の走行車輌用電源システム1のブロック
図である。
図である。
【図2】本発明の走行車輌用電源システム2のブロック
図である。
図である。
【図3】本発明の走行車輌用電源システムにおける5秒
目電池電圧と充電率との関係を示すグラフである。
目電池電圧と充電率との関係を示すグラフである。
1:非水系二次電池群、2:水溶液系二次電池群、3:
モータジェネレータ、4:DIV(電流分配器)、5:
コントローラ、6:コントローラ、7:DC/DCコン
バータ
モータジェネレータ、4:DIV(電流分配器)、5:
コントローラ、6:コントローラ、7:DC/DCコン
バータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森本 佳成 東京都中央区日本橋本町2丁目8番7号 新神戸電機株式会社内 (72)発明者 下浦 一朗 東京都中央区日本橋本町2丁目8番7号 新神戸電機株式会社内 Fターム(参考) 5H030 AS08 BB01 BB22 DD20 FF41 FF43 5H115 PG04 PI16 PO17 PU01 PV02 QE10 QI04
Claims (9)
- 【請求項1】非水系二次電池群と水溶液系二次電池群と
を組み合わせた走行車輌用電源システムであって、前記
非水系二次電池群の回生能力(A/l・kg)を前記水溶液
系二次電池群の回生能力(A/l・kg)より大きくしたこ
とを特徴とする走行車輌用電源システム。 - 【請求項2】前記水溶液系二次電池群が、鉛蓄電池で構
成されていることを特徴とする請求項1記載の走行車輌
用電源システム。 - 【請求項3】前記鉛蓄電池が36V系制御弁式鉛蓄電池
であることを特徴とする請求項2記載の走行車輌用電源
システム。 - 【請求項4】前記非水系二次電池群が、リチウム二次電
池であることを特徴とする請求項1記載の走行車輌用電
源システム。 - 【請求項5】前記リチウム二次電池が36V系リチウム
イオン二次電池であることを特徴とする請求項4記載の
走行車輌用電源システム。 - 【請求項6】前記非水系二次電池群と前記水溶液系二次
電池群が並列に接続されていることを特徴とする請求項
1記載の走行車輌用電源システム。 - 【請求項7】前記非水系二次電池群側の電圧は、DC/
DCコンバータを付加して、前記水溶液系二次電池群の
電池電圧と合わせていることを特徴とする請求項6記載
の走行車輌用電源システム。 - 【請求項8】前記水溶液系二次電池群は、車輌起動装置
に至る放電経路を有することを特徴とする請求項1,
2,6,7の内いずれか1項記載の走行車輌用電源シス
テム。 - 【請求項9】前記水溶液系二次電池群と前記非水系二次
電池群のそれぞれの充電状態を個別に制御するコントロ
ーラを備えたことを特徴とする請求項1,2,4,6,
7,8の内いずれか1項記載の走行車輌用電源システ
ム。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000093726A JP2001286004A (ja) | 2000-03-30 | 2000-03-30 | 走行車輌用電源システム |
US09/816,145 US6366055B1 (en) | 2000-03-30 | 2001-03-26 | Power supply system and state of charge estimating method |
DE60136237T DE60136237D1 (de) | 2000-03-30 | 2001-03-29 | Stromversorgungssystem und Verfahren zum Bereitstellen des Ladezustands |
EP01108083A EP1138554B1 (en) | 2000-03-30 | 2001-03-29 | Power system and state of charge estimating method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000093726A JP2001286004A (ja) | 2000-03-30 | 2000-03-30 | 走行車輌用電源システム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001286004A true JP2001286004A (ja) | 2001-10-12 |
Family
ID=18608871
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004025979A (ja) * | 2002-06-25 | 2004-01-29 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 走行車両用電源システム |
JP2004342580A (ja) * | 2003-04-21 | 2004-12-02 | Makita Corp | 組電池及び電池パック |
WO2013115035A1 (ja) * | 2012-01-31 | 2013-08-08 | 三洋電機株式会社 | 電源装置及びこの電源装置を備える車両並びに蓄電装置 |
US9837834B2 (en) | 2013-04-03 | 2017-12-05 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Battery apparatus |
JPWO2017122631A1 (ja) * | 2016-01-12 | 2018-10-25 | 日産自動車株式会社 | 電源システム及びその制御方法 |
JP2019160734A (ja) * | 2018-03-16 | 2019-09-19 | 株式会社東芝 | 組電池、電池パック、車両、及び、定置用電源 |
-
2000
- 2000-03-30 JP JP2000093726A patent/JP2001286004A/ja not_active Abandoned
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