JP2003116226A - 電動車両および電動車両用バッテリーユニットの充電装置 - Google Patents

電動車両および電動車両用バッテリーユニットの充電装置

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JP2003116226A
JP2003116226A JP2001312062A JP2001312062A JP2003116226A JP 2003116226 A JP2003116226 A JP 2003116226A JP 2001312062 A JP2001312062 A JP 2001312062A JP 2001312062 A JP2001312062 A JP 2001312062A JP 2003116226 A JP2003116226 A JP 2003116226A
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Japan
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battery
charging
battery unit
series
assembled
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JP2001312062A
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Masato Tanida
正人 谷田
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Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
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  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バッテリーユニット内の二次電池の直列本数
を増加させた場合に、安全カバーなどで覆わなくても、
感電することを防止できる電動自転車などの電動車両お
よび電動車両用バッテリーユニットの充電装置を提供す
る。 【解決手段】 バッテリーユニット60において二次電
池を分割させて2つの組電池61、62を構成し、バッ
テリーユニット60に設けられている放電端子63(6
3A〜63D)を、各組電池61、62毎に並列的に設
けて接続し、車両本体50側に、各組電池61、62同
士を直列に接続する直列接続端子51A、51Bと、直
列接続端子51A、51Bにより複数の組電池61、6
2同士が直列に接続された状態で給電される受電端子5
2A、52Bとを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電動自転車などの
電動車両および電動車両用バッテリーユニットの充電装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ペダルからの人の踏力による人力駆動力
に、二次電池を電源とした電動モータの補助駆動力を加
えることで、坂道などでも楽に走行できる電動自転車は
既に知られている。
【0003】電動自転車は、図5〜図7に示すように、
複数の二次電池を直列接続してなる組電池22を内蔵し
たバッテリーユニット20を、電動自転車本体1に取り
外し可能に取り付けている。そして、二次電池の電力を
消耗した場合には、バッテリーユニット20を電動自転
車本体1から取り外し、家庭用電源などに接続した充電
装置40にバッテリーユニット20を取り付けて充電す
るように構成している。
【0004】図7に概略的に示すように、従来の電動自
転車に設けられているバッテリーユニット20には、全
ての二次電池を直列接続してなる1つの組電池22が内
蔵されている。バッテリーユニット20における電動自
転車本体1側との着脱箇所には1対の放電端子21A,
21Bが設けられ、この放電端子21A,21Bに組電
池22の陽極部と陰極部とが接続されている。また、バ
ッテリーユニット20には、このバッテリーユニット2
0を充電する充電装置40に接続するための被充電端子
23A,23Bが設けられている。なお、バッテリーユ
ニット20の放電端子21A,21Bが、充電装置40
からの被充電端子としても兼用されている場合もある。
【0005】電動自転車本体1におけるバッテリーユニ
ット20との着脱箇所には、バッテリーユニット20を
装着した際に放電端子21A,21Bに接触して接続さ
れる受電端子2A,2Bが設けられている。また、バッ
テリーユニット20を充電する充電装置40には、バッ
テリーユニット20の被充電端子23A,23Bと接続
される充電端子41A,41Bが設けられている。
【0006】この種の二次電池により電動モータ5(図
6参照)を駆動させて駆動力を得るシステムにおいて
は、二次電池の直列に接続する本数を増加させて高電圧
化させると、電動モータ5や制御回路などの出力効率を
向上できることが知られている。電動自転車において、
このようにして電動モータ5や制御回路などの出力効率
を向上させると、走行距離を向上できるなどの利点が得
られる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようにバッテリーユニット20を電動自転車本体1に対
して着脱する形式の従来の電動自転車において、電動モ
ータ5や制御回路などの出力効率を向上させるべく、二
次電池の直列本数を増加させると、高電圧がバッテリー
ユニット20の放電端子21A,21Bや充電端子41
A,41Bに印加されることとなるため、バッテリーユ
ニット20を電動自転車本体1や充電装置40から取り
外した状態で扱う際に、この放電端子21A,21Bや
充電端子41A,41Bに誤って触わると感電してしま
うおそれがある。
【0008】特に、充電終了時には、図8に示すように
(図8においては、ニッケル−カドミウム電池を30本
直列に接続した充電特性を示す)、組電池22の電圧が
定格電圧の約1.3倍の電圧Vmaxとなる(30本直列
に接続した場合には、定格電圧36V(=1.2V×3
0)の約1.3倍の電圧(約45V)となる)ので、感
電する可能性が高くなる。
【0009】したがって、このように二次電池の直列本
数を増加させた場合には、上記のような感電を防止すべ
く、通常の取り扱いで放電端子21A,21Bや充電端
子41A,41Bを触ることがないように、これらの放
電端子21A,21Bや充電端子41A,41Bを安全
カバーなどで覆う必要がある。しかしながら、この場合
には、安全カバーなどを設けなければならないため、そ
の分だけコストアップを招いてしまう。
【0010】また、複数の二次電池を直列に接続してな
る組電池22は、同型の二次電池の組み合わせであって
も、個々の二次電池の容量(=電流×時間)に若干のば
らつきがあり、容量の少ない二次電池を基準として、充
電停止電圧や放電停止電圧を決定することが望ましいと
いう特性がある。なお、図9(a)に、標準の容量の二
次電池の放電時間に対する電圧の変化を示し、図9
(b)に、容量の少ない二次電池の放電時間に対する電
圧の変化を示す(何れもニッケル−カドミウム電池の場
合を示す)。図9(b)に示すように、容量の少ない二
次電池では、標準的な放電時間Tに達する前に、急激に
電圧が低下し始める。
【0011】しかしながら、二次電池の直列本数を増加
させた組電池22を一括して充放電する場合、二次電池
個々の容量のばらつきが大きくなるとともに、容量の少
ない二次電池があってもこの状態を検出し難くなるた
め、充電停止や放電停止のタイミングがずれやすくな
り、その分だけ過充電や過放電してしまって組電池22
が劣化し易くなるなどの問題があった。
【0012】例えば、ニッケル−カドミウム電池の組電
池22に対して迅速に充電すべく急速充電する場合に
は、図8に示すように、充電時において組電池22の電
圧が最高電圧Vmaxより所定電圧V0だけ下がった時
点t0で、充電が完了したと充電装置40の制御部で判
定して充電動作を終了させている。しかし、二次電池の
直列本数を増加させると、容量のばらつきが大きい二次
電池を含む確率が高くなり、充電が完了したと判定して
充電動作を終了させた場合でも、実際には既に一部の二
次電池に対しては過充電状態となっていたり、その反対
に、一部の二次電池に対しては充電が十分には行われな
かったりすることが多くなる。一部の二次電池に対して
過充電状態となっていた場合には、その二次電池の劣
化、ひいては組電池22全体の劣化を招いてしまう。ま
た、一部の二次電池に対して充電が十分には行われてい
なかった場合には、組電池22から取り出せる容量が低
下して、組電池22を規定電流で実質的に使用できる時
間、すなわち電動モータ5の駆動時間(電動モータ5に
よる駆動距離)が減少してしまう。
【0013】また、組電池22に容量のばらつきが大き
い二次電池が含まれている場合においても各二次電池に
対して確実かつ十分に充電する対策としては、少ない充
電電流で長時間にわたって充電する手法があるが、この
場合には、充電時間が長くなってしまう。
【0014】また、放電時(すなわち、電動自転車の使
用時)において、組電池22全体の電圧を測定して、所
定電圧以下となった際に、警告したり、放電を中止した
りする(電動自転車の使用時においては、電動モータに
よる補助駆動力の付与を停止させる)構成を採用してい
ると、二次電池個々の容量のばらつきが大きいために、
組電池22全体の電圧が前記所定電圧に達する前に、既
に一部の二次電池が過放電状態となってしまい、組電池
22の劣化を早めてしまうおそれがある。
【0015】本発明は上記課題を解決するもので、バッ
テリーユニット内の二次電池の直列本数を増加させた場
合に、安全カバーなどを設けて覆わなくても、感電する
ことを防止でき、急速充電した場合でも充放電の際の劣
化を最小限に抑えることができ、放電時においては組電
池の能力を良好に発揮することができる電動自転車など
の電動車両および電動車両用バッテリーユニットの充電
装置を提供することを目的とするものである。
【0016】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項1記載の発明は、複数の二次電池を直列接続し
た組電池が複数組み込まれ、放電端子が、各組電池毎に
並列的に設けられて接続されたバッテリーユニットと、
前記バッテリーユニットが着脱自在に装着され、各組電
池の放電端子間を直列に接続する直列接続端子と、前記
直列接続端子により直列に接続された組電池の放電端子
の内、直列接続端子と非接続の放電端子を接続すること
により、この組電池の電圧を電動モータに印加する受電
端子とを有するバッテリ搭載部とが設けられていること
を特徴とする電動車両である。
【0017】この構成において、バッテリ搭載部にバッ
テリーユニットを装着すると、直列接続端子により複数
の組電池同士が直列に接続され、直列に接続された複数
の組電池から受電端子を通してバッテリ搭載部側に給電
される。この構成によれば、バッテリーユニットをバッ
テリ搭載部から取り外した際に、バッテリーユニットの
放電端子に誤って触った場合でも、放電端子間には分割
された組電池の電圧しか印加されていないため、感電す
ることを防止できる。
【0018】請求項2記載の発明は、請求項1記載の電
動車両において、バッテリ搭載部が設けられている車両
本体側に、各放電端子と各直列接続端子とに接続され
て、各組電池毎の電圧を測定する電圧測定手段と、これ
らの各組電池毎の電圧に基づいて放電状態を判定する制
御手段とを備えたことを特徴とする。
【0019】この構成によれば、各組電池毎に電圧を測
定して、これらの各組電池毎の電圧に基づいて放電状態
が判定されるため、二次電池に容量のばらつきがあった
場合でも、各組電池内における二次電池の容量のばらつ
きを検出できる可能性が高くなり、この結果、放電状態
を的確に把握できるようになるので、二次電池の過放電
による劣化を防止できる。
【0020】請求項3記載の発明は、複数の二次電池を
直列接続してなる組電池が複数組み込まれたバッテリー
ユニットが、車両本体に対して着脱自在に取り付けら
れ、バッテリーユニットに設けられている被充電端子
が、各組電池毎に対となって並列的に設けられているこ
とを特徴とする。
【0021】請求項4記載の発明は、請求項3記載の電
動車両に設けられるバッテリーユニットに対して充電す
る電動車両用バッテリーユニットの充電装置であって、
バッテリーユニットの各被充電端子に対応して充電端子
が設けられ、充電端子は各組電池毎に個別かつ並列的に
充電するように接続されたことを特徴とする。
【0022】この構成によれば、各組電池毎に個別かつ
並列的に充電されるため、二次電池に容量のばらつきが
あった場合でも、これらのばらつきを検出する可能性が
高くなり、この結果、各組電池毎に的確に充電できるよ
うになって、二次電池の過充電による劣化や、二次電池
の充電不足による組電池の出力低下を防止でき、さらに
充電時間を短縮できる。また、複数の二次電池が分割さ
れてなる容量の小さな各組電池に対して個別に充電する
ため、充電時間も短縮できる。
【0023】請求項5記載の発明は、請求項3記載の電
動車両に設けられるバッテリーユニットに対して充電す
る電動車両用バッテリーユニットの充電装置であって、
バッテリーユニットが装着された際に各組電池同士を直
列に接続する直列接続端子と、前記直列接続端子により
複数の組電池同士が直列に接続された状態で充電する充
電端子とが設けられていることを特徴とする。
【0024】この構成によれば、充電装置にバッテリー
ユニットを装着すると、直列接続端子により複数の組電
池同士が直列に接続され、組電池が直列に接続された状
態で充電される。このように、この構成によっても、バ
ッテリーユニットを充電することができる。
【0025】なお、請求項6に記載のように、請求項1
〜3の何れかに記載の電動車両としては、電動自転車の
場合に好適に用いることができる。
【0026】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図1〜図4を用いて説明する。ここで、図1は、本
発明の実施の形態にかかる電動自転車のバッテリーユニ
ットと電動自転車本体要部とを概略的に示す回路ブロッ
ク図、図2は、同バッテリーユニットとその充電装置と
を概略的に示す回路ブロック図、図3は、同バッテリー
ユニットを電動自転車本体に装着した状態を概略的に示
す側面図、図4は、同バッテリーユニットと本発明の他
の実施の形態にかかる充電装置とを概略的に示す回路ブ
ロック図である。
【0027】図3に示すように、この電動自転車におい
ても、複数の二次電池を直列接続してなる組電池を内蔵
したバッテリーユニット60を、電動自転車本体50の
バッテリー搭載部110に取り外し可能に装着してい
る。そして、バッテリーユニット60の二次電池の電力
を消耗した場合には、バッテリーユニット60を電動自
転車本体50から取り外し、家庭用電源などに接続した
充電装置80(図2参照)にバッテリーユニット60を
装着して充電するように構成されている。
【0028】しかし、この電動自転車に装着されるバッ
テリーユニット60においては、図1に示すように、複
数(例えば30本)の二次電池(例えばニッケル−カド
ミウム電池)が2分割されて第1、第2の組電池61、
62が設けられている。そして、電動自転車本体50の
電動モータ55側に給電するためのバッテリーユニット
60の放電端子63が、各組電池61、62毎に並列的
に、すなわち合計4端子、設けられて接続されている。
なお、この実施の形態においては、これらの4つの放電
端子63(63A〜63D)が、充電装置80に接続さ
れる被充電端子としても兼用されている。
【0029】電動自転車本体50におけるバッテリーユ
ニット60が着脱されるバッテリー搭載部110には、
バッテリーユニット60を装着した際に、放電端子63
(63A〜63D)に接触して接続される2つの直列接
続端子51A、51Bと2つの受電端子52A、52B
とが設けられている。ここで、直列接続端子51Aは、
第1の組電池61の陰極部に接続された放電端子63B
と接触するように配置され、直列接続端子51Bは、第
2の組電池62の陽極部に接続された放電端子63Cと
接触するように配置されている。また、受電端子52A
は、第1の組電池61の陽極部に接続された放電端子6
3Aと接触するように配置され、受電端子52Bは、第
2の組電池62の陰極部に接続された放電端子63Dと
接触するように配置されている。
【0030】また、直列接続端子51A、51B同士
は、接続回路53を介して接続されている。(なお、接
続回路53を設けることなく、2つの直列接続端子51
A、51B自体を導通させた1つの部品で構成してもよ
い。)したがって、バッテリーユニット60をバッテリ
ー搭載部110に装着した際には、これらの直列接続端
子51A、51Bおよび接続回路53を介して、第1、
第2の組電池61、62が直列に接続される。そして、
バッテリーユニット60の装着時には、このように第
1、第2の組電池61、62が直列に接続された状態
で、これらの組電池61、62の合計電圧が受電端子5
2A、52Bに印加される。なお、受電端子52A、5
2Bの電圧は、制御部100を介することで、補助駆動
力の必要に応じて電動モータ55に印加される。
【0031】また、受電端子52Aの接続部と接続回路
53との間の電圧、すなわち、バッテリーユニット60
の装着時における第1の組電池61の電圧と、接続回路
53と受電端子52Bの接続部との間の電圧、すなわ
ち、バッテリーユニット60の装着時における第2の組
電池62の電圧とが、それぞれ電圧測定回路101によ
って測定されるようになっている。そして、電動自転車
の使用時には、この電圧測定回路101によって各組電
池61,62の電圧が個別に測定されて、その電圧に応
じて、電動自転車本体50の、例えばハンドルポスト近
傍箇所に取り付けられたバッテリー残量表示部102に
バッテリ残量が表示されながら、電動モータ55が駆動
される。さらに、制御部100には、予め、各組電池6
1,62単体の放電限界である下限電圧が記憶されてお
り、少なくとも一方の組電池61,62の電圧が前記下
限電圧以下になった場合には、組電池61,62の過放
電を防止するために、電動モータ55への両方の組電池
61,62の給電動作を停止するよう制御する。
【0032】充電装置80には、バッテリーユニット6
0の被充電端子としても機能する4つの放電端子63
(63A〜63D)に対応して、4つの充電端子81
(81A〜81D)が設けられている。また、充電装置
80にはそれぞれ別個に充電機能を有する第1、第2の
充電部82,83と電圧測定回路84を有する制御部8
5とが設けられており、第1の充電部82に接続された
充電端子81A,81Bは、第1の組電池61に接続さ
れた放電端子63A,63Bに接続されるように配置さ
れ、第2の充電部83に接続された充電端子81C,8
1Dは、第2の組電池62に接続された放電端子63
C,63Dに接続されるように配置されている。そし
て、充電装置80にバッテリーユニット60を装着した
際には、充電端子63A〜63Dおよび充電端子81A
〜81Dを介して、各組電池61,62毎に個別に電圧
を測定しながら、充電部82,83により、各組電池6
1,62毎に個別かつ並列的に充電するようになってい
る。
【0033】すなわち、充電装置80の制御部85には
予め、各組電池61,62単体の満充電状態判定用の低
下電圧値ΔVが記憶されており、各組電池61,62に
おいてその電圧が極大値となる電圧値を越え、その後、
前記低下電圧値ΔVだけ下がった場合には、十分な充電
が行われたと判断して、充電を個別に終了するように制
御する。これにより、各組電池61,62に対して、過
充電をすることなく、的確に充電が行われるよう図られ
ている。
【0034】上記構成によれば、バッテリーユニット6
0を電動自転車本体50に装着すると、直列接続端子5
1A、51Bおよび接続回路53を介して、第1、第2
の組電池61、62が直列に接続され、直列に接続され
た2つの組電池61、62から受電端子52A、52B
を通して電動自転車本体50側に給電される。
【0035】電動自転車を使用している際には、電圧測
定回路101によって各組電池61,62の電圧が個別
に測定されて、その電圧に応じて、電動自転車本体50
の、例えばハンドルポスト近傍箇所に取り付けられたバ
ッテリー残量表示部102にバッテリ残量が表示されな
がら、電動モータ55が駆動される。また、少なくとも
一方の組電池61,62の電圧が前記下限電圧以下にな
った場合には、電動モータ55への両方の組電池61,
62の給電動作が停止されるため、組電池61,62の
過放電が防止される。この場合に、組電池61,62の
合計電圧を測定するのではなくて、各組電池61,62
毎に電圧を測定して、これらの各組電池61,62毎の
電圧に基づいて放電状態が判定されるため、二次電池に
容量のばらつきがあった場合でも、各組電池61,62
内における二次電池の容量のばらつきを検出できる可能
性が高くなり、この結果、放電状態をより的確に把握で
きて、二次電池の過放電による劣化を防止できる。
【0036】また、バッテリーユニット60を電動自転
車本体50のバッテリー搭載部110から取り外した際
に、バッテリーユニット60の放電端子63に誤って触
った場合でも、放電端子間(放電端子63A,63B間
あるいは放電端子63C,63D間)には分割された組
電池61,62の電圧しか印加されておらず、低電圧で
ある(例えば、各組電池61,62において、15本ず
つ直列に接続した場合に、充電終了時の最も高い電圧で
も約23Vである)ため、感電する可能性を最小限に抑
えることができる。したがって、放電端子63A〜63
Dを覆うカバーを簡素なものにしたり、設けなかったり
してもよく、その分だけ製造コストの増加を抑えること
ができる。
【0037】バッテリーユニット60を充電する際に
は、充電装置80にバッテリーユニット60を装着して
充電を始めると、充電端子81A〜81Dおよび放電端
子63A〜63Dを介して、各組電池61,62毎に個
別に電圧を測定しながら、各充電部82,83により、
各組電池61,62毎に個別かつ並列的に充電される。
そして、各組電池61,62においてその電圧が所定電
圧値を越え、その後、前記低下電圧値ΔVだけ下がった
場合に、制御部85により十分な充電が行われたと判断
されて、充電が個別に終了される。
【0038】したがって、各組電池61,62内におい
て二次電池の容量にばらつきがあった場合でも、このば
らつきを検出できる可能性が高くなり、各組電池61,
62毎に的確に充電することができる。これにより、各
組電池61,62に対して適正な充電を行うことができ
て、二次電池の過充電による劣化や、二次電池の充電不
足による組電池の出力低下を防止でき、さらに、充電時
間も短縮できる。また、複数の二次電池が分割されてな
る容量の小さな各組電池61,62に対して個別に充電
するため、充電時間も短縮できる。
【0039】なお、上記充電装置80に代えて、図4に
示すような充電装置90を用いてもよい。この充電装置
90には、単一の充電部93と、電圧測定回路94を有
する制御部95が設けられている。また、充電装置90
には、バッテリーユニット60が装着された際に、放電
端子63B,63Cに接触されて、各組電池61,62
同士を、接続回路96を介して直列に接続する直列接続
端子91A,91Bと、放電端子63A,63Dに接触
されて、前記接続回路96により複数の組電池61,6
2同士が直列に接続された状態で充電する充電端子92
A,92Bとが設けられている。なお、この実施の形態
においては、直列接続端子91A,91B同士が接続回
路96を介して接続されているが、2つの充電端子92
A,92B自体を導通させた1つの部品で構成してもよ
い。
【0040】また、充電部93は、直列に接続された組
電池61,62に対して充電する機能を有しており、制
御部95には、直列に接続された組電池61,62に対
して満充電状態を判定する低下電圧値ΔVが記憶されて
いる。また、電圧測定装置94により、直列に接続され
た組電池61,62の電圧が測定され、制御部95は、
測定電圧が極大値となる電圧値を越え、その後、前記低
下電圧値ΔVだけ下がった場合には、十分な充電が行わ
れたと判断して、充電を個別に終了するように制御す
る。そして、前記下限電圧以下になった場合には、直列
に接続された組電池61,62への過充電を防止するた
めに、充電動作が停止される。
【0041】この構成によっても、充電装置90にバッ
テリーユニット60を装着すると、接続回路96により
組電池61,62同士が直列に接続され、組電池61,
62が直列に接続された状態で充電される。このよう
に、この構成によっても、バッテリーユニット60を充
電することができる。
【0042】この場合には、上記充電装置80と比べる
と、単一の充電対象に対して充電する充電部93だけを
設ければ済むため、上記充電装置80のように、2つの
充電部82,83を設けた場合と比較して簡単な構成で
済み、その分だけ、充電装置90としての製造コストを
低減できる利点がある。
【0043】また、上記実施の形態においては、二次電
池としてニッケル−カドミウム電池を用いた場合を述
べ、この場合には、上記したように、充電時期の終了判
定を電圧の低下電圧値ΔVによって判定したが、二次電
池として他のものを用いてもよい。例えば、二次電池と
してニッケル−水素電池を用いてもよく、この場合に
は、自転車の使用時に、上記実施の形態と同様に、各組
電池毎の電圧を測定しながら、各組電池毎の放電状態を
検知して放電の際の制御を行うとよい。また、充電に関
しては、ニッケル−水素電池は、満充電状態になるとニ
ッケル水素電池の温度が急激に上昇する特性を有してい
るので、例えば、バッテリユニット内において、組電池
間に仕切り壁を設けるとともに、各組電池を収納してい
る箇所毎に温度センサを設け、充電時に、その時間当た
りの温度上昇率が所定値以上となった際に個別に充電を
停止させるよう制御すればよく、これによっても、各組
電池毎に適した充放電を行うことができる。また、二次
電池としてリチウム電池を用いて、定電流制御を行いな
がら充電し、電圧が急激に低下した場合などに、充電動
作を停止させるように制御してもよい。
【0044】また、上記実施の形態におては、放電端子
63(63A〜63D)により被充電端子を兼用した場
合を述べたが、これに限るものではなく、放電端子63
(63A〜63D)とは別個に、同数の被充電端子を組
電池61,62に設けても、同様の効果を得ることがで
きる。
【0045】さらに、上記実施の形態におては、複数の
二次電池を2分割し、2つの組電池61,62毎に、そ
れぞれ放電端子63(63A〜63D)を設けた場合を
述べたが、これに限るものではなく、複数の二次電池を
3つ以上に分割した場合でも同様の構成を適用できる。
【0046】また、上記実施の形態においては、電動自
転車の場合を述べたが、これに限るものではなく、例え
ば、電動車椅子やその他の電動車両(とりわけ、人力に
対して補助駆動力を供給しながら走行する電動車両)に
も適用できることは申すまでもない。
【0047】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、複数の二
次電池を直列接続した組電池が複数組み込まれ、放電端
子が、各組電池毎に並列的に設けられて接続されたバッ
テリーユニットと、前記バッテリーユニットが着脱自在
に装着され、各組電池の放電端子間を直列に接続する直
列接続端子と、前記直列接続端子により直列に接続され
た組電池の放電端子の内、直列接続端子と非接続の放電
端子を接続することにより、この組電池の電圧を電動モ
ータに印加する受電端子とを有するバッテリ搭載部とが
設けられている構成としたことにより、バッテリーユニ
ット内の二次電池の直列本数を増加させて電動モータや
制御回路などの出力効率を向上させることができなが
ら、バッテリーユニットを触っても、感電することを防
止でき、この結果、安全カバーなどを設けなくても済ん
で、製造コストを低減させることができる。
【0048】また、車両本体側に、各放電端子と各直列
接続端子とに接続されて、各組電池毎の電圧を測定する
電圧測定手段と、これらの各組電池毎の電圧に基づいて
放電状態を判定する制御手段とを備えることにより、二
次電池に容量のばらつきがあった場合でも、放電状態を
より的確に把握できるようになり、二次電池の過放電に
よる劣化を最小限に抑えることができる。
【0049】また、バッテリーユニットにおいて複数の
二次電池を分割して複数の組電池を構成し、バッテリー
ユニットの被充電端子を、各組電池毎に対となって並列
的に設け、電動車両用バッテリーユニットの充電装置に
おいて、バッテリーユニットの各被充電端子に対応して
充電端子を設け、充電端子を各組電池毎に個別かつ並列
的に充電することにより、二次電池に容量のばらつきが
あった場合でも、各組電池毎に的確に充電できるように
なって、二次電池の過充電による劣化や、二次電池の充
電不足による組電池の出力低下を防止できる。また、複
数の二次電池が分割されてなる容量の小さな各組電池に
対して個別に充電するため、充電時間も短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態にかかる電動自転車のバッ
テリーユニットと電動自転車本体要部とを概略的に示す
回路ブロック図である。
【図2】同バッテリーユニットとその充電装置とを概略
的に示す回路ブロック図である。
【図3】同バッテリーユニットを電動自転車本体に装着
した状態を概略的に示す側面図である。
【図4】同バッテリーユニットと本発明の他の実施の形
態にかかる充電装置とを概略的に示す回路ブロック図で
ある。
【図5】バッテリーユニットを装着した電動自転車の要
部斜視図である。
【図6】従来のバッテリーユニットを従来の電動自転車
本体に装着した状態を概略的に示す側面図である。
【図7】従来の電動自転車のバッテリーユニットと従来
の電動自転車本体要部と従来の充電装置とを概略的に示
す回路ブロック図である。
【図8】ニッケル−カドミウム電池の充電時の特性を示
す図である。
【図9】(a)は、標準の容量の二次電池の放電時間に
対する電圧の変化特性を示す図、(b)は、容量の少な
い二次電池の放電時間に対する電圧の変化特性を示す図
である。
【符号の説明】
50 電動自転車本体 51A、51B 直列接続端子 52A、52B 受電端子 55 電動モータ 60 バッテリーユニット 61 第1の組電池 62 第2の組電池 63(63A〜63D) 放電端子(被充電端子) 80 充電装置 81(81A〜81D) 充電端子 82 第1の充電部 83 第2の充電部 84 電圧測定回路 85 制御部 90 充電装置 91A,91B 直列接続端子 92A,92B 充電端子 93 充電部 94 電圧測定装置 95 制御部 96 接続回路 100 制御部 101 電圧測定回路 102 バッテリー残量表示部

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の二次電池を直列接続した組電池が
    複数組み込まれ、放電端子が、各組電池毎に並列的に設
    けられて接続されたバッテリーユニットと、 前記バッテリーユニットが着脱自在に装着され、各組電
    池の放電端子間を直列に接続する直列接続端子と、前記
    直列接続端子により直列に接続された組電池の放電端子
    の内、直列接続端子と非接続の放電端子を接続すること
    により、この組電池の電圧を電動モータに印加する受電
    端子とを有するバッテリ搭載部とが設けられていること
    を特徴とする電動車両。
  2. 【請求項2】 バッテリ搭載部が設けられている車両本
    体側に、 各放電端子と各直列接続端子とに接続されて、各組電池
    毎の電圧を測定する電圧測定手段と、 これらの各組電池毎の電圧に基づいて放電状態を判定す
    る制御手段とを備えたことを特徴とする請求項1記載の
    電動車両。
  3. 【請求項3】 複数の二次電池を直列接続してなる組電
    池が複数組み込まれたバッテリーユニットが、車両本体
    に対して着脱自在に取り付けられ、 バッテリーユニットに設けられている被充電端子が、各
    組電池毎に対となって並列的に設けられていることを特
    徴とする電動車両。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の電動車両に設けられるバ
    ッテリーユニットに対して充電する電動車両用バッテリ
    ーユニットの充電装置であって、 バッテリーユニットの各被充電端子に対応して充電端子
    が設けられ、 充電端子は各組電池毎に個別かつ並列的に充電するよう
    に接続されたことを特徴とする電動車両用バッテリーユ
    ニットの充電装置。
  5. 【請求項5】 請求項3記載の電動車両に設けられるバ
    ッテリーユニットに対して充電する電動車両用バッテリ
    ーユニットの充電装置であって、 バッテリーユニットが装着された際に各組電池同士を直
    列に接続する直列接続端子と、 前記直列接続端子により複数の組電池同士が直列に接続
    された状態で充電する充電端子とが設けられていること
    を特徴とする電動車両用バッテリーユニットの充電装
    置。
  6. 【請求項6】 電動車両が電動自転車であることを特徴
    とする請求項1〜3の何れかに記載の電動車両。
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