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公開番号2025051091
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-04
出願番号2023160006
出願日2023-09-25
発明の名称配電装置
出願人矢崎総業株式会社
代理人個人,個人
主分類H02H 7/18 20060101AFI20250328BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】バッテリの直列接続と並列接続とを切替可能であって、外部短絡及び電池短絡の双方に対してより適切に対応可能な配電装置を提供することを目的とする。
【解決手段】第1～第7ラインL1～L7と、第3ラインL3における導通及び遮断を制御する第1スイッチSW1と、第4ラインL4における導通及び遮断を制御する第2スイッチSW2と、第5ラインL5における導通及び遮断を制御する第3スイッチSW3と、第1～第3スイッチSW1～SW3の導通状態と遮断状態とを制御する制御部63と、第3ラインL3に設けられた第1ヒューズF1と、第4ラインL4に設けられ第1ヒューズF1よりも通電容量が低い第2ヒューズF2と、第5ラインL5に設けられ第1ヒューズF1よりも通電容量が低い第3ヒューズF3とを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１バッテリの正極及び負極にそれぞれ接続される第１バッテリ正極端子及び第１バッテリ負極端子と、
第２バッテリの正極及び負極にそれぞれ接続される第２バッテリ正極端子及び第２バッテリ負極端子と、
充電器の正極及び負極にそれぞれ接続される充電器正極端子及び充電器負極端子と、
負荷の正極及び負極にそれぞれ接続される負荷正極端子及び負荷負極端子と、
前記第１バッテリ正極端子と前記充電器正極端子とを接続する第１ラインと、
前記第２バッテリ負極端子と前記充電器負極端子とを接続する第２ラインと、
前記第２バッテリ正極端子と前記第１バッテリ負極端子とを接続する第３ラインと、
前記第３ラインにおける導通及び遮断を制御する第１スイッチと、
前記第２バッテリ正極端子と前記第１ラインとを接続する第４ラインと、
前記第４ラインにおける導通及び遮断を制御する第２スイッチと、
前記第２ラインと前記第１バッテリ負極端子とを接続する第５ラインと、
前記第５ラインにおける導通及び遮断を制御する第３スイッチと、
前記第１ラインのうち、前記第１ラインと前記第４ラインとの接続点よりも前記充電器正極端子側と、前記負荷正極端子とを接続する第６ラインと、
前記第２ラインのうち、前記第２ラインと前記第５ラインとの接続点よりも前記充電器負極端子側と、前記負荷負極端子とを接続する第７ラインと、
前記第１スイッチ、前記第２スイッチ及び前記第３スイッチの導通状態と遮断状態とを制御する制御手段と、
前記第３ラインに設けられた第１ヒューズと、
前記第４ラインに設けられ前記第１ヒューズよりも通電容量が低い第２ヒューズと、
前記第５ラインに設けられ前記第１ヒューズよりも通電容量が低い第３ヒューズと、
を備えることを特徴とする配電装置。
続きを表示（約 540 文字）【請求項２】
前記第４ラインの一端側が前記第３ラインと共通化されて前記第２バッテリ正極端子に接続され、前記第５ラインの一端側が前記第３ラインと共通化されて前記第１バッテリ負極端子に接続される場合、前記第１ヒューズは、前記第３ラインのうち前記第４ラインと前記第５ラインとの共通化部分を除く位置に設けられ、前記第２ヒューズは、前記第４ラインのうち前記第３ラインとの共通化部分を除く位置に設けられ、前記第３ヒューズは、前記第５ラインのうち前記第３ラインとの共通化部分を除く位置に設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の配電装置。
【請求項３】
前記第１ヒューズ、前記第２ヒューズ、及び前記第３ヒューズは、外部からの信号を受けて遮断可能な電子式ヒューズであって、
前記制御手段は、
前記第３ラインと前記第４ラインとの共通化部分、及び前記第３ラインと前記第５ラインとの共通化部分のそれぞれにおける電流を計測する電流計測手段と、
前記電流計測手段により計測された電流に基づいて、前記第１ヒューズ、前記第２ヒューズ、及び前記第３ヒューズを選択的に遮断する遮断制御手段と、を有する
ことを特徴とする請求項２に記載の配電装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、配電装置に関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
近年環境を考慮してＥＶ（Electric Vehicle）やＰＨＥＶ（Plug-in Hybrid Electric Vehicle）等高電圧電池を搭載した電動車両が登場している。これら電動車両の電圧は年々高くなっており、例えば４００Ｖ程度から８００Ｖ程度になってきている。電動車両の電圧の上昇に伴い電動車両の充電器の規格電圧も高くなっており、高電圧の電池を搭載した車両に対応できるようになってきている。しかし、規格の大きい充電器は電力も大きいため電力事情の悪い地域での設置は難しく、現在設置されている充電器も全て例えば８００Ｖの電圧に対応できるように置き換えるのは困難である。
【０００３】
そこで、電動車両に搭載される二次電池を直列接続したり並列接続したり切替を可能とした配電装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。この配電装置によれば、充電時に並列接続に切り替えることで、直列接続している場合よりも充電時における電圧を低くすることができる。よって、低い電圧でも高い電圧の電動車両を充電することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２２－６４４０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、特許文献１に記載したような配電装置は、負荷側及び充電器側といった外部における短絡が発生し得るうえ、直列接続と並列接続とを切り替えることから、双方の接続状態について外部短絡に対応する必要がある。また、特許文献１に記載の配電装置は、直列接続と並列接続とを切り替えるスイッチに故障が生じた場合に発生し得る電池短絡に対しても保護を行う必要がある。特に特許文献１に記載した配電装置は、スイッチの故障に対応すべく、個々のスイッチに対してヒューズを設けており、スイッチ故障に対応する構成となっている。
【０００６】
しかし、特許文献１に記載の配電装置は、二次電池を直列接続した場合であっても並列接続した場合であっても全てを通過するように経路形成されることから、ヒューズについては最大電流を考慮した選定をする必要がある。例えば、直列時に３００Ａで並列時に１００Ａの通電である場合、３００Ａに対応したヒューズが必要となる。よって、並列時に異常が発生した場合には、異常状態に耐える時間が長くなってしまい、適切に対応しているとは言い難い。
【０００７】
そこで、本開示は、バッテリの直列接続と並列接続とを切替可能であって、外部短絡及び電池短絡の双方に対してより適切に対応可能な配電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本開示に係る一実施形態に係る配電装置は、第１バッテリの正極及び負極にそれぞれ接続される第１バッテリ正極端子及び第１バッテリ負極端子と、第２バッテリの正極及び負極にそれぞれ接続される第２バッテリ正極端子及び第２バッテリ負極端子と、充電器の正極及び負極にそれぞれ接続される充電器正極端子及び充電器負極端子と、負荷の正極及び負極にそれぞれ接続される負荷正極端子及び負荷負極端子と、前記第１バッテリ正極端子と前記充電器正極端子とを接続する第１ラインと、前記第２バッテリ負極端子と前記充電器負極端子とを接続する第２ラインと、前記第２バッテリ正極端子と前記第１バッテリ負極端子とを接続する第３ラインと、前記第３ラインにおける導通及び遮断を制御する第１スイッチと、前記第２バッテリ正極端子と前記第１ラインとを接続する第４ラインと、前記第４ラインにおける導通及び遮断を制御する第２スイッチと、前記第２ラインと前記第１バッテリ負極端子とを接続する第５ラインと、前記第５ラインにおける導通及び遮断を制御する第３スイッチと、前記第１ラインのうち、前記第１ラインと前記第４ラインとの接続点よりも前記充電器正極端子側と、前記負荷正極端子とを接続する第６ラインと、前記第２ラインのうち、前記第２ラインと前記第５ラインとの接続点よりも前記充電器負極端子側と、前記負荷負極端子とを接続する第７ラインと、前記第１スイッチ、前記第２スイッチ及び前記第３スイッチの導通状態と遮断状態とを制御する制御手段と、前記第３ラインに設けられた第１ヒューズと、前記第４ラインに設けられ前記第１ヒューズよりも通電容量が低い第２ヒューズと、前記第５ラインに設けられ前記第１ヒューズよりも通電容量が低い第３ヒューズと、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、バッテリの直列接続と並列接続とを切替可能であって、外部短絡及び電池短絡の双方に対してより適切に対応可能な配電装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本実施形態に係る配電装置を含む二次電池システムを示す構成図である。
図１に示した制御部の詳細を示すブロック図である。
図１に示したＳＷ制御部による制御状態を示す第１の状態図である。
図１に示したＳＷ制御部による制御状態を示す第２の状態図である。
各短絡状態での電流の流れを示す状態図であって、直列接続における充電器側での外部短絡時の電流の流れを示している。
各短絡状態での電流の流れを示す状態図であって、直列接続における高圧負荷側での外部短絡時の電流の流れを示している。
各短絡状態での電流の流れを示す状態図であって、並列接続における充電器側での外部短絡時の電流の流れを示している。
各短絡状態での電流の流れを示す状態図であって、第１バッテリの電池短絡時の電流の流れを示している。
各短絡状態での電流の流れを示す状態図であって、第２バッテリの電池短絡時の電流の流れを示している。
本実施形態に係る変形例を示す二次電池システムを示す構成図である。
図１０に示した変形例に係る制御部の詳細を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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