本發(fā)明涉及一種配備有多種具有不同性能的電池的電動車輛,并且涉及一種電池組。
背景技術:
電動車輛如混合動力車輛和電動汽車配備有可再充電的二次電池,所述可再充電的二次電池輸出用于驅(qū)動旋轉電機的電力并且儲存由旋轉電機產(chǎn)生的電力或從外部電力充電的電力。根據(jù)安裝有這些二次電池的車輛的規(guī)格來確定這些車載二次電池的容量、類型和性能等。
近來,例如,已提出在單個電動車輛中安裝兩種以上類型的電池以提高電動車輛的性能,例如增加續(xù)航距離和增大輸出轉矩。例如,國際公開No.2013/157049公開了一種車輛,其中在位于車輛后部位置處的行李艙周圍安裝有高輸出組合電池和高容量組合電池。
技術實現(xiàn)要素:
在配備有兩種類型的電池(高容量電池和高輸出電池)的電動車輛中,主要使用高容量電池,而高輸出電池在僅使用來自高容量電池的輸出不能滿足駕駛者要求的情況下被使用。這種情況下,在通過由逆變器或變換器構成的功率控制單元(在下文中稱為“PCU”)傳送和接收的全部電力中,在PCU和高容量電池之間傳送和接收的電力的百分比往往大于在PCU和高輸出電池之間傳送和接收的電力的百分比。在這樣的情況下,為了提高燃料效率,重要的是降低被頻繁使用的高容量電池和PCU之間的電力損失。遺憾的是,在包括WO 2013/157049 A在內(nèi)的相關技術中,尚未對這 種被頻繁使用的電池和PCU之間的送電損失的降低進行充分研究。
本發(fā)明提供了一種能夠有效地傳送和接收電力的電動車輛和電池組。
根據(jù)本發(fā)明的一方面的電動車輛包括:高輸出電池;高容量電池,所述高容量電池具有與所述高輸出電池的容量和輸出相比更大的容量和更小的輸出;電力控制器,所述電力控制器包括逆變器,并且向所述高輸出電池和所述高容量電池傳送電力以及從所述高輸出電池和所述高容量電池接收電力;第一配線,所述第一配線將所述高輸出電池與所述電力控制器連接;和第二配線,所述第二配線將所述高容量電池與所述電力控制器連接,并且比所述第一配線短。
在該方面中,在通過所述電力控制器傳送和接收的電力中,在所述電力控制器和所述高容量電池之間傳送和接收的電力的百分比可大于在所述電力控制器和所述高輸出電池之間傳送和接收的電力的百分比。在另一方面中,所述高容量電池的位置可比所述高輸出電池的位置更靠近所述電力控制器。這種情況下,所述電力控制器、所述高容量電池和所述高輸出電池可在一個方向上按該次序配置。
在另一方面中,所述高容量電池和所述高輸出電池可在所述高容量電池和所述高輸出電池收納在同一外殼中的狀態(tài)下配置在所述車輛的地板面板下方。這種情況下,所述電力控制器可配置得比車廂更靠前,并且在所述外殼中所述高容量電池配置得比所述高輸出電池更靠前。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面的電池組是一種包括兩種以上類型的電池的電池組,并且所述電池組包括:外殼;收納所述外殼中的高輸出電池;高容量電池,所述高容量電池收納在所述外殼中,并且具有與所述高輸出電池的容量和輸出相比更大的容量和更小的輸出;連接端子,所述連接端子與配置在所述電池組外部的電力控制器電連接;第一內(nèi)部配線,所述第一內(nèi)部配線將所述高輸出電池與所述連接端子連接;和第二內(nèi)部配線,所述第二內(nèi)部配線將所述高容量電池與所述連接端子連接,并且比所述第一內(nèi)部配線短。
根據(jù)本發(fā)明,與被頻繁地使用的高容量電池連接的配線比與高輸出電 池連接的配線短,從而降低了高容量電池和PCU之間的送電損失。結果,可以更有效地傳送和接收電力。
附圖說明
下面將參照附圖說明本發(fā)明的示例性實施方式的特征、優(yōu)點及技術和工業(yè)意義,在附圖中相似的附圖標記表示相似的要素,并且其中:
圖1是示出電池系統(tǒng)的構型的圖;
圖2A是示出高輸出接線盒的構型的圖;
圖2B是示出高容量接線盒的構型的圖;
圖3是用在高輸出組合電池中的單電池的外觀圖;
圖4是高輸出組合電池的外觀圖;
圖5是用在高容量組合電池中的單電池的外觀圖;
圖6是用在高容量組合電池中的電池塊的外觀圖;
圖7是示出用在高輸出組合電池的單電池中的發(fā)電元件的構型的圖;
圖8是示出用在高容量組合電池的單電池中的發(fā)電元件的構型的圖;
圖9是車輛的示意性側視圖;
圖10是示出電池組中的高輸出組合電池和高容量組合電池的配置的圖;
圖11是另一車輛的示意性側視圖;以及
圖12是示出另一電池組中的高輸出組合電池和高容量組合電池的配置的圖。
具體實施方式
在下文中,將參照圖1和圖2說明作為本發(fā)明的實施方式的電動車輛。圖1是示出安裝在電動車輛中的電池系統(tǒng)的構型的示意圖。圖2A和圖2B是分別示出如圖1所示的接線盒32、34的構型的圖。在圖1中,如實線所示的連接表示電連接,而如虛線所示的連接表示機械連接。
本實施方式的電動車輛是具有電動發(fā)電機51和發(fā)動機作為動力源的 混合動力車輛。電池系統(tǒng)包括并聯(lián)連接的高輸出組合電池10和高容量組合電池20。組合電池10、20連同對應的接線盒32、34一起收納在單個外殼35中,由此構成電池組30。
高輸出組合電池10經(jīng)由設置在接線盒32內(nèi)的系統(tǒng)主繼電器SMR-G1、SMR-B1、SMR-P1和充電前電阻R1與功率控制單元(電力控制器,在下文中稱為“PCU”)40連接。高容量組合電池20經(jīng)由設置在接線盒34中的系統(tǒng)主繼電器SMR-G2、SMR-B2、SMR-P2和充電前電阻R2與PCU 40連接。高容量組合電池20也經(jīng)由設置在接線盒34中的充電繼電器CR-G和CR-B與充電器46連接。
PCU 40包括逆變器44和DC/DC變換器42。DC/DC變換器42使從各組合電池10、20供給的直流電力升壓或使由電動發(fā)電機51產(chǎn)生并從逆變器44輸出的直流電力降壓。逆變器44將從各組合電池10、20供給的直流電力變換為交流電力。電動發(fā)電機51(交流電機)與逆變器44連接,且電動發(fā)電機51接收從逆變器44供給的交流電力,并產(chǎn)生用于驅(qū)動車輛的動能。電動發(fā)電機51與車輪52連接。發(fā)動機54與車輪52連接以便向車輪52傳遞由發(fā)動機54產(chǎn)生的動能。
當車輛減速或停止時,電動發(fā)電機51將通過車輛的制動產(chǎn)生的動能變換為電能(交流電力)。逆變器44將由電動發(fā)電機51產(chǎn)生的交流電力變換為直流電力,并將該電力供給到各組合電池10、20。通過此構型,組合電池10、20能儲存再生電力。電動發(fā)電機51不必是一個,而是可以設置多個電動發(fā)電機51。
充電器46將來自外部交流電源的電力變換為用以對高容量組合電池20充電的充電電力(直流電力)。充電器46與充電插口48連接。充電插口48如后面所述配置在車輛側面上的后方位置,并且交流電源(例如,商用電源)的連接器(所謂的充電插頭)插入到充電插口48中。
控制器50分別向PCU 40和電動發(fā)電機51輸出控制信號以便控制其驅(qū)動??刂破?0分別向系統(tǒng)主繼電器SMR-B1、B2、SMR-G1、G2、SMR-P1、P2和充電繼電器CR-G、CR-B輸出控制信號以便在這些繼電器之中執(zhí)行 在接通和斷開之間的切換。
如果系統(tǒng)主繼電器SMR-B1、SMR-G1、SMR-P1接通,則容許高輸出組合電池10的充電和放電,而如果系統(tǒng)主繼電器SMR-B1、SMR-G1、SMR-P1斷開,則禁止高輸出組合電池10的充電和放電。如果系統(tǒng)主繼電器SMR-B2、SMR-G2、SMR-P2接通,則容許高容量組合電池20的充電和放電,而如果系統(tǒng)主繼電器SMR-B2、SMR-G2、SMR-P2斷開,則禁止高容量組合電池20的充電和放電。如果充電繼電器CR-G、CR-B接通,則容許高容量組合電池20的外部充電,而如果充電繼電器CR-G、CR-B斷開,則禁止高容量組合電池20的外部充電。
根據(jù)本實施方式的車輛不僅包括組合電池10、20而且包括發(fā)動機54作為用于驅(qū)動車輛的動力源。發(fā)動機54的示例可包括使用汽油、柴油或生物燃料的發(fā)動機。
在本實施例的車輛中,可僅利用來自高輸出組合電池10或高容量組合電池20的輸出來驅(qū)動車輛。該驅(qū)動模式稱為EV(電動車輛)驅(qū)動模式。例如,可通過使高容量組合電池20放電直至充電狀態(tài)(SOC)從約100%達到約0%來驅(qū)動車輛。在高容量組合電池20的SOC達到約0%之后,使用外部電源如商用電源對高容量組合電池20充電。
在EV驅(qū)動模式下,當駕駛者操作加速踏板而使得車輛的要求輸出上升時,可以不僅利用來自高容量組合電池20的輸出而且利用來自高輸出組合電池10的輸出來驅(qū)動車輛。通過連同高輸出組合電池10一起使用高容量組合電池20,可以根據(jù)加速踏板的操作來確保電池輸出,由此提高駕駛性能。
在高容量組合電池20的SOC達到約0%之后,可通過連同發(fā)動機54一起使用高輸出組合電池10來驅(qū)動車輛。該驅(qū)動模式稱為HV(混合動力車輛)驅(qū)動模式。在該HV驅(qū)動模式下,例如,能以使得高輸出組合電池10的SOC按照預定基準SOC變化的方式來控制高輸出組合電池10的充電和放電。
如果高輸出組合電池10的SOC高于基準SOC,則使高輸出組合電池 10放電以便使高輸出組合電池10的SOC接近基準SOC。如果高輸出組合電池10的SOC小于基準SOC,則對高輸出組合電池10充電以便使高輸出組合電池10的SOC接近基準SOC。在HV驅(qū)動模式下,不僅可使用高輸出組合電池10,而且可使用高容量組合電池20。這意味著允許高容量組合電池20的容量殘留,并且高容量組合電池20在HV驅(qū)動模式下可放電。也可將再生電力儲存在高容量組合電池20中。
如上所述,高容量組合電池20可主要用在EV驅(qū)動模式下,而高輸出組合電池10可主要用于HV驅(qū)動模式下。主要在EV驅(qū)動模式下使用高容量組合電池20意味著以下兩種情況。首先,它意味著在EV驅(qū)動模式下,高容量組合電池20比高輸出組合電池10具有更高的使用頻度。其次,它意味著當在EV驅(qū)動模式下使用高容量組合電池20和高輸出組合電池10兩者時,在用于車輛驅(qū)動的總電力中,高容量組合電池20的輸出電力的百分比高于高輸出組合電池10的輸出電力的百分比??傠娏Σ⒎潜硎舅矔r電力,而是表示在預定的行駛時間或預定的行駛距離內(nèi)的電力。
如圖1所示,高輸出組合電池10包括串聯(lián)連接的多個單電池11。作為單電池11,可使用二次單電池,例如鎳氫電池和鋰離子電池??煽紤]高輸出組合電池10的要求輸出適當?shù)卦O定構成高輸出組合電池10的單電池11的數(shù)量。如圖3所示,單電池11是所謂的矩形單電池。矩形單電池表示具有按照長方體形狀形成的外形的單電池。
在圖3中,單電池11具有呈長方體形狀形成的電池外殼11a,并且電池外殼11a在其中收納進行充電和放電的發(fā)電元件。發(fā)電元件包括正極元件、負極元件以及配置在正極元件和負極元件之間的隔板。隔板包含電解液。正極元件包括集電體和形成在集電體的表面上的正極活性物質(zhì)層。負極元件包括集電體和形成在集電體的表面上的負極活性物質(zhì)層。
正極端子11b和負極端子11c配置在電池外殼11a的頂面上。正極端子11b與發(fā)電元件的正極元件電連接,而負極端子11c與發(fā)電元件的負極元件電連接。
如圖4所示,在高輸出組合電池10中,多個單電池11在一個方向上 并列配置。在兩個相鄰單電池11之間配置有分隔板12。各分隔板12可由諸如樹脂的絕緣材料形成,以便使各兩個相鄰單電池11彼此絕緣。
各分隔板12被用于與各相應單電池11的外表面形成空間。具體地,各分隔板12可設置有朝相應單電池11突出的突起部。各突起部的前端與各相應單電池11相接觸,由此在各分隔板12和各相應單電池11之間形成空間。用于各單電池11的溫度調(diào)節(jié)的空氣可以移動通過此空間。
如果單電池11在充電和放電期間發(fā)熱等,則可將冷卻用空氣導入在分隔板12和單電池11之間形成的空間中。冷卻用空氣與單電池11進行熱交換,由此抑制單電池11的溫度上升。如果單電池11被過度冷卻,則可將加熱用空氣導入在分隔板12和單電池11之間形成的空間中。加熱用空氣與單電池11進行熱交換,由此抑制單電池11的溫度下降。
多個單電池11通過兩個匯流條模塊13彼此串聯(lián)電連接。每個匯流條模塊13都包括多個匯流條,和保持多個匯流條的保持器。各匯流條由導電材料形成,并且各兩個相鄰單電池11中的一個單電池的正極端子11b與另一個單電池11的負極端子11c連接。保持器由諸如樹脂的絕緣材料制成。
在高輸出組合電池10在多個單電池11的排列方向上的兩端配置有一對端板14。沿多個單電池11的排列方向延伸的緊固帶15與一對端板14連接。這樣一來,可以對多個單電池11施加緊固力。緊固力表示用于從多個單電池11的排列方向上的兩側保持各個單電池11的力。緊固力施加至單電池11以便抑制單電池11的膨脹。
在本實施例中,在高輸出組合電池10的頂面上配置有兩個緊固帶15,且在高輸出組合電池10的底面上配置有兩個緊固帶15。可適當?shù)卦O定緊固帶15的數(shù)量。具體地,利用緊固帶15和端板14對單電池11足以施加緊固力。或者,可以不對單電池11施加緊固力,并且可省略端板14和緊固帶15。
在本實施例中,多個單電池11在一個方向上排列,但本發(fā)明不限于此。例如,可利用多個單電池形成單個電池模塊,并且可在一個方向上排列多個電池模塊。
同時,如圖1所示,高容量組合電池20包括串聯(lián)連接的多個電池塊21。每個電池塊21都包括并聯(lián)連接的多個單電池22??紤]高容量組合電池20的要求輸出和要求容量適當?shù)卦O定電池塊21的數(shù)量和各電池塊21中所包括的單電池22的數(shù)量。在本實施例的每個電池塊21中,多個單電池22并聯(lián)連接,但本發(fā)明不限于此。具體地,可準備多個電池模塊,在各電池模塊中多個單電池22串聯(lián)連接,并且將所述多個電池模塊并聯(lián)連接,由此構成各電池塊21。
作為單電池22,可使用二次電池,例如鎳氫電池和鋰離子電池。如圖5所示,單電池22是所謂的圓筒形電池。圓筒形電池是其外形按照圓筒形成的單電池。
如圖5所示,各圓筒形單電池22包括呈圓筒形的電池外殼22a。發(fā)電元件被容納在各電池外殼22a內(nèi)。各單電池22的發(fā)電元件的組成部分與各單電池11的相同。
正極端子22b和負極端子22c設置在各單電池22的縱向兩端處。正極端子22b和負極端子22c構成電池外殼22a。正極端子22b與發(fā)電元件的正極元件電連接,而負極端子22c與發(fā)電元件的負極元件電連接。本實施例的各單電池22具有18[mm]的直徑和65.0[mm]的長度,并且是所謂的18650型電池。也可使用與18650型單電池22尺寸不同的單電池22。
如圖6所示,各電池塊21包括多個單電池22和保持多個單電池22的保持器23。多個電池塊21排列在高容量組合電池20中。多個電池塊21經(jīng)由電纜等串聯(lián)連接。高容量組合電池20用于確保EV驅(qū)動模式下的行駛距離,并且其中使用了多個單電池22。因此,高容量組合電池20的尺寸往往大于高輸出組合電池10的尺寸。
保持器23具有通孔23a,單電池22插入各通孔23a中。通孔23a以與單電池22相同的數(shù)量形成。多個單電池22以正極端子22b(或負極端子22c)位于保持器23的同一側的方式排列。多個正極端子22b與單個匯流條連接,并且多個負極端子22c與單個匯流條連接。通過這種構型,多個單電池22并聯(lián)電連接。
在本實施例的各電池塊21中,使用單個保持器23,但也可使用多個保持器23。例如,其中一個保持器23可用于保持單電池22的正極端子22b,而另一個保持器23可用于保持單電池22的負極端子22c。
在下文中將說明用在高輸出組合電池10中的各單電池11的特性和用在高容量組合電池20中的各單電池22的特性。表1示出單電池11、22之間的特性的比較關系。表1中的“高”和“低”表示在將單電池11、22彼此進行比較的情況下兩種單電池11、22之間的關系。具體地,“高”表示與作為比較對象的單電池相比的較高狀態(tài),而“低”表示與作為比較對象的單電池相比的較低狀態(tài)。
[表1]
單電池11的輸出密度高于單電池22的輸出密度。例如,可用單電池的單位質(zhì)量的電力(單位[W/kg])或單電池的單位體積的電力(單位[W/L])表示各單電池11、22的輸出密度。如果單電池11的質(zhì)量或體積與單電池22的相等,則單電池11的輸出[W]應當高于單電池22的輸出[W]。
可用電極元件的單位面積的電流值(單位[mA/cm2])表示各單電池11、22的電極元件(正極元件或負極元件)的輸出密度。單電池11的電極元件的輸出密度高于單電池22的電極元件的輸出密度。如果各電極元件的面積在單電池11和單電池22之間相等,則可供給到單電池11的電極元件的電流值大于可供給到單電池22的電極元件的電流值。
單電池22的電力容量密度高于單電池11的電力容量密度。例如,可用單電池的單位質(zhì)量的容量(單位[Wh/kg])或單電池的單位體積的容量(單位[Wh/L])表示各單電池11、22的電力容量密度。如果各電極元件的質(zhì) 量或體積在單電池11和單電池22之間相等,則單電池22的電力容量[Wh]大于單電池11的電力容量[Wh]。
例如,可用電極元件的單位質(zhì)量的容量(單位[mAh/g])或電極元件的單位體積的容量(單位[mAh/cc])表示各單電池11、22的電極元件的容量密度。單電池22的電極元件的容量密度比單電池11的高。如果各電極元件的質(zhì)量或體積在單電池11和單電池22之間相等,則單電池22的電極元件的容量大于單電池11的電極元件的容量。
圖7是示出各單電池11的發(fā)電元件的構型的示意圖,而圖8是示出各單電池22的發(fā)電元件的構型的示意圖。
在圖7中,構成各單電池11的發(fā)電元件的正極元件包括集電板111和形成在集電板111的兩面上的活性物質(zhì)層112。如果單電池11是鋰離子二次電池,則例如可使用鋁作為集電板111的材料。各活性物質(zhì)層112包含正極活性物質(zhì)、導電材料、粘接劑等。
構成各單電池11的發(fā)電元件的負極元件包括集電板113和形成在集電板113的兩面上的活性物質(zhì)層114。如果單電池11是鋰離子二次電池,則例如可使用銅作為集電板113的材料。各活性物質(zhì)層114包含負極活性物質(zhì)、導電材料、粘接劑等。
在正極元件和負極元件之間配置有隔板115,并且隔板115與正極元件的活性物質(zhì)層112和負極元件的活性物質(zhì)層114接觸。正極元件、隔板115和負極元件以該次序被層疊成層疊體,并且該層疊體被卷繞成發(fā)電元件。
在本實施例中,活性物質(zhì)層112形成在集電板111的兩面上,并且活性物質(zhì)層114形成在集電板113的兩面上,但本發(fā)明不限于此。具體地,可使用所謂的雙極電極。在雙極電極中,正極活性物質(zhì)層112形成在集電板的一面上,而負極活性物質(zhì)層114形成在集電板的另一面上。多個雙極電極在隔板介設在其間的狀態(tài)下被層疊,由此構成發(fā)電元件。
在圖8中,構成各單電池22的發(fā)電元件的正極元件包括集電板221和形成在集電板221的兩面上的活性物質(zhì)層222。如果單電池22是鋰離子 二次電池,則例如可使用鋁作為集電板221的材料?;钚晕镔|(zhì)層222包含正極活性物質(zhì)、導電材料、粘接劑等。
構成各單電池22的發(fā)電元件的負極元件包括集電板223和形成在集電板223的兩面上的活性物質(zhì)層224。如果單電池22是鋰離子二次電池,則例如可使用銅作為集電板223的材料?;钚晕镔|(zhì)層224包含負極活性物質(zhì)、導電材料、粘接劑等。在正極元件和負極元件之間配置有隔板225,并且隔板225與正極元件的活性物質(zhì)層222和負極元件的活性物質(zhì)層224接觸。
如圖7和圖8所示,如果將單電池11和單電池22各自的正極元件彼此進行比較,則活性物質(zhì)層112的厚度D11比活性物質(zhì)層222的厚度D21薄。如果將單電池11和單電池22各自的負極元件彼此進行比較,則活性物質(zhì)層114的厚度D12比活性物質(zhì)層224的厚度D22薄?;钚晕镔|(zhì)層112、114的厚度D11、D12比活性物質(zhì)層222、224的厚度D21、D22薄,由此有利于各單電池11中的正極元件和負極元件之間的電流流動。因此,各單電池11的輸出密度變得高于各單電池22的輸出密度。
將參照圖9和圖10說明當高輸出組合電池10和高容量組合電池20安裝在車輛中時這些組合電池的配置和配線。圖9是車輛的示意性側視圖,而圖10是示出電池組30中高輸出組合電池10和高容量組合電池20的配置的圖。
如上所述,根據(jù)本實施方式的車輛包括兩種類型的組合電池,亦即,高輸出組合電池10和高容量組合電池20。在本實施方式中,高輸出組合電池10和高容量組合電池20收納在單個外殼35中,由此構成單個電池組30。電池組30的外殼35由樹脂、鋁等材料制成,且其形狀可根據(jù)與周邊部件、兩種類型的組合電池10、20的尺寸等的關系自由改變。如圖10所示,在外殼35的一端設置有要與PCU 40電連接的PCU連接端子36。在外殼35的另一端設置有要與充電器46電連接的充電器連接端子38。高電壓線束與這些端子36、38連接以便將各組合電池10、20與PCU 40和充電器46電連接。
高輸出組合電池10、高容量組合電池20、高輸出接線盒32、高容量 接線盒34配置在外殼35中。在本實施方式中,高輸出接線盒32配置在高輸出組合電池10的側方,而高容量接線盒34被置于高容量組合電池20上。
這樣,兩種類型的組合電池10、20收納在要組裝的單個外殼35中,從而大幅降低了安裝和維護這些組合電池的勞動力。具體地,在安裝兩種類型的組合電池10、20的常規(guī)情況下,高輸出組合電池10和高容量組合電池20常常被構造為彼此分開的單獨的電池組。兩種類型的電池組配置在彼此不同的部位。例如,包括高輸出組合電池10的電池組配置在行李艙中,而包括高容量組合電池20的電池組配置在座椅70下方。在此構型中,如果高輸出組合電池10和高容量組合電池20安裝在車輛中,則必須分別安裝這些組合電池;而在執(zhí)行各電氣系統(tǒng)的維護的情況下,必須到達這些電池的不同兩個部位,這導致繁重的勞動。相反而言,與本實施方式一樣,在將兩種類型的組合電池10、20統(tǒng)一收納在單個電池組30中的情況下,可以顯著降低安裝和維護的勞動力。
然而,在將兩種類型的組合電池10、20統(tǒng)一收納在單個電池組30中的情況下,與分別安裝兩種類型的組合電池10、20的情況相比需要具有適度容積的安裝空間。在行李艙中或座椅下方難以確保具有適度容積的安裝空間。為了應對該難點,在本實施方式中,如圖9所示,在車輛的前后方向上的中央位置將電池組30設置在地板面板72下方。地板面板72是構成車廂的地板表面的面板。電池組30固定在地板面板72的外底面上。與行李艙或座椅下方的空間相比,在地板面板72下方——亦即在車廂的底面外側——可更容易地確保具有適度容積的空間。因此,甚至可以安裝具有比較大的尺寸的電池組30。特別地,近年來已要求進一步增加續(xù)航距離,并且為了滿足這種需求,要求進一步增加電池容量并進一步擴大電池組30的尺寸。如果電池組30設置在車廂的底面外側,則可充分滿足這種擴大電池組30尺寸的要求。如果重量大的電池組30設置在地板面板72的底面外側,亦即,設置在車輛的下部,則整個車輛的重心下降。結果,可以提高車輛在行駛期間的穩(wěn)定性。
各組合電池10、20經(jīng)由高電壓線束(電氣配線)與PCU 40和充電插口48電連接。在下文中,將高輸出組合電池10與PCU 40連接的電氣配線被稱為“第一配線60”,將高容量組合電池20與PCU 40連接的電氣配線被稱為“第二配線62”,而將高容量組合電池20與充電插口連接的電氣配線被稱為“充電配線64”。在本實施方式中,將高容量組合電池20與PCU 40連接的第二配線62被設定為比將高輸出組合電池10與PCU 40連接的第一配線60短。
更具體而言,第一配線60由將高輸出組合電池10的I/O(輸入/輸出)端子(未示出)與PCU連接端子36連接的第一內(nèi)部配線60i和將PCU連接端子36與PCU 40連接的第一外部配線60o構成。類似地,第二配線62由將高容量組合電池20的I/O端子(未示出)與PCU連接端子36連接的第二內(nèi)部配線62i和將PCU連接端子36與PCU 40連接的第二外部配線62o構成。這里,第一內(nèi)部配線60i和第二內(nèi)部配線62i從相應組合電池10、20的相應I/O端子引出并經(jīng)由相應接線盒32、34延伸到PCU連接端子36。
基本上,延伸到電池組30外側的第一外部配線60o和第二外部配線62o兩者具有大致相同的長度。同時,設置在電池組30內(nèi)部的第一內(nèi)部配線60i和第二內(nèi)部配線62i的長度根據(jù)兩種類型的組合電池10、20的相應配置而變得彼此不同。在本實施方式中,如圖10所示,高容量組合電池20的位置被設定為比高輸出組合電池10的位置更靠近PCU連接端子36以便將第二內(nèi)部配線62i設定為比第一內(nèi)部配線60i短。通過此構型,第二配線62變得比第一配線60短。
采用此構型的原因如下。在本實施方式中,如上所述,高輸出組合電池10僅在HV驅(qū)動期間并在高容量組合電池20的SOC變得過度下降的狀況下被使用,而高容量組合電池20在其它狀況下被使用。因此,在通過PCU 40傳送和接收的全部電力中,在PCU 40和高容量組合電池20之間傳送和接收的電力的百分比大于在PCU 40和高輸出組合電池10之間傳送和接收的電力的百分比。在這種車輛中,為了減小整個車輛中產(chǎn)生的送電損失,降低將PCU 40與高容量組合電池20連接的第二配線62的送電阻 力比降低將PCU 40與高輸出組合電池10連接的第一配線60的送電阻力更有效。為了降低送電阻力,有效的是增大配線的截面積或縮短配線的距離。然而,增大配線的截面積導致成本的增加或配線的操作性的惡化,且因而此方案難以被容易地采用。為了應對這種情況,在本實施方式中,為了降低第二配線62的送電阻力而不導致成本的增加,第二配線62被設定為比第一配線60短,由此降低其送電阻力。因此,通過此構型,可以降低送電阻力而不導致成本的增加。
與本實施方式一樣,如果PCU 40設置在車輛中的前方位置,而充電插口48設置在車輛中的后方位置,并且此外,如果高容量組合電池20在車輛中設置在比高輸出組合電池10更靠前的位置,則能降低高容量組合電池20和PCU 40之間的送電阻力,但不能降低高容量組合電池20和充電插口48(以及外部電源)之間的送電阻力。然而,一般而言,在高容量組合電池20和PCU 40之間傳送和接收的電力大于在高容量組合電池20和充電插口48之間傳送和接收的電力。因此,即使高容量組合電池20和充電插口48之間的送電阻力在一定程度上增大(即,充電配線64在一定程度上變長),也能通過降低高容量組合電池20和PCU 40之間的送電阻力(即,通過將第二配線62設定得更短)來降低整個車輛的送電損失。
為了不僅降低高容量組合電池20和PCU 40之間的送電損失而且降低高容量組合電池20和充電插口48之間的送電損失,如圖11所示,充電插口48可設置在PCU 40的同一側,亦即,車輛中的前方位置處,并且此外,如圖12所示,充電器連接端子38可設置在電池組30的前端。此構型使得第二配線62和充電配線64能夠更短,從而進一步降低整個車輛的送電損失。
如上所述,第二配線62被設定為比第一配線60短,由此降低整個車輛的送電損失。上述構型是示例,并且可適當?shù)馗淖兤渌鼧嬓停灰诙渚€62能比第一配線60短即可。
例如,在本實施方式中,高輸出組合電池10和高容量組合電池20被組裝成一個單元,但不是必須將兩種類型的組合電池10、20組裝成一個單 元。例如,兩種類型的組合電池10、20可被構成為分立的電池組。這種情況下,包括高容量組合電池20的電池組的位置被設定為比包括高輸出組合電池10的電池組的位置更靠近PCU 40,使得將高容量組合電池20和PCU 40連接的第二配線62變得比將高輸出組合電池10和PCU 40連接的第一配線60短。
在本實施方式中,PCU 40設置在位于車輛中的前方位置處的發(fā)動機艙中,但PCU 40也可設置在其它位置,例如,車輛中的后方位置等。這種情況下,高容量組合電池20在車輛中配置得比高輸出組合電池10更靠后,使得將高容量組合電池20和PCU 40連接的第二配線62變得比將高輸出組合電池10和PCU 40連接的第一配線60短。
兩種類型的組合電池10、20可以不排布在前后方向上,而是排布在上下方向或左右方向上。具體地,如果PCU 40位于比電池組30更上方的位置,則高容量組合電池20可設置在比高輸出組合電池10更上方的位置,使得將高容量組合電池20和PCU 40連接的第二配線62變得比將高輸出組合電池10和PCU 40連接的第一配線60短。如果PCU 40位于比電池組30更右方(或更左方)的位置,則高容量組合電池20可配置在比高輸出組合電池10更右方(或更左方)的位置,使得第二配線62變得比第一配線60短。
已利用包括發(fā)動機并且可外部充電的插電式混合動力車輛的示例說明了本實施方式,但本實施方式的技術也適用于任何其它車輛,例如不包括發(fā)動機的電動汽車,只要該車輛是包括兩種類型的組合電池10、20的電動車輛即可。