JP2014239607A - 電動船外機のバッテリー冷却機構 - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリーの温度が上昇して充電が停止することを防止する。【解決手段】電動船外機１ａのバッテリー冷却機構６は、外部から供給される電力によって充電するバッテリーパック３２と、このバッテリーパック３２に設けられる冷却水経路６２と、バッテリーパック３２の温度に応じて冷却水経路６２を開閉する給水バルブ６３とを有し、バッテリーパック３２の充電中において、バッテリーパック３２の温度が高温になった場合には、外部から供給される冷却水を冷却水経路６２に流すことによってバッテリーパック３２を冷却する。【選択図】図４

Description

本発明は、電動船外機のバッテリー冷却機構に関する。特には、水冷方式によって冷却する電動船外機のバッテリー冷却機構に関する。

近年、環境にかかる負荷を低減するために、電動船外機が注目されている。たとえば、特許文献１には、駆動源としての電動機と、この電動機に電力を供給するバッテリーと、電動機を制御する制御ユニットとを有する電動船外機が開示されている。
従来、電動船外機のバッテリーには、鉛蓄電池が一般的に用いられていた。将来的には、電気自動車（ＥＶ車）などと同様に、エネルギー密度が高いリチウムイオン二次電池の使用が広がると考えられる。

リチウムイオン二次電池は、充電中や放電中に温度上昇することがある。そこで、リチウムイオン二次電池が高温になるのを防止するため、たとえば、電動船外機の使用中にリチウムイオン二次電池の温度を監視し、所定温度以上に昇温した場合には、充電や放電を停止するという制御方法が用いられる。
このような制御方法が用いられる電動船外機においては、使用中に温度上昇によって放電が停止されると、電動機等も停止する。このため、使用者は、放電の停止を知ることができる。また、使用者は、電動船外機の使用中は、報知装置などを介して、リチウムイオン二次電池の温度を知ることができる。
これに対して充電中には、使用者は電動船外機や船舶の近辺にいないことがある。その場合には、充電が停止しても、使用者は電電の停止に気が付かない。そうすると、使用者は、充電の停止に気が付いた時点で充電を再開させる必要がある。このため、たとえば、使用者は、充電中は船舶から離れており、充電の完了を見込んで船舶に戻ってきたとしても、船舶を使用することができない。
特に、船舶は、直射日光の当たりやすい海上や湖上に係留され、その状態で充電が行われることが多い。このため、ＥＶ車に比較して、リチウムイオン二次電池の温度が上昇しやすい。さらに、急速充電を行うと、リチウムイオン二次電池の温度上昇が顕著になる。このため、温度上昇による充電停止が発生しやすくなる。

特開２００５−１６２０５５号公報

上記実情に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、電動船外機のバッテリーの充電中に、バッテリーが高温になって充電が停止することを防止または抑制することである。

前記課題を解決するため、本発明は、冷却水を用いてバッテリーを冷却する電動船外機のバッテリー冷却機構であって、外部から供給される電力によって充電するバッテリーを有し、前記バッテリーには、外部から供給される冷却水を流すことによって前記バッテリーを冷却する冷却水経路が設けられることを特徴とする。

前記冷却水経路を開閉するバルブと、前記バッテリーの状態に応じて前記バルブを開閉する制御部と、をさらに有していてもよい。

前記制御部は、前記バッテリーの充電中において、前記バッテリーの温度に応じて前記バルブを開閉する構成であってもよい。

前記制御部は、前記バッテリーの充電中において、前記バッテリーの温度が設定温度未満である場合には前記バルブを閉鎖して前記冷却水経路に冷却水を流さず、前記バッテリーの温度が設定温度以上である場合には前記バルブを開放して前記冷却水経路に冷却水を流し、前記バッテリーを冷却する構成であってもよい。

外部から供給される冷却水の水圧によって、前記冷却水経路に冷却水を流す構成であってもよい。

本発明によれば、充電中に外部から供給される冷却水によって、バッテリーを冷却する。このため、バッテリーが充電中に高温になることを防止できる。特に、電動船外機が、バッテリーが高温になった場合に使用を停止する制御を行う構成であると、バッテリーを充電中に冷却することによって、充電が停止することを防止できる。

図１は、本発明の実施形態にかかる電動船外機が船舶に設置された状態を模式的に示す斜視図である。 図２は、本発明の第１の実施形態にかかる電動船外機の構成を模式的に示す斜視図である。 図３は、船外機本体の構成を模式的に示す側面図である。 図４は、制御／バッテリーユニットの構成を模式的に示す断面図である。 図５は、第１の実施形態にかかる電動船外機のシステム構成の例を示すブロック図である。 図６は、充電の処理の一例を示すフローチャートである。 図７は、第２の実施形態にかかる電動船外機のシステム構成の例を示すブロック図である。 図８は、第３の実施形態にかかる電動船外機のシステム構成の例を示すブロック図である。

以下、本発明の各実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各実施形態において、船外機本体の「前」「後」「右」「左」「上」「下」の各向きは、電動船外機が取り付けられた船舶の向きを基準とする。各図中においては、適宜、船外機本体の前を矢印「Ｆｒ」で、後を矢印「Ｒｒ」で、右を矢印「Ｒ」で、左を矢印「Ｌ」で、上を矢印「Ｕｐ」で、下を矢印「Ｄｎ」で示す。

（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態にかかる電動船外機１ａの全体的な構成について、図１と図２を参照して説明する。図１は、電動船外機１ａが船舶８に設置された状態を模式的に示す斜視図である。図２は、電動船外機１ａの構成を模式的に示す斜視図である。
図１と図２に示すように、電動船外機１ａは、船外機本体２ａと、制御／バッテリーユニット３ａとを有する。船外機本体２ａと制御／バッテリーユニット３ａとは別体に構成され、可撓性を有する接続ケーブル４０１によって分離自在に接続される。

船外機本体２ａは、駆動用モーター２１と、この駆動用モーター２１の駆動力によって回転するプロペラ２４とを有する。さらに、船外機本体２ａは、電動船外機１ａを操作するためのティラーハンドル２７と、船外機本体２ａを船舶８に取り付けるためのクランプブラケット２５とを有する。ティラーハンドル２７には、電動船外機１ａを操作するための操作部材などが設けられる。
制御／バッテリーユニット３ａには、バッテリーパック３２が着脱自在に装着される。バッテリーパック３２は電動船外機１ａの電源であり、駆動用モーター２１を含む電動船外機１ａの各部に電力を供給する。バッテリーパック３２の電力は、接続ケーブル４０１を介して船外機本体２ａに伝送される。なお、バッテリーパック３２は、直流電気を出力する。また、制御／バッテリーユニット３ａには、電動船外機１ａを制御する制御部６１が設けられる（後述）。電動船外機１ａを制御するための信号も、接続ケーブル４０１を介して送受信される。このように、制御／バッテリーユニット３ａは、電動船外機１ａの電源と、電動船外機１ａを制御する制御部６１とが一体にユニット化されたものである。
さらに、制御／バッテリーユニット３ａには、バッテリーパック３２を水冷方式で冷却するバッテリー冷却機構６が設けられる（後述）。

船外機本体２ａは、船舶８の船尾（たとえば、船体のトランサムボード８１など）に取付けられる。一方、制御／バッテリーユニット３ａは、船舶８上に適宜設置される。
ここで、電動船外機１ａが適用される船舶８について、図１を参照して簡単に説明する。船舶８には、使用者（操船者）が船舶８を操作するための操作パネル８２と、使用者が着座するための操舵席８３とが設けられる。
操作パネル８２には、操舵ハンドル８２１とリモコンボックス１０１とが設けられる。
操舵ハンドル８２１は、船舶８の操舵のための操作部材である。操舵ハンドル８２１は、ワイヤーまたはケーブルなどによって船外機本体２ａと接続される。使用者は、操舵ハンドル８２１を操作することによって、船外機本体２ａを略水平方向に回転させて操舵することができる。
リモコンボックス１０１は、電動船外機１ａを操作するための操作機器である。リモコンボックス１０１は、船外機本体２ａまたは制御／バッテリーユニット３ａと、ケーブル（図略）によって信号を送受信可能に接続される。リモコンボックス１０１には、メインスイッチ３１１ｂと、エマージェンシースイッチ２７１ｂと、スロットル／シフトレバー１０２と、表示部２７４ｂとが設けられる。
メインスイッチ３１１ｂは、電動船外機１ａの始動や停止を行うための操作部材である。エマージェンシースイッチ２７１ｂは、電動船外機１ａを緊急停止させるための操作部材である。スロットル／シフトレバー１０２は、駆動用モーター２１の回転方向や回転数を制御するために用いられる。そして、リモコンボックス１０１には、スロットル／シフトレバー１０２の操作を検出するスロットル／シフトセンサー２７３ｂ（図１においては省略。図５参照）が設けられる。スロットル／シフトセンサー２７３ｂにより検出されたスロットル／シフトレバー１０２の操作は、電動船外機１ａの制御／バッテリーユニット３ａに送信される。表示部２７４ｂは、電動船外機１ａに関する情報を表示する。表示部２７４ｂには、液晶表示装置などの各種表示装置が適用される。

電動船外機１ａは、バッテリーパック３２の充電に用いる電力と、バッテリーパック３２を冷却するための冷却水の供給を、外部の給電／給水設備９から受ける。なお、本実施形態においては、給電／給水設備９の散水栓９１（蛇口）から供給される水道水（すなわち、電動船外機１ａの外部から供給される冷却水）を、バッテリーパック３２を冷却する冷却水に用いる。このため、制御／バッテリーユニット３ａは、給電／給水設備９から充電用の電力の供給を受けるための充電用ケーブル４０２と、冷却水（水道水）の供給を受けるためのホース４０３とを着脱自在に接続できる。

ここで、給電／給水設備９について、図１を参照して簡単に説明する。給電／給水設備９は、たとえば桟橋などに設けられる。給電／給水設備９には、商用電源の電源コンセント９２（アウトレット）と、水道水を供給するための散水栓９１（蛇口）が設けられる。船舶８の使用者は、給電／給水設備９の電源コンセント９２と電動船外機１ａの制御／バッテリーユニット３ａとを充電用ケーブル４０２によって接続することにより、電動船外機１ａのバッテリーパック３２の充電を行うことができる。また、給電／給水設備９の散水栓９１と制御／バッテリーユニット３ａとをホース４０３で接続することにより、給電／給水設備９から冷却水として水道水の供給を受け、バッテリーパック３２を冷却することができる。

次に、船外機本体２ａの構成について説明する。図３は、船外機本体２ａの構成を模式的に示す側面図である。図２と図３に示すように、船外機本体２ａは、駆動用モーター２１と、ドライブシャフトハウジング２２と、ギアケース２３と、プロペラ２４と、クランプブラケット２５と、スイベルブラケット２６と、ティラーハンドル２７とを有する。

駆動用モーター２１は、プロペラ２４を回転させるための駆動源である。駆動用モーター２１は、その回転出力軸が略鉛直になるように設けられる。また、駆動用モーター２１は、扁平な形状（回転出力軸を基準として半径方向寸法が軸線方向寸法よりも大きい形状）のモーターが適用される。このような構成であると、船外機本体２ａの上下方向寸法を小さくできる。また、一般的に半径方向寸法が大きいモーターは、軸線方向に長いモーターに比較して、低速時のトルクが大きい。このため、プロペラ２４に高いトルクを伝達できる。なお、駆動用モーター２１は、直流モーターであってもよく、交流モーターであってもよい。交流モーターとしては、たとえば、三相交流誘導電動機などが適用される。駆動用モーター２１に交流モーターが適用される場合には、船外機本体２ａまたは制御／バッテリーユニット３ａには、バッテリーパック３２が出力する直流電気を交流電気に変換するインバーター（図略）が設けられる。
ドライブシャフトハウジング２２は、ドライブシャフト２３１を収容する部材である。ドライブシャフトハウジング２２の上端部は、駆動用モーター２１のハウジングに結合される。
ドライブシャフト２３１は、駆動用モーター２１の回転出力軸に同軸に（軸線が略鉛直になるように）配設され、ドライブシャフトハウジング２２に回転可能に軸支されている。そして、ドライブシャフト２３１の上端は、駆動用モーター２１の回転出力軸に結合されており、駆動用モーター２１の回転出力軸と一体に回転する。
このほか、ドライブシャフトハウジング２２の下部には、プロペラ２４が空気を吸い込むことを防止するキャビテーションプレートが設けられることがある。

ギアケース２３は、ドライブシャフトハウジング２２の下側に設けられる。ギアケース２３の内部には、ドライブシャフト２３１の下端部と、プロペラシャフト２３２の前部と、第１のベベルギア２３３と、第２のベベルギア２３４とが収容される。
第１のベベルギア２３３は、ドライブシャフト２３１の下端部に取り付けられており、ドライブシャフト２３１と一体に回転する。プロペラシャフト２３２は、その軸線が水平方向を向く姿勢で、ギアケース２３の内部に回転可能に収容される。プロペラシャフト２３２の前部には、第２のベベルギア２３４が設けられ、後部にはプロペラ２４が設けられる。第２のベベルギア２３４は第１のベベルギア２３３と噛み合っている。

このような構成によれば、駆動用モーター２１が発生する回転動力は、ドライブシャフト２３１と、第１のベベルギア２３３と、第２のベベルギア２３４と、プロペラシャフト２３２とを介して、プロペラ２４に伝達され、プロペラ２４が回転する。前記のとおり、駆動用モーター２１は、低速時においても高いトルクを出力できるため、減速機が不要である。このため、駆動用モーター２１の回転出力軸とドライブシャフト２３１とは直接に結合される。したがって、船外機本体２ａの小型化、軽量化、構成の簡略化を図ることができる。さらに、ギアの数を削減できるから、ギアが発する騒音を低減できる。また、プロペラ２４の正逆回転の切り替え（すなわち、船舶８の前後進の切り替え）は、駆動用モーター２１の回転出力軸の回転の向きの切り替えによって行われる。このため、動力源として内燃機関を有する船外機のような逆転機が不要である。また、駆動用モーター２１が高いトルクの回転動力を出力できるため、第１のベベルギア２３３から第２のベベルギア２３４への減速比を小さくできる。このため、第２のベベルギア２３４のサイズを小さくできる。したがって、ギアケース２３の小型化、軽量化、構成の簡略化を図ることができる。そして、特にギアケース２３の小型化によって、航行時においてギアケース２３の水の抵抗を低減できる。

スイベルブラケット２６は、ドライブシャフトハウジング２２の上下方向中間より上側寄りの部分に、上下方向に沿った軸を中心に回転可能（または揺動可能）に結合される。この回転中心（または揺動中心）が、船外機本体２ａのステアリング中心となる。なお、ステアリング中心と、駆動用モーター２１の回転出力軸およびドライブシャフト２３１の中心とは一致する。
クランプブラケット２５は、船外機本体２ａを船舶８に取り付けるための部分である。クランプブラケット２５を船尾（たとえばトランサムボード８１）に締め付けて固定することにより、船外機本体２ａを船舶８に取り付けることができる。また、クランプブラケット２５は、スイベルブラケット２６の前側に、左右方向に架設されるティルトピン（図略）を介して連結される。そして、クランプブラケット２５とスイベルブラケット２６とは、ティルトピンを中心として相対的に回転できる。
このような構成によれば、ティラーハンドル２７と駆動用モーター２１とドライブシャフトハウジング２２とは、一体となって、スイベルブラケット２６に対して水平方向に回転（左右方向に揺動）できる。したがって、使用者は、船外機本体２ａがクランプブラケット２５を介して船舶８に取付けられている状態において、ティラーハンドル２７を操作することにより、船外機本体２ａを略水平方向に回転（左右方向に揺動）させて操舵することができる。
また、使用者は、ティルトピンを中心として船外機本体２ａを上下方向（ピッチング方向）に回転させることにより、ティルトアップ操作（ギアケース２３やプロペラ２４などを水中から引き上げる操作をいう）を行うことができる。なお、相対的に重量が大きい駆動用モーター２１は、ティルトピンよりも上側に位置している。このような構成であると、ティルトアップ操作の際に、駆動用モーター２１が上方に移動する移動量が小さくなる。したがって、ティルトアップ操作が容易になる。

ティラーハンドル２７は、使用者が電動船外機１ａを操作するために用いる操作部材である。ティラーハンドル２７は、駆動用モーター２１から前方に向かって延伸するように設けられる。ティラーハンドル２７の基端部（後端部）は、ハンドルブラケット（図略）を介して駆動用モーター２１のハウジングに連結される。使用者がティラーハンドル２７を略水平方向に回転させると、駆動用モーター２１と、ドライブシャフトハウジング２２と、ギアケース２３と、プロペラ２４とが、ティラーハンドル２７と一体となって略水平方向に回転する。このため、プロペラ２４の軸線方向と船舶８との相対的な角度が変化し、船舶８の進行方向が変化する。
また、ティラーハンドル２７は、ハンドルブラケットに設けられるヒンジ機構により、上下方向に所定角度回転（揺動）することができる。このため使用者は、ティラーハンドル２７の先端部を上側に向かって回転させることにより、ティラーハンドル２７を駆動用モーター２１の側に折り畳むことができる。

ティラーハンドル２７には、エマージェンシースイッチ２７１ａと、スロットルグリップ２７２と、スロットル／シフトセンサー２７３ａ（図２においては省略。図５参照）とが設けられる。エマージェンシースイッチ２７１ａは、電動船外機１ａを緊急停止させるためのスイッチである。スロットルグリップ２７２は、駆動用モーター２１の回転方向と回転速度（すなわち、船舶８の前後進と航行速度）を調整するための部材である。スロットルグリップ２７２は、ティラーハンドル２７の先端部（前端部）に、ツイスト可能に設けられる。スロットル／シフトセンサー２７３ａは、スロットルグリップ２７２のツイスト方向およびツイスト量を検出する。
このほか、ティラーハンドル２７には、電動船外機１ａに関する情報を表示する表示部２７４ａが設けられてもよい。電動船外機１ａに関する情報としては、たとえば、制御／バッテリーユニット３ａの電池残量や、駆動用モーター２１の回転速度や、船舶８の航行速度などが挙げられる。なお、表示部２７４ａは、制御部６１（後述）によって制御される。

次に、制御／バッテリーユニット３ａの構成を説明する。図４は、制御／バッテリーユニット３ａの構成を示す断面模式図である。制御／バッテリーユニット３ａは、電動船外機１ａの電源と、電動船外機１ａを制御する制御部６１とが、一体にユニット化された構成を有する。
図２や図４に示すように、制御／バッテリーユニット３ａは、バッテリーホルダー３１を有する。バッテリーホルダー３１には、所定の数のバッテリーパック３２が着脱自在に装着できる。図２と図４では、２個のバッテリーパック３２が同時に装着可能な構成を示すが、同時に装着できるバッテリーパック３２の数は限定されない。ただし、冗長性などの観点から、複数のバッテリーパック３２を同時に装着できる構成であることが好ましい。バッテリーホルダー３１に複数のバッテリーパック３２を同時に装着できる構成であれば、電力の供給源を多重化できる。
そして、バッテリーホルダー３１にバッテリーパック３２が装着されると、バッテリーパック３２の電力を、駆動用モーター２１を含む電動船外機１ａの各部に供給できる状態となる。電動船外機１ａの各部は、駆動用モーター２１や制御部６１を含め、バッテリーホルダー３１に装着されたバッテリーパック３２の電力によって動作する。
なお、バッテリーパック３２がバッテリーホルダー３１に着脱自在な構成であると、電動船外機１ａを使用しない場合には、バッテリーパック３２をバッテリーホルダー３１から取り外しておくことができる。このため、バッテリーパック３２の保守や保管が容易である。また、船舶８の用途に応じて、装着されるバッテリーパック３２の数を変更することができ、バッテリーパック３２の効率的な運用が可能になる。

バッテリーパック３２は、たとえば、リチウムイオン二次電池のセル３２１（バッテリー）や、このセル３２１の集合体により構成される。たとえば、バッテリーパック３２は、単数または複数のリチウムイオン二次電池のセル３２１（バッテリー）が、容器に納められた構成を有する。バッテリーパック３２は、充電器３１６によって充電することにより、繰り返して使用することができる。

制御／バッテリーユニット３ａには、バッテリーパック３２を冷却するため（特に、セル３２１を冷却するため）のバッテリー冷却機構６（以下、単に「冷却機構」と記す）が設けられる。冷却機構６は、冷却水導入口６４と、給水バルブ６３と、冷却水経路６２と、冷却水排出口６５と、バッテリー温度センサー６６とを有する。
冷却水導入口６４と、給水バルブ６３と、冷却水排出口６５とは、バッテリーホルダー３１に設けられ、冷却水導入口６４は冷却水排出口６５よりも高い位置に配置されている。冷却水経路６２は、バッテリーパック３２に設けられる。
冷却水導入口６４には、ホース４０３を着脱自在に接続できる。そして、冷却水導入口６４は、給電／給水設備９の散水栓９１からホース４０３を介して供給される冷却水（水道水）を、バッテリーパック３２に設けられる冷却水経路６２に導く。冷却水排出口６５は、バッテリーパック３２の冷却水経路６２を通過した冷却水を、外部（たとえば、海中や湖中）に排出する。なお、冷却水排出口６５には、冷却水を海中や湖中に排出するためのホースが着脱自在に接続される構成であってもよい。
給水バルブ６３は、冷却水導入口６４の近傍に設けられ、冷却水導入口６４を開閉する。給水バルブ６３が冷却水導入口６４の近傍に設けられているので、給水バルブ６３が閉じた状態でバッテリーパック３２内の冷却水経路６２に冷却水の圧力が作用せず、バッテリーパック３２の耐久性が向上する。また、冷却水排出口６５が冷却水導入口６４よりも低い位置に配置されていることから、冷却水経路６２内の冷却水を排出しておくことが出来る。給水バルブ６３の開閉は、制御部６１によって制御される。給水バルブ６３には、たとえば電磁バルブや電動バルブなど、公知の各種バルブが適用できる。
冷却水経路６２は、バッテリーパック３２（特にセル３２１）を冷却するための冷却水が流れる経路（ウォータージャケット）である。冷却水経路６２は、たとえば、セル３２１の周囲を囲むように形成される。なお、冷却水経路６２は、冷却水が流れることによってバッテリーパック３２（特にセル３２１）を冷却できる構成であればよく、具体的な構成（たとえば、経路や形状）は限定されるものではない。

バッテリーホルダー３１にバッテリーパック３２が装着されると、バッテリーホルダー３１の冷却水導入口６４が冷却水経路６２の一端（上流側端部）に連通し、同時に冷却水排出口６５が冷却水経路６２の他端（下流側端部）に連通する。この状態で制御部６１が給水バルブ６３を開放すると、給電／給水設備９から供給された冷却水は、その圧力によって冷却水導入口６４を通じて冷却水経路６２に導入される。そして、冷却水は、冷却水経路６２を通過しながらバッテリーパック３２（セル３２１）を冷却し、最終的には冷却水排出口６５から外部に排出される。制御部６１が給水バルブ６３を閉鎖すると、冷却水は冷却水経路６２に導入されず、バッテリーパック３２の冷却が行われない。
なお、冷却水の冷却水経路６２への導入は、給電／給水設備９のから供給される冷却水の水圧を利用して行われる。このため、制御／バッテリーユニット３ａは、冷却水を導入するためのポンプなどの駆動源を有さなくてもよい。

バッテリー温度センサー６６は、バッテリーホルダー３１に装着されたバッテリーパック３２の温度を測定する。なお、バッテリー温度センサー６６は、バッテリーパック３２のセル３２１の温度を直接に測定する構成であってもよく、バッテリーパック３２の容器などの温度を測定する構成であってもよい。要は、バッテリー温度センサー６６は、バッテリーパック３２のセル３２１が使用に適した温度範囲にあるか否かの判定に用いることができる温度を測定できればよい。
また、バッテリー温度センサー６６は、バッテリーパック３２に設けられる構成であってもよい。この場合には、バッテリーパック３２がバッテリーホルダー３１に装着されると、制御部６１とバッテリー温度センサー６６とが接続されるように構成される。そして、制御部６１は、接続されたバッテリー温度センサー６６から、バッテリーパック３２の温度を取得することができる。
さらに、バッテリー温度センサー６６は、バッテリーパック３２の温度を検出できるものであればよく、構成や種類は限定されない。バッテリー温度センサー６６には、たとえば、白銀測温抵抗体、サーミスタ、熱電対、ＩＣ温度センサーなど、公知の各種温度センサーが適用できる。

このほか、バッテリーホルダー３１には、メインスイッチ３１１ａと、ゲージ３１２と、バッテリー制御部３１３と、第１のコネクタ３１４と、第２のコネクタ３１５と、充電器３１６とが設けられる。メインスイッチ３１１ａは、電動船外機１ａの始動や停止を行うための操作部材である。ゲージ３１２は、バッテリーホルダー３１に装着されたバッテリーパック３２の電池残量を表示する。バッテリー制御部３１３は、制御部６１による制御にしたがって、バッテリーパック３２の放電と充電を制御する。第１のコネクタ３１４は、船外機本体２ａと接続するための接続ケーブル４０１を着脱自在に接続できる。第２のコネクタ３１５は、給電／給水設備９の商用電源と接続するための充電用ケーブル４０２を着脱自在に接続できる。
充電器３１６は、給電／給水設備９の商用電源の電源コンセント９２から供給される電力によって、バッテリーホルダー３１に装着されるバッテリーパック３２を充電する。充電器３１６による充電の開始と停止は、制御部６１によって制御される。なお、充電器３１６は、制御部６１によって制御でき、外部から供給される電力によってバッテリーパック３２を充電できる構成であればよい。したがって、充電器３１６の具体的な構成は限定されるものではなく、公知の各種充電器が適用できる。

次に、第１の実施形態にかかる電動船外機１ａのシステムの構成について、図５を参照して説明する。図５は、電動船外機１ａのシステム構成の例を示すブロック図である。
制御／バッテリーユニット３ａは、制御部６１と、バッテリー制御部３１３と、充電器３１６と、ゲージ３１２（メータ部）と、メインスイッチ３１１ａとを有する。さらに、制御／バッテリーユニット３ａは、冷却機構６を有する。
船外機本体２ａは、駆動用モーター２１と、位相センサー５０１と、速度センサー５０２と、モーター温度センサー５０３と、エマージェンシースイッチ２７１ａと、スロットル／シフトセンサー２７３ａと、表示部２７４ａとを有する。
リモコンボックス１０１は、メインスイッチ３１１ｂと、エマージェンシースイッチ２７１ｂと、スロットル／シフトセンサー２７３ｂと、表示部２７４ｂとを有する。

制御部６１は、電動船外機１ａを制御する。また、制御部６１は、電動船外機１ａの制御の一部として、冷却機構６を制御する。
バッテリー制御部３１３は、制御部６１による制御にしたがって、バッテリーパック３２の充電と放電を制御する。
バッテリー温度センサー６６は、バッテリーパック３２の温度を検出する。
充電器３１６は、制御部６１の制御にしたがって、給電／給水設備９の電源コンセント９２から電力の供給を受け、バッテリーパック３２を充電する。
ゲージ３１２（メータ部）は、バッテリーパック３２の電池残量を表示する。
メインスイッチ３１１ａ，３１１ｂは、電動船外機１ａの始動と停止の操作を行うスイッチである。使用者は、メインスイッチ３１１ａ，３１１ｂを操作することにより、電動船外機１ａの始動と停止（たとえば、主電源のＯＮ／ＯＦＦ操作）を行うことができる。
エマージェンシースイッチ２７１ａ，２７１ｂは、電動船外機１ａを緊急停止させるためのスイッチである。制御部６１は、エマージェンシースイッチ２７１ａ，２７１ｂの操作を検出すると、バッテリーパック３２の充電や放電を停止する。これにより、電動船外機１ａのシステムを停止させることができる。
表示部２７４ａ，２７４ｂは、電動船外機１ａや船舶８に関する情報を表示する。
ティラーハンドル２７に設けられるスロットル／シフトセンサー２７３ａは、スロットルグリップ２７２のツイスト方向およびツイスト量を検出する。リモコンボックス１０１に設けられるスロットル／シフトセンサー２７３ｂは、スロットル／シフトレバー１０２の操作を検出する。制御部６１は、これらのスロットル／シフトセンサー２７３ａ，２７３ｂの検出結果に基づいて、駆動用モーター２１の回転方向と回転速度を制御する。したがって、使用者は、スロットルグリップ２７２のツイストの向きとツイスト量や、スロットル／シフトレバー１０２の傾倒方向や傾倒角度を調整することによって、電動船外機１ａが設置された船舶８の航行方向の切換と航行速度を調整できる。
位相センサー５０１は、駆動用モーター２１の位相を検出する。速度センサー５０２は、駆動用モーター２１の回転速度を検出する。モーター温度センサー５０３は、駆動用モーター２１の温度を検出する。これらの検出結果は、制御部６１による駆動用モーター２１の制御に用いられる。

次に、充電中にバッテリーパック３２を冷却する処理および動作について、図６を参照して説明する。図６は、バッテリーパック３２の充電の処理および動作の例を示すフローチャートである。この処理の開始に当たり、給電／給水設備９の電源コンセント９２と電動船外機１ａの第２のコネクタ３１５とが充電用ケーブル４０２によって接続されており、充電器３１６と制御／バッテリーユニット３ａは電力の供給を受けることができるものとする。さらに、散水栓９１と冷却水導入口６４とがホース４０３によって接続されており、給水バルブ６３に冷却水の圧力が作用するとともに、給水バルブ６３の開動作によって制御／バッテリーユニット３ａは冷却水の供給を受けることができるものとする。
なお、電動船外機１ａが、電力の供給を検出する検出手段と、冷却水の供給を検出する検出手段とをさらに有していてもよい。このような構成においては、制御部６１は、電力および冷却水の供給がある場合にこの処理を開始する。電力の供給を検出する手段としては、たとえば電圧計などが適用できる。冷却水の供給を検出する手段としては、たとえば圧力計などが適用できる。

ステップＳ０１では、制御部６１はバッテリー温度センサー６６による検出結果に基づいて、バッテリーパック３２の温度（特に、セル３２１の温度）が閾値未満であるか否かを判定する。この閾値は、バッテリーパック３２の使用を停止すべき温度である。この閾値は、バッテリーパック３２の仕様などに応じて適宜設定される。閾値以上である場合には、ステップＳ０２に進む。
ステップＳ０２では、制御部６１は給水バルブ６３を開放し、給水設備９の水圧によって冷却水経路６２に冷却水を導入し、バッテリーパック３２の冷却（特に、セル３２１の冷却）を開始する。そしてステップＳ０１に戻る。このように、まずはバッテリーパック３２の温度を検出して充電に適した状態であるか判断し、温度が高く充電に適さない場合はバッテリーパック３２の温度が閾値未満に低下するまで、ステップＳ０１とＳ０２の処理および動作を繰り返し、バッテリーパック３２の温度を充電に適した状態に低下させる。バッテリーパック３２の温度が閾値未満であると判定された場合には、ステップＳ０３に進む。
ステップＳ０３では、充電器３１６は、制御部６１による制御にしたがって、バッテリーパック３２の充電を開始する。
このように、充電を開始するステップＳ０３よりも前に、ステップＳ０１とＳ０２の処理および動作を実行する。これにより、バッテリーパック３２が閾値以上の高温にある状態では、充電が開始されない。たとえば、高負荷運転の直後や船舶８の係留中に直射日光を受けるなどして、バッテリーパック３２が閾値以上の高温になっていることがある。このような場合に、充電の開始が防止され、充電の開始前にバッテリーパック３２の冷却が行われる。

ステップＳ０４では、制御部６１は、バッテリー温度センサー６６の検出結果に基づいて、バッテリーパック３２の温度が設定温度未満であるか否かを判定する。この設定温度は、ステップＳ０１の閾値よりも低い温度であって、バッテリーパック３２が充電による発熱で前記閾値に達するおそれがある温度である。なお、この設定温度も、バッテリーパック３２の仕様などに応じて適宜設定されるものであり、具体的な値は限定されない。
バッテリーパック３２の温度が設定温度未満である場合には、ステップＳ０５に進む。設定温度以上である場合には、ステップＳ０６に進む。

ステップＳ０５において、給水バルブ６３が開放状態にある場合には、制御部６１は、給水バルブ６３を閉鎖してバッテリーパック３２の冷却を停止する。なお、ステップＳ０５に進んだ時点で給水バルブ６３が閉鎖している場合には、制御部６１は、給水バルブ６３を閉鎖状態に維持する。そして、ステップＳ０９に進む。

ステップＳ０６において、給水バルブ６３が閉鎖している場合には、制御部６１は、給水バルブ６３を開放してバッテリーパック３２の冷却を開始する。なお、ステップＳ０６に進んだ時点で給水バルブ６３が開放している場合には、制御部６１は、給水バルブ６３を開放状態に維持し、バッテリーパック３２の冷却を継続する。そして、ステップＳ０７に進む。

ステップＳ０７において、制御部６１は、バッテリー温度センサー６６による検出結果に基づいて、バッテリーパック３２の温度が閾値未満であるか否かを判定する。バッテリーパック３２の温度が閾値以上である場合には、ステップＳ０８に進む。

ステップＳ０８においては、充電器３１６は、制御部６１による制御にしたがって、バッテリーパック３２の充電を停止する。そして、ステップＳ０１に戻る。
このように、充電を行っている間においても、制御部６１は、バッテリーパック３２の温度の監視を継続する。そして、バッテリーパック３２の温度が閾値以上の高温になった場合には、制御部６１はバッテリーパック３２の充電を停止する。これにより、バッテリーパック３２が閾値以上の高温になっている状態で充電が継続されることを防止する。
一方、ステップＳ０７において、バッテリーパック３２の温度が閾値未満である場合には、ステップＳ０９に進む。

ステップＳ０９においては、制御部６１は、充電停止条件を充足したか否かを判定する。たとえば、バッテリーパック３２の充電率が所定値以上になった場合（たとえば、バッテリーパック３２の電圧が所定値以上になった場合）に、充電停止条件を充足したと判定する。なお、この充電停止条件は、「バッテリーパック３２の充電が完了したと判定できる条件」であればよく、前記の例に限定されるものではない。充電停止条件を充足しない場合には、ステップＳ０４に戻る。この場合には、充電が継続される。充電停止条件を充足した場合には、ステップＳ１０に進む。
ステップＳ１０においては、制御部６１は、充電器３１６による充電を停止する。そして、ステップＳ１１に進む。
ステップＳ１１においては、制御部６１は、給水バルブ６３が開放している場合には、給水バルブ６３を閉鎖してバッテリーパック３２の冷却を停止する。
以上のステップを経ると、制御部６１はこの処理を終了する。

このように、充電中にバッテリーパック３２が設定温度以上の温度に上昇すると、給電／給水設備９から供給される水道水を冷却水として用い、バッテリーパック３２を冷却する。このような構成であると、充電中においてバッテリーパック３２の温度上昇を防止または抑制できる。特に、設定温度は閾値よりも低い温度であるから、バッテリーパック３２の温度が充電中に閾値に達することを防止または抑制できる。このため、バッテリーパック３２の温度が閾値以上になった場合にバッテリーパック３２の使用を停止する制御において、バッテリーパック３２の充電が中断されることを防止または抑制できる。したがって、使用者が充電中に電動船外機１ａから離れている場合であっても、充電が中断することなく完了させることができる。
また、バッテリーパック３２を冷却する冷却水の供給を、給電／給水設備９から受ける。そして、給電／給水設備９の水圧によって、冷却水経路６２に冷却水を流す。このような構成によれば、冷却水を流すための動力源（たとえばポンプ）などが不要である。したがって、電動船外機１ａの構成の複雑化や大型化を招くことがない。

なお、図６では、「バッテリーパック３２が閾値以上の高温になった場合に充電を停止するステップ」が含まれる処理を示したが、これらのステップが含まれなくてもよい。具体的には、ステップＳ０１、Ｓ０２、Ｓ０７、Ｓ０８が含まれなくてもよい。この場合には、制御部６１は、図６に示す処理とは別途に、電動船外機１ａが起動してから停止するまで、バッテリーパック３２の温度が閾値未満であるか否かの判定を継続する。そして、バッテリーパック３２の温度が閾値以上の高温になった場合には、制御部６１は、実行中の他の処理（図６に示す処理を含む）に割り込んで、バッテリーパック３２の使用（充電および放電）を停止する。このような構成であっても、バッテリーパック３２が閾値以上の高温の状態で充電が開始されることを防止できる。なお、この場合には、制御部６１は、バッテリーパック３２の使用の停止に加えて、給水バルブ６３を開放してバッテリーパック３２の冷却を行ってもよい。

また、本実施形態においては、バッテリーパック３２の温度が設定温度未満であるか否かで給水バルブ６３の開閉を切替える構成を示したが、このような構成に限定されない。たとえば、給水バルブ６３に、冷却水の流量を無段階または多段階に調整できるバルブが適用されてもよい。流量を調整できるバルブとしては、たとえば比例制御バルブなどが挙げられる。そして、この場合には、制御部６１は、バッテリーパック３２の温度に応じて給水バルブ６３の開度を調整する。
具体的には、ステップＳ０４においてバッテリーパック３２が設定温度以上の高温であると判定された場合には、制御部６１は、ステップＳ０４とＳ０６の間において、バッテリーパック３２の温度と設定温度との温度差を算出する。そして、ステップＳ０６において、制御部６１は、算出した温度差に応じて、給水バルブ６３の開度を変更する。ここでは、温度差が大きくなるにしたがって、給水バルブ６３の開度を大きくして冷却水の供給量（単位時間当たりの流量）を多くする。このような構成によれば、バッテリーパック３２の温度上昇が著しく、前記温度差が大きく比較的高温となっている場合には、冷却水の供給量を多くして冷却能力を高めることができる。一方、前記温度差が小さく比較的低温となっている場合には、冷却水の供給量を少なくして冷却水の使用量を削減することができる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態と共通の構成については、第１の実施形態と同じ符号を付し、説明を省略する。
図７は、本発明の第２の実施形態にかかる電動船外機１ｂのシステムの構成の例を示すブロック図である。第１の実施形態においては、電動船外機１ａを制御する制御部６１とバッテリーホルダー３１とが一体にユニット化される構成であるのに対し、第２の実施形態においては、制御部６１が船外機本体２ｂに設けられる構成である。図７に示すように、第２の実施形態にかかる電動船外機１ｂは、船外機本体２ｂとバッテリーユニット３ｂとを有する。
船外機本体２ｂは、制御部６１と、駆動用モーター２１と、メインスイッチ３１１ａと、エマージェンシースイッチ２７１ａと、スロットル／シフトセンサー２７３ａとが設けられる。さらに、船外機本体２ｂには、駆動用モーター２１の位相を検出する位相センサー５０１と、速度センサー５０２と、モーター温度センサー５０３とが設けられる。
一方、バッテリーユニット３ｂには、バッテリー制御部３１３と、充電器３１６と、冷却機構６とが設けられる。ただし、バッテリーユニット３ｂには、制御部６１が設けられない。すなわち、第２の実施形態にかかるバッテリーユニット３ｂは、第１の実施形態にかかる制御／バッテリーユニット３ａから制御部６１が無くなった構成を有する。
なお、各部の機能や動作は、第１の実施形態と同じである。また、充電中にバッテリーパック３２の冷却を行う処理および動作についても、第１の実施形態と同じである（図６参照）。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。なお、第１と第２の実施形態と共通の構成については、第１と第２の実施形態と同じ符号を付し、説明を省略する。図８は、第３の実施形態にかかる電動船外機１ｃのシステムの構成の例を示すブロック図である。第３の実施形態は、電動船外機１ｃの外部に設けられる充電器９３を用いて充電する構成の例である。なお、ここでは、船外機本体２ｃが第２の実施形態と共通の構成である例を示す。すなわち、電動船外機１ｃは、制御部６１が設けられた船外機本体２ｃと、制御部６１が設けられないバッテリーユニット３ｃとを有する構成の例を示す。
第３の実施形態にかかる船外機本体２ｃのバッテリーユニット３ｃは、第２の実施形態にかかるバッテリーユニット３ｂから充電器３１６が除かれた構成を有する。そして、バッテリーユニット３ｃと給電／給水設備９の充電器９３とは、充電用ケーブル４０２によって分離自在に接続できる。このため、バッテリーユニット３ｃのバッテリーパック３２は、給電／給水設備９の充電器９３から送電を受けて充電される。
制御部６１は、接続ケーブル４０１を介して、給電／給水設備９の充電器９３を制御（充電の開始と停止）する。なお、バッテリーユニット３ｃの第２のコネクタ３１５とバッテリーパック３２との間に、送電経路を断続するスイッチが設けられる構成であってもよい。この場合には、制御部６１がこのスイッチを制御することにより、充電の開始と停止を制御する。
さらに、図８においては、給電／給水設備９に充電器９３が設けられる構成を示すが、この構成に限定されない。たとえば、給電／給水設備９に充電器９３が設けられない構成であってもよい。この場合には、給電／給水設備９の電源コンセント９２から電力の供給を受ける外部の充電器によって、バッテリーパック３２を充電する。
その他の各部の機能や動作は、第１の実施形態または第２の実施形態と同じである。また、充電中にバッテリーパック３２の冷却を行う処理および動作についても、第１の実施形態または第２の実施形態と同じである。
なお、第１の実施形態と同様に、電動船外機１ｃが、制御部６１が設けられない船外機本体と、制御部６１が設けられた制御／バッテリーユニットとを有する構成であってもよい。

第２の実施形態と第３の実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果を奏することができる。このように、制御部６１は、船外機本体２ａに設けられる構成であってもよく、バッテリーパック３２と一体に設けられる構成であってもよい。また、電動船外機１ａが充電器３１６を有していてもよく、外部の充電器９３を用いてバッテリーパック３２を充電する構成であってもよい。要は、電動船外機１ａ，１ｂ，１ｃが、外部から供給される冷却水を用いてバッテリーパック３２を冷却する冷却機構６を有すればよい。そして、冷却機構６は、冷却水が流れる冷却水経路６２と、バッテリーパック３２の温度に応じてこの冷却水経路６２を開閉（または開度を調整する）する給水バルブ６３とを有する構成であればよい。

ここで、制御部６１のハードウェア構成の例について簡単に説明する。制御部６１は、ＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭとインターフェースとを含むコンピューターが適用できる。この場合には、電動船外機１ａ，１ｂ，１ｃを制御するためのコンピュータプログラムや各種設定（たとえば、前記の閾値や設定温度など）が、コンピューター読取り可能な形式でＲＯＭに格納されている。また、充電器３１６、駆動用モーター２１、バッテリー制御部３１３、メインスイッチ３１１ａ，３１１ｂ、エマージェンシースイッチ２７１ａ，２７１ｂ、スロットル／シフトセンサー２７３ａ，２７３ｂ、給水バルブ６３などは、インターフェースを介してコンピューターである制御部６１に接続される。
そして、ＣＰＵは、ＲＯＭに格納されるこのコンピュータプログラムを読み出し、ＲＡＭに展開して実行する。これにより、図６に示す処理および動作を含む電動船外機１ａ，１ｂ，１ｃの制御が実行される。

以上、本発明の各種の実施形態を、図面を参照して詳細に説明したが、前記各実施形態は、本発明の実施にあたっての具体例を示したに過ぎない。本発明の技術的範囲は、前記各実施形態に限定されるものではない。本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、バッテリーパックを有する電動船外機に有効な技術である。そして、本発明によれば、バッテリーパックの温度が上昇して充電が中断することを防止できる。

１ａ，１ｂ，１ｃ：電動船外機、２ａ，２ｂ，２ｃ：船外機本体、２１：駆動用モーター、３２：バッテリーパック、３２１：セル、６：バッテリー冷却機構、６１：制御部、６２：冷却水経路、６３：給水バルブ、６４：冷却水導入口、６５：冷却水排出口、６６：バッテリー温度センサー、８：船舶、８１：トランサムボード、９：給電／給水設備、９１：散水栓（蛇口）、９２：電源コンセント

Claims (5)

1. 冷却水を用いてバッテリーを冷却する電動船外機のバッテリー冷却機構であって、
   外部から供給される電力によって充電するバッテリーを有し、
   前記バッテリーには、外部から供給される冷却水を流すことによって前記バッテリーを冷却する冷却水経路が設けられることを特徴とする電動船外機のバッテリー冷却機構。
2. 前記冷却水経路を開閉するバルブと、
   前記バッテリーの状態に応じて前記バルブを開閉する制御部と、
   をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の電動船外機のバッテリー冷却機構。
3. 前記制御部は、前記バッテリーの充電中において、前記バッテリーの温度に応じて前記バルブを開閉することを特徴とする請求項２に記載の電動船外機のバッテリー冷却機構。
4. 前記制御部は、前記バッテリーの充電中において、前記バッテリーの温度が設定温度未満である場合には前記バルブを閉鎖して前記冷却水経路に冷却水を流さず、前記バッテリーの温度が設定温度以上である場合には前記バルブを開放して前記冷却水経路に冷却水を流し、前記バッテリーを冷却することを特徴とする請求項２または３に記載の電動船外機のバッテリー冷却機構。
5. 外部から供給される冷却水の水圧によって、前記冷却水経路に冷却水を流すことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電動船外機のバッテリー冷却機構。

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