JP2000059917A

JP2000059917A - 電動車両搭載電池温度調整装置

Info

Publication number: JP2000059917A
Application number: JP22551298A
Authority: JP
Inventors: Toyohiko Eto; 豊彦江藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1998-08-10
Filing date: 1998-08-10
Publication date: 2000-02-25
Anticipated expiration: 2018-08-10
Also published as: JP3651272B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ガス排出機構・手順を簡素化する。【解決手段】キャビン１０内の空調に利用したエアを
流路２２を介してケース１８に導入し、ケース１８内の
電池１４を冷却又は暖機する。キャビン１０の空調に使
用したエアの廃熱を利用しているため、熱利用効率が高
まる。更に、電池１４からガスが放出されたとしても、
このガスがキャビン１０に漏れ出すことはない。バタフ
ライ３２及び４２を用いているため、ブロア２８を停止
させるだけで、排出グリル３６からガスを排出できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気自動車等の電
動車両に搭載される電池の温度を調整する装置、即ち電
動車両搭載電池温度調整装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電動車両例えば電気自動車には、車両推
進用の電力をモータ等に供給するための大規模な電池が
搭載されるのが一般的である。通常、この種の用途に適
する電池は、その使用温度が常に所定の範囲内にあれ
ば、より長期間に亘り使用し続けることができる。そこ
で、従来から、電池の寿命を確保乃至延長するために、
電池を冷却／暖機する手法がいくつか提案されている。
例えば特開平８−４００８８号公報に記載されている電
気自動車では、車外からキャビンにエアを導入するダク
トの途中に分岐を設け、電池へとエアを導入するための
ダクトをこの分岐箇所に接続している。更に、この分岐
箇所には、車外からのエアをキャビンに導入するのかそ
れとも電池側に導入するのかを切り換え、またキャビン
へのエア導入量と電池側へのエア導入量をどのような比
率とするかを設定するためのバルブが、設けられてい
る。従って、上記公報に記載の電気自動車では、ある場
合にはキャビンに、他の場合には電池に、というように
エア導入先を切り換えることや、キャビン・電池間のエ
ア導入量の比率を制御することが、可能である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに分岐を用いた構成では、キャビン内の空調と電池の
冷却／暖機とを好適に両立させるのは困難である。例え
ば、キャビン内の空調がリフレッシュモード（車外のエ
アの導入に伴いキャビン内のエアを車外に排出するモー
ド）であるときは、キャビンに大量のエアを導入する必
要があるため電池側へのエア導入量は絞らざるを得ず、
十分な冷却／暖機を行い得ないことがあり得る。無論、
電池の冷却／暖機を優先させることもできるが、その場
合には、キャビン内を十分に空調できないことも起こり
うる。

【０００４】本発明の目的の一つは、電池側へのエアの
導入経路に変更を施すことにより、キャビン内の空調と
電池の冷却／暖機とを好適に両立できるようにすると共
に、キャビン内の空調と電池の冷却／暖機とを併せた熱
利用効率を高めることにある。本発明の目的の他の一つ
は、電池側へのエア導入経路に施した変更を利用乃至応
用することにより、キャビン内のエアの汚濁をより確実
に防止乃至低減することにある。本発明の目的の他の一
つは、流路の切換のための手順と構造に改変を施すこと
により、構造の簡素化、低コスト化等を実施することに
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明に係る電動車両搭載電池温度調整装置
は、キャビンから電池収納ケース内に至る導入用流路
と、電池収納ケース内から電池収納ケース外に至る強制
排出用流路と、電池収納ケース内部から車外に至る自然
排出用流路と、導入用流路内に配設され送風指令に応じ
てキャビンから電池収納ケース内へのエアの流れを発生
させる強制送風部材と、電池収納ケース内の電池を冷却
又は暖機する際に強制送風部材を動作させる制御部と、
を備え、電動車両に搭載される電動車両搭載電池温度調
整装置において、強制送風部材が動作していないときに
は自重又はバネ付勢力により導入用流路を閉鎖し同時に
自然排出用流路を電池収納ケース内に連通させ、動作し
ているときには自重又はバネ付勢力に抗する強制送風部
材からのエアの圧力により押され自然排出用流路を閉鎖
し同時に導入用流路を電池収納ケース内に連通させる吸
入口側従動部材と、強制送風部材が動作していないとき
には自重又はバネ付勢力により強制排出用流路を閉鎖
し、動作しているときには自重又はバネ付勢力に抗する
強制送風部材からのエアの圧力により押され強制排出用
流路を電池収納ケース内に連通させる排出口側従動部材
と、を備え、更に、制御部が、電池からのガスの排出が
予測されるときに強制送風部材を停止させることを特徴
とする。

【０００６】本発明においては、強制送風部材が動作し
ているときには、強制送風部材からのエアの圧力によっ
て吸入口側及び排出口側従動部材が開く。この状態で
は、キャビンから導入用流路を経て電池収納ケース内部
に至り更に強制排出用流路を経て電池収納ケース外に至
るエアの流れが生じる。従って、電池収納ケース内の電
池を、キャビンの空調に使用されたエアにて冷却又は暖
機できるから、本発明によれば、従来に比べ効率的な熱
利用を実現できる。また、キャビン内に大量のエアを導
入する必要があるときに電池側へのエアの導入量を絞
る、といった必要もなく、電池を十分に冷却又は暖機で
きる。

【０００７】さらに、本発明においては、電池からのガ
スの排出が予測されるときに、制御部が強制送風部材を
停止させる。強制送風部材が停止すると、吸入口側従動
部材及び排出口側従動部材（例えばバタフライ）は自重
及び／又はバネ付勢力によって導入用流路及び強制排出
用流路を閉じる。導入用流路が吸入口側従動部材によっ
て閉ざされている状態では、自然排出用流路が開いてい
るから、電池からガスが発生したとしても、このガスは
自然排出用流路から排出されることとなる。従って、本
発明によれば、電池からガスが発生したとしてもそのガ
スによってキャビン内のエアが汚濁されることはない。
また、電池を冷却／暖機するためエアの流れを形成して
いる状態から、ガスを排出するため自然排出用流路を開
いている状態への切換は、強制送風部材例えばブロアを
停止させるだけで実現でき、構造が単純であると共に、
制御も簡便である。

【０００８】尚、電池からのガスの放出は、電池の温度
や充電状態（ＳＯＣ）を管理する制御装置を設け、電池
が高温或いは過充電状態や過放電状態に至らないように
することによって、発生しないようにするのが好まし
い。本発明におけるキャビンへのガス漏れ防止機能は、
電池のＳＯＣの管理を補助し、当該管理に何らかのフェ
イルがあったとしてもキャビンにガスが漏れないように
する機能として用いるのが好ましい。

【０００９】また、本願では、本発明が「電動車両搭載
温度調整装置」の発明であると述べているが、本願の開
示を参照した当業者であれば、本発明を他のカテゴリ例
えば調整方法、電動車両等として把握及び表現変更する
ことが可能である。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
関し図面に基づき説明する。

【００１１】図１に、本発明の一実施形態に係る装置を
搭載した電気自動車の構成、特にその後部の概略構造を
示す。この図に示すように、本実施形態では、キャビン
１０から独立した室であるラゲージ１２の内部に、多数
の電池１４を集積した構造を有する電池アセンブリ１６
が、ケース１８に収納された状態で配置されている。電
池アセンブリ１６は、例えば図２に示されるように、通
常の電池１４又はそれを複数個連結したブロックを、複
数枚のバルクヘッド１９にて要所要所支持した構造を有
している。電池アセンブリ１６が収納されるケース１８
の内部は、その前面上部にて流路２２に連通しており、
この流路２２は、キャビン１０からのエア吸入口２６に
連通している。流路２２の内部には、エア吸入口２６か
らケース１８の内部へと、キャビン１０のエアを強制送
風するブロア２８が設けられている。更に、ブロア２８
から見てケース１８側には、ブロア２８によって送風が
行われているときにはエアの圧力によって開き、行われ
ていないときには自重で閉じて流路２２を閉鎖するバタ
フライ３２が配設されている。更に、バタフライ３２が
設けられている部位には、流路３４が連通している。流
路３４は、ケース１８から見て上方において車外に開口
している排出グリル３６に連通している。バタフライ３
２は、ブロア２８によって送風が行われているときには
エアの圧力によって流路３４を閉鎖し、行われていない
ときには流路３４をケース１８内に連通させる。他方、
ケース１８の背面下部にはラゲージ１２と連通した流路
４０が連通しており、この流路４０には、ブロア２８に
よって送風が行われているときにはエアの圧力によって
開き、行われていないときには自重で閉じて流路４０を
閉鎖するバタフライ４２が設けられている。これら、電
池１４の冷却又は暖機にかかる各種の部材は、リアシー
ト４４の背面に配設されている。なお、流路４０はエア
排出口３９においてラゲージ１２に連通し、ラゲージ１
２を介して車両側方開口たるベンチレーション３８に連
通している。また、バタフライ３２をエア吸入口２６側
に付勢するばねや、バタフライ４２を閉じ方向に付勢す
るばねを設けてもよい。バタフライ４２の自重（＋ばね
付勢力）は、後述するガスの圧力では開かず、ブロア２
８の風圧では開くよう、設定する。

【００１２】本実施形態においては、まず、キャビン１
０から流路２２を経てケース１８にエアを導入すること
ができる。従って、キャビン１０内の空調に使用された
エアを利用し、すなわち廃熱利用によって、電池１４の
冷却又は暖機を行うことができるため、電池１４の冷却
又は暖機にかかる熱利用効率を改善することができる。
更に、ラゲージ１２とキャビン１４の仕切り部分には通
常若干の隙間があり、従って、流路４０からラゲージ１
２を経てキャビン１０に至るエアの流れを形成すること
ができる。

【００１３】図３に、図１に示す装置を制御する制御部
４４及びその周辺構成を示す。この図に示すように、制
御部４４は、車両操縦者によるスイッチ操作等により設
定されるキャビン内空調モードや、ＳＯＣセンサ４６及
び温度センサ４８により検出される電池アセンブリ１６
特にその電池１４のＳＯＣや温度に基づき、ブロア２８
を動作／停止させる。

【００１４】図４に、制御部４４の動作手順の一例を示
す。この図に示す手順においては、制御部４４は、ま
ず、電池１４の温度等に基づき、電池１４の冷却／暖機
が必要であるか否かを判定する（１００）。必要である
と判定した時には、原則として、制御部４４はブロア２
８を動作させ（１０２）、流路２２を介したケース１８
内へのエアの導入を開始する。ただし、このときのエア
の導入量は、キャビン内の空調モードに応じた導入量と
する。また、ステップ１００において冷却／暖機が不要
であると判定した時には、制御部４４は、ブロア２８を
停止させる（１０４）。

【００１５】ステップ１００において冷却／暖機が必要
であると判定した時であっても、電池１４のＳＯＣ等か
らみて電池１４が過充電気味又は過放電気味であると判
定した時には（１０６）、制御部４４は、ブロア２８を
停止させる。この制御を実行することにより、ケース１
８から排出グリル３６に至る流路３４が形成され、同時
に、キャビン１０から流路２２、ケース１８、流路４０
を経てエア排出口３９に至る流路が閉鎖される。この状
態では、電池１４からケース１８内部に万一放出された
場合の微量のガスは、流路３４を介して車外に排出され
ることとなるから、ラゲージ１２内におけるガスの濃度
を抑えながら、ガスを迅速に排出することができる。こ
れは電池１４が放出するガスが、一般には比較的比重が
小さいガスであり、作用する浮力によって図中下から上
へと流れることによる。

【００１６】従って、本実施形態においては、キャビン
１０内の空調やエアのリサーキレーションに影響を与え
ることなく、また従来に比べ効率的に熱を利用して、電
池１４の冷却や暖機を実行することが可能になる。更
に、電池１４にて水素ガス等のガスが発生したとして
も、このガスがキャビン１０側に漏れ出すことはなく、
キャビン１０内のエアの汚濁ひいてはその居住性の低下
を防止することができる。

【００１７】また、自重やばね付勢力にて風圧に抗する
バタフライ３２及び４２を用いるとともに、ガス発生予
測又は推定時にブロア停止制御を行っているため、特願
平９−６０６０２号に開示の構成に比べ、制御が簡便で
装置も簡素・低コストなものとなる。

【００１８】なお、以上の説明では、電池１４からのガ
スの放出に言及していたが、実際には、電池１４からの
ガスの放出はほとんど生じ得ない。これは、電池１４の
ＳＯＣを検出することによって、電池１４が過充電状態
又は過放電状態に至っていること又はその傾向を示して
いることを、早期に検出できることによる。すなわち、
電池１４からのガス放出の可能性があることや当該ガス
の放出量は、電池１４のＳＯＣを検出し電池１４が過充
電気味又は過放電気味であることを検出することによっ
て推定できるのであるから、逆に言えば、電池１４のＳ
ＯＣを例えばその充放電電流量の管理によって所定範囲
内に維持しておけば、電池１４からのガス放出を防止す
ることができる。上述の実施形態におけるガス放出への
対策は、電池１４のＳＯＣ管理によるガス放出防止を補
助する位置づけのものである。すなわち、電池１４のＳ
ＯＣの管理に何らかの異常乃至故障が発生したときを想
定して、キャビン１０へのガス漏れをより信頼性よく防
止するためのものである。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
強制送風部材からのエアの圧力によって開く吸入口側及
び排出口側従動部材を設け、キャビンから導入用流路を
経て電池収納ケース内部に至り更に強制排出用流路を経
て電池収納ケース外に至るエアの流れを発生させるよう
にしたため、電池収納ケース内の電池をキャビンの空調
に使用されたエアにて冷却又は暖機でき、従来に比べ効
率的な熱利用を実現でき、また電池を十分に冷却又は暖
機できる。更に、強制送風部材が動作していないときに
自重又はバネ付勢力により導入用流路を閉鎖するよう吸
入口側従動部材を設け、また、強制送風部材が動作して
いないときに自重又はバネ付勢力により強制排出用流路
を閉鎖するよう排出口側従動部材を設けているため、電
池からのガスの排出が予測されるときに強制送風部材を
停止させることにより、導入用流路を閉鎖させ自然排出
用流路を開くことができる。従って、電池からガスが発
生したとしてもそのガスによってキャビン内のエアが汚
濁されることはなく、また、そのための構造や制御手順
を簡素化簡便化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る装置を搭載した車
両の後部概略構成を示す図である。

【図２】電池アセンブリの一例構成を示す斜視図であ
る。

【図３】制御部を示すブロック図である。

【図４】制御部の動作の流れを示すフローチャートで
ある。

【符号の説明】

１０キャビン、１２ラゲージ、１４電池、１６
電池アセンブリ、１８ケース、２２，３４，４０流
路、２６エア吸入口、２８ブロア、３２，４２バ
タフライ、３６排出グリル、３８ベンチレーショ
ン。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） // Ｂ６０Ｋ 11/06 Ｂ６０Ｋ 11/06 Ｆターム(参考） 3D035 AA03 3D038 AA07 AA09 AB04 AC02 AC10 AC14 5H031 AA02 KK08 5H115 PA15 PG04 PI16 PI29 PI30 QA01 QN02 TI01 TI10 TR19 TR20 TU11 TU16 TU17 TZ11 UI29

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】キャビンから電池収納ケース内に至る導
入用流路と、電池収納ケース内から電池収納ケース外に
至る強制排出用流路と、電池収納ケース内部から車外に
至る自然排出用流路と、導入用流路内に配設され送風指
令に応じてキャビンから電池収納ケース内へのエアの流
れを発生させる強制送風部材と、電池収納ケース内の電
池を冷却又は暖機する際に強制送風部材を動作させる制
御部と、を備え、電動車両に搭載される電動車両搭載電
池温度調整装置において、強制送風部材が動作していないときには自重又はバネ付
勢力により導入用流路を閉鎖し同時に自然排出用流路を
電池収納ケース内に連通させ、動作しているときには自
重又はバネ付勢力に抗する強制送風部材からのエアの圧
力により押され自然排出用流路を閉鎖し同時に導入用流
路を電池収納ケース内に連通させる吸入口側従動部材
と、強制送風部材が動作していないときには自重又はバネ付
勢力により強制排出用流路を閉鎖し、動作しているとき
には自重又はバネ付勢力に抗する強制送風部材からのエ
アの圧力により押され強制排出用流路を電池収納ケース
内に連通させる排出口側従動部材と、を備え、更に、制御部が、電池からのガスの排出が予測されるときに強
制送風部材を停止させることを特徴とする電動車両搭載
電池温度調整装置。