JP2009190541A - Heating system for vehicle using electric heater - Google Patents

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岩間　　伸治
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heating system for a vehicle, using a lightweight electric wire as an electric wire for feeding electric power to an electric heater. <P>SOLUTION: The heating system for the vehicle is provided with: a case 12 for storing a high voltage battery for feeding electric power to a drive motor of the vehicle; an air-suction side ventilation passage 13 for leading air in a cabin 2 to the case 12; and an air-discharge side ventilation passage 14 for leading air discharged from the case into the cabin 2. In the inside of the case 12, a fan 15, the electric heater 16 and a wire harness 24 for electrically connecting the electric heater 16 to the high voltage battery 11 are arranged. Usually, since the high voltage battery 11 is severely protected by an exclusive case 12 for preventing contact with water and a person, since the wire harness 24 is also protected similarly to the high voltage battery 11, it is not required that the wire harness severely protected as the wire harness 24 is used. Since feeding power of the electric heater 16 has a high voltage, a wire having thin wire diameter is adopted. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、電気ヒータを用いた車両用暖房システムに関するものである。   The present invention relates to a vehicle heating system using an electric heater.

車両用空調装置の暖房能力を向上させる補助暖房装置として、電気ヒータがしばしば用いられている（例えば、特許文献１参照）。この電気ヒータは、車両用空調装置の送風系の中に設置されて、車室内に送風される空気を暖めるものであり、加熱の際に数百〜数千Ｗの電力を消費する。   An electric heater is often used as an auxiliary heating device that improves the heating capacity of a vehicle air conditioner (see, for example, Patent Document 1). This electric heater is installed in the air blowing system of the vehicle air conditioner and warms the air blown into the passenger compartment, and consumes several hundred to several thousand W of electric power during heating.

一方、暖房とは反対に冷却を目的としたものであるが、特許文献２に記載されている車両用バッテリ冷却装置がある。この車両用バッテリ冷却装置は、車室内の空気をバッテリに送風することでバッテリを空冷し、空冷後の空気を車室外に排出している。
特開２００６−１６２０９８号公報 特開平１１−１９５４３７号公報 On the other hand, there is a vehicle battery cooling device described in Patent Document 2, which is intended for cooling as opposed to heating. In this vehicle battery cooling device, the air in the vehicle compartment is blown to the battery to cool the battery, and the air after cooling is discharged outside the vehicle compartment.
JP 2006-162098 A JP 11-195437 A

上記した電気ヒータは最も容易に構成できる補助暖房装置ではあるが、通常、電気ヒータは、車両用１２Ｖバッテリで駆動していたので、非常に大きな電流が必要であった。このため、電気ヒータに電力を供給するための電線として、非常に太い電線を必要としていた。例えば、消費電力が６００Ｗの電気ヒータの場合、６００Ｗ／１２Ｖ＝５０Ａの電流を必要とし、これを２系統に分けて分流させても、ＪＩＳの規格品の電線では、導体を覆う絶縁体を含めた電線全体の仕上外径が４〜５ｍｍ程度となる。   The above-described electric heater is an auxiliary heating device that can be configured most easily. However, since the electric heater is usually driven by a vehicle 12V battery, a very large current is required. For this reason, a very thick electric wire was required as an electric wire for supplying electric power to the electric heater. For example, in the case of an electric heater with a power consumption of 600 W, a current of 600 W / 12 V = 50 A is required, and even if this is divided into two systems and divided, the JIS standard wire includes an insulator that covers the conductor. The finished outer diameter of the entire electric wire is about 4 to 5 mm.

このため、複数の電線を束ねて車両内に配索しようとすると、電線が太くて曲がりにくいので、配索のためのスペースが必要となってしまう。さらに、１本当たりの長さを往復３ｍとして、４本の電線を用いた場合では、電線の総重量が７００〜８００ｇとなってしまうため、車両配索の取り扱いが難しいばかりか、車両にとって、かなりの重量負荷になっていた。   For this reason, when a plurality of electric wires are bundled and arranged in the vehicle, the electric wires are thick and difficult to bend, so that a space for wiring is required. In addition, when the length per wire is 3 m for a round trip and four wires are used, the total weight of the wires is 700 to 800 g. It was a heavy weight load.

この問題を解決する方法として、電気ヒータに供給する電源電圧を高電圧化する方法が考えられる。具体的には、上記した特許文献２に記載されているように、ハイブリッド車両等では、車両駆動用に２００Ｖ等の高電圧バッテリを搭載しているので、この高電圧バッテリから電気ヒータに電力を供給する方法が考えられる。この方法によれば、理論上、電気ヒータに流れる電流を小さくできるので、電線の線径を細くすることが可能である。例えば、消費電力が６００Ｗの電気ヒータの場合、６００Ｗ／２００Ｖ＝３Ａとなり、これを上記した１２Ｖ時と同様の計算で電線の外径および重量を求めてみると、電線全体の外径は２ｍｍ程度となり、電線の総重量は１００ｇ程度と非常にスマートになる。   As a method of solving this problem, a method of increasing the power supply voltage supplied to the electric heater can be considered. Specifically, as described in Patent Document 2 described above, in a hybrid vehicle or the like, a high voltage battery of 200 V or the like is mounted for driving the vehicle, so that electric power is supplied from the high voltage battery to the electric heater. A method of supplying can be considered. According to this method, since the current flowing through the electric heater can be reduced theoretically, the wire diameter of the electric wire can be reduced. For example, in the case of an electric heater with a power consumption of 600 W, 600 W / 200 V = 3 A. When the outer diameter and weight of the electric wire are calculated by the same calculation as in the above 12 V, the outer diameter of the entire electric wire is about 2 mm. Thus, the total weight of the electric wire becomes very smart at about 100 g.

そこで、これを実現するために、本願発明者は以下に説明する電気ヒータを用いた車両用暖房システムを検討した。図５に、この車両用暖房システムの概略構成を示す。なお、図１と同様の構成部に図１と同一の符号を付している。   Therefore, in order to realize this, the inventor of the present application examined a vehicle heating system using an electric heater described below. FIG. 5 shows a schematic configuration of this vehicle heating system. In addition, the same code | symbol as FIG. 1 is attached | subjected to the component similar to FIG.

図５に示す車両用暖房システムでは、車両後方側に位置する後席用空調装置４０の空調ケース４１内に補助暖房装置としての電気ヒータ１６を配置し、この電気ヒータ１６を車両駆動用の高電圧バッテリ１１と電線４２で接続している。高電圧バッテリ１１はケース１２に収容されており、ケース１２は車両１のトランクルール３に配置されている。ケース１２には、吸気ダクト１３、ケース内ダクト２３、排気ダクト１４、ファン１５にて構成された高電圧バッテリ１１を空冷する冷却システムが設置されている。   In the vehicle heating system shown in FIG. 5, an electric heater 16 as an auxiliary heating device is disposed in an air conditioning case 41 of a rear seat air conditioner 40 located on the rear side of the vehicle. The voltage battery 11 and the electric wire 42 are connected. The high voltage battery 11 is accommodated in a case 12, and the case 12 is disposed on the trunk rule 3 of the vehicle 1. The case 12 is provided with a cooling system for air-cooling the high-voltage battery 11 including the intake duct 13, the in-case duct 23, the exhaust duct 14, and the fan 15.

ここで、電気ヒータ１６を高電圧バッテリ１１と接続しているため、空調ケース４１の内部に発生した結露水およびユーザがこぼした水による感電、車両事故が起きた場合にユーザが電線４２に直接触れて感電しないように、電線４２を頑丈にガードしなければならない。このため、図５に示す車両用暖房システムでは、電線４２のうちケース１２の外部に位置する部分４２ａが絶縁体で頑丈に被覆されている。   Here, since the electric heater 16 is connected to the high voltage battery 11, the user directly touches the electric wire 42 when an electric shock or a vehicle accident occurs due to condensed water generated in the air conditioning case 41 and water spilled by the user. The electric wire 42 must be firmly guarded so as not to get an electric shock when touched. For this reason, in the vehicle heating system shown in FIG. 5, a portion 42 a of the electric wire 42 located outside the case 12 is firmly covered with an insulator.

しかし、電線４２に対して、このような防水や強度強化のための非常に頑丈かつ高コストの被服を設ける等の電線に対しての保護手段を施すと、電線４２が重くなり、電源電圧の高電圧化による電線の軽量化の効果が得られなくなってしまう。また、図５に示す車両用暖房システムでは、空調ケース４１にも、電線４２と同様に、防水と感電防止の処置が必要とされるため、非常に高コストとなってしまう。このため、図５に示す車両用暖房システムでは、電気ヒータ１６を高電圧バッテリ１１に接続することを断念して、通常の１２Ｖバッテリに接続することとなり、結果、長くて太い電線を用いなければならない。   However, if the wire 42 is provided with a protection means for the wire, such as providing a very strong and high-cost clothing for waterproofing and strengthening the strength, the wire 42 becomes heavy and the power supply voltage is reduced. The effect of reducing the weight of the electric wire due to high voltage cannot be obtained. Further, in the vehicle heating system shown in FIG. 5, the air conditioning case 41 also requires waterproofing and electric shock prevention measures as in the case of the electric wires 42, so that the cost becomes very high. Therefore, in the vehicle heating system shown in FIG. 5, the electric heater 16 is abandoned to be connected to the high voltage battery 11 and is connected to a normal 12V battery. As a result, a long and thick electric wire must be used. Don't be.

本発明は上記点に鑑みて、電気ヒータを用いて車室内の暖房を行う車両用暖房システムであって、電気ヒータに電力を供給する電線として従来よりも軽量化された電線が使用可能な車両用暖房システムを提供することを目的とする。   In view of the above, the present invention is a vehicle heating system that heats a vehicle interior using an electric heater, and a vehicle that can use an electric wire that is lighter than conventional electric wires for supplying electric power to the electric heater. The purpose is to provide a heating system.

上記目的を達成するため、請求項１、２に記載の発明では、高電圧バッテリ（１１）もしくは高電圧キャパシタを収容するケース（１２）と、車室（２）内の空気をケース（１２）の空気入口（２１）に導く吸気側通風路（１３）と、ケース（１２）の空気出口（２２）から排出された空気を車室（２）内に導く排気側通風路（１４）と、ケース（１２）の内部のケース内通風路（２３）と、送風手段（１５）と、ケース内通風路（２３）の内部に配置され、高電圧バッテリ（１１）もしくは高電圧キャパシタからの給電によって発熱する電気ヒータ（１６）と、ケース内通風路（２３）の内部に配置され、高電圧バッテリ（１１）もしくは高電圧キャパシタに電気ヒータ（１６）を電気的に接続し、高電圧バッテリ（１１）もしくは高電圧キャパシタから電気ヒータ（１６）に給電する電線（２４）とを備えることを特徴としている。なお、請求項１に記載の発明は、高電圧バッテリ（１１）もしくは高電圧キャパシタを発明特定事項として備えるものであり、請求項２に記載の発明は、高電圧バッテリ（１１）もしくは高電圧キャパシタを直接的には発明特定事項として備えていないものである。   In order to achieve the above object, according to the first and second aspects of the present invention, a case (12) for housing a high voltage battery (11) or a high voltage capacitor and air in the passenger compartment (2) are case (12). An intake side ventilation path (13) leading to the air inlet (21) of the vehicle, an exhaust side ventilation path (14) guiding the air discharged from the air outlet (22) of the case (12) into the passenger compartment (2), The air passage (23) inside the case (12), the air blowing means (15), and the air passage (23) inside the case are disposed inside the case (12), and are fed by power from the high voltage battery (11) or the high voltage capacitor. An electric heater (16) that generates heat and an air passage (23) in the case are disposed, and the electric heater (16) is electrically connected to the high-voltage battery (11) or the high-voltage capacitor. Or high voltage It is characterized in that it comprises a wire (24) for supplying power to the electric heater (16) from Yapashita. The invention described in claim 1 includes a high-voltage battery (11) or a high-voltage capacitor as an invention specifying item, and the invention described in claim 2 includes a high-voltage battery (11) or a high-voltage capacitor. Is not directly provided as an invention specific matter.

ここで、通常、車両の駆動用モータに電力を供給するような高電圧バッテリもしくは高電圧キャパシタ（以下、高電圧バッテリ等と言う）は、水や人との接触を防ぐためにケース内で厳重に保護されるものである。請求項１、２に記載の発明では、このようなケース内に電気ヒータを配置しているので、電気ヒータに給電するために接続される電線も、ケース内に配置することができる。これにより、ケースによって電線を高電圧バッテリ等と同様に保護できるので、ケース外に電気ヒータおよび電線を配置する場合よりも、電線を保護するために必要な被覆を抑えることができる。したがって、請求項１、２に記載の発明によれば、従来よりも軽量化された電線が使用可能な車両用暖房システムを提供することが可能である。   Here, a high-voltage battery or a high-voltage capacitor (hereinafter referred to as a high-voltage battery or the like) that normally supplies power to a vehicle drive motor is strictly installed in the case to prevent contact with water or people. It is to be protected. In the first and second aspects of the invention, since the electric heater is disposed in such a case, an electric wire connected to supply power to the electric heater can also be disposed in the case. Thereby, since an electric wire can be protected by a case similarly to a high voltage battery etc., the covering required in order to protect an electric wire can be suppressed rather than the case where an electric heater and an electric wire are arrange | positioned out of a case. Therefore, according to invention of Claim 1, 2, it is possible to provide the heating system for vehicles which can use the electric wire lightened rather than before.

請求項１、２に記載の発明では、例えば、請求項３に示すように、車室（２）からの異物の侵入を防止する異物侵入防止手段（２５、２６、２７）を備えていることが好ましい。   According to the first and second aspects of the present invention, for example, as shown in the third aspect, foreign matter intrusion prevention means (25, 26, 27) for preventing foreign matter from entering from the passenger compartment (2) is provided. Is preferred.

また、例えば、請求項４に示すように、電気ヒータ（１６）を、高電圧バッテリ等よりも空気流れ下流側に配置することが好ましい。   For example, as shown in claim 4, it is preferable to arrange the electric heater (16) on the downstream side of the air flow from the high voltage battery or the like.

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.

（第１実施形態）
図１に、本発明の第１実施形態における電気ヒータを用いた車両用暖房システムの全体構成を示す。本実施形態の車両用暖房システム１０は、高電圧バッテリ１１を備えるハイブリッド自動車や電気自動車等の車両１に搭載され、車両１の車室２内に温風を送風するものである。 (First embodiment)
FIG. 1 shows an overall configuration of a vehicle heating system using an electric heater according to a first embodiment of the present invention. A vehicle heating system 10 according to the present embodiment is mounted on a vehicle 1 such as a hybrid vehicle or an electric vehicle including a high voltage battery 11 and blows warm air into a passenger compartment 2 of the vehicle 1.

本実施形態の車両用暖房システム１０は、高電圧バッテリ１１を収容するケース１２と、吸気ダクト１３と、排気ダクト１４と、ファン１５と、電気ヒータ１６とを備えている。   The vehicle heating system 10 of this embodiment includes a case 12 that houses a high-voltage battery 11, an intake duct 13, an exhaust duct 14, a fan 15, and an electric heater 16.

高電圧バッテリ１１は、一般に電気自動車やハイブリッド自動車において、車両の駆動を賄うために用いられるものであり、その電圧値は例えば２００Ｖ程度である。高電圧バッテリ１１としては、一般的なものを採用でき、例えば、ニッケル水素バッテリを採用できる。   The high voltage battery 11 is generally used in an electric vehicle or a hybrid vehicle to cover the driving of the vehicle, and the voltage value thereof is, for example, about 200V. As the high voltage battery 11, a general battery can be adopted, for example, a nickel metal hydride battery can be adopted.

ここで、本明細書でいう高電圧バッテリとは、出力電圧が５０Ｖ以上であって、車両に搭載可能な電圧以下のバッテリを意味する。なお、５０Ｖ以上と規定しているのは、労働安全衛生規則第３６条で「５０Ｖを超えない電圧は感電の注意を喚起されていない」と旨が規定されていることからも、バッテリの出力電圧が５０Ｖ以上の場合に、後述するように、ケース１２による十分な保護が必要となるからである。   Here, the high voltage battery referred to in this specification means a battery having an output voltage of 50 V or more and a voltage that can be mounted on a vehicle. In addition, it is specified that the voltage is 50V or more, because it is specified in Article 36 of the Occupational Safety and Health Regulations that "voltages that do not exceed 50V are not calling for electric shock". This is because when the voltage is 50 V or more, sufficient protection by the case 12 is necessary as described later.

ケース１２は、例えば、車両１のトランクルーム３に配置されている。ケース１２は、金属製もしくは樹脂製の高電圧バッテリ専用の収容ケースであり、高電圧バッテリ１１の乗員との接触や外部からの水の侵入を防ぎ、事故等によっても高電圧バッテリ１１が露出せず、高電圧バッテリ１１を保護するように頑丈に設計されている。ケース１２としては、電気自動車やハイブリッド自動車に既に用いられている一般的なケースを採用できる。   The case 12 is disposed in the trunk room 3 of the vehicle 1, for example. The case 12 is a housing case dedicated to a high voltage battery made of metal or resin, prevents contact with the passenger of the high voltage battery 11 or intrusion of water from the outside, and exposes the high voltage battery 11 due to an accident or the like. Instead, it is ruggedly designed to protect the high voltage battery 11. As the case 12, a general case already used for an electric vehicle or a hybrid vehicle can be adopted.

ケース１２には、ケース内部に空気を取り入れるための空気入口２１と、ケース内部から外部に空気を排出するための空気出口２２とが設けられており、ケース１２の内部には、空気入口２１から吸入された空気が空気出口２２に向かって流れるケース内ダクト２３が設けられている。   The case 12 is provided with an air inlet 21 for taking air into the case and an air outlet 22 for discharging air from the inside of the case to the outside. An in-case duct 23 through which the sucked air flows toward the air outlet 22 is provided.

ケース内ダクト２３は、樹脂製であって、ケース１２本体とは別体ものであり、ケース１２の内部空間に設置されている。本実施形態では、このケース内ダクト２３によって、ケース内部の通風路であるケース内通風路が構成されており、このケース内ダクト２３の内部に、高電圧バッテリ１１全体、ファン１５および電気ヒータ１６が配置されている。なお、高電圧バッテリ１１の一部がケース内ダクト２３の内部に位置するようにしても良い。   The in-case duct 23 is made of resin, is separate from the main body of the case 12, and is installed in the internal space of the case 12. In the present embodiment, the in-case duct 23 forms an in-case ventilation path, which is a ventilation path inside the case. Inside the in-case duct 23, the entire high voltage battery 11, the fan 15, and the electric heater 16 are provided. Is arranged. A part of the high voltage battery 11 may be located inside the in-case duct 23.

吸気ダクト１３は、車室２とケース１２の空気入口２１とを連通し、車室２内の空気をケース１２内に導く吸気側通風路を構成するものである。吸気ダクト１３は、例えば、樹脂製であり、ケース１２と別体のものである。吸気ダクト１３の吸入側となる一端は、車室２の後部座席の後方部に接続されており、吸気ダクト１３の他端はケース１２の空気入口２１に接続されている。   The intake duct 13 communicates the passenger compartment 2 with the air inlet 21 of the case 12 and constitutes an intake-side air passage that guides the air in the passenger compartment 2 into the case 12. The intake duct 13 is made of resin, for example, and is separate from the case 12. One end on the intake side of the intake duct 13 is connected to the rear part of the rear seat of the passenger compartment 2, and the other end of the intake duct 13 is connected to the air inlet 21 of the case 12.

排気ダクト１４は、ケース１２の空気出口２２と車室２とを連通し、ケース１２から排出される空気を車室２内に導く排気側通風路を構成するものである。排気ダクト１４も、例えば、樹脂製であり、ケース１２と別体のものである。排気ダクト１４の吸入側となる一端は、ケース１２の空気出口２２に接続されており、排気ダクト１４の排気側となる他端は、後部座席の足元付近の部位に接続されている。   The exhaust duct 14 communicates the air outlet 22 of the case 12 and the vehicle compartment 2 and constitutes an exhaust side ventilation path that guides the air discharged from the case 12 into the vehicle compartment 2. The exhaust duct 14 is also made of resin, for example, and is separate from the case 12. One end of the exhaust duct 14 on the suction side is connected to the air outlet 22 of the case 12, and the other end of the exhaust duct 14 on the exhaust side is connected to a portion near the foot of the rear seat.

ファン１５は、車室２→吸気ダクト１３→ケース内ダクト２３→排気ダクト１４→車室２という風流れを形成するための送風手段である。ファン１５は、電動モータによって駆動される一般的なものを採用できる。ファン１５は、図示しない車両用空調装置の制御装置によって駆動制御される。   The fan 15 is a blowing means for forming a wind flow of the vehicle compartment 2 → the intake duct 13 → the in-case duct 23 → the exhaust duct 14 → the vehicle compartment 2. The fan 15 may be a general fan driven by an electric motor. The fan 15 is driven and controlled by a control device for a vehicle air conditioner (not shown).

なお、本実施形態の吸気ダクト１３、ケース内ダクト２３、排気ダクト１４およびファン１５は、高電圧バッテリ冷却システムを構成している。高電圧バッテリ１１は発熱を伴う場合が多く見られるため、この高電圧バッテリ冷却システムにより、車室２内の空気を高電圧バッテリ１１に送風することで、高電圧バッテリ１１を空冷する。したがって、ファン１５は、図示しない高電圧バッテリ冷却システムの制御装置によっても、高電圧バッテリ１１の温度に応じた駆動制御がされる。   In addition, the intake duct 13, the in-case duct 23, the exhaust duct 14 and the fan 15 of the present embodiment constitute a high voltage battery cooling system. Since the high voltage battery 11 often generates heat, the high voltage battery 11 is air-cooled by blowing air in the passenger compartment 2 to the high voltage battery 11 by this high voltage battery cooling system. Accordingly, the fan 15 is driven and controlled in accordance with the temperature of the high voltage battery 11 by a control device for the high voltage battery cooling system (not shown).

電気ヒータ１６は、給電によって発熱することで空気を加熱するものであり、例えば、正特性サーミスタ（ＰＴＣ素子）を通電発熱素子として用いたＰＴＣヒータである。電気ヒータ１６は、高電圧駆動のため比較的インピーダンスが大きなものであり、例えば、消費電力が１０００Ｗであれば４０Ω程度のものが用いられる。電気ヒータ１６は、図示しない車両用空調装置の制御装置によって駆動制御される。   The electric heater 16 heats air by generating heat by power feeding, and is, for example, a PTC heater using a positive temperature coefficient thermistor (PTC element) as an energization heating element. The electric heater 16 has a relatively large impedance because of high-voltage driving. For example, if the power consumption is 1000 W, an electric heater of about 40Ω is used. The electric heater 16 is driven and controlled by a control device for a vehicle air conditioner (not shown).

電気ヒータ１６は、ワイヤハーネス２４によって、高電圧バッテリ１１と電気的に接続され、高電圧バッテリ１１から給電される。ワイヤハーネス２４は、複数本の電線を束ねてユニットとしたものである。   The electric heater 16 is electrically connected to the high voltage battery 11 by the wire harness 24 and is supplied with power from the high voltage battery 11. The wire harness 24 is a unit obtained by bundling a plurality of electric wires.

本実施形態では、高電圧バッテリ１１だけでなく電気ヒータ１６も、ケース１２の内部に収容されているので、ワイヤハーネス２４の全体がケース１２の内部に収容されている。したがって、ワイヤハーネス２４は、高電圧バッテリ１１と同様に、ケース１２によって乗員との接触や外部からの水分侵入から守られることとなるため、ワイヤハーネス２４を構成する電線としては、例えばＡＶ０．３ｍｍ線のように、線径の細い電線で十分に対応可能である。このように、本実施形態では、高電圧バッテリ１１の保護手段であるケース１２を、ワイヤハーネス２４の保護手段としても利用しているので、高電圧バッテリ１１の保護手段とは別の保護手段を用いる必要がない。   In the present embodiment, not only the high-voltage battery 11 but also the electric heater 16 is accommodated inside the case 12, so that the entire wire harness 24 is accommodated inside the case 12. Therefore, since the wire harness 24 is protected from contact with the occupant and intrusion of moisture from the outside by the case 12 similarly to the high-voltage battery 11, as an electric wire constituting the wire harness 24, for example, AV 0.3 mm A wire having a thin wire diameter, such as a wire, can be sufficiently handled. As described above, in this embodiment, the case 12 which is the protection means for the high voltage battery 11 is also used as the protection means for the wire harness 24. Therefore, a protection means different from the protection means for the high voltage battery 11 is used. There is no need to use it.

また、高電圧バッテリ１１は異物によるショートが発生すると重大な不具合となるので厳重に防御する必要がある。そこで、本実施形態では、ケース内ダクト２３内のうち、ケース１２の空気入口２１側の部位と空気出口２２側の部位に、水や異物の侵入を防ぐためのフィルタ２５、２６を配置している。なお、フィルタ２５、２６を、それぞれ、吸気ダクト１３、排気ダクト１４に設けても良い。フィルタ２５、２６の配置場所は、車室２とケース１２の間であれば任意に変更可能である。   Moreover, since the high voltage battery 11 becomes a serious malfunction when a short circuit due to a foreign object occurs, it must be strictly protected. Therefore, in the present embodiment, filters 25 and 26 for preventing intrusion of water and foreign matter are disposed in the air inlet 21 side portion and the air outlet 22 side portion of the case 12 in the case duct 23. Yes. Note that the filters 25 and 26 may be provided in the intake duct 13 and the exhaust duct 14, respectively. The arrangement location of the filters 25 and 26 can be arbitrarily changed as long as it is between the vehicle compartment 2 and the case 12.

次に、本実施形態の車両用暖房システムの製造方法について簡単に説明する。例えば、ケース１２を用意し、ケース１２の内部にケース内ダクト２３を組み付ける。そして、ケース内ダクト２３に、高電圧バッテリ１１と、ファン１５と、電気ヒータ１６とを配置し、高電圧バッテリ１１と電気ヒータ１６とをワイヤハーネス２４で接続する。また、ケース内ダクト２３にフィルタ２５、２６を取り付ける。その後、ケース１２と、吸気ダクト１３と、排気ダクト１４とが車両に搭載されて、これらが接続されることで、車両用暖房システムが完成する。   Next, the manufacturing method of the heating system for vehicles of this embodiment is demonstrated easily. For example, the case 12 is prepared, and the in-case duct 23 is assembled inside the case 12. Then, the high voltage battery 11, the fan 15, and the electric heater 16 are disposed in the duct 23 in the case, and the high voltage battery 11 and the electric heater 16 are connected by the wire harness 24. Further, the filters 25 and 26 are attached to the duct 23 in the case. Thereafter, the case 12, the intake duct 13, and the exhaust duct 14 are mounted on the vehicle, and these are connected to complete the vehicle heating system.

なお、ケース１２内に高電圧バッテリ１１と電気ヒータ１６とを配置して、高電圧バッテリ１１と電気ヒータ１６とをワイヤハーネス２４で接続する工程については、ある製造場所では、ケース１２内にワイヤハーネス２４の一端が接続された電気ヒータ１６を配置した状態までを製造し、他の製造場所でケース１２に高電圧バッテリ１１を収容しても良い。   In addition, about the process which arrange | positions the high voltage battery 11 and the electric heater 16 in the case 12, and connects the high voltage battery 11 and the electric heater 16 with the wire harness 24, there is a wire in the case 12 in a certain manufacturing place. It is possible to manufacture up to a state where the electric heater 16 to which one end of the harness 24 is connected is arranged, and to house the high voltage battery 11 in the case 12 at another manufacturing place.

次に、本実施形態の車両用暖房システムの作動について説明する。本実施形態の車両用暖房システムは、状況に応じて、車両用空調装置の補助暖房装置として作動したり、高電圧バッテリ冷却システムとして作動したりするものである。   Next, the operation of the vehicle heating system of the present embodiment will be described. The vehicle heating system of the present embodiment operates as an auxiliary heating device of a vehicle air conditioner or as a high voltage battery cooling system depending on the situation.

車両用空調装置の制御装置が、車室２の温度が低い場合であって、エンジン水温が低く車両用空調装置の暖房能力が不足していると判断した場合に、本実施形態の車両用暖房システムがＯＮとなる。すなわち、外気温度が極低温（例えば、０℃以下）の場合であって、車室２の温度およびエンジン水温が低い場合に、車両用空調装置の制御装置によって、電気ヒータ１６およびファン１５がＯＮとされる。これにより、高電圧バッテリ１１から電気ヒータ１６へ給電されて、電気ヒータ１６が空気を加熱し、加熱された空気がファン１５によって車室内に送風される。   When the control device of the vehicle air conditioner determines that the temperature of the passenger compartment 2 is low and the engine water temperature is low and the heating capacity of the vehicle air conditioner is insufficient, the vehicle heating of this embodiment The system is turned on. That is, when the outside air temperature is extremely low (for example, 0 ° C. or lower) and the temperature of the passenger compartment 2 and the engine water temperature are low, the electric heater 16 and the fan 15 are turned on by the control device of the vehicle air conditioner. It is said. Thus, power is supplied from the high voltage battery 11 to the electric heater 16, the electric heater 16 heats the air, and the heated air is blown into the vehicle interior by the fan 15.

一方、車室２の暖房が不要な場合や車両用空調装置の暖房能力が不足していない場合は、車両用暖房システムはＯＦＦとなる。   On the other hand, when heating of the passenger compartment 2 is unnecessary or when the heating capacity of the vehicle air conditioner is not insufficient, the vehicle heating system is turned off.

また、高電圧バッテリ冷却システムの制御装置が、高電圧バッテリ１１を冷却する必要があると判断した場合に、ファン１５が駆動されることで高電圧バッテリ１１が空冷される。   When the control device of the high voltage battery cooling system determines that the high voltage battery 11 needs to be cooled, the high voltage battery 11 is air-cooled by driving the fan 15.

なお、高電圧バッテリ１１の冷却と車室２の暖房とは、一見背反するように思われるが、本実施形態では、車室内温度およびエンジン水温の少なくとも一方が比較的高い場合では、電気ヒータ１６をＯＦＦとするので、高電圧バッテリ１１の冷却に支障は生じない。また、車室内温度が低い場合であれば、トランクルール３の内部温度も低いので、高電圧バッテリ１１を冷却する必要性が低い。よって、本実施形態のように、車両用暖房システムと高電圧バッテリ１１の冷却システムとを兼用することが可能となる。   Although it seems that the cooling of the high voltage battery 11 and the heating of the passenger compartment 2 seem to contradict each other, in the present embodiment, when at least one of the passenger compartment temperature and the engine water temperature is relatively high, the electric heater 16 Is turned off, so that there is no problem in cooling the high voltage battery 11. Further, if the passenger compartment temperature is low, the internal temperature of the trunk rule 3 is also low, so the necessity for cooling the high voltage battery 11 is low. Therefore, the vehicle heating system and the cooling system for the high voltage battery 11 can be used together as in the present embodiment.

以上説明した通り、本実施形態では、高電圧バッテリのケース１２内に電気ヒータ１６を配置して、ワイヤハーネス２４の全体をケース１２内に収容しているので、このケース１２によってワイヤハーネス２４が保護されることとなる。したがって、本実施形態によれば、図５に示す車両暖房システムのようにケース１２の外部に電気ヒータ１６および電線４２ａを配置する場合よりも、電線を保護するために必要な被覆を抑えることができ、この場合よりも軽いワイヤハーネス２４を採用することができる。   As described above, in this embodiment, the electric heater 16 is disposed in the case 12 of the high voltage battery, and the entire wire harness 24 is accommodated in the case 12. It will be protected. Therefore, according to this embodiment, compared with the case where the electric heater 16 and the electric wire 42a are arranged outside the case 12 as in the vehicle heating system shown in FIG. 5, the covering necessary for protecting the electric wire can be suppressed. It is possible to employ a lighter wire harness 24 than in this case.

また、本実施形態では、高電圧バッテリ１１のケース１２内に電気ヒータ１６を配置しているので、図５に示す車両用暖房システムのように、ケース１２の外に電気ヒータ１６を配置する場合と比較して、ワイヤハーネス２４を短くできるので、これによっても、ワイヤハーネス２４の軽量化を実現できる。   Moreover, in this embodiment, since the electric heater 16 is arrange | positioned in the case 12 of the high voltage battery 11, the case where the electric heater 16 is arrange | positioned out of the case 12 like the vehicle heating system shown in FIG. Since the wire harness 24 can be shortened as compared with the above, the weight of the wire harness 24 can also be reduced.

また、上記した特許文献２に記載のバッテリ冷却装置は、バッテリの冷却に用いられた空気を車外に排出するものであったが、本実施形態のように、バッテリの冷却に用いられた空気を車室内に戻すようにすることが考えられるが、単に、バッテリ冷却後の空気を車室内に戻すだけでは、空気の加熱量が少ないので、車室内を十分に暖めることができない。これに対して、本実施形態によれば、電気ヒータ１６で空気を加熱するので、十分に暖めることができる。   In addition, the battery cooling device described in Patent Document 2 described above discharges the air used for cooling the battery to the outside of the vehicle, but the air used for cooling the battery as in the present embodiment. Although it is conceivable to return the vehicle interior to the vehicle interior, simply returning the battery-cooled air to the vehicle interior cannot sufficiently warm the vehicle interior because the amount of heating of the air is small. On the other hand, according to this embodiment, since the air is heated by the electric heater 16, it can be sufficiently warmed.

（第２実施形態）
図２に、本発明の第２実施形態における電気ヒータを用いた車両用暖房システムの全体構成を示す。図２では、図１と同様の構成部に対して図１と同一の符号を付している。以下では、第１実施形態と異なる点を説明する。 (Second Embodiment)
In FIG. 2, the whole structure of the heating system for vehicles using the electric heater in 2nd Embodiment of this invention is shown. In FIG. 2, the same reference numerals as those in FIG. Below, a different point from 1st Embodiment is demonstrated.

第１実施形態では、ケース１２の内部にケース内ダクト２３を設けていたが、本実施形態では、ケース内ダクト２３を省略しており、ケース１２の内部空間に、直接、高電圧バッテリ１１と、ファン１５と、電気ヒータ１６と、ワイヤハーネス２４とを配置している。本実施形態では、ケース１２の内部空間に空気が流れるようになっており、ケース１２自体によってケース内通風路が構成されている。なお、フィルタ２５、２６は、それぞれ、ケース１２の空気入口２１、空気出口２２に設けられている。   In the first embodiment, the in-case duct 23 is provided inside the case 12. However, in the present embodiment, the in-case duct 23 is omitted, and the high voltage battery 11 is directly connected to the internal space of the case 12. The fan 15, the electric heater 16, and the wire harness 24 are disposed. In the present embodiment, air flows in the internal space of the case 12, and the case 12 itself forms an in-case ventilation path. The filters 25 and 26 are provided at the air inlet 21 and the air outlet 22 of the case 12, respectively.

（第３実施形態）
図３に、本発明の第３実施形態における電気ヒータを用いた車両用暖房システムの全体構成を示す。図３では、図１と同様の構成部に対して図１と同一の符号を付している。以下では、第３実施形態と異なる点を説明する。 (Third embodiment)
In FIG. 3, the whole structure of the heating system for vehicles using the electric heater in 3rd Embodiment of this invention is shown. 3, the same reference numerals as those in FIG. 1 are assigned to the same components as those in FIG. Below, a different point from 3rd Embodiment is demonstrated.

本実施形態では、車両前方側に配置される車両用空調装置の空調ケース３１からの空調風を吹出口３２に導く送風ダクト３３に、第１実施形態で説明した車両用暖房システムの排気ダクト１４を連通させており、車両用空調装置の送風ダクト３３を介して、電気ヒータ１６で暖められた空気を車室２内に送風するようになっている。車両用空調装置の送風ダクト３３には、切替ドア３４が設けられており、これによって、車両用暖房システムの排気ダクト１４からの送風と、空調ケース３１からの送風とを切り替えるようになっている。   In the present embodiment, the exhaust duct 14 of the vehicle heating system described in the first embodiment is connected to the air duct 33 that guides the conditioned air from the air conditioning case 31 of the vehicle air conditioner disposed on the front side of the vehicle to the air outlet 32. The air heated by the electric heater 16 is blown into the vehicle compartment 2 through the air duct 33 of the vehicle air conditioner. A switching door 34 is provided in the air duct 33 of the vehicle air conditioner, thereby switching between the air blowing from the exhaust duct 14 of the vehicle heating system and the air blowing from the air conditioning case 31. .

なお、図３では、空調ケース３１が車両前方に配置されている前席用空調装置の送風ダクト３３に、排気ダクト１４を連通させていたが、車両後方側に配置されている後席用空調装置のダクトに連通させても良い。   In FIG. 3, the exhaust duct 14 is communicated with the air duct 33 of the front seat air conditioner in which the air conditioning case 31 is disposed in front of the vehicle, but the rear seat air conditioner disposed on the vehicle rear side. You may make it connect with the duct of an apparatus.

（他の実施形態）
（１）図４に、本発明の他の実施形態における車両用暖房システムに用いるダクトの外形を示す。上記した各実施形態では、車室２からの異物の侵入を防止する異物侵入防止手段として、フィルタ２５、２６を採用していたが、このフィルタ２５、２６に加えて、もしくは、フィルタ２５、２６に代えて、吸気ダクト１３、ケース内ダクト２３、排気ダクト１４として、図４に示すような迷路構造のダクト２７を採用しても良い。このダクト２７は、上下方向に蛇行しており、ダクト２７に異物が侵入したとしても、ダクト２７内を進行できない形状となっている。 (Other embodiments)
(1) In FIG. 4, the external shape of the duct used for the heating system for vehicles in other embodiment of this invention is shown. In each of the above-described embodiments, the filters 25 and 26 are employed as the foreign matter intrusion preventing means for preventing the foreign matter from entering from the passenger compartment 2. However, in addition to or in addition to the filters 25 and 26, the filters 25 and 26 are used. Instead of this, a duct 27 having a maze structure as shown in FIG. 4 may be adopted as the intake duct 13, the in-case duct 23, and the exhaust duct 14. The duct 27 meanders in the up-down direction, and has a shape that does not allow the inside of the duct 27 to travel even if foreign matter enters the duct 27.

（２）第３実施形態では、車両用暖房システムの排気ダクト１４を、車両用空調装置の送風ダクト３３に連通させていたが、車両用空気清浄機の送風ダクトに連通させても良い。   (2) In 3rd Embodiment, although the exhaust duct 14 of the vehicle heating system was connected to the ventilation duct 33 of the vehicle air conditioner, you may make it communicate with the ventilation duct of a vehicle air cleaner.

（３）上記した各実施形態では、本発明の車両用暖房システムを、高電圧バッテリ１１を備える車両１へ搭載する場合を説明したが、車両の駆動を賄う電気充電媒体として、高電圧バッテリではなく、高電圧キャパシタを備える車両１へ搭載することもできる。この場合、ケース１２は高電圧キャパシタを収容するものである。   (3) In each of the above-described embodiments, the case where the vehicle heating system of the present invention is mounted on the vehicle 1 including the high-voltage battery 11 has been described. However, in the high-voltage battery as an electric charging medium that covers driving of the vehicle, Alternatively, it can be mounted on a vehicle 1 having a high voltage capacitor. In this case, the case 12 accommodates a high voltage capacitor.

（４）上記した各実施形態では、複数の電線を束ねたワイヤハーネス２４を用いていたが、単線の電線を用いても良い。   (4) In each of the embodiments described above, the wire harness 24 in which a plurality of electric wires are bundled is used, but a single wire may be used.

（５）上記した実施形態では、本発明の車両用暖房システムを車両用空調装置の暖房に必要な熱量を補う補助暖房装置として用いていたが、車両用空調装置とは独立した制御により作動する暖房システムとして用いても良い。   (5) In the above-described embodiment, the vehicle heating system of the present invention is used as an auxiliary heating device that supplements the amount of heat necessary for heating the vehicle air conditioner. However, the vehicle heating system operates by control independent of the vehicle air conditioner. It may be used as a heating system.

本発明の第１実施形態における電気ヒータを用いた車両用暖房システムの全体構成を示す図である。1 is a diagram illustrating an overall configuration of a vehicle heating system using an electric heater according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第２実施形態における電気ヒータを用いた車両用暖房システムの全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the heating system for vehicles using the electric heater in 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態における電気ヒータを用いた車両用暖房システムの全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the heating system for vehicles using the electric heater in 3rd Embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態における車両用暖房システムに用いるダクトを示す図である。It is a figure which shows the duct used for the heating system for vehicles in other embodiment of this invention. 本願発明者が検討した電気ヒータを用いた車両用暖房システムの全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the heating system for vehicles using the electric heater which this inventor examined.

符号の説明Explanation of symbols

２ 車室
１１ 高電圧バッテリ
１２ 高電圧バッテリ用ケース
１３ 吸気ダクト
１４ 排気ダクト
１５ ファン
１６ 電気ヒータ
２３ ケース内ダクト
２４ ワイヤハーネス 2 Car compartment 11 High voltage battery 12 Case for high voltage battery 13 Intake duct 14 Exhaust duct 15 Fan 16 Electric heater 23 Duct in case 24 Wire harness

Claims (4)

車両に搭載され、前記車両の駆動用モータに電力を供給する高電圧バッテリ（１１）もしくは高電圧キャパシタを収容するケース（１２）と、
車室（２）と前記ケース（１２）の空気入口（２１）とを連通し、前記車室（２）内の空気を前記空気入口（２１）に導く吸気側通風路（１３）と、
前記車室（２）と前記ケース（１２）の空気出口（２２）とを連通し、前記空気出口（２２）から排出された空気を前記車室（２）内に導く排気側通風路（１４）と、
前記ケース（１２）の内部で、前記空気入口（２１）から吸入した空気が前記空気出口（２２）に向かって流れるケース内通風路（２３）と、
前記車室（２）内の空気を吸入し、前記吸気側通風路（１３）、前記ケース内通風路（２３）、前記排気側通風路（１４）の順に流れた空気を前記車室（２）内に送風する送風手段（１５）と、
前記ケース内通風路（２３）の内部に、その一部もしくは全部が配置された前記高電圧バッテリ（１１）もしくは前記高電圧キャパシタと、
前記ケース内通風路（２３）の内部に配置され、前記高電圧バッテリ（１１）もしくは前記高電圧キャパシタからの給電によって発熱する電気ヒータ（１６）と、
前記ケース内通風路（２３）の内部に配置され、前記高電圧バッテリ（１１）もしくは前記高電圧キャパシタに前記電気ヒータ（１６）を電気的に接続し、前記高電圧バッテリ（１１）もしくは前記高電圧キャパシタから前記電気ヒータ（１６）に給電する電線（２４）とを備えることを特徴とする電気ヒータを用いた車両用暖房システム。 A case (12) that is mounted on a vehicle and houses a high-voltage battery (11) or a high-voltage capacitor that supplies electric power to a drive motor of the vehicle;
An intake side ventilation passage (13) for communicating the cabin (2) with the air inlet (21) of the case (12) and guiding the air in the cabin (2) to the air inlet (21);
An exhaust side ventilation path (14) that communicates the casing (2) with the air outlet (22) of the case (12) and guides the air discharged from the air outlet (22) into the casing (2). )When,
Inside the case (12), an in-case ventilation path (23) through which air sucked from the air inlet (21) flows toward the air outlet (22);
Air in the passenger compartment (2) is sucked, and the air that has flowed in the order of the intake-side air passage (13), the in-case air passage (23), and the exhaust-side air passage (14) in this order ) Air blowing means (15) for blowing air inside,
The high-voltage battery (11) or the high-voltage capacitor, a part or all of which is disposed inside the air passage (23) in the case;
An electric heater (16) disposed inside the air passage (23) in the case and generating heat by feeding from the high voltage battery (11) or the high voltage capacitor;
The electric heater (16) is electrically connected to the high-voltage battery (11) or the high-voltage capacitor. A heating system for a vehicle using an electric heater, comprising: an electric wire (24) that feeds power from a voltage capacitor to the electric heater (16). 車両に搭載され、前記車両の駆動用モータに電力を供給する高電圧バッテリ（１１）もしくは高電圧キャパシタを収容するケース（１２）と、
車室（２）と前記ケース（１２）の空気入口（２１）とを連通し、前記車室（２）内の空気を前記空気入口（２１）に導く吸気側通風路（１３）と、
前記車室（２）と前記ケース（１２）の空気出口（２２）とを連通し、前記空気出口（２２）から排出された空気を前記車室（２）内に導く排気側通風路（１４）と、
前記ケース（１２）の内部で、前記空気入口（２１）から吸入した空気が前記空気出口（２２）に向かって流れるケース内通風路（２３）と、
前記車室（２）内の空気を吸入し、前記吸気側通風路（１３）、前記ケース内通風路（２３）、前記排気側通風路（１４）の順に流れた空気を前記車室（２）内に送風する送風手段（１５）と、
前記ケース内通風路（２３）の内部に配置され、前記高電圧バッテリ（１１）もしくは前記高電圧キャパシタからの給電によって発熱する電気ヒータ（１６）と、
前記ケース内通風路（２３）の内部に配置され、前記高電圧バッテリ（１１）もしくは前記高電圧キャパシタに前記電気ヒータ（１６）を電気的に接続し、前記高電圧バッテリ（１１）もしくは前記高電圧キャパシタから前記電気ヒータ（１６）に給電する電線（２４）とを備えることを特徴とする電気ヒータを用いた車両用暖房システム。 A case (12) that is mounted on a vehicle and houses a high-voltage battery (11) or a high-voltage capacitor that supplies electric power to a drive motor of the vehicle;
An intake side ventilation passage (13) for communicating the cabin (2) with the air inlet (21) of the case (12) and guiding the air in the cabin (2) to the air inlet (21);
An exhaust side ventilation path (14) that communicates the casing (2) with the air outlet (22) of the case (12) and guides the air discharged from the air outlet (22) into the casing (2). )When,
Inside the case (12), an in-case ventilation path (23) through which air sucked from the air inlet (21) flows toward the air outlet (22);
Air in the passenger compartment (2) is sucked, and the air that has flowed in the order of the intake-side air passage (13), the in-case air passage (23), and the exhaust-side air passage (14) in this order ) Air blowing means (15) for blowing air inside,
An electric heater (16) disposed inside the air passage (23) in the case and generating heat by feeding from the high voltage battery (11) or the high voltage capacitor;
The electric heater (16) is electrically connected to the high-voltage battery (11) or the high-voltage capacitor. A heating system for a vehicle using an electric heater, comprising: an electric wire (24) that feeds power from a voltage capacitor to the electric heater (16). 前記ケース内通風路（２３）もしくは前記吸気側通風路（１３）に設けられ、前記車室（２）からの異物の侵入を防止する異物侵入防止手段（２５、２６、２７）を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の電気ヒータを用いた車両用暖房システム。   Foreign matter intrusion prevention means (25, 26, 27) provided in the in-case air passage (23) or the intake-side air passage (13) for preventing foreign matter from entering from the vehicle compartment (2). A vehicle heating system using the electric heater according to claim 1 or 2. 前記電気ヒータ（１６）は、前記高電圧バッテリ（１１）もしくは前記高電圧キャパシタよりも空気流れ下流側に配置されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電気ヒータを用いた車両用暖房システム。
The electric heater according to any one of claims 1 to 3, wherein the electric heater (16) is disposed downstream of the high voltage battery (11) or the high voltage capacitor. A heating system for vehicles.
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