JP2012221776A - バッテリーヒータ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低温環境下での車両バッテリーの即暖性を高めること。
【解決手段】バッテリーヒータ装置は、複数個のバッテリーセルを配列したバッテリーモジュールを加熱するために、バッテリーモジュールの外側に配列されたバッテリーセルを加熱する外側ヒータ線と、バッテリーモジュールの内側に配列されたバッテリーセルを加熱する内側ヒータ線と、加熱開始後所定のタイミングまでは外側ヒータ線と内側ヒータ線の両方を通電させ、所定のタイミング以降、内側ヒータ線への電力供給を減らす制御器とを備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、バッテリーをヒータ線で加熱するバッテリーヒータ装置に関する。

従来より、車両用バッテリーには、多数の乾電池が所定の配列をもって接続された電池ブロックが収容されている。この電池ブロックの容器の一側部と他側部には電極が設置され、この電極は電池ブロックの両端に接続されている。このような構成では、容器内の両端部と中間部の間の熱伝導が不十分で、温度分布が不均一であるという問題があるので、従来の車両バッテリー用ヒータは、電池ブロックの外側に配置された乾電池を加熱するための高発熱領域と、その内側に配置された乾電池を加熱するための低発熱領域を備えている（例えば特許文献１の図１１を参照）。

特開２００７−２１３９３９号公報

低温環境下での電源投入開始時においては、車両バッテリーの早急な加熱が必要になる。しかしながた、従来の方法では、高発熱領域と低発熱領域に同じ電流値しか与えることができないので、車両バッテリーの加熱が不足するという課題が発生する可能性がある。

そこで、本発明は、低温環境下での車両バッテリーの即暖性を高めることが可能な車両用バッテリーヒータ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成を備えている。

本発明の一態様は、複数個のバッテリーセルを配列したバッテリーモジュールを加熱するバッテリーヒータであって、前記バッテリーモジュールの外側に配列されたバッテリーセルを加熱する外側ヒータ線と、前記バッテリーモジュールの内側に配列されたバッテリーセルを加熱する内側ヒータ線と、加熱開始後所定のタイミングまでは前記外側ヒータ線と前記内側ヒータ線の両方を通電させ、前記所定のタイミング以降、前記内側ヒータ線への電力供給を減らす、制御器とを備えている。

本発明によれば、複数個のバッテリーセルを配列したバッテリーモジュールを加熱するバッテリーヒータであって、加熱開始から所定時間経過前には前記外側ヒータ線と前記内側ヒータ線の両方を通電させることにより、低温環境下での電源投入開始時において、早急な加熱が可能になる。

本発明に係る実施の形態１のバッテリーヒータ装置及び車両用バッテリーの斜視図 図１に示す車両用バッテリーヒータ装置の構成を示す模式図 図１の車両用バッテリーヒータ装置のヒータ線の配線パターンを示す模式図 図１の車両用バッテリーヒータ装置の電源投入制御タイミングチャート 車両用バッテリーヒータ装置の立ち上がり時の加熱パターンを示す図 車両用バッテリーヒータ装置の安定時の加熱パターンを示す図

（実施の形態１）
図１は、本発明に係る実施の形態１の車両用バッテリーヒータ装置を備える車両用バッテリーヒータ装置を示す斜視図である。図２は、図１に示す車両用バッテリーヒータ装置の構成を示す模式図であり、図３は、図１の車両用バッテリーヒータ装置のヒータ線の配線パターンを示す模式図であり、図４は、図１の車両用バッテリーヒータ装置の電源投入制御タイミングチャートである。

図１において、バッテリーモジュール１２は、組電池であり、同一種類のセル（単電池）１３を径方向に横に複数列並べた配列を有する。各単電池の一端面に平行な面を、バッテリーの天面と呼ぶ。本実施の形態では、車両用バッテリーヒータ装置１１は、バッテリーモジュール１２の天面側を加熱するよう、この天面に近接して配置され、これによって、各単電池一つ一つに満遍なく熱を供給することが可能となる。なお、車両用バッテリーヒータ装置１１は、バッテリーモジュール１２の底面側を加熱するよう配置されてもかまわない。

図２において、車両用バッテリーヒータ装置１１は、電源２１と、制御器２２と、ヒータ２３とを備えている。ヒータ２３は、図３に示すように、基材３１上に設けられた外側ヒータ線３２及び内側ヒータ線３３を備えている。より具体的には、外側ヒータ線３２は基材３１の外縁部分に設けられ、主としてバッテリーモジュール１２の外側に配列されたセル１３に対し熱を供給する。内側ヒータ線３３は、外側ヒータ線３２の内側に設けられ、主としてバッテリーモジュール１２の内側に配列されたセル１３に対し熱を供給する。なお、例えば、外側ヒータ線３２と内側ヒータ線３３は同じ発熱量を有する。

再度図２を参照する。電源２１は、制御器２２に対し電力を供給する。制御器２２は、電源２１からの電力を、予めプログラムされた方法で、外側ヒータ線３２と内側ヒータ線３３に供給したり、電力供給を停止したりする。これによって、以下に詳説するとおり、バッテリーモジュール１２において放熱しやすい外側のセル１３と、保温されやすい（放熱されにくい）内側のセル１３とで電力供給を切り分けることで、バッテリーモジュール１２の即暖性を高める。

以下、電力供給の具体例について説明する。例えば、図４に示すように、バッテリーモジュール１２の加熱開始直後、つまり立ち上がり時は、制御器２２は、バッテリーモジュール１２を早く暖めるために、図５に示すように、電源２１からの電力を、外側ヒータ線３２及び内側ヒータ線３３の両方に供給して、バッテリーモジュール１２全体を加熱する。そして、加熱開始から所定時間（例えば３分）経過して、バッテリーモジュール１２の温度が安定したところで、制御器２２は、図６の点線で示すように、内側ヒータ線３３の加熱を弱めるために、内側ヒータ線３３への供給電力を少なくする。なお、代替的に、制御器２２は、内側ヒータ線３３の加熱をやめるために、内側ヒータ線３３への電力供給を停止する。これによって、バッテリーモジュール１２における加熱ムラ（場所による温度差）を低減することができる。

なお、本実施の形態では、加熱開始から所定時間経過後に、内側ヒータ線３３への供給電力を少なくするようにしていたが、これに限らず、車両用バッテリーヒータ装置１１は、例えば内側ヒータ線３３の温度を検知する温度センサを備え、この温度センサの検知温度がある温度に達すると、内側ヒータ線３３への供給電力を少なくするようにしてもかまわない。

以上説明したとおり、本実施の形態によれば、車両用バッテリーヒータ装置１１は、バッテリーモジュール１２の外側に配列されたセル１３を加熱するための外側ヒータ線３２と、内側のセル１３を加熱するための内側ヒータ線３３とを並列接続可能に備えており、加熱開始直後所定時間経過までは外側ヒータ線３２及び内側ヒータ線３３の双方に電力供給を行い、その後、内側ヒータ線３３への電力供給を停止するか少なくする。このようにすることで、車両用バッテリーユニットの即暖性を高めるとともに、加熱ムラを解消することが可能となる。

本発明に係る車両用バッテリーヒータ装置は、低温環境下での車両バッテリーの即暖性を高めることが可能であり、車載用途だけでなく、家庭や産業用のバッテリーモジュールに設けることも可能である。

１１ 車両用バッテリーヒータ装置
１２ バッテリーモジュール
１３ セル
２１ 電源
２２ 制御器
２３ ヒータ
３１ 基材
３２ 外側ヒータ線
３３ 内側ヒータ線

Claims (4)

1. 複数個のセルを配列したバッテリーモジュールを加熱するバッテリーヒータ装置であって、
   前記バッテリーモジュールの外側に配列されたセルを加熱する外側ヒータ線と、
   前記バッテリーモジュールの内側に配列されたセルを加熱する内側ヒータ線と、
   加熱開始後所定のタイミングまでは前記外側ヒータ線と前記内側ヒータ線の両方を通電させ、前記所定のタイミング以降、前記内側ヒータ線への電力供給を減らす、制御器と、を備える、バッテリーヒータ装置。
2. 前記制御器は、前記加熱開始後、前記外側ヒータ線と前記内側ヒータ線の両方の通電を開始することを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーヒータ装置。
3. 前記外側ヒータ線と前記内側ヒータ線は同じ発熱量を持つことを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーヒータ装置。
4. 前記バッテリーヒータ装置は、ヒータ温度を検出する温度検出部を備え、前記制御器は、加熱開始から、前記温度検出部が検出したヒータ温度が、予め設定された設定温度に達すると、前記内側ヒータ線への電力供給を減らす、請求項１に記載のバッテリーヒータ装置。

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