JP2013207996A - 車両システム - Google Patents

Abstract

【課題】メイン電池の電力を適切に維持することが可能な車両システムを提供すること。
【解決手段】電気自動車に適用される車両システム１は、走行用モータに電力を供給するメイン電池２、他の電気機器に電力を供給するサブ電池３、車両発熱部の温度差に基づいて、熱起電力を発生する熱電対４、その熱電対４による熱起電力を活用するための制御を行う熱リサイクルＥＣＵ５を備えている。熱リサイクルＥＣＵ５の電圧監視部５１は、メイン電池２及びサブ電池３の各電圧を監視し、メイン電池２が満充電に至るまでは、熱電対４による熱起電力の蓄電先としてメイン電池２を選択する一方、メイン電池２が満充電されているとき、蓄電先としてサブ電池３を選択する。
【選択図】図１

Description

本発明は、蓄電池の電力が走行用の動力源に供給される車両システムに関する。

特に寒冷地では、リモートスタータにより乗車前の事前暖房が行われている（例えば、特許文献１を参照）。すなわち、車両に対する遠隔位置からユーザがリモートスタータを操作すると、そのリモートスタータから指示信号が送信され、この指示信号が車両側で受信されると、電動コンプレッサが駆動され、これにより乗車前の事前暖房が行われる。尚、電動コンプレッサが駆動される際、比較的多くの電力が消費されるため、電気自動車等では、走行用モータに電力を供給するメイン電池の電力が用いられる。

特開２００６−３４７２９５号公報（段落［００１５］〜段落［００１６］）

しかしながら、事前暖房が頻繁に繰り返される等した場合、電動コンプレッサの駆動に伴いメイン電池の電力が減少し、走行距離が短くなる懸念がある。
本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、その目的は、メイン電池の電力を適切に維持することが可能な車両システムを提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、蓄電池の電力が走行用の動力源に供給される車両システムにおいて、走行用の動力源に電力を供給するメイン電池と、他の電気機器に電力を供給するサブ電池と、車両発熱部の温度差に基づいて、熱起電力を発生する熱電対と、前記メイン電池及び前記サブ電池のうち前記メイン電池を優先するかたちで、前記熱電対による熱起電力の蓄電を行う蓄電制御手段とを備えることをその要旨としている。

同構成によると、熱電対による熱起電力の蓄電先としてメイン電池が優先的に選択される。このため、メイン電池の電力の減少分が蓄電により補われ易くなる。従って、メイン電池の電力を適切に維持することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両システムにおいて、前記蓄電制御手段は、前記メイン電池が満充電されているとき、前記熱電対による熱起電力を前記サブ電池に蓄電することをその要旨としている。

同構成によると、メイン電池が満充電されているときのように走行距離の確保が見込まれる場合には、熱電対による熱起電力がサブ電池に蓄電され、これにより、サブ電池の電力の減少分が補われる。従って、サブ電池の電力を適切に維持することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の車両システムにおいて、乗車前の事前空調に際しリモートスタータからの指示を受けて駆動される電動コンプレッサに対する給電経路について、前記メイン電池からの給電を行うメイン給電経路と、前記サブ電池からの給電を行うサブ給電経路との間で選択的に切り換える給電制御手段を備えることをその要旨としている。

同構成によると、事前空調に伴う電力の減少分を熱電対による熱起電力で補いつつ、その電力を再び電動コンプレッサの駆動に用いることが可能となる。従って、熱リサイクルを実現することができる。

本発明によれば、メイン電池の電力を適切に維持することができる。

本発明に係る車両システムの一実施の形態について、その車両システムの構成を示すブロック図。

以下、本発明に係る車両システムの一実施の形態について説明する。本実施の形態の車両システムは、モータを走行用の動力源とする電気自動車に適用されている。
図１に示すように、車両システム１は、走行用モータに電力を供給するメイン電池２、他の電気機器に電力を供給するサブ電池３、車両発熱部の温度差に基づいて、熱起電力を発生する熱電対４、その熱電対４による熱起電力を活用するための制御を行う熱リサイクルＥＣＵ（Electronic Control Unit ）５を備えている。上記メイン電池２には、約７００Ｖ系の蓄電池が用いられ、上記サブ電池３には、約１２Ｖ系の蓄電池が用いられている。そのため、メイン電池２と熱リサイクルＥＣＵ５との間には、昇圧及び降圧を行うための変圧器６が介在されている。

上記熱電対４は、ブレーキディスクやメイン電池２の本体部のように、数百度の温度差が期待される金属部分に設けられ、二種金属として、例えばクロメル（登録商標）と呼ばれるニッケル及びクロムを主とした合金と、アルメル（登録商標）と呼ばれるニッケルを主とした合金とが接合されてなる。尚、クロメル及びアルメルによる１本の熱電対に１度の温度差を与えると、約３９．５マイクロボルトの熱起電力が発生することが知られている。したがって、この熱電対１００本による上記熱電対４に５００度の温度差を与えると、１．９７５ボルト、すなわち約２ボルトの熱起電力が得られ、この熱起電力が熱リサイクルＥＣＵ５による制御を通じて活用されるようになっている。

上記熱リサイクルＥＣＵ５は、メイン電池２及びサブ電池３の各電圧を監視する電圧監視部５１を備え、これによる監視結果が蓄電先の切換制御に反映される。すなわち、電圧監視部５１は、メイン電池２が満充電に至るまでは、熱電対４による熱起電力がメイン電池２に蓄電されるよう、切換スイッチ５２の制御を通じて、蓄電先としてメイン電池２を選択する。この選択状態にあるとき、熱電対４による熱起電力は変圧器６での昇圧動作を経てメイン電池２に蓄電される。そして、電圧監視部５１は、メイン電池２が満充電されているとき、熱電対４による熱起電力がサブ電池３に蓄電されるよう、切換スイッチ５２の制御を通じて、蓄電先としてサブ電池３を選択する。この選択状態にあるとき、熱電対４による熱起電力はサブ電池３に蓄電される。電圧監視部５１は「蓄電制御手段」に相当する。

また、上記熱リサイクルＥＣＵ５は、ユーザが所持するリモートスタータ７からの指示を受けて電動コンプレッサ８を駆動し、これにより乗車前の事前空調を行うリモートスタータ機能部５３を備え、このリモートスタータ機能部５３は、電動コンプレッサ８に対する給電経路の切換制御を行う。すなわち、リモートスタータ機能部５３は、上記電圧監視部５１と協調して、メイン電池２の蓄電状況が満充電或いはそれに近い状況にあるとき、切換スイッチ５４の制御を通じて、電動コンプレッサ８に対する給電経路としてメイン電池２からの給電を行うメイン給電経路を選択する。この選択状態にあるとき、メイン電池２の電力が変圧器６による降圧動作を経て電動コンプレッサ８に供給される。そして、リモートスタータ機能部５３は、メイン電池２の蓄電状況が所定の閾値以下のとき、メイン電池２の電力が専ら走行用モータの駆動用電力として用いられるよう、切換スイッチ５４の制御を通じて、電動コンプレッサ８に対する給電経路としてサブ電池３からの給電を行うサブ給電経路を選択する。この選択状態にあるとき、サブ電池３の電力が電動コンプレッサ８に供給される。リモートスタータ機能部５３は「給電制御手段」に相当する。

尚、リモートスタータ７からの指示信号は、熱リサイクルＥＣＵ５の通信モジュール５５によって受信され、ここでの復調動作を経てリモートスタータ機能部５３に入力される。また、電動コンプレッサ８が駆動されて事前空調が開始されると、その旨をユーザ側に報知するべく、リモートスタータ機能部５３でアンサーバック信号が生成され、それが通信モジュール５５での変調動作を経て外部に送信される。そして、この信号がリモートスタータ７で受信されると、事前空調が開始された旨が同リモートスタータ７の表示部等によって報知される。

次に、車両システム１の作用について説明する。
車両走行に伴い車両発熱部で発熱が起こると、熱電対４に熱起電力が発生する。この熱起電力は、メイン電池２を優先するかたちで蓄電される。尚、車両走行が停止された後も、しばらくの間は車両発熱部の温度の高い状態が続くため、この間も蓄電が行われる。そして、この蓄電によりメイン電池２及びサブ電池３の電力の減少分が補われる。やがて、リモートスタータ７が操作されると、メイン電池２及びサブ電池３の蓄電状況に応じて、いずれかの電池から電力を賄うかたちで電動コンプレッサ８が駆動され、これにより乗車前の事前空調が行われる。この事前空調に伴う電力の一部は熱電対４による熱起電力で賄われ、したがって熱リサイクルが実現される。

以上説明したように、本実施の形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）熱電対４による熱起電力の蓄電先としてメイン電池２が優先的に選択される。このため、メイン電池２の電力の減少分が蓄電により補われ易くなる。従って、メイン電池２の電力を適切に維持することができる。

（２）メイン電池２が満充電されているときのように走行距離の確保が見込まれる場合には、熱電対４による熱起電力がサブ電池３に蓄電され、これにより、サブ電池３の電力の減少分が補われる。従って、サブ電池３の電力を適切に維持することができる。

（３）事前空調に伴う電力の減少分を熱電対４による熱起電力で補いつつ、その電力を再び電動コンプレッサ８の駆動に用いることが可能となる。従って、熱リサイクルを実現することができる。

（４）熱電対４による熱起電力を変圧器６により昇圧することで、メイン電池２に対する蓄電を適切に行うことができる。
尚、上記実施の形態は、次のように変更して具体化することも可能である。

・熱電対４による熱起電力のうち、例えば７割分をメイン電池２に対する蓄電に充てるとともに、残りの３割分をサブ電池３に対する蓄電に充てる等のかたちで、メイン電池２に対する蓄電が優先されてもよい。すなわち、熱電対４による熱起電力のうち、過半数をメイン電池２に対する蓄電に充てるとともに、残りをサブ電池３に対する蓄電に充てる構成が採用されてもよい。同構成によると、メイン電池２に対する蓄電が優先されつつ、サブ電池３に対する蓄電も並行して行われる。従って、各電池２、３の電力を適切に維持することができる。

・メイン電池２やサブ電池３の数は１つに限定されない。これらが複数ずつ設けられる場合には、メイン電池群及びサブ電池群のうちメイン電池群を優先するかたちで、熱電対４による熱起電力の蓄電が行われる。

次に、上記実施の形態及び別例から把握できる技術的思想について記載する。
（イ）請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両システムにおいて、前記熱電対による熱起電力を前記メイン電池に対する蓄電に適した電圧に昇圧する変圧器を備えることを特徴とする車両システム。同構成によると、熱電対による熱起電力を昇圧することで、メイン電池に対する蓄電を適切に行うことができる。

（ロ）前記蓄電制御手段は、前記熱電対による熱起電力のうち、過半数を前記メイン電池に対する蓄電に充てるとともに、残りを前記サブ電池に対する蓄電に充てる請求項１に記載の車両システム。同構成によると、メイン電池に対する蓄電が優先されつつ、サブ電池に対する蓄電も並行して行われる。従って、各電池の電力を適切に維持することができる。

１…車両システム、２…メイン電池、３…サブ電池、４…熱電対、５…熱リサイクルＥＣＵ、６…変圧器、７…リモートスタータ、８…電動コンプレッサ、５１…電圧監視部（蓄電制御手段）、５２…切換スイッチ、５３…リモートスタータ機能部（給電制御手段）、５４…切換スイッチ、５５…通信モジュール。

Claims (3)

1. 蓄電池の電力が走行用の動力源に供給される車両システムにおいて、
   走行用の動力源に電力を供給するメイン電池と、
   他の電気機器に電力を供給するサブ電池と、
   車両発熱部の温度差に基づいて、熱起電力を発生する熱電対と、
   前記メイン電池及び前記サブ電池のうち前記メイン電池を優先するかたちで、前記熱電対による熱起電力の蓄電を行う蓄電制御手段とを備える
   ことを特徴とする車両システム。
2. 前記蓄電制御手段は、前記メイン電池が満充電されているとき、前記熱電対による熱起電力を前記サブ電池に蓄電する
   請求項１に記載の車両システム。
3. 請求項１又は２に記載の車両システムにおいて、
   乗車前の事前空調に際しリモートスタータからの指示を受けて駆動される電動コンプレッサに対する給電経路について、前記メイン電池からの給電を行うメイン給電経路と、前記サブ電池からの給電を行うサブ給電経路との間で選択的に切り換える給電制御手段を備える
   ことを特徴とする車両システム。