JP2014058262A - 電気自動車等の充電設備 - Google Patents

Abstract

【課題】
電気自動車などの車載バッテリーを急速充電する設備では、これまで急速充電時に発生する充電設備の排熱を利用した（電気自動車等の車載空調設備に設置される）除湿材の再生を実施できないと言う課題があった。
【解決手段】
電気自動車等の急速充電設備内に配置される整流器や電圧調整器などの冷却空気の排出ダクトに除湿材の固定手段を設置し、急速充電時に排出される温風により除湿材の再生を可能としたので、省エネルギーに優れた除湿材の再生と充電の同時実施が可能となった。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気自動車やプラグインハイブリッド自動車など（以下、電気自動車等という）の急速充電設備に関する。

近年、電気自動車等が実用化され、各地に急速充電設備が設置されている。この急速充電設備は３０分程度の時間で、電気自動車等の車載バッテリーを充電するもので、電気容量は３０ｋＶＡ〜５０ｋＶＡである。また、充電効率は概ね９０％であり、約１０％に相当する３ｋＶＡ〜５ｋＶＡが熱となって放散されている。

一方、電気自動車等では外気温度の低下に伴い航続可能距離が短縮するという問題が発生しているが、これは、走行時に発生するウインドウの曇り防止のため、車内湿度を低く保つ目的で低温外気を導入した後に、低温外気の加温に車載バッテリーからの電力を使用することが主因である。

その対策として、車内で乗員が発する水蒸気を除湿材に吸湿させることで、車内空気を低湿度に保ち、ウインドウの防曇を行う除湿システムが提案されているが、除湿材の再生手段が大きな課題となっている。

電気自動車等の車室内で発生する水分は、乗員が発する水蒸気（不感常泄）であり、その量は大人一人当たり平均で毎時３０〜６０グラム程度である。例えば下記特許文献１では、車体内部に除湿材を保持する除湿ユニットを配置し、走行時に乗員から生じる水蒸気を除湿材で吸湿し、車室内空気を低湿度状態に保つ技術が記載されている。

特許第４８０１１９７号

前記特許文献１記載の電気自動車用防曇・空調システムでは、乗員から発生する水蒸気（不感常泄）をファンなどの通風手段を用いて除湿ユニットへ導き、その内部に設置される除湿材にて除去する構成を採用している。

一方、前記特許文献１には、電気自動車等の停車中に行われる車載バッテリーの充電時を利用して、外部電力等を用いて、搭載される除湿ユニット内の除湿材を再生する技術が記載されている。

本発明の主たる課題は、除湿材の再生に用いられる外部電力等のエネルギーを節約することである。

本発明によれば、電気自動車等の車内に設置され、乗員から発する水分を吸湿した除湿材を、電気自動車等の充電時（特に急速充電時）に充電設備から排出される温風を用いて再生する手段が構築される。

すなわち、電気自動車等の車載空調システムに設置される除湿材が前記車載空調システムから取り出し可能であり、取り出した除湿材を充電設備の冷却通風路に設けた除湿材固定手段に固定し、充電設備の通電稼働時（電気自動車等の充電時）に充電設備内の整流器や電圧調整器などの冷却を行った後の冷却空気を用いて、前記冷却通風路に設置された除湿材を通過乾燥させた後に、外部へ排気する構成としている。

本発明により、除湿材再生を、電気自動車等の充電時に、充電装置から発生する損失熱を用いて行うことが可能となり、省エネルギーが達成される。

特に、本発明では再生速度が速いことが特徴である高分子収着剤（製造元：日本エクスラン工業株式会社）を塗布した除湿材の場合には、３０分程度の通風で再生が達成される。高分子収着剤を塗布したハニカム形状の除湿材のほか、ゼオライトやシリカゲルなどの吸湿性を有する鉱物を練り込んだセラミックペーパーを、断面がハニカム形状となる積層体とした後に焼結などにより固化されたものもある。これらのハニカム形状を有する除湿材の特徴は、通過空気の通風抵抗を低く抑え、均一な空気流が得られることである。

また、本発明では、断面がハニカム形状の積層体の除湿材をカセット状として、電気自動車等の車載空調システムに取り出し自由に設置し、これを取り出した後に充電設備の冷却空気ダクトの除湿材固定手段に固定する方式を推奨している。冷却空気ダクトに除湿材カセットを設置し固定する除湿材固定手段の構成は、形状が異なる個々のメーカーの除湿材カセットに適合する形状としている。

本発明による電気自動車等の充電設備では、除湿材カセット（４）の再生を電気自動車等の充電時に合わせて実施するとともに、再生に必要な温風製造に、充電設備の排熱を利用可能としたので、省エネルギーが確保された再生手段の提供が可能となった。

また、本発明による電気自動車等の充電設備では、電気自動車等の充電と共に除湿材カセットの効果的な再生が行われるので、充電後の走行時において、再生された除湿材カセットは、乗員の呼気中の水蒸気を含む車内空気から水蒸気を速やかに吸湿でき、ウインドウガラスに発生する結露を防止あるいは軽減するため電気自動車等の安全運転確保に貢献できる。

また、本発明による電気自動車等の充電設備の拡充が進めば、電気自動車等の車載空調システムに設置されるカセット型の除湿材形状を規格化することで、多種類の充電設備において除湿材カセットの再生が効果的に実施可能になると期待される。

本発明に係る電気自動車等の充電設備（１０）の構成図である。充電設備（１０）の稼働時に排熱を発する電気設備類（１）、それら電気設備類（１）へ冷却空気を送る通風手段（２）、冷却空気を導くダクト類（３）、電気設備類（１）を冷却した後の冷却空気を導くダクト（３ａ）に設置されている除湿材カセット（４）の除湿材固定手段（５）、除湿材カセットへ流入する前の冷却空気を必要に応じて追加加熱する加熱手段（６）などから構成される。勿論、除湿材固定手段（５）の開閉扉（５ａ）は充電設備の前面あるいは側面にあって、除湿材カセット（４）の取り出しが容易な構成となっている。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。

図１に示すように、除湿材の再生は、電気自動車等が停車して車載バッテリーの充電を行う際に、商用電源を用いる充電設備（１０）にて実施される。充電設備（１０）では、外気を取り込み電気設備類（１）へ冷却空気を供給する通風手段（２）は、電気自動車等への給電開始と共に稼動する。取り込まれた外気は冷却空気を導くダクト類（３）にて電気設備類（１）へ導かれ、それらを冷却した後の冷却空気はダクト（３ａ）に導かれる。ダクト（３ａ）には、除湿材カセット（４）の固定手段（５）が設置されている。加熱手段（６）は除湿材カセットを通過した後の温度計測手段（７）の計測結果と通風手段（２）の稼動状況を検出した後に、必要に応じて電気的加熱を実施あるいは停止する。

このように、本発明による電気自動車等の充電設備（１０）では、除湿材カセット（４）の再生を電気自動車等の充電時に合わせて実施可能とするとともに、除湿材再生に必要な温風製造に、充電設備の排熱を利用可能としているので、除湿材カセットの再生エネルギーは省エネルギー化される。

また、再生された除湿材カセットは走行時に乗員の呼気中の水蒸気を含む車内空気から水蒸気を速やかに吸湿できるので、ウインドウガラスに発生する結露を防止あるいは軽減でき、安全運転確保に貢献する。

また、除湿材により吸湿が行われた空気は温度上昇するので、電気自動車等の車室内暖房に寄与する効果を併せ持つ。

１・・・充電設備の稼働時に排熱を発する電気設備類
２・・・通風手段（送風ファン）
３・・・ダクト類
３ａ・・・電気設備類を冷却した後の冷却空気を導くダクト、
４・・・除湿材カセット
５・・・除湿材カセットの固定手段
６・・・加熱手段（電気ヒータ）
７・・・温度計測手段
１０・・・充電設備
１２・・・制御手段

Claims (3)

1. バッテリーに蓄電された電力を電動機の動力源として走行する電気自動車等の車載バッテリーを充電する充電設備であって、該充電設備内に設置される整流装置あるいは電力変換装置などの電気設備類を冷却する送風手段を用いて、これら電気設備類の少なくとも一つを冷却した後の空気の全量あるいは一部を通過させるダクトを設置し、該ダクトの一部に被乾燥物を固定できる手段と、当該固定手段に被乾燥物を出し入れする開閉手段を設置し、前記充電設備の前面あるいは側面部から前記開閉手段を介して前記被乾燥物の設置と回収を可能としたことを特徴とする電気自動車等の充電設備。
   
2. 請求項１に記載の電気自動車等の充電設備において、被乾燥物を通過する前後の空気温度を計測する手段をダクト内に設置し、該温度計測結果から、被乾燥物の上流側に設置した加熱手段を起動・停止・加熱量調整を行う制御を実施することを特徴とする電気自動車等の充電設備。
   
3. 請求項１、２に記載の電気自動車等の充電設備において、被乾燥物は電気自動車等の空調装置に搭載される除湿材カセットであることを特徴とする電気自動車等の充電設備。

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