JP2014162235A

JP2014162235A - ハイブリッド電動車両

Info

Publication number: JP2014162235A
Application number: JP2013031713A
Authority: JP
Inventors: Haruo Suzuki; 治雄鈴木; Yoshihisa Koizumi; 芳久小泉; Kiyoshi Takeuchi; 清竹内
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2013-02-21
Filing date: 2013-02-21
Publication date: 2014-09-08
Anticipated expiration: 2033-02-21
Also published as: JP6152656B2

Abstract

【課題】エンジンが発生する駆動力の少なくとも一部を、バッテリーを電源とする走行モータで代替可能なハイブリッド電動車両において、製造コストを増加させることなく、バッテリーを最適な温度条件に維持することができるバイブリッド電動車両を提供する。
【解決手段】ディーゼルエンジン５とバッテリー８を電源とする走行モータ６とを備えたハイブリッド電動車両において、ディーゼルエンジン５の吸気管１１とバイパスに接続された吸気太径管２２内にバッテリー８を収納して、吸気管１１から分流する吸入空気１２を用いてバッテリーの温度を調整する。
【選択図】図１

Description

本発明はハイブリッド電動車両に関し、更に詳しくは、エンジンが発生する駆動力の少なくとも一部を代替可能な走行モータのバッテリーを、製造コストを増加させることなく最適な温度条件に維持することができるハイブリッド電動車両に関する。

近年、燃費向上と環境対策などの観点から、エンジンが発生する駆動力の一部を、バッテリーを電源とする走行モータで代替するハイブリッド電動車両が注目されている。

このハイブリッド電動車両のバッテリーには、一般にリチウムイオン電池が用いられるが、走行中の充放電に伴う加熱化学反応によりバッテリーが高温（例えば、約４０℃以上）になると、劣化しやすくなるという問題がある。また一方で、寒冷地などでバッテリーが過度に冷却されて低温（例えば、約１０℃以下）になると、充放電性能が低下してしまうという問題もある。

そのため、バッテリーを専用ファンで空冷したり、専用ヒータで加温したりすることが行われている（例えば、特許文献１、２を参照）。

しかしながら、このように専用のファンやヒータを設置すると、ハイブリッド電動車両の製造コストが増加してしまうという問題があった。

特開２００２−１６６７２８号公報特開２００２−２２３９３８号公報

本発明の目的は、エンジンが発生する駆動力の少なくとも一部を、バッテリーを電源とする走行モータで代替可能なハイブリッド電動車両において、製造コストを増加させることなく、バッテリーを最適な温度条件に維持することができるバイブリッド電動車両を提供することにある。

上記の目的を達成する本発明のバイブリッド電動車両は、エンジンと、バッテリーを電源とする走行モータとを備え、前記エンジンが発生する駆動力の少なくとも一部を前記走行モータで代替可能なハイブリッド電動車両において、前記エンジンの吸気管内を流れる吸入空気及び／又は排気管内を流れる排ガスを用いて前記バッテリーの温度を調整する温度調整手段を備えることを特徴とするものである。

上記のハイブリッド電動車両において、吸気管内を流れる吸入空気のみを用いてバッテリーの温度を調整する場合には、温度調整手段を、バッテリーを収納可能であって吸気管とバイパスに接続された太径管から構成する。

あるいは、上記のハイブリッド電動車両において、排気管内を流れる排ガスのみを用いてバッテリーの温度を調整する場合には、温度調整手段を、バッテリーを収納可能であって排気管とバイパスに接続された太径管から構成する。

それらの太径管の上流側の端部近傍に介設された電磁弁と、バッテリーの温度を測定する温度センサと、制御手段とを備えるとともに、制御手段が、温度センサの測定値を基に電磁弁の開度を制御することで、エンジンへの影響を最小限に抑えつつ、正確にバッテリーの温度条件を最適に維持することができる。

更には、吸気管内を流れる吸入空気及び排気管内を流れる排ガスを用いてバッテリーの温度を調整する場合には、温度調整手段を、バッテリーを収納可能であって吸気管及び排気管のそれぞれとバイパスに接続された容器から構成する。

その容器における吸気管及び排気管の上流側にそれぞれ接続する接続口の近傍にそれぞれ介設された電磁弁と、バッテリーの温度を測定する温度センサと、制御手段とを備えるとともに、制御手段が、温度センサの測定値を基に２台の電磁弁の開度をそれぞれ制御することで、エンジンへの影響を最小限に抑えつつ、より正確にバッテリーの温度条件を最適に維持することができる。

本発明のバイブリッド電動車両によれば、エンジンの吸気管内を流れる吸入空気及び／又は排気管内を流れる排ガスを用いてバッテリーの温度を調整する温度調整手段を備えるようにしたので、それらの吸入空気や排ガスによりバッテリーが冷却・加温されるため、製造コストを増加させることなく、バッテリーを最適な温度条件に維持することができる。

本発明の第１の実施形態からなるハイブリッド電動車両の構成図である。本発明の第２の実施形態からなるハイブリッド電動車両の構成図である。本発明の第３の実施形態からなるハイブリッド電動車両の構成図である。本発明の第４の実施形態からなるハイブリッド電動車両の構成図である。本発明の第５の実施形態からなるハイブリッド電動車両の構成図である。本発明の第６の実施形態からなるハイブリッド電動車両の構成図である。

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態からなるハイブリッド電動車両の構成を示す。

このハイブリッド電動車両（以下、「ＨＥＶ」という。）１Ａは、左右一対の駆動輪２、２に駆動力を伝達する出力軸３に変速機４を介して連結するディーゼルエンジン５及び走行モータ６と、その走行モータ６にインバータ７を通じて電気的に接続するバッテリー８とを備えている。また、変速機４とディーゼルエンジン５との間には、駆動力を断接する湿式多板クラッチ９等が設けられている。

ディーゼルエンジン５では、吸入口１０から吸気管１１内へ吸入された空気１２は、エアクリーナー１３を通過してからターボチャージャー１４のコンプレッサー１５により圧縮され、インタークーラー（図示せず）等を通過後にインテークマニホールド１６に供給される。そして、エンジン本体内で噴射燃料と共に燃焼して駆動力を発生させた後に、エキゾーストマニホールド１７から排気管１８へ排ガス１９となって排出されて、ターボチャージャー１４のタービン２０を回転駆動させてから、浄化装置（図示せず）等を通過して排気口２１から排気される。

このようなＨＥＶ１Ａにおいて、走行モータ６の電源であるバッテリー８は、エアクリーナー１３とコンプレッサー１５との間の吸気管１１の途中においてバイパスに接続された吸気太径管２２内に収納されている。

このように、吸気管１１の途中においてバイパスに接続された吸気太径管２２内にバッテリー８を収納することで、バッテリー８の高温時においては、吸気管１１から分流する吸入空気１２によりバッテリー８が冷却されるので、冷却用の専用装置を新たに設ける必要がなくなるため、ＨＥＶ１Ａの製造コストを増加させることなくバッテリー８を最適な温度条件に維持することができる。

また、吸気太径管２２の上流側の端部に、吸気太径管２２に分流する吸入空気１２の流量を調節する吸気開閉弁２３を介設することで、ディーゼルエンジン５への影響を抑えつつ、より正確にバッテリー８を最適な温度条件に維持することができる。

図２は、本発明の第２の実施形態からなるＨＥＶの構成を示す。

この実施形態に係るＨＥＶ１Ｂは、上述した第１の実施形態において、吸気太径管２２の上流側の端部近傍に遠隔操作可能な吸気電磁弁２４を介設するとともに、バッテリー８の温度を測定する温度センサ２５を吸気太径管２２に設置したものである。それらの吸気電磁弁２４及び温度センサ２５は、ＥＣＵなどの制御手段２６に信号線（点線）により接続されている。

制御手段２６は、温度センサ２５の測定値が予め定められたしきい値（例えば、４０℃）以上になったときには、吸気電磁弁２４の開度を大きくする一方で、その測定値がしきい値未満となったときには、吸気電磁弁２４の開度を小さくする制御を行う。

このように構成することで、バッテリー８の高温時においては、ディーゼルエンジン５への影響を最小限に抑えつつ、更に正確にバッテリー８の温度条件を最適に維持することができる。

図３は、本発明の第３の実施形態からなるＨＥＶの構成を示す。

この実施形態に係るＨＥＶ１Ｃは、走行モータ６の電源であるバッテリー８を、タービン２０より下流側の排気管１８の途中においてバイパスに接続された排気太径管２７内に収納したものである。

このように、排気管１８の途中においてバイパスに接続された排気太径管２７内にバッテリー８を収納することで、バッテリー８の低温時においては、排気管１８から分流する排ガス１９によりバッテリー８が加温されるので、加温用の専用装置を新たに設ける必要がなくなるため、ＨＥＶ１Ｃの製造コストを増加させることなくバッテリー８を最適な温度条件に維持することができる。

また、排気太径管２７の上流側の端部に、排気太径管２７に分流する排ガス１９の流量を調節する排気開閉弁２８を介設することで、ディーゼルエンジン５への影響を抑えつつ、より正確にバッテリー８を最適な温度条件に維持することができる。

図４は、本発明の第４の実施形態からなるＨＥＶの構成を示す。

この実施形態に係るＨＥＶ１Ｄは、上述した第３の実施形態において、排気太径管２７の上流側の端部近傍に遠隔操作可能な排気電磁弁２９を介設するとともに、バッテリー８の温度を測定する温度センサ２５を排気太径管２７に設置したものである。それらの排気電磁弁２９及び温度センサ２５は、制御手段２６に信号線を通じて接続されている。

制御手段２６は、温度センサ２５の測定値が予め定められたしきい値（例えば、１０℃）以下になったときには、排気電磁弁２９の開度を大きくする一方で、その測定値がしきい値超となったときには、排気電磁弁２９の開度を小さくする制御を行う。

このように構成することで、バッテリー８の低温時においては、ディーゼルエンジン５への影響を最小限に抑えつつ、更に正確にバッテリーを最適な温度条件に維持することができる。

図５は、本発明の第５の実施形態からなるＨＥＶの構成を示す。

この実施形態に係るＨＥＶ１Ｅは、走行モータ６の電源であるバッテリー８を、エアクリーナー１３とコンプレッサー１５との間の吸気管１１の途中と、タービン２０より下流側の排気管１８の途中とに、それぞれバイパスに接続された容器３０内に収納したものである。

このように、吸気管１１及び排気管１８の途中においてそれぞれバイパスに接続された容器３０内にバッテリー８を収納することで、吸気管１１及び排気管１８からそれぞれ分流する吸入空気１２及び排ガス１９によりバッテリー８が冷却又は加温されるので、温度調整用の専用装置を新たに設ける必要がなくなるため、ＨＥＶ１Ｅの製造コストを増加させることなくバッテリー８を最適な温度条件に維持することができる。

また、容器３０における吸気管１１の上流側に接続する接続口の近傍と、排気管１８の上流側に接続する接続口の近傍とに、分流する吸入空気１２及び排ガス１９の流量をそれぞれ調節する吸気開閉弁２３及び排気開閉弁２８を介設することで、ディーゼルエンジン５への影響を抑えつつ、より正確にバッテリーを最適な温度条件に維持することができる。

図６は、本発明の第６の実施形態からなるＨＥＶの構成を示す。

この実施形態に係るＨＥＶ１Ｆは、上述した第５の実施形態において、容器３０における吸気管１１の上流側に接続する接続口の近傍と、排気管１８の上流側に接続する接続口の近傍とに、遠隔操作可能な吸気電磁弁２４及び排気電磁弁２９をそれぞれ介設するとともに、バッテリー８の温度を測定する温度センサ２５を容器３０に設置したものである。それらの吸気電磁弁２４、排気電磁弁２９及び温度センサ２５は、制御手段２６に信号線を通じて接続されている。

制御手段２６は、温度センサ２５の測定値が予め定められた上限値（例えば、４０℃）以上になったときには、吸気電磁弁２４の開度を大きくし、かつ排気電磁弁２９の開度を小さくする制御を行う。また、温度センサ２５の測定値が予め定められた下限値（例えば、１０℃）以下になったときには、吸気電磁弁２４の開度を小さくし、かつ排気電磁弁２９の開度を大きくする制御を行う。

このように構成することで、ディーゼルエンジン５への影響を最小限に抑えつつ、更に正確にバッテリー８を最適な温度条件に維持することができる。

上記の実施形態においては、ディーゼルエンジン５の代わりにガソリンエンジンを用いるようにしてもよい。

１Ａ〜１ＦＨＥＶ
５ディーゼルエンジン
６走行モータ
８バッテリー
１１吸気管
１２吸入空気
１８排気菅
１９排ガス
２２吸気太径管
２３吸気開閉弁
２４吸気電磁弁
２５温度センサ
２６制御手段
２７排気太径管
２８排気開閉弁
２９排気電磁弁
３０容器

Claims

エンジンと、バッテリーを電源とする走行モータとを備え、前記エンジンが発生する駆動力の少なくとも一部を前記走行モータで代替可能なハイブリッド電動車両において、
前記エンジンの吸気管内を流れる吸入空気及び／又は排気管内を流れる排ガスを用いて前記バッテリーの温度を調整する温度調整手段を備えることを特徴とするハイブリッド電動車両。
前記吸気管内を流れる吸入空気のみを用いて前記バッテリーの温度を調整する場合において、前記温度調整手段が、前記バッテリーを収納可能であって前記吸気管とバイパスに接続された太径管からなる請求項１に記載のハイブリッド電動車両。
前記排気管内を流れる排ガスのみを用いて前記バッテリーの温度を調整する場合において、前記温度調整手段が、前記バッテリーを収納可能であって前記排気管とバイパスに接続された太径管からなる請求項１に記載のハイブリッド電動車両。
前記太径管の上流側の端部近傍に介設された電磁弁と、前記バッテリーの温度を測定する温度センサと、制御手段とを備え、前記制御手段は、前記温度センサの測定値を基に前記電磁弁の開度を制御する請求項２又は３に記載のハイブリッド電動車両。
前記吸気管内を流れる吸入空気及び前記排気管内を流れる排ガスを用いて前記バッテリーの温度を調整する場合において、前記温度調整手段が、前記バッテリーを収納可能であって前記吸気管及び前記排気管のそれぞれとバイパスに接続された容器からなる請求項１に記載のハイブリッド電動車両。
前記容器における前記吸気管及び前記排気管の上流側にそれぞれ接続する接続口の近傍にそれぞれ介設された電磁弁と、前記バッテリーの温度を測定する温度センサと、制御手段とを備え、前記制御手段は、前記温度センサの測定値を基に前記２台の電磁弁の開度をそれぞれ制御する請求項５に記載のハイブリッド電動車両。