JP2015076943A - 車両用熱発電装置 - Google Patents

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【課題】パワーケーブルにおける電線の温度差を用いて発電する車両用熱発電装置を提供する。【解決手段】車両(ハイブリッド自動車1)における高温側と低温側との温度差によって電力を得る車両用熱発電装置であって、高温側としてのエンジンルーム2に設けられる駆動モータ2aと、低温側としてエンジンルームと離間して設けられる二次電池(バッテリ3)とを接続するパワーケーブル5を備え、パワーケーブルを構成する絶縁被覆された2本の電線5A、5Bは、異種の金属で構成され、2本の電線により閉回路を形成するスイッチSWを備え、スイッチの作動によりパワーケーブルを構成する2本の電線で閉回路が形成された際に、2本の電線間の温度勾配に基づくゼーベック効果により生成される電力を電線の端部から取得するように構成されている。【選択図】図4

Description

本発明は、車両用の熱発電装置に係り、特に、パワーケーブルにおける電線の温度差を用いて発電する技術に関する。
昨今、蓄電装置(例えば二次電池やキャパシタなど)を搭載し、その蓄電装置に蓄えられた電力を用いて駆動されるモータを搭載した車両が環境問題の観点などから注目されている。
このような車両の一種として、エンジン(内燃機関)とモータとを搭載したハイブリッド車がある。そして、このようなハイブリッド車としては、車両外部の電源から車載の蓄電装置の充電が可能な車両が知られており、例えば、家屋に設けられた電源コンセントと車両に設けられた充電口とを充電ケーブルで接続することにより、一般家庭の電源から蓄電装置の充電が可能ないわゆる「プラグイン・ハイブリッド車」が開発されている。これにより、ハイブリッド車の燃料消費効率を高めることができる。
ところで、ハイブリッド車において、制動時や高速走行時などに発生した余剰エネルギーを用いて発電し回生電力として回収し、燃料消費効率を一層向上させる技術が種々提案されている(例えば特許文献1等)。
特開2010−200551号公報
ここで、ハイブリッド車は、上述のようにモータ以外にエンジン(内燃機関)も搭載しているため、エンジンの発熱によりエンジンルーム内は比較的高温(例えば50℃〜90℃程度)となる。
一方、車内は比較的低温(例えば屋外温度と同等であったり、あるいはエアコンの作動により例えば25℃程度など)に保たれる。
そこで、このような車両に配置され、モータとバッテリとを接続するパワーケーブルについて、高温側と低温側との温度差に基づくエネルギーを利用可能な電力として取り出すことができれば、ハイブリッド車のエネルギー効率を一層向上させることが期待できる。
しかしながら、上記従来技術においては、運動エネルギー以外の熱エネルギーを用いて発電するという発想がなく、特に上述のようなパワーケーブルの温度差に基づく熱エネルギーを有効利用することはできなかった。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、パワーケーブルにおける電線の温度差を用いて発電する車両用熱発電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、請求項1に記載の発明は、車両における高温側と低温側との温度差によって電力を得る車両用熱発電装置であって、前記高温側としてのエンジンルームに設けられる駆動モータと、前記低温側として前記エンジンルームと離間して設けられる二次電池とを接続するパワーケーブルを備え、前記パワーケーブルを構成する絶縁被覆された2本の電線は、異種の金属で構成され、前記2本の電線により閉回路を形成するスイッチを備え、前記スイッチの作動により前記パワーケーブルを構成する前記2本の電線で閉回路が形成された際に、前記2本の電線間の温度勾配に基づくゼーベック効果により生成される電力を前記電線の端部から取得するように構成されていることを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明について、前記スイッチの作動を制御する制御部をさらに備え、前記制御部が前記スイッチを作動させる条件は、前記エンジンルームに設けられるエンジンがオフされ、前記車両のドアがロックされ、且つ車内に乗車者が存在しないという条件が満たされた場合であることを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の発明について、前記パワーケーブルを構成する前記2本の電線によって発電された電力は、前記二次電池に充電され、または外部に取り出されることを特徴とする。
本発明によれば、パワーケーブルにおける電線の温度差を用いて発電する車両用熱発電装置を提供することができる。
本実施の形態に係る車両用熱発電装置を搭載した車両の概略構成を示す構成図である。 本実施の形態に係る車両用熱発電装置を搭載した車両の概略構成を示す平面図である。 本実施の形態に係る車両用熱発電装置に用いられるパワーケーブルの電線の例を示す図である。 本実施の形態に係る車両用熱発電装置を搭載した車両の概略構成を示す説明図である。 ゼーベック効果の説明図である。
図1〜図5を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
(車両用熱発電装置を搭載した車両の概略構成について)
図1は本実施の形態に係る車両用熱発電装置Aを搭載した車両の概略構成を示す構成図、図2はその平面図である。
図1および図2に示す車両用熱発電装置Aを搭載した車両としてのハイブリッド自動車1は、動力を出力可能なエンジン2bと、それぞれ動力を入出力可能な駆動モータ(例えば、2台のモータジェネレータMG1、MG2で構成される)2aと動力分配機構とからなるハイブリッドトランスアクスル2cと、モータ2aを駆動するためのパワーコントロールユニット4(図2参照)と、パワーコントロールユニット4に接続されるパワーケーブル5を介してモータ2aと電力をやり取り可能な二次電池としてのバッテリ3とを備える。
エンジン2bは、ガソリンや軽油といった炭化水素系の燃料の供給を受けて動力を出力する内燃機関であり、車体の前部に画成されたエンジンコンパートメント(エンジンルーム)2内に搭載される。そして、エンジン2bは、図示しないエンジン用電子制御ユニットによる燃料噴射量や点火時期、吸入空気量等の制御を受ける。
ハイブリッドトランスアクスル2cを構成するモータジェネレータMG1、MG2は、何れも発電機として作動すると共に電動機として作動することができる同期発電電動機で構成される。
パワーコントロールユニット4は、バッテリ3側からの直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータMG1に印加したり、モータジェネレータMG1からの交流電力を直流電力に変換してバッテリ3側に供給したりする第1の変換器や、バッテリ3側からの直流電力を交流電力に変換してモータMG2に印加したり、モータジェネレータMG2からの交流電力を直流電力に変換してバッテリ3側に供給したりする第2の変換器、バッテリ3からの電力を昇圧して第1および第2の変換器に供給すると共に第1および第2の変換器からの電力を降圧してバッテリ3に供給することができる昇圧コンバータ、コンデンサ、バッテリ3からの電力を降圧して補機用バッテリや他の補機類に供給可能なDC/DCコンバータ、電力制御用のIPM(インテリジェントパワーマネージメント)モジュール、第1および第2の変換器等を介してモータジェネレータMG1、MG2を制御するモータ用電子制御ユニット等を含む。
バッテリ3は、図1に示すように、例えば後部座席の下方などのエンジンコンパートメント(エンジンルーム)2から離間された所定箇所に搭載されると共に、車体側部に沿うように敷設されるパワーケーブル5を介してパワーコントロールユニット4と接続される。
バッテリ3は、例えばニッケル水素二次電池やリチウムイオン二次電池などで構成されており、図示しないバッテリ用電子制御ユニットによって管理される。
また、パワーケーブル5のエンジンコンパートメント2側の端部には、パワーケーブル5を構成する2本の電線を制御装置(制御部)50の制御により結線させるスイッチ(例えば、リレー等)SWが設けられている。
制御装置50がスイッチSWを作動させる条件(スイッチSWを閉じる条件)は、エンジン2bがオフされ、車両のドアがロックされ、且つ車内に乗車者が存在しないという条件が満たされた場合とすることができる。また、逆にスイッチSWを作動させない条件(スイッチSWを開く条件)は、エンジン2bがオンされ、車両のドアのロックが解除され、または車内に乗車者が存在しているという何れかの条件が満たされた場合とすることができる。
なお、車内の乗車者の有無は、ハイブリッド自動車1の車内に設けられる人感センサ51等により検知することができる。
(パワーケーブルの構成について)
図3は、本実施の形態に係る車両用熱発電装置Aに用いられるパワーケーブル5の電線5A、5Bの例を示す図である。
パワーケーブル5を構成する絶縁被覆(図示省略)された2本の電線5A、5Bは、異種の金属で構成されている。
電線5A、5Bを構成する金属の組み合わせは、特には限定されないが、例えば、銅とアルミニウム、銅と銅合金などが挙げられる。
そして、パワーケーブル5は、高温側としてのエンジンコンパートメント(エンジンルーム)2に設けられる駆動モータ2aと、低温側としてエンジンコンパートメント(エンジンルーム)2と離間して設けられるバッテリ3とを接続している。
ここで、ハイブリッド自動車1は、前述のように駆動モータ2a以外にエンジン(内燃機関)2bも搭載しているため、エンジン2bの発熱によりエンジンルーム2内は比較的高温(例えば50℃〜90℃程度)となる。
一方、ハイブリッド自動車1の車内は比較的低温(例えば屋外温度と同等であったり、あるいはエアコンの作動により例えば25℃程度など)に保たれる。
したがって、パワーケーブル5を構成する2本の電線5A、5Bの高温側(図4に示す高温部A1に相当)と低温側(図4に示す低温部A2に相当)に位置する端部付近の温度差は、上記例によれば、例えば25℃〜65℃となる。
また、夏期の炎天下においてハイブリッド自動車1を長時間停車させた場合などには、エンジンルーム2内はより高温となる可能性があるのに対して、車内の温度はエンジンルーム2程は暑くならない。したがって、このような条件の場合には、2本の電線5A、5Bの高温側と低温側に位置する端部付近の温度差はより大きくなる可能性がある。
そして、スイッチSWの作動によりパワーケーブル5を構成する2本の電線5A、5Bで閉回路が形成されると、2本の電線5A、5B間の温度勾配に基づくゼーベック効果により所定の電力が生成される。
このようにして、パワーケーブル5を構成する2本の電線5A、5Bによって発電された電力は、バッテリ3に充電されたり、あるいは売電用口20(図4参照)から外部に取り出すように構成される。
(ゼーベック効果について)
ゼーベック効果(ペルティエ効果の逆作用)とは、異種の導体に温度差ΔTを与え接触させたときに導体の両端に電位差ΔVが生じる現象をいう。
即ち、図5に示すように、2種類の金属線5A、5Bを用いてループを作り、その接合部mを互いに異なった温度に保つと、端部n間に起電力が生じる。これは1812年にゼーベック(T.J.Seebeck)が発見した現象であり、このときの起電力(熱起電力)Vは、温度差ΔTに比例し、次のように表される。
V=αΔT ここで、αはゼーベック係数である。
そして、金属においては、熱拡散により電子が低温側に、金属イオンが高温側に移動し、イオンと電子がある程度移動すると、その間に電界が発生する。そして、熱拡散による力と電子が電界から受ける力とが釣り合ったときに、電荷の移動が止まり電位差を生じると考えられている。
なお、異なる金属に温度差を設けた際に発生する電圧は、温度差1Kあたり数μV程度の大きさである。
以上、本発明の車両用熱発電装置を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。
1…ハイブリッド自動車(車両)
2…エンジンコンパートメント(エンジンルーム)
2a…駆動モータ
2b…エンジン
2c…ハイブリッドトランスアクスル
3…バッテリ
4…パワーコントロールユニット
5…パワーケーブル
5A、5B…電線(金属線)
20…売電用口
50…制御装置
51…人感センサ
A…車両用熱発電装置
A1…高温部
A2…低温部
SW…スイッチ
m…接合部
n…端部

Claims (3)

  1. 車両における高温側と低温側との温度差によって電力を得る車両用熱発電装置であって、
    前記高温側としてのエンジンルームに設けられる駆動モータと、前記低温側として前記エンジンルームと離間して設けられる二次電池とを接続するパワーケーブルを備え、
    前記パワーケーブルを構成する絶縁被覆された2本の電線は、異種の金属で構成され、
    前記2本の電線により閉回路を形成するスイッチを備え、
    前記スイッチの作動により前記パワーケーブルを構成する前記2本の電線で閉回路が形成された際に、前記2本の電線間の温度勾配に基づくゼーベック効果により生成される電力を前記電線の端部から取得するように構成されていることを特徴とする車両用熱発電装置。
  2. 前記スイッチの作動を制御する制御部をさらに備え、
    前記制御部が前記スイッチを作動させる条件は、前記エンジンルームに設けられるエンジンがオフされ、前記車両のドアがロックされ、且つ車内に乗車者が存在しないという条件が満たされた場合であることを特徴とする請求項1に記載の車両用熱発電装置。
  3. 前記パワーケーブルを構成する前記2本の電線によって発電された電力は、前記二次電池に充電され、または外部に取り出されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の車両用熱発電装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016215797A (ja) * 2015-05-19 2016-12-22 矢崎総業株式会社 車両用充電装置
JP2019048640A (ja) * 2018-12-26 2019-03-28 スズキ株式会社 ハイブリッド車両

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57168123U (ja) * 1981-04-15 1982-10-22
JPS6134341U (ja) * 1984-07-27 1986-03-03 株式会社日立ホームテック 立消え安全装置
JPH03177082A (ja) * 1989-12-05 1991-08-01 Idemitsu Petrochem Co Ltd 熱電発電器
JPH05111101A (ja) * 1991-10-17 1993-04-30 Hino Motors Ltd 車両の制動および補助駆動装置
JP2003023782A (ja) * 2001-01-21 2003-01-24 Ford Global Technol Inc 車両用熱電式発電機
JP2007228719A (ja) * 2006-02-23 2007-09-06 Toshiba Corp ハイブリッド発電素子、ハイブリッド発電素子を用いた電源装置、及びハイブリッド発電素子の設置方法
JP2008261761A (ja) * 2007-04-13 2008-10-30 Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd 炉内照射装置
JP2009040408A (ja) * 2007-07-18 2009-02-26 Soc De Technol Michelin 熱電装置を備えたタイヤ
JP2011168104A (ja) * 2010-02-16 2011-09-01 Sumitomo Wiring Syst Ltd 車両用の電線
JP2013110260A (ja) * 2011-11-21 2013-06-06 Sumitomo Electric Ind Ltd 電線発電素子及び電線発電システム

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57168123U (ja) * 1981-04-15 1982-10-22
JPS6134341U (ja) * 1984-07-27 1986-03-03 株式会社日立ホームテック 立消え安全装置
JPH03177082A (ja) * 1989-12-05 1991-08-01 Idemitsu Petrochem Co Ltd 熱電発電器
JPH05111101A (ja) * 1991-10-17 1993-04-30 Hino Motors Ltd 車両の制動および補助駆動装置
JP2003023782A (ja) * 2001-01-21 2003-01-24 Ford Global Technol Inc 車両用熱電式発電機
JP2007228719A (ja) * 2006-02-23 2007-09-06 Toshiba Corp ハイブリッド発電素子、ハイブリッド発電素子を用いた電源装置、及びハイブリッド発電素子の設置方法
JP2008261761A (ja) * 2007-04-13 2008-10-30 Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd 炉内照射装置
JP2009040408A (ja) * 2007-07-18 2009-02-26 Soc De Technol Michelin 熱電装置を備えたタイヤ
JP2011168104A (ja) * 2010-02-16 2011-09-01 Sumitomo Wiring Syst Ltd 車両用の電線
JP2013110260A (ja) * 2011-11-21 2013-06-06 Sumitomo Electric Ind Ltd 電線発電素子及び電線発電システム

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016215797A (ja) * 2015-05-19 2016-12-22 矢崎総業株式会社 車両用充電装置
JP2019048640A (ja) * 2018-12-26 2019-03-28 スズキ株式会社 ハイブリッド車両

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