JP2018083544A - バッテリヒータシステム - Google Patents

Abstract

【課題】既存の設備を利用することで、外部電力で作動するバッテリヒータを比較的安価に設置することができるバッテリヒータシステムを提供する。【解決手段】バッテリヒータシステム３０は、車載されたバッテリ１２を収容するケースの外面に設置されるバッテリヒータ３２と、バッテリヒータ３２に電力を供給するために車両に配索された電力ケーブル３６，４８と、電力ケーブル４８に電気的に接続され、外部電源ＯＰに接続される外部接続ケーブル２２とを備える。外部接続ケーブル２２は、車両に搭載されたエンジン１６を昇温させるエンジンブロックヒータ１８に外部電源ＯＰから電力を供給する外部接続ケーブルと共用される。【選択図】図１

Description

本発明は、車両に搭載されたバッテリを昇温させるバッテリヒータを備えたバッテリヒータシステムに関する。

従来、例えば極低温地域仕様のハイブリッド自動車、電気自動車では、車両に搭載されたバッテリが極低温（例えば−３０℃）になったとき、バッテリ内の電解液が凍結することがあるため車両を起動できない場合がある。そのため、バッテリを加熱昇温させて放電可能な状態にするために、バッテリヒータが設けられることがある（例えば特許文献１参照）。

特開２０１２−２２１７７６号公報

極低温状態になったバッテリを昇温させるためにバッテリヒータを作動させる際、当該車両のバッテリから給電することができないため、外部電源から供給される電力をバッテリに供給して作動させる必要がある。その場合、バッテリヒータに電力供給するための電力ケーブルを車両に配索するとともに、この電力ケーブルを外部電源に接続するための接続ケーブルなどを搭載する必要がある。しかしながら、バッテリヒータ用の電力ケーブル、接続ケーブルなどの搭載スペースを車両に新たに確保することは容易ではなく、そのために車体の設計変更を行うとなるとコストが大幅に増加することになる。

本発明の目的は、既存の設備を利用することで、外部電力で作動するバッテリヒータを比較的安価に設置することができるバッテリヒータシステムを提供することである。

本発明に係るバッテリヒータシステムは、車載されたバッテリを収容するケースの外面に設置されるバッテリヒータと、前記バッテリヒータに電力を供給するために車両に配索された電力ケーブルと、前記電力ケーブルに電気的に接続され、外部電源に接続される外部接続ケーブルと、を備え、前記外部接続ケーブルは、車両に搭載されたエンジンを昇温させるエンジンブロックヒータに前記外部電源から電力を供給する外部接続ケーブルと共用されるものである。

本発明に係るバッテリヒータシステムによれば、バッテリヒータに外部電力を供給するための外部接続ケーブルが、車両に搭載されたエンジンブロックヒータ用の接続ケーブルと共用されるため、バッテリヒータシステムを車両に比較的安価に設置することができる。

本発明の一実施形態であるバッテリヒータシステムを搭載したハイブリッド自動車の概略構成を示す図である。 図１中のＡ−Ａ断面図である。 バッテリヒータシステムに含まれるＡＣ／ＤＣコンバータの固定状態を示す図である。 図３に示したＡＣ／ＤＣコンバータの設置位置を示す図である。

以下に、本発明に係る実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。この説明において、具体的な形状、材料、数値、方向等は、本発明の理解を容易にするための例示であって、用途、目的、仕様等にあわせて適宜変更することができる。また、以下において複数の実施形態や変形例などが含まれる場合、それらの特徴部分を適宜に組み合わせて用いることは当初から想定されている。

図１は、本発明の一実施形態であるバッテリヒータシステム３０を搭載したハイブリッド自動車１０の概略構成を示す図である。図１には、車両の前方と右側が矢印Ｆｒ，ＲＨによって示されている。

ハイブリッド自動車１０には、モータＭが搭載されている。モータＭは、車載のバッテリ１２から供給される電力によって駆動され、走行用動力を出力する。本実施形態では、モータＭは、エンジンコンパートメント１４内においてエンジン１６と一体に連結されている。

また、ハイブリッド自動車１０には、車両前部１１に位置するエンジンコンパートメント１４内にエンジン１６が搭載されている。エンジン１６は、例えばガソリン等を燃料とする内燃機関である。エンジン１６は、ハイブリッド自動車１０の走行用動力を出力できる。また、エンジン１６の動力は発電機（図示せず）を駆動するために専ら用いられ、この発電機によって発電された電力がモータ駆動電力およびバッテリ充電電力に用いられてもよい。

なお、ハイブリッド自動車１０は、充電プラグを介してバッテリ１２が充電されるプラグインタイプのハイブリッド自動車であってもよい。

エンジン１６には、エンジンブロックヒータ１８が設けられている。エンジンブロックヒータ１８は、電力ケーブルおよびコネクタを介して車両前部１１に設置されたコネクタ２０に電気的に接続されている。コネクタ２０は、車両ボディ１３にアースポイントＡＰで接続されている。また、コネクタ２０には、先端にプラグ２２ａを有する外部接続ケーブル２２が接続されている。外部接続ケーブル２２は、未使用時には、エンジンコンパートメント１４内に格納されている。

ハイブリッド自動車１０の駐車中に外部接続ケーブル２２がエンジンコンパートメント１４から引き出されて、そのプラグ２２ａが外部電源ＯＰに接続されると、外部接続ケーブル２２およびコネクタ２０等を介して外部電力がエンジンブロックヒータ１８に供給される。これにより、エンジンブロックヒータ１８が作動してエンジン１６のエンジンブロックが加熱される。その結果、極低温のために始動および運転できない状態にあるエンジン１６を昇温させるか、又は、運転可能な温度範囲に維持することができる。

図２は、図１中のＡ−Ａ断面図である。図１及び図２に示すように、バッテリ１２は、車両後部１５に搭載されている。具体例として、バッテリ１２は、後部シートＲＳの下に配置されている。バッテリ１２には、例えば、リチウムイオン電池等の充放電可能な二次電池が好適に用いられる。

図２に示すように、バッテリ１２は、例えば直方体状のケース１７に収容されて搭載されている。ケース１７は、例えばアルミ合金等の金属材料で形成されるのが好ましい。衝突荷重等の外力が作用した場合に、内部のバッテリ１２が破損しないような強度を確保する必要があるからである。ケース１７は、図示しないブラケット等を介してボディ底部１３ａに固定されている。また、ケース１７の前方側には、ケース１７が露出しないようにカバー部材２４が設けられている。

バッテリ１２を収容したケース１７下面（外面）には、バッテリヒータ３２が設置されている。バッテリヒータ３２は、ケース１７内に収容されたバッテリ１２をケース１７の外側から加熱して昇温させる機能を有する。バッテリヒータ３２は、薄いシート状のヒータであることが好ましい。バッテリヒータ３２は、例えば、両面テープ、接着剤等によって、ケース１７の下面に貼着されてもよい。

また、バッテリヒータ３２とボディ底部１３ａとの間には、柔軟性のある断熱部材３４が設けられている。断熱部材３４は、バッテリヒータ３２と一体になっていてもよい。ボディ底部１３ａとの間に断熱部材３４を設けることによって、バッテリヒータ３２によってバッテリ１２の昇温を効率良く行うことができる。また、バッテリ１２からケース１７を介してボディ底部１３ａに伝熱するのを抑制して、バッテリ１２の温度を低下しにくくすることができる。さらに、断熱部材３４は、柔軟性を有することから、凹凸があるボディ底部１３ａの表面形状に倣って変形することができ、車両走行時の振動を吸収する効果もある。

バッテリヒータ３２および断熱部材３４は、ハイブリッド自動車１０が製造された後、例えば、極低温地域で使用されるために、例えば車両所有者等の要望に応じて後付けで設置することができる。例えば、後部シートＲＳを車両前方側に倒して、ケース１７を露出させる。そして、ケース１７を車両ボディ１３から一旦取り外すか、または、車両前方側に回転させるように持ち上げることによって、ケース１７の下面にバッテリヒータ３２および断熱部材３４を設置することができる。

再び図１を参照すると、バッテリヒータ３２には、車両後方側に位置する電力ケーブル３６の一端が接続されている。電力ケーブル３６の他端は、ＡＣ／ＤＣコンバータ４２に接続されている。電力ケーブル３６には、ヒューズ３８およびコネクタ４０が設けられている。

電力ケーブル３６は、車両側方下部に沿って配索されている。この配索スペースには、車両後部のバッテリ１２から車両前部のモータＭに電力や信号を送受するためのケーブルや信号線が配索されている。したがって、バッテリヒータ３２に給電するための電力ケーブル３６もまた、この配索スペースを利用することで、配索スペースを特別に確保する必要がない。また、この配索スペースの上方は、例えば樹脂製のカバー部材によって覆われているため、電力ケーブル３６が乗員によって踏まれるといった不具合も発生しない。

ＡＣ／ＤＣコンバータ４２は、外部電源ＯＰから供給される交流電力をバッテリヒータ３２用に直流電力に変換する機能を有する。本実施形態では、ＡＣ／ＤＣコンバータ４２は、車室１９内に設置されている。

図３は、バッテリヒータシステム３０に含まれるＡＣ／ＤＣコンバータ４２の固定状態を示す図である。また、図４は、図３に示したＡＣ／ＤＣコンバータ４２の設置位置を示す図である。

図３に示すように、ＡＣ／ＤＣコンバータ４２は、車室１９内において前部シートＦＳの下に設置される。ＡＣ／ＤＣコンバータ４２の下面には、面ファスナー（例えば、マジックテープ（登録商標））４４が貼着されており、この面ファスナー４４を用いてボディ底部１３ａ上に敷設されたフロアカーペット４６上に固定されている。

また、図４に示すように、ＡＣ／ＤＣコンバータ４２は、車両前後方向にスライド可能な前部シートＦＳが、一点鎖線で示す最前方位置に移動した場合でも、前部シートＦＳの下方に位置するように設置されている。これにより、前部シートＦＳが最前方位置にあるときでもＡＣ／ＤＣコンバータ４２が露出することがなく、後部シートＲＳに座った乗員に蹴られてＡＣ／ＤＣコンバータ４２が破損することがない。

再び図１を参照すると、ＡＣ／ＤＣコンバータ４２と車両前部１１のコネクタ２０との間は、車両前方側に位置する電力ケーブル４８によって接続されている。電力ケーブル４８には、複数のコネクタと、ヒューズ５０が設けられている。電力ケーブル４８は、ＡＣ／ＤＣコンバータ４２から車両側方下部を配索されている。電力ケーブル４８が配索されるスペースの上方もまた、例えば樹脂製のカバー部材によって覆われているため、乗員によって踏まれるといった不具合が発生しない。そして、電力ケーブル４８は、ダッシュパネルＤＰに形成された貫通孔を通ってエンジンコンパートメント１４内に延伸し、エンジンコンパートメント１４の周縁部を配索されてコネクタ２０に接続されている。

このように構成されることで、本実施形態のバッテリヒータシステム３０では、外部電源ＯＰから外部接続ケーブル２２を介してハイブリッド自動車１０に供給された外部電力を、電力ケーブル４８，３６およびＡＣ／ＤＣコンバータ４２を介して、バッテリヒータ３２に供給することができる。すなわち、本実施形態のバッテリヒータシステム３０では、外部接続ケーブル２２が、エンジンブロックヒータ１８およびバッテリヒータ３２で共用されている。

なお、上記におけるバッテリヒータ３２、電力ケーブル３６，４８および外部接続ケーブル２２が、本発明におけるバッテリヒータ、電力ケーブルおよび外部接続ケーブルに相当する。

上述したように、本実施形態のバッテリヒータシステム３０によれば、バッテリヒータ３２に外部電力を供給するための外部接続ケーブルが、車両に搭載されたエンジンブロックヒータ１８用の外部接続ケーブル２２と共用されるため、バッテリヒータシステム３０を車両に比較的安価に設置することができる。また、本実施形態では、バッテリヒータシステム３０とエンジンブロックヒータ１８とを同時に作動させることができる。

また、本実施形態では、バッテリヒータ３２がバッテリ１２のケース１７の下面に設置され、電力ケーブル３６，４８が車両下方側部にある配索スペースを利用して配索され、ＡＣ／ＤＣコンバータ４２が車室１９内の前部シートＦＳの下に配置されることから、ハイブリッド自動車１０に後付けで容易に搭載することができる。

さらに、本実施形態では、車両の制御プログラムを変更することなくバッテリヒータシステム３０を設置することができ、車両への後付けを容易に行うことができる。

なお、本発明は、上述した実施形態および変形例に限定されるものではなく、本願の特許請求の範囲に記載された事項およびその均等な範囲内において種々の変更や改良が可能であることはいうまでもない。

１０ ハイブリッド自動車、１２ バッテリ、１３ 車両ボディ、１３ａ ボディ底部、１４ エンジンコンパートメント、１５ 車両後部、１６ エンジン、１７ ケース、１８ エンジンブロックヒータ、１９ 車室、２０，４０ コネクタ、２２ 外部接続ケーブル、２２ 外部接続ケーブル、２２ａ プラグ、２４ カバー部材、３０ バッテリヒータシステム、３２ バッテリヒータ、３４ 断熱部材、３６，４８ 電力ケーブル、３８，５０ ヒューズ、４２ ＡＣ／ＤＣコンバータ、４４ 面ファスナー、４６ フロアカーペット、ＡＰ アースポイント、ＤＰ ダッシュパネル、ＦＳ 前部シート、Ｍ モータ、ＯＰ 外部電源、ＲＳ 後部シート。

Claims (1)

1. 車載されたバッテリを収容するケースの外面に設置されるバッテリヒータと、
   前記バッテリヒータに電力を供給するために車両に配索された電力ケーブルと、
   前記電力ケーブルに電気的に接続され、外部電源に接続される外部接続ケーブルと、を備え、
   前記外部接続ケーブルは、車両に搭載されたエンジンを昇温させるエンジンブロックヒータに前記外部電源から電力を供給する外部接続ケーブルと共用される、
   バッテリヒータシステム。

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