JP6673164B2 - バッテリヒータシステム - Google Patents

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給電システムに関する。

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外部接続ケーブルや、外部電源から過電流が流れ込んだときにバッテリヒータへの電力供給を遮断するヒューズなどを搭載する必要がある。

上記のようなヒューズを搭載する場合、過電流で電力ケーブル等がショートした場合に電力ケーブルから発生した煙が車室内に入り込まないようにするため、車両の外部電源に近い位置に設置するのが好ましい。また、ヒューズは電気部品であるため、雨水などの水が掛かり難い位置に設置するのが好ましい。

本発明の目的は、バッテリヒータに外部電力を供給するために車両に配索された電力ケーブルについて、外部電源に近い位置で、かつ、水の掛り難い位置に、ヒューズを設置した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、車両に搭載されたバッテリを昇温させるためのバッテリヒータと、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、前記電力ケーブルに設けられ、該電力ケーブルに過電流が流れたときに前記バッテリヒータへの電力供給を遮断するヒューズと、を備え、前記車両のエンジンコンパートメント内において、車両ボディの一部を構成するラジエターサポート部材の上面に固定されたヘッドランプの裏側に形成された凹部の内側に、前記ヒューズが配置されて、上面視で前記ヒューズの車両外側部分が前記ヘッドランプで覆われるように、前記ラジエターサポート部材に前記ヒューズが固定されているものである。

本発明に係るバッテリヒータシステムによれば、ヒューズをエンジンコンパートメント内のヘッドランプ裏側に配置したことで、車室よりも外部電源に近い位置で電力ケーブルに過電流が流れるのを遮断できる。また、ヘッドランプの裏側はエンジンコンパートメント内において雨水等の水が侵入しにくい箇所であることから、既存の部品を用いてヒューズが水濡れするのを抑制でき、部品信頼性が向上する。さらに、ヒューズが既存部品であるラジエターサポート部材に固定されているため、車両走行時にヒューズが振動するのを防止できる。

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におけるヒューズ搭載位置を上方から見た拡大図である。 ヒューズの固定状態を示す図である。

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に外部電力を充電でき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。

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、車室１９内の後部シート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。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。

バッテリ１２を収容したケース１７の下面には、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とボディ底部との間には、柔軟性のある断熱部材が設けられるのが好適である。これにより、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、車両走行時の振動がバッテリヒータ３２およびバッテリ１２に伝達されるのを抑制する効果もある。

バッテリヒータ３２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、ケース１７を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等を設置することができる。

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は車両前方側に延伸して配索され、その他端が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、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内において例えば前部シートの下に設置されている。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））が貼着されており、この面ファスナーを用いて車室１９内に敷設されたフロアカーペット上に固定されている。また、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が最前方位置に移動した場合でも、前部シートの下方に位置するように設置されるのが好適である。そうすれば、前部シート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。

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４７，４９，５１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、車両前方側に延伸している。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。

ヒューズ５０は、外部電源ＯＰから外部接続ケーブル２２を介して過電流がハイブリッド自動車１０に流れ込んだとき、溶断することによってバッテリヒータ３２への電力供給を遮断する機能を有する。ヒューズ５０は、エンジンコンパートメント１４内に設けられている。すなわち、ヒューズ５０は、車室１９よりも外部電源ＯＰに近い位置に設置されている。このように、ヒューズ５０をエンジンコンパートメント内に配置したことで、車室１９よりも外部電源ＯＰに近い位置で電力ケーブル４８，３６に過電流が流れるのを遮断できる。その結果、過電流によって電力ケーブル４８，３６等がショートした場合にも、煙が車室１９内に流れ込むのを防止できる。

図２は、図１におけるヒューズ５０の搭載位置を上方から見た拡大図である。図２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。図２に示すように、本実施形態では、ヒューズ５０は、車両右側のヘッドランプＨＲの裏側に配置されている。ヘッドランプＨＲにおいてエンジンコンパートメント１４に面した裏側内面は凹状に形成されており、その凹んだ部分にヒューズ５０の一部が納まるように配置されている。このようにヘッドランプＨＲの裏側の凹部にヒューズ５０を配置することで、配置スペースを容易に確保することができる。

なお、本実施形態では、右側ヘッドランプＨＲの裏側にヒューズ５０を設置した例について説明するが、これに限定されるものではなく、バッテリヒータに接続される電力ケーブル等が車両ボディの左側下部に配索される場合には、ヒューズを左側ヘッドランプの裏側に設置するのが好適である。

また、ヒューズ５０は、車両ボディ１３の一部を構成するラジエターサポート部材１３ａ上に設置されている。ラジエターサポート部材１３ａは、車両前部１１に搭載されたラジエタ７０を固定するための部材である。ラジエタ７０は、ラジエターサポート部材１３ａにブラケット７２を介して取り付けられてもよいし、あるいは、直に取り付けられてもよい。ヘッドランプＨＲは、ラジエターサポート部材１３ａの上面に固定されている。

図３は、ヒューズの固定状態を示す図である。図２及び図３に示すように、本実施形態では、ヒューズ５０を包むように設けられたシート材５４が、上面視で略三角形状に形成されている。そして、ヒューズ５０のシート材５４は、略三角形状の底辺部がヘッドランプＨＲの内側面に対向する向きで設置されている。このような略三角形状に形成されることで、ヒューズ５０のシート材５４の角部がエンジンコンパートメント１４内にラジエターサポート部材１３ａを越えて張り出さないようにでき、エンジンコンパートメント１４内に搭載された他の機器との干渉を抑制できる。

本実施形態におけるヒューズ５０は、図３に示すように、ヒューズ本体５２を例えばＥＰＤＭゴム等のクッション性および防水性のあるシート材５４で挟んで、角部を折り曲げて略三角形状とし、その外周面に例えばビニルテープ等の粘着テープ５６を巻き付けて構成される。このように構成することで、ヒューズ５０の防水性がより確実になるとともに、車両走行時の振動をシート材５４で吸収することでヒューズ本体５２の損傷を防止できる。

また、ヒューズ５０は、その両側に位置する電力ケーブル４８がクリップ付き結束バンド６０によってラジエターサポート部材１３ａの上面に固定されている。クリップ付き結束バンド６０は、図示しないクリップ部がラジエターサポート部材１３ａに形成されている既存の貫通孔に挿入され、一旦挿入されると抜け出ないように固定される。さらに、ヒューズ５０の周囲には、結束バンド６２が巻かれている。結束バンド６２は、ラジエターサポート部材１３ａに形成されている既存の貫通孔１３ｂを通って巻き回されて、ヒューズ５０をラジエターサポート部材１３ａの上面に結束固定している。

なお、本実施形態では、結束バンド６０，６２を用いてヒューズ５０を結束固定する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ヒューズはラジエターサポート部材に対して他の固定手段（例えば、両面テープ、粘着テープ、固定部材による締結など）で固定されてもよい。

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では、外部電源ＯＰから外部接続ケーブル２２を介してバッテリヒータ３２に電力供給するための電力ケーブル４８にヒューズ５０を設け、このヒューズ５０をエンジンコンパートメント１４内のヘッドランプＨＲの裏側に配置している。ヘッドランプＨＲの裏側はエンジンコンパートメント１４内において雨水等の水が侵入しにくい箇所であることから、既存部品を用いてヒューズ５０が水濡れするのを抑制でき、部品信頼性が向上する。さらに、ヒューズ５０が既存部品であるラジエターサポート部材１３ａに固定されているため、車両走行時にヒューズ５０が振動するのを防止できる。

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、１１ 車両前部、１２ バッテリ、１３ 車両ボディ、１３ａ ラジエターサポート部材、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、２０，４０，４７，４９，５１ コネクタ、２２ 外部接続ケーブル、２２ａ プラグ、３０ バッテリヒータシステム、３２ バッテリヒータ、３６，４８ 電力ケーブル、４２ ＡＣ／ＤＣコンバータ、５０ ヒューズ、５２ ヒューズ本体、５４ シート材、５６ 粘着テープ、６０，６２ 結束バンド、７０ ラジエタ、７２ ブラケット、ＡＰ アースポイント、ＤＰ ダッシュパネル、Ｍ モータ、ＨＲ ヘッドランプ、ＯＰ 外部電源。

Claims (1)

1. 車両に搭載されたバッテリを昇温させるためのバッテリヒータと、
   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、
   前記電力ケーブルに設けられ、該電力ケーブルに過電流が流れたときに前記バッテリヒータへの電力供給を遮断するヒューズと、を備え、
   前記車両のエンジンコンパートメント内において、車両ボディの一部を構成するラジエターサポート部材の上面に固定されたヘッドランプの裏側に形成された凹部の内側に、前記ヒューズが配置されて、上面視で前記ヒューズの車両外側部分が前記ヘッドランプで覆われるように、前記ラジエターサポート部材に前記ヒューズが固定されている、
   バッテリヒータシステム。

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