JPH0595108U - 電気自動車用電動機の電池温度上昇時制御 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高い出力電流の供給によって蓄電池の温度が
所定値以上の高温まで上昇するのを防止し、当初の電池
寿命や電池性能を確保する。 【構成】 蓄電池２の温度を検出する温度センサ１４を
設け、コントロールユニット９のマイクロコンピュータ
１１に接続する。マイクロコンピュータ１１は、電池温
度が所定値以上の高温になった時、電動機１２へ供給す
る出力電流をアクセル開度センサ１３からの信号に優先
して所定値以内に制限する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、蓄電池を車載した電気自動車に適用される電動機制御に関し、特に 、高速走行等により電池温度が上昇した時の電池保護を目的とした電気自動車用 電動機の電池温度上昇時制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】

省エネルギや環境問題等の社会的要請に答えるため、内燃機関に変わる駆動源 として電動機を使用する電気自動車の研究・開発が進められ、一部で実用化され ている。

【０００３】 そこで、電気自動車の概略構成を図４に示して簡単に説明する。電気自動車１ は、蓄電池２の保有する電気エネルギを電動機３で駆動力に変え、この駆動力を 車輪４に伝達して走行する。電動機３へ供給される出力電流は、ドライバーの操 作するアクセル開度（踏込み量）に対応してコントロールユニット５で調整され 、この電流値が大きい程電動機の出力が大きくなって車速も増す。すなわち、電 動機３は内燃機関自動車のエンジンに相当する。

【０００４】 また、蓄電池２は内燃機関自動車の燃料タンクに相当し、一般電源６から受け た交流を充電装置７で変換した直流電流の供給を受けることにより、電気エネル ギを化学的に蓄えることができる。この蓄電池２としては鉛蓄電池が最も一般的 に使用されているが、高性能電気自動車にはエネルギ密度の高い高温電池を採用 した例もある。

【０００５】 なお、電動機３で発生した駆動力を車輪４へ伝達する駆動系は、基本的には内 燃機関自動車と同じであるが、電動機の出力特性により変速機を省略することも 可能である。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、電気自動車に車載される蓄電池には、自らの内部抵抗及び化学反応 により、高い出力電流の供給（放電）を続けると発熱して温度上昇する問題があ る。しかも、この温度上昇が所定値以上の高温に達すると、充電可能回数が略半 減すると共に充電容量も著しく低下するため、電池寿命の減少や故障発生率の上 昇といった性能低下を生じる不都合がある。

【０００７】 しかし、電気自動車に車載される蓄電池は、まんがいちの衝突時の安全性確保 、及び発生ガスの車室内侵入防止等を目的として通常密閉型のボックスに収納さ れており、電気自動車の走行性能の向上に伴って発熱量が増すため、換気ファン を作動させてのボックス内換気や走行風によるボックス冷却だけでは電池温度を 所定値以下に保つのが困難になってきている。

【０００８】 一般的な電気自動車に広く使用されている鉛蓄電池では約６０°Ｃ、また、ニ ッケル−カドミウムアルカリ蓄電池（以下ニッカド電池）では約４５°Ｃより高 温になると著しい性能低下を生じるため、内燃機関自動車に近い走行性能を目標 とする電気自動車にとっては、高価な蓄電池の寿命を損なわないようにする温度 上昇防止対策が望まれる。

【０００９】 そこで、本考案の目的は、車載した蓄電池が所定の温度を超えた高温にならな いようにして当初の電池性能を確保する、電気自動車用電動機の電池温度上昇時 制御を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

本考案は、前述の課題を解決するもので、車載した蓄電池から駆動用の電動機 へ供給される出力電流がアクセル開度センサで検出したアクセル開度の信号を受 けるコントロールユニットによって制御される電気自動車において、前記蓄電池 の温度を検出する温度センサ及び前記出力電流の電流値を検出する電流センサを 設けて前記コントロールユニットに接続し、該コントロールユニットが、前記温 度センサで所定値以上の高温を検出した時に、前記出力電流を前記アクセル開度 に優先して所定値以内に制限するように構成したことを特徴とする電気自動車用 電動機の電池温度上昇時制御である。

【００１１】

【作用】

前述した手段によれば、温度センサで蓄電池の温度を常に監視し、電池温度が 所定値以上の高温になると電動機へ供給する出力電流を制限するようにしたので 、蓄電池の温度は所定値以下に保たれる。

【００１２】

【実施例】

本考案による電気自動車用電動機の電池温度上昇時制御の一実施例を図１ない し図３に基づいて説明する。

【００１３】 図１のブロック図において、複数の蓄電池２が直列に並べられ、プラス側の端 子は途中に配設した電流センサ８を介してコントロールユニット９内の電動機駆 動回路１０に接続されている。電動機駆動回路１０は、マイクロコンピュータ１ １の指令信号に応じた出力電流を蓄電池２から電動機１２へ供給する。この指令 信号は、アクセル開度センサ１３で検出したアクセル開度の信号を受けてマイク ロコンピュータ１１が演算処理したもので、一般的なアクセル開度信号は、ドラ イバーの操作するアクセルペダル（図示省略）踏込み量に応じた抵抗値の変化を 検出したものが使用される。

【００１４】 また、電動機１２へ供給される出力電流は、電流センサ８によって常にその電 流値が監視され、検出した電流値はマイクロコンピュータ１１へ入力されている 。一方、蓄電池２の温度を検出する目的で設けた温度センサ１４も常に電池温度 を監視しており、該センサで検出した電池温度は、上記電流値と同様に、マイク ロコンピュータ１１へ入力されている。

【００１５】 さて、コントロールユニット９における電池温度上昇時制御は、図２のフロー チャートに示す如く、最初に温度センサ９から入力される電池温度をチェックす る。なお、この電池温度上昇時制御の開始には、アクセル開度センサ１３から出 力電流供給のアクセル開度信号が入力されていることが必要である。

【００１６】 電池温度をチェックした結果、所定値以上の高温を検出した時は、続けて電流 センサ８から入力される出力電流の電流値をチェックし、この電流値が所定値以 上とならないように、アクセル開度に優先して制限する。すなわち、この制限電 流値は、蓄電池２の内部抵抗及び化学反応による発熱量が電池温度を上昇させえ ないように設定し、また、電池温度の所定値は、電池性能を悪化させない上限温 度を設定すればよい。なお、電池温度が所定値より低い場合、及び電池温度が所 定値以上であっても出力電流が所定値より小さい場合は、いずれも出力電流はア クセル開度に応じた通常制御によって供給される。

【００１７】 次に、温度センサ１４の設置構造例を図３に示して説明する。この構造例では 、温度センサ１４としてサーミスタがケーブル接続端子１５の端子本体１６に埋 設されており、該端子１５の導通部は全て絶縁材１７で被覆されている。この端 子構造は、電気自動車の高性能化に対応したもので、出力電流の電圧が高くなっ ても感電の心配がないように配慮がなされているだけでなく、今後蓄電池の主流 になるであろう液温測定が不可能な密閉型蓄電池（たとえば密閉型ニッカド電池 ）の温度検出をも容易にしている。なお、図３において、１８はバッテリ端子１ ９と嵌合する凹部、２０は絶縁材を成形した上蓋、２１は端子固定用のボルト、 ２２はボルト２１の作業孔、２３はボルト２１と螺合する埋込ナット、２４はケ ーブル、２５はケーブル２４の芯線２４ａをかしめて結合するケーブルかしめ部 、２４ｂは芯線２４ａの被覆材を各々示しており、温度センサ１４とコントロー ルユニット９とを接続する電線は図示が省略されている。

【００１８】 上述した電動機制御によれば、たとえば高速走行時のように蓄電池２が高い出 力電流を電動機１２へ供給し続けた場合、蓄電池の温度は内部抵抗及び化学反応 による発熱を受けて上昇するが、電池性能を悪化させるような高温になる前に温 度センサ１４が所定の上限温度を検出して出力電流を制限する。このため、ドラ イバーが高い出力電流を要求するようなアクセル操作をしても蓄電池２は常に所 定の温度以下に保たれ、寿命を損なうような使用状況になるのを防止できる。ま た、この電流制限と同時に、ブザーを鳴動させて警報ランプを点灯するなどして 、ドライバーに警告を与えるとよい。なお、温度センサ１４の取付けは、複数の 蓄電池２の中で走行風が当たりにくい位置にある等、熱的条件が最も厳しいもの を１個選択すればよいが、複数個の蓄電地にセンサを取付けて信頼性を高めても よい。

【００１９】

【考案の効果】

前述した本考案の電池温度上昇時制御によれば、電池性能が低下するような温 度まで電池温度が上昇するのを防止できるので、充電回数が略半減したり、ある いは充電容量が急激に減少するような大幅な寿命低下がなくなり、電気自動車の 信頼性や経済性の向上に大きな効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示すブロック図である。

【図２】図１のコントロールユニットにおける電池温度
上昇時制御例を示すフローチャートである。

【図３】ケーブル接続端子に温度センサを埋設した構造
例を示す断面図である。

【図４】電気自動車の概略構成を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

２ 蓄電池 ８ 電流センサ ９ コントロールユニット １２ 電動機 １３ アクセル開度センサ １４ 温度センサ １５ ケーブル接続端子 １９ バッテリ端子 ２４ ケーブル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 鈴木 浩恭 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動車 工業株式会社内 (72)考案者 名取 一雄 東京都調布市西つつじケ丘２丁目４番１号 東京電力株式会社技術研究所内 (72)考案者 藤原 昇 東京都調布市西つつじケ丘２丁目４番１号 東京電力株式会社技術研究所内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】車載した蓄電池から駆動用の電動機へ供給
   される出力電流がアクセル開度センサで検出したアクセ
   ル開度の信号を受けるコントロールユニットによって制
   御される電気自動車において、前記蓄電池の温度を検出
   する温度センサ及び前記出力電流の電流値を検出する電
   流センサを設けて前記コントロールユニットに接続し、
   該コントロールユニットが、前記温度センサで所定値以
   上の高温を検出した時に、前記出力電流を前記アクセル
   開度に優先して所定値以内に制限するように構成したこ
   とを特徴とする電気自動車用電動機の電池温度上昇時制
   御。