JPH06143986A

JPH06143986A - 電気自動車用暖房装置

Info

Publication number: JPH06143986A
Application number: JP30277992A
Authority: JP
Inventors: Masato Hosaka; 正人保坂; Jiro Suzuki; 次郎鈴木; Akira Maenishi; 晃前西
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1992-11-13
Filing date: 1992-11-13
Publication date: 1994-05-24

Abstract

(57)【要約】【目的】触媒燃焼により、快適、クリーン、安全な電気
自動車用暖房装置を提供する。【構成】燃料タンク１と、燃料ポンプ３と、気化器４
と、燃焼用送風機５と、触媒を担持した燃焼体８を有す
る燃焼室７と、燃焼室７における燃焼熱を暖房に利用す
る熱交換装置とからなり、沸点が１５０℃〜３５０℃の
範囲の液体燃料を使用し、かつ燃焼体８に対向して気化
器４を設ける構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電気自動車に用いられ
る、液体燃料を燃焼し、その燃焼熱を車内の暖房に利用
する電気自動車用暖房装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電気自動車用の暖房装置は、電気
自動車の動力源であるバッテリーの電気により駆動する
ヒートポンプにより暖房を行うものや、蓄熱材を利用し
て暖房を行うものであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】電気自動車の動力源は
バッテリーである。このために、駆動モータや冷暖房装
置の運転はバッテリーに蓄えられた電気エネルギーによ
り行われる。したがって４０００ｋｃａｌ／ｈ〜５００
０ｋｃａｌ／ｈといわれる車両暖房負荷をバッテリーの
電気エネルギーから取り出すことは、バッテリーにかな
りな負担をかけるという課題が生じる。

【０００４】さらに寒冷地での使用を考慮すると、外気
温は国内仕様であれば−２０℃、国外仕様であれば−３
０℃まで考慮しなければならない。一方、バッテリーの
性能は外気温の影響を受け、外気温の低下にともないバ
ッテリーの能力も低下する。したがって、外気温が低く
なるほど、バッテリーの負担が大きくなるにもかかわら
ず、バッテリーの能力が低下し、充分な暖房能力が得ら
れないという課題が生じる。

【０００５】この課題を解決するために、バス、マイク
ロバス、極寒冷地用特殊車に使用されている火炎燃焼式
の暖房装置適用することも考えられる。これは、燃焼熱
を熱交換して車内の暖房を行うものである。しかし、燃
焼室から排出される排気ガスにはＮＯ_X やＣＯなどの有
害物質を多量に含んでおり、電気自動車の特徴であるク
リーン性を阻害してしまう。

【０００６】さらに、電気自動車は走行能力を高めるた
めに、バッテリー自体の重量がかなり重くなることが避
けられず、また車両の軽量化も進み、衝突時に暖房用の
燃焼室が壊れやすい。このため衝突時に、燃料タンクが
爆発したり、漏れ出た燃料が発火したりする危険がある
という課題があった。

【０００７】本発明は上記従来技術の課題を解決するこ
とができ、快適で安全な暖房装置を提供することを目的
とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明は、燃料タンクと、燃料供給装置と、内部にヒー
タを有する燃料気化装置と、燃焼用空気供給装置と、触
媒を担持した燃焼体を有する燃焼室と、燃焼室における
燃焼熱を暖房に利用する熱交換装置とからなり、燃焼体
に対向して気化装置を設けた構成とする。また、沸点が
１５０℃〜３５０℃の範囲内の液体燃料を用いるものと
する。

【０００９】

【作用】触媒燃焼は触媒作用により、燃焼反応の活性化
エネルギーを小さくすることができるために、燃焼温度
を低くして燃焼を行うことができる。本発明はこのこと
を応用したもので、電気自動車用暖房器として触媒燃焼
を応用した燃焼器を用いている。触媒燃焼は触媒の働き
により燃焼温度を５００℃〜９００℃の範囲に抑えるこ
とができる。一般にＮＯ_X の発生温度は１４００℃以上
といわれており、このため触媒燃焼を用いると、ＮＯ_X
の発生が皆無で燃焼反応を行うことができる。このた
め、本発明のように電気自動車用暖房器の燃焼器に触媒
燃焼を用いると、ＮＯ_X が全く発生しない。

【００１０】また本発明では燃焼体に対向して気化装置
を設けてある。触媒燃焼は触媒体表面で燃焼を行うため
に、触媒体表面から多量の輻射エネルギーが放出され
る。このため、触媒燃焼が行われている間は触媒から熱
輻射により気化装置が加熱されることになる。ゆえに触
媒燃焼が行われている間は、気化装置に設けられてある
電気ヒータに通電することなく、液体燃料の気化を行う
ことができ、余分な電気エネルギーの消費を押さえるこ
とができる。

【００１１】上記により触媒面からの輻射量により液体
燃料を気化するために、液体燃料の沸点が小さいほど良
く、実用上は液体燃料の沸点を３５０℃以下が適してい
る。本発明は、触媒燃焼の燃料として沸点が１５０℃〜
３５０℃の範囲の液体燃料を使用している。沸点が１５
０℃以下の液体燃料は、揮発性が高く、衝突時に燃料タ
ンクから燃料が流出すると、漏れ出た燃料に引火する可
能性があり、危険である。また、沸点が３５０℃以上の
液体燃料は粘度が大きく燃料ポンプが大きくなること
や、気化装置で一旦気化した燃料ガスが沸点が高いため
に、燃料の供給経路内で凝縮し、燃料供給経路内でター
ル化するという問題が生じる。したがって、本発明で用
いているように、沸点が１５０℃〜３５０℃の範囲の液
体燃料は、引火の危険性もなく、また、燃料供給経路内
で気化した燃料ガスの凝縮も起こりづらいために、クリ
ーンで安全な暖房装置にすることができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。図１は本発明の一実施例の電気自動車用暖房
装置の構成図である。図１において、１は燃料タンクで
ある。燃料タンク１内の燃料は、フィルター２を介して
燃料ポンプ３により気化器４へ供給される。気化器４は
燃料を気化するヒータと温度センサ（ともに図示せず）
を有し、燃料を最適な温度で気化できるようにしてあ
る。燃焼用空気は燃焼用送風機５から流量コントローラ
６を介して気化器４に供給される。気化器４内では気化
した燃料と燃焼用空気が混合し、予混合気が燃焼室７へ
供給される。燃焼室７内には触媒を担持した燃焼体８、
たとえばセラミックスハニカムに白金やパラジウムなど
の貴金属触媒を担持したものが設けてある。あらかじ
め、バッテリー（図示せず）からの電流により、触媒加
熱用ヒータ９に通電し、燃焼体８を加熱する。燃焼体８
の温度を検出するセンサ１０からの信号により、触媒温
度コントローラ１１が触媒が活性温度に達したことを検
出すると、予混合気を燃焼室７に供給する。予混合気が
燃焼体８の触媒表面に接触すると、触媒表面で触媒燃焼
を開始する。触媒燃焼時に発生した燃焼熱は、燃焼室７
を覆ったウォータージャケット１２で内部の循環水と熱
交換され、排気ガスは排気パイプ１３より大気へ放出さ
れる。ウォータージャケット１２内で高温になった循環
水は、循環ポンプ１４により循環経路１５を介して熱交
換器１６へ供給される。熱交換器１６においては、ブロ
アモータ１７により送風ファン１８を回すことにより、
高温の循環水から温風に熱交換し、車内に温風を供給す
ることにより暖房を行う。熱交換器１６で温風に熱交換
され、低温になった循環水は再びウォータージャケット
１２に戻され、燃焼熱を吸収する。

【００１３】上記の実施例は熱交換装置として水循環方
式について説明してきたが、燃焼室７で発生した燃焼熱
を加熱用空気と熱交換し、加熱空気を循環して車内の暖
房を行っても、同様の効果がある。

【００１４】ここで、燃焼室７に供給される予混合気の
空燃比は燃料の供給量と燃焼用空気の供給量で決まる。
本実施例では空燃比制御装置１９を設け、燃料ポンプ３
や流量コントローラ６を制御することにより、燃料の供
給量あるいは燃焼用空気の供給量の少なくとも一つを制
御し、燃焼室７へ供給する予混合気の空燃比を可燃範囲
外に保っている。

【００１５】そこで本実施例のように燃焼室７が触媒を
担持した燃焼体８で構成すると、触媒燃焼は触媒の作用
により、燃焼反応の活性化エネルギーを小さくすること
ができるために、火炎燃焼では不可能であった可燃範囲
外の予混合気でも触媒燃焼を行うことができる。このた
め触媒燃焼の燃焼温度は火炎燃焼に比べて、非常に低い
温度に抑えられることができる。通常１５００℃〜１７
００℃程度ある燃焼温度が、５００℃〜９００℃程度ま
で下げることができる。したがって、ＮＯ_X が生成され
るといわれている１４００℃を大幅に下回って燃焼する
ことができるために、燃焼時にＮＯ_X の発生がほとんど
ない。したがって、電気自動車用暖房器として燃焼方式
の暖房装置を用いても、本実施例のような触媒燃焼器を
応用した暖房装置ならば、電気自動車のクリーン性を何
等阻害することなく、快適な暖房を行うことができる。

【００１６】また、自動車の暖房器に気体燃料を用いた
燃焼装置を使用すると、衝突時の安全性が問題になる。
特に電気自動車の場合、走行能力を高めるために、バッ
テリー自体の重量がかなり重くなるとこが避けられず、
また車両の軽量化も進み、衝突時に暖房用の燃焼室が壊
れやすく、発火や爆発の危険性がある。これは燃料にプ
ロパンやメタンなどの気体燃料を使用すると、燃料を貯
蔵する容器として、高圧ボンベが必要となり、燃料ボン
ベが爆発したり、発火したりする危険があるからであ
る。

【００１７】燃料に液体燃料を用いると燃料ボンベの爆
発を防ぐことはできる。しかし原油から液体燃料を精製
する際、沸点が低い温度で留出した燃料は、揮発性に富
んでいるために、衝突時に燃料タンクから燃料が流出す
ると、漏れ出た燃料に引火しやすく、火災を発生しやす
く、危険である。また、沸点が高い温度で流出した燃料
は沸点が高いために、気化器４気化した燃料ガスが再び
凝縮しやすい。このために、燃料供給経路内で気化した
燃料ガスが凝縮してタール化するという問題が生じる。

【００１８】これらのことより本実施例では触媒燃焼に
使用する液体燃料は、沸点が１５０℃〜３５０℃の範囲
にあるものを用いている。このために、衝突時に仮に燃
料タンクから液体燃料が流出したとしても引火の危険性
はなく、また、燃料供給経路内で気化した燃料ガスの凝
縮も起こりづらいために、電気自動車において触媒燃焼
を応用した暖房装置により、クリーンで安全な暖房を行
うことができる。また触媒燃焼は触媒体表面で燃焼を行
うために、触媒体表面から多量の輻射エネルギーが放出
されるという特徴がある。本実施例はこのことを応用す
るために、燃焼体８に対向して気化器４を設けてある。
燃焼時には、触媒を担持した燃焼体８から気化器４に向
けて多量の輻射エネルギーが放出され、気化器４が加熱
される。したがって、触媒燃焼が安定して行われるよう
になると、気化器４は絶えず液体燃料を気化するに十分
な高温の状態にとなる。ただ、液体燃料の沸点が余り高
温になると、輻射エネルギーにより気化器４を加熱して
も、液化燃料の気化が十分に行われなくなる。実用上は
液体燃料の沸点は３５０℃以下に押さえなければならな
い。このために、気化器に４の内部に設けられている電
気ヒータに通電しなくとも、液体燃料の気化を行うこと
ができ、余分な電気エネルギーの消費を押さえることが
できる。

【００１９】

【発明の効果】前記実施例の説明より明らかなように本
発明は、燃料タンクと、燃料供給装置と、内部に電気ヒ
ータを有した燃料気化装置と、燃焼用空気供給装置と、
触媒を担持した燃焼体を有する燃焼室と、燃焼室におけ
る燃焼熱を暖房に利用する熱交換装置とからなり、沸点
が１５０℃〜３５０℃の範囲にある液体燃料を使用し、
かつ燃焼体に対向して気化装置を設けることにより電気
自動車において、クリーンで安全な暖房を行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の電気自動車用暖房装置の構
成図

【符号の説明】

１燃料タンク３燃料ポンプ４気化器５燃焼用送風機７燃焼室８燃焼体１６熱交換器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃料タンクと、燃料供給装置と、電気ヒ
ータを内部に有する燃料気化装置と、燃焼用空気供給装
置と、触媒を担持した燃焼体を有する燃焼室と、前記燃
焼室における燃焼熱を暖房に利用する熱交換装置とから
なり、前記燃焼体に対向して前記気化装置を設けた電気
自動車用暖房装置。
【請求項２】燃料を沸点１５０℃〜３５０℃の範囲内
である液体燃料とした請求項１記載の電気自動車用暖房
装置。