JPH07149137A - 電気自動車用空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 充電中にバッテリより発生するＨ₂ ガス等の
有害ガスが車室内に充満するのを防止することのできる
電気自動車用空調装置の提供にある。 【構成】 空調装置の各種空調機器を制御するエアコン
制御装置は、バッテリの充電を開始したことを示す充電
開始信号が入力されると（ステップＳ１でＹＥＳの場
合）、ＩＧスイッチ４３がＯＦＦの時（ステップＳ２で
ＹＥＳの場合）に、内外気切換ダンパを制御して外気導
入口を開き（ステップＳ３）、さらに電気自動車のドア
が全て閉じられていると判断した時（ステップＳ４でＮ
Ｏの場合）に、送風機を作動させる（ステップＳ５）と
ともに、吹出口切換ダンパを制御してフェイスモードを
選択する（ステップＳ６）。これにより、車室内に外気
が導入されて、車室内の換気が行なわれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、バッテリを動力源とす
る電気自動車用空調装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、バッテリ（蓄電池）を動力源
とする電気自動車では、車両の走行等によって電力を消
費することから、充電によってバッテリの容量を回復す
る必要がある。この場合、バッテリを車室内に搭載する
車両（箱型スタイルの所謂ワンボックスタイプの車両に
多い）では、充電中にバッテリより発生するＨ₂ ガス等
の有害ガスが車室内に充満する虞があるため、充電中は
ドアや窓ガラスを開放して車室内の換気を行なうことが
充電作業時の留意点として指示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、バッテリの
充電は、夜間、しかも無人で行なわれる場合が一般的で
ある。このため、上記のようにドアや窓ガラスを開放し
た状態でバッテリの充電を行なう場合には、車両盗難や
車両へのいたずらに遭う可能性が高い。また、電気自動
車では、一般的に高電圧（ＤＣ２００Ｖ以上）を使用す
ることから、バッテリの充電中に部外者が内部機器に触
れて感電する危険性もある。本発明は、上記事情に基づ
いて成されたもので、その目的は、充電中にバッテリよ
り発生するＨ₂ ガス等の有害ガスが車室内に充満するの
を防止することのできる電気自動車用空調装置の提供に
ある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、請求項１では、動力源であるバッテリが
車室内に搭載された電気自動車に適用されて、前記車室
内へ外気を導入する外気導入口と、この外気導入口を開
閉する開閉ダンパと、前記外気導入口より外気を導入し
て前記車室内へ送る送風機と、前記バッテリの充電が開
始されたことを示す充電開始信号が入力されたか否かを
判定する充電開始信号判定手段と、この充電開始信号判
定手段により前記充電開始信号が入力されたと判定され
た時に、前記外気導入口を開くように前記開閉ダンパを
駆動するダンパ駆動手段と、前記充電開始信号判定手段
により前記充電開始信号が入力されたと判定された時
に、前記送風機を駆動する送風機駆動手段とを備えたこ
とを技術的手段とする。

【０００５】また、請求項２では、動力源であるバッテ
リが車室内に搭載された電気自動車に適用されて、前記
車室内へ外気を導入する外気導入口と、この外気導入口
を開閉する開閉ダンパと、前記外気導入口より外気を導
入して前記車室内へ送る送風機と、前記バッテリの充電
中に前記バッテリより車室内に放出されたＨ₂ ガスの濃
度を検出するＨ₂ ガス検出手段と、このＨ₂ ガス検出手
段の検出値が所定値以上の時に、前記外気導入口を開く
ように前記開閉ダンパを駆動するダンパ駆動手段と、前
記Ｈ₂ ガス検出手段の検出値が前記所定値以上の時に、
前記送風機を駆動する送風機駆動手段とを備えたことを
技術的手段とする。

【０００６】

【作用】請求項１に示す電気自動車用空調装置は、バッ
テリの充電が開始されたことを示す充電開始信号が入力
されたか否かを判定する充電開始信号判定手段を備え
る。そして、この充電開始信号判定手段によってバッテ
リの充電が開始されたことを示す充電開始信号が入力さ
れたと判定されると、ダンパ駆動手段によって開閉ダン
パが外気導入口を開くように駆動されるとともに、送風
機駆動手段によって送風機が駆動される。これにより、
外気導入口を介して車室内に外気が導入されて、車室内
の換気が行なわれる。

【０００７】請求項２に示す電気自動車用空調装置は、
充電中にバッテリより放出されるＨ ₂ ガスの濃度を検出
するＨ₂ ガス検出手段を備える。そして、このＨ₂ ガス
検出手段の検出値が所定値以上の時に、ダンパ駆動手段
によって開閉ダンパが外気導入口を開くように駆動され
るとともに、送風機駆動手段によって送風機が駆動され
る。これにより、外気導入口を介して車室内に外気が導
入されて、車室内の換気が行なわれる。

【０００８】

【実施例】次に、本発明の電気自動車用空調装置の一実
施例を図１〜図５に基づいて説明する。図１は電気自動
車用空調装置の送風系を示す模式図である。本実施例の
空調装置１は、バッテリ２を動力源とする電気自動車Ａ
（図４参照）に適用されるもので、車室内に送風空気を
導くダクト３、このダクト３の上流端に設けられて、ダ
クト３内に空気を導入して車室内へ送る送風機４、ヒー
トポンプ式冷凍サイクル５（図２参照）、およびエアコ
ン制御装置６（図３参照）を備える。なお、電気自動車
Ａは、図４に示すように、箱型スタイルの所謂ワンボッ
クスタイプの車両で、車室内の後部座席の後側にバッテ
リ２を搭載するものである。

【０００９】ダクト３は、その下流端に分岐ダクト３ａ
〜３ｄが接続されて、各分岐ダクト３ａ〜３ｄの先端
が、車室内に開口する吹出口７〜１０に連通されてい
る。吹出口７〜１０は、電気自動車Ａのフロントガラス
に向けて空気を吹き出すデフロスタ吹出口７、乗員の上
半身（頭胸部）に向けて空気を吹き出すフェイス吹出口
８、車室内の両サイドから空気を吹き出すサイドフェイ
ス吹出口９、および乗員の足元に向けて空気を吹き出す
フット吹出口１０から成る。

【００１０】デフロスタ吹出口７、フェイス吹出口８、
フット吹出口１０は、各分岐ダクト３ａ、３ｂ、３ｄの
上流側開口部に設けられた吹出口切換ダンパ１１、１
２、１３によって開閉される。これらの吹出口切換ダン
パ１１〜１３は、選択された吹出口モードに応じて、図
示しないリンク機構を介してサーボモータ１４（図３参
照）により駆動される。また、フェイス吹出口８とサイ
ドフェイス吹出口９には、乗員の手動操作によって吹出
口８、９を開閉する吹出口開閉ダンパ１５、１６が設け
られている。

【００１１】送風機４は、ファンケース４ａ、遠心式フ
ァン４ｂ、ファンモータ４ｃより構成され、このファン
モータ４ｃへの印加電圧に応じて、ファンモータ４ｃの
回転速度が決定される。ファンケース４ａには、車室内
空気（内気）を導入する内気導入口１７、車室外空気
（外気）を導入する外気導入口１８、および内気導入口
１７と外気導入口１８とを選択的に開閉する内外気切換
ダンパ１９（本発明の開閉ダンパ）が設けられている。
この内外気切換ダンパ１９は、選択された内外気モード
に応じて、図示しないリンク機構を介してサーボモータ
２０（図３参照）により駆動される。

【００１２】冷凍サイクル５は、図２に示すように、冷
媒圧縮機２１、室外熱交換器２２、冷房用熱交換器２
３、暖房用熱交換器２４、第１減圧装置２５、第２減圧
装置２６、アキュムレータ２７、流路切換手段（後述す
る）を備える。冷媒圧縮機２１は、電気自動車Ａの走行
用モータ（図示しない）とは別の電動モータ２８（図３
参照）によって駆動されることにより、吸入した冷媒を
圧縮して吐出するもので、電動モータ２８の回転速度に
応じて冷媒吐出量が変化する。電動モータ２８は、冷媒
圧縮機２１とともに密閉容器内に一体に収容されてお
り、インバータ２９（図３参照）の周波数特性に応じて
回転速度を可変する。

【００１３】室外熱交換器２２は、車室外に配されて、
外気と冷媒との熱交換を行なう。室外熱交換器２２の前
面には、室外熱交換器２２へ外気を送風する室外ファン
３０が設置されている。冷房用熱交換器２３は、ダクト
３内に配されて、ダクト３内を流れる空気と低温低圧の
冷媒との熱交換を行なうことにより、冷房用熱交換器２
３を通過する空気を冷却する。暖房用熱交換器２４は、
ダクト３内で冷房用熱交換器２３の下流（風下）に配さ
れて、ダクト３内を流れる空気と高温高圧の冷媒との熱
交換を行なうことにより、暖房用熱交換器２４を通過す
る空気を加熱する。

【００１４】第１減圧装置２５は、冷房運転時および除
湿運転時に冷房用熱交換器２３へ送られる冷媒を減圧膨
脹する固定絞りのキャピラリチューブである。第２減圧
装置２６は、暖房運転時に室外熱交換器２２へ流入する
冷媒を減圧膨脹する固定絞りのキャピラリチューブであ
る。アキュムレータ２７は、冷媒圧縮機２１へ還流する
冷媒を気液分離して液冷媒を貯留し、気相冷媒のみを冷
媒圧縮機２１へ送り出すものである。

【００１５】流路切換手段は、運転モード（冷房モー
ド、暖房モード、除湿モード）に応じて冷媒の流れ方向
を切り換えるものである。具体的には、冷媒圧縮機２１
より吐出した冷媒の循環方向を切り換える四方弁３１、
暖房運転時に第１減圧装置２５と冷房用熱交換器２３と
をバイパスさせる第１電磁開閉弁３２、除湿運転時に第
２減圧装置２６をバイパスさせる第２電磁開閉弁３３、
および冷媒の流れ方向を規制する逆止弁３４より構成さ
れる。なお、図２に冷房モード時の冷媒の流れを矢印
Ｃ、暖房モード時の冷媒の流れを矢印Ｈ、除湿モード時
の冷媒の流れを矢印Ｄで示す。

【００１６】ダクト３内で暖房用熱交換器２４の下流に
は、電気ヒータ３５（例えばＰＴＣヒータ）が設けられ
ている。この電気ヒータ３５は、通電を受けて発熱する
ことにより空気を加熱するもので、最大暖房時等に暖房
用熱交換器２４だけでは所望の暖房能力が得られない時
に使用される。

【００１７】エアコン制御装置６（図３参照）は、マイ
クロコンピュータ（図示しない）を内蔵するもので、車
室内のダッシュボード（図示しない）に設けられたエア
コン操作パネル３６での各種操作に基づいて空調制御を
行なうとともに、バッテリ２の充電時に車室内を換気す
るための換気制御を行なう。

【００１８】空調制御は、エアコン操作パネル３６より
出力される操作信号、および各種センサ（後述する）よ
り出力される検出信号に基づいて、各ダンパ（吹出口切
換ダンパ１１〜１３、内外気切換ダンパ１９）を駆動す
る各サーボモータ１４、２０、ファンモータ４ｃ、イン
バータ２９、室外ファン３０、四方弁３１、第１電磁開
閉弁３２、第２電磁開閉弁３３、電気ヒータ３５等の空
調機器を制御することにより行なわれる。

【００１９】上記のセンサは、冷房用熱交換器２３のフ
ィン温度を検出するフィン温度サーミスタ３７、冷凍サ
イクル５の高圧圧力を検出する高圧圧力検出センサ３
８、冷媒圧縮機２１より吐出される冷媒の温度を検出す
る吐出温度検出センサ３９、外気温度を検出する外気温
度検出センサ４０、室外熱交換器２２の着霜を検出する
着霜検出センサ４１等である。

【００２０】換気制御は、バッテリ２の充電を行なう充
電機（図示しない）に接続されたコントロールユニット
４２、イグニッションスイッチ４３（以下ＩＧスイッチ
４３と略す）、および電気自動車Ａのドア４４（図４参
照・バックドアも含む）の開放状態を検出するドア開放
検出器４５の各信号に基づいて、吹出口切換ダンパ１１
〜１３を駆動するサーボモータ１４、内外気切換ダンパ
１９を駆動するサーボモータ２０、および送風機４のフ
ァンモータ４ｃを制御することにより行なわれる。

【００２１】次に、換気制御に係わる本実施例の作動を
図５のフローチャートに基づいて説明する。充電機によ
ってバッテリ２の充電が開始されると、コントロールユ
ニット４２より充電の開始を示す充電開始信号がエアコ
ン制御装置６に出力される。そこで、まず、エアコン制
御装置６に充電開始信号が入力されたか否かを判定する
（ステップＳ１・本発明の充電開始信号判定手段）。

【００２２】ステップＳ１の判定結果がＹＥＳの場合、
つまり充電開始信号が入力された場合は、ＩＧスイッチ
４３がＯＦＦであるか否かを判定する（ステップＳ
２）。この判定結果がＮＯの場合は、ＩＧスイッチ４３
がＯＦＦされていないことから、再びステップＳ１へ戻
る。ステップＳ２の判定結果がＹＥＳの場合、つまりＩ
Ｇスイッチ４３がＯＦＦされている場合は、内気導入口
１７を閉じて外気導入口１８を開く外気モードが得られ
るように、サーボモータ２０を制御して内外気切換ダン
パ１９を駆動する（ステップＳ３・本発明のダンパ駆動
手段）。

【００２３】続いて、ドア開放検出器４５の信号よりド
ア４４が開放しているか否かを判定する（ステップＳ
４）。この判定結果がＹＥＳの場合は、ドア４４が開放
されていることから、再びステップＳ１へ戻る。ステッ
プＳ４の判定結果がＮＯの場合、つまり全てのドア４４
が閉じている場合は、車室内の換気を行なうために、フ
ァンモータ４ｃを駆動するとともに、フェイス吹出口８
を開くフェイスモードが得られるように、サーボモータ
１４を制御して各吹出口切換ダンパ１１〜１３を駆動す
る（ステップＳ５・本発明の送風機駆動手段、ステップ
Ｓ６）。これにより、最も換気し易い条件で外気を導入
することができる。

【００２４】その後、再度充電開始信号が入力されたか
否かを判定し（ステップＳ７）、この判定結果がＹＥＳ
の場合、つまり充電開始信号が入力されている場合は、
充電中にドア４４が開放されたか否かを判定し（ステッ
プＳ８）、この判定結果がＹＥＳの場合、つまり少なく
ともドア４４の一部が開放された場合は、換気を継続す
る必要がないものと判断して、ファンモータ４ｃをＯＦ
Ｆ（ステップＳ９）する。

【００２５】また、ステップＳ８の判定結果がＮＯの場
合、つまりドア４４が全部閉じている場合は、ＩＧスイ
ッチ４３がＯＮされたか否かを判定し（ステップＳ１
０）、この判定結果がＹＥＳの場合、つまりＩＧスイッ
チ４３がＯＮされた場合も、換気を継続する必要がない
ものと判断して、ファンモータ４ｃをＯＦＦ（ステップ
Ｓ９）する。

【００２６】その後、充電の終了あるいは充電機が自動
停止した時、つまり、ステップＳ１およびステップＳ７
で充電開始信号が入力されない場合（判定結果がＮＯの
場合）は、ファンモータ４ｃをＯＦＦして制御を終了す
る（ステップ１１）。

【００２７】このように、本実施例では、ＩＧスイッチ
４３がＯＦＦ（無人であると判断する）の時に、ドア４
４が全て閉じている状態でバッテリ２の充電を行なう場
合は、送風機４の作動により車室内に外気を導入して車
室内の換気を行なうことができる。この結果、充電時に
バッテリ２より放出されるＨ₂ ガス等の有害ガスを車室
外に排出して、有害ガスが車室内に充満することを防ぐ
ことができる。また、本実施例の場合、充電時にバッテ
リ２より放出されたＨ₂ ガス等を車室外に排出するため
に、特別な装備を必要とすることもなく、空調装置１の
空調機器（内外気切換ダンパ１９、吹出口切換ダンパ１
１〜１３、送風機４）を制御して車室内を換気すること
により行なうことができる。このため、充電時に車室内
に放出されたＨ₂ ガスの排出に係わるコストを低く抑え
ることができる。

【００２８】次に、本発明の第２実施例を説明する。本
実施例では、充電中の換気制御を行なう場合に、バッテ
リ２より車室内に放出されるＨ₂ ガスの濃度を検出し
て、そのガス濃度に応じて送風機４の風量レベル（ファ
ンモータ４ｃの回転速度）をコントロールするものであ
る。そこで、車室内の任意の位置（なるべくバッテリ２
から離れた位置が良い）には、Ｈ₂ 濃度を検出するＨ₂
ガス検出センサ４６（図３参照・本発明のＨ₂ ガス検出
手段）が設けられており、このＨ₂ ガス検出センサ４６
の検出信号がエアコン制御装置６へ出力される。

【００２９】本実施例の作動を図６のフローチャートに
基づいて説明する。なお、ステップＳ１からステップＳ
４までの処理、およびステップＳ６からステップＳ１１
までの処理は、第１実施例と同じであるため説明を省略
し、送風機４の制御に係わる処理（ステップＳ５ａ〜ス
テップＳ５ｅ）についてのみ説明する。

【００３０】ステップＳ４の判定結果がＮＯの場合、つ
まり電気自動車Ａの全てのドア４４が閉じている場合
は、Ｈ₂ ガス検出センサ４６によって検出される車室内
のＨ₂濃度が所定値Ａ₁ 以上か否かを判定する（ステッ
プＳ５ａ）。この判定結果がＮＯの場合、つまりＨ₂ 濃
度＜Ａ₁ の場合は、Ｈ₂ ガス検出センサ４６により検出
されたＨ₂ 濃度が所定値Ａ₂ （但しＡ₁ ＞Ａ₂ ）以上か
否かを判定する（ステップＳ５ｂ）。この判定結果がＮ
Ｏの場合、つまりＨ₂ 濃度＜Ａ₂ の場合は、車室内のＨ
₂ 濃度が低いことから、ファンモータ４ｃの回転速度を
制御して送風機４の風量レベルを「Ｌｏ」とする（ステ
ップＳ５ｃ・本発明の送風機４駆動手段）。

【００３１】ステップＳ５ｂの判定結果がＹＥＳの場
合、つまりＡ₁ ＞Ｈ₂ 濃度≧Ａ₂ の場合は、ファンモー
タ４ｃの回転速度を制御して送風機４の風量レベルを
「Ｍｅ」とする（ステップＳ５ｄ・本発明の送風機４駆
動手段）。また、上記ステップＳ５ａの判定結果がＹＥ
Ｓの場合、つまりＨ₂ 濃度≧Ａ₁ の場合は、車室内のＨ
₂濃度が高いことから、ファンモータ４ｃの回転速度を
制御して送風機４の風量レベルを「Ｈｉ」とする（ステ
ップＳ５ｅ・本発明の送風機４駆動手段）。

【００３２】このように、本実施例では、車室内のＨ₂
濃度に応じて送風機４の風量レベルを段階的に制御する
ことにより、充電中にバッテリ２より車室内に放出され
たＨ ₂ ガスを効率良く車室外に排出することができる。

【００３３】〔変形例〕上述の各実施例では、電気自動
車Ａのドア４４が閉じられた状態で送風機４を作動させ
るように制御したが、ドア４４の開放状態に関係なく、
バッテリ２の充電が開始されたら送風機４を作動させる
ように制御しても良い。また、第２実施例で説明したＨ
₂ ガス検出センサ４６を使用する場合は、充電開始信号
の有無に依らず、Ｈ₂ ガス検出センサ４６で検出された
Ｈ₂ 濃度が所定値以上の時には、当然にバッテリ２の充
電が行なわれていると判断して、送風機４を作動させる
ように制御しても良い。

【００３４】

【発明の効果】本発明の電気自動車用空調装置は、バッ
テリの充電が開始された時、あるいは車室内のＨ₂ ガス
濃度が所定値以上の時に、開閉ダンパが外気導入口を開
いた状態で送風機を作動させることにより、車室内に外
気が導入されて車室内の換気を行なうことができる。こ
の結果、充電中にバッテリより発生するＨ₂ ガス等の有
害ガスが車室内に充満するのを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】電気自動車用空調装置の送風系を示す模式図で
ある。

【図２】電気自動車用空調装置の冷凍サイクル図であ
る。

【図３】本実施例の制御系を示すブロック図である。

【図４】バッテリの搭載状態を示す電気自動車の斜視図
である。

【図５】第１実施例の作動を示すフローチャートであ
る。

【図６】第２実施例の作動を示すフローチャートであ
る。

【符号の説明】

Ａ 電気自動車 １ 電気自動車用空調装置 ２ バッテリ ４ 送風機 ６ エアコン制御装置（充電開始信号判定手段、ダンパ
駆動手段、送風機駆動手段） １８ 外気導入口 １９ 内外気切換ダンパ（開閉ダンパ） ４６ Ｈ₂ ガス検出センサ（Ｈ₂ ガス検出手段）

フロントページの続き (72)発明者 渋谷 朝子 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 熊本 佳典 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】動力源であるバッテリが車室内に搭載され
   た電気自動車に適用されて、 ａ）前記車室内へ外気を導入する外気導入口と、 ｂ）この外気導入口を開閉する開閉ダンパと、 ｃ）前記外気導入口より外気を導入して前記車室内へ送
   る送風機と、 ｄ）前記バッテリの充電が開始されたことを示す充電開
   始信号が入力されたか否かを判定する充電開始信号判定
   手段と、 ｅ）この充電開始信号判定手段により前記充電開始信号
   が入力されたと判定された時に、前記外気導入口を開く
   ように前記開閉ダンパを駆動するダンパ駆動手段と、 ｆ）前記充電開始信号判定手段により前記充電開始信号
   が入力されたと判定された時に、前記送風機を駆動する
   送風機駆動手段とを備えた電気自動車用空調装置。
2. 【請求項２】動力源であるバッテリが車室内に搭載され
   た電気自動車に適用されて、 ａ）前記車室内へ外気を導入する外気導入口と、 ｂ）この外気導入口を開閉する開閉ダンパと、 ｃ）前記外気導入口より外気を導入して前記車室内へ送
   る送風機と、 ｄ）前記バッテリの充電中に前記バッテリより車室内に
   放出されたＨ₂ ガスの濃度を検出するＨ₂ ガス検出手段
   と、 ｅ）このＨ₂ ガス検出手段の検出値が所定値以上の時
   に、前記外気導入口を開くように前記開閉ダンパを駆動
   するダンパ駆動手段と、 ｆ）前記Ｈ₂ ガス検出手段の検出値が前記所定値以上の
   時に、前記送風機を駆動する送風機駆動手段とを備えた
   電気自動車用空調装置。