JPH0822845A - 電気自動車用バッテリ保温装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 バッテリを最適温度に保温して、一充電走行
距離を延ばす。 【構成】 冷却水が循環される回路Ｃ内に燃焼式ヒータ
２８が設けられている。この燃焼式ヒータ２８により加
熱された冷却水を用いてバッテリ１０を加熱するので、
バッテリ１０は、それ自体の電力を消費することなく最
適温度に保温される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、走行時の電気自動車の
バッテリの温度を適正温度に保温する電気自動車用バッ
テリ保温装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電気自動車の電源として用いられるバッ
テリの１つに、鉛蓄電池（鉛−酸バッテリ）がある。こ
のバッテリは、最適作動温度範囲内では高寿命であると
いう利点を有しており、今後広く電気自動車の電源とし
て用いられることが期待されている。しかし、この鉛−
酸バッテリ（以下、単にバッテリともいう）は、バッテ
リから得られる出力がバッテリ温度に依存して変化する
という問題点を有する。

【０００３】図１７は、鉛−酸バッテリの各温度におけ
る５時間放電率を示すグラフである。図示されるよう
に、このバッテリでは、バッテリの温度を３０℃前後に
保つと、ほぼ１００％の放電率を確保することができる
が、バッテリの温度が−２０℃に低下すると、約１５％
の放電率しか確保することができない。これは測定結果
の一例であるが、一般に、鉛−酸バッテリの放電率は、
温度低下と共に低下する。このようなことから、現状の
鉛−酸バッテリは、その温度が０℃以下になると、電気
自動車の電源として用いるには不向きであるといわれて
いる。

【０００４】このようなことから、従来においては、電
気ヒータを用いてバッテリを所定の温度（例えば３０
℃）に保温することにより、バッテリを放電しやすい環
境におき、一回の充電で走行可能な距離（以下、一充電
走行距離という）が短くなることを防止している。例え
ばこのような例として、実開昭６０−１９２３６７号公
報に開示されているものがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電気ヒ
ータを用いると、バッテリを保温するためにバッテリの
電力を消費することとなるので、一充電走行距離が低減
し、また加速性のが低下する。

【０００６】このような問題点に鑑みてなされた本発明
は、走行中にバッテリ自体の電力を用いることなくバッ
テリの温度を最適な温度に制御し、また充電中などの駐
車中もバッテリを最適な温度に保温することにより電気
自動車の始動時よりバッテリ性能を十分に発揮させて、
車両の一充電走行距離を延ばすと共に加速性能を向上さ
せる電気自動車用バッテリ保温装置を提供することを目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する請求
項１に記載の発明は、電気自動車を走行させるモータに
電力を供給するバッテリを保温する電気自動車用バッテ
リ保温装置において、燃焼作用により発熱する燃焼式ヒ
ータと、モータで生じた熱を車外に放熱するラジエータ
と、前記熱を車内に放熱するヒータコアと、前記熱を前
記バッテリに伝達するバッテリ保温部材と、当該バッテ
リの温度を検出するバッテリ温度検出センサと、バッテ
リ温度が所定の設定温度より低いときに前記熱を前記バ
ッテリ保温部材から前記バッテリに伝達させる制御手段
を、有することを特徴とする電気自動車用バッテリ保温
装置である。

【０００８】上記目的を達成する請求項２に記載の発明
は、前記電気自動車を使用していなきときに、外部電源
から供給される電力を変換して熱を生じさせると共に当
該発熱により前記バッテリの温度を適正温度範囲内に保
温する電気加熱手段と、前記バッテリの温度が前記設定
温度より低いときに前記電気加熱手段に外部電源の電力
を通電する制御手段とを設けたことを特徴とする請求項
１に記載の電気自動車用バッテリ保温装置である。

【０００９】上記目的を達成する請求項３に記載の発明
は、前記電気加熱手段を、前記熱を伝達する熱伝達媒体
が貯留される前記バッテリ保温部材の貯留部に取り付け
たことを特徴とする請求項２に記載の電気自動車用バッ
テリ保温装置である。

【００１０】上記目的を達成する請求項４に記載の発明
は、前記バッテリ保温部材から前記バッテリに伝達する
熱を、前記燃焼式ヒータで生じた熱のみとする熱源選択
手段を取り付けたことを特徴とする請求項１乃至請求項
３に記載の電気自動車用バッテリ保温装置である。

【００１１】上記目的を達成する請求項５に記載の発明
は、前記バッテリ温度がモータで生じた熱を受熱した熱
伝達媒体の温度より高いときに当該熱伝達媒体を前記バ
ッテリ保温部材に供給する制御手段を設けたことを特徴
とする請求項１乃至請求項４に記載の電気自動車用バッ
テリ保温装置である。

【００１２】上記目的を達成する請求項６に記載の発明
は、前記バッテリ保温部材により、前記バッテリの所定
の面以外の面を覆うことを特徴とする請求項１乃至請求
項５に記載の電気自動車用バッテリ保温装置である。

【００１３】上記目的を達成する請求項７に記載の発明
は、前記バッテリ保温部材により、前記バッテリを完全
に包囲することを特徴とする請求項１乃至請求項５に記
載の電気自動車用バッテリ保温装置である。

【００１４】

【作用】このように構成した本発明の電気自動車用バッ
テリ保温装置は、バッテリを保温する熱源としてモータ
の他に、燃焼式ヒータを有している。このように、バッ
テリを保温する際に、バッテリに充電されている電力は
利用していない。したがって、バッテリを保温しても電
力消費量は増加しない。また、バッテリ温度が設定温度
より低いときに熱をバッテリに伝達して保温するので、
バッテリが冷えきることはない。

【００１５】このような電気自動車用バッテリ保温装置
に、外部電源から電力供給を受けて発熱する電気加熱手
段を取り付けて電気自動車を使用していなきときであっ
てバッテリの温度が設定温度より低いときに、電気加熱
手段に外部電源の電力を通電して、電気加熱手段で生じ
た熱によりバッテリを保温すると、電気自動車を使用し
ていないときであっても、バッテリの温度は適正温度範
囲内に保たれる。

【００１６】また、この電気加熱手段を、前記バッテリ
保温部材に取り付けると、バッテリを保温すると同時に
バッテリ保温部材の貯留部に貯留される熱伝達媒体が加
熱されるので、この熱伝達媒体によっても保温されるこ
ととなり、バッテリの温度がより安定する。そして、電
気加熱手段への通電が中断しても、熱伝達媒体に蓄積さ
れた熱によりバッテリが保温される。

【００１７】さらに、熱源選択手段により、バッテリ保
温部材からバッテリに伝達する熱の熱源を燃焼式ヒータ
で生じた熱のみとすると、熱の効率的利用が実現する。

【００１８】そして、バッテリ温度がモータで生じた熱
を受熱した熱伝達媒体の温度より高いときに、熱伝達媒
体をバッテリ保温部材に供給すると、バッテリが冷却さ
れる。

【００１９】また、バッテリ保温部材により、バッテリ
のある一面を除く全ての面を覆うようにすると、熱伝達
効率が向上する。また一旦伝達された熱が放熱されにく
くなる。そして、バッテリ保温部材によりバッテリを完
全に包囲すると、さらに熱伝達効率が向上し、放熱され
にくくなる。

【００２０】

【実施例】次に、本発明に係る電気自動車用バッテリ保
温装置の実施例を詳細に説明する。図１は、実施例の電
気自動車用バッテリ保温装置を示す概略構成図である。

【００２１】電気自動車（図示せず）には、車載電源で
ある鉛−酸バッテリ（以下、単にバッテリという）１０
が車載されており、このバッテリ１０から、インバータ
１２を介して走行用のメインモータ１４に電力を供給す
る。なおインバータ１２により周波数を変化させると、
メインモータ１４の回転数が変化する。これらのうちバ
ッテリ１０には保温のために、またインバータ１２およ
びメインモータ１４には冷却のために、それぞれ冷却水
が流通する配管Ｐ（ＰM,Ｐ1,Ｐ2,Ｐ3の総称）が配され
ている。各装置に配される配管Ｐは、図１に示されるよ
うに、相互に連通されており、冷却水が循環する冷却水
回路（以下、単に回路という）Ｃを構成する。

【００２２】図示されるように、この回路Ｃは、冷却水
を循環させるメインウォータポンプ（以下、メインポン
プという）１６が設けられるメイン配管ＰMを有してお
り、このメイン配管ＰMにおいては、冷却水は矢印Ａの
方向に流通される。またメイン配管ＰMのメインポンプ
１６下流側は、前述のインバータ１２とメインモータ１
４に配されており、最下流の分岐部Ｄ１において第１配
管Ｐ1と第２配管Ｐ2に連通している。

【００２３】このうち、第１配管Ｐ1は、冷却水と外気
との間で熱交換を行うラジエータ１８を介してメインポ
ンプ１６の冷却水取込み側に連通されている。また第１
配管Ｐ1には、ラジエータ１８の上流側と下流側を短絡
させるバイパス配管Ｐ3が接続されている。このバイパ
ス配管Ｐ3の上流側分岐部には、ラジエータ１８へ流通
させる冷却水の流量を調整するサーモスタット２０が設
置されている。このサーモスタット２０は、温度検出部
（図示せず）と、この温度検出部において検出される冷
却水温度に応じ開閉するバルブ部（図示せず）とからな
っており、上流側からの冷却水を、ラジエータ１８側
か、あるいはバイパス配管Ｐ3に選択的に流すようにな
っている。

【００２４】また、第２配管Ｐ2は、冷却水と車室内空
気との間で熱交換を行うヒータコア２２と、このヒータ
コア２２から送り出された冷却水が有する廃熱を回収す
るサブエバポレータ２４とを介して、メインポンプ１６
の冷却水取込み側に連通している。

【００２５】この第２配管Ｐ2の上流部には、ヒータコ
ア２２へ送る冷却水の流量を調整する第１バルブ（熱源
選択手段）２６が設けられている。そして、その反対側
の下流部には、燃焼式ヒータ２８に冷却水を送り込むサ
ブウォータポンプ（以下、サブポンプという）３０の冷
却水取込み口に連通する冷却水加熱用配管Ｐ4が接続さ
れている。なお燃焼式ヒータ２８は、燃焼ガスとの熱交
換により冷却水を加熱する加熱手段である。そして、冷
却水加熱用配管Ｐ4の燃焼式ヒータ２８の冷却水出口側
に連通する部分は、第１バルブ２６の下流側の合流部Ｄ
２に連通されている。また燃焼式ヒータ２８と合流部Ｄ
２の間の配管部には、冷却水を矢印Ｂの向きにのみ流す
逆止弁３２が設けられている。

【００２６】そして、合流部Ｄ２とヒータコア２２とを
接続する配管部には、バッテリ１０を保温するバッテリ
保温ユニット３４に連通する２つの配管、つまり流入配
管３６と流出配管３８が連通されている。このうち、上
流側に連通されている流入配管３６の接続部には、いわ
ゆる２ウェイバルブ（図２（Ｂ）参照）からなる第２バ
ルブ４０が設けられており、回路Ｃ内を循環する冷却水
を、場合によりバッテリ保温ユニット３４側に流すこと
ができるようになっている。

【００２７】図２（Ａ）は、バッテリ保温ユニット３４
の構造を示す構成図である。図示されるように、バッテ
リ保温ユニット３４は、バッテリ１０を保温するパネル
ヒータ（バッテリ保温部材）４２を有している。このパ
ネルヒータ４２の上面は、バッテリ載置面４２ａになっ
ている。つまりバッテリ１０は、電気自動車に搭載され
る際、パネルヒータ４２上に載置される。

【００２８】パネルヒータ４２は、その内部に、流入配
管３６と流出配管３８の両配管に連通すると共に冷却水
が貯留される貯留部４２ｂを有する。したがって、流入
配管３６から送り込まれた冷却水は、この貯留部４２ｂ
に一時的に滞留され、バッテリ１０との間で熱交換を行
う。また貯留部４２ｂより送り出される冷却水は、流出
配管３８を通って回路Ｃ（配管Ｐ2）内に戻される。

【００２９】そして、パネルヒータ４２内には、いわゆ
るＰＴＣヒータ（電気加熱手段）４４が設置されてい
る。このＰＴＣヒータ４４は、電気エネルギを熱エネル
ギに変換して被加熱体を加熱するものであり、バッテリ
１０に熱を加えてバッテリ温度を上昇させる（以下、
“バッテリ１０を加温する”という）ことによりバッテ
リ温度を適正温度範囲内に保つようになっいる。

【００３０】なお、ＰＴＣヒータ４４は、貯留部４２ｂ
内の冷却水を加熱することができるようになっており、
また、接続される外部入力端子４６より、外部電源（図
示せず）からの電力供給を受けることができるようにな
っている。

【００３１】さらに、ＰＴＣヒータ４４は、それ自体、
温度変化により発熱量を調整する特性を有しているが、
実施例のようにＰＴＣヒータ４４の電源回路４４ａ内
に、流出配管３８内（あるいは貯留部４２ｂ内）の冷却
水の温度を検出して電源回路４４ａを開閉するサーモス
イッチ４８を設けることによりＰＴＣヒータ４４のオン
オフ制御を行ってもよい。

【００３２】このサーモスイッチ４８の温度検出部は、
実施例においてはサーミスタであり、図３（Ａ）、
（Ｂ）に示されるように、その先端部のサーミスタ本体
４８ａは、クリップ５０により流出配管３８の外周に取
付けられている。なお、サーミスタ本体４８ａの取付構
造は、上記構造以外の構造でもよい。例えば、図４
（Ａ）に示されるように、パネルヒータ４２のバッテリ
載置面４２ａに、シールあるいは接着剤などの接着手段
によりサーミスタ本体４８ａが収容される温度検出部４
８ｂを取付けて、冷却水温度を検出してもよい。この場
合、図４（Ｂ）および（Ｃ）に示されるように、温度検
出部４８ｂを接着する位置に凹部４２ｂを形成し、この
凹部１０ｂ内に温度検出部４８ｂを接着するのが好まし
い。

【００３３】さらに、パネルヒータ４２に設置する加熱
手段は、ＰＴＣヒータ４４以外にも、ニクロム線からな
る加熱体など、種々の加熱手段を用いることが可能であ
る。例えばニクロム線を用いる場合は、サーモスイッチ
４８などの温度センサを用いてオン・オフあるいは発熱
量の制御を行う。

【００３４】図５は、電気自動車用バッテリ保温装置の
制御装置を示すブロック図である。制御装置（制御手
段）５２は、マイクロコンピュータで構成されており、
ＰＴＣヒータ４４およびサブポンプ３０のオン・オフ、
そして第１バルブ２６および第２バルブ４０の開閉制御
を行う。図示されるように制御装置５２には、外気温度
を検出する外気温度センサ５４、バッテリ１０の温度を
検出するバッテリ温度センサ５６、メインモータ１４出
口部における冷却水温度を検出する水温センサ５８、そ
れにメインモータ１４の動作状態を検出するスイッチセ
ンサ６０が接続されており、これらのセンサから送られ
る信号を基に上記制御を行っている。

【００３５】ここで、各センサの取付位置および取付方
法の一例を具体的に説明する。例えば、バッテリ温度検
出センサ５６は、バッテリ１０内の電解液（本実施例で
は硫酸）の温度を検出するセンサであり、本実施例で
は、センサの温度検出部５６ａとしてサーミスタが用い
られている。そして、図６（Ｂ）に示されるように、サ
ーミスタの温度検出部であるサーミスタ本体５６ｂを耐
酸性を有するＰＰ樹脂などの素材からなるカバー５６ｃ
で覆った状態で電解液Ｌ内に差し込み、液温を検出して
いる。また図示されるように、カバー５６ｃとバッテリ
１０の容器１０ａとの嵌合部には、Ｏリング５６ｄなど
のゴムパッキンが介挿されており、電解液の漏洩が防止
されている。

【００３６】なお、バッテリ温度検出センサ５６のサー
ミスタ本体５６ｂを、バッテリ１０の容器１０ａの側面
（あるいは底面）などの外表面に直接、あるいは凹部１
０ｂを形成して取付けるようにしてもよい。この場合、
パネルヒータ４２内に設置されるサーモスイッチ４８の
サーミスタ本体４８ｂと同様の取付構造で取付けること
ができる（図６（Ｃ）、（Ｄ）参照）。

【００３７】また、メインモータ１４からの出口部おけ
る冷却水温度を検出する水温センサ５８の場合は、図７
に示されるように、温度を検出するサーミスタ本体５８
ａを、配管ＰMに形成される開口部６２より配管ＰM内に
挿入して、配管ＰM内を流通する冷却水に直接触れるよ
うに配置する。そして、開口部６２をＯリングなどのパ
ッキン６４を介挿して冷却水が漏洩しないようにして蓋
体６６によりねじ留めする。なお、実施例のように、サ
ーミスタ本体５８ａを樹脂などのカバー６８で覆うと、
耐久性が向上する。

【００３８】次に、電気自動車用バッテリ保温装置の作
用を、図８に示されるフローチャートおよび図９のグラ
フを用いて説明する。

【００３９】電気自動車のメインスイッチ（図示せず）
がオンになっている状態において、まず、制御装置５２
は、検出したバッテリ温度Ｔｂが２５℃（設定温度）よ
り高いか否かを判断する（ステップ１）。

【００４０】ここで、バッテリ温度Ｔｂが２５℃以上で
あれば、加熱する必要がないと判断し、第２バルブ４０
を作動させて冷却水をヒータコア２２側に流す（ステッ
プ２）。例えば図９のグラフに示される時点Ａのとき
は、このような判断がなされる。

【００４１】逆に、時点Ｂのときは（図９参照）、バッ
テリ温度Ｔｂが２５℃より低いと判断されることとな
り、この後、まず燃焼式ヒータ２８が作動中であること
を確認し（ステップ３）、続いて第２バルブ４０を作動
させて、冷却水をバッテリ保温ユニット３４のパネルヒ
ータ４２側へ流す（ステップ５）。なお、燃焼ヒータ２
８の運転を確認した際に作動されていなければ、燃焼ヒ
ータ２８とサブポンプ３０のスイッチをオン（ステップ
４）したの後ステップ５へ進む。このような手順を繰り
返し実行することにより、バッテリの温度を適正温度の
範囲に保温する。

【００４２】なお、バッテリの保温と車室内空調を同時
に制御する場合は、上記ステップ２あるいはステップ４
が終了した後、車室内を空調する空気調和装置を制御す
るルーチン（図示せず）を実行することとなる。そして
ルーチンの実行が終了すると、再びスタートに戻り電気
自動車用バッテリ保温装置の制御を実行する。

【００４３】また、上記制御手順に、第１バルブ２６の
開閉制御を行うステップを加えることにより、バッテリ
１０の保温に用いる熱を、燃焼式ヒータ２８からの熱の
みとするか、インバータ１２およびメインモータ１４か
らの熱とするか、あるいは燃焼式ヒータ２８、インバー
タ１２およびメインモータ１４すべての熱を利用する
か、選択することができる。このようにして熱源を選択
可能にすると、熱を効率的に利用できる。

【００４４】以上のようにして、バッテリ温度を適正温
度範囲内に収めると、寒冷地あるいは冬期においても、
例えば５時間放電率の低下を防止することができる。す
なわち、一充電走行距離が短くなることを防止すること
ができる。また走行中におけるバッテリ１０の保温を、
燃焼式ヒータ２８により生じた熱を用いて行うので、バ
ッテリ１０の消耗を最小限にすることができ、これによ
っても一充電走行距離が短くなることを防止できる。

【００４５】また上記実施例においては、バッテリ保温
ユニット３４を、合流部Ｄ２とヒータコア２２の間に取
り付けているが、ヒータコア２２とサブエバポレータ２
４の間に取り付けてもよい。ここに取り付けると、車室
内暖房に用いる熱量を優先的に確保することができる。

【００４６】そして、上記実施例においては流入配管３
６側に取り付けられている第２バルブ４０を、流出配管
３８側に取り付けてもよい。この場合、第２バルブ４０
により、流出配管３８を閉じる動作と、流出配管３８と
第２配管Ｐ2の下流側とを連通する動作を行わせる。

【００４７】さらに、前述したように、本実施例のバッ
テリ保温ユニット３４のＰＴＣヒータ４４は、バッテリ
１０以外の電源からの電力供給をも受け得るようになっ
ている。つまりＰＴＣヒータ４４は、電源電圧が１２Ｖ
あるいは２４Ｖなどの直流電源や、電源電圧が１００Ｖ
あるいは２００Ｖなど交流電源からの電力供給を受ける
外部入力端子４６に接続されている。

【００４８】このようにすると、例えばバッテリ１０を
充電するときをはじめ、電気自動車を駐車しているとき
に（図９参照）、ＰＴＣヒータ４４によりバッテリ１０
を加温して適正温度を維持することができる。

【００４９】このようにして電気自動車を使用していな
い間もバッテリ１０を適正温度に保温することにより、
充電効率が向上すると共に、電気自動車の始動時からメ
インモータ１４に十分な電力を供給することができる。

【００５０】特に、鉛と電解液とを収容する鉛−酸バッ
テリのようなものでは、冬期などに外気温度まで冷やさ
れると、約３０℃の適正温度にするには非常に大きな熱
量を必要とし、また加熱するためには相応の時間を必要
とするので、本実施例のようにして、充電中も保温する
ことは極めて有効である。

【００５１】そして、上記実施例のように、バッテリ１
０を保温するためのＰＴＣヒータ４４を、パネルヒータ
４２内に取付けて、冷却水の加熱を可能にすると、冷却
水が有する蓄熱効果を利用することができる。つまり、
ＰＴＣヒータ４４のスイッチが切れた場合に、バッテリ
１０が急速に冷却されることを防止できる。したがっ
て、電気自動車を一時駐車するような場合などに、バッ
テリ１０が急速に冷却されるようなことがなく、また、
比較的短時間で適正温度まで温度上昇させることができ
る。さらにバッテリ１０の温度変化を緩やかになるの
で、ＰＴＣヒータ４４を正確に動作させることができ
る。

【００５２】また、電気自動車を走行させる前、つまり
夜間など、長時間電気自動車を駐車している状態で、燃
焼式ヒータ２８とサブポンプ３０を作動させてバッテリ
１０を適正温度に保温する制御を付加してもよい。この
ようにすると、例えば山中など、外部電源を確保できな
いような場合であっても、燃焼式ヒータ２８により予め
バッテリ１０を加温することができ、電気自動車運転開
始時からバッテリ１０を適正な温度にすることができ
る。

【００５３】また、冷却水が循環される回路Ｃと流入配
管３６との連通部に設置される第２バルブ４０を、電磁
弁などの開閉弁とし、この開閉弁の開閉制御を制御装置
５２により行うようにすると、バッテリの状態によって
加熱および冷却を使い分けてバッテリを保温することが
できる。

【００５４】以下、第２バルブ４０としてバッテリ温度
により開閉制御される電磁弁を用いた場合の作用を、図
１０に示されるフローチャートを用いて説明する。

【００５５】まず、電気自動車のメインスイッチ（図示
せず）がオンされた状態で、制御装置５２は、検出した
バッテリ温度Ｔｂが４０℃より低いか否かを判断する
（ステップ１１）。

【００５６】ここで、バッテリ温度Ｔｂが４０℃以下の
場合は、バッテリ１０の加温が必要であり、冷却は必要
ない。したがって、これ以降の動作は、図８に示される
フローチャートのステップ１〜ステップ５と同じであ
る。それゆえ、バッテリ温度Ｔｂが４０℃以下の場合の
制御については、その説明を省略する。なお、これらの
ステップを実行した後、車室内を空調する空気調和装置
の制御ルーチンを実行することも可能である。この場合
は、空気調和装置の制御ルーチンを実行した後、終了す
る。

【００５７】一方、バッテリ温度が４０℃より高けれ
ば、バッテリ１０を冷却するモード（以下、冷却モード
という）へ移行するか否かを判断する（ステップ１
２）。つまり、モータ出口部における冷却水温度Ｔｍと
バッテリ温度Ｔｂとを比較するのである。

【００５８】ここで、冷却水温度Ｔｍの方がバッテリ温
度Ｔｂより低い場合は、まず暖房スイッチ（図示せず）
の状態を確認し（ステップ１３）、暖房スイッチがオフ
の状態である場合のみ燃焼式ヒータ２８とサブポンプ３
０の運転を停止させて（ステップ１４）、冷却モード
（ステップ１６〜ステップ１８）に移行する。

【００５９】なお、ステップ１２において、冷却水温度
の方が低くないと判断された場合、つまり冷却水温度の
方が高い場合は、冷却水によるバッテリ１０の冷却は不
要であると判断して、第２バルブ４０を作動させて冷却
水をヒータコア２２側に流し（ステップ１５）、終了す
る。また、ステップ１５に続いて車室内を空調する空気
調和装置の制御ルーチンを実行してもよい。この場合
は、空気調和装置の制御ルーチンを実行した後、終了す
る。

【００６０】さて、冷却モードへ移行すると、まず、メ
インモータ１４が作動中か否かを判断する（ステップ１
６）。ここで、メインモータ１４が作動していなけれ
ば、バッテリ１０を冷却する必要はないと判断して終了
する。なお、空気調和装置を制御する場合は空気調和装
置を制御するルーチンを実行させた後、終了する。他
方、メインモータ１４が作動中であれば、バッテリ温度
を適正温度とする必要があると判断し、まずメインポン
プ１６を動作状態にすると共に第１バルブ２６を開き
（ステップ１７）、続いて第２バルブ４０を作動させる
ことにより（ステップ１８）、冷却水をヒータパネル４
２側へ流し、バッテリ１０を冷却する。なお、前述のよ
うに、空気調和装置を制御するルーチンを実行した後終
了してもよい。以上のような動作を繰り返してバッテリ
保温装置の制御を行う。

【００６１】このように、第２バルブ４０の開閉制御を
制御装置５２により行うようにすると、バッテリを冷却
することによっても、バッテリ１０を適正温度範囲内に
保温することができる。

【００６２】また、本発明に係る実施例の電気自動車用
バッテリ保温装置は、回路Ｃ内を循環する冷却水を必要
に応じてバッテリ保温ユニット３４に流通させることに
より、バッテリ１０を保温する構成であるので、例えば
図１１に示される回路をはじめ、実施例の電気自動車用
バッテリ保温装置を種々の暖房回路に取付けることがで
きる。なお図１１においては、上記実施例と共通の部材
には同一の符号を付している。

【００６３】以上、本発明に係る実施例の電気自動車用
バッテリ保温装置を説明したが、上記実施例は一例に過
ぎず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々改変するこ
とができる。なお、上記実施例と共通の部材には同一の
符号を付す例えば、バッテリ１０を加熱する部材は、上
記実施例においては平板状のパネルヒータ４２である
が、このような形状に限れるものではない。例えば、図
１２に示されるように、バッテリ１０を側面と底面から
包囲して収容する容器形状の加熱部材７０を用いてもよ
い。この場合冷却水は、図中右側の流入配管３６から流
入して、左側の流出配管３８を通って回路Ｃ内に戻る。
そしてＰＴＣヒータ４４を、例えば図示されるように、
容器形状の加熱部材７０の側面の内部に取り付ける。こ
のような構造にすると、より加温効率が向上し、またバ
ッテリ１０の加温に寄与する冷却水の要領が平板形状の
パネルヒータ４２に比較して向上するので、より冷えに
くく、またバッテリ１０の温度がより安定する。

【００６４】また、図１３（Ａ）に示されるように、バ
ッテリ１０を容器形状の加熱部材７２により完全に包囲
するような状態で収容してもよい。図１３（Ｂ）に示さ
れるように、この加熱部材７２は、バッテリ１０を収容
する位置の周囲に冷却水が流通する間隙Ｇを有してお
り、この間隙Ｇには波形状の伝熱フィン７４とＰＴＣヒ
ータ４４が装備されている。そして隙間Ｇには、流入配
管３８から冷却しが供給され、供給された冷却水は流出
配管３８より回路Ｃに戻される。また、この間隙Ｇを介
してバッテリ１０の周側面を包囲する外壁７６は、真空
槽７８を有する二重外壁より構成されており、バッテリ
１０を外界から断熱している。このようにすると、バッ
テリ１０の熱が外部にほとんど放熱されないので、さら
に確実にバッテリ温度を適正温度に保持することができ
る。

【００６５】また図１４に、ＰＴＣヒータ４４の代わり
に電熱線ヒータ８２からなる電気加熱手段を用いた場合
の加熱部材の断面を示す。なお、図１３と共通の部材に
は同一の符号を付している。図示されるように、この場
合、電熱線ヒータ８２を間隙Ｇの中に張り巡らせること
により、伝熱フィン７４の代用として機能させることが
可能であり、別段伝熱フィンを設けなくてもよい。

【００６６】また、ヒータとして電熱線ヒータ８２を用
いると、電熱線ヒータ８２に通電する電力量を制御する
制御手段が必要になる。例えばバッテリ温度をサーモス
タットで検出する場合は、図１５に示されるような電源
回路により電熱線ヒータ８２に電力を供給する。このサ
ーモスタットは、バッテリ温度が２５℃以下になると３
０℃以上になるまで電熱線ヒータに通電し続け、３０℃
以上になると２５℃以下になるまでは通電しないように
制御する。これによりバッテリ温度を適正温度範囲内に
収めるようになっている。またサーミスタによりバッテ
リ温度を検出する場合は、図１６に示されるような電源
回路になる。図示されるように、この場合は、制御手段
（例えば制御装置５２）が必要である。つまり、サーミ
スタにより検出されるバッテリ温度が２５℃以下になる
と３０℃以上になるまで電熱線ヒータに通電し続け、３
０℃以上になると２５℃以下になるまで通電しないよう
に制御するのである。このようすると、バッテリ温度検
出センサとしてサーモスタット、サーミスタのいずれを
用いても、バッテリ温度を適正温度の範囲に収めること
ができる。なお、両回路とも、バッテリ以外の外部電源
に接続し得る接点イ，ロを有しており、例えば交流１０
０Ｖ、２００Ｖの電源などに接続し得るようになってい
る。またバッテリと同じ直流１２Ｖ、あるいは２４Ｖな
どの外部電源に接続し得るようにしてもよいのはもちろ
んである。

【００６７】

【発明の効果】以上のように本発明においては、バッテ
リを保温する熱源として燃焼式ヒータを設けたので、電
気自動車走行中にバッテリを保温する際、バッテリの電
力を利用することなくバッテリを保温することができ
る。したがって、バッテリの電力消費量が増大させるこ
となく、バッテリを保温することができる。そして、バ
ッテリ温度が設定温度より低くなると、熱を伝達してバ
ッテリを保温するのでバッテリが冷えきることがない。

【００６８】また、外部電源から電力供給を受けて発熱
する電気加熱手段を取り付けると共に、電気自動車を使
用していないときであってバッテリの温度が設定温度よ
り低いときに、電気加熱手段に外部電源の電力を通電す
るようにしたので、この場合は、燃焼式ヒータを使用す
ることなくバッテリを保温することができる。したがっ
て、燃料を燃焼させることが好ましくない場所に電気自
動車を駐車する場合でもバッテリを適正温度に保温する
ことができ、電気自動車の始動時からバッテリの能力を
十分に発揮させることができる。

【００６９】さらに、電気加熱手段をバッテリ保温部材
に取り付ければ、バッテリを保温すると同時にバッテリ
保温部材の貯留部に貯留される熱伝達媒体をも加熱する
ことができるので、熱伝達媒体に蓄積された熱によりバ
ッテリの温度をより安定させることができる。また電気
加熱手段からの熱の供給が中断した場合でも、暫くの
間、熱伝達媒体に蓄積された熱によりバッテリを保温す
ることができる。

【００７０】また、熱源選択手段により、バッテリ保温
部材からバッテリに伝達する熱の熱源を燃焼式ヒータで
生じた熱のみとすると、熱を効率的に利用できる。

【００７１】さらに、バッテリ温度がモータで生じた熱
を受熱した熱伝達媒体の温度より高いときに、熱伝達媒
体をバッテリ保温部材に供給すると、バッテリを冷却す
ることができる。

【００７２】そして、バッテリ保温部材により、バッテ
リのある一面を除く全ての面を覆うと、熱伝達効率が向
上し、一旦伝達された熱が放熱されにくくなる。さら
に、バッテリ保温部材によりバッテリを完全に包囲する
と、より熱伝達効率が向上し、放熱されにくくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る実施例の電気自動車用バッテリ
保温装置を示す概略構成図である。

【図２】 （Ａ）はバッテリ保温ユニットを示す構成
図、（Ｂ）は第２バルブを示す拡大概念図である。

【図３】 （Ａ）はサーモスイッチの温度検出部の取付
構造を示す斜視図、（Ｂ）は断面図である。

【図４】 （Ａ）、（Ｂ）はそれぞれサーモスイッチの
温度検出部の別の取付構造を示す図である。

【図５】 本発明に係る実施例の電気自動車用バッテリ
保温装置の制御装置を示すブロック図である。

【図６】 （Ａ）はサーミスタ本体のバッテリへの取付
構造を示す図、（Ｂ）は温度検出部の構造を示す拡大斜
視図、（Ｃ）は別の取付構造を示す斜視図、（Ｄ）はさ
らに別の取付構造を示す斜視図である。

【図７】 配管にサーミスタ本体を取付ける構造を示す
断面図である。

【図８】 本発明に係る実施例の電気自動車用バッテリ
保温装置の動作を示すフローチャートである。

【図９】 本発明に係る実施例の電気自動車用バッテリ
保温装置により保温されるバッテリの温度変化を示すグ
ラフである。

【図１０】 本発明に係る実施例の電気自動車用バッテ
リ保温装置の別の動作を示すフローチャートである。

【図１１】 本発明に係る電気自動車用バッテリ保温装
置の他の実施例を示す構成図である。

【図１２】 バッテリ保温部材の他の実施例を示す斜視
図である。

【図１３】 バッテリ保温部材の別の実施例を示す図で
あり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は断面図である。

【図１４】 バッテリ保温部材のさらに別の実施例を示
す断面図である。

【図１５】 バッテリ温度を測定する手段がサーモスタ
ットである場合の電熱線に電力を供給する電源源回路の
一実施例を示す構成図である。

【図１６】 バッテリ温度を測定する手段がサーミスタ
である場合の電熱線に電力を供給する電源源回路の一実
施例を示す構成図である。

【図１７】 鉛−酸バッテリの５時間放電率を示すグラ
フである。

【符号の説明】

１０…バッテリ、 １２…インバータ、 １４…モータ、 １６…メインポンプ、 １８…ラジエータ、 ２２…ヒータコア、 ２６…第１バルブ（熱源選択手段）、 ２８…燃焼式ヒータ、 ３４…バッテリ保温ユニット、 ４０…第２バルブ。

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【手続補正書】

【提出日】平成６年７月２７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図７】

【図１２】

【図６】

【図９】

【図１１】

【図１３】

【図１４】

【図８】

【図１５】

【図１６】

【図１０】

【図１７】

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電気自動車を走行させるモータ(14)に電力
   を供給するバッテリ(10)を保温する電気自動車用バッテ
   リ保温装置において、 燃焼作用により熱を発する燃焼式ヒータ(28)と、 モータ(14)で生じた熱を車外に放熱するラジエータ(18)
   と、 前記熱を車内に放熱するヒータコア(22)と、 前記熱を前記バッテリ(10)に伝達するバッテリ保温部材
   (42)と、 当該バッテリ(10)の温度を検出するバッテリ温度検出セ
   ンサ(56)と、 バッテリ温度(Tm)が所定の設定温度より低いときに前記
   熱を前記バッテリ保温部材(42)から前記バッテリ(10)に
   伝達させる制御手段(52)を、有することを特徴とする電
   気自動車用バッテリ保温装置。
2. 【請求項２】前記電気自動車を使用していなきときに、
   外部電源から供給される電力を変換して熱を生じさせる
   と共に当該発熱により前記バッテリ(10)の温度を適正温
   度範囲内に保温する電気加熱手段(44)と、前記バッテリ
   (10)の温度が前記設定温度より低いときに前記電気加熱
   手段(44)に外部電源の電力を通電する制御手段(52)とを
   設けたことを特徴とする請求項１に記載の電気自動車用
   バッテリ保温装置。
3. 【請求項３】前記電気加熱手段(44)を、前記熱を伝達す
   る熱伝達媒体が貯留される前記バッテリ保温部材(42)の
   貯留部(42b) に取り付けたことを特徴とする請求項２に
   記載の電気自動車用バッテリ保温装置。
4. 【請求項４】前記バッテリ保温部材(42)から前記バッテ
   リ(10)に伝達する熱を、前記燃焼式ヒータ(28)で生じた
   熱のみとする熱源選択手段(26)を取り付けたことを特徴
   とする請求項１乃至請求項３に記載の電気自動車用バッ
   テリ保温装置。
5. 【請求項５】前記バッテリ温度(Tm)がモータ(14)で生じ
   た熱を受熱した熱伝達媒体の温度より高いときに当該熱
   伝達媒体を前記バッテリ保温部材(42)に供給する制御手
   段(52)を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項４
   に記載の電気自動車用バッテリ保温装置。
6. 【請求項６】前記バッテリ保温部材(42)により、前記バ
   ッテリ(10)の所定の面以外の面を覆うことを特徴とする
   請求項１乃至請求項５に記載の電気自動車用バッテリ保
   温装置。
7. 【請求項７】前記バッテリ保温部材(42)により、前記バ
   ッテリ(10)を完全に包囲することを特徴とする請求項１
   乃至請求項５に記載の電気自動車用バッテリ保温装置。