JP2003203679A

JP2003203679A - 自動車用の電源装置

Info

Publication number: JP2003203679A
Application number: JP2001400212A
Authority: JP
Inventors: Toru Mizuta; 徹水田; Atsushi Terachi; 淳寺地
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2001-12-28
Filing date: 2001-12-28
Publication date: 2003-07-18

Abstract

(57)【要約】【課題】電池を高温と低温から保護しながら、過放電
による性能低下を最小にして長寿命にする。【解決手段】自動車用の電源装置は、電池ユニット１
と、電池ユニット１の温度コントロールを判定する温度
制御回路２と、この温度制御回路２に制御されて、イグ
ニッションスイッチをオフにする状態で電池ユニット１
を温度コントロールする保温機構３と、電池ユニット１
を温度コントロールするかどうかを入力する入力回路６
とを備える。電源装置は、外気温度が設定温度範囲外
で、温度制御回路２が温度コントロールモードであると
判定し、かつ、入力回路６が温度コントロールモードを
選択していると、保温機構３が電池ユニット１を温度コ
ントロールし、温度制御回路２が温度コントロールモー
ドと判定する外気温度であっても、入力回路６が温度コ
ントロールモードとしない状態では、保温機構３が電池
ユニット１を温度コントロールしない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車に搭載され
て、自動車を走行させるモーターを駆動する電源装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車は、極めて厳しい温度環境で使用
される。灼熱の太陽にさらされる夏期は極めて高温にな
り、また厳寒の冬期等にあっては極めて低温になる。こ
の環境で使用されるバッテリーは、低温と高温のときに
電気的な性能が低下する。すなわち、バッテリーは、低
温になると実質的に放電できる容量が減少してしまう。
反対に高温になると自己放電が増加して残容量が少なく
なる。

【０００３】この弊害を防止するために、イグニッショ
ンスイッチをオフにする状態で、バッテリーを加温した
り冷却する電源装置が開発されている。この電源装置
は、外気温度を検出して、バッテリーを加温し、あるい
は冷却する。この電源装置は、外気温度が極めて低い厳
寒時にイグニッションスイッチをオフにすると、保温機
構がバッテリーを加温して電池温度が異常に低くなるの
を防止する。反対に酷暑のときイグニッションスイッチ
をオフにすると、バッテリーを冷却して電池を保護す
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、イグニ
ッションスイッチをオフにする状態で、電池を加温した
り冷却する電源装置は、電池の温度が異常に低下したり
あるいは上昇したりするのを防止できる。しかしなが
ら、電池を制御するために電源装置に蓄えている電気エ
ネルギーを消費するので、温度を制御するために電池の
残容量が減少する。電池は残容量が少なくなって過放電
されると、このことによっても性能が低下してしまう。
このため、電池を高温と低温から保護するために温度制
御すると、過放電して電池自体の性能が低下することが
ある。自動車に搭載される電池は、大容量、大出力であ
るために製造コストが極めて高く、いかにして長い寿命
にできるかが極めて大切である。したがって、イグニッ
ションスイッチをオフにする状態で、電池の温度を制御
して、電池が劣化するのを極力防止することが大切であ
る。

【０００５】本発明は、このことを実現することを目的
に開発されたもので、本発明の重要な目的は、電池を高
温と低温から保護しながら、過放電による性能低下を最
小にして、極力長寿命にできる自動車用の電源装置を提
供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の電源装置は、自
動車に搭載されて自動車を走行させるモーターを駆動す
る。この電源装置は、複数の二次電池を備える電池ユニ
ット１と、イグニッションスイッチをオフに切り換える
状態で、外気温度が設定温度範囲外であるかどうかで、
電池ユニット１を温度コントロールするかどうかを判定
する温度制御回路２と、この温度制御回路２に制御され
て、イグニッションスイッチをオフにする状態で、電池
ユニット１を温度コントロールする保温機構３と、電池
ユニット１を温度コントロールするかどうかをユーザー
が選択して入力する入力回路６とを備える。外気温度が
設定温度範囲外であって、電池ユニット１を温度コント
ロールする温度コントロールモードであると温度制御回
路２が判定し、かつ、入力回路６が電池ユニット１を温
度コントロールする温度コントロールモードを選択して
いると、保温機構３が電池ユニット１を温度コントロー
ルし、温度制御回路２が温度コントロールモードと判定
する外気温度であっても、入力回路６が、電池ユニット
１を温度コントロールモードとしない状態が選択されて
いると、保温機構３が電池ユニット１を温度コントロー
ルしないようにしている。

【０００７】本発明の電源装置の保温機構３は、電池ユ
ニット１を冷却または加温して温度コントロールするこ
とができる。温度制御回路２は、外気温度が設定温度範
囲よりも低いことを検出して、電池ユニット１を加温す
る温度コントロールモードと判定し、この状態で保温機
構３が電池ユニット１を加温する。また、温度制御回路
２は、外気温度が設定温度範囲よりも高いことを検出し
て、電池ユニット１を冷却する温度コントロールモード
と判定し、この状態で保温機構３が電池ユニット１を冷
却する。

【０００８】温度制御回路２が温度コントロールモード
を表示するモニタ１１を備え、ユーザーがモニタ１１を
確認して入力回路６を操作するようにできる。温度制御
回路２は、自動車に搭載されて電池ユニット１の充放電
を制御するバッテリー制御回路１０で併用できる。

【０００９】保温機構３は、ヒータで電池ユニット１を
加温することができる。また、自動車のモーターを駆動
する電池ユニット１に加えて、自動車の電装品に電源を
供給する電装用バッテリーを備える電源装置は、電装用
バッテリーと電池ユニット１との間で充放電させて電池
ユニット１を加温することができる。

【００１０】保温機構３は、電池ユニット１に冷却空気
を送風して冷却することができ、また、自動車に搭載し
ているエアコンで電池ユニット１を冷却することもでき
る。

【００１１】電池ユニット１を温度コントロールモード
とするかどうかを判定する設定温度範囲は、一定とし、
あるいは電池ユニット１の温度で変更することもでき
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明
の技術思想を具体化するための電源装置を例示するもの
であって、本発明は電源装置を以下のものに特定しな
い。

【００１３】さらに、この明細書は、特許請求の範囲を
理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する
番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決
するための手段の欄」に示される部材に付記している。
ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材
に特定するものでは決してない。

【００１４】図１に示す電源装置は、自動車に搭載され
て自動車を走行させるモーターを駆動するもので、電池
ユニット１と、温度制御回路２と、保温回路４及び保温
機５からなる保温機構３と、入力回路６とを備える。

【００１５】電池ユニット１は、複数の二次電池を直列
に接続している。この電源装置は、複数本の電池モジュ
ール７をケースに収納して、各々の電池モジュール７を
直列に接続している。電池モジュール７を構成している
二次電池は、ニッケル−水素電池である。ただ、二次電
池には、リチウムイオン二次電池も使用でき、またニッ
ケル−カドミウム電池も使用できる。

【００１６】温度制御回路２は、車側コントロール回路
８に接続されている。車側コントロール回路８は、イグ
ニッションスイッチをオフにしたことを示すオフ信号を
温度制御回路２に入力する。さらに温度制御回路２は、
外気温度を検出する温度センサー９を接続している。温
度制御回路２は、イグニッションスイッチをオフにした
ときに、温度コントロールモードとするかどうかを判定
するために、設定温度範囲を記憶する記憶回路（図示せ
ず）を備える。記憶回路に記憶される設定温度範囲は、
図２に示すように、最低温度と最高温度の間にある。し
たがって、記憶回路は、最低温度と最高温度とを記憶し
ている。最低温度は、イグニッションスイッチをオフに
した状態で、電池ユニット１を加温する必要がある温度
である。最高温度は、イグニッションスイッチをオフに
した状態で、電池ユニット１を冷却する必要がある温度
である。最低温度は、たとえば−１０℃〜０℃に設定さ
れ、最高温度は３０℃〜５０℃に設定される。設定温度
範囲を特定する最低温度と最高温度は、イグニッション
スイッチをオフにしたときの電池ユニット１の温度等、
他のパラメーターで変更することもできる。たとえば、
イグニッションスイッチをオフにしたときの電池ユニッ
ト１の温度が高温であると、設定温度範囲の最高温度を
低くしてより効率よく冷却する。

【００１７】温度制御回路２は、イグニッションスイッ
チをオフに切り換える状態で、外気温度を設定温度範囲
に比較する。外気温度が設定温度範囲外にあるとき、す
なわち外気温度が最低温度よりも低く、あるいは最高温
度よりも高いとき、温度制御回路２は、温度コントロー
ルモードと判定する。外気温度が最高温度よりも高いと
きの温度コントロールモードは、電池ユニット１を冷却
するモードである。外気温度が最低温度よりも低いとき
の温度コントロールモードは、電池ユニット１を加温す
るモードである。

【００１８】図１に示す電源装置は、電池ユニット１の
充放電を制御するバッテリー制御回路１０を備え、この
バッテリー制御回路１０と別回路として温度制御回路２
を設けている。ただ、温度制御回路は、自動車に搭載さ
れて電池ユニットの充放電を制御するバッテリー制御回
路で併用することもできる。

【００１９】保温機構３は、温度制御回路２に制御され
て、イグニッションスイッチをオフにする状態で、電池
ユニット１を冷却し、あるいは加温して温度をコントロ
ールする。ただ、保温機構３は、温度コントロールモー
ドで必ずしも電池ユニット１を温度コントロールしな
い。保温機構３は、入力回路６と温度コントロールの両
方の信号で、電池ユニット１を温度コントロールする。

【００２０】入力回路６は、電池ユニット１を温度コン
トロールするかどうかをユーザーが選択して入力する回
路である。図の入力回路６は、ユーザーが温度コントロ
ールをする状態としない状態とを選択する操作スイッ
チ、あるいは音声で温度コントロールをする状態としな
い状態とを選択する回路である。入力回路６は、温度コ
ントロールをすることが選択されたことを示す温度コン
トロール選択信号を、保温回路４または温度制御回路２
に出力する。図に示す温度制御回路２は、温度コントロ
ールモードを表示するモニタ１１を備え、ユーザーがモ
ニタ１１を確認して入力回路６を操作できるようにして
いる。ただ、温度制御回路は、必ずしも温度コントロー
ルモードをモニタ表示する必要はなく、音声で表示する
こともできる。

【００２１】温度コントロール選択信号が入力される保
温回路４は、入力回路６から温度コントロール選択信号
が入力され、かつ温度制御回路２から温度コントロール
モードであることを示す信号が入力されるときに、電池
ユニット１を冷却または加温して温度コントロールす
る。この保温回路４は、温度制御回路２から温度コント
ロールモードであることを示す信号が入力されても、入
力回路６から温度コントロール選択信号が入力されない
かぎり、電池ユニット１を冷却または加温して温度コン
トロールしない。

【００２２】温度コントロール選択信号が入力される温
度制御回路２は、外気温度を設定温度範囲に比較して、
外気温度が設定温度範囲外にあり、入力回路６から温度
コントロール選択信号が入力されるときに、温度コント
ロールモードと判定する信号を保温回路４に出力する。
この温度制御回路２は、外気温度が設定温度範囲外にあ
っても、入力回路６から温度コントロール選択信号が入
力されないかぎり、温度コントロールモードであると判
定する信号を保温回路４に出力しない。この電源装置の
保温回路４は、入力回路６の選択信号を温度制御回路２
に入力するので、保温機構３は温度制御回路２から温度
コントロールモードであると判定する信号が入力される
と、電池ユニット１を冷却または加温して温度コントロ
ールする。すなわち、本発明の電源装置は、イグニッシ
ョンスイッチをオフにする状態で、入力回路６で温度コ
ントロールすることが選択され、かつ外気温度が設定温
度範囲外であるときにかぎって、電池ユニット１を温度
コントロールする。

【００２３】保温機構３は、保温回路４と、この保温回
路４に制御されて電池ユニット１を冷却しあるいは加温
する保温機５とからなる。電池ユニット１を冷却する保
温機５は、電池ユニット１に冷却空気を強制的に送風す
る冷却ファン、あるいは自動車に搭載しているエアコン
で、これ等で電池ユニット１を冷却する。電池ユニット
１を加温する保温機５は、電池ユニット１に接近して配
設し、あるいは送風する空気を加温するヒータ、あるい
は、自動車に搭載される電装用バッテリー（図示せず）
と電池ユニット１との間で充放電して電池ユニット１を
加温する機構である。電装用バッテリーと電池ユニット
との間で充放電する保温機は、電装用バッテリーを放電
する電力で電池ユニットを充電し、あるいは電池ユニッ
トを放電する電力で電装用バッテリーを充電する。電装
用バッテリーと電池ユニットは電圧が異なるので、互い
に充放電できる電圧にＤＣ／ＤＣコンバータで電圧変換
する。

【００２４】以上の電源装置は、図３のフローチャート
で電池ユニット１を温度コントロールする。［ｎ＝１のステップ］イグニッションスイッチがＯＮの
状態にあり、電源装置は温度コントロールモード以外の
処理を行う。［ｎ＝２のステップ］温度センサー９が外気温度を検出
する。検出された外気温度は、温度制御回路２に入力さ
れる。ただ、外気温度は、次のステップにおいて、イグ
ニッションスイッチがＯＦＦの状態であると判定した後
に検出することもできる。［ｎ＝３のステップ］イグニッションスイッチがＯＦＦ
になったかどうかを検出する。イグニッションスイッチ
がＯＦＦになると、次にステップに進む。イグニッショ
ンスイッチがＯＦＦになるまで、ｎ＝１〜３のステップ
をループする。

【００２５】［ｎ＝４のステップ］温度制御回路２は、
外気温度を設定温度範囲に比較する。外気温度が設定温
度範囲外にあるとき、温度制御回路２は、温度コントロ
ールモードと判定して次のステップに進む。外気温度が
設定温度範囲内にあるとき、ｎ＝１１のステップにジャ
ンプする。［ｎ＝５のステップ］温度制御回路２は、外気温度が設
定温度範囲外であって、温度コントロールモードである
ことを表示して、ユーザーに対して、電池ユニット１を
温度コントロールするかどうかの選択信号を要求する。［ｎ＝６のステップ］温度制御回路２は、ユーザーが選
択した信号を受け取る。選択信号は、入力回路６から入
力される。

【００２６】［ｎ＝７のステップ］入力回路６から温度
コントロール選択信号が入力されたかどうかを判定す
る。入力回路６から温度コントロール選択信号が入力さ
れると、電池ユニット１を温度コントロールすると判定
して次のステップに進む。入力回路６から温度コントロ
ール選択信号が入力されないとき、温度コントロールモ
ードであると判定する信号を出力することなく、ｎ＝１
１のステップにジャンプする。［ｎ＝８のステップ］温度制御回路２は、保温機構３に
温度コントロールモードであると判定する信号を出力し
て温度コントロールモードを実行する。保温機構２は、
電池ユニット１を冷却または加温して温度コントロール
する。［ｎ＝９のステップ］温度制御回路２は、温度コントロ
ールモードの実行を継続するかどうかを判定する。温度
制御回路２は、外気温度が設定範囲内になったかどう
か、あるいは、イグニッションスイッチがオンになった
かどうか、あるいはまた自動車のドアが開かれたかどう
か等を検出して温度コントロールモードの継続を判定す
る。温度制御回路２は、これらの信号が入力されるま
で、ｎ＝８、９のステップをループして電池ユニット１
の温度コントロールを継続する。［ｎ＝１０のステップ］温度制御回路２が、保温機構３
に温度コントロールモードを終了する信号を出力して温
度コントロールモードを終了する。［ｎ＝１１のステップ］イグニッションスイッチがＯＦ
Ｆの状態にあり、電源装置は温度コントロールモード以
外の処理を行う。

【００２７】

【発明の効果】本発明の自動車用の電源装置は、電池を
高温と低温から保護しながら、過放電による性能低下を
最小にして長寿命にできる特長がある。それは、本発明
の電源装置が、イグニッションスイッチをオフに切り換
える状態で、外気温度が設定温度範囲外であって、電池
ユニットを温度コントロールする温度コントロールモー
ドであると温度制御回路が判定し、かつ、電池ユニット
を温度コントロールする温度コントロールモードを入力
回路が選択しているときに限って、保温機構で電池ユニ
ットを温度コントロールしているからである。本発明の
電源装置は、外気温度が設定温度範囲外にあっても、入
力回路が電池ユニットを温度コントロールモードとしな
い状態を選択していると、電池ユニットを温度コントロ
ールしないようにしている。このように、本発明の電源
装置は、電池ユニットの温度コントロールをユーザーが
最終判断して実行できるので、過放電による電池性能の
低下を最小にして電池寿命を長くしながら高温と低温か
ら保護できる特長がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例にかかる自動車用の電源装置
のブロック図

【図２】設定温度範囲の一例を示す図

【図３】図１に示す電源装置が電池ユニットを温度コン
トロールするフローチャート

【符号の説明】

１…電池ユニット２…温度制御回路３…保温機構４…保温回路５…保温機６…入力回路７…電池モジュール８…車側コントロール回路９…温度センサー１０…バッテリー制御回路１１…モニタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5H030 AS08 BB10 BB14 FF42 FF43 FF44 5H031 CC05 KK03 KK08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】自動車に搭載されて自動車を走行させる
モーターを駆動する電源装置であって、複数の二次電池を備える電池ユニット(1)と、イグニッ
ションスイッチをオフに切り換える状態で、外気温度が
設定温度範囲外であるかどうかで、電池ユニット(1)を
温度コントロールモードにするかどうかを判定する温度
制御回路(2)と、この温度制御回路(2)に制御されて、イ
グニッションスイッチをオフにする状態で、電池ユニッ
ト(1)を温度コントロールする保温機構(3)と、電池ユニ
ット(1)を温度コントロールモードにするかどうかをユ
ーザーが選択して入力する入力回路(6)とを備え、外気温度が設定温度範囲外であって、電池ユニット(1)
を温度コントロールする温度コントロールモードとする
と温度制御回路(2)が判定し、かつ、入力回路(6)が電池
ユニット(1)を温度コントロールモードにする状態を選
択していると、保温機構(3)が電池ユニット(1)を温度コ
ントロールモードとして温度コントロールし、温度制御
回路(2)が温度コントロールモードと判定する外気温度
であっても、入力回路(6)が、電池ユニット(1)を温度コ
ントロールモードとしない状態を選択していると、保温
機構(3)が電池ユニット(1)を温度コントロールしないよ
うにしてなる自動車用の電源装置。
【請求項２】保温機構(3)が、電池ユニット(1)を冷却
または加温して温度コントロールする請求項１に記載さ
れる自動車用の電源装置。
【請求項３】温度制御回路(2)は、外気温度が設定温
度範囲よりも低いことを検出して、電池ユニット(1)を
加温する温度コントロールモードと判定し、この温度コ
ントロールモードで保温機構(3)が電池ユニット(1)を加
温する請求項２に記載される自動車用の電源装置。
【請求項４】温度制御回路(2)は、外気温度が設定温
度範囲よりも高いことを検出して、電池ユニット(1)を
冷却する温度コントロールモードと判定し、この温度コ
ントロールモードで保温機構(3)が電池ユニット(1)を冷
却する請求項２に記載される自動車用の電源装置。
【請求項５】温度制御回路(2)が温度コントロールモ
ードを表示するモニタ(11)を備え、ユーザーがモニタ(1
1)を確認して入力回路(6)を操作するようにしてなる請
求項１に記載される自動車用の電源装置。
【請求項６】温度制御回路(2)が、電池ユニット(1)の
充放電を制御するバッテリー制御回路(10)である請求項
１に記載される自動車用の電源装置。
【請求項７】保温機構(3)がヒータで電池ユニット(1)
を加温する請求項１に記載される自動車用の電源装置。
【請求項８】電源装置が自動車のモーターを駆動する
電池ユニット(1)に加えて、自動車の電装品に電源を供
給する電装用バッテリーを備えており、この電装用バッ
テリーと電池ユニット(1)との間で充放電して電池ユニ
ット(1)を加温する請求項１に記載される自動車用の電
源装置。
【請求項９】保温機構(3)が電池ユニット(1)に冷却空
気を送風して冷却する請求項１に記載される自動車用の
電源装置。
【請求項１０】保温機構(3)が自動車に搭載している
エアコンで電池ユニット(1)を冷却する請求項１に記載
される自動車用の電源装置。
【請求項１１】電池ユニット(1)を温度コントロール
するかどうかを判定する設定温度範囲を電池ユニット
(1)の温度で変更する請求項１に記載される自動車用の
電源装置。