JPH04312304A - 電気自動車の電源冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気自動車の電源を冷
却する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電気自動車の電源冷却装置の中に
は、実開昭６０−１８７４５６号公報に示されているよ
うに、電気自動車のメインスイッチをオン動作している
状態において、電源を構成するバッテリを冷却風で冷却
する構造が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述の電源冷却装置に
おいては、駆動用モータ以外の車載電気部品を駆動する
ための補機用電源からの電力で冷却風を送風するように
なっているので、降車時や駐車中等でメインスイッチを
オフ動作した場合、制御系が働かなくなり、冷却風を送
風することができず、バッテリを冷却できなくなる。ま
た、充電中には、制御系をオフ動作して誤動作を防止す
るようになっているので、上記と同様にバッテリを冷却
することができず、充電中の温度上昇でバッテリ性能が
経時的に劣化する可能性がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明にあっては、電気
自動車の電源を構成するバッテリの充電時に当該バッテ
リを冷却するファン装置を設けてある。

【０００５】

【作用】電源を構成するバッテリへの充電を行うと、フ
ァン装置が冷却風をバッテリに送風してバッテリを冷却
する。

【０００６】

【実施例】図１は本発明の一実施例を示す構成図である
。同図において、１は、駆動用電源である。この駆動用
電源１は、複数のバッテリにより、３００Ｖ程度の高電
圧な電力を出力するようになっている。

【０００７】２は、モータコントローラである。このモ
ータコントローラ２は、運転者が図外の自動車のメイン
スイッチをオン動作した状態において、図外のアクセル
ペダルのようなアクセル操作部を操作すると、アクセル
操作部の操作量に応じた高電圧の電力量を駆動用電源１
から駆動用モータ３に供給して駆動用モータ３を回転駆
動するようになっている。この駆動用モータ３の出力軸
には、図外の駆動輪が連結してある。

【０００８】４は、補機用電源である。この補機用電源
４は、バッテリにより前記駆動用モータ３以外の車載電
気部品たる補機部品５を作動するのに必要な低電圧の電
力を出力するようになっており、前記メインスイッチが
オン動作した状態において、補機部品５の図外のスイッ
チをオン動作することにより、補機部品５に低電圧の電
力を供給するようになっている。

【０００９】６は、充電器である。この充電器６の出力
端は、駆動用電源１に接続してある。充電器６の入力端
には、車載側コネクタ７が接続してある。この車載側コ
ネクタ７を、例えば図外の駐車場等に設けられた屋外側
コネクタに接続することにより、充電器６が駆動用電源
１に充電を行うとともに、コネクタ接続信号を充電コン
トローラ１５に出力するようになっている。

【００１０】８は、ファン装置である。このファン装置
８は、ファン９とファンモータ１０と残量センサ１１と
温度センサ１２とガスセンサ１３と制御演算部（以下、
単にＣＰＵという）１４と充電コントローラ１５と第１
スイッチ１６と第２スイッチ１７とバックアップ電源１
８と抵抗器１９とを備え、前記駆動用電源１を構成して
いるバッテリへの充電中および充電終了後の一定時間、
ならびに前記駆動用電源１を構成しているバッテリが放
電中で高温となった場合等において、駆動用電源１を構
成しているバッテリを冷却する一方、前記駆動用電源１
を構成しているバッテリからガスが発生した場合に駆動
するようになっている。

【００１１】ファン９は、ファンモータ１０の出力軸に
連結され、ファンモータ１０の回転駆動により回転して
、駆動用電源１に冷却風を送るようになっている。

【００１２】ファンモータ１０は、第１スイッチ１６と
第２スイッチ１７との動作により、駆動用電源１と補機
用電源４とバックアップ電源１８のうちのいずれか１つ
の電源からの電力の供給を受けて回転駆動するようにな
っている。具体的には、ファンモータ１０の一方の外部
端子１０ａが、駆動用電源１と補機用電源４とのマイナ
ス端子１ａ，４ａに接続してある。ファンモータ１０の
他方の外部端子１０ｂが、駆動用電源１のプラス端子１
ｂに第１スイッチ１６と抵抗器１９とを直列に介して接
続してあるとともに、補機用電源４のプラス端子４ｂに
第１スイッチ１６と第２スイッチ１７とを直列に介して
接続してある。

【００１３】残量センサ１１は、駆動用電源１を構成し
ているバッテリの残留電力量を検出し、この検出残留電
力量に応じた電気量を検出残量信号として出力するよう
になっている。

【００１４】温度センサ１２は、駆動用電源１を構成し
ているバッテリの温度を検出し、この検出温度に応じた
電気量を検出温度信号として出力するようになっている
。

【００１５】ガスセンサ１３は、駆動用電源１を構成し
ているバッテリから放出するガス量を検出し、この検出
ガス量に応じた電気量を検出ガス信号として出力するよ
うになっている。

【００１６】ＣＰＵ１４は、前記メインスイッチのオン
動作により、駆動用電源１または補機用電源４のうちの
いずれか一方から、図外のトランスを通して低電圧とな
った電力の供給を受けて起動（オン動作）し、このＣＰ
Ｕ１４に予め設定されたプログラムにもとづいて、温度
センサ１２から取り込んだ検出温度信号やガスセンサ１
３から取り込んだ検出ガス信号に応じて、ファン駆動信
号を第２スイッチ１７に出力して、第２スイッチ１７の
可動接点１７ａを固定接点１７ｂに接触させ、第２スイ
ッチ１７をオン動作する一方、これとは逆に、前記メイ
ンスイッチのオフ動作により前記低電圧なる電力の供給
が遮断されて、前記起動が停止（オフ動作）されるよう
にようになっている。

【００１７】充電コントローラ１５は、充電器６からコ
ネクタ接続信号を受け取ることにより、通電信号を第１
スイッチ１６に出力するとともに、残量センサ１１から
検出残量信号を受け取ることにより、充電時間ｔ１や全
冷却時間ｔ２および抵抗値Ｒを演算し、この演算した充
電時間ｔ１に相当する充電時間信号を充電器６に出力す
るとともに、前記演算した抵抗値Ｒに相当する抵抗値決
定信号を抵抗器１９に出力するようになっている。

【００１８】この充電コントローラ１５における抵抗値
Ｒの決め方について図２に示すフローチャートを参照し
ながら説明すると、充電コントローラ１５が充電器６か
らの通電信号を受け取ることにより、ステップ１０１で
残量センサ１１からの駆動用電源１を構成しているバッ
テリにおける現在の性能としての検出残量信号にもとづ
いて、駆動用電源１を構成しているバッテリへの充電時
間ｔ１を決定し、ステップ１０２に進む。

【００１９】ステップ１０２では、ステップ１０１で決
定した充電時間ｔ１をもって、駆動用電源１を構成して
いるバッテリに充電を実施したと仮定して、当該充電に
よりバッテリがどの程度の温度まで上昇するかという、
温度上昇率を決定し、この温度上昇率からバッテリが許
容できる限界温度としてのしきい値Ｔ０を決定し、ステ
ップ１０３に進む。この限界温度とは、充電時のバッテ
リの温度が限界温度よりも高くなると、充電効率が低下
する基準であって、実験により求めらる。また、温度上
昇率は、ステップ１０２に示した曲線Ｌ１なる温度特性
として図示してある。

【００２０】ステップ１０３では、ステップ１０２に示
した温度特性Ｌ１における最高温度Ｔ１がしきい値Ｔ０
以下となるように、ファンモータ１０への入力定格ｗを
決定する。つまり、決定した入力定格ｗでファンモータ
１０を回転駆動したと仮定すると、ファン９から送られ
てくる冷却風により、駆動用電源１を構成しているバッ
テリの充電による温度特性が、点線示の曲線Ｌ１から実
線示の曲線Ｌ２となり、最高温度Ｔ１がしきい値Ｔ０以
下に低下することになる。そして、ステップ１０４に進
む。

【００２１】ステップ１０４では、ステップ１０３での
温度特性Ｌ２における最高温度Ｔ１がしきい値Ｔ０以下
であるものの、駆動用電源１を構成しているバッテリの
温度を、充電終了後に速やかに下げることから、充電終
了後の冷却時間Δｔを決定し、この充電終了後の冷却時
間Δｔとステップ１０１で決定した充電時間ｔ１とを足
し算して、全冷却時間ｔ２（ｔ２＝ｔ１＋Δｔ）を決定
する。つまり、充電終了後も、ステップ１０３で決定し
た入力定格ｗでファンモータ１０の回転駆動を継続して
、充電終了後の冷却時間Δｔをもって、ファン９からの
送風により駆動用電源１を構成しているバッテリを冷却
すると、駆動用電源１を構成しているバッテリの温度特
性が、点線示の曲線Ｌ３から実線示の曲線Ｌ４となり、
駆動用電源１を構成しているバッテリの温度が、充電終
了後に速やかに低下することになる。そして、ステップ
１０５に進む。

【００２２】ステップ１０５では、抵抗器１９における
抵抗値Ｒを、充電器６の出力端子電圧をＶとし、バック
アップ電源１８の起電力をε０として、下記式、Ｒ≒｛
（Ｖ−ε０）・Ｖ・ｔ１｝／（ｗ・ｔ２）より決定する
。つまり、ステップ１０５で求めた抵抗値Ｒにより、充
電特性Ｌ５，Ｌ６，Ｌ７のうちの１つの充電特性でもっ
て、駆動用電源１を構成しているバッテリに充電するこ
とが可能となるので、抵抗値Ｒを抵抗器１９に設定する
ことにより、充電器６から出力される電流が駆動用電源
１を構成しているバッテリに充電され、この充電電流の
一部でファンモータ１０が回転駆動され、残りでバック
アップ電源１８が充電される。なお、Ｗ０は駆動用電源
１が必要とする電力である。

【００２３】ここで、再び図１に戻って説明すると、第
１スイッチ１６は、１つの可動接点１６ａと２つの固定
接点１６ｂ，１６ｃとを備え、可動接点１６ａが、通常
時は図１に示すように一方の固定接点１６ｂに接触し、
充電コントローラ１５からの通電信号により、一方の固
定接点１６ｂから離れて他方の固定接点１６ｃに接触す
る自己復帰電磁駆動型になっている。この可動接点１６
ａには、ファンモータ１０の他方の外部端子１０ｂが接
続してある。一方の固定接点１６ｂには、補機用電源４
のプラス端子４ｂが第２スイッチ１７を介して接続して
ある。他方の固定接点１６ｃには、駆動用電源１のプラ
ス端子１ｂが抵抗器１９を介して接続してある。

【００２４】第２スイッチ１７は、１つの可動接点１７
ａと１つの固定接点１７ｂとを備え、可動接点１７ａが
、通常時は図１に示すように固定接点１７ｂから離れて
オフ動作しており、ＣＰＵ１４からのファン駆動信号に
より、固定接点１７ｂに接触してオン動作する自己復帰
常開電磁駆動型になっている。この可動接点１７ａには
、補機用電源４のプラス端子４ｂが接続してある。固定
接点１７ｂには、第１スイッチ１６の一方の固定接点１
６ｂが接続してある。

【００２５】バックアップ電源１８は、補機用電源４と
同様にバッテリによりファンモータ１０を回転駆動する
のに必要な低電圧の電力を出力するようになっており、
ファンモータ１０の外部端子１０ａ，１０ｂに並列に接
続してある。

【００２６】抵抗器１９は、充電コントローラ１５から
の抵抗値決定信号により、抵抗値Ｒが決定可能な可変抵
抗器になっている。

【００２７】なお、図示は省略するが、駆動用電源１を
構成しているバッテリに充電を行うべく、車載側コネク
タ７を屋外側コネクタに接続すると、保安上から、前記
メインスイッチはオン動作しないようになっている。

【００２８】次に、この実施例の動作を、図３に示すフ
ローチャートを参照しながら説明する。

【００２９】運転者が、図外のメインスイッチをオン動
作して、電気自動車を走行可能な状態にすると、ステッ
プ２０１でＣＰＵ１４が起動し、ステップ２０２に進む
。

【００３０】ステップ２０２では、ＣＰＵ１４がオン動
作しているか否かを判断する。そして、メインスイッチ
のオン動作により、ＣＰＵ１４がオン動作している場合
には、ステップ２０３に進む。これとは逆に、ＣＰＵ１
４がオフ動作している場合には、充電コントローラ１５
の処理たるステップ２０４〜２０６に進む。

【００３１】ステップ２０３では、ＣＰＵ１４がオン動
作していることから、メインスイッチのオン動作により
、電気自動車が走行可能な状態であることを意味すると
ともに、車載側コネクタ７が屋外側コネクタに接続され
ておらず、第１スイッチ１６の可動接点１６ａが図１に
示すように固定接点１６ｂに接触していることを意味す
るので、ＣＰＵ１４が、温度センサ１２からの検出温度
信号やガスセンサ１３からの検出ガス信号を取り込み、
検出温度がＣＰＵ１４に予め設定された設定温度よりも
高い時に、または、検出ガス量がＣＰＵ１４に予め設定
された設定ガス量よりも高く、駆動用電源１を構成して
いるバッテリにガス発生が起こった時に、ファン装置８
を作動させる。具体的には、ＣＰＵ１４がファン駆動信
号を第２スイッチ１７に出力する。すると、第２スイッ
チ１７がオン動作し、可動接点１７ａが固定接点１７ｂ
に接触し、補機用電源４から低電圧の電力がファンモー
タ１０に供給され、ファンモータ１０が回転駆動して、
ファン９が回転し、このファン９の回転により、冷却風
が駆動用電源１に送風され、駆動用電源１の複数のバッ
テリを冷却したり、バッテリから発生したガスを冷却風
に乗せて駆動用電源１外に排出する。

【００３２】ここで、運転者が、メインスイッチをオフ
動作する一方、駆動用電源１を構成しているバッテリに
充電を行うべく、車載側コネクタ７を屋外側コネクタに
接続すると、ＣＰＵ１４がオフ動作していることから、
第２スイッチ１７が図１に示すようにオフ動作している
。この状態において、充電器６から充電コントローラ１
５にコネクタ接続信号が出力され、充電コントローラ１
５が起動して、ステップ２０４の処理が始まる即ち、ス
テップ２０４では、充電中か否かを判断する。つまり、
車載側コネクタ７が屋外側コネクタに接続されておらず
、コネクタ接続信号の入力がないことにより、充電中で
ない場合には、ステップ２０５に進む。これとは逆に、
車載側コネクタ７が屋外側コネクタに接続されて、コネ
クタ接続信号の入力が有ることにより、充電中である場
合には、ステップ２０６に進む。

【００３３】ステップ２０５では、充電直後の一定時間
を除き、ファン装置８が作動することはない。

【００３４】ステップ２０６では、充電コントローラ１
５が駆動用電源１を構成しているバッテリの充電時間ｔ
１と全冷却時間ｔ２とを演算し、この演算した充電時間
ｔ１や全冷却時間ｔ２に応じた抵抗値Ｒを決定し、この
決定した抵抗値Ｒに相当する抵抗値決定信号を抵抗器１
９に出力し、抵抗器１９の抵抗値をＲに設定する。これ
と並行して、充電器６から駆動用電源１を構成している
バッテリに電力が充電されるとともに、充電コントロー
ラ１５からの通電信号により、第１スイッチ１６の可動
接点１６ａが固定接点１６ｃに接触し、充電器６からの
電力の一部が抵抗器１９を通してファンモータ１０に供
給され、ファンモータ１０が回転駆動して、ファン９が
回転し、このファン９の回転により、冷却風が、駆動用
電源１に送風され、駆動用電源１の複数のバッテリを冷
却する一方、上記充電器６からの抵抗器１９を通った電
力の一部がバックアップ電源１８に充電される。

【００３５】そして、上記駆動用電源１を構成している
バッテリへの充電開始から充電時間ｔ１が経過すると、
充電コントローラ１５が、充電器６へ充電終了信号を出
力するとともに、第１スイッチ１６への通電信号の出力
を停止する。これにより、充電器６から駆動用電源１を
構成しているバッテリへの充電が停止してバッテリの過
充電が阻止される。一方、第１スイッチ１６の可動接点
１６ａが自己復帰して他方の固定接点１６ｃから離れて
一方の固定接点１６ｂに接触した図１に示す状態となる
。また、この駆動用電源１を構成しているバッテリへの
充電終了後においては、バックアップ電源１８からの電
力がファンモータ１０に充電終了後の冷却時間Δｔなる
一定時間供給され、ファンモータ１０の回転駆動が一定
時間Δｔ継続し、ファン９からの冷却風の送風により、
駆動用電源１を構成しているバッテリが冷却される。

【００３６】即ち、電気自動車のメインスイッチのオン
・オフ動作に応じて起動，停止するＣＰＵ１４とは無関
係に、ファン装置８が充電開始から充電終了後の一定時
間までを通して、駆動用電源１を構成しているバッテリ
を冷却するので、当該バッテリが、充電劣化を起こすし
きい値Ｔ０よりも低い温度で充電され、充電終了後には
速やかに定常温度となる。

【００３７】なお、本発明は、前記実施例に限定される
ものではなく、図示は省略するが、例えば、ファン装置
８を電気自動車に搭載した空調装置とすることも可能で
ある。この場合には、抵抗値Ｒは、空調装置の電圧を基
準として設定する一方、ファン９を空調装置のファンと
して使用し、空調装置に駆動用電源１の近傍まで延長し
た吹き出し口を付加する。なお、空調装置の作動時の電
流値によっては、駆動用電源１と空調装置のファンモー
タとを並列ではなく、直列とすることも可能である。こ
の直列の場合には、抵抗器１９を省くことができる。

【００３８】また、前記実施例では、ファン装置８で駆
動用電源１のバッテリを冷却する場合について説明した
が、ファン装置８で駆動用電源１と補機用電源４との両
方のバッテリを冷却しても前記実施例と同様の効果があ
る。

【００３９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、電気自動
車の電源を構成するバッテリの充電時に当該バッテリを
冷却するファン装置を設けてあるので、電気自動車の制
御系とは無関係に、充電中のバッテリの温度を下げて、
充電効率を上げることができ、充電中の温度上昇でバッ
テリ性能を損なうという不都合も解消できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す構成図。

【図２】同実施例の充電コントローラにおける抵抗値の
決定手順を示すフローチャート。

【図３】同実施例の全体の動作を示すフローチャート。

【符号の説明】

１…駆動用電源 ６…充電器 ８…ファン装置 ９…ファン １０…ファンモータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　バッテリを電源とする電気自動車にお
   いて、前記バッテリの充電時に当該バッテリを冷却する
   ファン装置を設けたことを特徴とする電気自動車の電源
   冷却装置。