JPS6147077A - 自動車用電源装置 - Google Patents

自動車用電源装置

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JPS6147077A
JPS6147077A JP59166426A JP16642684A JPS6147077A JP S6147077 A JPS6147077 A JP S6147077A JP 59166426 A JP59166426 A JP 59166426A JP 16642684 A JP16642684 A JP 16642684A JP S6147077 A JPS6147077 A JP S6147077A
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electrolyte
temperature
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Masashi Nakamura
正志 中村
Yasuo Takagi
靖雄 高木
Harunori Urakawa
浦川　春紀
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Nissan Motor Co Ltd
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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】 （イ）産業上の利用分野 本発明はバッテリーと燃料電池とを組合せて使用する車
両において、低温時におけるバッテリーの始動特性を向
上させた自動車用電源装置に関する。
（→従来技術 自動車は様々な環境の下で使用され、氷点下の寒冷地や
酷寒地で使用されることもある。このような低温環境下
で使用される場合は、始動時に大電力が必要になるため
、電源としては低温時でも充分な始動性を確保できるも
のでなければならない。
一方、バッテリーは化学反応により電気エネルギーを得
るものであるから、外気温などの影響により電池温度が
低くなると電池容量が低下してしまうという問題がある
。
Ｇ／ｊ発明の目的および構成 本発明は上記の点にかんがみてなされたもので、バ・１
テリーの低温時の始動特性を確保することを目的として
第１図に示すごとくバッテリーと燃料電池とを組合せて
使用する電源装置において、バッテリーの充電状態と電
解液温度とをそれぞれ検出し、それらが所定の条件を満
すようにコントローラにより燃料電池による充電および
電解液の加熱を制御するように構成した。
に）実施例 以下本発明を図面に基づいて説明する。
第２図は本発明による自動車用電源装置の一実施例の外
観を示す斜視図であり、装置のケースｌ内にバッテリー
と燃料電池が組込まれている。ケースｌの上部には電源
端子２．３と、燃料電池へ燃料を補充するための開閉蓋
４とが設けられ、側壁には燃料電池に空気を供給すると
ともに燃料電池から生成する炭酸ガスを排出するための
開口５と、燃料電池から排出される水蒸気または凝結水
の排出口６が設けられている。
第３図は第２図の装置のケースｌの内部に組込まれたバ
ッテリーおよび燃料電池と外部回路との接続を示した電
気回路である。
第３図において、７はバッテリーで、その電槽７１の内
部には硫酸などの電解質水溶液が満たされ、過酸化鉛の
陽極板７２と海綿状鉛の陰極板７３とがセパレータ７４
を介して配置されている。さらに、電槽７１の内部には
耐蝕性を有するカーボンなどから成るヒータ７５と、電
解質水溶液の温度を検出するサーミスタなどから成る液
温センサ７６が設けられている。ヒータ７５には通電の
ためのワイヤー８が接続されている。
一方、９は燃料電池で、電槽９１内に希硫酸と燃料であ
るメタノールとから成る電解液が満たされ、その中にメ
タノールを電気化学的に酸化する燃料極９２と、空気中
の酸素を電気化学的に還元する酸素極９３とが隔膜９４
を介して配置されている。この場合、燃料極９２は振動
などに耐えられるように、非常に薄い（０，５〜１、　
Ｏ１ｍ　）グラ７フイト板９２ａを第４図（イ）、（ロ
）に示すように補強集電枠９２ｂおよび集電ネットワー
ク９２ｃで保持したり、第５図（イ）、（ロ）に示すよ
うに、集電ネットワーク９２ｃの代りに太さＯ，１〜０
．３市程度のワイヤー９２ｄを埋込んで補強するような
構造とするのが好ましい。
第４図の例では、グラファイト板９２ａの表面に導電金
属を蒸着しである。再び第３図にもどって、１０は燃料
電池９に供給する燃料（メタノ−）ｖ　）を貯蔵する燃
料タンクである。
電源装置（第３図に鎖線で囲んで示す）の外部には、バ
ッテリー７を充電するために燃料電池９に切り換える切
換スイッチ１１と、充電時の充電電流を検出する電流計
１２とが接続され。
切換スイッチ１１の動作はマイクロコンピュータを含む
コントローラ１３により制御される。
このコントローラ１３には、イグニッションスイッチの
オン、オフ信号および電流計１２からの電流値および液
温センサ７６からの電解液温度が入力される。
次に上記構成の電源装置の動作を第６図のフローチャー
トを用いて説明する。
エンジン停止時にイグニッションキーヲ抜いてイグニッ
ションスイッチをオフすると（Ｆ−１）、コントローラ
１３からの切換信号により切換スイッチ１１が作動して
燃料電池側接点Ｃ９ｃ’（第３図参照）がバッテリー７
の陽極および陰極側接点ａ、　　ａ’に接続される。そ
の結果、バッテリー７が燃料電池９の負荷となり、燃料
電池９は発電を開始し、バッテリー７は充電される。こ
のとき電流計１２により検出された充電電流により充電
状態が検出される（Ｆ−２）。
一方、液温センサ７６によりバッテリー７の電解液温度
が検出されコントローラ１３に入力されている（Ｆ−３
）。コントローラ１３では。
充電電流が所定値（たとえば０．２　Ａ　’）以下か否
かおよび電解液・温度が所定温度（たとえば１５℃）以
上か否かを判別する−（Ｆ　”　：４’　）；；−その
場合充電電流が所定値以下であれば充電が充分行なわれ
ていると判断する。その結果、充電は充分であるが液温
か低ければ（Ｆ−５１）切換スイッチ１１の接点ｃ、ｃ
’を接点ａ、ａ’から切離して接点す、　　ｂ’に接続
する。その結果、ヒータ７５には燃料電池９から通電さ
れ、バッテリー７の電解液が加熱される（Ｆ−６１）。
やがて２電解液温度が上昇して所定温度に達すると（Ｆ
−７１）、切換スイッチ１１の接点ｃ、　　ｃ’は接点
す、　　ｂ’から離れて通電回路は開始しくＦ−８）、
電解液の加熱は停止する。また、−ステツブ（Ｆ−４’
）での判別の結果、充電が不足しており、液温も低いと
判断されたときは（Ｆ−５２）、切換スイッチ１１では
接点ｃ、　　ｃ’を接点ａ、　　ａ’とす、　　ｂ’に
交互に接続するかまたは接点ａ、　　ａ’に接続して充
電を行なった後接点す。
ｂ′に接続して充電と電解液の加熱とを行なう（Ｆ−６
２）。ステップ（Ｆ４２）では、充電状態と液温が充分
か否かを判別し１両方とも充分な状態になったところで
、接点ｃ、　　ｃ’を接点ａ、　　ａ’、　　ｂ、　　
ｂ’の両方から離し１通電回路も充電回路も開路する（
Ｆ−８）。
また、ステップ（Ｆ−４）において、液温は低くないが
充電が不足していると判別されたときは（Ｆ−５３）、
コントローラ１３からの指令で切換スイッチ１１の接点
ｃ、ｃ’は接点ａ。
ａ′に接続されたままとなり、充電動作を継続する（Ｆ
−６３）。その後ステップｌ’Ｆ−７３）で、充電が充
分な状態に達したか否かが判別され、充分な状態になっ
たとき接点ｃ、　　ｃ’を接点ａ、ａ’から離して充電
回路を開路する（’Ｆ−８）。
また、充電も液温も満足な状態にあれば、切換スイッチ
１１の接点ｃ、　　ｃ’は接点ａ、　　ａ’。
ｂ、ｂ’のいずれにも接続されない（Ｆ−５４）。
エンジンキーを差し込んでイグニッションスイッチをオ
ンしてエンジンを始動させる場合は。
切換スイッチ１１は強制的にオフとなり、燃料電池９か
らバッテリー７への充電は終了する。
このように、バッテリーの充電状態と電屏液温度とを検
出し、そのいずれか一方が所定の条件になければ充電動
作または電解液を加熱するようにすることにより、始動
特性を向上させることができる。
第７図は本発明による電源装置を構成する燃料電池の変
形例であり、電槽１５の内部中央に燃料極１６を配置し
１両側に酸素極１７，１７を配置し、燃料極１６と１７
との間にイオン交換性の隔膜１８．１８を配置し、外側
には水酸化物あるいはチオ硫酸ナトリウムなどの蓄熱材
１９を配置し、この蓄熱材１９への熱伝達を良好にする
ためＳＵＳなどから成る耐蝕性の熱交換フィン２０と金
属プレート２１とが設けられている。蓄熱材１９からの
放熱を抑えるために電槽１５の内部に断熱材２２が設け
られている。
なお、２３は空気の吸入および生成ガスの排出のための
開口、２４は燃料極１６上で生成する炭酸ガスの排出口
、２５は反応の結果生成する水や未反応窒素ガスの排出
口である。
燃料電池をこのような構成にすれば、燃料電池の動作時
に発生する反応熱が、熱交換フィン２０、金属プレー）
２１を介して蓄熱材１９に蓄積されるので、外部から吸
入された空気が熱交換フィン２０により熱交換され酸素
極１７に達する酸素が温まるので燃料電池の始動性が向
上する。
第８図は本発明による電源装置の変形例であり、バッテ
リーの冷却効果を高めた実施例である。−１ 第８図は、電源装置を上方から見た概略線図であり、２
６はバッチ！ｊ−，２７は燃料電池。
２８はバッテリー２６と燃料電池２７とを収納した容器
である。容器２８の両側板には開口２８ａ。
２８ｂが設けられており、開口２８ａに電動ファン２９
と開閉弁３０が、また開口２９ａには開閉弁３１が設け
られ、容器２８の一部に容器内の温度を検出する温度セ
ンサ３２が設けられている。温度センサ３２からの出力
は燃料電池２７に内蔵されているコントローラ（第２図
のコントローラ１３に相当するもので第６図には、示さ
れていない）に入力される。なお、２６ａ。
２６ｂはバッテリー２６の出力端子である。
夏期のように外気温が高い時期には開閉弁３０゜３１を
開状態昏こしておく。
このような時期に車両を日射の強い場所に駐車しておく
と、エンジンルーム内は急速に温度が上昇するために、
バッテリー２６の自己放電が顕著になり容量の低下を招
く。そこで、このような場合には温度センサ３２により
検出した温度が自己放電の顕著な３５℃以上の場合は燃
料電池２７により電動ファン２９を作動させ。
バッテリー２６の周囲に空気流を形成して強制空冷する
ことによりバッテリーの自己放電を抑える。
逆に冬期のように外気温が低い時期には開閉弁３０．３
１を閉状態をこしておく。このようにすれば、バッテリ
ー２６は、その周囲の空気断熱層により傑温されるため
大気と比較してバッテリー２６の温度は低下しにくくな
り、容量低下が防止できる。
（ホ）発明の詳細 な説明したように１本発明はバッテリーと燃料電池とを
組合せて使用する自動車において、バッテリー内部にヒ
ータを設け、バッテリーの充電状態およびバッテリーの
電解液温度が所定の条件を満すように燃料電池により充
電または電解液の加熱をするようにしたので、バッテリ
ーの始動性、特に低温時における始動性を向上すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第１°図は本発明による自動車用電源装置の全体構成図
、°第２°図は本発明による自動車用電源装置の一実施
例の外観斜視図、第３図は本発明による自動車用電源装
置の回路惜成図、第４図および第５図は本発明による電
源装置を構成する燃料電池に用いられる燃料極の異なる
２つの実施例で、それぞれ（イ）は正面図、（ロ）は（
イ）のＡ−Ａ’断面図、第６図は第２図に示した装置の
回路動作を説明するフローチャート。 第７図は本発明による電源装置を構成する燃料電池の一
実施例の内部構造を示す概略線図、第８図は本発明によ
る電源装置の配置を示す平面線図である。 ｌ・・・電源装置ケース　　　２，３・・・電源端子７
・・・バッテリー　　　　　７１．９１・・・電槽７２
・・・陽極板　　　　　　７３・・・陰極板７４・・・
セパレータ　　　　９・・・燃料電池９２・・・燃料極
　　　　　　９３・・・酸素極９４・・・隔膜１０・・
・燃料タンク １１・・・切換スイッチ　　　　１２・・・電流計１３
・・・コントローラ 特許出願人　　日産自動車株式会社 代理人　弁理士　鈴　木　弘　男 第１図 第２扉 第３図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. バッテリーと燃料電池とを組合せて使用する自動車の電
    源装置において、バッテリーの充電状態および電解液温
    度を検出する検出手段と、バッテリーの電解液を加熱す
    るヒータと、検出したバッテリーの充電状態または電解
    液温度が所定の条件を満たさないときは燃料電池の起電
    力によりバッテリーを充電するかまたは前記ヒータによ
    り電解液を加熱して前記所定の条件を満たすように制御
    するコントローラとを設けたことを特徴とする自動車用
    電源装置。
JP59166426A 1984-08-10 1984-08-10 自動車用電源装置 Pending JPS6147077A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59166426A JPS6147077A (ja) 1984-08-10 1984-08-10 自動車用電源装置
US06/763,605 US4650729A (en) 1984-08-10 1985-08-08 Electric power source device
DE19853528673 DE3528673A1 (de) 1984-08-10 1985-08-09 Elektrische leistungsquelle

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59166426A JPS6147077A (ja) 1984-08-10 1984-08-10 自動車用電源装置

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JP (1) JPS6147077A (ja)

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JP2009054419A (ja) * 2007-08-27 2009-03-12 Canon Inc バッテリー機器及びその制御方法、並びにプログラム
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