JP2000323185A - 電気車両電源用二次電池の冷却装置 - Google Patents
電気車両電源用二次電池の冷却装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 一旦蓄えたエネルギーをロスすることなく、
簡便な方式により、電気車両電源用二次電池が過酷な高
温状態に置かれる危険性を回避して、この二次電池の性
能劣化を防止することのできる冷却装置を提供する。 【解決手段】 電気車両１の駆動用電源となる二次電池
１１の冷却装置を、二次電池１１を冷却する冷却機３０
と、冷却機３０を作動させる電力を発生供給するソーラ
バッテリー４０とを具備するように構成する。
簡便な方式により、電気車両電源用二次電池が過酷な高
温状態に置かれる危険性を回避して、この二次電池の性
能劣化を防止することのできる冷却装置を提供する。 【解決手段】 電気車両１の駆動用電源となる二次電池
１１の冷却装置を、二次電池１１を冷却する冷却機３０
と、冷却機３０を作動させる電力を発生供給するソーラ
バッテリー４０とを具備するように構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気車両の駆動用
電源となる二次電池の冷却装置に関し、特に、省エネル
ギータイプの冷却装置に関する。
電源となる二次電池の冷却装置に関し、特に、省エネル
ギータイプの冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車等の分野では、資源問題、環境問
題から、電力により駆動させられる電気自動車等の開発
が急ピッチで進められている。これら電気自動車等の電
気車両の駆動用電源として、ニッケル水素電池が既に実
用化に入っており、さらなる高性能化を目指し、エネル
ギー密度の高いリチウム二次電池が期待される段階に至
っている。
題から、電力により駆動させられる電気自動車等の開発
が急ピッチで進められている。これら電気自動車等の電
気車両の駆動用電源として、ニッケル水素電池が既に実
用化に入っており、さらなる高性能化を目指し、エネル
ギー密度の高いリチウム二次電池が期待される段階に至
っている。
【０００３】これら高性能二次電池は、電池反応が活性
化する高温下での使用、保存により、電池性能が劣化、
特に電池容量が低下することが明らかとなっている。電
解液に有機溶媒を用いるリチウム二次電池の場合、有機
溶媒の粘性低下による導電率の上昇、正極活物質の溶出
等の原因により、高温使用、保存における容量低下の問
題は特に深刻なものとなる。
化する高温下での使用、保存により、電池性能が劣化、
特に電池容量が低下することが明らかとなっている。電
解液に有機溶媒を用いるリチウム二次電池の場合、有機
溶媒の粘性低下による導電率の上昇、正極活物質の溶出
等の原因により、高温使用、保存における容量低下の問
題は特に深刻なものとなる。
【０００４】一方、電気車両に搭載される二次電池は、
車両が真夏の炎天下等に放置されることから、高温雰囲
気中に置かれる場合が充分に考えられる。したがってこ
の場合を想定して、高性能二次電池を駆動用電源として
搭載した電気車両では、この二次電池を冷却するための
何らかの手段を設ける必要が生じる。冷却手段として
は、外気を取り入れてファン等により二次電池に向けて
送風する方法、冷媒の圧縮膨張を利用したいわゆるクー
ラーによって冷却する方法等、種々の冷却機による方法
が考えられるが、この冷却機を作動させる動力源が問題
となる。
車両が真夏の炎天下等に放置されることから、高温雰囲
気中に置かれる場合が充分に考えられる。したがってこ
の場合を想定して、高性能二次電池を駆動用電源として
搭載した電気車両では、この二次電池を冷却するための
何らかの手段を設ける必要が生じる。冷却手段として
は、外気を取り入れてファン等により二次電池に向けて
送風する方法、冷媒の圧縮膨張を利用したいわゆるクー
ラーによって冷却する方法等、種々の冷却機による方法
が考えられるが、この冷却機を作動させる動力源が問題
となる。
【０００５】車両が走行中には、外気を気流として取り
入れるといういわゆるエンジンの空冷と同様の原理で冷
却することができる。ところが、車両が、停止中、特に
長時間にわたり停止を続ける駐車中には、外気を気流と
して取り入れることができず、冷却しようとする二次電
池に蓄電された電力にて冷却手段を作動させるか、ある
いは、ハイブリッドカーであれば、エンジンにて発電機
を作動させこの発電機によって発生させた電力でもって
上記冷却手段を作動させるしかなかない。
入れるといういわゆるエンジンの空冷と同様の原理で冷
却することができる。ところが、車両が、停止中、特に
長時間にわたり停止を続ける駐車中には、外気を気流と
して取り入れることができず、冷却しようとする二次電
池に蓄電された電力にて冷却手段を作動させるか、ある
いは、ハイブリッドカーであれば、エンジンにて発電機
を作動させこの発電機によって発生させた電力でもって
上記冷却手段を作動させるしかなかない。
【０００６】しかし、このような蓄電した電力等によっ
て、冷却手段を作動させるのは、エネルギーの明らかな
ロスであり、また、蓄電した電力等が残り少ない場合
は、冷却機の作動でこの電力等を消費し尽くし、以後の
二次電池の冷却ができなくなるという危険性をも孕んで
いる。
て、冷却手段を作動させるのは、エネルギーの明らかな
ロスであり、また、蓄電した電力等が残り少ない場合
は、冷却機の作動でこの電力等を消費し尽くし、以後の
二次電池の冷却ができなくなるという危険性をも孕んで
いる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は、晴天の屋
外への電気車両の放置時におけるの温度上昇を抑制する
ことができれば、搭載された駆動電源用の二次電池は、
その性能が著しく劣化する過酷な高温状態に置かれる危
険性を回避できるとの知見を得た。本発明は、この知見
に基づいて上記課題を解決するためになされたものであ
り、一旦蓄えたエネルギーをロスすることなく、簡便な
方式により、電気車両電源用二次電池の性能劣化を防止
することのできる冷却装置を提供することを目的とす
る。
外への電気車両の放置時におけるの温度上昇を抑制する
ことができれば、搭載された駆動電源用の二次電池は、
その性能が著しく劣化する過酷な高温状態に置かれる危
険性を回避できるとの知見を得た。本発明は、この知見
に基づいて上記課題を解決するためになされたものであ
り、一旦蓄えたエネルギーをロスすることなく、簡便な
方式により、電気車両電源用二次電池の性能劣化を防止
することのできる冷却装置を提供することを目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の電気車両電源用
二次電池の冷却装置は、電気車両の駆動用電源となる二
次電池の冷却装置であって、前記二次電池を冷却する冷
却機と、該冷却機を作動させる電力を発生供給するソー
ラバッテリーとを具備することを特徴とする。つまり、
本発明の冷却装置は、電気車両にソーラバッテリー（い
わゆる太陽電池）を車体に搭載させ、太陽光の持つエネ
ルギーで冷却機を作動させ、車両駆動用電源となる二次
電池を冷却するものである。非常に簡便なシステムであ
り、この二次電池が最も過酷な状況に存置される晴天の
屋外への電気車両の放置時に、自己に蓄電した電力等を
使用せずに冷却できることで、極めて省エネルギーな冷
却装置となる。
二次電池の冷却装置は、電気車両の駆動用電源となる二
次電池の冷却装置であって、前記二次電池を冷却する冷
却機と、該冷却機を作動させる電力を発生供給するソー
ラバッテリーとを具備することを特徴とする。つまり、
本発明の冷却装置は、電気車両にソーラバッテリー（い
わゆる太陽電池）を車体に搭載させ、太陽光の持つエネ
ルギーで冷却機を作動させ、車両駆動用電源となる二次
電池を冷却するものである。非常に簡便なシステムであ
り、この二次電池が最も過酷な状況に存置される晴天の
屋外への電気車両の放置時に、自己に蓄電した電力等を
使用せずに冷却できることで、極めて省エネルギーな冷
却装置となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下に本発明の電気車両電源用二
次電池の冷却装置の実施形態について、図をも参照しな
がら詳しく説明する。本冷却装置が冷却する対象は、高
温環境下において劣化現象が発生するすべての車両用電
源となる二次電池である。電池の種類についていえば、
例えば、具体的には、ニッケルカドミウム電池、ニッケ
ル水素電池、リチウム二次電池等である。特に、上述し
たように、リチウム二次電池は、電解液に有機溶媒を使
用しているため、この電解液の粘性低下に伴う導電率の
上昇や電極活物質の電解液への溶出等に起因する電池性
能の劣化が大きい。その意味において、本冷却装置は、
リチウム二次電池を対象とする場合に、その効果が大き
い。なお、電気車両は、電気自動車、ガソリン等のエン
ジンと電気モータとの併用で駆動するいわゆるハイブッ
リッドカーに限定されるわけでなく、バッテリーリフト
等の産業車両、軌道の上を走る鉄道車両等、二次電池を
搭載してその二次電池の電力で屋外を走行するすべての
車両に適用できる。
次電池の冷却装置の実施形態について、図をも参照しな
がら詳しく説明する。本冷却装置が冷却する対象は、高
温環境下において劣化現象が発生するすべての車両用電
源となる二次電池である。電池の種類についていえば、
例えば、具体的には、ニッケルカドミウム電池、ニッケ
ル水素電池、リチウム二次電池等である。特に、上述し
たように、リチウム二次電池は、電解液に有機溶媒を使
用しているため、この電解液の粘性低下に伴う導電率の
上昇や電極活物質の電解液への溶出等に起因する電池性
能の劣化が大きい。その意味において、本冷却装置は、
リチウム二次電池を対象とする場合に、その効果が大き
い。なお、電気車両は、電気自動車、ガソリン等のエン
ジンと電気モータとの併用で駆動するいわゆるハイブッ
リッドカーに限定されるわけでなく、バッテリーリフト
等の産業車両、軌道の上を走る鉄道車両等、二次電池を
搭載してその二次電池の電力で屋外を走行するすべての
車両に適用できる。
【００１０】以下、説明の便宜上、電気自動車（乗用
車）に装備される本発明の冷却装置の実施形態を中心に
説明する。図１および図２に、その一実施形態について
示す。図１に示す実施形態は、冷却機としてファンを用
いた実施形態である。電池１１は複数組み合わされて組
電池となっており、電池ケース１２に収納され、電池ユ
ニット１０として搭載されている。電池ユニット１０の
搭載場所は電気自動車１のいずれの場所であっても構わ
ないが、直射日光があたらない場所であり、外気を容易
に導入できる場所であることが望ましい。図示した実施
形態では、いわゆるトランクルームの奥まった場所を電
池室とし、この電池室に搭載する態様のものとなってい
る。
車）に装備される本発明の冷却装置の実施形態を中心に
説明する。図１および図２に、その一実施形態について
示す。図１に示す実施形態は、冷却機としてファンを用
いた実施形態である。電池１１は複数組み合わされて組
電池となっており、電池ケース１２に収納され、電池ユ
ニット１０として搭載されている。電池ユニット１０の
搭載場所は電気自動車１のいずれの場所であっても構わ
ないが、直射日光があたらない場所であり、外気を容易
に導入できる場所であることが望ましい。図示した実施
形態では、いわゆるトランクルームの奥まった場所を電
池室とし、この電池室に搭載する態様のものとなってい
る。
【００１１】この実施形態では冷却機としてファン２０
を用いている。ファン２０は、二次電池室内部にあり、
電池ユニット１０に向けて送風するようになっている。
電池ケース１２は、通風孔を有し、ファン２０によって
つくられた気流は、電池ユニット１０の内部を通過する
ようになっている。なお、電池室は、外気を導入でき、
かつ車外に排気できるようにするのが望ましく、ファン
２０は、新鮮な外気を常に取り入れるように位置させる
のが望ましい。
を用いている。ファン２０は、二次電池室内部にあり、
電池ユニット１０に向けて送風するようになっている。
電池ケース１２は、通風孔を有し、ファン２０によって
つくられた気流は、電池ユニット１０の内部を通過する
ようになっている。なお、電池室は、外気を導入でき、
かつ車外に排気できるようにするのが望ましく、ファン
２０は、新鮮な外気を常に取り入れるように位置させる
のが望ましい。
【００１２】ファン２０を作動させる電力は、ソーラバ
ッテリー４０にて発生させ、発生させた電力はファン２
０に供給される。ソーラバッテリー４０の設置場所は、
図に示す実施形態では電気自動車１の屋根（ルーフ）部
としているが、特に限定するものではなく、ボンネット
等、直射日光を効率よく受けられる場所であればいずれ
の場所であっても構わない。
ッテリー４０にて発生させ、発生させた電力はファン２
０に供給される。ソーラバッテリー４０の設置場所は、
図に示す実施形態では電気自動車１の屋根（ルーフ）部
としているが、特に限定するものではなく、ボンネット
等、直射日光を効率よく受けられる場所であればいずれ
の場所であっても構わない。
【００１３】ソーラバッテリー４０には、種々のタイプ
のものを使用できる。例示として、単結晶シリコン太陽
電池、多結晶シリコン太陽電池、アモルファスシリコン
太陽電池、ＧａＡｓ等化合物半導体太陽電池等が挙げら
れる。これらのうちでも、多結晶シリコン太陽電池は、
低コストかつ長寿命で、変換効率も実用的であるという
利点があり、この点を考慮すれば、本冷却装置において
は、多結晶シリコン太陽電池を用いるのが望ましい。
のものを使用できる。例示として、単結晶シリコン太陽
電池、多結晶シリコン太陽電池、アモルファスシリコン
太陽電池、ＧａＡｓ等化合物半導体太陽電池等が挙げら
れる。これらのうちでも、多結晶シリコン太陽電池は、
低コストかつ長寿命で、変換効率も実用的であるという
利点があり、この点を考慮すれば、本冷却装置において
は、多結晶シリコン太陽電池を用いるのが望ましい。
【００１４】この電気自動車１が炎天下に駐車放置され
た場合には、電池室が高温となるが、ソーラバッテリー
４０は、強い太陽光をを浴び、ファン２０を回転させる
に充分な電力が得られ、ファンによってつくり出された
気流により、電池ユニット１０に存在する二次電池１１
は冷却させられ、温度上昇が抑制される。曇天あるいは
雨等であって太陽光が弱い場合は、ファン２０を回転さ
せるだけの充分な電力を発生させることができないが、
電池室自体も過酷な高温状態とならないため問題はな
い。なお、走行中は、二次電池１１が充放電を繰り返
し、二次電池１１自体が発熱することにより電池室が昇
温しようとするが、例えば、外気を取り入れて循環する
ような電池室の設計であれば、電気自動車１の走行によ
って作り出される空気流によって冷却させられるため、
やはり二次電池１１が過酷な高温状態に曝されることは
ない。
た場合には、電池室が高温となるが、ソーラバッテリー
４０は、強い太陽光をを浴び、ファン２０を回転させる
に充分な電力が得られ、ファンによってつくり出された
気流により、電池ユニット１０に存在する二次電池１１
は冷却させられ、温度上昇が抑制される。曇天あるいは
雨等であって太陽光が弱い場合は、ファン２０を回転さ
せるだけの充分な電力を発生させることができないが、
電池室自体も過酷な高温状態とならないため問題はな
い。なお、走行中は、二次電池１１が充放電を繰り返
し、二次電池１１自体が発熱することにより電池室が昇
温しようとするが、例えば、外気を取り入れて循環する
ような電池室の設計であれば、電気自動車１の走行によ
って作り出される空気流によって冷却させられるため、
やはり二次電池１１が過酷な高温状態に曝されることは
ない。
【００１５】冷却機は、上述したファンに限られるもの
でなく、二次電池に悪影響を与えない限り、いかなる手
段を用いるものであってもよい。図２に示す実施形態
は、冷却機として冷蔵ボックス３０を使用した実施形態
である。冷蔵ボックス３０は、いわゆる冷蔵庫のような
もので、冷媒の圧縮膨張を利用した冷却機である。冷蔵
ボックス３０の内部には電池ユニット１０が収納されて
おり、ボックス内の熱を電池室外に放出することで、二
次電池１１は冷却される。このような、冷蔵ボックス３
０を用いることで、より効率的に二次電池が冷却され
る。
でなく、二次電池に悪影響を与えない限り、いかなる手
段を用いるものであってもよい。図２に示す実施形態
は、冷却機として冷蔵ボックス３０を使用した実施形態
である。冷蔵ボックス３０は、いわゆる冷蔵庫のような
もので、冷媒の圧縮膨張を利用した冷却機である。冷蔵
ボックス３０の内部には電池ユニット１０が収納されて
おり、ボックス内の熱を電池室外に放出することで、二
次電池１１は冷却される。このような、冷蔵ボックス３
０を用いることで、より効率的に二次電池が冷却され
る。
【００１６】冷蔵ボックス３０は、ボックス外（電池室
内）とボックス内とを断熱する構造となっている。太陽
光を充分に受け取り、ソーラバッテリー４０が冷蔵ボッ
クス３０を充分機能させるだけの電力を供給できる場合
は、二次電池１１は充分に冷却される。ところが、二次
電池１１は、走行中には充放電を繰り返すことで、自ら
発熱する。曇りの状態で走行中の場合は、冷蔵ボックス
３０は冷却能力を充分に発揮せず、冷蔵ボックス３０内
部は電池の発した熱が蓄熱され、かえって二次電池１１
が過酷な温度条件の下に曝される場合も発生し得る。
内）とボックス内とを断熱する構造となっている。太陽
光を充分に受け取り、ソーラバッテリー４０が冷蔵ボッ
クス３０を充分機能させるだけの電力を供給できる場合
は、二次電池１１は充分に冷却される。ところが、二次
電池１１は、走行中には充放電を繰り返すことで、自ら
発熱する。曇りの状態で走行中の場合は、冷蔵ボックス
３０は冷却能力を充分に発揮せず、冷蔵ボックス３０内
部は電池の発した熱が蓄熱され、かえって二次電池１１
が過酷な温度条件の下に曝される場合も発生し得る。
【００１７】このことを回避するために、冷蔵ボックス
を冷却機とする本発明の冷却装置では、冷蔵ボックス
は、ソーラバッテリーから供給される電力が設定電力未
満となった場合にこのソーラバッテリーの電力によって
開き、ソーラバッテリーから供給される電力が設定電力
以上となった場合にこのソーラバッテリーの電力によっ
て閉じる開閉窓を有するように構成することもできる。
この態様の実施形態を図３に示す。
を冷却機とする本発明の冷却装置では、冷蔵ボックス
は、ソーラバッテリーから供給される電力が設定電力未
満となった場合にこのソーラバッテリーの電力によって
開き、ソーラバッテリーから供給される電力が設定電力
以上となった場合にこのソーラバッテリーの電力によっ
て閉じる開閉窓を有するように構成することもできる。
この態様の実施形態を図３に示す。
【００１８】図３に示す態様のものは。冷蔵ボックス３
０は開閉窓３１を有し、この開閉窓３１は冷蔵ボックス
３０に取付けられた窓開閉装置３２よって開閉させられ
る。そして、窓開閉装置３２は、ソーラバッテリー４０
による電力によって作動させられる。ソーラバッテリー
４０と冷蔵ボックス３０および窓開閉装置３２との間に
はコントローラ５０が配置され、このコントローラ５０
には、ソーラバッテリー４０によって発生する電力を常
に検知するパワーメータを有する検知部と、開閉窓３１
の開閉を決定するための電力を予め設定しておく設定部
と、検知部で検知される電力と設定部に設定されている
設定電力とを比較し、この比較結果に応じて窓開閉装置
３２を作動させる制御部とを有する。コントローラ５０
は、このパワーメータで検知された電力が、予め設定し
た設定電力以上となった場合に、窓開閉装置３２を開閉
窓３１が開くように作動させ、設定電力以下となった場
合に、開閉窓３１が閉まるように作動させる。
０は開閉窓３１を有し、この開閉窓３１は冷蔵ボックス
３０に取付けられた窓開閉装置３２よって開閉させられ
る。そして、窓開閉装置３２は、ソーラバッテリー４０
による電力によって作動させられる。ソーラバッテリー
４０と冷蔵ボックス３０および窓開閉装置３２との間に
はコントローラ５０が配置され、このコントローラ５０
には、ソーラバッテリー４０によって発生する電力を常
に検知するパワーメータを有する検知部と、開閉窓３１
の開閉を決定するための電力を予め設定しておく設定部
と、検知部で検知される電力と設定部に設定されている
設定電力とを比較し、この比較結果に応じて窓開閉装置
３２を作動させる制御部とを有する。コントローラ５０
は、このパワーメータで検知された電力が、予め設定し
た設定電力以上となった場合に、窓開閉装置３２を開閉
窓３１が開くように作動させ、設定電力以下となった場
合に、開閉窓３１が閉まるように作動させる。
【００１９】このような構成の冷却装置とすることによ
り、晴天時においては開閉窓３２が閉められ、外部と断
熱された環境の中で、二次電池１１は効率よく冷却され
る。また、曇り等太陽光が充分でない場合は、冷蔵ボッ
クス３０によって冷却することはできないが、開閉窓３
２は開けられ、外気を冷蔵ボックス３０内に流入させる
ことで、走行中の充放電に伴う温度上昇を抑制すること
が可能となる。
り、晴天時においては開閉窓３２が閉められ、外部と断
熱された環境の中で、二次電池１１は効率よく冷却され
る。また、曇り等太陽光が充分でない場合は、冷蔵ボッ
クス３０によって冷却することはできないが、開閉窓３
２は開けられ、外気を冷蔵ボックス３０内に流入させる
ことで、走行中の充放電に伴う温度上昇を抑制すること
が可能となる。
【００２０】図３に示した開閉窓３１は、冷蔵ボックス
３０の１つの壁面をスライドさせて開閉する態様のもの
である。開閉窓は、この態様のものに限られず、冷蔵ボ
ックス内に外気を充分に取り入れることのできる構造の
ものであれば、いかなる態様のものであってもよい。図
４に、この態様に代えることのできる冷蔵ボックスの開
閉窓の一例を示す。冷蔵ボックス３０の壁面３３を構成
する任意の１面あるいは複数面に、複数の窓孔３５を設
けてある。また冷蔵ボックス３０は、シャッター板３４
を有し、このシャッター板３４にも、窓孔３５に合致す
る位置にも窓孔３６が設けてある。図４（ａ）は開閉窓
が開いた状態であり、図４（ｂ）は、開閉窓が閉じた状
態を示している。このようにシャッター３４を出し入れ
して、開閉する態様の開閉窓とすれば、開閉窓に必要な
スペースを小さいものとすることができる。
３０の１つの壁面をスライドさせて開閉する態様のもの
である。開閉窓は、この態様のものに限られず、冷蔵ボ
ックス内に外気を充分に取り入れることのできる構造の
ものであれば、いかなる態様のものであってもよい。図
４に、この態様に代えることのできる冷蔵ボックスの開
閉窓の一例を示す。冷蔵ボックス３０の壁面３３を構成
する任意の１面あるいは複数面に、複数の窓孔３５を設
けてある。また冷蔵ボックス３０は、シャッター板３４
を有し、このシャッター板３４にも、窓孔３５に合致す
る位置にも窓孔３６が設けてある。図４（ａ）は開閉窓
が開いた状態であり、図４（ｂ）は、開閉窓が閉じた状
態を示している。このようにシャッター３４を出し入れ
して、開閉する態様の開閉窓とすれば、開閉窓に必要な
スペースを小さいものとすることができる。
【００２１】なお、電気自動車の走行中、つまり二次電
池が充放電を繰り返している場合は、二次電池が過冷却
の状態となると、充放電効率が落ちる（パワー不足とな
る）ことも懸念される。したがって、冷蔵ボックス内に
ボックス内の温度を検知する温度センサを設け、ボック
ス内の温度が所定の温度以下となった場合に、ソーラバ
ッテリーから冷蔵ボックスへの電力供給を遮断するよう
な制御を行うこともできる。このような制御を負荷した
冷却装置とすることにより、冷蔵ボックスによる二次電
池の過冷却を防止することができ、充放電効率のよい二
次電池の使用が確保される。ちなみに、リチウム二次電
池の場合は、室温範囲（例えば２０〜３０℃）の温度で
充放電を繰り返すように制御することが望ましい。
池が充放電を繰り返している場合は、二次電池が過冷却
の状態となると、充放電効率が落ちる（パワー不足とな
る）ことも懸念される。したがって、冷蔵ボックス内に
ボックス内の温度を検知する温度センサを設け、ボック
ス内の温度が所定の温度以下となった場合に、ソーラバ
ッテリーから冷蔵ボックスへの電力供給を遮断するよう
な制御を行うこともできる。このような制御を負荷した
冷却装置とすることにより、冷蔵ボックスによる二次電
池の過冷却を防止することができ、充放電効率のよい二
次電池の使用が確保される。ちなみに、リチウム二次電
池の場合は、室温範囲（例えば２０〜３０℃）の温度で
充放電を繰り返すように制御することが望ましい。
【００２２】
【実施例】実際に、リチウム二次電池を組電池としてユ
ニット化し、自動車に搭載し、そしてこの自動車を屋外
に放置して、この二次電池の温度変化を調べてみた。以
下に、行った車両放置実験を、実施例として、図５を参
照しつつ説明する。搭載した二次電池１１は、正極活物
質にマンガン酸リチウムを、負極活物質にカーボンを用
い、電解液としてＬｉＰＦ6をエチレンカーボネートと
ジエチルカーボネートとの混合溶媒に溶解させたものを
用いたリチウム二次電池であって、直径３３ｍｍφ、長
さ１７０ｍｍの円筒型の二次電池である。この二次電池
１１の１個当たりの放電容量は、約７Ａｈである。電池
ユニット１０は、この二次電池１１を８０個直列に組み
合わせたもので、ユニット自体は、約２５０ｍｍ×２８
０ｍｍ×４００ｍｍの大きさとなった。
ニット化し、自動車に搭載し、そしてこの自動車を屋外
に放置して、この二次電池の温度変化を調べてみた。以
下に、行った車両放置実験を、実施例として、図５を参
照しつつ説明する。搭載した二次電池１１は、正極活物
質にマンガン酸リチウムを、負極活物質にカーボンを用
い、電解液としてＬｉＰＦ6をエチレンカーボネートと
ジエチルカーボネートとの混合溶媒に溶解させたものを
用いたリチウム二次電池であって、直径３３ｍｍφ、長
さ１７０ｍｍの円筒型の二次電池である。この二次電池
１１の１個当たりの放電容量は、約７Ａｈである。電池
ユニット１０は、この二次電池１１を８０個直列に組み
合わせたもので、ユニット自体は、約２５０ｍｍ×２８
０ｍｍ×４００ｍｍの大きさとなった。
【００２３】電池ユニット１０は同じものを２個用意
し、その１つを冷却機による冷却に供し、残りの１つは
冷却をしないものとした。冷却に供する電池ユニット１
０は、ソーラバッテリー４０の電力によって作動する冷
蔵ボックス３０によって行うものとし、自動車１の車内
に直射日光があたらないように電池室を設け、この電池
室に冷蔵ボックス３０を設置した。また、冷却をしない
電池ユニット１０は、同条件となるように配慮し、同容
量の別の電池室を車内に設け、この電池室内に配置し
た。なお、今回の実験では、冷蔵ボックス３０から放熱
を外気に対して行うものの、より過酷な状況を作り出す
ため、外気を電池室に取り入れることはしなかった。
し、その１つを冷却機による冷却に供し、残りの１つは
冷却をしないものとした。冷却に供する電池ユニット１
０は、ソーラバッテリー４０の電力によって作動する冷
蔵ボックス３０によって行うものとし、自動車１の車内
に直射日光があたらないように電池室を設け、この電池
室に冷蔵ボックス３０を設置した。また、冷却をしない
電池ユニット１０は、同条件となるように配慮し、同容
量の別の電池室を車内に設け、この電池室内に配置し
た。なお、今回の実験では、冷蔵ボックス３０から放熱
を外気に対して行うものの、より過酷な状況を作り出す
ため、外気を電池室に取り入れることはしなかった。
【００２４】冷蔵ボックス３０は、内容量３０Ｌで、そ
の消費電力は５０Ｗのものを使用した。また、冷蔵ボッ
クス３０は、その１つの側壁面が、スライドして開閉す
ることのできる開閉窓３１を有し、この開閉窓３１は、
冷蔵ボックス３０の上部に取付けた窓開閉装置３２によ
って開閉させるものとした。なお窓開閉装置３２の作動
も、ソーラバッテリー４０が発生する電力によって行う
ものとした。
の消費電力は５０Ｗのものを使用した。また、冷蔵ボッ
クス３０は、その１つの側壁面が、スライドして開閉す
ることのできる開閉窓３１を有し、この開閉窓３１は、
冷蔵ボックス３０の上部に取付けた窓開閉装置３２によ
って開閉させるものとした。なお窓開閉装置３２の作動
も、ソーラバッテリー４０が発生する電力によって行う
ものとした。
【００２５】ソーラバッテリー４０は、多結晶シリコン
タイプのものを用い、これを自動車１のルーフ部に設置
した。受光面の面積は０．８ｍ2で、晴天時には約１０
０Ｗの電力が得られるものとなっている。ソーラバッテ
リー４０と冷蔵ボックス３０との間には、コントローラ
５０を介在させた。コントローラ５０は、パワーメータ
を有し、このパワーメータによって検知されたソーラバ
ッテリー４０が発生する電力が５０Ｗ未満となった場合
に、開閉窓３１を開放させ、５０Ｗ以上となった時に開
閉窓３１を閉じるように制御するものとした。なお窓開
閉装置３２の作動に必要となる電力については微少なも
のであり、５０Ｗの電力で開閉窓３１を充分開閉可能で
あった。
タイプのものを用い、これを自動車１のルーフ部に設置
した。受光面の面積は０．８ｍ2で、晴天時には約１０
０Ｗの電力が得られるものとなっている。ソーラバッテ
リー４０と冷蔵ボックス３０との間には、コントローラ
５０を介在させた。コントローラ５０は、パワーメータ
を有し、このパワーメータによって検知されたソーラバ
ッテリー４０が発生する電力が５０Ｗ未満となった場合
に、開閉窓３１を開放させ、５０Ｗ以上となった時に開
閉窓３１を閉じるように制御するものとした。なお窓開
閉装置３２の作動に必要となる電力については微少なも
のであり、５０Ｗの電力で開閉窓３１を充分開閉可能で
あった。
【００２６】上記二次電池１１および冷却装置を搭載し
た自動車１を屋外に放置するのであるが、より過酷な条
件とするため、二次電池１１は、外部に設けた充放電電
源６０と接続され、模擬走行パターンによる充放電がな
され、自らも発熱するようにした。実験は、二次電池が
充放電を繰り返しながら自動車が屋外放置された状況の
中で、それぞれの二次電池の表面温度を測定することに
よって行った。なお比較のため、さらに別の同容量の電
池室を車内設け、二次電池の発熱の影響を受けないと仮
定した場合の電池室内の温度をも測定した。
た自動車１を屋外に放置するのであるが、より過酷な条
件とするため、二次電池１１は、外部に設けた充放電電
源６０と接続され、模擬走行パターンによる充放電がな
され、自らも発熱するようにした。実験は、二次電池が
充放電を繰り返しながら自動車が屋外放置された状況の
中で、それぞれの二次電池の表面温度を測定することに
よって行った。なお比較のため、さらに別の同容量の電
池室を車内設け、二次電池の発熱の影響を受けないと仮
定した場合の電池室内の温度をも測定した。
【００２７】実験は、８月の平均的な気温となる日を選
択し、１０時から１８時の８時間行った。そのうち１０
時から１７時までの７時間が、模擬走行パターンによる
充放電を行った時間である。この日は、１４時までは、
晴天であり、１４時に太陽が雲に隠れ以後は曇天という
気候であった。冷蔵ボックスの開閉窓は１４時までは閉
じており、１４時に開き、以後１８時までは開放した状
態が続いた。実験の結果として、冷却装置を設けた二次
電池の表面温度、冷却装置を設けていない二次電池の表
面温度、および参照のための電池室内の温度の、時刻の
経過に伴う変化を、グラフにして図６に示す。
択し、１０時から１８時の８時間行った。そのうち１０
時から１７時までの７時間が、模擬走行パターンによる
充放電を行った時間である。この日は、１４時までは、
晴天であり、１４時に太陽が雲に隠れ以後は曇天という
気候であった。冷蔵ボックスの開閉窓は１４時までは閉
じており、１４時に開き、以後１８時までは開放した状
態が続いた。実験の結果として、冷却装置を設けた二次
電池の表面温度、冷却装置を設けていない二次電池の表
面温度、および参照のための電池室内の温度の、時刻の
経過に伴う変化を、グラフにして図６に示す。
【００２８】図６に示すように、参照電池室温度につい
ては、１０時において２７℃で、太陽光が直接自動車に
照射されている１４時までは時刻の経過とともに上昇
し、１４時には５０℃に達し、その後曇天となってから
は徐々に下降して、実験終了の１８時には３３℃となっ
た。冷却装置を設けていない二次電池の表面温度は、充
放電を開始した１０時から二次電池の発熱の影響が加わ
り、参照電池室温度よりも高い温度にまで上昇し、最高
で５５℃にもなった。平均的には、参照電池室温度より
約１０℃高い温度で推移するものであった。
ては、１０時において２７℃で、太陽光が直接自動車に
照射されている１４時までは時刻の経過とともに上昇
し、１４時には５０℃に達し、その後曇天となってから
は徐々に下降して、実験終了の１８時には３３℃となっ
た。冷却装置を設けていない二次電池の表面温度は、充
放電を開始した１０時から二次電池の発熱の影響が加わ
り、参照電池室温度よりも高い温度にまで上昇し、最高
で５５℃にもなった。平均的には、参照電池室温度より
約１０℃高い温度で推移するものであった。
【００２９】これに対し、冷却装置を設けた二次電池の
表面温度は、冷蔵ボックスの効果により、二次電池は冷
却され、１４時までは１０℃以下の低い温度を推移し
た。直射光がなくなった１４時以降は、冷蔵ボックスの
開閉窓は開放され、冷蔵ボックスの冷却能力も充分でな
いことから、電池表面温度は、参照電池室温度に近づい
て行くことが判った。
表面温度は、冷蔵ボックスの効果により、二次電池は冷
却され、１４時までは１０℃以下の低い温度を推移し
た。直射光がなくなった１４時以降は、冷蔵ボックスの
開閉窓は開放され、冷蔵ボックスの冷却能力も充分でな
いことから、電池表面温度は、参照電池室温度に近づい
て行くことが判った。
【００３０】この実験結果から、太陽光の直射を受ける
晴天時に自動車を屋外放置した場合であっても、冷却装
置を設けることにより、二次電池が過酷な状態（例えば
５０℃以上）に存置されるのを防止することができるの
が確認できる。なお、本実験では、電池室内に外気を導
入させないようにしているため、曇天時に冷蔵ボックス
が働かない場合は、３０℃程度にまで昇温する結果とな
った。電池室内に外気を導入するようにすれば、この昇
温は抑えることができるものと考えられる。さらに、本
実験では走行を模擬した充放電を行っているが、実際の
走行においては、自動車の走行による気流により冷却さ
せることも可能であるため、この手段を併用すれば、走
行中の充放電による電池の温度上昇は、充分に抑制され
るものと考えられる。
晴天時に自動車を屋外放置した場合であっても、冷却装
置を設けることにより、二次電池が過酷な状態（例えば
５０℃以上）に存置されるのを防止することができるの
が確認できる。なお、本実験では、電池室内に外気を導
入させないようにしているため、曇天時に冷蔵ボックス
が働かない場合は、３０℃程度にまで昇温する結果とな
った。電池室内に外気を導入するようにすれば、この昇
温は抑えることができるものと考えられる。さらに、本
実験では走行を模擬した充放電を行っているが、実際の
走行においては、自動車の走行による気流により冷却さ
せることも可能であるため、この手段を併用すれば、走
行中の充放電による電池の温度上昇は、充分に抑制され
るものと考えられる。
【００３１】総合的にいえば、晴天時、つまり車両が直
射日光を受けるときの屋外放置の場合についてのみ冷却
手段を作動させるような冷却装置であっても、二次電池
が過酷な状態に陥ることは避けることができると判断で
きる。
射日光を受けるときの屋外放置の場合についてのみ冷却
手段を作動させるような冷却装置であっても、二次電池
が過酷な状態に陥ることは避けることができると判断で
きる。
【００３２】
【発明の効果】本発明の電気車両電源用二次電池の冷却
装置は、二次電池を冷却する冷却機と、この冷却機を作
動させる電力を発生供給するソーラバッテリーとを具備
するように構成される。このような構成としたことによ
り、本冷却装置は、非常に簡便なシステムとなり、極め
て省エネルギーな冷却装置となる。そして、本冷却装置
を設けた電気車両に搭載される二次電池は、高温環境下
に存置されることによる性能劣化が、効率的に抑制され
る。
装置は、二次電池を冷却する冷却機と、この冷却機を作
動させる電力を発生供給するソーラバッテリーとを具備
するように構成される。このような構成としたことによ
り、本冷却装置は、非常に簡便なシステムとなり、極め
て省エネルギーな冷却装置となる。そして、本冷却装置
を設けた電気車両に搭載される二次電池は、高温環境下
に存置されることによる性能劣化が、効率的に抑制され
る。
【図１】 冷却機にファンを使用した本発明の冷却装置
の一実施形態を示す。
の一実施形態を示す。
【図２】 冷却機に冷蔵ボックスを使用した本発明の冷
却装置の一実施形態を示す。
却装置の一実施形態を示す。
【図３】 ソーラバッテリーの発生電力に応じて開閉す
る開閉窓を有する冷蔵ボックスを使用した本発明の冷却
装置の一実施形態を示す。
る開閉窓を有する冷蔵ボックスを使用した本発明の冷却
装置の一実施形態を示す。
【図４】 冷蔵ボックスの開閉窓の一例となる実施形態
を示す。
を示す。
【図５】 本発明の冷却装置について行った車両放置実
験の概要を示す。
験の概要を示す。
【図６】 車両放置実験における二次電池表面の温度変
化を示す。
化を示す。
１：自動車（電気車両） １０：電池ユニット １１：二次電池 １２：電池ケース ２０：ファン（冷却機） ３０：冷蔵ボックス（冷却機） ３１：開閉窓 ３２：窓開閉装置 ４０：ソーラバッテリー ５０：コントローラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｍ 16/00 Ｈ０１Ｍ 16/00 (72)発明者 伊藤 忠 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１株式会社豊田中央研究所内 Ｆターム(参考） 3D035 AA03 BA01 5H031 AA02 AA09 KK03 KK08 5H032 AA10 BB08 5H115 PA08 PG04 PI16 PI17 PI30 QA10 QN12 TR19 TU12 UI29 UI35
Claims (3)
- 【請求項１】 電気車両の駆動用電源となる二次電池の
冷却装置であって、 前記二次電池を冷却する冷却機と、 該冷却機を作動させる電力を発生供給するソーラバッテ
リーとを具備することを特徴とする電気車両電源用二次
電池の冷却装置。 - 【請求項２】 前記冷却機は、前記二次電池を内部に収
納する冷蔵ボックスである請求項１に記載の電気車両電
源用二次電池の冷却装置。 - 【請求項３】 前記冷蔵ボックスは、前記ソーラバッテ
リーから供給される電力が設定電力未満となった場合に
該ソーラバッテリーの電力によって開き、前記ソーラバ
ッテリーから供給される電力が設定電力以上となった場
合に該ソーラバッテリーの電力によって閉じる開閉窓を
有する請求項２に記載の電気車両電源用二次電池の冷却
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11126178A JP2000323185A (ja) | 1999-05-06 | 1999-05-06 | 電気車両電源用二次電池の冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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- 1999-05-06 JP JP11126178A patent/JP2000323185A/ja active Pending
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