JP2002027612A - 電気自動車のバッテリ冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成及び制御で、メインバッテリの不
所望な温度上昇を確実に防止でき、メインバッテリの寿
命を有効に延命できる電気自動車のバッテリ冷却装置を
提供する。 【解決手段】 メインバッテリ１と制御回路６との間
に、メインバッテリ１の充放電時に制御回路６から出力
されるリレー投入信号によってオンとなるリレースイッ
チ５ａ、５ｂを有する電気自動車のバッテリ冷却装置に
おいて、メインバッテリ１の温度を検出する温度センサ
１６と、サブバッテリＢを電源としてメインバッテリ１
を収容するバッテリ室３内を冷却する冷却ファン１５
と、リレー投入信号及び温度センサ１６の出力に基づい
て冷却手段の駆動を制御する冷却制御回路１７とを有
し、少なくともリレースイッチがオンで、かつメインバ
ッテリの温度が所定値よりも高いときに、冷却手段１５
を駆動するよう構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気自動車に搭載
されているメインバッテリを冷却するバッテリ冷却装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、バッテリには、鉛、カドニウム
等が用いられることが多く、バッテリ寿命の延命はそれ
らの再出現率を低下させることとなって、環境保全に直
接的に貢献できると同時に経済的にも有利となる。特
に、電気自動車やハイブリッド車（本明細書では、電気
自動車及びハイブリッド車を総称して単に電気自動車と
言う）では、大量のバッテリが搭載されることから、そ
の効果はきわめて顕著となる。

【０００３】そこで、従来からバッテリ寿命を延命する
ための種々の提案がなされている。例えば、実開平６−
６０２０４号公報には、バッテリケース内部端側に収納
した端側単電池とこの端側単電池間に挟持した内側単電
池とを有するバッテリ本体を二次元的に複数個配設した
バッテリ集合体を有する電気自動車において、端側単電
池のみが面する方向では隣接するバッテリケースの側面
同士を近接して配設する一方、端側単電池及び内側単電
池が面する方向では隣接するバッテリケースの側面間に
熱交換用間隙部を形成して配設することによって、各バ
ッテリ本体を端側単電池のみが面する側では外部との熱
交換を行わず、端側単電池及び内側単電池が面する側に
おいて熱交換用間隙部を介して外部との熱交換を行うこ
とで、各バッテリ本体の端側単電池及び内側単電池の熱
交換条件を略同一として、各バッテリ本体の有する性能
を十分に発揮させると共に、各バッテリ本体の寿命を向
上させたバッテリ装置を提案している。

【０００４】また、実開平６−５０２４９号公報には、
高温環境となるエンジン房内にバッテリが搭載される車
両において、バッテリの周面との間に冷却風流通クリア
ランスを形成して遮熱ボックスを設けると共に、この遮
熱ボックスに車両の走行風による正圧発生部位に臨む冷
却風吸入口及びラジエータファンの送風による負圧発生
部位に臨む排出口を配設することによって、車両走行中
の走行風による正圧を吸入口に作用させると共に、車両
の渋滞走行中であってもラジエータファンの作動時にそ
の送風による負圧を排出口に作用せしめることで、遮熱
ボックスとバッテリ周面との間の冷却風流通クリアラン
スに冷却風を流通させてバッテリの温度を適温範囲内に
低下させる車載バッテリの空冷装置が開示されている。

【０００５】上記の従来技術によると、いずれも簡単な
構成でバッテリの不所望な温度上昇を有効に防止でき、
バッテリの寿命を延ばすことができる。

【０００６】同様にバッテリの不所望な温度上昇を防止
してバッテリ寿命の延命を図るものとして、例えば特許
第２８９４４２７号公報には、バッテリを冷却する車載
冷却手段と、その制御手段と、バッテリの温度状態を検
出するバッテリ温度検出手段と、バッテリが外部充電中
か否かを検出する外部充電状態検出手段と、車両が走行
モードにあるか停止モードにあるかを検出するモード検
出手段とを有し、車両の走行モードでは、バッテリ温度
が所定温度よりも高いときに車載冷却手段を作動させ、
車両の停止モードでは、バッテリが外部充電中でかつバ
ッテリ温度が所定温度よりも高いときに車載冷却手段を
作動させる電気自動車用バッテリの冷却装置が開示され
ている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の特許
第２８９４４２７号公報によると、車両が走行モードに
あるのか停止モードにあるのかを判定し、それぞれに通
風冷却の条件を設定する等、構成及び制御が複雑になる
ことが懸念される。

【０００８】また、電気自動車においては、エアコンや
ヒータもバッテリで駆動され、これらは必ずしも走行モ
ードと連動させる必要はないため、上記のように停止モ
ードではバッテリが外部充電中でかつバッテリ温度が所
定温度よりも高いときに車載冷却手段を作動させるよう
にすると、停止モードでエアコンやヒータが駆動されて
バッテリ温度が所定温度よりも高くなっても車載冷却手
段が作動しないため、初期の目的を十分達成できないお
それがある。

【０００９】一方、電気自動車には、通常、メインバッ
テリと制御回路との間に、メインリレーによってオン・
オフ制御されるリレースイッチが設けられ、メインバッ
テリの充放電時に制御回路から出力されるリレー投入信
号によってメインリレーが附勢（オン）されることによ
り、リレースイッチがオンとなってメインバッテリの充
放電が行われるようになっている。そして、メインバッ
テリの温度制御が必要となるのは、メインリレーの動作
とほぼ一致している。

【００１０】本発明の目的は、かかる点に着目すること
で、簡単な構成及び制御で、メインバッテリの不所望な
温度上昇を確実に防止でき、メインバッテリの寿命を有
効に延命できる電気自動車のバッテリ冷却装置を提供す
ることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する請
求項１に記載の発明は、メインバッテリと制御回路との
間に、上記メインバッテリの充放電時に上記制御回路か
ら出力されるリレー投入信号によってオンとなるリレー
スイッチを有する電気自動車のバッテリ冷却装置におい
て、上記メインバッテリの温度を検出するバッテリ温度
検出手段と、サブバッテリを電源として上記メインバッ
テリを収容するバッテリ室内を冷却する冷却手段と、上
記リレー投入信号及び上記バッテリ温度検出手段の出力
に基づいて上記冷却手段の駆動を制御する冷却制御手段
とを有し、上記冷却制御手段により、少なくとも上記リ
レースイッチがオンで、かつ上記メインバッテリの温度
が所定値よりも高いときに、上記冷却手段を駆動するよ
う構成したことを特徴とする。

【００１２】請求項１の発明によると、少なくともリレ
ースイッチがオンで、メインバッテリの温度が所定値よ
りも高いときは冷却手段が作動するので、電気自動車の
停止中にエアコンやヒータの駆動によりメインバッテリ
が放電してバッテリ温度が所定温度よりも高くなった場
合でも冷却手段が作動してメインバッテリが冷却される
ことになる。従って、電気自動車が走行モードにあるの
か停止モードにあるのかを判定し、それぞれに通風冷却
の条件を設定することなく、簡単な構成及び制御で、メ
インバッテリの不所望な温度上昇を確実に防止でき、メ
インバッテリの寿命を有効に延命することが可能とな
る。

【００１３】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の電気自動車のバッテリ冷却装置において、上記冷却制
御手段は、上記リレースイッチのオフによって起動する
タイマ回路を有し、上記リレースイッチがオフした後も
上記タイマ回路で設定された時間内は上記メインバッテ
リの温度が所定値よりも高いとき上記冷却手段を駆動す
るように構成されていることを特徴とする。

【００１４】請求項２の発明によると、リレースイッチ
のオフ後も、タイマ回路で設定された時間内はメインバ
ッテリの温度が所定値よりも高い場合には冷却手段が駆
動されるので、メインバッテリの劣化をより確実に防止
でき、延命効果をより高めることが可能となる。

【００１５】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載の電気自動車のバッテリ冷却装置において、上
記冷却制御手段は、上記冷却手段を断続的に駆動するよ
うに構成されていることを特徴とする。

【００１６】請求項３の発明によると、冷却手段が断続
的に駆動されるので、その電源となるサブバッテリの消
費を抑えることが可能となる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明による電気自動車の
バッテリ冷却装置の実施の形態について、図１乃至図５
により説明する。

【００１８】（第１実施の形態）図１及び図２は第１実
施の形態を示すもので、図１は回路構成図であり、図２
は動作を説明するためのフローチャートである。

【００１９】図１において、メインバッテリ１は、複数
個のバッテリ本体２を直列接続したバッテリ集合体から
なり、バッテリ室３内に収容されている。このメインバ
ッテリ１は、メインリレー４のリレースイッチ５ａ、５
ｂを経て制御回路６に接続され、制御回路６によりメイ
ンバッテリ１を電源とする走行用モータ（Ｍ）７、充電
器８、エアコン（Ａ／Ｃ）９、ヒータ１０等の駆動が制
御されるようになっている。

【００２０】また、制御回路６は、サブバッテリＢ（例
えば、＋１２Ｖ）にも接続され、電気自動車のキースイ
ッチ（図示せず）のオンによってメインリレー４を附勢
（オン）するためのハイレベルのリレー投入信号をリレ
ー駆動回路１１に出力するようになっている。

【００２１】メインリレー４のリレーコイル４ａは、一
端がサブバッテリＢに接続され、他端はリレー駆動回路
１１に接続されている。リレー駆動回路１１は、例えば
スイッチング素子としてのトランジスタ１２を有し、そ
のコレクタ−エミッタ通路を経てリレーコイル４ａの他
端を車体アースに接地するようになっており、このトラ
ンジスタ１２のベースに制御回路６からのリレー投入信
号を供給することにより、トランジスタ１２を導通させ
てメインリレー４を附勢（オン）し、リレースイッチ５
ａ、５ｂをオンするようになっている。

【００２２】本実施の形態では、バッテリ室３内を冷却
するための冷却手段として冷却ファン１５を設けると共
に、バッテリ本体２の温度を検出するためのバッテリ温
度検出手段となる温度センサ１６を設ける。冷却ファン
１５は、そのＤＣモータの正極端子をサブバッテリＢに
接続し、負極端子は冷却制御回路１７に接続する。ま
た、温度センサ１６は冷却制御回路１７に接続する。

【００２３】冷却制御回路１７には、スイッチング素子
としてのトランジスタ２１と、サブバッテリＢを電源と
して動作する温度検出回路２２及びＡＮＤ回路２３を設
け、トランジスタ２１のコレクタ−エミッタ通路を経て
冷却ファン１５の負極端子を車体アースに接地するよう
にする。温度検出回路２２は、温度センサ１６の出力と
予め設定した所定温度に対応する基準値とを比較して、
温度センサ１６の出力が基準値を越えたとき、すなわち
バッテリ本体２の温度が所定値よりも高いときはハイレ
ベルの信号を、バッテリ本体２の温度が所定値以下のと
きはローレベルの信号を出力するようにする。また、Ａ
ＮＤ回路２３は、温度検出回路２２の出力及び制御回路
６からのリレー投入信号を入力とし、その出力をトラン
ジスタ２１のベースに供給して、該トランジスタ２１を
オン・オフ制御することにより冷却ファン１５の駆動を
制御するようにする。

【００２４】このようにして、本実施の形態では、図２
に示すように、リレー投入信号がハイレベル（Ｈ）で、
かつ温度検出回路２２の出力もハイレベル（Ｈ）のと
き、すなわちリレースイッチ５ａ、５ｂがオンで、かつ
メインバッテリ１の温度が所定値よりも高いときに、Ａ
ＮＤ回路２３の出力によりトランジスタ２１をオンさせ
て冷却ファン１６を駆動し、バッテリ室３内を冷却す
る。

【００２５】以上のように、本実施の形態によると、メ
インバッテリ１の充放電が行われるリレースイッチ５
ａ、５ｂのオンの期間中は、メインバッテリ１の温度が
所定値よりも高くなると、冷却ファン１６が駆動してバ
ッテリ室３内が冷却されるので、電気自動車の停止中に
エアコン９やヒータ１０等が駆動されてもメインバッテ
リ１の不所望な温度上昇を防止でき、メインバッテリ１
の寿命を延命することができる。また、電気自動車が走
行モードにあるのか停止モードにあるのかを判定し、そ
れぞれに通風冷却の条件を設定する必要がないので、構
成及び制御が簡単になる。

【００２６】（第２実施の形態）図３及び図４は第２実
施の形態を示すもので、図３は要部の回路構成図で、図
４は動作を説明するためのフローチャートである。本実
施の形態は、第１実施の形態において、冷却制御回路１
７にタイマ回路２４を設け、制御回路６からのリレー投
入信号を冷却制御回路１７のＡＮＤ回路２３に直接供給
すると共に、タイマ回路２４に供給し、このタイマ回路
２４においてリレー投入信号がローレベルになった時
点、すなわちメインリレー４がオフとなってリレースイ
ッチ５ａ、５ｂがオフとなった時点から所定時間（Ｔ
秒）だけハイレベルの信号を出力させてＡＮＤ回路２３
に供給するようにしたもので、その他の構成は第１実施
の形態と同様である。

【００２７】このようにして、本実施の形態では、図４
に示すように、第１実施の形態と同様、リレー投入信号
がハイレベル（Ｈ）で、かつ温度検出回路２２の出力も
ハイレベル（Ｈ）のときに冷却ファン１６を駆動してバ
ッテリ室３内を冷却する他、リレー投入信号がローレベ
ル、即ちメインリレー４がオフとなってリレースイッチ
５ａ、５ｂがオフとなった後も、タイマ回路２４で設定
された時間Ｔ秒内はメインバッテリ１の温度が所定値よ
りも高いときに冷却ファン１６を駆動してバッテリ室３
内を冷却する。

【００２８】従って、本実施の形態によると、第１実施
の形態におけるよりもメインバッテリ１の劣化をより確
実に防止でき、延命効果をより高めることができる。

【００２９】（第３実施の形態）図５は第３実施の形態
の要部の回路構成図である。本実施の形態は、第２実施
の形態において、冷却制御回路１７のＡＮＤ回路２３と
トランジスタ２１のベースとの間にパルス発生回路２５
を接続し、ＡＮＤ回路２３の出力がハイレベルにあると
きにパルス発生回路２５から所定の周期のパルスを発生
させて、トランジスタ２１をスイッチングさせることに
より、冷却ファン１６を断続的に駆動するようにしたも
ので、その他の構成は第２実施の形態と同様である。

【００３０】このように、冷却ファン１６を断続的に駆
動するようにすれば、冷却ファン１６の電源となるサブ
バッテリの消費を抑えることができる。

【００３１】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
るものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変
更可能である。例えば、第３実施の形態のパルス発生回
路２５は、タイマ回路２４の出力側に設けて、リレース
イッチ５ａ、５ｂがオンで、メインバッテリ１の温度が
所定値よりも高いときは冷却ファン１６を連続的に駆動
し、リレースイッチ５ａ、５ｂのオフ後、メインバッテ
リ１の温度が所定値よりも高いときに冷却ファン１６を
断続的に駆動するようにすることもできる。また、この
パルス発生回路２５は、第１実施の形態においてＡＮＤ
回路２３とトランジスタ２１のベースとの間に設けるこ
ともできる。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、電気自動車が走行モー
ドにあるのか停止モードにあるのかを判定してそれぞれ
に通風冷却の条件を設定することなく、少なくともメイ
ンリレーのリレースイッチがオンで、メインバッテリの
温度が所定値よりも高いときは冷却手段を作動させて、
メインバッテリを収容するバッテリ室内を冷却するよう
にしたので、簡単な構成及び制御により電気自動車の停
止中にエアコンやヒータの駆動によりメインバッテリの
温度が所定温度よりも高くなった場合でも、冷却手段を
作動させてメインバッテリを冷却することができ、メイ
ンバッテリの不所望な温度上昇を確実に防止してメイン
バッテリの寿命を有効に延命することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電気自動車のバッテリ冷却装置の
第１実施の形態の回路構成図である。

【図２】第１実施の形態の動作を説明するためのフロー
チャートである。

【図３】本発明による電気自動車のバッテリ冷却装置の
第２実施の形態の要部の回路構成図である。

【図４】第２実施の形態の動作を説明するためのフロー
チャートである。

【図５】本発明による電気自動車のバッテリ冷却装置の
第３実施の形態の要部の回路構成図である。

【符号の説明】

１ メインバッテリ ２ バッテリ本体 ３ バッテリ室 ４ メインリレー ４ａ リレーコイル ５ａ、５ｂ リレースイッチ ６ 制御回路 ７ 走行用モータ ８ 充電器 ９ エアコン（Ａ／Ｃ） １０ ヒータ １１ リレー駆動回路 １２ トランジスタ １５ 冷却ファン（冷却手段） １６ 温度センサ（バッテリ温度検出手段） １７ 冷却制御回路（冷却制御手段） ２１ トランジスタ ２２ 温度検出回路（バッテリ温度検出手段） ２３ ＡＮＤ回路 ２４ タイマ回路 ２５ パルス発生回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 メインバッテリと制御回路との間に、上
   記メインバッテリの充放電時に上記制御回路から出力さ
   れるリレー投入信号によってオンとなるリレースイッチ
   を有する電気自動車のバッテリ冷却装置において、 上記メインバッテリの温度を検出するバッテリ温度検出
   手段と、 サブバッテリを電源として上記メインバッテリを収容す
   るバッテリ室内を冷却する冷却手段と、 上記リレー投入信号及び上記バッテリ温度検出手段の出
   力に基づいて上記冷却手段の駆動を制御する冷却制御手
   段とを有し、 上記冷却制御手段により、少なくとも上記リレースイッ
   チがオンで、かつ上記メインバッテリの温度が所定値よ
   りも高いときに、上記冷却手段を駆動するよう構成した
   ことを特徴とする電気自動車のバッテリ冷却装置。
2. 【請求項２】 上記冷却制御手段は、 上記リレースイッチのオフによって起動するタイマ回路
   を有し、上記リレースイッチがオフした後も上記タイマ
   回路で設定された時間内は上記メインバッテリの温度が
   所定値よりも高いとき上記冷却手段を駆動するように構
   成されていることを特徴とする請求項１に記載の電気自
   動車のバッテリ冷却装置。
3. 【請求項３】 上記冷却制御手段は、 上記冷却手段を断続的に駆動するように構成されている
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の電気自動車
   のバッテリ冷却装置。