JPH089894Y2 - 自動車用電源装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［考案の目的］ （産業上の利用分野） この考案は、バッテリー液温度を機関等の冷却水を利
用して制御するようにした自動車用バッテリーの温度制
御装置における電源装置に関する。

（従来の技術） 従来の自動車用電源装置としては、例えば第３図に示
すように、バッテリーと発電機より構成されていた（昭
和55年10月15日（株）山海堂発行、自動車工学全書10巻
42頁参照）。

この従来のものは、機関駆動の発電機による発生電気
を電気負荷に供給すると共にバッテリーに蓄電してお
き、この蓄電電気を始動時などの要求時に負荷に供給し
て自動車の走行を可能ならしめるものである。

（考案が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来の自動車用電源装置に
おいては、機関の高負荷運転後や、長時間の渋滞または
アイドル放置等によってエンジン・ルーム内の温度が上
昇し、それによってバッテリー液温度が上昇することが
知られている。

また、バッテリーは通常液が撹拌されないでいると電
極の全体が均一に充放電できないために、一部が先に劣
化してしまうという課題があった。

さらに、冬期等の厳寒時にバッテリーの温度が低いた
めに始動不良を生ずるという課題があった。

従来、これらの課題を解決するために、バッテリーを
冷却するようにしたもの（実願昭55-128387、実開昭57-
145275号公報）や、加熱するようにしたもの（実願昭56
-5280号公報）があるが、これらは課題の一部を解決で
きるが、総合的に解決できるものではなかった。

この考案は、このような従来の課題に着目してなされ
たもので、バッテリーの液温度を積極的に機関等の冷却
水を利用して制御するとともに、バッテリーの上側を冷
却ぎみにし、かつ、下側を上側より暖めるようにし、内
部の液が積極的に対流により撹拌されて均一な状態を保
つようにすることにより、上記課題を総合的に解決する
ことを目的とした自動車用バッテリーの温度制御装置に
おける電源装置を提供するものである。

［考案の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、この考案は、バッテリー
の上側および下側にそれぞれ独立した熱交換手段を設
け、バッテリー液温度を検出または推定する手段を設
け、バッテリーの液温度が予め定められた第１の温度設
定値よりも低い場合には前記下側熱交換器でバッテリー
を下部から加熱するように制御し、バッテリーの液温度
が予め前記第１の温度設定値よりも高く定められた第２
の温度設定値よりも高い場合には前記上側熱交換器でバ
ッテリーを上部から冷却するように制御し、バッテリー
の液温度が前記第１の温度設定値と前記第２の温度設定
値との間の場合には前記下側熱交換器でバッテリーを下
部から加熱するように制御とともに前記上側熱交換器で
バッテリーを上部から冷却するように制御する制御手段
を設けたものである。

（作用） この考案の自動車用バッテリーの温度制御装置におけ
る電源装置では、例えばバッテリー壁温センサーからの
出力を制御回路が検出し、第１の温度設定値よりも低い
状態では、制御回路は下側用制御弁を開いて機関からの
温水を下側熱交換器へ送り込み、バッテリーを下側より
加熱し、また、第２の温度設定値よりも高い状態では制
御回路は上側用制御弁を開くように制御し、ラジエータ
で冷された水を上側熱交換器へ送り込み、バッテリーを
上側より冷却し、さらに、前記第の１温度設定値と前記
第２の温度設定値との間の状態では、制御回路は下側用
制御弁を開いて機関からの温水を下側熱交換器へ送り込
み、バッテリーを下側より加熱するとともに、上側用制
御弁を開くように制御し、ラジエータで冷された水を上
側熱交換器へ送り込み、バッテリーを上側より冷却す
る。

以上によって、バッテリーは温度が低いときは上昇さ
れ、両温度設定値の間では、積極的に対流が起こされ、
また、バッテリー温度の過度上昇が防止される。

（実施例） 以下、この考案を図面に基づいて説明する。

第１図は、この考案の一実施例を示す図である。

同図において、機構的には、機関本体１とサーモ弁２
を介して機関本体１の冷却用ラジエータ３と、バッテリ
ー４の上側熱交換器５および下側熱交換器６と、それぞ
れに対応する上側用制御弁７および下側用制御弁８とが
太い実線で接続されている。

即ち、上側熱交換器６はサーモ弁２の下流でラジエー
タ３の上流から冷却水を受け、ラジエータ３の下流で機
関本体１の入口側に送るように接続されている。

又、下側熱交換器７は機関本体１の出口でサーモ弁２
の上流から冷却水を受け、ラジエータ３の下流で機関本
体１の入口側に送るように接続されている。また、電気
的には、バッテリー壁温度センサー９と制御回路10と
が、それぞれに対応する上側用制御弁７および下側用制
御弁８とに細い実線で接続されている。

なお、制御回路10は、バッテリー壁温度センサー９か
らの出力に応じて上側用制御弁７および下側用制御弁８
を開閉するものである。

次に、第２図を用いて制御回路10の動作を説明する。
なお、同図において、温度設定値Ｂは第１の温度設定値
を表す一方、温度設定値Ｂよりも高い温度設定値Ａは第
２の温度設定値を表すものである。

同図に示すように、バッテリー壁温度が温度設定値Ｂ
よりも低い状態では、バッテリー４の能力を上げたり、
充電効率をよくし、かつ、バッテリー液に対流を起こさ
せて液を均一にするため、バッテリー壁温センサー９か
らの出力を制御回路10が検出し、バッテリー壁温度が温
度設定値Ｂよりも低くなった場合には、制御回路10は下
側用制御弁８を開くように制御し、機関本体１からの温
水を下側熱交換器６へ送り込み、バッテリーを下部より
加熱する。

また、バッテリー壁温度が温度設定値Ａよりも高くな
った場合には、制御回路10は上側用制御弁７を開くよう
に制御し、冷却用ラジエータ３で冷却される水を上側熱
交換器５に送り込み、バッテリー４を上部より冷却す
る。

さらに、バッテリー壁温度が温度設定値Ａと温度設定
値Ｂとの間の場合には、制御回路10は下側用制御弁８を
開くように制御し、機関本体１からの温水を下側熱交換
器６へ送り込み、バッテリーを下部より加熱するととも
に、上側用制御弁７を開くように制御し、冷却用ラジエ
ータ３で冷却された水を上側熱交換器５へ送り込み、バ
ッテリーを上部より冷却する。

以上によって、バッテリー壁温度が温度設定値Ｂ以下
ではバッテリー４は加熱され、温度設定値Ａと温度設定
値Ｂとの間ではバッテリー４は下方から加熱されるとと
もに上方から冷却されるため、積極的に対流を起こすこ
とができ、また、温度設定値Ａ以上ではバッテリー４は
上方からの冷却のみであるため、バッテリー４の過度の
温度上昇を防止することができる。

以上説明したように、本実施例の自動車用バッテリー
の温度制御装置における電源装置では上述のように、バ
ッテリー壁温度センサー９からの出力を制御回路10が検
出し、第２図に示す条件で上側および下側の制御弁７お
よび８を開閉するようにした。

その結果、バッテリー壁温度が温度設定値Ｂより低い
状態では、バッテリーの下側から加熱することができ、
バッテリーの能力を上げたり、充電効率をよくし、か
つ、バッテリー液に対流を起こさせて液を均一にするこ
とができる。

また、バッテリー壁温度が温度設定値Ａより高くなっ
た状態では、ラジエータ３で冷される水を上側熱交換器
５に送り込み、バッテリー４を上側より冷却することが
できる。

さらに、バッテリー壁温度が温度設定値Ｂと温度設定
値Ａとの間の状態では、バッテリーの下側から加熱する
とともにバッテリー４を上側より冷却するので、積極的
に対流を起こすことができる。

さらにまた、バッテリー４の過度の温度上昇を防止す
ることができる。

以上、本考案の実施例を図面により詳細に説明してき
たが、具体的な構成は、この実施例に限定されるもので
はなく、本考案の要旨を逸脱しない範囲における変更等
があっても本考案に含まれる。即ち、温度センサー９を
設けずに、機関本体の水温と車速及び機関本体の負荷の
履歴よりバッテリーの液温度を推定し、この推定温度を
用いて制御するようにしてもよい。

又、熱交換手段の媒体としては、機関の冷却用循環水
を用いず、機関吸入空気、排気又はエアコン関連媒体等
を用いるようにしてもよい。

［考案の効果］ 本考案の自動車バッテリーの温度制御装置における電
源装置では上述のように、バッテリーの上側および下側
にそれぞれ独立した熱交換手段を設け、バッテリー液温
度を検出または推定する手段を設け、バッテリーの液温
度が予め定められた第１の温度設定値よりも低い場合に
は前記下側熱交換器でバッテリーを下部から加熱するよ
うに制御し、バッテリーの液温度が予め前記第１の温度
設定値よりも高く定められた第２の温度設定値よりも高
い場合には前記上側熱交換器でバッテリーを上部から冷
却するように制御し、バッテリーの液温度が前記第１の
温度設定値と前記第２の温度設定値との間の場合には前
記下側熱交換器でバッテリーを下部から加熱するように
制御するとともに前記上側熱交換器でバッテリーを上部
から冷却するように制御する制御手段を設けた構成とし
たため、バッテリー壁温度が第１の温度設定値より低い
状態では、バッテリーの下側から加熱することができ、
バッテリーの能力を上げたり、充電効率をよくし、か
つ、バッテリー液に対流を起こさせて液を均一にするこ
とができる。

また、バッテリー壁温度が第２の温度設定値より高く
なった状態では、ラジエータで冷やされた水を上側熱交
換器に送りこみ、バッテリーを上側より冷却することが
できる。

さらに、第１の温度設定値と第２の温度設定値との間
の状態では、バッテリーの下側から加熱するとともにバ
ッテリー４を上側より冷却するので、積極的に対流を起
こすことができる。

さらにまた、バッテリーの過度の温度上昇を防止する
ことができるという効果が得られる。そして、その結
果、バッテリーの性能を十分に出しながら使用できると
ともにバッテリーの寿命を延ばすことができ、結果とし
て電源系のライフサイクル・コストを低減することがで
きるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案の一実施例の概略構成図、第２図は
温度設定値と制御弁との関係を示す線図、第３図は従来
における自動車電源の概略構成図である。 １……機関本体 ３……機関冷却用ラジエータ ４……バッテリー ５……上側熱交換器 ６……下側熱交換器 ７……上側用制御弁 ８……下側用制御弁 ９……バッテリー壁温度センサー 10……制御回路

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】バッテリーの上側および下側にそれぞれ独
   立した熱交換手段を設け、バッテリー液温度を検出また
   は推定する手段を設け、バッテリーの液温度が予め定め
   られた第１の温度設定値よりも低い場合には前記下側熱
   交換器でバッテリーを下部から加熱するように制御し、
   バッテリーの液温度が予め前記第１の温度設定値よりも
   高く定められた第２の温度設定値よりも高い場合には前
   記上側熱交換器でバッテリーを上部から冷却するように
   制御し、バッテリーの液温度が前記第１の温度設定値と
   前記第２の温度設定値との間の場合には前記下側熱交換
   器でバッテリーを下部から加熱するように制御するとと
   もに前記上側熱交換器でバッテリーを上部から冷却する
   ように制御する制御手段を設けたことを特徴とした自動
   車用電源装置。