JP4636815B2 - 車両用の電源装置 - Google Patents

Description

本発明は、温度が低いときに、自動車等の車両を走行させるモーターを駆動する走行用バッテリを加温するヒーターを備える車両用の電源装置に関する。

バッテリーは、非常に温度が低くなると出力が低下して充分な性能を発揮できなくなる。このため、ハイブリッドカーに搭載される走行用バッテリは、寒冷の地域等で使用されるときにバッテリ温度が低くなると、車を発進・加速させるときに充分な性能を発揮できない。ハイブリッドカーは、エンジンとモーターの両方で正常に走行するように設計される。このため、走行用バッテリの性能が低下して、モーターによる動力が充分でないと、正常に走行できなくなる。この弊害は、バッテリーを暖気（加温）して解消できる。このことを実現するため、本出願人は、二次電池をヒーターで加温する電源装置を開発している（特許文献１参照）。
特開２００３−２２３９３８号公報

この公報に記載している電源装置は、複数の二次電池からなる走行用バッテリと、この走行用バッテリの二次電池を暖気（加温）するヒーターを実装する加温プレートとを備える。加温プレートは、二次電池を効率よく加温できるように、二次電池に接近して配置される。この電源装置は、加温プレートのヒーターに通電してジュール熱でヒーターを加温する。加温された多数のヒーターは、接近して配置している多数の二次電池を加温する。

上記公報の電源装置においては、イグニッションスイッチがオフの状態、即ち、自動車を走行させない状態では、走行用バッテリの過放電を防止するため、走行用バッテリの電力よりヒーターを加温することをしていない。従って、外気が低いとき、イグニッションスイッチがオフの状態より、車両を走行させる場合、走行用バッテリの温度が低く、走行用バッテリから十分な出力を取り出すことが難しかった。

本発明は、このような問題点を解決するために成されたものであり、走行用バッテリの過放電を防止しつつ、外気、周囲温度が低いときに走行用バッテリを加温できる車両用の電源装置を提供することを目的とする。

本発明の車両用の電源装置は、車両を走行させるモーターを駆動する走行用バッテリと、この走行用バッテリを設定温度に至るまで加温するヒーターと、このヒーターの通電を制御する制御回路と、バッテリ温度を検出して検出した温度信号を制御回路に出力する温度センサーと、走行用バッテリの周囲温度を検出して検出した温度信号を制御回路に出力する周囲温度センサーとを備えており、車両を走行させない状態で前記走行用バッテリの電力により前記ヒーターにて前記走行用バッテリを加温するとき、前記制御回路において、検出した前記周囲温度に対応して前記設定温度を変更し、さらに、走行用バッテリの電圧をヒーター供給電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータと、商用電源をヒーター供給電圧に変換するＡＣ／ＤＣコンバータと、ＤＣ／ＤＣコンバータとＡＣ／ＤＣコンバータとを切り換える切換回路と、車両のイグニッションスイッチをオフに切り換えてからヒーターで走行用バッテリを暖気状態に保持する保温時間を記憶する保温タイマーとを備え、制御回路は、商用電源からヒーターに電力が供給される状態では、イグニッションスイッチがオンになったときにヒーターの通電を終了し、走行用バッテリからヒーターに電力が供給される状態では、イグニッションスイッチがオンになったときに、または保温タイマーの保温時間がタイムアップしたときに、ヒーターの通電を終了することを特徴とする。
また、前記設定温度は、前記周囲温度に０〜１５℃加算した値であることを特徴とする。

本発明の車両用の電源装置は、
車両を走行させない状態で前記走行用バッテリの電力により前記ヒーターにて前記走行用バッテリを加温するとき、前記制御回路において、検出した前記周囲温度に対応して前記設定温度を変更している。
また、前記設定温度は、前記周囲温度に０〜１５℃加算した値である。
従って、通常であれば周囲温度にかかわらず予め決められた設定温度に到達するまで加温するので走行用バッテリより大きな電力を必要として、負担が大きい。一方、本発明においては、周囲温度に対応して前記設定温度を変更し、前記設定温度は前記周囲温度に０〜１５℃加算した値であるから、走行用バッテリより大きな電力を必要とせず、バッテリの負担を軽減している。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための車両用の電源装置を例示するものであって、本発明は車両用の電源装置を以下のものに特定しない。

さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。

まず、最初に、図１〜図９を用いて、本発明の実施例の電源装置の構造を説明し、次に、実施例の回路のブロック図である図１０を用いて、回路について説明する。
図１ないし図４は、本発明の一実施例にかかる車両用の電源装置を示している。図１は平面図、図２は横断面図、図３は縦断面図、図４はケース１０を開いた状態を示す平面図である。この電源装置は、ケース１０に複数の二次電池２０を並べて収納している。電源装置は、二次電池２０を複数の電池モジュール２１に分割してケース１０に収納している。電池モジュール２１は、複数の二次電池２０を直列に接続して直線状に連結したものである。電池モジュール２１を構成する二次電池２０は、円筒型電池のニッケル−水素電池である。ただ、二次電池には、リチウムイオン二次電池やニッケル−カドミウム電池などの充電できる他の電池も使用できる。また、円筒型電池でなくて角型電池とすることもできる。

ケース１０は、複数の電池モジュール２１を、同一平面に平行に並べて収納している。
横に並べている電池モジュール２１は、互いに直列に接続されて出力電圧を高くしている。図のケース１０は、第１ケース１１と第２ケース１２の間に電池モジュール２１を収納している。第１ケース１１と第２ケース１２は、電池モジュール２１を案内する案内溝１３を設けている。案内溝１３は、その内形を電池モジュール２１の外形よりもわずかに大きくしている。ケース１０は、案内溝１３の内面と電池モジュール２１の表面との間に、空気を通過させる送風隙間１４ができる。さらに、第１ケース１１と第２ケース１２は、案内溝１３の底部に換気穴１５を開口している。換気穴１５からケース１０に換気される冷却空気は送風隙間１４に送風される。送風隙間１４を通過する冷却空気は、電池モジュール２１の表面を流れて電池モジュール２１を冷却する。

電池モジュール２１は、その両端をケース１０に固定して、案内溝１３の内面から離して配設される。この電池モジュール２１は、ケース１０に連結する端子２２を両方の電池端面から突出して固定している。この構造を図５に示す。この図の電池モジュール２１は、電池端面に垂直に端子２２を固定している。端子２２は、第２ケース１２の定位置に嵌入されるバスバー２３にネジ止めして固定される。バスバー２３は、隣接する電池モジュール２１を互いに連結すると共に、電池モジュール２１を直列に電気接続する。バスバー２３と端子２２は、第２ケース１２と第１ケース１１に挟着されて定位置に固定される。端子２２を介して、電池モジュール２１は案内溝１３内に配設される。電池モジュール２１は、案内溝１３の内面との間に、空気を通過させる送風隙間１４ができる状態でケース１０に固定される。この構造は、換気穴１５からケース１０に流入される空気を送風隙間１４に通過させて、電池モジュール２１の表面に効率よく接触させて熱交換できる。

電源装置は、図１ないし図３に示すように、二次電池２０を暖めるヒーター４０を実装する加温プレート３０を備えている。この加温プレート３０の表面に接近して、複数の二次電池２０を平行に並べて配設している。これらの図の電源装置は、図において第２ケース１２を下側に、第１ケース１１を上側に配設しており、ケース１０の上面に加温プレート３０を固定している。この電源装置は、ケース１０に収納された二次電池２０と加温プレート３０との間に第１ケース１１のケース面を配設している。ただ、本発明の電源装置は、これらの図に示す姿勢から上下を反転した状態として、すなわち第２ケースを上側に、第１ケースを下側に配設して、二次電池が収納されたケースの下面に加温プレートを固定することもできる。

加温プレート３０は、絶縁基板３１と、この絶縁基板３１に固定された複数のヒーター４０を備える。絶縁基板３１は、図１の平面図に示すように、ケース１０に連結して固定するために、周縁に凸部３２を設け、さらにスリット状に開口している通気穴３３の間に連通部３４を設けている。第１ケース１１は、絶縁基板３１の連通部３４と凸部３２を係止する係止フック１６を一体的に成形して設けている。加温プレート３０は、図１の平面図と図６の断面斜視図に示すように、凸部３２と連通部３４を係止フック１６に挿入して、第１ケース１１に固定される。

第１ケース１１はケース面である底面を貫通して換気穴１５を開口しており、この換気穴１５に連通するように、加温プレート３０の絶縁基板３１に通気穴３３を貫通して設けている。第１ケース１１の換気穴１５は、電池モジュール２１に沿って伸びるスリット状である。絶縁基板３１の通気穴３３も、電池モジュール２１に沿って伸びるスリット状に開口している。ケース１０の換気穴１５と絶縁基板３１の通気穴３３は同じ位置に対向して開口され、加温プレート３０が換気穴１５を閉塞しないようにしている。空気は、通気穴３３と換気穴１５を通過してケース１０内の二次電池２０を冷却し、あるいは加温する。この加温プレート３０は、加熱されたヒーター４０が空気を加熱し、ヒーター４０で加熱された空気を通気穴３３と換気穴１５に通過させてケース１０内の二次電池２０を暖める。また、ヒーター４０は加温プレート３０を加温し、この加温プレート３０が熱伝導でケース１０を加温し、ケース１０が二次電池２０を加温する。図示しないが、図２の姿勢から上下を反転して、ケースの下面に加温プレートを固定している電源装置は、加温プレートで加熱された空気が軽くなって、通気穴と換気穴を通過して送風隙間に流動されるので、より効率よく二次電池を暖めることができる。

加温プレート３０は、複数のヒーター４０を直列に接続して絶縁基板３１に固定している。ヒーター４０は、抵抗、半導体、ＰＴＣ等の通電することによって発熱する電子部品である。この加温プレート３０は、ヒーター４０に通電してジュール熱で各々のヒーター４０を加温し、ヒーター４０の発熱で二次電池２０を加温する。

加温プレート３０は、絶縁基板３１を貫通してスリット状の通気穴３３を開口しており、通気穴３３の間にヒーター４０を固定している。通気穴３３は、絶縁基板３１を第１ケース１１に固定する状態で、換気穴１５と対向する位置に配設される。絶縁基板３１には、二次電池２０を暖めるために、複数のヒーター４０を固定している。

絶縁基板３１はプリント基板で、ヒーター４０のリード線４１を挿通して半田付けするために複数の連結孔３５を設けている。連結孔３５は、その周囲に導電リング３６を設けている。連結孔３５の導電リング３６は、ヒーター４０を固定する部分では電気接続されず、ヒーター４０を固定しない部分ではプリント基板の表面に固定している導電線３７で電気接続している。ヒーター４０は、両端のリード線４１を絶縁基板３１の連結孔３５に挿入し、リード線４１を導電リング３６に半田付けして絶縁基板３１に固定される。

ヒーター４０は、連結孔３５に半田付けして互いに直列に接続される。プリント基板に半田付けして固定される全てのヒーター４０は同一の抵抗値である。同一抵抗値のヒーター４０を直列に連結して通電すると、全てのヒーター４０の発熱量は等しくなる。発熱量が電流の自乗と抵抗値の積に比例するからである。複数の二次電池２０を暖める加温プレート３０は、必ずしも均一に加温して全ての二次電池２０を均一に加温できるとは限らない。たとえば、ケース１０の周縁部の電池モジュール２１は、中央部分の電池モジュール２１に比較して冷却されやすいことがある。加温プレート３０は、全体を均一に発熱させるのが大切なのではなくて、全ての二次電池２０をより均一に暖めることが大切である。

図１の加温プレート３０は、並列に接続するヒーター４０の個数を調整し、あるいはヒーター４０にかわってジャンパー線４２を接続して、部分的な発熱を調整できる。抵抗の発熱量が、電流の自乗と抵抗値の積で特定されるからである。このため、たとえば、ヒーター４０に代わってジャンパー線４２を接続して発熱しないようにできる。ジャンパー線４２は抵抗が０Ωであるから、電流を流しても発熱しない。また、直列に接続しているヒーター４０に、並列接続するヒーター４０の数を調整して、発熱量を調整できる。たとえば、ヒーター４０を固定する部分にふたつのヒーター４０を並列に接続して、発熱量を半分にできる。並列接続してヒーター４０の抵抗値を半分にできるからである。また、ヒーターを固定する部分に３個のヒーターを並列に接続して、発熱量を１／３にすることもできる。さらに、ヒーター４０を固定する部分にふたつのヒーター４０を直列に接続し、抵抗値を２倍にして発熱量を２倍にすることもできる。図の加温プレート３０は、側部で２個のヒーター４０を直列に接続して発熱量を大きくしており、中央部ではヒーター４０に代わってジャンパー線４２を接続して発熱量を小さく、加温プレート３０の発熱量を局部的に調整して、複数の二次電池２０を均一に加温できるようにしている。

加温プレート３０は、他の例として、図７に示すように、二次電池２０と対向する面にヒーター４０を固定することもできる。ここに配設されたヒーター４０は、第１ケース１１を加温し、第１ケース１１が二次電池２０を暖める。図の第１ケース１１は、案内溝１３の内面を二次電池２０の表面に沿う形状としている。ヒーター４０で加温された第１ケ
ース１１は、輻射熱で二次電池２０を暖め、あるいは送風隙間１４の空気を介して二次電池２０を暖める。この構造の電源装置は、ファンを使用することなく、垂直姿勢で自動車に搭載でき、あるいは図に示す姿勢から上下反転して自動車に搭載して、加温プレートで二次電池を暖めることができる。なお、この図の実施例において、前述の実施例と同じ構成要素については、同一番号を付している。

図８は、図１〜７に開示される二次電池２０及びケース１０を利用した電源装置を示し、二次電池２０が収納されたケース１０をひとつのケースユニット７０として、このケースユニット７０を２段に積層して連結している。図９は、図８の電源装置を利用して、空気を循環させる構造を示している。

図８、図９において、下側に位置するケースユニット７０は、図２に示す電源装置と同じ構造であり、上側に位置するケースユニット７０は、図２に示す電源装置を上下反転したものである。したがって、この図の実施例において、図２に示す実施例と同じ構成要素については、同一番号を付してその説明を省略する。

図８と図９に示す電源装置は、ふたつのケースユニット７０を上下二段に離して水平に配置して、上段のケースユニット７０と下段のケースユニット７０との間に空洞７３を設けている。２つのケースユニット７０は、加温プレート３０が互いに対向する姿勢で積層して連結している。この電源装置は、二段のケースユニット７０でもって、複数の二次電池２０を対向するふたつの平行な面内に配置して、対向する間に空洞７３を設け、空洞７３にヒーター４０を配置している。２つのケースユニット７０は、外ケース７１で連結している。図の外ケース７１、７１は、２つのケースユニット７０を所定の間隔で連結するために、中間部分に位置決凸部７２を有する。外ケース７１は、２つのケースユニット７０の間隔が最適となるように、位置決凸部７２の厚さを決定している。外ケース７１、７１は、樹脂材料からなる略矩形の板体であって、図１に示す装置において、図１の紙面における左辺側と右辺側に、各々、設置されることになる。この構造の電源装置は、ヒーター４０で空洞７３を加温し、空洞７３で上下の二次電池２０を加温する。空洞７３を加温するヒーター４０は、空洞７３の空気とケース１０を加温して、二次電池２０を加温する。空洞７３は、密閉されないが閉鎖される空間である。したがって、この空洞７３を加温するヒーター４０は、空気とケース１０を介して二次電池２０を効率よく加温する。

図８、図９の電源装置は、下段に配置しているケースユニット７０の上面に加温プレート３０を固定している。さらに、図の電源装置は、上側に位置するケースユニット７０の加温プレート３０にヒーター４０を設けていない。上側のケースユニット７０に収納される二次電池２０は、下側のケースユニット７０の加温プレート３０に固定されたヒーター４０で加温される。このように、一方の加温プレート３０にのみヒーター４０を配設する電源装置は、ヒーター４０の数を少なくしながら、いいかえると少ない消費電力で多数の二次電池２０を有効に加温できる特長がある。とくに、下側の加温プレート３０にヒーター４０を配設する構造は、下側のケースユニット７０に収納される二次電池２０については、下側の加温プレート３０から第１ケース１１に伝導される熱で効率よく加温し、上側のケースユニット７０に収納される二次電池２０については、加熱されて軽くなった空気を、通気穴３３と換気穴１５から流動させて効率よく加温する。したがって、全ての二次電池を、少ない消費電力で効率よく、しかも均一に暖めることができる。ただ、ヒーターは、上側に位置するケースユニットの加温プレートに配設することも、上下両方の加温プレートに配設することもできる。さらに、図の鎖線の矢印で、空気の流路を示すように、加温プレート３０で加温された空気をファン７４（図においては、Ｆとして記載される）で送風して二次電池２０を加温することもできる。二次電池２０を加温した後、空気は、装置の上側及び下側（図８の紙面において装置の両側）に位置する換気穴１５、１５より排気されることになる。ここで、鎖線の流路は、一方の外ケース７１の断面を貫通しているが、図示しないが、貫通している部分には貫通口等が設けられている。

さらに、図９の電源装置はユニットボックスの形状としており、加温プレート３０で加温された空気をファン７４でケース１０内に循環させて二次電池２０を加温する。装置の上面、下面（図９の紙面において装置の左側、右側）両側において、樹脂材料からなる略矩形の板体のプレート７５、７５が設置されている。また、図１に示す装置において図１の紙面における上辺側、下辺側に、プレート７６を設置することにより、図９の装置において空気の流路を形成している。この図に示すように、ファン７４で加温空気を循環させる電源装置は、ヒーター４０で加温される空気を閉ループ内に循環させて（空気の流路は鎖線で示される）、二次電池２０を効率よく暖める。ここで、図９の装置の上下側の排気穴１５、１５より排出される空気は、図示しないが、プレート７５、７５に設けた開口等を通過し、詳細な構造は省略するが、ファン７４の吸入側に戻されることになる。電源装置は、自動車に必ずしも水平に搭載されるとは限らない。電源装置は、垂直あるいは傾斜する姿勢で自動車に搭載されることもある。加温プレート３０で暖められた空気をファン７４で循環させる電源装置は、自動車に搭載される姿勢に関係なく二次電池２０を有効に加温できる。
また、図８、９で説明した空気の流路は、ヒーター４０により加温する時に利用されるだけでなく、二次電池２０を冷却する空気の流路としても利用することができる。

図１０は、電源装置のブロック図を示す。この電源装置は、走行用バッテリ５０の電圧をヒーター供給電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータ６１と、商用電源をヒーター供給電圧に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ６２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ６１とＡＣ／ＤＣコンバータ６２とを切り換える切換回路６７と、この切換回路６７とＤＣ／ＤＣコンバータ６１及びＡＣ／ＤＣコンバータ６２を制御する制御回路６０と、バッテリ温度を検出して、検出した温度信号を制御回路６０に出力する温度センサー５１を備えている。また、走行用バッテリ５０の周囲温度を検出して検出した温度信号を制御回路に出力する周囲温度センサー５２とも備えている。周囲温度センサー５２は、図８に示す電源装置であるなら、ファン７４により流入する空気流の上流側に設置され、車両が置かれた外気温に近い温度を検出している。

制御回路６０は、車両のイグニッションスイッチ６８をオフに切り換えてからヒーター４０で走行用バッテリ５０を暖気状態に保持する保温時間を記憶する保温タイマー６９を備えている。この制御回路６０は、イグニッションスイッチ６８がオフに切り換えられると、保温タイマー６９がカウントを開始する。保温タイマー６９がカウントを開始してタイマーがタイムアップするまでの保温時間において、制御回路６０はヒーター４０の通電を制御して、走行用バッテリ５０を暖気状態に保持する。したがって、バッテリ温度が設定温度よりも低くなると、ヒーター４０に通電して走行用バッテリ５０を加温する。このように、上記暖気状態とは、ヒーター４０で走行用バッテリ５０を温度制御する状態を意味している。また、制御回路６０において、車両のイグニッションスイッチ６８がオフの状態、即ち、車両を走行させない状態で、走行用バッテリ５０の電力によりヒーター４０にて走行用バッテリ５０を加温するとき、検出した周囲温度に対応して設定温度を変更している。そして、バッテリにて加温するときの設定温度は、バッテリの負担を軽減するため、後述するように、周囲温度より０〜１５℃加算した値である。
ここで、制御回路５０において、周囲温度が特定温度以上、例えば、１５℃以上であれば、この特定温度に対応した設定上限温度、例えば１５℃を設定している。そして、制御回路５０は、バッテリ温度が、設定上限温度以上であれば、加温しないように制御している。

保温タイマー６９に記憶される保温時間は、たとえば２４時間に設定される。保温時間をこの時間に設定すると、一日車両を移動させないで、次の日にスタートさせるとき、走行用バッテリ５０が保温されているので、暖気（加温）することなく直ちに車をスタートできる。ただし、保温時間は、１２時間〜３６時間に設定することもできる。また、車両の使用状態によっては、保温時間を１２時間以下とし、あるいは３６時間よりも長く設定することもできる。保温タイマー６９の保温時間を長くすると、車を使用しない時間を長くしても、暖気（加温）しないで直ちにスタートできる。
なお、本明細書において、暖気状態とは、電池温度が略設定温度以上の状態であり、バッテリ温度が設定温度以上であれば、ヒーターを通電して加温する必要はない。バッテリにて加温するときの設定温度は、バッテリの負担を軽減するため、後述するように、外気・周囲温度より０〜１５℃加算した値である。
また、本明細書において、「電池を暖気する」、「電池が暖気された」、「電池を暖気状態とする」とは、特に説明がない時は、電池を加温すること、並びに、電池が上述のように外気気温を考慮した略設定温度以上になっていることも意味する。
ただ、保温時間を長くすると、走行用バッテリ５０でヒーター４０を加温する装置にあっては、走行用バッテリ５０の放電量が多くなる。走行用バッテリ５０の過放電を防止するために、制御回路６０は、走行用バッテリ５０の残容量を検出しながら、ヒーター４０の通電を制御する。走行用バッテリ５０の残容量が最小放電容量になると、制御回路６０はヒーター４０の通電を停止して、走行用バッテリ５０の放電を停止させる。商用電源でヒーター４０に通電する場合は、商用電源タイマー（図示せず）の設定時間が経過するまで、ヒーター４０で走行用バッテリ５０を暖気状態に保温する。商用電源タイマーの設定時間は、たとえば２時間に設定されて、保温タイマー６９の保温時間よりも短くする。商用電源で走行用バッテリ５０を保温する状態は、走行用バッテリ５０を放電しないので、保温タイマー６９の保温時間が経過するまで、ヒーター４０で走行用バッテリ５０を暖気状態に保持し、あるいは、次に車をスタートするまで走行用バッテリ５０を暖気状態に保持することもできる。

図１０の電源装置は、商用電源から電力が入力される状態では、制御回路６０が切換回路６７をＡＣ／ＤＣコンバータ６２側に切り換えて、ＡＣ／ＤＣコンバータ６２を介してヒーター４０に電力を供給する。商用電源から電力が入力されない状態では、制御回路６０が切換回路６７をＤＣ／ＤＣコンバータ６１側に切り換えて、ＤＣ／ＤＣコンバータ６１を介して走行用バッテリ５０からヒーター４０に電力を供給する。ＤＣ／ＤＣコンバータ６１で走行用バッテリ５０を暖気（加温）する状態では、効率よく速やかに暖気（加温）できる。それは、放電により二次電池２０自身が発熱して暖められると共に、加温プレート３０のヒーター４０により加温されて、走行用バッテリ５０を暖めるからである。

ＡＣ／ＤＣコンバータ６２は、リード線６３とコンセント６４を介して家庭用の商用電源に接続される。この電源装置は、外部から入力される商用電源でヒーター４０を加熱する。

制御回路６０は、温度センサー５１から入力される信号で、バッテリ温度を検出してヒーター４０の通電をオンオフする。温度センサー５１は、たとえばサーミスタである。サーミスタは、検出温度を抵抗値の変化として検出して、制御回路６０に入力する。温度センサー５１の検出温度が設定温度よりも低いときに、制御回路６０はヒーター４０に通電して走行用バッテリ５０を暖める。

制御回路６０は、保温タイマー６９の保温時間において、さらに、保温時間が経過した後においては、イグニッションスイッチ６８がオンに切り換えられたときに、電池温度を検出して、検出温度が設定温度よりも低いときに、ヒーター４０に通電する。保温時間が経過した後、イグニッションスイッチ６８がオフの状態では、電池温度が設定温度よりも低くなっても、ヒーター４０に通電しない。また、イグニッションスイッチ６８をオンに切り換えた状態においても、走行用バッテリ５０の残容量が設定容量よりも少ないときは、バッテリ温度が設定温度よりも低くてもヒーター４０に通電しない。走行用バッテリ５０の過放電を防止するためである。走行用バッテリ５０が充電されて残容量が設定容量よりも大きくなると、ヒーター４０に通電して走行用バッテリ５０を暖気（加温）する。

以上の電源装置は、保温タイマー６９の保温時間において、図１０に示す以下のフローチャートで二次電池２０を暖める。
［ｎ＝１のステップ］
外部電源が印加されているかどうか、すなわち商用電源が入力されているかどうかを判定する。
［ｎ＝２のステップ］
商用電源が入力されていると、外部電源モードとする。このモードにおいて、切換回路６７は、ＡＣ／ＤＣコンバータ６２をヒーター４０に接続して、ＤＣ／ＤＣコンバータ６１をヒーター４０から切り離す。
［ｎ＝３のステップ］
このモードになると、イグニッションスイッチ６８（キー）がオンかどうかを判定する。イグニッションスイッチ６８がオンであると、ｎ＝８のステップにジャンプして、ドライブモードとする。
［ｎ＝４のステップ］
イグニッションスイッチ６８がオンでないと、ヒーター４０をオンにして、２時間（商用電源タイマーの設定時間）走行用バッテリ５０を暖気（加温）する。
［ｎ＝５のステップ］
商用電源タイマーの設定時間（２時間）が経過すると、電池温度を商用電源設定温度（約１５〜２０℃に設定される。）に比較し、電池温度が設定温度よりも低いと、ｎ＝３のステップにジャンプし、電池温度が設定温度よりも高いと終了する。
［ｎ＝６のステップ］
商用電源が入力されていない、すなわち、外部電源が印加されない状態では、このステップで内部電源モードとして、切換回路６７が、ＤＣ／ＤＣコンバータ６１をヒーター４０に接続して、走行用バッテリ５０からヒーター４０に電力を供給する状態とする。
［ｎ＝７のステップ］
このステップで、イグニッションスイッチ６８（キー）がオンかどうかを判定する。
［ｎ＝８、９のステップ］
イグニッションスイッチ６８がオンであると、ドライブモードとして、ヒーター４０の通電を停止する。
［ｎ＝１０のステップ］
イグニッションスイッチ６８がオンでないと、ヒーター４０をオンにして、２時間（ヒータータイマーの設定時間）走行用バッテリ５０を暖気（加温）する。
［ｎ＝１１、１２のステップ］
バッテリ電圧を検出して、検出電圧から走行用バッテリ５０の残容量を調べる。検出電圧が設定電圧未満のときは、バッテリ５０の残容量が設定値(例えば、３０％）未満であると判定して、ヒータ４０に通電することなく、終了する。一方、バッテリ５０の残容量が設定値以上の場合は、以下のステップに進む。
［ｎ＝１３のステップ］
ヒータータイマーの設定時間である２時間が経過すると、保温タイマー６９の保温時間が経過したかどうかを判定する。この保温タイマー６９は、イグニッションスイッチ６８がオフに切り換えられた状態でカウントを開始する。保温タイマー６９の保温時間が経過していると終了する。
［ｎ＝１４のステップ］
保温タイマー６９の保温時間が経過していないと、このステップにおいて、電池温度を設定温度に比較し、電池温度が設定温度よりも低いと、ｎ＝１のステップにジャンプし、保温時間が経過するまで、ｎ＝１、６、７、１０、１１、１２、１３のステップをループして、走行用バッテリ５０を暖気（加温）する。よって、電池温度が設定温度に到達しなくても、ｎ＝１１、１２にて、バッテリ５０の残容量が所定値以下になると加温を中止することになる。
バッテリ５０の電力により、加温する場合、設定温度は以下のようにして設定される。周囲温度センサー５２により、バッテリ５０の周囲温度を測定し、この測定した周囲温度より約０〜２５℃加算した値に、設定温度は設定される。設定温度は、バッテリの負担を軽減するため、望ましくは、周囲温度より約０〜１５℃加算した値がよい。詳細には、図１２のテーブルに沿って、設定温度は設定されている。また、周囲温度が−５０℃以下のときは、ヒータ４０がオフ、即ち、通電しないように、制御回路６０が制御している。
また、周囲温度が特定温度以上、図１２では０℃以上であれば、設定温度として、この特定温度に対応した設定上限温度、図１２では０℃を設定している。そして、制御回路５０は、バッテリ温度が、設定上限温度以上であれば、加温しないように制御している。
［ｎ＝１５、１６のステップ］
電池温度が設定温度よりも低くない、言いかえると設定温度よりも高いと、ヒーター４０の通電を停止する。その後、電池温度が設定温度よりも低くなるまで、ｎ＝１５、１６のステップをループする。電池温度が設定温度よりも低くなると、ｎ＝１のステップにジャンプして、走行用バッテリ５０を暖気（加温）する。

本発明の一実施例にかかる車両用の電源装置の平面図である。 図１に示す電源装置のＡ−Ａ線断面図である。 図１に示す電源装置のＢ−Ｂ線断面図である。 図１に示す電源装置のケースを開いた状態を示す平面図である。 電池モジュールをケースに収納する状態を示す分解斜視図である。 加温プレートとケースの連結構造を示す断面斜視図である。 本発明の他の実施例にかかる車両用の電源装置の横断面図である。 本発明の他の実施例にかかる車両用の電源装置の横断面図である。 本発明の他の実施例にかかる車両用の電源装置の概略横断面図である。 本発明の一実施例にかかる車両用の電源装置のブロック図である。 本発明の一実施例にかかる車両用の電源装置が二次電池を暖気する工程を示すフローチャートである。 本発明の一実施例にかかるヒータＯＮ条件のテーブルである。

符号の説明

１０…ケース
１１…第１ケース
１２…第２ケース
１３…案内溝
１４…送風隙間
１５…換気穴
１６…係止フック
２０…二次電池
２１…電池モジュール
２２…端子
２３…バスバー
３０…加温プレート
３１…絶縁基板
３２…凸部
３３…通気穴
３４…連通部
３５…連結孔
３６…導電リング
３７…導電線
４０…ヒーター
４１…リード線
４２…ジャンパー線
５０…走行用バッテリ
５１…温度センサー
５２…周囲温度センサー
６０…制御回路
６１…ＤＣ／ＤＣコンバータ
６２…ＡＣ／ＤＣコンバータ
６３…リード線
６４…コンセント
６７…切換回路
６８…イグニッションスイッチ
６９…保温タイマー
７０…ケースユニット
７１…外ケース
７２…位置決凸部
７３…空洞
７４…ファン
７５…プレート
７６…プレート

Claims (1)

1. 車両を走行させるモーターを駆動する走行用バッテリと、この走行用バッテリを設定温度に至るまで加温するヒーターと、このヒーターの通電を制御する制御回路と、バッテリ温度を検出して検出した温度信号を制御回路に出力する温度センサーと、走行用バッテリの周囲温度を検出して検出した温度信号を制御回路に出力する周囲温度センサーとを備えており、
   車両を走行させない状態で、前記走行用バッテリの電力により前記ヒーターにて前記走行用バッテリを加温するとき、前記制御回路において、検出した前記周囲温度に対応して前記設定温度を変更し、
   さらに、走行用バッテリの電圧をヒーター供給電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータと、商用電源をヒーター供給電圧に変換するＡＣ／ＤＣコンバータと、ＤＣ／ＤＣコンバータとＡＣ／ＤＣコンバータとを切り換える切換回路と、車両のイグニッションスイッチをオフに切り換えてからヒーターで走行用バッテリを暖気状態に保持する保温時間を記憶する保温タイマーとを備え、
   制御回路は、商用電源からヒーターに電力が供給される状態では、イグニッションスイッチがオンになったときにヒーターの通電を終了し、走行用バッテリからヒーターに電力が供給される状態では、イグニッションスイッチがオンになったときに、または保温タイマーの保温時間がタイムアップしたときに、ヒーターの通電を終了し、
   前記設定温度は、前記周囲温度に０〜１５℃加算した値であることを特徴とする車両用の電源装置。
   

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