JPH10162867A - 電気自動車のバッテリ搭載構造およびバッテリ温調方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 走行用モータの電力源となるバッテリの車両
への搭載構造として、バッテリに対する温度調整を高効
率化し、より簡素化されたものとする。 【解決手段】 ロアカバー１１およびアッパカバー１３
からなるバッテリパック内に設置したダクトハーネス１
７上にバッテリ５を載置することで、バッテリ５の下面
の電力端子４９，制御端子５１がダクトハーネス１７上
のピン端子５３，５５に導通接続する。ピン端子５１相
互，ピン端子５３相互は、ダクトハーネス１７内に一体
成形された電気配線でそれぞれ接続され、電力出力配線
６５，制御出力配線６７により外部に引き出される。ダ
クトハーネス１７は内部に温調用通路が形成され、車室
内の冷暖房用の冷凍サイクルの配管に接続された第１熱
交換器４１およびブロアファン４３からなる空調ユニッ
ト１９により，案内口３７、上記温調用通路、供給口３
９を経てバッテリ５を温調するよう内部で循環する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、走行用モータの
電力源となるバッテリを車両に搭載するための電気自動
車のバッテリ搭載構造および、そのバッテリに対して温
度調整を行うためのバッテリ温調方法に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、電気自動
車における走行用モータの電力源となるバッテリの車両
への搭載構造として、バッテリに対して効率よい温度調
整を可能とし、また簡素化されたものとすることを目的
としている。

【０００３】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明は、第１に、走行用モータの電力源となる
バッテリを、車両に搭載されて内部をほぼ密閉可能なバ
ッテリケース内に収納固定し、このバッテリケース内
に、温調風を循環させて前記バッテリの温度調整を行う
空調ユニットを設けた構成としてある。

【０００４】上記構成によれば、空調ユニットからの温
調風がバッテリケース内を循環してバッテリの温度調整
が効率よくなされる。

【０００５】第２に、バッテリケース内に、バッテリが
所定の隙間を介して載置される温調風案内部材を収容
し、この温調風案内部材は、空調ユニットから供給され
る温調風を、前記バッテリの載置部より下方に案内する
案内口と、この案内口から前記載置部より下方に案内さ
れた温調風を、バッテリの下面側に供給する供給口とを
備えている。

【０００６】上記構成によれば、空調ユニットからの温
調風が、案内口から温調風案内部材のバッテリが載置さ
れる載置部より下方に案内され、その後供給口を通って
バッテリの下面に供給されてバッテリの温度調整がなさ
れる。

【０００７】第３に、温調風案内部材は、案内口から載
置部より下方に案内された温調風が通過する温調風通路
をそれ自体で備えている。

【０００８】上記構成によれば、空調ユニットからの温
調風が、案内口から温調風案内部材のバッテリが載置さ
れる載置部より下方の温調風通路に案内され、その後供
給口を通ってバッテリの下面に供給されてバッテリの温
度調整がなされる。

【０００９】第４に、バッテリは、温調風の流れに沿っ
て複数配置され、供給口は、前記温調風の流れの下流側
程開口面積が大きく形成されている。

【００１０】上記構成によれば、温調風は、下流側程初
期の温度からの変化度合いが大きくなるので、供給口の
開口面積を下流側程大きくすることで、温調効果が薄れ
がちな下流側のバッテリの温調も適正化され、各バッテ
リの均一な温調が可能となる。

【００１１】第５に、バッテリの底部に電極端子部を設
け、温調風案内部材は、前記バッテリを載置すること
で、電極端子部が嵌合して外部への電気配線に導通接続
されるコネクタ部を備えている。

【００１２】上記構成によれば、バッテリを温調風案内
部材に載置するだけで、電極端子部が温調風案内部材の
コネクタ部に接続される。

【００１３】第６に、コネクタ部は、電力供給用と制御
用とがそれぞれ一対設けられ、制御用のコネクタ部相互
間における温調風案内部材に、コネクタ部相互を接続し
て、個々のバッテリの電圧値や温度をチェックするなど
の機能を備えたセルコントローラを設けた。

【００１４】上記構成によれば、温調風案内部材に設け
たセルフコントローラにより、個々のバッテリの電圧値
や温度がチェックされる。

【００１５】第７に、空調ユニットは、熱交換器と送風
機とから構成されるとともに、冷媒を循環させて冷暖房
運転可能な冷凍サイクルの一部を構成し、この冷凍サイ
クルは、車室内の冷暖房を行うための熱交換器を備えて
いる。

【００１６】上記構成によれば、バッテリの温調に必要
な空調ユニットを設けるにあたり、車室内の冷暖房運転
を行うための冷凍サイクルを兼用しているので、冷凍サ
イクルにおけるコンプレッサや熱交換器などの二重設置
が抑制される。

【００１７】第８に、車両に搭載されて内部をほぼ密閉
可能なバッテリケース内に収納固定した、走行用モータ
の電力源となるバッテリに対し、前記バッテリケースに
設けた空調ユニットにより温調風を供給して温度調整す
るバッテリ温調方法としてある。

【００１８】上記バッテリ温調方法によれば、バッテリ
の温度調整を行う空調ユニットを、バッテリケースに設
けているので、温調のための空気吸入用および排出用の
各ダクトならびにファン構造の複雑化が回避される。

【００１９】

【発明の効果】第１の発明によれば、空調ユニットから
の温調風が密閉されたバッテリケース内を循環する構成
としたので、空気吸入用および排出用の各ダクトならび
にファン構造の複雑化を回避することができ、バッテリ
の搭載構造としてその簡略化が達成されて生産性の向上
を図ることができるとともに、バッテリの温調を効率よ
く行うことができてバッテリの高寿命化を達成できる。
また、バッテリケースは密閉構造であるので、バッテリ
に対する水密性能も向上したものとなる。

【００２０】第２の発明によれば、温調風が、温調風案
内部材の案内口からバッテリの載置部より下方を経て、
供給口からバッテリの下面に供給される構成としたの
で、バッテリに対する温調をより効率よく行うことがで
きる。

【００２１】第３の発明によれば、温調風案内部材は、
案内口から載置部より下方に案内された温調風が通過す
る温調風通路をそれ自体で備えているので、温調風を確
実にバッテリの下面に供給でき、バッテリの温調効果を
さらに向上させることができる。

【００２２】第４の発明によれば、バッテリ下面に開口
する温調風案内部材の供給口の開口面積を下流側程大き
くすることで、温調風の流れに沿って複数配置されたバ
ッテリは、温調風が下流側程初期の温度からの変化度合
いが大きくなっても、各バッテリに対し均一な温調を行
うことができる。

【００２３】第５の発明によれば、バッテリを温調風案
内部材上に載置するだけで、電極端子部が温調風案内部
材のコネクタ部に接続されるので、バッテリの搭載固定
構造が簡素化され、搭載作業も容易となり、生産性の向
上を図ることができる。

【００２４】第６の発明によれば、個々のバッテリの電
圧値や温度をチェックするなどの機能を備えたセルコン
トローラを、コネクタ部相互間における温調風案内部材
に設けたため、バッテリケース内スペースの有効利用が
達成でき、バッテリ搭載構造としてコンパクト化を図る
ことができる。

【００２５】第７の発明によれば、バッテリの温調に必
要な空調ユニットを設けるにあたり、車室内の冷暖房運
転可能な冷凍サイクルを兼用する構成としたので、冷凍
サイクルにおけるコンプレッサや熱交換器などの二重設
置を抑制でき、構成の簡素化を達成できる。

【００２６】第８の発明によれば、空調ユニットからの
温調風が、密閉されたバッテリケース内のバッテリに供
給されるので、空気吸入用および排出用の各ダクトなら
びにファン構造の複雑化を回避することができ、バッテ
リの搭載構造としてその簡略化が達成され、生産性の向
上を図ることができるとともに、バッテリに対して効率
よい温調が可能となる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づき説明する。

【００２８】図１は、この発明の実施の一形態に関連す
る電気自動車のバッテリ搭載構造における各種構成要素
の分解斜視図で、これらが組み立てられたものが、図２
に示すように、電気自動車の車両１のフロア下面にバッ
テリパック３として取り付けられる。このバッテリパッ
ク３内に収納固定される図１に示されるバッテリ５は、
車両１の前部のモータルーム７内に収容される走行用モ
ータ９を駆動する際の電力源となる。

【００２９】バッテリパック３は、図１に示すように、
ロアカバー１１とアッパカバー１３とからなるバッテリ
ケース内に、７個のバッテリ５と、バッテリ５から走行
用モータ９に駆動電流を供給するなどの強電系を制御す
る回路を備えた制御ボックス１５と、バッテリ５および
制御ボックス１５が載置される温調風案内部材としての
ダクトハーネス１７と、ダクトハーネス１７に取り付け
られる空調ユニット１９とがそれぞれ収納される。

【００３０】図１において、矢印Ｆ方向が車両前方側で
同Ｒ方向が車両後方側であり、ダクトハーネス１７は、
車両前後方向に沿ってバッテリ５が三つ直列して載置さ
れる直列載置部２１と、この直列載置部２１の車両後端
側に位置して車幅方向に沿ってバッテリ５が四つ並列し
て載置される並列載置部２３と、前記直列載置部２１の
車両前端側に位置して前記空調ユニット１９が取り付け
られる空調ユニット取付部２５と、直列載置部２１の一
側部に形成され、前記制御ボックス１５が載置される制
御ボックス載置部２７とを備えた樹脂成形品で一体成形
されている。

【００３１】ロアカバー１１は、上記したダクトハーネ
ス１７の形状に合わせて並列載置部２３に対応した後方
膨大部１１ａおよび、制御ボックス載置部２７に対応し
た側方突出部１１ｂを備えて全体として凹状に形成され
ている。アッパカバー１３についても、並列載置部２３
に対応した後方膨大部１３ａおよび、制御ボックス載置
部２７に対応した側方突出部１３ｂを備えて全体として
凹状に形成されている。上記したロアカバー１１および
アッパカバー１３は、相互に開口部側が突き合わされ
て、固定部１１ｃおよびフランジ固定部１３ｃを利用し
てボルトナットなどにより固定され内部が密閉される。

【００３２】ダクトハーネス１７の直列載置部２１およ
び並列載置部２３は、図１のバッテリ５を載置した状態
での拡大されたＡ−Ａ断面図である図３に示すように、
周縁部２９に対して上方に突出する凸部３１が形成さ
れ、この凸部３１内は空洞となって温調風通路３３が形
成されている。空調ユニット取付部２５は、上部が開口
した凹部３５が形成され、この凹部３５には、温調風通
路３３に連通する案内口３７が形成されて、空調ユニッ
ト１９から供給される温調風を、バッテリ５の載置部よ
り下方の温調風通路３３に案内する。

【００３３】ダクトハーネス１７の温調風通路３３が形
成された凸部３１には、バッテリ５の載置部より下方の
温調風通路３３に案内された温調風を、バッテリ５の下
面側に供給する供給口３９が複数形成されている。この
供給口３９は、温調風の流れに沿って下流側程開口面積
が大きく形成され、温調風の流れに沿って配置した複数
のバッテリ５に対して均一な温調をできるようにしてい
る。

【００３４】空調ユニット１９は、凹部３５の上部開口
を覆うように取り付けられ、バッテリ温調用の第１熱交
換器４１と、送風機としてのブロアファン４３とから構
成されている。第１熱交換器４１には、後述する冷暖房
運転可能な冷凍サイクルにおける冷媒配管に接続される
入口配管４５と出口配管４７とが接続され、これら各配
管４５，４７は、ダクトハーネス１７がロアカバー１１
にセットされ、かつ空調ユニット１９がダクトハーネス
１７に取り付けられた状態で、ロアカバー１１の車両前
端部側に形成された挿入口１１ｄに挿入されて外部に突
出する。

【００３５】バッテリ５の下面の四隅には、バッテリ５
の下面図である図４に示すように、下方に突出する電極
端子部となる強電系の一対の電力端子４９および弱電系
の一対の制御端子５１がそれぞれ設けられている。この
電力端子４９および制御端子５１には、下方に開口する
端子孔４９ａおよび５１ａがそれぞれ形成されている。
電力端子４９は、走行用モータ９などに電力を供給する
ために使用されるのもので、バッテリ５が車両に搭載さ
れた状態で、車両前方に向かって左側の前後両端に設け
られている。制御端子５１は、図示しないセンサで検出
した個々のバッテリ５の電圧や温度を管理するために使
用されるもので、車両前方に向かって右側の前後両端に
設けられている。

【００３６】一方、ダクトハーネス１７の周縁部２９上
には、電力端子４９および制御端子５１の各端子孔４９
ａおよび５１ａにそれぞれ嵌合して外部への電気配線に
導通接続されるコネクタ部としてのピン端子５３および
５５がそれぞれが設けられている。また、制御ボックス
載置部２７上の四隅には、電力用のピン端子５７が形成
され、ピン端子５７は制御ボックス１５の下面に形成さ
れる図示しない端子孔に挿入されて、これら両者が電気
的に導通接続される。

【００３７】ダクトハーネス１７には、個々のバッテリ
５の電力用のピン端子５３相互を接続し、かつ、隣接す
るバッテリ５の電力用のピン端子５３相互を直列に接続
する電力用配線５９が、図３に示すように一体成形によ
り埋め込まれている。また、ダクトハーネス１７には、
個々のバッテリ５の制御用のピン端子５５相互間に、図
３のＢ−Ｂ断面図である図５に示すように、セルコント
ローラ６１が設置されている。セルコントローラ６１
は、個々のバッテリ５の電圧や温度を制御するもので、
各セルコントローラ６１相互は、ダクトハーネス１７内
に一体成形して埋め込まれた制御用配線６３により直列
に接続されている。

【００３８】なお、ダクトハーネス１７の並列載置部２
３に設置される三つのバッテリ５（車両前方向を見て左
側の三つ）についてのセルコントローラ６１は、周縁部
２９において適宜空いたスペースを利用するか、あるい
は、より偏平化させた状態で、ダクトハーネス１７の一
部もしくは全部を回路基板で構成してこの回路基板内に
実装するなどで対応し、これらをダクトハーネス１７内
に埋め込んだ制御用配線６３で直列に接続する。

【００３９】制御ボックス載置部２７においても、上記
電力用配線５９に接続される電力用配線が接続されてお
り、この電力用配線がピン端子５７と電力用配線５９と
を接続している。

【００４０】ダクトハーネス１７における空調ユニット
取付部２５の車両前端部側には、電力出力配線６５およ
び制御出力配線６７がそれぞれ引き出されている。電力
出力配線６５は、制御ボックス１５のピン端子５７に、
制御ボックス載置部２７内および直列載置部２１内にそ
れぞれ設けた電力用配線を介して接続され、制御出力配
線６７は直列載置部２１内に設けた前記制御用配線６３
に接続される。上記各出力配線６５，６７は、ダクトハ
ーネス１７がロアカバー１１にセットされた状態でロア
カバー１１の前端部に形成された挿入孔１１ｅ，１１ｆ
にそれぞれ挿入されて外部に引き出され、車両１側の所
定の部位に接続される。

【００４１】図６は、空調ユニット１９における第１熱
交換器４１の入口配管４５および出口配管４７に接続さ
れる冷凍サイクルの配管構成で、主な構成要素として、
上記したバッテリ温調用の第１熱交換器４１のほか、冷
媒を圧縮して吐出するコンプレッサ６９、冷房時にコン
プレッサ６９から吐出された高温のガス冷媒を凝縮する
コンデンサとなる第２熱交換器７１、暖房時にコンプレ
ッサ６９から吐出された高温のガス冷媒を凝縮させるコ
ンデンサとなる第３熱交換器７３、冷房時に第３熱交換
器７３を通過した液冷媒を蒸発させるとともに、暖房時
にガス冷媒が第３熱交換器７３を通過して凝縮した液冷
媒を蒸発させる蒸発器となる、車室内用の第４熱交換器
７７を、それぞれ備えている。

【００４２】バッテリ５を温調するための第１熱交換器
４１は、冷房時には液冷媒を蒸発させる蒸発器となり、
暖房時にはガス冷媒を凝縮させるコンデンサとなる。車
室内用の第４熱交換器７７は、外気を導入して車室内に
冷風あるいは温風などの温調風を供給するダクト７９に
配置され、ダクト７９の上流側には第４熱交換器７７に
向けて送風するブロアファン８１が設置されている。ダ
クト７９の下流側は、隔壁８３により、車室内へ通ずる
暖房用通路８５および冷房用通路８７とに分岐してお
り、隔壁８３の上流端には、実線で示す暖房用通路８５
を閉塞した状態と、二点鎖線で示す冷房用通路８７を閉
塞した状態とに変位可能なダンパ８９が設けられてい
る。

【００４３】第２熱交換器７１には第１熱交換器４１と
同様にブロアファン９１が設けられ、この第１熱交換器
７１をバイパスするバイパス配管９３が冷媒配管に接続
されている。バイパス配管９３とコンプレッサ６９の吐
出側配管９５との接続部には、冷媒を冷房時には第２熱
交換器７１側へ、暖房時にはバイパス配管９３側へそれ
ぞれ流すよう冷媒流路が切り替わる三方弁９７が設けら
れている。

【００４４】第１熱交換器４１の入口配管４５は、配管
９９により、第２熱交換器７１と第３熱交換器７３とを
接続する配管１０１に接続され、この接続部には第１分
流弁１０３が設けられている。第１分流弁１０３は、配
管１０１から第３熱交換器７３への流路が常に確保さ
れ、必要なときに開弁して配管１０１から配管９９へ冷
媒を分流する。また、配管９９には、第１分流弁１０３
側から順に、第１流量調整弁１０５、第１流量調整弁１
０５から第１熱交換機４１への冷媒の流れを許容する第
１逆止弁１０７が、それぞれ設けられている。さらに、
バイパス配管９３と配管１０１との接続部と第２熱交換
器７１との間の配管１０１には、第１熱交換器７１から
第１分流弁１０３への冷媒の流れを許容する第２逆止弁
１０９が設けられている。

【００４５】第３熱交換器７３と第４熱交換器７７とを
接続する配管１１１には液冷媒を溜めるリキッドタンク
１１３が設けられ、上記配管１１１におけるリキッドタ
ンク１１３と第４熱交換器７７との間と、前記配管９９
における第１熱交換器４１と第１逆止弁１０７との間と
は、配管１１５により接続されている。この配管１１５
の配管１１１との接続部には第２分流弁１１７が設けら
れ、配管１１５には、第２分流弁１１７側から順に第２
流量調整弁１１９、第２流量調整弁１１９から配管９９
への流れを許容する第３逆止弁１２１がそれぞれ設けら
れている。第２分流弁１１７は、リキッドタンク１１３
から第４熱交換器７７への流路が常に確保され、必要な
ときに開弁してリキッドタンク１１３から第２流量調整
弁１１９へ冷媒を分流する。

【００４６】第１熱交換器４１の出口配管４７は、配管
１２３により、コンプレッサ６９の吸込側配管１２５に
接続され、この配管１２３には、第１熱交換器４１から
吸込側配管１２５への流れを許容する第４逆止弁１２７
と、第４逆止弁１２７より第１熱交換器４１側に位置
し、暖房時に第１熱交換器４１から流出した液冷媒を蒸
発させる蒸発器となる第５熱交換器１２８とが設けられ
ている。第５熱交換器１２８にはブロアファン１３０が
設けられている。さらに、配管１２３における第１熱交
換器４１と第５熱交換器１２８との間と、前記配管１１
１における第３熱交換器７３とリキッドタンク１１３と
の間とは、配管１２９で接続され、この配管１２９に
は、配管１２３から配管１１１への流れを許容する第５
逆止弁１３１が設けられている。

【００４７】バッテリパック３内の車両前方側および同
後方側には、バッテリ前側雰囲気温度センサ１３３およ
びバッテリ後側雰囲気温度センサ１３５が設けられ、個
々のバッテリ５については、バッテリ５の温度を検出す
るバッテリ温度センサ１３７が設けられている。これら
各センサ１３３，１３５，１３７の検出信号は、室内温
度センサ１３９の検出信号とともに空調制御ユニット１
４１に入力される。空調制御ユニット１４１は、上記各
検出信号の入力を受けて冷凍サイクル全体の運転制御を
行う。

【００４８】次に、上記空調制御ユニット１４１よる空
調制御動作を図７ないし図１５に示すフローチャートお
よび、図１６ないし図２２に示す冷媒の流路図に基づき
説明する。

【００４９】まず、図７において、電気自動車のイグニ
ッションキーをオンにし（ステップ７０１）、空調制御
ユニット１４１の自己診断を行う（ステップ７０３）。
自己診断結果がＮＧの場合には（ステップ７０５）、自
己診断異常表示を警告灯を点灯させるなどして行う（ス
テップ７０７）。自己診断結果がＯＫであれば（ステッ
プ７０５）、予め設定された車室内の設定温度Ｔcmの入
力を受けるとともに（ステップ７０９）、室内温度セン
サ１３９が検出した車室内温度Ｔciの入力を受ける（ス
テップ７１１）。

【００５０】さらに、バッテリ前側雰囲気温度センサ１
３３，バッテリ後側雰囲気温度センサ１３５の各検出温
度Ｔbf，Ｔbrの入力を受けるとともに（ステップ７１
３，７１５）、各バッテリ５におけるバッテリ温度セン
サ１３７の検出温度Ｔb1〜Ｔbn（ここではｎ＝５）の入
力を受け（ステップ７１７）、バッテリ温度センサ１３
７の検査動作に移行する（ステップ７１９）。

【００５１】バッテリの検査動作は、ｎ個のバッテリ５
の温度の平均：（ΣＴbi）／ｎと、バッテリパック３内
の前後の雰囲気温度の平均：（Ｔbf＋Ｔbr）／２との差
の絶対値が、規格値Ｔe1を下回っているかどうかを判断
する（ステップ７２１）。ここで、｜（ΣＴbi）／ｎ−
（Ｔbf＋Ｔbr）／２｜＜Ｔe1を満足しない場合には、バ
ッテリ温度センサ１３７が異常であるとして、バッテリ
センサ異常表示を警告灯を点灯させるなどして行う（ス
テップ７２３）。

【００５２】逆に、｜（ΣＴbi）／ｎ−（Ｔbf＋Ｔbr）
／２｜＜Ｔe1を満足する場合には、バッテリパック３内
の前後の雰囲気温度の平均：（Ｔbf＋Ｔbr）／２をＴba
とするとともに（ステップ７２５）、上記車室内設定温
度Ｔcmと車室内温度Ｔciとの差Ｔcm−ＴciをＴcaとして
（ステップ７２７）、図８の運転モード判断ルーチン
（ステップ８０１）に移行する。この運転モード判断ル
ーチンでは、上記ＴbaとＴcaとに基づいて、運転判断の
フラグを立てる動作を行う。

【００５３】すなわち、Ｔba＞０を満足しない場合には
（ステップ８０３）、ｂ＝１（ステップ８０５）、Ｔba
＞０を満足しかつＴba＞１０を満足しない場合には（ス
テップ８０７）、ｂ＝２（ステップ８０９）、Ｔba＞１
０を満足しかつＴba＞２５を満足しない場合には（ステ
ップ８１１）、ｂ＝３（ステップ８１３）、Ｔba＞２５
を満足しかつＴba＞３５を満足しない場合には（ステッ
プ８１５）、ｂ＝４（ステップ８１７）、Ｔba＞３５を
満足する場合には（ステップ８１５）、ｂ＝５（ステッ
プ８１９）、さらにＴca＞−１を満足しない場合には
（ステップ８２１）、ｃ＝１（ステップ８２３）、Ｔca
＞−１を満足しかつＴca＞１を満足しない場合には（ス
テップ８２５）、ｃ＝２（ステップ８２７）、Ｔca＞１
を満足する場合には（ステップ８２７）、ｃ＝３（ステ
ップ８２９）の各フラグとする。

【００５４】上記Ｔbaに関するｂのフラグと、Ｔcaに関
するｃのフラグとの関係に応じて、ステップ８３１にて
運転モードＢ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈのいずれかの選
択か、あるいは運転停止を行う。

【００５５】ｂ＝１かつｃ＝１の場合および、ｂ＝２か
つｃ＝１の場合は、運転モードＢとなり、バッテリ５
側、車室内側のいずれに対しても暖房を行う。このとき
のフローチャートが図９、冷媒の流れが図１６のように
なる。まず、コンプレッサ６９を駆動し（ステップ９０
１）、三方弁９７をバイパス配管９３側に開き（ステッ
プ９０３）、第１分流弁１０３を開き（ステップ９０
５）、第１流量調整弁１０５の開度を、バッテリ側と車
室内側とのどちらをより暖める必要があるかを、温度負
荷により調整し（ステップ９０７）、さらにバッテリ用
のブロアファン４３を、必要に応じて回転数を調整しな
がら回転させる（ステップ９０９）。ダクト７９のダン
パ８９は暖房用通路８５を開放する状態とし（ステップ
９１１）、第２分流弁１１７を閉じ（ステップ９１
３）、車室内用のブロアファン８１を回転させる（ステ
ップ９１５）。

【００５６】図１６において、コンプレッサ６９から吐
出された高温のガス冷媒が、バイパス配管９３および第
１分流弁１０３を経て第１熱交換器４１および第３熱交
換器７３をそれぞれ通過することで、ブロアファン４３
から送風された空気が第１熱交換器４１にて熱交換する
とともに、ブロアファン８１から送風された空気が第４
熱交換器７７を経て第２熱交換器７３にて熱交換してそ
れぞれ温風となり、この各温風がバッテリパック３内お
よび車室内に供給されて暖房され、これによりバッテリ
５が昇温すると同時に車室内の温度も上昇する。

【００５７】ｂ＝１かつｃ＝２の場合、ｂ＝１かつｃ＝
３の場合、ｂ＝２かつｃ＝２の場合およびｂ＝２かつｃ
＝３の場合には、運転モードＣとなり、バッテリ側のみ
暖房で、車室内側は送風をカットする。このときのフロ
ーチャートが図１０、冷媒の流れが図１７のようにな
る。まず、コンプレッサ６９を駆動し（ステップ１００
１）、三方弁９７をバイパス配管９３側に開き（ステッ
プ１００３）、第１分流弁１０３を開き（ステップ１０
０５）、第１流量調整弁１０５の開度を全開にし（ステ
ップ１００７）、さらにバッテリ用のブロアファン４３
を、必要に応じて回転数を調整しながら回転させる（ス
テップ１００９）。ダクト７９のダンパ８９は冷房用通
路８７を開放する状態とし（ステップ１０１１）、第２
分流弁１１７を閉じ（ステップ１０１３）、車室内用の
ブロアファン８１は停止させる（ステップ１０１５）。

【００５８】図１７において、コンプレッサ６９から吐
出された高温のガス冷媒が、バイパス配管９３および第
１分流弁１０３を経て第１熱交換器４１を通過すること
で、ブロアファン４３から送風された空気が第１熱交換
器４１にて熱交換して温風となり、この温風がバッテリ
パック３内に供給されて暖房され、これによりバッテリ
５が昇温する。車室内については、ブロアファン８１が
停止しているので送風はカットされる。なお、第４熱交
換器７７に液冷媒が流入するような場合には、ブロアフ
ァン８１を適宜回転させて蒸発させる。

【００５９】ｂ＝３かつｃ＝１の場合には、運転モード
Ｄとなり、車室内のみ暖房で、バッテリ側への送風はカ
ットする。このときのフローチャートが図１１、冷媒の
流れが図１８のようになる。まず、コンプレッサ６９を
駆動し（ステップ１１０１）、三方弁９７をバイパス配
管９３側に開き（ステップ１１０３）、第１分流弁１０
３を閉じ（ステップ１１０５）、バッテリ用ブロアファ
ン４３を停止させる（ステップ１１０７）。ダンパ８９
は、暖房用通路８５を開放する状態とし（ステップ１１
０９）、第２分流弁１１７を閉じ（ステップ１１１
１）、車室内用のブロアファン８１を回転させる（ステ
ップ１１１３）。

【００６０】図１８において、コンプレッサ６９から吐
出された高温のガス冷媒が、バイパス配管９３を経て第
３熱交換器７３を通過することで、ブロアファン８１か
ら送風される空気が第４熱交換器７７を経て第３熱交換
器７３に達して熱交換して温風となり、この温風が車室
内に供給されて暖房され、車室内の温度が上昇する。バ
ッテリパック３内については、ブロアファン４３が停止
しているので送風はカットされる。

【００６１】ｂ＝４かつｃ＝１の場合は、運転モードＥ
となり、車室内が暖房で、バッテリ側は送風とする。こ
のときのフローチャートが図１２、冷媒の流れが図１９
のようになる。まず、コンプレッサ６９を駆動し（ステ
ップ１２０１）、三方弁９７をバイパス配管９３側に開
き（ステップ１２０３）、第１分流弁１０３を閉じ（ス
テップ１２０５）、バッテリ用ブロアファン４３を必要
に応じて回転数を調整しながら回転させる（ステップ１
２０７）。ダンパ８９は、暖房用通路８５を開放する状
態とし（ステップ１２０９）、第２分流弁１１７を閉じ
（ステップ１２１１）、車室内用のブロアファン８１を
回転させる（ステップ１２１３）。

【００６２】図１９において、コンプレッサ６９から吐
出された高温のガス冷媒が、バイパス配管９３を経て第
３熱交換器７３を通過することで、ブロアファン８１か
ら送風される空気が第４熱交換器７７を経て第３熱交換
器７３に達して熱交換して温風となり、この温風が車室
内に供給されて暖房され、車室内の温度が上昇する。バ
ッテリパック３内については、ブロアファン４３により
送風のみ行う。

【００６３】ｂ＝４かつｃ＝２の場合、ｂ＝５かつｃ＝
１の場合および、ｂ＝５かつｃ＝２の場合は、運転モー
ドＦとなり、バッテリ側が冷房で、車室内側の送風はカ
ットする。このときのフローチャートが図１３、冷媒の
流れが図２０のようになる。まず、コンプレッサ６９を
駆動し（ステップ１３０１）、三方弁９７を第２熱交換
器７１側に開き（ステップ１３０３）、第１分流弁１０
３を閉じる（ステップ１３０５）。ダンパ８９は冷房用
通路８７を開放する状態とし（ステップ１３０７）、第
２分流弁１１７を開き（ステップ１３０９）、第２流量
調整弁１１９を全開し（ステップ１３１１）、バッテリ
用ブロアファン４３を必要に応じて回転数を調整しなが
ら回転させ（ステップ１３１３）、室内用ブロアファン
８１を停止させる（ステップ１３１５）。

【００６４】図２０において、コンプレッサ６９から吐
出された高温のガス冷媒が、第２熱交換器７１を経て凝
縮して低温化した液冷媒となり、これが第３熱交換器７
３、第２分流弁１１７を経て、全開となった第２流量調
整弁１１９を通過して第１熱交換器４１に達する。低温
化した液冷媒が第１熱交換器４１を通過することで、ブ
ロアファン４３から送風される空気が熱交換して冷風と
なり、この冷風がバッテリパック３内に供給されて冷房
され、バッテリ５の温度が下降する。車室内について
は、ブロアファン８１が停止しているので、送風はカッ
トされる。なお、液冷媒が第２分流弁１１７を経て第４
熱交換器７７に達する場合には、ブロアファン８１を適
宜回転させて液冷媒を蒸発させる。

【００６５】ｂ＝３かつｃ＝３の場合は、運転モードＧ
となり、車室内側が冷房で、バッテリ側の送風はカット
する。このときのフローチャートが図１４、冷媒の流れ
が図２１のようになる。まず、コンプレッサ６９を駆動
し（ステップ１４０１）、三方弁９７を第２熱交換器７
１側に開き（ステップ１４０３）、第１分流弁１０３を
閉じる（ステップ１４０５）。ダンパ８９は冷房用通路
８７を開放する状態とし（ステップ１４０７）、第２分
流弁１１７を閉じ（ステップ１４０９）、バッテリ用ブ
ロアファン４３を停止させ（ステップ１４１１）、室内
用ブロアファン８１を回転させる（ステップ１４１
３）。

【００６６】図２１において、コンプレッサ６９から吐
出された高温のガス冷媒が、第２熱交換器７１を経て凝
縮して低温化した液冷媒となり、これが第３熱交換器７
３、第２分流弁１１７を経て、第４熱交換器７７を通過
することで、ブロアファン８１から送風される空気が熱
交換して冷風となり、この冷風が車室内に供給されて冷
房され、車室内の温度が下降する。バッテリ側について
は、ブロアファン４３が停止しているので、送風はカッ
トされる。

【００６７】ｂ＝４かつｃ＝３の場合および、ｂ＝５か
つｃ＝３の場合は、運転モードＨとなり、バッテリ５
側、車室内側のいずれに対しても冷房を行う。このとき
のフローチャートが図１５、冷媒の流れが図２２のよう
になる。まず、コンプレッサ６９を駆動し（ステップ１
５０１）、三方弁９７を第２熱交換器７１側に開き（ス
テップ１５０３）、第１分流弁１０３を閉じ（ステップ
１５０５）、ダンパ８９を冷房用通路を開放する状態と
する（ステップ１５０７）。第２分流弁１１７を開き
（ステップ１５０９）、第２流量調整弁１１９の開度
を、バッテリ側と車室内側とのどちらをより冷やす必要
があるかを、温度負荷により調整し（ステップ１５１
１）、さらにバッテリ用のブロアファン４３を、必要に
応じて回転数を調整しながら回転させ（ステップ１５１
３）、車室内用のブロアファン８１を回転させる（ステ
ップ１５１５）。

【００６８】図２２において、コンプレッサ６９から吐
出された高温のガス冷媒が、第２熱交換器７１を経て凝
縮して低温化した液冷媒となり、これが第３熱交換器７
３、第２分流弁１１７を経て、第１熱交換器４１および
第４熱交換器７７にそれぞれ達する。ここでブロアファ
ン４３，８１から送風されるそれぞれの空気は、冷媒と
熱交換して冷風となり、この各冷風がバッテリパック３
内および車室内にそれぞれ供給されて冷房され、バッテ
リ５が冷却されるとともに車室内の温度が下降する。

【００６９】ｂ＝３かつｃ＝２の場合は、バッテリ側お
よび車室内側ともに、冷暖房運転を停止し、送風運転も
停止する。

【００７０】上記した運転モードＢ，Ｃ，Ｅ，Ｆおよび
Ｈにおけるバッテリパック３内では、ブロアファン４３
によって送風される温風あるいは冷風などが、図１にて
示した空調ユニット取付部２５の案内口３７からダクト
ハーネス１７の温調風通路３３に入り込み、供給口３９
からバッテリ５の下面に流出してバッテリ５を効率よく
温調し、温度変化した空気は再びブロアファン４３によ
って第１熱交換器４１を通過するよう循環する。このと
き、供給口３９は温調風通路３３の下流側ほど開口面積
が大きいので、温調風が下流側程温度変化が大きくなっ
ても、各バッテリ５に対して均一な温調がなされ、バッ
テリ５の高寿命化が達成される。

【００７１】この場合密閉されたバッテリパック３内
を、温調風が循環する構成であるので、空気吸入用およ
び排出用の各ダクトならびにファン構造の複雑化を回避
することができ、バッテリ５の搭載構造としてその簡略
化が達成され、生産性の向上を図ることができるととも
に、バッテリパック３の密閉度が高まって水密性能が向
上する。

【００７２】また、バッテリ５は、ダクトハーネス１７
上に載置するだけで、電力端子４９および制御端子５１
がダクトハーネス１７側のピン端子５３および５５に接
続されるので、バッテリ５の搭載固定構造が簡素化さ
れ、搭載作業も容易となり、生産性の向上を図ることが
できる。さらに、個々のバッテリ５の電圧値や温度をチ
ェックするなどの機能を備えたセルコントローラ６１
を、バッテリ５下部のピン端子５５相互間に設けたた
め、バッテリパック３内におけるスペースの有効利用が
達成でき、バッテリ搭載構造としてコンパクト化が図ら
れる。

【００７３】また、バッテリパック３内を空調するにあ
たり、空調ユニット１９として第１熱交換器４１を、車
室内空調用の冷凍サイクルを利用しているので、冷凍サ
イクルにおけるコンプレッサや熱交換器などの二重設置
を抑制でき、構成の簡素化が達成されるなお、上記した
空調制御ユニット１４１の制御動作にあたり、日射量セ
ンサや外気温度センサによる検出信号の入力を受けて、
より細かな運転制御も可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の一形態に関連する電気自動車
のバッテリ搭載構造におけるバッテリパックおよびこれ
に収容される各種構成要素の分解斜視図である。

【図２】図１のバッテリパックが搭載される電気自動車
の簡略化した側面断面図である。

【図３】図１のバッテリをダクトハーネスに載置した状
態での拡大された図１のＡ−Ａ断面図である。

【図４】図１のバッテリの下面図である。

【図５】図３のＢ−Ｂ断面図である。

【図６】図１の空調ユニットにおける第１熱交換器の入
口配管および出口配管に接続される冷凍サイクルの配管
構成図である。

【図７】図６における空調制御ユニットよる空調制御動
作を示すフローチャートである。

【図８】図６における空調制御ユニットよる空調制御動
作を示すフローチャートである。

【図９】図６における空調制御ユニットよる、車室内、
バッテリ双方を暖房運転するときの動作を示すフローチ
ャートである。

【図１０】図６における空調制御ユニットよる、バッテ
リ側のみ暖房運転するときの動作を示すフローチャート
である。

【図１１】図６における空調制御ユニットよる、車室内
のみ暖房運転するときの動作を示すフローチャートであ
る。

【図１２】図６における空調制御ユニットよる、車室内
が暖房でバッテリ側は送風運転するときの動作を示すフ
ローチャートである。

【図１３】図６における空調制御ユニットよる、バッテ
リ側のみ冷房運転するときの動作を示すフローチャート
である。

【図１４】図６における空調制御ユニットよる、車室内
のみ冷房運転するときの動作を示すフローチャートであ
る。

【図１５】図６における空調制御ユニットよる、車室
内、バッテリ双方を冷房運転するときの動作を示すフロ
ーチャートである。

【図１６】図９における運転モードでの冷媒の流路図で
ある。

【図１７】図１０における運転モードでの冷媒の流路図
である。

【図１８】図１１における運転モードでの冷媒の流路図
である。

【図１９】図１２における運転モードでの冷媒の流路図
である。

【図２０】図１３における運転モードでの冷媒の流路図
である。

【図２１】図１４における運転モードでの冷媒の流路図
である。

【図２２】図１５における運転モードでの冷媒の流路図
である。

【符号の説明】

３ バッテリパック（バッテリケース） ５ バッテリ ９ 走行用モータ １７ ダクトハーネス（温調風案内部材） １９ 空調ユニット ３３ 温調風通路 ３７ 案内口 ３９ 供給口 ４１ 第１熱交換器（バッテリ用の熱交換器） ４３ ブロアファン（送風機） ４９ 電力端子（電極端子部） ５１ 制御端子（電極端子部） ５３，５５ ピン端子（コネクタ部） ６１ セルコントローラ ７７ 第４熱交換器（車室内用の熱交換器）

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行用モータの電力源となるバッテリ
   を、車両に搭載されて内部をほぼ密閉可能なバッテリケ
   ース内に収納固定し、このバッテリケース内に、温調風
   を循環させて前記バッテリの温度調整を行う空調ユニッ
   トを設けたことを特徴とする電気自動車のバッテリ搭載
   構造。
2. 【請求項２】 バッテリケース内に、バッテリが所定の
   隙間を介して載置される温調風案内部材を収容し、この
   温調風案内部材は、空調ユニットから供給される温調風
   を、前記バッテリの載置部より下方に案内する案内口
   と、この案内口から前記載置部より下方に案内された温
   調風を、バッテリの下面側に供給する供給口とを備えて
   いることを特徴とする請求項１記載の電気自動車のバッ
   テリ搭載構造。
3. 【請求項３】 温調風案内部材は、案内口から載置部よ
   り下方に案内された温調風が通過する温調風通路をそれ
   自体で備えていることを特徴とする請求項２記載の電気
   自動車のバッテリ搭載構造。
4. 【請求項４】 バッテリは、温調風の流れに沿って複数
   配置され、供給口は、前記温調風の流れの下流側程開口
   面積が大きく形成されていることを特徴とする請求項２
   または３記載の電気自動車のバッテリ搭載構造。
5. 【請求項５】 バッテリの底部に電極端子部を設け、温
   調風案内部材は、前記バッテリを載置することで、電極
   端子部が嵌合して外部への電気配線に導通接続されるコ
   ネクタ部を備えていることを特徴とする請求項２ないし
   ４のいずれか１項記載の電気自動車のバッテリ搭載構
   造。
6. 【請求項６】 コネクタ部は、電力供給用と制御用とが
   それぞれ一対設けられ、制御用のコネクタ部相互間にお
   ける温調風案内部材に、コネクタ部相互を接続して、個
   々のバッテリの電圧値や温度をチェックするなどの機能
   を備えたセルコントローラを設けたことを特徴とする請
   求項５記載の電気自動車のバッテリ搭載構造。
7. 【請求項７】 空調ユニットは、熱交換器と送風機とか
   ら構成されるとともに、冷媒を循環させて冷暖房運転可
   能な冷凍サイクルの一部を構成し、この冷凍サイクル
   は、車室内の冷暖房を行うための熱交換器を備えている
   ことを特徴とする請求項１記載の電気自動車のバッテリ
   搭載構造。
8. 【請求項８】 車両に搭載されて内部をほぼ密閉可能な
   バッテリケース内に収納固定した、走行用モータの電力
   源となるバッテリに対し、前記バッテリケースに設けた
   空調ユニットにより温調風を供給して温度調整すること
   を特徴とする電気自動車のバッテリ温調方法。