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技術 ハイブリッド電動車両

出願人 いすゞ自動車株式会社
発明者 鈴木治雄小泉芳久竹内清
出願日 2013年2月21日 (7年11ヶ月経過) 出願番号 2013-031713
公開日 2014年9月8日 (6年5ヶ月経過) 公開番号 2014-162235
状態 特許登録済
技術分野 推進装置の冷却,吸排気,燃料タンクの配置 ハイブリッド電気車両
主要キーワード 専用ヒータ 排気開閉弁 専用ファン 排気電磁弁 ハイブリッド電動車 加温用 熱化学反応 温度調整用
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この項目の情報は公開日時点(2014年9月8日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (7)

課題

エンジンが発生する駆動力の少なくとも一部を、バッテリー電源とする走行モータ代替可能なハイブリッド電動車両において、製造コストを増加させることなく、バッテリーを最適な温度条件に維持することができるバイブリッド電動車両を提供する。

解決手段

ディーゼルエンジン5とバッテリー8を電源とする走行モータ6とを備えたハイブリッド電動車両において、ディーゼルエンジン5の吸気管11とバイパスに接続された吸気太径管22内にバッテリー8を収納して、吸気管11から分流する吸入空気12を用いてバッテリーの温度を調整する。

概要

背景

近年、燃費向上と環境対策などの観点から、エンジンが発生する駆動力の一部を、バッテリー電源とする走行モータ代替するハイブリッド電動車両が注目されている。

このハイブリッド電動車両のバッテリーには、一般にリチウムイオン電池が用いられるが、走行中の充放電に伴う加熱化学反応によりバッテリーが高温(例えば、約40℃以上)になると、劣化しやすくなるという問題がある。また一方で、寒冷地などでバッテリーが過度に冷却されて低温(例えば、約10℃以下)になると、充放電性能が低下してしまうという問題もある。

そのため、バッテリーを専用ファン空冷したり、専用ヒータで加温したりすることが行われている(例えば、特許文献1、2を参照)。

しかしながら、このように専用のファンヒータを設置すると、ハイブリッド電動車両の製造コストが増加してしまうという問題があった。

概要

エンジンが発生する駆動力の少なくとも一部を、バッテリーを電源とする走行モータで代替可能なハイブリッド電動車両において、製造コストを増加させることなく、バッテリーを最適な温度条件に維持することができるバイブリッド電動車両を提供する。ディーゼルエンジン5とバッテリー8を電源とする走行モータ6とを備えたハイブリッド電動車両において、ディーゼルエンジン5の吸気管11とバイパスに接続された吸気太径管22内にバッテリー8を収納して、吸気管11から分流する吸入空気12を用いてバッテリーの温度を調整する。

目的

本発明の目的は、エンジンが発生する駆動力の少なくとも一部を、バッテリーを電源とする走行モータで代替可能なハイブリッド電動車両において、製造コストを増加させることなく、バッテリーを最適な温度条件に維持することができるバイブリッド電動車両を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

エンジンと、バッテリー電源とする走行モータとを備え、前記エンジンが発生する駆動力の少なくとも一部を前記走行モータで代替可能なハイブリッド電動車両において、前記エンジンの吸気管内を流れる吸入空気及び/又は排気管内を流れる排ガスを用いて前記バッテリーの温度を調整する温度調整手段を備えることを特徴とするハイブリッド電動車両。

請求項2

前記吸気管内を流れる吸入空気のみを用いて前記バッテリーの温度を調整する場合において、前記温度調整手段が、前記バッテリーを収納可能であって前記吸気管バイパスに接続された太径管からなる請求項1に記載のハイブリッド電動車両。

請求項3

前記排気管内を流れる排ガスのみを用いて前記バッテリーの温度を調整する場合において、前記温度調整手段が、前記バッテリーを収納可能であって前記排気管とバイパスに接続された太径管からなる請求項1に記載のハイブリッド電動車両。

請求項4

前記太径管の上流側の端部近傍に介設された電磁弁と、前記バッテリーの温度を測定する温度センサと、制御手段とを備え、前記制御手段は、前記温度センサの測定値を基に前記電磁弁の開度を制御する請求項2又は3に記載のハイブリッド電動車両。

請求項5

前記吸気管内を流れる吸入空気及び前記排気管内を流れる排ガスを用いて前記バッテリーの温度を調整する場合において、前記温度調整手段が、前記バッテリーを収納可能であって前記吸気管及び前記排気管のそれぞれとバイパスに接続された容器からなる請求項1に記載のハイブリッド電動車両。

請求項6

前記容器における前記吸気管及び前記排気管の上流側にそれぞれ接続する接続口の近傍にそれぞれ介設された電磁弁と、前記バッテリーの温度を測定する温度センサと、制御手段とを備え、前記制御手段は、前記温度センサの測定値を基に前記2台の電磁弁の開度をそれぞれ制御する請求項5に記載のハイブリッド電動車両。

技術分野

0001

本発明はハイブリッド電動車両に関し、更に詳しくは、エンジンが発生する駆動力の少なくとも一部を代替可能な走行モータバッテリーを、製造コストを増加させることなく最適な温度条件に維持することができるハイブリッド電動車両に関する。

背景技術

0002

近年、燃費向上と環境対策などの観点から、エンジンが発生する駆動力の一部を、バッテリーを電源とする走行モータで代替するハイブリッド電動車両が注目されている。

0003

このハイブリッド電動車両のバッテリーには、一般にリチウムイオン電池が用いられるが、走行中の充放電に伴う加熱化学反応によりバッテリーが高温(例えば、約40℃以上)になると、劣化しやすくなるという問題がある。また一方で、寒冷地などでバッテリーが過度に冷却されて低温(例えば、約10℃以下)になると、充放電性能が低下してしまうという問題もある。

0004

そのため、バッテリーを専用ファン空冷したり、専用ヒータで加温したりすることが行われている(例えば、特許文献1、2を参照)。

0005

しかしながら、このように専用のファンヒータを設置すると、ハイブリッド電動車両の製造コストが増加してしまうという問題があった。

先行技術

0006

特開2002−166728号公報
特開2002−223938号公報

発明が解決しようとする課題

0007

本発明の目的は、エンジンが発生する駆動力の少なくとも一部を、バッテリーを電源とする走行モータで代替可能なハイブリッド電動車両において、製造コストを増加させることなく、バッテリーを最適な温度条件に維持することができるバイブリッド電動車両を提供することにある。

課題を解決するための手段

0008

上記の目的を達成する本発明のバイブリッド電動車両は、エンジンと、バッテリーを電源とする走行モータとを備え、前記エンジンが発生する駆動力の少なくとも一部を前記走行モータで代替可能なハイブリッド電動車両において、前記エンジンの吸気管内を流れる吸入空気及び/又は排気管内を流れる排ガスを用いて前記バッテリーの温度を調整する温度調整手段を備えることを特徴とするものである。

0009

上記のハイブリッド電動車両において、吸気管内を流れる吸入空気のみを用いてバッテリーの温度を調整する場合には、温度調整手段を、バッテリーを収納可能であって吸気管バイパスに接続された太径管から構成する。

0010

あるいは、上記のハイブリッド電動車両において、排気管内を流れる排ガスのみを用いてバッテリーの温度を調整する場合には、温度調整手段を、バッテリーを収納可能であって排気管とバイパスに接続された太径管から構成する。

0011

それらの太径管の上流側の端部近傍に介設された電磁弁と、バッテリーの温度を測定する温度センサと、制御手段とを備えるとともに、制御手段が、温度センサの測定値を基に電磁弁の開度を制御することで、エンジンへの影響を最小限に抑えつつ、正確にバッテリーの温度条件を最適に維持することができる。

0012

更には、吸気管内を流れる吸入空気及び排気管内を流れる排ガスを用いてバッテリーの温度を調整する場合には、温度調整手段を、バッテリーを収納可能であって吸気管及び排気管のそれぞれとバイパスに接続された容器から構成する。

0013

その容器における吸気管及び排気管の上流側にそれぞれ接続する接続口の近傍にそれぞれ介設された電磁弁と、バッテリーの温度を測定する温度センサと、制御手段とを備えるとともに、制御手段が、温度センサの測定値を基に2台の電磁弁の開度をそれぞれ制御することで、エンジンへの影響を最小限に抑えつつ、より正確にバッテリーの温度条件を最適に維持することができる。

発明の効果

0014

本発明のバイブリッド電動車両によれば、エンジンの吸気管内を流れる吸入空気及び/又は排気管内を流れる排ガスを用いてバッテリーの温度を調整する温度調整手段を備えるようにしたので、それらの吸入空気や排ガスによりバッテリーが冷却・加温されるため、製造コストを増加させることなく、バッテリーを最適な温度条件に維持することができる。

図面の簡単な説明

0015

本発明の第1の実施形態からなるハイブリッド電動車両の構成図である。
本発明の第2の実施形態からなるハイブリッド電動車両の構成図である。
本発明の第3の実施形態からなるハイブリッド電動車両の構成図である。
本発明の第4の実施形態からなるハイブリッド電動車両の構成図である。
本発明の第5の実施形態からなるハイブリッド電動車両の構成図である。
本発明の第6の実施形態からなるハイブリッド電動車両の構成図である。

実施例

0016

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

0017

図1は、本発明の第1の実施形態からなるハイブリッド電動車両の構成を示す。

0018

このハイブリッド電動車両(以下、「HEV」という。)1Aは、左右一対駆動輪2、2に駆動力を伝達する出力軸3に変速機4を介して連結するディーゼルエンジン5及び走行モータ6と、その走行モータ6にインバータ7を通じて電気的に接続するバッテリー8とを備えている。また、変速機4とディーゼルエンジン5との間には、駆動力を断接する湿式多板クラッチ9等が設けられている。

0019

ディーゼルエンジン5では、吸入口10から吸気管11内へ吸入された空気12は、エアクリーナー13を通過してからターボチャージャー14のコンプレッサー15により圧縮され、インタークーラー(図示せず)等を通過後にインテークマニホールド16に供給される。そして、エンジン本体内噴射燃料と共に燃焼して駆動力を発生させた後に、エキゾーストマニホールド17から排気管18へ排ガス19となって排出されて、ターボチャージャー14のタービン20を回転駆動させてから、浄化装置(図示せず)等を通過して排気口21から排気される。

0020

このようなHEV1Aにおいて、走行モータ6の電源であるバッテリー8は、エアクリーナー13とコンプレッサー15との間の吸気管11の途中においてバイパスに接続された吸気太径管22内に収納されている。

0021

このように、吸気管11の途中においてバイパスに接続された吸気太径管22内にバッテリー8を収納することで、バッテリー8の高温時においては、吸気管11から分流する吸入空気12によりバッテリー8が冷却されるので、冷却用専用装置を新たに設ける必要がなくなるため、HEV1Aの製造コストを増加させることなくバッテリー8を最適な温度条件に維持することができる。

0022

また、吸気太径管22の上流側の端部に、吸気太径管22に分流する吸入空気12の流量を調節する吸気開閉弁23を介設することで、ディーゼルエンジン5への影響を抑えつつ、より正確にバッテリー8を最適な温度条件に維持することができる。

0023

図2は、本発明の第2の実施形態からなるHEVの構成を示す。

0024

この実施形態に係るHEV1Bは、上述した第1の実施形態において、吸気太径管22の上流側の端部近傍に遠隔操作可能な吸気電磁弁24を介設するとともに、バッテリー8の温度を測定する温度センサ25を吸気太径管22に設置したものである。それらの吸気電磁弁24及び温度センサ25は、ECUなどの制御手段26に信号線点線)により接続されている。

0025

制御手段26は、温度センサ25の測定値が予め定められたしきい値(例えば、40℃)以上になったときには、吸気電磁弁24の開度を大きくする一方で、その測定値がしきい値未満となったときには、吸気電磁弁24の開度を小さくする制御を行う。

0026

このように構成することで、バッテリー8の高温時においては、ディーゼルエンジン5への影響を最小限に抑えつつ、更に正確にバッテリー8の温度条件を最適に維持することができる。

0027

図3は、本発明の第3の実施形態からなるHEVの構成を示す。

0028

この実施形態に係るHEV1Cは、走行モータ6の電源であるバッテリー8を、タービン20より下流側の排気管18の途中においてバイパスに接続された排気太径管27内に収納したものである。

0029

このように、排気管18の途中においてバイパスに接続された排気太径管27内にバッテリー8を収納することで、バッテリー8の低温時においては、排気管18から分流する排ガス19によりバッテリー8が加温されるので、加温用の専用装置を新たに設ける必要がなくなるため、HEV1Cの製造コストを増加させることなくバッテリー8を最適な温度条件に維持することができる。

0030

また、排気太径管27の上流側の端部に、排気太径管27に分流する排ガス19の流量を調節する排気開閉弁28を介設することで、ディーゼルエンジン5への影響を抑えつつ、より正確にバッテリー8を最適な温度条件に維持することができる。

0031

図4は、本発明の第4の実施形態からなるHEVの構成を示す。

0032

この実施形態に係るHEV1Dは、上述した第3の実施形態において、排気太径管27の上流側の端部近傍に遠隔操作可能な排気電磁弁29を介設するとともに、バッテリー8の温度を測定する温度センサ25を排気太径管27に設置したものである。それらの排気電磁弁29及び温度センサ25は、制御手段26に信号線を通じて接続されている。

0033

制御手段26は、温度センサ25の測定値が予め定められたしきい値(例えば、10℃)以下になったときには、排気電磁弁29の開度を大きくする一方で、その測定値がしきい値超となったときには、排気電磁弁29の開度を小さくする制御を行う。

0034

このように構成することで、バッテリー8の低温時においては、ディーゼルエンジン5への影響を最小限に抑えつつ、更に正確にバッテリーを最適な温度条件に維持することができる。

0035

図5は、本発明の第5の実施形態からなるHEVの構成を示す。

0036

この実施形態に係るHEV1Eは、走行モータ6の電源であるバッテリー8を、エアクリーナー13とコンプレッサー15との間の吸気管11の途中と、タービン20より下流側の排気管18の途中とに、それぞれバイパスに接続された容器30内に収納したものである。

0037

このように、吸気管11及び排気管18の途中においてそれぞれバイパスに接続された容器30内にバッテリー8を収納することで、吸気管11及び排気管18からそれぞれ分流する吸入空気12及び排ガス19によりバッテリー8が冷却又は加温されるので、温度調整用の専用装置を新たに設ける必要がなくなるため、HEV1Eの製造コストを増加させることなくバッテリー8を最適な温度条件に維持することができる。

0038

また、容器30における吸気管11の上流側に接続する接続口の近傍と、排気管18の上流側に接続する接続口の近傍とに、分流する吸入空気12及び排ガス19の流量をそれぞれ調節する吸気開閉弁23及び排気開閉弁28を介設することで、ディーゼルエンジン5への影響を抑えつつ、より正確にバッテリーを最適な温度条件に維持することができる。

0039

図6は、本発明の第6の実施形態からなるHEVの構成を示す。

0040

この実施形態に係るHEV1Fは、上述した第5の実施形態において、容器30における吸気管11の上流側に接続する接続口の近傍と、排気管18の上流側に接続する接続口の近傍とに、遠隔操作可能な吸気電磁弁24及び排気電磁弁29をそれぞれ介設するとともに、バッテリー8の温度を測定する温度センサ25を容器30に設置したものである。それらの吸気電磁弁24、排気電磁弁29及び温度センサ25は、制御手段26に信号線を通じて接続されている。

0041

制御手段26は、温度センサ25の測定値が予め定められた上限値(例えば、40℃)以上になったときには、吸気電磁弁24の開度を大きくし、かつ排気電磁弁29の開度を小さくする制御を行う。また、温度センサ25の測定値が予め定められた下限値(例えば、10℃)以下になったときには、吸気電磁弁24の開度を小さくし、かつ排気電磁弁29の開度を大きくする制御を行う。

0042

このように構成することで、ディーゼルエンジン5への影響を最小限に抑えつつ、更に正確にバッテリー8を最適な温度条件に維持することができる。

0043

上記の実施形態においては、ディーゼルエンジン5の代わりにガソリンエンジンを用いるようにしてもよい。

0044

1A〜1FHEV
5ディーゼルエンジン
6走行モータ
8バッテリー
11吸気管
12吸入空気
18排気菅
19排ガス
22吸気太径管
23吸気開閉弁
24吸気電磁弁
25温度センサ
26 制御手段
27 排気太径管
28排気開閉弁
29排気電磁弁
30 容器

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