(57)【要約】【課題】車両側の構造の大型化を抑制し、充電中のバッテリーの温度調節を行うことができる充電装置および温度調節装置を提供する。【解決手段】充電装置（１００）は、電力供給部（１１）と、温度調節器（４）とを備える。車両（８）に搭載されたバッテリー（８１）を充電する。電力供給部（１１）は、バッテリー（８１）へ電力を供給する。温度調節器（４）は、車両（８）が駐車する地面に配設されており、車両（８）の外部からバッテリー（８１）を温度調節する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されたバッテリーを充電するための充電装置であって、
前記バッテリーへ電力を供給する電力供給部と、
前記車両が駐車する地面に配設されており、前記車両の外部から前記バッテリーを温度調節する温度調節器と、
を備えることを特徴とする充電装置。
【請求項２】
前記温度調節器は、前記車両の底部に向けて送風するファン、および該ファンを覆う開閉可能な蓋体を有することを特徴とする請求項１に記載の充電装置。
【請求項３】
前記温度調節器は、前記車両の底部に押圧される熱伝導体を有することを特徴とする請求項１に記載の充電装置。
【請求項４】
前記温度調節器は、さらに、ヒータを有することを特徴とする請求項２または３に記載の充電装置。
【請求項５】
前記温度調節器は前記車両の底部の温度を検知する温度検知器を有し、
前記温度検知器が検知する温度に基づいて温度調節量を増減する主制御部を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の充電装置。
【請求項６】
前記バッテリーで計測されるバッテリー温度に基づいて前記温度調節器による温度調節量を増減する主制御部を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の充電装置。
【請求項７】
前記電力供給部から前記バッテリーへ供給する電力に基づいて前記温度調節器による温度調節量を増減する主制御部を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の充電装置。
【請求項８】
複数の前記温度調節器が前記地面に配設されており、
前記車両の底部の温度分布を計測し、温度が高い箇所に対応する前記温度調節器により前記バッテリーを温度調節することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の充電装置。
【請求項９】
車両に搭載されたバッテリーを温度調節するための温度調節装置であって、
前記車両が駐車する地面に配設されており、充電時における前記バッテリーを前記車両の外部から温度調節する温度調節器を備えることを特徴とする温度調節装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載されるバッテリーを充電する充電装置および温度調節装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車等、駆動用のバッテリーを搭載する車両は、バッテリーを充電するために、充電装置に接続することができる。この種の充電装置としては、大電流でバッテリーを充電できるように急速充電が可能なものが知られている。
一方で、バッテリーを充電する場合、バッテリーの内部抵抗に起因して、バッテリーの温度が上昇することがある。バッテリーの温度が上昇すると、バッテリーが劣化するおそれがあるため、充電電流を大きくすることが難しい問題がある。
このような問題を解決するために、下記特許文献１に開示されているような、充電器を介してバッテリーを充電する際に、バッテリーを冷却することができる冷却システムが提案されている。特許文献１の冷却システムは、車両側に設けられる冷却システムであって、第１熱媒体を循環させる第１循環流路と、第２熱媒体を循環させる第２循環流路と、第２熱媒体とバッテリーとの間で熱交換を行う熱交換部と、を備えている。この冷却システムは、第２冷媒体を冷却することで、間接的にバッテリーを冷却することができるようになっている。なお、第２冷媒体は、車両の外部に設けられた冷媒供給部から供給される冷媒を用いて冷却される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−４６７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の冷却システムは、車両の内部に冷媒の循環経路を設けているため、バッテリー周りの構造が複雑となり、小型軽量化を図ることができないという問題点があった。また、外部から冷媒を車両側へ供給するためのポートを車両に設けなければならず、電力供給ポートを含めて、接続部分の構造が大きくなってしまう。
また、バッテリーを充電する際、バッテリーの温度が極端に低下している場合、バッテリーの内部抵抗が急激に大きくなるため、充電効率が低下する問題もある。
【０００５】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、車両側の構造の大型化を抑制し、充電中のバッテリーの温度調節を行うことができる充電装置および温度調節装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある態様の充電装置は、車両に搭載されたバッテリーを充電するための充電装置であって、前記バッテリーへ電力を供給する電力供給部と、前記車両が駐車する地面に配設されており、前記車両の外部から前記バッテリーを温度調節する温度調節器と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、車両側の構造の大型化を抑制し、充電中のバッテリーの温度を調節することができる。それにより、バッテリーの電池特性の低下を防止しつつ、大電流によるバッテリーの充電を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係る充電装置の構成を説明するための模式図である。
【図２】温度調節器の縦断面図である。
【図３】主制御部の構成を示すブロック図である。
【図４】温度分布に基づく温度調節器のオンオフ状態を示す図表である。
【図５】変形例に係る温度調節器の縦断面図である。
【図６】変形例に係る主制御部の構成を示すブロック図である。
【図７】温度調節装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図１から図７を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。
【００１０】
（実施形態）
図１は実施形態に係る充電装置１００の構成を説明するための模式図である。充電装置１００は、充電器１および温度調節器４を備え、車両８に搭載されたバッテリー８１に電力を供給して充電する。充電器１は、電力供給部１１および主制御部１２を有し、駐車場の脇に設置されている。電力供給部１１は、車両８の給電ポートにケーブル１３によって接続され、車両８に設けられた給電部８２に電力を供給する。給電部８２は充電器１から受けた電力により、バッテリー８１を充電する。
【００１１】
主制御部１２は、充電中のバッテリー８１を温度調節する温度調節器４を制御する。バッテリー８１は車両８の底部に配置されるケースが多いことから、該底部に対向するように温度調節器４を駐車場の地面に配設する。温度調節器４は駐車場の地面９に穿った複数の穴に埋め込まれており、該穴の開口部に設けた段差部にグレーチング９１が載置されている。グレーチング９１は格子状に形成された板状をなし、車両８の重みに耐えつつ、下方に配した温度調節器４から送り出される空気を通過させる。車両８の重みは、グレーチング９１を介して、グレーチング９１を載置した段差部にかかるので、温度調節器４が車両８の重みを受けないようにすることができる。
【００１２】
図２は、温度調節器４の縦断面図である。温度調節器４は、矩形の箱状をなし、中央にファン４１を備える。ファン４１の上方は、蓋体４２によって覆われている。蓋体４２は、一側辺がローラ４３に連結されており、ローラ４３がモータ４３ａ（図２にて図示略）によって回転することで、ローラ４３に巻きつけられるようにして引き込まれる。蓋体４２が引き込まれることでファン４１の上方が開放され、逆方向にローラ４３を回転することによって再び閉じられる。
【００１３】
ファン４１は、下方に設けたモータ４４によって回転し、上方へ向けて送風する。ファン４１のハウジング４１ａの外周側方には、吸気口４５が上方に向けて開口しており、吸気口４５に連通する貫通孔４６がハウジング４１ａの下底部に設けられている。吸気口４５から貫通孔４６に至る通流路には、ヒータ４８が設けられている。ファン４１がモータ４４によって回転すると、吸気口４５から空気が取り入れられ、貫通孔４６を通ってハウジング４１ａ内に供給され、ファン４１によって上方へ送出される。
【００１４】
温度調節器４の上面には赤外線センサー４７が設けられている。赤外線センサー４７は、上方を向いて車両８の下面に臨み、車両８の底部の温度を検知する。
【００１５】
図３は、主制御部１２の構成を示すブロック図である。主制御部１２は、ファン駆動部２１、蓋開閉駆動部２２、温度検出部２３、ヒータ通電部２４および制御部３０等を有する。ファン駆動部２１は、ファン４１を回転するモータ４４を駆動する。蓋開閉駆動部２２はローラ４３を回転させるモータ４３ａを駆動する。温度検出部２３は赤外線センサー４７の出力信号から温度を検出する。ヒータ通電部２４はヒータ４８への通電をオンオフする。
【００１６】
制御部３０は、蓋開閉、ファン駆動およびヒータ通電のオンオフの指示、並びに温度の取得等の処理を行う。制御部３０は、例えばＣＰＵなどによって構成され、コンピュータプログラムに従って動作することによって、上述の処理を実行する。制御部３０は制御に必要な情報や、制御中に取得した一時的な情報を記憶部３１に格納する。また、記憶部３１は、制御部３０で使用するコンピュータプログラムを格納する。記憶部３１は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ、ハードディスク記憶装置等のデータ記憶装置によって構成されている。入出力Ｉ／Ｆ３２（Ｉ／Ｆ；Interface）は、電力供給部１１からの充電開始信号、充電電流情報、充電完了信号などの各種データを取得する。
【００１７】
次に充電装置１００の動作について説明する。電力供給部１１は、ケーブル１３が車両８へ接続されてバッテリー８１の充電が開始されたとき、主制御部１２へ充電開始信号を送出する。充電開始信号を受け取った制御部３０は、蓋開閉駆動部２２に対して蓋体４２を開状態とするよう指示する。蓋開閉駆動部２２は、制御部３０からの指示に基づいてモータ４３ａを駆動し、蓋体４２をローラ４３に巻きつけて開状態にする。
【００１８】
制御部３０は、蓋開閉駆動部２２により蓋体４２が開状態となった後、ファン駆動部２１に対して、ファン４１による送風を指示する。ファン駆動部２１は、制御部３０からの指示に基づいてモータ４４を駆動してファン４１による送風を行う。ファン４１の送風によって車両８の底部が冷やされ、バッテリー８１が冷却されることで、大電流を流し得るので、急速充電をより長い時間継続することができる。一方、寒冷地等において車両８の底部やバッテリー８１の温度が低い場合、内部抵抗が大きくなって充電電流が小さくなり、充電に時間がかかる。これを回避するため、制御部３０はヒータ通電部２４によりヒータ４８への通電をオン状態とし、ファン４１から温風を送風させる。ファン４１からの温風によって、バッテリー８１が温められることで、バッテリー８１の内部抵抗が低下し、効率良く急速充電することができ、充電の長期化を抑制できる。また、車両８側には温度調節器４を設けていないので、バッテリー８１部分の大型化を抑制することができる。
【００１９】
制御部３０は、温度検出部２３から温度情報を取得し、温度が高い場合にはファン４１の回転数を上げ、温度が低い場合には回転数を下げることによって冷却量を増減する。この制御によって、充電装置１００は、効率良くバッテリー８１を冷却することができる。また、寒冷地等において温度が非常に低く、バッテリー８１の温度を上げたい場合には、ヒータ４８への電力供給を大きくするとよい。
【００２０】
この例では、制御部３０は温度検出部２３から温度情報を取得しているが、車両８に搭載されたバッテリー８１で計測しているバッテリー８１の温度を取得してファン４１の回転数やヒータ４８への供給電力量を制御しても良い。
【００２１】
また、制御部３０は電力供給部１１で車両８側へ供給している電力に基づいて、ファン４１の回転数やヒータ４８への供給電力量を制御しても良い。制御部３０は、電力供給部１１から取得した電力の値が大きい場合にはファン４１の回転数を上げ、小さい場合には回転数を下げることによって冷却量を増減する。この制御によって、充電装置１００は、効率良くバッテリー８１を冷却することができる。また、制御部３０は、電力供給部１１から取得した電力の値が大きい場合にはヒータ４８への供給電力を低く設定し、小さい場合には供給電力を高く設定してもよい。この制御によって、電力供給部１１からの充電によるバッテリー８１での発熱を考慮して、バッテリー８１を温めることができる。
【００２２】
図４は、温度分布に基づく温度調節器４のオンオフ状態を示す図表である。図４では、温度調節器４を用いて、バッテリー８１を冷却する場合を示している。制御部３０は、複数の温度調節器４に設けた赤外線センサー４７から、車両８の底部の温度を取得し、温度分布に基づいて温度調節器４をオンまたはオフ状態とする。図４に示す例では、車両８の底部のうちＢの箇所における温度が高く、他のＡ，ＣおよびＤの箇所では温度が低いため、Ｂの箇所に対応する温度調節器４（＃２）をオン状態とし、他の箇所に対応する温度調節器４はオフ状態とする。複数の温度調節器４のうち、必要な個所の温度調節器４だけをオン状態とすることで効率よく冷却することができる。尚、寒冷地において車両８の底部の温度は、外気温の影響を受けており場所による差異は生じ難いと考えられるが、充電を開始した後に、温度が上昇している車両８の底部の部分にバッテリー８１があるとして、対応する位置の温度調節器４から温風を送出するようにしてもよい。
【００２３】
バッテリー８１への充電が終了したとき、制御部３０は、電力供給部１１から充電終了信号を受け取り、ファン４１の駆動を停止し、蓋体４２を閉状態に戻す。
【００２４】
（変形例）
図５は、変形例に係る温度調節器４の縦断面図であり、変形例に係る主制御部１２の構成を示すブロック図である。温度調節器４は熱伝導体５１、アーム５２、モータ５３、ヒータ４８および熱電対５４等を備える。熱伝導体５１は直方体状であり、車両８の底部に押圧することによって、該底部の熱が熱伝導によって排熱される。また、ヒータ４８へ通電することによって熱伝導体５１を温め、温度が低下しているバッテリー８１を温めることもできる。アーム５２は、一端部が熱伝導体５１の略重心位置に相互に水平軸周りに回動可能に連結されており、他端部がモータ５３の回転軸に連結されている。熱電対５４は、熱伝導体５１に取り付けられており、車両８の底部付近の温度を検知する。
【００２５】
モータ５３が回転することによって、アーム５２がモータ５３の回転軸を中心として回動し、熱伝導体５１が上方へ持ち上がり、車両８の底部に押圧される。変形例においては、熱伝導体５１がブロック体であり剛性および強度を高くすることができるので、グレーチング９１を用いなくてもよい。また、図５に示す温度調節器４は、ファン４１のように蓋体４２を必要とする部品がないため、蓋体は設けていない。但し、アーム５２の駆動時に転倒する可能性があるので、モータ５３側を地面へ固定しておくと良い。
【００２６】
電力供給部１１から充電開始信号を受け取った制御部３０は、アーム駆動部２５に対して、アーム５２の回動を指示する。アーム駆動部２５は、制御部３０からの指示に基づいてモータ５３を駆動してアーム５２を回転させ熱伝導体５１を車両８の底部に押圧する。車両８の底部の熱は熱伝導体５１へ伝導し、バッテリー８１が冷却される。また、ヒータ４８へ通電して温度が低下しすぎたバッテリー８１を温めることもできる。これにより、電力供給部１１から大電流を流し得るので、急速充電をより長い時間継続することができる。また、車両８側には温度調節器４を設けていないので、バッテリー８１部分の大型化を抑制することができる。
【００２７】
また、熱伝導体５１の内部に冷媒を流すことで熱伝導の効率を高め、さらに冷媒の流量を可変とすることで冷却量を調整してもよい。冷却量を可変とすれば、上述のように、制御部３０において、車両８の底部における温度や、バッテリー８１の温度、電力供給部１１が供給する電力に応じて、冷却量を増減する制御を行うことができる。この制御によって、充電装置１００は、効率良くバッテリー８１を冷却することができる。加えて、熱伝導体５１の内部に、温度の高い熱媒体を流すことで、バッテリーを加温することもできる。
【００２８】
バッテリー８１への充電が終了したとき、制御部３０は、電力供給部１１から充電終了信号を受け取り、アーム５２を逆方向に回動させて元の位置に戻す。
【００２９】
図７は温度調節装置６の構成を示すブロック図である。温度調節装置６は、図２に示す温度調節器４および図３に示す主制御部１２によって構成してもよいし、図５に示す温度調節器４および図６に示す主制御部１２によって構成してもよい。温度調節装置６は、充電器１の電力供給部１１から充電開始信号および充電終了信号を受け取って、上述と同様に動作する。
【００３０】
また、車両８の底部を冷却するために、駐車場を浅い水槽とし、充電開始とともに水を溜めて車両の底部に水面が接するようにしてもよい。
【００３１】
以上、本発明の実施の形態をもとに説明した。これらの実施の形態は例示であり、いろいろな変形および変更が本発明の特許請求範囲内で可能なこと、またそうした変形例および変更も本発明の特許請求の範囲にあることは当業者に理解されるところである。従って、本明細書での記述および図面は限定的ではなく例証的に扱われるべきものである。
【００３２】
尚、実施形態および変形例は、以下の項目によって特定されてもよい。
［項目１］
車両（８）に搭載されたバッテリー（８１）を充電するための充電装置（１００）であって、
前記バッテリー（８１）へ電力を供給する電力供給部（１１）と、
前記車両（８）が駐車する地面に配設されており、前記車両（８）の外部から前記バッテリー（８１）を温度調節する温度調節器（４）と、
を備えることを特徴とする充電装置（１００）。
これによれば、車両（８）側の構造の大型化を抑制し、充電中のバッテリー（８１）を温度調節することができる。
［項目２］
前記温度調節器（４）は、前記車両（８）の底部に向けて送風するファン（４１）、および該ファン（４１）を覆う開閉可能な蓋体（４２）を有することを特徴とする項目１に記載の充電装置（１００）。
これによれば、簡単な構成で温度調節器（４）を構成でき、蓋体（４２）によってファン（４）への水の侵入を防ぐことができる。
［項目３］
前記温度調節器（４）は、前記車両（８）の底部に押圧される熱伝導体（５１）を有することを特徴とする項目１に記載の充電装置（１００）。
これによれば、車両（８）側の構造の大型化を抑制し、充電中のバッテリー（８１）を冷却することができる。
［項目４］
前記温度調節器（４）は、さらに、ヒータ（４８）を有することを特徴とする項目２または３に記載の充電装置（１００）。
［項目５］
前記温度調節器（４）は前記車両（８）の底部の温度を検出する温度検知器（４７、５４）を有し、
前記温度検知器（４７、５４）が検知する温度に基づいて温度調節量を増減する主制御部（１２）を有することを特徴とする項目１から４のいずれか１項に記載の充電装置（１００）。
これによれば、効率良くバッテリー（８１）を温度調節することができる。
［項目６］
前記バッテリー（８１）で計測されるバッテリー温度に基づいて前記温度調節器（４）による温度調節量を増減する主制御部（１２）を有することを特徴とする項目１から４のいずれか１項に記載の充電装置（１００）。
これによれば、車両（８）の外部から温度を測る処理が不要であり、処理を簡潔化することができる。
［項目７］
前記電力供給部（１１）から前記バッテリー（８１）へ供給する電力に基づいて前記温度調節器（４）による温度調節量を増減する主制御部（１２）を有することを特徴とする項目１から４のいずれか１項に記載の充電装置（１００）。
これによれば、車両（８）の外部から温度を測る処理が不要であり、処理を簡潔化することができる。
［項目８］
複数の前記温度調節器（４）が前記地面に配設されており、
前記車両（８）の底部の温度分布を計測し、温度が高い箇所に対応する前記温度調節器（４）により前記バッテリー（８１）を温度調節することを特徴とする項目１から７のいずれか１項に記載の充電装置（１００）。
これによれば、効率良くバッテリー（８１）を温度調節することができる。
［項目９］
車両（８）に搭載されたバッテリー（８１）を温度調節するための温度調節装置（６）であって、
前記車両（８）が駐車する地面に配設されており、充電時における前記バッテリー（８１）を前記車両（８）の外部から温度調節する温度調節器（４）を備えることを特徴とする温度調節装置（６）。
これによれば、車両（８）側の構造の大型化を抑制し、充電中のバッテリー（８１）を温度調節することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１１  電力供給部、  １２  主制御部、  ４  温度調節器、  ４１  ファン、
４２  蓋体、  ４７  赤外線センサー（温度検知器）、  ５１  熱伝導体、
５４  熱電対（温度検知器）、  ６  温度調節装置、  ８  車両、
８１  バッテリー、  １００  充電装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2018174669.tif 000007
【図６】
2018174669.tif 000008
【図７】
2018174669.tif 000009