(57)【要約】【課題】車両のバッテリの残量の低下を抑制することができる車両用充電装置を提供する。【解決手段】第１導電部材２Ａ〜２Ｃが高温部ＨＴ１〜ＨＴ３から低温部ＬＴ１〜ＬＴ３に亘って設けられ、一対の第２導電部材３Ａ〜３Ｃ、４Ａ〜４Ｃが、高温部ＨＴ１〜ＨＴ３及び低温部ＬＴ１〜ＬＴ３において第１導電部材２Ａ〜２Ｃに接続される。ゼーベック効果によって一対の第２導電部材３Ａ〜３Ｃ、４Ａ〜４Ｃ間に生じた電位差ΔＶ１〜ΔＶ３を利用して充電手段２０が車両Ｃのバッテリを充電することで、車両Ｃが停止していてもバッテリを充電することができる。従って、車両の電装機器を使用した場合に、バッテリの残量の低下を抑制することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両における互いに近接した高温部から低温部に亘って設けられる第１導電部材と、
前記高温部及び前記低温部のそれぞれにおいて前記第１導電部材に接続されるとともに該第１導電部材とは材質が異なる一対の第２導電部材と、
前記一対の第２導電部材の間に生じる電位差によって前記車両のバッテリを充電する充電手段と、を備えることを特徴とする車両用充電装置。
【請求項２】
前記第１導電部材は、車両ボディを挟んだ両側を前記高温部及び前記低温部として設けられることを特徴とする請求項１に記載の車両用充電装置。
【請求項３】
前記第１導電部材は、前記車両ボディを挟んで車室外側を前記高温部とするとともに車室内側を前記低温部とするか、前記車両ボディにおけるボンネットを挟んでエンジンルーム外側を前記高温部とするとともにエンジンルーム内側を前記低温部とするか、又は、前記車両ボディにおける側方側且つ下方側の部分を挟んで車両外側を前記高温部とするとともに車両内側かつ車両床下を前記低温部として設けられることを特徴とする請求項２に記載の車両用充電装置。
【請求項４】
前記第１導電部材と前記一対の第２導電部材とによって構成された発電部を複数備え、
複数の前記発電部における前記第１導電部材が互いに異なる位置に配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用充電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のバッテリを充電する車両用充電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ガソリンやディーゼルを燃料とするエンジンを備えた車両では、照明やエアーコンディショナ等の電装機器を動作させるためのバッテリが設けられるとともに、エンジンの回転を利用してオルタネータによって発電し、バッテリを充電するように構成されている。従って、電装機器の消費電力が増加すると、燃料の消費量も増加してしまう。
【０００３】
そこで、回生電力によって車両のバッテリを充電する車両用補助電源装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された車両用補助電源装置では、回生ブレーキを用いることで車両の減速時に回生電力を発生させ、回生電力によってバッテリを充電している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−６２９７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の車両用補助電源装置では、回生電力を利用していることから、車両が走行していない場合にはバッテリを充電することができない。また、エンジンを停止させている場合には、エンジンの回転を利用してバッテリを充電することもできない。従って、エンジン停止時に電装機器の使用を継続するとバッテリの残量が低下してしまう。一方、電気自動車やハイブリット車のように走行用モータを動作させるためのバッテリを備えた車両では、走行用モータを停止させていても、走行用のバッテリの電力によって電装機器を使用したり、走行用のバッテリによって電装機器用のバッテリを充電したりすることができる。しかしながら、電装機器の使用を継続すると走行用のバッテリの残量が低下し、電装機器用のバッテリの残量も低下してしまう。
【０００６】
本発明の目的は、車両のバッテリの残量の低下を抑制することができる車両用充電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決し目的を達成するために、請求項１に記載された発明は、車両における互いに近接した高温部から低温部に亘って設けられる第１導電部材と、前記高温部及び前記低温部のそれぞれにおいて前記第１導電部材に接続されるとともに該第１導電部材とは材質が異なる一対の第２導電部材と、前記一対の第２導電部材の間に生じる電位差によって前記車両のバッテリを充電する充電手段と、を備えることを特徴とする車両用充電装置である。
【０００８】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載の発明において、前記第１導電部材は、車両ボディを挟んだ両側を前記高温部及び前記低温部として設けられることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３に記載された発明は、請求項２に記載の発明において、前記第１導電部材は、前記車両ボディを挟んで車室外側を前記高温部とするとともに車室内側を前記低温部とするか、前記車両ボディにおけるボンネットを挟んでエンジンルーム外側を前記高温部とするとともにエンジンルーム内側を前記低温部とするか、又は、前記車両ボディにおける側方側且つ下方側の部分を挟んで車両外側を前記高温部とするとともに車両内側かつ車両床下を前記低温部として設けられることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項４に記載された発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明において、前記第１導電部材と前記一対の第２導電部材とによって構成された発電部を複数備え、複数の前記発電部における前記第１導電部材が互いに異なる位置に配置されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１記載の発明によれば、第１導電部材が高温部から低温部に亘って設けられるとともに、一対の第２導電部材が高温部及び低温部のそれぞれにおいて第１導電部材に接続されることで、ゼーベック効果によって一対の第２導電部材の間に電位差が生じる。この電位差を利用して充電手段が車両のバッテリを充電することで、車両が停止していてもバッテリを充電することができる。従って、車両の電装機器を使用した場合に、バッテリの残量の低下を抑制することができる。
【００１２】
請求項２記載の発明によれば、高温部と低温部とが車両ボディを挟んで位置していることで、高温部と低温部とが近接していても温度差が大きくなりやすい。従って、第１導電部材を小型化するとともに、一対の第２導電部材の間に生じる電位差を大きくすることができる。
【００１３】
請求項３記載の発明によれば、車両に日光が照射された場合に、車室内側、エンジンルーム内側及び車両床下は日陰となりやすく、車両ボディの外側と内側とで温度差が大きくなり、一対の第２導電部材の間に生じる電位差を大きくすることができる。また、車室外側を高温部とするとともに車室内側を低温部とする場合、高温部と低温部とが車両ボディのうち車両の屋根を構成する部分を挟んで位置していることがより好ましい。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、車両用充電装置が複数の発電部を備えることで、充電量を増大させることができる。また、複数の発電部における第１導電部材が互いに異なる位置に配置されていることで、日光の照射方向や車両の状態によって温度差が生じにくい第１導電部材があっても、他の第１導電部材において温度差を生じさせやすく、様々な状況に対応してバッテリを充電することができる。このとき、複数の第１導電部材において、高温部と低温部との対向方向が互いに異なっていることがより好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る車両用充電装置が設けられた車両を示す斜視図である。
【図２】図１の車両用充電装置の要部を示す側面図である。
【図３】図１の車両用充電装置の他の要部を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る車両用充電装置１が設けられた車両Ｃを示す斜視図であり、図２は、車両用充電装置１の要部を示す側面図であり、図３は、車両用充電装置１の他の要部を示す側面図である。
【００１７】
本実施形態の車両用充電装置１は、図１に示すように、車両Ｃに設けられ、３つの発電部１０Ａ〜１０Ｃと、１つの充電手段２０と、を備える。尚、車両Ｃは、ガソリンやディーゼル等の燃料によって駆動するエンジンを備えた車両であってもよいし、走行用バッテリによって駆動するモータを備えた電気自動車であってもよいし、エンジンとモータとを備えたハイブリッド車であってもよく、その駆動方式は限定されない。また、車両Ｃは、照明やエアーコンディショナ等の電装機器を動作させるための図示しないバッテリを有する。本実施形態では、車両用充電装置１が電装機器用のバッテリを充電するものとするが、車両Ｃが走行用（モータ駆動用）のバッテリを備える場合には、走行用のバッテリを充電してもよい。
【００１８】
発電部１０Ａ〜１０Ｃは、それぞれ、第１導電部材２Ａ〜２Ｃと、一対の第２導電部材３Ａ〜３Ｃ、４Ａ〜４Ｃと、を備える。尚、第１導電部材２Ａ〜２Ｃと第２導電部材３Ａ〜３Ｃ、４Ａ〜４Ｃとは、後述する高温部ＨＴ１〜ＨＴ３と低温部ＬＴ１〜ＬＴ３とに応じた温度範囲で充分に高いゼーベック係数を有する部材で構成され、互いに材質が異なっている。また、第１導電部材２Ａ〜２Ｃ及び第２導電部材３Ａ〜３Ｃ、４Ａ〜４Ｃを構成する部材は、金属であってもよいし、半導体であってもよい。
【００１９】
充電手段２０は、発電部１０Ａ〜１０Ｃに共通して設けられ、例えばインバータ等の適宜な中継器で構成されるとともに、車両Ｃのバッテリに接続されている。充電手段２０には、一対の第２導電部材３Ａ〜３Ｃ、４Ａ〜４Ｃが接続されている。
【００２０】
以下、発電部１０Ａ〜１０Ｃにおける第１導電部材２Ａ〜２Ｃのそれぞれの配置について説明する。まず、第１導電部材２Ａは、図２に示すように、車両ボディＢのうち車両Ｃの屋根を構成するルーフ部Ｒを貫通して設けられ、一端が車室外側の高温部ＨＴ１に位置し、他端が車室内側の低温部ＬＴ１に位置している。即ち、第１導電部材２Ａは、互いに近接するとともに車両ボディＢ（ルーフ部Ｒ）を両側から挟んだ高温部ＨＴ１から低温部ＬＴ１に亘って設けられている。第１導電部材２Ａには、高温部ＨＴ１において高温側の第２導電部材３Ａが接続されるとともに、低温部ＬＴ１において低温側の第２導電部材４Ａが接続されている。
【００２１】
第１導電部材２Ｂは、図２に示すように、車両ボディＢの一部であるボンネットＢＮを貫通して設けられ、一端がエンジンルーム外側の高温部ＨＴ２に位置し、他端がエンジンルーム内側の低温部ＬＴ２に位置している。即ち、第１導電部材２Ｂは、互いに近接するとともに車両ボディＢ（ボンネットＢＮ）を両側から挟んだ高温部ＨＴ２から低温部ＬＴ２に亘って設けられている。第１導電部材２Ｂには、高温部ＨＴ２において高温側の第２導電部材３Ｂが接続されるとともに、低温部ＬＴ２において低温側の第２導電部材４Ｂが接続される。
【００２２】
第１導電部材２Ｃは、図３に示すように、側方側の車両ボディＢの下端近傍（車両ボディＢにおける側方側且つ下方側の部分）を貫通して設けられ、一端が車両ボディＢよりも車両外側の高温部ＨＴ３に位置し、他端が車両ボディＢよりも車両内側且つ車両床下（車両床部Ｆよりも下方）の低温部ＬＴ３に位置している。即ち、第１導電部材２Ｃは、互いに近接するとともに車両ボディＢを両側から挟んだ高温部ＨＴ３から低温部ＬＴ３に亘って設けられている。第１導電部材２Ｃには、高温部ＨＴ３において高温側の第２導電部材３Ｃが接続されるとともに、低温部ＬＴ３において低温側の第２導電部材４Ｃが接続される。
【００２３】
以上のように第１導電部材２Ａ〜２Ｃが設けられていることにより、第１導電部材２Ａ、２Ｂがそれぞれ設けられた車両ボディＢの側面と、第１導電部材２Ｃが設けられた車両ボディＢの側面と、は、互いに交差している。また、高温部ＨＴ１と低温部ＬＴ１とが上下方向に対向し、高温部ＨＴ２と低温部ＬＴ２とが上下方向に対向し、また、高温部ＨＴ３と低温部ＬＴ３とが水平方向（車両Ｃの幅方向）に対向している。
【００２４】
次に、発電部１０Ａ〜１０Ｃにおいて一対の第２導電部材３Ａ〜３Ｃ、４Ａ〜４Ｃ間に生じる電位差について説明する。まず、発電部１０Ａでは、ルーフ部Ｒに日光が照射された場合、ルーフ部Ｒが光を反射し、ルーフ部Ｒ上面（車室外側）の温度が上昇する。車両Ｃは車両ボディＢに設けられた断熱材によって車室の内外が断熱されており、ルーフ部Ｒの車室内側の温度上昇は比較的小さい。従って、高温部ＨＴ１と低温部ＬＴ１とに温度差ΔＴ１が生じ、ゼーベック効果により、高温側の第２導電部材３Ａと低温側の第２導電部材４Ａとの間に電位差ΔＶ１が生じる。
【００２５】
発電部１０Ｂでは、ボンネットＢＮに日光が照射された場合、ボンネットＢＮが光を反射し、ボンネットＢＮ上面（エンジンルーム外側）の温度が上昇する。エンジンルーム内側は日陰となっており、エンジンルーム外側よりも温度上昇が小さい。従って、高温部ＨＴ２と低温部ＬＴ２とに温度差ΔＴ２が生じ、ゼーベック効果により、高温側の第２導電部材３Ｂと低温側の第２導電部材４Ｂとの間に電位差ΔＶ２が生じる。
【００２６】
発電部１０Ｃでは、側方の車両ボディＢに日光が照射された場合、車両ボディＢが光を反射し、車両外側の温度が上昇する。車両内側かつ車両床部Ｆの下方は日陰となっており、車両ボディＢの車両外側よりも温度上昇が小さい。従って、高温部ＨＴ３と低温部ＬＴ３とに温度差ΔＴ３が生じ、ゼーベック効果により、高温側の第２導電部材３Ｃと低温側の第２導電部材４Ｃとの間に電位差ΔＶ３が生じる。
【００２７】
以上のように高温側の第２導電部材３Ａ〜３Ｃと、低温側の第２導電部材４Ａ〜４Ｃと、の間に電位差ΔＶ１〜ΔＶ３が生じ、充電手段２０が、この電位差ΔＶ１〜ΔＶ３を利用して車両Ｃのバッテリを充電する。尚、エアーコンディショナが冷房運転することによって車室内外に温度差ΔＴ１が生じている場合には、充電手段２０は発電部１０Ａにおいて生じた電位差ΔＶ１を充電に利用しない。
【００２８】
このような本実施形態によれば、以下のような効果がある。即ち、ゼーベック効果によって一対の第２導電部材３Ａ〜３Ｃ、４Ａ〜４Ｃ間に生じた電位差ΔＶ１〜ΔＶ３を利用して充電手段２０が車両Ｃのバッテリを充電することで、車両Ｃが停止していてもバッテリを充電することができる。従って、車両の電装機器を使用した場合に、バッテリの残量の低下を抑制することができる。
【００２９】
さらに、高温部ＨＴ１〜ＨＴ３と低温部ＬＴ１〜ＬＴ３とが車両ボディＢを挟んで位置していることで、高温部ＨＴ１〜ＨＴ３と低温部ＬＴ１〜ＬＴ３とが近接していても温度差が大きくなりやすい。従って、第１導電部材２Ａ〜２Ｃを小型化する（即ち、車両ボディＢに交差する方向の寸法を小さくする）とともに、高温側の第２導電部材３Ａ〜３Ｃと低温側の第２導電部材４Ａ〜４Ｃとの間に生じる電位差ΔＶ１〜ΔＶ３を大きくすることができる。
【００３０】
さらに、車両用充電装置１が複数（本実施形態では３）の発電部１０Ａ〜１０Ｃを備えることで、充電量を増大させることができる。また、第１導電部材２Ａ〜２Ｃが互いに異なる位置に配置されていることで、日光の照射方向や車両の状態によって温度差が生じにくい第１導電部材があっても、他の第１導電部材において温度差を生じさせやすく、様々な状況に対応してバッテリを充電することができる。
【００３１】
具体的には、日光の照射方向が鉛直方向を向いていたり、車両ボディＢのうち第１導電部材２Ｃが設けられた側面とは反対側に太陽が位置したりしてこの側面に日光が照射されにくい場合には、第１導電部材２Ｃに温度差が生じにくいものの、ルーフ部Ｒ及びボンネットＢＮには日光が照射され、第１導電部材２Ａ、２Ｂには温度差が生じやすい。一方、日光の照射方向が車両幅方向を向き、車両ボディＢのうち第１導電部材２Ｃが設けられた側面に対して日光が照射される場合には、第１導電部材２Ａ、２Ｂに温度差が生じにくいものの、第１導電部材２Ｃには温度差が生じやすい。即ち、第１導電部材２Ａ、２Ｂがそれぞれ設けられた車両ボディＢの側面と、第１導電部材２Ｃが設けられた車両ボディＢの側面と、が互いに交差していることから、様々な照射方向に対応することができる。
【００３２】
また、エンジンが動作している場合には、エンジンルーム内の温度が上昇して第１導電部材２Ｂにおいて温度差が生じにくくなるものの、第１導電部材２Ａ、２Ｃはエンジンの動作による影響を受けにくく、温度差が生じやすい。
【００３３】
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的が達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
【００３４】
例えば、前記実施形態では、第１導電部材２Ａ〜２Ｃが車両ボディＢを挟んだ両側を高温部ＨＴ１〜ＨＴ３及び低温部ＬＴ１〜ＬＴ３として設けられるものとしたが、高温部と低温部とが車両ボディＢを挟んでいなくてもよい。例えば、電装機器の使用によって発熱したり熱がこもったりしやすい部位を高温部とし、この高温部近傍に位置するとともに冷却されやすい部位を低温部として第１導電部材を設けてもよい。また、車両ボディＢに対して高温部及び低温部が車両内側や車室内側に位置していてもよく、例えば高温となった車両ボディＢに接触又は近接する部位を高温部とし、この高温部近傍かつ高温部よりも温度が低い部位を低温部としてもよい。
【００３５】
また、前記実施形態では、車両ボディＢの一方の側面に第１導電部材２Ｃが設けられるものとしたが、両方の側面に第１導電部材が設けられてもよい。また、車両ボディＢのうち後方側の側面（例えば車両ボディのうちトランクルームを構成する部分）に第１導電部材が設けられてもよく、第１導電部材は、車両Ｃの形状や日光の照射されやすさ等に応じて適宜な位置に設けられていればよい。
【００３６】
また、前記実施形態では、車両用充電装置１が３つの発電部１０Ａ〜１０Ｃを備えるものとしたが、車両用充電装置は、必要な発電量等に応じて適宜な数の発電部を備えていればよく、発電部の数は２であってもよいし４以上であってもよく、車両用充電装置が１つの発電部のみを備えていてもよい。また、車両用充電装置が複数の発電部を備える場合、各発電部に対応した複数の充電手段が設けられていてもよい。
【００３７】
その他、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、且つ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。従って、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部、もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【００３８】
１                 車両用充電装置
１０Ａ〜１０Ｃ     発電部
２Ａ〜２Ｃ         第１導電部材
３Ａ〜３Ｃ         第２導電部材
４Ａ〜４Ｃ         第２導電部材
２０               充電手段
Ｃ                 車両
Ｂ                 車両ボディ
ＢＮ               ボンネット
ＨＴ１〜ＨＴ３     高温部
ＬＴ１〜ＬＴ３     低温部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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