特許 7155032 車載用バッテリの昇温装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-10-07

(45)【発行日】2022-10-18

(54)【発明の名称】車載用バッテリの昇温装置

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/6571 20140101AFI20221011BHJP

   H01M 10/615 20140101ALI20221011BHJP

   H01M 10/625 20140101ALI20221011BHJP

   H01M 10/613 20140101ALI20221011BHJP

   H01M 10/617 20140101ALI20221011BHJP

   H01M 10/647 20140101ALI20221011BHJP

   H01M 10/6554 20140101ALI20221011BHJP

   H01M 10/6562 20140101ALI20221011BHJP

   H01M 10/658 20140101ALI20221011BHJP

【ＦＩ】

H01M10/6571

H01M10/615

H01M10/625

H01M10/613

H01M10/617

H01M10/647

H01M10/6554

H01M10/6562

H01M10/658

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2019020720

(22)【出願日】2019-02-07

(65)【公開番号】P2020129449

(43)【公開日】2020-08-27

【審査請求日】2021-09-23

(73)【特許権者】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ

(74)【代理人】

【識別番号】100147913

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 義敬

(74)【代理人】

【識別番号】100165423

【弁理士】

【氏名又は名称】大竹 雅久

(74)【代理人】

【識別番号】100091605

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 敬

(74)【代理人】

【識別番号】100197284

【弁理士】

【氏名又は名称】下茂 力

(72)【発明者】

【氏名】丹羽 農

(72)【発明者】

【氏名】成毛 俊昭

(72)【発明者】

【氏名】上田 逸央

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 律夫

【審査官】羽鳥 友哉

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－０２２９１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０２－０７９５６７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１０－１２９３９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１５９７８９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ １０／６５７１

Ｈ０１Ｍ １０／６１５

Ｈ０１Ｍ １０／６２５

Ｈ０１Ｍ １０／６１３

Ｈ０１Ｍ １０／６１７

Ｈ０１Ｍ １０／６４７

Ｈ０１Ｍ １０／６５５４

Ｈ０１Ｍ １０／６５６２

Ｈ０１Ｍ １０／６５８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の電池セルが収納される車載用バッテリの長手方向の側面に沿って配設される昇温ヒータを備えた車載用バッテリの昇温装置において、
前記昇温ヒータは、
筐体部と、
前記筐体部内に配設される電熱線と、を有し、
前記車載用バッテリの前記側面と対向する前記筐体部の側面には、少なくとも前記車載用バッテリの前記側面の外周端部周辺に対して密接する密接領域が設けられ、
前記密接領域は、前記筐体部の前記側面の一部が突出した環状の突出部であり、
前記突出部は、前記車載用バッテリの前記側面と密接し、前記突出部の内側であり、前記車載用バッテリの前記側面と前記筐体部の前記側面との間に密閉空間を形成することを特徴とする車載用バッテリの昇温装置。

【請求項2】

複数の電池セルが収納される車載用バッテリの長手方向の側面に沿って配設される昇温ヒータを備えた車載用バッテリの昇温装置において、
前記昇温ヒータは、
筐体部と、
前記筐体部内に配設される電熱線と、を有し、
前記車載用バッテリの前記側面と対向する前記筐体部の側面には、少なくとも前記車載用バッテリの前記側面の外周端部周辺に対して密接する密接領域が設けられ、
前記密接領域は、前記筐体部の前記側面に貼り付けられた環状のシール部材であり、
前記シール部材は、前記車載用バッテリの前記側面と密接し、前記シール部材の内側であり、前記車載用バッテリの前記側面と前記筐体部の前記側面との間に密閉空間を形成することを特徴とする車載用バッテリの昇温装置。

【請求項3】

前記筐体部の上面は、前記車載用バッテリの上面と面一となると共に、前記筐体部の長手方向の両端側の端面は、それぞれ前記車載用バッテリの長手方向の両端側の端面と面一となることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車載用バッテリの昇温装置。

【請求項4】

前記電熱線は、前記筐体部の前記側面に沿って配設され、
前記筐体部の前記側面の中の下側に位置する前記電熱線は、前記筐体部の前記側面の中の上側に位置する前記電熱線よりも密な状態に配線されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の車載用バッテリの昇温装置。

【請求項5】

前記筐体部の前記側面の中の下側に位置する前記電熱線は、前記筐体部の前記側面の短手方向に湾曲または角形状に折れ曲がりながら配線され、
前記筐体部の前記側面の中の上側に位置する前記電熱線は、少なくとも前記筐体部の前記側面の長手方向の中央領域にて、前記筐体部の前記側面の中の下側に位置する前記電熱線に近づいて配線されていることを特徴とする請求項４に記載の車載用バッテリの昇温装置。

【請求項6】

前記車載用バッテリの下面には、温調プレートが配設されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の車載用バッテリの昇温装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車載用バッテリの昇温装置に関し、特に、車載用バッテリの長手方向の側面に昇温ヒータを配設し、効率的に電池セルを温めることで、電池特性を向上させる車載用バッテリの昇温装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来のバッテリ１００として、図６及び図７に示す構造が知られている。図６は、従来のバッテリ１００を説明する斜視図である。図７（Ａ）は、従来のバッテリ１００のセルスタック１０１を説明する斜視図である。図７（Ｂ）は、従来のバッテリ１００のセルスタック１０１を説明する断面図であり、図７（Ａ）に示すセルスタック１０１のＤ－Ｄ線方向の断面図である。

【0003】

図６に示す如く、バッテリ１００は、主に、箱型の筐体１０２と、筐体１０２の内部に配設される複数のセルスタック１０１（図７（Ａ）参照）と、筐体１０２の内部と連通するダクト１０３と、ダクト１０３と連結するブロワ１０４と、を有している。

【0004】

筐体１０２の内部には、例えば、５個のセルスタック１０１が配設され、バッテリ１００は、車両に搭載されたＰＣＵ（図示せず）にて制御され、車両内に配設されたモータ等に電力を供給する。

【0005】

図７（Ａ）に示す如く、個々のセルスタック１０１は、複数のセル１０５を含んで構成されている、セル１０５は、例えば、リチウムイオン電池等の２次電池にて構成されている。そして、各セル１０５の側面１０５Ａには、長手方向（紙面前後方向）に沿って凹部１０６が形成されている。凹部１０６には、空気を整流する複数の凸部１０７と、伝熱ヒータとしての配線１０８が形成されている。

【0006】

配線１０８は、例えば、銅等の金属線にて形成され、配線１０８は、電力供給部（図示せず）と接続し、電力が供給されることで発熱し、セル１０５を外部から昇温させる。図示したように、配線１０８は、セル１０５を均等に昇温させるために、側面１０５Ａに対して出来る限り均一に配設されている。

【0007】

図７（Ｂ）に示す如く、セルスタック１０１では、複数のセル１０５が隣接して配設され、凹部１０６は、隣接するセル１０５間の間隙となり、セルスタック１０１の長手方向（紙面前後方向）に貫通した冷却風路として用いられる。そして、ブロワ１０４（図６参照）は、バッテリシステムのＢＣＵ（図示せず）にて制御され、セル１０５を冷却する際に稼働し、筐体１０２（図６参照）内へと外気を送風する（例えば、特許文献１参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】特開２０１７－１８４５２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

図７（Ａ）に示すように、配線１０８は、セルスタック１０１を構成する各セル１０５の側面１０５Ａに対してそれぞれ配設されている。一方、図７（Ｂ）に示すように、各セル１０５間には、凹部１０６を利用して間隙が形成され、その間隙は、セルスタック１０１の長手方向（紙面前後方向）に貫通している。

【0010】

この構造により、上記間隙は密閉空間でないため、配線１０８の発熱により、間隙に存在する空気を温めた状態に維持することは難しい。そして、上記間隙内の温められた空気を熱伝導経路として介在させて、セル１０５を昇温させることは困難である。その結果、図７（Ａ）に示すように、配線１０８は、側面１０５Ａに対して出来る限り均一に配設され、セル１０５を昇温させる期間中、配線１０８に電力を供給し続ける必要があり、消費電力を低減し難いという課題がある。

【0011】

また、寒冷地等、車両が低温環境下にて走行する際には、バッテリ１００の特性、例えば、出力特性や放充電特性を向上させるために、セル１０５は、配線１０８を介して昇温される。このとき、低温環境下にてセル１０５や配線１０８が急に高温状態となり温度差が生じることで、セル１０５を含むセルスタック１０１には結露が発生する。そして、配線１０８が、各セル１０５の側面１０５Ａに露出した状態では、上記結露により漏電する恐れがある。また、バッテリ１００の配線１０８が、長期間に渡り上記結露に晒されることで、腐食し、断線する恐れがある。

【0012】

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、車載用バッテリの長手方向の側面に昇温ヒータを配設し、効率的に電池セルを温めることで、電池特性を向上させる車載用バッテリの昇温装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0014】

本発明の車載用バッテリの昇温装置では、複数の電池セルが収納される車載用バッテリの長手方向の側面に沿って配設される昇温ヒータを備えた車載用バッテリの昇温装置において、前記昇温ヒータは、筐体部と、前記筐体部内に配設される電熱線と、を有し、前記車載用バッテリの前記側面と対向する前記筐体部の側面には、少なくとも前記車載用バッテリの前記側面の外周端部周辺に対して密接する密接領域が設けられ、前記密接領域は、前記筐体部の前記側面の一部が突出した環状の突出部であり、前記突出部は、前記車載用バッテリの前記側面と密接し、前記突出部の内側であり、前記車載用バッテリの前記側面と前記筐体部の前記側面との間に密閉空間を形成することを特徴とする。

【0015】

また、本発明の車載用バッテリの昇温装置では、複数の電池セルが収納される車載用バッテリの長手方向の側面に沿って配設される昇温ヒータを備えた車載用バッテリの昇温装置において、前記昇温ヒータは、筐体部と、前記筐体部内に配設される電熱線と、を有し、前記車載用バッテリの前記側面と対向する前記筐体部の側面には、少なくとも前記車載用バッテリの前記側面の外周端部周辺に対して密接する密接領域が設けられ、前記密接領域は、前記筐体部の前記側面に貼り付けられた環状のシール部材であり、前記シール部材は、前記車載用バッテリの前記側面と密接し、前記シール部材の内側であり、前記車載用バッテリの前記側面と前記筐体部の前記側面との間に密閉空間を形成することを特徴とする。

【0016】

また、本発明の車載用バッテリの昇温装置では、前記筐体部の上面は、前記車載用バッテリの上面と面一となると共に、前記筐体部の長手方向の両端側の端面は、それぞれ前記車載用バッテリの長手方向の両端側の端面と面一となることを特徴とする。

【0017】

また、本発明の車載用バッテリの昇温装置では、前記電熱線は、前記筐体部の前記側面に沿って配設され、前記筐体部の前記側面の中の下側に位置する前記電熱線は、前記筐体部の前記側面の中の上側に位置する前記電熱線よりも密な状態に配線されていることを特徴とする。

【0018】

また、本発明の車載用バッテリの昇温装置では、前記筐体部の前記側面の中の下側に位置する前記電熱線は、前記筐体部の前記側面の短手方向に湾曲または角形状に折れ曲がりながら配線され、前記筐体部の前記側面の中の上側に位置する前記電熱線は、少なくとも前記筐体部の前記側面の長手方向の中央領域にて、前記筐体部の前記側面の中の下側に位置する前記電熱線に近づいて配線されていることを特徴とする。

【0019】

また、本発明の車載用バッテリの昇温装置では、前記車載用バッテリの下面には、温調プレートが配設されていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0020】

本発明の車載用バッテリの昇温装置では、車載用バッテリの長手方向の側面に沿って配設される昇温ヒータを備え、昇温ヒータは、筐体部と、筐体部内に配設される電熱線と、を有し、車載用バッテリの側面と対向する筐体部の側面には、少なくとも車載用バッテリの側面の外周端部周辺に対して密接する密接領域が設けられている。この構造により、車載用バッテリの側面と筐体部の側面との間の空間には、熱伝導経路として介在させる空気が存在している。そして、車載用バッテリの側面は、昇温ヒータを介して温められた空気と接触することで昇温され、特に、寒冷地等、車両が低温環境下にて走行する際に、バッテリ特性が劣化することが防止される。

【0021】

また、本発明の車載用バッテリの昇温装置では、筐体部の側面には、その一部が突出した環状の突出部が形成され、突出部は、車載用バッテリの側面と密接し、車載用バッテリの側面と筐体部の側面との間に密閉空間を形成する。この構造により、密閉空間内の空気を熱伝導経路として介在させ、車載用バッテリが昇温される。そして、温められた空気は、密閉空間内を対流し、温まり易く、冷え難いため、昇温ヒータの消費電力が低減される。

【0022】

また、本発明の車載用バッテリの昇温装置では、筐体部の側面には、環状のシール部材が貼り付けられ、シール部材は、車載用バッテリの側面と密接し、車載用バッテリの側面と筐体部の側面との間に密閉空間を形成する。この構造により、密閉空間内の空気を熱伝導経路として介在させ、車載用バッテリが昇温される。そして、温められた空気は、密閉空間内を対流し、温まり易く、冷え難いため、昇温ヒータの消費電力が低減される。

【0023】

また、本発明の車載用バッテリの昇温装置では、筐体部の上面は、車載用バッテリの上面と面一となると共に、筐体部の長手方向の両端側の端面は、それぞれ車載用バッテリの長手方向の両端側の端面と面一となる。この構造により、昇温ヒータが、車載用バッテリの外側まではみ出して配設されることがない。そして、車両内での車載用バッテリの載置領域は限られているが、車載用バッテリが効率良く配列されることで、出来る限り多くの車載用バッテリが車両に搭載され、車両の連続走行距離を伸ばすことができる。

【0024】

また、本発明の車載用バッテリの昇温装置では、電熱線は、筐体部の側面に沿って配設され、筐体部の側面の中の下側に位置する電熱線は、筐体部の側面の中の上側に位置する電熱線よりも密な状態に配線されている。この構造により、密閉空間内の空気は、空間の下側から温められ、上昇気流が発生することで、温められた空気は、密閉空間内を対流する。そして、密閉空間内の空気が、出来る限り均一に温められることで、電熱線の配線パターンの一部を粗な状態とすることができ、昇温ヒータの消費電力が低減される。

【0025】

また、本発明の車載用バッテリの昇温装置では、筐体部の側面の中の下側に位置する電熱線は、筐体部の側面の短手方向に湾曲または角形状に折れ曲がりながら配線されている。また、筐体部の側面の中の上側に位置する電熱線は、少なくとも筐体部の側面の長手方向の中央領域にて、筐体部の側面の中の下側に位置する電熱線に近づいて配線されている。この構造により、密閉空間内の空気が、出来る限り均一に温められることで、昇温ヒータの消費電力が低減される。

【0026】

また、本発明の車載用バッテリの昇温装置では、車載用バッテリの下面には、温調プレートが配設されている。この構造により、車載用バッテリを昇温させる際には、昇温ヒータ及び温調プレートを用いて３方向から車載用バッテリを温めることができる。一方、車載用バッテリを冷却する際には、温調プレートを用いて車載用バッテリを冷却することもできる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明の一実施形態である車載用バッテリの昇温装置を備えた車両を説明する（Ａ）斜視図、（Ｂ）平面図である。

【図2】本発明の一実施形態である車載用バッテリの昇温装置を説明するブロック図である。

【図3】本発明の一実施形態である車載用バッテリの昇温装置を説明する（Ａ）側面図、（Ｂ）断面図、（Ｃ）断面図である。

【図4】本発明の一実施形態である車載用バッテリを説明する（Ａ）斜視図、（Ｂ）分解斜視図である。

【図5】本発明の一実施形態である車載用バッテリの昇温装置の配設された状態を説明する（Ａ）斜視図、（Ｂ）断面図である。

【図6】従来のバッテリを説明する斜視図である。

【図7】従来のバッテリのセルスタックを説明する（Ａ）斜視図、（Ｂ）断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、本発明の一実施形態に係る車載用バッテリの昇温装置１０（以下、「昇温装置１０」と呼ぶ。）を図面に基づき詳細に説明する。尚、本実施形態の説明の際には、同一の部材には原則として同一の符番を用い、繰り返しの説明は省略する。

【0029】

図１（Ａ）は、本実施形態の昇温装置１０（図２参照）及び車載用バッテリ１１を搭載した車両１２を説明する斜視図である。図１（Ｂ）は、本実施形態の昇温装置１０及び車載用バッテリ１１の配設状態を説明する平面図である。図２は、本実施形態の昇温装置１０を説明するブロック図である。図３（Ａ）は、本実施形態の昇温装置１０の昇温ヒータ１６を説明する側面図である。図３（Ｂ）は、本実施形態の昇温装置１０の昇温ヒータ１６を説明する断面図であり、図３（Ａ）に示す昇温ヒータ１６のＡ－Ａ線方向の断面図である。図３（Ｃ）は、本実施形態の昇温装置１０の昇温ヒータ１６を説明する断面図であり、図３（Ａ）に示す昇温ヒータ１６のＢ－Ｂ線方向の断面図である。

【0030】

図１（Ａ）に示す如く、自動車や電車等の車両１２には、モータや様々の電装部品に電力を供給するための車載用バッテリ１１（図１（Ｂ）参照）が搭載されている。車両１２が自動車の場合には、近年、ＥＶ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｖｅｈｉｃｌｅ）車、ＨＥＶ（Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｖｅｈｉｃｌｅ）車やＰＨＥＶ（Ｐｌｕｇ－ｉｎ Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｖｅｈｉｃｌｅ）車等が普及している。そして、これらの車両１２にも、高い蓄電機能を有した複数の車載用バッテリ１１が搭載されている。

【0031】

図１（Ａ）は、車載用バッテリ１１を備えた車両１２を下方から見た状態を示している。車両１２は、車体１３と、車両１２の底面１４近傍のバッテリ配置領域１５に配設された複数の車載用バッテリ１１と、車載用バッテリ１１から供給される電力により駆動される駆動モータ２５（図２参照）と、駆動モータ２５の駆動力で回転するタイヤ（図示せず）と、を有している。

【0032】

図１（Ｂ）に示す如く、車両１２のバッテリ配置領域１５には、行列状に複数の車載用バッテリ１１が配設されている。車載用バッテリ１１は、例えば、直方体形状であり、車両１２の前後方向に沿ってその長手方向が配置されている。そして、複数の車載用バッテリ１１が、バッテリ配置領域１５に効率良く配置され、多くの車載用バッテリ１１が搭載されることで、車両１２の連続走行距離を伸ばすことができる。

【0033】

図示したように、昇温装置１０（図２参照）の昇温ヒータ１６が車載用バッテリ１１の長手方向の側面１１Ａ，１１Ｂ（図５（Ｂ）参照）に沿って配設されている。昇温ヒータ１６は、車載用バッテリ１１を挟むように配設され、車載用バッテリ１１の両側面１１Ａ，１１Ｂ側から車載用バッテリ１１を昇温する。そして、寒冷地等、車両１２が低温環境下にて走行する際に、昇温ヒータ１６は、車載用バッテリ１１を使用可能な温度範囲まで昇温させることで、出力特性や放充電特性等のバッテリ特性が劣化することが防止される。

【0034】

具体的には、車両１２のバッテリ配置領域１５では、最前列には、２個の車載用バッテリ１１が配設されると共に、それらの車載用バッテリ１１と密接して３個の昇温ヒータ１６が配設されている。一方、２列目から４列目には、各列４個の車載用バッテリ１１が配設されると共に、それらの車載用バッテリ１１と密接して５個の昇温ヒータ１６が配設されている。詳細は後述するが、昇温ヒータ１６が、車載用バッテリ１１の側面１１Ａ，１１Ｂの外周端部周辺に対して、少なくともその一部が密接して配設され、密閉空間５１，５２（図５（Ｂ）参照）を形成することで、効率的に車載用バッテリ１１を昇温することができる。

【0035】

図２に示す如く、昇温装置１０は、主に、電子制御ユニット２１と、車載用バッテリ１１を温める昇温ヒータ１６と、車載用バッテリ１１の温度を測定する温度センサ２２と、昇温ヒータ１６に電力を供給するサブバッテリ２３と、を有している。

【0036】

車載用バッテリ１１は、例えば、３５０Ｖの高電圧の電力供給源である。車載用バッテリ１１は、インバータ２４を介して駆動モータ２５と接続し、駆動モータ２５へと電力を供給する。尚、駆動モータ２５は、車両１２（図１（Ａ）参照）の駆動輪（図示せず）を駆動するための動力を出力する。

【0037】

電子制御ユニット２１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等を有して構成され、車両制御のための各種の演算等を実行する。そして、電子制御ユニット２１は、例えば、運転手がブレーキ（図示せず）を踏んだ状態にて、車両１２のイグニッションスイッチ２６を押下することで始動する。

【0038】

電子制御ユニット２１は、例えば、温度センサ２２からの測定値を記憶すると共に、昇温ヒータ１６をオン動作させる下限値と比較する。そして、上記測定値が、上記下限値以下の場合には、電子制御ユニット２１は、サブバッテリ２３から昇温ヒータ１６に電力を供給させ、昇温ヒータ１６をオン動作させる。一方、昇温ヒータ１６をオン動作させた後は、温度センサ２２からの測定値を記憶すると共に、昇温ヒータ１６をオフ動作させる上限値と比較する。そして、上記測定値が、上記上限値以上の場合には、電子制御ユニット２１は、サブバッテリ２３から昇温ヒータ１６への電力の供給を停止させ、昇温ヒータ１６をオフ動作させる。

【0039】

例えば、車両１２が、寒冷地等、低温環境下にて駐車し、車両１２の始動時に車載用バッテリ１１の温度が、使用可能温度範囲の下限値を下回る場合には、車載用バッテリ１１が動作出来ない恐れや、あるいは、車載用バッテリ１１の内部抵抗が増大し、出力特性や放充電特性等のバッテリ特性が劣化する恐れがある。そのため、電子制御ユニット２１では、温度センサ２２を介して車載用バッテリ１１の温度を監視し、昇温ヒータ１６を介して車載用バッテリ１１の温度が使用可能温度範囲になるように制御している。

【0040】

図３（Ａ）に示す如く、昇温ヒータ１６は、主に、筐体部３１と、筐体部３１に内蔵される電熱線３２と、電熱線３２を支持する不織布３３と、を有している。電熱線３２は、不織布３３の表面に縫い付けられた状態にて支持され、サブバッテリ２３（図２参照）から電力が供給されることで発熱する。そして、不織布３３は、例えば、熱伝導率の優れたガラス繊維から形成され、筐体部３１の側面３１Ａ，３１Ｂの略全面に対して配設されている。不織布３３は、電熱線３２を支持すると共に、電熱線３２から発生した熱を周囲の空気層へと効率的に伝熱することができる。

【0041】

図示したように、筐体部３１は、例えば、略板状体であり、その側方に位置する側面３１Ａ，３１Ｂでは、車両１２の前後方向に沿って長手方向を有し、車両１２の上下方向に沿って短手方向を有している。図１（Ｂ）を用いて上述したように、筐体部３１は、車載用バッテリ１１の側面１１Ａ，１１Ｂに沿って配設される。そして、筐体部３１の長手方向の幅Ｗ１は、車載用バッテリ１１の長手方向の幅Ｗ３（図４（Ａ）参照）と略同一であり、筐体部３１の短手方向の幅Ｗ２は、車載用バッテリ１１の短手方向の幅Ｗ４（図４（Ａ）参照）と略同一である。

【0042】

この構造により、昇温ヒータ１６が、車両１２の前後方向において、車載用バッテリ１１の外側まではみ出して配設されることがない。そして、図１（Ｂ）に示すように、車両１２のバッテリ配置領域１５に対して、出来る限り多くの車載用バッテリ１１が、効率良く配置される。同様に、昇温ヒータ１６が、車両１２の上下方向において、車載用バッテリ１１の外側まではみ出して配設されることがない。そして、車載用バッテリ１１が、積層して配設される構造においても、出来る限り多くの車載用バッテリ１１が、効率良く配置される。

【0043】

特に、車両１２が、ＥＶ車やＨＥＶ車やＰＨＥＶ車の場合には、連続走行距離を伸ばすために、車両１２の限られたバッテリ配置領域１５（図１（Ｂ）参照）に多くの車載用バッテリ１１を搭載することが望まれる。その際に、上述した昇温ヒータ１６の形状を実現することで、車両１２には、出来る限り多くの車載用バッテリ１１が搭載される。

【0044】

図３（Ａ）から図３（Ｃ）に示す如く、筐体部３１の側面３１Ａ，３１Ｂには、その外周縁部に沿って環状の突出部３１Ｃ，３１Ｄが形成されている。そして、筐体部３１の側面３１Ａ，３１Ｂでは、突出部３１Ｃ，３１Ｄの内側には、凹部３４、３５が形成されている。詳細は後述するが、昇温ヒータ１６が車載用バッテリ１１の側面１１Ａ，１１Ｂ（図５（Ｂ）参照）に密接して配設された状態において、凹部３４，３５は、車載用バッテリ１１の側面１１Ａ，１１Ｂと筐体部３１の側面３１Ａ，３１Ｂとの間の密閉空間５１，５２（図５（Ｂ）参照）となる。

【0045】

上述したように、筐体部３１には、電熱線３２及び不織布３３が内蔵されている。電熱線３２は、例えば、筐体部３１の側面３１Ｂ側の不織布３３表面に縫い付けられている。そして、電熱線３２は、サブバッテリ２３（図２参照）から電力が供給されることで発熱すると共に、熱伝導率の優れた不織布３３も利用して、凹部３４，３５内の空気を加熱する。尚、電熱線３２は、不織布３３の両面に縫い付けられている場合でも良い。

【0046】

このとき、図３（Ａ）に一点鎖線にて示すように、電熱線３２は、側面３１Ａ，３１Ｂの上下方向（車両１２の上下方向）に対して、その上側よりも下側が密な状態となるように配線されている。具体的には、電熱線３２は、側面３１Ａ，３１Ｂの下側では、側面３１Ａ，３１Ｂの長手方向（車両１２の前後方向）に延在して配線されている。そして、電熱線３２は、その短手方向（車両１２の上下方向）に角形状に折れ曲がりながら配線されている。

【0047】

一方、電熱線３２は、側面３１Ａ，３１Ｂの上側では、側面３１Ａ，３１Ｂの長手方向（車両１２の前後方向）に延在して配線されている。そして、電熱線３２は、その長手方向の両端側にて側面３１Ａ，３１Ｂの上端側近傍まで配線されると共に、その間の領域では、下方に位置する電熱線３２の近傍まで折れ曲がりながら配線されている。

【0048】

この構造により、昇温ヒータ１６では、筐体部３１の中央から下端側までの領域にて、電熱線３２による発熱密度が高くなる。一方、筐体部３１の中央から上端側までの領域では、電熱線３２が配線されていない領域も多くあり、発熱密度が低くなる。詳細は後述するが、凹部３４，３５が密閉空間５１，５２（図５（Ｂ）参照）となり、その密閉空間５１，５２の空気が上昇気流により上下方向へと対流することで、密閉空間５１，５２内の空気全体が温められる。その結果、昇温ヒータ１６の上側の電熱線３２の配線長さを低減することができ、昇温ヒータ１６での消費電力が低減される。

【0049】

尚、電熱線３２の配線パターンは、図３（Ａ）に示す形状に限定するものではない。電熱線３２が、側面３１Ａ，３１Ｂに対して、その上側よりも下側が密な状態に配線されていれば良く、例えば、図３（Ａ）に示す角形状が、湾曲形状となる場合でも良い。また、側面３１Ａ，３１Ｂの上側の電熱線３２が、下側の電熱線３２へと近づくことなく、一直線状に上端側近傍に配線される場合でも良い。

【0050】

ここで、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）を用いて、本実施形態の車載用バッテリ１１を説明する。図４（Ａ）は、本実施形態の車載用バッテリ１１を説明する斜視図である。図４（Ｂ）は、本実施形態の車載用バッテリ１１を説明する分解斜視図である。

【0051】

図４（Ａ）に示す如く、車載用バッテリ１１は、主に、収納ケース４１と、収納ケース４１内に収納される複数の電池セル４２（図４（Ｂ）参照）と、収納ケース４１の上面を塞ぐカバー４３と、収納ケース４１の下方に配設される温調プレート４４（図４（Ｂ）参照）と、温調プレート４４の下方に配設される断熱部材４５（図４（Ｂ）参照）と、を有している。

【0052】

車載用バッテリ１１は、例えば、略直方体形状であり、車載用バッテリ１１の側方の側面１１Ａ，１１Ｂでは、車両１２の前後方向にその長手方向が配設され、車両１２の上下方向にその短手方向が配設されている。上述したように、側面１１Ａ，１１Ｂの長手方向の幅Ｗ３は、筐体部３１の側面３１Ａ，３１Ｂの長手方向の幅Ｗ１（図３（Ａ）参照）と略同一であり、側面１１Ａ，１１Ｂの短手方向の幅Ｗ４は、筐体部３１の側面３１Ａ，３１Ｂの短手方向の幅Ｗ２と略同一である。

【0053】

図４（Ｂ）に示す如く、収納ケース４１は、主に、一対のエンドプレート４６と、一対のバインドバー４７とから構成され、複数の電池セル４２を前方、後方、左方および右方から囲み、支持している。そして、エンドプレート４６は、例えば、板状に成形された樹脂または鋼板等から成り、両端部に位置する電池セル４２の前側面および後側面を覆う部材である。また、バインドバー４７は、例えば、板状に成形された樹脂または鋼板等から成り、複数の電池セル４２の右側面および左側面を覆う部材である。また、カバー４３は、例えば、板状に成形された樹脂または鋼板等から成り、電池セル４２を上方から覆う部材である。

【0054】

電池セル４２は、例えば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の２次電池である。個々の電池セル４２は、例えば、角型平板形状であり、車両１２の前後方向に沿って、その前後に小さな隙間を有した状態にて等間隔に配列されている。そして、複数の電池セル４２が、導電性の接続板（図示せず）を介して直列接続されることで、高出力の車載用バッテリ１１が構成されている。尚、図示していないが、電池セル４２の上面には、それぞれ上方に突出した正極側端子と負極側端子とが配設されている。

【0055】

温調プレート４４は、複数の電池セル４２の下面の近傍に配設された温調手段である。温調プレート４４の内部には、水などの媒体が流通するパイプ（図示せず）が配設されている。温調プレート４４が複数の電池セル４２の下方に配設されることで、電池セル４２の充放電特性等の電池特性が向上される。

【0056】

具体的には、電池セル４２の温度が使用可能温度範囲よりも高い場合には、温調プレート４４に冷却媒体が流通することで電池セル４２を冷却し、電池セル４２の温度を調整する。一方、電池セル４２の温度が使用可能温度範囲よりも低い場合には、温調プレート４４に加熱媒体が流通することで電池セル４２を昇温し、電池セル４２の温度を調整する。

【0057】

図１（Ｂ）を用いて説明したように、昇温ヒータ１６が、車載用バッテリ１１の側面１１Ａ，１１Ｂに沿って配設されることで、温調プレート４４は、車載用バッテリ１１の下面に沿って配設することができる。そして、昇温ヒータ１６及び温調プレート４４を用いて車載用バッテリ１１を３方向から昇温させることができる。その一方、温調プレート４４を用いて車載用バッテリ１１を冷却することもできる。

【0058】

断熱部材４５は、温調プレート４４の下方に配置された板状の部材であり、例えば、発泡ポリエチレン等の発泡合成樹脂から成る。断熱部材４５が、温調プレート４４の下方に配置されることで、温調プレート４４と外部とを断熱することができ、温調プレート４４の温調効果を増大させることができる。

【0059】

次に、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）を用いて、本実施形態の昇温装置１０の昇温ヒータ１６の配設状態を説明する。図５（Ａ）は、本実施形態の昇温装置１０の昇温ヒータ１６の配設状態を説明する斜視図である。図５（Ｂ）は、本実施形態の昇温装置１０の昇温ヒータ１６の配設状態を説明する断面図であり、図５（Ａ）に示す配設状態のＣ－Ｃ線方向の断面図である。

【0060】

図５（Ａ）では、図１（Ｂ）に示す車両１２のバッテリ配置領域１５の最前列に配設された２個の車載用バッテリ１１及び３個の昇温ヒータ１６を示している。昇温ヒータ１６は、車載用バッテリ１１の側方の側面１１Ａ，１１Ｂに対して配設され、車載用バッテリ１１を挟み込むように配設されている。そして、２個の車載用バッテリ１１間には、１個の昇温ヒータ１６が配設され、同時に２個の車載用バッテリ１１を温めている。

【0061】

図示したように、筐体部３１の上面３１Ｅと車載用バッテリ１１の上面１１Ｃとは、略面一となると共に、車両１２の前後方向において、筐体部３１の両端面３１Ｆと車載用バッテリ１１の両端面１１Ｄとは、略面一となっている。上述したように、昇温ヒータ１６の筐体部３１が、車載用バッテリ１１の上面１１Ｃ及び端面１１Ｄから突出して配設されない構造となることで、より多くの車載用バッテリ１１が、車両１２に効率的に搭載されることが可能となる。

【0062】

また、図３（Ａ）から図３（Ｃ）を用いて説明したように、昇温ヒータ１６の筐体部３１の側面３１Ａ，３１Ｂには、その外周縁部に沿って環状の突出部３１Ｃ，３１Ｄが形成されている。

【0063】

そして、図５（Ｂ）に示す如く、突出部３１Ｃ，３１Ｄの先端面が、車載用バッテリ１１の側面１１Ａ，１１Ｂの外周端部周辺に対して密接した状態となるように、昇温ヒータ１６が、車載用バッテリ１１に対して配設されている。そして、昇温ヒータ１６は、車載用バッテリ１１に対して、外観上は隙間なく配設されているが、その内部には、密閉空間５１，５２（図５（Ｂ）参照）が形成されている。

【0064】

図示したように、車載用バッテリ１１の側面１１Ａ，１１Ｂと筐体部３１の側面３１Ａ，３１Ｂとの間には、筐体部３１の凹部３４，３５を利用して密閉空間５１，５２が形成されている。尚、図示していないが、車載用バッテリ１１の車両１２の左右方向の両端部の側面１１Ａ，１１Ｂにおいても、右側の車載用バッテリ１１の側面１１Ａに対しては、筐体部３１の凹部３４を利用して密閉空間５２が形成され、左側の車載用バッテリ１１の側面１１Ｂに対しては、筐体部３１の凹部３５を利用して密閉空間５１が形成されている。

【0065】

密閉空間５１，５２内には空気が存在し、その空気は、電熱線３２及び不織布３３を介して温められる。図３（Ａ）を用いて説明したように、電熱線３２は、筐体部３１の側面３１Ａ，３１Ｂに対して、その上側よりも下側が密な状態となるように配線されている。そして、昇温ヒータ１６では、筐体部３１の中央から下端側までの領域にて、電熱線３２による発熱密度が高まる状態である。

【0066】

この構造により、密閉空間５１，５２内の空気は下側から温められ、密閉空間５１，５２内に上昇気流が発生し、温められた空気が密閉空間５１，５２内を上下方向へと対流することで、密閉空間５１，５２内の温度が、出来る限り均一に上昇する。そして、密閉空間５１，５２内の温められた空気を熱伝導経路として介在させて、車載用バッテリ１１の収納ケース４１を温めることで、その内部の温度を昇温させ、車載用バッテリ１１の複数の電池セル４２が温められる。その結果、車載用バッテリ１１では、出力特性や放充電特性等のバッテリ特性が劣化することが防止される。

【0067】

その一方、熱伝導経路として介在する空気は、密閉空間５１，５２内に留まることで、一定の温度まで上昇した後には、その温度を維持し易くなる。その結果、サブバッテリ２３（図２参照）から電熱線３２に供給される電力量を調整することで、昇温ヒータ１６の消費電力の低減を実現することもできる。尚、上述したように、電熱線３２の配線パターンを工夫することでも昇温ヒータ１６の消費電力の低減を実現している。

【0068】

また、図示したように、電熱線３２及び不織布３３は、筐体部３１内に内蔵されている。そして、昇温ヒータ１６は、主に、車両１２が寒冷地等の低温環境下にて走行する際に稼働するため、昇温ヒータ１６の稼働時には、急に高温状態となることで、車載用バッテリ１１や昇温ヒータ１６の筐体部３１には結露が発生する。このとき、電熱線３２は、筐体部３１により被覆され、保護されていることで、結露に晒されることがなく、昇温ヒータ１６が漏電することが防止される。また、電熱線３２が、結露により腐食し、断線することも防止される。

【0069】

尚、本実施形態では、筐体部３１の側面３１Ａ，３１Ｂには、その外周縁部に沿って環状の突出部３１Ｃ，３１Ｄが形成され、突出部３１Ｃ，３１Ｄの先端面が、車載用バッテリ１１の側面１１Ａ，１１Ｂの外周端部周辺に対して密接する場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、筐体部３１が一定の厚みの板状体から成り、筐体部３１の側面３１Ａ，３１Ｂに対して、その外周縁部に沿ってある程度の厚みを有するシール部材を貼り付け、シール部材の内側に凹部３４，３５が形成される構造でも良い。この構造においても、昇温ヒータ１６が車載用バッテリ１１の側面１１Ａ，１１Ｂに配設された際に、上記シール部材の先端面が、車載用バッテリ１１の側面１１Ａ，１１Ｂの外周端部周辺に対して密接し、車載用バッテリ１１の側面１１Ａ，１１Ｂと筐体部３１の側面３１Ａ，３１Ｂとの間に密閉空間５１，５２が形成され、上述した効果と同様な効果を得ることができる。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲にて種々の変更が可能である。

【符号の説明】

【0070】

１０ 昇温装置
１１ 車載用バッテリ
１１Ａ，１１Ｂ 側面
１１Ｃ 上面
１１Ｄ 端面
１２ 車両
１５ バッテリ配置領域
１６ 昇温ヒータ
２１ 電子制御ユニット
２２ 温度センサ
２３ サブバッテリ
２５ 駆動モータ
３１ 筐体部
３１Ａ，３１Ｂ 側面
３１Ｃ，３１Ｄ 突出部
３１Ｅ 上面
３１Ｆ 端面
３２ 電熱線
３３ 不織布
３４，３５ 凹部
４１ 収納ケース
４２ 電池セル
４４ 温調プレート
５１，５２ 密閉空間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】