JP2017084582A - Battery pack - Google Patents

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大輔 黒田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a battery pack that enables enhancement of responsibility associated with temperature management of battery cells when plural battery cells and an air blower are housed in a housing.SOLUTION: In a battery pack including plural batteries, a housing for housing the plural batteries, a circulation passage which is formed in the housing and through which heat exchange fluid circulates while contacting the plural batteries and the inner wall surface of the housing, a blower 140 which is housed in the housing to circulate the fluid in the circulation passage, and a controller 190 for controlling the operation of the blower 140, a calculator 193 for calculating the generated heat amount of a predetermined battery out of the plural batteries is provided, and the controller 190 determines the rotation speed of the blower 140 based on the generated heat amount acquired by the calculator 193.SELECTED DRAWING: Figure 8

Description

本発明は、ケース内部に収容された複数個の電池セルを有する電池パックに関するものである。   The present invention relates to a battery pack having a plurality of battery cells housed inside a case.

従来の電池パックとして、例えば、特許文献1に記載されたものが知られている。特許文献1に記載の電池パックは、車載バッテリを冷却するファンの制御装置となっている。車載バッテリは、走行用駆動源となる電気モータに電力を供給するものであり、例えば、乗員用の座席の下に配置されている。また、車載バッテリに隣接する位置には、この車載バッテリを冷却するためのファンが設けられている。ファンの作動は、制御装置によって制御される。ファンの作動により車室内の空調された空気が車載バッテリに供給されるようになっている。   As a conventional battery pack, for example, a battery pack described in Patent Document 1 is known. The battery pack described in Patent Document 1 is a fan control device that cools an in-vehicle battery. The in-vehicle battery supplies electric power to an electric motor serving as a driving source for traveling, and is disposed, for example, under a passenger seat. A fan for cooling the in-vehicle battery is provided at a position adjacent to the in-vehicle battery. The operation of the fan is controlled by a control device. The air-conditioned air in the passenger compartment is supplied to the in-vehicle battery by the operation of the fan.

そして、特許文献1では、制御装置は、車載バッテリの温度が予め定めたAレベル以上となるとファンを作動させて、車載バッテリを冷却するようになっている。このとき、特許文献1では、バッテリ温度が高くなるほど(A〜Eに上昇するほど)、更には、車室内の騒音のレベルが高いほど(1〜3に上昇するほど)、ファンの回転速度が大きくなるように制御される。   And in patent document 1, if the temperature of a vehicle-mounted battery becomes more than predetermined A level, a control apparatus will operate a fan and will cool a vehicle-mounted battery. At this time, in Patent Document 1, the higher the battery temperature (the higher it increases to A to E), and the higher the noise level in the passenger compartment (the higher it increases to 1 to 3), the higher the rotational speed of the fan. Controlled to increase.

これにより、ファンの作動音による体感騒音を低減しつつ、車載バッテリの効果的な冷却を可能としている。   Thereby, the vehicle-mounted battery can be effectively cooled while reducing the sensible noise due to the operating sound of the fan.

特許第3843956号公報Japanese Patent No. 3844356

特許文献1では、上記のように、車載バッテリおよびファンは、車室内の開放空間となる座席の下に配置されており、車載バッテリの温度がAレベル以上のときにファンを作動させて、車室内の空調された空気を車載バッテリに供給することで効果的な冷却を可能としている。つまり、特許文献1は、開放式の空冷電池パックとなっている。その反面、ファンの作動音が直接的に乗員に聞こえてしまうことから、車室内の騒音レベルに応じたファンの回転速度の制御が組み込まれている。   In Patent Document 1, as described above, the in-vehicle battery and the fan are arranged under a seat that is an open space in the vehicle interior, and the vehicle is operated by operating the fan when the temperature of the in-vehicle battery is equal to or higher than the A level. Effective cooling is enabled by supplying the air-conditioned indoor air to the vehicle-mounted battery. That is, Patent Document 1 is an open-type air-cooled battery pack. On the other hand, since the operating sound of the fan can be heard directly by the occupant, control of the rotational speed of the fan according to the noise level in the passenger compartment is incorporated.

ここで、本発明者らは、筐体内に複数の電池セルおよび送風機を収容し、送風機によって筐体内で冷却流体を循環させることで複数の電池セルの温度を制御する密閉式の電池パックを検討している。このような密閉式の電池パックでは、送風機が筐体内に収容されることから、乗員に対する送風機の作動音の影響を抑制することが可能となる。   Here, the present inventors have considered a sealed battery pack in which a plurality of battery cells and a blower are accommodated in a casing, and the temperature of the plurality of battery cells is controlled by circulating a cooling fluid in the casing by the blower. doing. In such a sealed battery pack, since the blower is accommodated in the housing, it is possible to suppress the influence of the operating sound of the blower on the occupant.

しかしながら、密閉式の電池パックでは、電池セルの熱は、筐体内の冷却流体、筐体の壁部、および筐体の外部空気の順に熱伝達される。よって、開放式の電池パックのように電池セルの熱が筐体の外部空気(空調空気)に直接放出される場合に比べて、密閉式の電池パックでは熱移動に時間がかかり、電池セルの温度に基づく温度管理では、例えば、管理温度に対してオーバシュートを発生してしまうような、応答性が悪いという問題があった。   However, in the sealed battery pack, the heat of the battery cells is transferred in the order of the cooling fluid in the casing, the wall of the casing, and the external air of the casing. Therefore, compared to the case where the heat of the battery cell is directly released to the external air (air conditioned air) of the housing as in the case of the open type battery pack, the sealed battery pack takes time for heat transfer, and the battery cell In temperature management based on temperature, for example, there is a problem of poor response such that overshoot occurs with respect to the management temperature.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、複数の電池セルおよび送風機が筐体内に収容されるものにおいて、電池セルの温度管理に関する応答性を向上可能とする電池パックを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and provides a battery pack capable of improving responsiveness related to temperature management of battery cells in a case where a plurality of battery cells and a blower are housed in a casing. There is.

本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。   In order to achieve the above object, the present invention employs the following technical means.

第1の発明では、複数の電池(121)と、
複数の電池(121)を収容する筐体(110)と、
筐体(110)内に形成されて、複数の電池(121)および筐体(110)の内壁面に接触するようにして熱交換用の流体が流通する循環通路(130)と、
筐体(110)内に収容されて、循環通路(130)に流体を流通させる送風機(140)と、
送風機(140)の作動を制御する制御部(190)と、を備える電池パックにおいて、
複数の電池(121)のうち、所定の電池(121)の発熱量を算出する算出部(193)を備え、
制御部(190)は、算出部(193)によって得られた発熱量に基づいて、送風機(140)の回転数を決定することを特徴としている。
In the first invention, a plurality of batteries (121),
A housing (110) containing a plurality of batteries (121);
A circulation passage (130) formed in the housing (110) and through which a fluid for heat exchange flows so as to be in contact with the inner wall surfaces of the plurality of batteries (121) and the housing (110);
A blower (140) housed in the housing (110) and circulates fluid in the circulation passage (130);
In a battery pack comprising a control unit (190) for controlling the operation of the blower (140),
A calculation unit (193) for calculating a calorific value of a predetermined battery (121) among the plurality of batteries (121);
The control unit (190) is characterized in that the number of rotations of the blower (140) is determined based on the heat generation amount obtained by the calculation unit (193).

この発明によれば、電池(121)の発熱量に基づいて、送風機(140)の回転数が制御されることになる。電池(121)の発熱量を用いた温度管理は、電池(121)の温度変化にかかる要因系に基づくフィードフォワード制御となるので、先を見越した見込み制御が容易となり、結果系としての温度を用いたフィードバック制御における温度のオーバシュート等を抑制して、温度管理に関する応答性を向上させることができる。   According to this invention, the rotation speed of the blower (140) is controlled based on the heat generation amount of the battery (121). The temperature management using the calorific value of the battery (121) is feedforward control based on a factor system related to the temperature change of the battery (121), so that prospective prospective control becomes easy and the temperature as a result system is controlled. Responsiveness related to temperature management can be improved by suppressing temperature overshoot in the feedback control used.

第2の発明では、複数の電池(121)と、
複数の電池(121)を収容する筐体(110)と、
筐体(110)内に形成されて、複数の電池(121)および筐体(110)の内壁面に接触するようにして熱交換用の流体が流通する循環通路(130)と、
筐体(110)内に収容されて、循環通路(130)に流体を流通させる送風機(140)と、
送風機(140)の作動を制御する制御部(190)と、を備える電池パックにおいて、
複数の電池(121)のうち、所定の電池(121)の温度を検出する検出器(183)と、
所定の電池(121)の内部抵抗を推定する推定部(197)と、を備え、
制御部(190)は、検出器(183)によって得られた温度に基づいて、送風機(140)の基本回転数を算出すると共に、推定部(197)によって得られた内部抵抗に応じて基本回転数を補正して送風機(140)に対する指令値を決定することを特徴としている。
In the second invention, a plurality of batteries (121),
A housing (110) containing a plurality of batteries (121);
A circulation passage (130) formed in the housing (110) and through which a fluid for heat exchange flows so as to be in contact with the inner wall surfaces of the plurality of batteries (121) and the housing (110);
A blower (140) housed in the housing (110) and circulates fluid in the circulation passage (130);
In a battery pack comprising a control unit (190) for controlling the operation of the blower (140),
A detector (183) for detecting a temperature of a predetermined battery (121) among the plurality of batteries (121);
An estimation unit (197) for estimating an internal resistance of a predetermined battery (121),
The control unit (190) calculates the basic rotational speed of the blower (140) based on the temperature obtained by the detector (183), and performs basic rotation according to the internal resistance obtained by the estimation unit (197). A command value for the blower (140) is determined by correcting the number.

この発明によれば、温度に基づいて基本回転数を算出した後に、電池(121)の内部抵抗に応じて基本回転数が補正され、指令値として決定されることになる。電池(121)の内部抵抗は、電池(121)の発熱量に関連する物理量である。よって、電池(121)の温度に対して、内部抵抗の条件も加味することで、発熱量に基づく制御の意味合いが付加されて、温度に対する見込み制御が容易となり、電池(121)の温度管理に関する応答性を向上することが可能となる。   According to the present invention, after calculating the basic rotational speed based on the temperature, the basic rotational speed is corrected according to the internal resistance of the battery (121) and determined as the command value. The internal resistance of the battery (121) is a physical quantity related to the amount of heat generated by the battery (121). Therefore, by adding the internal resistance condition to the temperature of the battery (121), the meaning of the control based on the heat generation amount is added, and the prospective control with respect to the temperature becomes easy, and the temperature management of the battery (121) is performed. Responsiveness can be improved.

尚、特許請求の範囲における括弧内の符号は、記載内容の理解を容易にすべく、後述する実施形態において対応する構成を例示するものに留まり、発明の内容を限定することを意図したものではない。   Note that the reference numerals in parentheses in the scope of claims are intended only to exemplify corresponding configurations in the embodiments to be described later in order to facilitate understanding of the description, and are not intended to limit the content of the invention. Absent.

第1実施形態における電池パックの構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the battery pack in 1st Embodiment. 図1におけるII−II部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the II-II part in FIG. 図1におけるIII−III部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the III-III part in FIG. 図1におけるIV−IV部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the IV-IV part in FIG. 内部フィンを示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows an internal fin. 外部フィンを示す斜視図である。It is a perspective view which shows an external fin. 外部ダクトを示す斜視図である。It is a perspective view which shows an external duct. 第1実施形態における電池管理ユニットの構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the battery management unit in 1st Embodiment. 時間経過に対する電流、およびセル電圧を示すグラフである。It is a graph which shows the electric current with respect to time passage, and a cell voltage. セル発熱量に対する回転数を示すグラフ(第1マップ)である。It is a graph (1st map) which shows the rotation speed with respect to cell calorific value. ケース内における流体の流れを示す平面図である。It is a top view which shows the flow of the fluid in a case. ケース内における流体の流れを示す側面図である。It is a side view which shows the flow of the fluid in a case. ケース内の内部フィンによる流体の流れを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the flow of the fluid by the internal fin in a case. 外部ダクト内の流体の流れを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the flow of the fluid in an external duct. 時間経過に対するセル発熱量、セル温度、回転数を示すグラフである。It is a graph which shows the cell calorific value, cell temperature, and rotation speed with respect to time passage. 第2実施形態における電池管理ユニットの構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the battery management unit in 2nd Embodiment. セル温度に対する回転数を示すグラフ(第2マップ)である。It is a graph (2nd map) which shows the rotation speed with respect to cell temperature. 第2実施形態の変形例における電池管理ユニットの構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the battery management unit in the modification of 2nd Embodiment. セル発熱量、セル温度に対する回転数を示す表(第3マップ)である。It is a table | surface (3rd map) which shows the rotation speed with respect to cell calorific value and cell temperature. 第3実施形態における電池管理ユニットの構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the battery management unit in 3rd Embodiment. セル内部抵抗に対する補正係数を示すグラフ(補正係数マップ)である。It is a graph (correction coefficient map) which shows the correction coefficient with respect to cell internal resistance. 補正係数に基づく基本回転数の補正要領を示すグラフである。It is a graph which shows the correction | amendment point of the basic rotation speed based on a correction coefficient.

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。   A plurality of modes for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. In each embodiment, parts corresponding to the matters described in the preceding embodiment may be denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted. When only a part of the configuration is described in each mode, the other modes described above can be applied to the other parts of the configuration. Not only combinations of parts that clearly indicate that the combination is possible in each embodiment, but also a combination of the embodiments even if they are not clearly specified unless there is a problem with the combination. It is also possible.

(第1実施形態)
本発明の一例である第1実施形態の電池パック100の構成について、図1〜図8を参照しながら説明する。電池パック100は、例えば、電池に充電された電力によって駆動されるモータと、内燃機関とを走行駆動源とするハイブリッド自動車、あるいはモータを走行駆動源とする電気自動車等に用いられる。電池パック100に含まれる複数の電池セル121は、例えば、ニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池、有機ラジカル電池等である。
(First embodiment)
The configuration of the battery pack 100 according to the first embodiment, which is an example of the present invention, will be described with reference to FIGS. The battery pack 100 is used, for example, in a hybrid vehicle using a motor driven by electric power charged in a battery and an internal combustion engine as a travel drive source, or an electric vehicle using a motor as a travel drive source. The plurality of battery cells 121 included in the battery pack 100 are, for example, a nickel hydride secondary battery, a lithium ion secondary battery, an organic radical battery, or the like.

電池パック100は、車両のトランクルーム、あるいはトランクルームより下方に設けられたトランクルーム裏エリア等のパック収容スペースに設置される。このパック収容スペースは、例えば、スペアタイヤ、工具等も収納することができる。電池パック100は、後述する底壁112や底壁側通路135を下側にした姿勢で、パック収容スペースに設置される。   The battery pack 100 is installed in a pack accommodation space such as a trunk room of a vehicle or a back area of the trunk room provided below the trunk room. This pack storage space can also store spare tires, tools, and the like, for example. The battery pack 100 is installed in the pack housing space in a posture in which a bottom wall 112 and a bottom wall side passage 135 (to be described later) are on the lower side.

また、電池パック100は、車両の車室内に設けられる前部座席の下方や後部座席等の下方に設置されるようにしてもよい。この場合、電池パック100は、底壁112や底壁側通路135を下側にした姿勢で、前部座席や後部座席等の下方に設置される。また、後部座席の下方において電池パック100を設置する空間は、トランクルームよりも下方のトランクルーム裏エリアに連通させるようにしてもよい。また当該設置空間は、車外に連通するようにも構成できる。   Further, the battery pack 100 may be installed below a front seat or a rear seat provided in a vehicle interior of the vehicle. In this case, the battery pack 100 is installed below the front seat, the rear seat, etc. with the bottom wall 112 and the bottom wall side passage 135 positioned downward. Further, the space where the battery pack 100 is installed below the rear seat may be communicated with the trunk room back area below the trunk room. The installation space can also be configured to communicate with the outside of the vehicle.

電池パック100は、ケース110、複数の電池セル121からなる組電池120(セル積層体120A)、循環通路130、PTCヒータ144の設けられた送風機140(140A、140B)、内部フィン150(151、152)、外部フィン160(161、162)、送風機172を有する外部ダクト170、電圧センサ181、電流センサ182、温度センサ183、および電池管理ユニット190等を備えている。   The battery pack 100 includes a case 110, an assembled battery 120 (cell stack 120A) including a plurality of battery cells 121, a circulation passage 130, a blower 140 (140A, 140B) provided with a PTC heater 144, an internal fin 150 (151, 152), an external fin 160 (161, 162), an external duct 170 having a blower 172, a voltage sensor 181, a current sensor 182, a temperature sensor 183, a battery management unit 190, and the like.

尚、本実施形態では、図1において、Frは車両前方側を示し、Rrは車両後方側を示し、LHは車両左側を示し、RHは車両右側を示している。電池パック100における方向を示す際に、Fr−Rrの方向を前後方向、LH−RHの方向を左右方向と呼ぶことにする。また、重力の作用方向を上下方向と呼ぶことにする。   In this embodiment, in FIG. 1, Fr indicates the vehicle front side, Rr indicates the vehicle rear side, LH indicates the vehicle left side, and RH indicates the vehicle right side. When showing the direction in the battery pack 100, the direction of Fr-Rr will be called the front-back direction, and the direction of LH-RH will be called the left-right direction. In addition, the action direction of gravity is referred to as the vertical direction.

ケース110は、外部と隔離した密閉された内部空間を形成する筐体であり、組電池120、および送風機140(140A、140B)、更には、内部フィン150、電圧センサ181、電流センサ182、および電池管理ユニット190等を内部に収容している。   The case 110 is a housing that forms a sealed internal space that is isolated from the outside. The assembled battery 120, the blower 140 (140A, 140B), the internal fin 150, the voltage sensor 181, the current sensor 182, and A battery management unit 190 and the like are housed inside.

ケース110は、内部の空間を包囲する複数の壁からなる箱形を呈し、アルミニウム板または鉄板の成型品で形成されている。ケース110は、例えば、上下方向に扁平な直方体となっており、6面、即ち、天壁111、底壁112、側壁113、側壁114、側壁115、および側壁116を有している。また、ケース110は、内部を区画する区画壁117、および底壁112における補強用の梁118を有している。   The case 110 has a box shape composed of a plurality of walls surrounding an internal space, and is formed of a molded product of an aluminum plate or an iron plate. The case 110 is, for example, a rectangular parallelepiped flat in the vertical direction, and has six surfaces, that is, a top wall 111, a bottom wall 112, a side wall 113, a side wall 114, a side wall 115, and a side wall 116. The case 110 also has a partition wall 117 that partitions the inside, and a reinforcing beam 118 on the bottom wall 112.

天壁111は、ケース110の上側の面を形成する壁であり、前後方向に長辺を有する長方形の壁となっている。底壁112は、ケース110の下側の面を形成する壁であり、天壁111と同様の形状を有している。   The top wall 111 is a wall that forms the upper surface of the case 110, and is a rectangular wall having long sides in the front-rear direction. The bottom wall 112 is a wall that forms the lower surface of the case 110 and has the same shape as the top wall 111.

また、側壁113、114は、ケース110の左右側の面を形成する壁であり、前後方向に長辺を有する細長い長方形の壁となっている。側壁113、114は、互いに向かい合う位置関係にある。また、側壁115、116は、ケース110の前後側の面を形成する壁であり、左右方向に長辺を有する細長い長方形の壁となっている。側壁115、116は、互いに向かい合う位置関係にある。また、側壁115、116は、側壁113、114に対して直交する壁となっている。   The side walls 113 and 114 are walls that form the left and right sides of the case 110, and are elongated rectangular walls having long sides in the front-rear direction. The side walls 113 and 114 are in a positional relationship facing each other. The side walls 115 and 116 are walls that form the front and rear surfaces of the case 110, and are elongated rectangular walls having long sides in the left-right direction. The side walls 115 and 116 are in a positional relationship facing each other. Further, the side walls 115 and 116 are walls orthogonal to the side walls 113 and 114.

ケース110は、上記各壁111〜116を用いたものに代えて、複数のケース体を接合して組み立てることにより、内部に箱体状の空間を形成して製作するようにしてもよい。また、ケース110の複数の壁のうち、所定の壁の表面には、放熱面積を大きくするために複数の凸部または凹部を形成するようにしてもよい。   The case 110 may be manufactured by forming a box-like space inside the case 110 by joining and assembling a plurality of case bodies instead of using the walls 111 to 116 described above. Moreover, you may make it form a some convex part or a recessed part in the surface of a predetermined wall among the several walls of case 110, in order to enlarge a thermal radiation area.

尚、電池パック100において、側壁113、114の長辺に沿う方向が前後方向に対応しており、また、側壁115、116の長辺に沿う方向が左右方向に対応している。   In the battery pack 100, the direction along the long sides of the side walls 113, 114 corresponds to the front-rear direction, and the direction along the long sides of the side walls 115, 116 corresponds to the left-right direction.

区画壁117は、ケース110の内部において、側壁116側に配置されて、側壁116と平行となって、側壁113、114間を繋ぐ壁となっている。区画壁117は、底壁112の上側の面(ケース110の内側となる面)からケース110の上下方向の中間位置まで延びている。区画壁117と側壁116との間には空間117aが形成されている。空間117aには、後述する電池管理ユニット190が収容されている。   The partition wall 117 is disposed on the side of the side wall 116 inside the case 110 and is a wall that is parallel to the side wall 116 and connects the side walls 113 and 114. The partition wall 117 extends from the upper surface of the bottom wall 112 (the surface on the inner side of the case 110) to an intermediate position in the vertical direction of the case 110. A space 117 a is formed between the partition wall 117 and the side wall 116. A battery management unit 190 described later is accommodated in the space 117a.

梁118は、図1〜図3に示すように、ケース110の強度を向上させるための補強部材となっており、底壁112の上側の面(ケース110の内側となる面)に並列となるように複数本、設けられている。本実施形態では、梁118は、5本の設定となっている。梁118は、細長の棒状を成しており、長手方向がケース110に対して前後方向を向くように、且つ、左右方向に等間隔で並ぶようにして、底壁112に設けられている。各梁118同士のピッチ(中心線間距離)は、電池セル121の左右方向の寸法と同等となるように設定されている。   As shown in FIGS. 1 to 3, the beam 118 is a reinforcing member for improving the strength of the case 110, and is parallel to the upper surface of the bottom wall 112 (the surface that is the inner side of the case 110). A plurality are provided. In the present embodiment, five beams 118 are set. The beam 118 is formed in an elongated bar shape, and is provided on the bottom wall 112 so that the longitudinal direction thereof faces the front-rear direction with respect to the case 110 and is arranged at equal intervals in the left-right direction. The pitch (distance between center lines) between the beams 118 is set to be equal to the horizontal dimension of the battery cell 121.

梁118は、ケース110に対して別体形成されたものであり、例えば、中空で断面が四角形を成す角柱部材となっている。更に具体的には、梁118は、断面形状がコの字状を成しており、コの字状の開口側が底壁112に固定されている。梁118は、例えば、アルミニウム材、あるいは鉄材等から形成されている。   The beam 118 is formed separately from the case 110, and is, for example, a prismatic member that is hollow and has a square cross section. More specifically, the beam 118 has a U-shaped cross section, and the U-shaped opening side is fixed to the bottom wall 112. The beam 118 is made of, for example, an aluminum material or an iron material.

区画壁117と複数の電池セル121(組電池120)との間において、複数本の梁118の上面には、側壁113から側壁114に繋がる板状の閉塞壁119aが設けられている。この閉塞壁119aによって、各梁118間の空間の上側は、閉塞されている。   Between the partition wall 117 and the plurality of battery cells 121 (the assembled battery 120), a plate-shaped blocking wall 119 a connected from the side wall 113 to the side wall 114 is provided on the upper surface of the plurality of beams 118. The upper side of the space between the beams 118 is blocked by the blocking wall 119a.

同様に、側壁115と複数の電池セル121(組電池120)との間において、複数本の梁118の上面には、側壁113から側壁114に繋がる板状の閉塞壁119bが設けられている。この閉塞壁119bによって、各梁118間の空間の上側は、閉塞されている。   Similarly, between the side wall 115 and the plurality of battery cells 121 (the assembled battery 120), a plate-shaped blocking wall 119 b connected from the side wall 113 to the side wall 114 is provided on the upper surface of the plurality of beams 118. The upper side of the space between the beams 118 is blocked by the blocking wall 119b.

組電池120は、複数の電池セル121が積層されたセル積層体120Aが、複数設けられて形成されている。本実施形態では、例えば、20個の電池セル121によって1つのセル積層体120Aが形成され、このセル積層体120Aが4つ並べられて、組電池120が形成されている(図1)。   The assembled battery 120 is formed by providing a plurality of cell stacks 120A in which a plurality of battery cells 121 are stacked. In the present embodiment, for example, one cell stack 120A is formed by 20 battery cells 121, and four cell stacks 120A are arranged to form an assembled battery 120 (FIG. 1).

電池セル121は、前後方向に扁平な直方体を成しており、外装ケースから外部に突出する正極端子、および負極端子を備えている。電池セル121は、本発明の電池に対応する。   The battery cell 121 has a rectangular parallelepiped flat in the front-rear direction, and includes a positive electrode terminal and a negative electrode terminal that protrude outward from the outer case. The battery cell 121 corresponds to the battery of the present invention.

セル積層体120Aは、複数の電池セル121が積層されて、この積層された電池セル121が電池ケースに収容されて形成されている。即ち、複数の電池セル121は、扁平方向と直交する面が互いに向かい合うように積層されている。そして、電池ケースは、各電池セル121の上面側、および下面側が開口されて、各電池セル121の周囲を覆うケースとなっている。   The cell stack 120A is formed by stacking a plurality of battery cells 121 and accommodating the stacked battery cells 121 in a battery case. That is, the plurality of battery cells 121 are stacked such that the surfaces perpendicular to the flat direction face each other. The battery case is a case in which the upper surface side and the lower surface side of each battery cell 121 are opened to cover the periphery of each battery cell 121.

セル積層体120Aにおいて、隣り合う電池セル121における異極の端子間は、バスバー等の導電部材によって電気的に接続(直列接続)されている。バスバーと電極端子との接続は、例えばネジ締めや、溶接等により行われる。したがって、バスバー等によって電気的に接続された複数の電池セル121の両端に配された総端子部は、外部から電力が供給されたり、他の電気機器へ向けて放電したりするようになっている。   In cell stack 120A, terminals of different polarities in adjacent battery cells 121 are electrically connected (in series connection) by a conductive member such as a bus bar. The connection between the bus bar and the electrode terminal is performed, for example, by screwing or welding. Therefore, the total terminal portions arranged at both ends of the plurality of battery cells 121 electrically connected by a bus bar or the like are supplied with electric power from the outside or discharged toward other electric devices. Yes.

また、セル積層体120Aにおいて、積層される複数の電池セル121の間には、それぞれ所定の隙間が形成されるように設置されている。この隙間は、電池セル121間に設けられたスペーサ部材等によって形成されている。スペーサ部材は、例えば、電池ケースにおいて、各電池セル121間に仕切り壁部を設け、この仕切り壁部に凹凸等を設けることで形成対応することができる。   Further, in the cell stack 120A, a predetermined gap is formed between each of the stacked battery cells 121. This gap is formed by a spacer member or the like provided between the battery cells 121. For example, in the battery case, the spacer member can be formed and provided by providing a partition wall portion between the battery cells 121 and providing unevenness or the like on the partition wall portion.

複数のセル積層体120A(各電池セル121)は、図1、図3に示すように、梁118の上面に固定(配置)されている。具体的には、1つのセル積層体120A(各電池セル121)は、複数の梁118が並べられた方向(左右方向)の下側の両端部が、それぞれ2本の梁118の上に乗せられて配置(固定)されている。   The plurality of cell stacks 120 </ b> A (each battery cell 121) are fixed (arranged) on the upper surface of the beam 118 as shown in FIGS. 1 and 3. Specifically, in each cell stack 120A (each battery cell 121), both lower ends of the direction in which the plurality of beams 118 are arranged (left and right direction) are placed on the two beams 118, respectively. Is placed (fixed).

循環通路130は、ケース110内に形成され、各電池セル121およびケース110の内壁面(ここでは、主に側壁113、114、天壁111、底壁112)に接触するようにして熱交換用の流体が流通する通路である。循環通路130は、主に、側壁側通路131、側壁側通路132、天壁側通路133、電池通路134、底壁側通路135、および各送風機140A、140Bを結ぶ一連の流通路によって形成されている。   The circulation passage 130 is formed in the case 110 and is used for heat exchange so as to contact each battery cell 121 and the inner wall surface of the case 110 (here, mainly the side walls 113 and 114, the top wall 111, and the bottom wall 112). Is a passage through which the fluid flows. The circulation passage 130 is mainly formed by a side wall side passage 131, a side wall side passage 132, a top wall side passage 133, a battery passage 134, a bottom wall side passage 135, and a series of flow passages connecting the respective fans 140A and 140B. Yes.

側壁側通路131は、天壁111、および底壁112の両方に直交し、側壁113に対して平行に延び、複数の電池セル121(組電池120)と側壁113との間に形成される通路である。   The side wall-side passage 131 is orthogonal to both the top wall 111 and the bottom wall 112, extends in parallel to the side wall 113, and is formed between the plurality of battery cells 121 (the assembled battery 120) and the side wall 113. It is.

側壁側通路132は、天壁111、および底壁112の両方に直交し、側壁114に対して平行に延び、複数の電池セル121(組電池120)と側壁114との間に形成される通路である。   The side wall-side passage 132 is orthogonal to both the top wall 111 and the bottom wall 112, extends parallel to the side wall 114, and is formed between the plurality of battery cells 121 (the assembled battery 120) and the side wall 114. It is.

天壁側通路133は、天壁111と複数の電池セル121(組電池120)との間に形成されて、天壁111に平行に延びる通路である。   The ceiling wall side passage 133 is a passage that is formed between the ceiling wall 111 and the plurality of battery cells 121 (the assembled battery 120) and extends parallel to the ceiling wall 111.

側壁側通路131と天壁側通路133は、天壁111と側壁113との境界部で繋がっている。また、側壁側通路132と天壁側通路133は、天壁111と側壁114との境界部で繋がっている。   The side wall side passage 131 and the top wall side passage 133 are connected at the boundary between the top wall 111 and the side wall 113. Further, the side wall side passage 132 and the top wall side passage 133 are connected at the boundary between the top wall 111 and the side wall 114.

電池通路134は、各セル積層体120Aにおいて、隣り合う電池セル121間の隙間によって形成される通路である。   Battery passage 134 is a passage formed by a gap between adjacent battery cells 121 in each cell stack 120A.

底壁側通路135は、底壁112、複数の電池セル121の下端面121a、および梁118によって囲まれた空間として形成される通路である。加えて、底壁側通路135には、底壁112、閉塞壁119a、および梁118によって囲まれた空間、更には、底壁112、閉塞壁119b、および梁118によって囲まれた空間も含まれている。底壁側通路135は、各電池セル121の下側で、隣り合う梁118の間に形成される通路となっており、本実施形態では、5本の梁118をもとに、4つの通路として形成されている。   The bottom wall side passage 135 is a passage formed as a space surrounded by the bottom wall 112, the lower end surfaces 121 a of the plurality of battery cells 121, and the beam 118. In addition, the bottom wall side passage 135 includes a space surrounded by the bottom wall 112, the blocking wall 119a, and the beam 118, and further includes a space surrounded by the bottom wall 112, the blocking wall 119b, and the beam 118. ing. The bottom wall side passage 135 is a passage formed between the adjacent beams 118 on the lower side of each battery cell 121. In the present embodiment, four passages are formed based on the five beams 118. It is formed as.

4つの底壁側通路135のうち、側壁113側から2つめの通路は、送風機140Aの近傍で、図示しない連通部によって1つめの通路と連通している。また、側壁113側から3つめの通路は、送風機140Bの近傍で、図示しない連通部によって4つめの通路と連通している。   Of the four bottom wall side passages 135, the second passage from the side wall 113 side communicates with the first passage by a communication portion (not shown) in the vicinity of the blower 140A. In addition, the third passage from the side wall 113 side communicates with the fourth passage by a communication portion (not shown) in the vicinity of the blower 140B.

電池通路134の上側は、天壁側通路133と繋がっており、また、電池通路134の下側は、底壁側通路135と繋がっている。   The upper side of the battery passage 134 is connected to the top wall side passage 133, and the lower side of the battery passage 134 is connected to the bottom wall side passage 135.

送風機140は、ケース110内に収容されて、循環通路130に熱交換用の流体を強制的に流通(循環)させる流体駆動手段である。本実施形態では、送風機140は、第1送風機140Aと第2送風機140Bとの2つが並ぶように設定されている。以下、2つの送風機140A、140Bを総称して送風機140として記載することもある。循環通路130に循環させる流体としては、例えば、空気、各種のガス、水、冷媒等を用いることができる。   The blower 140 is a fluid drive unit that is accommodated in the case 110 and forcibly circulates (circulates) a heat exchange fluid in the circulation passage 130. In the present embodiment, the blower 140 is set so that two of the first blower 140A and the second blower 140B are arranged. Hereinafter, the two blowers 140A and 140B may be collectively referred to as the blower 140. As the fluid circulated in the circulation passage 130, for example, air, various gases, water, a refrigerant, or the like can be used.

第1送風機140Aは、図1、図2、図4に示すように、側壁113側の2つのセル積層体120Aの領域に対応する循環通路130に流体を循環させる送風機となっている。また、第2送風機140Bは、側壁114側の2つのセル積層体120Aの領域に対応する循環通路130に流体を循環させる送風機となっている。第1送風機140Aと、第2送風機140Bは、ケース110の前後方向を向く中心線に対して対称となるように、ケース110内において、側壁115とセル積層体120A(複数の電池セル121)との間に配置されている。   As shown in FIGS. 1, 2, and 4, the first blower 140 </ b> A is a blower that circulates fluid through the circulation passage 130 corresponding to the region of the two cell stacks 120 </ b> A on the side wall 113 side. The second blower 140B is a blower that circulates fluid through the circulation passage 130 corresponding to the region of the two cell stacks 120A on the side wall 114 side. In the case 110, the first blower 140A and the second blower 140B are symmetrical with respect to the center line facing the front-rear direction of the case 110, and the side wall 115 and the cell stack 120A (a plurality of battery cells 121). It is arranged between.

各送風機140A、140Bは、モータ141、シロッコファン142、およびファンケーシング143を有している。   Each of the fans 140A and 140B includes a motor 141, a sirocco fan 142, and a fan casing 143.

モータ141は、シロッコファン142を回転駆動させる電気機器であり、シロッコファン142の上側に設けられている。   The motor 141 is an electric device that rotationally drives the sirocco fan 142, and is provided on the upper side of the sirocco fan 142.

シロッコファン142は、回転軸方向に流体を吸入し、遠心方向に流体を吹出す遠心式のファンであり、回転軸が上下方向を向くように配置されている。   The sirocco fan 142 is a centrifugal fan that sucks fluid in the direction of the rotation axis and blows out the fluid in the centrifugal direction, and is arranged so that the rotation axis is directed in the vertical direction.

ファンケーシング143は、シロッコファン142を覆うように形成されて、シロッコファン142による流体の吸込み、および吹出し方向を設定する導風部材となっている。ファンケーシング143は、シロッコファン142の下側で開口する吸込み口143a、吹出した流体の流れを導く吹出しダクト143b、および吹出しダクト143bの先端部で開口する吹出し口143cを有している。   The fan casing 143 is formed so as to cover the sirocco fan 142, and serves as a wind guide member that sets the suction and discharge directions of the fluid by the sirocco fan 142. The fan casing 143 includes a suction port 143a that opens below the sirocco fan 142, a blowout duct 143b that guides the flow of the blown fluid, and a blowout port 143c that opens at the tip of the blowout duct 143b.

各送風機140A、140Bの各吸込み口143aは、底壁側通路135における側壁115側の領域と繋がるように配置されている。送風機140Aの吸込み口143aは、4つの底壁側通路135のうち、側壁113側から1つめと2つめの通路と繋がっている。また、送風機140Bの吸込み口143aは、4つの底壁側通路135のうち、側壁113側から3つめと4つめの通路と繋がっている。   Each suction port 143a of each blower 140A, 140B is disposed so as to be connected to a region on the side wall 115 side in the bottom wall side passage 135. The suction port 143a of the blower 140A is connected to the first and second passages from the side wall 113 of the four bottom wall passages 135. Further, the suction port 143a of the blower 140B is connected to the third and fourth passages from the side wall 113 side among the four bottom wall side passages 135.

各送風機140A、140Bの各吹出しダクト143bは、シロッコファン142の側面からケース110の中心側に一旦延びて、Uターンするようにして、側壁側通路131、132側に、それぞれ延びるように形成されている。   Each blower duct 143b of each blower 140A, 140B is formed to extend once from the side surface of the sirocco fan 142 to the center side of the case 110 and to make a U-turn, and to extend to the side wall side passages 131, 132 side. ing.

そして、送風機140Aの吹出し口143cは、側壁側通路131に繋がるように配置されている。具体的には、吹出し口143cは、側壁側通路131における上下方向の下側寄りの位置で、積層される複数の電池セル121のうち、側壁115側となる電池セル121の近傍で、且つ、側壁116側を向くように配置されている。   And the blower outlet 143c of the air blower 140A is arrange | positioned so that the side wall side channel | path 131 may be connected. Specifically, the air outlet 143c is located at a position closer to the lower side in the vertical direction in the side wall passage 131, in the vicinity of the battery cell 121 on the side wall 115 side among the plurality of stacked battery cells 121, and It arrange | positions so that it may face the side wall 116 side.

また、送風機140Bの吹出し口143cは、側壁側通路132に繋がるように配置されている。具体的には、吹出し口143cは、側壁側通路132における上下方向の下側寄りの位置で、積層される複数の電池セル121のうち、側壁115側となる電池セル121の近傍で、且つ、側壁116側を向くように配置されている。   Further, the outlet 143c of the blower 140B is disposed so as to be connected to the side wall-side passage 132. Specifically, the outlet 143c is located at a position closer to the lower side in the vertical direction in the side wall passage 132, in the vicinity of the battery cell 121 on the side wall 115 side among the plurality of stacked battery cells 121, and It arrange | positions so that it may face the side wall 116 side.

PTCヒータ144は、図1、図4に示すように、ケース110内の流体を所定温度となるように加熱するための加熱装置であり、ファンケーシング143内部の中間位置に設けられている。PTCヒータ144は、自己温度制御機能を有しており、後述する電池管理ユニット190によって、その作動が制御されるようになっている。   As shown in FIGS. 1 and 4, the PTC heater 144 is a heating device for heating the fluid in the case 110 to a predetermined temperature, and is provided at an intermediate position inside the fan casing 143. The PTC heater 144 has a self-temperature control function, and its operation is controlled by a battery management unit 190 described later.

内部フィン150は、図5に示すように、ケース110の内側に設けられた熱交換促進用のフィンであり、第1内部フィン151、および第2内部フィン152を有している。各内部フィン151、152は、熱伝導性に優れるアルミニウム材、あるいは鉄材等から形成されている。   As shown in FIG. 5, the internal fin 150 is a heat exchange promoting fin provided inside the case 110, and includes a first internal fin 151 and a second internal fin 152. Each of the internal fins 151 and 152 is formed of an aluminum material or an iron material having excellent thermal conductivity.

第1内部フィン151は、ケース110の前後方向を向く中心線に対して対称となるように側壁113側と、側壁114側とに設けられている。また、第2内部フィン152は、ケース110の前後方向を向く中心線に対して対称となるように、天壁111の側壁113側、および側壁114側となる2カ所に設けられている。   The first internal fins 151 are provided on the side wall 113 side and the side wall 114 side so as to be symmetric with respect to the center line facing the front-rear direction of the case 110. The second internal fins 152 are provided at two locations on the side wall 113 side and the side wall 114 side of the top wall 111 so as to be symmetrical with respect to the center line facing the front-rear direction of the case 110.

ここでは、各内部フィン151、152は、例えば、流体に対する流通抵抗を比較的小さく設定することのできるストレートフィンが採用されている。ストレートフィンは、薄肉板状の基板部から垂直に突出する薄肉板状のフィン部が平行となるように多数並び、各フィン部の間に流体用の通路が形成されるフィンとなっている。   Here, as each of the internal fins 151 and 152, for example, a straight fin that can set a flow resistance to a fluid relatively small is employed. The straight fins are fins in which a large number of thin plate-like fin portions protruding vertically from the thin plate-like substrate portion are arranged in parallel, and fluid passages are formed between the fin portions.

尚、各内部フィン151、152としては、上記ストレートフィンに限らず、他のコルゲートフィン(ルーバあり、なし)、オフセットフィン等とすることもできる。   The internal fins 151 and 152 are not limited to the straight fins, but may be other corrugated fins (with or without louvers), offset fins, or the like.

第1内部フィン151のフィン部は、基板部から複数の電池セル121側に向けて垂直に突出しており、フィン部の内部により多くの流体が流通するように、突出した先端部は複数の電池セル121の側面に近接する位置まで延びている。またフィン部の板面は、上下方向に対して、下側から上側に向けて、側壁116側に傾くように設定されている。また、フィン部による流体通路の長さは、側壁115側から側壁116側に向かうほど、長くなっている。   The fin portion of the first internal fin 151 protrudes vertically from the substrate portion toward the plurality of battery cells 121, and the protruding tip portion has a plurality of batteries so that more fluid flows through the fin portion. It extends to a position close to the side surface of the cell 121. Further, the plate surface of the fin portion is set to be inclined toward the side wall 116 from the lower side to the upper side with respect to the vertical direction. Moreover, the length of the fluid passage by a fin part becomes so long that it goes to the side wall 116 side from the side wall 115 side.

第2内部フィン152のフィン部は、基板部から複数の電池セル121側に向けて垂直に突出しており、フィン部の内部により多くの流体が流通するように、突出した先端部は、複数の電池セル121の上面に近接する位置まで延びている。またフィン部の板面は、左右方向に対して、ケース110の中心側に向かうほど、側壁116側に傾くように設定されている。フィン部による流体通路の長さは、側壁115側から側壁116側に向かうほど、短くなっている。そして、第2内部フィン152のフィン部による流体通路は、第1内部フィン151のフィン部による流体通路と連続するように接続されている。   The fin portion of the second internal fin 152 protrudes vertically from the substrate portion toward the plurality of battery cells 121, and the protruding tip portion has a plurality of protrusions so that more fluid flows inside the fin portion. The battery cell 121 extends to a position close to the upper surface. Further, the plate surface of the fin portion is set to be inclined toward the side wall 116 toward the center side of the case 110 with respect to the left-right direction. The length of the fluid passage by the fin portion is shortened from the side wall 115 side toward the side wall 116 side. And the fluid passage by the fin part of the 2nd internal fin 152 is connected so that the fluid path by the fin part of the 1st internal fin 151 may be followed.

外部フィン160は、図6に示すように、ケース110の外側に設けられた熱交換促進用のフィンであり、第1外部フィン161、および第2外部フィン162を有している。各外部フィン161、162は、熱伝導性に優れるアルミニウム材、あるいは鉄材等から形成されている。   As shown in FIG. 6, the external fin 160 is a heat exchange promoting fin provided outside the case 110, and includes a first external fin 161 and a second external fin 162. Each of the external fins 161 and 162 is formed of an aluminum material or an iron material having excellent thermal conductivity.

第1外部フィン161は、ケース110の前後方向を向く中心線に対して対称となるように側壁113側と、側壁114側とに設けられている。また、第2外部フィン162は、ケース110の前後方向を向く中心線に対して対称となるように、天壁111の側壁113側、および側壁114側となる2カ所に設けられている。   The first external fins 161 are provided on the side wall 113 side and the side wall 114 side so as to be symmetric with respect to the center line facing the front-rear direction of the case 110. The second external fins 162 are provided at two locations on the side wall 113 side and the side wall 114 side of the top wall 111 so as to be symmetric with respect to the center line facing the front-rear direction of the case 110.

ここでは、各外部フィン161、162は、例えば、流体に対する熱伝達性能を比較的大きく設定することのできるコルゲートフィンが採用されている。コルゲートフィンは、全体形状が波状を成して、波状の互いに対向する面には多数のルーバが形成されており、波状の互いに対向する面の間、およびルーバの間に流体用の通路が形成されるフィンとなっている。   Here, for example, corrugated fins that can set heat transfer performance with respect to a fluid relatively large are employed as the external fins 161 and 162. The corrugated fin has a wave shape as a whole, and a large number of louvers are formed on the wavy surfaces facing each other, and a fluid passage is formed between the wavy surfaces facing each other and between the louvers. It has become a fin.

尚、各外部フィン161、162としては、上記内部フィン151、152のようなストレートフィン、ルーバ無しのコルゲートフィン、あるいはオフセットフィン等とすることもできる。   The external fins 161 and 162 may be straight fins such as the internal fins 151 and 152, corrugated fins without louvers, or offset fins.

第1外部フィン161は、複数本(ここでは2本)が一組となって設けられており、側壁113、114において、第1内部フィン151と対応する領域内で、波の連続する方向が前後方向を向くように、且つ、多少、側壁116側にオフセットされるように配置されている。   The first outer fins 161 are provided as a set of a plurality (two in this case), and in the regions corresponding to the first inner fins 151 on the side walls 113 and 114, the direction in which the waves continue is set. It is arranged so as to face in the front-rear direction and to be slightly offset toward the side wall 116 side.

第2外部フィン162は、複数本(ここでは2本)が一組となって設けられており、天壁111の側壁113、114側において、第2内部フィン152と対応する領域内で、波の連続する方向が前後方向を向くように、且つ、第1外部フィン161よりも多少、側壁115側となるように配置されている。   The second external fins 162 are provided as a set of a plurality of (two in this case), and in the region corresponding to the second internal fins 152 on the side walls 113 and 114 side of the top wall 111, Are arranged in such a manner that the continuous direction is directed in the front-rear direction and slightly closer to the side wall 115 than the first external fin 161.

外部ダクト170は、図7(図14)に示すように、冷却用の流体を、ケース110の外側表面に沿うように流通させるダクトとなっている。冷却用の流体は、例えば、車室内の空調された空気(冷房された冷却空気)が使用される。   As shown in FIG. 7 (FIG. 14), the external duct 170 is a duct that allows a cooling fluid to flow along the outer surface of the case 110. As the cooling fluid, for example, air-conditioned air (cooled cooling air) in the passenger compartment is used.

外部ダクト170は、断面形状が扁平に形成されて、ケース110の外側表面、具体的には、側壁113、114領域、天壁111の側壁113、114側の領域、および側壁115領域に設けられており、各外部フィン161、162を内包する(覆う)ように形成されている。外部ダクト170の内部は、主に、側壁113、114領域、天壁111の側壁113、114側領域、および側壁115領域の順に繋がる流路となっている。   The external duct 170 has a flat cross-sectional shape and is provided on the outer surface of the case 110, specifically, on the side walls 113 and 114 region, the side wall 113 and 114 side region of the top wall 111, and the side wall 115 region. The outer fins 161 and 162 are included (covered). The inside of the external duct 170 is mainly a flow path that connects the side walls 113 and 114 region, the side wall 113 and 114 side region of the top wall 111, and the side wall 115 region in this order.

外部ダクト170の側壁116側の両端部(側壁113、114側)が、空調空気を吸い込む吸込み部となっている。そして、この吸込み部の直後となる下流側には、吸込んだ空調空気を第1外部フィン161の下側、および第2外部フィン162のケース110中央側に分流させる風向装置171が設けられている。   Both end portions (side walls 113 and 114 side) on the side wall 116 side of the external duct 170 serve as suction portions for sucking conditioned air. A wind direction device 171 for diverting the sucked conditioned air to the lower side of the first external fin 161 and the center side of the case 110 of the second external fin 162 is provided on the downstream side immediately after the suction portion. .

また、外部ダクト170の側壁115側の中央には、送風機172が設けられており、送風機172の上部、および下部が空調空気を吹出す吹出し部となっている。送風機172には、例えば、ターボファンが使用されている。   In addition, a blower 172 is provided in the center of the external duct 170 on the side wall 115 side, and the upper and lower portions of the blower 172 serve as blow-out portions that blow out conditioned air. For the blower 172, for example, a turbo fan is used.

電圧センサ181は、図8に示すように、電池セル121における電圧を検出するセンサであり、例えば、複数の電池セル121において、全部の電池セル121、または所定(少なくとも1つ)の電池セル121に設けられている。電圧センサ181によって検出された電圧信号は、後述する電池管理ユニット190に出力されるようになっている。   As shown in FIG. 8, the voltage sensor 181 is a sensor that detects the voltage in the battery cell 121. For example, in the plurality of battery cells 121, all the battery cells 121 or a predetermined (at least one) battery cell 121. Is provided. The voltage signal detected by the voltage sensor 181 is output to the battery management unit 190 described later.

電流センサ182は、図8に示すように、電池セル121(組電池120)における電流を検出するセンサであり、直列に接続された各電池セル121の導電部材のうち、例えば、所定(1つ)の部位に設けられている。電流センサ182によって検出された電流信号は、後述する電池管理ユニット190に出力されるようになっている。   As shown in FIG. 8, the current sensor 182 is a sensor that detects a current in the battery cell 121 (the assembled battery 120). For example, among the conductive members of the battery cells 121 connected in series, a predetermined (one) ). The current signal detected by the current sensor 182 is output to the battery management unit 190 described later.

温度センサ183(図1)は、電池セル121における温度を検出するセンサ(検出器)であり、例えば、複数の電池セル121において、全部の電池セル121、または所定(少なくとも1つ)の電池セルに設けられている。温度センサ183によって検出された温度信号は、後述する電池管理ユニット190に出力されるようになっている。   The temperature sensor 183 (FIG. 1) is a sensor (detector) that detects the temperature in the battery cell 121. For example, in the plurality of battery cells 121, all the battery cells 121 or a predetermined (at least one) battery cell. Is provided. The temperature signal detected by the temperature sensor 183 is output to the battery management unit 190 described later.

電池管理ユニット(Battery Management Unit)190は、車両に搭載された各種の電子制御装置と通信可能に構成されている。電池管理ユニット190は、少なくとも電池セル121の蓄電量を管理する機器であり、電池セル121にかかる制御を行う電池制御ユニットの一例である。また、電池管理ユニット190は、電池セル121に関する電圧、電流、温度等を監視すると共に、電池セル121の異常状態、漏電等を管理するようになっている。   A battery management unit (Battery Management Unit) 190 is configured to be able to communicate with various electronic control devices mounted on a vehicle. The battery management unit 190 is a device that manages at least the amount of electricity stored in the battery cell 121, and is an example of a battery control unit that performs control related to the battery cell 121. In addition, the battery management unit 190 monitors the voltage, current, temperature, and the like related to the battery cell 121, and manages an abnormal state, electric leakage, and the like of the battery cell 121.

また、電池管理ユニット190は、車両ECUと同様に入力回路、マイクロコンピュータ、および出力回路等を備えている。マイクロコンピュータが有する記憶手段には、電池情報がデータとして随時蓄積されている。蓄積される電池情報のデータは、例えば、電池パック100における電池電圧、充電電流、放電電流、および電池温度等である。   In addition, the battery management unit 190 includes an input circuit, a microcomputer, an output circuit, and the like, similar to the vehicle ECU. Battery information is stored as data in the storage means of the microcomputer. The stored battery information data includes, for example, the battery voltage, the charging current, the discharging current, and the battery temperature in the battery pack 100.

また、電池管理ユニット190は、各送風機140A、140B、PTCヒータ144、および送風機172の作動を制御する制御装置としても機能するようになっている。電池管理ユニット190は、電圧センサ181によって検出される電圧、電流センサ182によって検出される電流、および充電率(開路電圧)から算出される電池セル121の発熱量に基づいて、各送風機140A、140Bの作動、更には、PTCヒータ144、および送風機172の作動を制御するようになっている。電池管理ユニット190の制御内容の詳細については後述する。   The battery management unit 190 also functions as a control device that controls the operation of each of the fans 140A and 140B, the PTC heater 144, and the fan 172. The battery management unit 190 uses the voltage detected by the voltage sensor 181, the current detected by the current sensor 182, and the amount of heat generated by the battery cell 121 calculated from the charging rate (open circuit voltage). In addition, the operation of the PTC heater 144 and the blower 172 is controlled. Details of the control contents of the battery management unit 190 will be described later.

電池管理ユニット190は、図8に示すように、充電率算出部191、開路電圧算出部192、発熱量算出部193、回転数算出部194、回転数決定部196等を有している。   As shown in FIG. 8, the battery management unit 190 includes a charging rate calculation unit 191, an open circuit voltage calculation unit 192, a heat generation amount calculation unit 193, a rotation number calculation unit 194, a rotation number determination unit 196, and the like.

充電率算出部191は、例えば、電池セル121の電圧および電流に基づいて、電池セル121の充電率(State Of Charge=SOC)を算出する部位である。   The charging rate calculation unit 191 is a part that calculates the charging rate (State Of Charge = SOC) of the battery cell 121 based on the voltage and current of the battery cell 121, for example.

開路電圧算出部192は、例えば、電池セル121の充電率に基づいて開路電圧(Open Circuit Voltage=OCV)を算出する部位である。開路電圧は、電池セル121(組電池120)に負荷をかけていない状態における両端子間の電圧を示すものである。   The open circuit voltage calculation unit 192 is a part that calculates an open circuit voltage (Open Circuit Voltage = OCV) based on the charging rate of the battery cell 121, for example. The open circuit voltage indicates a voltage between both terminals in a state where no load is applied to the battery cell 121 (the assembled battery 120).

発熱量算出部193は、例えば、電池セル121の開路電圧と、負荷のかかるセル電圧との差(ΔV)、および電流に基づいて電池セル121の発熱量を算出する部位である。発熱量算出部193は、本発明の算出部に対応する。以下、電池セル121の発熱量をセル発熱量と呼ぶことにする。   The calorific value calculation unit 193 is a part that calculates the calorific value of the battery cell 121 based on, for example, the difference (ΔV) between the open circuit voltage of the battery cell 121 and the cell voltage to which the load is applied, and the current. The calorific value calculation unit 193 corresponds to the calculation unit of the present invention. Hereinafter, the heat generation amount of the battery cell 121 is referred to as a cell heat generation amount.

回転数算出部194は、セル発熱量に基づいて各送風機140A、140Bに対する回転数を算出する部位である。   The rotation speed calculation unit 194 is a part that calculates the rotation speed for each of the fans 140A and 140B based on the cell heat generation amount.

回転数決定部196は、算出した回転数で各送風機140A、140Bに対して回転指令を出力する部位である。   The rotation speed determination unit 196 is a part that outputs a rotation command to each of the fans 140A and 140B at the calculated rotation speed.

以上のように構成される電池パック100の作動について、図9〜図15を参照しながら説明する。   The operation of the battery pack 100 configured as described above will be described with reference to FIGS.

電池セル121は、電流が取り出される出力時、および充電される入力時に自己発熱する。また、電池セル121は、季節、および車室内の空調条件等に応じてケース110外部の温度の影響を受ける。電池管理ユニット190は、各センサ181、182によって得られる電圧、電流、および算出される充電率(開路電圧)に基づいて、セル発熱量を常時モニターし、このセル発熱量に基づいて各送風機140A、140B、更には、PTCヒータ144、および送風機172の作動を制御する。   The battery cell 121 self-heats at the time of output from which current is taken out and at the time of input to be charged. Further, the battery cell 121 is affected by the temperature outside the case 110 according to the season, the air conditioning conditions in the passenger compartment, and the like. The battery management unit 190 constantly monitors the amount of heat generated from the cells based on the voltages and currents obtained by the sensors 181 and 182 and the calculated charging rate (open circuit voltage), and each fan 140A is based on the amount of heat generated by the cells. 140B, and further controls the operation of the PTC heater 144 and the blower 172.

まず、電池管理ユニット190は、充電率算出部191において、例えば、電圧センサ181から得られる電池セル121の電圧信号(以下、セル電圧)、および電流センサ182から得られる電池セル121の電流信号(以下、セル電流)を用いて、予め定めたマップ、算出式等から電池セル121における充電率(SOC)を算出する。   First, the battery management unit 190 uses, for example, a voltage signal of the battery cell 121 obtained from the voltage sensor 181 (hereinafter referred to as a cell voltage) and a current signal of the battery cell 121 obtained from the current sensor 182 (in the charging rate calculation unit 191). Hereinafter, the charging rate (SOC) in the battery cell 121 is calculated from a predetermined map, calculation formula, and the like using the cell current.

次に、電池管理ユニット190は、開路電圧算出部192において、例えば、予め定めたマップから、充電率に対応する開路電圧(OCV)を算出する。   Next, the battery management unit 190 calculates an open circuit voltage (OCV) corresponding to the charging rate from a predetermined map in the open circuit voltage calculation unit 192, for example.

次に、電池管理ユニット190は、発熱量算出部193において、電圧センサ181から得られるセル電圧、電流センサ182から得られるセル電流、および開路電圧算出部192にて算出された開路電圧を用いて、セル発熱量を算出する。ここでは、セル発熱量は、以下の数式1によって算出されるようになっている。

Figure 2017084582
Next, the battery management unit 190 uses the cell voltage obtained from the voltage sensor 181, the cell current obtained from the current sensor 182, and the open circuit voltage calculated by the open circuit voltage calculator 192 in the calorific value calculation unit 193. The cell heat generation amount is calculated. Here, the cell heat generation amount is calculated by the following mathematical formula 1.
Figure 2017084582

数式1中の(開路電圧−セル電圧)は、図9に示すΔVであり、電池セル121における開路電圧に対して負荷がかかったとき(放電、充電時)の電圧降下(電圧上昇)分である。電圧降下(電圧上昇)分は、セル電流と内部抵抗との積に対応する。尚、セル発熱量のデータとしては、複数のセル発熱量データが得られる場合は、最大値が使用される。   (Open circuit voltage−cell voltage) in Equation 1 is ΔV shown in FIG. 9, and is a voltage drop (voltage increase) when a load is applied to the open circuit voltage in the battery cell 121 (during discharging and charging). is there. The voltage drop (voltage rise) corresponds to the product of the cell current and the internal resistance. As the cell heat generation amount data, when a plurality of cell heat generation amount data are obtained, the maximum value is used.

次に、電池管理ユニット190は、回転数算出部194において、図10に示すように、予め定めた回転数算出マップ(第1マップ)から、発熱量算出部193にて算出されたセル発熱量に対応する送風機140の回転数を算出する。第1マップは、例えば、電池セル121の冷却が必要とされるセル発熱量範囲において、セル発熱量に対して、回転数が直線的に増加するように関係付けされたマップとなっている。   Next, as shown in FIG. 10, the battery management unit 190 uses the rotation speed calculation unit 194 to calculate the cell heat generation amount calculated by the heat generation amount calculation unit 193 from a predetermined rotation speed calculation map (first map). The rotation speed of the blower 140 corresponding to is calculated. The first map is, for example, a map related to the cell heat generation amount so as to increase linearly in the cell heat generation amount range in which the battery cell 121 needs to be cooled.

次に、電池管理ユニット190は、回転数決定部196において、各送風機140A、140Bに対して、回転数算出部194で算出された回転数で作動させるための指令を出力する。   Next, the battery management unit 190 outputs a command for operating at the rotation speed calculated by the rotation speed calculation section 194 to each of the fans 140A and 140B in the rotation speed determination section 196.

上記のようにして、各送風機140A、140Bが作動されると、ケース110内における内部の流体は、図11〜図13に示すように、循環通路130を循環する。   As described above, when each of the blowers 140A and 140B is operated, the fluid inside the case 110 circulates in the circulation passage 130 as shown in FIGS.

即ち、各送風機140A、140Bの吸込み口143aから吸い込まれ、吹出しダクト143bを介して、吹出し口143cから吹出される流体は、それぞれ側壁側通路131、および側壁側通路132に流入する。   That is, the fluid sucked from the suction ports 143a of the blowers 140A and 140B and blown out from the blowout port 143c through the blowout duct 143b flows into the side wall side passage 131 and the side wall side passage 132, respectively.

そして、各側壁側通路131、132に流入した流体は、第1内部フィン151の傾斜配置されたフィン部に沿って、下側(底壁112側)から上側(天壁111側)に向けてスムーズに流れる。各側壁側通路131、132において、流速を伴う流体の熱は、第1内部フィン151に伝達され、更に側壁113、114を介して外部に放出される。   The fluid flowing into the side wall passages 131 and 132 is directed from the lower side (bottom wall 112 side) to the upper side (top wall 111 side) along the fin portion in which the first internal fin 151 is inclined. Flows smoothly. In each of the side wall passages 131 and 132, the heat of the fluid accompanied by the flow velocity is transmitted to the first internal fin 151 and further released to the outside through the side walls 113 and 114.

次に、流体は、第1内部フィン151と連続的に接続される第2内部フィン152のフィン部にスムーズに流れ、このフィン部に沿って、天壁側通路133に流入する。天壁側通路133に流入した流体は、天壁側通路133内に拡がる。   Next, the fluid smoothly flows into the fin portion of the second internal fin 152 continuously connected to the first internal fin 151, and flows into the top wall side passage 133 along this fin portion. The fluid that has flowed into the top wall side passage 133 extends into the top wall side passage 133.

図11に示すように、側壁側通路131から天壁側通路133内に流入した流体は、主に側壁113側の2つのセル積層体120Aの領域に拡がる。また、側壁側通路132から天壁側通路133内に流入した流体は、主に側壁114側の2つのセル積層体120Aの領域に拡がる。そして、天壁側通路133内に流入した流体の熱は、第2内部フィン152から天壁111へ伝達され、あるいは天壁111に直接的に伝達され、外部に放出される。   As shown in FIG. 11, the fluid that has flowed into the ceiling wall side passage 133 from the side wall side passage 131 mainly spreads in the region of the two cell stacks 120 </ b> A on the side wall 113 side. In addition, the fluid that has flowed into the top wall side passage 133 from the side wall side passage 132 mainly spreads in the region of the two cell stacks 120A on the side wall 114 side. Then, the heat of the fluid flowing into the ceiling wall side passage 133 is transmitted from the second internal fins 152 to the ceiling wall 111 or directly transmitted to the ceiling wall 111 and released to the outside.

次に、天壁側通路133内に流入した流体は、各電池セル121の間に形成された電池通路134を通り、底壁側通路135に至る。ここで、各側壁側通路131、132、および天壁側通路133は、各送風機140A、140Bの吹出しによって、陽圧空間となり、また、底壁側通路135は、各送風機140A、140Bの吸込みによって陰圧空間となり、両者の圧力差によって、天壁側通路133側から底壁側通路135側への流体の移動が継続的に行われることになる。そして、流体が電池通路134を通る際に、各電池セル121の熱が流体に伝達される。   Next, the fluid flowing into the top wall side passage 133 passes through the battery passages 134 formed between the battery cells 121 and reaches the bottom wall side passage 135. Here, the side wall side passages 131 and 132 and the top wall side passage 133 become positive pressure spaces due to the blowout of the respective fans 140A and 140B, and the bottom wall side passage 135 is drawn by the suction of the respective blowers 140A and 140B. A negative pressure space is formed, and fluid is continuously moved from the top wall side passage 133 side to the bottom wall side passage 135 side due to the pressure difference between the two. When the fluid passes through the battery passage 134, the heat of each battery cell 121 is transmitted to the fluid.

次に、底壁側通路135に流入した流体は、各梁118の長手方向に沿うように移動して、各送風機140A、140Bの吸込み口143aに至る。そして、底壁側通路135内に流入した流体の熱は、底壁112に伝達され、外部に放出される。   Next, the fluid flowing into the bottom wall side passage 135 moves along the longitudinal direction of each beam 118 and reaches the suction port 143a of each of the fans 140A and 140B. Then, the heat of the fluid flowing into the bottom wall side passage 135 is transmitted to the bottom wall 112 and released to the outside.

上記のように、ケース110内の循環通路130を流体が循環することで、主に、天壁111、側壁113、114、および底壁112から流体の熱、即ち電池セル121の熱が外部に放出される。このとき、各内部フィン151、152によって、熱交換が促進されるようになっている。よって、各電池セル121は、効果的に冷却されて適切な温度に調節される。   As described above, the fluid circulates through the circulation passage 130 in the case 110, so that the heat of the fluid, that is, the heat of the battery cell 121, mainly from the top wall 111, the side walls 113, 114, and the bottom wall 112 is externally exposed. Released. At this time, heat exchange is promoted by the internal fins 151 and 152. Therefore, each battery cell 121 is effectively cooled and adjusted to an appropriate temperature.

ここで、例えば、電池セル121が低温環境にあって、発熱量算出部193にて算出されたセル発熱量が、予め定めた所定の発熱量(第1発熱量)を下回ると、電池管理ユニット190は、各送風機140A、140Bに加えて、PTCヒータ144を作動させる。この場合、セル発熱量のデータとして、複数のセル発熱量データが得られる場合は、最小値が使用される。   Here, for example, when the battery cell 121 is in a low temperature environment and the cell heat generation amount calculated by the heat generation amount calculation unit 193 is less than a predetermined heat generation amount (first heat generation amount), the battery management unit. 190 operates the PTC heater 144 in addition to each of the fans 140A and 140B. In this case, the minimum value is used when a plurality of cell heat generation amount data is obtained as the cell heat generation amount data.

各送風機140A、140Bに加えて、PTCヒータ144が作動されると、吹出しダクト143b内を流通する流体は、PTCヒータ144によって加熱される。そして、この加熱された流体が上記のように、ケース110内の循環通路130を循環することで、逆に各電池セル121は、加熱された流体によって適正作動可能な温度に昇温され、低発熱量(低温下)時における性能低下が是正される。   When the PTC heater 144 is activated in addition to the fans 140A and 140B, the fluid flowing through the blowout duct 143b is heated by the PTC heater 144. As the heated fluid circulates in the circulation passage 130 in the case 110 as described above, each battery cell 121 is heated to a temperature at which it can be properly operated by the heated fluid. The performance deterioration at the time of calorific value (under low temperature) is corrected.

また、例えば、電池セル121が高温環境にあって、発熱量算出部193にて算出されたセル発熱量が、予め定めた所定の発熱量(第2発熱量)を上回ると、電池管理ユニット190は、各送風機140A、140Bに加えて、送風機172を作動させる。第2発熱量は、第1発熱量よりも大きい側に設定された閾値である。この場合、セル発熱量のデータとして、複数のセル発熱量データが得られる場合は、最大値が使用される。   For example, when the battery cell 121 is in a high temperature environment and the cell heat generation amount calculated by the heat generation amount calculation unit 193 exceeds a predetermined heat generation amount (second heat generation amount), the battery management unit 190. Activates the blower 172 in addition to each of the blowers 140A, 140B. The second calorific value is a threshold set on the larger side than the first calorific value. In this case, when a plurality of cell heat generation amount data is obtained as the cell heat generation amount data, the maximum value is used.

送風機172が作動されることにより、車室内の空調空気が外部ダクト170の吸込み部から外部ダクト170内に吸込まれる。吸込み部から吸込まれた空調空気は、図14に示すように、風向装置171によって、分流され、第1外部フィン161の下側と、第2外部フィン162のケース110の中央側に向け分流される。そして、それぞれの流れは、各外部フィン161、162を横切るように通過、合流して、送風機172の上下部に設けられた吹出し部から吹出される。   By operating the blower 172, the conditioned air in the passenger compartment is sucked into the external duct 170 from the suction portion of the external duct 170. As shown in FIG. 14, the conditioned air sucked from the suction portion is diverted by the wind direction device 171 and is diverted toward the lower side of the first external fin 161 and the center side of the case 110 of the second external fin 162. The And each flow passes and merges so that each external fin 161,162 may be crossed, and it blows off from the blowing part provided in the upper and lower part of the air blower 172.

このとき、ケース110内の流体の熱は、各内部フィン151、152、側壁113、114、天壁111、各外部フィン161、162を介して空調空気に伝達されて、外部に放出される。よって、ケース110内の流体の熱は、各内部フィン151、152に加えて、各外部フィン161,162によって、熱交換が更に促進されるようになっている。そして、各電池セル121は、短時間で適切な発熱量(温度)となるように強制冷却される。   At this time, the heat of the fluid in the case 110 is transmitted to the conditioned air through the internal fins 151 and 152, the side walls 113 and 114, the top wall 111, and the external fins 161 and 162, and is released to the outside. Therefore, heat exchange of the fluid in the case 110 is further promoted by the external fins 161 and 162 in addition to the internal fins 151 and 152. And each battery cell 121 is forcibly cooled so that it may become an appropriate calorific value (temperature) in a short time.

以上のように、本実施形態では、セル発熱量に基づいて、送風機140(140A、140B)の回転数が制御されるようになっている。セル発熱量を用いた温度管理は、電池セル121の温度変化にかかる要因系に基づくフィードフォワード制御となるので、先を見越した見込み制御が容易となる。よって、図15に示すように、結果系としての温度を用いたフィードバック制御における温度のオーバシュート等を抑制して、温度管理に関する応答性を向上させることができる。   As described above, in this embodiment, the rotational speed of the blower 140 (140A, 140B) is controlled based on the cell heat generation amount. Since the temperature management using the cell heat generation amount is feedforward control based on a factor system related to the temperature change of the battery cell 121, the prospective control in anticipation of the future becomes easy. Therefore, as shown in FIG. 15, it is possible to suppress the temperature overshoot in the feedback control using the temperature as the result system and improve the responsiveness regarding the temperature management.

また、発熱量算出部193は、セル発熱量を、電池セル121の電圧、電流、および充電率に基づく開路電圧を用いて算出するようにしているので、容易に、且つ確実にセル発熱量を算出することができる。   In addition, the calorific value calculation unit 193 calculates the cell calorific value using the open circuit voltage based on the voltage, current, and charging rate of the battery cell 121, so that the cell calorific value can be easily and reliably calculated. Can be calculated.

(第2実施形態)
第2実施形態を図16、図17に示す。第2実施形態は、上記第1実施形態に対して、電池パック100の電池管理ユニット190を、電池管理ユニット190Aに変更したものである。電池管理ユニット190Aは、セル発熱量に加えて、温度センサ183から得られる電池セル121の温度(以下、セル温度)も加味して、つまり、セル発熱量とセル温度とに応じて送風機140(140A、140B)の回転数を決定(制御)するようになっている。
(Second Embodiment)
A second embodiment is shown in FIGS. In the second embodiment, the battery management unit 190 of the battery pack 100 is changed to a battery management unit 190A with respect to the first embodiment. The battery management unit 190A takes into account the temperature of the battery cell 121 obtained from the temperature sensor 183 (hereinafter, cell temperature) in addition to the cell heat generation amount, that is, the blower 140 ( 140A and 140B) are determined (controlled).

温度センサ183は、上記第1実施形態で説明したように、複数の電池セル121のうち、所定の電池セル121におけるセル温度を検出する検出器である。所定の電池セル121は、複数の電池セル121のうち、代表的な温度が得られる部位として、最小限、1カ所とすることができる。ここでは、温度検出の信頼性を上げるために、温度センサ183は、例えば、各セル積層体120Aにおいて、積層方向の両端側と、中央側に設けられている。   As described in the first embodiment, the temperature sensor 183 is a detector that detects a cell temperature in a predetermined battery cell 121 among the plurality of battery cells 121. The predetermined battery cell 121 can be at least one place as a part from which a representative temperature can be obtained among the plurality of battery cells 121. Here, in order to increase the reliability of temperature detection, for example, the temperature sensors 183 are provided on both end sides and the center side in the stacking direction in each cell stack 120A.

そして、電池管理ユニット190Aは、図16に示すように、上記第1実施形態で説明した充電率算出部191、開路電圧算出部192、発熱量算出部193、回転数算出部194、回転数決定部196に加えて、回転数算出部195を有している。よって、電池管理ユニット190Aは、送風機140の回転数を算出する部位を2つ(回転数算出部194、195)有している。   Then, as shown in FIG. 16, the battery management unit 190 </ b> A includes the charging rate calculation unit 191, the open circuit voltage calculation unit 192, the heat generation amount calculation unit 193, the rotation number calculation unit 194, and the rotation number determination described in the first embodiment. In addition to the unit 196, a rotation number calculation unit 195 is provided. Therefore, the battery management unit 190A has two parts (the rotational speed calculation units 194 and 195) for calculating the rotational speed of the blower 140.

回転数算出部195は、温度センサ183から得られるセル温度に基づいて、図17に示す回転数算出マップ(第2マップ)から、送風機140の回転数を算出するようになっている。第2マップは、セル温度と、設定すべき回転数とを予め関係付けたものである。第2マップは、セル温度が比較的低い領域では、回転数を一定として、更に、セル温度が高く成るほど、回転数が直線的に増加するように設定されている。   The rotation speed calculation unit 195 calculates the rotation speed of the blower 140 from the rotation speed calculation map (second map) shown in FIG. 17 based on the cell temperature obtained from the temperature sensor 183. The second map associates the cell temperature with the rotation speed to be set in advance. The second map is set such that in the region where the cell temperature is relatively low, the rotation speed is constant, and the rotation speed increases linearly as the cell temperature increases.

本実施形態では、回転数算出部194で算出された回転数(以下、第1回転数)と、回転数算出部195で算出された回転数(以下、第2回転数)とが、回転数決定部196に出力されるようになっている。   In the present embodiment, the rotation number calculated by the rotation number calculation unit 194 (hereinafter referred to as the first rotation number) and the rotation number calculated by the rotation number calculation unit 195 (hereinafter referred to as the second rotation number) are the rotation number. The data is output to the determination unit 196.

電池管理ユニット190Aは、回転数決定部196において、送風機140がオフ状態からオン状態となる最初の作動条件として、セル発熱量に基づく第1回転数で送風機140に対する作動を指令する。そして、その後は、セル発熱量に基づく第1回転数と、セル温度に基づく第2回転数のうち、大きい方の回転数の条件で、送風機140を作動制御する。   Battery management unit 190A commands rotation speed determination unit 196 to operate blower 140 at a first rotation speed based on the amount of heat generated from the cell, as the first operating condition for blower 140 to be turned on from the off state. Thereafter, the blower 140 is controlled to operate under the condition of the larger one of the first number of revolutions based on the cell heat generation amount and the second number of revolutions based on the cell temperature.

これにより、最初の作動条件として、セル発熱量に基づいて、送風機140の作動が制御されることから、上記第1実施形態で説明したように、オーバシュートを抑制可能とするような、温度管理に関する応答性の向上を図ることができる。   As a result, as the first operating condition, the operation of the blower 140 is controlled based on the cell heat generation amount. Therefore, as described in the first embodiment, the temperature management is performed so that overshoot can be suppressed. Responsiveness can be improved.

また、電池パック100の作動が継続されるなかで、セル発熱量とセル温度の両者の条件を見て、送風機140の回転数を決定するようにしているので、より確実な温度管理が可能となる。   In addition, while the operation of the battery pack 100 is continued, the rotational speed of the blower 140 is determined by looking at the conditions of both the amount of heat generated by the cell and the cell temperature, so that more reliable temperature management is possible. Become.

(第2実施形態の変形例)
上記第2実施形態の変形例を図18、図19に示す。第2実施形態の変形例は、上記第2実施形態に対して、電池管理ユニット190Aを、電池管理ユニット190Bに変更したものである。電池管理ユニット190Bは、電池管理ユニット190Aにおける回転数算出部194、195が廃止され、回転数決定部196に、図19に示す回転数算出マップ(第3マップ)が設けられたものとなっている。
(Modification of the second embodiment)
A modification of the second embodiment is shown in FIGS. The modification of 2nd Embodiment changes the battery management unit 190A into the battery management unit 190B with respect to the said 2nd Embodiment. In the battery management unit 190B, the rotation speed calculation units 194 and 195 in the battery management unit 190A are abolished, and the rotation speed determination unit 196 is provided with a rotation speed calculation map (third map) shown in FIG. Yes.

第3マップは、発熱量算出部193から得られるセル発熱量と、温度センサ183から得られるセル温度とをそれぞれ変数としたときの、送風機140の回転数を予め定めたものとなっている。第3マップでは、セル発熱量が大きくなるほど、回転数は大きくなるように設定されており、また、セル温度が高くなるほど、回転数は大きくなるように設定されている。更に、第3マップでは、セル温度が低い条件であっても、セル発熱量が低い段階から回転数が中レベルとなるように設定されている。つまり、送風機140の最初の作動条件としては、セル発熱量に基づく回転数設定が優先されるようになっている。   In the third map, the rotation speed of the blower 140 is determined in advance when the cell heat generation amount obtained from the heat generation amount calculation unit 193 and the cell temperature obtained from the temperature sensor 183 are variables. In the third map, the rotation speed is set to increase as the cell heat generation amount increases, and the rotation speed is set to increase as the cell temperature increases. Further, in the third map, even when the cell temperature is low, the rotation speed is set to the medium level from the stage where the cell heat generation amount is low. That is, as the first operating condition of the blower 140, the rotational speed setting based on the cell heat generation amount is prioritized.

尚、図19の第3マップでは、説明を簡単にするために、各回転数レベルを、「OFF」、「中」、「大」と表記したが、例えば、所定の回転数ピッチで、更に多段階にわたって回転数が設定されるものとしてもよい。   In the third map of FIG. 19, for the sake of simplicity of explanation, the respective rotation speed levels are indicated as “OFF”, “medium”, and “large”, but for example, at a predetermined rotation speed pitch, The rotation speed may be set over multiple stages.

電池管理ユニット190Bは、回転数決定部196において、上記のように、第3マップに基づいて送風機140の回転数を決定し、送風機140の作動を制御する。これにより、上記第2実施形態と同様の効果を得ることができる。   Battery management unit 190 </ b> B determines the number of rotations of blower 140 based on the third map in rotation number determination unit 196 as described above, and controls the operation of blower 140. Thereby, the effect similar to the said 2nd Embodiment can be acquired.

(第3実施形態)
第3実施形態を図20〜図22に示す。第3実施形態は、上記第2実施形態に対して、電池パック100の電池管理ユニット190Aを、電池管理ユニット190Cに変更したものである。電池管理ユニット190Cは、セル温度に基づいて送風機140の基本回転数を算出すると共に、電池セル121の内部抵抗に応じて基本回転数を補正して送風機140に対する指令値を決定するようになっている。
(Third embodiment)
A third embodiment is shown in FIGS. In the third embodiment, the battery management unit 190A of the battery pack 100 is changed to a battery management unit 190C with respect to the second embodiment. The battery management unit 190C calculates the basic rotational speed of the blower 140 based on the cell temperature and corrects the basic rotational speed according to the internal resistance of the battery cell 121 to determine a command value for the blower 140. Yes.

電池管理ユニット190Cは、図20に示すように、回転数算出部195、内部抵抗推定部197、補正係数算出部198、および回転数決定部199等を有している。   As shown in FIG. 20, the battery management unit 190C includes a rotation speed calculation unit 195, an internal resistance estimation unit 197, a correction coefficient calculation unit 198, a rotation speed determination unit 199, and the like.

回転数算出部195は、上記第2実施形態で説明したものと同一であり、温度センサ183から得られるセル温度に基づいて、送風機140の回転数を算出する部位である(図17の第2マップ)。回転数算出部195にて算出される回転数は、ここでは、制御の基となる基本回転数となる。   The rotational speed calculation unit 195 is the same as that described in the second embodiment, and is a part that calculates the rotational speed of the blower 140 based on the cell temperature obtained from the temperature sensor 183 (the second in FIG. 17). map). Here, the rotation speed calculated by the rotation speed calculation unit 195 is a basic rotation speed that is a basis of control.

内部抵抗推定部197は、例えば、電圧センサ181から得られるセル電圧と、電流センサ182から得られるセル電流とを用いて、電池セル121の内部抵抗(以下、セル内部抵抗)を推定する部位である。内部抵抗推定部197は、本発明の推定部に対応する。セル内部抵抗は、図20に示すように、セル電圧とセル電流との関係における座標上の傾きに対応するものである。セル内部抵抗が大きいほど、作動時のセル発熱量が大きくなる。   The internal resistance estimation unit 197 is a part that estimates the internal resistance of the battery cell 121 (hereinafter, cell internal resistance) using, for example, the cell voltage obtained from the voltage sensor 181 and the cell current obtained from the current sensor 182. is there. The internal resistance estimation unit 197 corresponds to the estimation unit of the present invention. As shown in FIG. 20, the cell internal resistance corresponds to the coordinate gradient in the relationship between the cell voltage and the cell current. The greater the cell internal resistance, the greater the amount of cell heat generated during operation.

補正係数算出部198は、内部抵抗推定部197にて推定された(得られた)セル内部抵抗に応じて、基本回転数を補正するための補正係数を算出する部位である。補正係数は、例えば、図21に示す補正係数マップから算出されるようになっている。補正係数マップは、セル内部抵抗が比較的小さい領域では、補正係数を1として、セル内部抵抗が大きくなるほど、補正係数が1よりも大きくなるように設定されている。   The correction coefficient calculation unit 198 is a part that calculates a correction coefficient for correcting the basic rotational speed in accordance with the cell internal resistance estimated (obtained) by the internal resistance estimation unit 197. For example, the correction coefficient is calculated from a correction coefficient map shown in FIG. The correction coefficient map is set so that the correction coefficient is set to 1 in a region where the cell internal resistance is relatively small, and the correction coefficient is larger than 1 as the cell internal resistance increases.

回転数決定部199は、回転数算出部195にて算出された基本回転数を、補正係数算出部198にて算出された補正係数で補正して、補正回転数を決定して、送風機140に対して回転指令を出力する部位である。   The rotation speed determination unit 199 corrects the basic rotation speed calculated by the rotation speed calculation unit 195 with the correction coefficient calculated by the correction coefficient calculation unit 198 to determine the correction rotation speed, and On the other hand, it is a part that outputs a rotation command.

電池管理ユニット190Cは、回転数決定部199において、図22に示すように、回転数算出部195にて算出された基本回転数に対して、補正係数算出部198にて算出された補正係数を乗じて、補正回転数を決定して、送風機140に出力する。   As shown in FIG. 22, the battery management unit 190C uses the correction coefficient calculated by the correction coefficient calculation unit 198 for the basic rotation number calculated by the rotation number calculation unit 195, as shown in FIG. Multiplication is performed to determine the correction rotational speed and output to the blower 140.

本実施形態では、セル温度に基づいて基本回転数を算出した後に、セル内部抵抗に応じて基本回転数が補正され(補正回転数が算出され)、指令値として決定されることになる。セル内部抵抗は、セル発熱量に関連する物理量である。よって、セル温度に対して、セル内部抵抗の条件も加味することで、セル発熱量に基づく制御の意味合いが付加されて、セル温度に対する見込み制御が容易となり、電池セル121の温度管理に関する応答性を向上することが可能となる。   In this embodiment, after calculating the basic rotation speed based on the cell temperature, the basic rotation speed is corrected according to the internal resistance of the cell (corrected rotation speed is calculated) and determined as a command value. The cell internal resistance is a physical quantity related to the amount of heat generated by the cell. Therefore, by adding the cell internal resistance condition to the cell temperature, the meaning of the control based on the cell heat generation amount is added, and the prospective control with respect to the cell temperature is facilitated, and the responsiveness regarding the temperature management of the battery cell 121 is achieved. Can be improved.

(その他の実施形態)
前述の実施形態では、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。前述の実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、更に特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内での全ての変更を含むものである。
(Other embodiments)
In the above-described embodiment, the preferred embodiment of the present invention has been described. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. It is. The structure of the above-described embodiment is merely an example, and the scope of the present invention is not limited to the scope of these descriptions. The scope of the present invention is indicated by the description of the scope of claims, and further includes meanings equivalent to the description of the scope of claims and all modifications within the scope.

上記各実施形態では、セル発熱量をセル電圧、セル電流、および充電率(開路電圧)から算出するものとしたが、これに限らず、セル電流、およびセル内部抵抗から算出するようにしてもよい。セル内部抵抗は、上記第3実施形態で説明したように、セル電圧とセル電流とから推定される。そして、セル発熱量は、(セル電流)×セル内部抵抗、により算出される。 In each of the above embodiments, the cell heat generation amount is calculated from the cell voltage, the cell current, and the charging rate (open circuit voltage). However, the present invention is not limited thereto, and may be calculated from the cell current and the cell internal resistance. Good. The cell internal resistance is estimated from the cell voltage and the cell current as described in the third embodiment. The cell heat generation amount is calculated by (cell current) 2 × cell internal resistance.

また、図10で説明した第1マップ、図17で説明した第2マップ、図21で説明した補正係数マップは、それぞれ、セル発熱量、セル温度、セル内部抵抗に応じて直線的に増加するものとしたが、階段状に増加するものとしてもよい。   Further, the first map described with reference to FIG. 10, the second map described with reference to FIG. 17, and the correction coefficient map described with reference to FIG. 21 increase linearly according to the amount of heat generated by the cell, the cell temperature, and the cell internal resistance, respectively. However, it may be increased stepwise.

また、本発明の必須構成は、ケース110、組電池120、循環通路130、送風機140、電圧センサ181、電流センサ182、温度センサ183(第2〜第3実施形態)、および電池管理ユニット(制御部)190、190A〜190Cであり、PTCヒータ144、内部フィン150、外部フィン160、外部ダクト170は、必要に応じて設定されるものとしてもよい。   The essential configuration of the present invention includes a case 110, a battery pack 120, a circulation passage 130, a blower 140, a voltage sensor 181, a current sensor 182, a temperature sensor 183 (second to third embodiments), and a battery management unit (control). Part) 190, 190A to 190C, and the PTC heater 144, the internal fin 150, the external fin 160, and the external duct 170 may be set as necessary.

また、上記各実施形態のケース110内の流体は、循環通路130を、送風機140(140A、140B)、各側壁側通路131、132、天壁側通路133、電池通路134、および底壁側通路135の順に循環するようにしたが、この逆となるようにしてもよい。   In addition, the fluid in the case 110 of each of the embodiments described above is configured so that the circulation passage 130 passes through the blower 140 (140A, 140B), the side wall side passages 131 and 132, the top wall side passage 133, the battery passage 134, and the bottom wall side passage. Although the circulation is performed in the order of 135, the reverse may be possible.

また、上記各実施形態の電池パック100は、2つの送風機140A、140Bを用いて、循環通路130に流体を循環せるようにしたが、1つの送風機、あるいは3つ以上の送風機によって、循環通路130に流体を循環させるようにしてもよい。   In the battery pack 100 of each of the above embodiments, the fluid is circulated through the circulation passage 130 using the two blowers 140A and 140B. However, the circulation passage 130 is formed by one blower or three or more blowers. You may make it circulate a fluid to.

また、ケース110の内部に設けられる送風機140(140A、140B)が内蔵するファンには、上記各実施形態に記載するシロッコファンの他、軸流ファン、ターボファン等を用いることができる。   In addition to the sirocco fan described in the above embodiments, an axial fan, a turbo fan, or the like can be used as a fan built in the blower 140 (140A, 140B) provided inside the case 110.

また、内部フィン150、および外部フィン160を設定するにあたっては、各側壁113、114、および天壁111に一体的に形成されるフィンとしてもよい。   Moreover, when setting the internal fin 150 and the external fin 160, it is good also as a fin integrally formed in each side wall 113,114 and the top wall 111. FIG.

また、加熱装置としてのPTCヒータ144を設ける場合、PTCヒータ144に代えて、電気ヒータ、ヒートポンプ(加熱用熱交換器)、あるいは燃焼式ヒータ等としてもよい。また、PTCヒータ144は、ファンケーシング143の内部に限らず、ケース110の内部で、ファンケーシング143の外部に設けるようにしてもよい。   When the PTC heater 144 as a heating device is provided, an electric heater, a heat pump (heating heat exchanger), or a combustion heater may be used instead of the PTC heater 144. Further, the PTC heater 144 may be provided not only inside the fan casing 143 but also outside the fan casing 143 inside the case 110.

また、上記の実施形態では、ケース(筐体)110は6面体、直方体を形成するが、発明に含まれる筐体はこの形状に限定されない。例えば、ケース110は、6面を超える多面体であってもよいし、少なくとも一つの面が曲面を含む面であってもよい。また、ケース110は、天壁111が湾曲面を含むドーム状に形成されてもよいし、ケース110の縦断面形状が台形状を呈するものでもよい。また、ケース110において天壁111は、底壁112に対して対向する位置関係にある壁であり、その形状は平面、曲面のいずれの形状を含むものでもよい。また、ケース110において側壁113〜116は、底壁112に対して交差する方向に底壁112から延びる壁であってもよいし、天壁111に対して交差する方向に天壁111から延びる壁であってもよい。ケース110における天壁111と側壁113〜116との境界部は角部を形成してもよいし、曲面を形成してもよい。ケース110における底壁112と側壁113〜116との境界部は角部を形成してもよいし、曲面を形成してもよい。   In the above embodiment, the case (housing) 110 forms a hexahedron and a rectangular parallelepiped, but the housing included in the invention is not limited to this shape. For example, the case 110 may be a polyhedron having more than six surfaces, or at least one surface may include a curved surface. Further, the case 110 may be formed in a dome shape in which the top wall 111 includes a curved surface, or the case 110 may have a trapezoidal vertical cross-sectional shape. Further, in the case 110, the top wall 111 is a wall having a positional relationship facing the bottom wall 112, and the shape thereof may include either a flat surface or a curved surface. In the case 110, the side walls 113 to 116 may be walls extending from the bottom wall 112 in a direction intersecting the bottom wall 112, or walls extending from the top wall 111 in a direction intersecting the top wall 111. It may be. The boundary between the top wall 111 and the side walls 113 to 116 in the case 110 may form a corner or a curved surface. The boundary between the bottom wall 112 and the side walls 113 to 116 in the case 110 may form a corner or may form a curved surface.

また、上記の実施形態では、電池パック100に含まれるセル積層体120Aは、4個であるが、この個数に限定されない。すなわち、電池パック100に含まれるセル積層体120Aは、ケース110の内部において、1個だけ収容される場合、一方向に複数個並んで設置される場合、当該一方向と交差する他の方向にも複数個並んで設置される場合も含むものである。   In the above embodiment, the cell stack 120A included in the battery pack 100 is four, but the number is not limited to this. That is, when only one cell stack 120A included in the battery pack 100 is accommodated inside the case 110, or when a plurality of cell stacks 120A are installed side by side in one direction, the cell stack 120A is arranged in another direction that intersects the one direction. This also includes the case where a plurality are installed side by side.

100 電池パック
110 ケース(筐体)
121 電池セル(電池)
130 循環通路
140 送風機
183 温度センサ(検出器)
190、190A〜190C 電池管理ユニット(制御部)
193 発熱量算出部(算出部)
197 内部抵抗推定部(推定部)
100 Battery pack 110 Case (housing)
121 Battery cell (battery)
130 Circulating passage 140 Blower 183 Temperature sensor (detector)
190, 190A to 190C Battery management unit (control unit)
193 Heat generation amount calculation unit (calculation unit)
197 Internal resistance estimator (estimator)

Claims (7)

複数の電池(121)と、
複数の前記電池(121)を収容する筐体(110)と、
前記筐体(110)内に形成されて、複数の前記電池(121)および前記筐体(110)の内壁面に接触するようにして熱交換用の流体が流通する循環通路(130)と、
前記筐体(110)内に収容されて、前記循環通路(130)に前記流体を流通させる送風機(140)と、
前記送風機(140)の作動を制御する制御部(190)と、を備える電池パックにおいて、
複数の前記電池(121)のうち、所定の前記電池(121)の発熱量を算出する算出部(193)を備え、
前記制御部(190)は、前記算出部(193)によって得られた前記発熱量に基づいて、前記送風機(140)の回転数を決定することを特徴とする電池パック。
A plurality of batteries (121);
A housing (110) for housing a plurality of the batteries (121);
A circulation passage (130) formed in the housing (110) and through which a fluid for heat exchange flows so as to be in contact with an inner wall surface of the plurality of batteries (121) and the housing (110);
A blower (140) housed in the housing (110) and causing the fluid to flow through the circulation passage (130);
In a battery pack comprising a control unit (190) for controlling the operation of the blower (140),
A calculation unit (193) for calculating a calorific value of the predetermined battery (121) among the plurality of batteries (121);
The control unit (190) determines the number of rotations of the blower (140) based on the calorific value obtained by the calculation unit (193).
所定の前記電池(121)の温度を検出する検出器(183)を備え、
前記制御部(190)は、前記発熱量と前記温度とに応じて前記送風機(140)の回転数を決定することを特徴とする請求項1に記載の電池パック。
A detector (183) for detecting a temperature of the predetermined battery (121);
The battery pack according to claim 1, wherein the controller (190) determines the rotational speed of the blower (140) according to the heat generation amount and the temperature.
前記算出部(193)は、前記電池(121)の電流、電圧、および充電率から前記発熱量を算出することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電池パック。   The battery pack according to claim 1 or 2, wherein the calculation unit (193) calculates the calorific value from the current, voltage, and charging rate of the battery (121). 前記算出部(193)は、前記電池(121)の電流、および内部抵抗から前記発熱量を算出することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電池パック。   The battery pack according to claim 1 or 2, wherein the calculation unit (193) calculates the calorific value from the current and internal resistance of the battery (121). 前記算出部(193)は、前記内部抵抗を前記電流、および前記電池(121)の電圧から推定することを特徴とする請求項4に記載の電池パック。   The battery pack according to claim 4, wherein the calculation unit (193) estimates the internal resistance from the current and the voltage of the battery (121). 複数の電池(121)と、
複数の前記電池(121)を収容する筐体(110)と、
前記筐体(110)内に形成されて、複数の前記電池(121)および前記筐体(110)の内壁面に接触するようにして熱交換用の流体が流通する循環通路(130)と、
前記筐体(110)内に収容されて、前記循環通路(130)に前記流体を流通させる送風機(140)と、
前記送風機(140)の作動を制御する制御部(190)と、を備える電池パックにおいて、
複数の前記電池(121)のうち、所定の前記電池(121)の温度を検出する検出器(183)と、
所定の前記電池(121)の内部抵抗を推定する推定部(197)と、を備え、
前記制御部(190)は、前記検出器(183)によって得られた前記温度に基づいて、前記送風機(140)の基本回転数を算出すると共に、前記推定部(197)によって得られた前記内部抵抗に応じて前記基本回転数を補正して前記送風機(140)に対する指令値を決定することを特徴とする電池パック。
A plurality of batteries (121);
A housing (110) for housing a plurality of the batteries (121);
A circulation passage (130) formed in the housing (110) and through which a fluid for heat exchange flows so as to be in contact with an inner wall surface of the plurality of batteries (121) and the housing (110);
A blower (140) housed in the housing (110) and causing the fluid to flow through the circulation passage (130);
In a battery pack comprising a control unit (190) for controlling the operation of the blower (140),
A detector (183) for detecting a temperature of the predetermined battery (121) among the plurality of batteries (121);
An estimation unit (197) for estimating an internal resistance of the predetermined battery (121),
The controller (190) calculates the basic rotational speed of the blower (140) based on the temperature obtained by the detector (183), and the internal part obtained by the estimation unit (197). A battery pack, wherein the basic rotational speed is corrected according to resistance to determine a command value for the blower (140).
前記推定部(196)は、前記電池(121)の電流、および電圧から前記内部抵抗を推定することを特徴とする請求項6に記載の電池パック。   The battery pack according to claim 6, wherein the estimation unit (196) estimates the internal resistance from a current and a voltage of the battery (121).
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