CN107949951A - 电池组 - Google Patents

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Abstract

本发明所涉及的电池组在框体内收纳有多个电池及送风机，根据温度检测器所检测到的电池温度，利用控制部实施多个电池的温度管理，其中，控制部在电池温度为预先确定的规定的冷却所需温度(Tc1)以上的情况下，为了冷却多个电池而使送风机工作以执行冷却模式。另外，即使在电池温度(T)比冷却所需温度(Tc1)低而无需冷却的条件下，为了使流体在循环通路中循环以实现框体内的等温化，也使送风机工作以执行等温化模式。

Description

电池组
技术领域
本发明涉及具有收纳于壳体内部的多个单元电池的电池组。
背景技术
以往例如已知有专利文献1所记载的电池组。专利文献1所记载的电池组是用于冷却车载电池的风扇的控制装置。车载电池对作为行驶用驱动源的电动机供电，例如配置于乘客座位下。另外，在与车载电池相邻的位置设有用于对该车载电池进行冷却的风扇。风扇的动作由控制装置来控制。利用风扇的动作而将车厢内被冷却的空气提供给车载电池。
然后，专利文献1中，控制装置在车载电池的温度达到预先确定的A等级以上的情况下使风扇动作，以对车载电池进行冷却。此时，专利文献1中，电池温度越高(上升至A～E)，车厢内噪声等级越高(上升至1～3)，则进行控制使风扇的转速越大。
由此，能够减小因风扇的动作声响而产生的体感噪声，并有效地冷却车载电池。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第3843956号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
专利文献1中，如上所述，车载电池及风扇配置于车厢内作为开放空间的座位下，在车载电池的温度为A等级以上时使风扇工作，将车厢内被冷却的空气提供给车载电池，从而能有效地进行冷却。也就是说，专利文献1涉及开放式的风冷电池组。而由于风扇的工作声响直接被乘客听到，因此组装有与车厢内噪声等级相对应的风扇转速的控制装置。另外，在风扇不工作时，车载电池周围不再有空气流通，从而产生热量囤积的问题。
此处，研究出了一种密封式电池组，其在框体内收纳多个单元电池及送风机，利用送风机使得冷却流体在框体内循环，从而对多个单元电池的温度进行控制。在上述密封式电池组中，由于在框体内收纳有送风机，因此能够抑制送风机的工作声响对乘客的影响。
然而，在密封式电池组中，与上述开放式风冷电池组相同，在送风机不工作时，框体内的冷却流体的流动停止，越往框体中心侧越容易囤积热量，从而产生多个单元电池间的温度偏差变大的问题。在多个单元电池间的温度偏差变大的情况下，会导致电池组整体的质量下降。
本发明鉴于上述问题而得以完成，其目的在于，提供一种电池组，其在框体内收纳多个单元电池及送风机，能有效地对单元电池进行温度管理。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明为了达成上述目的而采用以下技术方案。
所公开的一个实施方式的特征在于，包括：多个电池；收纳多个电池的框体；形成于框体内，供热交换用的流体在电池周围流通的循环通路；收纳于框体内，使流体在循环通路中流通的送风机；对多个电池中的至少一个电池的温度进行检测的温度检测器；以及根据温度检测器所检测出的电池温度控制送风机的动作的控制部，控制部在电池温度为预先确定的规定的冷却所需温度以上的情况下，为了冷却多个电池而使送风机工作以执行冷却模式，并且在电池温度比冷却所需温度要低而无需进行冷却的条件下，为使流体在循环通路中流通以实现框体内的等温化，而使送风机工作以执行等温化模式。
根据本发明，在电池温度达到冷却所需温度以上时，利用冷却模式来使送风机工作，从而利用流体可靠地冷却多个电池。
另外，在电池温度比冷却所需温度低，而无需进行上述冷却的条件下，使送风机以等温化模式来工作。在框体内，利用送风机使流体在循环通路中流通，因此得到等温化(避免热量囤积)，能够抑制多个电池间的温度偏差。通过抑制多个电池间的温度偏差，从而能提高电池整体的质量。
此外，本电池组中，各送风机设置于框体内，因此即使送风机工作，也能抑制其噪声泄漏至外部。由此，用于对多个电池进行冷却及等温化的送风机的工作条件无需为了降噪而受到限制。
综上，多个电池及送风机被收纳于框体内，能够有效地对电池进行温度管理。
此外，本发明权利要求中的括号内的标号仅为易于理解记载内容、例示出在后述的实施方式中对应的结构而保留，并不用于限定发明内容。
附图说明
图1是表示实施方式1中的电池组的结构的俯视图。
图2是表示图1中的II-II部分的剖视图。
图3是表示图1中的III-III部分的剖视图。
图4是表示图1中的IV-IV部分的剖视图。
图5是表示内部翅片的分解立体图。
图6是表示外部翅片的立体图。
图7是表示外部管道的立体图。
图8是实施方式1中的送风机控制内容的流程图。
图9是实施方式1中针对电池温度决定送风机转速的映射。
图10是表示壳体内的流体的流向的俯视图。
图11是表示壳体内的流体的流向的侧视图。
图12是表示壳体内的内部翅片所产生的流体的流向的立体图。
图13是表示外部管道内的冷却流体的流向的立体图。
图14是实施方式2中的送风机控制内容的流程图。
图15是实施方式2中针对电池温度决定送风机转速的映射。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的多个实施方式进行说明。此外，对与在先的实施方式所说明的结构对应的结构标记同一参照标号，并省略重复说明。各实施方式中仅说明一部分结构的情况下，对于其它部分结构，可以使用在先已说明的其它实施方式。各实施方式中将具体示出了能进行组合的部分彼此的组合，不仅如此，只要进行组合后没有产生显著障碍，则即使没有明示也能将实施方式彼此进行部分组合。
(实施方式1)
参照图1～图7，对作为本发明的一个示例的实施方式1的电池组100的结构进行说明。电池组100例如适用于以利用充电至电池的电力进行驱动的电动机、和内燃机作为行驶驱动源的混合动力汽车或以电动机为行驶驱动源的电动汽车等。电池组100所包含的多个单位电池121例如是镍氢充电电池、锂离子充电电池、有机电池等。
电池组100设置于车辆的行李箱、或设于行李箱下方的行李箱内侧区域等电池组收纳空间。该电池组收纳空间例如也能收纳备胎、工具等。电池组100以将后述的底壁112或底壁侧通路135为下侧的姿势设置于电池组收纳空间。
另外，电池组100也可以设置于车辆车厢内所设的前排座位的下方或后排座位等的下方。该情况下，电池组100以将底壁112或底壁侧通路135作为下侧的状态设置于前排座位或后排座位等的下方。另外，在后排座位的下方设置电池组100的空间也可以与后备箱下方的后备箱内侧区域连通。另外，该设置空间也可以构成为与车外连通。
电池组100包括：壳体110、由多个单元电池121构成的组电池120(单元层叠体120A)、循环通路130、PTC加热器144的所设有的送风机140、内部翅片150(151、152)、外部翅片160(161、162)、具有送风机172的外部管道170、温度检测器180以及电池管理单元190等。
此外，本实施方式中，图1中，Fr表示车辆前侧，Rr表示车辆后侧，RH表示车辆右侧，LH表示车辆左侧。在表示电池组100的方向时，将Fr-Rr的方向称为前后方向，将RH-LH的方向称为左右方向。另外，将重力的作用方向称为上下方向。
壳体110是形成与外部隔离的密闭内部空间的框体，在内部收纳有组电池120以及送风机140(140A、140B)。壳体110呈现为将内部空间包围且由多个壁部形成的箱形，以铝板或铁板的成型体来形成。壳体110例如为在上下方向上呈扁平的长方体，具有六面、即顶壁111、底壁112、第1侧壁113、第2侧壁114、第3侧壁115以及第4侧壁116。另外，壳体110具有划分内部的划分壁117以及底壁112的增强用梁部118。
顶壁111是形成壳体110上侧的面的壁部，成为在前后方向具有长边的长方形的壁部。底壁112是形成壳体110下侧的面的壁部，具有与顶壁111相同的形状。
另外，第1侧壁113及第2侧壁114是形成壳体110左右侧的面的壁部，形成为在前后方向具有长边的细长长方形的壁部。第1侧壁113及第2侧壁114具有互相相对的位置关系。另外，第3侧壁115及第4侧壁116是形成壳体110前后侧的面的壁部，形成为在左右方向具有长边的细长长方形的壁部。第3侧壁115及第4侧壁116具有互相相对的位置关系。另外，第3侧壁115及第4侧壁116形成为与第1侧壁113、第2侧壁114正交的壁部。
壳体110除了使用上述各壁部111～116，也可以通过将多个壳体主体相接合来进行组装，从而在内部形成箱体状空间而制成。另外，为了增大散热面积，在壳体110的多个壁部中的规定壁部表面形成多个凸部或凹部。
此外，电池组100中，沿着第1侧壁113、第2侧壁114的长边的方向对应前后方向，另外，沿着第3侧壁115、第4侧壁116的长边的方向对应左右方向。
划分壁117在壳体110内部配置于第4侧壁116一侧，与第4侧壁116平行，形成为将第1侧壁113与第2侧壁114之间相连的壁部。划分壁117从底壁112的上侧面(成为壳体110的内侧的面)延伸至壳体110的上下方向的中间位置为止。划分壁117与第4侧壁116之间形成有空间117a。空间117a收纳有后述的电池管理单元190。
梁部118如图1～图3所示，成为用于提高壳体110的强度的增强部件，且设置有多根使其排列在底壁112的上侧面(成为壳体110内侧的面)。在本实施方式中，梁部118设定为5根。梁部118形成细长的棒状，以其长边方向相对于壳体110朝向前后方向，且在左右方向上等间隔排列的方式设置于底壁112。各梁部118彼此的间隔(中心线间距离)被设置成与单元电池121的左右方向尺寸相同。
梁部118对于壳体110独立形成，例如构成为中空且剖面呈四边形的方柱形部件。更具体而言，梁部118的剖面形状呈U字形(或矩形支架状)，U字形的开口侧固定于底壁112。梁部118例如由铝制材料或铁制材料等金属材料形成。
划分壁117与多个单元电池121(组电池120)之间，在多根梁部118的上表面设有从第1侧壁113连至第2侧壁114的板状的封闭壁119a。利用该封闭壁119a将各梁部118之间的空间的上侧封闭。
同样，在第3侧壁115与多个单元电池121(组电池120)之间，在多根梁部118的上表面设有从第1侧壁113连至第2侧壁114的板状的封闭壁119b。利用该封闭壁119b将各梁部118之间的空间的上侧封闭。
组电池120通过设置多个单元层叠体120A而成，该单元层叠体120A通过层叠多个单元电池121而成。本实施方式中，例如由20个单元电池121来形成一个单元层叠体120A，该单元层叠体120A排列有四个，形成组电池120(参照图1)。
单元电池121呈在前后方向为扁平的长方体，包括从外装壳体向外部突出的正极端子以及负极端子。单元电池121对应本发明的电池。
单元层叠体120A层叠有多个单元电池121，通过该层叠的单元电池121收纳于电池壳体而成。也就是说，多个单元电池121被层叠使得与扁平方向正交的面互相相对。此外，电池壳体是各单元电池121的上表面侧及下表面侧开口，而将各单元电池121的周围覆盖的壳体。
单元层叠体120A中，相邻单元电池121中的不同极的端子间通过汇流条等导电构件电连接。汇流条与电极端子的连接例如通过螺钉旋紧或焊接等来进行。因此，配置于利用汇流条等电连接的多个单元电池121两端的总端子部从外部获得供电，或者向其它电气设备进行放电。
另外，单元层叠体120A中，设置成在所层叠的多个单元电池121之间分别形成有规定间隙。该间隙通过设置于单元电池121之间的间隔构件等来形成。间隔构件例如能通过在电池壳体中，于各单元电池121之间设置隔离壁部，在该隔离壁部设置凹凸部等来形成对应。
如图1、图3所示，多个单元层叠体120A(各单元电池121)固定(配置)于梁部118的上表面。具体而言，一个单元层叠体120A(各单元电池121)中排列有多个梁部118的方向(左右方向)的下侧的两端部分别载置于两根梁部118之上来配置(固定)。
循环通路130是形成于壳体110内，在各单元电池121的周围有热交换用的流体流通的通路，主要由将侧壁侧通路131、侧壁侧通路132、顶壁侧通路133、电池通路134、底壁侧通路135以及各送风机140A、140B连通的一系列流通路径来形成。
侧壁侧通路131是与顶壁111以及底壁112均正交，与第1侧壁113平行延伸，形成于多个单元电池121(组电池120)与第1侧壁113之间的通路。
侧壁侧通路132是与顶壁111以及底壁112均正交，与第2侧壁114平行延伸，形成于多个单元电池121(组电池120)与第2侧壁114之间的通路。
顶壁侧通路133是形成于顶壁111与多个单元电池121(组电池120)之间，与顶壁111平行延伸的通路。
侧壁侧通路131与顶壁侧通路133在顶壁111与第1侧壁113之间的边界部处相连。另外，侧壁侧通路132与顶壁侧通路133在顶壁111与第2侧壁114之间的边界部处相连。
电池通路134是在各单元层叠体120A中由相邻的单元电池121间的间隙形成的通路。
底壁侧通路135是由底壁112、多个单元电池121的下端面121a以及梁部118包围的空间所形成的通路。此外，底壁侧通路135也包含由底壁112、封闭壁119a以及梁部118所包围的空间，以及由底壁112、封闭壁119b以及梁部118所包围的空间。底壁侧通路135是在各单元电池121的下侧形成于相邻梁部118之间的通路，本实施方式中，基于5根梁部118形成为4条通路。
4条底壁侧通路135中从第1侧壁113侧起第2条通路在送风机140A附近通过未图示的连通部与从第1侧壁113侧起第1条通路连通。另外，从第1侧壁113侧起第3条通路在送风机140B附近通过未图示的连通部与从第1侧壁113侧起第4条通路连通。
电池通路134上侧与顶壁侧通路133相连，另外，电池通路134下侧与底壁侧通路135相连。
送风机140是收纳于壳体110内，使得热交换用的流体在循环通路130强制流通(循环)的流体驱动单元。本实施方式中，送风机140设定成排列有第1送风机140A及第2送风机140B这两个送风机。以下，将两个送风机140A、140B也总称为送风机140来记载。例如可以使用空气、各种气体、水、制冷剂等来作为在循环通路130中循环的流体。
如图1、图2、图4所示，第1送风机140A是使得流体在循环通路130中循环的送风机，该循环通路130对应第1侧壁113侧的两个单元层叠体120A的区域。另外，第2送风机140B是使得流体在循环通路130中循环的送风机，该循环通路130对应第2侧壁114侧的两个单元层叠体120A的区域。第1送风机140A、第2送风机140B在壳体110内配置于第3侧壁115与单元层叠体120A(多个单元电池121)之间，使得第1送风机140A与第2送风机140B相对于朝向壳体110前后方向的中心线对称。
各送风机140A、140B具有电动机141、多叶风扇142以及风扇外壳143。
电动机141是对多叶风扇142进行旋转驱动的电气设备，设置于多叶风扇142上侧。
多叶风扇142是在其转轴方向吸入流体，在离心方向吹出流体的离心式风扇。另外，多叶风扇142被配置成使其转轴朝向上下方向。
风扇外壳143是形成为覆盖多叶风扇142，对多叶风扇142的流体的吸入及吹出方向进行设定的导风构件。风扇外壳143具有在多叶风扇142下侧开口的吸入口143a、对所吹出的流体的流动进行引导的吹出导管143b以及在吹出导管143b的前端部开口的吹出口143c。
各送风机140A、140B的各吸入口143a配置成与底壁侧通路135中的第3侧壁115侧的区域相连。送风机140A的吸入口143a与四个底壁侧通路135中从第1侧壁113侧起第一个和第二个通路相连。另外，送风机140B的吸入口143a与四个底壁侧通路135中从第1侧壁113侧起第三个和第四个通路相连。
各送风机140A、140B的各吹出导管143b先从多叶风扇142的侧面向壳体110的中心侧延伸。然后，使管道143b呈U形弯曲，形成为分别向侧壁侧通路131、132侧延伸。
此外，送风机140A的吹出口143c配置成与侧壁侧通路131相连。具体而言，吹出口143c配置在侧壁侧通路131的上下方向的靠近下侧的位置处，位于所层叠的多个单元电池121中的第3侧壁115侧的单元电池121附近、且朝向第4侧壁116侧。
另外，送风机140B的吹出口143c配置成与侧壁侧通路132相连。具体而言，吹出口143c配置在侧壁侧通路132的上下方向的靠近下侧的位置处，位于所层叠的多个单元电池121中的第3侧壁115侧的单元电池121附近、且朝向第4侧壁116侧。
如图1、图4所示，PTC加热器144是用于将壳体110内的流体加热至规定温度的加热装置，设置于风扇外壳143内部的中间位置。PTC加热器144具有自身温度控制功能，利用后述的电池管理单元190来控制其动作。
内部翅片150如图5所示，是设置于壳体110内侧用于促进热交换的风扇，具有第1内部翅片151以及第2内部翅片152。各内部翅片151、152由导热性优异的铝制材料或铁制材料等金属材料形成。
第1内部翅片151设置于第1侧壁113侧及第2侧壁114侧，使其相对于朝向壳体110的前后方向的中心线对称。另外，第2内部翅片152设置于顶壁111的第1侧壁113侧及第2侧壁114侧这两处，且使其相对于朝向壳体110的前后方向的中心线对称。
此处，各内部翅片151、152例如采用能将对流体的流通阻力设定得较小的平直翅片。平直翅片是多个翅片以从薄板状的基板部垂直突出的薄板状的翅片部平行的方式排列，且在各翅片部之间形成流体用通路的翅片。
此外，各内部翅片151、152并不限于上述平直翅片，也可以是其它的波纹翅片(有或无百叶窗)、锯齿翅片等。
第1内部翅片151的翅片部从基板部朝多个单元电池121侧垂直突出，突出的前端部延伸到接近多个单元电池121的侧面的位置为止，以使得有更多的流体在翅片部内部流通。另外，翅片部的板面相对于上下方向被设定为从下侧朝上侧向第4侧壁116侧倾斜。另外，翅片部所形成的流体通路的长度随着从第3侧壁115侧越靠第4侧壁116侧则越长。
第2内部翅片152的翅片部从基板部朝多个单元电池121侧垂直突出，突出的前端部延伸到接近多个单元电池121的上表面的位置为止，以使得有更多的流体在翅片部内部流通。另外，翅片部的板面相对于左右方向被设定为越朝壳体110的中心侧则越向第4侧壁116侧倾斜。翅片部所形成的流体通路的长度随着从第3侧壁115侧越靠第4侧壁116侧则越短。此外，第2内部翅片152的翅片部所形成的流体通路被连接成与第1内部翅片151的翅片部所形成的流体通路相连。
如图6所示，外部翅片160是设置于壳体110外侧、用于促进热交换的翅片，具有第1外部翅片161以及第2外部翅片162。各外部翅片161、162由导热性优异的铝制材料或铁制材料等金属材料形成。
第1外部翅片161设置于第1侧壁113侧及第2侧壁114侧，且相对于朝向壳体110的前后方向的中心线对称。另外，第2外部翅片162设置于顶壁111的第1侧壁113侧及第2侧壁114侧这两处，且相对于朝向壳体110的前后方向的中心线对称。
此处，各外部翅片161、162例如采用能将对于流体的热传递性能设定得较大的波纹翅片。波纹翅片是整体形状呈波状，在波状的相互相对的面形成有多个百叶窗，在波状的互相相对的面之间以及百叶窗之间形成有流体用通路的翅片。
此外，各外部翅片161、162也可以是上述内部翅片151、152那样的平直翅片、无百叶窗的波纹翅片或锯齿翅片等。
第1外部翅片161设为以多个(此处为2个)为一组，配置成使得在第1侧壁113及第2侧壁114的与第1内部翅片151对应的区域内，波的连续方向朝向前后方向，且稍许朝第4侧壁116侧偏移。
第2外部翅片162谁为以多个(此处为2个)为一组，配置成使得在顶壁111的第1侧壁113及第2侧壁114侧，与第2内部翅片152对应的区域内，波的连续方向朝向前后方向，且比第1外部翅片161更稍许靠近第3侧壁115侧。
如图7(图13)所示，外部管道170是使得冷却用的流体沿着壳体110的外侧表面来流通的管道。冷却用的流体例如使用车厢内的冷却空气(经制冷后冷却的空气)。
外部管道170的剖面形状形成为扁平状，设置于壳体110的外侧表面，具体而言，设置于第1侧壁113和第2侧壁114的区域、顶壁111的第1侧壁113和第2侧壁114侧的区域以及第3侧壁115的区域，形成为将各外部翅片161、162包含在内(覆盖)。外部管道170的内部形成为主要以如下顺序连接的流路：第1侧壁113及第2侧壁114的区域、顶壁111的第1侧壁113及第2侧壁114的区域、以及第3侧壁115的区域。
外部管道170的第4侧壁116侧的两端部(第1侧壁113侧及第2侧壁114侧)是吸入冷却空气的吸入部。此外，紧接着该吸入部之后的下游侧设有风向装置171，该风向装置171使得吸入的冷却空气分流至第1外部翅片161下侧及第2外部翅片162的壳体110中央侧。
另外，外部管道170的第3侧壁115侧的中央处设有送风机172，送风机172的上部以及下部成为吹出冷却空气的吹出部。送风机172例如使用涡轮风扇。
温度检测器180是检测多个单元电池121中的至少一个单元电池121的温度的装置。具体而言，温度检测器180设置于多个单元电池121中所有的单元电池121或规定的单元电池121。温度检测器180可以由温度传感器或信号输出用的温度检测线等来构成。温度检测器180所检测出的单元电池121的温度信号(电池温度T)被输出至后述的电池管理单元190。
电池管理单元(Battery Management Unit)190构成为能与车辆所搭载的各种电子控制装置进行通信。电池管理单元190是至少管理单元电池121的蓄电量的设备，其为进行单元电池121所涉及的控制的电池控制单元的一例。另外，电池管理单元190对单元电池121所涉及的电流、电压、温度等进行监视，并管理单元电池121的异常状态、漏电等。
另外，电池管理单元190中输入有由电流传感器检测出的电流值所涉及的信号。电池管理单元190与车辆ECU同样地具备输入电路、微机以及输出电路等。微机所具有的存储单元中作为数据随时存储有电池信息。所存储的电池信息的数据例如是电池组100的电池电压、充电电流、放电电流以及电池温度等。
另外，电池管理单元190也具有对各送风机140A、140B、送风机172以及PTC加热器144的动作进行控制的控制装置的功能。电池管理单元190在根据温度检测器180所检测出的电池温度T来对单元电池121实施冷却、等温化或升温的条件成立的情况下，对各送风机140A、140B、送风机172以及PTC加热器144的动作进行控制。在后对电池管理单元190的控制内容进行详细说明。
参照图8～图13对如上述那样构成的电池组100的动作进行说明。
单元电池121在提取出电流的输出时、以及进行充电的输入时，其本身发热。另外，单元电池121根据季节以及车厢内的冷却条件等会受到壳体110外部的温度的影响。电池管理单元190利用温度检测器180对单元电池121的电池温度T始终进行监视，基于电池温度T来控制各送风机140A、140B、送风机172以及PTC加热器144的动作。
电池管理单元190根据来自多个温度检测器180(单元电池121)的温度信号来掌握单元电池121的电池温度T。电池管理单元190中预先设定有作为用于判定是否需要对单元电池121进行冷却的规定的判定值的冷却所需温度Tc1、以及在低于该冷却所需温度Tc1一侧作为用于判定是否需要对单元电池121进行升温的规定的判定值的升温所需温度Th1。冷却所需温度Tc1例如被设定为30℃左右的温度，另外，升温所需温度Th1例如设定为－5℃左右的温度。
此外，电池管理单元190在判定为需要冷却的情况下，使用来自多个温度检测器180的温度信号中的最大值，另外，在判定为需要升温的情况下，使用来自多个温度检测器180的温度信号中的最小值。
以下，利用图8所示的流程图来说明电池管理单元190所实施的具体控制要领。
1.冷却模式
电池管理单元190在步骤S100～步骤S120中执行用于冷却单元电池121的冷却模式。
也就是说，电池管理单元190在步骤S100中，判定根据温度检测器180掌握的电池温度T是否在冷却所需温度Tc1以上。在步骤S100中判定为是的情况下，单元电池121的温度上升，作为处于需要进行冷却的状态，电池管理单元190在步骤S110中将各送风机140A、140B的转速定为与电池温度T相应的冷却转速N1。
本实施方式中，冷却转速N1为规定的冷却转速范围内设定的转速，如图9所示，被设定成在冷却转速范围内电池温度T越高，冷却转速N1越大。具体而言，冷却转速N1相对于电池温度T(电池温度T越高的话)呈直线增加。冷却转速N1增加时，各送风机140A、140B的送风量增加。
然后，在步骤S120，电池管理单元190使各送风机140A、140B以步骤S110中决定的冷却转速N1来工作。
如上所述，各送风机140A、140B工作的情况下，壳体110内的内部流体如图10～图12所示那样在循环通路130中循环。
也就是说，从各送风机140A、140B的吸入口143a被吸入，经由吹出管道143b而从吹出口143c被吹出的流体分别流入侧壁侧通路131以及侧壁侧通路132。
然后，流入各侧壁侧通路131、132的流体沿着第1内部翅片151的倾斜配置的翅片部从下侧(底壁112侧)往上侧(顶壁111侧)流畅地流动。各侧壁侧通路131、132中，伴随流速的流体热量被传递至第1内部翅片151，进而经由第1侧壁113及第2侧壁114被释放至外部。
接着，流体流畅地流入与第1内部翅片151连续连接的第2内部翅片152的翅片部，沿着该翅片部流入顶壁侧通路133。流入顶壁侧通路133的流体在顶壁侧通路133内扩散。
如图10所示，从侧壁侧通路131流入顶壁侧通路133内的流体主要在第1侧壁113侧的两个单元层叠体120A的区域中扩散。另外，从侧壁侧通路132流入顶壁侧通路133内的流体主要在第2侧壁114侧的两个单元层叠体120A的区域中扩散。然后，流入顶壁侧通路133内的流体的热量从第2内部翅片152被传递至顶壁111，或者直接被传递至顶壁111，被释放至外部。
接着，流入顶壁侧通路132内的流体通过形成于各单元电池121间的电池通路134，到达底壁侧通路135。此处，各侧壁侧通路131、132及顶壁侧通路133由于各送风机140A、140B进行吹出而成为正压空间，另外，底壁侧通路135由于各送风机140A、140B进行吸入而成为负压空间，由于两者的压力差而使得流体的移动从顶壁侧通路133侧向底壁侧通路135侧持续进行。然后，在流体通过电池通路134时，各单元电池121的热量被传递至流体。
接着，流入底壁侧通路135的流体沿着各梁部118的长边方向移动，到达各送风机140A、140B的吸入口143a。然后，流入底壁侧通路135内的流体的热量被传递至底壁112，被释放至外部。
如上所述，由于流体在壳体110内的循环通路130中循环，因此流体的热量即单元电池121的热量主要从面积较大的顶壁111以及底壁112被释放到外部。此时，利用各内部翅片151、152来促进热交换。由此，各单元电池121得到有效冷却，从而调节为恰当的温度。
2.升温模式
电池管理单元190在步骤S130～步骤S150中执行用于使单元电池121升温的升温模式。
也就是说，电池管理单元190在步骤S130中，判定根据温度检测器180掌握到的电池温度T是否小于升温所需温度Th1。在步骤S130判定为是的情况下，单元电池121的温度下降，处于需要进行升温的状态，电池管理单元190在步骤S140中将各送风机140A、140B的转速定为与电池温度T相应的升温转速N3。
本实施方式中，升温转速N3是规定的升温转速范围内所设定的转速，如图9所示，该升温转速N3被设定成在升温转速范围内电池温度T越低，升温转速N3越大。具体而言，升温转速N3相对于电池温度T(电池温度T越低的话)呈直线增加。升温转速N3增加时，各送风机140A、140B的送风量增加。
如图9所示，升温转速N3的最小值与冷却转速N1的最小值、进而与后述的等温化转速N2相同。另外，升温转速N3的最大值为小于冷却转速N1的最大值的值。
然后，在步骤S150，电池管理单元190使各送风机140A、140B以步骤S140中决定的升温转速N3来工作，并使PTC加热器144工作。
如上所述，各送风机140A、140B及PTC加热器144工作的情况下，在吹出管道143b内流通的流体由PTC加热器144来进行加热。然后，该得到加热的流体如上所述通过在壳体110内的循环通路130中循环，从而相反地，各单元电池121由于得到加热的流体而升温至可恰当工作的温度，低温时性能下降的情况得到修正。
3.等温化模式
电池管理单元190在步骤S100、步骤S130、步骤S160中执行用于使得壳体110内等温(使得单元电池121等温)的等温化模式。
也就是说，电池管理单元190在步骤S100以及步骤S130中均判定为否的情况下，转移至步骤S160。上述步骤S100、S130中均判定为否的情况下的电池温度T为升温所需温度Th1以上，比冷却所需温度Tc1要低。在上述温度条件下，通常只要是开放式风冷电池组，则不对单元电池进行冷却，送风机不工作。
然而，在本实施方式中，即使在无需进行冷却的条件下，电池管理单元190仍在步骤S160中使各送风机140A、140B以等温化转速N2来工作。等温化转速N2被预先确定为冷却转速N1的最小值以下的低转速侧的转速。此处，如图9所示，等温化转速N2被设定为与冷却转速N1的最小值相同，在升温所需温度Th1与冷却所需温度Tc1之间，为恒定转速。
如上所述，在使各送风机140A、140B工作的情况下，壳体110内的流体与冷却模式时相同，在循环通路130中循环。然而，等温化转速N2与冷却转速N1的最小值相同，被设定为低转速侧的转速，因此将在循环通路130中循环的流体的转速抑制得较小。流速受到限制的流体无法积极地对单元电池121进行冷却。此处，由于流体在循环通路130中流通，因此在壳体110内实现等温化，从而能够避免热量囤积于壳体110内的局部区域(例如为壳体110的中心侧)。
此外，例如在夏天等情况下，电池温度T超过冷却所需温度Tc1，并进而超过规定的高温侧温度达到高温的情况下，电池管理单元190除了使各送风机140A、140B工作之外，还使外部管道170中的送风机172工作。该情况下，车厢内冷却空气从外部管道170的吸入部被吸入外部管道170内。
从吸入口被吸入的冷却空气如图13所示，经风向装置171进行分流，被分流成朝向第1外部翅片161下侧及第2外部翅片162的壳体110的中央侧。然后，各个流体以横穿的方式通过各外部翅片161、162并汇流，从送风机172的上下部处设置的吹出部被吹出。
此时，壳体110内的流体的热量经由各内部翅片151、152、第1侧壁113及第2侧壁114、顶壁111、各外部翅片161、162而被传递至冷却空气，释放至外部。由此，壳体110内的流体的热量除了由各内部翅片151、152进行热交换之外，还由于各外部翅片161、162使热交换进一步得到促进。然后，各单元电池121在短时间内被强制冷却至恰当的温度。
如上所述，在本实施方式中，若电池温度T为冷却所需温度Tc1以上，则为了冷却多个单元电池121，使各送风机140A、140B工作以执行冷却模式。由此，利用流体可靠地对多个单元电池121进行冷却。
另外，即使在电池温度T比冷却所需温度Tc1低而无需冷却的条件下，为了实现壳体110内的等温化，也使各送风机140A、140B工作以执行等温化模式。由此，在壳体110内，利用各送风机140A、140B来使流体在循环通路130中流通，得到等温化(避免热量囤积)，能够抑制多个单元电池121间的温度偏差。通过抑制多个单元电池121间的温度偏差，从而能提高电池整体的质量。
此外，电池温度T比升温所需温度Th1低时，使PTC加热器144工作，为了使得经PTC加热器144加热后的流体在循环通路130中流通，从而使多个单元电池121升温，使各送风机140A、140B工作以执行升温模式。由此，在电池温度T比升温所需温度Th1低的情况下，能够利用升温模式通过经PTC加热器144加热的流体来使多个单元电池121升温。也就是说，能够防止单元电池121随着温度的下降而性能变差。
此外，本电池组100中，各送风机140A、140B设置于壳体110内，因此即使各送风机140A、140B工作，也能抑制其噪声泄漏至外部。由此，用于对多个单元电池121进行冷却、升温及等温化的送风机140的工作条件无需为降噪而受到限制。
综上，多个单元电池121及各送风机140A、140B收纳于壳体110内，能够有效地对单元电池121进行温度管理。
另外，在冷却模式的情况下，通过使各送风机140A、140B以冷却转速范围内的冷却转速N1进行工作，从而能可靠地冷却多个单元电池121。另外，在等温化模式的情况下，无需对多个单元电池121进行冷却，因此能够将等温化转速N2设为冷却转速N1以下的低转速侧的转速来使各送风机140A、140B工作，能够将各送风机140A、140B的使用能耗设定得较低。
另外，在冷却模式时，电池温度T越高，则将冷却转速N1设定得越大，因此将循环通路130中的流体的流速设得较大，能够提高冷却能力。
另外，在升温模式时，使各送风机140A、140B以等温化转速N2以上的升温转速N3来工作，因此使得流体的流速比等温化模式时要大，从而能有效地使单元电池121升温。
另外，在升温模式时，电池温度T越低，则将升温转速N3设定得越大，因此将循环通路130中的流体流速设得较大，能够提高升温能力。
另外，升温转速范围的最大值被设得小于冷却转速范围的最大值。在升温模式时，壳体110的外部以及单元电池121处于低温环境。在升温模式时，若将升温转速N3过度提高，则经加热的流体热量例如容易经由内部翅片150及外部翅片160，从顶壁111、第1侧壁113、第2侧壁114等向外部散热，从而使得单元电池121的升温效果变差。由此，通过将升温转速范围的最大值设定为小于冷却转速范围的最大值，从而能防止上述问题。
(实施方式2)
实施方式2的电池管理单元190所执行的控制内容由图14、图15来示出。实施方式2相对于上述实施方式1，在使冷却转速N1及升温转速N3根据电池温度T来增加时，使冷却转速N1及升温转速N3阶段性地可变。
电池管理单元190中作为用于判定是否需要对单元电池121进行冷却的规定的判定值，除了设有冷却所需温度Tc1之外，还预先设定有冷却所需温度Tc2、Tc3、Tc4。各冷却所需温度Tc1～Tc4的大小关系为Tc1＜Tc2＜Tc3＜Tc4，被设定成隔开规定温度间隔。
此外，在冷却模式时，作为使各送风机140A、140B工作时的冷却转速，预先设定N11、N12、N13、N14。各冷却转速N11～N14的大小关系为N11＜N12＜N13＜N14，被设定成隔开规定温度间隔。在冷却转速范围中，冷却转速N11为最小值，冷却转速N14为最大值。
另外，电池管理单元190中除了在比冷却所需温度Tc1低的一侧设有用于判定是否需要对单元电池121进行升温的规定的判定值的升温所需温度Th1，还预先设有升温所需温度Th2。各温度Th1、Th2的大小关系为Th2＜Th1，被设定成隔开规定温度间隔。
此外，在升温模式时，作为使各送风机140A、140B工作时的升温转速，预先设定N31、N32。各升温转速N31、N32的大小关系为N31＜N32，被设定成隔开规定转速间隔。在升温转速范围中，升温转速N31为最小值，升温转速N32为最大值。另外，升温转速N31、N32与冷却转速N11、N12间的关系为N31＜N11、N32＜N12。
以下，利用图14所示的流程图来说明实施方式2中的电池管理单元190所实施的具体控制要领。
1.冷却模式
电池管理单元190在步骤S100～步骤S103、步骤S121～S124中执行用于冷却单元电池121的冷却模式。
也就是说，电池管理单元190在步骤S100中，判定根据温度检测器180掌握的电池温度T是否在冷却所需温度Tc1以上。在步骤S100中判定为是时，电池管理单元190在步骤S101中，判定电池温度T是否在冷却所需温度Tc2以上。
在步骤S101中判定为否时，电池温度T为冷却所需温度Tc1以上且小于冷却所需温度Tc2，电池管理单元190在步骤S121中使各送风机140A、140B以冷却转速N11来工作。
接着，在步骤S101中判定为是时，电池管理单元190在步骤S102中，判定电池温度T是否在冷却所需温度Tc3以上。
在步骤S102中判定为否时，电池温度T为冷却所需温度Tc2以上且小于冷却所需温度Tc3，电池管理单元190在步骤S122中使各送风机140A、140B以冷却转速N12来工作。
接着，在步骤S102中判定为是时，电池管理单元190在步骤S103中，判定电池温度T是否在冷却所需温度Tc4以上。
在步骤S103中判定为否时，电池温度T为冷却所需温度Tc3以上且小于冷却所需温度Tc4，电池管理单元190在步骤S123中使各送风机140A、140B以冷却转速N13来工作。
接着，在步骤S103中判定为是时，电池温度T为冷却所需温度Tc4以上，电池管理单元190在步骤S124中使各送风机140A、140B以冷却转速N14来工作。
由此，在实施方式2的冷却模式下，各送风机140A、140B的冷却转速(N11～N14)根据电池温度T阶段性地可变。
2.升温模式
电池管理单元190在步骤S130、S131、步骤S151、S152中执行用于使单元电池121升温的升温模式。
也就是说，电池管理单元190在步骤S130中，判定电池温度T是否小于升温所需温度Th1。
在步骤S130中判定为是时，电池管理单元190在步骤S131中，判定电池温度T是否小于升温所需温度Th2。
在步骤S131中判定为否时，电池温度T小于升温所需温度Th1且在升温所需温度Th2以上，电池管理单元190在步骤S190中使PTC加热器144工作，并且使各送风机140A、140B以升温转速N31来工作。
在步骤S131中判定为是时，电池温度T小于升温所需温度Th2，电池管理单元190在步骤S152中使PTC加热器144工作，并且使各送风机140A、140B以升温转速N32来工作。
由此，在实施方式2的升温模式下，各送风机140A、140B的冷却转速根据电池温度T阶段性地可变。
3.等温化模式
电池管理单元190在步骤S100、步骤S130、步骤S160中执行用于使壳体110内等温(使得单元电池121等温化)的等温化模式。
也就是说，电池管理单元190在步骤S100以及步骤S130中均判定为否时，转移至步骤S160，使各送风机140A、140B以等温化转速N2进行工作。
如上所述，本实施方式2中，与上述实施方式1相同，执行冷却模式、升温模式以及等温化模式，能够得到同样的效果。
此外，本实施方式2中，在冷却模式时及升温模式时，由于各送风机140A、140B的转速阶段性可变，因此与实施方式1那样进行非阶段性的线性控制的情况相比，易于控制转速。
(其它的实施方式)
上述实施方式中，对本发明的优选实施方式进行了说明，本发明并不局限于上述实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内可作各种变形来实施。上述实施方式的结构仅仅为示例，本发明的范围并不局限于上述记载的范围。本发明的范围由权利要求的记载所示，还包含与权利要求同等含义及范围内的所有修改均包含在其内。
上述各实施方式中，对电池管理单元190执行冷却模式、等温化模式以及升温模式的情况进行了说明，但作为本发明最小限度的功能，也可以执行冷却模式与等温化模式。
另外，上述各实施方式中，冷却转速N1被设定成根据电池温度T(电池温度T越高)而变大，但也可以设定为等温化转速N2以上且不根据电池温度T而变化的固定的转速。
另外，上述各实施方式中，升温转速N3被设定成根据电池温度T(电池温度T越低)而变大，但也可以设定为等温化转速N2以上且不根据电池温度T而变化的固定的转速。
另外，上述各实施方式中，升温转速N3的最大值被设定为小于冷却转速N1的最大值，但并不局限于此。例如，由于内部翅片150、外部翅片160的设定条件不同，因此在升温模式时加热流体向壳体110外部散热的散热程度(情况)较小等情况下，也可以设定成在冷却转速N1的最大值以上。
另外，作为加热装置的PTC加热器144也可以电加热器、热泵(加热用热交换器)或燃烧式加热器等。
另外，PTC加热器144并不限于设在风扇壳体143的内部，也可以设置于壳体110的内部且风扇壳体143的外部。
另外，壳体110内的流体在循环通路130中以送风机140A、140B、各侧壁侧通路131、132、顶壁侧通路133、电池通路134以及底壁侧通路135的顺序进行循环，但也可以反向循环。
另外，上述实施方式1的电池组100利用多个(2个)送风机140A、140B来使流体在循环通路130中循环，但也可以利用例如1个送风机或3个以上的送风机来使流体在循环通路130中循环。
另外，也可以在壳体110内设置冷却流体的冷却器。冷却器例如能针对车辆内冷却装置的冷冻循环内的蒸发器，设为由分支配管并联连接的电池用蒸发器。尤其是，在冷却性能对于单元电池121来说不足的情况下，使制冷剂流通于电池用蒸发器，从而由送风机140A、140B来将流体提供至电池用蒸发器。然后，使得流体温度下降，使温度下降的流体流至循环通路130，从而对多个单元电池121进行冷却，由此，能提高冷却效果。
另外，设置于壳体110内部的送风机140A、140B所内置的风扇除了上述实施方式1中所记载的多叶风扇之外，还可以使用轴流风扇、涡轮风扇等。
另外，本发明所必须的结构为壳体110、组电池120、循环通路130、送风机140、PTC加热器(加热装置)144、温度检测器180以及电池管理单元(控制部)190，但也可以根据需要来设定内部翅片150、外部翅片160以及外部管道170。
另外，在设定内部翅片150、外部翅片160时，也可以与各第1侧壁113及第2侧壁114、以及顶壁111形成为一体。
另外，上述实施方式中，壳体(框体)110形成为六面长方体，但发明所包含的框体并不限于该形状。例如，壳体110也可以是具有6面以上的多面体，也可以是包含至少一个面为曲面的面。另外，壳体110也可以形成为顶壁111包含弯曲面的圆顶状，壳体110的纵向剖面形状也可以为梯形。另外，壳体110中，顶壁111是与底壁112为相对位置关系的壁部，其形状可以包含平面、曲面中的任何形状。另外，壳体110中，第1侧壁113～第4侧壁116可以是在与底壁112相交的方向上从底壁112延伸的壁部，也可以是在与顶壁111相交的方向上从顶壁111延伸的壁部。壳体110的顶壁111与第1侧壁113～第4侧壁116的边界部可以形成为角部，也可以形成为曲面。壳体110的底壁112与第1侧壁113～第4侧壁116的边界部可以形成为角部，也可以形成为曲面。
另外，上述实施方式中，电池组100中包含的单元层叠体120A为4个，但并不限于该个数。也就是说，电池组100所包含的单元层叠体120A在壳体110内部可以包含如下任意情况：仅收纳有一个单元层叠体120A；在一个方向上排列设置多个单元层叠体120A；在与该一个方向相交的另一方向也排列设置多个。
标号说明
100 电池组
110 壳体(框体)
121 单元电池(电池)
130 循环通路
140 送风机
144 PTC加热器(加热装置)
180 温度检测器
190 电池管理单元(控制部)

Claims (7)

1.一种电池组，其特征在于，包括：
多个电池(121)；
收纳所述多个电池(121)的框体(110)；
形成于所述框体(110)内，供热交换用的流体在所述电池(121)周围流通的循环通路(130)；
收纳于所述框体(110)内，使所述流体在所述循环通路(130)中流通的送风机(140)；
对多个所述电池(121)中的至少一个电池(121)的温度进行检测的温度检测器(180)；以及
根据所述温度检测器(180)所检测出的电池温度(T)控制所述送风机(140)的动作的控制部(190)，
所述控制部(190)在所述电池温度(T)为预先确定的规定的冷却所需温度(Tc1)以上的情况下，为了冷却多个所述电池(121)，执行使所述送风机(140)工作的冷却模式，并且，
即使在所述电池温度(T)比所述冷却所需温度(Tc1)低而无需所述冷却的条件下，为了使所述流体在所述循环通路(130)中循环以实现所述壳体(110)内的等温化，也执行使所述送风机(140)工作的等温化模式。
2.如权利要求1所述的电池组，其特征在于，
所述控制部(190)在所述冷却模式时，使所述送风机(140)以在规定的冷却转速范围内所设定的冷却转速(N1)进行工作，
在所述等温化模式时，使所述送风机(140)以所述冷却转速范围的最小值以下的等温化转速(N2)进行工作。
3.如权利要求2所述的电池组，其特征在于，
所述控制部(190)设定为在所述冷却转速范围内所述电池温度(T)越高则所述冷却转速(N1)越大。
4.如权利要求2或权利要求3所述的电池组，其特征在于，
具备对所述流体进行加热的加热装置(144)，
在比所述冷却所需温度(Tc1)低的一侧，预先设定有规定的升温所需温度(Th1)，
所述控制部(190)在所述电池温度(T)比所述升温所需温度(Th1)低的情况下，使所述加热装置(144)工作，并且为了使经所述加热装置(144)加热后的所述流体在所述循环通路(130)中流通从而使所述多个电池(121)升温，执行使所述送风机(140)工作的升温模式。
5.如权利要求4所述的电池组，其特征在于，
所述控制部(190)在所述升温模式时，使所述送风机(140)以所述等温转速(N2)以上的规定的升温转速范围内所设定的升温转速(N3)进行工作。
6.如权利要求5所述的电池组，其特征在于，
所述控制部(190)设定为在所述升温转速范围内所述电池温度(T)越低则所述升温转速(N3)越大。
7.如权利要求5或权利要求6所述的电池组，其特征在于，
所述升温转速范围的最大值被设定为比所述冷却转速范围的最大值要小。
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