JP2001283939A - 電池温度均等化制御装置 - Google Patents

電池温度均等化制御装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来、温度差が低減できたかどうかを確認し
ていないため精度が悪かった。 【解決手段】 本発明は、組電池11と、組電池11の
温度を測定する複数の電池温度測定手段121〜12n
と、電池の温度を調整する電池温度調整手段13と、電
池温度測定手段121〜12nおよび電池温度調整手段
13を制御する制御手段14を備えた組電池システムに
おいて、電池温度測定手段121〜12nで測定された
電池温度にもとづいて電池温度調整手段13を制御する
ことにより精度よく電池温度を均等化させる事ができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】電気自動車等に使用される組
電池における電池温度均等化制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、オゾンホール、地球温暖化といっ
た地球環境問題を背景に地球環境対策技術が注目されて
おり、自動車業界では二酸化炭素の排出を抑制した電気
自動車の開発が活発化してきた。そして、そのエネルギ
ー源として、リチウムイオン電池やニッケル水素電池な
どに代表される電池を多数接続し、大きなエネルギを持
つ大容量組電池が用いられるようになった。
【0003】一方、リチウムイオン電池やニッケル水素
電池に代表される電池では、使用可能な温度に上限と下
限が設けられている。しかし、前記したような電池は、
電池温度がたとえ使用可能範囲内にあったとしても、低
温の場合と高温の場合では性能が大きく異なってしま
う。例えば、ニッケル水素二次電池では、電池電圧、放
電容量、充電効率、放電効率などさまざまな電池特性が
温度によって異なる。このため、複数の電池セルを接続
した組電池では、電池セル間で温度差が発生すると、電
池セル間の放電容量や充放電深度に差が生じたり、組電
池の寿命が短くなったりする場合があった。特に、電気
自動車などに用いる大容量組電池は、組電池の体積も大
きく、更に、ハイブリッド型ように内燃機関を伴う場合
もあるため、組電池内の電池セルの間に温度差が生じ易
く、前記したような問題が多く発生していた。
【0004】このような問題に対し、特開平11−21
3962では、電池セル間に一枚の金属板を取り付ける
方法で電池間の温度差を解消していた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この手法で
は、温度差が低減できたかどうかを確認していないため
に、時として、電池セル間の温度差が解消されていない
状態のまま組電池が使われつづけてしまう場合があっ
た。
【0006】
【課題を解決する為の手段】本発明は、組電池11と、
組電池11の温度を測定する複数の電池温度測定手段1
21〜12nと、電池の温度を調整する電池温度調整手
段13と、電池温度測定手段121〜12nおよび電池
温度調整手段13を制御する制御手段14を備えた組電
池システムにおいて、電池温度測定手段121〜12n
で測定された電池温度にもとづいて電池温度調整手段1
3を制御する事を特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を説明する。
【0008】まず、本発明の原理を説明する。図1で
は、組電池11と、組電池11の温度を測定する複数の
電池温度測定手段121〜12nと、電池の温度を調整
する電池温度調整手段13と、電池温度測定手段121
〜12nおよび電池温度調整手段13を制御する制御手
段14を備えた組電池システムにおいて、電池温度測定
手段121〜12nで測定された電池温度にもとづいて
電池温度調整手段13を制御する事を特徴としている。
【0009】次に、本発明を電気自動車用組電池に実施
した例を説明する。
【0010】実施例にて用いる電池は、平均放電電圧
3.6Vのリチウムイオン二次電池セルを40本直列に
接続した電気自動車用組電池である。図2は、本発明に
よる電池温度均等化制御システムを適用した電気自動車
用組電池の構成図である。図2において、200〜20
9は40本のリチウムイオン二次電池セルを4本づつ1
0個に分割した電池ブロック、210〜219は前記電
池ブロックの温度を測定する電池温度測定手段で例えば
サーミスタで構成されている。220〜229は隣り合
う電池ブロックを仕切る隔壁、23は電池温度調節手段
で、例えば、240〜249で示されている冷却ファン
と25で示されている送風管で構成されており、26で
表わされる外気から取り入れる冷風を各電池ブロックに
誘導する。27は電池温度測定手段220〜229の制
御および冷却ファン240〜249を制御する制御手段
である。
【0011】本発明による電池温度均等化制御装置は、
制御手段27において、電池温度測定手段210〜21
9で測定された電池温度にもとづいて、前記電池温度の
差を減少させるように冷却ファン240〜249の制御
する事を特徴としている。そして、本発明による制御手
法は、例えばマイクロコンピュータ上のソフトウエアに
て実現される。
【0012】次に本発明における制御方法の例を説明す
る。
【0013】図3において、31のステップではサーミ
スタ210〜219の電圧をAD変換し各電池ブロック
の温度を得る。
【0014】32のステップでは、|各電池ブロックの
温度 − 温度の最小値|とあらかじめ設定しておいた
閾値とを比較し、|各電池ブロックの温度 − 温度の
最小値| ≧ 閾値を満たす電池ブロックの冷却ファン
をオンし、それ以外の電池ブロックに対応した冷却ファ
ンはオフする。ここで、閾値は例えば5℃に設定され
る。
【0015】この31、32のステップを定期的に、例
えば10sec毎のタイマ割り込みで実行すれば、電池
間の温度差を低減できる。
【0016】図4は、図3で説明した制御手法を適用し
た場合における各電池ブロックの温度と冷却ファンの推
移である。図4では、経過時間と電池ブロックの温度と
の関係が示されており、括弧内に冷却ファンの動作状態
が示されている。これによると、41のステップで電池
ブロック1と電池ブロック10の間で最大12℃の温度
差があったが、48のステップで示される700mse
c後には、4℃の温度差に低減されている事が確認でき
る。
【0017】また、ハイブリッド型自動車のように、大
きな熱源である内燃機関を持つシステムに適用する場
合、図5のように冷風と温風を切り替えられるような送
風管切り替え弁550〜559を付け加える事で、各電
池ブロックの温度 − 温度の平均値 ≧ 閾値の場合
は、冷風に設定してファンを回し、温度の平均値 −
各電池ブロックの温度 ≦ 閾値の場合は、温風に設定
してファンを回す制御を行うと、電池温度が平均値付近
で均等化され、図2に示す冷却ファンだけの場合よりも
早く均等化する事ができる。
【0018】
【発明の効果】このように、実際の電池温度にもとづい
て電池の温度差を均等化する本発明方式を用いる事で、
組電池における電池温度を精度よく均等化する事ができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明における電池温度均等化制御装置の原
理を示す図である。
【図2】 本発明の実施の形態における電池温度均等化
制御装置の構成図である。
【図3】 本発明の実施の形態におけるフローチャート
である。
【図4】 本発明の実施の形態における電池温度と冷却
ファン状態の推移である。
【図5】 本発明の実施の形態における電池温度均等化
制御装置の構成図である。
【符号の説明】
11:組電池 121〜12n:電池温度測定手段 13:電池温度調節手段 14:制御手段 200〜209:電池ブロック 210〜219:電池温度測定手段 220〜229:隔壁 23:電池温度調整手段 240〜249:電池冷却ファン 25:送風管 26:冷風 27:制御手段 500〜509:電池ブロック 510〜519:電池温度測定手段 520〜529:隔壁 53:電池温度調整手段 540〜549:ファン 550〜559:送風管切り替え弁 560:冷風管 561:温風管 57:冷気 58:温風 59:制御手段

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数個の電池セルが接続された組電池に
    おける電池間の温度差を均等化させる装置であって、前
    記組電池と、電池の温度を測定する複数の電池温度測定
    手段と、電池の温度を調整する電池温度調整手段と、前
    記電池温度測定手段および前記電池温度調整手段を制御
    する制御手段を備えた組電池システムにおいて、前記複
    数の電池温度測定手段で測定された電池温度にもとづい
    て前記電池温度調整手段を制御し電池温度を均等化する
    事を特徴とする電池温度均等化制御装置。
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