JP2003142166A - 電池の冷却制御方法及び装置 - Google Patents
電池の冷却制御方法及び装置Info
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- JP2003142166A JP2003142166A JP2001340662A JP2001340662A JP2003142166A JP 2003142166 A JP2003142166 A JP 2003142166A JP 2001340662 A JP2001340662 A JP 2001340662A JP 2001340662 A JP2001340662 A JP 2001340662A JP 2003142166 A JP2003142166 A JP 2003142166A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電池の温度が最適温度に収束するように制御
して入出力状態の最適化及び寿命の延長を図る。 【解決手段】 複数の単電池を直列接続した組電池１を
冷却する冷却ファン１１と、組電池１の電池温度を検出
する温度検出センサ６と、検出温度に応じて冷却ファン
１１を制御する制御部１３とを備え、制御部１３は、電
池の最適温度より低い温度領域では温度上昇に対する冷
却能力の増加傾向を相対的に低くし、電池の最適温度よ
り高い温度領域では温度上昇に対する冷却能力の増加傾
向を相対的に高くするように構成した。
して入出力状態の最適化及び寿命の延長を図る。 【解決手段】 複数の単電池を直列接続した組電池１を
冷却する冷却ファン１１と、組電池１の電池温度を検出
する温度検出センサ６と、検出温度に応じて冷却ファン
１１を制御する制御部１３とを備え、制御部１３は、電
池の最適温度より低い温度領域では温度上昇に対する冷
却能力の増加傾向を相対的に低くし、電池の最適温度よ
り高い温度領域では温度上昇に対する冷却能力の増加傾
向を相対的に高くするように構成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電池の冷却制御方
法及び装置に関するものである。
法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の組電池においては、充放電に伴う
発熱で電池温度が上昇し、電池出力や充放電効率や電池
寿命が低下するのを防止するため、組電池における各単
電池間や、複数の単電池を直列接続した状態で一体化し
た電池モジュール間に、例えば冷却ファンにて冷却エア
を送風して冷却するように構成されている。さらに、冷
却ファンによる冷却エアの流量は、図４に示すように、
電池の温度に応じて流量をほぼ比例的に増加させ、温度
が高くなると冷却能力を高くして電池がその上限温度を
越えないような制御が行われている。
発熱で電池温度が上昇し、電池出力や充放電効率や電池
寿命が低下するのを防止するため、組電池における各単
電池間や、複数の単電池を直列接続した状態で一体化し
た電池モジュール間に、例えば冷却ファンにて冷却エア
を送風して冷却するように構成されている。さらに、冷
却ファンによる冷却エアの流量は、図４に示すように、
電池の温度に応じて流量をほぼ比例的に増加させ、温度
が高くなると冷却能力を高くして電池がその上限温度を
越えないような制御が行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、図４に示し
た冷却制御方法では、電池温度の上昇に伴って冷却能力
を高くするので、電池温度がその上限温度を越えるのは
効果的に防止することができるが、電池の最適温度に収
束するようには制御されていないため、最適温度を大き
く越えるような温度変化が発生するのを避けることがで
きず、そのため電池の入出力状態の最適化が得られず、
電池寿命の延長を図ることができないという問題があ
る。
た冷却制御方法では、電池温度の上昇に伴って冷却能力
を高くするので、電池温度がその上限温度を越えるのは
効果的に防止することができるが、電池の最適温度に収
束するようには制御されていないため、最適温度を大き
く越えるような温度変化が発生するのを避けることがで
きず、そのため電池の入出力状態の最適化が得られず、
電池寿命の延長を図ることができないという問題があ
る。
【０００４】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、電池
の温度が最適温度に収束するように制御して入出力状態
の最適化及び寿命の延長を図ることができる電池の冷却
制御方法及び装置を提供することを目的とする。
の温度が最適温度に収束するように制御して入出力状態
の最適化及び寿命の延長を図ることができる電池の冷却
制御方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の電池の冷却制御
方法は、電池温度を検出し、その検出温度の高さに応じ
て電池を冷却する冷却手段の冷却能力を高くする冷却制
御方法において、検出した電池の温度が電池の最適温度
より低い温度領域の場合は、温度上昇に対する冷却能力
の増加傾向を相対的に低くし、電池の最適温度より高い
温度領域の場合は、温度上昇に対する冷却能力の増加傾
向を相対的に高くするものである。
方法は、電池温度を検出し、その検出温度の高さに応じ
て電池を冷却する冷却手段の冷却能力を高くする冷却制
御方法において、検出した電池の温度が電池の最適温度
より低い温度領域の場合は、温度上昇に対する冷却能力
の増加傾向を相対的に低くし、電池の最適温度より高い
温度領域の場合は、温度上昇に対する冷却能力の増加傾
向を相対的に高くするものである。
【０００６】また、本発明の電池の冷却制御装置は、電
池を冷却する冷却手段と、電池温度を検出する温度検出
部と、検出温度に応じて冷却手段を制御する制御部とを
備え、制御部は、電池の最適温度より低い温度領域では
温度上昇に対する冷却能力の増加傾向を相対的に低く
し、電池の最適温度より高い温度領域では温度上昇に対
する冷却能力の増加傾向を相対的に高くするように構成
したものである。
池を冷却する冷却手段と、電池温度を検出する温度検出
部と、検出温度に応じて冷却手段を制御する制御部とを
備え、制御部は、電池の最適温度より低い温度領域では
温度上昇に対する冷却能力の増加傾向を相対的に低く
し、電池の最適温度より高い温度領域では温度上昇に対
する冷却能力の増加傾向を相対的に高くするように構成
したものである。
【０００７】このような本発明の構成によれば、電池温
度が最適温度より低い場合は冷却能力が小さく制約され
ているので温度が上昇し易く、最適温度より高くなると
冷却能力が急激に大きくなって強力に冷却されるので、
電池の温度が最適温度に収束するように制御され、電池
の入出力状態の最適化及び寿命の延長を図ることができ
る。
度が最適温度より低い場合は冷却能力が小さく制約され
ているので温度が上昇し易く、最適温度より高くなると
冷却能力が急激に大きくなって強力に冷却されるので、
電池の温度が最適温度に収束するように制御され、電池
の入出力状態の最適化及び寿命の延長を図ることができ
る。
【０００８】なお、温度上昇に対する冷却能力の増加傾
向は、比例的（直線的）であっても、曲線的であって
も、段階的であっても良く、実際には、制御の簡単化の
ために検出温度によってテーブルを参照して冷却能力を
設定するのが好適である。また、冷却手段は冷却ファン
により冷却エアを送風するもの、冷却ポンプにより冷却
水などの冷却流体を流すもの、ペルチェ素子にて冷却す
るもの等、任意の冷却手段を適用することができる。
向は、比例的（直線的）であっても、曲線的であって
も、段階的であっても良く、実際には、制御の簡単化の
ために検出温度によってテーブルを参照して冷却能力を
設定するのが好適である。また、冷却手段は冷却ファン
により冷却エアを送風するもの、冷却ポンプにより冷却
水などの冷却流体を流すもの、ペルチェ素子にて冷却す
るもの等、任意の冷却手段を適用することができる。
【０００９】また、電池の最適温度の近傍に適正温度領
域を設定し、この適正温度領域で冷却能力をほぼ一定に
すると、電池の温度を適正温度領域に安定して維持する
ことができることがあり、入出力状態の最適化及び寿命
の延長を安定的に確保することができる。
域を設定し、この適正温度領域で冷却能力をほぼ一定に
すると、電池の温度を適正温度領域に安定して維持する
ことができることがあり、入出力状態の最適化及び寿命
の延長を安定的に確保することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の電池の冷却制御装
置の一実施形態について、図１、図２を参照して説明す
る。
置の一実施形態について、図１、図２を参照して説明す
る。
【００１１】図１において、１は組電池で、２０〜３０
個の電池モジュール２を、各電池モジュール２、２間に
冷却通路４をあけた状態で並列配置し、並列方向の両端
に配設した一対の端板５で挟持し、一体的に固定して構
成されている。各電池モジュール２は、電槽３ａ内に極
板群３ｂと電解液を収容して構成された単電池３を図の
紙面の表裏方向に複数個並列配置して一体化するととも
に内部で直列接続して構成されており、その電池モジュ
ール２の両端に突出された接続端子（図示せず）を順次
直列に接続し、組電池１の所定の出力電圧を得ている。
また、各電池モジュール２の適当な単電池３の電槽３ａ
の上端部には温度検出センサ６が装着されている。
個の電池モジュール２を、各電池モジュール２、２間に
冷却通路４をあけた状態で並列配置し、並列方向の両端
に配設した一対の端板５で挟持し、一体的に固定して構
成されている。各電池モジュール２は、電槽３ａ内に極
板群３ｂと電解液を収容して構成された単電池３を図の
紙面の表裏方向に複数個並列配置して一体化するととも
に内部で直列接続して構成されており、その電池モジュ
ール２の両端に突出された接続端子（図示せず）を順次
直列に接続し、組電池１の所定の出力電圧を得ている。
また、各電池モジュール２の適当な単電池３の電槽３ａ
の上端部には温度検出センサ６が装着されている。
【００１２】この組電池１は、両端の端板５を支持する
支持部７ａ、７ｂ間に冷却風路８が形成されている支持
フレーム７上に設置され、組電池１の上部は排気通路９
を形成するカバー１０にて覆われている。１１は冷却風
路８に冷却エアを送風する冷却ファンである。
支持部７ａ、７ｂ間に冷却風路８が形成されている支持
フレーム７上に設置され、組電池１の上部は排気通路９
を形成するカバー１０にて覆われている。１１は冷却風
路８に冷却エアを送風する冷却ファンである。
【００１３】各電池モジュール２に配設された温度検出
センサ６の検出信号は温度検出部１２に入力され、温度
検出部１２で各電池モジュール２の温度が検出される。
温度検出部１２で検出された各電池モジュール２の温度
データは制御部１３に入力されている。
センサ６の検出信号は温度検出部１２に入力され、温度
検出部１２で各電池モジュール２の温度が検出される。
温度検出部１２で検出された各電池モジュール２の温度
データは制御部１３に入力されている。
【００１４】制御部１３は、検出した各電池モジュール
２の温度をチェックし、何れかの電池モジュール２が所
定の上限温度に達している場合や、各電池モジュール
２、２間の温度ばらつきが所定値以上になった場合等
に、警報を発する等の所定の処理を行うように構成され
ている。また、制御部１３は、各電池モジュール２の平
均温度を求め、その温度に応じて冷却ファン１１による
冷却エアの風量を制御するように構成されている。
２の温度をチェックし、何れかの電池モジュール２が所
定の上限温度に達している場合や、各電池モジュール
２、２間の温度ばらつきが所定値以上になった場合等
に、警報を発する等の所定の処理を行うように構成され
ている。また、制御部１３は、各電池モジュール２の平
均温度を求め、その温度に応じて冷却ファン１１による
冷却エアの風量を制御するように構成されている。
【００１５】制御部１３による電池温度に応じた冷却フ
ァン１１の風量制御は、図２に示すように、電池の最適
温度より低い温度領域では、温度に対する冷却風量の比
例係数を相対的に低くし、電池の最適温度より高い温度
領域では、温度に対する冷却風量の比例係数を相対的に
高くしている。電池の最適温度は、例えばニッケル水素
二次電池の場合には、２５〜３５℃程度、上限温度は５
０℃程度である。
ァン１１の風量制御は、図２に示すように、電池の最適
温度より低い温度領域では、温度に対する冷却風量の比
例係数を相対的に低くし、電池の最適温度より高い温度
領域では、温度に対する冷却風量の比例係数を相対的に
高くしている。電池の最適温度は、例えばニッケル水素
二次電池の場合には、２５〜３５℃程度、上限温度は５
０℃程度である。
【００１６】以上の構成によれば、電池温度が最適温度
より低い場合は、冷却ファン１１の風量の増加が小さ
く、冷却能力が小さく制約されているために、温度が上
昇し易く、最適温度より高くなると、冷却ファン１１の
風量が急激に増加し、冷却能力が急激に大きくなって強
力に冷却されるので、組電池１の温度が最適温度に収束
するように制御されることになり、組電池１の入出力状
態の最適化及び寿命の延長を図ることができる。
より低い場合は、冷却ファン１１の風量の増加が小さ
く、冷却能力が小さく制約されているために、温度が上
昇し易く、最適温度より高くなると、冷却ファン１１の
風量が急激に増加し、冷却能力が急激に大きくなって強
力に冷却されるので、組電池１の温度が最適温度に収束
するように制御されることになり、組電池１の入出力状
態の最適化及び寿命の延長を図ることができる。
【００１７】次に、本発明の他の実施形態の組電池の冷
却制御方法及び装置について説明する。なお、装置構成
は上記実施形態と同一であるため説明を省略し、冷却制
御方法の相違点について図３を参照して説明する。
却制御方法及び装置について説明する。なお、装置構成
は上記実施形態と同一であるため説明を省略し、冷却制
御方法の相違点について図３を参照して説明する。
【００１８】上記実施形態においては、最適温度を境に
して温度に対する風量の比例係数を変えた例を示した
が、本実施形態では、図３に示すように、組電池１の最
適温度の近傍に適正温度領域を設定し、この適正温度領
域では冷却能力をほぼ一定にしている。
して温度に対する風量の比例係数を変えた例を示した
が、本実施形態では、図３に示すように、組電池１の最
適温度の近傍に適正温度領域を設定し、この適正温度領
域では冷却能力をほぼ一定にしている。
【００１９】このように組電池１の最適温度の近傍に適
正温度領域を設定し、この適正温度領域で冷却能力をほ
ぼ一定にすると、組電池１の温度を適正温度領域に安定
して維持することができることがあり、組電池１の入出
力状態の最適化及び寿命の延長を安定的に確保すること
ができる。
正温度領域を設定し、この適正温度領域で冷却能力をほ
ぼ一定にすると、組電池１の温度を適正温度領域に安定
して維持することができることがあり、組電池１の入出
力状態の最適化及び寿命の延長を安定的に確保すること
ができる。
【００２０】なお、以上の実施形態の説明では、組電池
１の冷却手段として、冷却ファン１１により冷却エアを
送風するものを例示したが、本発明はこれに限定される
ものではなく、冷却ポンプにより冷却水などの冷却流体
を流すものや、ペルチェ素子にて冷却するもの等、任意
の冷却手段を適用することができる。
１の冷却手段として、冷却ファン１１により冷却エアを
送風するものを例示したが、本発明はこれに限定される
ものではなく、冷却ポンプにより冷却水などの冷却流体
を流すものや、ペルチェ素子にて冷却するもの等、任意
の冷却手段を適用することができる。
【００２１】また、上記実施形態では複数の単電池３を
内蔵した電池モジュール２を複数並列配置して一体化し
た組電池１の例を示したが、本発明はこれに限定される
ものではなく、複数の単体の単電池を並列配置して接続
したものや、単体の電池ブロック内に複数の単電池と伝
熱体や冷却媒体を内蔵させた電池等、任意の電池に適用
することができる。
内蔵した電池モジュール２を複数並列配置して一体化し
た組電池１の例を示したが、本発明はこれに限定される
ものではなく、複数の単体の単電池を並列配置して接続
したものや、単体の電池ブロック内に複数の単電池と伝
熱体や冷却媒体を内蔵させた電池等、任意の電池に適用
することができる。
【００２２】また、上記実施形態では、温度上昇に対し
て冷却能力を比例的（直線的）に増加させるように制御
する例を示したが、本発明はこれに限定されるものでは
なく、例えば段階的に増加させるようにしても良く、ま
た直線的ではなく双曲線等の他の二次曲線的に増加させ
るようにしてもよい。さらに、実際には制御の簡単化の
ために検出温度によってテーブルを参照して冷却能力を
設定するのが好適である。
て冷却能力を比例的（直線的）に増加させるように制御
する例を示したが、本発明はこれに限定されるものでは
なく、例えば段階的に増加させるようにしても良く、ま
た直線的ではなく双曲線等の他の二次曲線的に増加させ
るようにしてもよい。さらに、実際には制御の簡単化の
ために検出温度によってテーブルを参照して冷却能力を
設定するのが好適である。
【００２３】
【発明の効果】本発明の電池の冷却制御方法及び装置に
よれば、以上のように電池温度が最適温度より低い場合
は冷却能力が小さく制約されているので温度が上昇し易
く、最適温度より高くなると冷却能力が急激に大きくな
って強力に冷却されるので、電池の温度が最適温度に収
束するように制御され、電池の入出力状態の最適化及び
寿命の延長を図ることができる。
よれば、以上のように電池温度が最適温度より低い場合
は冷却能力が小さく制約されているので温度が上昇し易
く、最適温度より高くなると冷却能力が急激に大きくな
って強力に冷却されるので、電池の温度が最適温度に収
束するように制御され、電池の入出力状態の最適化及び
寿命の延長を図ることができる。
【００２４】また、電池の最適温度の近傍に適正温度領
域を設定し、この適正温度領域で冷却能力をほぼ一定に
すると、電池の温度を適正温度領域に安定して維持する
ことができることがあり、入出力状態の最適化及び寿命
の延長を安定的に確保することができる。
域を設定し、この適正温度領域で冷却能力をほぼ一定に
すると、電池の温度を適正温度領域に安定して維持する
ことができることがあり、入出力状態の最適化及び寿命
の延長を安定的に確保することができる。
【図１】本発明の一実施形態における電池の冷却制御装
置の概略構成図である。
置の概略構成図である。
【図２】同実施形態の冷却制御における温度と風量の特
性図である。
性図である。
【図３】本発明の他の実施形態の冷却制御における温度
と風量の特性図である。
と風量の特性図である。
【図４】従来例の電池の冷却制御における温度と風量の
特性図である。
特性図である。
１ 組電池
２ 電池モジュール
６ 温度検出センサ
１１ 冷却ファン（冷却手段）
１２ 温度検出部
１３ 制御部
Claims (4)
- 【請求項１】 電池温度を検出し、その検出温度の高さ
に応じて電池を冷却する冷却手段の冷却能力を高くする
冷却制御方法において、検出した電池の温度が電池の最
適温度より低い温度領域の場合は、温度上昇に対する冷
却能力の増加傾向を相対的に低くし、電池の最適温度よ
り高い温度領域の場合は、温度上昇に対する冷却能力の
増加傾向を相対的に高くすることを特徴とする電池の冷
却制御方法。 - 【請求項２】 電池の最適温度の近傍の適正温度領域で
は、冷却能力をほぼ一定にすることを特徴とする請求項
１記載の電池の冷却制御方法。 - 【請求項３】 電池を冷却する冷却手段と、電池温度を
検出する温度検出部と、検出温度に応じて冷却手段を制
御する制御部とを備え、制御部を、電池の最適温度より
低い温度領域では温度上昇に対する冷却能力の増加傾向
を相対的に低くし、電池の最適温度より高い温度領域で
は温度上昇に対する冷却能力の増加傾向を相対的に高く
するように構成したことを特徴とする電池の冷却制御装
置。 - 【請求項４】 電池の最適温度の近傍に適正温度領域を
設定し、この適正温度領域では冷却能力をほぼ一定にし
たことを特徴とする請求項３記載の電池の冷却制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001340662A JP2003142166A (ja) | 2001-11-06 | 2001-11-06 | 電池の冷却制御方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001340662A JP2003142166A (ja) | 2001-11-06 | 2001-11-06 | 電池の冷却制御方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003142166A true JP2003142166A (ja) | 2003-05-16 |
Family
ID=19154821
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001340662A Pending JP2003142166A (ja) | 2001-11-06 | 2001-11-06 | 電池の冷却制御方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003142166A (ja) |
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2001
- 2001-11-06 JP JP2001340662A patent/JP2003142166A/ja active Pending
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