JP2006111116A - Electric power source device for vehicle and vehicle mounted with this - Google Patents

Electric power source device for vehicle and vehicle mounted with this Download PDF

Info

Publication number
JP2006111116A
JP2006111116A JP2004300001A JP2004300001A JP2006111116A JP 2006111116 A JP2006111116 A JP 2006111116A JP 2004300001 A JP2004300001 A JP 2004300001A JP 2004300001 A JP2004300001 A JP 2004300001A JP 2006111116 A JP2006111116 A JP 2006111116A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
refrigerant
secondary battery
power supply
supply device
fuel cell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2004300001A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiko Osawa
康彦 大澤
Koichi Nemoto
好一 根本
Shin Nagayama
森 長山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP2004300001A priority Critical patent/JP2006111116A/en
Publication of JP2006111116A publication Critical patent/JP2006111116A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric power source device capable of quickly realizing efficient traveling by shortening an air-warming time. <P>SOLUTION: The electric power source device 10 for the vehicle has a fuel cell 11 for feeding electric power for driving the vehicle; a secondary battery 12 for feeding the electric power with the fuel cell 11; and a first circulation passage 13 for circulating a first coolant near the fuel cell 11 and near the secondary battery 12. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、燃料電池および二次電池を有する車両用電源装置およびこれを搭載した車両に関する。   The present invention relates to a vehicle power supply device having a fuel cell and a secondary battery, and a vehicle equipped with the same.

近年、燃料電池を搭載した車両の開発が盛んである。燃料電池搭載車両の中には、燃料電池に加えて二次電池も搭載し、燃料電池のエネルギーを補間するものがある。このような車両によれば、燃料電池の出力の過不足に対応して二次電池を充放電することによって、効率のよい走行が可能となる(たとえば、特許文献1参照)。
特開平7−99057号公報
In recent years, development of vehicles equipped with fuel cells has been active. Some vehicles equipped with fuel cells include a secondary battery in addition to the fuel cell to interpolate the energy of the fuel cell. According to such a vehicle, efficient running is possible by charging and discharging the secondary battery in response to excess or deficiency of the output of the fuel cell (see, for example, Patent Document 1).
JP 7-99057 A

しかし、上記技術を採用した車両においても、燃料電池および二次電池が動作するための適当な温度(以下、動作適温という)に到達するまでは、効率よく走行できない。つまり、燃料電池および二次電池が動作適温に到達するまでの暖気時間を開花するまでは、効率のよい走行ができない。   However, even a vehicle that employs the above technology cannot travel efficiently until it reaches an appropriate temperature for operating the fuel cell and the secondary battery (hereinafter referred to as an appropriate operating temperature). That is, efficient driving cannot be performed until the warm-up time until the fuel cell and the secondary battery reach the proper operating temperature is opened.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、暖気時間を短縮して、いち早く効率的な走行を実現できる車両用電源装置およびこれを搭載した車両を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a vehicle power supply device capable of shortening the warm-up time and realizing efficient traveling quickly and a vehicle equipped with the same.

本発明の車両用電源装置は、車両駆動用の電力を供給する燃料電池と、前記燃料電池と共に電力を供給する二次電池と、前記燃料電池近傍および前記二次電池近傍に第1冷媒を循環する第1循環通路と、を有する。   The power supply device for a vehicle according to the present invention includes a fuel cell that supplies power for driving the vehicle, a secondary battery that supplies power together with the fuel cell, and a first refrigerant that circulates in the vicinity of the fuel cell and in the vicinity of the secondary battery. And a first circulation passage.

本発明の車両用電源装置によれば、第1冷媒が燃料電池および二次電池近傍を循環する。燃料電池により加熱された第1冷媒が二次電池近傍を通過する。第1冷媒により二次電池が加熱されるので、二次電池が動作適温に到達するまでの時間、すなわち暖気時間を短縮できる。したがって、いち早く効率的な走行を車両に実現できる。   According to the vehicle power supply device of the present invention, the first refrigerant circulates in the vicinity of the fuel cell and the secondary battery. The first refrigerant heated by the fuel cell passes near the secondary battery. Since the secondary battery is heated by the first refrigerant, the time until the secondary battery reaches the proper operating temperature, that is, the warm-up time can be shortened. Therefore, it is possible to quickly and efficiently drive the vehicle.

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、車両の駆動系の該略構成図である。   FIG. 1 is a schematic diagram of a vehicle drive system.

車両の駆動系は、車両用電源装置10、DC/DCコンバータ92、インバータ94、モータ96、前輪98を有する。   The vehicle drive system includes a vehicle power supply device 10, a DC / DC converter 92, an inverter 94, a motor 96, and front wheels 98.

車両用電源装置10は、車両の駆動に必要な電力を発生する。車両用電源装置10は、DC/DCコンバータ92およびインバータ94を介してモータ96に電力を供給する。この電力によりモータ96は、回転動力を発生する。回転動力は前輪98に伝達される。これにより、車両が駆動する。   The vehicle power supply device 10 generates electric power necessary for driving the vehicle. The vehicle power supply device 10 supplies power to the motor 96 via the DC / DC converter 92 and the inverter 94. With this electric power, the motor 96 generates rotational power. The rotational power is transmitted to the front wheel 98. As a result, the vehicle is driven.

車両用電源装置10は、燃料電池11と二次電池12とを含む。燃料電池11は、燃料として消費される水素、酸素を連続して補給することにより発電する電池である。二次電池12は、充放電可能な電池である。二次電池12としては、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素二次電池、鉛酸二次電池などが上げられる。二次電池12としては、好ましくは、リチウムイオン二次電池が用いられる。   The vehicle power supply device 10 includes a fuel cell 11 and a secondary battery 12. The fuel cell 11 is a battery that generates electricity by continuously replenishing hydrogen and oxygen consumed as fuel. The secondary battery 12 is a chargeable / dischargeable battery. Examples of the secondary battery 12 include a lithium ion secondary battery, a nickel hydride secondary battery, and a lead acid secondary battery. As the secondary battery 12, a lithium ion secondary battery is preferably used.

次に、上記駆動系の車両用電源装置10について、詳細な構成を説明する。   Next, a detailed configuration of the drive system power supply device 10 for the drive system will be described.

(第1実施形態)
図2は、車両用電源装置の構成図である。
(First embodiment)
FIG. 2 is a configuration diagram of the vehicle power supply device.

車両用電源装置10は、燃料電池11、二次電池12、循環通路(第1循環通路)13、電動ポンプ14、放熱器15および制御部16を含む。   The vehicle power supply device 10 includes a fuel cell 11, a secondary battery 12, a circulation passage (first circulation passage) 13, an electric pump 14, a radiator 15, and a control unit 16.

燃料電池11および二次電池12は、並んで配置されている。   The fuel cell 11 and the secondary battery 12 are arranged side by side.

循環通路13は、内部に冷媒(第1冷媒)を流すための閉じた流路が形成されており、該流路に冷媒が充填されている。循環通路13は、燃料電池11の近傍および二次電池12の近傍に冷媒が通過するように配置されている。循環通路13内において、燃料電池11および二次電池12近傍を通過した冷媒は、放熱器15を通過して、再度、燃料電池11および二次電池12に供給される。循環通路13には、電動ポンプ14が接続されている。   The circulation passage 13 is formed with a closed flow path for flowing a refrigerant (first refrigerant) therein, and the flow path is filled with the refrigerant. The circulation passage 13 is disposed so that the refrigerant passes in the vicinity of the fuel cell 11 and in the vicinity of the secondary battery 12. In the circulation passage 13, the refrigerant that has passed through the vicinity of the fuel cell 11 and the secondary battery 12 passes through the radiator 15 and is supplied to the fuel cell 11 and the secondary battery 12 again. An electric pump 14 is connected to the circulation passage 13.

電動ポンプ14は、駆動すると、図中矢印で示すように、循環通路13内で冷媒を循環させる。   When the electric pump 14 is driven, the refrigerant is circulated in the circulation passage 13 as indicated by arrows in the figure.

放熱器15は、循環通路13に設けられている。放熱器15は、燃料電池11および二次電池12を通過して、それらの熱により加熱された冷媒を冷却する。ここで、放熱器15は、冷媒が所定温度以上にならないように、すなわち、燃料電池11を動作適温に維持できるように、冷媒温度を、たとえば、80度付近に維持する。   The radiator 15 is provided in the circulation passage 13. The radiator 15 passes through the fuel cell 11 and the secondary battery 12 and cools the refrigerant heated by those heats. Here, the radiator 15 maintains the refrigerant temperature in the vicinity of, for example, 80 degrees so that the refrigerant does not exceed a predetermined temperature, that is, the fuel cell 11 can be maintained at an appropriate temperature.

制御部16は、電動ポンプ14に接続され、車両の始動に従って、電動ポンプ14を駆動制御する。   The control unit 16 is connected to the electric pump 14 and controls driving of the electric pump 14 according to the start of the vehicle.

次に、上記車両用電源装置の作用について説明する。   Next, the operation of the vehicle power supply device will be described.

図3は、車両用電源装置の動作を示すフローチャートである。   FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the vehicle power supply device.

まず、制御部16は、車両が始動されたか否かを判断する(ステップS1)。車両が始動されていない場合(ステップS1:NO)、始動されるまで待機する。   First, the control unit 16 determines whether or not the vehicle has been started (step S1). If the vehicle has not been started (step S1: NO), it waits until it is started.

車両が始動された場合(ステップS1:YES)、制御部16は、電動ポンプ14を駆動する(ステップS2)。ここで、車両が始動されると、燃料電池11は放電を開始し、二次電池12も充放電を開始する。燃料電池11および二次電池12は、それぞれ自己発熱して温度が上昇する。したがって、電動ポンプ14の駆動により冷媒が循環し始めると、冷媒は燃料電池11を通過する際に、温度が上昇する。   When the vehicle is started (step S1: YES), the control unit 16 drives the electric pump 14 (step S2). Here, when the vehicle is started, the fuel cell 11 starts discharging, and the secondary battery 12 also starts charging and discharging. The fuel cell 11 and the secondary battery 12 each generate heat and the temperature rises. Therefore, when the refrigerant starts to circulate by driving the electric pump 14, the temperature of the refrigerant increases as it passes through the fuel cell 11.

温度が上昇した冷媒は、二次電池12を通過する際に、二次電池12に熱を与える。したがって、二次電池12の温度が上昇する。つまり、冷媒を介して、燃料電池11の熱が、二次電池12に伝達される。   The refrigerant whose temperature has risen gives heat to the secondary battery 12 when passing through the secondary battery 12. Therefore, the temperature of the secondary battery 12 rises. That is, the heat of the fuel cell 11 is transmitted to the secondary battery 12 through the refrigerant.

以上のように、本実施形態では、燃料電池11を動作適温に維持するための循環通路13の途中に、二次電池12を配置している。したがって、燃料電池11の発熱により温度上昇した冷媒により、二次電池12が暖められる。これにより、二次電池12が最も効率良く充放電を実行できる温度に到達するまでの時間、すなわち、暖気時間を短縮できる。結果として、いち早く効率的な走行を車両に実現できる。   As described above, in the present embodiment, the secondary battery 12 is disposed in the middle of the circulation passage 13 for maintaining the fuel cell 11 at an appropriate operating temperature. Therefore, the secondary battery 12 is warmed by the refrigerant whose temperature has risen due to the heat generated by the fuel cell 11. Thereby, the time until the secondary battery 12 reaches the temperature at which charging / discharging can be performed most efficiently, that is, the warm-up time can be shortened. As a result, the vehicle can be quickly and efficiently driven.

特に、燃料電池11および二次電池12は、並んで配置されており、冷媒は、燃料電池11近傍を通過した直後に、二次電池12近傍を通過する。したがって、燃料電池11により暖められた冷媒が放熱器15により冷却される前に、効率良く二次電池12を加熱できる。   In particular, the fuel cell 11 and the secondary battery 12 are arranged side by side, and the refrigerant passes through the vicinity of the secondary battery 12 immediately after passing through the vicinity of the fuel cell 11. Therefore, the secondary battery 12 can be efficiently heated before the refrigerant heated by the fuel cell 11 is cooled by the radiator 15.

さらに、暖気時間が経過した後、二次電池12がさらに温度上昇した場合、冷媒は、二次電池12を冷却するように作用する。したがって、二次電池12の温度が適当な作動温度に維持される。このように、燃料電池11の温度制御のための系を、二次電池12にも適用できるのは、燃料電池11の適当な動作温度が、二次電池12においても適当な動作温度であるからである。   Further, when the temperature of the secondary battery 12 further rises after the warm-up time has elapsed, the refrigerant acts to cool the secondary battery 12. Therefore, the temperature of the secondary battery 12 is maintained at an appropriate operating temperature. As described above, the system for controlling the temperature of the fuel cell 11 can be applied to the secondary battery 12 because the appropriate operating temperature of the fuel cell 11 is also the appropriate operating temperature of the secondary battery 12. It is.

上記実施形態では、二次電池12にバイポーラ電池を用いることができる。バイポーラ電池を用いることにより、高出力でコンパクトな二次電池が得られ、車両に適用するのにより好適な車両用電源装置が得られる。   In the above embodiment, a bipolar battery can be used as the secondary battery 12. By using a bipolar battery, a high-power and compact secondary battery can be obtained, and a vehicle power supply device more suitable for application to a vehicle can be obtained.

適用できるバイポーラ電池について簡単に説明する。   A brief description will be given of applicable bipolar batteries.

図4はバイポーラ電池の概略構成を示す図である。   FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of the bipolar battery.

バイポーラ電池は、集電体51の一方の面に正極52が形成され、他方の面に負極53が形成されたバイポーラ電極54を電解質層55を挟んで複数枚直列に積層してなる。   In the bipolar battery, a plurality of bipolar electrodes 54 each having a positive electrode 52 formed on one surface of a current collector 51 and a negative electrode 53 formed on the other surface are stacked in series with an electrolyte layer 55 interposed therebetween.

正極52に含まれる主要な活物質には、リチウムと遷移金属との複合酸化物を使用できる。具体的には、LiCoOなどのLi・Co系複合酸化物、LiNiOなどのLi・Ni系複合酸化物、スピネルLiMnなどのLi・Mn系複合酸化物、LiFeOなどのLi・Fe系複合酸化物などが挙げられる。特に、LiFePOが好ましい。LiFePOを用いることによって、耐熱性に優れた二次電池を構成できる。 As a main active material included in the positive electrode 52, a composite oxide of lithium and a transition metal can be used. Specifically, Li · Co-based composite oxide such as LiCoO 2, Li · Ni-based composite oxide such as LiNiO 2, Li · Mn-based composite oxide such as spinel LiMn 2 O 4, Li · such LiFeO 2 Examples thereof include Fe-based composite oxides. In particular, LiFePO 4 is preferable. By using LiFePO 4 , a secondary battery having excellent heat resistance can be configured.

また、負極53に含まれる主要な活物質には、カーボンもしくはリチウムと金属酸化物もしくは金属との複合酸化物を使用できる。特に、LiTi12が好ましい。LiTi12を用いることによって、耐熱性に優れた二次電池を構成できる。 As the main active material contained in the negative electrode 53, a composite oxide of carbon or lithium and a metal oxide or metal can be used. In particular, Li 4 Ti 5 O 12 is preferable. By using Li 4 Ti 5 O 12 , a secondary battery excellent in heat resistance can be configured.

電解質層55は、イオン伝導性を有する高分子から構成される層であり、イオン伝導性を示すのであれば材料は限定されない。特に、主要な電解質として極性高分子およびリチウム塩が含まれることが好ましい。これにより耐熱性に優れ、かつ液漏れの虞がない。信頼性を向上できる。   The electrolyte layer 55 is a layer composed of a polymer having ion conductivity, and the material is not limited as long as it exhibits ion conductivity. In particular, a polar polymer and a lithium salt are preferably included as main electrolytes. Thereby, it is excellent in heat resistance and there is no possibility of liquid leakage. Reliability can be improved.

さらに、極性高分子はポリアルキレンオキシドであることが好ましい。ポリアルキレンオキシドはイオン電動度が高いからである。ポリアルキレンオキシドのなかでも特に高分子側鎖としてエチレンオキシド鎖を持つものを用いることが好ましい。信頼性の高い電源を構成できる。   Furthermore, the polar polymer is preferably a polyalkylene oxide. This is because polyalkylene oxide has a high ionic power. Among polyalkylene oxides, those having an ethylene oxide chain as the polymer side chain are particularly preferred. A highly reliable power source can be configured.

(第2実施形態)
第1実施形態とは異なる車両用電源装置10の構成について説明する。
(Second Embodiment)
A configuration of the vehicle power supply device 10 different from the first embodiment will be described.

図5は車両用電源装置の構成図であり、5(A)はバイパス側に冷媒を流す様子を示す図、5(B)は放熱器側に冷媒を流す様子を示す図である。   FIG. 5 is a configuration diagram of the vehicle power supply device, in which FIG. 5 (A) shows a state in which the refrigerant flows to the bypass side, and FIG. 5 (B) shows a state in which the refrigerant flows to the radiator side.

図5に示すように、第2実施形態においては、車両用電源装置10は、燃料電池11、二次電池12、電動ポンプ14、放熱器15、循環通路(第1循環通路)21、三方バルブ(第1切替手段)22、温度計(第1温度計)23、制御部24を含む。第1実施形態と同様の構成には、同一の参照番号を付して説明を省略する。   As shown in FIG. 5, in the second embodiment, the vehicle power supply device 10 includes a fuel cell 11, a secondary battery 12, an electric pump 14, a radiator 15, a circulation passage (first circulation passage) 21, and a three-way valve. (First switching means) 22, thermometer (first thermometer) 23, and control unit 24 are included. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

循環通路21は、内部に冷媒(第1冷媒)を流すための閉じた流路が形成されており、該流路に冷媒が充填されている。循環通路21は、燃料電池11の近傍および二次電池12の近傍に冷媒が通過するように配置されている。循環通路21には、電動ポンプ14が設けられている。   The circulation passage 21 is formed with a closed flow path for flowing a refrigerant (first refrigerant) therein, and the flow path is filled with the refrigerant. The circulation passage 21 is arranged so that the refrigerant passes in the vicinity of the fuel cell 11 and in the vicinity of the secondary battery 12. An electric pump 14 is provided in the circulation passage 21.

電動ポンプ14は、駆動により図5(A)に示す矢印の方向に冷媒が循環させる。循環通路21は、二次電池12の先で、二通路に分岐している。二通路の一方には、放熱器15が接続されている。以下では、放熱器15が接続されている通路を、放熱通路25という。また、放熱器が接続されていない方の通路を、バイパス通路26という。   The electric pump 14 circulates the refrigerant in the direction of the arrow shown in FIG. The circulation passage 21 is branched into two passages at the tip of the secondary battery 12. A radiator 15 is connected to one of the two passages. Hereinafter, the passage to which the radiator 15 is connected is referred to as a heat radiation passage 25. The passage to which the radiator is not connected is referred to as a bypass passage 26.

三方バルブ22は、循環通路21が二通路に分かれる分岐点に配置されている。三方バルブ22は、冷媒を放熱通路25に流すか、バイパス通路26に流すかを切替可能である。三方バルブ22は、制御部24に接続され、流路の切替が制御されている。   The three-way valve 22 is disposed at a branch point where the circulation passage 21 is divided into two passages. The three-way valve 22 can switch whether the refrigerant flows through the heat radiation passage 25 or the bypass passage 26. The three-way valve 22 is connected to the control unit 24 and the switching of the flow path is controlled.

温度計23は、燃料電池11に取り付けられ、燃料電池11の温度を検出する。   The thermometer 23 is attached to the fuel cell 11 and detects the temperature of the fuel cell 11.

制御部24は、電動ポンプ14、三方バルブ22および温度計23に接続されている。制御部24は、車両の始動に基づいて電動ポンプ14を制御する。また、制御部24は、温度計23の検出結果に基づいて、三方バルブ22を制御する。   The control unit 24 is connected to the electric pump 14, the three-way valve 22, and the thermometer 23. The control unit 24 controls the electric pump 14 based on the start of the vehicle. Further, the control unit 24 controls the three-way valve 22 based on the detection result of the thermometer 23.

次に、上記車両用電源装置の作用について説明する。   Next, the operation of the vehicle power supply device will be described.

図6は、車両用電源装置の動作を示すフローチャートである。   FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the vehicle power supply device.

まず、制御部24は、車両が始動されたか否かを判断する(ステップS11)。車両が始動されていない場合(ステップS11:NO)、始動されるまで待機する。   First, the control unit 24 determines whether or not the vehicle has been started (step S11). If the vehicle has not been started (step S11: NO), it waits until it is started.

車両が始動された場合(ステップS11:YES)、制御部24は、三方バルブ22を制御して、バイパス通路26側を開状態、放熱通路25側を閉状態とする(ステップS12)。ここで、車両が始動されると、燃料電池11は放電を開始し、二次電池12も充放電を開始する。燃料電池11および二次電池12は、それぞれ自己発熱して温度が上昇し始める。   When the vehicle is started (step S11: YES), the control unit 24 controls the three-way valve 22 to open the bypass passage 26 and close the heat dissipation passage 25 (step S12). Here, when the vehicle is started, the fuel cell 11 starts discharging, and the secondary battery 12 also starts charging and discharging. The fuel cell 11 and the secondary battery 12 each generate heat and start to rise in temperature.

続けて、制御部16は、電動ポンプ14を駆動する(ステップS13)。すると、図5(A)に矢印で示すように、冷媒がバイパス通路26を流れる。冷媒は、燃料電池11近傍を通過する際に燃料電池11の自己発熱により加熱され、二次電池12近傍を通過する際に二次電池12に熱が奪われる。つまり、冷媒を介して、燃料電池11の熱が、二次電池12に伝達される。   Subsequently, the control unit 16 drives the electric pump 14 (step S13). Then, the refrigerant flows through the bypass passage 26 as indicated by an arrow in FIG. The refrigerant is heated by the self-heating of the fuel cell 11 when passing through the vicinity of the fuel cell 11, and the secondary battery 12 is deprived of heat when passing through the vicinity of the secondary battery 12. That is, the heat of the fuel cell 11 is transmitted to the secondary battery 12 through the refrigerant.

温度計23により燃料電池11の温度T1が検出される(ステップS14)。検出された温度T1が、所定温度Ta以上か否かが判断される(ステップS15)。ここで、所定温度Taとは、燃料電池11の動作適温である。   The temperature T1 of the fuel cell 11 is detected by the thermometer 23 (step S14). It is determined whether the detected temperature T1 is equal to or higher than a predetermined temperature Ta (step S15). Here, the predetermined temperature Ta is an appropriate operating temperature of the fuel cell 11.

検出温度T1が所定温度Ta未満の場合(ステップS14:NO)、温度計23による温度検出を繰り返す。燃料電池11が十分に温まって、検出温度T1が所定温度Ta以上になったら(ステップS14:YES)、制御部24は、三方バルブ22を制御して、バイパス通路26側を閉状態、放熱通路25側を開状態とする(ステップS16)。これにより、図5(B)に矢印で示すように、冷媒が放熱通路25を流れ始める。   When the detected temperature T1 is lower than the predetermined temperature Ta (step S14: NO), the temperature detection by the thermometer 23 is repeated. When the fuel cell 11 is sufficiently warmed up and the detected temperature T1 is equal to or higher than the predetermined temperature Ta (step S14: YES), the control unit 24 controls the three-way valve 22 to close the bypass passage 26 side, and the heat dissipation passage. The 25 side is opened (step S16). As a result, the refrigerant begins to flow through the heat radiation passage 25 as indicated by an arrow in FIG.

以上のように、第2実施形態では、第1実施形態と同様に、燃料電池11の温度を制御するための冷媒を通す循環通路21近傍に二次電池12も配置している。したがって、第1実施形態と同様の効果が得られる。   As described above, in the second embodiment, similarly to the first embodiment, the secondary battery 12 is also disposed in the vicinity of the circulation passage 21 through which the refrigerant for controlling the temperature of the fuel cell 11 passes. Therefore, the same effect as the first embodiment can be obtained.

加えて、第2実施形態では、燃料電池11の温度T1を検出して三方バルブ22を切替え、燃料電池11が動作適温になるまでは冷媒をバイパス通路26に通す。燃料電池11が動作適温になったら、冷媒を放熱通路25に通す。したがって、燃料電池11が動作適温になるまでは、冷媒が放熱器15により放熱されない。放熱されない冷媒は動作適温までは温度が次第に向上するので、冷媒による二次電池12の加熱がより促進される。   In addition, in the second embodiment, the temperature T1 of the fuel cell 11 is detected and the three-way valve 22 is switched, and the refrigerant is passed through the bypass passage 26 until the fuel cell 11 reaches an appropriate operating temperature. When the fuel cell 11 reaches an appropriate operating temperature, the refrigerant is passed through the heat radiation passage 25. Therefore, the refrigerant is not dissipated by the radiator 15 until the fuel cell 11 reaches a proper operating temperature. Since the temperature of the refrigerant that does not radiate heat increases gradually to the optimum operating temperature, heating of the secondary battery 12 by the refrigerant is further promoted.

一方、燃料電池11が動作適温になったら、冷媒が放熱器15を通り、冷却されて、循環通路21に循環される。したがって、燃料電池11および二次電池12の過熱が防止される。   On the other hand, when the fuel cell 11 reaches an appropriate operating temperature, the refrigerant passes through the radiator 15 and is cooled and circulated through the circulation passage 21. Therefore, overheating of the fuel cell 11 and the secondary battery 12 is prevented.

(第3実施形態)
さらに異なる車両用電源装置10の構成について説明する。
(Third embodiment)
Furthermore, the structure of the different vehicle power supply device 10 is demonstrated.

図7は車両用電源装置の構成図であり、図7(A)は第1冷媒のみ循環する様子を示す図、図7(B)は第1冷媒および第2冷媒を循環する様子を示す図である。   FIG. 7 is a configuration diagram of the vehicle power supply device, FIG. 7A is a diagram showing a state in which only the first refrigerant is circulated, and FIG. 7B is a diagram showing a state in which the first refrigerant and the second refrigerant are circulated. It is.

図7に示すように、第3実施形態においては、車両用電源装置10は、燃料電池11、二次電池12、第1電動ポンプ14、温度計23、第1循環通路31、熱交換器32、第2循環通路33、第2電動ポンプ(ポンプ)34、放熱器(第2放熱器)35および制御部36を含む。第1実施形態および第2実施形態と同様の構成には、同一の参照番号を付して説明を省略する。   As shown in FIG. 7, in the third embodiment, the vehicle power supply device 10 includes a fuel cell 11, a secondary battery 12, a first electric pump 14, a thermometer 23, a first circulation passage 31, and a heat exchanger 32. , A second circulation passage 33, a second electric pump (pump) 34, a radiator (second radiator) 35, and a control unit 36. The same components as those in the first embodiment and the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

第1循環通路31は、内部に閉じた通路が形成されており、該通路に第1冷媒が充填されている。第1循環通路31は、燃料電池11の近傍および二次電池12の近傍に第1冷媒が通過するように配置されている。第1循環通路31には、第1電動ポンプ14が設けられている。   The first circulation passage 31 is formed with a closed passage and is filled with a first refrigerant. The first circulation passage 31 is arranged so that the first refrigerant passes in the vicinity of the fuel cell 11 and in the vicinity of the secondary battery 12. A first electric pump 14 is provided in the first circulation passage 31.

第1電動ポンプ14は、駆動により図7(A)に示す矢印の方向に第1冷媒を循環させる。第1循環通路には、熱交換器32が接続されている。   The first electric pump 14 circulates the first refrigerant in the direction of the arrow shown in FIG. A heat exchanger 32 is connected to the first circulation passage.

熱交換器32は、第1循環通路31を含む系と、第2循環通路33を含む他の系とを熱交換する。   The heat exchanger 32 exchanges heat between the system including the first circulation passage 31 and the other system including the second circulation passage 33.

他の系には、第2循環通路33、第2電動ポンプ34および放熱器35が含まれる。   The other system includes a second circulation passage 33, a second electric pump 34, and a radiator 35.

循環通路33は、循環通路31と同様に内部に第2冷媒を流すための流路が形成されており、該流路に第2冷媒が充填されている。   The circulation passage 33 is formed with a flow path for allowing the second refrigerant to flow in the same manner as the circulation passage 31, and the flow path is filled with the second refrigerant.

第2循環通路33には、第2電動ポンプ34が取り付けられている。第2電動ポンプ34は、駆動により、第2循環通路33内の第2冷媒を循環させる。   A second electric pump 34 is attached to the second circulation passage 33. The second electric pump 34 circulates the second refrigerant in the second circulation passage 33 by driving.

第2循環通路33には、さらに、放熱器35が設けられている。放熱器35は、通過する第2冷媒の温度が所定温度以上にならないように制御する。燃料電池11の動作適温が80度である場合、放熱器35は、80度以上にならないように第2冷媒を放熱する。   The second circulation passage 33 is further provided with a radiator 35. The radiator 35 controls the temperature of the second refrigerant passing therethrough so as not to exceed a predetermined temperature. When the appropriate temperature of operation of the fuel cell 11 is 80 degrees, the radiator 35 radiates the second refrigerant so as not to exceed 80 degrees.

制御部36は、電動ポンプ14、温度計23および電動ポンプ34に接続されている。制御部36は、車両の始動に基づいて第1電動ポンプ14を制御する。制御部36は、温度計23の検出結果に基づいて、第2電動ポンプ34の駆動を制御する。   The control unit 36 is connected to the electric pump 14, the thermometer 23, and the electric pump 34. The control unit 36 controls the first electric pump 14 based on the start of the vehicle. The control unit 36 controls the driving of the second electric pump 34 based on the detection result of the thermometer 23.

次に、上記車両用電源装置の作用について説明する。   Next, the operation of the vehicle power supply device will be described.

図8は、車両用電源装置の動作を示すフローチャートである。   FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the vehicle power supply device.

まず、制御部36は、車両が始動されたか否かを判断する(ステップS21)。車両が始動されていない場合(ステップS21:NO)、始動されるまで待機する。   First, the control unit 36 determines whether or not the vehicle has been started (step S21). If the vehicle has not been started (step S21: NO), it waits until it is started.

車両が始動された場合(ステップS21:YES)、制御部36は、第1電動ポンプ14を駆動する(ステップS22)。第1電動ポンプ14が駆動すると、図7(A)に矢印で示すように、第1冷媒が第1循環通路31を流れる。ここで、車両が始動されると、燃料電池11は放電を開始し、二次電池12も充放電を開始する。燃料電池11および二次電池12は、それぞれ自己発熱して温度が上昇する。   When the vehicle is started (step S21: YES), the control unit 36 drives the first electric pump 14 (step S22). When the first electric pump 14 is driven, the first refrigerant flows through the first circulation passage 31 as indicated by an arrow in FIG. Here, when the vehicle is started, the fuel cell 11 starts discharging, and the secondary battery 12 also starts charging and discharging. The fuel cell 11 and the secondary battery 12 each generate heat and the temperature rises.

この間、温度計23により燃料電池11の温度T1が検出される(ステップS23)。検出された温度T1が、所定温度Ta以上か否かが判断される(ステップS24)。ここで、所定温度Taとは、燃料電池11の動作適温である。   During this time, the temperature T1 of the fuel cell 11 is detected by the thermometer 23 (step S23). It is determined whether the detected temperature T1 is equal to or higher than a predetermined temperature Ta (step S24). Here, the predetermined temperature Ta is an appropriate operating temperature of the fuel cell 11.

検出温度T1が所定温度Ta未満の場合(ステップS24:NO)、温度計23による温度検出を繰り返す。燃料電池11が十分に温まって、検出温度T1が所定温度Ta以上になったら(ステップS24:YES)、制御部36は、第2電動ポンプ34を駆動する(ステップS25)。これにより、図7(B)に矢印で示すように、第2冷媒が第2循環通路33を循環し始める。第2循環通路33を循環する第2冷媒は、熱交換器32において、第1循環通路31を循環する第1冷媒と熱交換される。熱交換により暖められた第2循環通路33の第2冷媒は、放熱器35を通過する際に冷却され、熱交換器32に供給される。   When the detected temperature T1 is lower than the predetermined temperature Ta (step S24: NO), the temperature detection by the thermometer 23 is repeated. When the fuel cell 11 is sufficiently warmed and the detected temperature T1 becomes equal to or higher than the predetermined temperature Ta (step S24: YES), the control unit 36 drives the second electric pump 34 (step S25). As a result, the second refrigerant starts to circulate through the second circulation passage 33 as indicated by an arrow in FIG. The second refrigerant circulating in the second circulation passage 33 is heat-exchanged with the first refrigerant circulating in the first circulation passage 31 in the heat exchanger 32. The second refrigerant in the second circulation passage 33 warmed by heat exchange is cooled when passing through the radiator 35 and supplied to the heat exchanger 32.

以上のように、第3実施形態では、第1実施形態と同様に、燃料電池11の温度を制御するための第1冷媒を通す循環通路21近傍に二次電池12も配置している。したがって、第1実施形態と同様の効果が得られる。   As described above, in the third embodiment, similarly to the first embodiment, the secondary battery 12 is also disposed in the vicinity of the circulation passage 21 through which the first refrigerant for controlling the temperature of the fuel cell 11 passes. Therefore, the same effect as the first embodiment can be obtained.

加えて、第3実施形態では、燃料電池11の温度T1を検出して、燃料電池11が動作適温になるまでは第1循環通路31でのみ冷媒を循環させる。したがって、燃料電池11が動作適温になるまでは、第1冷媒が熱交換器32においてほとんど熱交換されない。第1冷媒が冷却されないので、次第に温度上昇する第1冷媒により、二次電池12の加熱がより促進される。   In addition, in the third embodiment, the temperature T1 of the fuel cell 11 is detected, and the refrigerant is circulated only in the first circulation passage 31 until the fuel cell 11 reaches an appropriate operating temperature. Therefore, the first refrigerant hardly exchanges heat in the heat exchanger 32 until the fuel cell 11 reaches an appropriate operating temperature. Since the first refrigerant is not cooled, the heating of the secondary battery 12 is further promoted by the first refrigerant that gradually increases in temperature.

一方、燃料電池11が動作適温になったら、第2循環通路33においても第2冷媒が循環される。したがって、熱交換器32には、常に放熱器35において冷却された第2冷媒が供給され、第1循環通路31の第1冷媒と熱交換される。結果として、冷却された第1冷媒が第1循環通路31を循環するので、燃料電池11および二次電池12は、動作適温以上に過熱されない。   On the other hand, when the fuel cell 11 reaches an appropriate operating temperature, the second refrigerant is also circulated in the second circulation passage 33. Therefore, the heat exchanger 32 is always supplied with the second refrigerant cooled in the radiator 35 and exchanges heat with the first refrigerant in the first circulation passage 31. As a result, the cooled first refrigerant circulates through the first circulation passage 31, so that the fuel cell 11 and the secondary battery 12 are not overheated to an operating temperature or higher.

(第4実施形態)
さらに異なる車両用電源装置10の構成について説明する。
(Fourth embodiment)
Furthermore, the structure of the different vehicle power supply device 10 is demonstrated.

図9は車両用電源装置の構成図であり、図9(A)は第1冷媒のみ循環する様子を示す図、図9(B)は第1冷媒および第2冷媒を循環する様子を示す図、図9(C)は二次電池をバイパスして第1冷媒を流す様子を示す図である。   FIG. 9 is a configuration diagram of the power supply device for a vehicle, FIG. 9A is a diagram illustrating a state in which only the first refrigerant is circulated, and FIG. 9B is a diagram illustrating a state in which the first refrigerant and the second refrigerant are circulated. FIG. 9C is a diagram showing a state in which the first refrigerant flows while bypassing the secondary battery.

第4実施形態では、第3実施形態と略同様の構成に、一部新たな構成を付加している。したがって、第3実施形態と異なる点について説明する。   In the fourth embodiment, a new configuration is partially added to the configuration substantially the same as that of the third embodiment. Therefore, differences from the third embodiment will be described.

図9に示すように、第4実施形態の車両用電源装置10は、第1循環通路31が途中で分岐されている。一方は、二次電池12に向かって第1冷媒が進む電池側通路41であり、もう一方は、二次電池12をバイパスして第1冷媒が進むバイパス通路(第2バイパス通路)42である。   As shown in FIG. 9, in the vehicle power supply device 10 of the fourth embodiment, the first circulation passage 31 is branched in the middle. One is a battery-side passage 41 through which the first refrigerant travels toward the secondary battery 12, and the other is a bypass passage (second bypass passage) 42 that bypasses the secondary battery 12 and travels through the first refrigerant. .

これらの通路を41、42の分岐の開始点には、三方バルブ43が設けられている。三方バルブ43は、冷媒の進行方向を、電池側通路41またはバイパス通路42に切替可能である。   A three-way valve 43 is provided at the start point of branching of these passages 41 and 42. The three-way valve 43 can switch the traveling direction of the refrigerant to the battery side passage 41 or the bypass passage 42.

また、二次電池12には、第2温度計44が取り付けられている。第2温度計44は、二次電池12の温度を検出する。   In addition, a second thermometer 44 is attached to the secondary battery 12. The second thermometer 44 detects the temperature of the secondary battery 12.

第3実施形態では、制御部36は、三方バルブ43および第2温度計44に接続されている。制御部36は、第2温度計44の検出結果に従って、三方バルブ43を制御する。   In the third embodiment, the control unit 36 is connected to the three-way valve 43 and the second thermometer 44. The control unit 36 controls the three-way valve 43 according to the detection result of the second thermometer 44.

次に、上記車両用電源装置の作用について説明する。   Next, the operation of the vehicle power supply device will be described.

図10は、車両用電源装置の動作を示すフローチャートである。   FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the vehicle power supply device.

まず、制御部36は、車両が始動されたか否かを判断する(ステップS31)。車両が始動されていない場合(ステップS31:NO)、始動されるまで待機する。   First, the control unit 36 determines whether or not the vehicle has been started (step S31). If the vehicle has not been started (step S31: NO), it waits until it is started.

車両が始動された場合(ステップS31:YES)、制御部36は、三方バルブ43を制御して、電池側通路41側を開状態、バイパス通路42側を閉状態とする(ステップS32)。ここで、車両が始動されると、燃料電池11は放電を開始し、二次電池12も充放電を開始する。燃料電池11および二次電池12は、それぞれ自己発熱して温度が上昇し始める。   When the vehicle is started (step S31: YES), the control unit 36 controls the three-way valve 43 to open the battery side passage 41 and close the bypass passage 42 (step S32). Here, when the vehicle is started, the fuel cell 11 starts discharging, and the secondary battery 12 also starts charging and discharging. The fuel cell 11 and the secondary battery 12 each generate heat and start to rise in temperature.

続けて、制御部36は、第1電動ポンプ14を駆動する(ステップS33)。すると、図9(A)に矢印で示すように、第1冷媒が燃料電池11および二次電池12近傍を流れる。冷媒は、燃料電池11近傍を通過する際に燃料電池11の自己発熱により加熱され、二次電池12近傍を通過する際に二次電池12に熱が奪われる。つまり、冷媒を介して、燃料電池11の熱が、二次電池12に伝達される。   Subsequently, the control unit 36 drives the first electric pump 14 (step S33). Then, as shown by an arrow in FIG. 9A, the first refrigerant flows in the vicinity of the fuel cell 11 and the secondary battery 12. The refrigerant is heated by the self-heating of the fuel cell 11 when passing through the vicinity of the fuel cell 11, and the secondary battery 12 is deprived of heat when passing through the vicinity of the secondary battery 12. That is, the heat of the fuel cell 11 is transmitted to the secondary battery 12 through the refrigerant.

この間、温度計23により燃料電池11の温度T1が検出される(ステップS34)。検出された温度T1が、所定温度Ta以上か否かが判断される(ステップS35)。ここで、所定温度Taとは、燃料電池11の動作適温である。   During this time, the temperature T1 of the fuel cell 11 is detected by the thermometer 23 (step S34). It is determined whether or not the detected temperature T1 is equal to or higher than a predetermined temperature Ta (step S35). Here, the predetermined temperature Ta is an appropriate operating temperature of the fuel cell 11.

検出温度T1が所定温度Ta未満の場合(ステップS35:NO)、温度計23による温度検出を繰り返す。燃料電池11が十分に温まって、検出温度T1が所定温度Ta以上になったら(ステップS35:YES)、制御部36は、第2電動ポンプ34を駆動する(ステップS36)。これにより、図9(B)に矢印で示すように、第2冷媒が第2循環通路33を循環し始める。第2循環通路33を循環する第2冷媒は、熱交換器32において、第1循環通路31を循環する第1冷媒と熱交換される。熱交換により暖められた第2循環通路33の第2冷媒は、放熱器35を通過する際に冷却され、熱交換器32に供給される。   When the detected temperature T1 is lower than the predetermined temperature Ta (step S35: NO), the temperature detection by the thermometer 23 is repeated. When the fuel cell 11 is sufficiently warmed and the detected temperature T1 becomes equal to or higher than the predetermined temperature Ta (step S35: YES), the control unit 36 drives the second electric pump 34 (step S36). As a result, the second refrigerant starts to circulate through the second circulation passage 33 as indicated by an arrow in FIG. The second refrigerant circulating in the second circulation passage 33 is heat-exchanged with the first refrigerant circulating in the first circulation passage 31 in the heat exchanger 32. The second refrigerant in the second circulation passage 33 warmed by heat exchange is cooled when passing through the radiator 35 and supplied to the heat exchanger 32.

さらに、第2温度計44により、二次電池12の温度T2が検出される(ステップS37)。検出された温度T2が、所定温度Taよりも高く設定された設定温度Tb以上か否かが判断される(ステップS38)。ここで、設定温度Tbとは、二次電池12の動作適温よりも高い温度に設定されている。   Furthermore, the temperature T2 of the secondary battery 12 is detected by the second thermometer 44 (step S37). It is determined whether or not the detected temperature T2 is equal to or higher than a set temperature Tb set higher than the predetermined temperature Ta (step S38). Here, the set temperature Tb is set to a temperature higher than the proper operating temperature of the secondary battery 12.

検出された温度T2が設定温度Tb未満である場合(ステップS38:NO)、二次電池12の温度の検出が続行される。検出された温度T2が設定温度Tb以上である場合(ステップS38:YES)、制御部36は、三方バルブ43を制御して、電池側通路41側を閉状態、バイパス通路42側を開状態とする(ステップS39)。これにより、図9(C)に矢印で示すように、冷媒が二次電池12をバイパスして流れる。   When the detected temperature T2 is lower than the set temperature Tb (step S38: NO), the detection of the temperature of the secondary battery 12 is continued. When the detected temperature T2 is equal to or higher than the set temperature Tb (step S38: YES), the control unit 36 controls the three-way valve 43 to close the battery side passage 41 and open the bypass passage 42. (Step S39). Thereby, as shown by an arrow in FIG. 9C, the refrigerant flows bypassing the secondary battery 12.

そして、検出された温度T2が設定温度Tb未満に戻ったか否かが判断される(ステップS40)。温度T2が設定温度Tb未満に戻っていない場合(ステップS40:NO)、三方バルブ43の状態が維持される。   Then, it is determined whether or not the detected temperature T2 has returned below the set temperature Tb (step S40). When the temperature T2 has not returned below the set temperature Tb (step S40: NO), the state of the three-way valve 43 is maintained.

温度T2が設定温度Tb未満に戻った場合(ステップS40:YES)、制御部36は、三方バルブ43を制御して、電池側通路41側を開状態、バイパス通路42側を閉状態とする(ステップS41)。ステップS37からステップS41までの処理は、車両が運転停止になるまで繰り返される。   When the temperature T2 returns below the set temperature Tb (step S40: YES), the control unit 36 controls the three-way valve 43 to open the battery side passage 41 and close the bypass passage 42 (see FIG. Step S41). The processing from step S37 to step S41 is repeated until the vehicle is stopped.

以上のように、第4実施形態では、第3実施形態の構成に加え、三方バルブ43を設けている。したがって、急発進などにより燃料電池11の温度が二次電池の作動適温よりも急激に高くなり、該燃料電池11の温度が第1冷媒を通じて伝達される場合、即座に、三方バルブ43をバイパス通路42側に切替えられる。これにより、高温の第1冷媒が二次電池12近傍を通過することを防止でき、その熱が二次電池12に伝達されない。結果として、二次電池12の温度を作動温度に保持できる。   As described above, in the fourth embodiment, the three-way valve 43 is provided in addition to the configuration of the third embodiment. Therefore, when the temperature of the fuel cell 11 suddenly becomes higher than the optimum operating temperature of the secondary battery due to sudden start or the like and the temperature of the fuel cell 11 is transmitted through the first refrigerant, the three-way valve 43 is immediately bypassed by the bypass passage. 42 side. Thereby, it is possible to prevent the high temperature first refrigerant from passing near the secondary battery 12, and the heat is not transmitted to the secondary battery 12. As a result, the temperature of the secondary battery 12 can be maintained at the operating temperature.

第1冷媒の温度が燃料電池11の動作適温に戻ったら、再び、電池側通路41に冷媒を通すことにより、二次電池12の温度を適温に維持できる。   When the temperature of the first refrigerant returns to the optimum operating temperature of the fuel cell 11, the temperature of the secondary battery 12 can be maintained at the appropriate temperature by passing the refrigerant through the battery side passage 41 again.

(第5実施形態)
第5実施形態では、上記第1実施形態〜第4実施形態の車両用電源装置を駆動用電源として搭載して車両を構成する。
(Fifth embodiment)
In the fifth embodiment, the vehicle power supply device according to any of the first to fourth embodiments is mounted as a drive power supply to constitute a vehicle.

参考までに、図11に車両用電源装置10を搭載する自動車100の該略図を示す。自動車100に搭載する車両用電源装置10は、上記説明した特性を有する。このため、二次電池が動作適温に到達するまでの時間、すなわち暖気時間が短い。自動車100は、いち早く効率的な走行を実現できる。   For reference, FIG. 11 shows a schematic diagram of an automobile 100 on which the vehicle power supply device 10 is mounted. The vehicle power supply device 10 mounted on the automobile 100 has the characteristics described above. For this reason, the time until the secondary battery reaches the proper operating temperature, that is, the warm-up time is short. The automobile 100 can quickly and efficiently travel.

車両の駆動系の該略構成図である。It is this schematic block diagram of the drive system of a vehicle. 車両用電源装置の構成図である。It is a block diagram of the power supply device for vehicles. 車両用電源装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the power supply device for vehicles. バイポーラ電池の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of a bipolar battery. 車両用電源装置の構成図であり、5(A)はバイパス側に冷媒を流す様子を示す図、5(B)は放熱器側に冷媒を流す様子を示す図である。It is a block diagram of the power supply device for vehicles, 5 (A) is a figure which shows a mode that a refrigerant | coolant is flowed to a bypass side, and 5 (B) is a figure which shows a mode that a refrigerant | coolant is flowed to a radiator side. 車両用電源装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the power supply device for vehicles. 車両用電源装置の構成図であり、図7(A)は第1冷媒のみ循環する様子を示す図、図7(B)は第1冷媒および第2冷媒を循環する様子を示す図である。FIG. 7A is a configuration diagram of a vehicle power supply device, FIG. 7A is a diagram illustrating a state in which only the first refrigerant is circulated, and FIG. 7B is a diagram illustrating a state in which the first refrigerant and the second refrigerant are circulated. 車両用電源装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the power supply device for vehicles. 車両用電源装置の構成図であり、図9(A)は第1冷媒のみ循環する様子を示す図、図9(B)は第1冷媒および第2冷媒を循環する様子を示す図、図9(C)は二次電池をバイパスして第1冷媒を流す様子を示す図である。FIG. 9A is a configuration diagram of a vehicle power supply device, FIG. 9A is a diagram illustrating a state in which only the first refrigerant is circulated, and FIG. 9B is a diagram illustrating a state in which the first refrigerant and the second refrigerant are circulated. (C) is a figure which shows a mode that a 1st refrigerant | coolant is made to bypass a secondary battery. 車両用電源装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the power supply device for vehicles. 車両用電源装置を搭載する自動車の概略図である。It is the schematic of the motor vehicle carrying a vehicle power supply device.

符号の説明Explanation of symbols

10…車両用電源装置、
11…燃料電池、
12…二次電池、
13…第1循環通路、
14…電動ポンプ、
15…第1放熱器、
16、24、36…制御部、
21、31…第1循環通路、
22…三方バルブ、
23…第1温度計、
25…放熱通路、
26…バイパス通路、
32…熱交換器、
33…第2循環通路、
34…電動ポンプ、
35…放熱器、
41…電池側通路、
42…バイパス通路、
43…三方バルブ、
44…第2温度計、
51…集電体、
52…正極、
53…負極、
54…バイポーラ電極、
55…電解質層、
92…コンバータ、
94…インバータ、
96…モータ、
98…前輪、
100…自動車。
10 ... Vehicle power supply device,
11 ... Fuel cell,
12 ... secondary battery,
13 ... 1st circulation passage,
14 ... Electric pump,
15 ... the first radiator,
16, 24, 36 ... control unit,
21, 31 ... first circulation passage,
22 ... Three-way valve,
23. First thermometer,
25 ... heat dissipation passage,
26: Bypass passage,
32 ... heat exchanger,
33 ... the second circulation passage,
34 ... Electric pump,
35 ... radiator,
41 ... Battery side passage,
42. Bypass passage,
43 ... Three-way valve,
44. Second thermometer,
51 ... current collector,
52 ... Positive electrode,
53 ... negative electrode,
54 ... Bipolar electrode,
55 ... electrolyte layer,
92 ... Converter,
94: Inverter,
96 ... motor,
98 ... front wheel,
100 ... an automobile.

Claims (13)

車両駆動用の電力を供給する燃料電池と、
前記燃料電池と共に電力を供給する二次電池と、
前記燃料電池近傍および前記二次電池近傍に第1冷媒を循環する第1循環通路と、
を有する車両用電源装置。
A fuel cell for supplying power for driving the vehicle;
A secondary battery for supplying power together with the fuel cell;
A first circulation passage for circulating a first refrigerant in the vicinity of the fuel cell and the secondary battery;
A power supply device for a vehicle.
前記燃料電池の温度を検出する第1温度計と、
前記第1循環通路の一部を二通路に分岐し、前記第1冷媒の進行方向を切替可能な第1切替手段と、
前記二通路の一方に接続され、通過する前記第1冷媒を放熱する第1放熱器と、
前記第1温度計による検出温度が所定温度未満の場合、前記二通路のうち、前記第1放熱器が接続されていない方の第1バイパス通路に前記第1冷媒が通るように、前記第1切替手段を制御する制御手段と、
をさらに有する請求項1に記載の車両用電源装置。
A first thermometer for detecting the temperature of the fuel cell;
A first switching means capable of branching a part of the first circulation passage into two passages and switching a traveling direction of the first refrigerant;
A first radiator connected to one of the two passages and dissipating the first refrigerant passing therethrough;
When the temperature detected by the first thermometer is lower than a predetermined temperature, the first refrigerant passes through the first bypass passage of the two passages to which the first radiator is not connected. Control means for controlling the switching means;
The vehicle power supply device according to claim 1, further comprising:
前記制御手段は、前記第1温度計による検出温度が前記所定温度以上になると、前記第1バイパス通路側を閉じて、前記第1放熱器側に前記第1冷媒が通るように、前記第1切替手段を制御する請求項2に記載の車両用電源装置。   When the temperature detected by the first thermometer is equal to or higher than the predetermined temperature, the control means closes the first bypass passage side so that the first refrigerant passes through the first radiator side. The vehicular power supply device according to claim 2 which controls a switching means. 第2冷媒が循環可能な第2循環通路と、前記第2冷媒の循環を始動または停止するポンプと、前記第2循環通路に接続され前記第2冷媒を放熱する第2放熱器と、を含む系と、
前記第1冷媒と前記系の第2冷媒とを熱交換する熱交換器と、
前記第1温度計による検出温度が所定温度未満の場合、前記ポンプを駆動せず、該所定温度以上となったら、前記第2冷媒を前記第2放熱器により冷却するために、前記ポンプを駆動する制御手段と、
をさらに有する請求項1に記載の車両用電源装置。
A second circulation path through which the second refrigerant can circulate; a pump that starts or stops circulation of the second refrigerant; and a second radiator that is connected to the second circulation path and radiates heat from the second refrigerant. The system,
A heat exchanger for exchanging heat between the first refrigerant and the second refrigerant of the system;
When the temperature detected by the first thermometer is lower than a predetermined temperature, the pump is not driven, and when the temperature exceeds the predetermined temperature, the pump is driven to cool the second refrigerant by the second radiator. Control means to
The vehicle power supply device according to claim 1, further comprising:
前記二次電池の温度を検出する第2温度計と、
前記二時電池をバイパスして前記第1冷媒が通過するための第2バイパス通路と、
前記第1冷媒の進行方向を前記二次電池側か前記第2バイパス通路側かを切替可能な第2切替手段と、
前記第2温度計の検出結果が、前記所定温度より高く設定された設定温度以上の場合、前記第1冷媒が前記第2バイパス通路を通過するように、前記第2切替手段を制御する制御手段と、
をさらに有する請求項2〜4のいずれか一項に記載の車両用電源装置。
A second thermometer for detecting the temperature of the secondary battery;
A second bypass passage for the first refrigerant to pass through the bypass battery;
Second switching means capable of switching a traveling direction of the first refrigerant between the secondary battery side and the second bypass passage side;
Control means for controlling the second switching means so that the first refrigerant passes through the second bypass passage when the detection result of the second thermometer is equal to or higher than a set temperature set higher than the predetermined temperature. When,
The vehicle power supply device according to any one of claims 2 to 4, further comprising:
前記所定温度とは、前記燃料電池の動作に適した温度である請求項2〜5のいずれか一項に記載の車両用電源装置。   The vehicle power supply device according to any one of claims 2 to 5, wherein the predetermined temperature is a temperature suitable for the operation of the fuel cell. 前記二次電池と前記燃料電池とは、並んで配置されており、
前記第1冷媒は、前記燃料電池近傍を通過した直後に、前記二次電池近傍を通過する請求項1〜6のいずれか一項に記載の車両用電源装置。
The secondary battery and the fuel cell are arranged side by side,
The vehicular power supply device according to any one of claims 1 to 6, wherein the first refrigerant passes through the vicinity of the secondary battery immediately after passing through the vicinity of the fuel cell.
前記二次電池は、集電体の一方の面に正極が形成され、他方の面に負極が形成されたバイポーラ電極を電解質層を挟んで複数枚直列に積層してなるバイポーラ電池である請求項1〜7のいずれか一項に記載の車両用電源装置。   The secondary battery is a bipolar battery in which a plurality of bipolar electrodes each having a positive electrode formed on one surface of a current collector and a negative electrode formed on the other surface are stacked in series with an electrolyte layer interposed therebetween. The power supply device for vehicles as described in any one of 1-7. 前記正極に含まれる主要な活物質がLiFePOである請求項8に記載の車両用電源装置。 The vehicular power supply device according to claim 8, wherein a main active material contained in the positive electrode is LiFePO 4 . 前記負極に含まれる主要な活物質がLiTi12である請求項8または9に記載の車両用電源装置。 The power supply device according to claim 8 or 9 main active material in the negative electrode is Li 4 Ti 5 O 12. 前記電解質層に含まれる主要な電解質が極性高分子およびリチウム塩を含んでなる請求項8〜10のいずれか一項に記載の車両用電源装置。   The vehicle power supply device according to any one of claims 8 to 10, wherein a main electrolyte contained in the electrolyte layer comprises a polar polymer and a lithium salt. 前記極性高分子がポリアルキレンオキシドである請求項11に記載の車両用電源装置。   The vehicle power supply device according to claim 11, wherein the polar polymer is a polyalkylene oxide. 請求項1〜12のいずれか一項に記載の車両用電源装置を搭載した車両。   A vehicle equipped with the vehicle power supply device according to any one of claims 1 to 12.
JP2004300001A 2004-10-14 2004-10-14 Electric power source device for vehicle and vehicle mounted with this Pending JP2006111116A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004300001A JP2006111116A (en) 2004-10-14 2004-10-14 Electric power source device for vehicle and vehicle mounted with this

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004300001A JP2006111116A (en) 2004-10-14 2004-10-14 Electric power source device for vehicle and vehicle mounted with this

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006111116A true JP2006111116A (en) 2006-04-27

Family

ID=36379997

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004300001A Pending JP2006111116A (en) 2004-10-14 2004-10-14 Electric power source device for vehicle and vehicle mounted with this

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006111116A (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010272289A (en) * 2009-05-20 2010-12-02 Nissan Motor Co Ltd Battery temperature control device
WO2014162746A1 (en) * 2013-04-03 2014-10-09 京セラ株式会社 Power generation system, control method for power generation system, and fuel cell
CN106515499A (en) * 2016-12-07 2017-03-22 山东理工大学 Two-wheel drive distributed hub driving pure electric vehicle temperature adjusting and controlling system
WO2017102449A1 (en) * 2015-12-17 2017-06-22 Robert Bosch Gmbh Method for the temperature control of an energy system
CN108232234A (en) * 2016-12-22 2018-06-29 郑州宇通客车股份有限公司 A kind of fuel cell system and fuel cell car
CN108232238A (en) * 2016-12-22 2018-06-29 郑州宇通客车股份有限公司 A kind of fuel cell system, control method and fuel cell car
EP3474368A1 (en) * 2017-10-23 2019-04-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel-cell vehicle with thermal management of fuel cell and secondary battery
JP2021012820A (en) * 2019-07-08 2021-02-04 株式会社豊田自動織機 Fuel cell system for unmanned carrier

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010272289A (en) * 2009-05-20 2010-12-02 Nissan Motor Co Ltd Battery temperature control device
WO2014162746A1 (en) * 2013-04-03 2014-10-09 京セラ株式会社 Power generation system, control method for power generation system, and fuel cell
JP2014203605A (en) * 2013-04-03 2014-10-27 京セラ株式会社 Power generation system, method for controlling power generation system, and fuel cell
WO2017102449A1 (en) * 2015-12-17 2017-06-22 Robert Bosch Gmbh Method for the temperature control of an energy system
CN106515499A (en) * 2016-12-07 2017-03-22 山东理工大学 Two-wheel drive distributed hub driving pure electric vehicle temperature adjusting and controlling system
CN106515499B (en) * 2016-12-07 2018-10-12 山东理工大学 Two, which drive distributed wheel hub, drives pure electric automobile temperature regulation system
CN108232238A (en) * 2016-12-22 2018-06-29 郑州宇通客车股份有限公司 A kind of fuel cell system, control method and fuel cell car
CN108232234A (en) * 2016-12-22 2018-06-29 郑州宇通客车股份有限公司 A kind of fuel cell system and fuel cell car
CN108232238B (en) * 2016-12-22 2023-09-12 宇通客车股份有限公司 Fuel cell system, control method and fuel cell automobile
EP3474368A1 (en) * 2017-10-23 2019-04-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel-cell vehicle with thermal management of fuel cell and secondary battery
KR20190045046A (en) * 2017-10-23 2019-05-02 도요타 지도샤(주) Fuel-cell vehicle
KR102081306B1 (en) 2017-10-23 2020-02-25 도요타 지도샤(주) Fuel-cell vehicle
JP2021012820A (en) * 2019-07-08 2021-02-04 株式会社豊田自動織機 Fuel cell system for unmanned carrier

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10889205B2 (en) Thermal management system for vehicles with an electric powertrain
JP6687895B2 (en) Vehicle fuel cell warm-up device
US7940028B1 (en) Thermal energy transfer system for a power source utilizing both metal-air and non-metal-air battery packs
JP5938115B2 (en) Battery module, battery temperature management system, and vehicle including the system
CN106817916B (en) Design and operation of electrochemical energy systems
US7179556B2 (en) Fuel cell system
US20160229282A1 (en) Thermal management system for vehicles with an electric powertrain
CN111605438A (en) Battery temperature raising device for hybrid vehicle
KR101688494B1 (en) Electrically driven vehicle
JP2019079658A (en) Fuel cell vehicle
KR20110122829A (en) Method for managing the heat in an electric battery
JP2006111116A (en) Electric power source device for vehicle and vehicle mounted with this
JP2009140654A (en) Power supply device
JP2006151091A (en) Vehicular power source and vehicle mounted with the same
JP4008335B2 (en) Fuel cell cooling system for fuel cell vehicle
JP5290514B2 (en) Fuel cell control system and cooling medium control method thereof
JP2020053287A (en) Fuel cell system
JP2020009591A (en) Drive unit
KR20090025406A (en) The sub-heating system and the control method using a surplus electric energy
JP2009140630A (en) Temperature control system
CN112349925A (en) Fuel cell vehicle
JP4537511B2 (en) Power storage unit
US20230318070A1 (en) Temperature adjusting device and vehicle
JP7426427B2 (en) Temperature control device and vehicle
US20230318088A1 (en) Temperature adjusting device and vehicle