JP2006151091A - Vehicular power source and vehicle mounted with the same - Google Patents

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Yasuhiko Osawa
康彦 大澤
Koichi Nemoto
好一 根本
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vehicular power source capable of shortening warming time, and promptly materializing efficient traveling. <P>SOLUTION: The vehicular power source 10 comprises an engine 11 supplying driving force of a vehicle, a secondary battery 12 supplying electric power with the engine 11, and a circulating passage 13 circulating coolant near the engine 11 and the secondary battery 12. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、内燃機関および二次電池を有する車両用動力源およびこれを搭載した車両に関する。   The present invention relates to a vehicle power source having an internal combustion engine and a secondary battery, and a vehicle equipped with the same.

近年、内燃機関に加えて二次電池を搭載する車両がある。このような車両では、内燃機関の発生動力を利用して、二次電池を充電する。二次電池が十分に充電されたら、内燃機関に対する燃料供給を遮断し、代わりに二次電池を放電することによってモータを駆動して、動力を得る。これにより、燃料効率の良い走行が可能となる(たとえば、特許文献1参照)。
特開2003−264904号公報
In recent years, there are vehicles equipped with a secondary battery in addition to an internal combustion engine. In such a vehicle, the secondary battery is charged using the power generated by the internal combustion engine. When the secondary battery is fully charged, the fuel supply to the internal combustion engine is cut off, and instead the secondary battery is discharged to drive the motor to obtain power. Thereby, driving | running | working with sufficient fuel efficiency is attained (for example, refer patent document 1).
JP 2003-264904 A

しかし、上記技術を採用した車両において、二次電池は、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、所望の高出力が得られない。つまり、二次電池が動作適温に到達するまでの暖気時間を経過するまでは、効率のよい走行ができない。   However, in a vehicle that employs the above-described technology, the secondary battery cannot obtain a desired high output until it reaches an appropriate temperature for operation (hereinafter referred to as an appropriate temperature for operation). That is, efficient running cannot be performed until the warm-up time until the secondary battery reaches the proper operating temperature has elapsed.

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動力源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 source capable of shortening the warm-up time and realizing efficient traveling quickly and a vehicle equipped with the same.

本発明の車両用動力源は、車両の駆動力を供給する内燃機関と、前記内燃機関と共に電力を供給する二次電池と、前記内燃機関近傍および前記二次電池近傍に冷媒を循環する循環通路と、を有する。   The vehicle power source according to the present invention includes an internal combustion engine that supplies a driving force of the vehicle, a secondary battery that supplies electric power together with the internal combustion engine, and a circulation passage that circulates refrigerant in the vicinity of the internal combustion engine and in the vicinity of the secondary battery. And having.

本発明の車両用動力源によれば、冷媒が内燃機関および二次電池近傍を循環する。内燃機関により加熱された冷媒が二次電池近傍を通過する際に、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、いち早く二次電池の最大出力が得られるようになり、効率的な走行を車両に実現できる。   According to the vehicle power source of the present invention, the refrigerant circulates in the vicinity of the internal combustion engine and the secondary battery. When the refrigerant heated by the internal combustion engine passes in the vicinity of the secondary battery, the secondary battery is heated by the refrigerant, so that the time until the secondary battery reaches the proper operating temperature, that is, the warm-up time can be shortened. Therefore, the maximum output of the secondary battery can be obtained quickly, and efficient traveling can be realized in 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、エンジン(内燃機関)11、電磁クラッチ91、発電機92、インバータ93、二次電池12、モータ94、動力伝達ベルト95、および車輪96を有する。   The vehicle drive system includes an engine (internal combustion engine) 11, an electromagnetic clutch 91, a generator 92, an inverter 93, a secondary battery 12, a motor 94, a power transmission belt 95, and wheels 96.

エンジン11は、ガソリンなどの燃料の供給により、車両駆動用動力を発生する。   The engine 11 generates vehicle driving power by supplying fuel such as gasoline.

電磁クラッチ91は、エンジン11により発生された駆動力を、適宜車輪96に伝達する。   The electromagnetic clutch 91 transmits the driving force generated by the engine 11 to the wheels 96 as appropriate.

動力伝達ベルト95は、電磁クラッチ91を介して伝達された駆動力を車輪96の回転軸に伝達する。   The power transmission belt 95 transmits the driving force transmitted through the electromagnetic clutch 91 to the rotating shaft of the wheel 96.

発電機92は、エンジンにより発生された動力により回転し、該回転により発電する。   The generator 92 is rotated by the power generated by the engine and generates electricity by the rotation.

インバータ93は、発電機92により発電された電力を変換して、二次電池に伝達する。   The inverter 93 converts the electric power generated by the generator 92 and transmits it to the secondary battery.

二次電池は、充放電可能な電池であり、発電機92により発電された電力により充電される。二次電池としては、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。二次電池は、十分に充電されているときには、放電を行う。   The secondary battery is a chargeable / dischargeable battery and is charged by the electric power generated by the generator 92. Examples of the secondary battery include a lithium ion secondary battery, a nickel hydride secondary battery, and a lead acid secondary battery. As the secondary battery, a lithium ion secondary battery is preferably used. The secondary battery discharges when it is fully charged.

モータ94は、バイポーラ電池から放電された電力により回転する。モータ94の回転動力は、動力伝達ベルト95を介して、車輪96の回転軸に伝達される。   The motor 94 is rotated by electric power discharged from the bipolar battery. The rotational power of the motor 94 is transmitted to the rotational shaft of the wheel 96 via the power transmission belt 95.

上記の駆動系により、二次電池が充電されていないときは、エンジンの駆動力により車輪96が駆動される。また、二次電池が十分に充電されたときには、エンジンにより動力発生を止め、二次電池の放電によりモータ94を駆動する。そして、モータ94の回転動力により車輪96が駆動される。   When the secondary battery is not charged by the above driving system, the wheel 96 is driven by the driving force of the engine. When the secondary battery is fully charged, the engine stops power generation and drives the motor 94 by discharging the secondary battery. Then, the wheel 96 is driven by the rotational power of the motor 94.

上記のエンジン11および二次電池12を含んで車両用動力源が構成される。   A vehicle power source is configured including the engine 11 and the secondary battery 12.

(第1実施形態)
図2は、車両用動力源の構成図である。
(First embodiment)
FIG. 2 is a configuration diagram of a vehicle power source.

車両用動力源10は、エンジン11、二次電池12、循環通路(循環通路)13、放熱器14、サーモスタット15および電動ポンプ16を含む。   The vehicle power source 10 includes an engine 11, a secondary battery 12, a circulation passage (circulation passage) 13, a radiator 14, a thermostat 15, and an electric pump 16.

エンジン11および二次電池12は、並んで配置されている。   The engine 11 and the secondary battery 12 are arranged side by side.

循環通路13は、内部に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、エンジン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。エンジン11および二次電池12近傍を通過した冷媒は、循環通路13を循環して、再度、エンジン11および二次電池12に供給される。   The circulation passage 13 is formed with a closed flow path for flowing a refrigerant therein, and the flow path is filled with the refrigerant. Circulation passage 13 is arranged so that the refrigerant passes in the vicinity of engine 11 and in the vicinity of secondary battery 12. The refrigerant that has passed through the vicinity of the engine 11 and the secondary battery 12 circulates in the circulation passage 13 and is supplied to the engine 11 and the secondary battery 12 again.

循環通路13は、途中で分岐され、二通路を構成している。一方の通路13aには、放熱器14が接続されている。他方の通路13bには、何も接続されておらず、冷媒が通される。分岐された通路の合流地点には、サーモスタット15が設けられている。   The circulation passage 13 is branched on the way to form two passages. A radiator 14 is connected to one passage 13a. Nothing is connected to the other passage 13b, and the refrigerant is passed therethrough. A thermostat 15 is provided at the junction of the branched passages.

放熱器14は、エンジン11および二次電池12を通過により加熱された冷媒を冷却する。ここで、放熱器14は、冷媒が所定温度以上にならないように、すなわち、エンジン11がオーバーヒートしないように、冷媒温度を、たとえば、80〜100℃付近に維持する。   The radiator 14 cools the refrigerant heated by passing through the engine 11 and the secondary battery 12. Here, the radiator 14 maintains the refrigerant temperature in the vicinity of, for example, 80 to 100 ° C. so that the refrigerant does not exceed a predetermined temperature, that is, the engine 11 does not overheat.

サーモスタット(冷媒通過調整手段)15は、温度変化に応じて膨張収縮する感応体(不図示)を含む。該感応体は、サーモスタット15内に設けられた弁(不図示)に接続されている。弁は、バネにより、通路13aを閉じるように付勢されている。感応体が膨張すると、バネの付勢に抗して、弁が開かれ、通路13aが開かれる。たとえば、サーモスタット15は、冷媒の温度が80℃未満では通路13aを閉じて冷媒の通過を禁止し、80℃以上では通路13aを開いて冷媒の通過を許容する。感応体としては、ワックス(ろう)や、形状記憶合金を使用できる。   The thermostat (refrigerant passage adjusting means) 15 includes a sensitive body (not shown) that expands and contracts in response to a temperature change. The sensitive body is connected to a valve (not shown) provided in the thermostat 15. The valve is biased to close the passage 13a by a spring. When the sensitive body expands, the valve is opened and the passage 13a is opened against the bias of the spring. For example, the thermostat 15 closes the passage 13a and prohibits passage of refrigerant when the temperature of the refrigerant is lower than 80 ° C., and allows passage of the refrigerant by opening the passage 13a and above 80 ° C. As the sensitive body, wax (wax) or shape memory alloy can be used.

電動ポンプ16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。エンジン11近傍を通過した冷媒が、二次電池12近傍を通過する。   When the electric pump 16 is driven, the refrigerant is circulated in the circulation passage 13 as indicated by arrows in the figure. The refrigerant that has passed in the vicinity of the engine 11 passes in the vicinity of the secondary battery 12.

(作用)
次に、上記車両用動力源の作用について説明する。
(Function)
Next, the operation of the vehicle power source will be described.

車両が始動されると、図示しない制御部により電動ポンプ16が駆動される。これにより、循環通路13内を冷媒が循環する。ここで、車両始動時、すなわち、暖気運転時には、冷媒が冷えている。したがって、サーモスタット15を通過する冷媒も冷えているので、サーモスタット15内の弁の作用により、通路13aが閉じられる。   When the vehicle is started, the electric pump 16 is driven by a control unit (not shown). Thereby, the refrigerant circulates in the circulation passage 13. Here, the refrigerant is cold when the vehicle is started, that is, during the warm-up operation. Therefore, since the refrigerant passing through the thermostat 15 is also cooled, the passage 13a is closed by the action of the valve in the thermostat 15.

暖機運転時には、図2(A)に矢印で示すように、放熱器14を避けて、冷媒が循環される。   During the warm-up operation, as indicated by an arrow in FIG. 2A, the refrigerant is circulated while avoiding the radiator 14.

そして、エンジン11の温度上昇と共に冷媒の温度も向上し、冷媒の温度が80℃以上となる。すなわち、暖気運転が終了する。すると、サーモスタット15の弁が通路13aを開放する。これによって、通路13a、13bのいずれにも冷媒が通過し始める。したがって、80℃以上なった冷媒が放熱器14において放熱され、冷媒の温度は80℃〜100℃の適温に維持される。   And the temperature of a refrigerant | coolant also improves with the temperature rise of the engine 11, and the temperature of a refrigerant | coolant will be 80 degreeC or more. That is, the warm-up operation ends. Then, the valve of the thermostat 15 opens the passage 13a. As a result, the refrigerant begins to pass through both the passages 13a and 13b. Therefore, the refrigerant having reached 80 ° C. or higher is radiated in the radiator 14, and the temperature of the refrigerant is maintained at an appropriate temperature of 80 ° C. to 100 ° C.

以上のように、本実施形態では、エンジン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、エンジン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、いち早く二次電池の最大出力が得られるようになり、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 engine 11 at an appropriate operating temperature. Therefore, the secondary battery 12 is warmed by the refrigerant whose temperature has increased due to the heat generated by the engine 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 maximum output of the secondary battery can be obtained quickly, and efficient traveling can be realized in the vehicle.

特に、エンジン11および二次電池12は、並んで配置されており、冷媒は、エンジン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、エンジン11により暖められた冷媒が自然放熱せず、効率良く二次電池12を加熱できる。   In particular, the engine 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 engine 11. Therefore, the refrigerant warmed by the engine 11 does not release heat naturally, and the secondary battery 12 can be efficiently heated.

さらに、暖気時間が経過した後、すなわち、冷媒温度が80℃以上になった場合、放熱器14が接続された通路13aがサーモスタット15により自動に開かれる。これにより、冷媒が放熱されて、冷媒の温度が、エンジン11がオーバーヒートにならない適温80〜100℃に維持される。該適温は、二次電池12が作動するのに適した温度と共通する。したがって、エンジン11だけでなく、二次電池12も同時に適温に維持できる。   Furthermore, after the warm-up time has elapsed, that is, when the refrigerant temperature becomes 80 ° C. or higher, the passage 13a to which the radiator 14 is connected is automatically opened by the thermostat 15. Thereby, the refrigerant is radiated and the temperature of the refrigerant is maintained at an appropriate temperature of 80 to 100 ° C. at which the engine 11 does not overheat. The appropriate temperature is in common with the temperature suitable for operating the secondary battery 12. Therefore, not only the engine 11 but also the secondary battery 12 can be simultaneously maintained at an appropriate temperature.

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動力源が得られる。   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 source 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3はバイポーラ電池の概略構成を示す図である。   FIG. 3 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く、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, there is no possibility of liquid leakage, and 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動力源10’の構成について説明する。
(Second Embodiment)
A configuration of the vehicle power source 10 ′ different from the first embodiment will be described.

図4は車両用動力源の構成図であり、図4(A)二次電池側に冷媒を流す様子を示す図、図4(B)はバイパス側に冷媒を流す様子を示す図である。   4A and 4B are configuration diagrams of the vehicle power source. FIG. 4A is a diagram illustrating a state in which the refrigerant is flowed to the secondary battery side, and FIG. 4B is a diagram illustrating a state in which the refrigerant is flowed to the bypass side.

図4に示すように、第2実施形態では、第1実施形態の構成に、バイパス通路13c、三方バルブ17、温度計18および制御部19が追加されている。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. 4, in the second embodiment, a bypass passage 13c, a three-way valve 17, a thermometer 18, and a control unit 19 are added to the configuration of the first embodiment. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

バイパス通路13cは、二次電池12近傍をバイパスして冷媒を流す経路である。バイパス通路13cは、三方バルブ17から分岐された経路である。   The bypass passage 13c is a path for bypassing the vicinity of the secondary battery 12 and flowing the refrigerant. The bypass passage 13 c is a route branched from the three-way valve 17.

三方バルブ17は、循環通路13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17は、冷媒を二次電池12側に流すか、バイパス通路13cに流すかを切替可能である。なお、以下では、二次電池12側の通路を二次電池通路13dという。三方バルブ17は、制御部19に接続され、流路の切替が制御されている。   The three-way valve 17 is disposed at a branch point where the circulation passage 13 is divided into two passages. The three-way valve 17 can switch whether the refrigerant flows to the secondary battery 12 side or the bypass passage 13c. Hereinafter, the passage on the secondary battery 12 side is referred to as a secondary battery passage 13d. The three-way valve 17 is connected to the control unit 19 and the switching of the flow path is controlled.

温度計18は、二次電池12の温度T1を計測し、計測結果を制御部19に出力する。   The thermometer 18 measures the temperature T <b> 1 of the secondary battery 12 and outputs the measurement result to the control unit 19.

制御部19は、温度計18の計測温度T1に基づいて、三方バルブ17の切替を制御する。また、制御部19は、電動ポンプ16にも接続されており、車両の始動に基づいて電動ポンプ16を駆動する。   The control unit 19 controls switching of the three-way valve 17 based on the measured temperature T1 of the thermometer 18. The control unit 19 is also connected to the electric pump 16 and drives the electric pump 16 based on the start of the vehicle.

次に、上記車両用動力源10’の作用について説明する。   Next, the operation of the vehicle power source 10 'will be described.

図5は、車両用動力源の動作を示すフローチャートである。   FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the vehicle power source.

まず、制御部19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 19 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19は、三方バルブ17を制御して、二次電池12側を開状態、バイパス通路13c側を閉状態とする(ステップS2)。ここで、車両が始動されると、エンジン11が駆動を開始し、二次電池12も充放電を開始する。エンジン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 S1: YES), the control unit 19 controls the three-way valve 17 to open the secondary battery 12 and close the bypass passage 13c (step S2). Here, when the vehicle is started, the engine 11 starts driving, and the secondary battery 12 also starts charging and discharging. The engine 11 and the secondary battery 12 each generate heat and start to rise in temperature.

続けて、制御部19は、電動ポンプ16を駆動する(ステップS3)。すると、図4(A)に矢印で示すように、冷媒が循環通路13を循環する。エンジン始動当初は、冷媒の温度が低いので、第1実施形態と同様に、サーモスタット15の作用により、冷媒は放熱器14を通過せずに循環する。また、冷媒は、三方バルブ17の作用により、バイパス通路13cを通らずに、二次電池通路13dのみを通過する。冷媒は、エンジン11近傍を通過する際にエンジン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に熱が加えられる。つまり、冷媒を介して、エンジン11の熱が、二次電池12に伝達される。   Subsequently, the control unit 19 drives the electric pump 16 (step S3). Then, the refrigerant circulates in the circulation passage 13 as indicated by an arrow in FIG. Since the temperature of the refrigerant is low at the beginning of the engine, the refrigerant circulates without passing through the radiator 14 by the action of the thermostat 15 as in the first embodiment. In addition, the refrigerant passes only through the secondary battery passage 13d without passing through the bypass passage 13c due to the action of the three-way valve 17. The refrigerant is heated by self-heating of the engine 11 when passing through the vicinity of the engine 11, and heat is applied to the secondary battery 12 when passing through the vicinity of the secondary battery 12. That is, the heat of the engine 11 is transmitted to the secondary battery 12 through the refrigerant.

温度計18により二次電池12の温度T1が検出される(ステップS4)。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S5)。ここで、所定温度Taとは、二次電池12の動作適温であり、例えば、90℃である。   The temperature T1 of the secondary battery 12 is detected by the thermometer 18 (step S4). It is determined whether the detected temperature T1 is equal to or higher than a predetermined temperature Ta (step S5). Here, the predetermined temperature Ta is an appropriate operating temperature of the secondary battery 12, and is 90 ° C., for example.

検出温度T1が所定温度Ta未満の場合(ステップS5:NO)、温度計18による温度検出を繰り返す。エンジン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S5:YES)、制御部19は、三方バルブ17を制御して、二次電池12側を閉状態、バイパス通路13c側を開状態とする(ステップS6)。これにより、図4(B)に矢印で示すように、冷媒が循環通路13を循環する。すなわち、二次電池12の温度が90℃以上のときには冷媒の温度もそれに近いので、サーモスタット15の作用により、冷媒は放熱器14も通過する。これにより冷媒の温度が一定に維持される。また、冷媒は、三方バルブ17の作用により、バイパス通路13cを通り、二次電池通路13dを通過しない。   When the detected temperature T1 is lower than the predetermined temperature Ta (step S5: NO), the temperature detection by the thermometer 18 is repeated. When the engine 11 is sufficiently warmed and the detected temperature T1 becomes equal to or higher than the predetermined temperature Ta (step S5: YES), the control unit 19 controls the three-way valve 17 to close the secondary battery 12 side, bypass path The 13c side is opened (step S6). As a result, the refrigerant circulates in the circulation passage 13 as indicated by an arrow in FIG. That is, when the temperature of the secondary battery 12 is 90 ° C. or higher, the temperature of the refrigerant is close to that, so that the refrigerant also passes through the radiator 14 by the action of the thermostat 15. Thereby, the temperature of the refrigerant is kept constant. The refrigerant passes through the bypass passage 13c and does not pass through the secondary battery passage 13d by the action of the three-way valve 17.

引き続き、二次電池12の温度T1が検出される(ステップS7)。検出された温度T1が、所定温度Tb未満か否かが判断される(ステップS8)。ここで、所定温度Tbとは、二次電池12の動作適温の下限値であり、例えば、80℃である。   Subsequently, the temperature T1 of the secondary battery 12 is detected (step S7). It is determined whether or not the detected temperature T1 is lower than a predetermined temperature Tb (step S8). Here, the predetermined temperature Tb is a lower limit value of the operation appropriate temperature of the secondary battery 12, and is 80 ° C., for example.

検出温度T1が所定温度Tb未満の場合(ステップS8:YES)、ステップS2の処理に戻る。すなわち、二次電池通路13dに再び冷媒が通過される。   When the detected temperature T1 is lower than the predetermined temperature Tb (step S8: YES), the process returns to step S2. That is, the refrigerant passes through the secondary battery passage 13d again.

検出温度T1が所定温度Tb以上の場合(ステップS8:NO)、エンジン停止か否かが判断される(ステップS9)。   If the detected temperature T1 is equal to or higher than the predetermined temperature Tb (step S8: NO), it is determined whether or not the engine is stopped (step S9).

エンジンが停止でない場合(ステップS9:NO)、ステップS7の処理に戻って、二次電池12の温度T1が検出される。エンジンが停止の場合(ステップS9:YES)、処理が終了する。   If the engine is not stopped (step S9: NO), the process returns to step S7, and the temperature T1 of the secondary battery 12 is detected. If the engine is stopped (step S9: YES), the process ends.

なお、エンジンが停止された場合は、上述のどのステップでも、処理を終了できる。   When the engine is stopped, the process can be terminated at any of the steps described above.

以上のように、第2実施形態では、二次電池12の温度T1を検出し、温度T1が所定温度Ta以上になるまでは、三方バルブ17を制御して二次電池通路13dに冷媒を通す。したがって、エンジン11により加熱された冷媒により、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、いち早く二次電池の最大出力が得られるようになり、効率的な走行を車両に実現できる。   As described above, in the second embodiment, the temperature T1 of the secondary battery 12 is detected, and the refrigerant is passed through the secondary battery passage 13d by controlling the three-way valve 17 until the temperature T1 becomes equal to or higher than the predetermined temperature Ta. . Therefore, the secondary battery 12 is warmed by the refrigerant heated by the engine 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 maximum output of the secondary battery can be obtained quickly, and efficient traveling can be realized in the vehicle.

また、二次電池12の温度が動作適温Ta以上になったら、二次電池通路13dに冷媒を通すのを止め、バイパス通路13cに冷媒を通す。したがって、車両の急加速などによりエンジン11が異常に温度上昇したような場合、異常に加熱された冷媒が二次電池12近傍を通らない。したがって、二次電池12が必要以上に加熱されることがない。二次電池12が過熱によって破損したり機能低下したりすることを防止できる。   Further, when the temperature of the secondary battery 12 becomes equal to or higher than the optimum operating temperature Ta, the refrigerant is stopped from passing through the secondary battery passage 13d, and the refrigerant is passed through the bypass passage 13c. Therefore, when the temperature of the engine 11 rises abnormally due to sudden acceleration of the vehicle, the abnormally heated refrigerant does not pass through the vicinity of the secondary battery 12. Therefore, the secondary battery 12 is not heated more than necessary. It is possible to prevent the secondary battery 12 from being damaged or deteriorating due to overheating.

第1実施形態と同様に、サーモスタット15の作用により、冷媒の温度が80℃程度になったら、放熱器14にも冷媒が流れる。したがって、通常、冷媒の温度をエンジン11および二次電池12の動作適温に維持できる。   Similarly to the first embodiment, when the temperature of the refrigerant reaches about 80 ° C. due to the action of the thermostat 15, the refrigerant also flows through the radiator 14. Therefore, normally, the temperature of the refrigerant can be maintained at an appropriate operating temperature for the engine 11 and the secondary battery 12.

(第3実施形態)
第3実施形態では、上記第1実施形態および第2実施形態の車両用動力源を駆動用電源として搭載して車両を構成する。
(Third embodiment)
In the third embodiment, a vehicle is configured by mounting the vehicle power source of the first embodiment and the second embodiment as a drive power source.

参考までに、図6に車両用動力源10を搭載する自動車100の該略図を示す。自動車100に搭載する車両用動力源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。したがって、自動車100は、いち早く効率的な走行を実現できる。   For reference, FIG. 6 shows a schematic diagram of an automobile 100 on which the vehicle power source 10 is mounted. The vehicle power source 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. Therefore, 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. 車両用動力源の構成図である。It is a block diagram of the motive power source 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. 車両用動力源の構成図であり、(A)二次電池側に冷媒を流す様子を示す図、(B)はバイパス側に冷媒を流す様子を示す図である。It is a block diagram of the motive power source for vehicles, (A) The figure which shows a mode that a refrigerant | coolant is flowed to the secondary battery side, (B) is a figure which shows a mode that a refrigerant | coolant is made to flow to a bypass side. 車両用動力源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 motive power source for vehicles. 車両用動力源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 source.

符号の説明Explanation of symbols

10…車両用動力源、
11…エンジン、
12…二次電池、
13…循環通路、
13a、13b…通路、
13c…バイパス通路、
13d…二次電池通路、
14…放熱器、
15…サーモスタット、
16…電動ポンプ、
17…三方バルブ、
18…温度計、
19…制御部、
51…集電体、
52…正極、
53…負極、
54…バイポーラ電極、
55…電解質層、
80…適温、
91…電磁クラッチ、
92…発電機、
93…インバータ、
94…モータ、
95…動力伝達ベルト、
96…車輪。
10 ... Power source for vehicle,
11 ... Engine,
12 ... secondary battery,
13 ... circulation passage,
13a, 13b ... passage,
13c ... bypass passage,
13d ... Secondary battery passage,
14 ... radiator
15 ... Thermostat,
16 ... Electric pump,
17 ... Three-way valve,
18 ... thermometer,
19 ... control unit,
51 ... current collector,
52 ... Positive electrode,
53 ... negative electrode,
54 ... Bipolar electrode,
55 ... electrolyte layer,
80 ... suitable temperature,
91 ... Electromagnetic clutch,
92 ... Generator,
93 ... Inverter,
94 ... motor,
95 ... Power transmission belt,
96 ... wheel.

Claims (11)

車両の駆動力を供給する内燃機関と、
前記内燃機関と共に電力を供給する二次電池と、
前記内燃機関近傍および前記二次電池近傍に冷媒を循環する循環通路と、
を有する車両用動力源。
An internal combustion engine that supplies the driving force of the vehicle;
A secondary battery for supplying electric power together with the internal combustion engine;
A circulation passage for circulating a refrigerant in the vicinity of the internal combustion engine and the secondary battery;
A vehicle power source.
前記循環通路は、一部が分岐されて二通路を構成し、
前記二通路の一方には、
通過する前記冷媒を放熱する放熱器と、
所定温度以上になると弁が開いて前記冷媒の通過を許容する冷媒通過調整手段と、
が接続されている請求項1に記載の車両用動力源。
The circulation passage is partially branched to form two passages,
In one of the two passages,
A radiator that dissipates the refrigerant passing through;
A refrigerant passage adjusting means for allowing the passage of the refrigerant by opening a valve when a predetermined temperature or more is reached;
The power source for vehicles according to claim 1 to which is connected.
前記二次電池の温度を検出する温度計と、
前記二時電池をバイパスして前記冷媒が通過するためのバイパス通路と、
前記冷媒の進行方向を前記二次電池側か前記バイパス通路側かを切替可能な切替手段と、
前記温度計の検出結果が、前記所定温度以上の場合、前記冷媒が前記バイパス通路を通過し、所定温度未満の場合、前記冷媒が前記二次電池近傍を通過するように、前記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または2に記載の車両用動力源。
A thermometer for detecting the temperature of the secondary battery;
A bypass passage for the refrigerant to pass through the bypass battery;
A switching means capable of switching the traveling direction of the refrigerant between the secondary battery side and the bypass passage side;
When the detection result of the thermometer is equal to or higher than the predetermined temperature, the switching unit is controlled so that the refrigerant passes through the bypass passage, and when the detection result is lower than the predetermined temperature, the refrigerant passes near the secondary battery. Control means for
The vehicle power source according to claim 1, further comprising:
前記所定温度とは、前記二次電池の動作に適した温度である請求項1〜3のいずれか一項に記載の車両用動力源。   The vehicle power source according to any one of claims 1 to 3, wherein the predetermined temperature is a temperature suitable for the operation of the secondary battery. 前記二次電池と前記内燃機関とは、並んで配置されており、
前記冷媒は、前記内燃機関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1〜4のいずれか一項に記載の車両用動力源。
The secondary battery and the internal combustion engine are arranged side by side,
The vehicle power source according to any one of claims 1 to 4, wherein the refrigerant passes through the vicinity of the secondary battery immediately after passing through the vicinity of the internal combustion engine.
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1〜5のいずれか一項に記載の車両用動力源。   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 source for vehicles as described in any one of 1-5. 前記正極に含まれる主要な活物質がLiFePOである請求項6に記載の車両用動力源。 The vehicle power source according to claim 6, 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6または7に記載の車両用動力源。 The power source for a vehicle according to claim 6 or 7 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6〜8のいずれか一項に記載の車両用動力源。   The vehicle power source according to any one of claims 6 to 8, 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9に記載の車両用動力源。   The vehicle power source according to claim 9, wherein the polar polymer is a polyalkylene oxide. 請求項1〜10のいずれか一項に記載の車両用動力源を搭載した車両。   A vehicle equipped with the vehicle power source according to any one of claims 1 to 10.
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