JP2007179944A - Cooling structure of electricity storage device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、一般的には、蓄電装置の冷却構造に関し、より特定的には、駆動力を得るための電源として車両に搭載された蓄電装置の冷却構造に関する。 The present invention relates generally to a cooling structure for a power storage device, and more specifically to a cooling structure for a power storage device mounted on a vehicle as a power source for obtaining driving force.
従来の蓄電装置の冷却構造に関して、たとえば、特開2005−63681号公報には、過充電状態にさらすことなく、組電池を構成する単セルの容量のばらつきを抑えることを目的とした組電池の冷却制御装置が開示されている(特許文献1)。特許文献1では、組電池に電圧センサおよび温度センサが設けられている。組電池を冷却する冷却系は、複数の風向き切り替え部を備える。複数の風向き切り替え部には、それぞれ、組電池に対する冷却風の風向きを切り替えるための配風ドアが設けられている。 Regarding a conventional cooling structure for a power storage device, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2005-63681 discloses an assembled battery intended to suppress variation in the capacity of single cells constituting the assembled battery without being exposed to an overcharged state. A cooling control device is disclosed (Patent Document 1). In Patent Document 1, a battery pack is provided with a voltage sensor and a temperature sensor. A cooling system for cooling the assembled battery includes a plurality of wind direction switching units. Each of the plurality of wind direction switching units is provided with an air distribution door for switching the direction of the cooling air with respect to the assembled battery.
電圧センサで検出された各単セルの電圧に基づいて、組電池のSOC(State of Charge:充電率)のばらつきが求められる。SOCのばらつきが規定値以上であって、温度センサで検出される組電池の温度が、充電効率が低下する温度以上であると判断された場合に、排風ドアの位置が切り替えられる。これにより、組電池に対する冷却風の風向きが反転される。 Based on the voltage of each single cell detected by the voltage sensor, the variation in SOC (State of Charge) of the assembled battery is obtained. When it is determined that the SOC variation is equal to or greater than the specified value and the temperature of the assembled battery detected by the temperature sensor is equal to or higher than the temperature at which the charging efficiency decreases, the position of the exhaust door is switched. Thereby, the wind direction of the cooling air with respect to the assembled battery is reversed.
また、特開2003−142167号公報には、組電池ブロック間のSOCのばらつきや温度差を小さくして、充電効率や電池寿命の向上を図ることを目的とした組電池システムの冷却制御装置が開示されている(特許文献2)。特許文献2では、組電池ブロック間のSOCや温度の差がしきい値を超えた場合に、各電池ブロックに設けられた冷却ファンによる冷却モードや冷却制御マップが、制御部において変更される。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-142167 discloses a cooling control device for an assembled battery system that aims to improve the charging efficiency and the battery life by reducing the variation in SOC and the temperature difference between assembled battery blocks. It is disclosed (Patent Document 2). In Patent Document 2, when a difference in SOC or temperature between assembled battery blocks exceeds a threshold value, a cooling mode or a cooling control map by a cooling fan provided in each battery block is changed in a control unit.
また、特開2002−343447号公報には、各電池の温度を均一に保持しながら、電池の温度を電池性能の低下を引き起こさない領域まで速やかに上昇させることを目的とした電池電源装置が開示されている(特許文献3)。
上述の特許文献1では、組電池に1つの温度センサが設けられている。このため、組電池に対する冷却風の風向きを反転するか否かの判定に、各単セル間の温度のばらつきが考慮されない。また、特許文献1では、組電池に対する冷却風の風向きを反転するために、複数の配風ドアが設けられている。このため、蓄電装置の冷却構造が複雑になるおそれが生じる。 In Patent Document 1 described above, one temperature sensor is provided in the assembled battery. For this reason, the variation in temperature between the single cells is not considered in determining whether to reverse the direction of the cooling air with respect to the assembled battery. Moreover, in patent document 1, in order to reverse the wind direction of the cooling air with respect to an assembled battery, the some air distribution door is provided. For this reason, there exists a possibility that the cooling structure of an electrical storage apparatus may become complicated.
そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、蓄電部の温度のばらつきを小さく抑える蓄電装置の冷却構造を提供することである。 In view of the above, an object of the present invention is to solve the above-described problem, and to provide a cooling structure for a power storage device that suppresses variations in temperature of the power storage unit.
この発明に従った蓄電装置の冷却構造は、ケース体と、蓄電部と、第1および第2の温度検出部と、切り替え機構とを備える。ケース体は、冷媒が流出入する第1および第2の冷媒通過口を有する。ケース体には、第1の冷媒通過口から第2の冷媒通過口に向かう冷媒流れと、第2の冷媒通過口から第1の冷媒通過口に向かう冷媒流れとが選択的に形成される。蓄電部は、ケース体に形成される冷媒流れの経路上に設けられている。蓄電部は、第1の冷媒通過口に対して相対的に近くに配置される第1の領域と、相対的に遠くに配置される第2の領域とを有する。第1および第2の温度検出部は、第1および第2の領域にそれぞれ設けられ、蓄電部の温度を検出する。切り替え機構は、ケース体に形成される冷媒流れを、第1および第2の温度検出部で検出された蓄電部の温度に基づいて切り替える。 A power storage device cooling structure according to the present invention includes a case body, a power storage unit, first and second temperature detection units, and a switching mechanism. The case body has first and second refrigerant passage ports through which refrigerant flows in and out. In the case body, a refrigerant flow from the first refrigerant passage port toward the second refrigerant passage port and a refrigerant flow from the second refrigerant passage port toward the first refrigerant passage port are selectively formed. The power storage unit is provided on a refrigerant flow path formed in the case body. The power storage unit includes a first region that is disposed relatively close to the first coolant passage port and a second region that is disposed relatively far away. The first and second temperature detection units are provided in the first and second regions, respectively, and detect the temperature of the power storage unit. The switching mechanism switches the refrigerant flow formed in the case body based on the temperature of the power storage unit detected by the first and second temperature detection units.
このように構成された蓄電装置の冷却構造によれば、第1および第2の温度検出部を設けることによって、冷媒の流れ方向に起因して蓄電部の温度にばらつきが生じていることを的確に把握することができる。したがって、第1および第2の温度検出部で検出された蓄電部の温度に基づいて、ケース体に形成される冷媒流れを切り替えることにより、蓄電部の温度のばらつきを小さく抑えることができる。 According to the cooling structure of the power storage device configured as described above, by providing the first and second temperature detection units, it is possible to accurately determine that the temperature of the power storage unit varies due to the flow direction of the refrigerant. Can grasp. Therefore, by switching the refrigerant flow formed in the case body based on the temperature of the power storage unit detected by the first and second temperature detection units, variation in the temperature of the power storage unit can be reduced.
また好ましくは、蓄電装置の冷却構造は、冷媒が供給される冷媒供給通路と、冷媒供給通路から分岐し、第1および第2の冷媒通過口にそれぞれ接続される第1および第2の分岐通路とをさらに備える。切り替え機構は、冷媒供給通路から第1および第2の分岐通路が分岐する位置に配設され、冷媒供給通路から第1の分岐通路に向かう冷媒流れと、冷媒供給通路から第2の分岐通路に向かう冷媒流れとを切り替えるバルブを有する。このように構成された蓄電装置の冷却構造によれば、切り替え機構を簡易に構成しつつ、蓄電部の温度のばらつきを小さく抑えることができる。 Preferably, the cooling structure of the power storage device includes a refrigerant supply passage to which a refrigerant is supplied, and first and second branch passages branched from the refrigerant supply passage and connected to the first and second refrigerant passage ports, respectively. And further comprising. The switching mechanism is disposed at a position where the first and second branch passages branch from the refrigerant supply passage, and the refrigerant flow from the refrigerant supply passage to the first branch passage and from the refrigerant supply passage to the second branch passage. It has a valve that switches between the refrigerant flow to go. According to the cooling structure of the power storage device configured as described above, variation in the temperature of the power storage unit can be suppressed to be small while easily configuring the switching mechanism.
また好ましくは、蓄電装置の冷却構造は、冷媒供給通路から第1および第2の分岐通路が分岐する位置に接続され、ケース体から流出した冷媒を排出する冷媒排出通路をさらに備える。バルブは、冷媒供給通路から第1の分岐通路に向かう冷媒流れと、第2の分岐通路から冷媒排出通路に向かう冷媒流れとを同時に形成し、冷媒供給通路から第2の分岐通路に向かう冷媒流れと、第1の分岐通路から冷媒排出通路に向かう冷媒流れとを同時に形成する。このように構成された蓄電装置の冷却構造によれば、切り替え機構をさらに簡易に構成することができる。 Preferably, the cooling structure of the power storage device further includes a refrigerant discharge passage that is connected to a position where the first and second branch passages branch from the refrigerant supply passage and discharges the refrigerant flowing out of the case body. The valve simultaneously forms a refrigerant flow from the refrigerant supply passage to the first branch passage and a refrigerant flow from the second branch passage to the refrigerant discharge passage, and the refrigerant flow from the refrigerant supply passage to the second branch passage. And a refrigerant flow from the first branch passage toward the refrigerant discharge passage are simultaneously formed. According to the cooling structure of the power storage device configured as described above, the switching mechanism can be configured more simply.
また好ましくは、蓄電装置の冷却構造は、第1および第2の冷媒通過口に接続される冷媒通路をさらに備える。切り替え機構は、冷媒通路に設けられたファンを有する。ファンは、回転方向が正転および逆転のいずれかに制御されることによって、冷媒通路に流れる冷媒の流れ方向を反転させる。このように構成された蓄電装置の冷却構造によれば、切り替え機構を簡易に構成しつつ、蓄電部の温度のばらつきを小さく抑えることができる。 Preferably, the power storage device cooling structure further includes a refrigerant passage connected to the first and second refrigerant passage ports. The switching mechanism has a fan provided in the refrigerant passage. The fan reverses the flow direction of the refrigerant flowing in the refrigerant passage by controlling the rotation direction to either forward rotation or reverse rotation. According to the cooling structure of the power storage device configured as described above, variation in the temperature of the power storage unit can be suppressed to be small while easily configuring the switching mechanism.
以上説明したように、この発明に従えば、蓄電部の温度のばらつきを小さく抑える蓄電装置の冷却構造を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a cooling structure for a power storage device that suppresses variations in temperature of the power storage unit.
この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings referred to below, the same or corresponding members are denoted by the same reference numerals.
(実施の形態1)
図1および図2は、この発明の実施の形態1における蓄電装置の冷却構造を模式的に表わした図である。本実施の形態では、本発明による蓄電装置の冷却構造が、充放電可能な2次電池(バッテリ)を収容する電池パックに適用されている。電池パックは、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関と、2次電池から電力供給されるモータとを動力源とするハイブリッド自動車に搭載されている。
(Embodiment 1)
1 and 2 are diagrams schematically showing a cooling structure for a power storage device according to Embodiment 1 of the present invention. In the present embodiment, the cooling structure for a power storage device according to the present invention is applied to a battery pack that houses a chargeable / dischargeable secondary battery (battery). The battery pack is mounted on a hybrid vehicle that uses an internal combustion engine such as a gasoline engine or a diesel engine and a motor supplied with power from a secondary battery as power sources.
図1および図2を参照して、蓄電装置の冷却構造は、2次電池25と、2次電池25を収容する電池ケース12と、電池ケース12内に配置され、2次電池25の温度を検出する温度センサ27および28と、2次電池25を冷却する冷却風が流れる第1および第2の分岐通路としての冷却風通路31および36、冷媒供給通路としての冷却風供給通路32ならびに冷媒排出通路としての冷却風排出通路34とを備える。
Referring to FIGS. 1 and 2, the cooling structure of the power storage device is arranged in
電池ケース12は、冷却風が流入もしくは流出する冷却風通過口21および22を有する。冷却風通過口21と冷却風通過口22とは、互いに離間した位置に形成されている。2次電池25は、冷却風通過口21と冷却風通過口22との間で流れる冷却風流れの経路上に配置されている。電池ケース12には、冷却風通過口21から冷却風通過口22に向かう冷却風流れと、冷却風通過口22から冷却風通過口21に向かう冷却風流れとが選択的に形成される。
The
2次電池25は、電池ケース12内に形成される冷却風流れの経路上において、冷却風通過口21に相対的に近くに配置される領域101と、冷却風通過口21に相対的に遠くに配置される領域102とを有する。言い換えれば、2次電池25は、電池ケース12内に形成される冷却風流れの経路上において、冷却風通過口22に相対的に遠くに配置される領域101と、冷却風通過口22に相対的に近くに配置される領域102とを有する。領域101と領域102とは、電池ケース12内の冷却風の流れ方向に並んでいる。温度センサ27および28は、それぞれ領域101および102に配設されている。温度センサ27および28は、それぞれ冷却風通過口21および22の近傍に設けられている。
The
冷却風供給通路32が分岐し、冷却風通路31および36に通じている。冷却風供給通路32の経路上には、冷却風供給通路32から冷却風通路31もしくは冷却風通路36に向けて冷却風を供給する電動のファン41が配置されている。ファン41の種類は、シロッコファンであっても良いし、クロスフロー型のファンやプロペラファンであっても良い。
The cooling
冷却風通路31および36は、冷却風供給通路32の同一箇所から分岐している。冷却風通路31および36は、それぞれ冷却風通過口21および22に接続されている。冷却風排出通路34は、冷却風通路31および36が冷却風供給通路32から分岐する位置に接続されている。つまり、冷却風供給通路32、冷却風通路31および36ならびに冷却風排出通路34は、1箇所で交わっている。
The cooling
冷却風供給通路32、冷却風通路31および36ならびに冷却風排出通路34が交わる位置には、冷却風流れを制御するバルブ45が配置されている。バルブ45は、回転軸43を有するバタフライバルブである。回転軸43には、回転軸43を回転させるための図示しないアクチュエータが接続されている。アクチュエータは、たとえばモータである。
A
バルブ45は、図1中に示すように、冷却風供給通路32と冷却風通路31とを連通させ、冷却風通路36と冷却風排出通路34とを連通させる位置と、図2中に示すように、冷却風供給通路32と冷却風通路36と連通させ、冷却風通路31と冷却風排出通路34とを連通させる位置との間で駆動する。
1, the
バルブ45が図1中に示す位置に駆動された時、冷却風供給通路32から冷却風通路31に供給された冷却風が、冷却風通過口21を通じて電池ケース12内に流入する。冷却風通過口22を通じて電池ケース12外に流出した冷却風は、冷却風通路36を通って冷却風排出通路34に排出される。この場合、電池ケース12には、冷却風通過口21から冷却風通過口22に向かう冷却風流れが形成される。2次電池25の領域101は、冷却風流れの上流側に配置され、2次電池25の領域102は、冷却風流れの下流側に配置される。領域101では、領域102と比較して、冷却風による2次電池25の冷却が促進される。
When the
バルブ45が図2中に示す位置に駆動された時、冷却風供給通路32から冷却風通路36に供給された冷却風が、冷却風通過口22を通じて電池ケース12内に流入する。冷却風通過口21を通じて電池ケース12外に流出した冷却風は、冷却風通路31を通って冷却風排出通路34に排出される。この場合、電池ケース12には、冷却風通過口22から冷却風通過口21に向かう冷却風流れが形成される。2次電池25の領域101は、冷却風流れの下流側に配置され、2次電池25の領域102は、冷却風流れの上流側に配置される。領域102では、領域101と比較して、冷却風による2次電池25の冷却が促進される。
When the
本実施の形態では、アクチュエータによって駆動されるバルブ45を1つ配置するだけで、電池ケース12に冷却風を供給する通路と、電池ケース12から冷却風を排出する通路とを反転させることができる。このため、蓄電装置の冷却構造を簡易に構成することができる。
In the present embodiment, the passage for supplying the cooling air to the
図3は、図1および図2中の冷却構造の制御系を示すブロック図である。図1から図3を参照して、電池ケース12には、温度センサ27および28が電気的に接続された電池ECU(Electronic Control Unit)61がさらに収容されている。バルブ45を駆動するアクチュエータ62は、電池ECU61に電気的に接続されている。
FIG. 3 is a block diagram showing a control system of the cooling structure in FIGS. 1 and 2. Referring to FIGS. 1 to 3,
図4は、図3中の冷却構造の制御系で実施する処理を示すフローチャート図である。図1および図4を参照して、温度センサ27で検出された領域101に配置された2次電池25の温度データと、温度センサ28で検出された領域102に配置された2次電池25の温度データとが、電池ECU61に送られる。電池ECU61は、その温度データから領域101と領域102との間の2次電池25の温度差tを求める(S101)。
FIG. 4 is a flowchart showing processing performed in the control system of the cooling structure in FIG. Referring to FIG. 1 and FIG. 4, the temperature data of
次に、電池ECU61は、領域101と領域102との間の2次電池25の温度差tが、予め定められた温度T以上であるか否かを判定する。温度Tは、2次電池25の負荷状態や熱容量等に応じて適宜、変更される(S102)。
Next, the
温度差tが温度T以上であった場合には、電池ECU61は、バルブ45を図2中に示す位置に駆動させるようにアクチュエータ62に指令を出す。これにより、電池ケース12内の冷却風の流れ方向が反転される。冷却風流れの上流側に配置されていた領域101が冷却風流れの下流側に配置され、冷却風流れの下流側に配置されていた領域102が冷却風流れの上流側に配置される。一方、温度差tが温度T未満であった場合には、バルブ45が図1中に示す位置に保持される(S103)。
When the temperature difference t is equal to or higher than the temperature T, the
以上に説明した処理が繰り返されることにより、2次電池25は、領域101と領域102との間の温度差が規定の値以上に開かないように制御される。
By repeating the processing described above, the
図5は、図1および図2中の蓄電装置の冷却構造が適用された電池パックの形態の一例を示す斜視図である。 FIG. 5 is a perspective view showing an example of a form of a battery pack to which the cooling structure of the power storage device in FIGS. 1 and 2 is applied.
図5を参照して、電池パック10には、リチウムイオン電池からなる2次電池25が収容されている。2次電池25は、充放電可能な2次電池であれば特に限定されず、たとえばニッケル水素電池であっても良い。電池ケース12内の2次電池25の両側には、通気チャンバ13および14が形成されている。冷却風通過口21および22は、それぞれ、通気チャンバ13および14と連通するように電池ケース12に形成されている。
Referring to FIG. 5,
冷却風通過口21および22には、それぞれ、冷却風通路31および36を構成する冷却風ダクトが接続されている。図1および図2中に示す冷却風供給通路32を構成する冷却風供給ダクトは、たとえば車両室内や車両後方に設けられたラゲージルームに連通している。図1および図2中に示す冷却風排出通路を構成する冷却風排出ダクトは、たとえば車両外に連通している。
Cooling air ducts constituting cooling
2次電池25は、積層された複数の電池セル26から構成されている。本実施の形態では、2次電池25が、並列に並べられた電池セル26mおよび26nの組が所定の方向に積層されて構成されている。複数の電池セル26は、図示しないバスバーにより、互いに電気的に直列に接続されている。
The
電池セル26mおよび26nの組は、たとえば、ポリプロピレン(polypropylene)等の樹脂材料から形成された樹脂枠23によって保持されている。樹脂枠23は、電池セル26mおよび26nを保持した状態で、電池セル26の積層方向に複数、並べられている。その複数並べられた樹脂枠23の両側には、エンドプレート15および16が配置されている。エンドプレート15とエンドプレート16とは、複数の樹脂枠23を挟み込んだ状態で、図示しない拘束バンドによって互いに結合されている。
A set of
樹脂枠23には、積層方向に隣り合う電池セル26間を通って延びる通気孔18が形成されている。通気孔18は、通気チャンバ13と通気チャンバ14との間で延びている。電池ケース12内には、冷却風通過口21、通気チャンバ13、通気孔18、通気チャンバ14および冷却風通過口22を順に流れる冷却風流れと、冷却風通過口22、通気チャンバ14、通気孔18、通気チャンバ13および冷却風通過口21を順に流れる冷却風流れとが選択的に形成される。いずれの冷却風流れが形成されている場合であっても、冷却風が通気孔18を流れる間、2次電池25が冷却される。
The
電池ケース12内に、冷却風通過口21、通気チャンバ13、通気孔18、通気チャンバ14および冷却風通過口22を順に流れる冷却風流れが形成された場合、電池セル26mは、冷却風流れの上流側に配置され、電池セル26nは、冷却風流れの下流側に配置される。電池ケース12内に、冷却風通過口22、通気チャンバ14、通気孔18、通気チャンバ13および冷却風通過口21を順に流れる冷却風流れが形成された場合、電池セル26mは、冷却風流れの下流側に配置され、電池セル26nは、冷却風流れの上流側に配置される。
When a cooling air flow that flows through the cooling
つまり、電池セル26mは、図1および図2中の領域101に配置されており、電池セル26nは、図1および図2中の領域102に配置されている。図5中に示す電池パック10では、2次電池25は、電池セル26mと電池セル26nとの間の温度差が規定の値以上に開かないように制御される。
That is, the
なお、電池パックの構造は、図5中に示す形態に限定されない。図5中に示す電池パック10では、冷却風が水平方向に流通する横流し方式が採られているが、冷却風が上下方向に流通する縦流し方式が採られても良い。図5中に示す電池パック10では、冷却風の流れ方向に複数の電池セルが存在するが、1つの電池セルのみが存在しても良い。この場合であっても、1つの電池セル内で温度差が規定の値以上に開かないように制御される。2次電池25は、必ずしも複数の電池セル26によって構成されている必要はない。複数の電池セル26を積層する形態は、図5中に示す形態に限定されず、たとえば、冷却風の流れ方向に3以上の電池セル26が並べられても良い。
In addition, the structure of a battery pack is not limited to the form shown in FIG. The
この発明の実施の形態1における蓄電装置の冷却構造は、ケース体としての電池ケース12と、蓄電部としての2次電池25と、第1および第2の温度検出部としての温度センサ27および28と、切り替え機構としてのバルブ45とを備える。電池ケース12は、冷媒としての冷却風が流出入する第1および第2の冷媒通過口としての冷却風通過口21および22を有する。電池ケース12には、冷却風通過口21から冷却風通過口22に向かう冷却風流れと、冷却風通過口22から冷却風通過口21に向かう冷却風流れとが選択的に形成される。
The power storage device cooling structure according to the first embodiment of the present invention includes a
2次電池25は、電池ケース12に形成される冷却風流れの経路上に設けられている。2次電池25は、冷却風通過口21に対して相対的に近くに配置される第1の領域としての領域101と、相対的に遠くに配置される第2の領域として領域102とを有する。温度センサ27および28は、領域101および102にそれぞれ設けられ、2次電池25の温度を検出する。バルブ45は、電池ケース12に形成される冷却風流れを、温度センサ27および28で検出された2次電池25の温度に基づいて切り替える。
The
このように構成された、この発明の実施の形態1における蓄電装置の冷却構造によれば、冷却風の流れ方向に起因して2次電池25に温度差が生じることを抑制できる。これにより、2次電池25の電池性能を十分に発揮させるとともに、2次電池25が早期に劣化することを防止できる。
According to the cooling structure for a power storage device according to Embodiment 1 of the present invention configured as described above, it is possible to suppress the occurrence of a temperature difference in
なお、本発明を、燃料電池と2次電池とを動力源とする燃料電池ハイブリッド車(FCHV:Fuel Cell Hybrid Vehicle)または電気自動車(EV:Electric Vehicle)に適用することもできる。本実施の形態におけるハイブリッド自動車では、燃費最適動作点で内燃機関を駆動するのに対して、燃料電池ハイブリッド自動車では、発電効率最適動作点で燃料電池を駆動する。また、2次電池の使用に関しては、両方のハイブリッド自動車で基本的に変わらない。本発明を、駆動力を得るための電源を備えた車両に適用することができる。 The present invention can also be applied to a fuel cell hybrid vehicle (FCHV) or an electric vehicle (EV) using a fuel cell and a secondary battery as power sources. In the hybrid vehicle in the present embodiment, the internal combustion engine is driven at the fuel efficiency optimum operating point, whereas in the fuel cell hybrid vehicle, the fuel cell is driven at the power generation efficiency optimum operating point. The use of the secondary battery is basically the same for both hybrid vehicles. The present invention can be applied to a vehicle equipped with a power source for obtaining a driving force.
また、本実施の形態では、化学変化等により自ら電気を創り出す2次電池を収容した電池パックに、本発明における蓄電装置の冷却構造を適用したが、これに限定されず、外部からの供給により電気を蓄えるキャパシタ等の蓄電装置に、本発明を適用しても良い。 In this embodiment, the power storage device cooling structure according to the present invention is applied to the battery pack that houses the secondary battery that creates electricity by chemical change or the like. However, the present invention is not limited to this, and it is supplied by an external supply. The present invention may be applied to a power storage device such as a capacitor that stores electricity.
キャパシタは、活性炭と電解液との界面に発生する電気2重層を動作原理とした電気2重層キャパシタのことである。固体として活性炭、液体として電解液(奇硫酸水溶液)を用いて、これらを接触させるとその界面にプラス、マイナスの電極が極めて短い距離を隔てて相対的に分布する。イオン性溶液中に一対の電極を浸して電気分解が起こらない程度に電圧を負荷させると、それぞれの電極の表面にイオンが吸着され、プラスとマイナスの電気が蓄えられる(充電)。外部に電気を放出すると、正負のイオンが電極から離れて中和状態に戻る(放電)。 The capacitor is an electric double layer capacitor based on the principle of operation of the electric double layer generated at the interface between the activated carbon and the electrolyte. When activated carbon is used as a solid and an electrolytic solution (odd sulfuric acid aqueous solution) is used as a liquid and brought into contact with each other, positive and negative electrodes are relatively distributed at an extremely short distance on the interface. When a pair of electrodes are immersed in an ionic solution and a voltage is applied to such an extent that electrolysis does not occur, ions are adsorbed on the surface of each electrode, and positive and negative electricity are stored (charging). When electricity is discharged to the outside, positive and negative ions leave the electrode and return to a neutral state (discharge).
(実施の形態2)
図6および図7は、この発明の実施の形態2における蓄電装置の冷却構造を模式的に表わした図である。本実施の形態における蓄電装置の冷却構造は、実施の形態1における蓄電装置の冷却構造と比較して、基本的には同様の構造を備える。以下、重複する構造については説明を繰り返さない。
(Embodiment 2)
6 and 7 are diagrams schematically showing a cooling structure for the power storage device according to the second embodiment of the present invention. The power storage device cooling structure in the present embodiment is basically similar to that of power storage device cooling structure in the first embodiment. Hereinafter, the description of the overlapping structure will not be repeated.
図6および図7を参照して、本実施の形態では、図1および図2中の冷却風排出通路34に替えて、冷却風排出通路34mおよび34nが設けられている。冷却風排出通路34mは、冷却風通路31の経路上に接続されている。冷却風排出通路34nは、冷却風通路36の経路上に接続されている。
6 and 7, in the present embodiment, cooling
冷却風通路31および36が冷却風供給通路32から分岐する位置には、図1および図2中のバルブ45に替えてバルブ70が配置されている。バルブ70は、モータ等のアクチュエータに接続されている。バルブ70は、図6に示すように、冷却風供給通路32と冷却風通路31とを連通させる位置と、図7に示すように、冷却風供給通路32と冷却風通路36とを連通させる位置との間で駆動する。
A
冷却風排出通路34mが冷却風通路31に接続される位置には、バルブ71が設置されている。冷却風排出通路34nが冷却風通路36に接続される位置には、バルブ72が設置されている。バルブ71および72は、アクチュエータによらず、冷却風通路31および36に流れる冷却風の圧力によって駆動するバルブである。
A
バルブ70が図6中に示す位置に駆動された時、冷却風供給通路32から冷却風通路31に供給された冷却風の圧力により、バルブ71は、冷却風通路31と冷却風排出通路34mとを遮断し、冷却風通路31の経路を開通させる位置に位置決めされる。バルブ72は、弾性力等により、電池ケース12に連通する冷却風通路36と冷却風排出通路34nとを連通させる位置に位置決めされる。これにより、冷却風供給通路32から冷却風通路31に供給された冷却風が、冷却風通過口21を通じて電池ケース12内に流入する。冷却風通過口22を通じて電池ケース12外に流出した冷却風は、冷却風通路36を通って冷却風排出通路34nに排出される。この場合、電池ケース12には、冷却風通過口21から冷却風通過口22に向かう冷却風流れが形成される。
When the
バルブ70が図7中に示す位置に駆動された時、冷却風供給通路32から冷却風通路36に供給された冷却風の圧力により、バルブ72は、冷却風通路36と冷却風排出通路34nとを遮断し、冷却風通路36の経路を開通させる位置に位置決めされる。バルブ71は、弾性力等により、電池ケース12に連通する冷却風通路31と冷却風排出通路34mとを連通させる位置に位置決めされる。これにより、冷却風供給通路32から冷却風通路36に供給された冷却風が、冷却風通過口22を通じて電池ケース12内に流入する。冷却風通過口21を通じて電池ケース12外に流出した冷却風は、冷却風通路31を通って冷却風排出通路34mに排出される。この場合、電池ケース12には、冷却風通過口22から冷却風通過口21に向かう冷却風流れが形成される。
When the
このように構成された、この発明の実施の形態2における蓄電装置の冷却構造によれば、実施の形態1に記載の効果と同様の効果を得ることができる。 According to the power storage device cooling structure in the second embodiment of the present invention configured as described above, the same effects as those described in the first embodiment can be obtained.
(実施の形態3)
図8および図9は、この発明の実施の形態3における蓄電装置の冷却構造を模式的に表わした図である。本実施の形態における蓄電装置の冷却構造は、実施の形態2における蓄電装置の冷却構造と比較して、基本的には同様の構造を備える。以下、重複する構造については説明を繰り返さない。
(Embodiment 3)
8 and 9 are diagrams schematically showing a cooling structure for the power storage device according to Embodiment 3 of the present invention. The power storage device cooling structure in the present embodiment is basically similar to that of power storage device cooling structure in the second embodiment. Hereinafter, the description of the overlapping structure will not be repeated.
図8および図9を参照して、本実施の形態では、図6および図7中に示すバルブ70が設けられていない。冷却風通路31の経路上には、図6および図7中に示すファン41に替えて、プロペラファン81が設けられている。プロペラファン81は、回転軸の軸方向に沿った両側で対称な形状を有する羽根部を有する。プロペラファン81は、回転方向が正転、逆転に切り替えられる羽根部を有する。
Referring to FIGS. 8 and 9, in the present embodiment,
プロペラファン81が、図8中に示す所定の方向に回転している時、冷却風供給通路32から冷却風通路31を通って電池ケース12内に導入される冷却風流れが形成される。プロペラファン81が、図9中に示す上記所定の方向とは反対方向に回転している時、冷却風供給通路32から冷却風通路36を通って電池ケース12内に導入される冷却風流れが形成される。
When the
なお、本実施の形態では、プロペラファン81を冷却風通路31の経路上の電池ケース12の近傍に設けたが、これに限定されず、冷却風通路31および36のいずれの位置に設けても良い。
In the present embodiment, the
このように構成された、この発明の実施の形態3における蓄電装置の冷却構造によれば、実施の形態1に記載の効果と同様の効果を得ることができる。加えて、本実施の形態では、モータ等のアクチュエータによって駆動されるバルブが不要となるため、蓄電装置の冷却構造をさらに簡易に構成することができる。 According to the power storage device cooling structure in the third embodiment of the present invention configured as described above, the same effects as those described in the first embodiment can be obtained. In addition, in this embodiment, a valve driven by an actuator such as a motor is not necessary, and thus the cooling structure of the power storage device can be configured more simply.
なお、実施の形態1において説明した実施例や変形例を、実施の形態2および3における蓄電装置の冷却構造に適用しても良い。 Note that the examples and modifications described in the first embodiment may be applied to the cooling structure for the power storage device in the second and third embodiments.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
12 電池ケース、21,22 冷却風通過口、25 2次電池、27,28 温度センサ、31,36 冷却風通路、32 冷却風供給通路、34 冷却風排出通路、45 バルブ、81 プロペラファン、101,102 領域。 12 Battery case, 21, 22 Cooling air passage, 25 Secondary battery, 27, 28 Temperature sensor, 31, 36 Cooling air passage, 32 Cooling air supply passage, 34 Cooling air discharge passage, 45 Valve, 81 Propeller fan, 101 , 102 area.
Claims (4)
前記ケース体に形成される冷媒流れの経路上に設けられ、前記第1の冷媒通過口に対して相対的に近くに配置される第1の領域と、相対的に遠くに配置される第2の領域とを有する蓄電部と、
前記第1および第2の領域にそれぞれ設けられ、前記蓄電部の温度を検出する第1および第2の温度検出部と、
前記ケース体に形成される冷媒流れを、前記第1および第2の温度検出部で検出された前記蓄電部の温度に基づいて切り替える切り替え機構とを備える、蓄電装置の冷却構造。 There are first and second refrigerant passage ports through which the refrigerant flows in and out, a refrigerant flow from the first refrigerant passage port toward the second refrigerant passage port, and the first refrigerant passage through the first refrigerant passage port. A case body in which a refrigerant flow toward the refrigerant passage is selectively formed;
A first region disposed on the refrigerant flow path formed in the case body and disposed relatively close to the first coolant passage port, and a second region disposed relatively far away. A power storage unit having a region of
First and second temperature detection units provided in the first and second regions, respectively, for detecting the temperature of the power storage unit;
A cooling structure for a power storage device, comprising: a switching mechanism that switches a refrigerant flow formed in the case body based on the temperature of the power storage unit detected by the first and second temperature detection units.
前記冷媒供給通路から分岐し、前記第1および第2の冷媒通過口にそれぞれ接続される第1および第2の分岐通路とをさらに備え、
前記切り替え機構は、前記冷媒供給通路から前記第1および第2の分岐通路が分岐する位置に配設され、前記冷媒供給通路から前記第1の分岐通路に向かう冷媒流れと、前記冷媒供給通路から前記第2の分岐通路に向かう冷媒流れとを切り替えるバルブを有する、請求項1に記載の蓄電装置の冷却構造。 A refrigerant supply passage through which a refrigerant is supplied; and
The first and second branch passages branched from the refrigerant supply passage and connected to the first and second refrigerant passage ports, respectively.
The switching mechanism is disposed at a position where the first and second branch passages branch from the refrigerant supply passage, and a refrigerant flow from the refrigerant supply passage toward the first branch passage, and from the refrigerant supply passage The cooling structure for a power storage device according to claim 1, further comprising a valve that switches a refrigerant flow toward the second branch passage.
前記バルブは、前記冷媒供給通路から前記第1の分岐通路に向かう冷媒流れと、前記第2の分岐通路から前記冷媒排出通路に向かう冷媒流れとを同時に形成し、前記冷媒供給通路から前記第2の分岐通路に向かう冷媒流れと、前記第1の分岐通路から前記冷媒排出通路に向かう冷媒流れとを同時に形成する、請求項2に記載の蓄電装置の冷却構造。 A refrigerant discharge passage which is connected to a position where the first and second branch passages branch from the refrigerant supply passage and discharges the refrigerant flowing out of the case body;
The valve simultaneously forms a refrigerant flow from the refrigerant supply passage to the first branch passage and a refrigerant flow from the second branch passage to the refrigerant discharge passage, and from the refrigerant supply passage to the second The cooling structure for a power storage device according to claim 2, wherein a refrigerant flow toward the first branch passage and a refrigerant flow toward the refrigerant discharge passage from the first branch passage are simultaneously formed.
前記切り替え機構は、前記冷媒通路に設けられたファンを有し、
前記ファンは、回転方向が正転および逆転のいずれかに制御されることによって、前記冷媒通路に流れる冷媒の流れ方向を反転させる、請求項1から3のいずれか1項に記載の蓄電装置の冷却構造。 A refrigerant passage connected to the first and second refrigerant passages;
The switching mechanism has a fan provided in the refrigerant passage,
4. The power storage device according to claim 1, wherein the fan reverses the flow direction of the refrigerant flowing in the refrigerant passage by controlling the rotation direction to be either forward rotation or reverse rotation. 5. Cooling structure.
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