JP2008235171A - Cooling system of electrical storage mechanism mounted on vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両に搭載された蓄電機構(リチウムイオン電池やニッケル水素電池等の二次電池やキャパシタ等)の冷却装置に関し、特に、蓄電機構からのガスの発生に対応した冷却装置に関する。 The present invention relates to a cooling device for a power storage mechanism (secondary battery such as a lithium ion battery or a nickel metal hydride battery or a capacitor) mounted on a vehicle, and more particularly to a cooling device corresponding to the generation of gas from the power storage mechanism.
内燃機関(たとえば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの公知の機関を用いることが考えられる。)と電気モータとを組合せたハイブリッドシステムと呼ばれるパワートレインを搭載した車両が開発され、実用化されている。このような車両においては、走行用の電気モータを駆動するための二次電池やコンデンサ等の蓄電機構およびインバータやDC/DCコンバータ等の電力変換用機器の電気機器を搭載している。この二次電池は、化学反応により放電や充電が行なわれ、この化学反応が発熱を伴うため、冷却する必要がある。また、インバータやDC/DCコンバータもパワー素子が発熱するため、冷却する必要がある。一般的に、電気機器においては電力線に電流が流れるとジュール熱が発生するため、冷却する必要がある。 A vehicle equipped with a power train called a hybrid system combining an internal combustion engine (for example, a known engine such as a gasoline engine or a diesel engine) and an electric motor has been developed and put into practical use. Such a vehicle is equipped with a power storage mechanism such as a secondary battery or a capacitor for driving an electric motor for traveling, and an electric device such as an inverter or a DC / DC converter. This secondary battery is discharged or charged by a chemical reaction, and this chemical reaction generates heat, so it needs to be cooled. Further, the inverter and the DC / DC converter also need to be cooled because the power element generates heat. Generally, in an electric device, when current flows through a power line, Joule heat is generated, and thus it is necessary to cool it.
このような電気機器は、たとえば、車両後席とラゲッジルームとの間に配置されることがある。この電気機器は、空気通路をなすダクト状のケーシング内に配置されており、ケーシング内の電気機器の吸気上流側であって、電気機器と後部座席との間には、電気機器を冷却する冷却風を発生させる冷却ファンが配置されている。そして、このケーシングの上流端部は、車室内に連通(具体的にはリアパッケージトレイに開口していることが多い)しているため、電気機器が、車室内の空気にて冷却されることになる。 Such an electric device may be disposed between a vehicle rear seat and a luggage room, for example. This electrical device is disposed in a duct-shaped casing that forms an air passage, and is located upstream of the electrical device in the casing and between the electrical device and the rear seat. A cooling fan that generates wind is arranged. Since the upstream end of the casing communicates with the vehicle interior (specifically, it is often opened in the rear package tray), the electrical equipment is cooled by the air in the vehicle interior. become.
また、インバータやDC/DCコンバータは、PCU(Power Control Unit)と呼ばれる電気機器として一体化されて車両に搭載されることもある。このPCUも、電気機器として、車両後席とラゲッジルームとの間に配置されることがある。 Further, the inverter and the DC / DC converter may be integrated as an electric device called a PCU (Power Control Unit) and mounted on the vehicle. This PCU may also be disposed as an electrical device between the rear seat of the vehicle and the luggage room.
ハイブリッド車両においては、エンジンに加えてこのような電気機器を搭載しなければならない。特開2004−161058号公報(特許文献1)は、車両に搭載された電池からの水素ガスなどの発生があっても、確実に車外に放出することができる、電池冷却ダクトを開示する。この公報に開示された電池冷却ダクトは、電池を搭載した車両に適用される。この電池冷却ダクトは、電池と車両の車室内とを連通させる連通路と、連通路に設けられたガス滞留部とを含む。 In a hybrid vehicle, such an electric device must be mounted in addition to the engine. Japanese Patent Laying-Open No. 2004-161058 (Patent Document 1) discloses a battery cooling duct that can be reliably discharged outside a vehicle even when hydrogen gas or the like is generated from a battery mounted on the vehicle. The battery cooling duct disclosed in this publication is applied to a vehicle equipped with a battery. The battery cooling duct includes a communication path that allows the battery and the vehicle interior of the vehicle to communicate with each other, and a gas retention portion that is provided in the communication path.
この電池ダクトによると、電池で発生した水素ガスなどをガス滞留部で一旦貯めることができるので、車室内へのガスの進入を、低減または防止することができる。
特許文献1に開示された電池冷却ダクトにおいて、電池から発生した水素等のガスは、自然換気ダクトを通じて車外に排出される。たとえば、電池は、ニッケル水素電池であって、ガスは水素ガスである場合には、ガス滞留部は湾曲した上に凸の形状を有する。このようにすると、ニッケル水素電池から発生する水素ガスは、空気よりも軽いため、ガス滞留部を構成する湾曲した管路の形状を上に凸の形状として、そのガス滞留部で一旦貯めることができ、車室内への水素ガスの進入を、低減または防止することができる。
In the battery cooling duct disclosed in
しかしながら、このように、強制排気ではなく自然換気により、ガスを車外に排出する特許文献1においては、車室内にガスが侵入する可能性がある。すなわち、バッテリパックの隙間から車室内にガスが流れる可能性を有する。
However, as described above, in
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、蓄電機構からのガスなどの発生があっても、確実に車外に放出することができる、蓄電機構の冷却装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to cool the power storage mechanism that can be reliably discharged outside the vehicle even when gas or the like is generated from the power storage mechanism. Is to provide a device.
第1の発明に係る車両に搭載された蓄電機構の冷却装置は、蓄電機構が収納された筐体と車両の車室内および車外の少なくともいずれかとを連通させる導入路と、筐体と車外とを連通させる排出路と、蓄電機構から排出されたガスを流通させるガス排出通路と、排出路とガス排出通路とを連通させる連通部とを含む。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a cooling device for a power storage mechanism mounted on a vehicle, comprising: a housing in which the power storage mechanism is stored and at least one of a vehicle interior and a vehicle exterior; A discharge path for communication, a gas discharge passage for circulating the gas discharged from the power storage mechanism, and a communication portion for connecting the discharge path and the gas discharge path are included.
第1の発明によると、連通部により、蓄電機構(たとえば、リチウムイオン電池等の二次電池)を冷却した空気の排出路と、蓄電機構から排出されたガスを流通させるガス排出通路とが接続されている。通常、排出路を介して筐体から車外へ空気を流通させるために空気圧送手段としての空気機械(ファン、ブロア等)が設けられる。このため、排出路における空気の流れにより、ガスも車外に排出できる。その結果、蓄電機構からのガスなどの発生があっても、確実に車外に放出することができる、蓄電機構の冷却装置を提供することができる。 According to the first aspect of the invention, the communication section connects the discharge path of the air that cools the power storage mechanism (for example, a secondary battery such as a lithium ion battery) and the gas discharge path that distributes the gas discharged from the power storage mechanism. Has been. Usually, an air machine (fan, blower, or the like) is provided as a pneumatic feeding means for circulating air from the housing to the outside of the vehicle via the discharge path. For this reason, gas can also be discharged out of the vehicle by the flow of air in the discharge path. As a result, it is possible to provide a cooling device for a power storage mechanism that can be reliably discharged outside the vehicle even if gas or the like is generated from the power storage mechanism.
第2の発明に係る冷却装置は、第1の発明の構成に加えて、導入路に設けられた、導入路の冷却空気を吸入して筐体に排出するための空気圧送手段をさらに含む。 In addition to the configuration of the first invention, the cooling device according to the second invention further includes a pneumatic feeding means provided in the introduction path for sucking the cooling air in the introduction path and discharging it to the housing.
第2の発明によると、導入路に設けられた空気圧送手段であるファンやブロアにより、導入路の空気が筐体に押し込まれ、筐体に導入されて、筐体から排出される。排出路の連通部にはガス排出路が連通されているので、空気圧送手段による空気の流れにより、ガスも車外に排出できる。 According to the second aspect of the invention, the air in the introduction path is pushed into the casing by the fan or blower that is the pneumatic feeding means provided in the introduction path, introduced into the casing, and discharged from the casing. Since the gas discharge path is connected to the communication part of the discharge path, the gas can be discharged outside the vehicle by the air flow by the pneumatic feeding means.
第3の発明に係る冷却装置は、第1の発明の構成に加えて、排出路に設けられた、排出路の冷却空気を吸入して車外に排出するための空気圧送手段をさらに含む。 In addition to the configuration of the first invention, the cooling device according to the third invention further includes a pneumatic feeding means provided in the discharge path for sucking the cooling air in the discharge path and discharging it out of the vehicle.
第3の発明によると、排出路に設けられた空気圧送手段であるファンやブロアにより、筐体の空気が排出路に吸い込まれ、筐体に導入されて、筐体から排出される。排出路の連通部にはガス排出路が連通されているので、空気圧送手段による空気の流れにより、ガスも車外に排出できる。 According to the third aspect of the invention, the air in the casing is sucked into the discharge path, introduced into the casing, and discharged from the casing by the fan and the blower that are pneumatic feeding means provided in the discharge path. Since the gas discharge path is connected to the communication part of the discharge path, the gas can be discharged outside the vehicle by the air flow by the pneumatic feeding means.
第4の発明に係る冷却装置においては、第3の発明の構成に加えて、空気圧送手段は、排出路における連通部よりも上流側に設けられるものである。 In the cooling device according to the fourth aspect of the invention, in addition to the configuration of the third aspect of the invention, the pneumatic feeding means is provided on the upstream side of the communication portion in the discharge path.
第4の発明によると、空気圧送手段は連通部よりも上流側に設けられるので、ガスが空気圧送手段を通過することがないので、腐食性ガスであっても空気圧送手段であるファンやブロアの損傷を回避できる。 According to the fourth aspect of the present invention, since the pneumatic feeding means is provided on the upstream side of the communication portion, gas does not pass through the pneumatic feeding means. Therefore, even a corrosive gas is a fan or blower that is a pneumatic feeding means. Can avoid damage.
第5の発明に係る冷却装置においては、第3の発明の構成に加えて、空気圧送手段は、排出路における連通部よりも下流側に設けられるものである。 In the cooling device according to the fifth aspect of the invention, in addition to the configuration of the third aspect of the invention, the pneumatic feeding means is provided on the downstream side of the communication portion in the discharge path.
第5の発明によると、空気圧送手段は連通部よりも上流側に設けられるので、ガス排出通路から排出路の連通部までの距離を短くできる。 According to the fifth invention, since the pneumatic feeding means is provided on the upstream side of the communication portion, the distance from the gas discharge passage to the communication portion of the discharge path can be shortened.
第6の発明に係る冷却装置は、第1の発明の構成に加えて、排出路に設けられ、筐体から排出された冷却空気およびガスの少なくともいずれかについて、外気排出と内気循環との比率を調整するための排気分配手段と、排気分配手段を制御するための制御手段とをさらに含む。制御手段は、ガスの発生を検出すると、外気排出と内気循環との比率を、外気排出の比率が100%になるように調整するための手段を含む。 In addition to the configuration of the first invention, the cooling device according to the sixth invention is provided in the discharge path, and at least one of the cooling air and the gas discharged from the housing, the ratio of the outside air discharge to the inside air circulation And an exhaust distribution means for adjusting the exhaust gas and a control means for controlling the exhaust distribution means. The control means includes means for adjusting the ratio of the outside air discharge to the inside air circulation so that the ratio of the outside air discharge becomes 100% when the generation of gas is detected.
第6の発明によると、車室内の空気はエアコンディショナ(以下、エアコンと記載する)により(夏期であれば)外気よりも低温に調整されている。このため、蓄電機構の冷却効率を向上させようとすると(夏期であれば外気の温度よりも蓄電機構からの排出された空気の温度が低いと推察できる場合には)、蓄電機構から排出された空気も内気循環で使用することが好ましい。しかしながら、単に内気循環させたのでは、蓄電機構から発生したガスが車室内に導入されてしまう。このため、制御手段により、外気排出と内気循環との比率を調整するための排気分配手段を制御して、ガスの発生を検出すると、外気排出の比率が100%になるように調整される。このため、蓄電機構の冷却効率を向上させつつ、蓄電機構から発生したガスを車外に排出することができる。 According to the sixth aspect of the invention, the air in the passenger compartment is adjusted to a temperature lower than that of the outside air (in the summer) by an air conditioner (hereinafter referred to as an air conditioner). For this reason, when trying to improve the cooling efficiency of the power storage mechanism (when it can be inferred that the temperature of the air discharged from the power storage mechanism is lower than the temperature of the outside air in summer), it was discharged from the power storage mechanism Air is also preferably used in the inside air circulation. However, if the inside air is simply circulated, gas generated from the power storage mechanism is introduced into the vehicle interior. For this reason, when the control means controls the exhaust distribution means for adjusting the ratio between the outside air discharge and the inside air circulation and detects the generation of gas, the outside air discharge ratio is adjusted to 100%. For this reason, the gas generated from the power storage mechanism can be discharged outside the vehicle while improving the cooling efficiency of the power storage mechanism.
第7の発明に係る冷却装置は、第1の発明の構成に加えて、排出路に設けられ、筐体から排出された冷却空気およびガスの少なくともいずれかについて、外気排出と内気循環との比率を調整するための排気分配手段と、排気分配手段を制御するための制御手段とをさらに含む。制御手段は、ガスの発生を検出しないと、外気排出と内気循環との比率を、蓄電機構の冷却効率が上昇するように調整するための手段を含む。 In addition to the configuration of the first invention, the cooling device according to the seventh invention is provided in the discharge path, and at least one of the cooling air and the gas discharged from the housing, the ratio between the outside air discharge and the inside air circulation And an exhaust distribution means for adjusting the exhaust gas and a control means for controlling the exhaust distribution means. The control means includes means for adjusting the ratio between the outside air discharge and the inside air circulation so as to increase the cooling efficiency of the power storage mechanism when the generation of gas is not detected.
第7の発明によると、車室内の空気はエアコンにより(夏期であれば)外気よりも低温に調整されている。このため、蓄電機構の冷却効率を向上させようとすると(夏期であれば外気の温度よりも蓄電機構からの排出された空気の温度が低いと推察できる場合には)、蓄電機構から排出された空気も内気循環で使用することが好ましい。このため、制御手段により、外気排出と内気循環との比率を調整するための排気分配手段を制御して、ガスの発生を検出していないと、蓄電機構の冷却効率が上昇するように、外気排出と内気循環との比率が調整される。このため、蓄電機構の冷却効率を向上させることができる。 According to the seventh invention, the air in the passenger compartment is adjusted to a lower temperature than the outside air by an air conditioner (in summer). For this reason, when trying to improve the cooling efficiency of the power storage mechanism (when it can be inferred that the temperature of the air discharged from the power storage mechanism is lower than the temperature of the outside air in summer), it was discharged from the power storage mechanism Air is also preferably used in the inside air circulation. For this reason, if the control means controls the exhaust distribution means for adjusting the ratio between the outside air discharge and the inside air circulation and does not detect the generation of gas, the outside air is increased so that the cooling efficiency of the power storage mechanism is increased. The ratio between discharge and internal air circulation is adjusted. For this reason, the cooling efficiency of an electrical storage mechanism can be improved.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
<第1の実施の形態>
図1を参照して、本実施の形態に係る冷却装置を含む、ハイブリッド車両全体の制御ブロック図を説明する。なお、本発明は図1に示すハイブリッド車両に限定されない。本発明は、動力源としての、たとえばガソリンエンジン等の内燃機関(以下、エンジンとして説明する)が、車両を走行させる駆動源(走行源)であって、かつ、ジェネレータの駆動源であればよい。さらに、駆動源がエンジンおよびモータジェネレータであって、モータジェネレータの動力により走行可能な車両であればよく(エンジンを停止させても停止させなくても)、走行用のバッテリを搭載した他の態様を有するハイブリッド車両であってもよい(いわゆるシリーズ型やパラレル型等のハイブリッド車両に限定されない)。
<First Embodiment>
A control block diagram of the entire hybrid vehicle including the cooling device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The present invention is not limited to the hybrid vehicle shown in FIG. In the present invention, an internal combustion engine such as a gasoline engine (hereinafter referred to as an engine) as a power source may be a drive source (running source) for running a vehicle and a generator drive source. . Furthermore, the drive source is an engine and a motor generator, and any vehicle that can travel with the power of the motor generator (whether the engine is stopped or not stopped) may be used. (It is not limited to so-called series type or parallel type hybrid vehicles).
このバッテリは、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池などであって、その種類は特に限定されるものではない。また、蓄電機構としては、バッテリの代わりにキャパシタでも構わない。以下においては、蓄電機構はバッテリであって、バッテリの種類はリチウムイオン電池であるとして説明する。なお、このリチウムイオン電池は、動作電圧が高く、重量および体積あたりのエネルギー密度が高いため、軽量化・コンパクト化を図ることができ、また、メモリ効果がないという長所を有する。さらに、バッテリの構造についての詳細な説明は後述する。 This battery is a nickel metal hydride battery or a lithium ion battery, and the type thereof is not particularly limited. The power storage mechanism may be a capacitor instead of a battery. In the following description, it is assumed that the power storage mechanism is a battery and the type of battery is a lithium ion battery. Note that this lithium ion battery has advantages such as high operating voltage, high energy density per weight and volume, and thus can be reduced in weight and size and has no memory effect. Furthermore, the detailed description about the structure of a battery is mentioned later.
ハイブリッド車両は、エンジン120と、モータジェネレータ(MG)140とを含む。なお、以下においては、説明の便宜上、モータジェネレータ140を、モータジェネレータ140A(またはMG(2)140A)と、モータジェネレータ140B(またはMG(1)140B)と表現するが、ハイブリッド車両の走行状態に応じて、モータジェネレータ140Aがジェネレータとして機能したり、モータジェネレータ140Bがモータとして機能したりする。このモータジェネレータがジェネレータとして機能する場合に回生制動が行なわれる。モータジェネレータがジェネレータとして機能するときには、車両の運動エネルギーが電気エネルギーに変換されて、車両が減速される。
The hybrid vehicle includes an
ハイブリッド車両は、この他に、エンジン120やモータジェネレータ140で発生した動力を駆動輪160に伝達したり、駆動輪160の駆動をエンジン120やモータジェネレータ140に伝達したりする減速機180と、エンジン120の発生する動力を駆動輪160とモータジェネレータ140B(MG(1)140B)との2経路に分配する動力分割機構(たとえば、後述する遊星歯車機構)200と、モータジェネレータ140を駆動するための電力を充電する走行用バッテリ220と、走行用バッテリ220の直流とモータジェネレータ140A(MG(2)140A)およびモータジェネレータ140B(MG(1)140B)の交流とを変換しながら電流制御を行なうインバータ240と、走行用バッテリ220の充放電状態(たとえば、SOC)を管理制御するバッテリ制御ユニット(以下、バッテリECU(Electronic Control Unit)という)260と、エンジン120の動作状態を制御するエンジンECU280と、ハイブリッド車両の状態に応じてモータジェネレータ140およびバッテリECU260、インバータ240等を制御するMG_ECU300と、バッテリECU260、エンジンECU280およびMG_ECU300等を相互に管理制御して、ハイブリッド車両が最も効率よく運行できるようにハイブリッドシステム全体を制御するHV_ECU320等を含む。なお、SOCは、電流積算測定や開放電圧(OCV(Open Circuit Voltage))測定により算出される。
In addition to this, the hybrid vehicle transmits a power generated by the
本実施の形態において、走行用バッテリ220とインバータ240との間には昇圧コンバータ242が設けられている。これは、走行用バッテリ220の定格電圧が、モータ140A(MG(2)140A)やモータジェネレータ140B(MG(1)140B)の定格電圧よりも低いので、走行用バッテリ220からモータジェネレータ140A(MG(2)140A)やモータジェネレータ140B(MG(1)140B)に電力を供給するときには、昇圧コンバータ242で電力を昇圧する。
In the present embodiment,
なお、図1においては、各ECUを別構成としているが、2個以上のECUを統合したECUとして構成してもよい(たとえば、図1に、点線で示すように、MG_ECU300とHV_ECU320とを統合したECUとすることがその一例である)。
In FIG. 1, each ECU is configured separately, but may be configured as an ECU in which two or more ECUs are integrated (for example,
動力分割機構200は、エンジン120の動力を、駆動輪160とモータジェネレータ140B(MG(1)140B)との両方に振り分けるために、遊星歯車機構(プラネタリーギヤ)が使用される。モータジェネレータ140B(MG(1)140B)の回転数を制御することにより、動力分割機構200は無段変速機としても機能する。エンジン120の回転力はキャリア(C)に入力され、それがサンギヤ(S)によってモータジェネレータ140B(MG(1)140B)に、リングギヤ(R)によってモータジェネレータ140A(MG(2)140A)および出力軸(駆動輪160側)に伝えられる。回転中のエンジン120を停止させる時には、エンジン120が回転しているので、この回転の運動エネルギーをモータジェネレータ140B(MG(1)140B)で電気エネルギーに変換して、エンジン120の回転数を低下させる。
In
図1に示すようなハイブリッドシステムを搭載するハイブリッド車両においては、車両の状態について予め定められた条件が成立すると、HV_ECU320は、モータジェネレータ140のモータジェネレータ140A(MG(2)140A)のみによりハイブリッド車両の走行を行なうようにモータジェネレータ140A(MG(2)140A)およびエンジンECU280を介してエンジン120を制御する。たとえば、予め定められた条件とは、走行用バッテリ220のSOCが予め定められた値以上であるという条件等である。このようにすると、発進時や低速走行時等であってエンジン120の効率が悪い場合に、モータジェネレータ140A(MG(2)140A)のみによりハイブリッド車両の走行を行なうことができる。この結果、走行用バッテリ220のSOCを低下させることができる(その後の車両停止時に走行用バッテリ220を充電することができる)。
In a hybrid vehicle equipped with a hybrid system as shown in FIG. 1, if a predetermined condition is satisfied for the state of the vehicle,
また、通常走行時には、たとえば動力分割機構200によりエンジン120の動力を2経路に分け、一方で駆動輪160の直接駆動を行ない、他方でモータジェネレータ140B(MG(1)140B)を駆動して発電を行なう。この時、発生する電力でモータジェネレータ140A(MG(2)140A)を駆動して駆動輪160の駆動補助を行なう。また、高速走行時には、さらに走行用バッテリ220からの電力をモータジェネレータ140A(MG(2)140A)に供給してモータジェネレータ140A(MG(2)140A)の出力を増大させて駆動輪160に対して駆動力の追加を行なう。一方、減速時には、駆動輪160により従動するモータジェネレータ140A(MG(2)140A)がジェネレータとして機能して回生発電を行ない、回収した電力を走行用バッテリ220に蓄える。なお、走行用バッテリ220の充電量が低下し、充電が特に必要な場合には、エンジン120の出力を増加してモータジェネレータ140B(MG(1)140B)による発電量を増やして走行用バッテリ220に対する充電量を増加する。
Further, during normal travel, for example, the
また、走行用バッテリ220の目標SOCはいつ回生が行なわれてもエネルギーが回収できるように、通常は60%程度に設定される。また、SOCの上限値と下限値とは、走行用バッテリ220のバッテリの劣化を抑制するために、たとえば、上限値を80%とし、下限値を30%として設定され、HV_ECU320は、MG_ECU300を介してSOCが上限値および下限値を越えないようにモータジェネレータ140による発電や回生、モータ出力を制御している。なお、ここで挙げた値は、一例であって特に限定される値ではない。
In addition, the target SOC of traveling
図2を参照して、動力分割機構200についてさらに説明する。動力分割機構200は、サンギヤ(S)202と(以下、単にサンギヤ202と記載する)、ピニオンギヤ204と、キャリア(C)206(以下、単にキャリア206と記載する)と、リングギヤ(R)208(以下、単にリングギヤ208と記載する)とを含む遊星歯車から構成される。
The
ピニオンギヤ204は、サンギヤ202およびリングギヤ208と係合する。キャリア206は、ピニオンギヤ204が自転可能であるように支持する。サンギヤ202はMG(1)140Bの回転軸に連結される。キャリア206はエンジン120のクランクシャフトに連結される。リングギヤ208はMG(2)140Aの回転軸および減速機180に連結される。
エンジン120、MG(1)140BおよびMG(2)140Aが、遊星歯車からなる動力分割機構200を介して連結されることで、エンジン120、MG(1)140BおよびMG(2)140Aの回転数は、共線図において直線で結ばれる関係になる。
図3を参照して、図1の走行用バッテリ220について説明する。この走行用バッテリ220を構成する電池の種類は、上述のように、リチウムイオン電池である。
With reference to FIG. 3, the
図3に示す走行用バッテリ220は、たとえば車両の座席や荷室のシート下(フロアパネル上)に設置される。走行用バッテリ220は、バッテリパックカバー220Aと、ジャンクションブロック220Bと、リチウムイオン電池(バッテリパック)220Cと、電動バッテリ冷却ファン220Dと、バッテリECU260とから構成される。
The traveling
ジャンクションボックス220Bは、リチウムイオン電池220Cと、DC/DCコンバータやインバータを介してモータジェネレータなどと接続する配線の接続部であって、その内部には電線の接続のみならず、分岐などの機能を有する場合もある。
The junction box 220B is a wiring connecting portion that connects to the lithium-
リチウムイオン電池220Cは、一般的には、正極にコバルト系リチウム、ニッケル系リチウム、マンガン酸リチウムのようなリチウムを含む化合物を、負極にリチウムを含まない炭素材料を、電解液にリチウム塩を有機溶媒に溶かしたものを用い、リチウムをイオンとして使用する。特に、正極にニッケル系リチウムを用いたものは、高温下での長寿命化を図ることができるとともに、電解液と電解界面での劣化反応を抑制することで低温下での高出力化および長寿命化を図ることも可能である。このようなリチウムイオン電池220Cは、動作電圧が高く、重量および体積あたりのエネルギー密度が高いため、軽量化・コンパクト化を図ることが容易である。
In general, the
電動バッテリ冷却ファン220Dは、リチウムイオン電池220Cの高温時に、リチウムイオン電池220Cを冷却する。リチウムイオン電池220Cは、常温付近で最も高い性能を発揮する。このため、電池温度センサにより測定された温度が予め定められたしきい値よりも高いと、電池性能を確保するため、電動モータの回転数を制御することにより能力を変更できる電動バッテリ冷却ファン220Dにより車室内外の空気を冷却媒体として、リチウムイオン電池220Cを冷却する。本実施の形態においては、車室外の空気を冷却媒体として、リチウムイオン電池220Cを冷却する(第2の実施の形態および第3の実施の形態においては、車室内の空気を冷却媒体として、リチウムイオン電池220Cを冷却する)。
Electric battery cooling fan 220D cools
バッテリECU260は、リチウムイオン電池220Cの充放電管理および異常処理を行なう。リチウムイオン電池220のSOCを適切な値にするために、SOC管理制御、SOC均等化管理制御、電池温度制御を実行する。
SOC管理制御は、リチウムイオン電池220CのSOCを車両の走行状態に応じて管理する。たとえば、回生制動時にモータジェネレータにより発電された電力を充電できるように(すわわち満充電状態にならないように)SOCを管理する。
The SOC management control manages the SOC of the
SOC均等化管理制御は、複数の単電池(バッテリセル)を1組のバッテリパックとして使用する場合、各バッテリセルのSOCを均等化して、集合電池としてのバッテリパックのSOCの使用幅を最大限にして、蓄電量を有効に使用する。このため、各バッテリセルのSOCにばらつきができると、最もSOCの低いバッテリセルに合わせて他のバッテリセルを放電させて均等化を行なう。 In the SOC equalization management control, when a plurality of single cells (battery cells) are used as a set of battery packs, the SOC of each battery cell is equalized to maximize the use width of the battery pack SOC as a collective battery. Thus, the amount of stored electricity is used effectively. For this reason, when the SOC of each battery cell varies, the other battery cells are discharged in accordance with the battery cell having the lowest SOC, and equalization is performed.
電池温度制御は、リチウムイオン電池220Cが常温付近で最も高い性能を発揮するため、リチウムイオン電池220Cの温度が上昇すると、電動バッテリ冷却ファン220Dを用いて電池温度を最適な温度まで冷却する。
In the battery temperature control, since the
図4に、リチウムイオン電池220Cの内部構造を示す。図4に示すように、このリチウムイオン電池220Cは、1セルの出力電圧が約3〜4Vのバッテリセルを複数セル直列に接続したものである。なお、バッテリセルの形状は各型に限定されるものではなく、円筒型であっても、他の形状であっても構わない。さらに、バッテリパックを構成するバッテリセルの数も限定されない。
FIG. 4 shows the internal structure of the
図5に、図4のリチウムイオン電池220Cにおける4個のバッテリセルから構成されるバッテリモジュール400の内部構造を示す。なお、バッテリモジュールは4個のバッテリセルで構成されることに限定されない。図5に示すように、バッテリモジュール400は、たとえば、バッテリセル410,420,430,440の4個のバッテリセルを直列に接続して構成される。なお、本発明は、バッテリモジュールを構成するバッテリセルの個数は1個であってもよいし、このように4個または4個以外の複数であってもよい。これは、バッテリパックを構成するバッテリセルの数、バッテリパックを構成する列数と1列あたりのセル数等により変更される。
FIG. 5 shows an internal structure of a
バッテリセル410,420,430,440の上面には、正極または負極の端子412,414,422,424,432,434,442,444が設けられ、この端子を用いて、4個のバッテリセルが直列に接続される。
Positive or
また、バッテリセル410,420,430,440の上面には、安全弁416,426,436,446が設けられる。このような安全弁416,426,436,446は、リチウムイオン電池が異常な状態で使用されたときに内部に発生したガスを排出する。たとえば、電池が異常な状態になると(大電流で放電したり、あるいは過充電したりすると)、電池の内部でガスが発生して、電池の内圧が異常に高くなることがある。この状態になると、安全弁を開弁してガスを排出し、内圧で電池ケースが破壊されるのを防止している。なお、以下の説明においては、安全弁416を、安全弁の代表例として記載する場合がある。
In addition,
さらに、走行用バッテリ220のバッテリパック温度を測定する温度センサが、たとえば、走行用バッテリ220の最も温度環境の好ましくない位置(たとえば、冷却風の流れが悪い位置、および/または、冷却風の温度が高い位置)に設けられる。
Further, a temperature sensor that measures the battery pack temperature of the traveling
図6に、本実施の形態に係る走行用バッテリの冷却装置の全体構成図を示す。なお、この図6は、車両を上方から見た図であって、冷却空気を車両の幅方向に流通させる状態を示しているが、本発明は、このような冷却空気の流通状態に限定されない。たとえば、車両の高さ方向に(上から下へのダウンフロー、下から上へのアップフロー)、冷却空気を車両の流通させるものであっても構わない。 FIG. 6 is an overall configuration diagram of the travel battery cooling device according to the present embodiment. FIG. 6 is a view of the vehicle as viewed from above, and shows a state in which the cooling air is circulated in the width direction of the vehicle. However, the present invention is not limited to such a circulation state of the cooling air. . For example, the cooling air may be circulated in the vehicle height direction (down flow from top to bottom, up flow from bottom to top).
図6に示すように、この冷却装置は、車両の外板(ボディ)1002に設けられた外気取入口1000と、外気取入口1000と電動バッテリ冷却ファン220Dの吸込口とを接続するとともに車両の外板1002を貫通する取入ダクト1010とを含む。電動バッテリ冷却ファン220Dの排出口には、この排出口と走行用バッテリ220の冷却空気取入口とを接続するダクト1030が設けられる。
As shown in FIG. 6, this cooling device connects an outside
走行用バッテリ220の筐体内部には、入口側チャンバー1040と、出口側チャンバー1050とが設けられる。入口側チャンバー1040はダクト1030に接続されている。この入口側チャンバー1040から出口側チャンバー1050に向けて(すなわち、車両の幅方向に)冷却空気(外気)が流通される。出口側チャンバー1050はダクト1070および排出ダクト1090に接続されている。排出ダクト1090は、車両の外板(ボディ)1003を貫通して、車両の外板1003に設けられた排出口1100に接続されている。
An entrance-
さらに、バッテリセルが並列に並べられているので(図4および図5参照)、安全弁の上部に直線状のガス排出ダクト1050A、1050B、1050C、1050Dが設けられている。ガス排出ダクト1050A、1050B、1050C、1050Dの安全弁に対応する部分には、安全弁に対向するように穴部を有する。
Further, since the battery cells are arranged in parallel (see FIGS. 4 and 5), linear
本実施の形態においては、この走行用バッテリ220を構成するバッテリモジュールは、図4に例示した構造を有するので、4列のガス排出ダクト1050A、1050B、1050C、1050Dが設けられることとする。なお、バッテリパックを構成するバッテリセルの数、バッテリパックを構成する列数と1列あたりのセル数等は適宜変更されるため、ガス排出ダクトの数は4本に限定されない。
In the present embodiment, since the battery module constituting the traveling
これらの4本のガス排出ダクト1050A、1050B、1050C、1050Dが、1本の集合ダクト1050Eに連結されて、この集合ダクト1050Eが合流部1080において、冷却空気のダクト1070に連結されている点が、本実施の形態に係る冷却装置の特徴である。
These four
すなわち、本実施の形態においては、外気導入されて(内気循環でもかまわない)、走行用バッテリ220(バッテリパック)を冷却した冷却風が車室外に排出されるダクトの途中に、各バッテリセルの上部に設けられた安全弁から排出されるガスを流通させるガス排出ダクトを連結した。なお、図6における矢印は、冷却空気の流れおよび安全弁から排出されたガスの流れを示す。 That is, in the present embodiment, outside air is introduced (internal air circulation may be used), and cooling air that cools the traveling battery 220 (battery pack) is placed in the middle of the duct where the cooling air is discharged outside the passenger compartment. A gas discharge duct for circulating the gas discharged from the safety valve provided at the upper part was connected. 6 indicate the flow of cooling air and the flow of gas discharged from the safety valve.
冷却装置をこのように構成することにより、冷却装置は以下のように動作する。電動バッテリ冷却ファン(ブロア)220Dが常時作動させておくと、合流部1080で、冷却空気のダクト1070と集合ダクト1050Eとが連結されているため、合流部1080以降の排出ダクト1090において負圧が生じる。この負圧により、安全弁が開いてガスが排出されていると、この負圧により、安全弁から排出されたガスが排出ダクト1090を通じて、冷却空気の排気とともに車外に排出される。なお、ガス排出圧に基づいて、合流部1080以降の排出ダクト1090において生じる負圧が算出され、その負圧が生じるように電動バッテリ冷却ファン220Dの仕様(風量、静圧等)やモータの作動回転数が決定される。
By configuring the cooling device in this way, the cooling device operates as follows. If the electric battery cooling fan (blower) 220D is always operated, the cooling
以上のようにして、本実施の形態に係る冷却装置によると、
(1)ボディを貫通するダクトを冷却空気排出用とガス排出用とで共用でき、
(2)電動冷却ファンを作動させることにより、バッテリセルの安全弁から排出されるガス排出圧以上の負圧で、ガスを強制的に車外に排出でき、
(3)冷却空気排出用とガス排出用とで共用しない場合に比較して、安全弁から排出されたガス排出用のダクトの長さを短くすることができる。
As described above, according to the cooling device according to the present embodiment,
(1) A duct penetrating the body can be shared for cooling air discharge and gas discharge,
(2) By operating the electric cooling fan, the gas can be forcibly discharged outside the vehicle with a negative pressure that is higher than the gas discharge pressure discharged from the safety valve of the battery cell,
(3) The length of the duct for discharging gas discharged from the safety valve can be shortened as compared with the case where the cooling air discharge and the gas discharge are not shared.
なお、電動バッテリ冷却ファン220Dが常時作動させておくのではなく、バッテリパックの冷却が必要な場合、または、安全弁からガスが排出された場合にのみ、電動バッテリ冷却ファン220Dが作動させるようにしても構わない。 The electric battery cooling fan 220D is not always operated, but the electric battery cooling fan 220D is operated only when the battery pack needs to be cooled or when the gas is discharged from the safety valve. It doesn't matter.
<第2の実施の形態>
以下、本発明の第2の実施の形態について説明する。
<Second Embodiment>
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described.
本実施の形態に係る冷却装置は、第1の実施の形態と異なる全体構成を有する。さらに、この冷却装置はバッテリECU260により制御される。
The cooling device according to the present embodiment has an overall configuration different from that of the first embodiment. Further, this cooling device is controlled by
本実施の形態においては、車室内の温度調整された空気を用いて走行用バッテリ220(バッテリパック)が冷却される。安全弁からガスが排出されているときには、冷却空気の排気を全て車室外に排出する。一方、安全弁からガスが排出されていないときには、冷却空気の排気を、バッテリパックを最高の効率で冷却できるように、冷却空気の排気を、車室外に排出する比率と車内に戻す比率とを調整する。このような外気排出と排気循環との排出比率を調整することが可能な排出制御弁2020が、排出ダクト1090に設けられている。
In the present embodiment, traveling battery 220 (battery pack) is cooled using air whose temperature is adjusted in the passenger compartment. When the gas is discharged from the safety valve, all the exhaust of the cooling air is discharged out of the passenger compartment. On the other hand, when the gas is not discharged from the safety valve, adjust the ratio of exhausting the cooling air to the outside of the passenger compartment and returning it to the inside of the vehicle so that the battery pack can be cooled with the highest efficiency. To do. A
なお、本実施の形態において、上述の図1−図5に示した構成については同じであるためここでの詳細な説明は繰り返さない。 In the present embodiment, since the configuration shown in FIGS. 1 to 5 is the same, detailed description thereof will not be repeated here.
図7に、本実施の形態に係る走行用バッテリの冷却装置の全体構成図を示す。なお、この図7に示す全体構成図の中で、前述の図6と同じ構成については同じ参照符号を付してある。それらの作用も同じである。したがって、それらについての詳細な説明なここでは繰り返さない。 FIG. 7 shows an overall configuration diagram of the traveling battery cooling device according to the present embodiment. In the overall configuration diagram shown in FIG. 7, the same components as those shown in FIG. 6 are given the same reference numerals. Their actions are the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated here.
図7に示すように、本実施の形態に係る冷却装置は、車室内の温度調整された空気を、電動バッテリ冷却ファン220Dで吸い込んで、バッテリパックに流通させる。図7に示すように、本実施の形態においては、電動バッテリ冷却ファン220Dをバッテリパックの出口側チャンバー1050よりも排出ダクト1090側に設けている(いわゆる吸い込み型であって、第1の実施の形態における構成はいわゆる押し込み型)。しかしながら、本実施の形態においても第1の実施の形態と同様に、電動バッテリ冷却ファン220Dをバッテリパックの入口側チャンバー1040よりも取入ダクト1010側に設けているようにしても(押し込み型であっても)構わない。
As shown in FIG. 7, the cooling device according to the present embodiment sucks air whose temperature is adjusted in the passenger compartment with electric
図7に示すように、車室内には吸込口2000が設けられる。吸込口2000は、たとえば、リアガラスの下方部位に位置するリアパッケージトレイ(通常、オーディオのスピーカー等が設置される部材)に開口している。
As shown in FIG. 7, a
なお、車室内はエアコンにより空気の温度が調整されており、このエアコンにおいて外気導入が選択されている場合には、車室内の空気には外気が含まれるので、吸込口2000から吸い込まれる車室内の空気には、外気が含まれるということも言える。 Note that the air temperature in the passenger compartment is adjusted by an air conditioner, and when the introduction of outside air is selected in the air conditioner, the outside air is included in the passenger compartment air. It can also be said that the air contains outside air.
合流部1080と排出ダクト1090との間に電動バッテリ冷却ファン220Dが設けられる。さらに、排出ダクト1090は、第1の実施の形態のように、車両の外板(ボディ)1003を貫通して、車両の外板1003に設けられた排出口1100に接続されているだけではない。排出ダクト1090と排出口1100との間には、内気循環ダクト2010に流れる空気量と外気排出ダクト2030に流れる空気量との比率を制御することが可能な排出制御弁2020が設けられる。この排出弁は、バッテリECU260からの制御信号により、電動バッテリ冷却ファン220Dから排出された空気(ガスを含む場合もある)を、外気排出と内気循環との比率を0:100〜100:0まで、調整することができる。なお、内気循環ダクト2010の末端は、車室内に開口されていたり、エアコンの内気循環部に連結されていたりする。
Electric
図8を参照して、本実施の形態に係る走行用バッテリの冷却装置の制御ブロックについて説明する。 With reference to FIG. 8, the control block of the traveling battery cooling device according to the present embodiment will be described.
バッテリECU260には、走行用バッテリ220からバッテリ温度TBを示す信号や、安全弁からガスが排出されたことを示す信号(ガス検出センサにより安全弁から排出されたガスを検出されるとONになる信号)が入力される。さらに、バッテリECU260には、外気温TOUTを示す信号や車室内温度TINを示す信号が入力される。さらに、、排出ダクト1090における冷却後の冷却空気の温度や、エアコンの設定温度を示す信号が入力されるようにしても構わない。
The
バッテリECUは、後述するプログラムを実行して、電動バッテリ冷却ファン220D、排出制御弁2020とを制御する。
The battery ECU executes a program to be described later to control the electric battery cooling fan 220D and the
本実施の形態に係る冷却装置の制御装置は、デジタル回路やアナログ回路の構成を主体としたハードウェアでも、バッテリECU260に含まれるCPU(Central Processing Unit)およびメモリとメモリから読み出されてCPUで実行されるプログラムとを主体としたソフトウェアでも実現することが可能である。一般的に、ハードウェアで実現した場合には動作速度の点で有利で、ソフトウェアで実現した場合には設計変更の点で有利であると言われている。以下においては、ソフトウェアとして制御装置を実現した場合を説明する。
The control device for the cooling device according to the present embodiment is a CPU that is read from a CPU (Central Processing Unit) and a memory included in the
図9を参照して、本実施の形態に係る冷却装置の制御装置であるバッテリECU260で実行されるプログラムの制御構造について説明する。なお、このプログラムは、予め定められたサイクルタイムで繰り返し実行される。
With reference to FIG. 9, a control structure of a program executed by
ステップ(以下、ステップをSと記載する)1000にて、バッテリECU260は、走行用バッテリ220を監視する。このときの監視項目の一例としては、リチウムイオン電池の劣化状態、SOCの低下状態、SOCが制御下限値以下であるにも関わらず放電した状態、バッテリフューズの状態、許容値以上に大きな充放電電流値を検出した状態、監視ユニット自体(ここではバッテリECU260を含み得る)が異常な状態、SOCが制御上限値を超えた状態、安全弁からガスが排出された状態等である。
In step (hereinafter, step is referred to as S) 1000,
S1010にて、バッテリECU260は、安全弁からガスが排出されたことを検出したか否かを判断する。安全弁からガスが排出されたことを検出すると(S1010にてYES)、処理はS1020へ移される。もしそうでないと(S1010にてNO)、処理はS1040へ移される。
In S1010,
S1020にて、バッテリECU260は、電動バッテリ冷却ファン220Dを駆動する。バッテリECU260は、ファン駆動指令信号を、電動バッテリ冷却ファン220Dのモータに出力する。なお、電動バッテリ冷却ファン220Dのモータの回転数を上昇させると、電動バッテリ冷却ファン220Dの発生風量および発生風圧(静圧)は上昇するものとする。このとき、安全弁から排出されたガスが十分に排出ダクト1090に到達できるように、電動バッテリ冷却ファン220Dのモータ回転数(発生負圧)が決定されている。
In S1020,
S1030にて、バッテリECU260は、排気を100%外気へ排出する指令信号を排出制御弁2020に出力する。これにより、バッテリセルの安全弁からガスが排出された場合には、走行用バッテリ220(バッテリパック)が空気により冷却されているか否かに関わらず、安全弁から排出されたガスが完全に外気へ排出される。その後、この処理は終了する。
In S1030,
S1040にて、バッテリECU260は、走行用バッテリ220の温度TBを検出する。S1050にて、バッテリECU260は、走行用バッテリ220の温度TBに基づいて、走行用バッテリ220の冷却が必要であるか否かを判断する。たとえば、バッテリ温度TBがしきい値以上であると、走行用バッテリ220の冷却が必要であると判断される。走行用バッテリ220の冷却が必要であると判断されると(S1050にてYES)、処理はS1060へ移される。もしそうでないと(S1050にてNO)、この処理は終了する。
In S1040,
S1060にて、バッテリECU260は、車室内温度TINを示す信号や外気温TOUTを示す信号を検出する。さらに、排出ダクト1090における冷却後の冷却空気の温度やエアコンの設定温度を検出するようにしても構わない。S1070にて、バッテリECU260は、電動バッテリ冷却ファン220Dを駆動する。バッテリECU260は、ファン駆動指令信号を、電動バッテリ冷却ファン220Dのモータに出力する。なお、このとき、バッテリ温度TBに基づいて(さらにこれに加えて、外気温TOUTを示す信号や車室内温度TINやエアコンの設定温度を考慮して)、電動バッテリ冷却ファン220Dのモータ回転数(発生風量)が決定されている。たとえば、バッテリ温度TBが高く、車室内温度TINも高い時には、多くの風量で走行用バッテリ220を冷却する必要があるので、発生風量が多くなるように高い回転数で作動するようにモータへ指令信号が出力される。逆に、バッテリ温度TBが高く、車室内温度TINは低い時には、少ない風量で走行用バッテリ220を十分に冷却できるので、発生風量が少なくなるように低い回転数で作動するようにモータへ指令信号が出力される。なお、これらの、走行用バッテリ220のモータ回転数制御は一例であって、本発明がこれらに限定されるものではない。
In S1060,
S1080にて、バッテリECU260は、バッテリ温度TB、車室内温度TIN、外気温TOUT(排出ダクト1090における冷却後の冷却空気の温度やエアコン設定温度を加えても構わない)に基づいて、最適な冷却効率を実現する排出制御弁2020の内外気排出割合を決定する。たとえば、TB>TOUT>TINの場合には、できるだけ内気循環側に冷却空気が流れるように排出割合を決定して、TB>TIN>TOUTの場合には、できるだけ外気排出側に冷却空気が流れるように排出割合を決定する(このとき、エアコンは外気導入されていると仮定する)。なお、これらの、排出制御弁2020の内外気排出割合は一例であって、本発明がこれらに限定されるものではない。さらに、走行用バッテリ220を暖める場合であっても、この排出制御弁2020の内外気排出割合を決定して、最適な暖機効率を実現することも可能である。
In S1080,
S1090にて、バッテリECU260は、排気を0%〜100%で外気へ排出する信号を排出制御弁2020に出力する。
In S1090,
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る冷却装置の制御装置(ECU)により制御される走行用バッテリ220を搭載したハイブリッド車両の動作について説明する。
The operation of the hybrid vehicle equipped with traveling
[バッテリセルからガスが発生しておらずバッテリ温度が高い時]
走行用バッテリ220を監視していて(S1000)、バッテリセルの安全弁からガスが排出されていないときには(S1010にてNO)、バッテリ温度TBが検出される(S1040)。このバッテリ温度TBがしきい値以上に高いと走行用バッテリ220の冷却が必要であると判断されて(S1050にてYES)、車室内の温度調整された(すなわち、夏期であればTIN<TOUT)空気により、バッテリパックが冷却される(S1070)。
[When no gas is generated from the battery cell and the battery temperature is high]
When traveling
外気温TOUT、車室内温度TINに基づいて、最適な冷却効率を実現する排出制御弁2020の内外気排出割合が決定される(S1080)。夏期のエアコン使用時には、TB>TOUT>TINである場合が多いので、できるだけ内気循環側に冷却空気が流れるように排出割合が決定されて、排出制御弁2020が制御される(S1090)。
Based on the outside air temperature TOUT and the vehicle interior temperature TIN, the inside / outside air discharge ratio of the
このようにすると、エアコンで温度調整された車室内空気を導入して走行用バッテリ220(バッテリパック)を効率的に冷却することができる。さらに、一旦、走行用バッテリ220を冷却した空気であっても、車室内温度TINやバッテリ温度TBに基づいて再循環しても効率的に走行用バッテリ220を冷却できる場合には、排出制御弁2020で外気に排出するのではなく車室内に戻すことにより、温度調整を効率的に行なうことができ、究極的には走行用バッテリを効率的に冷却できる。
If it does in this way, the vehicle interior air temperature-controlled with the air conditioner can be introduce | transduced, and the
[バッテリセルからガスが発生した時]
走行用バッテリ220を監視していて(S1000)、バッテリセルの安全弁からガスが排出されると(S1010にてYES)、電動バッテリ冷却ファン220Dが駆動されるとともに(S1020)、排気を100%外気へ排出するように排出制御弁2020が制御される(S1030)。
[When gas is generated from the battery cell]
When battery for traveling 220 is monitored (S1000) and gas is discharged from the safety valve of the battery cell (YES in S1010), electric battery cooling fan 220D is driven (S1020) and exhaust is 100% outside air. The
このようにすると、車室内空気を導入して走行用バッテリ220(バッテリパック)を冷却する冷却装置において、バッテリセルからガスが排出されても、確実に車外に排出することができる。
If it does in this way, even if gas is discharged | emitted from a battery cell in the cooling device which introduces vehicle interior air and cools the
以上のようにして、本実施の形態に係る冷却装置(制御装置を含む)によると、
(4)バッテリセルの安全弁からガスが排出された場合にガス電動冷却ファンを作動させることにより、バッテリセルの安全弁から排出されるガスを強制的に車外に排出でき、
(5)エアコンにより温度調整された(外気よりも温度の低い)車室内の空気を、バッテリパックの冷却に使用することができ、効率的にバッテリパックを冷却できる。
As described above, according to the cooling device (including the control device) according to the present embodiment,
(4) By operating the gas electric cooling fan when gas is discharged from the safety valve of the battery cell, the gas discharged from the safety valve of the battery cell can be forcibly discharged outside the vehicle,
(5) The air in the passenger compartment, the temperature of which is adjusted by the air conditioner (the temperature is lower than the outside air), can be used for cooling the battery pack, and the battery pack can be efficiently cooled.
なお、図9のフローチャートにおいて、S1020とS1030とは逆の順で(先にS1030で後でS1020で)処理するようにしても構わない。 In the flowchart of FIG. 9, the processing may be performed in the reverse order of S1020 and S1030 (first in S1030 and later in S1020).
また、図7のS1080の処理およびS1090の処理において、バッテリセルからガスが発生している場合には、S1030の処理がS1080の処理およびS1090の処理よりも優先される。 In addition, in the process of S1080 and the process of S1090 in FIG. 7, when gas is generated from the battery cell, the process of S1030 has priority over the process of S1080 and the process of S1090.
<第3の実施の形態>
以下、本発明の第3の実施の形態について説明する。
<Third Embodiment>
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described.
本実施の形態に係る冷却装置は、第2の実施の形態に係る冷却装置の変形例である。なお、本実施の形態において、上述の図1−図5に示した構成については同じであるためここでの詳細な説明は繰り返さない。 The cooling device according to the present embodiment is a modification of the cooling device according to the second embodiment. In the present embodiment, since the configuration shown in FIGS. 1 to 5 is the same, detailed description thereof will not be repeated here.
図8に、本実施の形態に係る走行用バッテリの冷却装置の全体構成図を示す。なお、この図8に示す全体構成図の中で、前述の図6、図7と同じ構成については同じ参照符号を付してある。それらの作用も同じである。したがって、それらについての詳細な説明なここでは繰り返さない。 FIG. 8 is an overall configuration diagram of the traveling battery cooling device according to the present embodiment. In the overall configuration diagram shown in FIG. 8, the same components as those shown in FIGS. 6 and 7 are given the same reference numerals. Their actions are the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated here.
図8に示すように、本実施の形態に係る冷却装置は、合流部3080が電動バッテリ冷却ファン220Dの下流側が設けられる。図7に示した第2の実施の形態においては、合流部1080が電動バッテリ冷却ファン220Dの上流側が設けられていた。
As shown in FIG. 8, in the cooling device according to the present embodiment,
このようにすると、ガスが電動バッテリ冷却ファン220Dを通過することがないので、ガスの成分(腐食成分等)による、電動バッテリ冷却ファン220Dへの影響を回避できる。なお、第2の実施の形態のように、合流部1080を電動バッテリ冷却ファン220Dの上流側に設けると、集合ダクト1050Eから合流部1080までのダクトを短くできるという効果を奏する。
In this way, since the gas does not pass through the electric battery cooling fan 220D, it is possible to avoid the influence on the electric battery cooling fan 220D due to the gas component (corrosive component or the like). Note that, as in the second embodiment, when the
以上のようにして、本発明の第1〜第3の実施の形態に係る冷却装置によると、走行用バッテリからのガスの発生があっても、確実に車外に放出することができ、かつ、効率的に走行用バッテリを冷却できる、冷却装置を提供することができる。 As described above, according to the cooling device according to the first to third embodiments of the present invention, even if gas is generated from the traveling battery, it can be reliably discharged outside the vehicle, and It is possible to provide a cooling device that can efficiently cool the battery for traveling.
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.
120 エンジン、140 モータジェネレータ、160 駆動輪、180 減速機、200 動力分割機構、220 走行用バッテリ、240 インバータ、242 昇圧コンバータ、260 バッテリECU、280 エンジンECU、300 MG_ECU、320 HV_ECU、220A バッテリパックカバー、220B ジャンクションブロック、220C リチウムイオン電池、220D 電動バッテリ冷却ファン。 120 Engine, 140 Motor Generator, 160 Drive Wheel, 180 Reducer, 200 Power Dividing Mechanism, 220 Travel Battery, 240 Inverter, 242 Boost Converter, 260 Battery ECU, 280 Engine ECU, 300 MG_ECU, 320 HV_ECU, 220A Battery Pack Cover , 220B junction block, 220C lithium ion battery, 220D electric battery cooling fan.
Claims (7)
前記蓄電機構が収納された筐体と前記車両の車室内および車外の少なくともいずれかとを連通させる導入路と、
前記筐体と前記車外とを連通させる排出路と、
前記蓄電機構から排出されたガスを流通させるガス排出通路と、
前記排出路と前記ガス排出通路とを連通させる連通部とを含む、冷却装置。 A cooling device for a power storage mechanism mounted on a vehicle,
An introduction path that communicates the housing in which the power storage mechanism is stored with at least one of the interior and exterior of the vehicle;
A discharge path for communicating the housing and the outside of the vehicle;
A gas discharge passage for circulating the gas discharged from the power storage mechanism;
A cooling device, comprising: a communicating portion that communicates the exhaust passage with the gas exhaust passage.
前記排出路に設けられ、前記筐体から排出された冷却空気およびガスの少なくともいずれかについて、外気排出と内気循環との比率を調整するための排気分配手段と、
前記排気分配手段を制御するための制御手段とをさらに含み、
前記制御手段は、前記ガスの発生を検出すると、外気排出と内気循環との比率を、外気排出の比率が100%になるように調整するための手段を含む、請求項1に記載の冷却装置。 The cooling device is
Exhaust distribution means for adjusting the ratio of outside air discharge and inside air circulation for at least one of cooling air and gas discharged from the housing, provided in the discharge path;
Control means for controlling the exhaust distribution means,
2. The cooling device according to claim 1, wherein when the generation of the gas is detected, the control unit includes a unit for adjusting a ratio between the outside air discharge and the inside air circulation so that a ratio of the outside air discharge becomes 100%. .
前記排出路に設けられ、前記筐体から排出された冷却空気およびガスの少なくともいずれかについて、外気排出と内気循環との比率を調整するための排気分配手段と、
前記排気分配手段を制御するための制御手段とをさらに含み、
前記制御手段は、前記ガスの発生を検出しないと、外気排出と内気循環との比率を、前記蓄電機構の冷却効率が上昇するように調整するための手段を含む、請求項1に記載の冷却装置。 The cooling device is
Exhaust distribution means for adjusting the ratio of outside air discharge and inside air circulation for at least one of cooling air and gas discharged from the housing, provided in the discharge path;
Control means for controlling the exhaust distribution means,
2. The cooling according to claim 1, wherein the control means includes means for adjusting a ratio of outside air discharge and inside air circulation so as to increase a cooling efficiency of the power storage mechanism when the generation of the gas is not detected. apparatus.
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