JP2013098082A - Temperature control mechanism for battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱電変換素子を用いて電池の温度調節を行う電池用温度調節機構に関する。 The present invention relates to a battery temperature adjustment mechanism that adjusts the temperature of a battery using a thermoelectric conversion element.
近年、二次電池（電池）の大電流での充電及び放電や二次電池の大容量化が要求されるようになっている。しかし、大電流での充電及び放電は二次電池内部の大きな発熱を伴うことから二次電池の温度が上昇し、二次電池の性能の劣化を促進してしまう。また、二次電池によっては環境温度が低いと放電性能が低下する。このため、二次電池を規定温度に温度調節することが必要である。二次電池の温度調節を行うものとして、例えば、熱電セル（ペルチェ素子）を採用した温度制御モジュールが挙げられる（特許文献１参照）。 In recent years, charging and discharging of a secondary battery (battery) with a large current and an increase in capacity of the secondary battery have been required. However, charging and discharging with a large current accompany large heat generation inside the secondary battery, so that the temperature of the secondary battery rises and promotes deterioration of the performance of the secondary battery. In addition, depending on the secondary battery, the discharge performance deteriorates when the environmental temperature is low. For this reason, it is necessary to adjust the temperature of the secondary battery to a specified temperature. As what controls the temperature of a secondary battery, the temperature control module which employ | adopted the thermoelectric cell (Peltier device) is mentioned, for example (refer patent document 1).
この温度制御モジュールにおいて、バッテリユニット（二次電池）はケーシングによって区画されたコンパートメント内に設置されるとともに、ケーシングには熱電セルが設けられている。熱電セルは、第１の面がコンパートメントの内部を流れる第１の流体と接触しうるようにコンパートメントの境界領域に設置されている。また、熱電セルは、第２の面がケーシングの外部を流れる第２の流体と接触しうるように設置されている。コンパートメント内には、第１の移送路が形成されるとともに、第１の移送路には第１の移送装置が設けられている。また、ケーシング内には、第２の移送路が形成されるとともに、第２の移送路には第２の移送装置が設けられている。 In this temperature control module, a battery unit (secondary battery) is installed in a compartment partitioned by a casing, and a thermoelectric cell is provided in the casing. The thermoelectric cell is installed in the boundary region of the compartment so that the first surface can come into contact with the first fluid flowing inside the compartment. Moreover, the thermoelectric cell is installed so that the 2nd surface can contact the 2nd fluid which flows the exterior of a casing. A first transfer path is formed in the compartment, and a first transfer device is provided in the first transfer path. In addition, a second transfer path is formed in the casing, and a second transfer device is provided in the second transfer path.
そして、第１の移送装置が駆動されると、第１の流体は、第１の移送路を流通し、熱電セルの第１面により熱交換された後に、バッテリユニットを温度調節する。また、第２の移送装置が駆動されると、第２の流体は、第２の移送路を流通し、熱電セルの第２面により熱交換された後に、ケーシング外に排出される。 When the first transfer device is driven, the first fluid flows through the first transfer path and heat-exchanges with the first surface of the thermoelectric cell, and then adjusts the temperature of the battery unit. In addition, when the second transfer device is driven, the second fluid flows through the second transfer path, is heat-exchanged by the second surface of the thermoelectric cell, and then is discharged out of the casing.
ところで、特許文献１では、熱電セルの第１面により熱交換される第１の流体を第１の移送路に流通させるために第１の移送装置が必要である。更に、熱電セルの第２面により熱交換される第２の流体を第２の移送路に流通させるために第２の移送装置が必要である。このため、熱電セルの第１面により熱交換される第１の流体と熱電セルの第２面により熱交換される第２の流体を各移送路に流通させるための部品点数が多くなっている。 By the way, in patent document 1, in order to distribute | circulate the 1st fluid heat-exchanged by the 1st surface of a thermoelectric cell to a 1st transfer path, a 1st transfer apparatus is required. Furthermore, a second transfer device is necessary to distribute the second fluid exchanged by the second surface of the thermoelectric cell to the second transfer path. For this reason, the number of parts for distributing the 1st fluid heat-exchanged by the 1st surface of a thermoelectric cell and the 2nd fluid heat-exchanged by the 2nd surface of a thermoelectric cell to each transfer path has increased. .
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、熱電変換素子の夫々の面により熱交換される熱媒体を流通させることができ、かつ、部品点数を削減することができる電池用温度調節機構を提供することにある。 The present invention has been made in view of the problems of the prior art as described above, and the object thereof is to distribute a heat medium that is heat-exchanged by each surface of the thermoelectric conversion element, and to provide a component. An object of the present invention is to provide a battery temperature control mechanism capable of reducing the number of points.
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、通電の極性に応じて放熱と吸熱の相反する作用を行う第１面及び第２面を有する熱電変換素子と、前記第１面により熱交換された熱媒体が供給される第１熱交換器と、前記第２面により熱交換された熱媒体が供給される第２熱交換器と、前記第１熱交換器により熱交換された気体及び前記第２熱交換器により熱交換された気体の少なくともいずれか一方を電池に向けて送風する送風機と、前記送風機により送風された前記第１熱交換器により熱交換された気体又は前記第２熱交換器により熱交換された気体が流通するダクトと、を備えた電池用温度調節機構であって、前記第１熱交換器と前記第２熱交換器を前記熱電変換素子の第１面を介して接続する第１流通路と、前記第１熱交換器と前記第２熱交換器を前記熱電変換素子の第２面を介して接続する第２流通路と、前記第１流通路、前記第２流通路、前記第１熱交換器及び前記第２熱交換器により形成される閉回路に設けられ、前記閉回路内を流通する熱媒体を循環させる単一の循環機構と、を備えたことを要旨とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in claim 1 includes a thermoelectric conversion element having a first surface and a second surface that perform opposite actions of heat dissipation and heat absorption according to the polarity of energization, and the first surface. Heat exchange was performed by the first heat exchanger supplied with the heat exchanged heat medium, the second heat exchanger supplied with the heat exchange heat exchanged by the second surface, and the first heat exchanger. A blower for blowing at least one of gas and gas exchanged by the second heat exchanger toward the battery, and gas exchanged by the first heat exchanger blown by the blower or the first A temperature control mechanism for a battery comprising a duct through which gas exchanged by two heat exchangers flows, wherein the first heat exchanger and the second heat exchanger are connected to the first surface of the thermoelectric conversion element. A first flow path connected via the first heat exchanger; A second flow path connecting the second heat exchanger via the second surface of the thermoelectric conversion element, the first flow path, the second flow path, the first heat exchanger, and the second heat exchange And a single circulation mechanism that circulates the heat medium that circulates in the closed circuit.
これによれば、熱電変換素子の第１面により熱交換される熱媒体は、第１流通路を流通し、第１熱交換器に供給される。また、熱電変換素子の第２面により熱交換される熱媒体は、第２流通路を流通し、第２熱交換器に供給される。したがって、熱電変換素子の夫々の面により熱交換される熱媒体は、各流通路を流通する。そして、第１熱交換器により熱交換された気体又は第２熱交換器により熱交換された気体は、ダクトを介して電池に送風され、電池の温度調節がなされる。また、第１流通路、第２流通路、第１熱交換器及び第２熱交換器により一つの閉回路が形成されている。したがって、熱媒体が流通する経路が一つになるため、単一の循環機構を用いて熱媒体を流通させることができ、部品点数を削減することができる。 According to this, the heat medium heat-exchanged by the 1st surface of a thermoelectric conversion element distribute | circulates a 1st flow path, and is supplied to a 1st heat exchanger. Further, the heat medium exchanged by the second surface of the thermoelectric conversion element flows through the second flow path and is supplied to the second heat exchanger. Accordingly, the heat medium exchanged by the respective surfaces of the thermoelectric conversion elements flows through the respective flow paths. And the gas heat-exchanged by the 1st heat exchanger or the gas heat-exchanged by the 2nd heat exchanger is ventilated to a battery via a duct, and the temperature control of a battery is made. Further, one closed circuit is formed by the first flow path, the second flow path, the first heat exchanger, and the second heat exchanger. Therefore, since there is only one path through which the heat medium flows, the heat medium can be circulated using a single circulation mechanism, and the number of parts can be reduced.
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電池用温度調節機構において、前記送風機は前記第１熱交換器及び前記第２熱交換器に送風を行う単一の送風機であることを要旨とする。 According to a second aspect of the present invention, in the battery temperature control mechanism according to the first aspect, the blower is a single blower that blows air to the first heat exchanger and the second heat exchanger. The gist.
これによれば、単一の送風機を用いて第１熱交換器及び第２熱交換器に送風を行うことができ、部品点数を削減することができる。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の電池用温度調節機構において、前記ダクトは、前記第１熱交換器により熱交換された気体が流通される単一のダクトであることを要旨とする。
According to this, it can blow to a 1st heat exchanger and a 2nd heat exchanger using a single air blower, and can reduce a number of parts.
The invention according to claim 3 is the battery temperature control mechanism according to claim 1 or 2, wherein the duct is a single duct through which the gas heat-exchanged by the first heat exchanger flows. It is a summary.
これによれば、単一のダクトを用いて第１熱交換器により熱交換された気体を電池に向けて流通させることができ、部品点数を削減することができる、
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の電池用温度調節機構において、前記熱媒体は液状の熱媒体であるとともに、前記循環機構はポンプであることを要旨とする。
According to this, the gas heat-exchanged by the 1st heat exchanger using a single duct can be distributed toward a battery, and the number of parts can be reduced.
The invention according to claim 4 is the temperature control mechanism for a battery according to any one of claims 1 to 3, wherein the heat medium is a liquid heat medium and the circulation mechanism is a pump. This is the gist.
これによれば、熱伝導率の高い液状の熱媒体を用いることにより、熱電変換素子との熱交換及び、熱交換器における気体との熱交換が促進される。 According to this, the heat exchange with the thermoelectric conversion element and the heat exchange with the gas in the heat exchanger are promoted by using the liquid heat medium having a high thermal conductivity.
本発明によれば、熱電変換素子の夫々の面により熱交換される熱媒体を流通させることができ、かつ、部品点数を削減することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the heat medium heat-exchanged by each surface of a thermoelectric conversion element can be distribute | circulated, and a number of parts can be reduced.
以下、本発明を具体化した一実施形態について図１及び図２にしたがって説明する。
図１に示すように電池モジュール１０は、複数の二次電池（図示略）からなる電池としての電池パック１１に電池用温度調節機構２１を設けることにより構成されている。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
As shown in FIG. 1, the battery module 10 is configured by providing a battery temperature adjusting mechanism 21 in a battery pack 11 as a battery including a plurality of secondary batteries (not shown).
電池用温度調節機構２１は、第１熱交換器２２に供給された熱媒体を第１熱交換器２２で熱交換された後に第２熱交換器２３に供給し、第２熱交換器２３で熱交換された後に第１熱交換器２２に戻す閉回路構成となっている。そして、電池パック１１に対して第１熱交換器２２で熱交換された熱媒体を供給して、電池パック１１の冷却又は加熱を行う電池用温度調節機構である。 The battery temperature adjustment mechanism 21 heat-exchanges the heat medium supplied to the first heat exchanger 22 with the first heat exchanger 22 and then supplies the heat medium to the second heat exchanger 23. It is a closed circuit configuration that returns to the first heat exchanger 22 after heat exchange. The battery temperature adjusting mechanism supplies the heat medium heat exchanged by the first heat exchanger 22 to the battery pack 11 to cool or heat the battery pack 11.
第１熱交換器２２及び第２熱交換器２３は、熱媒体の入口となる供給部２２ａ，２３ａ及び熱媒体の出口となる排出部２２ｂ，２３ｂを有している。第１熱交換器２２の供給部２２ａと第２熱交換器２３の排出部２３ｂは第１流通路２４によって接続されている。また、第２熱交換器２３の供給部２３ａと第１熱交換器２２の排出部２２ｂは、第２流通路２５によって接続されている。各流通路２４，２５としては、例えば、パイプやダクトなどが用いられる。そして、第２流通路２５には、熱媒体を循環させる単一の循環機構としてのポンプ２６が設けられている。本実施形態では、熱媒体として液状の熱媒体が用いられる。 The first heat exchanger 22 and the second heat exchanger 23 include supply units 22a and 23a that serve as heat medium inlets and discharge units 22b and 23b that serve as heat medium outlets. The supply part 22 a of the first heat exchanger 22 and the discharge part 23 b of the second heat exchanger 23 are connected by a first flow path 24. Further, the supply part 23 a of the second heat exchanger 23 and the discharge part 22 b of the first heat exchanger 22 are connected by a second flow path 25. As each flow path 24 and 25, a pipe, a duct, etc. are used, for example. The second flow passage 25 is provided with a pump 26 as a single circulation mechanism for circulating the heat medium. In the present embodiment, a liquid heat medium is used as the heat medium.
第１流通路２４及び第２流通路２５には熱電変換素子としてのペルチェ素子２７が設けられている。詳細には、ペルチェ素子２７は、通電の極性に応じて放熱と吸熱の相反する作用を行う第１面２７ａ及び第２面２７ｂを有している。そして、ペルチェ素子２７は、第１流通路２４の外面に第１面２７ａが密着し、かつ、第２流通路２５の外面に第２面２７ｂが密着した状態で固定されている。すなわち、第１流通路２４は、第１熱交換器２２と第２熱交換器２３をペルチェ素子２７の第１面２７ａを介して接続している。また、第２流通路２５は、第１熱交換器２２と第２熱交換器２３をペルチェ素子２７の第２面２７ｂを介して接続している。ペルチェ素子２７には、ペルチェ素子２７に流れる電流の極性を制御する図示しない制御装置が接続されている。 A Peltier element 27 as a thermoelectric conversion element is provided in the first flow path 24 and the second flow path 25. Specifically, the Peltier element 27 has a first surface 27a and a second surface 27b that perform opposite actions of heat dissipation and heat absorption according to the polarity of energization. The Peltier element 27 is fixed in a state in which the first surface 27 a is in close contact with the outer surface of the first flow passage 24 and the second surface 27 b is in close contact with the outer surface of the second flow passage 25. That is, the first flow passage 24 connects the first heat exchanger 22 and the second heat exchanger 23 via the first surface 27 a of the Peltier element 27. The second flow passage 25 connects the first heat exchanger 22 and the second heat exchanger 23 via the second surface 27 b of the Peltier element 27. The Peltier element 27 is connected to a control device (not shown) that controls the polarity of the current flowing through the Peltier element 27.
第１熱交換器２２、第２熱交換器２３、第１流通路２４、第２流通路２５、ペルチェ素子２７及びポンプ２６は、一つの閉回路を構成している。すなわち、ペルチェ素子２７の第１面２７ａにより熱交換される熱媒体と、第２面２７ｂにより熱交換される熱媒体は、単一のポンプ２６の駆動により同一の閉回路内を流通する。 The first heat exchanger 22, the second heat exchanger 23, the first flow path 24, the second flow path 25, the Peltier element 27, and the pump 26 constitute one closed circuit. That is, the heat medium exchanged by the first surface 27 a of the Peltier element 27 and the heat medium exchanged by the second surface 27 b circulate in the same closed circuit by driving the single pump 26.
図２に示すように、第１熱交換器２２と第２熱交換器２３は、密着するように並設されている。第１熱交換器２２には、図示しない通風孔が電池パック１１に向けて形成されている。単一のダクト２８及び単一の送風機２９は、第１熱交換器２２及び第２熱交換器２３を挟むように配設されている。送風機２９は、第１熱交換器２２及び第２熱交換器２３に送風を行えるように配設されている。具体的には、送風機２９は、第１熱交換器２２及び第２熱交換器２３に十分な送風を行えるような送風範囲を有する送風機であり、第１熱交換器２２と第２熱交換器２３の中間部に対応するように配設されている。送風機２９としては、例えば、ファンやブロワなどが用いられる。 As shown in FIG. 2, the 1st heat exchanger 22 and the 2nd heat exchanger 23 are arranged in parallel so that it may contact | adhere. In the first heat exchanger 22, a ventilation hole (not shown) is formed toward the battery pack 11. The single duct 28 and the single blower 29 are disposed so as to sandwich the first heat exchanger 22 and the second heat exchanger 23. The blower 29 is disposed so as to blow air to the first heat exchanger 22 and the second heat exchanger 23. Specifically, the blower 29 is a blower having a blowing range that allows sufficient blowing to the first heat exchanger 22 and the second heat exchanger 23, and the first heat exchanger 22 and the second heat exchanger. 23 is arranged so as to correspond to the middle part of 23. As the blower 29, for example, a fan or a blower is used.
上記したように、電池用温度調節機構２１は、ポンプ２６、ダクト２８及び送風機２９を一つずつ有している。
次に、本実施形態における電池用温度調節機構２１の作用について説明する。
As described above, the battery temperature adjustment mechanism 21 has one pump 26, one duct 28, and one blower 29.
Next, the operation of the battery temperature adjustment mechanism 21 in this embodiment will be described.
電池パック１１を冷却する場合、制御装置は、ペルチェ素子２７の第１面２７ａが吸熱側、第２面２７ｂが放熱側となるようにペルチェ素子２７に通電を行う。ペルチェ素子２７の第１面２７ａが吸熱を行うと第１流通路２４を介して、第２熱交換器２３の排出部２３ｂからペルチェ素子２７までの区間を流通する熱媒体が冷却される。一方で、第２面２７ｂが放熱を行うと第２流通路２５を介して、第１熱交換器２２の排出部２２ｂからペルチェ素子２７までの区間を流通する熱媒体が加熱される。そして、ポンプ２６が駆動されることにより第１熱交換器２２には、供給部２２ａからペルチェ素子２７の第１面２７ａにより冷却された熱媒体が供給される。第１熱交換器２２に供給された熱媒体は、第１熱交換器２２の周囲の気体を冷却する。第１熱交換器２２により冷却された気体は、送風機２９による送風によって通気孔を介してダクト２８に供給されるとともに、ダクト２８を介して電池パック１１に流通する。そして、電池パック１１は、この気体によって冷却される。 When the battery pack 11 is cooled, the control device energizes the Peltier element 27 so that the first surface 27a of the Peltier element 27 is on the heat absorption side and the second surface 27b is on the heat dissipation side. When the first surface 27 a of the Peltier element 27 absorbs heat, the heat medium flowing through the section from the discharge part 23 b of the second heat exchanger 23 to the Peltier element 27 is cooled via the first flow path 24. On the other hand, when the second surface 27b radiates heat, the heat medium flowing through the section from the discharge part 22b of the first heat exchanger 22 to the Peltier element 27 is heated via the second flow path 25. When the pump 26 is driven, the first heat exchanger 22 is supplied with the heat medium cooled by the first surface 27a of the Peltier element 27 from the supply unit 22a. The heat medium supplied to the first heat exchanger 22 cools the gas around the first heat exchanger 22. The gas cooled by the first heat exchanger 22 is supplied to the duct 28 through the ventilation holes by the air blown by the blower 29 and also circulates to the battery pack 11 via the duct 28. The battery pack 11 is cooled by this gas.
第１熱交換器２２の排出部２２ｂから排出された熱媒体は、第２流通路２５を流通し、ペルチェ素子２７の第２面２７ｂにより加熱された後、供給部２３ａから第２熱交換器２３に供給される。そして、第２熱交換器２３に供給された熱媒体は、第２熱交換器２３の周囲の気体を加熱する。第２熱交換器２３により加熱された気体は送風機２９による送風によって電池用温度調節機構２１外部に排出される。そして、第２熱交換器２３の排出部２３ｂから排出された熱媒体は、ペルチェ素子２７の第１面２７ａにより更に冷却された後、供給部２２ａから第１熱交換器２２に供給される。第１熱交換器２２に供給される熱媒体の温度は、外気温よりも低くなっている。 The heat medium discharged from the discharge part 22b of the first heat exchanger 22 flows through the second flow path 25, is heated by the second surface 27b of the Peltier element 27, and then is supplied from the supply part 23a to the second heat exchanger. 23. The heat medium supplied to the second heat exchanger 23 heats the gas around the second heat exchanger 23. The gas heated by the second heat exchanger 23 is discharged to the outside of the battery temperature adjustment mechanism 21 by blowing air from the blower 29. And the heat medium discharged | emitted from the discharge part 23b of the 2nd heat exchanger 23 is further cooled by the 1st surface 27a of the Peltier element 27, Then, it is supplied to the 1st heat exchanger 22 from the supply part 22a. The temperature of the heat medium supplied to the first heat exchanger 22 is lower than the outside air temperature.
電池パック１１を加熱する場合、制御装置は、ペルチェ素子２７の第１面２７ａが放熱側、第２面２７ｂが吸熱側となるようにペルチェ素子２７に流れる電流の極性を切り替える。ペルチェ素子２７の第１面２７ａが放熱を行うと第１流通路２４を介して第１流通路２４内の熱媒体が加熱される一方で、第２面２７ｂが吸熱を行うと第２流通路２５を介して第２流通路２５内の熱媒体が冷却される。そして、ポンプ２６が駆動されることにより第１熱交換器２２には、供給部２２ａからペルチェ素子２７の第１面２７ａにより加熱された熱媒体が供給される。第１熱交換器２２に供給された熱媒体は、第１熱交換器２２の周囲の気体を加熱する。第１熱交換器２２により加熱された気体は、送風機２９による送風によって通気孔を介してダクト２８に供給されるとともに、ダクト２８を介して電池パック１１に流通する。そして、電池パック１１は、この気体によって加熱される。 When the battery pack 11 is heated, the control device switches the polarity of the current flowing through the Peltier element 27 so that the first surface 27a of the Peltier element 27 is on the heat dissipation side and the second surface 27b is on the heat absorption side. When the first surface 27a of the Peltier element 27 dissipates heat, the heat medium in the first flow passage 24 is heated through the first flow passage 24, while when the second surface 27b absorbs heat, the second flow passage is formed. The heat medium in the second flow path 25 is cooled via 25. When the pump 26 is driven, the heat medium heated by the first surface 27a of the Peltier element 27 is supplied from the supply unit 22a to the first heat exchanger 22. The heat medium supplied to the first heat exchanger 22 heats the gas around the first heat exchanger 22. The gas heated by the first heat exchanger 22 is supplied to the duct 28 through the ventilation holes by the blower 29 and flows to the battery pack 11 through the duct 28. The battery pack 11 is heated by this gas.
第１熱交換器２２の排出部２２ｂから排出された熱媒体は、第２流通路２５を流通し、ペルチェ素子２７の第２面２７ｂにより冷却された後、供給部２３ａから第２熱交換器２３に供給される。そして、第２熱交換器２３に供給された熱媒体は、第２熱交換器２３の周囲の気体を冷却する。第２熱交換器２３により冷却された気体は送風機２９による送風によって電池用温度調節機構２１外部に排出される。そして、第２熱交換器２３の排出部２３ｂから排出された熱媒体は、ペルチェ素子２７の第１面２７ａにより更に加熱された後、供給部２２ａから第１熱交換器２２に供給される。第１熱交換器２２に供給される熱媒体の温度は、外気温よりも高くなっている。 The heat medium discharged from the discharge part 22b of the first heat exchanger 22 flows through the second flow path 25 and is cooled by the second surface 27b of the Peltier element 27, and then from the supply part 23a to the second heat exchanger. 23. The heat medium supplied to the second heat exchanger 23 cools the gas around the second heat exchanger 23. The gas cooled by the second heat exchanger 23 is discharged to the outside of the battery temperature adjustment mechanism 21 by blowing air from the blower 29. And the heat medium discharged | emitted from the discharge part 23b of the 2nd heat exchanger 23 is further heated by the 1st surface 27a of the Peltier element 27, Then, it is supplied to the 1st heat exchanger 22 from the supply part 22a. The temperature of the heat medium supplied to the first heat exchanger 22 is higher than the outside air temperature.
第１熱交換器２２、第２熱交換器２３、第１流通路２４、第２流通路２５、ペルチェ素子２７及びポンプ２６により形成される閉回路を流通する熱媒体は、第１熱交換器２２、第２熱交換器２３、ペルチェ素子２７の第１面２７ａ及び第２面２７ｂと熱交換される。このため、閉回路を流通する熱媒体の温度は４段階に変化する。 The heat medium flowing through the closed circuit formed by the first heat exchanger 22, the second heat exchanger 23, the first flow passage 24, the second flow passage 25, the Peltier element 27, and the pump 26 is the first heat exchanger. 22, heat exchange is performed with the second heat exchanger 23 and the first surface 27a and the second surface 27b of the Peltier element 27. For this reason, the temperature of the heat medium flowing through the closed circuit changes in four stages.
したがって、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）第１流通路２４、第２流通路２５、第１熱交換器２２及び第２熱交換器２３により閉回路が形成されている。そして、ペルチェ素子２７は、第１流通路２４の外面に第１面２７ａが密着し、かつ、第２流通路２５の外面に第２面２７ｂが密着した状態で固定されている。ペルチェ素子２７の第１面２７ａにより熱交換される熱媒体は、第１流通路２４を流通し、第１熱交換器２２に供給される。また、ペルチェ素子２７の第２面２７ｂにより熱交換される熱媒体は、第２流通路２５を流通し、第２熱交換器２３に供給される。したがって、ペルチェ素子２７の夫々の面により熱交換される熱媒体は、同一の閉回路を流通する。そして、第１熱交換器２２により熱交換された気体は、ダクト２８を介して電池パック１１に送風され、電池パック１１の温度調節がなされる。熱媒体が流通する経路が一つになっているため、単一のポンプ２６を用いて熱媒体を循環させることができ、部品点数を削減することができる。
Therefore, according to the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) A closed circuit is formed by the first flow passage 24, the second flow passage 25, the first heat exchanger 22, and the second heat exchanger 23. The Peltier element 27 is fixed in a state in which the first surface 27 a is in close contact with the outer surface of the first flow passage 24 and the second surface 27 b is in close contact with the outer surface of the second flow passage 25. The heat medium exchanged by the first surface 27 a of the Peltier element 27 flows through the first flow path 24 and is supplied to the first heat exchanger 22. In addition, the heat medium exchanged by the second surface 27 b of the Peltier element 27 flows through the second flow passage 25 and is supplied to the second heat exchanger 23. Accordingly, the heat medium exchanged by the respective surfaces of the Peltier element 27 circulates in the same closed circuit. And the gas heat-exchanged by the 1st heat exchanger 22 is sent to the battery pack 11 via the duct 28, and the temperature of the battery pack 11 is adjusted. Since there is only one path through which the heat medium flows, the heat medium can be circulated using the single pump 26, and the number of parts can be reduced.
（２）単一の送風機２９を用いて第１熱交換器２２及び第２熱交換器２３に送風を行っている。このため、部品点数を削減することができる。
（３）単一のダクト２８を用いて第１熱交換器２２により熱交換された気体を電池パック１１に流通させることができる。このため、部品点数を削減することができる。
(2) A single blower 29 is used to blow air to the first heat exchanger 22 and the second heat exchanger 23. For this reason, the number of parts can be reduced.
(3) The gas heat-exchanged by the 1st heat exchanger 22 using the single duct 28 can be distribute | circulated to the battery pack 11. FIG. For this reason, the number of parts can be reduced.
（４）閉回路を流通する熱媒体として液状の熱媒体を用いている。液状の熱媒体は、気体の熱媒体に比べて熱伝導率が高いため、ペルチェ素子２７との熱交換及び、熱交換器２２，２３における気体との熱交換が促進される。 (4) A liquid heat medium is used as the heat medium flowing through the closed circuit. Since the liquid heat medium has higher heat conductivity than the gas heat medium, heat exchange with the Peltier element 27 and heat exchange with the gas in the heat exchangers 22 and 23 are promoted.
（５）第１熱交換器２２から排出された熱媒体は、ペルチェ素子２７の第２面２７ｂにより熱交換される。ペルチェ素子２７の第２面２７ｂと熱交換を行う熱媒体は、第１熱交換器２２と熱交換した後の熱媒体となるが、十分に冷却（又は加熱）された状態なので、ペルチェ素子２７の第２面２７ｂは冷却（又は加熱）される。このため、ペルチェ素子２７の第１面２７ａとペルチェ素子２７の第２面２７ｂの温度差は、小さくなる。ペルチェ素子２７の第１面２７ａとペルチェ素子２７の第２面２７ｂの温度差は、小さいことが望ましく、ペルチェ素子２７の第１面２７ａとペルチェ素子２７の第２面２７ｂの温度差が大きくなることにより熱電変換効率が低減される。このため、ペルチェ素子２７の第１面２７ａとペルチェ素子２７の第２面２７ｂの温度差を小さくすることにより、熱電変換効率が向上されている。 (5) The heat medium discharged from the first heat exchanger 22 is heat-exchanged by the second surface 27 b of the Peltier element 27. The heat medium that exchanges heat with the second surface 27b of the Peltier element 27 is the heat medium after heat exchange with the first heat exchanger 22, but is sufficiently cooled (or heated). The second surface 27b is cooled (or heated). For this reason, the temperature difference between the first surface 27a of the Peltier element 27 and the second surface 27b of the Peltier element 27 is reduced. The temperature difference between the first surface 27a of the Peltier element 27 and the second surface 27b of the Peltier element 27 is preferably small, and the temperature difference between the first surface 27a of the Peltier element 27 and the second surface 27b of the Peltier element 27 becomes large. As a result, the thermoelectric conversion efficiency is reduced. For this reason, the thermoelectric conversion efficiency is improved by reducing the temperature difference between the first surface 27a of the Peltier element 27 and the second surface 27b of the Peltier element 27.
なお、上記各実施形態は、以下のように変更してもよい。
○ 図３（ａ），（ｂ）に従って、別例について説明する。なお、すでに説明した実施形態と同一構成については同一符号を付すなどしてその重複する説明を省略又は簡略する。図３（ａ）に示すように、第１熱交換器２２に対応して第１ダクト３１を設けるとともに第２熱交換器２３に対応して第２ダクト３２を設けてもよい。なお、この場合、第１熱交換器２２及び第２熱交換器２３には、ともに図示しない通風孔が電池パック１１に向けて形成される。第１ダクト３１及び第２ダクト３２の一側面には、開口部３１ａ，３２ａが形成されている。また、第１ダクト３１と第２ダクト３２における熱交換器２２，２３側には、第１ダクト３１と第２ダクト３２を連通させる連通路３３が形成されている。連通路３３には、各ダクト３１，３２を選択的に開閉することのできる板状の切替弁３４が設けられている。そして、第１熱交換器２２により熱交換された熱媒体を電池パック１１に流通させる場合は、図３（ｂ）に示すように、第２ダクト３２内の熱媒体が電池パック１１に流通しないように（第２ダクト３２が閉じられるように）切替弁３４を切り替える。第２ダクト３２に供給される気体は、第２ダクト３２に形成された開口部３２ａから第２ダクト３２外部に排出される。また、第１ダクト３１に供給される気体は、ダクト３１，３２を介して電池パック１１に流通し、電池パック１１の温度調節がなされる。第２熱交換器２３により熱交換された熱媒体を電池パック１１に流通させる場合は、第１ダクト３１が閉じられるように切替弁３４を切り替える。ダクト３１，３２をこのように構成することにより、ペルチェ素子２７の通電の極性を変更することなく、電池パック１１の加熱又は電池パック１１の冷却を切り替えることができる。すなわち、電池パック１１を冷却する場合と、電池パック１１を加熱する場合とで、ペルチェ素子２７の第１面２７ａと第２面２７ｂの放熱と吸熱の作用を切り替えない。このため、ペルチェ素子２７の第１面２７ａと第２面２７ｂの吸放熱の切り替えに伴う、熱媒体の温度変化を待つことなく、適切に電池パック１１の温度を調節することができる。また、電池用温度調節機構をこのように構成することにより、実施形態における電池用温度調節機構２１と同様に、単一の送風機を用いて電池パック１１の温度調節を行うことができる。また、単一のポンプを用いて電池パック１１の温度調節を行うことができる。したがって、部品点数が削減される。
In addition, you may change each said embodiment as follows.
O Another example is demonstrated according to FIG. 3 (a), (b). In addition, about the same structure as embodiment already demonstrated, the same code | symbol is attached | subjected and the duplicate description is abbreviate | omitted or simplified. As shown in FIG. 3A, the first duct 31 may be provided corresponding to the first heat exchanger 22 and the second duct 32 may be provided corresponding to the second heat exchanger 23. In this case, the first heat exchanger 22 and the second heat exchanger 23 are each formed with a ventilation hole (not shown) toward the battery pack 11. Openings 31 a and 32 a are formed on one side surface of the first duct 31 and the second duct 32. In addition, a communication path 33 that connects the first duct 31 and the second duct 32 is formed on the heat exchangers 22 and 23 side of the first duct 31 and the second duct 32. The communication passage 33 is provided with a plate-like switching valve 34 that can selectively open and close the ducts 31 and 32. When the heat medium exchanged by the first heat exchanger 22 is distributed to the battery pack 11, the heat medium in the second duct 32 does not flow to the battery pack 11 as shown in FIG. The switching valve 34 is switched as described above (so that the second duct 32 is closed). The gas supplied to the second duct 32 is discharged to the outside of the second duct 32 from the opening 32 a formed in the second duct 32. Further, the gas supplied to the first duct 31 flows to the battery pack 11 through the ducts 31 and 32, and the temperature of the battery pack 11 is adjusted. When the heat medium exchanged by the second heat exchanger 23 is circulated through the battery pack 11, the switching valve 34 is switched so that the first duct 31 is closed. By configuring the ducts 31 and 32 in this way, heating of the battery pack 11 or cooling of the battery pack 11 can be switched without changing the polarity of energization of the Peltier element 27. That is, the action of heat radiation and heat absorption of the first surface 27a and the second surface 27b of the Peltier element 27 is not switched between when the battery pack 11 is cooled and when the battery pack 11 is heated. For this reason, it is possible to appropriately adjust the temperature of the battery pack 11 without waiting for the temperature change of the heat medium accompanying the switching of the heat absorption / release of the first surface 27a and the second surface 27b of the Peltier element 27. In addition, by configuring the battery temperature adjustment mechanism in this manner, the temperature of the battery pack 11 can be adjusted using a single blower, similarly to the battery temperature adjustment mechanism 21 in the embodiment. Further, the temperature of the battery pack 11 can be adjusted using a single pump. Therefore, the number of parts is reduced.
○ 実施形態において、閉回路を流通する熱媒体として気体の熱媒体を用いても良い。この場合、循環機構として送風機が用いられる。
○ 各熱交換器２２，２３に対応して個別の送風機を設けてもよい。
In the embodiment, a gaseous heat medium may be used as the heat medium flowing through the closed circuit. In this case, a blower is used as the circulation mechanism.
A separate blower may be provided for each heat exchanger 22, 23.
１１…電池パック、２１…電池用温度調節機構、２２…第１熱交換器、２３…第２熱交換器、２４…第１流通路、２５…第２流通路、２６…ポンプ、２７…ペルチェ素子、２７ａ…第１面、２７ｂ…第２面、２８…ダクト、２９…送風機。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Battery pack, 21 ... Temperature control mechanism for batteries, 22 ... 1st heat exchanger, 23 ... 2nd heat exchanger, 24 ... 1st flow path, 25 ... 2nd flow path, 26 ... Pump, 27 ... Peltier Element, 27a ... 1st surface, 27b ... 2nd surface, 28 ... Duct, 29 ... Blower.
Claims (4)
前記第１熱交換器と前記第２熱交換器を前記熱電変換素子の第１面を介して接続する第１流通路と、
前記第１熱交換器と前記第２熱交換器を前記熱電変換素子の第２面を介して接続する第２流通路と、
前記第１流通路、前記第２流通路、前記第１熱交換器及び前記第２熱交換器により形成される閉回路に設けられ、前記閉回路内を流通する熱媒体を循環させる単一の循環機構と、を備えたことを特徴とする電池用温度調節機構。 A thermoelectric conversion element having a first surface and a second surface that perform opposite actions of heat dissipation and heat absorption according to the polarity of energization, and a first heat exchanger to which a heat medium heat-exchanged by the first surface is supplied. A second heat exchanger to which the heat medium exchanged by the second surface is supplied, a gas exchanged by the first heat exchanger, and a gas exchanged by the second heat exchanger. A blower that blows either one toward the battery, a duct through which gas exchanged by the first heat exchanger blown by the blower or gas exchanged by the second heat exchanger flows, and A temperature control mechanism for a battery comprising:
A first flow path connecting the first heat exchanger and the second heat exchanger via the first surface of the thermoelectric conversion element;
A second flow path connecting the first heat exchanger and the second heat exchanger via the second surface of the thermoelectric conversion element;
A single circuit that is provided in a closed circuit formed by the first flow path, the second flow path, the first heat exchanger, and the second heat exchanger, and circulates a heat medium that circulates in the closed circuit. A battery temperature control mechanism comprising a circulation mechanism.
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101558661B1 (en) | 2013-10-10 | 2015-10-07 | 현대자동차주식회사 | Air conditioning system and method for high-voltage battery of vehicle |
| CN106058386A (en) * | 2016-07-10 | 2016-10-26 | 广东工业大学 | Water-cooled battery thermal management system based on semiconductor thermoelectric effect |
| CN109524741A (en) * | 2018-10-08 | 2019-03-26 | 江苏大学 | A kind of liquid cooling plate of combination cooling piece, power battery heat dissipation liquid cooling system and control method |
| CN110692163A (en) * | 2017-08-24 | 2020-01-14 | 株式会社电装 | Battery temperature adjusting device and external heat source supply device |
-
2011
- 2011-11-02 JP JP2011241283A patent/JP2013098082A/en active Pending
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