JP2013152839A - Battery temperature control device - Google Patents

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宗隆 山本
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守 倉石
Masaaki Suzuki
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a battery temperature control device, performing temperature control of a battery installed on a vehicle or the like, capable of achieving optimum temperature control by exactly directing air flow toward a portion at which a temperature in a battery pack is high or low.SOLUTION: Two sensors 102 for detecting temperatures are disposed in proximity to two upper and lower faces with which air flows on each of a plurality of fins 101 are brought into contact. Each of the fins 101 and the two sensors 102 in contact with the fins are structured to rotate integrally. A control section 103 rotates the direction of each of the fins so that temperatures detected by the two sensors 102 installed on each of the fins 101 are equal to each other and so that the air flowing direction is toward a high temperature area (or a low temperature area).

Description

本発明は、車両等に搭載される電池の温度調整を行う電池温調装置に関する。   The present invention relates to a battery temperature control device that adjusts the temperature of a battery mounted on a vehicle or the like.

電池や電池パックは、環境によって出力電力の特性が変化し、特に温度には敏感である。
最近では、いわゆるハイブリッドカー、プラグインハイブリッドカー、あるいはハイブリッドビークル、ハイブリッドエレクトリックビークルなどと呼ばれる、エンジンに加えてモータ(電動機)を動力源として備えた車両または輸送機械(以下、「車両等」と称する)が実用化されている。さらには、エンジンを備えずモータのみで車両を駆動する電気自動車も実用化されつつある。
Batteries and battery packs vary in output power characteristics depending on the environment, and are particularly sensitive to temperature.
Recently, so-called hybrid cars, plug-in hybrid cars, hybrid vehicles, hybrid electric vehicles, and the like, which are equipped with a motor (electric motor) as a power source in addition to an engine (hereinafter referred to as “vehicles”). ) Has been put to practical use. Furthermore, an electric vehicle that does not include an engine and drives the vehicle only by a motor is being put into practical use.

それらのモータを駆動する電源として、小型、大容量の特徴を有するリチウムイオン電池などが多く使用されるようになってきている。そして、このような用途においては、複数の電池や電池パックが相互に接続されて電源として供給される場合が多い。この場合、リチウムイオン電池などは温度による特性の変化が大きく、電池が使用される環境の温度によって電池の寿命も大きく変化する。   As a power source for driving these motors, a lithium ion battery having a small size and a large capacity has been frequently used. In such applications, a plurality of batteries and battery packs are often connected to each other and supplied as power. In this case, the characteristics of the lithium ion battery or the like greatly change depending on the temperature, and the life of the battery greatly changes depending on the temperature of the environment in which the battery is used.

以上の特性により、電池パックは、なるべく所定温度になるように稼働させて、劣化を抑制するように制御することが求められる。従って、車両等に搭載される電池においては、いかにインテリジェントな温度調整制御(以下、「温調」と称する)を実現するかが重要である。   Due to the above characteristics, the battery pack is required to be operated so as to have a predetermined temperature as much as possible, and to be controlled to suppress deterioration. Therefore, in a battery mounted on a vehicle or the like, it is important how to realize intelligent temperature adjustment control (hereinafter referred to as “temperature control”).

電池の温調制御に関連する従来技術として、電池モジュールとロワーケースとの間によって規定される冷却風流路の吸気側流路に、風向制御手段として、複数の風向変更装置が設けられ、電池モジュールの上部表面上に設けられた温度センサから制御部に入力される電池モジュールの温度情報に基づき、電池モジュールに供給される冷却風の流れ方向が制御される技術が知られている(例えば特許文献1に記載の技術)。   As a conventional technique related to battery temperature control, a plurality of wind direction change devices are provided as air direction control means in the intake side flow path of the cooling air flow path defined between the battery module and the lower case, and the battery module A technology is known in which the flow direction of cooling air supplied to a battery module is controlled based on temperature information of the battery module input to a control unit from a temperature sensor provided on the upper surface of the battery (for example, Patent Documents) 1).

他の従来技術として、対向する一対の側パネルのそれぞれに形成される第1冷却風導入口及び第2冷却風導32と、前記第1冷却風導入口及び前記第2冷却風導入口のそれぞれに配置されておのおの独立して動きが制御される第1整流フィン及び第2整流フィンと、側面で挟まれた間の略中間部に位置するように形成される冷却風排出口と、が設けられた筐体を有する組電池装置が知られている。この従来技術では、電池表面に設置された温度センサが検出する温度が所定温度(第1の閾値)よりも高くなったとECUが判断した場合に、ECUは、冷却風の風向が斜め上向きとなって筐体内に流れ込むように整流板の角度を調整している(例えば特許文献2に記載の技術)。   As another conventional technique, each of the first cooling air inlet 32 and the second cooling air inlet 32 formed in each of the pair of side panels facing each other, and each of the first cooling air inlet and the second cooling air inlet. The first rectifying fins and the second rectifying fins, each of which is independently controlled in movement, and a cooling air discharge port formed so as to be positioned at a substantially middle portion between the side surfaces are provided. An assembled battery device having a casing that is provided is known. In this prior art, when the ECU determines that the temperature detected by the temperature sensor installed on the battery surface is higher than the predetermined temperature (first threshold), the ECU turns the cooling air in a diagonally upward direction. The angle of the current plate is adjusted so as to flow into the housing (for example, the technique described in Patent Document 2).

しかし、組電池のような複雑な構成を有する電池では、組電池を構成する電池セルの製造ばらつきや経年変化等により電池セルごとに内部抵抗のばらつきが生じ、組電池内の温度分布は一定ではなく変化し得る。従って、従来技術のように、単に電池モジュールの上部や表面に温度センサを配置しただけでは、その温度センサが検出する温度情報に基づいて風向変更装置や整流フィンによって空気の流動方向を組電池内の温度が高いまたは低い部分に正しく向かせることは難しいという問題点を有していた。   However, in a battery having a complicated configuration such as an assembled battery, variation in internal resistance occurs for each battery cell due to manufacturing variation or aging of the battery cell constituting the assembled battery, and the temperature distribution in the assembled battery is not constant. It can change without any change. Therefore, as in the prior art, if a temperature sensor is simply arranged on the top or surface of the battery module, the air flow direction is changed in the assembled battery by the wind direction changing device or the rectifying fin based on the temperature information detected by the temperature sensor. However, it is difficult to correctly direct the temperature to a high or low temperature.

特開2006−185788号公報JP 2006-185788 A 特開2010−225472号公報JP 2010-225472 A

本発明は、空気の流動方向を組電池内の温度が高いまたは低い部分に正しく向かせて最適な温調を実現することを目的とする。   An object of the present invention is to realize an optimum temperature control by correctly directing the air flow direction to a portion where the temperature in the assembled battery is high or low.

本発明は、熱源により温度調整された空気をファンを使って送風することにより電池の温度を調整する装置であって、ファンから電池に送風される空気の流路上に設置され、空気の流動方向を変更可能なフィンと、フィンに近接して設置され、電池の温度が高い部分を検出するセンサと、センサが検出する温度に基づいて空気の流動が電池の温度が高い部分に向かうようにフィンに対して空気の流動方向を変更させる制御部とを備える。   The present invention is an apparatus for adjusting the temperature of a battery by blowing air adjusted in temperature by a heat source using a fan, and is installed on a flow path of air blown from the fan to the battery. A fin that can be changed, a sensor that is installed close to the fin and detects a portion where the temperature of the battery is high, and a fin that causes the air flow toward the portion where the temperature of the battery is high based on the temperature detected by the sensor The control part which changes the flow direction of air is provided.

本発明によれば、フィンに近接して設置されたセンサが検出する温度に基づいて空気の流動方向を組電池内の温度が高いまたは低い部分に正しく向かせることが可能となり最適な温調が実現される。   According to the present invention, the air flow direction can be correctly directed to a portion where the temperature in the assembled battery is high or low based on the temperature detected by the sensor installed in the vicinity of the fin, and the optimum temperature control is achieved. Realized.

第1の実施形態の装置構成図である。It is an apparatus block diagram of 1st Embodiment. 各フィンを回転させるアクチュエータ機構の構成図である。It is a block diagram of the actuator mechanism which rotates each fin. 第1の実施形態の動作概念図である。FIG. 3 is an operation concept diagram of the first embodiment. 第1の実施形態における電池内温度検出動作の説明図(その1)である。It is explanatory drawing (the 1) of the battery internal temperature detection operation | movement in 1st Embodiment. 第1の実施形態における電池内温度検出動作の説明図(その2)である。It is explanatory drawing (the 2) of battery temperature detection operation | movement in 1st Embodiment. 第1の実施形態の制御動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control operation of 1st Embodiment. 第2の実施形態の構成図である。It is a block diagram of 2nd Embodiment. 第2の実施形態における電池内温度検出動作の説明図である。It is explanatory drawing of the battery internal temperature detection operation | movement in 2nd Embodiment. 第2の実施形態の制御動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control action of 2nd Embodiment.

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態の装置構成図である。第1の実施形態は、車両に搭載される電池の温度制御を行う電池温調装置として実施される。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is an apparatus configuration diagram of a first embodiment of the present invention. 1st Embodiment is implemented as a battery temperature control apparatus which performs temperature control of the battery mounted in a vehicle.

組電池(以下単に「電池」と称する)104は、例えば車両等を駆動するリチウムイオン電池であり、複数の電池セルから構成されている。
電池104は、ファン106から発せられた空気が、熱源であるペルチェ素子105で冷却または加熱された後に、複数のフィン101を通って電池104に送風されることにより、冷房または暖房される。
The assembled battery (hereinafter simply referred to as “battery”) 104 is, for example, a lithium ion battery that drives a vehicle or the like, and includes a plurality of battery cells.
The battery 104 is cooled or heated by the air emitted from the fan 106 being cooled or heated by the Peltier element 105 as a heat source and then blown to the battery 104 through the plurality of fins 101.

第1の実施形態において、複数のフィン101の各フィン上の空気の流動が接する上下2面にそれぞれ近接して、温度を検出する2つのセンサ102が設置される。
各フィン101およびそれに近接する2つのセンサ102は、一体となって回転可能なように構成される。
In the first embodiment, two sensors 102 for detecting temperature are installed in close proximity to the upper and lower surfaces where the air flow on each fin of the plurality of fins 101 contacts.
Each fin 101 and the two sensors 102 adjacent thereto are configured to rotate together.

制御部103は、各フィン101に設置された各2つのセンサ102が検出する温度に基づいて、空気の流動が電池104の温度が高い部分に向かうように各フィン101の方向を回転させて空気の流動方向を変更させる。   Based on the temperature detected by each of the two sensors 102 installed in each fin 101, the control unit 103 rotates the direction of each fin 101 so that the air flows toward the portion where the temperature of the battery 104 is high. Change the flow direction of

図2は、各フィン101を回転させるアクチュエータ機構の構成図である。図2において、フィン101、センサ102、および制御部103は、図1と同じものである。
各フィン101は、ギア群203を介してモータ202により回転可能なように構成される。
FIG. 2 is a configuration diagram of an actuator mechanism that rotates each fin 101. In FIG. 2, the fin 101, the sensor 102, and the control unit 103 are the same as those in FIG.
Each fin 101 is configured to be rotatable by a motor 202 via a gear group 203.

制御部103は、フィン101の上下両面に設置された#1および#2の2つのセンサ102が検出する温度に基づいて、空気の流動が電池104の温度が高い部分に向かうように、ギア群203の回転角を決定し、D/A変換器202に回転角情報のデジタル値を出力する。D/A変換器202は、そのデジタル値をアナログ値の回転角情報に変換し、モータ202に入力させる。この結果、モータ202は、入力した回転角情報に対応する回転角だけギア群203を駆動し、フィン101を回転させる。このとき、ギア群203での回転状態はエンコーダ204によって検出され、制御部103にフィードバックされる。これにより、制御部103は、フィードバック制御により、モータ202に与える回転角情報を修正し、フィン101の正確な回転を実現させる。このフィン101の回転により、空気の流動方向を変更させられる。   Based on the temperatures detected by the two sensors # 1 and # 2 installed on the upper and lower surfaces of the fin 101, the control unit 103 controls the gear group so that the air flow is directed toward the portion where the temperature of the battery 104 is high. A rotation angle 203 is determined, and a digital value of the rotation angle information is output to the D / A converter 202. The D / A converter 202 converts the digital value into analog rotation angle information and causes the motor 202 to input the digital value. As a result, the motor 202 drives the gear group 203 by the rotation angle corresponding to the input rotation angle information, and rotates the fin 101. At this time, the rotation state in the gear group 203 is detected by the encoder 204 and fed back to the control unit 103. Thereby, the control unit 103 corrects the rotation angle information given to the motor 202 by feedback control, and realizes accurate rotation of the fin 101. The rotation direction of the fin 101 can change the air flow direction.

以上のアクチュエータ機構は、フィン101ごとに構成される。
図3は、第1の実施形態の動作概念図である。図1および図2に示される第1の実施形態の構成において、複数のフィン101は、通常は図3(a)に示されるように、ファン106からペルチェ素子105を介して送風される空気は、電池104に図3上水平方向に当たるように配置されている。その後、電池104内の電池セルの内部抵抗等のばらつきにより、図3(b)の電池104内の301で示される領域の温度が高くなったとする。この場合、各フィン101に近接して設置されているセンサ102からの情報により、各フィン101が図3(b)に示されるように回転させられる。この結果、ファン106からペルチェ素子105を介して送風される空気が、回転させられた各フィン101を通って、電池104内の温度が高い領域301の方向に向くように制御される。この結果、電池104内の温度が高い領域301が適切に冷房される。電池104内で部分的に温度が低い場合が生じた場合には、逆にペルチェ素子105にて加熱された空気がフィン101を介してその部分の方向に送風されることにより、適切な暖房動作が行われる。
The above actuator mechanism is configured for each fin 101.
FIG. 3 is an operation conceptual diagram of the first embodiment. In the configuration of the first embodiment shown in FIG. 1 and FIG. 2, the plurality of fins 101 are usually configured such that the air blown from the fan 106 via the Peltier element 105 is as shown in FIG. The battery 104 is arranged so as to hit the battery 104 in the horizontal direction in FIG. Thereafter, it is assumed that the temperature of the region indicated by 301 in the battery 104 in FIG. 3B has increased due to variations in the internal resistance of the battery cells in the battery 104. In this case, each fin 101 is rotated as shown in FIG. 3B by information from the sensor 102 installed close to each fin 101. As a result, the air blown from the fan 106 through the Peltier element 105 is controlled so as to be directed toward the region 301 where the temperature in the battery 104 is high through each rotated fin 101. As a result, the region 301 having a high temperature in the battery 104 is appropriately cooled. In the case where the temperature of the battery 104 is partially low, the air heated by the Peltier element 105 is blown in the direction of the part through the fin 101, so that an appropriate heating operation is performed. Is done.

ここで、多数の電池セルによって構成される電池(組電池)104は、複雑でかつ密集した構成を有するため、電池104内の各箇所に温度を検出するセンサを適切に配置することは、コスト面から困難である。このため、従来は、組電池の温度を検出するセンサは、電池セルのモジュールの表面等に設置されていた。しかしこれだと、組電池内の温度が高い部分を正確に検出することは困難で、フィンを適切に制御することは難しいという問題点を有していた。   Here, since the battery (assembled battery) 104 constituted by a large number of battery cells has a complicated and dense configuration, it is costly to appropriately arrange sensors for detecting the temperature at each location in the battery 104. It is difficult from the aspect. For this reason, conventionally, a sensor for detecting the temperature of the assembled battery has been installed on the surface of the module of the battery cell. However, in this case, it is difficult to accurately detect a portion having a high temperature in the assembled battery, and it is difficult to appropriately control the fins.

これに対して、第1の実施形態は、電池104内ではなく、フィン101に近接して設置されるセンサ102によって、電池104内の温度が高い領域301を正確に検出することを可能にする。   On the other hand, the first embodiment makes it possible to accurately detect the region 301 having a high temperature in the battery 104 not by the battery 104 but by the sensor 102 installed in the vicinity of the fin 101. .

図4は、第1の実施形態における電池内温度検出動作の説明図(その1)である。
第1の実施形態では、センサ102は、図4(a)の#1および#2のセンサ102として示されるように、フィン101上の空気の流動が接する上下2面にそれぞれ近接して設置される。
FIG. 4 is an explanatory diagram (part 1) of the battery temperature detection operation in the first embodiment.
In the first embodiment, as shown as # 1 and # 2 sensors 102 in FIG. 4A, the sensors 102 are installed close to the upper and lower surfaces where the air flow on the fin 101 contacts. The

ここで、1つのフィン101に対して、例えば図4(a)に示されるように、斜め下方の電池104内に温度が高い領域401が存在したとする。この場合、温度の高い領域401により近く直接熱があたる#2のセンサ102の方が#1のセンサ102より検出温度が高くなると考えられる。そこで、本特許出願の発明者は、1つのフィン101において、#1および#2の2つのセンサ102の検出温度が等しくなるようにフィン101の傾きを制御することで、制御よくフィンの方向を制御できることを知見した。すなわち、図4(b)に示されるように、フィン101の傾きの軸402が温度の高い領域401の方向に一致するようにフィン101が回転させられることにより、#1および#2のセンサ102が検出する温度がほぼ等しくなる。これにより、図1のファン106からペルチェ素子105を介して冷却された空気が、図4(b)のように傾けられたフィン101を通ることにより、温度の高い領域401に向かって適切に送風されることになる。   Here, it is assumed that a region 401 having a high temperature exists in the battery 104 obliquely below, for example, as shown in FIG. In this case, it is considered that the detected temperature is higher in the # 2 sensor 102 that is directly heated by the region 401 where the temperature is higher than the # 1 sensor 102. Therefore, the inventor of this patent application controls the inclination of the fin 101 so that the detection temperatures of the two sensors 102 of # 1 and # 2 are equal in one fin 101, thereby controlling the direction of the fin with good control. It was found that it can be controlled. That is, as shown in FIG. 4B, the fins 101 are rotated so that the tilt axis 402 of the fins 101 coincides with the direction of the high temperature region 401, whereby the sensors 102 of # 1 and # 2 are used. The temperatures detected by are almost equal. Accordingly, the air cooled from the fan 106 in FIG. 1 through the Peltier element 105 passes through the fin 101 inclined as shown in FIG. Will be.

図5は、第1の実施形態における電池内温度検出動作の説明図(その2)である。
いま、h1およびh2をそれぞれ、熱源と#1および#2のセンサ102の距離とする。一般に、温度が高い領域401の熱源からの温度分布は同心円状に分布し、距離が長くなるほど温度が低くなる。従って、上記熱源から#1のセンサ102までの距離h1と上記熱源から#2のセンサ102までの距離h2に差があれば、#1および#2の各センサ102の検出温度には差が出る。一方、図4(b)に示されるように、フィン101の傾きの軸402が上記熱源の方向を向いている場合には、上記熱源と各センサ102の中心の3点は二等辺三角形の関係になって、距離h1と距離h2はほぼ等しくなる。従って、この場合には、#1および#2の各センサ102の検出温度はほぼ等しくなる。
FIG. 5 is an explanatory diagram (part 2) of the temperature detection operation in the battery according to the first embodiment.
Now, let h1 and h2 be the distance between the heat source and the sensors 102 of # 1 and # 2, respectively. In general, the temperature distribution from the heat source in the high temperature region 401 is concentrically distributed, and the temperature decreases as the distance increases. Therefore, if there is a difference between the distance h1 from the heat source to the # 1 sensor 102 and the distance h2 from the heat source to the # 2 sensor 102, the detected temperature of each of the sensors # 1 and # 2 is different. . On the other hand, as shown in FIG. 4B, when the tilt axis 402 of the fin 101 faces the direction of the heat source, the three points at the center of the heat source and each sensor 102 are in an isosceles triangle relationship. Thus, the distance h1 and the distance h2 are substantially equal. Therefore, in this case, the detected temperatures of the sensors # 1 and # 2 are substantially equal.

以上の知見より、#1および#2の各センサ102の検出温度が等しくなるようにフィン101の回転角を制御することにより、フィン101の傾きの軸402が温度が高い領域401の熱源に向くように制御することが可能であると考えられる。   Based on the above knowledge, by controlling the rotation angle of the fin 101 so that the detected temperatures of the sensors # 1 and # 2 are equal, the tilt axis 402 of the fin 101 is directed to the heat source in the region 401 where the temperature is high. It is thought that it can be controlled in this way.

ここで、#1および#2のセンサ102間の距離をd、フィン101の傾きの軸402が水平線に対してなす角をθとする。この場合に、θが小さいときには、次式が成立する。   Here, the distance between the sensors 102 of # 1 and # 2 is d, and the angle formed by the tilt axis 402 of the fin 101 with respect to the horizontal line is θ. In this case, when θ is small, the following equation is established.

h1−h2=dsinθ≒dθ ・・・(1)
いま、電池104内の熱源からの距離xに対する温度Tの変化率を(dT/dx)とする。この場合、(1)式で求まるh1とh2の差に上記変化率(dT/dx)を乗算して得られる値dθ(dT/dx)が、h1とh2の差に対応する温度差になる。従って、各センサ102の温度検出精度を例えば0.1[度]とすれば、
dθ(dT/dx)>0.1[度] ・・・(2)
であるときに、#1および#2のセンサ102に検知可能な温度差があるといえる。
h1−h2 = dsinθ≈dθ (1)
Now, the rate of change of the temperature T with respect to the distance x from the heat source in the battery 104 is (dT / dx). In this case, a value dθ (dT / dx) obtained by multiplying the difference between h1 and h2 obtained by the equation (1) by the change rate (dT / dx) is a temperature difference corresponding to the difference between h1 and h2. . Therefore, if the temperature detection accuracy of each sensor 102 is, for example, 0.1 [degree],
dθ (dT / dx)> 0.1 [degree] (2)
In this case, it can be said that there is a detectable temperature difference between the sensors 102 of # 1 and # 2.

上記(2)式の関係を満たすように、#1および#2のセンサ102間の距離dと最小回転角θが決定されればよい。
図6は、図1および図2の構成を有する第1の実施形態の制御動作を示すフローチャートである。この制御動作は、制御部103内の特には図示しないCPU(中央演算処理装置)が特には図示しないメモリに記憶された制御プログラムを実行する動作として実現される。なお、図6のフローチャートの制御動作は、図1の全てのフィン101について、順次実行される。
The distance d between the sensors 102 of # 1 and # 2 and the minimum rotation angle θ may be determined so as to satisfy the relationship of the above expression (2).
FIG. 6 is a flowchart showing the control operation of the first embodiment having the configuration of FIGS. 1 and 2. This control operation is realized as an operation in which a CPU (central processing unit) (not shown) in the control unit 103 executes a control program stored in a memory (not shown). Note that the control operation of the flowchart of FIG. 6 is sequentially executed for all the fins 101 of FIG.

まず、図1の制御部103は、#1のセンサ102の温度T1を取得する(ステップS601)。
次に、制御部103は、#2のセンサ102の温度T2を取得する(ステップS602)。
First, the control unit 103 in FIG. 1 acquires the temperature T1 of the sensor 102 # 1 (step S601).
Next, the control unit 103 acquires the temperature T2 of the sensor # 2 (step S602).

そして、制御部103は、温度T1とT2の差の絶対値|T1−T2|が、所定の温度差閾値thよりも小さいか否かを判定する(ステップS603)。
|T1−T2|<th であってステップS603の判定がYESならば、制御部103は、現在制御しているフィン101は回転させる必要はない。この場合には、制御部103は、ステップS601の処理に戻って、ステップS601からS603までの一連の処理を繰り返し実行する。
Then, the control unit 103 determines whether or not the absolute value | T1−T2 | of the difference between the temperatures T1 and T2 is smaller than a predetermined temperature difference threshold th (step S603).
If | T1-T2 | <th and the determination in step S603 is YES, the control unit 103 does not need to rotate the fin 101 currently being controlled. In this case, the control unit 103 returns to the process of step S601 and repeatedly executes a series of processes from step S601 to S603.

|T1−T2|<th が成立せずステップS603の判定がNOになると、制御部103は、K(T1−T2)度分、図2のアクチュエータ機構のモータ202をD/A(デジタル/アナログ)変換器201を介して駆動する(ステップS604)。ここで、Kは、適当な値の比例ゲインである。これにより、モータ202がギア群203を駆動して、フィン101を回転させる。   If | T1-T2 | <th is not satisfied and the determination in step S603 is NO, the control unit 103 sets the motor 202 of the actuator mechanism in FIG. 2 to D / A (digital / analog) by K (T1-T2) degrees. ) Driven through the converter 201 (step S604). Here, K is a proportional gain having an appropriate value. As a result, the motor 202 drives the gear group 203 to rotate the fin 101.

次に、制御部103は、ステップS604で設定した回転角と図2のエンコーダ204により検出される回転角との誤差を計測する(ステップS605)。
制御部103は、ステップS605で計測した誤差が所定の閾値よりも小さいか否かを判定する(ステップS606)。
Next, the control unit 103 measures an error between the rotation angle set in step S604 and the rotation angle detected by the encoder 204 in FIG. 2 (step S605).
The control unit 103 determines whether or not the error measured in step S605 is smaller than a predetermined threshold (step S606).

上記誤差が閾値以上であってステップS606の判定がNOならば、制御部103は、モータ202の駆動を継続させてステップS605とS606の誤差計測および判定の処理を繰り返す。   If the error is equal to or greater than the threshold value and the determination in step S606 is NO, the control unit 103 continues to drive the motor 202 and repeats the error measurement and determination processing in steps S605 and S606.

上記誤差が閾値よりも小さくなってステップS606の判定がYESになると、フィン101に対する回転制御を停止し、ステップS601の処理に戻る。
なお、図6のフローチャートの制御動作は、例えば車両のイグニッションオフなどを契機とするプログラム割込みにより終了する(ステップS608)。
When the error is smaller than the threshold value and the determination in step S606 is YES, the rotation control for the fin 101 is stopped, and the process returns to step S601.
Note that the control operation in the flowchart of FIG. 6 is terminated by a program interrupt triggered by, for example, turning off the ignition of the vehicle (step S608).

以上の第1の実施形態の制御処理により、フィン101の上下に2つのセンサ102を設置するという簡単な構成により、フィン101を電池104内の温度が高い領域に正確に向けることが可能となり、これによりその温度が高い領域を適切に冷房することが可能となる。なお、電池104内に温度が低い領域が生じて暖房の動作が必要になった場合も同様の制御が可能である。   With the control process of the first embodiment described above, the simple configuration of installing the two sensors 102 above and below the fin 101 makes it possible to accurately direct the fin 101 to a region where the temperature inside the battery 104 is high, As a result, it is possible to appropriately cool the region where the temperature is high. It should be noted that the same control is possible when a low temperature region occurs in the battery 104 and heating operation is required.

図1に示される第1の実施形態の構成では、各フィン101の上下両面に2つずつのセンサ102が設置されている。これに対して、2つずつのセンサ102が複数のフィン101のうちの所定のフィン101に設置されるように構成することもできる。この場合、制御部103は、上記所定のフィン101のそれぞれに対して、その所定のフィン101の上下2面に対応する各センサ102が検出する温度が等しくなるように、上記所定のフィン102およびセンサ102が設置されていない上記所定のフィン102の近傍のフィン102の方向を共通に回転させるように構成することができる。   In the configuration of the first embodiment shown in FIG. 1, two sensors 102 are installed on the upper and lower surfaces of each fin 101. On the other hand, two sensors 102 may be installed on a predetermined fin 101 among the plurality of fins 101. In this case, the control unit 103 controls the predetermined fins 102 and the predetermined fins 101 so that the temperatures detected by the sensors 102 corresponding to the upper and lower surfaces of the predetermined fins 101 are equal to the predetermined fins 101. The direction of the fins 102 in the vicinity of the predetermined fin 102 where the sensor 102 is not installed can be configured to rotate in common.

図7は、本発明の第2の実施形態の装置構成図である。第2の実施形態も、第1の実施形態の場合と同様に、車両に搭載される電池の温度制御を行う電池温調装置として実施される。図7に示される第2の実施形態の構成において、図1に示される第1の実施形態の場合と同じ番号を付した部分は同じ機能を有するものである。図7に示される第2の実施形態の構成が図1に示される第1の実施形態の構成と異なる点は、温度を検出するセンサが、フィン101に近接する空気の流路上に設置され、電池104の温度分布を検出するサーモグラフィセンサ701である点である。   FIG. 7 is an apparatus configuration diagram of the second embodiment of the present invention. Similarly to the case of the first embodiment, the second embodiment is also implemented as a battery temperature control device that controls the temperature of a battery mounted on a vehicle. In the configuration of the second embodiment shown in FIG. 7, the same reference numerals as those in the first embodiment shown in FIG. 1 have the same functions. The configuration of the second embodiment shown in FIG. 7 is different from the configuration of the first embodiment shown in FIG. 1 in that a sensor for detecting temperature is installed on the air flow path close to the fin 101, The thermographic sensor 701 detects the temperature distribution of the battery 104.

図8は、第2の実施形態における電池内温度検出動作の説明図である。
第2の実施形態の構成では、図7のサーモグラフィセンサ701が検出する例えば図8に示されるようなサーモグラフィの温度分布画像801に対して、画像処理により最も温度が高い部分802(または低い部分)を同定し、その部分に空気の流動が向くように、フィン101の方向を回転させる。
FIG. 8 is an explanatory diagram of the battery temperature detection operation in the second embodiment.
In the configuration of the second embodiment, for example, a thermographic temperature distribution image 801 as shown in FIG. 8 detected by the thermographic sensor 701 in FIG. And the direction of the fin 101 is rotated so that the air flow is directed to that portion.

フィン101を回転させるアクチュエータ機構の構成は、第1の実施形態における図2の構成と同様である。
図9は、図1および図2の構成を有する第2の実施形態の制御動作を示すフローチャートである。この制御動作は、制御部103内の特には図示しないCPUが特には図示しないメモリに記憶された制御プログラムを実行する動作として実現される。なお、図9のフローチャートの制御動作は、図7の全てのフィン101について、順次実行される。
The configuration of the actuator mechanism that rotates the fin 101 is the same as the configuration of FIG. 2 in the first embodiment.
FIG. 9 is a flowchart showing the control operation of the second embodiment having the configuration of FIGS. 1 and 2. This control operation is realized as an operation in which a CPU (not shown) in the control unit 103 executes a control program stored in a memory (not shown). The control operation of the flowchart of FIG. 9 is sequentially executed for all the fins 101 of FIG.

まず、制御部103は、サーモグラフィセンサ701によるサーモグラフィ画像の情報を取得する(ステップS901)。
次に、制御部103は、そのサーモグラフィ画像上で、最も高温な位置(P1)、最も低温な位置(P2)を同定し、それぞれの位置での温度(P1ではT1、P2ではT2)を取得する(ステップS902)。
First, the control unit 103 acquires information of a thermographic image by the thermographic sensor 701 (step S901).
Next, the control unit 103 identifies the highest temperature position (P1) and the lowest temperature position (P2) on the thermographic image, and obtains the temperature (T1 for P1 and T2 for P2) at each position. (Step S902).

次に、制御部103は、最も高温な位置P1の温度T1が高温閾値thmaxより高いか否かを判定する(ステップS903)。
T1>thmax であってステップS903の判定がYESならば、制御部103は、ペルチェ素子105を冷房に設定する(ステップS904)。
Next, the control unit 103 determines whether or not the temperature T1 at the hottest position P1 is higher than the high temperature threshold thmax (step S903).
If T1> thmax and the determination in step S903 is YES, the control unit 103 sets the Peltier element 105 to cooling (step S904).

そして、制御部103は、フィン101を、最も高温な位置P1に向くように回転させる。この制御処理は、第1の実施形態における図6のステップS604からS607の処理と同様である。   And the control part 103 rotates the fin 101 so that it may face the hottest position P1. This control process is the same as the process of steps S604 to S607 in FIG. 6 in the first embodiment.

回転が終了したら、制御部103は、ステップS901の処理に戻る。
T1>thmax が成立せずステップS903の判定がNOならば、制御部103は、最も低温な位置P2の温度T2が低温閾値thminより低いか否かを判定する(ステップS906)。
When the rotation ends, the control unit 103 returns to the process of step S901.
If T1> thmax is not satisfied and the determination in step S903 is NO, the control unit 103 determines whether the temperature T2 at the lowest temperature position P2 is lower than the low temperature threshold thmin (step S906).

T1<thmin であってステップS906の判定がYESならば、制御部103は、ペルチェ素子105を暖房に設定する(ステップS907)。
そして、制御部103は、フィン101を、最も低温な位置P2に向くように回転させる。この制御処理も、ステップS905と同様、第1の実施形態における図6のステップS604からS607の処理と同様である。
If T1 <thmin and the determination in step S906 is YES, the control unit 103 sets the Peltier element 105 to heating (step S907).
And the control part 103 rotates the fin 101 so that it may face the coldest position P2. This control process is also the same as the process of steps S604 to S607 in FIG. 6 in the first embodiment, similarly to step S905.

回転が終了したら、制御部103は、ステップS901の処理に戻る。
T1<thmin が成立せずステップS906の判定がNOの場合も、制御部103は、ステップS901の処理に戻る。
When the rotation ends, the control unit 103 returns to the process of step S901.
Even when T1 <thmin is not satisfied and the determination in step S906 is NO, the control unit 103 returns to the process in step S901.

なお、図9のフローチャートの制御動作は、例えば車両のイグニッションオフなどを契機とするプログラム割込みにより終了する(ステップS909)。
以上の第2の実施形態の制御処理により、フィン101の近傍にサーモグラフィセンサ701を設置するという簡単な構成により、第1の実施形態の場合と同様に、フィン101を電池104内の温度が高い(または低い)領域に正確に向けることが可能となり、これによりその領域を適切に冷房(または暖房)することが可能となる。
Note that the control operation in the flowchart of FIG. 9 ends with a program interrupt triggered by, for example, turning off the ignition of the vehicle (step S909).
With the above-described control process of the second embodiment, the temperature of the fin 101 in the battery 104 is high as in the case of the first embodiment by a simple configuration in which the thermographic sensor 701 is installed in the vicinity of the fin 101. It is possible to accurately aim at (or low) areas, which allows the area to be properly cooled (or heated).

101 フィン
102 センサ
103 制御部
104 電池
105 ペルチェ素子
106 ファン
201 D/A変換器
202 モータ
203 ギア群
204 エンコーダ
301、401 温度が高い領域
402 傾きの軸
701 サーモグラフィセンサ
801 サーモグラフィ画像
802 最も温度が高い部分
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Fin 102 Sensor 103 Control part 104 Battery 105 Peltier element 106 Fan 201 D / A converter 202 Motor 203 Gear group 204 Encoder 301, 401 High temperature area 402 Inclination axis 701 Thermography sensor 801 Thermography image 802 The highest temperature part

Claims (6)

熱源により温度調整された空気をファンを使って送風することにより電池の温度を調整する装置であって、
前記ファンから前記電池に送風される空気の流路上に設置され、前記空気の流動方向を変更可能なフィンと、
前記フィンに近接して設置され、前記電池の温度が高い部分を検出するセンサと、
前記センサが検出する温度に基づいて前記空気の流動が前記電池の温度が高い部分に向かうように前記フィンに対して前記空気の流動方向を変更させる制御部と、
を備えることを特徴とする電池温調装置。
A device that adjusts the temperature of the battery by blowing air that has been temperature adjusted by a heat source using a fan,
A fin installed on a flow path of air blown from the fan to the battery and capable of changing a flow direction of the air;
A sensor that is installed close to the fin and detects a portion of the battery having a high temperature;
A control unit that changes the flow direction of the air with respect to the fin so that the flow of the air is directed toward a portion where the temperature of the battery is high based on a temperature detected by the sensor;
A battery temperature control device comprising:
前記センサは、前記フィン上の前記空気の流動が接する上下2面にそれぞれ近接して設置され、
前記制御部は、前記上下2面に対応する各センサが検出する温度が等しくなるように、前記フィンの方向を回転させる、
ことを特徴とする請求項1に記載の電池温調装置。
The sensors are installed close to two upper and lower surfaces where the air flow on the fin contacts,
The control unit rotates the direction of the fin so that the temperatures detected by the sensors corresponding to the upper and lower two surfaces are equal.
The battery temperature control apparatus according to claim 1, wherein
前記センサは、複数のフィンのうちの所定のフィンに設置され、
前記制御部は、前記所定のフィンのそれぞれに対して、該所定のフィンの上下2面に対応する各センサが検出する温度が等しくなるように、該所定のフィンおよび前記センサが設置されている該所定のフィンの近傍のフィンの方向を共通に回転させる、
ことを特徴とする請求項2に記載の電池温調装置。
The sensor is installed on a predetermined fin among the plurality of fins,
The control unit is provided with the predetermined fin and the sensor such that the temperature detected by each sensor corresponding to the upper and lower surfaces of the predetermined fin is equal to each of the predetermined fin. Rotating the direction of the fins in the vicinity of the predetermined fin in common,
The battery temperature control apparatus according to claim 2, wherein:
前記センサは、前記フィンに近接する前記空気の流路上に設置され、前記電池の温度分布を検出するサーモグラフィセンサであり、
前記制御部は、前記サーモグラフィセンサが検出する温度分布に基づいて、前記フィンの方向を回転させる、
ことを特徴とする請求項1に記載の電池温調装置。
The sensor is a thermographic sensor that is installed on the air flow path close to the fin and detects the temperature distribution of the battery,
The control unit rotates the direction of the fin based on a temperature distribution detected by the thermographic sensor.
The battery temperature control apparatus according to claim 1, wherein
前記制御部は、前記サーモグラフィセンサが検出する温度分布中の最も温度が高い部分または最も温度が低い部分に前記空気の流動が向くように、前記フィンの方向を回転させる、
ことを特徴とする請求項4に記載の電池温調装置。
The control unit rotates the direction of the fins so that the flow of the air is directed to the highest temperature portion or the lowest temperature portion in the temperature distribution detected by the thermographic sensor.
The battery temperature control apparatus according to claim 4, wherein
前記制御部は、前記サーモグラフィセンサが検出する温度分布中の最も温度が高い部分が第1の温度閾値を上回っていた場合に前記熱源を冷房に設定し、該温度分布中の最も温度が低い部分が第2の温度閾値を下回っていた場合に前記熱源を暖房に設定する、
ことを特徴とする請求項5に記載の電池温調装置。
The control unit sets the heat source to cooling when the highest temperature portion in the temperature distribution detected by the thermography sensor exceeds the first temperature threshold, and the lowest temperature portion in the temperature distribution. Sets the heat source to heating when is below a second temperature threshold;
The battery temperature control apparatus according to claim 5, wherein
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