JP2014026814A - Power supply temperature adjusting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、充放電可能な電池パックおよび電池パックを充電する充電器を具備する電源ユニットの温度を調整する電源温度調整装置に関する。 The present invention relates to a power supply temperature adjusting device for adjusting the temperature of a power supply unit including a chargeable / dischargeable battery pack and a charger for charging the battery pack.
従来、車両に搭載された電池パックおよび充電器で構成される電源ユニットの温度を調整する電源温度調整装置として、充電器により電池パックを充電している際に、充電器にて生ずる熱により電池パックを昇温させるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, as a power supply temperature adjustment device for adjusting the temperature of a power supply unit composed of a battery pack and a charger mounted on a vehicle, when the battery pack is charged by the charger, the battery is generated by the heat generated in the charger. Some have been proposed that raise the temperature of the pack (see, for example, Patent Document 1).
この特許文献1には、電池パックおよび充電器を冷却水が循環する循環回路の途中に配置し、充電器により電池パックを充電している際に、電池パックの暖機要求があると、充電器の熱により昇温した冷却水を電池パックに流通させることで、電池パックの暖機を行う構成が開示されている。
In
しかしながら、特許文献1の如く、電池パックおよび充電器それぞれを冷却水が循環する循環回路の途中に配置する構成とすると、電池パックの温度調整が要求されるシーンと充電器の温度調整が要求されるシーンとが異なる場合に、電池パックおよび充電器それぞれを適切な温度に調整することができないといった問題がある。
However, as in
例えば、充電器により電池パックを充電している際に、電池パックの暖機要求がない場合、循環回路において冷却水が循環せず、充電器の冷却ができなくなることから、過熱により充電器に故障等の不具合が生ずる虞がある。 For example, when the battery pack is being charged by the charger, if there is no request for warming up the battery pack, the cooling water does not circulate in the circulation circuit, and the charger cannot be cooled. There is a risk of malfunction such as failure.
一方、充電器により組電池を充電している際に、電池パックの暖機要求がない場合において、循環回路に冷却水を循環させることも考えられるが、この場合、組電池の温度が適温以下に低下してしまう虞がある。 On the other hand, when charging the assembled battery with the charger, if there is no request for warming up the battery pack, it may be possible to circulate the cooling water in the circulation circuit. In this case, the temperature of the assembled battery is less than the appropriate temperature. May decrease.
さらに、特許文献1の如く、電池パックおよび充電器それぞれを冷却水にて温度調整する冷却水式の構成とすると、充電器内部や電池パック内部に冷却水を循環させるための配管等を設置する必要があり、電源温度調整装置のシステム構成が複雑化するといった問題がある。
Further, as in
これに対して、車室外空気を温度調整して電池パック内部に導入する空気式の構成を採用してシステム構成の簡素化を図ることも考えられるが、単に空気式の構成を採用すると、車室外空気を介して水分や埃など異物が電池パック内部に混入し、電池パックに障害が生ずる虞がある。 On the other hand, it is conceivable to simplify the system configuration by adopting a pneumatic configuration in which the temperature outside the passenger compartment is adjusted and introduced into the battery pack, but if simply adopting the pneumatic configuration, There is a risk that foreign matter such as moisture and dust may enter the inside of the battery pack through the outdoor air, and the battery pack may be damaged.
本発明は上記点に鑑みて、簡素な構成で、電池パック内部への異物混入を防止しつつ、電池パックおよび充電器それぞれを適切に温度調整可能な電源温度調整装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a power supply temperature adjustment device capable of appropriately adjusting the temperature of each of a battery pack and a charger with a simple configuration while preventing foreign matter from entering the battery pack. To do.
本発明は、充放電可能な電池パック(2)、および外部電源からの給電により電池パックを充電する充電器(3)を具備する車載電源ユニットの温度を調整する電源温度調整装置を対象としている。 The present invention is directed to a power supply temperature adjustment device that adjusts the temperature of an in-vehicle power supply unit that includes a battery pack (2) that can be charged and discharged and a charger (3) that charges the battery pack by feeding from an external power supply. .
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、電池パックを収容する電池ケース(21)と、電池ケース内へ空気を送風する電池用送風手段(23)と、電池用送風手段から送風された空気を電池ケースへ導くと共に、電池ケースから排出された空気を電池用送風手段の空気吸入側へ導く空気循環ダクト(22、24)と、充電器(3)を収容する充電ケース(31)と、充電ケース内へ車室外空気を導く外気導入ダクト(32)と、充電ケース内に設けられ、車室外空気と充電器との間の熱交換を促進する第1熱交換促進手段(3a)と、空気循環ダクト内に設けられ、空気循環ダクト内の空気と充電器との間の熱交換を促進する第2熱交換促進手段(3b)と、を備える。そして、空気循環ダクトは、電池用送風手段から送風された空気を第2熱交換促進手段を介して電池ケースへ導く第1空気流路(241)、および電池用送風手段から送風された空気を第2熱交換促進手段を迂回して電池ケースへ導く第2空気流路(242)が形成され、電池用送風手段から送風された空気の空気流路を第1空気流路、および第2空気流路に切り替える流路切替手段(243、244)が設けられていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the battery case (21) for housing the battery pack, the battery air blowing means (23) for blowing air into the battery case, and the battery air blowing means An air circulation duct (22, 24) that guides the blown air to the battery case and guides the air discharged from the battery case to the air suction side of the battery blowing means, and a charging case that houses the charger (3) ( 31), an outside air introduction duct (32) for guiding outside air into the charging case, and first heat exchange promoting means provided in the charging case to promote heat exchange between the outside air and the charger ( 3a) and second heat exchange promoting means (3b) provided in the air circulation duct and promoting heat exchange between the air in the air circulation duct and the charger. The air circulation duct is configured to guide the air blown from the battery blowing means to the battery case through the second heat exchange promoting means, and the air blown from the battery blowing means. A second air flow path (242) that bypasses the second heat exchange promoting means and leads to the battery case is formed, and the air flow path of the air blown from the battery blowing means is the first air flow path and the second air flow. A flow path switching means (243, 244) for switching to a flow path is provided.
このように、電池パックを空気で温度調整すると共に、空気循環ダクトにより電池ケースへの送風空気を循環させる構成とし、充電ケース内および空気循環ダクト内に第1、第2熱交換促進手段を配置する構成とすれば、第1、第2熱交換促進手段を介して、車室外空気および充電器と、電池パックの温度を調整する空気とを間接的に熱交換させることができ、簡易な構成で電池パック内部への異物混入を防止可能となる。 As described above, the temperature of the battery pack is adjusted with air, and the blown air to the battery case is circulated by the air circulation duct, and the first and second heat exchange promoting means are arranged in the charging case and the air circulation duct. With this configuration, it is possible to indirectly exchange heat between the outside air and the charger and the air for adjusting the temperature of the battery pack via the first and second heat exchange promoting means, and a simple configuration. This makes it possible to prevent foreign matter from entering the battery pack.
これに加えて、空気循環ダクト内部に、第2熱交換促進手段を介して空気が流通する第1空気流路、および第2熱交換促進手段を迂回して空気が流通する第2空気流路を形成すると共に、各空気流路を切り替え可能な構成とすれば、各空気流路の切り替えによって、電池パックおよび充電器それぞれを個別に温度調整することが可能となる。 In addition to this, a first air flow path through which air flows through the second heat exchange promoting means and a second air flow path through which air flows around the second heat exchange promoting means inside the air circulation duct. If each air flow path is switchable, the battery pack and the charger can be individually adjusted in temperature by switching each air flow path.
従って、本発明によれば、簡素な構成で、電池パック内部への異物混入を防止しつつ、電池パックおよび充電器それぞれを適切に温度調整可能な電源温度調整装置を実現することができる。 Therefore, according to the present invention, it is possible to realize a power supply temperature adjustment device that can appropriately adjust the temperature of each of the battery pack and the charger while preventing foreign matter from entering the inside of the battery pack with a simple configuration.
また、請求項1に記載の発明では、請求項2に記載の電源温度調整装置において、空気循環ダクトおよび充電ケースは、互いに隣接して配置され、第1熱交換促進手段および第2熱交換促進手段それぞれは、充電器に一体に設けられた一対の放熱フィン(3a、3b)で構成され、第1熱交換促進手段を構成する第1放熱フィン(3a)は、充電ケース内の空気に晒されるように配置され、第2熱交換促進手段を構成する第2放熱フィン(3b)は、空気循環ダクト内の空気に晒されるように配置されていることを特徴としている。 Further, in the first aspect of the present invention, in the power source temperature adjusting device according to the second aspect, the air circulation duct and the charging case are disposed adjacent to each other, and the first heat exchange promoting means and the second heat exchange promoting means are provided. Each of the means is composed of a pair of heat radiation fins (3a, 3b) provided integrally with the charger, and the first heat radiation fin (3a) constituting the first heat exchange promoting means is exposed to the air in the charging case. The second heat dissipating fins (3b) that are arranged in such a way as to constitute the second heat exchange promoting means are arranged so as to be exposed to the air in the air circulation duct.
このように、充電器に一体に設けた一対の放熱フィンを介して、外気および充電器と、電池パックの温度を調整する空気とを間接的に熱交換させる構成とすれば、電源温度調整装置のシステム構成をより簡素な構成で実現することが可能となる。 Thus, if it is set as the structure which indirectly heat-exchanges outside air and a charger, and the air which adjusts the temperature of a battery pack via a pair of radiation fin integrally provided in the charger, a power supply temperature regulator This system configuration can be realized with a simpler configuration.
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。 In addition, the code | symbol in the parenthesis of each means described in this column and the claim shows an example of a correspondence relationship with the specific means described in the embodiment described later.
本発明の一実施形態に係る電源温度調整装置1について図面を用いて説明する。本実施形態の電源温度調整装置1は、走行駆動源を構成する電動モータ(図示略)に給電する電池パック2を外部電源(商用電源)からの給電によって充電可能な車両(例えば、プラグインハイブリッド自動車や電気自動車等)に適用される。
A power supply
まず、電源温度調整装置1の構成について図1、図2、図3を用いて説明する。本実施形態の電源温度調整装置1は、車両において、日射等によって温度変化が生じ難く、比較的低温となり易い車両のフロアパネルの下部に形成されたセンタトンネル100内部に配置されている。
First, the configuration of the power source temperature adjusting
電源温度調整装置1は、充放電可能な電池パック2、および外部電源(図示略)からの給電により電池パック2を充電する充電器3を具備する車載電源ユニットの温度を調整する装置である。
The power supply temperature adjusting
電池パック2は、走行駆動源を構成する電動モータへ電力を供給するものであり、充放電可能な二次電池(例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池)を複数直列又は並列に組み合わせた組電池として構成されている。
The
電池パック2は、各電池間に空気が流通する隙間を設けられた状態で、電池ケース21内に収容されている。この電池ケース21には、ケース内部に空気を導入する空気導入口21aが車両前方側に形成されると共に、ケース内部から空気を導出する空気導出口21bが車両後方側に形成されて、電池パック2の温度を調整するための空気が、ケース内部を流通するように構成されている。
The
電池ケース21の空気導出口21bは、第1接続ダクト22を介して電池用送風機23の空気吸入側に接続されている。この電池用送風機23は、電池ケース21における車両後方側の部位に隣接して配置されている。
The
電池用送風機23は、電池ケース21の空気導出口21bから排出された空気を吸引して、吸引した空気を、第2接続ダクト24を介して電池ケース21内部へ送風する電池用送風手段である。本実施形態の電池用送風機23は、遠心式送風ファンを電動モータにより回転駆動する電動送風機であって、後述する制御装置5によりその作動が制御される。
The
第1接続ダクト22は、電池ケース21の空気導出口21bから排出された空気を電池用送風機23の空気吸入側へ導くダクトである。また、第2接続ダクト24は、電池用送風機23から送風された空気を電池ケース21の空気導入口21aへ導くダクトである。各接続ダクト22、24は、電池ケース21から排出された空気を再び電池ケース21へ循環させる空気循環ダクトを構成している。なお、本実施形態の第2接続ダクト24は、車両前後方向に延びる構造となっており、車両後方側から車両前方側へと空気が流れるようになっている。
The
また、各接続ダクト22、24のうち、第2接続ダクト24には、その内部空間(空気流路)の一部に仕切部材24aが設けられており、当該仕切部材24aによって、内部空間が第1空気流路241と第2空気流路242に分割されている。
Of the
各空気流路241、242のうち、第1空気流路241には、後述する充電器3に一体に設けられた第2放熱フィン3bが配置されている。つまり、第1空気流路241は、電池用送風機23から送風された空気を、第2放熱フィン3bを介して電池ケース21へ導く空気流路を構成している。一方、第2空気流路242は、電池用送風機23から送風された空気を、第2放熱フィン3bを介さずに(第2放熱フィン3bを迂回して)電池ケース21へ導く空気流路を構成している。なお、第2放熱フィン3bの詳細については後述する。
Among the
また、第2接続ダクト24には、その内部の空気流路を第1空気流路241と第2空気流路242とで選択的に切り替える流路切替手段としての電池内部ドア243、244が設けられている。本実施形態の電池内部ドア243、244は、各空気流路241、242の空気流れ上流側および空気流れ下流側の双方に設けられている。各電池内部ドア243、244は、リンク機構(図示略)を介して単一の電動アクチュエータ(図示略)に連結されて、連動して回転操作される板ドアで構成されており、後述する制御装置5によりその作動が制御される。なお、電池内部ドア243、244は、板ドアに限らず、スライド式、ロータリ式、フィルム式等のドアを採用してもよい。
Also, the
続いて、充電器3について説明する。充電器3は、スイッチング素子(図示略)のオンオフにより、外部電源から給電された交流を直流に変換すると共に、変換した直流を所望の電圧に調整するスイッチング方式の整流・昇圧回路(AC−DCコンバータ)で構成されている。なお、充電器3を構成するスイッチング素子の作動は、後述する制御装置5により制御される。
Next, the
充電器3は、空気循環ダクトを構成する第2接続ダクト24に隣接配置された充電ケース31の内部に収容されている。この充電ケース31には、長手方向(車両前後方向)の両端部に開口部が形成されており、車両前方側の開口部に車室外空気(外気)を充電ケース31内へ導く外気導入ダクト32が接続され、車両後方側の開口部に充電ケース31を通過した空気を車両外部へ導く外気導出ダクト33が接続されている。
The
外気導入ダクト32は、車両前方の上方側から車両中央部の下方側へ延びる構造となっており、車両前方側から車両後方側へと空気が流れるようになっている。また、外気導出ダクト33は、車両中央部の下方側から車両後方の下方側へ延びる構造となっており、車両前方側から車両後方側へと空気が流れるようになっている。
The outside
外気導入ダクト32の空気流れ最上流部には、車両外部から外気を吸引して、充電ケース31内部へ送風する充電器用送風手段としての外気用送風機34が配置されている。外気用送風機34は、遠心式送風ファンを電動モータにより回転駆動する電動送風機であって、後述する制御装置5によりその作動が制御される。
At the most upstream part of the air flow in the outside
また、充電ケース31の内部には、ケース内部への外気の導入を許容する許容状態と許容しない遮断状態とに選択的に切り替える外気導入切替手段としての外気ドア311、312が設けられている。
Inside the charging
本実施形態の外気ドア311、312は、充電器3の空気流れ上流側および空気流れ下流側の双方に設けられている。各外気ドア311、312は、リンク機構(図示略)を介して単一の電動アクチュエータ(図示略)に連結されて、連動して回転操作される板ドアで構成されており、後述する制御装置5によりその作動が制御される。なお、外気ドア311、312は、板ドアに限らず、スライド式、ロータリ式、フィルム式等のドアを採用してもよい。
The
ここで、本実施形態の充電器3には、その上面側に第1放熱フィン3aが一体に設けられると共に、その下面側に第2放熱フィン3bが一体に設けられている。換言すれば、充電器3には、その上面側に第1放熱フィン3aが直接接触した状態で取り付けられており、その下面側に第2放熱フィン3bが直接接触した状態で取り付けられている。
Here, the
第1放熱フィン3aは、充電ケース31内の空気に晒されるように充電ケース31内に設けられ、充電ケース31内の空気と充電器3との間の熱交換を促進する第1熱交換促進手段を構成する。
The first
また、第2放熱フィン3bは、第2接続ダクト24内の空気に晒さらされるように第2接続ダクト24内に設けられ、充電器3と第2接続ダクト24内の空気との間の熱交換を促進する第2熱交換促進手段を構成する。本実施形態の第2放熱フィン3bは、充電ケース31の下面側を貫通して、第2接続ダクト24の第1空気流路241内に位置づけられている。
The
このように、充電ケース31内および第2接続ダクト24の第1空気流路241内に各放熱フィン3a、3bを配置することで、充電ケース31内の空気および充電器3と、第2接続ダクト24の第1空気流路241を流通する空気とを間接的に熱交換させることが可能となる。特に、本実施形態では、充電ケース31内を流れる空気の向き(車両前方側から後方側)と、第2接続ダクト24の第1空気流路241内を流れる空気の向き(車両後方側から前方側)とが対向する構造(対向流)としている。
In this way, by disposing the
このため、充電ケース31内を流れる空気と第1空気流路241内を流れる空気との温度差を確保して、充電ケース31内を流れる空気と第1空気流路241内を流れる空気との間の熱交換を効率的に行うことが可能となる。
For this reason, a temperature difference between the air flowing in the charging
次に、本実施形態の電気制御部について説明する。制御装置5は、CPU、ROM、EEPROM、RAM等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成され、ROM等の記憶手段に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、出力側に接続された各種制御機器の作動を制御する。
Next, the electric control unit of this embodiment will be described. The
制御装置5の入力側には、電池パック2の温度(電池温度)を検出する電池温度センサ5a、車室外空気(外気)の温度(外気温度)を検出する外気温度センサ5b等が接続されている。さらに、制御装置5は、通信線を介して、車両各種制御装置と通信可能に構成されている。
A
一方、制御装置5の出力側には、電池用送風機23、電池内部ドア243、244の電動アクチュエータ、充電器3のスイッチング素子、外気用送風機34、外気ドア311、312の電動アクチュエータ等が接続されている。
On the other hand, the
なお、本実施形態では、制御装置5における電池用送風機23の作動を制御する構成が、電池用送風能力制御手段を構成し、外気用送風機34の作動を制御する構成が、充電用送風能力制御手段を構成する。また、制御装置5における電池内部ドア243、244の作動を制御する構成が、流路切替制御手段を構成し、外気ドア311、312の作動を制御する構成が、外気導入切替制御手段を構成する。さらに、制御装置5における充電器3のスイッチング素子の作動を制御する構成が、充電器3の発熱量を制御する発熱量制御手段を構成する。
In the present embodiment, the configuration for controlling the operation of the
次に、本実施形態の電源温度調整装置1の作動について説明する。本実施形態の電源温度調整装置1は、車両駐停車中において電池パック2を充電している際に電池パック2および充電器3の温度を調整する充電モードと、車両走行時に電池パック2の温度を調整する走行モードに切り替え可能となっている。以下、各モードにおける作動を説明する。
Next, the operation of the power supply
(A)充電モード
充電モードは、車両駐停車中において、充電器3により電池パック2の充電が行われている際に制御装置5によって実行される。なお、車両駐停車中であっても、充電器3により電池パック2の充電が行われていない場合、電池パック2および充電器3の温度調整が不要であることから、電源温度調整装置1は作動しない。
(A) Charging mode The charging mode is executed by the
充電モードでは、制御装置5が、電池温度センサ5aから取得した電池温度に応じて、現在の電池状態が、電池パック2に熱を与えたくない状態、および電池パック2を暖機したい状態であるかを判定する。例えば、制御装置5は、電池パック2の電池温度が10℃以上である場合に、電池パック2に熱を与えたくない状態と判定し、電池パック2の電池温度が5℃以下である場合に、電池パック2を暖機したい状態(暖機要求あり)と判定する。
In the charging mode, according to the battery temperature acquired from the
本実施形態の制御装置5は、電池状態判定の結果に応じて、第1、第2充電モードを実行する。以下、各充電モードについて説明する。
The
(A−1)第1充電モード
第1充電モードは、電池状態が電池パック2に熱を与えたくない状態と判定された場合に実行される。電池状態が電池パック2に熱を与えたくない状態と判定された場合、電池パック2の暖機を行わずに充電器3だけを冷却する必要がある。このため、図4に示すように、制御装置5が、外気に充電器3の熱が放熱されるように、各種制御機器の作動を制御する。
(A-1) First Charging Mode The first charging mode is executed when it is determined that the battery state does not want to give heat to the
具体的には、制御装置5は、図5に示すように、電池用送風機23の作動を停止(オフ)し、外気用送風機34の作動を開始(オン)する。また、第2接続ダクト24における第1空気流路241が閉鎖され、第2空気流路242が開放されるように、電池内部ドア243、244を制御する。さらに、充電ケース31内への外気を許容する許容状態となるように外気ドア311、312を制御する。
Specifically, as shown in FIG. 5, the
これにより、図6に示すように、外気用送風機34から送風された空気が、太線矢印で示すように、外気導入ダクト32→充電ケース31→外気導出ダクト33→車両外部へと流れる。
As a result, as shown in FIG. 6, the air blown from the
この際、充電器3の熱が、第1放熱フィン3aを介して充電ケース31内を流れる空気に直接放熱されるので、充電器3を冷却することができる。また、第2接続ダクト24の第1空気流路241が閉鎖されているので、充電器3の熱は、第2放熱フィン3bを介して電池パック2の温度を調整する空気に放熱されない。
At this time, the heat of the
以上の如く、充電器3により電池パック2の充電が行われている際に、電池パック2の暖機要求がない場合、電池パック2を昇温させることなく、充電器3を冷却することができる。
As described above, when the
(A−2)第2充電モード
第2充電モードは、電池状態が電池パック2を暖機したい状態と判定された場合に実行される。電池状態が電池パック2を暖機したい状態と判定された場合、電池パック2の暖機と充電器3の冷却を両立する必要がある。このため、図4に示すように、制御装置5が、間接的に充電器3の熱が電池パック2に放熱されるように、各種制御機器の作動を制御する。
(A-2) Second Charging Mode The second charging mode is executed when it is determined that the battery state is a state in which the
具体的には、制御装置5は、図5に示すように、電池用送風機23の作動を開始(オン)し、外気用送風機34の作動を停止(オフ)する。また、第2接続ダクト24における第1空気流路241が開放され、第2空気流路242が閉鎖されるように、電池内部ドア243、244を制御すると共に、充電ケース31内への外気を許容しない遮断状態となるように外気ドア311、312を制御する。
Specifically, as shown in FIG. 5, the
さらに、本実施形態の制御装置5は、電池パック2の電池温度が低下するにつれて、充電器3の充電効率が悪化するようにスイッチング素子の作動を制御することで、充電器3の発熱量を増大させる。つまり、本実施形態では、充電器3におけるスイッチング素子を、充電器3の発熱量を変更する発熱量変更手段として機能させる。
Furthermore, the
具体的には、制御装置5にて、意図的に充電器3のスイッチング素子に入力される駆動周波数またはDuty比を増大させ、スイッチング素子を発熱させることで、充電器3の発熱量を増大させればよい。
Specifically, the
例えば、図7に示すように、電池パック2の電池温度が低中温域となる場合には、電池パック2の暖機要求の優先度合いが低いと判断できるので、充電効率を優先し、充電器3の発熱量を抑える。そして、電池パック2の電池温度が低中温域よりも低い低温域となる場合には、電池温度が低中温域となる場合に比べて、充電効率を低下させて、充電器3の発熱量を増加させる。さらに、電池パック2の電池温度が低温域よりも低い極低温域となる場合には、電池温度が低温域となる場合に比べて、充電効率を低下させて、充電器3の発熱量を増加させる。
For example, as shown in FIG. 7, when the battery temperature of the
これにより、図8に示すように、電池用送風機23から送風された空気が、太線矢印で示すように、第2接続ダクト24の第1空気流路241→電池ケース21→第1接続ダクト22へと流れ、電池用送風機23に吸引される。
As a result, as shown in FIG. 8, the air blown from the
この際、第2接続ダクト24の第1空気流路241が開放されており、充電器3の熱が、第2放熱フィン3bを介して第1空気流路241を流れる空気に間接的に放熱されるので、充電器3を冷却することができる。そして、充電器3の熱によって昇温した空気の熱が、電池ケース内の電池パック2に放熱されるので、電池パック2の暖機を行うことができる。
At this time, the first
また、外気ドア311、312により充電ケース31への外気の導入が遮断されていることから、第1放熱フィン3aを介した充電器3と充電ケース内の空気との熱交換が抑制される。このため、充電器3の熱を電池パック2の暖機に効率よく利用することが可能となる。
Further, since the introduction of outside air into the charging
以上の如く、充電器3により電池パック2の充電が行われている際に、電池パック2の暖機要求がある場合、既存の車載機器である充電器3から間接的に受熱した送風空気を電池パック2へ導くことで、充電器3を冷却しつつ、充電器3にて発生する熱を利用して電池パック2の暖機を行うことができる。
As described above, when the
さらに、電池パック2の電池温度が低下するにつれて、充電器3の発熱量を増大させる構成としているので、電池パック2の暖機を効率的に行うことができる。
Furthermore, since it is set as the structure which increases the emitted-heat amount of the
(B)走行モード
次に、走行モードについて説明する。走行モードは、車両走行中に制御装置5によって実行される。
(B) Travel Mode Next, the travel mode will be described. The traveling mode is executed by the
走行モードでは、制御装置5が、電池パック2の電池温度に応じて、現在の電池状態が、電池パック2に熱を与えたくない状態(電池パック2を冷却したい状態)、および電池パック2を暖機したい状態であるかを判定する。例えば、制御装置5は、電池パック2の電池温度が30℃以上である場合に、電池パック2を冷却したい状態(冷却要求あり)と判定し、電池パック2の電池温度が5℃以下である場合に、電池パック2を暖機したい状態(暖機要求あり)と判定する。
In the travel mode, the
さらに、走行モードでは、制御装置5が、電池パック2の電池温度、および外気温度センサ5bから取得した外気温度を比較し、外気から吸熱可能であるか、または、外気へ放熱可能であるかを判定する。
Further, in the traveling mode, the
本実施形態の制御装置5は、これら温度判定の結果に応じて、第1〜第4走行モードを実行する。以下、各走行モードについて説明する。
The
(B−1)第1走行モード
第1走行モードは、電池状態が電池パック2を冷却したい状態と判定され、かつ、電池温度が外気温度以上となる場合に実行される。電池状態が電池パック2を冷却したい状態と判定され、かつ、電池温度が外気温度以上となる場合、電池パック2の熱を外気へ放熱可能であることから、図4に示すように、制御装置5が、外気により電池パック2が間接的に冷却されるように、各種制御機器の作動を制御する。
(B-1) 1st driving mode A 1st driving mode is performed when it determines with a battery state being the state which wants to cool the
具体的には、制御装置5は、図9に示すように、電池用送風機23および外気用送風機34それぞれの作動を開始(オン)する。また、第2接続ダクト24における第1空気流路241が開放され、第2空気流路242が閉鎖されるように、電池内部ドア243、244を制御する。さらに、充電ケース31内への外気を許容する許容状態となるように外気ドア311、312を制御する。
Specifically, as shown in FIG. 9, the
これにより、図10に示すように、外気用送風機34から送風された空気が、太線矢印で示すように、外気導入ダクト32→充電ケース31→外気導出ダクト33→車両外部へと流れる。また、電池用送風機23から送風された空気が、太線矢印で示すように、第2接続ダクト24の第1空気流路241→電池ケース21→第1接続ダクト22へと流れ、電池用送風機23に吸引される。
As a result, as shown in FIG. 10, the air blown from the
この際、第1空気流路241を流通する空気の熱が、充電器3、および各放熱フィン3a、3bを介して充電ケース31を流通する外気に間接的に放熱され、電池ケース21に流入する空気の温度が低下することで、電池パック2の冷却を行うことができる。
At this time, the heat of the air flowing through the first
以上の如く、車両走行中に電池パック2の冷却要求がある場合に、電池温度が外気温度以上となると、電池パック2の熱を間接的に外気に放熱して、電池パック2の冷却を行うことができる。
As described above, when there is a request for cooling the
(B−2)第2走行モード
第2走行モードは、電池状態が電池パック2を冷却したい状態と判定され、かつ、電池温度が外気温度より低い場合に実行される。電池状態が電池パック2を冷却したい状態と判定され、かつ、電池温度が外気温度より低い場合、外気の熱により電池パック2が昇温してしまう可能性があることから、図4に示すように、制御装置5が、電池パック2が外気から断熱されるように、各種制御機器の作動を制御する。
(B-2) Second Travel Mode The second travel mode is executed when the battery state is determined to be a state in which the
具体的には、制御装置5は、図9に示すように、電池用送風機23および外気用送風機34それぞれの作動を停止(オフ)する。また、制御装置5は、第2接続ダクト24における第1空気流路241が遮断され、第2空気流路242が開放されるように、電池内部ドア243、244を制御する。なお、制御装置5は、外気ドア311、312について特に制御せず、以前の状態に維持する。
Specifically, as shown in FIG. 9, the
これによれば、図11に示すように、第2接続ダクト24の第1空気流路241が閉鎖されているので、電池パック2は、外気から断熱された状態となる。これにより、外気の熱は、第2放熱フィン3bを介して電池パック2の温度を調整する空気に放熱されない。
According to this, as shown in FIG. 11, since the first
以上の如く、車両走行中に電池パック2の冷却要求がある場合に、電池温度が外気温度よりも低いと、電池パック2を外気から断熱して、外気と電池パック2との不必要な熱交換を抑制することができる。
As described above, when there is a cooling request for the
(B−3)第3走行モード
第3走行モードは、電池状態が電池パック2を暖機したい状態と判定され、かつ、電池温度が外気温度以上となる場合に実行される。電池状態が電池パック2を暖機したい状態と判定され、かつ、電池温度が外気温度以上となる場合、電池パック2の熱が外気に放熱される可能性があることから、図4に示すように、制御装置5が、電池パック2が外気から断熱されるように、各種制御機器の作動を制御する。
(B-3) Third Travel Mode The third travel mode is executed when the battery state is determined to be a state in which the
具体的には、制御装置5は、図9に示すように、電池用送風機23および外気用送風機34それぞれの作動を停止(オフ)する。また、制御装置5は、第2接続ダクト24における第1空気流路241が遮断され、第2空気流路242が開放されるように、電池内部ドア243、244を制御する。なお、制御装置5は、外気ドア311、312について特に制御せず、以前の状態に維持する。
Specifically, as shown in FIG. 9, the
これによれば、図11に示すように、第2接続ダクト24の第1空気流路241が閉鎖されているので、電池パック2は、外気から断熱された状態となる。これにより、電池パック2の熱は、各放熱フィン3a、3bを介して外気に放熱されない。
According to this, as shown in FIG. 11, since the first
以上の如く、車両走行中に電池パック2の暖機要求がある場合に、電池温度が外気温度以上となると、電池パック2を外気から断熱して、外気と電池パック2との不必要な熱交換を抑制することができる。
As described above, when there is a request to warm up the
(B−4)第4走行モード
第4走行モードは、電池状態が電池パック2を暖機したい状態と判定され、かつ、電池温度が外気温度よりも低い場合に実行される。電池状態が電池パック2を暖機したい状態と判定され、かつ、電池温度が外気温度よりも低い場合、外気の熱を利用して電池パック2を暖機可能であることから、図4に示すように、制御装置5が、外気により電池パック2が間接的に暖機されるように、各種制御機器の作動を制御する。
(B-4) Fourth Travel Mode The fourth travel mode is executed when the battery state is determined to be a state where the
具体的には、制御装置5は、図9に示すように、電池用送風機23および外気用送風機34それぞれの作動を開始(オン)する。また、第2接続ダクト24における第1空気流路241が開放され、第2空気流路242が閉鎖されるように、電池内部ドア243、244を制御する。さらに、充電ケース31内への外気を許容する許容状態となるように外気ドア311、312を制御する。
Specifically, as shown in FIG. 9, the
これにより、外気用送風機34から送風された空気、および電池用送風機23から送風された空気が、図10の太線矢印で示すように流れる。
As a result, the air blown from the
この際、充電ケース31を流通する空気の熱が、充電器3、および各放熱フィン3a、3bを介して第2接続ダクト24の第1空気流路241を流通する空気に間接的に放熱され、電池ケース21に流入する空気が昇温することで、電池パック2の暖機を行うことができる。
At this time, the heat of the air flowing through the charging
以上の如く、車両走行中に電池パック2の暖機要求がある場合に、電池温度が外気温度より低いと、外気の熱を間接的に電池パック2に放熱して、電池パック2の暖機を行うことができる。
As described above, when there is a request to warm up the
以上説明した本実施形態では、電池パック2を空気で温度調整すると共に、各接続ダクト22、24により電池ケース21への送風空気を循環させる構成とし、さらに、充電ケース31内および空気循環ダクト内(第2接続ダクト24内)に各放熱フィン3a、3bを配置する構成としている。これによれば、各放熱フィン3a、3bを介して、外気および充電器3と、電池パック2の温度を調整する空気とを間接的に熱交換させることができ、簡易な構成で電池パック2内部への異物混入を防止可能となる。
In the present embodiment described above, the temperature of the
これに加えて、第2接続ダクト24内部に、第2放熱フィン3bを介して空気が流通する第1空気流路241、および第2放熱フィン3bを迂回して空気が流通する第2空気流路242を形成すると共に、各空気流路241、242を切り替え可能な構成を採用している。これにより、各空気流路241、242の切り替えによって、電池パック2および充電器3それぞれを個別に温度調整することが可能となる。
In addition to this, the first
従って、本実施形態の電源温度調整装置1によれば、簡素な構成で、電池パック2内部への異物混入を防止しつつ、電池パック2および充電器3それぞれを適切に温度調整することができる。
Therefore, according to the power source
さらに、本実施形態の如く、充電器3に一体に設けた一対の放熱フィン3a、3bを介して、外気および充電器3と、電池パック2の温度を調整する空気とを間接的に熱交換させる構成とすれば、電源温度調整装置1のシステム構成をより簡素な構成で実現することが可能となる。
Further, as in the present embodiment, heat exchange between the outside air and the
(他の実施形態)
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲を逸脱しない限り、当業者が有する知識により適宜変更することができる。例えば、以下のように種々変形可能である。
(Other embodiments)
The embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to this, and can be appropriately changed according to the knowledge possessed by those skilled in the art without departing from the scope described in each claim. For example, various modifications are possible as follows.
(1)上述の実施形態では、電源温度調整装置1の簡素化を図るために、各放熱フィン3a、3bを充電器3と一体に構成する例について説明したが、これに限定されない。各放熱フィン3a、3bは、充電器3と熱的に接触してそれぞれの機能を発揮できる形態であれば、充電器3と別体で構成してもよい。
(1) In the above-described embodiment, in order to simplify the power supply
(2)上述の実施形態の如く、制御装置5にて各充電モードおよび各走行モードの全てを実行する構成とすることが望ましいが、これに限定されず、各充電モードおよび各走行モードの全てではなく一部を実行する構成としてもよい。
(2) As in the above-described embodiment, it is desirable that the
例えば、制御装置5にて、各充電モードおよび各走行モードのうち一方のモードだけを実行する構成としたり、電池パック2の暖機および冷却の一方に特化したモードだけを実行する構成としたりしてもよい。
For example, the
(3)上述の実施形態では、電池内部ドア243、244を空気流れ上流側および下流側の双方に設ける例について説明したが、これに限らず、いずれか一方に設ける構成としてもよい。
(3) In the above-described embodiment, the example in which the battery
(4)上述の実施形態では、外気ドア311、312を空気流れ上流側および下流側の双方に設ける例について説明したが、これに限らず、いずれか一方に設ける構成としてもよい。さらに、上述の実施形態の如く、外気と電池パック2との不必要な熱交換を抑制するために、外気ドア311、312を設けることが好ましいが、外気ドア311、312を廃した構成としてもよい。
(4) In the above-described embodiment, the example in which the
(5)上述の実施形態の如く、外気用送風機34によって、充電ケース31内部へ外気を送風する構成が好ましいが、これに限定されない。例えば、車両走行中においては、走行風(ラム圧)により充電ケース31内部へ外気を導入可能であり、車両駐停車中においても、充電ケース31内部と車両外部との温度差による自然対流によって、充電ケース31内部の空気の入れ替えが可能であることから、外気用送風機34を廃した構成としてもよい。
(5) Although the configuration in which the outside air is blown into the charging
(6)上述の実施形態の如く、電池パック2の暖機を目的とした第2充電モードを実行する際に、電池温度に応じて、充電器3の発熱量を変更することが望ましいが、これに限らず、例えば、充電器3の発熱量を変更しないようにしてもよい。
(6) As in the above-described embodiment, when executing the second charging mode for the purpose of warming up the
(7)上述の実施形態では、電源温度調整装置1をセンタトンネル100内部に配置する例について説明したが、これに限らず、車両における他の部位に電源温度調整装置1を配置してもよい。
(7) In the above-described embodiment, the example in which the power supply
(8)上述の実施形態では、仕切部材24aにより、第2接続ダクト24内の空気流路を第1、第2空気流路241、242に分割する例について説明したが、これに限定されない。例えば、第2接続ダクト24を2つのダクトで構成し、各ダクトの一方に第1空気流路241を形成し、他方に第2空気流路242を形成するようにしてもよい。
(8) In the above-described embodiment, the example in which the air flow path in the
(9)上述の実施形態の如く、充電ケース31内を流れる空気の向きと、第2接続ダクト24の第1空気流路241内を流れる空気の向きとが対向する構造(対向流)とすることが望ましいが、これに限定されない。例えば、充電ケース31内を流れる空気の向きと、第2接続ダクト24の第1空気流路241内を流れる空気の向きとが平行となる構造(平行流)や、交差するような構造(交差流)としてもよい。
(9) Like the above-mentioned embodiment, it is set as the structure (opposite flow) which the direction of the air which flows through the inside of the charging
(10)電源温度調整装置1の構成が複雑化しなければ、上述の実施形態において、電源温度調整装置1の構成要素として、電池パック2の温度調整を補助的に行う部材(例えば、ペルチェモジュール、冷凍サイクル等の放熱器や吸熱器)を追加してもよい。
(10) If the configuration of the power supply
1 電源温度調整装置
2 電池パック
21 電池ケース
22 第1接続ダクト(空気循環ダクト)
23 電池用送風機(電池用送風手段)
24 第2接続ダクト(空気循環ダクト)
241 第1空気流路
242 第2空気流路
243 第1電池内部ドア(流路切替手段)
244 第2電池内部ドア(流路切替手段)
3 充電器
3a 第1放熱フィン(第1熱交換促進手段)
3b 第2放熱フィン(第2熱交換促進手段)
31 充電ケース
32 外気導入ダクト
DESCRIPTION OF
23 Battery blower (Battery blower)
24 Second connection duct (air circulation duct)
241 1st
244 Second battery internal door (flow path switching means)
3
3b 2nd radiation fin (2nd heat exchange promotion means)
31
Claims (8)
前記電池パックを収容する電池ケース(21)と、
前記電池ケース内へ空気を送風する電池用送風手段(23)と、
前記電池用送風手段から送風された空気を前記電池ケースへ導くと共に、前記電池ケースから排出された空気を前記電池用送風手段の空気吸入側へ導く空気循環ダクト(22、24)と、
前記充電器(3)を収容する充電ケース(31)と、
前記充電ケース内へ車室外空気を導く外気導入ダクト(32)と、
前記充電ケース内に設けられ、前記車室外空気と前記充電器との間の熱交換を促進する第1熱交換促進手段(3a)と、
前記空気循環ダクト内に設けられ、前記空気循環ダクト内の空気と前記充電器との間の熱交換を促進する第2熱交換促進手段(3b)と、を備え、
前記空気循環ダクトは、前記電池用送風手段から送風された空気を前記第2熱交換促進手段を介して前記電池ケースへ導く第1空気流路(241)、および前記電池用送風手段から送風された空気を前記第2熱交換促進手段を迂回して前記電池ケースへ導く第2空気流路(242)が形成され、前記電池用送風手段から送風された空気の空気流路を前記第1空気流路、および前記第2空気流路に切り替える流路切替手段(243、244)が設けられていることを特徴とする電源温度調整装置。 A battery pack (2) that can be charged and discharged, and a power supply temperature adjustment device that adjusts the temperature of an in-vehicle power supply unit that includes a charger (3) that charges the battery pack by feeding power from an external power source while the vehicle is parked or stopped. There,
A battery case (21) for housing the battery pack;
Battery blowing means (23) for blowing air into the battery case;
An air circulation duct (22, 24) for guiding the air blown from the battery blowing means to the battery case and guiding the air discharged from the battery case to the air suction side of the battery blowing means;
A charging case (31) for housing the charger (3);
An outside air introduction duct (32) for guiding outside air into the charging case;
A first heat exchange facilitating means (3a) provided in the charging case and facilitating heat exchange between the outside air of the passenger compartment and the charger;
A second heat exchange facilitating means (3b) provided in the air circulation duct and promoting heat exchange between the air in the air circulation duct and the charger;
The air circulation duct is blown from the first air flow path (241) for guiding the air blown from the battery blowing means to the battery case via the second heat exchange promoting means, and from the battery blowing means. A second air flow path (242) for guiding the air to the battery case by bypassing the second heat exchange promoting means is formed, and the air flow path of the air blown from the battery blowing means is the first air A power supply temperature adjusting device, characterized in that a flow path switching means (243, 244) for switching to the flow path and the second air flow path is provided.
前記第1熱交換促進手段および前記第2熱交換促進手段それぞれは、前記充電器に一体に設けられた一対の放熱フィン(3a、3b)で構成され、
前記第1熱交換促進手段を構成する第1放熱フィン(3a)は、前記充電ケース内の空気に晒されるように配置され、
前記第2熱交換促進手段を構成する第2放熱フィン(3b)は、前記空気循環ダクト内の空気に晒されるように配置されていることを特徴とする請求項1に記載の電源温度調整装置。 The air circulation duct and the charging case are arranged adjacent to each other;
Each of the first heat exchange promoting means and the second heat exchange promoting means is composed of a pair of heat radiation fins (3a, 3b) provided integrally with the charger,
The first heat dissipating fin (3a) constituting the first heat exchange promoting means is disposed so as to be exposed to the air in the charging case,
2. The power source temperature adjustment device according to claim 1, wherein the second heat radiation fin (3 b) constituting the second heat exchange promoting means is disposed so as to be exposed to the air in the air circulation duct. .
車両の走行中において前記電池パックの暖機要求があり、かつ、前記電池パックの電池温度が前記車室外空気の温度より低い場合、前記流路切替手段が前記第1空気流路に切り替えると共に、前記電池用送風手段が前記第1空気流路を介して前記電池ケースへ空気を送風し、さらに、前記外気導入切替手段が前記許容状態に切り替えるように構成されていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載の電源温度調整装置。 Outside air introduction switching means (311, 312) for switching between an allowable state allowing the introduction of the outside air into the charging case and a non-permitted blocking state,
When there is a request for warming up of the battery pack during traveling of the vehicle and the battery temperature of the battery pack is lower than the temperature of the air outside the vehicle compartment, the flow path switching means switches to the first air flow path, The battery blowing means is configured to blow air to the battery case via the first air flow path, and further, the outside air introduction switching means is configured to switch to the allowable state. 5. The power supply temperature adjusting device according to any one of 1 to 4.
車両の走行中において前記電池パックの冷却要求があり、かつ、前記電池パックの電池温度が前記車室外空気の温度以上となる場合、前記流路切替手段が前記第1空気流路に切り替えると共に、前記電池用送風手段が前記第1空気流路を介して前記電池ケースへ空気を送風し、さらに、前記外気導入切替手段が前記許容状態に切り替えるように構成されていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載の電源温度調整装置。 Outside air introduction switching means (311, 312) for switching between an allowable state allowing the introduction of the outside air into the charging case and a non-permitted blocking state,
When there is a cooling request for the battery pack during traveling of the vehicle and the battery temperature of the battery pack is equal to or higher than the temperature of the outside air of the vehicle compartment, the flow path switching means switches to the first air flow path, The battery blowing means is configured to blow air to the battery case via the first air flow path, and further, the outside air introduction switching means is configured to switch to the allowable state. The power supply temperature adjusting device according to any one of 1 to 5.
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